JP4247609B2 - 車両の歩行者保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、歩行者への車両の衝突時に歩行者を保護する車両の歩行者保護装置に関する。

従来から、歩行者への車両の衝突時に歩行者を保護する車両の歩行者保護装置は知られている。この歩行者保護装置においては、バンパーに車幅方向に沿って複数の変位センサまたは荷重センサを配置しておいて、車両衝突時に複数の変位量センサまたは荷重センサによって検出されたバンパーの変位量またはバンパーに付与される荷重を合算し、同合算した変位量または荷重に基づいて歩行者への車両の衝突を検出して、歩行者への車両の衝突検出時にはフードを跳ね上げるなどの歩行者保護デバイスを作動させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２８９９４号公報

しかし、上記従来の装置にあっては、バンパーの車幅方向に沿った各位置の変位量または荷重を合算した合算値に基づいて歩行者への車両の衝突を検出しているので、複数の歩行者に同時に車両が衝突したような場合には、前記変位量または荷重の合算値が大きくなり過ぎて、歩行者への衝突を検出できない場合がある。

本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、車両の歩行者への衝突を的確に検出して、同検出時に歩行者を的確に保護することができる車両の歩行者保護装置を提供するものである。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、車両が歩行者に衝突したときに歩行者を保護するための歩行者保護デバイスと、バンパーに車幅方向に沿って配設されて各配設位置にてバンパーに付与される荷重をそれぞれ検出する複数の荷重センサと、複数の荷重センサのうちで少なくとも２つ以上連続して隣合った荷重センサによって検出された各荷重がそれぞれ所定の閾値以上であることを条件に車両の歩行者への衝突を検出する手段であって、前記所定の閾値以上の荷重を検出した荷重センサが、前記閾値未満の荷重を検出した荷重センサを挟んで分かれている場合、前記分かれている所定の閾値以上の荷重を検出した荷重センサの組ごとにそれぞれ、前記閾値以上である荷重を検出した荷重センサが少なくとも２つ以上隣合って連続していることを条件に、車両の歩行者への衝突を検出する歩行者衝突検出手段と、歩行者衝突検出手段により歩行者への衝突が検出されたとき、歩行者保護デバイスを作動させる作動制御手段とを備えたことにある。この場合、歩行者保護デバイスとして、フードの跳ね上げ、フード上のエアバックの展開などが上げられる。

前記のように構成した本発明においては、複数の荷重センサのうちで少なくとも２つ以上連続して隣合った荷重センサによって検出された各荷重がそれぞれ所定の閾値以上であるか否かにより、車両の歩行者への衝突が検出される。そして、前記所定の閾値以上の荷重を検出した荷重センサが、前記閾値未満の荷重を検出した荷重センサを挟んで分かれている場合には、前記分かれている所定の閾値以上の荷重を検出した荷重センサの組ごとにそれぞれ車両の歩行者への衝突が検出される。歩行者への車両の衝突においては、一人の人間のバンパーへの衝突幅はほぼ一定であるので、複数の歩行者に車両が同時に衝突するような場合でも、本発明によれば、歩行者への車両の衝突が的確に検出される。したがって、車両の衝突時における歩行者の保護が的確に図られる。

また、本発明の他の特徴は、歩行者衝突検出手段は、荷重センサによって検出された荷重の積分値が所定の範囲内にあるという条件をさらに加えて、車両の歩行者への衝突を検出するものである。これによれば、歩行者への車両の衝突がより高精度で検出されるので、車両の衝突時における歩行者はより的確に保護される。

また、本発明の他の特徴は、さらに、複数の荷重センサが配設されている環境温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段によって検出された温度に従って荷重センサによって検出された荷重を補正する温度補正手段とを設けたことにある。これによれば、温度が変化しても、荷重センサによる検出荷重の精度が良好になり、ひいては歩行者への車両の衝突および車両の衝突時における歩行者の保護が的確に図られる。

また、本発明の他の特徴は、さらに、車両の加速度を検出する加速度センサを設け、作動制御手段は、さらに、前記加速度センサによって検出された加速度または同加速度に関係した物理量が少なくとも所定値以上であることを条件に前記歩行者保護デバイスを作動させるようにしたことにある。これによれば、荷重センサの異常によって歩行者への衝突が誤検出されても、加速度センサによって検出された加速度が少なくとも所定値以上であることを条件に歩行者保護デバイスが作動するので、荷重センサの異常時における歩行者保護デバイスの作動を未然に防止できる。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明すると、図１は車両の前部分を示す概略平面図である。車両のエンジンルームを覆うフード１１の後端部には、図２(Ａ)に示すように、リンク機構１２が組み付けられている。このリンク機構１２は、その一端にて車体部材ＢＤに回転可能に組み付けられており、車両の前端部に組み付けた回転軸１３を中心にしたフード１１の回転を許容する。フード１１の左右後部下方には、車体部材ＢＤに固定された左右フードアクチュエータ１４，１５が設けられている。左右フードアクチュエータ１４、１５は、点火装置によるガス発生剤への点火によって多量のガスを発生して、ピストンロッド１４ａ，１５ａを所定のストロークだけ上昇させる。そして、ピストンロッド１４ａ，１５ａの上昇時には、図２(Ｂ)に示すように、フード１１の後部がリンク機構１２の伸長を伴って跳ね上げられるようになっている。

次に、歩行者への衝突時に左右フードアクチュエータ１４，１５を制御する電気制御装置について説明する。電気制御装置は、図１および図３に示すように、バンパーセンサ２１、温度センサ２２、左前加速度センサ２３および右前加速度センサ２４を備えている。

バンパーセンサ２１は、図４(Ａ)に示すように、長尺状に形成されたフィルム２１Ａを備え、同フィルム２１Ａ上にその延設方向に沿って複数のセンサセル２１Ｂを固着して構成されており、バンパー１６に組み付けられている。詳しくは、図４(Ｂ)の断面図に示すように、バンパーセンサ２１は、バンパーリンフォース１７とバンパー１６の樹脂製アブソーバ１６ａとの間に介装されて、その長手方向をバンパー１６に沿って車幅方向に延設させている。各センサセル２１Ｂは、図４(Ｃ)の断面図に示すように、可撓性材料で構成されていて弾性部材２１ａを周縁部に介装させた一対のプレート２１ｂ、２１ｃと、一方のプレート２１ｂ上に塗布した感圧インク２１ｄと、他方のプレート２１ｃ上であって感圧インク２１ｄに対向する位置に設けた一対の銀製電極２１ｅ，２１ｆとからなる。このように構成した各センサセル２１Ｂにおいては、両プレート２１ｂ、２１ｃ間に荷重が付与されると、感圧インク２１ｄの変形に伴って銀製電極２１ｅ，２１ｆ間の抵抗値が、図５の実線および破線で示すように、前記荷重に反比例して変化する。なお、図５の実線および破線は、所定の低い温度および高い温度における荷重と抵抗値との関係をそれぞれ示すグラフである。そして、この抵抗値の変化は、固定抵抗との組み合わせによる電気回路を用いて、出力電圧として取出される。

温度センサ２２は、バンパー１６の近傍に配置されて、各センサセル２１Ｂの置かれる環境温度を検出するものである。左右前加速度センサ２３，２４は、バンパー１６の後方近傍であって車幅方向左右位置の車体部材（図示省略）に組み付けられ、バンパー１６の衝突対象への衝突時に発生する加速度Ｇ１，Ｇ２を検出して、同加速度Ｇ１、Ｇ２を表す信号を出力する。

これらのセンサ２１〜２４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とする電子制御ユニット３０に接続されている。電子制御ユニット３０は、図６の歩行者保護プログラムを所定の短時間ごとに実行することにより、左右フードアクチュエータ１４，１５を制御する。また、電子制御ユニット３０には、センサセル２１Ｂに関する図５に示すような出力電圧（抵抗値）と荷重との関係を表していて出力電圧を荷重に変換するためのマップも記憶されている。この場合、センサセル２１Ｂによる検出荷重の温度補正を行うために、前記マップには、所定の低い温度における出力電圧（抵抗値）と荷重の関係（図５の実線）を表すデータと、所定の高い温度における出力電圧（抵抗値）と荷重の関係（図５の破線）を表すデータとが予め記憶されている。

次に、上記のように構成した実施形態の動作を説明する。電子制御ユニット３０は、歩行者保護プログラムを所定の短時間ごとに繰り返し実行する。歩行者保護プログラムは図６のステップＳ１０にて開始され、ステップＳ１２にてバンパーセンサ２１に含まれる全てのセンサセル２１Ｂの各出力電圧を入力して、電子制御ユニット３０に記憶されているマップ（図５）を参照して前記各出力電圧を荷重にそれぞれ変換する。このステップＳ１２の処理においては、温度センサ２２による検出温度を表す信号を入力して、温度補正も合わせて行う。すなわち、マップは、異なる所定温度にそれぞれ対応していて出力電圧と荷重との関係を表す２組のデータを備えており、前記入力した検出温度を用いた補間演算によりセンサセル２１Ｂの出力電圧を荷重にそれぞれ変換する。したがって、各センサセル２１Ｂにより検出された荷重は各センサセル２１Ｂの環境下の温度によって補正されることになる。

次に、ステップＳ１４にて、前記各センサセル２１Ｂによって検出されかつ変換された荷重を用いてバンパー１６に付与された荷重分布をパターン認識する。例えば、各センサセル２１Ｂごとの荷重を、所定の閾値以上である荷重と、同閾値未満の荷重との２つのグループに分ける。図７(Ａ)の例１〜例５は、閾値以上である荷重を黒丸で表し、閾値未満の荷重を白丸で表した分布例を示している。そして、図７(Ｂ)には、例２の分布例の荷重の大きさの具体例を示している。この場合、歩行者にバンパー１６が衝突した場合には、通常、隣合う複数のセンサセル２１Ｂによって検出される荷重が閾値以上となる。センサセル２１Ｂの間隔にもよるが、隣合う３つまたは４つのセンサセル２１Ｂによって検出される荷重が閾値以上であるとき、歩行者への衝突を判定するように設定できる。したがって、前記図７(Ｂ)の場合には、歩行者と、ポールなどの異物とに同時に衝突したことになる。

そして、ステップＳ１６にて、前記認識パターンに従って歩行者への衝突か否かを判定する。例えば、歩行者への衝突の判定条件が隣合う３つまたは４つのセンサセル２１Ｂによって検出される荷重が閾値以上であるならば、前記図７(Ａ)では、例１、例２および例３の場合が歩行者への衝突と判定される。ただし、例３の場合には、２人の歩行者への衝突が判定される。このように歩行者への衝突が判定された場合には、ステップＳ１６における「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップＳ１８以降の処理を実行する。一方、例４，５の場合には、歩行者への衝突が検出されない。この場合には、ステップＳ１６の「Ｎｏ」との判定のもとに、ステップＳ２２にてこの歩行者保護プログラムの実行を終了する。

ステップＳ１８においては、左右前加速度センサ２３，２４から検出加速度Ｇ１，Ｇ２を表す信号をそれぞれ入力して、加速度Ｇ１、Ｇ２の和Ｇ１＋Ｇ２がＡ１≦Ｇ１＋Ｇ２≦Ａ２の関係にあるかを判定する。この場合、Ａ１，Ａ２は、歩行者がバンパー１６に衝突したときに発生する程度の所定の加速度に設定されている。そして、加速度Ｇ１、Ｇ２の和Ｇ１＋Ｇ２がＡ１≦Ｇ１＋Ｇ２≦Ａ２の関係になければ、ステップＳ１８にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２２にてこの歩行者保護プログラムプログラムの実行を終了する。

一方、加速度Ｇ１、Ｇ２の和Ｇ１＋Ｇ２がＡ１≦Ｇ１＋Ｇ２≦Ａ２の関係にあれば、ステップＳ１８にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２０にて左右フードアクチュエータ１４，１５を作動制御する。具体的には、左右フードアクチュエータ１４，１５の点火装置を作動させる。これにより、左右フードアクチュエータ１４，１５は、作動を開始してピストンロッド１４ａ，１５ａを所定のストロークだけ上昇させる。このピストンロッド１４ａ，１５ａの上昇により、フード１１の後部は、図２(Ｂ)に示すように、リンク機構１２の伸長を伴って跳ね上げられる。その結果、車両が歩行者に衝突しても、同歩行者は前記跳ね上げられたフード１１によって保護される。

上記作動説明からも理解できるとおり、上記実施形態によれば、ステップＳ１４，Ｓ１６の処理により、バンパーセンサ２１の複数のセンサセル２１Ｂによって検出される荷重の分布に基づいて歩行者への衝突が検出されるので、歩行者への車両の衝突が的確に検出される。したがって、車両の衝突時における歩行者の保護が的確に図られる。また、ステップＳ１８の処理により、加速度Ｇ１、Ｇ２の和Ｇ１＋Ｇ２が歩行者のバンパー１６への衝突時に発生する程度の値でなければ、ステップＳ２０による左右フードアクチュエータ１４，１５が作動制御が行われないので、バンパーセンサ２１に異常が発生していて、ステップＳ１６によって歩行者への衝突が誤検出されても、バンパーセンサ２１の異常時における左右フードアクチュエータ１４，１５の作動を未然に防止できる。

なお、上記実施形態の図６の歩行者保護プログラムを、図８の歩行者保護プログラムのように変形することもできる。この変形した歩行者保護プログラムの実行はステップＳ３０にて開始され、上記実施形態のステップＳ１２〜Ｓ１６の処理と同様なステップＳ３２〜Ｓ３６の処理を実行する。これらのステップＳ３２〜Ｓ３６の処理により歩行者衝突に対応した荷重分布パターンが検出されるまで、ステップＳ３６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５４にてこの歩行者プログラムの実行を終了する。一方、歩行者衝突に対応した荷重分布パターンが検出されると、ステップＳ３６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３８〜Ｓ４６の処理を実行する。

ステップＳ３８の処理は、閾値以上の荷重出力のうちの一つの荷重（または複数の荷重の合計値）を積分する処理である。例えば、一分布中の複数の荷重のうちの最大の検出荷重を積分し、または分布中の重心位置の検出荷重を積分する。ステップＳ４０の処理は、加速度センサ２３，２４による検出荷重Ｇ1，Ｇ2をローパスフィルタ処理する。これらの積分処理された値はＢＰ’と表され、ローパスフィルタ処理された値はＧ1’，Ｇ2’と表される。ステップＳ４２〜Ｓ４６の処理は前記ステップＳ３２〜Ｓ３６（図６のステップＳ１２〜Ｓ１６）の処理と同じであり、これらのステップＳ３２〜Ｓ３６の処理によって歩行者衝突に対応した荷重分布パターンが検出されている限り、ステップＳ４６における「Ｙｅｓ」との判定のもとにステップＳ３８〜Ｓ４６からなる循環処理を繰り返し実行し続ける。

そして、歩行者衝突に対応した荷重分布パターンが検出されなくなると、すなわち分布中の一部の検出荷重が閾値未満になると、ステップＳ４６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４８，Ｓ５０の判定処理を実行する。ステップＳ４８においては、前記ステップＳ３８の処理による一つの荷重（または複数の荷重）の積分値ＢＰ’が所定範囲内あるか、すなわちＢＰ１≦ＢＰ’≦ＢＰ２の関係にあるかを判定する。この場合、所定値ＢＰ１，ＢＰ２は、各種実験により、歩行者衝突によってバンパー１６に付与される可能性のある荷重積分値に予め設定されている。ステップＳ５０においては、前記ステップＳ４０でローパス処理した加速度Ｇ1’，Ｇ2’の和Ｇ1’＋Ｇ2’が所定範囲内あるか、すなわちＡ１’≦Ｇ1’＋Ｇ2’≦Ａ２’の関係にあるかを判定する。所定値Ａ１’，Ａ２’も、各種実験により、歩行者衝突によって発生する可能性のある加速度のローパスフィルタ処理値に予め設定されている。

そして、これらのステップＳ４８，Ｓ５０の条件を満足した場合にのみ、上記実施形態の図６のステップＳ２０の処理と同様なステップＳ５２の処理の実行により、フード１１の後部を跳ね上げる。それ以外の場合には、ステップＳ４８またはステップＳ５０における「Ｎｏ」との判定のもとに、ステップＳ５４にてフード１１の跳ね上げ制御を行うことなく、ステップＳ５４にてこの歩行者保護プログラムの実行を終了する。

この変形例によれば、上記実施形態の制御に加えて、バンパー１６に付与される荷重の積分値ＢＰ’が所定範囲内にある場合に限り、歩行者への衝突と判定してフード１１を跳ね上げ制御するようにした。そして、このバンパー１６に付与される荷重の積分値ＢＰ’は、バンパー１６に衝突した物体の種類によく対応するので、歩行者への車両の衝突がより高精度で検出される。また、加速度センサ２３，２４によって検出された加速度Ｇ1，Ｇ2に関しても、同加速度Ｇ1，Ｇ2をローパスフィルタ処理した値Ｇ1’，Ｇ2’の方が加速度Ｇ1，Ｇ2自体よりも歩行者のバンパー１６への衝突を良好に表すので、歩行者への車両の衝突がより高精度で検出される。

なお、前記図８の歩行者保護プログラムにおいては、ステップＳ４６の判定処理により、歩行者衝突に対応した荷重分布パターンが検出されなくなった時点で、ステップＳ３８〜Ｓ４６の循環処理の実行を終了するようにした。しかし、これに代えて、ステップＳ３６にて歩行者衝突に対応した荷重分布パターンが検出されてから所定時間の経過後に、ステップＳ３８〜Ｓ４６の循環処理の実行を終了するようにしてもよい。この場合、ステップＳ３６に「Ｙｅｓ」と判定された時点で時間計測を開始し、計測時間が所定時間に達するまでステップＳ３８〜Ｓ４６の循環処理を実行し続け、計測時間が所定時間に達した時点でステップＳ３８〜Ｓ４６の循環処理の実行を終了するようにするとよい。

以上、本発明の一実施形態およびその変形例について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態および変形例では、センサセル２１Ｂによる検出値を温度補正するために、図５に示すような荷重と出力電圧（抵抗）との関係を表すマップを異なる温度に対応させて２種類だけ用意した。しかし、これに代えて、異なる温度に対応させて、３個以上の前記マップを用意しておくようにしてもよい。これによれば、検出温度に最も近い２つのマップを用いて温度補正演算を実行することにより、センサセル２１Ｂの検出値に対してより良好な温度補正を行うことができる。

また、上記実施形態および変形例においては、ステップＳ１４，Ｓ１６、ステップＳ３４，Ｓ３６およびステップＳ４４，Ｓ４６の歩行者衝突に対応する荷重分布パターンの検出において、閾値以上である荷重が連続していていることを条件とした。しかし、これに代え、閾値未満の荷重をも考慮して、荷重の検出されている全てのセンサセル２１Ｂの出力値によるパターンの形状に基づいて、歩行者衝突に対応する荷重分布パターンを判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態のステップＳ１８においては、加速度Ｇ1，Ｇ2の和Ｇ1＋Ｇ2が所定の範囲内にあるかを判定するようにした。また、変形例のステップＳ５０においては、ローパスフィルタ処理した加速度Ｇ1’，Ｇ2’の和Ｇ1’＋Ｇ2’が所定の範囲内にあるかを判定するようにした。しかし、これらの判定処理において、加速度Ｇ1，Ｇ2のうちのいずれか一方、およびローパスフィルタ処理した加速度Ｇ1’，Ｇ2’のうちのいずれか一方がそれぞれ所定の範囲内にあるかを判定するようにしてもよい。この場合、例えば、加速度Ｇ1，Ｇ2のうちの大きい方の値、およびローパスフィルタ処理した加速度Ｇ1’，Ｇ2’
のうちの大きい方の値を採用できる。

また、上記第１実施形態および変形例では、歩行者の保護デバアイスとして、フード１１の後部の跳ね上げを採用するようにした。しかし、これに代えまたはこれに加えて、図１に２点鎖線で示すように、フード１１の後部上に展開されるフードエアバック１８を採用できる。この場合も、ステップＳ１８にてフードエアバック１８を展開させるための点火制御処理を実行するようにすればよい。

本発明の一実施形態に係る車両の前部を示す概略平面図である。 (Ａ)を前記車両のフードの基準状態を示す概略側断面図であり、(Ｂ)は前記車両のフードを跳ね上げた状態を示す概略側断面図である。 前記車両を制御するための電気制御装置のブロック図である。 (Ａ)はバンパーセンサの正面図であり、(Ｂ)はバンパーセンサの取り付け状態を示す横断面図であり、(Ｃ)はバンパーセンサの各センサセルの断面図である。 前記センサセルにおける荷重と出力電圧（抵抗）との特性を示すグラフである。 図３の電子制御ユニットにより実行される歩行者保護プログラムのフローチャートである。 (Ａ)は車両衝突時に閾値以上の荷重を検出したセンサセルのパターン例を示す図であり、(Ｂ)は(Ａ)のパターン例２の各センサセルの検出荷重の分布を表す図である。 前記歩行者保護プログラムの変形例を示すフローチャートである。

符号の説明

１１…フード、１４，１５…フードアクチュエータ、１６…バンパー、１８…フードエアバック、２１…バンパーセンサ、２２…温度センサ、２３，２４…加速度センサ、３０…電子制御ユニット。

Claims (4)

1. 車両が歩行者に衝突したときに歩行者を保護するための歩行者保護デバイスと、
   バンパーに車幅方向に沿って配設されて各配設位置にてバンパーに付与される荷重をそれぞれ検出する複数の荷重センサと、
   前記複数の荷重センサのうちで少なくとも２つ以上連続して隣合った荷重センサによって検出された各荷重がそれぞれ所定の閾値以上であることを条件に車両の歩行者への衝突を検出する手段であって、前記所定の閾値以上の荷重を検出した荷重センサが、前記閾値未満の荷重を検出した荷重センサを挟んで分かれている場合、前記分かれている所定の閾値以上の荷重を検出した荷重センサの組ごとにそれぞれ、前記閾値以上である荷重を検出した荷重センサが少なくとも２つ以上隣合って連続していることを条件に、車両の歩行者への衝突を検出する歩行者衝突検出手段と、
   前記歩行者衝突検出手段により歩行者への衝突が検出されたとき、前記歩行者保護デバイスを作動させる作動制御手段と
   を備えたことを特徴とする車両の歩行者保護装置。
2. 前記歩行者衝突検出手段は、前記荷重センサによって検出された荷重の積分値が所定の範囲内にあるという条件をさらに加えて、車両の歩行者への衝突を検出するものである請求項１に記載の車両の歩行者保護装置。
3. 請求項１または２に記載した車両の歩行者保護装置において、さらに、
   前記複数の荷重センサが配設されている環境温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段によって検出された温度に従って前記荷重センサによって検出された荷重を補正する温度補正手段とを設けた車両の歩行者保護装置。
4. 請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載した車両の歩行者保護装置において、さらに、
   車両の加速度を検出する加速度センサを設け、
   前記作動制御手段は、さらに、前記加速度センサによって検出された加速度または同加速度に関係した物理量が少なくとも所定値以上であることを条件に前記歩行者保護デバイスを作動させるものである車両の歩行者保護装置。

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