(57)【要約】【課題】歩行者との前方衝突を高精度かつ早期に検出可能な車両用衝突保護装置を提供すること。【解決手段】歩行者検出用の衝突検出センサ１をフロントバンパ５０の下方にて前後に進退する歩行者用伸縮バンパ２０のバンパプレート２１に装備する。これにより、衝突を高精度で早期に検出することができる。【選択図】図１０
2005219727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両への衝突体の衝突を検出する車載の衝突検出センサと、前記衝突検出センサの検出信号により衝突を検出して車載の衝突保護装置の作動を指令する判定作動回路とを備える車両用衝突保護装置において、
前記衝突検出センサは、フロントバンパよりも下方にて車体に支持されて先端が前記フロントバンパと前後方向等位置に配置されるか又は前記フロントバンパよりも前方へ突出する歩行者用バンパに装備されるとともに、前記歩行者用バンパの前端面に設けられたバンパプレートへの前記衝突体の衝突又は近接を検出することを特徴とする車両用衝突保護装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用衝突保護装置において、
前記歩行者用バンパは、前記フロントバンパよりも下方にて前後方向へ伸縮可能に車体に固定されて車速が所定範囲の場合に前記フロントバンパよりも前方へ突出し、停車時に前記フロントバンパより後方へ後退する歩行者用伸縮バンパからなる車両用衝突保護装置。
【請求項３】
請求項１記載の車両用衝突保護装置において、
前記歩行者用バンパは、前記フロントバンパよりも下方にて車体に固定されて車速にかかわらず前記フロントバンパと前後方向等位置に配置されるか又は前記フロントバンパよりも前方へ突出している歩行者用非伸縮バンパからなる車両用衝突保護装置。
【請求項４】
請求項１記載の車両用衝突保護装置において、
前記判定作動回路は、前記衝突検出センサの前記検出信号により歩行者衝突検出を判定した場合に歩行者保護用の前記衝突保護装置を作動させる車両用衝突保護装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか記載の車両用衝突保護装置において、
前記衝突検出センサは、前記バンパプレートに設けられて前記衝突体の近接による交流インピーダンスの変化を検出するインピーダンスセンサを含む車両用衝突保護装置。
【請求項６】
請求項５記載の車両用衝突保護装置において、
前記インピーダンスセンサは、前記バンパプレートに設けられるとともに、前記衝突体の近接により変化する前記交流インピーダンスとしてのコイルインピーダンスをもつコイルを有する車両用衝突保護装置。
【請求項７】
請求項５記載の車両用衝突保護装置において、
前記インピーダンスセンサは、前記バンパプレートに設けられるとともに、前記衝突体の近接により変化する前記交流インピーダンスとしての対地静電容量をもつ対地コンデンサの電極部を有する車両用衝突保護装置。
【請求項８】
請求項６及び７記載の車両用衝突保護装置において、
前記インピーダンスセンサは、前記コイルインピーダンスの変化と前記対地間静電容量の変化との両方に相関を有する前記検出信号を出力し、
前記判定作動回路は、前記コイルインピーダンスの変化と前記対地間静電容量の変化の両方に基づいて前記衝突体の種類の判別を行う車両用衝突保護装置。
【請求項９】
請求項８記載の車両用衝突保護装置において、
前記コイルの一端は、一端が接地された前記交流電源の他端から給電され、
前記コイルの他端は、前記対地コンデンサの電極部に接続されて前記電気量検出のための検出端をなし、
前記判別回路は、前記検出端の電圧上昇により金属体の接近を、前記検出端の電圧低下により歩行者の接近を分別する車両用衝突保護装置。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれか記載の車両用衝突保護装置において、
前記衝突検出センサは、前記バンパプレートに作用する衝突荷重を検出する衝突荷重センサを有する車両用歩行者保護装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の車両用衝突保護装置において、
前記衝突荷重センサは、前記歩行者用伸縮バンパを前後方向に伸縮させるアクチエータの状態に関する物理量を検出する車両用衝突保護装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の車両用衝突保護装置において、
前記衝突荷重センサは、前記アクチエータとしての油圧シリンダの油圧を検出する車両用衝突保護装置。
【請求項１３】
請求項１乃至３のいずれか記載の車両用衝突保護装置において、
前記衝突検出センサは、前記バンパプレートに装備された超音波センサを有する車両用歩行者保護装置。
【請求項１４】
請求項５及び１０記載の車両用衝突保護装置において、
前記衝突検出センサは、前記インピーダンスセンサと前記衝突荷重センサ又は前記超音波センサとの両方を含み、
前記判定作動回路は、前記衝突荷重センサ又は超音波センサの出力信号と前記インピーダンスセンサの出力信号とに基づいて判別する車両用衝突保護装置。
【請求項１５】
請求項１乃至３のいずれか記載の車両用衝突保護装置において、
前記衝突検出センサは、前記歩行者用バンパに左右へ順番に複数配列されることを車両用衝突保護装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の車両用衝突保護装置において、
前記判定作動回路は、前記判定結果に基づいて前記接近体の左右方向位置を判定することを特徴とする車両用衝突保護装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか記載の車両用衝突保護装置において、
歩行者用伸縮バンパの前端縁は、伸長時に前記フロントバンパの前端縁及び前記ボンネットの前端縁と垂直断面上において略一直線となることを特徴とする車両用衝突保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用衝突保護装置に関する。本発明は車両に衝突する歩行者を保護するための車両用衝突保護装置に好適に適用される。
【背景技術】
【０００２】
車載の衝突保護装置たとえば歩行者保護装置を作動させるために、車両への衝突体たとえば歩行者の衝突を検出する衝突検出センサが提案されている。衝突検出センサの出力信号を利用してこれらの歩行者保護装置の誤作動を防止することができる。衝突検出センサとして歩行者を判別できるものであれば、歩行者以外の衝突物の衝突に対して歩行者保護装置の無駄な作動を防止することができる。
【０００３】
衝突検出センサとして、衝突荷重センサや静電容量センサが提案されている。歩行者検出用途においては、これらのセンサは従来では検出感度向上のためフロントバンパの前面に設置されており、衝突荷重や車両前方の対地静電容量の変化を検出して衝突体の接近を検出する。たとえば、下記の特許文献１は人体の接近を静電容量変化として検知することにより衝突を検出したり衝突物体を判別したりすることを提案し、特許文献２は衝突時に車体に生じる衝撃力を検知する荷重センサ（衝突荷重センサともいう）を用いて衝突を検出したり衝突物体を判別したりすることを提案している。
【０００４】
歩行者保護装置としては、フードリフト機構や歩行者用エアバッグが提案されている。また、下記の特許文献３は、フロントバンパの下方にフロントバンパよりも前方に突出可能な歩行者用バンパを設け、歩行者との衝突時に歩行者をボンネット上に良好に倒れ込ませることを提案している。
【特許文献１】特開２０００−３２６８０８号公報
【特許文献２】特開平１１−０２８９９４号公報
【特許文献３】特開２００１-３９２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、種々の実験によれば、上記した従来の歩行者衝突検出用の衝突検出センサでは改善が必要な次の問題があることがわかった。
【０００６】
まず、たとえば感圧センサからなる衝突荷重センサをフロントバンパ前面に設ける上記従来例では、フロントバンパ機構の構成要素をなすバンパカバーやバンパアブソーバの剛性が小さく、かつ、その左右方向において剛性のばらつきも小さくないため、歩行者が衝突した場合の衝突荷重のばらつきが大きく、歩行者とそれ以外の衝突物との分別が困難であった。歩行者衝突時の衝突荷重のばらつきを低減するためには、フロントバンパ機構の剛性の強化とその各部ばらつきの低減が必須となるが、これは、フロントバンパ機構の剛性は耐衝突吸収性を第一義に考慮して設定されているために困難である。
【０００７】
また、静電容量センサをフロントバンパ前面に設ける上記従来例では、フロントバンパ前面に略垂直に設けられた前方の対地間静電容量（以下、前方対地間静電容量とも言うものとする）検出用の電極板が対地コンデンサの電極として採用されるが、この電極板はその後方に近接する車体に対して広い電極面積と狭い電極間隔とをもつため、この電極板の車体に対する対地間静電容量（以下、後方対地間静電容量とも言うものとする）が非常に大きくなるという問題があった。この後方対地間静電容量と前方対地間静電容量とはセンサの等価回路において並列容量となるため、前方対地間静電容量が変化しても大きな後方対地間静電容量の存在により電極板の電位変化が減少し、歩行者接近による前方対地間静電容量の増加による歩行者検出感度が低下して、精度よく歩行者を判別できないという問題があることがわかった。
【０００８】
また、衝突を検出してから衝突保護装置の作動が完了するまでの間に機械的な動作時間が必要であるため、衝突検出及びその後の衝突体の種類判別をできるだけ早期に完了する必要があったが、上記したように衝突荷重センサでは衝突体が実際にフロントバンパに衝突するまでセンサは作動せず、静電容量センサでは上記した精度問題により衝突体がフロントバンパの電極板に非常に近接しないと判別ができないため、その後、衝突保護装置に許される作動時間が極めてわずかしかなく、衝突保護装置を高速作動させる必要があり、衝突保護装置の機構が複雑、高価となるという問題があった。
【０００９】
また、静電容量センサでは歩行者（人体）と金属体との間の対地間静電容量の差が小さく、センサ出力の傾きも同一方向となるため、金属体の形状や種類によっては人間との分別が難しいという欠点があった。その他、人がフロントバンパに触れたり、人がフロントバンパに衝突することなくすれ違う場合でも歩行者衝突と判定してしまう不具合があった。
【００１０】
更に、衝突荷重センサでは、歩行者に近似する質量、剛性、路面摩擦係数をもつ衝突体を歩行者と分別することが困難であり、人間に近い重量の看板や柵などとの区別が困難であるという不具合があった。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、前方衝突体好適には歩行者との前方衝突を高精度かつ早期に検出可能な車両用衝突保護装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の車両用衝突物体判別装置は、車両への衝突体の衝突を検出する車載の衝突検出センサと、前記衝突検出センサの検出信号により衝突を検出して車載の衝突保護装置の作動を指令する判定作動回路とを備える車両用衝突保護装置において、
前記衝突検出センサは、フロントバンパよりも下方にて車体に支持されて先端が前記フロントバンパと前後方向等位置に配置されるか又は前記フロントバンパよりも前方へ突出する歩行者用バンパに装備されるとともに、前記歩行者用バンパの前端面に設けられたバンパプレートへの前記衝突体の衝突又は近接を検出することを特徴としている。本発明によれば、前方衝突体、好適には歩行者との前方衝突を高精度かつ早期に検出可能な車両用衝突保護装置を実現することができる。以下、更に説明する。
【００１３】
すなわち、この発明によれば、衝突検出センサは歩行者用バンパに装備され、走行時に歩行者用バンパのバンパプレートへの衝突体の衝突を検出する。ここで言う歩行者用バンパとは、フロントバンパより最前位置にて左右に延在するバンパプレートと、このバンパプレートを車体に支持する機構とを含む総称である。バンパプレートは、歩行者衝突による衝突エネルギーにより後退するものでもよい。バンパプレートは、特定速度範囲における走行時にフロントバンパよりも前方に突出しているものとする。
【００１４】
衝突保護が必要な走行時には、歩行者用バンパのバンパプレートがフロントバンパよりも前方に突出しているため、早期に衝突体の衝突あるいは近接を検出することができ、その後の衝突保護装置の作動に十分な時間を確保することができる。そのうえ、衝突体の近接により対地間静電容量などの交流インピーダンスが変化するインピーダンスセンサ（特にそのコイルや対地コンデンサの電極部）を衝突検出センサとして用いる場合でも、そのコイル又は対地コンデンサの電極部をフロントバンパよりも前方に配置できるため、衝突検出センサの車体に対する交流インピーダンスを小さくすることができる。このため、このインピーダンスセンサの衝突検出感度は、従来のフロントバンパに設けた静電容量センサのそれに比べて格段に向上することができる。
【００１５】
好適な態様において、前記歩行者用バンパは、前記フロントバンパよりも下方にて前後方向へ伸縮可能に車体に固定されて車速が所定範囲の場合に前記フロントバンパよりも前方へ突出し、停車時に前記フロントバンパより後方へ後退する歩行者用伸縮バンパにより構成されている。
【００１６】
ここで言う歩行者用伸縮バンパとは、フロントバンパより最前位置にて左右に延在するバンパプレートと、このバンパプレートを前後に進退させるバンパ進退機構とを含む総称である。バンパ進退機構は、バンパプレートを進退させるアクチエータを含むことが好適であるが、他の機構により進退するものでもよい。また、バンパプレートは、歩行者衝突による衝突エネルギーにより後退するものでもよい。バンパプレートは、少なくとも停車時にはフロントバンパよりも後方へ後退し、少なくとも特定速度範囲における走行時にフロントバンパよりも前方に突出する機構をもつ。
【００１７】
したがって、本態様によれば、停車時など衝突保護が不要な場合には、バンパプレートがフロントバンパよりも後方に隠れているため、歩行者用伸縮バンパに装備された衝突検出センサはバンパプレートへの衝突を検出することはなく、衝突を誤検出して衝突保護装置を誤作動させることがない。
【００１８】
また、衝突保護が必要な走行時には、歩行者用伸縮バンパのバンパプレートがフロントバンパよりも前方に突出した位置にまで前進するため、早期に衝突体の衝突あるいは近接を検出することができるため、その後の衝突保護装置の作動に十分な時間を確保することができる。
【００１９】
好適な態様において、前記歩行者用バンパは、前記フロントバンパよりも下方にて車体に固定されて車速にかかわらず前記フロントバンパと同等又はそれよりも前方へ突出している歩行者用非伸縮バンパにより構成されている。
【００２０】
ここで言う歩行者用非伸縮バンパとは、フロントバンパより最前位置にて左右に延在するバンパプレートと、このバンパプレートを最終的に車体に固定するバンパ支持機構とを含むことができる。バンパ支持機構は、バンパリンフォースやサイドメンバのような車体の剛体構造から前方へ突出し、このバンパ支持機構の前端にバンパプレートを固定することができる。バンパプレートとバンパ支持機構とを一体に形成してもよい。その他、フロントバンパとバンパプレートとを一体に形成する場合にはバンパ支持機構を省略することができる。バンパプレートは、歩行者との衝突時に前後方向において塑性変形又は弾性変形することができ、衝突衝撃によりフロントバンパより後方に位置することもできる。
【００２１】
この態様によれば、歩行者用バンパの構造を簡素化することができる。なお、この態様では、停車時など衝突保護が不要な場合に、歩行者などが歩行者用バンパのバンパプレートに衝突しやすくなるが、既述したように所定速度範囲以外に衝突検出センサはバンパプレートへの衝突を検出しないため、衝突を誤検出して衝突保護装置を誤作動させることがない。なお、ここで言う衝突検出センサはバンパプレートへの衝突を検出しないという記載は、衝突検出センサが衝突検知信号を出力しないことを含む。
【００２２】
好適態様において、前記判定作動回路は、前記衝突検出センサの前記検出信号により歩行者衝突検出を判定した場合に歩行者保護用の前記衝突保護装置を作動させる。このようにすれば、歩行者衝突を検出する上記衝突検出センサの高感度化及び歩行者衝突の早期検出により、歩行者保護装置の誤作動を防止し、その駆動機構の作動に要する時間の延長を可能とするためその簡素化、小型化が可能となる。
【００２３】
好適態様において、前記衝突検出センサは、前記バンパプレートに設けられて前記衝突体の近接による交流インピーダンスの変化を検出するインピーダンスセンサを含む。このインピーダンスセンサは、交流電力が給電されるコイル又は対地コンデンサをもつことができるが、これらコイルや電極部と金属製の車体との間のギャップを、それらをフロントバンパに設けた場合に比べて格段に（数倍以上）増大することができる。その結果、車体によるコイルインピーダンス成分や車体による対地間静電容量成分を意味する後方インピーダンス成分を、これらコイルや電極部をフロントバンパに設けた場合より格段に小さくすることができる。
【００２４】
この後方インピーダンス成分は、これらコイルや対地間静電容量への前方からの導電体の近接によるインピーダンス成分（前方インピーダンス成分とも言う）と等価回路において並列接続となるため、それらの合成インピーダンスに占める前方インピーダンス成分の割合が増加し、これらコイルや対地コンデンサの電極部への上記導電体の近接によるこの合成インピーダンスの変化を大きくすることができ、インピーダンスセンサの導電体検出感度を、それらをフロントバンパに設ける場合に比べて格段に向上することができる。
【００２５】
好適態様において、前記インピーダンスセンサは、前記バンパプレートに設けられるとともに、前記衝突体の近接により変化する前記交流インピーダンスとしてのコイルインピーダンスをもつコイルを有する。
【００２６】
すなわち、このインピーダンスセンサは、いわゆる交流サーチコイルを歩行者用伸縮バンパのバンパプレートに装備する。このようにすれば、金属物体と歩行者（人体）とを良好に判別することができる。更に説明すると、交流電流が流れるコイルが形成する磁束が金属物体と鎖交して金属物体に渦電流が流れると、この渦電流の増大分だけコイルインピーダンスが減少したことになるので、このコイルインピーダンスの減少により金属体を選択的に検出することができる。これに対して、人体の電気抵抗は金属体に比べて格段に大きく、その渦電流はほとんど無視することができる。したがって、他のセンサにより衝突体の近接又は衝突を検出したとしても、コイルインピーダンスの減少が大きければ金属体と判定して歩行者保護用の車両用衝突保護装置の作動を禁止することにより、それによる不具合を回避することができる。なお、衝突体の近接による対地間静電容量の増加を検出する静電容量センサの場合、歩行者も金属体も接地導電体となるため、その対地間静電容量の変化の差が小さく、歩行者と金属体との分別は困難である。
【００２７】
好適態様において、前記インピーダンスセンサは、前記バンパプレートに設けられるとともに、前記衝突体の近接により変化する前記交流インピーダンスとしての対地静電容量をもつ対地コンデンサの電極部を有する。
【００２８】
すなわち、このインピーダンスセンサは、対地コンデンサの電極部を歩行者用伸縮バンパのバンパプレートに装備する。このようにすれば、電気絶縁性の衝突体を導電体である歩行者（人体）から良好に判別することができる。これにより、他のセンサにより衝突体の近接又は衝突を検出したとしても、この対地コンデンサの対地間静電容量の増加が小さければ電気絶縁性の物体と判定して歩行者保護用の車両用衝突保護装置の作動を禁止することにより、それによる不具合を回避することができる。
【００２９】
好適態様において、前記インピーダンスセンサは、前記コイルインピーダンスの変化と前記対地間静電容量の変化との両方に相関を有する前記検出信号を出力し、前記判定作動回路は、前記コイルインピーダンスの変化と前記対地間静電容量の変化の両方に基づいて前記衝突体の種類の判別を行う。このようにすれば、コイルインピーダンスの減少により金属体を検出し、対地コンデンサの対地静電容量の増加により人体又は金属体の近接を検出することができるので、これらの信号により金属体の近接と人体の近接とを別々に検出することが可能となる。
【００３０】
好適態様において、前記コイルの一端は、一端が接地された前記交流電源の他端から給電され、前記コイルの他端は、前記対地コンデンサの電極部に接続されて前記電気量検出のための検出端をなし、前記判別回路は、前記検出端の電圧上昇により金属体の接近を、前記検出端の電圧低下により歩行者の接近を分別する。
【００３１】
このようにすれば、インピーダンスセンサのコイルと対地コンデンサとが直列接続されることになるため、コイルと対地コンデンサとの接続点すなわち電極部の電位は金属体が近接してコイルインピーダンスが急減すると増加し、逆に人体が近接して対地間静電容量が急増すると低下するため、電極部の電位の増減の程度により実質的に単一のセンサ回路により人体近接と金属体近接とを分別して検出することができる。なお、金属体近接によっても対地間静電容量が増加して対地コンデンサの電圧降下は低下するが、それよりも渦電流増加によるコイルインピーダンスの減少の方が顕著であるため、上記分別は困難ではない。
【００３２】
好適態様において、前記衝突検出センサは、前記バンパプレートに作用する衝突荷重を検出する衝突荷重センサを含む。このようにすれば、フロントバンパのバンパカバーやバンパアブソーバの剛性ばらつきによる影響を受けることが無く、センサへ加わる衝突荷重のばらつきを小さくすることができるので、衝突を確実に検出し、かつ精度よく歩行者を判別することができる。また、フロントバンパは、衝突検出センサの為に剛性を強化したり、ばらつきを低減することが不要となり、従来どおり耐衝突吸収性を第一義に考慮して設定することができる。
【００３３】
好適態様において、前記衝突荷重センサは、前記歩行者用伸縮バンパを前後方向に伸縮させるアクチエータの状態に関する物理量を検出する。このようにすれば、歩行者用伸縮バンパのバンパプレートに圧力検出センサを設ける必要がないので、故障信頼性、保守性に優れる。
【００３４】
好適態様において、前記衝突荷重センサは、前記アクチエータとしての油圧シリンダの油圧を検出するので、圧力センサをバンパプレートに設けることなく確実に衝突体を検出することができる。
【００３５】
好適態様において、前記衝突検出センサは、前記バンパプレートに装備された超音波センサを有するので、衝突体の近接を早期に検出することができる。
【００３６】
好適態様において、前記衝突検出センサは、前記インピーダンスセンサと前記衝突荷重センサ又は前記超音波センサとの両方を含み、前記判定作動回路は、前記衝突荷重センサ又は超音波センサの出力信号と前記インピーダンスセンサの出力信号とに基づいて判別する。このようにすれば、衝突荷重センサ又は超音波センサにより衝突体の衝突又は近接を検出するとともに、コイルにより衝突体が金属体かそれ以外かを判別し、対地コンデンサにより衝突体が歩行者又は金属体か電気絶縁体かを判別するので、衝突体の種類を高精度に特定することができ、その種類に応じた衝突対策を講じることができる。
【００３７】
好適態様において、前記衝突検出センサは、前記歩行者用バンパに左右へ順番に複数配列されるので、検出感度を向上できる。
【００３８】
好適態様において、前記判定作動回路は、前記判定結果に基づいて前記接近体の左右方向位置を判定するので、左右方向の衝突位置に応じた衝突対策を取ることができる。
【００３９】
好適態様において、歩行者用伸縮バンパの前端縁は、伸長時に前記フロントバンパの前端縁及び前記ボンネットの前端縁と垂直断面上において略一直線となる。これにより、歩行者との衝突時、歩行者の下肢が車両前面に接触する際、このバンパプレートとフロントバンパとボンネットとの各前端縁を結んだラインが直線状となるため、衝突時に下肢特に曲がりにくい膝に大きな曲げ力が掛かるのを防止して、歩行者の障害発生を抑止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、この発明を歩行者検出用に用いた好適な態様を図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は下記の実施例に限定されるものではなく、その技術思想を実現する公知構成要素の組み合わせも含むのは当然である。
【００４１】
（実施例１）
図１はこの実施形態の車両用衝突保護装置を示すブロック図である。１は後述する歩行者用バンパに衝突する衝突体を検出する衝突検出センサ、２は衝突検出センサの出力電圧に基づいて衝突の有無又は衝突体の種別を判別する判定回路、３は判定回路２が歩行者衝突と判別する出力信号を受信した場合に歩行者保護用の衝突保護装置４を作動させ、そうでない場合は衝突保護装置４の作動を禁止する作動回路であり、判定回路２と作動回路３とは本発明で言う判定作動回路を構成している。
【００４２】
衝突検出センサ１の一例を図２に示す。１１は後述する歩行者用バンパのバンパプレートに固定されたコイル、１２はこのコイルに交流電流を通電する給電回路である。給電回路１２は交流電源１３とインピーダンス素子１４とからなり、交流電源１３はインピーダンス素子１４を通じてコイル１１に所定周波数（好適には５０〜５００ｋHz）の交流電流を通電する。このようにすれば、コイルに金属体が接近してそれに渦電流が流れると、コイル１１のインピーダンスが減少してその電圧降下が減少するので、それを出力電圧Voとすればよい。インピーダンス素子１４はたとえば抵抗素子とすることができる。給電回路１２を定電流給電回路とすれば、出力電圧Ｖｏはコイル１１のインピーダンスに比例する出力電圧Ｖｏを出力することができるため好適である。
【００４３】
判定回路２は、入力される出力電圧Ｖｏを整流し、判別用の所定のしきい値電圧Vｔｈと比較し、比較結果を出力する回路であるが、容易に理解される回路であるので、具体的な回路構成の図示は省略する。判定回路２により出力電圧Ｖｏがしきい値電圧Ｖｔｈより小さいと判定されると、作動回路３はたとえばボンネットに装備された歩行者保護用のエアバッグやボンネットリフト機構などの公知の歩行者保護装置の作動を禁止する。これは、衝突体は金属体であり、歩行者ではないからである。歩行者の近接によるコイルインピーダンスの低下は比較的小さく、金属体は歩行者と良好に分別される。
【００４４】
なお、好適には、歩行者を含む衝突体の衝突又は近接を検出する別の衝突検出センサが歩行者バンパに装備される。この別の衝突検出センサ１としては、歩行者用バンパに装備された衝突荷重センサや超音波センサを採用することができる。衝突荷重センサは、たとえばバンパプレートの前面に貼着されて衝突荷重を検出するシート状の圧力センサとされる。このような圧力センサは公知であるので詳細説明は省略する。超音波センサは、バンパプレートの前方に超音波を照射し、その反射波の強度と、放射から受信までの時間により前方直近に物体が存在するか否か、及び、それまでの距離を検出するシート状の超音波センサとされる。このようなシート状の圧力センサやシート状の超音波センサには、厚さ方向に印加される電圧に応じて厚さ方向に伸縮したり、逆に厚さ方向に加えられる力に応じて厚さ方向両側に電圧を発生する圧電性樹脂フィルムの両面に電極層を設けたものが好適であるが、この種の圧電性樹脂フィルムは公知であるので説明は省略する。
【００４５】
また、上記した図２のサーチコイル式の衝突検出センサ１の代わりに、あるいは上記した歩行者を含む衝突体を検出する別の衝突検出センサとして、図３に示す静電容量センサを採用することもできる。図３に示す静電容量センサを以下に説明する。
【００４６】
図３において、１５は後述する歩行者用バンパのバンパプレートの前面に固定された電極板であり、本発明で言う対地コンデンサの電極部を構成する。１２はこの電極板１５に交流電流を通電する給電回路である。給電回路１２は交流電源１３とインピーダンス素子１４とからなり、交流電源１３はインピーダンス素子１４を通じて電極板１５に所定周波数（好適には５０〜５００ｋHz）の交流電流を通電する。このようにすれば、電極板１５に等価的に接地された導電体（金属体や人体）が接近すると、この導電体と電極板１５との間の静電容量が増大してその電圧降下が減少するので、それを出力電圧Voとすればよい。インピーダンス素子１４はたとえば抵抗素子とすることができる。給電回路１２を定電流給電回路とすれば、出力電圧Ｖｏは電極板１５の対地間静電容量に略反比例する出力電圧Ｖｏを出力することができるため好適である。
【００４７】
判定回路２は、入力される出力電圧Ｖｏを整流し、判別用の所定のしきい値電圧Vｔｈと比較し、比較結果を出力する回路であるが、容易に理解される回路であるので、具体的な回路構成の図示は省略する。判定回路２により出力電圧Ｖｏがしきい値電圧Ｖｔｈより小さいと判定されると、作動回路３はたとえばボンネットに装備された歩行者保護用のエアバッグやボンネットリフト機構などの公知の歩行者保護装置の作動を指令する。これは、衝突体は人体（同程度の大きさの金属体を含む）であるからである。
【００４８】
図２のセンサと図３のセンサとの両方を歩行者用バンパのバンパプレートに装備すると、歩行者やそれと同程度の大きさの金属体の近接を検出し、かつ、両者を分別することができる。したがって、これらの出力電圧により歩行者近接又は歩行者衝突の場合だけ歩行者保護装置４を作動させることができる。当然、図２、図３のセンサにより電気絶縁性の衝突体は検出されず、歩行者保護装置が起動されることはない。もちろん、上記した歩行者用バンパのバンパプレートへの衝突体の衝突あるいは近接を検出して歩行者保護装置４以外の保護装置、たとえば乗員保護装置を作動させることも可能である。すなわち、車両衝突や静止構造物との車両衝突を早期に検出して乗員保護や制動などの衝撃緩和動作の実施を企画することができる。
【００４９】
図２に示すコイルセンサと図３に示す静電容量センサとを一体化した例を図４を参照して説明する。
【００５０】
図４において、交流電源１３は、インピーダンス素子１４、コイル１１を順次通じて、電極板１５に交流電圧を印加する。１６はコイル１１と並列に接続された抵抗素子、１８は対地コンデンサ１７と並列接続された抵抗素子である。対地コンデンサ１７は電極板１５の対地間静電容量Cxをもつ。コイル１１及び電極板１５は後述する歩行者用バンパのバンパプレートに装備される。なお、抵抗素子１６、１８は出力電圧Ｖｏ調整のためのものであり、必須ではない。
【００５１】
このようにすれば、上記説明した作用により出力電圧Ｖｏが金属体の近接により増加し、歩行者の近接により減少するために、実質的に一種類のセンサにより歩行者又は金属体の近接とその分別とを早期に実現することができる。
【００５２】
図４に示すインピーダンスセンサの改良例を図５に示す。
【００５３】
この改良例では、図４のインピーダンスセンサに、ダミーコイル１１’、ダミーコンデンサ１７’、ダミー抵抗１６’、１８’、差動アンプ１９が追加されている。衝突体が存在していない状態において、ダミーコイル１１’は検出コイル１１に等しいコイルインピーダンスをもち、ダミーコンデンサ１７’は対地コンデンサ１７に等しい対地間静電容量をもち、ダミー抵抗１６’は抵抗素子１６に等しい電気抵抗を、ダミー抵抗１８’は抵抗素子１７に等しい電気抵抗をもつ。ただし、コイル１１が形成する磁束は直後の車体と強く鎖交ないし流れるため、そのインダクタンスと渦電流（電気抵抗成分）は車体の影響を大きく受けること、同様に、電極板１５はその直後に接地金属体である車体があるため車体との間の対地間静電容量が大きいことを留意してダミーコイル１１’やダミーコンデンサ１７’のインピーダンス値は設定されるべきである。この回路の利点は、ダミーコイル１１’などの温度によるインピーダンス変動を補償できる点にある。
【００５４】
上記した対地コンデンサ１７の電極板１５をコイル１１の内部に配置した例を図６に示す。２０は歩行者用バンパ、２１はそのバンパプレート、２２は歩行者用バンパ２０のロッドである。電極板１５はコイル１１の内部に配置されるため、バンパプレート２１の前面の多くを占有することができる。この場合、コイル１１が形成する磁束が電極板１５を貫通してそれに渦電流を生じさせるが、電極板１５は前面からみた場合、たとえば櫛歯形状又は一端が解放されたコイル形状に形成されており、渦電流が低減されているため、実用上問題は生じない。
【００５５】
上記した歩行者を含む衝突体を検出する別の衝突検出センサとしてシート状の衝突荷重センサ又はシート状の超音波センサであるセンサ３０を採用した例を図７に示す。
【００５６】
センサ３０は、歩行者用バンパ２０のバンパプレート２１の前面に張り付けた圧電樹脂フィルム３１と、その両面に個別にラミネートされた電極層３２、３３とからなる。なお、バンパプレート２１が金属製である場合にはバンパプレート２１側の電極層３３を省略することも可能である。図７では電極層３３の省略は行わず、車体軽量化及びコイル１１の寄生渦電流ならびに電極板１５の寄生静電容量すなわち後方インピーダンスを低減するためにバンパプレート２１を樹脂製としている。
【００５７】
図７では、センサ３０の電極層３２、３３間には交流電圧が印加され、これにより圧電樹脂フィルム３１が車体の前後方向に伸縮して前方に超音波が照射される。これは本質的に市販のシート状のスピーカと同一の原理である。照射された超音波は障害物が前方に存在すると反射してこのセンサ３０の圧電樹脂フィルム３１を伸縮させ、それに応じて電極層３２、３３間に超音波周波数の電圧が発生するので、この周波数の電圧成分を帯域抽出し、整流し、積分して反射波の強度に応じた信号電圧が形成される。
【００５８】
なお、単に反射波の大きさにより障害物の有無を検出するだけでなく、照射から反射波受信までの時間により障害物までの距離を測定してもよい。また、従来から知られているように、超音波照射部と、その左右両側に設けた二つの超音波受信部とにより、障害物までの距離とその左右方向の位置との両方を三角測量方式により演算してもよい。圧電樹脂フィルム３１の代わりに圧電材としてセラミックス製のものを用いてもよく、あるいは磁歪素子を用いてもよい。
【００５９】
ただし、この超音波センサは障害物が歩行者か否かの判別は困難である。しかし、この超音波センサを図２、図３に示すセンサと併用すれば、障害物が電気絶縁体か、金属体か、人体かを分別することができるため、高度の衝突対策を講じることができる。
【００６０】
重要なことは、障害物が実際にバンパプレート２１に衝突した場合、この圧電センサ３０には大きな電圧が発生するために、衝突荷重センサとして実際の衝突発生を検出したり、その衝突荷重波形を観測したりすることもできる。すなわち、感圧センサに交流電圧を印加することにより、上述の超音波センサとして用いることができる。超音波センサへは、図２〜図４に示すインピーダンスセンサと同一の交流電源から交流電圧を給電することができる。
【００６１】
センサ３０と図４に示すインピーダンスセンサ１とを歩行者用バンパのバンパプレート２１の前面に設けた例を図８に示す。センサ３０はコイル１１に囲まれて配置されている。センサ３０はその電極層３２、３３による渦電流を低減するために櫛歯形状に形成されているが、又は一端が解放されたコイル形状に形成されてもよい。更に、図８において、センサ３０の電極層３２は、図４に示す電極板１５を兼ね、センサ３０はコイル１１を通じて超音波発信用の交流電圧を交流電源４から印加されることもできる。上記説明した衝突検出センサは、歩行者用バンパ２０のバンパプレート２１に左右方向に順番に複数配列することができる。このようにすれば、左右方向における衝突位置を判定することができる。なお、上記超音波センサとしての圧電樹脂フィルム３１は大面積をもつ必要はない。
【００６２】
歩行者用非伸縮バンパにより構成された歩行者用バンパ２０について、図９及び図１０を参照して以下に説明する。
【００６３】
車体１００の前面にはバンパカバー５１、バンパカバー５１に覆われたバンパアブソーバ５２とからなるフロントバンパ５０が設けられている。バンパアブソーバ５２はバンパリーンフォース５３の前面に設けられ、バンパリーンフォース５３はサイドメンバ５４の前端に固定されている。
【００６４】
フロントバンパ５０の下方には、図１０に示すように、歩行者用非伸縮バンパにより構成された歩行者用バンパ２０が設けられている。歩行者用バンパ２０は、サイドメンバ５４に固定されて前方に突出する一対の保持ステー（支持機構）２３と、一対の保持ステー２３の前端に固定されて左右に延在する樹脂製のバンパプレート２１とからなる。２２は後述するセンサ１、２００と制御部７０とを接続する配線である。
【００６５】
バンパプレート２１の前面部には図４に示すインピーダンスセンサ１が、バンパプレート２１の後面部には衝突荷重センサ２００がそれぞれバンパプレート２１に沿いつつ左右方向に延設されている。インピーダンスセンサ１については既述したので、衝突荷重センサ２００について以下に説明する。
【００６６】
この衝突荷重センサ２００は、衝突によるバンパプレート２１の変形に応じてシート状の衝突荷重センサ２００に掛かる応力に応じた抵抗値変化を検出するものであり、衝突荷重センサ２００としては、応力に応じて電気抵抗が変化するシート状の公知の素材が用いられる。もちろん、衝突荷重センサ２００をバンパプレート２１の前面部に設けてもよく、衝突荷重センサ２００を実施例１で説明した感圧力センサとしてもよい。
【００６７】
制御部７０は、車輪４１の回転数を検出する車速センサ４０により検出した車速が所定範囲となる低速走行中において、センサ１、２００からの信号を読み込んで、歩行者がバンパプレート２１に衝突したかどうかを判定し、判定結果に基づいて歩行者保護装置の作動を制御するが、車速が上記所定範囲以外の場合には、歩行者保護装置の作動を禁止する。
【００６８】
８０はボンネットであり、ボンネットの前端と、フロントバンパ５０の前端と、歩行者用バンパ２０のバンパプレート２１の前端とは、鉛直線に対して所定角度（１０ー４０°）の斜線（図１０にて二点鎖線にて示す）上に配置される。これは歩行者との衝突時に歩行者に与える衝撃を分散させるためである。
【００６９】
（実施例２）
他の実施例の車両用衝突保護装置の例を図１１、図１２を参照して説明する。ただし、これらの図は、歩行者用伸縮バンパ２０の伸長状態を示す。
【００７０】
車体１００の前面にはバンパカバー５１、バンパカバー５１に覆われたバンパアブソーバ５２とからなるフロントバンパ５０が設けられている。バンパアブソーバ５２はバンパリーンフォース５３の前面に設けられ、バンパリーンフォース５３はサイドメンバ５４の前端に固定されている。
【００７１】
フロントバンパ５０の下方には、図１２に示すように、歩行者用伸縮バンパからなる歩行者用バンパ２０が設けられている。この歩行者用バンパ２０は、サイドメンバ５４に固定されたアクチエータ６０と、このアクチエータ６０から前方に突出するロッドと、左右二本のロッドに固定されて左右に延設される樹脂製のバンパプレート２１とからなる。２２は後述するセンサ１、２００と制御部７０とを接続する配線である。２３は車体に固定されてロッドを進退自在に保護する筒状の保持ステーである。８０はボンネットである。制御部７０は、各種センサからの信号に基づいてアクチュエータ６０を作動させて特定走行速度において歩行者用伸縮バンパ２０のバンパプレート２１を前進させ、それ以外の走行速度において後退させる。
【００７２】
バンパプレート２１の前面部には図４に示すインピーダンスセンサ１が、バンパプレート２１の後面部には衝突荷重センサ２００がそれぞれバンパプレート２１に沿いつつ左右方向に延設されている。
【００７３】
アクチエータ６０は低速走行中において図１１、図１２に示すようにバンパプレート２１を前進させるが、停車中においては図１３、図１４に示すようにフロントバンパ５０の後方に後退している。したがって、歩行者への衝突障害が発生しない停車中や微速前進中には各種センサの歩行者検出感度はほとんどなく、歩行者保護装置の誤動作は発生しない。なお、高速走行中においては、歩行者保護装置の作動による歩行者保護機能が低下するためバンパプレート２１は後退していてもよいが、車両や障害物検出のためにわざとバンパプレート２１を前進させておく方が更に好ましい。これにより、歩行者衝突検出用の上記センサにより車両衝突の早期検出が可能となる。
【００７４】
（実施例３）
実施例３を図１５を参照して説明する。この実施例３は上記実施例２において、アクチエータ６０として油圧ポンプ系５２から油圧が供給される油圧シリンダとし、この油圧シリンダに衝突荷重センサとしての圧力センサを配置したものである。したがって、上記ロッドはこの油圧シリンダのピストンロッドとなる。この油圧シリンダ６０には内部の油圧チャンバの圧力を検出する圧力センサ６１が設けられている。この油圧シリンダ６０は図示しない油圧制御系からの油圧制御によりロッドを前進させたり、後退させたりする。歩行者がバンパプレート２１に衝突すると、衝突衝撃によりロッドは急激に後退し、この時、油圧シリンダ６０内の油圧圧力が一時的に急激に増加する。したがって、この油圧圧力を圧力センサ６１により検出することにより衝突荷重を検出することができる。
【００７５】
（実施例４）
図示省略するが、実施例１において、インピーダンスセンサ１やシート状の圧電センサ３０は歩行者用伸縮バンパ２０のバンパプレート２１の前面に多数又は複数設けることができる。同種の各センサはバンパプレート２１に左右方向に配列され、各センサの出力は個別に検出される。このようにすれば、左右方向における衝突位置の判定が可能となる。
【００７６】
（実施例５）
上記各実施例では、すべてのセンサが歩行者用伸縮バンパ２０のバンパプレート２１に設けられるか又はバンパプレート２１の衝突時の状態変化を検出した。その代わりに、複数種類のセンサのうちの少なくとも一種のセンサをバンパプレート２１に設けるか又はバンパプレート２１の動き検出に用い、少なくとも一種のセンサを車体の他の部位たとえばフロントバンパに設けることも可能である。
【００７７】
（実施例６）
この実施例では、上記各実施例において歩行者用伸縮バンパ２０の前端縁は、図１２に示すように、伸長時にフロントバンパ５０の前端縁及びボンネットの前端縁と垂直断面上において略一直線となっている。これにより、歩行者との衝突時、歩行者の下肢が車両前面に接触する際、このバンパプレート２１とフロントバンパ５０とボンネット８０（図１２参照）との各前端縁を結んだラインが直線状となるため、衝突時に下肢特に曲がりにくい膝に大きな曲げ力が掛かるのを防止して、歩行者の障害発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施例１の車両用衝突保護装置を示すブロック図である。
【図２】コイルインピーダンスセンサを示す回路図である。
【図３】静電容量センサを示す回路図である。
【図４】コイルと静電容量とを検出するインピーダンスセンサを示す回路図である。
【図５】図４のインピーダンスセンサを差動方式とした変形態様を示す回路図である。
【図６】図４のインピーダンスセンサにおけるコイル及び電極板の配置を示す模式断面図である。
【図７】図１のインピーダンスセンサと圧電センサとの配置を示す模式断面図である。
【図８】図７のセンサ配置を示す模式正面図である。
【図９】実施例１の車両用衝突保護装置を示す模式透視平面図である。
【図１０】図９の装置の模式側面図である。
【図１１】実施例２の車両用衝突保護装置を示す模式透視平面図である。
【図１２】図１１の装置の模式側面図である。
【図１３】図１１の装置の後退状態を示す模式透視平面図である。
【図１４】図１３の装置の模式側面図である。
【図１５】実施例３の装置を示す模式側面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  衝突検出センサ
２  判定回路（判別作動回路）
３  作動回路（判別作動回路）
４  歩行者保護装置
１１  コイル
１３  交流電源
１５  電極板（電極部）
１７  対地コンデンサ
【図１】
2005219727.tif 000003
【図２】
2005219727.tif 000004
【図３】
2005219727.tif 000005
【図４】
2005219727.tif 000006
【図５】
2005219727.tif 000007
【図６】
2005219727.tif 000008
【図７】
2005219727.tif 000009
【図８】
2005219727.tif 000010
【図９】
2005219727.tif 000011
【図１０】
2005219727.tif 000012
【図１１】
2005219727.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005219727.tif 000015
【図１４】
2005219727.tif 000016
【図１５】
2005219727.tif 000017