JP2014101091A - 車両用衝突検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】車両用衝突検知装置１は、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部７４とを備えている。
【選択図】図４

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。

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。

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。

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。

特開２００９−４０３９３号公報

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。

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。

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）とを備えたことを特徴とする。

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。

本発明の実施形態における車両用衝突検知装置の構成を平面視にて示す模式図である。 車両のバンパにおける構成を側面視にて示す模式図である。 車両用衝突検知装置の主要部の構成を示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 実施形態における歩行者保護装置ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 実施形態におけるマップの一例を示す表である。 チャンバ部材の１次共振における音圧分布を示す模式図である。 衝撃波と１次共振波とが重畳する様子を示す説明図である。 実施例１における衝突位置の領域区分を示すチャンバ部材の模式的平面図である。 実施例１における左右の圧力センサによる各衝突位置の出力波形を示すグラフである。 実施例１における左右の圧力センサによる各衝突位置の圧力ピーク値、左右圧力差絶対値、及び衝突位置推定区分を示す表である。 実施例１において縦軸を左右圧力差絶対値、横軸を衝突位置として測定値をプロットしたグラフである。 変形例１におけるマップの一例を示す表である。 変形例１における左右の圧力センサによる各衝突位置の圧力ピーク値、左右圧力平均値、左右圧力差絶対値／左右圧力平均値及び衝突位置推定区分を示す表である。 変形例１において縦軸を左右圧力差絶対値／左右圧力平均値、横軸を衝突位置として測定値をプロットしたグラフである。 変形例２における歩行者保護装置ＥＣＵの構成を示すブロック図である。 衝撃波のピーク到達時間を示す模式的説明図である。 ピーク到達時間と右側衝突時における「右圧力−左圧力」の符号との対応を示す表である。 変形例２における衝突位置の領域区分を示すチャンバ部材の模式的平面図である。 変形例２におけるマップの一例を示す表である。 変形例２における左右の圧力センサによる各衝突位置の圧力ピーク値、左右圧力差及び衝突位置推定区分を示す表である。 変形例２において縦軸を左右圧力差、横軸を衝突位置として測定値をプロットしたグラフである。 変形例３におけるマップの一例を示す表である。 変形例３における左右の圧力センサによる各衝突位置の圧力ピーク値、左右圧力平均値、及び左右圧力差／左右圧力平均値を示す表である。 変形例３において縦軸を左右圧力差／左右圧力平均値、横軸を衝突位置として測定値をプロットしたグラフである。 変形例４の近似式を説明するためのグラフである。 変形例５の近似式を説明するためのグラフである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

［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）。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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、Ｔ_ｎ−１、Ｔ_ｎ、Ｔ_ｎ＋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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (8)

1. 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
   を備えたことを特徴とする車両用衝突検知装置。
2. 前記衝突位置推定手段は、左右圧力差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. 前記衝突位置推定手段は、左右圧力差と衝突位置との関係を表す近似式を用いて衝突位置の推定を行う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。
4. 前記左圧力センサ及び前記右圧力センサの出力から前記チャンバ部材の１次共鳴周波数よりも高い周波数成分を除去するフィルタ手段（７１）を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用衝突検知装置。
5. 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）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請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用衝突検知装置。
6. 前記衝突位置推定手段は、前記左圧力センサ及び前記右圧力センサの出力の大きさに応じて前記左右圧力差の値を補正し、その補正結果を用いて衝突位置の推定を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用衝突検知装置。
7. 前記左圧力センサ及び前記右圧力センサは、前記チャンバ部材の車幅方向中央に対して左右均等位置に配置されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両用衝突検知装置。
8. 前記チャンバ部材は、車幅方向中央に対して左右対称形状を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両用衝突検知装置。

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