JPH05278562A - 車両の衝突判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速度のオフセット積分に伴う弊害を排除
し、確実に衝突判定できるようにする。 【構成】 車両に加わる加速度を検出し、この加速度か
ら通常走行時には経験しない大加速度を所定のオフセッ
トＧｏとして減算し、減算結果をオフセット積分器１７
にて時間積分して得られるオフセット積分値が一定の衝
突判定レベルＰを越えたときに衝突であると判定すると
ともに、加速度が一定期間にわたって通常走行状態を示
す一定範囲±Ｇｔｈ内にある場合に、前記一定期間が完
了するつど安定判別器１８がオフセット積分値を零クリ
アすることにより、中速或いは高速での衝突に比べて衝
撃の小さな低速衝突を、悪路走行や縁石乗り上げと区別
して確実に検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オフセット積分に伴
う弊害を排除し確実な衝突判定が行えるようにした車両
の衝突判定方法に関する。

【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５に示した衝突判定装置１のごとく、車両に取
り付けた加速度センサ２の出力を時間積分し、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、通常走行時には
経験することのない４Ｇ程度の大加速度をオフセットＧ
ｓとしており、加速度信号Ｇ（ｔ）からオフセットＧｓ
を差し引いた値に対し、 ［Ｇ（ｔ）−Ｇｓ］ｄｔ なる時間積分を行うものである。オフセット積分器６の
積分出力は、比較器７に供給されて閾値Ｅｒと比較さ
れ、積分出力が閾値Ｅｒを越えたときに衝突判定がなさ
れ、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】しかし、オフセット積分器６が加速度信号
Ｇ（ｔ）をオフセット積分するさいに、通常走行時には
経験することのない大加速度をオフセットＧｓとして減
算するたため、加速度の変動範囲が−１Ｇ〜１Ｇ程度の
狭い範囲でしかない通常走行時には、オフセット積分値
が時間の経過とともに負側に単調減少し続けてしまい、
いざ衝突が発生したときに数１０Ｇの加速度が検出され
ても、それまでに積算されたオフセット積分値を打ち消
すことができなくなる恐れがある。そこで、本例では、
オフセット積分値を零を基準に大小判別する判別器８を
設け、オフセット積分値が負であるときは、判別器８の
出力をもってオフセット積分器６にリセットをかけ、オ
フセット積分値を強制的に零クリアする構成としてあっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の衝突判定装置１
は、オフセット積分器６に判別器８を接続し、実質的に
正のオフセット積分値しか出力させないよう構成してあ
るため、通常走行を続ける場合はオフセット積分値は強
制的にほぼ零に保たれることになる。しかし、縁石乗り
上げ時或いは悪路走行時のように、加速度信号が０Ｇを
中心に振動し、図６（Ａ）に示す衝突時に似た立ち上が
り波形をもった加速度変化が生じたときに、実質的には
正側に振れた加速度だけが加算される結果、図６（Ｂ）
に示したように、オフセット積分値があるところまで単
調増加してしまい、実際に衝突が発生していないにも拘
わらず、誤って衝突判定がなされることがあるといった
課題があった。また、従来の衝突判定装置１は、エアバ
ッグを動作させる展開モードとエアバッグを動作させな
い非展開モードのどちらかを断定するための判定を行う
だけであったため、例えば悪路走行中に衝突が発生した
場合や、或いは縁石乗り上げ後に衝突を生じたような場
合に、例えば衝突直前までのオフセット積分値の形成要
因を考慮して、エアバッグのための展開信号の発信タイ
ミングを通常走行中の衝突時よりも多少遅らせたり或い
は早めたりするといった、きめ細かな展開制御が困難で
あるといった課題を抱えていた。

【０００６】

【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、こ
の加速度から通常走行時には経験しない大加速度を所定
のオフセットとして減算し、減算結果を時間積分して得
られるオフセット積分値が一定の衝突判定レベルを越え
たときに衝突であると判定する車両の衝突判定方法にお
いて、前記加速度が一定期間にわたって通常走行状態を
示す一定範囲内にある場合に、前記一定期間が完了する
つど前記オフセット積分値を零クリアすることを第１の
特徴とするものであり、また車両に加わる加速度を検出
し、この加速度から通常走行時には経験しない大加速度
を所定のオフセットとして減算し、減算結果を時間積分
して得られるオフセット積分値が一定の衝突判定レベル
を越えたときに衝突であると判定する車両の衝突判定方
法において、前記加速度が一定期間にわたって通常走行
状態を示す一定範囲内にある場合に、前記一定期間が完
了するつど前記オフセット積分値を零クリアするととも
に、前記オフセット積分値が前記衝突判定レベルとそれ
よりも低い正の規定レベルの間にあるときは縁石乗り上
げと判断し、また正と負の前記規定レベルに挟まれた範
囲内にあるときは通常走行であると判断し、さらに負の
前記規定レベル以下であるときは、悪路走行であると判
断することを第２の特徴とするものである。

【０００７】

【作用】この発明は、車両に加わる加速度を検出し、こ
の加速度から通常走行時には経験しない大加速度を所定
のオフセットとして減算し、減算結果を時間積分して得
られるオフセット積分値が一定の衝突判定レベルを越え
たときに衝突であると判定するとともに、前記加速度が
一定期間にわたって通常走行状態を示す一定範囲内にあ
る場合に、前記一定期間が完了するつど前記オフセット
積分値を零クリアすることにより、中速或いは高速での
衝突に比べて衝撃の小さな低速衝突を、悪路走行や縁石
乗り上げと区別して確実に検出する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例について、図１ない
し図４を参照して説明する。図１は、この発明の車両の
衝突判定方法を適用した衝突判定装置の一実施例を示す
回路構成図、図２は、図１に示した安定判別器の動作を
説明するためのフローチャート、図３は、図１に示した
走行状態判別回路の判別特性を示す図、図４は、各種走
行状態に特有のオフセット積分値の時間変化を示す図で
ある。

【０００９】図１に示す衝突判定装置１１は、加速度セ
ンサ２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２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が用いられ、
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。加速度センサ２の出力
は、バッファアンプ１２にて増幅されたのち、離散値デ
ータに変換する前に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す
る。続いて、リミッタ回路１４において加速度信号を±
４０Ｇ程度の範囲に振幅制限し、ＡＤ変換器１５におい
て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、オフセット積分演算部１６に送り込まれる。

【００１０】オフセット積分演算部１６は、オフセット
積分器１７と安定判別のための安定判別器１８からな
る。オフセット積分器１７は、逐次加算型の積分動作を
行い、離散値化された加速度データＧ（ｋ）から通常走
行時には経験しない大加速度例えば４Ｇ程度のオフセッ
トデータＧｏを減算したものを、ＡＤ変換器１５のサン
プリングクロックに合わせて加算することでオフセット
積分を行う。このため、オフセット積分により得られる
速度変化量ΔＶ（ｋ）すなわちオフセット積分値は、 ΔＶ（ｋ）＝Σ［Ｇ（ｋ）−Ｇｏ］ として求められる。安定判別器１８は、加速度データＧ
（ｋ）がＴなる一定期間にわたって継続的に０Ｇを中心
とした±Ｇｔｈの範囲内にあり、通常走行とみなせる状
態に安定している場合に、オフセット積分値を零クリア
する。

【００１１】実施例に示した安定判別器１８は、カウン
タ（図示せず）を内蔵しており、図２のステップ（１０
１）に示したように、安定判別の開始と同時にカウンタ
を零リセットする。次に、続く判断ステップ（１０２）
において、サンプリングクロックに従って取り込まれた
加速度データＧ（ｋ）が、例えば±Ｇｔｈの範囲内にあ
ることが判った場合、カウンタの計数値Ｃｎを１だけカ
ウントアップする。そして、ステップ（１０３）に続く
ステップ（１０４）において、カウンタの計数値Ｃｎが
上限値Ｃｔｈに達した時点で、すなわちサンプリング周
期にＣｔｈを乗算して得られる一定期間Ｔにわたって加
速度データＧ（ｋ）が継続的に０Ｇを中心とした±Ｇｔ
ｈの範囲内にあることが判ったときに、ステップ（１０
５）において安定判別出力によりオフセット積分器１７
の積分値を零クリアし、自身もカウンタの計数値Ｃｎを
零リセットする。ただし、カウンタの計数値がＣｔｈに
達する前に、一度でも±Ｇｔｈの範囲を外れる加速度デ
ータＧ（ｋ）が得られた場合は、ただちにカウンタは零
リセットされ、それだけオフセット積分器１７に対する
零クリアは延期されることになる。従って、縁石乗り上
げ時や悪路走行時のように、Ｇｔｈを越える過大な加速
度データＧ（ｋ）或いは−Ｇｔｈ以下の加速度データＧ
（ｋ）が発生するケースでは、オフセット積分器１７は
オフセット積分値を零クリアされることなく加速度デー
タＧ（ｋ）を積算し続ける。

【００１２】このため、縁石乗り上げ時や悪路走行時
に、加速度信号が０Ｇを中心に振動し、衝突時に似た立
ち上がり波形をもった加速度変化が生じたときでも、従
来のように正側に振れた加速度だけが加算されるといっ
たことはない。また、正負の加速度信号が相殺しあうた
め、オフセット積分値が単調増加してしまうことはな
く、これにより実際に衝突が発生していないにも拘わら
ず、誤って衝突判定がなされるといった不都合を排除す
ることができる。また、通常走行であることがはっきり
している場合は、一定期間ごとにオフセット積分値が零
クリアされるため、オフセット積分値の負側への飽和は
未然に抑制される。従って、特に低速での通常走行時に
発生した衝突のように、中速或いは高速での衝突に比べ
て衝突時の衝撃が小さい衝突も、衝突に伴うオフセット
積分値の増加分がそれまでのオフセット積分値の負側へ
の堆積にかき消されてしまうことはなく、これによりオ
フセット積分値の急激な変化をいち早く検出し、エアバ
ッグ等を安全かつ確実に動作させることができる。

【００１３】オフセット積分演算部１６の出力は続いて
走行状態判別回路１９に供給され、展開モードに至る衝
突信号の外に、非展開モードに帰結する３種類の走行状
態を示す信号に分類される。３種類の走行状態とは、通
常走行と縁石乗り上げ及び悪路走行の３種類であり、そ
れぞれの状態ごとに通常走行信号と縁石乗り上げ信号及
び悪路走行信号が出力される。実施例では、図３に示し
たように、オフセット積分値が衝突判定レベルＰとそれ
よりも低い正の規定レベルＱの間にあるときは縁石乗り
上げと判断し、また正と負の前記規定レベル±Ｑに挟ま
れた範囲内にあるときは通常走行であると判断し、さら
に負の規定レベル−Ｑ以下であるときは、悪路走行であ
ると判断するようにしている。このため、走行状態判別
回路１９内には、それぞれ閾値Ｐ，Ｑ，−Ｑを比較基準
とする３個のコンパレータ２０，２１，２２が組み込ん
である。

【００１４】コンパレータ２０は、衝突状態を判別する
もので、オフセット積分値が閾値Ｐを越えたときに、ハ
イレベルの信号を衝突信号として出力する。また、コン
パレータ２１は、縁石乗り上げ状態の判別に用いられ、
オフセット積分値が閾値Ｑを越えたときに、ハイレベル
の信号を出力する。ただし、縁石乗り上げは、閾値Ｐ以
下であるという前提条件が付くため、コンパレータ２０
の出力を否定したものとコンパレータ２１の出力とをア
ンドゲート２３にて論理積をとり、アンドゲート２３か
ら得られるハイレベルの信号をもって縁石乗り上げ信号
とする。さらにまた、コンパレータ２２は、悪路走行状
態を判別するもので、オフセット積分値が閾値−Ｑより
も低下したときに、ハイレベルの信号を悪路走行信号と
して出力する。また、通常走行状態は、上記のいずれの
走行状態にも該等しないことをもって判別され、このた
めコンパレータ２０とアンドゲート２３及びコンパレー
タ２２の出力をすべて否定したものを、アンドゲート２
４にて論理積をとることで判別される。従って、アンド
ゲート２４の出力がハイレベルであるときは、通常走行
状態であると判別される。

【００１５】このように、走行状態判別回路１９は、走
行状態を衝突を含め４種類に判別することができるが、
実際にエアバッグの展開に至る信号は衝突信号だけであ
るため、残りの３信号については一見無意味であるよう
に思われる。しかし、エアバッグを展開させない非展開
モードにあっても、車両の走行状態を縁石乗り上げと通
常走行及び悪路走行に分けて判別できるため、仮に悪路
走行中に衝突が発生した場合には、通常走行中の衝突時
よりも多少早めにエアバッグのための展開信号を発信
し、また縁石乗り上げ後に衝突を生じたような場合は、
通常走行中の衝突時よりもエアバッグのための展開信号
を多少遅らせて発信するなど、走行状態に応じたきめ細
かい展開制御が可能になる。このことは、図４（Ａ）〜
（Ｄ）に示した各走行状態ごとのオフセット積分値の時
間的な挙動からも理解することができる。

【００１６】すなわち、例えば図４（Ｂ）に示したよう
に、オフセット積分値が正側に山を形成するような変化
を示す縁石乗り上げ時には、縁石乗り上げ後に衝突を生
じたときに、縁石乗り上げ時のオフセット積分値が余計
に加算されることを考慮し、衝突時にはオフセット積分
値の立ち上がりが早くなった分だけ、エアバッグのため
の展開信号を多少遅らせることで、よい結果が得られ
る。また、図４（Ｃ）に示したように、通常走行にあっ
ては、オフセット積分値は常に零に強制されているた
め、衝突が発生したときは標準的な方法でエアバッグの
ための展開信号を発信すればよい。さらにまた、図４
（Ｄ）に示したように、オフセット積分値が負側に谷を
形成するような変化を示す悪路走行時には、悪路走行中
に衝突を生じたようなときに、悪路走行中に負側に蓄積
されたオフセット積分値が減算要素となるので、衝突時
にはオフセット積分値の立ち上がりが遅れた分だけ、エ
アバッグのための展開信号を多少早めた方が、よい結果
が得られる。

【００１７】なお、これら非展開モードにおける３種類
の走行状態及びこれらの状態で発生した衝突について
は、エアバッグにより保護される乗員の着座位置等とも
関連して、あらゆるファクタを考慮して適切なタイミン
グで展開信号を発するよう設計する必要があり、実際に
車両を衝突させたときの成果を重視して最適設計を行う
とよい。また、実施例では、加速度センサ２としてピエ
ゾ抵抗変化を検出する半導体加速度センサを用いたが、
これ以外にも、例えば圧電素子を用いた加速度センサ
や、或は純粋機械式に弾性ばねを用いた加速度センサ等
を用いることができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、車両
に加わる加速度を検出し、この加速度から通常走行時に
は経験しない大加速度を所定のオフセットとして減算
し、減算結果を時間積分して得られるオフセット積分値
が一定の衝突判定レベルを越えたときに衝突であると判
定する車両の衝突判定方法において、前記加速度が一定
期間にわたって通常走行状態を示す一定範囲内にある場
合に、前記一定期間が完了するつど前記オフセット積分
値を零クリアするようにしたから、例えば縁石乗り上げ
や悪路走行のように、加速度信号が０Ｇを中心に振動
し、衝突時に似た立ち上がり波形をもった加速度変化が
生じたときでも、従来のように正側に振れた加速度だけ
が加算されるといったことはなく、正負の加速度信号が
相殺しあうため、オフセット積分値が単調増加してしま
うことはなく、これにより実際に衝突が発生していない
にも拘わらず、誤って衝突判定がなされるといった不都
合を排除することができ、また通常走行であることがは
っきりしている場合は、一定期間ごとにオフセット積分
値を零クリアすることで、オフセット積分値の負側への
飽和を未然に防止することができ、これにより特に低速
での通常走行時に発生した衝突のように、中速或いは高
速での衝突に比べて衝突時の衝撃が小さい衝突も、衝突
に伴うオフセット積分値の増加分がそれまでのオフセッ
ト積分値の負側への堆積にかき消されてしまうことはな
く、オフセット積分値の急激な変化をいち早く検出し、
エアバッグ等を安全かつ確実に動作させることができる
等の優れた効果を奏する。

【００１９】さらにまた、この発明は、オフセット積分
値が衝突判定レベルとそれよりも低い正の規定レベルの
間にあるときは縁石乗り上げと判断し、また正と負の前
記規定レベルに挟まれた範囲内にあるときは通常走行で
あると判断し、さらに負の前記規定レベル以下であると
きは、悪路走行であると判断するようにしたから、エア
バッグを展開させない非展開モードにあっても、車両の
走行状態を正確に判別することができ、これにより悪路
走行中に衝突が発生した場合には、通常走行中の衝突時
よりも多少早めにエアバッグのための展開信号を発信し
たり、或いは縁石乗り上げ後に衝突を生じたような場合
は、通常走行中の衝突時よりもエアバッグのための展開
信号を多少遅らせて発信するなど、個々の走行状態に応
じた最適な展開制御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方法を適用した衝突
判定装置の一実施例を示す回路構成図である。

【図２】図１に示した安定判別器の動作を説明するため
のフローチャートである。

【図３】図１に示した走行状態判別回路の判別特性を示
す図である。

【図４】各種走行状態に特有のオフセット積分値の時間
変化を示す図である。

【図５】従来の衝突判定装置の一例を示す回路構成図で
ある。

【図６】加速度とオフセット積分値の関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

２ 加速度センサ １１ 車両の衝突判定装置 １７ オフセット積分器 １８ 安定判別器 １９ 走行状態判別回路

Claims (2)

【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、この加速
   度から通常走行時には経験しない大加速度を所定のオフ
   セットとして減算し、減算結果を時間積分して得られる
   オフセット積分値が一定の衝突判定レベルを越えたとき
   に衝突であると判定する車両の衝突判定方法において、
   前記加速度が一定期間にわたって通常走行状態を示す一
   定範囲内にある場合に、前記一定期間が完了するつど前
   記オフセット積分値を零クリア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し、この加速
   度から通常走行時には経験しない大加速度を所定のオフ
   セットとして減算し、減算結果を時間積分して得られる
   オフセット積分値が一定の衝突判定レベルを越えたとき
   に衝突であると判定する車両の衝突判定方法において、
   前記加速度が一定期間にわたって通常走行状態を示す一
   定範囲内にある場合に、前記一定期間が完了するつど前
   記オフセット積分値を零クリアするとともに、前記オフ
   セット積分値が前記衝突判定レベルとそれよりも低い正
   の規定レベルの間にあるときは縁石乗り上げと判断し、
   また正と負の前記規定レベルに挟まれた範囲内にあると
   きは通常走行であると判断し、さらに負の前記規定レベ
   ル以下であるときは、悪路走行であると判断することを
   特徴とする車両の衝突判定方法。