JP3873382B2

JP3873382B2 - 歩行者保護用センサシステム

Info

Publication number: JP3873382B2
Application number: JP18788997A
Authority: JP
Inventors: 康城松浦; 徹雄槇; 公三前田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-07-14
Filing date: 1997-07-14
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2017-07-14
Also published as: JPH1128994A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行中の車両が歩行者に衝突後、歩行者が跳ね上げられてフード上に倒れ込む場合に、フード上面との二次衝突する際の衝撃を吸収緩和して、歩行者を保護する車両の跳ね上げ式フードにおける歩行者保護用センサシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の歩行者保護用センサシステムとしては、例えば特開平７−１０８９０２号公報に開示されているような装置がある。これは歩行者の検出手段として、バンパセンサと、フードに加わる下方向の入力に反応するフードセンサの双方がＯＮ出力になった時に歩行者との衝突と判断し、または車速センサの出力が一定値以上且つバンパセンサ又はフードに加わる下方向の入力に反応するフードセンサの少なくとも一方がＯＮ出力になった時に歩行者との衝突と判断し、フードに内蔵されたエアバッグを、フード上又はルーフ上に展開し、歩行者を保護するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、バンパセンサとフードセンサの双方ＯＮ出力により、歩行者との衝突を判断し、エアバッグが作動する構成となっているため、フードセンサ検知後では、衝突開始からの経過時間が長くなり、エアバッグを展開させる時間が短く、エアバッグが展開する前に、歩行者の上体がフードに倒れ込む可能性がある。
【０００４】
また、ガードレールや車との衝突でも、バンパセンサがＯＮとなり、その後、フードセンサも衝撃でＯＮになるケースもあり、歩行者との衝突以外の衝突でもエアバッグが開いてしまう可能性がある。
【０００５】
更に、立ち木や電柱、標識柱等への衝突時には、バンパセンサがＯＮとなり、その後、立ち木や電柱、標識柱等がフードに当たり、フードセンサが衝撃でＯＮとなり、エアバッグが開いてしまう可能性がある。
【０００６】
この発明はこのような従来の技術に着目してなされたものであり、歩行者との衝突と歩行者以外との衝突とを容易に判別でき、判別に要する時間の短縮も可能となる歩行者保護用センサシステムを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、フードを跳ね上げる跳ね上げ機構と、車速を検出する車速センサと、歩行者との衝突を検知する歩行者検知手段と、歩行者検知手段からの信号を受けてフードを跳ね上げを制御するコントローラを備えた歩行者保護用センサシステムにおいて、前記歩行者検知手段は、フロントバンパの内部又は周辺部に、車幅方向に沿って散在して設置され、少なくとも車両前後方向の荷重量又は変位量に応じて出力する複数の荷重又は変位センサと、且つ該複数の荷重又は変位センサの出力の合計を演算する演算回路とを備え、該演算回路からの出力が子供から大人の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重又は変位センサの出力範囲内にある継続時間が一定範囲内の場合にのみ、歩行者との衝突を判断するものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、フードを跳ね上げる跳ね上げ機構と、車速を検出する車速センサと、歩行者との衝突を検知する歩行者検知手段と、歩行者検知手段からの信号を受けてフードを跳ね上げを制御するコントローラを備えた歩行者保護用センサシステムにおいて、前記歩行者検知手段は、フロントバンパの内部又は周辺部に、車幅方向に沿って散在して設置され、少なくとも車両前後方向の荷重量又は変位量に応じて出力する複数の荷重又は変位センサと、且つ該複数の荷重又は変位センサの出力の合計を演算する演算回路とを備え、車速センサで検出された車速が所定値以上であるとともに、該演算回路からの出力が子供から大人の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重又は変位センサの出力範囲内にある継続時間が一定範囲内の場合に、歩行者との衝突を判断し、歩行者との衝突時のみフードを跳ね上げる制御手段を備えたものである。
【０００９】
請求項１及び請求項２記載の発明によれば、車両がある車速以上で歩行者と衝突した時に車両前部に加わる荷重又は変位−時間特性と、歩行者以外の他車両やガードレール、立ち木や電柱、標識柱等と衝突した時に車両前部に加わる荷重又は変位−時間特性との差異を考慮し、車速センサと、歩行者検知手段としての荷重又は変位センサの出力−時間特性に基づいて、歩行者と歩行者以外の物との衝突を確実且つ瞬時に判別することができる。
【００１２】
また、フロントバンパの内部又は周辺部に、車幅方向に沿って散在された複数の荷重又は変位センサが設置されており、且つ該複数の荷重又は変位センサの出力の合計を演算する演算回路を設け、該演算回路からの出力により歩行者との衝突を判断する。
【００１３】
請求項３記載の発明は、複数の荷重又は変位センサが各々テープ状である。
【００１４】
請求項４記載の発明は、複数の荷重又は変位センサが各々ボタン状である。
【００１５】
請求項１〜４記載の発明によれば、車幅方向に沿って散在された複数の荷重又は変位センサを設置するため、個々の荷重又は変位センサは小さく、大きな１つの荷重又は変位センサを設置する場合に比べて、フロントバンパの形状が制約を受けない。また、万一、１個のセンサーが故障しても、システムに与える影響が小さい。
【００１６】
請求項１または２記載の発明は、コントローラは、荷重又は変位センサ信号を読み込み、荷重又は変位センサ出力が、子供から大人の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重又は変位センサの出力範囲内である継続時間を検出する手段を備え、該継続時間が一定範囲内の場合に、フードを跳ね上げるようにしたものである。
【００１７】
請求項１または２記載の発明によれば、荷重又は変位センサ出力が一定範囲内で、その継続時間が一定範囲内の場合に、フードを跳ね上げるようにしたため、歩行者と歩行者以外の物との衝突を確実且つ瞬時に判別することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、フロントバンパの前面部と、荷重又は変位センサとの間に、フロントバンパに対して前後方向で一定値以上の荷重が加えられた場合のみ、荷重又は変位センサに荷重を伝達する荷重制御伝達部材を設けたものである。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、フロントバンパの前面部と荷重又は変位センサとの間に設けた荷重制御伝達部材により、子供の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重のしきい値を設定することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明は、荷重制御伝達部材が子供の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重のしきい値に設定され、荷重又は変位センサ信号を読み込み、荷重がしきい値以上である継続時間が一定範囲内の場合に、フードを跳ね上げるようにしたものである。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、荷重がしきい値以上である継続時間が一定範囲内の場合に、フードを跳ね上げるようにしたため、歩行者と歩行者以外の物との衝突を確実且つ瞬時に判別することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１〜図１４は、この発明の第１実施形態を示す図である。１はフロントバンパで、該フロントバンパ１の内部には、車幅方向に沿って延設された形状を有する「歩行者検知手段」たる１つの荷重又は変位センサ２が配置されている。この荷重又は変位センサ２は、車両前後方向の荷重量又は変位量に比例して出力するものであり、図２に示す如く、フロントバンパ１の内部のレインフォース３の前面に設置されている。荷重又は変位センサ２は、図１１、図１２に示すように複数設置されているが（後述）、基本動作の説明を簡単にするため、ここでは一つであるものとして説明を行う。

【００２４】
４はフードで、このフード４は、エンジンルームの点検等の通常開閉時は前側が開くが、歩行者保護のために跳ね上げる場合は、後側が開く構造になっている。すなわち、フード４の後端には、フード４の後端を跳ね上げるための跳ね上げ機構５ａ、５ｂが、左右それぞれ１セットづつ装着されている。この跳ね上げ機構５ａ、５ｂは、図７及び図８に示すように、突出自在なロッド６を有する油圧シリンダ７を備えたものであり、ロッド６の上端がヒンジ８を介してフード４に接続され、油圧シリンダ７の下端が別のヒンジ９が介して車体に接続されている。通常時は、上端のヒンジ８を中心として、フード４の前側が開き、また跳ね上げ機構５ａ、５ｂのロッド６を突出させた場合には、フード４の前端のフードロック１０を中心にして、フード４の後端が跳ね上がる。
【００２５】
タイヤのアクスルには、車速を検出する車速センサ１１が設けられている。そして、１２はコントローラであり、荷重又は変位センサ２と車速センサ１１の出力信号を取込み、信号の出力特性により、フード４を跳ね上げるか等の制御をするものである。
【００２６】
図４は、制御ブロックを示す。荷重又は変位センサ２及び車速センサ１１の出力信号は、コントローラ１２に入力される。この荷重又は変位センサ２及び車速センサ１１の出力信号により、衝突物を判別し、歩行者の場合には、跳ね上げ機構５ａ、５ｂを作動させ、フード４の後端を跳ね上げる。
【００２７】
次に作用を示す。図５は、歩行者とある車速で衝突した時に歩行者に加わる衝撃力を示す。最初のピークは、フロントバンパ１に脚部が当たる際の衝撃力である。次に、腰部がフード４の前端に当たり、更に頭部がフード４に衝突した時の衝撃力が発生する。衝撃力発生のタイミングは、脚部から頭部が当たるまでの時間ｄは約７０ｍｓｅｃ、腰部から頭部が当たるまでの時間ｃは約５０ｍｓｅｃである。本実施形態は、衝突物がフロントバンパ１に衝突した時に、歩行者との衝突か、他車両や壁面、立ち木、電柱等の固定物との衝突かを判別し、歩行者の場合にフード４の後端を跳ね上げるものである。
【００２８】
図６は、ある車速で各種衝突物に衝突した時、図５のＡ部の時間領域においてフロントバンパ１等の車体前部に加わる衝撃力に比例した荷重又は変位センサ２出力−時間波形を示す。Ｓ１〜Ｓ２は、子供〜大人の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重又は変位センサ２の出力範囲である。
【００２９】
歩行者は固定物に比べて質量が小さいため、発生する衝撃力のレベルも低く、所定範囲の出力発生継続時間Ｔ０も短いが、他車両や壁面、立ち木、電柱等への衝突時には、受ける荷重が大きいため、荷重又は変位センサ２の出力レベルも高く、一定値（Ｓ１）レベル以上の出力発生継続も長いのが特徴である。ここで、Ｓ１は、フロントバンパ１に衝突物が当たったかどうかを判断するのと、所定範囲の出力発生時間を計測するためのしきい値であり、Ｓ２は、フロントバンパ１に他車両や壁面、立ち木、電柱等が当たったかどうかを判断するためのしきい値である。Ｔ０は、歩行者等と衝突した時に荷重又は変位センサ２に所定範囲の出力が発生し、継続する時間のしきい値である。
【００３０】
図９は、本実施形態の制御フローチャートを示す。まず、ステップＳ₁でスタートした後、ステップＳ₂において、車速センサ１１によりアクスルからの回転パルス信号を検出した車速信号（トランスミッション出力軸の回転パルス信号から検出しても良い）を読み込む。そして、ステップＳ₃で、車速センサ１１の出力が一定値以上かどうか判断し、車速が一定値未満の場合は、フード４を跳ね上げないため、ステップＳ₈で初期化する。この一定車速は、目安として１５〜２０ｋｍ／ｈである。
【００３１】
次に、ステップＳ₄で荷重又は変位センサ２の出力信号を読み込み、ステップＳ₅で、前後方向での荷重又は変位センサ２の出力信号のレベルが、一定範囲内（図６のＳ１＜Ｓ＜Ｓ２）であるかどうかを判断し、一定範囲外であれば、フード４を跳ね上げないため初期化する。
【００３２】
更に、ステップＳ₆で、荷重又は変位センサ２の出力信号レベルが一定範囲内である継続時間（図６のＴ０＝Ｔ２−Ｔ１）が一定範囲内にあるかを判断し、一定範囲外であれば、フード４を跳ね上げないため初期化し、一定範囲内であれば、ステップＳ₇でフード４を跳ね上げる信号を出力する。
【００３３】
前記Ｓ１、Ｓ２、Ｔ０は、前述した通り、衝突の際にフロントバンパ１等に発生する前後方向での荷重によるもので、実験又はシミュレーション等で決定される。
【００３４】
そして、図１０は、衝突対象物の判別性能についての判別可否及び判別時間を評価指標として、本実施形態と従来例とを比較して表に示したものである。
【００３５】
表中の太枠内が本実施形態により評価が向上する部分であり、主に、歩行者との衝突と、歩行者以外との衝突の判別性能が向上する。また、歩行者との衝突の判別時間についても、バンパセンサとフードセンサを双方の出力をもって判別する従来例よりも改善されている。
【００３６】
図１１〜図１４は、荷重センサ２をより詳細に示す図である。この図に示すように、荷重センサ２は、フロントバンパ１の内部に、車幅方向に沿って散在された複数のテープ状の荷重又は変位センサ１３（図１１参照）、或いは、ボタン状の荷重又は変位センサ１４（図１２）として配置されている。個々の荷重又は変位センサ１３、１４のサイズが小さいため、フロントバンパ１の空いている箇所に設定することができ、従来技術のように大きな１つの荷重又は変位センサを設置する場合に比べて、フロントバンパ１の形状が制約を受けない。また、万一、１個のセンサー１３、１４が故障しても、システムに与える影響が小さい。
【００３７】
図１３は、第１実施形態の制御ブロックをより詳細に示す図で、荷重又は変位センサ１３、１４と、コントローラ１２との間に、各荷重又は変位センサ１３、１４の出力を合計する演算回路１５が設けられている。
【００３８】
図１４は、ある車速で各種衝突物に衝突した時、前記図５のＡ部に相当する時間領域において、フロントバンパ１等の車体前部に加わる衝撃力に比例した荷重又は変位センサ１３、１４の出力−時間波形を示す。複数の荷重又は変位センサ１３、１４の加算出力となるため、段階的な出力性能となる。尚、制御フローチャートは図９と同様につき、説明を省略する。
【００３９】
図１５〜図１７は、この発明の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態では、第１実施形態と同様の荷重又は変位センサ１３、１４が使用されている。そして、フロントバンパ１の前面部と、荷重又は変位センサ１３、１４との間には、フロントバンパ１に対して前後方向で一定値以上の荷重が加えられた場合のみ、荷重又は変位センサ２に、荷重を伝達する荷重制御伝達部材１６が設けられている。この荷重制御伝達部材１６は、フロントバンパ１の内部に設けられている通常の軽衝突エネルギー吸収部材を兼用できる。
【００４０】
図１６は、ある車速で各種衝突物に衝突した時、前記図５のＡ部に相当する時間領域において、フロントバンパ１等の車体前部に加わる衝撃力に比例した荷重又は変位センサ２の出力−時間波形を示す。Ｆ１は、子供の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重のしきい値であり、荷重制御伝達部材１６が荷重又は変位センサ１３、１４に、荷重又は変位を伝達するしきい値である。歩行者は固定物に比べて質量が小さいため、荷重制御伝達部材１６の荷重又は変位のしきい値を越えて荷重又は変位センサ１３、１４にＯＮ信号が発生する継続時間も短い。Ｔ０は、歩行者等と衝突したときに荷重又は変位センサ１３、１４にＯＮ信号が発生する継続時間のしきい値である。この第２実施形態の制御フローチャートでは、荷重がしきい値以上であるかどうかを判断しているため、第１実施形態の制御フローチャートと比較して、荷重又は変位センサ１３、１４の出力の合計（演算回路の出力）が一定範囲内であるかどうかを判断するステップＳ₅（図９参照）を省略することができる。その他の作用効果は先の実施形態と同様である。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２記載の発明によれば、車両がある車速以上で歩行者と衝突した時に車両前部に加わる荷重又は変位−時間特性と、歩行者以外の他車両やガードレール、立ち木や電柱、標識柱等と衝突した時に車両前部に加わる荷重又は変位−時間特性との差異を考慮し、車速センサと、歩行者検知手段としての荷重又は変位センサの出力−時間特性に基づいて、歩行者と歩行者以外の物との衝突を確実且つ瞬時に判別することができる。
【００４３】
請求項１〜４記載の発明によれば、車幅方向に沿って散在された複数の荷重又は変位センサを設置するため、個々の荷重又は変位センサは小さく、大きな１つの荷重又は変位センサを設置する場合に比べて、フロントバンパの形状が制約を受けない。また、万一、１個のセンサーが故障しても、システムに与える影響が小さい。
【００４４】
請求項１または２に記載の発明によれば、荷重又は変位センサ出力が一定範囲内で、その継続時間が一定範囲内の場合に、フードを跳ね上げるようにしたため、歩行者と歩行者以外の物との衝突を確実且つ瞬時に判別することができる。
【００４５】
請求項５記載の発明によれば、フロントバンパの前面部と荷重又は変位センサとの間に設けた荷重制御伝達部材により、子供の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重のしきい値を設定することができる。
【００４６】
請求項６記載の発明によれば、荷重がしきい値以上である継続時間が一定範囲内の場合にのみ、フードを跳ね上げるようにしたため、歩行者と歩行者以外の物との衝突を確実且つ瞬時に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る歩行者保護用センサシステムを示す自動車の斜視図。
【図２】フロントバンパ部分を示す断面図。
【図３】フロントバンパ部分を示す正面図。
【図４】第１実施形態の制御ブロックの概略図。
【図５】歩行者にある車速で衝突した場合に発生する衝撃力を示すグラフ。
【図６】第１実施形態の荷重又は変位センサの出力−時間特性を示す図。
【図７】跳ね上げ機構が作動した状態を示す自動車フロント部の側面図。
【図８】跳ね上げ機構を示す拡大図。
【図９】第１実施形態の制御フローチャート。
【図１０】衝突対象物の判別性能についての判別可否及び判別時間を評価指標として示した図。
【図１１】第１実施形態に係る荷重又は変位センサを複数のテープ状の荷重又は変位センサとして配置したフロントバンパ部分の正面図。
【図１２】第１実施形態に係る荷重又は変位センサを複数のボタン状の荷重又は変位センサとして配置した図１１相当の正面図。
【図１３】第１実施形態の詳細な制御ブロック図。
【図１４】第１実施形態の荷重又は変位センサの詳細な出力−時間特性を示す図。
【図１５】第２実施形態を示すフロントバンパ部分の断面図。
【図１６】第２実施形態の荷重又は変位センサの出力−時間特性を示す図。
【図１７】第２実施形態の制御フローチャート。

Claims

フードを跳ね上げる跳ね上げ機構と、車速を検出する車速センサと、歩行者との衝突を検知する歩行者検知手段と、歩行者検知手段からの信号を受けてフードを跳ね上げを制御するコントローラを備えた歩行者保護用センサシステムにおいて、
前記歩行者検知手段は、フロントバンパの内部又は周辺部に、車幅方向に沿って散在して設置され、少なくとも車両前後方向の荷重量又は変位量に応じて出力する複数の荷重又は変位センサと、且つ該複数の荷重又は変位センサの出力の合計を演算する演算回路とを備え、該演算回路からの出力が子供から大人の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重又は変位センサの出力範囲内にある継続時間が一定範囲内の場合にのみ、歩行者との衝突を判断することを特徴とする歩行者保護用センサシステム。
フードを跳ね上げる跳ね上げ機構と、車速を検出する車速センサと、歩行者との衝突を検知する歩行者検知手段と、歩行者検知手段からの信号を受けてフードを跳ね上げを制御するコントローラを備えた歩行者保護用センサシステムにおいて、
前記歩行者検知手段は、フロントバンパの内部又は周辺部に、車幅方向に沿って散在して設置され、少なくとも車両前後方向の荷重量又は変位量に応じて出力する複数の荷重又は変位センサと、且つ該複数の荷重又は変位センサの出力の合計を演算する演算回路とを備え、車速センサで検出された車速が所定値以上であるとともに、該演算回路からの出力が子供から大人の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重又は変位センサの出力範囲内にある継続時間が一定範囲内の場合に、歩行者との衝突を判断し、歩行者との衝突時のみフードを跳ね上げる制御手段を備えたことを特徴とする歩行者保護用センサシステム。
複数の荷重又は変位センサが、各々テープ状である請求項１または２に記載の歩行者保護用センサシステム。
複数の荷重又は変位センサが、各々ボタン状である請求項１または２に記載の歩行者保護用センサシステム。
フロントバンパの前面部と、荷重又は変位センサとの間に、フロントバンパに対して前後方向で一定値以上の荷重が加えられた場合のみ、荷重又は変位センサに荷重を伝達する荷重制御伝達部材を設けた請求項１〜４のいずれか１項に記載の歩行者保護用センサシステム。
荷重制御伝達部材が子供の体格差を包含する歩行者との衝突により発生する荷重のしきい値に設定され、荷重又は変位センサ信号を読み込み、荷重がしきい値以上である継続時間が一定範囲内の場合に、フードを跳ね上げるようにした請求項５記載の歩行者保護用センサシステム。