JP4858786B2 - 車両用衝突検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両バンパへの歩行者等の衝突を検知する車両用衝突検知装置に関し、特に、車両バンパ内でバンパレインフォースメントの前方にチャンバ部材が配設され、チャンバ空間内の圧力変化を圧力センサで検出することにより車両バンパへの歩行者等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関する。

近年、歩行者保護の目的で、車両バンパ部に障害物判別装置を取り付け、車両衝突時に衝突対象が歩行者か否かを判定し、歩行者と判定した場合には、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、かつ、実用化が検討されている。

すなわち、衝突した障害物が歩行者でない場合にフード上の保護装置（例えばアクティブフード）を作動させるとさまざまな悪影響が生じる。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、障害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、車両バンパ内でバンパレインフォースメントの前面にチャンバ部材が配設され、チャンバ空間内の圧力変化を圧力センサで検出することにより車両バンパへの歩行者等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が提案されている（例えば、特許文献１，２等参照。）。
国際公開２００５／０９８３８４号公報 特開２００６−１１７１５７号公報

しかしながら、従来、圧力検出式の車両用衝突検知装置では、歩行者保護装置を起動させる必要のない軽衝突時にもチャンバ部材が変形し、チャンバ空間内に圧力変化が生じるため、衝突物が歩行者であるか否かの判別が困難な場合がある。すなわち、歩行者衝突の検知は圧力センサの出力に基づいて行われるが、軽衝突がノイズ要因となって誤った衝突判定が行われる可能性があるという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、軽衝突時に誤った衝突判定が行われることを防止し歩行者判別性能を向上させることが可能な車両用衝突検知装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、車両バンパ内でバンパレインフォースメントの車両前方側に配置され且つ衝突に伴って変形し衝撃を吸収するアブソーバと、前記車両バンパ内で前記バンパレインフォースメントの車両前方側にて前記アブソーバの上方に隣接して配置され且つチャンバ空間が内部に形成されたチャンバ部材と、前記チャンバ空間内の圧力変化を検知する圧力センサと、前記圧力センサによる検出結果に基づいて前記車両バンパへの歩行者等の衝突を検知する衝突検知手段とを備えた車両用衝突検知装置において、前記チャンバ部材の車両前方側の面は、下方部から上方部に亘って法線方向が斜め上方を向く傾斜面となるように形成されたこと、により構成される。

前記チャンバ部材は、当該チャンバ部材の下方部前端が前記アブソーバの前面と揃うように配置される構成としてもよい。前記傾斜面の鉛直方向からの傾斜角度が５度以上１０度以下に設定し、前記傾斜面を凸曲面状に形成する構成としてもよい。

また前記チャンバ部材の高さをｈとし、前記チャンバ部材の上面部における車両前後方向長さをｂとしたとき、

の関係が成立する構成としてもよい。

上記構成（請求項１）によれば、車両バンパ内でバンパレインフォースメントの車両前方側にてアブソーバの上方に隣接して配置され且つチャンバ空間が内部に形成されたチャンバ部材の車両前方側の面に、法線方向が斜め上方を向く傾斜面が設けられている構成なので、歩行者保護装置の起動が不要な軽衝突時には、変形した衝突物によるチャンバ部材への外力が大幅に軽減し、チャンバ空間内の圧力変化が少ない。一方、歩行者保護装置の起動が必要な歩行者衝突時には、アブソーバと共にチャンバ部材が変形し、チャンバ空間内の圧力変化が相対して大きくなる。よってチャンバ空間内の圧力変化が圧力センサによって検出され、衝突検知手段は圧力センサによる検出結果に基づいて車両バンパへの歩行者等の衝突を確実に検知する。このように、軽衝突時と歩行者衝突時のチャンバ空間内の圧力変化の差を大きくする構成にすることによって、歩行者衝突の判別性能の向上を図ることができる。

チャンバ部材に設けた傾斜面の鉛直方向からの傾斜角度を５度以上１０度以下に設定する構成（請求項３）によれば、軽衝突時における衝突物の変形に適応し不要なチャンバ部材の変形を抑制でき、軽衝突時と歩行者衝突時のチャンバ空間内の圧力変化の差が大きくなるので、歩行者衝突の判別性能の向上を図ることができる。また、傾斜面が凸曲面状とする構成（請求項４）でも同様の効果を得られるとともに、歩行者衝突時にチャンバ部材の初期変形による断面積の膨れる量を減少させる形状となるため、歩行者衝突時にチャンバ空間の体積増加を防ぐことによって、圧力センサの検出能力低下を防ぐことができる。

またチャンバ部材の高さをｈとし、前記チャンバ部材の上面部における車両前後方向長さをｂとしたとき、

の関係が成立する構成（請求項５）によれば、所定の傾斜角度及び所定の車両前後方向長さに対して適切なチャンバ部材の高さを設定できるので、歩行者衝突時にチャンバ空間の体積増加を防ぐことにより、圧力センサの検出能力低下を防ぐとともに、歩行者衝突の判別性能の向上を図ることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の一例として、車両用衝突検知装置の実施例を例示する。図１は、本発明の実施形態の車両用衝突検知装置１を搭載した車両バンパ２の内部を透視して示す平面図であり、図２にはその側面図である。

本実施形態の車両用衝突検知装置１は、図１及び図２(ａ)に示すように、車両バンパ２内に配設されたチャンバ部材７と、圧力センサ８と、歩行者保護装置電子制御ユニット（以下、電子制御ユニットをＥＣＵと略記する）９とを主体として構成されている。

車両バンパ２は、図１及び図２(ａ)に示すように、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、及びチャンバ部材７を主体として構成されている。

バンパカバー３は、車両前端にて車両幅方向に延び、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）製カバー部材である。

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が取り付けられる。尚、サイドメンバ５の先端にクラッシュボックスを設け、クラッシュボックスを介してバンパレインフォースメント４を取り付ける構成としてもよい。

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４ａの下方側に取り付けられる車両幅方向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、４０〜１００ｍｍ程度である。尚、アブソーバ６として、鉄板を屈曲させて略筒状体としたものを用いてもよい。

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前面４ａの上方側に取り付けられる車両幅方向に延びる略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略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。

また、図２（ａ）に示したように、チャンバ部材７の車両前方側の面には、法線方向が斜め上方を向き車両の進行方向と逆方向に傾斜する傾斜面７ｂが設けられており、チャンバ部材７の下方部前端７ｃがアブソーバ６の前面６ａと揃うように配置される。すなわち、チャンバ部材７の下方部前端７ｃとアブソーバ６の前面６ａは、バンパカバー３の内面に車両後方側から当接又は近接して配置される。そして傾斜面７ｂの鉛直方向からの傾斜角度θはアブソーバ６の剛性を含む車両バンパ２全体の剛性や、ロードサイドマーカなどとの軽衝突時の衝撃等に応じて設定される。例えば、傾斜角度θは、５度以上１０度以下に設定される。

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いる。圧力センサ８は、検出圧力を信号出力し、信号線９ａを介して歩行者保護装置ＥＣＵ９へ信号送信する。

歩行者保護装置ＥＣＵ９は、図示しない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から出力される信号が信号線９ａを介して入力されるように構成されている。歩行者保護装置ＥＣＵ９は、圧力センサ８における圧力検出結果に基づいて、車両バンパ２へ歩行者（すなわち、人体）が衝突したか否かを判別する処理を実行する。尚、圧力センサ８における圧力検出結果に加えて、図示しない車速センサからの車速検出結果を歩行者保護装置ＥＣＵ９に入力し、圧力検出結果と車速検出結果とに基づいて歩行者衝突の判定を行うように構成することが好ましい。

ロードサイドマーカ１０は、道路の路肩伝いに略等間隔で点在して立設されている路側帯境界ラインを表示するポールであり、車両の運転を誤ることによって車両バンパ２と衝突した場合に歩行者保護装置の起動を要しない程度の衝突エネルギーを生じる。本実施例において、車両バンパ２との衝突時に同様の衝撃エネルギーを生じるポストコーン等の路上障害物についても同様の作用であるため、これらポストコーン等についてもロードサイドマーカ１０に含むものとして説明する。

次に、上述した車両用衝突検知装置１において車両バンパ２への衝突が発生した場合の各部の作用について説明する。図２(ｂ)は、車両バンパ２にロードサイドマーカ１０が衝突した軽衝突の様子を示す側面図である。尚、「軽衝突」とは、検出対象とされる歩行者衝突の中で最も衝突エネルギーの小さい衝突よりも更に衝突エネルギーの小さい衝突を意味するものとする。

衝突発生前の車両バンパ２の状態は、図１及び図２(ａ)に示す通りである。車両バンパ２に歩行者衝突が発生すると、アブソーバ６はバンパレインフォースメント４の前面４ａに対して押圧されて圧縮変形する。また、チャンバ部材７も、アブソーバ６と同様に、バンパレインフォースメント４の前面４ａに対して押圧されて圧縮変形し、これによりチャンバ空間７ａ内に圧力変化が生じる。

そして、チャンバ部材７に取り付けられた圧力センサ８は、チャンバ空間７ａ内の圧力変化を検出し、検出圧力を信号出力し、信号線９ａを介して歩行者保護装置ＥＣＵ９へ信号送信する。歩行者保護装置ＥＣＵ９は、信号線９ａを介して入力された圧力検出結果に基づいて、車両バンパ２へ歩行者（すなわち、人体）が衝突したか否かを判断する処理を実行し、歩行者衝突を検知した場合に図示しない歩行者保護装置を起動させることができる。

一方、車両バンパ２に軽衝突が発生すると、図２(ｂ)に示すように、アブソーバ６はバンパレインフォースメント４の前面４ａに対して押圧され圧縮変形が生じるが、歩行者衝突時と比較して衝突エネルギーが小さいため、その圧縮変形の量は小さい。更にロードサイドマーカ１０は圧縮変形したアブソーバ６の前面６ａの上端付近（つまり、チャンバ部材７の下方部前端７ｃ）を支点として車両後方に折れ曲がるように変形する。このとき、チャンバ部材７の車両前方側の面は傾斜面７ｂとなっているので、ロードサイドマーカ１０の変形はこの傾斜面７ｂに沿う形となる。したがって、変形するロードサイドマーカ１０による押圧力はチャンバ部材７には僅かしか作用せず、ロードサイドマーカ１０の変形に起因する圧縮変形は僅かしか生じないので、チャンバ空間７ａ内の圧力変化は最小に抑えられる。よって、圧力センサ８によりチャンバ空間７ａ内の圧力変化は検出されても微小であるため、軽衝突時に歩行者保護装置ＥＣＵ９により歩行者衝突と誤って判定される可能性が大幅に低減される。

次に、衝突によるロードサイドマーカ１０の変形に伴う、チャンバ部材の変形とチャンバ空間内に発生する圧力との関係について、図３、図４を参照しつつ説明する。図３は、比較用の車両用衝突検知装置１’を搭載した車両バンパ２’内部を透視して示す側面図であり、図３(ａ)は衝突前、図３(ｂ)はロードサイドマーカ１０との軽衝突時の様子を示している。図４は本実施例について、歩行者衝突(実線で表記)と軽衝突(破線で表記)が発生した際の時間と圧力との関係を示すグラフである。

図３に示す比較用の車両用衝突検知装置１’では、図３(ａ)に示すように、チャンバ空間７ａ’を有するチャンバ部材７’の車両前方側の前面７ｂ’は、傾斜しておらず垂直になっている。車両バンパ２’に軽衝突が発生すると、歩行者衝突時と比較して衝突エネルギーが小さいため変形量は小さいが、図３(ｂ)に示すように、アブソーバ６及びチャンバ部材７’に圧縮変形が生じる。更にロードサイドマーカ１０が、圧縮変形したアブソーバ６の前面６ａの上端付近を支点として車両後方に折れ曲がるように変形することで、チャンバ部材７’に対して上斜方向からの押圧力が加わり、チャンバ部材７’に更なる圧縮変形が生じるので、チャンバ空間７ａ’には軽衝突に加えてロードサイドマーカ１０の変形に起因する不要な圧力変化が生じることになる。

一方、本実施例でも、図２(ｂ)に示すように、車両バンパ２に軽衝突が発生すると、ロードサイドマーカ１０は同様に変形する。しかし、本実施例では、チャンバ部材７の車両前方側の面は傾斜面７ｂとなっているので、上述したように、変形するロードサイドマーカ１０による押圧力はチャンバ部材７には僅かしか作用せず、チャンバ空間７ａには主に軽衝突のみに起因する圧力変化が生じることになる。

ここで、図４に示すように、本実施例における歩行者衝突時の最大圧力Ｐ１と軽衝突時の最大圧力Ｐ２の差Ｓは、本実施例ではロードサイドマーカ１０の変形に起因する圧力変化が僅かしか生じていないので、比較例において軽衝突が発生した場合に比べて大きくなる。つまり、歩行者保護装置ＥＣＵ９において、圧力センサ８による圧力検出結果に基づく歩行者衝突か軽衝突かの判別基準を比較例よりも広い範囲で設定できるので、衝突における判別性能の向上を図ることができる。

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態の車両用衝突検知装置１によれば、車両バンパ２内でバンパレインフォースメント４の車両前方側にてアブソーバ６の上方に隣接して配置され且つチャンバ空間７ａが内部に形成されたチャンバ部材の車両前方側の面に、法線方向が斜め上方を向く傾斜面７ｂが設けられている構成なので、歩行者保護装置の起動が不要な軽衝突時には、変形した衝突物によるチャンバ部材へ外力が大幅に軽減し、チャンバ空間内７ａの圧力変化が少ない。一方、歩行者保護装置の起動が必要な歩行者衝突時には、アブソーバ６と共にチャンバ部材７が変形し、チャンバ空間７ａ内の圧力変化が相対して大きい。よってチャンバ空間７ａ内の圧力変化が圧力センサ８によって検出され、衝突検知手段９は圧力センサによる検出結果に基づいて車両バンパへの歩行者等の衝突を確実に検知する。従って、軽衝突時と歩行者衝突時のチャンバ空間内の圧力変化の差を大きくする構成にすることによって、歩行者衝突の判別性能の向上を図ることができる。

上記実施形態において、チャンバ部材７の傾斜角度θは５度以上１０度以下に設定するのが好ましい。また、図５に示すように、チャンバ部材７の傾斜面７ｂは凸曲面状に形成する構成にしてもよい。傾斜角度θは、傾斜が始まるチャンバ部材７の下方部前端７ｃと傾斜が終了する端部とを結ぶ線が、鉛直方向と成す角度であるので、図５の実施例の場合にも、チャンバ部材７の下方部前端７ｃと傾斜が終了する端部７ｄとを結ぶ線が、鉛直方向と成す角度を傾斜角度θとする。

チャンバ部材７に設けた傾斜面７ｂの鉛直方向からの傾斜角度を５度以上１０度以下に設定する構成によれば、軽衝突時における衝突物の変形に適応し不要なチャンバ部材の変形を抑制でき、軽衝突時と歩行者衝突時のチャンバ空間内の圧力変化の差が大きくなるので、歩行者衝突の判別性能の向上を図ることができる。また、傾斜面７ｂを凸曲面状とする構成とすると、上記と同様の効果を得られるとともに、歩行者衝突時にチャンバ部材７の初期変形による断面積の膨れる量を減少させる形状となるため、歩行者衝突時にチャンバ空間７ａの体積増加を防ぐことによって、圧力センサ８の検出能力低下を防ぐことができる。

また上記実施形態において、図６に示すように、チャンバ部材７の高さをｈとし、チャンバ部材７の上面部における車両前後方向長さをｂとしたとき、

の関係が成立する構成としてもよい。歩行者衝突時に車両前方から車両バンパ２に押圧されるように、チャンバ部材７に衝突エネルギーが加わると、チャンバ部材７は初期変形として傾斜面７ｂと後面部がチャンバ空間７ａの内側に向かってたわみ、上面部はチャンバ空間７ａの外側に向かってたわむので、このたわみ量によって断面積が増加(チャンバ空間７ａ内の圧力が低下)しないようにチャンバ部材７の高さｈと上面部における車両前後方向長さｂを、上記関係が成立する構成にすることが有効となる。

チャンバ部材７の高さをｈとし、チャンバ部材７の上面部における車両前後方向長さをｂとしたとき、

の関係が成立する構成によれば、所定の傾斜角度及び所定の車両前後方向長さに対して適切なチャンバ部材７の高さを設定できるので、歩行者衝突時にチャンバ空間の体積増加を防ぐことにより、圧力センサの検出能力低下を防ぐとともに、歩行者衝突の判別性能の向上を図ることができる。

本発明は、圧力検出式の車両用衝突検知装置において軽衝突と歩行者衝突との判別性能の向上させる場合に利用可能である。

本発明の実施形態の車両用衝突検知装置を搭載した車両バンパの内部を透視して示す平面図である。 (ａ)は本発明の実施形態の車両用衝突検知装置を搭載した車両バンパ内部を透視して示す側面図であり、(ｂ)は軽衝突が発生した様子を示す側面図である。 (ａ)は比較用の車両用衝突検知装置を搭載した車両バンパ内部を透視して示す側面図であり、(ｂ)は軽衝突が発生した様子を示す側面図である。 本発明実施例について、歩行者衝突(実線で表記)と軽衝突(破線で表記)が発生した際の、時間と圧力との関係を示すグラフである。 本発明の実施形態の変形例の車両用衝突検知装置を搭載した車両バンパ内部を透視して示す側面図である。 本発明の実施形態の変形例の車両用衝突検知装置を搭載した車両バンパ内部を透視して示す側面図である。

符号の説明

１ 車両用衝突検知装置
２ 車両バンパ
３ バンパカバー
４ バンパレインフォースメント
４ａ バンパレインフォースメントの前面
５ サイドメンバ
６ アブソーバ
６ａ 前面
７ チャンバ部材
７ａ チャンバ空間
７ｂ 傾斜面(凸曲面)
８ 圧力センサ
９ 歩行者保護装置ＥＣＵ(衝突検知装置)
１０ ロードサイドマーカ

Claims (5)

1. 車両バンパ内でバンパレインフォースメントの車両前方側に配置され且つ衝突に伴って変形し衝撃を吸収するアブソーバと、前記車両バンパ内で前記バンパレインフォースメントの車両前方側にて前記アブソーバの上方に隣接して配置され且つチャンバ空間が内部に形成されたチャンバ部材と、前記チャンバ空間内の圧力変化を検知する圧力センサと、前記圧力センサによる検出結果に基づいて前記車両バンパへの歩行者等の衝突を検知する衝突検知手段とを備えた車両用衝突検知装置において、
   前記チャンバ部材の車両前方側の面は、下方部から上方部に亘って法線方向が斜め上方を向く傾斜面となるように形成された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、当該チャンバ部材の下方部前端が前記アブソーバの前面と揃うように配置された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. 前記傾斜面の鉛直方向からの傾斜角度が５度以上１０度以下に設定されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用衝突検知装置。
4. 前記傾斜面は、凸曲面状に形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の車両用衝突検知装置。
5. 前記チャンバ部材の高さをｈとし、前記チャンバ部材の上面部における車両前後方向長さをｂとしたとき、
   

   

   の関係が成立することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の車両用衝突検知装置。

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