(57)【要約】【課題】  自動車のバンパー（１００）に部分的に組み込まれた衝突検出装置を提供すること。【解決手段】  本発明の衝突検出装置は、衝突の性質に応じた変数を検出する少なくとも１個このセンサー（１０３）を有する。このセンサー（１０３）は、バンパー（１００）内に搭載される。バンパー（１００）は、衝突時に変形可能な位置に配置される所定の剛性を有する変形可能部品（１０２）を組み込んでいる。剛性は、変形可能部品の厚さ、温度に起因し、衝突時の場所のパラメータに応じて変動する。検出器は、パラメータを測定する装置（１０４，１０５，１０，６：１１０，１１，１１２）と、センサー（１０３）からの出力をパラメータにより示された剛性とを組みあわせて評価する評価器（１０８）とを具備する。これにより、歩行者保護装置（１１９）を駆動する出力信号を生成する。
2006512245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突を検出し評価し出力信号を生成する衝突検出器において、
前記衝突検出器は、衝突の性質に依存する変数を検知する少なくとも１個のセンサーを有し、
前記センサーは、自動車のフロントに搭載される部材にあるいは部材内に配置され、前記部材は、衝突時に変形するような場所に配置され、所定の剛性を有する変形可能部分を有し、前記剛性は少なくとも１個のパラメータに応じて変化し、
前記衝突検出器は、前記少なくとも１個のパラメータを測定する装置と、前記測定された少なくとも１個のパラメータに対応する剛性と組み合わせて、センサーの出力を評価する評価器とを有し、所定のしきい値を超えたときに出力信号を生成することを特徴とする衝突検出装置。
【請求項２】
前記センサーは力センサーであることを特徴とする請求項１記載の衝突検出装置。
【請求項３】
前記センサーは、部材に搭載された少なくとも１個の加速度計を含み、前記部材は、部材を自動車のフロントに搭載する衝撃吸収支持部材を具備することを特徴とする請求項１記載の衝突検出装置。
【請求項４】
前記センサーは、２個の加速度計含み、前記部材は、前記２個の衝撃吸収支持部材を具備し、前記各加速度計は、それぞれの衝撃吸収支持部材にあるいは衝撃吸収支持部材内あるいはその近辺に配置されることを特徴とする請求項３記載の衝突検出装置。
【請求項５】
前記センサーは、部材内に搭載された細長いセンサーを有し、前記センサーは、部材の変形可能部分が変形したときに、力が加わるような場所に配置されることを特徴とする請求項２記載の衝突検出装置。
【請求項６】
前記センサーは、ピエゾ−電子ケーブルであることを特徴とする請求項５記載の衝突検出装置。
【請求項７】
複数のピエゾ−電子ケーブルを具備することを特徴とする請求項６記載の衝突検出装置。
【請求項８】
ピエゾ−電子ケーブルが、互いに部分的にオーバーラップすることを特徴とする請求項７記載の衝突検出装置。
【請求項９】
前記センサーは、少なくとも１個の圧力チューブであることを特徴とする請求項５記載の衝突検出装置。
【請求項１０】
複数の圧力チューブを具備することを特徴とする請求項９記載の衝突検出装置。
【請求項１１】
前記圧力チューブは、互いに部分的にオーバーラップすることを特徴とする請求項１０記載の衝突検出装置。
【請求項１２】
前記各圧力チューブは、非均一の断面を有し、フロント部分はある長さの垂直方向長さの断面を有し、後部はそれより短い垂直方向長さの断面を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
【請求項１３】
各圧力チューブは、通気孔を具備することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
【請求項１４】
前記部材の変形可能部分は、変形可能な発泡材料から構成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に１記載の衝突検出装置。
【請求項１５】
各圧力チューブは、発泡材料内のチャネルとして形成されることを特徴とする請求項１４記載の衝突検出装置。
【請求項１６】
前記部材は、剛性ビームを組み込み、前記発泡部材は、ビームに搭載されることを特徴とする請求項１４記載の衝突検出装置。
【請求項１７】
前記部材は、少なくとも１個の接触センサーを具備し、前記検出器は、論理装置を有し、前記出力信号は、評価器が出力を提供し、前記接触センサーが出力を提供したときのみ生成されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
【請求項１８】
複数の接触センサー要素が設けられ、前記論理装置の出力信号は、複数の接触センサー要素の内少なくとも１個の接触センサー要素により出力信号が与えられたときに生成されることを特徴とする請求項１７記載の衝突検出装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１個のパラメータは、前記部材の変形可能部分の厚さを含み、前記部材の変形可能部分は、非均一の厚さを有することを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
【請求項２０】
前記少なくとも１個のパラメータを測定する装置は、衝突点の位置を測定し、衝突点の位置に従って、前記部材の厚さを決定する装置を有することを特徴とする請求項１９記載の衝突検出装置。
【請求項２１】
衝突点を測定する手段は、２個の加速度計にかかる加速度を比較しアルゴリズムを実行する装置を含むことを特徴とする請求項２０記載の衝突検出装置。
【請求項２２】
異なる細長い接触センサーからの信号を解析する解析器を具備し、どのセンサーあるいは複数のセンサーのどの組み合わせが、衝突ポイントを決定する信号を提供するかを決定することを特徴とする請求項２０記載の衝突検出装置。
【請求項２３】
前記複数の接触センサー要素は、互いに部分的にオーバーラップし、更に、異なる圧力チューブからの信号を解析し、どの接触センサー要素あるいは接触センサー要素の組み合わせが衝突ポイントの位置を決定する信号を出力するかを決定する解析器を具備することを特徴とする請求項２０記載の衝突検出装置。
【請求項２４】
前記少なくとも１個のパラメータは、温度であり、更に、少なくとも温度センサーが、温度を検出するために具備されることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
【請求項２５】
前記温度センサーは、ピエゾ−ケーブルの電極間にかかるキャパシタンスを解析する解析器であることを特徴とする請求項２４記載の衝突検出装置。
【請求項２６】
複数の温度センサーが具備されることを特徴とする請求項２４記載の衝突検出装置。
【請求項２７】
評価器が使用する出力信号を提供する温度センサーあるいは複数の温度センサーの特定は、衝突点を決定する手段により決定されることを特徴とする請求項２６記載の衝突検出装置。
【請求項２８】
前記評価器は、衝突直前の車の速度を表す信号を評価し、車の速度が少なくとも１個の基準に満たしたときのみ、出力信号を生成することを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
【請求項２９】
前記評価器は、車の速度が第１低しきい値を超え、第２高しきい値以下の時のみ出力信号を生成することを特徴とする請求項２８記載の衝突検出装置。
【請求項３０】
前記第１低しきい値は時速２０ｋｍであり、第２高しきい値は時速６０ｋｍであることを特徴とする請求項２９記載の衝突検出装置。
【請求項３１】
車のシャーシーに搭載されたときに、センサーとシャーシーとの間の部材の部分の剛性は部材の全剛性の１／１０未満であることを特徴とする請求項１乃至３０のいずれかに記載の衝突検出装置。
【請求項３２】
衝突検出器が搭載される車に加わる全減速を表す中央加速度計組み立て体からの信号を受信し、前記加速度が所定の基準を満たしたとき、前記出力信号の生成を阻止することを特徴とする請求項１乃至３１のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
【請求項３３】
前記検出器は歩行者保護装置に関連づけられ、前記出力信号が、歩行者保護装置を活性化することを特徴とする請求項１乃至３２のいずれか１項に記載の衝突検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突検出装置に関し、特に、特定の衝突（例えば歩行者との衝突）を検出する自動車（車両）等に搭載される衝突検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車（車両）は、衝突する可能性のある歩行者を保護する安全装置を備えることが提案されている。この様な安全装置の１つの形態は、自動車の「Ａポスト」にまで伸びる部分を有する膨張可能要素を含み、歩行者の頭部が自動車の「Ａポスト」に当たることによる怪我を防止している。この様な安全装置の別の形態は、自動車のボンネットのメイン領域とその下にあるエンジンとの間に距離をとり、これにより歩行者の頭部が当たった際にボンネットが変形できるようにして怪我のリスクを減らしている。
それ故に、安全装置に制御信号を送るために、衝突検出装置が歩行者との衝突を検出する必要性がある。
【０００３】
従来提案されている衝突検出装置は、自動車のバンパーに、様々のセンサーを用いている。例えば加速度計、変形センサー、力センサーである。歩行者を保護するために安全装置を活性化する出力信号は、センサーからの信号が、所定のしきい値以上あるいは以下の時に発生される。
歩行者との衝突と、それよりも軽い物体（例えば鳥）との衝突とを区別ができるようにするために、センサーは理想的には対象物が当たった事故時に、衝突した対象物の特性（例えば対象物の質量）にのみ依存した出力信号を、他の公知の測定可能なパラメータ（例えば車の速度）と共に提供しなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は衝突検出装置を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
衝突を検出しそれを評価し出力信号を生成する衝突検出器において、衝突の特性に依存する変数を検知する少なくとも１個のセンサーを有し、前記センサーは自動車のフロントに搭載される部材上あるいは部材内に配置され、前記部材は、衝突時に変形するような場所に配置され、所定の剛性を有する変形可能部分を有し、前記剛性は少なくとも１個のパラメータに応じて変化する。前記衝突検出器は、更に、前記少なくとも１個のパラメータを測定する装置と、前記測定された少なくとも１個のパラメータに対応する剛性の程度と組み合わせて、センサーの出力を評価する評価器とを有し、所定のしきい値を超えたときに出力信号を生成することを特徴とする。
【０００６】
好ましくは、前記センサーは力センサーである。
好ましくは、前記センサーは、部材に搭載された少なくとも１個の加速度計を含み、前記部材には、部材を自動車のフロントに搭載する衝撃吸収支持部材の手段を具備する。
好ましくは、前記センサーは２個の加速度計含み、前記部材は前記２個の衝撃吸収支持部材を具備し、前記各加速度計は、それぞれの衝撃吸収支持部材上あるいは衝撃吸収支持部材内あるいはその近傍に配置される。
【０００７】
前記センサーは、部材内に搭載された細長いセンサーを有し、前記センサーは、部材の変形可能部分が変形したときに、それに力が加わるような場所に配置される。
前記センサーは、ピエゾ−電子ケーブルである。
前記センサーは、複数のピエゾ−電子ケーブルを具備する。
前記ピエゾ−電子ケーブルが互いに部分的にオーバーラップする。
前記センサーは、少なくとも１個の圧力チューブである
前記センサーは、複数の圧力チューブを具備する。
前記圧力チューブは、互いに部分的にオーバーラップする。
【０００８】
各圧力チューブは、非均一の断面を有し、前記断面は、垂直方向のある高さの断面部分と、その高さ以下の垂直高さの断面部分とを有する。一実施例においては、自動車のフロント部分の搭載するために、垂直高さの一部は、より短い垂直高さの部分より前に配置される。
前記各圧力チューブは、換気孔を具備する。
前記部材の変形可能部分は、変形可能な発泡材料から構成される。
前記各圧力チューブは、発泡材料内にチャネルとして形成される。
前記部材は、剛性ビームを組み込み、前記発泡部材はビームに搭載される。
前記部材は、少なくとも１個の接触センサーを具備し、前記検出器は論理装置を有し、前記出力信号は、評価器が出力を提供し、かつ前記接触センサーが出力を提供したときに生成される。
【０００９】
複数の接触センサーを具備し、前記論理装置により、出力信号は、複数の接触センサーの内少なくとも１個の接触センサーにより出力信号が与えられたときに生成される。
前記少なくとも１個のパラメータは、部材の変形可能部分の厚さを含み、前記部材の変形可能部分は非均一の厚さを有する。
前記少なくとも１個のパラメータを測定する装置は、衝突点の位置を測定し衝突点の位置にある前記部材の厚さを決定する装置を有する。
前記衝突点を測定する手段は、２個の加速度計にかかる加速度を比較し、アルゴリズムを実行する装置を含む。
【００１０】
解析器は、異なる細長い接触センサーからの信号を解析し、どのセンサーあるいは複数のセンサーのどの組み合わせが、衝突ポイントを決定する信号を提供するかを決定する。
解析器は、異なる接触センサー要素からの信号を解析し、どのセンサーあるいは複数のセンサーのどの組み合わせが、衝突ポイントを決定する信号を提供するかを決定する。
【００１１】
前記少なくとも１個のパラメータは、温度であり、前記少なくとも温度センサーが温度を検出するために具備される。
前記検出器がピエゾ−ケーブルを具備する実施例において、温度センサーは、ピエゾ−ケーブルの電極間にかかるキャパシタンスを解析する解析器である。
複数の温度センサーが具備される。
【００１２】
評価器により使用される出力信号を提供する温度センサーあるいは複数の温度センサーの特定は、衝突点を決定する手段により決定される。
前記評価器は、更に、衝突直前の車の速度を表す信号を評価し、車の速度が少なくとも１個の基準に満たしたときのみ、出力信号を生成する。
前記評価器は、車の速度が第１低しきい値を超え第２高しきい値以下の時のみ出力信号を生成する。
前記第１低しきい値は時速２０ｋｍであり、第２高しきい値は時速６０ｋｍである。
【００１３】
本発明の一実施例においては、車のシャーシーに搭載されたときに、前記センサーとシャーシーとの間の部材の部分剛性は、部材の全剛性の１／１０未満である。
【００１４】
前記衝突検出器は、検出器が搭載される車に加えられる全減速を表す、中央加速度計組立体からの信号を受信し、前記加速度計が所定の基準を満たしたとき、前記出力信号の生成を阻止する。
【００１５】
本発明の更なる実施例においては、前記検出器は、歩行者保護装置に関連づけられ、前記出力信号は、出力信号が歩行者保護装置を活性化する。
【実施例】
【００１６】
自動車のバンパーのような部材の剛性式は次式で表される。
ｋ＝Ｆ／ｓ
ここでＦは衝突時にバンパーの特定の点あるいは領域に加えられる力であり、ｓは衝突点あるいは衝突領域の実際の移動量を表す。質量ｍを有する対象物との衝突があったような状況においては、このバンパーを搭載した車の衝突直前の速度をｖとし、ｋを定数とすると、次式で表される。
【数１】
2006512245.tif 000003
【００１７】
変形が弾性的でない場合（交通事故の場合には通常のことと考えられる）、上記の式は、以下の時間ｋの間、有効である。
【数２】
2006512245.tif 000004
従って
【数３】
2006512245.tif 000005
【００１８】
加速度計を用いた場合には、加速度表示は、移動量ｓの２回微分で表される。
【数４】
2006512245.tif 000006
力は、Ｆ＝ｋｓであり、かくして、
【数５】
2006512245.tif 000007
それ以降は、Ｆ(t)＝０  となる。
【００１９】
上記の数学的解析は、衝突の現実の場所（ポイント）に関してのみ言えることである。センサーが衝突ポイントの後ろに配置されていた場合には、信号は、全剛性とセンサーの後ろの剛性との間（即ちセンサーと、部材が搭載された車のシャーシーとの間）の比率に等しい係数で減少する。精度の高い信号を得るためには、センサーの前の剛性は高く、後ろの剛性は低くなければならない。しかし歩行者が怪我するリスクを最小にするためには、前部の剛性は低くなければならない。良好な妥協案は、センサーの後ろの剛性が車のバンパーの全剛性の１／１０未満の時に得られる。
【００２０】
従って上記したような状況においては、衝突直前の車の速度ｖが分かり、衝突が起こった領域の車のバンパーの剛性ｋが分かっている場合には、衝突した対象物の質量ｍが計算できる。
【００２１】
対象物の質量ｍが決定されると、その値をアルゴリズムで使用して、歩行者を保護するために、安全装置に与えられる制御信号を生成すべきか否かの決定をする。当然のことながら、このアルゴリズムは別のパラメータにも依存する。例えば車の絶対速度である。但し気を付けなければならないことは、歩行者を保護するために、安全装置は歩行者との衝突の速度が時速２０ｋｍ以上かつ６０ｋｍ以下の時のみ有効である点である。車のスピードが時速２０ｋｍ以下あるいは６０ｋｍ以上の時には、最新の歩行者保護の安全装置は明確な利点がないと考えられている。
【００２２】
図１を参照すると、バンパー装置１は、自動車２のフロント部分に２個の衝撃吸収支持部材３，４により取り付けられる。この衝撃吸収支持部材３，４は、バンパー装置１のそれぞれの端部に隣接して配置される。各衝撃吸収支持部材３，４は、ある厚さを有する材料からなる、ほぼ管状のハウジングの形態である。この厚さは、ハウジングが歩行者を巻き込むような通常の衝突時に壊れたり衝撃を吸収したりするような厚さである。各サポート部材は「クラッシュボックス」とも考えることができる。
【００２３】
バンパー装置１のリア部分には、２個の加速度計５、６が搭載される。第１加速度計５は「クラッシュボックス」である衝撃吸収支持部材３内に搭載され、第２加速度計６は「クラッシュボックス」である衝撃吸収支持部材４内に搭載される。その結果各「クラッシュボックス」は、加速度計にある程度の保護を与えることができる。しかし加速度計は「クラッシュボックス」に、あるいは「クラッシュボックス」に隣接したいかなる場所にも配置することができ、更に可能な場合には、バンパー装置そのもの一部内に配置することもできる。ここに開示した実施例においては、各加速度計は、バンパー装置１の一部を構成する剛性ビーム７のリアフェースに搭載される。剛性ビーム７のフロントフェースには衝突吸収性カバー８が搭載される。この衝突吸収性カバー８は、ここに示した実施例においては、剛性ビーム７のフロントフェースに取り付けられる「発泡」ブロックで構成される。発泡部材は衝撃吸収発泡部材であり、この発泡部材は均一の構造体であり、かくして既知量の「剛性」を有する。
【００２４】
しかし発泡部材は均一の厚さを有さず、かくして特定のポイントにおける発泡部材の絶対剛性は、その特定のポイントにおける発泡部材の厚さに依存する。
【００２５】
特定の場所あるいはポイントにおける発泡部材の剛性は、設計データから計算できる。この計算された剛性は「ルックアップテーブル」の形態でメモリー内に記憶される。かくして以下の記載から明らかになるように、衝突ポイントの場所を計算し、その後その場所の「ルックアップ」テーブルからその場所に関する剛性が決定できる。
【００２６】
歩行者との衝突が発生すると、矢印Ｆで示される力がバンパー上の特定のポイント、例えば衝突点９に加えられる。その後２つの加速度計の間の距離をｌ0とし、衝突点９と第１加速度計５との間の距離をｌAとする。第１加速度計５は出力信号ａAを与え、第２加速度計６は出力信号ａBを与える。出力信号は第１加速度計５に加えられる力ＦAと、第２加速度計６に加えられる力ＦBを表す。ここでＦ＝ＦA＋ＦBである。かくして次式により、第１加速度計５と第２加速度計６に対する衝突点９の正確な位置が決定できる。
【数６】
2006512245.tif 000008
衝突が起こった衝突点９を、第１加速度計５と第２加速度計６からの出力信号ａA，ａBを解析することにより決定できると、その場所における衝突吸収性カバー８の剛性が、バンパーに関する記憶されたデータを用いて、その結果上記の数学的解析によって決定できる。衝突対象物の質量も決定できる。かくして使用されたアルゴリズムは、発泡材の剛性ｋと「クラッシュボックス」である衝撃吸収支持部材３，４の剛性に依存する。センサーの前面あるいは後面の要素の剛性がかくして用いられる。
【００２７】
図２には、自動車１２のフロントにバンパー装置１１が、上記の衝撃吸収支持部材であるクラッシュボックス１３，１４の手段により搭載されている。クラッシュボックス１３，１４は、バンパー装置１１の対向端部に隣接する場所に配置されている。バンパー装置１１は、剛性ビーム１５と発泡材１６とを有する。剛性ビーム１５は、クラッシュボックス１３，１４の間に伸び、発泡材１６は、剛性ビーム１５のフロントに搭載される。発泡材１６と剛性ビーム１５の間にセンサー１７が配置される。このセンサー１７は、圧力チューブあるいはピエゾ−ケーブルのいずれかである。センサーは、力がかかる正確な場所にかかわらず、バンパーにかかる全力に応答する。
【００２８】
圧力チューブは、衝撃吸収壁を有するチューブであり、ガス又は流体を含む。このガス又は流体は圧力センサーと連通している。力がチューブに加わると、チューブが変形しガスあるいは流体の圧力が上昇し、この圧力上昇を圧力センサーが検知する。
【００２９】
ピエゾ−ケーブルは、２個の細長い電極の間に細長いピエゾ電子材料を有する細長いケーブルである。ピエゾ電子材料は、圧縮されたときに対向する面に電位を生成する材料である。かくしてピエゾケーブルは、力がケーブルに加わったときに電位が発生し、その電位を検出するようなケーブルである。ピエゾ電子材料は、良好なピエゾ電子特性を有する誘電体を用いる。
【００３０】
ある種のピエゾ−ケーブルにおいては、ピエゾ電子材料は複数の小さなセグメントに分割され、各セグメントに関連した個々の電極を具備し、その結果ピエゾ−ケーブルにより生成された出力は、力がケーブルに加えられた正確な場所を示す。かくしてこの様なケーブルは衝突点を直ちに特定する。しかし圧力チューブを用いた場合には、圧力チューブはオーバーラップする個々のセグメントに分割される。あるいは別の方法として、個々のポジションセンサーを用いて衝突点を決定する。開示した実施例においては、発泡材１６は均一の厚さではなく、かくして前の実施例と同様に均一の全体剛性特性を有さない。かくして、前述した実施例と同様に、衝突点を決定し、バンパーに関する登録された情報から関連剛性を決定して衝突点を決定するのが好ましい。
【００３１】
図２のバンパーの中央点（この場所での発泡材は極めて厚い）における有効剛性ｋ1を考える。有効剛性ｋ1は、関連する中央部分における発泡材の剛性ｋ1fと、関連中央部分における剛性ビーム１５の剛性ｋ1bにより次式で表される。
【数７】
2006512245.tif 000009
【００３２】
ビームは、クラッシュボックス１３，１４の間のポイントでは「軟らかい」ために、クラッシュボックス１３，１４の間ポイントにおけるビームの有効剛性ｋ1bは、クラッシュボックス１３に隣接するビームの有効剛性ｋ2bよりも小さい。ｋ1fは、クラッシュボックス１３に隣接する点のｋ2fよりも遥かに小さい。その理由は発泡材は、厚いところでは軟らかいからである。
【００３３】
図３を参照すると、ｍ，ｋ，ｖの様々な組み合わせに対し、検出された力と時間との関係を表すプロットが示されている。
【００３４】
前述したように一定の剛性（ｋ＝Ｆ／ｓ）を有する設計と材料に対しては、力と時間との関係は、次式で表される。
【数８】
2006512245.tif 000010
図３にプロットした第１ライン即ちライン２１は、質量ｍ1を有する対象物と、車の速度がｖ1である衝突に対する時間と力の一般的な関係を示す。図２のビームの中央部分においては、そこの有効剛性はｋ1である。このラインは最大値に向かって徐々に上昇し、衝突時に突然急降下する。ライン２２はライン２１と類似の状況を示すが、速度はｖ2に増加している。ラインは最初は鋭く、最大の力まで立ち上がり、ライン２２と同様に、瞬時に落ちる。
【００３５】
ライン２３は、バンパー装置１１を指示するクラッシュボックス１３に隣接する場所で、図２に示すように有効剛性ｋ2の領域で、質量ｍ1を有する物体と、衝突時の速度ｖ1で衝突した時受ける力を示す。このラインの全体形状は、上記のものと類似するが、ラインは最大力に向けて立ち上がり突然そこから落ちる。しかし最大力は、ライン２１又はライン２２に対するよりも小さいが力が、急降下する時間は力の開始点に比較して遅れる。
【００３６】
最後にライン２４は、有効剛性ｋ2の領域において、質量ｍ2（ｍ1より大きい）を有する物体と、速度ｖ1との衝突時に受ける力を示す。ライン２４は、徐々に最大値まで上がり突然急降下する。しかしこの最大値は、ライン２３の最大値よりも大きく、力の終了時はライン２３のそれよりも遅い。
【００３７】
図４を参照すると、安全装置に対する制御信号を生成する、衝突対象物の質量と車の速度とを含む基準の組を用いることができる。
【００３８】
図４は、かかった力と車の絶対速度等の間のプロットを示す図である。上記したように、所定の範囲の車の速度を選択して、制御信号は衝突前の車の速度が選択された範囲内にある場合にのみ生成するのが適切である。図４において、時速２０ｋｍから６０ｋｍの範囲が選択されたが、これは任意に選択したものである。車が上記のスピードの範囲で走行している時に衝突が検出されると、制御信号は、力Ｆがしきい値を超えたときのみ生成される。即ち、
【数９】
2006512245.tif 000011
ここでｍ1は歩行者の足の質量の下限値である。
【００３９】
従って下記の式の傾斜を有する線（例えばグラフにライン３０として示した線）を引くことができる。
【数１０】
2006512245.tif 000012
かくして、特定の衝突時に当たった対象物の質量は、ライン３０の上にあるライン３１の領域で見い出される力が生成されるようなものであると、出力信号が生成される。
【００４０】
発泡材あるいはそれと等価の材料が使用された場合には、衝突点からシャーシーに至るパスの少なくとも一部は剛性ｋを有する。この剛性ｋは、通常発泡材は温度の上昇に依存して軟らかくなり、温度上昇につれて、ｋの値は低くなる。
【００４１】
多くの材料あるいは設計に対しては剛性ｋは、ｓ，ａ，Ｆに依存する。剛性ｋは速度ｖにも依存する。
例えばＦ＝ｆ1（ｋ，ｖ，ｍ）に対しては、ここでｋ＝ｆ2（Ｆ，ｖ，Ｔ）であり、Ｆはの新たな関数ｆ3として記述できる。
Ｆ＝ｆ3（Ｔ，ｖ，ｍ）ここでｆ3はＦとは独立している。単純化するために、この解析においては、ｋは衝突場所とは無関係であるとしている。
【００４２】
図５は、様々な温度Ｔとその結果異なるｋと、同一のｖとｍに対し、バンパーで使用される発泡材に対するＦ(t)のプロットを示す。
【００４３】
図５の第１ライン４０は、低温度Ｔ１かくして高い剛性ｋ1を有する場合の効果を示している。ここに示したサイクルを完結するためにかかった（Ｆがゼロに戻るまでの）全時間は、比較的短い。より高温度Ｔ２かくして発泡材の低い剛性ｋ2に対しては、ライン４１で示し、これにかかった全時間は遥かに長いが、最大値はライン４０に対するよりも低い。ライン４０の積分値（即ちカーブの下の領域面積）は、ライン４１に対するそれと同一である。
【００４４】
図６，７を参照すると、バンパー５１は、車のシャーシー５２に衝撃吸収部材（ここではクラッシュボックス５３，５４）により取り付けられている。バンパー５１は、そのフロントフェースに発泡材５６を有する剛性リアビーム５５を具備する。図に示した実施例の発泡材５６は、２つの隣接して配置された圧力チューブ５７，５８を構成するチャネルがその中に形成されている。これらの圧力チューブは同一であり、かくして圧力チューブ５８のみ説明する。圧力チューブ５８は、細長いチューブを含み、そのチューブ内に圧力センサー５９が配置され、この圧力センサー５９が、出力リード線６０を介してプロセッサ６１に出力を生成している。各圧力チューブは、発泡材料内に形成されたチャネルである。チャネルの壁は封止されることがあるが、この様な封止は、発泡材が解放セル型の発泡材である場合には、必要である。チューブは大気に向いて開いた孔６２を具備し、その結果チューブは通常大気圧の空気を含んでいる。図７から分かるように、チューブの内部空間は均一の断面を有さず、台形の断面を有する。この台形断面は、バンパーの先端方向に広い寸法を有し、バンパーの後方では狭い断面を有する。この理由は、このようなチューブが圧縮されたときに、チューブのより大きな「高さ」を有する部分における体積変化は、チェンバー（部屋）の全容積に比較し、大きいからである。
【００４５】
１個のチューブよりも２個以上の個別チューブを用いるのが好ましい。その理由は特定の衝突状況においては、体積の有効な減少は、全容積に比較すると、バンパーの長さの一部についてのみ延在する短いチューブの方が、バンパーの全長に渡って延在する長いチューブよりも遥かに大きいからである。複数のチューブで「部分的に配置する」形態で用いた場合には、どのチューブの圧力が上昇したかを決定することにより、衝突点を決定でき、かくして衝突点における発泡材の厚さの影響を考慮に入れることができる。同様な効果は上記した複数のピエゾ−ケーブルを「部分的に配置する」ことによっても達成できる。
【００４６】
本発明の好ましい実施例においては、安全装置を展開する制御信号を生成する前に、独立した「目標を突き止める」装置を駆動させるのが好ましい。この様な装置は不適切な状況（例えば誤電気信号）により、制御信号が生成されるリスクを最小にする。
【００４７】
図８は自動車のシャーシー７２に、衝撃吸収支持部材７３，７４の手段により搭載されたバンパー７１を示す。この衝撃吸収支持部材７３，７４はバンパー７１の端部に隣接した場所に配置されるクラッシュボックスの形態を採る。バンパー７１は、ビーム７５を有する。ビーム７５のフロントに衝撃吸収発泡材７６が配置される。衝撃吸収発泡材７６内には、力センサー７７が組み込まれ、この力センサー７７は１つあるいは複数の圧力チューブあるいは１つあるいは複数個のピエゾケーブルである。力センサー７７は出力信号７８を出力する。
【００４８】
力センサー７７のフロントには、全く別個の独立した接触センサー７９が配置される。接触センサー７９は２枚の導電性ホイルを含むだけである。これらのホイルは発泡材内でごく短い距離だけ離間して最初は配置されている。力が衝撃吸収発泡材７６にかかると、２枚のホイルは電気的に接触し、かくして２枚のホイルに接続されているリード線８０，８１を短絡させる。接触センサーの他の形態を用いることもできる。制御信号が生成される前に、最初に接触センサー７９が接触を感知し、次に上記した方法により衝突が起こった対象物の質量が適宜の基準に合うかを決定しなければならない。接触センサーは個別に配置した接触センサー要素を有してもよく、これにより接触点を決定するのに役立つ。これに関しては以下説明する。
【００４９】
バンパーを形成する材料の有効剛性と、バンパーをその位置に搭載する搭載部材の剛性が、バンパーに当たった対象物の質量を決定するための計算を行う際に、参照される。バンパーを形成する材料の剛性は温度に依存する。かくして図８に示したバンパーにおいては、温度センサー８２が、出力信号８３を出力する発泡材内に組み込まれる。この出力信号８３はプロセッサに供給される。その結果発泡体の剛性に関連する計算を行うに際し適宜の調整が実際の温度に従って行われる。しかし上記したピエゾケーブルを組み込んだ実施例の場合には、ケーブルの電極間のキャパシタンスは温度により変動するので、キャパシタンスを測定し解析して、温度を表す信号を提供してもよい。
【００５０】
図９は本発明の実施例を形成する完全な操作システムを表す。
図９は上記した方法により、自動車のバンパーの端部に隣接した場所にクラッシュボックスの形態の２本の衝撃吸収部材により搭載されたバンパー装置１００を示す。バンパー装置１００は剛性ビーム１０１を有し、そのフロントフェースに発泡体１０２が搭載されている。力センサー１０３は、発泡体１０２と剛性ビーム１０１との間に配置されている。力センサー１０３は、複数の圧力チューブあるいはピエゾケーブルの形態で実現される。図９の実施例においては、これらの細長い接触センサー１０４，１０５，１０６はオーバーラップして配置されている。接触センサー１０４，１０５，１０６は、発泡体１０２内で、力センサー１０３の前に配置されている。最後尾の接触センサー１０４，１０６は離間し、前部の接触センサー１０５は接触センサー１０４，１０６のそれぞれの半分の部分にオーバーラップし、接触センサー１０４と接触センサー１０６の間のスペースに延在している。この比較的単純な配置により、５個の別々の接触ゾーンを、これら３個のセンサーのみで特定できるようになる。
【００５１】
衝突が図９に示すようにバンパーの向かって最左翼で発生した場合には、接触センサー１０４のみが接触を検出する。衝突が若干右にずれ、接触センサー１０４が接触センサー１０５にオーバーラップする領域で起こると、両方のセンサーが衝撃を検出する。衝突が更に右側にずれ、接触が接触センサー１０５と接触センサー１０６がオーバーラップする点で発生しない限り、中央の接触センサー１０５のみが接触を検出する。両方のセンサーが衝突を検出すると、両センサーが接触を検出する。最後に衝突がバンパーの最右翼で発生すると、接触センサー１０６のみが衝突を検出する。接触センサー１０４，１０５，１０６は、全て評価装置１０７に接続され、この評価装置１０７がどのセンサーあるいはどのセンサーの組み合わせが接触を検出したかを決定し、衝突が発生した場所を示す適宜の出力信号をプロセッサ１０８に送る。このプロセッサ１０８が歩行者との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た「ルックアップテーブル」から関連領域の発泡材の有効剛性を決定するよう構成されている。いずれか１つの接触センサーが接触を検出すると、目標決定信号が、ＡＮＤゲート１０９の形態の論理構成要素に与えられ、ＡＮＤゲート１０９がプロセッサ１０８からの入力も受け付ける。
【００５２】
ここに示した実施例においては、複数の温度センサー１１０，１１１，１１２が、バンパー内に具備される。温度センサーは、発泡体１０２の異なる領域の温度を検出する。評価装置１０７からの出力信号は、温度選択装置１１３に送られ、この温度選択装置１１３は、３個の温度センサー１１０，１１１，１１２からの信号を受信する。評価装置１０７からの衝突ポイントに関する決定に従って、適宜の温度センサーの温度あるいはこれらの温度センサーの組み合わせの温度が、温度選択装置１１３により、プロセッサ１０８に送られ、このプロセッサ１０８が、歩行者衝突アルゴリズムを実行する。実際の温度を用いて選択された剛性の値を適宜調整する。
プロセッサ１０８は自動車のスピードメーター１１４からの、衝突直前の自動車の速度を表す入力信号も受信する。
【００５３】
図９に示した実施例においては、更なる加速度計１１５が自動車のメインシャーシーに好ましくはその中央部分に搭載される。それ故に加速度計１１５は、自動車の全加速に応答し、この加速度計を用いて自動車が非常に重い対象物（例えば別の自動車）との衝突に関わったかを決定する。この場合（自動車同士の衝突）は、歩行者を保護するための安全装置を展開するのは不適切である。
【００５４】
加速度計１１５の出力を積分器１１６で積分し、所定の時間間隔の間、自動車の全速度変化を表す信号を提供する。
【数１１】
2006512245.tif 000013
積分器の出力は弁別器１１７に与えられる。弁別器１１７は、この速度変化は、歩行者より遥かに重い物との衝突が発生したか否かを決定する。弁別器１１７が、この速度変化が所定のしきい値を超えている（例えば歩行者よりも重い対象物との間で発生した衝突である）と決定すると、信号がリード線１１８に送られ、このリード線１１８がＡＮＤゲート１０９を阻止する。かくして、ＡＮＤゲートの出力へ制御信号が送られるのを阻止する。
【００５５】
全速度変化を計算する代わりに、ロウパスフィルターを加速度信号に適用するかあるいは「スライド・ウインドウ（slidin window）」平均値を計算する。これは先行する所定の時間間隔に渡るその瞬間時の平均値である。
【数１２】
2006512245.tif 000014
【００５６】
ＡＮＤゲート１０９の出力信号は、歩行者保護システム１１９の形態を取る安全装置に提供される。
【００５７】
それ故にバンパー装置１００の一部に加わる力を引き起こすような衝突の場合、最初に力が接触センサー１０４，１０５，１０６の内の１つあるいは複数個により検出される。これにより、評価装置１０７はバンパーのどの領域が当たったかを決定し、この情報をプロセッサ１０８に与え同時に目標決定信号をＡＮＤゲート１０９に与える。評価装置１０７は、適宜の信号を温度選択装置１１３に送り、適宜の温度信号をプロセッサ１０８に与える。
【００５８】
衝突時の力が、力センサー１０３により測定され、その力信号がプロセッサ１０８に与えられる。プロセッサ１０８はスピードメーター１１４から車の瞬間速度も受領する。上記した技術を用いて、プロセッサ１０８は衝突した物体の質量を決定する。かくしてプロセッサ１０８は、センサーの出力を評価する評価装置として機能し、衝突ポイントにおける発泡材料の所定の剛性と組み合わせ、衝突に関与した対象物の質量を計算する。質量が所定のしきい値以上の場合には、出力信号はＡＮＤゲート１０９に与えられる。ＡＮＤゲート１０９がリード線１１８上の信号により阻止されていない限り、リード線１１８上の信号は、加速度計１１５と積分器１１６と弁別器１１７が、衝突が非常に重い物体例えば別の車であることを決定した場合のみ、存在し、この制御信号はＡＮＤゲート１０９から安全装置に送られ、歩行者の保護システムが活性化される。
【００５９】
上記した記載から明らかなように、センサー例えば車のフロントに搭載された加速度計あるいは力センサーを用いて、軽い衝突対象物と重い衝突対象物を峻別する。しかしより好都合なことに、センサーは、重いあるいは非常に硬い対象物により、損傷をうけるので、軽い対象物を峻別するのに特に役立つ。ボンネットを持ち上げたタイプの歩行者保護装置は、非常に重大な事故（例えばボンネットが前面のガラスの貫通するような重大事故）には稼働しない。本発明の一実施例の衝突検出装置は、衝突が検出されたときに、衝突が所定のしきい値以上の質量を有する対象物との間で起きた場合のみ、あるいは衝突が重大なクラッシュ事故の一部では無いようなときのみ、出力信号を生成する。
【００６０】
本明細書において用語「有する」「具備する」「含む」等はそれぞれ同一の意味を有し、対象物以外のものを含まない意図ではない。
【００６１】
以上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。特許請求の範囲の構成要素の後に記載した括弧内の番号は、図面の部品番号に対応し、発明の容易なる理解の為に付したものであり、発明を限定的に解釈するために用いてはならない。また、同一番号でも明細書と特許請求の範囲の部品名は必ずしも同一ではない。これは上記した理由による。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】加速度計の形態を採るセンサーを具備した自動車のバンパーの模式図。
【図２】バンパーの全幅に渡って伸びる力センサーを具備した自動車のバンパーを表す図。
【図３】説明用のグラフ。
【図４】説明用の他のグラフ。
【図５】説明用の更に別のグラフ。
【図６】２個の圧力チューブを組み込んだバンパーの水平方向断面図。
【図７】図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図。
【図８】自動車のバンパーの模式図。
【図９】ブロック内に入れた自動車のバンパーの模式図。
【符号の説明】
【００６３】
１  バンパー
２  自動車
３，４  衝撃吸収支持部材
５  第１加速度計
６  第２加速度計
７  剛性ビーム
８  衝撃吸収カバー
９  衝突点
１１  バンパー
１２  自動車
１３，１４  クラッシュボックス
１５  剛性ビーム
１６  発泡材
１７  センサー
５１  バンパー
５２  シャーシー
５３，５４  クラッシュボックス
５５  剛性リアビーム
５６  発泡材
５８  圧力チューブ
５９  圧力センサー
６０  出力リード線
６１  プロセッサ
６２  孔
７１  バンパー
７２  シャーシー
７３，７４  衝撃吸収支持部材
７５  ビーム
７６  衝撃吸収発泡材
７７  力センサー
７８  出力信号
７９  接触センサー
８０，８１  リード線
１００  バンパー
１０１  剛性ビーム
１０２  発泡体
１０３  力センサー
１０４，１０５，１０６  接触センサー
１０７  評価装置
１０８  プロセッサ
１０９  ＡＮＤゲート
１１０，１１１，１１２  温度センサー
１１３  温度選択装置
１１４  スピードメーター
１１５  加速度計
１１６  積分器
１１７  弁別器
１１８  リード線
１１９  歩行者保護システム
【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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