JP2005263035A - Bumper device and its control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に衝突した歩行者または、構造物に衝突した前記車両を保護するバンパ装置およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a bumper device that protects a pedestrian that collides with a vehicle or the vehicle that collides with a structure, and a control method thereof.
走行中の自動車が歩行者と衝突する場合、その多くは、最初に歩行者の脚部が車両のフロントバンパ部に接触する。そのため通常、前記歩行者の脚部には相当の衝撃が加わり、歩行者脚部への傷害は避けられない。
こうした課題に対して、例えば特許文献１（特開２００１−２７７９６４号公報）には、走行中の車両が歩行者の脚部に衝突した際に、前記脚部に対する傷害を出来るだけ軽減する車体前部構造が提案されている。
In many cases, when a traveling automobile collides with a pedestrian, the leg of the pedestrian first contacts the front bumper of the vehicle. Therefore, a considerable impact is usually applied to the pedestrian's leg, and injury to the pedestrian's leg is inevitable.
In response to such a problem, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-277964) discloses a vehicle body front that reduces damage to the legs as much as possible when a running vehicle collides with the legs of a pedestrian. A partial structure has been proposed.
特許文献１に示される車両の車体前部構造を図９に示す。図９は、車体前部における断面図を示している。この断面図において、車幅方向に延設されたアッパーフレーム５１とロアフレーム５２とを有するラジエータパネル５０の前方には、車幅方向に延設されたバンパ６０が設けられている。
このバンパ６０は、車幅方向に延設されたバンパビーム５３の前方に設けられた上側衝撃吸収部材６３を有するバンパ上部６１と、ロアフレーム５２の前方に設けられた下側衝撃吸収部材６４を有するバンパ下部６２とにより構成される。
このような車体前部構造によれば、歩行者に衝突する際に脚部に接触するバンパ上部６１とバンパ下部６２に、共に衝撃吸収部材が設けられており、バンパ部が変形することにより、衝撃を吸収するようになされる。
The vehicle body front part structure of the vehicle shown in
The
According to such a vehicle body front part structure, both the bumper
ところで、走行中の車両が歩行者に衝突した場合、この歩行者（特に脚部）に与える損傷を出来る限り低減させることを考慮すると、前記特許文献１に示されるようにフロントバンパ部に衝撃吸収性を持たせることが望ましい。すなわち、フロントバンパ部を軟らかく形成し、変形し易い構成とすることが必要とされる。
このため従来は、フロントバンパ部の剛性を低くするために、バンパ内部に設ける衝撃吸収部材の厚さや材質を調整し、フロントバンパ部を軟らかく形成していた。
By the way, when a traveling vehicle collides with a pedestrian, considering that the damage to the pedestrian (particularly the leg) is reduced as much as possible, the front bumper portion absorbs shock as shown in
For this reason, conventionally, in order to reduce the rigidity of the front bumper portion, the thickness and material of the shock absorbing member provided inside the bumper are adjusted to form the front bumper portion softly.
しかしながら、前記のようにフロントバンパ部の剛性が低い車両が例えば電柱等の構造物に衝突すると、フロントバンパ部が容易に変形して潰れ、その周辺の車体構造にも損傷を及ぼして、修理コストが高くなるという問題があった。
このことから、車両が構造物に衝突した場合、車両の修理コストを低減することを考慮すると、フロントバンパ部は容易に変形しないようにある程度強固な剛性が必要とされる。
このように、歩行者保護の観点から要求されるバンパ構造と、車両保護の観点から要求されるバンパ構造とは相反している。
しかしながら、従来はバンパ剛性が一定に調整された状態で、可変することができないため、歩行者保護と車両保護のいずれかを優先するしかなかった。
However, when a vehicle with low rigidity of the front bumper portion collides with a structure such as a power pole as described above, the front bumper portion easily deforms and is crushed, which also damages the surrounding vehicle body structure, resulting in repair costs. There was a problem that became high.
For this reason, when the vehicle collides with a structure, considering the reduction of the repair cost of the vehicle, the front bumper portion needs to have a certain degree of rigidity so as not to be easily deformed.
Thus, the bumper structure required from the viewpoint of pedestrian protection and the bumper structure required from the viewpoint of vehicle protection are contradictory.
However, conventionally, since the bumper rigidity cannot be varied in a state in which the bumper rigidity is adjusted to be constant, priority has been given to either pedestrian protection or vehicle protection.
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、バンパ剛性を変化させることにより、走行中の車両が歩行者に衝突した場合は歩行者に対する衝撃を緩和し、一方、構造物に衝突した場合は車体に対する衝撃を緩和することのできるバンパ装置およびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the circumstances as described above, and by changing the bumper rigidity, when a running vehicle collides with a pedestrian, the impact on the pedestrian is reduced. An object of the present invention is to provide a bumper device that can reduce the impact on the vehicle body when it collides with the vehicle body, and a control method therefor.
上記課題を解決するために、本発明にかかるバンパ装置は、車両に取付けられるバンパ装置であって、印加された外力に応じて粘性が変化する機能性流体が封入されると共に、前記機能性流体を外部に流出させる流出部が形成された流体封入部材と、前記機能性流体に外力を印加する外力印加手段と、前記車両に衝突する対象物に応じて前記外力印加手段の動作制御を行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記外力印加手段を動作制御して前記機能性流体の粘性を変化させ、前記流出部から流出する前記機能性流体の量を制御することによりバンパ剛性を変化させることに特徴を有する。
このような構成によれば、機能性流体の粘性により、その流動性が左右され、その結果バンパ剛性が変わるため、衝突対象に応じたバンパ剛性を制御することができる。
In order to solve the above problems, a bumper device according to the present invention is a bumper device attached to a vehicle, in which a functional fluid whose viscosity changes according to an applied external force is enclosed, and the functional fluid A fluid sealing member formed with an outflow portion for allowing the fluid to flow to the outside, an external force applying means for applying an external force to the functional fluid, and a control for controlling the operation of the external force applying means according to an object colliding with the vehicle And the control means changes the viscosity of the functional fluid by controlling the operation of the external force applying means, and changes the bumper rigidity by controlling the amount of the functional fluid flowing out from the outflow portion. It has the feature to make it.
According to such a configuration, the fluidity is affected by the viscosity of the functional fluid, and as a result, the bumper rigidity changes. Therefore, the bumper rigidity according to the collision target can be controlled.
また、前記対象物を識別する対象識別手段を備えることが望ましい。
このように衝突する対象物を識別することで、例えば、歩行者に衝突する場合には、バンパ剛性を低くして、変形容易な構造とし、変形により衝撃を吸収することで、歩行者に対する損傷（傷害値）を低減することができる。
一方、建物等の構造物に衝突する場合には、バンパ剛性を高くして、衝突の際の変形量を低く抑え、修理コストを低く抑えることができる。
Moreover, it is desirable to provide object identification means for identifying the object.
By identifying the object that collides in this way, for example, when colliding with a pedestrian, the bumper rigidity is lowered, the structure is easily deformed, and the impact is absorbed by the deformation, thereby damaging the pedestrian. (Injury value) can be reduced.
On the other hand, when the vehicle collides with a structure such as a building, the bumper rigidity can be increased, the deformation amount at the time of the collision can be kept low, and the repair cost can be kept low.
また、車体を補強するバンパビームの内部に設けられると共に、前記流体封入部材から流出する前記機能性流体を蓄える流出流体蓄え部材を備え、前記流体封入部材は、前記バンパビームの前部に設置されると共に、前記バンパビームに形成された貫通孔を介して前記流出部から前記機能性流体を前記流出流体蓄え部材へ流出させることが望ましい。
このように構成すれば、より前記流体封入部材を変形させることができるため、対象物に加わる衝撃をより吸収することができる。
In addition, it is provided inside a bumper beam that reinforces the vehicle body, and further includes an outflow fluid storage member that stores the functional fluid flowing out from the fluid sealing member, and the fluid sealing member is installed at a front portion of the bumper beam. It is preferable that the functional fluid flows out from the outflow portion to the outflow fluid storage member through a through hole formed in the bumper beam.
If comprised in this way, since the said fluid enclosure member can be deform | transformed more, the impact added to a target object can be absorbed more.
また、前記外力印加手段は、前記貫通孔の近傍に設置され、前記貫通孔内における前記機能性流体に外力を印加することが望ましい。
このように構成すれば、前記流体封入部材と前記流出流体蓄え部材との間を移動する前記機能性流体の流動性能を的確に制御することができる。
Further, it is desirable that the external force applying means is installed in the vicinity of the through hole and applies an external force to the functional fluid in the through hole.
If comprised in this way, the flow performance of the said functional fluid which moves between the said fluid enclosure member and the said outflow fluid storage member can be controlled exactly.
また、前記流出流体蓄え部材に流出した前記機能性流体を前記流体封入部材に戻す流体戻し手段を備えることが望ましい。
このような構成とすれば、衝突によりバンパビーム内（流出流体蓄え部材）に流入した機能性流体をより速く元の位置に戻すことができる。
Moreover, it is desirable to provide fluid return means for returning the functional fluid that has flowed out to the outflow fluid storage member to the fluid sealing member.
With such a configuration, the functional fluid that has flowed into the bumper beam (outflow fluid storage member) due to the collision can be returned to the original position more quickly.
また、前記流体封入部材の前方には、合成樹脂からなる衝撃吸収部材を備えることが好ましい。
このように構成すれば、例えば機能性流体の重量と比較して軽量な衝撃吸収部材（ＥＡ材）をバンパ構造に用いることにより、バンパ重量の軽量化を図ることができ、燃費等を向上することができる。
Further, it is preferable that an impact absorbing member made of synthetic resin is provided in front of the fluid sealing member.
With this configuration, for example, by using a shock absorbing member (EA material) that is lighter than the weight of the functional fluid in the bumper structure, the weight of the bumper can be reduced, and fuel consumption and the like can be improved. be able to.
また、前記流出部は、車幅方向に上下二段に形成され、前記外力印加手段は、上側の流出部と下側の流出部とのそれぞれに対して、異なる強度の外力を印加することで、前記上側の流出部と下側の流出部から、それぞれ異なる量の機能性流体を流出させることが望ましい。
このように構成することにより、例えば歩行者に衝突する場合には、下側の流出部における機能性流体の粘性よりも上側の流出部における機能性流体の粘性を低くすることができる。
これにより、衝突の際に上側の流出部から機能性流体がバンパビーム内部により多く流入し、バンパの上部分がより潰れて傾斜が生じる。すなわち、歩行者の脚部をバンパにより払い、歩行者をボンネット上に乗り上げるようにすることができる。したがって、歩行者の脚部に対する回転挙動を起こし、脚部に対する傷害値を低減することができる。
Further, the outflow portion is formed in two stages in the vehicle width direction, and the external force applying means applies external forces having different strengths to the upper outflow portion and the lower outflow portion, respectively. Desirably, different amounts of functional fluid are allowed to flow out from the upper outflow portion and the lower outflow portion, respectively.
By comprising in this way, when colliding with a pedestrian, for example, the viscosity of the functional fluid in an upper outflow part can be made lower than the viscosity of the functional fluid in a lower outflow part.
As a result, a larger amount of functional fluid flows into the bumper beam from the upper outflow portion in the event of a collision, and the upper portion of the bumper is further crushed and tilted. That is, it is possible to pay the pedestrian's legs with a bumper and ride the pedestrian on the hood. Therefore, the pedestrian's leg can be rotated and the injury value for the leg can be reduced.
また、前記流体封入部材は、前記バンパビームにおいて、少なくとも車両のサイドフレームと結合された部位の前方付近に設置されることが望ましい。
すなわち、バンパビームにおいて、サイドフレームと結合した部位は剛性が高いため、その部位は他の部位に比べて、構造物に衝突した場合の車両および、車両に衝突した歩行者が受ける損傷への影響が共に大きい。したがって、前記部位に機能性流体を用いることにより、車両および歩行者に対する損傷を低減することができる。
なお、前記機能性流体は、電場の印加により粘性が変化するＥＲ流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）または磁場の印加により粘性が変化するＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ−ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）流体であることが好ましい。
In addition, it is preferable that the fluid sealing member is installed in the bumper beam in the vicinity of at least the front portion of the bumper beam coupled to the side frame of the vehicle.
In other words, in the bumper beam, the part connected to the side frame has high rigidity, so that the part has an effect on the damage to the vehicle and the pedestrian that collided with the vehicle when colliding with the structure compared to other parts. Both are big. Therefore, damage to vehicles and pedestrians can be reduced by using a functional fluid for the part.
The functional fluid is preferably an ER fluid (Electro-rheological Fluid) whose viscosity is changed by application of an electric field or an MR (Magnetic-rheological Fluid) fluid whose viscosity is changed by application of a magnetic field.
また、上記課題を解決するために、本発明にかかるバンパ装置の制御方法は、車両に取付けられるバンパ装置の制御方法であって、車両に衝突する対象物を識別する第一のステップと、印加された外力に応じて粘性が変化する機能性流体に対し、前記対象物の識別結果に応じて外力を印加する第二のステップとを有し、前記第二のステップは、前記機能性流体に外力を印加して該機能性流体の粘性を変化させることで、前記機能性流体を封入する流体封入部材に形成された流出部から流出する前記機能性流体の量が制御されて、前記バンパ装置の剛性を変化させるステップであることに特徴を有する。
このような方法によれば、機能性流体の粘性により、その流動性が左右され、その結果バンパ剛性が変わるため、衝突対象に応じたバンパ剛性を制御することができる。
In order to solve the above problems, a control method for a bumper device according to the present invention is a control method for a bumper device attached to a vehicle, the first step for identifying an object that collides with the vehicle, and application A second step of applying an external force according to the identification result of the object to the functional fluid whose viscosity changes according to the applied external force, and the second step applies to the functional fluid By changing the viscosity of the functional fluid by applying an external force, the amount of the functional fluid flowing out from the outflow portion formed in the fluid sealing member that seals the functional fluid is controlled, and the bumper device This is characterized in that it is a step of changing the rigidity of the.
According to such a method, the fluidity is influenced by the viscosity of the functional fluid, and as a result, the bumper rigidity changes. Therefore, the bumper rigidity corresponding to the collision target can be controlled.
以上の説明で明らかなとおり、本発明によれば、バンパ剛性を変化させることにより、走行中の車両が歩行者に衝突した場合は歩行者に対する衝撃を緩和し、一方、構造物に衝突した場合は車体に対する衝撃を緩和することのできるバンパ装置およびその制御方法を得ることができる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, by changing the bumper rigidity, when a traveling vehicle collides with a pedestrian, the impact on the pedestrian is reduced, while when the vehicle collides with a structure. Can provide a bumper device and a control method thereof that can alleviate the impact on the vehicle body.
以下、この発明に係るバンパ装置およびその制御方法について、図１乃至図７に示す実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るバンパ装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、図１のバンパ装置のＡ−Ａ断面図である。図３は、図１のバンパ装置におけるフロントバンパ部の歩行者衝突時の状態を模式的に示した断面図である。図４は、図１のバンパ装置の動作例を示すフロー図である。
Hereinafter, a bumper device and a control method thereof according to the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a bumper device according to the present invention. 2 is a cross-sectional view of the bumper device taken along the line AA in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state of the front bumper portion in the bumper device of FIG. 1 at the time of a pedestrian collision. FIG. 4 is a flowchart showing an operation example of the bumper device of FIG.
図１および図２に示すように、バンパ装置１００は、変形容易に形成されたバンパフェイス１５の内側において、車両前部において車幅方向に延設され、中空であると共に矩形断面を有するバンパビーム１３を備える。バンパビーム１３の車両前方側には、車幅方向に複数の貫通孔２０が形成され、図１に示すように、その孔の上下付近には、電極４が夫々設けられている。また、このバンパビーム１３は、図２に示すように車両の両側において車両前後方向に延設されたサイドフレーム１４と結合され、車体補強部材としての機能を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記バンパビーム１３の前方には、例えばカーボンブラック等を加えることにより導電性を有するゴム袋体１８が設けられ、バンパビーム１３の内側にはゴム袋体１８と同様な部材で形成されたゴム袋体１９が設けられている。ゴム袋体１８、１９の夫々には、流出部および流入部としての孔が複数形成されており、これらの孔は、バンパビーム１３に形成された複数の貫通孔２０に夫々連結されている。
また、前記ゴム袋体１８、１９は、バンパビーム１３の貫通孔２０に設けられた図示しない弁機構が開弁することで相互に連通される。この弁機構は、車両が所定の衝撃力を受けた際に、ゴム袋体１８、１９が相互に連通するように機能（開弁）する。具体的には、弁機構の弁に対して、開く方向にゴム袋体１８の内部圧力を作用させ、閉じる方向にスプリングによる付勢力を与えている。すなわち、車両の衝突によってゴム袋体１８が変形して内部圧力が高められ、弁部を開かせる作用力がスプリングの付勢力を上回った際に弁部が開くようになされている。
In front of the
The
また、ゴム袋体１８には、機能性流体１１が封入されており、通常時においては、前記弁機構によって、ゴム袋体１９への機能性流体１１の流出が抑制されている。すなわち、ゴム袋体１８は流体封入部材として機能し、ゴム袋体１９は前記流体封入部材から流出した機能性流体１１を蓄える流出流体蓄え部材として機能する。そして、これらゴム袋体１８、１９、貫通孔２０、及び機能性流体１１により機能性バンパ部材１２を構成する。
なお、前記機能性流体１１は、印加された電圧に応じて粘性を変化させる性質を持つ流体であって、例えばＥＲ流体（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）が用いられる。
In addition, the
The
また、このバンパ装置１００においては、図１に示すように前記貫通孔２０付近に設けられた電極４には電圧源３が接続され、前記機能性流体１１に電場印加する外力印加手段を構成している。
この構成により、電圧源３が駆動し、電極４を介して機能性流体１１に電場印加されると、例えば機能性流体１１は、その粘性が向上し、その流動性能が低下する。反対に、電極４から電場印加されない状態では、機能性流体１１の粘性が低下し、その流動性能が向上する。
Further, in the
With this configuration, when the voltage source 3 is driven and an electric field is applied to the
機能性流体１１の粘性が低い場合、図２に示すようにフロントバンパ部１０の前方から歩行者衝突による負荷Ｎが加わると、機能性バンパ体１２の前方に形成されたバンパフェイス１５が一点鎖線１５ａで示す位置まで容易に押し潰される。これは、機能性流体１１の粘性が低いために、この流体１１が貫通孔２０を通って図２、図３（ｂ）に矢印で示すようにバンパビーム１３内部に流入するためである。
したがって、衝突対象が歩行者である場合は、機能性流体１１の粘性を低くし、その流動性能を高く設定すれば、フロントバンパ部１０の剛性を軟らかなものにし、歩行者に与える衝撃をフロントバンパ部１０で吸収することができる。
When the viscosity of the
Therefore, when the collision target is a pedestrian, if the viscosity of the
一方、電極４から電場印加された状態では、機能性流体１１の粘性が高くなり、フロントバンパ部１０の前方から衝突による負荷が加わっても、機能性流体１１の流動性能が低いため、機能性流体１１は貫通孔２０を通ってバンパビーム１３内に流れ込まない。そのため、フロントバンパ部１０の剛性が高くなり、フロントバンパ部１０は容易には変形しない。
したがって、衝突対象が構造物である場合は、機能性流体１１の粘性を高くし、その流動性能を低く設定すれば、フロントバンパ部１０の剛性を高いものとし、車両に与える損傷を軽減して、修理コストを低減することができる。
On the other hand, when the electric field is applied from the
Therefore, when the collision target is a structure, if the viscosity of the
さらに、このバンパ装置１００においては、車両が衝突する対象が歩行者であるのか、または、構造物であるのかを識別する対象識別部（対象識別手段）１を備える。
この対象識別部１による衝突対象識別方法は、車両が衝突した後に瞬時に衝突対象が歩行者であるか否かを識別してもよいし、あるいは、衝突前に衝突対象を識別してもよい。
Furthermore, the
The collision target identification method by the
車両が衝突した後に衝突対象を識別する方法であれば、例えばフロントバンパ部１０に瞬間的に加わる荷重に基づき判断しても良い。
一方、衝突前に衝突対象を識別する方法であれば、例えば、衝突予知センサと歩行者検知センサ等とを用いて行なってもよい。
この衝突予知センサであれば、例えばレーザレーダ、ミリ波レーダ等により前方の物体との距離を算出し、車速に応じてブレーキをかけた場合でも前方の物体と衝突する可能性を数値的に算出し、その値を予め設定された閾値と比較することにより前方の物体と衝突するか否かを予知することができる。
また、歩行者検知センサには、例えば赤外線レーダ、小型ＣＣＤカメラを用いた画像センサ等により前方の物体が歩行者であるか否かを検知することができる。
For example, the determination may be made based on the load that is instantaneously applied to the
On the other hand, as long as it is a method for identifying a collision target before a collision, for example, a collision prediction sensor and a pedestrian detection sensor may be used.
With this collision prediction sensor, the distance to the object ahead is calculated by, for example, laser radar, millimeter wave radar, etc., and the possibility of collision with the object ahead is calculated numerically even when the brake is applied according to the vehicle speed. Then, by comparing the value with a preset threshold value, it is possible to predict whether or not the vehicle collides with an object ahead.
In addition, the pedestrian detection sensor can detect whether or not the object in front is a pedestrian, for example, by an image sensor using an infrared radar or a small CCD camera.
さらに、このバンパ装置１００においては、前記対象識別部１からの識別結果を受けて電圧源３の動作を制御する制御部２（制御手段）を備えている。すなわち、車両が何らかの物体に衝突後、または衝突前に対象識別部１が衝突対象を識別すると、その識別結果に応じて電圧源３の動作を制御し、前記したように機能性流体１１の粘性を変えることによって、フロントバンパ部１０の剛性を変えるように構成されている。
Further, the
続いて前記のように構成されたバンパ装置１００の動作の一例について図４のフロー図に基づき説明する。
走行中の車両が何らかの物体に衝突した場合または衝突しようとしている場合、対象識別部１はその衝突対象が歩行者等の人間であるのか、建物等の構造物であるのかを識別する（ステップＳ１）。
制御部２は、対象識別部１の識別結果から衝突対象が人ではない場合（ステップＳ２）、電圧源３に動作指示を出す（ステップＳ３）。
そして、電圧源３は、電極４を通じて機能性流体１１に電場を印加する（ステップＳ４）。電場印加された機能性流体１１は、その粘性が向上し、流動性能が低下するため、フロントバンパ部１０の剛性が向上する。
したがって、ここで車両が構造物に衝突すると、フロントバンパ部１０の変形が抑えられ、その結果、修理コストが低減される。
Next, an example of the operation of the
When the traveling vehicle collides with or is about to collide with an object, the
When the collision target is not a person from the identification result of the object identification unit 1 (step S2), the control unit 2 issues an operation instruction to the voltage source 3 (step S3).
Then, the voltage source 3 applies an electric field to the
Therefore, when the vehicle collides with the structure here, the deformation of the
一方、ステップＳ２において、衝突対象が人である場合、制御部２は、電圧源３が動作しないように制御する。その結果、機能性流体１１は、その粘性が低く、流動性能が高い状態であって、フロントバンパ部１０の剛性は低い状態にされる。
したがって、ここで車両が歩行者等の人間に衝突すると、フロントバンパ部１０は容易に変形し、衝撃による負荷を吸収する。このため、歩行者に対する損傷（傷害値）を低減することができる。
On the other hand, in step S2, when the collision target is a person, the control unit 2 performs control so that the voltage source 3 does not operate. As a result, the
Therefore, when the vehicle collides with a human such as a pedestrian, the
また、図５のフロントバンパ部１０の模式的な断面図に示すように、機能性流体１１を封入して形成した機能性バンパ体１２の前後幅をより短くし、その前方に合成樹脂等により形成されるＥＡ材２１を設ける構造としてもよい。なお、図５（ａ）は通常の状態、図５（ｂ）は、衝突による負荷Ｎが加わり、ＥＡ材２１が変形した状態を示している。
この場合、例えば、機能性流体１１として用いられるＥＲ流体の重量と比較して軽量なＥＡ材２１をバンパ構造に用いることにより、フロントバンパ部１０の軽量化を図ることができ、燃費等を向上することができる。
Further, as shown in a schematic cross-sectional view of the
In this case, for example, by using the
また、図６（ａ）に示すように、図５の構成を基にして、バンパビーム１３の貫通孔２０を上側貫通孔２０ａと下側貫通孔２０ｂの２つに分けてもよい（ゴム袋体１８の流出部を上下２段に形成）。
このとき、上側貫通孔２０ａには電極４ａが設けられ、下側貫通孔２０ｂには電極４ｂが設けられる。前記電極４ａと４ｂを通して印加される電場は、電圧源３によって夫々別々に与えられる構成とされている。
Further, as shown in FIG. 6A, based on the configuration of FIG. 5, the through
At this time, the
前記した図４のフローの一例においては、電圧源３が電極４を介して機能性流体１１に電圧印加する場合として、衝突する対象が構造物である例を示し説明した。しかし、この図６に示す形態においては、歩行者に衝突する場合においても機能性流体１１に電場印加する構成とされる。即ち、歩行者に衝突する際には、電極４ａより下側に位置する電極４ｂには、少なくとも電極４ａよりも大きな電場が印加される。
これにより、機能性流体１１の下部分の粘性が向上し、粘性が低い上部分の機能性流体１１が貫通孔２０ａからバンパビーム１３内により多く流入する。
したがって、図６（ｂ）に示すように、フロントバンパ部１０の上部分がより潰れ、傾斜が生じる。すなわち、歩行者の脚部がフロントバンパ部１０により払われ、歩行者はボンネット上に乗り上げるようになされる。
これにより、歩行者の脚部に対する回転挙動を起こし、脚部に対する傷害値を低減することができる。
なお、図６においては、図５の構成をもとに、ＥＡ材２１を設けた構造としたが、これに限らず図３の構成をもとに、ＥＡ材２１を設けない構造としてもよい。
In the example of the flow of FIG. 4 described above, the case where the voltage source 3 applies a voltage to the
Thereby, the viscosity of the lower part of the
Therefore, as shown in FIG. 6B, the upper portion of the
Thereby, the rotation behavior with respect to a leg part of a pedestrian is caused, and the injury value with respect to a leg part can be reduced.
6, the
また、図７に示すように、バンパビーム１３内において、機能性バンパ体１２に対してスプリング２２（流体戻し手段）を設けてもよい。図７（ａ）に示す通常の状態から、図７（ｂ）に示す歩行者衝突による負荷Ｎを受けた状態になると、機能性流体１１がバンパビーム１３内に流入すると共に、スプリング２２が縮状態となる。
しかしながら、その後、スプリング２２は、反発作用により、元の状態に復帰しようとするため、機能性流体１１はバンパビーム１３の前方に押し戻される。
これにより、機能性バンパ体１２（機能性流体１１）を元の状態に戻すことができる。
なお、図７においては、図３の構造にスプリング２２を加えた構造としたが、図５の構造または図６の構造に前記スプリング２２を加えた構造としてもよい。
Further, as shown in FIG. 7, a spring 22 (fluid return means) may be provided for the
However, since the
Thereby, the functional bumper body 12 (functional fluid 11) can be returned to the original state.
In FIG. 7, the
また、前記した実施の形態においては、図２の横断面図に示すように、機能性流体１１を含む機能性バンパ体１２は、車幅方向に延設された構成としたが、図８に示すように、左右両側のサイドフレーム１４の前方部分に夫々機能性バンパ体２５、２６を設けてもよい。
これは、バンパビーム１３において、サイドフレーム１４と結合した部分は剛性が高いため、少なくとも他の部位に比べて剛性を制御する必要があるためである。すなわち、前記部分が建物等の構造物に衝突した場合には、サイドフレーム１４にまで損傷の影響が及び、また、歩行者に衝突した場合には、より歩行者に損傷を与え易いためである。
なお、前記機能性バンパ体２５、２６の間の部位２７には、例えば合成樹脂製のＥＡ材を用いることにより、フロントバンパ部１０の軽量化を図ることができる。
In the above-described embodiment, the
This is because, in the
The
また、前記機能性バンパ体２５、２６に加えて、前記部位２７に機能性流体１１を有する機能性バンパ体を用いる場合、建物等の構造物に衝突した際には、前記機能性バンパ２５、２６の剛性を、部位２７の剛性よりも低くされる。すなわちフロントバンパ部１０において、サイドフレーム１４の前方に位置する部位の剛性を低くし、衝撃を吸収しやすくすることで、車両への損傷を低減することができる。
In addition to the
以上のように、本実施の形態によれば、対象識別部１により衝突対象が歩行者であるか構造物であるかを識別し、その結果に応じて制御部２が電圧源３を通じて機能性流体１１の粘性を制御することに特徴を有している。
すなわち、機能性流体１１の粘性により、その流動性が左右され、その結果フロントバンパ部１０の剛性が変わるため、衝突対象に応じたフロントバンパ部１０の剛性を制御することができる。
したがって、歩行者に衝突する場合には、フロントバンパ部１０の剛性を低くして、変形容易な構造とし、変形により衝撃を吸収することで、歩行者に対する損傷（傷害値）を低減することができる。
一方、建物等の構造物に衝突する場合には、フロントバンパ部１０の剛性を高くして、衝突の際の変形量を低く抑え、修理コストを低く抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
That is, the fluidity of the
Therefore, in the case of a collision with a pedestrian, the rigidity of the
On the other hand, when colliding with a structure such as a building, the rigidity of the
なお、前記実施の形態において、機能性流体１１としてＥＲ流体を用いる例を示し、また、外力印加手段として、電圧源３および電極４を用いる構成としたが、本発明のバンパ装置においては、この例に限るものではない。
例えば、機能性流体１１としてＭＲ流体（Ｍａｇｎｅｔｉｃ−ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｕｉｄ）を用いてもよい。この場合、ＭＲ流体は磁場に応じて、その粘性を変化させる性質を有するものであるから、外力印加手段として、前記貫通孔２０内に磁場を印加可能な磁気回路を用いればよい。
また、流体戻し手段としてスプリング２２を用いる例を示したが、これに限らず、例えば、流体戻し手段として油圧アクチュエータを用い、この油圧アクチュエータのピストンによってゴム袋体１９を圧縮する構成としてもよい。その場合、油圧アクチュエータは、機能性流体１１に外力を印加してから所定時間経過後に駆動するようになされる。
In the above-described embodiment, an example in which an ER fluid is used as the
For example, MR fluid (Magnetic-rheological Fluid) may be used as the
Moreover, although the example which uses the
以上の説明で明らかなとおり、本発明は、自動車に限定されることなく、例えばゴルフカートのような走行する車両に広く適当することができる。 As is apparent from the above description, the present invention is not limited to automobiles, and can be widely applied to traveling vehicles such as golf carts.
１ 対象識別部（対象識別手段）
２ 制御部（制御手段）
３ 電圧源（外力印加手段）
４ 電極（外力印加手段）
１０ フロントバンパ部
１１ 機能性流体
１２ 機能性バンパ体
１３ バンパビーム
１４ サイドフレーム
１５ バンパフェイス
１８ ゴム袋体（流体封入部材）
１９ ゴム袋体（流出流体蓄え部材）
２０ 貫通孔
２１ ＥＡ材
1. Object identification unit (object identification means)
2 Control unit (control means)
3 Voltage source (external force application means)
4 electrodes (external force application means)
DESCRIPTION OF
19 Rubber bag (outflow fluid storage member)
20 Through
Claims (10)
印加された外力に応じて粘性が変化する機能性流体が封入されると共に、前記機能性流体を外部に流出させる流出部が形成された流体封入部材と、
前記機能性流体に外力を印加する外力印加手段と、
前記車両に衝突する対象物に応じて前記外力印加手段の動作制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記外力印加手段を動作制御して前記機能性流体の粘性を変化させ、 前記流出部から流出する前記機能性流体の量を制御することによりバンパ剛性を変化させることを特徴とするバンパ装置。 A bumper device attached to a vehicle,
A fluid sealing member in which a functional fluid whose viscosity changes in accordance with an applied external force is enclosed, and an outflow portion for allowing the functional fluid to flow out is formed;
An external force applying means for applying an external force to the functional fluid;
Control means for controlling the operation of the external force application means according to an object that collides with the vehicle,
The control means controls the operation of the external force applying means to change the viscosity of the functional fluid, and changes the bumper rigidity by controlling the amount of the functional fluid flowing out from the outflow portion. Bumper device to do.
前記流体封入部材は、前記バンパビームの前部に設置されると共に、前記バンパビームに形成された貫通孔を介して前記流出部から前記機能性流体を前記流出流体蓄え部材へ流出させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたバンパ装置。 Provided inside the bumper beam that reinforces the vehicle body, and includes an outflow fluid storage member that stores the functional fluid flowing out from the fluid sealing member,
The fluid sealing member is installed at a front portion of the bumper beam, and causes the functional fluid to flow out from the outflow portion to the outflow fluid storage member through a through hole formed in the bumper beam. The bumper device according to claim 1 or 2.
前記外力印加手段は、上側の流出部と下側の流出部とのそれぞれに対して、異なる強度の外力を印加することで、前記上側の流出部と下側の流出部から、それぞれ異なる量の機能性流体を流出させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載されたバンパ装置。 The outflow portion is formed in two upper and lower stages in the vehicle width direction,
The external force applying means applies different external forces to the upper outflow portion and the lower outflow portion, so that different amounts of the external force application means are applied to the upper outflow portion and the lower outflow portion. The bumper device according to any one of claims 1 to 6, wherein the functional fluid is allowed to flow out.
車両に衝突する対象物を識別する第一のステップと、
印加された外力に応じて粘性が変化する機能性流体に対し、前記対象物の識別結果に応じて外力を印加する第二のステップとを有し、
前記第二のステップは、前記機能性流体に外力を印加して該機能性流体の粘性を変化させることで、前記機能性流体を封入する流体封入部材に形成された流出部から流出する前記機能性流体の量が制御されて、前記バンパ装置の剛性を変化させるステップであることを特徴とするバンパ装置の制御方法。 A control method of a bumper device attached to a vehicle,
A first step of identifying an object that collides with the vehicle;
A second step of applying an external force according to the identification result of the object to a functional fluid whose viscosity changes according to the applied external force;
The second step is to apply an external force to the functional fluid to change the viscosity of the functional fluid, so that the function flows out from an outflow portion formed in a fluid sealing member that encloses the functional fluid. A method for controlling a bumper device, comprising controlling the amount of a sexual fluid to change the rigidity of the bumper device.
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