JP6418074B2 - 歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造 - Google Patents

Description

本発明は、歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造に関する。

下記特許文献１に記載された歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造では、バンパリインフォースメントの車両前側にアブソーバが隣接して配置されている。アブソーバのバンパリインフォースメントに対向する面には、車幅方向に延在する溝が設けられ、溝の内部には圧力チューブが嵌め込まれている。そして、車両衝突時には、バンパに衝突体がぶつかることによって圧力チューブが変形し、圧力チューブに接続された圧力センサが圧力チューブの圧力変化に応じた信号を出力する。これにより、車両との衝突体が歩行者であるか否かをＥＣＵが判定するようになっている。

国際公開第２０１２／１１３３６２号

しかしながら、上記歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造では、歩行者衝突検知センサにおける衝突検知精度のばらつきを抑制する点で改善の余地がある。一般的に、アブソーバには発泡樹脂材が用いられるが、発泡樹脂材の硬さは温度に依存し、外気温が低温の時はアブソーバが硬くなり、外気温が高温の時はアブソーバが軟らかくなる。このため、圧力チューブがアブソーバの溝の内部に嵌め込まれている場合、気温が低いときは硬いアブソーバに押されるため圧力チューブのつぶれ量が大きくなり、気温が高いときは軟らかいアブソーバに押されるため圧力チューブのつぶれ量が小さくなる。つまり、気温が低いときと高いときで、同一の大きさの衝撃に対して一定の検出圧力を得ることができず、歩行者衝突検知センサの衝突検知精度がばらつく可能性がある。

本発明は、上記可能性を考慮し、気温によるアブソーバの硬さ変化に依存せず衝突を検知する歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造を提供することを目的とする。

本発明の歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造は、車幅方向に延在し配置されたバンパリインフォースメントと、前記バンパリインフォースメントの車両前後方向前側であって、前記バンパリインフォースメントに沿って車幅方向に延在して配置されたアブソーバと、前記バンパリインフォースメントと前記アブソーバの間に配置された圧力チューブと、前記圧力チューブに接続され前記圧力チューブ内の圧力変化を検出する圧力センサと、によって構成された歩行者衝突検知センサと、前記アブソーバの後面と前記バンパリインフォースメントの前面の少なくとも一方に設けられて、前記圧力チューブを車両上下方向下側から保持する保持部と、を含んで構成され、前記保持部は、車両前後方向の幅が、前記圧力チューブの直径よりも小さく、且つ、前記圧力チューブの半径よりも大きく、且つ、前記アブソーバの後面と前記バンパリインフォースメントの前面との間の幅よりも短く、その後端と前記バンパリインフォースメントの前面との間に隙間が開くように前記アブソーバの後面から車両後方に向かって突出する凸条部、又は、車両前後方向の幅が、前記圧力チューブの直径よりも小さく、且つ、前記圧力チューブの半径よりも大きく、且つ、前記アブソーバの後面と前記バンパリインフォースメントの前面との間の幅よりも短く、その前端と前記アブソーバの後面との間に隙間が開くように前記バンパリインフォースメントの前面から車両前方に向かって突出する凸条部であること、を特徴とする。

このように、保持部の車両前後方向の幅は圧力チューブの直径よりも小さく、保持部の先端と対向するバンパリインフォースメントの前面またはアブソーバの後面との間に隙間が開いているので、車両前方に荷重が入力されて、バンパカバーとアブソーバがその荷重によって車両後方へ向かって移動した際、保持部がバンパリインフォースメントと接触する前に、圧力チューブはバンパリインフォースメントとアブソーバに挟まれて変形する。そして、圧力チューブに接続された歩行者衝突検知センサが、圧力チューブの圧力変化に応じた信号を出力する。その後、衝突が進みバンパカバーがさらに車両後方へ移動すると、アブソーバはバンパカバーとバンパリインフォースメントの間で潰れ、衝撃を吸収する。したがって、圧力チューブは、アブソーバのつぶれ量によらずに変形するため、温度変化などによるアブソーバの硬さ変化に関わらず変形することが可能となる。

本発明の歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造において、前記保持部は、前記アブソーバに一体形成されてもよい。

これによって、部品点数を少なくでき、別体の保持部を取り付ける場合と比べて簡単に作製することができる。また、圧力チューブを保持する保持部の製造工程を簡素化できる。

本発明の歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造において、前記保持部は、車幅方向に間隔を開けて複数設置されてもよい。

このように、圧力チューブを保持するために必要な最小限の保持部とし、複数の保持部が車幅方向に間隔を開けて配置されている。このため、車幅方向に連続的に設けた場合と比べて、衝突時にバンパリインフォースメントとアブソーバとが接触する面積が少なくなる。これにより、アブソーバの硬さ変化による衝突検知精度のばらつきを低減することができ、歩行者衝突検知センサの検知精度のばらつきをより一層低減することができる。

本発明の歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造において、前記アブソーバは、バンパカバーと前記バンパリインフォースメントの間に設けられるアブソーバ本体部と、前記アブソーバ本体部の車両上下方向上側に一体形成され車両前後方向後側に向かって突出するアブソーバ上部を有し、前記アブソーバ上部は、前記圧力チューブと前記バンパリインフォースメントの上側を覆っていてもよい。

これにより、圧力チューブの上側と下側をアブソーバで囲うことになり、圧力チューブを保持することができるとともに圧力チューブとバンパリインフォースメントとの間に異物が入り込むことを抑制できる。

以上説明したように、請求項１に記載の歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造によれば、歩行者衝突検知センサの検知精度のばらつきを低減することができる。

第１の実施の形態に係るフロントバンパの車幅方向中央付近を示す車両左側から見た模式的な側断面図（図２の１−１線拡大断面図）である。 図１に示されるフロントバンパの全体を示す一部破断した模式的な平面図である。 第１の実施の形態に係るフロントバンパの圧力チューブ周囲の拡大図である。 （ａ）第１の実施の形態に係るフロントバンパの衝突直後の車幅方向中央付近を示す車両左側から見た模式的な側断面図である。（ｂ）第１の実施の形態に係るフロントバンパの衝突直後（ａ）よりも少し後の時点での車幅方向中央付近を示す車両左側から見た模式的な側断面図である。 第２の実施の形態に係るフロントバンパの車幅方向中央付近を示す図１に対応する模式的な側断面図である。

（第１の実施の形態）
以下、図１〜図３を用いて第１の実施の形態に係る歩行者衝突検知センサ５０を備えた車両用バンパ構造Ｓ１が適用された車両（自動車）Ｖのフロントバンパ１０について説明する。なお、図面において適宜示される矢印ＦＲは車両前側を示し、矢印ＵＰは車両上側を示し、矢印ＲＨは車両右側（車幅方向一側）を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両（前方を向いた場合）の左右を示すものとする。

フロントバンパ１０は、車両Ｖの前端を構成するバンパカバー１２と、バンパ骨格部材を成すバンパリインフォースメント２０（以下、「バンパＲＦ２０」と称する。）と、バンパカバー１２の後側に配置されたアブソーバ３０と、を含んで構成される。また、フロントバンパ１０は、衝突体の車両Ｖへの衝突を検知するための圧力チューブ式歩行者衝突検知センサ５０（以下、「衝突検知センサ５０」と称する。）を備えている。以下、上記の各構成について説明する。

（バンパカバー１２について）
バンパカバー１２は、樹脂製とされている。図２に示されるように、バンパカバー１２は、車幅方向に延在されて、図示しない部分で車体に対し固定的に支持されている。さらに、バンパカバー１２の車幅方向両側部分１４は、平面視で車幅方向外側へ向かうに従い後側へ傾斜され、車両Ｖのコーナー部を構成している。

（バンパＲＦ２０について）
図１に示されるように、バンパＲＦ２０は、車幅方向に延在した中空状の略矩形柱状に形成されている。このバンパＲＦ２０は、アルミ等の金属材料によって構成され、押出成形法などで製作されている。バンパＲＦ２０の内部には、バンパＲＦ２０の前面２０Ｆと後面２０Ｒとの間に架け渡される補強リブ２２が設けられている。補強リブ２２は、上下方向に複数設けられている。

バンパＲＦ２０の後側には、車体骨格を形成する左右一対のフロントサイドメンバ６０が配置されている。図２に示されるように、フロントサイドメンバ６０は前後方向に延在し、フロントサイドメンバ６０の前端部６２は、バンパＲＦ２０の車幅方向両端側にそれぞれに接続されている。さらに、バンパＲＦ２０の車幅方向両端部は、後側に向かって屈曲する屈曲部２８が形成され、車両Ｖのコーナー部に対応した形状となっている。

（アブソーバ３０について）
アブソーバ３０は、発泡樹脂材すなわちウレタンフォームによって構成されている。図１に示されるように、アブソーバ３０は、バンパカバー１２の後側であってバンパＲＦ２０の前側に配置され、バンパカバー１２に沿うように車幅方向に延在した長尺状とされている。また、アブソーバ３０は、本体部分を構成するアブソーバ本体部３２と、アブソーバ本体部３２と一体に形成されアブソーバ本体部３２とバンパＲＦ２０の上側を覆うアブソーバ上部３４と、後述する圧力チューブ５２を保持するための保持部３６と、を含んで構成されている。

アブソーバ本体部３２は、車幅方向から見た断面視で、略矩形状とされている。また、アブソーバ本体部３２は、バンパＲＦ２０上部に前後方向で対向し、アブソーバ本体部３２の上端３２ＵがバンパＲＦ２０の上面２０Ｕと上下方向で一致する位置に設けられている。

アブソーバ上部３４は、アブソーバ本体部３２の上端３２Ｕに一体形成されている。アブソーバ上部３４は、アブソーバ本体部３２の長手方向に沿って連続的に形成され、長手方向から見た断面視で台形状に形成されている。アブソーバ上部３４はアブソーバ本体部３２から後側に向かって突出し、後述する圧力チューブ５２の上側を覆っている。また、アブソーバ上部３４の下面３４Ｄは、バンパＲＦ２０の上面２０Ｕに当接して配置されている。アブソーバ上部３４の下面３４Ｄは、バンパＲＦ２０の上面２０Ｕに対して固定されず、衝突の際にアブソーバ３０とバンパＲＦ２０とが相対的に移動可能とされている。

アブソーバ本体部３２の後面３２Ｒ、すなわち、バンパＲＦ２０の前面２０Ｆと対向する面には保持部３６が一体形成されている。保持部３６は、アブソーバ本体部３２の後面３２ＲからバンパＲＦ２０の前面２０Ｆの方へ向かって突出する凸形状であり、車幅方向から見た断面視で略矩形状とされている。保持部３６は車幅方向に間隔を開けて複数設けられ、後述する圧力チューブ５２を下から保持している。

図３に示すように、保持部３６の前後方向の幅Ｌは、圧力チューブ５２の直径φよりも小さく設定され、好ましくは圧力チューブ５２の半径φ／２よりも僅かに大きい程度とされる。Ｌ＜φとしたことにより、衝突直後に保持部３６がバンパＲＦ２０と接触するより前に圧力チューブ５２の変形が開始される。また、Ｌ＞φ／２としたことにより、圧力チューブ５２がバンパＲＦ２０と保持部３６の間をすり抜けて下に落ちることがなく、圧力チューブが安定的に保持される。

（衝突検知センサ５０について）
衝突検知センサ５０は、圧力チューブ５２と、圧力チューブの圧力変化に応じた信号を出力する圧力センサ５４と、を含んで構成されている。

図１に示すように、圧力チューブ５２は断面略円環状の中空構造体として構成され、アブソーバ３０に沿うように車幅方向を長手方向とした長尺状である。圧力チューブ５２は、アブソーバ上部３４と保持部３６との間に組付けられる。すなわち、この圧力チューブ５２は、アブソーバ本体部３２、アブソーバ上部３４、保持部３６、バンパＲＦ２０に四方を囲まれて設置されている。なお、圧力チューブ５２は衝突前の初期状態において、アブソーバ本体部後面３２ＲとバンパＲＦ前面２０Ｆのいずれか一方または両方に接触していてもよく、僅かに隙間が設けられていてもよい。

また、図３に示すように、圧力チューブ５２とアブソーバ上部３４の間には隙間Ｓが設けられており、隙間Ｓは少なくとも圧力チューブ５２の半径φ／２よりも大きく設定される。衝突時、圧力チューブ５２がアブソーバ本体部後面３２ＲとバンパＲＦ前面２０Ｆに挟まれると、圧力チューブ５２の前後方向の幅は小さくなり、上下方向の幅が大きくなるように変形する。そのため、隙間Ｓを圧力チューブ５２の半径φ／２よりも大きくすることにより、圧力チューブ５２の上下方向の幅が大きくなる変形を阻害しない。

圧力センサ５４は、圧力チューブ５２の車幅方向両端に設けられると共に、ＥＣＵ５６に電気的に接続されている。そして、圧力チューブ５２が変形することで、圧力チューブ５２内の圧力変化に応じた信号が圧力センサ５４からＥＣＵ５６へ出力されるようになっている。

また、前述したＥＣＵ５６には、衝突速度センサ（図示省略）が電気的に接続されており、衝突速度センサは、衝突体との衝突速度に応じた信号をＥＣＵ５６に出力するようになっている。そして、ＥＣＵ５６は、前述した圧力センサ５４の出力信号に基づいて衝突荷重を算出すると共に、衝突速度センサの出力信号に基づいて衝突速度を算出するようになっている。さらに、ＥＣＵ５６は、算出された衝突荷重及び衝突速度から衝突体の有効質量を求めると共に、有効質量が閾値を超えるか否かを判断して、フロントバンパ１０への衝突体が歩行者であるのか歩行者以外の路上障害物であるのかを判定するようになっている。

次に、第１の実施形態における作用及び効果について説明する。

上記のように構成されたフロントバンパ１０を備えた車両Ｖにおいて、歩行者あるいは路上障害物との衝突によって車両前方から荷重が入力された場合、バンパカバー１２は後方へ向かって移動する。そして、アブソーバ３０もバンパカバー１２に押されて、図４（ａ）に示すように、車両後方へ移動する。この衝突直後の時点では、保持部３６とバンパＲＦ２０は接触せず、圧力チューブ５２はアブソーバ本体部３２とバンパＲＦに挟まれて、車両前後方向の径が小さくなり車両上下方向の径が大きくなるように変形する。

図４（ａ）の時点よりも衝突が進み、アブソーバ３０がさらに車両後方へ押されると、図４（ｂ）に示すように保持部３６がバンパＲＦ前面２０Ｆに接触する。そして、保持部３６が、アブソーバ本体部３２とバンパＲＦ前面２０Ｆとの間で潰れて衝撃吸収するとともに、アブソーバ本体部３２もバンパカバー１２とバンパＲＦ前面２０との間で潰れて衝突吸収する。このとき、圧力チューブ５２はアブソーバ本体部３２とバンパＲＦ２０に挟まれてさらに変形が進む。しかしながら、同時に保持部３６とアブソーバ本体部３２が衝撃吸収しているため、保持部３６とバンパＲＦ２０が接触する前よりも、時間当たりの圧力チューブの変形量が小さくなる。

本実施形態では、保持部３６の前後方向の幅よりも、圧力チューブ５２の直径φの方が大きく設定されている。これにより、保持部３６がバンパＲＦ前面２０Ｆに接触するよりも前に、圧力チューブ５２がバンパＲＦ前面２０Ｆに接触する。したがって、保持部３６が衝撃吸収を開始する前に、圧力チューブ５２がアブソーバ本体部３２とバンパＲＦ２０に挟まれて変形を開始する。したがって、アブソーバ３０および保持部３６の温度による硬さ変化に依存せず圧力チューブ５２を変形させることができる。

また、本実施形態では、保持部３６はアブソーバ３０に一体形成されている。これにより、保持部３６を別体に設ける場合と比べて部品点数を少なくでき、製造工程を簡素化できる。

さらに、本実施形態では、保持部３６は車幅方向に間隔を空けて複数設けられている。保持部３６が設けられている部分では、衝突直後に圧力チューブ５２が約半分程度潰れた後、保持部３６がバンパＲＦ２０と接触し、保持部３６およびアブソーバ本体部３２は衝撃吸収を開始する。一方、保持部３６が設けられていない部分では、圧力チューブ５２が完全に潰れるまで、アブソーバ本体部３２とバンパＲＦ２０が接触しないため、アブソーバ３０の硬さに依らず圧力チューブ５２を完全に変形させることが可能である。したがって、本実施形態は、保持部３６が車幅方向に連続して設けられている場合と比べて、検知精度のばらつきをより一層低減することができる。

なお、保持部３６をバンパＲＦ２０の屈曲部２８の左右両側に設けることにより、圧力チューブ５２を屈曲部に沿わせて設置することができる。さらに、保持部３６が車幅方向に連続して設けられている場合は、車両上下方向下側からの異物侵入を抑制することができる。

また、本実施形態では、アブソーバ上部３４がバンパＲＦの上面２０Ｕに当接している。これにより、バンパＲＦ２０と圧力チューブ５２との間に異物が入ることを抑制できる。

（第２の実施の形態）
以下、図５を用いて第２の実施の形態に係る衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造について説明する。第２の実施の形態では、以下に示す点を除いて第１の実施の形態と同様に構成されている。なお、第１の実施の形態と同様に構成された部品には同一の符号を付している。

すなわち、第２の実施の形態では、保持部３６がバンパＲＦ前面２０Ｆに設けられている。以下、具体的に説明する。

バンパＲＦ前面２０Ｆには、金属のハニカム材によって構成された保持部３６が図示しない接着剤によって取り付けられている。衝突時、アブソーバ３０が後方に向かって移動すると、アブソーバ後面３２Ｒと保持部３６とが接触するより前に圧力チューブ５２が変形を開始する。したがって、アブソーバの硬さ変化による衝突検知精度のばらつきを低減することができる。

なお、第２の実施の形態では、保持部３６はバンパＲＦ２０と別体の金属部材であり、接着剤によってバンパＲＦ２０に取り付けられていたが、バンパＲＦ２０と同一の材料によってバンパＲＦ２０と一体に形成されてもよい。また、保持部３６を金属材でなく樹脂材などによって構成してもよい。

（その他の実施の形態）
また、保持部３６は、アブソーバ本体部後面３２ＲとバンパＲＦ前面２０Ｆの両方に設けられていてもよい。この場合、アブソーバ本体部後面３２Ｒ側に設けられる保持部３６ＡとバンパＲＦ前面２０Ｆ側に設けられる保持部３６Ｂの上下方向の位置が一致するようにし、保持部３６Ａの車両前後方向の幅と保持部３６Ｂの車両前後方向の幅とを足し合わせたものが、圧力チューブの直径よりも小さく、かつ前記圧力チューブの半径よりも大きくなるようにする。

１０ フロントバンパ
１２ バンパカバー
２０ バンパＲＦ
３０ アブソーバ
３２ アブソーバ本体部
３４ アブソーバ上部
３６ 保持部
５２ 圧力チューブ

Claims (4)

1. 車幅方向に延在し配置されたバンパリインフォースメントと、
   前記バンパリインフォースメントの車両前後方向前側であって、前記バンパリインフォースメントに沿って車幅方向に延在して配置されたアブソーバと、
   前記バンパリインフォースメントと前記アブソーバの間に配置された圧力チューブと、前記圧力チューブに接続され前記圧力チューブ内の圧力変化を検出する圧力センサと、によって構成された歩行者衝突検知センサと、
   前記アブソーバの後面と前記バンパリインフォースメントの前面の少なくとも一方に設けられて、前記圧力チューブを車両上下方向下側から保持する保持部と、
   を含んで構成され、
   前記保持部は、
   車両前後方向の幅が、前記圧力チューブの直径よりも小さく、且つ、前記圧力チューブの半径よりも大きく、且つ、前記アブソーバの後面と前記バンパリインフォースメントの前面との間の幅よりも短く、その後端と前記バンパリインフォースメントの前面との間に隙間が開くように前記アブソーバの後面から車両後方に向かって突出する凸条部、
   又は、車両前後方向の幅が、前記圧力チューブの直径よりも小さく、且つ、前記圧力チューブの半径よりも大きく、且つ、前記アブソーバの後面と前記バンパリインフォースメントの前面との間の幅よりも短く、その前端と前記アブソーバの後面との間に隙間が開くように前記バンパリインフォースメントの前面から車両前方に向かって突出する凸条部であること、
   を特徴とする歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造。
2. 前記保持部は、前記アブソーバに一体形成されたこと、
   を特徴とする請求項１に記載の歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造。
3. 前記保持部は、車幅方向に間隔を開けて複数設置されていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造。
4. 前記アブソーバは、バンパカバーと前記バンパリインフォースメントの間に設けられるアブソーバ本体部と、前記アブソーバ本体部の車両上下方向上側に一体形成され車両前後方向後側に向かって突出するアブソーバ上部を有し、
   前記アブソーバ上部は、前記圧力チューブと前記バンパリインフォースメントの上側を覆っていること、
   を特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の歩行者衝突検知センサを備えた車両用バンパ構造。