JP4073856B2 - 車両のロールオーバ判定装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両がロールオーバ（転倒）するか否かを適切なタイミングで判定する車両のロールオーバ判定装置に関する。

従来、ロールオーバ判定手法の中で最も一般的な手法として、車両のロール角と、ロール角速度の２次元マップでロールオーバ判定を行う手法があるが、この判定法では、ロールオーバに至るケースで、ロール角速度が非常に大きい場合、または急激に大きくなるような場合は、判定のタイミングが遅くなってしまうので、この問題を解決するために、ロールオーバの発生形態を加速度センサ（Ｙ軸および／またはＺ軸）によって検出される加速度の大きさで分類し、各発生形態に合ったロールオーバ判定閾値マップを用いるという手法が提案されている。この手法では横加速度と角速度とロール角度を用いてロールオーバ発生の判定を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２００９５１号公報

前記特許文献１に記載されているものは、ロールオーバ発生の判定に、横加速度とロール角速度とロール角度の３つの要素を用いているため、横加速度の発生とロール角速度の発生タイミングが一致しないロールオーバの場合は、ロールオーバと判定できなかったり、側面衝突のようなロールオーバでない場合にロールオーバと判定したりすることがある等の課題があった。

この発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、車両のロールオーバ発生の判定を迅速に、且つ正確に判定できる簡易で汎用性のある車両のロールオーバ判定装置を得ることを目的とする。

この発明に係る車両のロールオーバ判定装置は、車両の前後方向軸周りに作用する回転角速度をロール角速度として検出するロール角速度検出手段と、前記車両の上下方向に作用する加速度を上下加速度として検出する上下加速度検出手段と、前記ロール角速度検出手段の検出出力の値とその検出経過時間に応じて前記車両のロール角度を算出するロール角度算出手段と、前記ロール角速度と前記上下加速度の積または和、および前記ロール角速度と前記ロール角度の積または和のいずれか２つ以上の値を用いて前記車両のロールオーバの発生を判定するロールオーバ発生判定手段とを備えたものである。

この発明は、少なくとも車両の前後方向軸周りに作用するロール角速度と、車両の上下方向に作用する上下加速度との積または和、および前記ロール角速度とロール角度の積または和のいずれか２つ以上の値を用いて車両のロールオーバの発生を判定するので、横加速度が大きく発生するロールオーバを判定する場合に、従来用いられてきた横加速度による判定よりも、側突とロールオーバとの区別をより正確に行うことができ、緻密で信頼性の高いロールオーバの判定を行うことができるという効果がある。さらに、装置の構成が複雑にならないことも利点である。

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による車両のロールオーバ判定装置の全体を示す機能ブロック図である。
図１において、車両の前後の方向軸周りに作用する回転角速度（ロールレート）をロール角速度として検出するロール角速度検出手段としてのロール角速度センサ１と、車両の上下方向に作用する加速度を上下加速度として検出する上下加速度検出手段としての上下加速度センサ２と、車両の横方向に作用する加速度を横加速度として検出する横加速度検出手段としての横加速度センサ３が判定装置４の入力側に設けられる。

判定装置４は、ロール角速度センサ１からのロール角速度、上下加速度センサ２からの上下加速度および横加速度センサ３からの横加速度に対して演算処理を行い、少なくとも１つ以上の判定値を生成する演算処理手段４ａと、この演算処理手段４ａからの演算結果からロールオーバ判定マップを用いて判定値の評価処理を行い、ロールオーバ発生を判定するロールオーバ判定手段４ｂと、側面衝突用横加速度センサ５ａからの横加速度に基づいて車体の加速度量を判別し、角度検出用横加速度センサ５ｂからの横加速度に基づいて車体の傾斜角を判別するセーフィング判定手段４ｃとを備える。
ロールオーバ発生判定手段４ｂは、ロールオーバ判定閾値マップを予め記憶手段（図示せず）に記憶しており、その際に用いるロールオーバ発生の判定を行う判定式として、積算判定式と、加算判定式と、この両者を含む積算・加算判定式とがある。

ロールオーバ発生判定手段４ｂからのロールオーバ発生の判定出力が起動信号として外部に設けられたサイドエアバッグ装置等を含む保護装置６に供給され、これにより、ロールオーバ時に保護装置６はエアバッグを展開して各乗員を保護する。

図２は、判定装置４の内部構成の一例を示すもので、ここでは判定式として積算判定式を用いた場合を示す機能ブロック図である。
判定装置４の入力側に、ロール角速度センサ１からのロール角速度Ｒｒと上下加速度センサ２からの上下加速度Ｇｚとを乗算する乗算部１１と、ロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚとの積に後述のロール角度Ｒａを乗算する乗算部１３と、ロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａとを乗算する乗算部１５と、ロール角速度Ｒｒと横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙとを乗算する乗算部１７とを設ける。

乗算部１１からの乗算値はコンパレータ２１で閾値Ｓ１と比較され、以下同様にして、乗算部１３からの乗算値はコンパレータ２３で閾値Ｓ３と比較され、乗算部１５からの乗算値はコンパレータ２５で閾値Ｓ５と比較され、乗算部１７からの乗算値はコンパレータ２７で閾値Ｓ７と比較される。

また、横加速度センサ３からの横加速度の大きさを判定して、その判定結果をＡＮＤ回路３１，３３に対してトリガ信号として出力する横加速度判定部２９が設けられ、この横加速度判定部２９は、横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙが入力され、この横加速度Ｇｙが所定の閾値Ｓ９以上（Ｇｙ≧Ｓ９）の場合にコンパレータ２１の出力側に設けられたＡＮＤ回路３１の一方の入力端子に“１”のトリガ信号を出力し、また横加速度Ｇｙが閾値Ｓ９未満（Ｇｙ＜Ｓ９）の場合にコンパレータ２７の出力側に設けられたＡＮＤ回路３３の一方の入力端子に“１”のトリガ信号を出力する。

また、コンパレータ２１の出力端子はＡＮＤ回路３１の他方の入力端子に接続され、同様に、コンパレータ２７の出力端子はＡＮＤ回路３３の他方の入力端子に接続される。また、コンパレータ２３，２５の各出力端子はそれぞれＯＲ回路３５の各入力端子に接続され、さらに、コンパレータ２３の出力端子はＯＲ回路３６の入力端子に接続され、また、ＯＲ回路３６の入力側にはＡＮＤ回路３１，３３の各出力端子が接続される。

ＯＲ回路３５，３６の各出力端子はそれぞれＡＮＤ回路３７，３８の一方の入力端子に接続され、これらＡＮＤ回路３７，３８の他方の入力端子はセーフィング判定手段４ｃの出力側に接続される。このセーフィング判定手段４ｃは、ロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚの積の判定時には側面衝突用加速度信号（高Ｇｙ）を用いるセーフィング機能１と、ロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａの積の判定時には傾斜角検出用加速度信号（低Ｇｙ）を用いるセーフィング機能１とを有する。そこで、セーフィング判定手段４ｃにおいては、側面衝突用横加速度センサ５ａからの横加速度Ｇｓｙの値が所定の値Ｓ１０を越える場合はＡＮＤ回路３８の他方の入力端子に“１”のトリガ信号を供給し、角度検出用横加速度センサ５ｂからの出力の低周波成分を角度換算することで得られた車両の傾斜角度が所定の値Ｓ１１以上の場合はＡＮＤ回路３７の他方の入力端子に“１”のトリガ信号を供給するようになされている。

ＡＮＤ回路３７，３８の出力側には、これらＡＮＤ回路３７，３８の出力の論理和を求めるＯＲ回路３９が設けられ、その出力が保護装置６（図１）に供給されるようになされている。
ここで、乗算部１１，１３，１５，１７は、実質的に演算処理手段４ａを構成し、コンパレータ２１，２３，２５，２７および横加速度判定部２９、ＡＮＤ回路３１，３３，３７，３８およびＯＲ回路３５，３６，３９はロールオーバ発生判定手段４ｂを構成する。

図３は、図２に示した判定装置の内部構成の具体的な一例を示す回路構成図である。図３において、図２と対応する部分には同一符号を付して示している。
図において、ロール角速度センサ１の出力側がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５１を介して乗算部１１の一方の入力端子に接続され、上下加速度センサ２の出力側がローパスフィルタ（ＬＰＦ）５２を介して乗算部１１の他方の入力端子に接続される。乗算部１１の出力側はコンパレータ２１の一方の入力端子（＋端子）に接続され、コンパレータ２１の他方の入力端子（−端子）には閾値Ｓ１が与えられ、コンパレータ２１の出力側にロール角速度センサ１からのロール角速度Ｒｒと上下加速度センサ２からの上下加速度Ｇｚの積であるＲｒ×Ｇｚによる閾値判定結果が得られるようになされている。

また、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５１の出力側が乗算部１５の一方の入力端子に接続されると共に、後述されるようにロール角速度Ｒｒからロール角度Ｒａを算出するロール角度算出部５５を介して乗算部１５の他方の入力端子に接続される。乗算部１５の出力側は乗算部１３の一方の入力端子に接続され、この乗算部１３の他方の入力端子にローパスフィルタ５２の出力側が接続され、そして、この乗算部１３の出力側がコンパレータ２３の一方の入力端子（＋端子）に接続され、このコンパレータ２３の他方の入力端子（−端子）には閾値Ｓ３が与えられ、コンパレータ２３の出力側にロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚとロール角度Ｒａの積であるＲｒ×Ｇｚ×Ｒａによる閾値判定結果が得られるようになされている。

また、乗算部１５の出力側がコンパレータ２５の一方の入力端子（＋端子）に接続され、このコンパレータ２５の他方の入力端子（−端子）には閾値Ｓ５が印加され、コンパレータ２５の出力側にロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａの積であるＲｒ×Ｒａによる閾値判定結果が得られるようになされている。

さらに、横加速度センサ３の出力側がローパスフィルタ（ＬＰＦ）５３を介して乗算部１７の一方の入力端子に接続され、この乗算部１７の他方の入力端子にロール角速度センサ１の出力側がバンドパスフィルタ５１を介して接続される。乗算部１７の出力側はコンパレータ２７の一方の入力端子（＋端子）に接続され、コンパレータ２７の他方の入力端子（−端子）には閾値Ｓ７が印加され、コンパレータ２７の出力側にロール角速度Ｒｒと横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙの積であるＲｒ×Ｇｙによる閾値判定結果が得られるようになされている。

また、横加速度センサ３の出力側にローパスフィルタ（ＬＰＦ）５４が設けられ、その出力が車両の傾斜角度（ロール角度Ｒａ）を算出するためにロール角度算出部５５に供給されるようになされている。また、横加速度センサ３の出力側がローパスフィルタ（ＬＰＦ）５３を介して横加速度判定部２９の入力側に接続され、その第１の出力端子ＯＵＴ１がＡＮＤ回路３１の一方の入力端子に接続され、その第２の出力端子ＯＵＴ２がＡＮＤ回路３３の他方の入力端子に接続される。横加速度判定部２９は、横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙが入力され、この横加速度Ｇｙが閾値Ｓ９以上（Ｇｙ≧Ｓ９）の場合に、第１の出力端子ＯＵＴ１からＡＮＤ回路３１の一方の入力端子に“１”のトリガ信号を出力し、また横加速度Ｇｙが閾値Ｓ９未満（Ｇｙ＜Ｓ９）の場合に、出力端子ＯＵＴ２からＡＮＤ回路３３の一方の入力端子に“１”のトリガ信号を出力する。

セーフィング判定手段４ｃは、横加速度Ｇｙ（または上下加速度Ｇｚ）とロール角速度Ｒｒによるロールオーバの発生がなされた時に用いられるコンパレータ４１と、ロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａによるロールオーバの発生がなされた時に用いられる傾斜角判定部４２を備える。コンパレータ４１の一方の入力端子（＋端子）は側面衝突用横加速度センサ５ａに接続され、他方の入力端子（−端子）には閾値Ｓ１０が印加され、その出力側はＡＮＤ回路３８の他方の入力端子に接続され、側面衝突用横加速度センサ５ａからの横加速度の値が所定の値Ｓ１０を越える場合はＡＮＤ回路３８の他方の入力端子に“１”のトリガ信号を供給する。

また、傾斜角判定部４２の入力側は角度検出用横加速度センサ５ｂに接続され、その出力側はＡＮＤ回路３７の一方の入力端子に接続され、角度検出用横加速度センサ５ｂからの出力の低周波成分を角度換算することで得られた車両の傾斜角度が所定の値Ｓ１１以上の場合はＡＮＤ回路３７の他方の入力端子に“１”のトリガ信号を供給する。
なお、Ｒｒ×Ｇｚ、Ｒｒ×Ｇｚ×Ｒａ、Ｒｒ×ＧｙおよびＲｒ×Ｇｙの各判定閾値は、実質的にロールオーバ判定閾値マップを構成する要素として予め記憶手段（図示せず）に記憶されている。

次に、動作について、図４〜図６を参照して説明する。
ステップＳＴ１において、ロール角速度センサ１で検出された車両の前後方向軸周りに作用するロール角速度がロール角速度Ｒｒとして、上下加速度センサ２で検出された車両の上下方向に作用する加速度が上下加速度Ｇｚとして、横加速度センサ３で検出された車両の横方向に作用する加速度が横加速度Ｇｙとして判定装置４の演算処理手段４ａに入力され、また、側面衝突用横加速度センサ５ａで検出された側面衝突時の加速度が横加速度Ｇｓｙとして判定装置４のセーフィング判定手段４ｃに入力される。

ステップＳＴ２において、演算処理手段４ａのロール角度算出部５５では、バンドパスフィルタ５１を通して入力されたロール角速度センサ１からのロール角速度Ｒｒと横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙからロール角度Ｒａを算出する。

ここで、このロール角度算出部５５におけるロール角度Ｒａの算出の仕方を、図５を参照して詳しく説明する。
いま、ステップＳＴ２１でロール角速度センサ１からのロール角速度Ｒｒが入力されると、ステップＳＴ２２において、ロール角速度Ｒｒが所定の値Ｓ１２以下で、且つ所定時間Ｔ１以上経過したか否かを判別し、つまり、例えばロール角速度Ｒｒが１０°／ｓ以下の状態が時間Ｔ１秒以上継続したか否かを判別し、この条件を満たすようであれば、車両が安定状態にあるので、ステップＳＴ２３において、横加速度センサ３からローパスフィルタ５４を通して入力される横加速度Ｇｙからロール角度Ｒａ（Ｒａ＝Ｓｉｎ^−１Ｇｙ）を算出し、つまり、横加速度センサ３からの横加速度ＧｙのＤＣ成分を角度演算することにより車両のロール角度Ｒａを算出し、これを実質的に基準角度Ｒａｓとし、ステップＳＴ２４において、ロール角度Ｒａとして乗算部１５に出力する。

一方、ステップＳＴ２２で、ロール角速度Ｒｒが所定の値Ｓ１２以下で、且つ所定時間Ｔ１以上経過したという条件を満たしてなければ、ステップＳＴ２５において、ロール角速度Ｒｒの積分処理を行ってロール角度Ｒａを求め、この値に、ステップＳＴ２６において、先に求めた基準角度Ｒａｓを加算して、ステップＳＴ２４において、ロール角度Ｒａとして乗算部１５に出力する。つまり、ステップＳＴ２５，２６においては、ロール角速度Ｒｒが発生している場合であるので、角速度発生開始の直前に横加速度センサ３で求めたロール角度に、角速度が発生してからのロール加速度センサ１からの出力の積分値を加算して車両の傾斜を算出するものである。これにより、角速度センサのオフセットドリフトによる算出角度の誤差をなくすることができる。

さて、ここで再び図４に戻り、ステップＳＴ３において、乗算部１１でロール角速度センサ１からのロール角速度Ｒｒと上下加速度センサ２からの上下加速度Ｇｚとを乗算し、乗算部１３でロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚと上述のロール角度Ｒａを乗算し、乗算部１５でロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａとを乗算し、乗算部１７でロール角速度Ｒｒと横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙとを乗算し、各演算値をロールオーバ発生判定手段４ｂに取り込む。

次いで、ステップＳＴ４ａにおいて、コンパレータ２１によりロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚの積と閾値Ｓ１とを比較し、コンパレータ２７によりロール角速度Ｒｒと横加速度Ｇｙの積と閾値Ｓ７とを比較する。ステップＳＴ４ｂにおいて、コンパレータ２５によりロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａの積と閾値Ｓ５とを比較する。ステップＳＴ４ｃにおいて、コンパレータ２３によりロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚとロール角度Ｒａの積と閾値Ｓ３とを比較する。そして、ステップＳＴ４ａ〜ｃでいずれかの積算値が閾値より大きい場合には、各コンパレータはいずれも“１”の信号を閾値判定結果として出力する。

ステップＳＴ４ａにおいて、コンパレータから“１”の信号が出力された場合には、ステップＳＴ５において、横加速度判定部２９で横加速度Ｇｙが所定の値Ｓ９以上か否かを判別し、以上の場合は、その出力をトリガ信号として、ステップＳＴ６においてＲｒ×Ｇｚによる閾値判定結果とともにＡＮＤ回路３１に取り込む。そして、ステップＳＴ７において、側面衝突用横加速度センサ５ａで検出された側面衝突時の加速度を横加速度Ｇｓｙとして判定装置４のセーフィング判定手段４ｃに入力し、横加速度Ｇｓｙの値が所定の値Ｓ１０より大きいか否かを判別し、大きい場合には、ステップＳＴ８において、ＡＮＤ回路３１の出力とともにＡＮＤ回路３８に取り込み、その出力信号をＲｒ×Ｇｚに関連した駆動信号として駆動装置６に入力する。

一方、ステップＳＴ５で横加速度Ｇｙが所定の値Ｓ９以上でない場合には、その出力をトリガ信号として、ステップＳＴ９においてＲｒ×Ｇｙによる閾値判定結果とともにＡＮＤ回路３３に取り込む。そして、以降はＲｒ×Ｇｚ判定の場合と同様に、ステップＳＴ７で横加速度Ｇｓｙの値が所定の値Ｓ１０より大きければ、ステップＳＴ８においてＡＮＤ回路３３の出力とともにＡＮＤ回路３８に取り込み、その出力信号をＲｒ×Ｇｙに関連した駆動信号として駆動装置６に出力する。

また、ステップＳＴ４ｂにおいて“１”の信号が出力された場合、ステップＳＴ１０において、角度検出用横加速度センサ５ｂで検出された加速度を横加速度Ｇｌｙとして判定装置４のセーフィング判定手段４ｃに入力し、横加速度Ｇｌｙの低周波成分による傾斜角演算値（Ｓｉｎ^−１Ｇｌｙ）が所定の値Ｓ１１即ち一定の角度以上か否かを判別し、以上の場合には、その出力をトリガ信号として、ステップＳＴ１１においてＲｒ×Ｒａによる閾値判定結果とともにＡＮＤ回路３７に取り込み、その出力信号をＲｒ×Ｒａに関連した駆動信号として駆動装置６に入力する。

また、ステップＳＴ４ｃにおいて“１”の信号が出力された場合、ステップＳＴ１２において、角度検出用横加速度Ｇｌｙの低周波成分による傾斜角演算値（Ｓｉｎ^−１Ｇｌｙ）がＳ１１以上かまたは、横加速度Ｇｓｙの値が所定の値Ｓ１０より大きければ、その信号をトリガ信号として、ステップＳＴ１３においてＲｒ×Ｇｚ×Ｒａによる閾値判定結果とともにＡＮＤ回路３８に取り込み、その出力信号をＲｒ×Ｇｚ×Ｒａに関連した駆動信号として駆動装置６に入力する。

このようにして、セーフィング判定手段４ｃは、上下加速度Ｇｚまたは横加速度Ｇｙに関わるロールオーバ判定がなされたときには、その時点での側面衝突用加速度Ｇｓｙの信号レベルが閾値Ｓ１０より大きい場合に保護装置６を作動させ、ロール角度Ｒａに関わるロールオーバ発生判定がなされたときには、角度検出用横加速度Ｇｌｙの低周波信号成分による傾斜角演算値が（Ｓｉｎ^−１Ｇｌｙ）閾値Ｓ１１以上である場合に保護装置６を作動させるセーフィング機能を有する。ただし、上下加速度Ｇｚとロール角度Ｒａに関わるロールオーバ判定がなされたときには、その時点での側面衝突用加速度Ｇｓｙの信号レベルが閾値Ｓ１０より大きいか、または角度検出用横加速度Ｇｌｙの低周波信号成分による傾斜角演算値が閾値Ｓ１１以上である場合に保護装置６を作動させる。また、上下加速度Ｇｚとロール角速度Ｒｒに関わるロールオーバ判定に用いるセーフィング判定は、横加速度Ｇｙとロール角速度Ｒｒに関わるロールオーバ判定を行う場合にも同様に用いることができる。
なお、横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサ３と、側面衝突用加速度Ｇｓｙを検出する加速度センサ５ａとは、実質的に同等の性能を有するセンサであり、Ｇｙに関わる判定値を選択しない場合は、セーフィング判定手段４ｃにおいて、側面衝突用加速度Ｇｓｙの代わりに、横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙを用いてもよい。

また、発生する車両のロールオーバにはいくつかの形態があり、例えば、車両の走行中、片輪が溝などに落ちた場合に発生し、横加速度Ｇｙが小、ロール角速度Ｒｒが大であるフォールオーバ、車両の急旋回時に、路面とタイヤの摩擦により発生し、横加速度Ｇｙとロール角度Ｒａがほぼ比例関係にあるターンオーバ、車両の走行中、片輸が障害物や、斜面にかかった場合に発生し、ロールオーバ全行程にわたり横加速度Ｇｙが小、ロール角度Ｒａが大であるフリップオーバ、車両の横滑り中、縁石などへの衝突により力が生じた場合に発生し、ロール開始時は、横加速度Ｇｙが大、ロール角度Ｒａが小、ロール角速度Ｒｒが大であるトリップオーバ、車両の走行中、障害物に衝突した場合に発生するバウンスオーバ、車両が突起物に乗り上げ、乗り越えて転倒する場合に発生し、横加速度Ｇｙが小であるクライムオーバ等がある。

これらのロールオーバに対して、上述の判定閾値を用いたロールオーバ判定閾値マップが考えられる。その際に、各パラメータの積による判定閾値は、判定マップ中の曲線の部分になる。これらの判定閾値を単独または複数用いることで、図９に示すように判定マップの閾値ラインの形状を自由に決めることができ、実測データに合わせて閾値ラインを引くことができる。また、閾値ラインの形状を複雑にしても個々の演算処理自体は複雑にならないという利点がある。

ここで、ロールオーバで発生率が一番高いといわれる、横加速度Ｇｙとロール角速度Ｒｒにピークが生じ、続いて回転が始まりロール角度Ｒａが大きくなっていくトリップオーバの場合を見てみると、このトリップオーバのモードでは、現象が始まってからロールオーバ判定オンを要求される判定時間が短いため、ロール角度Ｒａを用いる判定では間に合わない。トリップオーバでは車両の一部に衝突を伴うので、車両に発生する加速度を検出して判定を行うが、本実施の形態では、上述の如く上下加速度Ｇｚとロール角速度Ｒｒを用いた、図６（ａ）に示すようなトリップオーバ用判定マップを用いて判定を行うものである。

なお、トリップオーバが発生する場合、ロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚの発生タイミングが一致するため（横加速度Ｇｙは上下加速度Ｇｚおよびロール角速度Ｒｒよりも早く立ち上がり、減衰する）、横加速度Ｇｙとロール角速度Ｒｒの場合より、上下加速度Ｇｚとロール角速度Ｒｒの場合の方がロールオーバ判定オフの要件に対してマージンの多い判定を行うことができ、緻密なロールオーバ発生の判定を行うことができる。

また、ロールオーバのその他の形態の一つであるフリップオーバ（コークスクリュー）のモードでは、車両に大きな加速度が発生せず、トリップオーバのモードに比べると現象が比較的穏やかに起こるので、上述の如くロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａを用いた、図６（ｂ）に示すようなフリップオーバ用判定マップにより判定を行うことで、緻密なロールオーバ発生の判定を行うことができる。
なお、上述では、積算判定式Ｒｒ×Ｇｚ、Ｒｒ×Ｇｚ×Ｒａ、Ｒｒ×Ｒａ、Ｒｒ×Ｇｙの全てを用いる場合であるが、これに限定されることなく、任意の積算判定式を選択して構成してもよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、角速度センサの出力と上下加速度センサの出力を用いて、車両がロールオーバするか否かの判定が可能になるので、従来のように横加速度が大きく発生するロールオーバの判定に横加速度を用いていた方法を、上下加速度に置き換えられるので、側突との区別がより正確に行えるようになり、ロールオーバ判定の精度を高くすることができる。また、ロールオーバ判定閾値マップの閾値ラインの形状を自由に決めることができ、実測データに合わせて閾値ラインを引くことができるので、汎用性があり、また、計測精度の高いロールオーバ判定装置が得られる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による車両のロールオーバ判定装置における判定装置の内部構成の一例を示すもので、ここでは判定式として加算判定式を用いた場合を示す機能ブロック図である。
判定装置４の入力側に、ロール角速度センサ１からのロール角速度Ｒｒと上下加速度センサ２からの上下加速度Ｇｚとを加算する加算部１２と、ロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚとロール角度Ｒａとを加算する加算部１４と、ロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａとを加算する加算部１６と、ロール角速度Ｒｒと横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙとを加算する加算部１８とを設ける。なお、加算部１４で用いるロール角度Ｒａは、上述した実施の形態１と同様に、ロール角度Ｒａと横加速度Ｇｙを用いて算出すればよい。

加算部１２からの加算値はコンパレータ２２で閾値Ｓ２と比較され、以下同様にして、加算部１４からの加算値はコンパレータ２４で閾値Ｓ４と比較され、加算部１６からの加算値はコンパレータ２６で閾値Ｓ６と比較され、加算部１８からの加算値はコンパレータ２８で閾値Ｓ８と比較される。

横加速度判定部２９は、横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙが入力され、この横加速度Ｇｙが閾値Ｓ９以上（Ｇｙ≧Ｓ９）の場合にコンパレータ２２の出力側に設けられたＡＮＤ回路３２の一方の入力端子に“１”のトリガ信号を出力し、また横加速度Ｇｙが閾値Ｓ９未満（Ｇｙ＜Ｓ９）の場合にコンパレータ２８の出力側に設けられたＡＮＤ回路３４の一方の入力端子に“１”のトリガ信号を出力する。

また、コンパレータ２２の出力端子はＡＮＤ回路３２の他方の入力端子に接続され、同様に、コンパレータ２８の出力端子はＡＮＤ回路３４の他方の入力端子に接続される。
また、コンパレータ２４，２６の各出力端子はそれぞれＯＲ回路３５の各入力端子に接続され、さらに、コンパレータ２４の出力端子はＯＲ回路３６の入力端子に接続され、また、ＯＲ回路３６の入力側にはＡＮＤ回路３２，３４の各出力端子が接続される。

ＯＲ回路３５，３６の各出力端子はそれぞれＡＮＤ回路３７，３８の一方の入力端子に接続され、これらＡＮＤ回路３７，３８の他方の入力端子にはセーフィング判定手段４ｃの出力側が接続される。セーフィング判定手段４ｃにおいては、側面衝突用横加速度センサ５ａからの横加速度の値が所定の値Ｓ１０を越える場合はＡＮＤ回路３８の他方の入力端子に“１”のトリガ信号を供給し、角度検出用横加速度センサ５ｂからの出力の低周波成分を角度換算することで得られた車両の傾斜角度が所定の値Ｓ１１以上の場合はＡＮＤ回路３７の他方の入力端子に“１”のトリガ信号を供給するようになされている。

ＡＮＤ回路３７，３８の出力側には、これらＡＮＤ回路３７，３８の出力の論理和を求めるＯＲ回路３９が設けられ、その出力が保護装置６（図１）に供給されるようになされている。
ここで、加算部１２，１４，１６，１８は、実質的に演算処理手段４ａを構成し、コンパレータ２２，２４，２６，２８および横加速度判定部２９、ＡＮＤ回路３１，３３，３７，３８およびＯＲ回路３５，３６，３９はロールオーバ発生判定手段４ｂを構成する。

なお、本実施の形態の動作は、実施の形態１における積算動作が加算動作となり、積算判定式Ｒｒ×Ｇｚ、Ｒｒ×Ｇｚ×Ｒａ、Ｒｒ×Ｒａ、Ｒｒ×Ｇｙの代わりに、加算判定式Ｒｒ＋Ｇｚ、Ｒｒ＋Ｇｚ＋Ｒａ、Ｒｒ＋Ｒａ、Ｒｒ＋Ｇｙが用いられる以外は、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
また、積算判定式の場合と同様に、横加速度Ｇｙを検出する横加速度センサと、側面衝突用加速度Ｇｓｙを検出する加速度センサとは、実質的に同等の性能を有するセンサであるので、判定閾値Ｒｒ＋Ｇｙを選択しない場合は、セーフィング判定手段４ｃにおいて、側面衝突用加速度Ｇｓｙの代わりに横加速度Ｇｙを用いてもよい。

また、本実施の形態でも、各種のロールオーバに対して、上述の判定閾値を用いたロールオーバ判定閾値マップが考えられるが、その際に、各パラメータの積による判定式は、判定マップ中の直線の部分になる。これらの判定式を単独または組み合わせて用いることで、判定マップの閾値ラインの形状を自由に決めることができ、実測データに合わせて閾値ラインを引くことができる。また、閾値ラインの形状を複雑にしても個々の演算処理自体は複雑にならないという利点がある。

以上のように、この実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
なお、加算部において、ロール角速度Ｒｒに上下加速度Ｇｚまたはロール角度Ｒａを加算する際に、上下加速度Ｇｚまたはロール角度Ｒａに重みをつける、つまり、上下加速度Ｇｚまたはロール角度Ｒａにそれぞれ係数Ｋ１，Ｋ２を乗じた後ロール角速度Ｒｒと加算して判定閾値を求めるようにしてもよい。
また、上述では、加算判定式Ｒｒ＋Ｇｚ、Ｒｒ＋Ｇｚ＋Ｒａ、Ｒｒ＋Ｒａ、Ｒｒ＋Ｇｙの全てを用いる場合であるが、これに限定されることなく、任意の加算判定式を選択して構成してもよい。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３による車両のロールオーバ判定装置における判定装置の内部構成の一例を示すもので、ここでは積算判定式と加算判定式の両者を含む積算・加算判定式の場合を示す機能ブロック図である。
判定装置４の入力側に、ロール角速度センサ１からのロール角速度Ｒｒと上下加速度センサ２からの上下加速度Ｇｚとを乗算する乗算部１１と、同じくロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚとを加算する加算部１２と、ロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚとの積に上述のロール角度Ｒａを乗じる乗算部１３と、ロール角速度Ｒｒと上下加速度Ｇｚとの和にロール角度Ｒａを加算する加算部１４と、ロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａとを乗算する乗算部１５と、ロール角速度Ｒｒとロール角度Ｒａとを加算する加算部１６と、ロール角速度Ｒｒと横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙとを乗算する乗算部１７と、同じくロール角速度Ｒｒと横加速度Ｇｙとを加算する加算部１８とを設ける。なお、乗算部１７および加算部１８は、横加速度Ｇｙの代わりにそれぞれ上下加速度Ｇｚを用いてもよい。

乗算部１１からの乗算値はコンパレータ２１で閾値Ｓ１と比較され、加算部１２からの加算値はコンパレータ２２で閾値Ｓ２と比較され、以下同様にして、乗算部１３からの乗算値はコンパレータ２３で閾値Ｓ３と比較され、加算部１４からの加算値はコンパレータ２４で閾値Ｓ４と比較され、乗算部１５からの乗算値はコンパレータ２５で閾値Ｓ５と比較され、加算部１６からの加算値はコンパレータ２６で閾値Ｓ６と比較され、乗算部１７からの乗算値はコンパレータ２７で閾値Ｓ７と比較され、加算部１８からの加算値はコンパレータ２８で閾値Ｓ８と比較される。

横加速度判定部２９は、横加速度センサ３からの横加速度Ｇｙが入力され、この横加速度Ｇｙが閾値Ｓ９以上（Ｇｙ≧Ｓ９）の場合にコンパレータ２１，２２の出力側に設けられたＡＮＤ回路３１，３２の一方の入力端子に“１”のトリガ信号を出力し、また横加速度Ｇｙが閾値Ｓ９未満（Ｇｙ＜Ｓ９）の場合にコンパレータ２７，２８の出力側にそれぞれ設けられたＡＮＤ回路３３，３４の一方の入力端子に“１”のトリガ信号を出力する。

また、コンパレータ２１，２２の各出力端子はそれぞれＡＮＤ回路３１，３２の他方の入力端子に接続され、同様に、コンパレータ２７，２８の各出力端子はそれぞれＡＮＤ回路３３，３４の他方の入力端子に接続される。
また、コンパレータ２３，２４，２５，２６の各出力端子はそれぞれＯＲ回路３５の各入力端子に接続され、さらに、コンパレータ２３，２４の各出力端子はそれぞれＯＲ回路３６の各入力端子に接続され、また、ＯＲ回路３６の入力側にはＡＮＤ回路３１，３２，３３，３４の各出力端子が接続される。

ＯＲ回路３５，３６の各出力端子はそれぞれＡＮＤ回路３７，３８の一方の入力端子に接続され、これらＡＮＤ回路３７，３８の他方の入力端子にはセーフィング判定手段４ｃの出力側が接続される。セーフィング判定手段４ｃにおいては、側面衝突用横加速度センサ５ａからの横加速度の値が所定の値Ｓ１０を越える場合はＡＮＤ回路３８の他方の入力端子に“１”のトリガ信号を供給し、角度検出用横加速度センサ５ｂからの出力のＤＣ成分を角度換算することで得られた車両の傾斜角度が所定の値Ｓ１１以上の場合はＡＮＤ回路３７の他方の入力端子に“１”のトリガ信号を供給するようになされている。

ＡＮＤ回路３７，３８の出力側には、これらＡＮＤ回路３７，３８の出力の論理和を求めるＯＲ回路３９が設けられ、その出力が保護装置６に供給されるようになされている。
ここで、乗算部１１，１３，１５，１７、加算部１２，１４，１６，１８は、実質的に演算処理手段４ａを構成し、コンパレータ２１〜２８および横加速度判定部２９、ＡＮＤ回路３１〜３４，３７，３８およびＯＲ回路３５，３６，３９はロールオーバ発生判定手段４ｂを構成する。

なお、本実施の形態の動作は、実質的に実施の形態１および２と同様であるので、その説明を省略する。
なお、上述では、積算判定式Ｒｒ×Ｇｚ、Ｒｒ×Ｇｚ×Ｒａ、Ｒｒ×Ｒａ、Ｒｒ×Ｇｙおよび加算判定式Ｒｒ＋Ｇｚ、Ｒｒ＋Ｇｚ＋Ｒａ、Ｒｒ＋Ｒａ、Ｒｒ＋Ｇｙの全てを用いる場合であるが、これに限定されることなく、任意の加算判定式を選択して構成してもよい。

以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１および２と同様の効果が得られると共に、各パラメータの積、和（または重みをつけた和）の計算値を組み合わせて（判定式のいずれか１つが閾値を上回った場合、判定式の所定の２つが閾値を上回った場合等）ロールオーバ判定を行うので、ロールオーバ判定閾値マップ上で曲線（積）、直線（和）を組み合わせて閾値の境界を細かく決定でき、それだけ計測精度を向上できる。

この発明の実施の形態１による車両のロールオーバ判定装置の全体を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１による車両のロールオーバ判定装置の一部を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態１による車両のロールオーバ判定装置の一部の具体例を示す回路構成図である。 この発明の実施の形態１による車両のロールオーバ判定装置の動作説明に供するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１による車両のロールオーバ判定装置における動作の一部を詳細に説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１におけるロールオーバ判定閾値マップの一例を示す図である。 この発明の実施の形態２による車両のロールオーバ判定装置の一部を示す機能ブロック図である。 この発明の実施の形態３による車両のロールオーバ判定装置の一部を示す機能ブロック図である。 この発明におけるロールオーバ判定マップの閾値ラインの形状を示す図である。

符号の説明

１ ロール角速度センサ、２ 上下加速度センサ、３ 横加速度センサ、４ 判定装置、４ａ 演算処理手段、４ｂ ロールオーバ発生判定手段、４ｃ セーフィング判定手段、５ 加速度センサ、６ 保護装置、１１，１３，１５，１７ 乗算部、１２，１４，１６，１８ 加算部、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，４１ コンパレータ、２９ 横加速度判定部、３１，３２，３３，３４，３７，３８ ＡＮＤ回路、３５，３６，３９ ＯＲ回路、４２ 傾斜角判定部、５１ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、５２，５３，５４ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、５５ ロール角度算出部。

Claims (3)

1. 車両の前後方向軸周りに作用する回転角速度をロール角速度として検出するロール角速度検出手段と、
   前記車両の上下方向に作用する加速度を上下加速度として検出する上下加速度検出手段と、
   前記ロール角速度検出手段の検出出力の値とその検出経過時間に応じて前記車両のロール角度を算出するロール角度算出手段と、
   前記ロール角速度と前記上下加速度の積または和、および前記ロール角速度と前記ロール角度の積または和のいずれか２つ以上の値を用いて前記車両のロールオーバの発生を判定するロールオーバ発生判定手段とを備えた車両のロールオーバ判定装置。
2. ロールオーバ発生判定手段は、ロール角速度と上下加速度の積または和のどちらかと、前記ロール角速度とロール角度の積または和のどちらかの組み合わせの値が所定の閾値を越えた場合にロールオーバの発生と判定することを特徴とする請求項１記載の車両のロールオーバ判定装置。
3. ロールオーバ発生判定手段は、ロール角速度と上下加速度の積または和、前記ロール角速度とロール角度の積または和の組み合わせたロールオーバ判定閾値マップを保存していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両のロールオーバ判定装置。

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