特許 7574781 車両用衝突検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-21

(45)【発行日】2024-10-29

(54)【発明の名称】車両用衝突検知装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/0136 20060101AFI20241022BHJP

   B60R 21/00 20060101ALI20241022BHJP

   B60R 19/48 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

B60R21/0136 320

B60R21/00 310A

B60R21/00 310H

B60R19/48 G

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2021178328

(22)【出願日】2021-10-29

(65)【公開番号】P2023067257

(43)【公開日】2023-05-16

【審査請求日】2024-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】萩原 久史

【審査官】田邉 学

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３７５３５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－００７０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１６８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６８９０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ ２１／０１３６

Ｂ６０Ｒ ２１／００

Ｂ６０Ｒ １９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両のバンパ内のうちバンパリンフォースの前面に配設され、内部にチャンバ空間が形成されたチャンバ部材と、
前記チャンバ空間内の圧力変化を検出可能な圧力センサと、
前記圧力センサによって検出された前記圧力変化が設定された圧力閾値を超える場合に、前記バンパと物体との衝突を検知する衝突検知部と、
前記車両の車高を検出する車高センサから得られた車高に関連する物理量が所定の高さ閾値未満である場合に、前記所定の高さ閾値以上である場合に比して前記圧力閾値を小さくする圧力閾値変更部と、
を含む車両用衝突検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は車両用衝突検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両バンパ内でバンパリンフォースの前面に配設され且つチャンバ空間が内部に形成されたチャンバ部材を含み、チャンバ空間内の圧力変化を圧力センサによって検出する車両用衝突検知装置が記載されている。チャンバ部材は、車両バンパへ衝突が発生した場合に、衝突物とバンパリンフォースとの間で圧縮変形する変形部と、変形部と共にチャンバ空間を一体的に形成し且つ衝突物とバンパリンフォースとの間で圧縮変形しない非変形部とが、それぞれ車両幅方向に沿って形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１１５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術は、車両の車高が低くなった場合に、バンパと物体との衝突における高さ位置が低くなるために、衝突時に物体に作用する回転モーメントの影響で、圧力センサの検出値が通常時に比して小さくなり、衝突を精度良く検知できなくなる虞があった。

【0005】

本開示は上記事実を考慮して成されたもので、車両の車高が低い状態においても衝突を精度良く検知できる車両用衝突検知装置を得ることが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様に係る車両用衝突検知装置は、車両のバンパ内のうちバンパリンフォースの前面に配設され、内部にチャンバ空間が形成されたチャンバ部材と、前記チャンバ空間内の圧力変化を検出可能な圧力センサと、前記圧力センサによって検出された前記圧力変化が設定された圧力閾値を超える場合に、前記バンパと物体との衝突を検知する衝突検知部と、前記車両の車高を検出する車高センサから得られた車高に関連する物理量が所定の高さ閾値未満である場合に、前記所定の高さ閾値以上である場合に比して前記圧力閾値を小さくする圧力閾値変更部と、を含んでいる。

【0007】

第１の態様では、チャンバ部材の内部に形成されたチャンバ空間内の圧力変化を検出可能な圧力センサによる検出結果が設定された圧力閾値を超える場合に、バンパと物体との衝突を検知する。そして、車両の車高を検出する車高センサから得られた車高に関連する物理量が所定の高さ閾値未満である場合に、前記所定の高さ閾値以上である場合に比して圧力閾値を小さくする。これにより、車両の車高が低い状態、すなわち物体との衝突時に発生する圧力が低い状態においても、衝突を精度良く検知することが可能となる。

【発明の効果】

【0008】

本開示は、車両の車高が低い状態においても衝突を精度良く検知できる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る車載システムを示す概略ブロック図である。

【図2】圧力チューブセンサの概略構成を示す斜視図である。

【図3】車両のバンパの断面図である。

【図4】（Ａ）は通常時、（Ｂ）は物体衝突時におけるバンパ内の状態を各々示す概略図である。

【図5】ポップアップフード装置が作動した状態を示す斜視図である。

【図6】ポップアップフード制御ＥＣＵの機能ブロック図である。

【図7】フロントおよびリアの車高センサを示す概略図である。

【図8】（Ａ）は通常車高時、（Ｂ）は低車高時における、６歳児模擬ダミーを用いた衝突実験の結果を各々示すイメージ図である。

【図9】ポップアップフード制御ＥＣＵにより実行されるポップアップフード制御処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本開示の実施形態の一例を詳細に説明する。図１には車載システム１０が示されている。車載システム１０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの規格に準拠したシステムバス１２に、ポップアップフード制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１４、ランプ制御ＥＣＵ６０および車速センサ７２などが互いに通信可能に接続されている。ポップアップフード制御ＥＣＵ１４には圧力チューブセンサ３２およびポップアップフード装置５０が接続されている。

【0011】

図２に示すように、圧力チューブセンサ３２は、中空で内部にチャンバ空間が形成されたチューブ３４と、チューブ３４の両端に各々接続されチューブ３４のチャンバ空間内の圧力変化を検出可能な一対の圧力センサ３６と、を含んでいる。圧力センサ３６は、チャンバ空間内の圧力変化の検出結果をポップアップフード制御ＥＣＵ１４へ出力する。なお、チューブ３４は本開示におけるチャンバ部材の一例であり、圧力センサ３６は本開示における圧力センサの一例である。

【0012】

図３に示すように、チューブ３４は、車両４０（図５，７参照）のバンパ４２内に設けられたバンパリンフォース４４の前面に、長手方向が車両幅方向に沿うように配設されている。バンパカバー４６とバンパリンフォース４４との間には、フォーム材から成り、車両４０のバンパ４２と人体との衝突時に人体の脚部を保護するためのバンパアブソーバ４８が設けられている。バンパアブソーバ４８は、バンパリンフォース４４と対向する面に、車両幅方向に沿って溝部４８Ａが形成されており（図４（Ａ）も参照）、チューブ３４はこの溝部４８Ａ内に収容されている。

【0013】

バンパ４２は、人体などとの衝突時に、図４（Ｂ）に示すように、車両前方からの荷重によってバンパアブソーバ４８が車両前後方向に圧縮され、これに伴い溝部４８Ａの深さが小さくなることでチューブ３４が圧縮変形される。そして、チューブ３４が圧縮変形されることで、チューブ３４のチャンバ空間内の圧力が増加し、チャンバ空間内の圧力の変化が圧力センサ３６によって検出される。

【0014】

ポップアップフード装置５０は、図５に示すように、車両４０のエンジンフード５２の前端部付近を上方へ持ち上げることが可能な第１のアクチュエータ５４と、エンジンフード５２の後端部付近を上方へ持ち上げることが可能な第２のアクチュエータ５６と、を含んでいる。ポップアップフード制御ＥＣＵ１４は、圧力センサ３６によって検出された圧力変化に基づき、車両４０のバンパ４２が人体に衝突したと判定した場合にポップアップフード装置５０を作動させる。これにより、車両４０のバンパ４２に衝突した人体の頭部がエンジンフード５２にぶつかることによる頭部の傷害値が低減される。

【0015】

なお、図５において、符号「５８」は歩行者保護エアバッグである。歩行者保護エアバッグ５８も、車両４０のバンパ４２が歩行者などに衝突したと判定した場合に展開され、歩行者の保護に供せられるが、本明細書では詳細な説明は省略する。

【0016】

ポップアップフード制御ＥＣＵ１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６と、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ１８と、を含んでいる。また、ポップアップフード制御ＥＣＵ１４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの不揮発性の記憶部２０と、車載システム１０のランプ制御ＥＣＵ６０などとの通信を司る通信部２２と、を含んでいる。ＣＰＵ１６、メモリ１８、記憶部２０および通信部２２は内部バス２４を介して互いに通信可能に接続されている。

【0017】

記憶部２０にはポップアップフード制御プログラム２６が予め記憶されている。ポップアップフード制御ＥＣＵ１４は、ポップアップフード制御プログラム２６が記憶部２０から読み出されてメモリ１８に展開され、メモリ１８に展開されたポップアップフード制御プログラム２６がＣＰＵ１６によって実行されることで、図６に示す衝突検知部２８および圧力閾値変更部３０として機能する。

【0018】

衝突検知部２８は、圧力センサ３６による検出結果（チャンバ空間内の圧力変化ΔＰ）が設定された圧力閾値Ｐthを超える場合に、バンパ４２と物体との衝突を検知する。また、圧力閾値変更部３０は、車両４０の車高を検出する車高センサ６２、６４（後述）から得られた車高に関連する物理量（圧力チューブセンサ３２の高さ位置Ｈ）が所定の高さ閾値未満Ｈthである場合に、所定の高さ閾値以上である場合に比して圧力閾値Ｐthを小さくする。

【0019】

ランプ制御ＥＣＵ６０は、フロント車高センサ６２、リア車高センサ６４およびランプユニット６６が各々接続されている。図７に示すように、フロント車高センサ６２は車両４０のフロントサスペンション６８に連結されており、車両４０のフロント側の車高を検出する。また、リア車高センサ６４は車両４０のリアサスペンション７０に連結されており、車両４０のリア側の車高を検出する。フロント車高センサ６２およびリア車高センサ６４は本開示における車高センサの一例である。

【0020】

ランプ制御ＥＣＵ６０は、ポップアップフード制御ＥＣＵ１４と同様に、ＣＰＵ、メモリ、記憶部および通信部を含んでいる（図示省略）。ランプ制御ＥＣＵ６０は、フロント車高センサ６２によって検出された車両のフロント側の車高検出値と、リア車高センサ６４によって検出された車両のリア側の車高検出値と、に基づいて、ランプユニット６６から射出される光の光軸の俯角を算出する。ランプユニット６６は射出光の光軸の俯角を外部から変更可能とされており、ランプ制御ＥＣＵ６０は、算出した俯角が所定の範囲内に入るようにランプユニット６６を制御する。

【0021】

次に本実施形態の作用を説明する。車高が低下するようにサスペンションを改造した車両４０では、車高に関して無改造の車両４０と比較して、バンパリンフォース４４およびチューブ３４（圧力チューブセンサ３２）の高さ位置が低くなる。これにより、車高が低下するようにサスペンションを改造した車両４０では、バンパ４２と物体との衝突の高さ位置が低くなるために、特に、重心位置の低い子供などと車両４０が衝突した場合に、図８（Ｂ）を図８（Ａ）と比較しても明らかなように、衝突時に人体に回転モーメントが作用する。そして、この影響で、圧力センサ３６の検出値が通常時に比して小さくなり、衝突を精度良く検知できなくなる虞がある。

【0022】

これに対し、本実施形態に係るポップアップフード制御ＥＣＵ１４は、車両のイグニッションスイッチがオンの間、図９に示すポップアップフード制御処理を実行することで、車両の車高が低い状態、すなわち物体との衝突時に発生する圧力が低い状態においても、バンパ４２と物体との衝突の精度良く検知することを可能としている。

【0023】

すなわち、ステップ１００において、圧力閾値変更部３０は、車速センサ７２から車両４０の現在の車速Ｖを取得する。ステップ１０２において、圧力閾値変更部３０は、ステップ１００で取得した車両４０の現在の車速Ｖが所定値（一例としては３ｋｍ／ｈ）以下か否かに基づいて、車両４０が現在停車中か否か判定する。ステップ１０２の判定が否定された場合はステップ１００に戻り、ステップ１０２の判定が肯定される迄、ステップ１００、１０２を繰り返す。

【0024】

ステップ１０２の判定が肯定された場合はステップ１０４へ移行する。ステップ１０４において、圧力閾値変更部３０は、車高センサ６２、６４によって検出された車高検出値を、ランプ制御ＥＣＵ６０からシステムバス１２を経由して取得する。ステップ１０６において、圧力閾値変更部３０は、ステップ１０４で取得した車高検出値から圧力チューブセンサ３２の高さ位置Ｈ（図７参照）を演算する。

【0025】

ステップ１０８において、圧力閾値変更部３０は、圧力チューブセンサ３２の高さ位置Ｈが、予め設定された高さ閾値Ｈth以上か否か判定する。ステップ１０８の判定が肯定された場合、車両４０は車高に関して改造されていないと判断できる。このため、ステップ１０８の判定が肯定された場合はステップ１１０へ移行し、ステップ１１０において、圧力閾値変更部３０は、圧力閾値Ｐthに通常車高用の圧力閾値Ｐ1を設定する。

【0026】

また、ステップ１０８の判定が否定された場合、車両４０は車高が低下するようにサスペンションが改造されていると判断できる。このため、ステップ１０８の判定が否定された場合はステップ１１２へ移行し、ステップ１１２において、圧力閾値変更部３０は、圧力閾値Ｐthに低車高用の圧力閾値Ｐ2を設定する。なお、低車高用の圧力閾値Ｐ2は、通常車高用の圧力閾値Ｐ1よりも小さい値である。

【0027】

ステップ１１０またはステップ１１２で圧力閾値Ｐthを設定するとステップ１１４へ移行する。ステップ１１４において、衝突検知部２８は、圧力センサ３６によって検出された圧力変化ΔＰを取得する。ステップ１１６において、衝突検知部２８は、ステップ１１４で取得した圧力変化ΔＰが、ステップ１１０またはステップ１１２で設定した圧力閾値Ｐthよりも大きいか否か判定する。

【0028】

ステップ１１６の判定が否定された場合、車両４０のバンパ４２が物体と衝突していないと判断できるので、ステップ１１４に戻り、ステップ１１６の判定が肯定される迄、ステップ１１４、１１６を繰り返す。

【0029】

また、ステップ１１６の判定が肯定された場合、車両４０のバンパ４２が物体と衝突したと判断できるので、ステップ１１８へ移行する。ステップ１１８において、衝突検知部２８は、ポップアップフード装置５０を作動させる。これにより、車両４０のエンジンフード５２の前端部付近が第１のアクチュエータ５４によって上方へ持ち上げられると共に、エンジンフード５２の後端部付近が第２のアクチュエータ５６によって上方へ持ち上げられる。従って、車両４０のバンパ４２に衝突した人体の頭部がエンジンフード５２にぶつかることによる頭部の傷害値が低減される。

【0030】

以上説明したように、本実施形態において、圧力チューブセンサ３２のチューブ３４は、車両４０のバンパ４２内のうちバンパリンフォース４４の前面に配設され、内部にチャンバ空間が形成されている。また、圧力センサ３６は、チューブ３４のチャンバ空間内の圧力変化を検出可能とされている。また、衝突検知部２８は、圧力センサ３６による検出結果（圧力変化ΔＰ）が設定された圧力閾値Ｐthを超える場合に、バンパ４２と物体との衝突を検知する。そして圧力閾値変更部３０は、車両４０の車高を検出する車高センサ６２、６４から得られた車高に関連する物理量（圧力チューブセンサ３２の高さ位置Ｈ）が所定の高さ閾値Ｈth未満である場合に、所定の高さ閾値Ｈth以上である場合に比して圧力閾値Ｐthを小さくする。これにより、車両４０の車高が低い状態、すなわち物体との衝突時に発生する圧力が低い状態においても、バンパ４２と物体との衝突を精度良く検知することが可能となる。

【0031】

なお、上記の実施形態では、歩行者保護エアバッグ５８の作動制御について特に説明していないが、バンパ４２と物体との衝突を検知してポップアップフード装置５０を作動させる際に、歩行者保護エアバッグ５８も展開させるようにしてもよい。

【0032】

また、上記の実施形態では、圧力チューブセンサ３２の高さ位置Ｈを算出し、圧力チューブセンサ３２の高さ位置Ｈが予め設定された高さ閾値Ｈth以上か否かに応じて、圧力閾値Ｐthを切り替える態様を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、車高に関する物理量として、圧力チューブセンサ３２の高さ位置Ｈに代えて、エンジンフード５２の前端部の高さ位置などを用いてもよい。

【0033】

また、上記ではポップアップフード制御プログラム２６が記憶部２０に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、ポップアップフード制御プログラム２６は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＤＶＤ等の非一時的記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。

【符号の説明】

【0034】

１０ 車載システム
１４ ポップアップフード制御ＥＣＵ
２８ 衝突検知部
３０ 圧力閾値変更部
３２ 圧力チューブセンサ
３４ チューブ（チャンバ部材）
３６ 圧力センサ
４２ バンパ
４４ バンパリンフォース
４８ バンパアブソーバ
５０ ポップアップフード装置
６２ フロント車高センサ
６４ リア車高センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】