JP6131925B2 - 車両用衝突検出装置及び車両用衝突検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両と対象物との衝突を検出する車両用衝突検出装置及び車両用衝突検出方法に関する。

従来より、車両と対象物との衝突の際に、対象物が歩行者または自転車等の二輪車である場合に、歩行者または二輪車の乗員を保護する装置が提案されている。

例えば、車載レーダの反射の検出パターンにより車両前方の対象物を検出し、対象物が車両、歩行者または自転車を認識する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術では、車両前方を車載レーダで走査し、反射波を計測して得た検出パターンを、パターン認識して対象物の種類別の特徴パターンに分類して、対象物が車両、歩行者または二輪車であることを認識する。また、二輪車の認識では、ペダルに相当する一部が時系列変化する検出パタ−ンを自転車の特徴パターンとして、対象物を二輪車のうちの自転車として認識する。

また、車両前方の対象物を検出し、対象物が歩行者または自転車等の二輪車である場合、車両と歩行者または二輪車とが衝突する際に、歩行者または二輪車の乗員を保護する技術が知られている（例えば特許文献２、特許文献３参照）。この技術では、車両前方をカメラで撮像したり車載レーダで走査したりして得た車両前方の検出結果から、対象物が歩行者または二輪車の乗員であるか否かを判定すると共に、車両と対象物とが衝突するか否かを判定する。そして、衝突すると判定されると、対象物が歩行者または二輪車の乗員である場合、車速および車両の移動方向等に基づき、歩行者または二輪車の乗員の車両への衝突位置を予測し、予測した衝突位置で歩行者または二輪車の乗員を保護する装置が作動される。

また、車両と対象物との衝突を検出する技術の一例として、車両に荷重センサを設けて、車両と対象物との衝突を検出する技術が知られている（例えば特許文献４参照）。この技術では、車両用バンパ内に荷重の大きさを検出する荷重センサを設け、歩行者との衝突として設定した荷重センサの検出値により、歩行者が車両に衝突したことを検出する。

特開２０１１−０６５４００号公報 特開２０１１−２１８８５７号公報 特開２００３−２２６２１１号公報 特開２０１１−２１８８５７号公報

しかしながら、車載レーダまたはカメラ等の検出器の検出結果から、車両と衝突する対象物として歩行者または二輪車を判定する場合、高精度の検出器または検出結果から高精度に判定処理する処理装置が要求される。また、車載レーダまたはカメラ等の検出器の検出結果から、車両と対象物との衝突を判定する場合も、さらに高精度の検出器または検出結果から高精度に判定処理する処理装置が要求される。従って、車両と対象物とが衝突する際に歩行者および二輪車の乗員を保護するために、簡単な構成でかつ簡単な処理で、対象物を判定するのには改善の余地がある。

また、車両に設けた荷重センサの検出値により、車両と歩行者との衝突を検出する技術では、自転車等の二輪車との衝突を検出できない場合がある。例えば、二輪車の乗員との衝突では、歩行者との衝突検出用に設定した荷重センサの検出値に満たない軽度の衝突は衝突として検出されない。より具体的には、車輪径が小さい軽量の二輪車の車輪が車両用バンパ下部に接触したとき、荷重センサが車輪の接触部から離れた位置（例えば車両用バンパ上部）にある場合、車両用バンパ内の荷重センサには十分な力が与えられず、衝突として検出されない場合がある。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、簡単な構成でかつ簡単な処理で衝突検出性能を向上できる車両用衝突検出装置及び車両用衝突検出方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明の車両用衝突検出装置は、車両前方の対象物を非接触で検出する第１検出部と、対象物が車両用バンパに衝突したときの前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量を検出する第２検出部と、前記第２検出部の検出結果が歩行者検出用の第１閾値を超えた場合に、対象物が衝突したと判定すると共に、前記第１検出部の検出結果が前記車両前方の二輪車であり、かつ前記第２検出部の検出結果が前記第１閾値より小さく、前記第１閾値より小さい二輪車検出用の第２閾値を超えた場合に、二輪車が衝突したと判定する判定部と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、第１検出部は、車両前方の対象物を非接触で検出する。第２検出部は、対象物が車両用バンパに衝突したときの車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量を検出する。

ところで、車両と対象物との衝突として、車両用バンパに対象物が衝突した際には、車両用バンパの変形量は対象物の種類によって異なる。例えば、車両と歩行者とが衝突した場合に比べて、二輪車とが衝突した場合の方が、車両用バンパの変形量は小さくなる。例えば、車両と自転車等の軽量の二輪車とが衝突した場合には、歩行者が直接車両に衝突した場合より車両用バンパの変形量は小さくなる。

そこで、判定部は、車両と対象物との衝突を判定するための閾値として、歩行者検出用の第１閾値から第２閾値に変更して、二輪車検出用に設定する。詳細には、判定部は、第１検出部により対象物として二輪車が検出された場合、対象物との衝突判定のための閾値を第１閾値から変更して第２閾値とする。

このように、自転車等の軽量の二輪車に衝突した場合、小さくなる車両用バンパの変形量により、二輪車との衝突を判定する。これにより、歩行者との衝突を検出できかつ、乗員を乗せた二輪車への衝突も検出でき、衝突検出性能を向上させることができる。従って、簡単な構成でかつ簡単な処理で衝突検出性能を向上することができる。

請求項２に記載の発明では、前記判定部は、前記第２検出部の検出結果が、歩行者検出用の第１閾値および前記第１閾値より小さい第２閾値のうち、設定された閾値を超えた場合に、対象物が衝突したと判定する判定本体部と、前記閾値として前記第１閾値を設定すると共に、前記第１検出部の検出結果として、前記車両前方の対象物として二輪車が検出された場合に、前記閾値を前記第１閾値から変更して前記第２閾値を設定する閾値設定部と、を含むことができる。

判定部は、判定本体部において、第２検出部の検出結果が設定された閾値を超えた場合に車両と対象物との衝突を判定する。閾値設定部は、通常の状態では、閾値として第１閾値を設定する。また、閾値設定部は、第１検出部で対象物として二輪車が検出された場合、閾値を第１閾値から変更して第２閾値を設定する。このように、衝突判定を判定本体部で行い、衝突判定のための閾値を閾値設定部で設定する構成とすることで、対象物との衝突の判定を簡単な構成でかつ簡単な処理で実現することができる。

なお、前記第２検出部は、請求項３に記載したように、対象物が前記車両用バンパに衝突したときに発生する圧力および車速を検出すると共に、検出された前記圧力および前記車速から算出される有効質量を、前記車両用バンパの変形量に対応する物理量として検出することができる。また、前記第２検出部は、対象物が前記車両用バンパに衝突したときに発生する圧力に基づいて、前記車両用バンパの変形量に対応する物理量を検出することができる。

請求項４に記載の発明は、前記判定部は、前記第１検出部及び前記第２検出部の各々の検出結果が対応されると共に、前記第１検出部の検出結果が前記車両前方の対象物として二輪車が検出された検出結果を含む領域と、前記第２検出部の検出結果が前記第２閾値より大きい前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量を含む領域とが重複する重複領域を予め定めたマップを記憶し、前記第１検出部及び前記第２検出部の各々の検出結果が前記マップの前記重複領域に含まれる場合に、対象物として二輪車が衝突したと判定する。

二輪車との衝突判定のための閾値は、第１検出部の検出結果と第２検出部の検出結果との対応関係に依存する。そこで、対象物として二輪車が検出された第１検出部の検出結果を含む領域と、第２閾値より大きい車両用バンパの変形量等の第２検出部の検出結果を含む領域とが重複する重複領域が、二輪車と衝突したと判定できる領域に対応する。これをマップとして記憶し、対象物の判定に利用する。つまり、判定部が、第１検出部及び第２検出部の検出結果が、重複領域に含まれるか否かを判別することで、二輪車との衝突判定が可能となる。

請求項５に記載の発明の車両用衝突検出方法は、車両前方の対象物を非接触で検出し、対象物が車両用バンパに衝突したときの前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量を検出し、前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量が歩行者検出用の第１閾値を超えた場合に対象物が衝突したと判定すると共に、車両前方の対象物として二輪車が検出され、かつ前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量が前記第１閾値より小さく、前記第１閾値より小さい二輪車検出用の第２閾値を超えた場合に、二輪車が衝突したと判定する。

以上説明したように本発明によれば、簡単な構成でかつ簡単な処理で衝突検出性能を向上させることができる、という効果がある。

第１実施形態に係る車両用衝突検出装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態に係る車両用バンパ周辺の概略構成を示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る車両用バンパ周辺の概略構成を示す一部拡大断面図である。 第１実施形態に係る二輪車に車両が衝突した場合における対象物の有効質量の特性の一例を示す線図である。 第１実施形態に係る車両用衝突検出装置の制御装置で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る対象物の衝突検出をハードウェアで実現する衝突検出モジュールの一例を示すブロック図である。 第２実施形態に係る車両用衝突検出装置の概略構成を示すの一例を示すブロック図である。 第２実施形態に係るマップの一例を示す線図である。 第２実施形態に係る車両用衝突検出装置の制御装置で実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に、第１実施形態に係る車両用衝突検出装置の概略構成を示す。車両用衝突検出装置１０は、車両と対象物との衝突を検出するための各種制御を行う制御装置１２を備えている。

制御装置１２は、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１８、及びＩ／Ｏ２０を含むマイクロコンピュータで構成され、ＣＰＵ１４、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１８、及びＩ／Ｏ２０は各々コマンド及びデータを授受可能にバス２１を介して接続されている。

ＲＯＭ１６には、車両と対象物との衝突を検出するためのプログラム、および衝突を検出するための閾値等が記憶され、ＲＯＭ１６に記憶されたプログラムをＣＰＵ１４が実行することによって車両と対象物との衝突を検出する制御が行われる。なお、ＲＡＭ１８は、プログラムを実行する際のキャッシュメモリ等として使用される。

Ｉ／Ｏ２０には、車載カメラ２２、接触センサ２４、車速センサ２６、およびアクティブディバイス２８が接続されている。車載カメラ２２、接触センサ２４、および車速センサ２６は、車両の状態を検出するための検出器である。車載カメラ２２は、車両前方を撮像することにより、車両に衝突する可能性を有する車両前方の対象物を検出する予防センサとして機能する非接触の検出器である。予防センサとして機能する検出器の他例には、車両前方を走査する車載レーダが挙げられる。接触センサ２４は、車両用バンパの予め定めた位置において対象物の衝突などによって発生する圧力に関係した物理量を検出する検出器である（詳細は後述）。接触センサ２４は、圧力チャンバまたは圧力チューブ等を車両用バンパに設けて圧力チャンバまたは圧力チューブ内の圧力を検出する。車速センサ２６は、車両の速度（車速）を検出する検出器である。

アクティブディバイス２８は、車両と対象物とが衝突したとき、対象物が歩行者または二輪車の乗員である場合に、歩行者または二輪車の乗員を保護するための保護装置を作動するためのディバイスである。アクティブディバイス２８としては、例えば、フードを上昇させて歩行者等への衝撃を吸収するポップアップフードを作動するガスジェネレータや、フード上に展開するエアバッグ装置を作動するインフレータ等のディバイスを適用することができる。

制御装置１２は、車載カメラ２２、接触センサ２４、および車速センサ２６の検出値に基づいて、車両と対象物との衝突を検出して、対象物が歩行者または二輪車の乗員である場合にアクティブディバイス２８を作動するように制御する。

なお、本実施形態では、車載カメラ２２が本発明の第１検出部の一例であり、接触センサ２４が本発明の第２検出部の一例であり、車速センサ２６が本発明の車速を検出する機能を有する検出器の一例である。また、制御装置１２が本発明の判定部の一例である。

図２に、車両用バンパ周辺の概略構成を分解斜視図で示す。なお、図２では、矢印ＵＰ、矢印ＦＲ、矢印ＯＵＴは、車両上下方向上側、車両前後方向前側、車両幅方向外側（左側）を示す。

車両用バンパ３０は、例えば、乗用車等の車両の前部に備えられる。車両用バンパ３０は、フロントバンパカバー３２と、バンパリインフォースメント３４と、アブソーバ３８と、を備えている。また、アブソーバ３８の車両後側には、圧力チューブ４６および圧力センサ４８を含む接触センサ２４が配置される（詳細は後述）。

フロントバンパカバー３２は、バンパリインフォースメント３４を車両前側から覆っており、このバンパリインフォースメント３４等の車体に取り付けられている。フロントバンパカバー３２の下部には、バンパリインフォースメント３４の車両後側に配置されたラジエータ４２に風を導入するための開口部３２Ａが形成されている。バンパリインフォースメント３４は、車両幅方向に延びる長尺状に形成されて車両に配置されている。アブソーバ３８は、車両幅方向を長手方向として配置されている。アブソーバ３８は、フロントバンパカバー３２の車両後側に配置されている。

なお、車両用バンパ３０の上方、例えば、車両内部のリアビューミラーのステイ等の位置には、予防センサとして機能する車載カメラ２２が取り付けられる。

図３に、車両用バンパ周辺の概略構成の一部拡大断面を示す。バンパリインフォースメント３４は、アルミ系等の金属材料により構成された中空の略矩形柱状に形成されて、車幅方向を長手方向としてフロントバンパカバー３２の車両後側に配置されている。

アブソーバ３８は、発泡樹脂材すなわちウレタンフォーム等によって構成されており、フロントバンパカバー３２とバンパリインフォースメント３４との間に設けられると共に、車幅方向を長手方向とした長尺状に形成されている。また、アブソーバ３８は、長手方向から見た断面視で略矩形状に形成されている。また、アブソーバ３８は、バンパリインフォースメント３４の所定部位（例えば上部）の車両前側に隣接して配置されて、バンパリインフォースメント３４の前面３４Ａに固定されている。また、アブソーバ３８の後面３８Ａには、後述する圧力チューブ４６を保持する保持溝部４４が形成されている。この保持溝部４４は、側断面視で車両後側へ開放された略Ｃ字形状（詳しくは、車両後側へ一部開放された円形状）に形成されて、アブソーバ３８の長手方向に貫通されている。

圧力チューブ４６は、車幅方向両端に設けられた圧力センサ４８に接続され（図２参照）、圧力チューブ４６および圧力チューブ４６により、接触センサ２４を構成する。すなわち、接触センサ２４は、長尺状に形成された圧力チューブ４６と、圧力チューブ４６の圧力変化に応じた信号を出力する圧力センサ４８と、を含んで構成される。また、圧力チューブ４６は、断面略円環状の中空構造体として構成される。圧力チューブ４６の外径寸法は、アブソーバ３８の保持溝部４４の内径寸法に比して僅かに小さく設定されており、圧力チューブ４６の長手方向の長さは、アブソーバ３８の長手方向の長さに比して長く設定される。圧力チューブ４６は、保持溝部４４内に組付けられる（嵌め込まれる）ことにより、圧力チューブ４６がアブソーバ３８の長手方向に沿って配置される。

アブソーバ３８の保持溝部４４内に圧力チューブ４６が組付けられた状態では、アブソーバ３８の長手方向から見た断面視で、圧力チューブ４６の外周面がアブソーバ３８の後面５０Ａと接する、又は僅かに隙間を空けて配置される。これにより、圧力チューブ４６が、バンパリインフォースメント３４の前面３４Ａに隣接して配置され、車両後側への荷重がアブソーバ３８に作用してアブソーバ３８が圧力チューブ４６を押圧するときに、バンパリインフォースメント３４によって圧力チューブ４６に対して反力が生じるようになっている。圧力チューブ４６の車幅方向両端に設けられた圧力センサ４８は、制御装置１２に電気的に接続され、圧力チューブ４６が変形することで、圧力チューブ４６内の圧力変化に応じた信号が圧力センサ４８から制御装置１２へ出力されるようになっている。

なお、図２では、圧力センサ４８を、圧力チューブ４６の両端に設けた一例を示すが、圧力チューブ４６の両端に圧力センサ４８を設けることに限定されない。例えば、圧力チューブ４６の何れか一方の端部に設けてもよく、また圧力チューブ４６の中腹部に設けてもよく、さらにこれらを組み合わせて３つ以上設けてもよい。さらに、圧力チューブ４６および圧力センサ４８により構成される接触センサ２４を、車両用バンパ３０の上下方向に複数配設してもよい。

次に、対象物への衝突を検出するための閾値について説明する。

車両と対象物との衝突として、車両用バンパ３０に対象物が衝突した際に、車両用バンパ３０の変形量は対象物の種類によって異なる。例えば、車両用バンパ３０に歩行者が衝突した場合には、車両用バンパ３０には直接歩行者が衝突するので、比較的大きく車両用バンパ３０の変形が現れる。そこで、車両用バンパ３０に歩行者が衝突した場合における変形量により算出される有効質量について予め求めておき、車両と対象物との衝突を検出するための閾値として第１閾値ｔｈ１を設定する。これにより、車両用バンパ３０の変形量により算出される有効質量が第１閾値ｔｈ１以上の場合、歩行者に衝突したことを検出することができる。

一方、例えば、車両が自転車等の二輪車の後方に衝突した場合、二輪車の車輪が車両用バンパ３０に先に車両用バンパ３０に衝突し、歩行者に衝突した場合の変形量（により算出される有効質量）に比べて小さな変形量（有効質量）になると考えられる。

図４に、乗員を乗せた二輪車の後方等に車両が衝突した場合における対象物の有効質量の特性の一例を特性曲線５０として示す。車両と二輪車とが衝突した場合、車両用バンパ３０の変形量の特性は、接触段階と衝突段階との各々の特性を有する。すなわち、特性曲線５０は、接触段階として二輪車の車輪に衝突したときの変形量に対応する有効質量の第１特性５２、および衝突段階として時間差をもって二輪車の乗員が車両用バンパ３０に衝突したときの変形量に対応する有効質量の第２特性５４を含む。しかし、第１特性および第２特性の各々の特性における有効質量は、歩行者検出のために設定した第１閾値ｔｈ１に到達しない。

そこで、本実施形態では、車両用バンパ３０に乗員を乗せた二輪車が衝突した場合における有効質量について予め求めておき、車両と対象物との衝突を検出するための閾値として第２閾値ｔｈ２を設定する。これにより、有効質量が第２閾値ｔｈ２以上の場合、二輪車の乗員に衝突したことを検出することができる。しかし、常時、衝突を検出するための閾値として第２閾値ｔｈ２を設定したのでは、乗員を乗せた二輪車以外の対象物が衝突した場合であっても衝突が検出される。このため、本実施形態では、車載カメラ２２により撮像される車両前方の対象物を検出する。すなわち、予防センサとして機能する非接触である車載カメラ２２により、車両に衝突する可能性を有する車両前方の対象物を検出する。車載カメラ２２の撮像画像から、車両に衝突する可能性を有する車両前方の対象物が自転車等の二輪車であると判別された場合に、車両と対象物との衝突判定のための閾値を、歩行者検出用の第１閾値ｔｈ１から二輪車検出用の第２閾値ｔｈ２へ変更する。

なお、制御装置１２は、車両に衝突する可能性を有する車両前方の対象物が自転車等の二輪車であると判別された場合、予め定めた所定時間Ｔ１（ｔ０〜ｔ１）の間、対象物として二輪車（自転車）が検出された状態を維持する。制御装置１２は、所定時間Ｔ１の間、車両への対象物の衝突判定のための閾値を、歩行者検出用の第１閾値ｔｈ１から二輪車検出用の第２閾値ｔｈ２へ変更する。所定時間に限定して閾値を変更することは、二輪車の特定後に、不必要な衝突検出を抑制するためである。つまり、対象物として二輪車を特定した後に継続的に第２閾値ｔｈ２を維持すると、二輪車以外の対象物に対し、車両用バンパ３０への衝突に至らない車両用バンパ３０の変形量により算出される有効質量で衝突を検出する可能性を含む。そこで、予め定めた所定時間Ｔ１の間に限定して閾値を変更することで、不必要な衝突検出を抑制することができる。

次に、本実施形態に係る車両用衝突検出装置１０の制御装置１２で実行される処理の一例について説明する。図５に、本実施形態に係る車両用衝突検出装置１０の制御装置１２で実行される処理の流れの一例を示す。なお、本実施形態では、図５に示す処理の流れの一例を具現化した、ＲＯＭ１６に予め記憶されたプログラムを、制御装置１２が実行する。図５の処理は、図示しないイグニッションスイッチがオンされた場合に開始される。

まず、イグニッションスイッチがオンされると、ステップ１００へ進み、対象物の衝突を判定するための有効質量Ｍについての閾値ＴＨとして、歩行者検出用の第１閾値ｔｈ１が設定される。すなわち、第１閾値ｔｈ１がＲＯＭ１６から読み出され、車両用バンパ３０の変形量により算出される有効質量による対象物の衝突を判定するための閾値ＴＨとして設定される。

次に、ステップ１０２で、車載カメラ２２の出力値から対象物が特定される。すなわち、制御装置１２が、車載カメラ２２が撮像した撮像画像から車両前方の対象物を特定する。

次に、ステップ１０４では、対象物の有効質量Ｍが検出されてステップ１０６へ処理が移行される。対象物の有効質量Ｍは、接触センサ２４の検出結果及び車速センサ２６の検出結果に基づいて検出される。具体的には、制御装置１２が、接触センサ２４の出力値を読み取ることにより、車両用バンパ３０の変形量を検出して、車両用バンパ３０への圧力を検出する。次に、制御装置１２は、接触センサ２４によって検出された圧力を時間積分して力積を算出し、算出した力積［Ｎ／ｓ］を車速センサ２６によって検出された車速［ｋｍ／ｈ］で除算して単位変換するための値（例えば３．６）を積算することにより有効質量Ｍを検出する。

ステップ１０６では、有効質量Ｍが閾値ＴＨを超えたか否か、すなわち対象物の有効質量Ｍが歩行者検出用の第１閾値ｔｈ１を超えたか否かが判別されることにより、車両に歩行者が衝突したか否かが判断される。ステップ１０６で肯定判断された場合（Ｍ＞ＴＨ（＝ｔｈ１））、ステップ１２２で、アクティブディバイス２８の作動指示が行われる。すなわち、制御装置１２は、アクティブディバイス２８に対して作動する指示を示す作動信号を出力する。これにより、歩行者を保護すべくアクティブディバイス２８が作動される。ステップ１２２に示す作動信号の出力後には、ステップ１２４へ処理が移行される。ステップ１２４では、イグニッションスイッチがオフされたことを判別することにより、本処理を終了させるか否かが判断され、肯定判断された場合、本処理ルーチンが終了され、否定判断された場合、ステップ１０２へ処理を戻す。

ステップ１０６で否定判断された場合には（Ｍ≦ＴＨ（＝ｔｈ１））、ステップ１０８へ処理が移行される。ステップ１０８では、車載カメラ２２の撮像画像により車両前方の対象物として二輪車（自転車）が特定されたか否かが判断される。制御装置１２は、車両前方の対象物が自転車等の二輪車であると判別された場合、所定時間Ｔ１の間、対象物として二輪車（自転車）が検出された状態を維持する。従って、ステップ１０８では、二輪車が検出された状態であるか否かを判別することにより、対象物として二輪車（自転車）が特定されたか否かが判断することができる。ステップ１０８で否定判断された場合（二輪車以外）、ステップ１２４へ処理が移行される。

一方、ステップ１０８で肯定判断された場合（二輪車）、ステップ１１０へ処理が移行される。ステップ１１０では、対象物の衝突を判定するための有効質量Ｍについての閾値ＴＨとして、二輪車検出用の第２閾値ｔｈ２が設定される。すなわち、第２閾値ｔｈ２がＲＯＭ１６から読み出され、対象物の衝突を判定するための閾値ＴＨとして設定される。これにより、対象物の衝突を判定するための閾値ＴＨは、第１閾値ｔｈ１から第２閾値ｔｈ２へ変更される。次のステップ１１２では、対象物の有効質量Ｍが検出される。すなわち、制御装置１２は、ステップ１０４の処理と同様にして接触センサ２４の検出値および車速センサ２６の検出値から有効質量Ｍを検出する。

次に、ステップ１１４では、対象物の有効質量Ｍが閾値ＴＨ以上か否か、すなわち有効質量Ｍが二輪車検出用の第２閾値ｔｈ２を超えたか否かが判別されることにより、車両と二輪車の乗員とが衝突したか否かが判断される。ステップ１１４で否定判断された場合には（Ｍ≦ＴＨ（＝ｔｈ２））、ステップ１１８へ処理が移行される。ステップ１１４で肯定判断された場合（Ｍ＞ＴＨ（＝ｔｈ２））、ステップ１２２と同様にステップ１１４で、アクティブディバイス２８の作動指示が行われ、ステップ１１８へ処理が移行される。

ステップ１１８では、二輪車が検出された状態が解除されたか否かを判別することにより、車両前方の対象物として二輪車（自転車）の判定が終了したか否かが判断される。ステップ１１８で否定判断された場合、閾値ＴＨとして第２閾値ｔｈ２が維持されてステップ１１２へ処理が戻される。

ステップ１１８で肯定判断された場合、ステップ１２０へ処理を移行する。ステップ１２０では、対象物の衝突を判定するための閾値ＴＨが、二輪車検出用の第２閾値ｔｈ２から、歩行者検出用の第１閾値ｔｈ１に戻され、ステップ１２４へ処理が移行される。

なお、アクティブディバイス２８に対する作動信号の出力後に、本処理ルーチンの継続実行が不要の場合は、ステップ１１６及びステップ１２２の何れか１つまたは各々の処理後、本処理ルーチンを終了させてもよい。

本実施形態では、図５に示す処理の流れを示すプログラムを実行することにより行われる処理を説明したが、プログラムの処理をハードウエアで実現してもよい。

図６に、車両と対象物との衝突を検出するハードウェアとして、衝突検出モジュール１３の一例を示す。衝突検出モジュール１３には、二輪車が検出された状態を示す信号、接触センサ２４の出力信号および車速センサ２６の出力信号が入力される。また、衝突検出モジュール１３は、アクティブディバイス２８へ作動信号を出力する。衝突検出モジュール１３は、第１判定部として有効質量判定部（Ｌｏ）６０、第２判定部として有効質量判定部６２、第３判定部として速度範囲判定部６４、ＯＲ素子６６およびＡＮＤ素子６８を備えている。

速度範囲判定部６４は、不必要な衝突検出を抑制するため、車速について速度範囲を設けたものである。例えば、速度範囲判定部６４には、低速走行中または車両停止中にアクティブディバイス２８の作動を抑制するための速度範囲と、アクティブディバイス２８の作動させるための速度範囲とが予め定められている。速度範囲判定部６４は、予め定められた速度範囲と、車速センサ２６で検出された車速とを比較し、車速がアクティブディバイス２８の作動させるための速度範囲内の場合にハイレベル信号を出力する。

有効質量判定部６２は、接触センサ２４の出力信号および車速センサ２６の出力信号により有効質量判定を行う。有効質量判定部６２は、歩行者検出用の第１閾値ｔｈ１に相当する信号を出力する信号出力部を含み、接触センサ２４の出力信号および車速センサ２６の出力信号から有効質量Ｍを算出する算出部を含む。そして、有効質量判定部６２は、算出した有効質量Ｍが第１閾値ｔｈ１を超えた場合にハイレベル信号を出力する。

有効質量判定部（Ｌｏ）６０は、二輪車が検出された状態を示す信号、接触センサ２４の出力信号および車速センサ２６の出力信号により有効質量判定（Ｌｏ）を行う。有効質量判定部（Ｌｏ）６０は、二輪車検出用の第２閾値ｔｈ２に相当する信号を出力する信号出力部を含み、接触センサ２４の出力信号および車速センサ２６の出力信号から有効質量Ｍを算出する算出部を含む。そして、有効質量判定部（Ｌｏ）６０は、二輪車が検出された状態で、算出した有効質量Ｍが第２閾値ｔｈ２を超えた場合にハイレベル信号を出力する。

ＯＲ素子６６は、有効質量判定部（Ｌｏ）６０の出力と、有効質量判定部６２の出力との論理和（ＯＲ）を出力する。ＡＮＤ素子６８は、ＯＲ素子６６の出力と、速度範囲判定部６４の出力との論理積（ＡＮＤ）を出力する。

従って、衝突検出モジュール１３は、車両と対象物との衝突を検出して、衝突が検出された場合にアクティブディバイス２８を作動するように制御することができる。

以上説明したように、本実施形態では、車載カメラによる車両前方の対象物の検出結果（二輪車）を利用して、車両と対象物との衝突検出のための閾値を歩行者検出用の閾値から二輪車検出用の閾値へ変更する。これにより、二輪車のように有効質量Ｍが小さい対象物であっても、車両と対象物との衝突を判定することができる。また、車載カメラは、予防センサとして用いており、対象物が二輪車であることを判定する一次段階の検出でよく、実際の接触は、接触センサによる二次段階の検出で行う。従って、車載カメラなどの予防センサによって、高い精度で対象物が二輪車であることを判定する必要はない。

また、本実施形態では、二輪車が検出された状態として定めた所定時間の間だけ、第１閾値から第２閾値に変更する。これにより、車両と歩行者との衝突を検出できると共に、二輪車との衝突を検出でき、衝突検出性能を向上させることができる。また、対象物の衝突を判定するための閾値を所定時間だけ変更するのみの簡単な構成でかつ簡単な処理で、歩行者との衝突、および二輪車との衝突を判定することができる。また、所定時間経過後には、第２閾値ｔｈ２から第１閾値ｔｈ１へ閾値ＴＨを戻すので、アクティブディバイス２８の不要な作動を防止することができる。

さらに、本実施形態では、有効質量Ｍによる歩行者用に設定された閾値を小さい閾値に変更することで、二輪車の乗員の衝突を検出することができるので、歩行者用衝突検出装置を、二輪車の乗員への衝突を検出する装置として兼用することができる。

なお、本実施形態では、車載カメラ２２により対象物が二輪車であると判別されてから、二輪車の検出状態として定めた所定時間の間、車両への対象物の衝突判定のための閾値を、歩行者検出用の第１閾値ｔｈ１から二輪車検出用の第２閾値ｔｈ２へ変更する。この変更された第２閾値により衝突を検出する。しかし、本発明は、これに限定されない。例えば、対象物が自転車等の二輪車であると判別されてから、第２閾値ｔｈ２を超えた有効質量の最初の衝突を接触段階とし、次に第２閾値ｔｈ２を超えた有効質量Ｍの衝突を衝突段階として、衝突段階の場合に、自転車等の二輪車の乗員を判定してもよい。つまり、二輪車が車両用バンパ３０に接触した接触段階から時間差をもって二輪車の乗員が車両用バンパ３０に衝突する衝突段階に至ることを利用して、対象物への衝突を検出してもよい。具体的には、対象物の接触段階を検出し、検出された接触段階に対応して車両用バンパ３０へ二輪車の乗員が二次的に衝突する衝突段階を検出する。つまり、第２閾値ｔｈ２を超えた有効質量の最初の衝突を接触段階として、接触段階から予め実験的に求めた一定時間の間だけ、衝突段階を検出する。これによって、歩行者検出のために設定した第１閾値ｔｈ１に到達しない有効質量Ｍとなる二輪車に対する衝突であっても、より詳細に検出することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態と同様の構成のため、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

第１実施形態では、予防センサ（車載カメラ等）による車両前方の対象物の検出結果が二輪車である場合に、車両との衝突検出のための閾値を歩行者用の閾値から二輪車用の閾値へ変更して、アクティブディバイス２８を作動するようにした。第２実施形態では、車両前方の対象物の検出結果と有効質量Ｍとの関係をマップとして記憶しておき、そのマップに基づいて、アクティブディバイス２８を作動するようにしたものである。

図７に、第２実施形態に係る車両用衝突検出装置の概略構成を示す。車両用衝突検出装置１０における制御装置１２のＲＯＭ１６には、マップ１７が格納される。なお、マップ１７は、ＲＯＭ１６に格納することに限定されるものではなく、マップ記憶部をＩ／Ｏ２０に接続してマップ記憶部に対してアクセスするようにしてもよく、Ｉ／Ｏ２０を介して制御装置１２の外部から取得し、ＲＡＭ１８に展開するようにしてもよい。

なお、本実施形態では、ＲＯＭ１６に格納されたマップ１７が本発明のマップに対応する。

図８は、第２実施形態に係るマップ１７の一例が示されている。マップ１７は、縦軸に接触センサ２４および車速センサ２６による検出値から算出された有効質量Ｍが対応され、横軸に車載カメラ２２による撮像画像から認識された対象物の判定結果としてのセンサ出力が対応される。

例えば、車載カメラ２２による撮像画像から認識された対象物の判定結果としてのセンサ出力が、対象物の大小であるものとすると、悪路またはノイズ等の走行時の外乱は、対象物の大きさが小さいものから大きいものまで広範囲に及ぶ。また、路上障害物または小動物は、対象物の大きさが比較的小さくなり、歩行者も比較的小さいものなる。さらに、自転車等の二輪車は、対象物の大きさが比較的大きいものになる。

一方、接触センサ２４および車速センサ２６による検出値から算出された有効質量Ｍは、悪路またはノイズ等の走行時の外乱は、比較的小さく、路上障害物または小動物の有効質量Ｍは、中程度になる。また、歩行者の有効質量Ｍは、大きくなり、自転車等の二輪車の有効質量Ｍは、中程度から大きいものになる。

そこで、本実施形態では、接触センサ２４および車速センサ２６による検出値から算出した対象物の有効質量Ｍと、車載カメラ２２による撮像画像から認識された対象物の判定結果としてのセンサ出力との対応関係が対象物の種類によって相違した領域に含まれることを利用して、少なくとも自転車等の二輪車との衝突を検出する。

つまり、接触センサ２４および車速センサ２６による検出値から算出した対象物の有効質量Ｍと、車載カメラ２２による撮像画像から認識された対象物の判定結果としてのセンサ出力との対応関係をマップ１７として記憶しておき、二輪車との衝突を検出する。詳細には、図８に示すように、接触センサ２４および車速センサ２６による検出値から算出された有効質量Ｍを縦軸とし、車載カメラ２２による撮像画像から認識された対象物の判定結果としてのセンサ出力を横軸としたマップ１７を予め記憶する。マップ１７には、対象物として歩行者に対応する領域７４および二輪車に対応する領域７６を含む領域をアクティブディバイス２８を作動する作動領域７２として予め設定する。これにより、有効質量Ｍとセンサ出力が、図８に示す作動領域７２に含まれる場合に、対象物が歩行者または二輪車であり、歩行者または二輪車の車両への衝突を検出でき、歩行者または二輪車の乗員を保護することができる。

なお、図８に示すマップ１７は、第１実施形態で説明した閾値により領域を定めることができる。つまり、歩行者に対応する有効質量Ｍを少なくとも含む閾値を第１閾値ｔｈ１とし、二輪車に対応する有効質量Ｍを少なくとも含む閾値を第２閾値ｔｈ２とする。そして、車載カメラ２２による撮像画像から認識された対象物の判定結果としてのセンサ出力の歩行者との結果に第１閾値ｔｈ１を対応させ、二輪車との結果に第２閾値ｔｈ２を対応させる。これにより、作動領域７２を定めることができる。

つまり、図８に示すマップ１７で、二輪車検出用の第２閾値ｔｈ２を超える有効質量Ｍの領域と、車両前方を認識して対象物が二輪車であるとの検出結果Ｓの領域との重複領域が二輪車検出用の作動領域７２Ａとして定められる。

次に、本実施形態に係る車両用衝突検出装置１０の制御装置１２で実行される処理の一例について説明する。図９に、本実施形態に係る車両用衝突検出装置１０の制御装置１２で実行される処理の流れの一例を示す。

まず、イグニッションスイッチがオンされると、ステップ１３０へ進み、対象物の衝突を判定するためのマップ１７がＲＯＭ１６から読み取られる。次に、ステップ１０２で、車載カメラ２２の出力値から対象物が特定される。なお、対象物の特定は、少なくとも対象物の大きさの判定でもよい。次に、ステップ１０４では、対象物の有効質量Ｍが検出されてステップ１３２へ処理が移行される。

ステップ１３２では、検出結果がマップ１７に示す作動領域７２に含まれるか否かを判別することによりアクティブディバイス２８を作動する作動信号を出力するか否かを判断する。つまり、対象物が歩行者で（または対象物の大きさが小さく）有効質量Ｍが第１閾値ＴＨ１を超えたか否か、または対象物が二輪車で（または対象物の大きさが大きく）有効質量Ｍが第２閾値ＴＨ２を超えたか否かが判断される。ステップ１３２で否定判断された場合には、そのままステップ１２４へ処理が移行され、肯定判断された場合、図５に示すステップ１１６およびステップ１２２と同様に、ステップ１３４でアクティブディバイス２８の作動指示が行われる。これにより、歩行者または二輪車の乗員を保護すべくアクティブディバイス２８が作動される。ステップ１２２に示す作動信号の出力後には、ステップ１２４へ処理が移行される。

以上説明したように、本実施形態では、接触センサ２４および車速センサ２６による対象物の有効質量Ｍと、車載カメラ２２による対象物の判定結果との対応関係が対象物の種類によって相違した領域になることを利用して、二輪車の乗員との衝突を判定する。すなわち、マップ１７により、接触センサ２４および車速センサ２６による対象物の有効質量Ｍと、車載カメラ２２による対象物の判定結果との対応関係を判定する。これにより、歩行者等との衝突、および乗員を乗せた二輪車の衝突を高精度に判定することができる。

なお、上記実施形態では、車両用バンパ３０に圧力センサを設けて車両用バンパ３０の変形量により算出される有効質量を検出する場合を説明したが、例えば、車両用バンパ３０の変形量として圧力チャンバを車両用バンパ３０に設けて圧力を検出してもよい。

また、上記実施形態では、対象物として二輪車を含めた場合を説明したが、二輪車に限定されるものではなく、一輪車または三輪車でもよく、さらにそれ以上の車輪を備えたものでもよい。また、二輪車の一例として自転車について説明したが、自転車に限定されるものではなく、軽車両に適用してもよい。

また、上記実施形態では、車両用バンパ３０に圧力センサを設けて車両用バンパ３０の変形量を検出する場合を説明したが、例えば、加速度センサを用いて車両用バンパ３０の変形量を検出してもよい。また、接触段階を検出するセンサとして、タッチセンサを設けて検出してもよい。例えば、接触センサ２４にタッチセンサを加えて、接触段階を検出してもよい。さらに、これらを組み合わせて車両用バンパ３０の変形量を検出してもよい。

また、上記の実施形態では、車両の前方側を例に挙げて説明したが、車両後方側に適用するようにしてもよい。

また、上記の実施形態における制御装置１２で行われる処理は、プログラムとして記憶媒体等に記憶して流通するようにしてもよい。

１０ 車両用衝突検出装置
１２ 制御装置（判定部）
１７ マップ（マップ）
２２ 車載カメラ（第１検出部）
２４ 接触センサ（第２検出部）
２６ 車速センサ
３０ 車両用バンパ
４６ 圧力チューブ
４８ 圧力センサ
Ｍ 有効質量
ｔｈ１ 第１閾値
ｔｈ２ 第２閾値

Claims (5)

1. 車両前方の対象物を非接触で検出する第１検出部と、
   対象物が車両用バンパに衝突したときの前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量を検出する第２検出部と、
   前記第２検出部の検出結果が歩行者検出用の第１閾値を超えた場合に、対象物が衝突したと判定すると共に、前記第１検出部の検出結果が前記車両前方の二輪車であり、かつ前記第２検出部の検出結果が前記第１閾値より小さく、前記第１閾値より小さい二輪車検出用の第２閾値を超えた場合に、二輪車が衝突したと判定する判定部と、
   を備えた車両用衝突検出装置。
2. 前記判定部は、
   前記第２検出部の検出結果が、歩行者検出用の第１閾値および前記第１閾値より小さい第２閾値のうち、設定された閾値を超えた場合に、対象物が衝突したと判定する判定本体部と、
   前記閾値として前記第１閾値を設定すると共に、前記第１検出部の検出結果として、前記車両前方の対象物として二輪車が検出された場合に、前記閾値を前記第１閾値から変更して前記第２閾値を設定する閾値設定部とを含む、
   請求項１に記載の車両用衝突検出装置。
3. 前記第２検出部は、対象物が前記車両用バンパに衝突したときに発生する圧力および車速を検出すると共に、検出された前記圧力および前記車速から算出される有効質量を、前記車両用バンパの変形量に対応する物理量として検出する、
   請求項１または請求項２に記載の車両用衝突検出装置。
4. 前記判定部は、前記第１検出部及び前記第２検出部の各々の検出結果が対応されると共に、前記第１検出部の検出結果が前記車両前方の対象物として二輪車が検出された検出結果を含む領域と、前記第２検出部の検出結果が前記第２閾値より大きい前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量を含む領域とが重複する重複領域を予め定めたマップを記憶し、前記第１検出部及び前記第２検出部の各々の検出結果が前記マップの前記重複領域に含まれる場合に、対象物として二輪車が衝突したと判定する
   請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用衝突検出装置。
5. 車両前方の対象物を非接触で検出し、
   対象物が車両用バンパに衝突したときの前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量を検出し、
   前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量が歩行者検出用の第１閾値を超えた場合に対象物が衝突したと判定すると共に、車両前方の対象物として二輪車が検出され、かつ前記車両用バンパの変形量又は該変形量に対応する物理量が前記第１閾値より小さく、前記第１閾値より小さい二輪車検出用の第２閾値を超えた場合に、二輪車が衝突したと判定する
   ことを含む車両用衝突検出方法。