JP4667677B2 - 車両用衝突判定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突を判定して、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を作動させる車両用衝突判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両に加わる加速度（或いは減速度）を検出する加速度センサを備えて、加速度センサから出力される加速度信号によって車両の加速度変化を検出すると共に、この加速度信号を時間について１次積分、或いは２次積分して、これらの積分値が所定の各閾値を超えた場合に、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を起動させる車両用衝突判定装置が知られている。
このような車両用衝突判定装置によって衝突と判定された場合、例えばエアバック装置は、インフレータ内でスクイブによりガス発生剤に点火して、インフレータよりガスを発生させ、このガスによってエアバックを膨らませて乗員と室内部品との２次衝突を抑制する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例による車両用衝突判定装置では、衝突時の車体の反発減速度の発生形態や、車両内での乗員の位置等に関わらず、検出された加速度信号の演算値が所定の閾値を超えただけで、エアバック等の乗員保護装置が一定の特性で作動するように設定されている場合があり、衝突の状況に違いがあっても、短時間の中に衝突の状況を判別することができず、同一の制御しかできないという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、衝突初期の加速度の発生形態および乗員の移動量を利用することにより、単純かつ安価な構成で、衝突の状況に応じた適正な衝突判定を短時間に行うことが可能な車両用衝突判定装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両用衝突判定装置は、車両に作用する加速度を検出する加速度検出手段（例えば、後述する実施の形態における加速度センサ１１）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号の波形を周波数成分に分解する周波数分析手段（例えば、後述する実施の形態における周波数成分算出部１２）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記加速度信号の発生形態を算出する発生形態算出手段（例えば、後述する実施の形態における監視波形算出部１３、基準波形算出部１４）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、乗員の移動量を算出する移動量算出手段（例えば、後述する実施の形態における乗員移動量算出部１５）と、前記加速度信号の発生形態および前記乗員の移動量に基づいて、前記周波数成分の値に対する所定の衝突判定閾値を設定する衝突判定閾値設定手段（例えば、後述する実施の形態における第１監視波形判定閾値切替部２０、第２監視波形判定閾値切替部２１）と、前記周波数成分の値が前記所定の衝突判定閾値を超えたか否かを判定する衝突判定手段（例えば、後述する実施の形態における周波数成分判定部２２）と、前記衝突判定手段での判定結果に応じて乗員保護装置の動作を制御する制御信号を発生する制御信号発生手段（例えば、後述する実施の形態における起動信号発生部２３）とを備えたことを特徴としている。
【０００５】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、例えば高速での衝突等の激しい衝突の場合には、加速度信号の発生形態として、例えば衝突初期に加速度信号の大きな変化が連続して検出される等に基づいて、衝突発生から短時間の中に的確に衝突判定を行うことができる。しかも、この場合には、例えば高速での衝突等の激しい衝突と、車両走行中に発生する単発の衝撃等とを確実に区別することができる。
さらに、乗員の移動量に基づいて衝突判定を行うことによって、例えば低速での衝突等のように、加速度信号の発生形態として、例えば衝突初期における加速度信号の変化が小さい場合であっても、乗員の移動量が所定の閾移動量を超えたことを検出することで、衝突の発生を確実に判定することができる。
【０００６】
さらに、請求項２に記載の本発明の車両用衝突判定装置では、前記発生形態算出手段は、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記衝突判定閾値設定手段による前記衝突判定閾値の設定動作を制御する際に参照される基準波形を算出する基準波形算出手段（例えば、後述する実施の形態における基準波形算出部１４）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記基準波形算出手段にて算出された前記基準波形に応じて前記衝突判定閾値設定手段による前記衝突判定閾値の設定動作を制御するか否かを判定する際に参照される監視波形を算出する監視波形算出手段（例えば、後述する実施の形態における監視波形算出部１３）とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、加速度信号の発生形態として、加速度信号に基づく監視波形および基準波形を算出し、これらの監視波形および基準波形の変化に基づいて衝突判定を行う。
すなわち、監視波形の変化に応じて、基準波形に基づいた衝突判定閾値の設定を行うか否かを判定し、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、基準波形の変化に関わりなく衝突判定閾値を設定する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、基準波形の変化に基づいて衝突判定閾値を設定する。
このように、２つの異なる監視波形および基準波形を算出することによって、加速度信号の発生形態を詳細に検出することができ、衝突判定の信頼性を、より一層、向上させることができる。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の本発明の車両用衝突判定装置は、前記乗員の移動量が所定の閾移動量以上か否かを判定する移動量判定手段（例えば、後述する実施の形態における乗員移動量判定部１６）と、前記基準波形が、前記移動量判定手段での判定結果に応じて設定された所定の基準閾値を超えたか否かを判定する基準波形判定手段（例えば、後述する実施の形態における基準波形判定部１７）と、前記監視波形が、所定の監視閾値を超えたか否かを判定する監視波形判定手段（例えば、後述する実施の形態における監視波形判定部１９）とを備え、前記監視波形算出手段は前記監視波形として、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に対する第１の時間区間での区間積分値と第２の時間区間での区間積分値との差分値（例えば、後述する実施の形態における差分ΔＧ）を算出しており、前記基準波形算出手段は前記基準波形として、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号を時間について積分して速度変化（例えば、後述する実施の形態における速度変化ΔＶ）を算出しており、前記衝突判定閾値設定手段は、前記基準波形判定手段での判定結果に応じて設定された所定の閾値を前記所定の衝突判定閾値として設定するか否かを、前記監視波形判定手段および前記移動量判定手段での判定結果に応じて判定することを特徴としている。
【０００９】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、例えば、加速度信号の区間積分値の差分値をなす監視波形が、所定の監視閾値を超えたときには、衝突が発生した可能性があると判断して、速度変化をなす基準波形が所定の基準閾値を超えたか否かに応じて衝突判定閾値を設定する。
これにより、例えば高速での衝突等のように衝突初期に加速度信号の大きな変化が連続して検出される場合には、衝突発生から短時間の中に的確に衝突判定を行うことができる。
また、例えば、加速度信号の区間積分値の差分値をなす監視波形が、所定の監視閾値を超えていないときであっても、乗員の移動量が所定の閾移動量以上となった場合には、衝突が発生した可能性があると判断して、速度変化をなす基準波形が所定の基準閾値を超えたか否かに応じて衝突判定閾値を設定する。
これにより、例えば低速での衝突等のように衝突初期における加速度信号の変化が小さい場合であっても、衝突の発生を確実に判定することができる。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の本発明の車両用衝突判定装置では、前記衝突判定閾値設定手段は、前記乗員の移動量が前記所定の閾移動量未満であるときに前記監視波形が前記所定の監視閾値を一度だけ超えており、かつ、前記乗員の移動量が前記所定の閾移動量以上であるときに前記監視波形が前記所定の監視閾値以下である場合に、前記所定の衝突判定閾値を現在値に固定する、あるいは、前記所定の衝突判定閾値の変更を禁止することを特徴としている。
【００１１】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、例えば高速での衝突等の激しい衝突にように、衝突初期に加速度信号の大きな変化が連続して検出される場合に対して、例えば車両走行中に発生する単発の衝撃等のように、加速度信号の大きな変化が単発で不連続に発生する場合を、衝突以外の事象であるとして、確実に区別することができる。これにより、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の動作を、より一層、適正に制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置ついて添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置１０の構成図である。 本実施の形態による車両用衝突判定装置１０は、加速度センサ（Ｇセンサ）１１と、周波数成分算出部１２と、監視波形算出部１３と、基準波形算出部１４と、乗員移動量算出部１５と、乗員移動量判定部１６と、基準波形判定部１７と、基準波形判定閾値切替部１８と、監視波形判定部１９と、第１監視波形判定閾値切替部２０と、第２監視波形判定閾値切替部２１と、周波数成分判定部２２と、起動信号発生部２３とを備えて構成されている。
【００１３】
加速度センサ１１は、例えば車両の前後方向や左右方向に作用する加速度（あるいは減速度）の大きさに応じた電圧レベルの加速度信号Ｇを出力する。
周波数成分算出部１２は、加速度センサ１１から出力された加速度信号Ｇからノイズ成分である高周波成分を除去し、さらに、時系列データとして得られた加速度信号Ｇから、例えば所定時間幅の方形窓等の適宜の窓関数により部分加速度信号Ｇj（ｊは任意の自然数）を抽出して、この部分加速度信号Ｇjの波形を、例えばアダマール変換して、各周波数ｆ1，…，ｆn（ｎは任意の自然数）に対する周波数成分Ｇｆ1（ｔ），…，Ｇｆn（ｔ）に分解する。
なお、周波数成分の分解方法は、特に限定されず、アダマール変換以外のその他の直交変換、例えばフーリエ変換（高速フーリエ変換）や、離散コサイン変換等であっても良い。要するに、一定周波数時の波形成分を算出するものであれば良い。
【００１４】
監視波形算出部１３は、監視波形として、加速度センサ１１から出力される加速度信号Ｇに基づいて、例えば下記数式（１）に示すように、所定の時間幅ｎに対する加速度信号Ｇの積分値を算出し、この積分値の時間変化、つまり異なる時間区間（例えば０≦ｔ≦ｎ、ｎ≦ｔ≦２ｎ）での各積分値の差分ΔＧを算出する。なお、この差分ΔＧは衝突時の車両速度の大きさに応じて異なる変化を示す。
【００１５】
【数１】
【００１６】
基準波形算出部１４は、基準波形として、加速度センサ１１から出力される加速度信号Ｇに基づいて、例えば下記数式（２）又は数式（３）に示すように、加速度信号Ｇを時間について一次積分して、所定の時間区間（例えば０≦ｔ≦ｎ）での速度変化ΔＶn、又は累積の速度変化として無限区間（つまり０≦ｔ≦∞）での速度変化ΔＶ∞を算出する。これらの速度変化ΔＶn、ΔＶ∞（以下において、共に速度変化ΔＶと呼ぶ）は、衝突時の車両速度の大きさに応じて異なる変化を示す。
【００１７】
【数２】
【００１８】
【数３】
【００１９】
乗員移動量算出部１５は、例えば下記数式（４）に示すように、所定の基準時刻（例えば、衝突開始時刻等）ｔ１から現在時刻ｔまでの時間区間において、加速度信号Ｇを時間について２次積分して、車両内の乗員移動量Ｓを算出する。
【００２０】
【数４】
【００２１】
乗員移動量判定部１６は、乗員移動量算出部１５にて算出された乗員移動量Ｓが、所定の閾移動量ＳＴＨ以上か否かを判定して、この判定結果に基づく指令信号を、後述する基準波形判定閾値切替部１８および第２監視波形判定閾値切替部２１へ出力する。
【００２２】
基準波形判定部１７は、基準波形算出部１４にて算出された速度変化ΔＶが、基準波形判定閾値切替部１８にて選択される所定の第１基準閾値ＳＷ＿Ｈまたは第２基準閾値ＳＷ＿Ｍよりも大きいか否かを判定して、この判定結果に基づく指令信号を、後述する第１監視波形判定閾値切替部２０へ出力する。
基準波形判定閾値切替部１８は、乗員移動量判定部１６での判定結果に応じて、例えば所定の高基準閾値ＳＷ＿Ｈおよび低基準閾値ＳＷ＿Ｌの何れか一方を、基準波形判定部１７での判定にて参照される閾値として選択する。
【００２３】
例えば、後述するように、高速での衝突つまり激しい衝突では、衝突初期において大きな速度変化が生じることから、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満においては、相対的に高い値である所定の高基準閾値ＳＷ＿Ｈを選択する。一方、初期加速度が小さい低速での衝突やオフセット衝突等では、車両の変形が進むに連れて速度変化ΔＶが増加することから、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった場合には、低速での衝突やオフセット衝突等であるか否かを早急に判定するべく、相対的に小さな値である所定の低基準閾値ＳＷ＿Ｌを選択する。
【００２４】
監視波形判定部１９は、監視波形算出部１３にて算出された差分ΔＧが、所定の閾差分値ＴＨよりも大きいか否かを判定して、この判定結果に基づく指令信号を、後述する第２監視波形判定閾値切替部２１へ出力する。
第１監視波形判定閾値切替部２０は、基準波形判定部１７での判定結果に応じて、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値（レベル閾値）として、例えば所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈおよび中レベル閾値ＴＨ＿Ｍおよび低レベル閾値ＴＨ＿Ｌの何れかを選択して、第２監視波形判定閾値切替部２１へ出力する。
【００２５】
第２監視波形判定閾値切替部２１は、乗員移動量判定部１６および監視波形判定部１９での判定結果に応じて、例えば所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈおよび第１監視波形判定閾値切替部２０にて選択されたレベル閾値の何れか一方を、周波数成分判定部２２での判定にて参照されるレベル閾値として選択する。
例えば、後述するように、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい場合には第１監視波形判定閾値切替部２０にて選択されたレベル閾値を選択する。また、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満で差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨ以下の場合、および、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満で差分ΔＧが一回だけ所定の閾差分値ＴＨよりも大きくなったときに、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上で差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨ以下の場合には、所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈを選択する。
【００２６】
周波数成分判定部２２は、例えば周波数成分算出部１２にて算出された周波数成分Ｇｆ1（ｔ），…，Ｇｆn（ｔ）の中の所定の周波数成分のレベル値が、第２監視波形判定閾値切替部２１にて選択されたレベル閾値よりも大きいか否かを判定して、この判定結果を起動信号発生部２３へ出力する。
起動信号発生部２３は、周波数成分判定部２２での判定結果に応じて、例えばエアバックやシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置（図示略）を作動させるため指令信号を出力する。
【００２７】
本実施の形態による車両用衝突判定装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両用衝突判定装置１０の動作について図２を参照しながら説明する。
図２は車両用衝突判定装置１０の動作を示すフローチャートである。
先ず、図２に示すステップＳ１において、乗員移動量Ｓが、所定の閾移動量ＳＴＨ未満か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ７に進む、
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
【００２８】
ステップＳ２においては、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満であった期間中に、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい値となったことがあるか否かを判定する。
ステップＳ２での判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３に進み、基準波形である速度変化ΔＶに応じて、衝突判定閾値つまり所定の周波数成分のレベル値に対するレベル閾値を選択して、一連の処理を終了する。
一方、ステップＳ２での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４に進む。
【００２９】
ステップＳ５においては、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満であった期間中に、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい値となったことが複数回あるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ５に進む。
【００３０】
ステップＳ５においては、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった後に、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい値となったか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ６に進み、衝突判定閾値つまり所定の周波数成分のレベル値に対するレベル閾値を現在値に固定する、或いは、レベル閾値の変更を禁止して、一連の処理を終了する。
【００３１】
また、ステップＳ７においては、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい値となったか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ６に進む。
【００３２】
以下、本実施の形態による車両用衝突判定装置１０の動作の一例について添付図面を参照して説明する。
例えば図３に示す低速での衝突あるいはオフセット衝突等のように、衝突開始時刻からの経過時間が相対的に短い領域における初期加速度が小さい場合には、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満の期間（例えば、図３に示す時刻ＴＳより前の領域）において、監視波形である差分ΔＧは所定の閾差分値ＴＨを超えることはない。このため、基準波形である速度変化ΔＶに対しては、例えば所定の高基準閾値ＳＷ＿Ｈが設定され、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値（レベル閾値）には、例えば所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈが設定される。
【００３３】
そして、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった場合（例えば、図３に示す時刻ＴＳ以降）には、低速での衝突やオフセット衝突等である可能性があると判断して、衝突であると判定され易くして乗員を二次衝突等から保護するために、例えば、基準波形である速度変化ΔＶに対する判定閾値が引き下げられ、所定の低基準閾値ＳＷ＿Ｌが設定される。そして、基準波形である速度変化ΔＶが低基準閾値ＳＷ＿Ｌを超えた場合（例えば、図３に示す時刻Ｔ１以降の領域Ａ１等）には、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値が引き下げられ、例えば所定の低レベル閾値ＴＨ＿Ｌが設定される。
【００３４】
そして、所定の周波数成分のレベル値が衝突判定閾値を超えた時点で、例えばエアバックやシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を作動させるための起動信号が出力される。
なお、例えば乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった場合であっても、基準波形である速度変化ΔＶが低基準閾値ＳＷ＿Ｌを超えない場合には、衝突判定閾値として、所定の低レベル閾値ＴＨ＿Ｌが選択されることはない。
【００３５】
一方、例えば図４に示す高速での衝突つまり激しい衝突では、衝突開始時刻からの経過時間が相対的に短い領域における初期加速度が大きく、さらに、連続して大きな加速度信号Ｇが検出される。これにより、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満の期間（例えば、図４に示す時刻ＴＳより前の領域）において、監視波形である差分ΔＧは所定の閾差分値ＴＨを複数回超えるようになる。
この場合には、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超えている領域（例えば、図４に示す領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３等）において、基準波形の変化に応じて衝突判定閾値が選択される。例えば、基準波形である速度変化ΔＶが高基準閾値ＳＷ＿Ｈを超えたとき（例えば、図４に示す領域Ａ１内での時刻Ｔ２以降の領域Ｃ１、領域Ａ２内での時刻Ｔ３以降の領域Ｃ２、領域Ａ３内での時刻Ｔ４以降の領域Ｃ３等）に、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値が所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈから低レベル閾値ＴＨ＿Ｌへと引き下げられ、衝突であると判定され易くなるように設定される。
なお、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨ以下の領域（例えば、図４に示す領域Ｄ１、Ｄ２等）は、衝突判定閾値を現在の値に固定する、あるいは、衝突判定閾値の変更を禁止する領域である。
【００３６】
また、例えば図５に示すように、衝突は発生していないが、車両の走行中に単発の不連続な衝撃等が発生すると、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超える場合がある。
このときは、先ず、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超えている領域（例えば、図５に示す領域Ｅ１）において、基準波形である速度変化ΔＶが高基準閾値ＳＷ＿Ｈを超えたとき（例えば、図５に示す領域Ｅ１内での時刻Ｔ５以降の領域Ｆ１）に、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値が所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈから低レベル閾値ＴＨ＿Ｌへと引き下げられ、衝突であると判定され易くなるように設定される。
【００３７】
そして、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満の期間（例えば、図５に示す時刻ＴＳ以前の領域）において、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを複数回超えることがない場合には、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨ以下の領域（例えば、図５に示す領域Ｅ２）において、衝突判定閾値を現在の値に固定する、あるいは、衝突判定閾値の変更を禁止する状態が設定される。
ここで設定された状態は、例えば乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった場合であっても、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超えることがなければ継続される。そして、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超えた状態で、衝突判定閾値を現在の値に固定する、あるいは、衝突判定閾値の変更を禁止する状態は解除され、基準波形の変化に応じて衝突判定閾値が選択される状態となる。例えば、基準波形である速度変化ΔＶが高基準閾値ＳＷ＿Ｌを超えたとき（例えば、図５に示す領域Ｅ３内の時刻Ｔ６以降の領域Ｆ２）には、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値が所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈから低レベル閾値ＴＨ＿Ｌへと引き下げられ、衝突であると判定され易くなるように設定される。
【００３８】
上述したように、本実施の形態による車両用衝突判定装置１０によれば、加速度信号Ｇの発生形態と乗員移動量Ｓとに基づいて衝突判定閾値を選択することで、適切な衝突判定を行うことができる。
すなわち、衝突初期においては、監視波形が所定の監視閾値を超えたときに、基準波形の変化に応じた衝突判定閾値の選択を行うことにより、例えば高速での衝突等であっても、衝突発生から衝突判定までに要する時間を短縮することができ、迅速にエアバックやシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を作動させることができる。
【００３９】
また、監視波形が所定の監視閾値を超えず、緩慢に変化するような、例えば低速での衝突等であっても、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となったときには、基準波形に対する閾値を引き下げ、基準波形の変化に応じた衝突判定閾値の選択を行うことにより、確実に衝突判定を行うことができる。
ただし、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上になったときであっても、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満の期間において、監視波形が所定の監視閾値を複数回超えていなければ、衝突判定閾値を現在の値に固定する、あるいは、衝突判定閾値の変更を禁止することにより、衝突以外の単発の衝撃等を区別して、適切な衝突判定を行うことができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、監視波形を加速度信号Ｇに関する差分ΔＧとし、基準波形を速度変化ΔＶとしたが、これに限定されず、監視波形および基準波形は、加速度信号Ｇに関する適宜の変数であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、加速度信号の発生形態と乗員の移動量に基づいて衝突判定を行うことによって、発生した衝突事象を短時間の中に適正に特定することができ、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の動作を適正に制御することができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、２つの異なる監視波形および基準波形を算出することによって、加速度信号の発生形態を詳細に検出することができ、衝突判定の信頼性を、より一層、向上させることができる。
【００４２】
さらに、請求項３に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、発生した衝突事象を確実に特定することができ、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の動作を適正に制御することができる。
さらに、請求項４に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、衝突と衝突以外の事象とを確実に判別して、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の動作を、より一層、適正に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置の構成図である。
【図２】 図１に示す車両用衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】 低速での衝突あるいはオフセット衝突等における、加速度信号Ｇおよび監視波形および基準波形および所定の周波数成分のレベル値の各時間変化を示すグラフ図である。
【図４】 高速での衝突等における、加速度信号Ｇおよび監視波形および基準波形および所定の周波数成分のレベル値の各時間変化を示すグラフ図である。
【図５】 単発の衝撃等が発生した場合等における、加速度信号Ｇおよび監視波形および基準波形および所定の周波数成分のレベル値の各時間変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 車両用衝突判定装置
１１ 加速度センサ（加速度検出手段）
１２ 周波数成分算出部（周波数分析手段）
１３ 監視波形算出部（発生形態算出手段、監視波形算出手段）
１４ 基準波形算出部（発生形態算出手段、基準波形算出手段）
１５ 乗員移動量算出部（移動量算出手段）
１６ 乗員移動量判定部（移動量判定手段）
１７ 基準波形判定部（基準波形判定手段）
１９ 監視波形判定部（監視波形判定手段）
２０ 第１監視波形判定閾値切替部（衝突判定閾値設定手段）
２１ 第２監視波形判定閾値切替部（衝突判定閾値設定手段）
２２ 周波数成分判定部（衝突判定手段）
２３ 起動信号発生部（制御信号発生手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の衝突を判定して、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を作動させる車両用衝突判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車両に加わる加速度（或いは減速度）を検出する加速度センサを備えて、加速度センサから出力される加速度信号によって車両の加速度変化を検出すると共に、この加速度信号を時間について１次積分、或いは２次積分して、これらの積分値が所定の各閾値を超えた場合に、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を起動させる車両用衝突判定装置が知られている。
このような車両用衝突判定装置によって衝突と判定された場合、例えばエアバック装置は、インフレータ内でスクイブによりガス発生剤に点火して、インフレータよりガスを発生させ、このガスによってエアバックを膨らませて乗員と室内部品との２次衝突を抑制する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例による車両用衝突判定装置では、衝突時の車体の反発減速度の発生形態や、車両内での乗員の位置等に関わらず、検出された加速度信号の演算値が所定の閾値を超えただけで、エアバック等の乗員保護装置が一定の特性で作動するように設定されている場合があり、衝突の状況に違いがあっても、短時間の中に衝突の状況を判別することができず、同一の制御しかできないという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、衝突初期の加速度の発生形態および乗員の移動量を利用することにより、単純かつ安価な構成で、衝突の状況に応じた適正な衝突判定を短時間に行うことが可能な車両用衝突判定装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両用衝突判定装置は、車両に作用する加速度を検出する加速度検出手段（例えば、後述する実施の形態における加速度センサ１１）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号の波形を周波数成分に分解する周波数分析手段（例えば、後述する実施の形態における周波数成分算出部１２）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記加速度信号の発生形態を算出する発生形態算出手段（例えば、後述する実施の形態における監視波形算出部１３、基準波形算出部１４）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、乗員の移動量を算出する移動量算出手段（例えば、後述する実施の形態における乗員移動量算出部１５）と、前記加速度信号の発生形態および前記乗員の移動量に基づいて、前記周波数成分の値に対する所定の衝突判定閾値を設定する衝突判定閾値設定手段（例えば、後述する実施の形態における第１監視波形判定閾値切替部２０、第２監視波形判定閾値切替部２１）と、前記周波数成分の値が前記所定の衝突判定閾値を超えたか否かを判定する衝突判定手段（例えば、後述する実施の形態における周波数成分判定部２２）と、前記衝突判定手段での判定結果に応じて乗員保護装置の動作を制御する制御信号を発生する制御信号発生手段（例えば、後述する実施の形態における起動信号発生部２３）とを備えたことを特徴としている。
【０００５】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、例えば高速での衝突等の激しい衝突の場合には、加速度信号の発生形態として、例えば衝突初期に加速度信号の大きな変化が連続して検出される等に基づいて、衝突発生から短時間の中に的確に衝突判定を行うことができる。しかも、この場合には、例えば高速での衝突等の激しい衝突と、車両走行中に発生する単発の衝撃等とを確実に区別することができる。
さらに、乗員の移動量に基づいて衝突判定を行うことによって、例えば低速での衝突等のように、加速度信号の発生形態として、例えば衝突初期における加速度信号の変化が小さい場合であっても、乗員の移動量が所定の閾移動量を超えたことを検出することで、衝突の発生を確実に判定することができる。
【０００６】
さらに、請求項２に記載の本発明の車両用衝突判定装置では、前記発生形態算出手段は、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記衝突判定閾値設定手段による前記衝突判定閾値の設定動作を制御する際に参照される基準波形を算出する基準波形算出手段（例えば、後述する実施の形態における基準波形算出部１４）と、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記基準波形算出手段にて算出された前記基準波形に応じて前記衝突判定閾値設定手段による前記衝突判定閾値の設定動作を制御するか否かを判定する際に参照される監視波形を算出する監視波形算出手段（例えば、後述する実施の形態における監視波形算出部１３）とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、加速度信号の発生形態として、加速度信号に基づく監視波形および基準波形を算出し、これらの監視波形および基準波形の変化に基づいて衝突判定を行う。
すなわち、監視波形の変化に応じて、基準波形に基づいた衝突判定閾値の設定を行うか否かを判定し、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、基準波形の変化に関わりなく衝突判定閾値を設定する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、基準波形の変化に基づいて衝突判定閾値を設定する。
このように、２つの異なる監視波形および基準波形を算出することによって、加速度信号の発生形態を詳細に検出することができ、衝突判定の信頼性を、より一層、向上させることができる。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の本発明の車両用衝突判定装置は、前記乗員の移動量が所定の閾移動量以上か否かを判定する移動量判定手段（例えば、後述する実施の形態における乗員移動量判定部１６）と、前記基準波形が、前記移動量判定手段での判定結果に応じて設定された所定の基準閾値を超えたか否かを判定する基準波形判定手段（例えば、後述する実施の形態における基準波形判定部１７）と、前記監視波形が、所定の監視閾値を超えたか否かを判定する監視波形判定手段（例えば、後述する実施の形態における監視波形判定部１９）とを備え、前記監視波形算出手段は前記監視波形として、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に対する第１の時間区間での区間積分値と第２の時間区間での区間積分値との差分値（例えば、後述する実施の形態における差分ΔＧ）を算出しており、前記基準波形算出手段は前記基準波形として、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号を時間について積分して速度変化（例えば、後述する実施の形態における速度変化ΔＶ）を算出しており、前記衝突判定閾値設定手段は、前記基準波形判定手段での判定結果に応じて設定された所定の閾値を前記所定の衝突判定閾値として設定するか否かを、前記監視波形判定手段および前記移動量判定手段での判定結果に応じて判定することを特徴としている。
【０００９】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、例えば、加速度信号の区間積分値の差分値をなす監視波形が、所定の監視閾値を超えたときには、衝突が発生した可能性があると判断して、速度変化をなす基準波形が所定の基準閾値を超えたか否かに応じて衝突判定閾値を設定する。
これにより、例えば高速での衝突等のように衝突初期に加速度信号の大きな変化が連続して検出される場合には、衝突発生から短時間の中に的確に衝突判定を行うことができる。
また、例えば、加速度信号の区間積分値の差分値をなす監視波形が、所定の監視閾値を超えていないときであっても、乗員の移動量が所定の閾移動量以上となった場合には、衝突が発生した可能性があると判断して、速度変化をなす基準波形が所定の基準閾値を超えたか否かに応じて衝突判定閾値を設定する。
これにより、例えば低速での衝突等のように衝突初期における加速度信号の変化が小さい場合であっても、衝突の発生を確実に判定することができる。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の本発明の車両用衝突判定装置では、前記衝突判定閾値設定手段は、前記乗員の移動量が前記所定の閾移動量未満であるときに前記監視波形が前記所定の監視閾値を一度だけ超えており、かつ、前記乗員の移動量が前記所定の閾移動量以上であるときに前記監視波形が前記所定の監視閾値以下である場合に、前記所定の衝突判定閾値を現在値に固定する、あるいは、前記所定の衝突判定閾値の変更を禁止することを特徴としている。
【００１１】
上記構成の車両用衝突判定装置によれば、例えば高速での衝突等の激しい衝突にように、衝突初期に加速度信号の大きな変化が連続して検出される場合に対して、例えば車両走行中に発生する単発の衝撃等のように、加速度信号の大きな変化が単発で不連続に発生する場合を、衝突以外の事象であるとして、確実に区別することができる。これにより、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の動作を、より一層、適正に制御することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置ついて添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置１０の構成図である。 本実施の形態による車両用衝突判定装置１０は、加速度センサ（Ｇセンサ）１１と、周波数成分算出部１２と、監視波形算出部１３と、基準波形算出部１４と、乗員移動量算出部１５と、乗員移動量判定部１６と、基準波形判定部１７と、基準波形判定閾値切替部１８と、監視波形判定部１９と、第１監視波形判定閾値切替部２０と、第２監視波形判定閾値切替部２１と、周波数成分判定部２２と、起動信号発生部２３とを備えて構成されている。
【００１３】
加速度センサ１１は、例えば車両の前後方向や左右方向に作用する加速度（あるいは減速度）の大きさに応じた電圧レベルの加速度信号Ｇを出力する。
周波数成分算出部１２は、加速度センサ１１から出力された加速度信号Ｇからノイズ成分である高周波成分を除去し、さらに、時系列データとして得られた加速度信号Ｇから、例えば所定時間幅の方形窓等の適宜の窓関数により部分加速度信号Ｇj（ｊは任意の自然数）を抽出して、この部分加速度信号Ｇjの波形を、例えばアダマール変換して、各周波数ｆ1，…，ｆn（ｎは任意の自然数）に対する周波数成分Ｇｆ1（ｔ），…，Ｇｆn（ｔ）に分解する。
なお、周波数成分の分解方法は、特に限定されず、アダマール変換以外のその他の直交変換、例えばフーリエ変換（高速フーリエ変換）や、離散コサイン変換等であっても良い。要するに、一定周波数時の波形成分を算出するものであれば良い。
【００１４】
監視波形算出部１３は、監視波形として、加速度センサ１１から出力される加速度信号Ｇに基づいて、例えば下記数式（１）に示すように、所定の時間幅ｎに対する加速度信号Ｇの積分値を算出し、この積分値の時間変化、つまり異なる時間区間（例えば０≦ｔ≦ｎ、ｎ≦ｔ≦２ｎ）での各積分値の差分ΔＧを算出する。なお、この差分ΔＧは衝突時の車両速度の大きさに応じて異なる変化を示す。
【００１５】
【数１】
基準波形算出部１４は、基準波形として、加速度センサ１１から出力される加速度信号Ｇに基づいて、例えば下記数式（２）又は数式（３）に示すように、加速度信号Ｇを時間について一次積分して、所定の時間区間（例えば０≦ｔ≦ｎ）での速度変化ΔＶn、又は累積の速度変化として無限区間（つまり０≦ｔ≦∞）での速度変化ΔＶ∞を算出する。これらの速度変化ΔＶn、ΔＶ∞（以下において、共に速度変化ΔＶと呼ぶ）は、衝突時の車両速度の大きさに応じて異なる変化を示す。
【００１７】
【数２】
【数３】
乗員移動量算出部１５は、例えば下記数式（４）に示すように、所定の基準時刻（例えば、衝突開始時刻等）ｔ１から現在時刻ｔまでの時間区間において、加速度信号Ｇを時間について２次積分して、車両内の乗員移動量Ｓを算出する。
【００２０】
【数４】
乗員移動量判定部１６は、乗員移動量算出部１５にて算出された乗員移動量Ｓが、所定の閾移動量ＳＴＨ以上か否かを判定して、この判定結果に基づく指令信号を、後述する基準波形判定閾値切替部１８および第２監視波形判定閾値切替部２１へ出力する。
【００２２】
基準波形判定部１７は、基準波形算出部１４にて算出された速度変化ΔＶが、基準波形判定閾値切替部１８にて選択される所定の第１基準閾値ＳＷ＿Ｈまたは第２基準閾値ＳＷ＿Ｍよりも大きいか否かを判定して、この判定結果に基づく指令信号を、後述する第１監視波形判定閾値切替部２０へ出力する。
基準波形判定閾値切替部１８は、乗員移動量判定部１６での判定結果に応じて、例えば所定の高基準閾値ＳＷ＿Ｈおよび低基準閾値ＳＷ＿Ｌの何れか一方を、基準波形判定部１７での判定にて参照される閾値として選択する。
【００２３】
例えば、後述するように、高速での衝突つまり激しい衝突では、衝突初期において大きな速度変化が生じることから、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満においては、相対的に高い値である所定の高基準閾値ＳＷ＿Ｈを選択する。一方、初期加速度が小さい低速での衝突やオフセット衝突等では、車両の変形が進むに連れて速度変化ΔＶが増加することから、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった場合には、低速での衝突やオフセット衝突等であるか否かを早急に判定するべく、相対的に小さな値である所定の低基準閾値ＳＷ＿Ｌを選択する。
【００２４】
監視波形判定部１９は、監視波形算出部１３にて算出された差分ΔＧが、所定の閾差分値ＴＨよりも大きいか否かを判定して、この判定結果に基づく指令信号を、後述する第２監視波形判定閾値切替部２１へ出力する。
第１監視波形判定閾値切替部２０は、基準波形判定部１７での判定結果に応じて、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値（レベル閾値）として、例えば所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈおよび中レベル閾値ＴＨ＿Ｍおよび低レベル閾値ＴＨ＿Ｌの何れかを選択して、第２監視波形判定閾値切替部２１へ出力する。
【００２５】
第２監視波形判定閾値切替部２１は、乗員移動量判定部１６および監視波形判定部１９での判定結果に応じて、例えば所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈおよび第１監視波形判定閾値切替部２０にて選択されたレベル閾値の何れか一方を、周波数成分判定部２２での判定にて参照されるレベル閾値として選択する。
例えば、後述するように、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい場合には第１監視波形判定閾値切替部２０にて選択されたレベル閾値を選択する。また、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満で差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨ以下の場合、および、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満で差分ΔＧが一回だけ所定の閾差分値ＴＨよりも大きくなったときに、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上で差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨ以下の場合には、所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈを選択する。
【００２６】
周波数成分判定部２２は、例えば周波数成分算出部１２にて算出された周波数成分Ｇｆ1（ｔ），…，Ｇｆn（ｔ）の中の所定の周波数成分のレベル値が、第２監視波形判定閾値切替部２１にて選択されたレベル閾値よりも大きいか否かを判定して、この判定結果を起動信号発生部２３へ出力する。
起動信号発生部２３は、周波数成分判定部２２での判定結果に応じて、例えばエアバックやシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置（図示略）を作動させるため指令信号を出力する。
【００２７】
本実施の形態による車両用衝突判定装置１０は上記構成を備えており、次に、この車両用衝突判定装置１０の動作について図２を参照しながら説明する。
図２は車両用衝突判定装置１０の動作を示すフローチャートである。
先ず、図２に示すステップＳ１において、乗員移動量Ｓが、所定の閾移動量ＳＴＨ未満か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ７に進む、
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
【００２８】
ステップＳ２においては、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満であった期間中に、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい値となったことがあるか否かを判定する。
ステップＳ２での判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３に進み、基準波形である速度変化ΔＶに応じて、衝突判定閾値つまり所定の周波数成分のレベル値に対するレベル閾値を選択して、一連の処理を終了する。
一方、ステップＳ２での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４に進む。
【００２９】
ステップＳ５においては、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満であった期間中に、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい値となったことが複数回あるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ５に進む。
【００３０】
ステップＳ５においては、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった後に、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい値となったか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ６に進み、衝突判定閾値つまり所定の周波数成分のレベル値に対するレベル閾値を現在値に固定する、或いは、レベル閾値の変更を禁止して、一連の処理を終了する。
【００３１】
また、ステップＳ７においては、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨよりも大きい値となったか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ６に進む。
【００３２】
以下、本実施の形態による車両用衝突判定装置１０の動作の一例について添付図面を参照して説明する。
例えば図３に示す低速での衝突あるいはオフセット衝突等のように、衝突開始時刻からの経過時間が相対的に短い領域における初期加速度が小さい場合には、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満の期間（例えば、図３に示す時刻ＴＳより前の領域）において、監視波形である差分ΔＧは所定の閾差分値ＴＨを超えることはない。このため、基準波形である速度変化ΔＶに対しては、例えば所定の高基準閾値ＳＷ＿Ｈが設定され、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値（レベル閾値）には、例えば所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈが設定される。
【００３３】
そして、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった場合（例えば、図３に示す時刻ＴＳ以降）には、低速での衝突やオフセット衝突等である可能性があると判断して、衝突であると判定され易くして乗員を二次衝突等から保護するために、例えば、基準波形である速度変化ΔＶに対する判定閾値が引き下げられ、所定の低基準閾値ＳＷ＿Ｌが設定される。そして、基準波形である速度変化ΔＶが低基準閾値ＳＷ＿Ｌを超えた場合（例えば、図３に示す時刻Ｔ１以降の領域Ａ１等）には、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値が引き下げられ、例えば所定の低レベル閾値ＴＨ＿Ｌが設定される。
【００３４】
そして、所定の周波数成分のレベル値が衝突判定閾値を超えた時点で、例えばエアバックやシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を作動させるための起動信号が出力される。
なお、例えば乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった場合であっても、基準波形である速度変化ΔＶが低基準閾値ＳＷ＿Ｌを超えない場合には、衝突判定閾値として、所定の低レベル閾値ＴＨ＿Ｌが選択されることはない。
【００３５】
一方、例えば図４に示す高速での衝突つまり激しい衝突では、衝突開始時刻からの経過時間が相対的に短い領域における初期加速度が大きく、さらに、連続して大きな加速度信号Ｇが検出される。これにより、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満の期間（例えば、図４に示す時刻ＴＳより前の領域）において、監視波形である差分ΔＧは所定の閾差分値ＴＨを複数回超えるようになる。
この場合には、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超えている領域（例えば、図４に示す領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３等）において、基準波形の変化に応じて衝突判定閾値が選択される。例えば、基準波形である速度変化ΔＶが高基準閾値ＳＷ＿Ｈを超えたとき（例えば、図４に示す領域Ａ１内での時刻Ｔ２以降の領域Ｃ１、領域Ａ２内での時刻Ｔ３以降の領域Ｃ２、領域Ａ３内での時刻Ｔ４以降の領域Ｃ３等）に、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値が所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈから低レベル閾値ＴＨ＿Ｌへと引き下げられ、衝突であると判定され易くなるように設定される。
なお、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨ以下の領域（例えば、図４に示す領域Ｄ１、Ｄ２等）は、衝突判定閾値を現在の値に固定する、あるいは、衝突判定閾値の変更を禁止する領域である。
【００３６】
また、例えば図５に示すように、衝突は発生していないが、車両の走行中に単発の不連続な衝撃等が発生すると、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超える場合がある。
このときは、先ず、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超えている領域（例えば、図５に示す領域Ｅ１）において、基準波形である速度変化ΔＶが高基準閾値ＳＷ＿Ｈを超えたとき（例えば、図５に示す領域Ｅ１内での時刻Ｔ５以降の領域Ｆ１）に、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値が所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈから低レベル閾値ＴＨ＿Ｌへと引き下げられ、衝突であると判定され易くなるように設定される。
【００３７】
そして、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満の期間（例えば、図５に示す時刻ＴＳ以前の領域）において、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを複数回超えることがない場合には、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨ以下の領域（例えば、図５に示す領域Ｅ２）において、衝突判定閾値を現在の値に固定する、あるいは、衝突判定閾値の変更を禁止する状態が設定される。
ここで設定された状態は、例えば乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となった場合であっても、監視波形である差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超えることがなければ継続される。そして、差分ΔＧが所定の閾差分値ＴＨを超えた状態で、衝突判定閾値を現在の値に固定する、あるいは、衝突判定閾値の変更を禁止する状態は解除され、基準波形の変化に応じて衝突判定閾値が選択される状態となる。例えば、基準波形である速度変化ΔＶが高基準閾値ＳＷ＿Ｌを超えたとき（例えば、図５に示す領域Ｅ３内の時刻Ｔ６以降の領域Ｆ２）には、所定の周波数成分のレベル値に対する衝突判定閾値が所定の高レベル閾値ＴＨ＿Ｈから低レベル閾値ＴＨ＿Ｌへと引き下げられ、衝突であると判定され易くなるように設定される。
【００３８】
上述したように、本実施の形態による車両用衝突判定装置１０によれば、加速度信号Ｇの発生形態と乗員移動量Ｓとに基づいて衝突判定閾値を選択することで、適切な衝突判定を行うことができる。
すなわち、衝突初期においては、監視波形が所定の監視閾値を超えたときに、基準波形の変化に応じた衝突判定閾値の選択を行うことにより、例えば高速での衝突等であっても、衝突発生から衝突判定までに要する時間を短縮することができ、迅速にエアバックやシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を作動させることができる。
【００３９】
また、監視波形が所定の監視閾値を超えず、緩慢に変化するような、例えば低速での衝突等であっても、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上となったときには、基準波形に対する閾値を引き下げ、基準波形の変化に応じた衝突判定閾値の選択を行うことにより、確実に衝突判定を行うことができる。
ただし、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ以上になったときであっても、乗員移動量Ｓが所定の閾移動量ＳＴＨ未満の期間において、監視波形が所定の監視閾値を複数回超えていなければ、衝突判定閾値を現在の値に固定する、あるいは、衝突判定閾値の変更を禁止することにより、衝突以外の単発の衝撃等を区別して、適切な衝突判定を行うことができる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、監視波形を加速度信号Ｇに関する差分ΔＧとし、基準波形を速度変化ΔＶとしたが、これに限定されず、監視波形および基準波形は、加速度信号Ｇに関する適宜の変数であってもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、加速度信号の発生形態と乗員の移動量に基づいて衝突判定を行うことによって、発生した衝突事象を短時間の中に適正に特定することができ、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の動作を適正に制御することができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、２つの異なる監視波形および基準波形を算出することによって、加速度信号の発生形態を詳細に検出することができ、衝突判定の信頼性を、より一層、向上させることができる。
【００４２】
さらに、請求項３に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、発生した衝突事象を確実に特定することができ、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の動作を適正に制御することができる。
さらに、請求項４に記載の本発明の車両用衝突判定装置によれば、衝突と衝突以外の事象とを確実に判別して、例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置の動作を、より一層、適正に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る車両用衝突判定装置の構成図である。
【図２】 図１に示す車両用衝突判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】 低速での衝突あるいはオフセット衝突等における、加速度信号Ｇおよび監視波形および基準波形および所定の周波数成分のレベル値の各時間変化を示すグラフ図である。
【図４】 高速での衝突等における、加速度信号Ｇおよび監視波形および基準波形および所定の周波数成分のレベル値の各時間変化を示すグラフ図である。
【図５】 単発の衝撃等が発生した場合等における、加速度信号Ｇおよび監視波形および基準波形および所定の周波数成分のレベル値の各時間変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０ 車両用衝突判定装置
１１ 加速度センサ（加速度検出手段）
１２ 周波数成分算出部（周波数分析手段）
１３ 監視波形算出部（発生形態算出手段、監視波形算出手段）
１４ 基準波形算出部（発生形態算出手段、基準波形算出手段）
１５ 乗員移動量算出部（移動量算出手段）
１６ 乗員移動量判定部（移動量判定手段）
１７ 基準波形判定部（基準波形判定手段）
１９ 監視波形判定部（監視波形判定手段）
２０ 第１監視波形判定閾値切替部（衝突判定閾値設定手段）
２１ 第２監視波形判定閾値切替部（衝突判定閾値設定手段）
２２ 周波数成分判定部（衝突判定手段）
２３ 起動信号発生部（制御信号発生手段）
Claims (4)
- 車両に作用する加速度を検出する加速度検出手段と、
前記加速度検出手段にて検出された加速度信号の波形を周波数成分に分解する周波数分析手段と、
前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記加速度信号の発生形態を算出する発生形態算出手段と、
前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、乗員の移動量を算出する移動量算出手段と、
前記加速度信号の発生形態および前記乗員の移動量に基づいて、前記周波数成分の値に対する所定の衝突判定閾値を設定する衝突判定閾値設定手段と、
前記周波数成分の値が前記所定の衝突判定閾値を超えたか否かを判定する衝突判定手段と、
前記衝突判定手段での判定結果に応じて乗員保護装置の動作を制御する制御信号を発生する制御信号発生手段と
を備えたことを特徴とする車両用衝突判定装置。 - 前記発生形態算出手段は、
前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記衝突判定閾値設定手段による前記衝突判定閾値の設定動作を制御する際に参照される基準波形を算出する基準波形算出手段と、
前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に基づいて、前記基準波形算出手段にて算出された前記基準波形に応じて前記衝突判定閾値設定手段による前記衝突判定閾値の設定動作を制御するか否かを判定する際に参照される監視波形を算出する監視波形算出手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突判定装置。 - 前記乗員の移動量が所定の閾移動量以上か否かを判定する移動量判定手段と、
前記基準波形が、前記移動量判定手段での判定結果に応じて設定された所定の基準閾値を超えたか否かを判定する基準波形判定手段と、
前記監視波形が、所定の監視閾値を超えたか否かを判定する監視波形判定手段とを備え、
前記監視波形算出手段は前記監視波形として、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号に対する第１の時間区間での区間積分値と第２の時間区間での区間積分値との差分値を算出しており、
前記基準波形算出手段は前記基準波形として、前記加速度検出手段にて検出された加速度信号を時間について積分して速度変化を算出しており、
前記衝突判定閾値設定手段は、前記基準波形判定手段での判定結果に応じて設定された所定の閾値を前記所定の衝突判定閾値として設定するか否かを、前記監視波形判定手段および前記移動量判定手段での判定結果に応じて判定することを特徴とする請求項２に記載の車両用衝突判定装置。 - 前記衝突判定閾値設定手段は、
前記乗員の移動量が前記所定の閾移動量未満であるときに前記監視波形が前記所定の監視閾値を一度だけ超えており、かつ、前記乗員の移動量が前記所定の閾移動量以上であるときに前記監視波形が前記所定の監視閾値以下である場合に、前記所定の衝突判定閾値を現在値に固定する、あるいは、前記所定の衝突判定閾値の変更を禁止することを特徴とする請求項３に記載の車両用衝突判定装置。
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