JP2013112118A - 車両衝突判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度を安定して得ることができる車両衝突判定装置を提供する。
【解決手段】衝突時の衝撃を吸収する複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられたエクステンションフレーム１１１を有する車両１００に生じる音響帯域の高周波振動と、該音響帯域より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段（音響センサ１１及び加速度センサ１２）と、エクステンションフレーム１１１に設けられた複数の吸収領域Ａ１，Ａ２のうちの何れか１つの吸収領域が潰れることにより得られる高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいてエアバッグ２の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両衝突判定装置に関する。

一般的に、車両衝突時に乗員を保護するためのシステムとして、ＳＲＳ（Supplemental Restraint System）エアバッグシステムが知られている。このＳＲＳエアバッグシステムとは、車両の各部に設置された加速度センサから取得した加速度データを基に、車両衝突の発生を検知してエアバッグ等の乗員保護装置を起動するものである。

以下の特許文献１には、車両中央部に設置されたＳＲＳユニット（ＳＲＳエアバッグシステムを統括制御するＥＣＵ）内に設置されたユニットセンサに加えて、車両前部に設置された複数のフロントクラッシュセンサを備えるＳＲＳエアバッグシステムが開示されている。このシステムでは、ユニットセンサとフロントクラッシュセンサとから得られる加速度データに基づいて、前面衝突（正面衝突、オフセット衝突、斜突を含む）が発生したか否かの判定を行い、その判定結果に応じて乗員保護装置の起動制御を行っている。

また、近年では、音響センサを用いて衝突時の車体変形に起因して発生する衝撃音を検出し、その検出結果を基に衝突判定を行うＣＩＳＳ（Crash Impact Sound Sensing）技術の開発が進んでいる。以下の特許文献２には、バルク音波センサを用いて車両衝突時に車体要素（サイドメンバー）に発生するトランスバーサル方向のバルク音波の振れを検出し、その検出結果を基に衝突判定を行う技術が開示されている。

尚、上述した加速度センサ及び音響センサは、共に振動を検出する振動センサに属するものであるが、検出対象振動の周波数帯域が異なる。一般的に、加速度センサは、周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの低周波振動を検出して加速度データとして出力し、音響センサは、周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ（音響帯域）の高周波振動を検出して音響データとして出力する。

特開平１０−２８７２０３号公報 特表２００１−５１９２６８号公報

ところで、上述した特許文献１において、ユニットセンサに加えてフロントクラッシュセンサを用いるのは、車両の衝突モードが、乗員保護装置の起動が必要なモードであるのか、或いは、乗員保護装置の起動が不要なモードであるのかを迅速且つ正確に判定するためである。尚、乗員保護装置の起動が必要な衝突モードは、例えば高速オフセット衝突であり、乗員保護装置の起動が不要な衝突モードは、例えば低速オフセット衝突である。

具体的に、ユニットセンサは前面衝突時の車体変形が小さい車両中央部に設置されているため、衝突発生時点から衝突モードを正確に判別できる程の大きな差がセンサ出力に現れるまで長い時間（約４０ｍｓ以上）を要する。ここで、乗員保護の観点から、乗員保護装置の起動は衝突発生時点から２０〜３０ｍｓの間であることが理想とされているため、ユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、従来は、前面衝突時の車体変形が大きい車両前部にフロントクラッシュセンサを設けることで、迅速且つ正確な衝突判定を実現している。

フロントクラッシュセンサはシステムコストの上昇を招く要因となっているため、ＳＲＳユニットに内蔵されたユニットセンサのみで衝突判定を行うことが理想であるが、上記のようにユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、ユニットセンサとして加速度センサの代わりに音響センサを用いることで、フロントクラッシュセンサを不要とするシステムの構築が試みられている。音響センサから得られる音響データは、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、衝突モードの判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効であると考えられる。

しかしながら、衝突時に音響センサから得られる音響データは、自己の車両が損壊する音のみならず、衝突相手が関係する音（例えば、衝突時の打撃音や衝突相手が損壊する音）を含んだものである。ここで、衝突相手が関係する音の周波数成分や大きさは、衝突相手の構造や材質等に応じて大きく変化するため、衝突相手によって衝突判定精度が大きく変化するという問題があった。また、音響帯域の振動成分は、損壊した場所（車体衝突位置）からＳＲＳユニットに届くまでの区間で減衰しやすく、且つ車体の構造上の違いから減衰の度合いも異なるため、衝突判定精度が安定しないという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度を安定して得ることができる車両衝突判定装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両衝突判定装置は、衝突時の衝撃を吸収する複数の吸収領域が設けられた拡張フレームを有する車両に生じる音響帯域の高周波振動と、該音響帯域より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段と、前記拡張フレームに設けられた複数の吸収領域のうちの何れか１つの吸収領域が潰れることにより得られる前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段とを備えることを特徴としている。
ここで、本発明の車両衝突判定装置は、前記振動検出手段が、前記高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、前記低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサとを備えることを特徴としている。
或いは、本発明の車両衝突判定装置は、前記振動検出手段が、前記高周波振動及び低周波振動を含む広帯域振動を検出するものであり、前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記高周波振動を抽出する第１抽出手段と、前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記低周波振動を抽出する第２抽出手段とを備えることを特徴としている。
ここで、本発明の車両衝突判定装置は、前記第１抽出手段が、前記広帯域振動から前記高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出し、前記第２抽出手段が、前記広帯域振動から前記低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を抽出することを特徴としている。
また、本発明の車両衝突判定装置は、前記衝突判定手段が、前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、前記第１演算値を第１軸、前記第２演算値を第２軸とする２次元マップ上において、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記第１演算値及び前記第２演算値が２次元衝突判定閾値を超えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定するマップ判定手段とを備えることを特徴としている。
或いは、本発明の車両衝突判定装置は、前記衝突判定手段が、前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、前記第１演算値が第１衝突判定閾値を超え、且つ前記第２演算値が第２衝突判定閾値を超えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定する閾値判定手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の車両衝突判定装置は、前記低周波振動の検出結果を基にセーフィング判定を行うセーフィング判定手段と、前記衝突判定手段の衝突判定結果及び前記セーフィング判定手段のセーフィング判定結果に基づいて、最終的に前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する最終判定手段とを備えることを特徴としている。
また、本発明の車両衝突判定装置は、前記拡張フレームが、前記吸収領域の境界部分にリブ又は孔が形成されて車両の前部に設置される筒状のフレームであることを特徴としている。
或いは、本発明の車両衝突判定装置は、前記拡張フレームが、前記複数の吸収領域が互いに異なる材料又は構造とされて車両の前部に設置される筒状のフレームであることを特徴としている。

本発明によれば、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度を安定して得ることができるという効果がある。つまり、本発明によると、乗員保護装置の起動を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、乗員保護装置の起動が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度で安定して判別することができるという効果がある。

本発明の第１実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムを備える車両の概略構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態におけるＳＲＳユニットの要部構成を示すブロック図である。 衝突判定に用いられる２次元マップ並びに高速オフセット衝突時及び低速オフセット衝突時にそれぞれ得られる音響データＳ（ｔ）の時間変化を示す図である。 本発明の第２，第３実施形態におけるＳＲＳユニットの要部構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による車両衝突判定装置について詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムを備える車両の概略構成を示す平面図である。図１（ａ）に示す通り、車両１００に設けられるＳＲＳエアバッグシステムは、車両１００の中央部に設置されたＳＲＳユニット１（車両衝突判定装置）と、車両１００の運転席及び助手席にそれぞれ設置されたエアバッグ２（乗員保護装置）とから構成されている。

ＳＲＳユニット１は、内蔵する音響センサ１１及び加速度センサ１２の出力信号に基づいて、車両１００に前面衝突が発生したか否かの判定（衝突判定）を行い、その衝突判定結果に応じてエアバッグ２の起動制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。エアバッグ２は、ＳＲＳユニット１からの点火信号に応じて展開し、車両１００の前面衝突により乗員が前方に２次衝突することで負う傷害を軽減する乗員保護装置である。尚、一般的に、車両１００には、エアバッグ２の他にシートベルトプリテンショナ等の他の乗員保護装置も設けられているが、図１（ａ）では図示を省略している。

ここで、図１（ａ）に示す通り、車両１００の前部（右前部及び左前部）には、衝突時の衝撃を吸収するエクステンションフレーム１１１（拡張フレーム）が設けられている。このエクステンションフレーム１１１は、衝突時の衝撃を吸収する複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられた筒状の部材であり、車両１００の前後方向（図１（ａ）中のＸ方向）に延びるフレーム１１０の先端部に、前方に突出した状態に取り付けられている。エクステンションフレーム１１１は、車両１００が前面衝突した場合に、吸収領域Ａ１，Ａ２のうちの何れか一方が潰れた後で何れか他方が潰れるように構成されている。尚、以下では、理解を容易にするために、エクステンションフレーム１１１は、吸収領域Ａ１が潰れた後に吸収領域Ａ２が潰れるものとする。

エクステンションフレーム１１１に複数の吸収領域Ａ１，Ａ２領域を設けるのは、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、高い衝突判定精度を安定して得るためである。つまり、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れる間に音響センサ１１から得られる音響データ（衝突相手の構造や材料に依存する周波数成分を含む音響データ）を排除し、吸収領域Ａ１が潰れることにより音響センサ１１から得られる音響データを用いて衝突判定を行うことで、高い衝突判定精度を得るようにしている。

ここで、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１は完全に潰れてしまうと剛体になるため、吸収領域Ａ１が潰れることにより、剛体（吸収領域Ａ１）が吸収領域Ａ２に衝突することによって吸収領域Ａ２が潰れ始めることになる。吸収領域Ａ１の潰れによって形成される剛体は材料が既知であり、剛体が衝突する吸収領域Ａ２は構造及び材料が既知であるため、吸収領域Ａ１が潰れることにより、衝突相手の構造や材料に依存しない既知の周波数成分が含まれる音響データが音響センサ１１から得られることになる。よって、この音響データを用いて衝突判定を行えば、高い衝突判定精度を得ることができる。

図１（ｂ），（ｃ）は、車両１００のエクステンションフレームを模式的に示す平面図である。図１（ｂ）に示すエクステンションフレーム１１１は、側面にリブ加工又は孔あけ加工がされることによって複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられている。尚、図１（ａ）に示す例では、吸収領域Ａ１，Ａ２の境界部分に孔Ｈが形成されることによって、複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられている。

図１（ｃ）に示すエクステンションフレーム１１１は、先端部と根本部が互いに異なる材料又は構造体で形成されることによって複数の吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられている。図１（ｂ），（ｃ）に示すエクステンションフレーム１１１の何れを用いるかは、コスト等を考慮して適宜決定される。尚、本実施形態ではエクステンションフレーム１１１に２つの吸収領域Ａ１，Ａ２が設けられている例について説明するが、３つ以上の吸収領域が設けられていても良い。

図２は、本発明の第１実施形態におけるＳＲＳユニットの要部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、ＳＲＳユニット１は、音響センサ１１（第１振動センサ）、加速度センサ１２（第２振動センサ）、メイン衝突判定部１３（衝突判定手段）、セーフィング判定部１４（セーフィング判定手段）、及びＡＮＤ部１５（最終判定手段）を備えている。

音響センサ１１は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の前後方向（図１（ａ）中のＸ方向）に生じる音響帯域の高周波振動を検出し、その検出結果を音響データＳ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３に出力する。具体的に、音響センサ１１は、周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出する。この音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴をよく捉えたものである。

加速度センサ１２は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の前後方向に生じる、音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出し、その検出結果を加速度データＧ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４に出力する。具体的に、加速度センサ１２は、周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を検出する。この加速度センサ１２から得られる加速度データＧ（ｔ）は、前面衝突によって車両１００に生じる減速度をよく捉えたものである。

このように、音響センサ１１及び加速度センサ１２は、共に振動を検出する振動センサに属するものであるが、検出対象振動の周波数帯域が異なる。これら音響センサ１１及び加速度センサ１２は、本発明における振動検出手段を構成している。尚、音響センサ１１及び加速度センサ１２は、図１（ａ）に示す通りＳＲＳユニット１内に別個に設けられていても良く、或いは、１つのセンサセル内に内蔵されていても良い。

メイン衝突判定部１３は、第１演算部１３ａ（第１演算手段）、第２演算部１３ｂ（第２演算手段）、及びマップ判定部１３ｃ（マップ判定手段）を備える構成である。かかる構成のメイン衝突判定部１３は、音響センサ１１からの音響データＳ（ｔ）及び加速度センサ１２からの加速度データＧ（ｔ）に基づいて、エアバッグ２の展開（起動）を必要とする衝突が発生したか否かを判定する。

第１演算部１３ａは、音響センサ１１からの音響データＳ（ｔ）に平均化処理を施すことで音響平均値Ｓａ（第１演算値）を算出し、その算出結果をマップ判定部１３ｃに出力する。尚、音響データＳ（ｔ）の平均化処理としては、移動平均処理、積分処理、或いはローパスフィルタリング処理等を用いることができる。

第２演算部１３ｂは、加速度センサ１２からの加速度データＧ（ｔ）を一次積分することで速度変化量ΔＶ（第２演算値）を算出し、その算出結果をマップ判定部１３ｃに出力する。尚、加速度データＧ（ｔ）を二次積分して移動変化量ΔＳを算出し、この移動変化量ΔＳを速度変化量ΔＶの代わりにマップ判定部１３ｃに出力するようにしても良い。

マップ判定部１３ｃは、第１演算部１３ａ及び第２演算部１３ｂによってそれぞれ算出された音響平均値Ｓａ及び速度変化量ΔＶに基づいて、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定する。具体的には、図３（ａ）に示す通り、音響平均値Ｓａを縦軸、速度変化量ΔＶを横軸とする２次元マップ上において、音響平均値Ｓａ及び速度変化量ΔＶが２次元的に設定された２次元衝突判定閾値ＴＨを超えた場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定し、そのマップ判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。

２次元マップ上における２次元衝突判定閾値ＴＨの設定手法は以下の通りである。前述した通り、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、高速オフセット衝突と低速オフセット衝突との判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効である。図３（ｂ）は、高速オフセット衝突時及び低速オフセット衝突時に音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）の時間変化をそれぞれ示す図である。

図３（ｂ）に示す通り、高速オフセット衝突時には、衝突発生時点（時刻０）から約１０〜１５ｍｓの間に最初の大きなピークＰ１が現れ、衝突発生時点から約２０〜３０ｍｓの間に次の大きなピークＰ２が現れる音響データＳ（ｔ）が得られる。ここで、最初の大きなピークＰ１には、図１（ａ）に示すエクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れる間に現れるピークＰ１１と、吸収領域Ａ２が潰れる間に現れるピークＰ１２とが含まれる。これに対し、低速オフセット衝突時には、衝突発生時点から約１８ｍｓ程度経過した時点で最初の大きなピークＰ３が現れる。

図３（ｂ）を参照すると、高速オフセット衝突時に得られる音響データＳ（ｔ）のピークＰ１１は、低速オフセット衝突時に得られる音響データＳ（ｔ）のピークＰ３とほぼ同じ大きさであるが、高速オフセット衝突時に得られる音響データＳ（ｔ）のピークＰ１２は、ピークＰ３よりも大きさが十分に大きいことが分かる。ここで、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れる間に生ずるピークＰ１１の大きさは、衝突相手の構造や材料に依存して変化することから、ピークＰ１１を排除してピークＰ１２を用いて衝突判定を行うことで、高速オフセット衝突と低速オフセット衝突とを正確に判別することが可能になる。

従って、図３（ａ）に示す２次元マップ上において、横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）は、図３（ｂ）に示すピークＰ１１を排除しつつ、ピークＰ１２を用いた衝突判定が可能な値に設定されている。つまり、２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）は、衝突相手の構造や材料を考慮したピークＰ１１の最大値よりも大きく、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れることにより得られるピークＰ１２の最大値以下の値に設定される。

尚、速度変化量ΔＶが大きくなるほど、車両１００に発生する構造音響が大きくなるので、仮に横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）を一定値とすると、本来ならばエアバッグ２の展開が不要な衝突が発生しているにも拘わらず、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと誤判定する可能性がある。そこで、このような誤判定を防止するために、図３（ａ）に示す通り、横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）は、速度変化量ΔＶが大きくなるほど高くなるように設定することが望ましい。

一方、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、車体変形を伴わない飛石等による局所打撃音を多く含んでいるため、エアバッグ２の展開が必要な衝突による衝撃音と、エアバッグ２の展開が不要な局所打撃音とを正確に判別する必要がある。このような衝突による衝撃音と飛石等による局所打撃音との判別には、加速度センサ１２から得られる加速度データＧ（ｔ）を利用することができる。衝突による衝撃音が発生した場合には大きな減速度が生じるが、飛石等による局所打撃音が発生した場合には小さな減速度が生じるのみである。

つまり、図３（ａ）に示す２次元マップ上において、縦軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）は、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（飛石等による局所打撃）とを判別できるような値に設定されている。尚、飛石等による局所打撃音が大きくなっても、それによる減速度に大きな変化はないため、縦軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）は、音響平均値Ｓａに対して一定値に設定すれば良い。

以上のような手法で２次元マップ上に２次元衝突判定閾値ＴＨを設定することにより、２次元マップ上には、エアバッグ２の展開を行うエアバッグ展開領域と、エアバッグ２の展開を行わないエアバッグ非展開領域とが形成される。つまり、図２に示すマップ判定部１３ｃは、第１演算部１３ａにて算出された音響平均値Ｓａが２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）を超え、且つ第２演算部１３ｂにて算出された速度変化量ΔＶが２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）を超えた場合（言い換えれば、音響平均値Ｓａと速度変化量ΔＶとの交点がエアバッグ展開領域に含まれている場合）に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定する。

図２に戻り、セーフィング判定部１４は、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を基にセーフィング判定を行い、そのセーフィング判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。具体的に、セーフィング判定部１４は、加速度データＧ（ｔ）の一次積分値（或いは二次積分値でも良い）とセーフィング判定閾値とを比較し、一次積分値がセーフィング判定閾値より大きい場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定する。尚、セーフィング判定閾値は、ある程度大きな衝突（大きな減速度）が発生すれば確実にエアバッグ２が展開されるよう、安全方向に振った値（比較的低い値）に設定されている。

ＡＮＤ部１５は、メイン衝突判定部１３の衝突判定結果（マップ判定結果）、及びセーフィング判定部１４のセーフィング判定結果に基づいて、最終的にエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果を出力する。具体的に、ＡＮＤ部１５は、メイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４の両方でエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定された場合に、最終的にエアバッグ２の起動を必要とする衝突が発生したと判定する。

このように構成されたＳＲＳユニット１は、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、迅速且つ正確に判別できる。また、図３（ａ）に示した２次元マップを衝突判定に用いることにより、２次元的な閾値設定が可能となり、衝突判定精度の向上（乗員保護性能の向上）を図ることができる。

〔第２実施形態〕
図４（ａ）は、本発明の第２実施形態におけるＳＲＳユニットの要部構成を示すブロック図である。尚、以下では、第１実施形態と異なる点に着目して説明し、第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。図４（ａ）に示す通り、本実施形態におけるＳＲＳユニット１Ａは、第１実施形態におけるＳＲＳユニット１のメイン衝突判定部１３をメイン衝突判定部１６に代えた構成である。

メイン衝突判定部１６は、第１演算部１６ａ（第１演算手段）、第２演算部１６ｂ（第２演算手段）、第１比較部１６ｃ、第２比較部１６ｄ、及びＡＮＤ部１６ｅを備えており、音響センサ１１からの音響データＳ（ｔ）及び加速度センサ１２からの加速度データＧ（ｔ）に基づいて、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定する。尚、上記の構成要素のうち、第１比較部１６ｃ、第２比較部１６ｄ、及びＡＮＤ部１６ｅは、本発明における閾値判定手段を構成するものである。

第１演算部１６ａは、音響センサ１１からの音響データＳ（ｔ）に平均化処理を施すことで音響平均値Ｓａ（第１演算値）を算出し、その算出結果を第１比較部１６ｃに出力する。第２演算部１６ｂは、加速度センサ１２からの加速度データＧ（ｔ）を一次積分することで速度変化量ΔＶ（第２演算値）を算出し、その算出結果を第２比較部１６ｄに出力する。尚、加速度データＧ（ｔ）を二次積分して移動変化量ΔＳを算出し、その算出結果を第２比較部１６ｄに出力しても良い。

第１比較部１６ｃは、第１演算部１６ａからの音響平均値Ｓａが第１衝突判定閾値Ｓａｔｈを超えたか否かを判定し、その比較判定結果をＡＮＤ部１６ｅに出力する。第２比較部１６ｄは、第２演算部１６ｂからの速度変化量ΔＶが第２衝突判定閾値ΔＶｔｈを超えたか否かを判定し、その比較判定結果をＡＮＤ部１６ｅに出力する。ＡＮＤ部１６ｅは、第１比較部１６ｃ及び第２比較部１６ｄによって、音響平均値Ｓａが第１衝突判定閾値Ｓａｔｈを超え、且つ速度変化量ΔＶが第２衝突判定閾値ΔＶｔｈを超えたと判定された場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。

ここで、第１衝突判定閾値Ｓａｔｈは、図３（ｂ）に示すピークＰ１１を排除しつつ、ピークＰ１２を用いた衝突判定が可能な値に設定されている。つまり、第１衝突判定閾値Ｓａｔｈは、衝突相手の構造や材料を考慮したピークＰ１１の最大値よりも大きく、エクステンションフレーム１１１の吸収領域Ａ１が潰れることにより得られるピークＰ１２の最大値以下の値に設定される。また、第２衝突判定閾値ΔＶｔｈは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（飛石等による局所打撃）とを判別できるような値に設定されている。

このように構成されたＳＲＳユニット１Ａも、第１実施形態のＳＲＳユニット１と同様に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを、衝突相手の構造や材料の違いに拘わらず、迅速且つ正確に判別できる。

〔第３実施形態〕
図４（ｂ）は、本発明の第３実施形態におけるＳＲＳユニットの要部構成を示すブロック図である。尚、以下では、第１，第２実施形態と異なる点に着目して説明し、第１，第２実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。図４（ｂ）に示す通り、本実施形態におけるＳＲＳユニット１Ｂは、振動センサ２０（振動検出手段）、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２１（第１抽出手段）、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）２２（第２抽出手段）、第１実施形態と同様のメイン衝突判定部１３（第２実施形態と同様のメイン衝突判定部１６でも良い）、並びに第１及び第２実施形態と同様のセーフィング判定部１４及びＡＮＤ部１５を備えている。

振動センサ２０は、車両１００の前後方向に生じる広帯域振動（例えば、周波数帯域０Ｈｚ〜３０ｋＨｚの振動）を検出し、その検出結果を振動データＶｂ（ｔ）としてＢＰＦ２１及びＬＰＦ２２に出力する。ＢＰＦ２１は、振動センサ２０からの振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域の高周波振動を抽出し、その抽出結果（高周波振動の検出結果）を音響データＳ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３へ出力する。具体的に、ＢＰＦ２１は、振動データＶｂ（ｔ）から周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を抽出する。ＬＰＦ２２は、振動センサ２０からの振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域より低い帯域の低周波振動を抽出し、その抽出結果（低周波振動の検出結果）を加速度データＧ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４へ出力する。具体的に、ＬＰＦ２２は、振動データＶｂ（ｔ）から周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を抽出する。

このように、本実施形態では、第１及び第２実施形態で用いられていた２つの振動センサ（音響センサ１１及び加速度センサ１２）に代えて、周波数帯域０Ｈｚ〜３０ｋＨｚの広帯域振動を検出することが可能な振動センサ２０を１つだけ用いている。そして、振動センサ２０の検出結果からＬＰＦ２２によって抽出した周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動成分を加速度データＧ（ｔ）として利用するとともに、振動センサ２０の検出結果からＢＰＦ２１によって抽出した周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を音響データＳ（ｔ）として利用している。かかる構成のＳＲＳユニット１Ｂにおいても、第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔変形例〕
本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出するとともに、音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を検出する場合を例示したが、検出対象振動の周波数帯域はこれに限定されず、車両１００の構造や要求される乗員保護性能に応じて適宜設定すれば良い。つまり、高周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴（構造音響）を捕捉可能であれば良く、低周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００に生じる減速度を捕捉可能であれば良い。

１，１Ａ，１Ｂ…ＳＲＳユニット（車両衝突判定装置）、２…エアバッグ（乗員保護装置）、１１…音響センサ（第１振動センサ）、１２…加速度センサ（第２振動センサ）、１３，１６…メイン衝突判定部（衝突判定手段）、１３ａ，１６ａ…第１演算部（第１演算手段）、１３ｂ，１６ｂ…第２演算部（第２演算手段）、１３ｃ…マップ判定部（マップ判定手段）、１４…セーフィング判定部（セーフィング判定手段）、１５…ＡＮＤ部（最終判定手段）、１６ｃ…第１比較部（閾値判定手段）、１６ｄ…第２比較部（閾値判定手段）、１６ｅ…ＡＮＤ部（閾値判定手段）、２０…振動センサ（振動検出手段）、２１…ＢＰＦ（第１抽出手段）、２２…ＬＰＦ（第２抽出手段）、１００…車両、１１１…エクステンションフレーム（拡張フレーム）、Ａ１，Ａ２…吸収領域

Claims (9)

1. 衝突時の衝撃を吸収する複数の吸収領域が設けられた拡張フレームを有する車両に生じる音響帯域の高周波振動と、該音響帯域より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段と、
   前記拡張フレームに設けられた複数の吸収領域のうちの何れか１つの吸収領域が潰れることにより得られる前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段と
   を備えることを特徴とする車両衝突判定装置。
2. 前記振動検出手段は、
   前記高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、
   前記低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサと
   を備えることを特徴とする請求項１記載の車両衝突判定装置。
3. 前記振動検出手段は、前記高周波振動及び低周波振動を含む広帯域振動を検出するものであり、
   前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記高周波振動を抽出する第１抽出手段と、
   前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記低周波振動を抽出する第２抽出手段と
   を備えることを特徴とする請求項１記載の車両衝突判定装置。
4. 前記第１抽出手段は、前記広帯域振動から前記高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出し、
   前記第２抽出手段は、前記広帯域振動から前記低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜４００Ｈｚの振動を抽出する
   ことを特徴とする請求項３記載の車両衝突判定装置。
5. 前記衝突判定手段は、
   前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、
   前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、
   前記第１演算値を第１軸、前記第２演算値を第２軸とする２次元マップ上において、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記第１演算値及び前記第２演算値が２次元衝突判定閾値を超えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定するマップ判定手段と
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車両衝突判定装置。
6. 前記衝突判定手段は、
   前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、
   前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、
   前記第１演算値が第１衝突判定閾値を超え、且つ前記第２演算値が第２衝突判定閾値を超えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定する閾値判定手段と
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の車両衝突判定装置。
7. 前記低周波振動の検出結果を基にセーフィング判定を行うセーフィング判定手段と、
   前記衝突判定手段の衝突判定結果及び前記セーフィング判定手段のセーフィング判定結果に基づいて、最終的に前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する最終判定手段と
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の車両衝突判定装置。
8. 前記拡張フレームは、前記吸収領域の境界部分にリブ又は孔が形成されて車両の前部に設置される筒状のフレームであることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の車両衝突判定装置。
9. 前記拡張フレームは、前記複数の吸収領域が互いに異なる材料又は構造とされて車両の前部に設置される筒状のフレームであることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の車両衝突判定装置。

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