JPWO2011080836A1

JPWO2011080836A1 - 衝突検出装置

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Publication number: JPWO2011080836A1
Application number: JP2011505045A
Authority: JP
Inventors: 祐介間瀬; 正樹猪飼
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2013-05-09
Anticipated expiration: 2029-12-28
Also published as: EP2520468A1; EP2520468B1; US8428862B2; EP2711249A1; EP2520468A4; US20120029814A1; CN102369122B; EP2711249B1; JP5252077B2; CN102369122A; WO2011080836A1

Abstract

衝突対象を正確に判別可能にすることを目的とする。圧力チャンバ（２２）内の圧力を検出する圧力センサ（２４）と、車速を検出する車速センサ（２８）と、が接続された衝突検出ＥＣＵ（２６）を備え、衝突検出ＥＣＵ（２６）が、所定の区間積分幅で圧力センサ（２４）の検出結果を積分した積分値と、予め定めた車速変換マップ等を用いて車速センサ（２８）の車速信号から予め定めた値αを差分した変換車速信号と、に基づいて、衝突物の有効質量を求める。そして、求めた有効質量が予め定めた閾値を超えた場合に、衝突物が歩行者であると判別する。

Description

本発明は、衝突検出装置にかかり、特に、衝突によって発生する荷重に相当する物理量に基づいて衝突を検出する衝突検出装置に関する。

車両のバンパに衝突した衝突物が歩行者か否かの判断が可能な衝突検出装置が従来より提案されている。

例えば、特開２００７−２９０６８２号公報に記載の技術では、車両のサイドメンバに固定される裏板と、裏板より前方に配置され、密閉されたチャンバ空間を区画するチャンバ部材と、チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、を有し、チャンバ空間の圧力変化から衝突を検知することが提案されている。また、衝突時のチャンバ空間の圧力変化から衝突物の判別を行うことが提案されている。

しかしながら、特開２００７−２９０６８２号公報に記載の技術では、チャンバ空間の圧力変化から衝突物の判別を行うようにしているが、例えば、圧力変化から衝突物の有効質量を算出して衝突物を判別する場合に、子供と衝突したときには、圧力変化から得られる力積の積分値が大人の場合と比較して小さくなる。従って、子供との衝突に合わせて閾値を設定した場合、歩行者以外のポール等の路上固定物などと判別することが困難になってしまう。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、衝突対象を正確に判別可能に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に記載の発明は、車両バンパ内に配設された圧力チャンバの圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出結果を所定の区間積分幅で積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値に基づいて衝突物の種類を判別する判別手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、圧力検出手段では、車両バンパ内に配設された圧力チャンバの圧力が検出される。

判別値算出手段では、圧力検出手段の検出結果を所定の区間積分幅で積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値が算出される。すなわち、衝突によって発生する圧力の積分値を算出することにより力積を判別値として算出する。なお、判別値算出手段は、例えば、請求項６に記載の発明のように、車速検出手段を更に備えて、圧力検出手段の検出結果を所定の区間積分幅で積分した積分値及び車速検出手段の検出結果に基づいて衝突物の有効質量を判別値として算出するようにしてもよい。すなわち、衝突によって発生する力積と運動量が等しいことを利用して、衝突物の有効質量を判別値として算出することができる。

そして、判別手段では、判別値算出手段によって算出された判別値に基づいて衝突物の種類が判別される。

すなわち、判別値を算出する際には、圧力検出手段の検出結果を全て積分してしまうと、歩行者とポール等の路上固定物との衝突の判別が困難となるが、所定の区間積分幅で積分した積分値を用いて判別値を算出することにより、衝突対象を正確に判別することが可能となる。

また、判別値算出手段は、請求項２に記載の発明のように、車速検出手段を更に備えて、車速に応じて区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で積分した積分値に基づいて、判別値を算出するようにしてもよい。これによって衝突物を更に正確に判別することができる。

なお、請求項３に記載の発明のように、衝突によって車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて判別値を補正する補正手段を更に備え、判別手段が、補正手段によって補正された補正値に基づいて衝突物の種類を判別するようにしてもよい。すなわち、補正手段によって判別値が補正されることによって、バンパ表面とチャンバ部材間に存在する空間やアブソーバ等による圧力検出手段の不感帯が補正され、補正された判別値を用いて衝突物の種類を判別するため、衝突対象を正確に判別可能となる。

このとき、請求項４に記載の発明のように、車速検出手段を更に備えて、判別値算出手段が、区間積分幅で積分した積分値と、車速検出手段の検出結果とに基づいて、判別値を算出し、補正手段が、車両バンパ表面が変形してから前記圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて車速検出手段の検出結果を補正することによって判別値を補正するようにしてもよい。例えば、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて予め定めた車速を実車速から差分して車速検出手段の検出結果を補正することにより、判別値を補正することができ、これによって衝突対象を正確に判別することが可能となる。

また、補正手段は、請求項５に記載の発明のように、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて圧力検出手段の検出結果を補正することによって判別値を補正するようにしてもよい。例えば、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて予め定めた力積値を実際の圧力から求めた力積値（積分値）に加算して圧力検出手段の検出結果を補正することにより、判別値を補正することができ、これによって衝突対象を正確に判別することが可能となる。

請求項７に記載の発明は、衝突によって発生する荷重に相当する物理量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記物理量を所定の区間積分幅で積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値に基づいて衝突物の種類を判別する判別手段と、を備えることを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、検出手段では、衝突によって発生する荷重に相当する物理量が検出される。

判別値算出手段では、検出手段によって検出された物理量を所定の区間積分幅で積分した積分値と、車速検出手段の検出結果とに基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値が算出される。

すなわち、判別値を算出する際には、物理量（例えば、衝突によって発生する荷重に相当する圧力）を全て積分してしまうと、歩行者とポール等の路上固定物との衝突の判別が困難となるが、所定の区間積分幅で積分した積分値を用いて判別値を算出することにより、衝突物を正確に判別することが可能となる。

また、判別値算出手段は、請求項８に記載の発明のように、車速に応じて区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で積分した積分値に基づいて、判別値を算出するようにしてもよい。これによって衝突物を更に正確に判別することができる。

以上説明したように本発明によれば、所定の区間積分幅で積分した積分値を用いて衝突物の種類を判別するための判別値を算出することにより、衝突対象を正確に判別することが可能となる、という効果がある。

本発明の実施の形態に係わる衝突検出装置の概略構成を示す図である。衝突によって発生する圧力チャンバ内の圧力変化の例を示す図である。アブソーバのみが変形する場合を示す図である。圧力チャンバが変形する場合を示す図である。圧力センサの不感帯を説明するための図である。本発明の実施の形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵの機能を示す機能ブロック図である。車速変換マップを示す図である。本発明の第１実施形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵで行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。衝突物がポール等の路上固定物の場合の時間経過に対する圧力変化、衝突物が子供の場合の時間経過に対する圧力変化、及び衝突物が子供の場合と路上固定物の場合のそれぞれの圧力の全積分値を示す図である。区間積分した場合の区間積分幅の例、及び区間積分した場合のそれぞれの積分値の例を示す図である。車速信号を補正しない場合と、車速信号を補正した場合の衝突物の判別結果を説明するための図である。本発明の第２実施形態に係わる衝突検出装置における衝突検出ＥＣＵの機能を示す機能ブロック図である。力積補正マップを示す図である。本発明の第２実施形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵで行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。力積信号を補正しない場合と、力積信号を補正した場合の衝突物の判別結果を説明するための図で、力積信号を補正しない場合を示す図である。力積信号を補正しない場合と、力積信号を補正した場合の衝突物の判別結果を説明するための図で、力積信号を補正する場合を示す図である。オン高速、オフ高速、オン低速、オフ低速、及びオフ衝撃のそれぞれについて時間経過に対する圧力チャンバ２２内の圧力を示す図である。本発明の第３実施形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵの機能を示す機能ブロック図である。車速信号から区間積分幅を決定するためのマップの一例を示す図である。本発明の第３実施形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵで行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。５５ｋｐｈで歩行者と衝突した場合の圧力変化を示す図である。２５ｋｐｈで歩行者に衝突した場合の圧力変化を示すずである。５５ｋｐｈで歩行者と衝突した場合と２５ｋｐｈで歩行者に衝突した場合の積分値を示す図である。車速に応じた区間積分幅を示す図である。車速に応じて区間積分幅を変更した場合の積分値を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わる衝突検出装置の概略構成を示す図である。なお、図中に示す矢印ＦＲは車体前後方向の前方向を示し、矢印ＵＰは車体上下方向の上方向を示すものとする。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係わる衝突検出装置１０は、自動車の前端に配置されたフロントバンパ１２への衝突物を判別するようになっている。

フロントバンパ１２は、バンパリインフォースメント１４を備えている。バンパリインフォースメント１４は、例えば、金属系（鉄やアルミ等）の材料や、樹脂材料等により構成され、車幅方向に長手の骨格部材として構成されている。このバンパリインフォースメント１４は、図視しない車体側の左右一対の骨格部材における前端間を架け渡して車体に支持されている。

また、フロントバンパ１２は、バンパリインフォースメント１４を車体前後方向の外側すなわち前側から覆うバンパカバー１６を備えている。バンパカバー１６は、樹脂材等で構成され、バンパリインフォースメント１４との間に空間Ｓが形成されるように、図示しない部分で車体に支持されている。

そして、フロントバンパ１２におけるバンパリインフォースメント１４とバンパカバー１６との間の空間Ｓには、チャンバ部材１８と緩衝部材としてのアブソーバ２０とが配置されている。チャンバ部材１８は、バンパリインフォースメント１４の前面上部側に設けられ、アブソーバ２０は、バンパリインフォースメント１４の前面下部に設けられている。

アブソーバ２０は、車幅方向にバンパリインフォースメント１４に沿って設けられ、例えば、発泡部材（ポリプロピレンフォーム等）の部材で構成されている。アブソーバ２０の形状は、図１に示す断面形状に限るものではない。

チャンバ部材１８は、車幅方向に長手の中空構造とされた圧力チャンバ２２を構成しており、バンパリインフォースメント１４の前面の上部に固定されている。

また、チャンバ部材１８は、その後端部においてバンパリインフォースメント１４の前面に固定された状態で、その中空形状（圧力チャンバ２２の形状）を維持可能な剛性を有している。

さらに、衝突検出装置１０は、圧力チャンバ２２内の圧力に応じた信号を出力する圧力センサ２４が設けられている。圧力センサ２４から出力された信号は、衝突検出ＥＣＵ２６に出力される。

衝突検出ＥＣＵ２６には、車速を検出する車速センサ２８が接続されており、車速センサ２８によって検出された車速信号が入力されるようになっている。

衝突検出ＥＣＵ２６は、衝突物の種類を判別するための判別値を算出する。具体的には、圧力センサ２４からの圧力信号と車速信号に基づいて、衝突物重量を判別値として推定するようにしている。さらに具体的には、入力荷重Ｆ、時間：ｔ、有効質量Ｍ、車速Ｖとした場合に、衝突によって発生する力積と運動量は等しいので、ＭＶ＝Ｆｔの関係が得られ、有効質量Ｍ＝Ｆｔ／Ｖとなる。すなわち、力積と車速Ｖにより有効質量Ｍを求めることができるので、有効質量を判別値として算出する。なお、力積は、衝突によって入力される荷重が圧力チャンバ２２の圧力変化に相当するので、圧力センサ２２の圧力信号を時間積分することによって求める。

また、衝突検出ＥＣＵ２６は、判別値としての有効質量Ｍに基づいて、衝突物を判別するようになっている。具体的には、衝突検出ＥＣＵ２６は、求めた有効質量Ｍが予め定めた閾値を超えた場合に、衝突物が歩行者であると判別するようになっている。これにより、衝突検出装置１０では、フロントバンパ１２への衝突物が歩行者であるか、路側マーカーポール等の路上固定物であるかを判別することができる。

さらに、衝突検出ＥＣＵ２６は、判別結果を歩行者保護装置などの装置に出力する。そして、歩行者保護装置は、判別結果が衝突物が歩行者である場合に、歩行者を保護するための装置を作動する。

ところで、圧力チャンバ２２に加わる圧力値の検出だけで衝突物を判別しようとすると、図２に示すように、例えば、オフ高速（予め定めた高速のポール等の路上固定物との衝突）と、オン低速（予め定めた低速の歩行者との衝突）の最大の圧力値がほとんど変わらないため、歩行者と路上固定物を判別するのは難しい。そこで、本実施の形態に係わる衝突検出装置１０では、上述のように、圧力チャンバ２２に加わる圧力の時間積分値を力積として求めて有効質量を算出するようにしている。

しかしながら、圧力チャンバ２２に加わる力積を求めて衝突物を判別するようにしているが、力積を求める際に圧力チャンバ２２に加わる圧力の全積分値を求めて衝突物を判別すると、例えば、子供と衝突した場合には、積分値が大人の場合と比較して小さくなるので、子供との衝突とポール等の路上固定物との衝突を判別するのが困難となってしまう。

そこで、本実施の形態では、力積を求める際に、圧力の全積分値を求めるのではなく、所定の区間積分幅（時間）の積分値を求めて、衝突物を判別するようになっている。所定の区間の区間積分幅は、予め定めた区間積分幅としてもよいし、車速に応じて変更するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態に係わる衝突検出装置１０は、上述したように、圧力チャンバ２２の圧力変化に基づいて、衝突物を判別するようにしているが、バンパカバー１６と圧力チャンバ２２間に空間Ｓやアブソーバ２０が介在するため、図３Ａに示すように、衝突物とバンパカバー１６が衝突してもアブソーバ２０のみが変形し圧力チャンバ２２に圧力変化が発生せず、図３Ｂに示すように、衝突物が更に侵入したところで圧力チャンバ２２に圧力変化が生じる。従って、図３Ｃに示すように、圧力センサ２２に不感帯があり、低速時出力が小さくなり、低速衝突時の有効質量が小さくなって歩行者衝突であることの判別が困難となる。

そこで、本実施の形態の衝突検出ＥＣＵ２６では、バンパカバー１６が変形してから圧力チャンバ２２が変形するまでに必要なエネルギに基づいて、圧力センサ２２の不感帯の部分を補正して、衝突物を判別するようになっている。

以下では、衝突検出ＥＣＵ２６の構成例について詳細に説明する。

（第１実施形態）

まず、本発明の第１実施形態に係わる衝突検出装置１０における衝突検出ＥＣＵ２６の概略構成について説明する。図４Ａは、本発明の第１実施形態に係わる衝突検出装置１０の衝突検出ＥＣＵ２６の機能を示す機能ブロック図である。

本実施形態の衝突検出ＥＣＵ２６は、車速補正部３０、力積算出部３１、有効質量算出部３２、及び歩行者判定部３４の機能を備えている。

車速補正部３０には、車速センサ２８によって検出された車速信号が入力される。車速補正部３０は、予め定めた車速変換マップ等を用いて車速センサ２８の車速信号から予め定めた値αを差分した変換車速信号を求めて有効質量算出部３２に出力するようになっている。

車速変換マップは、車速センサ２８によって検出された車速信号に対して、予め定めた値を差分した変換車速を求めるものであり、例えば、図４Ｂに示す車速変換マップを適用することができる。なお、車速マップとしては、車速センサ２８によって検出された車速信号に対する変換車速が予め記憶されたルックアップテーブルとしてもよいし、車速センサ２８によって検出された車速信号から予め定めた値αを差分する演算式としてもよい。

また、力積算出部３１には、圧力センサ２５によって検出された圧力信号が入力され、圧力センサ２４によって検出した圧力信号を時間積分した力積信号を算出する。このとき、予め定めた所定の区間積分幅で、圧力信号を時間積分し、算出した力積信号を有効質量算出部３２へ出力する。

有効質量算出部３２は、力積算出部３１によって算出された力積信号が入力されると共に、車速補正部３０から車速信号が入力される。有効質量算出部３２は、入力された力積信号及び車速信号に基づいて有効質量を算出し、算出結果を歩行者判定部３４へ出力する。有効質量は、具体的には、有効質量［ｋｇ］＝力積［Ｎ／ｓ］／変換車速［ｋｍ／ｈ］×３．６によって算出する。なお、３．６は単位変換による値である。

歩行者判定部３４は、有効質量算出部３２によって算出された有効質量が予め定めた閾値以上か否かを判定し、該判定が肯定された場合に衝突物が歩行者であると判別し、判定が否定された場合に衝突物が歩行者以外の路上固定物であると判別する。そして、判別結果を歩行者保護装置等の装置に出力するようになっている。

続いて、上述のように構成された本発明の第１実施形態に係わる衝突検出装置１０の衝突検出ＥＣＵ２６で行われる処理の流れについて説明する。図５は、本発明の第１実施形態に係わる衝突検出装置１０の衝突検出ＥＣＵ２６で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、ステップ１００では、圧力センサ２４によって検出された圧力信号が衝突検出ＥＣＵ２６に入力されてステップ１０２へ移行する。

ステップ１０２では、圧力チャンバ２２の圧力変化があるか否かが衝突検出ＥＣＵ２６によって判定される。該判定は、圧力信号の検出結果に変化があるか否かを判定し、該判定が否定された場合にはステップ１００に戻って圧力チャンバ２２の圧力が再び検出され、判定が肯定された場合にはステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、所定の区間積分幅で圧力信号の積分値が衝突検出ＥＣＵ２６によって算出されてステップ１０６へ移行する。すなわち、力積算出部３１が、所定の区間積分幅で圧力信号を積分することで、力積が算出される。

ステップ１０６では、車速センサ２８によって検出された車速信号が衝突検出ＥＣＵ２６に入力されてステップ１０８へ移行する。

ステップ１０８では、車速信号が衝突検出ＥＣＵ２６によって補正されてステップ１１０へ移行する。すなわち、上述したように、車速センサ２８によって検出された車速信号から予め定めた値を差分した変換車速信号が車速補正部３０によって算出される。

ステップ１１０では、衝突物の有効質量が衝突検出ＥＣＵ２６によって算出されてステップ１１２へ移行する。すなわち、車速補正部３０によって補正された車速信号と、ステップ１０４で算出された力積信号と、に基づいて、衝突物の有効質量が有効質量算出部３２によって算出される。

ステップ１１２では、算出された有効質量が閾値以上か否か歩行者判定部３４によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１４へ移行し、否定された場合にはステップ１１６へ移行する。

ステップ１１４では、衝突物が歩行者であると判別しステップ１１８へ移行し、ステップ１１６では、衝突物が歩行者以外の路上固定物であると判別してステップ１１８へ移行する。なお、ステップ１１６では、衝突物が路上固定物と判別するが、路上固定物に限るものではなく、歩行者以外の物であると判別するようにしてもよい。

ステップ１１８では、判別結果が歩行者保護装置等の装置へ出力されて一連の処理を終了する。

ところで、上述したように、圧力チャンバ２２に加わる力積を算出する際には、圧力信号を全て積分してしまうと、ポール等の路上固定物と子供との衝突を判別することが困難となってしまう。例えば、図６Ａに示すように、衝突物がポール等の路上固定物の場合の時間経過に対する圧力変化と、衝突物が子供の場合の時間経過に対する圧力変化と、についてそれぞれ全積分値（子供の場合は要求オン時間（バンパに衝突してからフードに衝突するまでの時間等）までの全積分値）を演算すると、ポール等の路上固定物の方が積分値が大きくなってしまい、子供の場合に合わせて閾値を設定すると、路上固定物も歩行者と判別してしまう。これに対して、本実施の形態では、所定の区間積分幅の圧力信号の積分値を算出するようにしているので、図６Ｂに示すように、路上固定物が、例えば、図６中の（１）〜（３）のように、区間積分され、子供の場合の積分値よりも小さい値となり、路上固定物と子供とを判別することが可能となり、衝突物を正確に判別することができる。

また、本実施形態では、車速信号を補正することにより、バンパカバー１６と圧力チャンバ２２との間の空間Ｓやアブソーバ２０等による圧力センサ２４の不感帯を補正するようにしている。これによって、歩行者等の衝突対象を正確に判別することが可能となる。

図７は、車速信号を補正しない場合と、車速信号を補正した場合の衝突物の判別結果を説明するための図である。

図７中の実線で示す実車速が車速信号を補正しないで衝突物を判別する際の閾値を表し、点線で示す変換車速が車速信号を補正して衝突物を判別する際の閾値を表す。また、図５中の車速２５［ｋｍ／ｈ］、４０［ｋｍ／ｈ］、５５［ｋｍ／ｈ］のプロット及び実線は、車両の全ばらつきを評価したものである。また、図５中の一点鎖線で示す領域（オン衝突出力）が歩行者と判別する領域であり、点線で示す（オフ衝突出力）が歩行者以外と判別する領域である。

図７に示すように、車速を補正しない場合には、車速２５［ｋｍ／ｈ］、及び４０［ｋｍ／ｈ］でばらつきによっては歩行者と判別する必要があるのに、歩行者以外と判別する可能性があったが、車速を補正することによって、ばらつきを含めて正確に衝突物を判別することができることがわかる。

（第２実施形態）

続いて、本発明の第２実施形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵ２６について説明する。図８Ａは、本発明の第２実施形態に係わる衝突検出装置１０における衝突検出ＥＣＵ２６の機能を示す機能ブロック図である。

第１実施形態では、衝突物を判別するための判別値を補正する方法として、車速を補正するようにしたが、本実施形態では、力積を補正すなわち圧力信号の時間積分値を補正するようしたものである。なお、第１実施形態と同一構成については同一符号を付して説明する。

本実施形態の衝突検出ＥＣＵ２６は、力積算出部３１、力積補正部３６、有効質量算出部３２、及び歩行者判別部３４の機能を備えている。

力積算出部３１は、圧力センサ２４によって検出した圧力信号を時間積分した力積信号を算出する。このとき、予め定めた所定の区間積分幅で、圧力信号を時間積分し、算出した力積信号を力積補正部３６へ出力する。

力積補正部３６、力積算出部３１によって算出された力積信号が入力される。力積補正部３６は、予め定めた力積補正マップ等を用いて力積信号に対して予め定めた値を加算した力積補正信号を求めて有効質量算出部３２に出力するようになっている。

力積補正マップは、力積信号に対して予め定めた値を加算した力積補正信号を求めるものであり、例えば、図８Ｂに示すように、実線で示す実際の力積信号に対して、点線で示す力積補正信号を求めるマップを適用することができる。なお、力積補正マップとしては、力積信号に対する力積補正信号が予め記憶されたルックアップテーブルとしてもよいし、力積信号に対して予め定めた値を加算する演算式としてもよい。

また、有効質量算出部３２には、力積補正部３６から力積補正信号が入力されると共に、車速センサ２８によって検出された車速信号が入力される。有効質量算出部３２は、入力された力積補正信号及び車速信号に基づいて有効質量を算出し、算出結果を歩行者判定部３４へ出力する。有効質量は、具体的には、有効質量［ｋｇ］＝力積補正値［Ｎ／ｓ］／車速［ｋｍ／ｈ］×３．６によって算出する。なお、３．６は単位変換による値である。

続いて、上述のように構成された本発明の第２実施形態に係わる衝突検出装置１０の衝突検出ＥＣＵ２６で行われる処理の流れについて説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係わる衝突検出装置１０の衝突検出ＥＣＵ２６で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、第１実施形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

ステップ１０５では、力積信号が衝突検出ＥＣＵ２６によって補正されてステップ１０６へ移行する。すなわち、上述したように、力積信号に対して予め定めた値を加算した力積補正信号が力積補正部３６によって算出される。

ステップ１０６では、車速センサ２８によって検出された車速信号が衝突検出ＥＣＵ２６に入力されてステップ１１０へ移行する。

ステップ１１０では、衝突物の有効質量が衝突検出ＥＣＵ２６によって算出されてステップ１１２へ移行する。すなわち、車速センサ２８によって検出された車速信号と、力積補正部３６によって補正された力積補正信号と、に基づいて、衝突物の有効質量が有効質量算出部３２によって算出される。

すなわち、本実施の形態においても、第１実施形態と同様に、圧力信号の全積分値を算出するのではなく、所定の区間積分幅で積分値を算出するので、衝突物を正確に判別することができる。

また、本実施形態では、力積信号を補正することにより、バンパカバー１６と圧力チャンバ２２との間の空間Ｓやアブソーバ２０等による圧力センサ２４の不感帯を補正するようにしている。これによって、歩行者等の衝突対象を正確に判別することが可能となる。

図１０Ａは、力積信号を補正しない場合と、力積信号を補正した場合の衝突物の判別結果を説明するための図で力積信号を補正しない場合を示し、図１０Ｂは力積信号を補正する場合を示す。また、図１０Ａ、１０Ｂ中の車速２５［ｋｍ／ｈ］、４０［ｋｍ／ｈ］、５５［ｋｍ／ｈ］のプロット及び実線は、車両の全ばらつきを評価したものである。また、図中の一点鎖線で示す領域（オン衝突出力）が歩行者と判別する領域であり、点線で示す（オフ衝突出力）が歩行者以外と判別する領域である。

力積信号を補正しない場合には、図１０Ａに示すように、車速２５［ｋｍ／ｈ］でばらつきによって歩行者と判別する必要があるのに、歩行者以外と判別する可能性があった。また、車速５５［ｋｍ／ｈ］でばらつきによって歩行者以外と判別する必要があるのに、歩行者と判別する可能性があった。

これに対して、力積を補正した場合には、図１０Ｂに示すように、ばらつきを含めて正確に衝突物を判別することができることがわかる。

（第３実施形態）

続いて、本発明の第３実施形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵ２６について説明する。

上記の実施形態では、所定の区間積分幅で圧力信号の積分値を算出することによって力積を算出して、衝突物を判別するようにしたが、本実施形態では、車速に応じて区間積分幅を変更するようにしたものである。なお、以下では、第１実施形態に対して、車速に応じて区間積分幅を変更するようにした例を説明するが、第２実施形態に対して、車速に応じて区間積分幅を変更するようにしてもよい。

図１１Ａには、オン高速、オフ高速、オン低速、オフ低速、及びオフ衝撃のそれぞれについて時間経過に対する圧力チャンバ２２内の圧力を示す。なお、オン高速は予め定めた高速時に歩行者と衝突した場合、オフ高速は予め定めた高速時に路上固定物と衝突した場合、オン低速は予め定めた低速で歩行者と衝突した場合、オフ低速は予め定めた低速で路上固定物と衝突した場合、オフ衝撃はその他の衝撃の場合をそれぞれ示す。

オン高速時の要求時間（ｔ１）までの積分値は、オフ高速時の全積分値より小さくなってしまい、低速オン時の要求時間（ｔ２）までの積分値も、オフ高速時の全積分値より小さくなってしまうが、第１、２実施形態で説明したように所定の区間積分幅で積分することによって、歩行者と歩行者以外の衝突物（例えば、路上固定物）との衝突を判別が可能となる。しかしながら、図１１Ａから分るように、オン高速時の要求時間（ｔ１）とオン低速時の要求時間（ｔ２）がそれぞれ異なる時間であり、またオン低速時の要求時間（ｔ２）までの積分値は、オフ高速時のｔ２までの積分値より小さくなってしまうので、各速度毎にオン要求タイミング（例えば、歩行者がバンパに衝突してからフードに衝突するまでの時間等）までの積分値を用いる必要がある。すなわち、車速に応じた区間積分幅を用いることにより、歩行者と歩行者以外の衝突物（例えば、路上固定物）との衝突を判別することが可能となる。

そこで、本実施の形態では、車速に応じて区間積分幅（時間）を変更して、圧力信号の積分を行って力積を算出する。

図１１Ｂは、本発明の第３実施形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵ２６の機能を示す機能ブロック図である。なお、第１実施形態と同一構成については同一符号を付して説明する。

また、力積算出部３１は、圧力センサ２４によって検出した圧力信号を時間積分した力積信号を算出する。このとき、本実施形態では、力積算出部３１に車速センサ２８によって検出された車速信号が入力されると共に、車速に応じて予め定めた区間積分幅を決定するためのマップが記憶され、車速に応じて区間積分幅を決定して圧力信号の時間積分を行って算出した積分値を力積信号として有効質量算出部３２へ出力する。

車速信号から区間積分幅を決定するためのマップとしては、例えば、図１１Ｃに示すように、衝突車速に反比例した区間積分幅（時間）となるマップが予め記憶され、車速に応じた区間積分幅を決定するようになっている。なお、区間積分幅は、車速が速くなるに従って短くなるものであれば、図１１Ｃのマップに限るものではなく、直線としてもよいし、階段状としてもよいし、他の曲線としてもよい。

歩行者判定部３４は、有効質量算出部３２によって算出された有効質量が予め定めた閾値以上か否かを判定し、該判定が肯定された場合に衝突物が歩行者であると判別し、判定が否定された場合に衝突物が歩行者以外の路上固定物であると判別する。そして、判別結果を歩行者保護装置等の装置に出力するようになっている。なお、本実施の形態では、予め定めた車速範囲外は、衝突物の判別を禁止するようになっている。

続いて、上述のように構成された本発明の第３実施形態に係わる衝突検出装置１０の衝突検出ＥＣＵ２６で行われる処理の流れについて説明する。図１２は、本発明の第３実施形態に係わる衝突検出装置１０の衝突検出ＥＣＵ２６で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、ステップ２００では、圧力センサ２４によって検出された圧力信号が衝突検出ＥＣＵ２６に入力されてステップ２０２へ移行する。

ステップ２０２では、圧力チャンバ２２の圧力変化があるか否かが衝突検出ＥＣＵ２６によって判定される。該判定は、圧力信号の検出結果に変化があるか否かを判定し、該判定が否定された場合にはステップ２００に戻って圧力チャンバ２２の圧力が再び検出され、判定が肯定された場合にはステップ２０４へ移行する。

ステップ２０４では、車速センサ２８によって検出された車速信号が衝突検出ＥＣＵ２６に入力されてステップ２０６へ移行する。

ステップ２０６では、車速に応じて区間積分幅が決定されてステップ２０８へ移行する。すなわち、力積算出部３１が、車速に応じて予め定めた区間積分幅を決定するためのマップから車速信号に対応する区間積分幅を求めることによって区間積分幅が決定される。

ステップ２０８では、決定した区間積分幅で圧力信号の積分値が衝突検出ＥＣＵ２６によって算出されてステップ２１０へ移行する。すなわち、力積算出部３１が、ステップ２０６で決定した区間積分幅で圧力信号を積分することで力積が算出される。

ステップ２１０では、車速信号が衝突検出ＥＣＵ２６によって補正されてステップ２１２へ移行する。すなわち、第１実施形態で説明したように、車速センサ２８によって検出された車速信号から予め定めた値を差分した変換車速信号が車速補正部３０によって算出される。

ステップ２１２では、衝突物の有効質量が衝突検出ＥＣＵ２６によって算出されてステップ２１４へ移行する。すなわち、車速補正部３０によって補正された車速信号と、ステップ２０８で算出された力積信号と、に基づいて、衝突物の有効質量が有効質量算出部３２によって算出される。

ステップ２１４では、算出された有効質量が閾値以上か否か歩行者判定部３４によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ２１６へ移行し、否定された場合にはステップ２１８へ移行する。

ステップ２１６では、衝突物が歩行者であると判別しステップ２２０へ移行し、ステップ２１８では、衝突物が歩行者以外の路上固定物であると判別してステップ２２０へ移行する。なお、ステップ２１８では、衝突物が路上固定物と判別するが、路上固定物に限るものではなく、歩行者以外の物であると判別するようにしてもよい。

ステップ２２０では、判別結果が歩行者保護装置等の装置へ出力されて一連の処理を終了する。

このように、本実施形態では、車速に応じて区間積分幅を変更して力積を求めて衝突物を判別することにより、第１実施形態及び第２実施形態よりも更に正確に衝突物を判別することができる。

例えば、５５ｋｐｈで歩行者と衝突した場合の圧力変化は、図１３Ａに示すようになり、２５ｋｐｈで歩行者に衝突した場合の圧力変化は、図１３Ｂに示すようになる。各要求オン時間（バンパに衝突してからフードに衝突するまでの時間等）は、それぞれ異なる。ここで、区間積分幅を同一にすると、図１３Ｃに示すように、２５ｋｈｐ歩行者衝突時の積分値が図１３Ｃの（１）や（２）に示すように、少なくなるが、本実施形態では、図１３Ｄに示すように、予め定めた車速の範囲内（予め定めた車速範囲外は判定禁止）で車速に応じて区間積分幅を変更するので、図１３Ｅに示すように、２５ｋｐｈ歩行者衝突時の区間積分幅が（１）＋（２）のように２５ｋｐｈ歩行者衝突時の積分値が増加して、５５ｋｐｈ歩行者衝突時と同程度の積分値となり、低速時に衝突物を正確に判別することができる。

なお、上記の実施の形態では、衝突によってバンパカバー１６が変形して圧力チャンバ２２が変形する前にアブソーバ２０が変形する構造としたが、フロントバンパ１２の構造はこれに限るものではなく、バンパカバー１６とチャンバ部材１８との間に空間やアブソーバ２０、或いは他の部材などが介在するものでもあればよい。例えば、アブソーバ２０の形状をＬ字形状としてバンパカバー１６とバンパリインフォースメント１４間、及びバンパカバー１６とチャンバ部材１８間に配置するようにしてもよいし、他の形状のアブソーバ２０を適用してもよい。

また、上記の実施の形態では、衝突によってバンパカバー１６が変形してから圧力チャンバ２２が変更するまでの圧力センサ２４の不感帯を補正する構成を設けるようにした例を説明したが、圧力センサ２４の不感帯を無視可能な構成である場合には、上記不感帯を補正する構成を省略するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、圧力チャンバ２２の圧力変化を圧力センサ２４によって検出して衝突物を判別する衝突検出装置において、圧力信号の区間積分幅を所定の区間積分幅または車速に応じて予め定めた区間積分幅として積分値を算出するようにしたが、圧力センサ２４によって衝突を検出するものに限るものではなく、例えば、チューブ内に光ファイバを通してバンパ内に配置して光の歪みを荷重として衝突を検出するものや加速度センサを用いて衝突を検出するものを適用して、検出結果の区間積分幅を変更するようにしてもよい。

また、上記の実施の形態では、衝突物の種類を判別するための判別値として有効質量を算出する場合を例に挙げて説明したが、判別値は有効質量に限るものではなく、例えば、衝突によって発生する力積を圧力センサ２４の検出結果を時間積分して判別値として求め、求めた力積をそのまま用いて衝突物の種類を判別するようにしてもよいし、或いは、圧力以外の衝突によって発生する荷重に相当する物理量の積分値を算出した力積を用いて衝突物の種類を判別するようにしてもよい。

【０００２】
された圧力チャンバの圧力を検出する圧力検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記車速検出手段によって検出された車速に応じて、前記圧力検出手段の検出結果を積分する区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で前記圧力検出手段の検出結果を積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値に基づいて衝突物の種類を判別する判別手段と、を備えることを特徴としている。
［０００７］
請求項１に記載の発明によれば、圧力検出手段では、車両バンパ内に配設された圧力チャンバの圧力が検出される。
［０００８］
判別値算出手段では、車速に応じて区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で圧力検出手段の検出結果を積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値が算出される。すなわち、衝突によって発生する圧力の積分値を算出することにより力積を判別値として算出する。なお、判別値算出手段は、例えば、請求項６に記載の発明のように、圧力検出手段の検出結果を所定の区間積分幅で積分した積分値及び車速検出手段の検出結果に基づいて衝突物の有効質量を判別値として算出するようにしてもよい。すなわち、衝突によって発生する力積と運動量が等しいことを利用して、衝突物の有効質量を判別値として算出することができる。
［０００９］
そして、判別手段では、判別値算出手段によって算出された判別値に基づいて衝突物の種類が判別される。
［００１０］
すなわち、判別値を算出する際には、圧力検出手段の検出結果を全て積分してしまうと、歩行者とポール等の路上固定物との衝突の判別が困難となるが、車速に応じて決定した区間積分幅で積分した積分値を用いて判別値を算出することにより、衝突対象を正確に判別することが可能となる。
［００１１］
［００１２］
なお、請求項３に記載の発明のように、衝突によって車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて判別値を補正する補正手段を更に備え、判別手段が、補正手段によって補正された

【０００３】
補正値に基づいて衝突物の種類を判別するようにしてもよい。すなわち、補正手段によって判別値が補正されることによって、バンパ表面とチャンバ部材間に存在する空間やアブソーバ等による圧力検出手段の不感帯が補正され、補正された判別値を用いて衝突物の種類を判別するため、衝突対象を正確に判別可能となる。
［００１３］
このとき、請求項４に記載の発明のように、判別値算出手段が、区間積分幅で積分した積分値と、車速検出手段の検出結果とに基づいて、判別値を算出し、補正手段が、車両バンパ表面が変形してから前記圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて前記判別値を算出する際の車速検出手段の検出結果を補正することによって判別値を補正するようにしてもよい。例えば、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて予め定めた車速を実車速から差分して車速検出手段の検出結果を補正することにより、判別値を補正することができ、これによって衝突対象を正確に判別することが可能となる。
［００１４］
また、補正手段は、請求項５に記載の発明のように、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて圧力検出手段の検出結果を補正することによって判別値を補正するようにしてもよい。例えば、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて予め定めた力積値を実際の圧力から求めた力積値（積分値）に加算して圧力検出手段の検出結果を補正することにより、判別値を補正することができ、これによって衝突対象を正確に判別することが可能となる。
［００１５］
請求項７に記載の発明は、衝突によって発生する荷重に相当する物理量を検出する検出手段と、車速に応じて前記検出手段の検出結果を積分する区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で前記検出手段によって検出された前記物理量を積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値に基づいて衝突物の種類を判別する判別手段と、を備えることを特徴としている。
［００１６］
請求項７に記載の発明によれば、検出手段では、衝突によって発生する荷

【０００４】
重に相当する物理量が検出される。
［００１７］
判別値算出手段では、車速に応じて区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で検出手段によって検出された物理量を積分した積分値と、車速検出手段の検出結果とに基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値が算出される。
［００１８］
そして、判別手段では、判別値算出手段によって算出された判別値に基づいて衝突物の種類が判別される。
［００１９］
すなわち、判別値を算出する際には、物理量（例えば、衝突によって発生する荷重に相当する圧力）を全て積分してしまうと、歩行者とポール等の路上固定物との衝突の判別が困難となるが、車速に応じて決定した区間積分幅で積分した積分値を用いて判別値を算出することにより、衝突物を正確に判別することが可能となる。
［００２０］
また、判別値算出手段は、請求項８に記載の発明のように、車速に応じて区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で積分した積分値に基づいて、判別値を算出するようにしてもよい。これによって衝突物を更に正確に判別することができる。
発明の効果
［００２１］
以上説明したように本発明によれば、所定の区間積分幅で積分した積分値を用いて衝突物の種類を判別するための判別値を算出することにより、衝突対象を正確に判別することが可能となる、という効果がある。
図面の簡単な説明
［００２２］
［図１］本発明の実施の形態に係わる衝突検出装置の概略構成を示す図である。
［図２］衝突によって発生する圧力チャンバ内の圧力変化の例を示す図である。
［図３Ａ］アブソーバのみが変形する場合を示す図である。
［図３Ｂ］圧力チャンバが変形する場合を示す図である。
［図３Ｃ］圧力センサの不感帯を説明するための図である。
［図４Ａ］本発明の実施の形態に係わる衝突検出装置の衝突検出ＥＣＵの機能を示す機能ブロック図である。
［図４Ｂ］車速変換マップを示す図である。

判別値算出手段では、車速に応じて区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で圧力検出手段の検出結果を積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値が算出される。すなわち、衝突によって発生する圧力の積分値を算出することにより力積を判別値として算出する。なお、判別値算出手段は、例えば、請求項５に記載の発明のように、圧力検出手段の検出結果を所定の区間積分幅で積分した積分値及び車速検出手段の検出結果に基づいて衝突物の有効質量を判別値として算出するようにしてもよい。すなわち、衝突によって発生する力積と運動量が等しいことを利用して、衝突物の有効質量を判別値として算出することができる。

なお、請求項２に記載の発明のように、衝突によって車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて判別値を補正する補正手段を更に備え、判別手段が、補正手段によって補正された補正値に基づいて衝突物の種類を判別するようにしてもよい。すなわち、補正手段によって判別値が補正されることによって、バンパ表面とチャンバ部材間に存在する空間やアブソーバ等による圧力検出手段の不感帯が補正され、補正された判別値を用いて衝突物の種類を判別するため、衝突対象を正確に判別可能となる。

このとき、請求項３に記載の発明のように、判別値算出手段が、区間積分幅で積分した積分値と、車速検出手段の検出結果とに基づいて、判別値を算出し、補正手段が、車両バンパ表面が変形してから前記圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて前記判別値を算出する際の車速検出手段の検出結果を補正することによって判別値を補正するようにしてもよい。例えば、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて予め定めた車速を実車速から差分して車速検出手段の検出結果を補正することにより、判別値を補正することができ、これによって衝突対象を正確に判別することが可能となる。

また、補正手段は、請求項４に記載の発明のように、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて圧力検出手段の検出結果を補正することによって判別値を補正するようにしてもよい。例えば、車両バンパ表面が変形してから圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて予め定めた力積値を実際の圧力から求めた力積値（積分値）に加算して圧力検出手段の検出結果を補正することにより、判別値を補正することができ、これによって衝突対象を正確に判別することが可能となる。

請求項６に記載の発明は、衝突によって発生する荷重に相当する物理量を検出する検出手段と、車速に応じて前記検出手段の検出結果を積分する区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で前記検出手段によって検出された前記物理量を積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値を算出する判別値算出手段と、前記判別値に基づいて衝突物の種類を判別する判別手段と、を備えることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、検出手段では、衝突によって発生する荷重に相当する物理量が検出される。

図７中の実線で示す実車速が車速信号を補正しないで衝突物を判別する際の閾値を表し、点線で示す変換車速が車速信号を補正して衝突物を判別する際の閾値を表す。また、図７中の車速２５［ｋｍ／ｈ］、４０［ｋｍ／ｈ］、５５［ｋｍ／ｈ］のプロット及び実線は、車両の全ばらつきを評価したものである。また、図７中の一点鎖線で示す領域（オン衝突出力）が歩行者と判別する領域であり、点線で示す（オフ衝突出力）が歩行者以外と判別する領域である。

Claims

車両バンパ内に配設された圧力チャンバの圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段の検出結果を所定の区間積分幅で積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値に基づいて衝突物の種類を判別する判別手段と、
を備えた衝突検出装置。
車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記判別値算出手段は、前記車速検出手段によって検出された車速に応じて前記区間積分幅を決定し、決定した前記区間積分幅で積分した積分値に基づいて、前記判別値を算出する請求項１に記載の衝突検出装置。
衝突によって車両バンパ表面が変形してから前記圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて前記判別値を補正する補正手段を更に備え、
前記判別手段が、前記補正手段によって補正された前記補正値に基づいて衝突物の種類を判別する請求項１又は請求項２に記載の衝突検出装置。
車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記判別値算出手段が、前記区間積分幅で積分した積分値と、前記車速検出手段の検出結果とに基づいて、前記判別値を算出し、
前記補正手段が、車両バンパ表面が変形してから前記圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて前記車速検出手段の検出結果を補正することによって前記判別値を補正する請求項３に記載の衝突検出装置。
前記補正手段は、車両バンパ表面が変形してから前記圧力チャンバが変形するまでに必要なエネルギに基づいて前記圧力検出手段の検出結果を補正することによって前記判別値を補正する請求項３に記載の衝突検出装置。
車速を検出する車速検出手段を更に備え、
前記判別値算出手段は、前記積分値及び前記車速検出手段の検出結果に基づいて、衝突物の有効質量を前記判別値として算出する請求項１〜５の何れか１項に記載の衝突検出装置。
衝突によって発生する荷重に相当する物理量を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記物理量を所定の区間積分幅で積分した積分値に基づいて、衝突物の種類を判別するための判別値を算出する判別値算出手段と、
前記判別値に基づいて衝突物の種類を判別する判別手段と、
を備えた衝突検出装置。
前記判別値算出手段は、車速に応じて前記所定の区間積分幅を決定し、決定した区間積分幅で前記物理量を積分した積分値に基づいて、前記判別値を算出する請求項７に記載の衝突検出装置。