JP2006258647A - Vehicle collision detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車などの車両が衝突した際に、衝撃から乗員或いは歩行者を保護するための安全装置に係り、特に、衝突時にエアバッグなどの安全装置を瞬時に作動させるための車両衝突検出装置に関する。 The present invention relates to a safety device for protecting an occupant or a pedestrian from an impact when a vehicle such as an automobile collides, and more particularly, vehicle collision detection for instantaneously operating a safety device such as an air bag at the time of a collision. Relates to the device.
これまで、自動車が障害物に衝突したとき車内に設置したエアバッグやシートベルトなどの乗員保護用安全装置、或いはボンネットに設置したエアバッグなどの歩行者保護用安全装置を作動させるための衝突検出装置が開発されている。 Up to now, when a vehicle collides with an obstacle, collision detection for activating occupant protection safety devices such as airbags and seat belts installed in the vehicle, or pedestrian protection safety devices such as airbags installed in the hood Equipment has been developed.
例えば、従来の衝突検出装置は、図9に示すように、車体72の外周部に張り巡らされた光ファイバーケーブル74と、この光ファイバーケーブル74に光を送る発光素子部75と、光ファイバーケーブル74を伝搬してきた光を受光して電気信号に変換する光変換素子部76と、光ファイバーケーブル74の長手方向に複数設けられた感圧部77と、光変換素子部76からの電気信号によってエアバッグ等の安全装置73を作動させる衝突検出回路78とから構成されている(例えば、特許文献1参照)。感圧部77は、図10に示すように、光ファイバーケーブル74を挿通させる円筒基部771からなり、その内面に衝突などの外圧が加わる方向に向かって突出した一対の突起部772a、772bと、この突起部772a、772bの中間部の対向面に一つの突起部774が形成されている。したがって、衝突などの外圧が加わると、円筒基部が撓んで突起部772a、772b及び突起部774が光ファイバーケーブル74を屈曲させて伝搬光量を減少させるようになっている。
For example, as shown in FIG. 9, the conventional collision detection apparatus propagates through an
一般に、自動車を動かすと、車体コーナ部分をこすったり、ぶつけたりする頻度が高いが、上記のように、光ファイバーケーブル74とその長手方向に沿って配設された感圧部77からなる所謂長尺の衝突センサを車体72の外周部に張り巡らせた従来の衝突検出装置では、コーナ部分をぶつける度に、長尺の衝突センサをそっくり交換する必要があり、手間がかかり、費用が高くなる問題を有していた。
In general, when the automobile is moved, the corner of the vehicle body is frequently rubbed or bumped. As described above, the so-called long length comprising the
また、衝突センサの温度による特性変化を補正する場合、車体の外周部の温度が一様でないため、補正精度が低いという問題を有していた。
本発明は、上記の従来の衝突検出装置の問題に鑑みてなされたものであり、たとえば、コーナ部分をぶつけても、長尺の衝突センサをそっくり交換する必要がなく、手間のかからない、交換費用の安い車両衝突検出装置を提供することを課題としている。また、衝突センサの温度による特性変化を高精度に補正して衝突を高精度に検出する車両衝突検出装置を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional collision detection device. For example, even if the corner portion is hit, it is not necessary to replace the long collision sensor completely, and the replacement cost is low. It is an object to provide an inexpensive vehicle collision detection device. It is another object of the present invention to provide a vehicle collision detection device that detects a collision with high accuracy by correcting a characteristic change due to a temperature of the collision sensor with high accuracy.
課題を解決するためになされた請求項1に係る発明は、車両の衝突を検出して安全装置を作動させる車両衝突検出装置であって、細長い部材の長手方向に沿って感圧部を配設してなる長尺衝突センサと、該長尺衝突センサからの出力を処理する信号処理手段と、該信号処理手段からの信号によって前記安全装置を起動させる起動コントローラと、を有し、該長尺衝突センサが車両の外周部の複数部位に分割されて配設されることを特徴としている。
The invention according to
長尺衝突センサが車両の外周部の複数部位に分割されて配設されているので、ぶつけて機能が損なわれた衝突センサのみ交換すればよく、交換の手間がかからず、交換の費用も安くなる。 Since the long collision sensor is divided into multiple parts on the outer periphery of the vehicle, it is only necessary to replace the collision sensor whose function has been lost by bumping, and it does not take time to replace it. Become cheap.
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の車両衝突検出装置であって、さらに前記複数部位に配設された温度センサを有し、前記起動コントローラは、該温度センサの出力に基づいて該衝突センサの出力を補正することを特徴としている。
The invention according to
複数部位に分割して配設された衝突センサの温度による特性変化を、同じ複数部位に配設された温度センサによる温度で補正するので、補正精度が高く衝突を高精度に検出することができる。 Since the characteristic change due to the temperature of the collision sensor arranged in a plurality of parts is corrected by the temperature of the temperature sensor arranged in the same part, the collision can be detected with high correction accuracy and high accuracy. .
また、請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の車両衝突検出装置であって、前記複数部位の少なくとも一部は、バンパを2分割した2つの部位であることを特徴としている。
The invention according to
バンパの角をぶつける頻度が高いが、角をぶつけてもぶつけた側の衝突センサを交換するだけでよく、交換の手間がかからず、交換の費用も安くなる。また、信号処理手段を車両中央に設置することで、一つの信号処理手段で2つの衝突センサの出力を処理することができる。 The bumper hits the corner frequently, but even if it hits the corner, it is only necessary to replace the collision sensor on the side of the bumper. This eliminates the need for replacement and reduces the replacement cost. Further, by installing the signal processing means in the center of the vehicle, it is possible to process the outputs of the two collision sensors with one signal processing means.
また、請求項4に係る発明は、請求項1又は2に記載の車両衝突検出装置であって、前記複数部位の少なくとも一部は、バンパを3分割した3つの部位であることを特徴としている。
The invention according to claim 4 is the vehicle collision detection device according to
車両の構造上、車両センタ付近にはラジエータがあるためバンパの中央部はほぼ外気温と等しいが、バンパの左右側方部にはタイヤハウスがあるため、外気があまり流れ込まずエンジンの熱がこもり温度が高くなる。衝突センサと温度センサをバンパの中央部と左右側方部に分割設置することで、設置部位の温度で部位毎に補正することができ、衝突を高精度に検出することができる。 Due to the structure of the vehicle, there is a radiator near the vehicle center, so the central part of the bumper is almost equal to the outside air temperature, but there are tire houses on the left and right sides of the bumper, so the outside air does not flow so much and the engine heat is accumulated. The temperature rises. By separately installing the collision sensor and the temperature sensor at the central part and the left and right side parts of the bumper, the temperature can be corrected for each part, and the collision can be detected with high accuracy.
長尺衝突センサが車両の外周部の複数部位に分割されて配設されているので、ぶつけて機能が損なわれた衝突センサのみ交換すればよく、交換の手間がかからず、交換の費用も安くなる。また、複数部位に分割して配設された衝突センサの温度による特性変化を、同じ複数部位に配設された温度センサによる温度で補正するので、補正精度が高く衝突を高精度に検出することができる。 Since the long collision sensor is divided into multiple parts on the outer periphery of the vehicle, it is only necessary to replace the collision sensor whose function has been lost by bumping, and it does not take time to replace it. Become cheap. In addition, since the characteristic change due to the temperature of the collision sensor arranged in multiple parts is corrected by the temperature of the temperature sensor arranged in the same plural parts, the correction accuracy is high and the collision can be detected with high precision. Can do.
(実施形態1)
本発明に係る車両衝突検出装置の実施形態1について、図を用いて説明する。図1は、実施形態1に係る自動車の前方衝突を検出する車両衝突検出装置の概略構成図、図2は図1における衝突センサ1の縦断面図、図3は図1における信号処理手段2の構成図、図4は衝突センサ1の別の実施態様である感圧ケーブルスイッチの切断斜視図である。
(Embodiment 1)
A vehicle collision detection device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle collision detection device for detecting a frontal collision of an automobile according to
図1において、5a、5bは車体骨格をなす左右のフロントメンバ、6はフロントメンバ5a、5bに固定されているバンパリーンフォース61とバンパアブソーバ62からなるフロントバンパ、7a、7bは左右の前輪、CLは車体のセンタラインである。
In FIG. 1, 5a and 5b are left and right front members constituting a vehicle body frame, 6 is a front bumper composed of a
1はバンパ6の内部、例えば図1のようにバンパリーンフォース61とバンパアブソーバ62の間に設置された衝突センサで、車体センタから右に延びる衝突センサ1aと、左に延びる衝突センサ1bからなる。すなわち、長尺の衝突センサ1は車体センタラインCLで左右2つに分割配設されている。2はセンタラインCL付近に配設された信号処理手段、3は安全装置を起動させる起動コントローラである。
1 is a collision sensor installed inside a
本実施形態の衝突センサ1a、1bは、例えば図2に示すような光ファイバを用いたセンサであり、それぞれ光ファイバ11a、11bと、所定の距離隔てて形成された突起部の先端が光ファイバ11a、11bに接触するように配設された曲げ部材12a、12bをモールド部材13a、13bでモールドしたものである。112a、112bは光ファイバ11a、11bの一方の端部111a、111bから入射された光を反射する他方の端部に形成されたミラーである。
The
この光ファイバ11a、11bは、高屈折率のコアと低屈折率のクラッドを有し、ガラス、プラスチック、シリコーンゴムなどで作られるが、シリコーンゴムで作られた光ファイバが好ましい。衝突して変形しても復元して再使用できる確率が高くなる。曲げ部材12a、12bは、プラスチック或いは金属などで作られる。ミラー112a、112bは光ファイバ11a、11bの端面にAlやAuをコーティングしてもよいし、バルクのミラーを貼り付けてもよい。モールド部材13a、13bには、プラスチックやゴムが用いられるが、ゴムが好ましい。衝突して変形しても復元して再使用できる確率が高くなる。
The
図2Aに示すように、衝突前の衝突センサ1a、1bの光ファイバ11a、11bは折れ曲がりがなく、一方の端部111a、111bから入射した光は途中で減衰することなくミラー112a、112bで反射されて入射した光とほとんど同じ強度の光が戻る。一方、図2Bに示すように、衝突して矢印方向から荷重がかかると、光ファイバ11a、11bが曲げ部材12a、12bの突起部と当接して折り曲げられ、中を伝搬する光が漏れ出し、戻る光の強度が減少するので、戻る光の強度から衝突を検出することができる。したがって、モールド部材13a、13bが細長い部材に対応し、光ファイバ11a、11bと曲げ部材12a、12bで細長い部材の長手方向に沿って配設された感圧部を構成していることになる。なお、本実施形態の衝突センサは、光が光ファイバの中を往復するので、衝突の検出感度が高い利点を有する。
As shown in FIG. 2A, the
信号処理手段2は光ファイバ11a、11bに光を入射させる光源21a、21b、光ファイバ11a、11bから出射する光を電気信号に変換する光電変換素子22a、22b、光電変換素子22a、22bからのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器24を備えている。光源21a、21bとしては、LED、LD、電球などを、光電変換素子22a、22bとしては、フォトダイオード、フォトトランジスタなどを用いることができる。
The signal processing means 2 includes
起動コントローラ3は、図示省略するが、電子回路或いはCPUなどの論理演算手段で、所定の閾値を保持し、入力される衝突センサの信号と閾値を比較する。
Although not shown, the
上記構成の衝突検出装置の動作は、以下の通りである。光源21a、21bから発生された光がビームスプリッタ23a、23bで反射され光ファイバ11a、11bの一方の端部111a、111bから入射される。入射された光は光ファイバ11a、11bの中を伝搬して他方の端部のミラー112a、112bで反射されて信号処理手段2に戻される。信号処理手段2に戻された光は、ビームスプリッタ23a、23bを透過して光電変換素子22a、22bに入射され電気信号に変換される。光電変換素子22a、22bから出力される電気信号はA/D変換器24に入力され、デジタル信号に変換されて起動コントローラ3に入力される。起動コントローラ3は、入力されたデジタル信号を所定の閾値と比較して、閾値以下の場合、衝突と判定して安全装置(図示省略)に起動信号を出力する。
The operation of the collision detection apparatus configured as described above is as follows. Light generated from the
本実施形態の車両衝突検出装置は、車体センタから右に延びる衝突センサ1aと、左に延びる衝突センサ1bからなるので、例えばバンパの左側の角をぶつけて衝突センサが破損しても片側すなわち衝突センサ1bを交換するだけでよい。また、センタラインCL付近に配設された信号処理手段2だけで、二つの衝突センサ1a、1bの信号処理をすることができる。
The vehicle collision detection device of the present embodiment includes a
衝突センサ1a、1bとして、図4に示すような感圧ケーブルスイッチを用いてもよい。この感圧ケーブルスイッチは、例えば、チューブ44の内周の同一面側に一対の帯状電極41、42を併設して、これら帯状電極にそれぞれ導線45、46を埋設するとともに、チューブ44内周の対向面に、チューブ44の押圧変形時に帯状電極41、42に接触してこれらの間を導通させる帯状電極43を設けたものである。
As the
衝突センサ1a、1bに上記のような感圧ケーブルスイッチを用いる場合、信号処理手段2は、当然スイッチのON−OFFを検知する電気回路を備えたもの(図示省略)になる。
When the pressure-sensitive cable switch as described above is used for the
(実施形態2)
本発明に係る車両衝突検出装置の実施形態2について、図を用いて説明する。図5は、実施形態2に係る自動車の前方衝突を検出する車両衝突検出装置の概略構成図、図6は図5における衝突センサ1’の縦断面図、図7は図5における信号処理手段2’の構成図、図8は衝突センサの温度による出力特性と温度補正係数のグラフである。なお、実施形態1と同じ構成要素には同じ符号を付し説明を省略する。
(Embodiment 2)
図5において、1’はバンパ6を構成するバンパリーンフォース61とバンパアブソーバ62の間に設置された衝突センサで、右側フロントメンバ5aと左側フロントメンバ5bとの間のラジエータ前に配設された衝突センサ1’c、右側フロントメンバ5aの外側に配設された衝突センサ1’a、左側フロントメンバ5bの外側に配設された衝突センサ1’bからなる。すなわち、長尺の衝突センサ1’がラジエータ前とフロントメンバ5a、5bの外側左右部分との3カ所に分割されて配設されている。2’は右側フロントメンバ5a付近に配設された信号処理手段である。
In FIG. 5, 1 'is a collision sensor installed between the
本実施形態の衝突センサ1’a、1’b、1’cは、基本的には実施形態1の衝突センサと類似しているが、図6に示すように、他方の端部にミラーを配設する代わりに出射端ファイバ112’a、112’b、112’cを備えている。入射端111’a、111’b、111’cから入射した光は、それぞれ光ファイバ11’a、11’b、11’cを伝搬して出射端ファイバ112’a、112’b、112’cから出射するが、出射する光の強度は、衝突による荷重が加わると光ファイバ11’a、11’b、11’cが折り曲げられるので、減少する。したがって、出射する光の強度から衝突を検出することができる。
The
4a、4b、4cは、それぞれ衝突センサ1’a、1’b、1’cの近傍に配設された温度センサである。温度センサ4a、4b、4cとしては、サーミスタや測温抵抗体などを適宜使用することができる。
信号処理手段2’は、入射端111’a、111’b、111’cに光を入射させる光源21’a、21’b、21’c、 出射端ファイバ112’a、112’b、112’cからの光を電気信号に変換する光電変換素子22’a、22’b、22’c、 光電変換素子22’a、22’b、22’cと温度センサ4a、4b、4cからのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器24’、を備えている。
The signal processing means 2 ′ includes light sources 21 ′ a, 21 ′ b, 21 ′ c that cause light to enter the incident ends 111 ′ a, 111 ′ b, 111 ′ c, and emission end fibers 112 ′ a, 112 ′ b, 112 photoelectric conversion elements 22'a, 22'b, 22'c for converting light from 'c into electrical signals, photoelectric conversion elements 22'a, 22'b, 22'c and
衝突により加わる荷重が一定でも温度が変化すると、光ファイバ11’a、11’b、11’cの折り曲げられ方が変化する。すなわち、温度が高いと曲がりが大きく、温度が低いと曲がりが小さいので、温度が高いと光の減衰が大きく、出射する光の強度は低くなり、温度が低いと光の減衰が小さく、出射する光の強度は高くなる。タイヤハウス前方の衝突センサ1’a、1’bは、こもった熱で温度が高くなり、同じ衝突荷重でも出力が小さくなる。一方、ラジエータ前方の衝突センサ1’cは、ほぼ外気温と等しく、出力が大きくなる。したがって、出力に閾値を設定して安全装置に起動信号を出力するためには、温度によらず同じ衝突荷重で同じ出力になるように補正する必要がある。 If the temperature changes even if the load applied by the collision is constant, the way the optical fibers 11'a, 11'b, and 11'c are bent changes. That is, when the temperature is high, the bend is large, and when the temperature is low, the bend is small. Therefore, when the temperature is high, the attenuation of light is large, and the intensity of the emitted light is low. The intensity of light increases. The temperature of the collision sensors 1'a and 1'b in front of the tire house increases due to the accumulated heat, and the output decreases even with the same collision load. On the other hand, the collision sensor 1'c in front of the radiator is substantially equal to the outside air temperature, and the output is increased. Therefore, in order to set a threshold value for output and output a start signal to the safety device, it is necessary to perform correction so that the same output is obtained with the same collision load regardless of the temperature.
衝突センサの出力VTと温度Tの関係を調べると、例えば図8に実線で示すような出力特性が得られる。すなわち、80℃のときV80=0.84、20℃のときV20=1.0、−40℃のときV-40=1.25である場合、温度によらず一定の出力V’Tにするための温度補正係数αTは、
V’T=αT×VT (1)
の関係から図8の点線のようになる。
When the relationship between the output VT of the collision sensor and the temperature T is examined, for example, output characteristics as indicated by a solid line in FIG. 8 are obtained. That is, when V80 = 0.84 at 80 ° C., V20 = 1.0 at 20 ° C., and V-40 = 1.25 at −40 ° C., the output is constant V′T regardless of the temperature. The temperature correction coefficient αT for
V'T = αT × VT (1)
From the relationship of FIG.
起動コントローラ3’は温度補正係数αTのデータを保持しており、温度センサ4a、4b、4cで検出された温度に基づいて、(1)式の演算を行い、補正された衝突センサ出力V’Tを求める。そして、V’Tと所定の閾値を比較して、閾値以下の場合、衝突と判定して安全装置(図示省略)に起動信号を出力する。
The
このように、本実施形態の車両衝突検出装置は、ラジエータ前とフロントメンバ5a、5bの外側左右部分との3カ所に分割されて配設された衝突センサ1’a、1’b、1’cの出力を同じ部位に配設された温度センサ4a、4b、4cの温度で補正するので、温度の影響を受けることがなく、衝突を高精度に検出することができる。
As described above, the vehicle collision detection device according to the present embodiment includes the
1、1’’・・・・・・・長尺衝突センサ
2、2’・・・・・・・・信号処理手段
3、3´・・・・・・・・起動コントローラ
4a、4b、4c・・・・・温度センサ
1, 1 ″ ······
Claims (4)
細長い部材の長手方向に沿って感圧部を配設してなる長尺衝突センサと、
該長尺衝突センサからの出力を処理する信号処理手段と、
該信号処理手段からの信号によって前記安全装置を起動させる起動コントローラと、
を有し、該長尺衝突センサが車両の外周部の複数部位に分割されて配設されることを特徴とする車両衝突検出装置。 A vehicle collision detection device that activates a safety device by detecting a vehicle collision,
A long collision sensor having a pressure-sensitive portion disposed along the longitudinal direction of the elongated member;
Signal processing means for processing the output from the long collision sensor;
An activation controller that activates the safety device according to a signal from the signal processing means;
And the long collision sensor is divided into a plurality of parts on the outer periphery of the vehicle.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070703 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100520 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100714 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101028 |