(57)【要約】【課題】衝突検知システムに関し、衝突検知感度をより均一化する。【解決手段】車両のクロスメンバ２２に沿って中空筒状のチューブ１を配索する。チューブ１の左右両端部の各々にセンサー４を接続し、チューブの内圧変化を検出させる。チューブ１に沿って緩衝材を配置し衝突荷重を緩和させる。チューブ１の上下に板部材２を配置し、緩衝材５とクロスメンバ２２との間を接続させる。板部材２には、車両前後方向の外力を受けてチューブ１を上下から押さえつけるように変形させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のクロスメンバに沿って配索される中空筒状のチューブと、
前記チューブの左右両端部の各々に接続され、前記チューブの内圧変化を検出するセンサーと、
前記チューブに沿って配置され、衝突荷重を緩和する緩衝材と、
前記チューブの上下に配置され、前記緩衝材と前記クロスメンバとの間を接続するとともに、車両前後方向の外力を受けて前記チューブを上下から押さえつけるように変形する板部材と、
を備えたことを特徴とする、衝突検知システム。
【請求項２】
前記板部材が、前記チューブの左右両端部の各々に配置される
ことを特徴とする、請求項１記載の衝突検知システム。
【請求項３】
前記板部材が、前記クロスメンバとサイドメンバとの接続箇所よりも車両外側に取り付けられる
ことを特徴とする、請求項１または２記載の衝突検知システム。
【請求項４】
前記板部材が、
前記チューブの上方に配置され、前記緩衝材から前記クロスメンバへ向かう方向の荷重に対して下に凸の形状に変形する上板部材と、
前記チューブの下方に配置され、前記緩衝材から前記クロスメンバへ向かう方向の荷重に対して上に凸の形状に変形する下板部材と、を有する
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の衝突検知システム。
【請求項５】
左右一対の前記板部材に挟まれた範囲内において少なくとも二箇所に設けられ、前記緩衝材を前記クロスメンバに対して支持する支持部材を備える
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の衝突検知システム。
【請求項６】
前記板部材が、前記緩衝材と前記クロスメンバとを離隔方向へ付勢する押し板バネである
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の衝突検知システム。
【請求項７】
前記板部材が、前記緩衝材と前記クロスメンバとを近接方向へ付勢する引き板バネである
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の衝突検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の衝突検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のバンパーに中空密閉構造の筒状部材を配索し、その内部圧力の変化から衝突を検知する衝突検知システムが開発されている。このシステムでは、圧力の変化量や変動パターン（経時変化を表すグラフの形状）に基づいて、衝突の有無や衝突対象の種類などが判断される。また、筒状部材としては、シリコーンチューブや樹脂チューブ，ゴムチューブなど、衝突による圧力変化を把握しやすい材質のものが使用される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2016-052828号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的な車両のバンパー形状は、車幅方向の中央部から左右両端部に向かって湾曲した形状とされる。このようなバンパー形状は、中央部への衝突時と比較して、左右両端部への衝突時における筒状部材の変形量を減少させうる。したがって、中央部よりも左右両端部への衝突に対する検知感度が相対的に低く、衝突検知精度をさらに向上させる余地がある。
【０００５】
本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、衝突検知感度を均一化する衝突検知システムを提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）開示の衝突検知システムは、車両のクロスメンバに沿って配索される中空筒状のチューブと、前記チューブの左右両端部の各々に接続され、前記チューブの内圧変化を検出するセンサーとを備える。また、前記チューブに沿って配置され、衝突荷重を緩和する緩衝材と、前記チューブの上下に配置され、前記緩衝材と前記クロスメンバとの間を接続するとともに、車両前後方向の外力を受けて前記チューブを上下から押さえつけるように変形する板部材とを備える。
【０００７】
（２）前記板部材が、前記チューブの左右両端部の各々に配置されることが好ましい。
（３）前記板部材が、前記クロスメンバとサイドメンバとの接続箇所よりも車両外側に取り付けられることが好ましい。
（４）前記板部材が、前記チューブの上方に配置され、前記緩衝材から前記クロスメンバへ向かう方向の荷重に対して下に凸の形状に変形する上板部材と、前記チューブの下方に配置され、前記緩衝材から前記クロスメンバへ向かう方向の荷重に対して上に凸の形状に変形する下板部材と、を有することが好ましい。
【０００８】
（５）左右一対の前記板部材に挟まれた範囲内において少なくとも二箇所に設けられ、前記緩衝材を前記クロスメンバに対して支持する支持部材を備えることが好ましい。
（６）前記板部材が、前記緩衝材と前記クロスメンバとを離隔方向へ付勢する押し板バネであることが好ましい。
（７）あるいは、前記板部材が、前記緩衝材と前記クロスメンバとを近接方向へ付勢する引き板バネであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
チューブの上下に板部材を設け、車両衝突時に板部材でチューブを上下から押さえつけることで、前後方向の荷重と上下方向の荷重とを同時にチューブへと作用させることができ、センサーの検知感度を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】衝突検知システムが適用された車両の車体構造を示す斜視図である。
【図２】衝突検知システムの分解斜視図である。
【図３】衝突検知システムの分解上面図である。
【図４】チューブ及び板部材の断面図である。
【図５】衝突検知システムの構造を説明するための図である。
【図６】衝突検知システムの作用（中央衝突時）を説明するための図である。
【図７】衝突検知システムの作用（端部衝突時）を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して実施形態としての衝突検知システム１０について説明する。この衝突検知システム１０は、図１に示すような車体構造を有する車両２０に適用され、バンパー２１に対する物体や人物（歩行者）の衝突を検知する。断りがない限り、本文中の前後左右上下の方向は、車両２０を基準として定義されるものとする。また、車両２０の向きを基準とした方向を規定する場合（例えば「車両内側」や「車両前後方向」といった表現を使用する場合）には、可読性への配慮から「車両」との文言に付されうる符号２０の表記を省略する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１２】
［１．構成］
図１に示すように、車両２０の前端部には緩衝装置としてのバンパー２１が設けられ、その背面側にクロスメンバ２２が配される。クロスメンバ２２は、車幅方向に延在する角柱状の構造体である。クロスメンバ２２の後方には、同じく構造体であるサイドメンバ２３が接続される。サイドメンバ２３は左右に一対設けられ、それぞれがクロスメンバ２２の左右両端部よりもやや車両内側の位置で、クロスメンバ２２の後面に対して接続される。したがって、クロスメンバ２２は左右のサイドメンバ２３よりも外側（左右側方）に飛び出した格好となる。
【００１３】
クロスメンバ２２の前面には鋼板２５が貼り付けられ、その前方側に緩衝材５とバンパーカバー２４とが設けられる。鋼板２５は、後述する左右一対の板部材２をクロスメンバ２２の前面に取り付けるための部材である。鋼板２５の表面（車両前方側の面）には、板部材２の短辺を係止するための溝２６が凹設される。図２は、衝突検知システム１０の主要な構成を示す分解斜視図である。溝２６は、鋼板２５の左右両端部近傍の各々において上下方向に離隔してほぼ水平に一対形成される。なお、鋼板２５を省略してクロスメンバ２２の前面に溝２６を形成してもよい。つまり、溝２６が形成されたクロスメンバ２２を用意することで、クロスメンバ２２の一部（前面）を鋼板２５として機能させることも可能である。
【００１４】
緩衝材５は、衝突時の衝撃を緩和，吸収すべく、クロスメンバ２２の前方に取り付けられる部材である。緩衝材５の形状は、クロスメンバ２２の前面全体をカバーする程度に車幅方向に細長い形状とされる。緩衝材５の材質は、発泡ポリプロピレンや発泡スチロールなどの発泡樹脂である。また、バンパーカバー２４は、緩衝材５の外表面側を被覆する美装・保護部材である。バンパーカバー２４の材質は、ポリプロピレンやポリ塩化ビニルなどの樹脂である。
【００１５】
クロスメンバ２２と緩衝材５との間には、中空筒状のチューブ１がクロスメンバ２２の前面に沿って車幅方向に配索される。チューブ１の材質は、シリコーン樹脂，シリコーンゴムなどの樹脂またはゴムである。また、チューブ１の左右両端部の各々には、チューブ１の内部圧力やその変化を検知するためのセンサー４が接続される。センサー４は、少なくとも衝突時におけるチューブ１の内圧変化を検知可能な性能を持った圧力検知器である。センサー４で検知される圧力の変化量や変化速度は、チューブ１の変形量や変形速度に応じたものとなる。ここで検知された情報は、図示しない電子制御装置（車載コンピューター）へと伝達され、公知の衝突時制御（例えば、ボンネットフードを持ち上げるポップアップ制御）の制御信号として利用される。
【００１６】
緩衝材５は、少なくともチューブ１が配索されうる程度の隙間が確保されるように、クロスメンバ２２の前面に対してやや間隔を空けて配置される。また、緩衝材５とクロスメンバ２２との間には支持部材１２が介装される。支持部材１２は、緩衝材５をクロスメンバ２２との隙間を確保するためのスペーサーとしての機能を持つほか、緩衝材５の変形モード（例えば、変形の形状や変形方向）を制御する機能も併せ持つ。例えば、緩衝材５は衝突時に入力される外力を受けて変形しようとする。このとき、支持部材１２によって支えられた部分が、クロスメンバ２２に対して緩衝材５を支える支点となる。これにより、支点を中心として緩衝材５全体が回転移動しやすくなる。なお、支持部材１２の材質は緩衝材５と同一であってもよいし、他の樹脂やゴム，金属などであってもよい。
【００１７】
支持部材１２の全体形状は、側面視でコ字状に形成され、その凹部１３にチューブ１が収容される。凹部１３の大きさは、少なくともチューブ１が収容される大きさに設定される。支持部材１２の車両前方側の側面には、係合穴７に係合する凸部１４が設けられる。凸部１４の突出形状は、係合穴７の凹設形状に対応する形状である。凸部１４を係合穴７に差し込むことで、支持部材１２が緩衝材５に固定される。
【００１８】
緩衝材５の後面には、係合溝６と係合穴７とが設けられる。係合溝６は、板部材２をクロスメンバ２２の前面に取り付けるための部位の一つである。係合溝６は、鋼板２５に形成された溝２６に対応する位置において、溝２６に対応する形状で凹設される。係合穴７は、支持部材１２が差し込み固定される穴である。係合穴７の位置は、係合溝６に挟まれた範囲内において少なくとも二箇所に設定される。したがって、支持部材１２は、左右一対の板部材２に挟まれた範囲内において少なくとも二箇所に設けられる。本実施形態では、図３に示すように、二つの係合穴７が車幅方向中央を基準として、左右対称に配置される。
【００１９】
図２に示すように、チューブ１の上方及び下方のそれぞれには、クロスメンバ２２と緩衝材５との間を接続する面状（板状）の板部材２が設けられる。板部材２の材質は金属または樹脂，ゴムなどの弾性体である。板部材２は、チューブ１の左右両端部の各々において、チューブ１を上下から挟み込んだ状態で設けられる。板部材２は、チューブ１の上下のそれぞれに隣接して設けられ、車両衝突時にチューブ１に密着する方向へ変形（または座屈）する部材である。板部材２は、車両衝突時の荷重に対し弾性的に変形する板バネであってもよい。
【００２０】
本実施形態の板部材２は、車両衝突時にチューブ１を上下から押さえつけるように変形することで、チューブ１の上下方向への移動及び変形を拘束する機能を持つ。板部材２が設けられる車幅方向の位置は、クロスメンバ２２とサイドメンバ２３との接続箇所よりも車両外側に設定される。本実施形態では、図３に示すように、板部材２が上面視で車幅方向中央を基準として左右対称に配置される。板部材２の前端部は緩衝材５の係合溝６に係止され、板部材２の後端部は鋼板２５の溝２６に係止される。
【００２１】
チューブ１の上下に配される一対の板部材２のうち、チューブ１よりも上方に位置するものを上板部材２Ａと呼び、チューブ１よりも下方に位置するものを下板部材２Ｂと呼ぶ。上板部材２Ａは、図４に示すように、端部（係合溝６や溝２６と係合する部位）が中央部（チューブ１に近接，接触する部位）よりも上に向かって反り返った断面形状を有する。反対に、下板部材２Ｂは、端部が中央部よりも下に向かって反り返った断面形状を有する。上板部材２Ａ及び下板部材２Ｂは、水平面に対して面対称形状に形成される。このように、板部材２の板面をあらかじめ反り返った形状にしておくことで、車両前方からの荷重が板部材２に作用したときに、板部材２の中央部がチューブ１に向かって内側に変形（または座屈）しやすくなる。
【００２２】
本実施形態の上板部材２Ａは、緩衝材５からクロスメンバ２２へ向かう方向の荷重に対して下に凸の形状に弾性変形する特性を有する。また、下板部材２Ｂは、緩衝材５からクロスメンバ２２へ向かう方向の荷重に対して上に凸の形状に弾性変形する特性を有する。これらの板部材２の中央部は、少なくとも車両衝突時にチューブ１を上下から押圧するように機能するものであればよい。したがって、通常時に板部材２とチューブ１とが非接触の状態とされていてもよい。
【００２３】
［２．作用］
図５は、チューブ１，緩衝材５，支持部材１２の取り付け状態を示す図である。図５のＡ断面に示すように、チューブ１の前方，後方には緩衝材５と鋼板２５が貼り付けられたクロスメンバ２２とが配置され、チューブ１の車両前後方向への移動が拘束される。また、チューブ１は上下を板部材２に挟み込まれた状態となり、上下方向への移動も拘束される。Ｂ断面では、支持部材１２によって緩衝材５とクロスメンバ２２（鋼板２５）との隙間が確保され、その隙間にチューブ１が固定される。チューブ１の上下には支持部材１２が配置されることから、チューブ１の車両前後方向への移動や上下方向への移動が拘束される。
【００２４】
車両２０の前方衝突時におけるチューブ１，緩衝材５の変形状態について説明する。図６は、車両２０と衝突物２７との衝突位置が車幅方向中央（中央衝突）である場合の図であり、図７は衝突位置が左端部（端部衝突）である場合の図である。
図６に示すように、中央衝突の発生時には、緩衝材５の中央部が衝突物２７によって車両後方へ押し込まれて「くの字型」に変形する。
【００２５】
このとき、緩衝材５が支持部材１２によってクロスメンバ２２に対して支えられ、緩衝材５の左右両端部が車両前方へと大きく移動する。これにより、図６のＡ断面に示すように、板部材２と緩衝材５との係合（あるいは、板部材２と鋼板２５との係合）が確実に解除され、チューブ１が前後方向に移動可能な状態、かつ、拡径方向や縮径方向に伸縮変形可能な状態となる。
【００２６】
一方、衝突物２７が衝突した車幅方向中央では、図６のＢ断面に示すように、チューブ１が車両前後方向に押し潰されて変形する。チューブ１の車幅方向中央で生じた内圧の変化は、チューブ１の両端部の拘束が解除されていることから、左右両方のセンサー４で検知されやすくなる。したがって、左右のセンサー４における衝突の検知感度がさらに向上する。また、左右のセンサー４で検知された情報に基づいて衝突時制御が実施されることから、衝突検知精度もさらに向上する。
【００２７】
図７に示すように、端部衝突の発生時には、緩衝材５の端部が衝突物２７によって車両後方へ押し込まれ、反対側の端部が車両前方へ移動するように緩衝材５が変形する。すなわち、二つの支持部材１２のうち衝突位置に近い一方を支点として、緩衝材５の全体が回転移動する。これにより、衝突物２７が衝突しなかった側の端部において、板部材２と緩衝材５との係合（あるいは、板部材２と鋼板２５との係合）が解除され、チューブ１が前後方向に移動可能な状態、かつ、拡径方向や縮径方向に伸縮変形可能な状態となる。
【００２８】
一方、衝突物２７が衝突した側の端部では、図７のＡ断面に示すように、チューブ１が車両前後方向に拘束された状態、かつ、上下方向に拘束された状態となる。これにより、チューブ１が比較的小さな力で縮径方向に押し潰されて変形する。衝突箇所の近傍におけるチューブ１の周面全体の変形がクロスメンバ２２（鋼板２５），緩衝材５，上板部材２Ａ，下板部材２Ｂの四者によって拘束されているため、中央衝突時と衝撃の強さが同一であったとしても、端部衝突時におけるチューブ１の内圧の変化は増幅される。したがって、中央衝突時と比較して、左右両方のセンサー４による衝突の検知感度が向上するとともに、衝突検知精度がさらに向上する。
【００２９】
［３．効果］
（１）上記の衝突検知システムでは、緩衝材５とクロスメンバ２２との間を板部材２で接続し、チューブ１を板部材２で上下から挟み込んだ状態としている。このような構造により、車両衝突時に前後方向の荷重と上下方向の荷重とを同時にチューブ１へと作用させて、チューブ１を効率的に縮小変形させることができる。これにより、チューブ１の内圧変化を増幅することができ、センサー４による衝突の検知感度を向上させることができる。したがって、衝突位置に依存した衝突検知感度を均一化することができる。
【００３０】
（２）図２に示すように、板部材２をチューブ１の左右両端部の各々に配置することで、左右両端部への衝突に対する検知感度を高めることができる。したがって、車幅方向の中央部から左右両端部に向かって湾曲した形状のバンパーを備えた車両２０において、衝突位置が車幅方向のどこであっても、その衝突をセンサー４で容易に検知することができ、衝突検知感度を均一化することができる。
【００３１】
（３）板部材２をクロスメンバ２２とサイドメンバ２３との接続箇所よりも車両外側に取り付けることで、端部衝突時にチューブ１をより確実に縮径変形させることができる。例えば、車両２０の斜め前方や斜め後方からの衝突に対する検知感度をさらに向上させることができる。
（４）図７に示すように、衝突時に上板部材２Ａを下に凸の形状に変形させ、下板部材２Ｂを上に凸の形状に変形させることで、簡素な構成でチューブ１を全方向から押し付けることができる。これにより、衝突時におけるチューブ１の内圧の変化を増幅することができ、衝突検知感度をさらに向上させることができる。
【００３２】
（５）図３に示すように、支持部材１２を左右一対の板部材２に挟まれた範囲内の二箇所に設けることで、緩衝材５の一端をクロスメンバ２２から離隔させることができ、チューブ１の拘束を解除することができる。つまり、チューブ１が前後方向に移動可能な状態、かつ、拡径方向や縮径方向に伸縮変形可能な状態にすることができ、内圧の変化をセンサー４に確実に伝達することができる。したがって、センサー４による衝突検知感度をさらに向上させることができる。
【００３３】
［４．変形例］
上述の実施形態では、図４に示すように、あらかじめ反り返った形状に形成された板部材２が使用されている。一方、屈曲方向（座屈方向）が規定されている板部材２を使用する場合には、その板面を湾曲させておく必要はない。また、面内方向の荷重を受けたときに、その荷重に垂直な方向へ弾性変形する板バネを使用することもできる。少なくとも、車両衝突時におけるチューブ１の上下方向への移動及び変形を拘束する機能を持つものであれば、上述の実施形態における板部材２の代わりに使用することができる。
【００３４】
なお、板バネには、押し板バネと引き板バネとが存在する。押し板バネとは、緩衝材５とクロスメンバ２２とを離隔方向へ付勢する板バネであり、引き板バネとは、緩衝材５とクロスメンバ２２とを近接方向へ付勢する板バネである。押し板バネを使用した場合には、チューブ１が緩衝材５とクロスメンバ２２との間で車両前後方向に挟まれにくくすることができる。ゆえに、押し板バネで挟み込まれた部分におけるチューブ１の内圧変化を小さくすることができる。また、例えばチューブ１の車幅方向中央に押し板バネを介装させることで、端部衝突時と比較して中央衝突時におけるセンサー４の検知感度を抑えることができ、検知感度をより均一化することができる。
【００３５】
一方、引き板バネを使用した場合には、チューブ１を緩衝材５及びクロスメンバ２２に強く接触させることができる。ゆえに、引き板バネで挟み込まれた部分におけるチューブ１の内圧変化を大きくすることができる。また、例えばチューブ１の車幅方向両端部に引き板バネを介装させることで、中央衝突時と比較して端部衝突時におけるセンサー４の検知感度を高めることができ、検知感度をより均一化することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  チューブ
２  板部材
２Ａ  上板部材
２Ｂ  下板部材
４  センサー
５  緩衝材
６  係合溝
７  係合穴
１０  衝突検知システム
１２  支持部材
１３  凹部
１４  凸部
２０  車両
２１  バンパー
２２  クロスメンバ
２３  サイドメンバ
２４  バンパーカバー
２５  鋼板
２６  溝
２７  衝突物
【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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