JP4883370B2 - 車両用衝突検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されたバンパに衝突物体が衝突したことを検知する車両用衝突検知装置に関するものであり、特に衝突物体が歩行者か否かを判別する装置に適用される。

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を保護する保護手段としては、ボンネット上に展開するエアバッグなど、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）を下げる方法がある。エアバッグで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。このような手段を備える保護装置においては歩行者と例えば路肩沿いに立設された路側帯境界ラインを表示する路側物（ポール、ポストコーン等）との衝突を識別することが要望されている。

従来の車両用衝突検知装置としては、例えば、特開２００７−２９０６８２号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この車両衝突検知装置は、車両のバンパを構成するバンパレインフォースメントの前方に、チャンバ空間を区画するチャンバ部材を配置し、このチャンバ空間内の圧力の変化によって、衝突物体と車両のバンパとの衝突を検知するものである。
特開２００７−２９０６８２号公報

しかしながら、このような車両衝突検知装置では、複数のチャンバ部材を車両幅方向に配置することでチャンバ部材の変形による圧力変動が調節でき、検出精度を高めるという利点はあるものの、車両バンパ内におけるチャンバ部材の取付け位置に関しては改善の余地がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両バンパ内に配置される圧力検出用のチャンバ部材を適切に配置することによって路側物（例えば樹脂製のポール、ポストコーン等）と歩行者との衝突を精度良く判別できる、車両用衝突検知装置を提供することを目的とする。

車両バンパ内でバンパレインフォースメントの車両前方側に隣接して配設され衝突に伴って変形することで衝撃を吸収する上部アブソーバと、前記上部アブソーバよりも下方の前記車両バンパ内下端部に配設され衝突に伴って変形することで衝撃を吸収する下部アブソーバと、前記車両バンパ内に配設され且つ内部にチャンバ空間が形成されるチャンバ部材と、前記チャンバ空間内の圧力を検出する圧力センサと、を備え、前記圧力センサの検出結果に基づいて前記車両バンパ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、前記下部アブソーバよりも上方であって、前記上部アブソーバの下端面に隣接して配置されることを特徴とする。

このように、バンパレインフォースメントの車両前方側に隣接して配設される上部アブソーバの下端面に隣接し、且つ、車両バンパ内下端部に配設される下部アブソーバの上方にチャンバ部材を設けることにより、路側物と歩行者との衝突を精度良く判別できる。

つまり、路肩沿いに立設された路側帯境界ラインを表示する路側物（ポール、ポストコーン等）は樹脂材で形成されているため、車両との衝突が発生した場合には路側物自身の有する弾性特性（弾性係数）により、立設された地点を端点とし、車両との接触点を支点として衝突車両側に一時的に撓ったうえで衝突車両と反対側に弾かれることとなる。

一方、歩行者の場合には、車両バンパ内下端部に配設された下部アブソーバが衝撃を吸収しながら変形しつつ歩行者の足元を払うとともに、脚部の上側（膝付近）への衝突衝撃を緩衝させる為にバンパレインフォースメントの車両前方側に隣接して配設された上部アブソーバが、同様に変形しながら衝撃を吸収しつつ、歩行者を車両ボンネット上に跳ね上げることとなる。

ここで、衝突物体との観点で捉えた場合には、路側物に比して人体は慣性モーメントが大きい。つまり、衝突された歩行者は、車両バンパ内下端部に配設された下部アブソーバに足元を掬われながらも同一空間に止まろうとしながら車両側に倒れこむとともに、脚部（膝付近）に掛かる荷重によって車両バンパ内に配設された上部アブソーバを変形させることとなる。

従って、衝突検知を内部に設けたチャンバ空間の圧力変動として圧力センサに伝達する機能を有するチャンバ部材を、上部アブソーバの下端面に隣接し、且つ、車両バンパ内下端部に配設される下部アブソーバの上方に設けることにより、衝突衝撃によって撓る（若しくは車両進行方向に倒れる）性質を有する路側物では作動せず、上部アブソーバの変形を伴う歩行者との衝突発生時には確実に作動できる、衝突検知精度を向上させた車両用衝突検知装置が実現できる。

本発明の好適な態様として、前記チャンバ部材は、その前端面が前記上部アブソーバの前端面よりも車両後方側に位置しても良い。このような配置関係をバンパレインフォースメントの車両前方側に配設された上部アブソーバと、このアブソーバの下方に隣接して配設されるチャンバ部材との配置関係に持たせることにより、例えば、内部にチャンバ空間を備えるチャンバ部材を上部アブソーバより軟質な材料で構成し、上部アブソーバの衝撃吸収に伴う変形によってチャンバ空間を歪ませる（圧力変動を伴うチャンバ空間の変形）ことが可能となり、歩行者との衝突検出をより精度良く検出できる。さらに、限られた車両バンパ内空間の配置領域を有効に活用できるとともに、チャンバ部材は上部アブソーバより軟質な材料であるから、車両の重量増加を抑えることができる。

本発明の好適な態様として、前記チャンバ部材は、前記バンパレインフォースメントから下方へ突設された取付け部材を介して固定されても良い。このような構成を備えることにより、チャンバ部材の取付け位置を、衝突安全や歩行者保護を考慮したアブソーバとバンパレインフォースメントの最適な位置に搭載することができる。さらに、衝突時には車両前方側からの衝撃に伴う押圧力に対し、チャンバ部材をバンパレインフォースメント方向側から裏支えする事となるため、衝突に伴うチャンバ空間の歪みを確実に生じさせることができるとともに衝突衝撃に伴うチャンバ部材の脱落を防ぐことができる。

本発明の好適な態様として、前記圧力センサは、前記バンパレインフォースメントの下方に隣接し且つ前記チャンバ部材の車両後方側に配設されても良い。このような構成を備えることにより、取付け部材とチャンバ部材とが接する面に対向する取付け部材の裏面側（バンパレインフォースメント側）にチャンバ空間の圧力変動を検知する圧力センサを係止させることができるため車両バンパ内空間の効率的な利用が図れるとともに、例えば、オーバーホール時のセンサ着脱等の作業性が向上する。加えて、チャンバ部材および圧力センサを、取付け部材を介し一体とする車両用衝突検知装置を構成するユニットとしての交換性が確保できる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

本実施形態の車両用衝突検知装置について、図面を参照にしつつ説明する。本実施形態は、バンパレインフォースメント２の車両前方側に衝突衝撃を自身の変形によって吸収する上部アブソーバ３と、上部アブソーバ３よりも下方であって且つ車両バンパ内下端部に衝撃を吸収する下部アブソーバ４を備え、下部アブソーバ４よりも車両上方であってかつ、上部アブソーバ３の下方に隣接してチャンバ部材１が配置される形態である。

チャンバ部材１の内部には車両衝突の衝撃を受けて変形することによって圧力変動を生じるチャンバ空間１１ａが形成されており、この圧力変化を圧力センサ７で検知することにより車両バンパへの衝突物体との衝突を検知する。

図１は、車両バンパ内に配置された車両衝突検知装置の車幅方向から見た断面図が示されている。

図１に示されるように、車両バンパ内（バンパ表皮５の車両後方側）にはバンパレインフォースメント２と上部アブソーバ３とチャンバ部材１と車両下方の下端部に下部アブソーバ４とを備える。上部アブソーバ３とチャンバ部材１とはバンパレインフォースメント２の車両前方側に配設されており、衝突衝撃を吸収する上部アブソーバ３の下方に隣接するようにチャンバ部材が配設されている。バンパレインフォースメント２の車両後方側には、図示しない、車両のフロントサイドメンバが隣接している。

チャンバ部材１は、車両バンパ内でバンパレインフォースメント２の車両前方側に配設され、バンパレインフォースメント２に略沿った形状を有し、チャンバ部材１の内部にはチャンバ空間１１ａが形成されている。チャンバ部材１は、全体が樹脂材料（例えば、低密度ポリエチレン）を用いて形成されている。

バンパレインフォースメント２は、バンパ表皮５と対向する面を有する略帯状の金属製フレームであり、車両の幅方向に沿った状態で車両の、図示しない、フロントサイドメンバに固定されている。図中に示されるように、バンパレインフォースメント２は内部に梁が設けられた目の字状の断面構造を有している。

上部アブソーバ３は、バンパレインフォースメント２の車両前方側に配設され、バンパ表皮５の内壁面に対向する表面は、バンパ表皮５の内周面に沿って湾曲した湾曲形状に形成されている（図中では断面長方形に略している）。上部アブソーバ３の下方であって、車両バンパ内下端部には下部アブソーバ４が配設されており、上部アブソーバ３と同様に、バンパ表皮５の内壁面に対向する表面はバンパ表皮５の内周面に沿って湾曲する湾曲形状に形成されている。アブソーバ機能は、車両の衝突による衝撃を自身の変形で吸収し、緩衝させることを目的とするため、上部／下部アブソーバは共に発泡樹脂材で形成されるのが一般的である。

尚、上部アブソーバ３と下部アブソーバ４とは、異なる発泡樹脂材で構成されている。具体的には、下部アブソーバ４は、相対的に硬い変形特性を有する材料によって構成される。一方、上部アブソーバ３は、相対的に軟い変形特性を有する材料によって構成される。従って、上部アブソーバ３及び下部アブソーバ４は、歩行者衝突時において上部アブソーバ３の衝突ストロークが相対的に大きく、下部アブソーバ４の衝突ストロークが相対的に小さいというＦ−Ｓ（力−変位）特性を有している。

圧力センサ７は、気体の圧力変化を検出可能な公知のセンサであり、センサ素子へ圧力を導入するための圧力導入管７ａを有している。圧力センサ７は、センサ素子を有する本体がバンパレインフォースメント２から下方に突出されたチャンバ部材１の取付け部材８に固定され、圧力導入管７ａの先端はチャンバ部材１のチャンバ空間１１ａ内に挿入されている。

バンパレインフォースメント２の車両前方側に配置される、チャンバ部材１は、衝突の衝撃による自身の変形を内部に設けられたチャンバ空間１１ａの歪に伴う圧力変動として圧力センサ７に伝達する。圧力センサ７は、圧力導入管７ａを介してチャンバ空間１１ａより導入した空気の圧力変動を検知し、例えば判定回路を備えた制御回路に伝達する。そして、制御回路は、圧力センサ７から入力される圧力検出信号に基づいて、車両バンパへの歩行者等の衝突の有無を検出する。

続いて、本実施形態における路側物６との衝突時の検知動作を図２に基づいて、歩行者との衝突時の検知動作を図３に基づいて詳細に説明する。

図２には路側物６と車両用衝突検知装置を備えた車両との衝突時の様相が示されている。図２（ａ）に示されるように、バンパ表皮５で覆われた車両バンパ内には本実施形態の車両用衝突検知装置が配置されている。すなわち、バンパレインフォースメント２の車両前方には衝撃を吸収し緩和する上部アブソーバ３が配設されており、上部アブソーバ３の下方に隣接するようにチャンバ部材１が配設されている。チャンバ部材１は、バンパレインフォースメント２の下面に固定されたＬ字型の取付け部材８を介して固定されており、チャンバ部材１に設けられたチャンバ空間１１ａの圧力変動を検知する圧力センサ７が、圧力導入管７ａを介して取付け部材８の裏面（チャンバ部材１が係止された側に対向する面側）に取り付けられている。下部アブソーバ４は上部アブソーバ３の下方であって車両バンパ内下端部に配設されている。

図中に示されるように、路側物６は車両前方方向に位置している。ここで路側物とは、路肩沿いに立設された路側帯境界ラインを表示するものであり、ポールやポストコーン等である。図例にあっては、路側物６は路面に固定されているケースであり、このような路側物は一般的に樹脂材で構成されるので可撓性を有している。

図２（ｂ）に示されるように、本実施形態の車両用衝突検知装置を備えた車両が路側物６に衝突した場合、上述した可撓性を有する樹脂材で形成された路側物６は、一端が路面に固定されているので、車両との接触部位を支点として、固定されていない上端部は進行する車両側へと撓る。そして、一旦撓った路側物６は、自身の反発特性および進行する車両の荷重により、車両進行方向（図中、白抜き矢印方向）に押し倒されることになる。つまり、路側物６と車両との衝突が発生しても、車両バンパ内のバンパレインフォースメント２の車両前方側に配設された衝撃吸収の上部アブソーバ３及び、チャンバ部材１、下部アブソーバ４には衝突衝撃による変形が発生しない。

一方、車両用衝突検知装置を備えた車両と衝突物体が歩行者であった場合の様相が図３に示されている。バンパ表皮５で覆われた車両バンパ内に配置された車両用衝突検知装置の構成は図２と同様の構成のため、説明は省略する。

図３（ａ）に示されるように、車両前方に歩行者が位置しており、車両バンパ内のバンパレインフォースメント２の車両前方側に配設された上部アブソーバ３は、概ね歩行者の脚部の膝部に相対する高さに位置するように配設されている。そして、衝突発生時には上部アブソーバ３が衝撃を吸収して変形することにより、歩行者の脚部への損傷度合い（傷害値）を軽減させる。また、車両バンパ内の下端部に配設された下部アブソーバ４は、概ね歩行者の脚部の踝部に相対する高さに位置するように配設されている。そして、衝突発生時には下部アブソーバが衝撃を吸収して変形し、同様に、歩行者の脚部への損傷度合い（傷害値）を軽減させる。

図３（ｂ）に示されるように、歩行者との衝突が発生した場合、当然にバンパ表皮５が歩行者と接触し変形する。車両バンパ内の下端部に配設された下部アブソーバ４は衝突衝撃を緩衝するために変形しつつ歩行者への損傷度合い（傷害値）を軽減するとともに、歩行者の足元（脚部の踝部）を払うこととなる。

ここで、車両と衝突物体との観点からは、前述した路側物６と比較して人体（歩行者）は慣性モーメントが大きい。つまり、足元を掬われて重心を崩された歩行者は、車両と接触した同一空間に止まろうとしながら車両側に倒れ込むように動く。ここで、歩行者の脚部の膝部に相対する位置に配設された車両バンパ内の上部アブソーバ３は、脚部（膝付近）に掛かる荷重によって変形しながら衝突衝撃を吸収し歩行者への損傷度合い（傷害値）を軽減させる。上部アブソーバ３及び下部アブソーバ４に変形が生じた場合には、当然にバンパ表皮５は衝突した歩行者の脚部の凹凸に沿って変形し、特に上部アブソーバ３の下方に隣接して配置されたチャンバ部材１に相対するバンパ表皮５も車両側に倒れ込んで来る歩行者の荷重を受けて変形することになる。

バンパ表皮５の車両後方側への変形力（押圧力）を受けたチャンバ部材１は、内部に設けられたチャンバ空間１１ａがチャンバ部材１の変形を受けて歪が生ずる。そして、チャンバ空間１１ａの歪みに伴う圧力変動が、圧力導入管７ａを介して圧力センサ７に伝達されることにより、歩行者との衝突が検知できる。

このように、車両側に倒れ込んだ歩行者は、バンパ表皮５、上部アブソーバ３、チャンバ部材１、下部アブソーバ４を変形させつつ、車両ボンネット上に跳ね上げられることになるが、例えば、衝突を検知した圧力センサ７の出力を受けた制御回路が所定の衝突判定を行うと共に、車両ボンネット上に跳ね上げられた歩行者の損傷を軽減する保護装置を起動させることにより、衝突発生時の歩行者保護が実現できる。

以上説明したことから明らかなように、本実施形態によれば、車両バンパ内下端部に配設された下部アブソーバ４より上方であって、バンパレインフォースメント２の車両前方側に配設された上部アブソーバ３の下方に隣接するようにチャンバ部材１を配設することにより、上部及び下部アブソーバ（３，４）に変形を生じさせる歩行者との衝突を確実に検知することが実現できる。そして、衝突が発生しても上部及び下部アブソーバ（３，４）に変形を生じさせない路側物（ポール、ポストコーン等）との衝突識別が可能となるので、衝突検知精度を向上させた車両用衝突検知装置が実現できる。

特に、チャンバ部材１の前端面（バンパ表皮５側）が上部に隣接して配設された上部アブソーバ３の前端面（バンパ表皮５側）よりも車両後方側（バンパレインフォース２側）に位置するように配置することで、内部にチャンバ空間１１ａを備えるチャンバ部材１を上部アブソーバ３より軟質な材料で構成し、上部アブソーバ３の衝撃吸収に伴う変形によってチャンバ空間１１ａを歪ませる（圧力変動を伴うチャンバ空間の変形）ことができるので、上部アブソーバ３の変形を生じさせる歩行者との衝突検出をより精度良く検出できる。さらに、車両バンパ内での車両前方方向に確保する配置空間の奥行きはチャンバ部材１の大きさに因らないため、限られた車両バンパ内空間の配置領域を効率的に活用できる。この利点に加えて、チャンバ部材１は軟質樹脂材料を用いることができるため、車両の重量増加を抑えることが実現可能である。

また、本実施形態においては、チャンバ部材１は、バンパレインフォースメント２から下方に突設された取付け部材８を介して固定されるため、チャンバ部材１の取付け位置を、衝突安全や歩行者保護を考慮したアブソーバ（３，４）とバンパレインフォースメント２の最適な位置に搭載することができる。この配置関係が有する利点に加えて、上部及び下部アブソーバ（３，４）に変形を生じさせる衝突時には、車両前方側からの衝撃に伴う押圧力に対し、チャンバ部材１をバンパレインフォースメント２側から裏支えする事となるため、チャンバ部材１内に設けられたチャンバ空間１１ａを確実に歪ませることができると共に衝突衝撃に伴うチャンバ部材１の脱落を防ぐことができる。

また、上部アブソーバ３に相対的に軟い変形特性を有する材料が採用されているので、歩行者の脚部保護効果（傷害値の軽減効果）を高めることが期待できる。さらに、下部アブソーバ４に相対的に硬い変形特性を有する材料が採用されているので、路側物に対する押し倒し効果を高めることが期待できる。

そして、チャンバ空間１１ａの歪みに伴う圧力変動を検知する圧力センサ７をバンパレインフォースメント２の下方に隣接させ且つチャンバ部材１の車両後方側に配設できるため、圧力導入管７ａに要する伝達距離（チャンバ部材１と圧力センサ７との間の距離）を最短距離とする圧力変動の伝達が実現できる。加えて、取付け部材８とチャンバ部材１との係止面に対向する裏面側（バンパレインフォースメント側）に圧力センサ７を係止させることができるため、車両バンパ内空間の効率的な利用が図れるとともにオーバーホール時におけるセンサ着脱等の作業性の向上が実現できる上、チャンバ部材１および圧力センサ７並びに取付け部材８を含んだ交換ユニットとして一体化できるので、車両用衝突検知装置としての交換性の確保が実現できる。

尚、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。

以下、本発明の各変形例について説明する。例えば、上記実施形態ではバンパレインフォースメント２の下方に突出するＬ字形の取付け部材８を用いたチャンバ部材１の固定例を示したが、平板状の取付け部材８をバンパレインフォースメントの前面（車両前方側）に固定し、バンパレインフォースメント２の下方に突出させても良い。形状加工を必要としない簡単な構成で脱落を防ぐ係止効果が同様に得られ、オーバーホール時の交換性を向上させることができる。尚、このような形態であっても上部アブソーバ３の変形に伴う衝突検知効果を確保するためにも、チャンバ部材１は上部アブソーバ３の下方に隣接して配置することが望ましい。

車両バンパ内に配置された車両用衝突検知装置を車幅方向から見た断面図である。 実施形態の車両用検出装置を搭載した車両と路側物との衝突時の様相を示す説明図である。 実施形態の車両用検出装置を搭載した車両と歩行者との衝突時の様相を示す説明図である。

符号の説明

１：チャンバ部材 １１ａ：チャンバ空間
２：バンパレインフォースメント
３：上部アブソーバ
４：下部アブソーバ
５：バンパ表皮
６：路側物
７：圧力センサ ７ａ：導入管
８：取付け部材

Claims (4)

1. 車両バンパ内でバンパレインフォースメントの車両前方側に隣接して配設され衝突に伴って変形することで衝撃を吸収する上部アブソーバと、
   前記上部アブソーバよりも下方の前記車両バンパ内下端部に配設され衝突に伴って変形することで衝撃を吸収する下部アブソーバと、
   前記車両バンパ内に配設され且つ内部にチャンバ空間が形成されるチャンバ部材と、
   前記チャンバ空間内の圧力を検出する圧力センサと、を備え、
   前記圧力センサの検出結果に基づいて前記車両バンパ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、前記下部アブソーバよりも上方であって、前記上部アブソーバの下端面に隣接して配置される、
   ことを特徴とする車両用衝突検知装置。
2. 前記チャンバ部材は、その前端面が前記上部アブソーバの前端面よりも車両後方側に位置している、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突検知装置。
3. 前記チャンバ部材は、前記バンパレインフォースメントから下方へ突設された取付け部材を介して固定される、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用衝突検出装置。
4. 前記圧力センサは、前記バンパレインフォースメントの下方に隣接し且つ前記チャンバ部材の車両後方側に配設される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の車両用衝突検知装置。

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