JP6341144B2 - 車両用衝突検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両への歩行者等の衝突を検出する車両用衝突検知装置に関する。

バンパーカバーの後方に緩衝体を設け、緩衝体とクロスメンバーとの間に検出用チューブを配置し、車両前端部への歩行者の衝突を検知する車両用衝突検知装置に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。当該従来技術による衝突検知装置は、バンパーカバーにおける広範囲の部位に対する衝突の検知を可能にすることを意図したものであり、検出用チューブ内に閾値以上の圧力が発生した場合に、バンパーカバーへの歩行者の衝突が発生したことを検知している。

特表２０１４−５０５６２９号公報

しかしながら、上述した従来技術による車両用衝突検知装置においては、衝突判定の冗長性を満たすために、検出用チューブの両端に一対の圧力センサを設け、当該圧力センサによる検出値に基づいて、車両への衝突を検知している。したがって、車両において、２個の圧力センサを取り付ける必要があり、車両用衝突検知装置の製造工程を複雑化し、その製造コストの増大を招いている。これに対し、単純に、検出用チューブに接続する圧力センサを１個のみにすれば、衝突判定の冗長性を充足することができず、衝突が発生したことを精度よく検出することができないという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両への衝突が発生したことを精度よく検出することができる製造の容易な車両用衝突検知装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る車両用衝突検知装置の発明は、車両（ＶＥ）の前方部（２１）に車幅方向に延びるように配置され、車両の衝突により変形する柔軟性を有し、内部に圧力検出空間（３１ａ）を有する中空部材（３１）と、中空部材の前方外周面（３１ｂ）に取り付けられた第１電極（３４、３８）および後方外周面（３１ｃ）に取り付けられた第２電極（３５、３９）と、圧力検出空間内の圧力（Ｐｄｅｔ）を検出することにより、中空部材の変形を決定する第１変形検出部（３３、６２）と、第１電極と第２電極との間の距離に応じて電気信号（Ｉｄｅｔ）を形成し、形成された電気信号に基づいて、中空部材の変形を決定する第２変形検出部（６３、６４、７１）と、第１変形検出部によって決定された中空部材の変形と第２変形検出部によって決定された中空部材の変形とに基づいて、衝突物（ＯＢ、ＢＨ）を保護する保護装置（５）の作動を必要とする衝突の発生を検出する衝突判定部（６７）と、を備えている。

この構成によれば、圧力検出空間内の圧力を検出することにより、中空部材の変形を決定する第１変形検出部と、第１電極と第２電極との間の距離に応じて形成された電気信号に基づいて、中空部材の変形を決定する第２変形検出部とを備えている。そして、第１変形検出部によって決定された中空部材の変形と第２変形検出部によって決定された中空部材の変形とに基づいて、衝突物を保護する保護装置の作動を必要とする衝突の発生を検出する衝突判定部を備えている。これによって、衝突判定の冗長性を満足し、車両への衝突が発生したことを精度よく検出することができる。
また、第１電極および第２電極を、中空部材の外周面に貼付等するのみで、第２変形検出部によって、中空部材の変形を決定することができる。したがって、製造が容易で、低コストの車両用衝突検知装置にすることができる。
尚、本発明による車両用衝突検知装置は、歩行者衝突のみではなく、車両に対するすべての衝突検知を対象としている。

本発明の実施形態１による歩行者保護システムが取り付けられた車両の平面図 図１のII−II断面図 圧力チャンバを水平にカットした場合の模式的な断面図 歩行者保護システムの構成を示したブロック図 図４に示したインピーダンス検出回路を、前方導体板および後方導体板に接続した状態を示した回路図 図３に示した圧力チャンバに対して衝突による衝撃が加わった状態を表した断面図 フロントバンパーの左右中央部に歩行者が衝突した場合を示した模式的な車両平面図 フロントバンパーの左端部に歩行者が衝突した場合を示した模式的な車両平面図 歩行者保護システムの制御フローチャートを示した図 実施形態１の第１変形例による圧力チャンバを水平にカットした場合の模式的な断面図 実施形態１の第２変形例による圧力チャンバを水平にカットした場合の模式的な断面図 図１０に示した隣り合った前方導体板同士の間にインピーダンス検出回路を接続した状態を示した回路図 実施形態２による圧力チャンバを水平にカットした場合の断面図 図１２に示した圧力チャンバの上面図 図１３ＡのXIIIＢ−XIIIＢ断面図 図１２に示した圧力チャンバの下面図 図１３Ｂに示した圧力チャンバに対して衝突による衝撃が加わった状態を表した断面図 図１３Ｃに示した圧力チャンバに対して衝突による衝撃が加わった状態を表した下面図 図１３Ａに示したインダクターの変形例である平面コイルの平面図 図１５Ａに示した平面コイルの側方視を表した図 他の平面コイルの平面図 図１６Ａに示した平面コイルの側方視を表した図

＜実施形態１の構成＞
図１乃至図８に基づき、本発明の実施形態１による歩行者保護システム１（車両用衝突検知装置に該当する）について説明する。尚、各々の図において方向を示す表示は、車両ＶＥに対する向きを表しており、例えば、「前」という表示は、矢印の方向が車両ＶＥの前方に該当していることを示している。また、図３および図６において、後述する圧力導入チューブ３２および圧力センサ３３は省略されている。以下、車両ＶＥに対する歩行者の衝突を中心に説明しているが、本発明による車両用衝突検知装置は、歩行者衝突のみではなく、車両ＶＥに対するすべての衝突検知を対象としている。

（歩行者保護システム１の全体構成）
図１に示したように、車両ＶＥの前端部には、フロントバンパー２１（車両の前方部に該当する）が取り付けられている。フロントバンパー２１は左右方向（車幅方向）に延びており、バンパーカバー２２とバンパーアブソーバー２３とを含んでいる。バンパーカバー２２は、合成樹脂材料にて形成されており、車両ＶＥの前方部における意匠面を成している。バンパーアブソーバー２３は、車両ＶＥの前方部において衝突が発生した場合の衝撃吸収材として、バンパーカバー２２の後方に設けられている。バンパーアブソーバー２３は、例えば、発泡ポリプロピレンのような発泡樹脂によって形成されている。

バンパーアブソーバー２３は、その後端面２３ａにおいてバンパーリインフォースメント２４の前面２４ａに取り付けられている。バンパーリインフォースメント２４は、アルミニウム合金のような金属材料によって、内部が中空に形成された強度部材であって車幅方向に延びている。バンパーリインフォースメント２４は、前後方向に延びた左右一対のサイドメンバ２５Ｒ、２５Ｌの前端部に固定されている。上述したフロントバンパー２１、バンパーリインフォースメント２４およびサイドメンバ２５Ｒ、２５Ｌによって、ボデーユニット２が形成されている。

図２に示したように、前述したバンパーアブソーバー２３の上端面２３ｂには、車幅方向に延びた圧力チャンバ３１（中空部材に該当する）が配置されている。圧力チャンバ３１は、絶縁体である低密度ポリエチレンにより形成され、車両ＶＥの衝突により変形する柔軟性を有している。圧力チャンバ３１は、内部に圧力検出空間３１ａを有しており、圧力検出空間３１ａ内には、空気が密封されている。
圧力チャンバ３１には、圧力検出空間３１ａに連通する一対の圧力導入チューブ３２が取り付けられている。圧力導入チューブ３２は、圧力チャンバ３１の長手方向の両端部に接続されている。それぞれの圧力導入チューブ３２における圧力チャンバ３１に接続されていない側の端部には、圧力センサ３３（第１変形検出部に該当する）が接続されている。圧力センサ３３には、半導体歪ゲージ式圧力センサまたは静電容量式圧力センサあるいはその他の圧力センサが使用される。圧力センサ３３は、圧力検出空間３１ａ内の空気の圧力Ｐｄｅｔ（圧力検出空間内の圧力に該当し、以下、圧力検出値Ｐｄｅｔと言う）を検知している。尚、圧力チャンバ３１の片側の端部のみに、圧力センサ３３を設けてもよい。

図２に示すように、圧力チャンバ３１の断面は略矩形状に形成されており、その前方外周面３１ｂには、前方導体板３４（第１電極に該当する）が接着剤により貼付されている。また、圧力チャンバ３１の後方外周面３１ｃには、後方導体板３５（第２電極に該当する）が接着剤により貼付されている。前方導体板３４および後方導体板３５は、それぞれ銅または鉄といった導電性の良好な板材により形成されている。前方導体板３４および後方導体板３５は、熱溶着またはインサート成形等によって、圧力チャンバ３１に取り付けられていてもよい。

前方導体板３４は、圧力チャンバ３１の前方外周面３１ｂにおいて、車幅方向に並ぶように複数個設けられている（図３示）。また、後方導体板３５は、圧力チャンバ３１の後方外周面３１ｃ上において、一続きに形成されている。これに対して、前方導体板３４を、圧力チャンバ３１の前方外周面３１ｂ上において一続きに形成し、後方導体板３５を、後方外周面３１において、車幅方向に並ぶように複数個設けてもよい。また、前方導体板３４および後方導体板３５の双方を、それぞれ前方外周面３１ｂまたは後方外周面３１上において、車幅方向に並ぶように複数個設けてもよい。この場合、前方導体板３４および後方導体板３５が、一つずつ互いに対向するように配置される。以下、前方導体板３４および後方導体板３５を包括して、導体板３４、３５と言う。尚、上述した圧力チャンバ３１、圧力導入チューブ３２、圧力センサ３３、導体板３４、３５により、チャンバ構造体３が形成されている。
図３に示したように、互いに対向した前方導体板３４および後方導体板３５により、複数のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が形成されている。以下、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を包括して、コンデンサＣ１〜Ｃ４と言う。

図１に戻って、速度センサ４は、車両ＶＥの図示しない車輪またはトランスミッション等に取り付けられ、車両ＶＥの走行速度Ｖｄｅｔ（以下、車速検出値Ｖｄｅｔと言う）を検出している。
歩行者保護装置５（保護装置に該当する）に含まれるカウルエアバッグ装置５１は、フロントバンパー２１に歩行者が衝突した際に、図１に示したエンジンフードＨＥ上からフロントウィンドウＷＦ下部にかけてバッグを展開させ、衝突した歩行者を保護する。
また、ポップアップフード５２も、歩行者保護装置５に含まれている。ポップアップフード５２は、フロントバンパー２１に歩行者が衝突した際に、エンジンフードＨＥの後端を上昇させる。これによって、ポップアップフード５２は緩衝部材となって、歩行者がエンジンなどの剛性を有した部材に衝突することを防ぎ、衝突した歩行者を保護する。

（歩行者保護ＥＣＵ６の構成）
車両ＶＥにおいて、図示しない運転席前側のフロアトンネル上には、歩行者保護ＥＣＵ６が取り付けられている。歩行者保護ＥＣＵ６は、図示しない入出力装置、ＣＰＵ、ＲＡＭ等により形成された制御装置である。図４に示したように、歩行者保護ＥＣＵ６には、上述した圧力センサ３３、コンデンサＣ１〜Ｃ４、速度センサ４、カウルエアバッグ装置５１およびポップアップフード５２が、通信線によって接続されている。
歩行者保護ＥＣＵ６は、車速判定部６１、メイン判定部６２、インピーダンス検出回路６３、セーフィング判定部６４、衝突位置検出部６５、閾値設定部６６、第１ＡＮＤ回路６７、第２ＡＮＤ回路６８および保護装置ドライバー６９を含んでいる。

車速判定部６１は速度センサ４に接続され、速度センサ４による車速検出値Ｖｄｅｔが、所定の第１車速閾値Ｖｔｈ１以上であり、かつ、所定の第２車速閾値Ｖｔｈ２以下であるか否かを判定する。車速判定部６１は、車速検出値Ｖｄｅｔが、第１車速閾値Ｖｔｈ１以上であり、かつ、第２車速閾値Ｖｔｈ２以下である場合に、ハイ（Ｈ）信号を出力する。

メイン判定部６２（第１変形検出部）は、圧力センサ３３および速度センサ４に接続されている。メイン判定部６２は、圧力センサ３３による圧力検出値Ｐｄｅｔから有効質量Ｍ（所定の物理量に該当する）を算出し、有効質量Ｍが、所定の有効質量閾値Ｍｔｈ以上（所定の衝突閾値以上に該当する）であるか否かを判定する。メイン判定部６２は、有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ以上である場合に、圧力チャンバ３１の変形を決定し、Ｈ信号を出力する。
有効質量Ｍとは、衝突時における圧力検出値Ｐｄｅｔを用い、運動量と力積の関係を利用して算出する質量をいう。車両ＶＥと物体ＯＢ（図６示）との衝突が発生した場合、歩行者とは質量の異なる衝突物では、圧力センサ３３による圧力検出値Ｐｄｅｔが、歩行者の場合とは異なる。このため、人体の有効質量Ｍと、想定される他の衝突物の有効質量Ｍとの間に閾値を設定することにより、衝突物の種類を切り分けることが可能となる。この有効質量Ｍは、次式に示すように、圧力センサ３３による圧力検出値Ｐｄｅｔの所定時間における区間積分値を、車速検出値Ｖｄｅｔで除することにより算出される。
Ｍ＝｛∫Ｐｄｅｔ（ｔ）ｄｔ｝／Ｖｄｅｔ
尚、有効質量Ｍを算出する他の方法として、衝突した物体の運動エネルギーＥを表す式Ｅ＝｛Ｍ（Ｖｄｅｔ）²｝／２を用いて算出することが可能である。この場合、有効質量Ｍは、Ｍ＝２×Ｅ／（Ｖｄｅｔ）²により算出される。

図５に示したように、インピーダンス検出回路６３（第２変形検出部に該当する）は、発振回路と電流検出回路とを併せた構成によって形成されており、前述したコンデンサＣ１〜Ｃ４（導体板３４、３５）が接続されている。図５に示したインピーダンス検出回路６３は、接続されるコンデンサＣ１〜Ｃ４ごとに（合計４個）形成され、それぞれのインピーダンス検出回路６３が、各前方導体板３４にそれぞれ接続されている。インピーダンス検出回路６３は、高周波電圧源６３ａ、高周波電圧源６３ａに接続されたアンプ６３ｂ、アンプ６３ｂとコンデンサＣ１〜Ｃ４との間に接続された検出用抵抗６３ｃおよび検出用抵抗６３ｃに並列に接続されたボルトメーター６３ｄにより形成されている。
各々のコンデンサＣ１〜Ｃ４は、前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離に応じた容量ＣＣを有している。容量ＣＣは、下式によって算出される。
ＣＣ＝ε_０×ε_ａ×（Ｓ／ｄ）
但し、Ｓは前方導体板３４の面積、ｄは前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離、ε_０は真空の誘電率、ε_ａは圧力検出空間３１ａ内の空気の比誘電率とする。

インピーダンス検出回路６３において、検出用抵抗６３ｃには、各コンデンサＣ１〜Ｃ４の容量ＣＣに応じた検出電流Ｉｄｅｔ（電気信号に該当し、以下、電流検出値Ｉｄｅｔと言う）が流れる。ボルトメーター６３ｄによって検出された検出用抵抗６３ｃの両端の電圧から、電流検出値Ｉｄｅｔが求められる。
図６に示したように、車両ＶＥのフロントバンパー２１に物体ＯＢ（衝突物に該当する）が衝突すると、圧力チャンバ３１の圧力検出空間３１ａは圧縮されて変形し、圧力検出空間３１ａ内の圧力検出値Ｐｄｅｔが上昇する。またそれとともに、衝突部位に位置したコンデンサＣ２の前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離ｄが減少し、コンデンサＣ２の容量ＣＣが増大する。したがって、コンデンサＣ２に接続されたインピーダンス検出回路６３において、電流検出値Ｉｄｅｔも増大する。すなわち、インピーダンス検出回路６３は、前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離ｄに応じて変化する容量ＣＣに応じて、電流検出値Ｉｄｅｔを形成している。

セーフィング判定部６４（第２変形検出部）は、インピーダンス検出回路６３と接続されており、インピーダンス検出回路６３により形成された電流検出値Ｉｄｅｔに基づいて、圧力チャンバ３１の変形を検出している。セーフィング判定部６４は、電流検出値Ｉｄｅｔが、所定の電流閾値Ｉｔｈ以上（所定の電気的閾値以上に該当する）であるか否かを判定している。セーフィング判定部６４は、いずれかのコンデンサＣ１〜Ｃ４の容量ＣＣが増大し、インピーダンス検出回路６３を流れる電流検出値Ｉｄｅｔが電流閾値Ｉｔｈ以上となった場合に、圧力チャンバ３１の変形を決定し、Ｈ信号を出力する。

衝突位置検出部６５は、インピーダンス検出回路６３に接続されており、各位置に設けられた前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離ｄに応じて形成された電流検出値Ｉｄｅｔに基づいて、衝突が発生した車幅方向の位置Ｙ（図６示）を検出している。すなわち、衝突位置検出部６５は、電流検出値Ｉｄｅｔが増大したインピーダンス検出回路６３に接続されたコンデンサＣ１〜Ｃ４が設けられた車幅方向位置Ｙに、衝突があったことを検出する。衝突位置検出部６５は、例えば、電流検出値Ｉｄｅｔが最も増大したインピーダンス検出回路６３に接続されたコンデンサＣ１〜Ｃ４（図６においてはＣ２）が設けられた車幅方向位置Ｙに、衝突があったことを検出する。

閾値設定部６６は、衝突位置検出部６５およびメイン判定部６２に接続されている。閾値設定部６６は、衝突位置検出部６５によって検出された歩行者衝突が発生した車両ＶＥの車幅方向の位置Ｙに基づいて、前述した有効質量閾値Ｍｔｈを変更（設定）し、メイン判定部６２へと送信する。
一般的に、歩行者ＢＨ（衝突物に該当する）が、フロントバンパー２１の左右方向中央部付近に衝突した時（図７Ａ示）に比べて、フロントバンパー２１の左右方向端部付近に衝突した場合（図７Ｂ示）は、車両ＶＥに加わる衝撃が同じであっても、圧力検出空間３１ａ内の圧力検出値Ｐｄｅｔが低めになる。したがって、閾値設定部６６は、歩行者ＢＨがフロントバンパー２１の左右方向端部付近に衝突した時は、フロントバンパー２１の左右方向中央部付近に衝突した場合に比べて、有効質量閾値Ｍｔｈを低く設定している。

第１ＡＮＤ回路６７（衝突判定部）の一対の入力端は、メイン判定部６２およびセーフィング判定部６４に接続されている。第１ＡＮＤ回路６７は、メイン判定部６２において、有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ以上であると判定され、かつ、セーフィング判定部６４において、電流検出値Ｉｄｅｔが電流閾値Ｉｔｈ以上であると判定された場合に、Ｈ信号を出力する。この場合、歩行者ＢＨを保護する歩行者保護装置５の作動を必要とする衝突の発生が検出されている。

第２ＡＮＤ回路６８の一対の入力端は、車速判定部６１および第１ＡＮＤ回路６７の出力端に接続されている。第２ＡＮＤ回路６８は、車速判定部６１において、車速検出値Ｖｄｅｔが第１車速閾値Ｖｔｈ１以上であり、かつ、第２車速閾値Ｖｔｈ２以下であると判定され、さらに、第１ＡＮＤ回路６７からＨ信号が出力されている場合に、Ｈ信号を出力する。
保護装置ドライバー６９は、第２ＡＮＤ回路６８の出力端と歩行者保護装置５に接続されており、第２ＡＮＤ回路６８からＨ信号が出力されている場合に、カウルエアバッグ装置５１またはポップアップフード５２を作動させる。

（歩行者保護システム１の制御方法）
以下、図８に基づいて、歩行者保護ＥＣＵ６による、歩行者保護システム１の制御方法について説明する。最初に、速度センサ４から車速判定部６１に対し、車両ＶＥの車速検出値Ｖｄｅｔが入力される（ステップＳ１０１）。次に、車速判定部６１によって、車速検出値Ｖｄｅｔが、第１車速閾値Ｖｔｈ１以上であり、かつ、第２車速閾値Ｖｔｈ２以下であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。車速検出値Ｖｄｅｔが、第１車速閾値Ｖｔｈ１未満、または、第２車速閾値Ｖｔｈ２を越えていると判定された場合、本制御フローを終了する。車速検出値Ｖｄｅｔが、第１車速閾値Ｖｔｈ１以上であり、かつ、第２車速閾値Ｖｔｈ２以下であると判定された場合、圧力センサ３３からメイン判定部６２に対し、圧力検出値Ｐｄｅｔが入力される（ステップＳ１０３）。その後、メイン判定部６２において、圧力検出値Ｐｄｅｔと車速検出値Ｖｄｅｔとから有効質量Ｍが算出される（ステップＳ１０４）。

また、ステップＳ１０２において、車速検出値Ｖｄｅｔが、第１車速閾値Ｖｔｈ１以上であり、かつ、第２車速閾値Ｖｔｈ２以下であると判定された場合、各々のインピーダンス検出回路６３から衝突位置検出部６５に対し、電流検出値Ｉｄｅｔが入力される（ステップＳ１０５）。衝突位置検出部６５は、それぞれのインピーダンス検出回路６３により検出された電流検出値Ｉｄｅｔに基づいて衝突位置Ｙを算出し、閾値設定部６６へ送信する（ステップＳ１０６）。閾値設定部６６は、衝突位置Ｙに基づいて有効質量閾値Ｍｔｈを設定し、メイン判定部６２へと送信する（ステップＳ１０７）。メイン判定部６２においては、算出した有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。メイン判定部６２は、有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ以上である場合には、圧力検出空間３１ａが変形したことを決定し、Ｈ信号を第１ＡＮＤ回路６７へと送信する。有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ未満である場合には、メイン判定部６２はロー（Ｌ）信号を第１ＡＮＤ回路６７へと送信し、本制御フローを終了する。

各々のインピーダンス検出回路６３からは、セーフィング判定部６４に対しても電流検出値Ｉｄｅｔが入力される（ステップＳ１０９）。セーフィング判定部６４は、入力されたそれぞれの電流検出値Ｉｄｅｔが電流閾値Ｉｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。セーフィング判定部６４は、いずれかの電流検出値Ｉｄｅｔが電流閾値Ｉｔｈ以上である場合には、圧力検出空間３１ａが変形していずれかのコンデンサＣ１〜Ｃ４の容量が増大したことを検出し、Ｈ信号を第１ＡＮＤ回路６７へと送信する。すべてのインピーダンス検出回路６３の電流検出値Ｉｄｅｔが、電流閾値Ｉｔｈ未満である場合には、セーフィング判定部６４はＬ信号を第１ＡＮＤ回路６７へと送信し、本制御フローを終了する。有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ以上であって、かつ、いずれかのインピーダンス検出回路６３の電流検出値Ｉｄｅｔが、電流閾値Ｉｔｈ以上である場合には、フロントバンパー２１への歩行者の衝突が発生したと判定される（ステップＳ１１１）。これにより、歩行者保護装置５が作動される（ステップＳ１１２）。

＜実施形態１の作用効果＞
本実施形態によれば、圧力検出空間３１ａ内の圧力を検出することにより、圧力チャンバ３１の変形を決定するメイン判定部６２を備えている。また、前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離ｄに応じて形成された電流検出値Ｉｄｅｔに基づいて、圧力チャンバ３１の変形を決定するセーフィング判定部６４を備えている。さらに、歩行者保護ＥＣＵ６は、メイン判定部６２によって検出された圧力チャンバ３１の変形と、セーフィング判定部６４によって検出された圧力チャンバ３１の変形とに基づいて、衝突の発生を検出している。これによって、衝突判定の冗長性を満足し、車両ＶＥへの衝突が発生したことを精度よく検出することができる。
また、前方導体板３４および後方導体板３５を、圧力チャンバ３１の前方外周面３１ｂまたは後方外周面３１ｃに貼付等するのみで、セーフィング判定部６４によって、圧力チャンバ３１の変形を決定することができる。したがって、その製造工程を複雑化する必要がなく、製造が容易で、低コストの歩行者保護システム１にすることができる。

また、メイン判定部６２は、圧力検出空間３１ａ内の圧力に基づいて検出される有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ以上である場合に、圧力チャンバ３１が変形したことを決定する。また、各位置に設けられた前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離に応じて形成された電流検出値Ｉｄｅｔに基づいて、衝突が発生した車幅方向の位置Ｙを検出する衝突位置検出部６５を備えている。さらに、衝突位置検出部６５によって検出された衝突が発生した車幅方向の位置Ｙに基づいて、有効質量閾値Ｍｔｈを設定する閾値設定部６６を備えている。これにより、歩行者衝突が発生した車両ＶＥの車幅方向の位置Ｙに応じて、歩行者衝突の検出感度を変更することができる。したがって、歩行者衝突が発生した車両ＶＥの車幅方向の位置Ｙに拘わらず、歩行者衝突の発生を精度よく判定することができる。

また、歩行者保護ＥＣＵ６は、有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ以上であり、かつ、インピーダンス検出回路６３により形成された電流検出値Ｉｄｅｔが電流閾値Ｉｔｈ以上である場合に、圧力検出空間３１ａが変形し、車両ＶＥに衝突が発生したことを検出する。これにより、圧力チャンバ３１の圧力検出空間３１ａの変形を確実に決定することができ、衝突判定の冗長性を満足して、その検出精度を向上させることができる。
また、互いに対向した導体板３４、３５によりコンデンサＣ１〜Ｃ４が形成され、セーフィング判定部６４は、コンデンサＣ１〜Ｃ４の容量ＣＣに応じて形成された電流検出値Ｉｄｅｔに基づいて、圧力チャンバ３１の変形を決定している。これにより、前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離の減少に起因したコンデンサＣ１〜Ｃ４の容量ＣＣの低下を利用して、圧力チャンバ３１の変形を容易に決定することができる。また、圧力チャンバ３１の変形を決定するために、コンデンサＣ１〜Ｃ４の容量ＣＣに応じて変化する電流検出値Ｉｄｅｔを検出するのみでよいため、インピーダンス検出回路６３を簡単な回路構成にすることができる。

＜実施形態１の第１変形例の構成＞
図９に基づき実施形態１の第１変形例によるチャンバ構造体３Ａについて説明する。尚、図９において、圧力導入チューブ３２および圧力センサ３３は省略されている。本変形例によるチャンバ構造体３Ａは、実施形態１によるチャンバ構造体３に対し、前方導体板３４に、絶縁シート３６ｆ（絶縁部材に該当する）を介して前方ガード電極３７ｆ（導電部材に該当する）が取り付けられている点が異なっている。さらに、後方導体板３５に、絶縁シート３６ｒ（絶縁部材に該当する）を介して後方ガード電極３７ｒ（導電部材に該当する）が取り付けられている点も異なっている。その他の構成は、実施形態１によるチャンバ構造体３と同様である。尚、導体板３４、３５のうち、前方導体板３４のみに、絶縁シート３６ｆを介して前方ガード電極３７ｆが取り付けられていてもよいし、後方導体板３５のみに、絶縁シート３６ｒを介して後方ガード電極３７ｒが取り付けられていてもよい。以下、絶縁シート３６ｆおよび絶縁シート３６ｒを包括して、絶縁シート３６ｆ、３６ｒと言い、前方ガード電極３７ｆおよび後方ガード電極３７ｒを包括して、ガード電極３７ｆ、３７ｒと言う。

絶縁シート３６ｆ、３６ｒは、ＰＥＴ(Polyethylene terephthalate)フィルムまたはＰＥＮ(Polyethylene naphthalate)フィルムにより平板状に形成されている。また、ガード電極３７ｆ、３７ｒは、銅または鉄といった導電性の良好な金属材によって板状に形成されている。絶縁シート３６ｆ、３６ｒおよびガード電極３７ｆ、３７ｒは、接着剤等により、導体板３４、３５に対し固定されている。
上述したように、導体板３４、３５に対し、それぞれ絶縁した状態でガード電極３７ｆ、３７ｒを取り付けている。これにより、車両ＶＥ上における、チャンバ構造体３Ａ以外の他部材ＦＲとガード電極３７ｆ、３７ｒとの間に容量（図９においてＣｎｓにて示す）が発生することはあっても、他部材ＦＲと導体板３４、３５との間の容量結合を防止することができる。

＜第１変形例の作用効果＞
本変形例によれば、導体板３４、３５に対し、それぞれ絶縁シート３６ｆ、３６ｒを介して、ガード電極３７ｆ、３７ｒを取り付け、他部材ＦＲと導体板３４、３５との間の容量結合を防止している。これにより、コンデンサＣ１〜Ｃ４において、精度よく前方導体板３４と後方導体板３５との間の距離に応じた容量ＣＣを発生させることができる。したがって、電流検出値Ｉｄｅｔに基づいて、圧力チャンバ３１の変形を精度よく決定することができる。

＜実施形態１の第２変形例の構成＞
図１０および図１１に基づき実施形態１の第２変形例による歩行者保護システム１について説明する。尚、図１０において、圧力導入チューブ３２および圧力センサ３３は省略されている。本変形例による歩行者保護ＥＣＵ６は、実施形態１によるインピーダンス検出回路６３と同様のインピーダンス検出回路７０（水分検出部に該当する）を含んでいる。図１１に示したように、インピーダンス検出回路７０は、発振回路と電流検出回路とを併せた構成によって形成されている。インピーダンス検出回路７０は、チャンバ構造体３の隣り合った前方導体板３４同士に接続されている。図１１に示したインピーダンス検出回路７０は、隣接した前方導体板３４ごとに（合計３個）形成され、各々のインピーダンス検出回路７０は、隣り合った双方の前方導体板３４にそれぞれ接続されている。インピーダンス検出回路７０は、インピーダンス検出回路６３と同様に、高周波電圧源７０ａ、アンプ７０ｂ、検出用抵抗７０ｃおよびボルトメーター７０ｄにより形成されている。
図１０に示したように、隣り合った前方導体板３４同士の間には、容量Ｃｗおよび直流抵抗分ｒｗが存在している。したがって、インピーダンス検出回路７０において、検出用抵抗７０ｃには、隣接した前方導体板３４同士（第１電極同士に該当する）の間の容量Ｃｗおよび直流抵抗分ｒｗに応じた判定電流Ｉｄｗが流れる。そして、ボルトメーター７０ｄによって検出された検出用抵抗７０ｃの両端の電圧から、判定電流Ｉｄｗが求められる。

通常、圧力チャンバ３１には、圧力チャンバ３１内の気圧を大気と同じに保つために、空気穴（図示せず）が設けられている。この空気穴により、圧力チャンバ３１内に水分が浸入して、圧力チャンバ３１内に結露が発生することがある。図１０に示したように、圧力チャンバ３１内が被水したり、圧力チャンバ３１内において結露ＤＷが発生したりすると、隣り合った前方導体板３４同士の間の容量Ｃｗが増加したり、直流抵抗分ｒｗが減少したりする。したがって、隣接した前方導体板３４同士の間に接続されたインピーダンス検出回路７０において、判定電流Ｉｄｗも変化する。インピーダンス検出回路７０は、判定電流Ｉｄｗを媒介して、隣り合った前方導体板３４の間の容量Ｃｗおよび直流抵抗分ｒｗを検出し、それらに基づいて、圧力チャンバ３１内における水分の有無を検出する。圧力チャンバ３１内における水分の存在が検出された場合、車両ＶＥにおいてウォーニングが発せられ、歩行者保護システム１の作動が停止される。
尚、後方導体板３５を複数個設け、隣り合った後方導体板３５同士（第２電極同士に該当する）の間の容量Ｃｗおよび直流抵抗分ｒｗを検出し、それらに基づいて、圧力チャンバ３１内における水分の有無を検出してもよい。

＜第２変形例の作用効果＞
本変形例によれば、インピーダンス検出回路７０は、判定電流Ｉｄｗを媒介して、隣り合った前方導体板３４の間の容量Ｃｗおよび直流抵抗分ｒｗを検出している。そして、検出した容量Ｃｗおよび直流抵抗分ｒｗに基づいて、圧力チャンバ３１内における水分の有無を検出している。これにより、圧力チャンバ３１内の水分が、圧力チャンバ３１内に形成された空気穴を塞ぐことを防止することができる。したがって、常に、圧力検出空間３１ａ内の圧力を、正確に検出することができ、歩行者保護システム１を正常に作動させることができる。

＜実施形態２の構成＞
図１２乃至図１６Ｂに基づき、実施形態２による歩行者保護システム１について説明する。尚、図１２において、圧力導入チューブ３２および圧力センサ３３は省略されている。本実施形態によるチャンバ構造体３Ｂにおいては、圧力チャンバ３１の前方外周面３１ｂに、前方導体板３４に代えて複数のインダクター３８（第１電極および第２電極のうちの一側、コイルに該当する）が、車幅方向に並ぶように取り付けられている。各々のインダクター３８は、導線がコイル状に巻回されて形成されており、軸方向（図１３Ｂにおける上下方向）に所定の長さを有している。また、圧力チャンバ３１の後方外周面３１ｃには、車幅方向に延びた一続きの導電板３９（第１電極および第２電極のうちの他側に該当する）が取り付けられている。導電板３９は、銅または鉄といった導電性の良好な板材により形成されている。上述した場合と異なり、圧力チャンバ３１の後方外周面３１ｃに、複数のインダクター３８を設け、前方外周面３１ｂに、導電板３９を取り付けてもよい。また、導電板３９は、それぞれインダクター３８と対向した複数の導電板によって形成されていてもよい。

本実施形態による歩行者保護ＥＣＵ６は、実施形態１によるインピーダンス検出回路６３と同様のインピーダンス検出回路７１（第２変形検出部に該当する）を含んでいる。インピーダンス検出回路７１は、発振回路と電流検出回路とを併せた構成によって形成されており、各々のインダクター３８が接続されている（図１３Ａ示）。インピーダンス検出回路７１は、インダクター３８ごとに（合計４個）形成され、それぞれのインダクター３８に接続されている。各々のインピーダンス検出回路７１は、接続された各々のインダクター３８のインピーダンスに応じて形成された電気信号を検出している。

図１３Ｂに示したように、インピーダンス検出回路７１によって所定の周波数の電流が印加されることにより、インダクター３８は所定の磁束φを発生させる。インダクター３８によって形成された磁束φにより、導電板３９には渦電流ＥＣが発生する（図１３Ｃ示）。
車両ＶＥのフロントバンパー２１に衝突が発生すると、圧力チャンバ３１の圧力検出空間３１ａは圧縮されて変形し、衝突部位に位置したインダクター３８と導電板３９との間の距離が減少し、磁束φが増大する（図１４Ａ示）。インダクター３８による磁束φの増大にともなって、導電板３９における渦電流ＥＣも増大する（図１４Ｂ示）。これにより、渦電流ＥＣとインダクター３８との相互誘導によって、インダクター３８のインピーダンスが変化する。インピーダンス検出回路７１は、それぞれのインダクター３８のインピーダンスに応じて形成された電気信号に基づいて、圧力チャンバ３１の変形量を検出している。インダクター３８のインピーダンスに基づいて、インダクター３８と導電板３９との間の距離を検出する方法は公知であって、例えば、特許公開公報である特開２００２−９０１０５号または特開２０１１−１１９１１４号に開示されている。

歩行者保護ＥＣＵ６の衝突位置検出部６５は、実施形態１と同様に、インピーダンス検出回路７１に接続されている。衝突位置検出部６５は、それぞれのインダクター３８のインピーダンスに応じて形成された電気信号に基づいて、歩行者のフロントバンパー２１への衝突位置Ｙを検出している。
また、閾値設定部６６は、検出された歩行者衝突が発生した車両ＶＥの車幅方向の位置Ｙに基づいて、有効質量閾値Ｍｔｈを設定している。
また、実施形態１と同様に、歩行者保護ＥＣＵ６は、車両ＶＥが所定の車速条件を満たしている時に、有効質量Ｍが有効質量閾値Ｍｔｈ以上であって、かつ、それぞれのインダクター３８のインピーダンスに応じて形成された電気信号が所定の閾値以上（または以下）である場合には、車両ＶＥに衝突が発生したと判定する。車両ＶＥに衝突が発生したと判定された場合、歩行者保護装置５が作動される。

圧力チャンバ３１の前方外周面３１ｂには、インダクター３８に代えて、図１５Ａおよび図１５Ｂに示した平面コイル３８Ａ（第１電極、コイルに該当する）を取り付けてもよい。平面コイル３８Ａは、導線が、平面上において、真円状に巻回されて形成されている。
また、圧力チャンバ３１の前方外周面３１ｂには、図１６Ａおよび図１６Ｂに示した平面コイル３８Ｂ（第１電極、コイルに該当する）を取り付けてもよい。平面コイル３８Ｂは、導線が、平面上において、矩形状に巻回されて形成されている。
圧力チャンバ３１の前方外周面３１ｂに、平面コイル３８Ａまたは平面コイル３８Ｂを取り付けることにより、チャンバ構造体３Ｂの前後方向長さを低減することができる。

＜実施形態２の作用効果＞
本実施形態によれば、圧力チャンバ３１の前方外周面３１ｂに、インダクター３８が取り付けられ、後方外周面３１ｃには、導電板３９が取り付けられている。そして、インピーダンス検出回路７１は、インダクター３８に所定の周波数を有する電流を流した場合の、インダクター３８のインピーダンスに応じて形成された電気信号に基づいて、圧力チャンバ３１の変形を決定している。これにより、インダクター３８と導電板３９との間の距離の減少に起因したインダクター３８のインピーダンスの変化を利用して、圧力チャンバ３１の変形を容易に決定することができる。また、圧力チャンバ３１の変形を決定するために、インダクター３８のインピーダンスに応じて形成された電気信号を検出するのみでよいため、インピーダンス検出回路７１を簡単な構成にすることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
フロントバンパー２１における歩行者衝突の発生を検出するために、有効質量Ｍを使用する代わりに、圧力検出空間３１ａ内の圧力を所定の圧力閾値と比較してもよいし、圧力検出空間３１ａ内の圧力に基づいて算出された荷重を、所定の荷重閾値と比較してもよい。あるいは、圧力検出空間３１ａ内の圧力または圧力検出空間３１ａ内の圧力に基づいて算出された荷重を、有効質量Ｍと併用してもよい。

図面中、１は歩行者保護システム（車両用衝突検知装置）、５は歩行者保護装置（保護装置）、２１はフロントバンパー（車両の前方部）、３１は圧力チャンバ（中空部材）、３１ａは圧力検出空間、３１ｂは前方外周面、３１ｃは後方外周面、３３は圧力センサ（第１変形検出部）、３４は前方導体板（第１電極、導体板）、３５は後方導体板（第２電極、導体板）、３６ｆ，３６ｒは絶縁シート（絶縁部材）、３７ｆは前方ガード電極（導電部材）、３７ｒは後方ガード電極（導電部材）、３８はインダクター（第１電極および第２電極のうちの一側、コイル）、３８Ａ，３８Ｂは平面コイル（第１電極および第２電極のうちの一側、コイル）、３９は導電板（第１電極および第２電極のうちの他側）、６２はメイン判定部（第１変形検出部）、６３，７１はインピーダンス検出回路（第２変形検出部）、６４はセーフィング判定部（第２変形検出部）、６５は衝突位置検出部、６６は閾値設定部、６７は第１ＡＮＤ回路（衝突判定部）、７０はインピーダンス検出回路（水分検出部）、ＢＨは歩行者（衝突物）、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４はコンデンサ、ＣＣはコンデンサの容量、Ｉｄｅｔは電流検出値（電気信号）、Ｉｔｈは電流閾値（電気的閾値）、Ｍは有効質量（所定の物理量）、Ｍｔｈは有効質量閾値（衝突閾値）、ＯＢは物体（衝突物）、Ｐｄｅｔは圧力検出値（圧力検出空間内の圧力）、ＶＥは車両、Ｙは衝突が発生した車幅方向の位置を示している。

Claims (7)

1. 車両（ＶＥ）の前方部（２１）に車幅方向に延びるように配置され、前記車両の衝突により変形する柔軟性を有し、内部に圧力検出空間（３１ａ）を有する中空部材（３１）と、
   該中空部材の前方外周面（３１ｂ）に取り付けられた第１電極（３４、３８）および後方外周面（３１ｃ）に取り付けられた第２電極（３５、３９）と、
   前記圧力検出空間内の圧力（Ｐｄｅｔ）を検出することにより、前記中空部材の変形を決定する第１変形検出部（３３、６２）と、
   前記第１電極と前記第２電極との間の距離に応じて電気信号（Ｉｄｅｔ）を形成し、形成された前記電気信号に基づいて、前記中空部材の変形を決定する第２変形検出部（６３、６４、７１）と、
   前記第１変形検出部によって決定された前記中空部材の変形と前記第２変形検出部によって決定された前記中空部材の変形とに基づいて、衝突物（ＯＢ、ＢＨ）を保護する保護装置（５）の作動を必要とする衝突の発生を検出する衝突判定部（６７）と、
   を備えた車両用衝突検知装置（１）。
2. 前記第１変形検出部は、
   前記圧力検出空間内の圧力に基づいて検出される所定の物理量（Ｍ）が、所定の衝突閾値（Ｍｔｈ）以上である場合に、前記中空部材の変形を決定するものであって、
   前記第１電極および前記第２電極のうちの少なくとも一方（３４、３８）は、前記中空部材の前方外周面または前記後方外周面において、車幅方向に並ぶように複数個設けられ、
   各位置に設けられた前記第１電極と前記第２電極との間の距離に応じて形成された前記電気信号に基づいて、衝突が発生した車幅方向の位置（Ｙ）を検出する衝突位置検出部（６５）と、
   前記衝突位置検出部によって検出された衝突が発生した前記車幅方向の位置に基づいて、前記衝突閾値を設定する閾値設定部（６６）と、
   を備えた請求項１記載の車両用衝突検知装置。
3. 前記衝突判定部は、
   前記物理量が前記衝突閾値以上であり、かつ、前記第２変形検出部により形成された前記電気信号が所定の電気的閾値（Ｉｔｈ）以上である場合に、衝突の発生を検出する請求項２記載の車両用衝突検知装置。
4. 前記第１電極および前記第２電極は、それぞれ導体板（３４、３５）により形成されることによって、互いに対向した前記第１電極と前記第２電極とによりコンデンサ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）が形成され、
   前記第２変形検出部は、
   前記コンデンサの容量（ＣＣ）に応じて形成された前記電気信号に基づいて、前記中空部材の変形を決定する請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置。
5. 前記第１電極および前記第２電極のうちの少なくとも一方には、絶縁部材（３６ｆ、３６ｒ）を介して、導電部材（３７ｆ、３７ｒ）が取り付けられた請求項４記載の車両用衝突検知装置。
6. 隣り合った前記第１電極同士の間の容量または隣り合った前記第２電極同士の間の容量を検出し、検出された当該容量に基づいて、前記中空部材における水分の有無を検出する水分検出部（７０）を備えた請求項４または５に記載の車両用衝突検知装置。
7. 前記第１電極および前記第２電極のうちの一側はコイル（３８、３８Ａ、３８Ｂ）により形成されるとともに、他側は導電板（３９）により形成され、
   前記第２変形検出部（７１）は、
   前記コイルに所定の周波数を有した電流を流した場合の、前記コイルのインピーダンスに応じて形成された前記電気信号に基づいて、前記中空部材の変形を決定する請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置。

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