JP3055361B2 - 車両の衝突判定方法及び衝突判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、短期と長期の速度変
化量に衝撃力を併せ、車両の衝突を高速かつ高精度に判
定するようにした車両の衝突判定方法及び衝突判定装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の衝突による乗員の死亡事故を減ら
すため、前部座席に座る運転者や運転助手を衝突時の衝
撃から保護するエアバッグ装置の導入が急がれている。
例えば運転席側のエアバッグ装置は、車両のステアリン
グホイールの中央部分にエアバッグが埋め込んであり、
衝突により車両が一定限度を越える衝撃を受けたときに
接点を閉じる衝撃センサが展開信号を発し、スクイブと
呼ばれる起爆素子に動作電流を通電してエアバッグを爆
発的に展開させる構成とされており、展開したエアバッ
グがステアリングホイールと運転者の間に介在して緩衝
機能を果す。しかし、この種の従来のエアバッグ装置
は、衝撃力に感応して機械的に接点を閉じる衝撃センサ
を用いているため、例えば車両が悪路を走行したときに
受ける衝撃や、或は車両が縁石に乗り上げたときに受け
る衝撃等によって衝撃センサが誤動作してしまう危険性
が高く、さらにまた車両が電柱などに衝突したさいに電
柱が車体の一部にめり込んでしまうようなケースでは、
比較的緩慢に衝突が行われるために衝撃センサが作動し
ないこともあり、衝撃センサの動作に対する信頼度が低
いといった欠点があった。

【０００３】そこで、衝突判定をより確実に行うため、
例えば図９に示した車両の衝突判定装置１のごとく、車
両に取り付けた加速度センサ２の出力を区間積分し、そ
の積分値が安全限界を越えたときに衝突判定するものが
提案されている。同図に示した車両の衝突判定装置１
は、加速度センサ２が検出する加速度信号を高域濾波回
路３を介してアンプ回路４に送り込み、アンプ回路４に
て増幅された加速度信号Ｇ（ｔ）をリミッタ回路５によ
り振幅制限したのち、オフセット積分器６に供給してオ
フセット積分するものである。オフセット積分器６は、
通常走行時に発生する加速度信号の最大値をオフセット
Ｇｓとしており、加速度信号Ｇ（ｔ）からオフセットＧ
ｓを差し引いた値に対し、 ［Ｇ（ｔ）−Ｇｓ］ｄｔ なる区間積分を、加速度信号Ｇ（ｔ）が現在値に至るま
での所定区間に亙って行うものである。オフセット積分
器６の積分出力は、比較器７に供給されてしきい値Ｖｒ
と比較され、積分出力がしきい値を越えたときに衝突と
判定し、エアバッグのための展開信号が出力されるよう
になっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の車両の衝突判定
装置１は、オフセット積分器６が加速度信号Ｇ（ｔ）を
常に一定区間に亙って区間積分する構成であり、衝突時
の衝撃のもっもと一般的な時間推移が区間積分値として
もっとも顕著な変化を示すような積分区間が経験値とし
て採用されてきた。このため、こうした経験から割り出
された積分区間は、緩慢な衝突に対する判別に適した超
長区間と激突に近い衝突の判別に適した超短区間のほぼ
中間の値が多く、このため瞬時にして衝突を判定する必
要がある激突的衝突が発生した場合などに展開信号が遅
れやすいといった課題があった。例えば、中速又は高速
走行中の衝突では、衝撃を受けた乗員が１２．５ｃｍ前
傾するまでのきわめて短い時間内に、エアバッグを展開
させて乗員を受け止めるよう設計しなければならず、エ
アバッグが展開完了するまでには約３０ｍｓ程度の時間
がかかるため、衝突が発生してから展開信号を発するま
での衝突判定に許される時間は、きわめて限られたもと
なる。事実、実際に衝突が発生してから衝突判定を下す
までに猶予される期間は、１０ｍｓないし４０ｍｓ程度
のきわめて短い時間に限られるのが普通であり、現実に
衝突判定の遅れからエアバッグの展開が間に合わず、満
足すべき緩衝効果が得られないケースもあった。また、
オフセット積分器６から得られる速度変化量は、衝突の
前後で著しい変化を示すケースでは衝突判定に役立つ
が、例えば車両がポールに衝突した場合のように比較的
緩慢に停止に至る場合は、悪路走行時と区別できないケ
ースも希ではなく、このため電柱衝突時にはエアバッグ
が作動しないのに、山岳道路のような悪路を走行したと
きにエアバッグが作動してしまうなど、衝突判定に正確
さを欠くことがある等の課題を抱えていた。

【０００５】一方、衝突判定精度を高めるため、例えば
特開平３−１１４９４４号「エアバッグ装置」には、エ
アバッグの展開を必要としない軽衝突と加速度センサの
出力推移が軽衝突時に似たポール衝突とを識別できるよ
うに工夫した車両の衝突判定装置が開示されている。こ
の衝突判定装置は、加速度信号の低域成分の積分値を累
積した車速変化情報Ｂと、一定区間内における加速度信
号の最大値と最小値の差を累積した衝突態様情報Ｅとを
求め、さらに衝突態様情報Ｅに係数Ｈを乗じたものに車
速変化情報Ｂを加算したＢ＋ＨＥを判定情報Ｆとしてし
きい値判別し、この値がしきい値Ｋを越えるときすなわ
ちＦ＞Ｋをもって衝突判定する構成とされている。

【０００６】しかし、このものは、係数Ｈを調整するこ
とでエアバッグの展開信号の最適化を図るため、車種に
よって異なる塑性変形の変形過程や様々な衝突態様に対
して満遍なく最適化された係数Ｈを選定するのが困難で
あり、また加速度信号の低域成分の積分値を累積して求
められる車速変化情報Ｂが、衝突以外の要因で負方向に
引きずられたり、或いは加速度信号の最大値と最小値の
差を累積して得られる衝突態様情報Ｅが衝突以外の要因
で正方向に飽和したりするといった外乱に対して、いか
に対処するか、さらにはすべての衝突態様を考慮した情
報採取区間の設定をいかにするかといった、具体的な装
置設計の段階で問題となる不確定要素を多数抱えている
といった課題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決したものであり、車両に加わる加速度を検出し、該
加速度を現在値まで比較的短い区間だけ積分する一方、
現在値まで比較的長い区間に亙って積分するとともに、
前記加速度から抽出される車両の衝突時に顕著に現れる
特定の帯域成分を二乗して衝撃力を演算し、該衝撃力と
前記短区間積分出力がともに所定のしきい値を越える
か、又は前記長区間積分出力が所定のしきい値を越える
かを判別して衝突を判定する車両の衝突判定方法を特徴
とする。

【０００８】また、この発明は、車両に加わる加速度を
検出する加速度センサと、該加速度センサの出力を現在
値まで比較的短い区間だけ積分する短区間積分器と、前
記加速度センサの出力を現在値まで比較的長い区間に亙
って積分する長区間積分器と、前記加速度センサの出力
から抽出される車両の衝突時に顕著に現れる特定の帯域
成分を二乗して衝撃力を演算する衝撃力演算手段と、該
衝撃力演算手段の出力と前記短区間積分器の出力がとも
に所定のしきい値を越えるか、又は前記長区間積分器の
出力が所定のしきい値を越えるかを判別し、衝突を判定
する判定回路とを具備する車両の衝突判定装置を特徴と
する。

【０００９】さらに、この発明の車両の衝突判定装置
は、短区間積分器と長区間積分器を、それぞれ積分出力
の下限レベルを制限するリミッタ回路を介して前記判定
回路に接続したこと、また衝撃力演算手段を、前記加速
度センサの出力から車両の衝突時に顕著に現れる特定の
帯域成分を抽出する帯域濾波回路と、該帯域濾波回路の
出力を二乗演算する二乗演算器と、該二乗演算器の出力
を所定値を基準にしきい値判別する比較器と、該比較器
の出力を少なくとも一定時間は持続する波形に整形する
波形整形器とから構成したこと、さらに判定回路を、前
記短区間積分器の出力と前記衝撃力演算手段の出力との
論理積をとる論理積手段と、該論理積手段の出力と前記
長区間積分器の出力との論理和をとり、該論理和出力を
衝突判定出力とする論理和手段とから構成したこと等
を、他の特徴とするものである。

【００１０】

【作用】この発明は、加速度センサの出力の短区間積分
値と長区間積分値を求める一方、車両の衝突時に顕著に
現れる特定の帯域成分を抽出して二乗演算により衝撃力
を求め、衝撃力と短区間積分値がともに所定のしきい値
を越えるか、又は長区間積分値が所定のしきい値を越え
るときに、衝突を判定することにより、車両が衝突した
ときに乗員に危害が及ぶ塑性衝突について、短期と長期
の速度変化量に衝撃力を合わせて総合的に衝突判定し、
高速かつ高精度の衝突判定を行う。

【００１１】また、この発明は、速度変化量演算手段と
して機能する短区間積分器と長区間積分器の出力積分値
を、リミッタ回路が一定の下限レベルにて積分値を食い
止めることにより、オフセット積分よりも効果的な外乱
抑制効果を挙げ、さらにまた、帯域濾波回路にて抽出し
た加速度信号を二乗演算することにより、加速度信号の
正負に関係なく衝撃力をエネルギ量として算出し、しき
い値レベルを越える衝撃力については、瞬間的なものも
持続性をもったものも少なくとも一定時間は持続する波
形に整形することで、論理判断に適した信号波形として
衝突判定に供することができ、さらに短区間積分値と長
区間積分値と衝撃力の各しきい値判別出力とから、マッ
プやルックアップテーブルを使用せずに、論理判断によ
り即座に衝突判定が可能である。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図１ない
し図８を参照して説明する。図１は、この発明の車両の
衝突判定装置の一実施例を示す回路構成図、図２は、図
１に示したリミッタ回路の入出力特性を示す図、図３，
４は、それぞれ図１に示した帯域濾波回路の回路構成図
及び濾波特性図、図５は、図１に示した車両の衝突判定
装置の衝突判定条件を示す図、図６，７は、それぞれ正
面衝突時と斜め衝突時の図１に示した回路各部の信号波
形図である。

【００１３】図１に示す車両の衝突判定装置１１は、加
速度センサ１２により得られる加速度信号をＡＤ変換に
よりディジタルデータに変換し、離散値データとして一
切の処理を行う。加速度センサ１２としては、半導体基
板上に応力歪みゲージを形成した半導体加速度センサを
用いており、応力を受けて歪んだときに半導体のピエゾ
抵抗が変化することを利用する応力歪みゲージを、車両
の進行方向に受圧面を向けて組み込んである。なお、こ
の加速度センサ１２としては、ピエゾ抵抗変化を検出す
る半導体加速度センサに限らず、圧電素子を用いたもの
や、或は純粋機械式に弾性ばねを用いるものなどを使用
することもできる。加速度センサ１２の出力は、離散値
データに変換する前に、まず折り返し歪みの影響を排除
するための低域濾波回路１３において加速度信号を帯域
制限し、続いてサンプリングクロックに同期して動作す
る開閉スイッチ１４を介してＡＤ変換器１５に供給さ
れ、所定の量子化ビットをもってディジタルデータに変
換される。ＡＤ変換器１５から得られる加速度データＧ
（ｋ）は、同時並行的に区間積分と衝撃力演算にかけら
れる。

【００１４】区間積分は、短区間と長区間の各区間積分
器１６，１７により行われ、離散値化された加速度デー
タＧ（ｋ）を、実施例では短区間積分器は３０ｍｓの積
分区間Ｔで、また長区間積分器は９０ｍｓの積分区間ｎ
Ｔでそれぞれ逐次加算して積分演算する。ただし、両積
分器１６，１７の出力端には、各積分出力の下限レベル
を図２に示した入出力特性に従ってそれぞれ−ΔＶ１，
−ΔＶ２に制限するリミッタ回路１８，１９が接続して
あり、積分出力が一定の下限値を越えて負側に振れる場
合は、リミッタ回路１８，１９により積分出力を下限レ
ベル−ΔＶ１，−ΔＶ２に固定するようになっている。
従って、マクロ的に見れば衝突であるがミクロ的には低
周波成分の影響で積分出力が負側に振れる、すなわち加
速方向の加速度データＧ（ｋ）が続くような衝突が発生
したときに、衝突判定を遅らせるような要因をリミッタ
回路１８，１９により相当範囲にわたって排除すること
ができる。各リミッタ回路１８，１９の出力はさらに、
続く比較器２０，２１においてしきい値判別され、それ
ぞれ一定の基準値Ｖｒｓ，Ｖｒｌを越える区間積分値が
得られた場合に、比較器２０，２１の出力がハイレベル
となる。

【００１５】これに対し、衝撃力演算は、まず帯域濾波
回路２２において加速度データに含まれる２０Ｈｚから
２００Ｈｚの帯域成分を抽出することで行われる。ここ
では、車両が衝突したときに乗員に危害が及ぶ塑性衝突
について、車両の前部を無数のばね体が複合された塑性
ばねと見なしており、このため衝突により車両が停止に
至る過程で加速度信号の基本１／４正弦波に重畳する各
種の振動波形のなかから、衝突時に顕著な変化を示す特
定の帯域成分を抽出する方法が用いられる。すなわち、
加速度データのうち２０Ｈｚから２００Ｈｚの帯域成分
は、車種ごとに固有の周波数分布を示すものの、衝突の
激しさすなわち衝撃の大きさに応じて大きな変化を示す
ことが判っており、従ってこれらの帯域成分に着目する
ことで、速度変化量を追跡しただけでは分からない衝撃
力を検出することができる。

【００１６】帯域濾波回路２２の具体的回路構成は、図
３に示す通りであり、離散値データに変換された加速度
データＧ（ｋ）を、１サンプル周期分の信号遅延を行う
４個の遅延器２２ａにより縦列的に遅延し、各遅延出力
を係数器２２ｅ〜２２ｂにてそれぞれＥ，−Ｄ，Ｃ，−
Ｂなる係数を乗じて帰還させ、加算器２２ｆにて入力加
速度データＧ（ｋ）に加算する。さらに、第４段遅延出
力と係数器２２ｇにて−２を乗じた第２段遅延出力を、
加算器２２ｆの出力とともに加算器２２ｈにて加算し、
最後に加算器２２ｈの出力を係数器２２ｉにてＫ倍して
出力する。従って、帯域濾波回路２２のｚ変換伝達特性
Ｈ（ｚ）は、

【００１７】

【数１】

【００１８】で表される。ここで、例えばＫ＝０．７０
１２，Ｂ＝０．２１９４，Ｃ＝０．８７３２，Ｄ＝１．
９６４９，Ｅ＝２．２９７９に選ぶことにより、図４に
示したように、２０Ｈｚから２００Ｈｚを濾波帯域とす
る濾波特性が得られる。一方、こうして帯域濾波回路２
２から抽出された特定帯域成分は、続く二乗演算器２３
において二乗演算にかけられる。これは、近似的に余弦
曲線に従って減衰する速度については、余弦曲線上の位
相０度と９０度の間できわめて隣接する２点間での衝撃
力は、これら２点間での速度変化分の二乗に比例すると
見なせるためであり、正負にわたって変化する上記の加
速度成分を二乗演算することにより、加速度の正負に関
係なく衝撃力の大きさを表す数値ΔＥ（ｋ）が得られ
る。

【００１９】二乗演算器２３の出力は、続く比較器２４
において一定の基準値Ｅｒとしきい値判別され、続く波
形整形器２５に送り込まれる。波形整形器２５は、しき
い値を越える衝撃力が比較器２４の出力として得られた
ときに、比較器２４の出力を一定期間だけ時間軸方向に
伸長し、少なくとも一定時間は持続する波形に整形する
ものである。実施例に示した波形整形器２５は、比較器
２４の出力の立ち上がりでトリガされて例えば２０ｍｓ
程度持続するワンショットパルスを生成するワンショッ
ト回路２５ａと、このワンショット回路２５ａの出力ワ
ンショットパルスと比較器２４の原出力との論理和をと
るオアゲート回路２５ｂとから構成してある。このた
め、二乗演算器２３の出力が危険値を越える急激な衝撃
力の変化を呈示したときは、波形整形器２５の出力が衝
突認定の可能性が大であることをワンショットパルスの
持続期間に亙って明示し続けることになる。

【００２０】衝撃力のしきい値判別出力と長区間積分値
及び短区間積分値出力のしきい値判別出力は、判定回路
２６に供給され、そこで衝突認定に至るか否かの衝突判
定にかけられる。実施例に示した判定回路２６は、短区
間積分出力のしきい値判別出力と衝撃力判別出力との論
理積をとるアンドゲート回路２６ａと、このアンドゲー
ト回路２６ａの出力と長区間積分出力のしきい値判別出
力との論理和をとるオアゲート回路２６ｂから構成され
ており、オアゲート回路２６ｂのハイレベル出力がエア
バッグ展開トリガ信号となる。この判定回路２６による
判定は、図５に示す衝撃力ΔＥ（ｋ）と速度変化量ΔＶ
（ｋ）を２軸とする平面上で考察すると理解が容易であ
り、同図に示した衝突域と非衝突域を区画する３本の直
線を境界に衝突判定が行われる。すなわち、３本の直線
が区画する衝突域とは、 （ｉ）ΔＥ（ｋ）＞Ｅｒで、かつΔＶ（ｋ）＞Ｖｒｓ か、又は （ｉｉ）ΔＶ（ｋ）＞Ｖｒｌ の２条件を少なくとも満たす領域である。

【００２１】図５に示した衝突判定条件には、中速での
正面衝突と高速での正面衝突の外に、緩衝機能をもった
缶状体からなるクッションドラムとの衝突や、電柱や支
柱といったポールへの衝突といった事例ごとに、衝撃力
ΔＥ（ｋ）と速度変化量ΔＶ（ｋ）の相関が最も深い領
域を、それぞれ点線で囲って示してある。また、判定曲
線の内側の領域には、通常走行や車体のシャーシ部分だ
けの危険を伴わない衝突を示す縁石乗り上げ或は悪路走
行のごとく、判定回路が非衝突であると判定する事例に
ついても、衝撃力ΔＥ（ｋ）と速度変化量ΔＶ（ｋ）の
相関が最も深い領域をそれぞれ点線で囲って示してあ
る。これらの分類パターンは、実際に車両を使って衝突
実験をしたさいに得られたデータにもとづいて作成した
ものであり、衝撃力ΔＥ（ｋ）と速度変化量ΔＶ（ｋ）
が判れば、３本の直線が区画する衝突域の内外に衝突と
非衝突が鮮明に区別できることを物語っている。

【００２２】事実、例えば時速５０ｋｍ前後の速度で車
両が正面衝突した場合、図６（Ａ）〜（Ｅ）に示したよ
うに、衝撃力ΔＥ（ｋ）も速度変化量ΔＶ（ｋ）もとも
に早い段階で一定の限界を越える変化を見せ、速度変化
量ΔＶ（ｋ）が従来の判定基準を越える前に、衝撃力Δ
Ｅ（ｋ）の大きさとの総合的な判断から衝突判定を行う
ことができる。また、図６（Ｂ）から明らかなように、
散発的に発される比較器２４の出力すなわち衝撃力のし
きい値判別出力が、波形整形器２５の作用によって実線
から点線にまで時間軸方向に伸長され、これにより図６
（Ｃ）に示した比較器２０の出力すなわち短区間積分値
のしきい値判別出力に対して、アンドゲート回路２６ａ
における論理積演算に必要な位相重複部分が形成される
ことは重要である。すなわち、波形整形器２５が衝撃力
のしきい値判別出力を一定時間保持することで、判定回
路２６における判定漏れが確実に防止できることが判
る。こうして、時速５０ｋｍ前後の速度での正面衝突で
は、短区間積分値の最初の立ち上がりで衝突判定がなさ
れ、衝突の初期の段階でエアバッグを展開して乗員を安
全に保護することができる。

【００２３】また、車両が障害物に対して斜めに衝突し
たときは、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、短区間
整形器１６の出力がリミッタ回路１８の下限レベル以下
に低下する箇所が観察されるが、リミッタ回路１８は下
限レベル以下の短区間積分値入力については下限レベル
に固定して出力するため、短区間積分値が正方向に回復
し始めた直後のリミッタ回路１８の出力は、例えば５０
ｍｓ経過時点での図７（Ｂ），（Ｃ）の積分値比較から
も明らかなように、素早い立ち上がりを示すことが判
る。従って、短区間積分値も長区間積分値も、ともにリ
ミッタ回路１８，１９が衝突判定には余計な成分を排除
してくれるので、真に必要な情報だけを比較器２０，２
１において遅滞なくしきい値判別にかけることができ
る。

【００２４】一方また、クッションドラム衝突といった
緩慢な衝突では、衝撃力ΔＥ（ｋ）自体は小さいもの
の、速度変化量ΔＶ（ｋ）が衝突判定の支配的要因を占
めるため、長区間積分器１７の積分値が比較器２１に設
定された基準値Ｖｒｌを越えた時点で、オアゲート回路
２６ｂからエアバッグ展開トリガ信号が発される。ま
た、従来ポール衝突時との判別が難しかった悪路走行時
については、図５に示したように、衝撃力ΔＥ（ｋ）は
突発的にある程度のレベルに達する変化を示すが、速度
変化量ΔＶ（ｋ）が規定レベルにまで達しないため、誤
って衝突判定が下されることはなく、ポール衝突では悪
路走行時との衝撃力ΔＥ（ｋ）の違いが衝突判定要因を
形成する。

【００２５】このように、車両の衝突判定装置１１によ
れば、車両が衝突したときに乗員に危害が及ぶ塑性衝突
について、車両の前部を無数のばね体が複合された塑性
ばねと見なすことで、衝突により車両が停止に至る過程
で加速度信号の基本１／４正弦波に重畳する各種の振動
波形のなかから、衝突時に顕著な特定の帯域成分を抽出
することにより、速度変化量を追跡しただけでは分から
ない衝撃力を検出し、悪路走行や縁石乗り上げ等に伴う
衝撃等と区別して、安全装置の作動を必要とする衝突で
あることを判定することができ、また速度変化量につい
ても短期と長期の速度変化量の両面から総合的に衝突判
定するため、緩慢な速度変化量の推移が長区間積分値に
現れるクッションドラム衝突を判定したり、或いは速度
変化量には大差のないポール衝突と悪路走行とを衝撃力
の違いを利用して精度よく判定することができ、単一セ
ンサを用いるシングルポイントセンサ方式にふさわしい
衝突判定装置を提供することができる。

【００２６】なお、上記実施例では、判定回路１９を論
理回路を用いて構成したが、図５に示した２次元平面を
利用してマップ判定するようにしてもよい。また、これ
以外にも、例えば衝撃力ΔＥ（ｋ）と速度変化量ΔＶ
（ｋ）をアドレスとして衝突判定データを格納したメモ
リと、このメモリを読み出し制御する回路から構成する
こともでき、その場合に、例えばＲＯＭ化されたルック
アップテーブル等を用いて衝突判定が可能であり、車種
別にＲＯＭを用意することで、広範な対応が可能であ
る。

【００２７】さらに、上記実施例では、ハードウェアに
より構成された衝突判定装置１１を例に説明したが、図
８に示したように、ＡＤ変換器１５以降の信号処理をソ
フトウェアを使って処理することもできる。

【００２８】図８のステップ（１００）においてＡＤ変
換された加速度データは、時分割処理により二乗演算と
短区間積分と長区間積分の３通りの処理を受け、それぞ
れの処理結果を示すフラグを総合することで衝突判定を
行う。二乗演算については、まず離散値化された加速度
データから２０Ｈｚ〜２００Ｈｚの帯域成分を抽出する
ため、ステップ（２０１）において、前述のｚ変換濾波
特性に従った演算が実行される。さらに、ステップ（２
０１）で得られた帯域濾過出力を、続くステップ（２０
２）において二乗演算し、衝撃力ΔＥ（ｋ）を求める。
ここで得られた衝撃力ΔＥ（ｋ）は、ステップ（２０
３）において、しきい値Ｅｒを基準にしきい値判別さ
れ、判別結果に応じてステップ（２０４），（２０５）
に分かれ、フラグＤＥの“１”又は“０”が決定され
る。さらに、判断ステップ（２０６）において、フラグ
ＤＥが“０”から“１”に立ち上がったことが判ると、
ステップ（２０７）においてワンショットタイマが計時
動作を開始し、例えば２０ｍｓ程度のタイマ時間Ｔｍが
経過したときに、判断ステップ（２０８）に続くステッ
プ（２０９）において、フラグＤＥ’が“１”となる。
ただし、タイマ時間Ｔｍが経過する前は、ステップ（２
１０）に示したように、フラグＤＥ’は“０”である。
こうして、ステップ（２０１）〜（２１０）において、
衝突判定に必要なフラグＤＥとフラグＤＥ’が得られ
る。

【００２９】一方、短区間積分に関しては、まずステッ
プ（３０１）において、区間積分値ΣＧ（ｋ）から積分
区間Ｔ（例えば３０ｍｓ）前の加速度データＧ（ｋ−
Ｔ）を減算し、ここで得られた区間積分値ΣＧ（ｋ）−
Ｇ（ｋ−Ｔ）に対し、続くステップ（３０２）におい
て、現在の加速度データＧ（ｋ）を加算する。こうし
て、積分区間両端の加速度データを一方は抹消し他方は
編入することにより、短区間積分出力Ｖ（ｋ）が得られ
る。得られた短区間積分出力Ｖ（ｋ）は、次に、ステッ
プ（３０３）において、リミッタの下限レベル−ΔＶ１
との大小判別にかけられ、下限レベル−ΔＶ１に満たな
い場合は、続くステップ（３０４）において、−ΔＶ１
に固定される。こうして振幅制限を受けた短区間積分出
力Ｖ（ｋ）は、続く判断ステップ（３０５）において、
しきい値Ｖｒｓを基準にしきい値判別され、判別結果に
応じてステップ（３０６），（３０７）に分けられ、フ
ラグＢＶの“１”又は“０”が決定される。

【００３０】同様にまた長区間積分に関しても、まずス
テップ（４０１）において、区間積分値ΣＧ（ｋ）から
積分区間ｎＴ（例えば９０ｍｓ）前の加速度データＧ
（ｋ−ｎＴ）を減算し、ここで得られた区間積分値ΣＧ
（ｋ）−Ｇ（ｋ−ｎＴ）に、続くステップ（４０２）に
おいて、現在の加速度データＧ（ｋ）を加算する。こう
して、積分区間両端の加速度データを一方は抹消し他方
は編入することにより、長区間積分出力Ｖ（ｋ）が得ら
れる。得られた長区間積分出力Ｖ（ｋ）は、次に、ステ
ップ（４０３）において、リミッタの下限レベル−ΔＶ
１との大小判別にかけられ、下限レベル−ΔＶ２に満た
ない場合は、続くステップ（４０４）において−ΔＶ２
に固定される。こうして振幅制限を受けた長区間積分出
力Ｖ（ｋ）は、続く判断ステップ（４０５）において、
しきい値Ｖｒｌを基準にしきい値判別され、判別結果に
応じてステップ（４０６），（４０７）に分けられ、フ
ラグＣＶの“１”又は“０”が決定される。

【００３１】このように、ステップ（３０１）〜（３０
６）とステップ（４０１）〜（４０７）から、衝突判定
に必要なフラグＢＥとフラグＣＥが得られるため、前述
のステップ（２０１）〜（２１０）から得られるフラグ
ＤＥとＤＥ’を総合し、最後のステップ（５００）にお
いて衝突判定を行う。この衝突判定は、フラグＤＥとフ
ラグＤＥ’の論理和とフラグＢＶとの論理積をとり、さ
らにフラグＣＶとの論理和をとることでなされ、結局 （ｉ）ΔＥ（ｋ）＞Ｅｒで、かつΔＶ（ｋ）＞Ｖｒｓ か、又は （ｉｉ）ΔＶ（ｋ）＞Ｖｒｌ が成立するときに、展開トリガが出力される。

【００３２】なお、上記実施例に示したソフトウェア
は、ステップ（２０１）〜（２１０）と（３０１）〜
（３０７）及び（４０１）〜（４０７）の３系列を並列
処理する構成としたが、各系列ごとに前半と後半に分
け、各前半は並列処理する一方、後半については、ステ
ップ（２０３）以降とステップ（３０５）以降及びステ
ップ（４０５）以降を、ステップ（２０３）・・・（２
１０），（３０５）・・・（３０７），（４０５）・・
・（４０７）と一列に続けて処理し、最後にステップ
（５００）に至るよう構成することもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、加速
度センサの出力の短区間積分値と長区間積分値を求める
一方、車両の衝突時に顕著に現れる特定の帯域成分を抽
出して二乗演算により衝撃力を求め、衝撃力と短区間積
分値がともに所定のしきい値を越えるか、又は長区間積
分値が所定のしきい値を越えるときに、衝突を判定する
構成としたから、車両が衝突したときに乗員に危害が及
ぶ塑性衝突について、車両の前部を無数のばね体が複合
された塑性ばねと見なすことで、衝突により車両が停止
に至る過程で加速度信号の基本１／４正弦波に重畳する
各種の振動波形のなかから、衝突時に顕著な特定の帯域
成分を抽出することで、速度変化量を追跡しただけでは
分からない衝撃力を検出し、悪路走行や縁石乗り上げ等
に伴う衝撃等と区別して、安全装置の作動を必要とする
衝突であることを判定することができ、また速度変化量
についても短期と長期の速度変化量の両面から総合的に
衝突判定するため、緩慢な速度変化量の推移が長区間積
分値に現れるクッションドラム衝突を判定したり、或い
は速度変化量には大差のないポール衝突と悪路走行とを
衝撃力の違いを利用して精度よく判定することができ、
単一センサを用いるシングルポイントセンサ方式にふさ
わしい衝突判定装置を提供することができる等の優れた
効果を奏する。

【００３４】また、この発明は、短区間積分器と長区間
積分器を、それぞれ積分出力の下限レベルを制限するリ
ミッタ回路を介して前記判定回路に接続したので、速度
変化量演算手段として機能する短区間積分器と長区間積
分器に対して、マクロ的に見れば衝突であるがミクロ的
には低周波成分の影響で積分出力が負側に振れる、すな
わち加速方向の加速度が続くような衝突が発生したとき
に、衝突判定を遅らせるような要因を、リミッタ回路が
積分値を一定の下限レベルにて食い止めてしまうため、
オフセット積分よりも効果的な外乱抑制効果が得られ、
さらに下限レベルにて停滞する短区間積分値と長区間積
分値もその後の速度変化量の推移には敏感に反応するた
め、それぞれに固有の意義を担って衝突判定に寄与させ
ることができる等の効果を奏する。

【００３５】また、この発明は、衝撃力演算手段を、加
速度センサの出力から車両の衝突時に顕著に現れる特定
の帯域成分を抽出する帯域濾波回路と、帯域濾波回路の
出力を二乗演算する二乗演算器と、二乗演算器の出力を
所定値を基準にしきい値判別する比較器と、比較器の出
力を少なくとも一定時間は持続する波形に整形する波形
整形器とから構成したので、帯域濾波回路において、衝
突時に塑性変形する車両の前部の加速度振動波形のう
ち、衝突時に特有の顕著な変化を示す帯域成分例えば２
０〜２００Ｈｚの帯域成分を抽出し、衝撃力の目安とし
て衝突判定に有効活用することができ、さらにこうして
抽出した加速度信号を二乗演算することにより、加速度
信号の正負に関係なく衝撃力をエネルギ量として算出す
ることができ、また比較器のしきい値レベルを越える衝
撃力については、瞬間的なものも持続性をもったものも
少なくとも一定時間は持続する波形に整形して処理する
ため、危険レベルに達した衝撃力の存在を一定時間明示
することができ、特に論理判断に適した信号波形として
衝突判定に供することができる等の効果を奏する。

【００３６】さらにまた、この発明は、判定回路を、短
区間積分器の出力と衝撃力演算手段の出力との論理積を
とる論理積手段と、この論理積手段の出力と長区間積分
器の出力との論理和をとり、この論理和出力を衝突判定
出力とする論理和手段とから構成したので、短区間積分
値と長区間積分値と衝撃力の各しきい値判別出力とか
ら、マップやルックアップテーブルを使用せずに、論理
判断により即座に衝突判定が可能であり、衝突判定に許
された時間内で最高速の論理判断が可能である等の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の車両の衝突判定装置の一実施例を示
す回路構成図である。

【図２】図１に示したリミッタ回路の入出力特性を示す
図である。

【図３】図１に示した帯域濾波回路の回路構成図であ
る。

【図４】図１に示した帯域濾波回路の濾波特性図であ
る。

【図５】図１に示した車両の衝突判定装置の衝突判定条
件を示す図である。

【図６】正面衝突時の図１に示した回路各部の信号波形
図である。

【図７】斜め衝突時の図１に示した回路各部の信号波形
図である。

【図８】図１に示した車両の衝突判定装置の要部と等価
な機能を有するソフトウェアの一実施例を示すフローチ
ャートである。

【図９】従来の車両の衝突判定装置の一例を示す回路構
成図である。

【符号の説明】

１１ 車両の衝突判定装置 １２ 加速度センサ １６ 短区間積分器 １７ 長区間積分器 １８，１９ リミッタ回路 ２０，２１ 比較器 ２２ 帯域濾波回路（衝撃力演算手段） ２３ 二乗演算器（衝撃力演算手段） ２４ 比較器（衝撃力演算手段） ２５ 波形整形器（衝撃力演算手段） ２６ 判定回路 ２６ａ アンドゲート回路（論理積手段） ２６ｂ オアゲート回路（論理和手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−114944（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224440（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−252757（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224439（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208750（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−208751（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/16 - 21/32

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に加わる加速度を検出し、該加速度
   を現在値まで比較的短い区間だけ積分する一方、現在値
   まで比較的長い区間に亙って積分するとともに、前記加
   速度から抽出される車両の衝突時に顕著に現れる特定の
   帯域成分を二乗して衝撃力を演算し、該衝撃力と前記短
   区間積分出力がともに所定のしきい値を越えるか、又は
   前記長区間積分出力が所定のしきい値を越えるかを判別
   して衝突を判定することを特徴とする車両の衝突判定方
   法。
2. 【請求項２】 車両に加わる加速度を検出する加速度セ
   ンサと、該加速度センサの出力を現在値まで比較的短い
   区間だけ積分する短区間積分器と、前記加速度センサの
   出力を現在値まで比較的長い区間に亙って積分する長区
   間積分器と、前記加速度センサの出力から抽出される車
   両の衝突時に顕著に現れる特定の帯域成分を二乗して衝
   撃力を演算する衝撃力演算手段と、該衝撃力演算手段の
   出力と前記短区間積分器の出力がともに所定のしきい値
   を越えるか、又は前記長区間積分器の出力が所定のしき
   い値を越えるかを判別して衝突を判定する判定回路とを
   具備することを特徴とする車両の衝突判定装置。
3. 【請求項３】 前記短区間積分器と前記長区間積分器
   は、それぞれ積分出力の下限レベルを制限するリミッタ
   回路を介して前記判定回路に接続したことを特徴とする
   請求項２記載の車両の衝突判定装置。
4. 【請求項４】 前記衝撃力演算手段は、前記加速度セン
   サの出力から車両の衝突時に顕著に現れる特定の帯域成
   分を抽出する帯域濾波回路と、該帯域濾波回路の出力を
   二乗演算する二乗演算器と、該二乗演算器の出力を所定
   値を基準にしきい値判別する比較器と、該比較器の出力
   を少なくとも一定時間は持続する波形に整形する波形整
   形器とからなることを特徴とする請求項２記載の車両の
   衝突判定装置。
5. 【請求項５】 前記判定回路は、前記短区間積分器の出
   力と前記衝撃力演算手段の出力との論理積をとる論理積
   手段と、該論理積手段の出力と前記長区間積分器の出力
   との論理和をとり、該論理和出力を衝突判定出力とする
   論理和手段とからなることを特徴とする請求項２記載の
   車両の衝突判定装置。