JP2013023078A - 車両用衝突検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突検知性能と衝撃吸収性能とを両立させつつ、チャンバ部材とバンパアブソーバとを一体化した車両用衝突検知装置を提供する。
【解決手段】車両用衝突検知装置は、車両バンパ２内でバンパリーンフォース１１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５を有するチャンバ部材７と、チャンバ空間４内の圧力を検出する圧力センサ８とを備え、圧力センサ８による圧力検出結果に基づいて車両バンパ２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において、チャンバ部材７は、チャンバ本体５の下方に一体的に形成されて衝突時の衝撃を吸収するアブソーバ部６を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、バンパにおける圧力変化に基づいて物体の衝突を検知する車両用衝突検知装置に関する。

車両が歩行者と衝突した際、歩行者へのダメージを軽減する歩行者保護装置が実用化されている。この歩行者保護装置は、歩行者がエンジンフードにたたきつけられる衝撃を和らげるために、エンジンフードの後端を衝突検知後瞬時に上昇させ、上昇した分のストロークを緩衝用機構で支えるというもので、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、アクティブフード等の名称で呼ばれている。また別の形態として、車体外部のエンジンフード上からフロントウインド下部にかけてエアバッグを展開し、歩行者の衝撃を緩衝するというものもあり、カウルエアバッグ、フードエアバッグ等の名称で呼ばれている。

これらの装置では、バンパ部に衝突検知装置を設け、センサを用いて物体が接触したことを検知して装置を作動させる仕組みを持っている。たとえば、バンパ内にチャンバ部材を配設して、バンパに物体が衝突した際のチャンバ内の圧力変化を検出するよう構成された車両用衝突検知装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特許文献１記載の車両用衝突検知装置では、バンパへ物体が衝突すると、バンパ内に設けられたバンパアブソーバで衝撃を吸収して物体の損傷を低減しつつ、バンパ内でバンパリーンフォースの前面に配設されたチャンバ部材が変形することによってチャンバ内に圧力変化が発生し、その圧力変化が圧力センサによって検出される。

また、このような圧力チャンバ式の車両用衝突検知装置において、チャンバ空間が内部に形成されたチャンバ部材の本体部にバンパアブソーバの機能を具備させ、チャンバ部材とバンパアブソーバとを一体化した構成が提案されている（たとえば特許文献２、第８頁、第［００４１］段落、図６参照）。

特開２０１１−７３５７０号公報 特開２００９−２３４１０号公報

しかしながら、チャンバ部材の本体部にバンパアブソーバの機能を具備させる構成では、衝突検知性能と衝撃吸収性能とを両立させてそれぞれの性能を最適化することが困難な場合も考えられる。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、衝突検知性能と衝撃吸収性能とを両立させつつ、チャンバ部材とバンパアブソーバとを一体化した車両用衝突検知装置を提供することを目的とする。

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、車両バンパ内でバンパリーンフォースの前面に配設されチャンバ空間を内部に形成してなるチャンバ本体を有するチャンバ部材と、チャンバ空間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車両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において、チャンバ部材は、チャンバ本体の下方又は上方に一体的に形成されて衝突時の衝撃を吸収するアブソーバ部を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、チャンバ部材がチャンバ本体とアブソーバ部を備え、衝突発生時にチャンバ本体のチャンバ空間内の圧力変化を検出することにより、バンパへの物体の衝突を判定する衝突判定が可能になるとともに、アブソーバ部で衝突時の衝撃を効率的に吸収することができるため、少ない部品点数でバンパを構成でき、組立工数の削減が可能となるという効果を奏する。

請求項２に記載の発明は、チャンバ本体とアブソーバ部とが、樹脂材料の射出ブロー成形により一体的に形成されることを特徴とする。この構成によれば、同一の樹脂からなる中空部とアブソーバ部とを同工程で製造することができ、少ないコストで製造することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、アブソーバ部が、衝突時の衝撃を吸収するためのリブ部を備えたことを特徴とする。この構成によれば、リブ部で衝撃を吸収するため、リブ部の形状や大きさを変更することにより、所望のＦ−Ｓ特性を得ることができるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明は、アブソーバ部が、衝突時の衝撃を吸収するための円錐台形状部を備えたことを特徴とする。この構成によれば、円錐台形状部で衝撃を吸収するため、円錐台形状部の形状や大きさを変更することにより、所望のＦ−Ｓ特性を得ることができるという効果を奏する。

請求項５に記載の発明は、アブソーバ部が、同一材質の二層構造からなることを特徴とする。この構成によれば、中空部を形成する材料を２つ重ねあわせて二層構造とするため、射出ブロー成形により中空部と一体に形成する場合であっても、ブロー成形のためのパリソンを金型内で重ねあわせることにより、アブソーバ部が十分な強度を有することが可能となる。

請求項６に記載の発明は、アブソーバ部が一層構造からなることを特徴とする。この構成によれば、中空部を形成する材料を２つ重ねあわせて二層構造としたのち、材料を再溶融させて一層とすることができ、中空部と一体に形成する場合であっても、二層構造のものよりアブソーバ部の強度をさらに向上させることが可能となる。

請求項７に記載の発明は、チャンバ部材が低密度ポリエチレンからなることを特徴とする。この構成によれば、良好な特性をもつ中空部とすることができるとともに、従来バンパアブソーバとして使われているポリプロピレンに比べ、耐寒性に優れるため、寒冷地においても、良好に衝撃エネルギを吸収するという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る車両用衝突検知装置の構成を示す図であり、（ａ）は車両用衝突検知装置の構成を車両上方からの視点で示す模式図、（ｂ）は各構成要素を概略縦断面構造と共に示す模式図である。 図１（ｂ）の部分拡大図である。 （ａ）はチャンバ部材の製造時のパリソンと金型の様子を示す図であり、（ｂ）はその斜視図である。 チャンバ部材の製造方法において、金型が締まった時の図である。 衝突時のバンパの変形の様子を示す模式図である。 チャンバ部材の第１変形例の断面図である。 チャンバ部材の一部を車両前側から見た斜視図である。 チャンバ部材の第２変形例の一部を車両前側から見た斜視図である。 チャンバ部材の第３変形例の一部を車両前側から見た斜視図である。

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。

本発明の実施形態に係る車両用衝突検知装置１は、図１（ａ）、（ｂ）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。バンパ２と、バンパ２内に配設され、内部にチャンバ空間４を形成するチャンバ本体５とアブソーバ部６とを有するチャンバ部材７と、チャンバ空間４内の圧力変化を検出する圧力センサ８と、歩行者保護装置ＥＣＵ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）９とを備えている。

バンパ２は、図１（ｂ）の部分拡大図である図２に示すように、バンパカバー１０、チャンバ部材７、バンパリーンフォース１１を主体として構成されている。

バンパカバー１０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部材である。バンパ２の外観を構成し、外側の一部または全体はボディと同色に塗装されることが多い。

チャンバ部材７は、バンパ２内でバンパリーンフォース１１の前面に配置され、図示しないボルト等によって固定される、車幅方向に延びる低密度ポリエチレン等の合成樹脂からなる部材である。上部のチャンバ本体５と下部のアブソーバ部６からなる。チャンバ本体５は内部にチャンバ空間４を有し、衝突時の圧力創出の作用を持つ部分である。チャンバ空間４はチャンバ本体５に囲覆されているが、密閉されてはおらず、一部の狭小部分で外気と連通し大気圧になっている。これにより標高差や気温変化などによる気圧の変化の影響を受けない。

アブソーバ部６はバンパ２において衝撃吸収の作用を受け持つ部分であり、従来のバンパアブソーバの機能を有するものである。図２に示すように、衝撃吸収構造としてリブ構造を有して、衝突時には樹脂製のリブが圧潰することにより衝撃エネルギを吸収し、歩行者の脚部を保護することが可能となる。リブの形状は、Ｆ−Ｓ特性（Force-Stroke特性）をみながら決定するものとする。アブソーバ部６先端は、チャンバ空間４の前端よりやや前方にあり、歩行者保護装置３が起動すべきでないような、軽微な接触でチャンバ本体５が変形しないようにしている。

チャンバ部材７の材質は、合成樹脂が利用できるが、柔らかいため衝突時の早期に破壊されず、チャンバ空間４の圧力が上昇する特性をもつ低密度ポリエチレンが望ましい。この場合、一体に形成されるアブソーバ部６も低密度ポリエチレンで構成されることになるが、従来発泡させて使われていたポリプロピレンに比べ、耐寒性に優れるため、寒冷地においても、良好に衝撃エネルギを吸収する。

チャンバ部材７の製造方法について述べる。チャンバ部材７は、たとえば低密度ポリエチレンを材料として、チャンバ本体５とアブソーバ部６は一体的に形成される。チャンバ空間４はブロー成形により形成される。図３（ａ）、（ｂ）、図４に示すように、樹脂を溶融させ、管状のパリソンを形成した後、金型でパリソンをはさみ、パリソン内に不図示の所定の吹きこみ穴から、ガスを吹きこんでチャンバ空間４を形成しつつ膨張させ、型にならった形状を得る。また、アブソーバ部６は、ブロー成形のためのパリソンのチャンバ本体５とは異なる部分を、重ね合わせるように金型ではさみ、２層からなる所定の形状を得る。ここで、アブソーバ部６の２層を合わせた厚みは、ブロー成形時にパリソンが引き伸ばされるチャンバ本体５の壁面の２倍より厚いものとなっているため、形状を工夫することにより、アブソーバ部６は十分な強度をもつ。各図では２つの金型を示したが、適宜スライドコアを設けるものとする。

バンパリーンフォース１１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１２の前端に取り付けられていて、バンパ２全体を保持している。

圧力センサ８は、気体圧力を荷重として検出可能なセンサ装置であり、チャンバ部材７に組み付けられている。具体的には、差込口を介して圧力センサ８の導入部がチャンバ空間４内に差し込まれ、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。圧力センサ８は、圧力に比例した信号を出力し、歩行者保護装置ＥＣＵ９と伝送線を介して電気的に接続されている。圧力センサ８はチャンバ空間４に少なくとも一つ設けられるものとするが、故障時のリスクを考慮すること等により、複数設けてよいのは、もちろんである。

車速センサ１３は、車速パルスにより車両の走行速度の大きさを検出する既設の速度センサであり、歩行者保護装置ＥＣＵ９と伝送線を介して電気的に接続されている。

歩行者保護装置ＥＣＵ９は、衝突時に圧力センサ８および車速センサ１３の検出結果等に基づいて所定のアルゴリズムにしたがって衝突を判定する。衝突を判定した場合には、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。

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であってよく、エンジンフードの後端を衝突検知後瞬時に上昇させ、上昇した分のストロークを緩衝用機構で支え、歩行者がエンジンフードにたたきつけられる衝撃を和らげ保護するというものか、または、車体外部のエンジンフード上からフロントウインド下部にかけてエアバッグを展開し歩行者の衝撃を緩衝するというもの等である。

次に、図面を参照にしつつ、本実施形態における衝突判定処理について説明する。衝突時には図５に示したように、矢印で示した衝撃に応じ、バンパは変形する。衝撃によりバンパカバー９が変形し、つづいてチャンバ部材７のアブソーバ部６が衝撃を吸収しつつ変形し始めると共に、チャンバ本体５も変形し、チャンバ空間４の体積は急激に減少するため、チャンバ空間４内の空気は圧力センサ８を押圧する。

なお、従来のバンパアブソーバとチャンバの機能を一体化しているため、両者が別体に設けられたものと比べ、アブソーバ部６の変形が、チャンバ空間４周辺のチャンバ本体５に及び、早期に圧力上昇が始まるようにできる。このときに、チャンバ空間４を拡大するように変形することのないよう、体積を減少するように変形するよう、また圧力がなるべく一様に上昇するようチャンバ部材７の全体形状に留意し、アブソーバ部６の変形が圧力センサ８の検知に悪影響を与えないようにする。

以上、説明したことから明らかなように、本実施形態によれば、車両バンパ２内でバンパリーンフォース１１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５を有するチャンバ部材７と、チャンバ空間４内の圧力を検出する圧力センサ８とを備え、圧力センサ８による圧力検出結果に基づいて車両バンパ２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、チャンバ部材７は、チャンバ本体５の下方に一体的に形成されて衝突時の衝撃を吸収するアブソーバ部６を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、チャンバ部材７がチャンバ本体５とアブソーバ部６を備え、衝突発生時にチャンバ本体５のチャンバ空間４内の圧力変化を検出することにより、バンパ２への物体の衝突を判定する衝突判定が可能になるとともに、アブソーバ部６で衝突時の衝撃を効率的に吸収することができるため、少ない部品点数でバンパを構成でき、組立工数の削減が可能となるという効果を奏する。

また、チャンバ本体５のチャンバ空間４が、射出ブロー成形により形成され、アブソーバ部６は、このときチャンバ本体５と一体に形成されたリブ部で衝撃を吸収することを特徴とする。この構成によれば、同一の樹脂からなるチャンバ空間４とアブソーバ部６とを同工程で製造することが可能となるため、少ないコストで製造することが可能となり、また、リブ部で衝撃を吸収するため、リブ部の形状や大きさを変更することにより所望のＦ−Ｓ特性を得ることができるという効果を奏する。

また、アブソーバ部６が、同一材質の二層構造からなることを特徴とする。この構成によれば、チャンバ空間４を形成する材料を２つ重ねあわせて二層構造とするため、射出ブロー成形によりチャンバ空間４と一体に形成する場合であっても、ブロー成形のためのパリソンを金型内で重ねあわせることにより、アブソーバ部６が十分な強度を有することが可能となる。

また、チャンバ部材７が低密度ポリエチレンからなることを特徴とする。この構成によれば、良好な特性をもつチャンバ空間４とすることができるとともに、従来バンパアブソーバとして使われているポリプロピレンに比べ、耐寒性に優れるため、寒冷地においても、良好に衝撃エネルギを吸収するという効果を奏する。

なお、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。

たとえば、上方にチャンバ空間、下方にアブソーバ部という構成の他、上方にアブソーバ部、下方にチャンバ空間という構成や、上方と下方にアブソーバ部、中央にチャンバ空間という構成も可能である。この場合圧力センサは、チャンバ空間の車幅方向端部に設けることで検知が可能となる。

圧力センサ８は、チャンバ空間４に一つ設けられるものとしたが、冗長性を向上させるため等により、複数設けてよいのはもちろんである。

図６は、第１変形例に係るチャンバ部材７の断面形状を示す図である。実施例ではアブソーバ部６を２層構造としたが、アブソーバ部６の金型をヒータで加熱して、材料を再溶融させて一体化させ、１層になるようにしてもよい。アブソーバ部６の強度が向上し、Ｆ−Ｓ特性を変更することができる。

図８は、第２変形例に係るチャンバ部材の斜視図である。アブソーバ部６のリブ形状は図７のような車幅方向に一様なものに限らず、図８のような、リブ側面に凹凸をもった形状も可能である。

図９は、第３変形例に係るチャンバ部材の斜視図である。アブソーバ部６の衝撃吸収構造は、リブ形状に限定されず、たとえば図９のような、円錐台形状の凸部が多数設けられる形状でもよい。本変形例においても、円錐台形状部の形状や大きさを変更することにより、所望のＦ−Ｓ特性を得ることができる。さらに、角錐台形状などの凸部が多数設けられる形状であってもよい。

１ 車両用衝突検知装置
２ バンパ
３ 歩行者保護装置
４ チャンバ空間
５ チャンバ本体
６ アブソーバ部
７ チャンバ部材
８ 圧力センサ
９ 歩行者保護装置ＥＣＵ
１０ バンパカバー
１１ バンパリーンフォース
１２ サイドメンバ
１３ 車速センサ

Claims (7)

1. 車両バンパ内でバンパリーンフォースの前面に配設されチャンバ空間を内部に形成してなるチャンバ本体を有するチャンバ部材と、前記チャンバ空間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車両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において、
   前記チャンバ部材は、前記チャンバ本体の下方又は上方に一体的に形成されて衝突時の衝撃を吸収するアブソーバ部を備えたことを特徴とする車両用衝突検知装置。
2. 前記チャンバ本体と前記アブソーバ部とは、樹脂材料の射出ブロー成形により一体的に形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突検知装置。
3. 前記アブソーバ部は、衝突時の衝撃を吸収するためのリブ部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両用衝突検知装置。
4. 前記アブソーバ部は、衝突時の衝撃を吸収するための円錐台形状部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の車両用衝突検知装置。
5. 前記アブソーバ部は、同一材質の二層構造からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置。
6. 前記アブソーバ部は一層構造からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置。
7. 前記チャンバ部材は、低密度ポリエチレンからなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置。

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