JP7017453B2 - Vehicle frontal collision detector - Google Patents
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Description
本発明は、車両の前面衝突時に、車両に発生する加速度を加速度センサにより検出し、その加速度の大きさにより、エアバッグ等の乗員拘束装置の作動を制御する前面衝突検出装置に関するものである。 The present invention relates to a frontal collision detecting device that detects an acceleration generated in a vehicle by an acceleration sensor at the time of a frontal collision of the vehicle and controls the operation of an occupant restraining device such as an airbag according to the magnitude of the acceleration.
通常、エアバッグ等の乗員拘束装置は、車両に加わる衝撃を加速度センサによって減速度として検出し、その検出された減速度を基に演算値を求め、その演算値を予め設定された閾値と大小比較し、その比較結果に基づいてエアバッグの作動制御を行っている。 Normally, an occupant restraint device such as an airbag detects an impact applied to a vehicle as a deceleration by an acceleration sensor, obtains a calculated value based on the detected deceleration, and sets the calculated value as a preset threshold value and magnitude. The comparison is performed, and the operation of the airbag is controlled based on the comparison result.
従来、この種の前面衝突検出装置は、図７に示すように、エアバッグの電子制御ユニット（ＥＣＵ）２に設けられた中央加速度センサ３と、車両１の前部に設けられたフロント加速度センサ４とを備え、フロント加速度センサ４からの加速度信号により制御部５はエアバッグの展開・非展開を判別している。
Conventionally, as shown in FIG. 7, this type of frontal collision detection device includes a
図７（ａ）～（ｄ）は車両の前面不規則衝突形態を示す。同図（ａ）は右オフセット衝突、同図（ｂ）は左オフセット衝突、同図（ｃ）は中央ポール衝突、同図（ｄ）は車両が前方車両の下に潜り込むアンダーライド衝突の形態をそれぞれ示している。エアバッグの展開要件と非展開要件について、ＥＣＵの加速度センサに発生する加速度の大きさが異なることから、中央加速度センサ３及びフロント加速度センサ４からの加速度をエアバッグ展開閾値により判別し、エアバッグの展開／非展開の制御を行っている。図中６，７は衝突対象物をそれぞれ示す。
7 (a) to 7 (d) show the front irregular collision mode of the vehicle. The figure (a) shows a right offset collision, the figure (b) shows a left offset collision, the figure (c) shows a central pole collision, and the figure (d) shows a form of an underride collision in which a vehicle sneaks under a vehicle in front. Each is shown. Since the magnitude of the acceleration generated in the acceleration sensor of the ECU differs between the deployment requirement and the non-deployment requirement of the airbag, the acceleration from the
図８はそのエアバッグ展開システムを示す検出ロジック図である。制御部５は、メインとなる判定回路８とセーフィング判定回路９とから構成される。メイン判定回路８では、中央のフロント加速度センサ４の前後方向（Ｘ）の加速度（Ｇ）と、ＥＣＵ内の第１の加速度センサ３からの前後方向（Ｘ）の加速度（Ｇ）とを入力して衝突形態を判別し、さらに、その加速度の大小に応じてエアバッグを展開するか否かを判定している。フロント加速度センサ３では、図７（ａ）～（ｄ）に示すオフセット衝突、中央ポール衝突、アンダーライド衝突において所定の車速で衝突した場合、その前後方向の発生加速度（ＸＧ）が閾値を超え、ＥＣＵ２内の第１の加速度センサ３からの加速度（ＸＧ）が下側の閾値(Lo)を超えたとき、エアバッグ等の乗員拘束装置を展開する。また、同じくＥＣＵ２内の第１の加速度センサ３からの前後方向加速度（ＸＧ）が上側の閾値(Hi)を超えたとき、フルラップ衝突と判別してエアバッグを展開する。
FIG. 8 is a detection logic diagram showing the airbag deployment system. The
セーフィング判定回路９は、上記加速度センサ３の誤作動対策のための回路である。ＥＣＵ２内に設けられた第２の加速度センサ１０により、前後方向（Ｘ）の加速度（Ｇ）を検出し、フロント加速度センサ４や第１の加速度センサ３等の誤作動によるエアバッグの展開を保護している。
The
なお、図７に示すような車両の前部分のみが変形するような不規則衝突においては、ＥＣＵ２の前後方向の発生加速度が小さいことから、衝突位置に近い箇所（前側中央位置）にフロント加速度センサ４を搭載し、不規則衝突による変形加速度を検出することで対応している。軽自動車や小型車両では、フロント加速度センサ４をエンジンルーム内のラジエータサポートアッパ部材等に１個搭載しているものが存在する。
In an irregular collision in which only the front part of the vehicle is deformed as shown in FIG. 7, since the generated acceleration in the front-rear direction of the
特許文献１には、オフセット衝突について、ＥＣＵ内の加速度センサに発生する加速度の大きさで判別できない場合は、ヨーレートセンサを追加することで角速度微分値の大きさによりエアバッグの展開要件を判別している。したがって、ヨーレートセンサを追加することで、フロント加速度センサを削除することができる。
In
特許文献２には、対称系衝突（フルラップ衝突、中央ポール衝突、アンダーライド衝突）と非対称系衝突（オフセット衝突）の判別をＥＣＵ内の２軸加速度センサを使って行う技術が開示されている。これによりフロント加速度センサを削除することができる。
ところで、図７に示す前面衝突検出装置のシステム構成では、ラジエータサポートのアッパー部分に加速度センサを搭載しており、ラジエータサポートの左右いずれかの端付近に設置する場合に比較して剛性の低い箇所に加速度センサを搭載することになる。そのため、オフセット衝突に対して、加速度センサやこれをＥＣＵまで配線するワイヤハーネスの保護が必要になる。また、エンジンの近くに加速度センサを搭載することになり熱害対策も必要になり、コスト高となる。さらに、オフセット衝突の際にはハーネル断線が起こり得るリスクもある。
また、特許文献１，２に示すシステム構成では、アンダーライド衝突と中央ポール衝突等の判別ができず、エアバッグを適切な時間に展開できないおそれがある。
By the way, in the system configuration of the front collision detection device shown in FIG. 7, an acceleration sensor is mounted on the upper part of the radiator support, and the rigidity is lower than when it is installed near either the left or right end of the radiator support. The accelerometer will be installed in. Therefore, it is necessary to protect the accelerometer and the wire harness for wiring the accelerometer to the ECU against an offset collision. In addition, since an acceleration sensor is mounted near the engine, it is necessary to take measures against heat damage, which increases the cost. In addition, there is a risk that Harnel disconnection may occur in the event of an offset collision.
Further, in the system configuration shown in
本発明は、上記に鑑み、加速度センサの取付部剛性の確保や熱害対策を不要にでき、さらにハーネス保護面でも対策が不要となり、ＥＣＵの加速度センサ（２軸タイプ）では検知不能な中央ポールとアンダーライド等の衝突形態も判別可能な前面衝突検出装置の提供を目的とする。 In view of the above, the present invention can secure the rigidity of the mounting portion of the accelerometer and eliminate the need for measures against heat damage, and further eliminate the need for countermeasures in terms of harness protection, and the central pole which cannot be detected by the acceleration sensor (2-axis type) of the ECU. It is an object of the present invention to provide a frontal collision detection device capable of discriminating collision types such as underride and underride.
上記目的を達成するために、本発明の好適な実施形態においては、車両の前部に設けられた加速度センサによって衝突時の衝撃を検出する前面衝突検出装置であって、前記加速度センサは、車両のラジエータサポート部の左右いずれかの端付近に配置され、かつ前後方向と左右方向の２軸を検出可能とされ、前記加速度センサに直撃しない前面衝突時に、前記加速度センサより検出した２軸の加速度信号に基づいて、車両の衝突形態に応じた衝突判定を行い乗員拘束装置の作動を制御する制御部が設けられている。 In order to achieve the above object, in a preferred embodiment of the present invention, the front collision detection device detects an impact at the time of a collision by an acceleration sensor provided at the front of the vehicle, and the acceleration sensor is a vehicle. The two-axis acceleration detected by the acceleration sensor in the event of a frontal collision that is located near either the left or right end of the radiator support unit and is capable of detecting two axes in the front-rear direction and the left-right direction and does not hit the acceleration sensor directly. A control unit is provided that controls the operation of the occupant restraint device by making a collision determination according to the collision mode of the vehicle based on the signal.
フロント加速度センサを、車両の前部に位置するラジエータサポート部の左右いずれかの端付近に配置する。このフロント加速度は、前後方向と左右方向の２軸の加速度を検出可能なものを使用する。車両のラジエータサポート部の左右いずれかの端付近に配置するので、図７に示すように、フロント加速度センサを、従来配置されていたラジエータサポートアッパ部材の左右方向中央位置からラジエータサポート部の左右いずれかの端付近に配置変更することができる。そのため、加速度センサの取付部の剛性も十分確保することができる。また、ラジエータサポート部のサイド部材に加速度センサを配置変更することができるので、従来必要であったエンジンから熱害対策も不要とすることができる。 The front accelerometer is placed near either the left or right end of the radiator support located at the front of the vehicle. As this front acceleration, one that can detect acceleration in two axes in the front-rear direction and the left-right direction is used. Since it is placed near either the left or right end of the radiator support part of the vehicle, as shown in FIG. 7, the front accelerometer is placed on either the left or right side of the radiator support part from the center position in the left-right direction of the radiator support upper member that was conventionally placed. It can be relocated near the edge. Therefore, the rigidity of the mounting portion of the acceleration sensor can be sufficiently ensured. Further, since the acceleration sensor can be rearranged on the side member of the radiator support portion, it is possible to eliminate the need for measures against heat damage from the engine, which has been conventionally required.
さらに、フロント加速度センサを前後方向と左右方向の２軸を検出可能なセンサとし、その前後及び左右方向に発生する加速度成分の組み合わせから、判別回路の二次元マップにより、衝突物が直撃しない非センサ側のオフセット衝突および中央ポール衝突の衝突形態を判別することができる。また、衝突物が直撃する加速度センサ側のオフセット衝突及びアンダーライド衝突は、図８に示す従来技術と同様に、フロント加速度センサの前後方向に発生する加速度のみで判別することができる。 Furthermore, the front acceleration sensor is a sensor that can detect two axes in the front-back direction and the left-right direction, and from the combination of acceleration components generated in the front-back and left-right directions, a non-sensor that the collision object does not hit directly by the two-dimensional map of the discrimination circuit. It is possible to determine the collision form of the side offset collision and the central pole collision. Further, the offset collision and the underride collision on the accelerometer side that the colliding object directly hits can be discriminated only by the acceleration generated in the front-rear direction of the front accelerometer, as in the conventional technique shown in FIG.
本発明によると、前後方向と左右方向の２軸を検出可能な加速度センサを車両のラジエータサポート部の左右いずれかの端付近に配置しているので、フロント加速度センサの取付部の剛性の確保や熱害対策を不要にでき、ハーネス保護面でも対策が不要となる。さらに、２軸タイプのフロント加速度センサにより、ＥＣＵの加速度センサ（２軸タイプ）では検知不能な中央ポールやアンダーライド等の衝突形態も判別可能となるといった効果がある。 According to the present invention, an acceleration sensor capable of detecting two axes in the front-rear direction and the left-right direction is arranged near either the left or right end of the radiator support portion of the vehicle, so that the rigidity of the mounting portion of the front acceleration sensor can be ensured. Measures against heat damage can be eliminated, and countermeasures are not required in terms of harness protection. Further, the 2-axis type front acceleration sensor has an effect that the collision form such as the central pole and the underride, which cannot be detected by the acceleration sensor (2-axis type) of the ECU, can be discriminated.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の車両２０には、加速度センサ２１，２２，２３によって前面衝突時の衝撃を検出する前面衝突検出装置２４が設けられている。加速度センサのうちフロント側に設けられる加速度センサ２１は、車両２０の前部のラジエータサポート部１２の左右いずれかの端付近に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The
ラジエータサポート部１２は、図２（ｂ）に示すように、車両のエンジンルームの前部に配置されている。ラジエータサポート部１２は、上側のアッパ部材１３と、下側のロア部材１４と、左右両側においてアッパ部材１３とロア部材１４とを連結する縦方向の左右のサイド部材１５とから四角枠状に形成されている。この枠状のラジエータサポート部１２の左右方向中央位置には、アップ部材１３とロア部材１４とを繋ぐセンタ補強部材１６が設けられている。上側のアッパ部材１３は、エンジンルームの左右の側壁上縁をなすエプロンアッパメンバ１７の前端部に掛け渡される。下側のロア部材１４は、その左右両端が左右のフロントサイドメンバ１８の前端部に結合支持されている。左右のサイド部材１５は、左右のフロントサイドメンバ１８に結合保持される。また、左右のサイド部材１５の中間位置では、左右のフロントサイドメンバ１８の前端に結合保持されるバンパリンフォースメント１９が設置されている。そして、本例では、フロント加速度センサ２１は、ラジエータサポート部１２の左右いずれかの端付近に配置する。本例のフロント加速度センサ２１は、図２（ｂ）に示すように、左側のサイド部材１５に配置されているが、これに限らず、ラジエータサポート部１２のアッパ部材１３の左右いずれかの端付近に設置してもよい。
As shown in FIG. 2B, the
このフロント加速度センサ２１は前後方向（Ｘ軸）と左右方向（Ｙ軸）の２軸の加速度を検出可能とされている。エアバッグ等の乗員保護装置２５の展開・非展開を制御する制御部２６では、フロント加速度センサ２１により検出した２軸の加速度信号により、車両２０の衝突形態を判別し、その衝突形態に応じた加速度の大きさによりエアバッグ等を展開するか否かの判別を行っている。
The
フロント加速度センサ２１は、前後方向（Ｘ軸）および左右方向（Ｙ軸）の２軸の加速度を検出する機能を持たせている。この２軸の検出機能は、２軸一体型の加速度センサあるいは１軸検出型のサイド加速度センサであっても、前後・左右方向を１軸で検出することができる角度（例えば45度）で車体フレーム等に搭載することもできるものを採用すれば達成することができる。
The
このフロント加速度センサ２１はワイヤハーネスによりエアバッグの電子制御ユニット（ＥＣＵ）２７に接続される。ＥＣＵ２７内には、前後方向（Ｘ軸）の加速度を検出する中央加速度センサ２２及びセーフィングセンサ２３が搭載される。中央加速度センサ２２は、通常、車室内のフロアトンネルの前方に配置される。この中央加速度センサ２２は、エアバッグの電子制御装置（ＥＣＵ）と一体であるのが望ましいが、これに限らず、別体に設けてもよい。
The
前面衝突検出装置２４には、図４に示すように、メイン判定回路３０とセーフィング判定回路３１とを備えている。メイン判定回路３０では、車両の前部の左右いずれかの端付近に配置された、前後方向（Ｘ軸）及び左右方向（Ｙ軸）の２軸の加速度を検出可能なフロント加速度センサ２１からの信号により、衝突物が直撃しない非センサ側のオフセット衝突（図３（ａ）参照）と、ポール衝突（図３（ｃ）参照）とを二次元マップ３２で判別することができる。衝突物が直撃するセンサ側オフセット衝突（図３（ｂ）参照）及びアンダーライド衝突（図３（ｄ）参照）は、従来と同様に、フロント加速度センサ２１の前後方向（Ｘ軸方向）に発生する加速度が閾値を超えるか否かで判別する判別回路３３を有する。図４において「Ｆｒ」はフロントを意味し、「ＸＧ」は前後方向の加速度を意味し、「ＹＧ」は左右方向の加速度を意味する。その他の判定回路は図８に示す判定回路と同様であるので、その説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the front
図５は各不規則衝突時のフロント加速度センサ２１（左側搭載の場合）の前後方向（Ｘ軸方向）／左右方向（Ｙ軸方向）の発生加速度の大きさを示すグラフである。フロント加速度センサ２１の左右方向（Ｙ軸方向）の加速度を縦軸とし、同じくフロント加速度センサ２１の前後方向（Ｘ軸方向）の加速度を横軸とする。
FIG. 5 is a graph showing the magnitude of the generated acceleration in the front-rear direction (X-axis direction) / left-right direction (Y-axis direction) of the front acceleration sensor 21 (when mounted on the left side) at the time of each irregular collision. The vertical axis is the acceleration in the left-right direction (Y-axis direction) of the
図５において、右オフセット（高速）衝突のとき、前後方向（Ｘ軸方向）で減速（加速度が小さく）し、左右方向（Ｙ軸方向）で変形が大きくなるため加速度が大きい。ポール（高速）衝突のときも同様である。このような場合、制御部２６は、エアバッグを展開する要件を備えていると判断してエアバッグを展開作動させる。
In FIG. 5, in the case of a right offset (high speed) collision, the acceleration is large because the vehicle decelerates (acceleration is small) in the front-back direction (X-axis direction) and the deformation is large in the left-right direction (Y-axis direction). The same is true for pole (high speed) collisions. In such a case, the
図５において、右オフセット（低速）衝突のとき、およびポール（低速）で衝突するときは、前後方向での加速度が極小、左右方向での変形も中程度となるため、エアバッグ非展開とする。フルラップ（低速）衝突のとき、前後方向は中程度、左右方向は小程度となるので、エアバッグ非展開とする。アンダーライド(低速)衝突のとき、及び左オフセット（低速）衝突のとき、前後方向（Ｘ軸方向）は中程度の加速度、左右方向（Ｙ軸方向）の加速度は大となる。すなわち、アンダーライド衝突や左オフセット衝突の場合、センサの座面を直撃するため、前後方向（Ｘ軸方向）は減速と変形で前から後ろへの発生加速度が比較的大きく、左右方向（Ｙ軸方向）は振動による発生加速度（左右両方向）に大きくなる傾向にある。 In FIG. 5, in the case of a right offset (low speed) collision and a pole (low speed) collision, the acceleration in the front-rear direction is minimal and the deformation in the left-right direction is medium, so the airbag is not deployed. .. In the case of a full wrap (low speed) collision, the airbag is not deployed because it is medium in the front-rear direction and small in the left-right direction. In the case of an underride (low speed) collision and a left offset (low speed) collision, the acceleration in the front-rear direction (X-axis direction) is medium, and the acceleration in the left-right direction (Y-axis direction) is large. That is, in the case of an underride collision or a left offset collision, since the seat surface of the sensor is directly hit, the acceleration generated from the front to the rear is relatively large due to deceleration and deformation in the front-rear direction (X-axis direction), and the left-right direction (Y-axis direction). Direction) tends to increase in the acceleration generated by the vibration (both left and right directions).
図６は図５の衝突形態と加速度の大きさを表したものである。表中、フルラップ（高速）、左オフセット（高速）、アンダーライド（高速）は、エアバッグ（Ａ／Ｂ）展開要件の発生加速度が大きく、エアバッグ（Ａ／Ｂ）非展開要件と切り分けることができる。また、太枠部分はエアバッグ展開要件の前後方向（Ｘ軸方向）の加速度と左右方向（Ｙ軸方向）の加速度の組み合わせによる二次元マップ３２により、展開要件と非展開要件を切り分けることができる。
FIG. 6 shows the collision mode and the magnitude of acceleration in FIG. In the table, full wrap (high speed), left offset (high speed), and underride (high speed) have a large acceleration of occurrence of airbag (A / B) deployment requirements, and can be separated from airbag (A / B) non-deployment requirements. can. In addition, the thick frame portion can separate the deployment requirement and the non-deployment requirement by the two-
以上のとおり、本実施形態では、車両のラジエータサポート部の左右いずれかの端付近に配置され、かつ前後方向と左右方向の２軸を検出可能なフロント加速度センサを、車両の左右方向中央位置（ラジエータサポートアッパ部材の中央位置等）から端付近（ラジエータサポートアッパ部材の端付近やサイド部材）に配置替えし、その前後方向及び左右方向に発生する加速度成分の組み合わせから、衝突物が直撃しない非センサ側のオフセット衝突と中央ポール衝突とを判別し、また、衝突物が直撃する加速度センサ側のオフセット衝突及びアンダーライド衝突は、従来通り、加速度センサの前後方向に発生する加速度のみで判別している。 As described above, in the present embodiment, the front accelerometer, which is arranged near either the left or right end of the radiator support portion of the vehicle and can detect the two axes of the front-rear direction and the left-right direction, is located at the center position in the left-right direction of the vehicle. Relocation from near the end (near the end of the radiator support upper member or side member) from the center position of the radiator support upper member, etc. The offset collision on the sensor side and the central pole collision are discriminated, and the offset collision and underride collision on the accelerometer side that the colliding object hits directly are discriminated only by the acceleration generated in the front-rear direction of the accelerometer as before. There is.
したがって、加速度センサの取付部の剛性を確保し、また、熱害対策を不要にすることができるばかりか、ハーネス保護面でも対策が不要となる。さらに、ＥＣＵの加速度センサ（２軸タイプ）では検知不能な中央ポールとアンダーライド等の衝突形態も判別可能となる。 Therefore, not only can the rigidity of the mounting portion of the accelerometer be ensured and measures against heat damage can be eliminated, but also measures against harness protection are not required. Further, it is possible to discriminate a collision mode such as an underride and a central pole that cannot be detected by the acceleration sensor (2-axis type) of the ECU.
なお、フロント加速度センサを、図２（ｂ）に示すようなバンパリンフォースメント１９に配置した場合、アンダーライド衝突が検出できず、また、フロント加速度センサをフロントサイドメンバー１８に配置した場合は、中央ポール衝突およびアンダーライド衝突のいずれも検出することができない。これに対して、本実施形態のように、フロント加速度センサ２１を車両のラジエータサポート部１２の左右いずれかの端付近に配置した場合、フロント加速度センサ２１が直撃しない、オフセット衝突、中央ポール衝突、さらにはアンダーライド衝突を判別して、エアバッグの展開・非展開を判定することができる。
When the front acceleration sensor is arranged in the
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で多くの修正・変更を加えることができるのは勿論である。例えば、本実施形態では、フロント加速度センサをラジエータサポート部の左端付近に配置した例を示したが、車両のラジエータサポート部の右端付近に配置してもよいことは勿論である。 Further, the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that many modifications and changes can be made within the scope of the present invention. For example, in the present embodiment, an example in which the front acceleration sensor is arranged near the left end of the radiator support portion is shown, but it is needless to say that the front acceleration sensor may be arranged near the right end of the radiator support portion of the vehicle.
１ 車両
２ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３ 中央加速度センサ
４ フロント加速度センサ
５ 制御部
６，７ 衝突対象物
１２ ラジエータサポート部
１３ アッパ部材
１４ ロア部材
１５ サイド部材
１６ センタ補強部材
１７ エプロンアッパメンバ
１８ フロントサイドメンバ
１９ バンパリンフォースメント
２０ 車両
２１ フロント加速度センサ
２２ 中央加速度センサ
２３ セーフィングセンサ
２４ 前面衝突検出装置
２５ エアバッグ等の乗員保護装置
２６ 制御部
２７ エアバッグの電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３０ メイン判定回路
３１ セーフィング判定回路
３２ 二次元マップ判定回路
３３ 前後方向加速度判定回路
1
3
30
Claims (1)
前記加速度センサは、車両のラジエータサポート部の左右いずれかの端付近に配置され、かつ前後方向と左右方向の２軸を検出可能とされ、
前記加速度センサに直撃しない前面衝突時に、前記加速度センサより検出した２軸の加速度信号に基づいて、車両の衝突形態に応じた衝突判定を行い乗員拘束装置の作動を制御する制御部が設けられたことを特徴とする前面衝突検出装置。
It is a frontal collision detection device that detects the impact at the time of a collision by an acceleration sensor installed at the front of the vehicle.
The accelerometer is arranged near either the left or right end of the radiator support portion of the vehicle, and can detect two axes in the front-rear direction and the left-right direction.
In the event of a frontal collision that does not hit the acceleration sensor directly, a control unit is provided that determines the collision according to the collision mode of the vehicle based on the two-axis acceleration signal detected by the acceleration sensor and controls the operation of the occupant restraint device. A frontal collision detector characterized by this.
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