(57)【要約】  本発明は、車両（５）に対する衝突を識別する装置に関する。この場合、十分に密閉されている測定容積体（２）の圧縮を衝突時に検出する圧力センサが設けられており、この測定容積体は衝突の作用を受ける車両ボディ部分に沿って配置されている。本発明によれば、測定容積体（２）の横断面（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）はその長手方向に沿って、比較的剛性でありそのため衝突時に比較的変形しにくい車両ボディ部分の近くで比較的広い面積を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突の作用を受ける車両ボディ個所に沿って配置された十分に密閉されている測定容積体（２）の衝突時の圧縮を捕捉する圧力センサ（３）が設けられている、
車両に対する衝突を検出する装置（１）において、
前記測定容積体（２）の横断面（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）が該測定容積体（２）の長手方向に沿って、車両ボディが比較的剛性であり衝突時に比較的変形しにくい車両ボディ部分の近傍で、比較的広い面積を有していることを特徴とする、
車両に対する衝突を検出する装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記測定容積体（２）の横断面（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）は該測定容積体（２）の長手方向に沿って、同一物体が同一速度でそれぞれ異なる衝突個所（ａ，ｂ，ｃ）に衝突したときに、衝突の作用を受ける車両ボディ部分に沿ってほぼ等しい信号振幅が圧力センサ（３）に生じるよう、それぞれ異なる面積を有することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の装置において、
前記測定容積体（２）は両端部において相対的に最大の横断面（２Ａ，２Ｂ）を有していることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項記載の装置において、
前記測定容積体（２）は該測定容積体（２）の両端部間のほぼ中央で最小の横断面（２Ｃ）を有することを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１または２記載の装置において、
前記測定容積体（２）は該測定容積体（２）の両端部間のほぼ中央で最大の横断面（２Ｃ）を有することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項記載の装置において、
前記圧力センサ（３）の測定個所は前記測定容積体（２）の両端部間中央に配置されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に対する衝突を識別する装置に関する。この場合、十分に密閉されている測定ボリュームないしは測定容積体の圧縮を衝突時に検出する圧力センサが設けられており、この測定容積体は衝突の作用を受ける車両ボディ部分に沿って、たとえばバンパに組み込まれているか、あるいはバンパの後方に配置されている。
【０００２】
この種の装置は文献WO 03/82639 A1から知られている。これによれば、バンパ（図６の参照符号５６）として用いられる車両外側カバー部分の後方において、中空室（５７，５８）内に圧力センサ（５９）が配置されており、これは衝突する物体たとえばバンパーを中空室（５７，５８）の圧縮時に生じる圧力上昇を介して検出することができ、信号として評価ユニットへ通報することができる。これに対する代案として上記文献によれば加速度センサ、歪みセンサあるいは力センサを使用することが提案されており、これらも同様に車両の外側カバー近傍のフロント領域に取り付けられていて（第１頁第３段落）、衝突する物体をその際に生じる車両加速度もしくは車体変形を介して検出することができる。この場合、検出された信号に依存して、たとえば歩行者保護装置などがトリガされることになる。たとえば車両ボンネットの後部を持ち上げることができ、それによってボンネットとその下に配置されているエンジンとの間隔が拡がり、したがってボンネットに対する歩行者頭部の衝突がソフトになる。
【０００３】
当然ながらこの種の検知機構によって、間近に迫った重大な衝突に関する早期情報も乗員保護システムの評価ユニットに与えることができ、その際に乗員保護システムはたとえば車両衝突を捕捉した加速度センサのトリガ閾値を、乗員保護手段たとえばエアバッグ等が早めにトリガされるよう制御する。
【０００４】
ただし、この種の検知機構を歩行者保護システム内で利用した場合も、乗員保護システム内で重大な衝突事故のための早期識別システムとして利用した場合も、衝突前面に沿って車体のいっそう硬い部分があると、たとえばバンパ後方で使用されている圧力センサが衝突場所に依存してそれぞれ異なる信号振幅を歩行者保護システムまたは乗員保護システムに転送してしまう可能性がある。車体におけるこのような硬化個所ないしは強化個所は、バンパの形状自体たとえば外側カバーの大きく湾曲した部分によって生じる可能性もあるし、車両フロントの他の構造的な状態たとえばモールまたはナンバープレート、牽引用フックあるいは他のアクセサリなどが取り付けられていることに起因して生じる可能性もある。
【０００５】
本発明の課題は、車両に対する衝突を識別する装置において、同じ物体が同じ速度で衝突したときに車体の衝突個所に左右されることなく、たとえばフロントバンパであってもあるいはリアバンパであっても、ほぼ一定のレベルの信号振幅が歩行者保護システムまたは乗員保護システムに転送されるように構成することにある。
【０００６】
この課題は、請求項１記載の本発明による装置によって解決される。
【０００７】
車両に対する衝突を識別する本発明による装置には、十分に密閉されている測定ボリュームないしは測定容積体の圧縮を衝突時に検出する圧力センサが設けられており、この測定容積体は衝突の作用を受ける車両ボディ部分に沿って、たとえばフロントバンパまたはリアバンパとして用いられる外側カバー部分に、車両室内への方向でバンパ後方に配置されている。本発明によれば、測定容積体はその長手方向に沿って、比較的剛性でありそのため衝突時に変形しにくい車両ボディ個所の後方で、いっそう広い面積を有している。
【０００８】
いっそう広い横断面をもつこの種の領域では対応する測定容積体も比較的大きいので、そこではたしかに衝突物体の侵入が車両ボディーの硬化ないしは剛性化により難しくなっているけれども、これと同時に測定容積体のうち比較的大きい部分が圧縮される。測定容積体全体に関して比較的大きく圧縮された測定容積体により、測定容積体内の常圧を基準として、比較的大きい圧縮にほぼ比例した相対的な圧力上昇が生じる。したがってこれにより相対的な圧力上昇も、比較的小さい測定容積体横断面をもつ衝突領域の場合よりも大きくなる。
【０００９】
測定容積体は通常、十分に密閉されている。つまり一般的に少なくとも、測定容積体の内部圧力と周囲圧力との圧力補償は僅かである。この目的でオプションとして、測定容積体内部と周囲とを連通する圧力補償開口部を介して測定容積体内の常圧を意図的に周囲圧力に追従させることができるが、この動作は衝突発生時の圧力上昇と比べて緩慢である。
【００１０】
従属請求項には本発明の有利な実施形態が記載されている。
【００１１】
本発明の１つの有利な実施形態によればたとえば、測定容積体の横断面が長手方向でそれぞれ異なる面積を有している。この場合、同一物体すなわちたとえば同一の質量をもち場合によっては形状も同一の物体が、衝突の作用を受ける車両部分に沿った種々の衝突個所に同じ衝突速度で衝突したときに、圧力センサにおいてそれぞれほぼ等しい信号振幅が常に生じるように、それぞれ異なる面積を有している。
【００１２】
圧力センサの測定容積体が後方に配置されている車両ボディのどの個所において、侵入物体による変形に対して車両ボディに殊に強い抵抗が生じるかに応じて、測定容積体横断面の拡大部分つまりは衝突個所周囲の局所的な測定容積体の拡大部分を配置させることができる。たとえば車両においてバンパは、車両側方に向かって湾曲していくことにより機械的に殊に強化されていることが多く、したがってそこは著しく剛性であり撓みにくくなっている。この場合に有利であるのは、まさにその個所において他の測定容積体に比べて最大の横断面を配置することである。これと同時にバンパがこれら湾曲した両端部間の中央で殊に撓みやすいのであれば、その後ろに位置する測定容積体に殊に小さい横断面をもたせるのも、場合によっては有利である。
【００１３】
これに対しバンパにおいて中央部分が殊に剛性である場合には、その後方に測定容積体の最大横断面を配置するのが有利である。中央に位置するこのような硬化部分は、必ずしもバンパ自体によって引き起こされるわけではない。たとえば冒頭で述べたように、車両ナンバープレート、そのためのフック、自動車外観を美しいフォルムにするアクセサリ一例としてモール、牽引用フックあるいはその他のものが、その部分の車両ボディの硬化ないしは剛性化に寄与する可能性がある。
【００１４】
この意味で、測定技術的に捕捉すべき自動車の衝突面後方において、車両衝突により測定容積体近傍のどのような衝突個所が作用を受けたとしても、できるかぎり等しい圧力センサ信号を生じさせるのに適した測定容積体横断面のあらゆる変更は、本発明の範囲に含まれるものとする。この趣旨で殊に、従属請求項のあらゆる有用な組み合わせが本発明の範囲に含まれるものとする。
【００１５】
次に、図面を参照しながら本発明による装置の有利な実施形態について説明する。
【００１６】
図１には、フロントバンパ６および本発明による装置を備えた自動車５の平面図が描かれており、この場合、本発明による装置には、実線で示されている本発明による測定容積体２と破線で記されている従来技術による測定容積体２′内に圧力センサ３が設けられている。
【００１７】
図２、図３、図４、図５ａ、図５ｂには、本発明による測定容積体２の有利な実施形態が描かれている。
【００１８】
図６には、従来技術による測定容積体２′における種々の衝突個所ａ，ｂ，ｃに関する圧力センサ３の信号経過特性ｐｓが時間軸ｔ上に示されている。
【００１９】
図７には、図３に描いた本発明による測定容積体２における同じ衝突個所ａ，ｂ，ｃに関する圧力センサ信号ｐｓの信号経過特性がやはり時間軸ｔ上に示されている。
【００２０】
同じ機能または同じ構造の部材には、すべての図面をとおして同一の符号が付されている。
【００２１】
図１には、乗員コンパートメント５２のリアセクション５１とフロントセクション５３を備えた自動車５が描かれている。フロントセクション５３において乗員コンパートメント５２とは反対側の前方終端領域はバンパ６を成しており、これは比較的新しい構造形式の車両であるとたいていは著しく容易に変形可能なプラスチック部材から成り、このような部材は美しいフォルムのオプションとして自動車外観に寄与するものである。バンパ６は、自動車５におけるその最前部境界面からその側面に向かって湾曲しながら車両側部へ移行している。バンパ６の後方またはバンパ６の一部分として、略示した２つの測定容積体２，２′内部に圧力センサ３が配置されている。この場合、破線で書き込まれている測定ボリュームないしは測定容積体２′はその全長に関して従来技術からすでに知られているものと同じ横断面を有しているのに対し、実線で書き込まれている測定容積体２は本発明の１つの実施形態に従いその両端部でそれぞれ最大の横断面を有しており、これら両端部間中央の圧力センサ３の取り付け個所で最小の横断面を有している。
【００２２】
バンパ６に対する３つの異なる衝突個所を規定するために、バンパ６の左側ないしは右側に衝突領域ａおよび領域ｃが描かれており、それらの間の中央に衝突領域ｂが描かれている。圧力センサ３は評価ユニット４と接続されており、つまり乗員保護システムの中央制御ユニット４と電気的に接続されている。
【００２３】
衝突領域ａ，ｂ，ｃのうち１つの領域に物体が衝突して測定容積体２または２′の一方が圧縮すると、圧力センサ３はそのときに発生する圧力上昇を捕捉してそれを信号に変換し、適切な伝送プロトコルを用いて圧力上昇発生を中央制御ユニット４へ通報する。中央制御ユニット４において得られた信号が評価され、それに依存して乗員保護手段のトリガが行われる。ただし中央制御ユニット４を歩行者保護システムの制御ユニット４とすることもでき、相応の信号が発生すると、冒頭ですでに述べたように歩行者保護手段がトリガされる。
【００２４】
図２には、図１に破線で描いた従来技術による測定容積体２′が斜視図として略示されている。測定容積体２′に沿って衝突領域ａ，ｂ，ｃの後方にそれぞれ対応する横断面２Ａ，２Ｂ，２Ｃが書き込まれており、これらの面積は理想的にはそれぞれ同一である。長手方向で測定容積体２′の中央に取り付けられている圧力センサ３により圧力上昇が捕捉され、この圧力上昇は衝突時にバンパへ侵入する物体による容積圧縮によって引き起こされる。衝突する物体たとえば他の車両が衝突領域ａおよびｃへ侵入する際、たとえばその部分の湾曲ひいてはそのためにバンパ６の剛性が高まっていることに起因して、いっそう大きい機械的な抵抗を受けるので、衝突領域ａおよびｃに衝突する物体により引き起こされる測定容積体２′内の圧力上昇は、容易に変形可能な中央の衝突領域ｂへの衝突時よりも小さい。
【００２５】
図６には、これら３つの衝突領域ａ，ｂ，ｃへの衝突に関する圧力センサ３の基本的な信号経過特性ｐｓが、時間軸ｔ（ｍｓ）上に任意の単位（数値）で書き込まれている。側方の衝突領域ａ，ｃへの衝突により信号ｐｓ（ａ，ｃ）が発生し、これは中央の衝突領域ｂへの衝突に起因して生じる信号ｐｓ（ｂ）に比べてゆっくりと上昇するし、振幅がｐｓ（ｂ）よりも振幅が小さい。
【００２６】
図１に実線で描かれている本発明による測定容積体２の１つの実施形態が図３に示されている。この場合、衝突領域ｂ後方の横断面２Ｂは図２の測定容積体２′と同じ大きさである。ここに衝突する物体により、図２の測定容積体２′の場合と理想的には等しい大きさの圧力上昇が引き起こされる。ただし図２とは異なり図３による測定容積体２の横断面は、両側の端部へ向かって広がっている。このためたとえば衝突領域ａとｃの後方に位置する横断面２Ａおよび２Ｃは、衝突領域ｂの後方でこれらの間の中央に位置する横断面２Ｂよりも大きい。したがって同一の衝突物体により、衝突領域ａおよびｃにおいて測定容積体２のうち図２の測定容積体２′の場合よりも比較的大きい割合の部分が圧縮される。その結果、バンパ周縁領域ａ，ｃの機械的な硬化ないしは強化に起因して圧力センサ３において信号が他の領域よりも緩慢に上昇することおよび他の領域よりも信号振幅が小さくなることに対抗する作用が生じる。
【００２７】
このため圧力センサ３の設けられている場所では、種々の衝突領域ａ，ｂ，ｃに対する衝突によりきわめて類似した圧力センサ３の信号経過特性ｐｓが測定される。図７にはこのことが略示されている。この場合、中央の衝突領域ｂに対する衝突により、図６の場合と同じ信号経過特性ｐｓ（ｂ）が生じる。ただし衝突領域ａ，ｃに対する衝突の場合の両方の信号経過特性ｐｓ（ａ，ｃ）はそれぞれ、いっそう大きい上昇勾配および大きい振幅を有しており、ここに描かれている理想的な事例では中央の衝突の場合の信号経過特性ｐｓ（ｂ）と同じである。
【００２８】
図４には本発明による測定容積体２の択一的な実施形態が示されており、これによれば測定容積体２の横断面は中央の横断面２Ｂと比べて測定容積体２の両端へ向かう方向でやはり拡大している。測定容積体２の前部境界面が側方端部においてバンパ６の前面方向に向かって湾曲している図３の測定容積体２の横断面拡大とは異なり、図４に描かれている測定容積体２は、測定容積体２の両端部において一方では車両ルーフ方向へ、他方では車両底部方向へ湾曲している。
【００２９】
図５ａには、自動車５のフロントボディ部分６の択一的な実施形態に関する本発明の有利な実施形態が描かれている。この場合、測定容積体２はバンパ６に沿って両端部間中央で最大の横断面２Ｂを有しており、さらにそれぞれ両方の端部へ向かう方向で連続的に小さくなる横断面を有しており、これらは両方の側方横断面２Ａ，２Ｃとして図示されている。測定容積体２のこのような形状であると、衝突物体は中央の衝突領域ｂにおいては相対的に最大の容積を圧縮させることができ、これによって相対的に最大の圧力上昇を引き起こすことができる。すでに述べたように、車両フロントボディ６の領域においてちょうどこの個所のところに機械的な硬化個所ないしは強化個所を存在させようとする場合に、このことが殊に有利となる可能性がある。たとえばこのような剛性は、ナンバープレート用のホルダ、牽引用フックあるいは衝突物体の侵入を難しくする車両フロント先端の他の構造的変更などによって生じる。一方では大きい横断面により、他方ではそこに殊に剛性の車両ボディが存在することにより、中央の衝突領域ｂに対して衝突が発生した場合、それによって一方では圧力上昇が、他方では圧力低減が、理想的には互いに相殺される。
【００３０】
図５ｂには、図５ａとは異なり両端間で中央から外れたところに偏心的に最大横断面２Ｂを有する測定容積体２が示されている。この実施形態は、たとえば牽引用フックが取り付けられているなどしてその場所が機械的に強化されていることから、そこに衝突したときに圧力センサ３の信号上昇が抑えられてしまうことに対抗して作用させようという場合に、上述の意味合いから殊に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】フロントバンパ６および本発明による装置を備えた自動車５の平面図
【図２】本発明による測定容積体２の有利な実施形態を示す図
【図３】本発明による測定容積体２の有利な実施形態を示す図
【図４】本発明による測定容積体２の有利な実施形態を示す図
【図５Ａ】本発明による測定容積体２の有利な実施形態を示す図
【図５Ｂ】本発明による測定容積体２の有利な実施形態を示す図
【図６】従来技術による測定容積体２′における種々の衝突個所ａ，ｂ，ｃに関する圧力センサ３の信号経過特性ｐｓを時間軸ｔ上に示す図
【図７】図３に描いた本発明による測定容積体２における同じ衝突個所ａ，ｂ，ｃに関する圧力センサ信号ｐｓの信号経過特性を時間軸ｔ上に示す図。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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