JPWO2018189993A1 - 制御装置、及び保護装置の制御方法 - Google Patents

制御装置、及び保護装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

簡単な構成で、側面衝突及び正面衝突を除外した状態で、オフセット・斜め衝突を良好に検知し、衝突の度合いに応じたタイミングで乗員の側部又は頭部を保護する適切な保護装置を作動させる保護装置の制御装置、及び保護装置の制御方法を提供する。制御装置（１０１）は、ＥＣＵ（１）、車両長手方向の第１加速度を検出するサテライトセンサ（２，３）、長手方向，幅方向の第２加速度，第３加速度を検出するメインセンサ（１３）を備える。ＥＣＵ（１）は第１加速度及び第２加速度により前面衝突のレベルを算出するレベル算出部と、第３加速度を積分して求めたΔＶに対して、正面衝突に基づく第３加速度のΔＶを減衰させるようにオフセット調整を行い、ΔＶoffsetを求めるΔＶoffset算出部と、前面衝突のレベル及びΔＶoffsetに基づいて、オフセット・斜め衝突を判定する判定部とを備え、該判定部によりオフセット・斜め衝突と判定した場合に、側部・頭部保護装置（６又は７）を作動させる。

Description

本発明は、オフセット衝突又は斜め衝突が生じた場合に車両の乗員を保護する保護装置の作動を制御する制御装置、及び保護装置の制御方法に関する。
車両には、乗員を衝突の際の衝撃から保護するためにエアバッグ、シートベルトのプリテンショナ等の保護装置が設けられている。車両が衝突したとき、例えば車両の中央部に配置された制御装置に加速度センサから入力された検出信号に基づいて、制御装置は保護装置を作動させるか否かを判定する。メインセンサとしての加速度センサは、前記制御装置に内蔵されているが、車両の衝突をいち早く検出して適切に乗員保護を行うために車両前部のクラッシュゾーン等にもサテライトセンサとしての加速度センサが設けられていることが多い。
例えば特許文献１には、車両の両側部にサテライトセンサを備えており、側突（側面衝突）が生じた場合に、サテライトセンサにより検出された車両の前後方向のＸ加速度、及び幅方向のＹ加速度に基づいて、車両の天井部に設けられたカーテンエアバッグ（以下、ＣＡＢという）の展開が必要であるか否かを判定するように構成された側突判定装置の発明が開示されている。
前面衝突のうち、例えば車両の前後方向に平行な中心線（軸心）に対して、他の車両又は障害物の衝突方向に平行な軸心がずれていない状態で衝突する、若しくは、車両前面の略全幅が前記他の車両又は障害物に衝突するような、衝突時に車両に回転成分がほとんど含まれないものをフルラップ（フルオーバーラップ）前面衝突（正面衝突）という。この場合、前方から膨出する保護装置としてのフロントエアバック（以下、ＦＡＢという）により乗員が保護される。
前面衝突には、他に、車両前面の一部（車両前方右側又は車両前方左側）が衝突するオフセット（スモールオーバーラップ）衝突、及び車両が斜めに角度が付いた状態で前方から車両が衝突する斜め衝突（オブリーク衝突）がある。オフセット衝突及び斜め衝突の場合、車両の側部に設けられたサイドエアバッグ（以下、ＳＡＢという）により乗員の側部が保護され、又は、前記ＣＡＢにより乗員の頭部が保護される。即ち、ＳＡＢ及びＣＡＢは上述の側面衝突以外にも使用される場合がある。
オフセット衝突及び斜め衝突も前面衝突の一種であり、例えば特許文献２の乗員保護装置の制御装置においては、加速度センサが検出したＸ加速度に基づき求めたΔＶに対する、Ｙ加速度に基づき求めたΔＶの割合により、オフセット衝突又は斜め衝突の方向を判定するように構成されている。
しかし、Ｘ加速度及びＹ加速度夫々を積分して各ΔＶを求め、前記方向を判定するので判定方法が煩雑であり、また、衝突速度によってはオフセット衝突又は斜め衝突と、正面衝突とを判別できない場合がある。従って、乗員を保護するために適切な保護装置が選択されない虞がある。
また、左右のサテライトセンサ夫々が検出したＸ加速度を積分して求められたΔＶの差分により、オフセット衝突又は斜め衝突の方向を判定するように構成されているものもあるが、サテライトセンサが故障した場合、オフセット衝突又は斜め衝突、正面衝突を判別できなくなるという問題がある。
特開２０１１−２３５８３３号公報 米国特許第８０７３５９６号明細書
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、側面衝突及び正面衝突を除外した状態で、オフセット衝突又は斜め衝突を良好に検知し、衝突の度合いに応じたタイミングで乗員の側部又は頭部を保護する適切な保護装置を作動させることができる保護装置の制御装置、及び保護装置の制御方法を提供することを目的とする。
本発明に係る制御装置は、車両の前部に配置され、該車両の長手方向の第１加速度を検出する第１加速度検出部と、前記車両の中央部に配置され、該車両の長手方向の第２加速度及び幅方向の第３加速度を検出する第２加速度検出部と、前記第１加速度検出部及び前記第２加速度検出部が検出した加速度に基づいて前面衝突を判定し、乗員保護装置を作動させる制御部とを備える乗員保護装置の制御装置において、前記制御部は、前記第１加速度検出部及び第２加速度検出部が検出した加速度を積分して速度（ΔＶ）を求める速度算出部と、前記第１加速度及び前記第２加速度により、前面衝突のレベルを算出するレベル算出部と、前記第３加速度を積分して求めたΔＶに対して、正面衝突に基づく第３加速度のΔＶを減衰させるようにオフセット調整を行い、ΔＶoffsetを求めるΔＶoffset算出部と、前記前面衝突のレベル及び前記ΔＶoffsetに基づいて、オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定する第１判定部とを備え、該第１判定部によりオフセット衝突又は斜め衝突が生じたと判定した場合に、サイドエアバッグ及びカーテンエアバッグを含む、乗員の側部又は頭部を保護する乗員保護装置を作動させることを特徴とする。
斯かる構成とすることにより、第２加速度等により前面衝突のレベルを求め、前面衝突の乗員保護装置の作動判定レベル以上であること等を確認した上で、オフセット衝突又は斜め衝突を判別するため、側面衝突が除外された状態で、良好にオフセット衝突又は斜め衝突を検知することができる。
高速の正面衝突が生じた場合に、衝突後の衝撃による回転で、第３加速度のΔＶが大きくなることがあるが、本発明においては、正面衝突に基づく第３加速度のΔＶの増加を防ぐように、第３加速度にオフセット処理(バイアス)を施してΔＶを減衰させるので、良好にオフセット衝突又は斜め衝突を検知することが可能である。即ち、ΔＶoffsetに基づいてオフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定するので、サイドエアバッグ及びカーテンエアバッグの展開を必要としない、正面衝突を除外することができる。
そして、前面衝突のレベル及びΔＶoffsetに基づいて、衝突の度合いに応じたタイミングで乗員の側部又は頭部を保護する適切な装置を作動させることができる。
本発明に係る制御装置は、前記制御部が、前記ΔＶoffsetと閾値とを比較して、前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無、及び方向を判定することを特徴とする。
斯かる構成とすることによって、車両の幅方向の何れの側の側部・頭部保護装置を作動させるかを正確に判定することができる。
そして、衝突の度合いに応じた、より良好なタイミングで、側部・頭部保護装置を作動させることができる。
本発明に係る制御装置は、前記制御部が、前記第２加速度に対する前記第３加速度の割合に基づいて、前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無、及び方向を判定する第１判定手法、並びに前記車両の前部の幅方向の両側に前記第１加速度検出部を備える場合に、各第１加速度検出部が検出した前記第１加速度に基づくΔＶの差分に基づいて、前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無、及び方向を判定する第２判定手法のうちの少なくとも一つにより、前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定する第２判定部を備えることを特徴とする。
斯かる構成とすることにより、ΔＶoffsetに基づく判別に、複数の加速度検出部が検出した加速度に基づく判別を組み合せるので、より精度良くオフセット衝突又は斜め衝突の有無の判定、及び衝突方向の検知を行うことが可能となる。
第１判定手法においては、正面衝突の場合に第２加速度が大きくなることで第３加速度の割合が小さくなり、オフセット衝突又は斜め衝突の場合に第３加速度の割合が正面衝突時に比べて大きくなることにより衝突形態を判別し、第３加速度の割合が正の値又は負の値になることにより、正の閾値及び負の閾値のいずれを超えたかを判別することで、衝突方向を検知することが可能となる。
第２判定手法においては、正面衝突の場合には衝突対象物が正面から車両前部の幅方向に亘って衝突するため、両側の第１加速度検出部のΔＶの差分は小さく、オフセット衝突又は斜め衝突の場合には、これらの差分が大きくなることにより衝突形態を判別し、ΔＶの差分が正及び負のいずれの値になるかにより、衝突方向を検知することが可能となる。
本発明に係る制御装置は、前記制御部が、前記第２加速度が制御アルゴリズムの開始閾値以上であると判定した時点からの経過時間を計時し、前記経過時間に応じて、前記第１判定部又は前記第２判定部により前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定するための閾値を設定する閾値設定部、又は、前記経過時間に応じて、前記閾値の有効期間を設定する有効期間設定部、のいずれかを備えることを特徴とする。
正面衝突が生じた場合に、衝突後の衝撃による回転でΔＶが大きくなることがあるが、本発明においては経過時間に応じて前記閾値を設定し、又は前記閾値の有効期間を設定することで、上述のケースと、オフセット衝突又は斜め衝突とを判別することができる。
本発明に係る制御装置は、前記制御部が、前記第１加速度、前記第２加速度、及び前記第３加速度のうちの少なくとも一つにローパスフィルタ処理を施す処理部を備えることを特徴とする。
斯かる構成とすることによって、不要な高周波ノイズを除去し、低速の正面衝突及び悪路走行時に生じる高周波の加速度入力を除去するので、オフセット衝突又は斜め衝突の方向判別の精度を向上させることが可能となる。
本発明に係る制御装置は、前記レベル算出部が、前記第１加速度、前記第２加速度、及び前記第３加速度と、これらの加速度を積分して求めたΔＶとに基づき、これらの論理積を取って前記前面衝突のレベルを求めることを特徴とする。
斯かる構成とすることによって、精度良く前面衝突のレベルを求めることができる。
本発明に係る制御装置は、前記第２加速度検出部が、前記車両の中央部に備えられていることを特徴とする。
加速度検出部が車両の中央部に備えられている場合、車両の挙動をより良好に判断することができ、故障の発生率も少ない。
本発明に係る保護装置の制御方法は、車両の前部に配置された第１加速度検出部が検出した前記車両の長手方向の第１加速度と、前記車両の中央部に配置された第２加速度検出部が検出した前記長手方向の第２加速度とにより、前面衝突のレベルを判定し、前記第２加速度検出部が検出した前記車両の幅方向の第３加速度を積分して求めたΔＶに対して、正面衝突に基づく第３加速度のΔＶを減衰させるようにオフセット調整を行ってΔＶoffsetを求め、前記前面衝突のレベル、及び前記ΔＶoffsetに基づいて、オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定し、オフセット衝突又は斜め衝突が生じたと判定した場合に、サイドエアバッグ及びカーテンエアバッグを含む、乗員の側部並びに頭部を保護する乗員保護装置を作動させることを特徴とする。
斯かる構成により、第２加速度等を用いて前面衝突であることを確認した上で、ΔＶoffsetに基づいて、オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定するので、側面衝突が除外された状態で、良好にオフセット衝突又は斜め衝突を検知することができる。
高速の正面衝突が生じた場合に、衝突後の衝撃による回転で、第３加速度のΔＶが大きくなることがあるが、本発明においては、正面衝突に基づく第３加速度のΔＶの増加を防ぐように、第３加速度にオフセット処理(バイアス)を施してΔＶを減衰させるので、サイドエアバッグ及びカーテンエアバッグの展開を必要としない、正面衝突を除外することができる。
そして、前面衝突のレベル及びΔＶoffsetに基づいて、衝突の度合いに応じたタイミングで乗員の側部又は頭部を保護する適切な装置を作動させることができる。
本発明によれば、簡単な構成で、側面衝突及び正面衝突を除外した状態で、オフセット衝突又は斜め衝突を良好に検知し、衝突の度合いに応じたタイミングで乗員の側部又は頭部を保護する適切な装置を作動させることができる。
実施の形態に係る制御装置を備える車両を示す模式図である。 実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。 車両の変形例を示す模式図である。 ＣＰＵによる保護装置制御の処理手順を示すフローチャートである。 オフセット・斜め衝突の判定に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。 ΔＶy offsetによる判定に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。 Ｙ加速度の割合による判定に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。 ΔＶFLとΔＶFRとの差分による判定に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。 Ｓ２７の判定のためのマトリクスを示す図である。 Ｓ２８の判定のためのマトリクスを示す図である。 高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、衝突開始からの経過時間とΔＶy offsetとの関係を示すグラフである。 高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、衝突開始からの経過時間とΔＶy offsetとの関係を示すグラフである。 高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、衝突開始からの経過時間とΔＶy offsetとの関係を示すグラフである。 高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、衝突開始からの経過時間と、Ｘ加速度に対するＹ加速度の割合との関係を示すグラフである。 高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、衝突開始からの経過時間とΔＶFLとΔＶFRとの差分との関係を示すグラフである。
図１は、実施の形態に係る制御装置を備える車両１００を示す模式図である。以下、車両１００の「左側」，「右側」とは、車両の幅方向中央のセンターラインＬに対し、「左側」，「右側」を意味する。
車両１００は、ＥＣＵ１、左側のサテライトセンサ２、右側のサテライトセンサ３、左側前方の前部保護装置４、右側前方の前部保護装置５、左側中央部の側部・頭部保護装置６、右側中央部の側部・頭部保護装置７を備える。図示は省略しているが、側部・頭部保護装置６，７は後部座席に対しても設けられている。
前部保護装置４，５は、前面衝突の際に展開して、運転席及び助手席の乗員を保護するＦＡＢ等である。側部・頭部保護装置６，７は、オフセット衝突、斜め衝突、側面衝突の際に展開して運転席及び助手席の乗員を保護するＣＡＢ、ＳＡＢ、シートベルト用プリテンショナ等である。ＥＣＵ１は車両１００の略中央部に配されており、前部保護装置４，５、及び側部・頭部保護装置６，７はＥＣＵ１に接続されており、ＥＣＵ１により作動を制御される。
サテライトセンサ２，３は、加速度センサであり、例えばバンパーに取り付けられている。サテライトセンサ２，３は、車両の前後方向のＸ加速度、及び幅方向のＹ加速度を検出して電気信号を発生し、ＥＣＵ１へ電気信号を出力する。なお、サテライトセンサ２，３は無線通信により、加速度をＥＣＵ１へ出力することにしてもよい。
図２は、制御装置１０１の構成を例示するブロック図である。
制御装置１０１のＥＣＵ１は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含む記憶部１２、加速度センサであるメインセンサ１３、入力部１４、出力部１５、及びタイマ１６を有する。
メインセンサ１３は、Ｘ加速度及びＹ加速度を検知して電気信号を発生し、ＣＰＵ１１へ出力する。
入力部１４には、サテライトセンサ２，３が接続されており、サテライトセンサ２，３が検出した加速度が入力部１４に入力される。
出力部１５には、前部保護装置４，５、及び側部・頭部保護装置６，７が接続されており、ＣＰＵ１１から前部保護装置４，５、及び側部・頭部保護装置６，７の作動指示信号が側部・頭部保護装置６，７へ出力される。
タイマ１６は、ＣＰＵ１１による保護装置の制御アルゴリズムが開始された時点から計時する。
記憶部１２には、前面衝突が生じたか否かを判定し、図１に示す障害物によりオフセット衝突又は斜め衝突（以下、オフセット・斜め衝突という）が生じたか否かを判定し、該判定に基づいて側部・頭部保護装置６，７を作動させる保護装置制御プログラム１２１が格納されている。保護装置制御プログラム１２１はＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されており、ＣＰＵ１１が記録媒体から保護装置制御プログラム１２１を読み出し、記憶部１２に記憶させる。また、通信網に接続されている図示しない外部コンピュータから保護装置制御プログラム１２１を取得し、記憶部１２に記憶させることにしてもよい。
ＣＰＵ１１は、ＥＣＵ１が車両１００に搭載され、イグニッションがオンになりＥＣＵ１に電源が供給された場合、記憶部１２に格納された保護装置制御プログラム１２１に基づいて、保護装置制御処理を、イグニッションがオフになるまでの間行う。
図３は、車両１００の変形例を示す模式図である。
図３の車両１００は、図１の車両１００と異なり、サテライトセンサ８を１個有する。サテライトセンサ８はセンターラインＬ上に設けられている。
以下、前面衝突が生じた場合に、制御装置１０１による保護装置制御処理について説明する。
図４は、ＣＰＵ１１による保護装置制御の処理手順を示すフローチャートである。ＣＰＵ１１は適宜の間隔で、本処理を行う。
ＣＰＵ１１は、サテライトセンサ２，３、及びメインセンサ１３から加速度のデータを取得する（Ｓ１）。ここで、Ｘ加速度及びＹ加速度は減速度である。
ＣＰＵ１１は、車両１００の長手方向のＸ加速度（例えばメインセンサ１３のＸ加速度）が制御アルゴリズム開始閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ２）。制御アルゴリズム開始閾値は例えば、予め実験により求められ、記憶部１２に記憶されている。
ＣＰＵ１１はＸ加速度が制御アルゴリズム開始閾値以上でないと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理を終了する。
ＣＰＵ１１は、Ｘ加速度が制御アルゴリズム開始閾値以上であると判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、タイマ１６による計時を開始し（Ｓ３）、前面衝突レベルの判定値を算出する（Ｓ４）。この前面衝突レベルの判定値は、例えばサテライトセンサ２，３から取得したＸ加速度（第１加速度）、並びにメインセンサ１３から取得したＸ加速度（第２加速度）及びＹ加速度（第３加速度）と、第１加速度及び第２加速度を積分して得られるＸ方向のΔＶ（以下、ΔＶx という）、及び第３加速度を積分して得られるＹ方向のΔＶ（以下、ΔＶy という）とに基づき、これらの論理積を取って求められる。これにより、精度良く前面衝突レベルの判定値を算出することができる。
算出された判定値により、前面衝突レベルが例えば０〜７の段階のいずれであるかが求められる。
ＣＰＵ１１は、後述するオフセット・斜め衝突の判定を行う（Ｓ５）。
ＣＰＵ１１は、求めた前面衝突レベルが前部保護装置４，５の作動判定レベル以上であるか否かを判定する（Ｓ６）。第２加速度に基づく前面衝突レベルが前部保護装置４，５の作動判定レベル以上であることを確認した上で、オフセット・斜め衝突を判別するため、側面衝突が除外された状態で、良好にオフセット衝突又は斜め衝突を検知することができる。即ち前記作動判定レベル未満である場合、第３加速度が大きいときであっても、側部・頭部保護装置６，７の作動の有無の判定を行わないようにすることで、側面衝突における側部・頭部保護装置６，７の作動の有無の判定と区別することができる。「前部保護装置４，５の作動判定レベル」の一例として、前記段階の「１」が挙げられる。
ＣＰＵ１１は前面衝突レベルが前部保護装置４，５の作動判定レベル以上でないと判定した場合（Ｓ６：ＮＯ）、処理をＳ１３へ進める。
ＣＰＵ１１は前面衝突レベルが前部保護装置４，５の作動判定レベル以上であると判定した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、前部保護装置４，５を作動させる（Ｓ７）。
ＣＰＵ１１は、前面衝突レベルがオフセット・斜め衝突判定の有効化閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ８）。これにより、側面衝突がより良好に除外される。「オフセット・斜め衝突判定の有効化閾値」の一例として、前記段階の「２」が挙げられる。
ＣＰＵ１１は前面衝突レベルがオフセット・斜め衝突判定の有効化閾値以上でないと判定した場合（Ｓ８：ＮＯ）、処理をＳ１３へ進める。
ＣＰＵ１１は前面衝突レベルがオフセット・斜め衝突判定の有効化閾値以上であると判定した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、オフセット・斜め衝突レベルが左衝突による側部・頭部保護装置６の作動判定レベルであるか否かを判定する（Ｓ９）。「左衝突による側部・頭部保護装置６の作動判定レベル」とは、後述するＳ２８の判定レベルが「１」の場合をいう。
ＣＰＵ１１は、オフセット・斜め衝突レベルが左衝突による側部・頭部保護装置６の作動判定レベルであると判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、側部・頭部保護装置６を作動させる（Ｓ１０）。
ＣＰＵ１１はオフセット・斜め衝突レベルが左衝突による側部・頭部保護装置６の作動判定レベルでないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、オフセット・斜め衝突レベルが右衝突による側部・頭部保護装置７の作動判定レベルであるか否かを判定する（Ｓ１１）。「右衝突による側部・頭部保護装置６の作動判定レベル」とは、後述するＳ２８の判定レベルが「２」の場合をいう。
ＣＰＵ１１はオフセット・斜め衝突レベルが右衝突による側部・頭部保護装置７の作動判定レベルでないと判定した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、即ち正面衝突と判定した場合、処理をＳ１３へ進める。
ＣＰＵ１１はオフセット・斜め衝突レベルが右衝突による側部・頭部保護装置７の作動判定レベルであると判定した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、側部・頭部保護装置７を作動させ（Ｓ１２）、処理をＳ１３へ進める。
ＣＰＵ１１は、Ｓ１３において、制御アルゴリズムの終了条件であるか否かを判定する。制御アルゴリズムの終了条件としては、前記Ｘ加速度が制御アルゴリズム開始閾値未満になった状態が一定時間継続した場合等が挙げられる。
ＣＰＵ１１は制御アルゴリズムの終了条件でないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、処理をＳ３へ戻す。
ＣＰＵ１１は制御アルゴリズムの終了条件であると判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、制御アルゴリズムを終了する。
図５は、上述のオフセット・斜め衝突の判定に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１１は、判定手法有効化３BitテーブルのBit1を有効（Bit1＝１）にする（Ｓ２１）。
ＣＰＵ１１は、後述するΔＶy offsetによる判定を行う（Ｓ２２）。
ＣＰＵ１１は、判定手法有効化３ＢｉｔテーブルのBit2が１であるか否か、即ちBit2を有効にするか否かを判定する（Ｓ２３）。Bit2を有効にするか否かは、ＣＰＵ１１が、ユーザの指示を受け付けたか否か、又は取得した加速度データ等により判定する。
ＣＰＵ１１は判定手法有効化３BitテーブルのBit2が１でないと判定した場合（Ｓ２３：ＮＯ）、処理をＳ２５へ進める。
ＣＰＵ１１は判定手法有効化３BitテーブルのBit2が１であると判定した場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）、後述するＹ加速度の割合による判定を行う（Ｓ２４）。
ＣＰＵ１１は、判定手法有効化３BitテーブルのBit3が１であるか否かを判定する（Ｓ２５）。
ＣＰＵ１１は判定手法有効化３BitテーブルのBit3が１でないと判定した場合（Ｓ２５：ＮＯ）、処理をＳ２７へ進める。図３の車両１００のように、サテライトセンサを１個のみ有する場合、Bit3＝０であり、Ｓ２６は省略される。
ＣＰＵ１１は判定手法有効化３BitテーブルのBit3が１であると判定した場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、後述するΔＶFLとΔＶFRとの差分による判定を行う（Ｓ２６）。
ＣＰＵ１１は、Ｓ２６の判定により得られたL/R Overlap Levelと、Ｓ２２の判定により得られたΔＶy offset Levelとのマトリクスによる判定を行う（Ｓ２７）。
ＣＰＵ１１は、Ｓ２７の判定結果と、Ｓ２４の判定により得られたY/X Ratio Level とのマトリクスによる判定を行う（Ｓ２８）。
ＣＰＵ１１は、Ｓ２８の判定結果を、リターンする。
ΔＶoffsetに基づく判別に、複数の加速度検出部が検出した加速度に基づく判別を組み合せるので、精度良くオフセット・斜め衝突の有無の判定、及び衝突方向の検知を行うことができる。
図６は、上述のΔＶy offsetによる判定に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１１は、Ｙ加速度（第３加速度）をメインセンサ１３から取得し、取得したＹ加速度データにローパスフィルタ処理を施す（Ｓ４１）。ローパスフィルタ処理を施すことにより、不要な高周波ノイズ入力を除去し、又、低速の正面衝突及び悪路走行時に生じる高周波の加速度入力を除去することができる。このローパスフィルタ処理はハード的に実現することにしてもよい。
ＣＰＵ１１は、所定のタイミングでＹ加速度を加算（積分）してＹ方向のΔＶy を算出する（Ｓ４２）。
以下、ＣＰＵ１１は、算出したΔＶy につき、前面衝突時のΔＶy が出来る限り０に収束するようにオフセット処理を行う。
ＣＰＵ１１は、ΔＶy が＋オフセット値以上であるか否かを判定する（Ｓ４３）。
ＣＰＵ１１はΔＶy が＋オフセット値以上であると判定した場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、ΔＶy からオフセット値を減算する（Ｓ４４）。
ＣＰＵ１１はΔＶy が＋オフセット値以上でないと判定した場合（Ｓ４３：ＮＯ）、ΔＶy が−オフセット値未満であるか否かを判定する（Ｓ４５）。
ＣＰＵ１１はΔＶy が−オフセット値未満であると判定した場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、ΔＶy にオフセット値を加算する（Ｓ４６）。
ＣＰＵ１１はΔＶy が−オフセット値未満でないと判定した場合（Ｓ４５：ＮＯ）、ΔＶy を０に置き換える（Ｓ４７）。
高速の正面衝突が生じた場合に、衝突後の衝撃による回転で、ΔＶy が大きくなることがあるが、正面衝突に基づくΔＶyの増加を防ぐように、Ｙ加速度にオフセット処理(バイアス)を施してΔＶy を減衰させるので、良好にオフセット・斜め衝突を検知することができる。即ち、ΔＶoffsetに基づいてオフセット・斜め衝突の有無を判定するので、ＳＡＢ及びＣＡＢの展開を必要としない、正面衝突を除外することができる。
ＣＰＵ１１は、Ｓ４４，４６，４７の算出値をΔＶy offsetへ代入する（Ｓ４８）。
ＣＰＵ１１は閾値を算出する（Ｓ４９）。ＣＰＵ１１は、制御アルゴリズムの開始後、タイマ１６により計時した時間ｔを取得する。例えば実験により時間ｔに対する閾値の関数が予め記憶部１２に記憶してあり、ＣＰＵ１１は該関数に基づいて閾値を算出する。
また、ＣＰＵ１１は、閾値の有効期間を設定することにしてもよい。
正面衝突が生じた場合に、衝突後の衝撃による回転でΔＶy が大きくなることがあるが、経過時間に応じて閾値を設定することで、又は閾値の有効期間を設定することで、上述のケースと、オフセット・斜め衝突とを判別することができる。
なお、閾値は一定値を用いることにしてもよいが、上述したように経過時間に応じて閾値を設定し、又は閾値の有効期間を設定する方が好ましい。
ＣＰＵ１１は、ΔＶy offsetが正の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ５０）。
ＣＰＵ１１はΔＶy offsetが正の閾値以上であると判定した場合（Ｓ５０：ＹＥＳ）、左側衝突と判定して、ΔＶy offset Levelを「１」とし（Ｓ５１）、リターンする。
ＣＰＵ１１はΔＶy offsetが正の閾値以上でないと判定した場合（Ｓ５０：ＮＯ）、ΔＶy offsetが負の閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ５２）。
ＣＰＵ１１はΔＶy offsetが負の閾値以下であると判定した場合（Ｓ５２：ＹＥＳ）、右側衝突と判定して、ΔＶy offset Levelを「２」とし（Ｓ５３）、リターンする。
ＣＰＵ１１はΔＶy offsetが負の閾値以下でないと判定した場合（Ｓ５２：ＮＯ）、正面衝突と判定して、ΔＶy offset Levelを「０」とし（Ｓ５４）、リターンする。
図７は、上述のＹ加速度の割合による判定に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１１は、Ｘ加速度及びＹ加速度をメインセンサ１３から取得する（Ｓ６１）。取得した加速度データにローパスフィルタ処理を施すことにしてもよい。
ＣＰＵ１１は、下限値加速度を設定する（Ｓ６２）。Ｘ加速度に対するＹ加速度の割合を求めるが、Ｘ加速度が０である場合、前記割合を算出することができない。そこで、Ｘ加速度が０の場合に、分母とする下限値加速度を求めておく。
ＣＰＵ１１は、Ｙ加速度の割合を下記式により算出する（Ｓ６３）。
Ｙ加速度の割合＝Ｙ加速度／ＭＡＸ（Ｘ加速度，下限値加速度）
即ち、Ｙ加速度を、Ｘ加速度及び下限値加速度のうちの大きい方の値で除する。
ＣＰＵ１１は閾値を算出する（Ｓ６４）。ＣＰＵ１１は、制御アルゴリズムの開始後、タイマ１６により計時した時間ｔを取得する。例えば時間ｔに対する閾値の関数が予め記憶部１２に記憶してあり、ＣＰＵ１１は該関数に基づいて閾値を算出する。
また、ＣＰＵ１１は、閾値の有効期間を設定することにしてもよい。
なお、閾値は一定値を用いることにしてもよいが、上述したように経過時間に応じて閾値を設定し、又は閾値の有効期間を設定する方が好ましい。
ＣＰＵ１１は算出したＹ加速度の割合が正の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ６５）。
ＣＰＵ１１はＹ加速度の割合が正の閾値以上であると判定した場合（Ｓ６５：ＹＥＳ）、左側衝突と判定して、Y/X Ratio Levelを「１」とし（Ｓ６６）、リターンする。
ＣＰＵ１１はＹ加速度の割合が正の閾値以上でないと判定した場合（Ｓ６５：ＮＯ）、Ｙ加速度の割合が負の閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ６７）。
ＣＰＵ１１はＹ加速度の割合が負の閾値以下であると判定した場合（Ｓ６７：ＹＥＳ）、右側衝突と判定して、Y/X Ratio Levelを「２」とし（Ｓ６８）、リターンする。
ＣＰＵ１１はＹ加速度の割合が負の閾値以下でないと判定した場合（Ｓ６７：ＮＯ）、正面衝突と判定して、Y/X Ratio Levelを「０」とし（Ｓ６９）、リターンする。
正面衝突の場合にＸ加速度が大きくなることでＹ加速度の割合が小さくなり、オフセット・斜め衝突の場合にＹ加速度の割合が正面衝突時に比べて大きくなることにより、衝突形態を判別する。Ｙ加速度の割合が正の値又は負の値になることにより、正の閾値及び負の閾値のいずれを超えたかを判別することで、衝突方向を検知することができる。
図８は、上述のΔＶFLとΔＶFRとの差分による判定に係るサブルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
ＣＰＵ１１は、図１の車両１００のようにサテライトセンサ２，３を有するとき、左側のサテライトセンサ２のＸ加速度、及び右側のサテライトセンサ３のＸ加速度を取得する（Ｓ７１）。取得した加速度データにローパスフィルタ処理を施すことにしてもよい。
ＣＰＵ１１は、サテライトセンサ２のＸ加速度に基づきΔＶFLを算出し、サテライトセンサ３のＸ加速度に基づきΔＶFRを算出する（Ｓ７２）。
ＣＰＵ１１は、ΔＶFLとΔＶFRとの差分を算出する（Ｓ７３）。
ＣＰＵ１１は閾値を算出する（Ｓ７４）。ＣＰＵ１１は、制御アルゴリズムの開始後、タイマ１６により計時した時間ｔを取得する。例えば時間ｔに対する閾値の関数が予め記憶部１２に記憶してあり、ＣＰＵ１１は該関数に基づいて閾値を算出する。
また、ＣＰＵ１１は、閾値の有効期間を設定することにしてもよい。
なお、閾値は一定値を用いることにしてもよいが、上述したように経過時間に応じて閾値を設定し、又は閾値の有効期間を設定する方が好ましい。
ＣＰＵ１１は算出した差分が正の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ７５）。
ＣＰＵ１１は差分が正の閾値以上であると判定した場合（Ｓ７５：ＹＥＳ）、左側衝突と判定して、L/R Overlap Levelを「１」とし（Ｓ７６）、リターンする。
ＣＰＵ１１は差分が正の閾値以上でないと判定した場合（Ｓ７５：ＮＯ）、差分が負の閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ７７）。
ＣＰＵ１１は差分が負の閾値以下であると判定した場合（Ｓ７７：ＹＥＳ）、右側衝突と判定して、L/R Overlap Levelを「２」とし（Ｓ７８）、リターンする。
ＣＰＵ１１は差分が負の閾値以下でないと判定した場合（Ｓ７７：ＮＯ）、正面衝突と判定して、L/R Overlap Levelを「０」とし（Ｓ７９）、リターンする。
正面衝突の場合には衝突対象物が正面から車両前部の幅方向に亘って衝突するため、両側のサテライトセンサ２，３のΔＶFLとΔＶFRとの差分は小さく、オフセット・斜め衝突の場合には、前記差分が大きくなることにより、衝突形態を判別し、前記差分が正及び負のいずれの値になるかにより、衝突方向を検知することができる。
図９に、上述のＳ２７の判定のためのマトリクスを示す。このマトリクスにおいては、行方向の項目がＳ２２に基づくΔＶy offset Levelであり、列方向の項目がＳ２６に基づくL/R Overlap Levelである。判定ロジックを使用しない場合は、Level「０」に数値を定義する。
ＣＰＵ１１は、このマトリクスに基づいて判定を行う。
図１０に、上述のＳ２８の判定のためのマトリクスを示す。このマトリクスにおいては、行方向の項目がＳ２７の判定結果であり、列方向の項目がＳ２４に基づくY/X Ratio Levelである。
ＣＰＵ１１は、このマトリクスに基づいて判定を行う。
なお、判定の組み合わせは、上述した場合には限定されない。また、サテライトセンサ２，３より、ＥＣＵ１に内蔵されたメインセンサ１３の方が故障等のリスクが少なく、検出データがより確実であり、車両の挙動をより良好に判断することができるので、L/R Overlap Level求めないことにしてもよい。
以上のように、本実施の形態においては、第２加速度等により前面衝突用の前部保護装置４，５の作動判定レベルであることを確認した上で、オフセット・斜め衝突を判別するため、側面衝突が除外された状態で、良好にオフセット・斜め衝突を検知することができる。
そして、上述したように、ΔＶy offsetに基づいてオフセット・斜め衝突の有無を判定するので、正面衝突を除外することができる。
前面衝突のレベル及びΔＶoffsetを閾値と比較して判定することで、衝突の度合いに応じたタイミングで、側部・頭部保護装置６，７のうちの適切な装置を作動させることができる。
そして、本実施の形態においては、サテライトセンサ８のみを有する場合においても、良好にオフセット・斜め衝突を検知し、オフセット・斜め衝突の度合いに基づいて、側部・頭部保護装置６，７のうちの適切な装置を良好なタイミングで作動させることができる。
以下、実施の形態に係る車両１００を用いて衝突テストを行った場合の保護装置の作動制御について説明する。
図１１は、高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、経過時間とΔＶy offsetとの関係を示すグラフである。横軸は経過時間（ｍｓ）、縦軸はΔＶy offset（ｋｍ／ｈ）である。スモールオーバーラップ衝突とは、オフセット衝突のうち、フロント部分の運転席側１／４が他の車両等の障害物に当たる衝突のことをいう。
図１１においては、Ｙ加速度にローパスフィルタ処理を施すことにより、７５Ｈｚの周波数の加速度入力が除去されている。オフセット加速度は０．９２１６Ｇであり、閾値は３．６ｋｍ／ｈに設定されている。
閾値が３．６ｋｍ／ｈに設定されているので、高速正面衝突が除外される。中速左オフセット衝突の場合、閾値未満であり、衝突の度合いが小さいため、オフセット・斜め衝突と判定されず、側部・頭部保護装置６が作動されない。高速左オフセット衝突、高速スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、高速左斜め衝突の場合、ΔＶy が閾値を超えたタイミングでオフセット・斜め衝突と判定され、側部・頭部保護装置６が作動される。高速右オフセット衝突の場合、ΔＶy が閾値を超えたタイミングでオフセット・斜め衝突と判定され、側部・頭部保護装置７が作動される。
図１２は、高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、経過時間とΔＶy offsetとの関係を示すグラフである。横軸は経過時間（ｍｓ）、縦軸はΔＶy offset（ｋｍ／ｈ）である。
図１１においては、閾値は一定であったが、図１２においては、制御アルゴリズム開始から８０ｍｓ後に、閾値が無効化され、即ち閾値の有効期間が設けられている。従って、正面衝突後に、車両が大きく横に逸れたために、所定時間経過後に、ΔＶy が大きくなる場合を除外することができ、予期せず、オフセット・斜め衝突と判定されて側部・頭部保護装置６，７が作動することが避けられる。また、中速左オフセット衝突の場合、閾値未満であり、衝突の度合いが小さいため、オフセット・斜め衝突と判定されず、側部・頭部保護装置６が作動されない。
図１３は、高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、経過時間とΔＶy offsetとの関係を示すグラフである。横軸は経過時間（ｍｓ）、縦軸はΔＶy offset（ｋｍ／ｈ）である。
図１３においては、閾値は経過時間に応じて変化するように設定されている。
図１３においては、ΔＶy offsetが７ｋｍ／ｈまで上昇しているものがあるが、これは衝突後の衝撃により車両が回転したことに起因する。この場合、閾値を時間によって変化させることで、上述の原因によりΔＶy offsetが上昇した場合に側部・頭部保護装置６，７が作動されるのを回避することができ、側部・頭部保護装置６，７の作動の判定を良好に行うことができる。また、中速左オフセット衝突の場合、閾値未満であり、オフセット衝突であるが衝突の度合いが小さいため、オフセット・斜め衝突と判定されず、側部・頭部保護装置６が作動されない。
図１４は、高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、経過時間と、Ｘ加速度に対するＹ加速度の割合との関係を示すグラフである。横軸は経過時間（ｍｓ）、縦軸はＹ加速度の占める割合（％）である。
高速スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の場合、Ｙ加速度の割合が閾値を超えたタイミングでオフセット・斜め衝突と判定され、側部・頭部保護装置６が作動される。高速右オフセット衝突の場合、Ｙ加速度の割合が閾値を超えたタイミングでオフセット・斜め衝突と判定され、側部・頭部保護装置７が作動される。高速左オフセット衝突の場合、閾値を超えず、オフセット・斜め衝突と判定されないので、上述の保護装置制御処理の他のステップと組み合わせて、オフセット・斜め衝突を判定する必要がある。
図１５は、高速正面衝突、中速左オフセット衝突、高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速左スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の各テストを行った場合の、経過時間と、ΔＶFLとΔＶFRとの差分との関係を示すグラフである。横軸は経過時間（ｍｓ）、縦軸はΔＶFLとΔＶFRとの差分（％）である。
高速左オフセット衝突、高速右オフセット衝突、高速スモールオーバーラップ衝突、中速左斜め衝突、及び高速左斜め衝突の場合、オフセット・斜め衝突と判定され、側部・頭部保護装置６又は７が作動されるが、サテライトセンサが故障した場合、判定することができなくなる。
本実施の形態においては、必ずΔＶy offsetを求めて行う判定と組み合わせるので、上述の問題は生じない。
以上より、本実施の形態においては、側面衝突及び正面衝突が除外された状態で、良好にオフセット・斜め衝突を検知し、オフセット・斜め衝突の度合いに基づいて、適切なタイミングで適切な方の側部・頭部保護装置を作動させることができることが確認された。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
例えば、メインセンサ１３はＥＣＵ１に内蔵される場合には限定されない。
また、ＣＰＵ１１による保護装置制御処理の処理手順を示すフローチャートのステップの順序は図４に示した順序には限定されない。Ｓ５のオフセット・斜め衝突の判定処理と、Ｓ６の前面衝突レベルが前部保護装置４，５の作動判定レベル以上であるか否かの判定処理とを並行してもよい。また、Ｓ６により前面衝突レベルが前部保護装置４，５の作動判定レベル以上であると判定した場合に、オフセット・斜め衝突の判定処理を行うことにしてもよい。
１ ＥＣＵ
１１ ＣＰＵ
１２ 記憶部
１３ メインセンサ
１４ 入力部
１５ 出力部
１６ タイマ
２、３ サテライトセンサ
４、５ 前部保護装置
６、７ 側部・頭部保護装置
１００ 車両
１０１ 制御装置

Claims (8)

  1. 車両の前部に配置され、該車両の長手方向の第１加速度を検出する第１加速度検出部と、
    前記車両の中央部に配置され、該車両の長手方向の第２加速度及び幅方向の第３加速度を検出する第２加速度検出部と、
    前記第１加速度検出部及び前記第２加速度検出部が検出した加速度に基づいて前面衝突を判定し、乗員保護装置を作動させる制御部と
    を備える乗員保護装置の制御装置において、
    前記制御部は、
    前記第１加速度検出部及び第２加速度検出部が検出した加速度を積分して速度（ΔＶ）を求める速度算出部と、
    前記第１加速度及び前記第２加速度により、前面衝突のレベルを算出するレベル算出部と、
    前記第３加速度を積分して求めたΔＶに対して、正面衝突に基づく第３加速度のΔＶを減衰させるようにオフセット調整を行い、ΔＶoffsetを求めるΔＶoffset算出部と、
    前記前面衝突のレベル及び前記ΔＶoffsetに基づいて、オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定する第１判定部と
    を備え、
    該第１判定部によりオフセット衝突又は斜め衝突が生じたと判定した場合に、サイドエアバッグ及びカーテンエアバッグを含む、乗員の側部並びに頭部を保護する乗員保護装置を作動させることを特徴とする制御装置。
  2. 前記制御部は、前記ΔＶoffsetと閾値とを比較して、前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無、及び方向を判定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記制御部は、
    前記第２加速度に対する前記第３加速度の割合に基づいて、前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無、及び方向を判定する第１判定手法、並びに
    前記車両の前部の幅方向の両側に前記第１加速度検出部を備える場合に、各第１加速度検出部が検出した前記第１加速度に基づくΔＶの差分に基づいて、前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無、及び方向を判定する第２判定手法のうちの少なくとも一つにより、前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定する第２判定部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
  4. 前記制御部は、前記第２加速度が制御アルゴリズムの開始閾値以上であると判定した時点からの経過時間を計時し、前記経過時間に応じて、前記第１判定部又は前記第２判定部により前記オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定するための閾値を設定する閾値設定部、又は、前記経過時間に応じて、前記閾値の有効期間を設定する有効期間設定部、のいずれかを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の制御装置。
  5. 前記制御部は、前記第１加速度、前記第２加速度、及び前記第３加速度のうちの少なくとも一つにローパスフィルタ処理を施す処理部を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 前記レベル算出部は、前記第１加速度、前記第２加速度、及び前記第３加速度と、これらの加速度を積分して求めたΔＶとに基づき、これらの論理積を取って前記前面衝突のレベルを求めることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の制御装置。
  7. 前記第２加速度検出部は、前記車両の中央部に備えられていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の制御装置。
  8. 車両の前部に配置された第１加速度検出部が検出した前記車両の長手方向の第１加速度と、前記車両の中央部に配置された第２加速度検出部が検出した前記長手方向の第２加速度とにより、前面衝突のレベルを判定し、
    前記第２加速度検出部が検出した前記車両の幅方向の第３加速度を積分して求めたΔＶに対して、正面衝突に基づく第３加速度のΔＶを減衰させるようにオフセット調整を行ってΔＶoffsetを求め、
    前記前面衝突のレベル、及び前記ΔＶoffsetに基づいて、オフセット衝突又は斜め衝突の有無を判定し、
    オフセット衝突又は斜め衝突が生じたと判定した場合に、サイドエアバッグ及びカーテンエアバッグを含む、乗員の側部並びに頭部を保護する乗員保護装置を作動させることを特徴とする保護装置の制御方法。
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