JP2008107232A - 衝突検知手段 - Google Patents

Abstract

【課題】感圧レンジの低い圧力センサを用いることができる車両の衝突検知手段を提供すること。
【解決手段】本発明の衝突検知手段は、バンパリンフォースメント１と、圧力センサ２と、荷重板３と、バンパアブソーバ４と、を有する衝突検知手段であって、荷重板３は、検知部２０の表面に対向して配置される略板状の本体部３０と、本体部３０から車両の後方側に突出した脚部３１と、を有し、脚部３１が検知部２０と当接しない位置にもうけられたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に取り付けられ車両に対する衝突物の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物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受ける傷害値（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、車両のバンパを構成するバンパリンフォースメントとバンパアブソーバとの間に圧力センサを配置し、この圧力センサで車両のバンパへの衝突を検知する衝突検知手段がある。この衝突検知手段は、バンパアブソーバと圧力センサとの間に板状（帯状）の樹脂あるいは金属よりなる荷重板を配置することができる。

このような構成の衝突検知手段は、圧力センサにマット式感圧センサを用いたときには、感圧レンジの大きなセンサ（大きな圧力を検知できるセンサ）を用いる必要があった。

しかしながら、感圧レンジの大きなマット式感圧センサは、センサ自身のコストが高くなるという問題があった。また、マット式感圧センサは、樹脂よりなる部材を備えている。そして、マット式感圧センサに大きな圧力が加わったとき（高荷重が加わったとき）には、この樹脂よりなる部材が変形を生じ、圧力が加わらなくなっても形状が復元しなくなるという問題も発生する。

このように、マット式感圧センサを車両の衝突検知手段に適用することは困難となっていた。

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、感圧レンジの低い圧力センサを用いることができる車両の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。

すなわち、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バンパリンフォースメントと、バンパリンフォースメントの前方に配置され、圧力を検知する検知部を備えた圧力センサと、圧力センサの前面に配置された荷重板と、を有する衝突検知手段であって、荷重板は、検知部の表面に対向して配置される略板状の本体部と、本体部から車両の後方側に突出した脚部と、を有し、脚部が検知部と当接しない位置にもうけられたことを特徴とする。

本発明の衝突検知手段は、荷重板が本体部と脚部とを有する構成となったことで、荷重板を介して圧力センサの検知部に加わる荷重を減少させている。圧力センサに加わる荷重（圧力）が小さくなることで、感圧レンジの小さな圧力センサを用いることができる。感圧レンジの小さな圧力センサは、安価に提供されることから、本発明の衝突検知手段に要するコストを低減できる効果を発揮する。

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バンパリンフォースメントと、バンパリンフォースメントの前方に配置され、圧力を検知する検知部を備えた圧力センサと、圧力センサの前面に配置された荷重板と、を有する衝突検知手段である。つまり、本発明の衝突検知手段は、車両のバンパに取り付けられ、車両のバンパへ歩行者等が衝突したときに、この衝突による衝撃の圧力（荷重）が荷重板を介して圧力センサに伝達され、圧力センサが荷重を検知することでバンパへの衝突を検知する。

そして、本発明の衝突検知手段は、荷重板が、検知部の表面に対向して配置される略板状の本体部と、本体部から車両の後方側に突出した脚部と、を有し、脚部が検知部と当接しない位置にもうけられている。荷重板は、荷重を圧力センサに伝達する部材である。本発明の衝突検知手段は、本体部と脚部とを有する荷重板が、少なくとも検知部を被覆した状態で、圧力センサの前方に配置される構成となっている。

そして、本発明の衝突検知手段は、荷重板が本体部と脚部とを有する構成となっており、本体部の脚部がもうけられていない部分がたわんで圧力センサの検知部を押圧する。圧力センサは、この圧力（検知部を押圧する荷重）を検知する。

そして、本発明の衝突検知手段においては、荷重板が脚部を有することで、荷重板のたわみが規制（たわみ量が減少）される。この結果、圧力センサの検知部に加わる荷重が減少する。つまり、感圧レンジの低いセンサを圧力センサに用いることができる。感圧レンジの低い圧力センサは、安価に提供されており、本発明の衝突検知手段に要するコストを低減できる効果を発揮する。

本発明の衝突検知手段において、荷重板の本体部と脚部は、一体であっても別体であっても、いずれでもよい。組み付けの容易さなどから、本体部と脚部とが一体に形成されたことが好ましい。

本発明の衝突検知手段において、圧力センサは、マット式感圧センサであることが好ましい。マット式感圧センサは、検知部に加えられた圧力と出力が一次の相関性を示すセンサであり、付加荷重を容易に判断できる。

また、圧力センサは、複数の検知部を有することが好ましい。複数の検知部を有することで、一つの圧力センサで、複数箇所の衝突の検知を行うことができ、衝突部位をより高い精度で検知できる。また、複数の検知部を有することで、複数の検知部の出力から衝突の判定を行うことができ、衝突の検知精度が向上する。

本発明の衝突検知手段において、圧力センサの前面に配置される荷重板の数は、特に限定されるものではなく、複数の検知部を本体部が被覆できる数であればよい。つまり、荷重板がひとつであっても、複数であっても、いずれでもよい。より好ましくは、ひとつあるいは圧力センサと同じ数である。このとき、ひとつの圧力センサが複数の検知部を有するときには、ひとつの荷重板が複数の検知部を被覆した状態で前方に配置されることが好ましい。さらに、ひとつの荷重板が複数の圧力センサのそれぞれ検知部を同時に被覆した形態としてもよい。

荷重板の材質や本体部と脚部の寸法を調節することで、検知部に加わる荷重を調節することができる。たとえば、荷重板の材質を、高強度の材質とすると、検知部に加わる荷重をより小さくすることができる。

また、荷重板の脚部の間隔を短くすると、近接した脚部の作用により、荷重板に挟まれた部分の本体部のたわみ量を減少させることができる。たわみ量が減少することで、検知部に加わる荷重をより小さくすることができる。

本体部の厚さ方向における脚部の長さが長くなるほど、本体部に所定のたわみ量でたわみを生じさせるために要する荷重が大きくなる。逆に言えば、脚部の長さが長くなるほど、検知部に加わる荷重をより小さくすることができる。

本体部の厚さが厚くなるほど本体部がたわみを生じにくくなり、検知部に加わる荷重をより小さくすることができる。

また、本発明の衝突検知手段において、荷重板（の本体部）と圧力センサ（の検知部）とは、荷重が付与されていない状態で当接していてもいなくても、いずれでもよい。

本発明の衝突検知手段は、バンパリンフォースメントの前方には位置されたバンパアブソーバを有することが好ましい。バンパアブソーバを有することで、バンパリンフォースメントに加わる衝突の荷重が小さくなる。本発明の衝突検知手段がバンパアブソーバを有するときに、圧力センサおよび荷重板は、バンパリンフォースメントの前方に配置されていればよく、バンパアブソーバの前面に配置しても、バンパアブソーバとバンパリンフォースメントとの間に配置しても、いずれでもよい。

本発明の衝突検知手段において、バンパリンフォースメントおよびバンパアブソーバの材質や形状は、従来公知の形態とすることができる。また、バンパアブソーバの前面には、バンパカバーを有することが好ましい。バンパカバーはバンパの意匠面を形成する。

本発明の衝突検知手段は、圧力センサの検知部の出力信号が入力され、入力された出力信号から衝突の判定を行う演算手段を有することが好ましい。演算手段による判定は、従来公知の判定方法を用いて行うことができる。演算手段には、車速センサ等の出力信号が入力され、これらの出力信号も参照して判定を行うことができる。なお、演算手段は、ひとつの演算手段で衝突の判定を行っても、複数の演算手段を組み合わせて衝突の判定を行っても、いずれでもよい。また、演算手段における衝突の判定は、特に限定されるものではなく、たとえば、圧力センサが検出した全面圧の総和に基づいて衝突物の質量を求め、この質量から車両のバンパへの衝突を判定する方法をあげることができる。

本発明の衝突検知手段において演算手段は、それぞれの検知部の出力信号から衝突物の衝突位置や衝突物の種類を判定することが好ましい。衝突物の衝突位置や衝突物の種類を判定することで、衝突物や乗員に有効な保護システムを動作させることができる。

本発明の衝突検知手段は、エアバッグなどの乗員保護システムや歩行者を保護する歩行者保護システムに利用することができる。本発明の衝突検知手段が保護システムの一部をなすときには、演算手段の判定結果により、エアバッグ等を作動させることで、乗員や歩行者を保護することができる。

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、車両のバンパに組み付けられる衝突検知手段を製造した。

（実施例１）
本実施例の衝突検知手段は、バンパリンフォースメント１、圧力センサ２、荷重板３、バンパアブソーバ４、バンパカバー５および演算手段（図示せず）を有する。本実施例の衝突検知手段の構成を図１〜２に断面図で示した。

バンパリンフォースメント１は、表面が車両の前方に対向した状態で、車両の幅方向にそってのびる金属製の部材である。バンパリンフォースメント１は、一対のフロントサイドメンバＦｍに固定される。バンパリンフォースメント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。

圧力センサ２は、バンパリンフォースメント１の前面（車両の前方側の表面）上に配置されたマット式感圧センサである。圧力センサ２は、荷重を検知する複数のセンサセル２０が長手方向に並んで配置された帯状を有している。本実施例においては、この圧力センサの長手方向が車両の幅方向にのびた状態でバンパリンフォースメント１に配置された。また、本実施例においては、鉛直方向に並んだ状態で２本の圧力センサ２が組み付けられた。

圧力センサ２は、複数のセンサセル２０をもち、それぞれのセンサセル２０が演算手段に接続されている。

圧力センサ２を構成するマット式感圧センサの構成を図３を用いて説明する。マット式感圧センサは、図３に示したように、一対の樹脂フィルム２１，２１の間にスペーサフィルム２２を介挿し、これらのフィルムを接着層２３を介して貼り合わせることによって形成されている。樹脂フィルム２１は、帯状を有し、平面視で円形状に導電インク層２４が所定のピッチで、帯の長手方向に並んだ状態で形成されている。そして、導電インク層２４を覆うように、感圧インク層２５が積層形成されている。なお、樹脂フィルム２１およびスペーサフィルム２２は、各種の樹脂により形成することができ、たとえば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることが好ましい。スペーサフィルム２２には、導電インク層２４と同数の平面視円形状の開口２４ａが、導電インク層２４の配列と同一ピッチで直線状に配列形成され、各開口２４ａはそれぞれ感圧インク層２５に面している。つまり、表側の樹脂フィルム２１の感圧インク層２５と裏側の樹脂フィルム２１の感圧インク層２５との間には、スペーサフィルム２２の厚さによって規定される内部空間２６が形成されている。つまり、センサセル２０は、表側の樹脂フィルム２１に形成された一対の導電インク層２４および感圧インク層２５と、内部空間２６を挟んでこれらに対向する裏側の樹脂フィルム２１に形成された一対の導電インク層２４および感圧インク層２５とから構成されている。なお、感圧インク層２５は、図４のグラフに示すように、加えられる圧力が大きくなるに従って電気抵抗値が低下する特性を有している。

荷重板３は、圧力センサ２の前面に配置された部材である。荷重板３は、車両の幅方向にのびる帯状の本体部３０と、本体部３０と一体に形成され本体部３０からバンパリンフォースメント１に向かって突出した複数の脚部３１と、を有する形状を有している。荷重板３の脚部３１は、その先端部がバンパリンフォースメント１に当接して配置された。ここで、荷重板３の脚部３１の先端部は、バンパリンフォースメント１に当接した状態で配置されているが、圧力センサ２のセンサセル２０が形成されていない部分に当接していてもよい。荷重板３の脚部３１は、荷重板３が配置されたときに、圧力センサ２に当接しない位置であって本体部３０の４つの脚部３１に囲まれた部分が、ひとつのセンサセル２０に対向するように形成された。また、本実施例の脚部３１の長さは、本体部３０と圧力センサ２との間にわずかにすき間が存在する長さであるが、本体部３０と圧力センサ２とが当接する長さであってもよい。荷重板３の構成を図５〜６に示した。ここで、図５〜６は、二つある圧力センサ２のうち、一方の近傍での構成を示した図である。図６は、図５中のＩ−Ｉ線における断面図である。

バンパアブソーバ４は、発泡樹脂等で形成された弾性体よりなる部材である。バンパアブソーバ４は、車両のバンパに衝突物が衝突した時に生じる衝撃を低減する。

バンパカバー５は、バンパリンフォースメント１およびバンパアブソーバ４を覆うように配置され、車両のバンパの意匠面を形成する。

演算手段は、圧力センサ２のセンサセル２０の配線が接続され、センサセル２０の出力信号が入力される。また、演算手段には、車両の車速を測定する速度センサからの出力信号が入力される。そして、演算手段は、入力されたセンサセル２０の出力信号などから車両のバンパへの衝突物を判定する。演算手段は、車両に搭載されたＥＣＵを利用することができる。

次に、本実施例の衝突検知手段での動作（衝突物の判定処理）について説明する。なお、以下の判定処理は、本実施例の衝突検知手段での動作の一例を示したものであり、この方法に限定されるものではない。

まず、車両のバンパに衝突物が衝突する。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およびバンパアブソーバ４を介して荷重板３を押圧する。そして、荷重板３に加えられた荷重により、荷重板３の本体部３０がたわむ（変形する）。そして、本体部３０が圧力センサ２のセンサセル２０を押圧する。センサセル２０は、この加圧力を出力信号として演算手段に送信する。

演算手段は、マット式感圧センサの各センサセル２０の出力信号からそれらの作動状態を、車速センサから車速をそれぞれ読み込む。演算手段は、マット式感圧センサの各センサセル２０において検出された衝突荷重の積分値をバンパ全体で加算して合計衝突荷重、すなわち車両に対して前方から作用する衝突荷重の全ての合計量（合計荷重）を演算する。次に、合計荷重を予め記憶するマップに車速とともに代入して衝突物体の質量を求める。衝突物体の質量は合計荷重を衝突時の車速で割った値である。衝突物体の質量が歩行者のそれに相当するかを判定（決定）する。

演算手段が衝突物が歩行者であると判定した時には、演算手段は、歩行者保護装置等を作動させる。また、衝突物が歩行者ではないと判定した場合には、歩行者保護装置は作動しないようにする。

本実施例の衝突検知手段は、荷重板３が本体部３０と脚部３１とを備えた形状となっている。そして、脚部３１が形成された部分は、部分的に剛性が高くなっており、本体部３０がたわみを生じにくくなっている。つまり、荷重板３は、圧力センサ２に加えられる荷重を低減する。荷重板３には、バンパアブソーバ４から１００〜５５００ｋＰａ程度の圧力が加わる。荷重板３が圧力センサ２に加える荷重は、５〜２００ｋＰａ程度となっている。この結果、本発明の衝突検知手段は、圧力センサ２に感圧レンジの低い、安価なマット式感圧センサを用いることができ、衝突検知手段に要するコストを低減できた。

（実施例２）
本実施例の衝突検知手段は、荷重板３の形状が異なる以外は、実施例１と同様な衝突検知手段である。

荷重板３は、実施例１の時と同様に、本体部３０と脚部３１とを有する。本実施例の荷重板３は、４つの脚部３１に囲まれた本体部３０の部分が、車両の幅方向に並んだ二つのセンサセル２０に対向するように形成されている。荷重板３の構成を図７に示した。図７は、実施例１の図６に対応した断面図である。

本実施例の衝突検知手段は、実施例１の時と同様に、圧力センサ２に感圧レンジの低い、安価なマット式感圧センサを用いることができる効果を発揮する。

なお、本実施例の荷重板３は、実施例１の荷重板３に比較して、脚部３１の距離が長くなっている。つまり、本体部３０がたわみやすくなっている。すなわち、実施例１のときよりもわずかに大きな荷重がセンサセル２０に加わるようになっている。

（実施例３）
本実施例の衝突検知手段は、荷重板３の形状が異なる以外は、実施例１と同様な衝突検知手段である。

荷重板３は、実施例１の時と同様に、本体部３０と脚部３１とを有する。本実施例の荷重板３は、４つの脚部３１に囲まれた本体部３０の部分が、車両の鉛直方向に並んだ二つの圧力センサ２の鉛直方向に並んだ二つのセンサセル２０，２０に対向するように形成されている。荷重板３の構成を図８に示した。図８は、実施例１の図６に対応した断面図である。

本実施例の衝突検知手段は、実施例１の時と同様に、圧力センサ２に感圧レンジの低い、安価なマット式感圧センサを用いることができる効果を発揮する。

（変形形態）
上記各実施例において荷重板３の脚部３１は本体部３０から突出した略柱状に形成されているが、これらの形状に限定されるものではない。

上記各実施例において、圧力センサ２を構成するマット式感圧センサは、樹脂フィルム２１にゴム板を貼り付けて衝突荷重がかからない場合の現状復帰性を向上させたり、センサセル２０における荷重検出感度を調整する構成としてもよい。

また、上述したセンサセル２０の個数や配列ピッチは、単なる一例であり、車幅や要求される精度に応じて適宜変更して実施される。

さらに、圧力センサ２がマット式感圧センサを用いているが、マット式感圧センサに代えて、複数のセンサセルを有する公知の種々の感圧センサのいずれを採用してもよい。

実施例１の衝突検知手段の構成を示した図である。 実施例１の衝突検知手段の構成を示した図である。 マット式感圧センサの構成を示した図である。 マット式感圧センサの感圧インク層への荷重と電気抵抗値の関係を示したグラフである。 実施例１の荷重板の構成を示した図である。 実施例１の荷重板の構成を示した図である。 実施例２の衝突検知手段の構成を示した図である。 実施例３の衝突検知手段の構成を示した図である。

符号の説明

１：バンパリンフォースメント
２：圧力センサ ２０：センサセル
２１：樹脂フィルム ２２：スペーサフィルム
２３：接着層 ２４：導電インク層
２５：感圧インク層 ２６：内部空間
３：荷重板 ３０：本体部
３１：脚部
４：バンパアブソーバ
５：バンパカバー

Claims (2)

1. 車両のサイドメンバに固定されたバンパリンフォースメントと、
   該バンパリンフォースメントの前方に配置され、圧力を検知する検知部を備えた圧力センサと、
   該圧力センサの前面に配置された荷重板と、
   を有する衝突検知手段であって、
   該荷重板は、該検知部の表面に対向して配置される略板状の本体部と、該本体部から該車両の後方側に突出した脚部と、を有し、該脚部が該検知部と当接しない位置にもうけられたことを特徴とする衝突検知手段。
2. 前記圧力センサは、マット式感圧センサである請求項１記載の衝突検知手段。

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