JP2021014131A - Pressure sensitive device and vehicle - Google Patents
Pressure sensitive device and vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021014131A JP2021014131A JP2017211226A JP2017211226A JP2021014131A JP 2021014131 A JP2021014131 A JP 2021014131A JP 2017211226 A JP2017211226 A JP 2017211226A JP 2017211226 A JP2017211226 A JP 2017211226A JP 2021014131 A JP2021014131 A JP 2021014131A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrodes
- vehicle
- pressure sensitive
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
- B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
- B60R19/48—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects combined with, or convertible into, other devices or objects, e.g. bumpers combined with road brushes, bumpers convertible into beds
Abstract
Description
本開示は、感圧装置、及び車両に関する。 The present disclosure relates to pressure sensitive devices and vehicles.
特許文献1は、バンパカバー内でバンパリンフォースの全面に配設されたアブソーバと、アブソーバの内部に形成されたチャンバと、チャンバ内の圧力変化を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段による圧力変化の検出結果に基づいて障害物の種類を判別する障害物判別手段とを備えた車両用障害物判別装置を開示する。この車両用障害物判別装置は、チャンバ内の圧力変化の検出結果に基づいて、車両バンパへ衝突する障害物の種類を判別している。これにより、車両に加わった衝撃の大きさから、衝突物を推定することを可能にしている。
本開示は、衝突した対象物を精度良く判別可能な感圧装置、及び車両を提供する。 The present disclosure provides a pressure sensitive device and a vehicle capable of accurately discriminating a collided object.
本開示の感圧装置は、車両の表面に設けられた感圧部と、前記感圧部が受ける圧力分布を取得する測定部と、前記測定部の測定情報をその経時変化とともに記録する記録部と、を備える。感圧部は、車両の表面に設けられる。測定部は、感圧部が受ける圧力分布を取得する。記録部は、測定部の測定情報を、その経時変化とともに記録する。 The pressure-sensitive device of the present disclosure includes a pressure-sensitive unit provided on the surface of a vehicle, a measuring unit that acquires the pressure distribution received by the pressure-sensitive unit, and a recording unit that records the measurement information of the measuring unit along with the change over time. And. The pressure sensitive portion is provided on the surface of the vehicle. The measuring unit acquires the pressure distribution received by the pressure-sensitive unit. The recording unit records the measurement information of the measuring unit together with the change over time.
本開示の車両は、上述の感圧装置を備える。 The vehicle of the present disclosure includes the pressure sensitive device described above.
本開示における感圧装置、及び車両によれば、衝突した対象物を精度良く判別する。 According to the pressure sensitive device and the vehicle in the present disclosure, the collided object is accurately discriminated.
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者(ら)は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy of the following description and to facilitate the understanding of those skilled in the art.
It should be noted that the inventors (or others) intend to limit the subject matter described in the claims by those skilled in the art by providing the accompanying drawings and the following description in order to fully understand the present disclosure. It is not something to do.
(実施の形態1)
1.構成
1.1 全体の構成
図1は、本開示の実施の形態1に係る感圧装置の一例である衝突検知装置の概略を示すブロック図である。本実施の形態の衝突検知装置1は、圧力センサユニット100と、安全装置ユニット200と、電源ユニット300とを備える。
(Embodiment 1)
1. 1. Configuration 1.1 Overall Configuration FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a collision detection device which is an example of the pressure sensitive device according to the first embodiment of the present disclosure. The
1.2 圧力センサユニットの構成
圧力センサユニット100は、圧力センサ110と、駆動回路120と、判定回路130と、記憶回路140とを備える。圧力センサユニット100は、安全装置ユニット200及び電源ユニット300に接続される。
1.2 Configuration of Pressure Sensor Unit The
圧力センサ110は、車両の表面の複数箇所に配置される。ここで、圧力センサ110が車両表面に設けられているとは、車両のボディを構成する外装部材の外側に設けられた場合と、外装部材の内側に設けられた場合とを含む。圧力センサ110は、断面が円形の硬い導線をエナメル等の誘電体で被覆した電線と、導電ゴム等の弾性のある電極との組み合わせで構成される。圧力センサ110が配置された車両と、他の車両等との衝突が発生すると、電極に押圧力が付与され、電極の可撓性により、電極と電線の誘電体との接触面積が拡大する。その結果、電線の導線と電極との間の静電容量が変化する。また、接触面積の変化と押圧力とは、一定の関係がある。従って、圧力センサ110を用いて、電線の導線と電極との間の静電容量を測定することにより、押圧力を検出することができる。
The
駆動回路120は、抵抗を介して圧力センサ110の電線に一定の電圧を供給し、圧力センサ110の電線と対になる電極の電圧が所定の電圧に達するまでの時間、所謂、CR時定数を測定することにより、電線の導線と電極との間の静電容量を求める。駆動回路120は、例えば、マイコン、CPU、MPU、DSP、FPGA、ASIC、及び抵抗、スイッチングゲート回路等で構成することができる。駆動回路120の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。
The
判定回路130は、駆動回路120によって測定される各圧力センサ110の静電容量に基づいて、衝突が発生したか否かを判定する。判定回路130は、例えば、マイコン、CPU、MPU、DSP、FPGA、ASICで構成することができる。判定回路130の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。また、判定回路130は、駆動回路120と別体に構成してもよいし、駆動回路120と一体に構成してもよい。
The
記憶回路140は、例えば、ROM、SSD、RAM、DRAM、強誘電体メモリ、フラッシュメモリ、また磁気ディスク、あるいはこれらの組み合わせによって実現できる。記憶回路140には、所定期間ごとに測定される各圧力センサ110の静電容量、及び判定回路130が衝突の発生を判定した際に参照した情報等が記録される。また、記憶回路140には、駆動回路120、及び判定回路130を駆動するためのプログラム、並びに種々のデータを格納してもよい。
The
1.3 安全装置ユニットの構成
安全装置ユニット200は、安全装置210と、安全装置作動回路220とを備える。安全装置ユニット200は、圧力センサユニット100及び電源ユニット300に接続される。
1.3 Configuration of Safety Device Unit The
安全装置210は、車両が他の車両または自転車等と衝突した際に、安全を図り、衝突による被害を軽減する。安全装置210は、例えば、エアバック、自動ブレーキ、自動ハンドル操作、自動停止システム、ABS、またはブレーキアシスト等によって実現できる。これらを全て備えていてもよいし、これらのうちの組み合わせ、もしくはいずれか一つであってもよい。
When a vehicle collides with another vehicle, a bicycle, or the like, the
安全装置作動回路220は、圧力センサユニット100の判定回路130からの出力に基づいて、安全装置210を作動させる。安全装置作動回路220は、例えば、マイコン、CPU、MPU、DSP、FPGA、ASICで構成することができる。安全装置作動回路220の機能は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。
The safety
1.4 電源ユニットの構成
電源ユニット300は、例えば、リチウムイオン電池、鉛蓄電池、ニッケル水素電池等の充電可能な二次電池である。電源ユニット150は、圧力センサユニット100と、安全装置ユニット200とに共通に用いられる。
1.4 Configuration of power supply unit The
2.圧力センサの構成
図2は、圧力センサ110の構成例を示している。図2に示すように、圧力センサ110は、保護カバー111と、第1の電極112と、誘電体114と、第2の電極115とを備えている。図2において、誘電体114は、第2の電極115を覆っているが、第1の電極112または第2の電極115のいずれか一方の表面を覆っていればよい。圧力センサ110は、誘電体114が車体400の表面に接するように配置される。
2. 2. Configuration of Pressure Sensor FIG. 2 shows a configuration example of the
保護カバー111は、第1の電極112の一方の表面を保護する。保護カバー111は、第1の電極112の一方の表面を覆うシート状または板状の形状を有している。保護カバー111は、例えば、ポリカーボネートまたはシリコーンゴム等で実現することができる。保護カバー111は、導体であっても絶縁体であってもよいが、絶縁体が望ましい。
The
第1の電極112は、弾性及び導電性を有する。弾性とは、外力によって局所的に変形し、外力が掛からなくなると、元の形状へと戻る特性をいう。具体的には、第1の電極112は、保護カバー111を介して第1の電極112に押圧力が加わる場合に、保護カバー111に覆われていない第1の電極112の表面と、誘電体114との接触領域の面積が拡大するような弾性を有すればよい。詳しくは、第1の電極112は、押圧力が加わる場合に、誘電体114よりも変形するように、誘電体114よりも低い弾性率を有していてもよい。
The
押圧力の測定範囲の拡大及び感圧感度の向上の観点から、第1の電極112の弾性率は、例えば、約104Pa〜108Paであることが好ましく、一例を挙げれば、約106Paである。第1の電極112の弾性率が上記範囲内で大きくなる程、押圧力の測定範囲は広くなる。第1の電極112の弾性率が上記範囲内で小さくなる程、感圧感度は向上する。感圧感度が向上すると、例えば、従来では検出し難い微小な押圧力でも、検出できるようになる。これに伴い、押圧力の付与開始を精度よく検出できるようになる。
From the viewpoint of expanding the measurement range of the pressing force and improving the pressure sensitive sensitivity, the elastic modulus of the
導電性については、第1の電極112の抵抗率は、所望の周波数帯域において、容量のインピーダンスよりも十分に小さくてもよい。この抵抗率は、後述の導電性フィラーと樹脂材料(ゴム材料)との相対的割合を変更することができる。
Regarding conductivity, the resistivity of the
第1の電極112は、上記のような弾性と導電性との双方の性質を有していれば、いずれの材質から成るものであってよい。例えば、第1の電極112は、樹脂材料(特にゴム材料)及びその樹脂材料内に分散した導電性フィラーからなる導電性樹脂から構成されたものであってよい。押圧力の測定範囲のさらなる拡大の観点から好ましい第1の電極112は、ゴム材料およびそのゴム材料内に分散した導電性フィラーから成る導電性ゴムから構成される。第1の電極112が導電性ゴムから構成されることにより、押圧力を効果的に検出することができ、また押圧時の押圧感を演出できる。樹脂材料としては、例えば、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂(例えば、ポリジメチルポリシロキサン(PDMS))、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂及びウレタン系樹脂等から成る群から選択される少なくとも1種の樹脂材料であってよい。ゴム材料としては、例えば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム等から成る群から選択される少なくとも1種のゴム材料であってよい。導電性フィラーは、Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、C(カーボン)、ZnO(酸化亜鉛)、In2O3(酸化インジウム(インジウム(III))およびSnO2(酸化スズ(IV))から成る群から選択される少なくとも1種の材料を含んで成るものであってよい。また、導電性フィラーに代えてまたはそれに加えて、導電層を用いてもよい。具体的には、上記した樹脂材料(特にゴム材料)からなる樹脂構造体(特にゴム構造材)の表面に導電性インクの塗布などによって導電層が設けられて成る第1の導電部材であってもよい。
The
第1の電極112の厚みは、外部からの押圧力により第1の電極112と第2の電極115との間の静電容量が変化する限り特に限定されず、通常は100μm〜10cm、好ましくは500μm〜1cmであり、例えば一例を挙げると、1mmがより好ましい。
The thickness of the
第1の電極112は、通常、シート状または板状の形状を有するが、例えば、図2のように第2の電極115の直上にあり、第2の電極115に対応する位置に第1の電極112の少なくとも一部が配置されている限り、いかなる形状を有していてもよく、例えば長尺形状(例えば、線状)であってもよい。
The
測定に関与しない第1の電極112は、押圧力の測定時におけるノイズ防止の観点から、衝突検知装置1のグランド(0V)に接続されることが好ましい。
The
第1の電極112は、以下の方法により得ることができる。例えば、まず、所望の樹脂材料(ゴム材料)の溶液または原料溶液に対して導電性フィラーを含有させて複合材料を得る。次いで、複合材料を剥離用基材上に塗布及び乾燥し、所望により硬化(架橋)させた後、剥離用基材から剥離して、第1の電極112を得る。
The
第1の電極112は、以下の別の方法により得ることもできる。例えば、まず、所望の樹脂材料(ゴム材料)の溶液または原料溶液を剥離用基材上に塗布及び乾燥し、所望により硬化(架橋)させる。次いで、得られた樹脂層(ゴム層)の表面に導電性フィラーを含むインクを塗布して導電層を形成した後、剥離用基材から剥離して、第1の電極112を得る。
The
第2の電極115は、少なくとも導電性を有する。第2の電極115は、通常、可撓性を有するが、弾性を有していてもよい。可撓性とは、外力によって全体として撓み変形しても、外力がなくなると元の形状へと戻る特性をいう。第2の電極115が可撓性を有する場合、例えば108Pa超、1012Pa以下の弾性率、一例を挙げれば、約1.2×1011Paの弾性率を有している。導電性については、第2の電極115は、所望の周波数帯域において、容量のインピーダンスよりも十分に小さい抵抗率を有していればよい。
The
第2の電極115は、少なくとも導電性を有する限り、いずれの材質から成るものであってよい。第2の電極115は、可撓性を有する場合、例えば、金属体から構成されるものであってもよいし、ガラス体及びその表面に形成された導電層及び/または樹脂体並びにその表面に形成された導電層及び/またはその樹脂体内に分散された導電性フィラーから構成されたものであってもよい。金属体は、金属からなる電極部材であり、すなわち第2の電極115は実質的に金属からなるものでもよい。金属体は、例えば、Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、Ni−Cr合金(ニクロム)、C(カーボン)、ZnO(酸化亜鉛)、In2O3(酸化インジウム(インジウム(III))およびSnO2(酸化スズ(IV))から成る群から選択される少なくとも1種の材料を含んで成る。ガラス体は、酸化ケイ素の網目状構造を有するものであれば、特に限定されず、例えば、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラス等から成る群から選択される少なくとも1種のガラス材料を含んで成るものであってもよい。樹脂体は、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂(例えば、ポリジメチルポリシロキサン(PDMS))、アクリル系樹脂、ロタキサン系樹脂及びウレタン系樹脂等から成る群から選択される少なくとも1種の樹脂材料を含んで成るものであってもよい。ガラス体及び樹脂体の導電層は、金属体を構成し得る金属と同様の金属の群から選択される少なくとも1種の金属を蒸着させて成る層であってもよいし、または導電性インクの塗布などによって形成されて成る層であってもよい。ガラス体及び樹脂体の導電性フィラーは、金属体を構成し得る金属と同様の金属の群から選択される少なくとも1種の金属を含んで成るものであってもよい。第2の電極115は、弾性を有する場合、第1の電極112と同様の導電性ゴムから構成されていてもよい。
The
第2の電極115は、通常、長尺形状(例えば、線状)を有する長尺部材である。第2の電極115が長尺部材であって、かつ金属体から構成されるとき、当該第2の電極115は、金属線または金属ワイヤ(例えば、銅線)に相当し、押圧力の測定範囲のさらなる拡大、及び感圧感度の向上の観点から好ましい。第2の電極115が長尺部材のとき、当該長尺部材は、圧力センサ110の曲面への装着性の向上の観点から、当該長尺部材への張力の印加なしに、配置されることが好ましい。
The
第2の電極115の断面形状は、押圧力の付与により、接触領域の面積が拡大する限り特に限定されず、例えば、図2に示すような円形状であってもよいし、または楕円形状もしくは三角形状等であってもよい。
The cross-sectional shape of the
第2の電極115の断面寸法は、第2の電極115と第1の電極112との間の静電容量を測定できる限り特に限定されず、通常は、1μm〜10mmであり、押圧力の測定範囲のさらなる拡大及び感圧感度の向上の観点からは、好ましくは100μmから1mmである。一例を挙げれば、300μmがより好ましい。第2の電極115の断面寸法を小さくすると、接触領域の面積の変化が大きくなり、感圧感度が向上する。長尺部材の断面寸法を大きくすると、押圧力の測定範囲がさらに広くなる。第2の電極115の断面寸法は断面形状における最大寸法である。詳しくは、第2の電極115の断面寸法は、第2の電極115が直線状を有するものと仮定したときに、長尺方向に対する垂直断面における最大寸法、例えば、直径のことである。
The cross-sectional dimension of the
誘電体114は、図2においては、第2の電極115の表面全体を完全に覆っているが、誘電体114の被覆領域は、誘電体114が第1の電極112または第2の電極115の表面を少なくとも部分的に覆う限り、特に限定されない。誘電体114が、第1の電極112または第2の電極115の表面を少なくとも部分的に覆うとは、誘電体114が、第1の電極112と第2の電極115との間の部分を覆っている状態をいう。換言すると、誘電体114は、第1の電極112と第2の電極115との間に存在する限り、第1の電極112または第2の電極115の表面における少なくとも一部を覆っていればよい。誘電体114について、「覆う」とは、第1の電極112または第2の電極115のいずれか一方の表面に対して被覆状に密着しつつ一体化されることである。
In FIG. 2, the dielectric 114 completely covers the entire surface of the
誘電体114は、圧力センサ110の構造のさらなる簡易化の観点から、第1の電極112または第2の電極115の一方の表面全体を覆っていることが好ましい。圧力センサ110の構造のさらなる簡易化及び圧力センサ110の材料の入手容易性の観点からは、誘電体114は、第2の電極115の表面全体を完全に覆っていることが好ましい。誘電体114が、第2の電極115の表面全体を完全に覆っている場合、誘電体114は、第2の電極115の絶縁被覆を構成し、誘電体114及び第2の電極115は、通常、一体化されている。一体化された誘電体114及び第2の電極115は絶縁コート金属線に相当してもよく、例えば、エナメル線、エレメント線であってもよい。絶縁コート金属線を用いると、これを第1の電極112と車体400との間に配置させるだけで、エッチングなどのフォトリソグラフプロセスなしに、圧力センサ110を構成できるので、圧力センサ110の構造の簡易化をより一層、十分に達成でき、しかも製造コストが安価である。
From the viewpoint of further simplifying the structure of the
誘電体114は、少なくとも「誘電体」としての性質を有していれば、いずれの材質から成るものであってもよい。例えば、誘電体114は、樹脂材料、セラミック材料及び/または金属酸化物材料などを含んで成るものであってもよい。あくまでも例示に過ぎないが、誘電体114は、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂(例えば、ポリエチレンテレフテレート樹脂)、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂などから成る群から選択される少なくとも1種の樹脂材料から成っていてもよいし、またはAl2O3及びTa2O5などから成る群から選択される少なくとも1種の金属酸化物材料から成るものであってもよい。誘電体114は、通常、所望の周波数帯域において、容量のインピーダンスよりも高い抵抗値を有する材料から成っている。 The dielectric 114 may be made of any material as long as it has at least the property of a "dielectric". For example, the dielectric 114 may include a resin material, a ceramic material, and / or a metal oxide material. As an example, the dielectric 114 is made of a polypropylene resin, a polyester resin (for example, a polyethylene terephthalate resin), a polyimide resin, a polyphenylene sulfide resin, a polyvinyl formal resin, a polyurethane resin, a polyamideimide resin, a polyamide resin, or the like. It may consist of at least one resin material selected from the group, or may consist of at least one metal oxide material selected from the group consisting of Al 2 O 3 and Ta 2 O 5 and the like. You may. The dielectric 114 is usually made of a material having a resistance value higher than the impedance of the capacitance in a desired frequency band.
誘電体114は、通常、剛性を有する。剛性とは、外力による変形に対して抵抗する特性をいう。誘電体114は、通常、上記のような通常の押圧力によっては変形しない。誘電体114は、圧力センサ110への押圧力の付与時に第1の電極112よりも変形しないように、第1の電極112よりも高い弾性率を有していてもよい。例えば、第1の電極112の弾性率が、約104Pa〜108Paである場合、それよりも高い弾性率を誘電体114が有していてもよい。
The dielectric 114 usually has rigidity. Rigidity refers to the property of resisting deformation due to external force. The dielectric 114 is usually not deformed by the usual pressing force as described above. The dielectric 114 may have a higher elastic modulus than the
誘電体114の厚みは、外部からの押圧力により第1の電極112と第2の電極115との間の静電容量が変化する限り特に限定されず、通常は、20nm〜2mmであり、一例を挙げれば、10μmがより好ましい。
The thickness of the dielectric 114 is not particularly limited as long as the capacitance between the
誘電体114が樹脂材料からなる場合、樹脂材料溶液を塗布し、乾燥させるコーティング法、及び樹脂材料溶液中で電着を行う電着法等により形成することができる。誘電体114が金属酸化物材料から成る場合、陽極酸化法等により形成することができる。 When the dielectric 114 is made of a resin material, it can be formed by a coating method in which a resin material solution is applied and dried, an electrodeposition method in which electrodeposition is performed in the resin material solution, or the like. When the dielectric 114 is made of a metal oxide material, it can be formed by an anodizing method or the like.
駆動回路120は、第1の電極112から引き出された配線及び第2の電極115から引き出された配線が、それぞれ端子T1及び端子T2を介して電気的に接続されている。ノイズの影響の低減による押圧力検出の安定化の観点から、第1の電極112から引き出された配線のうち、静電容量の測定に関与していない第1の電極112から引き出された配線は、駆動回路120のグランドの電位とすることが好ましい。
In the
第1の電極112及び第2の電極115が複数使用される場合、駆動回路120は、当該複数の第1の電極112及び第2の電極115のそれぞれから引き出された配線と電気的に接続するための複数の端子を備える。また、第1の電極112及び第2の電極115と駆動回路120との間に、スイッチングゲート回路を設け、複数の第1の電極112及び第2の電極115のそれぞれから引き出された配線とスイッチングゲート回路とを接続し、スイッチングゲート回路と駆動回路120の端子とを接続してもよい。
When a plurality of the
本実施の形態の圧力センサ110においては、図3に矢印で示すように、圧力センサ110に押圧力が付与されると、第1の電極112と誘電体114との接触領域の面積が、第1の電極112が有する弾性に基づいて拡大する。その結果、第1の電極112と第2との間の静電容量C[pF]が変化する。静電容量C[pF]及び圧力センサ110に付与される押圧力F[N]は、それぞれ以下の式で表される。
In the
C=εS/d C = εS / d
上記式において、ε[pF/m]は誘電体114の誘電率、S[m2]は第1の電極112と誘電体114との接触面積、d[m]は誘電体114の厚みである。
In the above formula, ε [pF / m] is the dielectric constant of the dielectric 114, S [m 2 ] is the contact area between the
F=E・eS F = E · eS
上記式において、E[Pa]は第1の電極112のヤング率、eは第1の電極112のひずみである。
In the above formula, E [Pa] is the Young's modulus of the
図4は、本実施の形態における圧力センサに掛かる荷重(押圧力)に対する静電容量の変化を示す図である。圧力センサ110に押圧力が付与され、第1の電極112と誘電体114との接触面積Sが変化すると、第1の電極112と第2との間の静電容量Cが図4に示すように変化する。駆動回路120は、静電容量Cを測定することにより前記接触面積Sを求め、求めた接触面積Sから、押圧力Fを検出する。
FIG. 4 is a diagram showing a change in capacitance with respect to a load (pressing pressure) applied to the pressure sensor in the present embodiment. When a pressing force is applied to the
静電容量Cの測定は、次のように行う。本実施の形態においては、駆動回路120の端子T1と第2の電極115との間に抵抗Rを接続し、RC直列回路を構成する。駆動回路120の端子T1に一定の直流電圧を印加すると、第2の電極115と第1の電極112の両端電圧が所定の電圧に達するまでの時間tは、静電容量Cと比例関係にある。従って、この時間tを計測することにより、静電容量Cを測定することができる。
The capacitance C is measured as follows. In the present embodiment, a resistor R is connected between the terminal T1 of the
図5は、本実施の形態における圧力センサ110が受ける圧力分布の取得を説明するための模式図である。本実施の形態においては、車体400の広い領域に圧力センサ110を配置し、個々の圧力センサ110により押圧力を検出するだけでなく、前記領域における圧力分布を取得する。そこで、図5に示すように、複数の第1の電極112を左右方向に設置し、複数の第2の電極115を上下方向に設置して、2つの電極が重なり合う部分をセンサ部として、マトリックス構造を構成している。図5に示す例では、センサ部A1〜A4は、点線で示す部分となる。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the acquisition of the pressure distribution received by the
センサ部A1の静電容量を測定する場合には、第1の電極112aと第2の電極115a間の静電容量を測定し、第1の電極112bと第2の電極115bをグランドと同電圧にする。第1の電極112bと第2の電極115a間の静電容量、第1の電極112aと第2の電極115b間の静電容量、及び第1の電極112bと第2の電極115b間の静電容量は測定しない。同様にして、センサ部A2,A3,A4のそれぞれの静電容量を測定する。
When measuring the capacitance of the sensor unit A1, the capacitance between the
このように本実施の形態においては、センサ部のマトリックス構造を採用しているため、各センサ部の押圧力だけでなく、所定の領域における圧力分布を取得することができる。 As described above, in the present embodiment, since the matrix structure of the sensor unit is adopted, not only the pressing force of each sensor unit but also the pressure distribution in a predetermined region can be acquired.
3.駆動回路
図6は、本実施の形態における圧力センサ110の駆動回路120及び判定回路130の回路構成を示す図である。図6に示す例では、左右方向に6個の第1の電極112a〜112fが配置され、上下方向に6個の第2の電極115a〜115fが配置されている。駆動回路120と判定回路130は、一例としてマイコンにより一体に構成される。駆動回路120の端子T2には、抵抗値Rの抵抗121が接続され、抵抗121にはスイッチングゲート回路122が接続される。第2の電極115a〜115fは、スイッチングゲート回路122に接続される。駆動回路120の端子T1には、スイッチングゲート回路123が接続される。第1の電極112a〜112fは、スイッチングゲート回路123に接続される。スイッチングゲート回路122は、駆動回路120の端子T3に選択制御線124を介して接続され、端子T3から出力される選択制御信号により、第2の電極115a〜115fのいずれかが抵抗121と導通する。また、スイッチングゲート回路123は、駆動回路120の端子T4に選択制御線125を介して接続され、端子T4から出力される選択制御信号により、第1の電極112a〜112fのいずれかが端子T1と導通する。
3. 3. Drive circuit
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of a
以上のような構成において、第2の電極115aと第1の電極112aの2つの電極が重なり合うセンサ部の静電容量を測定する場合には、駆動回路120は、端子T3から第2の電極115aを選択する選択制御信号を出力し、端子T4から第1の電極112aを選択する選択制御信号を出力する。駆動回路120は、端子T2から一定の電圧を出力し、端子T1の電圧が所定の電圧に達する時間を計測して、静電容量の測定と押圧力の検出を行う。次に、駆動回路120は、端子T3から第2の電極115bを選択する選択制御信号を出力し、端子T4から第1の電極112aを選択する選択制御信号を出力する。駆動回路120は、端子T2から一定の電圧を出力し、端子T1の電圧が所定の電圧に達する時間を計測して、第2の電極115bと第1の電極112aの2つの電極が重なり合うセンサ部の静電容量の測定と押圧力の検出を行う。以下、同様にして、第2の電極115c〜115fのそれぞれと第1の電極112aの2つの電極が重なり合うセンサ部の静電容量の測定と押圧力の検出を行う。
In the above configuration, when measuring the capacitance of the sensor unit in which the two electrodes of the
次に、駆動回路120は、端子T3から第2の電極115aを選択する選択制御信号を出力し、端子T4から第1の電極112bを選択する選択制御信号を出力する。駆動回路120は、端子T2から一定の電圧を出力し、端子T1の電圧が所定の電圧に達する時間を計測して、第2の電極115aと第1の電極112bの2つの電極が重なり合うセンサ部の静電容量の測定と押圧力の検出を行う。以下、同様にして、第2の電極115b〜115fのそれぞれと第1の電極112bの2つの電極が重なり合うセンサ部の静電容量の測定と押圧力の検出を行う。
Next, the
駆動回路120は、以上のような処理を同様に行うことにより、第1の電極112a〜112fのそれぞれと、第2の電極115a〜115fのそれぞれの2つの電極が重なり合うセンサ部の静電容量の測定と押圧力の検出を行う。本実施の形態では、以上のような各センサ部の静電容量の測定と押圧力の検出を所定の時間間隔で行う。このような構成により、マトリックス構造のセンサ部における押圧力の検出と、圧力分布の取得を行うことができる。
By performing the above processing in the same manner, the
図7は、本実施の形態における圧力センサ110及び駆動回路120並びに判定回路130の他の例を示す模式図である。上述したようなマトリックス構造のセンサ部を採用せず、第1の電極112aと第2の電極115aの2つの電極が重なり合う単体のセンサ部における押圧力の検出を行う場合には、図7に示す構成となる。
FIG. 7 is a schematic view showing another example of the
また、図示を省略するが、複数の第1の電極112のそれぞれの対向する位置にそれぞれ複数の第2の電極115を設けるようにしてもよい。
Further, although not shown, a plurality of
駆動回路120の端子T2には、抵抗値Rの抵抗121が接続され、抵抗121には第2の電極115が接続される。駆動回路120の端子T1には、第1の電極112が接続される。センサ部の静電容量を測定する場合には、駆動回路120は、端子T2から一定の電圧を出力し、端子T1の電圧が所定の電圧に達する時間を計測して、静電容量の測定と押圧力の検出を行う。このような構成によれば、簡単な構成でセンサ部における静電容量の測定と押圧力の検出を行うことができる。
A
4.動作
図8は、本実施の形態における判定回路130が衝突を検知した際の処理を示すフローチャートである。本実施の形態においては、判定回路130は、図6に示すようにマイコンにより駆動回路120と一体に構成されている。
4. Operation FIG. 8 is a flowchart showing a process when the
判定回路130は、駆動回路120により検出される押圧力が、所定値以上になった場合には、衝突が発生したことを検知する(S10)。次に、判定回路130は、形状情報の取得(S11)、衝撃力情報の取得(S12)、及び衝撃力の時間変化情報の取得(S13)を行う。
The
図10は、本実施の形態における圧力センサ110の車体400上の配置領域を示す模式図である。本実施の形態においては、上述したようなマトリックス構造のセンサ部が、図10に示すように、車体400のフロントバンパ付近の領域B1、及び両サイドのフロントフェンダー、ドア、並びにリアフェンダー付近の領域B2、そして、図示を省略するが、リアバンパ付近の領域に配置されている。
FIG. 10 is a schematic view showing an arrangement region of the
図12は、本実施の形態における車両と他の車両との衝突例を示す図である。図13は、本実施の形態における圧力センサ110の情報を示す模式図である。図14は、本実施の形態における車両と自転車との衝突例を示す図である。図15は、本実施の形態における圧力センサ110の情報を示す模式図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a collision between a vehicle and another vehicle in the present embodiment. FIG. 13 is a schematic view showing information of the
例えば、図12に示すように、本実施の形態の車両と他の車両が衝突した場合には、車体400のフロントバンパ付近の領域B1に配置されたセンサ部の押圧力、及び圧力分布は、図13に示すようになる。図13に示す各マス目は、領域B1に配置されたセンサ部のそれぞれに対応しており、各マス目の色が濃い程、押圧力が大きいことを表している。この例では、車体400を正面から見て、右側の部分が一様に強い押圧力を受けていることが分かる。
For example, as shown in FIG. 12, when the vehicle of the present embodiment collides with another vehicle, the pressing force and the pressure distribution of the sensor unit arranged in the region B1 near the front bumper of the
また、図14に示すように、本実施の形態の車両と自転車が衝突した場合には、車体400のフロントバンパ付近の領域B1に配置されたセンサ部の押圧力、及び圧力分布は、図15に示すようになる。図15に示す各マス目は、領域B1に配置されたセンサ部のそれぞれに対応しており、各マス目の色が濃い程、押圧力が大きいことを表している。この例では、車体400を正面から見て、左側の部分に、車両と衝突した場合よりも低い押圧力を受けていることが分かる。また、押圧力を受けている箇所は一様ではなく、所々に分散していることが分かる。
Further, as shown in FIG. 14, when the vehicle of the present embodiment collides with the bicycle, the pressing force and the pressure distribution of the sensor unit arranged in the region B1 near the front bumper of the
以上のように、衝突した対象物によって、センサ部が受ける押圧力の大きさ、および圧力分布は異なる。そこで、本実施の形態の判定回路130は、図13及び図15のように表されるセンサ部の圧力分布の形状情報を取得する(S11)。また、判定回路130は、各センサ部の押圧力の大きさから、衝撃力情報を取得する(S12)。さらに、判定回路130は、押圧力を所定時間ごとに確認し、衝撃力の時間変化情報を取得する(S13)。
As described above, the magnitude of the pressing force received by the sensor unit and the pressure distribution differ depending on the colliding object. Therefore, the
判定回路130は、以上のような形状情報、衝撃力情報、及び衝撃力の時間変化情報の組み合わせから、衝突した対象物の種類、衝突が発生した位置等を判断する(S14)。判定回路130は、この判断を行うに当たって、機械学習等により学習を行う(S14)。
The
図9は、本実施の形態における判定回路130が衝突を検知した際の判定例を示す図である。図9に示すように、判定回路130は、圧力分布の形状が任意であり、衝撃力が強く、この衝撃力が続く時間は長い場合には、衝突した対象がガードレールであると判定する。判定回路130は、圧力分布の形状が任意であり、衝撃力が弱く、この衝撃力が続く時間は短い場合には、衝突した対象がゴムポールであると判定する。判定回路130は、圧力分布の形状が任意であり、衝撃力が強く、この衝撃力が続く時間は長い場合には、衝突した対象が電柱であると判定する。ガードレールとの違いは、圧力分布の形状により判断することができる。判定回路130は、圧力分布の形状が任意であり、衝撃力が中くらいで、この衝撃力が続く時間が中くらいの場合には、対象物が人であると判断する。判定回路130は、圧力分布の形状が任意であり、衝撃力が弱く、この衝撃力が続く時間が短い場合には、対象物が自転車であると判断する。判定回路130は、圧力分布の形状が任意であるが広い領域に亘っており、衝撃力が強く、この衝撃力が続く時間が長い場合には、対象物が車両であると判断する。
FIG. 9 is a diagram showing a determination example when the
判定回路130は、衝突した対象物の種類、衝突が発生した位置等を判断すると、安全装置ユニット200に対して、安全装置210を作動させる指示を出力する(S15)。この指示には、衝突が発生した位置の情報が含まれる。判定回路130は、安全装置210を作動させるか否かを判断させる際には、車両の速度情報を考慮するようにしてもよい。これにより、衝撃力の位置と大きさと車両速度から判定して、歩行者・自転車等の保護用の車外に対して動作するエアバッグを作動させることができる。車外に対して動作するエアバッグは、複数装備された中から適切な箇所のみ動作させることができ、経済的である。車両速度を判定材料として使用するかどうかは車両所有者の意向により設定できる切替え装置を有してもよい。
When the
図11は、本実施の形態における安全装置作動回路220が安全装置210としてのエアバックを作動させた状態を示す図である。本実施の形態では、一例として、図11に示すように、センサ部が配置された領域をいくつかの安全装置設置領域に分割し、それぞれの安全装置設置領域にエアバッグを設置している。図11に示す例では、フロントバンパ付近の領域B1を、安全装置設置領域C1〜C5に分け、両サイドのフロントフェンダー、ドア、並びにリアフェンダー付近の領域B2を、安全装置設置領域C6〜C8に分けている。
FIG. 11 is a diagram showing a state in which the safety
安全装置210は、車外に対して動作するエアバッグだけでなく、車内に対して動作するエアバッグを備えていてもよい。車内に対してエアバッグ動作することにより、車両の運転者がフロントウィンドウ等に衝突することを防ぐことができる。また、安全装置210は、エアバッグだけでなく、自動ブレーキ操作、自動ハンドル操作、警報器を備えていてもよい。自動ブレーキ操作、自動ハンドル操作、警報器を作動させることにより、衝突による被害の拡大を防ぐことができる。また、車庫入れ等の徐行時に、車体400の表面が何かに接触した場合に警報器を作動させることにより、接触による被害の拡大を防ぐことができる。また、監視装置として監視カメラを作動させてもよい。監視カメラを作動させることにより、衝突の際の様子を記録することができる。警報器は、ホーン、またはブザー等であってもよい。ホーン、またはブザー等を用いることにより、運転者に対して衝突だけでなく接触があったことを知らせることができる。さらに、衝突が発生した場合には、車両所有者に対して、携帯電話への電子メール送信、あるいはスマートフォンへの通知を行うようにしてもよい。このようにすれば、車両所有者以外の者が運転していて衝突が発生した場合に、車両所有者による迅速な対応が可能となる。
The
安全装置作動回路220は、判定回路130から、衝突が発生した位置の情報と共に、安全装置210を作動させる指示を受け取ると、衝突が発生した位置の情報に基づいて、対応する安全装置設置領域のエアバッグを作動させる。従って、衝突が発生した場合でも、衝突の被害を軽減することができる。特に、自転車が衝突した場合には、自転車を運転していた運転者が、車体400に直接ぶつかることを防ぐことができる。また、エアバッグを作動させるのは、衝突した対象物が人または自転車であると判断した時にのみ、エアバッグを作動させるようにしてもよい。
When the safety
判定回路130は、以上のように安全装置210を作動させた後は、衝突前後の情報を記憶回路140に保存する(S16)。このように衝突前後の情報を保存することにより、機械学習等における学習機能において、より精度の高い判定を行うことが可能になる。
After the
5.効果等
本開示の衝突検知装置1(感圧装置の例)は、車体400の表面に設けられた感圧部の一例としての圧力センサ110と、圧力センサ110が受ける圧力分布を取得する駆動回路120と、駆動回路120の測定情報をその経時変化とともに記録する記録部の一例としての判定回路130と、を備える。これにより、単一の圧力値を検出するのではなく、圧力分布の経時変化を記録することにより、衝撃の位置と程度が判定できる。衝撃の位置と程度のデータは、事故時の過失割合の認定の際に参考データとして活用できる。
5. Effects, etc. The collision detection device 1 (example of the pressure sensitive device) of the present disclosure includes a
本開示の衝突検知装置1は、測定部の一例としての駆動回路120で測定される測定情報に基づき動作する安全装置ユニット200を備える。駆動回路120で測定される測定情報は、判定回路130によって衝撃の位置と程度が判定され、判定回路130は、衝撃の位置と程度に応じて安全装置ユニット200を動作させる。これにより、衝突による被害の軽減が期待される。
The
本開示の衝突検知装置1は、車両の走行時における動作部の一例としての安全装置ユニット200の動作として、車内に対して動作するエアバッグ、車外に対して動作するエアバッグ、自動ブレーキ操作、自動ハンドル操作、警報器のいずれかを作動させる。これにより、衝突だけでなく、車両が何かに接触した際の被害の拡大を軽減される。
The
本開示の衝突検知装置1は、車外に対して動作するエアバッグを複数有し、車両の走行速度と測定情報とに基づき、動作するエアバッグが選択される。これにより、衝撃力の位置と大きさと車両速度から判定して、歩行者・自転車等の保護用の車外に対して動作するエアバッグを作動させることができる。車外に対して動作するエアバッグは、複数装備された中から適切な箇所のみ動作させることができ、経済的である。車両速度を判定材料として使用するかどうかは車両所有者の意向により設定できる切替え装置を有しても良い。
The
本開示の衝突検知装置1は、車両の停止時における安全装置ユニット200の動作は、監視装置の起動、警報器の作動、車両所有者への通報、のいずれかである。これにより、例えば監視カメラにより衝突の様子を記録することができる。また、ホーン、ブザー等により、衝突だけでなく接触があったことを運転者に知らせることができる。さらに、携帯電話への電子メール送信、またはスマートフォンへの通知を行うことにより、車両所有者以外の者が運転していて衝突が発生した場合に、車両所有者による迅速な対応が可能となる。
In the
本開示の衝突検知装置1は、圧力センサ110は、第1の方向に伸び、弾性を有する複数の第1の電極112と、第1の方向と交差する第2の方向に伸びる複数の第2の電極115と、複数の第2の電極115の表面に設けられた複数の誘電体114とを有し、駆動回路120は、複数の第1の電極112の1つと複数の第2の電極115の1つとの間の静電容量を測定することにより圧力分布を取得する。これにより、静電容量を測定するセンサ部をマトリックス構造にすることができ、衝撃の位置と程度を精度よく検知できる。
In the
本開示の衝突検知装置1は、圧力センサ110は、弾性を有する複数の第1の電極112と、複数の第2の電極115のそれぞれの対向する位置にそれぞれ設けられた複数の第2の電極115と、複数の第2の電極115のそれぞれの表面に設けられた複数の誘電体114とを有し、駆動回路120は、互いに対向する位置に設けられた複数の第1の電極112の1つと複数の第2の電極115の1つとの間の静電容量を測定することにより圧力分布を取得する、これにより、静電容量を測定するセンサ部をマトリックス構造にすることができ、衝撃の位置と程度を精度よく検知できる。
In the
本開示の衝突検知装置1は、圧力センサ110は、複数の第1の電極112と、複数の第1の電極112に対向する位置に設けられた複数の第2の電極115と、複数の第2の電極115のそれぞれの表面に設けられた複数の誘電体114とを有し、駆動回路120は、互いに対向する位置に設けられた複数の第1の電極112の1つと複数の第2の電極115の1つとの間の静電容量を測定することにより圧力分布を取得し、第1の電極112と第2の電極115は、少なくとも一方が可撓性である。これにより、誘電体114で覆われた第2の電極115を配置する表面が湾曲しているような場合でも、圧力センサ110を配置することができる。
In the
本開示の車両は、以上のような衝突検知装置を備える。 The vehicle of the present disclosure includes the above-mentioned collision detection device.
(実施の形態2)
1.構成
1.1 全体の構成
図16及び図17は、本開示の実施の形態2に係る圧力センサ110及び駆動回路120を示す模式図である。本実施の形態の圧力センサ110は、誘電体114で覆われた第2の電極115が、保護カバー111側の第1の電極112と、車体400側の第1の電極113とに挟まれた構成となっている。第1の電極112と第1の電極113とは、実施の形態1で説明した構成材料の範囲と同様の範囲内から選択されてもよい。第1の電極112と第1の電極113とは、導電性ゴムから構成されていることが好ましく、またシート形状を有することが好ましい。導電性ゴムは、実施の形態1で説明した構成材料と同様の構成材料から成る導電性ゴムであってもよい。誘電体114及び第2の電極115は、実施の形態1で説明した構成材料の範囲と同様の範囲内から選択されてもよい。
(Embodiment 2)
1. 1. Configuration 1.1 Overall Configuration FIGS. 16 and 17 are schematic views showing the
1.2 駆動回路120の構成
駆動回路120は、第1の電極112から引き出された配線、第2の電極115から引き出された配線、および第1の電極113が、それぞれ端子T1、端子T2、及び端子T5を介して電気的に接続されている。ノイズの影響の低減による押圧力検出の安定化の観点から、第1の電極112から引き出された配線のうち、静電容量の測定に関与していない第1の電極112および第1の電極113から引き出された配線は、駆動回路120のグランドの電位とすることが好ましい。駆動回路120は、上述した事項以外は、実施の形態1の駆動回路120と同様の構成を有している。
1.2 Configuration of
本実施の形態の圧力センサ110においては、様々な組み合わせの端子間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。例えば、端子T1と端子T5との間の静電容量の変化、端子T1と端子T2との間の静電容量の変化、及び端子T2と端子T5との間の静電容量の変化から成る群から選択される1つ以上の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。
In the
感圧感度の向上の観点から、上記群から選択される2つ以上の変化、好ましくは端子T1と端子T2との間で静電容量の変化及び端子T2と端子T5との間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することが好ましい。 From the viewpoint of improving pressure sensitivity, two or more changes selected from the above group, preferably the change in capacitance between terminal T1 and terminal T2 and the capacitance between terminal T2 and terminal T5. It is preferable to measure the pressing force by measuring the change in.
2.効果等
本実施の形態の圧力センサ110においては、第1の電極112及び第1の電極113として、弾性率(ヤング率)が異なるものを使用することにより、押圧力の測定範囲をより一層、広くすることができる。例えば、第1の電極112の弾性率が比較的低く、第1の電極113の弾性率が比較的高い場合、第1の電極112が図17に示すように潰れてから、第1の電極113が変形するため、押圧力の測定範囲がより一層、広くなる。
2. 2. Effects, etc. In the
本実施の形態の圧力センサ110においても、誘電体114を変形させることなく、接触領域の面積の変化に基づく上記端子間の静電容量の変化を測定することで、押圧力が測定されるため、比較的簡易な構成で、比較的広い範囲の押圧力を測定することができる。
Also in the
本実施の形態の圧力センサ110においては、2つの第1の電極112,113が使用されるため、ノイズの影響が少なく、押圧力を安定して検出できる。
In the
(実施の形態3)
1.圧力センサ110の構成
図18及び図19は、実施の形態3における圧力センサの構成を示す模式図である。図18に示すように、本実施の形態における第1の電極112は、第2の電極115と対向する位置において、円環状に形成されており、第1の電極112の両端が同一方向を向くように構成されている。また、本実施の形態における第2の電極115は、左右方向に連続した部材から構成されるのではなく、第1の電極112と対向位置ごとに、独立した略四角形状となっている。
(Embodiment 3)
1. 1. Configuration of
第1の電極112、第2の電極115、及び誘電体114は、実施の形態1で説明した構成材料の範囲と同様の範囲内から選択されてもよい。第1の電極112は、導電性ゴムから構成されていることが好ましく、またシート形状を有することが好ましい。導電性ゴムは、実施の形態1で説明した構成材料と同様の構成材料から成る導電性ゴムであってもよい。
The
本実施の形態における第1の電極112の一端は、終端処理されていてもよく、他端に電気的に接続されていてもよい。第1の電極112の一端は、駆動回路120に接続される。
One end of the
2.効果等
本実施の形態における圧力センサ110においては、図19及び図18に点線で示すように、第1の電極112を覆う誘電体114が、第2の電極115と接触する範囲が、実施の形態1及び実施の形態2の場合よりも大きいので、実施の形態1及び実施の形態2の場合よりも高感度で静電容量を測定することができる。
2. 2. Effect, etc. In the
(実施の形態4)
1.構成
1.1 全体の構成 図20及び図21は、本開示の実施の形態4に係る圧力センサ110及び駆動回路120を示す模式図である。本実施の形態の圧力センサ110は、誘電体114で覆われた第2の電極115が、保護カバー111側の第1の電極112と、保護カバー116とに挟まれた構成となっている。電極112は、実施の形態1で説明した構成材料の範囲と同様の範囲内から選択されてもよい。電極112は、導電性ゴムから構成されていることが好ましく、またシート形状を有することが好ましい。導電性ゴムは、実施の形態1で説明した構成材料と同様の構成材料から成る導電性ゴムであってもよい。誘電体114は、実施の形態1で説明した構成材料の範囲と同様の範囲内から選択されてもよい。保護カバー116は、実施の形態1で説明した保護カバー111の構成材料と同様の構成材料から選択されてもよい。
(Embodiment 4)
1. 1. Configuration 1.1 Overall Configuration FIGS. 20 and 21 are schematic views showing the
1.2 駆動回路120の構成
駆動回路120は、第1の電極112から引き出された配線、第2の電極115から引き出された配線が、それぞれ端子T1、端子T2を介して電気的に接続されている。ノイズの影響の低減による押圧力検出の安定化の観点から、第1の電極112から引き出された配線のうち、静電容量の測定に関与していない第1の電極112から引き出された配線は、駆動回路120のグランドの電位とすることが好ましい。駆動回路120は、上述した事項以外は、実施の形態1の駆動回路120と同様の構成を有している。
1.2 Configuration of
本実施の形態の圧力センサ110においては、端子T1と端子T2との間の静電容量の変化を計測することで、押圧力を測定することができる。
In the
2.効果等
本実施の形態の圧力センサ110においては、車体400との間に保護カバー116を設けることにより、誘電体114の磨耗を防ぎ、信頼性を増すことができる。
2. 2. Effects, etc. In the
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
(Other embodiments)
As described above, the first embodiment has been described as an example of the technology disclosed in the present application. However, the technique in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, etc. are made as appropriate. It is also possible to combine the components described in the first embodiment to form a new embodiment. Therefore, other embodiments will be illustrated below.
上記実施の形態1及び実施の形態2においては、第1の電極112、第1の電極113、及び第2の電極115の少なくともいずれか一つが可撓性であればよい。圧力センサ110に押圧力が付与された際に、第1の電極112または第1の電極113と誘電体114との接触面積の変化により、静電容量を測定できる。
In the first embodiment and the second embodiment, at least one of the
可撓性のある電極は、接地されていてもよい。これにより、圧力センサはノイズに強くなる。可撓性のある電極は、導電ゴムに限らず、スポンジの表面に導体層を形成したものでもよい。可撓性のある電極は、互いに連結されていてもよい。可撓性のある電極を用いることにより、圧力センサ110を車体の曲面に合わせて配置しやすくすることができる。
The flexible electrode may be grounded. This makes the pressure sensor resistant to noise. The flexible electrode is not limited to the conductive rubber, and may have a conductor layer formed on the surface of the sponge. The flexible electrodes may be connected to each other. By using the flexible electrode, the
保護カバー111は、導体または絶縁体を用いることが好ましい。
It is preferable to use a conductor or an insulator for the
1つの圧力センサ110のサイズは、例えば、縦横5mm×5mm〜5cm×5cm、厚さ1〜2mmであることが好ましい。
The size of one
圧力センサ110は、車両の上面、例えば、ボンネットや天井に配置してもよい。
The
圧力センサ110は、例えば、指で触れた程度の力を検出するように構成可能である。圧力センサ110は、常時動作(通電)してもよく、代替として、近接センサなどを併用し、何らかの物体の接近時にのみ動作してもよい。
The
圧力センサ110と、他のセンサ(カメラなど)とを組み合わせ、衝突検出の精度を向上させてもよい。
The
衝突直後の圧力の時間的変化を示す時系列信号を参照して、衝突検出の精度を向上させてもよい。 The accuracy of collision detection may be improved by referring to a time-series signal indicating a change in pressure immediately after a collision.
車両の上面に圧力センサ110を設けて、これらの圧力センサ110に、均等な力が継続的にかかっている場合には、「多量の積雪がある」と判断し、ユーザにメールなどにより通知してもよく、ヒーターを動作させてもよい。
A
上記実施の形態においては、感圧装置の一例として、車両に取り付ける衝突検知装置を説明した。しかし、本開示の思想は、他の種類の感圧装置にも適用することができる。例えば、本開示は、ベビーカーや、大型の運搬装置のような移動体に、接触検知装置等として適用できる。 In the above embodiment, a collision detection device attached to a vehicle has been described as an example of the pressure sensitive device. However, the ideas of the present disclosure can also be applied to other types of pressure sensitive devices. For example, the present disclosure can be applied as a contact detection device or the like to a moving body such as a stroller or a large-sized transport device.
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。 As described above, an embodiment has been described as an example of the technique in the present disclosure. To that end, the accompanying drawings and detailed description are provided. Therefore, among the components described in the attached drawings and the detailed description, not only the components essential for solving the problem but also the components not essential for solving the problem in order to exemplify the above technology. Can also be included. Therefore, the fact that these non-essential components are described in the accompanying drawings or detailed description should not immediately determine that those non-essential components are essential.
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 Further, since the above-described embodiment is for exemplifying the technique in the present disclosure, various changes, replacements, additions, omissions, etc. can be made within the scope of claims or the equivalent thereof.
本開示は、圧力センサを備えた感圧装置に適用可能である。具体的には、本開示は、車両に取り付けられる衝突検知装置などに適用可能である。 The present disclosure is applicable to a pressure sensitive device including a pressure sensor. Specifically, the present disclosure is applicable to a collision detection device or the like attached to a vehicle.
1 衝突検知装置
110 圧力センサ
120 駆動回路
130 判定回路
140 記憶回路
210 安全装置
1
Claims (9)
前記感圧部が受ける圧力分布を取得する測定部と、
前記測定部の測定情報をその経時変化とともに記録する記録部と、を備えた、
感圧装置。 The pressure-sensitive part provided on the surface of the vehicle and
A measuring unit that acquires the pressure distribution received by the pressure-sensitive unit, and
A recording unit that records the measurement information of the measurement unit along with the change over time is provided.
Pressure sensitive device.
請求項1に記載の感圧装置。 A moving unit that operates based on the measurement information measured by the measuring unit is provided.
The pressure sensitive device according to claim 1.
車内に対して動作するエアバッグの作動、
車外に対して動作するエアバッグの作動、
自動ブレーキ操作、自動ハンドル操作、警報器の作動、のいずれかである、
請求項2に記載の感圧装置。 The operation of the moving unit when the vehicle is running is
Actuation of airbags that operate against the inside of the vehicle,
Operation of airbags that operate against the outside of the vehicle,
One of automatic braking operation, automatic steering wheel operation, and alarm activation,
The pressure sensitive device according to claim 2.
前記車両の走行速度と前記測定情報とに基づき、
動作する前記エアバッグが選択される、
請求項3に記載の感圧装置。 It has a plurality of airbags that operate against the outside of the vehicle,
Based on the traveling speed of the vehicle and the measurement information
The working airbag is selected,
The pressure sensitive device according to claim 3.
監視装置の起動、警報器の作動、車両所有者への通報、のいずれかである、
請求項2に記載の感圧装置。 The operation of the moving unit when the vehicle is stopped is
Either activate the monitoring device, activate the alarm, or notify the vehicle owner,
The pressure sensitive device according to claim 2.
第1の方向に伸び、弾性を有する複数の第1の電極と、
前記第1の方向と交差する第2の方向に伸びる複数の第2の電極と、
前記複数の第2の電極の表面に設けられた複数の誘電体と、を有し、
前記測定部は、前記複数の第1の電極の1つと前記複数の第2の電極の1つとの間の静電容量を測定することにより圧力分布を取得する、
請求項1または2のいずれかに記載の感圧装置。 The pressure sensitive part
A plurality of first electrodes extending in the first direction and having elasticity,
A plurality of second electrodes extending in a second direction intersecting the first direction,
It has a plurality of dielectrics provided on the surface of the plurality of second electrodes.
The measuring unit acquires a pressure distribution by measuring the capacitance between one of the plurality of first electrodes and one of the plurality of second electrodes.
The pressure sensitive device according to claim 1 or 2.
弾性を有する複数の第1の電極と、
前記複数の第1の電極のそれぞれの対向する位置にそれぞれ設けられた複数の第2の電極と、
前記複数の第2の電極のそれぞれの表面に設けられた複数の誘電体と、
を有し、
前記測定部は、互いに対向する位置に設けられた前記複数の第1の電極の1つと前記複数の第2の電極の1つとの間の静電容量を測定することにより圧力分布を取得する、
請求項1または2のいずれかに記載の感圧装置。 The pressure sensitive part
With a plurality of elastic first electrodes,
A plurality of second electrodes provided at opposite positions of the plurality of first electrodes, and a plurality of second electrodes.
A plurality of dielectrics provided on the respective surfaces of the plurality of second electrodes, and
Have,
The measuring unit acquires a pressure distribution by measuring the capacitance between one of the plurality of first electrodes provided at positions facing each other and one of the plurality of second electrodes.
The pressure sensitive device according to claim 1 or 2.
複数の第1の電極と、
前記複数の第1の電極に対向する位置に設けられた複数の第2の電極と、
前記複数の第2の電極のそれぞれの表面に設けられた複数の誘電体と、
を有し、
前記測定部は、互いに対向する位置に設けられた前記複数の第1の電極の1つと前記複数の第2の電極の1つとの間の静電容量を測定することにより圧力分布を取得し、
前記第1の電極と前記第2の電極は、少なくとも一方が可撓性である、
請求項1または2のいずれかに記載の感圧装置。 The pressure sensitive part
With multiple first electrodes,
A plurality of second electrodes provided at positions facing the plurality of first electrodes,
A plurality of dielectrics provided on the respective surfaces of the plurality of second electrodes, and
Have,
The measuring unit acquires a pressure distribution by measuring the capacitance between one of the plurality of first electrodes provided at positions facing each other and one of the plurality of second electrodes.
At least one of the first electrode and the second electrode is flexible.
The pressure sensitive device according to claim 1 or 2.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017211226A JP2021014131A (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Pressure sensitive device and vehicle |
PCT/JP2018/038569 WO2019087770A1 (en) | 2017-10-31 | 2018-10-17 | Pressure-sensing device and vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017211226A JP2021014131A (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Pressure sensitive device and vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021014131A true JP2021014131A (en) | 2021-02-12 |
Family
ID=66331427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017211226A Pending JP2021014131A (en) | 2017-10-31 | 2017-10-31 | Pressure sensitive device and vehicle |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021014131A (en) |
WO (1) | WO2019087770A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112308723A (en) * | 2019-07-31 | 2021-02-02 | 北京钛方科技有限责任公司 | Vehicle detection method and system |
JP7296603B2 (en) | 2019-12-16 | 2023-06-23 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Detection circuit and load detection device |
CN113514996B (en) * | 2021-07-23 | 2022-05-13 | 中国科学技术大学 | Electrochromic visual pressure sensor and construction method thereof |
WO2023084807A1 (en) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Load sensor |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4590257B2 (en) * | 2004-12-28 | 2010-12-01 | クラリオン株式会社 | Vehicle contact detection device, control method, control program, and recording medium |
JP2007315875A (en) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Omron Corp | Pressure-sensitive sensor |
JP2014142193A (en) * | 2013-01-22 | 2014-08-07 | Oga Inc | Load distribution detector |
JP5804032B2 (en) * | 2013-11-26 | 2015-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle control device |
JP2016092614A (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-23 | エイディシーテクノロジー株式会社 | On-vehicle camera system |
JP2016115401A (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-23 | 株式会社朝日ラバー | Click feeling-giving pressure sensitive sensor |
JP2017019378A (en) * | 2015-07-09 | 2017-01-26 | 株式会社デンソー | Protection control device |
-
2017
- 2017-10-31 JP JP2017211226A patent/JP2021014131A/en active Pending
-
2018
- 2018-10-17 WO PCT/JP2018/038569 patent/WO2019087770A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019087770A1 (en) | 2019-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2021014131A (en) | Pressure sensitive device and vehicle | |
JP4504904B2 (en) | Code switch and detection device using the same | |
US6744354B2 (en) | System for sensing whether an object struck in a collision is a pedestrian | |
JP6761963B2 (en) | Crew information detection sensor for steering wheel | |
US7401532B2 (en) | Passenger detection system | |
JP2008536753A (en) | Collision sensor system for pedestrian protection | |
US20040108157A1 (en) | Pedestrian-vehicle collision detecting apparatus | |
US20060185923A1 (en) | Collision detection sensor for vehicle and obstacle discrimination device using the same | |
US6693549B2 (en) | Sensor arrangement | |
CN105051571A (en) | Combination capacitive and resistive obstacle sensor | |
JP2009524198A (en) | Proximity sensor with edge connection and manufacturing method thereof | |
JP2008107232A (en) | Means for sensing crash | |
KR101953991B1 (en) | Traction battery and vehicle having such a battery | |
JP6233848B2 (en) | Proximity and contact sensor devices in automotive handles | |
US8346440B2 (en) | Occupant detection system and method of controlling the system | |
JP2008527317A (en) | Sensor mat with two switching levels | |
JP2008542777A (en) | Method and apparatus for identifying sheet occupancy | |
US20230358570A1 (en) | Apparatus and method of producing a sensing substrate | |
EP1899997B1 (en) | Foil-type switching element, in particular for use in collision detection systems | |
US10436656B2 (en) | Impact sensor | |
US11565739B2 (en) | Self-standing sandwich structure including at least one capacitive sensor member and/or at least one heater member for automotive vehicle applications | |
JP5957201B2 (en) | Foreign matter detection sensor mounting structure and foreign matter detection device | |
US10814898B2 (en) | Steering wheel assembly | |
JP2017177920A (en) | Contact determination device for steering wheel | |
WO2022002058A1 (en) | Body housing and vehicle having same |