JP5420889B2

JP5420889B2 - 衝突検出装置

Info

Publication number: JP5420889B2
Application number: JP2008319897A
Authority: JP
Inventors: 浩幸高橋; 貴敏田辺
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-12-16
Filing date: 2008-12-16
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2028-12-16
Also published as: US9016142B2; JP2010143277A; DE112009003176T5; CN102245440B; CN102245440A; US20110239789A1; DE112009003176B4; DE112009003176B9; WO2010071156A1

Description

本発明は、適用された車両への衝突を検出するための衝突検出装置に関する。

フロントバンパ内に介挿された硬質衝撃吸収材と軟質衝撃吸収材との間に非圧縮性流体が充填された衝突検知チューブを挿入配置すると共に、該衝突検知チューブの長手方向に離間して２つの圧力センサ又は圧力スイッチを設け、これら２つの圧力センサ又は圧力スイッチの出力信号に基づいて衝突を判定する車両衝突判別装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３１００９５号公報（図１９、図２７）特開２００７−２９０６８９号公報特開２００６−１１７１５７号公報特表２００５−５３８８８１号公報特開２００７−２９０６８２号公報

しかしながら、上記した従来の技術では、冗長性が考慮されておらず、衝突判定の信頼性の観点から改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮して、チャンバ部材の長手方向各部への衝突を短時間で判定することができ、かつ信頼性が高い衝突検出装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る衝突検出装置は、車幅方向に長手とされると共に内部が圧力チャンバとされ、バンパ骨格部材に対する車両前後方向の外側に配置されたチャンバ部材と、前記チャンバ部材の長手方向に離間した位置に配置され、それぞれ前記圧力チャンバ内の圧力変化に応じた信号を出力する一対の圧力検出器と、前記一対の圧力検出器のうち、衝突位置から相対的に離間して位置する圧力検出器による検出値が第１の閾値よりも大で、かつ衝突位置に相対的に近接して位置する圧力検出器による検出値が前記第１の閾値に対し大きな値に設定された第２の閾値よりも大である場合に衝突が生じたと判定する衝突判定部と、を備えている。

請求項１記載の衝突検出装置では、車両前後方向の外側からバンパ骨格部材側に向けて衝突が生じると、チャンバ部材が潰れて圧力チャンバの圧力が上昇する。この圧力（変化）が一対の圧力検出器にて検出される。衝突判定部は、一方の圧力検出器の検出値が第１の閾値を超え、かつ他方の圧力検出器の検出値が第２の閾値を超えた場合に、衝突が生じたものと判定する。

ここで、本衝突検出装置では、２つの圧力検出器をチャンバ部材の長手方向に離間して配置したため、チャンバ部材における長手方向の各部から近接した位置に圧力検出器が位置することとなる。チャンバ部材の変形に伴う圧力検出器の検出値は、該圧力検出器が衝突位置に近く位置するほど短時間で立ち上がるので、衝突体がチャンバ部材の長手方向における何れの位置に衝突した場合でも、短時間で衝突を判定することが可能となる。そして、衝突判定部は、衝突位置から離間して位置する圧力検出器による検出値が第１の閾値よりも大で、かつ衝突位置に近接して位置する圧力検出器による検出値が第２の閾値よりも大である場合に衝突が生じたと判定する。このため、衝突判定時間は、衝突位置に近接して位置する圧力検出器の検出時間（第２閾値に達するまでの時間）に依存し、衝突位置から離れて位置する圧力検出器の検出時間（第１閾値に達するまでの時間）には依存しない。これにより、信頼性を向上しつつ、チャンバ部材の長手方向各部への衝突を短時間で判定することができる。また、一対の圧力検出器の検出値を共に衝突の判定に用いるため、冗長性が確保される。このため、本衝突検出装置は、例えば一方の圧力検出器の故障等により衝突を誤判定することが防止され、信頼性が高い。

このように、請求項１記載の衝突検出装置では、チャンバ部材の長手方向各部への衝突を短時間で判定することができ、かつ信頼性が高い。

請求項２記載の発明に係る衝突検出装置は、請求項１記載の衝突検出装置において、前記一対の圧力検出器は、車両前後方向の外側から前記バンパ骨格部材側への衝突が生じた際に、前記一対の圧力検出器のうち衝突位置から離間して位置する圧力検出器による検出値が第１の閾値に達した後に、前記一対の圧力検出器のうち衝突位置に近接して位置する圧力検出器による検出値が第２の閾値に達するように、前記チャンバ部材の長手方向中央部に対し対称に配置されている。

請求項２記載の衝突検出装置では、一対の圧力検出器の配置によって、衝突体の衝突位置から離間して位置する圧力検出器の検出値が第１の閾値に達した後、衝突位置に近接して位置する圧力検出器の検出値が第２の閾値に至るように構成されている。

請求項３記載の発明に係る衝突検出装置は、請求項１又は請求項２記載の衝突検出装置において、前記一対の圧力検出器の一方は、前記チャンバ部材の長手方向中央部と長手方向一端部との中央部に配置されており、前記一対の圧力検出器の他方は、前記チャンバ部材の長手方向中央部と長手方向他端部との中央部に配置されている。

請求項３記載の衝突検出装置では、一方の圧力検出器は、チャンバ部材の長手方向一端部から該チャンバ部材長さＬの略１／４だけ離間した位置に配置されている。また、他方の圧力検出器は、チャンバ部材の長手方向他端部から略Ｌ／４の距離だけ離間した位置に配置されている。このため、衝突体が圧力チャンバの長手方向における何れの位置に衝突した場合でも、圧力チャンバに対する衝突体の衝突位置は、近接側の圧力検出器からの距離が略Ｌ／４以内の範囲に位置することとなる。これにより、チャンバ部材の長手方向各部への衝突を一層短時間で判定することができる。

また、衝突体の衝突位置から各圧力検出器までの距離差は、最大で略Ｌ／２であるため、各圧力検出器の検出値が第１、第２閾値に到達するタイミングを請求項２の如く設定する構成においても、第１の閾値を比較的大きく設定することができ、信頼性の向上に寄与する。

以上説明したように本発明に係る衝突検出装置は、チャンバ部材の長手方向各部への衝突を短時間で判定することができ、かつ信頼性が高いという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る衝突検出装置としての衝突判定システム１０について、図１〜図４に基づいて説明する。なお、図中に記す矢印ＦＲは車体前後方向の前方向（進行方向）を、矢印Ｗは車幅方向を示すものとする。

図１には、衝突判定システム１０の概略全体構成が一部切り欠いた模式的な平断面図にて示されている。この図に示される如く、衝突判定システム１０は、適用された自動車の前端に配置されたフロントバンパ１２に適用されており、該フロントバンパ１２への衝突（の有無）を判別するようになっている。以下、具体的に説明する。

フロントバンパ１２は、バンパ骨格部材としてのバンパリインフォースメント１４を備えている。バンパリインフォースメント１４は、例えば鉄系やアルミ系等の金属材料より成り、車幅方向に長手の骨格部材として構成されている。このバンパリインフォースメント１４は、車体側の骨格部材を構成する左右一対のフロントサイドメンバ１６の前端１６Ａ間を架け渡して車体に対し支持されている。

また、フロントバンパ１２は、バンパリインフォースメント１４を車両前後方向の外側すなわち前側から覆うバンパカバー１８を備えている。バンパカバー１８は、樹脂材等にて構成され、バンパリインフォースメント１４との間に空間Ｓが形成されるように、図示しない部分で車体に対し固定的に支持されている。

そして、フロントバンパ１２におけるバンパリインフォースメント１４とバンパカバー１８との間の空間Ｓ内には、チャンバ部材２０が配置されている。チャンバ部材２０は、車幅方向に長手の中空構造体として構成されており、バンパリインフォースメント１４の前面に固定的に取り付けられている。チャンバ部材２０は、その長手方向両端の位置がバンパリインフォースメント１４の両端の位置と略一致されている。

このチャンバ部材２０は、上記の通りバンパリインフォースメント１４に固定的に取り付けられた状態で、その形状（中空の断面形状）を維持可能な剛性を有しており、図示しない位置に大気と連通された連通孔を有する。したがって、通常（静的には）、チャンバ部材２０の内部空間である圧力チャンバ２２内は、大気圧とされる構成である。このチャンバ部材２０は、車両前方から比較的低い圧縮荷重を受けて上記連通孔から空気を逃がしながら潰れ、圧力チャンバ２２の内圧を動的に変化させながら該圧力チャンバ２２の体積が減じられるようになっている。

さらに、衝突判定システム１０は、それぞれ圧力チャンバ２２の圧力に応じた信号を出力する圧力検出器としての一対の圧力センサ２４を備えている。各圧力センサ２４は、同じ圧力に対し同じ信号を出力する構成とされており、それぞれ圧力チャンバ２２内の圧力に応じた信号を後述するＥＣＵ２６に出力する構成とされている。以下の説明では、圧力センサ２４を区別する場合に、便宜上、一方の圧力センサ２４を第１圧力センサ２４Ａ、他方の圧力センサ２４を第２圧力センサ２４Ｂという場合がある。

これら圧力センサ２４は、チャンバ部材２０を長手方向に等分する中心線ＣＬに対し左右対称に配置されている。より具体的には、第１圧力センサ２４Ａは、チャンバ部材２０の長手方向一端２０Ａと中心線ＣＬとの中央部に配置されている。また、第２圧力センサ２４Ｂは、チャンバ部材２０の長手方向他端２０Ｂと中心線ＣＬとの中央部に配置されている。換言すれば、チャンバ部材２０の車幅方向に沿った全長をＬとした場合に、第１圧力センサ２４Ａは、チャンバ部材２０の長手方向一端２０Ａからの距離がＬ／４の位置に配置され、第２圧力センサ２４Ｂは、チャンバ部材２０の長手方向他端２０Ｂからの距離がＬ／４の位置に配置されている。

したがって、衝突判定システム１０では、衝突体がフロントバンパ１２すなわちチャンバ部材２０の長手方向の何れの位置に衝突した場合でも、該衝突位置ＣＰから距離Ｌ／４以内に一対の圧力センサ２４の少なくとも一方が位置する構成とされている。また、一対の圧力センサ２４から衝突位置ＣＰまでの距離差は、Ｌ／２以内（０〜Ｌ／２の範囲内）となる構成である。

また、この実施形態では、バンパリインフォースメント１４の前面におけるチャンバ部材２０の下方には、図示しないアブソーバが固定されている。アブソーバは、前面衝突に対し圧縮変形されて衝撃エネルギを吸収するようになっている。したがって、衝突判定システム１０では、チャンバ部材２０は、アブソーバが圧縮変形されるのに伴って、圧力チャンバ２２の体積が減じるように圧縮される構成である。なお、アブソーバとチャンバ部材２０との間には隙間が設定され、チャンバ部材２０の変形はアブソーバによって拘束されないようになっている。また、前面衝突の際にチャンバ部材２０が生じる反力は、アブソーバが生じる反力に対し十分に小さい。

衝突判定部としてのＥＣＵ２６は、圧力センサ２４の出力信号に基づいて、フロントバンパ１２への衝突（の有無）を判定するようになっている。この実施形態では、ＥＣＵ２６は、図２に示す２つの圧力センサ２４の検出値である圧力波形に基づいて、フロントバンパ１２への衝突（の有無）を判定するようになっている。以下、具体的に説明する。

ＥＣＵ２６には、第１閾値Ｐｔ１、この第１閾値Ｐｔ１よりも大きい値である第２閾値Ｐｔ２（＞Ｐｔ１）が設定されている。このＥＣＵ２６は、第１圧力センサ２４Ａの第１検出値Ｐ１、及び第２圧力センサ２４Ｂの第２圧力検出値Ｐ２の何れか一方が第１閾値Ｐｔ１を超え、かつ上記第１検出値Ｐ１及び第２圧力検出値Ｐ２の他方が第２閾値Ｐｔ２を超えた場合に、フロントバンパ１２に衝突体が衝突したものと判定する構成とされている。

より具体的には、一対の圧力センサ２４のうち衝突体がチャンバ部材２０に衝突する衝突位置ＣＰから相対的に離間して位置する圧力センサ２４の検出値Ｐが第１閾値Ｐｔ１を超えると共に、相対的に衝突位置ＣＰに近接して位置する圧力センサ２４の検出値Ｐが第２閾値Ｐｔ２を超えた場合に、フロントバンパ１２に衝突体が衝突したものと判定する構成とされている。このＥＣＵ２６による衝突判定のフロー例については、本実施形態の作用と共に後述する。なお、図２では、衝突位置ＣＰに近い圧力センサ２４の検出値Ｐすなわち圧力波形を実線にて、衝突位置ＣＰから遠い圧力センサ２４検出値Ｐすなわち圧力波形を破線にて示している。

そして、衝突判定システム１０では、フロントバンパ１２への検出すべき衝突がチャンバ部材２０の長手方向の何れの位置に生じた場合でも、衝突位置ＣＰに近接している圧力センサ２４の検出値Ｐが第２閾値Ｐｔ２に達する前に、衝突位置ＣＰから離間している圧力センサ２４の検出値Ｐが第１閾値Ｐｔ１に達するように、一対の圧力センサ２４の配置及び第１閾値Ｐｔ１、第２閾値Ｐｔ２の値が設定されている。すなわち、衝突位置ＣＰから離間している圧力センサ２４の検出値Ｐが第１閾値Ｐｔ１に達するまでの衝突開始からの経過時間ｔ１が、衝突位置ＣＰに近接している圧力センサ２４の検出値Ｐが第２閾値Ｐｔ２に達するまでの衝突開始からの経過時間ｔ２よりも短くなる設定とされている。

次に、本実施形態の作用について、図３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

上記構成の衝突判定システム１０では、ＥＣＵ２６は、適用された車両（自動車）のメインスイッチがＯＮの状態では、先ずステップＳ１０で第１圧力センサ２４Ａの信号を読み込み、ステップＳ１２で第１検出値Ｐ１が第１閾値Ｐｔ１を超えたか否かを判断する。第１検出値Ｐ１が第１閾値Ｐｔ１を超えていないと判断した場合、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１０に戻り、以上の動作を第１検出値Ｐ１が第１閾値Ｐｔ１を超えるまで繰り返す。これは、仮に衝突位置ＣＰが第１圧力センサ２４Ａに近接する場合は、第１検出値Ｐ１が第１閾値Ｐｔ１に達する前に第２圧力検出値Ｐ２が第１閾値Ｐｔ１に達することはなく、他方、衝突位置ＣＰが第２圧力センサ２４Ｂに近接する場合は、第１検出値Ｐ１が第１閾値Ｐｔ１を超えた後に第２圧力検出値Ｐ２が第２閾値Ｐｔ２を超えたか否かを判断（後述するステップＳ１６）すれば足りるためである。

ステップＳ１０で第１検出値Ｐ１が第１閾値Ｐｔ１を超えたと判断した場合、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１４に進み、第２圧力センサ２４Ｂの信号を読み込む。次いでステップＳ１６で、第２検出値Ｐ２が第２閾値Ｐｔ２を超えたか否かを判断する。ステップＳ１６で第２検出値Ｐ２が第２閾値Ｐｔ２を超えたと判断した場合、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１８でフロントバンパ１２に検出すべき衝突が生じたと判定する。

すなわち、第１圧力センサ２４Ａの第１検出値Ｐ１が第１閾値Ｐｔ１を超え（ステップＳ１２）、第２圧力センサ２４Ｂの第２圧力検出値Ｐ２が第２閾値Ｐｔ２を超えた（ステップＳ１６）との２条件が満たされることで、ＥＣＵ２６は、衝突の発生を判定する。この場合、衝突位置ＣＰが第２圧力センサ２４Ｂ側であることも判定し得る。

ＥＣＵ２６は、ステップＳ１６で第２検出値Ｐ２が第２閾値Ｐｔ２を超えていないと判断した場合、ステップＳ２０に進み、第２検出値Ｐ２が第１閾値Ｐｔ１を超えたか否かを判断する。ステップＳ２０で第２検出値Ｐ２が第１閾値Ｐｔ１を超えていないと判断した場合、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１０に戻る。

ステップＳ２０で第２検出値Ｐ２が第１閾値Ｐｔ１を超えたと判断した場合、ＥＣＵ２６は、ステップＳ２２に進み、第１圧力センサ２４Ａの信号を読み込む。次いでステップＳ２４で、第１検出値Ｐ１が第２閾値Ｐｔ２を超えたか否かを判断する。ステップＳ２０で第１検出値Ｐ１が第２閾値Ｐｔ２を超えていないと判断した場合、ＥＣＵ２６は、ステップＳ１０に戻る。

そして、ＥＣＵ２６は、ステップＳ２４で第１検出値Ｐ１が第２閾値Ｐｔ２を超えたと判断した場合、ステップＳ１８でフロントバンパ１２に検出すべき衝突が生じたと判定する。すなわち、第２圧力センサ２４Ｂの第２検出値Ｐ２が第１閾値Ｐｔ１を超え（ステップＳ２０）、第１圧力センサ２４Ａの第１検出値Ｐ１が第２閾値Ｐｔ２を超えた（ステップＳ２４）との２条件がステップＳ２０、Ｓ２４で満たされることで、ＥＣＵ２６は、衝突の発生を判定する。この場合、衝突位置ＣＰが第１圧力センサ２４Ａ側であることも判定し得る。

以上のＥＣＵ２６による衝突判定のフローについて、図４に示す衝突が生じたケースに基づいて補足する。例えば、図４（Ａ）に示される如く、第２圧力センサ２４Ｂ側に衝突位置ＣＰが位置する場合、ステップＳ１２のイエス及びステップＳ１６のイエスで衝突判定の条件が満たされる。これにより、上記の通り第２圧力センサ２４Ｂ側への衝突が判定される。

一方、図４（Ｂ）に示される如く、第１圧力センサ２４Ａ側に衝突位置ＣＰが位置する場合、図２に示される如く、第１検出値Ｐ１がＰ２よりも短時間で立ち上がる。したがって、ステップＳ１２のイエスの後にステップＳ２０でイエス条件が成立する。このステップＳ２０のイエス及びステップＳ２４のイエスで衝突判定の条件が満たされる。これにより、上記の通り第１圧力センサ２４Ａ側への衝突が判定される。

ここで、衝突判定システム１０では、１つのチャンバ部材２０に対して車幅方向に離間して２つの圧力センサ２４が設けられている。特に、衝突判定システム１０では、チャンバ部材２０の長手方向一端２０Ａから略Ｌ／４の位置、チャンバ部材２０の長手方向他端２０Ｂから略Ｌ／４の位置にそれぞれ圧力センサ２４が配置されている。これらにより、フロントバンパ１２すなわちチャンバ部材２０への衝突位置ＣＰから略Ｌ／４以内の距離に圧力センサ２４が位置することとなる。このため、衝突判定システム１０では、衝突から短時間で衝突（Ｐ１＞Ｐｔ２又はＰ２＞Ｐｔ２）を判定することができる。

またここで、衝突判定システム１０では、１つのチャンバ部材２０に対して車幅方向に離間して２つの圧力センサ２４が設けられているため、冗長系を構成することができる。すなわち、衝突判定システム１０では、フロントバンパ１２への前面衝突に対し、一方の圧力センサ２４をメインの衝突判定に用いる（第２閾値Ｐｔ２との比較）と共に、他方の圧力センサ２４を冗長性の確保（第１閾値Ｐｔ１との比較）に用いることができる。

しかも、上記の通り短時間で衝突を判定するための２つの圧力センサ２４のうち、衝突位置ＣＰに近い側をメインセンサ、衝突位置ＣＰから遠い側を冗長系（セーフィング）センサとして用いるので、冗長系を構成するための専用のセンサを設ける必要がない。

また、冗長性を確保するための第１閾値Ｐｔ１は、衝突位置ＣＰに近い側の圧力センサ２４の検出値Ｐが第２閾値Ｐｔ２に達する前に、衝突位置ＣＰから遠い側の圧力センサ２４の検出値Ｐが該第１閾値Ｐｔ１に達するように決められている。このため、衝突判定システム１０では、冗長系を構成することが、メインセンサによる衝突判定（Ｐ１＞Ｐｔ２又はＰ２＞Ｐｔ２）に要する時間に影響を与えることがない。

さらに、上記した通り２つの圧力センサ２４の衝突位置ＣＰからの距離差は略Ｌ／２の範囲内であるため、第１閾値Ｐｔ１をより適切な値に設定することができる。すなわち、２つの圧力センサ２４の衝突位置ＣＰからの距離差が大きい構成（例えばチャンバ部材２０の両端に圧力センサ２４を配置した構成では、距離差がＬとなる）では、第１閾値Ｐｔ１を小さく設定することとなる。これに対して、衝突判定システム１０では、信頼性向上に寄与する冗長系を構成するのに足る適切な第１閾値Ｐｔ１を設定することができる。

換言すれば、衝突判定システム１０では、衝突位置ＣＰに近い側の圧力センサ２４の検出値Ｐが第２閾値Ｐｔ２に達する前に、衝突位置ＣＰから遠い側の圧力センサ２４の検出値Ｐが信頼性向上に寄与する冗長系を構成するのに足る第１閾値Ｐｔ１に達するように、これら圧力センサ２４の配置が決められているものと捉えることができる。

以上設明したように、本発明の実施形態に係る衝突判定システム１０は、チャンバ部材２０の長手方向各部への衝突を短時間で判定することができ、かつ信頼性が高い。また、上記構成の衝突判定システム１０では、衝突位置ＣＰがチャンバ部材２０の長手方向中心線ＣＬに一致する場合でも、一対の圧力センサ２４の一方がメインセンサ、他方がセーフィングセンサとして機能し、短時間で精度良く衝突を判定することができる。

なお、上記した実施形態では、圧力センサ２４の検出値Ｐとして圧力波形を用いてＥＣＵ２６は衝突を判定する例を示したが、本発明はこれに限定されず、チャンバ部材２０の圧力を他の物理量等に換算した検出値を用いて衝突を判定するようにしても良い。したがって、例えば、図５に示される如く、圧力センサ２４の出力信号（圧力波形）から求めた有効質量ｍを検出値Ｍとして衝突を判定するようにしても良い。

この場合、ＥＣＵ２６は、衝突位置ＣＰから遠い側の圧力センサ２４の検出値Ｍが第１閾値Ｍｔ１を超え、かつ衝突位置ＣＰに近い側の圧力センサ２４の検出値Ｍが第２閾値Ｍｔ２を超えたことを条件に衝突を判定する。

有効質量ｍについて補足すると、有効質量ｍは、衝突荷重をＦ（ｔ）、衝突速度をｖとすると、衝突時の力積が
ｍ×ｖ＝∫Ｆ（ｔ）ｄｔ
であることから、衝突荷重の時間積分値を衝突速度で除して、下式の如く求めることができる。
ｍ＝∫Ｆ（ｔ）ｄｔ／ｖ（１）

したがって、有効質量ｍを求める場合、圧力チャンバ２２の圧力波形から衝突荷重Ｆ（ｔ）を算出すると共に、例えば車速センサや衝突予測用の距離センサ（ミリ波レーダ等）の情報に基づき、衝突速度ｖを得る必要がある。衝突荷重Ｆ（ｔ）の算出について、さらに補足する。

ここで、本変形例では、衝突荷重Ｆは、衝突に伴うアブソーバへの衝突体の進入体積Ｖに比例し、この進入体積はチャンバ部材２０の体積変化ΔＶに略対応（略一致）するものとして、該チャンバ部材２０の体積変化ΔＶに対応する圧力センサ２４の出力に基づき算出することができる。具体的には、少なくとも本変形例に係るアブソーバは、衝突体Ｉの衝突に伴う進入体積Ｖが衝突荷重Ｆにほぼ比例する材料にて構成されている。例えば、図６（Ａ）に示される如く、荷重Ｆ１で車幅方向の幅がＷ１の衝突体Ｉ１が衝突した場合のアブソーバ２０への衝突体Ｉ１の進入量（深さ）をＳ１とすると、比例序数をα、進入体積をＶ１、アブソーバ２０の車両上下方向における高さをＨとして、
Ｆ１＝α×Ｗ１×Ｈ×Ｓ１＝α×Ｖ１
となる。

同様に荷重Ｆ２車幅方向の幅が幅Ｗ２の衝突体Ｉ２が衝突した場合のアブソーバＡへの衝突体Ｉ２の進入量をＳ２とすると、比例序数をα、進入体積をＶ２として、
Ｆ２＝α×Ｗ２×Ｈ×Ｓ２＝α×Ｖ２
となる。

したがって、反力−進入量の特性が図７に示す如くほぼ比例関係にある材料にてアブソーバＡが構成されている場合、図６（Ｂ）に概念的に示される如く、該アブソーバＡでは、衝突体Ｉの幅に依らず、荷重と体積変化とが比例する（αが一定となる）こととなる。すなわち、衝突判定システム１０を構成するアブソーバＡでは、
Ｆ１／Ｆ２＝Ｖ１／Ｖ２
の関係が成り立つ。

なお、図６（Ｂ）では、直線Ｌ１は、幅Ｗ１の衝突体Ｉ１が衝突した場合の進入量Ｓと荷重Ｆ（反力）との関係を示しており、直線Ｌ２は、幅Ｗ２（＞Ｗ１）の衝突体Ｉ２が衝突した場合の進入量Ｓと荷重Ｆ（反力）との関係を示している。この図から、荷重Ｆが一定である場合、相対的に幅が小さい衝突体Ｉ１では進入量Ｓが大きく、相対的に幅が大きい衝突体Ｉ２では進入量Ｓが小さくなることが判る。なお、図７は、発泡倍率を変化させたサンプルについて一定の幅の衝突体Ｉを衝突させた場合の特性を示している。

以上説明したアブソーバＡとチャンバ部材２０とをバンパリインフォースメント１４の前方で上下に隙間を置いて並列して配置した構成では、上記の通りチャンバ部材２０の変形はアブソーバＡによって拘束されないようになっている。これにより、衝突判定システム１０では、車両上下方向に長い衝突体Ｉがフロントバンパ１２に衝突する場合に、チャンバ部材２０に対する衝突体Ｉの幅、進入量がアブソーバＡに対する衝突体Ｉの幅、進入量と略一致するので、原理上、フロントバンパ１２への衝突に伴うチャンバ部材２０の体積変化ΔＶはアブソーバＡへの衝突体Ｉの進入体積Ｖすなわち衝突荷重Ｆにほぼ比例する（Ｆ∝α×ΔＶ）。

一方、チャンバ部材２０内の圧力チャンバ２２の初期体積をＶ０、初期圧力をＰ０、圧力変化をΔＰとすると、
Ｐ０×Ｖ０＝（Ｐ０＋ΔＰ）×（Ｖ０−ΔＶ）
の関係があるので、アブソーバＡへの進入体積Ｖに対応するΔＶは、
ΔＶ＝Ｖ０×ΔＰ／（Ｐ０＋ΔＰ）
として得ることができる。この変形例に係るＥＣＵ２６は、初期体積Ｖ０は予め記憶（設定）されており、初期圧力Ｐ０は、標準大気圧として予め記憶されている。そして、この変形例では、上記した比例定数α（例えば、α＝５０）を設定して、以下の通り衝突荷重Ｆを算出するようになっている。
Ｆ＝α×Ｖ０×ΔＰ／（Ｐ０＋ΔＰ）（２）
なお、この変形例では、ＥＣＵ２６は、圧力チャンバ２２内の圧力変化ΔＰとして以下の通り補正した値を用いる構成とされている。ここで、圧力センサ２４からの信号に基づいて得た測定時大気圧をＰ０ｓ、圧力センサ２４から信号に基づいて得た測定圧力をＰｓとする。
ΔＰ＝（Ｐｓ−Ｐ０ｓ）×（Ｐ０／Ｐ０ｓ）

上記した式（２）を式（１）に適用することで、有効質量ｍすなわち一対の圧力センサ２４の各検出値Ｍを得ることができる。検出値Ｍと第１閾値Ｍｔ１、第２閾値Ｍｔ２との比較は、例えば図３に示すフローと同様のフローにより実行することができる。

以上、有効質量ｍを検出値Ｍとする変形例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、単に圧力波形（検出値Ｐ）を時間積分して得た検出値を用いて衝突を判定する構成としても良い。

また、上記した実施形態又は変形例では、図３に示すフローにて衝突を判定する例を示したが、本発明はこれに限定されず、各種フローにて衝突を判定することができることは言うまでもない。また、本発明は、２つの圧力センサ２４だけで衝突を判定する構成には限られず、例えば、衝突位置ＣＰが左右の圧力センサ２４の何れに近接するかを検出するためのセンサを用いた構成としても良い。この構成では、例えば衝突位置ＣＰから遠い方の圧力センサ２４の信号を先に読み込んで第１閾値Ｐｔ１との比較を行い、第１閾値Ｐｔ１を超えたと判断した場合に他方の圧力センサ２４の信号を読み込んで第２閾値Ｐｔ２との比較を行うようにすることができる。

さらに、上記した各実施形態では、衝突判定システム１０〜８０がフロントバンパ１２に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、上記した各構成を前後反転してリヤバンパに適用しても良い。

本発明の実施形態に係る衝突判定システムの概略全体構成を示す平断面図である。本発明の実施形態に係る衝突判定システムにおける圧力波形と第１、第２閾値との関係を示す線図である。本発明の実施形態に係る衝突判定システムを構成するＥＣＵの衝突判定フローを示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る衝突判定システムを構成するＥＣＵが判定すべき衝突形態を示す図であって、（Ａ）はチャンバ部材２０の長手方向一方側への衝突状態を示す模式図、（Ｂ）チャンバ部材２０の長手方向一方側への衝突状態を示す模式図である。本発明の実施形態の変形例に係る衝突判定システムにおける有効質量と第１、第２閾値との関係を示す線図である。本発明の実施形態の変形例に係る衝突判定システムを構成するアブソーバの特性を説明するための図であって、（Ａ）は衝突体の衝突による変形を模式的に示す図、（Ｂ）は衝突体の進入量と荷重との関係を概念的に示す線図である。本発明の実施形態の変形例に係る衝突判定システムを構成するアブソーバの潰れ量と反力との関係の一例を示す線図である。

符号の説明

１０衝突判定システム
１４バンパリインフォースメント（バンパ骨格部材）
２０チャンバ部材
２２圧力チャンバ
２４圧力センサ（圧力検出器）
２４Ａ第１圧力センサ（圧力検出器）
２４Ｂ第２圧力センサ（圧力検出器）
２６ＥＣＵ（衝突判定部）

Claims

車幅方向に長手とされると共に内部が圧力チャンバとされ、バンパ骨格部材に対する車両前後方向の外側に配置されたチャンバ部材と、
前記チャンバ部材の長手方向に離間した位置に配置され、それぞれ前記圧力チャンバ内の圧力変化に応じた信号を出力する一対の圧力検出器と、
前記一対の圧力検出器のうち、衝突位置から相対的に離間して位置する圧力検出器による検出値が第１の閾値よりも大で、かつ衝突位置に相対的に近接して位置する圧力検出器による検出値が前記第１の閾値に対し大きな値に設定された第２の閾値よりも大である場合に衝突が生じたと判定する衝突判定部と、
を備えた衝突検出装置。
前記一対の圧力検出器は、車両前後方向の外側から前記バンパ骨格部材側への衝突が生じた際に、前記一対の圧力検出器のうち衝突位置から離間して位置する圧力検出器による検出値が第１の閾値に達した後に、前記一対の圧力検出器のうち衝突位置に近接して位置する圧力検出器による検出値が第２の閾値に達するように、前記チャンバ部材の長手方向中央部に対し対称に配置されている請求項１記載の衝突検出装置。
前記一対の圧力検出器の一方は、前記チャンバ部材の長手方向中央部と長手方向一端部との中央部に配置されており、
前記一対の圧力検出器の他方は、前記チャンバ部材の長手方向中央部と長手方向他端部との中央部に配置されている請求項１又は請求項２記載の衝突検出装置。