(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に衝突する被衝突物体の移動方向を検出する被衝突物体検出手段と、
車両外側方向に突出し、被衝突物体が前記車両に衝突する際のエネルギを吸収するエネルギ吸収手段と、
前記被衝突物体検出手段で検出された前記被衝突物体の移動方向に基づいて、前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両の先端部分に衝突するときの前記被衝突物体の移動方向が前記車両の後方向の場合に前記被衝突物体の移動方向を０°とし、前記被衝突物体の移動方向が前記車両の前方向の場合に前記被衝突物体の移動方向を１８０°とし、前記被衝突物体から前記車両の先端部分を見た場合に前記被衝突物体の移動方向が前記車両の左方向の場合に９０°、前記車両の右方向の場合に２７０°とすると、前記被衝突物体検出手段で検出される前記被衝突物体の移動方向が０°から９０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に早め、前記被衝突物体の移動方向が９０°から１８０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に遅くし、前記被衝突物体の移動方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に早め、前記被衝突物体の移動方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に遅くするよう制御するとともに、前記被衝突物体の移動方向が１８０°の場合に前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングが、前記被衝突物体の移動方向が０°あるいは３６０°の場合に前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングよりも遅くなるよう制御し、
前記エネルギ吸収手段は、前記車両のピラー付近に設けられるピラーエアバッグであることを特徴とする車両用保護装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用保護装置において、
前記車両の車高を検出する車高検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記被衝突物体の移動方向に基づく制御に加えて、前記車高検出手段で検出される前記車高が高くなるほど、前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを早くするように制御することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項３】
車両に衝突する被衝突物体の移動方向を検出する被衝突物体検出手段と、
車両外側方向に突出し、被衝突物体が前記車両に衝突する際のエネルギを吸収するエネルギ吸収手段と、
前記被衝突物体検出手段で検出された前記被衝突物体の移動方向に基づいて、前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両の先端部分に衝突するときの前記被衝突物体の移動方向が前記車両の後方向の場合に前記被衝突物体の移動方向を０°とし、前記被衝突物体の移動方向が前記車両の前方向の場合に前記被衝突物体の移動方向を１８０°とし、前記被衝突物体から前記車両の先端部分を見た場合に前記被衝突物体の移動方向が前記車両の左方向の場合に９０°、前記車両の右方向の場合に２７０°とすると、前記被衝突物体検出手段で検出される前記被衝突物体の移動方向が０°から９０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に前記車両先端側とし、前記被衝突物体の移動方向が９０°から１８０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に前記車両先端から遠くし、前記被衝突物体の移動方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端側とし、前記被衝突物体の移動方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を前記車両先端から徐々に遠くするよう制御するとともに、前記被衝突物体の移動方向が１８０°の場合に前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を、前記被衝突物体の移動方向が０°あるいは３６０°の場合に前記エネルギ吸収手段を作動させる位置よりも前記車両先端側になるよう制御し、
前記エネルギ吸収手段は、前記車両のピラー付近に設けられるピラーエアバッグであることを特徴とする車両用保護装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用保護装置において、
前記車両の車高を検出する車高検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記被衝突物体の移動方向に基づく制御に加えて、前記車高検出手段で検出される前記車高が高くなるほど、前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端側とするよう制御することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項５】
車両に衝突する被衝突物体の移動方向を検出する被衝突物体検出手段と、
車両外側方向に突出し、被衝突物体が前記車両に衝突する際のエネルギを吸収するエネルギ吸収手段と、
前記被衝突物体検出手段で検出された前記被衝突物体の移動方向に基づいて、前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングおよび位置を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記車両の先端部分に衝突するときの前記被衝突物体の進行方向が前記車両の後方向の場合に前記被衝突物体の進行方向を０°とし、前記被衝突物体の移動方向が前記車両の前方向の場合に前記被衝突物体の進行方向を１８０°とし、前記被衝突物体から前記車両の先端部分を見た場合に前記被衝突物体の移動方向が前記車両の左方向の場合に９０°、前記車両の右方向の場合に２７０°とすると、前記被衝突物体検出手段で検出される前記被衝突物体の進行方向が０°から９０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に早め、前記被衝突物体の進行方向が９０°から１８０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に遅くし、前記被衝突物体の進行方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に早め、前記被衝突物体の進行方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に遅くするよう制御するとともに、前記被衝突物体の進行方向が１８０°の場合に前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングが、前記被衝突物体の進行方向が０°あるいは３６０°の場合に前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングよりも遅くなるよう制御し、さらに、前記被衝突物体の進行方向が０°から９０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に前記車両先端側とし、前記被衝突物体の進行方向が９０°から１８０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を前記車両先端から徐々に遠くし、前記被衝突物体の進行方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端側とし、前記被衝突物体の進行方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれて前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を前記車両先端から徐々に遠くするよう制御するとともに、前記被衝突物体の進行方向が１８０°の場合に前記エネルギ吸収手段を作動させる位置が、前記被衝突物体の進行方向が０°あるいは３６０°の場合に前記エネルギ吸収手段を作動させる位置よりも前記車両先端側になるよう制御し、
前記エネルギ吸収手段は、前記車両のピラー付近に設けられるピラーエアバッグであることを特徴とする車両用保護装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用保護装置において、
前記車両の車高を検出する車高検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記被衝突物体の移動方向に基づく制御に加えて、前記車高検出手段で検出される前記車高が高くなるほど、前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを早くするように制御し、さらに、前記車高検出手段で検出される前記車高が高くなるほど、前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端側とするよう制御することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項７】
請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
前記被衝突物体が前記車両先端の車幅方向においてどの位置に衝突するかを検出する車幅方向衝突位置検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記車幅方向衝突位置検出手段で検出される衝突位置に基づいて、前記エネルギ吸収手段を作動させる車幅方向の位置を制御することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
前記車両先端近辺に設けられ、前記車両の加減速度を検出する加速度検出器をさらに有し、
前記制御手段は、前記加速度検出器によって検出される前記車両の衝突時の減速度波形に基づいて、前記減速度波形のピークが発生するタイミングおよびピーク時の減速度から、前記被衝突物体の識別を行うとともに、前記被衝突物体の前記車両先端に対する向きを検出することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
前記被衝突物体検出手段は、前記被衝突物体に設けられたリフレクタの運動や相対位置関係を検出することにより、前記被衝突物体が、歩行者、自転車および自動二輪車の乗員の少なくともいずれかであるかを識別するとともに、前記被衝突物体の移動方向を検出することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
車外カメラからの情報を無線で受信可能な情報受信手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記情報受信手段によって受信された情報に基づいて前記被衝突物体の識別を行うとともにその移動速度および移動方向を検出することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項１１】
請求項２、請求項４、および請求項６のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
前記車高検出手段は、前記車両のピッチング挙動時におけるフード高さを検出することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項１２】
請求項２、請求項４、および請求項６のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
前記車高検出手段は、前記車両が車高を調節可能な車高調節装置を備える場合に、前記車両の車高を検出することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項１３】
請求項１，２，５，６のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
前記車両と前記被衝突物体との相対速度を検出する相対速度検出装置をさらに有し、
前記制御手段は、前記被衝突物体の移動方向および／または前記車高に基づく制御に加えて、前記相対速度検出装置によって検出された相対速度に応じて、前記相対速度が大きくなるほど前記エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを遅くするよう制御することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項１４】
請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
前記車両と前記被衝突物体との相対速度を検出する相対速度検出装置をさらに有し、
前記制御手段は、前記被衝突物体の移動方向および／または前記車高に基づく制御に加えて、前記相対速度検出装置によって検出された相対速度に応じて、前記相対速度が大きくなるほど前記エネルギ吸収手段を作動させる位置を前記車両先端から遠くするよう制御することを特徴とする車両用保護装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の車両用保護装置において、
前記被衝突物体の相対速度を減少するように前記車両の先端付近に設けられる挙動コントロールエアバッグと、
前記車両のフード高さを調節することで衝撃を吸収するポップアップフードをさらに備えることを特徴とする車両用保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歩行者等の被衝突物体が車両に衝突する際の衝撃を吸収し、被衝突物体の保護を行う車両用保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用保護装置として、例えば、特開平１１−３１００９５号公報に開示されたものが知られている（従来装置１）。この従来装置１は、車両前部のバンパ等に取り付けられた複数の接触感知センサからの電気信号に基づいて、被衝突物体が歩行者であるかその他の障害物であるかを判定する。また、特開２０００−１７７５１４号公報に開示された車両用保護装置が知られている（従来装置２）。
従来装置２は、車両のフード等に複数の電極を配置し、被衝突物体との衝突に伴う静電容量変化を検出して被衝突物体が歩行者であるか歩行者以外であるかを判定する。従来装置１および従来装置２は、被衝突物体が歩行者であると判定された場合に、歩行者保護のために車両のボンネット上にエアバッグを展開させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来装置１および従来装置２においては、被衝突物体が歩行者であるか自転車であるかを判定することが困難であった。さらに、被衝突物体が車両と衝突した場合、衝突後の被衝突物体の挙動は、被衝突物体の種類またその状態によって異なる。つまり、例えば歩行者や自転車乗員を保護するためにのボンネット上にエアバッグを展開させる場合には、展開するタイミングや展開の位置を適切に設定する必要がある。
【０００４】
本発明は、車両との衝突時の歩行者や自転車乗員等の被衝突物体の衝撃を適切に吸収することのできる車両用保護装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１に記載された車両用保護装置は、車両に衝突する被衝突物体の移動方向を検出する被衝突物体検出手段と、車両外側方向に突出し、被衝突物体が車両に衝突する際のエネルギを吸収するエネルギ吸収手段と、被衝突物体検出手段で検出された被衝突物体の移動方向に基づいて、エネルギ吸収手段を作動させるタイミングを制御する制御手段とを備え、制御手段は、車両の先端部分に衝突するときの被衝突物体の移動方向が車両の後方向の場合に被衝突物体の移動方向を０°とし、被衝突物体の移動方向が車両の前方向の場合に被衝突物体の移動方向を１８０°とし、被衝突物体から車両の先端部分を見た場合に被衝突物体の移動方向が車両の左方向の場合に９０°、車両の右方向の場合に２７０°とすると、被衝突物体検出手段で検出される被衝突物体の移動方向が０°から９０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に早め、被衝突物体の移動方向が９０°から１８０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に遅くし、被衝突物体の移動方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に早め、被衝突物体の移動方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に遅くするよう制御するとともに、被衝突物体の移動方向が１８０°の場合にエネルギ吸収手段を作動させるタイミングが、被衝突物体の移動方向が０°あるいは３６０°の場合にエネルギ吸収手段を作動させるタイミングよりも遅くなるよう制御し、エネルギ吸収手段は、車両のピラー付近に設けられるピラーエアバッグであることにより、上述した目的を達成する。
（２）請求項３に記載された車両用保護装置は、車両に衝突する被衝突物体の移動方向を検出する被衝突物体検出手段と、車両に衝突する被衝突物体の移動方向を検出する被衝突物体検出手段と、車両外側方向に突出し、被衝突物体が車両に衝突する際のエネルギを吸収するエネルギ吸収手段と、被衝突物体検出手段で検出された被衝突物体の移動方向に基づいて、エネルギ吸収手段を作動させる位置を制御する制御手段とを備え、制御手段は、車両の先端部分に衝突するときの被衝突物体の移動方向が車両の後方向の場合に被衝突物体の移動方向を０°とし、被衝突物体の移動方向が車両の前方向の場合に被衝突物体の移動方向を１８０°とし、被衝突物体から車両の先端部分を見た場合に被衝突物体の移動方向が車両の左方向の場合に９０°、車両の右方向の場合に２７０°とすると、被衝突物体検出手段で検出される被衝突物体の移動方向が０°から９０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端側とし、被衝突物体の移動方向が９０°から１８０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端から遠くし、被衝突物体の移動方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端側とし、被衝突物体の移動方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させる位置を車両先端から徐々に遠くするよう制御するとともに、被衝突物体の移動方向が１８０°の場合にエネルギ吸収手段を作動させる位置を、被衝突物体の移動方向が０°あるいは３６０°の場合にエネルギ吸収手段を作動させる位置よりも車両先端側になるよう制御し、エネルギ吸収手段は、車両のピラー付近に設けられるピラーエアバッグであることにより、上述した目的を達成する。
（３）請求項５に記載された車両用保護装置は、車両に衝突する被衝突物体の移動方向を検出する被衝突物体検出手段と、車両外側方向に突出し、被衝突物体が車両に衝突する際のエネルギを吸収するエネルギ吸収手段と、被衝突物体検出手段で検出された被衝突物体の移動方向に基づいて、エネルギ吸収手段を作動させるタイミングおよび位置を制御する制御手段とを備え、制御手段は、車両の先端部分に衝突するときの被衝突物体の進行方向が車両の後方向の場合に被衝突物体の進行方向を０°とし、被衝突物体の移動方向が車両の前方向の場合に被衝突物体の進行方向を１８０°とし、被衝突物体から車両の先端部分を見た場合に被衝突物体の移動方向が車両の左方向の場合に９０°、車両の右方向の場合に２７０°とすると、被衝突物体検出手段で検出される被衝突物体の進行方向が０°から９０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に早め、被衝突物体の進行方向が９０°から１８０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に遅くし、被衝突物体の進行方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に早め、被衝突物体の進行方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させるタイミングを徐々に遅くするよう制御するとともに、被衝突物体の進行方向が１８０°の場合にエネルギ吸収手段を作動させるタイミングが、被衝突物体の進行方向が０°あるいは３６０°の場合にエネルギ吸収手段を作動させるタイミングよりも遅くなるよう制御し、さらに、被衝突物体の進行方向が０°から９０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端側とし、被衝突物体の進行方向が９０°から１８０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させる位置を車両先端から徐々に遠くし、被衝突物体の進行方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させる位置を徐々に車両先端側とし、被衝突物体の進行方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれてエネルギ吸収手段を作動させる位置を車両先端から徐々に遠くするよう制御するとともに、被衝突物体の進行方向が１８０°の場合にエネルギ吸収手段を作動させる位置が、被衝突物体の進行方向が０°あるいは３６０°の場合にエネルギ吸収手段を作動させる位置よりも車両先端側になるよう制御し、エネルギ吸収手段は、車両のピラー付近に設けられるピラーエアバッグであることにより、上述した目的を達成する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
車両に衝突する被衝突物体の移動方向に応じてエネルギ吸収手段を作動させる位置またはタイミングの少なくともいずれか一つを調節するようにしたので、被衝突物体の衝突時のエネルギを最大限に吸収することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
《第１の実施の形態》
本発明の第１の実施の形態による車両用保護装置について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態による車両用保護装置の構成を示し、この車両用保護装置を搭載した車両を車両上方向からみた図である。なお、図１の下方向が車両前方となる。
【０００８】
図１に示すように、第１の実施の形態による車両用保護装置は、被衝突物体検出ユニット１と、車両姿勢検出ユニット２と、加速度センサ３と、被衝突物体検出ユニット１，車両姿勢検出ユニット２および加速度センサ３から入力される信号に基づいて、被衝突物体を保護するためのエネルギ吸収部材である挙動コントロールバッグ４，ピラーエアバッグ５およびフード高さを調節するアクチュエータ６の作動を制御する制御ユニット７とから構成される。
【０００９】
被衝突物体検出ユニット１は、車両略前方に配置されており、ミリ波レーダや赤外線レーダ、ＣＣＤカメラ等を有している。被衝突物体検出ユニット１は、例えば赤外線レーダで赤外光パルスを車両前方に走査し、その反射波を計測することによって、被衝突物体の移動速度および高さ（地面から頭頂までの距離）、さらに、車両略先端と被衝突物体との相対位置を検出する。また、被衝突物体検出ユニット１は、後述するように、車両略前方に存在する被衝突物体が歩行者であるか、あるいは自転車乗員、自動二輪車乗員であるかを識別するとともに、被衝突物体の向きを検出する。これらの検出結果は制御ユニット７に送られる。
【００１０】
車両姿勢検出ユニット２は、車速センサ、舵角センサ、加速度センサ、車高センサ（車高検出手段）およびジャイロメータ等を有している。なお、加速度センサは、後述する加速度センサ３と兼用できる。車両姿勢検出ユニット２は、自車両の車速を検出するとともに、舵角センサによって検出される舵角とジャイロメータから検出される現在の車両の向きから車両の進行方向を検出する。さらに車両姿勢検出ユニット２は、フロントサイドメンバ等に設けられた車高センサから、地面から車両のフードまでの高さと、ブレーキを掛けた際の車両のピッチング挙動時におけるフード高さの変化量を逐次検出する。なお、車速および加減速度に対応する車両のフード高さを予め記憶しておき、ピッチング挙動時の車両のフード高さの変化量を検出してもよい。これらの検出結果は制御ユニット７に送られる。
【００１１】
加速度センサ３は、車両略先端に配置され、車両と被衝突物体との衝突を検出するために自車両の減速度を検出し、制御ユニット７にその信号を出力する。制御ユニット７は、後述するように車両と被衝突物体との衝突を判断する。
【００１２】
制御ユニット７は、ＣＰＵ等から構成され、被衝突物検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２によって検出された車速Ｖａ、車両の進行方向、被衝突物体の速度Ｖｂおよび車両と被衝突物体との相対位置関係に基づいて、車両が被衝突物体と衝突するかどうかを予測する。さらに、制御ユニット７は、被衝突物検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２の検出結果に基づいて、車両と被衝突物体が衝突した後に、被衝突物体である人間の頭がさらに車両のどの位置に衝突するか、つまり二次衝突の位置を予測し、車両外側方向に突出し、被衝突物が衝突する際のエネルギを最大限吸収することができるようにエネルギ吸収部材である挙動コントロールバッグ、ピラーエアバッグ等の作動を制御する。被衝突物体の衝突位置の予測、およびエネルギ吸収部材の作動制御については、後述する。
【００１３】
また、制御ユニット７は、被衝突物検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２の検出結果から車両と被衝突物体との衝突が予測されない場合に、加速度センサ３からの入力信号に基づいて、車両と被衝突物体とが衝突したか否かを判定するとともに、車両に衝突した被衝突物体が歩行者であるか、自転車あるいは自動二輪車の乗員であるか、またその向きを判定する。
【００１４】
なお、制御ユニット７による車両と被衝突物体との衝突の予測は、赤外線レーダによって検出される車両と被衝突物体との相対位置関係の時間的変化を検出することや、ＣＣＤカメラによって撮像された車両前方の画像を画像処理することによって行うこともできる。
【００１５】
つぎに、エネルギ吸収部材である挙動コントロールバッグ４，ピラーエアバッグ５およびフード高さ調節用アクチュエータ６について説明する。これらのエネルギ吸収部材は、車両の先端と衝突した被衝突物体、特に歩行者や自転車乗員の頭部が再び車両の一部に衝突する二次衝突の際の衝突のエネルギを吸収したり緩和するための部材である。
【００１６】
まず、アクチュエータ６について説明する。なお、アクチュエータ６の駆動によって高さを調節されるフード２１を、ポップアップフードと呼ぶ。図１および図２（ａ）（ｂ）に示すように、フード２１の下面にはフード高さを調節するためのアクチュエータ６が４隅に配置されている。アクチュエータ６は、例えば油圧シリンダ、ばね、あるいはエアバッグ等からなり、それぞれ独立して駆動することができるように構成されている。図２（ａ）に示すように、フード後端の２つのアクチュエータ６ａ、６ｂを駆動させると、フード２１はフード先端を支点として持ち上げられる。一方、図２（ｂ）に示すように、フード右側の２つのアクチュエータ６ｂ、６ｃを駆動させると、フード２１はフードの左側を支点として持ち上げられる。
【００１７】
このように、フード２１を動かして傾きを増加させることによって、被衝突物体が車両のフード２１に乗り上げた際に、被衝突物体に作用する、フード２１の面に直交する下向きの力を増加させることができる。これにより、被衝突物体に作用する摩擦力が増加し、被衝突物体の速度ベクトル成分を制御することができる。例えば、車両右方向に移動していた被衝突物体に車両が衝突した場合、図２（ｂ）に示すようにアクチュエータ６ｂ、６ｃを駆動することによって、被衝突物体に発生する車両横方向の速度ベクトル成分を制御することができる。また、被衝突物体と車両との相対速度が速い場合、図２（ａ）に示すようにアクチュエータ６ａ、６ｂを駆動することによって、被衝突物体に発生する車両前後方向の速度ベクトル成分を制御することができる。つまり、被衝突物体に作用する摩擦力が増加するように制御することで、フード２１に乗り上げた被衝突物体の挙動を制御し、二次衝突の際に歩行者や乗員の頭部が衝突する位置を制御することができる。
【００１８】
被衝突物体が二次衝突する際の衝突位置は、車両のフード先端からウィンドシールド上端までの範囲内にほぼ収まる。この範囲を図３に示すように５つの領域に分割した場合、フード２１の先端側に位置する領域▲１▼，▲２▼は、フード２１内のエンジン等の配置にもよるが、比較的エネルギを吸収することができる。領域▲３▼は、ワイパー等が配置されたカウル部分で剛性が高く、二次衝突時のエネルギをあまり吸収しない。領域▲４▼は、ウインドシールドの中央近辺であり、領域▲１▼〜▲５▼のうち、最も二次衝突時のエネルギを吸収することができる。ウインドシールドの上端に位置する領域▲５▼は、剛性が高く、二次衝突時のエネルギをあまり吸収しない。
【００１９】
そこで、アクチュエータ６を適宜駆動することによって、被衝突物体の頭部が領域▲３▼や領域▲５▼に衝突しないように制御したり、被衝突物体の頭部の二次衝突時のエネルギが領域▲４▼で吸収されるように制御することができる。図４（ａ）、（ｂ）に、アクチュエータ６を駆動した場合と、駆動しない場合の、衝突後にフード２１に乗り上げた被衝突物体の挙動の一例を示す。ここでは、車両は自転車の後面に衝突したとする。図４（ａ）に示すように、ポップアップフードの制御を行わない場合は、自転車の乗員はフード２１の上をスライドし、乗員の頭部はウインドシールド上端の剛性の高い領域▲５▼で二次衝突する。一方、図４（ｂ）に示すように、ポップアップフードを制御した場合は、フード２１が傾いているため、乗員はフード２１のうえをあまりスライドすることなく、乗員の頭部はウインドシールド中央近辺のエネルギを吸収しやすい領域▲４▼で二次衝突する。なお、図４（ａ）、（ｂ）ともに、乗員の頭部の二次衝突位置に、後述するピラーエアバッグ５が展開された場合を示している。
【００２０】
また、アクチュエータ６の一部あるいは４つを同時に駆動して、フード２１自体をエネルギ吸収部材とすることもできる。つまり、制御ユニット７によって、被衝突物体の二次衝突の位置が領域▲１▼，▲２▼であると予測された場合には、フード２１を持ち上げてフード２１とその下側に配置されるエンジン等との間隔を大きくし、フード２１に二次衝突のエネルギを吸収させる。
【００２１】
つぎに、挙動コントロールエアバッグ４、ピラーエアバッグ５について説明する。図５に示すように、挙動コントロールエアバッグ４およびピラーエアバッグ５はそれぞれ複数のインフレータ２２を備えている。制御ユニット７はそれぞれのエアバッグに必要な内圧を設定し、その内圧を発生するのに必要な数だけインフレータ２２を着火する。
【００２２】
挙動コントロールエアバッグ４は、図１に示すように車両先端の、例えばグリル部やバンパ部に設けられ、特に車両と被衝突物体との相対速度が速い場合に相対速度を低下させるために展開される。また、車両と被衝突物体との相対速度が速いほど、着火するインフレータの数を多くし、内圧を高くする。図６（ａ）、（ｂ）に、挙動コントロールエアバッグ４を展開させない場合と、展開させた場合の、衝突後にフード２１に乗り上げた被衝突物体の挙動の一例を示す。ここでは、車両は自転車の前面に衝突したとする。
【００２３】
図６（ａ）に示すように、挙動コントロールエアバッグ４を展開させない場合は、被衝突物体である自転車と車両との相対速度は速いため、自転車の乗員は車両と衝突することによって車両側に飛び込むように倒れ、乗員の頭部は最も剛性の高い領域▲３▼で二次衝突する。一方、図６（ｂ）に示すように、挙動コントロールエアバッグ４を展開させた場合は、挙動コントロールエアバッグ４が被衝突物体と干渉することによって車両と被衝突物体との相対速度が減少し、自転車の乗員の頭部は、領域▲３▼まで到達することなく、比較的エネルギを吸収することのできる領域▲２▼で二次衝突する。
【００２４】
ピラーエアバッグ５は、図１に示すように、例えば、剛性が高く、エネルギ吸収の少ない領域▲３▼および領域▲５▼に対応する位置に配置される。あるいは、図７（ａ）〜（ｆ）に示すように、フロントピラー部分を含んだ領域▲１▼〜▲５▼の範囲を包含するように複数のピラーエアバッグ５を配置してもよい。また、１つの大きなエアバッグを用いてもよい。制御ユニット７は、被衝突物体の二次衝突の位置および二次衝突のタイミングを予測し、二次衝突の際の被衝突物体のエネルギを最大限吸収できるようにピラーバッグ５の展開位置および展開タイミングを制御する。
【００２５】
以上、エネルギ吸収部材について説明した。
つぎに、被衝突物体検出ユニット１で被衝突物体を識別する方法について、図８を用いて説明する。第１の実施の形態においては、歩行者や自転車に設けられたリフレクタの位置やその挙動を検出することによって被衝突物体が何であるか、また被衝突物体の向きを検出する。図８（ａ）〜（ｄ）は、被衝突物体である歩行者や自転車に備えられたリフレクタの位置およびその挙動の一例を示す図である。
【００２６】
歩行者の靴には、例えば図８（ａ）に示すように、左右にリフレクタ１０が設けられている。また、図８（ｂ）〜（ｄ）に示すように、例えば自転車のリアタイヤスポークにはリフレクタ１１，フロントタイヤスポークにはリフレクタ１２，左右のペダルにはそれぞれリフレクタ１３が設けられている。また、自転車後方には、自転車を後側から見た際に反射するリフレクタ１４が設けられ、自転車前方には、前照灯１５が設けられているとする。なお、リフレクタ１３は、左右のペダルの前後および外側にそれぞれ設けられているとする。
【００２７】
被衝突物体検出ユニット１は、ＣＣＤカメラで撮像した車両前方の画像に画像処理を施し、被衝突物体に設けられたリフレクタの反射光の位置と挙動によって被衝突物体の識別を行う。例えば、被衝突物体検出ユニット１は、リフレクタ１０の反射光が地面に近い位置で左右に振られる挙動を示した場合に、被衝突物体が歩行者であると判断するとともに、歩行者の進行方向を判断する。
【００２８】
被衝突物体検出ユニット１は、ほぼ静止した状態のリフレクタ１４の反射光とそれぞれ交互に上下動する２つのリフレクタ１３の反射光とを検出した場合に、その相対位置関係から、被衝突物体が自転車であると判断するとともに、自転車の進行方向が車両の前方向、つまり衝突位置が自転車後部となると判断する。また、被衝突物体検出ユニット１は、２つのリフレクタ１１，１２の反射光がそれぞれ円軌道を描くとともに、リフレクタ１３の反射光がリフレクタ１１，１２の反射光による円軌道のほぼ中間で円軌道を描く場合に、被衝突物体が自転車であり、衝突位置が自転車の側面となると判断する。さらに、リフレクタ１１，１２，１３の反射光の回転方向から自転車の進行方向が車両に対して右方向か左方向かを検出する。さらに、被衝突物体検出ユニット１は、それぞれ交互に上下動する２つのリフレクタ１３の反射光と前照灯１５とを検出した場合に、その相対位置関係から、被衝突物体が自転車であると判断するとともに、自転車の進行方向が車両の後方向、つまり衝突位置が自転車前部となると判断する。
【００２９】
被衝突物体検出ユニット１は、リフレクタ１１，１２，１３の反射光が楕円軌道を描く場合には、被衝突物体である自転車が車両先端に対して斜めを向いていると判断し、楕円軌道の回転方向から自転車の進行方向を判断する。
【００３０】
図９（ａ）〜（ｃ）に、被衝突物体である自転車の進行方向と車両の位置関係を示す。図９（ａ）は、車両と自転車前面との衝突を示し、このときの自転車の進行方向を０°あるいは３６０°とする。図９（ｂ）は、車両と自転車側面との衝突を示し、このときの自転車の進行方向を９０°あるいは２７０°とする。図９（ｃ）は、車両と自転車後面との衝突を示し、このときの自転車の進行方向を１８０°とする。
【００３１】
なお、被衝突物体検出ユニット１において被衝突物体を識別する際には、リフレクタの反射光を検出しなくてもよい。例えば、ＣＣＤカメラによって撮像された車両前方の画像を画像処理し、生成した画像データを解析することによって、被衝突物体の識別とその進行方向の判定を行うことができる。
【００３２】
制御ユニットは、上述したように被衝突物体検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２の検出結果から車両と被衝突物体との衝突を事前に予測する。しかし、被衝突物体検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２の検出結果から車両と被衝突物体との衝突が予測されない場合にも、加速度センサ３によって検出される車両の減速度の変化から、車両と被衝突物とが衝突したか否かを逐次判断する。加速度センサ３の検出結果から車両と被衝突物との衝突が判断された場合には、制御ユニット７は、衝突時の車両の減速度波形から、被衝突物の識別を行うことができる。図１０に、衝突時の車両の減速度Ｇの時間的変化を示す減速度波形の一例を示す。この減速度波形は、予め実験等により設定し、制御ユニット７の不図示のメモリに記憶させておく。
【００３３】
図１０に示すように、被衝突物が何であるかによって減速度波形が異なり、衝突した瞬間の車両の減速度Ｇを０とすると、その後の減速度Ｇのピーク値およびピークが発生するタイミングが異なる。図１０において、波形Ａは、車両が他の車両、ガードレールあるいは壁等のある程度強度をもった物体と衝突した場合の減速度波形を示す。波形Ｂは、車両と歩行者との衝突、波形Ｃは、車両と自転車側面との衝突、波形Ｄは、車両と自転車前面との衝突、波形Ｅは、車両と自転車後面との衝突時の減速度波形をそれぞれ示す。
【００３４】
図１０からわかるように、波形Ａのピーク値は、波形Ｂ〜Ｅのピーク値に比べてはるかに高い値を示す。これにより、制御ユニット７は、加速度センサ３によって波形Ａに示すような減速度Ｇが検出された場合は、被衝突物体はある程度強度を持った物体であって、歩行者や自転車および自動二輪車乗員ではないと判断する。この場合は、運転者等を保護するために車室内部でエアバッグ等を展開させる。
【００３５】
また、波形Ａ（剛体）を除いて、減速度Ｇのピークが発生するタイミングは、波形Ｂ（歩行者）、波形Ｃ（自転車側突）、波形Ｄ（自転車前突）の順となる。波形Ｅ（自転車後突）の場合、減速度Ｇのピーク値は他の波形Ａ〜Ｄに比べて最も低い値を示す。減速度Ｇは、歩行者あるいは自転車等の乗員が車両先端に衝突した時点でピークを発生させるため、歩行者に衝突した場合の波形Ｂで発生するピークのタイミングが最も早くなっている。車両が自転車等に衝突した場合は、自転車が車両先端で払われた後、乗員が衝突することになるので、歩行者が衝突した場合に比べてピークの発生するタイミングが遅くなる。また、車両が自転車等の後面に衝突した場合には、乗員の腰部が車両のフード上に乗りあげてフード上をスライドするため、減速度Ｇのピークを発生しにくい。
【００３６】
制御ユニット７は、加速度センサ３で検出される減速度Ｇの波形に応じて、車両と衝突した被衝突物体が歩行者であるか、自転車の側面であるか、自転車の前面であるか、自転車の後面であるかを判断する。
【００３７】
以上、本発明の第１の実施の形態による車両用保護装置の構成、および被衝突物体の識別方法について説明した。
【００３８】
つぎに、以上説明した構成を有する車両用保護装置の動作について、図１１のフローチャートを用いて説明する。図１１は、本発明の第１の実施の形態による車両用保護装置の制御ユニット７で行われる制御の処理手順を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、ステップＳ１０１で、被衝突物体検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２から、車速Ｖａ、車両の進行方向、被衝突物体の移動速度Ｖｂおよび車両と被衝突物体との相対位置関係、さらに加速度センサ３から、自車両の減速度を読み込む。ステップＳ１０２で、ステップＳ１０１で読み込んだ検出結果から車両と被衝突物体との衝突が予測されるか否かを判定する。ステップＳ１０２で、被衝突物体との衝突が予測されると肯定判定されると、ステップＳ１０４へ進む。一方、ステップＳ１０２が否定判定されると、ステップＳ１０３へ進み、ステップＳ１０１で読み込んだ減速度Ｇの減速度波形から車両が被衝突物体と衝突したか否かを判定する。ステップＳ１０３が肯定判定されると、ステップＳ１０４へ進み、ステップＳ１０３が否定判定されると、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４０】
ステップＳ１０４では、被衝突物体検出ユニット１において事前に被衝突物体の識別および被衝突物体の情報の取得ができたか否かを判定する。ここで、被衝突物体検出ユニット１は、上述したように歩行者の靴に装着されたリフレクタや自転車に設けられたリフレクタの反射光を検出することによって、被衝突物体が歩行者であるか、あるいは自転車や自動二輪車であるかの識別を行うとともに、被衝突物体の情報、つまり被衝突物体の向き、移動速度Ｖｂ、および地面から被衝突物体の頭頂までの高さＨ１の検出を行う。ステップＳ１０４で、事前に被衝突物体の識別および情報の取得ができなかったと判定されると、ステップＳ１０５へ進む。
【００４１】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３で用いた減速度波形から、衝突物体が歩行者であるか自転車であるかの識別および自転車の向きの検出ができたか否かを判定する。ステップＳ１０５が肯定判定されると、ステップＳ１０６Ａへ進む。一方、ステップＳ１０５が否定判定されると、減速度Ｇは検出されたが、衝突はなかったとしてステップＳ１０１へ戻る。
【００４２】
ステップＳ１０６で、車両姿勢検出ユニット２から、衝突直前の車速Ｖａ、および地面からフード先端までの高さＨ２を読み込む。図１３に示すように、車両はブレーキを掛けた際には車両先端、つまりフード先端が沈み込むピッチング挙動を示す。このピッチング挙動によるフード高さの変化量はブレーキの強さや車速によって異なるため、車高センサによって逐次検出する。
【００４３】
ステップＳ１０７で、車速Ｖａと被衝突物体の移動速度Ｖｂとから、車両と被衝突物体との相対速度Ｖｒを算出する。なお、相対速度Ｖｒが速いほど被衝突物体は車両後方側に二次衝突する。ステップＳ１０８で、車両のフード高さＨ２および被衝突物体の頭頂までの高さＨ１から、車両と被衝突物体との相対高さＨｒを算出する（図３参照）。なお、相対高さＨｒが大きいほど、被衝突物体は車両後方側で二次衝突する。
【００４４】
ステップＳ１０９で、ステップＳ１０４で読み込んだ被衝突物体の識別結果、被衝突物体の向き、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８で算出された車両と被衝突物体との相対速度Ｖｒおよび相対高さＶｒから、被衝突物体の二次衝突の位置およびタイミングを予測する。二次衝突の位置およびタイミングの予測については後述する。
【００４５】
ステップＳ１１０で、ステップＳ１０９で予測した被衝突物体の二次衝突の位置およびタイミングから、挙動コントロールバッグ４を展開するか否かを判定する。ステップＳ１１０が肯定判定されると、ステップＳ１１１へ進み、被衝突物体検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２のセンシング結果に基づいて、挙動コントロールバッグ４の内圧を決定する。ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１で決定された内圧となるよう挙動コントロールバッグ４のインフレータを着火し、挙動コントロールバッグ４を展開させる。その後ステップＳ１１３へ進む。一方、ステップＳ１１０が否定判定されると、ステップＳ１１３へ進む。
【００４６】
ステップＳ１１３では、ステップＳ１０９で予測した被衝突物体の二次衝突の位置およびタイミングから、ポップアップフード２１で被衝突物体の挙動を制御させるか否かを判定する。ステップＳ１１３が肯定判定されると、ステップＳ１１４へ進み、被衝突物体検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２のセンシング結果に基づいて、ポップアップフード２１の４つのアクチュエータ６の各駆動量および駆動タイミングを決定する。図１２のステップＳ１１５で、ポップアップフード２１の作動タイミング時間を経過したか否かを判定する。ステップＳ１１５が肯定判定されると、ステップＳ１１６でポップアップフード２１を作動させる。その後、ステップＳ１１７へ進む。一方、ステップＳ１１３が否定判定された場合は、ステップＳ１２１へ進む。
【００４７】
ステップＳ１１７では、ステップＳ１０９で予測した被衝突物体の二次衝突の位置およびタイミングから、ピラーバッグ５を展開するか否かを判定する。ステップＳ１１７が肯定判定されると、ステップＳ１１８へ進み、被衝突物体検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２のセンシング結果に基づいて、ピラーバッグ５の展開タイミング、展開位置および内圧を決定する。ステップＳ１１９で、ピラーバッグ５の展開タイミング時間を経過したか否かを判定する。ステップＳ１１９が肯定判定されると、ステップＳ１２０へ進んでピラーバッグ５を展開する。一方、ステップＳ１１７が否定判定されると、ピラーバッグ５を展開させずに処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ１２１では、ステップＳ１０９で予測した被衝突物体の二次衝突の位置およびタイミングから、ポップアップフード２１で被衝突物体のエネルギを吸収させるか否かを判定する。ステップＳ１２１が肯定判定されると、ステップＳ１２２へ進み、被衝突物体検出ユニット１および車両姿勢検出ユニット２のセンシング結果に基づいて、ポップアップフード２１の４つのアクチュエータ６の各駆動量および駆動タイミングを決定する。その後、ステップＳ１１５へ進む。一方、ステップＳ１２１が否定判定されると、ポップアップフード２１を作動させずに、ステップＳ１１７へ進む。
【００４９】
一方、ステップＳ１０５が肯定判定されてステップＳ１０６Ａへ進むと、車両姿勢検出ユニット２から、衝突直前の車速Ｖａ、および地面からフード先端までの高さＨ２を読み込む。すでに車両と被衝突物体とは衝突しているため挙動コントロールエアバッグ４の展開は行わず、ステップＳ１１３へ進む。
【００５０】
つぎに、上述したステップＳ１０９で行われる被衝突物体の二次衝突の位置およびタイミングの予測について説明する。まず、被衝突物体が自転車あるいは自動二輪車の乗員であると識別された場合の二次衝突位置およびタイミングの予測について説明する。なお、説明を容易にするため被衝突物体が自転車であるとする。図１４に、自転車の移動方向と二次衝突のタイミングとの関係を示し、図１５に、自転車の移動方向と二次衝突の位置との関係を示す。
【００５１】
図１４の横軸は自転車の移動方向を車両に対する角度で示し、縦軸を二次衝突のタイミングとする。なお、図９（ａ）〜（ｃ）に示したように、車両に対する自転車の進行方向が０°，３６０°の場合に車両と自転車前面との衝突、進行方向が９０°，２７０°の場合に自転車側面との衝突、進行方向が１８０°の場合に自転車の後面との衝突とする。
【００５２】
図１４に示すように、自転車の進行方向が０°から９０°まで変化するにつれて二次衝突のタイミングは徐々に早くなり、自転車の進行方向が９０°から１８０°まで変化するにつれて二次衝突のタイミングは徐々に遅くなり、自転車の進行方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれて二次衝突のタイミングは徐々に早くなり、自転車の進行方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれて二次衝突のタイミングは徐々に遅くなる。
【００５３】
なお、自転車の進行方向が９０°あるいは２７０°の場合に二次衝突のタイミングが最も早くなり、自転車の進行方向が１８０°の場合に二次衝突のタイミングが最も遅くなる。さらに、車両と被衝突物体との相対速度が大きくなるほど、二次衝突のタイミングが遅くなる。（Ｖ１＞Ｖ２）
【００５４】
なお、図１４の縦軸に示す被衝突物体の二次衝突のタイミングは、ピラーエアバッグ５を展開させるタイミングに対応する。つまり、制御ユニット７は、車両と衝突する直前あるいは衝突した瞬間の自転車の進行方向から、自転車乗員の頭部の二次衝突のタイミングを予測し、このタイミングに合わせてピラーエアバッグ５を展開させる。これにより、被衝突物体の二次衝突のエネルギを最大限吸収することができる。
【００５５】
図１５の横軸は自転車の進行方向を示し、縦軸を二次衝突の位置とする。図１５に示すように、自転車の進行方向が０°から９０°まで変化するにつれて二次衝突の位置は徐々に車両前方側になり、自転車の進行方向が９０°から１８０°まで変化するにつれて二次衝突の位置は徐々に車両後方側になり、自転車の進行方向が１８０°から２７０°まで変化するにつれて二次衝突の位置は徐々に車両前方側になり、自転車の進行方向が２７０°から３６０°まで変化するにつれて二次衝突の位置は徐々に車両後方側になる。
【００５６】
なお、自転車の進行方向が０°あるいは３６０°の場合に二次衝突の位置が最も車両先端から遠くなり、自転車の進行方向が９０°あるいは２７０°の場合に二次衝突の位置が最も車両先端に近くなる。さらに、車両と被衝突物体との相対速度が大きくなるほど、二次衝突の位置が遠くなる。（Ｖ１＞Ｖ２）
【００５７】
なお、図１５の縦軸に示す被衝突物体の二次衝突の位置は、ピラーエアバッグ５を展開させる位置に対応する。つまり、制御ユニット７は、車両と衝突する直前あるいは衝突した瞬間の自転車の進行方向から、自転車乗員の頭部の二次衝突の位置を予測し、この位置に対応するピラーエアバッグ５を展開させる。これにより、被衝突物体の二次衝突のエネルギを最大限吸収することができる。
【００５８】
図１６（ａ）、（ｂ）に、被衝突物体（ここでは歩行者とする）の高さによる二次衝突の位置を示す。図１６（ａ）の歩行者ｘの地面から頭頂までの高さをＨｘとし、図１６（ｂ）の歩行者ｙの頭頂までの高さをＨｙとする。車両のフード高さをともにＨ２とすると、Ｈｘ＞Ｈｙであるので、歩行者ｘおよび歩行者ｙの車両フードに対する相対高さＨｘｒ（＝Ｈｘ−Ｈ２）、Ｈｙｒ（＝Ｈｙ−Ｈ２）は、Ｈｘｒ＞Ｈｙｒとなる。図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、車両のフードに対する相対高さが大きいほど、被衝突物体の頭部の二次衝突位置が車両先端から遠くなる。また、相対高さが大きくなるほど二次衝突の位置が遠くなることに伴って、二次衝突のタイミングも遅くなる。
【００５９】
つまり、制御ユニット７は、被衝突物体の地面から頭頂までの高さと車両のフード高さとを検出し、相対高さを算出することによって、被衝突物体の二次衝突の位置およびタイミングを予測することができる。そこで、予測される二次衝突に位置およびタイミングに合わせてピラーエアバッグ５を展開させる。これにより、被衝突物体の二次衝突のエネルギを最大限吸収することができる。なお、これは車種あるいは車両の状態によってフード高さが異なる場合も同様である。図１７、図１８に、車両のフード高さに対する二次衝突のタイミングおよび位置との関係を示す。車両のフード高さは、スポーツカーやセダン等の車種によって異なるとともに、制動時のピッチング挙動によっても異なるものである。なお、制動時の減速度が大きいほど車両のフード高さは低くなる。上述したように、第１の実施の形態においては車高センサによって車両のフード高さを逐次検出している。
【００６０】
図１７の横軸は、車両のフード高さを示し、縦軸は二次衝突のタイミングを示す。図１７に示すように、車両のフード高さが高くなるほど二次衝突のタイミングは早くなる。これは、フード高さと被衝突物体の頭頂までの高さとの相対高さが小さくなるほど二次衝突のタイミングが早くなることと同じである。また、車両と被衝突物との相対速度が大きくなるほど、二次衝突のタイミングは遅くなる（Ｖ１＞Ｖ２）。制御ユニット７は、車両のフード高さが高くなるほどピラーエアバッグ５を早いタイミングで展開させる。これにより、被衝突物体の二次衝突のエネルギを効果的に吸収することができる。
【００６１】
図１８の横軸は、車両のフード高さを示し、縦軸は二次衝突の位置を示す。図１８に示すように、車両のフード高さが高くなるほど二次衝突の位置が車両先端に近くなる。これは、フード高さと被衝突物体の頭頂までの高さとの相対高さが小さくなるほど二次衝突の位置が車両先端に近くなることと同じである。制御ユニット７は、車両のフード高さが高くなるほどピラーエアバッグ５を車両先端近くで展開させる。これにより、被衝突物体の二次衝突のエネルギを効果的に吸収することができる。
【００６２】
図１６〜図１８に示すように、制御ユニット７は、車両と被衝突物体との相対高さが小さく、また相対速度が小さくなるほど、車両の先端付近でピラーエアバッグ５を展開させるとともに、展開タイミングを早くする。
【００６３】
図１９に、被衝突物体が最初に車両に衝突したときの車両先端の車幅方向の衝突位置とピラーエアバッグ５の車幅方向の展開位置との関係を示す図である。制御ユニット７（車幅方向衝突位置検出手段）は、被衝突物体検出ユニット１で検出された車両と被衝突物体との相対位置に基づいて、被衝突物体が車両先端の車幅方向のどの位置に衝突するかを予測し、これに対応する位置でピラーエアバッグ５を展開させる。つまり、最初の衝突が車両先端の右側であるときは、二次衝突も車両の右側となると予測し、車両右側に配置されたピラーエアバッグ５を展開させる。
【００６４】
以上説明したように、制御ユニット７は、車両に衝突する被衝突物体が何であるかを識別し、その移動方向や高さを衝突事前に検出することによって、被衝突物体の状態に応じて、二次衝突の際に被衝突物体のエネルギを最大限吸収できるようにエネルギ吸収部材を作動させる。図２０，図２１に、以上説明した被衝突物体とエネルギ吸収部材として作動させるピラーエアバッグ５の展開タイミングと展開位置との関係をマトリックス化して段階的に示す。
【００６５】
図２０に、被衝突物体の状態とピラーエアバッグ５の展開タイミングとの関係を示す。図２０において、図中の数字が大きくなるほどピラーエアバッグ５の展開タイミングが遅いことを示す。被衝突物体を、背の高い歩行者、背の低い歩行者、自転車側面、自転車前面、および自転車後面に分類し、車両の高さを低、中、高の３段階に分類すると、車高の高い車両と背の低い歩行者との衝突の際に、最も早くピラーエアバッグ５を展開させる。また、車高の低い車両と自転車後面との衝突の際に、最も遅くピラーエアバッグ５を展開させる。図２０に示すように、制御ユニット７は、背の低い歩行者、背の高い歩行者、自転車側面、自転車前面、自転車後面の順にピラーエアバッグ５を展開させるタイミングを遅く設定する。ただし、車高の高い車両と自転車後面との衝突の際には、自転車乗員の腰部がフロントグリル部周辺と干渉した後、すぐに二次衝突するので、自転車前面に衝突した場合に比べてピラーエアバッグ５の展開タイミングを若干早く設定する。
【００６６】
図２１に、被衝突物体の状態とピラーエアバッグ５の展開位置との関係を示す。図中の▲１▼〜▲５▼は、図３に示すフード先端からウィンドシールド上端までの範囲を５つに分割した領域▲１▼〜▲５▼に対応する。背の低い歩行者と車高の高い車両と背の低い歩行者との衝突の際に、最もフード先端に近い領域▲１▼でピラーエアバッグ５を展開させる。また、車高の低い車両と自転車側面、前面あるいは後面との衝突の際に、最も遠い領域▲４▼〜領域▲５▼でピラーエアバッグ５を展開させる。図２１に示すように、制御ユニット７は、背の低い歩行者、背の高い歩行者、自転車側面、自転車前面、自転車後面の順にピラーエアバッグ５を展開させる位置を車両後方側に設定する。ただし、車高の高い車両と自転車後面との衝突の際には、自転車前面に衝突した場合に比べてピラーエアバッグ５の展開位置を若干フード先端よりに設定する。
【００６７】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態による車両用保護装置は、車両と被衝突物体との衝突を事前に検知し、被衝突物体が歩行者であるか、自転車や自動二輪車であるかを識別するとともに、被衝突物体の進行方向や地面から頭頂までの高さ等の特徴を衝突事前に検出する。これらの情報を衝突事前に検出することにより、挙動エアバッグ、ポップアップフードおよびピラーエアバッグ等のエネルギ吸収部材を作動させる最適なタイミングおよび位置を予測し、被衝突物体の二次衝突の際の衝突のエネルギを最大限吸収することができる。
【００６８】
とくに、被衝突物体が自転車や自動二輪車である場合、自転車や自動二輪車が車両に対してどちらの方向を向いているかによって、二次衝突のタイミングや位置が異なる。本発明の第１の実施の形態による車両用保護装置においては、自転車や自動二輪車の進行方向に応じてピラーエアバッグ５の展開タイミングおよび／または展開位置を設定するようにしたので、より効果的に二次衝突の際のエネルギを吸収することができる。
【００６９】
また、被衝突物体が歩行者である場合には、歩行者の身長に応じて、つまり、歩行者と車両フード高さとの相対高さに応じて、ピラーエアバッグ５の展開タイミングおよび／または展開位置を設定するようにしたので、より効果的に二次衝突の際のエネルギを吸収することができる。なお、この関係は被衝突物体が歩行者以外の場合でも適用することができる。つまり、被衝突物体の種類に関わらず、車高が高いほど、ピラーエアバッグ５の展開タイミングを早く設定するとともに、展開位置をフード先端に近く設定する。これにより、被衝突物体の二次衝突時のエネルギを最大限吸収することができる。
【００７０】
また、車両と被衝突物体との相対速度を事前に検出することによって、とくに、相対速度が速い場合には挙動コントロールエアバッグ４を展開させて相対速度を減少させることにより、二次衝突時のエネルギを最も吸収することができる領域で被衝突物体が二次衝突するよう制御することができる。また、その領域でピラーエアバッグ５を展開させるようにすれば、さらに効率的にエネルギを吸収することができる。フード２１の４隅にアクチュエータ６を配置することによっても、衝突後にフード上をスライドする被衝突物体の挙動を制御し、最もエネルギを吸収する領域で被衝突物体が二次衝突するように制御することができる。また、フード２１自体をエネルギ吸収部材として機能させることもできる。
【００７１】
さらに、車両と被衝突物体との衝突を事前に検知することができなかった場合でも、加速度センサによって衝突時の減速度波形を検出し、減速度波形のピーク発生のタイミングとそのピーク値から被衝突物体との衝突および被衝突物の識別や被衝突物の進行方向を検出することができる。これにより、被衝突物体の識別等を事前に行えなかった場合でも、適切なタイミングおよび位置でピラーバッグ５を展開させることができ、被衝突物体の二次衝突のエネルギを効率的に吸収することができる。
【００７２】
《第２の実施の形態》
上述した第１の実施の形態においては、車両に設けられた被衝突物体検出ユニット１によって被衝突物体の識別、進行方向、および移動速度の検出を行った。
しかし、交差点等に設置された交差点カメラ等のインフラから被衝突物体の情報を取得するようにしてもよい。ここで、車両はインフラからの情報を取得するためのインフラ受信機を備えているものとする。
【００７３】
図２２に、交差点カメラ３１，右折中の車両および横断中の自転車の位置関係を示す。交差点カメラ３１で撮像された交差点内の画像は、瞬時に画像解析され、被衝突物体が歩行者であるか、自転車あるいは自動二輪車であるかの識別、進行方向および移動速度が検出され、無線で車両に送信される。車両は不図示のインフラ受信機によりこれらの情報を受信すると、上述したように制御ユニット７でエネルギ吸収部材の作動タイミングや作動位置を設定する。
【００７４】
これにより、上述した第１の実施の形態による効果に加えて、車両に配置された被衝突物検出ユニット１で被衝突物体を検出しない場合や、作動不良の場合でも、確実にピラーエアバッグ５や挙動コントロールバッグ４等のエネルギ吸収部材を作動させることができる。また、交差点カメラ３１が被衝突物体検出ユニット１と同様の機能を果たすため、被衝突物体検出ユニット１を省略してもよい。ただし、被衝突物体検出ユニット１と交差点カメラ３１とを用いることにより、より確実に被衝突物体の識別および情報検出を行うことができ、より効果的にエネルギ吸収部材を作動させることができる。
【００７５】
なお、交差点カメラ３１において撮像された画像を、車両に搭載された画像処理ユニットで画像処理してもよいし、基地局などで画像処理された情報を車両側で受信するように構成してもよい。
【００７６】
《第３の実施の形態》
上述した第１の実施の形態においては、制動時のピッチング挙動によって変動する車両のフード高さに応じて、ピラーエアバッグ５等の展開位置および展開タイミングを設定することを説明した。車両によっては、図２３（ａ）、（ｂ）に示すように走行中の路面状態や車速に応じて車高、つまり車体全体の高さを調節可能な車高調節装置を備えているものがある。このように走行状態に応じて車高を調節可能な車両の場合にも、車高センサによって車両のフード高さを逐次検出し、被衝突物体が何であるか、またその進行方向等によって図２０，図２１に示すようにピラーエアバッグ５の展開タイミングと展開位置を設定する。
【００７７】
これにより、走行状態に応じて車高を調節可能な車両においても、上述した実施の形態と同様に、被衝突物体の二次衝突のエネルギを最大限吸収するようにエネルギ吸収部材を作動させることができる。
【００７８】
以上、本発明の車両用保護装置について詳細に説明したが、本発明による車両用保護装置は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上述した実施の形態においては、制御ユニット７においてエネルギ吸収部材の作動タイミングと作動位置とを制御するようにしたが、作動タイミングのみを制御して作動位置は一定としてもよい。一方、エネルギ吸収部材の作動位置を制御して作動タイミングを一定としてもよい。また、被衝突物体の地面からの高さを検出せずに、高さを一定としてエネルギ吸収部材の作動タイミングや作動位置を制御することもできる。
【００７９】
また、エネルギ吸収部材も上述した挙動コントロールエアバッグ、ピラーエアバッグあるいはポップアップフードに限定されることなく、被衝突物体の衝突エネルギを適切に吸収できるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態における車両用保護装置の構成を示す図。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、フード高さ調節用アクチュエータを駆動した場合のフードの状態を示す図。
【図３】  車両のフード先端からウィンドシールド上端までを５つの領域に分割した図。
【図４】（ａ）は、ポップアップフードを作動しない場合の被衝突物体の挙動を示す図、（ｂ）は、ポップアップフードを作動した場合の被衝突物体の挙動を示す図。
【図５】  エアバッグの複数のインフレータを示す図。
【図６】（ａ）は、挙動コントロールエアバッグを展開しない場合の被衝突物体の挙動を示す図、（ｂ）は、挙動コントロールエアバッグを展開した場合の被衝突物体の挙動を示す図。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は、ピラーエアバッグの展開位置を示す図。
【図８】（ａ）は、歩行者の靴に装着されるリフレクタを示す図、（ｂ）は、自転車の側面に配置されるリフレクタを示す図、（ｃ）は、自転車の後面に配置されるリフレクタの図、（ｄ）は、自転車の前面に配置されるリフレクタと前照灯を示す図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、車両に対する自転車の進行方向を示す図。
【図１０】  被衝突物体毎の衝突時の減速度波形を示す図。
【図１１】  本発明の第１の実施の形態による制御ユニットにおける制御履手順を示すフローチャート。
【図１２】  本発明の第１の実施の形態による制御ユニットにおける制御履手順を示すフローチャート。
【図１３】  車両制動時のピッチング挙動による車高フード高さの変化を示す図。
【図１４】  自転車の進行方向とピラーエアバッグの展開タイミングとの関係を示す図。
【図１５】  自転車の進行方向とピラーエアバッグの展開位置との関係を示す図。
【図１６】（ａ）は、身長の高い歩行者の二次衝突位置を示す図、（ｂ）身長の低い歩行者の二次衝突位置を示す図。
【図１７】  車高とピラーエアバッグの展開タイミングとの関係を示す図。
【図１８】  車高とピラーエアバッグの展開位置との関係を示す図。
【図１９】  車両の先端の車幅方向の衝突位置と、ピラーエアバッグの車幅方向の展開位置との関係を示す図。
【図２０】  被衝突物体の種類および車高に応じたピラーエアバッグの展開タイミングをマトリックス化して示した図。
【図２１】  被衝突物体の種類および車高に応じたピラーエアバッグの展開位置をマトリックス化して示した図。
【図２２】  本発明の第２の実施の形態における交差点カメラの配置された交差点を示す図。
【図２３】（ａ）、（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態における車高を変更可能な車両を示す図。
【符号の説明】
１：被衝突物体検出ユニット
２：車両姿勢検出ユニット
３：加速度センサ
４：挙動コントロールエアバッグ
５：ピラーエアバッグ
６：フード高さ調節用アクチュエータ
７：制御ユニット
１０〜１４：リフレクタ
１５：前照灯
３１：交差点カメラ
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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