JP2004009804A - 車両の乗員保護装置の起動判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】様々な衝突状態を高精度で検出し、衝突状況に適した乗員保護装置の起動判定を行う車両の乗員保護装置の起動判定装置を提供する。
【解決手段】車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサ４と、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサ５と、車体中央部に設けたＥＣＵ加速度センサ３と、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行うＥＣＵ（制御手段）２を備え、各加速度センサの検出結果から衝突力を推定してエアバッグ８，９の起動判定を行う。
【選択図】 図１
【解決手段】車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサ４と、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサ５と、車体中央部に設けたＥＣＵ加速度センサ３と、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行うＥＣＵ（制御手段）２を備え、各加速度センサの検出結果から衝突力を推定してエアバッグ８，９の起動判定を行う。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の衝突を高い信頼性で検出して短時間のうちに起動判定を行う車両の乗員保護装置の起動判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２２は、従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置を示す説明図である。この図は、例えば特開平１０−９５３０５号公報に開示されている車両の乗員保護装置を備えた車両の上面を示すものである。図において、２００は乗員保護装置を備えた車両である。２０１は車両２００の中央部に取り付けられ、車両２００の加速度を検出する加速度検出装置である。２０２は車両２００の運転席に備えられ、加速度検出装置２０１から出力される衝突加速度信号に基づいて展開するフロントエアバッグである。２０３は車両２００の助手席に備えられ、衝突加速度信号に基づいて展開するフロントエアバッグ、２０４は加速度検出装置２０１に備えられた加速度センサである。
【０００３】
次に動作について説明する。
従来の乗員保護装置は、運転者の乗車変位に近い車体中央部に設置された加速度検出装置２０１に衝突加速度を検出する加速度センサ（Ｇセンサ）２０４を備えている。加速度検出装置２０１は、自ら備える加速度センサ２０４から出力された加速度検出信号に基づいて車両の速度等の状態を推定し、乗員保護装置のエアバッグ２０２，２０３を展開させるＯＮ／ＯＦＦの判定を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置は、以上のように構成されているので、車体中央部に一つだけ備えられた加速度センサにより、衝突加速度を検出しているので、車両の前面全体が同時に壁などに衝突する全面正突は良好に検出できるが、対向車両と自車両前面の半分だけ衝突するオフセット衝突や、電柱が車両前面の一部分に衝突するポール衝突、車体が斜めに壁面に衝突する斜突などを高い信頼性で検出して乗員保護装置を起動させることができないという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、様々な車両の衝突状態を高い精度で検出し、衝突状況に適した乗員保護装置の起動判定を行う車両の乗員保護装置の起動判定装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るようにしたものである。
【０００７】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、制御手段に右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、衝突判定手段が右側衝突力経時変化率及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させるようにしたものである。
【０００８】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、制御手段に予め各衝突形態を示す加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の経時変化率を記憶している衝突形態識別手段を備え、右側フロント加速度センサ、左側フロント加速度センサ、及び中央部加速度センサからそれぞれ検出された加速度と、当該加速度から求めた各速度及び各変位と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値と、右側変化率演算手段から出力された右側衝突力経時変化率と、左側変化率演算手段から出力された左側衝突力経時変化率が入力された衝突力演算手段が、自ら記憶している各内容と比較して衝突形態を判定し、衝突判定手段が衝突形態識別手段の判定結果に基づいて乗員保護装置の起動を制御するものである。
【０００９】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、制御手段に右側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する右側波形時間差演算手段と、左側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する左側波形時間差演算手段とを備え、衝突判定手段が右側波形時間差演算手段と左側波形時間差演算手段との演算結果に基づいて衝突形態を分類するものである。
【００１０】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、制御手段に右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、衝突判定手段が右側衝突力推定値、左側衝突力推定値、右側衝突力経時変化率、及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させるものである。
【００１１】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るものである。
【００１２】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るものである。
【００１３】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体右側バック部の衝突を検出する右側バック加速度センサと、車体左側バック部の衝突を検出する左側バック加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るものである。
【００１４】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体右側フロント部の衝突力を検出する右側フロント力センサと、車体左側フロント部の衝突力を検出する左側フロント力センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が中央部加速度センサの検出結果から車両に加えられた衝突力を推定する衝突力演算手段と、右側フロント力センサから出力された衝突力と左側フロント力センサから出力された衝突力と衝突力演算手段の演算結果とを用いて車体の衝突判定を行う衝突判定手段から成るものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図において、１は車体、２はエアバッグ展開処理を行うエレクトリックコントロールユニット（以下、ＥＣＵと記載する）（制御手段）、３はＥＣＵ加速度センサ（中央部加速度センサ）、４は右側フロント加速度センサ、５は左側フロント加速度センサ、６は右側フロント加速度センサ４とＥＣＵ２とを接続する右側フロント加速度センサ用通信ケーブル、７は左側フロント加速度センサ５とＥＣＵ２とを接続する左側フロント加速度センサ用通信ケーブル、８は運転席エアバッグ、９は助手席エアバッグである。なお、車体１の車体全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下垂直方向をＺ方向と仮定する。
【００１６】
図示のようにＥＣＵ２は、車体１中央部の運転者が搭乗する座席近傍に取り付けられ、ＥＣＵ加速度センサ３を備えている。ＥＣＵ加速度センサ３は、車体１のＸ方向の加速度を検出するようにＥＣＵ２のプリント基板上に取り付けられている。車体１のフロント部の右側ヘッドランプ近傍には、右側フロント加速度センサ４が車体１のＸ方向の加速度を検出するように取り付けられている。同様に、車体１のフロント部の左側ヘッドランプ近傍には、左側フロント加速度センサ５が車体１のＸ方向の加速度を検出するように取り付けられている。右側フロント加速度センサ４の検出信号は、右側フロント加速度センサ用通信ケーブル６を介してＥＣＵ２に入力され、また左側フロント加速度センサ５の検出信号は、左側フロント加速度センサ用通信ケーブル７を介してＥＣＵ２に入力される。車体１の車室内には運転手を衝突の衝撃から保護する運転席エアバッグ８と、助手席搭乗者を衝突の衝撃から保護する助手席エアバッグ９が取り付けられている。
【００１７】
図２は、実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。図において、２はＥＣＵ、３はＥＣＵ加速度センサ、４は右側フロント加速度センサ、５は左側フロント加速度センサ、１０ａ〜１０ｆは一次遅れ要素で低域ドリフトを抑制した積分器、１１はＥＣＵ加速度信号、１２はＥＣＵ速度信号、１３はＥＣＵ変位信号、１４は右側フロント加速度信号、１５は右側フロント速度信号、１６は右側フロント変位信号、１７は左側フロント加速度信号、１８は左側フロント速度信号、１９は左側フロント変位信号、２０は右側衝突力演算手段、２１は左側衝突力演算手段、２２は右側衝突力推定値、２３は左側衝突力推定値、２４は右側閾値判定手段（衝突判定手段）、２５は左側閾値判定手段（衝突判定手段）、２６は右側閾値判定信号、２７は左側閾値判定信号、２８は衝突判定手段、２９は一段目衝突判定信号、３０は二段目衝突判定信号、３１は一段目エアバッグ点火装置、３２は二段目エアバッグ点火装置、３３は一段目点火信号、３４は二段目点火信号である。
【００１８】
次に、動作について説明する。
図３及び図４は、実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。図２に示した乗員保護装置の起動判定装置の動作を、図３及び図４のフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ加速度センサ３は、車体１の中央部に生じたＸ方向の加速度を検出するとＥＣＵ加速度信号１１を出力する。ＥＣＵ２は、このＥＣＵ加速度信号１１を入力し（ステップＳＴ１０１）、当該ＥＣＵ加速度信号１１を積分器１０ａによって積分してＥＣＵ速度信号１２を求め（ステップＳＴ１０２）、さらにＥＣＵ速度信号１２を積分器１０ｂによって積分してＥＣＵ変位信号１３を求める（ステップＳＴ１０３）。
【００１９】
右側フロント加速度センサ４は、車体１の右側フロント部分に生じたＸ方向の加速度を検出すると右側フロント加速度信号１４を出力する。ＥＣＵ２は、この右側フロント加速度信号１４を入力し（ステップＳＴ１０４）、この右側フロント加速度信号１４を積分器１０ｃによって積分して右側フロント速度信号１５を求め（ステップＳＴ１０５）、さらに右側フロント速度信号１５を積分器１０ｄによって積分して右側フロント変位信号１６を求める（ステップＳＴ１０６）。
【００２０】
左側フロント加速度センサ５は、車体１の左側フロント部に生じたＸ方向の加速度を検出すると左側フロント加速度信号１７を出力する。ＥＣＵ２は、この左側フロント加速度信号１７を入力し（ステップＳＴ１０７）、この左側フロント加速度信号１７を積分器１０ｅによって積分して左側フロント速度信号１８を求め（ステップＳＴ１０８）、さらに左側フロント速度信号１８を積分器１０ｆによって積分して左側フロント変位信号１９を求める（ステップＳＴ１０９）。
【００２１】
右側衝突力演算手段２０は、ＥＣＵ加速度信号１１、ＥＣＵ速度信号１２、ＥＣＵ変位信号１３、右側フロント加速度信号１４、右側フロント速度信号１５、及び右側フロント変位信号１６を入力して演算を行い、右側衝突力推定値２２を求める（ステップＳＴ１１０）。同様に左側衝突力演算手段２１は、ＥＣＵ加速度信号１１、ＥＣＵ速度信号１２、ＥＣＵ変位信号１３、左側フロント加速度信号１７、左側フロント速度信号１８、及び左側フロント変位信号１９を入力して演算を行い、左側衝突力推定値２３を求める（ステップＳＴ１１１）。なお、ＥＣＵ加速度センサ３、右側フロント加速度センサ４、及び左側フロント加速度センサ５による検出動作が随時行われ、前述のステップＳＴ１０１〜ＳＴ１０９、その後のステップＳＴ１１０またはステップＳＴ１１１の過程が同時に、あるいは逐次処理され、上記説明の順に処理されるとは限らない。
【００２２】
右側衝突力推定値２２は逐次右側閾値判定手段２４へ入力され、また同様に左側衝突力推定値２３は逐次左側閾値判定手段２５へ入力される。右側閾値判定手段２４及び左側閾値判定手段２５には、各エアバッグの展開レベルを多段階に制御するように複数の閾値が設定されている。
【００２３】
右側閾値判定手段２４は、入力した右側衝突力推定値２２が所定の閾値レベルを超えているか否かを判定し、この判定結果を示す右側閾値判定信号２６を衝突判定手段２８へ出力する。また左側閾値判定手段２７は、入力した左側衝突力推定値２３が所定の閾値レベルを超えているか否かを判定し、この判定結果を示す左側閾値判定信号２７を衝突判定手段２８へ出力する。
【００２４】
図２に示した乗員保護装置の起動判定装置は、例えば、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９の展開レベルを二段階に制御する。右側閾値判定手段２４は、入力した右側衝突力推定値２２が二段目閾値を超えた値か否かを判定し（ステップＳＴ２０１）、この閾値を超えていれば当該閾値を超えた旨を示す右側閾値判定信号２６を衝突判定手段２８へ出力する。
【００２５】
右側閾値判定手段２４は、ステップＳＴ２０１の二段目閾値を超えたか否かの判定処理と共に、一段目閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ２０４）。一段目閾値を超えていれば当該閾値を超えた旨を示す右側閾値判定信号２６を衝突判定手段２８へ出力する。
【００２６】
なお、右側閾値判定手段２４がステップＳＴ２０１の判定処理において、右側衝突力推定値２２が二段目閾値を超えていないと判定した場合、またステップＳＴ２０４において、右側衝突力推定値２２が一段目閾値を超えていないと判定した場合には、ＥＣＵ２はＥＣＵ加速度信号１１の入力（ステップＳＴ１０１）、右フロント加速度信号１４の入力（ステップＳＴ１０４）、左フロント加速度信号１７の入力（ステップＳＴ１０７）の各過程と、それ以降の過程を順次繰り返す。
【００２７】
左側閾値判定手段２５は、入力した左側衝突力推定値２３について前述の右側閾値判定手段２４と同様に判定処理を行い、左側閾値判定信号２７を衝突判定手段２８へ出力する。なお、左側閾値判定手段２５が、いずれの閾値も超えていないと判定した場合には、ＥＣＵ２はＥＣＵ加速度信号の入力（ステップＳＴ１０１）、右側フロント加速度信号の入力（ステップＳＴ１０４）、左側フロント加速度信号の入力（ステップＳＴ１０７）の各過程と、それ以降の過程を順次繰り返す。
【００２８】
衝突判定手段２８は、右側閾値判定信号２６と左側閾値判定信号２７とを入力して論理演算を行い、右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７のいずれか一方または両方が一段目閾値を越えた旨を示している場合には、一段目点火装置３１をＯＮとする一段目衝突判定信号２９を出力し（ステップＳＴ２０５）、また、右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７のいずれか一方または両方が、二段目閾値を超えた旨を示している場合には、一段目点火装置３１をＯＮとする一段目衝突判定信号２９と、二段目点火装置３２をＯＮとする二段目衝突判定信号３０とを出力する（ステップＳＴ２０２）。
【００２９】
衝突判定手段２８は、入力した右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７が、いずれも一段目閾値を超えていない場合には、一段目衝突判定信号２９及び二段目衝突判定信号３０を、乗員保護装置を起動させないＯＦＦ信号として出力する。また入力した右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７の、いずれか一方、あるいは両方が一段目閾値を超えている場合には、一段目衝突判定信号２９のみ乗員保護装置を起動させるＯＮ信号とし、二段目衝突判定信号３０をＯＦＦ信号として出力する。また入力した右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７の、いずれか一方、あるいは両方が二段目閾値を超えている場合には、一段目衝突判定信号２９及び二段目衝突判定信号３０をＯＮ信号として出力する。
【００３０】
一段目衝突判定信号２９がＯＮ信号になると一段目点火装置３１が作動し、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９が一段目のレベルで展開される（ステップＳＴ２０６）。このように車体１に加えられた衝撃が中程度の場合には、多少緩くエアバッグを膨らませて搭乗者を保護する。また、一段目衝突判定信号２９及び二段目衝突判定信号３０がＯＮ信号になると、一段目点火装置３１及び二段目点火装置３２が作動し、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９が一段目及び二段目のレベルで展開される（ステップＳＴ２０３）。このように車体１に大きな衝撃が加えられた場合には、最大限に運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９とを膨らませて搭乗者を保護する。
【００３１】
図５は、実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置が行う衝突判定の対象となる衝突形態を示す説明図である。図において、１は車体、４０はコンクリートなどの剛体、４１は剛性を有する円柱状の柱、４２はアルミハニカムなどの車体模擬、４３は大型動物である。図５（ａ）は、車体１が壁状の剛体４０に正面から衝突する正突を示すものである。図５（ｂ）は、コンクリートブロックなどのような形状をした剛体４０に、車体１のフロント部の左右いずれか半分が衝突するＯｆｆｓｅｔ Ｒｉｇｉｄ Ｂａｒｒｉｅｒ（以下、ＯＲＢと記載する）衝突を示すものである。図５（ｃ）はラフロード走行を示すものである。図５（ｄ）は、コンクリートや大型トラックなどの剛体４０と衝突した際に、例えば大型トラックの下側に車体１が潜り込むアンダーライド衝突を示すものである。
【００３２】
図５（ｅ）は、電柱などの柱４１に正面から衝突するポール突を示すものである。図５（ｆ）は、電柱などの柱４１が車体１の中央から左右いずれかにそれて衝突するオフセットポール突である。図５（ｇ）は、コンクリートの壁などの剛体４０に車体１が斜めに衝突する斜突を示すものである。図５（ｈ）は、反対車線を対向して走ってきた（壁などに比べて柔らかい）車体１とフロント部の半分が正面衝突するＯｆｆｓｅｔ Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｂａｒｒｉｅｒ（以下、ＯＤＢと記載する）衝突を示すものである。図５（ｉ）は、牛や馬などの大型動物４３と正面衝突する動物衝突を示すものである。これらの様々な衝突形態により、搭乗者へ加わる衝撃レベルは一様でないことから、その衝撃レベルに応じてエアバッグの展開時間と展開レベルを制御する必要がある。
【００３３】
次に、図２に示した右側衝突力演算手段２０及び左側衝突力演算手段２１が行う演算の一例を説明する。
図６は、実施の形態１による乗員保護装置を備えた車両１が衝突したときに作用する要素をモデル化した説明図である。これは図１に示した車体１を四つの質点と各ばね・ダンパでモデル化したものである。図において、５０は壁や対向車などの衝突物体、５１はｆ１の値を有する右側フロント衝突力、５２はｆ２の値を有する左側フロント衝突力、５３はｍ１の値を有する右側フロント等価質量、５４はｍ２の値を有する左側フロント等価質量、５５はｋ１の定数値を有する右側フロント等価ばね、５６はｃ１の定数値を有する右側フロント等価ダンパ、５７はｋ２の定数値を有する左側フロント等価ばね、５８はｃ２の定数値を有する左側フロント等価ダンパ、５９はｍ３の値を有する車体中央部等価質量、６０はｋ３の定数値を有する車体中央部等価ばね、６１はｃ３の定数値を有する車体中央部等価ダンパ、６２はｍ４の値を有する車体後方部等価質量、６３はｘ１の値を有する右側フロント変位、６４はｘ２の値を有する左側フロント変位、６５はｘ３の値を有する車体中央部変位、６６はｘ４の値を有する車体後方部変位である。このように車体１のモデルを仮定した場合、車体１が壁などの衝突物体５０に衝突するときの運動方程式は、次の（１）式で記述される。
【数１】
【００３４】
（１）式の第一式より、右側フロント加速度の値に右側フロント等価質量５３の値ｍ１を乗じた第一項と、右側フロント速度の値と車体中央部速度の値との差分に右側フロント等価ダンパ５６の定数値ｃ１を乗じた第二項と、右側フロント変位６３の値ｘ１と車体中央部変位６５の値ｘ３との差分に右側フロント等価ばね５５の定数値ｋ１を乗じた第三項とを加算することで、右側衝突力推定値２２に相当する右側フロント衝突力５１の値ｆ１が求められる。
【００３５】
同様に、（１）式の第二式より、左側フロント加速度の値に左側フロント等価質量５４の値ｍ２を乗じた第一項と、左側フロント速度の値と車体中央部速度の値との差分に左側フロント等価ダンパ５８の定数値ｃ２を乗じた第二項と、左側フロント変位６４の値ｘ２と車体中央部変位６５の値ｘ３との差分に左側フロント等価ばね５７の定数値ｋ２を乗じた第三項とを加算することで、左側衝突力推定値２３に相当する左側フロント衝突力５２の値ｆ２が求められる。なお、車体１の中央部に発生する衝突力は（１）式の第三式から、また車体１の後方部に発生する衝突力は（１）式の第四式からわかるように“０”の値となる。
【００３６】
以上のように、実施の形態１によれば、車体１に右側フロント加速度センサ４と左側フロント加速度センサ５とを備えたので、車体１が衝突した際に発生する右側フロント部の衝突力推定値５１の値ｆ１と、左側フロント部の衝突力推定値５２の値ｆ２とを演算で求めることができ、様々な衝突形態において、搭乗者に加えられる衝撃レベルを適正に判定してエアバッグの多段展開を適確に制御できるという効果がある。
【００３７】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。図２に示すものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、３５は衝突判定信号、３６はエアバッグ点火装置、３７は点火信号、７０は右側変化率演算手段、７１は左側変化率演算手段、７２は右側変化率信号、７３は左側変化率信号、７４は右側フロント加速度センサ４の検出結果から求めた右側変化率信号７２に応じて閾値を変更する右側閾値判定手段（衝突判定手段）、７５は左側フロント加速度センサ５の検出結果から求めた左側変化率信号７３に応じて閾値を変更する左側閾値判定手段（衝突判定手段）である。
【００３８】
なお、図７では図示を簡略化するため、衝突判定手段２８から一段展開の衝突判定信号３５を出力し、エアバッグ点火装置３６が衝突判定信号３５に基づいて点火信号３７を運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９に出力する構成を例示しているが、図２に示す衝突判定手段２８のように、多段展開の衝突判定を行って一段目点火装置３１及び二段目点火装置３２の制御を行うように構成してもよい。
【００３９】
次に動作について説明する。
図８及び図９は、実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。図３及び図４に示したフローチャートと同一あるいは相当する過程に同じ符号を付し、その過程の動作説明を省略する。実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置は、図３及び図４に示したステップＳＴ１０１〜ＳＴ１１１の過程と同様に処理を行い、右側衝突力演算手段２０を用いて右側衝突力推定値２２を求めた後（ステップＳＴ１１０）、当該右側衝突力推定値２２を右側変化率演算手段７０へ入力し、所定の演算により車体１の右側フロント部に加えられた衝突力の経時変化を示す右側変化率信号７２を求める（ステップＳＴ３０１）。
【００４０】
また、左側衝突力演算手段２１を用いて左側衝突力推定値２３を求めた後（ステップＳＴ１１１）、当該左側衝突力推定値２３を左側変化率演算手段７１へ入力し、所定の演算により車体１の左側フロント部に加えられた衝突力の経時変化を示す左側変化率信号７３を求める（ステップＳＴ３０２）。
【００４１】
右側閾値判定手段７４は、右側衝突力演算手段２０から右側衝突力推定値２２を入力し、また右側変化率演算手段７０から右側変化率信号７２を入力して、右側変化率信号７２が示す変化率Ｇｒ１に基づいて、後述するように閾値を変化させ、右側衝突力推定値２２の値ｆ１が当該閾値を超えたか否かを判定する。また同様に、左側閾値判定手段７５は、左側衝突力演算手段２１から左側衝突力推定値２３を入力し、また左側変化率演算手段７１から左側変化率信号７３を入力して、左側変化率信号７３が示す変化率Ｇｒ２に基づいて閾値を変化させ、左側衝突力推定値２３の値ｆ２が当該閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ３０３）。
【００４２】
右側閾値判定手段７４及び左側閾値判定手段７５において、各衝突推定値が閾値を超えていないと判定された場合には、ＥＣＵ２はＥＣＵ加速度信号１１の入力（ステップＳＴ１０１）、右側フロント加速度信号１４の入力（ステップＳＴ１０４）、左側フロント加速度信号１７の入力（ステップＳＴ１０７）の各過程と、それ以降の過程を順次繰り返す。
【００４３】
右側閾値判定手段７４は、ステップＳＴ３０３において、右側衝突力推定値２２が閾値を超えていると判定した場合には、閾値を超えた旨を示す右側閾値判定信号２６を出力する。同様に左側閾値判定手段７５は、ステップＳＴ３０３において、左側衝突力推定値２３が閾値を超えていると判定した場合には、閾値を超えた旨を示す左側閾値判定信号２７を出力する。
【００４４】
図７に示す衝突判定手段２８は、右側閾値判定信号２６と左側閾値判定信号２７とを入力して論理演算を行い、右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７のいずれか一方または両方が閾値を越えた旨を示している場合には、エアバッグ点火装置３６をＯＮとする衝突判定信号３５を出力する（ステップＳＴ３０４）。ＯＮを指示する衝突判定信号３５を入力したエアバッグ点火装置３６は、点火信号３７を出力し、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９を展開させる（ステップＳＴ３０５）。
【００４５】
次に、右側閾値判定手段７４及び左側閾値判定手段７５において行われる判定処理を説明する。
図１０は、車体１に加えられた衝突力の経時変化を示す説明図である。図１０（ａ）は低速正突系の衝突として、硬い壁などに車体１のフロント部分が正面から低速で衝突した場合に車体１に加えられる力の経時波形を示し、図１０（ｂ）は高速ＯＤＢ系の衝突として、対向車との正面衝突などのように、柔らかい相手と高速で衝突した場合に車体１に加えられる力の経時波形を示したものである。車体１に加えられた衝撃の大きさは、図１０（ａ），（ｂ）に斜線部で示した力の経時変化を示す波形の面積、即ち積分値で表される。なお、図１０（ａ），（ｂ）に示したグラフの縦軸に示す力の単位は、例えばニュートン［Ｎ］で、横軸の時間の単位は、例えば秒［ｓｅｃ．］である。
【００４６】
図１０（ａ）に示す低速正突系の力の最大値Ｆ１は、図１０（ｂ）に示す高速ＯＤＢ系の最大値Ｆ２に比べて大きいが、低速正突系は力が加えられている時間がτ１で、高速ＯＤＢ系で力が加えられている時間τ２に比べて短い。つまり、図１０（ａ）に示す面積Ｓ１は、図１０（ｂ）に示す面積Ｓ２に比べて小さくなる。このような２種類の衝突系において、搭乗者が受ける衝撃は高速ＯＤＢ系の衝突が低速正突系の衝突に比べて明らかに大きい。エアバッグ展開を司る衝突判定は、例えば低速正突系ではエアバッグ展開ＯＦＦ、高速ＯＤＢ系ではエアバッグ展開ＯＮとなるように判定することが望ましい。
【００４７】
エアバッグの起動判定を力の最大値Ｆ１，Ｆ２に基づいて行うと、低速正突系の最大値Ｆ１が、高速ＯＤＢ系の最大値Ｆ２より大きいことから好ましくない判定結果が得られる。また、面積Ｓ１と面積Ｓ２を比較すると面積Ｓ２が明らかに大きいことから、好ましい判定結果が得られる反面、面積Ｓ２が求められるまで時間が掛かることから速やかな判定が難しくなる。
【００４８】
実施の形態２の乗員保護装置の起動判定装置では、図１０に示すように力の経時変化波形の傾き、即ち力の時間成分の変化率に着目して起動判定を行う。図１０（ａ）に示す波形の傾きＧｒａと、図１０（ｂ）に示す波形の傾きＧｒｂとを比較すると、明らかに傾きＧｒａが傾きＧｒｂより大きく、急峻な変化を示している。このような条件を衝突判定に加味して、例えば、力の傾き、即ち変化率Ｇｒが大きい場合は硬いものに衝突したと判定し、衝突判定の閾値を上げる。一方、力の変化率Ｇｒが小さい場合は柔らかいものに衝突したと判定して、衝突判定の閾値を下げるように処理すると、適切で俊敏なエアバッグの起動が可能となる。
【００４９】
以上のように、実施の形態２によれば、衝突力の時間成分の変化率を求める右側変化率演算手段７０及び左側変化率演算手段７１と、衝突力の変化率に基づいて閾値を変化させて衝突力推定値の判定を行う右側閾値判定手段７４及び左側閾値判定手段７５とを備えたので、車両が壁などの硬いものに衝突したのか、対向車線を走行してきた車両などの柔らかいものに衝突したのかを判定して、短時間で衝突形態に応じた乗員保護装置の起動判定が可能になるという効果がある。
【００５０】
実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。図２及び図７に示した乗員保護装置の起動判断装置と同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、８０は衝突形態識別手段、８１は右側閾値切り替え信号、８２は左側閾値切り替え信号、８３は右側閾値判定手段（衝突判定手段）、８４は左側閾値判定手段（衝突判定手段）である。
【００５１】
なお、図１１では図示を簡略化するため、図７に示したものと同様に衝突判定手段２８から一段展開の衝突判定信号３５を出力し、エアバッグ点火装置３６が衝突判定信号３５に基づいて点火信号３７を運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９に出力する構成を例示しているが、図２に示す衝突判定手段２８のように、多段展開の衝突判定を行って一段目点火装置３１及び二段目点火装置３２の制御を行うように構成してもよい。
【００５２】
次に、動作について説明する。
図１２及び図１３は、実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。図３及び図４、また図８及び図９に示したフローチャートと同一あるいは相当する過程に同じ符号を付し、その過程の動作説明を省略する。
【００５３】
実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置は、図８及び図９に示したステップＳＴ１０１から、ステップＳＴ３０１・ステップＳＴ３０２までの過程を前述のように処理し、ＥＣＵ加速度センサ３から取得したＥＣＵ加速度信号１１、積分器１０ａによって求めたＥＣＵ速度信号１２、積分器１０ｂによって求めたＥＣＵ変位信号１３、右側フロント加速度センサ４から取得した右側フロント加速度信号１４、積分器１０ｃによって求めた右側フロント速度信号１５、積分器１０ｄによって求めた右側フロント変位信号１６、左側フロント加速度センサ５から取得した左側フロント加速度信号１７、積分器１０ｅによって求めた左側フロント速度信号１８、積分器１０ｆによって求めた左側フロント変位信号１９、右側衝突力演算手段２０によって求めた右側衝突力推定値２２、左側衝突力演算手段２１によって求めた左側衝突力推定値２３、右側変化率演算手段７０によって求めた右側変化率信号７２、及び左側変化率演算手段７１によって求めた左側変化率信号７３を衝突形態識別手段８０へ入力し（図１１では、衝突形態識別手段８０へ入力される各入力信号線の図示を省略する）、当該衝突形態識別手段８０において、自ら記憶している各衝突形態と対応させた加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の時間成分の変化率と前記各信号が示す値とを比較し、また所定の演算を行うことにより各加速度センサの検出結果が、いかなる衝突形態に該当するか判定する（ステップＳＴ４０１）。
【００５４】
衝突形態識別手段８０は、例えば図５に示した衝突形態の中から該当するものを選択し、当該衝突形態に適した閾値を演算によって求め、この閾値への変更を指示する右側閾値切り替え信号８１と左側閾値切り替え信号８２とを生成する（ステップＳＴ４０２）。右側閾値判定手段８３は、右側閾値切り替え信号８１を入力して、判定に用いる閾値を衝突形態に適したものに変更し、また右側変化率信号７２を用いて右側衝突力推定値２２が当該閾値を超えたか否かを判定する。また同様に、左側閾値判定手段８４は、左側閾値切り替え信号８２を入力して、判定に用いる閾値を衝突形態に適したものに変更し、また左側変化率信号７３を用いて左側衝突力推定値２３が当該閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ３０３）。当該閾値を超えていない場合には、ＥＣＵ２はＥＣＵ加速度信号１１の入力（ステップＳＴ１０１）、右フロント加速度信号１４の入力（ステップＳＴ１０４）、左フロント加速度信号１７の入力（ステップＳＴ１０７）の各過程と、それ以降の過程を順次繰り返す。
【００５５】
右側閾値判定手段８３及び左側閾値判定手段８４において、閾値を超えていると判定された場合には、前述の説明と同様に閾値を超えた旨を示す右側閾値判定信号２６・左側閾値判定信号２７が、それぞれの閾値判定手段から出力され、衝突判定手段２８によってエアバッグ点火装置３６をＯＮとする衝突判定信号３５が生成され（ステップＳＴ３０４）、エアバッグ点火装置３６によって運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が展開される（ステップＳＴ３０５）。
【００５６】
以上のように、実施の形態３によれば、様々な衝突形態を示す加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の経時変化率を記憶しておき、各加速度センサから検出された信号と記憶されているものとを比較演算して衝突形態を判定し、また、判定した衝突形態に適した閾値を演算によって求め、右側閾値判定手段８３及び左側閾値判定手段８４において用いられる閾値を衝突形態に適したものへ変更させる衝突形態識別手段８０を備えたので、適切な衝突判定を短時間で行うことができるという効果がある。
【００５７】
実施の形態４．
図１４は、この発明の実施の形態４による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。図２、図７、及び図１１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、９０は右側波形時間差演算手段、９１は左側波形時間差演算手段、９２は右側波形時間差信号、９３は左側波形時間差信号、９４は右側閾値判定手段（衝突判定手段）、９５は左側閾値判定手段（衝突判定手段）である。
【００５８】
なお、図１４では図示を簡略化するため、図７に示したものと同様に衝突判定手段２８から一段展開の衝突判定信号３５を出力し、エアバッグ点火装置３６が衝突判定信号３５に基づいて点火信号３７を運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９に出力する構成を例示しているが、図２に示す衝突判定手段２８のように、多段展開の衝突判定を行って一段目点火装置３１及び二段目点火装置３２の制御を行うように構成してもよい。
【００５９】
次に、動作について説明する。
実施の形態４による乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態３で説明したものに右側波形時間差演算手段９０と左側波形時間差演算手段９１とを備えたもので、その他の部分の動作は実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置と同様である。ここでは、実施の形態３において説明したものと同様な処理動作の説明を省略し、実施の形態４による乗員保護装置の起動判定装置の特徴となる動作について説明する。
【００６０】
右側波形時間差演算手段９０は、右側フロント加速度センサ４から右側フロント加速度信号１４を取得し、またＥＣＵ加速度センサ３からＥＣＵ加速度信号１１を取得して、当該各加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形を求め、例えば、ＥＣＵ加速度信号１１がピーク値となった時間と右側フロント加速度信号１４がピーク値となった時間との差を演算して右側波形時間差信号９２を生成する。また同様に、左側波形時間差演算手段９１は、左側フロント加速度センサ５から左側フロント加速度信号１７を取得し、またＥＣＵ加速度センサ３からＥＣＵ加速度信号１１を取得して、当該各加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形を求め、例えば、ＥＣＵ加速度信号１１がピーク値となった時間と左側フロント加速度信号１７がピーク値となった時間との差を演算して左側波形時間差信号９３を生成する。
【００６１】
右側閾値判定手段９４は、右側波形時間差信号９２を入力し、右側変化率演算手段７０から右側変化率信号７２を入力して、また衝突形態識別手段８０から右側閾値切り替え信号８１を入力して、当該入力した各信号に基づいて閾値を変更し、右側衝突力推定値２２が当該閾値を超えたか否かを判定する。また同様に、左側閾値判定手段９５は、左側波形時間差信号９３を入力し、左側変化率演算手段７１から左側変化率信号７３を入力して、また衝突形態識別手段８０から左側閾値切り替え信号８２を入力して、当該入力した各信号に基づいて閾値を変更し、左側衝突力推定値２３が当該閾値を超えたか否かを判定する。
【００６２】
次に、各加速度センサが検出した加速度を示す加速度波形の時間差に基づいて行う衝突形態の判定を説明する。
図１５は、衝突形態により車体１の各部分で検出される加速度の経時変化を示す説明図である。図１５（ａ）は車体が硬い物体と正面衝突する正突系の衝突において、また図１５（ｂ），（ｃ）は柔らかい物体あるいは柱などに車体の一部が衝突するソフトクラッシュ系の衝突において、ＥＣＵ加速度センサ３によって検出される加速度と右側フロント加速度センサ４・左側フロント加速度センサ５によってそれぞれ検出される加速度の経時変化を表す波形を示したものである。衝突形態毎に図示した波形の比較結果を次の表１にまとめて記載する。
【表１】
【００６３】
図１５及び表１からわかるように、例えば（ａ）正突系と（ｂ）ソフトクラッシュ系（センターポール突，アンダーライド突）とを比較すると、右側フロント加速度・左側フロント加速度は同様に経時変化し差異が明確に現れない。またＥＣＵ加速度は、（ａ）正突系の衝突では衝突初期から加速度波形が大きくなるが、（ｂ）ソフトクラッシュ系（センターポール突，アンダーライド突）の衝突では加速度波形が衝突初期で小さく、衝突中期になって大きくなる。このように、車体１のフロント部に備えられた右側フロント加速度センサ４・左側フロント加速度センサ５によって検出された加速度波形と、車体１の中央部に備えられたＥＣＵ加速度センサ３によって検出された加速度波形との時間差、即ち位相差により代表的な衝突形態が分類できる。また、右側フロント加速度センサ４によって検出された加速度波形と、左側フロント加速度センサ５によって検出された加速度波形とを比較することによって、図１５及び表１に示したようにソフトクラッシュ系のうち、（ｂ）のセンターポール突，アンダーライド突と、（ｃ）のオフセットポール突，斜突，ＯＤＢ突とを識別することができる。
【００６４】
図１６及び図１７は、衝突力と車体１の各部分で検出される加速度との関係を示す説明図である。図１６（ａ）は、衝突によって車体１のフロント部分に加えられる衝突力の経時変化を示したもので、時間τの間にピーク値ｆ１を有する正弦波の半波のように変化する衝突力を表している。図１６（ｂ）は、車体１を簡単な二つの質点でモデル化した車体モデルを示したものである。
【００６５】
図１７は、図１６（ａ）に示した正弦半波状の衝突力ｆ１が、図１６（ｂ）に示した車体モデルの車体フロント部に加えられた際に、車体フロント部に発生する加速度の経時変化と車体中央部に発生する加速度の経時変化を示したものである。図１７（ａ）は高速正突をシミュレーションしたもので、半波時間τが２ｍｓと短い間衝突力が加えられた場合の解析結果を示したものである。ここでは数値例としてｍ１＝１００ｋｇ、ｍ２＝１０００ｋｇ、一次固有振動数ｆｎ＝１００Ｈｚ、減衰比ζ＝０．２としている。図１７（ｂ）はソフト衝突をシミュレーションしたもので、半波時間τが１０ｍｓと長い間衝突力が加えられた場合の解析結果を示したものである。
【００６６】
図１７（ａ），（ｂ）からわかるように、半波時間τが長いほど、つまり車体１に長い間衝突力が加えられると、車体フロント部に発生する加速度ピーク値と車体中央部に発生する加速度ピーク値との時間差、即ち位相差が大きくなる。このことから衝突形態が判定できる。
【００６７】
以上のように、実施の形態４によれば、右側フロント加速度センサ４が検出する加速度の経時変化を示す波形とＥＣＵ加速度センサ３が検出する加速度の経時変化を示す波形の時間差を演算する右側波形時間差演算手段９０と、左側フロント加速度センサ５が検出する加速度の経時変化を示す波形とＥＣＵ加速度センサ３が検出する加速度の経時変化を示す波形の時間差を演算する左側波形時間差演算手段９１とを備えたので、硬い物体への前面衝突と他の車体など柔らかい物体への衝突とを適確に識別して衝突判定が行えるという効果がある。
【００６８】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５による車両の乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態１ないし実施の形態４で説明した、いずれかの乗員保護装置の起動判定装置のように構成されるもので、ここでは構成の説明を省略する。
【００６９】
次に動作について説明する。
ここでは実施の形態１ないし実施の形態４で説明したものと同様な動作について、その説明を省略し、実施の形態５による乗員保護装置の起動判定装置の特徴となる動作を説明する。
【００７０】
実施の形態５による乗員保護装置の起動判定装置が備える右側衝突力演算手段２０、左側衝突力演算手段２１、右側変化率演算手段７０、及び左側変化率演算手段７１において行われる演算を、次の（２）式に示す。
【数２】
右側衝突力演算手段２０は、（２）式の第一式に示すように右側フロント速度信号１５が示す値からＥＣＵ速度信号１２が示す値を減算した値と、予め設定されている図６に示す右側フロント等価ダンパ５６の定数ｃ１との積を求め、右側衝突力推定値２２の値ｆ１に近似する値を算出する。同様に、左側衝突力演算手段２１は、（２）式の第二式に示すように左側フロント速度信号１８が示す値からＥＣＵ速度信号１２が示す値を減算した値と、予め設定されている図６に示す左側フロント等価ダンパ５８の定数ｃ２との積を求め、左側衝突力推定値２３の値ｆ２に近似する値を算出する。
【００７１】
右側変化率演算手段７０は、（２）式の第三式に示すように右側フロント加速度信号１４が示す値からＥＣＵ加速度信号１１が示す値を減算した値と、図６に示す右側フロント等価ダンパ５６の定数ｃ１との積を求め、右側変化率信号７２が示す値Ｇｒ１を算出する。同様に、左側変化率演算手段７１は、（２）式の第四式に示すように左側フロント加速度信号１７が示す値からＥＣＵ加速度信号１１が示す値を減算した値と、図６に示す左側フロント等価ダンパ５８の定数ｃ２との積を求め、左側変化率信号７３が示す値Ｇｒ２を算出する。
【００７２】
このように、（２）式を用いて求めたｆ１、ｆ２、Ｇｒ１、及びＧｒ２の各値は、厳密に演算した場合の値に近似するものなので、各衝突力推定値の精度は低いものとなるが、衝突判定の精度を劣化させない程度のものである。
【００７３】
以上のように、実施の形態５によれば、右側衝突力演算手段２０が右側フロント速度信号１５とＥＣＵ速度信号１２を用いて右側衝突力推定値２２を求め、左側衝突力演算手段２１が左側フロント速度信号１８とＥＣＵ速度信号１２を用いて左側衝突力推定値２３を求め、右側変化率演算手段７０が右側フロント加速度信号１４とＥＣＵ加速度信号１１を用いて右側変化率信号７２を求め、左側変化率演算手段７１が左側フロント加速度信号１７とＥＣＵ加速度信号１１を用いて左側変化率信号７３を求めるようにしたので、演算量が少なくなることから各演算手段の負担が軽減され、なおかつ適切な衝突判定が行えることから、安価であるところの演算処理能力が劣るＥＣＵを使用して適切な衝突判定ができるという効果がある。
【００７４】
実施の形態６．
図１８は、この発明の実施の形態６による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図１に示した乗員保護装置の起動判定装置と同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、９６は中央フロント加速度センサ、９７は中央フロント加速度センサ９６とＥＣＵ２とを接続する中央フロント加速センサ用通信ケーブルである。なお、図１８に示した車体１には、図１に示したものと同様に図示されない運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が備えられている。また、図１に示した車体１と同様に、車体１の全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下方向をＺ方向と仮定する。
【００７５】
このように、実施の形態６による乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態１ないし実施の形態４において説明した右側フロント加速度センサ４、左側フロント加速度センサ５、及びＥＣＵ加速度センサ３を備えた構成に、車体１フロント部の中央にＸ方向の加速度を検出する中央フロント加速度センサ９６を加えて構成したものである。
【００７６】
次に、動作について説明する。
実施の形態６による乗員保護装置の起動判定装置が備えるＥＣＵ２は、中央フロント加速度センサ９６によって検出された中央フロント加速度を、右側フロント加速度センサ４あるいは左側フロント加速度センサ５によって検出されたそれぞれのフロント加速度と同様に処理し、運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９とを展開させる判定に用いる。ここでは実施の形態１ないし実施の形態５において説明したＥＣＵ２と同様な処理動作について、その詳細な動作説明を省略する。
【００７７】
以上のように、実施の形態６によれば、車体１フロント部に中央フロント加速度センサ９６と右側フロント加速度センサ４と左側フロント加速度センサ５とを備えてＥＣＵ２が衝突判定を行うようにしたので、左右のフロント加速度センサだけでは識別が困難であった車体１の前面中央部分からの正突・オフセット衝突・斜突と、柱等と車体１の中央部分との衝突を良好に検出して衝突形態を正しく識別することができ、適切な衝突判定ができるという効果がある。
【００７８】
実施の形態７．
図１９は、この発明の実施の形態７による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図１及び図１８に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図１９に示した車体１には、図１に示したものと同様に図示されない運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が備えられている。図１９に示した実施の形態７による乗員保護装置の起動判定装置は、図１８に示した実施の形態６による乗員保護装置の起動判定装置から右側フロント加速度センサ４及び左側フロント加速度センサ５が除かれたもので、その他の構成及び動作は図１８に示したものと同様である。ここでは詳細な構成及び動作の説明を省略する。
【００７９】
以上のように、実施の形態７によれば、車体１フロント部分の中央にフロント加速度センサ９６を備えてＥＣＵ２が衝突判定を行うようにしたので、簡素な構成として故障要因を少なくすると共にコストの低減が図れるという効果がある。
【００８０】
実施の形態８．
図２０は、この発明の実施の形態８による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、１００は右側バック加速度センサ、１０１は左側バック加速度センサ、１０２は右側バック加速度センサ１００とＥＣＵ２とを接続する右側バック加速度センサ用通信ケーブル、１０３は左側バック加速度センサ１０１とＥＣＵ２とを接続する左側バック加速度センサ用通信ケーブルである。なお、図２０に示した車体１には、図１に示したものと同様に図示されない運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が備えられている。また、図１に示した車体１と同様に、車体１の全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下方向をＺ方向と仮定する。
【００８１】
このように、実施の形態８による乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態１ないし実施の形態４において説明した右側フロント加速度センサ４、左側フロント加速度センサ５、及びＥＣＵ加速度センサ３を備えた構成に、車体１後方部にＸ方向の加速度を検出する右側バック加速度センサ１００及び左側バック加速度センサ１０１を加えて構成したものである。また、実施の形態８による乗員保護装置の起動判定装置に用いられるＥＣＵ２は、右側フロント加速度センサ４または左側フロント加速度センサ５によって検出された各フロント加速度を処理する積分器１０ａ〜１０ｆ、右側衝突力演算手段２０、左側衝突力演算手段２１、右側変化率演算手段７０、左側変化率演算手段７１、及び各実施の形態において説明された左右の閾値判定手段と同様に、右側バック加速度センサ１００及び左側バック加速度センサ１０１によって検出された各バック加速度を処理する各手段を備えている。
【００８２】
次に、動作について説明する。
実施の形態８による乗員保護装置の起動判定装置は、右側バック加速度センサ１００及び左側バック加速度センサ１０１によって検出された左右のバック加速度を示す信号をＥＣＵ２へ入力し、右側フロント加速度センサ４または左側フロント加速センサ５によって検出された左右のフロント加速度と同様に演算処理を行い、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９の起動判定を行う。ここでは実施の形態１ないし実施の形態５において説明したＥＣＵ２の処理動作と同様に行われる詳細な動作説明を省略する。
【００８３】
以上のように、実施の形態８によれば、車体１のフロント部に右側フロント加速度センサ４及び左側フロント加速度センサ５を、また車体中央部にＥＣＵ加速度センサ３を、また車体後方部に右側バック加速度センサ１００及び左側バック加速度センサ１０１を備えたので、車体１の前方衝突だけでなく後方衝突についても衝突力が推定でき、衝突形態に適した衝突判定ができるという効果がある。
【００８４】
実施の形態９．
図２１は、この発明の実施の形態９による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、１１０は車体フロント部フレーム構造体、１１１は右側フロント力センサ、１１２は左側フロント力センサ、１１３は右側フロント力センサ１１１とＥＣＵ２とを接続する右側フロント力センサ用通信ケーブル、１１４は左側フロント力センサ１１２とＥＣＵ２とを接続する左側フロント力センサ用通信ケーブルである。なお、図２１に示した車体１には、図１に示したものと同様に図示されない運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が備えられている。また、図１に示した車体１と同様に、車体１の全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下方向をＺ方向と仮定する。
【００８５】
このように、実施の形態９による乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態１ないし実施の形態４において説明した右側フロント加速度センサ４、左側フロント加速度センサ５に代えて、車体１フロント部を構成する車体フロント部フレーム構造体１１０の左右側方部位に、Ｘ方向に作用する衝突力を検出する右側フロント力センサ１１１及び左側フロント力センサ１１２を備えたものである。
【００８６】
次に、動作について説明する。
実施の形態９による乗員保護装置の起動判定装置は、右側フロント力センサ１１１及び左側フロント力センサ１１２を用いて車体１に加えられた衝突力を測定し、この測定値を入力したＥＣＵ２が、実施の形態１ないし実施の形態４において説明したＥＣＵ２と同様に閾値判定及び衝突判定を行い、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９を展開させるもので、ここでは当該ＥＣＵ２の詳細な動作説明を省略する。
【００８７】
ＥＣＵ加速度センサ３が検出したＥＣＵ加速度信号１１から、例えば積分器１０ａによってＥＣＵ速度信号１２を求め、さらにＥＣＵ速度信号１２から積分気１０ｂによってＥＣＵ変位信号１３を求める。これらのＥＣＵ加速度信号１１、ＥＣＵ速度信号１２、ＥＣＵ変位信号１３及び右側フロント力センサ１１１から出力された衝突力を右側衝突力演算手段２０へ入力し、右側衝突力推定値を所定の演算によって求める。あるいは右側フロント力センサ１１１から出力された右側フロント衝突力を、例えば直接右側閾値判定手段２４へ入力する。右側閾値判定手段２４以降の処理・動作は実施の形態１ないし実施の形態４と同様あるいは相当するように行われる。これは左側フロント力センサ１１２から出力された左側フロント衝突力についても同様に処理・動作がなされ、衝突判定手段２８が行う衝突判定に用いられる。
【００８８】
以上のように、実施の形態９によれば、車体フロント部フレーム構造体１１０に右側フロント力センサ１１１及び左側フロント力センサ１１２を備えたので、直接車体１に加えられた衝突力が測定でき、測定精度が良好になることから様々な衝突形態に応じて適切な衝突判定を短時間で行えるという効果がある。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るように構成したので、対向車両や電柱と車体前面の半分が衝突した場合や、壁面に車体が斜めに衝突した場合を的確に検出して乗員保護装置を起動させることができるという効果がある。
【００９０】
この発明によれば、制御手段に右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、衝突判定手段が右側衝突力経時変化率及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させるように構成したので、衝突した対象物を判定して適切な乗員保護装置の起動判定が行なえるという効果がある。
【００９１】
この発明によれば、制御手段に予め各衝突形態を示す加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の経時変化率を記憶している衝突形態識別手段を備え、右側フロント加速度センサ、左側フロント加速度センサ、及び中央部加速度センサからそれぞれ検出された加速度と、当該加速度から求めた各速度及び各変位と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値と、右側変化率演算手段から出力された右側衝突力経時変化率と、左側変化率演算手段から出力された左側衝突力経時変化率が入力された衝突力演算手段が、自ら記憶している各内容と比較して衝突形態を判定し、衝突判定手段が衝突形態識別手段の判定結果に基づいて乗員保護装置の起動を制御するように構成したので、様々な衝突形態に応じて適切な乗員保護装置の起動判定を短時間で行うことができるという効果がある。
【００９２】
この発明によれば、制御手段に右側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する右側波形時間差演算手段と、左側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する左側波形時間差演算手段とを備え、衝突判定手段が右側波形時間差演算手段と左側波形時間差演算手段との演算結果に基づいて衝突形態を分類するように構成したので、硬い物体への前面衝突と他の車両等の柔らかい物体への衝突が的確に判定できるという効果がある。
【００９３】
この発明によれば、制御手段に右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、衝突判定手段が右側衝突力推定値、左側衝突力推定値、右側衝突力経時変化率、及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させるように構成したので、演算量を少なくすることで各演算手段の負担を低減することができるという効果がある。
【００９４】
この発明によれば、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るように構成したので、対向車両や電柱と車体前面の半分が衝突した場合や、壁面に車体が斜めに衝突した場合を的確に検出して乗員保護装置を起動させることができるという効果がある。
【００９５】
この発明によれば、車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るように構成したので、コスト低減を図ると共に装置構成を簡素化することで故障要因を縮小することができるという効果がある。
【００９６】
この発明によれば、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体右側バック部の衝突を検出する右側バック加速度センサと、車体左側バック部の衝突を検出する左側バック加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成る構成としたので、車体後方部に衝突が生じた場合にも適切な衝突判定を行うことができるという効果がある。
【００９７】
この発明によれば、車体右側フロント部の衝突力を検出する右側フロント力センサと、車体左側フロント部の衝突力を検出する左側フロント力センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が中央部加速度センサの検出結果から車両に加えられた衝突力を推定する衝突力演算手段と、右側フロント力センサから出力された衝突力と左側フロント力センサから出力された衝突力と衝突力演算手段の演算結果とを用いて車体の衝突判定を行う衝突判定手段から成る構成としたので、衝突力を直接測定することにより、様々な衝突形態に応じて精度よく短時間で適切な衝突判定を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置が行う衝突判定の対象となる衝突形態を示す説明図である。
【図６】実施の形態１による乗員保護装置を備えた車両が衝突したときに作用する要素をモデル化した説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２による車両の乗員保護装置の起動判断装置の構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】衝突によって車体に加わる力の時間変化を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態４による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】衝突形態により車体の各部分で検出される加速度の経時変化を示す説明図である。
【図１６】衝突力と車体の各部分で検出される加速度との関係を示す説明図である。
【図１７】衝突力と車体の各部分で検出される加速度との関係を示す説明図である。
【図１８】この発明の実施の形態６による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図１９】この発明の実施の形態７による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態８による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２１】この発明の実施の形態９による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２２】従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 車体、２ ＥＣＵ（制御手段）、３ ＥＣＵ加速度センサ（中央部加速度センサ）、４ 右側フロント加速度センサ、５ 左側フロント加速度センサ、６右側フロント加速度センサ用通信ケーブル、７ 左側フロント加速度センサ用通信ケーブル、８ 運転席エアバッグ、９ 助手席エアバッグ、１０ 積分器、１１ ＥＣＵ加速度信号、１２ ＥＣＵ速度信号、１３ ＥＣＵ変位信号、１４右側フロント加速度信号、１５ 右側フロント速度信号、１６ 右側フロント変位信号、１７ 左側フロント加速度信号、１８ 左側フロント速度信号、１９左側フロント変位信号、２０ 右側衝突力演算手段、２１ 左側衝突力演算手段、２２ 右側衝突力推定値、２３ 左側衝突力推定値、２４ 右側閾値判定手段（衝突判定手段）、２５ 左側閾値判定手段（衝突判定手段）、２６ 右側閾値判定信号、２７ 左側閾値判定信号、２８ 衝突判定手段、２９ 一段目衝突判定信号、３０ 二段目衝突判定信号、３１ 一段目エアバッグ点火装置、３２二段目エアバッグ点火装置、３３ 一段目点火信号、３４ 二段目点火信号、３５ 衝突判定信号、３６ エアバッグ点火装置、３７ 点火信号、４０ 剛体、４１ 柱、４２ 車体模擬、４３ 大型動物、５０ 衝突物体、５１ 右側フロント衝突力、５２ 左側フロント衝突力、５３ 右側フロント等価質量、５４左側フロント等価質量、５５ 右側フロント等価ばね、５６ 右側フロント等価ダンパ、５７ 左側フロント等価ばね、５８ 左側フロント等価ダンパ、５９車体中央部等価質量、６０ 車体中央部等価ばね、６１ 車体中央部等価ダンパ、６２ 車体後方部等価質量、６３ 右側フロント等価変位、６４ 左側フロント等価変位、６５ 車体中央部変位、６６ 車体後方部変位、７０ 右側変化率演算手段、７１ 左側変化率演算手段、７２ 右側変化率信号、７３ 左側変化率信号、７４ 右側閾値判定手段（衝突判定手段）、７５ 左側閾値判定手段（衝突判定手段）、８０ 衝突形態識別手段、８１ 右側閾値切り替え信号、８２ 左側閾値切り替え信号、８３ 右側閾値判定手段（衝突判定手段）、８４ 左側閾値判定手段（衝突判定手段）、９０ 右側波形時間差演算手段、９１ 左側波形時間差演算手段、９２ 右側波形時間差信号、９３ 左側波形時間差信号、９４ 右側閾値判定手段（衝突判定手段）、９５ 左側閾値判定手段（衝突判定手段）、９６ 中央フロント加速度センサ、９７ 中央フロント加速度センサ用通信ケーブル、１００ 右側バック加速度センサ、１０１ 左側バック加速度センサ、１０２ 右側バック加速度センサ用通信ケーブル、１０３ 左側バック加速度センサ用通信ケーブル、１１０ 車体フロントフレーム構造体、１１１ 右側フロント力センサ、１１２ 左側フロント力センサ、１１３ 右側フロント力センサ用通信ケーブル、１１４ 左側フロント力センサ用通信ケーブル。
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の衝突を高い信頼性で検出して短時間のうちに起動判定を行う車両の乗員保護装置の起動判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２２は、従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置を示す説明図である。この図は、例えば特開平１０−９５３０５号公報に開示されている車両の乗員保護装置を備えた車両の上面を示すものである。図において、２００は乗員保護装置を備えた車両である。２０１は車両２００の中央部に取り付けられ、車両２００の加速度を検出する加速度検出装置である。２０２は車両２００の運転席に備えられ、加速度検出装置２０１から出力される衝突加速度信号に基づいて展開するフロントエアバッグである。２０３は車両２００の助手席に備えられ、衝突加速度信号に基づいて展開するフロントエアバッグ、２０４は加速度検出装置２０１に備えられた加速度センサである。
【０００３】
次に動作について説明する。
従来の乗員保護装置は、運転者の乗車変位に近い車体中央部に設置された加速度検出装置２０１に衝突加速度を検出する加速度センサ（Ｇセンサ）２０４を備えている。加速度検出装置２０１は、自ら備える加速度センサ２０４から出力された加速度検出信号に基づいて車両の速度等の状態を推定し、乗員保護装置のエアバッグ２０２，２０３を展開させるＯＮ／ＯＦＦの判定を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置は、以上のように構成されているので、車体中央部に一つだけ備えられた加速度センサにより、衝突加速度を検出しているので、車両の前面全体が同時に壁などに衝突する全面正突は良好に検出できるが、対向車両と自車両前面の半分だけ衝突するオフセット衝突や、電柱が車両前面の一部分に衝突するポール衝突、車体が斜めに壁面に衝突する斜突などを高い信頼性で検出して乗員保護装置を起動させることができないという課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、様々な車両の衝突状態を高い精度で検出し、衝突状況に適した乗員保護装置の起動判定を行う車両の乗員保護装置の起動判定装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るようにしたものである。
【０００７】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、制御手段に右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、衝突判定手段が右側衝突力経時変化率及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させるようにしたものである。
【０００８】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、制御手段に予め各衝突形態を示す加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の経時変化率を記憶している衝突形態識別手段を備え、右側フロント加速度センサ、左側フロント加速度センサ、及び中央部加速度センサからそれぞれ検出された加速度と、当該加速度から求めた各速度及び各変位と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値と、右側変化率演算手段から出力された右側衝突力経時変化率と、左側変化率演算手段から出力された左側衝突力経時変化率が入力された衝突力演算手段が、自ら記憶している各内容と比較して衝突形態を判定し、衝突判定手段が衝突形態識別手段の判定結果に基づいて乗員保護装置の起動を制御するものである。
【０００９】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、制御手段に右側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する右側波形時間差演算手段と、左側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する左側波形時間差演算手段とを備え、衝突判定手段が右側波形時間差演算手段と左側波形時間差演算手段との演算結果に基づいて衝突形態を分類するものである。
【００１０】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、制御手段に右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、衝突判定手段が右側衝突力推定値、左側衝突力推定値、右側衝突力経時変化率、及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させるものである。
【００１１】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るものである。
【００１２】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るものである。
【００１３】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体右側バック部の衝突を検出する右側バック加速度センサと、車体左側バック部の衝突を検出する左側バック加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るものである。
【００１４】
この発明に係る車両の乗員保護装置の起動判定装置は、車体右側フロント部の衝突力を検出する右側フロント力センサと、車体左側フロント部の衝突力を検出する左側フロント力センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が中央部加速度センサの検出結果から車両に加えられた衝突力を推定する衝突力演算手段と、右側フロント力センサから出力された衝突力と左側フロント力センサから出力された衝突力と衝突力演算手段の演算結果とを用いて車体の衝突判定を行う衝突判定手段から成るものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図において、１は車体、２はエアバッグ展開処理を行うエレクトリックコントロールユニット（以下、ＥＣＵと記載する）（制御手段）、３はＥＣＵ加速度センサ（中央部加速度センサ）、４は右側フロント加速度センサ、５は左側フロント加速度センサ、６は右側フロント加速度センサ４とＥＣＵ２とを接続する右側フロント加速度センサ用通信ケーブル、７は左側フロント加速度センサ５とＥＣＵ２とを接続する左側フロント加速度センサ用通信ケーブル、８は運転席エアバッグ、９は助手席エアバッグである。なお、車体１の車体全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下垂直方向をＺ方向と仮定する。
【００１６】
図示のようにＥＣＵ２は、車体１中央部の運転者が搭乗する座席近傍に取り付けられ、ＥＣＵ加速度センサ３を備えている。ＥＣＵ加速度センサ３は、車体１のＸ方向の加速度を検出するようにＥＣＵ２のプリント基板上に取り付けられている。車体１のフロント部の右側ヘッドランプ近傍には、右側フロント加速度センサ４が車体１のＸ方向の加速度を検出するように取り付けられている。同様に、車体１のフロント部の左側ヘッドランプ近傍には、左側フロント加速度センサ５が車体１のＸ方向の加速度を検出するように取り付けられている。右側フロント加速度センサ４の検出信号は、右側フロント加速度センサ用通信ケーブル６を介してＥＣＵ２に入力され、また左側フロント加速度センサ５の検出信号は、左側フロント加速度センサ用通信ケーブル７を介してＥＣＵ２に入力される。車体１の車室内には運転手を衝突の衝撃から保護する運転席エアバッグ８と、助手席搭乗者を衝突の衝撃から保護する助手席エアバッグ９が取り付けられている。
【００１７】
図２は、実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。図において、２はＥＣＵ、３はＥＣＵ加速度センサ、４は右側フロント加速度センサ、５は左側フロント加速度センサ、１０ａ〜１０ｆは一次遅れ要素で低域ドリフトを抑制した積分器、１１はＥＣＵ加速度信号、１２はＥＣＵ速度信号、１３はＥＣＵ変位信号、１４は右側フロント加速度信号、１５は右側フロント速度信号、１６は右側フロント変位信号、１７は左側フロント加速度信号、１８は左側フロント速度信号、１９は左側フロント変位信号、２０は右側衝突力演算手段、２１は左側衝突力演算手段、２２は右側衝突力推定値、２３は左側衝突力推定値、２４は右側閾値判定手段（衝突判定手段）、２５は左側閾値判定手段（衝突判定手段）、２６は右側閾値判定信号、２７は左側閾値判定信号、２８は衝突判定手段、２９は一段目衝突判定信号、３０は二段目衝突判定信号、３１は一段目エアバッグ点火装置、３２は二段目エアバッグ点火装置、３３は一段目点火信号、３４は二段目点火信号である。
【００１８】
次に、動作について説明する。
図３及び図４は、実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。図２に示した乗員保護装置の起動判定装置の動作を、図３及び図４のフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ加速度センサ３は、車体１の中央部に生じたＸ方向の加速度を検出するとＥＣＵ加速度信号１１を出力する。ＥＣＵ２は、このＥＣＵ加速度信号１１を入力し（ステップＳＴ１０１）、当該ＥＣＵ加速度信号１１を積分器１０ａによって積分してＥＣＵ速度信号１２を求め（ステップＳＴ１０２）、さらにＥＣＵ速度信号１２を積分器１０ｂによって積分してＥＣＵ変位信号１３を求める（ステップＳＴ１０３）。
【００１９】
右側フロント加速度センサ４は、車体１の右側フロント部分に生じたＸ方向の加速度を検出すると右側フロント加速度信号１４を出力する。ＥＣＵ２は、この右側フロント加速度信号１４を入力し（ステップＳＴ１０４）、この右側フロント加速度信号１４を積分器１０ｃによって積分して右側フロント速度信号１５を求め（ステップＳＴ１０５）、さらに右側フロント速度信号１５を積分器１０ｄによって積分して右側フロント変位信号１６を求める（ステップＳＴ１０６）。
【００２０】
左側フロント加速度センサ５は、車体１の左側フロント部に生じたＸ方向の加速度を検出すると左側フロント加速度信号１７を出力する。ＥＣＵ２は、この左側フロント加速度信号１７を入力し（ステップＳＴ１０７）、この左側フロント加速度信号１７を積分器１０ｅによって積分して左側フロント速度信号１８を求め（ステップＳＴ１０８）、さらに左側フロント速度信号１８を積分器１０ｆによって積分して左側フロント変位信号１９を求める（ステップＳＴ１０９）。
【００２１】
右側衝突力演算手段２０は、ＥＣＵ加速度信号１１、ＥＣＵ速度信号１２、ＥＣＵ変位信号１３、右側フロント加速度信号１４、右側フロント速度信号１５、及び右側フロント変位信号１６を入力して演算を行い、右側衝突力推定値２２を求める（ステップＳＴ１１０）。同様に左側衝突力演算手段２１は、ＥＣＵ加速度信号１１、ＥＣＵ速度信号１２、ＥＣＵ変位信号１３、左側フロント加速度信号１７、左側フロント速度信号１８、及び左側フロント変位信号１９を入力して演算を行い、左側衝突力推定値２３を求める（ステップＳＴ１１１）。なお、ＥＣＵ加速度センサ３、右側フロント加速度センサ４、及び左側フロント加速度センサ５による検出動作が随時行われ、前述のステップＳＴ１０１〜ＳＴ１０９、その後のステップＳＴ１１０またはステップＳＴ１１１の過程が同時に、あるいは逐次処理され、上記説明の順に処理されるとは限らない。
【００２２】
右側衝突力推定値２２は逐次右側閾値判定手段２４へ入力され、また同様に左側衝突力推定値２３は逐次左側閾値判定手段２５へ入力される。右側閾値判定手段２４及び左側閾値判定手段２５には、各エアバッグの展開レベルを多段階に制御するように複数の閾値が設定されている。
【００２３】
右側閾値判定手段２４は、入力した右側衝突力推定値２２が所定の閾値レベルを超えているか否かを判定し、この判定結果を示す右側閾値判定信号２６を衝突判定手段２８へ出力する。また左側閾値判定手段２７は、入力した左側衝突力推定値２３が所定の閾値レベルを超えているか否かを判定し、この判定結果を示す左側閾値判定信号２７を衝突判定手段２８へ出力する。
【００２４】
図２に示した乗員保護装置の起動判定装置は、例えば、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９の展開レベルを二段階に制御する。右側閾値判定手段２４は、入力した右側衝突力推定値２２が二段目閾値を超えた値か否かを判定し（ステップＳＴ２０１）、この閾値を超えていれば当該閾値を超えた旨を示す右側閾値判定信号２６を衝突判定手段２８へ出力する。
【００２５】
右側閾値判定手段２４は、ステップＳＴ２０１の二段目閾値を超えたか否かの判定処理と共に、一段目閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ２０４）。一段目閾値を超えていれば当該閾値を超えた旨を示す右側閾値判定信号２６を衝突判定手段２８へ出力する。
【００２６】
なお、右側閾値判定手段２４がステップＳＴ２０１の判定処理において、右側衝突力推定値２２が二段目閾値を超えていないと判定した場合、またステップＳＴ２０４において、右側衝突力推定値２２が一段目閾値を超えていないと判定した場合には、ＥＣＵ２はＥＣＵ加速度信号１１の入力（ステップＳＴ１０１）、右フロント加速度信号１４の入力（ステップＳＴ１０４）、左フロント加速度信号１７の入力（ステップＳＴ１０７）の各過程と、それ以降の過程を順次繰り返す。
【００２７】
左側閾値判定手段２５は、入力した左側衝突力推定値２３について前述の右側閾値判定手段２４と同様に判定処理を行い、左側閾値判定信号２７を衝突判定手段２８へ出力する。なお、左側閾値判定手段２５が、いずれの閾値も超えていないと判定した場合には、ＥＣＵ２はＥＣＵ加速度信号の入力（ステップＳＴ１０１）、右側フロント加速度信号の入力（ステップＳＴ１０４）、左側フロント加速度信号の入力（ステップＳＴ１０７）の各過程と、それ以降の過程を順次繰り返す。
【００２８】
衝突判定手段２８は、右側閾値判定信号２６と左側閾値判定信号２７とを入力して論理演算を行い、右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７のいずれか一方または両方が一段目閾値を越えた旨を示している場合には、一段目点火装置３１をＯＮとする一段目衝突判定信号２９を出力し（ステップＳＴ２０５）、また、右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７のいずれか一方または両方が、二段目閾値を超えた旨を示している場合には、一段目点火装置３１をＯＮとする一段目衝突判定信号２９と、二段目点火装置３２をＯＮとする二段目衝突判定信号３０とを出力する（ステップＳＴ２０２）。
【００２９】
衝突判定手段２８は、入力した右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７が、いずれも一段目閾値を超えていない場合には、一段目衝突判定信号２９及び二段目衝突判定信号３０を、乗員保護装置を起動させないＯＦＦ信号として出力する。また入力した右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７の、いずれか一方、あるいは両方が一段目閾値を超えている場合には、一段目衝突判定信号２９のみ乗員保護装置を起動させるＯＮ信号とし、二段目衝突判定信号３０をＯＦＦ信号として出力する。また入力した右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７の、いずれか一方、あるいは両方が二段目閾値を超えている場合には、一段目衝突判定信号２９及び二段目衝突判定信号３０をＯＮ信号として出力する。
【００３０】
一段目衝突判定信号２９がＯＮ信号になると一段目点火装置３１が作動し、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９が一段目のレベルで展開される（ステップＳＴ２０６）。このように車体１に加えられた衝撃が中程度の場合には、多少緩くエアバッグを膨らませて搭乗者を保護する。また、一段目衝突判定信号２９及び二段目衝突判定信号３０がＯＮ信号になると、一段目点火装置３１及び二段目点火装置３２が作動し、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９が一段目及び二段目のレベルで展開される（ステップＳＴ２０３）。このように車体１に大きな衝撃が加えられた場合には、最大限に運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９とを膨らませて搭乗者を保護する。
【００３１】
図５は、実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置が行う衝突判定の対象となる衝突形態を示す説明図である。図において、１は車体、４０はコンクリートなどの剛体、４１は剛性を有する円柱状の柱、４２はアルミハニカムなどの車体模擬、４３は大型動物である。図５（ａ）は、車体１が壁状の剛体４０に正面から衝突する正突を示すものである。図５（ｂ）は、コンクリートブロックなどのような形状をした剛体４０に、車体１のフロント部の左右いずれか半分が衝突するＯｆｆｓｅｔ Ｒｉｇｉｄ Ｂａｒｒｉｅｒ（以下、ＯＲＢと記載する）衝突を示すものである。図５（ｃ）はラフロード走行を示すものである。図５（ｄ）は、コンクリートや大型トラックなどの剛体４０と衝突した際に、例えば大型トラックの下側に車体１が潜り込むアンダーライド衝突を示すものである。
【００３２】
図５（ｅ）は、電柱などの柱４１に正面から衝突するポール突を示すものである。図５（ｆ）は、電柱などの柱４１が車体１の中央から左右いずれかにそれて衝突するオフセットポール突である。図５（ｇ）は、コンクリートの壁などの剛体４０に車体１が斜めに衝突する斜突を示すものである。図５（ｈ）は、反対車線を対向して走ってきた（壁などに比べて柔らかい）車体１とフロント部の半分が正面衝突するＯｆｆｓｅｔ Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｂａｒｒｉｅｒ（以下、ＯＤＢと記載する）衝突を示すものである。図５（ｉ）は、牛や馬などの大型動物４３と正面衝突する動物衝突を示すものである。これらの様々な衝突形態により、搭乗者へ加わる衝撃レベルは一様でないことから、その衝撃レベルに応じてエアバッグの展開時間と展開レベルを制御する必要がある。
【００３３】
次に、図２に示した右側衝突力演算手段２０及び左側衝突力演算手段２１が行う演算の一例を説明する。
図６は、実施の形態１による乗員保護装置を備えた車両１が衝突したときに作用する要素をモデル化した説明図である。これは図１に示した車体１を四つの質点と各ばね・ダンパでモデル化したものである。図において、５０は壁や対向車などの衝突物体、５１はｆ１の値を有する右側フロント衝突力、５２はｆ２の値を有する左側フロント衝突力、５３はｍ１の値を有する右側フロント等価質量、５４はｍ２の値を有する左側フロント等価質量、５５はｋ１の定数値を有する右側フロント等価ばね、５６はｃ１の定数値を有する右側フロント等価ダンパ、５７はｋ２の定数値を有する左側フロント等価ばね、５８はｃ２の定数値を有する左側フロント等価ダンパ、５９はｍ３の値を有する車体中央部等価質量、６０はｋ３の定数値を有する車体中央部等価ばね、６１はｃ３の定数値を有する車体中央部等価ダンパ、６２はｍ４の値を有する車体後方部等価質量、６３はｘ１の値を有する右側フロント変位、６４はｘ２の値を有する左側フロント変位、６５はｘ３の値を有する車体中央部変位、６６はｘ４の値を有する車体後方部変位である。このように車体１のモデルを仮定した場合、車体１が壁などの衝突物体５０に衝突するときの運動方程式は、次の（１）式で記述される。
【数１】
（１）式の第一式より、右側フロント加速度の値に右側フロント等価質量５３の値ｍ１を乗じた第一項と、右側フロント速度の値と車体中央部速度の値との差分に右側フロント等価ダンパ５６の定数値ｃ１を乗じた第二項と、右側フロント変位６３の値ｘ１と車体中央部変位６５の値ｘ３との差分に右側フロント等価ばね５５の定数値ｋ１を乗じた第三項とを加算することで、右側衝突力推定値２２に相当する右側フロント衝突力５１の値ｆ１が求められる。
【００３５】
同様に、（１）式の第二式より、左側フロント加速度の値に左側フロント等価質量５４の値ｍ２を乗じた第一項と、左側フロント速度の値と車体中央部速度の値との差分に左側フロント等価ダンパ５８の定数値ｃ２を乗じた第二項と、左側フロント変位６４の値ｘ２と車体中央部変位６５の値ｘ３との差分に左側フロント等価ばね５７の定数値ｋ２を乗じた第三項とを加算することで、左側衝突力推定値２３に相当する左側フロント衝突力５２の値ｆ２が求められる。なお、車体１の中央部に発生する衝突力は（１）式の第三式から、また車体１の後方部に発生する衝突力は（１）式の第四式からわかるように“０”の値となる。
【００３６】
以上のように、実施の形態１によれば、車体１に右側フロント加速度センサ４と左側フロント加速度センサ５とを備えたので、車体１が衝突した際に発生する右側フロント部の衝突力推定値５１の値ｆ１と、左側フロント部の衝突力推定値５２の値ｆ２とを演算で求めることができ、様々な衝突形態において、搭乗者に加えられる衝撃レベルを適正に判定してエアバッグの多段展開を適確に制御できるという効果がある。
【００３７】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。図２に示すものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、３５は衝突判定信号、３６はエアバッグ点火装置、３７は点火信号、７０は右側変化率演算手段、７１は左側変化率演算手段、７２は右側変化率信号、７３は左側変化率信号、７４は右側フロント加速度センサ４の検出結果から求めた右側変化率信号７２に応じて閾値を変更する右側閾値判定手段（衝突判定手段）、７５は左側フロント加速度センサ５の検出結果から求めた左側変化率信号７３に応じて閾値を変更する左側閾値判定手段（衝突判定手段）である。
【００３８】
なお、図７では図示を簡略化するため、衝突判定手段２８から一段展開の衝突判定信号３５を出力し、エアバッグ点火装置３６が衝突判定信号３５に基づいて点火信号３７を運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９に出力する構成を例示しているが、図２に示す衝突判定手段２８のように、多段展開の衝突判定を行って一段目点火装置３１及び二段目点火装置３２の制御を行うように構成してもよい。
【００３９】
次に動作について説明する。
図８及び図９は、実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。図３及び図４に示したフローチャートと同一あるいは相当する過程に同じ符号を付し、その過程の動作説明を省略する。実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置は、図３及び図４に示したステップＳＴ１０１〜ＳＴ１１１の過程と同様に処理を行い、右側衝突力演算手段２０を用いて右側衝突力推定値２２を求めた後（ステップＳＴ１１０）、当該右側衝突力推定値２２を右側変化率演算手段７０へ入力し、所定の演算により車体１の右側フロント部に加えられた衝突力の経時変化を示す右側変化率信号７２を求める（ステップＳＴ３０１）。
【００４０】
また、左側衝突力演算手段２１を用いて左側衝突力推定値２３を求めた後（ステップＳＴ１１１）、当該左側衝突力推定値２３を左側変化率演算手段７１へ入力し、所定の演算により車体１の左側フロント部に加えられた衝突力の経時変化を示す左側変化率信号７３を求める（ステップＳＴ３０２）。
【００４１】
右側閾値判定手段７４は、右側衝突力演算手段２０から右側衝突力推定値２２を入力し、また右側変化率演算手段７０から右側変化率信号７２を入力して、右側変化率信号７２が示す変化率Ｇｒ１に基づいて、後述するように閾値を変化させ、右側衝突力推定値２２の値ｆ１が当該閾値を超えたか否かを判定する。また同様に、左側閾値判定手段７５は、左側衝突力演算手段２１から左側衝突力推定値２３を入力し、また左側変化率演算手段７１から左側変化率信号７３を入力して、左側変化率信号７３が示す変化率Ｇｒ２に基づいて閾値を変化させ、左側衝突力推定値２３の値ｆ２が当該閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ３０３）。
【００４２】
右側閾値判定手段７４及び左側閾値判定手段７５において、各衝突推定値が閾値を超えていないと判定された場合には、ＥＣＵ２はＥＣＵ加速度信号１１の入力（ステップＳＴ１０１）、右側フロント加速度信号１４の入力（ステップＳＴ１０４）、左側フロント加速度信号１７の入力（ステップＳＴ１０７）の各過程と、それ以降の過程を順次繰り返す。
【００４３】
右側閾値判定手段７４は、ステップＳＴ３０３において、右側衝突力推定値２２が閾値を超えていると判定した場合には、閾値を超えた旨を示す右側閾値判定信号２６を出力する。同様に左側閾値判定手段７５は、ステップＳＴ３０３において、左側衝突力推定値２３が閾値を超えていると判定した場合には、閾値を超えた旨を示す左側閾値判定信号２７を出力する。
【００４４】
図７に示す衝突判定手段２８は、右側閾値判定信号２６と左側閾値判定信号２７とを入力して論理演算を行い、右側閾値判定信号２６及び左側閾値判定信号２７のいずれか一方または両方が閾値を越えた旨を示している場合には、エアバッグ点火装置３６をＯＮとする衝突判定信号３５を出力する（ステップＳＴ３０４）。ＯＮを指示する衝突判定信号３５を入力したエアバッグ点火装置３６は、点火信号３７を出力し、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９を展開させる（ステップＳＴ３０５）。
【００４５】
次に、右側閾値判定手段７４及び左側閾値判定手段７５において行われる判定処理を説明する。
図１０は、車体１に加えられた衝突力の経時変化を示す説明図である。図１０（ａ）は低速正突系の衝突として、硬い壁などに車体１のフロント部分が正面から低速で衝突した場合に車体１に加えられる力の経時波形を示し、図１０（ｂ）は高速ＯＤＢ系の衝突として、対向車との正面衝突などのように、柔らかい相手と高速で衝突した場合に車体１に加えられる力の経時波形を示したものである。車体１に加えられた衝撃の大きさは、図１０（ａ），（ｂ）に斜線部で示した力の経時変化を示す波形の面積、即ち積分値で表される。なお、図１０（ａ），（ｂ）に示したグラフの縦軸に示す力の単位は、例えばニュートン［Ｎ］で、横軸の時間の単位は、例えば秒［ｓｅｃ．］である。
【００４６】
図１０（ａ）に示す低速正突系の力の最大値Ｆ１は、図１０（ｂ）に示す高速ＯＤＢ系の最大値Ｆ２に比べて大きいが、低速正突系は力が加えられている時間がτ１で、高速ＯＤＢ系で力が加えられている時間τ２に比べて短い。つまり、図１０（ａ）に示す面積Ｓ１は、図１０（ｂ）に示す面積Ｓ２に比べて小さくなる。このような２種類の衝突系において、搭乗者が受ける衝撃は高速ＯＤＢ系の衝突が低速正突系の衝突に比べて明らかに大きい。エアバッグ展開を司る衝突判定は、例えば低速正突系ではエアバッグ展開ＯＦＦ、高速ＯＤＢ系ではエアバッグ展開ＯＮとなるように判定することが望ましい。
【００４７】
エアバッグの起動判定を力の最大値Ｆ１，Ｆ２に基づいて行うと、低速正突系の最大値Ｆ１が、高速ＯＤＢ系の最大値Ｆ２より大きいことから好ましくない判定結果が得られる。また、面積Ｓ１と面積Ｓ２を比較すると面積Ｓ２が明らかに大きいことから、好ましい判定結果が得られる反面、面積Ｓ２が求められるまで時間が掛かることから速やかな判定が難しくなる。
【００４８】
実施の形態２の乗員保護装置の起動判定装置では、図１０に示すように力の経時変化波形の傾き、即ち力の時間成分の変化率に着目して起動判定を行う。図１０（ａ）に示す波形の傾きＧｒａと、図１０（ｂ）に示す波形の傾きＧｒｂとを比較すると、明らかに傾きＧｒａが傾きＧｒｂより大きく、急峻な変化を示している。このような条件を衝突判定に加味して、例えば、力の傾き、即ち変化率Ｇｒが大きい場合は硬いものに衝突したと判定し、衝突判定の閾値を上げる。一方、力の変化率Ｇｒが小さい場合は柔らかいものに衝突したと判定して、衝突判定の閾値を下げるように処理すると、適切で俊敏なエアバッグの起動が可能となる。
【００４９】
以上のように、実施の形態２によれば、衝突力の時間成分の変化率を求める右側変化率演算手段７０及び左側変化率演算手段７１と、衝突力の変化率に基づいて閾値を変化させて衝突力推定値の判定を行う右側閾値判定手段７４及び左側閾値判定手段７５とを備えたので、車両が壁などの硬いものに衝突したのか、対向車線を走行してきた車両などの柔らかいものに衝突したのかを判定して、短時間で衝突形態に応じた乗員保護装置の起動判定が可能になるという効果がある。
【００５０】
実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。図２及び図７に示した乗員保護装置の起動判断装置と同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、８０は衝突形態識別手段、８１は右側閾値切り替え信号、８２は左側閾値切り替え信号、８３は右側閾値判定手段（衝突判定手段）、８４は左側閾値判定手段（衝突判定手段）である。
【００５１】
なお、図１１では図示を簡略化するため、図７に示したものと同様に衝突判定手段２８から一段展開の衝突判定信号３５を出力し、エアバッグ点火装置３６が衝突判定信号３５に基づいて点火信号３７を運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９に出力する構成を例示しているが、図２に示す衝突判定手段２８のように、多段展開の衝突判定を行って一段目点火装置３１及び二段目点火装置３２の制御を行うように構成してもよい。
【００５２】
次に、動作について説明する。
図１２及び図１３は、実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。図３及び図４、また図８及び図９に示したフローチャートと同一あるいは相当する過程に同じ符号を付し、その過程の動作説明を省略する。
【００５３】
実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置は、図８及び図９に示したステップＳＴ１０１から、ステップＳＴ３０１・ステップＳＴ３０２までの過程を前述のように処理し、ＥＣＵ加速度センサ３から取得したＥＣＵ加速度信号１１、積分器１０ａによって求めたＥＣＵ速度信号１２、積分器１０ｂによって求めたＥＣＵ変位信号１３、右側フロント加速度センサ４から取得した右側フロント加速度信号１４、積分器１０ｃによって求めた右側フロント速度信号１５、積分器１０ｄによって求めた右側フロント変位信号１６、左側フロント加速度センサ５から取得した左側フロント加速度信号１７、積分器１０ｅによって求めた左側フロント速度信号１８、積分器１０ｆによって求めた左側フロント変位信号１９、右側衝突力演算手段２０によって求めた右側衝突力推定値２２、左側衝突力演算手段２１によって求めた左側衝突力推定値２３、右側変化率演算手段７０によって求めた右側変化率信号７２、及び左側変化率演算手段７１によって求めた左側変化率信号７３を衝突形態識別手段８０へ入力し（図１１では、衝突形態識別手段８０へ入力される各入力信号線の図示を省略する）、当該衝突形態識別手段８０において、自ら記憶している各衝突形態と対応させた加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の時間成分の変化率と前記各信号が示す値とを比較し、また所定の演算を行うことにより各加速度センサの検出結果が、いかなる衝突形態に該当するか判定する（ステップＳＴ４０１）。
【００５４】
衝突形態識別手段８０は、例えば図５に示した衝突形態の中から該当するものを選択し、当該衝突形態に適した閾値を演算によって求め、この閾値への変更を指示する右側閾値切り替え信号８１と左側閾値切り替え信号８２とを生成する（ステップＳＴ４０２）。右側閾値判定手段８３は、右側閾値切り替え信号８１を入力して、判定に用いる閾値を衝突形態に適したものに変更し、また右側変化率信号７２を用いて右側衝突力推定値２２が当該閾値を超えたか否かを判定する。また同様に、左側閾値判定手段８４は、左側閾値切り替え信号８２を入力して、判定に用いる閾値を衝突形態に適したものに変更し、また左側変化率信号７３を用いて左側衝突力推定値２３が当該閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳＴ３０３）。当該閾値を超えていない場合には、ＥＣＵ２はＥＣＵ加速度信号１１の入力（ステップＳＴ１０１）、右フロント加速度信号１４の入力（ステップＳＴ１０４）、左フロント加速度信号１７の入力（ステップＳＴ１０７）の各過程と、それ以降の過程を順次繰り返す。
【００５５】
右側閾値判定手段８３及び左側閾値判定手段８４において、閾値を超えていると判定された場合には、前述の説明と同様に閾値を超えた旨を示す右側閾値判定信号２６・左側閾値判定信号２７が、それぞれの閾値判定手段から出力され、衝突判定手段２８によってエアバッグ点火装置３６をＯＮとする衝突判定信号３５が生成され（ステップＳＴ３０４）、エアバッグ点火装置３６によって運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が展開される（ステップＳＴ３０５）。
【００５６】
以上のように、実施の形態３によれば、様々な衝突形態を示す加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の経時変化率を記憶しておき、各加速度センサから検出された信号と記憶されているものとを比較演算して衝突形態を判定し、また、判定した衝突形態に適した閾値を演算によって求め、右側閾値判定手段８３及び左側閾値判定手段８４において用いられる閾値を衝突形態に適したものへ変更させる衝突形態識別手段８０を備えたので、適切な衝突判定を短時間で行うことができるという効果がある。
【００５７】
実施の形態４．
図１４は、この発明の実施の形態４による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。図２、図７、及び図１１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、９０は右側波形時間差演算手段、９１は左側波形時間差演算手段、９２は右側波形時間差信号、９３は左側波形時間差信号、９４は右側閾値判定手段（衝突判定手段）、９５は左側閾値判定手段（衝突判定手段）である。
【００５８】
なお、図１４では図示を簡略化するため、図７に示したものと同様に衝突判定手段２８から一段展開の衝突判定信号３５を出力し、エアバッグ点火装置３６が衝突判定信号３５に基づいて点火信号３７を運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９に出力する構成を例示しているが、図２に示す衝突判定手段２８のように、多段展開の衝突判定を行って一段目点火装置３１及び二段目点火装置３２の制御を行うように構成してもよい。
【００５９】
次に、動作について説明する。
実施の形態４による乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態３で説明したものに右側波形時間差演算手段９０と左側波形時間差演算手段９１とを備えたもので、その他の部分の動作は実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置と同様である。ここでは、実施の形態３において説明したものと同様な処理動作の説明を省略し、実施の形態４による乗員保護装置の起動判定装置の特徴となる動作について説明する。
【００６０】
右側波形時間差演算手段９０は、右側フロント加速度センサ４から右側フロント加速度信号１４を取得し、またＥＣＵ加速度センサ３からＥＣＵ加速度信号１１を取得して、当該各加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形を求め、例えば、ＥＣＵ加速度信号１１がピーク値となった時間と右側フロント加速度信号１４がピーク値となった時間との差を演算して右側波形時間差信号９２を生成する。また同様に、左側波形時間差演算手段９１は、左側フロント加速度センサ５から左側フロント加速度信号１７を取得し、またＥＣＵ加速度センサ３からＥＣＵ加速度信号１１を取得して、当該各加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形を求め、例えば、ＥＣＵ加速度信号１１がピーク値となった時間と左側フロント加速度信号１７がピーク値となった時間との差を演算して左側波形時間差信号９３を生成する。
【００６１】
右側閾値判定手段９４は、右側波形時間差信号９２を入力し、右側変化率演算手段７０から右側変化率信号７２を入力して、また衝突形態識別手段８０から右側閾値切り替え信号８１を入力して、当該入力した各信号に基づいて閾値を変更し、右側衝突力推定値２２が当該閾値を超えたか否かを判定する。また同様に、左側閾値判定手段９５は、左側波形時間差信号９３を入力し、左側変化率演算手段７１から左側変化率信号７３を入力して、また衝突形態識別手段８０から左側閾値切り替え信号８２を入力して、当該入力した各信号に基づいて閾値を変更し、左側衝突力推定値２３が当該閾値を超えたか否かを判定する。
【００６２】
次に、各加速度センサが検出した加速度を示す加速度波形の時間差に基づいて行う衝突形態の判定を説明する。
図１５は、衝突形態により車体１の各部分で検出される加速度の経時変化を示す説明図である。図１５（ａ）は車体が硬い物体と正面衝突する正突系の衝突において、また図１５（ｂ），（ｃ）は柔らかい物体あるいは柱などに車体の一部が衝突するソフトクラッシュ系の衝突において、ＥＣＵ加速度センサ３によって検出される加速度と右側フロント加速度センサ４・左側フロント加速度センサ５によってそれぞれ検出される加速度の経時変化を表す波形を示したものである。衝突形態毎に図示した波形の比較結果を次の表１にまとめて記載する。
【表１】
図１５及び表１からわかるように、例えば（ａ）正突系と（ｂ）ソフトクラッシュ系（センターポール突，アンダーライド突）とを比較すると、右側フロント加速度・左側フロント加速度は同様に経時変化し差異が明確に現れない。またＥＣＵ加速度は、（ａ）正突系の衝突では衝突初期から加速度波形が大きくなるが、（ｂ）ソフトクラッシュ系（センターポール突，アンダーライド突）の衝突では加速度波形が衝突初期で小さく、衝突中期になって大きくなる。このように、車体１のフロント部に備えられた右側フロント加速度センサ４・左側フロント加速度センサ５によって検出された加速度波形と、車体１の中央部に備えられたＥＣＵ加速度センサ３によって検出された加速度波形との時間差、即ち位相差により代表的な衝突形態が分類できる。また、右側フロント加速度センサ４によって検出された加速度波形と、左側フロント加速度センサ５によって検出された加速度波形とを比較することによって、図１５及び表１に示したようにソフトクラッシュ系のうち、（ｂ）のセンターポール突，アンダーライド突と、（ｃ）のオフセットポール突，斜突，ＯＤＢ突とを識別することができる。
【００６４】
図１６及び図１７は、衝突力と車体１の各部分で検出される加速度との関係を示す説明図である。図１６（ａ）は、衝突によって車体１のフロント部分に加えられる衝突力の経時変化を示したもので、時間τの間にピーク値ｆ１を有する正弦波の半波のように変化する衝突力を表している。図１６（ｂ）は、車体１を簡単な二つの質点でモデル化した車体モデルを示したものである。
【００６５】
図１７は、図１６（ａ）に示した正弦半波状の衝突力ｆ１が、図１６（ｂ）に示した車体モデルの車体フロント部に加えられた際に、車体フロント部に発生する加速度の経時変化と車体中央部に発生する加速度の経時変化を示したものである。図１７（ａ）は高速正突をシミュレーションしたもので、半波時間τが２ｍｓと短い間衝突力が加えられた場合の解析結果を示したものである。ここでは数値例としてｍ１＝１００ｋｇ、ｍ２＝１０００ｋｇ、一次固有振動数ｆｎ＝１００Ｈｚ、減衰比ζ＝０．２としている。図１７（ｂ）はソフト衝突をシミュレーションしたもので、半波時間τが１０ｍｓと長い間衝突力が加えられた場合の解析結果を示したものである。
【００６６】
図１７（ａ），（ｂ）からわかるように、半波時間τが長いほど、つまり車体１に長い間衝突力が加えられると、車体フロント部に発生する加速度ピーク値と車体中央部に発生する加速度ピーク値との時間差、即ち位相差が大きくなる。このことから衝突形態が判定できる。
【００６７】
以上のように、実施の形態４によれば、右側フロント加速度センサ４が検出する加速度の経時変化を示す波形とＥＣＵ加速度センサ３が検出する加速度の経時変化を示す波形の時間差を演算する右側波形時間差演算手段９０と、左側フロント加速度センサ５が検出する加速度の経時変化を示す波形とＥＣＵ加速度センサ３が検出する加速度の経時変化を示す波形の時間差を演算する左側波形時間差演算手段９１とを備えたので、硬い物体への前面衝突と他の車体など柔らかい物体への衝突とを適確に識別して衝突判定が行えるという効果がある。
【００６８】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５による車両の乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態１ないし実施の形態４で説明した、いずれかの乗員保護装置の起動判定装置のように構成されるもので、ここでは構成の説明を省略する。
【００６９】
次に動作について説明する。
ここでは実施の形態１ないし実施の形態４で説明したものと同様な動作について、その説明を省略し、実施の形態５による乗員保護装置の起動判定装置の特徴となる動作を説明する。
【００７０】
実施の形態５による乗員保護装置の起動判定装置が備える右側衝突力演算手段２０、左側衝突力演算手段２１、右側変化率演算手段７０、及び左側変化率演算手段７１において行われる演算を、次の（２）式に示す。
【数２】
【００７１】
右側変化率演算手段７０は、（２）式の第三式に示すように右側フロント加速度信号１４が示す値からＥＣＵ加速度信号１１が示す値を減算した値と、図６に示す右側フロント等価ダンパ５６の定数ｃ１との積を求め、右側変化率信号７２が示す値Ｇｒ１を算出する。同様に、左側変化率演算手段７１は、（２）式の第四式に示すように左側フロント加速度信号１７が示す値からＥＣＵ加速度信号１１が示す値を減算した値と、図６に示す左側フロント等価ダンパ５８の定数ｃ２との積を求め、左側変化率信号７３が示す値Ｇｒ２を算出する。
【００７２】
このように、（２）式を用いて求めたｆ１、ｆ２、Ｇｒ１、及びＧｒ２の各値は、厳密に演算した場合の値に近似するものなので、各衝突力推定値の精度は低いものとなるが、衝突判定の精度を劣化させない程度のものである。
【００７３】
以上のように、実施の形態５によれば、右側衝突力演算手段２０が右側フロント速度信号１５とＥＣＵ速度信号１２を用いて右側衝突力推定値２２を求め、左側衝突力演算手段２１が左側フロント速度信号１８とＥＣＵ速度信号１２を用いて左側衝突力推定値２３を求め、右側変化率演算手段７０が右側フロント加速度信号１４とＥＣＵ加速度信号１１を用いて右側変化率信号７２を求め、左側変化率演算手段７１が左側フロント加速度信号１７とＥＣＵ加速度信号１１を用いて左側変化率信号７３を求めるようにしたので、演算量が少なくなることから各演算手段の負担が軽減され、なおかつ適切な衝突判定が行えることから、安価であるところの演算処理能力が劣るＥＣＵを使用して適切な衝突判定ができるという効果がある。
【００７４】
実施の形態６．
図１８は、この発明の実施の形態６による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図１に示した乗員保護装置の起動判定装置と同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、９６は中央フロント加速度センサ、９７は中央フロント加速度センサ９６とＥＣＵ２とを接続する中央フロント加速センサ用通信ケーブルである。なお、図１８に示した車体１には、図１に示したものと同様に図示されない運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が備えられている。また、図１に示した車体１と同様に、車体１の全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下方向をＺ方向と仮定する。
【００７５】
このように、実施の形態６による乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態１ないし実施の形態４において説明した右側フロント加速度センサ４、左側フロント加速度センサ５、及びＥＣＵ加速度センサ３を備えた構成に、車体１フロント部の中央にＸ方向の加速度を検出する中央フロント加速度センサ９６を加えて構成したものである。
【００７６】
次に、動作について説明する。
実施の形態６による乗員保護装置の起動判定装置が備えるＥＣＵ２は、中央フロント加速度センサ９６によって検出された中央フロント加速度を、右側フロント加速度センサ４あるいは左側フロント加速度センサ５によって検出されたそれぞれのフロント加速度と同様に処理し、運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９とを展開させる判定に用いる。ここでは実施の形態１ないし実施の形態５において説明したＥＣＵ２と同様な処理動作について、その詳細な動作説明を省略する。
【００７７】
以上のように、実施の形態６によれば、車体１フロント部に中央フロント加速度センサ９６と右側フロント加速度センサ４と左側フロント加速度センサ５とを備えてＥＣＵ２が衝突判定を行うようにしたので、左右のフロント加速度センサだけでは識別が困難であった車体１の前面中央部分からの正突・オフセット衝突・斜突と、柱等と車体１の中央部分との衝突を良好に検出して衝突形態を正しく識別することができ、適切な衝突判定ができるという効果がある。
【００７８】
実施の形態７．
図１９は、この発明の実施の形態７による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図１及び図１８に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図１９に示した車体１には、図１に示したものと同様に図示されない運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が備えられている。図１９に示した実施の形態７による乗員保護装置の起動判定装置は、図１８に示した実施の形態６による乗員保護装置の起動判定装置から右側フロント加速度センサ４及び左側フロント加速度センサ５が除かれたもので、その他の構成及び動作は図１８に示したものと同様である。ここでは詳細な構成及び動作の説明を省略する。
【００７９】
以上のように、実施の形態７によれば、車体１フロント部分の中央にフロント加速度センサ９６を備えてＥＣＵ２が衝突判定を行うようにしたので、簡素な構成として故障要因を少なくすると共にコストの低減が図れるという効果がある。
【００８０】
実施の形態８．
図２０は、この発明の実施の形態８による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、１００は右側バック加速度センサ、１０１は左側バック加速度センサ、１０２は右側バック加速度センサ１００とＥＣＵ２とを接続する右側バック加速度センサ用通信ケーブル、１０３は左側バック加速度センサ１０１とＥＣＵ２とを接続する左側バック加速度センサ用通信ケーブルである。なお、図２０に示した車体１には、図１に示したものと同様に図示されない運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が備えられている。また、図１に示した車体１と同様に、車体１の全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下方向をＺ方向と仮定する。
【００８１】
このように、実施の形態８による乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態１ないし実施の形態４において説明した右側フロント加速度センサ４、左側フロント加速度センサ５、及びＥＣＵ加速度センサ３を備えた構成に、車体１後方部にＸ方向の加速度を検出する右側バック加速度センサ１００及び左側バック加速度センサ１０１を加えて構成したものである。また、実施の形態８による乗員保護装置の起動判定装置に用いられるＥＣＵ２は、右側フロント加速度センサ４または左側フロント加速度センサ５によって検出された各フロント加速度を処理する積分器１０ａ〜１０ｆ、右側衝突力演算手段２０、左側衝突力演算手段２１、右側変化率演算手段７０、左側変化率演算手段７１、及び各実施の形態において説明された左右の閾値判定手段と同様に、右側バック加速度センサ１００及び左側バック加速度センサ１０１によって検出された各バック加速度を処理する各手段を備えている。
【００８２】
次に、動作について説明する。
実施の形態８による乗員保護装置の起動判定装置は、右側バック加速度センサ１００及び左側バック加速度センサ１０１によって検出された左右のバック加速度を示す信号をＥＣＵ２へ入力し、右側フロント加速度センサ４または左側フロント加速センサ５によって検出された左右のフロント加速度と同様に演算処理を行い、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９の起動判定を行う。ここでは実施の形態１ないし実施の形態５において説明したＥＣＵ２の処理動作と同様に行われる詳細な動作説明を省略する。
【００８３】
以上のように、実施の形態８によれば、車体１のフロント部に右側フロント加速度センサ４及び左側フロント加速度センサ５を、また車体中央部にＥＣＵ加速度センサ３を、また車体後方部に右側バック加速度センサ１００及び左側バック加速度センサ１０１を備えたので、車体１の前方衝突だけでなく後方衝突についても衝突力が推定でき、衝突形態に適した衝突判定ができるという効果がある。
【００８４】
実施の形態９．
図２１は、この発明の実施の形態９による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を付し、その説明を省略する。図において、１１０は車体フロント部フレーム構造体、１１１は右側フロント力センサ、１１２は左側フロント力センサ、１１３は右側フロント力センサ１１１とＥＣＵ２とを接続する右側フロント力センサ用通信ケーブル、１１４は左側フロント力センサ１１２とＥＣＵ２とを接続する左側フロント力センサ用通信ケーブルである。なお、図２１に示した車体１には、図１に示したものと同様に図示されない運転席エアバッグ８と助手席エアバッグ９が備えられている。また、図１に示した車体１と同様に、車体１の全長を表す方向をＸ方向とし、車体１の車幅を表す方向をＹ方向とし、車体１の車高を表す上下方向をＺ方向と仮定する。
【００８５】
このように、実施の形態９による乗員保護装置の起動判定装置は、実施の形態１ないし実施の形態４において説明した右側フロント加速度センサ４、左側フロント加速度センサ５に代えて、車体１フロント部を構成する車体フロント部フレーム構造体１１０の左右側方部位に、Ｘ方向に作用する衝突力を検出する右側フロント力センサ１１１及び左側フロント力センサ１１２を備えたものである。
【００８６】
次に、動作について説明する。
実施の形態９による乗員保護装置の起動判定装置は、右側フロント力センサ１１１及び左側フロント力センサ１１２を用いて車体１に加えられた衝突力を測定し、この測定値を入力したＥＣＵ２が、実施の形態１ないし実施の形態４において説明したＥＣＵ２と同様に閾値判定及び衝突判定を行い、運転席エアバッグ８及び助手席エアバッグ９を展開させるもので、ここでは当該ＥＣＵ２の詳細な動作説明を省略する。
【００８７】
ＥＣＵ加速度センサ３が検出したＥＣＵ加速度信号１１から、例えば積分器１０ａによってＥＣＵ速度信号１２を求め、さらにＥＣＵ速度信号１２から積分気１０ｂによってＥＣＵ変位信号１３を求める。これらのＥＣＵ加速度信号１１、ＥＣＵ速度信号１２、ＥＣＵ変位信号１３及び右側フロント力センサ１１１から出力された衝突力を右側衝突力演算手段２０へ入力し、右側衝突力推定値を所定の演算によって求める。あるいは右側フロント力センサ１１１から出力された右側フロント衝突力を、例えば直接右側閾値判定手段２４へ入力する。右側閾値判定手段２４以降の処理・動作は実施の形態１ないし実施の形態４と同様あるいは相当するように行われる。これは左側フロント力センサ１１２から出力された左側フロント衝突力についても同様に処理・動作がなされ、衝突判定手段２８が行う衝突判定に用いられる。
【００８８】
以上のように、実施の形態９によれば、車体フロント部フレーム構造体１１０に右側フロント力センサ１１１及び左側フロント力センサ１１２を備えたので、直接車体１に加えられた衝突力が測定でき、測定精度が良好になることから様々な衝突形態に応じて適切な衝突判定を短時間で行えるという効果がある。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るように構成したので、対向車両や電柱と車体前面の半分が衝突した場合や、壁面に車体が斜めに衝突した場合を的確に検出して乗員保護装置を起動させることができるという効果がある。
【００９０】
この発明によれば、制御手段に右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、衝突判定手段が右側衝突力経時変化率及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させるように構成したので、衝突した対象物を判定して適切な乗員保護装置の起動判定が行なえるという効果がある。
【００９１】
この発明によれば、制御手段に予め各衝突形態を示す加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の経時変化率を記憶している衝突形態識別手段を備え、右側フロント加速度センサ、左側フロント加速度センサ、及び中央部加速度センサからそれぞれ検出された加速度と、当該加速度から求めた各速度及び各変位と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値と、右側変化率演算手段から出力された右側衝突力経時変化率と、左側変化率演算手段から出力された左側衝突力経時変化率が入力された衝突力演算手段が、自ら記憶している各内容と比較して衝突形態を判定し、衝突判定手段が衝突形態識別手段の判定結果に基づいて乗員保護装置の起動を制御するように構成したので、様々な衝突形態に応じて適切な乗員保護装置の起動判定を短時間で行うことができるという効果がある。
【００９２】
この発明によれば、制御手段に右側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する右側波形時間差演算手段と、左側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する左側波形時間差演算手段とを備え、衝突判定手段が右側波形時間差演算手段と左側波形時間差演算手段との演算結果に基づいて衝突形態を分類するように構成したので、硬い物体への前面衝突と他の車両等の柔らかい物体への衝突が的確に判定できるという効果がある。
【００９３】
この発明によれば、制御手段に右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、衝突判定手段が右側衝突力推定値、左側衝突力推定値、右側衝突力経時変化率、及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させるように構成したので、演算量を少なくすることで各演算手段の負担を低減することができるという効果がある。
【００９４】
この発明によれば、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るように構成したので、対向車両や電柱と車体前面の半分が衝突した場合や、壁面に車体が斜めに衝突した場合を的確に検出して乗員保護装置を起動させることができるという効果がある。
【００９５】
この発明によれば、車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成るように構成したので、コスト低減を図ると共に装置構成を簡素化することで故障要因を縮小することができるという効果がある。
【００９６】
この発明によれば、車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、車体右側バック部の衝突を検出する右側バック加速度センサと、車体左側バック部の衝突を検出する左側バック加速度センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成る構成としたので、車体後方部に衝突が生じた場合にも適切な衝突判定を行うことができるという効果がある。
【００９７】
この発明によれば、車体右側フロント部の衝突力を検出する右側フロント力センサと、車体左側フロント部の衝突力を検出する左側フロント力センサと、車体中央部に設けた中央部加速度センサと、各センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、制御手段が中央部加速度センサの検出結果から車両に加えられた衝突力を推定する衝突力演算手段と、右側フロント力センサから出力された衝突力と左側フロント力センサから出力された衝突力と衝突力演算手段の演算結果とを用いて車体の衝突判定を行う衝突判定手段から成る構成としたので、衝突力を直接測定することにより、様々な衝突形態に応じて精度よく短時間で適切な衝突判定を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１による乗員保護装置の起動判定装置が行う衝突判定の対象となる衝突形態を示す説明図である。
【図６】実施の形態１による乗員保護装置を備えた車両が衝突したときに作用する要素をモデル化した説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２による車両の乗員保護装置の起動判断装置の構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態２による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】衝突によって車体に加わる力の時間変化を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態３による乗員保護装置の起動判定装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態４による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】衝突形態により車体の各部分で検出される加速度の経時変化を示す説明図である。
【図１６】衝突力と車体の各部分で検出される加速度との関係を示す説明図である。
【図１７】衝突力と車体の各部分で検出される加速度との関係を示す説明図である。
【図１８】この発明の実施の形態６による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図１９】この発明の実施の形態７による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態８による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２１】この発明の実施の形態９による車両の乗員保護装置の起動判定装置の構成を示す説明図である。
【図２２】従来の車両の乗員保護装置の起動判定装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 車体、２ ＥＣＵ（制御手段）、３ ＥＣＵ加速度センサ（中央部加速度センサ）、４ 右側フロント加速度センサ、５ 左側フロント加速度センサ、６右側フロント加速度センサ用通信ケーブル、７ 左側フロント加速度センサ用通信ケーブル、８ 運転席エアバッグ、９ 助手席エアバッグ、１０ 積分器、１１ ＥＣＵ加速度信号、１２ ＥＣＵ速度信号、１３ ＥＣＵ変位信号、１４右側フロント加速度信号、１５ 右側フロント速度信号、１６ 右側フロント変位信号、１７ 左側フロント加速度信号、１８ 左側フロント速度信号、１９左側フロント変位信号、２０ 右側衝突力演算手段、２１ 左側衝突力演算手段、２２ 右側衝突力推定値、２３ 左側衝突力推定値、２４ 右側閾値判定手段（衝突判定手段）、２５ 左側閾値判定手段（衝突判定手段）、２６ 右側閾値判定信号、２７ 左側閾値判定信号、２８ 衝突判定手段、２９ 一段目衝突判定信号、３０ 二段目衝突判定信号、３１ 一段目エアバッグ点火装置、３２二段目エアバッグ点火装置、３３ 一段目点火信号、３４ 二段目点火信号、３５ 衝突判定信号、３６ エアバッグ点火装置、３７ 点火信号、４０ 剛体、４１ 柱、４２ 車体模擬、４３ 大型動物、５０ 衝突物体、５１ 右側フロント衝突力、５２ 左側フロント衝突力、５３ 右側フロント等価質量、５４左側フロント等価質量、５５ 右側フロント等価ばね、５６ 右側フロント等価ダンパ、５７ 左側フロント等価ばね、５８ 左側フロント等価ダンパ、５９車体中央部等価質量、６０ 車体中央部等価ばね、６１ 車体中央部等価ダンパ、６２ 車体後方部等価質量、６３ 右側フロント等価変位、６４ 左側フロント等価変位、６５ 車体中央部変位、６６ 車体後方部変位、７０ 右側変化率演算手段、７１ 左側変化率演算手段、７２ 右側変化率信号、７３ 左側変化率信号、７４ 右側閾値判定手段（衝突判定手段）、７５ 左側閾値判定手段（衝突判定手段）、８０ 衝突形態識別手段、８１ 右側閾値切り替え信号、８２ 左側閾値切り替え信号、８３ 右側閾値判定手段（衝突判定手段）、８４ 左側閾値判定手段（衝突判定手段）、９０ 右側波形時間差演算手段、９１ 左側波形時間差演算手段、９２ 右側波形時間差信号、９３ 左側波形時間差信号、９４ 右側閾値判定手段（衝突判定手段）、９５ 左側閾値判定手段（衝突判定手段）、９６ 中央フロント加速度センサ、９７ 中央フロント加速度センサ用通信ケーブル、１００ 右側バック加速度センサ、１０１ 左側バック加速度センサ、１０２ 右側バック加速度センサ用通信ケーブル、１０３ 左側バック加速度センサ用通信ケーブル、１１０ 車体フロントフレーム構造体、１１１ 右側フロント力センサ、１１２ 左側フロント力センサ、１１３ 右側フロント力センサ用通信ケーブル、１１４ 左側フロント力センサ用通信ケーブル。
Claims (9)
- 車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、
車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、
車体中央部に設けた中央部加速度センサと、
前記各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成ることを特徴とする車両の乗員保護装置の起動判定装置。 - 制御手段は、右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、
左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度と当該加速度から求めた速度と変位とを用いて左側衝突力推定値を求める左側衝突力演算手段と、
前記右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、
前記左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、
衝突判定手段が前記右側衝突力経時変化率及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させることを特徴とする請求項１記載の車両の乗員保護装置の起動判定装置。 - 制御手段は、予め各衝突形態を示す加速度、速度、変位、衝突力、及び衝突力の経時変化率を記憶している衝突形態識別手段を備え、
前記衝突形態識別手段が、右側フロント加速度センサ、左側フロント加速度センサ、及び中央部加速度センサからそれぞれ検出された加速度と、当該加速度から求めた各速度及び各変位と、右側衝突力演算手段から出力された右側衝突力推定値と、左側衝突力演算手段から出力された左側衝突力推定値と、右側変化率演算手段から出力された右側衝突力経時変化率と、左側変化率演算手段から出力された左側衝突力経時変化率とを入力して、前記自ら記憶している各内容と比較して衝突形態を判定し、
衝突判定手段が前記衝突形態識別手段の判定結果に基づいて乗員保護装置の起動を制御することを特徴とする請求項２記載の車両の乗員保護装置の起動判定装置。 - 制御手段は、右側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する右側波形時間差演算手段と、
左側フロント加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形と中央部加速度センサが検出した加速度の経時変化を示す波形との時間差を演算する左側波形時間差演算手段とを備え、
衝突判定手段が前記右側波形時間差演算手段と左側波形時間差演算手段との演算結果に基づいて衝突形態を分類することを特徴とする請求項１記載の車両の乗員保護装置の起動判定装置。 - 制御手段は、右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、
左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した加速度から求めた各速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値を求める右側衝突力演算手段と、
前記右側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて右側衝突力推定値の経時変化率を求める右側変化率演算手段と、
前記左側フロント加速度センサ及び中央部加速度センサが検出した各加速度と所定の定数とを用いて左側衝突力推定値の経時変化率を求める左側変化率演算手段とを備え、
衝突判定手段が前記右側衝突力推定値、左側衝突力推定値、右側衝突力経時変化率、及び左側衝突力経時変化率を用いて衝突形態を判定し、当該衝突形態に応じた制御により乗員保護装置を起動させることを特徴とする請求項１記載の車両の乗員保護装置の起動判定装置。 - 車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、
車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、
車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、
車体中央部に設けた中央部加速度センサと、
前記各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成ることを特徴とする車両の乗員保護装置の起動判定装置。 - 車体中央フロント部の衝突を検出する中央フロント加速度センサと、
車体中央部に設けた中央部加速度センサと、
前記各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成ることを特徴とする車両の乗員保護装置の起動判定装置。 - 車体右側フロント部の衝突を検出する右側フロント加速度センサと、
車体左側フロント部の衝突を検出する左側フロント加速度センサと、
車体右側バック部の衝突を検出する右側バック加速度センサと、
車体左側バック部の衝突を検出する左側バック加速度センサと、
車体中央部に設けた中央部加速度センサと、
前記各加速度センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記各加速度センサの検出結果から衝突力を演算により推定する衝突力演算手段と、当該演算によって求めた衝突力に基づいて衝突判定を行う衝突判定手段から成ることを特徴とする車両の乗員保護装置の起動判定装置。 - 車体右側フロント部の衝突力を検出する右側フロント力センサと、
車体左側フロント部の衝突力を検出する左側フロント力センサと、
車体中央部に設けた中央部加速度センサと、
前記各センサの検出結果に基づいて乗員保護装置の起動制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記中央部加速度センサの検出結果から車両に加えられた衝突力を推定する衝突力演算手段と、前記右側フロント力センサから出力された衝突力と前記左側フロント力センサから出力された衝突力と前記衝突力演算手段の演算結果とを用いて前記車体の衝突判定を行う衝突判定手段から成ることを特徴とする車両の乗員保護装置の起動判定装置。
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| JP2002163315A JP2004009804A (ja) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | 車両の乗員保護装置の起動判定装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002163315A JP2004009804A (ja) | 2002-06-04 | 2002-06-04 | 車両の乗員保護装置の起動判定装置 |
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2002
- 2002-06-04 JP JP2002163315A patent/JP2004009804A/ja active Pending
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