JP5392315B2 - 車両用衝突検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、バンパにおける圧力変化に基づいて物体の衝突を検知する車両用衝突検知装置に関する。

車両が歩行者と衝突した際、歩行者へのダメージを軽減する歩行者保護装置が実用化されている。この歩行者保護装置は、歩行者がエンジンフードにたたきつけられる衝撃を和らげるために、エンジンフードの後端を衝突検知後瞬時に上昇させ、上昇した分のストロークを緩衝用機構で支えるというもので、ポップアップフード、ポップアップエンジンフード、アクティブボンネット、アクティブフード等の名称で呼ばれている。また別の形態として、車体外部のエンジンフード上からフロントウインド下部にかけてエアバッグを展開し、歩行者の衝撃を緩衝するというものもあり、カウルエアバッグ、フードエアバッグ等の名称で呼ばれている。

これらの装置では、バンパ部に衝突検知装置を設け、センサを用いて物体が接触したことを検知して装置を作動させる仕組みを持っている。このようなバンパ内にチャンバ部材を配設して、バンパに物体が衝突した際のチャンバ内の圧力変化を検出するよう構成された車両用衝突検知装置が提案されている（例えば特許文献１、２）。

特許文献１、２記載の車両用衝突検知装置では、バンパへ物体が衝突すると、バンパ内でバンパリーンフォースの前面に配設されたチャンバ部材が変形することによってチャンバ内に圧力変化が発生し、その圧力変化が圧力センサによって検出される。また、チャンバ部材は、車幅方向中央部において、チャンバ本体部から、チャンバ本体部に対して車両の後方側でかつ上方に延設部を設け、延設部に圧力センサを取り付けることにより、バンパリーンフォースの内部に圧力センサを配置する場合に比べ、圧力センサの取り付け作業を容易にしていた。

特開２００９−１９０５６８号公報 特開２０１０−１５５６０３号公報

圧力センサがバンパリーンフォースの上方に配置される場合、バンパリーンフォース上面とバンパカバー内面によって囲まれる空間に、チャンバの延設部と圧力センサとが配置されることになる。一方、バンパカバーの形状は、主に車両の外観意匠のデザインから決定される。また、バンパリーンフォースは、車種毎に必要強度を保つための構造が様々な方法で工夫されており、バンパリーンフォース上面とバンパカバー内面とによって囲まれる空間が狭小となることがある。これらの場合、圧力センサを設置するための十分な空間が確保できないことになる。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、圧力チャンバ式の車両用衝突検知装置において、バンパカバーの形状やバンパリーンフォースの構造の違いによる影響が少ない、搭載性に優れた車両用衝突検知装置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、車両バンパ内でバンパリーンフォースの前面に配設されチャンバ空間を内部に形成してなるチャンバ本体を有するチャンバ部材と、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、前記圧力センサによる圧力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、前記バンパリーンフォースの車幅方向端部よりも車両側方に突出する前記チャンバ本体の端部領域から車両後方側へ延設されて前記チャンバ空間の一部を形成するチャンバ延設部を備え、前記圧力センサは、前記チャンバ延設部に取り付けられることを特徴とする。

この構成によれば、チャンバ本体の端部領域から車両後方側へ延設されたチャンバ延設部に圧力センサが取り付けられる構造であるため、圧力センサをバンパリーンフォースの上方領域に配置する必要がなく、車両の多様な意匠やバンパリーンフォース構造の違いにも対応でき、汎用性が高く多くの車種に適用可能な搭載性に優れた車両用衝突検知装置とすることができる。また、電子部品である圧力センサが衝突の衝撃を受ける役割を持つバンパリーンフォースの車幅方向端部よりも外側に配置されるため、衝突時に圧力センサが直接的な打撃を受け損傷する可能性を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、チャンバ部材が前記チャンバ延設部に取り付けられた前記圧力センサの車両前方側を覆うように、前記チャンバ本体が延長形成されていることを特徴とする。この構成によれば、車両の左側前方、または右側前方の角部付近で衝突が起こった場合でも、圧力センサの前方にチャンバ本体の一部が配置されているため、衝突時に圧力センサが直接的な打撃を受け損傷する可能性を低減する効果を更に高めることができる。

請求項３に記載の発明は、圧力センサが、前記チャンバ延設部に対して側方から取り付けられていることを特徴とする。この構成によれば、圧力センサ本体部の外形寸法が最小となる検知方向を車幅方向とするため、圧力センサを配置するために車幅方向に要する寸法を最小にできる。

請求項４に記載の発明は、圧力センサが、前記チャンバ延設部に対して上方から取り付けられていることを特徴とする。この構成によれば、圧力センサ本体部の外形寸法が最小となる検知方向を、車両上下方向とするため、圧力センサが車両上下方向に要する寸法を最小にできる。

請求項５に記載の発明は、圧力センサのコネクタが、相手側コネクタが車両後方側から挿入されるように配置されたことを特徴とする。この構成によれば、コネクタ部が衝突時に衝撃を受けにくい車両後方側に配置されるため、前方からの衝突時にコネクタが外れにくくすることができる。

請求項６に記載の発明は、チャンバ延設部が、前記チャンバ部材の車幅方向における両側の端部領域からそれぞれ延設され、前記圧力センサは、前記各チャンバ延設部にそれぞれ取りつけられることを特徴とする。この構成によれば、２つの圧力センサで検知することになるため、精度を向上させることができ、また、冗長性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用衝突検知装置の構成を示す図であり、（ａ）は車両用衝突検知装置の構成を車両上方からの視点で示す模式図、（ｂ）は各構成要素を概略縦断面構造と共に示す模式図である。 第１の実施形態に係る図１（ｂ）のＡ部の断面で示す部分拡大図である。 圧力センサの外形を模式的に示す図である。 第２の実施形態に係る車両用衝突検知装置の構成を示す図であり、（ａ）は図１（ｂ）のＡ部の範囲で示す断面の部分拡大図であり、（ｂ）は車両左側からの側面図である。 第３の実施形態に係る車両用衝突検知装置の構成を示す図であり、（ａ）は図１（ｂ）のＡ部の範囲で示す車両上方から模式図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明の車両用衝突検知装置の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明
する。

＜第１の実施形態＞
本発明の実施形態に係る車両用衝突検知装置１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、車両前方のバンパ２への物体の衝突を検知し、歩行者保護装置３を起動するよう構成された装置である。バンパ２と、バンパ２内に配設され、チャンバ空間３が内部に形成されるチャンバ部材４と、チャンバ空間３内の圧力変化を検出する圧力センサ５と、歩行者保護装置ＥＣＵ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）６とを備えている。

バンパ２は、バンパカバー９、チャンバ部材４、バンパアブソーバ１０、バンパリーンフォース１１を主体として構成されている。

バンパカバー９はバンパ２の構成部品を覆うように設けられるポリプロピレン等の樹脂製の部材である。バンパ２の外観を構成すると同時に車両全体の外観の一部を構成し、外側の一部または全体はボディと同色に塗装されることが多い。

チャンバ部材４は、バンパ２内で大部分がバンパリーンフォース１１の前面の略上半分に配置され、車幅方向に延びる軟質ポリエチレン等の合成樹脂からなる中空の部材である。衝突時の圧力創出の作用を持つ部材であり、車幅方向（車両左右方向）に長く延び、図１（ａ）のＡ部を断面図として示す図２のように、主に衝突時の圧力発生を受け持つ本体部１２と圧力センサ５を取り付けるために設けられた延設部１３とからなる。本体部１２は、端部領域がバンパリーンフォース１１の車幅方向左端部より、左側方向に伸びており、延設部１３はこの端部領域から車両後方側へ突出するように設けられている。両者は一体に形成されていることが望ましい。チャンバ部材４の内部にはチャンバ空間３が形成されている。チャンバ空間３は本体部１２と延設部１３とで一つのものである。なお、図２、３、４ではバンパカバー９は省略してある。

チャンバ空間３はチャンバ部材４に囲覆されているが、密閉されてはおらず、不図示の一部の狭小部分で外気と連通し大気圧になっている。これにより標高差や気温変化などによる外気との気圧差が生じないようにして、衝突検知が標高や気温の変化の影響を受けない。

バンパアブソーバ１０は、バンパリーンフォース１１の前面の略下半分、チャンバ部材４の下部に配置されており、バンパ２において衝撃吸収の作用を受け持つ部材である。たとえば発泡させたポリプロピレン等を用いることができる。

バンパリーンフォース１１はバンパ２内に配設されて車幅方向に延びるアルミ等の金属製の梁状部材であって、図１に示すように車両前後方向に延びる一対の金属製部材であるサイドメンバ１４の前端に取り付けられていて、バンパ２全体を保持している。

圧力センサ５は、気体圧力変化を検出可能なセンサ装置であり、圧力に比例した信号を出力し、歩行者保護装置ＥＣＵ６と伝送線を介して電気的に接続されている。図２のように、チャンバ部材４の延設部１３に設けられた穴を介して圧力センサ５の一部がチャンバ空間３内に差し込まれ、接触部は接着剤を塗布することや、ゴムパッキンを使用する等の手法により密封されており、図示しないがインサート部材をネジ止めする等の従来の技術を使って固定され、チャンバ空間３内の空気の圧力変化を検出可能に構成されている。

圧力センサ５は側方から取り付けられている。圧力センサ５は、検知精度を確保するため、ある程度の受圧面の検知面積が必要となり、圧力センサ５の本体部の外形は図３に示すように、厚さ方向である検知方向の寸法が２０ミリ程度であれば、幅方向は３０ミリ程度となっている。長さ方向は回路が配置される部分を含むためさらに大きな寸法となる。

したがって、圧力センサ５が側方から取り付けていることにより、車両左側に必要とする圧力センサ５のスペースを最小にする。また、圧力センサ５は車両後方側にコネクタ部１５を有し歩行者保護装置ＥＣＵ６と伝送線を介して電気的に接続されるように配置されている。コネクタ部１５を後方にして、接続される相手側のコネクタ（不図示）を後方から挿入、固定することにより、衝突時に電気的な接続が断たれにくくしている。

チャンバ部材４において、延設部１３を本体部１２の後方に設けているが、これは図２に二点鎖線の曲線で示したヘッドランプの配置を避けて圧力センサ５を設けるためである。近年ヘッドランプ回りの体積は増大する傾向にあり、夜間の死亡事故の要因の一つとされる視認性の悪さを改善するため、光源に高輝度放電灯を使用したＨＩＤランプ（High Intensity Discharge lamp、ＨＩＤは登録商標）が採用される例がある。この場合ランプハウジング下部にバラスト（安定器）と呼ばれるＤＣ−ＤＣコンバータ等を含む電子回路が配置される。また、モータやアクチュエータを使って、ステアリングの切れ角等に応じてヘッドランプの光軸を変えるＡＦＳ（登録商標、Adaptive Front-lighting System）も実用化されており、この場合はランプハウジング内または外に動作機構が設けられる。延設部１３を本体部１２の後方に設けることにより、安全のためのこれらの新たな機構と共存することを可能としている。

通常の衝突はバンパリーンフォースの長手方向（車幅方向）の範囲内で起こることが多いため、従来の圧力センサ５の配置では、衝突時に、直接圧力センサ５が衝撃を受ける場合が考えられる。圧力センサ５をバンパリーンフォース１１の左端部よりも側方（左外側）に設けることにより、衝突時に直接圧力センサが衝撃を受ける可能性が減少する。

図１（ａ）、（ｂ）に示す車速センサ７は、車両の走行速度の大きさを検出する既設の速度センサであり、歩行者保護装置ＥＣＵ６と伝送線を介して電気的に接続されている。

歩行者保護装置ＥＣＵ６は、圧力センサ５や車速センサ７の検出結果等に基づいて所定のアルゴリズムにしたがって衝突を判定する。衝突と判定した場合には、歩行者保護装置８に対し信号を出力し、歩行者保護装置８を作動させる。歩行者保護装置８はポップアップフード、ポップアップエンジンフード、アクティブボンネット、アクティブフード、カウルエアバッグ、フードエアバッグ等の名称で呼ばれる公知のものであってよく、エンジンフードの後端を衝突検知後瞬時に上昇させ、上昇した分のストロークを緩衝用機構で支え、歩行者がエンジンフードにたたきつけられる衝撃を和らげ保護するというものか、または、車体外部のエンジンフード上からフロントウインド下部にかけてエアバッグを展開し歩行者の衝撃を緩衝するというもの等である。

次に、本実施形態における車両用衝突検知装置の衝突時の動作について説明する。衝突時には、バンパ２は変形し、衝撃によりバンパカバー９が変形し、つづいてバンパアブソーバ１０が衝撃を吸収しつつ変形すると同時に、チャンバ部材４も変形し、チャンバ空間３の主に本体部１２の体積は急激に減少する。このとき、一部で外気と連通していても、狭小であるため圧力は急上昇し、チャンバ空間３を共通とする延設部１３を通じて圧力センサ５を押圧する。

以上、詳述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２内でバンパリーンフォース１１の前面に配設され、チャンバ空間３を内部に形成してなるチャンバ部材４と、チャンバ空間３内の圧力を検出する圧力センサ５とを備え、圧力センサ５による圧力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１において、チャンバ部材４は、バンパリーンフォース１１の車幅方向端部よりも側方に突出するチャンバ本体１２の端部領域から車両後方側へ延設されてチャンバ空間３の一部を形成するチャンバ延設部１３を備え、圧力センサ５は、チャンバ延設部１３に側方から取り付けられる。

この構成によれば、チャンバ本体１２の端部領域から車両後方側へ延設されたチャンバ延設部１３に圧力センサ５が取り付けられる構造であるため、圧力センサ５のチャンバ部材４への取り付けが容易である。また、多様な意匠デザインに対応でき、バンパリーンフォース１１の大きさの違い等の構造の違いにも対応できる、汎用性が高く、多くの車種に適用できる搭載性に優れた車両用衝突検知装置１とすることができる。また、圧力センサ５がバンパリーンフォース１１よりも側方（左側）にあることにより、通常のバンパリーンフォース１１前方からの衝突時に、直接圧力センサ５が衝撃を受ける可能性が減少する。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、第１の実施形態とは、チャンバ部材４の形状が異なる。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、チャンバ部材４は圧力センサ５の前方を覆うように車両の左側方向に延長されている。この構成によれば、チャンバの延設部１３と本体部１２の一部をなす延長部分とで、圧力センサ５を保護することになり、車両の左側前方の角部付近で衝突が起こった場合でも、圧力センサ５の前方にチャンバ部材４が配置されているため、圧力センサ５は保護され、直接荷重が付加されにくく、壊れにくい構造となる。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、第１の実施形態とは、チャンバ部材４の形状が異なるほか、圧力センサ５の取り付け方向が異なる。第３の実施形態は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の実施形態と同様に、チャンバ部材４は圧力センサ５の前方を覆うように車両の左側方向に延長されている。また、圧力センサ５は上方からチャンバ部材の延設部に取り付けられる。圧力センサ５の外形のうち、少ない寸法となる検知方向（図５（ｂ）で上下方向）を上下方向とでき、圧力センサ５近傍の上部に必要とするスペースを最小にする。この構成によれば、圧力センサ５及び延設部１３の占有する空間の高さ方向を最小限に抑えることができ、他の機器の配置を妨げない。この場合も、圧力センサ５は車両後方側にコネクタ部１５を有し、歩行者保護装置ＥＣＵ６等へ電気的に接続するための相手側コネクタ（不図示）を車両後方側から挿入、固定する配置とすることにより、衝突時に外れにくく、電気的な接続が断たれにくくしている。

なお、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いうまでもない。

たとえば、各実施形態では圧力センサ５をチャンバ部材４の車幅方向左側端部に設けるものとしたが、チャンバ部材４の車幅方向右側端部に設けるものとしてもよいのは、もちろんである。

また、前記第１の実施形態では、圧力センサ５がチャンバ延設部１３に側方から取り付けられる構成としたが、前記第３の実施形態と同様に、チャンバ延設部１３に上方から取り付けられる構成としてもよい。

また、前記第２、第３の実施形態では、チャンバ延設部１３に取り付けられた圧力センサ５の車両前方側を覆うように、それぞれチャンバ本体１２が側方（左側）又は上方に延長形成される構成としたが、要するに圧力センサ５の取り付け位置に合わせて、その車両前方側を覆うようにチャンバ本体１２を延長形成すればよいのである。

また、圧力センサ５は、チャンバ部材４に１つ設けられるものとしたが、冗長性を向上させるため、チャンバ延設部１３がチャンバ部材４の車幅方向における両側の端部領域からそれぞれ延設され、圧力センサ５が各チャンバ延設部１３，１３にそれぞれ取りつけられる構成としてもよい。この場合、各実施形態に示したチャンバ部材４の車幅方向左側端部に設けるものに加えて、チャンバ部材４の車幅方向右側端部に設けて、対称的な配置とすることがスペース効率の点から有利である。さらに、圧力センサ５を３つ以上設けてもよいのはもちろんである。

１ 車両用衝突検知装置
２ バンパ
３ チャンバ空間
４ チャンバ部材
５ 圧力センサ
６ 歩行者保護装置ＥＣＵ
７ 車速センサ
８ 歩行者保護装置
９ バンパカバー
１０ バンパアブソーバ
１１ バンパリーンフォース
１２ 本体部（チャンバ本体）
１３ 延設部（チャンバ延設部）
１４ サイドメンバ
１５ コネクタ部（圧力センサ）

Claims (6)

1. 車両バンパ内でバンパリーンフォースの前面に配設されチャンバ空間を内部に形成してなるチャンバ本体を有するチャンバ部材と、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、前記圧力センサによる圧力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、前記バンパリーンフォースの車幅方向端部よりも車両側方に突出する前記チャンバ本体の端部領域から車両後方側へ延設されて前記チャンバ空間の一部を形成するチャンバ延設部を備え、
   前記圧力センサは、前記チャンバ延設部に取り付けら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、前記チャンバ延設部に取り付けられた前記圧力センサの車両前方側を覆うように前記チャンバ本体が延長形成され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. 前記圧力センサは、前記チャンバ延設部に対して側方から取り付けられる請求項１又は２に記載の車両用衝突検知装置。
4. 前記圧力センサは、前記チャンバ延設部に対して上方から取り付けられる請求項１又は２に記載の車両用衝突検知装置。
5. 前記圧力センサのコネクタは、相手側コネクタが車両後方側から挿入されるように配置されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置。
6. 前記チャンバ延設部は、前記チャンバ部材の車幅方向における両側の端部領域からそれぞれ延設され、
   前記圧力センサは、前記各チャンバ延設部にそれぞれ取りつけられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置。