JPH08219937A - 車両クラッシュデータ発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 付加的クラッシュ試験を必要とすること無
く、車両のクラッシュを正確にシミュレートするクラッ
シュ・センサのシステム開発及び妥当性検査に対する実
際のデータセットを生成する方法を提供する。 【解決手段】 実際の車両クラッシュからのクラッシュ
データは、最初のクラッシュデータの総合特性を維持し
つつ、異なる加速度ピークを含む新しい混成クラッシュ
データを生成すべく、処理される。新しいクラッシュデ
ータは実際的であって、別のクラッシュ試験を行う経費
無しに、例えば、エアバッグ展開センサ等のクラッシュ
管理部品を試験または実証するのに、かつ、異なるクラ
ッシュに対する部品の粗さを証明するのに使用すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、輸送車両
の試験に関し、特に、別のクラッシュ試験を実行する経
費を要することなく、他のクラッシュ・データセットか
ら実際的なクラッシュデータを発生させることに関す
る。

【０００２】

【従来技術】新しい車両モデルの開発において、自動車
の製造業者は、大規模なクラッシュ試験を行う。この種
クラッシュ試験は、所有者身体拘束及び他のクラッシュ
保護システムの設計、妥当性検査、及び試験を容易にす
る。また、官庁による規制では、車両の大規模衝撃試験
が要求されている。こうして、自動車の製造業者は、毎
年、数百の車両クラッシュ試験を行い得る。

【０００３】試験車両中の加速度計は、クラッシュの
際、車両内の種々の場所における瞬間加速度を測定す
る。加速度計からの信号は、おのおのがデータ収集シス
テムを使用して、個別に記録される。同一モデルの多く
の車両が、一般に、種々の速度及びクラッシュ・モード
で試験される。クラッシュ・モードの諸例は、障壁との
正面からの衝突、障壁との斜めからの衝突、別の車両と
のオフセット衝突、及びポールとの正面からの衝突であ
る。単一の車両モデルのクラッシュ試験は、一般に、同
一速度及び同一クラッシュ・モードでの１つ以上のクラ
ッシュ試験を含む。

【０００４】加速度計は、例えば、エアバッグを展開す
るために、生産車両のクラッシュ・センサとして使用さ
れる。クラッシュ試験からの記録されたデータセット
は、エアバッグを展開させる必要があるこの種型式及び
重大度の衝撃に対応する加速度の発生を検出すべく、マ
イクロプロセッサに使用される展開手続きまたはアルゴ
リズムの開発を許容する情報をもたらす。マイクロプロ
セッサは、この種衝撃に対応する加速度を検出したと
き、点火信号をエアバッグに送出する。展開手続きは、
プロトタイプ車両のクラッシュ試験の際に収集されたデ
ータセットに基づいて、これらの事象を認識するために
開発された。クラッシュ・データセットは、生産加速度
計が実装されている場所と、プロトタイプ車両内の同一
の場所に実装された加速度計から収集される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】多数のクラッシュ試験
の際に収集されたデータは、車両のクラッシュ性能を十
分に特徴付ける。それにも拘らず、同一のクラッシュ・
モード及び速度においてさえも、クラッシュからクラッ
シュへの瞬間加速度には、重要ではない変動がある。従
って、展開手続きの粗さを更に改良するため、システム
開発及び妥当性検査に使用されるデータセットの数を増
大させることが有益である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、付加的クラッ
シュ試験を必要とすること無く、車両のクラッシュを正
確にシミュレートするクラッシュ・センサのシステム開
発及び妥当性検査に対するデータセットを生成するとい
う利点を有する。

【０００７】一態様において、本発明は、車両クラッシ
ュからのクラッシュデータを得る方法において、第１の
車両のクラッシュの際に、第１の加速度信号を記録し、
かつ、第２の車両のクラッシュの際に、第２の加速度信
号を記録してなる前記方法を提供する。第１の周波数領
域信号は、前記第１の加速度信号をフィルタにかけて変
換することによって発生され、この際、前記第１の周波
数領域信号は、所定の遮断周波数を下回る周波数に実質
的に制限される。第２の周波数領域信号は、前記第２の
加速度信号をフィルタにかけて変換することによって発
生され、この際、前記第２の周波数領域信号は、所定の
遮断周波数を上回る周波数に実質的に制限される。前記
第１の周波数領域信号及び前記第２の周波数領域信号を
加算して、合成信号を生成する。該合成信号は、前記第
１の車両及び前記第２の車両のクラッシュ双方の特性を
有する混成クラッシュデータを発生すべく、逆変換され
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、加速度計ブロック１２及
び制御ブロック１３を有する受動抑制モジュール１１を
含む車両１０を示している。最終生産車両において、受
動抑制モジュール１１は、例えば、ステアリング・コラ
ム１５中に実装されたエアバッグ点火装置１４を制御す
る。モジュール１１が、点火信号をモジュール１４に送
出するとき、エアバッグは、図１に示す位置１６に展開
される。

【０００９】加速度計ブロック１２は、加速度計と、例
えば、瞬間加速度信号を制御ブロック１３にもたらす低
域フィルタ等の信号調整回路とを含むことが好ましい。
プロトタイプ車両のクラッシュ試験の際、加速度計ブロ
ック１２からの瞬間加速度信号は、車載データ収集シス
テム（ＯＤＡＳ：ｏｎ−ｂｏａｒｄ ｄａｔａ ａｃｑ
ｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）１７にもたされる。
車両がクラッシュしたとき、ＯＤＡＳ１７は、約２５０
ｍｓｅｃ．の瞬間加速度データを記録する。記録された
データは、０Ｈｚから約４Ｈｚの周波数スペクトルを有
する。クラッシュは、例えば、障壁、ポール、及び他の
車両等の種々の型式の衝撃用対象物を用いて、矢印１８
及び１９に示す異なる衝撃角度及び衝撃点による種々の
クラッシュ・モードにおいて、かつ、種々の衝撃速度で
行われる。

【００１０】図２は、衝撃事象が、受動抑制を展開すべ
き１つであるか否かを検出すべく、制御ブロック１３に
おいて使用される展開手続きを得るための手順を図示し
ている。段階２０において、プロトタイプ車両は、実質
的に同一構造型式を有して設計され、かつ製造されて、
最終生産車両の構造及び構造強さを示す。段階２１にお
いて、プロトタイプ車両は、複数のモード及び複数の速
度で、クラッシュし、この間に、車載データ収集システ
ムは、加速度計からのデータを、瞬間加速度信号として
記録する。段階２２において、信号は、複数のデータセ
ットとして蓄積するためにデジタル化され、この際、各
データセットは、特定のクラッシュモード及び速度での
１つのクラッシュの際の１つの加速度計からの信号に対
応している。段階２３において、データセットは、経験
的に得ることができる最初の展開手続き（例えば、類似
モデルの車両からの展開手続き等）に応用される。段階
２４において、データセットに応答する最初の展開手続
きの性能が評価され、展開手続きが、応用されたクラッ
シュデータに適切に応じて、エアバッグを点火するかま
たは点火しない所望の結果をもたらすべく、必要に応じ
て改良される。一旦、最初の展開手続きが確認され、試
験されると、段階２４における生産車両に対する最終生
産モジュールにて実施される。

【００１１】展開手続きの粗さを改良するため、段階２
２におけるデータセットの発生は、図３で更に説明する
本発明を使用して、プロトタイプ車両のクラッシュにお
けるよりもより多くのデータの発生を含んでいる。段階
３０において、新しいデータセットを発生する目的で、
２つのデータセットが得られる。この選択された２つの
データセットは、実質的に同一のクラッシュ・モード及
び同一の速度で、第１及び第２のクラッシュからのもの
であり得ることが好ましい。クラッシュ・モードが同一
または類似で、この結果、クラッシュの際の同一車両の
構成要素のクラッシュを表す瞬間加速度信号が収集され
るのが望ましい。同一構成要素が２つのデータセットに
おいて略同時にクラッシュして、２つのデータセットが
略同一速度で得られれば、これが役に立つ。それにも拘
らず、クラッシュ・モード及び速度が、実質的に同一で
なくとも、有益なデータセットを発生することができ
る。

【００１２】本発明は、最初のクラッシュデータの総合
特性を維持しながら、異なる加速度ピークを含む新しい
クラッシュ・データセットを生成する方法で、２つのデ
ータセットを組み合わせる。段階３１において、第１の
データセットは、約６０Ｈｚの所定の上部遮断周波数を
使用して、低域フィルタで濾過される。段階３２におい
て、第２のデータセットは、約６０Ｈｚの下部遮断周波
数を使用して、高域フィルタで濾過される。第１及び第
２のフィルタにかけられたデータセットは、段階３３に
おいて、周波数領域にフーリエ変換される。段階３４に
おいて、２つのフーリエ変換されたデータが加算され
て、単一のフーリエ変換されたデータを得るようになっ
ていると共に、段階３４において、逆フーリエ変換を合
算値に適用して、新しいデータセットを発生するように
なっている。代替的に、段階３３のフーリエ変換は、段
階３１及び３２のフィルタリングに先立って実行するこ
とができる。何れの実施例においても、第１及び第２の
周波数領域信号は、フーリエ変換されたデータを共に加
算する以前に、得られる。

【００１３】フィルタリングによって第１及び第２のデ
ータセットの一部分を分割するための遮断周波数は、約
６０Ｈｚに選択される。何故ならば、６０Ｈｚは、約６
０Ｈｚで始まって、展開手続きに使用される最大周波数
（一般に、約３００Ｈｚ）まで拡張されるより高い周波
数信号であるよりも、クラッシュからクラッシュに対し
て、一層堅実な瞬間加速度信号におけるベース信号の略
上限であることが、経験的に見い出だされたからであ
る。約３００Ｈｚの上部遮断周波数において、ナイキス
ト理論（Ｎｙｑｕｉｓｔ´ｓ ｔｈｅｏｒｅｍ）から、
クラッシュの際の記録されたデータは、少なくとも６０
０Ｈｚまで拡張する必要があることになる。出願人は、
約４ｋＨｚの上部遮断周波数を用いて、瞬間加速度信号
を記録すると共に、約１ｋＨｚの上部遮断周波数を用い
て、記録された信号から、新しいデータセットを発生し
てきた。

【００１４】図４は、本発明を実施する装置を図示して
いる。第１のデータセットは、低域フィルタ４０に入力
されて、該フィルタ４０が、低域フィルタにかけて得た
出力を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロック４１に送出
する。周波数領域中の変換された出力は、合算器４２の
入力に送出される。第２のデータセットは、高域フィル
タ４３に入力されて、該フィルタ４３が、高域フィルタ
にかけて得た出力を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロッ
ク４４に送出する。ＦＦＴ４１からの第２の周波数領域
信号は、合算器４２の第２の入力に入力される。フィル
タ４０及び４３は、例えば、エフ・アイ・アール・バッ
ターワース・フィルタ（ＦＩＲ Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔ
ｈ ｆｉｌｔｅｒｓ）を使用して実施することができ
る。

【００１５】合算器４２は、第１及び第２の周波数領域
信号の合計から構成される合成信号を生成する。該合成
信号は、逆高速フーリエ変換ブロック４５に送出され、
該ブロック４５は、時間領域において新しいデータセッ
トを生成する。この新しいデータセットは、第１及び第
２の車両クラッシュの双方の特性を有するが、これらが
相互に異なる混成クラッシュデータを特徴付ける。新し
いデータは、実際のクラッシュに関して現実的であり、
クラッシュ保護構成要素の開発、さもなくば、任意の目
的に対するクラッシュ事象を研究するのに使用すること
ができる。

【００１６】図３におけるように、ＬＰＦ４０の上部遮
断周波数、及び図４のＨＰＦ４３の下部遮断周波数は、
おのおのが、約６０Ｈｚに対応している。本発明の代替
実施例において、新しいデータセットを生成すべく、３
つ以上の最初のクラッシュ・データセットは、６０Ｈｚ
の上部遮断周波数を有する低域フィルタを通して、ベー
ス信号をもたらすことによって、新しいクラッシュ・デ
ータセットに対するベース信号をもたらす。残りの２つ
以上の最初のデータセットが、高域フィルタの周波数ス
ペクトルに渡って分離されることによって、また別の判
明な混成クラッシュ・データセットを発生し、該データ
セットは、クラッシュの現実のシミュレーションをもた
らす。高周波数スペクトルを多数の領域に分離すると共
に、該領域からの種々の組合わせの信号を使用すること
によって、多数の混成クラッシュ・データセットが発生
される。また別の代替実施例において、高域フィルタに
かけられたデータは、また別の新しいデータセットを発
生するときに、統計的に変化する。一例において、統計
的変化は、最初の信号に対して、所定の制限内のランダ
ム値を有するランダム化された信号を加算することによ
って達成される。統計的に変化する上部周波数信号は、
下部周波数ベース信号をもたらすのと同一のクラッシュ
からのものでさえあり得る。

【００１７】図５は、特定のクラッシュ・モード及びク
ラッシュ速度での第１のクラッシュからの最初のクラッ
シュ・データセットを示している。データセットの加速
度ピークは、エアバッグを展開する必要があるクラッシ
ュを認識すべく、展開手続きによって利用される。

【００１８】図６は、図５と同一のクラッシュ・モード
及びクラッシュ速度での第２の車両のクラッシュから得
られる第２のデータセットを示している。図５及び図６
の間のデータ変動を見ることができる。それにも拘ら
ず、展開手続きは、例えば、エアバッグの展開を行う必
要がある事象として双方を認識する必要がある。

【００１９】図７は、６０Ｈｚの上部遮断周波数を用い
た、低域フィルタによる濾過後の図５のデータセットを
プロットしている。図７は、クラッシュデータ内のベー
ス信号に対応している。

【００２０】図８は、６０Ｈｚの下部遮断周波数及び１
ｋＨｚの上部遮断周波数を用いた、高域フィルタによる
濾過後の図６のデータセットをプロットしている。この
上部遮断周波数は、クラッシュからクラッシュにかけて
最大の変動が生じるところである。

【００２１】図７及び図８のデータは、前述したよう
に、高速フーリエ変換を使用して、周波数領域に変換さ
れる。図９に示すような時間領域混成クラッシュ・デー
タセットを生成すべく、得られた変換データは合算さ
れ、逆変換が行われる。

【００２２】図１０は、図５、図６及び図９のデータセ
ットに対応するクラッシュの際の速度をプロットしてい
る。データセットの瞬間加速度信号を積分することによ
って、得られる速度は、最初のクラッシュデータに対す
る新しいクラッシュデータの類似性を示している。線５
０は、第１の車両クラッシュの際の速度を表しており、
線５１は、第２の車両クラッシュの際の速度を表してい
る。線５２は、第１及び第２のクラッシュから得られる
混成クラッシュデータに対応する速度を表している。線
５２は、線５０に類似する基線に従うと共に、類似線５
１により近接したより高周波数の外観を有している。こ
うして、混成クラッシュデータは、前述したように、ク
ラッシュの実際的なシミュレーションを生成すると共
に、クラッシュ・センサの設計及び開発に有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】特定のモデルであって、加速度計及び車載デー
タ収集システムを含むプロトタイプ車両を示す略図であ
る。

【図２】特定のモデルの車両に対する展開手続きの開発
プロセスを示すフローチャートである。

【図３】２つの最初のデータセットから新しいデータセ
ットを発生する手順を示すフローチャートである。

【図４】本発明による装置を図示するブロック図であ
る。

【図５】第１のクラッシュの際の瞬間加速度のプロット
図である。

【図６】第２のクラッシュの際の瞬間加速度のプロット
図である。

【図７】低域フィルタで濾過した後の図５の瞬間加速度
を示すプロット図である。

【図８】高域フィルタで濾過した後の図６の瞬間加速度
を示すプロット図である。

【図９】図７及び図８のデータの周波数変換データを共
に加算した後であって、逆フーリエ変換を行った後の新
しいデータセットに対する瞬間加速度の時間−領域プロ
ット図である。

【図１０】図９に示す新しいデータセットに対応するシ
ミュレートしたクラッシュの際に生じる速度に対して、
第１及び第２のクラッシュの速度を比較して示すプロッ
ト図である。

【符号の説明】

１０ 車両 １１ 受動抑制モジュール １２ 加速度計ブロック １３ 制御ブロック １４ エアバック点火装置 １５ ステアリング・コラム １７ 車載データ収集システム（ＯＤＡＳ） ４０ 低域フィルタ ４１，４４ 高速フーリエ変換（ＦＦＴ）ブロック ４２ 合算器 ４３ 高域フィルタ ４５ 逆高速フーリエ変換ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両のクラッシュからクラッシュデータ
   を得る方法において、 第１の車両のクラッシュの際に、第１の加速度信号を記
   録する段階と、 第２の車両のクラッシュの際に、第２の加速度信号を記
   録する段階と、 前記第１の加速度信号をフィルタにかけて変換すること
   によって、第１の周波数領域信号を発生する段階であっ
   て、前記第１の周波数領域信号が、所定の遮断周波数を
   下回る周波数に実質的に制限され、 前記第２の加速度信号をフィルタにかけて変換すること
   によって、第２の周波数領域信号を発生する段階であっ
   て、前記第２の周波数領域信号が、所定の遮断周波数を
   上回る周波数に実質的に制限され、 前記第１の周波数領域信号及び前記第２の周波数領域信
   号を加算して、合成信号を生成する段階と、 前記合成信号を逆変換して、前記第１の車両及び前記第
   ２の車両の前記クラッシュの双方に関する特性を有する
   混成クラッシュデータを発生する段階と、を具備したこ
   とを特徴とする前記方法。