JP5488932B2 - 車両用衝突検知装置 - Google Patents
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Description
本発明は、車両への歩行者等の衝突を検知する衝突検知装置に関するものである。
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。
例えば、特開2006−117157号公報(特許文献1)に記載されているように、車両バンパ内でバンパレインフォースメントの前面にチャンバ部材が配設され、チャンバ空間の圧力変化を圧力センサで検出することにより車両バンパへの歩行者等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が提案されている。つまり、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の圧力変化に基づいて歩行者等の衝突を検知している。
また、衝突直後、チャンバ部材の変形により、チャンバ空間が負圧になることがある。これを防止するものとして、特開2009−208642号公報(特許文献2)には、チャンバ部材の車幅方向から見た断面において、上下方向の長さが前後方向の長さ以上に設計されたチャンバ部材が開示されている。
現在、車両ボディとの関係で、チャンバ部材の小型化、特に上下方向の長さ(高さ)を抑えたチャンバ部材が望まれている。しかしながら、負圧発生を防止するためには、上下方向に長い(高い)チャンバ部材を用いる必要がある。また、チャンバ部材の前後方向の長さを小さくすると、検出できるエネルギー範囲が小さくなり、検出精度の面で問題がある。このように、チャンバ部材については、前後方向の長さと上下方向の長さを確保しなければならず、特に上下方向に大型化してしまう問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、チャンバ部材の前後方向の長さを維持しつつ、上下方向の長さを小さくし且つ衝突時の負圧発生を抑制することができるチャンバ部材を備えた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、車両バンパのバンパカバー内でバンパレインフォースメントの前面に配設され且つチャンバ空間が内部に形成されるチャンバ部材と、前記チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、を備え、当該圧力センサの検出結果に基づいて前記バンパカバー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において、前記チャンバ部材は、互いに内部空間が連通して前記チャンバ空間を構成する前方部位および後方部位を備え、前記前方部位は、前記チャンバ部材の車幅方向全域に延在し、前記後方部位は、前記チャンバ部材の車幅方向の少なくとも一部において、前記前方部位の後端面から車両後方に延在して、当該前方部位の後端面と前記バンパレインフォースメントの前面との間に位置し、前記チャンバ部材の前後方向から見た断面において、前記後方部位の上面および下面の断面係数は、前記後方部位と同車幅における前記前方部位の上面および下面の断面係数以上であり、かつ、前記後方部位の上面および下面の少なくとも一方の断面係数は、前記後方部位と同車幅における前記前方部位の対応する上面および下面の断面係数より大きく、前記前方部位の上下方向の長さは、前記前方部位の前後方向の長さ以上であり、前記前方部位の前後方向の長さと前記後方部位の前後方向の長さの和は、前記前方部位の上下方向の長さよりも大きいことを特徴とする。
この構成によれば、チャンバ部材の後方部位が前方部位よりも変形しにくくなっているため、衝突時にチャンバ部材の前方部位が優先的に変形する。そして、この前方部位の上下方向の長さは前方部位の前後方向の長さ以上となっている。したがって、衝突時の負圧発生は抑制される。また、チャンバ部材が後方部位を有するため、チャンバ部材の前後方向の長さを確保しつつ、チャンバ部材の上下方向の長さを小さくすることができる。
請求項2に記載の発明は、前記後方部位の上面および下面の少なくとも一方が、リブ形状に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、後方部位の断面係数を容易かつ確実に大きくすることができる。
請求項3に記載の発明は、前記後方部位の上面および下面が、リブ形状に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、後方部位の断面係数をさらに大きくでき、より確実に負圧発生を防止できる。
請求項4に記載の発明は、前記後方部位の後端面が、前記後方部位の上面および下面のリブ形状に対応したリブ形状に形成されていることを特徴とする。この構成によれば、後方部位の上下面と後端面とが形成する角部が強化され、後方部位の上下方向への変形をより抑制することができる。つまり、衝突時の変形を抑え、さらに確実に負圧発生を防止できる。
次に、好ましい実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
<第一実施形態>
第一実施形態について図1〜図6を参照して説明する。車両用衝突検知装置1は、図1に示すように、車両バンパ2内に配設されたチャンバ部材7と、圧力センサ8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)10と、を主体として構成されている。
第一実施形態について図1〜図6を参照して説明する。車両用衝突検知装置1は、図1に示すように、車両バンパ2内に配設されたチャンバ部材7と、圧力センサ8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)10と、を主体として構成されている。
車両バンパ2は、図1,2に示すように、バンパカバー3、バンパレインフォースメント4、サイドメンバ5、アブソーバ6、及びチャンバ部材7を主体として構成されている。
バンパカバー3は、車両前端にて車幅方向(左右方向)に延び、バンパレインフォースメント4、アブソーバ6、及びチャンバ部材7を覆うように車体に取り付けられる樹脂(例えば、ポリプロピレン)製カバー部材である。
バンパレインフォースメント4は、バンパカバー3内に配設されて車幅方向に延びる金属製の構造部材であって、図2に示すように、内部中央に梁が設けられた略日の字状断面を有する中空部材である。
サイドメンバ5は、車両の左右両側に位置して車両前後方向に延びる一対の金属製部材であり、その前端に上述したバンパレインフォースメント4が取り付けられる。
アブソーバ6は、バンパカバー3内でバンパレインフォースメント4の前面4aの下方側に取り付けられる車幅方向に延びる発泡樹脂製部材であり、車両バンパ2における衝撃吸収作用を発揮する。
チャンバ部材7は、バンパカバー3内でバンパレインフォースメント前面4aの上方側に配置されている。チャンバ部材7は、全体として、ポリエチレンなどの軟質樹脂からなる車幅方向に延びる略箱形状の中空部材である。チャンバ部材7は、車幅方向に延びて内部に厚さ数mmの軟質樹脂の壁面によって囲まれた略密閉状のチャンバ空間7aを形成している。チャンバ部材7は、衝突により変形する部位であり、後述する圧力センサ8によりチャンバ空間7aの圧力変化が検出される。
具体的に、チャンバ部材7は、本体部71と、延設部72と、を備えている。本体部71は、実質的にチャンバ空間7aを形成する部位であり、略箱形状の中空部材である。本体部71は、前方部位711と、後方部位712と、からなっている。本体部71(前方部位711および後方部位712)について、図3〜図5を参照して説明する。
前方部位711は、本体部71の前後方向略中央から前方側の部位であって、チャンバ部材7の車幅方向全域に延在している。前方部位711は、車幅方向から見た断面形状が略コの字状であって、後方が開口している。前方部位711は、車幅方向から見た断面において、上下方向の長さ(高さ)が前後方向の長さ(前後幅)より大きくなるように形成されている。
後方部位712は、本体部71の前後方向略中央から後方側の部位であって、チャンバ部材7の車幅方向全域に延在している。後方部位712は、車幅方向から見た断面形状が略コの字状であって、前方が開口している。後方部位712は、前方部位711の後端面から車両後方に延在している。つまり、後方部位712の前端面と前方部位711の後端面は一体に接合されている。後方部位712は、前方部位711とバンパレインフォースメント4の前面4aの間に配置されている。前方部位711の内部空間と後方部位712の内部空間は連通し、チャンバ空間7aを構成している。
後方部位712は、上面712a、下面712b、左右側面712c、および後端面712dからなっている。このうち、上面712a、下面712b、および後端面712dは、リブ形状に形成されている。つまり、上面712a、下面712b、および後端面712dは、略波形に屈曲した形状に形成されている。換言すると、上面712aおよび下面712bを前後方向(正面)から見た断面形状と、後端面712dを上下方向(平面)から見た断面形状は、いずれも交互に屈曲した波形となっている(図4参照)。左右側面712cは、前方部位711同様、平面状に形成されている。なお、図1(図7)では、リブ形状を省略して表している。
第一実施形態において、上面712a(下面712b)の波形の凸部は、前方部位711の上面711a(下面711b)よりも外側に突出している。つまり、前方部位711よりも後方部位712のほうが外側に膨らんでいる。さらに、図5に示すように、後方部位712の波形は、後方に向かうほど徐々に外側に突出するように形成されている。この形状によれば、チャンバ部材7を、ブロー成型により容易に形成することができる。なお、後端面712dの波形の突出(凹み)度合いは、図5に示すように、上下方向にほぼ一定となっている。
後端面712dの波形(リブ形状)は、上下面712a、712bの波形に対応している。つまり、上下面712a、712bの凸部(山)に連続して後端面712dの凸部が形成されている。これにより、上面712aまたは下面712bと後端面712dとが為す角部は、車幅方向に沿って、内側に位置する凹部と外側に位置する凸部とが交互に並んだ状態で形成される。この効果については後述する。
延設部72は、軟質樹脂によって本体部71と一体的に成形され、後方部位712の車幅方向の略中央部分からバンパレインフォースメント上面4bの上方に延び、車体前方側から車体後方側へ延設された部位である。換言すると、延設部72は、本体部71の上面のうち車幅方向の中央部分から、車両後方および上方に向けて延伸した部位である。延設部72の内部空間は、本体部71の内部空間と連通しており、チャンバ空間7aの一部分を形成している。また、延設部72の上部には、内部空間(すなわち、チャンバ空間7a)を外部に連通させる差込口72aが設けられている。
延設部72上部における差込口72a近傍には、インサート部材72bがインサート成形されている。インサート成形は、ブロー成形法の一つであり、インサート部材72bを金型内に設置し、軟質性樹脂を膨らますことにより本体部71と一体化される。インサート部材72bは、チャンバ部材7の材質である軟質性樹脂よりも硬質の材質、例えば、鉄等の金属や、ナイロン、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の硬質樹脂から成る。インサート部材72bは、後述する圧力センサ8をチャンバ部材7に取り付けるための部材である。つまり、圧力センサ8は、インサート部材72bにネジ止めされる。インサート部材72bには、差込口72aに対応した貫通孔が設けられている。
チャンバ部材7は、例えば後端部に延設された舌状片(図示せず)を介してリベット止め等によってバンパレインフォースメント4の前面4aに対して固定される。
圧力センサ8は、気体圧力を検出可能なセンサ装置であり、チャンバ部材7に組付けられてチャンバ空間7aの圧力変化を検出可能に構成されている。詳細には、圧力センサ8は、センサ本体81と、圧力導入管82と、を備えている。
センサ本体81は、チャンバ部材7の外部にあって、圧力検出用のセンサ素子等が設けられた基板等を収容した部位である。センサ本体81は、圧力信号を出力し、信号線10aを介して歩行者保護装置ECU10へ信号送信する。センサ本体81は、フランジ部分が延設部72のインサート部材72bにネジ止めされて固定されている。
圧力導入管82は、チャンバ空間7aの圧力をセンサ本体81に導入する略円筒状の管であり、センサ本体81から下方に伸びている。圧力導入管82は、延設部72に設けられた差込口72aに差し込まれている。センサ本体81は、圧力導入管82を介してチャンバ空間7aの圧力を検出する。
歩行者保護装置ECU10は、図示しない歩行者保護装置(たとえば公知の歩行者保護用のエアバッグやフード跳ね上げ装置など)の起動制御を行うための電子制御装置であり、圧力センサ8から出力される信号が伝送線10a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ECU10は、圧力センサ8における圧力検出結果に基づいて、車両バンパ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。
第一実施形態の車両用衝突検知装置1の作用効果について説明する。第一実施形態では、後方部位712の上面712a、下面712b、および後端面712dがリブ形状に形成されている。これにより、前後方向から見た断面において、後方部位712の上下面712a、712bの各断面係数は、前方部位711の上下面711a、711bの各断面係数よりも大きくなっている。換言すると、前後方向から見た断面において、後方部位712の上下面712a、712bの各断面二次モーメントは、前方部位711の上下面711a、711bの各断面二次モーメントよりも大きい。
この構成によれば、断面係数が大きいほど変形しにくいため、衝突直後、断面係数の小さい前方部位711が優先的に変形する。ここで、前方部位711は、上下方向の長さ(高さ)が前後方向の長さ(前後幅)以上に設定されている。当該寸法に設計された前方部位711が優先的に変形することにより、チャンバ空間7aの負圧発生を防止することができる。
そして、後方部位712が存在することにより、チャンバ空間の必要前後幅は確保される。つまり、後方部位712は、衝突後期に変形し、検出できるエネルギー範囲を大きく確保することができる。また、本構成によれば、後方部位712によりチャンバ空間の前後幅を確保することができるため、チャンバ部材7の前後方向の長さを小さくすることなく、チャンバ部材7の上下方向の長さを小さくすることができる。つまり、チャンバ部材7の上下方向の小型化が可能となる。
また、第一実施形態では、後方部位712の後端面712dが、上下面712a、712bに対応したリブ形状となっている。このため、上下面712a、712bと後端面712dが為す角部(コーナー)は、車幅方向から見た外縁において、凹部(谷)が凸部よりも内側に位置するように、凸部と凹部が交互に形成されている。これにより、後端面712dが平面である場合よりも、上面712aは上方に膨らみにくく、下面712bは下方に膨らみにくくなる。つまり、衝突直後に後方部位712が変形しにくく、より負圧が発生しにくい構成となる。
図6は、第一実施形態と対策無しの形態(第一実施形態のリブ形状を無くした構成)との比較であって、衝突時の圧力センサ8の出力値を示すグラフである。図6に示すように、第一実施形態によれば、負圧の発生を抑えつつ、衝突後期の圧力変化も検出することができる。また、負圧が抑えられることにより、同じ衝突に対して、検出する圧力値を大きくすることができる。これにより、衝突とノイズの切り分けが可能となる。
なお、衝突直後の変形について、衝突直後における前後方向へのたわみ量をδx、上下方向へのたわみ量をδy、前方部位711の前後方向の長さをa、および、前方部位711の上下方向の長さをbとして説明する。これによれば、チャンバ変形量が極僅かな衝突直後において、小さくなる面積はおよそ2bδxと表せ、大きくなる面積はおよそ2aδyと表すことができる。そして、2bδx≧2aδyを満たすことで、断面(外縁形状)の面積が衝突直後に大きくなることがなく、その結果、チャンバ空間の体積が大きくなることは防がれる。
ここで、たわみ量は、各辺の長さの二乗に比例する。従って、上記条件式は、b3≧a3となり、b≧aとなる。このように、前方部位711は、断面(外縁形状)の面積が衝突直後に大きくならない条件(b≧a)を満たしており、衝突直後にチャンバ空間の体積が大きくならない構造となっている。
<第二実施形態>
第二実施形態について、図7を参照して説明する。第二実施形態の車両用衝突検知装置1Aついては、チャンバ部材の構成(前方部位と後方部位)が第一実施形態と異なっている。その他の部位は、第一実施形態と同符号を付して説明を省略する。
第二実施形態について、図7を参照して説明する。第二実施形態の車両用衝突検知装置1Aついては、チャンバ部材の構成(前方部位と後方部位)が第一実施形態と異なっている。その他の部位は、第一実施形態と同符号を付して説明を省略する。
第二実施形態のチャンバ部材70は、本体部71と、延設部72と、を備えている。本体部71は、前方部位711Aと、後方部位712Aと、からなっている。前方部位711Aは、本体部71の前方側の部位であって、チャンバ部材70の車幅方向全域に延在している。前方部位711Aの車幅方向から見た断面形状は、車幅方向中央部において略コの字状であり、車幅方向両端部において長方形(中空)となっている。つまり、前方部位711Aは、車幅方向中央部の後端部のみが開口している。前方部位711Aは、車幅方向全域に亘って、上下方向の長さbが前後方向の長さaより大きくなるように形成されている(b>a)。
後方部位712Aは、チャンバ部材70の車幅方向中央部において、前方部位711Aの後端面から車両後方に延在している。後方部位712Aは、前方部位711Aとバンパレインフォースメント4の前面4aの間に配置されている。後方部位712Aの車幅方向から見た断面形状は、略コの字状であり、前方が開口している。互いの内部空間が連通した前方部位711Aと後方部位712Aにより、実質的にチャンバ空間7aが形成されている。延設部72は、後方部位712Aの車幅方向中央に設けられている。
後方部位712Aは、第一実施形態同様、上面、下面、および後端面がリブ形状となっている。これにより、第一実施形態同様の効果が発揮される。また、第二実施形態によれば、例えばバンパカバー3の車幅方向中央部が前方に張り出しているような車両に対して、車幅方向両端部には後方部位712Aを設けず、車幅方向中央部のみに後方部位712Aを設けることができる。つまり、車両ごとに異なるバンパカバー3の内部空間を有効利用でき、車両に対してよりフレキシブルなチャンバ形成および配置が可能となる。
<変形態様>
本発明の車両用衝突検知装置は、上記実施形態に限られない。例えば、後方部位712のリブ形状は、上面712aおよび下面712bの少なくとも一方に設けられていればよい。例えば、上面712aのみがリブ形状である場合、衝突直後、チャンバ部材7の上面は、前方部位711が優先的に変形し、負圧の発生を抑制することができる。この場合、下面712bの厚みは、前方部位711の下面711bの厚み以上に形成される。下面712bのみがリブ形状である場合も同様である。
本発明の車両用衝突検知装置は、上記実施形態に限られない。例えば、後方部位712のリブ形状は、上面712aおよび下面712bの少なくとも一方に設けられていればよい。例えば、上面712aのみがリブ形状である場合、衝突直後、チャンバ部材7の上面は、前方部位711が優先的に変形し、負圧の発生を抑制することができる。この場合、下面712bの厚みは、前方部位711の下面711bの厚み以上に形成される。下面712bのみがリブ形状である場合も同様である。
また、上下面712a、712bのみがリブ形状であってもよい。この場合、後端面712dは例えば平面状であってもよい。これによっても、チャンバ部材7の上下面において、衝突直後、前方部位711が優先的に変形し、負圧発生を防止できる。なお、チャンバ部材7とアブソーバ6が近接・接触している場合、リブ形状は、アブソーバ6配置側とは反対側に形成すると効果的である。
また、本発明は、チャンバ部材7の前後方向から見た断面において、後方部位712の上面712aおよび下面712bの少なくとも一方の断面係数が、後方部位712と同車幅における前方部位711の対応する上面711aおよび下面711bの断面係数より大きくなっていればよい。つまり、所定車幅における断面係数を比較している。したがって、後方部位712の上下面712a、712bの形状は、リブ形状に限られない。
例えば、図8に示すように、チャンバ部材7の上面は、後方部位712の上面712aの厚さが、前方部位711の上面711aの厚さより大きくなるように形成されてもよい。これにより、同車幅において、上面712aの断面係数が上面711aの断面係数よりも大きくなる。チャンバ部材7の下面についても同様である。このように、後方部位712の上下面712a、712bは、前方部位711の対応する上下面711a、711bよりも厚肉形状であってもよい。また、チャンバ部材7の上下面は、車両後方に向かうほど徐々に厚肉になるように形成されてもよい。ただし、厚肉形状よりリブ形状のほうが、断面係数を大きくしやすく、より確実に負圧発生を防止できる。
また、前方部位711の上下方向の長さbは、前方部位711の前後方向の長さaと同じであってもよい(a=b)。例えば、第二実施形態の前方部位711Aにおいて、車幅方向の両端部は、車幅方向から見た断面が正方形(中空)であってもよい。なお、本発明における正方形および長方形は、角部が湾曲しているものを含む。
また、第一実施形態において、リブ形状の凸部が外側に膨らんで形成されているが、リブ形状がチャンバ部材7の内側(前方部位711の上下面711a、711bより内側)に陥没するように形成されてもよい。これにより、チャンバ部材7の配置自由度は向上する。ただし、リブ形状を外側に膨らむ形状とすることで、ブロー成型も容易となる。
また、圧力センサ8は、インサート部材72bに代えて、ブラケット等によってバンパレインフォースメント4に固定されてもよい。また、圧力センサ8をチャンバ部材7の車幅方向の2箇所に設け、冗長性を持たせてもよい。以上、変形態様は、第一実施形態だけでなく第二実施形態にも適用可能である。
1、1A:車両用衝突検知装置、
2:車両バンパ、 3:バンパカバー、 4:バンパレインフォースメント、
5:サイドメンバ、 6:アブソーバ、 7、70:チャンバ部材、
7a:チャンバ空間、 71:本体部、 72:延設部、
711、711A:前方部位、 712、712A:後方部位、
712a:上面、 712b:下面、 712d:後端面、
8:圧力センサ、 81:センサ本体、 82:圧力導入管、
10:歩行者保護装置ECU
2:車両バンパ、 3:バンパカバー、 4:バンパレインフォースメント、
5:サイドメンバ、 6:アブソーバ、 7、70:チャンバ部材、
7a:チャンバ空間、 71:本体部、 72:延設部、
711、711A:前方部位、 712、712A:後方部位、
712a:上面、 712b:下面、 712d:後端面、
8:圧力センサ、 81:センサ本体、 82:圧力導入管、
10:歩行者保護装置ECU
Claims (4)
- 車両バンパのバンパカバー内でバンパレインフォースメントの前面に配設され且つチャンバ空間が内部に形成されるチャンバ部材と、前記チャンバ空間の圧力を検出する圧力センサと、を備え、当該圧力センサの検出結果に基づいて前記バンパカバー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において、
前記チャンバ部材は、互いに内部空間が連通して前記チャンバ空間を構成する前方部位および後方部位を備え、
前記前方部位は、前記チャンバ部材の車幅方向全域に延在し、
前記後方部位は、前記チャンバ部材の車幅方向の少なくとも一部において、前記前方部位の後端面から車両後方に延在して、当該前方部位の後端面と前記バンパレインフォースメントの前面との間に位置し、
前記チャンバ部材の前後方向から見た断面において、前記後方部位の上面および下面の断面係数は、前記後方部位と同車幅における前記前方部位の上面および下面の断面係数以上であり、かつ、前記後方部位の上面および下面の少なくとも一方の断面係数は、前記後方部位と同車幅における前記前方部位の対応する上面および下面の断面係数より大きく、
前記前方部位の上下方向の長さは、前記前方部位の前後方向の長さ以上であり、
前記前方部位の前後方向の長さと前記後方部位の前後方向の長さの和は、前記前方部位の上下方向の長さよりも大きいことを特徴とする車両用衝突検知装置。 - 前記後方部位の上面および下面の少なくとも一方は、リブ形状に形成されている請求項1に記載の車両用衝突検知装置。
- 前記後方部位の上面および下面は、リブ形状に形成されている請求項2に記載の車両用衝突検知装置。
- 前記後方部位の後端面は、前記後方部位の上面および下面のリブ形状に対応したリブ形状に形成されている請求項3に記載の車両用衝突検知装置。
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