JP5373579B2 - ロールオーバー判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適なロールオーバー判定装置に関する。

近年の車両においては、車両の側面に他車両が接触した場合、又は、車両がロールオーバーして路面に接触した場合、又は電柱等のポールや壁面に側面接触する場合の大きな左右方向の横加速度が作用する場合や、車両がロール方向に回転してロールレイトが大きくなる場合等において、乗員が車両のルーフサイドレール、サイドウィンドウ、ピラー等の構造物に接触することを防止するための、側面用エアバッグ装置を備えたものがある。このような側面用エアバッグ装置は車両のロールオーバーの発生の有無を判定するロールオーバー判定装置を含むまたはこれにより制御される。

このようなロールオーバー判定装置に用いられる判定手法は例えば特許文献１に示されるものであり、ロールオーバーの発生原因は車両のロール方向に作用する力及び左右方向つまり車幅方向に作用する力と重力とのアンバランスであることに基づいて、ロールレイトとロール角のマップによる閾値判定を用いて、ロールオーバーの発生の有無を判定している。

なお、上述したロールオーバー判定装置における判定は、所謂メイン判定であり、車両のロールオーバーすなわち横転が発生するか否かを判定しているが、冗長系を構成しバックアップを行う意味で、メイン判定で用いないセンサにより検出したパラメータを用いてセーフィング判定を行い、メイン判定とセーフィング判定のアンド条件でエアバッグの展開が行われることがある。このセーフィング判定はメイン判定の肯定の判定が、メイン判定に用いるセンサのオン故障によるものである場合を、エアバッグを展開する条件として除外することをも目的としている。

特開２００６−２８２０５４号公報

そのためこのようなロールオーバー判定装置では、メイン判定に使用しているセンサの物理量が支配的なロールオーバーにおいて、セーフィング判定の成立がメイン判定よりも遅れることにより、アンド条件の成立が遅れトータルの判定が遅れるという問題が生じる。つまり従来技術においては、多種多様な態様のロールオーバーの有無をより的確に判定することが実現できていない。

本発明は、上記問題に鑑み、ロールオーバーの有無をより的確に判定することができるロールオーバー判定装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明に係るロールオーバー判定装置は、
車両の片輪走行を検出する片輪走行検出手段と、
第一パラメータに基づいてロールオーバーの発生の有無を判定するメイン判定を行うメイン判定手段と、
前記第一パラメータ以外の第二パラメータに基づいてロールオーバーの発生の有無を判定するセーフィング判定を行うセーフィング判定手段と、
前記片輪走行検出手段が前記片輪走行を検出した場合に、前記セーフィング判定手段が前記セーフィング判定を行うにあたり用いる閾値を変更する閾値変更手段と、
を含むことを特徴とする。

前記ロールオーバー判定手段によれば、前記車両に前記片輪走行が発生している場合において、前記セーフィング判定手段が前記セーフィング判定を行うにあたり用いる前記閾値を前記閾値変更手段が変更することができる。

すなわち、前記セーフィング判定に用いる第二パラメータが発生しにくいロールオーバーにおいても、前記車両の片側の車輪が浮き上がる片輪走行が発生すれば前記セーフィング判定の閾値を感度が高くなる方向に変更することによって、前記セーフィング判定において肯定判定が遅れることを防止することができる。

これにより、前記セーフィング判定と前記メイン判定のそれぞれの肯定判定のアンド条件によって、エアバッグを展開する所謂冗長系システムを構成している場合において、上述したような前記セーフィング判定に用いるセンサにハード上の制約が存在する場合においても、アンド条件の成立が遅れることに伴っての、トータルの判定が遅れを防止し、多様な態様のロールオーバーにより適切に対応させて、より的確にロールオーバーの発生の有無を判定することができる。

本発明によれば、ロールオーバーの有無をより的確に判定することができるロールオーバー判定装置を提供することができる。

本発明に係るロールオーバー判定装置の一実施例を示す模式ブロック図である。 本発明に係るロールオーバー判定装置の一実施例における閾値変更の態様を示す模式図である。 本発明に係るロールオーバー判定装置の一実施例の制御内容におけるセーフィング判定内容を示すフローチャートである。 本発明に係るロールオーバー判定装置の一実施例の制御内容を示すフローチャートである。 本発明に係るロールオーバー判定装置の一実施例の制御内容を示す論理回路図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係るロールオーバー判定装置の一実施例を示す模式図である。

本実施例のロールオーバー判定装置１は、ロールオーバー判定ＥＣＵ２ (Electronic Control Unit)と、ロールレイトセンサ３と、左右Ｇセンサ４と、左右Ｇセンサ５と、上下Ｇセンサ６と、片輪走行検知センサ７と、車速センサ８と、を備えて構成され、ロールオーバー用乗員保護装置９を制御対象として接続されるものである。

ロールオーバー判定ＥＣＵ２は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを相互に接続するデータバス及び入出力インターフェースから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが以下に述べるそれぞれの処理を行うメイン判定手段２ａ、セーフィング判定手段２ｂ、閾値変更手段２ｃ、制御手段２ｄを構成するものである。

ロールレイトセンサ３は、例えば、車両の室内のフロアの下面等の適宜の箇所に設けられる角加速度センサにより構成されるものであり、車両の操舵や、路面状況又は路面摩擦の変化等に起因する車両の前後方向を軸とするロール方向の回転に伴い発生するロールレイトを検出して、その検出値をロールオーバー判定ＥＣＵ２に出力するものである。

左右Ｇセンサ４は、例えば、車両のフロントドアとリヤドアとの車両前後方向の中間に位置して、車両のフロアの下面に水平面視においてほぼ中央に配置される加速度センサにより構成されるものであり、車両の操舵や、路面状況又は路面摩擦の変化、縁石へのタイヤの接触等に起因する車両の左右方向つまり横方向の横加速度を検出して、その検出値をロールオーバー判定ＥＣＵ２に出力するものである。

左右Ｇセンサ５は、左右Ｇセンサ４とは別個かつ別系統のセンサであって、これも例えば、車両のフロントドアとリヤドアとの車両前後方向の中間に位置して、車両のフロアの下面に水平面視においてほぼ中央に配置される加速度センサにより構成されるものであり、これも車両の操舵や、路面状況又は路面摩擦の変化、縁石へのタイヤの接触等に起因する車両の左右方向つまり横方向の横加速度を検出して、その検出値をロールオーバー判定ＥＣＵ２に出力するものである。

上下Ｇセンサ６はこれも例えば、車両のフロントドアとリヤドアとの車両前後方向の中間に位置して、車両のフロアの下面に水平面視においてほぼ中央に配置される加速度センサにより構成されるものであり、これも車両の操舵や、路面状況又は路面摩擦の変化、縁石へのタイヤの接触等に起因する車両の上下方向の加速度を検出して、その検出値をロールオーバー判定ＥＣＵ２に出力するものである。

片輪走行検知センサ７は、片輪走行検知手段を構成し、例えばＴＰＭＳ（Tire Pressure Measurement System）を利用したものであって、車両の前後左右の四箇所の車輪のそれぞれを構成するタイヤ空気圧を検出して、例えば左右いずれかに位置するタイヤ空気圧が片輪走行用閾値未満に低下した場合に、片輪走行が発生したことを検出し、検出結果をロールオーバー判定ＥＣＵ２に出力するものである。

車速センサ８は、例えば車両の車輪のうち駆動輪に設けられるレゾルバ又はエンコーダであって、検出した車速をロールオーバー判定ＥＣＵ２に出力するものである。

ロールオーバー用乗員保護装置９は、側面用エアバッグであって、フロントドア又はリヤドアの車室内に面する側面又は、シートのシートバックに設けられて、ロールオーバー判定ＥＣＵ２の制御手段２ｄからの展開指令に基づいて乗員の主に胴部とドアとの間で展開して、主に乗員の胴部を保護するサイドエアバッグと、車両のルーフサイドレールに沿って設けられて、乗員の頭部近傍と車体内側面との間に展開して、主に乗員の頭部を保護するカーテンエアバッグとの双方を含むものとする。

ロールオーバー用乗員保護装置９が含むサイドエアバッグとカーテンエアバッグは、ロールオーバー判定ＥＣＵ２の制御手段２ｄの展開指令に基づいて、内蔵するインフレータ内のガス発生剤が点火されて、瞬間的に発生する大量の窒素ガス等の不活性ガスがサイドエアバッグ及びカーテンエアバッグのそれぞれを構成するエアバッグ内に充填されることにより膨張することにより、展開動作される。

ロールオーバー判定ＥＣＵ２のメイン判定手段２ａは、ロールレイトセンサ３から取得したロールレイトをＹ軸値とし、ロールレイトを積分処理して求めたロール角をＸ軸値とするプロット点を第一パラメータとして、第一メイン判定用閾値を有するここでは図示しないマップ上でプロット点の挙動に基づく閾値判定を行い、プロット点が第一メイン判定用閾値よりも原点側に位置する場合には、メイン判定不成立と判定し、プロット点が第一メイン判定用閾値上及び第一メイン判定用閾値よりも原点と反対側に位置する場合にはメイン判定成立と判定する。

加えて、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のメイン判定手段２ａは、ロールレイトセンサ３から取得したロールレイトをＹ軸値とし、左右Ｇセンサ４から取得した横加速度をＸ軸値とするプロット点を第一パラメータとして、第二メイン判定用閾値を有するここでは図示しないマップ上でプロット点の挙動に基づく閾値判定を行い、プロット点が第二メイン判定用閾値よりも原点側に位置する場合には、メイン判定不成立と判定し、プロット点が第二メイン判定用閾値上及び第二メイン判定用閾値よりも原点と反対側に位置する場合にはメイン判定成立と判定する。

なお、メイン判定手段２ａは、左右Ｇセンサ４から取得した横加速度が所定値以上である場合には、第二メイン判定用閾値を感度が低くなる方向つまり原点から遠ざかる方向に位置するよう変更する。メイン判定手段２ａにおいて、上述した第一メイン判定と第二メイン判定の双方を行う理由は以下の通りである。

すなわち、側面用エアバッグ装置であるロールオーバー用乗員保護装置９においては、サイドエアバッグ及びカーテンエアバッグは車両の内側と乗員の頭部及び胴体との隙間に展開されることとなり、乗員の車両の内部における車両に対する相対移動によってこの隙間が小さくなる前に展開を開始することが必要となるため判定の応答性も考慮する必要がある。

特に車両のロール角の変化を伴わないで横加速度に起因して前述した隙間が小さくなる場合として、例えば、車両の片側に対応する路面のみの摩擦係数が変化することに伴うトリップオーバーやターンオーバーがあり、これらの有無を判定することに対しては、ロール角と横加速度のマップによる閾値判定が有効であるため、この閾値判定も併せて行うこととしているのである。

さらに、このロール角と横加速度のマップによる閾値判定において、車両のタイヤが路面側方の縁石に接触することによるトリップオーバーにおいては横加速度のピーク値が大きくなりよりピーキーな傾向を示すがエアバッグの展開する必要はないため、これの有無をも考慮した判定を可能なものとするため、第二メイン判定用閾値を横加速度が所定値以上である場合においてはマップ上原点から遠ざかる方向に変更させて、感度を下げ第二メイン判定においてメイン判定不成立としている。

また、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のセーフィング判定手段２ｂは、左右Ｇセンサ５から取得した横加速度をＸ軸値とし、上下Ｇセンサ６から取得した上下加速度をＹ軸値とするプロット点を第二パラメータとして、図２中十字状のセーフィング判定用閾値（本発明の閾値に該当）を有するマップ上でプロット点の挙動に基づく閾値判定を行い、プロット点がメイン判定用閾値よりも原点側に位置する場合には、セーフィング判定不成立と判定し、プロット点がセーフィング判定用閾値上及びセーフィング判定用閾値よりも原点と反対側に位置する場合にはセーフィング判定成立と判定する。

なお、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のセーフィング判定手段２ｂは、片輪走行の発生が長時間の所定時間継続して、車速センサ８から取得した車速が所定車速以上である場合にも、セーフィング判定成立と判定する。

ロールオーバー判定ＥＣＵ２の閾値変更手段２ｃは、片輪走行検知センサ７により片輪走行が発生していると検出された場合に、図２中左側に示すデフォルトである高閾値のセーフィング判定用閾値を、図２中右側に示す原点に近い方向に位置する低閾値に変更し、片輪走行の発生が終了した場合には低閾値から高閾値に変更する。なお、図２中右側においては、デフォルトの高閾値の変更後の低閾値に対する相違箇所を破線で示している。

ロールオーバー判定ＥＣＵ２の制御手段２ｄは、メイン判定手段２ａがメイン判定成立を判定し、セーフィング判定手段２ｂがセーフィング判定成立を判定した場合のアンド条件において、ロールオーバー用乗員保護装置９が含むサイドエアバッグ及びカーテンエアバッグを展開動作させる展開信号をロールオーバー用乗員保護装置９に対して出力する。

以下本実施例のロールオーバー判定装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図３は、本実施例のロールオーバー判定装置１の制御内容を示すフローチャートである。

図３に示すように、Ｓ１において、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のメイン判定手段２ａは、上述した第一及び第二双方のメイン判定成立の有無を判定し、いずれかが肯定であればステップＳ２にすすみ、双方とも否定であればステップＳ４にすすむ。ステップＳ２において、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のセーフィング判定手段２ｂはセーフィング判定成立の有無を判定し、肯定であれば、ステップＳ３にすすみ、否定であればステップＳ４にすすむ。

ステップＳ３において、ロールオーバー判定成立（図３中ＲＯで示す）となる場合であるので、ロールオーバー判定ＥＣＵ２の制御手段２ｄは、ロールオーバー用乗員保護装置９に対して展開指令を出力し、ステップＳ４においては、ロールオーバー判定不成立の場合であるので、ロールオーバー判定ＥＣＵ２の制御手段２ｄは、ロールオーバー用乗員保護装置９に対して展開指令を出力しない。

次に図３のステップＳ２のより詳細な制御内容について図４を用いて説明する。図４は、本実施例のロールオーバー判定装置１のセーフィング判定に係る制御内容の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ２１において、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のセーフィング判定手段２ｂは、図２中左側に示したデフォルトである高閾値のセーフィング判定用閾値を用いて、セーフィング判定成立の有無を判定するセーフィング判定を行い、肯定であればステップＳ２６にすすみ、否定であればステップＳ２２にすすむ。

ステップＳ２２において、ロールオーバー判定ＥＣＵ２の閾値変更手段２ｃは、片輪走行検知センサ７の検出結果に基づいて、片輪走行が発生しているか否かを判定し、肯定である場合には、ステップＳ２３にすすみ、否定であればステップＳ２７にすすむ。

ステップＳ２３において、ロールオーバー判定ＥＣＵ２の閾値変更手段２ｃは、セーフィング判定用閾値をデフォルトの高閾値から低閾値に変更し、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のセーフィング判定手段２ｂは、低閾値を用いてセーフィング判定成立の有無を判定し、肯定であればステップＳ２６にすすみ、否定であればステップＳ２４にすすむ。

ステップＳ２４において、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のセーフィング判定手段２ｂは、片輪走行検知センサ７の検出結果に基づいて、片輪走行が発生してその発生が長時間の所定時間以上継続しているか否かを判定し、肯定であればステップＳ２５にすすみ、否定であればステップＳ２７にすすむ。

ステップＳ２５において、ロールオーバー判定ＥＣＵ２のセーフィング判定手段２ｂは、車速が所定車速以上であるか否かを判定し、肯定である場合にはステップＳ２６にすすみ、否定であれば、ステップＳ２７にすすむ。ステップＳ２６においては、セーフィング判定手段２ｂは、セーフィング判定成立と判定し、ステップＳ２７においては、セーフィング判定手段２ｂは、セーフィング判定不成立と判定する。

以上述べた本実施例によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、車両に片輪走行が発生している場合において、セーフィング判定手段２ｂがセーフィング判定を行うにあたり用いるセーフィング用閾値を閾値変更手段２ｃにより高閾値から低閾値に変更することができる。

つまり、既に述べたように、セーフィング判定に用いる第二パラメータである横加速度を検出する左右Ｇセンサ５と、上下加速度を検出する上下Ｇセンサ６が、冗長系であることから、メイン判定に用いる第一パラメータを検出するロールレイトセンサ３及び左右Ｇセンサ４に対して、一般に低スペックで感度が低い条件であることが想定される。このような条件であっても、本実施例においては、車両の片側の車輪が浮き上がる片輪走行が発生し、横加速度つまり左右加速度が出現しにくいロールオーバーが発生する場合においては、セーフィング判定閾値を感度が高くなる方向に変更することによって、セーフィング判定において肯定判定が遅れることを防止することができる。

特には、図２中において、初期において上下加速度のみが増加してプロット点がＹ軸に沿って移動し、その後横加速度が増大するようにプロット点がＸ軸に平行に移動して、プロット点の軌跡がＬ字状に挙動した場合に、図２中の左側においては、十字状の高閾値のセーフィング判定用閾値の上方向に突出した部分にプロット点が移動して、右方向に移動してからでないとセーフィング判定が成立せず、判定及びエアバッグの展開が遅れることとなる。

ところが、図２中の右側の変更後においては、セーフィング判定用閾値の上方向に突出した部分を上手方向に圧縮するように原点よりに移動させているので、より早い段階でセーフィング判定を成立させて、判定及びエアバッグの展開をより迅速なものとすることができる。

ここで、本実施例のセーフィング判定装置１を構成する制御回路は図５に示すようなものである。すなわち、ロールオーバー用乗員保護装置９に対してエアバッグの展開信号を、制御手段２ｄが出力する条件として、メイン判定とセーフィング判定のアンド条件とするアンド回路ＡＮＤ１を設けた上で、セーフィング判定に用いるセーフィング判定用閾値を、片輪走行が検出された場合にはデフォルトの高閾値から低閾値として、セーフィング判定と片輪走行検知のアンド条件をとるアンド回路ＡＮＤ２を設け、このアンド回路ＡＮＤ２の出力を中段のオア回路ＯＲの入力とし、さらに、片輪走行検知後において検知が長時間の所定時間継続する条件と、車速が所定車速以上である条件をアンド条件とするアンド回路ＡＮＤ３を設けて、この出力もオア回路ＯＲの入力としている。

デフォルトの高閾値のセーフィング判定成立の条件と、片輪走行が検出されて変更された後の低閾値によるセーフィング判定成立の条件、片輪走行検知が所定時間継続して車速が所定車速以上である条件のいずれかが成立した場合で、アンド回路ＡＮＤ１によるメイン判定が成立した場合に、展開信号が制御手段２ｄにより出力される。

このように、セーフィング判定とメイン判定のそれぞれの肯定判定のアンド条件によって、エアバッグを展開する所謂冗長系システムを構成している本実施例のようなセーフィング判定装置１において、セーフィング判定に用いる左右Ｇセンサ５及び上下Ｇセンサ６にハード上の制約が存在していても、セーフィング判定が遅れアンド条件の成立が遅れることに起因する、トータルの判定遅れをなくして、片輪走行時のロールオーバーにおいても、より的確なロールオーバーの発生の有無を判定することを可能としている。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例において、第一パラメータであるロールレイトと横加速度に対して、第一パラメータ以外の第二パラメータを横加速度及び上下加速度としているが、第二パラメータはこれ以外のパラメータとすることもできる。

本発明は、自動車に適用されるロールオーバー判定装置に関するものであり、比較的軽微な装置の追加変更とロジックの変更により、ロールオーバーの有無をより的確に判定することを実現することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能であると共に有用なものである。

１ ロールオーバー判定装置
２ ロールオーバー判定ＥＣＵ
２ａ メイン判定手段
２ｂ セーフフィング判定手段
２ｃ 閾値変更手段
２ｄ 制御手段
３ ロールレイトセンサ
４ 左右Ｇセンサ
５ 左右Ｇセンサ
６ 上下Ｇセンサ
７ 片輪走行検知センサ
８ 車速センサ
９ ロールオーバー用乗員保護装置

Claims (1)

1. 車両の片輪走行を検出する片輪走行検出手段と、第一パラメータに基づいてロールオーバーの発生の有無を判定するメイン判定を行うメイン判定手段と、前記第一パラメータ以外の第二パラメータに基づいてロールオーバーの発生の有無を判定するセーフィング判定を行うセーフィング判定手段と、前記片輪走行検出手段が前記片輪走行を検出した場合に、前記セーフィング判定手段が前記セーフィング判定を行うにあたり用いる閾値を変更する閾値変更手段と、を含むことを特徴とするロールオーバー判定装置。

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