(57)【要約】【課題】部品点数を少なくし、構成を簡素にすることの可能な衝突検知装置を提供する。【解決手段】衝突検知装置は、車体１００または車体１００に接続される車体部品１０１に対しボルト１４により固定されるバンパカバー２を備えた車両１に搭載される。この衝突検知装置は、バンパカバー２の変形を検知可能な変形検知部２０と、その変形検知部２０から入力される信号に基づきバンパカバー２に物体５０、６２が衝突したことを判定する信号処理部３０とを備える。変形検知部２０は、バンパカバー２と車体１００または車体１００に接続される車体部品１０１とを固定するためのボルト１４に挿通された状態で取り付けられる。【選択図】図３１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体（１００）または前記車体に接続される車体部品（１０１）に対しボルト（１４）により固定されるバンパカバー（２）を備えた車両（１）に搭載される衝突検知装置であって、
前記ボルトに挿通された状態で取り付けられ、前記バンパカバーの変形を検知可能な変形検知部（２０）と、
前記変形検知部から入力される信号に基づき前記バンパカバーに物体（５０、６２）が衝突したことを判定する信号処理部（３０）と、を備える衝突検知装置。
【請求項２】
前記変形検知部は、前記バンパカバーと前記車体または前記車体部品との間に挟まれた状態で、前記ボルトに挿通されている、請求項１に記載の衝突検知装置。
【請求項３】
前記変形検知部は、前記ボルトの頭部（１４１）と前記バンパカバーとの間に挟まれた状態で、前記ボルトに挿通されている、請求項１に記載の衝突検知装置。
【請求項４】
前記変形検知部は、前記ボルトに螺合するナット（１０３）と前記車体または前記車体部品との間に挟まれた状態で、前記ボルトに挿通されている、請求項１に記載の衝突検知装置。
【請求項５】
前記変形検知部は、感度方向（Ｄ）が前記ボルトの軸に対して交差する方向に構成されている、請求項１に記載の衝突検知装置。
【請求項６】
前記変形検知部は、感度方向（Ｄ）が前記ボルトの軸に沿う方向に構成されている、請求項１に記載の衝突検知装置。
【請求項７】
前記変形検知部は、
感度方向が前記ボルトの軸に交差する方向に構成されている第１検知部（２７）と、
感度方向が前記ボルトの軸に沿う方向に構成されている第２検知部（２８）と、を含んで構成されている、請求項１に記載の衝突検知装置。
【請求項８】
前記変形検知部は、
印加される力に応じた出力をする圧電素子（２２）と、
前記圧電素子の厚み方向の一方と他方にそれぞれ設けられる第１保護部材（２４）および第２保護部材（２５）とを有する、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の衝突検知装置。
【請求項９】
前記第１保護部材および前記第２保護部材は樹脂製である、請求項８に記載の衝突検知装置。
【請求項１０】
前記変形検知部は、前記車体または前記車体に接続される前記車体部品と前記バンパカバーとを固定する複数の前記ボルト（１４、１４ａ）のうち、車幅方向中央部に設けられる前記ボルト（１４ａ）から離間した位置に設けられる前記ボルト（１４）に挿通された状態で取り付けられる、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の衝突検知装置。
【請求項１１】
前記バンパカバーは、車両側面を含む位置に設けられる第１バンパ部品（２ａ）と、車両正面に設けられる第２バンパ部品（２ｂ）とが接合部材（１６、１７）により接合されて構成されたものであり、
前記第１バンパ部品は、車両前方に位置する正面部（３）と、車両側方に位置する側面部（４）と、正面部および側面部よりも曲率半径が小さい屈曲部（５）とを有しており、
前記ボルトに挿通された状態で取り付けられる前記変形検知部を第１の変形検知部（２０ａ）とすると、
前記衝突検知装置は、
前記バンパカバーの裏面のうち前記屈曲部に取り付けられる第２の変形検知部（２０ｂ）と、
前記第１バンパ部品と第２バンパ部品との境界の近傍部位としての境界近傍部（１８）に取り付けられる第３の変形検知部（２０ｃ）と、をさらに備える、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の衝突検知装置。
【請求項１２】
バンパカバー（２）の周囲の車体部品に対し前記バンパカバーを固定する固定部（８）を有する前記バンパカバーを備えた車両（１）に搭載される衝突検知装置であって、
前記バンパカバーの裏面のうち前記固定部の付近（Ｎ）を含む位置に取り付けられる変形検知部（２０）と、
前記変形検知部から入力される信号に基づき前記バンパカバーに物体（５０）が衝突したことを判定する信号処理部（３０）と、を備える衝突検知装置。
【請求項１３】
前記変形検知部は、前記バンパカバーの長手方向の端部に配置される前記固定部の付近に取り付けられる請求項１２に記載の衝突検知装置。
【請求項１４】
前記変形検知部は、前記固定部から前記固定部の付近に亘って取り付けられている請求項１２または１３に記載の衝突検知装置。
【請求項１５】
前記バンパカバーは、前記バンパカバーの周囲の前記車体部品と前記固定部とを締結する締結部材（１４）を有しており、
前記変形検知部は、圧電素子（２２）、および、前記圧電素子を保護するフィルム部（２１）を有する圧電センサであり、前記フィルム部に設けられた孔（２３）に前記締結部材が挿通され、前記バンパカバーの周囲の前記車体部品と前記固定部と一緒に共締めされている請求項１２ないし１４のいずれか１つに記載の衝突検知装置。
【請求項１６】
前記変形検知部は、圧電センサまたは歪ゲージである、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の衝突検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される衝突検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両のバンパカバーに人などの物体が衝突したことを検知する衝突検知装置の開発が進められている。衝突検知装置が検知した情報は、例えば、バンパカバーに衝突した人に加わる衝撃を緩和するために車両のフードを瞬時に持ち上げる装置、または、車外のエアバックを作動させる装置に用いることが可能である。
【０００３】
特許文献１に記載の衝突検知装置は、バンパカバーの裏面にバンパカバーの変形を検出する複数の圧電センサが取り付けられている。複数の圧電センサは、バンパカバーの長手方向に所定間隔で並べて配置されている。複数の圧電センサから出力された信号はそれぞれ、信号処理部に入力される。信号処理部は、それぞれの圧電センサから入力された信号に基づき、バンパカバーに物体が衝突した位置を検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４８２５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の衝突検知装置は、バンパカバーの長さ応じて圧電センサの数が増加し、さらに、その複数の圧電センサと信号処理部とを電気的に接続する配線の数が増加する。そのため、この衝突検知装置は、部品点数が多くなり、回路構成も複雑になるので、製造上のコストが高くなるといった問題がある。また、信号処理部に入力される信号数も多くなり、信号処理部による信号処理の負荷が増大する。このような問題に対し、発明者は、バンパカバーに対する物体の衝突の検知に関し、１枚当たりの圧電センサで広い面積の衝突を検知することが、圧電センサ等の部品点数を少なくし、構成を簡素にするために有効である、という課題を見出した。なお、バンパカバーに対する物体の衝突の検知に用いるセンサは、上述した圧電センサに限らず、バンパカバーの変形を検知することの可能な種々の変形検知部を採用することが可能である。その変形検知部として、圧電センサの他に、例えば、ひずみゲージ、光ファイバー、感圧ゴム、静電容量センサなどを採用することが可能である。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みて、１枚当たりの変形検知部で広い面積の衝突を検知することにより、部品点数を少なくし、構成を簡素にすることの可能な衝突検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車体（１００）または車体に接続される車体部品（１０１）に対しボルト（１４）により固定されるバンパカバー（２）を備えた車両（１）に搭載される衝突検知装置であって、
ボルトに挿通された状態で取り付けられ、バンパカバーの変形を検知可能な変形検知部（２０）と、
変形検知部から入力される信号に基づきバンパカバーに物体（５０）が衝突したことを判定する信号処理部（３０）と、を備える。
【０００８】
発明者らは、実験およびシミュレーションを行うことで、バンパカバーに物体が衝突したときに、バンパカバーに生じるひずみの分布を明らかにした。バンパカバーに対する複数の衝突位置でバンパカバーにひずみが集中する箇所に変形検知部を取り付けることで、バンパカバーに取り付ける変形検知部の数を少なくできることが分かった。詳細には、バンパカバーの任意の場所に物体が衝突した場合、車体または車体に接続される車体部品（以下、車体部品等という）に対してバンパカバーがボルトによって固定される部位とその近傍にひずみが集中する。そのため、その車体部品等とバンパカバーとを固定するボルトに挿通された状態で変形検知部を取り付けることで、バンパカバーの様々な場所に物体が衝突した場合に、変形検知部はその衝突に応じた信号を出力することが可能である。これにより、この衝突検知装置は、変形検知部の数、およびその変形検知部と信号処理部とを接続する配線の数を少なくすることで、部品点数を少なくし、構成を簡素にすることができる。
【０００９】
請求項１２に記載の発明は、バンパカバー（２）の周囲の車体部品に対しバンパカバーを固定する固定部（８）を有するバンパカバーを備えた車両（１）に搭載される衝突検知装置であって、
バンパカバーの裏面のうち固定部の付近（Ｎ）を含む位置に取り付けられる変形検知部（２０）と、
変形検知部から入力される信号に基づきバンパカバーに物体（５０）が衝突したことを判定する信号処理部（３０）と、を備える。
【００１０】
発明者による実験およびシミュレーションにより、バンパカバーの正面部、側面部または屈曲部に物体が衝突した場合、固定部を支点としてバンパカバー全体が変位する全体変形が生じることが分かった。そのため、固定部の付近を含む位置に変形検知部を取り付けることで、正面部、側面部または屈曲部のいずれの位置に物体が衝突した場合でも、変形検知部はその衝突に応じた信号を出力することが可能であることが分かった。したがって、この衝突検知装置は、変形検知部の数、およびその変形検知部と信号処理部とを接続する配線の数を少なくすることで、部品点数を少なくし、構成を簡素にすることができる。
【００１１】
なお、本明細書において、「固定部の付近」とは、バンパカバーに全体変形が生じたときに固定部を支点として固定部の周囲に変形が生じる箇所をいうものである。具体的には、バンパカバー本体の外縁にフランジ部が設けられ、そのフランジ部に固定部が設定されている場合、「固定部の付近」とは、フランジ部とバンパカバー本体との接続位置から例えば５０ｍｍ以内の範囲をいう。
【００１２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の衝突検知装置が搭載される車両の模式図である。
【図２】衝突検知装置が備える圧電センサを取り付けたバンパカバーの斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ方向の平面図である。
【図４】図３のＩＶ方向から見たバンパカバーの裏面の拡大図である。
【図５】バンパカバーの正面部に物体が衝突したときの状態を説明する説明図である。
【図６】バンパカバーの側面部に物体が衝突したときの状態を説明する説明図である。
【図７】第２実施形態の圧電センサを取り付けたバンパカバーの斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ方向の平面図である。
【図９】バンパカバーの正面部に物体が衝突したときの状態を説明する説明図である。
【図１０】バンパカバーの側面部に物体が衝突したときの状態を説明する説明図である。
【図１１】第３実施形態の圧電センサを取り付けたバンパカバーの斜視図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ方向の平面図である。
【図１３】第４実施形態の圧電センサを取り付けたバンパカバーの斜視図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ方向の平面図である。
【図１５】第５実施形態の圧電センサを取り付けたバンパカバーの斜視図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ方向の平面図である。
【図１７】図１５のＸＶＩＩ部分のバンパカバーの裏面の拡大図である。
【図１８】バンパカバーの正面部に物体が衝突したときの状態を説明する説明図である。
【図１９】バンパカバーの側面部に物体が衝突したときの状態を説明する説明図である。
【図２０】第６実施形態の圧電センサを取り付けたバンパカバーの部分拡大図である。
【図２１】第７実施形態の圧電センサを取り付けたバンパカバーの斜視図である。
【図２２】図２１のＸＸＩＩ方向の平面図である。
【図２３】比較例の圧電センサを取り付けたバンパカバーの正面部に物体が衝突したときの状態を説明する説明図である。
【図２４】比較例の圧電センサを取り付けたバンパカバーの側面部に物体が衝突したときの状態を説明する説明図である。
【図２５】第８実施形態の圧電センサを取り付けた車両の左前部分を示す斜視図である。
【図２６】図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線の断面図である。
【図２７】第９実施形態の圧電センサを取り付けた車両の左前部分を示す斜視図である。
【図２８】第１０実施形態の圧電センサを取り付けた車両の左前部分を示す斜視図である。
【図２９】第１１実施形態の圧電センサを取り付けた車両の左前部分を示す斜視図である。
【図３０】第１２実施形態の圧電センサを取り付けた車両の右前部分を示す斜視図である。
【図３１】第１３実施形態の衝突検知装置が搭載される車両の模式図である。
【図３２】第１３実施形態の衝突検知装置が搭載される車両の前方部分の分解図である。
【図３３】変形検知部の一例を示す平面図である。
【図３４】図３３のＸＸＸＩＶ―ＸＸＸＩＶ線の断面図である。
【図３５】変形検知部の別の例を示す平面図である。
【図３６】図３５のＸＸＸＶＩ―ＸＸＸＶＩ線の断面図である。
【図３７】変形検知部の第１の取付例を示す断面図である。
【図３８】変形検知部の第２の取付例を示す断面図である。
【図３９】変形検知部の第３の取付例を示す断面図である。
【図４０】変形検知部の第４の取付例を示す断面図である。
【図４１】第１４実施形態の衝突検知装置が搭載される車両の模式図である。
【図４２】第１４実施形態の衝突検知装置が搭載される車両の前方部分の分解図である。
【図４３】衝突検知装置の試験装置を示した模式図である。
【図４４】バンパカバーの所定の位置にインパクタを衝突させた場合にバンパカバーに発生する応力分布の解析図である。
【図４５】図４４のＸＸＸＸＶ方向視において、バンパカバーに発生する応力分布の解析図である。
【図４６】バンパカバーの別の位置にインパクタを衝突させた場合にバンパカバーに発生する応力分布の解析図である。
【図４７】図４６のＸＸＸＸＶＩＩ方向視において、バンパカバーに発生する応力分布の解析図である。
【図４８】第１５実施形態の衝突検知装置が搭載される車両の模式図である。
【図４９】第１５実施形態のリヤバンパーの裏面の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。第１実施形態の衝突検知装置は、車両が備えるバンパカバーに対して歩行者などの物体が衝突したことを検知するものである。
【００１６】
まず、衝突検知装置が搭載される車両１が備えるバンパカバー２について説明する。
【００１７】
図１から図３に示すように、バンパカバー２は、車両前方に位置する正面部３と、車両側方に位置する側面部４と、正面部３および側面部４よりも曲率半径が小さい屈曲部５とを有するものである。各図では、正面部３と屈曲部５との境界を破線６で示し、側面部４と屈曲部５との境界を破線７で示しているが、正面部３と側面部４と屈曲部５とは、連続して形成されている。
【００１８】
バンパカバー２は、バンパカバー２の周囲の車体部品に対して固定されている。図１では、バンパカバー２の周囲の車体部品に対してバンパカバー２を固定する固定部８を破線で示している。バンパカバー２の周囲の車体部品とバンパカバー２の固定部８とは、締結部材としてのボルトなどにより固定されている。
【００１９】
バンパカバー２が設置される車両１は、車両前方かつ車幅方向左右にヘッドライト１０を備えている。ヘッドライト１０は、バンパカバー２の上方に設けられている。バンパカバー２には、ヘッドライト１０の下に位置する箇所に、フォグランプ１１および通気ダクト１２の少なくとも一方が取り付けられる取付穴１３が設けられている。
【００２０】
次に、衝突検知装置について説明する。衝突検知装置は、圧電センサ２０および信号処理部３０などを備えている。
【００２１】
図１から図４に示すように、バンパカバー２の裏面には、バンパカバー２に対する物体の衝突を検出するための圧電センサ２０が取り付けられている。圧電センサ２０は、バンパカバー２の変形を検知することの可能な変形検知部の一例である。圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち屈曲部５を含む位置に取り付けられている。詳細には、圧電センサ２０は、バンパカバー２の屈曲部５のうち、フォグランプ１１および通気ダクト１２とヘッドライト１０との間の部位を含む位置に取り付けられている。その部位の面積は、正面部３または側面部４の面積より小さいものとなっている。すなわち、図２に示すように、その部位の高さ方向の距離αは、正面部３または側面部４の高さ方向の距離β、γより短いものとなっている。
【００２２】
圧電センサ２０は、圧電素子、および、その圧電素子を保護するフィルム部を有するフィルム状のセンサである。圧電センサ２０は、所定方向に延伸したときに、その延伸した長さに応じた電圧信号を圧電素子から出力するものである。以下の説明では、その所定方向を圧電センサ２０の感度方向Ｄという。図４等では、圧電センサ２０の感度方向Ｄを、符号Ｄを付した両矢印で示している。圧電センサ２０は、感度方向Ｄがバンパカバー２の長手方向に沿うように取り付けられている。
【００２３】
図１に示すように、圧電センサ２０が出力する信号は、信号処理部３０に伝送される。信号処理部３０は、圧電センサ２０から入力される信号に基づき、バンパカバー２に物体が衝突したか否かを判定する。詳細には、信号処理部３０は、車両１の車速に応じた所定の閾値を記憶している。信号処理部３０は、圧電センサ２０の出力がその所定の閾値より大きいとき、バンパカバー２に人が衝突したことを判定することが可能である。その際、車両１に搭載される電子制御装置は、車両１のフード後方を瞬時に持ち上げ、フードに乗り上げた人への衝撃を緩和する技術を実行することができる。また、電子制御装置は、Ａピラーおよびカウルの外側に設置したエアバックを膨らませ、人への衝撃を緩和する技術を実行することもできる。
【００２４】
続いて、第１実施形態の衝突検知装置の作用について説明する。
【００２５】
バンパカバー２に物体が衝突したとき、バンパカバー２には局所変形と全体変形が生じる。局所変形とは、衝突箇所を中心としたバンパカバー２の変形である。全体変形とは、固定部８を支点としてバンパカバー２の全体が変位することによって生じる固定部８の付近の変形である。その局所変形と全体変形のうち、第１実施形態の圧電センサ２０は、バンパカバー２の局所変形を検出することが可能である。
【００２６】
図５は、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突したときの状態を模式的に示したものである。バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突した場合、矢印Ｓ１、Ｓ２で示したように、その衝突箇所の周囲の部位に伸びが発生し、局所変形が生じる。上述したように、バンパカバー２の屈曲部５の曲率半径は、正面部３の曲率半径および側面部４の曲率半径より小さい。そのため、屈曲部５の剛性は、正面部３の剛性および側面部４の剛性より大きい。そのため、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突したときに生じる局所変形は、屈曲部５まで伝わり、屈曲部５を超えて側面部４までは伝わりにくい。したがって、屈曲部５に取り付けられた圧電センサ２０は、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突したときに、その衝突力に応じた信号を出力することが可能である。
【００２７】
図６は、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突したときの状態を模式的に示したものである。バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突した場合、矢印Ｓ３、Ｓ４で示したように、その衝突箇所の周囲の部位に伸びが発生し、局所変形が生じる。この局所変形は、屈曲部５まで伝わり、屈曲部５を超えて正面部３までは伝わりにくい。したがって、屈曲部５に取り付けられた圧電センサ２０は、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突したときに、その衝突力に応じた信号を出力することが可能である。
【００２８】
このように、第１実施形態の衝突検知装置は、バンパカバー２の正面部３または側面部４のどちらに物体５０が衝突したときであっても、バンパカバー２の局所変形を検出することが可能である。
【００２９】
ここで、第１実施形態の衝突検知装置と対比するため、比較例の衝突検知装置について、図２３および図２４を参照して説明する。
【００３０】
比較例の衝突検知装置が備える圧電センサ４０は、バンパカバー２の裏面のうち正面部３と側面部４とにそれぞれ取り付けられている。
【００３１】
図２３は、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突したときの状態を模式的に示したものである。バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突した場合、矢印Ｓ１、Ｓ２で示したように、その衝突箇所の周囲の部位に伸びが発生し、局所変形が生じる。上述したように、この局所変形は、屈曲部５まで伝わり、屈曲部５を超えて側面部４までは伝わりにくい。したがって、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突したとき、正面部３に取り付けられた圧電センサ４０は、その衝突力に応じた信号を出力する。一方、側面部４に取り付けられた圧電センサ４０は、その衝突力に応じた信号を出力しない。
【００３２】
図２４は、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突したときの状態を模式的に示したものである。バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突した場合、矢印Ｓ３、Ｓ４で示したように、その衝突箇所の周囲の部位に伸びが発生し、局所変形が生じる。上述したように、この局所変形は、屈曲部５まで伝わり、屈曲部５を超えて正面部３までは伝わりにくい。したがって、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突したとき、側面部４に取り付けられた圧電センサ４０は、その衝突力に応じた信号を出力する。一方、正面部３に取り付けられた圧電センサ４０は、その衝突力に応じた信号を出力しない。
【００３３】
このように、比較例の衝突検知装置は、バンパカバー２の正面部３と側面部４とにそれぞれ圧電センサ４０を取り付けることで、バンパカバー２の局所変形を検出するものである。
【００３４】
上述した比較例に対し、第１実施形態の衝突検知装置は、次の作用効果を奏する。
【００３５】
（１）第１実施形態では、衝突検知装置が備える圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち屈曲部５を含む位置に取り付けられている。
【００３６】
これによれば、バンパカバー２のうち正面部３、側面部４または屈曲部５のいずれの位置に物体５０が衝突した場合でも、圧電センサ２０はその衝突に応じた信号を出力することが可能である。そのため、この衝突検知装置は、屈曲部５に圧電センサ２０を取り付けることで、正面部３および側面部４に圧電センサ２０を取り付け無いか、または、正面部３および側面部４に取り付ける圧電センサ２０の数を減らすことが可能である。したがって、この衝突検知装置は、圧電センサ２０の数、およびその圧電センサ２０と信号処理部３０とを接続する配線の数を少なくすることで、部品点数を少なくし、構成を簡素にすることができる。
【００３７】
（２）第１実施形態では、圧電センサ２０は、屈曲部５のうち、フォグランプ１１および通気ダクト１２と、ヘッドライト１０との間の部位を含む位置に取り付けられている。
【００３８】
これによれば、圧電センサ２０が取り付けられる部位の面積は、正面部３または側面部４の面積より小さい。そのため、バンパカバー２の正面部３または側面部４に物体５０が衝突した場合、その衝突箇所を中心とした局所変形の応力は、屈曲部５に集中して伝わる。これにより、屈曲部５の伸びが大きいものとなる。したがって、その屈曲部５に圧電センサ２０を取り付けることで、圧電センサ２０の出力を大きくすることが可能である。
【００３９】
（３）第１実施形態では、圧電センサ２０は、感度方向Ｄが、バンパカバー２の長手方向に沿うように取り付けられている。
【００４０】
これによれば、一般に、パンパカバーは、長手方向の剛性が短手方向の剛性より小さい。そのため、パンパカバーに物体５０が衝突した場合、パンパカバーの長手方向の変形量は、短手方向の変形量より大きいものとなる。したがって、圧電センサ２０の感度方向Ｄをバンパカバー２の長手方向に沿わすことで、圧電センサ２０の出力を大きくすることが可能である。
【００４１】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態の衝突検知装置について説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して圧電センサ２０の取付位置および形状を変更したものであり、その他については第１実施形態と実質的に同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４２】
図７および図８に示すように、第２実施形態では、衝突検知装置が備える圧電センサ２０は、正面部３と屈曲部５と側面部４とに亘って取り付けられている。そのため、第２実施形態の圧電センサ２０も、バンパカバー２の正面部３、側面部４または屈曲部５のいずれの位置に物体５０が衝突した場合でも、その衝突に応じた信号を確実に出力することが可能である。
【００４３】
図９は、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突したときの状態を模式的に示したものである。この場合、矢印Ｓ１、Ｓ２で示したように、その衝突箇所の周囲の部位に伸びが発生し、局所変形が生じる。ここで、上述したように、正面部３の剛性は屈曲部５の剛性より小さいので、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突した場合、正面部３の変形量は、屈曲部５の変形量より大きいものとなる。そのため、正面部３と屈曲部５との変形量の差により、圧電センサ２０の伸びが大きくなる。したがって、第２実施形態では、圧電センサ２０の出力を大きくすることができる。
【００４４】
図１０は、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突したときの状態を模式的に示したものである。この場合、矢印Ｓ３、Ｓ４で示したように、その衝突箇所の周囲の部位に伸びが発生し、変形が生じる。ここで、上述したように、側面部４の剛性は屈曲部５の剛性より小さいので、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突した場合、側面部４の変形量は、屈曲部５の変形量より大きいものとなる。そのため、側面部４と屈曲部５との変形量の差により、圧電センサ２０の伸びが大きくなる。したがって、第２実施形態では、圧電センサ２０の出力を大きくすることができる。
【００４５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態の衝突検知装置について説明する。第３実施形態は、第１および第２実施形態に対して圧電センサ２０の取付位置および形状を変更したものであり、その他については第１および第２実施形態と実質的に同様であるため、第１および第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００４６】
図１１および図１２に示すように、第３実施形態の衝突検知装置は、正面部３と屈曲部５とに亘って取り付けられた圧電センサ２０と、側面部４と屈曲部５とに亘って取り付けられた圧電センサ２０とを備えている。そのため、第３実施形態の圧電センサ２０も、第１および第２実施形態と同様に、バンパカバー２の正面部３、側面部４または屈曲部５のいずれの位置に物体５０が衝突した場合でも、その衝突に応じた信号を確実に出力することが可能である。
【００４７】
また、第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突した場合、正面部３と屈曲部５との変形量の差により、正面部３と屈曲部５とに亘って取り付けられた圧電センサ２０が大きく変形する。また、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突した場合、側面部４と屈曲部５との変形量の差により、側面部４と屈曲部５とに亘って取り付けられた圧電センサ２０が大きく変形する。したがって、第３実施形態も、圧電センサ２０の出力を大きくすることができる。
【００４８】
さらに、第３実施形態では、第２実施形態よりも、面積が小さい圧電センサ２０を使用することができるため、圧電センサ２０の出力を大きくすることが可能である。
【００４９】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態の衝突検知装置について説明する。第４実施形態は、第１から第３実施形態に対してバンパカバー２の形状を変更したものであり、その他については第１から第３実施形態と実質的に同様であるため、第１から第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５０】
図１３および図１４に示すように、第４実施形態のバンパカバー２は、第１から第３実施形態で説明したバンパカバー２に対して、屈曲部５の曲率半径が小さく、かつ、屈曲部５の面積が小さい形状になっている。
【００５１】
バンパカバー２の屈曲部５がこのような形状のものであっても、衝突検知装置が備える圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち屈曲部５を含む位置に取り付けられている。また、圧電センサ２０は、正面部３と屈曲部５と側面部４とに亘って取り付けられている。そのため、第４実施形態の圧電センサ２０も、第１から第３実施形態と同様に、バンパカバー２の正面部３、側面部４または屈曲部５のいずれの位置に物体５０が衝突した場合でも、その衝突に応じた信号を確実に出力することが可能である。
【００５２】
また、第４実施形態においても、第２および第３実施形態と同様に、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突した場合、正面部３と屈曲部５との変形量の差により圧電センサ２０が大きく変形する。また、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突した場合、側面部４と屈曲部５との変形量の差により圧電センサ２０が大きく変形する。したがって、第４実施形態も、圧電センサ２０の出力を大きくすることができる。
【００５３】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態の衝突検知装置について説明する。第５実施形態は、第１から第４実施形態に対して圧電センサ２０の取付位置などを変更したものであり、その他については第１から第４実施形態と実質的に同様であるため、第１から第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
図１５から図１７に示すように、バンパカバー２の外縁部には、バンパカバー２の周囲の車体部品に対してバンパカバー２を固定するための固定部８が設けられている。図１７に示すように、固定部８は、バンパカバー本体の外縁に設けられたフランジの一部にボルト１４を挿通するための穴があけられた箇所である。バンパカバー２の周囲の車体部品とバンパカバー２の固定部８とは、締結部材としてのボルト１４などにより固定される。
【００５５】
第５実施形態の衝突検知装置が備える圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち固定部８の付近を含む位置に取り付けられている。詳細には、圧電センサ２０は、バンパカバー２に設けられた複数の固定部８のうち、長手方向の両端部に配置される固定部８の付近を含む位置に取り付けられている。ここで、固定部８の付近とは、バンパカバー２に全体変形が生じたときに固定部８を支点として固定部８の周囲に変形が生じる箇所をいう。具体的には、「固定部８の付近」とは、フランジとバンパカバー本体との接続位置から例えば５０ｍｍ以内の範囲をいう。図１７では、「固定部８の付近」の範囲を破線Ｎで示している。
【００５６】
また、圧電センサ２０は、感度方向Ｄが、固定部８から側面部４の中央領域側に向かうように取り付けられている。このように圧電センサ２０を取り付けることで、圧電センサ２０の出力を大きくすることが可能である。
【００５７】
なお、固定部８の付近に取り付ける圧電センサ２０は、上述した第１から第４実施形態で説明した屈曲部５に取り付ける圧電センサ２０より、感度の高いものとすることが好ましい。これにより、局所変形によるバンパカバー２の伸びに比べて全体変形によるバンパカバー２の伸びが小さい場合でも、信号処理部３０は圧電センサ２０の出力を確実に検出することが可能である。
【００５８】
続いて、第５実施形態の衝突検知装置の作用について説明する。
【００５９】
第１実施形態で説明したように、バンパカバー２に物体５０が衝突したとき、バンパカバー２には局所変形と全体変形が生じる。そのうち、全体変形とは、固定部８を支点としてバンパカバー２の全体が変位することによって生じる固定部８の付近の変形である。第５実施形態の圧電センサ２０は、バンパカバー２の全体変形を検出することが可能である。
【００６０】
図１８は、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突したときの状態を模式的に示したものである。バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突した場合、矢印Ｓ５で示したように、バンパカバー２の全体が、バンパカバー２の長手方向の両端部に配置される固定部８を支点として変位する。その際、その固定部８の位置は殆ど変位することがない。そのため、矢印Ｓ６で示したように、バンパカバー２のうち固定部８の付近の部位に応力が集中して伸びが発生し、全体変形が生じる。したがって、固定部８の付近を含む位置に取り付けられた圧電センサ２０は、バンパカバー２の正面部３に物体５０が衝突したときに、その衝突力に応じた信号を出力する。
【００６１】
図１９は、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突したときの状態を模式的に示したものである。バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突した場合も、矢印Ｓ７で示したように、バンパカバー２の全体が、バンパカバー２の長手方向の両端部に配置される固定部８を支点として変位する。その際、その固定部８の位置は殆ど変位することがない。そのため、矢印Ｓ８で示したように、バンパカバー２のうち固定部８の付近の部位に伸びが発生し、全体変形が生じる。したがって、固定部８の付近を含む位置に取り付けられた圧電センサ２０は、バンパカバー２の側面部４に物体５０が衝突したときに、その衝突力に応じた信号を出力する。
【００６２】
このように、第５実施形態の衝突検知装置は、バンパカバー２の正面部３または側面部４のどちらに物体５０が衝突したときであっても、バンパカバー２の全体変形を検出することが可能である。
【００６３】
第５実施形態の衝突検知装置は、次の作用効果を奏する。
【００６４】
（１）第５実施形態では、衝突検知装置が備える圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち固定部８の付近を含む位置に取り付けられている。
【００６５】
これによれば、バンパカバー２の正面部３、側面部４または屈曲部５のいずれの位置に物体５０が衝突した場合でも、圧電センサ２０はその衝突に応じた信号を出力することが可能である。そのため、この衝突検知装置は、固定部８の付近を含む位置に圧電センサ２０を取り付けることで、正面部３および屈曲部５に圧電センサ２０を取り付け無いか、または、圧電センサ２０の数を減らすことが可能である。したがって、この衝突検知装置は、圧電センサ２０の数、およびその圧電センサ２０と信号処理部３０とを接続する配線の数を少なくすることで、部品点数を少なくし、構成を簡素にすることができる。
【００６６】
（２）第５実施形態では、圧電センサ２０は、バンパカバー２のうち長手方向の端部に配置される固定部８の付近に取り付けられている。
【００６７】
これによれば、一般に、バンパカバー２のうち長手方向の端部に配置される固定部８は、車両１のタイヤハウスまたはその近傍の車体部品に固定され、剛性が高いものとなっている。そのため、バンパカバー２に物体５０が衝突したとき、その固定部８は殆ど変位することがないので、固定部８の付近に応力が集中し、その固定部８の付近の変形量が大きいものとなる。したがって、その固定部８の付近を含む位置に圧電センサ２０を取り付けることで、圧電センサ２０の出力を大きくすることが可能である。
【００６８】
（３）第５実施形態では、圧電センサ２０は、感度方向Ｄが、固定部８から側面部４の中央領域側に向かうように取り付けられている。バンパカバー２に物体５０が衝突して全体変形が生じたとき、固定部８から側面部４の中央領域側に向かう部位の変形量が大きいものとなる。したがって、その部位にあわせて圧電センサ２０を取り付けることで、圧電センサ２０の出力を大きくすることが可能である。
【００６９】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態の衝突検知装置について説明する。第６実施形態は、第５実施形態に対して圧電センサ２０の形状および取付位置などを変更したものであり、その他については第５実施形態と実質的に同様であるため、第５実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７０】
図２０に示すように、第６実施形態の衝突検知装置が備える圧電センサ２０は、圧電素子を保護するフィルム部２１が、圧電素子２２よりも大きく形成されている。このフィルム部２１のうち圧電素子２２から離れた位置に、孔２３が設けられている。このフィルム部２１に設けられた孔２３に締結部材としてのボルト１４が挿通される。これにより、圧電センサ２０は、バンパカバー２の周囲の車体部品とバンパカバー２の固定部８と一緒に共締めされる。また、この圧電センサ２０は、固定部８からその固定部８の付近に亘って取り付けられる。
【００７１】
第６実施形態では、バンパカバー２に物体５０が衝突した場合、固定部８の変形量と固定部８の付近の変形量との差により、圧電センサ２０が大きく変形する。したがって、圧電センサ２０の出力を大きくすることができる。
【００７２】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態の衝突検知装置について説明する。第７実施形態は、第１から第６実施形態に対して圧電センサ２０の取付位置を変更したものであり、その他については第１から第６実施形態と実質的に同様であるため、第１から第６実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７３】
図２１および図２２に示すように、第７実施形態の衝突検知装置が備える圧電センサ２０は、バンパカバー２の正面部３の上方に設けられた固定部８または固定部８の付近に取り付けられている。なお、圧電センサ２０は、第１圧電センサとして屈曲部５を含む位置にも取り付けられている。また、圧電センサ２０は、第２圧電センサとして長手方向の両端部に配置される固定部８または固定部８の付近を含む位置にも取り付けられている。
【００７４】
第７実施形態の衝突検知装置も、第１から第６実施形態と同様に、バンパカバー２の正面部３または側面部４のどちらに物体５０が衝突したときであっても、バンパカバー２の全体変形を検出することが可能である。
【００７５】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態の衝突検知装置について説明する。第８実施形態は、第１から第４実施形態に対して圧電センサ２０の取付位置を変更したものであり、その他については第１から第４実施形態と実質的に同様であるため、第１から第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００７６】
図２５および図２６に示すように、一般に、バンパカバー２に対しフォグランプ１１および通気ダクト１２の少なくとも一方が取り付けられる取付穴１３の周りには、車両前方側に凸となるように屈曲した稜線９が形成される。本明細書等では、その稜線９のうち、車幅方向外側に位置する稜線９の一部を、バンパカバー２の裏面に沿って延長した線を延長線ＥＬとして定義することとする。
【００７７】
発明者による実験およびシミュレーションにより、バンパカバー２の正面部３のうちの種々の部位に物体が衝突した場合、延長線ＥＬにひずみが集中することが分かった。その場合に生じるひずみは、延長線ＥＬを起点として、その延長線ＥＬからその正面部３の衝突位置に向けて伸びるように発生する。一方、バンパカバー２の側面部４うちの種々の部位に物体が衝突した場合にも、延長線ＥＬにひずみが集中する。その場合に生じるひずみは、延長線ＥＬを起点として、その延長線ＥＬからその側面部４の衝突位置に向けて伸びるように発生する。したがって、バンパカバー２の裏面のうち、延長線ＥＬを含むように圧電センサ２０を取り付けることで、圧電センサ２０の出力を大きくすることが可能である。特に、バンパカバー２は、延長線ＥＬに対して直交する方向によく変形するので、延長線ＥＬを含み、且つ、延長線ＥＬと圧電センサ２０の感度方向Ｄとが実質的に直交するように圧電センサ２０を取り付けることが好ましい。なお、図２５等では、圧電センサ２０の感度方向Ｄを一点鎖線で示している。
【００７８】
発明者が行った実験では、圧電センサ２０の感度方向Ｄと延長線ＥＬとのなす角を９０°とした場合、圧電センサ２０の感度方向Ｄとバンパカバー２の長手方向とを平行にした場合に比べて、圧電センサ２０の出力が約１０％大きくなった。圧電センサ２０の感度方向Ｄと延長線ＥＬとのなす角が９０°からずれると、圧電センサ２０の出力はその分小さくなる。言い換えれば、圧電センサ２０の感度方向Ｄと延長線ＥＬとのなす角が９０°から多少ずれても、圧電センサ２０の出力は大きい状態にあるといえる。そこで、本明細書等では、「圧電センサ２０の感度方向Ｄと延長線ＥＬとが実質的に直交する」とは、延長線ＥＬと圧電センサ２０の感度方向Ｄとのなす角が９０°であることに加え、±１５°の誤差を含むものとする。すなわち、本明細書等において、延長線ＥＬと圧電センサ２０の感度方向Ｄとが直交するとは、延長線ＥＬと圧電センサ２０の感度方向Ｄとのなす角が７５°から１０５°の範囲を含むものである。
【００７９】
以上説明した第８実施形態では、バンパカバー２の正面部３および側面部４のうち複数の衝突位置でバンパカバー２にひずみが集中する延長線ＥＬ上に圧電センサ２０を取り付けることで、１枚当たりの圧電センサ２０で広い面積の衝突を検知することが可能である。さらに、圧電センサ２０の感度方向Ｄと延長線ＥＬとが実質的に直交するように圧電センサ２０をバンパカバー２に取り付けることで、圧電センサ２０の出力を大きくし、より広い面積の衝突を検知することが可能である。そのため、この衝突検知装置は、延長線ＥＬ上から外れた位置に圧電センサ２０を取り付け無いか、または、延長線ＥＬ上から外れた位置に取り付ける圧電センサ２０の数を減らすことが可能である。したがって、この衝突検知装置は、圧電センサ２０の数、およびその圧電センサ２０と信号処理部３０とを接続する配線の数を少なくすることで、部品点数を少なくし、構成を簡素にすることができる。
【００８０】
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態の衝突検知装置について説明する。第９実施形態は、第１から第４実施形態に対して圧電センサ２０の取付位置を変更したものであり、その他については第１から第４実施形態と実質的に同様であるため、第１から第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８１】
図２７に示すように、第９実施形態では、圧電センサ２０は、圧電センサ２０の中心部が延長線ＥＬ上に位置するように取り付けられている。これにより、バンパカバー２の正面部３または側面部４の一方に物体が衝突したとき、延長線ＥＬを挟んで圧電センサ２０の感度方向Ｄの一方の部位と他方の部位とが異なる変形状態となる。そのため、圧電センサ２０の出力を大きくすることができる。なお、圧電センサ２０の中心部とは、圧電センサ２０の感度方向Ｄの中心位置ＤＳに加え、圧電センサ２０の感度方向Ｄの全長に対する１０％の範囲部分を含むものである。
【００８２】
第９実施形態では、バンパカバー２に対し、圧電センサ２０の中心部が延長線ＥＬ上に位置するように圧電センサ２０を取り付けることで、圧電センサ２０の出力を大きくすることが可能である。したがって、１枚当たりの圧電センサ２０でより広い面積の衝突を検知することができる。
【００８３】
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態の衝突検知装置について説明する。第１０実施形態は、上述した第８実施形態と第９実施形態とを組み合わせたものである。
【００８４】
図２８に示すように、第１０実施形態では、圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち、圧電センサ２０の感度方向Ｄと延長線ＥＬとが実質的に直交し、且つ、圧電センサ２０の中心部が延長線ＥＬ上に位置するように取り付けられている。第１０実施形態では、第８および第９実施形態に対し、圧電センサ２０の出力をさらに大きくし、１枚当たりの圧電センサ２０でより広い面積の衝突を検知することができる。
【００８５】
（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態の衝突検知装置について説明する。第１０実施形態は、上述した第８〜第１０実施形態に対して圧電センサ２０の取付位置を変更したものであり、その他については第８〜第１０実施形態と実質的に同様であるため、第８〜第１０実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００８６】
図２９に示すように、第１１実施形態では、圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち、バンパカバー２の取付穴１３の上部とヘッドライト１０の下部との中央位置を含む位置に取り付けられている。具体的には、図２９では、バンパカバー２の取付穴１３の上部と圧電センサ２０の中心との距離Ｌ１と、ヘッドライト１０の下部と圧電センサ２０の中心との距離Ｌ２とが同一である。
【００８７】
一般に、バンパカバー２のうちヘッドライト１０の下に位置する箇所には、車両前方側または側方側に凸となるように屈曲し、ヘッドライト１０に沿って延びる稜線９１が形成されている。バンパカバー２のうち、ヘッドライト１０の下に形成される稜線９１の部位は、他の部位に比べて剛性が高い。また、上述したように、バンパカバー２の取付穴１３の周りにも、車両前方側に凸となるように屈曲した稜線９が形成されている。バンパカバー２のうち、取付穴１３の周りの稜線９の部位は、他の部位に比べて剛性が高い。したがって、バンパカバー２は、ヘッドライト１０の下部の稜線９１とバンパカバー２の取付穴１３の周囲の稜線９の剛性に比べて、それらの稜線９１、９の間の部位の剛性が低いものとなっている。その中でも、バンパカバー２の取付穴１３の上部とヘッドライト１０の下部との中央位置は、物体の衝突に応じてよく変形する部位であるといえる。
【００８８】
そこで、第１１実施形態では、バンパカバー２の裏面のうち、バンパカバー２の取付穴１３の上部とヘッドライト１０の下部との中央位置を含む位置に圧電センサ２０を取り付けている。これにより、圧電センサ２０の出力を大きくし、より広い面積の衝突を検知することが可能である。さらに、圧電センサ２０は、その感度方向Ｄと延長線ＥＬとが実質的に直交し、且つ、圧電センサ２０の中心部が延長線ＥＬ上に位置するように取り付けることが好ましい。第１１実施形態においても、第８〜第１０実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００８９】
（第１２実施形態）
本発明の第１２実施形態の衝突検知装置について説明する。第１２実施形態は、上述した第８〜第１１実施形態の変形例である。
【００９０】
図３０に示すように、第１２実施形態では、バンパカバー２の取付穴１３の周り形成される稜線９うち、車幅方向外側に位置する稜線９の一部を、バンパカバー２の裏面に沿って延長した延長線ＥＬが、下から上に向かって車両進行方向前側に傾斜している。この形状のバンパカバー２であっても、圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち、圧電センサ２０の感度方向Ｄと延長線ＥＬとが実質的に直交し、且つ、圧電センサ２０の中心部が延長線ＥＬ上に位置するように取り付けることが好ましい。また、圧電センサ２０は、バンパカバー２の裏面のうち、バンパカバー２の取付穴１３の上部とヘッドライト１０の下部との中央位置を含む位置に取り付けることが好ましい。これにより、第１２実施形態においても、第８〜第１１実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００９１】
（第１３実施形態）
第１３実施形態について説明する。第１３実施形態は、上述した第１〜第１２実施形態に対して、圧電センサ２０の取付位置を変更したものである。
【００９２】
図３１および図３２に示すように、バンパカバー２は、車体１００または車体１００に接続される車体部品１０１に対し、締結部材としてのボルト１４、１４ａにより固定される。第１３実施形態では、車体１００に接続される車体部品１０１とバンパカバー２とが、複数のボルト１４、１４ａにより固定されている。なお、車体１００と車体部品１０１とが一体に構成されている場合、バンパカバー２は、車体１００に取り付けられていることもある。
【００９３】
なお、車体１００の前方には、バンパカバー２の内側に設けられるバンパーリインフォースメント１０２が設置されている。バンパーリインフォースメント１０２とバンパカバー２との間には、図示していないアブソーバが設置される。
【００９４】
第１３実施形態の衝突検知装置も、変形検知部としての圧電センサ２０と、信号処理部３０などを備えている。第１３実施形態の圧電センサ２０は、車体部品１０１とバンパカバー２とを固定するためのボルト１４に挿通された状態で取り付けられている。圧電センサ２０は、車体部品１０１とバンパカバー２とを固定する複数のボルト１４、１４ａのうち、車幅方向中央部に設けられるボルト１４ａから離間した位置に設けられるボルト１４に挿通された状態で取り付けられている。発明者らの実験およびシミュレーションによれば、それらのボルト１４に挿通された状態で圧電センサ２０を取り付けることで、バンパカバー２の様々な場所に物体が衝突した場合に、圧電センサ２０はその衝突に応じた電圧信号を出力することが可能である。
【００９５】
圧電センサ２０が出力する信号は、信号処理部３０に伝送される。信号処理部３０は、圧電センサ２０から入力される信号に基づき、バンパカバー２に物体が衝突したか否かを判定する。詳細には、信号処理部３０は、車両１の車速に応じた所定の閾値を記憶している。信号処理部３０は、圧電センサ２０の出力がその所定の閾値より大きいとき、バンパカバー２に人が衝突したことを判定することが可能である。
【００９６】
図３３および図３４に変形検知部としての圧電センサ２０の一例を示す。圧電センサ２０は、圧電効果を利用した圧電素子２２と、その圧電素子２２を保護するフィルム部２１と、そのフィルム部２１の厚み方向の一方と他方にそれぞれ設けられる第１保護部材２４および第２保護部材２５とを有している。なお、圧電素子２２からフィルム部２１の外側に２本の配線２９が延びている。
【００９７】
圧電素子２２は環状に形成されている。圧電素子２２は、その感度方向Ｄが、フィルム部２１の面方向となるように形成されている。なお、圧電素子２２は、その感度方向Ｄが、フィルム部２１の厚み方向となるように形成されていてもよい。
【００９８】
フィルム部２１は圧電素子２２の外側を覆うように設けられている。第１保護部材２４は、圧電素子２２とフィルム部２１の厚み方向の一方の側を保護している。第２保護部材２５は、圧電素子２２とフィルム部２１の厚み方向の他方の側を保護している。圧電素子２２、フィルム部２１、第１保護部材２４および第２保護部材２５には、ボルト１４を挿通させるための穴２６が設けられている。
【００９９】
第１保護部材２４と第２保護部材２５は、樹脂、金属、またはセラミックなどにより形成される。なお、第１保護部材２４と第２保護部材２５を樹脂により形成すれば、バンパカバー２のひずみを圧電素子２２に効率よく伝えることが可能となり、圧電センサ２０の出力を大きくできる。なお、圧電センサ２０は、圧電素子２２を保護するフィルム部２１を廃止し、第１保護部材２４および第２保護部材２５により圧電素子２２を直接保護する構成としてもよい。
【０１００】
なお、変形検知部は、圧電センサ２０に限らず、例えば、ひずみゲージなどを採用することも可能である。その場合、変形検知部は、フィルム部２１の内側に、圧電素子２２に代えて、ひずみゲージが有する抵抗体が設置される構成となる。
【０１０１】
図３４および図３５に変形検知部としての圧電センサ２０の別の例を示す。この別の例では、圧電素子２２は、ボルト１４を挿通させるための穴２６の周りの一部に設けられている。このように、圧電素子２２の大きさや形状等は、図３３〜図３５に示したものに限らず、種々の構成を採用することが可能である。また、変形検知部の全体の形状も、図３３〜図３５に示したものに限らず、例えば平面視においてＵ形状にするなど、周方向の一部が切り欠かれた形状としてもよい。
【０１０２】
次に、圧電センサ２０の取付方法の例（以下、取付例という）について説明する。図３７に、圧電センサ２０の第１の取付例を示す。第１の取付例では、圧電センサ２０は、バンパカバー２と車体部品１０１との間に挟まれ、且つ、ボルト１４に挿通された状態で設けられている。具体的に、この第１の取付例では、各構成部材は、ボルト１４の頭部１４１、バンパカバー２、圧電センサ２０、車体部品１０１、ナット１０３の順に配置されている。なお、車体部品１０１とナット１０３は溶接により一体に構成されていてもよい。または、車体部品１０１の穴に雌ねじを形成することで、ナット１０３を廃止してもよい。
【０１０３】
バンパカバー２の任意の場所に物体が衝突した場合、バンパカバー２は、車体部品１０１に固定されるボルト１４を起点として、物体が衝突した側に全体的に引っ張られる。一方、車体部品１０１とボルト１４は車体１００に固定された状態にある。したがって、車体部品１０１およびボルト１４とバンパカバー２との間に相対的な位置ずれが生じる。そのため、バンパカバー２は、ボルト１４が挿通する穴２ｅの周囲の部位にひずみが生じる。このひずみは、バンパカバー２の面方向、または、バンパカバー２の板厚方向など、様々な方向に生じることがある。圧電センサ２０の感度方向Ｄがボルト１４の軸に対して交差する方向に構成されている場合、その圧電センサ２０は、バンパカバー２の面方向に生ずるひずみを検知し、そのひずみの大きさに応じた電圧信号を出力することが可能である。また、圧電センサ２０の感度方向Ｄがボルト１４の軸に沿う方向に構成されている場合、その圧電センサ２０は、バンパカバー２の変形によりボルト１４の軸方向に生ずるひずみを検知し、そのひずみの大きさに応じた電圧信号を出力することが可能である。
【０１０４】
続いて、圧電センサ２０の第２の取付例について、図３８を参照しつつ説明する。第２の取付例では、圧電センサ２０は、ボルト１４の頭部１４１とバンパカバー２との間に挟まれ、且つ、ボルト１４に挿通された状態で設けられている。具体的に、この第２の取付例では、各構成部材は、ボルト１４の頭部１４１、圧電センサ２０、バンパカバー２、車体部品１０１、ナット１０３の順に配置されている。この第２の取付例によっても、圧電センサ２０は、バンパカバー２の面方向に生ずるひずみ、または、バンパカバー２の変形によりボルト１４の軸方向に生ずるひずみを検知し、そのひずみの大きさに応じた電圧信号を出力することが可能である。
【０１０５】
次に、圧電センサ２０の第３の取付例について、図３９を参照しつつ説明する。第３の取付例では、圧電センサ２０は、車体部品１０１とナット１０３との間に挟まれ、且つ、ボルト１４に挿通された状態で設けられている。具体的に、この第３の取付例では、各構成部材は、ボルト１４の頭部１４１、バンパカバー２、車体部品１０１、圧電センサ２０、ナット１０３の順に配置されている。なお、第３の取付例では、圧電センサ２０は、その感度方向Ｄがボルト１４の軸に沿う方向に構成されている。この第３の取付例によっても、圧電センサ２０は、バンパカバー２の変形によりボルト１４の軸方向に生ずるひずみを検知し、そのひずみの大きさに応じた電圧信号を出力することが可能である。
【０１０６】
続いて、圧電センサ２０の第４の取付例について、図４０を参照しつつ説明する。第４の取付例では、圧電センサ２０は、第１検知部２７と第２検知部２８を含んで構成されている。第１検知部２７は、その感度方向Ｄがボルト１４の軸に交差する方向に構成されたものである。第２検知部２８は、その感度方向Ｄがボルト１４の軸に沿う方向に構成されたものである。第１検知部２７と第２検知部２８は、厚み方向に重ねて設けられている。なお、第１検知部２７と第２検知部２８は、１枚の圧電センサ２０の中に、感度方向Ｄの異なる複数の圧電素子２２を配置したものであってもよい。
【０１０７】
第４の取付例では、第１検知部２７と第２検知部２８は、バンパカバー２と車体部品１０１との間に挟まれ、且つ、ボルト１４に挿通された状態で設けられている。なお、第１検知部２７と第２検知部２８を配置する位置は、図４０に示した位置に限らない。すなわち、第１検知部２７と第２検知部２８は、上述した第２の取付例または第３の取付例で説明した位置に配置してもよい。また、第１検知部２７と第２検知部２８を上下に重ねる順序を入れ替えてもよい。
【０１０８】
この第４の取付例では、第１検知部２７は、バンパカバー２の面方向に生ずるひずみを検知し、そのひずみの大きさに応じた電圧信号を出力することが可能である。また、第２検知部２８は、バンパカバー２の変形によりボルト１４の軸方向に生ずるひずみを検知し、そのひずみの大きさに応じた電圧信号を出力することが可能である。したがって、衝突検知装置は、バンパカバー２に対する物体の衝突検知の精度を高めることができる。
【０１０９】
（第１４実施形態）
第１４実施形態について説明する。第１４実施形態は、上述した第１３実施形態に対して、バンパカバー２の形状を変更したものである。
【０１１０】
図４１に示すように、第１４実施形態の衝突検知装置が搭載される車両１が備えるバンパカバー２は、車両側面を含む位置に設けられる第１バンパ部品２ａと、車両正面に設けられる第２バンパ部品２ｂとを備えている。なお、車幅方向右側の第１バンパ部品２ａと車幅方向左側の第１バンパ部品２ａとは、第２バンパ部品２ｂの下側などを通じて一体に形成された部品であってもよく、または、別部品であってもよい。第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとは、図示していない接合部材により接合されている。接合部材として、係止穴と係止爪、ねじ、クリップなどが例示される。
【０１１１】
第１バンパ部品２ａは、車両前方に位置する正面部３の一部と、車両側方に位置する側面部４と、正面部３および側面部４よりも曲率半径が小さい屈曲部５とを有している。図では、正面部３と屈曲部５との境界を破線６で示し、側面部４と屈曲部５との境界を破線７で示しているが、正面部３と側面部４と屈曲部５とは、連続して形成されている。また、第１バンパ部品２ａには、ヘッドライト１０の下に位置する箇所に、フォグランプおよび通気ダクトの少なくとも一方が取り付けられる取付穴１３が設けられている。
【０１１２】
一方、第２バンパ部品２ｂは、車両前方に位置する正面部３の一部を有している。すなわち、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂは、正面部３の途中で接合されている。また、第２バンパ部品２ｂは、エンジンルーム内に空気を取り入れるためのバンパグリル１５を含んで構成されている。すなわち、本明細書において、バンパカバー２とは、バンパグリル１５を含むものである。
【０１１３】
図４１および図４２に示すように、第１４実施形態の圧電センサ２０も、車体部品１０１とバンパカバー２とを固定するボルト１４に挿通された状態で取り付けられている。なお、圧電センサ２０は、車体部品１０１とバンパカバー２とを固定する複数のボルト１４、１４ａのうち、車幅方向中央部に設けられるボルト１４ａから離間した位置に設けられるボルト１４に挿通された状態で取り付けられている。
【０１１４】
圧電センサ２０が出力する信号は、信号処理部３０に伝送される。信号処理部３０は、圧電センサ２０から入力される信号に基づき、バンパカバー２に物体が衝突したか否かを判定する。詳細には、信号処理部３０は、車両１の車速に応じた所定の閾値を記憶している。信号処理部３０は、圧電センサ２０の出力がその所定の閾値より大きいとき、バンパカバー２に人が衝突したことを判定することが可能である。
【０１１５】
続いて、第１４実施形態の圧電センサ２０の取り付け位置に関する効果確認試験の結果について説明する。
【０１１６】
この効果確認試験は、図４３に示したような試験装置により行った。すなわち、この試験装置は、試験台６０の上にフロントバンパを含む車両１の一部（以下、カットボデー６１という）を固定し、そのカットボデー６１の前方からインパクタ６２を所定の速度でフロントバンパに衝突させるものである。なお、フロントバンパは、バンパカバー２と、そのバンパカバー２の内側に設けられたバンパーリインフォースメント１０２などを備えている。バンパカバー２の裏面には、複数の圧電センサ２０を貼り付けた。そして、効果確認試験では、バンパカバー２にインパクタ６２を衝突させたときに複数の圧電センサ２０から出力される信号強度、すなわち電圧の大きさを検出した。
【０１１７】
図４４および図４５は、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界の所定の位置にインパクタ６２を衝突させた場合にバンパカバー２に発生する応力分布を解析した図である。図４４の解析図は、バンパカバー２の裏面のうち、車幅方向の右半分を示したものである。図４４では、バンパカバー２に対するインパクタ６２の衝突位置を符号Ｉ１で示している。
【０１１８】
一方、図４５の解析図は、図４４を矢印ＸＸＸＸＶ方向から見た第２バンパ部品２ｂの一部を示したものである。図４５の矢印Ｓ２０で示したように、この解析図では、バンパカバー２のうち、車体部品１０１と第２バンパ部品２ｂとを固定するためのボルト１４が挿通する穴２ｅの周囲に応力集中が生じていることが見て取れる。したがって、圧電センサ２０をそのボルト１４に挿通された状態で取り付けることで、バンパカバー２のうちボルト１４が挿通する穴２ｅの周囲に発生するひずみを、圧電センサ２０により検出することができる。
【０１１９】
図４６および図４７は、第２バンパ部品２ｂの所定の位置にインパクタ６２を衝突させた場合にバンパカバー２に発生する応力分布を解析した図である。図４６の解析図は、バンパカバー２の裏面のうち、車幅方向の右半分を示したものである。図４６では、バンパカバー２に対するインパクタ６２の衝突位置を符号Ｉ２で示している。
【０１２０】
一方、図４７の解析図は、図４６を矢印ＸＸＸＸＶＩＩ方向から見た第２バンパ部品２ｂの一部を示したものである。図４７の矢印Ｓ２１で示したように、この解析図でも、バンパカバー２のうち、車体部品１０１と第２バンパ部品２ｂとを固定するためのボルト１４が挿通する穴２ｅの周囲に応力集中が生じていることが見て取れる。したがって、圧電センサ２０をそのボルト１４に挿通された状態で取り付けることで、バンパカバー２のうちボルト１４が挿通する穴２ｅの周囲に発生するひずみを、圧電センサ２０により検出することができる。
【０１２１】
以上説明した第１３実施形態および第１４実施形態では、圧電センサ２０は、車体部品１０１とバンパカバー２とを固定するためのボルト１４に挿通された状態で取り付けられている。すなわち、発明者らは、実験およびシミュレーションにより、バンパカバー２のうち、そのボルト１４が挿通する穴２ｅの周囲の部位が、バンパカバー２の様々な場所に物体が衝突した場合にバンパカバー２にひずみが集中する部位であることを見出した。そのため、圧電センサ２０をそのボルト１４に挿通された状態で取り付けることで、バンパカバー２の様々な場所に物体が衝突した場合に、圧電センサ２０はその衝突に応じた信号を出力することが可能である。これにより、この衝突検知装置は、バンパカバー２に取り付ける圧電センサ２０の数を減らすことが可能である。したがって、この衝突検知装置は、圧電センサ２０の数、およびその圧電センサ２０と信号処理部３０とを接続する配線の数を少なくすることで、部品点数を少なくし、構成を簡素にすることができる。
【０１２２】
（第１５実施形態）
第１５実施形態について、図４８および図４９を参照しつつ説明する。第１５実施形態は、上述した第１４実施形態に対して、圧電センサ２０の取付位置を追加したものである。第１５実施形態では、上述した第１３実施形態および第１４実施形態で説明した圧電センサ２０のことを、第１の変形検知部としての圧電センサ２０ａと呼ぶこととする。すなわち、第１の変形検知部としての圧電センサ２０ａは、車体部品１０１とバンパカバー２とを固定するボルト１４に挿通された状態で取り付けられているものである。
【０１２３】
図４８に示すように、第１５実施形態の衝突検知装置は、さらに、第２の変形検知部としての圧電センサ２０ｂと、第３の変形検知部としての圧電センサ２０ｃとを備えている。第２の変形検知部としての圧電センサ２０ｂは、バンパカバー２の裏面のうち屈曲部５を含む位置に取り付けられている。この圧電センサ２０ｂの構成は、上述した第１実施形態で説明した圧電センサ２０の構成と同一である。なお、第２の変形検知部としての圧電センサ２０ｂの構成は、上述した第２〜第４実施形態で説明した圧電センサ２０の構成と同一にしてもよい。
【０１２４】
図４９は、バンパカバー２の裏面のうち、車幅方向の右半分を示したものである。図４９に示すように、第３の変形検知部としての圧電センサ２０ｃは、バンパカバー２の裏面のうち、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界線２ｄの近傍部分に取り付けられている。具体的には、圧電センサ２０ｃは、バンパカバー２の裏面のうち、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界線２ｄから法線方向に±１００ｍｍ以内の範囲に取り付けられている。本明細書では、その範囲を、「第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界近傍部１８」ということとする。図４９では、その境界近傍部１８の範囲を、符号１８ａ、１８ｂを付した一点鎖線で示している。発明者らの実験およびシミュレーションによれば、その境界近傍部１８に圧電センサ２０ｃを取り付けることで、バンパカバー２の様々な場所に物体が衝突した場合に、圧電センサ２０ｃはその衝突に応じた電圧信号を出力することが可能である。
【０１２５】
図４９に示すように、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとは、その端部同士が所定の幅で重ねられ、複数の接合部材１６、１７により接合されている。接合部材１６、１７として、係止穴と係止爪１６、ねじ１７、クリップなどが例示される。なお、図４９では、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとが重なっている部位の端部を破線２ｃで示している。
【０１２６】
ここで、発明者らの実験およびシミュレーションによれば、バンパカバー２の任意の場所に物体が衝突した場合、バンパカバー２は、その面方向のうち、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界線２ｄに対して法線方向に変形する。そのため、圧電センサ２０ｃは、その感度方向Ｄの向きが、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界線２ｄに対して交差するように取り付けることが好ましい。これにより、圧電センサ２０ｃの出力を大きくすることが可能である。
【０１２７】
また、発明者らの実験およびシミュレーションによれば、バンパカバー２の任意の場所に物体が衝突した場合、バンパカバー２は、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとを接合する接合部材１６、１７を起点として変形する。すなわち、バンパカバー２のうち、形状が急激に変化している箇所に、応力集中が発生する。そのため、圧電センサ２０ｃは、感度方向Ｄの向きが、その接合部材１６、１７に向くように取り付けることが好ましい。これにより、圧電センサ２０ｃの出力を大きくすることが可能である。
【０１２８】
さらに、発明者らの実験およびシミュレーションによれば、バンパカバー２の任意の場所に物体が衝突した場合、バンパカバー２は、第２バンパ部品２ｂの変形量に比べて第１バンパ部品２ａの変形量が大きくなる傾向にある。そのため、圧電センサ２０ｃは、第１バンパ部品２ａに取り付けることが好ましい。これにより、圧電センサ２０ｃの出力を大きくすることが可能である。
【０１２９】
なお、圧電センサ２０ｃの取付方法は、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界近傍部１８に取り付けられていればよく、上述した取付方法に限定するものではない。例えば、圧電センサ２０ｃは、境界近傍部１８のうち、第２バンパ部品２ｂに取り付けられていてもよい。また、例えば、圧電センサ２０ｃは、感度方向Ｄの向きが、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界線２ｄに沿うように取り付けられていてもよい。
【０１３０】
続いて、第１５実施形態における、第３の変形検知部としての圧電センサ２０ｃの取り付け位置に関する効果確認試験の結果について、第１４実施形態で参照した図４４の解析図を再び参照しつつ説明する。
【０１３１】
図４４の矢印Ｓ１０で示したように、この解析図では、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界近傍部１８に応力集中が生じていることが見て取れる。したがって、その境界近傍部１８に圧電センサ２０ｃを取り付けることで、圧電センサ２０ｃの出力を大きくすることができる。
【０１３２】
また、図４４の矢印Ｓ１０で示したように、この解析図では、バンパカバー２は、第２バンパ部品２ｂに発生する応力に比べて、第１バンパ部品２ａに発生する応力の方が大きいことが見て取れる。したがって、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界近傍部１８、且つ、第１バンパ部品２ａに圧電センサ２０ｃを取り付けることで、圧電センサ２０ｃの出力を大きくすることができる。
【０１３３】
以上説明した第１５実施形態の衝突検知装置は、第１の変形検知部としての圧電センサ２０ａと、第２の変形検知部としての圧電センサ２０ｂと、第３の変形検知部としての圧電センサ２０ｃを備えている。これにより、衝突検知装置は、バンパカバー２の様々な場所に物体が衝突した場合に、それぞれの圧電センサ２０ａ、２０ｂ、２０ｃから信号処理部３０に出力される信号により、物体の衝突を検知することができる。
【０１３４】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０１３５】
上述した第１から第４実施形態では、バンパカバーのうち屈曲部を含む位置に圧電センサを取り付けた。第５から第６実施形態では、バンパカバーのうち固定部の付近を含む位置に圧電センサを取り付けた。第８から第１２実施形態では、バンパカバーのうち延長線を含む位置に圧電センサを取り付けた。第１３および第１４実施形態では、バンパカバーを車体部品に取り付けるためのボルトに圧電センサを挿通させて取り付けた。第１５実施形態では、第１〜第４、第１３、第１４実施形態で説明した圧電センサの取付方法に加えて、第１バンパ部品２ａと第２バンパ部品２ｂとの境界近傍部１８に圧電センサを取り付けた。これに対し、他の実施形態では、圧電センサは、第１から第１５実施形態で説明した位置に加えて、それ以外の位置に取り付けてもよい。その場合、上記実施形態で説明した位置に取り付ける圧電センサの検出領域を、それ以外の位置に取り付ける圧電センサの検出領域よりも大きくすることで、圧電センサ及び配線の数を少なくし、構成を簡素にすることができる。
【０１３６】
また、バンパカバーは、上述した実施形態で例示した形状に限らず、種々の形状、材質、厚みのものを採用することが可能である。例えば、バンパカバーは、フォグランプまたは通気ダクトの一方または両方を備えていないものであってもよい。
【０１３７】
上述した各実施形態では、変形検知部として圧電センサを例示した。これに対し、他の実施形態では、変形検知部として、例えば、ひずみゲージ、光ファイバー、感圧ゴム、静電容量センサなど、バンパカバーの変形を検知することの可能な種々のセンサを採用することが可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１      車両
２      バンパカバー
１４    ボルト
２０    圧電センサ
３０    信号処理部
５０    物体
６２    インパクタ
１００  車体
１０１  車体部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2018140764.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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