JP2007261309A - 衝突検知手段 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のバンパへの歩行者の衝突を検知できる衝突検知手段を提供すること。
【解決手段】本発明の衝突検知手段は、車両のサイドメンバＦｍに固定される裏板１と、裏板１との間に空間を区画するアブソーバ２と、密閉されたチャンバ空間３０を区画するチャンバ部材３と、チャンバ空間３０の圧力を検出する圧力センサ４と、を有し、チャンバ空間３０の圧力の変動から衝突を検知することを特徴とする。本発明の衝突検知手段は、低コストでかつ簡単に製造できるとともに、検出精度にすぐれた衝突検知手段となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両に取り付けられ車両に対する衝突を検知する衝突検知手段に関し、詳しくは、車両のバンパへの衝突を検知する衝突検知手段に関する。

近年、車両において事故時の安全性の向上が図られている。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が致命的なダメージを受けないことも求められてきている。

車両に衝突した歩行者の保護手段としては、車両に衝突してボンネットに倒れ込んできた歩行者がうける傷害値（歩行者が受ける衝撃）を下げる方法が考えられている。歩行者が受ける衝撃を下げることで、歩行者が致命的なダメージを受けることを抑える。このような保護装置において歩行者などの車両への衝突を検知することが重要となっている。

車両への衝突を検知する手段としては、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１には、車両のフロントセンサであって、当該フロントセンサが、接触センサとして形成されている形式のものにおいて、当該フロントセンサが、少なくとも１つのキャビティを有しており、該キャビティ内に、それぞれ１つの感知素子が設けられており、当該フロントセンサが、感知素子によって、キャビティの変形に依存して衝突を検知するようになっていることを特徴とする車両のフロントセンサが開示されている。

しかしながら、特許文献１には、歩行者衝突を探知することができる別のセンサを組み付けることが開示されている。つまり、特許文献１に開示された車両のフロントセンサは、歩行者の衝突の検知には不適である。

車両のバンパへの歩行者の衝突の検知を目的として特許文献１に記載の検出方法を車両のバンパに適用することについて検討したところ、図６〜７に示した構成の衝突検知手段が考えられた。図６は衝突検知手段の構成を示した図であり、図７は図６中のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。この構造は、図６〜７に示したように、バンパリインフォースメント１とその前面にもうけられたアブソーバ２とで密閉された空間２０（気密空間、特許文献１のキャビティに相当する空間）を区画し、圧力センサ３を用いてこの空間２０内の圧力変動から歩行者の衝突を検知する。

このような構造においては、密閉された空間２０の圧力変動から衝突の検知を行うことから、空間２０の気密性を確保することが要求される。つまり、バンパリインフォースメント１とアブソーバ２とは接合部の全周にわたって接合する必要があった。従来の車両のバンパを構成するバンパリインフォースメント１及びアブソーバ２は鉄などの金属により形成されており、両部材はスポット溶接で接合されていた。そして、バンパリインフォースメント１とアブソーバ２とに区画される空間２０の気密性を確保するためには、両部材の接合部の全周を溶接することが考えられる。

しかしながら、全周にわたっての溶接は、コストが増加するだけでなく、溶接作業によりアブソーバのつぶれ特性（衝突時に生じるアブソーバの変形の特性）が変化してしまうという問題があった。つぶれ特性の変化は、歩行者の衝突時における歩行者の脚部保護性能に悪影響を与える可能性や、アブソーバが十分に変形しなくなり、歩行者の衝突を検知できなくなる等が考えられる。
特表２００５−５３８８８１号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、車両のバンパへの歩行者の衝突を検知できる衝突検知手段を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明者らは車両のバンパへ組み付けることができる衝突検知手段について検討を重ねた結果本発明をなすに至った。

本発明の衝突検知手段は、車両のサイドメンバに固定される裏板と、裏板に一体に接合され、裏板との間に空間を区画するアブソーバと、裏板とアブソーバとの間に区画された空間に配置された密閉されたチャンバ空間を区画するチャンバ部材と、チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、を有し、チャンバ空間の圧力の変動から衝突を検知することを特徴とする。

本発明の衝突検知手段は、裏板及びアブソーバと別体に形成されたチャンバ部材のチャンバ空間の圧力変動にもとづいてなされている。このような構成とすることで、低コストでかつ簡単に衝突検知手段を製造できる。また、本発明の衝突検知手段は、製造時にアブソーバのつぶれ特性の変化を抑えることができ、歩行者衝突時の歩行者の脚部保護性能を考慮しつつ、検出精度にすぐれた衝突検知手段となっている。

本発明の衝突検知手段は、車両のサイドメンバに固定される裏板と、裏板に一体に接合され、裏板との間に空間を区画するアブソーバと、裏板とアブソーバとの間に区画された空間に配置された密閉されたチャンバ空間を区画するチャンバ部材と、チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、を有し、チャンバ空間の圧力の変動から衝突を検知する。つまり、本発明の衝突検知手段は、車両のサイドメンバが構成するバンパに取り付けられ、車両のバンパへの歩行者等の衝突を検知する。

そして、本発明の衝突検知手段は、チャンバ部材により区画されたチャンバ空間の圧力変動から衝突を検知する。本発明の衝突検知手段は、圧力変動を測定されるチャンバ空間を区画するチャンバ部材を裏板やアブソーバと別体で形成できる。このことは、裏板とアブソーバとに区画される空間に気密性を要求しないことを示す。また、チャンバ部材は、裏板とアブソーバとの間に形成された空間に配置される。つまり、裏板とアブソーバとの間に形成された空間は、チャンバ部材を保持するための空間であり、歩行者の衝突の検知には直接関与しない。このことからも、裏板とアブソーバとの間に高い気密性が要求されておらず、裏板とアブソーバとの接合を全周にわたって必要としない。つまり、スポット溶接のように部分的に接合するだけでよいため、製造に要するコストの上昇が抑えられる。また、裏板とアブソーバとの接合箇所が少なくなると、アブソーバのつぶれ特性の変化が抑えられ、所望の検知特性を得られる効果を発揮する。

裏板は、車両のサイドメンバに固定される部材であり、これにより本発明の衝突検知手段は車両のバンパに組み付けられ、車両のバンパへの衝突を検知できるようになる。裏板は、サイドメンバに固定されたバンパリインフォースメントやクラッシュボックスに固定する構成でもよいが、車両のサイドメンバに直接固定することがより好ましい。さらに好ましくは、裏板がバンパリインフォースメントよりなることである。裏板がバンパリインフォースメントであることで、裏板となる部材を新たに追加する必要がなくなり、コストの上昇を抑えられる。

アブソーバは、裏板に一体に接合され、裏板との間に空間を区画する部材である。アブソーバは裏板に接合されたときにチャンバ部材を収容する空間を区画する。

裏板及びアブソーバは、その材質が特に限定されるものではないが、鉄等の金属より形成することが好ましい。裏板及びアブソーバを一体に接合して固定する方法についても特に限定されるものではなく、溶接や接着などの接合であることがあることが好ましい。

チャンバ部材は、密閉されたチャンバ空間を区画する部材である。そして、チャンバ部材は、裏板とアブソーバとの間に区画された空間に配置される。チャンバ部材が裏板とアブソーバとの間に区画された空間に配置されることで、車両のバンパに組み付けられ、車両のバンパへの衝突を検知できるようになる。

チャンバ部材は、裏板とアブソーバとにより区画される空間に配置されたときに、すき間がなるべく生じない外周形状をもつことが好ましい。つまり、裏板とアブソーバとに区画された空間と略一致する形状であることが好ましい。

本発明の衝突検知手段は、車両へ衝突物が衝突をしたときに、衝突物がアブソーバを介してチャンバ部材を押圧し、チャンバ空間内の圧力を変動（上昇）させる。そして、この衝突時のチャンバ空間の圧力変動を圧力センサで測定する。圧力センサの測定結果から衝突を検知する。

上記したように、裏板とアブソーバとにより区画される空間は、チャンバ部材を保持することができればよく、閉鎖された空間でなくてもよい。つまり、裏板とアブソーバとが区画する空間にチャンバ部材を容易に配置できる形状とすることができる。このような形状としては、裏板とアブソーバとは、少なくとも一方の端部が開口した略筒状をなし、一方の端部の開口部からチャンバ部材が挿入される形状とすることが好ましい。裏板とアブソーバとが略筒状をなすことで、略筒状の開口部からチャンバ部材を挿入することで簡単にチャンバ部材の配置を行うことができる。

チャンバ部材を形成する材質は特に限定されるものではないが、チャンバ部材に応力が加えられたときに、チャンバ部材自身の変形に要する応力が小さな材質であればよい。つまり、チャンバ部材は、柔軟性をもつ材質よりなることが好ましい。チャンバ部材が柔軟性をもつことで、チャンバ部材を配置してもアブソーバにより調節される車両のバンパのつぶれ特性が大きく変化することが抑えられる。

本発明の衝突検知手段は、チャンバ部材がアブソーバに押圧されてチャンバ空間の圧力が上昇することを検出することで、衝突の検知を行っている。つまり、チャンバ部材が硬質の材料よりなると、チャンバ空間の圧力が上昇（チャンバ部材が変形）するまでに、アブソーバを変形するための応力とチャンバ部材が変形するための応力とを必要とすることとなる。アブソーバのつぶれ特性が車両バンパのつぶれ特性を規定することから、チャンバ部材が変形するための応力が小さいことが好ましい。つまり、チャンバ部材が柔軟性をもつ材質よりなることで、チャンバ挿入による歩行者衝突時における歩行者の脚部保護性能に与える影響を低減することができ、所望の衝突特性を得るためのチューニング作業が複雑化することを避けることができる。

本発明の衝突検知手段は、組み付けられる車両のバンパへの衝突物の検知に効果を発揮するが、車両バンパへと歩行者の衝突を検知することが好ましい。

本発明の衝突検知手段は、圧力センサからの検出信号からチャンバ空間の圧力変動を求め、衝突の判定を行う演算手段をもつことが好ましい。演算手段をもつことで、衝突の判定を行うことができるだけでなく、衝突時の圧力変動から衝突物の判定を行うことができる。そして、歩行者であると判定したときには、車両の外部にもうけられた歩行者保護手段に作動信号を発することができる。

以下、実施例を用いて本発明を説明する。

本発明の実施例として、衝突検知手段を製造した。

（実施例１）
本実施例の衝突検知手段は、バンパリインフォースメント１、アブソーバ２、チャンバ部材３、圧力センサ４および演算手段（図示せず）と、から構成される。本実施例の衝突検知手段の構成を図１〜２に示した。なお、図１は、本実施例の衝突検知手段の上面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線における断面を示した図である。

バンパリインフォースメント１は、表面が車両の前方に対向した略帯状の金属板である。バンパリインフォースメント１は、帯の幅方向の中央部近傍１０が車両の前方側に、両端部１１，１１が車両後方側に位置するように、テーパ部１２，１２が中央部近傍１０と両端部１１，１１とを接続した断面凹字状に曲成された形状を有している。バンパリインフォースメント１は、帯ののびる方向が車両の幅方向にそった状態で、一対のフロントサイドメンバＦｍに固定される。バンパリインフォースメント１が固定される車両のフロントサイドメンバＦｍは、車両のエンジンルームの前方に突出した一対の部材である。

アブソーバ２は、バンパリインフォースメント１に組み付けられる断面略コ字状に曲成された帯状の金属板である。アブソーバ２は、バンパリインフォースメント１のテーパ部１２，１２にスポット溶接で接合されている。アブソーバ２の帯状の長手方向の両端部も、バンパリインフォースメント１に接合された。つまり、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１とは、密閉されていない閉じた空間が形成されている。

チャンバ部材３は、内部にチャンバ空間３０を区画した略柱状の部材である。そして、この柱状の軸方向がアブソーバ２およびバンパリインフォースメント１ののびる方向にそった状態で、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１とに区画された空間の内部に配置された。

圧力センサ４は、チャンバ部材３のチャンバ空間３０の圧力を測定するためのセンサであり、チャンバ部材３に組み付けられている。

演算手段は、圧力センサ４に接続され、圧力センサ４の検出信号からチャンバ空間３０の圧力を算出するとともに、算出された圧力から衝突の判定を行う。演算手段は、あらかじめ車両に搭載された演算手段としてもよい。好ましくは、乗員保護装置や歩行者保護装置の演算手段である。

本実施例の衝突検知手段は、バンパリインフォースメント１をフロントサイドメンバＦｍにネジ止めにより固定し、その後、圧力センサ４を組み付けたチャンバ部材３を配置した状態でアブソーバ２をバンパリインフォースメント１に溶接で固定することで製造できる。

本実施例の衝突検知手段による衝突の検知について以下に説明する。

本実施例の衝突検知手段が組み付けられた車両のバンパは、図３に示したように、バンパカバー５がアブソーバ２を被覆し、車両のバンパの外表面を形成している。

この車両のバンパに衝突物が衝突すると、衝突物が車両のバンパを押圧することとなる。衝突物は、車両のバンパのバンパカバー５を介してアブソーバ２を押圧する。そして、アブソーバ２に加えられた応力（押圧力）が所定の大きさ以上であるときに、アブソーバ２は、車両の前後方向での距離（略コ字状の開口部と底面との距離）が短くなるように圧縮され、変形する。

この変形により、略コ字状の底面がチャンバ部材３を押圧し、チャンバ部材３が圧縮される。この圧縮により、チャンバ空間３０の内部の圧力が上昇し、圧力センサ４が圧力の変化を測定し、演算手段が圧力の変化を検出する。そして、演算手段は、圧力の変化（上昇）から車両に衝突物が衝突したと判定する。また、演算手段は、圧力の変化の度合い（変化割合）から衝突物が歩行者等の人体あるいはそれに類するものであるか、他の車両など硬い構造物であるかを判定することもできる。このとき、演算手段には、車両の速度データも入力されたことが好ましい。

本実施例の衝突検知手段は、衝突の判定は、チャンバ部材３のチャンバ空間３０の圧力変動にもとづいてなされている。つまり、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１とにより区画される空間に気密性を要求していない。このため、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１をスポット溶接で接合することで、製造に要するコストの上昇を抑えることができた。また、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１の溶接箇所を少なくすることができ、溶接工程において生じるアブソーバ２のつぶれ特性の変化を抑えることができ、検出精度にすぐれた衝突検知手段となった。

また、本実施例の衝突検知手段においてチャンバ部材３は、アブソーバ２よりも軟質の材料より形成されている。このことは、衝突時に生じるアブソーバ２の変形をチャンバ部材３が規制しないことを示す。つまり、本実施例の衝突検知手段は、アブソーバ２のつぶれ特性を調節することで、歩行者衝突時における歩行者の脚部保護性能を満足する衝突特性を得ることができる効果を発揮する。

（実施例２）
本実施例の衝突検知手段は、車両のフロントサイドメンバＦｍに固定されたバンパリインフォースメント１、アブソーバ２、チャンバ部材３、圧力センサ４および演算手段（図示せず）と、から構成される。本実施例の衝突検知手段の構成を図４〜５に示した。なお、図４は、本実施例の衝突検知手段の上面図であり、図５は図４のＩＩ−ＩＩ線における断面を示した図である。

車両のフロントサイドメンバＦｍおよびバンパリインフォースメント１は、実施例１の時と同様な部材である。

アブソーバ２は、バンパリインフォースメント１に組み付けられる断面略コ字状に曲成された帯状の金属板である。アブソーバ２は、バンパリインフォースメント１のテーパ部の表面にスポット溶接で接合された。アブソーバ２は、バンパリインフォースメント１に組み付けられた状態では、車両の幅方向（帯状の長手方向）の一方の端部側が開口し、他方の端部側が閉塞した有底筒状を形成している。

チャンバ部材３は、内部にチャンバ空間３０を区画した略柱状の部材である。そして、この柱状の軸方向が車両の幅方向にそった状態となるように、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１とに区画された空間の一方の端部から有底筒状の内部に挿入されて配置された。

圧力センサ４は、チャンバ部材３のチャンバ空間３０の圧力を測定するためのセンサであり、チャンバ部材３に組み付けられた。

演算手段は、圧力センサ４に接続され、圧力センサ４の検出信号からチャンバ空間３０の圧力を算出するとともに、算出された圧力から衝突の判定を行う。演算手段は、あらかじめ車両に搭載された演算手段としてもよい。好ましくは、乗員保護装置や歩行者保護装置の演算手段である。

本実施例の衝突検知手段は、バンパリインフォースメント１をフロントサイドメンバＦｍにネジ止めで固定し、その後、アブソーバ２をバンパリインフォースメント１に溶接で固定した。そして、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１とに区画された空間に一方の端部側から圧力センサ４を組み付けたチャンバ部材３を挿入して配置することで製造できる。

本実施例の衝突検知手段は、製造方法が異なる以外の衝突の検知方法は実施例１と同様であり、実施例１の時と同様な効果を発揮する。

さらに、本実施例の衝突検知手段は、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１とを接合した後にチャンバ部材３を組み付けることから、チャンバ部材３の組付けを簡単に行うことができる効果を発揮した。

実施例１の衝突検知システムの構成を示した図である。 実施例１の衝突検知システムの構成を示した断面図である。 実施例１の衝突検知システムを車両のバンパに組み付けたときの状態を示した図である。 実施例２の衝突検知システムの構成を示した図である。 実施例２の衝突検知システムの構成を示した断面図である。 従来の構成を適用した衝突検知システムの構成を示した図である。 従来の構成を適用した衝突検知システムの構成を示した断面図である。

符号の説明

１：バンパリインフォースメント １０：中央部近傍
１１：両端部 １２：テーパ部
２：アブソーバ ２０：空間
３：チャンバ部材 ３０：チャンバ空間
４：圧力センサ
５：バンパーカバー

Claims (5)

1. 車両のサイドメンバに固定される裏板と、
   該裏板に一体に接合され、該裏板との間に空間を区画するアブソーバと、
   該裏板と該アブソーバとの間に区画された該空間に配置された密閉されたチャンバ空間を区画するチャンバ部材と、
   該チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、
   を有し、該チャンバ空間の圧力の変動から衝突を検知することを特徴とする衝突検知手段。
2. 前記裏板と前記アブソーバとは、少なくとも一方の端部が開口した略筒状をなし、該一方の端部の開口部から前記チャンバ部材が挿入される請求項１記載の衝突検知手段。
3. 前記チャンバ部材は、柔軟性をもつ材質よりなる請求項１記載の衝突検知手段。
4. 前記裏板は、バンパリインフォースメントである請求項１記載の衝突検知手段。
5. 車両バンパへの歩行者の衝突を検知する請求項１記載の衝突検知手段。

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