JP5765243B2 - 車両側面衝突検出機構及び乗員保護システム - Google Patents

Description

本発明は、車両側面衝突検出機構及び乗員保護システムに関する。

特許文献１には、サイドドアにおけるドアインナパネルとドアビーム又はドアアウタパネルとの間に筒状部材を配置すると共に、筒状部材に設けられた密閉空間部の圧力変動を検出する圧力センサを設けた車両衝突検知装置が開示されている。また、車両側面衝突において、この圧力センサの検出結果に基づいて、エアバッグ等の乗員保護装置を作動させるようになっている（特許文献１参照）。

ここで、「衝突対象車両のバンパ部がサイドドアの下部に衝突するバリア側突（バリアとの側突）のようにサイドドアの下部全体が変形しドアアウタネルの車両幅方向内側への変形量が小さい場合」と「ポール状の衝突対象物にサイドドアが衝突するポール側突（ポールとの側突）のようにサイドドアの車両幅方向の一部が変形しドアアウタパネルの車両幅方向内側への変形量が大きい場合」とで、サイドドア内の密閉空間部の圧力変動に大きな差がない場合があった。よって、密閉空間部の圧力変動によって、「バリア側突（バリアとの側突）」と「ポール側突（ポールとの側突）」とを区別して（切り分けて）検出することが困難な場合があった。したがって、特許文献１の技術は、この点に関して改善の余地がある。なお、その他関連する技術が特許文献２及び特許文献３に開示されている。

特開２０１０−１５５４９９号公報 特開２００６−２３２１２６号公報 特開平０７−２４２１５３号公報

本発明は、上記事実を考慮し、容易に車両側面衝突におけるバリアとの側突は検出しないで、ポールとの側突を検出することが目的である。

請求項１の車両側面衝突検出機構は、車両側部に設けられたサイドドアの外板を構成するドアアウタパネルと、前記サイドドアの内板を構成するドアインナパネルと、前記ドアインナパネルの車両幅方向外側の壁面における車両上下方向の中間部に設けられ、車両前後方向に沿って長尺状に密閉空間を形成する隔壁部と、前記密閉空間の圧力変動を検出する検出手段と、前記ドアアウタパネルと前記ドアインナパネルとの間に、前記隔壁部に対して車両幅方向外側で且つ車両上下方向下側に、車両前後方向を長手方向として設けられたドアインパクトビームと、を備えている。

請求項１に記載の本発明によれば、サイドドアの下部に衝突するバリアとの側突の場合は、サイドドアの下部全体が変形するが、ドアアウタパネルの車両上下方向中央部の変形量は小さい。よって、ドアアウタパネルは車両上下方向中間部分に設けられた隔壁部に接触しない、又は接触しても隔壁部の変形量が小さい。したがって、バリアとの側突の場合は、隔壁部によって形成された密閉空間の圧力変動が小さい。

一方、ポール状の衝突対象物にサイドドアが衝突するポールとの衝突の場合は、サイドドアの車両幅方向の一部ではあるが車両上下方向全域に亘って大きく変形するので、ドアアウタパネルの車両上下方向中央部の変形量が大きい。よって、ドアアウタパネルは車両上下方向中間部分に設けられた隔壁部に接触して隔壁部を大きく変形させる、すなわち、隔壁部の変形量が大きい。したがって、ポールとの側突の場合は、隔壁部によって形成された密閉空間の圧力変動が大きい。

このように、車両側面衝突におけるバリアとの側突とポールとの側突とで、検出手段が検出する密閉空間の圧力変動の差が大きくなるので、容易にバリアとの側突は検出しないで、ポールとの側突を検出することができる。
また、隔壁部が車両前後方向に沿って長尺状に形成されているので、検出手段の検出範囲が車両前後方向に拡大する。
また、車両側面衝突において、ドアアウタパネルを介して衝突荷重がドアインパクトビームに伝達され、ドアインパクトビームが車両幅方向内側に変形することで、衝突エネルギーが吸収される。そして、ドアインパクトビームは、隔壁部に対して車両幅方向外側で且つ、隔壁部の車両上下方向下側に配置されているので、バリアとの側突におけるドアアウタパネルの車両幅方向の変形が抑制される。
したがって、バリアとの側突における隔壁部によって形成された密閉空間の圧力変動が更に小さくなるので、バリアとの側突を検出しない精度が向上する。

請求項２の車両側面衝突検出機構は請求項１の構成において、前記ドアインナパネルの車両幅方向内側にドアトリムが設けられ、前記検出手段は、前記ドアインナパネルの車両幅方向内側の壁面と前記ドアトリムとの間に配設されている。

請求項２に記載の本発明によれば、ドアインナパネルの車両幅方向外側の壁面とドアトリムとの間は、例えば、ドアアウタパネルとドアインナパネルとの間と比較し、防水性や防塵性が確保されているので、検出手段の信頼性が向上する。

請求項３の乗員保護システムは、請求項１又は２に記載された車両側面衝突検出機構と、前記検出手段が検出した圧力変動の検出値が、予め定められた閾値を越えると乗員保護装置を作動させる作動手段と、を備えている。

請求項３に記載の本発明によれば、車両側面衝突におけるバリアとの側突とポールとの側突とで、密閉空間の圧力変動の差が大きくなるので、バリアとの側突時の圧力変動のピーク値とポールとの側突時の圧力変動のピーク値との間に閾値を設定することで、容易にバリアとの側突時には乗員保護装置を作動さないで、ポールとの側突時には乗員保護装置を作動させることができる。

請求項１に記載の発明によれば、ドアインナパネルの車両幅方向内側の壁面における車両上下方向の中間部分に隔壁部が設けられていない構成と比較し、容易に車両側面衝突におけるバリアとの側突を検出しないで、ポールとの側突と検出することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ドアアウタパネルとドアインナパネルとの間に検出手段を設ける構成と比較し、検出手段の信頼性を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、容易にバリアとの側突時には乗員保護装置を作動させないで、ポールとの側突時には乗員保護装置を作動させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両側面衝突検出機構が適用された車両側部を示す図２のＡ−Ａ線に沿った断面の拡大縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る車両側面衝突検出機構が適用された車両側部を模式的に示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る乗員保護システムを示すブロック図である。 （Ａ）はＭＤＢ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｂａｒｒｉｅｒ）のバンパ部がサイドドアの下部における車両幅方向略全域に側面衝突したＭＤＢ側突時におけるサイドドアの変形を示す図１に対応する拡大縦断面図であり、（Ｂ）はＭＤＢのバンパ部の衝突位置及び衝突範囲を示す図２に対応する側面図である。 （Ａ）はポール側突時におけるサイドドアの変形を示す図１に対応する拡大縦断面図であり、（Ｂ）はポールの衝突位置及び衝突範囲を示す図２に対応する側面図である。 ＭＤＢ側突時及びポール側突時における密閉空間の圧力変動と時間経過との関係を示すグラフである。 比較例におけるＭＤＢ側突時及びポール側突時の密閉空間の圧力変動と時間経過との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態の変形例に係る車両側面衝突機構が適用された車両側部を示し、（Ａ）はポール側突におけるサイドドアの変形を示す図１に対応する拡大縦断面図であり、（Ｂ）は車両側部を模式的に示す図２に対応する側面図である。

＜実施形態＞
図１〜図７を用いて、本発明の一実施形態に係る車両側面衝突検出機構１００及び乗員保護システム１０２について説明する。なお、各図面では、車両前後方向前側を矢印ＦＲで示し、車幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示している。なお、本実施形態では、サイドドアの上下方向は車両上下方向と一致しており、サイドドアの厚さ方向はドア閉止状態（ドアを閉じた状態）で車両幅方向と一致しており、サイドドアの前後方向はドア閉止状態で車両前後方向と一致している。また、図２では、理解を容易にするため、後述するドアアウタパネル１４を図示していない。

図１と図２とに示すように、車両側部１０には、図示が省略されたドア開口部を開閉するサイドドア１２が設けられている。図２に示すように、サイドドア１２の上方には、サイドガラス１１が設けられている。

図１に示すように、ドア開口部の下縁側（サイドドア１２の下側）には、言い換えると、車両側部１０の車両幅方向両側の下端部には、閉断面構造のロッカ２０が車両前後方向を長手方向として配置されている。

サイドドア１２は、サイドイドガラス１１の下側に車体幅方向外側に配置され外板を構成するドアアウタパネル１４と、ドアアウタパネル１４よりも車幅方向内側に設けられ内板を構成するドアインナパネル１６と、を備えている。ドアアウタパネル１４の下縁部はドアインナパネル１６の下縁部にヘミング加工により結合されている。また、ドアインナパネル１６の車両幅方向内側（車室側）には、ドアトリム１８が設けられている。

そして、このサイドドア１４に、本発明の一実施形態に係る車両側面衝突検出機構１００が設けられている。車両側面衝突検出機構１００は、隔壁部１１０と検出手段の一例としての圧力センサ１５０とを含んで構成されている。

ドアインナパネル１６の車幅方向外側の壁面１６Ａにおける車両上下方向の中間部分に、隔壁部１１０が設けられている。隔壁部１１０は、車両幅方向内側が開口側として配置された断面ハット形状の箱形状とされている。

また、図２に示すように、隔壁部１１０は、車両前後方向に沿って長尺状に形成されている。なお、本実施形態においては、隔壁部１１０は、車両前後方向後側に向かって車両上下方向下側に若干傾斜している。

そして、隔壁部１１０の上下のフランジ部１１２，１１４と左右のフランジ部１１６，１１８とがドアインナパネル１６の車幅方向外側の壁面１６Ａに接合されることで、隔壁部１１０中に密閉空間Ｑが形成されている（図１も参照）。

なお、隔壁部１１０の材質は限定されない。例えば、鉄板や樹脂等で隔壁部１１０を構成することが可能である。また、壁面１６Ａに接合する接合方法も限定されない。例えば、接着剤、リベット、ボルト等によって隔壁部１１０を壁面１６Ａに接合することが可能である。また、密閉空間Ｑの密閉性を高めるために、隔壁部１１０のフランジ部１１２，１１４，１１６，１１８と壁面１６Ａとの間にシール部材を挟んでもよい。

ドアインナパネル１６の車幅方向内側の壁面１６Ｂにおける隔壁部１１０（密閉空間Ｑ）に対応する部位に圧力センサ１５０が設けられている。また、本実施形態では、図２に示すように、圧力センサ１５０は、隔壁部１１０の車両前後方向の中間部分（長手方向の中間部分）に対応する部位に設けられている。なお、ドアインナパネルネル１６の隔壁部１１０（密閉空間Ｑ）に対応する部位に検出用の孔１７が形成され、この検出用の孔１７を介して圧力センサ１５０が圧力変動を検出すようになっている。

圧力センサ１５０は、種々の既存の圧力センサを用いることができる。例えば、薄肉状のダイアフラムを備えたセンサ素子がセンサハウジング内に収容された構造とされ、ダイアフラムの厚み方向に圧力が作用したときの歪みによって生じる抵抗値の変化に基づいて圧力変化を検出する圧力センサを用いることができる。

図１及び図２に示すように、サイドドア１２におけるドアアウタパネル１４とドアインナパネル１６との間には、車両前後方向を長手方向として配置されたパイプ状のドアインパクトビーム１８０が設けられている。また、図２に示すように、ドアインパクトビーム１８０の軸方向の両端部は、ブラケット１９０によって、ドアインナパネル１６の周縁部１６Ｄに取り付けられている

図１に示すようにドアインパクトビーム１８０は、長尺状の隔壁部１１０の車両幅方向外側に設けられている。また、図２に示すように、ドアインパクトビーム１８０は、隔壁部１１０と平行又は略平行に設けられている。つまり、隔壁部１１０と同様にドアインパクトビーム１８０は、車両前後方向後側に向かって車両上下方向下側に若干傾斜している。そして、側面視においてドアインパクトビーム１８０は、長尺状の隔壁部１１０の車両前後方向下側に配置されている（図１も参照）。

図３に示すように、乗員保護システム１０２は、車両側面衝突検出機構１００と、作動手段の一例としてのＥＣＵ（エレクトロニック・コントロール・ユニット）２００と、乗員保護装置の一例としてのエアバッグ装置２５０と、を含んで構成されている。

圧力センサ１５０は、ＥＣＵ２００と電気的に接続されている。なお、圧力センサ１５０とＥＣＵ２００と間を電気的に繋ぐ配線１５５は、図１に示すドアインナパネル１６の車両幅方向内側の壁面１６Ｂとドアトリム１８との間の空間に配設されている。

図３に示すように、ＥＣＵ２００はエアバッグ装置２５０と電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ２００は、圧力センサ１５０から送られた検出信号（検出値）が予め定められた閾値Ｓ（後述する図６を参照）を越えると、エアバッグ装置２５０を作動させ乗員を保護するように構成されている。

なお、エアバッグ装置２５０としては、例えば、シートバックに搭載されるサイドエアバッグ装置やカーテンエアバッグ装置を用いることができる。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。

まず、図４に示すように、バリアの一例としてのＭＤＢ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｂａｒｒｉｅｒ）５００のバンパ部５０２がサイドドア１２の下部における車両幅方向略全域に側面衝突したＭＤＢ側突（バリアとの側突）について説明する。

ＭＤＢ５００のバンパ部５０２がサイドドア１２の下部に側面衝突すると、図４（Ａ）に示すように、ドアアウタパネル１４の下部全体が車両幅方向内側に湾曲し、ドアアウタパネル１４を介してドアインパクトビーム１８０に衝突荷重が伝達され、ドアインパクトビーム１８０が車両幅方向内側に変形することで、衝突エネルギーが吸収される。

ドアアウタパネル１４は下部全体（下部の車両前後方向の広範囲）が変形するが、ドアアウタパネル１４の車両上下方向の中央部分の変形量は小さい。よって、ドアアウタパネル１４は車両上下方向中間部分に設けられた隔壁部１１０に接触しない、又は接触しても隔壁部１１０の変形量が小さい。

よって、図６のグラフＭのように、ＭＤＢ側突の場合は、隔壁部１１０によって形成された密閉空間Ｑの圧力変動が殆ど発生しないので、圧力変動のピーク値が小さい。

また、本実施形態においては、ドアインパクトビーム１８０は、隔壁部１１０と側面視において隔壁部１１０の車両前後方向下側に配置されているので、ＭＤＢ側突におけるドアアウタパネル１４の車両幅方向内側への変形が抑制される。したがって、ＭＢＤ側突における隔壁部１１０によって形成された密閉空間Ｑの圧力変動が更に小さくなり、その結果、圧力変動のピーク値が更に小さくなる。

つぎに、図５に示すように、ポール６００にサイドドア１２の車両幅方向中央部分が側面衝突したポール側突（ポールとの側突）について説明する。

サイドドア１２がポール６００に側面衝突すると、図５（Ａ）に示すように、ドアアウタパネル１４の車両幅方向の一部が局部的に車両幅方向内側に湾曲し、ドアアウタパネル１４を介してドアインパクトビーム１８０に衝突荷重が伝達され、ドアインパクトビーム１８０が車両幅方向に変形することで、衝突エネルギーが吸収される。

ドアアウタパネル１４は、車両幅方向の一部のみが車両上下方向全域に亘って変形するので、ドアアウタパネル１４の車両上下方向の中央部の変形量が大きい。よって、ドアアウタパネル１４は車両上下方向中間部分に設けられた隔壁部１１０に接触し、隔壁部１１０が大きく変形する。

よって、図６のグラフＰのように、ポール側突の場合は、隔壁部１１０によって形成された密閉空間Ｑの圧力変動が大きくなり、圧力変動のピーク値が大きくなる。

このように、車両側面衝突におけるＭＤＢ側突とポール側突とで、密閉空間Ｑの圧力変動のピーク値の差Ｗが大きくなるので、バリアとの側突時の圧力変動のピーク値とポールとの側突時の圧力変動のピーク値との間に閾値を設定することで、容易にＭＤＢ側突を検出することなく、ポール側突のみを検出するこができる。

そして、ＥＣＭ２００（図３参照）は、検出値が閾値Ｓを越えないＭＢＤ側突時にはエアバッグ装置２５０（図３参照）を作動させないで、検出値が閾値Ｓを越えるポール側突時にエアバッグ装置２５０（図３参照）を作動させる。つまり、高い精度でＭＢＤ側突時にはエアバッグ装置２５０（図３参照）を作動させないで、ポール側突時にエアバッグ装置２５０（図３参照）を作動させることができる。

また、図１に示すように、圧力センサ１５０は、ドアインナパネル１６の車幅方向内側の壁面１６Ｂに設けられている。

ドアインナパネル１６の車両幅方向内側の壁面１６Ｂとドアトリム１８との間の空間は、例えば、ドアアウタパネル１４とドアインナパネル１６との間の空間と比較し、防水性や防塵性が確保されている。よって、圧力センサ１５０は、ドアインナパネル１６の車幅方向内側の壁面１６Ｂに設けることで、圧力センサ１５０に対する防水対策や防塵対策をする必要が無いか、対策する場合でも簡単な対策で信頼性を確保することでできる。

また、圧力センサ１５０とＥＣＵ２００と間を電気的に繋ぐ配線１５５（図３参照）は、ドアインナパネル１６の車両幅方向内側の壁面１６Ｂとドアトリム１８との間の空間を配設されている。よって、配線１５５の取り回しが容易であると共に、防水対策や防塵対策をする必要が無いか、対策する場合でも簡単な対策で信頼性が確保される。

また、図２に示すように、隔壁部１１０は、車両前後方向に延在する長尺状とされているので、圧力センサ１５０の検出範囲が車両前後方向に拡大する。よって、例えば、ポール側突時において、圧力センサ１５０とポール６００との位置が車両前後方向にずれていても、圧力センサ１５０は圧力変動（ポール側突）を検出することができる。

（比較例）
ここで、隔壁部がアウタパネルの車両上下方向の中央部に設けられていない、つまり本発明が適用されていない比較例におけるＭＤＢ側突とポール側突との圧力変動の差について説明する。

図７に示すように、このような構成の場合、ＭＤＢ側突（グラフＭ）とポール側突（グラフＰ）とで圧力変動に大きな差が無く、ピーク値の差Ｗが殆どない。よって、ＭＤＢ側突とポール側突とを区別して（切り分けて）検出することが非常に困難であり、これらピーク値の間に閾値Ｓを設定したとしても、ばらつきや誤差等を考慮すると、ＭＢＤ側突時にはエアバッグ装置２５０を作動させないで、ポール側突時にはエアバッグ装置２５０を作動させることは、非常に困難である。つまり、ばらつきや誤差等を考慮すると、ＭＢＤ側突時にエアバッグ装置２５０が作動することが考えられる、

これに対して、本実施形態では、既に説明したように、図６に示すように、車両側面衝突におけるＭＤＢ側突とポール側突とで、密閉空間Ｑの圧力変動のピーク値の差Ｗが大きくなるので、ＭＤＢ側突とポール側突とを高い精度で容易に区別して（切り分けて）検出することができる。また、これらピーク値の間に閾値Ｓを設定することで、ばらつきや誤差等を考慮しても、高い精度で確実に、ＭＢＤ側突時にはエアバッグ装置２５０を作動させないで、ポール側突時にはエアバッグ装置２５０を作動させることができる。

（変形例）
つぎに、本実施形態の変形例について、図８を用いて説明する。

図８に示す変形例では、ドアインパクトビーム１８０は、長尺状の隔壁部１１０の車両幅方向外側に、隔壁部１１０と側面視において隔壁部１１０と重なるように配置されている。

よって、図８（Ａ）に示すように、ポール側突においてドアインパクトビーム１８０が車両幅方向内側に変形して隔壁部１１０に接触して変形することで、密閉空間Ｑに圧力変動が発生する。そして、ドアインパクトビーム１８０の車両幅方向の厚み分、隔壁部１１０の変形量が大きくなる。

したがって、ポール側突における隔壁部１１０によって形成された密閉空間Ｑの圧力変動のピーク値が更に大きくなるので、ポール側突の検出精度が向上する。言い換えると、より確実にＭＤＢ側突を検出することなく、ポール側突のみを検出するこができる。

なお、ドアインパクトビーム１８０は車両前後方向後側に向かって下方に斜めに配置されているので、ＭＤＢ５００のバンパ部５０２とドアインパクトビーム１８０の下端部とがラップする。よって、ＭＤＢ側突時には、ドアインパクトビーム１８０は車両幅方向内側に変形し衝突エネルギーを吸収する。

また、ドアインパクトビーム１８０の傾斜角度を大きくし、ドアインパクトビーム１８０の車両後端側を、図示されているよりも更に下方に位置するようにし、ＭＤＢ５００のバンパ部５０２とドアインパクトビーム１８０とが確実にラップするようにしてもよい。或いは、ドアインパクトビーム１８０を、図２に示す隔壁部１１０の車両上下方向下側の位置と図８に示す隔壁部１１０と重なる位置とに二つ設けてもよい。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、隔壁部１１０は車両前後方向に延在する長尺状とされ、一つの隔壁部１１０に対して一つの圧力センサ１５０が設けられていたが、これに限定されない。

例えば、一つの隔壁部に対して複数の圧力センサが設けられていてもよい。或いは、複数の隔壁部が車両前後方向に並んだ構成であってもよい。

また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０ 車両側部
１２ サイドドア
１４ ドアアウタパネル
１６ ドアインナパネル
１６Ａ ドアインナパネルの車両幅方向内側の壁面
１６Ｂ ドアインナパネルの車両幅方向外側の壁面
１８ ドアトリム
１００ 車両側面衝突検出機構
１０２ 乗員保護システム
１１０ 隔壁部
１５０ 圧力センサ（検出手段の一例）
１８０ ドアインパクトビーム
２００ ＥＣＵ（作動手段の一例）
２５０ エアバッグ（乗員保護装置の一例）
Ｑ 密閉空間

Claims (3)

1. 車両側部に設けられたサイドドアの外板を構成するドアアウタパネルと、
   前記サイドドアの内板を構成するドアインナパネルと、
   前記ドアインナパネルの車両幅方向外側の壁面における車両上下方向の中間部に設けられ、車両前後方向に沿って長尺状に密閉空間を形成する隔壁部と、
   前記密閉空間の圧力変動を検出する検出手段と、
   前記ドアアウタパネルと前記ドアインナパネルとの間に、前記隔壁部に対して車両幅方向外側で且つ車両上下方向下側に、車両前後方向を長手方向として設けられたドアインパクトビームと、
   を備える車両側面衝突検出機構。
2. 前記ドアインナパネルの車両幅方向内側にドアトリムが設けられ、
   前記検出手段は、前記ドアインナパネルの車両幅方向内側の壁面と前記ドアトリムとの間に配設されている、
   請求項１に記載の車両側面衝突検出機構。
3. 請求項１又は請求項２に記載された車両側面衝突検出機構と、
   前記検出手段が検出した圧力変動の検出値が予め定められた閾値を越えると乗員保護装置を作動させる作動手段と、
   を備える乗員保護システム。

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