JP2004191136A

JP2004191136A - 車両用衝突位置検出装置

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Publication number: JP2004191136A
Application number: JP2002358270A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Takato; 哲哉高藤; Yoshiyuki Hattori; 義之服部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP4029332B2

Abstract

【課題】衝突位置検出精度を向上可能な車両用衝突位置検出装置を提供すること。
【解決手段】抵抗ライン１００の一端に電圧Ｖを印加し、それと対面し、衝突により抵抗ライン１００と衝突点Ｐで接触する抵抗ライン１０１の両端を電圧降下抵抗Ｒ３を通じて接地した場合において、最適な検出感度を得られる抵抗ライン１００の比抵抗と抵抗ライン１０１の比抵抗と電圧降下抵抗Ｒ３の抵抗値との比率を示す範囲を見いだした。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用衝突位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、歩行者の衝突を検出する車両用衝突検出装置を車両のフロントバンパーに設け、この検出装置が走行中の車両が歩行者に衝突したことを検出したら、車両フロント部の上面に設けたエアバッグなどを作動させたりフードをリフトアップして、車両フロント部の上面に倒れ込む歩行者の衝撃、特にその頭部などに与える衝撃を緩和する車両用歩行者衝突保護装置が提案されている。
【０００３】
上記した車両用衝突検出装置の具体例としては、下記の特許文献１、２が知られている。特許文献１は、金属微粒子を混練した導電ゴムの両側に電極を設けてなり、長尺に形成されて歩行者がフロントバンパーのどの位置に衝突しても確実に検出できるようにしている。特許文献２は、内部に気体が充填された弾性チューブ内の圧力を感知する圧力センサを有し、弾性チューブ内の圧力上昇により歩行者衝突を検出している。
【０００４】
しかしながら、上記した車両用衝突検出装置では、衝突検出には有効であっても、歩行者以外の衝突対象と歩行者との区別は困難であった。歩行者保護用エアバッグの作動やフードのリフトアップがそれが無用な場合において生じるのを防止するために、衝突対象が歩行者であると確認した場合のみ、これらの歩行者保護用装置を作動させることが好ましい。
【０００５】
衝突対象が歩行者であるかどうかを判定するために、下記の特許文献３は衝突荷重（あるいは変形量）とその持続時間と車速を用いる方法を提案し、下記の特許文献４は衝突時の変形量とその時間変化と車速を用いる方法を提案している。
【０００６】
更に説明すると、特許文献３、４は歩行者衝突時に歩行者の脚部が衝突後、跳ね上げられる現象を利用するものであり、具体的には衝突後に脚部がバンパから離れることによりセンサが検出する荷重の大きさ又は変形量がたとえば車両との衝突時と比較して衝突時点から所定時間経過した後のピーク時点から減衰する波形となるのを利用して歩行者を判定している。
【０００７】
【特許文献１】特開平８ー２１６８２６号公報
【特許文献２】特開平１１ー３１００９５号公報
【特許文献３】特開平１１ー０２８９９４号公報
【特許文献４】特開平１１ー３１００９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献３、４の歩行者判別技術を用いて歩行者判別を行う場合、衝突荷重や変形量がしきい値以上となる時間（以下、衝突検出持続時間ともいう）は、歩行者の脚部の状態により種々変化することがわかった。
【０００９】
まず、片足だけがバンパに当たって跳ね上げられるまでの時間、又は、歩行者の両足が車両進行方向にそろっている場合などにおいて両足がバンパによりに跳ね上げられるまでの時間は、車速を約４０ｋｍ／ｈとした場合、１０〜２０ｍｓ程度である。後者の場合は、最初にバンパにより跳ね上げられる方の脚部がそれに隣接するもう片方の脚部を付勢するため、その衝突検出持続時間は片足だけがバンパに当たる場合のそれと大きな差異を生じない。
【００１０】
しかしながら、歩行者との衝突ではほとんどの場合において、歩行者の両脚部はバンパーに対してそろっておらず、一方の脚部とバンパーとの間の距離と他方の脚部とバンパーとの間の距離とは上記衝突検出持続時間に影響を与える差異をもっており、その結果、この場合には、両足とも跳ね上げられて、衝突荷重や変形量がしきい値以下となるのは（つまり、衝突検出持続時間が満了するのは）は、上記した片足又は車両進行方向にそろった両足が跳ね上げられる場合に比較してかなり長くなる。つまり、歩行者を判定するのに必要な時間が長くなるので、装置作動に許される時間が短くなり、装置作動が困難となる。
【００１１】
上記特許文献１、２においても、衝突の発生は確実に検出することができるが、衝突位置の検出は困難であった。
【００１２】
この問題に対して、本発明者らは、車両衝突時の左右方向衝突位置を検出し、検出した衝突位置に基づいて歩行者とその他の衝突物とを分別する技術を開発した。
【００１３】
しかしながら、この場合、車両用衝突位置の検出精度が車両の左右端部において低下し、その結果、衝突位置に基づく歩行者判定が不正確となったり、衝突判定に要する時間が長くなったりするという問題があった。
【００１４】
なお、上記した本発明者らの開発になる車両用衝突位置検出装置は、単に歩行者の確認にとどまらず、左右方向における衝突位置を利用するすべての装置に適用することができる。
【００１５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、衝突位置検出精度を向上可能な車両用衝突位置検出装置を提供することをその目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
第一発明の車両用衝突位置検出装置は、車両の前面又は後面に固定されて左右方向へ延在するとともに互いに前後方向へ所定間隔を隔てて配置される第１導電ライン及び第２導電ラインを含み、前記両導電ラインの少なくとも一方は、物体の衝突により衝突位置にて弾性回復可能に変形して他方に電気的に導通するラインセンサと、前記第１導電ラインの所定位置に電圧を印加する電源と、前記第２導電ラインの両端部と所定の定電位源との間に個別に接続される一対の電圧降下検出用の抵抗素子と、前記両抵抗素子の電圧降下に基づいて演算した前記衝突位置をｎビットのデジタル信号により分別する衝突位置検出回路部とを備える車両用衝突位置検出装置であって、
Ｒ１を前記第１導電ラインの左右方向単位距離当たりの電気抵抗値、Ｒ２を前記第２導電ラインの左右方向単位距離当たりの電気抵抗値、Ｒ３を前記両抵抗素子の電気抵抗値、ＳをＲ３／Ｒ１、ｄｘを定数（要求分解能／センサ設置幅）、Ｔを最大許容抵抗比とする場合に、導電ラインの抵抗比（Ｒ２／Ｒ１）を数１に示すＴ以下に設定することを特徴としている。
【００１７】
すなわち、この発明では、バンパーの長手方向に配置されてた一対の導電ラインからなるラインセンサに歩行者が衝突することにより、導電ラインが衝突位置で弾性変形して互いに接触し、これにより導電ラインの電気抵抗が変化することに基づいて衝突位置を検出する。更に説明すると、たとえば第１導電ラインの一端に定電圧を印加し、第２の導電ラインの両端を抵抗素子を通じて接地し、衝突時の抵抗素子の電圧降下の変化に基づいて衝突位置を検出する。この車両用衝突位置検出装置を歩行者衝突判定に用いるには、たとえば、歩行者との衝突においては、衝突後、歩行者の片足の跳ね上げられて他方の足が衝突したままであると衝突位置が変化するためこれを検出すればよい。衝突位置の変化情報にもとづく歩行者判定の詳細自体は本発明の要旨ではないので、詳細説明は省略するものとする。
【００１８】
ただ、本発明者らが先に開発した上記ラインセンサでは、抵抗素子の電圧降下の変化に基づいて衝突位置を検出する。抵抗素子の電圧降下Ｖ１は、本質的に導電ラインの衝突位置から端部までの電気抵抗をＲ１、この端部に接続した抵抗素子の電気抵抗をＲＣ、電源電圧をＶ、衝突位置の単位距離変化をΔＸ、単位距離変化した場合の電圧降下Ｖ１の変化をΔＶ１とすれば、Ｖ１＝（ＲＣ／（ＲＣ＋Ｒ１））Ｖであるので、衝突位置の単位距離変化当たりの電圧降下の変化量ΔＶ１／ΔＸは、導電ラインの左右方向中央部において大きいものの、左右両端部において小さくなってしまい、検出精度が低下してしまう。
【００１９】
この問題に対して、本発明は、導電ラインの抵抗比（Ｒ２／Ｒ１）を上記数１より小さくすることにより、上記衝突位置の単位距離変化当たりの電圧降下の変化量ΔＶ１／ΔＸを、必要な分解能を実現するのに要求される大きさ以上に確保することができ、導電ラインの左右方向両端部においても要求レベルの検出精度を確保できることを見いだしたものである。
【００２０】
好適な態様において、Ｒｃを前記衝突時の前記両導電ラインの接触抵抗、ＣをＲｃ／Ｒ１とする場合に、導電ラインの抵抗比（Ｒ２／Ｒ１）を数２で示すＴ’以下に設定する。これにより、両電気抵抗の接触抵抗が大きい場合においても、要求レベルの検出精度を確保できる。
【００２１】
第二発明の車両用歩行者衝突検出装置は、車両の前面又は後面に固定されて左右方向へ延在するとともに互いに前後方向へ所定間隔を隔てて配置される第１導電ライン及び第２導電ラインを含み、前記両導電ラインの少なくとも一方は、物体の衝突により衝突位置にて弾性回復可能に変形して他方に電気的に導通するラインセンサと、前記第１導電ラインの所定位置に電圧を印加する電源と、前記第２導電ラインの端部と所定の定電位源との間に個別に接続される定電流回路部と、前記定電流回路部の電圧降下に基づいて前記衝突位置を決定する衝突位置検出回路部とを備えることを特徴としている。本発明によれば、導電ラインの左右方向各部における衝突位置の単位距離変化当たりの電圧降下の変化量ΔＶ１／ΔＸを一定とすることができるので、優れた検出精度を実現することができる。
【００２２】
好適な態様において、前記衝突位置検出回路部は、前記第２導電ラインの両端と前記定電位源との間に個別に設けられた一対の前記定電流回路部の電圧降下の差に基づいて前記衝突位置を検出する。このようにすれば、一対の導電ラインの接触抵抗の変動による検出精度の低下をキャンセルすることができ、優れた衝突位置検出精度を実現することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用衝突位置検出装置を用いた歩行者衝突保護装置の好適な実施形態を具体的に説明する。
【００２４】
（実施態様１）
この実施形態の歩行者衝突保護装置の模式図を図１に示し、この装置を用いた車両の模式斜視図を図２に示し、図３に車両用衝突位置検出装置に用いるラインセンサの模式断面図を示す。車両用衝突位置検出装置は、ラインセンサ１と検出回路部２と電源４とからなり、後述するラインセンサ１は、電源４から直流電力を給電されて衝突位置に関する電圧を検出回路部２に出力する。検出回路部２は入力された上記電圧をＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換し、このデジタル信号をマイコンにて処理して衝突位置などの情報を判別し、この情報に基づいて歩行者との衝突を判別した場合に歩行者保護用のエアバッグ３を作動させる。
【００２５】
（ラインセンサ）
ラインセンサ１は、車両のフロントバンパーとしてのバンパーカバー５に貼着されて左右方向に延設されたテープ状の感圧式可変抵抗体（感圧フィルムともいう）からなる。この感圧フィルムは、周知のように、カーボンなどを分散した導電性ゴムなどの弾性フィルムの両面に所定の非抵抗を有する導電フィルムをそれぞれ張り付けて構成されている。ラインセンサ１は、図３に示すようにバンパカバー５の前面に固定されてもよく、あるいはバンパカバー５の後面に固定されてもよい。なお、図５において、６はバンパリーンフォースであり、７はバンパリーンフォース６の前面に貼着されたウレタンフォーム製の緩衝部材である。感圧フィルムの各一対の導電フィルムの一方は接地され、他方は抵抗素子を通じて高位電源電位が印加されている。
【００２６】
上記したラインセンサ１としては、上記した感圧フィルムの代わりに所定間隔を隔てて対面する２枚の導電板（導電ライン）の弾性変形を利用してもよい。導電板弾性変形型ラインセンサの一例を図４を参照して説明する。図４において、ラインセンサ１は、導電板１５、１６、スペーサ１７、コンタクタ１８、１９、リブ２０を有している。導電板１５はバンパーカバー５に固定され、導電板１６は電気絶縁性のスペーサ１７を介して導電板１５に指示されている。もちろん、導電板１６はスペーサ１７を介してバンパーカバー５に直接支持されることもできる。導電板１６は所定間隙を隔てて導電板１５に対面しており、コンタクタ１８は導電板１５に、コンタクタ１９は導電板１６にそれぞれ固定されて互いに小間隔を隔てて対面している。導電板１６は良好な弾性を有する金属材料により形成されている。図４の（ａ）は通常状態を示し、図４の（ｂ）は衝突状態を示す。導電板１６に衝突荷重が掛かると、導電板１６が弾性変形して凹み、コンタクタ１８、１９が接触して、導電板１５、１６間が短絡される。
【００２７】
（検出回路部）
上記した検出回路部２の衝突位置検出原理を図５を参照して以下に説明する。ただし、この実施例では、上記導電板に相当する長尺の電極として模式的に図示した導電ライン１００、１０１を用いるものとし、導電ライン１０１は弾性を有して衝突により導電ライン１００に接触し、衝突がなくなった場合に自己の弾性により導電ライン１０Ｏから離れるものとする。
【００２８】
図５において、導電ライン１００は比抵抗Ｒ１をもつ抵抗ラインであり、導電ライン１０１は比抵抗Ｒ２をもつ抵抗ラインである。Ｒｃは導電ライン１００、１０１が接触した場合の接触抵抗値であるが、この実施例ではＲｃは０とみなす。上記比抵抗とは、左右方向単位距離あたりの電気抵抗値を意味する。
【００２９】
導電ライン１０１の一端には直流電源電圧Ｖが印加され、導電ライン１００の一端は抵抗値Ｒ３をもつ抵抗素子１０３を通じて接地され、導電ライン１００の他端は抵抗値Ｒ３をもつ抵抗素子１０４を通じて接地されている。検出回路部２の一部を構成する電圧検出手段１０５は抵抗素子１０３の電圧降下Ｖ１を検出し、検出回路部２の一部を構成する電圧検出手段１０６は抵抗素子１０４の電圧降下Ｖ２を検出する。
【００３０】
Ｐは実際の衝突位置であり、Ｘは導電ライン１００のうち直流電源電圧Ｖが印加される一端Ｅ１から衝突位置Ｐまでの真実の距離を示し、１−Ｘは導電ライン１００のうち直流電源電圧Ｖが印加されない他端Ｅ２から衝突位置Ｐまでの真実の距離を示す。したがって、導電ライン１００のＥ１−Ｐ間の抵抗値はＸ・Ｒ１となり、導電ライン１０１のＥ１−Ｐ間の抵抗値はＸ・Ｒ２となり、導電ライン１００のＥ２−Ｐ間の抵抗値は（１−Ｘ）・Ｒ１となる。距離Ｘは、以下に説明するように電圧降下Ｖ１又は電圧降下Ｖ２のどちらか又は両方を用いて算出することができる。
【００３１】
まず、電圧降下Ｖ１、Ｖ２の両方を用いての距離Ｘは下記数３を用いて算出することができる。
【００３２】
【数３】

【００３３】
上記式を用いて算出した距離Ｘ、すなわち電圧降下Ｖ１、Ｖ２のみを用いて算出した距離Ｘを算出距離Ｘ１と称する。次に、電圧降下Ｖ１だけを用いての距離Ｘは下記数４を用いて算出することができる。
【００３４】
【数４】

【００３５】
上記式を用いて算出した距離Ｘ、すなわち電圧降下Ｖ１のみを用いて算出した距離Ｘを算出距離Ｘ２と称する。次に、電圧降下Ｖ２だけを用いての距離Ｘは、下記数５を用いて算出することができる。
【００３６】
【数５】

【００３７】
上記式を用いて算出した距離Ｘ、すなわち電圧降下Ｖ２のみを用いて算出した距離Ｘを算出距離Ｘ３と称する。
【００３８】
図１、図２に示す衝突状態における歩行者の上記算出距離Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の時間的な推移を図６に示す。
【００３９】
Ｔ０は右足が衝突した時点、Ｔ１は左足が衝突した時点であり、右足は衝突したままである。Ｔ２は右足が跳ね上げられてラインセンサから離れた時点、Ｔ３は左足が跳ね上げられてラインセンサから離れた時点を示す。
【００４０】
図６からわかるように、電圧降下Ｖ１、Ｖ２を用いて算出した算出距離Ｘ１、電圧降下Ｖ１を用いて算出した算出距離Ｘ２、電圧降下Ｖ２を用いて算出した算出距離Ｘ３は、時点Ｔ１と時点Ｔ２との間の期間、すなわち導電ライン１００、１０１が二点にて接触している場合において独特の位置変化を示す。これら距離Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３のうちの二つを用いれば、時点Ｔ２を時点Ｔ１と分別して検出することができる。この時点Ｔ２は、他の足が衝突したままであるにもかかわらず、先に衝突した足が先に跳ね上げられる時点である。したがって、一方の足が衝突したままであっても時点Ｔ２にて歩行者と衝突したと判定することができる。なお、時点Ｔ１における検出距離を歩行者判定に用いないのは、歩行者以外の衝突物においても、Ｘ１〜Ｘ３のこのような変化を生じる場合があるためである。
（好適な抵抗値の設定例１）
上述したように、数３は、式１はＶ２、Ｖ１とＲ３／Ｒ１の値により衝突位置ｘを計算することができることを示し、Ｒ３／Ｒ１が位置判定上重要なパラメータになることを示している。同じく、数４、数５はそれぞれ、Ｖ１、Ｖ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から衝突位置ｘを計算できることを示す。なお、この実施例ではｘは０から１までの値とし、ｘ＝０は電圧印加端（右端または左端）に衝突したことを表し、ｘ＝１が電圧非印加端に衝突したことを示すものとする。したがって、導電ライン１００、１０１の左右方向全長をＬ（ここでは１２００ｍｍとする）とすれば衝突位置の基準端からの実長はｘＬで表される。たとえば、ｘ＝０．３である場合、ｘは３６０ｍｍに相当し、電圧印加端Ｅ１からの距離Ｘが３６０ｍｍであることを示す。以下において、Ｒ３は電圧降下検出用の抵抗素子の抵抗値、抵抗素子Ｒ３と接続されている方の導電ラインの抵抗値をＲ１、他方の導電ラインの抵抗値をＲ２とする。式の簡素化のため、二つの導電ライン間の接触抵抗値は無視できると仮定する。
【００４１】
抵抗比Ｒ３／Ｒ１を０．１とした場合における距離ＸとＶ１とＶ２とＶ２／Ｖ１との関係を図７に示す。この関係は、数４、数５にＲ３／Ｒ１＝０．１を代入して得た数６、数７の式から求めることができる。
【００４２】
【数６】

【００４３】
【数７】

【００４４】
図７からわかるように、衝突位置がセンタから右側である場合は電圧Ｖ１の傾きが小さくなり、衝突位置がセンタから左側である場合は電圧Ｖ２の傾きが小さくなる。設定された分解能で等間隔で電圧を読み込むことを考えると、傾きの大きい部分で分解能が高く、傾きが小さい部分で分解能が悪くなる。従って、図７に示すＲ３／Ｒ１が０．１である場合には、分解能が悪くなっていることがわかる。
【００４５】
次に、上記と同様にして求めた抵抗比Ｒ３／Ｒ１が１である場合における距離ＸとＶ１とＶ２とＶ２／Ｖ１との関係を図８に示す。図８から、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ２／Ｖ１は距離Ｘによる変化率が均等化されており、どの位置に衝突したとしても位置検知分解能が高くなることがわかる。
【００４６】
次に、人間の足との衝突について考える。
【００４７】
人間の足の太さは５０〜１５０ｍｍ程度であり、足は直立しているので、左右の足がバラバラに衝突するのは、両足の中心間の間隔が１００ｍｍ以上離れる場合と考えることができる。したがって、衝突時に両足が１００ｍｍ以上離れている場合には、図６の電圧推移に基づいて歩行者を判定する必要があり、このために離れている左右の足を区別して検知しようとすると、検出回路部２の位置検知精度を５０ｍｍ以下とすることが必要となる。
【００４８】
もちろん、検出回路部２の入力段をなすＡ／Ｄコンバータの分解能を大きくすれば、図７の場合も図８の場合も上記分解能を達成することができる。しかし、このように、検出回路部２の分解能を大きくすることは、検出回路部２の信号処理部（通常はマイコンによるソフトウエア処理）の演算負担を格段に増大し、その結果として検出回路部のコストアップだけでなく、歩行者判定に要する時間が長くなってしまう不具合が生じてしまう。
【００４９】
（抵抗値設定方式）
最適な抵抗値設定方式を以下に説明する。
【００５０】
分解能がもっとも悪くなるのは、Ｖ１、Ｖ２の傾きが最も小さいくなる導電ラインの左右端においてである。そこで、この時の分解能が目標とする５０ｍｍを満足する抵抗値の組み合わせの範囲を発見すればよい。つまり、ｘ＝０のときのＶ２と、そこから５０ｍｍ離れた位置に衝突したときのＶ２の値との差が、電圧の分解能以上あれば良い。
【００５１】
次に、ｘを０〜１の間の値、導電ラインの端におけるＶ２の値をＶ２（０）とすると、ｘは０であるので数７は数８となる。
【００５２】
【数８】

【００５３】
また、導電ラインのこの端Ｅ１から微小距離ｄｘ離れた位置におけるＶ２の値をＶ２（ｄｘ）とすると、数７は数９となる。
【００５４】
【数９】

【００５５】
ここで、ｎを検出回路部２の入力電圧読み取り分解能とすれば、数１０を満足すれば分解能が得られることがわかる。
【００５６】
【数１０】

【００５７】
したがって、数１０が成立する抵抗比の範囲を求めればよい。たとえば、ｄｘを、最小判別きょり５０ｍｍをセンサ設置範囲Ｌ＝１２００ｍｍで割った値１／２４とするものと仮定し、検出回路部２の入力電圧読み取り分解能を８ビットとすると、数６に示すＶ１が存在する範囲は図９に示す斜線部となる。すなわち、この斜線範囲内において衝突位置検知分解能５０ｍｍが達成できる。また、検出回路部２の電圧の読み込み分解能を９ビットとした場合に数６に示すＶ１が存在する範囲は図１０に示す斜線部となる。すなわち、この斜線範囲内において衝突位置検知分解能５０ｍｍが達成できる。なお、図９、図１０の斜線領域は、互いに１００ｍｍ離れた２衝突点を分別可能な抵抗比の範囲である。
【００５８】
（実施例２）
実施例１では接触抵抗Ｒｃが非常に小さいと仮定したが、導電ライン間の接触抵抗が大きい場合においても、分解能を確保することができる抵抗比の設定方式を以下に説明する。
【００５９】
この場合には、数８、数９においてＲｃを追加して、数１０が成立する抵抗比の範囲を求めればよい。この場合の抵抗比Ｒ２／Ｒ１の範囲を数２に示す。
【００６０】
検出回路部２の入力電圧読みとり分解能を８ビットとした場合における抵抗比の範囲を図１１に斜線にて示す。図１１において、Ｒｃ／Ｒ１が１以下であれば、実施例１で規定した範囲（図９）を概略含むことになることがわかる。したがって、実施例１で規定した範囲（図９）は、Ｒｃ／Ｒ１が１以下において有効であり、通常は実施例１の範囲（図９）に設定すればよいことがわかる。しかし、接触抵抗があらかじめわかっている場合にはＲ１，Ｒ２，Ｒ３の設定可能範囲が変化するので、数２を満たす範囲に設定することが好適である。
（実施例３）
本発明の車両用衝突部位検出装置の他の実施例を以下に説明する。ただし、この実施例では、導電ライン１００が電源接続側、導電ライン１０１が電圧検出側とする。
【００６１】
図１２において、点Ｐは衝突点は導電ライン１００、１０１であり、接触抵抗０で接触している。導電ライン１００の右端は接地され、導電ライン１０１の両端には定電流回路部２００が接続されている。定電流回路部２００は、高い抵抗値を持つベース電流制限抵抗２０１を通じて定電圧Ｖｃが印加され、エミッタに定電圧Ｖｘ（ここでは５Ｖ）が印加されたＰＮＰトランジスタ２０２からなる。なお、トランジスタ２０２のエミッタに所定抵抗のエミッタ抵抗を追加してもよい。この実施例では、導電ライン１００を接地することができるので、雨天時などにおいても導電ライン１００の車体への漏電を無視することができる。この時、トランジスタ２０２のエミッタにはマイナス電圧を印加しなければならないが、トランジスタを用いることによりそのエミッタに＋電圧を印加すればよく、好都合となる。
【００６２】
定電圧はたとえば、抵抗素子と定電圧ダイオードとの直列回路に直流電圧を印加し、抵抗素子と定電圧ダイオードの接続点の電圧をボルテージホロワオペアンプ回路などで電流増幅すればよい。もちろん、上記した定電流回路の他にオペアンプなどを用いた更に精密な種々の定電流回路を採用してもよい。
【００６３】
２０３、２０４はＡ／Ｄコンバータ、２０５はマイコン構成の検出回路部である。導電ライン１０１の両端電圧Ｖ１、Ｖ２はＡ／Ｄコンバータ２０３、２０４にてデジタル信号に変換された後、検出回路部２０５に読み込まれる。この実施例において、衝突位置を算出する方法を以下に説明する。
【００６４】
（非衝突状態）
非衝突状態においては、トランジスタ２０２は飽和状態となって、そのコレクタ電圧Ｖ１、Ｖ２はほぼエミッタ電圧Ｖｘ（たとえば５Ｖ）に等しくなる。そこで、ｒ・ｉｃを２Ｖに設定する場合、Ｖ１、Ｖ２が３Ｖより大きいかどうかを判定し、大きい場合には非衝突状態と判定することができる。
【００６５】
（衝突状態１）
まず、歩行者の片足だけが導電ライン１００の一点に衝突している場合を説明する。導電ライン１０１の全抵抗はｒ＝ｒ１＋ｒ２とされている。ｒ１は衝突位置Ｐから端Ｅ１までの導電ライン１０１の抵抗値、ｒ２は衝突位置Ｐから端Ｅ２までの導電ラインの抵抗値、ｒｏは導電ライン１００の端Ｅ１から衝突点までの抵抗値、Δｒは接触抵抗とする。なお、導電ライン１００を銅帯などにより作成してその抵抗値を無視してもよい。定電流回路部２００を流れる電流をｉｃとすれば、次の式が成り立つ。
【００６６】
ｒ＝ｒ１＋ｒ２
Ｖ１＝（２（ｒｏ＋Δｒ）＋ｒ１）ｉｃ
よって、２（ｒｏ＋Δｒ）＝ーｒ１＋Ｖ１／ｉｃ
Ｖ２＝（２（ｒｏ＋Δｒ）＋ｒ２）ｉｃ＝（ーｒ１＋Ｖ１／ｉｃ＋ｒ２）ｉｃ
よって、Ｖ２／ｉｃ＝ｒ２ーｒ１＋Ｖ１／ｉｃ
よって、Ｖ１／ｉｃ＝Ｖ２／ｉｃ＋ｒ１ーｒ２
よって、（Ｖ１ーＶ２）／ｉｃ＝ｒ１ーｒ２＝ｒ１ー（ｒーｒ１）＝２ｒ１＋ｒ
よって、ｒ１＝（ｒ＋（Ｖ１ーＶ２）／ｉｃ）／２
ｒ２＝（ｒ＋（Ｖ２ーＶ１）／ｉｃ）／２＝ｒ−ｒ１
ｒ１は導電ライン１０１の右端Ｅ１から衝突点Ｐまでの距離に比例するから、これにより衝突位置Ｐを決定することができる。同じく、ｒ２は導電ライン１０２の左端Ｅ２から衝突位置Ｐまでの距離に比例するから、これにより衝突位置Ｐを決定することができる。重要なことは、このようにして求めたｒ１、ｒ２は、接触抵抗Δｒ、導電ライン１００の抵抗ｒｏを含まないので、接触抵抗Δｒ、導電ライン１００の抵抗ｒｏの変動にも関わらず電圧Ｖ１、Ｖ２から正確に衝突位置Ｐを計算できることである。
【００６７】
（衝突状態２）
この後、歩行者のもう一方の足と衝突すると、二カ所において衝突が生じることになるので、上記したｒ２＝（ｒ＋（Ｖ２ーＶ１）／ｉｃ）／２＝ｒーｒ１は成立しない。これにより、２カ所において、又は、広い面積において衝突が生じている最中であることを判定することができる。
【００６８】
（衝突状態３）
次に、歩行者の両足のうち、先に衝突した足が跳ねとばされて導電ライン１００から離れると、衝突状態１と同様の状態となる。ただし、衝突位置Ｐの位置は衝突状態１の位置とは異なる。
【００６９】
したがって、実施例１と同様に上記衝突状態１から衝突状態２を経由して衝突状態３に遷移した場合には、歩行者と判定することができる。
【００７０】
（衝突状態４）
また、歩行者の両足に同時に衝突し、両足が同時に跳ねとばされる場合も考えられる。この場合について考える。ただし、簡素化のためにｒｏ＋Δｒは０であるとする。
【００７１】
ｒ＝ｒ１＋ｒ２
Ｖ１＝ｒ１・ｉｃ
よって、ｒ１＝Ｖ１／ｉｃ
Ｖ２＝ｒ２・ｉｃ
よって、ｒ２＝Ｖ２／ｉｃ
両足が衝突する場合には、上記式より求めたｒ２とｒ１との合計はあらかじめ知られている導電ライン１０１の全抵抗ｒより小さくなり、ｒー（ｒ１＋ｒ２）は２衝突点の幅に等しくなる。この幅が人間の通常の両足幅の範囲であれば、歩行者と判定し、それ以上であればただちに歩行者以外と判定することができる。
【００７２】
（衝突状態５）
また、歩行者の片足又は両足に同時に衝突し、片足又は両足が同時に跳ねとばされる場合も考えられる。この場合については、衝突を判定し、所定時間（車速に連動するしきい値時間）が経過する以前に、これら片足又は揃った両足が跳ねとばされて衝突状態が解消すれば歩行者と判定することができる。
【００７３】
（変形態様）
上記実施例では、電源電圧を常時印加したが、定期的にパルス電圧を印加することにより、電力消費を節約してもよい。
【００７４】
また、交流電圧を印加してもよい。この場合には、衝突部位Ｐにおける導電ライン１００、１０１間の接触が悪く、接触抵抗が大きくなる場合でも、衝突時には、この部位における導電板１５、１６間の静電容量がきわめて大きくなるために交流的に略接触状態となり、上記と同様の検出が可能となる。
【００７５】
また、交流電圧を用いる場合は、実施例２における低抵抗の電源ライン１６を省略してそれを歩行者又は障害物を介した大地にて代用することができる。すなわち、Ｐ点にて歩行者が接触する場合、このＰ点にて歩行者の大きな静電容量により実質的に接地されたと考えることができ、図１２と同様に、電圧Ｖ１、Ｖ２から歩行者の検出を行うことができる。
【００７６】
更に、上述した方法により衝突を検出するまでは、ベース電流制限抵抗２０１の抵抗値を大きくしておいて電力消費を節約し、衝突を検出したら、ベース電流制限抵抗２０１の抵抗値が小さくなるように抵抗切り替え回路により切り替えて、定電流ｉｃを増大して、検出精度を改善するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を用いた車両用歩行者衝突保護装置を示すブロック図である。
【図２】図１のラインセンサを装備する自動車を示す模式斜視図である。
【図３】図１のラインセンサの一配置例を示す模式縦断面図である。
【図４】図１のラインセンサの他構成例を示す模式縦断面であり、（ａ）は図１のラインセンサの一例における通常状態を示す模式縦断面図であり、（ｂ）はこのラインセンサの一例における衝突状態を示す模式縦断面図である。
【図５】実施例１の車両用衝突位置検出装置を示す回路図である。
【図６】図９の装置の出力変化を示す図である。
【図７】図５の回路における衝突位置とラインセンサの出力電圧との関係を示す特性図（Ｒ３／Ｒ１＝０．１）である。
【図８】図５の回路における衝突位置とラインセンサの出力電圧との関係を示す特性図（Ｒ３／Ｒ１＝１）である。
【図９】実施例１における必要分解能を得るための抵抗比の範囲を示す図である。
【図１０】実施例１における必要分解能を得るための抵抗比の範囲を示す図である。
【図１１】実施例２における必要分解能を得るための抵抗比の範囲を示す図である。
【図１２】実施例３の車両用衝突位置検出装置を示す回路図である。
【図１３】図１２の回路における衝突位置とラインセンサの出力電圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ラインセンサ（衝突検出検出回路部）
２検出回路部（衝突検出検出回路部）
１００導電ライン
１０１導電ライン
１０３抵抗素子
１０４抵抗素子
２００定電流回路部
２０３Ａ／Ｄコンバータ（衝突位置検出回路部）
２０４検出回路部（衝突位置検出回路部）

Claims

車両の前面又は後面に固定されて左右方向へ延在するとともに互いに前後方向へ所定間隔を隔てて配置される第１導電ライン及び第２導電ラインを含み、前記両導電ラインの少なくとも一方は、物体の衝突により衝突位置にて弾性回復可能に変形して他方に電気的に導通するラインセンサと、前記第１導電ラインの所定位置に電圧を印加する電源と、前記第２導電ラインの両端部と所定の定電位源との間に個別に接続される一対の電圧降下検出用の抵抗素子と、前記両抵抗素子の電圧降下に基づいて演算した前記衝突位置をｎビットのデジタル信号により分別する衝突位置検出回路部とを備える車両用衝突位置検出装置であって、
Ｒ１を前記第１導電ラインの左右方向単位距離当たりの電気抵抗値、Ｒ２を前記第２導電ラインの左右方向単位距離当たりの電気抵抗値、Ｒ３を前記両抵抗素子の電気抵抗値、ＳをＲ３／Ｒ１、ｄｘを定数（要求分解能／センサ設置幅）、Ｔを最大許容抵抗比とする場合に、抵抗比（Ｒ２／Ｒ１）を数１で示す関数値Ｔ以下に設定することを特徴とする車両用衝突位置検出装置。
請求項１記載の車両用衝突位置検出装置において、
Ｒｃを前記衝突時の前記両導電ラインの接触抵抗、ＣをＲｃ／Ｒ１とするる場合に、抵抗比（Ｒ２／Ｒ１）を数２で示す関数値Ｔ’以下に設定することを特徴とする車両用衝突位置検出装置。
車両の前面又は後面に固定されて左右方向へ延在するとともに互いに前後方向へ所定間隔を隔てて配置される第１導電ライン及び第２導電ラインを含み、前記両導電ラインの少なくとも一方は、物体の衝突により衝突位置にて弾性回復可能に変形して他方に電気的に導通するラインセンサと、
前記第１導電ラインの所定位置に電圧を印加する電源と、
前記第２導電ラインの端部と所定の定電位源との間に個別に接続される定電流回路部と、
前記定電流回路部の電圧降下に基づいて前記衝突位置を決定する衝突位置検出回路部と、
を備えることを特徴とする車両用衝突位置検出装置。
請求項３記載の車両用衝突位置検出装置において、
前記衝突位置検出回路部は、前記第２導電ラインの両端と前記定電位源との間に個別に設けられた一対の前記定電流回路部の電圧降下の差に基づいて前記衝突位置を検出することを特徴とする車両用歩行者衝突検出装置。