(57)【要約】【課題】歩行者の頭部の当たる位置と頭部の重量の違いに応じて歩行者の衝突に対するより一層の保護を実現する。【解決手段】エンジンフード３に平面視で前後左右の４区画に各エアバッグ４ａ〜４ｄを配設し、ガス発生圧の可変制御可能な各インフレータ５ａ〜５ｄを設け、車両１の前方の歩行者を撮影するカメラ７を設け、歩行者の衝突位置を検知するタッチセンサ９をバンパ８の前面に設ける。バンパ衝突時の歩行者の頭部の高さ及び大きさを画像から検知し、大きさから重量を推定し、マップにより重量に応じたエアバッグ反力を求め、高さ及び衝突位置から頭部が衝当するエアバッグを求め、そのエアバッグをマップによるエアバッグ反力となるように膨脹させる。複数の区画に分けて衝撃吸収することができ、装置をコンパクト化し得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方の歩行者を撮像するカメラと、車両前部に設けられた衝突位置検出手段と、車両前側上面部分の複数の区画毎に衝撃吸収力を変えるように設けられた複数の衝撃吸収力可変手段と、前記衝撃吸収力可変手段を作動させる制御手段とを有し、
前記制御手段が、前記カメラの撮像データから前記歩行者の頭部の位置および重量を推定すると共に前記衝突位置検出手段により検出された衝突位置と当該推定された頭部の位置とから前記複数の区画に対して前記歩行者の頭部が衝突する区画を推定し、当該推定された区画の前記衝撃吸収力可変手段による衝撃吸収力を前記頭部重量の推定値に基づいて変えることを特徴とする自動車用安全装置。
【請求項２】
前記衝撃吸収力可変手段が、エアバッグと、ガス発生圧を変化可能なインフレータとを有し、
前記制御手段が、前記頭部重量の推定値に基づいて前記インフレータのガス発生圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の自動車用安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行者保護のための自動車用安全装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車が衝突した歩行者の二次衝突の衝撃を緩和するために自動車側に設けられた自動車用安全装置において、例えばフロントエンジン車のエンジンフードを衝突時に所定量持ち上げて保持し、跳ね上げられた歩行者の衝突によるエンジンフードの変形量が大きくなるようにして、歩行者の衝突力を吸収するようにたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１のものでは、歩行者をカメラで撮像して頭部位置を推定し、その高さすなわち伸長に応じてエンジンフードのリフトアップ量（速度／高さ）を決定することにより、エンジンフードへの衝突が遅れる大人に対してはリフトアップ速度を遅くして、速い場合にエンジンフードに生じる波打ち変形を防止し、頭部位置がエンジンフードに近いためエンジンフードへの衝突が早い子供に対しては速いリフトアップ動作により衝突前にエンジンフードを最も跳ね上がった位置まで到達させるようにして、頭部の高さに応じたエンジンフードのリフトアップ動作を行わせるようにしている。
【０００４】
また、歩行者の検出を上記したようにカメラで行う技術は種々あるが、さらにバンパに衝突によるバンパの変位量を検出するバンパーセンサを設け、さらに車両前部における左右に加速度センサを配設して、各センサの検出結果から歩行者や自転車となどの判別を行って、衝突対象の違いにより細かく対応できるようにしたものがある（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−６７４０４号公報
【特許文献２】特開２００５−４１３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したような歩行者保護のための自動車用安全装置において、近年ではより一層の高度な保護が望まれている。具体的には、歩行者保護エアバッグを用いて、対象歩行者の体格に合わせて頭部を保護（拘束）する上で、頭部の当たる位置（衝突位置）と頭部の重量を認識したいという要求がある。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１・２では、衝突対象の大きさや違いを認識し、それぞれに応じたエンジンフードのリフトアップ動作を変化させることができるものであるが、特に頭部の重量違いに対応した動作を行わせることはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決して、歩行者の頭部の当たる位置と頭部の重量の違いに応じて歩行者の衝突に対するより一層の保護を実現するために本発明に於いては、車両（１）の前方の歩行者（１３）を撮像するカメラ（７）と、車両前部（８）に設けられた衝突位置検出手段（９）と、車両前側上面部分（３）の複数の区画毎に衝撃吸収力を変えるように設けられた複数の衝撃吸収力可変手段（４ａ〜４ｄ・５ａ〜５ｄ）と、前記衝撃吸収力可変手段（４ａ〜４ｄ・５ａ〜５ｄ）を作動させる制御手段（６）とを有し、前記制御手段（６）が、前記カメラ（７）の撮像データから前記歩行者（１３）の頭部（１３ａ・１３ｂ）の位置および重量を推定すると共に前記衝突位置検出手段（９）により検出された衝突位置と当該推定された頭部の位置とから前記複数の区画に対して前記歩行者（１３）の頭部（１３ａ・１３ｂ）が衝突する区画を推定し、当該推定された区画の前記衝撃吸収力可変手段（４ａ〜４ｄ・５ａ〜５ｄ）による衝撃吸収力を前記頭部重量の推定値に基づいて変えるものとした。
【０００８】
特に、前記衝撃吸収力可変手段（４ａ〜４ｄ・５ａ〜５ｄ）が、エアバッグ（４ａ〜４ｄ）と、ガス発生圧を変化可能なインフレータ（５ａ〜５ｄ）とを有し、前記制御手段（６）が、前記頭部重量の推定値に基づいて前記インフレータ（５ａ〜５ｄ）のガス発生圧を制御すると良い。
【発明の効果】
【０００９】
このように本発明の請求項１によれば、カメラの撮像データにより歩行者の頭部の位置および重量を推定すると共に車両全部に設けられた衝突位置検出手段により衝突位置を検出し、上記頭部の位置から歩行者の身長を推定することができ、それにより車両前側部分のどの位置に頭部が衝突するかを推定して、その位置に設けられている衝撃力可変手段による衝撃吸収力を頭部重量に基づいて適切な大きさに設定することができる。これにより、車両前側上面部分として例えばエンジンフードに適用した場合に、従来技術ではエンジンフード全体のリフトアップ量を制御するのに対して、本発明では必要な部分のリフトアップ量を制御することから、衝突に対応した位置のリフトアップ動作の応答性を向上し得る。また、複数の区画に分けて衝撃吸収力可変手段を設けることから、個々の衝撃吸収力可変手段をコンパクト化し得るため、レイアウト性も向上し、種々の車両への搭載自由度が促進される。
【００１０】
特に、衝撃吸収力可変手段がエアバッグとインフレータとの組み合わせからなることにより、収納性の良いエアバッグと小型のインフレータとの組み合わせで装置をコンパクト化でき、例えばピストンシリンダ構造のリフトアップ装置などに比べて、レイアウト性を大幅に向上し得る。また、インフレータによる膨脹圧を可変とすることは容易であり（例えば火薬の量を変えたものを用意して選択的に発火させる）、エアバッグの展開量を変えて容易に衝撃吸収力を可変制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された自動車の前部を示す模式的側面図であり、図２は図１の矢印II線から見た部分平面図である。
【００１２】
図に示されるように、車両１の前部にはエンジンルーム２の上面を覆うエンジンフード３が設けられており、エンジンフード３の下面側（エンジンルーム２側）には、複数（図示例では４個）のエアバッグ４ａ・４ｂ・４ｃ・４ｄが平面視で複数の区画に分けられて配設されている。各エアバッグ４ａ〜４ｄにはそれぞれインフレータ５ａ・５ｂ・５ｃ・５ｄが組み合わされており、これらエアバッグ４ａ〜４ｄとインフレータ５ａ〜５ｄとにより衝撃吸収力可変手段が構成されている。なお、本実施の形態では４つの区画に分割した例について示しているが、区画数については任意であり4未満、または５以上であっても良い。
【００１３】
インフレータ５ａ〜５ｄは、異なる膨張圧を発生し得るものであり、例えばエアバッグ４ａ〜４ｄに開口する複数の部屋を有し、各部屋別に異なる量の火薬が設けられ、各部屋別に発火装置が設けられているものであって良い。なお、１つのインフレータで異なるガス発生量を可能にするものとしては、種々の構造が考えられ、上記に限られるものではない。
【００１４】
車両１の適所には、上記各インフレータ５ａ〜５ｄに対して個々の膨脹圧を可変制御するための制御手段としての制御ユニット６が設けられている。制御ユニット６には、例えばフロントガラス越しに前方に向けられたカメラ７と、車両前部として例えばフロントバンパ８の前面に貼り付けて設けられた衝突位置検出手段としてのフィルム状タッチセンサ９と、図示されないトランスミッションに設けられた車速センサ１０とが電気的に接続されている。
【００１５】
上記カメラ７による撮像処理について図３および図４を参照して説明する。なお、本実施の形態では赤外線カメラによるものとするが、一般的な撮影を行う公知のカメラであっても良い。図３（ａ）はカメラ７に対して遠近２位置にいる歩行者１２・１３の頭部１２ａ・１３ａを撮影する状態を示す説明図であり、図においてカメラ７から近い距離Ｌａは歩行者１３がバンパ８に当接した位置であり、遠い距離Ｌｂはバンパ８から離れて歩行者１２がいる位置にそれぞれ対応する。図３（ｂ）は、近い距離Ｌａの頭部１３ａと、遠い距離Ｌｂの頭部１２ａ（図の二点鎖線）との画像における大きさの違いを表す図である。
【００１６】
図３に示されるように、カメラ７に近い距離Ｌａに位置する歩行者１３の頭部１３ａの大きさ（面積）は、カメラ７から遠い距離Ｌｂに位置する歩行者１２の頭部１２ａの大きさ（面積）よりも大きい。ここで、カメラ７からの歩行者の距離を距離センサなどで検出して頭部面積を計算する方法も考えられるが、走行中におけるバンパ８の前端近くの距離検知は高精度（すなわち高価）な装置を必要として、簡単に検知することは困難である。
【００１７】
本実施の形態では、カメラ７からバンパ８の前端までの距離Ｌａは決まっていることから、図４（ａ）に示されるように、予めバンパ８に当接した位置の歩行者１３の頭部１３ａの画像における頭部面積Ａ１・Ａ２・Ａ３から頭部重量Ｗ１・Ｗ２・Ｗ３を推定するマップＭＰ１が設けられている。
【００１８】
また、図４（ｂ）に示されるように頭部重量Ｗ１・Ｗ２・Ｗ３からエアバッグ反力Ｆ１・Ｆ２・Ｆ３を求めるマップＭＰ２が設けられている。このように、小さな軽い頭部（Ｗ１）にはエアバッグ反力は柔らかく（Ｆ１）、大きな重い頭部（Ｗ３）にはエアバッグ反力は比較的硬く（Ｆ３）なるようにされている。これにより、種々の頭部重量に対する適切な衝撃吸収を行うことができる。
【００１９】
このようにすることにより、頭部１３ａがエアバッグ４ａ（４ｂ／４ｃ／４ｄ）に衝突した際の頭部１３ａのストローク（エアバッグの凹み量）とエアバッグ反力との関係を図５に示されるようにすることができる。図５（ａ）では、ストローク一定（＝Ｓ１）として、頭部重量の違い（Ｗ１〜Ｗ３）に対してエアバッグ反力を変える（Ｆ１／Ｆ２／Ｆ３）ことで対応することを示している。従来方式の場合、子供と大人との頭部重量の違い（Ｗ１〜Ｗ３）に対してリフトアップ量の違いで対応しており、それを本発明に適用すると図５の二点鎖線に示されるように頭部ストロークの違いとなり、そのようなストロークの違い（Ｓ１〜Ｓ３）をエアバッグ４ａ（４ｂ／４ｃ／４ｄ）の膨出量の違いで対応することになり、最大ストローク（図示例ではＳ３）に対応可能にするとエアバッグ４ａ〜４ｄが大型化してしまう。
【００２０】
それに対して、エアバッグ反力の大きさで対応する場合には小さな同一ストロークＳ１で対応できるため、エアバッグ４ａ〜４ｄを小型化でき、装置全体のコンパクト化を促進し得る。なお、インフレータ５ａ〜５ｄも火薬量を違えた部屋を用意する等して対応でき、その場合には部屋数が増えるが、エアバッグ４ａ〜４ｄに比べてインフレータ５ａ〜５ｄの大きさは小さく、部屋数増加による装置全体の大きさに対する影響はそれ程大きくないため、問題ない。
【００２１】
次に、上記構成による自動車用安全装置の動作要領について図６を参照して説明する。まず、イグニッションオンなどで自動車の走行開始により図６のサブルーチンを適宜実行する。そのステップＳＴ１では歩行者の衝突を検知したか否かを判別する。この衝突検知はバンパ８の前面に貼り付けられたタッチセンサ９の信号から制御ユニット６により判断される。衝突検知がされない間はステップＳＴ１を繰り返す。
【００２２】
ステップＳＴ１で衝突が検知されたらステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では車速Ｖが所定値Ｖ０より大きいか否かを判別する。所定値Ｖ０より大きい場合には走行状態であると判定してステップＳＴ３に進み、小さい場合には停車状態であると判定してステップＳＴ１に戻る。
【００２３】
ステップＳＴ３では頭部の高さおよび重量を算出する。頭部の高さは図３（ｂ）の画面内で、公知の画像処理により判定された頭部の位置から算出される。この算出は、ステップＳＴ２に応じて行われることから、衝突位置すなわちバンパ８の前端位置に歩行者１３がいるとして良いため、画像内の頭部位置から求めることができる。
【００２４】
例えば図３（ｂ）には、衝突検知時に撮影された画像において、実線で示された頭部１３ａのように面積が大きい場合には重い（大人）として認識され、二点鎖線で示された頭部１３ｂのように面積が小さい場合には軽い（子供）として認識される。大人の頭部１３ａの位置が高さＨａであると検知され、子供の頭部１３ｂの位置が高さＨｂであると検知されている。この高さ検知に応じてエンジンフード３のどの位置に頭部１３ａ（１３ｂ）が衝当するかを推定することができる。また、各頭部１３ａ・１３ｂの重量は、画像における頭部面積を求め、上記した図４（ａ）のマップＭＰ１から求めることができる。
【００２５】
そして、次のステップＳＴ４では、エアバッグ４ａ〜４ｄにおいてステップＳＴ３で求められた衝当位置に対応するものに対するインフレータ５ａ〜５ｄのガス発生量を頭部重量に応じて決定し、対応する火薬に点火してガスを発生させてエアバッグを膨脹させ、本ルーチンを終了する。
【００２６】
上記制御により、例えば図２の二点鎖線で示されるように、大人の場合にはエアバッグ４ａに大きな頭部１３ａが衝当し、その場合にはエアバッグ４ａを頭部１３ａの重量に合わせて大きなガス発生量で膨脹させる。また、子供の場合にはエアバッグ４ｃに小さな頭部１３ｂが衝当し、その場合にはエアバッグ４ｃを頭部１３ｂの重量に合わせて小さなガス発生量で膨脹させることができる。
【００２７】
このように、エンジンフード３に対する衝突時に頭部１３ａ（１３ｂ）に発生する衝撃を、エアバッグ４ａ〜４ｄの対応して膨脹させたものにより緩和することができる。その時に頭部がエアバッグから受ける反力は、頭部の衝突を受け止める力（保護）になり、それは頭部を抑える力（拘束力）となる。これにより、エンジンフード３を単に持ち上げただけに留まらない顕著な効果が発揮され、衝突位置および頭部重量に応じた適切な衝撃吸収性を発揮できる。なお、車幅方向の位置（図示例では左右２位置）に対しても、バンパ８の全長に渡ってタッチセンサ９が設けられていることから、左右のどの位置に衝当したかを判別可能である。
【００２８】
なお、車速センサ１０により車速の情報も入力しており、車速に応じた判定も可能である。例えば頭部高さが中位（Ｈａ・Ｈｂの中間）であっても低速時にはエンジンフード３の前側に衝当する可能性があるため、その場合には前側のエアバッグ４ｃ・４ｄを衝突位置に合わせて膨脹させると良い。また、頭部重量が中位（Ｗ２）であれば、その重量Ｗ２に応じたガス発生量とする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明が適用された自動車の前部を示す模式的側面図である。
【図２】図１の矢印II線から見た部分平面図である。
【図３】（ａ）は歩行者の位置の違いを説明する側面図であり、（ｂ）は（ａ）に対応する画像を示す図である。
【図４】（ａ）は画像における頭部面積から頭部重量を求めるマッブを示す図であり、（ｂ）は頭部重量からエアバッグ反力を求めるマップを示す図である。
【図５】頭部ストロークに対するエアバッグ反力を示す図である。
【図６】制御要領を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  車両
４ａ〜４ｄ  エアバッグ（衝撃吸収力可変手段）
５ａ〜５ｄ  インフレータ（衝撃吸収力可変手段）
３  エンジンフード（車両前側上面部分）
６  制御ユニット（制御手段）
７  カメラ
８  バンパ（車両前部）
９  タッチセンサ（衝突位置検出手段）
１３  歩行者
１３ａ・１３ｂ  頭部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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