JP6294066B2 - 歩行者衝突検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行中の車両に歩行者が衝突した際に、エアバッグを膨張展開するための歩行者衝突検知装置に関する。

歩行者と車両とが交通事故を起こすと、二次衝突が発生することが知られている。この二次衝突とは、所定の速度以上で走行している車両が歩行者に衝突すると、この歩行者が車両バンパに衝突した後、フロントフード上に持ち上げられ、フロントガラス等に衝突することである。

この二次衝突から歩行者を保護するため、フロントフード上にエアバッグを膨張展開させる歩行者保護装置が特許文献１に示されている。この特許文献１の図１を参照すると、車両のフロントフード４には、この歩行者保護装置が備えるエアバッグモジュール１０が設置されている。このエアバッグモジュール１０は、エアバッグ１５をフロントフード４上に膨張展開するように構成されている。

また、車両前方に配置されたチャンバ機構が採用されたセンサにより衝突を検出し、検出した結果に応じてフード上のエアバッグを作動させる事項が、以下の特許文献２および特許文献３に記載されている。

特許文献２の図２および〔００２１〕等を参照すると、バンパレインフォースメント４の前方にチャンバ部材７を配置し、このチャンバ部材７の内部気圧を圧力センサ８でモニタリングしている。そして、衝突時の衝撃によりチャンバ部材７が圧縮され、これに伴うチャンバ部材７の圧力変化を圧力センサ８で検出することで、歩行者の衝突を検出している。

引用文献３の図２および〔００２９〕−〔００３４〕等を参照すると、バンパレインフォースメント４の前方にチャンバ部材７を配置し、バンパレインフォースメント４の上面に配置された圧力センサ８で、チャンバ部材７の内部気圧を計測している。そして、衝突時に圧縮変形したチャンバ部材７の内部気圧を圧力センサ８で計測することで、車両が衝突したことを検出している。また、図６および〔００６１〕を参照すると、チャンバ部材７の一部をチャンバ支え部９７で保持することが記載されている。

特許第２９２０２８４号公報 特開２０１３−１４２９２号公報 特開２０１０−７６７５３号公報

しかしながら、上記した特許文献２および特許文献３に記載された検出装置では、歩行者を適切に保護できない場合があった。

具体的には、特許文献２に記載された車両用衝突検出装置であると、チャンバ部材７の前面は直にバンパカバー３に面しており、チャンバ部材７の後面はバンパレインフォースメント４に直に面している。また、実際にはバンパカバー３およびバンパレインフォースメント４のチャンバ部材７に面する箇所は、ある程度の凹凸箇所を有する場合がある。よって、衝突時に、チャンバ部材７が、バンパカバー３およびバンパレインフォースメント４の凹凸箇所に押し付けられると、チャンバ部材７の圧縮量が均一と成らない。この結果、チャンバ部材７を用いた衝突検出の精度が悪化する恐れがあった。

更に、特許文献３の図６を参照すると、バンパレインフォースメント４よりも上方に突出する部分のチャンバ部材７はチャンバ支え部９７により支持されているが、その他の部分のチャンバ部材７は上記と同様にバンパカバー４等と直に接触している。よって、これらの部分に凹凸部分があると、衝突時にこの凹凸部分によりチャンバ部材７が局所的に押圧されることで均一な圧縮変形が実現されず、良好に衝突検出が行われない恐れがあった。

本願発明は、上記した課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、感度を向上させた歩行者衝突検知装置を提供することにある。

本願発明の歩行者衝突検知装置は、バンパ支持部材とバンパ表皮との間に配置された衝撃吸収部材と、前記バンパ支持部材と前記バンパ表皮との間に配置され、車幅方向に沿って延在する長尺部材であり、衝撃により変形することで前記バンパ表皮に作用した前記衝撃の大きさを計測する中空形状のセンサ部と、前記センサ部の出力に基づいて膨張展開するエアバッグと、前記センサ部の前面を保護する第１板状部と、前記センサ部の後面を保護する第２板状部と、前記センサ部の上面を保護する第３板状部と、前記センサ部の下面を保護する第４板状部と、を有する保護部材と、を具備し、前記第１板状部および前記第２板状部の板厚は、前記第３板状部および前記第４板状部の板厚よりも厚いことを特徴とする。

本発明では、歩行者との衝突時に圧縮変形するセンサ部を保護部材で保護している。具体的には、先ず、センサ部の前面を保護部材の第１板状部で保護し、センサ部の後面を第２板状部で保護している。よって、センサ部の前方に位置するバンパ表皮に凹凸部が存在したとしても、この凹凸部とセンサ部との間には第１板状部が配置されるので、バンパ表皮の凹凸部にセンサ部は直に接触しない。同様に、センサ部の後方に位置するバンパ支持部材に凹凸部が存在しても、両者の間には第２板状部が存在しているので、センサ部はバンパ支持部材の凹凸部には直には接触しない。よって、衝突時にセンサ部が均一に圧縮されるので、衝突時に圧縮変形するセンサ部の内部気圧に基づく衝突検出を精度よく行うことが出来る。

更にまた、センサ部の上面および下面は、第３板状部および第４板状部により保護されている。これらの板状部材によっても、バンパ表皮やバンパ支持部材の凹凸部からセンサ部が保護され、センサ部による衝突検出の精度が向上する。また、センサ部の殆どの面が各板状部により保護されるので、センサ部が日射、埃、水から保護され、その劣化が防止される。

本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は歩行者衝突検知装置が備えられる車両を示す斜視図であり、（Ｂ）は歩行者衝突検知装置を示す斜視図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は衝撃吸収部材が備えられる車両を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図であり、（Ｃ）は保護部材を抜き出して示す断面図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は車両の前端部分を上方から見た平面図であり、（Ｂ）は保護部材を前方から見た斜視図であり、（Ｃ）は保護部材を後方から見た斜視図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は衝突時にチャンバ等が圧縮変形する状態を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）を部分的に拡大して示す断面図であり、（Ｃ）は歩行者衝突検知装置の接続構成を示すブロック図である。

以下、図を参照して本形態の歩行者衝突検知装置を説明する。以下の説明において、ＵＰは上方向を示し、ＤＯＷＮは下方向を示し、ＬＨは車両の進行方向を向いた場合の左方向を示し、ＲＨは同様の場合の右方向を示し、ＦＲは前方を示し、ＲＥは後方を示す。

図１（Ａ）を参照して、本形態の歩行者衝突検知装置は、車両１０の前端部に配置されるバンパ表皮１８の奥側に設けられている。そして、車両１０が歩行者に衝突したことを歩行者衝突検知装置が検出すると、フロントバンパ１２の近傍に配置されたエアバッグが膨張展開し、歩行者を二次衝突から保護する。

図１（Ｂ）を参照して、本形態の歩行者衝突検知装置２２は、ＲＥ側から、車体側に取り付けられるバンパ支持部材１４と、バンパ支持部材１４の前面上部に配置されるチャンバ１６（センサ部）と、バンパ支持部材１４の前面下部に配置される衝撃吸収部材２４と、チャンバ１６を保護する保護部材２０とを備えており、チャンバ１６の内部気圧を検出する圧力センサの出力に基いて、エアバッグを作動させている。

バンパ支持部材１４は車両の幅方向に伸びる金属製の部材であり、衝撃吸収部材２４等を支持し、且つ、大衝突時のエネルギーを吸収する役割を有する。車両１０が低速走行時に衝撃した際には、バンパ支持部材１４は原則として変形しない。

チャンバ１６は、四角形状の断面を有する中空形状の樹脂製部材であり、その内部は密閉されている。チャンバ１６は、バンパ支持部材１４のＲＨ側端部付近からＬＨ側端部付近まで連続して配置されている。チャンバ１６の内部には不図示の圧力センサが配置されており、衝突時の衝撃によりチャンバ１６が圧縮された際の圧力の変動を圧力センサで検出することで、歩行者の衝突を検知している。

衝撃吸収部材２４は樹脂材料から成り、バンパ支持部材１４のＬＨ側端部付近からＲＨ側端部付近まで連続して配置されている。衝撃吸収部材２４の材料としては、ＰＰフォーム材またはポリエチレン等から成る発泡樹脂が採用される。衝撃吸収部材２４の材料は発泡樹脂以外も採用可能であり、例えば所定形状に成形された樹脂板が衝撃吸収部材２４として採用されても良い。

図２を参照して、上記した本願発明の歩行者衝突検知装置の構成を更に説明する。図２（Ａ）は車両１０を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図であり、図２（Ｃ）は保護部材２０を詳細に示す断面図である。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、車両１０の前端部に配置されたバンパ表皮１８とバンパ支持部材１４との間には、保護部材２０により保護されたチャンバ１６および衝撃吸収部材２４が配置されている。これにより、車両１０が歩行者に衝突した際に、歩行者の脚部２８に作用する衝撃を、衝撃吸収部材２４が圧縮変形することで緩和する。同時に、チャンバ１６が圧縮変形し、この変形により変化したチャンバ１６の内部圧力をセンサが検出することで、車両１０が歩行者に衝突したことが検出される。

図２（Ｂ）を参照して、チャンバ１６は、保護部材２０により保護された状態で、バンパ支持部材１４とバンパ表皮１８との間に配置されている。これにより、車両衝突時に、バンパ表皮１８やバンパ支持部材１４に直にチャンバ１６が接触しない。よって、バンパ表皮１８の内面や、バンパ支持部材１４の前面に局所的に突起する部分が存在したとしても、その部分は保護部材２０に接触し、チャンバ１６には接触しない。したがって、車両衝突時に、チャンバ１６が局所的に圧縮変形することや破損することが防止される。

更に、保護部材２０の前面にはＦＲ側に突出するリブ４２が設けられている。また、保護部材２０の後面にはＲＥ側に突出するリブ４０が設けられている。これらのリブ４２等は、車両衝突時に良好にチャンバ１６を圧縮変形させるための部材であり、詳細は図３等を参照して後述する。

また、チャンバ１６と衝撃吸収部材２４とは高さ方向で離間されており、両者の間には間隙が形成されている。これは、保護部材２０が、車両衝突時に下方に変形するためのスペースを確保するためである。

図２（Ｃ）を参照して、上記した保護部材２０を詳述する。保護部材２０は、チャンバ１６の前面を保護する第１板状部２０Ａと、チャンバ１６の後面を保護する第２板状部２０Ｂと、チャンバ１６の上面を保護する第３板状部２０Ｃと、チャンバ１６の下面を保護する第４板状部２０Ｄとから成り、全体として袋状を呈している。本形態では、保護部材２０を構成する各板状部は一体成型された樹脂材料から成る。保護部材２０の具体的な材料としては例えばポリプロピレンが採用される。

第１板状部２０Ａは、チャンバ１６の前面をＦＲ側から覆う位置に設けられており、車両衝突時にバンパ表皮１８からＲＥ側に衝撃が作用しても割れない程度の機械的強度と厚みＬ１を有している。第１板状部２０Ａを、チャンバ１６の前面とバンパ表皮１８との間に配置することで、車両衝突時に、バンパ表皮１８の内面は堅い第１板状部２０Ａを介してチャンバ１６に対して圧縮力を与える。したがって、バンパ表皮１８の内面に局所的に突起する凹凸部が存在したとしても、チャンバ１６の前面に対して均一に圧縮力を作用させることが出来る。

第２板状部２０Ｂも、第１板状部２０Ａと同様に、衝突時に破壊されない程度の機械的強度を発揮する厚みを有している。第２板状部２０Ｂの厚みは第１板状部２０Ａと同程度で良い。第２板状部２０Ｂを、チャンバ１６の後面とバンパ支持部材１４との間に配置することで、バンパ支持部材１４のＦＲ側の面が凹凸部であったとしても、この凹凸部がチャンバ１６の後面に直に接触しない。よって、チャンバ１６の後面に対して、第２板状部２０Ｂを介して、均一にバンパ支持部材１４の抗力を作用させることが出来る。更に本形態では、第２板状部２０ＢでＲＥ側からチャンバ１６を支持することで、図２（Ｂ）に示すようにバンパ支持部材１４の上端よりも上方にチャンバ１６を配置しても、バンパ支持部材１４の上端部がチャンバ１６を押すことがない。また、チャンバ１６を上方に移動させる分、衝撃吸収部材２４の断面積を大きくして衝撃を吸収する作用を大きく出来る。

第３板状部２０Ｃは、チャンバ１６の上面を保護し、ＦＲ側の端部は第１板状部２０Ａの上端と連続し、ＲＥ側の端部は第２板状部２０Ｂの上端と連続している。第３板状部２０Ｃの厚さＬ２は、第１板状部２０Ａよりも薄い。この理由は、第１板状部２０Ａは衝突時にチャンバ１６を保護する役割を有する一方、第３板状部２０Ｃは衝突時に上方に湾曲するように変形することでチャンバ１６の変形を規定する役割を有するからである。第３板状部２０Ｃの略中央の箇所には、上方に膨らむように曲折加工された曲折点である曲折部２０Ｅが形成されている。この曲折部２０Ｅを設けることで、衝突時に第３板状部２０Ｃを外側（ＵＰ側）に折り曲がるように変形することが促進される。

第４板状部２０Ｄは、チャンバ１６の下面を保護し、ＦＲ側の端部は第１板状部２０Ａの下端と連続し、ＲＥ側の端部は第２板状部２０Ｂの下端と連続している。第４板状部２０Ｄの厚さは、上記した第３板状部２０Ｃの厚さＬ２と同程度である。第４板状部２０Ｄも、第３板状部２０Ｃと同様に、その中間部付近に外側に向かって曲折する曲折点である曲折部２０Ｅが設けられている。

図３を参照して、上記した保護部材２０を更に詳述する。図３（Ａ）は車両１０の前端部付近を上方から見た平面図であり、図３（Ｂ）は保護部材２０を前方から見た斜視図であり、図３（Ｃ）は保護部材２０を後方から見た斜視図である。

図３（Ａ）を参照して、チャンバ１６を保護する保護部材２０は、バンパ支持部材１４とバンパ表皮１８との間に配置されている。また、保護部材２０のＦＲ側にはリブ４２が形成され、保護部材２０のＲＥ側にはリブ４０が形成されている。リブ４０およびリブ４２は、保護部材２０の各板状部と一体の樹脂成形品として成形される。

また、保護部材２０の上面には所定間隔で開口部４４が設けられており、この開口部４４からチャンバ１６が露出している。開口部４４は、射出成形で保護部材２０を形成する際に設けられるものである。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、リブ４２は、チャンバ１６の前面を保護する保護部材２０の第１板状部２０Ａから連続してＦＲ側に伸びる様に形成されている板状の部材である。また、リブ４２は、互いに略等間隔となるように形成されている。図３（Ａ）に示すように、リブ４２は、バンパ支持部材１４の前方にバンパ表皮１８が配置される領域に形成され、バンパ支持部材１４の前方近傍にグリル２６が配置される領域には形成されない。また、ＬＨ側から見たリブ４２の断面形状は、ＦＲ側に向かって高さが低くなる形状を呈している。これは、バンパ表皮１８の内面形状に追従させるためである。リブ４２のＦＲ側の端部は、バンパ表皮１８の内面に接触しても良いし、両者の間に僅かな間隙が形成されても良い。リブ４２を設けることにより、保護部材２０とバンパ表皮１８との間隙が小さくなるので、バンパ表皮１８に衝撃が作用した直後から、リブ４２および第１板状部２０Ａを経由して衝撃エネルギーがチャンバ１６に作用する。また、チャンバ１６を均一に圧縮させることも可能となる。したがって、チャンバ１６の圧縮変形により衝突を検出する精度が高められる。

図３（Ａ）および図３（Ｃ）を参照して、リブ４０は、保護部材２０の第２板状部２０Ｂから連続してＲＥ側に伸びるように形成されている。図３（Ａ）に示すように、リブ４０は、保護部材２０の車幅方向の全域に渡り略等間隔に設けられている。ＬＨ側から見たリブ４０の断面は直角三角形の形状を呈している。図２（Ｂ）で示したように、リブ４０の下面は、バンパ支持部材１４の上面に接触している。リブ４０を設けることにより、図２（Ｂ）を参照して、バンパ支持部材１４の上端よりも上方に配置された部分のチャンバ１６がリブ４０により支持される。

図４を参照して、上記した保護部材２０の衝突時に於ける作用を説明する。図４（Ａ）は歩行者に衝突した際の車両１０の前端付近を示す断面図であり、図４（Ｂ）は保護部材２０の部分を拡大して示す断面図であり、図４（Ｃ）は歩行者衝突検知装置２２の接続構成を示すブロック図である。

図４（Ａ）を参照して、車両１０が歩行者に衝突すると、歩行者の脚部２８がバンパ表皮１８およびグリル２６に衝突し、歩行者の胴体はグリル２６よりも上方に一時的に跳ね上げられる。この結果、車両１０のバンパ表皮１８およびグリル２６は、ＲＥ側に変形する。

このバンパ表皮１８のＲＥ側への変形に伴い、衝突により生じた圧縮力により衝撃吸収部材２４が圧縮変形する。衝突により生じた衝撃エネルギーの大部分は衝撃吸収部材２４により吸収され、歩行者の脚部２８は保護される。衝撃吸収部材２４の変形と同時に、その上方に配置されたチャンバ１６も衝突により圧縮変形を起こす。具体的には、衝突の直後からチャンバ１６は徐々に前後方向に対して圧縮変形し、その内部圧力も上昇する。

図４（Ｂ）を参照して、保護部材２０により囲まれるチャンバ１６が衝突時に圧縮される状況を詳述する。歩行者の脚部にバンパ表皮１８が衝突すると、先ず、保護部材２０のリブ４２がバンパ表皮１８によりＲＥ側に押圧される。リブ４２は厚板から成る第１板状部２０Ａと連結されているので、この衝突による圧縮力は、第１板状部２０Ａを介して均一にチャンバ１６に伝達される。更に、第１板状部２０Ａをチャンバ１６の前方に配置することで、衝突時にグリル２６の下端部やバンパ表皮１８の上端部がチャンバ１６に接触することが防止される。

一方、チャンバ１６は第２板状部２０ＢでＲＥ側から保持されている。よって、バンパ支持部材１４の上端部とチャンバ１６との間に第２板状部２０Ｂが存在するので、衝突時に、バンパ支持部材１４の上端部がチャンバ１６に接触することが防止されている。更に、第２板状部２０Ｂのバンパ支持部材１４よりも上方に突出する部分は、第２板状部２０Ｂと連続するリブ４０が、バンパ支持部材１４の上面で支えられることで補強されている。よって、上記の圧縮力がチャンバ１６に作用しても、第２板状部２０Ｂおよびリブ４０の作用により充分な抗力が確保されている。

チャンバ１６が前後方向に圧縮されると、チャンバ１６の上面を保護する第３板状部２０Ｃは、その中間部に設けられた曲折部２０Ｅを起点として、ＵＰ側に凸となるように変形する。第３板状部２０Ｃは薄い膜状の部位であり、曲折部２０Ｅで予め上方に折れるように曲折加工されているので、このような変形が可能となる。衝突時に第３板状部２０Ｃがチャンバ１６から離れるＵＰ方向に凸となるように湾曲することで、第３板状部２０Ｃの湾曲変形がチャンバ１６の圧縮変形を阻害することがない。更に、このように第３板状部２０Ｃが折り畳まれるように湾曲変形することで、潰れ残り量が低減されて衝撃吸収の効果が大きくなる。

第４板状部２０Ｄも同様に、チャンバ１６の圧縮変形に伴い、曲折部２０Ｅを起点として、ＤＯＷＮ側に湾曲変形する。本形態では、保護部材２０と衝撃吸収部材２４とは所定の距離で離間されており、両者の間には間隙が形成されている。よって、湾曲後の第４板状部２０Ｄはこの間隙に収納されるので、湾曲した第４板状部２０Ｄにより衝撃吸収部材２４が損壊されたり、衝撃吸収部材２４により第４板状部２０Ｄの湾曲が阻害されることはない。

図４（Ｃ）を参照して、チャンバ１６の内部の圧力は圧力センサ３４により計測され、この圧力を示す情報がＥＣＵ３０（Electronic Control Unit）に出力される。また、ＥＣＵ３０には、車両１０の速度を示す情報が速度センサ３６から入力される。これは、車速が一定速の時のみに歩行者用のエアバッグを展開させるためである。

ＥＣＵ３０では、これら各センサから得られた情報等を基に、車両１０が歩行者に衝突したか否かの判断を行う。そして、車両１０が歩行者に衝突したと判断されたら、ＥＣＵ３０の出力に基いてエアバッグ３２をフロントフードの上面に膨張展開し、歩行者を保護する。

以上が、本形態の歩行者衝突検知装置２２に関する説明であるが、本形態は例えば以下のように変更することが出来る。

上記説明では、衝突時に圧縮変形するセンサ部として図２（Ｃ）に示すようなチャンバ１６を採用しているが、これに替えてチューブ状の圧縮部材をセンサ部として採用することも可能である。

図２（Ｃ）を参照して、保護部材２０は一体の樹脂材料から成形されているが、金属板等の他の材料から保護部材２０の各板状部を構成しても良い。

１０ 車両
１２ フロントバンパ
１４ バンパ支持部材
１６ チャンバ
１８ バンパ表皮
２０ 保護部材
２０Ａ 第１板状部
２０Ｂ 第２板状部
２０Ｃ 第３板状部
２０Ｄ 第４板状部
２０Ｅ 曲折部
２２ 歩行者衝突検知装置
２４ 衝撃吸収部材
２６ グリル
２８ 脚部
３０ ＥＣＵ
３２ エアバッグ
３４ 圧力センサ
３６ 速度センサ
４０ リブ
４２ リブ
４４ 開口部

Claims (9)

1. バンパ支持部材とバンパ表皮との間に配置された衝撃吸収部材と、
   前記バンパ支持部材と前記バンパ表皮との間に配置され、車幅方向に沿って延在する長尺部材であり、衝撃により変形することで前記バンパ表皮に作用した前記衝撃の大きさを計測する中空形状のセンサ部と、
   前記センサ部の出力に基づいて膨張展開するエアバッグと、
   前記センサ部の前面を保護する第１板状部と、前記センサ部の後面を保護する第２板状部と、前記センサ部の上面を保護する第３板状部と、前記センサ部の下面を保護する第４板状部と、を有する保護部材と、を具備し、
   前記第１板状部および前記第２板状部の板厚は、前記第３板状部および前記第４板状部の板厚よりも厚いことを特徴とする歩行者衝突検知装置。
2. 前記第３板状部または前記第４板状部には、外側に向かって曲折する曲折部が設けられることを特徴とする請求項１に記載の歩行者衝突検知装置。
3. 前記第１板状部から前方に向かって伸びる第１リブを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歩行者衝突検知装置。
4. 前記第２板状部から後方に向かって伸びる第２リブを有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の歩行者衝突検知装置。
5. 前記第１板状部、前記第２板状部、前記第３板状部および前記第４板状部は、一体に成形された樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の歩行者衝突検知装置。
6. 前記衝撃吸収部材と前記保護部材との間には、前記第４板状部の下方への突出を許容する間隙が形成されることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の歩行者衝突検知装置。
7. 前記センサ部は、前記衝撃により圧縮変形するチャンバであることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の歩行者衝突検知装置。
8. 前記センサ部と前記保護部材の一部を、前記バンパ支持部材の上面よりも上方に配置することを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の歩行者衝突検知装置。
9. 前記保護部材の前記第２板状部から後方に向かって延びるリブを、前記バンパ支持部材の上方に配置することを特徴とする請求項８に記載の歩行者衝突検知装置。
   

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