JP4451258B2 - 衝突物判別装置、保護装置 - Google Patents
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Description
前記課題を解決する本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの、車両が衝突した衝突対象物を判別する衝突物判別装置である。請求項1に記載のこの衝突物判別装置は、車両に装着される装置であり、少なくとも緩衝部材、受衝部材、検出手段、第1の導出手段、第2の導出手段、衝突物判別手段を備える。
また、前記課題を解決する本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりの、車両が衝突した衝突対象物を判別する衝突物判別装置である。請求項2に記載のこの衝突物判別装置では、請求項1に記載の衝突物判別手段は、第1の導出手段が導出した最大移動速度と、第2の導出手段が導出した最大加速度との相関が基準領域内にあることを条件に衝突対象物を人と判別するように構成される。この基準領域の設定に関しては、衝突対象物としての人を模した人形を用いた車両衝突テストや、人を想定した衝突シミュレーションを行い、当該車両衝突テストや衝突シミュレーションにおいて得られる受衝部材の最大移動速度と最大加速度との相関に関するデータを用いる構成や、車両衝突テスト以外からの情報から得られる受衝部材の最大移動速度と最大加速度との相関に関するデータを用いる構成を採用することができる。そして、当該データを実際の車両衝突時において検出される受衝部材の最大移動速度と最大加速度との相関と比較することによって、衝突対象物を人と判別することができる。このような構成によれば、衝突対象物が人であることの判別精度を高めることが可能となり、当該判別結果を人(歩行者)の保護制御に反映させることができる。
また、前記課題を解決する本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりの衝突物判別装置である。請求項3に記載のこの衝突物判別装置では、請求項2に記載の基準領域は、衝突対象物としての人を模した人形(いわゆる「ダミー人形」と称呼される人形)を用いて予め実施した車両衝突テストや、人を想定して予め実施した衝突シミュレーションにおいて、車両衝突発生時において得られる人形や人の最大移動速度と最大加速度との相関に基づいて設定される。そして、実際の車両衝突時において検出される受衝部材の最大移動速度と最大加速度との相関が、予め実施した車両衝突テストや衝突シミュレーションにおいて得られた基準領域内にある場合に、衝突対象物を人と判別することができる。このような構成によれば、衝突対象物が人であるという判別の信頼性を高めることが可能となる。
また、前記課題を解決する本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおりの衝突物判別装置である。請求項4に記載のこの衝突物判別装置では、請求項3に記載の基準領域は、人形の最大移動速度と最大加速度との相関に加え、更に車両衝突発生時から当該人形に作用する加速度が最大となるときの車両衝突発生時からの経過時間に基づいて設定される。このような構成によれば、突対象物が人であることの判別精度を高め、信頼性を向上させることが可能となる。
また、前記課題を解決する本発明の第5発明は、請求項5に記載されたとおりの衝突物判別装置である。この衝突物判別装置は、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の構成において受衝部材よりも車両外方側に低剛性の更なる緩衝部材を備える。本構成は、受衝部材が車両の前部に設置される場合に受衝部材よりも車両前方側に緩衝部材を設ける態様や、受衝部材が車両の後部に設置される場合に受衝部材よりも車両後方側に緩衝部材を設ける態様を包含する。この緩衝部材により、車両の受ける衝撃が分散された状態で受衝部材に均一に作用することとなる。従って、車両衝突が受衝部材の動作に確実に反映されることとなり、衝突対象物の判別精度を更に高めることが可能とされる。
また、前記課題を解決する本発明の第6発明は、請求項6に記載されたとおりの保護装置である。請求項6に記載のこの保護装置は、車両衝突時に作動して車両乗員または歩行者を保護し安全を図るための装置である。本発明においてこの保護装置は、前記の請求項1〜5(本発明の第1〜第5発明)のいずれかに記載の衝突物判別装置における衝突対象物の判別結果に基づいて作動するように構成されている。例えば、衝突対象物が人(歩行者)であると判別した場合に、保護装置は車両乗員や歩行者を保護するべく作動する。この「保護装置」には、車両乗員の保護を図るべく、運転席のハンドル、助手席のダッシュボード、ドアトリム、シート、ピラー等に内蔵された各種のエアバッグや、シートベルトに予め所定の張力を付与するプリテンショナ、また、歩行者の保護を図るべく、車両ボンネットを上方へ跳ね上げる装置や、保護パッド部材やエアバッグを歩行者に作用させる装置などが包含される。
このような構成によれば、車両衝突時における衝突対象物の判別精度が高い状態で保護装置が作動することとなり、車両乗員や歩行者の保護徹底が図られる。
図5には「車両衝突時制御」のフローチャートが示される。本実施の形態の「車両衝突時制御」は、図5に示すこのフローチャートの各ステップを順次実施することによって遂行される。
まず、図5中のステップS10として示す「データ収集処理A」、または図5中のステップS30として示す「データ収集処理B」では、予め行う車両衝突テストにおいてデータを収集する処理を行う。これら2種類のデータ収集処理は、その両方を車両衝突テストにおいてあわせて実施してもよいし、あるいはいずれか一方の処理のみを実施してもよい。次に、図5中のステップS50として示す「衝突対象物判別処理」では、ステップS10やステップS30で収集したデータを実際の車両衝突時のデータに反映させたうえで、衝突対象物を判別する処理を行う。そして、図5中のステップS70として示す「乗員/歩行者保護処理」では、ステップS50における判別結果に基づいて、乗員や歩行者を保護するための処理を行う。
図5中のステップS10として示す「データ収集処理A」は、具体的には図6に示すフローチャートの各ステップ(ステップS12〜S20)を順次実施することによって遂行される。
まず、図6中のステップS12によって車両衝突テストを実施する。この車両衝突テストでは、衝突対象物として人を模したダミー人形、及び図1に示す構成の車両101を模した車両を用い、当該車両をダミー人形に衝突させるテストを行う。このダミー人形が、本発明における「人を模した人形」に対応している。次に、図6中のステップS14によって、車両衝突時における受衝部材120の移動速度V及び加速度Gの経時変化データを計測する。なお、この加速度Gにかえて移動速度Vの単位時間あたりの移動速度変化率を用いるようにしてもよい。そして、図6中のステップS16によって、車両衝突テスト時におけるダミー人形の最大移動速度VMを取得し、この最大移動速度VMに基づいて基準値VMMを設定するともに、車両衝突テスト時におけるダミー人形の最大加速度GMを取得し、この最大加速度GMに基づいて基準値GMMを設定する。また、図6中のステップS18によって、車速に対応した最大移動速度幅(VMML〜VMMH)及び最大加速度幅(GMML〜GMMH)を設定する。なお、これら最大移動速度幅(VMML〜VMMH)及び最大加速度幅(GMML〜GMMH)は、受衝部材120の構成や物性、また固体差などにより具体的に設定される。そして、図6中のステップS20では、上記ステップS16〜ステップS18において設定した各種の収集データに基づいて、最大移動速度VMと最大加速度GMとの相関を示す相関マップAを取得し、記憶する。
図5中のステップS30として示す「データ収集処理B」は、具体的には図7に示すフローチャートの各ステップ(ステップS32〜S46)を順次実施することによって遂行される。
まず、図6中のステップS12と同様にして、図7中のステップS32によって車両衝突テストを実施し、図7中のステップS34によって車両衝突時における受衝部材120の移動速度V及び加速度Gの経時変化データを計測する。また、図7中のステップS36及びステップS38では、図6中のステップS16及びステップS18と同様の処理を行う。すなわち、図7中のステップS36によって、車両衝突テスト時におけるダミー人形の最大移動速度VMを取得し、この最大移動速度VMに基づいて基準値VMMを設定するともに、車両衝突テスト時におけるダミー人形の最大加速度GMを取得し、この最大加速度GMに基づいて基準値GMMを設定する。また、図7中のステップS38によって、車速に対応した最大移動速度幅(VMML〜VMMH)及び最大加速度幅(GMML〜GMMH)を設定する。次に、図7中のステップS40によって、受衝部材120の移動速度Vが最大となる経過時間を基準時間TWとして設定し、引き続き図7中のステップS42によって、時間TGの規準値TGMを設定する。このときの時間TGは、基準時間TW以下の経過時間であって、受衝部材120の加速度Gが最大となる時間として規定される。また、図7中のステップS44では、ステップS42において設定した時間TGMの時間幅(TGL〜TGH)を設定する。このとき、時間幅の一方を規定する時間TGLは、最大移動速度がVMMHとなり、且つ最大加速度がGMMHとなるときの時間に対応しており、時間幅の他方を規定する時間TGHは、最大移動速度がVMMLとなり、且つ最大加速度がGMMLとなるときの時間に対応している。そして、図7中のステップS46では、上記ステップS36〜ステップS44において設定した各種の収集データに基づいて、最大移動速度VMと最大加速度GMと、及び時間TGとの相関を示す相関マップB−1を取得し、記憶する。
まず、図12中の相関マップB−2では、最大加速度幅(GMML〜GMMH)によって区画される領域と、時間幅(TGL〜TGH)によって区画される領域の両方を満足する領域(図12中の斜線領域)を、衝突対象物が人(歩行者)であると判別する領域として規定する。また、図13中の相関マップB−3では、最大移動速度幅(VMML〜VMMH)よって区画される領域、最大加速度幅(GMML〜GMMH)によって区画される領域、時間幅(TGL〜TGH)によって区画される領域の全てを満足する領域(図13中の斜線領域)を、衝突対象物が人(歩行者)であると判別する領域として規定する。これら相関マップB−2及び相関マップB−3は、いずれも車両衝突時におけるダミー人形の最大移動速度と最大加速度、更には車両衝突時からの経過時間の相関を示すものであり、これら相関マップB−2及び相関マップB−3中の斜線領域が、本発明における「基準領域」に相当する。なお、相関マップB−1、B−2、B−3に関しては、B−1よりもB−2の方が、更にB−2よりもB−3の方が斜線領域が狭くなっており、特に相関マップB−3を用いることによって、衝突対象物が人であるという判別の信頼性が最も高まることとなる。
図5中のステップS50として示す「衝突対象物判別処理」は、具体的には図8に示すフローチャートの各ステップ(ステップS52〜S62)を順次実施することによって遂行される。
まず、衝突事故発生時に図8中のステップS52によってタイマによる計測を開始する。この衝突事故発生時の時間T(経過時間)が0(ゼロ)に設定される。なお、この衝突事故発生は、自車両に作用する3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向の加速度を検出する加速度センサを用いて行うことができる。次に、図8中のステップS54によって、車両衝突時における受衝部材120の実際の移動速度V及び加速度Gを検出する。これら移動速度V及び加速度Gの検出に際しては、検出センサ130として既知の構成の速度センサ及び加速度センサを用いる。次に、図8中のステップS56では、ステップS54において検出した移動速度V及び加速度Gに基づいて、受衝部材120の最大移動速度VM及び最大加速度GMを取得する。そして、図8中のステップS58、ステップS60及びステップS62では、図6中のステップS20において予め記憶されている相関マップA、あるいは図7中のステップS46において予め記憶されている相関マップB−1(または、相関マップB−2や相関マップB−3)に基づいて、衝突対象物を判別する。すなわち、ステップS58では、ステップS56において取得した最大移動速度VM及び最大加速度GMが、図10に示す相関マップAまたは図11に示す相関マップB−1(または、図12中の相関マップB−2や図13中の相関マップB−3)の基準領域(図中の斜線で示す領域)内にあるか否かを判定する。これら最大移動速度VM及び最大加速度GMが基準領域内にあると判定した場合(ステップS58のYES)に、衝突対象物が歩行者であると判別し(ステップS60)、そうでないと判定した場合(ステップS58のNO)に、衝突対象物が物であると判別する(ステップS62)。このように、本実施の形態の「衝突対象物判別処理」では、衝突対象物が人か否かの判定によって、実質的に衝突対象物の判別が行われることとなる。
図5中のステップS70として示す「乗員/歩行者保護処理」は、具体的には図9に示すフローチャートの各ステップを順次実施することによって遂行される。
まず、図9中のステップS72では、図8中のステップS60,S62において判別した判別結果に基づき、衝突対象物が歩行者である場合にステップS74にすすみ、そうでない(衝突対象物が物である)場合にステップS76にすすむ。ステップS74では、乗員保護装置170及び歩行者保護装置180を作動させるべく、当該乗員保護装置170及び歩行者保護装置180に対し作動制御信号を出力し、また、ステップS76では、乗員保護装置170を作動させるべく、当該乗員保護装置170に対し作動制御信号を出力する。このとき、乗員保護装置170を構成するエアバッグが、乗員保護領域に展開膨張するとともに、歩行者保護装置180を構成する歩行者保護部材が、歩行者保護領域へ向けて移動する。かくして、車両事故の際の車両乗員や歩行者の保護徹底が図られる。
特に、本実施の形態では、実際の車両衝突時において検出される受衝部の最大移動速度VM、最大加速度GM、更には車両衝突発生時から当該人形に作用する加速度が最大となるときの車両衝突発生時からの経過時間TGによる相関が、予め実施した車両衝突テストにおいて得られた基準領域内にある場合に、衝突対象物を人と判別するため、衝突対象物が人であるという判別の信頼性を高めることが可能となる。特に、「データ収集処理B」によって得られる相関マップB−1(または相関マップB−2や相関マップB−3)を用いることによって、「データ収集処理A」によって得られる相関マップAを用いる場合よりも更なる信頼性向上を図ることが可能となる。また、相関マップB−1、B−2、B−3の中でも特に相関マップB−3を用いることによって、最も信頼性向上を図ることが可能となる。
本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
101…車両
110…フロントバンパ
110a…バンパフレーム
110b…バンパカバー
112…リアバンパ
120…受衝部材
130…検出センサ
140…第1緩衝部材
150…第2緩衝部材
160…制御ユニット
170…乗員保護装置
180…歩行者保護装置
Claims (6)
- 車両が衝突した衝突対象物を判別する衝突物判別装置であって、
車両の前部または後部のバンパフレームに取り付けられる低剛性の緩衝部材と、
前記緩衝部材の車両外方側に取り付けられ、前記車両の前部または後部のバンパカバーとバンパフレームとによって区画される領域において車幅にわたって長手状に延在し、衝突対象物の衝突を受ける高剛性の受衝部材と、
前記緩衝部材と前記受衝部材との間に設けられ、前記受衝部材の車両衝突時の移動速度及び加速度の少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出情報に基づいて前記受衝部材の最大移動速度を導出する第1の導出手段と、
前記検出手段による検出情報に基づいて前記受衝部材の最大加速度を導出する第2の導出手段と、
前記第1の導出手段が導出した最大移動速度と、前記第2の導出手段が導出した最大加速度との相関に基づいて前記衝突対象物を判別する衝突物判別手段と、
を備えることを特徴とする衝突物判別装置。 - 請求項1に記載の衝突物判別装置であって、
前記衝突物判別手段は、前記第1の導出手段が導出した最大移動速度と、前記第2の導出手段が導出した最大加速度との相関が基準領域内にあることを条件に前記衝突対象物を人と判別することを特徴とする衝突物判別装置。 - 請求項2に記載の衝突物判別装置であって、
前記基準領域は、人を模した人形を用いて予め実施した車両衝突テストにおいて、前記人形の車両衝突発生時において得られる当該人形の最大移動速度と最大加速度との相関に基づいて設定されることを特徴とする衝突物判別装置。 - 請求項3に記載の衝突物判別装置であって、
前記基準領域は、前記人形の最大移動速度と最大加速度との相関に加え、更に車両衝突発生時から当該人形に作用する加速度が最大となるときの車両衝突発生時からの経過時間に基づいて設定されることを特徴とする衝突物判別装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の衝突物判別装置であって、
前記受衝部材よりも車両外方側に低剛性の更なる緩衝部材を備えることを特徴とする衝突物判別装置。 - 車両衝突時に作動して車両乗員または歩行者を保護する保護装置であって、
請求項1〜5のいずれかに記載の衝突物判別装置における衝突対象物の判別結果に基づいて作動するように構成されていることを特徴とする保護装置。
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