JP4143217B2 - 歩行者衝撃検出システム、歩行者の自動車との衝撃を検出する方法、及び歩行者保護システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部により衝突された歩行者を保護する展開可能装置の作動を起動するのに用いる衝撃検出システムに関する。本発明はまた、衝撃検出システム方法及び衝撃検出システムを用いる歩行者保護システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
歩行者が自動車、例えば乗用車に当てられた場合には、それに続く歩行者の頭部と車両のボンネットとの間の衝突により、最悪の傷害が起こりがちである。その様な衝突の影響を小さくするために、例えばボンネット取り付け型エアバッグやエネルギー吸収型ボンネット・パネルなどの多くの衝撃保護システムが工夫されてきた。その様な展開可能システムを衝撃緩和装置と呼ぶこととする。
【０００３】
衝撃緩和装置は、歩行者の衝撃を検出するのに使われるべきセンサーを必要とし、そのセンサーが歩行者による衝撃と、他の種類の衝撃との間を区別することが大いに望まれる。展開すべきか又は展開すべきでないかの判断は、車両の前部における初期衝撃の検出後、非常に短い時間の間に、なされなければならない。
【０００４】
提案された歩行者衝撃検出システムの一つが、国際特許出願WO 97/18108に述べられている。このシステムは、フロント・バンパーに第１センサーを、車両のボンネットの前縁に第２センサーを用いる。第１センサーの起動と第２センサーの起動との間の時間差及びそれらセンサーからの信号強度を計測することにより、システムは歩行者との衝撃と他の種類の衝撃とを区別することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこにあっては、安全装置のいかなる展開が起動され得る前に、歩行者と車両ボンネットとの間に衝撃が存在することが必要である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つによれば、自動車用の歩行者衝撃検出システムが設けられ、このシステムは、車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する検出手段、該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する手段、該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する手段、及び上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する手段を有する。
【０００７】
車両の前部にわたる圧力の画素パターンの時間的変化を計測することにより、車両のボンネットとの衝突を検出する必要がない。
【０００８】
検出手段は、車両のフロント・バンパー内に位置するのが好ましい。これは、バンパーに対応する単一の圧力検出マトリックスの使用を可能とする。説明の都合で、以下にフロント・バンパー内の圧力検出マトリックスに言及して、本発明を述べる。しかしながら、この例に発明が限定されるものでないことは理解するべきである。
【０００９】
個々のマトリックスのセルへの加重強度よりも、圧力の画素パターンが主に、歩行者への衝撃を特徴付ける一方で、圧力の画素パターンの時間変化が強度に関連する識別データを提供する。本システムの利点は、例えば環境面の影響又は製造誤差によるバンパー・システムの材料特性の違いが個々のセルにより計測される荷重強度に影響を与える可能性はあっても、圧力の画素パターンに大した影響を与えることはない、ということである。
【００１０】
比較手段がニューラル・ネットワークを有するのが好ましく、これは特に複雑な場合に適応可能である。しかしながら、一般的なアルゴリズムも利用可能であろう。
【００１１】
公知の適切なマトリックス技術が、圧力検出マトリックスに対して利用可能であり、例えば、荷重検出抵抗、容量性アレー、歪みゲージ、及びピエゾ抵抗性又は容量性の荷重セルが存在する。
【００１２】
圧力検出マトリックスを、強固なバンパー・ビームとバンパー・カバーとの間に挟まれる様にすることも可能である。例えば発泡モジュールである、エネルギー吸収モジュールが、マトリックスに対して圧縮されて保持されるのが好ましい。マトリックスは、発泡モジュールとバンパー・カバーとの間又は発泡モジュール内に挟まれる様にすることが可能である。
【００１３】
特に好ましい実施例においては、バンパーに、各々が上記圧力の画素パターンの要素が計測されるべきバンパーの領域に対応している複数の独立した荷重機構が設けられる。各荷重機構は、バンパー・カバー内、発泡モジュール内または圧力検出マトリックス内に突起を有する。荷重機構は、マトリックスのセンサー要素への荷重伝達性を向上する。
【００１４】
車両外部条件を安定化するために、放射場（例えばレーダー、赤外線、超音波、マイクロ波など）を用いる車両システムのいかなるものでも、衝撃検出システムの高速処理を実現するための低レベル・トリガーとして用い得る。例えば、自動速度制御システムが車両と外部物体との間の相対運動を検出する場合には、歩行者衝撃センサーは、得られた高いレベルの事象信頼性が与えられた状態で衝撃を認識することを、システム資源に託すことが可能であろう。この情報はまた、車室内エアバッグの制御器の「セーフィング」センサーと同様に、展開判定処理で用いられ得る。
【００１５】
本発明の別のものは、自動車との歩行者の衝撃を検出する方法を提供し、それは、車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する工程、該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する工程、該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する工程、及び上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する工程を有する。
【００１６】
本発明のまた別のものによれば、自動車用の歩行者保護システムが提供され、それは、起動信号により作動可能で、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置、車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する検出手段、該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する手段、該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する手段、及び上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する手段を有する。
【００１７】
以下に、図面を参照し、例を用いて、本発明を更に説明する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に示されるバンパーは、強固なビーム２とカバー８を有する。ビーム２とカバー８との間に挟まれるのは、圧力検出モジュール４と発泡モジュール６である。物体のカバー８に対する衝撃力が主にマトリックス４に伝達される様に、発泡モジュール６が圧力検出マトリックス４に対して圧縮状態で保持される。
【００１９】
マトリックス４の所定領域における荷重伝達を容易にするために、発泡モジュール６には、鉛直方向及び水平方向に離間した複数の荷重機構１０が設けられ、これらは成型突起または瘤を有する。各突起は、そこで圧力の読み込みがなされ、圧力の画素パターン１２の中の画素に割り当てることになろう領域に対応する。
【００２０】
図５に示されるシステムにおいて、圧力検出マトリックス４は、各荷重機構についての圧力情報を、例えばニューラル・ネットワークである信号処理器１４に送る。信号処理器１４は圧力の画素パターンの時間変化を計測し、圧力の画素パターンの時間変化と、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データとの間に対応関係が存在するかを判断する。対応関係の存在が確認されると、信号処理器は、例えばボンネット取付型のエアバッグである衝撃緩和装置１６が展開される様に、衝撃緩和装置に起動信号を送信する。
【００２１】
圧力検出マトリックス４が、エアバッグ１６の展開を起動する能力を持つ、中央エアバッグ制御器１７に対し、判断つまりデータを供給することとしても良い。エアバッグ制御器１７は、信号処理器１４の処理能力を含み得る。これらの選択肢が図６及び７に示される。
【００２２】
圧力検出マトリックス４から信号処理器１４へと伝達される圧力の画素パターン１２の型の例が図４に示される。図示の左から右への画素はバンパーを横切っての検出領域に対応し、図示の上部から底部への画素はバンパー上下の検出領域に対応する。左側のパターンは衝撃の５ミリ秒後に計測され、右側のパターンは１５ミリ秒後に計測された。この例において、各画素は、大中小の３つの状態のみを持ち得るが、圧力の差をより精密に計測したり、検出領域をより緻密にすることにより、システムにより高い識別力を付与することができるのは勿論である。この向上した識別力は、圧力の画素パターンの時間的変化のデータをより多く解析するのに必要な処理機器が多くなりコストがかかるであろう。車両と外部物体との間の相対運動を検出する車両システムからの信号に応じて、歩行者衝撃システムに対する高速処理資源の割り当てが増えることになり得る。
【００２３】
【発明の効果】
本発明はその様にして、ボンネット衝突の検出を必要としない、製造及び環境面での変化を許容する歩行者検出及び衝撃緩和システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つによる歩行者衝撃検出システムに用いられる車両バンパーの分解図である。
【図２】図１の発泡モジュールの一部の後方からの図である。
【図３】図２の線A-Aに沿う断面図である。
【図４】本発明の一つによる歩行者衝撃検出システムにおける、検出手段により信号処理器に対して示される情報の例を図示する。
【図５】本発明の別のものによる歩行者保護システムの概略図を示す。
【図６】本発明の更に別のものによる歩行者保護システムの概略図を示す。
【図７】本発明の更に別のものによる歩行者保護システムの概略図を示す。
【符号の説明】
４ 検出手段
１２ 圧力の画素パターン
１４ 比較手段
１６ 衝撃緩和装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部により衝突された歩行者を保護する展開可能装置の作動を起動するのに用いる衝撃検出システムに関する。本発明はまた、衝撃検出システム方法及び衝撃検出システムを用いる歩行者保護システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
歩行者が自動車、例えば乗用車に当てられた場合には、それに続く歩行者の頭部と車両のボンネットとの間の衝突により、最悪の傷害が起こりがちである。その様な衝突の影響を小さくするために、例えばボンネット取り付け型エアバッグやエネルギー吸収型ボンネット・パネルなどの多くの衝撃保護システムが工夫されてきた。その様な展開可能システムを衝撃緩和装置と呼ぶこととする。
【０００３】
衝撃緩和装置は、歩行者の衝撃を検出するのに使われるべきセンサーを必要とし、そのセンサーが歩行者による衝撃と、他の種類の衝撃との間を区別することが大いに望まれる。展開すべきか又は展開すべきでないかの判断は、車両の前部における初期衝撃の検出後、非常に短い時間の間に、なされなければならない。
【０００４】
提案された歩行者衝撃検出システムの一つが、国際特許出願WO 97/18108に述べられている。このシステムは、フロント・バンパーに第１センサーを、車両のボンネットの前縁に第２センサーを用いる。第１センサーの起動と第２センサーの起動との間の時間差及びそれらセンサーからの信号強度を計測することにより、システムは歩行者との衝撃と他の種類の衝撃とを区別することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこにあっては、安全装置のいかなる展開が起動され得る前に、歩行者と車両ボンネットとの間に衝撃が存在することが必要である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つによれば、自動車用の歩行者衝撃検出システムが設けられ、このシステムは、車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する検出手段、該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する手段、該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する手段、及び上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する手段を有する。
【０００７】
車両の前部にわたる圧力の画素パターンの時間的変化を計測することにより、車両のボンネットとの衝突を検出する必要がない。
【０００８】
検出手段は、車両のフロント・バンパー内に位置するのが好ましい。これは、バンパーに対応する単一の圧力検出マトリックスの使用を可能とする。説明の都合で、以下にフロント・バンパー内の圧力検出マトリックスに言及して、本発明を述べる。しかしながら、この例に発明が限定されるものでないことは理解するべきである。
【０００９】
個々のマトリックスのセルへの加重強度よりも、圧力の画素パターンが主に、歩行者への衝撃を特徴付ける一方で、圧力の画素パターンの時間変化が強度に関連する識別データを提供する。本システムの利点は、例えば環境面の影響又は製造誤差によるバンパー・システムの材料特性の違いが個々のセルにより計測される荷重強度に影響を与える可能性はあっても、圧力の画素パターンに大した影響を与えることはない、ということである。
【００１０】
比較手段がニューラル・ネットワークを有するのが好ましく、これは特に複雑な場合に適応可能である。しかしながら、一般的なアルゴリズムも利用可能であろう。
【００１１】
公知の適切なマトリックス技術が、圧力検出マトリックスに対して利用可能であり、例えば、荷重検出抵抗、容量性アレー、歪みゲージ、及びピエゾ抵抗性又は容量性の荷重セルが存在する。
【００１２】
圧力検出マトリックスを、強固なバンパー・ビームとバンパー・カバーとの間に挟まれる様にすることも可能である。例えば発泡モジュールである、エネルギー吸収モジュールが、マトリックスに対して圧縮されて保持されるのが好ましい。マトリックスは、発泡モジュールとバンパー・カバーとの間又は発泡モジュール内に挟まれる様にすることが可能である。
【００１３】
特に好ましい実施例においては、バンパーに、各々が上記圧力の画素パターンの要素が計測されるべきバンパーの領域に対応している複数の独立した荷重機構が設けられる。各荷重機構は、バンパー・カバー内、発泡モジュール内または圧力検出マトリックス内に突起を有する。荷重機構は、マトリックスのセンサー要素への荷重伝達性を向上する。
【００１４】
車両外部条件を安定化するために、放射場（例えばレーダー、赤外線、超音波、マイクロ波など）を用いる車両システムのいかなるものでも、衝撃検出システムの高速処理を実現するための低レベル・トリガーとして用い得る。例えば、自動速度制御システムが車両と外部物体との間の相対運動を検出する場合には、歩行者衝撃センサーは、得られた高いレベルの事象信頼性が与えられた状態で衝撃を認識することを、システム資源に託すことが可能であろう。この情報はまた、車室内エアバッグの制御器の「セーフィング」センサーと同様に、展開判定処理で用いられ得る。
【００１５】
本発明の別のものは、自動車との歩行者の衝撃を検出する方法を提供し、それは、車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する工程、該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する工程、該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する工程、及び上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する工程を有する。
【００１６】
本発明のまた別のものによれば、自動車用の歩行者保護システムが提供され、それは、起動信号により作動可能で、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置、車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する検出手段、該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する手段、該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する手段、及び上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する手段を有する。
【００１７】
以下に、図面を参照し、例を用いて、本発明を更に説明する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に示されるバンパーは、強固なビーム２とカバー８を有する。ビーム２とカバー８との間に挟まれるのは、圧力検出モジュール４と発泡モジュール６である。物体のカバー８に対する衝撃力が主にマトリックス４に伝達される様に、発泡モジュール６が圧力検出マトリックス４に対して圧縮状態で保持される。
【００１９】
マトリックス４の所定領域における荷重伝達を容易にするために、発泡モジュール６には、鉛直方向及び水平方向に離間した複数の荷重機構１０が設けられ、これらは成型突起または瘤を有する。各突起は、そこで圧力の読み込みがなされ、圧力の画素パターン１２の中の画素に割り当てることになろう領域に対応する。
【００２０】
図５に示されるシステムにおいて、圧力検出マトリックス４は、各荷重機構についての圧力情報を、例えばニューラル・ネットワークである信号処理器１４に送る。信号処理器１４は圧力の画素パターンの時間変化を計測し、圧力の画素パターンの時間変化と、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データとの間に対応関係が存在するかを判断する。対応関係の存在が確認されると、信号処理器は、例えばボンネット取付型のエアバッグである衝撃緩和装置１６が展開される様に、衝撃緩和装置に起動信号を送信する。
【００２１】
圧力検出マトリックス４が、エアバッグ１６の展開を起動する能力を持つ、中央エアバッグ制御器１７に対し、判断つまりデータを供給することとしても良い。エアバッグ制御器１７は、信号処理器１４の処理能力を含み得る。これらの選択肢が図６及び７に示される。
【００２２】
圧力検出マトリックス４から信号処理器１４へと伝達される圧力の画素パターン１２の型の例が図４に示される。図示の左から右への画素はバンパーを横切っての検出領域に対応し、図示の上部から底部への画素はバンパー上下の検出領域に対応する。左側のパターンは衝撃の５ミリ秒後に計測され、右側のパターンは１５ミリ秒後に計測された。この例において、各画素は、大中小の３つの状態のみを持ち得るが、圧力の差をより精密に計測したり、検出領域をより緻密にすることにより、システムにより高い識別力を付与することができるのは勿論である。この向上した識別力は、圧力の画素パターンの時間的変化のデータをより多く解析するのに必要な処理機器が多くなりコストがかかるであろう。車両と外部物体との間の相対運動を検出する車両システムからの信号に応じて、歩行者衝撃システムに対する高速処理資源の割り当てが増えることになり得る。
【００２３】
【発明の効果】
本発明はその様にして、ボンネット衝突の検出を必要としない、製造及び環境面での変化を許容する歩行者検出及び衝撃緩和システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つによる歩行者衝撃検出システムに用いられる車両バンパーの分解図である。
【図２】図１の発泡モジュールの一部の後方からの図である。
【図３】図２の線A-Aに沿う断面図である。
【図４】本発明の一つによる歩行者衝撃検出システムにおける、検出手段により信号処理器に対して示される情報の例を図示する。
【図５】本発明の別のものによる歩行者保護システムの概略図を示す。
【図６】本発明の更に別のものによる歩行者保護システムの概略図を示す。
【図７】本発明の更に別のものによる歩行者保護システムの概略図を示す。
【符号の説明】
４ 検出手段
１２ 圧力の画素パターン
１４ 比較手段
１６ 衝撃緩和装置
Claims (7)
- 車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する検出手段、
該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する手段、
該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する手段、及び
上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する手段を有する自動車の歩行者衝撃検出システム。 - 上記検出手段は、上記車両のフロント・バンパーに収容されていることを特徴とする請求項１に記載の歩行者衝撃検出システム。
- 上記起動信号を発生する手段は、ニューラル・ネットワークを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の歩行者衝撃検出システム。
- 上記検出手段は、強固なバンパー・ビームとバンパー・カバーとの間に挟まれていることを特徴とする請求項２に記載の歩行者衝撃検出システム。
- エネルギー吸収モジュールが上記バンパー・カバーと上記検出手段との間に圧縮状態で保持されていることを特徴とする請求項４に記載の歩行者衝撃検出システム。
- 車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する工程、
該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する工程、
該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する工程、及び
上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する工程を有する歩行者の自動車との衝撃を検出する方法。 - 起動信号により作動可能で、歩行者との衝撃を和らげる衝撃緩和装置、
車両の前部にマトリックス状に配置された複数の検出領域に作用する圧力をそれぞれ計測して該圧力の画素パターンを発生する検出手段、
該圧力の画素パターンの時間的変化を計測する手段、
該圧力の画素パターンの時間的変化を、歩行者衝突の圧力パターンの変化特性の格納データと比較する手段、及び
上記圧力の画素パターンの時間的変化と上記格納データとの間の対応関係の存在が確認された場合には、衝撃緩和装置を作動させる起動信号を発生する手段を有する歩行者保護システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9808643.2 | 1998-04-24 | ||
| GB9808643A GB2336704A (en) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | Pedestrian impact sensor system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11321550A JPH11321550A (ja) | 1999-11-24 |
| JP4143217B2 true JP4143217B2 (ja) | 2008-09-03 |
Family
ID=10830831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11505799A Expired - Lifetime JP4143217B2 (ja) | 1998-04-24 | 1999-04-22 | 歩行者衝撃検出システム、歩行者の自動車との衝撃を検出する方法、及び歩行者保護システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6212456B1 (ja) |
| EP (1) | EP0952046B1 (ja) |
| JP (1) | JP4143217B2 (ja) |
| DE (1) | DE69905638T2 (ja) |
| GB (1) | GB2336704A (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN101451214B (zh) * | 2007-12-04 | 2011-07-27 | 舞阳钢铁有限责任公司 | 一种大厚度新型抗硫化氢用钢及其生产方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US7630806B2 (en) * | 1994-05-23 | 2009-12-08 | Automotive Technologies International, Inc. | System and method for detecting and protecting pedestrians |
| US8041483B2 (en) * | 1994-05-23 | 2011-10-18 | Automotive Technologies International, Inc. | Exterior airbag deployment techniques |
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