(57)【要約】【課題】衝突後の車両の被衝突物に対する相対速度を精度よく求める。【解決手段】ダンパセンサ５は、内部にオイル８が封入された封入部７と、封入部７に対して相対移動可能に配置され、且つ衝突により受けた衝突荷重をオイル８に伝達する伝達部９と、衝突荷重を検出する受感部１１と、を備えている。自車両Ｒが被衝突物に衝突した場合、衝突により伝達部９が封入部７に押し込まれると共に、受感部１１により衝突荷重（オイル８からの反力に応じた衝突荷重）が検出される。従って、衝突後であっても、例えば検出された衝突荷重と封入部７のオイル８の粘性係数とに基づいて演算することにより、自車両Ｒの被衝突物に対する相対速度が演算される。【選択図】図２
2008174022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突の際に車両の被衝突物に対する相対速度を検出するための相対速度検出用センサであって、
内部に流体が封入された流体封入部と、
前記流体封入部に対して相対的に移動可能に配置され、且つ衝突により受けた衝突荷重を前記流体に伝達する衝突荷重伝達部と、
前記衝突荷重を検出する衝突荷重検出部と、を備えることを特徴とする相対速度検出用センサ。
【請求項２】
前記車両のバンパに設けられることを特徴とする請求項１記載の相対速度検出用センサ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の相対速度検出用センサと、
前記衝突荷重検出部により検出された前記衝突荷重と前記流体封入部の前記流体の粘性係数とに基づいて、前記相対速度を演算する演算部と、を備えることを特徴する相対速度検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の相対速度検出装置と、
前記相対速度検出装置により検出された前記相対速度に基づいて、前記車両に搭乗した乗員及び前記被衝突物の少なくとも一方を保護する衝突保護装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする衝突保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対速度検出用センサ、相対速度検出装置、及び衝突保護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、衝突の際に車両の被衝突物に対する相対速度を検出するため、相対速度検出装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような相対速度検出装置は、超音波を車両前方の路面に向けて送信する送信器と、路面から反射された超音波を受信する受信器と、を備え、受信器の受信超音波を観測することにより相対速度を算出する。
【特許文献１】特開平６−２４２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、一般的に、送受信波を利用した相対速度検出用センサでは、衝突前（衝突した瞬間の直前）の車両の被衝突物に対する相対速度を精度よく求めることはできても、衝突後（衝突した瞬間からその直後）までの相対速度を精度よく求めることは困難である。
【０００４】
そこで、本発明は、衝突後の車両の被衝突物に対する相対速度を精度よく求めることができる相対速度検出用センサ、相対速度検出装置、及び衝突保護システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る相対速度検出用センサは、衝突の際に車両の被衝突物に対する相対速度を検出するための相対速度検出用センサであって、内部に流体が封入された流体封入部と、流体封入部に対して相対的に移動可能に配置され、且つ衝突により受けた衝突荷重を流体に伝達する衝突荷重伝達部と、衝突荷重を検出する衝突荷重検出部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この相対速度検出用センサでは、車両の衝突により衝突荷重伝達部が流体封入部に押し込まれ、流体封入部の内部に封入された流体に衝突荷重が伝達される。これと共に、衝突荷重検出部により伝達される衝突荷重が検出される。従って、衝突後であっても、例えば検出された衝突荷重と流体封入部の流体の粘性係数とに基づいて演算することで、衝突後の車両の被衝突物に対する相対速度を精度よく求めることができる。
【０００７】
ここで、上記の相対速度検出用センサは、車両のバンパに設けられることが好ましい。この場合、衝突に際しては車両のバンパがまず衝突することから、衝突後の初期段階において車両の被衝突物に対する相対速度を精度よく求めることができる。
【０００８】
また、本発明に係る相対速度検出装置は、上記の相対速度検出用センサと、衝突荷重検出部により検出された衝突荷重と流体封入部の流体の粘性係数とに基づいて、相対速度を演算する演算部と、を備えることを特徴する。
【０００９】
この相対速度検出装置によれば、演算部により、検出された衝突荷重と流体封入部の流体の粘性係数とに基づいて、衝突後の車両の被衝突物に対する相対速度を精度よく求めることができる。
【００１０】
また、本発明に係る衝突保護システムは、上記の相対速度検出装置と、相対速度検出装置により検出された相対速度に基づいて、車両に搭乗した乗員及び被衝突物の少なくとも一方を保護する衝突保護装置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この衝突保護システムでは、制御部により、上記の相対速度検出装置で検出された相対速度に基づいて衝突保護装置が制御される。従って、衝突後であっても、衝突後の車両の被衝突物に対する相対速度を精度よく求め、当該相対速度に基づいて衝突保護装置を作動させることができ、乗員や被衝突物を一層十分に保護することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、衝突後の車両の被衝突物に対する相対速度を精度よく求めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態に係るエアバッグシステムを示す概略構成図であり、図２は図１のエアバッグシステムにおけるダンパセンサの概略断面図である。図１に示すように、エアバッグシステム（衝突保護システム）１は、ステアリング２０に内蔵されるエアバッグ（衝突保護装置）２と、エアバッグ２の作動を制御するエアバッグセンサ３とを備えている。
【００１５】
エアバッグ２は、被衝突物との衝突の際、自車両Ｒに搭乗した乗員をバッグで受け止めて衝突の衝撃から保護するものである。このエアバッグ２は、インフレータ４を有し、インフレータ４が発生する高圧ガスにより、バッグが膨張されて作動（展開）される。エアバッグセンサ３は、ダンパセンサ（相対速度検出用センサ）５と、ダンパセンサ５に接続され且つエアバッグ２に接続されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）６と、を含んで構成されている。なお、被衝突物としては、路上の駐停車車両若しくはガードレール等の静止物や、他車両、歩行者、若しくは動物等といった移動物がある。
【００１６】
図２に示すように、ダンパセンサ５は、封入部（流体封入部）７を備えている。封入部７は、円筒形状を呈する側壁７ａと、この側壁７ａの両端に設けられ封入部７の内部を封止する上壁７ｂ及び底壁７ｃと、を有し、内部にオイル（流体）８が封入されて密閉されている。なお、封入される流体としては、オイル８に限定されるものではなく、粘性抵抗を発生する媒体であれば種々の流体を用いてもよい。
【００１７】
また、ダンパセンサ５は、伝達部（衝突荷重伝達部）９を備えている。この伝達部９は、円筒状の封入部７に対して軸方向に相対移動可能に配置され、且つ衝突により受けた衝突荷重をオイル８に伝達するように構成されている。具体的には、伝達部９は、オイル８に浸漬するようにして封入部７の内部に配置されたピストン部１０と、ピストン部１０から封入部７の上壁７ｂを貫通して外方に延びるロッド部１２と、により構成されている。
【００１８】
ピストン部１０は、円板状を呈し、封入部７と同軸にしてその内部に配置されている。このピストン部１０の径は、封入部７の側壁７ａの内周面の径と略等しくされており、ピストン部１０の板面には貫通孔が設けられている。つまり、ピストン部１０は、封入部７の内部にて軸線方向に移動可能となっている。
【００１９】
ロッド部１２は、その下端１２ａがピストン部１０連結されている。一方、ロッド部１２の上端１２ｂ側は、封入部７の上壁７ｂに設けられた貫通孔１３に挿通されて、封入部７の外部に至るまで延びている。
【００２０】
また、ダンパセンサ５は、受感部（衝突荷重検出部）１１を備えている。受感部１１は、矩形の板状を呈しており、上方側の面１１ａが衝突による衝撃（衝突荷重）を受ける受感面１１ａを成し、下方側の面１１ｂにロッド部１２の上端１２ｂが連結されている。また、受感部１１には、ＥＣＵ６が電気的に接続されている。このような受感部１１としては、例えば、矩形形状の板状を呈するロードセルが挙げられる。
【００２１】
このダンパセンサ５は、図１に示すように、自車両Ｒの前端（図中の左方）側のバンパ２１に設けられている。具体的には、封入部７の底壁７ｃにブラケットを設け、伝達部９の受感面１１ａを前方に向けた状態にしてバンパーリインホースメントに固定されている。或いは、バンパ２１においてバンパカバーとの間に設けられ発泡スチロール等からなるアブソーバ内に設けられる場合もある。また、車体の前側の車体フレームを構成するサイドメンバ内に設けられる場合もある。
【００２２】
図１及び図２に示すように、受感部１１は、伝達部９に伝達される衝突荷重を検出する。具体的には、受感部１１は、受感部１１に入力される衝突荷重を検出することにより、衝突荷重がオイル８に伝達されてオイル８で生じる反力に応じた衝突荷重を検出する。そして、受感部１１は、検出した信号をＥＣＵ６に出力する。
【００２３】
ＥＣＵ６は、出力された信号に基づいて衝突荷重を演算し、当該衝突荷重と予め設定されたオイル８の粘性係数とに基づいて、自車両Ｒの被衝突物に対する相対速度（以下、単に「相対速度」という）を検出する。具体的には、下記（１）式に従って相対速度を演算する。なお、この粘性係数を、種々の要素や条件による減衰（減衰定数）を考慮したものとしても勿論よい。
Ｖ＝Ｆ／Ｃ    …（１）
但し、
Ｆ：衝突荷重
Ｃ：オイルの粘性係数
Ｖ：相対速度
【００２４】
また、図１に示すように、ＥＣＵ６は、検出された相対速度に基づいてエアバッグ２を制御する。具体的には、ＥＣＵ６は、エアバッグ２のインフレータ４に接続されており、検出された相対速度と予め設定された設定速度αとからインフレータ４におけるガスの発生のＯＮ／ＯＦＦを制御して、エアバッグ２のバッグの膨張を制御する。なお、ダンパセンサ５及び相対速度を演算する演算部としてのＥＣＵ６で相対速度検出装置が構成され、この相対速度検出装置及びエアバック２を制御する制御部としてのＥＣＵ６で衝突保護システムが構成される。
【００２５】
以上のように構成されたエアバッグシステム１においては、自車両Ｒが被衝突物と衝突した場合、図３に示すように、かかる衝突により伝達部９が封入部７に押し込まれる（Ｓ１）。このとき、伝達部９が押し込まれた速さ（すなわち、自車両Ｒの相対速度）に応じて封入部７の内部に封入されたオイル８に衝突荷重が伝達されると共に、当該オイル８から伝達部９へ反力が伝達される。
【００２６】
これと共に、受感部１１によりオイル８からの反力に応じた衝突荷重が検出され（Ｓ２）、ＥＣＵ６により上記（１）式に従って相対速度が演算される（Ｓ３）。そして、ＥＣＵ６により、検出された相対速度が設定速度α未満であれば、インフレータ４におけるガスの発生がＯＦＦとされる（Ｓ４→Ｓ５）一方で、相対速度が設定速度α以上であれば、ガスの発生がＯＮとされ、エアバッグ２が作動されることとなる（Ｓ４→Ｓ６）。
【００２７】
ところで、一般的に、エアバッグを適切に作動させるためには自車両Ｒが一定以上の相対速度で衝突したときに作動することが好ましいことから、従来のエアバッグシステムには、相対速度検出装置が多く用いられている。しかし、衝突後（衝突した瞬間からその直後）においては、従来の相対速度検出用センサでは、送受信波を利用すること等から、衝突後の自車両Ｒの相対速度を十分な精度で求めることは困難とされている。
【００２８】
他方、減速度センサを用いたセンシングにより相対速度を求める場合も考えられる。具体的には、速度の変化量である減速度を積分して相対速度を算出して、エアバッグ２の作動を制御する。しかし、積分により相対速度を求めるために、求めた相対速度にばらつき（グレーゾーン）が生じるおそれがあり、当該ばらつきは、自車両Ｒの形態や衝突の形態により異なる。そのため、衝突後において減速度を制御することは非常に複雑且つ困難である。また、減速度センサを用いると、その設置される場所や具合により共振やノイズが生じ易いおそれがある。
【００２９】
これに対し、本実施形態では、上述したように、衝突により伝達部９が封入部７に押し込まれると共に、受感部１１により衝突荷重（オイル８からの反力に応じた衝突荷重）が検出される。そして、検出された衝突荷重とオイル８の粘性係数とから相対速度が演算される。従って、衝突後に例えば自車両Ｒや被衝突部が変形してしまう場合であっても、衝突後の自車両Ｒの相対速度を精度よく求めることができる。
【００３０】
つまり、本実施形態は、衝突後において、荷重を被衝突物との相対速度に応じた反力としてダンパセンサ５に生じさせ、それを予め設定した粘性係数から逆解析することで、衝突現象にて重要な相対速度を求めることを実現させたものであるといえる。さらに、本実施形態では、減速度の積分から求められた相対速度に生じるような相対速度のばらつきを大幅に低減することができ、ひいては、センシング及びそのチューニングを大幅に簡略化することができる。加えて、ダンパセンサ５自体の減衰効果で、衝撃エネルギーを吸収することもできる。
【００３１】
また、上述したように、ダンパセンサ５が自車両Ｒのバンパ２１に設けられていることにより、衝突に際してはバンパ２１がまず衝突するため、衝突後の初期段階（衝突初期）において自車両Ｒの相対速度を精度よく求めることができる。
【００３２】
また、上述したように、ＥＣＵ６により、検出された相対速度に基づいてエアバッグ２を制御することにより、衝突後に自車両Ｒや被衝突部が変形してしまう場合であっても、衝突後の相対速度を精度よく求め、この相対速度に基づいてエアバッグ２を作動させることができ、衝突後において乗員を一層十分に保護することが可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態と、ミリ波レーダ等の相対速度検出装置と、を併用してエアバッグセンサ３を構成する場合もある。すなわち、電磁波を送信する送信器と、当該送信に応じて反射された電磁波を受信する受信器と、をさらに備える場合もある。この場合、衝突の際、衝突前（衝突した瞬間の直前）にはミリ波レーダを適用し、衝突後には本実施形態を適用することにより、衝突の際の自車両Ｒの相対速度をより一層精度よく検出することができる。つまり、この場合、本実施形態とミリ波レーダ等の相対速度検出装置とは、相対速度を検出する上で互いに補完し合うように効果的に機能する。ちなみに、ダンパセンサ５として、一般のオイルダンパ（粘性ダンパ）に受感部１１を設けたものを用いることも可能である。
【００３４】
或いは、衝突保護システムの他の例として、本発明を衝突保護装置としてのシートベルトプリテンショナーセンサに適用する場合もある。
【００３５】
シートベルトプリテンショナーセンサに適用する場合、図４に示すように、ＥＣＵ６により、演算された相対速度が設定速度β未満であれば、シートベルトプリテンショナの作動がＯＦＦとされる（Ｓ７→Ｓ８）一方で、相対速度が設定速度β以上であれば、シートベルトプリテンショナの作動がＯＮとされ、乗員がシートベルトによりシートに拘束されることとなる（Ｓ７→Ｓ９）。
【００３６】
このように、本発明をシートベルトプリテンショナーセンサに適用する場合であっても、上記効果と同様な効果、すなわち、衝突後の相対速度を精度よく求めて当該相対速度によりシートベルトプリテンショナを作動させることができ、衝突後において乗員を一層十分に保護するという効果を奏する。特に、この場合、衝突初期にプリテンショナを精度よく作動させることができ、重要視される衝突初期の乗員の拘束を好適に実施することができる。
【００３７】
或いは、衝突保護システムのさらに他の例として、本発明を衝突保護装置としての制動装置やシートスライド機構に適用する場合もある。
【００３８】
この場合、衝突後に相対速度が所定速度以上であれば、シートスライド機構によりシートを強制的に後方へスライドさせて乗員の下肢とダッシュパネルとの隙間を十分に確保する。また、制動装置によりフットブレーキペダルの自動踏み込みを作動させて自車両Ｒの制動力を確保する。また、衝突後に相対速度が所定速度以上であれば、制動装置によりサイドブレーキを作動して自車両Ｒの制動力を確保する。これらの場合であっても、上記効果と同様な効果、すなわち、衝突後の相対速度を精度よく求めて当該相対速度により上記衝突保護装置を作動させることができ、衝突後において乗員を一層十分に保護するという効果を奏する。
【００３９】
或いは、衝突保護システムのさらに別の他の例として、本発明を衝突保護装置としてのポップアップフード機構に適用する場合もある。
【００４０】
ポップアップフード機構に適用する場合、衝突後に相対速度が所定速度以上であれば、フロントフードの後端を瞬間的に持ち上げて、例えばフロントガラスに対する被衝突物（特に歩行者の頭部）への衝撃を緩和する。この場合においても、衝突後の相対速度を精度よく求めて当該相対速度によりポップアップフード機構を作動させることができ、衝突後において被衝突物を十分に保護することが可能となるという上記と同様な効果を奏する。
【００４１】
［第２実施形態］
図５は本発明の第２実施形態に係るアクティブヘッドレストシステムを示す概略構成図である。図５に示すように、アクティブヘッドレストシステム（衝突保護システム）３１は、シート２２に設けられたアクティブヘッドレスト（衝突保護装置）３２と、アクティブヘッドレスト３２の作動を制御するアクティブヘッドレストセンサ３３とを備えている。
【００４２】
アクティブヘッドレスト３２は、後方からの衝突の際、乗員の頭部が衝撃によって後方に傾斜することを防いで乗員が例えばむち打ち症になるのを抑制するものである。このアクティブヘッドレスト３２は、シート２２の内部に設置されたモータ３４を有し、当該モータ３４により、ヘッドレスト２３を瞬時に前方へ移動する。
【００４３】
アクティブヘッドレストセンサ３３は、ダンパセンサ５と、ダンパセンサ５に接続されると共にアクティブヘッドレスト３２に接続されたＥＣＵ３６と、を含んで構成されている。ダンパセンサ５は、自車両Ｒの後端（図中の右方）側のバンパ２１に受感面１１ａを後方に向けた状態にして設けられている。
【００４４】
ＥＣＵ３６は、ダンパセンサ５の受感部１１において検出された衝突荷重と上記粘性とに基づいて相対速度を演算し、その相対速度に基づいてアクティブヘッドレスト３２を制御する。このＥＣＵ３６は、アクティブヘッドレスト３２のモータ３４に接続されており、相対速度と予め設定された設定速度γとからモータ３４の作動情報を制御して、アクティブヘッドレスト３２の作動を制御する。この作動情報としては、モータ３４の駆動のＯＮ／ＯＦＦ、ヘッドレスト２３の移動距離、及び移動速度が挙げられる。
【００４５】
以上のように構成されたアクティブヘッドレストシステム３１においては、ＥＣＵ３６により、相対速度が設定速度γ未満であれば、アクティブヘッドレスト３２の作動がＯＦＦとされる一方で、相対速度が設定速度γ以上であれば、ヘッドレスト２３が前方へ適宜に移動して乗員の頭部が後方に傾斜するのを防ぐこととなる。
【００４６】
このような本実施形態によっても、上記実施形態と同様の効果、すなわち、衝突後の自車両Ｒの相対速度を精度よく求めることができ、当該相対速度によりアクティブヘッドレスト３２を作動させ、衝突後において乗員を十分に保護することができるという上記と同様な効果を奏する。また、本実施形態では、衝突初期にアクティブヘッドレスト３２を精度よく作動させることができるため、衝突初期において乗員が鞭打ちになるのを効果的に抑制することができる。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、ダンパセンサをバンパに設けたが、衝突により衝撃を受ける場所であれば、バンパ以外の箇所に設けても良い。
【００４９】
また、上記実施形態では、衝突保護装置として、エアバック、シートベルト、制動装置、シートスライド機構、ポップアップフード機構、及びアクティブヘッドレストを用いたが、これらを組み合わせたものを用いてもよく、本発明は、様々な衝突保護装置に適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエアバッグシステムを示す概略構成図である。
【図２】図１のエアバッグシステムにおけるダンパセンサの概略断面図である。
【図３】図１のエアバッグシステムにおける動作フローを示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態の他の例における動作フローを示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るアクティブヘッドレストシステムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
２…エアバッグ（衝突保護装置）、５…ダンパセンサ（相対速度検出用センサ）、６…ＥＣＵ（演算部，制御部）、７…封入部（流体封入部）、８…オイル（流体）、９…伝達部（衝突荷重伝達部）、１１…受感部（衝突荷重検出部）、２１…バンパ、３１…アクティブヘッドレストシステム（衝突保護システム）、３２…アクティブヘッドレスト（衝突保護装置）、Ｃ…粘性係数、Ｒ…自車両（車両）、Ｖ…相対速度。
【図１】
2008174022.tif 000003
【図２】
2008174022.tif 000004
【図３】
2008174022.tif 000005
【図４】
2008174022.tif 000006
【図５】
2008174022.tif 000007