JP4816187B2 - 衝突検知手段 - Google Patents

Description

本発明は、車両に取り付けられ車両に対する衝突を検知する衝突検知手段に関し、詳しくは、車両のバンパへの衝突を検知する衝突検知手段に関する。

近年、車両において事故時の安全性の向上が図られている。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が致命的なダメージを受けないことも求められてきている。

車両に衝突した歩行者の保護手段としては、車両に衝突してボンネットに倒れ込んできた歩行者がうける傷害値（歩行者が受ける衝撃）を下げる方法が考えられている。歩行者が受ける衝撃を下げることで、歩行者が致命的なダメージを受けることを抑える。このような保護装置において歩行者などの車両への衝突を検知することが重要となっている。

車両への衝突を検知する手段としては、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１には、車両のフロントセンサであって、当該フロントセンサが、接触センサとして形成されている形式のものにおいて、当該フロントセンサが、少なくとも１つのキャビティを有しており、該キャビティ内に、それぞれ１つの感知素子が設けられており、当該フロントセンサが、感知素子によって、キャビティの変形に依存して衝突を検知するようになっていることを特徴とする車両のフロントセンサが開示されている。

しかしながら、特許文献１には、歩行者衝突を探知することができる別のセンサを組み付けることが開示されている。つまり、特許文献１に開示された車両のフロントセンサは、歩行者の衝突の検知には不適である。

車両のバンパへの歩行者の衝突の検知を目的として特許文献１に記載の検出方法を車両のバンパに適用することについて検討したところ、図４〜５に示した構成の衝突検知手段が考えられた。図４は衝突検知手段の構成を示した図であり、図５は図４中のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。この構造は、図４〜５に示したように、バンパリインフォースメント１とその前面にもうけられたアブソーバ２とで空間を形成し、形成された空間に、別体に形成された内部にチャンバ空間３０（特許文献１のキャビティに相当する空間）を持つチャンバ部材３を配置する構成をもち、チャンバ空間３０の圧力変動から歩行者の衝突を検知する。そして、このような構造の衝突検知手段は、バンパリインフォースメント１とアブソーバ２とをチャンバ部材を収容した状態で製造し、その後、フロントサイドメンバＦｍにネジ止めにより接合固定する。

しかしながら、この構成では、チャンバ部材３を収容したアッセンブリをフロントサイドメンバＦｍに固定するためのネジ７を取り付けるための取り付け穴６が必要となり、この取り付け穴６の形成された部分の形状（アブソーバ２およびチャンバ部材３の形状）が複雑化するという問題があった。形状の複雑化は、製造に要するコストを上昇するだけでなく、衝突の検出精度の低下も招く。

アッセンブリの形状の複雑化は、チャンバ部材の形状の複雑化（たとえば、取り付け穴に対応した貫通孔をもうける）を招く。チャンバ部材の形状が複雑化すると、衝突時に生じるチャンバ空間の圧力変化の変化量が、衝突場所により変化するようになる。

さらに、取り付け穴に対応した貫通孔をチャンバ部材がもつ構成となると、貫通孔を区画する側壁が車両の前後方向に延びた状態で存在することとなり、この側壁がチャンバ部材の変形を阻害する。この結果、検出精度が低下する。

また、チャンバ部材を一対のサイドメンバの間のみに配置することも考えられるが、このような構成では、車両の幅方向の両端部における衝突を検知できなくなるという問題があった。
特表２００５−５３８８８１号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、車両のバンパへの歩行者の衝突を検知できる衝突検知手段を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明者らは車両のバンパへ組み付けることができる衝突検知手段について検討を重ねた結果本発明をなすに至った。

本発明の衝突検知手段は、車両のサイドメンバに固定された裏板と、裏板に着脱可能な状態で組み付けられ、裏板との間に空間を区画するアブソーバと、裏板とアブソーバとの間に区画された空間に配置された密閉されたチャンバ空間を区画するチャンバ部材と、チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、を有し、アブソーバと裏板の一方に係止ツメをもうけ、他方に係止ツメが係止する係止穴をもうけ、係止ツメを係止穴に係止するように、アブソーバを裏板に差し込んで係止して組み付けてなる、チャンバ空間内の圧力の変動から衝突を検知することを特徴とする。

本発明の衝突検知手段は、アブソーバが裏板に着脱可能な状態で組み付けられている。つまり、裏板のみをサイドメンバに固定した状態でアブソーバを組み付けることができる。これによりチャンバ部材の形状が複雑化しなくなり、衝突を検知する検知精度の低下が抑えられる。

本発明の衝突検知手段は、車両のサイドメンバに固定された裏板と、裏板に着脱可能な状態で組み付けられ、裏板との間に空間を区画するアブソーバと、裏板とアブソーバとの間に区画された空間に配置された密閉されたチャンバ空間を区画するチャンバ部材と、チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、を有する。つまり、本発明の衝突検知手段は、車両のサイドメンバが構成するバンパに取り付けられ、このバンパへの歩行者等の衝突を検知する。
そして、本発明の衝突検知手段は、アブソーバと裏板の一方に係止ツメをもうけ、他方に係止ツメが係止する係止穴をもうけ、係止ツメを係止穴に係止するように、アブソーバを裏板に差し込んで係止される。

本発明の衝突検知手段は、チャンバ部材により区画されたチャンバ空間の圧力変動から衝突を検知する。本発明の衝突検知手段は、圧力変動を測定されるチャンバ空間を区画するチャンバ部材を裏板やアブソーバと別体で形成できる。このことは、裏板とアブソーバとに区画される空間に気密性を要求しないことを示す。また、チャンバ部材は、裏板とアブソーバとの間に形成された空間に配置される。つまり、裏板とアブソーバとの間に形成された空間は、チャンバ部材を保持するための空間であり、歩行者の衝突の検知には直接関与しない。このことからも、裏板とアブソーバとの間に高い気密性が要求されておらず、裏板とアブソーバとの接合を全周にわたって必要としない。つまり、本発明のように、アブソーバを裏板に着脱可能な状態で組み付けることができ、この結果、サイドメンバに固定された状態で裏板にアブソーバを組み付けることができる。この結果、製造に要するコストの上昇が抑えられる。また、裏板とアブソーバとを全周にわたる溶接のような方法で接合しなくなり、溶接工程により生じるアブソーバのつぶれ特性の変化が抑えられ、所望の検知特性を得られる効果を発揮する。

また、本発明の衝突検知手段は、裏板をサイドメンバに組み付けた状態でアブソーバ（チャンバ部材）を組み付けることができることで、アブソーバやチャンバ部材に裏板をサイドメンバへ組み付けるための特別な構成が不要となっている。具体的には、上記従来技術で説明した貫通孔を必要としない。つまり、本発明の衝突検知手段は、アブソーバやチャンバ部材の構造の複雑化が抑えられている。このことから、所望の検知特性を得られる効果を発揮する。

裏板は、車両のサイドメンバに固定された部材であり、これにより本発明の衝突検知手段は車両のバンパに組み付けられ、車両のバンパへの衝突を検知できるようになる。裏板は、サイドメンバに固定されたバンパリインフォースメントやクラッシュボックスに固定する構成でもよいが、車両のサイドメンバに直接固定していることがより好ましい。さらに好ましくは、裏板がバンパリインフォースメントよりなることである。裏板がバンパリインフォースメントよりなることで、裏板となる部材を新たに追加する必要がなくなり、コストの上昇を抑えられる。

さらに、アブソーバが裏板に着脱可能な状態で組み付けられることで、軽微な衝突によりアブソーバのみが変形したとき（裏板に変形が生じていないとき）に、アブソーバのみを交換することで修理を行うことが可能となり、衝突後の修理費が低下するという効果を発揮する。

アブソーバは、裏板に着脱可能な状態で組み付けられ、裏板との間に空間を区画する部材である。アブソーバは裏板に組み付けられたときにチャンバ部材を収容する空間を区画する。また、アブソーバが着脱可能な状態で組み付けられる構成となったことで、上記したように、裏板がサイドメンバに固定した状態で組付けを行うことができる。

裏板及びアブソーバは、その材質が特に限定されるものではないが、鉄等の金属より形成することが好ましい。

チャンバ部材は、密閉されたチャンバ空間を区画する部材である。そして、チャンバ部材は、裏板とアブソーバとの間に区画された空間に配置される。チャンバ部材が裏板とアブソーバとの間に区画された空間に配置されることで、車両のバンパに組み付けられ、車両のバンパへの衝突を検知できるようになる。

チャンバ部材は、裏板とアブソーバとにより区画される空間に配置されたときに、すき間がなるべく生じない外周形状をもつことが好ましい。つまり、裏板とアブソーバとに区画された空間と略一致する形状であることが好ましい。

本発明の衝突検知手段は、車両へ衝突物が衝突をしたときに、衝突物がアブソーバを介してチャンバ部材を押圧し、チャンバ空間内の圧力を変動（上昇）させる。そして、この衝突時のチャンバ空間の圧力変動を圧力センサで測定する。圧力センサの測定結果から衝突を検知する。

上記したように、アブソーバは裏板に着脱可能な状態で組み付けられる。アブソーバと裏板を組み付ける方法は特に限定されるものではない。たとえば、アブソーバと裏板の一方に係止ツメをもうけ、他方に係止ツメが係止する係止穴をもうけておき、係止ツメと係止穴で係止する方法や、ネジ止めなどの方法をあげることができる。組み付け時の作業の容易さから、アブソーバに係止ツメを、裏板に係止穴を形成して、係止させる方法であることが好ましい。

本発明の衝突検知手段は、衝突物がアブソーバを介してチャンバ部材を押圧し、チャンバ空間の圧力を変化させる。つまり、アブソーバは、衝突物が押圧したときに、チャンバ部材を押圧できることが好ましい。このような構成となることで、衝突物の衝突の検知精度が向上する。アブソーバは、裏面方向に変位可能な状態で裏板に組み付けられることが好ましい。

チャンバ部材を形成する材質は特に限定されるものではないが、チャンバ部材に応力が加えられたときに、チャンバ部材自身の変形に要する応力が小さな材質であればよい。つまり、チャンバ部材は、柔軟性をもつ材質よりなることが好ましい。チャンバ部材が柔軟性をもつことで、チャンバ部材を配置してもアブソーバにより調節される車両のバンパのつぶれ特性が大きく変化することが抑えられる。

本発明の衝突検知手段は、チャンバ部材がアブソーバに押圧されてチャンバ空間の圧力が上昇することを検出することで、衝突の検知を行っている。つまり、チャンバ部材が硬質の材料よりなると、チャンバ空間の圧力が上昇（チャンバ部材が変形）するまでに、アブソーバを変形するための応力とチャンバ部材が変形するための応力とを必要とすることとなる。アブソーバのつぶれ特性が車両バンパのつぶれ特性を規定することから、チャンバ部材が変形するための応力が小さいことが好ましい。つまり、チャンバ部材が柔軟性をもつ材質よりなることで、所望の衝突を検出可能なつぶれ特性が維持される。

本発明の衝突検知手段は、組み付けられる車両のバンパへの衝突物の検知に効果を発揮するが、車両バンパへの歩行者の衝突を検知することが好ましい。

本発明の衝突検知手段は、圧力センサからの検出信号からチャンバ空間の圧力変動を求め、衝突の判定を行う演算手段をもつことが好ましい。演算手段をもつことで、衝突の判定を行うことができるだけでなく、衝突時の圧力変動から衝突物の判定を行うことができる。そして、歩行者であると判定したときには、車両の外部にもうけられた歩行者保護手段に作動信号を発することができる。
本発明の衝突検知手段において、アブソーバは、前記裏板側が開いた形状に形成されていることが好ましい。
本発明の衝突検知手段において、アブソーバは、断面が略コ字状であることが好ましい。
本発明の衝突検知手段において、アブソーバは、前記裏板に着脱可能な状態で固定されていることが好ましい。

以下、実施例を用いて本発明を説明する。

本発明の実施例として、衝突検知手段を製造した。

（実施例）
本実施例の衝突検知手段は、バンパリインフォースメント１、アブソーバ２、チャンバ部材３、圧力センサ４および演算手段（図示せず）と、から構成される。本実施例の衝突検知手段の構成を図１〜２に示した。なお、図１は、本実施例の衝突検知手段の上面図であり、図２は図１のＩ−Ｉ線における断面を示した図である。

バンパリインフォースメント１は、表面が車両の前方に対向した略帯状の金属板である。バンパリインフォースメント１は、帯の幅方向の中央部近傍１０が車両の前方側に、両端部１１，１１が車両後方側に位置するように、テーパ部１２，１２が中央部近傍１０と両端部１１，１１とを接続した断面凹字状に曲成された形状を有している。また、バンパリインフォースメント１は、後述の係止ツメ２０に対応した位置に係止穴１３が開口している。バンパリインフォースメント１は、帯ののびる方向が車両の幅方向にそった状態で、一対のフロントサイドメンバＦｍにネジ止めで固定されている。バンパリインフォースメント１が固定される車両のフロントサイドメンバＦｍは、車両のエンジンルームの前方に突出した一対の部材である。

アブソーバ２は、バンパリインフォースメント１に組み付けられる断面略コ字状に曲成された帯状の金属板である。そして、アブソーバ２は、バンパリインフォースメント１方向に突出した係止ツメ２０が外周部に形成されている。アブソーバ２の帯状の長手方向の両端部も、バンパリインフォースメント１に組み付けられたときに当接するように形成されている。つまり、アブソーバ２を組み付けたときに、バンパリインフォースメント１との間には、密閉されていない閉じた空間が形成される。

チャンバ部材３は、内部にチャンバ空間３０を区画した略柱状の部材である。そして、この柱状の軸方向がアブソーバ２およびバンパリインフォースメント１ののびる方向にそった状態で、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１とに区画された空間の内部に配置された。

圧力センサ４は、チャンバ部材３のチャンバ空間３０の圧力を測定するためのセンサであり、チャンバ部材３に組み付けられている。

演算手段は、圧力センサ４に接続され、圧力センサ４の検出信号からチャンバ空間３０の圧力を算出するとともに、算出された圧力から衝突の判定を行う。演算手段は、あらかじめ車両に搭載された演算手段としてもよい。好ましくは、乗員保護装置や歩行者保護装置の演算手段である。

本実施例の衝突検知手段は、バンパリインフォースメント１をフロントサイドメンバＦｍにネジ止めで固定し、その後、圧力センサ４を組み付けたチャンバ部材３を配置した状態でアブソーバ２をバンパリインフォースメント１に係止ツメ２０を係止穴１３に係止して固定することで製造できた。

本実施例の衝突検知手段による衝突の検知について以下に説明する。

本実施例の衝突検知手段が組み付けられた車両のバンパは、図３に示したように、バンパカバー５がアブソーバ２を被覆し、車両のバンパの外表面を形成している。

この車両のバンパに衝突物が衝突すると、衝突物が車両のバンパを押圧することとなる。衝突物は、車両のバンパのバンパカバー５を介してアブソーバ２を押圧する。そして、アブソーバ２に加えられた応力（押圧力）が所定の大きさ以上であるときに、アブソーバ２は、車両の前後方向での距離（略コ字状の開口部と底面との距離）が短くなるように圧縮され、変形する。

この変形により、略コ字状の底面がチャンバ部材３を押圧し、チャンバ部材３が圧縮される。この圧縮により、チャンバ空間３０の内部の圧力が上昇し、圧力センサ４が圧力の変化を測定し、演算手段が圧力の変化を検出する。そして、演算手段は、圧力の変化（上昇）から車両に衝突物が衝突したと判定する。また、演算手段は、圧力の変化の度合い（変化割合）から衝突物が歩行者等の人体あるいはそれに類するものであるか、他の車両など硬い構造物であるかを判定することもできる。このとき、演算手段には、車両の速度データも入力されたことが好ましい。

本実施例の衝突検知手段は、衝突の判定は、チャンバ部材３のチャンバ空間３０の圧力変動にもとづいてなされている。つまり、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１とにより区画される空間に気密性を要求していない。このため、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１をスポット溶接で接合することで、製造に要するコストの上昇を抑えることができた。また、アブソーバ２とバンパリインフォースメント１の溶接箇所を少なくすることができ、溶接工程において生じるアブソーバ２のつぶれ特性の変化を抑えることができ、検出精度にすぐれた衝突検知手段となった。

本実施例の衝突検知手段は、アブソーバ２およびチャンバ部材３の軸方向（車両の幅方向）に垂直な断面の断面形状が一定の形状であることから、車両の前方から衝突した衝突物により加わる応力が、車両の幅方向での場所によらず一定となり、チャンバ空間３０の圧力変動も一定となっている。つまり、車両のバンパへの衝突場所によらず、衝突を検知することができる。

また、本実施例の衝突検知手段においてチャンバ部材３は、アブソーバ２よりも軟質の材料より形成されている。このことは、衝突時に生じるアブソーバ２の変形をチャンバ部材３が規制しないことを示す。つまり、本実施例の衝突検知手段は、アブソーバ２のつぶれ特性を調節することで、検知すべき衝突を設定できる効果を発揮する。

さらに、本実施例の衝突検知手段は、バンパへの衝突物の衝突が、バンパリインフォースメント１に変形が生じない程度の軽微な衝突であるときには、変形を生じたアブソーバ２およびチャンバ部材３を交換することで、再び衝突検知手段が機能する。つまり、衝突後の修理における部品の交換の手間が低減できたる効果を発揮する。ここで、チャンバ部材３は、柔軟性をもつ材質よりなることで、チャンバ部材３自身が弾性をもつ。そして、衝突物が衝突して形状が変形しても、チャンバ部材３自身の弾性により形状が復元し、ふたたびチャンバ空間３０の圧力が検出可能となる。つまり、軽微な衝突では、チャンバ部材３の交換も必要なくなっており、衝突後の修理のコストがより低減する。

本実施例の衝突検知手段は、アブソーバ２のバンパリインフォースメント１への組付けが係止ツメ２０と係止穴１３との係止によりなされており、簡単に着脱することができる。つまり、衝突後のアブソーバの交換を簡単に行うことができた。

実施例の衝突検知システムの構成を示した図である。 実施例の衝突検知システムの構成を示した断面図である。 実施例の衝突検知システムを車両のバンパに組み付けたときの状態を示した図である。 従来の構成を適用した衝突検知システムの構成を示した図である。 従来の構成を適用した衝突検知システムの構成を示した断面図である。

符号の説明

１：バンパリインフォースメント １０：中央部近傍
１１：両端部 １２：テーパ部
１３：係止穴
２：アブソーバ ２０：係止ツメ
３：チャンバ部材 ３０：チャンバ空間
４：圧力センサ
５：バンパーカバー
６：取り付け穴
７：ネジ

Claims (9)

1. 車両のサイドメンバに固定された裏板と、
   該裏板に着脱可能な状態で組み付けられ、該裏板との間に空間を区画するアブソーバと、
   該裏板と該アブソーバとの間に区画された該空間に配置された密閉されたチャンバ空間を区画するチャンバ部材と、
   該チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、
   を有し、
   該アブソーバと該裏板の一方に係止ツメをもうけ、他方に該係止ツメが係止する係止穴をもうけ、
   該係止ツメを該係止穴に係止するように、該アブソーバを該裏板に差し込んで係止して組み付けてなる、該チャンバ空間内の圧力の変動から衝突を検知することを特徴とする衝突検知手段。
2. 前記裏板は、前記車両の幅方向にそってのびた状態で前記サイドメンバに固定された請求項１記載の衝突検知手段。
3. 前記アブソーバは、前記裏面方向に変位可能な状態で該裏板に組み付けられる請求項１記載の衝突検知手段。
4. 前記チャンバ部材は、柔軟性をもつ材質よりなる請求項１記載の衝突検知手段。
5. 前記裏板は、バンパリインフォースメントである請求項１記載の衝突検知手段。
6. 車両バンパへの歩行者の衝突を検知する請求項１記載の衝突検知手段。
7. 前記アブソーバは、前記裏板側が開いた形状に形成されている請求項１〜６のいずれかに記載の衝突検知手段。
8. 前記アブソーバは、断面が略コ字状である請求項１〜７のいずれかに記載の衝突検知手段。
9. 前記アブソーバは、前記裏板に着脱可能な状態で固定されている請求項１〜８のいずれかに記載の衝突検知手段。

Images