JP6408312B2 - 歩行者衝突検知装置 - Google Patents

Description

本発明は歩行者衝突検知装置に関し、特に歩行者との衝突を圧力変化で検出するセンサ部が組み込まれた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。

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、衝撃吸収部材の形状を工夫することでセンサを好適に動作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では、図５およびその説明箇所を参照すると、組み付け作業を簡素化した衝突検出センサが開示されている。具体的には、衝突検出センサ１は、衝突時の荷重を検出する荷重検出部２と、モールド材３から構成されている。そして、モールド材３は、荷重検出部２と一体に形成され、荷重検出部２の少なくとも衝突方向の表面を覆い、衝突時の衝撃エネルギーの少なくとも一部を弾性変形により吸収可能な構成とされている。

特許文献３では、図１およびその説明箇所を参照すると、検出精度を向上させた歩行者衝突検出装置が開示されている。具体的には、衝突判定システムは、車両幅方向を長手方向として配置されかつ内部が圧力チャンバ２２とされたチャンバ部材２０を備えている。チャンバ部材２０はバンパリインフォースメント１４の前面１４Ａに隣接して配置されている。バンパカバーとバンパリインフォースメント１４との間にはバンパアブソーバ２８が配設されている。バンパアブソーバ２８は下部に配置される本体部３０と、チャンバ部材２０とバンパカバーとの隙間に配設される隙詰め部３２とで構成されている。

特許第２９２０２８４号公報 特開２００６−１２５９９９号公報 特開２０１１−１４３８２５号公報

しかしながら、上記した衝突検出のための装置では、人との衝突を正確に検出することが容易でない場合が考えられた。

具体的には、特許文献２の図５を参照して、モールド材３（フォーム材）の一般的な性質として、衝突エネルギーが作用すると、初期荷重が発生した後に一旦その荷重が停滞し、その後に再び荷重が大きくなるということがある。よって、フォーム材の先端部に衝突検出用のチューブを配置すると、そのチューブは衝突初期に途中まで潰れ、その後にフォーム材が十分に潰れた後に再びチューブが潰れるように成る。従って、衝突時のストロークとチューブが潰れる程度（圧力変動）が好適に連動しないので、衝突初期で歩行者衝突を検知しようとすると、検知が敏感になりすぎて正確性が欠ける場合が考えられる。

また、ＥＡ（Energy Absorption）材として使用されるフォーム材は、動的に衝撃が作用すると、その先端部から潰れる性質がある。そして、その性質は衝突する車両の速度と正の相関を有する。よって、歩行者の衝突を検出するチューブをフォーム材の先端部付近に備えると、その性質が歩行者衝突の検出に悪影響を与える恐れがある。

本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、衝突を検出する精度を高めた歩行者衝突検知装置を提供することにある。

本発明の歩行者衝突検知装置は、車幅方向に延在する支持部材と、前記支持部材の前方に配置された衝撃吸収部材と、前記衝撃吸収部材に配置され、車両に作用した衝撃により変形するセンサ部と、を具備し、前記衝撃吸収部材は、前方に面する正面部材と、前記正面部材の上部から後方に伸びる上部材と、前記正面部材の下部から後方に伸びる下部材と、を有し、前記上部材または前記下部材の少なくとも何れか一方は、後部が前部よりも水平線から離れる傾斜形状を呈し、前記センサ部は、前記衝撃吸収部材の前記正面部材の前面を窪ませた収納部に収納されることを特徴とする。
更に、本発明の歩行者衝突検知装置は、車幅方向に延在する支持部材と、前記支持部材の前方に配置された衝撃吸収部材と、前記衝撃吸収部材に配置され、車両に作用した衝撃により変形するセンサ部と、を具備し、前記衝撃吸収部材は、前方に面する正面部材と、前記正面部材の上部から後方に伸びる上部材と、前記正面部材の下部から後方に伸びる下部材と、を有し、前記上部材または前記下部材の少なくとも何れか一方は、後部が前部よりも水平線から離れる傾斜形状を呈し、前記上部材または前記下部材の後端面は、前記支持部材の前面に対して傾斜することを特徴とする。

本発明では、衝撃吸収部材を構成する上部材または下部材の少なくとも何れか一方を、後部が前部よりも水平線から離れる傾斜形状としている。これにより、衝突時に上部材または下部材が開くことで、センサ部を上下方向に潰すことができる。よって、ストロークに対して好適にセンサ部の圧力を連動させ、歩行者の衝突を高精度に検出することが可能となる。

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を備えた車両を示す斜視図であり、（Ｂ）は歩行者衝突検知装置を分解して示す斜視図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は歩行者衝突検知装置を示す断面図であり、（Ｂ）はフォーム材を示す断面図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、歩行者衝突検知装置を構成する各種センサ等の接続構成を示すブロック図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は歩行者衝突検知装置が動作する状況を示す断面図であり、（Ｂ）は進入量と圧力との関係を示すグラフである。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）は他の形態の歩行者衝突検知装置を示す断面図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、他の形態の歩行者衝突検知装置を示す断面図である。

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、左方および右方は、車両の進行方向（前方）を向いた場合の左方および右方を示している。

図１を参照して、本形態の歩行者衝突検知装置の概略的構成を説明する。図１（Ａ）は車両１０の前端部を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は車両１０の前部に内蔵される歩行者衝突検知装置１１を分解して示す斜視図である。

図１（Ａ）を参照して、車両１０の前部の意匠部分は、上方から、フロントフード１２、グリル１６およびバンパ表皮１４から構成されている。本形態の歩行者衝突検知装置１１は、グリル１６またはバンパ表皮１４の後方に設けられている。そして、車両１０の前端部が歩行者に衝突したことを歩行者衝突検知装置１１が検出すると、フロントフード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１１は、後方から、車体側に取り付けられるバンパ支持部材１８（支持部材）と、バンパ支持部材１８の前面に配置されるフォーム材２０（衝撃吸収部材）と、フォーム材２０の前部に組み込まれる検出チューブ２２（センサ部）と、を主要に備えている。そして、これらの部材から構成される歩行者衝突検知装置１１は、バンパ表皮１４の後方に配置されている。

バンパ支持部材１８は車両の幅方向に伸びる金属製の部材であり、フォーム材２０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。歩行者衝突や軽衝突の際には、バンパ支持部材１８は原則として変形しない。

フォーム材２０は樹脂材料から成り、バンパ支持部材１８の左方端部付近から右方端部付近まで連続して形成されている。フォーム材２０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。フォーム材２０は、歩行者衝突時等に生じる衝撃を吸収する作用を有する。本形態では、フォーム材２０の形状は、検出チューブ２２で歩行者衝突を高精度に検出できる形状としているが、係る事項は後述する。

検出チューブ２２は、円形状の断面を有するパイプ状の樹脂製部材であり、その内部は密閉されている。検出チューブ２２は、バンパ支持部材１８の右方端部付近から左方端部付近に至るまで配置されている。検出チューブ２２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検出チューブ２２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。本形態では、フォーム材２０の前面を部分的に窪ませた部分に検出チューブ２２を収納させているが、フォーム材２０の前部に検出チューブ２２が内蔵されても良い。

図２を参照して、本形態の歩行者衝突検知装置１１の構成を詳述する。図２（Ａ）は、通常走行時での歩行者衝突検知装置１１の構造を示す断面図であり、図２（Ｂ）はフォーム材２０を抜き出して示す断面図である。

図２（Ａ）を参照して、上記したように、歩行者衝突検知装置１１は、後方から、バンパ支持部材１８、フォーム材２０、検出チューブ２２およびバンパ表皮１４を備えている。

バンパ支持部材１８の前面は略平滑面であり、その前面にフォーム材２０が備えられている。フォーム材２０の側面視での形状は、概略的には平仮名の「く」の形状である。
フォーム材２０の前面はバンパ表皮１４に面し、その後面はバンパ支持部材１８に面している。フォーム材２０の前面の中央付近を後方に窪ませた収納部４２に検出チューブ２２が収納されている。歩行者衝突時には、歩行者の大腿部等に衝突したバンパ表皮１４が後方に変形し、バンパ表皮１４に押圧されたフォーム材２０が圧縮変形することで衝撃が吸収される。また、フォーム材２０の圧縮変形と同時に検出チューブ２２も圧縮されて内部気圧が上昇することで歩行者衝突が検出される。

図２（Ｂ）を参照して、上記した歩行者衝突検知装置１１に備えられるフォーム材２０の構成を詳述する。フォーム材２０は、衝突方向である前方に面する正面部材２０Ａと、正面部材２０Ａの上端から後方に伸びる上部材２０Ｂと、正面部材２０Ａの下端から後方に伸びる下部材２０Ｃとから構成される。フォーム材２０を構成するこれらの部材は一体的に連続する発泡樹脂から構成される。

正面部材２０Ａの前面中央付近を後方に窪ませて収納部４２が形成されている。この収納部４２は、上記した検出チューブ２２を収納させるための部位であり、検出チューブ２２と同程度の大きさに形成される。

本形態では、正面部材２０Ａから後方に連続する上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃは、後方に向かって上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃが開くような形状である。具体的には、上部材２０Ｂの上下方向の厚みの中心を示す中心線２１の延長線と水平線２４とが所定の角度θ１で交差している。よって、上部材２０Ｂは後部が前部よりも水平線２４から離れるように傾斜している。一方、下部材２０Ｃの中心線２３の延長線と水平線２４とは所定の角度θ２で交差している。よって、下部材２０Ｃは、後部が前部よりも水平線２４から離れるように傾斜している。ここで、水平線２４とは、フォーム材２０が組み込まれる車両１０に対して水平な線を示す。また、上記したθ１とθ２は同じ角度でも良いし異なる角度でも良い。フォーム材２０を構成する上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃがこのように傾斜していることで、後述するように、収納部４２に収納される検出チューブ２２に対して、衝突時に上下方向に圧力を与えることが出来る。

また、本形態では、フォーム材２０の先端部の上下方向の幅Ｌ１を、その後端部の幅Ｌ２よりも短くしている。一例として、Ｌ１はＬ２の半分以下である。このようにフォーム材２０の先端部を後端部よりも狭くすることにより、衝突時に於いて後端部付近よりも先端部付近により大きな圧縮力が作用するようになるので、フォーム材２０の前方部分が後方部分よりも優先的に潰れる。これにより、フォーム材２０の前端部付近に配置された検出チューブ２２で歩行者との衝突をより正確に検出することが可能となる。

図３を参照して、上記した検出チューブ２２の内部の圧力は圧力センサ１９により計測されて、この圧力を示す情報がＥＣＵ１５（Electronic Control Unit）に出力される。また、ＥＣＵ１５には、車両１０の速度を示す情報が速度センサ１３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１７を展開させるためである。

ＥＣＵ１５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、ＥＣＵ１５の出力に基いてエアバッグ１７をフロントフード１２（図１（Ａ）参照）の上面に膨張展開し、歩行者を保護する。

図４を参照して、上記した車両１０が走行中に歩行者衝突検知装置１１が歩行者との衝突を検出する方法を説明する。図４（Ａ）は衝突が発生した場合の歩行者衝突検知装置１１を示す断面図であり、図４（Ｂ）は衝突時に於ける検出チューブの圧力の変動を示すグラフである。

車両１０が走行中に歩行者に衝突すると、図２（Ａ）に示すバンパ表皮１４が歩行者に衝突して後方に変形する。そして、変形されたバンパ表皮１４によりフォーム材２０が後方に圧縮変形される。

図４（Ａ）を参照して、この衝突時に変形するフォーム材２０を説明する。この図では、変形後のフォーム材２０を実線で示し、変形前のフォーム材２０を点線で示している。

フォーム材２０が前方から後方に押圧されると、上部材２０Ｂの後端側面がバンパ表皮１４の前面に対して上方に摺動する。よって、上部材２０Ｂが水平線２４に対して傾斜する角度（図２（Ｂ）に示すθ１）が大きくなる。同様に、下部材２０Ｃの後端側面がバンパ表皮１４の前面に対して下方に摺動する。よって、下部材２０Ｃが水平線２４に対して傾斜する角度（図２（Ｂ）に示すθ２）も大きくなる。換言すると、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃが側面視で開くように変形する。

上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃの変形に伴い、正面部材２０Ａの前方部分は圧縮変形を起こすように成る。よって、この部分に形成された収納部４２に収納された検出チューブ２２には上下方向に圧縮力が作用する。従って、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃが衝撃エネルギーにより開くに従い、検出チューブ２２に上下方向で圧縮力が作用するように成る。

また、歩行者との衝突エネルギーが作用することで、フォーム材２０は前後方向にも圧縮されている。よって、衝突時に於いて検出チューブ２２には、前後方向から圧縮力が作用するとともに、上下方向からも圧縮力が作用している。よって、衝突の際の進入量と検出チューブ２２の圧力が良好に変動するようになり、歩行者衝突を良好に検知できる。

更に、上記したように、衝突時に上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃは開きながら潰れるので、フォーム材２０のほぼ全体が衝突時に潰れて潰れ残りが少なくなり、より多くの衝突エネルギーをフォーム材２０で吸収して歩行者を保護する効果が大きくなる。

図４（Ｂ）を参照して、係る構成より衝突時の進入量と検出チューブ２２の内部圧力との関係を理想状態に近づけることが可能となる。このグラフの横軸は歩行者衝突時における進入量を示し、縦軸は検出チューブの内部圧力を示している。

このグラフでは理想状態を点線で示している。理想状態とは進入量と圧力とが比例の関係であり、この関係であればセンサの圧力に基いて歩行者衝突を正確に検出することが可能となる。

また、このグラフでは、図４（Ａ）に示す上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃを水平線２４と平行にした場合を比較例として一点鎖線で示している。この比較例は、進入量が少ない初期Ｄ１では理想状態と同一の状態であるが、その後の中間期間Ｄ２では検出チューブ２２に作用する荷重が一時的に停滞することで圧力の変動が小さくなる。そして、衝突の末期Ｄ３ではフォーム材２０の後方部分が殆ど潰れるので、再びフォーム材２０の前方部分が潰れ、それに伴い検出チューブ２２が圧縮されてその内部圧力が再び上昇する。

一方、図４（Ａ）に示す構成のフォーム材２０を備えた本形態の圧力変動を実線で示す。本形態では、上記した全期間Ｄ１−Ｄ３に於いて、波形形状は比較例と類似しているが、期間Ｄ２および期間Ｄ３では比較例よりも高い圧力を示している。このようになる理由は、本形態では、衝突エネルギーが作用した際に、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃが上下方向に開くことで、フォーム材２０の先端部付近に備えられた検出チューブ２２を上下方向に圧縮しているので、検出チューブ２２に作用する圧力が高くなるためである。これにより、本形態では検出チューブ２２の内部圧力が比較例よりも理想状態に近くなるので、歩行者の衝突を高精度に検出することが可能となる。

図５を参照して上記した歩行者衝突検知装置１１の他の形態を説明する。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は夫々が他の形態を示す断面図である。

図５（Ａ）を参照して、この図に示すフォーム材２０では、上部材２０Ｂと下部材２０Ｃとで水平線２４から傾斜する角度が異なっている。具体的には、上部材２０Ｂの中心線２１と水平線２４とが交差する角度θ１は、下部材２０Ｃの中心線２３と水平線２４とが交差する角度θ２よりも小さく設定されている。即ち、下部材２０Ｃが上部材２０Ｂよりも水平線２４に対して大きく傾斜している。

このようにすることで、フォーム材２０が備えられる車両が車高の低い車両である場合に、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃをより均等に圧縮させることが出来る。具体的には、車高が低い車両に歩行者が衝突した場合、衝突エネルギーが作用する方向は水平方向ではなく、下方向に傾斜する方向に作用することになる。この衝突エネルギーが作用する方向を図５（Ａ）では矢印で示している。本形態では、このような場合に、下部材２０Ｃを上部材２０Ｂよりも水平線２４に対して大きく傾斜させていることで、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃをより均一に開かせて圧縮させ、収納部４２に収納される検出チューブを上下方向に圧縮させることが可能となる。

一方、図２（Ｂ）に示すフォーム材２０は、上部材２０Ｂと下部材２０Ｃとで水平線から傾斜する角度が略同一であるが、かかる構造は車高の高い乗用車に好適である。その理由は、車高の高い乗用車であると、衝突時にフォーム材２０に対して水平に衝突エネルギーが作用し、これにより上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃが好適に開くことで、上記の効果が好適に得られるからである。

図５（Ｂ）に示すフォーム材２０では、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃの後方の側面が、バンパ支持部材１８の前面に対して傾斜している。具体的には、上部材２０Ｂの後方側面は、下方部分が上方部分よりもバンパ支持部材１８の前面から離れる傾斜面を呈している。同様に、下部材２０Ｃの後方側面は、上方部分が下方部分よりもバンパ支持部材１８の前面から離れる傾斜面を呈している。係る構成により、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃの後面とバンパ支持部材１８の前面とが接触する面積が小さくなるので、両者の摩擦抵抗が小さくなる。従って、衝突時に於いて、上部材２０Ｂは上方に容易に開き、下部材２０Ｃは下方に容易に開くようになる。よって、衝突時に収納部４２に収納された検出チューブ２２が良好に上下方向に圧縮され、より正確に歩行者衝突を検出することが可能となる。

図６の断面図を参照して、他の形態の歩行者衝突検知装置１１を説明する。ここではバンパ支持部材１８の前面を部分的に後方に窪ませることで段差部２５が形成され、この段差部２５に、フォーム材２０を構成する上部材２０Ｂと下部材２０Ｃの後端部分が当接している。上記したように、衝突時に於いては、上部材２０Ｂは上方に開くように変形し、下部材２０Ｃが下方に開くように変形する。本形態では、その際に、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃの後端部が段差部２５の上限端部に当接することで、これらの部材が過度に開くことが防止されている。これにより、上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃが前後方向に良好に潰れるようになり、衝突エネルギーをフォーム材２０で吸収する効果が大きくなる。

ここで、上記した各実施例は組み合わせることが可能である。例えば、図５（Ａ）に示したフォーム材２０の後端部分を、図５（Ｂ）に示すような傾斜面としてもよい。更には、図６に示したバンパ支持部材１８の段差部２５を、他の図に示すバンパ支持部材１８に形成してもよい。

上記した本形態は、例えば以下のように変更することができる。

図２（Ｂ）を参照すると、フォーム材２０を構成する上部材２０Ｂおよび下部材２０Ｃは後方に広がるように傾斜して形成されているが、何れか一方のみを傾斜して形成し、他方を水平線２４に対して平行に形成してもよい。

１０ 車両
１１ 歩行者衝突検知装置
１２ フロントフード
１３ 速度センサ
１４ バンパ表皮
１５ ＥＣＵ
１６ グリル
１７ エアバッグ
１８ バンパ支持部材
１９ 圧力センサ
２０ フォーム材
２０Ａ 正面部材
２０Ｂ 上部材
２０Ｃ 下部材
２１ 中心線
２２ 検出チューブ
２３ 中心線
２４ 水平線
２５ 段差部
４２ 収納部

Claims (4)

1. 車幅方向に延在する支持部材と、
   前記支持部材の前方に配置された衝撃吸収部材と、
   前記衝撃吸収部材に配置され、車両に作用した衝撃により変形するセンサ部と、を具備し、
   前記衝撃吸収部材は、前方に面する正面部材と、前記正面部材の上部から後方に伸びる上部材と、前記正面部材の下部から後方に伸びる下部材と、を有し、
   前記上部材または前記下部材の少なくとも何れか一方は、後部が前部よりも水平線から離れる傾斜形状を呈し、
   前記センサ部は、前記衝撃吸収部材の前記正面部材の前面を窪ませた収納部に収納されることを特徴とする歩行者衝突検知装置。
2. 車幅方向に延在する支持部材と、
   前記支持部材の前方に配置された衝撃吸収部材と、
   前記衝撃吸収部材に配置され、車両に作用した衝撃により変形するセンサ部と、を具備し、
   前記衝撃吸収部材は、前方に面する正面部材と、前記正面部材の上部から後方に伸びる上部材と、前記正面部材の下部から後方に伸びる下部材と、を有し、
   前記上部材または前記下部材の少なくとも何れか一方は、後部が前部よりも水平線から離れる傾斜形状を呈し、
   前記上部材または前記下部材の後端面は、前記支持部材の前面に対して傾斜することを特徴とする歩行者衝突検知装置。
3. 前記下部材が前記水平線に対して傾斜する角度は、前記上部材が前記水平線に対して傾斜する角度よりも大きい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. 前記下部材が前記水平線に対して傾斜する角度は、前記上部材が前記水平線に対して傾斜する角度と同程度であ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。
   

Images