JP3938518B2 - 衝突判定システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は衝突判定システムに関し、特に、車両が当接物と衝突したことを検知し、衝突安全装置へ作動信号を出力する衝突判定システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の一例として、特開２００１−８０５４５号の「車両用フードの作動装置」における衝突判定システムを挙げる。図７は、上記衝突判定システムを備える車両用フードの作動装置を示す全体図である。この車両用フードの作動装置において、衝突判定システムは、車速を検出する車速センサ１０１と、車両１００の前方からバンパ１０２に作用する外力による加速度を検出する加速度センサ１０３と、この加速度センサ１０３で検出した加速度情報からバンパ変形速度を算出する変形速度演算部１０４および平滑化処理手段１０５と、車速に応じてバンパ変形速度の閾値を変化させる車速−閾値マップ１０６と、衝突安全装置であるフード１０９を所定量撥ね上げるアクチュエータ１０８と、このアクチュエータ１０８の作動を制御する制御部ＥＣＵ（Electric Control Unit）１０７とから構成される。車速センサ１０１によって検出された車速が所定車速である場合、算出されたバンパ変形速度が閾値を超えたときには、制御部１０７は、当接物Ｍが所定の保護対象物であると判断してアクチュエータ１０８を作動させ、フード１０９を撥ね上げる。上記の場合にフード１０９を撥ね上げることによって、当接物Ｍがフード１０９に衝突する際の衝撃を緩和している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような衝突判定システムでは、加速度センサ１０３内部の加速度検出素子や電気回路等に不具合が生じると、衝突状態でないにもかかわらず、不具合による無効信号（衝突発生時に出力されるような大きな加速度の加速度信号）が加速度センサ１０３から出力される可能性もある。これにより、無効信号を正規の有効信号と誤認し、制御部１０７では衝突を判定し、フードを作動させてしまう。
【０００４】
そこで、従来では、例えばエアバックシステムのように制御部内に一定以上の衝撃を感知する衝撃感知センサを設け、この衝撃感知センサが作動しない場合には、制御部から衝突判定信号が出力されてもエアバックを作動させないような衝突判定システムが採用されている。なお、この衝撃感知センサは制御部内に設けられているため、エアバックが作動する程の大きな衝撃でなければ、感知することができない。
【０００５】
しかし、本願の衝突判定システムが対象とするような歩行者程度の重量物との衝突では、衝突部位であるバンパの近くでしか衝撃が発生しないため、上記のような制御部内に設けた衝撃感知センサでは歩行者程度の重量物との衝突を感知できない。そこで、制御部を車両前端に取り付けることが考えられるが、車両前端部のように狭い空間に制御部を設置することは困難である。
【０００６】
従って、上記のエアバックシステムで用いられている衝突判定システムは、本願が対象とする、衝突安全装置を作動させるための衝突判定システムに採用できない。そこで、加速度センサ内部の加速度検出素子や電気回路等の不具合による無効信号（衝突発生時に出力されるような大きな加速度の加速度信号）が出力されても、制御部において確実に車両が当接物と衝突したことを検知して作動信号を出力する衝突判定システムが望まれる。
【０００７】
本発明の目的は、上記の要望に応え、加速度センサ内部の加速度検出素子や電気回路等の不具合による無効信号が出力されても、車両が当接物と衝突したことを確実に検知して作動信号を出力する衝突判定システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る衝突判定システムは、上記目的を達成するために、次のように構成される。
【０００９】
本発明に係る第１の衝突判定システム（請求項１に対応）は、車両が当接物と衝突したことを検知して衝突安全装置に作動信号を出力する衝突判定システムにおいて車両の前部のバンパフェイス付近に取付けられ、車両前後方向の加速度を検出する複数の加速度センサと、これらの複数の加速度センサのうちの１つの加速度センサによって設定値以上の加速度が検出された後の設定時間内に、別の加速度センサによって設定値以上の加速度が検出された場合には、作動許可信号を一定時間だけ出力する作動許可部と、複数の加速度センサのそれぞれで検出した加速度を積分演算することにより得られる複数の変形速度のうちいずれか１つが設定値を超過した場合には、衝突検出信号を出力する衝突検出部と、作動許可部から作動許可信号が出力されており、かつ、衝突検出部から衝突検出信号が出力された場合には作動信号を出力する作動信号出力部とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第１の衝突判定システムによれば、複数の加速度センサのうちの１つの加速度センサによって設定値以上の加速度が検出された後の設定時間内に、別の加速度センサによって設定値以上の加速度が検出された場合に、作動許可信号を一定時間だけ出力する作動許可部と、複数の加速度センサのそれぞれで検出した加速度を積分演算することにより得られる複数の変形速度のうちいずれか１つが設定値を超過した場合には、衝突検出信号を出力する衝突検出部とを備え、作動許可信号と衝突検出信号が出力されているときに、作動信号出力部が衝突安全装置に作動信号を出力するので、複数の加速度センサのうちの１つの加速度センサによって設定値以上の加速度が加速度センサの不具合により検出され、衝突信号が出力されたとしても、他の加速度センサを参照し、ある１つの加速度センサの不具合に基づく作動信号の出力を避けることが可能となる。
【００１１】
本発明に係る第２の衝突判定システム（請求項２に対応）は、上記の衝突判定システムにおいて、好ましくは、作動許可部と衝突検出部と作動信号出力部とを内蔵する制御部（ＥＣＵ）が、加速度センサとは異なる位置に取付けられることを特徴とする。
【００１２】
第２の衝突判定システムによれば、衝突判定を行う制御部が車両前端部ではなく、加速度センサとは異なる位置に設けたので、加速度センサ内部の加速度検出素子や電気回路等の不具合によって、衝突発生時に出力されるような大きな加速度の加速度信号が出力されても、加速度センサとは異なる位置に設けた制御部において確実に車両が当接物と衝突したことを検知して作動信号を出力することが可能である。これは、エアバックシステムで用いられている、制御部内に衝撃感知センサを有する衝突判定システムでは、本願が対象とする衝突部位であるバンパの近くでしか衝撃が発生しない衝突を判定することができないので、衝突安全装置のための衝突判定システムには好適である。さらに、制御部の取付け位置に関する制限をなくすことが可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に従って説明する。
【００１４】
実施形態で説明される構成、形状、配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、またセンサの数については例示にすぎない。従って本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００１５】
図１は、本発明に係る衝突判定システムの全体を示すブロック構成図である。車両前端部１には、加速度センサ２ａ，２ｂが設けられる。この加速度センサ２ａ，２ｂは、車室内に設けられたＥＣＵ（制御部）７と接続されている。なお、加速度センサ２ａ，２ｂとＥＣＵ７の間は、有線ケーブルだけでなく、他の伝送手段（無線等）を利用することも可能である。
【００１６】
加速度センサ２ａ，２ｂは、マッチ箱ほどの大きさのユニットとして作られており、よく知られた静電容量式の加速度検出素子と電気回路で構成される。この加速度検出素子内部には錘が設けられる。加速度センサ２ａ，２ｂは検出した衝突による加速度に応じて、加速度信号をＥＣＵ７へ送信する。
【００１７】
ＥＣＵ７は、右側アクチュエータ６ａと左側アクチュエータ６ｂへ作動信号を出力し、作動を制御する。右側アクチュエータ６ａと左側アクチュエータ６ｂはフード昇降装置である。右側アクチュエータ６ａと左側アクチュエータ６ｂの作動によって、フード５が撥ね上げられる。図１では撥ね上げられた状態のフード５を表している。ＥＣＵ７では、受信した加速度値に係る加速度信号に基づいて衝突判定を行い、車両の前端部１が当接物に衝突したと判定した場合に、右側アクチュエータ６ａと左側アクチュエータ６ｂを作動させてフード５を所定の位置まで撥ね上げる。これにより、当接物がフード５に二次衝突する際の衝撃が緩和される。
【００１８】
次に、衝突による加速度の検出について説明する。図２，３は、加速度センサ２ａ，２ｂが設けられた車両前端部１の側面断面図である。図２は、衝突前の当該部位の側面断面図である。加速度センサ２ａ，２ｂは、車両前端部１のフロントバンパ３Ａの前部を覆うバンパフェイス３の内面に設けられる。図３は、当接物Ｍに衝突中の当該部位の側面断面図である。図中の二点鎖線は、衝突前のバンパフェイス３の位置を表している。当接物Ｍの衝突によってバンパフェイス３が図中右方（車両後方）に向かって移動すると、加速度検出素子内部の錘はバンパフェイス３の移動による加速度の方向ａと逆方向へ慣性によって移動する。この錘の移動によって生じる静電容量の変化を電気回路によって取り出し加速度値としている。
【００１９】
加速度センサ２ａ，２ｂでは、上述のようにバンパフェイス３の移動により発生する加速度を、加速度検出素子内部の錘の移動よって生じる静電容量の変化で検出している。上述のように衝突によって移動するバンパフェイス３の加速度を検出するので、力を直接検出する荷重センサのようにバンパフェイス３の車幅方向の全幅に渡って設ける必要はない。このため、本実施形態ではバンパフェイス３の車幅方向に２個の加速度センサ２ａ，２ｂを設けている。
【００２０】
なお、本実施形態では、加速度センサ２ａ，２ｂを車両前端部１のバンパフェイス３に設けるようにしたが、バンパフェイスに限らず、バンパフェイスと同様に変形可能なブラケットに加速度センサを取り付けることも可能である。また、側面からの衝突や後方からの衝突を判定するために、加速度センサを車両の側面や後方に設けてもよい。
【００２１】
次にＥＣＵ７の要部構成を説明する。図４は本実施形態に係るＥＣＵ７の要部ブロック構成図である。ＥＣＵ７は、車速演算部９と車速比較部１０と衝突検出部２３と作動許可部２４と作動信号出力部２２から構成する。衝突検出部２３は、加速度センサ２ａ，２ｂからの検出加速度を受信する第１変形速度演算部１１、第２変形速度演算部１２と、第１変形速度演算部１１、第２変形速度演算部１２で演算された変形速度と設定値とを比較する第１変形速度比較部１３、第２変形速度比較部１４と、第１変形速度比較部１３と第２変形速度比較部１４の比較の結果に基づいて衝突検出信号を出力する衝突検出信号出力部１５から構成する。
【００２２】
作動許可部２４は、加速度センサ２ａ，２ｂからの検出加速度を受信する第１加速度比較部１６、第２加速度比較部１７と第１加速度比較部１６、第２加速度比較部１７を参照する第１タイマ１８、第２タイマ１９と第１タイマ１８、第２タイマ１９を参照する第３タイマ２０と第３タイマ２０を参照する作動許可信号出力部２１から構成する。
【００２３】
衝突検出部２３の衝突検出信号出力部１５からの衝突検出信号と作動許可部２４の作動許可信号出力部２１からの作動許可信号は、作動信号出力部２２に出力される。
【００２４】
次にＥＣＵ７の各構成要素の動作について説明する。車速演算部９は、車速センサ４が出力するパルス信号を受信して、パルス周期から現在車速を演算する。車速比較部１０は、現在車速が設定速度以上であるか否かの比較を行う。車速比較部１０は現在車速が設定値以上であると判断すると、第１変形速度演算部１１および第２変形速度演算部１２に対して車速比較信号を送る。車速比較信号を受信した第１変形速度演算部１１および第２変形速度演算部１２は、それぞれ、右側加速度センサ２ａおよび左側加速度センサ２ｂからの検出加速度を元に変形速度を演算する。
【００２５】
次に衝突検出部２３の各構成の動作について説明する。第１変形速度演算部１１は、右側加速度センサ２ａが出力した検出加速度のうち、現在から一定時間前までの検出加速度を記憶しており、それらの検出加速度の積分演算から変形速度を得る。第２変形速度演算部１２は、左側加速度センサ２ｂが出力した検出加速度のうち、現在から一定時間前までの検出加速度を記憶しており、それらの検出加速度の積分演算から変形速度を得る。
【００２６】
第１変形速度比較部１３は、第１変形速度演算部１１で算出された変形速度が設定値以上であるか否かを判断し変形速度比較信号を出力する。同様に第２変形速度比較部１４は、第２変形速度演算部１２で算出された変形速度が設定値以上であるか否かを判断し変形速度比較信号を出力する。衝突検出信号出力部１５は、どちらか一方から変形速度比較信号を受信した場合には衝突検出信号を出力する。
【００２７】
次に作動許可部２４の各構成の動作について説明する。第１加速度比較部１６は、右側加速度センサ２ａが出力した検出加速度が設定値以上であるか否かの判断を行う。第１加速度比較部１６は、検出加速度が設定値以上であると判断すると、第１タイマ１８に加速度比較信号を出力する。第１タイマ１８は作動開始し、設定時間が経過した時点で作動停止する。
【００２８】
第２加速度比較部１７は、左側加速度センサ２ｂが出力した検出加速度が設定値以上であるか否かの判断を行う。第２加速度比較部１７は、検出加速度が設定値以上であると判断すると、第２タイマ１９に加速度比較信号を出力する。第２タイマ１９は作動開始し、設定時間が経過した時点で作動停止する。
【００２９】
第３タイマ２０は、第１タイマ１８および第２タイマ１９を参照し、第１タイマ１８および第２タイマ１９の両方が作動中であると判断した場合に作動開始し、設定時間が経過した時点で作動停止する。作動許可信号出力部２１は、第３タイマ２０を参照し、第３タイマ２０が作動中であると判断した場合に作動許可信号を一定時間出力する。従って、左右どちらかの加速度センサ２ａ，２ｂが設定値以上の加速度を検出し、当該加速度センサ２ａ（または２ｂ）に対応するタイマ１８（またはタイマ１９）が作動している間に、もう一方の加速度センサ２ｂ（または２ａ）が設定値以上の加速度を検出した時点で、作動許可信号出力部２１から作動許可信号が一定時間出力される。
【００３０】
作動信号出力部２２は、作動許可信号出力部２１から作動許可信号が出力され、かつ、衝突検出信号出力部１５から衝突検出信号が出力された場合に、アクチュエータ６ａ，６ｂに作動信号を出力する。
【００３１】
次に本実施形態の動作を図５、図６のフローチャートを用いて説明する。図５、図６は本実施形態に係る衝突判定システムの動作フロー図である。なお、図５のＡ，Ｂは図６のＡ，Ｂとそれぞれ接続される。衝突判定システムの動作がスタートすると、まず、ステップＳ１０１にて衝突判定に用いる各変数（車速、変形速度、フラグ）の初期設定を行う。
【００３２】
左右の加速度センサ２ａ，２ｂが出力した検出加速度を読み込むと（ステップＳ１０２）、右側加速度センサ２ａの検出加速度が設定値以上であるかどうかが判断される（ステップＳ１０３）。検出加速度が設定値以上であると判断されると、第１タイマ１８のタイマ値をリセットして作動開始し（ステップＳ１０４）、第１フラグの値を１にセットする（ステップＳ１０５）。
【００３３】
ステップＳ１０３にて、検出加速度が設定値未満であると判断された場合には、第１タイマ１８が作動しているかどうかが判定される（ステップＳ１０６）。第１タイマ１８が作動している場合にはステップＳ１０８に進むが、作動していない場合には、第１フラグの値を０にセットする（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０３〜Ｓ１０７の動作により、右側加速度センサ２ａの検出加速度がいったん設定値以上になると、その後、検出加速度が設定値未満となってからも設定時間の間は第１フラグの値が１になる。
【００３４】
次に左側加速度センサ２ｂが出力した検出加速度が設定値以上かどうかが判断される（ステップＳ１０８）。検出加速度が設定値以上であると判断されると、第２タイマ１９のタイマ値をリセットして作動開始し（ステップＳ１０９）、第２フラグの値を１にセットする（ステップＳ１１０）。
【００３５】
ステップＳ１０８にて、検出加速度が設定値未満である場合には、第２タイマ１９が作動しているかどうかが判定される（ステップＳ１１１）。第２タイマ１９が作動している場合にはステップＳ１１３に進むが、作動していない場合には第２フラグの値を０にセットする（ステップＳ１１２）。ステップＳ１０８〜Ｓ１１２の動作により、左側加速度センサ２ｂの検出加速度がいったん設定値以上になると、その後、検出加速度が設定値未満となってからも設定時間の間は第２フラグの値が１になる。
【００３６】
次に第１フラグおよび第２フラグが両方とも１であるかどうかが判断される（ステップＳ１１３）。第１フラグおよび第２フラグが両方とも１である場合には、第３タイマ２０のタイマ値をリセットして作動開始し（ステップＳ１１４）、作動許可信号を出力する（ステップＳ１１５）。
【００３７】
ステップＳ１１３にて、第１フラグと第２フラグのどちらかが０の場合には、第３タイマが作動しているかどうかが判定される（ステップＳ１１６）。第３タイマが作動している場合にはステップＳ１１８に進むが、作動していない場合にはステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７では、作動許可信号の出力を停止する。ステップＳ１１３〜Ｓ１１７の動作により、第１フラグと第２フラグの両方が１である状態に一度なると、第１フラグと第２フラグのどちらかが０となってからも一定時間の間は作動許可信号が出力された状態となる。
【００３８】
ステップＳ１１８では車速演算部９にて現在車速を演算し、現在車速が設定値以上かどうかが判断される（ステップＳ１１９）。現在車速が設定値以上の場合にはステップＳ１２０に進むが、現在車速が設定値未満の場合にはステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１２０では、右側加速度センサ２ａの検出加速度に基づいて変形速度を演算する。
【００３９】
ステップＳ１２１では、左側加速度センサ２ｂの検出加速度に基づいて変形速度を演算する。ステップＳ１２０およびステップＳ１２１にて演算した左右の変形速度のうち、どちらか一方でも設定値以上となっているかどうかが判断される（ステップＳ１２２）。左右の変形速度のうち、どちらか一方でも設定値以上であると判断された場合には衝突検出信号を出力する（ステップＳ１２３）。左右の変形速度のうち、どちらも設定値未満である場合にはステップＳ１０２に戻る。
【００４０】
作動許可信号が出力中であるかどうかが判断される（ステップＳ１２４）。作動許可信号が出力中である場合には、アクチュエータ６ａ，６ｂを作動させる（ステップＳ１２５）。作動許可信号が出力されていない場合にはステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１２５に進んでアクチュエータ６ａ，６ｂを作動させると、作動を終了する。
【００４１】
本実施形態では、加速度センサが２つの場合で説明をしたが、加速度センサの数は２つに限らず、３つ以上でもよい。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は上記の構成により次の効果を発揮する。
【００４３】
本発明に係る衝突判定システムは、複数の加速度センサのうちの１つの加速度センサによって設定値以上の加速度が検出された後の設定時間内に、別の加速度センサによって設定値以上の加速度が検出された場合に、作動許可信号を一定時間だけ出力する作動許可部と、加速度センサで検出した加速度に基づいて所定の対象物との衝突であると判断した場合には衝突検出信号を出力する衝突検出部とを備え、作動許可信号と衝突検出信号が出力されているときに、作動信号出力部が衝突安全装置に作動信号を出力するので、複数の加速度センサのうちの１つの加速度センサによって衝突発生時の加速度に相当する加速度信号が不具合により出力され、衝突検出信号が出力されたとしても、他の加速度センサを参照することで、加速度センサの不具合による作動信号の出力を避けることができる。
【００４４】
また、衝突判定を行う制御部が車両前端部ではなく、加速度センサとは異なる位置に設けられるので、加速度センサ内部の加速度検出素子や電気回路等の不具合等によって、衝突発生時に出力されるような大きな加速度の加速度信号が出力されても、加速度センサとは異なる位置に設けた制御部において確実に車両が当接物と衝突したことを検知して作動信号を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る衝突判定システムの全体を示すブロック構成図である。
【図２】センサユニットが設けられた車両前端部の衝突前の側面断面図である。
【図３】センサユニットが設けられた車両前端部の衝突中の側面断面図である。
【図４】本実施形態に係る衝突判定システムにおけるＥＣＵの要部ブロック構成図である。
【図５】本実施形態に係る衝突判定システムの動作フロー図である。
【図６】本実施形態に係る衝突判定システムの動作フロー図である。
【図７】従来の衝突判定システムを備える車両用フードの動作装置を示す全体図である。
【符号の説明】
１ 車両前端部
２ａ 右側加速度センサ
２ｂ 左側加速度センサ
３ バンパフェイス
３Ａ フロントバンパ
４ 車速センサ
５ フード
６ａ，６ｂ アクチュエータ
７ ＥＣＵ
９ 車速演算部
１０ 車速比較部
１１ 第１変形速度演算部
１２ 第２変形速度演算部
１３ 第１変形速度比較部
１４ 第２変形速度比較部
１５ 衝突検出信号出力部
１６ 第１加速度比較部
１７ 第２加速度比較部
１８ 第１タイマ
１９ 第２タイマ
２０ 第３タイマ
２１ 作動許可信号出力部
２２ 作動信号出力部
２３ 衝突検出部
２４ 作動許可部
Ｍ 当接物

Claims (2)

1. 車両が当接物と衝突したことを検知して衝突安全装置に作動信号を出力する衝突判定システムにおいて
   前記車両の前部に取付けられ、車両前後方向の加速度を検出する複数の加速度センサと、
   前記複数の加速度センサのうちの１つの加速度センサによって設定値以上の加速度が検出された後の設定時間内に、別の加速度センサによって設定値以上の加速度が検出された場合には、作動許可信号を一定時間だけ出力する作動許可手段と、
   前記複数の加速度センサのそれぞれで検出した加速度を積分演算することにより得られる複数の変形速度のうちいずれか１つが設定値を超過した場合には、衝突検出信号を出力する衝突検出手段と、
   前記作動許可手段から作動許可信号が出力されており、かつ、前記衝突検出手段から衝突検出信号が出力された場合には作動信号を前記衝突安全装置に出力する作動信号出力手段と、
   を備えることを特徴とする衝突判定システム。
2. 前記作動許可手段と前記衝突検出手段と前記作動信号出力手段とを内蔵する制御部が、前記加速度センサとは異なる位置に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の衝突判定システム。

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