(57)【要約】衝突を検出して評価し、自動車に搭載されている歩行者保護システム（１１９）を展開するよう出力信号を出す衝突検出器が、衝突を検出するよう自動車のフロントに取り付けられたセンサ装置（１０１）を有する。エバリュエータ（１０８）が設けられ、このエバリュエータは、センサの出力を評価し、所定の閾値を超えると出力信号を出して歩行者保護システム（１１９）が非常に軽い物体との衝突によっては作動されないようにする。加うるに、シャーシ設置型加速度計（１１５）が設けられ、この加速時計は、自動車に及ぼされる全減速度を表す信号を出すようになっている。インヒビタ（１０９）が設けられ、このインヒビタは、加速度計からの出力信号が所定閾値を超えた場合、歩行者保護システム（１１９）を作動させる信号の発生を抑止するようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突を検出し、自動車に搭載されている歩行者保護システムを作動させるための出力信号を発生させる衝突検出器システムであって、自動車のフロントに取り付けられていて、衝突を検出する少なくとも１つのセンサと、センサの出力を評価し、歩行者検出基準を満たしていれば出力信号を発生させるエバリュエータとを有し、前記システムは、自動車に及ぼされた全減速度を表す信号をもたらす加速度計を更に有し、前記システムは、加速度計からの信号が抑止基準を満たしていれば出力信号の発生を抑止するインヒビタを更に有していることを特徴とするシステム。
【請求項２】
全減速度を表す信号をもたらす前記加速度計は、自動車上の実質的に中央の場所に設けられていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記抑止基準は、加速度計によってもたらされた信号の引窓平均値が所定値を超えている場合に満たされることを特徴とする請求項１又は２記載のシステム。
【請求項４】
前記抑止基準は、加速度計によってもたらされた信号の積分値が所定値を超えている場合に満たされることを特徴とする請求項１又は２記載のシステム。
【請求項５】
センサは、衝突の性質で決まる変数を検出するよう構成され、センサは、自動車のフロントに取り付けられるようになった要素上又は要素内に設けられ、前記要素は、所定の剛性を備え、衝突の際に変形するよう位置決めされた変形可能な部分を有し、剛性は、少なくとも１つのパラメータに従って変化し、検出器は、前記少なくとも１つのパラメータを測定する装置を有し、前記エバリュエータは、測定された前記少なくとも１つのパラメータに対応した剛性の度合いとの組合せでセンサの出力を評価し、所定の閾値を超えた場合に前記出力信号を発生させるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載のシステム。
【請求項６】
センサは、力覚センサであることを特徴とする請求項５記載のシステム。
【請求項７】
センサは、前記要素に取り付けられた少なくとも１つの加速度計を含み、前記要素は、前記要素を自動車のフロントに取り付ける可撓性支持体を備えていることを特徴とする請求項６記載のシステム。
【請求項８】
センサは、２つの前記加速度計から成り、前記要素は、２つの前記可撓性支持体を備え、各加速度計は、可撓性支持体の各々の上又は中に設置された状態で設けられていることを特徴とする請求項７記載のシステム。
【請求項９】
センサは、前記要素内に設けられた細長いセンサを含み、センサは、前記要素の変形可能な部分が変形したときにセンサに力が加えられるよう配置されていることを特徴とする請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
センサは、圧電ケーブルであることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
複数の圧電ケーブルが設けられていることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
圧電ケーブルは、互いに部分的にオーバーラップしていることを特徴とする請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
センサは、少なくとも１つの圧力管であることを特徴とする請求項９記載のシステム。
【請求項１４】
複数の圧力管が設けられていることを特徴とする請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
圧力管は、互いに部分的にオーバーラップしていることを特徴とする請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
各圧力管は、実質的に垂直の広がりの断面の部分及びこれよりも小さな垂直方向の広がりの断面部分を有する非一様断面のものであることを特徴とする請求項１３〜１５のうちいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１７】
各圧力管は、通気穴を備えていることを特徴とする請求項１３〜１６のうちいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記要素の変形可能な部分は、変形可能なフォーム材料で作られていることを特徴とする請求項５〜１７のうちいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記要素は、実質的に剛性のビームを有し、フォームは、ビームに取り付けられていることを特徴とする請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記要素は、少なくとも１つの接触覚センサを備え、検出器は、出力がエバリュエータにより提供されると共に出力が前記接触覚センサにより提供された場合にのみ前記出力信号を発生させるような論理構造を有していることを特徴とする請求項５〜１９のうちいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのパラメータは、前記要素の変形可能な部分の厚さを含み、前記要素の変形可能な部分は、非一様厚さのものであることを特徴とする請求項５〜２０のうちいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのパラメータを測定する装置は、衝突箇所を計測し、衝突箇所に従って前記要素の厚さを求める装置から成ることを特徴とする請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
衝突の位置を計測する前記手段は、２つの加速度計に与えられる加速度を比較してアルゴリズムを実行する装置から成ることを特徴とする請求項７の従属項としての請求項２２記載のシステム。
【請求項２４】
衝突箇所を突き止めるために、互いに異なる圧電ケーブルからの信号を分析してどのケーブル又はケーブルのどの組合せが信号を出しているかを判定する分析器が設けられていることを特徴とする請求項１１の従属項としての請求項２２記載のシステム。
【請求項２５】
衝突箇所を突き止めるために、互いに異なる圧力管からの圧力を分析してどの圧力管又は圧力管のどの組合せが信号を出しているかを判定する分析器が設けられていることを特徴とする請求項１４の従属項としての請求項２２記載のシステム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのパラメータは、温度を含み、少なくとも１つの温度センサが温度を検出するために設けられていることを特徴とする請求項５〜２５のうちいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２７】
複数の温度センサが設けられていることを特徴とする請求項２６記載のシステム。
【請求項２８】
エバリュエータによって用いられる出力信号を発生させているのがどの一つの温度センサか又はどの複数の温度センサであるかは、衝突箇所を突き止める手段によって判定されることを特徴とする請求項２１の従属項としての請求項２７記載のシステム。
【請求項２９】
エバリュエータは更に、衝突前の車速を表す信号を評価するよう構成されており、エバリュエータは、車速が第１の比較的低い閾値を上回り第２の比較的高い閾値を下回っている場合にのみ前記出力を発生させるよう構成されていることを特徴とする請求項５〜２８のうちいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３０】
第１の閾値は、毎時２０ｋｍであり、第２の閾値は、毎時６０ｋｍであることを特徴とする請求項２８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突検出器システムに関し、特に、特定種類又は性質の衝突、例えば歩行者との衝突を検出するよう自動車に取り付けられる衝突検出器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自走車、例えば自動車がぶつかった歩行者に或る程度の保護をもたらすようになった安全装置を自動車に装備することが提案された。かかる安全装置の一形式としては、歩行者の頭が自動車の“Ａ”支柱（Ａピラーとも呼ばれる）との衝突に起因して怪我をするのを阻止するよう自動車の“Ａ”支柱沿いに上方に延びる部分を有するインフレート可能な要素が挙げられる。かかる安全装置の別の形態は、自動車のフード又はボンネットの後側部分を跳ね上げてフード又はボンネットの主要領域をその下に位置するエンジンから離し、かくしてフード又はボンネットが歩行者の頭と衝突した場合に変形でき、その結果として怪我の恐れが減少するようになっている。
【０００３】
提案された従来型の衝突検出器は、自動車のバンパ内に設けられた種々のセンサ、例えば加速度計、変形センサ及び力覚センサを用いている。歩行者を保護する安全装置を作動させる出力信号は、センサからの信号が所定の閾値を上回り又は下回った場合に出される。
【０００４】
歩行者との衝突を軽い物体、例えば鳥との衝突から判別できるようにするために、センサは、物体にぶつかっている事故状況において、ぶつけられた物体の特性、例えばその物体の質量にのみ依存して、場合によっては他の既知で測定可能なパラメータ、例えば自動車の速度と共同して出力信号をもたらすことが理想的である。
【０００５】
当然のことながら、歩行者保護装置を大事故、例えば別の自動車との衝突の際に作動させることは極めて不適当な場合があることは言うまでもない。歩行者保護装置は、自動車の運転手の視界を相当に損なう場合がある。歩行者保護装置がフード又はボンネットの後縁部を跳ね上げる装置であれば、フード又はボンネットの後側部分は、正面衝突の際、フロントガラス又はウインドシールドを押し破る場合があり、その結果、フード又はボンネットの後側部分が、自動車の運転手及び（又は）前席の乗客に当たり、それにより望ましくない怪我が生じる。
【０００６】
本発明は、改良型衝突検出器システムを提供することにある。
【０００７】
本発明によれば、衝突を検出し、自動車に搭載されている歩行者保護システムを作動させるための出力信号を発生させる衝突検出器システムであって、自動車のフロントに取り付けられていて、衝突を検出する少なくとも１つのセンサと、センサの出力を評価し、歩行者検出基準を満たしていれば出力信号を発生させるエバリュエータとを有し、上記システムは、自動車に及ぼされた全減速度を表す信号をもたらす加速度計を更に有し、上記システムは、加速度計からの信号が抑止基準を満たしていれば出力信号の発生を抑止するインヒビタを更に有していることを特徴とするシステムが提供される。
【０００８】
好ましくは、全減速度を表す信号をもたらす上記加速度計は、自動車上の実質的に中央の場所に設けられる。
有利には、上記抑止基準は、加速度計によってもたらされた信号の引窓平均値が所定値を超えている場合に満たされる。
変形例として、上記抑止基準は、加速度計によってもたらされた信号の積分値が所定値を超えている場合に満たされる。
【０００９】
有利には、センサは、衝突の性質で決まる変数を検出するよう構成され、センサは、自動車のフロントに取り付けられるようになった要素上又は要素内に設けられ、上記要素は、所定の剛性を備え、衝突の際に変形するよう位置決めされた変形可能な部分を有し、剛性は、少なくとも１つのパラメータに従って変化し、検出器は、上記少なくとも１つのパラメータを測定する装置を有し、上記エバリュエータは、測定された上記少なくとも１つのパラメータに対応した剛性の度合いとの組合せでセンサの出力を評価し、所定の閾値を超えた場合に上記出力信号を発生させるよう構成される。
【００１０】
好ましくは、センサは、力覚センサである。
有利には、センサは、上記要素に取り付けられた少なくとも１つの加速度計を含み、上記要素は、上記要素を自動車のフロントに取り付ける可撓性支持体を備えている。
好ましくは、センサは、２つの上記加速度計から成り、上記要素は、２つの上記可撓性支持体を備え、各加速度計は、可撓性支持体の各々の上又は中に設置された状態で設けられる。
有利には、センサは、上記要素内に設けられた細長いセンサを含み、センサは、上記要素の変形可能な部分が変形したときにセンサに力が加えられるよう配置されている。
【００１１】
一実施形態では、センサは、圧電ケーブルである。
有利には、複数の圧電ケーブルが設けられる。
有利には、圧電ケーブルは、互いに部分的にオーバーラップする。
【００１２】
別の実施形態では、センサは、少なくとも１つの圧力管である。
有利には、複数の圧力管が設けられる。
有利には、圧力管は、互いに部分的にオーバーラップしている。
有利には、各圧力管は、実質的に垂直の広がりの断面の部分及びこれよりも小さな垂直方向の広がりの断面部分を有する非一様断面のものである。
好ましくは、各圧力管は、通気穴を備える。
【００１３】
有利には、上記要素の変形可能な部分は、変形可能なフォーム材料で作られる。
好ましくは、上記要素は、実質的に剛性のビームを有し、フォームは、ビームに取り付けられる。
有利には、上記要素は、少なくとも１つの接触覚センサを備え、検出器は、出力がエバリュエータにより提供されると共に出力が上記接触覚センサにより提供された場合にのみ上記出力信号を発生させるような論理構造を有する。
【００１４】
有利には、上記少なくとも１つのパラメータは、上記要素の変形可能な部分の厚さを含み、上記要素の変形可能な部分は、非一様厚さのものである。
好ましくは、上記少なくとも１つのパラメータを測定する装置は、衝突箇所を計測し、衝突箇所に従って上記要素の厚さを求める装置から成る。
有利には、衝突の位置を計測する上記手段は、２つの加速度計に与えられる加速度を比較してアルゴリズムを実行する装置から成る。
【００１５】
変形例として、衝突箇所を突き止めるために、互いに異なる圧電ケーブルからの信号を分析してどのケーブル又はケーブルのどの組合せが信号を出しているかを判定する分析器が設けられる。
変形例として、衝突箇所を突き止めるために、互いに異なる圧力管からの圧力を分析してどの圧力管又は圧力管のどの組合せが信号を出しているかを判定する分析器が設けられる。
【００１６】
好ましくは、上記少なくとも１つのパラメータは、温度を含み、少なくとも１つの温度センサが温度を検出するために設けられる。
有利には、複数の温度センサが設けられる。
【００１７】
有利には、エバリュエータによって用いられる出力信号を発生させているのがどの一つの温度センサか又はどの複数の温度センサであるかは、衝突箇所を突き止める手段によって判定される。
有利には、エバリュエータは更に、衝突前の車速を表す信号を評価するよう構成されており、エバリュエータは、車速が第１の比較的低い閾値を上回り第２の比較的高い閾値を下回っている場合にのみ上記出力を発生させるよう構成される。
有利には、第１の閾値は、毎時２０ｋｍであり、第２の閾値は、毎時６０ｋｍである。
【００１８】
本発明を容易に理解できるように、しかもその別の特徴を理解できるようにするために、以下、添付の図面を参照して本発明を例示として説明する。
【００１９】
部材、例えば自動車バンパの剛性ｋは、次式として定義される。
【数１】
2005521584.tif 000003
上式において、Ｆは、衝突状況の間にバンパの特定の点又は領域に加えられた力、ｓは、その衝突点又は領域の実際の変位である。質量ｍの物体と衝突した状況では、バンパが取り付けられている自動車の速度が衝突直前においてはνであり、ｋを定数とすると、次式が成り立つ。
【数２】
2005521584.tif 000004
【００２０】
変形が弾性でなければ（これは、自動車事故の場合に一般的であると考えられる）、この方程式は、次式で表される期間ｔについて有効である。
【数３】
2005521584.tif 000005
したがって、
【数４】
2005521584.tif 000006
加速度計を用いた場合、加速度についての式は、ｓの２次導関数である。
【数５】
2005521584.tif 000007
力Ｆ＝ｋ・ｓであり、かくして、
【数６】
2005521584.tif 000008
ただし、
【数７】
2005521584.tif 000009
それ故、Ｆ（ｔ）＝０である。
【００２１】
上述の数学的分析は、実際の衝突箇所だけに関している。センサが衝突箇所の後ろに位置した状態で設けられている場合、信号は、全剛性とセンサの後ろの剛性との比、即ちセンサと部材が取り付けられている自動車のシャーシとの剛性の比に等しい係数で換算される。高い信号を得るためには、センサの前の剛性は高く、センサの後ろの剛性は低いことが必要である。しかしながら、歩行者を傷付ける恐れを最小限に抑えるためには、前の剛性は低いことが必要である。センサの後ろの剛性が自動車バンパの全剛性の１／１０未満であれば、良好な妥協点を見出すことができる。
【００２２】
したがって、上述の状況では、衝突直前の車速νが既知であり且つ衝突が起こった領域の自動車バンパに関する剛性ｋが既知であれば、ｍ、即ち衝突が生じた物体の質量を計算することができる。
【００２３】
当然のことながら、物体の質量ｍをいったん求めると、この値は、安全装置が歩行者を保護する制御信号を発生すべきか又は発生させないようにすべきかを決定するようアルゴリズムで利用できる。当然のことながら、歩行者の保護手段となる安全装置が、歩行者との衝突速度が毎時２０ｋｍよりも速く、毎時６０ｋｍよりも低い場合にのみ有効であると考えられることに留意した上で、アルゴリズムは、他のパラメータ、例えば、絶対車速を利用することができる。車速が毎時２０ｋｍ未満又は毎時６０ｋｍ以上の場合、歩行者を保護できるようになった今日の安全装置には、はっきりと分かる有利な効果は無いと考えられる。
【００２４】
先ず最初に添付の図面の図１を参照すると、バンパ（又はフェンダ）組立体１が、自走車２、例えば自動車のフロント部分に２つの可撓性支持体３，４によって取り付けられており、これら支持体はそれぞれ、バンパのそれぞれの端部に隣接して設けられている。各支持体３，４は、全体として管状ハウジングの形態をしているのがよく、かかるハウジングは、歩行者を含む典型的な衝突状況の際に潰れ又は撓むような厚さを有する材料で作られている。かくして、各支持体は、「クラッシュボックス（crash box ）」であると考えることができる。
【００２５】
バンパ１の後側部分には２つの加速度計５，６が取り付けられている。加速度計５は、「クラッシュボックス」３内に設けられ、加速度計６は、「クラッシュボックス」４内に設けられていて、それぞれのクラッシュボックスが加速度計を或る程度保護できるようになっている。しかしながら、加速度計をクラッシュボックス上又はクラッシュボックスに隣接したどこかの場所、場合によっては、バンパそれ自体の一部に組み込んだ状態で配置できる。図示の実施形態では、各加速度計は、バンパ１の一部をなす比較的剛性の高いビーム７の後側フェースに取り付けられている。ビーム７の前側フェースは、可撓性の覆い８を備え、この覆いは、図示の構成では、ビーム７の前側フェースに固定された「フォーム」ブロックによって構成されている。フォームは、可撓性フォームであり、このフォームは、一様な構造のものであり、かくして既知の度合いの「剛性」を備えている。
【００２６】
しかしながら、フォームは、一様厚さのものでなくてもよく、かくして、任意特定の点又は箇所におけるフォームの絶対剛性は、その特定の箇所におけるフォームの厚さで決まる。
【００２７】
任意特定の位置又は箇所におけるフォームの剛性は、設計データから計算でき、計算した剛性を「ルックアップテーブル」の形態でメモリに記憶させることができる。かくして、以下の説明から明らかになるように、衝突箇所の位置を計算し、次にその位置に関する「ルックアップ」テーブルから関連の剛性を求めることができる。
【００２８】
歩行者との衝突が万一生じて矢印Ｆにより指示された力が特定の箇所、例えばバンパ上の箇所９に加えられた場合、２つの加速度計相互間の距離がｌOであり、衝突箇所９と第１の加速度計５との間の距離がｌAであるとすれば、加速度計５は、出力信号ａAを出し、第２の加速度計６は、出力信号ａBを出し、出力信号は、第１の加速度計５に加えられた力ＦA及び第２の加速度計６に加えられた力ＦBで表され、この場合、Ｆ＝ＦA＋ＦBである。加速度計５，６に対する箇所９の正確な位置を求めることができる。というのは、次式が成り立つからである。
【数８】
2005521584.tif 000010
加速度計５，６からの出力信号ａA，ａBを分析することにより衝突が生じた正確な箇所９を求めると、バンパについての記憶データを用いてその箇所におけるフォーム８の剛性を求めることができ、その結果、上述の数学的分析を利用して、衝突物体の質量を求めることができる。かくして、用いられるアルゴリズムは、フォームの剛性ｋ及び「クラッシュボックス」３，４の剛性を利用している。かくして、センサの前及び後に位置する要素の剛性が利用される。
【００２９】
図２は、上述した形式の可撓性支持体又は「クラッシュボックス」１３，１４により自動車１２のフロントに取り付けられたバンパ１１を示しており、「クラッシュボックス」１３，１４は、バンパ１１の互いに反対側の端部に隣接して設けられている。バンパは、支持体１３，１４相互間に延びる実質的に剛性のビーム１５を有し、ビームの前部にはフォーム要素１６が取り付けられている。フォーム要素とビームとの間には、センサ要素１７が設けられ、このセンサ要素は、圧力管又は圧電ケーブルの何れかの形態をしている。センサは、力が加えられた正確な箇所とは無関係にバンパに加えられた全ての力に応動する。
【００３０】
圧力管は、撓みやすい壁を有していて気体又は液体を収容した管である。気体又は液体は、圧力センサと連通状態にある。力が管に加えられ、管が変形すると、気体又は液体の圧力が上昇し、この圧力上昇は、圧力センサによって検出される。
【００３１】
圧電ケーブルは、２つの細長い電極相互間に設けられた細長い圧電材料を有する細長いケーブルである。圧電材料は、圧縮されると、その互いに反対側のフェースを横切って電位を生じさせる材料である。かくして、ケーブルは、力がケーブルに加えられると、電位を生じさせるようなものであり、その電位を検出することができる。圧電材料は、良好な圧電特性を備えた誘電体を利用している。
【００３２】
圧電ケーブルの幾つかの形態では、圧電材料は、複数の小さなセグメントの状態に分割され、各セグメントと関連した個々の電極が設けられ、圧電ケーブルにより生じた出力が力をケーブルに加えた正確な箇所を自動的に指示するようになっている。かくして、かかるケーブルは、衝突箇所を即座に突き止めることができる。しかしながら、圧力管を用いる場合、圧力管を互いにオーバーラップする別々のセグメントの状態に分割するのがよく、或いは、変形例として、別個の位置センサを利用すると、図示の実施形態では、フォーム１６が一様厚さのものでなく、かくして全体的に一様な剛性をもたないので衝突箇所を求めることができ、又、上述の実施形態では、衝突箇所を求めてバンパに関する記憶情報から衝突箇所についての関連剛性を求めることができるようにするのが妥当であろう。
【００３３】
図２のバンパの実質的に中央の箇所（フォームが非常に厚い場所）の有効剛性ｋ1について考えると、有効剛性ｋ1は、関連の実質的に中央の箇所のところのフォームの剛性ｋ1fに依存すると共に更に関連の実質的に中央の箇所のところのビーム１５の剛性ｋ1bにも依存しており、これは次式で表される。
【数９】
2005521584.tif 000011
【００３４】
ビームは支持体１３，１４相互間の位置では「軟らかい」ので、支持体相互間の箇所のところのビームの有効剛性であるｋ1bは、支持体のうちの一方１３に隣接したビームの有効剛性であるｋ2bよりも小さい。また、ｋ1fは、支持体１３に隣接した箇所のところのｋ2fよりも非常に小さいことは注目されるべきである。というのは、フォームは、厚いところでは「軟らかい」からである。
【００３５】
次に図３を参照すると、時間と比較した検出力の種々のプロットがｍ、ｋ及びνの種々の組合せについて示されている。
【００３６】
上述したように、一定の剛性（ｋ＝Ｆ／ｓ）を有する設計及び材料に関し、次式が成り立つ。
【数１０】
2005521584.tif 000012
但し、
【数１１】
2005521584.tif 000013
図３にプロットした第１の線、即ち線２１は、質量ｍ1の物体と有効剛性がｋ1である図２のビームの中央部分において車速ν1の衝突について力と時間との関係を表す代表的な線を示している。この線は、最大値に向かって次第に上昇し、次に衝突状況の終わりに突然下降する。線２２は、線２１と類似した状況を示しているが、車速ν2が増大している。この線は、急勾配の初期の経路を有し、大きな最大力まで上昇するが、線２１と実質的に同一の時点で終わっていることが理解できる。
【００３７】
線２３は、バンパ１１の支持体１３に隣接した図２に示すような有効剛性ｋ2の領域において質量ｍ1と衝突した場合の車速ν1で受ける力を示している。この場合も又、線の全体的な形は、上述した線と類似しており、この線は、最大力に向かって上昇し、そして急に終わっている。しかしながら、最大力は、線２１又は２２についての最大力よりも小さいが、力が下降する時間は、力の始まりと比べて遅い。
【００３８】
最後に、線２４は、この場合も又有効剛性ｋ2が与えられている領域において質量ｍ2（ここで、ｍ2はｍ1よりも大きい）の物体と車速ν1で衝突した際に受ける力を示している。線２４は、最大値まで次第に上昇し、次に急に終わっている。しかしながら、最大値は、線２３に見える最大値よりも大きく、力の終わりは、線２３の場合よりも遅い時点で起こっている。
【００３９】
次に図４を参照すると、安全装置のための制御信号を発生させるために衝突した物体の質量及び自動車の速度を含む１組の基準を用いることが可能である。
【００４０】
図４は、加えた力と絶対車速との関係を表すプロットを示したグラフ図である。上述したように、所定範囲の車速を選択して、衝突前の車速が選択された範囲内にあるときにのみ制御信号を発生させるようにすることが適当である。図４では、毎時２０ｋｍ〜６０ｋｍの範囲が選択されているが、これは、恣意的な選択である。自動車がその速度範囲内で走行している間に衝突が検出された場合、制御信号は、力Ｆが閾値を超える場合にのみ出力されるべきである。
【数１２】
2005521584.tif 000014
上式において、ｍ1は、歩行者の脚の質量の下限値である。
【００４１】
したがって、勾配ｄＦ1／ｄν＝√（ｋ・ｍ1）の線を引くことが可能であり、かかる線は、グラフに線３０としてプロットされている。かくして、特定の衝突の際に当たった物体の質量が線３０に位置する符号３１で表された領域に見られる力を生じさせるようなものであれば、出力信号を発生させる必要がある。
【００４２】
フォーム又はこれと均等な材料を用いる場合、衝突箇所の位置から自動車のシャーシへの経路の少なくとも一部は、温度に依存する剛性ｋを有するであろう。というのは、通常、フォームは温度上昇時に軟らかくなり、ｋの値が小さくなるからである。
多くの材料又は設計に関し、剛性ｋは、ｓ、ａ又はＦとは独立していない。剛性ｋは又、νに依存する場合がある。
【００４３】
もし例えばＦ＝ｆ1（ｋ，ν，ｍ）であり、ｋ＝ｆ2（Ｆ，ν，Ｔ）であれば、Ｆをｆ3の新しい関数として表すことができる。
即ち、Ｆ＝ｆ3（Ｔ，ν，ｍ）であり、ここでｆ3は、Ｆとは独立である。説明を簡単にするために、この分析に関し、ｋが衝突の位置とは無関係であると仮定する。
【００４４】
図５は、異なるＴ及びかくして異なるｋの場合であるが、ν及びｍについては同一の値でバンパに用いられるフォームに関しＦ（ｔ）の別々のプロットを示している。
図５に見える第１の線４０は、比較的低い温度Ｔ１及びかくして比較的高い剛性ｋ1の場合の効果を示している。図示のサイクルの完了に要する総時間は、比較的短い。線４１で示されているように、これよりも高い温度Ｔ２及びかくしてこれよりも低いフォーム剛性ｋ2に関し、要する総時間は、非常に長いが、最大力は、線４０の場合よりも小さい。線４０の積分値（即ち、曲線の下の面積）は、線４１についての積分値と同一である。
【００４５】
次に、添付の図面の図６及び図７を参照すると、別のバンパ５１が、２つの可撓性支持体により自動車のシャーシ５２に固定された状態で示されており、かかる可撓性支持体は、クラッシュボックス５３，５４の形態をしているのがよい。このバンパは、その前側フェースにフォーム要素５６を担持した比較的剛性の高いリヤビーム５５を備えている。図示の実施形態のフォーム要素５６内には、２つの隣り合う圧力管５７，５８を構成するチャネルが形成されている。圧力管は互いに同一なので、圧力管５８についてのみ説明する。圧力管５８は、細長い管から成り、この管内には、プロセッサ６１に通じる出力リード線６０上に出力を出す圧力センサ５９が設けられている。各管は、フォーム材料中に形成されたチャネルであるのがよい。チャネルの壁を封止するのがよく、かかる封止は、フォームが連続気泡フォームである場合には必要になろう。この圧力管は、通常空気を空気圧で収容するよう大気への通気穴６１を備えている。図７で最も明確に理解できるように、管の内部は、一様断面のものではなく、「台形」断面のものであり、この断面は、バンパの最前部に向かって相当大きな寸法を有し、バンパの後部に向かって断面が減少している。この理由は、かかる管を圧縮した場合に、大きな「高さ」を有する管の部分中の容積の変化がチャンバの全容量に比べて大きいからである。
【００４６】
管を１本だけ用いるよりも２本以上の個別の管を用いることが好ましい。というのは、有効減容度は、総容積と比べた場合、任意特定の衝突状況において、バンパの全長にわたって延びる長い管の場合よりもバンパの長さの一部だけにわたって延びる短い管の場合の方が大きいからである。複数本の管を「オーバーラップ」させて用いる場合、どの管が圧力の増大を受けるかを決定し、衝突箇所のところのフォームの厚さの効果を考慮に入れることができるようにすることにより衝突箇所を求めることが可能である。これと似た効果は、上述した形式の複数の圧電ケーブルを「オーバーラップ」させることにより達成できる。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態では、安全装置を展開させる制御信号を発生させることができる前に作動されなければならない独立の「アーミング（arming）」（安全解除）装置を有することが有利であると考えられる。かかる装置は、制御信号が例えば１つのスプリアス電気信号に起因して不適当な状況で発生する恐れを最小限に抑えることになろう。
【００４８】
図８は、可撓性支持体７３，７４により自動車のシャーシ７２に取り付けられたバンパ７１を示しており、これら可撓性支持体は、バンパ７１の端部に隣接して配置された「クラッシュボックス」の形態をしているのがよい。バンパ７１は、ビーム７５を有している。ビーム７５の前部には、可撓性フォームで作られた本体７６が取り付けられている。フォーム本体内には、１以上の圧力管の形態又は１以上の圧電ケーブルの形態をした力覚センサ７７が組み込まれている。センサ７７は、出力７８として概略的に示した出力信号を出す。
【００４９】
センサ７７の前には、完全に別個独立の接触覚センサ７９が設けられている。接触覚センサ７９は単に、当初フォーム内で非常に短い距離だけ互いに間隔を置いて位置する２つの導電性箔から成るのがよい。もしフォーム７６に力が加わると、箔は、互いに電気的に接触し、かくして、２つの箔に接続された電気リード線８０，８１を効果的に「短絡させる」。他の形式の接触覚センサを用いることができ、制御信号を発生させる前に、先ず最初に、接触覚センサ７９が接触状態を検出しなければならず、第２に、上述したような仕方では、衝突が生じている物体の質量が適当な基準を満たしていることが確認されなければならないことは理解されよう。接触覚センサは、以下に詳細に説明するように、衝突箇所の位置を求めるのを助ける互いにオーバーラップ状態にある接触覚センサ要素を有するのがよい。
【００５０】
バンパにぶつかる物体の質量を求めるための計算において、バンパを形成する材料の有効剛性及びバンパを定位置に取り付けるマウントの剛性を利用することについて説明を行った。バンパを形成する材料の剛性は、温度に依存する場合がある。かくして、図８に示すバンパでは、出力８３をもたらす温度センサ８２がフォーム内に組み込まれており、出力８３をプロセッサに送ってフォーム本体の剛性に関連した計算を行う際、実際の温度に基づいて適当な調整を行うことができるようにするのがよい。しかしながら、上述したように圧電ケーブルを利用した実施形態の場合、温度の関数として変化するケーブルの電極相互間のキャパシタンス（静電容量）を測定して分析すると、温度を表す信号を得ることができる。
【００５１】
図９は本発明の好ましい実施形態を構成する作動システム全体を示している。
図９は、バンパの端部に隣接して位置する「クラッシュボックス」の形態をした２つの支持体を用いて上述したように自動車に取り付けることができるバンパ１００を示している。バンパ１００は、比較的剛性のビーム１０１を有し、フォーム本体１０２がこのビームの前側フェースに取り付けられている。力覚センサ１０３がフォーム本体１０２とビーム１０１との間に設けられ、この力覚センサは、複数の圧力管又は圧電ケーブルの形態をしているのがよい。図９の実施形態では、３つの細長い接触覚センサ１０４，１０５，１０６が設けられており、これらは互いにオーバーラップ状態にある。接触覚センサ１０４，１０５，１０６は、力覚センサ１０３の前に位置した状態でフォーム本体１０２内に設けられている。最も近くに位置する接触覚センサ１０４，１０６は、互いに間隔を置いて位置し、前方の接触覚センサ１０５は、接触覚センサ１０４，１０６の各々の半分と実質的にオーバーラップしており、更に、接触覚センサ１０４，１０６相互間の空間を横切って延びている。この比較的簡単な構造により、３つのセンサだけを用いて５つの別々の接触ゾーンを特定することができる。
【００５２】
理解できるように、衝突が図９に示すようにバンパの最も左側で起こった場合、接触を検出するのは接触覚センサ１０４だけである。センサ１０４がセンサ１０５とオーバーラップしている僅かに右側で衝突が起こった場合、両方のセンサが衝突を検出することになる。衝突は更に右側で起こった場合であって、センサ１０５がセンサ１０６とオーバーラップしている箇所で衝突が起こっていなければ、中間のセンサ１０５だけが衝突を検出することになり、後者の場合、両方のセンサが衝突を検出することになろう。最後に、もし衝突がバンパの最も右側の側部で起こった場合、センサ１０６だけが衝突を検出することになろう。センサ１０４，１０５，１０６は全て、評価（エバリュエーション）ユニット１０７に接続され、この評価ユニットは、どのセンサ又はセンサのどの組合せが接触を検出したかを判定し、衝突が起こった箇所を表す適当な出力信号をプロセッサ１０８に出し、このプロセッサは、歩行者衝突アルゴリズムを実行する。プロセッサ１０８は、メモリ内に記憶されている「ルックアップテーブル」から関連したゾーンのフォームの有効剛性を求めるよう構成されている。接触覚センサのうち任意の１つが接触を検出すると、アーミング信号が抑止可能な「ＡＮＤゲート」１０９の形態をした論理コンポーネントに送られ、このＡＮＤゲートは又、プロセッサ１０８から入力を受け取る。
【００５３】
図示の実施形態では、複数の温度センサ１１０，１１１，１１２がバンパ内に設けられている。温度センサは、フォーム本体１０２の種々の領域の温度を検出する。評価ユニット１０７からの出力信号は、温度選択ユニット１１３に送られ、この温度選択ユニットは、３つの温度センサ１１０，１１１，１１２から信号を受け取る。評価ユニット１０７からの衝突箇所に関する判定結果に応じて、適当な温度センサ又は温度センサの組合せの温度を温度選択ユニット１１３により、歩行者衝突アルゴリズムを実行するプロセッサ１０８に送られる。実際の温度を用いて剛性の選択された値を適当に調節することができる。
【００５４】
プロセッサ１０８は又、自動車速度計ユニット１１４から衝突直前の自動車の速度を指示する入力を受け取る。
【００５５】
図９に示すような実施形態では、別の加速度計１１５が設けられ、この加速度計は、好ましくは中央の位置で自動車の主シャーシに取り付けられている。したがって、加速度計１１５は、自動車の全加速度に応動し、そして明らかになるように、この加速度計は、自動車が非常に重い物体、例えば別の自動車との衝突に関わっているかどうかを判定するために利用され、かかる衝突の場合、歩行者を保護することが意図された安全装置を展開するのは不適当である。
【００５６】
加速度計１１５の出力は、積分器１１６のところで積分されて所定の期間にわたり自動車の全速度変化を表す信号をもたらす。
【数１３】
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【００５７】
積分器の出力は弁別器１１７に送られる。弁別器は、歩行者よりも非常に重量のある物体との衝突が起きたような速度の変化であるかどうかを判定するようになっている。もし弁別器１１７により速度の変化が歩行者よりも重い物体との衝突が起きたことを指示する所定の閾値を超えたことが判定されると、ＡＮＤゲート１０９を抑止する信号がリード線１１８上に出され、かくして、ＡＮＤゲートの出力のところに制御信号が出されるのを阻止する。
【００５８】
全速度変化を計算しないで、低域フィルタを加速度信号に適用してもよく、又は「引窓（sliding window）」平均値を計算してもよく、これは、前の所定期間にわたる任意の時点での平均値である。
【数１４】
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【００５９】
ＡＮＤゲート１０９の出力は、歩行者保護システム１１９の形態をした安全装置に与えられる。したがって、力をバンパ１０１の一部に加えるような衝突の場合、先ず最初に力が接触検出器１０４，１０５，１０６のうち１以上によって検出され、これにより評価ユニット１０７がバンパのどの領域に当たったかを判定し、その情報をプロセッサ１０８に送ると共にアーミング信号をＡＮＤゲート１０９に送るようになることは理解されるべきである。また、評価ユニット１０７は、適当な信号を温度選択ユニット１１３に送ることができ、それにより適当な温度信号をプロセッサ１０８に送ることができる。
【００６０】
衝突の力は、力覚センサ１０３によって測定され、適当な力がプロセッサ１０８に送られることになる。プロセッサ１０８は又、速度計ユニット１１４から瞬時車速を受け取る。上述の方法を利用すると、プロセッサユニット１０８は、衝突した物体の質量を求めることができよう。かくして、プロセッサ１０８は、エバリュエータとして働いて衝突箇所のところのフォームの求められた剛性と組み合わせた状態でセンサの出力を評価し、それにより衝突に関与した物体の質量を計算する。質量が所定閾値を超えていれば、出力信号がＡＮＤゲート１０９に送られる。もしＡＮＤゲート１０９が、加速度計１１５、積分器１１６及び弁別器１１７により非常に重い物体、例えば別の自動車との衝突が起きたことが判定された場合にのみ存在する線１１８上の信号によって抑止されなければ、制御信号はＡＮＤゲート１９から歩行者の保護を行うようになった安全装置に伝わり、安全装置が作動されることになろう。
【００６１】
上述のことから、自動車のフロントに取り付けられたセンサ、例えば加速度計又は力覚センサを軽い物体と重い物体の両方を区別するために用いることができるが、センサが重い又は非常に剛性の物体との衝突により損傷する場合があるので軽い物体を区別するのにより適していることは明らかであろう。フード又はボンネットが跳ね上げられる形式の歩行者保護装置は、激しい衝突の際、例えば、フードがフロントガラスを突き破るような激しい衝突状況では作動されないようにすべきである。かくして、本発明の実施形態である検出器が衝突を検出したとき、しかしながら、所定の閾値を超える質量を有する物体との衝突があった場合のみ且つ衝突が激しい衝突状況の一部でない場合にのみ、出力信号を出すことが望ましい。
【００６２】
かくして、本発明の好ましい構成は、もしシャーシ取付け型加速度計１１５からの出力信号が、車両が激しい衝突又は事故状況に遭ったという見通しが与えられているようなものでない限りにおいて、妥当な条件が存在している場合に制御信号を発生させる。
【００６３】
原文明細書において、“comprises ”（〜を有する（含む））は、“includes or consists of ”（〜を有する（含む）又は〜から成る）を意味し、“comprising”は、“including or consisting of”を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】加速度計の形態をしたセンサを備える自動車用バンパの略図である。
【図２】バンパの全幅に沿って延びる力覚センサを備えた自動車バンパの略図である。
【図３】説明の目的のために提供されたグラフ図である。
【図４】説明の目的のために提供された別のグラフ図である。
【図５】説明の目的のために提供された更に別のグラフ図である。
【図６】２つの圧力管を有するバンパの横断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視断面図である。
【図８】自動車用バンパの別の略図である。
【図９】ブロック図内に組み込まれた自動車バンパの略図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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