JP2006232028A

JP2006232028A - 車両用衝突物体判別装置

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Publication number: JP2006232028A
Application number: JP2005047465A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Tanabe; 貴敏田辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-23
Also published as: DE102006006779A1; JP4210942B2; US20060185922A1

Abstract

【課題】歩行者と地面に固定された立設物との判別性能に優れた車両用衝突物体判別装置を提供する。
【解決手段】アッパバンパアブソーバ９が歪み式荷重センサ１，１を介して支持部材としてのサイドメンバ６，６に接続され、ロアバンパアブソーバ１０が歪み式荷重センサ１，１を介さずにサイドメンバ６，６に接続されている。よって、アッパバンパアブソーバ９への負荷荷重の比率が大きい人体の衝突時は歪み式荷重センサ１，１における検出荷重が大きくなり、ロアバンパアブソーバ１０への負荷荷重の比率が大きい地面に固定されたロードサイドマーカ等の立設物の衝突時は歪み式荷重センサ１，１による検出荷重が小さくなって、両者の検出荷重の差が大きくなるので、歩行者と地面に固定された立設物とを高精度に判別することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に衝突する物体を判別する車両用衝突物体判別装置に関する。本発明は、好適には車両への衝突物体が歩行者か否かを判別する装置に適用される。

車両衝突における衝突荷重検出のために、従来より種々の技術が公知となっている。たとえば下記の特許文献１は、所定の初期張力を有してバンパリンフォースの前面に沿って横架されたワイヤーの衝突時の張力変化を計測することにより衝突荷重検出を行うことを記載している。

また、下記の特許文献２は、車両前部に横設された一対の平行導線が衝突衝撃により接触するか否かにより衝突を検出することを記載している。

また、下記の特許文献３は、フロントバンパに横設された光漏洩性ファイバの一端に投光ユニットを、他端に受光ユニットを設け、衝突により光漏洩性ファイバが変形、破断して受光ユニットの受光量が減少することにより衝突を検出している。

また、近年、車両衝突に対する歩行者保護に関する要望が強くなっており、それに応じて種々の歩行者保護装置が提案されている。ただ、衝突物体が歩行者でない場合にこれら歩行者保護装置を作動させることはさまざまな悪影響を派生させるために、衝突物体が歩行者か否かを判別することが要望されている。このため、下記の特許文献４は、衝突荷重が所定レベルを超える時間（持続時間）の大きさに基づいて歩行者の判別を行うことを提案している。

更に、下記の特許文献５は、衝突荷重が所定レベルを超えた後の衝突荷重の増加率を用いて歩行者の判別を行うことを提案している。

その他、衝突荷重のピーク値に基づいて歩行者の判別を行うことも提案されている。

結局、従来においては、衝突荷重検出センサを用いて、検出した衝突荷重の波形（大きさを含む）が歩行者と衝突した場合のそれが含まれる所定範囲に含まれるかどうか、言い換えれば衝突荷重の波形が歩行者衝突時のそれに類似するか否かにより衝突物体が歩行者か否かを判別していた。
特開２００４−２１２２８１号公報特開２００４−１５６９４５号公報特開平７−１９０７３２号公報特開平１１−０２８９９４号公報特開平１１−３１００９５号公報

ところで、欧州や日本国内で積雪の多い地方等の道路には、路肩伝いに路側帯境界ラインを表示するポール（以下、ロードサイドマーカと称する）が略等間隔で点在状に立設されている場合がある。そして、車両の運転を誤ることによってロードサイドマーカにバンパを衝突させた場合、歩行者が衝突した場合と略同等の衝突荷重が発生する場合がある。このような場合、衝突荷重検出センサによる検出荷重に基づいて衝突物体が歩行者か否かを判別することが困難であるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、歩行者と地面に固定された立設物との判別性能に優れた車両用衝突物体判別装置を提供することをその目的としている。

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。

１．バンパ内の上部に設けられて衝突エネルギーを吸収するアッパバンパアブソーバと、前記バンパ内の下部に設けられて衝突エネルギーを吸収するロアバンパアブソーバと、前記バンパへの物体の衝突による荷重を検出する荷重センサと、その荷重センサによる検出荷重に基づいて前記バンパへ衝突した物体の種別を判別する衝突物体判別回路とを備えた車両用衝突物体判別装置であって、
前記アッパバンパアブソーバは、前記荷重センサを介して支持部材に接続され、
前記ロアバンパアブソーバは、前記荷重センサを介さずに前記支持部材と同一の又は異なる支持部材に接続されたことを特徴とする車両用衝突物体判別装置。

手段１によれば、バンパ内の上部に設けられて衝突エネルギーを吸収するアッパバンパアブソーバが荷重センサを介して支持部材に接続され、バンパ内の下部に設けられて衝突エネルギーを吸収するロアバンパアブソーバが荷重センサを介さずに前記支持部材と同一の又は異なる支持部材に接続されているので、物体のバンパへの衝突によるアッパバンパアブソーバへの負荷荷重は荷重センサに入力されるが、ロアバンパアブソーバへの負荷荷重は荷重センサに入力されない。このため、アッパバンパアブソーバへの負荷荷重の比率が大きい人体の衝突時は荷重センサにおける検出荷重が大きくなり、ロアバンパアブソーバへの負荷荷重の比率が大きいロードサイドマーカやポストコーン等の地面に固定された立設物の衝突時は荷重センサによる検出荷重が小さくなって、両者の検出荷重の差が大きくなるので、歩行者と地面に固定されたロードサイドマーカ等の立設物とを高精度に判別することができる。

２．前記アッパバンパアブソーバは、前記荷重センサを介して、車幅方向両側にて車両前後方向に延在するサイドメンバに接続され、前記ロアバンパアブソーバは、前記荷重センサを介さずに前記サイドメンバに接続されたことを特徴とする手段１に記載の車両用衝突物体判別装置。

手段２によれば、アッパバンパアブソーバは、荷重センサを介して、車幅方向両側にて車両前後方向に延在するサイドメンバに接続され、ロアバンパアブソーバは、荷重センサを介さずにサイドメンバに接続されているので、物体のバンパへの衝突によるアッパバンパアブソーバへの負荷荷重は荷重センサに入力されるが、ロアバンパアブソーバへの負荷荷重は荷重センサに入力されない。

３．前記アッパバンパアブソーバは、前記荷重センサを介して、車幅方向両側にて車両前後方向に延在するサイドメンバに接続され、前記ロアバンパアブソーバは、ラジエータを支持するラジエータサポートに接続されたことを特徴とする手段１に記載の車両用衝突物体判別装置。

手段３によれば、アッパバンパアブソーバは、荷重センサを介して、車幅方向両側にて車両前後方向に延在するサイドメンバに接続され、ロアバンパアブソーバは、ラジエータを支持するラジエータサポートに接続されているので、物体のバンパへの衝突によるアッパバンパアブソーバへの負荷荷重は荷重センサに入力されるが、ロアバンパアブソーバへの負荷荷重は荷重センサに入力されない。

４．前記ロアバンパアブソーバの少なくとも一部が、前記アッパバンパアブソーバより前方に設けられたことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の車両用衝突物体判別装置。

手段４によれば、ロアバンパアブソーバの少なくとも一部が、アッパバンパアブソーバより前方に設けられているので、ロアバンパアブソーバ側の負荷荷重の比率が相対的に大きくなり、アッパバンパアブソーバ側の負荷荷重の比率が相対的に小さくなる。よって、歩行者の衝突時とロードサイドマーカ等の地面に固定された立設物等の衝突時との荷重センサによる検出荷重の差がより一層大きくなり、衝突物体の判別性能がさらに向上する。

本発明によれば、アッパバンパアブソーバへの負荷荷重の比率が大きい人体の衝突時は荷重センサにおける検出荷重が大きくなり、ロアバンパアブソーバへの負荷荷重の比率が大きいロードサイドマーカ、ポストコーン等の地面に固定された立設物の衝突時は荷重センサによる検出荷重が小さくなって、両者の検出荷重の差が大きくなるので、歩行者と地面に固定されたロードサイドマーカ等の立設物とを高精度に判別することができる。

以下、本発明の車両用衝突物体判別装置の好適な実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は、本実施形態の車両用衝突物体判別装置Ｓの全体構成を示すブロック図である。車両用衝突物体判別装置Ｓは、図１に示すように、歪み式荷重センサ１と、車速センサ２と、コントローラ３とを主要部として構成されている。コントローラ３は、歩行者保護装置と信号線によって接続されている。尚、歪み式荷重センサ１が、本発明の荷重センサを、コントローラ３が、衝突物体判別回路をそれぞれ構成するものである。

図２は、車両のバンパ４付近を透視して示す模式平面図、図３は、バンパ４を透視して示す側面図である。図２及び図３に示すように、車体５内部には車幅方向両側にて車両前後方向に延在するサイドメンバ６，６が設けられている。サイドメンバ６，６の前端面とバンパリンフォース８後端面との間には、歪み式荷重センサ１，１がそれぞれ挟設されている。バンパリンフォース８は、車両幅方向（左右方向）に延在する構造部材である。バンパ４内の上部であってバンパリンフォース８の前面には、衝突エネルギーを吸収可能な発砲樹脂等の弾性体からなるアッパバンパアブソーバ９が車両幅方向に延在して設けられている。一方、バンパ４内の下部には、衝突エネルギーを吸収可能な発砲樹脂等の弾性体からなるロアバンパアブソーバ１１が車両幅方向に延在して設けられている。尚、アッパバンパアブソーバ９及びロアバンパアブソーバ１１の車両前後方向における配設位置は略同一である。サイドメンバ６，６の下面から下方且つ前方へブラケット７，７が延設され、ブラケット７，７の前端面には車両幅方向に延在する構造部材であるバンパリンフォース１０が設けられており、ロアバンパアブソーバ１１はバンパリンフォース１０によって支持されている。つまり、バンパ４内の上部においてアッパバンパアブソーバ９が歪み式荷重センサ１，１を介してサイドメンバ６，６と接続され、バンパ４内の下部においてロアバンパアブソーバ１１が歪み式荷重センサ１，１を介さずにサイドメンバ６，６と接続されている。そして、バンパリンフォース８、アッパバンパアブソーバ９及びロアバンパアブソーバ１１を覆うように車両幅方向に延びるバンパカバー１２が取り付けられている。

歪み式荷重センサ１，１は、図３に示すように縦断面がクランク形状の金属板材の表面に貼着された歪みゲージ（図示省略）からなる。断面がクランク形状の歪み式荷重センサ１，１の上部は後方へ延在する螺子部を有し、この螺子部はサイドメンバ６，６の前端面中央部の孔に挿通されてナットでサイドメンバ６，６の前端面に締結されている。同様に、歪み式荷重センサ１，１の下部もバンパリンフォース８の後端面の下部に締結されている。歪み式荷重センサ１，１の縦方向中央部は、バンパリンフォース８及びサイドメンバ６，６から離れた状態にて垂直方向に延在している。

コントローラ３は、マイコンを内蔵する信号処理回路であって、歪み式荷重センサ１，１の出力信号（又は、歪み式荷重センサ１，１及び車速センサ２の出力信号）に基づいて衝突物体が歩行者かどうかを判別し、この判別により衝突物体が歩行者と判断した場合に歩行者保護装置（たとえば公知の歩行者保護用のエアバッグやフード跳ね上げ装置など）を作動させる。

次に、車両用衝突物体判別装置Ｓにおける衝突物体判別処理について説明する。コントローラ３は、歪み式荷重センサ１，１から衝突荷重を読み込む。歪み式荷重センサ１，１における検出荷重を加算して合計衝突荷重すなわち車両に対して前方から作用する全衝突荷重を演算する。合計衝突荷重が歩行者のそれに相当するかを判別し、相当する場合に歩行者との衝突と決定する。この場合、コントローラ３からの出力信号に基づいて歩行者保護装置が作動される。一方、合計衝突荷重が歩行者のそれに相当しないと判別された場合は、歩行者以外の物体との衝突と決定する。この場合、歩行者保護装置は作動されない。尚、歪み式荷重センサ１，１から衝突荷重を読み込むと共に、車速センサ５から車速を読み込み、合計荷重を予め記憶するマップに車速とともに代入して衝突物体の質量を求め、その質量に基づいて衝突物体の判別をしてもよい。但し、衝突物体の質量は合計荷重を車速変化率で割った値である。

ここで、本実施形態の車両用衝突物体判別装置Ｓによれば歩行者とロードサイドマーカ等の地面に固定された立設物とが高精度に判別可能であることを説明する。まず、アッパバンパアブソーバ９における負荷荷重、ロアバンパアブソーバ１１における負荷荷重、及びこれら上下二つのバンパアブソーバ９，１１全体の負荷荷重の衝突発生後における時間変化について、バンパ４に人体が衝突した場合とロードサイドマーカが衝突した場合とを比較して説明する。尚、図４（ａ）は、バンパ４に人体が衝突した場合の負荷荷重を示すグラフであり、図４（ｂ）は、バンパ４にロードサイドマーカが衝突した場合の負荷荷重を示すグラフである。

図４（ａ）、（ｂ）を比較することにより、上下二つのバンパアブソーバ９，１１全体における負荷荷重は、人体衝突時の方がロードサイドマーカ衝突時よりも大きいことがわかる。また、アッパバンパアブソーバ９における負荷荷重とロアバンパアブソーバ１１における負荷荷重との比率は、人体の衝突時はロアバンパアブソーバ１１における負荷荷重が相対的に小さく、ロードサイドマーカの衝突時は、ロアバンパアブソーバ１１における負荷荷重が相対的に大きいことがわかる。人体衝突時にロアバンパアブソーバ１１における負荷荷重の比率が相対的に小さいのは、人体が車両に衝突するとバンパ４に脚部をはねられて体がすくい上げられるため、バンパ４下部における負荷荷重が相対的に小さくなるからである。一方、ロードサイドマーカ衝突時にロアバンパアブソーバ１１における負荷荷重の比率が相対的に大きいのは、ロードサイドマーカは地面に固定されて立設しているため、バンパ４下部における負荷荷重が大きくなるからである。

続いて、人体衝突時及びロードサイドマーカ衝突時の歪み式荷重センサ１による荷重の検出結果について、実施例と比較例とを比較しつつ説明する。ここで、実施例は、本実施形態の車両用衝突物体判別装置Ｓであって、図３に示す構成を有している。比較例は、図５に示すように、ロアバンパアブソーバ１１をバンパリンフォース８の下面より延設されたブラケット７’及びバンパリンフォース１０で支持し、バンパリンフォース８を介してアッパバンパアブソーバ９への負荷荷重及びロアバンパアブソーバ１１への負荷荷重の両方が歪み式荷重センサ１，１に入力される構造としたものである。また、図６（ａ）は、実施例における人体衝突時及びロードサイドマーカ衝突時の検出荷重の時間変化を示すグラフであり、図５（ｂ）は、比較例における人体衝突時及びロードサイドマーカ衝突時の検出荷重の時間変化を示すグラフである。図６（ａ）と図６（ｂ）とを比較することにより明らかなように、実施例における衝突発生より時間Ｔ経過後の人体衝突時とロードサイドマーカ衝突時との荷重差Ａは、比較例における荷重差Ｂよりも大きい。すなわち、実施例では、アッパバンパアブソーバ９における負荷荷重のみが歪み式荷重センサ１，１に入力され、ロアバンパアブソーバ１１における負荷荷重は歪み式荷重センサ１，１に入力されない構造であるため、人体衝突時の検出荷重が相対的に大きいのに対し、ロードサイドマーカ衝突時は、バンパ４下部における負荷荷重が小さいので、人体衝突時とロードサイドマーカ衝突時との検出荷重の差Ａが大きくなる。そして、実施例の荷重差Ａが比較例の荷重差Ｂよりも大きいことは、実施例による衝突物体の判別精度が、比較例の判別精度よりも優れていることを意味している。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態の車両用衝突物体判別装置Ｓによれば、アッパバンパアブソーバ９が歪み式荷重センサ１，１を介して支持部材としてのサイドメンバ６，６に接続され、ロアバンパアブソーバ１１が歪み式荷重センサ１，１を介さずにサイドメンバ６，６に接続されている。よって、アッパバンパアブソーバ９への負荷荷重の比率が大きい人体の衝突時は歪み式荷重センサ１，１における検出荷重が大きくなり、ロアバンパアブソーバ１１への負荷荷重の比率が大きい地面に固定されたロードサイドマーカやポストコーン等の立設物の衝突時は歪み式荷重センサ１，１による検出荷重が小さくなって、両者の検出荷重の差が大きくなるので、歩行者と地面に固定された立設物とを高精度に判別することができる。

（変形態様）
上記実施形態では、アッパバンパアブソーバ９及びロアバンパアブソーバ１１の車両前後方向における配設位置を略同一としたが、ロアバンパアブソーバ１１の少なくとも一部をアッパバンパアブソーバ９よりも前方に配設する構成としてもよい。図７は、本変形例のバンパ４付近の構造を示す側面図である。また、図８は、本変形例において、ロードサイドマーカがバンパ４に衝突した場合の負荷荷重の時間変化を表わすグラフである。本変形例では、図８に示すように、上述した実施例と比較して、ロアバンパアブソーバ１１における負荷荷重の比率が上昇し、アッパバンパアブソーバ９における負荷荷重の比率が低下する（図８で、点線は実施例のグラフを示す）。このため、図９に示すように、本変形例における衝突発生より時間Ｔ経過後の人体衝突時とロードサイドマーカ衝突時との検出荷重の差Ａ’は、実施例における検出荷重の差Ａよりも大きくなる（図９で、点線は実施例のグラフを示す）。従って、本変形例によれば、衝突物体が人体であるか地面に固定された立設物であるかの判別精度を、より一層向上させることができる。

また、上記実施形態では、歪み式荷重センサ１，１をバンパリンフォース８とサイドメンバ６，６との間に配設したが、他の部位に配設してもよいことはもちろんである。また、荷重センサの形状はどのような形状でもよく、荷重センサの個数も２個に限られず、さらに多くの数でもよい。或いは、荷重センサとして歪み式荷重センサ以外のセンサを用いてもよい。例えば、複数のセンサセルを有するマット式感圧センサをバンパリンフォース８とアッパバンパアブソーバ９との間に配設する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、ロアバンパアブソーバ１１をブラケット７，７を介してサイドメンバ６，６によって支持する構成としたが、ロアバンパアブソーバ１１をサイドメンバ６，６とは異なる支持部材によって支持することにより、ロアバンパアブソーバ１１への負荷荷重が歪み式荷重センサ１，１に入力されない構造としてもよい。例えば、ロアバンパアブソーバ１１を図示しないラジエータを支持するラジエータサポートによって支持する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、車速センサ５を設ける構成としたが、車速を用いることなく、検出荷重のみに基づいて衝突物体を判別する方式では車速センサ５を省略しても構わない。

本発明の実施形態における車両用衝突物体判別装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態のバンパ付近を透視して示す模式平面図である。本実施形態のバンパ付近を透視して示す側面図である。（ａ）は人体がバンパに衝突した場合の負荷荷重の時間変化を示すグラフであり、（ｂ）はロードサイドマーカがバンパに衝突した場合の負荷荷重の時間変化を示すグラフである。比較例のバンパ付近を透視して示す側面図である。（ａ）は実施例における人体とロードサイドマーカとの検出荷重の差を示すグラフであり、（ｂ）は比較例における人体とロードサイドマーカとの検出荷重の差を示すグラフである。変形例のバンパ付近を透視して示す側面図である。変形例においてロードサイドマーカがバンパに衝突した場合の負荷荷重の時間変化を表わすグラフである。変形例における人体とロードサイドマーカとの検出荷重の差を示すグラフである。

符号の説明

１歪み式荷重センサ（荷重センサ）
３コントローラ（衝突物体判別回路）
４バンパ
６サイドメンバ（支持部材）
７ブラケット（支持部材）
８バンパリンフォース
９アッパバンパアブソーバ
１０バンパリンフォース
１１ロアバンパアブソーバ
１２バンパカバー
Ｓ車両用衝突物体判別装置

Claims

バンパ内の上部に設けられて衝突エネルギーを吸収するアッパバンパアブソーバと、前記バンパ内の下部に設けられて衝突エネルギーを吸収するロアバンパアブソーバと、前記バンパへの物体の衝突による荷重を検出する荷重センサと、その荷重センサによる検出荷重に基づいて前記バンパへ衝突した物体の種別を判別する衝突物体判別回路とを備えた車両用衝突物体判別装置であって、
前記アッパバンパアブソーバは、前記荷重センサを介して支持部材に接続され、
前記ロアバンパアブソーバは、前記荷重センサを介さずに前記支持部材と同一の又は異なる支持部材に接続されたことを特徴とする車両用衝突物体判別装置。
前記アッパバンパアブソーバは、前記荷重センサを介して、車幅方向両側にて車両前後方向に延在するサイドメンバに接続され、
前記ロアバンパアブソーバは、前記荷重センサを介さずに前記サイドメンバに接続されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突物体判別装置。
前記アッパバンパアブソーバは、前記荷重センサを介して、車幅方向両側にて車両前後方向に延在するサイドメンバに接続され、
前記ロアバンパアブソーバは、ラジエータを支持するラジエータサポートに接続されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突物体判別装置。
前記ロアバンパアブソーバの少なくとも一部が、前記アッパバンパアブソーバより前方に設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用衝突物体判別装置。