車両衝突判定装置
【課題】乗員保護性能の維持とコスト削減を両立可能な車両衝突判定装置を提供する。
【解決手段】車両に生じる音響帯域の高周波振動、及び前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出する振動検出手段と、前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段と、を備える車両衝突判定装置を提供する。
【解決手段】車両に生じる音響帯域の高周波振動、及び前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出する振動検出手段と、前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段と、を備える車両衝突判定装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両衝突時に乗員を保護するためのシステムとして、ＳＲＳ(Supplemental Restraint System)エアバッグシステムが知られている。このＳＲＳエアバッグシステムとは、車両の各部に設置された加速度センサから取得した加速度データを基に、車両衝突の発生を検知してエアバッグ等の乗員保護装置を起動するものである。
【０００３】
従来では、車両前部に設置された複数のフロントクラッシュセンサと、車両中央部に設置されたＳＲＳユニット（ＳＲＳエアバッグシステムを統括制御するＥＣＵ）内のユニットセンサとから得られる加速度データに基づいて、前面衝突（正面衝突、オフセット衝突、斜突を含む）が発生したか否かの判定を行い、その衝突判定結果に応じて乗員保護装置の起動制御を行う技術が知られている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
また、近年では、音響センサを用いて衝突時の車体変形に起因して発生する衝撃音を検出し、その検出結果を基に衝突判定を行うＣＩＳＳ(Crash Impact Sound Sensing)技術の開発が進んでいる。下記特許文献２には、バルク音波センサを用いて車両衝突時に車体要素（サイドメンバー）に発生するトランスバーサル方向のバルク音波の振れを検出し、その検出結果を基に衝突判定を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８７２０３号公報
【特許文献２】特表２００１−５１９２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されているように、加速度センサを用いて前面衝突判定を行うためには、フロントクラッシュセンサとユニットセンサが必要である。これは、ユニットセンサだけでは、判別が困難な衝突モード（乗員保護装置の起動が必要な高速オフセット衝突と、乗員保護装置の起動が不要な低速オフセット衝突）が存在するからである。ユニットセンサは前面衝突時の車体変形が小さい車両中央部に設置されているため、衝突発生時点から両方の衝突モードを正確に判別できる程の大きな差がセンサ出力に現れるまで長い時間（約４０ｍｓ以上）を要する。
【０００７】
つまり、ユニットセンサだけを用いる場合、衝突発生時点から４０ｍｓ後に衝突判定（具体的には閾値判定）が実施されるよう閾値設定を行う必要があり、必然的に乗員保護装置の起動タイミングが遅くなる。乗員保護の観点から、衝突発生時点から２０〜３０ｍｓの間に乗員保護装置を起動することが理想とされているため、ユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、従来では、前面衝突時の車体変形が大きい車両前部にフロントクラッシュセンサを設けることで、迅速且つ正確な衝突判定を実現しているのである。
【０００８】
フロントクラッシュセンサはシステムコストの上昇を招く要因となっているため、ＳＲＳユニットに内蔵されたユニットセンサのみで衝突判定を行うことが理想であるが、上記のようにユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、ユニットセンサとして加速度センサの代わりに音響センサを用いることで、フロントクラッシュセンサを不要とするシステムの構築が試みられている。音響センサから得られる音響データは、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、高速オフセット衝突と低速オフセット衝突との判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効である。
【０００９】
しかしながら、音響センサから得られる音響データは、車体変形を伴わない飛石等による局所打撃音を多く含んでいるため、乗員保護装置の起動が必要な衝突による衝撃音と、乗員保護装置の起動が不要な局所打撃音とを正確に判別する必要がある。従って、要求される乗員保護性能の維持とコスト削減を両立するためには、衝突による衝撃音と飛石等による局所打撃音とを正確に判別する技術を開発することが課題であった。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、乗員保護性能の維持とコスト削減を両立可能な車両衝突判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、車両衝突判定装置に係る第１の解決手段として、車両に生じる音響帯域の高周波振動、及び前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出する振動検出手段と、前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記振動検出手段は、前記音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、前記音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサとを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記第１振動センサ及び前記第２振動センサの両方を１つのセンサセルに内蔵することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第４の解決手段として、車両に生じる広帯域振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から音響帯域の高周波振動を抽出する第１抽出手段と、前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を抽出する第２抽出手段と、前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記第１抽出手段は、前記広帯域振動から前記音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出し、前記第２抽出手段は、前記広帯域振動から前記音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第６の解決手段として、上記第１〜第５のいずれか１つの解決手段において、前記衝突判定手段は、前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、前記第１演算値を第１軸、前記第２演算値を第２軸とする２次元マップ上において、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記第１演算値及び前記第２演算値が２次元的に設定された２次元衝突判定閾値を越えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定するマップ判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第７の解決手段として、上記第１〜第５のいずれか１つの解決手段において、前記衝突判定手段は、前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、前記第１演算値が第１衝突判定閾値を越え、且つ前記第２演算値が第２衝突判定閾値を越えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定する閾値判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第８の解決手段として、上記第１〜第７のいずれか１つの解決手段において、前記低周波振動の検出結果を基にセーフィング判定を行うセーフィング判定手段と、前記衝突判定手段の衝突判定結果及び前記セーフィング判定手段のセーフィング判定結果に基づいて、最終的に前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する最終判定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来のようにフロントクラッシュセンサを用いることなく、乗員保護装置の起動を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、乗員保護装置の起動が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを迅速且つ正確に判別できる。つまり、本発明によると、従来と同等以上の乗員保護性能の維持とシステム全体のコスト削減を両立可能な車両衝突判定装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステム及びＳＲＳユニット１（車両衝突判定装置）の要部ブロック構成図である。
【図２】衝突判定に用いられる２次元マップ及び高速オフセット衝突時と低速オフセット衝突時に音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）の時間変化を示す図である。
【図３】第２実施形態におけるＳＲＳユニット１Ａ（車両衝突判定装置）の要部ブロック構成図である。
【図４】第３実施形態におけるＳＲＳユニット１Ｂ（車両衝突判定装置）の要部ブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１（ａ）は、本実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムの構成概略図である。この図に示すように、本実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムは、車両１００の中央部に設置されたＳＲＳユニット１（車両衝突判定装置）と、車両１００の運転席及び助手席に設置されたエアバッグ２（乗員保護装置）とから構成されている。
【００２２】
ＳＲＳユニット１は、内蔵する音響センサ１１及び加速度センサ１２の出力信号に基づいて、車両１００に前面衝突が発生したか否かの判定（衝突判定）を行い、その衝突判定結果に応じてエアバッグ２の起動制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。エアバッグ２は、ＳＲＳユニット１から入力される点火信号に応じて展開し、車両１００の前面衝突により乗員が前方に２次衝突することで負う傷害を軽減する乗員保護装置である。なお、一般的に、車両１００には、エアバッグ２の他、シートベルトプリテンショナ等の他の乗員保護装置も設けられているが、図１（ａ）では図示を省略している。
【００２３】
図１（ｂ）は、ＳＲＳユニット１の要部ブロック構成図である。この図に示すように、ＳＲＳユニット１は、音響センサ１１（第１振動センサ）、加速度センサ１２（第２振動センサ）、メイン衝突判定部１３（衝突判定手段）、セーフィング判定部１４（セーフィング判定手段）、及びＡＮＤ部１５（最終判定手段）を備えている。
【００２４】
音響センサ１１は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の長さ方向（図中のＸ軸方向）に生じる音響帯域の高周波振動を検出し、その検出結果を音響データＳ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３へ出力する。具体的には、この音響センサ１１は、音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出する。この音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴をよく捉えたものである。
【００２５】
加速度センサ１２は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の長さ方向に生じる、音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出し、その検出結果を加速度データＧ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４へ出力する。具体的には、この加速度センサ１２は、音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する。この加速度センサ１２から得られる加速度データＧ（ｔ）は、前面衝突によて車両１００に生じる減速度をよく捉えたものである。
【００２６】
このように、音響センサ１１と加速度センサ１２との違いは、検出対象振動の周波数帯域が異なるだけであり、どちらも振動センサに属するものである。これらの音響センサ１１及び加速度センサ１２は、本発明における振動検出手段を構成している。
なお、図１（ａ）に示すように、ＳＲＳユニット１において、音響センサ１１及び加速度センサ１２をそれぞれ別個に設けても良いし、或いは１つのセンサセル内に音響センサ１１と加速度センサ１２を内蔵するようにしても良い。
【００２７】
メイン衝突判定部１３は、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）、及び加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）に基づいて、エアバッグ２の展開（起動）を必要とする衝突が発生したか否かを判定するものであり、第１演算部１３ａ（第１演算手段）、第２演算部１３ｂ（第２演算手段）及びマップ判定部１３ｃ（マップ判定手段）を備えている。
【００２８】
第１演算部１３ａは、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）に平均化処理を施すことで音響平均値Ｓａ（第１演算値）を算出し、その算出結果をマップ判定部１３ｃに出力する。なお、音響データＳ（ｔ）の平均化処理としては、移動平均処理、積分処理、或いはローパスフィルタリング処理等を用いることができる。
【００２９】
第２演算部１３ｂは、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を一次積分することで速度変化量ΔＶ（第２演算値）を算出し、その算出結果をマップ判定部１３ｃに出力する。なお、加速度データＧ（ｔ）を二次積分することで、速度変化量ΔＶの代わりに移動変化量を第２演算値として算出しても良い。
【００３０】
マップ判定部１３ｃは、図２（ａ）に示すように、音響平均値Ｓａを縦軸、速度変化量ΔＶを横軸とする２次元マップ上において、第１演算部１３ａ及び第２演算部１３ｂによって算出された音響平均値Ｓａ及び速度変化量ΔＶが２次元的に設定された２次元衝突判定閾値ＴＨを越えた場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定し、そのマップ判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。
【００３１】
２次元マップ上における２次元衝突判定閾値ＴＨの設定手法は以下の通りである。
既に述べたように、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、高速オフセット衝突と低速オフセット衝突との判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効である。図２（ｂ）は、高速オフセット衝突時と低速オフセット衝突時に音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）の時間変化を示したものである。この図に示すように、衝突発生時点（時刻０）から約２０ｍｓ以上経過すれば、両方の衝突モードを正確に判別できる程の大きな差が音響データＳ（ｔ）に現れることがわかる。
【００３２】
つまり、従来（ＳＲＳユニット内の加速度センサのみで衝突判定を行う場合）では、衝突発生時点から４０ｍｓ後（詳細には４０ｍｓ〜５０ｍｓの間）に衝突判定（閾値判定）が実施されるよう閾値設定を行う必要があったが、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）を衝突判定に利用することで、衝突発生時点から２０ｍｓ後（詳細には２０ｍｓ〜３０ｍｓの間）に衝突判定が実施されるよう閾値設定を行うことが可能となる。
【００３３】
従って、図２（ａ）に示す２次元マップ上において、横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）は、衝突発生時点から２０ｍｓ〜３０ｍｓの間に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形（損壊）を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突）とを判別できるような値に設定されている。
【００３４】
なお、速度変化量ΔＶが大きくなるほど、車両１００に発生する構造音響が大きくなるので、仮に横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）を一定値とすると、本来ならばエアバッグ２の展開が不要な衝突が発生しているにも関わらず、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと誤判定する可能性がある。そこで、このような誤判定を防止するために、図２（ａ）に示すように、横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）は、速度変化量ΔＶが大きくなるほど高くなるように設定することが望ましい。
【００３５】
一方、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、車体変形を伴わない飛石等による局所打撃音を多く含んでいるため、エアバッグ２の展開が必要な衝突による衝撃音と、エアバッグ２の展開が不要な局所打撃音とを正確に判別する必要がある。このような衝突による衝撃音と飛石等による局所打撃音との判別には、加速度センサ１２から得られる加速度データＧ（ｔ）を利用することができる。衝突による衝撃音が発生した場合には大きな減速度が生じるが、飛石等による局所打撃音が発生した場合には小さな減速度が生じるのみである。
【００３６】
つまり、図２（ａ）に示す２次元マップ上において、縦軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）は、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（飛石等による局所打撃）とを判別できるような値に設定されている。なお、飛石等による局所打撃音が大きくなっても、それによる減速度に大きな変化はないため、縦軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）は、音響平均値Ｓａに対して一定値に設定すれば良い。
【００３７】
以上のような手法で２次元マップ上に２次元衝突判定閾値ＴＨを設定することにより、２次元マップ上には、エアバッグ２の展開を行うエアバッグ展開領域と、エアバッグ２の展開を行わないエアバッグ非展開領域とが形成される。つまり、マップ判定部１３ｃは、第１演算部１３ａにて算出された音響平均値Ｓａが２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）を越え、且つ第２演算部１３ｂにて算出された速度変化量ΔＶが２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）を越えた場合（言い換えれば、音響平均値Ｓａと速度変化量ΔＶとの交点がエアバッグ展開領域に含まれている場合）に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定する。
【００３８】
図１に戻り、セーフィング判定部１４は、加速度センサ１２から入力される加速データＧ（ｔ）を基にセーフィング判定を行い、そのセーフィング判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。具体的には、このセーフィング判定部１４は、加速度データＧ（ｔ）の一次積分値（或いは二次積分値でも良い）とセーフィング判定閾値とを比較し、一次積分値がセーフィング判定閾値より大きい場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定する。なお、セーフィング判定閾値は、ある程度大きな衝突（大きな減速度）が発生すれば確実にエアバッグ２が展開されるよう、安全方向に振った値（比較的低い値）に設定されている。
【００３９】
ＡＮＤ部１５は、メイン衝突判定部１３の衝突判定結果（マップ判定結果）、及びセーフィング判定部１４のセーフィング判定結果に基づいて、最終的にエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果を出力する。具体的には、このＡＮＤ部１５は、メイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４の両方でエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定された場合に、最終的にエアバッグ２の起動を必要とする衝突が発生したと判定する。
【００４０】
このように構成されたＳＲＳユニット１は、従来のようにフロントクラッシュセンサを用いることなく、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを迅速且つ正確に判別できる。つまり、本実施形態によると、従来と同等以上の乗員保護性能の維持とシステム全体のコスト削減を両立可能なＳＲＳユニット１を提供することが可能となる。
また、図２（ａ）に示した２次元マップを衝突判定に用いることにより、２次元的な閾値設定が可能となり、衝突判定精度の向上（乗員保護性能の向上）を図ることができる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の第２実施形態の説明においては第１実施形態と異なる点に着目して説明し、第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図３は、第２実施形態におけるＳＲＳユニット１Ａの要部ブロック構成図である。この図に示すように、第２実施形態におけるＳＲＳユニット１Ａは、第１実施形態のメイン衝突判定部１３とは異なる構成のメイン衝突判定部１６を備えている。
【００４２】
メイン衝突判定部１６は、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）、及び加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）に基づいて、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定するものであり、第１演算部１６ａ（第１演算手段）、第２演算部１６ｂ（第２演算手段）、第１比較部１６ｃ、第２比較部１６ｄ、及びＡＮＤ部１６ｅを備えている。なお、上記の構成要素の内、第１比較部１６ｃ、第２比較部１６ｄ及びＡＮＤ部１６ｅは、本発明における閾値判定手段を構成するものである。
【００４３】
第１演算部１６ａは、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）に平均化処理を施すことで音響平均値Ｓａ（第１演算値）を算出し、その算出結果を第１比較部１６ｃに出力する。第２演算部１６ｂは、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を一次積分することで速度変化量ΔＶ（第２演算値）を算出し、その算出結果を第２比較部１６ｄに出力する。
【００４４】
第１比較部１６ｃは、第１演算部１６ａから入力される音響平均値Ｓａが第１衝突判定閾値Ｓａｔｈを越えたか否かを判定し、その比較判定結果をＡＮＤ部１６ｅに出力する。
第２比較部１６ｄは、第２演算部１６ｂから入力される速度変化量ΔＶが第２衝突判定閾値ΔＶｔｈを越えたか否かを判定し、その比較判定結果をＡＮＤ部１６ｅに出力する。ＡＮＤ部１６ｅは、第１比較部１６ｃ及び第２比較部１６ｄによって、音響平均値Ｓａが第１衝突判定閾値Ｓａｔｈを越え、且つ速度変化量ΔＶが第２衝突判定閾値ΔＶｔｈを越えたと判定された場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。
【００４５】
ここで、第１衝突判定閾値Ｓａｔｈは、衝突発生時点から２０ｍｓ〜３０ｍｓの間に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形（損壊）を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突）とを判別できるような値に設定されている。また、第２衝突判定閾値ΔＶｔｈは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（飛石等による局所打撃）とを判別できるような値に設定されている。
【００４６】
このように構成された第２実施形態のＳＲＳユニット１Ａも、第１実施形態のＳＲＳユニット１と同様に、従来のようにフロントクラッシュセンサを用いることなく、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを迅速且つ正確に判別できる。
【００４７】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、以下の第３実施形態の説明においては第１及び第２実施形態と異なる点に着目して説明し、第１及び第２実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図４は、第３実施形態におけるＳＲＳユニット１Ｂの要部ブロック構成図である。この図に示すように、第３実施形態におけるＳＲＳユニット１Ｂは、振動センサ（振動検出手段）２０、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ：第１抽出手段）２１、ＬＰＦ（ローパスフィルタ：第２抽出手段）２２、第１実施形態と同様のメイン衝突判定部１３（第２実施形態と同様のメイン衝突判定部１６でも良い）、第１及び第２実施形態と同様のセーフィング判定部１４及びＡＮＤ部１５を備えている。
【００４８】
振動センサ２０は、車両１００の長さ方向に生じる広帯域振動（例えば、周波数帯域０Ｈｚ〜３０ｋＨｚの振動）を検出し、その検出結果を振動データＶｂ（ｔ）としてＢＰＦ２１及びＬＰＦ２２に出力する。
【００４９】
ＢＰＦ２１は、振動センサ２０から入力される振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域の高周波振動を抽出し、その抽出結果（高周波振動の検出結果）を音響データＳ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３へ出力する。具体的には、このＢＰＦ２１は、振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を抽出する。
【００５０】
ＬＰＦ２２は、振動センサ２０から入力される振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域より低い帯域の低周波振動を抽出し、その抽出結果（低周波振動の検出結果）を加速度データＧ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４へ出力する。具体的には、このＬＰＦ２２は、振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する。
【００５１】
このように、第１及び第２実施形態では、音響センサ１１と加速度センサ１２との２つの振動センサを用いたのに対して、第３実施形態では、周波数帯域０Ｈｚ〜３０ｋＨｚの広帯域振動を検出可能な振動センサ２０を１つだけ用意し、そのセンサ出力からＬＰＦ２２によって抽出した周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動成分を加速度データＧ（ｔ）として利用すると共に、センサ出力からＢＰＦ２１によって抽出した周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を音響データＳ（ｔ）として利用している。
このような構成の第３実施形態のＳＲＳユニット１Ｂでも、第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
〔変形例〕
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変更可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出すると共に、音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する場合を例示したが、検出対象振動の周波数帯域はこれに限定されず、車両１００の構造や要求される乗員保護性能に応じて適宜設定すれば良い。つまり、高周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴（構造音響）を捕捉可能であれば良く、低周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００に生じる減速度を捕捉可能であれば良い。
【符号の説明】
【００５３】
１、１Ａ、１Ｂ…ＳＲＳユニット（車両衝突判定装置）、１１…音響センサ（第１振動センサ）、１２…加速度センサ（第２振動センサ）、１３、１６…メイン衝突判定部（衝突判定手段）、１４…セーフィング判定部（セーフィング判定手段）、１５…ＡＮＤ部（最終判定手段）、２０…振動センサ（振動検出手段）、２１…ＢＰＦ（第１抽出手段）、２２…ＬＰＦ（第２抽出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両衝突判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両衝突時に乗員を保護するためのシステムとして、ＳＲＳ(Supplemental Restraint System)エアバッグシステムが知られている。このＳＲＳエアバッグシステムとは、車両の各部に設置された加速度センサから取得した加速度データを基に、車両衝突の発生を検知してエアバッグ等の乗員保護装置を起動するものである。
【０００３】
従来では、車両前部に設置された複数のフロントクラッシュセンサと、車両中央部に設置されたＳＲＳユニット（ＳＲＳエアバッグシステムを統括制御するＥＣＵ）内のユニットセンサとから得られる加速度データに基づいて、前面衝突（正面衝突、オフセット衝突、斜突を含む）が発生したか否かの判定を行い、その衝突判定結果に応じて乗員保護装置の起動制御を行う技術が知られている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
また、近年では、音響センサを用いて衝突時の車体変形に起因して発生する衝撃音を検出し、その検出結果を基に衝突判定を行うＣＩＳＳ(Crash Impact Sound Sensing)技術の開発が進んでいる。下記特許文献２には、バルク音波センサを用いて車両衝突時に車体要素（サイドメンバー）に発生するトランスバーサル方向のバルク音波の振れを検出し、その検出結果を基に衝突判定を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２８７２０３号公報
【特許文献２】特表２００１−５１９２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されているように、加速度センサを用いて前面衝突判定を行うためには、フロントクラッシュセンサとユニットセンサが必要である。これは、ユニットセンサだけでは、判別が困難な衝突モード（乗員保護装置の起動が必要な高速オフセット衝突と、乗員保護装置の起動が不要な低速オフセット衝突）が存在するからである。ユニットセンサは前面衝突時の車体変形が小さい車両中央部に設置されているため、衝突発生時点から両方の衝突モードを正確に判別できる程の大きな差がセンサ出力に現れるまで長い時間（約４０ｍｓ以上）を要する。
【０００７】
つまり、ユニットセンサだけを用いる場合、衝突発生時点から４０ｍｓ後に衝突判定（具体的には閾値判定）が実施されるよう閾値設定を行う必要があり、必然的に乗員保護装置の起動タイミングが遅くなる。乗員保護の観点から、衝突発生時点から２０〜３０ｍｓの間に乗員保護装置を起動することが理想とされているため、ユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、従来では、前面衝突時の車体変形が大きい車両前部にフロントクラッシュセンサを設けることで、迅速且つ正確な衝突判定を実現しているのである。
【０００８】
フロントクラッシュセンサはシステムコストの上昇を招く要因となっているため、ＳＲＳユニットに内蔵されたユニットセンサのみで衝突判定を行うことが理想であるが、上記のようにユニットセンサだけでは要求される乗員保護性能を満足できない。そこで、ユニットセンサとして加速度センサの代わりに音響センサを用いることで、フロントクラッシュセンサを不要とするシステムの構築が試みられている。音響センサから得られる音響データは、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、高速オフセット衝突と低速オフセット衝突との判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効である。
【０００９】
しかしながら、音響センサから得られる音響データは、車体変形を伴わない飛石等による局所打撃音を多く含んでいるため、乗員保護装置の起動が必要な衝突による衝撃音と、乗員保護装置の起動が不要な局所打撃音とを正確に判別する必要がある。従って、要求される乗員保護性能の維持とコスト削減を両立するためには、衝突による衝撃音と飛石等による局所打撃音とを正確に判別する技術を開発することが課題であった。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、乗員保護性能の維持とコスト削減を両立可能な車両衝突判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明では、車両衝突判定装置に係る第１の解決手段として、車両に生じる音響帯域の高周波振動、及び前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出する振動検出手段と、前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記振動検出手段は、前記音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、前記音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサとを備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記第１振動センサ及び前記第２振動センサの両方を１つのセンサセルに内蔵することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第４の解決手段として、車両に生じる広帯域振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から音響帯域の高周波振動を抽出する第１抽出手段と、前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を抽出する第２抽出手段と、前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記第１抽出手段は、前記広帯域振動から前記音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出し、前記第２抽出手段は、前記広帯域振動から前記音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第６の解決手段として、上記第１〜第５のいずれか１つの解決手段において、前記衝突判定手段は、前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、前記第１演算値を第１軸、前記第２演算値を第２軸とする２次元マップ上において、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記第１演算値及び前記第２演算値が２次元的に設定された２次元衝突判定閾値を越えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定するマップ判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第７の解決手段として、上記第１〜第５のいずれか１つの解決手段において、前記衝突判定手段は、前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、前記第１演算値が第１衝突判定閾値を越え、且つ前記第２演算値が第２衝突判定閾値を越えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定する閾値判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明では、車両衝突判定装置に係る第８の解決手段として、上記第１〜第７のいずれか１つの解決手段において、前記低周波振動の検出結果を基にセーフィング判定を行うセーフィング判定手段と、前記衝突判定手段の衝突判定結果及び前記セーフィング判定手段のセーフィング判定結果に基づいて、最終的に前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する最終判定手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来のようにフロントクラッシュセンサを用いることなく、乗員保護装置の起動を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、乗員保護装置の起動が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを迅速且つ正確に判別できる。つまり、本発明によると、従来と同等以上の乗員保護性能の維持とシステム全体のコスト削減を両立可能な車両衝突判定装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステム及びＳＲＳユニット１（車両衝突判定装置）の要部ブロック構成図である。
【図２】衝突判定に用いられる２次元マップ及び高速オフセット衝突時と低速オフセット衝突時に音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）の時間変化を示す図である。
【図３】第２実施形態におけるＳＲＳユニット１Ａ（車両衝突判定装置）の要部ブロック構成図である。
【図４】第３実施形態におけるＳＲＳユニット１Ｂ（車両衝突判定装置）の要部ブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１（ａ）は、本実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムの構成概略図である。この図に示すように、本実施形態におけるＳＲＳエアバッグシステムは、車両１００の中央部に設置されたＳＲＳユニット１（車両衝突判定装置）と、車両１００の運転席及び助手席に設置されたエアバッグ２（乗員保護装置）とから構成されている。
【００２２】
ＳＲＳユニット１は、内蔵する音響センサ１１及び加速度センサ１２の出力信号に基づいて、車両１００に前面衝突が発生したか否かの判定（衝突判定）を行い、その衝突判定結果に応じてエアバッグ２の起動制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。エアバッグ２は、ＳＲＳユニット１から入力される点火信号に応じて展開し、車両１００の前面衝突により乗員が前方に２次衝突することで負う傷害を軽減する乗員保護装置である。なお、一般的に、車両１００には、エアバッグ２の他、シートベルトプリテンショナ等の他の乗員保護装置も設けられているが、図１（ａ）では図示を省略している。
【００２３】
図１（ｂ）は、ＳＲＳユニット１の要部ブロック構成図である。この図に示すように、ＳＲＳユニット１は、音響センサ１１（第１振動センサ）、加速度センサ１２（第２振動センサ）、メイン衝突判定部１３（衝突判定手段）、セーフィング判定部１４（セーフィング判定手段）、及びＡＮＤ部１５（最終判定手段）を備えている。
【００２４】
音響センサ１１は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の長さ方向（図中のＸ軸方向）に生じる音響帯域の高周波振動を検出し、その検出結果を音響データＳ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３へ出力する。具体的には、この音響センサ１１は、音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出する。この音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴をよく捉えたものである。
【００２５】
加速度センサ１２は、ＳＲＳユニット１に内蔵された振動センサであり、車両１００の長さ方向に生じる、音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出し、その検出結果を加速度データＧ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４へ出力する。具体的には、この加速度センサ１２は、音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する。この加速度センサ１２から得られる加速度データＧ（ｔ）は、前面衝突によて車両１００に生じる減速度をよく捉えたものである。
【００２６】
このように、音響センサ１１と加速度センサ１２との違いは、検出対象振動の周波数帯域が異なるだけであり、どちらも振動センサに属するものである。これらの音響センサ１１及び加速度センサ１２は、本発明における振動検出手段を構成している。
なお、図１（ａ）に示すように、ＳＲＳユニット１において、音響センサ１１及び加速度センサ１２をそれぞれ別個に設けても良いし、或いは１つのセンサセル内に音響センサ１１と加速度センサ１２を内蔵するようにしても良い。
【００２７】
メイン衝突判定部１３は、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）、及び加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）に基づいて、エアバッグ２の展開（起動）を必要とする衝突が発生したか否かを判定するものであり、第１演算部１３ａ（第１演算手段）、第２演算部１３ｂ（第２演算手段）及びマップ判定部１３ｃ（マップ判定手段）を備えている。
【００２８】
第１演算部１３ａは、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）に平均化処理を施すことで音響平均値Ｓａ（第１演算値）を算出し、その算出結果をマップ判定部１３ｃに出力する。なお、音響データＳ（ｔ）の平均化処理としては、移動平均処理、積分処理、或いはローパスフィルタリング処理等を用いることができる。
【００２９】
第２演算部１３ｂは、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を一次積分することで速度変化量ΔＶ（第２演算値）を算出し、その算出結果をマップ判定部１３ｃに出力する。なお、加速度データＧ（ｔ）を二次積分することで、速度変化量ΔＶの代わりに移動変化量を第２演算値として算出しても良い。
【００３０】
マップ判定部１３ｃは、図２（ａ）に示すように、音響平均値Ｓａを縦軸、速度変化量ΔＶを横軸とする２次元マップ上において、第１演算部１３ａ及び第２演算部１３ｂによって算出された音響平均値Ｓａ及び速度変化量ΔＶが２次元的に設定された２次元衝突判定閾値ＴＨを越えた場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定し、そのマップ判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。
【００３１】
２次元マップ上における２次元衝突判定閾値ＴＨの設定手法は以下の通りである。
既に述べたように、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、車体が変形（損壊）する特徴を捉えやすい傾向があり、高速オフセット衝突と低速オフセット衝突との判別も容易で、迅速且つ正確な衝突判定の実現に有効である。図２（ｂ）は、高速オフセット衝突時と低速オフセット衝突時に音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）の時間変化を示したものである。この図に示すように、衝突発生時点（時刻０）から約２０ｍｓ以上経過すれば、両方の衝突モードを正確に判別できる程の大きな差が音響データＳ（ｔ）に現れることがわかる。
【００３２】
つまり、従来（ＳＲＳユニット内の加速度センサのみで衝突判定を行う場合）では、衝突発生時点から４０ｍｓ後（詳細には４０ｍｓ〜５０ｍｓの間）に衝突判定（閾値判定）が実施されるよう閾値設定を行う必要があったが、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）を衝突判定に利用することで、衝突発生時点から２０ｍｓ後（詳細には２０ｍｓ〜３０ｍｓの間）に衝突判定が実施されるよう閾値設定を行うことが可能となる。
【００３３】
従って、図２（ａ）に示す２次元マップ上において、横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）は、衝突発生時点から２０ｍｓ〜３０ｍｓの間に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形（損壊）を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突）とを判別できるような値に設定されている。
【００３４】
なお、速度変化量ΔＶが大きくなるほど、車両１００に発生する構造音響が大きくなるので、仮に横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）を一定値とすると、本来ならばエアバッグ２の展開が不要な衝突が発生しているにも関わらず、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと誤判定する可能性がある。そこで、このような誤判定を防止するために、図２（ａ）に示すように、横軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）は、速度変化量ΔＶが大きくなるほど高くなるように設定することが望ましい。
【００３５】
一方、音響センサ１１から得られる音響データＳ（ｔ）は、車体変形を伴わない飛石等による局所打撃音を多く含んでいるため、エアバッグ２の展開が必要な衝突による衝撃音と、エアバッグ２の展開が不要な局所打撃音とを正確に判別する必要がある。このような衝突による衝撃音と飛石等による局所打撃音との判別には、加速度センサ１２から得られる加速度データＧ（ｔ）を利用することができる。衝突による衝撃音が発生した場合には大きな減速度が生じるが、飛石等による局所打撃音が発生した場合には小さな減速度が生じるのみである。
【００３６】
つまり、図２（ａ）に示す２次元マップ上において、縦軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）は、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（飛石等による局所打撃）とを判別できるような値に設定されている。なお、飛石等による局所打撃音が大きくなっても、それによる減速度に大きな変化はないため、縦軸方向に延びる２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）は、音響平均値Ｓａに対して一定値に設定すれば良い。
【００３７】
以上のような手法で２次元マップ上に２次元衝突判定閾値ＴＨを設定することにより、２次元マップ上には、エアバッグ２の展開を行うエアバッグ展開領域と、エアバッグ２の展開を行わないエアバッグ非展開領域とが形成される。つまり、マップ判定部１３ｃは、第１演算部１３ａにて算出された音響平均値Ｓａが２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ１）を越え、且つ第２演算部１３ｂにて算出された速度変化量ΔＶが２次元衝突判定閾値ＴＨ（ＴＨ２）を越えた場合（言い換えれば、音響平均値Ｓａと速度変化量ΔＶとの交点がエアバッグ展開領域に含まれている場合）に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定する。
【００３８】
図１に戻り、セーフィング判定部１４は、加速度センサ１２から入力される加速データＧ（ｔ）を基にセーフィング判定を行い、そのセーフィング判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。具体的には、このセーフィング判定部１４は、加速度データＧ（ｔ）の一次積分値（或いは二次積分値でも良い）とセーフィング判定閾値とを比較し、一次積分値がセーフィング判定閾値より大きい場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定する。なお、セーフィング判定閾値は、ある程度大きな衝突（大きな減速度）が発生すれば確実にエアバッグ２が展開されるよう、安全方向に振った値（比較的低い値）に設定されている。
【００３９】
ＡＮＤ部１５は、メイン衝突判定部１３の衝突判定結果（マップ判定結果）、及びセーフィング判定部１４のセーフィング判定結果に基づいて、最終的にエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果を出力する。具体的には、このＡＮＤ部１５は、メイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４の両方でエアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したと判定された場合に、最終的にエアバッグ２の起動を必要とする衝突が発生したと判定する。
【００４０】
このように構成されたＳＲＳユニット１は、従来のようにフロントクラッシュセンサを用いることなく、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを迅速且つ正確に判別できる。つまり、本実施形態によると、従来と同等以上の乗員保護性能の維持とシステム全体のコスト削減を両立可能なＳＲＳユニット１を提供することが可能となる。
また、図２（ａ）に示した２次元マップを衝突判定に用いることにより、２次元的な閾値設定が可能となり、衝突判定精度の向上（乗員保護性能の向上）を図ることができる。
【００４１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の第２実施形態の説明においては第１実施形態と異なる点に着目して説明し、第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図３は、第２実施形態におけるＳＲＳユニット１Ａの要部ブロック構成図である。この図に示すように、第２実施形態におけるＳＲＳユニット１Ａは、第１実施形態のメイン衝突判定部１３とは異なる構成のメイン衝突判定部１６を備えている。
【００４２】
メイン衝突判定部１６は、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）、及び加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）に基づいて、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定するものであり、第１演算部１６ａ（第１演算手段）、第２演算部１６ｂ（第２演算手段）、第１比較部１６ｃ、第２比較部１６ｄ、及びＡＮＤ部１６ｅを備えている。なお、上記の構成要素の内、第１比較部１６ｃ、第２比較部１６ｄ及びＡＮＤ部１６ｅは、本発明における閾値判定手段を構成するものである。
【００４３】
第１演算部１６ａは、音響センサ１１から入力される音響データＳ（ｔ）に平均化処理を施すことで音響平均値Ｓａ（第１演算値）を算出し、その算出結果を第１比較部１６ｃに出力する。第２演算部１６ｂは、加速度センサ１２から入力される加速度データＧ（ｔ）を一次積分することで速度変化量ΔＶ（第２演算値）を算出し、その算出結果を第２比較部１６ｄに出力する。
【００４４】
第１比較部１６ｃは、第１演算部１６ａから入力される音響平均値Ｓａが第１衝突判定閾値Ｓａｔｈを越えたか否かを判定し、その比較判定結果をＡＮＤ部１６ｅに出力する。
第２比較部１６ｄは、第２演算部１６ｂから入力される速度変化量ΔＶが第２衝突判定閾値ΔＶｔｈを越えたか否かを判定し、その比較判定結果をＡＮＤ部１６ｅに出力する。ＡＮＤ部１６ｅは、第１比較部１６ｃ及び第２比較部１６ｄによって、音響平均値Ｓａが第１衝突判定閾値Ｓａｔｈを越え、且つ速度変化量ΔＶが第２衝突判定閾値ΔＶｔｈを越えたと判定された場合に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突が発生したか否かを判定し、その衝突判定結果をＡＮＤ部１５に出力する。
【００４５】
ここで、第１衝突判定閾値Ｓａｔｈは、衝突発生時点から２０ｍｓ〜３０ｍｓの間に、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形（損壊）を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突）とを判別できるような値に設定されている。また、第２衝突判定閾値ΔＶｔｈは、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（飛石等による局所打撃）とを判別できるような値に設定されている。
【００４６】
このように構成された第２実施形態のＳＲＳユニット１Ａも、第１実施形態のＳＲＳユニット１と同様に、従来のようにフロントクラッシュセンサを用いることなく、エアバッグ２の展開を必要とする衝突（高速オフセット衝突を含む、車体変形を伴う激しい衝突）と、エアバッグ２の展開が不要な衝突（低速オフセット衝突を含む、車体変形が軽微な穏やかな衝突、及び飛石等による局所打撃）とを迅速且つ正確に判別できる。
【００４７】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、以下の第３実施形態の説明においては第１及び第２実施形態と異なる点に着目して説明し、第１及び第２実施形態と同様の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
図４は、第３実施形態におけるＳＲＳユニット１Ｂの要部ブロック構成図である。この図に示すように、第３実施形態におけるＳＲＳユニット１Ｂは、振動センサ（振動検出手段）２０、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ：第１抽出手段）２１、ＬＰＦ（ローパスフィルタ：第２抽出手段）２２、第１実施形態と同様のメイン衝突判定部１３（第２実施形態と同様のメイン衝突判定部１６でも良い）、第１及び第２実施形態と同様のセーフィング判定部１４及びＡＮＤ部１５を備えている。
【００４８】
振動センサ２０は、車両１００の長さ方向に生じる広帯域振動（例えば、周波数帯域０Ｈｚ〜３０ｋＨｚの振動）を検出し、その検出結果を振動データＶｂ（ｔ）としてＢＰＦ２１及びＬＰＦ２２に出力する。
【００４９】
ＢＰＦ２１は、振動センサ２０から入力される振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域の高周波振動を抽出し、その抽出結果（高周波振動の検出結果）を音響データＳ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３へ出力する。具体的には、このＢＰＦ２１は、振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を抽出する。
【００５０】
ＬＰＦ２２は、振動センサ２０から入力される振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域より低い帯域の低周波振動を抽出し、その抽出結果（低周波振動の検出結果）を加速度データＧ（ｔ）としてメイン衝突判定部１３及びセーフィング判定部１４へ出力する。具体的には、このＬＰＦ２２は、振動データＶｂ（ｔ）から音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する。
【００５１】
このように、第１及び第２実施形態では、音響センサ１１と加速度センサ１２との２つの振動センサを用いたのに対して、第３実施形態では、周波数帯域０Ｈｚ〜３０ｋＨｚの広帯域振動を検出可能な振動センサ２０を１つだけ用意し、そのセンサ出力からＬＰＦ２２によって抽出した周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動成分を加速度データＧ（ｔ）として利用すると共に、センサ出力からＢＰＦ２１によって抽出した周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動成分を音響データＳ（ｔ）として利用している。
このような構成の第３実施形態のＳＲＳユニット１Ｂでも、第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
〔変形例〕
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変更可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動（構造音響）を検出すると共に、音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する場合を例示したが、検出対象振動の周波数帯域はこれに限定されず、車両１００の構造や要求される乗員保護性能に応じて適宜設定すれば良い。つまり、高周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００が変形（損壊）する特徴（構造音響）を捕捉可能であれば良く、低周波振動の周波数帯域は、前面衝突によって車両１００に生じる減速度を捕捉可能であれば良い。
【符号の説明】
【００５３】
１、１Ａ、１Ｂ…ＳＲＳユニット（車両衝突判定装置）、１１…音響センサ（第１振動センサ）、１２…加速度センサ（第２振動センサ）、１３、１６…メイン衝突判定部（衝突判定手段）、１４…セーフィング判定部（セーフィング判定手段）、１５…ＡＮＤ部（最終判定手段）、２０…振動センサ（振動検出手段）、２１…ＢＰＦ（第１抽出手段）、２２…ＬＰＦ（第２抽出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に生じる音響帯域の高周波振動、及び前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出する振動検出手段と、
前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段と、
を備えることを特徴とする車両衝突判定装置。
【請求項２】
前記振動検出手段は、
前記音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、
前記音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両衝突判定装置。
【請求項３】
前記第１振動センサ及び前記第２振動センサの両方を１つのセンサセルに内蔵することを特徴とする請求項２に記載の車両衝突判定装置。
【請求項４】
車両に生じる広帯域振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から音響帯域の高周波振動を抽出する第１抽出手段と、
前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を抽出する第２抽出手段と、
前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段と、
を備えることを特徴とする車両衝突判定装置。
【請求項５】
前記第１抽出手段は、前記広帯域振動から前記音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出し、
前記第２抽出手段は、前記広帯域振動から前記音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する、
ことを特徴とする請求項４に記載の車両衝突判定装置。
【請求項６】
前記衝突判定手段は、
前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、
前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、
前記第１演算値を第１軸、前記第２演算値を第２軸とする２次元マップ上において、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記第１演算値及び前記第２演算値が２次元的に設定された２次元衝突判定閾値を越えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定するマップ判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
【請求項７】
前記衝突判定手段は、
前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、
前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、
前記第１演算値が第１衝突判定閾値を越え、且つ前記第２演算値が第２衝突判定閾値を越えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定する閾値判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
【請求項８】
前記低周波振動の検出結果を基にセーフィング判定を行うセーフィング判定手段と、
前記衝突判定手段の衝突判定結果及び前記セーフィング判定手段のセーフィング判定結果に基づいて、最終的に前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する最終判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
【請求項１】
車両に生じる音響帯域の高周波振動、及び前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を検出する振動検出手段と、
前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段と、
を備えることを特徴とする車両衝突判定装置。
【請求項２】
前記振動検出手段は、
前記音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を検出する第１振動センサと、
前記音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を検出する第２振動センサと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両衝突判定装置。
【請求項３】
前記第１振動センサ及び前記第２振動センサの両方を１つのセンサセルに内蔵することを特徴とする請求項２に記載の車両衝突判定装置。
【請求項４】
車両に生じる広帯域振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から音響帯域の高周波振動を抽出する第１抽出手段と、
前記振動検出手段によって検出された広帯域振動から前記音響帯域より低い帯域の低周波振動を抽出する第２抽出手段と、
前記高周波振動及び低周波振動の検出結果に基づいて乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する衝突判定手段と、
を備えることを特徴とする車両衝突判定装置。
【請求項５】
前記第１抽出手段は、前記広帯域振動から前記音響帯域の高周波振動として周波数帯域５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの振動を抽出し、
前記第２抽出手段は、前記広帯域振動から前記音響帯域より低い帯域の低周波振動として周波数帯域０Ｈｚ〜５００Ｈｚの振動を抽出する、
ことを特徴とする請求項４に記載の車両衝突判定装置。
【請求項６】
前記衝突判定手段は、
前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、
前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、
前記第１演算値を第１軸、前記第２演算値を第２軸とする２次元マップ上において、前記第１演算手段及び前記第２演算手段によって算出された前記第１演算値及び前記第２演算値が２次元的に設定された２次元衝突判定閾値を越えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定するマップ判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
【請求項７】
前記衝突判定手段は、
前記高周波振動の検出結果を基に第１演算値を算出する第１演算手段と、
前記低周波振動の検出結果を基に第２演算値を算出する第２演算手段と、
前記第１演算値が第１衝突判定閾値を越え、且つ前記第２演算値が第２衝突判定閾値を越えた場合に、前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したと判定する閾値判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
【請求項８】
前記低周波振動の検出結果を基にセーフィング判定を行うセーフィング判定手段と、
前記衝突判定手段の衝突判定結果及び前記セーフィング判定手段のセーフィング判定結果に基づいて、最終的に前記乗員保護装置の起動を必要とする衝突が発生したか否かを判定する最終判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両衝突判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−６２０１０（Ｐ２０１２−６２０１０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０９５０５（Ｐ２０１０−２０９５０５）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
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