JP2010036660A - 車両用衝突保護システム - Google Patents

Abstract

【課題】歩行者保護システムの検知精度を向上させることができ、かつ、コストの増大を抑制することができる車両用衝突保護システムを提供する。
【解決手段】車両前方側の少なくとも２箇所に配置されるフロントセンサと、フロントセンサが含まれるセンサ群による検知結果に基づいて展開される乗員保護装置４と、を有する乗員保護システムと、車両前方側に配置され歩行者との衝突を検知可能なメインセンサ７と、メインセンサ７の冗長用に用いられるセーフィングセンサと、メインセンサ７とセーフィングセンサの検知結果に基づいて展開される歩行者保護装置９と、を有する歩行者保護システムと、を備える車両用衝突保護システムにおいて、フロントセンサおよびセーフィングセンサは、１つの兼用加速度センサ２で兼用されており、兼用加速度センサ２は、車両前方側の少なくとも２箇所に配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

車両の衝突を検知し、乗員や歩行者を保護する車両用衝突保護システムに関するものである。

乗員保護システムは、車両の衝突を検知し、その検知結果に基づいてエアバッグ等の乗員保護装置を展開する。衝突の検知は、主に、車両に搭載された加速度センサ（Ｇセンサ）によって行われる。そして、加速度センサの検知結果が閾値を超えた場合、エアバッグが展開される。この乗員保護システムは、車両前方側に設置されるフロントセンサを含み、複数の加速度センサを有している場合がある。これは、エアバッグの誤展開を防ぐためである。例えば、車両には、衝突を検知するメインのセンサと、その冗長用のセーフィングセンサとが設置されている。この場合、乗員保護装置の展開は、メインセンサとセーフィングセンサのＡＮＤにより決定される。

一方、歩行者保護システムは、歩行者の衝突を検知し、その検知結果に基づいて歩行者を保護するための歩行者保護装置（例えば、アクティブフードやカウルエアバッグ）を展開する。歩行者保護システムは、例えば特開２００７−２６１３０９号公報（特許文献１）に記載されている。

昨今、歩行者保護システムにおいても、乗員保護システム同様、誤展開防止の観点から、メインセンサに加えて、メインセンサとは別のセーフィングセンサを搭載しているものがある。メインセンサとしては、例えば圧力センサなどが考えられる。そして、セーフィングセンサとしては、加速度センサが用いられている。歩行者保護システムの加速度センサは、歩行者等の軽量物の衝突を検知するため、センサの性能（出力レンジや分解能）が乗員保護システムのセンサと大きく異なっている。この加速度センサは、例えばバンパレインフォースメントの中央部１箇所に設けられている。
特開２００７−２６１３０９号公報

ここで、従来の歩行者保護システムにおいて、１つの加速度センサ（セーフィングセンサ）では、中央に１箇所であるため衝突場所によっては歩行者の衝突を検知できない虞がある。従って、２つの加速度センサを車両前方の左右両サイド２箇所に設置することが有効であると考えられる。これにより、歩行者の衝突をより確実に検知することができる。

しかしながら、加速度センサを１箇所増やすことにより、コストは高くなってしまう。特に、乗員保護システムと歩行者保護システムの両方（車両用衝突保護システム）を搭載した車両にあっては、各システムでメインセンサとセーフィングセンサとが必要であり、センサにかかるコストが大きくなってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、歩行者保護システムの検知精度を向上させることができ、かつ、コストの増大を抑制することができる車両用衝突保護システムを提供することを目的とする。

本発明の車両用衝突保護システムは、車両の衝突を検知可能な加速度センサであり車両前方側に配置されるフロントセンサと、少なくともフロントセンサが含まれるセンサ群による検知結果に基づいて展開される乗員保護装置と、を有する乗員保護システムと、車両前方側に配置され歩行者との衝突を検知可能なメインセンサと、車両前方側に配置される加速度センサでありメインセンサの冗長用に用いられるセーフィングセンサと、メインセンサとセーフィングセンサの検知結果に基づいて展開される歩行者保護装置と、を有する歩行者保護システムと、を備える車両用衝突保護システムにおいて、フロントセンサおよびセーフィングセンサは、１つの兼用加速度センサで兼用されており、兼用加速度センサは、車両前方側の少なくとも２箇所に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、乗員保護システムのフロントセンサと歩行者保護システムのセーフィングセンサとが１つの加速度センサで兼用されている。つまり、兼用加速度センサが、フロントセンサとセーフィングセンサの両方の役割を果たしている。そして、通常、フロントセンサは、車両前方側に少なくとも２箇所設置されている。従って、兼用加速度センサが車両前方側に少なくとも２箇所設けられることで、加速度センサを増設することなく、歩行者保護システムの精度を向上させることができる。つまり、本発明は、歩行者保護システムの検知精度を向上させることができ、かつ、コストの増大を抑制することができる
ここで、兼用加速度センサは、出力レンジが１００Ｇ以上で、かつ、分解能の数値が０．５Ｇ／ＬＳＢ（Ｌｅａｓｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ Ｂｉｔ）以下の性能を有していることが好ましい。乗員保護システムでの衝突検知で必要となる加速度センサの出力レンジは、１００Ｇである。歩行者保護システムで必要な出力レンジは、５０Ｇ程度である。従って、少なくとも出力レンジが１００Ｇ以上であれば、両方の測定は可能となる。

一方、歩行者保護システムの衝突検知で必要となる分解能（感度）の数値は、０．５Ｇ／ＬＳＢである。乗員保護システムで必要な分解能の数値は、１Ｇ／ＬＳＢ程度である。従って、少なくとも分解能の数値が０．５Ｇ／ＬＳＢ以下であれば、両方の測定は可能となる。なお、分解能の数値は、小さい値ほど高精度となる。

ここで、兼用加速度センサは、出力レンジが１００Ｇ以上２００Ｇ以下で、かつ、分解能の数値が０．２Ｇ／ＬＳＢ以上０．５Ｇ／ＬＳＢ以下の性能を有していることが好ましい。乗員保護システムで好適な出力レンジは、１００Ｇ以上２００Ｇ以下である。また、歩行者保護システムで好適な分解能の数値は、０．２Ｇ／ＬＳＢ以上０．５Ｇ／ＬＳＢ以下である。つまり、上記性能を有する加速度センサを用いることで、より確実に両方（フロントセンサとセーフィングセンサ）の機能を発揮できる。

本発明の車両用衝突保護システムによれば、歩行者保護システムの検知精度を向上させることができ、かつ、コストの増大を抑制することができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の車両用衝突保護システム１について、図１および図２を参照して説明する。図１は、車両バンパおよび車両用衝突保護システム１を示す模式図である。図２は、兼用加速度センサ２の構成を示す図である。

まず、車両前方側にある車両バンパの主な構成について説明する。車両バンパは、図１に示すように、バンパカバーＡ、バンパレインフォースメントＢ、サイドメンバＣ、及びチャンバ部材６を主体として構成されている。

バンパカバーＡは、車両前端にて車幅方向（左右方向）に延び、バンパレインフォースメントＢ及びチャンバ部材７を覆うように車体に取り付けられる樹脂（例えば、ポリプロピレン）製カバー部材である。

バンパレインフォースメントＢは、バンパカバーＡ内に配設されて車幅方向に延びる金属製の構造部材であって、内部中央に梁が設けられた日の字状断面を有する中空部材である。

サイドメンバＣは、車両の左右両側面近傍に位置して車両前後方向に延びる一対の金属製部材であり、その前端に上述したバンパレインフォースメントＢが取り付けられる。チャンバ部材６については、後述する。

次に、第一実施形態の車両用衝突保護システム１について説明する。車両用衝突保護システム１は、２つの兼用加速度センサ２と、中央加速度センサ３と、エアバッグ４と、エアバッグＥＣＵ５と、チャンバ部材６と、圧力センサ７と、歩行者保護ＥＣＵ８と、歩行者保護装置９とを備えている。兼用加速度センサ２と、中央加速度センサ３と、エアバッグ４と、エアバッグＥＣＵ５とが乗員保護システムを構成している。兼用加速度センサ２と、チャンバ部材６と、圧力センサ７と、歩行者保護ＥＣＵ８と、歩行者保護装置９とが歩行者保護システムを構成している。

兼用加速度センサ２は、車両前方側に２つ設置されている。具体的には、車両前方側の両サイドメンバＣにそれぞれ設置されている。兼用加速度センサ２は、エアバッグＥＣＵ５および歩行者保護ＥＣＵ８に接続されている。兼用加速度センサ２は、衝突を検知するとエアバッグＥＣＵ５および歩行者保護ＥＣＵ８に信号を発信する。兼用加速度センサ２について、具体的には後述する。

中央加速度センサ３は、車両中央部に設置された加速度センサである。中央加速度センサ３は、エアバッグＥＣＵ５に接続されている。

エアバッグ（本発明における「乗員保護装置」に相当する）４は、エアバッグＥＣＵ５からの指令により展開される。エアバッグＥＣＵ５は、兼用加速度センサ２および中央加速度センサ３からの信号に基づいて、エアバッグ４の展開／非展開を決定する。具体的には、兼用加速度センサ２の少なくとも一方から送信される検知結果が乗員用閾値を超え、且つ、中央加速度センサ３から送信される検知結果が乗員用閾値を超えた場合、エアバッグ４が展開される。つまり、各兼用加速度センサ２と中央加速度センサ３とのＡＮＤ回路により展開／非展開が決定される。兼用加速度センサ２は、乗員保護システムにおいて、フロントセンサとして機能する。なお、乗員用閾値とは、エアバッグ４を展開するか否かを判定するために設定された閾値である。

乗員保護システムでは、兼用加速度センサ２と中央加速度センサ３とからなるセンサ群の検知結果がそれぞれエアバッグＥＣＵ５に送信され、検知結果に基づいてエアバッグＥＣＵ５がエアバッグ４の展開／非展開を決定する。

チャンバ部材６は、バンパカバーＡ内でバンパレインフォースメントＢ前面に取り付けられる車幅方向に延びる略箱状の合成樹脂製部材であり、内部に厚さ数ｍｍの壁面によって囲まれた略密閉状のチャンバ空間が形成されている。

圧力センサ７は、チャンバ部材６に取り付けられている。圧力センサ７は、歩行者保護ＥＣＵ８に接続されている。圧力センサ７は、チャンバ空間の圧力変化を検出する。衝突によりチャンバ部材６が変形し、チャンバ空間の圧力が変化すると、圧力センサ７がそれを検知する。検知結果は、歩行者保護ＥＣＵ８に送信される。圧力センサ７は、より直接的に歩行者の衝突を検知できるため、歩行者保護システムのメインセンサとして配置されている。

歩行者保護ＥＣＵ８は、圧力センサ７および兼用加速度センサ２からの信号を受信し、それら検知結果に基づいて歩行者保護装置９の展開／非展開を決定する。具体的に、歩行者保護ＥＣＵ８は、圧力センサ７からの検知結果が歩行者用閾値を超え、かつ、兼用加速度センサ２の少なくとも一方からの検知結果が歩行者用閾値を超えた場合に歩行者保護装置９を展開させる。つまり、圧力センサ７と各兼用加速度センサ２とのＡＮＤ回路により、歩行者保護装置９の展開／非展開は決定される。

兼用加速度センサ２は、歩行者保護システムにおいては、メインセンサ（圧力センサ７）に対するセーフィングセンサとして機能する。なお、歩行者用閾値とは、歩行者保護装置９を展開するか否かを判定するために設定された閾値であり、乗員用閾値より小さい値である。歩行者保護装置９は、例えば、アクティブフードやカウルエアバッグである。

上記のように、兼用加速度センサ２は、車両前方側の２箇所に設置されている。そして、各兼用加速度センサ２は、乗員保護システムのフロントセンサの役割と、歩行者保護システムのセーフィングセンサの役割とを果たしている。つまり、車両用衝突保護システム１は、１つの兼用加速度センサ２で、乗員保護システムのフロントセンサと歩行者保護システムのセーフィングセンサとを兼用している。

ここで、兼用加速度センサ２についてさらに説明する。図２に示すように、兼用加速度センサ２は、エレメント２１と、増幅器２２と、通信ＩＣ２３とを有している。エレメント２１は、加速度の変化に応じて変位し、当該変位に応じて微弱な電圧を発生する。エレメント２１の出力レンジ（最大値）は、２００Ｇとなっている。乗員保護システムで必要な出力レンジは１００Ｇであり、歩行者保護システムで必要な出力レンジは５０Ｇである。従って、エレメント２１は、両システムに対応可能である。

増幅器２２は、エレメント２１に接続されており、エレメント２１が発する微弱電圧を増幅する。エレメント２１と増幅器２２は、ＧセンサＩＣとして、同一パッケージ内に配置されている。

通信ＩＣ２３は、増幅器２２に接続されており、増幅器２２からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換機能を有している。換言すると、通信ＩＣ２３は、ＡＤ変換器を有している。そして、通信ＩＣ２３は、変換したデジタル信号を各ＥＣＵ５、８に送信する。

ここで、通信ＩＣ２３におけるＡＤ変換の分解能（感度）は、０．２Ｇ／ＬＳＢとなっている。歩行者保護システムでは、歩行者等の軽量物の衝突を検知しなければならない。例えば、センサは、衝突と車両の振動との区別を確実に行えなければならない。歩行者保護システムでは、乗員保護システムよりも高分解能（高感度）な０．５Ｇ／ＬＳＢの分解能が必要である。通信ＩＣ２３は、０．５Ｇ／ＬＳＢ以下であり、両システムに対応可能となっている。好ましくは、兼用加速度センサ２は、出力レンジが１００Ｇ以上２００Ｇ以下で、かつ、分解能の数値が０．２Ｇ／ＬＳＢ以上０．５Ｇ／ＬＳＢ以下の性能を有しているほうがよい。

以上、第一実施形態の車両用衝突保護システム１は、フロントセンサとセーフィングセンサとを１つの兼用加速度センサ２で兼用する構成となっている。これにより、車両前方側の両サイド（２箇所）に歩行者保護システムのセーフィングセンサが設置され、歩行者保護システムの精度は向上する。さらに、上記構成により加速度センサの数量が増えることはないため、コストの増大は抑制される。

なお、乗員保護システムにおいて、エアバッグＥＣＵ５に接続されるセンサ群は、兼用加速度センサ２（フロントセンサ）を含むものであればよい。例えば、センサ群が兼用加速度センサ２のみであってもよく、中央加速度センサ３以外の加速度センサ（リアセンサ等）を含んでもよい。

また、歩行者保護システムにおいて、メインセンサは、圧力センサ７に限られない。例えば、光センサ、光学カメラ、または、高精度な加速度センサがメインセンサであってもよい。また、兼用加速度センサ２の設置位置は上記に限らず、バンパレインフォースメントＣの両サイドに設置されてもよい。

＜第二実施形態＞
第二実施形態の車両用衝突保護システムについて、図３および図４を参照して説明する。図３は、兼用加速度センサ２０の構成を示す図である。図４は、兼用加速度センサ２０の変形例を示す図である。第二実施形態では、兼用加速度センサが第一実施形態の構成と異なっている。従って、兼用加速度センサについて説明する。

図３に示すように、第二実施形態の兼用加速度センサ２０は、第一エレメント２０１と、第二エレメント２０２と、第一増幅器２０３と、第二増幅器２０４と、通信ＩＣ２０５とを有している。第一エレメント２０１は、出力レンジが２００Ｇとなっている。第二エレメント２０２は、出力レンジが５０Ｇとなっている。第一増幅器２０３は、第一エレメント２０１および通信ＩＣ２０５に接続されている。第二増幅器２０４は、第二エレメント２０２および通信ＩＣ２０５に接続されている。

通信ＩＣ２０５は、第一増幅器２０３からのアナログ信号を分解能２Ｇ／ＬＳＢでデジタル信号に変換する。また、通信ＩＣ２０５は、第二増幅器２０４からのアナログ信号を分解能０．５Ｇ／ＬＳＢでデジタル信号に変換する。換言すると、第一増幅器２０３には分解能２Ｇ／ＬＳＢの第一ＡＤ変換器２０５ａが接続され、第二増幅器２０４には分解能０．５Ｇ／ＬＳＢの第二ＡＤ変換器２０５ｂが接続されている。

通信ＩＣ２０５は、デジタル信号を各ＥＣＵに送信する。このとき、各デジタル信号には、第一エレメント２０１からの信号か第二エレメント２０２からの信号かを区別可能な情報が加えられている。第一エレメント２０１の信号は乗員保護システムで用いられ、第二エレメント２０２の信号は歩行者保護システムで用いられる。

上記（図３）では、第一エレメント２０１と第一増幅器２０３とを一つのパッケージ内に配置してＧセンサＩＣとしている。しかし、図４に示すように、両エレメント２０１、２０２および両増幅器２０３、２０４を一つのパッケージ内に配置してＧセンサＩＣとしてもよい。この場合パッケージが１つでよくコスト削減が可能である。

以上、第二実施形態の兼用加速度センサ２０を用いても、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第三実施形態＞
第二実施形態の車両用衝突保護システムについて、図５および図６を参照して説明する。図５は、兼用加速度センサ２１０の構成を示す図である。図６は、兼用加速度センサ２１０の変形例を示す図である。第二実施形態では、兼用加速度センサが第一実施形態の構成と異なっている。従って、兼用加速度センサについて説明する。

図５に示すように、第三実施形態の兼用加速度センサ２１０は、エレメント２１１と、第一増幅器２１２と、第二増幅器２１３と、通信ＩＣ２１４とを有している。エレメント２１１は、出力レンジが２００Ｇとなっている。第一増幅器２１２は、エレメント２１１および通信ＩＣ２１４に接続されている。第一増幅器２１２の増幅率は１０倍となっている。

第二増幅器２１３は、エレメント２１１および通信ＩＣ２１４に接続されている。第二増幅器２１３の増幅率は４０倍となっている。これにより、第二増幅器２１３を介した信号は、第一増幅器２１２を介した信号よりも４倍大きな値となる。第二増幅器２１３を介すことで、Ｇの小さい領域が検知しやすくなり、逆に大きい領域は飽和させることができる。つまり、第二増幅器２１３が配置されたことで、兼用加速度センサ２１０は、出力レンジが小さいエレメント（５０Ｇ）を用いたときと同様に作用する。

通信ＩＣ２１４は、第一増幅器２１２からのアナログ信号を分解能２Ｇ／ＬＳＢでデジタル信号に変換する。また、通信ＩＣ２１４は、第二増幅器２１３からのアナログ信号を分解能０．５Ｇ／ＬＳＢでデジタル信号に変換する。換言すると、第一増幅器２１２には分解能２Ｇ／ＬＳＢの第一ＡＤ変換器２１４ａが接続され、第二増幅器２１３には分解能０．５Ｇ／ＬＳＢの第二ＡＤ変換器２１４ｂが接続されている。

通信ＩＣ２１４は、デジタル信号を各ＥＣＵに送信する。このとき、各デジタル信号には、第一ＡＤ変換器２１４ａからの信号か第二ＡＤ変換器２１４ｂからの信号かを区別可能な情報が加えられている。第一ＡＤ変換器２１４ａの信号は乗員保護システムで用いられ、第二ＡＤ変換器２１４ｂの信号は歩行者保護システムで用いられる。

これにより、第三実施形態においても、第一実施形態同様の効果を得ることができる。なお、兼用加速度センサ２１０は、図６に示すような構成であってもよい。すなわち、第二増幅器２１３は、第一増幅器２１２に接続され、通信ＩＣ２１４内に配置されている。第二増幅器２１３は、第一増幅器２１２からの信号を４倍に増幅する。この構成であっても上記同様の効果が得られる。

車両バンパおよび車両用衝突保護システム１を示す模式図である。 兼用加速度センサ２の構成を示す図である。 兼用加速度センサ２０の構成を示す図である。 兼用加速度センサ２０の変更例を示す図である。 兼用加速度センサ２１０の構成を示す図である。 兼用加速度センサ２１０の変更例を示す図である。

符号の説明

１：車両用衝突保護システム
２、２０、２１０：兼用加速度センサ
２１：エレメント、 ２２：増幅器、 ２３：通信ＩＣ、
２０１：第一エレメント、 ２０２：第二エレメント、
２０３：第一増幅器、 ２０４：第二増幅器、
２０５：通信ＩＣ、 ２０５ａ：第一ＡＤ変換器、 ２０５ｂ：第二ＡＤ変換器、
２１１：エレメント、 ２１２：第一増幅器、 ２１３：第二増幅器、
２１４：通信ＩＣ、 ２１４ａ：第一ＡＤ変換器、 ２１４ｂ：第二ＡＤ変換器、
３：中央加速度センサ、 ４：エアバッグ（乗員保護装置）、
５：エアバッグＥＣＵ、 ６：チャンバ部材、 ７：圧力センサ、
８：歩行者保護ＥＣＵ、 ９：歩行者保護装置、
Ａ：バンパカバー、 Ｂ：バンパレインフォースメント、 Ｃ：サイドメンバ

Claims (6)

1. 車両の衝突を検知可能な加速度センサであり車両前方側に配置されるフロントセンサと、少なくとも前記フロントセンサが含まれるセンサ群による検知結果に基づいて展開される乗員保護装置と、を有する乗員保護システムと、
   車両前方側に配置され歩行者との衝突を検知可能なメインセンサと、車両前方側に配置される加速度センサであり前記メインセンサの冗長用に用いられるセーフィングセンサと、前記メインセンサと前記セーフィングセンサの検知結果に基づいて展開される歩行者保護装置と、を有する歩行者保護システムと、
   を備える車両用衝突保護システムにおいて、
   前記フロントセンサおよび前記セーフィングセンサは、１つの兼用加速度センサで兼用されており、
   前記兼用加速度センサは、車両前方側の少なくとも２箇所に配置されていることを特徴とする車両用衝突保護システム。
2. 前記兼用加速度センサは、出力レンジが１００Ｇ以上で、かつ、分解能の数値が０．５Ｇ／ＬＳＢ以下の性能を有している請求項１に記載の車両用衝突保護システム。
3. 前記兼用加速度センサは、出力レンジが１００Ｇ以上２００Ｇ以下で、かつ、分解能の数値が０．２Ｇ／ＬＳＢ以上０．５Ｇ／ＬＳＢ以下の性能を有している請求項１に記載の車両用衝突保護システム。
4. 前記兼用加速度センサは、
   加速度の変化により変位し、出力レンジが１００Ｇ以上であるエレメントと、
   前記エレメントの変位により生ずる電圧を増幅する増幅器と、
   分解能の数値が０．５Ｇ／ＬＳＢ以下であり、前記増幅器からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、
   を備える請求項１に記載の車両用衝突保護システム。
5. 前記兼用加速度センサは、
   加速度の変化により変位し、出力レンジが１００Ｇ以上であるエレメントと、
   前記エレメントの変位により生ずる電圧を増幅する第一増幅器と、
   前記エレメントの変位により生ずる電圧を前記第一増幅器よりも大きく増幅する第二増幅器と、
   前記第一増幅器からのアナログ信号を前記乗員保護システムで用いられるデジタル信号に変換する第一ＡＤ変換器と、
   分解能の数値が０．５Ｇ／ＬＳＢ以下であり、前記第二増幅器からのアナログ信号を前記歩行者保護システムで用いられるデジタル信号に変換する第二ＡＤ変換器と、
   を備える請求項１に記載の車両用衝突保護システム。
6. 前記兼用加速度センサは、
   加速度の変化により変位し、出力レンジが１００Ｇ以上であるエレメントと、
   前記エレメントの変位により生ずる電圧を増幅する第一増幅器と、
   前記第一増幅器で増幅された電圧をさらに増幅する第二増幅器と、
   前記第一増幅器からのアナログ信号を前記乗員保護システムに用いられるデジタル信号に変換する第一ＡＤ変換器と、
   分解能の数値が０．５Ｇ／ＬＳＢ以下であり、前記第二増幅器からのアナログ信号を前記歩行者保護システムで用いられるデジタル信号に変換する第二ＡＤ変換器と、
   を備える請求項１に記載の車両用衝突保護システム。

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