JP4048461B2

JP4048461B2 - 車両の前部車体構造

Info

Publication number: JP4048461B2
Application number: JP05730999A
Authority: JP
Inventors: 竜彦岩本; 有洋古本; 裕築地
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 1999-03-04
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2019-03-04
Also published as: JP2000255350A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部車体構造に関し、例えば代表的な車両である自動車の前部車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両に設けられ、その車両の衝突時の障害物への衝撃を緩和する保護機構が従来より数多く提案されている。
【０００３】
このような保護機構として、例えば実開昭５７−１０１６５３号では、歩行者への衝突時に車両前方に突出する可動部材を備える保護機構が提案されている。
【０００４】
また、特開平６−１４４１５４号では、歩行者への衝突時に、バンパより前方に突出するエアバックを備える保護機構が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開昭５７−１０１６５３号に提案されている保護機構は、ボンネットのないトラック等の車両を想定しているため、衝突時に障害物をボンネット上に倒し込むことにより、その障害物に加えられる衝撃を緩和することができない。
【０００６】
また、特開平６−１４４１５４号に提案されている保護機構は、衝突時の車両による衝撃に加え、エアバックの展開力または展開したエアバックに接触した瞬間に生じる反力により、障害物が跳ね飛ばされることも予想される。
【０００７】
そこで本発明は、障害物への衝突時に、その障害物をボンネット上により確実に倒し込むことにより、その障害物に加えられる衝撃を効率よく緩和する車両の前部車体構造の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る車両の前部車体構造は、以下の構成を特徴とする。
【０００９】
即ち、車室前方にボンネットとバンパとを備える車両の前部車体構造であって、前記バンパの車両長手方向先端位置より後方の第１の位置から、前記第１の位置より前方且つ前記先端位置より下方であって、前記ボンネット先端のエッジと、前記バンパの先端位置とを結ぶ接線より後方である第２の位置まで突出可能な可動部材と、障害物への衝突を検出または予測したときに、前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の位置まで突出させる駆動機構と、を備えることを特徴とする。
また、車室前方にボンネットとバンパとを備える車両の前部車体構造であって、前記バンパの車両長手方向先端位置より後方の第１の位置から、その先端位置より前方且つ下方であって、前記ボンネット先端のエッジと、前記バンパの先端位置とを結ぶ接線より後方である第２の位置まで突出可能な可動部材と、障害物への衝突を検出または予測したときに、前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の位置まで突出させる駆動機構と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る車両の前部車体構造を、代表的な車両である自動車の実施形態として、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態における保護機構の動作を説明する概念図であり、自動車の前部を横方向から見た状態で表わしている。また、図２は、本発明の第１の実施形態における保護機構の形状を示す斜視図である（後述する駆動機構の表現は省略している）。
【００１３】
図１及び図２において、バンパ６に埋設された衝撃検出センサ２は、障害物への衝突を検出可能な一般的な感圧センサである。衝突予測センサ４は、例えばボンネット８の前縁部等に埋設され、障害物への衝突を予測する基になる情報を入手するＣＣＤ(Charge Coupled Device)等のカメラや超音波センサである（尚、衝突予測センサ４は、第２の実施形態で利用する）。
【００１４】
アーム５は、自動車のフレーム７の先端位置近傍の回転軸２１にて軸支されており、バンパ６の車両長手方向先端位置より後方の平常時の収納位置（第１の位置）から、その先端位置より前方且つ下方の作動位置（第２の位置）まで回動しながら突出することが可能である。本実施形態において、第２の位置は、図１に示すように第１の位置の車両長手方向斜め上方であって、且つボンネット８の先端のエッジと、バンパ６の先端位置とを結ぶ接線より後方の位置である。
【００１５】
ここで、アーム５の先端位置を第２の位置とした理由を説明する。一般に、障害物（特に横方向より高さ方向が長い障害物）を衝突時の衝撃によって跳ね飛ばすことを防止して、その障害物に加えられる衝撃を効率よく緩和すべく、より確実にボンネット上に倒し込むためには、その障害物と車両とが衝突の瞬間に最初に接触する位置が当該障害物下方の地上面に近い位置であることが望ましい。そのため、本実施形態では、上述した図１に示す位置を作動位置（第２の位置）に設定している。また、本実施形態の如く平常時の収納位置（第１の位置）を設定することにより、自動車には必須の所謂アプローチアングルを確保している。
【００１６】
また、アーム５は、図２に示すように車両短手方向に延びる棒状部材を含んでおり、その棒状部材の材質としては、衝撃を吸収可能な低剛性部材（例えば、軟質の金属からなるパイプ等）を採用すると良い。
【００１７】
図２に示すように、回転軸２１には、アーム５が第２の位置まで回動したときに、再度第１の位置方向に回動することを防止するロック機構２０が設けられている。このロック機構２０について説明する。
【００１８】
図３は、本発明の第１の実施形態における車両の前部車体構造のアームのロック機構を説明する図である。
【００１９】
同図に示すように、ロック機構２０は、アーム５の回転軸２１に沿って設けられた複数の爪２２と回転軸２３の回りで移動可能な止め具２４とにより構成されている。この機構により、アーム５は、アーム突出時の回転方向（時計回り）には回転可能であるが、衝突時の回転方向（反時計回り）への力が加えられたときには、爪２２と止め具２４とが係合する。これにより、障害物への衝突による反力により、アーム５が第１の位置方向に回動することを防止することができる。
【００２０】
次に、アーム５を第１の位置から第２の位置まで回動させる駆動機構について説明する。
【００２１】
図４は、本発明の第１の実施形態としての車両の前部車体構造のアーム駆動機構を説明する図である。
【００２２】
本実施形態において、アーム５の駆動機構は、同図に示すように車両下方向に動作可能なピストン機構９と、そのピストンの先端部に設けられたラック１０及びアーム５の回転軸２１回りに設けられたピンニオン１１によって構成されるラックアンドピニオン機構とを備える。この駆動機構により、アーム５は、図４の（ａ）に示す平常時の状態から、不図示のインフレータの反応によってピストン機構９が動作するのに応じて、アーム５が図４の（ｂ）に示すように当該ラックアンドピニオン機構によって回動する。
【００２３】
尚、本実施形態では、ピストン機構９を車両下方向に配設したが、フレーム７と平行に配設する構造としても良い。
【００２４】
次に、上述した駆動機構の動作を制御する制御機構について説明する。
【００２５】
図８は、本発明の第１の実施形態としての車両の前部車体構造の制御機構を示すブロック図であり、マイクロコンピュータ１には、衝突検出センサ２からの出力信号が入力され、その信号に基づいて、上述した駆動機構に相当する可動部材３を動作させる。ここで、マイクロコンピュータ１は、アーム５の駆動機構専用に、例えばダッシュボード近傍等に設けても、他の制御ユニットと共用としても良い。特に、エアバックの制御ユニットでマイクロコンピュータ１を代用することにより、コストを低減することができる。
【００２６】
図９は、本発明の第１の実施形態としての車両の前部車体構造の制御処理を示すフローチャートであり、予めマイクロコンピュータ１に記憶されたプログラムを同コンピュータ内の不図示のＣＰＵが実行する処理を示す。
【００２７】
同図において、ステップＳ１：衝突検出センサ２の出力値を読み込む。
【００２８】
ステップＳ２，ステップＳ３：読み込んだ衝突検出センサ２の出力値を所定のしきい値と比較することにより、衝突が発生したか否かを判断し、ＮＯのとき（衝突していないとき）にはリターンし、ＹＥＳのとき（衝突したとき）には可動部材３を動作させ、リターンする。
【００２９】
このように、上述した本実施形態によれば、障害物への衝突時に、バンパ６より地上面に近い位置で、その障害物とアーム５とが最初に接触するため、バンパ６に最初に接触するときと比較して当該障害物をボンネット８上により確実に倒し込む（逃がす）ことにより、その障害物に加えられる衝撃を効率よく緩和することができる。
【００３０】
［第２の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態における車両の前部車体構造を基本として、アーム５の駆動機構の異なる制御方法について説明する。
【００３１】
図１０は、本発明の第２の実施形態としての車両の前部車体構造の制御機構を示すブロック図であり、第１の実施形態における図８のブロック図とは、マイクロコンピュータ１に衝突予知センサ４の出力信号と、不図示の車速センサにより検出する自車速Ｖとが更に入力される点が異なる。本実施形態では、衝突検出センサ２の出力信号に基づくアーム５の駆動機構の制御処理に加えて、衝突予知センサ４の出力信号に基づいて障害物への衝突を予測し、衝突が起きると判断したときには、衝突に先立ってアーム５の回動を開始する。
【００３２】
図１１は、本発明の第２の実施形態としての車両の前部車体構造の制御処理を示すフローチャートであり、予めマイクロコンピュータ１に記憶されたプログラムを同コンピュータ内の不図示のＣＰＵが実行する処理を示す。
【００３３】
同図において、ステップＳ１１：衝突検出センサ２の出力値と現在の自車速Ｖとを読み込む。
【００３４】
ステップＳ１２：読み込んだ衝突検出センサ２の出力値を所定のしきい値と比較することにより、衝突が発生したか否かを判断し、ＮＯのとき（衝突していないとき）にはステップＳ１３に進む、ＹＥＳのとき（衝突したとき）にはステップＳ１８に進む。
【００３５】
ステップＳ１３，ステップＳ１４：衝突予知センサ４の出力信号を読み込み（ステップＳ１３）、その読み込んだ信号に基づいて一般的な手法により、衝突の可能性を示す係数Ｋを算出する（ステップＳ１４）。
【００３６】
ステップＳ１５：算出した係数Ｋが所定の値Ｋａより大きいか否かを判断し、ＹＥＳ（Ｋ＞Ｋａ）のときにはステップＳ１６に進み、ＮＯ（Ｋ≦Ｋａ）のときには衝突の可能性は無いのでリターンする。
【００３７】
ステップＳ１６：自車速Ｖと衝突可能性係数Ｋとに基づいて、衝突が実際に起こるであろう衝突予想時刻Ｔを算出する（ステップＳ１６）。
【００３８】
ステップＳ１７，ステップＳ１８：現在時刻が、その算出した衝突予想時刻Ｔより所定時間ＴＰだけ前のタイミングか否かを判断し（ステップＳ１７）、ＮＯのとき（衝突予想時刻Ｔまでの時間が所定時間ＴＰより長いとき）には本ステップの判断を繰り返し、ＹＥＳのとき（衝突予想時刻Ｔまでの時間が所定時間ＴＰより短いとき）には可動部材３を動作させてリターンする。
【００３９】
このような制御を行う本実施形態によれば、第１の実施形態と比較してアーム５をより確実に動作させることができる。
【００４０】
［第３の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態における車両の前部車体構造を基本として、アーム５の駆動機構に異なる駆動方法を採用する場合について説明する。
【００４１】
図５は、本発明の第３の実施形態としての車両の前部車体構造のアーム駆動機構を説明する図である。
【００４２】
本実施形態において、平常時の収納位置（第２の位置）におけるアーム５は、同図（ａ）に示すように、内部に不図示のインフレータを有する破断可能ボルト１２により固定されており、そのインフレータが反応することによって当該ボルトが同図（ｂ）に示すように破断すると、回転軸２１に設けられた不図示のトーションバースプリングの反力によってアーム２が反時計方向に回動を開始する。
【００４３】
このような本実施形態に係る駆動機構を採用しても、第１の実施形態と同様に、障害物への衝突時に、バンパ６より地上面に近い位置で、その障害物とアーム５とが最初に接触するため、バンパ６に最初に接触するときと比較して当該障害物をボンネット８上により確実に倒し込むことにより、その障害物に加えられる衝撃を効率よく緩和することができる。
【００４４】
［第４の実施形態］
本実施形態では、第１の実施形態における車両の前部車体構造を基本として、アームの駆動機構に異なる駆動方法を採用する場合について説明する。
【００４５】
図６は、本発明の第４の実施形態における保護機構の動作を説明する概念図である。また、図７は、本発明の第４の実施形態としての車両の前部車体構造のアーム駆動機構を説明する図である。
【００４６】
図６及び図７において、第１の実施形態の場合と異なるのは、フレーム７と平行に配設されたピストン機構１７により、平常時には図６に実線で示すアーム５Ａ（図７（ａ）参照）が、作動時には図６に破線で示すアーム５Ａ（図７（ｂ）参照）の位置まで車両長手方向前方に直線状に突出する点が異なる。
【００４７】
このような本実施形態に係る駆動機構を採用しても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
＜第４の実施形態の変形例＞
本変形例では、上記の第４の実施形態における車両の前部車体構造を基本として、異なるアーム形状を採用する場合について説明する。
【００４９】
図１２は、本発明の第４の実施形態の変形例における保護機構を説明する斜視図である。
【００５０】
本実施形態におけるアーム５Ｂは、同図に実線で示すように、平常時の収納位置（第１の位置）においてバンパ６の下端部を構成しており、作動時には、第４の実施形態で説明したピストン機構１７により、同図に破線で示す第２の位置まで突出する。
【００５１】
このような本実施形態に係るアーム５Ｂを採用しても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができると共に、見栄えを良くすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、障害物への衝突時に、その障害物をボンネット上により確実に倒し込むことにより、その障害物に加えられる衝撃を効率よく緩和する車両の前部車体構造の提供が実現する。
【００５３】
即ち、請求項１及び２の発明によれば、第２の位置まで突出した可動部材により、障害物との衝突時に、バンパより地上面に近い位置で、その障害物と可動部材とが最初に接触するため、その障害物をボンネット上により確実に倒し込むことにより、その障害物に加えられる衝撃を効率よく緩和することができる。また、作動時（第２の位置）の可動部材本来の機能と、収納時（第１の位置）の車両のアプローチアングルの確保を両立することができる。
【００５４】
また、請求項３の発明によれば、作動時（第２の位置）の可動部材本来の機能と、収納時（第１の位置）の車両のアプローチアングルの確保を両立することができる。
【００５５】
また、請求項７及び請求項８の発明によれば、障害物への衝撃を効率よく吸収することができる。
【００５６】
また、請求項９の発明によれば、見栄えを良くすることができる。
【００５７】
また、請求項１０乃至請求項１２の発明によれば、比較的簡単な構成で可動部材を確実に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における保護機構の動作を説明する概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における保護機構の形状を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における車両の前部車体構造のアームのロック機構を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施形態としての車両の前部車体構造のアーム駆動機構を説明する図である。
【図５】本発明の第３の実施形態としての車両の前部車体構造のアーム駆動機構を説明する図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における保護機構の動作を説明する概念図である。
【図７】本発明の第４の実施形態としての車両の前部車体構造のアーム駆動機構を説明する図である。
【図８】本発明の第１の実施形態としての車両の前部車体構造の制御機構を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施形態としての車両の前部車体構造の制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態としての車両の前部車体構造の制御機構を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態としての車両の前部車体構造の制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第４の実施形態の変形例における保護機構を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１：マイクロコンピュータ，
２：衝撃検出センサ，
３：可動部材，
４：衝突予測センサ，
５，５Ａ，５Ｂ：アーム，
６：バンパ，
７：フレーム，
８：ボンネット，
９，１７：ピストン機構，
１０：ラック，
１１：ピニオン，
１２：破断可能ボルト，
２０：ロック機構，
２１，２３：回転軸，
２２：爪，
２４：止め具，

Claims

車室前方にボンネットとバンパとを備える車両の前部車体構造であって、
前記バンパの車両長手方向先端位置より後方の第１の位置から、前記第１の位置より前方且つ前記先端位置より下方であって、前記ボンネット先端のエッジと、前記バンパの先端位置とを結ぶ接線より後方である第２の位置まで突出可能な可動部材と、
障害物への衝突を検出または予測したときに、前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の位置まで突出させる駆動機構と、
を備えることを特徴とする車両の前部車体構造。
車室前方にボンネットとバンパとを備える車両の前部車体構造であって、
前記バンパの車両長手方向先端位置より後方の第１の位置から、その先端位置より前方且つ下方であって、前記ボンネット先端のエッジと、前記バンパの先端位置とを結ぶ接線より後方である第２の位置まで突出可能な可動部材と、
障害物への衝突を検出または予測したときに、前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の位置まで突出させる駆動機構と、
を備えることを特徴とする車両の前部車体構造。
前記第２の位置は、前記第１の位置の車両長手方向斜め上方であることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の前部車体構造。
前記可動部材は、前記車両のフレームに軸支されていることを特徴とする請求項１又は２記載の車両の前部車体構造。
前記駆動機構は、前記バンパに埋設された感圧センサの出力信号に基づいて障害物への衝突を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の前部車体構造。
前記駆動機構は、前記車両に設けられた衝突予測センサの出力信号に基づいて障害物への衝突を予測することを特徴とする請求項１又は２記載の車両の前部車体構造。
前記可動部材は、車両短手方向に延びる棒状部材を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の前部車体構造。
前記棒状部材は、衝撃を吸収可能な低剛性部材により構成されていることを特徴とする請求項７記載の車両の前部車体構造。
前記棒状部材は、前記第１の位置において前記バンパの下端部を構成することを特徴とする請求項７記載の車両の前部車体構造。
前記駆動機構は、
障害物への衝突を検出または予測したときに作動するインフレータと、
前記インフレータが反応したときに、前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の位置まで突出させるピストン機構と、
を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の前部車体構造。
前記ピストン機構は、車両長手方向前方に動作可能であって、その動作方向と同方向に前記可動部材が突出することを特徴とする請求項１０記載の車両の前部車体構造。
前記駆動機構は、前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の位置まで回動させるラックアンドピニオン機構を更に備えており、
前記可動部材は、前記ピストン機構が動作したときに、前記ラックアンドピニオン機構によって回動しながら突出する
ことを特徴とする請求項１０記載の車両の前部車体構造。
前記駆動機構は、前記車両に設けられた衝突予測センサ及び車速センサの出力信号に基づいて算出された衝突予想時刻よりも所定時間前に前記可動部材を前記第１の位置から前記第２の位置まで突出させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の前部車体構造。