JP2014034387A - 車両衝突判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車体変形を伴う激し衝突と飛石やハンマリングなどの局所打撃とを判別して、乗員保護性能を向上させる。
【解決手段】車両衝突判定装置は、衝突時に車両に生じる高周波振動と、該高周波振動より低い帯域の低周波振動とを検出する振動検出手段１１、１２と、低周波振動の一次積分値及び二次積分値を２軸とする衝突判定用２次元マップ上において、プリテンショナー３及びエアバッグ２の起動を必要とする衝突が発生したか否か判定するための２次元的に設定された衝突判定閾値を高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて可変する衝突判定手段１５，１７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〜５００Ｈｚ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、本出願人による衝突試験の結果、車体に対する飛石やハンマリングなどの局所打撃によって大きな構造音が発生することが確認されており、音響センサから得られる音響データだけで衝突判定を行う場合、車体変形を伴う激し衝突と車体に対する飛石やハンマリングなどの局所打撃とを判別することが困難であるため、衝突判定精度が安定せずに、乗員保護性能の低下につながる恐れがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、車体変形を伴う激し衝突と飛石やハンマリングなどの局所打撃とを判別して、乗員保護性能を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、衝突時に車両に生じる高周波振動と、該高周波振動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、低周波振動の一次積分値及び二次積分値を２軸とする衝突判定用２次元マップ上において、プリテンショナー及びエアバッグの起動を必要とする衝突が発生したか否か判定するための２次元的に設定された衝突判定閾値を高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて可変する衝突判定手段とを備える、

本発明では、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、衝突判定手段は、高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて衝突判定閾値を高閾値から低閾値に切り替えると共に乗員保護装置であるプリテンショナー及びエアバッグのプリテンショナーのみの起動を必要とする衝突が発生したことを判定するための第１の閾値とプリテンショナー及びエアバッグ両方の起動を必要とする衝突が発生したことを判定するための第２の閾値とを低閾値として設定する、という手段を採用する。

本発明では、第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、振動検出手段は、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、低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサとを備える、という手段を採用する。

本発明では、第４の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、振動検出手段は、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、振動検出手段によって検出された広帯域振動から高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出する第１抽出手段と、振動検出手段によって検出された広帯域振動から低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する第２抽出手段とを備える、という手段を採用する。

本発明では、第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれか１つの解決手段において、衝突判定手段は、高周波振動の演算値及び低周波振動の二次積分値を２軸とする閾値切替用２次元マップ上において演算値及び二次積分値が２次元的に設定された切替判定閾値を超える場合に、衝突判定用２次元マップ上において、衝突判定閾値を高閾値から低閾値に切り替える、という手段を採用する。

本発明では、第６の解決手段として、上記第１〜第４のいずれか１つの解決手段において、衝突判定手段は、高周波振動の演算値及び低周波振動の二次積分値を算出し、高周波振動の演算値が第１の切替判定閾値を超え、且つ低周波振動の二次積分値が第２衝突判定閾値を超えた場合に、衝突判定用２次元マップ上において、衝突判定閾値を高閾値から低閾値に切り替える、という手段を採用する。

本発明では、第７の解決手段として、上記第５または第６のいずれか１つの解決手段において、衝突判定手段は、高周波振動の演算値として、高周波振動の絶対値を区間積分することで高周波振動のエネルギー量を算出する、という手段を採用する。

本発明では、第８の解決手段として、上記第５または第６のいずれか１つの解決手段において、衝突判定手段は、高周波振動の演算値として、高周波振動の絶対値のエンベロープを区間積分することで高周波振動のエネルギー量を算出する、という手段を採用する。

車両に生じる高周波振動には、衝突時に車体が変形（損壊）する際に発生する構造音の他、車体変形を伴わない飛石やハンマリングなどの局所打撃による構造音も含まれているため、乗員保護装置の起動が必要な衝突による構造音と、乗員保護装置の起動が不要な局所打撃による構造音とを正確に判別する必要がある。この判別には、車両に生じる低い帯域の低周波振動を利用することができる。この低周波振動は、衝突によって車両に生じる減速度を捉えやすいという特徴がある。衝突が発生した場合には車両に大きな減速度が生じるが、局所打撃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、本発明によれば、衝突判定用２次元マップおいて、車両に生じる高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて衝突判定閾値を可変するので、乗員保護装置の起動を必要とする衝突（車体変形を伴う衝突）と、乗員保護装置の起動が不要な局所打撃とを判別して、乗員保護性能を向上することができる。

本発明の一実施形態のＳＲＳエアバッグシステム及びＳＲＳユニット１の要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態のエネルギー算出部１３の詳細構成図（ａ）及び変形例（ｂ）である。 本発明の一実施形態に用いられるＳ−Ｅ２次元マップ（閾値切替用２次元マップ）及びＳ−Ｖ２次元マップ（衝突判定用２次元マップ）を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１（ａ）は、本実施形態のＳＲＳエアバッグシステムの構成概略図である。本実施形態における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及びプリテンショナー３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やプリテンショナー３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。
プリテンショナー３は、ＳＲＳユニット１からの点火信号に応じて運転席側及び助手席側シートベルトを巻き取り、乗員に対するシートベルトの拘束力を増大させるものである。なお、車両１００には、エアバッグ２及びプリテンショナー３の他、サイドエアバッグ等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。

図１（ｂ）は、本実施形態におけるＳＲＳユニット１の要部構成を示すブロック図である。図１（ｂ）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）、エネルギー算出部１３、二次積分値算出部１４、Ｓ−Ｅマップ判定部１５、一次積分値算出部１６及びＳ−Ｖマップ判定部１７を備えている。なお、エネルギー算出部１３、二次積分値算出部１４、Ｓ−Ｅマップ判定部１５、一次積分値算出部１６及びＳ−Ｖマップ判定部１７は、本実施形態における衝突判定手段を構成するものである。

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の長さ方向（図中のＸ軸方向）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）としてエネルギー算出部１３に出力する。具体的に、この音響センサ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の長さ方向（図中のＸ軸方向）に生じる、上記音響センサ１１によって検出される高周波振動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）として二次積分値算出部１４及び一次積分値算出部１６に出力する。具体的に、加速度センサ１２は、周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚ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は、衝突によって車両１００に生じるＸ軸方向の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と加速度センサ１２との違いは、検出対象振動の周波数帯域が異なるだけであり、どちらも振動センサに属するものである。これらの音響センサ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。図１（ａ）に示すように、ＳＲＳユニット１において、音響センサ１１及び加速度センサ１２をそれぞれ別個に設けても良いし、或いは１つのセンサセル内に音響センサ１１と加速度センサ１２を内蔵するようにしても良い。

エネルギー算出部１３は、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）のエネルギー量Ｅを算出し、その算出したエネルギー量ＥをＳ−Ｅマップ判定部１５へ出力する。例えば、エネルギー算出部１３は、図２（ａ）に示すように、絶対値算出部１３ａ及び区間積分部１３ｂを備えている。絶対値算出部１３ａは、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）の絶対値｜Ｓ（ｔ）｜を算出し、その算出した絶対値｜Ｓ（ｔ）｜を区間積分部１３ｂへ出力する。区間積分部１３ｂは、絶対値算出部１３ａから入力される絶対値｜Ｓ（ｔ）｜を区間積分することでエネルギー量Ｅを算出し、その算出したエネルギー量ＥをＳ−Ｅマップ判定部１５へ出力する。

本来、音響データのエネルギー量Ｅは、音響データＳ（ｔ）の二乗を区間積分すること、つまり、下記（１）式で表されるように、一定時間区間内で｛Ｓ（ｔ）｝^２を積算することで求めることができるが、本実施形態ではエネルギー量Ｅの算出処理に掛かる負荷を減らすために、下記（２）式で表されるように、音響データ（Ｓ（ｔ））の絶対値｜Ｓ（ｔ）｜を区間積分する（一定時間区間内で積算する）ことにより、近似的にエネルギー量Ｅを算出する。
Ｅ ＝ Σ｛Ｓ（ｔ）｝^２ ・・・（１）
Ｅ ≒ Σ｜Ｓ（ｔ）｜ ・・・（２）

なお、絶対値算出部１３ａ及び区間積分部１３ｂに加えてエンベロープ出力部１３ｃを設けても良い。このエンベロープ出力部１３ｃは、絶対値算出部１３ａから入力される音響データの絶対値｜Ｓ（ｔ）｜のエンベロープ｜Ｓｅ（ｔ）｜を出力するものである。このようなエンベロープ出力部１３ｃとしては、例えばカットオフ周波数が５００Ｈｚに設定されたローパスフィルタを用いることができる。この場合、区間積分部１３ｂは、エンベロープ出力部１３ｃから入力されるエンベロープ｜Ｓｅ（ｔ）｜を区間積分することでエネルギー量Ｅを算出する。

二次積分値算出部１４は、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を二次積分（区間積分）することで移動量Ｓを算出し、その算出結果をＳ−Ｅマップ判定部１５に出力する。

図３（ａ）は、Ｓ−Ｅマップ判定部１５において用いられるＳ−Ｅ２次元マップ（閾値切替用２次元マップ）を示す図である。
Ｓ−Ｅマップ判定部１５は、図３（ａ）に示すように、音響データのエネルギー量Ｅを縦軸、移動量Ｓを横軸とするＳ−Ｅ２次元マップ上において、エネルギー算出部１３によって算出されたエネルギー量Ｅと二次積分値算出部１４によって算出された移動量Ｓとが２次元的に設定された切替判定閾値ＴＨを越えたか否か比較し、その比較結果をＳ−Ｖマップ判定部１７に提供する。具体的には、Ｓ−Ｅマップ判定部１５は、比較結果を示すフラグの値を真値（例えば「１」）にセットする。なお、Ｓ−Ｖマップ判定部１７は、Ｓ−Ｅマップ判定部１５から入力される比較結果に基づいてＳ−Ｖ２次元マップ（図３（ｂ）参照）上の衝突判定閾値を高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ（第１の閾値）、Ａｔｈ（第２の閾値）に切り替えるが、その詳細については後述する。

上述したＳ−Ｅ２次元マップ上における切替判定閾値ＴＨの設定手法は以下の通りである。既に述べたように、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。

なお、移動量Ｓ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切替判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）を一定値とすると、本来ならばＳ−Ｖマップ判定部１７において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えが不要な衝突（車体変形が軽微な穏やかな衝突）が発生しているにも拘わらず、切り替えを必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）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）に示すように、横軸方向に延びる切替判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）は、移動量Ｓ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、Ｓ−Ｖマップ判定部１７において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えが必要な衝突による衝撃音と、切り替え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Ｓ−Ｅ２次元マップ上において、縦軸方向に延びる切替判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）は、Ｓ−Ｖマップ判定部１７において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えが必要な衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、切り替えが不要な衝突（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、縦軸方向に延びる切替判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）は、音響データ絶対値｜Ｓ（ｔ）｜に対してほぼ一定値に設定すれば良い。

以上のような手法でＳ−Ｅ２次元マップ上に切替判定閾値ＴＨを設定することにより、Ｓ−Ｅ２次元マップ上には、Ｓ−Ｖマップ判定部１７において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えを行う低閾値設定領域と、切り替えを行わない高閾値設定領域とが形成される。

つまり、図１（ｂ）に示すＳ−Ｅマップ判定部１５は、エネルギー算出部１３にて算出されたエネルギー量Ｅが切替判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）を超え、且つ二次積分値算出部１４にて算出された移動量Ｓが切替判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）を超えた場合（言い換えれば、エネルギー量Ｅと移動量Ｓとの交点が低閾値設定領域に含まれている場合）に、Ｓ−Ｖマップ判定部１７において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えが必要な衝突が発生したと判定する。

一次積分値算出部１６は、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を一次積分（区間積分）することで速度Ｖを算出し、その算出結果をＳ−Ｖマップ判定部１７に出力する。

図３（ｂ）は、Ｓ−Ｖマップ判定部１７において用いられるＳ−Ｖ２次元マップ（衝突判定用２次元マップ）を示す図である。
Ｓ−Ｖマップ判定部１７は、図３（ｂ）に示すように、速度Ｖを縦軸、移動量Ｓを横軸とするＳ−Ｖ２次元マップ上において、Ｓ−Ｅマップ判定部１５におけるエネルギー量Ｅ及び移動量Ｓと切替判定閾値ＴＨとの比較結果に基づいて衝突判定閾値を高閾値Ｎｔｈあるいは低閾値Ｐｔｈ（第１の閾値）、Ａｔｈ（第２の閾値）に設定し、続いて一次積分値算出部１６によって算出された速度Ｖと二次積分値算出部１４によって算出された移動量Ｓとが２次元的に設定された衝突判定閾値（高閾値Ｎｔｈあるいは低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈ）を越えたか否か比較し、その比較結果に基づいて最終的にエアバッグ２やプリテンショナー３の起動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。

具体的には、Ｓ−Ｖマップ判定部１７は、Ｓ−Ｅマップ判定部１５においてエネルギー量Ｅ及び移動量Ｓが切替判定閾値ＴＨを超えない場合には、Ｓ−Ｖ２次元マップ上において、衝突判定閾値として高閾値Ｎｔｈを設定し、続いて速度Ｖ及び移動量Ｓと高閾値Ｎｔｈとを比較し、速度Ｖ及び移動量Ｓが高閾値Ｎｔｈを超える場合には、エアバッグ２及びプリテンショナー３の起動を必要とする車両変形の伴う激しい衝突が発生したと判定し、また速度Ｖ及び移動量Ｓが高閾値Ｎｔｈを超えない場合には、エアバッグ２及びプリテンショナー３の起動を必要としない車両変形が軽微な穏やかな衝突が発生したと判定する。

また、Ｓ−Ｖマップ判定部１７は、Ｓ−Ｅマップ判定部１５においてエネルギー量Ｅ及び移動量Ｓが切替判定閾値ＴＨを超える場合には、Ｓ−Ｖ２次元マップ上において、衝突判定閾値として高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈに切り替える。つまり、Ｓ−Ｖマップ判定部１７は、プリテンショナー３のみの起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための低閾値Ｐｔｈと、プリテンショナー３及びエアバッグ２両方の起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための速度Ｖが低閾値Ｐｔｈ以上の値である低閾値Ａｔｈとを設定する。そして、Ｓ−Ｖマップ判定部１７は、速度Ｖ及び移動量Ｓと低閾値Ｐｔｈとを比較し、速度Ｖ及び移動量Ｓが低閾値Ｐｔｈを超えない場合には、プリテンショナー３及びエアバッグ２の起動を必要としない車両変形が軽微な穏やかな衝突が発生したと判定する。

一方、Ｓ−Ｖマップ判定部１７は、速度Ｖ及び移動量Ｓが低閾値Ｐｔｈを超える場合には、速度Ｖ及び移動量Ｓと低閾値Ａｔｈとを比較し、速度Ｖ及び移動量Ｓが低閾値Ａｔｈを超えない場合には、プリテンショナー３のみの起動を必要とする衝突が発生したと判定し、また速度Ｖ及び移動量Ｓが低閾値Ａｔｈを超えた場合には、プリテンショナー３及びエアバッグ２のみの起動を必要とする車両変形を伴う激しい衝突が発生したと判定し、プリテンショナー３及びエアバッグ２両方の起動を必要とする車両変形を伴う激しい衝突が発生したと判定する。

このような本実施形態によれば、プリテンショナー３やエアバッグ２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、プリテンショナー３及びエアバッグ２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、迅速且つ正確に判別できる。また、本実施形態によれば、図３（ａ）に示したＳ−Ｅ２次元マップをＳ−Ｖ２次元マップの衝突判定閾値の切り替え判定に用いることにより、２次元的な切替判定閾値ＴＨの設定が可能となり、切り替え判定精度の向上を図ることができる。また、本実施形態よれば、図３（ｂ）に示したＳ−Ｖ２次元マップを衝突判定に用いることにより、２次元的な衝突判定閾値（高閾値Ｎｔｈや低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈ）の設定が可能となり、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。さらに、本実施形態によれば、プリテンショナー３のみの起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための低閾値Ｐｔｈと、プリテンショナー３及びエアバッグ２両方の起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための低閾値Ａｔｈとを設定することによって、きめ細やかな乗員保護を行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、Ｓ−Ｅマップ判定部１５を備えるが、このＳ−Ｅマップ判定部１５の代わりに、第１比較部、第２比較部及びＡＮＤ部を備えるようにしてもよい。

第１比較部は、エネルギー算出部１３からのエネルギー量Ｅが第１の切替判定閾値を超えたか否かを判定し、その比較判定結果をＡＮＤ部に出力する。第２比較部は、二次積分値算出部１４からの移動量Ｓが第２の切替判定閾値を超えたか否かを判定し、その比較判定結果をＡＮＤ部に出力する。ＡＮＤ部は、第１比較部及び第２比較部によって、エネルギー量Ｅが第１の切替判定閾値を超え、且つ移動量Ｓが第２の切替判定閾値を超えたと判定された場合には、論理積の演算結果である真値（例えば「１」）をＳ−Ｖマップ判定部１７に出力し、それ以外の場合には、偽値（例えば「０」）をＳ−Ｖマップ判定部１７に出力する。

ここで、第１の切替判定閾値は、上述した音響データ絶対値｜Ｓ（ｔ）｜の第１のピークを排除しつつ、第２のピーク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の切替判定閾値は、衝突相手の構造や材料を考慮した第３のピークの最大値よりも大きく、第２のピークの最大値以下の値に設定される。また、第２の切替判定閾値は、Ｓ−Ｖマップ判定部１７において高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えが必要な衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、切り替えが不要な衝突（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。したがって、Ｓ−Ｖマップ判定部１７は、ＡＮＤ部からの入力に基づいてエネルギー量Ｅが第１の切替判定閾値を超え、且つ移動量Ｓが第２の切替判定閾値を超えた場合に、高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈへの切り替えを行う。

（２）上記実施形態では、音響センサ１１及び加速度センサ１２を備えるが、音響センサ１１及び加速度センサ１２の代わりに振動センサ（振動検出手段）、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）（第１抽出手段）及びＬＰＦ（ローパスフィルタ）（第２抽出手段）を備えるようにしてもよい。

振動センサは、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としてＢＰＦ及びＬＰＦに出力する。ＢＰＦは、振動センサからの振動データ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）としてエネルギー算出部１３へ出力する。具体的に、ＢＰＦは、振動データから周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を抽出する。ＬＰＦは、振動センサからの振動データ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）として二次積分値算出部１４及び一次積分値算出部１６へ出力する。具体的に、ＬＰＦは、振動データから周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する。このような構成においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

（３）上記実施形態では、Ｓ−Ｅマップ判定部１５においてエネルギー量Ｅ及び移動量Ｓが切替判定閾値ＴＨを超える場合には、Ｓ−Ｖ２次元マップ上において、衝突判定閾値として高閾値Ｎｔｈから低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈに切り替えたが、本発明はこれに限定されない。例えば、２つの低閾値Ｐｔｈ、Ａｔｈを設定するのではなく、プリテンショナー３及びエアバッグ２両方の起動を必要とする激しい衝突が発生したことを判定するための低閾値Ａｔｈのみ設定するようにしてもよい。

（４）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〜５００Ｈｚ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…ＳＲＳユニット（車両衝突判定装置）、２…エアバッグ、３…プリテンショナー、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…エネルギー算出部（衝突判定手段）、１４…二次積分値算出部（衝突判定手段）、１５…Ｓ−Ｅマップ判定部（衝突判定手段）、１６…一次積分値算出部（衝突判定手段）、１７…Ｓ−Ｖマップ判定部（衝突判定手段）、１３ａ…絶対値算出部、１３ｂ…区間積分部、１３ｃ…エンベロープ出力部、１００…車両

Claims (8)

1. 衝突時に車両に生じる高周波振動と、該高周波振動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、
   前記低周波振動の一次積分値及び二次積分値を２軸とする衝突判定用２次元マップ上において、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判定するための２次元的に設定された衝突判定閾値を前記高周波振動及び前記低周波振動の検出結果に基づいて可変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. 前記衝突判定手段は、前記高周波振動及び前記低周波振動の検出結果に基づいて前記衝突判定閾値を高閾値から低閾値に切り替えると共に乗員保護装置であるプリテンショナー及びエアバッグのプリテンショナーのみの起動を必要とする衝突が発生したことを判定するための第１の閾値とプリテンショナー及びエアバッグ両方の起動を必要とする衝突が発生したことを判定するための第２の閾値とを前記低閾値として設定することを特徴とする請求項１に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〜５００Ｈｚ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または２に記載の車両衝突判定装置。
4. 前記振動検出手段は、前記高周波振動及び前記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として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出する第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として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する第２抽出手段と
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両衝突判定装置。
5. 前記衝突判定手段は、前記高周波振動の演算値及び前記低周波振動の二次積分値を２軸とする閾値切替用２次元マップ上において前記演算値及び前記二次積分値が２次元的に設定された切替判定閾値を超える場合に、前記衝突判定用２次元マップ上において、前記衝突判定閾値を前記高閾値から前記低閾値に切り替えること特徴とする請求項１〜４のいず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、前記高周波振動の演算値及び前記低周波振動の二次積分値を算出し、前記高周波振動の演算値が第１の切替判定閾値を超え、且つ前記低周波振動の二次積分値が第２衝突判定閾値を超えた場合に、前記衝突判定用２次元マップ上において、前記衝突判定閾値を前記高閾値から前記低閾値に切り替えること特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
7. 前記衝突判定手段は、前記高周波振動の前記演算値として、前記高周波振動の絶対値を区間積分することで前記高周波振動のエネルギー量を算出することを特徴とする請求項５または６に記載の車両衝突判定装置。
8. 前記衝突判定手段は、前記高周波振動の前記演算値として、前記高周波振動の絶対値のエンベロープを区間積分することで前記高周波振動のエネルギー量を算出することを特徴とする請求項５または６に記載の車両衝突判定装置。
   
   
   

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