WO2011001473A1 - 車体速度推定装置および衝突安全保護装置 - Google Patents

車体速度推定装置および衝突安全保護装置 Download PDF

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WO2011001473A1
WO2011001473A1 PCT/JP2009/003075 JP2009003075W WO2011001473A1 WO 2011001473 A1 WO2011001473 A1 WO 2011001473A1 JP 2009003075 W JP2009003075 W JP 2009003075W WO 2011001473 A1 WO2011001473 A1 WO 2011001473A1
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acceleration
unit
vehicle speed
reference value
vehicle body
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赤座光昭
山下利幸
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三菱電機株式会社
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Priority to PCT/JP2009/003075 priority patent/WO2011001473A1/ja
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    • B60R2021/01122—Prevention of malfunction

Definitions

  • a vehicle speed estimation device for estimating a vehicle speed repeatedly by a constant calculation cycle, and expansion control of an occupant protection device or a pedestrian protection device based on the vehicle speed estimated by the vehicle speed estimation device
  • the present invention relates to a collision safety protection device.
  • an occupant protection device for example, an airbag system
  • a pedestrian protection device for example, a pop-up hood system
  • An air bag system for performing deployment control of the air bag at the time of a collision is composed of an air bag control ECU (electronic control unit) installed at a substantially central portion of the vehicle and an air bag for protecting an occupant at a front collision.
  • Other air bags include side air bags, curtain air bags, and the like that protect an occupant in a side collision.
  • the pop-up hood system which controls the deployment of the pop-up hood at the time of a collision with a pedestrian, mitigates the impact on the pedestrian at the time of a collision with the pedestrian protection control ECU installed in the approximate center of the vehicle. Composed of pop-up hood.
  • As a mechanism for protecting a pedestrian in addition to this, there are an air bag for protecting a pedestrian and an air bag for preventing trapping in a vehicle body.
  • the vehicle speed may be used as the operation condition.
  • the wheel speed substantially matches with the vehicle body speed during normal traveling, but when spin or lock occurs in the tire, a difference occurs between the wheel speed and the vehicle body speed. It is necessary to correct the wheel speed to calculate the speed.
  • the acceleration measured by calculation from the wheel speed exceeds a predetermined upper limit (or lower limit)
  • Patent No. 2588219 Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-132968
  • the acceleration decrease correction If the amounts do not match in the positive region and the negative region, there is a problem that the estimated estimated vehicle speed after correction deviates from the true vehicle speed.
  • the thick solid line after integration processing indicates the estimated vehicle body speed
  • the thin solid line indicates the estimated vehicle body speed after correction.
  • a method of suppressing an abrupt change in velocity using a low pass filter can be considered.
  • LPF low pass filter
  • FIG. 14 a shift due to delay occurs immediately after the vehicle speed suddenly changes due to spin, lock, etc.
  • FIG. 15 there is a problem that a delay occurs with respect to the speed change even during normal running without occurrence of spin or lock.
  • thick solid lines indicate the wheel speed and the vehicle body speed
  • dotted lines indicate the estimated vehicle body speed after passing through the LPF.
  • a dotted line indicates the estimated vehicle speed after passing through the LPF.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and a vehicle speed estimation apparatus that suppresses fluctuations in estimated vehicle speed when vehicle speed suddenly changes and avoids delay with respect to speed change during normal travel And to obtain a collision safety protection device.
  • the vehicle speed estimation apparatus is a vehicle speed estimation apparatus that estimates a vehicle speed by repeatedly calculating at a constant calculation cycle and outputs an estimated vehicle speed, and an acceleration measurement unit that measures an acceleration of the vehicle. And the reference acceleration within a range of the upper and lower reference values, comparing the measured acceleration with the upper and lower reference values of the set acceleration and the acceleration measured by the acceleration measuring unit; An acceleration separation unit that separates the acceleration into a reference value outside the range out of the upper and lower limit reference values, and filtering the acceleration outside the reference value range separated by the acceleration separation unit, the filter passing through the acceleration outside the reference value range A filter processing operation unit for calculating a later acceleration, an acceleration after passing through the filter, and an acceleration within a reference value range separated by the reference value range internal / external acceleration separation unit are added.
  • Integration processing operation unit that multiplies the acceleration added by the degree addition unit and the acceleration addition unit by the operation cycle and adds it to the estimated vehicle speed calculated one operation cycle ago to update the value of the estimated vehicle speed
  • an estimated vehicle speed output unit for outputting the estimated vehicle speed updated by the integration processing operation unit.
  • the acceleration separating unit compares the acceleration measured by the acceleration measuring unit with the upper and lower limit reference values of the set acceleration, and the measured acceleration is within the reference value range and outside the reference value range.
  • the filter processing operation unit separates into accelerations and filters out the separated reference value out-of-range acceleration to calculate the acceleration after passing the filter out of the reference value range, and the acceleration addition unit precedes the acceleration after passing through the filter.
  • the acceleration within the reference value range that has been separated is added, the integration processing unit multiplies the added acceleration by the operation cycle, and the value is added to the estimated vehicle speed calculated one operation cycle earlier to update the value of the estimated vehicle speed. Since the estimated vehicle body speed output unit outputs the updated estimated vehicle body speed, it is possible to suppress the fluctuation of the estimated vehicle body speed when the wheel speed changes suddenly, and to avoid the delay with respect to the speed change during normal traveling. It is possible to provide an estimate device.
  • a collision safety protection device is a collision safety protection device which detects a collision of an object or an individual and performs expansion control of an occupant protection device or a pedestrian protection device provided on a vehicle body,
  • the acceleration measuring unit that measures the acceleration, and the upper and lower limit reference values of the set acceleration are compared with the acceleration measured by the acceleration measuring unit, and the measured acceleration is in the region within the upper and lower limit reference value range.
  • Acceleration separation unit separating acceleration within reference value range and acceleration outside reference value range outside the upper and lower limit reference value range, filtering of acceleration outside the reference value range separated by the acceleration separation unit, the reference value
  • a filter processing operation unit that calculates an acceleration after passing a filter of an out-of-range acceleration, and adds an acceleration after passing through the filter and an acceleration within a reference value range separated by the acceleration separating unit.
  • a speed addition unit an integration processing operation unit that multiplies the acceleration added by the acceleration addition unit by the operation cycle and adds the acceleration to the estimated vehicle speed calculated one operation cycle earlier to update the value of the estimated vehicle speed;
  • the vehicle speed estimation device including an estimated vehicle speed output unit that outputs the estimated vehicle speed updated by the integration processing operation unit, a collision that detects the impact between the objective and the person and performs collision determination of the vehicle body by calculation
  • the determination unit performs threshold determination of the estimated vehicle speed output from the vehicle speed estimation device, and the estimated vehicle speed is within the upper and lower drive threshold ranges of the occupant protection device or the pedestrian protection device set in advance.
  • a protection device deployment control unit for driving the occupant protection device or the pedestrian protection device when it is determined that the collision determination unit requires driving.
  • the collision determination unit detects the impact between the object and the person and performs collision determination of the vehicle body by calculation, and the protection device deployment control unit determines the threshold value of the estimated vehicle speed output from the vehicle speed estimation device. If it is determined that the estimated vehicle speed is within the upper and lower drive threshold range of the occupant protection device or the pedestrian protection device set in advance, and the collision determination unit determines that driving is required, the occupant protection device or the walk is determined.
  • a collision safety protection device which can be used as an operation condition of the device or the pedestrian protection device and which can prevent malfunction even when the wheel speed shows an abnormal value due to a lock, a spin, etc. It is possible to provide.
  • FIG. 7 is a schematic view showing on a graph the correction processing operation of the estimated vehicle body speed of the vehicle body speed estimation device according to Embodiment 1 of the present invention. It is a block diagram which shows the structure of the vehicle body speed estimation apparatus by Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle speed estimation device 10A according to a first embodiment of the present invention. Further, in FIG. 1, the output waveforms of the respective constituent blocks of the vehicle body speed estimation device 10A are shown in time series in the balloon in order to help the understanding of the following description. The contents of the balloon will be described in detail in the description of the operation.
  • the vehicle speed estimation device 10A includes an acceleration measurement unit 11, an acceleration separation unit 12, a filter processing operation unit 13, an acceleration addition unit 14, and an integration. It is comprised by the process calculating part 15 and the presumed vehicle body speed output part 16.
  • the vehicle speed estimation device 10A having the above configuration is mounted on an ECU of a vehicle, and specifically mounted on a central processing unit (CPU) or a digital signal processor (DSP) built in the ECU.
  • CPU central processing unit
  • DSP digital signal processor
  • the acceleration measuring unit 11 differentiates an output of a wheel speed sensor (not shown) provided on the vehicle body and outputs the differentiated output to the acceleration separating unit 12.
  • the acceleration separating unit 12 compares the preset upper and lower limit reference values of acceleration with the acceleration measured by the acceleration measuring unit 11, and measures the measured acceleration within a range of upper and lower reference values. Internal acceleration and acceleration outside reference value range outside the upper and lower limit reference value are separated, acceleration outside reference value range to filter processing operation unit 13, acceleration within reference value range to one input of acceleration addition unit 14 Output to the terminal.
  • the filter processing operation unit 13 filters the acceleration outside the reference value range separated by the acceleration separation unit 12, calculates the acceleration after passing the filter of the reference value range outside acceleration, and outputs it to the other terminal of the acceleration addition unit 14. Do.
  • the acceleration addition unit 14 adds the filter-passed acceleration output from the filter processing operation unit 13 and the reference value range acceleration separated by the acceleration separation unit 12 and outputs the result to the integration processing operation unit 15.
  • the integral processing operation unit 15 multiplies the acceleration added by the acceleration addition unit 14 by the operation cycle, adds it to the estimated vehicle body speed calculated one operation cycle earlier, updates the value of the estimated vehicle body speed, and updates the estimated vehicle body speed Output to the output unit 16.
  • the estimated vehicle speed output unit 16 outputs the estimated vehicle speed updated by the integration processing operation unit 15 to, for example, an occupant protection device or a pedestrian protection device.
  • FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the vehicle speed estimation device 10A according to the first embodiment of the present invention.
  • the vehicle speed estimation processing operation of the vehicle speed estimation device 10A according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
  • the acceleration measurement unit 11 first differentiates the wheel speed sensor output to measure an acceleration a, and outputs the acceleration a to the acceleration separation unit 12 (step ST201).
  • a time series of wheel speeds input to the acceleration measurement unit 11 is shown in the balloon a of FIG.
  • the acceleration separating unit 12 compares the measured acceleration a with the preset upper limit reference value Gthr1 (step ST202).
  • the level indicated by the dotted line is the upper and lower limit reference values Gthr1 and Gthr2 with respect to the differential value (dV / dt) of the wheel speed.
  • the acceleration separation unit 12 stores the upper limit reference value Gthr1 to which the acceleration separation unit 12 can refer.
  • An area (register a0) is set, and a value obtained by subtracting the upper limit reference value Gthr1 from the measured acceleration a is set in the register a1 (step ST203).
  • the acceleration separating unit 12 further compares the acceleration a with the lower limit reference value Gthr2 (step ST 204).
  • the acceleration separating unit 12 sets the lower limit reference value Gthr2 in the register a0, and further, from the measured acceleration a to the lower limit reference value A value obtained by subtracting Gthr2 is set in the register a1 (step ST205).
  • the acceleration separating unit 12 sets the measured acceleration a in the register a0 and further sets the value "0" in the register a1. To do (step ST206).
  • the acceleration separating unit 12 compares the measured acceleration a with the upper and lower limit reference values Gthr1 and Gthr2 set in advance by executing the processes of steps ST202 to ST206, and measures the measured acceleration a.
  • the acceleration separating unit 12 compares the measured acceleration a with the upper and lower limit reference values Gthr1 and Gthr2 set in advance by executing the processes of steps ST202 to ST206, and measures the measured acceleration a.
  • the filter processing operation unit 13 applies the LPF to the acceleration a1 outside the upper and lower limit reference value range output from the acceleration separation unit 12 to calculate the acceleration a2 after passing through the filter (step ST207).
  • the time series of the acceleration a1 outside the upper and lower limit reference value range before and after passing through the LPF is shown in FIG. 1 in the balloons c and d, respectively.
  • the acceleration addition unit 14 adds the acceleration a2 after passing through the LPF calculated by the filter processing operation unit 13 and the acceleration a0 within the upper / lower limit reference value range separated by the acceleration separation unit 12 and adds the acceleration total.
  • the value a3 is calculated and output to the integration processing operation unit 15 (step ST208).
  • the integral processing operation unit 15 multiplies the operation cycle ⁇ t by the total value a3 of the accelerations calculated by the acceleration addition unit 14 and adds it to the estimated vehicle speed v calculated one operation period earlier to perform one operation.
  • the value of the estimated vehicle body speed v calculated before the period is updated (step ST209), and the updated estimated vehicle body speed v is output to the estimated vehicle body speed output unit 16.
  • the estimated vehicle body speed v (integral value) output by the integration process calculation unit 15 may be accumulated away from the actual vehicle body speed due to a rounding error or noise due to the CPU or DSP.
  • An example of correction processing of the estimated vehicle body speed v in this case is shown in a flowchart in FIG. 3, and an outline of the processing operation is shown in a schematic view in FIG.
  • the integration processing operation unit 15 first acquires the integral value of the acceleration which is the updated estimated vehicle speed (step ST301), and the wheel speed output by the wheel speed sensor from the integral value
  • the absolute value obtained by subtracting is compared with a constant .alpha. Including a preset value "0" (step ST302).
  • the integrated value thereof is further compared with the wheel speed (step ST303).
  • the integral processing operation unit 15 subtracts a constant " ⁇ " defined in advance from the integral value (step ST304), and similarly integrates If the value is not larger than the wheel speed ("NO” in step ST303), constant ".beta.” Is added to the integral value (step ST305), and the corrected integral value generated here is output to estimated vehicle speed output unit 16 (Step ST306).
  • the integration processing operation unit 15 integrates the acceleration obtained by differentiating the wheel speed (a) and calculates the estimated vehicle speed by integrating (b)
  • estimated vehicle speed (integrated value) correction processing to bring the integrated value closer to the wheel speed by a constant " ⁇ " for each operation cycle. (C) is running.
  • the wheel speed may be largely deviated from the actual vehicle speed. If the correction processing of the estimated vehicle body speed that approaches the speed is performed correctly, the accuracy of the estimated vehicle body speed may be reduced. Therefore, for acceleration outside the reference value range, correction processing of the estimated vehicle body speed is prohibited.
  • the integration processing calculation unit 15 delays the start of correction processing of the estimated vehicle body speed by setting a timer to estimate the vehicle body. It is possible to prevent the decrease in the calculation accuracy of the speed.
  • the estimated vehicle body speed output unit 16 outputs the estimated vehicle body speed v updated by the integration processing operation unit 15 to the outside (step ST210).
  • the estimated vehicle speed v output here is corrected as the estimated vehicle speed (solid line) is corrected with respect to the wheel speed (broken line) at the time of spin generation, as shown in time series in the balloon e of FIG. It can be seen that no later delay occurs. Subsequently, the process returns to the acceleration measurement process of step ST201, and the above-described series of vehicle body speed estimation processes are repeatedly executed at a constant calculation cycle ⁇ t.
  • the vehicle speed estimation device of the first embodiment described above since integration processing is performed after acceleration outside the reference value range is added to the acceleration value within the reference value range after filtering, the estimated vehicle body speed that is output actually There is no deviation from vehicle speed. Therefore, when the measured acceleration exceeds the upper / lower limit reference value range, the rapid fluctuation of the estimated vehicle body speed can be suppressed without delaying the whole during normal traveling.
  • an acceleration sensor as the acceleration measured by the acceleration measurement unit 11, here it is assumed to use a wheel speed by a wheel speed sensor, and in this case, an acceleration sensor is added to the vehicle body It becomes possible to estimate the vehicle speed without.
  • the output of the acceleration sensor may be used to correct the differential value of the wheel speed.
  • the integral value is set to the wheel speed by the constant constant ⁇ set in advance.
  • the value of the wheel speed may be largely separated from the actual body speed due to tire spin, lock, etc.
  • the acceleration at which the wheel spins or locks are generated differs between low speed traveling and high speed traveling, and tends to be large at low speed traveling and to be small at high speed traveling.
  • acceleration separation inside and outside the upper and lower limit reference values is performed by the upper and lower limit reference values Gthr1 and Gthr2 set in advance.
  • the accuracy of estimation of the vehicle speed can be improved by more accurately determining the occurrence of slip or lock by changing the values of the upper and lower limit reference values Gthr1 and Gthr2 according to the estimated vehicle speed v. It can.
  • the vehicle speed estimation device 10B according to the second embodiment will be described below with reference to FIGS. 5 to 7.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a vehicle speed estimation device 10B according to a second embodiment of the present invention.
  • the difference between the acceleration measuring unit 11 and the acceleration separating unit 12 is the difference between the acceleration measuring unit 11 and the acceleration separating unit 12 in the vehicle speed estimation device 10B according to the second embodiment shown in FIG. It is in having added 17.
  • the upper and lower limit reference value fluctuation setting unit 17 has a function of changing the upper and lower limit reference values in accordance with the estimated vehicle body speed calculated one calculation cycle before.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
  • the details of the upper / lower limit reference value fluctuation setting unit 17 will be described in detail using the flowchart of FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the vehicle speed estimation device 10B according to the second embodiment of the present invention.
  • the operation of the vehicle speed estimation device 10B according to the second embodiment shown in FIG. 6 will be described in detail, focusing only on the operational difference from the first embodiment shown in FIG.
  • the acceleration measuring unit 11 first differentiates the wheel speed sensor output, measures the acceleration a, and outputs it to the upper / lower limit reference value fluctuation setting unit 17 (step ST601).
  • the upper and lower limit reference value fluctuation setting unit 17 sets the upper limit reference value GTthr1 and the lower limit reference value based on the estimated vehicle body speed v calculated one calculation cycle before with respect to the acceleration a measured by the acceleration measurement unit 11.
  • Gthr2 is dynamically set (step ST602).
  • the acceleration separating unit 12 is measured by the acceleration measuring unit 11 with the upper and lower limit reference values of acceleration set based on the estimated vehicle body speed output by the upper and lower limit reference value fluctuation setting unit 17 one arithmetic cycle earlier.
  • the measured acceleration is divided into an acceleration within a reference value range within the range of upper and lower limit reference values and an acceleration outside the reference value range outside the range of upper and lower limit reference values by comparison with the acceleration (step ST603-
  • the filter processing operation unit 13 filters the separated reference value out-of-range acceleration to calculate the acceleration after passing the filter out of the reference value range (step ST 608), and the acceleration addition unit 14
  • the acceleration after passing and the acceleration within the reference value range previously separated are added (step ST 609), and the integration processing operation unit 15 multiplies the added acceleration by the operation cycle.
  • the value of the estimated vehicle body speed is updated by adding to the estimated vehicle body speed calculated one operation cycle earlier (step ST610), and the estimated vehicle body speed output unit 16 outputs the updated estimated vehicle body speed (step ST611)
  • the process is the same as the operation of the first embodiment shown in FIG.
  • the acceleration generated without the wheels slipping is different depending on the speed at which acceleration is started, so the upper and lower limit reference values are varied according to the estimated vehicle speed.
  • the estimation accuracy of the vehicle body speed can be improved. For example, from the relationship between the speed shown in FIG. 7A and the acceleration that occurs without slipping, the upper limit reference value is lowered as the estimated vehicle body speed increases, so that the section in which the acceleration becomes excessive due to tire spin is made earlier. It is possible to detect and improve the accuracy of the estimated vehicle speed.
  • FIG. 8 shows an example in which the vehicle speed estimation device 10A according to the first embodiment or the second embodiment described above is applied to a collision safety protection device.
  • a passenger protection device airbag
  • FIG. 8 shows an example in which the vehicle speed estimation device 10A according to the first embodiment or the second embodiment described above is applied to a collision safety protection device.
  • a passenger protection device airbag
  • the collision safety protection device 100A is configured of a vehicle speed estimation device 10A, a collision determination unit 20, a protection device deployment control unit 30A, and an airbag 40. Since the vehicle speed estimation device 10A is the same as that described in the first embodiment, detailed description of the internal configuration and the like is omitted in the sense of avoiding redundant description, and here the estimated vehicle speed of the final output stage Only the output unit 16 is shown.
  • the collision determination unit 20 detects an impact with an object or an individual and performs a collision determination of the vehicle body by calculation, and the determination output is output to the protection device deployment control unit 30A.
  • the protective device deployment control unit 30A determines the threshold of the estimated vehicle speed output from the vehicle speed estimation device 10A, and the estimated vehicle speed falls within the upper and lower drive threshold range of the airbag 40 set in advance, and the collision occurs.
  • the air bag 40 has a function of driving the air bag 40, and includes a vehicle speed threshold comparison unit 31, an AND operation unit 32, and a drive unit 33.
  • the vehicle speed threshold comparison unit 31 determines whether or not the estimated vehicle speed output by the estimated vehicle speed output unit 16 of the vehicle speed estimation device 10A is within the upper and lower drive threshold range of the airbag 40 set in advance. And outputs the output to one of the input terminals of the AND operation unit 32.
  • the collision determination output by the collision determination unit 20 is input to the other input terminal of the logical product operation unit 32.
  • the drive unit 33 indicates that the output of the logical product operation unit 32 is within the upper and lower limit drive threshold range of the airbag 40 in which the estimated vehicle body speed is preset, and it is determined that the collision determination unit 20 requires driving. In order to control the deployment of the air bag 40, an ignition signal is output.
  • the pop-up hood including the air bag 40 described above does not need to be driven with a small injury value in the low speed range (v ⁇ Vthr1).
  • driving the device at the excessive speed v> Vthr2
  • the pop-up hood when the pedestrian collides with the vehicle at a speed of 100 km / h or more, the pedestrian does not come in contact with the bonnet and there is no effect even if the pop-up hood is driven. In such a case, unnecessary driving of the airbag 40 or the pop-up hood can be prevented by limiting the drive range of the air bag 40 or the pop-up hood using the above-described vehicle speed estimation process.
  • FIG. 9 is a flow chart showing the operation of a collision safety protection system using a vehicle speed estimation system according to a third embodiment of the present invention.
  • the operation of the collision safety protection device 100A using the vehicle speed estimation device shown in FIG. 8 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
  • the vehicle speed threshold comparison unit 31 of the protection device deployment control unit 30A takes in the estimated vehicle speed v generated by calculation from the estimated vehicle speed output unit 16 of the vehicle speed estimation device 10A (step ST901).
  • the vehicle speed threshold comparison section 31 determines whether or not the estimated vehicle speed v is within the preset upper and lower drive threshold range (Vthr1 and Vthr2) (steps ST902 and ST903).
  • the AND operation unit 32 has the estimated vehicle speed v within the upper and lower drive threshold ranges Vthr1 and Vthr2 according to the output of the vehicle speed threshold comparison unit 31 (step ST902 “YES”, ST903 “YES”) And, when the collision determination output from the collision determination unit 20 indicates that the drive is required (step ST 904 “YES”), an ignition signal is output to the drive unit 33, and the deployment of the airbag 40 by the drive unit 33 is performed. Control is performed (step ST 905).
  • the airbag deployment control using the estimated vehicle speed by the protective device deployment control unit 30A described above is repeatedly executed at a constant calculation cycle.
  • the estimated vehicle body speed output from the vehicle body speed estimation device 10A is not in the upper and lower limit drive threshold range Vthr1 to Vthr2 set in advance in the upper and lower threshold determination of the vehicle body speed in steps ST902 and ST903 (step ST902 "NO” , ST 903 "NO") or, if the collision determination output by the collision determination unit 20 indicates that driving is not required (step ST 904 "NO"), the logical product condition by the logical product calculation unit 32 is not satisfied.
  • the deployment control of the airbag 40 is not performed, and the above-described series of processing ends.
  • the collision safety protection device 100A using the vehicle speed estimation device according to the third embodiment described above by setting the estimated vehicle speed as the operation condition of the occupant protection device or the pedestrian protection device, the wheel speed is increased by locking or spinning. Even when indicates an abnormal value, erroneous operation of the occupant protection device or the pedestrian protection device can be prevented.
  • the acceleration i.e., when the acceleration value a1 is different from 0
  • the acceleration value a1 when the acceleration value a1 is different from 0
  • the malfunction of the occupant protection device or the pedestrian protection device can be prevented by changing the upper and lower limit drive threshold range Vthr1 to Vthr2 of the vehicle speed that determines the drive range. it can.
  • a collision safety protection apparatus 100A using a vehicle body speed estimation apparatus to which a vehicle body speed threshold value variation setting process is added will be described in detail below with reference to FIGS. 10 to 12 as a fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a collision safety protection device using a vehicle speed estimation device according to Embodiment 4 of the present invention, and here only the configuration of the protection device deployment control unit 30A is extracted and shown. is there.
  • the collision safety protection device 100A using the vehicle speed estimation device according to the fourth embodiment shown in FIG. 10 the difference in construction from the third embodiment shown in FIG. This is because the vehicle body speed threshold value variation setting unit 34 is added.
  • the other configuration is the same as that of the embodiment shown in FIG.
  • the vehicle body speed threshold fluctuation setting unit 34 fluctuates the above-described upper and lower limit drive threshold range when the acceleration of the vehicle body output by the vehicle body speed estimation device 10A (estimated vehicle body speed output unit 16) is generated outside the reference value range. Have a function to Details will be described later.
  • FIG. 11 is a flow chart showing the operation of a collision safety protection system using a vehicle speed estimation system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the operation of the collision safety protection device using the vehicle body speed estimation device shown in FIG. 10 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
  • the vehicle speed estimation device 10A performs the above-described vehicle speed estimation processing (step ST111), and the protection device deployment control unit 30A takes in an estimated vehicle speed value.
  • the vehicle body speed threshold value variation setting unit 34 determines whether or not the acceleration a1 output from the vehicle body speed estimation device 10A is "0" (step ST112). Here, if the acceleration a1 is “0” (step ST112 “YES”), the vehicle body speed threshold value variation setting unit 34 sets “Vthr11” as the lower limit drive threshold Vthr1 and “Vthr12” as the upper limit drive threshold Vthr2 ((step ST112) Step ST113).
  • vehicle speed threshold value fluctuation setting unit 34 sets "Vthr21” as lower limit drive threshold Vthr1 and "Vthr22” as upper limit drive threshold Vthr2 (step ST114). ).
  • the vehicle speed threshold value variation setting unit 34 sets the airbag 40 to the drive side as the upper and lower drive threshold values Vthr21 and Vthr22 when the acceleration a1 is different from "0" as the behavior of the vehicle is unstable.
  • the lower limit drive threshold Vthr21 is set smaller than Vthr11
  • the upper limit drive threshold Vthr22 is set larger than Vthr12 to widen the drive range for the vehicle speed.
  • the lower limit drive threshold Vthr21 is larger than Vthr11 and the upper limit drive threshold Vthr22 is By setting the value smaller than Vthr12, the drive range for the vehicle speed is narrowed.
  • the operation for driving the air bag 40 only when the estimated vehicle body speed is within the range of the upper and lower limit drive threshold values Vthr1 to Vthr2 and the collision determination unit 20 determines that driving is required is the embodiment shown in FIG. Similar to 3. That is, the vehicle body speed threshold comparison unit 31 determines whether the estimated vehicle body speed v is within the preset upper and lower limit drive threshold range (Vthr1 and Vthr2) (steps ST115 and ST116), and the logical product operation unit 32 However, the estimated vehicle speed v is within the upper and lower drive threshold ranges Vthr1 and Vthr2 (step ST115 "YES", ST116 "YES") by the output of the vehicle speed threshold comparison section 31 and from the collision determination section 20. When it is indicated that the collision determination output needs to be driven (“YES" in step ST117), an ignition signal is output to the drive unit 33, and the deployment control of the airbag 40 by the drive unit 33 is performed (step ST118). .
  • the collision safety protection device 100A using the vehicle speed estimation device according to the fourth embodiment described above when the tire spins or locks and the acceleration value is generated in the region outside the reference value, the behavior of the vehicle is not good. Although there is a possibility that the vehicle is stable, by operating the upper and lower drive threshold values in accordance with the estimated vehicle speed, it is possible to prevent the malfunction of the airbag 40 and the protection device such as the pop-up hood.
  • the vehicle speed estimation device suppresses the fluctuation of the estimated vehicle speed when the vehicle speed suddenly changes, and avoids the delay with respect to the speed change during normal traveling, so that the vehicle speed is constant.
  • a vehicle speed estimation device that estimates by repeatedly calculating in a calculation cycle and outputs an estimated vehicle speed
  • an acceleration measurement unit that measures the acceleration of the vehicle
  • an upper and lower limit reference value of the set acceleration and the measured acceleration
  • the acceleration separation unit separates the measured acceleration into an acceleration within a reference value range within the upper and lower limit reference values and an acceleration outside the reference value range outside the upper and lower limit reference values.
  • the filtering processing unit that filters the acceleration outside the reference value range and calculates the acceleration after passing the filter of the reference value range outside acceleration, the acceleration after passing the filter, and the acceleration separating unit
  • the added acceleration is added to the acceleration within the reference value range and the added acceleration is multiplied by the operation cycle, and is added to the estimated vehicle speed calculated one operation cycle earlier to update the value of the estimated vehicle speed
  • an occupant protection device such as an airbag mounted on a vehicle, a pedestrian protection such as a pop-up hood, etc. Notable effects can be obtained with the device.

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Abstract

　車体速度推定装置１０Ａは、加速度計測部１１と、加速度分離部１２と、フィルタ処理演算部１３と、加速度加算部１４と、積分処理演算部１５と、推定車体速度出力部１６と、により構成され、加速度分離部１２は、加速度計測部１１で計測された加速度と、設定された加速度の上下限基準値とを比較して計測された加速度を基準値範囲内加速度と基準値範囲外加速度とに分離し、フィルタ処理演算部１３は、分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出し、加速度加算部１４は、フィルタ通過後の加速度と先に分離された基準値範囲内加速度とを加算し、積分処理演算部１５は、加算された加速度に演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して推定車体速度の値を更新し、推定車体速度出力部１６は、更新された推定車体速度を出力する。

Description

車体速度推定装置および衝突安全保護装置
　この発明は、車体速度を一定の演算周期で繰り返し演算することにより推定する車体速度推定装置、および、この車体速度推定装置で推定された車体速度に基づき乗員保護装置もしくは歩行者保護装置の展開制御を行う衝突安全保護装置に関するものである。
　乗員保護装置として、例えばエアバックシステム、歩行者保護装置として、例えばポップアップフードシステムが知られている。
　衝突時にエアバックの展開制御を行うエアバックシステムは、車両の略中央部に設置されたエアバック制御ＥＣＵ（電子制御ユニット）と、前面衝突時に乗員を保護するエアバックとから構成される。エアバックとしては、この他に、側面衝突時に乗員を保護するサイドエアバックやカーテンエアバック等がある。
　一方、歩行者との衝突時にポップアップフードの展開制御を行うポップアップフードシステムは、車両の略中央部に設置された歩行者保護制御ＥＣＵと、歩行者との衝突時に歩行者への衝撃を緩和するポップアップフードから構成される。歩行者を保護する機構としては、この他に、歩行者保護用のエアバックや車体への巻き込み防止用のエアバックなどがある。
　ところで、上記した乗員保護装置または歩行者保護装置において、その作動条件として車体速度が用いられる場合がある。
　この車体速度を算出する際に、通常走行時は車輪速度が車体速度とほぼ一致するが、タイヤにスピンやロック等が発生した場合、車輪速度と車体速度とに差が生ずるため、正確な車体速度を算出するために車輪速度を補正する必要がある。
　車輪速度を補正して車体速度を推定する方法として、例えば、特許文献１に開示されているように、車輪速度から演算により計測された加速度が、所定の上限値（または下限値）を超過した場合に加速度を減少補正し、補正された加速度を積分した値を補正後車輪速度（＝車体速度）として出力する方法が知られている。
特許第２５８８２１９号（特開平１－１３２９６８号公報）
　上記した特許文献１に開示された技術に基づき加速度を減少補正して車体速度を推定する場合の問題点が図１３にグラフ上に示されている。ここでは、車輪速度を微分処理して加速度を計測し、加速度を積分処理して車体速度を推定する方法が時間軸上に示されている。車両走行中にスピンやロック等の急激な速度変化が発生した場合に発生する車輪速度と車体速度との差が、減少する場合と増加する場合とでは、車輪速度の傾きが異なる。このため、図１３（ａ）に示されるように、加速度の減少補正量が正領域と負領域とで一致する場合は問題ないが、図１３（ｂ）に示されるように、加速度の減少補正量が正領域と負領域とで一致していなければ、補正後の推定車体速度が真の車体速度に対して乖離する問題がある。
　なお、図１３において、積分処理後の太実線は推定車体速度を示し、細実線は補正後の推定車体速度を示す。
　上記した乖離を防ぐ単純な方法として、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いて速度の急激な変化を抑制する方法が考えられる。
　しかしながら、このＬＰＦを用いた従来の方法によれば、例えば、図１４にグラフで示されているように、スピンやロック等により車体速度が急変した直後に、遅延によるずれが発生することや、図１５にグラフで示されるように、スピンやロックの発生が無い通常走行時でも、速度変化に対して遅延が発生する問題があった。なお、図１４において、太実線は、車輪速度と車体速度のそれぞれを示し、点線は、ＬＰＦ通過後の推定車体速度を示す。また、図１５において、太実線は車輪速（＝車体速）を示し、点線はＬＰＦ通過後の推定車体速度を示す。
　この発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、車体速度が急変した場合の推定車体速度の変動を抑制し、通常走行時の速度変化に対する遅延を回避する、車体速度推定装置および衝突安全保護装置を得ることを目的とする。
　この発明に係る車体速度推定装置は、車体速度を一定の演算周期で繰り返し演算することにより推定し、推定車体速度を出力する車体速度推定装置であって、前記車体の加速度を計測する加速度計測部と、設定された加速度の上下限基準値と前記加速度計測部で計測された加速度とを比較し、前記計測された加速度を前記上下限基準値の範囲内にある基準値範囲内加速度と、前記上下限基準値の範囲外にある基準値範囲外加速度とに分離する加速度分離部と、前記加速度分離部で分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い、前記基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出するフィルタ処理演算部と、前記フィルタ通過後の加速度と、前記基準値範囲内外加速度分離部で分離された基準値範囲内加速度とを加算する加速度加算部と、前記加速度加算部で加算された加速度に前記演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して前記推定車体速度の値を更新する積分処理演算部と、前記積分処理演算部で更新された推定車体速度を出力する推定車体速度出力部と、を備えるものである。
　この発明によれば、加速度分離部が、加速度計測部で計測された加速度と、設定された加速度の上下限基準値とを比較して計測された加速度を基準値範囲内加速度と基準値範囲外加速度とに分離し、フィルタ処理演算部が分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出し、加速度加算部がフィルタ通過後の加速度と先に分離された基準値範囲内加速度とを加算し、積分処理部が加算された加速度に演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して推定車体速度の値を更新し、推定車体速度出力部が更新された推定車体速度を出力するので、車輪速度が急変した場合の推定車体速度の変動を抑制でき、通常走行時の速度変化に対する遅延を回避可能な車体速度推定装置を提供することができる。
　また、この発明に係る衝突安全保護装置は、対物または対人の衝突を検知し、車体に設けられた乗員保護装置または歩行者保護装置の展開制御を行う衝突安全保護装置であって、前記車体の加速度を計測する加速度計測部、設定された加速度の上下限基準値と、前記加速度計測部で計測された加速度とを比較し、前記計測された加速度を、前記上下限基準値範囲内領域にある基準値範囲内加速度、前記上下限基準値範囲外領域にある基準値範囲外加速度とに分離する加速度分離部、前記加速度分離部で分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い、前記基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出するフィルタ処理演算部、前記フィルタ通過後の加速度と前記加速度分離部で分離された基準値範囲内加速度とを加算する加速度加算部、前記加速度加算部で加算された加速度に前記演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して前記推定車体速度の値を更新する積分処理演算部、前記積分処理演算部で更新された推定車体速度を出力する推定車体速度出力部、を含む車体速度推定装置と、前記対物、対人との衝撃を検知して演算により前記車体の衝突判定を行う衝突判定部と、前記車体速度推定装置から出力される推定車体速度の閾値判定を行い、前記推定車体速度が、予め設定される前記乗員保護装置または歩行者保護装置の上下限駆動閾値範囲内にあって、前記衝突判定部で駆動を要すると判定された場合、前記乗員保護装置または歩行者保護装置を駆動する保護装置展開制御部と、を備えたものである。
　この発明によれば、衝突判定部が、対物、対人との衝撃を検知して演算により車体の衝突判定を行い、保護装置展開制御部が、車体速度推定装置から出力される推定車体速度の閾値判定を行い、推定車体速度が予め設定される前記乗員保護装置または歩行者保護装置の上下限駆動閾値範囲内にあって、衝突判定部で駆動を要すると判定された場合、乗員保護装置または歩行者保護装置を駆動するので、車輪速度が急変した場合の推定車体速度の変動を抑制でき、通常走行時の速度変化に対する遅延を回避可能な車体速度推定装置で算出された推定車体速度を乗員保護装置あるいは歩行者保護装置の動作条件として用いることができ、ロックやスピン等により車輪速度が異常値を示す場合でも誤作動を防止することができる衝突安全保護装置を提供することができる。
この発明の実施の形態１による車体速度推定装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１による車体速度推定装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による車体速度推定装置の推定車体速度の補正処理動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１による車体速度推定装置の推定車体速度の補正処理動作をグラフ上に示した模式図である。 この発明の実施の形態２による車体速度推定装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２による車体速度推定装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による車体速度推定装置の上下限基準値変動設定動作をグラフ上に示した模式図である。 この発明の実施の形態３による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の閾値変動設定動作をグラフ上に示した模式図である。 加速度を減少補正する従来の車体速度推定装置の問題点をグラフ上に示した模式図である。 車輪速度が急激に変化した場合の従来の車体速度推定装置の問題点をグラフ上に示した模式図である。 通常走行事の従来の車体速度推定装置の問題点をグラフ上に示した模式図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態１．
　この発明の実施の形態１に係る車体速度推定装置について、図１～図４を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１による車体速度推定装置１０Ａの構成を示すブロック図である。図１には、更に、以下の説明の理解を助けるために、車体速度推定装置１０Ａの各構成ブロックの出力波形が吹き出しの中に時系列で示されている。なお、吹き出しの中身については動作説明のところで詳述する。
　図１に示されるように、この発明の実施の形態１に係る車体速度推定装置１０Ａは、加速度計測部１１と、加速度分離部１２と、フィルタ処理演算部１３と、加速度加算部１４と、積分処理演算部１５と、推定車体速度出力部１６と、により構成される。
　上記構成を有する車体速度推定装置１０Ａは、車両のＥＣＵ上に実装され、具体的には、ＥＣＵが内蔵するＣＰＵ（Central Processing Unit）、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）上に実装される。
　加速度計測部１１は、車体に設けられた不図示の車輪速センサ出力を微分処理して加速度分離部１２へ出力する。
　加速度分離部１２は、予め設定された加速度の上下限基準値と、加速度計測部１１により計測された加速度とを比較し、計測された加速度を、上下限基準値の範囲内にある基準値範囲内加速度と、上下限基準値の範囲外にある基準値範囲外加速度とに分離し、基準値範囲外加速度をフィルタ処理演算部１３へ、基準値範囲内加速度を加速度加算部１４の一方の入力端子へ出力する。
　フィルタ処理演算部１３は、加速度分離部１２で分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い、基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出して加速度加算部１４の他方の端子へ出力する。
　加速度加算部１４は、フィルタ処理演算部１３により出力されるフィルタ通過後の加速度と、加速度分離部１２で分離された基準値範囲内加速度とを加算して積分処理演算部１５へ出力する。
　積分処理演算部１５は、加速度加算部１４で加算された加速度に演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して推定車体速度の値を更新して推定車体速度出力部１６へ出力する。
　推定車体速度出力部１６は、積分処理演算部１５で更新された推定車体速度を外部接続される、例えば、乗員保護装置や歩行者保護装置へ出力する。
　図２は、この発明の実施の形態１に係る車体速度推定装置１０Ａの動作を示すフローチャートである。
　以下、図２のフローチャートを参照しながら、図１に示すこの発明の実施の形態１に係る車体速度推定装置１０Ａの車体速度推定処理動作について詳細に説明する。
　加速度計測部１１は、まず、車輪速センサ出力を微分処理して加速度ａを計測し、加速度分離部１２へ出力する（ステップＳＴ２０１）。加速度計測部１１に入力される車輪速度の時系列が図１の吹き出しａの中に示されている。これをうけて加速度分離部１２は、計測された加速度ａと、予め設定されている上限基準値Ｇｔｈｒ１とを比較する（ステップＳＴ２０２）。図１の吹き出しｂの中において、点線が付されたレベルが車輪速度の微分値（ｄＶ／ｄｔ）に対する上下限基準値Ｇｔｈｒ１、Ｇｔｈｒ２である。
　ここで、加速度計測部１１で計測された加速度ａが上限基準値Ｇｔｈｒ１以上であれば（ステップＳＴ２０２“ＹＥＳ”）、加速度分離部１２は、上限基準値Ｇｔｈｒ１を加速度分離部１２が参照可能な記憶領域（レジスタａ０）に設定し、更に、計測された加速度ａから上限基準値Ｇｔｈｒ１を減算した値をレジスタａ１に設定する（ステップＳＴ２０３）。
　一方、加速度分離部１２は、加速度計測部１１で計測された加速度ａが上限基準値Ｇｔｈｒ１以上でなければ（ステップＳＴ２０２“ＮＯ”）、更に、加速度ａと下限基準値Ｇｔｈｒ２とを比較する（ステップＳＴ２０４）。
　ここで、加速度ａが下限基準値Ｇｔｈｒ２以下であれば（ステップＳｔ２０４“ＹＥＳ”）、加速度分離部１２は、下限基準値Ｇｔｈｒ２をレジスタａ０に設定し、更に、計測された加速度ａから下限基準値Ｇｔｈｒ２を減算した値をレジスタａ１に設定する（ステップＳＴ２０５）。また、加速度ａが下限基準値Ｇｔｈｒ２以下でなければ（ステップＳＴ２０４“ＮＯ”）、加速度分離部１２は、計測された加速度ａをレジスタａ０に設定し、更に、レジスタａ１に値“０”を設定する（ステップＳＴ２０６）。
　すなわち、ステップＳＴ２０２～ＳＴ２０６の処理を実行することにより、加速度分離部１２は、予め設定された加速度の上下限基準値Ｇｔｈｒ１、Ｇｔｈｒ２と、計測された加速度ａとを比較し、計測された加速度ａを、上下限基準値の範囲内にある基準値範囲内加速度ａ０と、上下限基準値の範囲外にある基準値範囲外加速度ａ１とに分離している
　続いてフィルタ処理演算部１３は、加速度分離部１２により出力される上下限基準値範囲外の加速度ａ１に対してＬＰＦを適用し、フィルタ通過後の加速度ａ２を算出する（ステップＳＴ２０７）。ＬＰＦ通過前後の上下限基準値範囲外加速度ａ１の時系列が図１に吹き出しｃ、ｄの中にそれぞれ示されている。
　続いて、加速度加算部１４は、フィルタ処理演算部１３で算出されたＬＰＦ通過後の加速度ａ２と、加速度分離部１２で分離した上下限基準値範囲内の加速度ａ０とを加算し、加速度の合計値ａ３を算出して積分処理演算部１５へ出力する（ステップＳＴ２０８）。
　これをうけ、積分処理演算部１５は、加速度加算部１４で算出された加速度の合計値ａ３に演算周期Δｔを乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度ｖに加算して１演算周期前で算出された推定車体速度ｖの値を更新し（ステップＳＴ２０９）、この更新された推定車体速度ｖを推定車体速度出力部１６へ出力する。
　なお、積分処理演算部１５により出力される推定車体速度ｖ（積分値）は、ＣＰＵやＤＳＰによる丸め誤差やノイズ等により実際の車体速度に対して累積的に離れていくことが考えられる。この場合の推定車体速度ｖの補正処理の一例が、図３にフローチャートで示されており、また、その処理動作の概要が、図４に模式図でそれぞれ示されている。
　図３のフローチャートによれば、積分処理演算部１５は、まず、更新された推定車体速度である加速度の積分値を取得し（ステップＳＴ３０１）、その積分値から車輪速センサにより出力される車輪速度を減算した絶対値と、予め設定した値“０”を含む定数αとを比較する（ステップＳＴ３０２）。
　ここで、上記した絶対値が定数“α”より大きい場合は（ステップＳＴ３０２“ＹＥＳ”）、更に、その積分値と車輪速度とを比較する（ステップＳＴ３０３）。
　ここで、積分処理演算部１５は、積分値が車輪速度よりも大きければ（ステップＳＴ３０３“ＹＥＳ”）、その積分値から予め定義された定数“β”を減算し（ステップＳＴ３０４）、同様に積分値が車輪速度より大きくなければ（ステップＳＴ３０３“ＮＯ”）、その積分値に定数“β”を加算し（ステップＳＴ３０５）、ここで生成される補正積分値を推定車体速度出力部１６へ出力する（ステップＳＴ３０６）。
　すなわち、図４に模式図で示されるように、積分処理演算部１５は、車輪速度を微分処理（ａ）して得られる加速度を積分処理（ｂ）して推定車体速度を算出する際に、加速度に重畳された丸め誤差やノイズによる推定車体速度（積分値）の累積誤差を解消するために、積分値を演算周期毎に定数“β”だけ車輪速度に近づける推定車体速度（積分値）補正処理（ｃ）を実行している。
　この推定車体速度（積分値）補正処理により、ＣＰＵやＤＳＰによる丸め誤差やノイズの影響で積分値が実際の車体速度に対して累積的に離れていくことを防止することができる。なお、定数“α”、“β”の値は、発生するノイズのレベルを考慮して経験的に設定される。
　なお、タイヤにロックやスピン等が発生して基準値範囲外加速度が発生する場合は、車輪速度が実際の車体速度に対して大きく乖離している可能性があるため、上記した積分値を車輪速度に近づける推定車体速度の補正処理正を行うと推定車体速度の精度が低下する可能性がある。
　したがって、基準値範囲外加速度については推定車体速度の補正処理を禁止することとし、例えば、積分処理演算部１５は、タイマーを設定することにより推定車体速度の補正処理の開始を遅らせることで推定車体速度の算出精度の低下を防止できる。
　説明を図２のフローチャートに戻す。推定車体速度出力部１６は、積分処理演算部１５で更新された推定車体速度ｖを外部へ出力する（ステップＳＴ２１０）。
　ここで出力される推定車体速度ｖは、図１の吹き出しｅに時系列で示されるように、スピン発生時の車輪速度（破線）に対して推定車体速度（実線）が補正されており、補正後の遅延も発生しないことがわかる。続いてステップＳＴ２０１の加速度計測処理に戻り、上記した一連の車体速度推定処理が一定の演算周期Δｔで繰り返し実行される。
　上記した実施の形態１による車体速度推定装置によれば、基準値範囲外加速度を、フィルタ処理後に基準値範囲内加速度値に加算してから積分処理を行うため、出力される推定車体速度と実際の車体速度との乖離が発生しない。したがって、通常走行時は全体を遅延させることなく、計測された加速度が上下限基準値範囲を超える場合には推定車体速度の急激な変動を抑制できる。
　なお、このとき、加速度計測部１１で計測される加速度は、加速度センサを用いることも可能であるが、ここでは車輪速センサによる車輪速度を用いることとし、この場合、加速度センサを車体に追加することなく車体速度の推定が可能になる。勿論、車輪速度の微分値に対して加速度センサの出力を用いて補正を行っても良い。
　また、推定車体速度（積分値）補正処理において、積分値から車輪速度を減算して得られる絶対値が、予め設定した定数αより大きい場合は、積分値を予め設定した定数βだけ車輪速度に近づけることにより、ＣＰＵやＤＳＰによる丸め誤差やノイズ等により積分値が実際の車体速度に対して累積的に離れていくことを防止できる。更に、基準値範囲外の加速度の場合には、車輪速度の値はタイヤのスピン、ロック等により実際の車体速度と大きく離れている可能性があるため、上記した推定車体速度の補正処理の開始をタイマー設定等により遅らせることで推定車体速度の算出精度の低下を防止できる。
実施の形態２．
　ところで、低速走行時と高速走行時では、車輪のスピン、またはロックが発生する加速度が異なり、低速走行時には大きく、高速走行時には小さくなる傾向がある。これに対し、上記した実施の形態１による車体速度推定装置１０Ａは、あらかじめ設定された上下限基準値Ｇｔｈｒ１、Ｇｔｈｒ２により、上下限基準値内外の加速度分離が行われるが、以下に説明する実施の形態２では、推定車体速度ｖに応じて上下限基準値Ｇｔｈｒ１、Ｇｔｈｒ２の値を変動させることにより、スリップまたはロックの発生をより正確に判別することで、車体速度の推定精度を向上させることが出来る。
　以下、実施の形態２による車体速度推定装置１０Ｂについて、図５～図７を参照しながら説明する。
　図５は、この発明の実施の形態２による車体速度推定装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。
　図５に示す実施の形態２による車体速度推定装置１０Ｂにおいて、図１に示す実施の形態１との差異は、加速度計測部１１と、加速度分離部１２との間に上下限基準値変動設定部１７を付加したことにある。上下限基準値変動設定部１７は、１演算周期前で算出された推定車体速度に応じて上下限基準値を変動させる機能を有する。他の構成は、図１に示す実施の形態１と同様である。上下限基準値変動設定部１７の詳細は図６のフローチャートを用いて詳述する。
　図６は、この発明の実施の形態２による車体速度推定装置１０Ｂの動作を示すフローチャートである。
　以下、図２に示す実施の形態１との動作上の差異にのみ着目して図６に示す実施の形態２による車体速度推定装置１０Ｂの動作について詳細に説明する。
　図６によれば、加速度計測部１１は、まず、車輪速センサ出力を微分処理して加速度ａを計測して上下限基準値変動設定部１７へ出力する（ステップＳＴ６０１）。これをうけて上下限基準値変動設定部１７は、加速度計測部１１で計測された加速度ａに対し、１演算周期前で算出された推定車体速度ｖに基づき、上限基準値ＧＴｔｈｒ１と下限基準値Ｇｔｈｒ２とを動的に設定する（ステップＳＴ６０２）。
　上限基準値Ｇｔｈｒ１の設定方法の一例としては、例えば、図７（ａ）に示す関数Ｇｔｈｒ１＝ｆ１（ｖ）、下限基準値Ｇｔｈｒ２の設定方法の一例としては、例えば、図７（ｂ）に示すＧｔｈｒ２＝ｆ２（ｖ）とすることが考えられる。
　次に、加速度分離部１２が、上下限基準値変動設定部１７により１演算周期前で出力された推定車体速度に基づき設定された加速度の上下限基準値と、加速度計測部１１により計測された加速度とを比較し、計測された加速度を、上下限基準値の範囲内にある基準値範囲内加速度と、上下限基準値の範囲外にある基準値範囲外加速度とに分離し（ステップＳＴ６０３～ＳＴ６０７）、以降、フィルタ処理演算部１３が、分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出し（ステップＳＴ６０８）、加速度加算部１４が、フィルタ通過後の加速度と先に分離された基準値範囲内加速度とを加算し（ステップＳＴ６０９）、積分処理演算部１５が、加算された加速度に演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して推定車体速度の値を更新し（ステップＳＴ６１０）、推定車体速度出力部１６が、更新された推定車体速度を出力する（ステップＳＴ６１１）処理は、図２に示す実施の形態１の動作と同じである。
　上記した実施の形態２による車体速度推定装置１０Ｂによれば、車輪がスリップせずに生ずる加速度は加速を開始する速度によって異なることから、上下限基準値を推定車体速度に応じて変動させることにより、車体速度の推定精度を向上させることができる。
　例えば、図７（ａ）に示す速度とスリップせずに生じる加速度との関係から、推定車体速度が大きいほど上限基準値を下げることによって、タイヤのスピンにより加速度が過大となる区間をより早期に検出することが出来、推定車体速度の精度を向上することができる。
実施の形態３．
　図８は、上記した実施の形態１、または実施の形態２による車体速度推定装置１０Ａを衝突安全保護装置に適用した例を示す。
　ここでは、車体速度推定装置１０Ａを用いた衝突安全保護装置１００Ａとして、乗員保護装置（エアバッグ）を想定している。
　図８によれば、衝突安全保護装置１００Ａは、車体速度推定装置１０Ａと、衝突判定部２０と、保護装置展開制御部３０Ａと、エアバッグ４０と、により構成される。
　車体速度推定装置１０Ａは、上記した実施の形態１で説明したものと同様であるため、重複説明を回避する意味で内部構成等の詳細説明は省略し、ここでは、最終出力段の推定車体速度出力部１６のみが示されている。衝突判定部２０は、対物、または対人との衝撃を検知して演算により車体の衝突判定を行うもので、その判定出力は保護装置展開制御部３０Ａに出力される。
　保護装置展開制御部３０Ａは、車体速度推定装置１０Ａから出力される推定車体速度の閾値判定を行い、推定車体速度が、予め設定されるエアバッグ４０の上下限駆動閾値範囲内にあって、衝突判定部２０で駆動を要すると判定された場合、エアバッグ４０を駆動する機能を有し、車体速度閾値比較部３１と、論理積演算部３２と、駆動部３３と、を含む。
　車体速度閾値比較部３１は、車体速度推定装置１０Ａの推定車体速度出力部１６によって出力される推定車体速度が、予め設定されるエアバッグ４０の上下限駆動閾値範囲内にあるか否かを判定し、その出力を論理積演算部３２の一方の入力端子へ出力する。論理積演算部３２の他方の入力端子には、衝突判定部２０による衝突判定出力が入力されている。
　駆動部３３は、論理積演算部３２出力が、推定車体速度が予め設定されるエアバッグ４０の上下限駆動閾値範囲内にあって、衝突判定部２０で駆動を要すると判定されたことを示す場合にエアバッグ４０を展開制御するために点火信号を出力する。
　上記したエアバック４０を含むポップアップフードは、低速域（ｖ＜Ｖｔｈｒ１）では傷害値が小さく駆動させる必要が無い。また、過大な速度（ｖ＞Ｖｔｈｒ２）では装置を駆動させても効果が無いケースがある。例えば、ポップアップフードでは、１００ｋｍ／ｈ以上の速度で歩行者が車両と衝突した場合、歩行者がボンネットに接触せず、ポップアップフードを駆動しても効果が無い。このようなケースに対し、エアバック４０またはポップアップフードの駆動範囲を、上記した車体速度推定処理を用いて制限することで、エアバッグ４０またはポップアップフードの不要な駆動を防止することが出来る。
　図９は、この発明の実施の形態３による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の動作を示すフローチャートである。
　以下、図９のフローチャートを参照しながら、図８に示す車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置１００Ａの動作について詳細に説明する。
　まず、保護装置展開制御部３０Ａの車体速度閾値比較部３１は、車体速度推定装置１０Ａの推定車体速度出力部１６から演算により生成された推定車体速度ｖを取込む（ステップＳＴ９０１）。
　次に、車体速度閾値比較部３１は、推定車体速度ｖが、予め設定された上下限駆動閾値範囲（Ｖｔｈｒ１とＶｔｈｒ２）にあるか否かを判定する（ステップＳＴ９０２、ＳＴ９０３）。ここで、論理積演算部３２は、車体速度閾値比較部３１の出力により、車体推定速度ｖが、上下限駆動閾値範囲Ｖｔｈｒ１とＶｔｈｒ２内にあって（ステップＳＴ９０２“ＹＥＳ”、ＳＴ９０３“ＹＥＳ”）、かつ、衝突判定部２０からの衝突判定出力が、駆動を要することを示していた場合（ステップＳＴ９０４“ＹＥＳ”）、駆動部３３に点火信号を出力し、駆動部３３によるエアバッグ４０の展開制御が行われる（ステップＳＴ９０５）。
　なお、上記した保護装置展開制御部３０Ａによる推定車体速度を利用したエアバッグ展開制御は、一定の演算周期毎に繰り返し実行される。
　また、ステップＳＴ９０２、ＳＴ９０３の車体速度の上下限閾値判定で、車体速度推定装置１０Ａから出力される推定車体速度が予め設定された上下限駆動閾値範囲Ｖｔｈｒ１～Ｖｔｈｒ２に無い場合（ステップＳＴ９０２“ＮＯ”、ＳＴ９０３“ＮＯ”）、または、衝突判定部２０による衝突判定出力が駆動を要しないことを示していた場合は（ステップＳＴ９０４“ＮＯ”）、論理積演算部３２による論理積条件が成立しないため、エアバッグ４０が展開制御されることは無く、上記した一連の処理は終了する。
　上記した実施の形態３による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置１００Ａによれば、推定車体速度を乗員保護装置または歩行者保護装置の動作条件とすることで、ロックやスピン等により車輪速度が異常値を示す場合でも乗員保護装置または歩行者保護装置の誤作動を防止することができる。
実施の形態４．
　ところで、上記した実施の形態３による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置１００Ａによれば、基準値範囲外の加速度（すなわち、加速度値ａ１が０と異なる場合）は、タイヤのスピンやロック等が発生し、車体の挙動が不安定になっている可能性がある。したがって、加速度値ａ１が０と異なる場合は、駆動範囲を決定する車体速度の上下限駆動閾値範囲Ｖｔｈｒ１～Ｖｔｈｒ２を変動させることで、乗員保護装置または歩行者保護装置の誤作動を防止することができる。
　以下に、車体速度閾値変動設定処理を付加した車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置１００Ａを実施の形態４として、図１０～図１２を参照しながら詳細に説明を行う。
　図１０は、この発明の実施の形態４に係る車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の構成を示すブロック図であり、ここでは、保護装置展開制御部３０Ａの構成のみ抜粋して示してある。
　図１０に示す実施の形態４による車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置１００Ａにおいて、図８に示す実施の形態３との構成上の差異は、車体速度閾値比較部３１の入力段に、車体速度閾値変動設定部３４を付加したことにある。他の構成は図８に示す実施の形態と同様である。車体速度閾値変動設定部３４は、車体速度推定装置１０Ａ（推定車体速度出力部１６）により出力される車体の加速度が基準値範囲外に発生している場合、上記した上下限駆動閾値範囲を変動させる機能を有する。詳細は後述する。
　図１１は、この発明の実施の形態４に係る車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の動作を示すフローチャートである。
　以下、図１１のフローチャートを参照しながら、図１０に示す車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置の動作について詳細に説明する。
　図１１において、まず、車体速度推定装置１０Ａは上記した車体速度推定処理を行い（ステップＳＴ１１１）、保護装置展開制御部３０Ａは推定車体速度値を取り込む。このとき、車体速度閾値変動設定部３４は、車体速度推定装置１０Ａが出力する加速度ａ１が“０”であるか否かを判定する（ステップＳＴ１１２）。ここで、加速度ａ１が“０”の場合（ステップＳＴ１１２“ＹＥＳ”）、車体速度閾値変動設定部３４は、下限駆動閾値Ｖｔｈｒ１に“Ｖｔｈｒ１１”を、上限駆動閾値Ｖｔｈｒ２に“Ｖｔｈｒ１２”を設定する（ステップＳＴ１１３）。
　一方、加速度ａ１が０と異なる場合（ステップＳＴ１１２“ＮＯ”）、車体速度閾値変動設定部３４は、下限駆動閾値Ｖｔｈｒ１に“Ｖｔｈｒ２１”を、上限駆動閾値Ｖｔｈｒ２に“Ｖｔｈｒ２２”を設定する（ステップＳＴ１１４）。
　なお、車体速度閾値変動設定部３４は、加速度ａ１が“０”と異なる場合の上下限駆動閾値Ｖｔｈｒ２１、Ｖｔｈｒ２２として、車体の挙動が不安定な場合であってエアバッグ４０を駆動側に設定する場合には、例えば、図１２（ａ）に示されるように、下限駆動閾値Ｖｔｈｒ２１をＶｔｈｒ１１より小さく、上限駆動閾値Ｖｔｈｒ２２をＶｔｈｒ１２より大きく設定して車体速度に対する駆動範囲を広げる。また、車体の挙動が不安定な場合にエアバッグ４０を非駆動に設定する場合には、例えば、図１２（ｂ）に示すように、下限駆動閾値Ｖｔｈｒ２１をＶｔｈｒ１１より大きく、上限駆動閾値Ｖｔｈｒ２２をＶｔｈｒ１２より小さく設定することで車体速度に対する駆動範囲を狭めている。
　以降、推定車体速度が上下限駆動閾値Ｖｔｈｒ１～Ｖｔｈｒ２の範囲内にあり、かつ衝突判定部２０が駆動を要すると判定した場合のみエアバッグ４０を駆動させる動作は、図９に示した実施の形態３と同様である。
　すなわち、車体速度閾値比較部３１は、推定車体速度ｖが、予め設定された上下限駆動閾値範囲（Ｖｔｈｒ１とＶｔｈｒ２）にあるか否かを判定し（ステップＳＴ１１５、ＳＴ１１６）、論理積演算部３２が、車体速度閾値比較部３１の出力により、車体推定速度ｖが、上下限駆動閾値範囲Ｖｔｈｒ１とＶｔｈｒ２内にあって（ステップＳＴ１１５“ＹＥＳ”、ＳＴ１１６“ＹＥＳ”）、かつ、衝突判定部２０からの衝突判定出力が、駆動を要することを示していた場合に（ステップＳＴ１１７“ＹＥＳ”）、駆動部３３に点火信号を出力し、駆動部３３によるエアバッグ４０の展開制御を行う（ステップＳＴ１１８）。
　上記した実施の形態４に係る車体速度推定装置を用いた衝突安全保護装置１００Ａによれば、タイヤのスピンやロックが発生して基準値外領域に加速度値が発生する場合、車体の挙動が不安定になっている可能性があるが、推定車体速度に応じて上下限駆動閾値を変動させることで、エアバッグ４０やポップアップフード等の保護装置の誤作動を防止することができる。
　以上のように、この発明に係る車体速度推定装置は、車体速度が急変した場合の推定車体速度の変動を抑制し、通常走行時の速度変化に対する遅延を回避するために、車体速度を一定の演算周期で繰り返し演算することにより推定し、推定車体速度を出力する車体速度推定装置において、車体の加速度を計測する加速度計測部と、設定された加速度の上下限基準値と計測された加速度とを比較し、計測された加速度を、上下限基準値の範囲内にある基準値範囲内加速度と、上下限基準値の範囲外にある基準値範囲外加速度とに分離する加速度分離部と、分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い、基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出するフィルタ処理演算部と、フィルタ通過後の加速度と、加速度分離部で分離された基準値範囲内加速度とを加算する加速度加算部と、加算された加速度に演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して推定車体速度の値を更新する積分処理演算部と、更新された推定車体速度を出力する推定車体速度出力部と、を備えるように構成したため、車両に搭載されるエアバッグ等の乗員保護装置や、ポップアップフード等の歩行者保護装置に用いて顕著な効果が得られる。

Claims (7)

  1. 　車体速度を一定の演算周期で繰り返し演算することにより推定し、推定車体速度を出力する車体速度推定装置であって、
    　前記車体の加速度を計測する加速度計測部と、
    　設定された加速度の上下限基準値と前記加速度計測部で計測された加速度とを比較し、前記計測された加速度を、前記上下限基準値の範囲内にある基準値範囲内加速度と前記上下限基準値の範囲外にある基準値範囲外加速度とに分離する加速度分離部と、
    　前記加速度分離部で分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い、前記基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出するフィルタ処理演算部と、
    　前記フィルタ通過後の加速度と、前記加速度分離部で分離された基準値範囲内加速度とを加算する加速度加算部と、
    　前記加速度加算部で加算された加速度に前記演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して前記推定車体速度の値を更新する積分処理演算部と、
    　前記積分処理演算部で更新された推定車体速度を出力する推定車体速度出力部と、
    　を備えたことを特徴とする車体速度推定装置。
  2. 　前記加速度計測部は、
    　前記車体に設けられる車輪速センサの出力を微分処理して得られる加速度を前記加速度分離部に出力することを特徴とする請求項１記載の車体速度推定装置。
  3. 　前記積分処理演算部は、
    　前記推定車体速度から、前記車輪速センサにより計測される車輪速度を減算した値の絶対値が、０を含む予め設定された第１の定数より大きい場合、前記推定車体速度に予め設定される第２の定数を加減算して前記推定車体速度を前記車輪速度に近づける補正処理を、前記演算周期毎に繰り返し行うことを特徴とする請求項２記載の車体速度推定装置。
  4. 　前記積分処理演算部は、
    　前記基準値範囲外加速度については、前記推定車体速度の補正処理を禁止することを特徴とする請求項３記載の車体速度推定装置。
  5. 　前記１演算周期前で算出された推定車体速度に応じて前記上下限基準値を変動させる上下限基準値変動設定部と、
    　を備えたことを特徴とする請求項１記載の車体速度推定装置。
  6. 　対物または対人の衝突を検知し、車体に設けられた乗員保護装置または歩行者保護装置の展開制御を行う衝突安全保護装置であって、
    　前記車体の加速度を計測する加速度計測部、設定された加速度の上下限基準値と、前記加速度計測部で計測された加速度とを比較し、前記計測された加速度を、前記上下限基準値範囲内領域にある基準値範囲内加速度、前記上下限基準値範囲外領域にある基準値範囲外加速度とに分離する加速度分離部、前記加速度分離部で分離された基準値範囲外加速度のフィルタリングを行い、前記基準値範囲外加速度のフィルタ通過後の加速度を算出するフィルタ処理演算部、前記フィルタ通過後の加速度と前記加速度分離部で分離された基準値範囲内加速度とを加算する加速度加算部、前記加速度加算部で加算された加速度に前記演算周期を乗算し、１演算周期前で算出された推定車体速度に加算して前記推定車体速度の値を更新する積分処理演算部、前記積分処理演算部で更新された推定車体速度を出力する推定車体速度出力部、を含む車体速度推定装置と、
    　前記対物、対人との衝撃を検知して演算により前記車体の衝突判定を行う衝突判定部と、
    　前記車体速度推定装置から出力される推定車体速度の閾値判定を行い、前記推定車体速度が、予め設定される前記乗員保護装置または歩行者保護装置の上下限駆動閾値範囲内にあって前記衝突判定部で駆動を要すると判定された場合、前記乗員保護装置または歩行者保護装置を駆動する保護装置展開制御部と、
    　を備えたことを特徴とする衝突安全保護装置。
  7. 　前記車体速度推定装置により出力される前記車体の加速度が前記基準値範囲外領域に発生している場合、前記上下限駆動閾値範囲を変動させる車体速度閾値変動設定部、
    　を備えたことを特徴とする請求項６記載の衝突安全保護装置。
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