JP6212368B2 - 歩行者衝突検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行中の車両に歩行者が衝突した際に、フード上にエアバッグを膨張展開するための歩行者衝突検知装置に関する。

歩行者と車両とが交通事故を起こすと、二次衝突が発生することが知られている。この二次衝突とは、所定の速度以上で走行している車両が歩行者に衝突すると、この歩行者が車両バンパに衝突した後、フロントフード上に持ち上げられ、フロントガラス等に衝突することである。

この二次衝突から歩行者を保護するため、フロントフード上にエアバッグを膨張展開させる歩行者保護装置が特許文献１に示されている。この特許文献１の図１を参照すると、車両のフロントフード４には、この歩行者保護装置が備えるエアバッグモジュール１０が設置されている。このエアバッグモジュール１０は、エアバッグ１５をフロントフード４上に膨張展開するように構成されている。

また、車両前方に配置されたセンサにより衝突を検出し、検出した結果に応じてフード上のエアバッグを作動させる事項が、以下の特許文献２から特許文献４に記載されている。

特許文献２では、図２およびその説明箇所を参照して、バンパリインフォースメント１４の前面にアブソーバ２０とチャンバ部材１８とが配置されている。また、チャンバ部材１８はバンパリインフォースメント１４の前面の前面上部に取り付けられている。この状態で、車両が歩行者に衝突すると、衝撃が作用したチャンバ部材１８の圧力変化を圧力センサ２２で検知し、エアバッグが作動する。

特許文献３では、図２およびその説明箇所を参照して、バンパレインフォースメント４の前面上部にチャンバ部材７１を配置し、その前面下部にアブソーバ６を配置している。そして、車両に衝突が作用するとチャンバ部材７１が変形し、その内部に於ける圧力変化が圧力センサ７２により検出される。更に、この圧力センサ７２の出力に応じてエアバッグ等を作動させる。

特許文献４では、図２およびその説明箇所を参照すると、レインフォース３の前面に変位センサ２が配置されている。そして、車両が衝突時に変位センサ２が歩行者の検出を示す信号を発生させると、フードを跳ね上げる制御を行っている。

特許第２９２０２８４号公報 特開２０１１−２４５９１０号公報 特開２０１０−１０００７５号公報 特開平１１−２８９９４号公報

しかしながら、上記した特許文献２から特許文献４に記載された検出装置では、歩行者を適切に保護できない場合があった。

具体的には、特許文献２に記載された歩行者検出装置であると、その図２を参照して、センサとして機能するチャンバ部材１８は、衝撃を吸収するアブソーバ２０と、バンパリインフォースメント２０との間に配置されている。よって、検出用のアブソーバ２０を配置することにより、衝撃緩和材として機能するアブソーバ２０の有効面積が小さくなり、アブソーバ２０により衝撃を緩和する作用が小さくなる恐れがあった。

特許文献３に記載された車両用衝突検出装置であると、その図２等を参照して、バンパレインフォースメント４の前面上部に検出用チャンバ７１が配置され、その前面下部のみにアブソーバ６が配置されている。よって、アブソーバ６の断面積が小さくなることで衝撃吸収の作用が低下してしまう恐れがある。

引用文献４に記載された保護用センサシステムであると、その図２およびその説明箇所を参照すると、レインフォース３の前面に変位センサ２が配置されており、変位センサ２とフロントバンパ１との間には衝撃吸収材は配置されていない。よって、衝突時に衝撃を吸収する作用が少なく歩行者等を事故から保護することが困難である問題があった。また、衝撃作用時には、フロントバンパ１が直に変位センサ２に接触するので、車両が衝突した対象が歩行者であるか否かの判断が困難な場合が考えられる。

本願発明は、上記した課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、歩行者を保護しつつ感度を向上させた歩行者衝突検出装置を提供することにある。

本発明の歩行者衝突検知装置は、バンパ支持部材とバンパ表皮との間に配置されたフォーム材と、前記バンパ支持部材と前記フォーム材との間に配置されて、前記バンパ表皮に作用した衝撃の大きさを計測するセンサ部と、前記センサ部の出力に基づいて膨張展開するエアバッグと、を備え、前記フォーム材は、前記バンパ支持部材の前面に配置されて前記バンパ表皮に作用した衝撃を吸収する第１フォーム材と、前記第１フォーム材とは別体として前記バンパ支持部材の前記前面に配置されて第２フォーム材とを有し、前記センサ部は、前記第２フォーム材と前記バンパ支持部材との間に配置され、前記第１フォーム材は前記第２フォーム材よりも上方に配置され、且つ、前記第１フォーム材は前記第２フォーム材よりも硬い材料から成ることを特徴とする。

本発明によれば、バンパ支持部材の前面に衝撃吸収の為の第１フォーム材を配置し、この第１フォーム材とは別体でこの前面に第２フォーム材を配置しており、センサ部を第２フォーム材とバンパ支持部との間に配置している。これにより、第１フォーム材で衝突時の衝撃が良好に吸収されることで歩行者が保護される。更に、センサ部の前方に配置される第２フォーム材が第１フォーム材とは別体であるので、第２フォーム材の硬さを、センサ部を適切に動作させるために適宜選択することが可能となる。

本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は歩行者衝突検知装置が備えられる車両を示す斜視図であり、（Ｂ）は歩行者衝突検知装置を示す斜視図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は衝撃吸収部材が備えられる車両を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ’線での断面図である。 本発明の歩行者衝突検知装置を示す図であり、（Ａ）は衝突時に各フォーム材が潰れる状況を示す断面図であり、（Ｂ）は歩行者衝突検知装置の構成を示すブロック図であり、（Ｃ）は時間とセンサ出力との関係を示すグラフである。

以下、図を参照して、本形態の歩行者衝突検知装置を説明する。以下の説明において、ＵＰは上方向を示し、ＤＯＷＮは下方向を示し、ＬＨは車両の進行方向を向いた場合の左方向を示し、ＲＨは同様の場合の右方向を示し、ＦＲは前方を示し、ＲＥは後方を示す。

図１（Ａ）を参照して、本形態の歩行者衝突検知装置は、車両１０の前端部に配置されるバンパ表皮１８の奥側に設けられている。そして、車両１０が歩行者に衝突したことを、歩行者検出装置が検出すると、フロントバンパ１２の近傍に配置されたエアバッグが膨張展開し、歩行者を二次衝突から保護する。

図１（Ｂ）を参照して、本形態の歩行者衝突検出装置２２は、ＲＥ側から、車体側に取り付けられるバンパ支持部材１４と、バンパ支持部材１４の前面下部に配置される検出チューブ２４と、バンパ支持部材１４の前面上部に配置される第１フォーム材１６と、検出チューブ２４とバンパ表皮１８との間に配置される第２フォーム材２０とを備えており、検出チューブ２４の内部気圧を検出する圧力センサの出力に基いて、エアバッグを作動させている。また、これらの部材は、バンパ表皮１８と同程度の高さに配置されている。

バンパ支持部材１４は車両の幅方向に伸びる金属製の部材であり、第１フォーム材１６等を支持し、且つ、大衝突時のエネルギーを吸収する役割を有する。車両１０が低速走行時に衝撃した際には、バンパ支持部材１４は原則として変形しない。

検出チューブ２４は、円形状の断面を有するパイプ状の樹脂製部材であり、その内部は密閉されている。検出チューブ２４は、バンパ支持部材１４のＲＨ側端部付近からＬＨ側端部付近まで連続して配置されている。検出チューブ２４の内部には不図示の圧力センサが配置されており、衝突時の衝撃により検出チューブ２４が圧縮された際の圧力の変動を圧力センサで検出することで、歩行者の衝突を検知している。

第１フォーム材１６は樹脂材料から成り、バンパ支持部材１４のＬＨ側端部付近からＲＨ側端部付近まで連続して配置されている。第１フォーム材１６の材料としては、ＰＰフォーム材またはポリエチレン等から成る発泡樹脂が採用される。第１フォーム材１６は、衝突時に生じる衝撃を吸収する作用を有するため、第２フォーム材２０と比較すると固く形成される。具体的には、第１フォーム材１６の発泡倍率は第２フォーム材２０の発泡倍率よりも小さく設定される。例えば、第２フォーム材２０の発泡倍率が３０倍程度であれば、第１フォーム材１６の発泡倍率はその半分以下（例えば１５倍程度）が採用される。同様の理由により、第１フォーム材１６の断面積は、第２フォーム材２０よりも大きく形成される。第１フォーム材１６の更なる詳細は図２（Ｂ）等を参照して後述する。

第２フォーム材２０は、第１フォーム材１６と同様に、バンパ支持部材１４のＬＨ側の端部付近からＲＨ側の端部付近まで連続して形成された発泡樹脂から成る。更に、第２フォーム材２０は、検出チューブ２４とバンパ表皮１８との間に配置されている。第２フォーム材２０の主たる役割は、衝突により生じた衝突エネルギーを適切に検出チューブ２４に伝達させることにある。第１フォーム材１６の更なる詳細は図２（Ｂ）等を参照して後述する。

図２を参照して、上記した本願発明の歩行者衝突検出装置の構成を更に説明する。図２（Ａ）は車両１０を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ’線に於ける断面図である。

図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、車両１０の前端部に配置されたバンパ表皮１８とバンパ支持部材１４との間には、第１フォーム材１６、第２フォーム材２０および検出チューブ２４が配置されている。これにより、車両１０が歩行者に衝突した際に、歩行者の脚部２８に作用する衝撃を第１フォーム材１６が圧縮変形することで緩和する。更に、第２フォーム材２０が圧縮変形することで、検出チューブ２４に良好に衝突エネルギーを伝達して検出の精度を高めている。

図２（Ａ）を参照して、第１フォーム材１６は、片仮名の「コ」の形状を１８０度回転させた断面形状を呈しており、ＦＲ側の端部はバンパ表皮１８の内面の直近に配置されている。これにより、衝突時に脚部２８がバンパ表皮１８に接触した直後から、バンパ表皮１８の内面より第１フォーム材１６がＲＥ側に押圧されて圧縮変形するので、脚部２８を保護する効果が大きくなる。

第２フォーム材２０も同様に、ＦＲ側の端部は、バンパ表皮１８の内面の直近に配置されている。第２フォーム材２０のＦＲ側の端部は、バンパ表皮１８の内面に接触しても良いし、両者の間に僅かな間隙が存在しても良い。これにより、脚部２８にバンパ表皮１８が衝突した直後から、第２フォーム材２０が変形を始め、同時に検出チューブ２４の圧縮変形も始まり内部圧力が高くなる。よって、検出チューブ２４で衝突を検出できる時間が長くなるので、この検出により得られた速度パラメータを用いて歩行者衝突の判定の精度を高めることが出来る。

検出チューブ２４は、第２フォーム材２０とバンパ支持部材１４との間で、衝突による圧縮力で変形可能な状態で配置されている。ここでは、バンパ支持部材１４の近傍で第２フォーム材２０に内蔵されている。理論的には、バンパ支持部材１４の前方に配置された検出チューブ２４のみで歩行者との衝突を検出することは可能ではある。しかしながら、このようにすると、衝突に伴い検出チューブ２４の内部圧力が急激に変動するので、衝突した対象が歩行者であるか否かの判断が容易でない。本形態では、検出チューブ２４とバンパ表皮１８との間に第２フォーム材２０を配置することで、歩行者との衝突を検出する精度を高めており、不必要なタイミングでエアバッグが作動する所謂誤爆を防止している。

本形態では、第１フォーム材１６と第２フォーム材２０とを、同一の発泡樹脂材料から形成するのではなく、両者を別体としている。具体的には、第１フォーム材１６は歩行者に衝突した時の衝撃を吸収する役割を有する一方、第２フォーム材２０は衝突時の衝撃エネルギーを検出チューブ２４に伝達させる役割を有する。よって、第１フォーム材１６と第２フォーム材２０とを別の部材とすることで、夫々の役割に即して最適な形状、位置、材料等を選択することが可能となる。また、歩行者検出機構の有無に関わらず、第１フォーム材１６を複数の車種に共通して使用できるので、開発効率も向上される。

更に本形態では、バンパ支持部材１４の前面において、第１フォーム材１６を上部に設け、第２フォーム材２０を下部に配置している。車両１０が歩行者に衝突した際に、バンパ支持部材１４の上部に対して主に圧縮応力が作用する。よって、第１フォーム材１６を上部に配置することにより、この圧縮応力を、衝撃吸収のために材料等が最適化された第１フォーム材１６で良好に吸収できるので、歩行者の脚部２８を保護する作用が大きくなる。また、第１フォーム材１６には検出チューブ２４が配置されないので、潰れ残りが少なくなり、これによっても衝撃吸収の作用が確保されている。

更に、車両１０が歩行者に衝突した際には、脚部２８は回転するため、バンパ支持部材１４の下部前方に配置されたフォーム材が衝撃を吸収する作用は小さい。よって、この下部前方に、歩行者検出の為の第２フォーム材２０を配置しても、装置全体としての衝撃吸収の低下は小さい。

また、本形態では、第２フォーム材２０は、第１フォーム材１６よりも軟質な材料からなる。具体的には、上記したように、第２フォーム材２０は、第１フォーム材１６よりも発泡倍率が高い樹脂材料からなる。更に、第２フォーム材２０は、検出チューブ２４により検出可能な荷重で変形し得る硬さとされる。これにより、衝突衝撃が作用した際に、バンパ表皮１８により第２フォーム材２０がＲＥ側に押圧されると、第２フォーム材２０と検出チューブ２４とが同時に変形する。よって、衝突により作用している衝撃が良好に検出される。

図３を参照して、車両１０が歩行者に衝突した際の作用を説明する。図３（Ａ）は衝突時の車両１０を示す断面図であり、図３（Ｂ）は歩行者衝突検出装置２２の接続構成を示すブロック図であり、図３（Ｃ）はセンサ出力値の経時変化を示すグラフである。

図３（Ａ）を参照して、車両１０が歩行者に衝突すると、歩行者の脚部２８がバンパ表皮１８およびグリル２６に衝突し、歩行者の胴体はグリル２６よりも上方に一時的に跳ね上げられる。この結果、車両１０のバンパ表皮１８およびグリル２６は、ＲＥ側に変形することになる。グリル２６の下端およびバンパ表皮１８の上端は、バンパ支持部材１４の上端に設けられた板状の支持板３８により支持される。これにより、グリル２６およびバンパ表皮１８の車両１０内部への侵入が抑制されている。

このバンパ表皮１８のＲＥ側への変形に伴い、衝突により生じた圧縮力により第１フォーム材１６が圧縮変形する。衝突により歩行者の脚部２８は時計回りに回転するので、衝突により生じた衝撃エネルギーの大部分は第１フォーム材１６により吸収され、歩行者の脚部２８を保護する効果が大きくなっている。

第１フォーム材１６の変形と同時に、その下方に配置された第２フォーム材２０も衝突により圧縮変形を起こす。上記したように、第２フォーム材２０は第１フォーム材１６よりも柔らかい材料から成り、その硬さは検出チューブ２４と同程度である。更に、第２フォーム材２０のＦＲ側の端部はバンパ表皮１８の内面にほぼ接触している。よって、衝突の直後から第２フォーム材２０は徐々に圧縮変形する。また、この変形と同時に検出チューブ２４も圧縮変形して内部圧力が上昇する。

図３（Ｂ）を参照して、検出チューブ２４の内部の圧力は圧力センサ３４により計測されて、この圧力を示す情報がＥＣＵ３０（Electronic Control Unit）に出力される。また、ＥＣＵ３０には、車両１０の速度を示す情報が速度センサ３６から入力される。これは、車速が一定速の時のみに歩行者用のエアバッグを展開させるためである。

ＥＣＵ３０では、これら各センサから得られた情報等を基に、車両１０が歩行者に衝突したか否かの判断を行う。そして、車両１０が歩行者に衝突したと判断されたら、ＥＣＵ３０の出力に基いてエアバッグ３２をフロントフードの上面に膨張展開し、歩行者を保護する。

図３（Ｃ）に示すグラフを参照して、上記した本形態の第２フォーム材２０の構成により、圧縮速度をパラメータとして上記の判定を行い、誤判定に基づいてエアバッグ３２が展開してしまうことを防止できる。このグラフでは、横軸は衝突してからの経過時間を示し、縦軸は圧力センサ３４の出力値（圧力の変化値）を示している。

このグラフを参照して、Ｔ１で示す領域ではセンサ出力の経時変化が概略的に１次波形を示している。これは、図３に示す第２フォーム材２０と検出チューブ２４とが同程度の硬さであり、同時に変形することで実現される。センサ出力の経時変化が１次波形を示すことにより、その時間情報（速度情報）を基に歩行者衝突の判断を容易に行うことが可能となる。仮に、第２フォーム材２０の材料として、検出チューブ２４よりも硬い発泡樹脂材を採用すると、この波形が早期に急激に変動して時間による判断が困難となる。また、第２フォーム材２０の材料として、検出チューブ２４よりも極端に柔らかい発泡樹脂材を採用すると、同様に波形が急激に変動するので、上記の判断は容易でない。

本形態では上記の構成を採用することにより、車両１０が歩行者に衝突してから第２フォーム材２０が圧縮されるまでの間で、長時間に渡り圧力センサ３４で検出チューブ２４の内部に於ける圧力変化を計測することが可能となる。よって、第２フォーム材２０の圧縮に要した時間および作用した圧力を正確に計測できる。

具体的には、本形態では、圧力が変化し始めてから一定のセンサ出力値に達したまでの時間Ｔ１が一定範囲の場合のみ、車両１０が歩行者に衝突したと判断してエアバッグを展開している。

この時間Ｔ１が一定時間未満の場合は、第２フォーム材２０が急激に圧縮した結果であり、例えば車両同士が衝突したと推定されるので、エアバッグは展開させない。また、時間Ｔ１が一定時間よりも長い場合は、例えば、車両１０のバンパ部分にボール等の人体以外の物体が接触したと推定されるので、この場合もエアバッグは展開させない。係る構成によりエアバックの誤爆が防止されている。

以上が、本形態の歩行者衝突検出装置２２に関する説明である。

１０ 車両
１２ フロントバンパ
１４ バンパ支持部材
１６ 第１フォーム材
１８ バンパ表皮
２０ 第２フォーム材
２２ 歩行者衝突検出装置
２４ 検出チューブ
２６ グリル
２８ 脚部
３０ ＥＣＵ
３２ エアバッグ
３４ 圧力センサ
３６ 速度センサ
３８ 支持板

Claims (3)

1. バンパ支持部材とバンパ表皮との間に配置されたフォーム材と、
   前記バンパ支持部材と前記フォーム材との間に配置されて、前記バンパ表皮に作用した衝撃の大きさを計測するセンサ部と、
   前記センサ部の出力に基づいて膨張展開するエアバッグと、を備え、
   前記フォーム材は、前記バンパ支持部材の前面に配置されて前記バンパ表皮に作用した衝撃を吸収する第１フォーム材と、前記第１フォーム材とは別体として前記バンパ支持部材の前記前面に配置された第２フォーム材と、を有し、
   前記センサ部は、前記第２フォーム材と前記バンパ支持部材との間に配置され、
   前記第１フォーム材は前記第２フォーム材よりも上方に配置され、且つ、前記第１フォーム材は前記第２フォーム材よりも硬い材料から成ることを特徴とする歩行者衝突検知装置。
2. 前記第２フォーム材の前方先端部は、前記バンパ表皮に近接されることを特徴とする請求項１に記載の歩行者衝突検知装置。
3. 前記センサ部は、前記バンパ支持部材の前記前面の近傍に配置されて、衝撃により変形する検出チューブであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歩行者衝突検知装置。
   

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