衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置
【課題】圧力センサのダイナミックレンジを拡大した自動車用バンパ装置の提供。
【解決手段】本発明の衝突検知装置１４を備えた自動車用バンパ装置１０は、バンパリインホースメント１２とバンパカバー１３との間に配置されたバンパアブソーバ１１と、バンパアブソーバ１１の上側に配置された圧力チャンバ１４Ａおよび該圧力チャンバに接続された圧力センサ１４Ｂとを有する衝突検知装置１４と、を備えている。バンパアブソーバ１１内には車両幅方向に延びるダイラタント特性を有するシート状部材２０が配置されている。ダイラタント特性シート状部材２０はバンパアブソーバ１１内で圧力チャンバ１４Ａ側に寄せて配置されている。この構造によって、圧力センサ１４Ｂのダイナミックレンジがアブソーバのみの場合のＬｃからＬｐに拡大され、車両衝突か否かが早いタイミングで判定できる。
【解決手段】本発明の衝突検知装置１４を備えた自動車用バンパ装置１０は、バンパリインホースメント１２とバンパカバー１３との間に配置されたバンパアブソーバ１１と、バンパアブソーバ１１の上側に配置された圧力チャンバ１４Ａおよび該圧力チャンバに接続された圧力センサ１４Ｂとを有する衝突検知装置１４と、を備えている。バンパアブソーバ１１内には車両幅方向に延びるダイラタント特性を有するシート状部材２０が配置されている。ダイラタント特性シート状部材２０はバンパアブソーバ１１内で圧力チャンバ１４Ａ側に寄せて配置されている。この構造によって、圧力センサ１４Ｂのダイナミックレンジがアブソーバのみの場合のＬｃからＬｐに拡大され、車両衝突か否かが早いタイミングで判定できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置（以下、単に、「自動車用バンパ装置」ともいう）に関し、とくに歩行者衝突と車両衝突との識別が可能な自動車用バンパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、バンパリインホースメントとバンパカバーとの間に配置されたバンパアブソーバと、バンパアブソーバの上方に隣接して配置された圧力チャンバおよび圧力チャンバの圧力変化を検出する圧力センサを有する衝突検知装置と、を有する自動車用フロントバンパ装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０１８７３４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に開示の自動車用バンパ装置にはつぎの課題がある。
すなわち、歩行者衝突検知用の圧力センサにおいて衝突荷重検知用閾値が歩行者検知用のみに設定されており、圧力センサの識別可能荷重範囲（以下、「ダイナミックレンジ」という）が狭いので圧力センサのダイナミックレンジに歩行者検知用閾値に加えて車両衝突検知用閾値を設定するのが困難である。圧力センサが衝突を検知すると、車両衝突であろうが歩行者衝突であろうが歩行者保護デバイスを作動させている。そのため、実際は車両衝突であって歩行者保護デバイスを作動させる必要がない場合でも歩行者保護デバイス、たとえば歩行者保護用エアバッグやポップアップフードを不要に作動させている。
【０００５】
本発明の目的は、圧力センサのダイナミックレンジを拡大した自動車用バンパ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明はつぎのとおりである。
（１） 本発明の衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置は、バンパリインホースメントとバンパカバーとの間に配置されたバンパアブソーバと、バンパアブソーバの上側に配置された圧力チャンバおよび該圧力チャンバに接続された圧力センサとを有する衝突検知装置と、を備えている。バンパアブソーバ内には車両幅方向に延びるダイラタント特性を有するシート状部材が配置されている。
【０００７】
（２） 上記（１）の自動車用バンパ装置において、圧力センサが歩行者衝突を判定する第１の荷重閾値と第１の荷重閾値より大きい車両衝突を判定する第２の荷重閾値を有し、第２の荷重閾値が、圧力センサのダイナミックレンジのうちバンパアブソーバ内にダイラタント特性シート状部材を配置したことにより拡大された部分に設定されている。
【０００８】
（３） 上記（１）または（２）の自動車用バンパ装置において、ダイラタント特性シート状部材はバンパアブソーバ内で圧力チャンバ側に寄せて配置されている。
【０００９】
（４） 上記（１）〜（３）の何れか１つの自動車用バンパ装置において、ダイラタント特性シート状部材は車両前後方向に互いに間隔をもたせて複数段配置されており、前側のダイラタント特性シート状部材の上下方向幅はそれより後側のダイラタント特性シート状部材の上下方向幅以下であり、正面視で前側のダイラタント特性シート状部材はそれより後側のダイラタント特性シート状部材にオーバラップしている。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）の自動車用バンパ装置によればつぎの効果が得られる。
衝突検知装置が圧力チャンバと圧力センサを含み、バンパアブソーバ内には車両幅方向に延びるダイラタント特性シート状部材が配置されているので、歩行者または相手車両との高速衝突時にはアブソーバ変形の影響がダイラタント特性シート状部材に及んだ時にそのダイラタント特性シート状部材が瞬時に硬化する。その結果、図３の荷重対チャンバ圧力および荷重対アブソーバ変形で、アブソーバ変形Ｄが第１屈曲点ａ以上の変形領域、すなわちチャンバ圧力が第１屈曲点ａ以上の圧力領域では、荷重対チャンバ圧力特性Ａがダイラタント特性シート状部材が無いアブソーバのみの場合の荷重対チャンバ圧力特性Ｒに比べて大きな勾配をもって立ち上がる。これによって、圧力センサのダイナミックレンジが特性Ｒの場合のＬｃから特性Ａの場合のＬｐに拡大される。
また、大きな勾配の荷重対チャンバ圧力特性Ａにより、アブソーバのみの場合の荷重対チャンバ圧力特性Ｒよりもチャンバ圧力が小さいタイミングで同じ荷重閾値（Ｌ１またはＬ２）に達することができ、したがって衝突時の早いタイミング（Ｐ１またはＰ２）で、歩行者衝突のセンシング、および歩行者衝突か車両衝突かの判定が可能となる。
【００１１】
上記（２）の自動車用バンパ装置によれば、圧力センサが車両衝突を判定する第２の荷重閾値（Ｌ２）を有し、第２の荷重閾値がダイラタント特性シート状部材の設置により拡大されたダイナミックレンジ部分（ＬｐがＬｃより大の部分）に設定されているので、第２の荷重閾値Ｌ２が第１の荷重閾値Ｌ１から離れ、車両衝突のセンシングと歩行者衝突のセンシングとを別々に行うことができる。その結果、歩行者衝突だけでなく、歩行者衝突と車両衝突との識別も行うことができる。
また、拡大されたダイナミックレンジ部分において特性Ａが特性Ｒより大きな勾配で立ち上がるため、車両衝突のセンシングを行うチャンバ圧力Ｐ２を、アブソーバのみの場合の歩行者衝突のセンシングを行うチャンバ圧力Ｐ３より早いタイミングに設定でき、衝突後早期の段階で衝突が車両衝突か否かの判定が可能となる。その結果、歩行者衝突センシング後車両衝突をセンシングした場合に歩行者保護デバイスが作動する前に歩行者保護デバイスを作動させる指令をＯＦＦすることにより、歩行者保護デバイスが不要に作動することがなくなる。
【００１２】
上記（３）の自動車用バンパ装置によれば、ダイラタント特性シート状部材がバンパアブソーバ内で圧力チャンバ側に寄せて配置されているので、歩行者衝突を車両衝突と誤判定することが防止される。詳しくは、歩行者衝突時には歩行者が自動車のフード側に倒れていくので、ダイラタント特性シート状部材を圧力チャンバに寄せて配置しておかないとアブソーバの上部のつぶれ量が大きくなり、圧力チャンバのつぶれが大きくなると、車両衝突と誤判定する可能性がある。しかし、ダイラタント特性シート状部材がバンパアブソーバ内で圧力チャンバ側に寄せて配置されているので、この誤判定がなくなる。
【００１３】
上記（４）の自動車用バンパ装置によれば、ダイラタント特性シート状部材が車両前後方向に互いに間隔をもたせて複数段配置されているので、荷重対チャンバ圧力特性が多段に変化しチャンバ圧力が大きい領域ほど勾配が大きくなる特性となり、ダイラタント特性シート状部材が１段だけ設けられる場合に比べて、ダイナミックレンジＬｐをより拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の側面視方向断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の、衝突時の各段階（ｉ）〜（iv）におけるバンパアブソーバの変形とダイラタント特性シート状部材のアブソーバ内位置を示す、（イ) はバンパアブソーバの平面視断面図、および（ロ）は（イ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の圧力センサ検出荷重ＬＰ対チャンバ圧力Ｐ特性図Ａ、およびバンパアブソーバ変形荷重ＬＤ対バンパアブソーバ変形Ｄ特性図Ａである。
【図４】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の制御ルーチン図である。
【図５】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の、（イ）は平面視断面図、および（ロ）は（イ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】本発明の実施例の変形例に係る自動車用バンパ装置の、（イ）は平面図、および（ロ）は（イ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図７】本発明の実施例とその変形例に係る自動車用バンパ装置の圧力センサ検出荷重（ＬＰ）対チャンバ圧力（Ｐ）特性図Ａ、Ｂである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施例とその変形例に係る衝突検知措置を備えた自動車用バンパ装置を、図１〜図７を参照して説明する。
図１〜図５は本発明の実施例を示し、図６は本発明の実施例の変形例を示し、図７は実施例と変形例の特性を示す。
本発明の実施例とその変形例にわたって共通する構造部分には、本発明の実施例とその変形例にわたって互いに同じ符号を付してある。
図中、ＦＲは車両前後方向後方を示し、ＵＰは上方を示す。
【００１６】
＜本発明の実施例＞
〔全体構成〕
本発明の実施例に係る衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置１０は、図１〜図５に示すように、バンパリインホースメント１２とバンパカバー１３との間に配置されたバンパアブソーバ（以下、単にアブソーバともいう）１１と、衝突検知装置１４と、衝突検知装置１４に電気的に接続された車両搭載コンピュータ（ＥＣＵ）１５と、を備えている。衝突検知装置１４は、アブソーバ１１の上側に配置された圧力チャンバ１４Ａと、圧力チャンバ１４Ａに接続された圧力センサ１４Ｂ、とを有する。圧力チャンバ１４Ａはバンパリインホースメント１２とバンパカバー１３との間に配置される。
アブソーバ１１内にはダイラタント特性を有するシート状部材（以下、ダイラタント特性シート状部材、またはシート状部材という）２０が配置されている。
【００１７】
アブソーバ１１は発泡ウレタンからなり、衝突時に衝突荷重とアブソーバ１１の変形の積から求まる衝突エネルギの一部を吸収する。
バンパリインホースメント１２は、アルミ合金の押し出し材からなり、車両幅方向に直線状に延び両端部が車両後方に斜めに曲げられた形状を有し、車両幅方向両端部で車両のサイドメンバに溶接等により固定されている。
バンパカバー１３は樹脂製であり、衝突時に衝突物に押されてアブソーバ１１側および圧力チャンバ１４Ａ側に変形する。衝突物は歩行者衝突の場合は歩行者、車両衝突の場合は相手車両である。
【００１８】
圧力チャンバ１４Ａは樹脂製の可撓性袋体からなる。衝突時、圧力チャンバ１４Ａはバンパカバー１３に押されて変形し変形に比例してチャンバ圧力が上昇する。圧力チャンバ１４Ａは衝突エネルギの一部を吸収することを目的とする部材ではない。
圧力センサ１４Ｂは、圧力チャンバ１４Ａ内圧力を検知する圧力方式センサからなる。圧力センサ１４Ｂは、圧力チャンバ１４Ａ内圧を検知し、該圧力チャンバ１４Ａ内圧から衝突荷重ＬＰを検知し、検知荷重ＬＰに対応する電気信号をコンピュータ１５に送信する。
【００１９】
図２に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０はアブソーバ１１内に車両前後方向に１段以上配置されている。
ダイラタント特性シート状部材２０の長手方向はアブソーバ１１内で車両幅方向に向けられており、ダイラタント特性シート状部材２０の幅方向は上下方向に向けられており、ダイラタント特性シート状部材２０の厚み方向は車両前後方向に向けられている。
【００２０】
図１および図５に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０はアブソーバ１１内で圧力チャンバ１４Ａ側に寄せて配置されている。望ましくは、ダイラタント特性シート状部材２０の上端部はアブソーバ１１の上端部に位置する。
【００２１】
図５に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に前後方向に互いに間隔をもたせて複数段に、配置されている場合、前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆはそれより後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒよりもシート状部材２０の幅方向中心位置を上側にずらして配置されている。
【００２２】
望ましくは、前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆの上下方向幅はそれより後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒの上下方向幅以下であり、正面視で前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆはそれより後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒにオーバラップしている。
【００２３】
〔ダイラタント特性シート状部材〕
ダイラタント特性シート状部材２０は、直接アブソーバ１１内に埋設されてもよいし、あるいは樹脂製または布製または樹脂コーティングされた布製等からなる袋状で可撓性を有する包囲体で包んでまたは包囲体の中に充填した状態でアブソーバ１１内に埋設されてもよい。包囲体自体はダイラタント特性を有しない。
【００２４】
ダイラタント特性とは、衝撃時以外では可撓性を有し、たとえばゲル状で、衝撃がかかった時には瞬時に粘性を増して固体状となり、休止状態で再び元の可撓性、たとえばゲル状を取り戻す特性をいう。ダイラタント特性シート状部材２０は、力が低速で加わるか力が加わらない休止状態の下では可撓性を有し、たとえばゲル状であり、高速で力が加わるすなわち衝撃力が加わると瞬時に剛性が増して固体エラストマとして振る舞い、衝撃エネルギを吸収し消散させる。
【００２５】
ダイラタント特性シート状部材２０の一部分に衝撃力が加わった場合でも、その衝撃力が加わった部分のみならず、その衝撃力が伝達された部分および急激に変形する部分も瞬時に剛性が増して固体エラストマとして振る舞う。ダイラタント特性シート状部材２０が長手方向の一部に衝撃力を受けても、その衝撃がその段のダイラタント特性シート状部材２０のほぼ全域に伝わるので、その段のダイラタント特性シート状部状部材２０のほぼ全域が瞬時に硬化し固体エラストマとなる。
【００２６】
ダイラタント特性シート状部材２０には、たとえば英国のｄ３ｏTMｌａｂ社が製造し、市販されている、公知のｄ３ｏTM材を使用することができる。「ｄ３ｏ」は登録商標でディースリーオーと呼ぶ。ｄ３ｏTMは樹脂を主成分とする。図示例ではダイラタント特性シート状部材２０がｄ３ｏTM材のシートからなる場合を示している。ｄ３ｏTM材は、受ける衝撃の強さで分子の結束が変化する。強い衝撃を受けると瞬時に分子同士が結束して固体状となり、衝撃が吸収、消散され、エネルギの多くが熱に変換される。衝撃力がかからなくなると分子の結束が解かれ元の柔軟な状態に戻る。ｄ３ｏTM材からなるダイラタント特性シート状部材２０はオレンジ色の粘度状物で垂直姿勢をとってもシート形状を維持できるので、ダイラタント特性シート状部材２０を可撓性包囲体で包囲することなく直接、アブソーバ１１内に埋設することができる。ただし、ｄ３ｏTM材シートを袋状の可撓性包囲体で包囲してアブソーバ１１内に埋設してもよい。
【００２７】
ダイラタント特性シート状部材２０の厚さは、ｄ３ｏTM材シートの場合、約３ｍｍ〜７ｍｍあれば前突時の衝突物の衝撃を受けてシート状部材２０全域が硬化し、硬化した直線状のシート状部材２０でそれより後方のアブソーバ１１を全面積で後方に押すことができる。シート状部材２０が７ｍｍ厚であってもアブソーバ１１の容積はほとんど減少せず、アブソーバ１１の衝撃吸収能力をほとんど減少させない。
また、ダイラタント特性シート状部材２０を構成するｄ３ｏTM材シートは１枚のシートから構成されてもよいし、数枚のシートを重ねたものから構成されてもよい。数枚のシートを重ねて構成する場合、総計の厚さが約３ｍｍ〜７ｍｍあればよい。ｄ３ｏTM材シートのアブソーバ大きさへの切断は、ｄ３ｏTM材シートが硬化していない状態で行う。
【００２８】
ダイラタント特性シート状部材２０は、ｄ３ｏTM材シートに代えて、樹脂シート、樹脂フィルム、樹脂コーティング布などからなる袋状の包囲体とその中に充填されたダイラタント特性を有する材料から構成されてもよい。その場合、ダイラタント特性を有する材料を中に充填した包囲体は全体として見ればほぼ一定厚さをもつシート状部材である。ダイラタント特性を有する材料を挟んで対向する包囲体の２面は複数箇所で熱融着などにより互いに結合されており、それによってダイラタント特性シート状部材２０は一定厚を保持する。
【００２９】
ダイラタント特性を有する材料は、荷重がかかっていない状態でゲル状であり、ダイラタント特性を示すポリマ組成物、および潤滑剤と充填剤を含む。
ダイラタント特性を示すポリマ組成物は、ポリボロシロキサン、キサンタンガム、ガーゴムおよびポリビニルアルコール四ホウ酸ナトリウムよりなる群から選択された１種以上のポリマである。このポリマ組成物、たとえばポリボロシロキサンは、低速で力が印加されると容易に変形し、高速で力が加わると瞬時に粘性が増加して固体ポリマとなり衝撃エネルギを吸収する。固体ポリマを休止状態にすると元のゲル状態にゆるやかに復帰する。
潤滑剤は、たとえば炭化水素系グリースまたは流体であり、充填剤は、微小粒または粉末のプラスチック、セラミック、金属または繊維材料である。
【００３０】
ダイラタント特性を示すポリマ組成物、潤滑剤、充填剤の混合割合は、重量百分率で、上記ポリマを９０％乃至２０％未満、上記潤滑剤を２０％未満（たとえば、１０％）乃至６０％以上（たとえば、８０％）、上記充填剤を０％乃至９０％を含む。それらの混合割合を調整することによりダイラタント特性の粘性、可撓性を調整できる。高速衝突時に硬化し低速衝突時に良好な可撓性を示す混合割合の一例を挙げると、７０％のポリボロシロキサン、２０％の潤滑剤および１０％の充填剤である。ただし、この配合割合に限るものではない。
以上では、ダイラタント特性を示す材料として、ｄ３ｏTMと、包囲体の中に充填されたダイラタント特性を示すポリマ組成物からなるシートを示したが、これらと同様の構成、作用をもつものであれば、使用可能である。
【００３１】
〔図３における荷重対チャンバ圧力特性、および荷重対アブソーバ変形特性〕
歩行者および／または車両との衝突時における、圧力センサ１４Ａが検知するアブソーバ１１に掛かる荷重ＬＰと圧力チャンバ１４Ｂのチャンバ圧力Ｐとの関係を表すＬＰ対Ｐ特性Ａ、および、アブソーバ１１に掛かる荷重ＬＤとアブソーバ１１の変形Ｄとの関係を表すＬＤ対Ｄ特性Ａ’（Ａ’とＡとは大部分で一致するので、Ａ’を以下Ａという）を、図３に示す。ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａとは、圧力チャンバ１４Ａの圧力Ｐおよびアブソーバ１１の変形Ｄを介して互いに関連するので、原点を互いにずらすことにより１つの図で表せる。ＬＰ対Ｐ特性Ａの原点は、ＬＤ対Ｄ特性Ａの原点に対して、変形Ｄ方向に、圧力チャンバ１４Ａの前端面とアブソーバ１１の前端面との間の距離ＤＡ（図１）だけずれており、圧力Ｐ方向に、ＬＤ対Ｄ特性におけるＤＡでの荷重値ＬＡだけずれている。
【００３２】
圧力チャンバ１４Ａの前端面はアブソーバ１１の前端面より後方にあることが望ましい。これはアブソーバ１１変形が生じない程度の軽い衝突で圧力チャンバ１４Ａが作動するのを防止するためである。
ただし、圧力チャンバ１４Ａの前端面はアブソーバ１１の前端面と車両前後方向に同じ位置か、またはアブソーバ１１の前端面より前方にあってもよい。
【００３３】
図３は、圧力チャンバ１４Ａの前端面がアブソーバ１１の前端面より後方にある場合で示している。
図３において、衝突時のバンパカバー１３の変形がアブソーバ１１に達しアブソーバ１１が変形を起こし始める点がＤ＝０、ＬＤ＝０である。アブソーバ１１の変形Ｄの増大とともに荷重ＬＤも増大していく。アブソーバ１１の変形ＤがＤＡ（圧力チャンバ１４Ａの前端面とアブソーバ１１の前端面との距離）になると、圧力センサ１４Ｂが変形し始め、圧力センサ１４Ｂの変形とともにチャンバ圧力Ｐが増大しセンサ検出荷重ＬＰが増大していく。
【００３４】
圧力チャンバ１４Ａの前端面がアブソーバ１１の前端面より前方にある場合は、図３で圧力チャンバ１４Ａの変形開始点ＤＡがＬＤ対Ｄグラフの横軸上で原点Ｏより左側に来て、ＬＰ対Ｐ特性ＡはＤＡから変形を始め、ＬＤ対Ｄ特性の原点を通った後、第１屈曲点ａに向かって立ち上がっていくことになる。
また、圧力チャンバ１４Ａの前端面がアブソーバ１１の前端面と車両前後方向に同じ位置にある場合は、図３で圧力チャンバ１４Ａの変形開始点ＤＡがＬＤ対Ｄグラフの原点Ｏに来て、ＬＰ対Ｐ特性ＡはＬＤ対Ｄ特性の原点から第１屈曲点ａに向かって立ち上がっていくことになる。
【００３５】
図３では、ダイラタント特性シート状部材２０がある場合のＬＤ対Ｄ特性をＡで示し、ダイラタント特性シート状部材２０がない場合のＬＤ対Ｄ特性をＲで示してある。また、ダイラタント特性シート状部材２０がある場合のＬＰ対Ｐ特性をＡで示し、ダイラタント特性シート状部材２０がない場合のＬＰ対Ｐ特性をＲで示してある。ＬＤ対Ｄ特性ＡとＬＰ対Ｐ特性ＡとはＬＤ対Ｄ特性ＡのＤＡ、ＬＡ以上の領域で互いに一致し、ＬＤ対Ｄ特性ＲとＬＰ対Ｐ特性ＲとはＬＤ対Ｄ特性ＲのＤＡ、ＬＡ以上の領域で互いに一致する。
【００３６】
ＬＤ対Ｄ特性ＡおよびＬＰ対Ｐ特性Ａにおいて、第１屈曲点ａは最前のダイラタント特性シート状部材２０が瞬時に硬化する点である。ＬＤ対Ｄ特性ＡおよびＬＰ対Ｐ特性Ａにおいて、それぞれのグラフの原点から第１屈曲点ａまでは、特性Ａと特性Ｒは同一の線を描き、第１屈曲点ａを越えると、特性Ａは特性Ｒより大きな勾配で立ち上がっていく。
【００３７】
図３に示すように、センサ検出荷重ＬＰ対チャンバ圧力Ｐ特性Ａは、アブソーバ１１内にダイラタント特性シート状部材２０が配置されていることにより、ダイラタント特性シート状部材２０が配置されていないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲのダイナミックレンジＬｃに比べて拡大されたダイナミックレンジＬｐを有する。これにより、後述するように、歩行者衝突および車両衝突の早期センシングが可能になり、歩行者衝突か車両衝突かの識別が可能になる。
【００３８】
〔図２における衝突時のアブソーバ変形、および図２の変形と図３の特性との関係〕
ダイラタント特性シート状部材２０が車両前後方向に多段に配置されたアブソーバ１１における、歩行者および／または車両との衝突時における、アブソーバ１１の変形とアブソーバ１１内におけるダイラタント特性シート状部材２０の変位は、図２に示すようになる。図２の変形と図３の特性との関係は以下のとおりである。
【００３９】
図２および図３において、衝突物がバンパカバー１３を介してアブソーバ１１に当たった時がＤ＝０、ＬＤ＝０で、アブソーバ１１の変形ＤがＤＡになって衝突物がバンパカバー１３を介して圧力チャンバ１４Ａに当たった時がＰ＝０、ＬＰ＝０である。
さらに詳しくは、図２の（ｉ）は衝突直前で、アブソーバ１１が変形していない。この状態は、図３ではＬＤ対Ｄ特性Ａの原点Ｏ上にある。
【００４０】
図２の（ii）は、衝突後でアブソーバ変形Ｄが初期の段階で、アブソーバ１１が衝突物の外形に倣って局部的に変形し、変形の先端が前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆの直前位置に達する迄を示す。この時はダイラタント特性シート状部材２０はまだ硬化前の段階にある。この状態は、図３では、ＬＤ対Ｄ特性Ａにおいて原点Ｏと第１屈曲点ａとの間にある。第１屈曲点ａまでは、ＬＤ対Ｄ特性Ａはダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＤ対Ｄ特性Ｒと同じ線上にあり、ＬＰ対Ｐ特性Ａもダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒと同じ線上にある。
【００４１】
アブソーバ変形Ｄが図３の原点Ｏと第１屈曲点ａとの間にあるＤＡに達すると、衝突物がバンパカバー１３を介して圧力チャンバ１４Ａに当たると、圧力チャンバ１４Ａが変形し始め、ＤＡを越えると、ＬＰ対Ｐ特性も第１屈曲点ａに向かって上昇していく。圧力チャンバ１４Ａの変形開始点ＤＡから第１屈曲点ａまでは、ＬＰ対Ｐ特性ＡおよびＬＤ対Ｄ特性Ａは、同じ線状を上昇していく。また、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲおよびＬＤ対Ｄ特性Ｒも、第１屈曲点ａまでは、特性Ａと同じ線上を上昇していく。
【００４２】
図２の（ii）で、衝突物がさらにアブソーバ１１内に突っ込み、ＤがＤＡを越えてアブソーバ１１の変形の先端が前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆに、またはその直前に達すると、その衝撃を受けて前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆがその全体が瞬時に硬化する。硬化時点では、ＬＰ対Ｐ特性ＡおよびＬＤ対Ｄ特性特性Ａは、図３で第１屈曲点ａ上にある。ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲおよびＬＤ対Ｄ特性Ｒも、図３で第１屈曲点ａ上にある。
【００４３】
図２の（iii ）は、さらに衝突物がアブソーバ１１内に突っ込んで前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆを後方に押している状態を示す。前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆは全長にわたって硬化して直線状の剛体板となっており、全面で後方のアブソーバ１１部分を押すので、局部的に押す場合よりも同じ大きさの変形量をするに要する荷重が大きくなり、図３で、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａにおける第１屈曲点ａ以上の領域での勾配が、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲとＬＤ対Ｄ特性Ｒにおける勾配に比べて急になる。第１屈曲点ａより大きい領域では、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａは同一特性を描き、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａはアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲとＬＤ対Ｄ特性Ｒより大きな勾配で立ち上がっていく。
【００４４】
図２の（iii ）で、衝突物がさらにアブソーバ１１内に突っ込み、前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆが後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒの近くまで変位すると、前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆの急速な変位の影響を受けて後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒが全長にわたって瞬時に硬化する。硬化時には、図３で、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＡ対Ｄ特性Ａは第２屈曲点ｂ上にある。
【００４５】
図２の（iv）では、さらに衝突物がアブソーバ１１内に突っ込み、衝突物が前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆと後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒを共に後方に押す。後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒは全長にわたって硬化しており、全面で後方のアブソーバ１１部分を押すので、同じ大きさの変形をするに要する荷重が局部的に押す場合に比べて大きくなり、図３で、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａにおける勾配が、ａ〜ｂ間よりさらに急になるとともに、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合における勾配Ｒに比べて急になる。この状態は図３で第２屈曲点ｂと第３屈曲点ｃとの間にある。
【００４６】
図２の（iv）で、衝突物がさらにアブソーバ１１内に突っ込み、後側のダイラタント特性シート状部材２０がリインホースメント１２の前面近傍まで近づくと、後側のダイラタント特性シート状部材２０とリインホースメント１２の前面との間のアブソーバ材がつぶれてそれ以上には変形できず、リインホースメント１２に底付きの状態になり、急激に荷重が増大する。すなわち、図３のＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対変形Ｄ特性Ａにおいて、第３屈曲点ｃを越えると変形がほとんど無く荷重が急激に上がる急勾配の特性を描く。
【００４７】
〔ダイナミックレンジの拡大および早期センシングの、図３による説明〕
図３において、圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジＬｐは、荷重対圧力特性（ＬＰ対Ｐ特性）Ａの第３屈曲点ｃの荷重値として定義される。また、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合の荷重対圧力特性（ＬＰ対Ｐ特性）Ｒにおける圧力センサのダイナミックレンジＬｃは、突っ込む衝突車両とリインホースメント１２の前面との間にあるアブソーバ材がつぶれてそれ以上には変形できない点ｇの荷重値として定義される。図３に示すように、アブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒにおける圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジＬｃは、本発明では、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に埋設されることにより、ＬＰ対Ｐ特性Ａにおける圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジＬｐに拡大される。これは、第１屈曲点ａ以上の領域において、ＬＰ対Ｐ特性Ａの勾配がアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒの勾配より大になるからである。
【００４８】
本発明において、歩行者衝突検知荷重である第１の閾値Ｌ１は、アブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒにおける圧力センサのダイナミックレンジＬｃより小で、かつＬＰ対Ｐ特性Ａの第１屈曲点ａの荷重値より大きい領域に設定される。これにより、同じ大きさの第１の閾値Ｌ１に対し、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に埋設された場合のチャンバ圧力Ｐ１（Ｌ１を通る横軸Ｐに平行な線と特性Ａとの交点ｄの横座標値）は、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のチャンバ圧力Ｐ３（Ｌ１を通る横軸Ｐに平行な線と特性Ｒとの交点ｆの横座標値）に比べて小さい。したがって、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に埋設された場合は、アブソーバのみの場合に比べて、圧力が小さいタイミングで第１の閾値Ｌ１に到達し、衝突後早いタイミングで歩行者衝突が検知される。
【００４９】
同様に、車両衝突検知荷重である第２の閾値Ｌ２は、アブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒにおける圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジＬｃより大で、図３の拡大されたダイナミックレンジＬｐより小の領域に設定される。第２の閾値Ｌ２は、望ましくは、ＬＰ対Ｐ特性Ａの第２の屈曲点ｂの荷重値と第３の屈曲点ｃの荷重値との間に設定される。また、図３でＬＰ対Ｐ特性Ａと第２の閾値Ｌ２を通る横軸Ｐに平行な線との交点ｅのチャンバ圧力Ｐ２が、上記チャンバ圧力Ｐ３より小となるように、第２の閾値Ｌ２が設定されることが望ましい。これにより、車両衝突か否かを、衝突後のチャンバ圧力Ｐがアブソーバのみの場合のチャンバ圧力Ｐ３に比べて小さい。したがってアブソーバのみの場合の歩行者衝突検知タイミングより早いタイミングで検知でき、車両衝突の場合はＰ３より早いタイミングＰ２で歩行者保護デバイスの不要な作動を止めることができる。
【００５０】
〔コンピュータのアルゴリズム〕
コンピュータ１５は、歩行者衝突時には歩行者保護デバイスを作動させ、車両衝突時には歩行者保護デバイスの作動を止める制御ルーチンを、ＲＯＭまたはＲＡＭに記憶している。その制御は、たとえば図４に示すルーチンにより行うことができる。ただし、同様の機能を果たすことができるならば、図４に示すルーチンに限る必要はない。
【００５１】
図４において、圧力センサ１４Ｂから送信された電気信号である荷重ＬＰが予め設定した歩行者衝突検知荷重である第１の閾値Ｌ１との大小を判定し、歩行者衝突が起きたと判定すると、歩行者保護デバイスを微小時間Ｔ０遅れてＯＮとする信号を、歩行者保護デバイスに発する。ついで、コンピュータ１５は、荷重ＬＰが予め設定した車両衝突検知荷重である第２の閾値Ｌ２との大小を判定し、車両衝突が起きたと判定すると歩行者保護デバイスＯＦＦの信号を歩行者保護デバイスに発し、歩行者保護デバイスが作動するのをＴ０前に止める。上記で、ＬＰが第１の閾値Ｌ１より大になった時、歩行者保護デバイスを微小時間Ｔ０遅れてＯＮとするのは、歩行者保護デバイスが歩行者保護エアバッグの場合、ＬＰが第２の閾値Ｌ２より大となる前に歩行者保護デバイスが作動すると、ＬＰが第２の閾値Ｌ２より大となった時に歩行者保護デバイスにＯＦＦ指令を発しても歩行者保護エアバッグをＯＦＦにできないからである。
【００５２】
図４のルーチンによる制御をより詳しく説明すると、つぎのとおりである。図４のルーチンに所定微小時間間隔ΔＴ毎に割り込む。ステップ１０１で圧力センサ検知荷重ＬＰを読み込む。ステップ１０２で荷重ＬＰが第１の閾値Ｌ１以上か否かを判定し、否ならエンドに進み、Ｌ１以上であればステップ１０３に進んで歩行者保護デバイスを所定時間Ｔ０経過後にＯＮする指令を出す。Ｔ０はΔＴより大である。ついでステップ１０４に進み、荷重ＬＰが第２の閾値Ｌ２以上か否かを判定し、否ならエンドに進み、Ｌ２以上であればステップ１０５に進んで歩行者保護デバイスをＯＦＦする指令を出す。
【００５３】
ステップ１０３はステップ１０３−１〜１０３−４によって置き換えられてもよい。ステップ１０３−１はＬが第１の閾値Ｌ１以上となった時からの経過時間Ｔを演算する。１回のルーチンへの割り込み毎にΔＴだけ時間Ｔが増加していく。ステップ１０３−２で経過時間Ｔが上記微小時間Ｔ０以上になったか否かを判定し、否ならステップ１０４へと進む。Ｔが上記微小時間Ｔ０以上になるとステップ１０３−３に進み即座に歩行者保護デバイスをＯＮする指令信号を歩行者保護デバイスに発し、ついでステップ１０３−４で経過時間Ｔを０にリセットしてステップ１０４へと進む。
【００５４】
〔実施例の作用、効果〕
つぎに、本発明の実施例の作用、効果を説明する。
アブソーバ１１内には車両幅方向に延びるダイラタント特性シート状部材２０が配置されているので、歩行者衝突か車両衝突かにかかわらず、高速衝突時にダイラタント特性シート状部材２０が瞬時に硬化し、チャンバ圧力が第１屈曲点ａを越える圧力では、ＬＰ対Ｐ特性Ａがアブソーバのみの場合の特性Ｒに比べて大きな勾配をもって立ち上がる。その結果、ＬＰ対Ｐ特性Ａにおける圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジがＬｐに拡大される。
【００５５】
また、ダイナミックレンジが拡大されるとともに、ＬＰ対Ｐ特性Ａの勾配が大きくなっている。その結果、同じ閾値Ｌ１に対してアブソーバのみの場合のチャンバ圧力Ｐ３より小さいチャンバ圧力Ｐ１のタイミングで、したがって衝突時の早いタイミングで、歩行者衝突をセンシングできる。同様に、チャンバ圧力ＰがＰ３より小さいＰ２のタイミングで閾値Ｌ２に到達でき、したがって従来の歩行者センシングタイミングＰ３より早いタイミングＰ２で、車両衝突か否かの判定が可能となる。
【００５６】
圧力センサ１４Ｂが車両衝突か否かを判定する第２の荷重閾値Ｌ２を有し、第２の荷重閾値Ｌ２がダイラタント特性シート状部材２０の設置により拡大されたダイナミックレンジ部分Ｌｐに設定されているので、歩行者衝突か車両衝突かの判定が可能となり、車両衝突をセンシングした場合に歩行者保護デバイスの作動を止めることにより、不要な歩行者保護デバイスの作動がなくなる。
【００５７】
これを図３でさらに詳細に説明すると、従来（特性Ｒ）はダイナミックレンジＬｃが小さいので、歩行者衝突か車両衝突かの荷重閾値（本発明のＬ２に対応する閾値）をダイナミックレンジＬｃ内に設けること（図３の点ｆと点ｇとの間に点ｅを設けること）が困難であった。従来、たとえ点ｆと点ｇとの間に点ｅを設けても、アブソーバ変形が点ｆと点ｅにほとんど同時に到達して歩行者衝突か車両衝突かを識別することが困難である。これに対し、本発明では拡大されたダイナミックレンジＬｐに第２の閾値Ｌ２を第１の閾値Ｌ１から離して容易に設定でき、従来できなかった歩行者衝突か車両衝突かの判定をすることが可能になる。
【００５８】
ダイラタント特性シート状部材２０が車両前後方向に複数段、たとえば２段設けられた場合は、荷重ＬＰ対圧力Ｐ特性Ａが多段に変化し圧力Ｐが大きい領域ほど勾配が大きくなる特性となる。そのため、ダイラタント特性シート状部材２０が１段だけ設けられた場合に比べて、ダイナミックレンジＬｐをより拡大できる。ただし、本発明はダイラタント特性シート状部材２０が１段だけ設けられた場合を含む。
【００５９】
また、図１および図５に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内で圧力チャンバ１４Ａ側に寄せて配置されているので、歩行者衝突を車両衝突と誤判定することが防止される。
すなわち、歩行者衝突時には歩行者が自動車のフード側に倒れていくので、ダイラタント特性シート状部材２０を圧力チャンバ１４Ａに寄せて配置しておかないとアブソーバ１１の上部のつぶれ量が大きくなり、圧力チャンバ１４Ａのつぶれが大きくなると、車両衝突と誤判定する可能性がある。本発明ではその誤判定を防止できる。
【００６０】
＜本発明の変形例＞
上記本発明の実施例は以下の変形例をとることができる。上記の説明は、本発明の変形例にも適用できる。
変形例では、図６に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に前後方向に互いに間隔をもたせて３段以上に配置されている。これによって、荷重対圧力特性が図７のＢのようになり、屈曲点が２段の場合に比べて多くなり、かつ、荷重対圧力特性Ｂが、２段の場合の荷重対圧力特性Ａに比べて荷重大側に移動する。
【００６１】
その効果として、実施例の衝突検知装置１４のダイナミックレンジＬｐに比べて、変形例の衝突検知装置１４のダイナミックレンジはさらに拡大される。
その結果、特性Ａに比べて、早めに第１の閾値Ｌ１および第２の閾値Ｌ２に到達することができ、検知が早くなり、車両衝突か否かの判定も早くなる。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置
１１ アブソーバ
１２ バンパリインホースメント
１３ バンパカバー
１４ 衝突検知装置
１４Ａ 圧力チャンバ
１４Ｂ 圧力センサ
２０ ダイラタント特性シート状部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置（以下、単に、「自動車用バンパ装置」ともいう）に関し、とくに歩行者衝突と車両衝突との識別が可能な自動車用バンパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、バンパリインホースメントとバンパカバーとの間に配置されたバンパアブソーバと、バンパアブソーバの上方に隣接して配置された圧力チャンバおよび圧力チャンバの圧力変化を検出する圧力センサを有する衝突検知装置と、を有する自動車用フロントバンパ装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０１８７３４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に開示の自動車用バンパ装置にはつぎの課題がある。
すなわち、歩行者衝突検知用の圧力センサにおいて衝突荷重検知用閾値が歩行者検知用のみに設定されており、圧力センサの識別可能荷重範囲（以下、「ダイナミックレンジ」という）が狭いので圧力センサのダイナミックレンジに歩行者検知用閾値に加えて車両衝突検知用閾値を設定するのが困難である。圧力センサが衝突を検知すると、車両衝突であろうが歩行者衝突であろうが歩行者保護デバイスを作動させている。そのため、実際は車両衝突であって歩行者保護デバイスを作動させる必要がない場合でも歩行者保護デバイス、たとえば歩行者保護用エアバッグやポップアップフードを不要に作動させている。
【０００５】
本発明の目的は、圧力センサのダイナミックレンジを拡大した自動車用バンパ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明はつぎのとおりである。
（１） 本発明の衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置は、バンパリインホースメントとバンパカバーとの間に配置されたバンパアブソーバと、バンパアブソーバの上側に配置された圧力チャンバおよび該圧力チャンバに接続された圧力センサとを有する衝突検知装置と、を備えている。バンパアブソーバ内には車両幅方向に延びるダイラタント特性を有するシート状部材が配置されている。
【０００７】
（２） 上記（１）の自動車用バンパ装置において、圧力センサが歩行者衝突を判定する第１の荷重閾値と第１の荷重閾値より大きい車両衝突を判定する第２の荷重閾値を有し、第２の荷重閾値が、圧力センサのダイナミックレンジのうちバンパアブソーバ内にダイラタント特性シート状部材を配置したことにより拡大された部分に設定されている。
【０００８】
（３） 上記（１）または（２）の自動車用バンパ装置において、ダイラタント特性シート状部材はバンパアブソーバ内で圧力チャンバ側に寄せて配置されている。
【０００９】
（４） 上記（１）〜（３）の何れか１つの自動車用バンパ装置において、ダイラタント特性シート状部材は車両前後方向に互いに間隔をもたせて複数段配置されており、前側のダイラタント特性シート状部材の上下方向幅はそれより後側のダイラタント特性シート状部材の上下方向幅以下であり、正面視で前側のダイラタント特性シート状部材はそれより後側のダイラタント特性シート状部材にオーバラップしている。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）の自動車用バンパ装置によればつぎの効果が得られる。
衝突検知装置が圧力チャンバと圧力センサを含み、バンパアブソーバ内には車両幅方向に延びるダイラタント特性シート状部材が配置されているので、歩行者または相手車両との高速衝突時にはアブソーバ変形の影響がダイラタント特性シート状部材に及んだ時にそのダイラタント特性シート状部材が瞬時に硬化する。その結果、図３の荷重対チャンバ圧力および荷重対アブソーバ変形で、アブソーバ変形Ｄが第１屈曲点ａ以上の変形領域、すなわちチャンバ圧力が第１屈曲点ａ以上の圧力領域では、荷重対チャンバ圧力特性Ａがダイラタント特性シート状部材が無いアブソーバのみの場合の荷重対チャンバ圧力特性Ｒに比べて大きな勾配をもって立ち上がる。これによって、圧力センサのダイナミックレンジが特性Ｒの場合のＬｃから特性Ａの場合のＬｐに拡大される。
また、大きな勾配の荷重対チャンバ圧力特性Ａにより、アブソーバのみの場合の荷重対チャンバ圧力特性Ｒよりもチャンバ圧力が小さいタイミングで同じ荷重閾値（Ｌ１またはＬ２）に達することができ、したがって衝突時の早いタイミング（Ｐ１またはＰ２）で、歩行者衝突のセンシング、および歩行者衝突か車両衝突かの判定が可能となる。
【００１１】
上記（２）の自動車用バンパ装置によれば、圧力センサが車両衝突を判定する第２の荷重閾値（Ｌ２）を有し、第２の荷重閾値がダイラタント特性シート状部材の設置により拡大されたダイナミックレンジ部分（ＬｐがＬｃより大の部分）に設定されているので、第２の荷重閾値Ｌ２が第１の荷重閾値Ｌ１から離れ、車両衝突のセンシングと歩行者衝突のセンシングとを別々に行うことができる。その結果、歩行者衝突だけでなく、歩行者衝突と車両衝突との識別も行うことができる。
また、拡大されたダイナミックレンジ部分において特性Ａが特性Ｒより大きな勾配で立ち上がるため、車両衝突のセンシングを行うチャンバ圧力Ｐ２を、アブソーバのみの場合の歩行者衝突のセンシングを行うチャンバ圧力Ｐ３より早いタイミングに設定でき、衝突後早期の段階で衝突が車両衝突か否かの判定が可能となる。その結果、歩行者衝突センシング後車両衝突をセンシングした場合に歩行者保護デバイスが作動する前に歩行者保護デバイスを作動させる指令をＯＦＦすることにより、歩行者保護デバイスが不要に作動することがなくなる。
【００１２】
上記（３）の自動車用バンパ装置によれば、ダイラタント特性シート状部材がバンパアブソーバ内で圧力チャンバ側に寄せて配置されているので、歩行者衝突を車両衝突と誤判定することが防止される。詳しくは、歩行者衝突時には歩行者が自動車のフード側に倒れていくので、ダイラタント特性シート状部材を圧力チャンバに寄せて配置しておかないとアブソーバの上部のつぶれ量が大きくなり、圧力チャンバのつぶれが大きくなると、車両衝突と誤判定する可能性がある。しかし、ダイラタント特性シート状部材がバンパアブソーバ内で圧力チャンバ側に寄せて配置されているので、この誤判定がなくなる。
【００１３】
上記（４）の自動車用バンパ装置によれば、ダイラタント特性シート状部材が車両前後方向に互いに間隔をもたせて複数段配置されているので、荷重対チャンバ圧力特性が多段に変化しチャンバ圧力が大きい領域ほど勾配が大きくなる特性となり、ダイラタント特性シート状部材が１段だけ設けられる場合に比べて、ダイナミックレンジＬｐをより拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の側面視方向断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の、衝突時の各段階（ｉ）〜（iv）におけるバンパアブソーバの変形とダイラタント特性シート状部材のアブソーバ内位置を示す、（イ) はバンパアブソーバの平面視断面図、および（ロ）は（イ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の圧力センサ検出荷重ＬＰ対チャンバ圧力Ｐ特性図Ａ、およびバンパアブソーバ変形荷重ＬＤ対バンパアブソーバ変形Ｄ特性図Ａである。
【図４】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の制御ルーチン図である。
【図５】本発明の実施例に係る自動車用バンパ装置の、（イ）は平面視断面図、および（ロ）は（イ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図６】本発明の実施例の変形例に係る自動車用バンパ装置の、（イ）は平面図、および（ロ）は（イ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図７】本発明の実施例とその変形例に係る自動車用バンパ装置の圧力センサ検出荷重（ＬＰ）対チャンバ圧力（Ｐ）特性図Ａ、Ｂである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施例とその変形例に係る衝突検知措置を備えた自動車用バンパ装置を、図１〜図７を参照して説明する。
図１〜図５は本発明の実施例を示し、図６は本発明の実施例の変形例を示し、図７は実施例と変形例の特性を示す。
本発明の実施例とその変形例にわたって共通する構造部分には、本発明の実施例とその変形例にわたって互いに同じ符号を付してある。
図中、ＦＲは車両前後方向後方を示し、ＵＰは上方を示す。
【００１６】
＜本発明の実施例＞
〔全体構成〕
本発明の実施例に係る衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置１０は、図１〜図５に示すように、バンパリインホースメント１２とバンパカバー１３との間に配置されたバンパアブソーバ（以下、単にアブソーバともいう）１１と、衝突検知装置１４と、衝突検知装置１４に電気的に接続された車両搭載コンピュータ（ＥＣＵ）１５と、を備えている。衝突検知装置１４は、アブソーバ１１の上側に配置された圧力チャンバ１４Ａと、圧力チャンバ１４Ａに接続された圧力センサ１４Ｂ、とを有する。圧力チャンバ１４Ａはバンパリインホースメント１２とバンパカバー１３との間に配置される。
アブソーバ１１内にはダイラタント特性を有するシート状部材（以下、ダイラタント特性シート状部材、またはシート状部材という）２０が配置されている。
【００１７】
アブソーバ１１は発泡ウレタンからなり、衝突時に衝突荷重とアブソーバ１１の変形の積から求まる衝突エネルギの一部を吸収する。
バンパリインホースメント１２は、アルミ合金の押し出し材からなり、車両幅方向に直線状に延び両端部が車両後方に斜めに曲げられた形状を有し、車両幅方向両端部で車両のサイドメンバに溶接等により固定されている。
バンパカバー１３は樹脂製であり、衝突時に衝突物に押されてアブソーバ１１側および圧力チャンバ１４Ａ側に変形する。衝突物は歩行者衝突の場合は歩行者、車両衝突の場合は相手車両である。
【００１８】
圧力チャンバ１４Ａは樹脂製の可撓性袋体からなる。衝突時、圧力チャンバ１４Ａはバンパカバー１３に押されて変形し変形に比例してチャンバ圧力が上昇する。圧力チャンバ１４Ａは衝突エネルギの一部を吸収することを目的とする部材ではない。
圧力センサ１４Ｂは、圧力チャンバ１４Ａ内圧力を検知する圧力方式センサからなる。圧力センサ１４Ｂは、圧力チャンバ１４Ａ内圧を検知し、該圧力チャンバ１４Ａ内圧から衝突荷重ＬＰを検知し、検知荷重ＬＰに対応する電気信号をコンピュータ１５に送信する。
【００１９】
図２に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０はアブソーバ１１内に車両前後方向に１段以上配置されている。
ダイラタント特性シート状部材２０の長手方向はアブソーバ１１内で車両幅方向に向けられており、ダイラタント特性シート状部材２０の幅方向は上下方向に向けられており、ダイラタント特性シート状部材２０の厚み方向は車両前後方向に向けられている。
【００２０】
図１および図５に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０はアブソーバ１１内で圧力チャンバ１４Ａ側に寄せて配置されている。望ましくは、ダイラタント特性シート状部材２０の上端部はアブソーバ１１の上端部に位置する。
【００２１】
図５に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に前後方向に互いに間隔をもたせて複数段に、配置されている場合、前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆはそれより後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒよりもシート状部材２０の幅方向中心位置を上側にずらして配置されている。
【００２２】
望ましくは、前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆの上下方向幅はそれより後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒの上下方向幅以下であり、正面視で前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆはそれより後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒにオーバラップしている。
【００２３】
〔ダイラタント特性シート状部材〕
ダイラタント特性シート状部材２０は、直接アブソーバ１１内に埋設されてもよいし、あるいは樹脂製または布製または樹脂コーティングされた布製等からなる袋状で可撓性を有する包囲体で包んでまたは包囲体の中に充填した状態でアブソーバ１１内に埋設されてもよい。包囲体自体はダイラタント特性を有しない。
【００２４】
ダイラタント特性とは、衝撃時以外では可撓性を有し、たとえばゲル状で、衝撃がかかった時には瞬時に粘性を増して固体状となり、休止状態で再び元の可撓性、たとえばゲル状を取り戻す特性をいう。ダイラタント特性シート状部材２０は、力が低速で加わるか力が加わらない休止状態の下では可撓性を有し、たとえばゲル状であり、高速で力が加わるすなわち衝撃力が加わると瞬時に剛性が増して固体エラストマとして振る舞い、衝撃エネルギを吸収し消散させる。
【００２５】
ダイラタント特性シート状部材２０の一部分に衝撃力が加わった場合でも、その衝撃力が加わった部分のみならず、その衝撃力が伝達された部分および急激に変形する部分も瞬時に剛性が増して固体エラストマとして振る舞う。ダイラタント特性シート状部材２０が長手方向の一部に衝撃力を受けても、その衝撃がその段のダイラタント特性シート状部材２０のほぼ全域に伝わるので、その段のダイラタント特性シート状部状部材２０のほぼ全域が瞬時に硬化し固体エラストマとなる。
【００２６】
ダイラタント特性シート状部材２０には、たとえば英国のｄ３ｏTMｌａｂ社が製造し、市販されている、公知のｄ３ｏTM材を使用することができる。「ｄ３ｏ」は登録商標でディースリーオーと呼ぶ。ｄ３ｏTMは樹脂を主成分とする。図示例ではダイラタント特性シート状部材２０がｄ３ｏTM材のシートからなる場合を示している。ｄ３ｏTM材は、受ける衝撃の強さで分子の結束が変化する。強い衝撃を受けると瞬時に分子同士が結束して固体状となり、衝撃が吸収、消散され、エネルギの多くが熱に変換される。衝撃力がかからなくなると分子の結束が解かれ元の柔軟な状態に戻る。ｄ３ｏTM材からなるダイラタント特性シート状部材２０はオレンジ色の粘度状物で垂直姿勢をとってもシート形状を維持できるので、ダイラタント特性シート状部材２０を可撓性包囲体で包囲することなく直接、アブソーバ１１内に埋設することができる。ただし、ｄ３ｏTM材シートを袋状の可撓性包囲体で包囲してアブソーバ１１内に埋設してもよい。
【００２７】
ダイラタント特性シート状部材２０の厚さは、ｄ３ｏTM材シートの場合、約３ｍｍ〜７ｍｍあれば前突時の衝突物の衝撃を受けてシート状部材２０全域が硬化し、硬化した直線状のシート状部材２０でそれより後方のアブソーバ１１を全面積で後方に押すことができる。シート状部材２０が７ｍｍ厚であってもアブソーバ１１の容積はほとんど減少せず、アブソーバ１１の衝撃吸収能力をほとんど減少させない。
また、ダイラタント特性シート状部材２０を構成するｄ３ｏTM材シートは１枚のシートから構成されてもよいし、数枚のシートを重ねたものから構成されてもよい。数枚のシートを重ねて構成する場合、総計の厚さが約３ｍｍ〜７ｍｍあればよい。ｄ３ｏTM材シートのアブソーバ大きさへの切断は、ｄ３ｏTM材シートが硬化していない状態で行う。
【００２８】
ダイラタント特性シート状部材２０は、ｄ３ｏTM材シートに代えて、樹脂シート、樹脂フィルム、樹脂コーティング布などからなる袋状の包囲体とその中に充填されたダイラタント特性を有する材料から構成されてもよい。その場合、ダイラタント特性を有する材料を中に充填した包囲体は全体として見ればほぼ一定厚さをもつシート状部材である。ダイラタント特性を有する材料を挟んで対向する包囲体の２面は複数箇所で熱融着などにより互いに結合されており、それによってダイラタント特性シート状部材２０は一定厚を保持する。
【００２９】
ダイラタント特性を有する材料は、荷重がかかっていない状態でゲル状であり、ダイラタント特性を示すポリマ組成物、および潤滑剤と充填剤を含む。
ダイラタント特性を示すポリマ組成物は、ポリボロシロキサン、キサンタンガム、ガーゴムおよびポリビニルアルコール四ホウ酸ナトリウムよりなる群から選択された１種以上のポリマである。このポリマ組成物、たとえばポリボロシロキサンは、低速で力が印加されると容易に変形し、高速で力が加わると瞬時に粘性が増加して固体ポリマとなり衝撃エネルギを吸収する。固体ポリマを休止状態にすると元のゲル状態にゆるやかに復帰する。
潤滑剤は、たとえば炭化水素系グリースまたは流体であり、充填剤は、微小粒または粉末のプラスチック、セラミック、金属または繊維材料である。
【００３０】
ダイラタント特性を示すポリマ組成物、潤滑剤、充填剤の混合割合は、重量百分率で、上記ポリマを９０％乃至２０％未満、上記潤滑剤を２０％未満（たとえば、１０％）乃至６０％以上（たとえば、８０％）、上記充填剤を０％乃至９０％を含む。それらの混合割合を調整することによりダイラタント特性の粘性、可撓性を調整できる。高速衝突時に硬化し低速衝突時に良好な可撓性を示す混合割合の一例を挙げると、７０％のポリボロシロキサン、２０％の潤滑剤および１０％の充填剤である。ただし、この配合割合に限るものではない。
以上では、ダイラタント特性を示す材料として、ｄ３ｏTMと、包囲体の中に充填されたダイラタント特性を示すポリマ組成物からなるシートを示したが、これらと同様の構成、作用をもつものであれば、使用可能である。
【００３１】
〔図３における荷重対チャンバ圧力特性、および荷重対アブソーバ変形特性〕
歩行者および／または車両との衝突時における、圧力センサ１４Ａが検知するアブソーバ１１に掛かる荷重ＬＰと圧力チャンバ１４Ｂのチャンバ圧力Ｐとの関係を表すＬＰ対Ｐ特性Ａ、および、アブソーバ１１に掛かる荷重ＬＤとアブソーバ１１の変形Ｄとの関係を表すＬＤ対Ｄ特性Ａ’（Ａ’とＡとは大部分で一致するので、Ａ’を以下Ａという）を、図３に示す。ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａとは、圧力チャンバ１４Ａの圧力Ｐおよびアブソーバ１１の変形Ｄを介して互いに関連するので、原点を互いにずらすことにより１つの図で表せる。ＬＰ対Ｐ特性Ａの原点は、ＬＤ対Ｄ特性Ａの原点に対して、変形Ｄ方向に、圧力チャンバ１４Ａの前端面とアブソーバ１１の前端面との間の距離ＤＡ（図１）だけずれており、圧力Ｐ方向に、ＬＤ対Ｄ特性におけるＤＡでの荷重値ＬＡだけずれている。
【００３２】
圧力チャンバ１４Ａの前端面はアブソーバ１１の前端面より後方にあることが望ましい。これはアブソーバ１１変形が生じない程度の軽い衝突で圧力チャンバ１４Ａが作動するのを防止するためである。
ただし、圧力チャンバ１４Ａの前端面はアブソーバ１１の前端面と車両前後方向に同じ位置か、またはアブソーバ１１の前端面より前方にあってもよい。
【００３３】
図３は、圧力チャンバ１４Ａの前端面がアブソーバ１１の前端面より後方にある場合で示している。
図３において、衝突時のバンパカバー１３の変形がアブソーバ１１に達しアブソーバ１１が変形を起こし始める点がＤ＝０、ＬＤ＝０である。アブソーバ１１の変形Ｄの増大とともに荷重ＬＤも増大していく。アブソーバ１１の変形ＤがＤＡ（圧力チャンバ１４Ａの前端面とアブソーバ１１の前端面との距離）になると、圧力センサ１４Ｂが変形し始め、圧力センサ１４Ｂの変形とともにチャンバ圧力Ｐが増大しセンサ検出荷重ＬＰが増大していく。
【００３４】
圧力チャンバ１４Ａの前端面がアブソーバ１１の前端面より前方にある場合は、図３で圧力チャンバ１４Ａの変形開始点ＤＡがＬＤ対Ｄグラフの横軸上で原点Ｏより左側に来て、ＬＰ対Ｐ特性ＡはＤＡから変形を始め、ＬＤ対Ｄ特性の原点を通った後、第１屈曲点ａに向かって立ち上がっていくことになる。
また、圧力チャンバ１４Ａの前端面がアブソーバ１１の前端面と車両前後方向に同じ位置にある場合は、図３で圧力チャンバ１４Ａの変形開始点ＤＡがＬＤ対Ｄグラフの原点Ｏに来て、ＬＰ対Ｐ特性ＡはＬＤ対Ｄ特性の原点から第１屈曲点ａに向かって立ち上がっていくことになる。
【００３５】
図３では、ダイラタント特性シート状部材２０がある場合のＬＤ対Ｄ特性をＡで示し、ダイラタント特性シート状部材２０がない場合のＬＤ対Ｄ特性をＲで示してある。また、ダイラタント特性シート状部材２０がある場合のＬＰ対Ｐ特性をＡで示し、ダイラタント特性シート状部材２０がない場合のＬＰ対Ｐ特性をＲで示してある。ＬＤ対Ｄ特性ＡとＬＰ対Ｐ特性ＡとはＬＤ対Ｄ特性ＡのＤＡ、ＬＡ以上の領域で互いに一致し、ＬＤ対Ｄ特性ＲとＬＰ対Ｐ特性ＲとはＬＤ対Ｄ特性ＲのＤＡ、ＬＡ以上の領域で互いに一致する。
【００３６】
ＬＤ対Ｄ特性ＡおよびＬＰ対Ｐ特性Ａにおいて、第１屈曲点ａは最前のダイラタント特性シート状部材２０が瞬時に硬化する点である。ＬＤ対Ｄ特性ＡおよびＬＰ対Ｐ特性Ａにおいて、それぞれのグラフの原点から第１屈曲点ａまでは、特性Ａと特性Ｒは同一の線を描き、第１屈曲点ａを越えると、特性Ａは特性Ｒより大きな勾配で立ち上がっていく。
【００３７】
図３に示すように、センサ検出荷重ＬＰ対チャンバ圧力Ｐ特性Ａは、アブソーバ１１内にダイラタント特性シート状部材２０が配置されていることにより、ダイラタント特性シート状部材２０が配置されていないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲのダイナミックレンジＬｃに比べて拡大されたダイナミックレンジＬｐを有する。これにより、後述するように、歩行者衝突および車両衝突の早期センシングが可能になり、歩行者衝突か車両衝突かの識別が可能になる。
【００３８】
〔図２における衝突時のアブソーバ変形、および図２の変形と図３の特性との関係〕
ダイラタント特性シート状部材２０が車両前後方向に多段に配置されたアブソーバ１１における、歩行者および／または車両との衝突時における、アブソーバ１１の変形とアブソーバ１１内におけるダイラタント特性シート状部材２０の変位は、図２に示すようになる。図２の変形と図３の特性との関係は以下のとおりである。
【００３９】
図２および図３において、衝突物がバンパカバー１３を介してアブソーバ１１に当たった時がＤ＝０、ＬＤ＝０で、アブソーバ１１の変形ＤがＤＡになって衝突物がバンパカバー１３を介して圧力チャンバ１４Ａに当たった時がＰ＝０、ＬＰ＝０である。
さらに詳しくは、図２の（ｉ）は衝突直前で、アブソーバ１１が変形していない。この状態は、図３ではＬＤ対Ｄ特性Ａの原点Ｏ上にある。
【００４０】
図２の（ii）は、衝突後でアブソーバ変形Ｄが初期の段階で、アブソーバ１１が衝突物の外形に倣って局部的に変形し、変形の先端が前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆの直前位置に達する迄を示す。この時はダイラタント特性シート状部材２０はまだ硬化前の段階にある。この状態は、図３では、ＬＤ対Ｄ特性Ａにおいて原点Ｏと第１屈曲点ａとの間にある。第１屈曲点ａまでは、ＬＤ対Ｄ特性Ａはダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＤ対Ｄ特性Ｒと同じ線上にあり、ＬＰ対Ｐ特性Ａもダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒと同じ線上にある。
【００４１】
アブソーバ変形Ｄが図３の原点Ｏと第１屈曲点ａとの間にあるＤＡに達すると、衝突物がバンパカバー１３を介して圧力チャンバ１４Ａに当たると、圧力チャンバ１４Ａが変形し始め、ＤＡを越えると、ＬＰ対Ｐ特性も第１屈曲点ａに向かって上昇していく。圧力チャンバ１４Ａの変形開始点ＤＡから第１屈曲点ａまでは、ＬＰ対Ｐ特性ＡおよびＬＤ対Ｄ特性Ａは、同じ線状を上昇していく。また、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲおよびＬＤ対Ｄ特性Ｒも、第１屈曲点ａまでは、特性Ａと同じ線上を上昇していく。
【００４２】
図２の（ii）で、衝突物がさらにアブソーバ１１内に突っ込み、ＤがＤＡを越えてアブソーバ１１の変形の先端が前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆに、またはその直前に達すると、その衝撃を受けて前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆがその全体が瞬時に硬化する。硬化時点では、ＬＰ対Ｐ特性ＡおよびＬＤ対Ｄ特性特性Ａは、図３で第１屈曲点ａ上にある。ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲおよびＬＤ対Ｄ特性Ｒも、図３で第１屈曲点ａ上にある。
【００４３】
図２の（iii ）は、さらに衝突物がアブソーバ１１内に突っ込んで前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆを後方に押している状態を示す。前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆは全長にわたって硬化して直線状の剛体板となっており、全面で後方のアブソーバ１１部分を押すので、局部的に押す場合よりも同じ大きさの変形量をするに要する荷重が大きくなり、図３で、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａにおける第１屈曲点ａ以上の領域での勾配が、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲとＬＤ対Ｄ特性Ｒにおける勾配に比べて急になる。第１屈曲点ａより大きい領域では、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａは同一特性を描き、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａはアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性ＲとＬＤ対Ｄ特性Ｒより大きな勾配で立ち上がっていく。
【００４４】
図２の（iii ）で、衝突物がさらにアブソーバ１１内に突っ込み、前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆが後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒの近くまで変位すると、前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆの急速な変位の影響を受けて後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒが全長にわたって瞬時に硬化する。硬化時には、図３で、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＡ対Ｄ特性Ａは第２屈曲点ｂ上にある。
【００４５】
図２の（iv）では、さらに衝突物がアブソーバ１１内に突っ込み、衝突物が前側のダイラタント特性シート状部材２０Ｆと後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒを共に後方に押す。後側のダイラタント特性シート状部材２０Ｒは全長にわたって硬化しており、全面で後方のアブソーバ１１部分を押すので、同じ大きさの変形をするに要する荷重が局部的に押す場合に比べて大きくなり、図３で、ＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対Ｄ特性Ａにおける勾配が、ａ〜ｂ間よりさらに急になるとともに、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合における勾配Ｒに比べて急になる。この状態は図３で第２屈曲点ｂと第３屈曲点ｃとの間にある。
【００４６】
図２の（iv）で、衝突物がさらにアブソーバ１１内に突っ込み、後側のダイラタント特性シート状部材２０がリインホースメント１２の前面近傍まで近づくと、後側のダイラタント特性シート状部材２０とリインホースメント１２の前面との間のアブソーバ材がつぶれてそれ以上には変形できず、リインホースメント１２に底付きの状態になり、急激に荷重が増大する。すなわち、図３のＬＰ対Ｐ特性ＡとＬＤ対変形Ｄ特性Ａにおいて、第３屈曲点ｃを越えると変形がほとんど無く荷重が急激に上がる急勾配の特性を描く。
【００４７】
〔ダイナミックレンジの拡大および早期センシングの、図３による説明〕
図３において、圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジＬｐは、荷重対圧力特性（ＬＰ対Ｐ特性）Ａの第３屈曲点ｃの荷重値として定義される。また、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合の荷重対圧力特性（ＬＰ対Ｐ特性）Ｒにおける圧力センサのダイナミックレンジＬｃは、突っ込む衝突車両とリインホースメント１２の前面との間にあるアブソーバ材がつぶれてそれ以上には変形できない点ｇの荷重値として定義される。図３に示すように、アブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒにおける圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジＬｃは、本発明では、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に埋設されることにより、ＬＰ対Ｐ特性Ａにおける圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジＬｐに拡大される。これは、第１屈曲点ａ以上の領域において、ＬＰ対Ｐ特性Ａの勾配がアブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒの勾配より大になるからである。
【００４８】
本発明において、歩行者衝突検知荷重である第１の閾値Ｌ１は、アブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒにおける圧力センサのダイナミックレンジＬｃより小で、かつＬＰ対Ｐ特性Ａの第１屈曲点ａの荷重値より大きい領域に設定される。これにより、同じ大きさの第１の閾値Ｌ１に対し、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に埋設された場合のチャンバ圧力Ｐ１（Ｌ１を通る横軸Ｐに平行な線と特性Ａとの交点ｄの横座標値）は、ダイラタント特性シート状部材２０がないアブソーバのみの場合のチャンバ圧力Ｐ３（Ｌ１を通る横軸Ｐに平行な線と特性Ｒとの交点ｆの横座標値）に比べて小さい。したがって、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に埋設された場合は、アブソーバのみの場合に比べて、圧力が小さいタイミングで第１の閾値Ｌ１に到達し、衝突後早いタイミングで歩行者衝突が検知される。
【００４９】
同様に、車両衝突検知荷重である第２の閾値Ｌ２は、アブソーバのみの場合のＬＰ対Ｐ特性Ｒにおける圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジＬｃより大で、図３の拡大されたダイナミックレンジＬｐより小の領域に設定される。第２の閾値Ｌ２は、望ましくは、ＬＰ対Ｐ特性Ａの第２の屈曲点ｂの荷重値と第３の屈曲点ｃの荷重値との間に設定される。また、図３でＬＰ対Ｐ特性Ａと第２の閾値Ｌ２を通る横軸Ｐに平行な線との交点ｅのチャンバ圧力Ｐ２が、上記チャンバ圧力Ｐ３より小となるように、第２の閾値Ｌ２が設定されることが望ましい。これにより、車両衝突か否かを、衝突後のチャンバ圧力Ｐがアブソーバのみの場合のチャンバ圧力Ｐ３に比べて小さい。したがってアブソーバのみの場合の歩行者衝突検知タイミングより早いタイミングで検知でき、車両衝突の場合はＰ３より早いタイミングＰ２で歩行者保護デバイスの不要な作動を止めることができる。
【００５０】
〔コンピュータのアルゴリズム〕
コンピュータ１５は、歩行者衝突時には歩行者保護デバイスを作動させ、車両衝突時には歩行者保護デバイスの作動を止める制御ルーチンを、ＲＯＭまたはＲＡＭに記憶している。その制御は、たとえば図４に示すルーチンにより行うことができる。ただし、同様の機能を果たすことができるならば、図４に示すルーチンに限る必要はない。
【００５１】
図４において、圧力センサ１４Ｂから送信された電気信号である荷重ＬＰが予め設定した歩行者衝突検知荷重である第１の閾値Ｌ１との大小を判定し、歩行者衝突が起きたと判定すると、歩行者保護デバイスを微小時間Ｔ０遅れてＯＮとする信号を、歩行者保護デバイスに発する。ついで、コンピュータ１５は、荷重ＬＰが予め設定した車両衝突検知荷重である第２の閾値Ｌ２との大小を判定し、車両衝突が起きたと判定すると歩行者保護デバイスＯＦＦの信号を歩行者保護デバイスに発し、歩行者保護デバイスが作動するのをＴ０前に止める。上記で、ＬＰが第１の閾値Ｌ１より大になった時、歩行者保護デバイスを微小時間Ｔ０遅れてＯＮとするのは、歩行者保護デバイスが歩行者保護エアバッグの場合、ＬＰが第２の閾値Ｌ２より大となる前に歩行者保護デバイスが作動すると、ＬＰが第２の閾値Ｌ２より大となった時に歩行者保護デバイスにＯＦＦ指令を発しても歩行者保護エアバッグをＯＦＦにできないからである。
【００５２】
図４のルーチンによる制御をより詳しく説明すると、つぎのとおりである。図４のルーチンに所定微小時間間隔ΔＴ毎に割り込む。ステップ１０１で圧力センサ検知荷重ＬＰを読み込む。ステップ１０２で荷重ＬＰが第１の閾値Ｌ１以上か否かを判定し、否ならエンドに進み、Ｌ１以上であればステップ１０３に進んで歩行者保護デバイスを所定時間Ｔ０経過後にＯＮする指令を出す。Ｔ０はΔＴより大である。ついでステップ１０４に進み、荷重ＬＰが第２の閾値Ｌ２以上か否かを判定し、否ならエンドに進み、Ｌ２以上であればステップ１０５に進んで歩行者保護デバイスをＯＦＦする指令を出す。
【００５３】
ステップ１０３はステップ１０３−１〜１０３−４によって置き換えられてもよい。ステップ１０３−１はＬが第１の閾値Ｌ１以上となった時からの経過時間Ｔを演算する。１回のルーチンへの割り込み毎にΔＴだけ時間Ｔが増加していく。ステップ１０３−２で経過時間Ｔが上記微小時間Ｔ０以上になったか否かを判定し、否ならステップ１０４へと進む。Ｔが上記微小時間Ｔ０以上になるとステップ１０３−３に進み即座に歩行者保護デバイスをＯＮする指令信号を歩行者保護デバイスに発し、ついでステップ１０３−４で経過時間Ｔを０にリセットしてステップ１０４へと進む。
【００５４】
〔実施例の作用、効果〕
つぎに、本発明の実施例の作用、効果を説明する。
アブソーバ１１内には車両幅方向に延びるダイラタント特性シート状部材２０が配置されているので、歩行者衝突か車両衝突かにかかわらず、高速衝突時にダイラタント特性シート状部材２０が瞬時に硬化し、チャンバ圧力が第１屈曲点ａを越える圧力では、ＬＰ対Ｐ特性Ａがアブソーバのみの場合の特性Ｒに比べて大きな勾配をもって立ち上がる。その結果、ＬＰ対Ｐ特性Ａにおける圧力センサ１４ＢのダイナミックレンジがＬｐに拡大される。
【００５５】
また、ダイナミックレンジが拡大されるとともに、ＬＰ対Ｐ特性Ａの勾配が大きくなっている。その結果、同じ閾値Ｌ１に対してアブソーバのみの場合のチャンバ圧力Ｐ３より小さいチャンバ圧力Ｐ１のタイミングで、したがって衝突時の早いタイミングで、歩行者衝突をセンシングできる。同様に、チャンバ圧力ＰがＰ３より小さいＰ２のタイミングで閾値Ｌ２に到達でき、したがって従来の歩行者センシングタイミングＰ３より早いタイミングＰ２で、車両衝突か否かの判定が可能となる。
【００５６】
圧力センサ１４Ｂが車両衝突か否かを判定する第２の荷重閾値Ｌ２を有し、第２の荷重閾値Ｌ２がダイラタント特性シート状部材２０の設置により拡大されたダイナミックレンジ部分Ｌｐに設定されているので、歩行者衝突か車両衝突かの判定が可能となり、車両衝突をセンシングした場合に歩行者保護デバイスの作動を止めることにより、不要な歩行者保護デバイスの作動がなくなる。
【００５７】
これを図３でさらに詳細に説明すると、従来（特性Ｒ）はダイナミックレンジＬｃが小さいので、歩行者衝突か車両衝突かの荷重閾値（本発明のＬ２に対応する閾値）をダイナミックレンジＬｃ内に設けること（図３の点ｆと点ｇとの間に点ｅを設けること）が困難であった。従来、たとえ点ｆと点ｇとの間に点ｅを設けても、アブソーバ変形が点ｆと点ｅにほとんど同時に到達して歩行者衝突か車両衝突かを識別することが困難である。これに対し、本発明では拡大されたダイナミックレンジＬｐに第２の閾値Ｌ２を第１の閾値Ｌ１から離して容易に設定でき、従来できなかった歩行者衝突か車両衝突かの判定をすることが可能になる。
【００５８】
ダイラタント特性シート状部材２０が車両前後方向に複数段、たとえば２段設けられた場合は、荷重ＬＰ対圧力Ｐ特性Ａが多段に変化し圧力Ｐが大きい領域ほど勾配が大きくなる特性となる。そのため、ダイラタント特性シート状部材２０が１段だけ設けられた場合に比べて、ダイナミックレンジＬｐをより拡大できる。ただし、本発明はダイラタント特性シート状部材２０が１段だけ設けられた場合を含む。
【００５９】
また、図１および図５に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内で圧力チャンバ１４Ａ側に寄せて配置されているので、歩行者衝突を車両衝突と誤判定することが防止される。
すなわち、歩行者衝突時には歩行者が自動車のフード側に倒れていくので、ダイラタント特性シート状部材２０を圧力チャンバ１４Ａに寄せて配置しておかないとアブソーバ１１の上部のつぶれ量が大きくなり、圧力チャンバ１４Ａのつぶれが大きくなると、車両衝突と誤判定する可能性がある。本発明ではその誤判定を防止できる。
【００６０】
＜本発明の変形例＞
上記本発明の実施例は以下の変形例をとることができる。上記の説明は、本発明の変形例にも適用できる。
変形例では、図６に示すように、ダイラタント特性シート状部材２０がアブソーバ１１内に前後方向に互いに間隔をもたせて３段以上に配置されている。これによって、荷重対圧力特性が図７のＢのようになり、屈曲点が２段の場合に比べて多くなり、かつ、荷重対圧力特性Ｂが、２段の場合の荷重対圧力特性Ａに比べて荷重大側に移動する。
【００６１】
その効果として、実施例の衝突検知装置１４のダイナミックレンジＬｐに比べて、変形例の衝突検知装置１４のダイナミックレンジはさらに拡大される。
その結果、特性Ａに比べて、早めに第１の閾値Ｌ１および第２の閾値Ｌ２に到達することができ、検知が早くなり、車両衝突か否かの判定も早くなる。
【符号の説明】
【００６２】
１０ 衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置
１１ アブソーバ
１２ バンパリインホースメント
１３ バンパカバー
１４ 衝突検知装置
１４Ａ 圧力チャンバ
１４Ｂ 圧力センサ
２０ ダイラタント特性シート状部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バンパリインホースメントとバンパカバーとの間に配置されたバンパアブソーバと、バンパアブソーバの上側に配置された圧力チャンバおよび該圧力チャンバに接続された圧力センサとを有する衝突検知装置と、を備えた自動車用バンパ装置であって、前記バンパアブソーバ内には車両幅方向に延びるダイラタント特性を有するシート状部材が配置されている、衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置。
【請求項２】
前記圧力センサが歩行者衝突を判定する第１の荷重閾値と第１の荷重閾値より大きい車両衝突を判定する第２の荷重閾値を有し、該第２の荷重閾値が、前記圧力センサのダイナミックレンジのうちバンパアブソーバ内にダイラタント特性シート状部材を配置したことにより拡大された部分に設定されている請求項１記載の衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置。
【請求項３】
前記ダイラタント特性シート状部材は前記バンパアブソーバ内で前記圧力チャンバ側に寄せて配置されている、請求項１または請求項２記載の衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置。
【請求項４】
前記ダイラタント特性シート状部材は車両前後方向に互いに間隔をもたせて複数段配置されており、前側のダイラタント特性シート状部材の上下方向幅はそれより後側のダイラタント特性シート状部材の上下方向幅以下であり、正面視で前側のダイラタント特性シート状部材はそれより後側のダイラタント特性シート状部材にオーバラップしている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置。
【請求項１】
バンパリインホースメントとバンパカバーとの間に配置されたバンパアブソーバと、バンパアブソーバの上側に配置された圧力チャンバおよび該圧力チャンバに接続された圧力センサとを有する衝突検知装置と、を備えた自動車用バンパ装置であって、前記バンパアブソーバ内には車両幅方向に延びるダイラタント特性を有するシート状部材が配置されている、衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置。
【請求項２】
前記圧力センサが歩行者衝突を判定する第１の荷重閾値と第１の荷重閾値より大きい車両衝突を判定する第２の荷重閾値を有し、該第２の荷重閾値が、前記圧力センサのダイナミックレンジのうちバンパアブソーバ内にダイラタント特性シート状部材を配置したことにより拡大された部分に設定されている請求項１記載の衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置。
【請求項３】
前記ダイラタント特性シート状部材は前記バンパアブソーバ内で前記圧力チャンバ側に寄せて配置されている、請求項１または請求項２記載の衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置。
【請求項４】
前記ダイラタント特性シート状部材は車両前後方向に互いに間隔をもたせて複数段配置されており、前側のダイラタント特性シート状部材の上下方向幅はそれより後側のダイラタント特性シート状部材の上下方向幅以下であり、正面視で前側のダイラタント特性シート状部材はそれより後側のダイラタント特性シート状部材にオーバラップしている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の衝突検知装置を備えた自動車用バンパ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８３９２１（Ｐ２０１２−１８３９２１Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８４８５（Ｐ２０１１−４８４８５）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]