JP5077639B2 - 歩行者衝突検出装置及び歩行者保護システム - Google Patents

Description

本発明は、車両における歩行者との衝突を検出する歩行者衝突検出装置、及び
歩行者衝突検出装置を用いた歩行者保護システムに関する。

従来、車両における歩行者との衝突を検出する歩行者衝突検出装置として、例えば特開２００６−１４２８７６号公報に開示されている衝突対象物判別装置がある。

この衝突対象物判別装置は、光ファイバセンサと、２つの加速度センサと、衝突対象物判別ＥＣＵとを備えている。光ファイバセンサは、フロントバンパーに配置されている。加速度センサは、左右のフロンサイドメンバーの上面に配置されている。衝突対象物判別ＥＣＵは、光ファイバセンサの検出結果を光ファイバセンサ用閾値Ｍｔｈと比較する。また、加速度センサの検出結果を加速度センサ用閾値Ｇｔｈ２と比較する。そして、光ファイバセンサの検出結果が光ファイバセンサ閾値Ｍｔｈ以上で、かつ、加速度センサの検出結果が加速度センサ用閾値Ｇｔｈ２未満のとき、衝突対象物が歩行者であると判別する。
特開２００６−１４２８７６号公報

ところで、衝突対象物が歩行者である場合、光ファイバセンサの検出結果と加速度センサの検出結果との間に特有の相関関係が成り立つ。しかし、前述した衝突対象物識別装置では、光ファイバセンサと加速度センサの検出結果をそれぞれ独立した閾値と比較することで、衝突対象物が歩行者であるか否かを判別している。これでは、光ファイバセンサの検出結果と加速度センサの検出結果との間の相関関係を充分に反映できない。そのため、衝突対象物が歩行者でない場合でも、歩行者であると判別してしまう可能性や、逆に衝突対象物が歩行者であるにも関わらず歩行者でないと判別してしまう可能性がある。従って、歩行者の判別精度を向上させることが困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、車両における歩行者との衝突を、他の対象物との衝突と精度よく区別し、確実に検出することができる歩行者衝突検出装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、車両において検知可能な複数の異なる物理量に基づくパラメータの相関関係に基づいて車両が歩行者に衝突したと判定する歩行者衝突判定手段を思いつき、本発明を完成するに至った。より具体的には、バンパーの変形に相当する第１パラメータと、車両に加わる衝撃に相当する第２パラメータとを算出し、これらによって定まる点が、これらの２次元マップに定義された所定領域以内にあるとき、歩行者に衝突したと判定できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の歩行者衝突検出装置は、車両のバンパーに加わる荷重又は圧力のいずれかを検出するバンパーセンサと、該車両の速度を検出する車速センサと、該車両の加速度を検出する加速度センサと、該バンパーセンサ及び該車速センサの出力に基づいて算出された第１パラメータと該加速度センサの出力値を時間積分することにより算出された第２パラメータとの相関関係に基づいて該車両が歩行者に衝突したと判定する歩行者衝突判定手段とを有することを特徴とする。この構成によれば、第１パラメータと第２パラメータとの相関関係を充分に反映させることができる。そのため、車両における歩行者との衝突を、他の対象物との衝突と精度よく区別し、確実に検出することができる。
請求項２に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１に記載の歩行者衝突検出装置において、第１パラメータは、バンパーセンサの出力を時間積分して算出した積分値と、車速センサの出力とに基いて算出される対象物の有効質量であることを特徴とする。この構成によれば、第１パラメータを衝突時に対象物の有効質量として適正に設定することができる。
請求項３に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１に記載の歩行者衝突検出装置において、第２パラメータは、衝突に伴う車両の車速変化であることを特徴とする。この構成によれば、第２パラメータが衝突に伴う車両の車速変化であるため、車両への歩行者の衝突をより適正に判定することができる。

請求項４に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の歩行者衝突検出装置において、歩行者衝突判定手段は、バンパーの変形に相当する第１パラメータと車両に加わる衝撃に相当する記第２パラメータとからなり、歩行者に衝突した場合における第１パラメータと第２パラメータとの相関関係を示す所定領域が定義された２次元マップを備え、算出された第１パラメータの最大値と第２パラメータの最大値とによって定まる点が、２次元マップの所定領域以内にあるとき、歩行者に衝突したと判定することを特徴とする。

この構成によれば、車両における歩行者との衝突を、他の対象物との衝突とより精度よく区別し、確実に検出することができる。前述したように、バンパーの変形に相当する第１パラメータの最大値と、車両に加わる衝撃に相当する第２パラメータの最大値とによって定まる点が、２次元マップ上のどの領域に存在するかを判定することにより、歩行者に衝突したか否かを判定することができる。ところで、バンパーの変形に相当する第１パラメータは、バンパーに加わる荷重又は圧力と、車両の速度に基づいて算出することができる。特に、車両の速度を加味することでより正確に算出することができる。また、車両に加わる衝撃に相当する第２パラメータは、加速度に基づいて算出することができる。そのため、バンパーに加わる荷重又は圧力のいずれかと、車両の速度と、車両に加わる加速度とに基づいて、歩行者に衝突したか否かをより精度よく判定することができる。
請求項５に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項４に記載の歩行者衝突検出装置において、２次元マップの所定領域における第２パラメータの下限値は、第１パラメータが増加するに従い増加することを特徴とする。この構成によれば、衝突時の対象物の有効質量としての第１パラメータが増加する程、つまり、歩行者が子供から大人になる従って、衝突に伴う車両の車速変化である第２パラメータの下限値が増加する。つまり、有効質量最大値及び速度変化最大値も増加する。

請求項６に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の歩行者衝突検出装置において、バンパーセンサは、バンパーに加わる荷重を検出する荷重センサであることを特徴とする。この構成によれば、バンパーの変形に相当する第１パラメータと、車両に加わる衝撃に相当する第２パラメータとを確実に算出することができる。バンパーの変形は、衝突した対象物の質量に比例する。対象物の質量は、バンパーに加わる荷重と車両の速度に基づいて算出することができる。特に、車両の速度を加味することでより正確に算出することができる。また、車両に加わる衝撃は、衝突に伴う車両の速度変化に比例する。そのため、バンパーセンサと車速センサの出力に基づいて、バンパーの変形に相当する第１パラメータである、衝突した対象物の質量を算出することができる。また、加速度センサの出力に基づいて、車両に加わる衝撃に相当する第２パラメータである、衝突に伴う車両の速度変化を算出することができる。

請求項７に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の歩行者衝突検出装置において、バンパーセンサは、バンパーに加わる圧力を検出する圧力センサであることを特徴とする。この構成によれば、バンパーの変形に相当する第１パラメータと、車両に加わる衝撃に相当する第２パラメータとを確実に算出することができる。バンパーの変形は、衝突した対象物の質量に比例する。対象物の質量は、バンパーに加わる圧力と車両の速度に基づいて算出することができる。特に、車両の速度を加味することでより正確に算出することができる。また、車両に加わる衝撃は、衝突に伴う車両の速度変化に比例する。そのため、バンパーセンサと車速センサの出力に基づいて、バンパーの変形に相当する第１パラメータである、衝突した対象物の質量を算出することができる。また、加速度センサの出力に基づいて、車両に加わる衝撃に相当する第２パラメータである、衝突に伴う車両の速度変化を算出することができる。

請求項８に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項６又は７に記載の歩行者衝突検出装置において、第１パラメータは、バンパーセンサの出力を時間積分して算出した積分値と、車速センサの出力とに基づいて算出されることを特徴とする。この構成によれば、第１パラメータである衝突した対象物の質量をより精度よく確実に算出することができる。対象物の質量は、バンパーに加わる荷重の積分値と、車両の速度とに基づいて算出することができる。例えば、荷重の積分値を車両の速度で割ることで算出することができる。特に、車両の速度を加味することで、対象物の質量をより正確に算出することができる。そのため、衝突した対象物の質量を確実に算出することができる。

請求項９に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項２〜８のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置において、歩行者衝突判定手段は、歩行者に衝突したと判定したとき、歩行者保護装置を起動する起動信号を出力することを特徴とする。この構成によれば、車両に衝突した歩行者を保護することができる。

請求項１０に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項９に記載の歩行者衝突検出装置において、歩行者衝突判定手段は、車速センサの検出した車両の速度が所定範囲以内のとき、歩行者に衝突したか否かを判定することを特徴とする。この構成によれば、前述したように、歩行者保護装置を適切に起動し、車両に衝突した歩行者を確実に保護することができる。

請求項１１に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項２〜１０のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置において、第２パラメータは、加速度センサの出力を時間積分して算出されることを特徴とする。この構成によれば、第２パラメータである衝突に伴う車両の速度変化を確実に算出することができる。車両の速度変化は、車両に加わる加速度を積分して算出することができる。そのため、衝突に伴う車両の速度変化を確実に算出することができる。

請求項１２に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項２〜１１のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置において、歩行者衝突判定手段は、第１パラメータ及び第２パラメータの少なくともいずれかが最大値となった後、最大値に対して所定比率となる値まで減少したとき、歩行者に衝突したか否かを判定することを特徴とする。この構成によれば、第１パラメータと第２パラメータの最大値を確実に特定できる。そのため、最大値以外の値による誤判定をなくすことができる。バンパーに物体が衝突すると、バンパーが変形し、車両に衝撃が加わる。バンパーの変形及び車両に加わる衝撃は、時間とともに増加してほぼ同時に最大となり、その後減少する。バンパーの変形に相当する第１パラメータと、車両に加わる衝撃に相当する第２パラメータの少なくともいずれかが最大値となった後、最大値に対して所定比率となる値まで減少したことを確認することで、第１パラメータと第２パラメータの最大値を確実に特定することができる。そのため、最大値以外の値による誤判定をなくすことができる。

請求項１３に記載の歩行者保護システムは、請求項１〜１２のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置と、車両に衝突した歩行者の衝撃を軽減するための歩行者保護装置とを有することを特徴とする。この構成によれば、車両における歩行者との衝突を、他の対象物との衝突と精度よく区別し、歩行者を確実に保護することができる。

なお、本明細書でいう第１パラメータ及び第２パラメータは、パラメータを区別するために便宜的に導入したものである。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る歩行者衝突検出装置をバンパーに衝突した歩行者を保護するためのエアバッグ装置に適用した例を示す。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照してエアバッグ装置の構成について説明する。ここで、図１は、エアバッグ装置のブロック図である。図２は、エアバッグ装置の模式的配置図である。

図１及び図２に示すように、エアバッグ装置１は、バンパーに衝突した歩行者を保護する装置である。エアバッグ装置１は、歩行者衝突検出装置２と、歩行者保護装置３とから構成されている。

歩行者衝突検出装置２は、バンパー４への歩行者の衝突を検出する装置である。歩行者衝突検出装置２は、バンパーセンサ２０と、加速度センサ２１と、車速センサ２２と、コントローラ２３（歩行者衝突判定手段）とから構成されている。

バンパーセンサ２０は、バンパー４に加わる荷重を検出するセンサである。より具体的には、加わる荷重に応じて通過する光量が変化する光ファイバセンサである。ところで、バンパー４は、バンパーカバー４０と、バンパーアブソーバ４１とから構成されている。車両のフレームを構成するサイドメンバー４２、４３の前方端部には、バンパー４の取付け部材であるバンパーリインホースメント４４が固定されている。バンパーカバー４０は、バンパーアブソーバ４１を介してバンパーリインホースメント４４に固定されている。バンパーセンサ２０は、バンパーアブソーバ４１とバンパーリインホースメント４４の間に配設され、コントローラ２３に接続されている。

加速度センサ２１は、車両に加わる加速度、より具体的には、前後方向の減速度を検出するセンサである。加速度センサ２１は、車両の中央部であって、歩行者に衝突した程度では変形しない、充分な剛性を有する車両のフレーム上に配設され、コントローラ２３に接続されている。

車速センサ２２は、車両の速度を検出するセンサである。車速センサ２２は、フロントタイヤ近傍に配設され、コントローラ２３に接続されている。

コントローラ２３は、バンパーセンサ２０、加速度センサ２１及び車速センサ２２の出力に基づいて、車両に衝突した対象物が歩行者であるか否かを判定するマイクロコンピュータを備えた装置である。また、衝突した対象物が歩行者であると判定した場合、歩行者保護装置３を起動するための起動信号を出力する装置でもある。コントローラ２３は、車両の中央部に配設されている。

歩行者保護装置３は、フロントウインドウの前方に展開され、バンパー４に衝突した歩行者を保護する装置である。歩行者保護装置３は、フロントピラー周辺に配設され、コントローラ２３に接続されている。

次に、図１〜図４を参照してエアバッグ装置の動作について説明する。ここで、図３は、歩行者衝突検出装置の動作に関するフローチャートである。図４は、有効質量と速度変化とからなる２次元マップである。

図１及び図２において、エアバッグ装置１に電源が供給されると、歩行者衝突検出装置２及び歩行者保護装置３が作動を開始する。

図３に示すように、コントローラ２３は、内部に設定されている各種変数を初期化する（ステップＳ１００）。具体的には、車速センサ出力Ｓ、バンパーセンサ出力Ｆ（ｔ）、加速度センサ出力Ｇ（ｔ）、有効質量Ｍ（ｔ）（第１パラメータ）、速度変化Ｖ（ｔ）（第２パラメータ）、有効質量最大値Ｍｍａｘ及び速度変化最大値Ｖｍａｘを初期化する。

その後、コントローラ２３は、車速センサ２２の出力を読み込み、車速センサ出力Ｓに設定する（ステップＳ１０１）。そして、設定した車速センサ出力Ｓが、予め設定されている歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ以上、かつ、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ及び歩行者保護車速最大値Ｓｍａｘは、歩行者に衝突したか否かを判定する車速範囲を規定するものである。ところで、衝突時の車速が遅い場合、歩行者に加わる衝撃も小さく、歩行者保護装置３を起動させ必要が低い。また、このような条件で歩行者保護装置３を起動させると、かえって車両の操作に支障をきたす場合がある。一方、衝突時の車両の速度が早い場合、歩行者が飛ばされる可能性が高く、歩行者保護装置３では保護できない。そこで、このような条件を考慮し、歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎは、歩行者保護装置３を起動させる車速最小値に設定されている。また、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘは、歩行者保護装置３を起動させる車速最大値に設定されている。

ステップＳ１０２において、車速センサ出力Ｓが歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ未満、
又は、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘを越えるときには、ステップＳ１０１に戻る。これに対し、ステップＳ１０２において、車速センサ出力Ｓが歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ以上、かつ、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘ以下のとき、コントローラ２３は、バンパーセンサ２０及び加速度センサ２１の出力を読み込み、バンパーセンサ出力Ｆ（ｔ）及び加速度センサ出力Ｇ（ｔ）に設定する（ステップＳ１０３）。

その後、コントローラ２３は、バンパーセンサ出力Ｆ（ｔ）と車速センサ出力Ｓとから
数１に基づいて、バンパー４の変形に相当する有効質量を算出し、有効質量Ｍ（ｔ）に設定する（ステップＳ１０４）。

ここで、有効質量は、バンパー４の変形に比例する、バンパー４に衝突した対象物の質量に相当する値である。ところで、衝突した対象物の力積は、その運動量の変化に等しい。そのため、数１に示すように、バンパーセンサ出力Ｆ（ｔ）を時間積分、より具体的には、現時点から過去にさかのぼり５０ｍｓ間区間積分した積分値と、車速センサ出力Ｓとに基づいて有効質量Ｍ（ｔ）を算出することができる。そして、コントローラ２３は、設定した有効質量Ｍ（ｔ）が、有効質量最大値Ｍｍａｘ以上か否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ステップＳ１０５において、有効質量Ｍ（ｔ）が有効質量最大値Ｍｍａｘ以上のとき、コントローラ２３は、有効質量Ｍ（ｔ）の値を有効質量最大値Ｍｍａｘに代入して更新する（ステップＳ１０６）。これに対し、ステップＳ１０５において、有効質量Ｍ（ｔ）が有効質量最大値Ｍｍａｘ未満のとき、又は、ステップＳ１０６において、有効質量最大値Ｍｍａｘが更新されたとき、コントローラ２３は、加速度センサ出力Ｇ（ｔ）から数２に基づいて、車両に加わる衝撃に相当する速度変化を算出し、速度変化Ｖ（ｔ）に設定する（ステップＳ１０６）。

ここで、速度変化は、車両に加わる衝撃に比例する、衝突に伴う車両の速度変化である。そのため、数２に示すように、加速度センサ出力Ｇ（ｔ）を時間積分、より具体的には、
現時点から過去にさかのぼり５０ｍｓ間区間積分した積分値に基づいて速度変化Ｖ（ｔ）を算出することができる。そして、コントローラ２３は、設定した速度変化Ｖ（ｔ）が、速度変化最大値Ｖｍａｘ以上か否かを判定する（ステップＳ１０８）。

ステップＳ１０８において、速度変化Ｖ（ｔ）が速度変化最大値Ｖｍａｘ以上のとき、コントローラ２３は、速度変化Ｖ（ｔ）の値を速度変化最大値Ｖｍａｘに代入にて更新する（ステップＳ１０９）。これに対し、ステップＳ１０８において、速度変化Ｖ（ｔ）がＶｍａｘ未満のとき、又は、ステップＳ１０９において、速度変化最大値Ｖｍａｘが更新されたとき、コントローラ２３は、設定した有効質量Ｍ（ｔ）が、有効質量最大値Ｍｍａｘの８０％以下あるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

ステップＳ１１０において、有効質量Ｍ（ｔ）が有効質量最大値Ｍｍａｘの８０％を超えるときは、ステップＳ１０１に戻る。これに対し、ステップＳ１１０において、有効質量Ｍ（ｔ）が有効質量最大値Ｍｍａｘの８０％以下のとき、コントローラ２３は、有効質量最大値Ｍｍａｘと速度変化最大値Ｖｍａｘとによって定まる点が、有効質量と速度変化とからなる２次元マップ上に予め設定されている歩行者エリア（所定領域）の範囲以内か否かを判定する（ステップＳ１１１）。ここで、２次元マップは、図４に示すように、有効質量Ｍ（ｔ）と速度変化Ｖ（ｔ）との関係を示すものであり、歩行者に衝突した場合における有効質量Ｍ（ｔ）と速度変化Ｖ（ｔ）との相関関係を示す略扇形状の歩行者エリアが定義されている。２次元マップは、コントローラ２３内に予め設定されている。

ステップＳ１１１において、有効質量最大値Ｍｍａｘと速度変化最大値Ｖｍａｘとによって定まる点が歩行者エリアの範囲以内にあるとき、コントローラ２３は、車両が歩行者に衝突したと判定し、歩行者保護装置３を起動するための起動信号を出力する。コントローラ２３が起動信号を出力すると、歩行者保護装置３が展開し、衝突した歩行者を保護する。これに対し、ステップＳ１１１において、有効質量最大値Ｍｍａｘと速度変化最大値Ｖｍａｘとによって定まる点が歩行者エリアの範囲以外にあるときには、コントローラ２３は、衝突した対象物が歩行者でないと判定し、起動信号を出力することなくステップＳ１００に戻り、同様の動作を繰り返す。

最後に、効果について説明する。歩行者衝突検出装置２によれば、車両における歩行者との衝突を、他の対象物との衝突と精度よく区別し、確実に検出することができる。バンパー４に物体が衝突すると、バンパー４が変形するとともに、車両に衝撃が加わる。バンパー４の変形及び車両に加わる衝撃は、衝突する対象物によって異なり、相関関係がある。バンパー４に衝突した対象物の質量である有効質量は、バンパー４の変形に比例する。また、衝突に伴う車両の速度変化は、車両に加わる衝撃に比例する。従って、有効質量と速度変化との間にも同様の相関関係が成り立つ。図４に示すように、高さの低いポストコーンに衝突した場合、有効質量最大値は小さいが、それに比べ速度変化最大値が大きくなるという特徴がある。また、高さの高いショッピングカートに衝突した場合、有効質量最大値は大きいが、それに比べ速度変化最大値が小さくなるという特徴がある。さらに、他の車両に衝突した場合、有効質量最大値及び速度変化最大値が、ともに非常に大きくなるという特徴がある。これに対し、歩行者に衝突した場合、有効質量最大値はポストコーンに衝突した場合に比べ大きく、車両に衝突した場合に比べ小さくなる。また、速度変化最大値は、ショッピングカートに衝突した場合に比べ大きく、車両に衝突した場合に比べ小さくなる。さらに、歩行者が子供から大人になる従って、有効質量最大値及び速度変化最大値も増加するという特徴がある。

そのため、有効質量と速度変化とからなる２次元マップ上において、歩行者に衝突した場合における、これらの最大値によって定まる点の存在する歩行者エリアは、他の対象物に衝突した場合における、これらの最大値によって定まる点の存在する領域と明らかに異なる。従って、有効質量最大値と速度変化最大値とによって定まる点が、２次元マップ上のどの領域に存在するかを判定することにより、歩行者に衝突したか否かを判定することができる。しかも、有効質量と速度変化の相関関係を充分に反映することができるため、従来の方式に比べ判定の精度を向上させることができる。

また、歩行者衝突検出装置２によれば、バンパー４に加わる荷重の積分値と、車両の速度とを用いることで、有効質量を確実に算出することができる。特に、車両の速度を加味することでより正確に算出することができる。さらに、車両に加わる加速度の積分値を用いることで、速度変化を確実に算出することができる。

さらに、歩行者衝突検出装置２によれば、有効質量が最大となり、その後８０％以下に減少したことを確認することで、有効質量の最大値を確実に特定することができる。速度変化の増減は有効質量の増減に同期している。そのため、速度変化の最大値も確実に特定することができる。従って、最大値以外の値による誤判定をなくすことができる。

加えて、歩行者衝突検出装置２によれば、歩行者に衝突したと判定したとき、歩行者保護装置３を起動する起動信号を出力することで、車両に衝突した歩行者を保護することができる。しかも、車両の速度が所定範囲以内のときに、歩行者に衝突したか否かを判定することで、歩行者保護装置を適切に起動し、確実に保護することができる。

なお、歩行者衝突検出装置２では、バンパー４に加わる荷重の積分値と車両の速度とに基づいて有効質量を算出する例を挙げているが、これに限られるものではない。多少精度は劣るが、荷重の積分値のみによっても有効質量を算出することができる。また、有効質量に代えて荷重そのものを用いてもよい。この場合、有効質量と速度変化とからなる２次元マップを、荷重と速度変化とからなる２次元マップに変更すればよい。

また、歩行者衝突検出装置２では、有効質量が最大となり、その後８０％以下に減少したことを確認することで、有効質量の最大値及び速度変化の最大値を特定している例を挙げているがこれに限られるものではない。有効質量が最大となり、その後所定時間経過後に減少したことを確認することで、有効質量の最大値及び速度変化の最大値を特定してもよい。また、速度変化に基づいて確認してもよいし、有効質量と速度変化とに基づいて確認してもよい。バンパー４の変形に相当するパラメータと、車両に加わる衝撃に相当するパラメータの少なくともいずれかに基づいて確認すればよい。

さらに、歩行者衝突検出装置２では、２次元マップ上の歩行者エリアが略扇形状である例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、図１３に示すように、楕円形状でもよい。バンパー４の変形に相当するパラメータと、車両に加わる衝撃に相当するパラメータとの相関関係を規定できる形状であればよい。

加えて、歩行者衝突検出装置２では、１つの加速度センサ２１を車両中央部のフレーム上に配設した例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、図５に示すように、サイドメンバー４２、４３上に配設してもよい。サイドメンバー４２、４３は車両のフレームを構成する部材であり、歩行者に衝突した程度では変形しない充分な剛性がある。そのため、同様に構成することができる。また、２つの加速度センサ５０、５１を用いてもよい。この場合、コントローラ５２において、加速度センサ出力Ｇ（ｔ）として、いずれか大きい方の値又は平均値を用いることで、同様に構成することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のエアバッグ装置について説明する。第２実施形態のエアバッグ装置は、第１実施形態のエアバッグ装置に対して、バンパーセンサを圧力を検出する圧力センサに変更したものである。

まず、図６及び図７を参照してエアバッグ装置の構成について説明する。ここで、図６は、エアバッグ装置の模式的配置図である。図７は、バンパー周辺の断面図である。ここでは、第１実施形態のエアバッグ装置との相違部分であるバンパーセンサの構成についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前述した実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。

図６に示すように、エアバッグ装置６は、歩行者衝突検出装置７と、歩行者保護装置３とから構成されている。歩行者衝突検出装置７は、バンパーセンサ７０と、加速度センサ７１と、車速センサ７２と、コントローラ７３（歩行者衝突判定手段）とから構成されている。

バンパーセンサ７０は、バンパー８に加わる圧力を検出する圧力センサである。ところで、バンパー８は、図６及び図７に示すように、バンパーカバー８０と、略角筒状のバンパーアブソーバ８１とから構成されている。バンパーカバー８０は、バンパーアブソーバ８１を介してバンパーリインホースメント８２に固定されている。バンパーセンサ７０は、バンパーアブソーバ８１のバンパーリインホースメント８２側の内周面に配設され、コントローラ７３に接続されている。

加速度センサ７１及び車速センサ７２は、第１実施形態における加速度センサ２１及び
車速センサ２２と同一であるので説明を省略する。

次に、図６及び図８を参照して動作について説明する。ここで、図８は、歩行者衝突検出装置の動作に関するフローチャートである。ここでは、第１実施形態のエアバッグ装置との相違部分である初期化、センサ出力読み込み、及び有効質量算出についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。

図６において、エアバッグ装置６に電源が供給されると、歩行者衝突検出装置７及び歩行者保護装置３が作動を開始する。

図８に示すように、コントローラ７３は、内部に設定されている車速センサ出力Ｓ、バンパーセンサ出力Ｐ（ｔ）、加速度センサ出力Ｇ（ｔ）、有効質量Ｍ（ｔ）（第１パラメータ）、速度変化Ｖ（ｔ）（第２パラメータ）、有効質量最大値Ｍｍａｘ及び速度変化最大値Ｖｍａｘを初期化する（ステップＳ２００）。

その後、コントローラ７３は、車速センサ７２の出力を読み込み、車速センサ出力Ｓに設定する（ステップＳ２０１）。そして、設定した車速センサ出力Ｓが、歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ以上、かつ、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０２において、車速センサ出力Ｓが歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ未満、
又は、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘを越えるときには、ステップＳ２０１に戻る。これに対し、ステップＳ２０２において、車速センサ出力Ｓが歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ以上、かつ、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘ以下のとき、コントローラ７３は、バンパーセンサ７０及び加速度センサ７１の出力を読み込み、バンパーセンサ出力Ｐ（ｔ）及び加速度センサ出力Ｇ（ｔ）に設定する（ステップＳ２０３）。

その後、コントローラ７３は、バンパーセンサ出力Ｐ（ｔ）と車速センサ出力Ｓとから
数３に基づいて、バンパー８の変形に相当する有効質量を算出し、有効質量Ｍ（ｔ）に設定する（ステップＳ２０４）。

ここで、バンパーセンサ７０は圧力を検出するセンサである。そのため、バンパー８の変形量に相当する値を出力することとなる。車両側を基準に考えると、歩行者の脚部が衝突速度Ｓで移動してくるので、歩行者の脚部が有する運動エネルギーに比例してバンパーが変形する。運動エネルギーは歩行者の脚部の質量に速度の２乗を掛けた値であり、変形量が圧力変化として表れる。従って、時間積分することなく、バンパーセンサ出力Ｐ（ｔ）と車速センサ出力Ｓとに基づいて有効質量Ｍ（ｔ）を算出することができる。数３は定数を省いた簡略化した式であるが、質量と１対１で対応できる値なので、判定スレッショルドをその分考慮することによって、衝突物の判別性能には影響しない。また、数３以外には、車速と変形量から質量を選ぶ対応表をあらかじめ記憶させておき、質量を求めてもよい。ステップＳ２０５以降は、第１実施形態におけるステップＳ１０５以降と同一であるため説明を省略する。

最後に、効果について説明する。歩行者衝突検出装置７によれば、バンパー４に加わる圧力と、車両の速度とを用いることで、有効質量を確実に算出することができる。特に、車両の速度を加味することでより正確に算出することができる。そのため、第１実施形態の場合と同様に、車両における歩行者との衝突を、他の対象物との衝突と精度よく区別し、確実に検出することができる。

なお、歩行者衝突検出装置７では、バンパー４に加わる圧力と車両の速度とに基づいて有効質量を算出する例を挙げているが、これに限られるものではない。多少精度は劣るが、圧力のみによっても有効質量を算出することができる。また、有効質量に代えて圧力そのものを用いてもよい。この場合、有効質量と速度変化とからなる２次元マップを、圧力と速度変化とからなる２次元マップに変更すればよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態のエアバッグ装置について説明する。第３実施形態のエアバッグ装置は、第１実施形態のエアバッグ装置に対してバンパーセンサをバンパーの変形量を検出する距離センサに変更したものである。

まず、図９及び図１０を参照してエアバッグ装置の構成について説明する。ここで、図９は、エアバッグ装置の模式的配置図である。図１０は、バンパー周辺の断面図である。ここでは、第１実施形態のエアバッグ装置との相違部分であるバンパーセンサの構成についてのみ説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、前述した実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。

図９に示すように、エアバッグ装置９は、歩行者衝突検出装置１０と、歩行者保護装置３とから構成されている。歩行者衝突検出装置１０は、複数のバンパーセンサ１００と、加速度センサ１０１と、車速センサ１０２と、コントローラ１０３（歩行者衝突判定手段）とから構成されている。

バンパーセンサ１００は、バンパー１１の変形量を検出する距離センサである。ところで、バンパー１１は、図９及び図１０に示すように、バンパーカバー１１０と、バンパーアブソーバ１１１とから構成されている。バンパーカバー１１０は、バンパーアブソーバ１１１を介してバンパーリインホースメント１１２に固定されている。バンパーセンサ１００は、バンパーアブソーバ１１１の後方側表面に、バンパーリインホースメント１１２と対向した状態で配設され、コントローラ１０３に接続されている。バンパーセンサ１００は、バンパーリインホースメント１１２との距離を検出し、バンパー１１の変形量に変換して出力する。

加速度センサ１０１及び車速センサ１０２は、第１実施形態における加速度センサ２１
及び車速センサ２２と同一であるので説明を省略する。

次に、図９及び図１１を参照して動作について説明する。ここで、図１１は、歩行者衝突検出装置の動作に関するフローチャートである。

図９において、エアバッグ装置９に電源が供給されると、歩行者衝突検出装置１０及び歩行者保護装置３が作動を開始する。

図１１に示すように、コントローラ１０３は、内部に設定されている車速センサ出力Ｓ、バンパーセンサ出力Ｄ（ｔ）（第１パラメータ）、加速度センサ出力Ｇ（ｔ）、速度変化Ｖ（ｔ）（第２パラメータ）、変形量最大値Ｄｍａｘ及び速度変化最大値Ｖｍａｘを初期化する（ステップＳ３００）。

その後、コントローラ１０３は、車速センサ１０２の出力を読み込み、車速センサ出力Ｓに設定する（ステップＳ３０１）。そして、設定した車速センサ出力Ｓが、歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ以上、かつ、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

ステップＳ３０２において、車速センサ出力Ｓが歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ未満、又は、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘを越えるときには、ステップＳ３０１に戻る。これに対し、ステップＳ３０２において、車速センサ出力Ｓが歩行者判定車速最小値Ｓｍｉｎ以上、かつ、歩行者判定車速最大値Ｓｍａｘ以下のとき、コントローラ１０３は、複数のバンパーセンサ１００の出力を読み込み、その最大値をバンパーセンサ出力Ｄ（ｔ）に設定する。また、加速度センサ１０１の出力を読み込み、加速度センサ出力Ｇ（ｔ）に設定する（ステップＳ３０３）。そして、設定したバンパーセンサ出力Ｄ（ｔ）が、変形量最大値Ｄｍａｘ以上か否かを判定する（ステップＳ３０４）。

ステップＳ３０４において、変形量Ｄ（ｔ）が変形量最大値Ｄｍａｘ以上のとき、コントローラ１０３は、変形量Ｄ（ｔ）の値を変形量最大値Ｄｍａｘに代入して更新する（ステップＳ３０５）。これに対し、ステップＳ３０４において、変形量Ｄ（ｔ）が変形量最大値Ｄｍａｘ未満のとき、又は、ステップＳ３０５において、変形量最大値Ｄｍａｘが更新されたとき、コントローラ１０３は、加速度センサ出力Ｇ（ｔ）から車両に加わる衝撃に相当する速度変化を算出し、速度変化Ｖ（ｔ）に設定する（ステップＳ３０６）。そして、設定した速度変化Ｖ（ｔ）が、速度変化最大値Ｖｍａｘ以上か否かを判定する（ステップＳ３０７）。

ステップＳ３０７において、速度変化Ｖ（ｔ）が速度変化最大値Ｖｍａｘ以上のとき、コントローラ１０３は、速度変化Ｖ（ｔ）の値を速度変化最大値Ｖｍａｘに代入にて更新する（ステップＳ３０８）。これに対し、ステップＳ３０７において、速度変化Ｖ（ｔ）がＶｍａｘ未満のとき、又は、ステップＳ３０８において、速度変化最大値Ｖｍａｘが更新されたとき、コントローラ１０３は、設定した変形量Ｄ（ｔ）が、変形量最大値Ｄｍａｘの８０％未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０９）。

ステップＳ３０９において、変形量Ｄ（ｔ）が変形量最大値Ｄｍａｘの８０％以上のときには、ステップＳ３０１に戻る。これに対し、ステップＳ３０９において、変形量Ｄ（ｔ）が変形量最大値Ｄｍａｘの８０％未満のとき、コントローラ１０３は、変形量最大値Ｄｍａｘと速度変化最大値Ｖｍａｘとによって定まる点が、変形量と速度変化とからなる２次元マップ上に予め設定されている歩行者エリア（所定領域）の範囲以内か否かを判定する（ステップＳ３１０）。ここで、２次元マップは、図１２に示すように、変形量Ｄ（ｔ）と速度変化Ｖ（ｔ）との関係を示すものであり、歩行者に衝突した場合における変形量Ｄ（ｔ）と速度変化Ｖ（ｔ）との相関関係を示す略扇形状の歩行者エリアが定義されている。２次元マップは、コントローラ１０３内に予め設定されている。

ステップＳ３１０において、変形量最大値Ｄｍａｘと速度変化最大値Ｖｍａｘとによって定まる点が歩行者エリアの範囲以内にあるとき、コントローラ１０３は、車両が歩行者に衝突したと判定し、歩行者保護装置３を起動するための起動信号を出力する。コントローラ１０３が起動信号を出力すると、歩行者保護装置３が展開し、衝突した歩行者を保護する。これに対し、ステップＳ３１０において、変形量最大値Ｄｍａｘと速度変化最大値Ｖｍａｘとによって定まる点が歩行者エリアの範囲以外にあるときには、コントローラ１０３は、衝突した対象物が歩行者でないと判定し、起動信号を出力することなくステップＳ３００に戻り、同様の動作を繰り返す。

最後に、効果について説明する。歩行者衝突検出装置１０によれば、車両における歩行者との衝突を、他の対象物との衝突と精度よく区別し、確実に検出することができる。バンパー４の変形及び車両に加わる衝撃は、衝突する対象物によって異なり、相関関係がある。当然、バンパー４の変形量と速度変化との間にも同様の相関関係が成り立つ。そのため、第１実施形態及び第２実施形態の場合と同様に、車両における歩行者との衝突を、他の対象物との衝突とより精度よく区別し、確実に検出することができる。 またに、歩行者衝突検出装置１０によれば、歩行者に衝突したと判定したとき、歩行者保護装置３を起動する起動信号を出力することで、車両に衝突した歩行者を保護することができる。しかも、車両の速度が所定範囲以内のときに歩行者に衝突したか否かを判定することで、歩行者保護装置３を適切に起動し、確実に保護することができる。

第１実施形態におけるエアバッグ装置のブロック図である。 エアバッグ装置の模式的配置図である。 歩行者衝突検出装置の動作に関するフローチャートである。 有効質量と速度変化とからなる２次元マップである。 加速度センサの別の配置例を示す模式的配置図である。 第２実施形態におけるエアバッグ装置の模式的配置図である。 バンパー周辺の断面図である。 歩行者衝突検出装置の動作に関するフローチャートである。 第３実施形態におけるエアバッグ装置の模式的配置図である。 バンパー周辺の断面図である。 歩行者衝突検出装置の動作に関するフローチャートである。 バンパー変形量と速度変化とからなる２次元マップである。 歩行者エリアの別の形状を示す２次元マップである。 車両に衝突する対象物におけるバンパーの変形と車両に加わる衝撃との関係を示すグラフである。

符号の説明

１、６、９・・・エアバッグ装置、２、７、１０・・・歩行者衝突検出装置、２０、７０、１００・・・バンパーセンサ、２１、５０、５１、７１、１０１・・・加速度センサ、２２、７２、１０２・・・車速センサ、２３、５２、７３、１０３・・・コントローラ（歩行者衝突判定手段）、３・・・歩行者保護装置、４、８、１１・・・バンパー、４０、８０、１１０・・・バンパーカバー、４１、８１、１１１・・・バンパーアブソーバ、４２、４３・・・サイドメンバー、４４、８２、１１２・・・バンパーリインホースメント

Claims (13)

1. 車両のバンパーに加わる荷重又は圧力のいずれかを検出するバンパーセンサと、該車両の速度を検出する車速センサと、該車両の加速度を検出する加速度センサと、該バンパーセンサ及び該車速センサの出力に基づいて算出された第１パラメータと該加速度センサの出力値を時間積分することにより算出された第２パラメータとの相関関係に基づいて該車両が歩行者に衝突したと判定する歩行者衝突判定手段とを有することを特徴とする歩行者衝突検出装置。
2. 前記第１パラメータは、前記バンパーセンサの出力を時間積分して算出した積分値と、前記車速センサの出力とに基いて算出される対象物の有効質量であることを特徴とする請求項１に記載の歩行者衝突検出装置。
3. 前記第２パラメータは、衝突に伴う車両の車速変化であることを特徴とする請求項１に記載の歩行者衝突検出装置。
4. 前記歩行者衝突判定手段は、前記バンパーの変形に相当する前記第１パラメータと前記車両に加わる衝撃に相当する前記第２パラメータとからなり、歩行者に衝突した場合における前記第１パラメータと前記第２パラメータとの相関関係を示す所定領域が定義された２次元マップを備え、算出された前記第１パラメータの最大値と前記第２パラメータの最大値とによって定まる点が、該２次元マップの該所定領域以内にあるとき、歩行者に衝突したと判定する歩行者衝突判定手段とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の歩行者衝突検出装置。
5. 前記２次元マップの前記所定領域における前記第２パラメータの下限値は、前記第１パラメータが増加するに従い増加することを特徴とする請求項４に記載の歩行者衝突検出装置。
6. 前記バンパーセンサは、バンパーに加わる荷重を検出する荷重センサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の歩行者衝突検出装置。
7. 前記バンパーセンサは、バンパーに加わる圧力を検出する圧力センサであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の歩行者衝突検出装置。
8. 前記第１パラメータは、前記バンパーセンサの出力を時間積分して算出した積分値と、前記車速センサの出力とに基づいて算出されることを特徴とする請求項６又は７に記載の歩行者衝突検出装置。
9. 前記歩行者衝突判定手段は、歩行者に衝突したと判定したとき、歩行者保護装置を起動する起動信号を出力することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置。
10. 前記歩行者衝突判定手段は、前記車速センサの検出した車両の速度が所定範囲以内のとき、歩行者に衝突したか否かを判定することを特徴とする請求項９に記載の歩行者衝突検出装置。
11. 前記第２パラメータは、前記加速度センサの出力を時間積分して算出されることを特徴とする請求項２〜１０のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置。
12. 前記歩行者衝突判定手段は、前記第１パラメータ及び前記第２パラメータの少なくともいずれかが最大値となった後、最大値に対して所定比率となる値まで減少したとき、歩行者に衝突したか否かを判定することを特徴とする請求項２〜１１のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置と、車両に衝突した歩行者の衝撃を軽減するための歩行者保護装置とを有することを特徴とする歩行者保護システム。

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