JP6157613B2 - 車両用歩行者保護システム - Google Patents

Description

本発明は、衝突を検出する少なくとも１つのセンサと、車両のクロスビームとバンパカバーとの間に配置されている変形部材と、上記の少なくとも１つのセンサの複数の信号を評価する制御ユニットとを有する車両用歩行者保護システムに関する。

このような歩行者保護システムは、DE 10 2004 009 301 A1およびDE 103 60 138 A1に記載されている。

DE 10 2004 009 301 A1に開示された実施形態では、車両のクロスビームおよび発泡材の前にバンパカバーが配置されている。バンパカバーには加速度センサが、バンパカバーと発泡材ないしはクロスビームとの間に取り付けられている。この加速度センサの複数の信号は、制御ユニットにおいて評価される。歩行者が車両に衝突した場合には、歩行者に対する事故後遺症を低減するため、例えば外部エアバッグのような歩行者保護機能が作動する。

この公知の歩行者保護システムの重要な特徴は、バンパカバーの背後の複数の加速度センサの組み込み位置にある。この位置により、これらの加速度センサは、歩行者の考えられ得る衝突点の近くに位置するため、それらの信号強度は、歩行者事故の際に大きく増大し、これらの加速度信号を高い信頼性で検出できるのである。

DE 103 60 138 A1に開示された実施形態では、車両のクロスビームおよび発泡材の前にバンパカバーが配置されている。このクロスビームと発泡材との間には圧電式衝突識別センサが配置されている。歩行者がこのバンパカバーに衝突すると、発泡材を介して圧力がこの圧電式衝突識別センサに伝達され、信号として評価可能な電圧が形成される。この信号に依存して制御ユニットが歩行者保護機能を制御する。

この公知の歩行者保護システムの重要な特徴は、複数の圧電式衝突識別センサを使用したことにある。これらのセンサでは、例えばセンサ収容面が損傷されることによって生じる電圧が減衰してしまい、上記の衝突識別に悪影響を及ぼしてしまう可能性がある。

上記の２つの実施形態では、歩行者の衝突を軽減するための変形部材として、または衝突の力をセンサに伝達するために力伝達部材として、バンパカバーの背後に発泡材が必要である。これらの作用を得るためには十分に大きな発泡材体積が必要である。

本発明の課題は、冒頭に説明した歩行者保護システムの所要スペースを低減することである。

この課題は、本発明により、上記の変形部材が、空所を有する変形可能な基体として形成されており、この空所内に少なくとも１つのセンサを配置し、このセンサにより、この空所における電磁場の変化を検出することによって解決される。本発明の別の有利な特徴的構成は、従属請求項および図の説明に記載されている。

したがって本発明では、上記の変形部材は、殊に歩行者のような衝突対象体との衝突の際に変形する。この変形部材のこの変形により、運動エネルギが変形エネルギに変換されて、歩行者および搭乗者に対する事故後遺症が低減される。この事故後遺症の有効かつ目的に適うような低減は、材料を適当に選択することによって（材料組成も対象となる）、また適当に設計することによって行われる。上記の変形部材の変形により、上記の空所の３次元形状（形状および／または体積）も変化する。これにより、この空所における電磁場も変化する。ここで電磁場とは電場または磁場のことでもある。上記の変化は、上記の少なくとも１つのセンサによって検出され、このセンサから生じたセンサが上記の制御ユニットによって評価される。本発明による歩行者保護システムの特別な利点は、歩行者保護の有効性を低下させることなく、極めて大きなスペースを占有する発泡材を省略できることである。これは、本発明によるのでなければ、有効な歩行者保護システムの組み込むための十分なスペースが存在しない、殊に比較的に車両において有益である。さらに所要スペースがより小さいことにより、デザインおよびコストの点で複数の利点が得られる。これにより、例えばオーバハングを短くすることができ、これは材料コストが少なくなるだけでなく、デザインに対して一層多くのスペースが得られるのである。

電磁場の変化は、上記の少なくとも１つのセンサが容量式または誘導式センサとして較正される場合には高い信頼性で検出することができる。容量式センサによれば殊に電場成分を監視することができ、誘導式センサによれば磁場成分を監視することできる。さらに容量式センサは、導電性でない材料また導電率の低い材料、殊に誘電体が電場に進入する場合にも高い信頼性で動作する。これは、例えば、上記の変形部材が誘電体材料から作製される場合に行われ得る。

有利な実施形態では、上記の変形部材は金属製ケージとして構成される。金属製材料、例えば金属薄板を使用することにより、一方では、容量式センサとは択一的にまたはこれに補足的に、電磁場の変化を検出するための誘導式センサを使用することができる。他方では、金属製ケージは、衝突時に高いエネルギ吸収力および可塑性を有する。殊に有利であることが判明したのは、複数のスリット状の開口部を有する金属製ケージを形成することである。

殊に信頼性の高い、変形部材の取り付けが得られるのは、この変形部材をクロスビームに固定する場合である。変形部材が大きな開口部を有する場合、この変形部材は有利には、この大きな開口部の縁部がクロスビームに接触するようにこのクロスビームに固定される。

自動車と衝突した際の歩行者の傷害の危険性および場合によって生じ得る事故後遺症は、上記の少なくとも１つのセンサの複数の信号に依存して、車両の複数の歩行者保護機能をトリガするように制御ユニットが構成されている場合に低減することができる。トリガすべき歩行者保護機能として有利には、車両のボンネットを持ち上げるための機能が、すなわちいわゆるアクティブボンネットないしはアクティブエンジンフードが設けられる。トリガすべき別の歩行者保護機能としては、例えばフロントウィンドウエアバッグが考えられる。

上記の電磁場の変化は、電磁場変化を検出する複数のセンサが上記の空所に配置されており、これらの複数のセンサの信号が、制御ユニットによって評価される場合、特に高い信頼性で検出され、殊に空間的および／または時間的にも分解される。これらのセンサは、例えばクロスビームに沿って、殊に同じ間隔で配置することができる。これにより、衝突が車両の右側、中央または左側で発生したのか否かを求めることができる。このようにして、衝突点に適合させた歩行者保護機能を所期のように駆動制御することができる。

有利には上記の制御ユニットを構成して、別の複数のセンサからの信号を受信して評価して、さまざまなセンサの信号を検証するようにする。これにより、誤った信号を識別して選別することができる。さらにこれにより、センサの損傷または機能不良を診断してこれを取り除くことができる。別のセンサは、例えば、場合によって相応の画像処理ユニットを有するカメラとして構成することができる。上記の制御ユニットは有利には、上記の少なくとも１つのセンサの複数の信号および上記の複数の別のセンサの信号に依存して、車両の歩行者保護機能をトリガするように構成されている。

図面には本発明の実施例である１つ実施形態が示されている。

歩行者と衝突する前の歩行者保護システムの概略側面図である。 衝突後の、図１の歩行者保護システムの概略側面図である。

図１には、本発明による歩行者保護システム１０が示されている。歩行者保護システム１０は、容量式センサ２０と、変形部材３０と、制御ユニット４０とを有する。

センサ２０は、センサ２０によって形成される電場５０を監視している。歩行者保護システム１０が組み込まれている、詳しく図示していない車両が、事故なく動作している際には電場５０は変化しない。容量式センサ２０は、双方向のデータ線路６０を介して、例えばＣＡＮバス（ＣＡＮ：Controller Area Network）を介して制御ユニット４０に接続されている。容量式センサ２０は、データ線路６０を介してその信号を容量式センサに伝送する。制御ユニット４０は、データ線路６０を介して、制御信号をセンサ２０に伝送することができる。このような制御は、例えばつぎのような目的に使用される。すなわち、センサ２０を活動状態にする、センサ２０を非活動状態にする、センサ２０を診断する、変化した周囲条件に場の強度を適合させるために電場５０を変化させる等々に使用されるのである。

制御ユニット４０は、受信したセンサ２０の信号を評価して、衝突対象体７０との、殊に歩行者との衝突が発生したか否かを判定する。ここではまだ衝突は発生していない。

制御ユニット４０は、双方向データ線路８０を介してアクティブボンネット９０に接続されている。このアクティブボンネットが（例えばフロントウィンドウエアバッグも同様に）、トリガすべき歩行者保護機能である。アクティブボンネット９０は、この車両との衝突時の際に歩行者の後遺症を低減するため、制御ユニット４０から制御信号が来た場合に持ち上がることができるように構成されている。アクティブボンネット９０は、データ線路８０を介して制御ユニット４０に複数の信号を送信することもできる。これらの信号は、例えば、アクティブボンネット９０が使用可能であるか否かまたは機能不良があるか否かについての情報に関するものである。機能不良の場合、この機能不良をドライバに早期に指示することができ、アクティブボンネット９０を修理してもらうことが可能である。ドライバへの指示は有利には、車両内の表示装置によって行われ、例えば、メータパネルまたはインフォテインメントシステムのディスプレイに表示される。

制御ユニット４０は複数の双方向データ線路１００を介して別の複数のセンサ１１０に接続されている。これらの別の複数のセンサ１１０は、上記のセンサ２０と同様に、衝突対象体７０との衝突を検出するために使用される。別の複数のセンサ１１０として対称となるのは、例えば光学式カメラ、赤外線センサ、近接場レーダセンサ、超音波センサ、接触センサ、加速度センサ、プレッシャホースである。制御ユニット４０は、別の複数のセンサ１１０およびセンサ２０の信号をまとめて評価するように構成されている。意図的に冗長なデータが考慮されるこのいわゆるセンサデータ融合によって、衝突の検出の信頼性を高めることができる。これにより、例えば、１つのセンサが故障しているまたは誤った信号を送信した場合であっても引き続き、衝突を確実に検出することができる。

変形部材３０は、スリットが入れられた金属薄板ケージとして実施されており、車両のクロスビーム１２０とバンパカバー１３０との間に配置されている。ここでは変形部材３０はクロスビーム１２０に固定されている。この図からわかるのは、変形部材３０が空所１４０を有することである。この空所にはセンサ２０が配置されており、しかも矢印１５０によって示されている走行方向および車両長手軸に見て、空所１４０の後方部分に配置されている。

図２には衝突対象体７０と衝突した後の、図１の歩行者保護システム１０が示されている。

この図からわかるのは、衝突対象体７０との衝突により、変形部材３０が押しつぶされていることである。破線１６０は、衝突前の変形部材３０の前方の輪郭を示している。

変形部材３０のこの押しつぶれは、電場５０を変化させる。この変化はセンサ２０に検出され、このセンサはこれに応じ、データ線路６０を介して、相応する複数の信号を制御ユニット４０に送信する。引き続いて制御ユニット４０はこれらの信号と、別の複数のセンサ１１０の複数の信号とを突き合わせる。ここでは、歩行者との衝突が車両前面において発生しており、この衝突によって持ち上げるための信号をアクティブボンネット９０に送信するという結果を制御ユニット４０が出している。アクティブボンネット９０はこれに応じて、歩行者を受け止めるため、あらかじめ定めたように持ち上がる。例えばアクティブボンネット９０は、１０ないし２０センチメートル持ち上がる。アクティブボンネット９０の持ち上がりを車両の目下の速度に依存させて、アクティブボンネット９０を速度が２０ｋｍ／ｈと５０ｋｍ／ｈとの間にある場合にだけ持ち上がるようにすることも可能である。

１０ 歩行者保護システム、 ２０ センサ、 ３０ 変形部材、 ４０ 制御ユニット、 ５０ 電場、 ６０ データ線路、 ７０ 衝突対象体、 ８０ データ線路、 ９０ アクティブボンネット、 １００ データ線路、 １１０ 別の複数のセンサ、 １２０ クロスビーム、 １３０ バンパカバー、 １４０ 空所、 １５０ 矢印、 １６０ 破線

Claims (8)

1. 車両のクロスビーム（１２０）とバンパカバー（１３０）との間に配置され、空所（１４０）を有する変形可能な基体として形成された変形部材（３０）と、
   前記変形部材（３０）の押しつぶれの際、前記空所（１４０）における電磁場（５０）の変化を検出する少なくとも１つのセンサ（２０）と、
   前記少なくとも１つのセンサ（２０）の複数の信号から衝突の有無を判断する制御ユニット（４０）と、
   を有する車両用歩行者保護システムであって、
   前記基体は、複数のスリット状の開口部を有する金属製ケージとして構成されており、
   前記空所（１４０）内、かつ、車両走行方向に見て前記空所（１４０）の後方部分に前記少なくとも１つのセンサ（２０）が配置されている、
   車両用歩行者保護システム。
2. 前記少なくとも１つのセンサ（２０）は、容量式センサまたは誘導式センサとして構成されており、前記容量式センサまたは誘導式センサにより、電磁場（５０）の変化が検出可能である、
   請求項１に記載の車両用歩行者保護システム。
3. 前記変形部材（３０）は前記クロスビーム（１２０）に固定されている、
   請求項１または２に記載の歩行者保護システム。
4. 前記少なくとも１つのセンサ（２０）の前記複数の信号に依存して、前記車両の複数の歩行者保護機能がトリガされるように前記制御ユニット（４０）が構成されている、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の歩行者保護システム。
5. 歩行者保護機能として、前記車両のボンネット（９０）を持ち上げるための機能およびフロントウィンドウエアバッグをトリガするための機能のうち少なくとも一方が設けられている、
   請求項４に記載の歩行者保護システム。
6. 電磁場変化を検出する複数のセンサ（２０）が前記空所（１４０）に配置されており、
   前記複数のセンサ（２０）の信号が前記制御ユニット（４０）によって評価される、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の歩行者保護システム。
7. 前記制御ユニット（４０）は、別の複数のセンサ（１１０）の複数の信号を受信して評価するように構成されている、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の歩行者保護システム。
8. 前記制御ユニット（４０）は、前記少なくとも１つのセンサ（２０）の前記複数の信号および前記別の複数のセンサ（１１０）の前記複数の信号に依存して、前記車両の歩行者保護機能をトリガするように構成されている、
   請求項７に記載の歩行者保護システム。

Images