JP2000326808A

JP2000326808A - 車両用衝突判別装置

Info

Publication number: JP2000326808A
Application number: JP11142723A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Hattori; 勝彦服部; Kazumasa Washimi; 和正鷲見
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1999-05-24
Filing date: 1999-05-24
Publication date: 2000-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】衝突対象が歩行者か、歩行者以外のものかを
確実に識別して、歩行者保護または乗員保護の確実な作
動選択を可能にすること。【解決手段】車両の衝突面１０の変形によって衝突を
検出する衝突検出手段１と、該衝突検出手段１からの出
力信号に基づき衝突対象を推定する衝突対象推定手段２
とから成る車両用衝突判別装置において、前記衝突検出
手段１が、衝突に伴う静電容量変化を検出して電気信号
を出力する静電容量型衝突検出センサ部１４とから成
り、前記衝突対象推定手段２が、前記衝突検出手段１か
らの電気信号により、歩行者との衝突に先立つ静電容量
の低下を検出するとともに、前記歩行者との衝突に伴う
静電容量の増加を検出することにより、前記歩行者との
衝突を検出する歩行者検出手段を備えている車両用衝突
判別装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の衝突面の変
形によって衝突を検出する衝突検出手段からの出力信号
に基づき衝突対象を推定する衝突対象推定手段からなる
車両用衝突判別装置において、前記衝突面に一定間隔を
隔てて配設された対向電極と該対向電極の間に介挿され
た弾性体の誘電体から成る衝突検出手段により、歩行者
との衝突に先立つ前記対向電極間の静電容量の低下を検
出するとともに、前記歩行者との衝突に伴う静電容量の
増加を検出することにより、前記歩行者との衝突を検出
する歩行者検出手段を備えた車両用衝突判別装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】走行中の車両に歩行者が衝突すると、衝
突した歩行者は車両により下肢部をすくいあげられ、そ
の後ボンネットに衝突することが知られている。従来の
歩行者衝突判別装置および方法（特開平０８−２１６８
２６）は、図１２に示されるようにフードエアバックセ
ンサーシステムにおいて、バンパー部に接触センサＳ、
フードエッジ部にフードセンサＦを設置し、車両Ｃと歩
行者Ｈとが衝突した場合、最初にバンパーセンサＳ、次
にフードセンサＦの順で信号が検出された時、衝突物体
を歩行者であると判定し、エアバックＧを展開させる
が、この順序以外あるいは一方のみの検出の場合は、衝
突物体を歩行者以外のものであると判定して、エアバッ
クＧを展開させないように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の歩行者衝突
判別装置および方法は、最初にバンパーセンサＳ、次に
フードセンサＦの順で信号を検出すると衝突物体を歩行
者と判別し、ボンネット上にあるエアバックＧが展開す
るようになっているが、歩行者が衝突の危険を察知し、
衝突を避けようと意識した場合、瞬間的に手で車を制止
させようとする行動にでるので、最初に接触するのは手
とボンネットで、次に下肢部がバンパーに接触すること
になり、歩行者の車両への接触とエアバックＧの展開が
一致しなくなる場合があるという問題があった。

【０００４】また車体条件、車速条件によっては歩行者
の意識に関係なくボンネット部、バンパー部両部位同時
に接触する場合もある。このように走行中の車両と歩行
者との接触順位を詳しく分析すると必ずしも上記従来装
置および方法におけるバンパー、フードの順で発生する
とは限らず、歩行者の意識状態あるいは車体、車速条件
等によってはその順位が変わる場合があり、歩行者と歩
行者以外のものとの明確な識別が出来ないため、歩行者
を歩行者以外のものであると誤判定する可能性があると
いう問題があった。さらに、フードセンサでの検出まで
には時間を要し、パワーの小さい保護装置では作動が遅
れるという問題があった。

【０００５】そこで本発明者は、異なる衝突対象が前記
衝突面に衝突した時における前記衝突面に一定間隔を隔
てて配設された対向電極と該対向電極の間に介挿された
弾性体で構成された誘電体から成る衝突検出手段の衝突
に伴う静電容量変化に注目したところ、歩行者が衝突す
る時には、歩行者以外の車両および障害物等と異なり衝
突直前に静電容量が低下した後衝突に伴い静電容量が増
加することを見い出した。

【０００６】また本発明者は、歩行者と歩行者以外の衝
突対象とを明確に識別するために、車両の衝突面の変形
によって衝突を検出する衝突検出手段からの出力信号に
基づき衝突対象を推定する衝突対象推定手段からなる車
両用衝突判別装置において、前記衝突面に一定間隔を隔
てて配設された対向電極と該対向電極の間に介挿された
弾性体の誘電体より成る衝突検出手段の衝突に伴う静電
容量変化を検出して、歩行者との衝突に先立つ静電容量
の低下を検出するとともに、前記歩行者との衝突に伴う
静電容量の増加を検出することにより、前記歩行者との
衝突を検出するという本発明の技術的思想に着眼し、更
に研究開発を重ねた結果、衝突対象が歩行者か、歩行者
以外のものかを確実に識別して、歩行者保護または乗員
保護の確実な作動選択を可能にするという目的を達成す
る本発明に到達した。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の車両用衝突判別装置は、車両の衝突面の
変形によって衝突を検出する衝突検出手段と、該衝突検
出手段からの出力信号に基づき衝突対象を推定する衝突
対象推定手段とから成る車両用衝突判別装置において、
前記衝突検出手段が、前記衝突面に一定間隔を隔てて配
設された対向電極と該対向電極の間に介挿された弾性体
より成る誘電体とによって構成され、衝突に伴う静電容
量変化を検出して電気信号を出力する静電容量型衝突検
出センサ部とから成り、前記衝突対象推定手段が、前記
衝突検出手段からの電気信号により、歩行者との衝突に
先立つ静電容量の低下を検出するとともに、前記歩行者
との衝突に伴う静電容量の増加を検出することにより、
前記歩行者との衝突を検出する歩行者検出手段を備えて
いるものである。

【０００８】本発明（請求項２に記載の第２発明）の車
両用衝突判別装置は、前記第１発明において、前記衝突
検出手段が、前記衝突検出手段からの電気信号を微分す
ることにより、前記歩行者との衝突に先立つ静電容量の
低下に伴う立ち下がりの勾配および前記歩行者との衝突
による静電容量の増加に伴う立ち上がりの勾配を検出す
る微分回路を備えているものである。

【０００９】（発明の作用）上記構成より成る前記第１
発明の車両用衝突判別装置は、前記衝突検出手段を構成
する前記静電容量型衝突検出センサ部が、前記衝突面に
一定間隔を隔てて配設された対向電極と該対向電極の間
に介挿された弾性体より成る誘電体によって、衝突に伴
う静電容量変化を検出して電気信号を出力し、前記衝突
対象推定手段を構成する前記歩行者検出手段が、歩行者
との衝突に先立つ静電容量の低下を検出するとともに、
前記歩行者との衝突に伴う静電容量の増加を検出するこ
とにより、前記歩行者との衝突を検出するものである。

【００１０】上記構成より成る前記第２発明の車両用衝
突判別装置は、前記第１発明において、前記衝突検出手
段を構成する前記微分回路が、前記衝突検出手段からの
電気信号を微分することにより、前記歩行者との衝突に
先立つ静電容量の低下に伴う立ち下がり勾配の大きさを
検出することにより、歩行者の車両への近接を早期に検
出するものである。

【００１１】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の車両用衝突
判別装置は、前記歩行者検出手段が、歩行者との衝突に
先立つ静電容量の低下を検出するとともに、前記歩行者
との衝突に伴う静電容量の増加を検出することにより、
前記歩行者との衝突を検出するので、衝突対象が歩行者
か、歩行者以外のものかを確実に識別することが出来る
という効果を奏する。

【００１２】上記作用を奏する第２発明の車両用衝突判
別装置は、前記第１発明において、前記微分回路が、前
記衝突検出手段からの電気信号を微分することにより、
前記歩行者との衝突に先立つ静電容量の低下に伴う立ち
下がりの勾配の大きさを検出することにより、歩行者の
車両への近接を早期に検出すると共に、その後、前記歩
行者と衝突による静電容量の増加に伴う立ち上がりをそ
の勾配により早いタイミングで検出するので、歩行者保
護または乗員保護の確実な作動選択を可能にするという
効果を奏する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。

【００１４】（第１実施形態）本第１実施形態の車両用
衝突判別装置は、図１および図２に示されるように車両
の衝突面１０の変形によって衝突を検出する衝突検出手
段１と、該衝突検出手段１からの出力信号に基づき衝突
対象を推定する衝突対象推定手段２とから成る車両用衝
突判別装置において、前記衝突検出手段１が、衝突に伴
う静電容量変化を発生する静電容量型衝突検出センサ部
１４と、前記静電容量を電圧信号に変換して出力する静
電容量検出回路１５と、前記電圧信号を信号処理する信
号処理手段１６とから成り、前記衝突対象推定手段２
が、前記衝突検出手段１からの電気信号により、歩行者
との衝突に先立つ静電容量の低下を検出するとともに、
前記歩行者との衝突に伴う静電容量の増加を検出するこ
とにより、前記歩行者との衝突を検出する歩行者検出手
段を備えているものである。

【００１５】車両のバンパー１００は、図１および図２
に示されるように前面に前記衝突面１０が形成され、該
車両のバンパー１００内において、車体フレーム１０１
の前面に硬いウレタンフォームより成る車両用衝撃吸収
部材１０２が装着され、該車両用衝撃吸収部材１０２の
前面に柔らかい弾性部材より成る歩行者用衝撃吸収部材
１０３が装着されている。

【００１６】前記衝突検出手段１は、前記歩行者用衝撃
吸収部材１０３の内部に配置され、一定間隔を隔てて配
設された二つの対向電極１１、１２とその間に介挿され
た前記誘電体１３によって構成される一つないし複数の
静電容量型衝突検出センサ部１４と、該静電容量型衝突
検出センサ部１４によって検出された衝突に伴う静電容
量変化を電圧信号に変換して出力する一体もしくは別置
きの静電容量検出回路１５と、該静電容量検出回路１５
によって変換された電圧信号を信号処理する信号処理手
段１６から成る。

【００１７】前記対向電極１１、１２は、前記誘電体１
３の伸縮に対して抵抗にならないものが良い。該誘電体
１３は、適度な弾性を有する弾性体によって構成され、
アクリロニトリルブタジエンゴムなどの高誘電率のゴム
が望ましい。

【００１８】前記対向電極１１、１２を構成する電極材
は、長手方向の伸縮性が良いものほど良く、金属メッシ
ュ状の電極、所定のピッチでスリットを配設して伸縮性
を高めた金属薄板製の電極、または導電率の高い弾性体
などの電極でも良い。

【００１９】前記誘電体１３は、誘電率の高い弾性体す
なわちゴムあるいはゲルが良い。また誘電体１３は、静
電容量の点で問題のない高誘電率の膜に密閉された液体
でもよい。

【００２０】前記静電容量検出回路１５においては、静
電容量検出のために静電容量値を変換する方法として、
周波数に変換する方法、位相に変換する方法などを採用
することが出来る。

【００２１】前記信号処理手段１６は、オペアンプと抵
抗およびコンデンサから成り、前記静電容量検出回路１
５からの電圧信号を微分して出力変化率を求めることに
より、前記歩行者との衝突に先立つ静電容量の低下に伴
う立ち下がりの勾配の大きさを検出する微分回路１６１
と、微分された電圧信号の数ｋＨｚ以上の高い周波数の
ノイズを除去するローパスフィルタ回路１６２とから成
る。該ローパスフィルタ回路は、必ずしも必須のもので
ない。

【００２２】前記衝突対象推定手段２は、図１に示され
るように前記衝突検出手段１からの衝突に伴う静電容量
変化に対応する電圧信号Ｅと車速を検出する車速センサ
２０４からの車速信号Ｖｃをサンプリングするサンプリ
ング手段２１と、サンプリングした静電容量処理信号電
圧、車速信号圧を一時記憶するとともに、車速領域ごと
の閾値および衝突の強さ判別をする基準値を記憶する記
憶手段２２と、上記衝突検出手段１からの電圧信号を予
め車速領域ごとに作成してあるマップ上のデータと比較
して、衝突強さを判別して衝突したものが何であるかを
判断するものであり、前記サンプリング信号と前記記憶
手段２２の比較データを比較し衝突強さを判定する演算
処理手段２３と、衝突強さから衝突物を判別して作動さ
せるべきデュアルモード乗員保護装置３および歩行者保
護装置４の作動信号を判定および決定する保護装置選定
手段２４とから成っている。

【００２３】すなわち前記保護装置選定手段２４は、前
記演算処理手段２３からの出力信号から前記歩行者保護
装置４を構成する歩行者保護制御手段４１を介して歩行
者保護手段４２を作動させる歩行者保護か、車室内の乗
員保護用エアバッグ（図示せず）を作動させる乗員保護
かを選択判断するように構成されている。

【００２４】前記歩行者保護手段４２は、アクチュエー
タ４２１がボンネット１０１の後端を車両上方すなわち
図１中時計方向に揺動させるように構成されている。

【００２５】図３は、３つの代表的な衝突対象との衝突
について、静電容量出力値を示したものである。図３
（Ａ）において、特に述べたいことは歩行者との衝突で
は、他の衝突対象との衝突と異なって、衝突前に静電容
量出力が下がることで、衝突後は一旦下がったレベルか
ら衝撃力に応じて増加することである。

【００２６】図３（Ｂ）は、歩行者と細いポールとの衝
突について、その信号を前記微分回路１６１によって微
分して求めた出力変化率を示したものである。このよう
に出力値を微分することによって静電容量変化の特徴が
明確になる。

【００２７】図３（Ｂ）において、第１閾値Ｅｒｌを越
えるところをＴ１と示しているが、ディジタルサンプリ
ングではその閾値を越えた最初のサンプリング時間とす
る。そして、この図に示すΔｔ０，Δｔ１，Δｔ２はサ
ンプリング周期と衝突時の車速を考慮して選定し、現象
がはっきり現れる時間を車速毎あるいは車速領域毎にあ
らかじめ実験的に求めて記憶手段にテーブルもしくはマ
ップで予め記憶する。

【００２８】前記演算処理手段２３は、図４の全体的な
演算処理の流れに示されるように前記記憶手段２２の静
電容量変化率データＥの衝突直前（Δｔ０間）の負の最
大値Ｅｍｉｎを抽出し、歩行者の判定に用いる。衝突の
強さは衝突第１閾値Ｅｒ１を越えたこときからΔｔ１後
の出力変化率を判定基準レベル（Ｅｓ０，Ｅｓ１，・・
・）と比較して求める。Ｅ２をＥ２ｒと比較するのは障
害物が固定ないし重量物か、あるいは軽量のもので衝突
によって吹き飛ぶものかを判別するためのものである。

【００２９】上記構成より成る第１実施形態の車両用衝
突判別装置における演算処理の流れについて、図４に従
い説明する。

【００３０】ステップ１０１において、前記衝突検出手
段１の出力（Ｘ）を前記信号処理手段１６の前記微分回
路において微分し、出力変化率（Ｅ）を求める。この
後、必要に応じてローパスフィルタを通す。上記出力変
化率（Ｅ）および車速（Ｖｃ）を所定のサンプリング周
期で前記サンプリング手段２１から取り込み、ＥのΔｔ
０の時間分のデータを新しく置換しながら前記記憶手段
２２に保存する。

【００３１】ステップ１０２において、車速Ｖｃに基づ
く閾値（Ｅｒ０，Ｅｒ１，Ｅｒ２）、判定時間（Δｔ
１，Δｔ２）、そして衝突強さ判定基準レベル（Ｅｓ
０，Ｅｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３）を前記記憶手段２２から
読み込む。

【００３２】ステップ１０３において、前記出力変化率
（Ｅ）を負の値の歩行者判定閾値（Ｅｒ０）と比較し、
それよりも更に負側に大きければ“ＹＥＳ”としてステ
ップ１０４に進む。また、そうでなければ“ＮＯ”とし
て、歩行者以外の衝突対象との衝突が起こる可能性があ
るため、ステップ１０５に進む。

【００３３】ステップ１０４において、それまでの最小
値Ｅｍｉｎと比較し、それよりも更に負側に大きければ
“ＹＥＳ”として、Ｅｍｉｎ＝Ｅと最小値を改定すると
共に、その時間ＴをＴｐと置く。このＴｐはＥｍｉｎの
データが一連の衝突で検出されたかどうかを判定するた
めのものである。

【００３４】ステップ１０５において、その時間をＴ０
とし、前記出力変化率Ｅが前記衝突第１閾値Ｅｒ１より
大きければ、ステップ１０６に進み、次の参照データの
取り込み時間Ｔ１をＴ０＋Δｔ１より算出する。

【００３５】ステップ１０５において、判定が“ＮＯ”
となった場合はステップ１０７に進み、ＥｍｉｎがＥｒ
０以下で、ステップ１０８においてＴｐが予め車速に応
じて設定した時間領域Δｔ０より過去であれば、Ｅｍｉ
ｎは衝突に関係ないデータとして前記記憶手段２２から
読み込んだ（Ｔ０−Δｔ０）〜Ｔ０間の最少値に改定さ
れる。そして、その最小値になった時間をＴｐと置く。

【００３６】ステップ１０９において、時間Ｔ１の出力
変化率ＥをＥ１として取り込む。ステップ１１０におい
て、Ｅ１が判定基準レベル０のＥｓ０より小さければ、
保護装置を何ら作動させるものでないと判断してステッ
プ１０７に進む。

【００３７】ステップ１１１において、Ｅ１がＥｓ１よ
り小さい衝突強さが“Ｄ”のとき、ステップ１１２にお
いて衝突直前の出力変化率の最小値Ｅｍｉｎが負の歩行
者衝突閾値Ｅｒ０を負方向に越えているかどうか判定
し、越えていたならばステップ１１３に進み、所定の速
度（Ｖｒ）以上ならば歩行者の衝突と判定する。

【００３８】ステップ１１２において越えていなけれ
ば、歩行者との衝突でなく、落下物あるいは立ち木ない
し電柱等の固定支柱と判定するため、ステップ１１４に
進む。ステップ１１４において第２の判定時間Ｔ２（＝
Ｔ１＋Δｔ２）の出力変化率を読み込み、Ｅ２と置く。

【００３９】ステップ１１５において、Ｅ２が衝突第２
閾値Ｅｒ２（＜０）より大きければ（正側であれば）、
シートベルト非着用時のみ、緩やかに乗員保護装置を作
動させる。また、シートベルト着用時には待機モードで
乗員保護装置の作動を待機状態にして車体加速度などの
出力レベルに応じて作動させる。また、Ｅ２≦Ｅｒ２な
らば、軽量な障害物との衝突と判定し、何ら保護装置を
作動させず、通常の監視モードに復帰する。

【００４０】ステップ１１１において、Ｅ１≧Ｅｓ１な
らば、ステップ１１６において判定基準レベル２のＥｓ
２と比較し、Ｅ１＜Ｅｓ２ならば、衝突強さＣと判定
し、乗員保護装置を緩やかモードで作動させる。緩やか
モードとは、展開速度を通常モードの３０〜５０％減に
し、保護装置を必要とする時間までには十分展開してい
るものである。

【００４１】ステップ１１６において、Ｅ１≧Ｅｓ２な
らば、判定基準レベル３のＥｓ３と比較し、Ｅ１＜Ｅｓ
３ならば、衝突強さＢと判定し、乗員保護装置を通常モ
ードで作動させる。

【００４２】ステップ１１７において、Ｅ１≧Ｅｓ３な
らば、衝突強さＡと判定し、乗員保護装置を緊急モード
で作動させる。緊急モードとは展開速度およびバッグ内
圧を通常モードの約５０％増で作動させ、乗員の衝突を
最大限に緩和するものである。

【００４３】なお上記フローにおける最終判定におい
て、車速に応じたランク分けを行う場合は、上記Ｅｓ
０、Ｅｓ１、Ｅｓ２およびＥｓ３は判定基準レベルの総
数を増やすなどによって固定値でもよい。

【００４４】上記本第１実施形態の車両用衝突判別装置
は、前記歩行者検出手段の機能を実現することにより構
成する前記演算処理手段２３が、歩行者との衝突に先立
つ静電容量の低下を検出するとともに、前記歩行者との
衝突に伴う静電容量の増加を検出することにより、前記
歩行者との衝突を検出するので、衝突対象が歩行者か、
歩行者以外のものかを確実に識別することが出来るとい
う効果を奏する。

【００４５】また本第１実施形態の車両用衝突判別装置
は、前記微分回路１６１が、前記衝突検出手段からの電
気信号を微分することにより、前記歩行者との衝突に先
立つ静電容量の低下に伴う立ち下がりの勾配の大きさを
検出することにより、歩行者の車両への近接を検出する
ので、歩行者保護または乗員保護の確実な作動選択を可
能にするという効果を奏する。

【００４６】さらに本第１実施形態の車両用衝突判別装
置は、前記衝突第１閾値を越える時期が出力変化率に基
づき判断されるため、歩行者との衝突のように一旦出力
が低下して再び増加するような変化に対して、出力が元
のレベルに達する時間であるいはそれまでに衝突の第１
判定が可能になるため、衝突判定時間が早くなり、保護
装置の作動が速くなることによって、歩行者保護装置の
救命率が向上するという効果を奏する。

【００４７】また第１実施形態の車両用衝突判別装置
は、歩行者との衝突に先立つ静電容量の低下を検出する
とともに、前記歩行者との衝突に伴う静電容量の前記衝
突第１閾値以上の増加を検出することにより、検出され
たデータの時系列に従い前記歩行者との衝突判別を行う
ので、前記歩行者との衝突判別の所要時間を短くすると
ともに、前記記憶手段２２に記憶するデータ量を少なく
することが出来るため、前記記憶手段２２の記憶容量を
小さくすることが出来るという効果を奏する。

【００４８】（第１実施形態の変形例）本第１実施形態
の変形例の車両用衝突判別装置は、図５に示されるよう
に前記衝突検出手段１からの静電容量出力が、歩行者と
の衝突を判断するための衝突第１閾値を越えた後に、歩
行者の場合に現れる衝突直前の静電容量出力の低下を記
憶データから調べる点が、上述した前記第１実施形態の
判別アルゴリズムとの相違点であり、以下相違点を中心
に説明する。

【００４９】すなわち前記衝突第１閾値を越えた時刻の
Δｔ０′時間前の静電容量出力変化率を前記記憶手段２
２から読み込む。このとき、第１閾値を越えた時間のΔ
ｔ０′前の出力変化率ＥをＥ０として衝突物が歩行者か
どうかを判定する変形例である。このΔｔ０′は実験的
に調べた、車速ごとに与えられる出力変化率Ｅの最小に
なる時間で、車速ごとのテーブルとして予め記憶手段２
２に記憶されている。このＥ０は、図３に示す時間（Ｔ
０−Δｔ０）までの負の最大値としても良い。

【００５０】上記構成より成る第１実施形態の変形例の
車両用衝突判別装置における演算処理の流れについて、
図５に従い説明する。

【００５１】ステップ１０１′において、出力変化率
（Ｅ）および車速（Ｖ）をサンプリング周期で取り込
み、それらを時間Δｔ０′分を前記記憶手段２２に保存
するとともに、車速に応じた衝突第１閾値Ｅｒ１および
歩行者判定時間Δｔ０′（前記Δｔ０の１／２程度の短
い時間で良い）を前記記憶手段２２から読み込む。

【００５２】ステップ１０２′において、出力変化率
（Ｅ）を前記衝突第１閾値（Ｅｒ１）と比較する。Ｅ≧
Ｅｒ１ならば、ステップ１０３′においてその時間をＴ
０とし、Δｔ０′前（衝突物が最接近している時間）の
車速、および出力変化率を前記記憶手段２２から読み込
み、Ｖｃ＝Ｖ，Ｅ０＝Ｅと置いてステップ１０４′に進
む。Ｅ＜Ｅｒ１ならば、再びステップ１０１′に戻る。

【００５３】ステップ１０４′において、車速Ｖｃに応
じた閾値（Ｅｒ０、Ｅｒ２）判定時間（Δｔ１，Δｔ
２）、衝突強さ判定基準レベル（Ｅｓ０，Ｅｓ１，Ｅｓ
２，Ｅｓ３）を記憶手段から取り込む。

【００５４】ステップ１０５′において、時間Ｔ０から
Δｔ１後の時間Ｔ１の出力変化率Ｅをサンプリング手段
からＥ１として取り込む。ステップ１１０およびステッ
プ１１１において、Ｅ１がＥｓ０より大きく、Ｅｓ１よ
り小さければ、衝突強さを“Ｄ”とし、歩行者判定のス
テップ１１２に移る。

【００５５】ステップ１１２において、衝突直前（Ｔ０
−Δｔ０’）の出力変化率（Ｅ０）が負の歩行者衝突閾
値Ｅｒ０を越えたかどうか判定し、越えたならば歩行者
との衝突と判定する。

【００５６】すなわち、出力変化率（Ｅ０）が負の歩行
者衝突閾値Ｅｒ０を越えていなく、かつステップ１１５
を満足する場合には、歩行者との衝突でなく、立ち木な
いし電柱等の固定支柱と判定する。その他の処理は図４
に示される第１実施形態と同様である。

【００５７】ステップ１１１において、Ｅ１≧Ｅｓ１な
らば、図４に示される第１実施形態と同様に衝突強さの
ランク付けを行う。

【００５８】本第１実施形態の変形例の車両用衝突判別
装置は、図５に示されるように衝突対象に衝突した時の
前記衝突検出手段１からの静電容量出力が前記衝突第１
閾値を越えたことを検出した後に、前記記憶手段に記憶
された変化率データを読み出し歩行者の場合に現れる衝
突直前の静電容量出力の低下を検出して歩行者との衝突
を判別するものでるので、無駄なデータの読み出しおよ
び衝突判断を無くすことにより、サンプリング周期を短
くし、衝突の判定を早めることおよび精度を向上させる
ことが出来るという効果を奏する。

【００５９】（第２実施形態）本第２実施形態の車両用
衝突判別装置は、図６に示されるように静電容量出力電
圧をゼロ点補正回路１７によって信号処理し、この補正
出力で衝突強さおよび浮遊容量変化を抽出する点が、前
記微分回路を用いる前記第１実施形態との相違点であ
り、以下相違点を中心に説明する。

【００６０】本第２実施形態においては、前記ゼロ点補
正回路１７によって静電容量出力の電圧オフセット成分
をカットして変化成分のみを利用するところが特長であ
り、前記衝突検出手段１の出力（Ｘ）をゼロ点補正し、
衝突の無い状態の出力値をゼロにした補正出力値
（Ｘ′）を求める。

【００６１】図８に示されるようにステップ１０１にお
いて、補正出力値（Ｘ′）および車速（Ｖ）をサンプリ
ング周期でサンプリング手段２１から取り込む。

【００６２】前記第１実施形態と異なるのは歩行者判定
閾値Ｘｒ０を車速によらなく、予め設定することであ
る。その他、処理前後の出力波形を示す図７に示される
ように前記第１実施形態と評価する信号が出力変化率Ｅ
から出力値Ｘに変わっただけ、図８に示されるように同
一の処理手順に従い処理および判断される。

【００６３】本第２実施形態において、衝突対象が歩行
者であると判断された場合には、歩行者保護用制御手段
４１を介して歩行者保護手段を構成するフードエアバッ
グ４３がボンネット１０１上に開かれる。

【００６４】上述したように本第２実施形態において
は、静電容量出力の直流成分をカットして交流成分を利
用するところが特長であり、静電容量出力を微分しない
ため、出力波形が滑らかになり、ノイズが多い使用条件
では前記第１実施形態のように微分した出力変化率を用
いるのに比べて判定エラーの発生が少なく、衝突判定の
精度および信頼性が向上するという効果を奏する。

【００６５】（第３実施形態）本第３実施形態の車両用
衝突判別装置は、図９に示されるように微分していない
静電容量出力および車体加速度を衝突判定に加味する点
が、前記微分出力および車速に基づき衝突判定を行う前
記第１実施形態との相違点であり、以下相違点を中心に
説明する。

【００６６】すなわち本第３実施形態においては、図９
に示されるように衝突第１閾値を越えるときの判定と浮
遊容量による変化の判定を静電容量出力を微分回路によ
って微分したもの（図１０（Ｃ））を用いて行い、衝突
強さの判定は衝突によって第１閾値Ｅｒ１の時間Ｔ０か
らΔｔ１後の出力（図１０（Ｂ））の増分ΔＸ１で、浮
遊容量変化を衝突直前のΔｔ０間の微分値Ｅ（図１０
（Ｃ））の負成分データを積算して求める。

【００６７】さらに、衝突強さの判定では、図１０
（Ａ）に示される時間Ｔ０からＴ３までの間の加速度の
積分値で激しい衝突領域の衝突強さランク（Ａ〜Ｃ）を
判別する構成になっている。また図１０に示されるよう
に、Ｔ０より前は微分値、Ｔ０より後は絶対値を利用す
る。

【００６８】本第３実施形態における衝突判別アルゴリ
ズムおよび処理手順の前記実施形態との主な相違点につ
いて、図１１を用いて説明する。

【００６９】ステップ３０１において、衝突検出手段１
の静電容量検出回路１５からの出力（Ｘ）と、それを信
号処理手段１６で微分した変化率（Ｅ）を、さらに車体
加速度（Ｙ）および車速（Ｖｃ）を加速度計２０５およ
び車速計２０４のおのおの増幅手段（図示せず）から所
定のサンプリング周期（Δｔ）でサンプリング手段２１
によって衝突対象推定手段２に取り込む。

【００７０】ステップ３０２において、出力変化率Ｅを
ΣＥ０に加算し、ΣＥ０を常に新しいΔｔ０間のデータ
に更新する。次にステップ３０３において、前記出力変
化率Ｅを衝突第１閾値（Ｅｒ１）と比較する。

【００７１】前記出力変化率Ｅが前記衝突第１閾値（Ｅ
ｒ１）より大きければ、ステップ３０４において車速に
応じた必要なデータである閾値（Ｅｒ０、Ｘｒ２）、衝
突強さの判定基準レベル（Ｘｓ０、Ｘｓ１、Ｘｓ２、Ｘ
ｓ３）、加速度の強さのレベル（Ｅａ１、Ｅａ２）を記
憶手段２２から読み込み、判定時間（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ
３）を車速に応じて設定する。

【００７２】ステップ３０５において、次の判定時間
（Ｔ１）まで、車体加速度を積算し、ΣＹ１を求める。
その後ステップ３０９において、ΔＸ１がＸｓ３より大
きいとき、ステップ３１０においてＴ１からＴ３までの
加速度出力を積算し、先のΣＹ１にそれを加えてΣＹ３
を求める。

【００７３】ステップ３１１および３１２において、前
記ΣＹ３を加速度強さレベルＥａ１およびＥａ２と比較
し、ステップ３０９においてΔＸ１≧Ｘｓ３と判断され
た場合は衝突強さＣで乗員保護装置が作動を開始してい
るものに対して積算加速度ΣＹ３の大きさに応じてそれ
以上の衝突強さランクに補正する。

【００７４】本第３実施形態の車両用衝突判別装置は、
前記衝突検出手段１からの静電容量出力と、それを微分
した出力変化率との両方を利用するところが特長であ
り、前記第１および第２実施形態における長所を取り入
れ短所を排除したものである。

【００７５】すなわち出力変化率を利用するところは、
前記衝突第１閾値を越えるところまでであり、衝突検出
が一層速くなる。また、衝突の強さを判定するところは
静電容量出力の第１閾値を越えたレベルから所定の時間
後の出力値の増分で衝突強さを決定するものである。

【００７６】このため本第３実施形態の車両用衝突判別
装置は、出力波形が滑らかなところで、衝突強さを判定
でき、ノイズが多い使用条件では前記第１実施形態のよ
うに微分した出力変化率を用いるのに比べて判定エラー
の発生が少なく、衝突判定の精度および信頼性が向上す
るという効果を奏する。

【００７７】また本第３実施形態の車両用衝突判別装置
は、前記第１実施形態と同じように、衝突第１閾値を越
える時期が出力変化率で行うため、歩行者との衝突のよ
うに一旦出力が低下して再び増加するような変化に対し
て、出力が元のレベルに達する時間であるいはそれまで
に衝突の第１判定が可能になるため、衝突判定時間が早
くなり、保護装置の作動が速くなることによって、歩行
者保護装置の救命率が向上するという効果を奏する。

【００７８】さらに本第３実施形態の車両用衝突判別装
置は、車体加速度の出力（Ｙ）の所定時間内の積算値
（ΣＹ３）を、衝突が激しいときに利用し、乗員保護装
置の作動を過不足なく的確に行う事ができるという効果
を奏する。

【００７９】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。

【００８０】上記実施形態においては、一例として静電
容量の低下の検出を容易にするために検出した静電容量
変化信号を微分して静電容量変化率を演算して、判定す
る例について説明したが、本発明としてはそれらに限定
されるものでは無く、静電容量変化信号を直接基準値と
比較して歩行者との衝突に先立つ静電容量の低下の検出
する実施形態を採用することが出来るものである。

【００８１】上記実施形態においては、一例として静電
容量変化率を演算する微分回路１６１を衝突検出手段に
設ける例について説明したが、本発明としてはそれらに
限定されるものでは無く、衝突検出手段とは独立の信号
処理手段としてもよく、また衝突対象推定手段内に設け
ることも可能である。

【００８２】上記実施形態は、衝突検出手段を一定距離
を隔てて対向して配設した対向電極の間に誘電体を介挿
する静電容量検出センサーによって構成する例について
説明したが、本発明としてはそれらに限定されるもので
は無く、衝突対象との衝突による変形量（容積変化）を
電気的出力としてとりだすことが出来るものであれば採
用可能であり、例えば感圧素子や衝突対象との衝突によ
る密閉管内に液体を封入して圧力センサーによって変形
量すなわち容積変化を電気的出力として検出する実施形
態を採用することが出来る。ただし、この場合には歩行
者の接近を検出する歩行者近接センサを上記センサの外
に設ける。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の車両用衝突判別装置を
示すブロック図である。

【図２】本第１実施形態の車両用衝突判別装置の衝突検
出手段を示すブロック図である。

【図３】本第１実施形態における静電容量出力およびそ
の出力変化率の出力例を示す線図である。

【図４】本第１実施形態における判定アルゴリズムを示
すチャート図である。

【図５】第１実施形態の変形例における判定アルゴリズ
ムを示すチャート図である。

【図６】本発明の本第２実施形態の車両用衝突判別装置
の全体構成およびゼロ点補正回路を示すブロック図であ
る。

【図７】本第２実施形態における静電容量出力およびそ
のゼロ補正出力の出力例を示す線図である。

【図８】本第２実施形態における判定アルゴリズムを示
すチャート図である。

【図９】本発明の本第３実施形態の車両用衝突判別装置
を示すブロック図である。

【図１０】本第３実施形態における車体加速度、静電容
量出力およびその出力変化率の出力例を示す線図であ
る。

【図１１】本第３実施形態における判定アルゴリズムを
示すチャート図である。

【図１２】従来の車両用の歩行者判別装置を説明する説
明図である。

【符号の説明】

１衝突検出手段２衝突対象推定手段１０衝突面１４静電容量型衝突検出センサ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｌ 5/00 Ｇ０８Ｂ 21/00 ＵＧ０８Ｂ 21/00 Ｂ６０Ｒ 19/48 Ｅ // Ｂ６０Ｒ 19/48 21/34 ６９３Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB06 AC01 2F063 AA23 BB05 BB08 BD11 CA09 DA01 DA04 DB03 DC08 DD02 HA04 LA12 3D054 AA06 AA12 BB30 EE09 EE13 EE14 EE15 EE16 EE28 EE29 EE44 FF20 5C086 AA54 BA22 CA05 DA40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の衝突面の変形によって衝突を検出
する衝突検出手段と、該衝突検出手段からの出力信号に基づき衝突対象を推定
する衝突対象推定手段とから成る車両用衝突判別装置に
おいて、前記衝突検出手段が、前記衝突面に一定間隔を隔てて配
設された対向電極と該対向電極の間に介挿された弾性体
より成る誘電体とによって構成され、衝突に伴う静電容
量変化を検出して電気信号を出力する静電容量型衝突検
出センサ部とから成り、前記衝突対象推定手段が、前記衝突検出手段からの電気
信号により、歩行者との衝突に先立つ静電容量の低下を
検出するとともに、前記歩行者との衝突に伴う静電容量
の増加を検出することにより、前記歩行者との衝突を検
出する歩行者検出手段を備えていることを特徴とする車
両用衝突判別装置。
【請求項２】請求項１において、前記衝突検出手段が、前記衝突検出手段からの電気信号
を微分することにより、前記歩行者との衝突に先立つ静
電容量の低下に伴う立ち下がりの勾配および前記歩行者
との衝突による静電容量の増加に伴う立ち上がりの勾配
を検出する微分回路を備えていることを特徴とする車両
用衝突判別装置。