JP4485962B2

JP4485962B2 - 車両用衝突センサ

Info

Publication number: JP4485962B2
Application number: JP2005005043A
Authority: JP
Inventors: 孝博亀井; 能正江口; 茂郎桃原; 高裕大本; 信宏森山; 巌松永
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Kureha Corp
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Kureha Corp
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: JP2006194669A

Description

この発明は、車両用衝突センサに関するものである。

従来、車体に物体が接触または衝突したことを検出するセンサとして、車両の構造要素に沿って配置され、可変抵抗出力を発生可能な曲がり感応抵抗要素あるいは可変出力信号を発生可能な変形センサを可撓性基板上に配置した車両衝撃検出システム（例えば、特許文献１参照）が知られている。
特表２００３−５１０２１６号公報

ところで、上記従来技術に係る車両衝撃検出システムでは、導電性インキのインキストリップに生じるクラックの大きさに応じて電気抵抗が増大する曲がり感応抵抗要素を用いることが記載されている。しかしながら、可撓性基板上に印刷されたインキストリップでは、可撓性基板の変形に伴いクラックの大きさやクラックの発生数が増大するだけであるから、センサとしての寿命が短いという問題が生じる。
また、この車両衝撃検出システムでは、単に、圧電ケーブルや光ファイバケーブルにより構成される変形センサを用いることが記載されている。しかしながら、変形センサの構成に関する詳細は記載されておらず、これらの変形センサによって所望の検出感度を確保することが困難であるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、センサの配置に要するスペースが増大することを防止しつつ、所望の検出感度を確保することが可能な車両用衝突センサを提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車両用衝突センサは、車体に物体が接触または衝突したことを検出する車両用衝突センサであって、複数の検出素子（例えば、実施の形態での圧電素子２４）と、該複数の検出素子が長手方向に沿って配列された可撓性基板（例えば、実施の形態でのフレキシブル基板２３）と、該可撓性基板を被覆する保護部材（例えば、実施の形態での絶縁性保護フィルム２５）と、前記可撓性基板の長手方向の両端に配置された２つの外部配線（例えば、実施の形態での外部配線４１Ｌ，４１Ｒ）とを備え、前記検出素子は、圧電フィルム（例えば、実施の形態での圧電フィルム３１）と、該圧電フィルムを厚さ方向の両側から挟み込んで該圧電フィルムから電気信号を出力する信号電極および接地電極からなる電極対（例えば、実施の形態での信号電極３２および接地電極３３）とを備え、前記電極対の一方の電極に接続された電極端子（例えば、実施の形態での信号端子３２ａ）は前記圧電フィルムを厚さ方向に貫通する貫通孔（例えば、実施の形態での貫通孔３１ａ）に装着され、該電極端子の端部は前記電極対の他方の電極が配置された前記圧電フィルムの表面上で前記他方の電極から離間して露出し、前記可撓性基板は、前記複数の検出素子の前記接地電極に接続される単一の接地配線と、前記複数の検出素子の前記信号電極毎に接続される複数の信号配線とを備え、前記信号配線は、前記可撓性基板の長手方向に沿って延びる信号配線直線部を備え、複数の前記信号配線直線部は、一方の前記外部配線（例えば、実施の形態での外部配線４１Ｌ）に接続されて前記可撓性基板の短手方向に配列される複数の前記信号配線直線部（例えば、実施の形態での複数の信号配線直線部２１ｂ _Ｌ１，…，２１ｂ _Ｌｍ）と、他方の前記外部配線（例えば、実施の形態での外部配線４１Ｒ）に接続されて前記可撓性基板の短手方向に配列される複数の前記信号配線直線部（例えば、実施の形態での複数の信号配線直線部２１ｂ _Ｒ１，…，２１ｂ _Ｒｊ）とに、前記可撓性基板の長手方向で互いに独立に、配分されている。

上記構成の車両用衝突センサによれば、圧電フィルムから電気信号を出力する電極対を可撓性基板上に形成された所定の配線に接続し、これらの圧電フィルムが装着された可撓性基板をフィルム状等の保護部材によって被覆して一体化することにより、圧電フィルムからの電気信号を外部に出力させるための配線構造が複雑化することを防止し、センサの厚さが増大することを抑制しつつ、所望の検出感度を確保することができる。

上記構成の車両用衝突センサによれば、圧電フィルムを電極対によって厚さ方向の両側から挟み込んで形成した検出素子の厚さ寸法が増大することを防止しつつ、圧電フィルムの他方の表面上に、電極対の他方の電極と、電極対の一方の電極に接続された電極端子とを露出させることにより、圧電フィルムの電極対と可撓性基板上の配線とを単純な構成で容易に接続することができると共に、センサの厚さが増大することを抑制することができる。

上記構成の車両用衝突センサによれば、複数の検出素子を可撓性基板上に装着した場合であっても、各検出素子と可撓性基板上の配線との接続構造が複雑化することを防止しつつ、センサの厚さが増大することを防止することができる。

以上説明したように、本発明の車両用衝突センサによれば、圧電フィルムからの電気信号を外部に出力させるための配線構造が複雑化することを防止し、センサの厚さが増大することを抑制することができる。
さらに、圧電フィルムの電極対と可撓性基板上の配線とを単純な構成で容易に接続することができると共に、センサの厚さが増大することを抑制することができる。
さらに、複数の検出素子を可撓性基板上に装着した場合であっても、各検出素子と可撓性基板上の配線との接続構造が複雑化することを防止しつつ、センサの厚さが増大することを防止することができる。
さらに、可撓性基板の短手方向の寸法を、より小さくすることができ、車両用衝突センサの車両搭載性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態に係る車両用衝突センサについて添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両用衝突センサ１０は、車両１の外表面近傍、例えば図１および図２に示すように車両１の前部ではフロントバンパフェース１１の内面１１Ａ上に配置され、車両１の外表面と物体との接触および衝突を検出する。
例えば図１に示す車両１の前部では、車体骨格部材を構成する１対のフロントサイドフレーム１２，１２が車体前後方向に沿って延びるようにして、かつ、互いに車幅方向に離間して設けられている。これら１対のフロントサイドフレーム１２，１２は、各先端部がブラケット等の接続部材を介して略車幅方向に沿って延びるフロントバンパビーム１３に連結されている。
そして、フロントバンパビーム１３から車体前後方向前方側にずれた位置には、車両１の外表面を構成するフロントバンパフェース１１が略車幅方向に沿って延びるようにして設けられており、例えば図２に示すように、フロントバンパフェース１１の内面１１Ａ上に配置された車両用衝突センサ１０と、フロントバンパビーム１３とが離間して配置されている。

車両用衝突センサ１０は、例えば図３および図４に示すように、所定の信号配線２１および接地配線２２からなる配線パターンが基板本体２３ａ上に形成されたフレキシブル基板２３と、複数の圧電素子２４，…，２４と、１対の絶縁性保護フィルム２５，２５とを備えて構成され、複数の圧電素子２４，…，２４が装着されたフレキシブル基板２３は厚さ方向の両側から挟み込まれるようにして１対の絶縁性保護フィルム２５，２５により被覆されている。

例えば図３に示すように、略長方形板状の基板本体２３ａは、長手方向の寸法がフロントバンパフェース１１の略車幅方向に沿った適宜の寸法となるように形成され、この基板本体２３ａの表面上には、短手方向の一方の端部において長手方向に沿って延びる互いに独立した複数の信号配線直線部２１ｂ_１，…，２１ｂ_ｋ，…，２１ｂ_ｎ（ｋ＝１，…，ｎ；ｎは任意の自然数）と、基板本体２３ａの長手方向に沿った適宜の複数の位置で各信号配線直線部２１ｂ_ｋの一方の端部に形成された各信号配線接続部２１ａ_ｋと、短手方向の他方の端部において長手方向に沿って延びる単一の接地配線直線部２２ｂと、この接地配線直線部２２ｂの長手方向に沿った適宜の複数の位置に形成された複数の接地配線接続部２２ａ，…，２２ａとが配線パターンとして形成されている。

圧電素子２４は、分極処理したフッ化ビニリデン系樹脂等のポリマー圧電体からなる略長方形膜状の圧電フィルム３１と、この圧電フィルム３１を厚さ方向の両側から挟み込むようにして配置され、圧電フィルム３１に生じる電荷を電圧として検出する一対の信号電極３２および接地電極３３とを備えて構成されている。なお、各電極３２，３３は、例えば導電性の薄板あるいは金属ペーストや蒸着金属等により形成されている。
この圧電フィルム３１には、例えば図４に示すように、厚さ方向に貫通する貫通孔３１ａが形成され、この貫通孔３１ａの一方の開口部は信号電極３２に臨むように、かつ、他方の開口部は接地電極３３と干渉しないように設定されている。そして、信号電極３２に接続された信号端子３２ａが圧電フィルム３１の貫通孔３１ａ内に装着され、この信号端子３２ａの端部が圧電フィルム３１の他方の表面上で露出するように設定されている。これにより、圧電フィルム３１の他方の表面上には、接地電極３３と信号端子３２ａとが、例えば長手方向に沿って、離間して配置され、圧電素子２４がフレキシブル基板２３に装着された状態では、信号端子３２ａが信号配線接続部２１ａ_ｋに当接し、接地電極３３が接地配線接続部２２ａに当接するようになっている。
なお、信号端子３２ａと信号配線接続部２１ａ_ｋ、および、接地電極３３と接地配線接続部２２ａは、それぞれ導電性の接着剤等により接続固定される。

フレキシブル基板２３の端部には、各信号配線直線部２１ｂ_ｋの他方の端部に接続された各外部信号配線と接地配線直線部２２ｂの端部に接続された外部接地配線とを樹脂によりモールド加工して一体化した外部配線４１が形成され、この外部配線４１は制御装置４２に接続されている。
制御装置４２は、各圧電素子２４の一対の信号電極３２および接地電極３３で検出された電圧値に基づき、接触や衝突に係る各種の状態量を検知し、この検知結果、さらには、制御装置４２に具備された加速度センサや車両の各種の位置に配置された加速度センサ（例えば、サテライトセンサ）から出力される検出信号に基づき、各種の安全装置、例えばエアバッグを展開させるエアバッグ装置４３や、シートベルトを強制的に巻き取るシートベルト巻取装置４４や、ボンネットフードを強制的に浮上させるボンネットフード持上装置４５の作動を制御する。

上述したように、本実施の形態による車両用衝突センサ１０によれば、センサ構造が複雑化することを抑制しつつ、センサの厚さが増大することを防止することができる。
つまり、圧電フィルム３１を信号電極３２および接地電極３３によって厚さ方向の両側から挟み込んで形成した圧電素子２４の厚さ寸法が増大することを防止しつつ、圧電フィルム３１の他方の表面上に、接地電極３３と、信号電極３２に接続された信号端子３２ａとを露出させることにより、圧電フィルム３１の信号電極３２および接地電極３３とフレキシブル基板２３上の配線パターンとを単純な構成で容易に接続することができると共に、センサの厚さが増大することを抑制することができる。
しかも、複数の圧電素子２４，…，２４をフレキシブル基板２３上に装着した場合であっても、各圧電素子２４とフレキシブル基板２３上の配線パターンとの接続構造が複雑化することを防止しつつ、センサの厚さが増大することを防止することができる。

なお、上述した実施の形態においては、車両用衝突センサ１０をフロントバンパフェース１６の内面上に配置して車両１の前部と物体との接触および衝突を検出するとしたが、これに限定されず、例えばリヤバンパフェースの内面上に配置して車両１の後部と物体との接触および衝突を検出したり、ドア外板の内面上に配置して車両１の側部と物体との接触および衝突を検出してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、例えば図５（ａ）に示すように、フレキシブル基板２３の長手方向の一方の端部のみに外部配線４１を設けるとしたが、これに限定されず、例えば図５（ｂ）に示すように、フレキシブル基板２３の長手方向の一方および他方の両端部に外部配線４１Ｌ，４１Ｒを設けてもよい。この場合には、基板本体２３ａの表面上に形成する複数の信号配線直線部２１ｂ_１，…，２１ｂ_ｋ，…，２１ｂ_ｎ（ｋ＝１，…，ｎ；ｎは任意の自然数）を、一方の外部配線４１Ｌに接続される複数の信号配線直線部２１ｂ_Ｌ１，…，２１ｂ_Ｌｍと、他方の外部配線４１Ｒに接続される複数の信号配線直線部２１ｂ_Ｒ１，…，２１ｂ_Ｒｊ（ｍ，ｊは任意の自然数であって、ｍ＋ｊ＝ｎ）とに配分することができる。そして、例えば図５（ａ）に示すように、複数の信号配線直線部２１ｂ_１，…，２１ｂ_ｋ，…，２１ｂ_ｎがフレキシブル基板２３の短手方向に沿って順次配列される場合でのフレキシブル基板２３の短手方向の寸法Ｈａに比べて、例えば図５（ｂ）に示すように、短手方向に沿って順次配列された一方の信号配線直線部２１ｂ_Ｌ１，…，２１ｂ_Ｌｍと、短手方向に沿って順次配列された他方の信号配線直線部２１ｂ_Ｒ１，…，２１ｂ_Ｒｊとを、互いに短手方向に沿って配列されないようにして独立に配置することで、フレキシブル基板２３の短手方向の寸法Ｈｂを、より小さくすることができる。これにより、車両用衝突センサ１０の車両搭載性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用衝突センサを搭載した車両の前部を概念的に示す図である。本発明の実施形態に係る車両用衝突センサを搭載した車両の前部の側断面図である。本発明の実施形態に係る車両用衝突センサの要部分解斜視図である。図３に示す車両用衝突センサの要部断面図である。図５（ａ）は、本発明の実施形態に係るフレキシブル基板での複数の信号配線直線部の配線パターンを示す図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例に係るフレキシブル基板での複数の信号配線直線部の配線パターンを示す図である。

符号の説明

１０車両用衝突センサ
２３フレキシブル基板（可撓性基板）
２４圧電素子（検出素子）
２５絶縁性保護フィルム（保護部材）
３１圧電フィルム
３１ａ貫通孔
３２信号電極（電極対）
３２ａ信号端子（電極端子）
３３接地電極（電極対）

Claims

車体に物体が接触または衝突したことを検出する車両用衝突センサであって、
複数の検出素子と、該複数の検出素子が長手方向に沿って配列された可撓性基板と、該可撓性基板を被覆する保護部材と、前記可撓性基板の長手方向の両端に配置された２つの外部配線とを備え、
前記検出素子は、圧電フィルムと、該圧電フィルムを厚さ方向の両側から挟み込んで該圧電フィルムから電気信号を出力する信号電極および接地電極からなる電極対とを備え、
前記電極対の一方の電極に接続された電極端子は前記圧電フィルムを厚さ方向に貫通する貫通孔に装着され、該電極端子の端部は前記電極対の他方の電極が配置された前記圧電フィルムの表面上で前記他方の電極から離間して露出し、
前記可撓性基板は、前記複数の検出素子の前記接地電極に接続される単一の接地配線と、前記複数の検出素子の前記信号電極毎に接続される複数の信号配線とを備え、
前記信号配線は、前記可撓性基板の長手方向に沿って延びる信号配線直線部を備え、
複数の前記信号配線直線部は、一方の前記外部配線に接続されて前記可撓性基板の短手方向に配列される複数の前記信号配線直線部と、他方の前記外部配線に接続されて前記可撓性基板の短手方向に配列される複数の前記信号配線直線部とに、前記可撓性基板の長手方向で互いに独立に、配分されていることを特徴とする車両用衝突センサ。