(57)【要約】【課題】歩行者との衝突を振動に基づいて確実に検出することができる歩行者衝突検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の歩行者衝突検出装置１は、振動体１０と、振動検出センサ１１と、制御装置１２とから構成されている。振動体１０及び振動検出センサ１１は、バンパーカバー１３ａに固定されている。振動体１０の発生した振動でバンパーカバー１３ａが振動し、その振動を振動検出センサ１１で検出する。制御装置１２は、振動検出センサ１１の検出結果から、バンパーカバー１３ａの固有振動数の変化に基づいて歩行者の衝突を判定する。これにより、歩行者との衝突を振動に基づいて確実に検出することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の所定部位に振動を発生させる振動発生手段と、前記所定部位の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の検出結果から前記所定部位の振動特性の変化に基づいて歩行者の衝突を判定する歩行者衝突判定手段とを有することを特徴とする歩行者衝突検出装置。
【請求項２】
前記歩行者衝突判定手段は、前記所定部位の固有振動数の変化に基づき、歩行者が衝突したと判定することを特徴とする請求項１に記載の歩行者衝突検出装置。
【請求項３】
前記歩行者衝突判定手段は、前記所定部位の振動数に対する振幅から前記固有振動数の変化を検出することを特徴とする請求項２に記載の歩行者衝突検出装置。
【請求項４】
前記歩行者衝突判定手段は、前記所定部位の所定振動数における振幅の変化から前記固有振動数の変化を検出することを特徴とする請求項２に記載の歩行者衝突検出装置。
【請求項５】
前記振動発生手段及び前記振動検出手段の少なくともいずれかは、圧電素子で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置。
【請求項６】
前記振動発生手段及び前記振動検出手段は、１つの圧電素子で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置。
【請求項７】
前記所定部位は、衝突によって歪みが発生することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両における歩行者との衝突を検出する歩行者衝突検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の衝突を検出する車両衝突検出装置として、特開２００１−１８３１２７号公報に開示されているクラッシュ検出装置がある。このクラッシュ検出装置は、振動発生器と、反射波検知器と、電子制御ユニットとから構成され、車両のルーフパネルに配設されている。振動発生器は、圧電材料で形成され、駆動信号が入力されると振動し、その振動を車両のフレームに伝達する装置である。反射波検知器は、圧電材料で形成され、車両のフレームに伝達した振動の反射波に応じた電圧を出力する装置である。電子制御ユニットは、振動発生器に駆動信号を出力するとともに、反射波検知器から出力される電圧の時間的変化に基づいて、車両衝突の有無及び衝突箇所を判定する装置である。電子制御ユニットは、車両が衝突していない場合に比べ、反射波のピークの発生が時間的に早いとき、その反射波に対応した箇所で衝突が発生したと判定する。
【特許文献１】特開２００１−１８３１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、車両に衝突した歩行者を保護する歩行者保護装置が提案されている。歩行者が車両に衝突すると、フード等に配設されたエアバッグが展開し歩行者を保護する。しかし、前述したクラッシュ検出装置では、車両への衝突を検出することはできるが、歩行者との衝突であるか否かを判定することはできない。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、歩行者との衝突を振動に基づいて確実に検出することができる歩行者衝突検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、車両の所定部位における振動特性の変化によって、歩行者との衝突を検出できることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、請求項１に記載の歩行者衝突検出装置は、車両の所定部位に振動を発生させる振動発生手段と、前記所定部位の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の検出結果から前記所定部位の振動特性の変化に基づいて歩行者の衝突を判定する歩行者衝突判定手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１に記載の歩行者衝突検出装置において、さらに、前記歩行者衝突判定手段は、前記所定部位の固有振動数の変化に基づき、歩行者が衝突したと判定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項２に記載の歩行者衝突検出装置において、さらに、前記歩行者衝突判定手段は、前記所定部位の振動数に対する振幅から前記固有振動数の変化を検出することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項２に記載の歩行者衝突検出装置において、さらに、前記歩行者衝突判定手段は、前記所定部位の所定振動数における振幅の変化から前記固有振動数の変化を検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置において、さらに、前記振動発生手段及び前記振動検出手段の少なくともいずれかは、圧電素子で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置において、さらに、前記振動発生手段及び前記振動検出手段は、１つの圧電素子で構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の歩行者衝突検出装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の歩行者衝突検出装置において、さらに、前記所定部位は、衝突によって歪みが発生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の歩行者衝突検出装置によれば、歩行者の衝突を振動に基づいて確実に検出することができる。車両の所定部位には、材質や構造で決まる固有の振動特性がある。車両が衝突すると、その振動特性が変化する。振動特性の変化の仕方は、衝突物によって異なる。歩行者が衝突した場合、その弾性と質量により、振動特性は特有の変化を示す。そのため、所定部位の振動特性の変化に基づいて、歩行者の衝突を検出することができる。
【００１４】
請求項２に記載の歩行者衝突検出装置によれば、より確実に歩行者の衝突を検出することができる。歩行者が衝突すると、その弾性と質量により、所定部位の固有振動数が変化する。そのため、所定部位の固有振動数が変化したとき、より確実に歩行者が衝突したと検出することができる。
【００１５】
請求項３に記載の歩行者衝突検出装置によれば、固有振動数の変化を確実に検出することができる。所定部位の固有振動数は、振動の振幅が最大となる振動数である。そのため、所定部位の振動数に対する振幅から固有振動数を求めることで、固有振動数の変化を確実に検出することができる。
【００１６】
請求項４に記載の歩行者衝突検出装置によれば、固有振動数の変化を確実に検出することができる。所定部位の固有振動数は、振動の振幅が最大となる振動数である。所定部位の固有振動数が変化すると、所定振動数における振幅は特有の変化を示す。そのため、所定部位の所定振動数における振幅の変化から固有振動数の変化を確実に検出することができる。
【００１７】
請求項５に記載の歩行者衝突検出装置によれば、振動発生手段を圧電素子で構成することで、振動を確実に発生させることができる。また、振動検出手段を圧電素子で構成することで、振動を確実に検出することができる。
【００１８】
請求項６に記載の歩行者衝突検出装置によれば、振動発生手段及び振動検出手段を１つの圧電素子で構成することで、部品点数を削減し、コストの低減を図ることができる。
【００１９】
請求項７に記載の歩行者衝突検出装置によれば、所定部位の振動特性を確実に変化させることができる。車両が衝突すると、所定部位は、衝突物の弾性と質量に応じた歪みを発生する。歪みが発生することで所定部位の振動特性も変化する。そのため、所定部位の振動特性を確実に変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本実施形態は、本発明に係る歩行者衝突検出装置を、歩行者を保護するエアバッグ装置に用いられる歩行者衝突検出装置に適用した例を示す。
【００２１】
（第１実施形態）
第１実施形態における歩行者衝突検出装置のブロック図を図１に、振動体及び振動検出センサの設置箇所であるバンパーカバー周辺の断面図を図２に、振動体及び振動検出センサの構成図を図３に、バンパーカバーの振動特性のグラフを図４に、歩行者が衝突したときの振動体及び振動検出センサの状態を説明する説明図を図５に、衝突前後のバンパーカバーの振動特性のグラフを図６にそれぞれ示す。なお、図５及び図１３において、歩行者を便宜的に楕円形状で示す。そして、図１〜図６を参照し構成、動作、効果の順で具体的に説明する。
【００２２】
まず、具体的構成について説明する。図１に示すように、歩行者衝突検出装置１は、歩行者が車両に衝突したか否かを検出する装置である。歩行者衝突検出装置１の検出結果は、歩行者を保護するエアバッグ装置に出力される。エアバッグ装置は、歩行者衝突検出装置１が歩行者の衝突を検出したとき、エアバッグを展開させて歩行者を保護する。歩行者衝突検出装置１は、振動体１０（振動発生手段）と、振動検出センサ１１（振動検出手段）と、制御装置１２（歩行者衝突判定手段）とから構成されている。
【００２３】
図２に示すように、振動体１０及び振動検出センサ１１は、車両のフロントバンパー１３のバンパーカバー１３ａ（所定部位）に設置されている。バンパーカバー１３ａは、樹脂を成形して構成される板状の緩衝部材であり、エネルギーアブソーバー１３ｂを介してリインホースメント１３ｃに固定されている。バンパーカバー１３ａは、材質や構造によって決まる固有の振動特性、具体的には固有振動数を有している。
【００２４】
図３に示すように、振動体１０は、印加される交流電圧の周波数と等しい振動数で振動する、例えば板状の圧電素子である。振動体１０は、バンパーカバー１３ａの車両後方側の表面に、接着剤１４を介して固定され、制御装置１２に電気的に接続されている。振動体１０は、制御装置１２から交流電圧を印加されると、その周波数と等しい振動数で板厚方向に振動する。振動体１０の発生した振動によって、バンパーカバー１３ａは板厚方向に振動する。
【００２５】
振動検出センサ１１は、バンパーカバー１３ａの振動を検出する、例えば板状の圧電素子である。振動検出センサ１１は、バンパーカバー１３ａの車両前方側の振動体１０と対向する表面に、接着剤１４を介して固定され、制御装置１２に電気的に接続されている。振動検出センサ１１は、バンパーカバー１３ａの板厚方向の振動を、振幅に応じた電圧に変換し、制御装置１２に出力する。
【００２６】
制御装置１２は、振動体１０に交流電圧を印加するとともに、振動検出センサ１１の出力電圧から求められるバンパーカバー１３ａの固有振動数の変化に基づいて、歩行者の衝突を判定する装置である。制御装置１２は、振動体１０、振動検出センサ１１、及びエアバッグ装置にそれぞれ電気的に接続されている。
【００２７】
次に、具体的動作について説明する。図３において、制御装置１２は、振動体１０に交流電圧を印加する。交流電圧が印加されると、振動体１０は、その周波数と等しい振動数で振動する。バンパーカバー１３ａは、振動体１０の発生した振動によって振動する。バンパーカバー１３ａの振動は、振動検出センサ１１によって、振幅に応じた電圧に変換され、制御装置１２に入力される。制御装置１２は、振動体１０に印加する交流電圧の周波数を順次変更し、振動検出センサ１１から得られる電圧に基づいて、図４に示すように、バンパーカバー１３ａの振動の振幅が最大となる振動数、つまり、固有振動数を求める。
【００２８】
ここで、図５に示すように、バンパーカバー１３ａに車両前方側から歩行者１５が衝突すると、歩行者１５が接触しバンパーカバー１３ａが歪む。このとき、図６に示すように、バンパーカバー１３ａの固有振動数は、歩行者１５の弾性と質量により、衝突前の固有振動数より低下する。制御装置１２は、バンパーカバー１３ａの固有振動数が衝突前の固有振動数より低い所定振動数以下になったとき、歩行者１５が衝突したと判定し、エアバッグ装置に歩行者衝突信号を出力する。これに対し、バンパーカバー１３ａに歩行者以外、例えば建造物等の剛性の高い物体が衝突すると、バンパーカバー１３ａの固有振動数は上昇する。そのため、建造物等が衝突しても歩行者１５と誤判定することはない。
【００２９】
最後に、具体的効果について説明する。第１実施形態によれば、歩行者１５の衝突を振動に基づいて確実に検出することができる。バンパーカバー１３ａは、材質や構造で決まる固有の振動特性である固有振動数を有している。車両が衝突すると、その固有振動数が変化する。固有振動数の変化の仕方は、衝突物によって異なる。歩行者１５が衝突した場合、その弾性と質量により、固有振動数は低下する。そのため、バンパーカバー１３ａの固有振動数が所定の範囲内になったとき、歩行者１５が衝突したと判定することができる。また、第１実施形態によれば、バンパーカバー１３ａの振動数に対する振幅から固有振動数を求めることで、固有振動数の低下を確実に判定することができる。さらに、第１実施形態によれば、振動体１０を圧電素子で構成することで、印加される交流電圧の周波数と等しい振動を確実に発生させることができる。また、振動検出センサを圧電素子で構成することで、バンパーカバー１３ａの振動を確実に検出することができる。
【００３０】
なお、第１実施形態では、バンパーカバー１３ａの固有振動数の低下を振動数に対する振幅から求める例を挙げているが、これに限られるものではない。所定振動数における振幅の変化から固有振動数の低下を判定するようにしてもよい。図６に示すように、バンパーカバー１３ａに歩行者が衝突すると、固有振動数は時間とともに低下する。このとき、所定振動数における振幅は、固有振動数の低下にともなって上昇し、その後低下する。これに対し、バンパーカバー１３ａに歩行者以外、例えば建造物等の剛性の高い物体が衝突すると、バンパーカバー１３ａの固有振動数は上昇する。このとき、所定振動数における振幅は、固有振動数の上昇にともなって低下する。このように、所定部位の固有振動数が低下すると、所定振動数における振幅は特有の変化を示す。そのため、所定部位の所定振動数における振幅の変化から固有振動数の低下を判定し、歩行者の衝突を検出することができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、振動検出センサ１１が、バンパーカバー１３ａを挟んで振動体１０と対向して固定されている例を挙げているが、これに限られるものではない。振動検出センサ１１は、バンパーカバー１３ａの振動を確実に検出できる位置に固定されていればよい。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における振動体及び振動検出センサの設置箇所であるサイドメンバー周辺の断面図を図７に、サイドメンバー上部の部分拡大図を図８に、振動体及び振動検出センサの構成図を図９にそれぞれ示す。ここでは、第１実施形態における歩行者衝突検出装置との相違部分である振動体及び振動検出センサの設置場所についてのみ説明し、動作も含め共通する部分ついては、必要とされる箇所以外説明を省略する。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００３３】
まず、具体的構成について説明する。図７に示すように、振動体１０及び振動検出センサ１１は、車両のサイドメンバー１６の車両前方側端部の上部に設置されている。サイドメンバー１６は、鋼板からなる中空略角柱状の衝撃吸収部材であり、車両前方側端部が、リインホースメント１３ｃに固定されている。図８に示すように、サイドメンバー１６の車両前方側端部の上部には、略コの字形状の溝１６ａ、１６ｂが互いに対向するように設けられている。これにより、溝１６ａ、１６ｂの間には、車両前後方向に梁部１６ｃが形成されている。梁部１６ｃは、材質や構造によって決まる固有の振動特性、具体的には固有振動数を有している。図９に示すように、振動体１０は梁部１６ｃの下面に、振動検出センサ１１は梁部１６ｃの上面に、それぞれ接着剤１４を介して固定されている。
【００３４】
次に具体的動作について説明する。バンパーカバー１３ａに車両前方側から歩行者１５が衝突すると、その衝撃が、エネルギーアブソーバー１３ｂ及びリインホースメント１３ｃを介してサイドメンバー１６に伝達され、その衝撃に応じて梁部１６ｃが歪む。このとき、梁部１６ｃの固有振動数は、歩行者１５の弾性と質量により、衝突前の固有振動数より低下する。これに対し、バンパーカバー１３ａに歩行者以外、例えば建造物等の剛性の高い物体が衝突すると、その衝撃に応じて梁部１６ｃが歪み、固有振動数は上昇する。このような梁部１６ｃの固有振動数の変化に基づいて、第１実施形態と同様にして歩行者の衝突を判定することができる。
【００３５】
最後に、具体的効果について説明する。第２実施形態によれば、衝突によって歪みが発生し、固有振動数の変化する梁部１６ｃを設けることで、歩行者の衝突を検出することができる。また、第２実施形態によれば、衝突以外の外的要因による固有振動数の変化を抑え、歩行者の衝突を確実に検出することができる。バンパーカバーに振動体１０及び振動検出センサ１１を設置した場合、設置箇所によっては、走行中の空気抵抗によってバンパーカバー１３ａが歪み、固有振動数が変化する可能性がある。振動体１０及び振動検出センサ１１を、これらの影響を受けにくいサイドメンバー１６に設置することで、衝突以外の外的要因による固有振動数の変化を抑え、歩行者の衝突を確実に検出することができる。
【００３６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態における歩行者衝突検出装置のブロック図を図１０に、振動発生検出素子の構成図を図１１に、バンパーカバーの振動特性のグラフを図１２に、歩行者が衝突したときの振動発生検出素子の状態を説明する説明図を図１３に、歩行者が衝突したときのバンパーカバーの振動特性のグラフを図１４に、建造物が衝突したときのバンパーカバーの振動特性のグラフを図１５にそれぞれ示す。なお、第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明する。
【００３７】
まず、具体的構成について説明する。図１０に示すように、歩行者衝突検出装置１は、振動発生検出素子１７（振動発生手段、振動検出手段）と、制御装置１８（歩行者衝突判定手段）とから構成されている。振動発生検出素子１７は、第１実施形態の場合と同様に、車両のフロントバンパー１３のバンパーカバー１３ａ（所定部位）に設置されている。
【００３８】
図１１に示すように、振動発生検出素子１７は、印加される交流電圧の周波数と等しい振動数で振動するとともに、振動を検出する、例えば板状の圧電素子である。振動発生検出素子１７は、バンパーカバー１３ａの車両前方側の表面に、接着剤１４を介して固定され、制御装置１８に電気的に接続されている。振動発生検出素子１７は、制御装置１８から交流電圧を印加されると、その周波数と等しい振動数で板厚方向に振動する。振動発生検出素子１７の発生した振動によって、バンパーカバー１３ａは板厚方向に振動する。また、バンパーカバー１３ａの板厚方向の振動を振幅に応じた電圧に変換し、制御装置１８に出力する。
【００３９】
制御装置１８は、振動発生検出素子１７に交流電圧を印加するとともに、出力電圧から求められるバンパーカバー１３ａの固有振動数の変化に基づいて、歩行者の衝突を判定する装置である。制御装置１８は、振動発生検出素子１７及びエアバッグ装置にそれぞれ電気的に接続されている。
【００４０】
次に具体的動作について説明する。図１１において、制御装置１８は、振動発生検出素子１７にバンパーカバー１３ａの衝突前の固有振動数より低い所定周波数の交流電圧を印加する。交流電圧が印加されると、振動発生検出素子１７は、その周波数と等しい振動数で振動する。バンパーカバー１３ａは、振動発生検出素子１７の発生した振動によって振動する。バンパーカバー１３ａの振動は、振動発生検出素子１７によって、振幅に応じた電圧に変換され、制御装置１８に入力される。制御装置１８は、振動検出センサ１１から得られる電圧に基づいて、図１２に示すように、バンパーカバー１３ａの振動の振幅を求める。
【００４１】
ここで、図１３に示すように、バンパーカバー１３ａに車両前方側から歩行者１５が衝突すると、歩行者１５が接触しバンパーカバー１３ａが歪み、第１実施形態において述べたように、固有振動数が時間とともに低下する。このとき、所定振動数における振幅は、図１４に示すように、固有振動数の低下にともなって上昇し、その後低下する。制御装置１８は、バンパーカバー１３ａの所定振動数における振幅が、上昇しその後低下したとき、歩行者１５が衝突したと判定し、エアバッグ装置に歩行者衝突信号を出力する。これに対し、バンパーカバー１３ａに歩行者以外、例えば建造物等の剛性の高い物体が衝突すると、バンパーカバー１３ａの固有振動数は上昇する。このとき、所定振動数における振幅は、図１５に示すように、固有振動数の上昇にともなって低下する。そのため、建造物等が衝突しても歩行者１５と誤判定することはない。
【００４２】
最後に、具体的効果について説明する。第３実施形態によれば、振動の発生及び検出を１つの圧電素子で構成することで、部品点数を削減し、コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態における歩行者衝突検出装置のブロックである。
【図２】図１における振動体及び振動検出センサの設置箇所であるバンパーカバー周辺の断面図である。
【図３】図１における振動体及び振動検出センサの構成図である。
【図４】図３におけるバンパーカバーの振動特性のグラフである。
【図５】歩行者が衝突したときの振動体及び振動検出センサの状態を説明する説明図である。
【図６】衝突前後のバンパーカバーの振動特性のグラフである。
【図７】第２実施形態における振動体及び振動検出センサの設置箇所であるサイドメンバー周辺の断面図である。
【図８】図７におけるサイドメンバー上部の部分拡大図である。
【図９】図８における振動体及び振動検出センサの構成図である。
【図１０】第３実施形態における歩行者衝突検出装置のブロック図である。
【図１１】図１０における振動発生検出素子の構成図である。
【図１２】図１１におけるバンパーカバーの振動特性のグラフである。
【図１３】歩行者が衝突したときの振動発生検出素子の状態を説明する説明図である。
【図１４】歩行者が衝突したときのバンパーカバーの振動特性のグラフである。
【図１５】建造物が衝突したときのバンパーカバーの振動特性のグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・歩行者衝突検出装置、１０・・・振動体（振動発生手段）、１１・・・振動検出センサ（振動検出手段）、１２、１８・・・制御装置（歩行者衝突判定手段）、１３・・・フロントバンパー、１３ａ・・・バンパーカバー（所定部位）、１３ｂ・・・エネルギーアブソーバー、１３ｃ・・・リインホースメント、１４・・・接着剤、１５・・・歩行者、１６・・・サイドメンバー、１６ａ、１６ｂ・・・溝、１６ｃ・・・梁部（所定部位）、１７・・・振動発生検出素子（振動発生手段、振動検出手段）
【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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【図１０】
2007050855.tif 000012
【図１１】
2007050855.tif 000013
【図１２】
2007050855.tif 000014
【図１３】
2007050855.tif 000015
【図１４】
2007050855.tif 000016
【図１５】
2007050855.tif 000017