JP6042308B2 - 車両衝突判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサの車両における上下方向の加速度の出力を用いて車両の衝突を判定する装置に関する。

例えば特許文献１には、車両衝突判定装置として加速度センサの車両における前後方向の出力だけではなく、左右方向、上下方向の出力も用いて車両の衝突を判定することができる装置が開示されている。特許文献１に示される車両衝突判定装置は、加速度センサの車両における前後方向の出力に基づいて求められる衝撃力ΔＥ（ｋ）と速度変化量ΔＶ（ｋ）とを２軸とする二次元マップである衝突判定マップを用いて、車両の衝突を判定している。衝突判定マップには、エアバッグの展開が必要である領域である衝突域とエアバッグの展開が不要である非衝突域とを区別する閾値である判定曲線が設定されている。特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、衝突が発生したときの加速度センサの車両における前後方向の出力に基づいて求められる衝撃力ΔＥ（ｋ）と速度変化量ΔＶ（ｋ）とで定まる衝突判定マップ上の座標が衝突域にあると判定すると、エアバッグの展開が必要な衝突であると判定する。

また、特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、加速度センサの車両における上下方向の出力と、車両の前後方向の出力とで定まる車両の進行方向に対する加速度の上下方向角度が所定角度以上であるか否かを判定する。特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、加速度の上下方向角度が所定角度以上であると判定すると、車体の下面を路面が擦ることで乗員に対し下から上へ突き上げる衝撃を及ぼすアンダーキャリッジ衝突が発生したと判定する。特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、アンダーキャリッジ衝突が発生したと判定すると、衝突判定マップの判定曲線を衝突域側へ引き上げ、エアバッグの展開を抑制している。

特許文献１の記載によると、加速度センサの車両における上下方向の出力は、車両の上下方向に加わる衝撃の有無を判定するために用いられている。すなわち、特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、車両の前後方向に加わる衝突の衝撃の判定に、加速度センサの車両における上下方向の出力を用いず、車両における前後方向の出力を用いている。

ここで、例えば前面衝突であって車体と衝突対象物とのラップ量が小さい衝突は、衝突時の乗員傷害は厳しくないが、衝突の瞬間に車両の後方向に大きな加速度（減速度）が発生してしまう。そうすると、特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、加速度センサの車両における前後方向の出力に基づいて求められる衝撃力ΔＥ（ｋ）と速度変化量ΔＶ（ｋ）とで定まる衝突判定マップ上の座標が衝突域にあると判定する場合がある。

ここで、特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、加速度センサの車両における左右方向の出力を利用することができる。アンダーキャリッジ衝突判定と同様に、特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、加速度センサの車両における左右方向の出力と、車両の前後方向の出力とで定まる車両の進行方向に対する加速度の左右方向角度が所定角度以上であるか否かを判定する。特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、加速度の左右方向角度が所定角度以上であると判定すると、衝突判定マップの判定曲線を衝突域側へ引き上げ、エアバッグの展開を抑制する。ここで、特許文献１に記載されている車両衝突判定装置において、前面衝突であって車体と衝突対象物とのラップ量が小さい衝突は、車体と衝突対象物とのラップ量が小さい程、加速度センサの車両における左右方向の出力が大きくなる。

しかしながら、前面衝突であって車体と衝突対象物とのラップ量が小さい衝突において、車両における左右方向の加速度が発生するタイミングは車両の後方向の加速度が発生するタイミングと比較すると遅くなる。すると、加速度センサの車両における左右方向の出力を待ってエアバッグの展開が必要な衝突か否かを判定するのでは、エアバッグによる乗員の保護が適切にできない。したがって、結果として、特許文献１に記載されている車両衝突判定装置は、前面衝突であって車体と衝突対象物とのラップ量が小さい衝突が発生したときは、加速度センサの車両における前後方向の出力に基づいてエアバッグの展開が必要な衝突であると判定し得る。このように、特許文献１に記載されている車両衝突判定装置では、エアバッグの展開が不要な衝突の判定が不十分になる状況が起こりうる。

特開平７−１６５００４号公報

本発明の１つの目的は、センサの車両における上下方向の加速度の出力を用いて、車両の衝突を正確に判定することができる車両衝突判定装置を提供することにある。本発明の他の目的は、以下に例示する態様及び好ましい実施形態、並びに添付の図面を参照することによって、当業者に明らかになるであろう。

本発明に従う第１の態様は、車両の室の設置面に設けられたセンサと、
前記センサの出力に基づき前記車両の衝突が発生したか否かを判定する判定部と、
を備え、
前記センサの前記出力は、前記設置面に垂直な方向の第１の加速度を有し、
前記判定部は、前記第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量が閾値を超えたときに、前記衝突が発生したと判定する、車両衝突判定装置に関係する。

衝突が発生するとその衝撃の入力により車両全体が前後方向だけでなく上下方向にも振動又は加速度が生ずる。また、衝突による衝撃の入力が大きい程、車両の上下方向の振動の振幅又は加速度は大きくなる。車両の室の設置面に設けられたセンサの出力は設置面に垂直な方向の第１の加速度を有するので、センサの設置面が水平であれば、センサは車両の上下方向の加速度を出力することができ、判定部は衝撃の入力が大きい衝突の発生を正確に判定することができる。

本発明に従う第２の態様では、第１の態様において、
前記センサの前記出力は、前記車両の後方向の第２の加速度をさらに有し、
前記判定部は、前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量と前記第２の加速度の積分値とで定まる値が閾値を超えたときに、前記衝突が発生したと判定してもよい。

判定部は、第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量に加えて、車両の後方向の第２の加速度の積分値を用いて衝突が発生したか否かを判定するので、閾値の設定の自由度が増し、衝撃の入力が大きい衝突の発生をさらに正確に判定することができる。

本発明に従う第３の態様では、第２の態様において、
前記判定部は、前記第２の加速度の１階積分値と前記第２の加速度の２階積分値とを用いて、前記衝突が発生したか否かをさらに判定し、
前記１階積分値及び２階積分値を用いて前記衝突が発生したことが判定され、且つ前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量を用いて前記衝突が発生したことが判定された時に、前記判定部は、前記衝突が発生したことを確定させてもよい。

第２の加速度の１階積分値と第２の加速度の２階積分値とを用いて衝突が発生したことが判定され、且つ、第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量と第２の加速度の積分値を用いて衝突が発生したことが判定されたときに、判定部は衝突が発生したことを確定させるので、衝撃の入力が大きい衝突の発生をさらに正確に判定することができる。

本発明に従う第４の態様では、第１から第３のいずれか１つの態様において、
前記判定部は、前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量を用いて、前記衝突の厳しさを判定してもよい。

衝突の発生を判定する車両衝突判定装置を用いて衝突の厳しさを判定することができるので、衝突の厳しさに応じて複数の保護力のうち対応する１つの保護力で乗員保護装置を作動させることができる。

本発明に従う第５の態様では、第３の態様において、
前記判定部は、前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量を用いて、前記衝突の前記厳しさを判定するとともに、前記第２の加速度の１階積分値と前記第２の加速度の２階積分値とを用いて、前記衝突の前記厳しさをさらに判定し、
前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量を用いて前記衝突の厳しさのレベルが高いと判定され、且つ前記第２の加速度の１階積分値と前記第２の加速度の２階積分値とを用いて前記衝突の厳しさのレベルが高いと判定された時に、前記判定部は、前記衝突の厳しさのレベルが高いと確定させてもよい。

第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量を用いて衝突の厳しさのレベルが高いと判定され、且つ、第２の加速度の１階積分値と第２の加速度の２階積分値とを用いて衝突の厳しさのレベルが高いと判定されたときに、判定部は衝突の厳しさのレベルが高いと確定させるので、衝突の発生を判定する車両衝突判定装置を用いて衝突の厳しさを正確に判定することができる。

本発明に従う第６の態様は、車両の室の設置面に設けられたセンサと、
前記センサの出力に基づき前記車両の衝突の厳しさを判定する判定部と、
を備え、
前記センサの前記出力は、前記設置面に垂直な方向の第１の加速度を有し、
前記判定部は、前記第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量が閾値を超えたときに、前記衝突の前記厳しさのレベルが高いと判定する、車両衝突判定装置に関する。

衝突が発生するとその衝撃の入力により車両全体が前後方向だけでなく上下方向にも振動又は加速度が生ずる。また、衝突による衝撃の入力が大きい程、車両の上下方向の振動の振幅又は加速度は大きくなる。車両の室の設置面に設けられたセンサの出力は設置面に垂直な方向の第１の加速度を有するので、センサの設置面が水平であれば、センサは車両の上下方向の加速度を出力することができ、判定部は衝撃の厳しさを正確に判定することができる。

本発明に従う第７の態様は、第６の態様において、
前記センサの前記出力は、前記車両の後方向の第２の加速度をさらに有し、
前記判定部は、前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量と前記第２の加速度の積分値とで定まる値が閾値を超えたときに、前記衝突の前記厳しさのレベルが高いと判定してもよい。

判定部は、第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量に加えて、車両の後方向の第２の加速度の積分値を用いて衝突の厳しさを判定するので、閾値の設定の自由度が増し、衝突の厳しさをさらに正確に判定することができる。

本発明に従う第８の態様では、第７の態様において、
前記判定部は、前記第２の加速度の１階積分値と前記第２の加速度の２階積分値とを用いて、前記衝突の前記厳しさをさらに判定し、
前記１階積分値及び２階積分値を用いて前記衝突の前記厳しさのレベルが高いと判定され、且つ前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量を用いて前記衝突の前記厳しさのレベルが高いと判定された時に、前記判定部は、前記衝突の前記厳しさのレベルが高いと確定させてもよい。

第２の加速度の１階積分値と第２の加速度の２階積分値とを用いて衝突の厳しさのレベルが高いと判定され、且つ、第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量と第２の加速度の積分値を用いて衝突の厳しさのレベルが高いと判定されたときに、判定部は衝突の厳しさのレベルが高いと確定させるので、衝突の厳しさの判定をさらに正確に判定することができる。

本発明に従う第９の態様は、第４から第８のいずれか１つの態様において、
前記判定部は、前記衝突の前記厳しさに応じて、複数の拘束力のうちの１つの対応する拘束力を決定し、
前記１つの対応する拘束力は、前記衝突が発生した後に前記車両に設けられたシートベルト装置が乗員を拘束している間に発生してもよい。

衝突の厳しさに応じて複数の拘束力のうちの１つの対応する拘束力を決定するので、シートベルト装置は衝突の厳しさに応じた拘束力で乗員を拘束することができる。

本発明に従う第１０の態様は、第４から第９のいずれか１つの態様において、
前記判定部は、前記衝突の前記厳しさに応じて、複数の面圧のうちの１つの対応する面圧を決定し、
前記１つの対応する面圧は、前記衝突が発生した後に前記車両に設けられたエアバッグ装置の少なくとも１つのエアバッグが展開している間に発生してもよい。

衝突の厳しさに応じて複数の面圧のうちの１つの対応する面圧を決定するので、エアバッグ装置は衝突の厳しさに応じた面圧でエアバッグを展開させることができる。

本発明に従う第１１の態様は、第１から第１０のいずれか１つの態様において、
前記垂直な方向は、前記車両の上下方向でもよい。

センサの設置面に垂直な方向が、車両の上下方向と一致するので、判定部は衝撃の発生及び／又は衝撃の厳しさを正確に判定することができる。

本発明に従う車両衝突判定装置の構成の例を示すブロック図である。 図２（Ａ）は車体前部の構造の例を示す斜視図である。図２（Ｂ）はセンサの配置の例を示す車体前部の側面図である。 図３（Ａ）から（Ｃ）は車両の衝突の種類を示す図である。 図４（Ａ）はセンサの車両における上下方向の加速度の出力を用いて乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したかを判定する衝突発生判定マップを示す図である。図４（Ｂ）はセンサの車両における上下方向の加速度の出力を用いて衝突の厳しさを判定するシビアリティ判定マップを示す図である。 図５（Ａ）はセンサの車両における前後方向の加速度の出力を用いて乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したかを判定する衝突発生判定マップを示す図である。図５（Ｂ）はセンサの車両における前後方向の加速度の出力を用いて衝突の厳しさを判定するシビアリティ判定マップを示す図である。 図６（Ａ）は衝突の厳しさに基づくシートベルトに作用する荷重の変化の例を示す図である。図６（Ｂ）は衝突の厳しさに基づくエアバッグのインフレータの点火のタイミングの例を示す図である。

以下に説明する好ましい実施形態は、本発明を容易に理解するために用いられている。従って、当業者は、本発明が、以下に説明される実施形態によって不当に限定されないことを留意すべきである。

１．構成と配置
図１を用いて、本発明に従う車両衝突判定装置１０の構成の例について説明する。車両衝突判定装置１０は、判定部１１とセンサ１２を備える。ここで、車両衝突判定装置１０は、入出力部１３、演算部１４等をさらに備えることができる。また、入出力部１３から少なくとも１つのエアバッグ２３に備えられているインフレータ２２，２２へ信号を出力することでエアバッグ装置１を構成してもよい。さらに、入出力部１３は、例えばシートベルト制御部３０、トーションバー３１、エネルギー吸収プレート（ＥＡプレート）３２等で構成されるシートベルト装置２のシートベルト制御部３０へ信号を出力してもよい。また、車両１００がシートベルト装置２を備えるときに、車両衝突判定装置１０はＳＲＳ Ｕｎｉｔ１０として車両１００に設けられていてもよい。ここで、シートベルト装置２はトーションバー３１、ＥＡプレート３２等の乗員拘束力を可変できる構成を用いて、衝突の厳しさに基づいて乗員拘束力を変化させるものである。トーションバー３１、ＥＡプレート３２等の乗員拘束力を可変できる構成は、例えば特開２０１１−７９３８７号公報に開示されているようなものである。また、シートベルト装置２は、シートベルト制御部３０を設けず、トーションバー３１、ＥＡプレート３２が車両衝突破堤装置（ＳＲＳ Ｕｎｉｔ）１０の入出力部１３から信号を直接入力するよう構成されていてもよい。すなわち、車両衝突破堤装置（ＳＲＳ Ｕｎｉｔ）１０がシートベルト装置２を制御してもよい。

センサ１２の出力は、センサ１２の設置面に垂直な方向の第１の加速度を有している。また、センサ１２の出力は、車両１００の後方向の第２の加速度をさらに有することができる。ここで、第１の加速度は設置面に垂直な１つの方向（例えば設置面から見て上方向又は下方向）の加速度であってもよく、設置面に垂直な２つの方向（例えば設置面から見て上方向及び下方向）の加速度であってもよい。さらに、第２の加速度は車両１００の後方向の加速度だけでなく、車両１００の前後方向の加速度であってもよい。

センサ１２の構成例としては、何れも図示されていない車両１００の前後方向の加速度を検出する前後センサ素子、センサ１２の設置面に垂直な方向の加速度を検出する垂直センサ素子、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等で構成されている。前後センサ素子及び垂直センサ素子が加速度を検出し、ＣＰＵ及びメモリは、例えばセンサ１２の設置面に垂直な方向の第１の加速度及び車両１００の後方向の第２の加速度を演算する。これらの加速度は、入出力インターフェースを介して車両衝突判定装置１０の入出力部１３又は判定部１１又は演算部１４に出力される。また、前後センサ素子及び垂直センサ素子は加速度を検出するが、センサ素子の出力である加速度からセンサ１２は加速度が周期的に発生しているために生じる振動も検出することが可能である。よってこのセンサ１２では加速度だけではなく振動も検出することが可能である。

また、センサ１２は前後センサ素子と垂直センサ素子と入出力インターフェースのみから構成されていてもよい。その場合、例えば演算部１４が第１の加速度と第２の加速度の演算を行うようにしてもよい。また、センサ１２は垂直センサ素子のみをセンサ素子として有していてもよい。

図２を用いて、車両衝突判定装置１０の配置の例を説明する。図２（Ａ）は、車両１００の前部構造の構成例を示す斜視図である。図２（Ａ）に示されるように車両１００の前方からバンパー１０１、バルクヘッド１０２、左右のフロントサイドフレーム１０３，１０３、左右のアッパメンバ１０６，１０６、ダッシュボードロア１０４、フロア１０５の順で配置されている。左右のアッパメンバ１０６，１０６の各々は、左右のアッパメンバの下がり部１０６ａ，１０６ａの内対応する１つのアッパメンバの下がり部１０６ａを有する。ここで、ダッシュボードロア１０４とは、エンジンルーム１０７と室１０８とを区別するものである。また、室１０８はフロア１０５の上方の領域をいう。車両衝突判定装置１０は、特に正面衝突があった場合にバンパー１０１に入力した衝撃が左右のフロントサイドフレーム１０３，１０３を伝達した後に、その衝撃で発生した振動又は加速度を検出することができる場所に配置されるのが好ましい。

図２（Ｂ）は、車両１００の前部構造の構成例を示す側面図である。なお、図２（Ｂ）において、バルクヘッド１０２、左右のアッパメンバ１０６，１０６、左右のアッパメンバの下がり部１０６ａ，１０６ａは図示が省略されている。車両衝突判定装置１０の好ましい配置の例として、図２（Ｂ）に示されるように、左右のフロントサイドフレーム１０３，１０３に伝達した振動又は加速度をダッシュボードロア１０４を介してフロア１０５で検出することができるようにフロア１０５上に配置されることが挙げられる。フロア１０５上に車両衝突判定装置１０を配置することで、センサ１２の配置面に垂直方向な方向が車両１００の上下方向となるようにセンサ１２を配置することになる。そうすることで、センサ１２の出力は車両１００における上下方向の第１の加速度を有することとなる。この場合、図２（Ａ）に示される車両１００の車幅方向の中心を通って車両１００の前後方向へ延びる車幅中心線ＣＬ上に車両衝突判定装置１０が配置されることでノイズが軽減され、正面衝突をより正確に検出することができる。また、車両衝突判定装置１０をフロア１０５上に配置することでセンサ１２の配置場所も定まるものとしたが、例えばセンサ１２が車両衝突判定装置１０から離れて独立して存在する場合は、センサ１２がフロア１０５上に配置されてもよい。以下、センサ１２を有する車両衝突判定装置１０がフロア１０５上であって、車幅中心線ＣＬ上に配置されているものとして説明する。

２．衝突の判定及び衝突の厳しさの判定
２−１．衝突の種類
図３には、車両１００の衝突の種類が示されている。図３（Ａ）に示される衝突は、衝突対象物として例えばコンクリート等の硬い素材で構成された壁（バリア）２００に車両１００の車体前部の大部分を衝突させる、ラップ量の多いいわゆるフルラップ衝突（ＦＲ衝突）である。図３（Ｂ）に示される衝突は、衝突対象物として例えばアルミニウムハニカム等の衝撃緩衝材（ハニカム）２０１を装着したバリア２００に、車両１００の車体前部の一部を衝突させる、いわゆるオフセットハニカム衝突（ＯＤＢ衝突）である。ＯＤＢ衝突は実際の他の車体との衝突を想定されたものである。図３（Ｃ）に示される衝突は、衝突対象物として例えばバリア２００に車両１００の車体前部の端部を衝突させる、ラップ量の非常に少ないいわゆるナローオフセット衝突（ナロー衝突）である。

例えば図３（Ａ）に示されるＦＲ衝突の場合、車両１００の車体前部とバリア２００とのラップ量が多いので、左右のフロントサイドフレーム１０３，１０３への衝撃の入力が大きく、衝突時の乗員傷害は厳しい。よって、このような衝突にはエアバッグ装置１及び／又はシートベルト装置２等の乗員保護装置の作動が必要である。

一方、例えば図３（Ｂ）に示されるＯＤＢ衝突の場合、ハニカム２０１に衝突した瞬間ではハニカム２０１が硬くなく、また左のフロントサイドフレーム１０３のみへの衝撃の入力であるため、ＦＲ衝突と比較すると室１０８への衝撃の入力が小さく、衝突時の乗員傷害は厳しくない。よって、このような衝突で例えばハニカム２０１に衝突した瞬間では、エアバッグ装置１及び／又はシートベルト装置２等の乗員保護装置の作動は不要なので、乗員保護装置の作動の適切なタイミングの判定が求められる。また、例えば図３（Ｃ）に示されるナロー衝突の場合、車両１００の車体前部とバリア２００とのラップ量が非常に少なく、左のアッパメンバ１０６の下がり部１０６ａへ当たるのみで、ＦＲ衝突と比較すると室１０８への衝撃の入力が小さく、衝突時の乗員傷害は厳しくない。よって、このような衝突で例えばバリア２００が左のアッパメンバ１０６の下がり部１０６ａへ当たった瞬間では、エアバッグ装置１及び／又はシートベルト装置２等の乗員保護装置の作動は不要なので、乗員保護装置の作動の適切なタイミングの判定が求められる。

２−２．衝突の判定方法
車両衝突判定装置１０の判定部１１は、センサ１２が出力した第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量が閾値を超えたときにエアバッグ装置１及び／又はシートベルト装置２等の乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したと判定する。ここで、第１の加速度の振幅に基づくエネルギーとは、例えば演算部１４にて第１の加速度の振幅を二乗した値を積分することによって求められる。また、第１の加速度の振幅に基づくエネルギーに相関する物理量とは、エネルギーが変化するとそれに関係して変化する物理量であり、例えばセンサ１２が検出した第１の加速度の振幅の絶対値を積分した値、エネルギーをｎ乗した値、加速度の振幅の絶対値又はエネルギーにｎを積算及び／又は加算した値等である。ここで、ｎは定数である。

図４（Ａ）を用いてセンサ１２が出力する第１の加速度の振幅に基づくエネルギーを用いて乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したか否かを判定する例を説明する。図４（Ａ）には、センサ１２が出力した車両後方向の第２の加速度の２階積分値である車両後方向移動量を横軸にとり、車両１００の上下方向の第１の加速度の振幅に基づくエネルギーである車両上下方向エネルギーを縦軸にとったグラフ化された衝突発生判定マップが示されている。衝突発生判定マップには、エアバッグ装置１及び／又はシートベルト装置２等の乗員保護装置の作動が必要であるか否かを区別するデバイス作動閾値（閾値Ｄ）が予め設定されている。ここで、衝突発生判定マップに設定されている閾値Ｄは、一定の値である必要はなく、任意の位置で立ち上げることができる等、設定の自由度が高い。衝突における車両後方向移動量と車両上下方向エネルギーで定まる値が閾値Ｄを超え、網掛けされている領域（デバイス作動領域）に入ると、車両衝突判定装置１０の判定部１１は、乗員保護装置の作動が必要な衝突であると判定する。

図４（Ａ）には、乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したか否かを判定する例として、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）、ナロー衝突（点線）、ＯＤＢ衝突（一点鎖線）の５種類の衝突を表す５つの曲線が示されている。５つの曲線の各々は、５種類の衝突の内対応する衝突における車両後方向移動量と車両上下方向エネルギーとで定まる値をプロットすることによって得られたものである。図４（Ａ）に示される例では、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）の３種類の衝突が閾値Ｄを超えデバイス作動領域に入っている。

ここで、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）の３種類の衝突は、上述したように左右のフロントサイドフレーム１０３，１０３を介してフロア１０５へ大きな衝撃が入力する。フロア１０５へ衝撃が入力すると車両後方向だけでなく車両上下方向にもフロア１０５が振動し、フロア１０５へ入力する衝撃が大きい程この振動が大きくなる。すると、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）の３種類の衝突は、ナロー衝突（点線）、ＯＤＢ衝突（一点鎖線）の２種類の衝突と比較して、センサ１２が出力する車両上下方向の第１の加速度の振幅に基づくエネルギーである車両上下方向エネルギーの値が大きくなる。したがって、閾値Ｄを適切に設定することで、車両衝突判定装置１０の判定部１１は、乗員保護装置の作動が必要な衝突とそうでない衝突を正確に判定することができる。

図４（Ａ）に示される衝突発生判定マップの横軸は、第２の加速度の積分値として２階積分値である車両後方向移動量が採用されているが、第２の加速度の積分値は１階積分値である車両後方向速度が採用されていてもよい。図４（Ａ）に示される衝突発生判定マップのように、センサ１２の出力のうち第１の加速度を用いて行う乗員保護装置の作動が必要な衝突か否かの判定をＺ軸衝突判定とも呼ぶ。Ｚ軸衝突判定は、単独で乗員保護装置の作動が必要な衝突か否かを判定するように採用されてもよいし、後述するセンサ１２の出力のうち第２の加速度のみを用いて乗員保護装置の作動が必要な衝突か否かの判定を行うＸ軸衝突判定と併せて判定するように採用されてもよい。

図５（Ａ）を用いてＸ軸衝突判定の例を説明する。図５（Ａ）には、センサ１２が出力した車両後方向の第２の加速度の２階積分値である車両後方向移動量を横軸にとり、車両後方向の第２の加速度の１階積分値である車両後方向速度を縦軸にとったグラフ化された衝突発生判定マップが示されている。衝突発生判定マップには、エアバッグ装置１及び／又はシートベルト装置２等の乗員保護装置の作動が必要であるか否かを区別するデバイス作動閾値（閾値Ｄ）が予め設定されている。ここで、Ｘ軸衝突判定においても、Ｚ軸衝突判定と同様に衝突発生判定マップに設定されている閾値Ｄは、一定の値である必要はなく、任意の位置で立ち上げることができる等、設定の自由度が高い。衝突における車両後方向移動量と車両後方向速度で定まる値が閾値Ｄを超え、網掛けされている領域（デバイス作動領域）に入ると、車両衝突判定装置１０の判定部１１は、乗員保護装置の作動が必要な衝突であると判定する。

図５（Ａ）には、図４（Ａ）と同様に乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したか否かを判定する例として、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）、ナロー衝突（点線）、ＯＤＢ衝突（一点鎖線）の５種類の衝突を表す５つの曲線が示されている。５つの曲線の各々は、５種類の衝突の内対応する衝突における車両後方向移動量と車両後方向速度とで定まる値をプロットすることによって得られたものである。図５（Ａ）に示される例では、５種類全ての衝突が閾値Ｄを超えデバイス作動領域に入っている。

本来であれば、上述したように、ＦＲ衝突と比較して室１０８への衝撃の入力が小さく衝突時の乗員傷害が厳しくない衝突であるナロー衝突（点線）、ＯＤＢ衝突（一点鎖線）については、厳しくない衝突であるために、乗員保護装置の作動タイミングとして適切でない場合が多い。しかし、例えば図３（Ｃ）に示されるようなナロー衝突（点線）は、バリア２００は図２に示される左のアッパメンバ１０６の下がり部１０６ａのみに当たるだけだが、瞬間的に車両後方向に大きな加速度が発生する。そうすると、車両後方向の第２の加速度に基づく車両後方向移動量と車両後方向速度とで定まる値は、閾値Ｄを超えデバイス作動領域に入ってしまい、車両衝突判定装置１０の判定部１１は、衝突が厳しい衝突であると認識し、早いタイミングで乗員保護装置の作動が必要であると判定してしまうことがある。

このような理由から、Ｘ軸衝突判定は単独で乗員保護装置の作動が必要な衝突か否かを判定すると適切なタイミングで乗員保護装置の作動がされず、好ましくない。しかし、Ｚ軸衝突判定では、例えば悪路走行時等の車両上下方向に加速度が発生するようなときに車両後方向移動量と車両上下方向エネルギーで定まる値が瞬間的に図４（Ａ）に示される閾値Ｄを超えてしまいデバイス作動領域に入ってしまうことが想定される。このような状況に乗員保護装置が作動されるのを防止するためにも、Ｘ軸衝突判定とＺ軸衝突判定は、両者が併せて乗員保護装置の作動が必要な衝突か否かを判定するように採用されるのが好ましい。すなわち、Ｚ軸衝突判定で乗員保護装置の作動が必要な衝突であると判定され、且つ、Ｘ軸衝突判定で乗員保護装置の作動が必要な衝突であると判定されたときに、判定部１１は乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したと確定するのが好ましい。

衝突の判定方法の説明において、第１の加速度の振幅に基づくエネルギーを用いた例を説明したが、第１の加速度の振幅に基づくエネルギーの代わりに第１の加速度の振幅に基づくエネルギーに相関させる物理量を用いてもよい。

２−３．衝突の厳しさの判定方法
車両衝突判定装置１０の判定部１１は、センサ１２が出力した第１の加速度の振幅に基づくエネルギーが閾値を超えたときに衝突の厳しさのレベルが高いと判定する。衝突の厳しさのレベルに基づいて、エアバッグ装置１及び／又はシートベルト装置２等の乗員保護装置によって生成される複数の保護力のうち対応する１つの保護力が決定される。衝突の厳しさのレベルは、高い（Ｈｉ）と低い（Ｌｏｗ）の２段階でもよく、３段階以上でもよい。例えば衝突の厳しさのレベルが高い（Ｈｉ）と判定されると、エアバッグ装置１及び／又はシートベルト装置２等の乗員保護装置によって生成される複数の保護力のうち高い保護力が決定される。以下、衝突の厳しさのレベルをシビアリティとも呼ぶ。

図４（Ｂ）を用いてセンサ１２が出力する第１の加速度の振幅に基づくエネルギーを用いてシビアリティを判定する例を説明する。図４（Ｂ）には、センサ１２が出力した車両後方向の第２の加速度の２階積分値である車両後方向移動量を横軸にとり、車両１００の上下方向の第１の加速度の振幅に基づくエネルギーである車両上下方向エネルギーを縦軸にとったグラフ化されたシビアリティ判定マップが示されている。シビアリティ判定マップには、例えばシビアリティがＨｉとＬｏｗの２段階の場合、シビアリティがＨｉであるかＬｏｗであるかを区別するシビアリティ判定閾値（閾値Ｓ）が予め設定されている。ここで、シビアリティ判定マップに設定されている閾値Ｓは、衝突発生判定マップに設定されている閾値Ｄと同様に、一定の値である必要はなく、任意の位置で立ち上げることができる等、設定の自由度が高い。衝突における車両後方向移動量と車両上下方向エネルギーで定まる値が閾値Ｓを超え、網掛けされている領域（Ｈｉ領域）に入ると、車両衝突判定装置１０の判定部１１は、シビアリティがＨｉであると判定する。また、シビアリティが３段階以上であれば、３つ以上の領域を区別することができるように閾値Ｓが複数設定されている。

図４（Ｂ）には、シビアリティを判定する例として、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）、ナロー衝突（点線）、ＯＤＢ衝突（一点鎖線）の５種類の衝突を表す５つの曲線が示されている。図４（Ｂ）に示される例では、５つの曲線は、図４（Ａ）に示される衝突発生判定マップに示される曲線と同じ軌跡を描く。しかし、例えば図４（Ａ）に示される衝突発生判定マップと例えば図４（Ｂ）に示されるシビアリティ判定マップは、例えば積分の区間を変更する等の任意の演算をしてそれぞれのマップに示される曲線が異なる曲線を描くようにしてもよい。図４（Ｂ）に示される例では、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）の２種類の衝突が閾値Ｓを超えＨｉ領域に入っている。

ここで、上述したＺ軸衝突判定と同様に、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）の３種類の衝突は、ナロー衝突（点線）、ＯＤＢ衝突（一点鎖線）の２種類の衝突と比較して車両上下方向エネルギーの値が大きくなる。したがって、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）の２種類の衝突をＨｉ領域に、これら以外の３種類の衝突をＬｏｗ領域に入るように閾値Ｓを容易に設定することできるので、車両衝突判定装置１０の判定部１１はシビアリティを正確に判定することができる。ここで、乗員保護装置の作動が必要な衝突として判定された衝突のうち、シビアリティがＬｏｗであると判定された低速ＦＲ衝突（二点鎖線）の速度は、例えば２６［ｋｍ／ｈ］である。

図４（Ｂ）に示されるシビアリティ判定マップの横軸は、第２の加速度の積分値として２階積分値である車両後方向移動量が採用されているが、図４（Ａ）に示される衝突発生判定マップの横軸と同様に、１階積分値である車両後方向速度が採用されていてもよい。図４（Ｂ）に示されるシビアリティ判定マップのように、センサ１２の出力のうち第１の加速度を用いて行うシビアリティの判定をＺ軸シビアリティ判定とも呼ぶ。Ｚ軸シビアリティ判定は、単独でシビアリティを判定するように採用されてもよいし、後述するセンサ１２の出力のうち第２の加速度のみを用いてシビアリティの判定を行うＸ軸シビアリティ判定と併せて判定するように採用されてもよい。

図５（Ｂ）を用いてＸ軸シビアリティ判定の例を説明する。図５（Ｂ）には、センサ１２が出力した車両後方向の第２の加速度の２階積分値である車両後方向移動量を横軸にとり、車両後方向の第２の加速度の１階積分値である車両後方向速度を縦軸にとったグラフ化されたシビアリティ判定マップが示されている。シビアリティ判定マップには、例えばシビアリティがＨｉとＬｏｗの２段階の場合、シビアリティがＨｉであるかＬｏｗであるかを区別するシビアリティ判定閾値（閾値Ｓ）が予め設定されている。ここで、Ｘ軸シビアリティ判定においても、Ｚ軸シビアリティ判定と同様にシビアリティ判定マップに設定されている閾値Ｓは、一定の値である必要はなく、任意の位置で立ち上げることができる等、設定の自由度が高い。衝突における車両後方向移動量と車両後方向速度で定まる値が閾値Ｓを超え、網掛けされている領域（Ｈｉ領域）に入ると、車両衝突判定装置１０の判定部１１は、シビアリティがＨｉであると判定する。また、Ｚ軸シビアリティ判定と同様に、シビアリティが３段階以上であれば、３つ以上の領域を区別することができるように閾値Ｓが複数設定されている。

図５（Ｂ）には、シビアリティを判定する例として、高速ＦＲ衝突（実線）、中速ＦＲ衝突（破線）、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）、ナロー衝突（点線）、ＯＤＢ衝突（一点鎖線）の５種類の衝突を表す５つの曲線が示されている。図５（Ｂ）に示される例では、５つの曲線は、図５（Ａ）に示される衝突発生判定マップに示される曲線と同じ軌跡を描く。しかし、例えば図５（Ａ）に示される衝突発生判定マップと例えば図５（Ｂ）に示されるシビアリティ判定マップは、例えば積分の区間を変更する等の任意の演算をしてそれぞれのマップに示される曲線が異なる曲線を描くようにしてもよい。図５（Ｂ）に示される例では、低速ＦＲ衝突（二点鎖線）以外の４種類の衝突が閾値Ｓを超えＨｉ領域に入っている。

本来であれば、上述したように、ＦＲ衝突と比較して室１０８への衝撃の入力が小さく衝突時の乗員傷害が厳しくない衝突であるナロー衝突（点線）、ＯＤＢ衝突（一点鎖線）については、シビアリティがＬｏｗであると判定されるのが好ましい。しかし、例えば図３（Ｃ）に示されるようなナロー衝突（点線）は、バリア２００は図２に示される左のアッパメンバ１０６の下がり部１０６ａのみに当たるだけだが、瞬間的に車両後方向に大きな加速度が発生する。そうすると、車両後方向の第２の加速度に基づく車両後方向移動量と車両後方向速度とで定まる値は、閾値Ｓを超えデバイス作動領域に入ってしまい、車両衝突判定装置１０の判定部１１は、シビアリティがＨｉであると判定してしまうことがある。

このような理由から、Ｘ軸シビアリティ判定は単独でシビアリティを判定すると、乗員保護装置によって生成される複数の保護力のうち対応する適切な１つの保護力が決定されず好ましくない。しかし、Ｚ軸シビアリティ判定では、例えば悪路走行時等の車両上下方向に加速度が発生するようなときに車両後方向移動量と車両上下方向エネルギーで定まる値が瞬間的に図４（Ｂ）に示される閾値Ｓを超えてしまいＨｉ領域に入ってしまうことが想定される。このような状況にシビアリティがＨｉであると判定されるのを防止するためにも、Ｘ軸シビアリティ判定とＺ軸シビアリティ判定は、両者が併せてシビアリティを判定するように採用されるのが好ましい。すなわち、Ｚ軸シビアリティ判定でシビアリティがＨｉであると判定され、且つ、Ｘ軸シビアリティ判定でシビアリティがＨｉであると判定されたときに、判定部１１はシビアリティがＨｉであると確定するのが好ましい。

衝突の厳しさの判定方法の説明において、第１の加速度の振幅に基づくエネルギーを用いた例を説明したが、上述した衝突の判定方法の説明と同様に第１の加速度の振幅に基づくエネルギーの代わりに第１の加速度の振幅に基づくエネルギーに相関させる物理量を用いてもよい。

３．動作
ここで、車両１００に衝突が生じたときの車両衝突判定装置１０を備えるエアバッグ装置１とシートベルト装置２の動作を説明する。車両衝突判定装置１０の判定部１１が、乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したと判定したときは、例えば入出力部１３からプリテンショナ作動信号及びエアバッグ作動信号を出力する。

シートベルト装置２のシートベルト制御部３０はプリテンショナ作動信号を入力すると、例えば図示されていないプリテンショナが作動し図示されていないスプールを回転させることで、図示されていないウエビングを巻取り乗員を拘束する。プリテンショナが作動した後に、トーションバー３１の一方端をロック及びＥＡプレート３２の作動がなされると、図６（Ａ）に示される点ａから点ｂまでのように、トーションバー３１及びＥＡプレート３２に設定された荷重までシートベルトに作用する荷重が上昇する。シートベルトに作用する荷重がトーションバー３１及びＥＡプレート３２に設定された荷重を超えると、トーションバー３１によるねじれ及びＥＡプレート３２でのエネルギー吸収により、図６（Ａ）に示される点ｂから点ｃまでのようにシートベルトに作用する荷重が一定に保たれる。

ここで、判定部１１が、乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したと判定し、且つ、シビアリティがＨｉであると判定したときは、乗員をシートベルトによって高い拘束力で拘束するために、シートベルト制御部３０はトーションバー３１及びＥＡプレート３２の双方を作動させたままにする。一方、判定部１１が、シビアリティが一定時間内（例えば後述する少なくとも１つのインフレータ２２の１回目の点火タイミングから５［ｍｓ］以内）にＨｉであると判定しないときは、シビアリティがＬｏｗであると判定する。シビアリティがＬｏｗのときは、シビアリティがＨｉのときと比較して乗員を低い拘束力で拘束するために、シートベルト制御部３０はＥＡプレート３２の作動を停止させて、トーションバー３１のみが作動しシートベルトに作用する荷重を吸収する。トーションバー３１のみが作動するときは、トーションバー３１及びＥＡプレート３２の双方が作動するときと比較してシートベルトに作用する荷重が低い荷重で一定に保たれる。すなわち、図６（Ａ）における点ｃから伸びる点線で示させるシートベルトに作用する荷重は、点ｃにおけるシートベルトに作用する荷重より低い荷重で一定に保たれる。

また、エアバッグ作動信号が出力されると、エアバッグ装置１の少なくとも１つのインフレータ２２が点火し少なくとも１つのエアバッグ２３を展開させる。ここで、判定部１１が、乗員保護装置の作動が必要な衝突が発生したと判定し、且つ、シビアリティがＨｉであると判定したときは、図６（Ｂ）に示されるＨｉの場合のインフレータ２２の点火タイミングの例のように、２つのインフレータ２２，２２が点火する。すなわち、第１回目の点火タイミングで図１に示されるインフレータ２２の１つが点火する。そして第２回目の点火タイミングで図１に示されるもう１つのインフレータ２２が点火する。シビアリティがＨｉのときは、第１回目の点火タイミングから第２回目の点火タイミングまでの時間差は例えば５［ｍｓ］である。シビアリティがＨｉのときは、２つのインフレータ２２，２２がほぼ同時に点火することで、少なくとも１つのエアバッグ２３は展開時の面圧が高く設定される。

一方、判定部１１が、シビアリティが一定時間内（例えば１回目の点火タイミングから５［ｍｓ］以内）にＨｉであると判定しないときは、シビアリティがＬｏｗであると判定し、図６（Ｂ）に示されるＬｏｗ１又はＬｏｗ２の点火タイミングで２つのインフレータ２２，２２又は１つのインフレータ２２のみが点火する。Ｌｏｗ１の点火タイミングで２つのインフレータ２２，２２が点火するときは、第１回目の点火タイミングで図１に示されるインフレータ２２の１つが点火し、第２回目の点火タイミングで図１に示されるもう１つのインフレータ２２が点火する。Ｌｏｗ１のときは、第１回目の点火タイミングから第２回目の点火タイミングまでの時間差は例えば４０［ｍｓ］である。また、Ｌｏｗ２の点火タイミングで１つのインフレータ２２のみが点火するときは、図６（Ｂ）に示されるＬｏｗ２のように第１回目の点火タイミングで図１に示される１つのインフレータ２２が点火する。シビアリティがＬｏｗのときは、２つのインフレータ２２，２２を間隔を空けて点火又は１つのインフレータ２２のみを点火するので、シビアリティがＨｉのときと比較して少なくとも１つのエアバッグ２３は展開時の面圧が低く設定される。ここで、Ｌｏｗ１の点火タイミングのときはＬｏｗ２の点火タイミングと比較して、少なくとも１つのエアバッグ２３は展開している時間が長く設定される。

上述したように、判定部１１は、図６（Ｂ）に示されるＨｉの場合のインフレータ２２の点火タイミングにおける第２回目の点火タイミングまでに、シビアリティがＨｉである旨の判定を行わなくてはならない。よって、車両１００の衝突が発生してから、例えば第１回目のインフレータの点火後５［ｍｓ］が経過する前に、判定部１１が、シビアリティがＨｉであるか否かの判定ができるように、閾値Ｓがシビアリティ判定マップに設定されている必要がある。

本実施形態において、積分値は、例えば微小時間（例えば１０［ｍｓ］）等の一定区間を設定して定積分した区間積分値であってもよく、衝突が始まった時刻を時刻０として、時刻０から現在の時刻までを定積分した全区間積分値であってもよい。

４．変形例
本実施形態においては、フロア１０５上に設けられた１つのセンサ１２で車両上下方向の第１の加速度及び車両後方向の第２の加速度を出力しているが、第２のセンサをさらに設け、第２のセンサを用いて第２の加速度を出力してもよい。この場合、第２のセンサは、フロントセンサとして、例えば図２（Ａ）に示されるバルクヘッド１０２の車両１００の前方側であってセンターラインＣＬ上に設けられてもよい。

本発明は、上述の例示的な実施形態に限定されず、また、当業者は、上述の例示的な実施形態を特許請求の範囲に含まれる範囲まで、容易に変更することができるであろう。

１・・・エアバッグ装置、２・・・シートベルト装置、１０・・・車両衝突判定装置、１１・・・判定部、１２・・・センサ、１３・・・入出力部、１４・・・演算部、２２・・・インフレータ、２３・・・エアバッグ、３０・・・シートベルト制御部、３１・・・トーションバー、３２・・・ＥＡプレート、１００・・・車両、１０１・・・バンパー、１０２・・・バルクヘッド、１０３・・・フロントサイドフレーム、１０４・・・ダッシュボードロア、１０５・・・フロア、１０６・・・アッパメンバ、１０６ａ・・・下がり部、１０７・・・エンジンルーム、１０８・・・室、２００・・・バリア、２０１・・・ハニカム。

Claims (6)

1. 車両の室の設置面に設けられたセンサと、
   前記センサの出力に基づき前記車両の衝突が発生したか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   前記センサの前記出力は、前記車両における上下方向の第１の加速度と、前記車両の後方向の第２の加速度とを有し、
   前記判定部は、前記第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又はエネルギーに相関する物理量が閾値を超えたときに衝突が発生したと判定し、且つ、前記第２の加速度の１階積分値および２階積分値とを用いて衝突が発生したと判定したときに、前記衝突が発生したことを確定させる、車両衝突判定装置。
2. 前記判定部は、前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量を用いて、前記衝突の厳しさを判定する、請求項１に記載の車両衝突判定装置。
3. 前記判定部は、前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量を用いて、前記衝突の前記厳しさを判定するとともに、前記第２の加速度の１階積分値と前記第２の加速度の２階積分値とを用いて、前記衝突の前記厳しさをさらに判定し、
   前記エネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量を用いて前記衝突の厳しさのレベルが高いと判定され、且つ前記第２の加速度の１階積分値と前記第２の加速度の２階積分値とを用いて前記衝突の厳しさのレベルが高いと判定された時に、前記判定部は、前記衝突の厳しさのレベルが高いと確定させる、請求項２に記載の車両衝突判定装置。
4. 車両の室の設置面に設けられたセンサと、
   前記センサの出力に基づき前記車両の衝突の厳しさを判定する判定部と、
   を備え、
   前記センサの前記出力は、前記車両における上下方向の第１の加速度と、前記車両の後方向の第２の加速度とを有し、
   前記判定部は、前記第１の加速度の振幅に基づくエネルギー又は前記エネルギーに相関する物理量が閾値を超えたときに衝突の厳しさのレベルが高いと判定し、且つ、前記第２の加速度の１階積分値および２階積分値とを用いて衝突の厳しさのレベルが高いと判定したときに、衝突の厳しさのレベルが高いことを確定させる、車両衝突判定装置。
5. 前記判定部は、前記衝突の前記厳しさに応じて、複数の拘束力のうちの１つの対応する拘束力を決定し、
   前記１つの対応する拘束力は、前記衝突が発生した後に前記車両に設けられたシートベルト装置が乗員を拘束している間に発生する、請求項４に記載の車両衝突判定装置。
6. 前記判定部は、前記衝突の前記厳しさに応じて、複数の面圧のうちの１つの対応する面圧を決定し、
   前記１つの対応する面圧は、前記衝突が発生した後に前記車両に設けられたエアバッグ装置の少なくとも１つのエアバッグが展開している間に発生する、請求項４又は５に記載の車両衝突判定装置。

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