JP2010070129A - 車両用衝突検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両バンパ内に配設されたチャンバ内の圧力変化を検出する車両用衝突検知装置において、衝突検知と同時に、車両用衝突検知装置を構成する各構成品（バンパカバー、チャンバ部材、圧力センサ等）へのダメージ判定を行うことが可能な技術を提供し、所定以上のダメージを受けたと判定された場合には検知ユニットの故障を報知する技術を提供する。
【解決手段】車両バンパ１内に配設され且つチャンバ空間７ａが内部に形成されるチャンバ部材７と、チャンバ空間７ａ内の圧力を検出する圧力センサ９とを有する検知ユニット４を備え、圧力センサ９による圧力検出結果に基づいて車両バンパ１への物体の衝突を検知するように構成された車両用衝突検知装置１０において、圧力センサ９による圧力検出結果に基づいて車両バンパ１のダメージを判定するダメージ判定手段と、ダメージ判定手段によって車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定された場合に、検知ユニット４の故障を報知する故障報知手段とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用衝突検知装置に関し、特に、車両バンパにおける圧力変化に基づいて、該車両バンパへの物体の衝突を検知すると共に、衝突衝撃を受けた衝突検知装置自身へのダメージ判定を行い、所定以上のダメージを受けたと判定された場合には故障報知手段を備える車両用衝突検知装置に関する。

近年、歩行者を保護する目的で、車両バンパ部に衝突検知装置を取付け、車両への衝突時に衝突物の種類を判別し、歩行者であると判別した場合には、歩行者を保護するための装置（例えば、アクティブフードやカウルエアバッグ）を作動させる技術が提案され、かつ、実用化が検討されている。

即ち、衝突物が歩行者でない場合にフード上の保護装置（例えばアクティブフード）を作動させると様々な悪影響が生じる。例えば、３角コーンや工事中看板等の軽量落下物と衝突した場合に歩行者と区別できないと、保護装置を無駄に作動させて余分な修理費が発生する。また、コンクリートの壁や車両等の重量固定物と衝突した場合に歩行者と区別できなければ、フードが持ち上がった状態で後退していくのでフードが車室内に侵入し乗員に危害を与える虞がある。このように、衝突物の種類を正確に判別することが要求されている。

従来、車両バンパ内のアブソーバ部にチャンバ部材を配設し、衝突時におけるチャンバ空間内の圧力変化を検出することで衝突物の種類を判別するように構成された車両用衝突検知装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

これら特許文献１，２記載の車両用衝突検知装置では、車両バンパへ物体が衝突すると、バンパカバー内でバンパレインフォースの前面に配設されたアブソーバ（チャンバ部材）が変形することによって衝撃が吸収される。この時、アブソーバの変形によってチャンバ内に圧力変化が発生し、その圧力変化が圧力センサによって検出される。そして、衝突検知装置は、圧力センサによる圧力変化の検出結果に基づいて衝突物の種類（特に、歩行者か否か）を判別する。このように、車両バンパの構造を利用して圧力変化を検出することにより簡単な構成で衝突物の種類を判別している。また、衝突時のチャンバ部材の変形量が小さくても、或いはその衝突場所如何によらず、高精度で衝突の検知を行うことができる。
特開２００７−２９０６８２号公報 特開２００７−２９０６８９号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び２に記載された従来技術では、車両バンパ内に構成される車両衝突検知装置自身への衝突衝撃の影響は考慮されていない。つまり、車両走行中にバンパに衝突する虞がある物体には、上述したように、歩行者以外にも３角コーンや工事中の看板等、コンクリート製の壁やブロック、他の車両等、多種類に渡っており、これら衝突物体との車両衝突が発生した場合には衝撃により車両損傷が発生するため、当然に、車両衝突検知装置を構成するバンパカバー、チャンバ部材、圧力センサ等にも衝突の衝撃が及ぶことが予想される。

そして、一旦衝撃を受けた状態にあっては、内部に形成されたチャンバ空間内の圧力の変化を検出することで衝突物の種類を高精度で判断する衝突検知装置、の正常動作は確保されない虞がある。例えば、車両外観に対して軽微な損傷が発生した場合であって、チャンバ空間の圧力変化を検知する圧力センサが衝突衝撃により、圧力変化を正常に検知できなくなるような場合である。

このようなケースでは、車両搭乗者は、車両バンパ内に配設された車両用衝突検知装置自身に生じている異常状態については認識できずに車両運用を継続してしまいがちである。そうすると、歩行者保護装置を作動させることが必要な衝突が再度発生した場合、車両に備えられた安全装置が正常に作動することで歩行者及び搭乗者等の保護を行い、安全の確保が達成できるのであるが、車両用衝突検知装置自身に異常が生じている状態にあっては、これら安全装置が正常に作動するかは不明確となってしまう。結果、車両のみならず人体への安全の確保が困難となるばかりでなく、車両への衝突が生じていない通常走行時にも、不意に安全装置が作動してしまう虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車両バンパ内に配設されたチャンバ内の圧力変化を検出する車両用衝突検知装置において、衝突衝撃による圧力変化に基づいて衝突を検知すると同時に、車両用衝突検知装置を構成する各構成品（バンパカバー、チャンバ部材、圧力センサ等：検知ユニット）へのダメージ判定（正常動作の可否判定）を行うことが可能な技術を提供し、所定以上のダメージを受けた（異常）と判定された場合には検知ユニットの故障を報知する技術を提供することを目的とする。

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。

本発明の車両用衝突検知装置は、車両バンパ内に配設され且つチャンバ空間が内部に形成されるチャンバ部材と、前記チャンバ空間内の圧力を検出する圧力センサとを有する検知ユニットを備え、前記圧力センサによる圧力検出結果に基づいて前記車両バンパへの物体の衝突を検知するように構成された車両用衝突検知装置において、前記圧力センサによる圧力検出結果に基づいて前記車両バンパのダメージを判定するダメージ判定手段と、前記ダメージ判定手段によって前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたと判定された場合に、前記検知ユニットの故障を報知する故障報知手段と、を備えたことを特徴とする。

このような構成を備えることにより、車両バンパ内に配設されたチャンバ部材に形成されるチャンバ空間内の圧力の変化に基づいて、車両バンパへの物体の衝突を検知すると同時に、圧力センサの圧力検出結果に基づく車両バンパへのダメージが判定可能となるのである。そして、ダメージ判定手段によって車両バンパが所定以上のダメージを受けたと判定された場合には、車両用衝突検知装置の主要構成である検知ユニットの故障を報知する故障報知手段を備えることにより、車両外観に対し損傷が軽微な場合であっても、車両用衝突検知装置自身に生じている異常状態（検知ユニットの故障）を検知することが可能となる。

従って、車両バンパへの物体の衝突が発生した車両の搭乗者は、故障報知手段による通知を受けることにより、衝突直後の車両用衝突検知装置状態（検知ユニットの正常動作が可能か否か）を認識する事が可能となる。車両バンパ内に配設された車両用衝突検知装置の状態が異常（検知ユニットの故障）であった場合には、所定の保守・整備等を行うことにより、正常状態に復帰でき、例えば歩行者保護装置を作動させることが必要な衝突が再度発生した場合であっても、所定の安全装置を正常に作動させることができるため、歩行者及び搭乗者に対する安全が確保できるのである。

本発明の好適な態様として、当該車両の車速を検出する車速センサと、前記圧力センサの圧力検出結果及び前記車速センサの車速検出結果に基づいて衝突物の有効質量を算出する有効質量算出手段とを備え、前記ダメージ判定手段は、前記有効質量算出手段によって算出された前記有効質量に基づいて、前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたか否かを判定するとしても良い。

このような構成を備えることにより、圧力センサの圧力検出結果と車速センサの車速検出結果とから算出される衝突物の有効質量に基づいて、より正確なダメージ判定を行うことが可能となる。すなわち、本発明の車両用衝突検知装置を搭載した車両自身の車速をも考慮できるから、例えば通常走行中に生じた小動物等との衝突衝撃にも対応することが可能となる。

本発明の好適な態様として、前記ダメージ判定手段は、前記圧力センサにより検出された前記チャンバ空間における圧力変化の最大値に基づいて、前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたか否かを判定するとしても良い。このような構成を備えることにより、本発明の車両用衝突検知装置の主要構成をなす検知ユニット（バンパカバー、チャンバ部材、圧力センサ等）に対する衝突衝撃の影響を、チャンバ空間内の圧力変化として捉えることが可能となる。そして、例えば、駐車場等で車両を微速で走行している場合に、後進してくる車両との衝突衝撃や、急発進した車両との衝突衝撃等にも対応することが可能となる。

本発明の好適な態様として、前記圧力センサにより検出された前記チャンバ空間における圧力変化の最大値に基づいて前記車両バンパの吸収エネルギを求める吸収エネルギ取得手段を備え、前記ダメージ判定手段は、前記吸収エネルギ取得手段により求められた前記車両バンパの吸収エネルギに基づいて、前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたか否かを判定するとしても良い。このような構成を備えることにより、本発明の車両用衝突検知装置の主要構成をなす検知ユニット（バンパカバー、チャンバ部材、圧力センサ等）に対する衝突衝撃の影響を、車両バンパが直接的に受けたバンパ吸収エネルギ値に基づいて判定することが可能となり、検知ユニットが受けたダメージを的確に判定できる。

本発明の好適な態様として、前記ダメージ判定手段によって前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたと判定された場合に前記検知ユニットの故障履歴を記憶する履歴記憶手段を備えた車両用衝突検知装置を構成しても良い。衝突によって生じた故障履歴を記憶することが可能となり、衝突発生直後や定期点検時の保守・整備に対する適切な処置判断（交換、修理等）への情報として資することができる。

本発明の好適な態様として、前記故障報知手段は、車室内に設けられて視覚的及び／又は聴覚的な警報により乗員に対して故障を報知する警報装置としても良い。警報装置を介して音声、表示等を用いて搭乗者に通知させることにより、搭乗者の聴覚、視覚を通じて車両用衝突検知装置自身の故障状態を的確に認識させる事ができ、結果、安全確保の徹底が実現できる。

以下、本発明の車両用衝突検知装置の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。

本発明の実施形態に係る車両用衝突検知装置１０は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、車両バンパ１への物体の衝突を検知するように構成された装置であり、車両バンパ１内に配設され且つチャンバ空間７ａが内部に形成されるチャンバ部材７と、チャンバ空間７ａ内の圧力を検出する圧力センサ９とを有するものであり、バンパカバー２とチャンバ部材７と圧力センサ９とは、検知ユニット４を構成している。そして、車両の車速を検出する車速センサ１１と、コントローラ１３とを備えている。

コントローラ１３は、圧力センサ９及び車速センサ１１の検出結果に基づいて衝突物の有効質量を算出する有効質量算出手段及び有効質量算出手段によって算出された有効質量に基づいて衝突物の種類を判別する判別手段として機能する。そして、同時に車両用衝突検知装置１０の主たる構成である検知ユニット４に対し、圧力センサ９による圧力検出結果に基づいて車両バンパ１の受けたダメージ（車両用衝突検知装置１０としての正常動作の可否）を判定するダメージ判定手段として機能する。さらに、ダメージ判定手段によって車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定された場合には、検知ユニット４の故障を報知する故障報知手段としての機能をも備えている。

このように、本実施形態では、車両に搭載されるコントローラ１３が有効質量算出手段及び判別手段、車両バンパ１へのダメージを判定するダメージ判定手段、検知ユニット４の故障を報知する故障報知手段として機能する。

尚、コントローラ１３は、図１（ｂ）に示すように、歩行者保護装置２１、警報装置２２、記憶装置２３に接続されており、各装置（２１，２２，２３）へのコントローラ（制御手段）としても機能する。即ち、図１に示す例では、車両は、例えば、アクティブフードやカウルエアバッグ等の歩行者保護装置２１を搭載しており、歩行者保護装置２１は、コントローラ１３から出力される制御信号により、その歩行者保護の動作を行う。また、衝突衝撃に基づいて車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定された場合には、故障報知手段により、警報装置２２を介して検知ユニット４の故障を報知する。そして、車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定された場合に検知ユニットの故障をデータとして記憶装置２３に出力することにより、記憶装置２３は搭載車両に対する保守・整備のための履歴情報として検知ユニット４の故障履歴を記憶する。

車両バンパ１は、図１に示すように、バンパカバー２、バンパレインフォース３、チャンバ部材７、図示しないサイドメンバを主体として構成されている。尚、本実施形態では、チャンバ部材７は、アブソーバと一体に形成されたものを用いている。

バンパカバー２は、車両前端にて車両幅方向に延び、バンパレインフォース３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３は、バンパカバー２内に配設されて車両幅方向に延びる金属製の梁状部材である。

サイドメンバは、車両側面側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３が取り付けられる。

チャンバ部材７は、バンパカバー２内でバンパレインフォース３の前面に取り付けられ、車両バンパ１における衝撃吸収と圧力伝達との二つの作用を併せ持つ部材である。チャンバ部材７は、内部にチャンバ空間７ａが形成されており、チャンバ空間７ａ内には空気が封入されている。チャンバ空間７ａ内には差込口を介して圧力センサ９の受圧部が差し込まれている。尚、本実施形態では、チャンバ部材７の車両前方側の部分がアブソーバを兼用するようにしているが、チャンバ部材の車両前方側の表面上に、アブソーバを別個に配置するようにしても良い。チャンバ部材７のアブソーバ部分等の材質として、チャンバ部分よりも硬質の材料、例えば、鉄板等の金属、発泡樹脂等を用いることができる。

圧力センサ９は、気体圧力を検出可能なセンサ装置であり、チャンバ部材７に組み付けられている。具体的には、差込口を介してその受圧部がチャンバ空間７ａ内に差し込まれ、チャンバ空間７ａ内の空気の圧力変化を検出可能に構成されている。尚、圧力センサ９は、圧力に比例した信号を出力する。圧力センサ９は、コントローラ１３と伝送線９ａを介して電気的に接続されている。

検知ユニット４は、上述したバンパカバー２、チャンバ部材７、圧力センサ９を主たる構成とし、チャンバ部材７に形成されるチャンバ空間７ａと圧力センサ９とを結ぶ配管等が含まれる。

車速センサ１１は、車両の走行速度を検出可能な公知の速度センサであり、コントローラ１３と伝送線１１ａを介して電気的に接続されている。本実施形態では、車輪速センサを用いている。

コントローラ１３は、衝突物の種類を歩行者と判別した場合に、上述したカウルエアバッグ等の展開制御を行うための電子制御装置であり、同時に衝突物との衝突衝撃に基づき、車両バンパ１のダメージを判定し、所定以上のダメージを受けたと判定された場合に、検知ユニット４の故障を報知する電子制御装置である。図１（ｂ）に示されるように、コントローラ１３には圧力センサ９及び車速センサ１１から出力される信号が伝送線９ａ，１１ａを介してそれぞれ入力されるように構成されている。

コントローラ１３は、上述したように、圧力センサ９及び車速センサ１１の検出結果に基づいて衝突物の有効質量を算出し、算出した有効質量に基づいて衝突物の種類を判別する処理を実行すると共に、圧力センサ９による圧力検出結果に基づいて車両バンパ１のダメージを判定するダメージ判定処理を実行し、車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定された場合には、検知ユニット４の故障を報知する故障報知処理を実行する。

ここで、コントローラ１３は、衝突物の種類を歩行者と判別した場合には、歩行者保護装置２１を動作させるための制御信号を出力し、歩行者保護装置２１は、コントローラ１３から出力される制御信号により、その歩行者保護の動作（具体的には、アクティブフードを作動させ、或いはカウルエアバッグを車両のフロントガラス部等に展開する。）を行う。

そして、車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定された場合には、警報装置２２を介して検知ユニット４の故障を報知し、この故障判定をデータとして記憶装置２３に出力することにより、記憶装置２３は搭載車両への保守・整備のための履歴情報（検知ユニット４の故障履歴）としてデータを記憶する。

警報装置２２は公知の部品で構成され、コントローラ１３からの出力に基づいて例えば、音声や表示により搭乗者の視覚・聴覚を介して、故障の報知を行う。

記憶装置２３は公知の部品で構成され、コントローラ１３からの出力データを履歴情報として記憶する。そして、保守・整備時に記憶された情報を読み出されることにより、車両用衝突検知装置１０への損傷程度を判断し、例えば交換・修理等の要否を判断する情報として使用される。

次に、図２〜図５に示される図面を参照にしつつ、本実施形態における衝突の検知に伴う、ダメージ判定処理及び故障報知処理について説明する。

図２には、衝突物からの衝撃を模した概念図が示されており、図から明らかなように、車両バンパ１への物体の衝突が発生すると、衝突部分のチャンバ部材７に潰れが生じ、チャンバ空間７ａ内の気体圧力が上昇（すなわち、変化）する。チャンバ空間７ａ内の気体圧力の変化は、圧力センサ９によって検出される。

コントローラ１３は、伝送線９ａを介して圧力センサ９から出力される信号を取り込むと共に、伝送線１１ａを介して車速センサ１１からの車速信号を取り込む。そして、コントローラ１３は圧力センサ９からの出力及び車速に基づいて衝突物の有効質量を算出し、算出した有効質量が所定の閾値内にあるか否かによって、衝突物が歩行者等であるか否かを判別する。

車両への衝突が発生した場合、人体と他の衝突物とでは有効質量が異なることから、検知される圧力センサ９のアナログ出力の最大値（ピーク値）は異なってくるため、圧力センサ９の検知出力から衝突物の有効質量を算出し、この有効質量について、人体の質量と、想定される他の衝突物の質量との間に閾値を設定することにより、衝突物の種類を切り分けることができる。当然に、圧力センサ９の検知出力（換言すれば、チャンバ部材７の変形量）は、ある有効質量を持った衝突物がある速度で衝突したことによる衝撃のエネルギによるため、衝突時の車速も加味することで衝突物の有効質量が算出できる。

車両バンパ１への衝撃エネルギは、すなわち車両バンパ１が受けたダメージ量をあらわし、車両バンパ１の吸収エネルギＥ１によって表すことができる。そして、衝突時の車速検出値をＶとしたとき、有効質量Ｍを数式Ｍ＝２Ｅ１／Ｖ^２により算出できる。

次に、図２及び図３に示された図面を参照にして、車両バンパ１の吸収エネルギを求める方法について説明する。図３には、衝突荷重とバンパ変形量との関係を示すグラフが示されている。

まず、衝突物の運動エネルギＥは、以下に示す、運動方程式（１）で表すことができる。

Ｅ＝１ＭＶ^２／２ ・・・（１）
図２に示すように、ある質量Ｍの衝突物が衝突速度（車速センサによる車速検出値）Ｖで車両バンパ１に衝突した場合、その衝突荷重Ｆによって車両バンパ１が変形（ΔＳ）し、これによりチャンバ部材７が潰れてチャンバ空間７ａの体積が変化（ΔＶ）する。そして、この体積変化（ΔＶ）を受けて、圧力センサ９が圧力変化（ΔＰ）を検出する。

図３に示された、衝突荷重Ｆ［ｔ］とバンパ変形量ΔＳ［ｍｍ］との関係を示すグラフから明らかなように、バンパの吸収エネルギＥ１は、衝突荷重Ｆをバンパ変形量ΔＳについて積分した値で表すことができ、すなわち、同図のグラフにおける斜線の部分の面積がバンパの吸収エネルギＥ１に相当する。以下にこの積分式（２）を示す。

∫Ｆｄｓ＝Ｅ１ ・・・（２）
衝突物の有効質量は、衝突物の運動エネルギＥが全てバンパに吸収されてバンパの吸収エネルギＥ１となると仮定すれば、上記（１）、（２）式より、有効質量Ｍは、（３）及び（４）に示される関係式により導出できる。

１ＭＶ^２／２＝Ｅ１ ・・・（３）
Ｍ＝２Ｅ１／Ｖ^２ ・・・（４）
このように、圧力センサ９により検出されたチャンバ空間７ａにおける圧力変化の最大値に基づいて車両バンパ１の吸収エネルギを求め、また、吸収エネルギ取得手段によって求められた車両バンパの吸収エネルギをＥ１とし、衝突時の車速検出値をＶとしたとき、有効質量Ｍを、数式Ｍ＝２Ｅ１／Ｖ^２により算出するため、理論的に正確な衝突の検知が可能となる。

しかし、車両の走行中に物体が衝突するのはバンパの表面であるため、チャンバだけでなく、より正確にはバンパカバー２やアブソーバの影響も考慮し、バンパカバー２等を含むバンパ構造自身への影響を考慮した衝突の検知が望ましいため、チャンバ空間７ａにおける圧力変化の最大値ΔＰｍａｘと車両バンパ１の吸収エネルギＥ１との関係に着目し、車両バンパ１への衝突実験を実施した結果、図４に示される一定の相関関係が得られた。

図４には、チャンバ空間内の圧力変化の最大値と車両バンパの吸収エネルギとの関係を説明するための図であり、（ａ）は、車両バンパへの衝突実験の条件を簡略に示す図、（ｂ）は、当該条件下の衝突実験により得られたチャンバ空間における圧力変化の最大値と車両バンパの吸収エネルギとの相関関係を示すグラフである。

図４（ａ）に示すように、質量ｍが２ｋｇ、５ｋｇ、８ｋｇの実験用インパクタをそれぞれ用意し、衝突速度ｖを２ｋｇのインパクタでは時速２５［ｋｍ］と４０［ｋｍ］の２通りの衝突速度、５ｋｇのインパクタでは時速４０［ｋｍ］の１通りの衝突速度、８ｋｇのインパクタでは、２ｋｇのインパクタ同様、時速２５［ｋｍ］と４０［ｋｍ］の２通りの衝突速度で車両バンパ１に衝突させ、チャンバ空間７ａ内における圧力変化の最大値ΔＰｍａｘと車両バンパ１の吸収エネルギＥ１との関係を考察した結果、図４（ｂ）に示されるように、車両バンパ１の吸収エネルギＥ１は、チャンバ部材７内における圧力変化の最大値ΔＰｍａｘと一定の相関関係があることが確認できた。

図４（ｂ）に示されたグラフから明らかなように、車両バンパ１の吸収エネルギＥ１が約３００［Ｊ］程度迄は一定の相関関係を有することが判明し、すなわち、この実験に用いた車両バンパ１のバンパ構造を前提とすれば、チャンバ空間７ａにおける圧力変化の最大値ΔＰｍａｘと車両バンパ１の吸収エネルギＥ１との相関関係を示す近似式を得ることが可能となる。

このように、チャンバ空間７ａにおける圧力変化の最大値ΔＰｍａｘと車両バンパ１の吸収エネルギＥ１との相関関係を示す近似式を用いて車両バンパの吸収エネルギＥ１を求めるので、より正確に衝突物の種類を判別することができる。例えば、チャンバ部材７の形状や配置、車両バンパ１に配設されたバンパカバー２や発泡樹脂製のアブソーバ等の他の部材の影響を反映した正確な衝突の検知が可能となる。

そして同時に、チャンバ部材７の他に、例えば、バンパカバー２や発泡樹脂製のアブソーバ（内部にチャンバ空間７ａを形成）等が配設された実際の車両バンパ１への衝突実験に基づくので、車両バンパ１内に配設されたこれら検知ユニット４へのダメージ判定（正常動作の可否を判定）が可能となる。

次に、図５に示されるフローチャートに基づいて、本実施形態の車両用衝突検知装置１０におけるコントローラ１３の処理の流れについて説明する。

＜衝突物への種類の判別手順＞
コントローラ１３には、衝突検知のプログラムが予め図示しないメモリ等に格納されており、図示しないＣＰＵがそのプログラムに従って以下に述べる各処理を実行する。図５に示すように、コントローラ１３は、イニシャル処理として、演算値を初期化する処理（各センサの初期値等の初期値設定処理）を行う（ステップＳ−１）。

続いてコントローラ１３は、車速センサ１１が検出した車速検出値Ｖを読み込み（ステップＳ−２）、その車速検出値Ｖが所定の閾値（最小値と最大値）の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ−３）。歩行者保護装置に対する歩行者保護機能が有効に作用する速度が車両形状等により決定されるため、車両速度が歩行者保護装置２１の作動速度として有効な範囲内である場合にのみ衝突の検知を行うためである。

車速検出値Ｖが所定の閾値（最小値と最大値）の範囲内である（ステップＳ−３でＹｅｓ）場合には、圧力センサ９が検出した圧力検出値Ｐ［ｔ］を読み込み（ステップＳ−４）、その圧力検出値Ｐ［ｔ］から圧力変化の最大値（ピーク値）を演算する（ステップＳ−５）。

さらに、上述した近似式を用いて、ステップＳ−５の処理で演算した圧力変化の最大値（ピーク値）に対応する吸収エネルギＥ１を演算により求める（ステップＳ−６）。そして、求めた吸収エネルギＥ１から、上述した有効質量算出手段として、数式Ｍ＝２Ｅ１／Ｖ^２により衝突物の有効質量Ｍを算出する（ステップＳ−７）。

ここで、コントローラ１３は、算出した有効質量Ｍが所定の閾値以上であるかを判断し（ステップＳ−８）、当該閾値以上である場合には（ステップＳ−８でＹｅｓ）、歩行者と衝突したと検知し、同時に当該閾値以上でない場合には（ステップＳ−８でＮｏ）、歩行者以外と衝突したと検知する。即ち、衝突物の種類を歩行者以外の物体と判別する（ステップＳ−１０）。

＜ダメージ判定＞
イニシャル処理（ステップＳ−１）から、車速センサ１１が検出した車速検出値Ｖの読み込み（ステップＳ−２）までは、共通の処理として実行される。また、Ｓ−１１〜Ｓ−１４に示すダメージ判定処理において、上述した衝突物への種類の判別手順と共通の処理を行う各ステップ（Ｓ−４〜Ｓ−７）は、ハッチング処理を施して図示を行っている。

尚、以下の可否判定手順は、上述した衝突物への種類の判別手順と同時に実行されるため、衝突物への種類の判別手順に対して変更を行うことなく、衝突衝撃による、車両用衝突検知装置１０の構成である各構成品（バンパカバー、チャンバ部材、圧力センサ等）へのダメージ（正常動作の可否）を判定することが可能となる。

本実施形態におけるダメージ判定手順においては、例えば車両外観上、軽微な損傷（凹み、歪み、傷等）とされる衝突であっても、車両バンパ１内に配設される車両用衝突検知装置１０としての機能、具体的にはバンパカバー２、チャンバ部材７、圧力センサ９等を主要な構成とする検知ユニット４の故障（機能不良）を検知する必要があるため、ステップＳ−３とは異なる速度閾値Ｖｔｈ_ｄを設け、車速検出値Ｖが所定の閾値Ｖｔｈとの比較判定（ステップＳ−１１）を実行する。ここで、想定される衝突のケースとしては例えば、駐車場等で微速走行時に後進してくる車両との衝突等が考えられる。

車速検出値Ｖが所定の閾値Ｖｔｈ_ｄ以上（ステップＳ−１１、ＹＥＳ）の場合には、車両バンパ１に対してダメージを生ずることが予想されるため、圧力センサ９が検出した圧力検出値Ｐ［ｔ］を読み込み（ステップＳ−４）、その圧力検出値Ｐ［ｔ］から圧力変化の最大値（ピーク値）を演算（ステップＳ−５）する。

圧力センサによる圧力検出結果に基づいて車両バンパのダメージを判定するために、ステップＳ−５で算出された圧力変化の最大値（ピーク値）に対して、所定の閾値Ｐｔｈ_ｄとの比較判定（ステップＳ−１２）を実行する。算出された圧力変化の最大値がＰｔｈ_ｄ以上の場合（ステップＳ−１２、ＹＥＳ）には、車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定されるので、検知ユニットの故障を報知するためにステップＳ−１５へと進み、“システム異常の可能性あり”と判定する。ステップＳ−１２で判定される衝突の形態としては、例えば、駐車場で微速走行を行っている際に急発進する他車両との衝突の様に、衝突してくる物体が一定の質量を有し、高速である場合等のケースが想定される。

算出された圧力変化の最大値がＰｔｈ_ｄ未満の場合（ステップＳ−１２、ＮＯ）には、さらに衝突物との衝突形態を特定し、車両バンパ１のダメージを判定するため、ステップＳ−６に示されるバンパ吸収エネルギの演算に移行する。

ステップＳ−６では、上述した近似式を用いて、ステップＳ−５の処理で演算した圧力変化の最大値（ピーク値）に対応するバンパ吸収エネルギＥ１を演算により求める。そして、近似式を用いて算出されたバンパ吸収エネルギＥ１に基づいて、所定の閾値Ｐｔｈ_ｄとの比較判定（ステップＳ−１３）を実行し、車両バンパ１が受けたダメージの判定処理を実行する。

車両バンパ１に与える衝突物の衝撃が、所定の閾値Ｅｔｈ_ｄ以上の場合（ステップＳ−１３、ＹＥＳ）には、所定以上のダメージを受けたと判定され、検知ユニット４の故障を報知するためにステップＳ−１５に進み、“システム異常の可能性あり”と判定する。

一方、近似式を用いて算出されたバンパ吸収エネルギＥ１がＥｔｈ_ｄ未満の場合（ステップＳ−１３、ＮＯ）には、さらに衝突物の有効質量を特定し、車両バンパ１へのダメージを判定するため、ステップＳ−７に進み、バンパ吸収エネルギＥ１から、数式Ｍ＝２Ｅ１／Ｖ^２による衝突物の有効質量Ｍを算出することとなる。

ステップＳ−７で算出した有効質量Ｍが所定の閾値Ｍｔｈ_ｄとの比較判定（ステップＳ−１４）を実行し、所定の閾値Ｍｔｈ_ｄ以上の場合（ステップＳ−１４、ＹＥＳ）には、衝突物の有効質量Ｍにより車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定され、検知ユニット４の故障を報知するために、ステップＳ−１５へと進み、“システム異常の可能性あり”と判定する。衝突物の有効質量Ｍに対して閾値判定を実行するため、例えば、微速走行時に縁石や輪留め等に乗り上げてしまった場合のように、車両外観上に損傷が生じない衝突にも対応可能である。

尚、上述した衝突物への種類の判別手順において、ステップＳ−８に示される衝突物の種類判別が歩行者であると判別（ステップＳ−８、ＹＥＳ）された場合には、歩行者保護装置２１の作動が行われるために、車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定し、検知ユニット４の故障を報知するために、ステップＳ−１５へと進み、“システム異常の可能性あり”と判定する。

Ｓ−１５に示される“システム異常の可能性あり”と判定された場合には、コントローラ１３から警報装置２２、記憶装置２３に対して所定の制御信号等が出力され、例えば、車両の搭乗者に対し、衝撃による衝突直後の検知ユニット４の故障を報知する事が可能となる。

以上、説明したことから明らかなように、本実施形態によれば、車両バンパ１へ衝突物が衝突すると、車両バンパ１内に配設されたチャンバ部材７に形成されるチャンバ空間７ａが変形することにより圧力変化が生じ、この圧力変化を圧力センサ９が検知する。そして、圧力センサ９による圧力検出結果に基づいて車両バンパ１へのダメージを判定するダメージ判定手段と、ダメージ判定手段によって車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定された場合に、検知ユニット４の故障を報知する故障報知手段とを備えるため、車両外観に対し損傷が軽微な場合であっても衝突と同時に車両状態を認識することができるため、歩行者及び搭乗者に対する安全の確保が徹底できる。

また、本実施形態によれば、当該車両の車速を検出する車速センサ１１と、圧力センサ９の圧力検出結果及び車速センサ１１の車速検出結果に基づいて衝突物の有効質量を算出する有効質量算出手段とを備え、有効質量算出手段によって算出された有効質量に基づいて、車両バンパ１へのダメージ判定処理を行っているため、より正確なダメージ判定を行うことが可能となる。すなわち、本発明の車両用衝突検知装置１０を搭載した車両自身の車速をも考慮できるから、例えば通常走行中に生じた小動物等との衝突衝撃にも対応することが可能となる。

また、本実施形態によれば、圧力センサ９が検出したチャンバ空間７ａ内の圧力検出値に基づく圧力変化の最大値演算手段により算出された値により車両バンパ１へのダメージ判定を行うため、車両用衝突検知装置１０の主要構成をなす検知ユニット４（バンパカバー２、チャンバ部材７、圧力センサ９）に対する衝突衝撃の影響を、チャンバ空間７ａ内の圧力変化として捉えることが可能となる。そして、例えば、駐車場等で車両を微速で走行している場合に、後進してくる車両との衝突衝撃や、急発進した車両との衝突衝撃等にも対応することが可能となる。

また、本実施形態によれば、圧力変化の最大値演算手段によって算出された値に対応するバンパ吸収エネルギ演算出手段により、算出された値により車両バンパ１へのダメージ判定を行うため、車両バンパ１が受けたバンパ吸収エネルギ値Ｅ１に基づいて判定することが可能となり、検知ユニット４への衝撃の影響（正常運用の可否）を的確に捉えることができる。

また、本実施形態によれば、有効質量算出手段によって算出された有効質量に基づいて車両バンパ１へのダメージ判定を行うため、衝突物からの衝突衝撃の影響（正常運用の可否）を衝突物の有効質量Ｍに基づいて判定することが可能となり、例えば小動物等との衝突衝撃にも対応することが可能となる。

そして、本実施形態の車両用衝突検知装置１０と、車両に設けられた記憶装置２３とを備えることにより、ダメージ判定手段によって車両バンパ１が所定以上のダメージを受けたと判定された場合には、検知ユニット４の故障履歴を記憶することが可能となるため、衝突発生直後や定期点検時の保守・整備に対する適切な処置判断（交換、修理等）への情報として資することが可能となる。

そして、本実施形態の車両用衝突検知装置１０と、車両に設けられた警報装置２２とを備えることにより、警報装置２２を介して音声、表示等を用いて搭乗者に通知させることにより、衝突発生直後の車両用衝突検知装置１０自身の故障状態を聴覚、視覚を通じて的確に認識させる事ができる。結果、迅速な保守・整備対応が可能となり、安全確保の徹底が実現できる。

尚、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。例えば、記憶装置２３は、コントローラ１３内が有する記憶デバイスに設けられた所定の記憶領域であっても良い。さらに、警報装置２２を介して異常の発生を通知する場合には、表示によるものの他に光等の点滅で通知しても良いし、音声等との組み合わせで通知するものであっても良い。

本発明の実施形態に係る車両用衝突検知装置１０の構成を示す図であり、（ａ）は、その構成を車両バンパの概略縦断面構造と共に示す図、（ｂ）は、機能ブロック図である。 衝突物からの衝撃を模した概念図である。 衝突荷重とバンパ変形量の関係を示すグラフである。 チャンバ空間内の圧力変化の最大値と車両バンパの吸収エネルギとの関係を説明するための図であり、（ａ）は、車両バンパへの衝突実験の条件を簡略に示す図、（ｂ）は、当該条件下の衝突実験により得られたチャンバ空間における圧力変化の最大値と車両バンパの吸収エネルギとの相関関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る車両用衝突検知装置１０におけるコントローラ１３の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１．車両バンパ、 ２．バンパカバー、 ３．バンパレインフォース、
４．検知ユニット、 ７．チャンバ部材、 ７ａ．チャンバ空間、
９．圧力センサ、 １０．車両用衝突検知装置、 １１．車速センサ、
１３．コントローラ（有効質量算出手段、判別手段、ダメージ判定手段、故障報知手段）
２１．歩行者保護装置、 ２２．警報装置、 ２３．記憶装置

Claims (6)

1. 車両バンパ内に配設され且つチャンバ空間が内部に形成されるチャンバ部材と、前記チャンバ空間内の圧力を検出する圧力センサとを有する検知ユニットを備え、前記圧力センサによる圧力検出結果に基づいて前記車両バンパへの物体の衝突を検知するように構成された車両用衝突検知装置において、
   前記圧力センサによる圧力検出結果に基づいて前記車両バンパのダメージを判定するダメージ判定手段と、
   前記ダメージ判定手段によって前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたと判定された場合に、前記検知ユニットの故障を報知する故障報知手段と
   を備えたことを特徴とする車両用衝突検知装置。
2. 当該車両の車速を検出する車速センサと、
   前記圧力センサの圧力検出結果及び前記車速センサの車速検出結果に基づいて衝突物の有効質量を算出する有効質量算出手段と
   を備え、
   前記ダメージ判定手段は、前記有効質量算出手段によって算出された前記有効質量に基づいて、前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突検知装置。
3. 前記ダメージ判定手段は、前記圧力センサにより検出された前記チャンバ空間における圧力変化の最大値に基づいて、前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突検知装置。
4. 前記圧力センサにより検出された前記チャンバ空間における圧力変化の最大値に基づいて前記車両バンパの吸収エネルギを求める吸収エネルギ取得手段を備え、
   前記ダメージ判定手段は、前記吸収エネルギ取得手段により求められた前記車両バンパの吸収エネルギに基づいて、前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突検知装置。
5. 前記ダメージ判定手段によって前記車両バンパが所定以上のダメージを受けたと判定された場合に前記検知ユニットの故障履歴を記憶する履歴記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の車両用衝突検知装置。
6. 前記故障報知手段は、車室内に設けられて視覚的及び／又は聴覚的な警報により乗員に対して故障を報知する警報装置であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の車両用衝突検知装置。

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