JP5169967B2 - 衝突検出機構 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも車両バンパ内に上下に配置されたチャンバ部材及び物体への車両バンパ衝突時の衝撃吸収用のアブソーバと、チャンバ部材のチャンバ空間の圧力変化を検出する圧力センサとを備える衝突検出機構に関する。

近年、歩行者保護の目的で、車両バンパへの物体の衝突時に衝突物が歩行者か否かを判定し、歩行者と判定した場合は、歩行者を保護するための装置（例えば、アクティブフードやカウルエアバッグ）を作動させる技術が提案され、また実用化が検討されている。歩行者かそれ以外の物かを極力正確に判定するために、図１に示すように車両に衝突検出機構１が搭載されている。但し、図１は従来の衝突検出機構１の構成を示す平面図であり、図２に図１に示すＡ１−Ａ２断面図を示す。

衝突検出機構１は、バンパレインフォースメント４の前面とバンパカバー３との間に配置されたチャンバ部材７及び当該チャンバ部材７の下方（又は上方）に配置され、物体への車両バンパ衝突時の衝撃を吸収するアブソーバ６と、チャンバ部材７にブラケット９により取り付けられた圧力センサ８とを備えて構成されている。また、圧力センサ８には図示せぬ電子制御ユニットが電気的に接続されている。

このように衝突検出機構１としての車両バンパ２は、バンパカバー３、バンパレインフォースメント４、サイドメンバ５、アブソーバ６、チャンバ部材７及び圧力センサ８を主体として構成されている。

バンパカバー３は、車両前端部にて車両幅方向（車両左右方向）に概略弓状に延びる長手状を成し、バンパレインフォースメント４、アブソーバ６及びチャンバ部材７を覆うように車体に取り付けられる樹脂（例えば、ポリプロピレン）製のカバー部材である。尚、バンパカバーの形状は、図１に示すように、一般的に中央部分が湾曲状となっている。バンパレインフォースメント４は、バンパカバー３内に配設されて車両幅方向に延びる金属製の梁状部材である。

サイドメンバ５は、車両の左右両側面近傍に位置して車両前後方向に長手状に延びる一対の金属製部材であり、その前端に上述したバンパレインフォースメント４が取り付けられている。アブソーバ６は、バンパカバー３内でバンパレインフォースメント４の前面下方側に取り付けられ、車両幅方向に長手状に延びる発泡樹脂製部材であり、車両バンパ２における衝撃吸収作用を発揮する。アブソーバ６の車両前後方向における長さは、車種によって異なるが、例えば、４０〜１５０ｍｍ程度である。

チャンバ部材７は、バンパカバー３内でバンパレインフォースメント４の前面上方側に取り付けられ、車両幅方向（車両左右方向）に概略弓状に延びる箱状の合成樹脂製部材であり、内部に厚さ数ｍｍの壁面によって囲まれた密閉状のチャンバ空間７ａが形成されている。チャンバ部材７は、車両バンパ２における衝撃吸収と圧力伝達との二つの作用を併せ持っている。

圧力センサ８は、気体圧力を検出可能なセンサ装置であり、チャンバ部材７にブラケット９で組付けられてチャンバ空間７ａ内の圧力変化を検出可能に構成されており、その圧力変化を検出することにより得られる検出圧力信号を電子制御ユニットへ出力する。電子制御ユニットは、図示せぬ歩行者保護用エアバッグやポップアップフードの展開制御を行うための電子制御装置であり、圧力センサ８から出力される検出圧力信号に応じて車両バンパ２に歩行者（すなわち、人体）が衝突したか否かを判別する処理を行う。なお、電子制御ユニットには、圧力センサ８からの検出圧力信号による検出圧力結果に加え、図示せぬ車速センサからの車速検出結果を入力し、これら圧力検出結果及び車速検出結果に基づき歩行者衝突の判定を行うようにすることが好ましい。

このように歩行者を判別する理由は、車両バンパ２に衝突した衝突物が歩行者でない場合、フード上の保護装置（例えばアクティブフード）を作動させると様々な悪影響が生じるからである。例えば三角コーンや工事中看板等の軽量落下物と衝突した場合に歩行者と区別できないと、保護装置を無駄に作動させて余分な修理費が発生する。また、コンクリートの壁や車両等の重量固定物と衝突した場合に歩行者と区別できなければ、フードが持ち上がった状態で後退していくのでフードが車室内に侵入し乗員に危害を与える恐れがある。このように、衝突物が歩行者であるか否かを正確に分別することが要求されるようになっていることから、従来、車両バンパ２内でバンパレインフォースメント４の前面にチャンバ部材７を配設し、チャンバ空間７ａ内の圧力変化を圧力センサ８で検出することにより車両バンパ２への歩行者等の衝突を検出する車両用衝突検出装置１が提案されていた。この種のチャンバ部材を備えて衝突を検出する技術として特許文献１に記載のものがある。

特開２００９−１８７３５号公報

ところで、上述した従来の衝突検出機構においては、車両バンパ２への衝突物が歩行者であるか否かを正確に分別することが要求されており、このためには、車両バンパ２の中央部分や両端部分など何れにおいても衝突検出感度が等しいことが必要である。

しかし、車両バンパ２において、バンパカバー３の形状は中央部分が湾曲状で両端部分が曲がっており、バンパレインフォースメント４も両端部分が曲がっているため、バンパカバー３とバンパレインフォースメント４との車両前後方向の幅は中央部分よりも両端部分の方が短い。この様子を図３に示す。図３（ａ）は図１に示す車両バンパ２の中央部分Ａ１−Ａ２の前後方向の断面図、（ｂ）は両端部分Ｂ１−Ｂ２の前後方向の断面図である。つまり、チャンバ部材７は、図３（ａ）に示すように中央部分であれば、チャンバ部材７を車両前後方向に沿った四角形状の切断面における車両前後方向の水平な辺の長さ（水平辺長）Ｈと、その水平に対して垂直な辺の長さ（垂直辺長）Ｖとの比率が、水平辺長Ｈが垂直辺長Ｖよりも長い。アブソーバ６の形状もその比率に応じたものとなっている。また、チャンバ部材７の両端部分は、図３（ｂ）に示すように、水平辺長Ｈと垂直辺長Ｖとが略同じ長さであり、アブソーバ６の形状も略同じ比率となっている。

このように水平辺長Ｈと垂直辺長Ｖとの比率が異なる場合、一般的に歩行者脚部衝突時のエネルギをアブソーバストロークを使い切って吸収する為、Ｆ−Ｓ特性（反力−変位特性）はストロークが大きく取れる車両中央部をＦが小さく（柔かく）そしてストロークの少ない端部に行くほどＦが大きく（硬く）なる。その為、中央部分と両端部分とでは衝突検出感度が異なっていた。従って、車両バンパ２への衝突物が歩行者であるか否かを正確に分別することができないという問題がある。 本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車両バンパの中央部分や両端部分など何れにおいても衝突検出感度を等しくすることができ、これによって車両バンパへの衝突物が歩行者であるか否かを正確に分別することができる衝突検出機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、車両バンパの湾曲形状のバンパカバー内に、バンパレインフォースメントと、このバンパレインフォースメントの車両前方側に固定され、チャンバ空間を有するチャンバ部材と、このチャンバ部材の下方又は上方に配置され、物体への車両バンパ衝突時の衝撃を吸収するアブソーバと、前記チャンバ空間の圧力変化を検出する圧力センサとを備える衝突検知機構において、前記バンパレインフォースメントを、その前面が、前記バンパカバーと車両前後方向に所定間隔を介して車両左右方向に何れの位置でも平行又は略平行となる形状とし、この形状のバンパレインフォースメントの前面に固定される前記チャンバ部材及び前記アブソーバの車両前後方向の長さを、車両左右方向の何れの位置でも一定又は略一定とし、前記チャンバ部材は、当該チャンバ部材を車両前後方向に切断した断面の車両底面と平行な水平辺長と、この水平辺長に垂直な垂直辺長とが同じ比率、又は前記垂直辺長が前記水平辺長よりも長い比率である形状としたことを特徴とする。

この構成によれば、チャンバ部材及びアブソーバの車両前後方向の長さが、車両左右方向の何れの位置でも一定又は略一定なので、物体が車両バンパのどの位置に衝突しても、Ｆ−Ｓ特性（反力-変位特性）が等しくなる。このため、チャンバ空間内の圧力変化の検出が車両バンパのどの位置でも等しくなるので、車両バンパへの衝突物が歩行者であるか否かを正確に分別することができる。また、チャンバ部材の車両前後方向の断面の水平辺長と垂直辺長とを同比率又は垂直辺長が水平辺長よりも長い比率であるため、チャンバ空間の圧力変化が大きくなって圧力センサで圧力変化が検出し易くなる。

請求項２に記載の発明は、前記アブソーバは、前記チャンバ部材の車両前面方向に所定の間隙を介して立ちはだかる部分を備える形状であることを特徴とする。
この構成によれば、チャンバ部材の前面にアブソーバの一部分が配置される構成となるので、物体への衝突時にチャンバ部材が即時変形して衝突検知を時間的に速く行うことができる。

従来の衝突検出機構の構成を示す平面図である。 図１に示す衝突検知機構のＡ１−Ａ２断面図である。 （ａ）は図１に示す車両バンパの中央部分Ａ１−Ａ２の前後方向の断面図、（ｂ）は両端部分Ｂ１−Ｂ２の前後方向の断面図である。 本発明の実施形態に係る衝突検出機構の構成を示し、（ａ）は衝突検出機構の一部平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ３−Ａ４断面又はＢ３−Ｂ４断面図である。 本実施形態の衝突検知機構のアブソーバの他の形状を示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。

図４は、本発明の実施形態に係る衝突検出機構の構成を示し、（ａ）は衝突検出機構の一部平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ３−Ａ４断面又はＢ３−Ｂ４断面図である。

本実施形態の衝突検出機構１１が、図１〜図３に示した従来構成と異なる点は、バンパレインフォースメント１４を、その前面が、概略弓形のバンパカバー３と車両前後方向に所定間隔Ｓ１を介して車両左右方向に平行又は略平行となる形状とし、このバンパレインフォースメント１４の前面に固定されるチャンバ部材１７及びアブソーバ１６の車両前後方向の長さを、車両左右方向の何れの位置でも一定又は略一定としたことにある。

従って、この構成の車両バンパ１２の中央部分をＡ３−Ａ４切断線で切断したチャンバ部材１７及びアブソーバ１６の断面形状と、両端部分をＢ３−Ｂ４切断線で切断したチャンバ部材１７及びアブソーバ１６の断面形状とは、図３（ｂ）に示すように、略同じとなっている。この図３ではチャンバ部材１７の水平辺長Ｈと垂直辺長Ｖとの長さは１対１となっており、アブソーバ１６は、水平辺長Ｈが垂直辺長Ｖよりやや長い形状となっている。但し、チャンバ部材１７は、垂直辺長Ｖが水平辺長Ｈよりも長い比率であればよい。また、Ｆ−Ｓ特性も車両バンパ１２のどの位置でも一定又は略一定となっている。

このような構成の衝突検出機構１１においては、チャンバ部材１７及びアブソーバ１６の車両前後方向の長さが、車両左右方向の何れの位置でも一定又は略一定なので、物体が車両バンパ１２のどの位置に衝突しても、Ｆ−Ｓ特性（反力-変位特性）が等しくなる。このため、チャンバ空間１７ａ内の圧力変化の検出が車両バンパ１２のどの位置でも等しくなる。言い換えれば、車両バンパ１２の中央部分や両端部分など何れにおいても衝突検出感度が等しくなるので、電子制御ユニットが圧力センサ８からの検出圧力信号に応じて行う衝突検出において、車両バンパ１２への衝突物が歩行者であるか否かを正確に分別することができる。

この他、チャンバ部材１７及びアブソーバ１６においては、低温で硬く潰れ難く、高温で軟らかく潰れ易く、これら各々において変形量に対する反力が増減するといった温度特性を、車両バンパ１２の中央部分や両端部分に関係なく一定とすることができるので、温度特性を加味しても何れの位置でも衝突検知感度を等しくすることができる。

また、チャンバ部材１７は、当該チャンバ部材１７を車両前後方向に切断した断面の車両底面と平行な水平辺長Ｈと、この水平辺長Ｈに垂直な垂直辺長Ｖとが同じ比率、又は垂直辺長Ｖが水平辺長Ｈよりも長い比率となっている。従って、チャンバ空間１７の圧力変化が大きくなって圧力センサ８で圧力変化が検出し易くなる。

更に、図５に示すように、アブソーバ２６を、チャンバ部材１７の車両前面方向に所定の間隙を介して立ちはだかる部分２６ａを備えるＬ字形状としてもよい。この場合、チャンバ部材１７の前面にアブソーバ２６の一部分２６ａが配置される構成となるので、物体への衝突時にチャンバ部材１７が即時変形して衝突検知を時間的に速く行うことができる。また、バンパレインフォースメント１４は、アルミニュウムの押出成型品、又は鉄をプレスで曲げた鉄製で実現可能である。

この他、チャンバ部材１７及びアブソーバ１６の車両前後方向の長さを車両左右方向の何れの位置でも一定又は略一定としたので、その車両前後方向の長さを従来構成よりも短くすることができる。従来においてチャンバ部材の車両前後方向の長さが特に中央部で長い場合、衝突時の変形初期段階にチャンバ空間が増加する為一瞬負圧となり衝突検知が遅れる問題があった。しかし、本実施形態ではチャンバ部材１７の車両前後方向の長さを短くすることが可能なので衝突時の変形初期段階でもチャンバ空間が大きくならず衝突時でも負圧とならない。従って衝突検知が遅れるといったことを防止することができる。

８ 圧力センサ
１１ 衝突検知機構
１２ 車両バンパ
１３ バンパカバー
１４ バンパレインフォースメント
１６，２６ アブソーバ
１７ チャンバ部材
１７ａ チャンバ空間
２６ａ アブソーバのチャンバ部材前面対向部材
Ｈ 水平辺長
Ｖ 垂直辺長

Claims (2)

1. 車両バンパの湾曲形状のバンパカバー内に、バンパレインフォースメントと、このバンパレインフォースメントの車両前方側に固定され、チャンバ空間を有するチャンバ部材と、このチャンバ部材の下方又は上方に配置され、物体への車両バンパ衝突時の衝撃を吸収するアブソーバと、前記チャンバ空間の圧力変化を検出する圧力センサとを備える衝突検知機構において、
   前記バンパレインフォースメントを、その前面が、前記バンパカバーと車両前後方向に所定間隔を介して車両左右方向に何れの位置でも平行又は略平行となる形状とし、この形状のバンパレインフォースメントの前面に固定される前記チャンバ部材及び前記アブソーバの車両前後方向の長さを、車両左右方向の何れの位置でも一定又は略一定とし、
   前記チャンバ部材は、当該チャンバ部材を車両前後方向に切断した断面の車両底面と平行な水平辺長と、この水平辺長に垂直な垂直辺長とが同じ比率、又は前記垂直辺長が前記水平辺長よりも長い比率である形状としたことを特徴とする衝突検知機構。
2. 前記アブソーバは、前記チャンバ部材の車両前面方向に所定の間隙を介して立ちはだかる部分を備える形状であることを特徴とする請求項１記載の衝突検知機構。

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