JP2018114849A - 車両用衝突検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の衝突によってバンパカバー等の被衝突壁が変形したときに、ブラケット側から掛かる応力に起因してフィルム式センサが破損することを抑制する。【解決手段】ブラケット３をブラケット本体部３ａと位置決め部３ｂとに分け、これらを連結部３ｄによって連結した構造とする。つまり、物理的な強度が位置決め部３ｂよりも弱い連結部３ｄを設けた構造とする。これにより、過度に大きな外力が加えられたときにブラケット３が破壊に至るような状況になっても、フィルム式センサ１０以外の部分、具体的には連結部３ｄが破壊されることでフィルム式センサ１０が破壊されることを抑制できる。【選択図】図３

Description

本発明は、フィルム式センサによって車両の衝突に起因する応力を検知することで、車両の衝突を検知する車両用衝突検知装置に関するものである。

従来、特許文献１において、圧電フィルムを用いたフィルム式センサが提案されている。このフィルム式センサは、車両用衝突検知装置として適用される場合、被衝突壁となるバンパーカバーの裏側に貼り付けられ、車両が衝突したときのバンパカバーの変形に起因する応力に応じた検出信号を出力する。この検出信号が衝突検知用の電子制御装置（以下、ＥＣＵという）に伝えられ、例えば、フィルム式センサに伝えられた応力が所定の閾値を超えたときに、車両が歩行者もしくはサイクリストなどと衝突したことが検知されるようになっている。

特開２００９−２０００６号公報

フィルム式センサをバンパカバーの裏面に配置する場合、例えば、バンパカバーの裏面にブラケットを備え、そのブラケットに対してフィルム式センサを位置決め配置したのち、バンパカバーの裏面に貼り付けるという構造とすることができる。

しかしながら、そのような構造とする場合、車両の衝突によってバンパカバーが変形したときに、ブラケット側から掛かる応力によってフィルム式センサが破損することが懸念される。ＥＣＵ側に車両が衝突したことを示す検知信号が伝えられる前にフィルム式センサが破損した場合、ＥＣＵで衝突検知を行うことができず、車両が衝突した際に実行される各種制御を適切に実行することができなくなる。このため、できるだけフィルム式センサが破損し難くなる構成とすることが望まれる。

本発明は上記点に鑑みて、車両の衝突によってバンパカバー等の被衝突壁が変形したときに、ブラケット側から掛かる応力に起因してフィルム式センサが破損することを抑制することができる車両用衝突検知装置を提供する。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両の衝突に伴う被衝突壁（２）の変形に基づいて、車両の衝突の検知を行う車両用衝突検知装置であって、圧電膜（１１ａ）と該圧電膜の表裏面に備えられた電極（１１ｂ、１１ｃ）とを有し、歪に応じて圧電膜に発生する電荷に基づく電圧を検知信号として出力するフィルム部（１１）を含み、被衝突壁の壁面に対してフィルム部の一部が貼り付けられるフィルム式センサ（１０）と、本体部（３ａ）と、該本体部に連結されると共にフィルム部が配置される一面を備えた位置決め部（３ｂ）とを有するブラケット（３）と、を備え、ブラケットには、本体部と位置決め部とを連結する連結部（３ｄ）が備えられ、連結部は、位置決め部よりも物理的な強度が弱くなっている。

このように、ブラケットを本体部と位置決め部とに分け、これらを連結部によって連結した構造としている。つまり、物理的な強度が位置決め部よりも弱い連結部を設けた構造としている。このため、過度に大きな外力が加えられたときにブラケットが破壊に至るような状況になっても、フィルム式センサ以外の部分、具体的には連結部が破壊されることでフィルム式センサが破壊されることを抑制できる。

請求項３に記載の発明では、本体部（３ａ）と、該本体部に連結されると共にフィルム部が配置される一面を備え、該一面から突き出していて位置決め穴（１１ｄ）に挿通された位置決めピン（３ｃ）を備える位置決め部（３ｂ）を有したブラケット（３）が備えられ、位置決めピンは、該位置決めピンの前記一面からの突出し方向に対して垂直な断面での断面積が部分的に小さくされた脆弱部（３ｃａ）を備えている。

このように、位置決めピンに対して脆弱部を備えるようにしても良い。このような構成の場合、過度に大きな外力が加えられたときにブラケットが破壊に至るような状況になっても、位置決めピンが破壊されることでフィルム式センサが破壊されることを抑制できる。

請求項４に記載の発明では、フィルム部に、位置決め穴の周囲に切欠部（１１ｇ）が形成されていることによる脆弱部（１１ｆ）が備えられている。

このように、フィルム部に対して脆弱部を備えるようにしても良い。このような構成の場合、過度に大きな外力が加えられたときにブラケットが破壊に至るような状況になっても、フィルム部のうちの位置決め穴の周辺の部分が他の部分から引き離されることになる。このため、フィルム式センサのうちの衝突検知を行う部分については破壊されることが抑制できる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態にかかるフィルム式センサを備える車両衝突検知装置の車両への搭載例を示した模式図である。 バンパカバーの裏面側から見たフィルム式センサの近傍の様子を示す図である。 フィルム式センサおよびブラケットの正面拡大図である。 フィルム式センサの断面および衝突検知回路の概略構成を示した図である。 図３中のＶ−Ｖ断面図である。 第２実施形態にかかるフィルム式センサおよびブラケットの近傍の断面図である。 第３実施形態にかかるフィルム式センサおよびブラケットの正面拡大図である。 他の実施形態で説明するフィルム式センサおよびブラケットの正面拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態では、車両衝突検知装置として、車両の前方のフロントバンパーにおけるバンパカバーの裏面に配置されるフィルム式センサを備えるものを例に挙げて説明する。

図１に示すように、本実施形態にかかる車両検知装置は、フィルム式センサ１０とＥＣＵ２０とを有した構成とされている。

フィルム式センサ１０は、フロントバンパー１における樹脂部品で構成されたバンパカバー２に対して取り付けられている。具体的には、フィルム式センサ１０は、バンパカバー２の裏面に配置され、図２に示すようにバンパカバー２に備えられるブラケット３に対して位置決め配置された状態で、バンパカバー２の裏面に貼り付けられている。

フィルム式センサ１０は、図３に示すように、フィルム部１１とインターフェイス部１２などを有した構成とされている。

フィルム部１１は、図４に示すように、例えばＰＶＤＦ（PolyVinylidene DiFluorideの略）によって構成されるピエゾ素子などの圧電膜１１ａと、圧電膜１１ａの表裏面に備えられた電極１１ｂ、１１ｃとを有した構成とされている。本実施形態の場合、図３に示すように、フィルム部１１を相対する長辺と相対する短辺を有する長方形状で構成しているが、他の形状で構成されていても良い。このフィルム部１１に対して応力が加えられて圧電膜１１ａが歪むと、圧電膜１１ａにおいて歪み量に応じた電荷が発生する。この電荷に基づく電圧が検知信号として電極１１ｂ、１１ｃを通じて外部に出力され、ＥＣＵ２０中に備えられる電圧計２１でモニタされることで、バンパカバー２に生じた車両の衝突に起因する変形が検知されるようになっている。

また、フィルム部１１には、位置決め穴１１ｄが形成されている。位置決め穴１１ｄの形状については任意であるが、ここでは位置決め穴１１ｄを円形状で構成している。本実施形態の場合、位置決め穴１１ｄは、相対する一方の短辺に沿って２カ所設けられている。この位置決め穴１１ｄ内に後述するブラケット３に備えられる位置決めピン３ｃが挿通されることで、フィルム部１１のブラケット３に対する位置決め、すなわちフィルム部１１のバンパカバー２に対する位置決めがなされている。

フィルム部１１の裏面、つまりバンパカバー２側の面には、図５に示すように接着層を構成する両面テープ１１ｅが備えられている。この両面テープ１１ｅを介して、フィルム部１１がバンパカバー２に貼り付けられている。フィルム部１１をバンパカバー２への貼り付ける前のときには、両面テープ１１ｅの表面に、図示しない保護カバーが貼り付けられていて、両面テープ１１ｅの接着面が露出していない状態となっている。このため、上記した位置決め穴１１ｄに位置決めピン３ｃを挿通させることによってフィルム部１１のバンパカバー２に対する位置決めを行った後に、保護カバーを両面テープ１１ｅから剥がし、接着面をバンパカバー２の裏面に貼り付けている。

インターフェイス部１２は、フィルム部１１の両電極１１ｂ、１１ｃとＥＣＵ２０とを接続する配線１３との接続を行っている。このインターフェイス部１２を通じて、フィルム部１１の検知信号がＥＣＵ２０に伝えられるようになっている。

このように、フィルム式センサ１０は、フィルム部１１がブラケット３に対して位置決め配置された状態でバンパカバー２に貼り付けられることで、バンパカバー２に固定されている。

なお、フィルム式センサ１０は、貼り付けられた場所のみではなく、貼り付けられた場所の近傍の変形であっても、その変形に伴う応力がフィルム式センサ１０に伝わることで、広範囲での車両の衝突検知を行うことが可能となる。例えば、フィルム式センサ１０は、図１中に一点鎖線で示したように、フィルム式センサ１０の周囲を含めた広範囲において車両の衝突検知を行うことができる。

一方、フィルム式センサ１０の位置決めを行うブラケット３は、図３に示すように、ブラケット本体部３ａ、位置決め部３ｂ、位置決めピン３ｃおよび連結部３ｄを有した構成とされている。

ブラケット本体部３ａは、図５に示すように、例えばバンパカバー２の裏面を部分的に凸形状とすること、つまりバンパカバー２の一部を肉厚とすることによって構成されている。本実施形態の場合、ブラケット本体部３ａは、正面から見た形状が長方形状の一つの隅を四角形状に切り欠いたＬ字型で構成されている。そして、ブラケット本体部３ａのうち四角形状に切り欠いた一つの隅の位置に位置決め部３ｂが配置され、連結部３ｄを介して位置決め部３ｂがブラケット本体部３ａに連結されている。

ブラケット本体部３ａは、バンパカバー２のうちの任意の場所に配置され得るが、図１および図２に示すように、バンパカバー２に形成されるブレーキ冷却用などのエアダクト２ａの周囲に形成されると好ましい。バンパカバー２にエアダクト２ａを形成する場合、その部分が強度的に弱くなるため、エアダクト２ａの周囲の肉厚を他の部分よりも厚くして補強する構造とされる。この補強のために肉厚部によってブラケット本体部３ａを構成すれば、ブラケット本体部３ａのみを構成する部分を別に備える必要がなくなる。

位置決め部３ｂは、図５に示すようにバンパカバー２の裏面との間に隙間が設けられるようにして、バンパカバー２の裏面から浮いた状態になっている。本実施形態の場合、位置決め部３ｂは、相対する長辺と相対する短辺とを有する長方形状で構成されており、長辺がフィルム部１１の短辺よりも長くされている。そして、位置決め部３ｂの長辺がフィルム部１１の長辺と直交するように配置され、フィルム部１１の一端が位置決め部３ｂと重なり合うようにしてフィルム部１１が配置されている。なお、フィルム部１１のうち位置決め部３ｂからはみ出す部分の裏面に両面テープ１１ｅが配置されており、この部分においてフィルム部１１の裏面がバンパカバー２の裏面に貼り付けられている。

位置決めピン３ｃは、位置決め部３ｂの表面に備えられている。本実施形態の場合、位置決め部３ｂの相対する長辺に沿って２カ所に設けられている。この位置決めピン３ｃがフィルム部１１の位置決め穴１１ｄ内に挿通されることで、フィルム部１１のブラケット３に対する位置決め、すなわちフィルム部１１のバンパカバー２に対する位置決めがなされている。位置決めピン３ｃの形状については、位置決め穴１１ｄの形状と対応する形状とされており、本実施形態の場合は円形状とされている。

連結部３ｄは、ブラケット本体部３ａと位置決め部３ｂとを連結するものである。連結部３ｄは、ブラケット本体部３ａおよび位置決め部３ｂのうち連結部３ｄによって連結されている部分同士の配置方向を連結方向として、連結方向を長手方向とする棒状部材によって構成されている。上記したように、位置決め部３ｂがバンパカバー２の裏面に対して隙間を空けて浮いた状態とされていることから、連結部３ｄを介して位置決め部３ｂがブラケット本体部３ａに支持されている。連結部３ｄは、少なくとも位置決め部３ｂの長辺よりも細くされており、物理的な強度が位置決め部３ｂよりも弱くされている。本実施形態の場合、連結部３ｄを２本の棒状部材によって構成しているが、１本もしくは３本以上の棒状部材によって構成していても良い。

また、連結部３ｄは、連結方向に対して垂直な断面における断面積が部分的に他の部分よりも小さくされた脆弱部３ｄａが設けられている。本実施形態の場合、脆弱部３ｄａは、連結部３ｄの一部に切欠部３ｄｂが形成されることによって構成されている。この脆弱部３ｄａは、連結部３ｄのうちの脆弱部３ｄａ以外の部分よりも断面積が小さくされていることから、外力が加えられたときに破壊され易いものとなっている。

このような構造により、フィルム式センサ１０が構成されていると共に、バンパカバー２のうちのフィルム式センサ１０が組み付けられるブラケット３が構成されている。

一方、ＥＣＵ２０は、例えばエアバッグ制御等の車両制御に用いられるものである。このＥＣＵ２０にて、フィルム式センサ１０の検知信号等に基づいて車両の衝突を検知し、車両の衝突を検知すると図示しないエアバッグを展開するなどの制御等を行う。

以上のようにして、車両用衝突検知装置が構成されている。このように構成された車両用衝突検知装置では、車両が衝突してバンパカバー２が変形すると、その変形に基づく応力がフィルム式センサ１０に伝わってフィルム部１１が歪み、フィルム部１１の圧電膜１１ａに歪み量に応じた電荷が発生する。この電荷に基づく電圧が検知信号としてインターフェイス部１２を通じてＥＣＵ２０に伝えられ、ＥＣＵ２０で車両が衝突したことが検知される。これにより、ＥＣＵ２０が図示しないエアバックを展開して乗員を保護するなどの制御を行うようになっている。

このような車両用衝突検知装置において、ブラケット３をブラケット本体部３ａと位置決め部３ｂとに分け、これらを連結部３ｄによって連結した構造としている。つまり、物理的な強度が位置決め部３ｂよりも弱い連結部３ｄを設けた構造としている。このため、過度に大きな外力が加えられたときにブラケット３が破壊に至るような状況になっても、フィルム式センサ１０以外の部分、具体的には連結部３ｄが破壊されることでフィルム式センサ１０が破壊されることを抑制できる。

これにより、ブラケット３が大きな衝撃によって変形してフィルム式センサ１０が引っ張られて破壊されるなど、衝突検知を行う前にフィルム式センサ１０が破壊されてしまうことを抑制できる。したがって、ブラケット３が大きな衝撃によって変形して連結部３ｄが破壊された後でも、フィルム式センサ１０によって車両が衝突したことを示す検知信号を出力することが可能となり、ＥＣＵ２０にて車両の衝突を検知することが可能となる。

よって、車両の衝突によってバンパカバー２が変形したときに、ブラケット３側から掛かる応力に起因してフィルム式センサ１０が破損することを抑制することができる車両用衝突検知装置とすることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して破壊され易くする箇所を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６に示すように、本実施形態では、位置決めピン３ｃに脆弱部３ｃａを備えるようにしている。すなわち、位置決めピン３ｃは、位置決め部３ｂの表面から突き出すように設けられており、突出し方向に対して垂直な断面での断面積が部分的に小さくされ、その部分の物理的な強度が他の部分よりも小さくされた脆弱部３ｃａとされている。具体的には、位置決めピン３ｃの一部、好ましくは位置決めピン３ｃの根元位置、例えばフィルム部１１の厚み内に切欠部３ｃｂを形成することによって脆弱部３ｃａを構成している。

このように、位置決めピン３ｃに対して脆弱部３ｃａを備える場合、過度に大きな外力が加えられたときにブラケット３が破壊に至るような状況になっても、位置決めピン３ｃが破壊されることでフィルム式センサ１０が破壊されることを抑制できる。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態も、第１実施形態に対して破壊され易くする箇所を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図７に示すように、本実施形態では、フィルム部１１のうち位置決め穴１１ｄの周囲に脆弱部１１ｆを備えるようにしている。具体的には、フィルム部１１に対して切欠部１１ｇを形成することで脆弱部１１ｆを構成している。また、図示していないが、フィルム部１１のうち位置決め穴１１ｄの周囲には電極１１ｂ、１１ｃが形成されないようにし、それ以外の部分によって衝突検知が行えるようにしてある。

このように、フィルム部１１に対して脆弱部１１ｆを備える場合、過度に大きな外力が加えられたときにブラケット３が破壊に至るような状況になっても、フィルム部１１のうちの位置決め穴１１ｄの周辺の部分が他の部分から引き離されることになる。このため、フィルム式センサ１０のうちの衝突検知を行う部分については破壊されることが抑制できる。これにより、第１実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記第１実施形態に示したブラケット本体部３ａ、位置決め部３ｂ、連結部３ｄの正面形状などは一例を示したに過ぎず、他の形状であっても構わない。すなわち、ブラケット本体部３ａと位置決め部３ｂとが連結部３ｄを介して連結され、連結部３ｄが位置決め部３ｂよりも優先して破壊される構造であれば、各部の形状についてはどのようなものであっても構わない。

また、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、ブラケット本体部３ａと位置決め部３ｂとを連結部３ｄにて連結した構造を示した。さらに、第３実施形態でも、第１実施形態と同様に、ブラケット本体部３ａと位置決め部３ｂとを連結部３ｄにて連結した構造を示した。しかしながら、第２、第３実施形態のように、位置決めピン３ｃが破壊され易い構造やフィルム部１１の脆弱部１１ｆが破壊され易い構造とされる場合、連結部３ｄを無くしてブラケット本体部３ａに位置決め部３ｂが直接連結された構造とされていても良い。また、第１実施形態では連結部３ｄが破壊され易い構造、第２実施形態では位置決めピン３ｃが破壊され易い構造、第３実施形態ではフィルム部１１の一部が破壊され易い構造としたが、これらのうちの任意の２つ以上を組み合わせても良い。

さらに、第１〜第３実施形態では、脆弱部３ｄａ、３ｃａ、１１ｆを形成するための切欠部３ｄｂ、３ｃｂ、１１ｇの一例を示したが、切欠部３ｄｂ、３ｃｂ、１１ｇの構成についても適宜変更可能である。例えば、図３に示したように、切欠部３ｄｂを一方向からのみ形成するだけはなく、図８に示すように、切欠部３ｄｂを二方向から形成する構成としても良い。

また、上記した各実施形態では、フィルム式センサ１０をフロントバンパー１におけるバンパカバー２の裏面に備える場合について説明したが、フロントバンパー１以外の被衝突壁に配置されるものであっても良い。例えば、フィルム式センサ１０がフロントフェンダーパネルやリアフェンダー部の裏面等に備えられるものであっても良い。その場合、例えばフロントフェンダーパネルとは別部品としてブラケット３を備え、ブラケット本体部３ａがフロントフェンダーパネルに貼り付けられるようにしても良い。すなわち、車両が衝突したときに変形する被衝突壁に対してブラケット本体部３ａが貼り付けられるようにし、その被衝突壁にフィルム部１１が貼り付けられるようにする構成であれば、他の衝突壁に備えられるものであっても良い。

２ バンパカバー
３ ブラケット
３ａ ブラケット本体部
３ｂ 位置決め部
３ｃ 位置決めピン
３ｃａ 脆弱部
３ｃｂ 切欠部
３ｄ 連結部
１０ フィルム型センサ
１１ フィルム部

Claims (4)

1. 車両の衝突に伴う被衝突壁（２）の変形に基づいて、前記車両の衝突の検知を行う車両用衝突検知装置であって、
   圧電膜（１１ａ）と該圧電膜の表裏面に備えられた電極（１１ｂ、１１ｃ）とを有し、歪に応じて前記圧電膜に発生する電荷に基づく電圧を検知信号として出力するフィルム部（１１）を含み、前記被衝突壁の壁面に対して前記フィルム部の一部が貼り付けられるフィルム式センサ（１０）と、
   本体部（３ａ）と、該本体部に連結されると共に前記フィルム部が配置される一面を備えた位置決め部（３ｂ）とを有するブラケット（３）と、を備え、
   前記ブラケットには、前記本体部と前記位置決め部とを連結する連結部（３ｄ）が備えられ、前記連結部は、前記位置決め部よりも物理的な強度が弱くなっている車両用衝突検知装置。
2. 前記連結部は、前記本体部および前記位置決め部のうち該連結部によって連結している部分同士の配置方向を連結方向として、該連結方向に伸びる棒状部材である請求項１に記載の車両用衝突検知装置。
3. 車両の衝突に伴う被衝突壁（２）の変形に基づいて、前記車両の衝突の検知を行う車両用衝突検知装置であって、
   圧電膜（１１ａ）と該圧電膜の表裏面に備えられた電極（１１ｂ、１１ｃ）とを有し、歪に応じて前記圧電膜に発生する電荷に基づく電圧を検知信号として出力すると共に、位置決め穴（１１ｄ）が形成されたフィルム部（１１）を含み、前記被衝突壁の壁面に対して前記フィルム部の一部が貼り付けられるフィルム式センサ（１０）と、
   本体部（３ａ）と、該本体部に連結されると共に前記フィルム部が配置される一面を備え、前記一面から突き出していて前記位置決め穴に挿通された位置決めピン（３ｃ）を備える位置決め部（３ｂ）と、を有するブラケット（３）と、を備え、
   前記位置決めピンは、該位置決めピンの前記一面からの突出し方向に対して垂直な断面での断面積が部分的に小さくされた脆弱部（３ｃａ）を備えている車両用衝突検知装置。
4. 車両の衝突に伴う被衝突壁（２）の変形に基づいて、前記車両の衝突の検知を行う車両用衝突検知装置であって、
   圧電膜（１１ａ）と該圧電膜の表裏面に備えられた電極（１１ｂ、１１ｃ）とを有し、歪に応じて前記圧電膜に発生する電荷に基づく電圧を検知信号として出力すると共に、位置決め穴（１１ｄ）が形成されたフィルム部（１１）を含み、前記被衝突壁の壁面に対して前記フィルム部の一部が貼り付けられるフィルム式センサ（１０）と、
   本体部（３ａ）と、該本体部に連結されると共に前記フィルム部が配置される一面を備え、前記一面から突き出していて前記位置決め穴に挿通された位置決めピン（３ｃ）を備える位置決め部（３ｂ）とを有するブラケット（３）と、を備え、
   前記フィルム部には、前記位置決め穴の周囲に切欠部（１１ｇ）が形成されていることによる脆弱部（１１ｆ）が備えられている車両用衝突検知装置。

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