JP5825530B2 - Vehicle collision detection device - Google Patents
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Description
本発明は、車両への歩行者等の衝突を検知する車両用衝突検知装置に関する。 The present invention relates to a vehicle collision detection device that detects a collision of a pedestrian or the like with a vehicle.
近年、車両の安全性に関して、事故時に車両の搭乗者の安全性を確保するだけでなく、車両に歩行者が衝突したときに歩行者へのダメージを軽減することも求められている。そこで、歩行者の車両への衝突を検知して、例えばアクティブフードやカウルエアバッグ等の歩行者保護装置を作動させて、車両に衝突してボンネットに倒れ込んできた歩行者が受ける傷害値(歩行者が受ける衝撃)を低減するシステムが提案されている。このようなシステムにおける衝突検知装置としては、車両のバンパ内でバンパリーンフォースの前面にチャンバ部材が配設され、チャンバ空間内の圧力変化を圧力センサで検出することにより車両のバンパへの歩行者等の衝突を検知するものが提案されている。このようなチャンバ式の衝突検知装置では、衝突によりチャンバ部材が変形し、それによるチャンバ空間内の圧力変化に基づいて歩行者等の衝突を検知している。 In recent years, regarding vehicle safety, not only ensuring the safety of a vehicle occupant during an accident, but also reducing the damage to the pedestrian when the pedestrian collides with the vehicle is required. Therefore, by detecting a collision of a pedestrian with a vehicle and operating a pedestrian protection device such as an active hood or a cowl airbag, the injury value (walking) that a pedestrian who collides with the vehicle and falls into the hood Have been proposed to reduce the impact received by a person. As a collision detection device in such a system, a chamber member is disposed in front of a bumper force in a bumper of a vehicle, and a pedestrian to the bumper of the vehicle is detected by detecting a pressure change in the chamber space with a pressure sensor. Some have been proposed that detect such collisions. In such a chamber type collision detection device, a chamber member is deformed by the collision, and a collision of a pedestrian or the like is detected based on a pressure change in the chamber space.
ここで、チャンバ部材に取り付けられた圧力センサは、車両意匠やアブソーバの影響により、車幅方向の位置によって出力値が異なるものである。このため、車幅全域で衝突検知を可能とするために、アブソーバの形状の一部を加工して変形量を増やす等、バンパを構成する車両部材のチューニング作業が必要となっている。 Here, the output value of the pressure sensor attached to the chamber member differs depending on the position in the vehicle width direction due to the influence of the vehicle design and the absorber. For this reason, in order to enable collision detection over the entire vehicle width, tuning work of the vehicle members constituting the bumper is required, such as processing a part of the shape of the absorber to increase the deformation amount.
一方、特許文献1には、物体が衝突した車幅方向の位置を検出するために感圧式のスイッチングセンサ等を用いた衝突位置検出センサを、バンパ内のアブソーバの前面全体に取り付け、衝突位置の検出結果に基づいて衝突物体判別用の閾値を変更する旨の技術が提案されている。
On the other hand, in
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、車幅方向における衝突位置を検出するために専用のセンサを設ける必要があり、そのため、バンパ内の構造が複雑になると共に、コストが高くなるという問題がある。
However, in the technique described in
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、専用の衝突位置センサを用いることなく、車幅方向における衝突位置を検知することができる車両用衝突検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle collision detection device that can detect a collision position in the vehicle width direction without using a dedicated collision position sensor. And
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、車両のバンパ(2)内でバンパリーンフォース(10)の前面に配設されチャンバ空間(4)を内部に形成してなるチャンバ本体(11)を有して車幅方向へ長軸状に延在するチャンバ部材(5)と、前記チャンバ空間(4)内の圧力を検出する圧力センサとを備え、前記圧力センサによる圧力検出結果に基づいて前記バンパへの衝突を検知するように構成された車両用衝突検知装置(1)において、前記圧力センサは、前記チャンバ部材の車幅方向中央に対して左側に配置された左圧力センサ(6L)と、右側に配置された右圧力センサ(6R)とを含むものであり、前記左圧力センサによって検出された左圧力値と前記右圧力センサによって検出された右圧力値との差分を左右圧力差として算出する左右圧力差算出手段(73)と、
前記左右圧力差算出手段により算出された前記左右圧力差に基づいて、車幅方向における衝突位置を推定する衝突位置推定手段(74)と、前記左圧力センサ及び前記右圧力センサにおける衝突に伴う出力上昇の開始からピーク値への到達までの時間を検出するピーク到達時間検出手段(76)とを備え、前記衝突位置推定手段は、前記ピーク到達時間検出手段による時間検出結果を用いて衝突位置が車幅方向中央に対して左側か右側かの判別を行うことを特徴とする。
The invention according to
Collision position estimation means (74) for estimating the collision position in the vehicle width direction based on the left / right pressure difference calculated by the left / right pressure difference calculation means, and the output accompanying the collision in the left pressure sensor and the right pressure sensor Peak arrival time detection means (76) for detecting the time from the start of the rise to the peak value, wherein the collision position estimation means uses the time detection result by the peak arrival time detection means to determine the collision position. It is characterized by determining whether the vehicle is in the left or right side with respect to the center in the vehicle width direction .
この構成によれば、バンパへの衝突によりチャンバ部材が変形してチャンバ空間内の圧力が変化すると、左圧力センサが左圧力値を検出すると共に、右圧力センサが右圧力値を検出し、左右圧力差算出手段は、左圧力値と右圧力値との差分を左右圧力差として算出する。衝突位置推定手段は、左右圧力差算出手段により算出された左右圧力差に基づいて、車幅方向における衝突位置を推定する。よって、チャンバ式の衝突検知装置における既存の左右の圧力センサの出力を用いることにより、専用の衝突位置センサを用いることなく、車幅方向における衝突位置を検知することができるという効果を奏する。そして、衝突位置の検出結果を用いて衝突判別を行うことにより、より高精度に衝突検出を行うことができるという効果を奏する。
特に、左圧力センサ及び右圧力センサにおける衝突に伴う出力上昇の開始からピーク値への到達までの時間を検出するピーク到達時間検出手段を備え、衝突位置推定手段は、ピーク到達時間検出手段による時間検出結果を用いて衝突位置が車幅方向中央に対して左側か右側かの判別を行うので、左右判別を含む衝突位置の推定を行うことができる。よって、バンパの衝突特性が左右対称でない場合にも、高精度に衝突検出を行うことができるという効果を奏する。
According to this configuration, when the chamber member is deformed due to a collision with the bumper and the pressure in the chamber space changes, the left pressure sensor detects the left pressure value, the right pressure sensor detects the right pressure value, The pressure difference calculation means calculates a difference between the left pressure value and the right pressure value as a left-right pressure difference. The collision position estimation means estimates the collision position in the vehicle width direction based on the left-right pressure difference calculated by the left-right pressure difference calculation means. Therefore, by using the outputs of the existing left and right pressure sensors in the chamber type collision detection device, it is possible to detect the collision position in the vehicle width direction without using a dedicated collision position sensor. Then, by performing the collision determination using the collision position detection result, there is an effect that the collision detection can be performed with higher accuracy.
In particular, the left pressure sensor and the right pressure sensor are provided with a peak arrival time detecting means for detecting a time from the start of the output increase due to the collision to the arrival at the peak value, and the collision position estimating means includes a time by the peak arrival time detecting means. Since it is determined whether the collision position is the left side or the right side with respect to the center in the vehicle width direction using the detection result, the collision position including the left / right determination can be estimated. Therefore, even when the bumper's collision characteristics are not symmetrical, the collision detection can be performed with high accuracy.
以下、本発明の車両用衝突検知装置の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る車両用衝突検知装置1は、図1、図2に示すように、車両前方のバンパ2への物体の衝突を検知し、歩行者保護装置3を起動するよう構成された装置である。
Hereinafter, specific embodiments of the vehicle collision detection device of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle
車両用衝突検知装置1は、図1等に示すように、バンパ2と、バンパ2内に配設され、チャンバ空間4が内部に形成されるチャンバ部材5と、チャンバ空間4内の圧力変化を検出する左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rと、歩行者保護装置電子制御ユニット(以下、電子制御ユニットをECUと略記する)7とを備えている。
As shown in FIG. 1 and the like, the vehicle
バンパ2は、図3に示すように、バンパカバー8、チャンバ部材5、バンパアブソーバ9、バンパリーンフォース10を主体として構成されている。
As shown in FIG. 3, the
バンパカバー8は、バンパ2の構成部品を覆うように設けられるポリプロピレン等の樹脂製のカバー部材であり、バンパ2の外観を構成する。
The
チャンバ部材5は、バンパ2内でバンパリーンフォース10の前面上方に配置され、車幅方向へ長軸状に延在する低密度ポリエチレン(LDPE)製の中空の部材である。チャンバ部材5は、車幅方向に延びて内部にチャンバ空間4が形成されるチャンバ本体11を有しており、バンパリーンフォース10に対してネジ止め等によって固定される。チャンバ部材5は、車幅方向中央から左右両側へ直線状に延びると共に、車幅方向左右両側の後述するサイドメンバ15よりも側方側で後方に向かって湾曲する形状を有している。チャンバ部材5は、内部がチャンバ空間4に連通する左延設部12L及び右延設部12Rを有している。チャンバ部材5は、左右対称形状であることが好ましい。
The
左延設部12L及び右延設部12Rは、それぞれ左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rを取り付けるために形成された部分である。図1、図3に示すように、左延設部12Lは、チャンバ部材5の車幅方向中央の左側に、右延設部12Rは、車幅方向中央の右側において、チャンバ本体11上面からバンパリーンフォース10上方に向かってそれぞれ延設されている。左延設部12L及び右延設部12Rは、チャンバ本体11とブロー成形により一体的に形成される。左延設部12L及び右延設部12Rは、それぞれ上面に開口12aが形成されており、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rは圧力導入管6aを開口12aに差し込んだ状態で取り付けられる。尚、圧力センサとして、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの2つが設けられているのは、衝突検知における冗長性を確保するためである。
The left extending
バンパアブソーバ9は、バンパリーンフォース10の前面下方且つチャンバ部材5の下部に配置されており、バンパ2において衝撃吸収の作用を受け持つ部材である。バンパアブソーバ9としては、例えば発泡させたポリプロピレン等を好適に用いることができる。
The
バンパリーンフォース10は、バンパ2内に配設されて車両幅方向に延びるアルミ等の金属製の梁状部材であって、車両前後方向に延びる一対の金属製部材であるサイドメンバ15の前端に取り付けられている。
The
左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rは、気体圧力の変化を検出可能なセンサ装置であり、圧力に比例した信号を出力し、歩行者保護装置ECU7と信号線7aを介して電気的に接続されている。上述したように、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rは、左延設部12L、右延設部12Rにおいてそれぞれチャンバ部材5に取り付けられ、チャンバ空間4内の空気の圧力変化を検出可能に構成されている。左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rは、チャンバ部材5の車幅方向中央に対して左右均等位置に配置されることが好ましい。
The
車速センサ16は、車両の走行速度を検出する既設の速度センサであり、歩行者保護装置ECU7と信号線7aを介して電気的に接続されている。
The
歩行者保護装置ECU7は、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rと接続され、車両本体に配置されている歩行者保護装置3の起動制御を行うための電子制御装置であり、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rから出力される信号が信号線7aを介して入力されるように構成されている。歩行者保護装置ECU7は、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rにおける圧力検出結果及び車速センサ16の車速検出結果等に基づいて、車両のバンパ2へ歩行者(すなわち、人体)が衝突したか否かを判別する処理を実行する。歩行者保護装置ECU7は、歩行者衝突と判定した場合には、歩行者保護装置3に対し信号を出力し、歩行者保護装置3を作動させる。
The pedestrian
尚、歩行者保護装置3はポップアップフード、ポップアップエンジンフード、アクティブボンネット、アクティブフード、カウルエアバッグ、フードエアバッグ等の名称で呼ばれる公知のものを採用することができる。歩行者保護装置3は、エンジンフードの後端を衝突検知後瞬時に上昇させ、クリアランスを大きくさせることでフード自体の吸収ストロークが増大し、歩行者(特に頭部)がエンジンなどの硬い部材に衝突する可能性を低減することができる。
The
歩行者保護装置ECU7は、具体的には、ローパスフィルタ71と、マイコン72とを備えて構成される。
Specifically, the pedestrian
ローパスフィルタ71は、入力された信号のうち高域周波数の信号を除去し、低域周波数の信号を通すフィルタ回路である。ローパスフィルタを設ける理由は以下の理由による。すなわち、バンパ2に衝突が発生すると、チャンバ部材5の変形に伴うチャンバ空間内の圧力変動による衝撃波が発生すると同時に気柱共鳴と呼ばれる現象によって共振波が発生する。例えば、図6に示すように、チャンバ部材5の長軸方向長さをLとした場合、気柱共鳴によって2L/n(nは自然数)で表される波長をもつn次共振波が発生する。尚、図6では、両端が閉塞された長尺筒状のチャンバ部材を、説明のために模式的に示している。n次共振波のうち、大部分が1次共振波成分であり、僅かに2次共振波成分が含まれ、さらに極僅かに3次以上の共振波成分が含まれている。このため、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力は、衝撃波にn次共振波が重畳した波形となる。尚、図6に示すようにチャンバ部材5が左右対称形状である場合、共鳴現象も左右対称に発生する。
The low-
ローパスフィルタ71は、n次共振波のうち、2次以上の共振波成分を除去し、1次共振波成分を通す役割を果たす。例えば、1次共鳴周波数が100Hzである場合、ローパスフィルタとして、300Hz以上の周波数成分を除去可能なフィルタ回路を用いることができる。左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力はローパスフィルタ71で2次以上の共振波成分が除去されてマイコン72に入力される。
The low-
マイコン72は、CPU(中央演算処理装置)、制御プログラムやデータを格納するROM(読み出し専用の不揮発性メモリ)、CPUによりワークエリアとして使用されるRAM(書き込み可能な揮発性メモリ)等を備えて構成され、左右圧力差算出部73、衝突位置推定部74、マップ75及び衝突判定部77を実現している。尚、マイコン72に含まれる左右圧力差算出部73等各部については、後述する。
The
次に、本実施形態における衝突位置の検出原理について図6、図7を参照しつつ説明する。先に述べたように、バンパ2に衝突が発生しチャンバ部材5が変形した際、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力は、衝撃波にn次共振波が重畳した波形となるが、ローパスフィルタ71で2次以上の共振波成分が除去されているため、マイコン72には衝撃波に1次共振波が重畳した波形となる(図7参照)。ここで、1次共振波の振幅は、衝突位置に依存するものであって、理論上、衝突位置がチャンバ部材5の左右方向中央の場合にゼロとなり、衝突位置が左右両端に近づくほど増大し、左右両端において最大となる(図6参照)。すなわち、チャンバ部材5の車幅方向中央での衝突時は、進行波と反射波とが打ち消し合うために共鳴は発生しないことになる。一方、チャンバ部材5端部での衝突時は、進行波と反射波とが完全に重なり合うため、共鳴振幅が最大となる。また、左圧力センサ6Lと右圧力センサ6Rとが、チャンバ部材5の車幅方向中央に対して左右均等な位置に配置された場合、理論的に完全な逆位相且つ同じ振幅量の一次共振波を検出することができる(図7参照)。よって、ローパスフィルタ71通過後の左圧力センサ6Lの出力及び右圧力センサ6Rの出力の差分は、衝突位置が左右両端に近いほど大きくなり、中央に近いほど小さくなる(理論上はゼロ)。本発明は、このような現象に着目し、左圧力センサ6Lによって検出された左圧力値と右圧力センサ6Rによって検出された右圧力値との差分の絶対値である左右圧力差絶対値を算出し、得られた左右圧力差絶対値に基づいて、車幅方向における衝突位置を推定するように構成したものである。
Next, the principle of detection of the collision position in the present embodiment will be described with reference to FIGS. As described above, when a collision occurs in the
次に、衝突位置の検出から衝突検知までの処理の流れについて、図4のブロック図、及び図5におけるマップ75の一例を示す表を参照しつつ説明する。
Next, the flow of processing from collision position detection to collision detection will be described with reference to the block diagram of FIG. 4 and a table showing an example of a
車両のバンパ2に歩行者が衝突すると、歩行者の体(主に脚部)がバンパ2を押圧することとなり、バンパカバー8を介してチャンバ部材5を押圧し、チャンバ部材5の押圧された部分が変形し潰れる。チャンバ部材5の変形によりチャンバ空間4における気体圧力が増大する。この圧力の増大が左延設部12L、右延設部12Rに取り付けられた左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rにより検出され、出力される信号が信号線7aを介して歩行者保護装置ECU7に送られる。
When a pedestrian collides with the
左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rから出力された圧力信号は、ローパスフィルタ71を通過して、2次以上の共振波成分が除去される。
The pressure signals output from the
次に、左右圧力差算出部73は、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力のローパスフィルタ71通過後の圧力信号が入力されると、これらの差分の絶対値である左右圧力差絶対値を算出する。
Next, when the pressure signal after the low-
続いて、衝突位置推定部74は、左右圧力差絶対値に基づき、マップ75を参照して衝突位置が領域区分A,B,Cのいずれに属するかを判別する。
Subsequently, the collision
マップ75は、図に示すように、左右圧力差絶対値Dと衝突位置の領域区分(A,B,Cの3区分)とを関連付けて記憶する。具体的には、マップ75において、左右圧力差絶対値Dが1[kPa]未満は、衝突位置が領域区分A(左右中央からの距離が0[mm]以上、200[mm]未満)に、左右圧力差絶対値Dが1[kPa]以上1.5[kPa]未満は、領域区分B(左右中央からの距離が200[mm]以上、600[mm]未満)に、左右圧力差絶対値Dが1.5[kPa]以上は、領域区分C(左右中央からの距離が600[mm]以上)にそれぞれ対応付けられている。
As shown in the figure, the
次に、衝突判定部77は、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rから出力される圧力信号に基づいて、衝突検知処理を実行する。すなわち、圧力検出結果に基づいて、バンパ2へ歩行者(すなわち、人体)が衝突したか否かを判別する処理を実行する。ここで、歩行者か否かの判別は、圧力検出結果及び車速センサ16からの信号に基づいて得られるデータと所定の閾値とを比較することにより行われるが、本実施形態では、閾値の値を衝突位置推定部74における衝突位置推定結果に応じて変更する。例えば、衝突位置の推定結果が領域区分Aの場合の閾値の値をTH1とした場合、領域区分BではTH2(<TH1)、領域区分CではTH3(<TH2)と設定してもよい。或いは、閾値の値を補正する代わりに、圧力検出結果を衝突位置推定結果に基づいて補正し、その補正後の圧力検出結果に基づいて歩行者衝突か否かを判別するように構成してもよい。
Next, the
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態の車両用衝突検知装置1は、車両のバンパ2内でバンパリーンフォース10の前面に配設されチャンバ空間4を内部に形成してなるチャンバ本体11を有して車幅方向へ長軸状に延在するチャンバ部材5と、チャンバ空間4内の圧力を検出する圧力センサとを備え、圧力センサによる圧力検出結果に基づいてバンパ2への衝突を検知するように構成され、圧力センサは、チャンバ部材5の車幅方向中央に対して左側に配置された左圧力センサ6Lと、右側に配置された右圧力センサ6Rとを含むものであり、左圧力センサ6Lによって検出された左圧力値と右圧力センサ6Rによって検出された右圧力値との差分を左右圧力差として算出する左右圧力差算出手段としての左右圧力差算出部73と、左右圧力差算出部73により算出された左右圧力差に基づいて、車幅方向における衝突位置を推定する衝突位置推定手段としての衝突位置推定部74とを備えている。
As is clear from the above detailed description, the vehicle
この構成によれば、バンパ2への衝突によりチャンバ部材5が変形してチャンバ空間4内の圧力が変化すると、左圧力センサ6Lが左圧力値を検出すると共に、右圧力センサ6Rが右圧力値を検出し、左右圧力差算出部73は、左圧力値と右圧力値との差分(絶対値)を左右圧力差(絶対値)として算出する。衝突位置推定部74は、左右圧力差算出部73により算出された左右圧力差(絶対値)に基づいて、車幅方向における衝突位置を推定する。すなわち、チャンバ空間内の圧力変動によって生じる1次共振波は、左右の圧力センサで逆位相となっており、且つ車幅方向における衝突位置により振幅が異なるため、左右圧力差によって車幅方向における衝突位置を推定することができるからである。
According to this configuration, when the
よって、チャンバ式の衝突検知装置における既存の左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力を用いることにより、専用の衝突位置センサを用いることなく、車幅方向における衝突位置を検知することができるという効果を奏する。そして、衝突判定部77が衝突位置の検出結果を用いて衝突判別を行うことにより、より高精度に衝突検出を行うことができるという効果を奏する。
Therefore, by using the outputs of the existing
また、衝突位置推定部74は、左右圧力差(絶対値)と衝突位置とを対応付けて記憶するマップ75を用いて衝突位置の推定を行う。よって、簡単な構成で高速に、左右圧力差に基づく衝突位置の推定を行うことができる。尚、本実施形態では、衝突位置が領域区分A,B,Cのいずれに属するかが推定される。
The collision
また、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力からチャンバ部材5の1次共鳴周波数(例えば100Hz)よりも高い周波数成分(例えば300Hz以上)を除去するフィルタ手段としてのローパスフィルタ71を備えている。よって、2次以上の共振波成分を除去した圧力値を用いることによって、より正確に衝突位置を推定することができる。
Further, a low-
また、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rは、チャンバ部材5の車幅方向中央に対して左右均等位置に配置されているので、左右で逆位相且つ同一振幅量の一次共振波成分を検出することができ、精度の高い衝突位置の推定が可能となる。特に、チャンバ部材5が、車幅方向中央に対して左右対称形状を有する場合、左右対称の一次共振波が発生するため、より高精度な衝突位置の推定が可能となる。
Further, since the
[実施例1]
次に、本実施形態において、チャンバ部材5上の衝突位置を変化させて左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rにより圧力を検出して、衝突位置を推定した実験結果について説明する。
[Example 1]
Next, in the present embodiment, an experimental result in which the collision position on the
実験に用いたチャンバ部材5は、図8に示すように左右方向中央を基準として左右426mm位置までが直線状であり、426[mm]位置で後方側へ屈曲して左右端部まで直線状に形成されている。また、左圧力センサ6Lは中央から−400[mm]付近に、右圧力センサ6Rは中央から400[mm]付近にそれぞれ搭載されている。尚、中央からの距離は、右側を正の値で示し、左側を負の値で示している。
As shown in FIG. 8, the
実験では、−600[mm]、−426[mm]、−200[mm]、0[mm]、200[mm]、426[mm]、600[mm]の各位置で物体を衝突させ、その時の左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力を測定した。図9は、各衝突位置における左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力をそれぞれ示すグラフである。各グラフにおいて、実線で示す「圧力R」が右圧力センサ6Rの出力波形を、破線で示す「圧力L」が左圧力センサ6Lの出力波形をそれぞれ示している。
In the experiment, an object was caused to collide at each position of −600 [mm], −426 [mm], −200 [mm], 0 [mm], 200 [mm], 426 [mm], and 600 [mm]. The outputs of the
また、図10は、衝突位置ごとの左右の圧力検出値と左右圧力差絶対値とを示す表であり、図11は、横軸を衝突位置とし、縦軸を左右圧力差の絶対値としたグラフ上に各測定値をプロットしたものである。図10及び図11によれば、左右圧力差絶対値は、衝突位置が中央に近いほど0に近い値となり、左右端部に向かうに従って値が大きくなっている。 FIG. 10 is a table showing left and right pressure detection values and right and left pressure difference absolute values for each collision position. FIG. 11 shows the horizontal axis as the collision position and the vertical axis as the absolute value of the left and right pressure difference. Each measured value is plotted on a graph. According to FIGS. 10 and 11, the absolute value of the left-right pressure difference is closer to 0 as the collision position is closer to the center, and the value increases toward the left and right ends.
これらのデータに基づき、図5に示すマップ75を用いて衝突位置を推定した結果が、図10の表の最下段に示されている。−600[mm]〜426[mm]の各衝突位置では、正確に領域区分が推定されていることがわかる。600[mm]で領域区分が誤って推定されたのは、衝撃の大きさのばらつきによるものと考えられる。以上より、左右圧力差(絶対値)に基づいて衝突位置の推定が可能であることがわかる。
The result of estimating the collision position using the
[変形例1]
上記実施形態では、衝突位置推定部74が左右圧力差絶対値をそのまま用いて衝突位置の推定を行う例を示したが、左右圧力差絶対値を左右圧力平均値で補正した値を用いて衝突位置の推定を行うようにしてもよい。尚、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する(以下の変形例においても同様)。
[Modification 1]
In the above-described embodiment, an example in which the collision
変形例1におけるマップ75の一例を図12に示し、実験結果を図13、図14に示す。図13は、衝突位置ごとの左右の圧力検出値、左右圧力平均値、左右圧力差絶対値を左右圧力平均値で除した値、及び衝突位置推定区分をそれぞれ示す表である。また、図14は、横軸を衝突位置とし、縦軸を左右圧力差絶対値/左右圧力平均値として各測定値をプロットしたグラフである。
An example of the
図13、図14によれば、左右圧力差絶対値/左右圧力平均値は、衝突位置が中央に近いほど0に近い値となり、左右端部に向かうに従って値が大きくなっている。 According to FIGS. 13 and 14, the left / right pressure difference absolute value / left / right pressure average value is closer to 0 as the collision position is closer to the center, and increases toward the left and right ends.
これらのデータに基づき、図12に示すマップ75を用いて衝突位置を推定した結果が、図13の表の最下段に示されている。−600[mm]〜600[mm]の各衝突位置で、正確に領域区分が推定されていることがわかる。
The result of estimating the collision position using the
本変形例によれば、衝突位置推定部74は、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rの出力の大きさに応じて左右圧力差(絶対値)の値を補正し、その補正結果を用いて衝突位置の推定を行うので、衝撃の大きさに拘わらずに高精度に衝突位置の推定を行うことができる。
According to this modification, the collision
[変形例2]
上記実施形態では、衝突位置が車両の左右のどちら側であるかを区別せず、左右圧力差絶対値を用いて中央からの距離を推定する例を示したが、負の値を含む左右圧力差を用いて、左右の区別を含む衝突位置推定を行うように構成してもよい。すなわち、車両のバンパ2の衝突特性が左右対称である場合は、衝突検知(すなわち、衝突物体の判別)において衝突位置が左右のいずれであるかを区別することは必要とされない。一方、左右非対称の場合は、左右を区別した衝突位置検出を行うことによって、より高精度に衝突検知を行うことが可能となる。
[Modification 2]
In the above embodiment, the example in which the distance from the center is estimated using the right and left pressure difference absolute value without distinguishing whether the collision position is on the left or right side of the vehicle is shown. You may comprise so that the collision position estimation including a left-right distinction may be performed using a difference. That is, when the collision characteristics of the
ここで、左右のどちら側に衝突が発生した場合に左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rで検出される1次共振波のいずれが大きくなる位相であるかは、衝撃波の立ち上がり開始時点からピーク値到達時点までの時間に応じて決まることがわかっている。
Here, which of the primary resonance waves detected by the
そこで、変形例2では、図15に示すように、マイコン72がピーク到達時間検出手段としてのピーク到達時間検出部76をさらに備えている。ピーク到達時間検出部76は、衝撃波の立ち上がり開始時点からピーク値到達時点までの時間を検出する。衝突位置推定部74は、ピーク値到達時間の検出結果と、左右圧力差(正負を含む)とに基づいて衝突位置の推定を行う。
Therefore, in the second modification, as shown in FIG. 15, the
図16は、ピーク到達時間検出部76が検出する衝撃波のピーク到達時間を模式図により示している。図17は、ピーク到達時間Tの値と、右側衝突時における「右圧力−左圧力」の正負を示す符号(+又は−)との対応を示す表であり、この内容を表すマップがマイコン72のROM内に格納される。図9に示すグラフの例では、右側衝突時(衝突位置200mm、426mm、600mm)に圧力Rが圧力Lよりも小さいため、符号は「−」となる。尚、Tn−1、Tn、Tn+1・・・は、例えば単に[ms]で表わされる時間を示している。図18は、変形例2における衝突位置の領域区分を示しており、車両の左から右に向かってCL,BL,AL,AR,BR,CRの6つの領域区分が設定されている。
FIG. 16 schematically shows the peak arrival time of the shock wave detected by the peak arrival
図19は、変形例2におけるマップ75の一例を示す表である。右側衝突時における「右圧力−左圧力」の正負の符号は、図17の表を表すマップからピーク到達時間に基づいて決定される。この符号と左右圧力差の値とにより、衝突位置の領域区分が6つの区分のいずれに属するかが推定される。
FIG. 19 is a table showing an example of the
図20は、衝突位置ごとの左右の圧力検出値、左右圧力差(本変形例では、「右圧力−左圧力」の値)、衝突位置推定区分をそれぞれ示す表である。また、図21は、横軸を衝突位置とし、縦軸を左右圧力差として各測定値をプロットしたグラフである。尚、ピーク到達時間の検出結果により、右圧力−左圧力で求められる左右圧力差が正の場合に衝突位置が中央よりも左側であり、負の場合に中央よりも右側であることが実験的に判明しているものとする。 FIG. 20 is a table showing left and right pressure detection values, right and left pressure differences (value of “right pressure−left pressure” in the present modification), and collision position estimation classification for each collision position. FIG. 21 is a graph in which measured values are plotted with the horizontal axis as the collision position and the vertical axis as the left-right pressure difference. It should be noted that, based on the detection result of the peak arrival time, it is experimental that the collision position is on the left side of the center when the right-left pressure difference obtained from the right pressure-left pressure is positive, and is on the right side of the center when negative. Shall be known.
図20、図21によれば、衝突位置が中央に近いほど、左右圧力差が0に近い値となっている。また、左端部に向かうに従って値が大きくなり、右端部に向かうに従って値が小さくなっている。 20 and 21, the closer the collision position is to the center, the closer the left-right pressure difference is to zero. Further, the value increases toward the left end, and the value decreases toward the right end.
これらのデータに基づき、図19に示すマップ75を用いて衝突位置を推定した結果が、図20の表の最下段に示されている。−600[mm]〜426[mm]の各衝突位置では、正確に領域区分が推定されていることがわかる。600[mm]で領域区分が誤って推定されたのは、衝撃の大きさのばらつきによるものと考えられる。以上より、正負を含む相対値である左右圧力差に基づいて衝突位置の推定が可能であることがわかる。
The result of estimating the collision position using the
本変形例によれば、左圧力センサ6L及び右圧力センサ6Rにおける衝突に伴う出力上昇の開始からピーク値への到達までの時間を検出するピーク到達時間検出部76を備え、衝突位置推定部74は、ピーク到達時間検出部76による時間検出結果を用いて衝突位置が車幅方向中央に対して左側か右側かを左右圧力差の正負により判別するので、左右判別を含む衝突位置の推定を行うことができる。よって、バンパ2の衝突特性が左右対称でない場合にも、高精度に衝突検出を行うことができる。
According to this modification, the peak arrival
[変形例3]
変形例3は、変形例2と同様に負の値を含む左右圧力差を用いると共に、変形例1と同様に左右圧力平均値で補正した結果を用いて衝突位置の推定を行うものである。
[Modification 3]
In the third modified example, a left-right pressure difference including a negative value is used as in the second modified example, and the collision position is estimated using the result corrected with the left-right pressure average value as in the first modified example.
変形例3におけるマップ75の一例を図22に示し、実験結果を図23、図24に示す。図23は、衝突位置ごとの左右の圧力検出値、左右圧力平均値、左右圧力差を左右圧力平均値で除した値、及び衝突位置推定区分をそれぞれ示す表である。また、図24は、横軸を衝突位置とし、縦軸を左右圧力差/左右圧力平均値として各測定値をプロットしたグラフである。
An example of the
図23、図24によれば、衝突位置が中央に近いほど、左右圧力差/左右圧力平均値が0に近い値となっている。また、左端部に向かうに従って値が大きくなり、右端部に向かうに従って値が小さくなっている。 23 and 24, the closer the collision position is to the center, the closer the left / right pressure difference / left / right pressure average value is to zero. Further, the value increases toward the left end, and the value decreases toward the right end.
これらのデータに基づき、図22に示すマップ75を用いて衝突位置を推定した結果が、図23の表の最下段に示されている。−600[mm]〜600[mm]の各衝突位置で、正確に領域区分が推定されていることがわかる。以上より、左右圧力差/左右圧力平均値に基づいて左右判別を含む衝突位置の推定が可能であることがわかる。
The result of estimating the collision position using the
[変形例4]
上述した実施形態では、衝突位置推定部74がマップ75を用いて衝突位置を推定する構成としたが、マップ75を用いるのに代えて、衝突位置推定部74が左右圧力差をパラメータとする近似式を用いて衝突位置を推定する構成としてもよい。
[Modification 4]
In the above-described embodiment, the collision
図25は、図20に示す変形例2の実験データを用いて左右圧力差y[kPa]と衝突位置x[mm]との関係を表す一次近似直線を求めた一例を示すものであり、各プロット上又はその近くを通るように近似直線y=−0.0029xが引かれている。変形例4は、この近似直線を表す式を変形して得られる近似式x=−345yを用いることにより、左右圧力差yをパラメータとして衝突位置xを推定するものである。例えば、図20の表で左右圧力差y=1.725[kPa]のとき、衝突位置x=−345×1.725=−595[mm]と推定され、実際の衝突位置「−600[mm]」に極めて近い値が推定されていることがわかる。以下、左右圧力差y=1.416、1.025、−0.336、−1.053、−1.203、−1.379のとき、それぞれ衝突位置x=−489[mm]、−354[mm]、116[mm]、363[mm]、415[mm]、476[mm]と推定される。
FIG. 25 shows an example in which a linear approximation line representing the relationship between the left-right pressure difference y [kPa] and the collision position x [mm] is obtained using the experimental data of
本変形例によれば、衝突位置推定部74は、実験値に基づく左右圧力差と衝突位置との関係を表す近似式を用いることにより、正確に衝突位置の推定を行うことができる。
According to this modification, the collision
[変形例5]
変形例5は、衝突位置推定部74が左右圧力差/左右圧力平均値をパラメータとする近似式を用いて衝突位置を推定する構成としたものである。
[Modification 5]
In the fifth modification, the collision
図26は、図23に示す変形例3の実験データから左右圧力差/左右圧力平均値yと衝突位置xとの関係を表す一次近似直線を求めた一例を示すものであり、各プロット上又はその近くを通るように直線y=−0.0006xが引かれている。変形例5は、この近似直線を表す式を変形して得られる近似式x=−1667yを用いることにより、左右圧力差/左右圧力平均値yをパラメータとして衝突位置xを推定するものである。例えば、図23の表で左右圧力差/左右圧力平均値y=0.356の時、衝突位置x=−1667×0.356=−593[mm]と推定され、実際の衝突位置「−600[mm]」に極めて近い値が推定されていることがわかる。以下、左右圧力差/左右圧力平均値y=0.276、0.223、−0.116、−0.222、−0.243、−0.283のとき、それぞれ衝突位置x=−460[mm]、−372[mm]、193[mm]、370[mm]、405[mm]、472[mm]と推定される。
FIG. 26 shows an example in which a linear approximation line representing the relationship between the left / right pressure difference / left / right pressure average value y and the collision position x is obtained from the experimental data of
尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることはいうまでもない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施例1、変形例1では衝突位置領域区分を3つに変形例2、3では、6つにそれぞれ設定した例を示したが、これら以外の区分数に設定しても構わない。 For example, in the first embodiment and the first modification, the example in which the collision position area section is set to three and in the second and third modifications is set to six, but the number of sections other than these may be set. .
また、上記実施形態、及び変形例1〜5では、左右圧力差を「右圧力−左圧力」と定義したが、「左圧力−右圧力」と定義してもよい。その場合、図17、図19及び図22において、符号は「+」と「−」とが逆になる。 Moreover, in the said embodiment and the modifications 1-5, although the left-right pressure difference was defined as "right pressure-left pressure", you may define as "left pressure-right pressure". In that case, in FIGS. 17, 19 and 22, the signs “+” and “−” are reversed.
また、上記実施形態等では、チャンバ部材5が車幅方向中央から両側へ直線状に延びると共に、車幅方向左右両側のサイドメンバ15よりも側方側で後方に向かって湾曲する形状を有する例を示したが、チャンバ部材5全体が車両前方側に向かって凸円弧状に湾曲する形状を有する構成としてもよい。
Moreover, in the said embodiment etc., the
また、上記実施形態、及び変形例1〜5を常に単独で実施する構成とする必要はなく、これらを適宜組み合わせて実施する構成としてもよい。 Moreover, it is not necessary to set it as the structure which always implements the said embodiment and the modifications 1-5 independently, and it is good also as a structure implemented combining these suitably.
1 車両用衝突検知装置
2 バンパ
4 チャンバ空間
5 チャンバ部材
6L 左圧力センサ
6R 右圧力センサ
10 バンパリーンフォース
11 チャンバ本体
73 左右圧力差算出部
74 衝突位置推定部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記圧力センサは、前記チャンバ部材の車幅方向中央に対して左側に配置された左圧力センサ(6L)と、右側に配置された右圧力センサ(6R)とを含むものであり、
前記左圧力センサによって検出された左圧力値と前記右圧力センサによって検出された右圧力値との差分を左右圧力差として算出する左右圧力差算出手段(73)と、
前記左右圧力差算出手段により算出された前記左右圧力差に基づいて、車幅方向における衝突位置を推定する衝突位置推定手段(74)と、
前記左圧力センサ及び前記右圧力センサにおける衝突に伴う出力上昇の開始からピーク値への到達までの時間を検出するピーク到達時間検出手段(76)と
を備え、
前記衝突位置推定手段は、前記ピーク到達時間検出手段による時間検出結果を用いて衝突位置が車幅方向中央に対して左側か右側かの判別を行うことを特徴とする車両用衝突検知装置。 It has a chamber body (11) which is disposed in front of the bumper force (10) in the bumper (2) of the vehicle and has a chamber space (4) formed therein, and extends in the longitudinal direction in the vehicle width direction. An existing chamber member (5) and a pressure sensor for detecting the pressure in the chamber space (4), and configured to detect a collision with the bumper based on a pressure detection result by the pressure sensor. In the vehicle collision detection device (1),
The pressure sensor includes a left pressure sensor (6L) disposed on the left side with respect to the vehicle width direction center of the chamber member, and a right pressure sensor (6R) disposed on the right side,
Left and right pressure difference calculating means (73) for calculating a difference between a left pressure value detected by the left pressure sensor and a right pressure value detected by the right pressure sensor as a left and right pressure difference;
A collision position estimating means (74) for estimating a collision position in the vehicle width direction based on the left / right pressure difference calculated by the left / right pressure difference calculating means ;
Peak arrival time detection means (76) for detecting the time from the start of the output increase due to the collision in the left pressure sensor and the right pressure sensor to the arrival of the peak value;
With
The collision detection apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the collision position estimation means determines whether the collision position is on the left side or the right side with respect to the center in the vehicle width direction, using the time detection result by the peak arrival time detection means .
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