(57)【要約】【課題】本発明は上記事実を考慮し、構造の簡素化及び低コスト化並びに小型軽量化を図ることができる衝突センシングシステムを得ることが目的である。【解決手段】フロントバンパリインフォースメント１４と左右一対のフロントサイドメンバ１８との間には、車両前後方向への作用荷重を検出する荷重計２０がそれぞれ配設されている。そして、この衝突センシングシステムでは、左右合計荷重の時間積分値を演算して、歩行者と衝突したか否かを判定し、歩行者保護用アクティブデバイスを作動させるようになっている。従って、フロントバンパリインフォースメント１４の長手方向に湾曲した荷重計を設置する構造に比し、検出値を補正する必要がなくなると共に全体的に小型化される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンパに作用した車両前後方向への荷重の検出結果に基づいて衝突状態をセンシングする衝突センシングシステムであって、
車体側部に車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のサイドメンバの長手方向の端部と、当該左右一対のサイドメンバの長手方向の端部間に掛け渡されるように車両幅方向を長手方向として配置されたバンパリインフォースメントとの間に、車両前後方向への作用荷重を検出する荷重検出手段をそれぞれ設置した、ことを特徴とする衝突センシングシステム。
【請求項２】
前記荷重検出手段は所定の厚さを有しており、
前記バンパリインフォースメントは、当該バンパリインフォースメントと前記サイドメンバの長手方向の端部との間に少なくとも前記荷重検出手段の厚さ以上の寸法の隙間を形成するための隙間形成手段を介して、左右一対のサイドメンバの長手方向の端部に組付けられている、ことを特徴とする請求項１記載の衝突センシングシステム。
【請求項３】
前記左右一対の荷重検出手段によって検出された荷重の合計の時間積分値が所定値以上となった場合に、特定の対象物と衝突したと判断する制御手段を備えている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の衝突センシングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンパに作用した車両前後方向への荷重の検出結果に基づいて衝突状態をセンシングする衝突センシングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
歩行者と衝突したか否かを検出するための衝突センシングシステムの先行技術としては、下記特許文献１に開示された技術がある。
【０００３】
簡単に説明すると、この公報に開示された歩行者保護用センサシステムでは、フードの後端側両サイドに配設された左右一対の跳ね上げ機構と、フロントアクスルに配設された車速センサと、任意箇所に配設されたコントローラと、フロントバンパの内部又は周辺部に車両幅方向に沿って配設された歩行者検知手段と、によって構成されている。歩行者検知手段は、車両前後方向の荷重量又は変位量に比例してコントローラに検出信号を出力するようになっている。
【０００４】
上記構成によれば、歩行者検知手段からコントローラに出力された検出信号及び車速センサからコントローラに出力された検出信号等に基づいて車両が歩行者に衝突したのか、それともそれ以外の電柱や立ち木等に衝突したのかを判別し、車両が歩行者に衝突したと判断された場合には、コントローラから跳ね上げ機構に駆動信号が出力され、フードの後端側が跳ね上げられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２８９９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記構成による場合、歩行者検知手段がフロントバンパのバンパリインフォースメントの前面に車両幅方向に沿って配設されるようになっているが、通常は車両デザイン等の関係でバンパリインフォースメントは平面視で所定の湾曲形状とされている。従って、歩行者検知手段もバンパリインフォースメントの湾曲形状に倣って湾曲した取付状態となるが、この場合同一物が衝突しても衝突部位によって異なる荷重が発生するため、車両前後方向の荷重を測定するには車両幅方向の各部位で検出値を補正しなければならず、構成が複雑化すると共にコストアップを招くという問題がある。
【０００７】
また、バンパリインフォースメントに沿って長尺状の歩行者検知手段を用いると、構造が大型化すると共に重量が増加するという問題も生じる。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、構造の簡素化及び低コスト化並びに小型軽量化を図ることができる衝突センシングシステムを得ることが目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明に係る衝突センシングシステムは、バンパに作用した車両前後方向への荷重の検出結果に基づいて衝突状態をセンシングする衝突センシングシステムであって、車体側部に車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のサイドメンバの長手方向の端部と、当該左右一対のサイドメンバの長手方向の端部間に掛け渡されるように車両幅方向を長手方向として配置されたバンパリインフォースメントとの間に、車両前後方向への作用荷重を検出する荷重検出手段をそれぞれ設置した、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の本発明に係る衝突センシングシステムは、請求項１記載の発明において、前記荷重検出手段は所定の厚さを有しており、前記バンパリインフォースメントは、当該バンパリインフォースメントと前記サイドメンバの長手方向の端部との間に少なくとも前記荷重検出手段の厚さ以上の寸法の隙間を形成するための隙間形成手段を介して、左右一対のサイドメンバの長手方向の端部に組付けられている、ことを特徴としている。
【００１１】
請求項３記載の本発明に係る衝突センシングシステムは、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記左右一対の荷重検出手段によって検出された荷重の合計の時間積分値が所定値以上となった場合に、特定の対象物と衝突したと判断する制御手段を備えている、ことを特徴としている。
【００１２】
請求項１記載の本発明によれば、車両が衝突（前面衝突又は後面衝突）すると、その際の衝突荷重はバンパに入力される。バンパのバンパリインフォースメントは左右一対のサイドメンバの長手方向の端部間に掛け渡されるように車両幅方向を長手方向として配置されているため、バンパに入力された荷重はバンパリインフォースメントを介して左右一対のサイドメンバに伝達される。
【００１３】
ここで、本発明では、左右一対のサイドメンバの長手方向の端部とバンパリインフォースメントとの間に、車両前後方向への作用荷重を検出する荷重検出手段をそれぞれ設置したので、それぞれの荷重検出手段による検出結果を利用すれば、バンパへの衝突部位の如何に拘わらず、バンパに入力された荷重に極めて近い荷重の計測が可能となる。従って、従来のように検出値を補正する必要が無くなり、その分、構成の簡素化及び低コスト化を図ることができる。
【００１４】
また、左右一対のサイドメンバの長手方向の端部とバンパリインフォースメントとの間に荷重検出手段がそれぞれ設置される構成であるため、長尺状の荷重検出手段を用いる場合に比し、小型軽量化を達成することができる。
【００１５】
請求項２記載の本発明によれば、荷重検出手段は所定の厚さを有しており、バンパリインフォースメントは、当該バンパリインフォースメントとサイドメンバの長手方向の端部との間に少なくとも荷重検出手段の厚さ以上の寸法の隙間を形成するための隙間形成手段を介して、左右一対のサイドメンバの長手方向の端部に組付けられるため、衝突以外の振動等により発生する荷重検出手段への入力を最小限に抑えることができる。
【００１６】
すなわち、一般に衝突荷重を測定する場合、受感部を境に前後で結合を切離して行うが、この方法を適用すると、荷重検出手段にバンパリインフォースメントの質量が絶えず負荷される。このため、悪路走行時等、車両上下方向へのＧが発生した際には、荷重検出手段にかなり大きな荷重が入力され、歩行者に衝突した場合とそうでない場合との判別が困難になることが予想される。
【００１７】
しかし、本発明のように、バンパリインフォースメントとサイドメンバの長手方向の端部との間に、少なくとも荷重検出手段の厚さ以上の隙間を形成する隙間形成手段を介在させることにより、バンパリインフォースメントの質量を荷重検出手段から除荷することができる。
【００１８】
請求項３記載の本発明によれば、左右一対の荷重検出手段によって検出された荷重の合計の時間積分値が所定値以上となった場合に、特定の対象物と衝突したと判断する制御手段を備えているため、時間積分値だけで所定の衝突をしたか否かを判断することができる。従って、従来のように検出値を補正する等の余分な演算をする必要がなくなり、簡単かつ正確に衝突判断を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９を用いて、本発明に係る衝突センシングシステムの実施形態について説明する。
【００２０】
図３には車両前部におけるフロントバンパ付近の分解斜視図が示されており、又図２にはフロントバンパの組付状態の縦断面図が示されている。これらの図に示されるように、フロントバンパ１０は、車両の前端部に配置されると共に平面視で略コ字状に形成されたフロントバンパカバー１２と、このフロントバンパカバー１２の内側に車両幅方向を長手方向として配置された長尺状のフロントバンパリインフォースメント１４と、フロントバンパカバー１２とフロントバンパリインフォースメント１４との間に介在されかつ車両幅方向を長手方向として配置された長尺状のエネルギーアブソーバ１６と、によって構成されている。
【００２１】
なお、フロントバンパカバー１２の主部は平面視で略凸湾曲形状に形成されており、これに倣ってフロントバンパリインフォースメント１４及びエネルギーアブソーバ１６も平面視で略凸湾曲形状に形成されている。またフロントバンパリインフォースメント１４は、金属製とされ所定の強度を備えている。一方、エネルギーアブソーバ１６はＰＰ発泡ビーズ等による所定硬度の樹脂製とされている。
【００２２】
図２に示されるように、上述した車両前部の両サイドには、車両前後方向を長手方向として左右一対のフロントサイドメンバ１８が平行に配置されている。これらのフロントサイドメンバ１８の前端部間を掛け渡すように、上述した長尺状のフロントバンパリインフォースメント１４が配置されている。さらに、これら左右一対のフロントサイドメンバ１８の先端部とフロントバンパリインフォースメント１４の長手方向の両端部付近との間には、「荷重検出手段」としての荷重計２０がそれぞれ配設されている。
【００２３】
詳細には図１に示されるように、フロントサイドメンバ１８の前端部には、断面コ字状のプレート２２が固定（溶接）されている。このプレート２２の上部及び下部には、所定径寸法のボルト挿通孔２４がそれぞれ形成されている。さらに、プレート２２における上下のボルト挿通孔２４の中間位置には、位置決め用のピン２６が車両前方側へ突出するように予め固着されている。
【００２４】
一方、プレート２２の車両前方側には、後述する荷重計２０の厚さと同程度の間隙寸法の隙間２８をあけてフロントバンパリインフォースメント１４の後壁部１４Ａが配置されている。そして、これらのプレート２２と後壁部１４Ａとの間の隙間２８に所定厚さの荷重計２０が挟持された状態で配置されている。
【００２５】
上記フロントバンパリインフォースメント１４の後壁部１４Ａには、上下のボルト挿通孔２４に対して同軸上となる位置に上下一対の貫通孔３０がそれぞれ形成されている。同様に、荷重計２０の上部及び下部にも、ボルト挿通孔２４と重なるように上下一対の貫通孔３２がそれぞれ形成されている。これらの貫通孔３０、３２の内径寸法はプレート２２のボルト挿通孔２４の内径寸法よりも若干大きく設定されており、「隙間形成手段」としての円筒状のスペーサ３４が挿入されている。スペーサ３４の軸長は、フロントバンパリインフォースメント１４の後壁部１４Ａの板厚と荷重計２０の厚さとの合計寸法に一致するか、それよりも僅かに長くなるように設定されている。
【００２６】
そして、上記スペーサ３４内へフロントバンパリインフォースメント１４側からボルト３６が挿入されて、プレート２２の裏面に予め固着されたウエルドナット３８に螺合されることにより、プレート２２とフロントバンパリインフォースメント１４の後壁部１４Ａとの間に荷重計２０が挟持された状態で、フロントバンパリインフォースメント１４が左右一対のフロントサイドメンバ１８の前端部同士に組付けられている。
【００２７】
図４には、上述した荷重計２０を用いた衝突センシングシステム４０の概略構成が示されている。この図に示されるように、フロントバンパ１０内（フロントバンパリインフォースメント１４よりも前側）には、その長手方向に沿って帯状のフロントバンパタッチセンサ４２が配設されている。さらに、左右の前輪４４のアクスル部付近には車速センサ４６がそれぞれ設定されている。また、フード４８の後端側の両サイド下方には、左右一対の歩行者保護用アクティブデバイス（フードリフトアップ装置）５０が配設されている。さらに、左右一対の荷重計２０、フロントバンパタッチセンサ４２、車速センサ４６、歩行者保護用アクティブデバイス５０は、車両の任意箇所に配設された「制御手段」としての専用ＥＣＵ５２に接続されている。
【００２８】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２９】
図５に示されるメインルーチンにしたがって衝突センシングシステム４０の作動を概説する。
【００３０】
ステップ１００で、車両の衝突が発生すると、各種センサからそのときの状況を示す信号が専用ＥＣＵ５２に入力される。本実施形態では、三つのデータが使用される。
【００３１】
まず、ステップ１０２で、メインセンサである左右一対の荷重計２０の各検出値から車両が歩行者に衝突したか否かが判断される。具体的には、左右一対の荷重計２０によって衝突時の車両前後方向への作用荷重がそれぞれ検出され、別個に専用ＥＣＵ５２へ出力される。専用ＥＣＵ５２では、左右一対の荷重計２０からそれぞれ入力された検出信号に基づいて、フロントサイドメンバ１８への合計の作用荷重が演算される。このときの演算には、時間積分値〔力積；∫（合計荷重）ｄｔ〕が用いられる。そして、その演算結果（左右合計荷重の時間積分値）が予め設定した所定のスレショルド以上であるか否かが判断される。
【００３２】
上記と並行して、ステップ１０４で、車速センサ４６からの検出信号が専用ＥＣＵ５２に入力され、衝突時の車速が予め設定した所定速度以上であるか否かが判断される。
【００３３】
さらに、ステップ１０６で、フロントバンパタッチセンサ４２からの検出信号が専用ＥＣＵ５２に入力され、フロントバンパタッチセンサ４２がＯＮされたか否かが判断される。
【００３４】
次に、ステップ１０８において、専用ＥＣＵ５２によって上記三つの判断がいずれも肯定されたか否かが判断される。すなわち、フロントサイドメンバ１８への合計作用荷重の時間積分値が所定のスレショルド以上であり、かつ衝突時の車速が所定速度以上であり、更にフロントバンパタッチセンサ４２がＯＮされたかどうかが判断される。三つの条件がすべて満足された場合には、ステップ１１０に移行し、専用ＥＣＵ５２によって歩行者保護用アクティブデバイス５０が作動される。
【００３５】
概要としては上記のように処理される訳であるが、重要なのはステップ１０２のフロントサイドメンバ１８への合計荷重の時間積分値が所定のスレショルド以上であるか否かという判断であり、残りのステップ１０４の車速センサ４６（による検出データ）並びにステップ１０６のフロントバンパタッチセンサ４２（によるＯＮ・ＯＦＦデータ）は、セーフティセンサとしての意義を有する。つまり、左右一対の荷重計２０による検出値だけでも車両が歩行者と衝突したことは検出できるのであるが、フロントバンパタッチセンサ４２を設けることで、車両が何らかの対象物に実際に衝突したのか否かをＯＮ・ＯＦＦ信号によってダイレクトに検出している。
【００３６】
また、上記の検出ステップの内容は、必要に応じて適宜修正される。例えば、ステップ１０４では、単純に車速センサ４６によって検出された車速が設定速度以上であるか否かを判断しているが、ステップ１０２で検出された合計荷重の時間積分値を車速センサ４６で検出された自車速度で除して有効マス（ｋｇ）を求めて衝突の種類を判断（衝突対象を特定）してもよい。或いは、車速センサ４６で検出された自車速度によってステップ１０２で使うスレショルドの値を可変にして衝突の種類を判断してもよい。
【００３７】
以上が本実施形態に係る衝突センシングシステム４０のメインルーチンの概要であるが、次に本実施形態の荷重計２０の設置の仕方・構造による特有の作用・効果について言及することにする。
【００３８】
本実施形態に係る衝突センシングシステム４０では、左右一対のフロントサイドメンバ１８の前端部とフロントバンパリインフォースメント１４との間に、車両前後方向への作用荷重を検出する荷重計２０をそれぞれ設置したので、それぞれの荷重計２０による検出結果を利用すれば、フロントバンパ１０への衝突部位の如何に拘わらず、フロントバンパ１０に入力された荷重に極めて近い荷重の計測が可能となる。従って、従来のように検出値を補正する必要が無くなり、その分、構成の簡素化及び低コスト化を図ることができる。
【００３９】
さらに、左右一対のフロントサイドメンバ１８の前端部とフロントバンパリインフォースメント１４との間に荷重計２０がそれぞれ設置される構成であるため、従来技術のような長尺状の荷重検出手段を用いる場合に比し、小型軽量化を達成することができる。
【００４０】
総じて言えば、本実施形態に係る衝突センシングシステム４０によれば、構造の簡素化及び低コスト化並びに小型軽量化を同時に達成することができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る衝突センシングシステム４０では、荷重計２０が所定の厚さを有した板状に構成されており、当該荷重計２０はフロントバンパリインフォースメント１４とフロントサイドメンバ１８の前端部との間に少なくとも荷重計２０の厚さ以上の寸法の隙間２８を形成するための円筒状のスペーサ３４を介して左右一対のフロントサイドメンバ１８の前端部に組付けられるため、衝突以外の振動等により発生する荷重計２０への入力を最小限に抑えることができる。
【００４２】
すなわち、一般に衝突荷重を測定する場合、受感部を境に前後で結合を切離して行うが、この方法を適用すると、荷重計にフロントバンパリインフォースメントの質量が絶えず負荷される。このため、悪路走行時等、車両上下方向へのＧが発生した際には、荷重計にかなり大きな荷重が入力され、歩行者と衝突した場合とそうでない場合との判別が困難になることが予想される。
【００４３】
しかし、本実施形態のように、フロントバンパリインフォースメント１４とフロントサイドメンバ１８の前端部との間に、少なくとも荷重計２０の厚さ以上の隙間２８を形成するスペーサ３４を介在させることにより、フロントバンパリインフォースメント１４の質量を荷重計から除荷することができる。その結果、本実施形態によれば、衝突以外の振動等により発生する荷重検出手段への入力を最小限に抑えることができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る衝突センシングシステム４０によれば、セーフティセンサも組み合わせているが、基本的には左右一対の荷重計２０によって検出された合計荷重の時間積分値が所定値以上となった場合に、歩行者と衝突したと判断するシステム構成を採用しているため、時間積分値だけで歩行者と衝突したか否かを判断することができる。従って、従来のように検出値を補正する等の余分な演算をする必要がなくなり、簡単に衝突判断を行うことができる。その結果、本実施形態によれば、より一層構造の簡素化（システムの簡素化）及び低コスト化並びに小型軽量化を図ることができる。
【００４５】
なお、上述した本実施形態では、歩行者保護用アクティブデバイス５０としてフードリフトアップ装置を挙げて説明したが、これに限らず、衝突時にフードの上面側にバッグを展開させるフードエアバッグや、衝突時にフロントバンパの前面側にバッグを展開させるバンパエアバッグ等であってもよし、これらを適宜組み合わせて適用してもよい。
【００４６】
また、上述した本実施形態では、隙間形成手段として円筒状のスペーサ３４を用いたが、これに限らず、種々の構成を採ることができる。
【００４７】
例えば、図６に示されるように、スペーサ３４の外周部に略円筒形状のブッシュ６０を介装させてもよい。この場合、ブッシュ６０を介装させることにより、ボルト３６の締結力がブッシュ６０の鍔部６０Ａに及ぶので、フロントバンパリインフォースメント１４のガタツキ防止を図ることができると共に、荷重計２０の車両前後方向への動きがスムーズになるという利点がある。
【００４８】
また、図７に示されるように、スペーサ３４やブッシュ６０を用いる替わりに段付きボルト６４を用いてもよい。この場合、スペーサ３４やブッシュ６０を用いない分、部品点数及び組付工数の削減ひいてはコスト削減を図ることができる。
【００４９】
さらに、図８及び図９に示されるように、光ファイバを利用した「荷重検出手段」としての荷重計７０をフロントサイドメンバ１８の前端部とフロントバンパリインフォースメント１４との間に配置してもよい。図９に示される如く、この光ファイバを利用した荷重計７０は、発光及び受光部７２と、光ファイバによって構成された受感部７４とによって構成されており、発光部から投光された光が受感部７４内を通って受光部に受光された光量の変化によって荷重をセンシングするようになっている。
【００５０】
また、荷重計２０、フロントバンパタッチセンサ４２、車速センサ４６に加えて、赤外線レーダやカメラ（画像センサ）等を設置し、人間とそれ以外とを衝突前に識別する別のセーフティングセンサを付加してもよい。この場合、画像等の情報によって衝突対象が明らかに歩行者でなかった場合には、歩行者保護用アクティブデバイス５０を作動させない制御となる。
【００５１】
さらに、上述した本実施形態では、フロントバンパ１０に対して本発明を適用したが、これに限らず、リヤバンパに本発明を適用しても差し支えない。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の衝突センシングシステムは、車体側部に車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のサイドメンバの長手方向の端部と、当該左右一対のサイドメンバの長手方向の端部間に掛け渡されるように車両幅方向を長手方向として配置されたバンパリインフォースメントとの間に、車両前後方向への作用荷重を検出する荷重検出手段をそれぞれ設置したので、検出値を補正する必要がなくなると共に荷重検出手段自体も長尺物とする必要がなくなり、その結果、構造の簡素化及び低コスト化並びに小型軽量化を図ることができるという優れた効果を有する。
【００５３】
請求項２記載の本発明に係る衝突センシングシステムは、請求項１記載の発明において、荷重検出手段は所定の厚さを有しており、バンパリインフォースメントは、当該バンパリインフォースメントとサイドメンバの長手方向の端部との間に少なくとも荷重検出手段の厚さ以上の寸法の隙間を形成するための隙間形成手段を介して、左右一対のサイドメンバの長手方向の端部に組付けられるため、バンパリインフォースメントの質量を荷重検出手段から除荷することができ、その結果、衝突以外の振動等により発生する荷重検出手段への入力を最小限に抑えることができるという優れた効果を有する。
【００５４】
請求項３記載の本発明に係る衝突センシングシステムは、左右一対の荷重検出手段によって検出された荷重の合計の時間積分値が所定値以上となった場合に、特定の対象物と衝突したと判断する制御手段を備えているため、従来のように検出値を補正する必要がなくなり、その結果、より一層構造の簡素化（システムの簡素化）及び低コスト化並びに小型軽量化を図ることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る衝突センシングシステムにおける荷重計の取付状態を車両側方から見て示す縦断面図である。
【図２】フロントバンパの取付状態を車両側方から見て示す縦断面図である。
【図３】フロントバンパ付近を分解して示す車両前部の概略斜視図である。
【図４】本実施形態に係る衝突センシングシステムの全体構成を概略的に示す車両の外観斜視図である。
【図５】本実施形態に係る衝突センシングシステムのメインルーチンを概説するためのフローチャートである。
【図６】スペーサの他にブッシュを用いた実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図７】スペーサ及びブッシュに替えて段付きボルトを用いた実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図８】光ファイバ形式の荷重計を用いた実施形態を示す取付状態の概略斜視図である。
【図９】光ファイバ形式の荷重計の概略斜視図である。
【符号の説明】
１０      フロントバンパ
１４      フロントバンパリインフォースメント
１８      フロントサイドメンバ
２０      荷重計（荷重検出手段）
２８      隙間
３４      スペーサ（隙間形成手段）
４０      衝突センシングシステム
５２      専用ＥＣＵ（制御手段）
６０      ブッシュ（隙間形成手段）
６４      段付きボルト（隙間形成手段）
７０      荷重計（荷重検出手段）
【図１】
2005053273.tif 000003
【図２】
2005053273.tif 000004
【図３】
2005053273.tif 000005
【図４】
2005053273.tif 000006
【図５】
2005053273.tif 000007
【図６】
2005053273.tif 000008
【図７】
2005053273.tif 000009
【図８】
2005053273.tif 000010
【図９】
2005053273.tif 000011