JP4244839B2 - 車両の衝突判定装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の衝突判定装置、特に複数の衝撃検知センサにより衝突の危険をより正確に判定できるものに関する。

近年、車両の衝突時の乗員を重大事故から乗員を保護するため、エアバッグ装置が装備された車両が増加している。車両に加わる加速度を加速度センサで検知し、衝突の危険があるときは乗員と車体との間にエアバッグを展開させるようになっている。衝突には、正面衝突、オフセット衝突及び側面衝突等、種々の形態がある。それぞれの衝突形態に応じてセンタ加速度センサ、フロント加速度センサ及びサイド加速度センサが配置されることもあるが、コストの上昇を抑制する等の理由からセンタ加速度センサのみを配置する場合も少なくない。

従来の車両用衝突判定装置では、衝突の危険を検知するセンタ加速度センサは一つのみ配置されている（特許文献１参照）。この加速度センサで検知した加速度の変化が所定値よりも大きいと衝突判定部が判定したときエアバッグを展開させ、小さいと判定したとき（たとえば急ブレーキ踏込み時）はエアバッグを展開させない。
特開平１１−３２１４９３号公報

一つのセンタ加速度センサで衝突を判定する場合、判定が正確とは言い難い。その理由は、この加速度センサのダイナミックレンジの選定の困難性にある。即ち、ダイナミックレンジを広く（たとえば±１００Ｇ）に選定すれば、広い範囲で加速度の変化を検知できるが、急ブレーキの踏込み時等、実際の衝突時以外にもエアバッグが展開するおそれがある。また、分解能が低下し、細かい区別が困難になる。

これに対して、ダイナミックレンジを狭く（たとえば±２０Ｇ）に選定すれば、上記急ブレーキ踏込み時等のエアバッグの展開（誤爆）は防止できる。しかし、実際の衝突発生時にエアバッグが展開しない（不爆）おそれがあり、エアバッグ装置としての機能を果たさず、乗員が危険にさらされることになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、衝撃検知センサの構成を工夫することにより、車両の衝突の危険をより正確に判定できる車両の衝突判定装置を提供することを目的とする。

本願の発明者は、同じ形態の衝突（例えば正面衝突）を検知するために複数の衝撃検知センサを配置することを思い付いて、本発明を完成した。
（１）本願の第１発明による衝突判定装置は、請求項１に記載したように、電波や超音波により車両の衝突前に衝突を予知するプリクラッシュセンサと；車両の所定位置に配置され、狭いダイナミックレンジを持ち車両の衝突時の衝撃を検知する第１衝撃検知センサと；第１衝撃検知センサの近傍に配置され、第１衝撃検知センサよりも広いダイナミックレンジを持ち車両の衝突時の衝撃を検知する第２衝撃検知センサと；プリクラッシュセンサからの信号に応じて第１衝撃検知センサ又は第２衝撃検知センサに切り換える切換え手段と；切換え手段で選択された第１衝撃検知センサ又は第２衝撃検知センサからの信号により衝突の危険を判定し、乗員保護装置に駆動信号を発する衝突判定部と；から成る。

この衝突判定装置において、プリクラッシュセンサからの信号に応じて切換え手段が第１衝撃検知センサ又は第２衝撃検知センサ側に切りかわり、選択された第１又は第２衝撃検知センサの検知結果に基づき衝突判定を行う。

請求項２の衝突判定装置は、請求項１において、切換え手段は、通常は第１衝撃検知センサ側に切り換わり、プリクラッシュセンサにより衝突が予知されたとき第２衝撃検知センサ側に切り換わる。
（２）本願の第２発明による衝突判定装置は、請求項３に記載したように、車両の所定位置に互いに近接して配置された複数の衝撃検知センサと；一部の衝撃検知センサの検知結果が残部の衝撃検知センサの検知結果から離れているとき、残部の衝撃検知センサの検知結果を優先して乗員保護装置作動のための演算値を演算する演算手段と；演算手段からの信号により衝突の危険を判定し、乗員保護装置に駆動信号を発する衝突判定部と；から成る。

この衝突判定装置において、演算手段は残部の衝撃検知センサの検知結果から離れた一部の衝撃検知センサ検知結果は無視し、残部の衝撃検知センサのまとまった検知結果のみに基づき演算値を演算し、衝突判定部に送る。

請求項４の衝突判定装置は、請求項３において、少なくとも第１衝撃検知センサ、第２衝撃検知センサ及び第３衝撃検知センサを含み；第１衝撃検知センサの検知結果が第２衝撃検知センサの検知結果及び第２衝撃検知センサの検知結果から離れているとき、演算手段は、第２衝撃検知センサの及び第３衝撃検知センサの検知結果の平均値を演算値とする。

（１）第１発明にかかる車両の衝突判定装置によれば、通常走行時はダイナミックレンジの狭い第１衝撃検知センサで衝撃を検知するので、急ブレーキ踏込み時などにエアバッグが誤爆することが防止される。しかも、衝突危険時はダイナミックレンジが広い第２衝撃検知センサで衝撃を検知するので、エアバッグの不爆が防止され、乗員が確実に保護される。
（２）第２発明にかかる車両の衝突判定装置によれば、同じ衝突形態のために複数の衝撃検知センサを設けたので、冗長性が高くなっている。しかも、一部の衝撃検知センサの検知結果がかけ離れている場合は、残部の衝撃検知センサの検知結果に基づき演算値を演算するので、衝突判定部における衝突判定が確実になる。

＜第１発明＞
第１発明に係る車両の衝突判定装置は、衝突の危険が低いときと高いときとで異なる衝撃検知センサを使用することを基本的特徴とし、プリクラッシュセンサと、第１衝撃検知センサ及び第２衝撃検知センサと、切換え手段と、衝突判定部とから成る。
（イ）プリクラッシュセンサは衝撃検知センサの作動前に車両の衝突の危険を予知するものである。具体的には自分の車（自車）に取り付けた発振器から前方に電波や音波を発振し、前方を走行する他人の車両（他車）や前方にある障害物で反射された反射波を受信機で受信して、自車と他車等との車間距離を計測する。
（ロ）第１衝撃検知センサと第２衝撃検知センサとは車両の衝突時に加わる衝撃（加速度の変化）を検知するもので、半導体式や静電容量式の加速度センサを採用できる。たとえば、加速度センサから出力される加速度信号は増幅器等を介してＡＤ変換器でデジタル信号に変換され、その後衝突判定部に入力される。

第１衝撃検知センサ及び第２衝撃検知センサは車両内で近接した場所に配置され、同じ目的のために使用される。つまり、第１衝撃検知センサが主に正面衝突を検知するセンタ加速度センサであれば、第２衝撃検知センサもセンタ加速度センサである。第１衝撃検知センサがオフセット加速度センサの場合、及びサイド加速度センサの場合についても同様である。

第１衝撃検知センサと第２衝撃検知センサとは異なるダイナミックレンジを持つ。第１衝撃検知センサは車両の通常走行時に作動するもので、そのダイナミックレンジは狭く、たとえば−２０Ｇから２０Ｇの範囲で選定できる。一方、車両の衝突危険時に作動する第２衝撃検知センサのダイナミックレンジは広く、たとえば−１００Ｇから１００Ｇの範囲で選定できる。
（ハ）切換え手段は、上記プリクラッシュセンサからの信号により、上記第１衝撃検知センサ又は第２衝撃検知センサ側に切りかわり、何れか一方の衝撃検知センサを択一的に選択する。具体的には、プリクラッシュセンサからの信号により衝突の危険がない通常走行時は第１衝撃検知センサ側に切り換わっているが、衝突の危険が予知されるときは第２衝撃検知センサ側に切り換わる。
（ニ）衝突判定部は、第１又は第２衝撃検知センサからの信号を入力されたとき、予め記憶した基準値に基づき衝突の危険を判定する。

＜第２発明＞
第２発明に係る車両の衝突判定装置は、衝撃検知センサによる衝撃検知が不可能又は不正確な場合にも対処できることを基本的特徴とし、複数の衝撃検知センサ、演算手段及び衝突判定部から成る。
（イ）衝撃検知センサは３つ以上あることが望ましい。２つの衝撃検知センサを設け両方の検知結果が離れている場合は、何れを優先する適当でないからである。複数の撃検知センサとしては半導体式や静電容量式の加速度センサを採用できる。複数の衝撃検知センサは車両内で近接した場所に配置され、同じ形態の衝突（例えば正面衝突）を検知するために使用される。
（ロ）演算手段は複数の衝撃検知センサの検知結果を調べ、ばらつきや偏りがある場合に乗員保護装置を作動させるかどうかの演算値を演算する。検知結果のばらつきは、たとえば、製造時の０Ｇレベルの個体差により発生する。具体的には、衝撃検知センサの出力０から５Ｖのとき、ある衝撃検知センサでは２．５Ｖが０Ｇレベルに対応し、別の衝撃検知センサでは２．６Ｖが０Ｇレベルに対応することを言う。０Ｇレベルが変動すると、エアバッグを展開させるか否かの判定基準となる閾値に対する演算値が変動し、エアバッグの展開に対する誤差になる。

また、車両が砂地に乗り入れたときや段差に乗り上げたときは、衝撃検知センサの検知結果が不正確になり易い。こうして事情を考慮して、例えば、第１衝撃検知センサの検知結果が第２及び第３衝撃検知センサの検知結果からかけ離れている場合、演算手段は第１衝撃検知センサの検知結果を無視し、第２及び第３衝撃検知センサの検知結果の平均値を演算値として衝突判定部に出力する。

なお、第１、第２及び第３衝撃検知センサの検知結果が相互に離れている場合、例えば中間の大きさの検知結果を採用できる。四つ以上の衝撃検知センサを採用した場合も三つの場合と同様の演算原理に従う。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施例＞
（構成）
図１に示す第１実施例では、車両の前部中央部にプリクラッシュセンサ１２が装備され、自車とその前方を走行する他車との車間距離を計測している。車両の中央部に配置されたエアバッグＥＣＵ１５は第１センタ加速度センサ１７、第２センタ加速度センサ１８、切換え部２１、及び衝突判定部２３を含む。第１センタ加速度センサ１７は狭いダイナミックレンジ（−２０Ｇから２０Ｇ）を持ち、第２センタ加速度センサ１８は広いダイナミックレンジ（−１００Ｇから１００Ｇ）を持つ。

切換え部２１はプリクラッシュセンサ１２からの信号により第１センタ加速度センサ１７又は第２センタ加速度センサ１８の何れに切り換わるものである。衝突判定部２３は選択された第１センタ加速度センサ１７又は第２センタ加速度センサ１８からの信号を予め記憶した基準値と比較し、衝突の有無を判定するものである。運転席の前方のステアリングホイール内には運転者用のエアバッグ２５Ｒが収容され、助手席の前方のインパネ内には同乗者用のエアバッグ２５Ｌが収容されている。
（作用）
この実施例の作用は以下の通りである。計測している自車と前方の他車との車間距離が所定値よりも小さくなると、プリクラッシュセンサ１２は衝突予知信号を切換え部２１に発する。切換え部２１は通常は第１センタ加速度センサ側１７に切り換わっている。

しかし、プリクラッシュセンサ１２から衝突予知信号が入力されると切換え部２１は第２センタ加速度センサ１８側に切り換わる。第２センタ加速度センサ１８で検知される加速度の変化と、予め記憶している基準値との大小が衝突判定部２１で比較され、前者が後者を超えたとき、衝突判定部２１はエアバッグ２５Ｌ及び２５Ｒの駆動指令を発する。
（効果）
この実施例によれば以下の効果が得られる。第１に、通常走行時に急ブレーキを踏んでも、エアバッグ２５Ｌ及び２５Ｒが展開することがない（誤爆が防止される）。このとき、第１センタ加速度センサ１７が作動しており、そのダイナミックレンジは±２０Ｇで感度が低く、急ブレーキによる加速度の変化では衝突判定部２１が衝突の危険を判定しないからである。

第２に、衝突危険時はエアバッグ２５Ｌ及び２５Ｒが確実に展開する（不爆が防止される）。このとき第２センタ加速度センサ１８が作動し、そのダイナミックレンジは±１００Ｇで感度が高く、衝突に伴う加速度の変化により衝突判定部２１が衝突を判定するからである。
＜第２実施例＞
（構成）
図２に本発明の第２実施例を示す。この実施例では上記プリクラッシュセンサ１２は設けられておらず、エアバッグＥＣＵ３０は第１センタ加速度センサ３１，第２センタ加速度センサ３２及び第３センタ加速度センサ３３と、演算部３５と、衝突判定部２３とを含む。第１、第２及び第３センタ加速度センサ３１，３２及び３３は同じダイナミックレンジ（たとえば±５０Ｇ）を持ち、何れも車両のフロアの中央部に互いに近接して配置されている。演算部３５は第１，第２及び第３センタ加速度センサ３１，３２及び３３が検知する加速度に基づき、演算値を演算するものである。
（作用）
第１，第２及び第３センタ加速度センサ３１，３２及び３３は互いに近接して配置されているので、急ブレーキや衝突時にこれらに加わる加速度は実質的に同じである。但し、前述したように０Ｇレベルの個体差等により三つのセンタ加速度センサ３１，３２及び３３が検知する加速度の大きさにずれが生ずる場合がある。

たとえば、０Ｇレベルがずれた第１センタ加速度センサ３１の検知した加速度が１０Ｇで、０Ｇレベルがずれていない第２及び第３センタ加速度センサ３２及び３３が検知した加速度が１２Ｇ及び１３Ｇであったと仮定する。このとき、演算部３５は第１センタ加速度センサ３１が検知した１０Ｇを無視し、第２及び第３センタ加速度センサ３２及び３３が検知した１２Ｇ及び１３Ｇを演算し、その平均値である１２．５Ｇを演算値として衝突判定部２３に出力する。衝突判定部２３は演算手段３５からの入力を予めメモリされた基準値と比較して、前者が後者を超えたとき、エアバッグ２５Ｌ及び２５Ｒにエアバッグの展開信号を出す。
（効果）
この実施例による効果は以下の通りである。まず、三つのセンタ加速度センサ３１，３２および３３を設けて冗長性を高めているので、仮に何れか一つのセンタ加速度センサが故障しても、残りの二つのセンタ加速度センサで加速度の変化を検知することができる。

しかも、衝突判定部２３は衝突判定を正確に行うことができる。第１センタ加速度センサ３１の０Ｇレベルにずれがある場合でも、その検知結果（１０Ｇ）は採用せず、０Ｇレベルにずれのない第２及び第３センタ加速度センサ３２及び３３から求めた検知結果（１２Ｇ及び１３Ｇ）のみを採用して、演算値１２．５Ｇを演算するからである。

本発明の第１実施例を示す平面説明図である。 本発明の第１実施例を示す平面説明図である。

符号の説明

１２：プリクラッシュセンサ １５，３０：エアバッグＥＣＵ
１７：第１センタ加速度センサ １８：第２センタ加速度センサ
２１：切換え部 ２３：衝突判定部
２５Ｌ，２５Ｒ：エアバッグ ３１，３２，３３：センタ加速度センサ ３５：演算手段

Claims (4)

1. 電波や超音波により車両の衝突前に衝突を予知するプリクラッシュセンサと、
   車両の所定位置に配置され、狭いダイナミックレンジを持ち車両の衝突時の衝撃を検知する第１衝撃検知センサと、
   前記第１衝撃検知センサの近傍に配置され、該第１衝撃検知センサよりも広いダイナミックレンジを持ち車両の衝突時の衝撃を検知する第２衝撃検知センサと、
   前記プリクラッシュセンサからの信号に応じて前記第１衝撃検知センサ又は前記第２衝撃検知センサに切り換える切換え手段と、
   前記切換え手段で選択された前記第１衝撃検知センサ又は前記第２衝撃検知センサからの信号により衝突の危険を判定し、乗員保護装置に駆動信号を発する衝突判定部と、
   から成ることを特徴とする車両の衝突判定装置。
2. 前記切換え手段は、通常は前記第１衝撃検知センサ側に切り換わり、前記プリクラッシュセンサにより衝突が予知されたとき前記第２衝撃検知センサ側に切り換わる請求項１に記載の衝突判定装置。
3. 車両の所定位置に互いに近接して配置された複数の衝撃検知センサと、
   一部の前記衝撃検知センサの検知結果が残部の前記衝撃検知センサの検知結果から離れているとき、該残部の衝撃検知センサの検知結果を優先して乗員保護装置作動のための演算値を演算する演算手段と、
   前記演算手段からの信号により衝突の危険を判定し、乗員保護装置に駆動信号を発する衝突判定部と、
   から成ることを特徴とする車両の衝突判定装置。
4. 少なくとも第１衝撃検知センサ、第２衝撃検知センサ及び第３衝撃検知センサを含み、
   該第１衝撃検知センサの検知結果が該第２衝撃検知センサの検知結果及び該第２衝撃検知センサの検知結果から離れているとき、前記演算手段は、該第２衝撃検知センサの及び該第３衝撃検知センサの検知結果の平均値を演算値とする請求項３に記載の衝突判定装置。

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