JP5923429B2 - vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、自動車などの車両に関する。 The present invention relates to a vehicle such as an automobile.
自動車などの車体には、たとえば、組み上げた複数の骨格部材に外板を溶接したモノコック構造のもの、シャーシ台に骨格部材を取り付けたシャーシ構造のもの、がある。そして、車体には、衝突安全性、走行性能などが要求され、一般的に高剛性に形成することが望まれる。 Examples of a vehicle body such as an automobile include a monocoque structure in which an outer plate is welded to a plurality of assembled skeleton members, and a chassis structure in which a skeleton member is attached to a chassis base. The vehicle body is required to have collision safety, running performance, and the like, and is generally desired to be formed with high rigidity.
しかしながら、車体に要求される複数の性能、たとえば衝突安全性と走行性能とは、必ず両立するものとは言えない。
たとえば、乗車室から前方へ突出する骨格部材としてのフロントサイドメンバは、エンジンを支持する。
走行性能のためには、コーナリング中にエンジンが変位しないように、フロントサイドメンバは、コーナリングフォースに抗してエンジンを十分に支えることかできる高い剛性に形成することが求められる。
これに対し、衝突安全性能のためには、フロントサイドメンバは、ある程度の高い剛性を確保しながらも強い衝撃に対して座屈して衝撃を吸収し、衝突の衝撃を吸収できるように形成することが求められる。
そして、一般的には走行性能よりも衝突安全性能が優先される。走行性能が犠牲になる。
たとえばフロントサイドメンバに使用できる板金の肉厚は、衝突安全性能により制限される。フロントサイドメンバの長さは、車体のサイズに応じて決まる。フロントサイドメンバの板金を十分な厚さにできないと、フロントサイドメンバはエンジンの重さによりコーナリング中に撓んだり、捩れたりする可能性がある。この車体の歪みは、操作応答性や操舵安定性などの走行性能に影響を与える。
このような車体の剛性の制限は、フロントサイドメンバに限られない。車体を構成する部材は、衝突安全性能などのために、剛性が制限されることがある。
そのため、たとえば特許文献１にあるように、板金などの剛体を用いて車体の骨格部材を補強することが考えられる。
しかしながら、車体を板金などの剛体を用いて補強した場合、車体の剛性が向上する替わりに衝突安全性能が相対的に低下する可能性がある。
However, it cannot be said that a plurality of performances required for a vehicle body, for example, collision safety and running performance, are always compatible.
For example, a front side member as a skeleton member protruding forward from the passenger compartment supports the engine.
For the running performance, the front side member is required to be formed with a high rigidity that can sufficiently support the engine against the cornering force so that the engine is not displaced during cornering.
On the other hand, for collision safety performance, the front side member must be formed so that it can buckle against strong impacts and absorb impacts while securing a certain degree of rigidity. Is required.
In general, the collision safety performance is given priority over the running performance. Driving performance is sacrificed.
For example, the thickness of the sheet metal that can be used for the front side member is limited by the collision safety performance. The length of the front side member is determined according to the size of the vehicle body. If the sheet metal of the front side member cannot be made sufficiently thick, the front side member may be bent or twisted during cornering due to the weight of the engine. This distortion of the vehicle body affects driving performance such as operation responsiveness and steering stability.
Such limitation of the rigidity of the vehicle body is not limited to the front side member. The rigidity of the members constituting the vehicle body may be limited due to collision safety performance or the like.
Therefore, for example, as disclosed in
However, when the vehicle body is reinforced using a rigid body such as a sheet metal, the collision safety performance may be relatively lowered instead of improving the vehicle body rigidity.
このように、車両には、車体自体の衝突安全性能を低下させることなく、車体に望まれる高い走行性能、たとえばスポーツ車両に求められる高い操作応答性や操舵安定性などを実現することが求められている。 As described above, the vehicle is required to achieve high driving performance desired for the vehicle body, for example, high operation responsiveness and steering stability required for a sports vehicle, without reducing the collision safety performance of the vehicle body itself. ing.
高い走行性能を得るために、本発明では、車体にワイヤを取り付け、走行状態および衝突状態に応じたワイヤの張力を車体に作用させる。 In order to obtain high traveling performance, in the present invention, a wire is attached to the vehicle body, and the tension of the wire according to the traveling state and the collision state is applied to the vehicle body.
本発明に係る車両は、走行中に走行状態に応じた外力が作用する車体に取り付けられて、車体に張力を加えるワイヤと、ワイヤの張力を調整して、車体の剛性を変化させるアクチュエータと、アクチュエータに対して、ワイヤの張力を調整する制御信号を出力する制御部と、を有し、制御部は、衝突の有無を予測し、衝突を予測しない場合、走行状態を判断し、判断した走行状態に応じた張力を指示する制御信号をアクチュエータへ出力して、走行中の車体の歪みを制御し、衝突を予測した場合、ワイヤの張力を解放する。 A vehicle according to the present invention is attached to a vehicle body to which an external force according to a traveling state acts during traveling, a wire that applies tension to the vehicle body, an actuator that adjusts the tension of the wire and changes the rigidity of the vehicle body, A control unit that outputs a control signal for adjusting the tension of the wire to the actuator, and the control unit predicts the presence or absence of a collision, and determines the traveling state when the collision is not predicted. A control signal for instructing the tension according to the state is output to the actuator to control the distortion of the vehicle body during traveling. When a collision is predicted, the tension of the wire is released.
好適には、制御部は、走行状態を判断するための情報を取得し、取得した情報に基づいて、走行状態に応じた張力を指示する制御信号をアクチュエータへ出力する前に、衝突の有無を予測する、とよい。 Preferably, the control unit acquires information for determining the traveling state, and based on the acquired information, before outputting a control signal indicating a tension according to the traveling state to the actuator, the control unit determines whether or not there is a collision. Predict it.
好適には、車両の前方または周囲を撮像するカメラを有し、カメラの映像画像中の物体との衝突可能性を予測した場合には車両の衝突を回避するための制御を実行する回避制御装置を有し、制御部は、回避制御装置から情報を取得し、衝突回避制御実行中に物体との衝突が避けられないと予測した場合、ワイヤの張力を解放する、とよい。 Preferably, the avoidance control device includes a camera that images the front or the periphery of the vehicle, and executes control for avoiding the collision of the vehicle when the collision possibility with an object in the video image of the camera is predicted. When the control unit acquires information from the avoidance control device and predicts that a collision with an object is unavoidable during the execution of the collision avoidance control, the control unit may release the tension of the wire.
本発明において、制御部は、衝突の有無を予測する。
そして、衝突を予測しない場合には、制御部は、通常どおり、走行状態を判断し、判断した走行状態に応じた張力を指示する制御信号をアクチュエータへ出力して、走行中の車体の歪みを抑える。
衝突を予測した場合には、ワイヤの張力を解放する。よって、車両が衝突する際には、車体にはワイヤの張力が加わらない。車体に作り込まれた衝突安全性能が発揮できる状態で、車体は衝突できる。
本発明は、車体自体の衝突安全性能を低下させることなく、高い走行性能を実現できる。
In the present invention, the control unit predicts the presence or absence of a collision.
When the collision is not predicted, the control unit determines the running state as usual, and outputs a control signal indicating the tension according to the judged running state to the actuator, thereby correcting the distortion of the vehicle body during the running. suppress.
When a collision is predicted, the wire tension is released. Therefore, when the vehicle collides, the wire tension is not applied to the vehicle body. The vehicle body can collide with the collision safety performance built into the vehicle body.
The present invention can realize high traveling performance without deteriorating the collision safety performance of the vehicle body itself.
以下、本発明の実施形態を、図面を参酌して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１および図２は、本発明の実施形態に係る自動車の車体１を示す斜視図である。
図１は、車体１の上斜視図である。図２は、車体１の下斜視図である。
本実施形態の車体１は、複数の骨格部材を組み合わせ、さらに組み上げた複数の骨格部材に鋼板を溶接したモノコック構造のものである。
1 and 2 are perspective views showing a
FIG. 1 is a top perspective view of the
The
図１および図２のモノコック構造の車体１は、具体的にはたとえば以下の骨格部材を有する。
車体１の乗車室のフロアパネル１１の下には、フロアパネル１１の左右両端縁とセンタートンネル１２との間で前後方向へ延びる一対のフロアーメンバ１３が設けられる。フロアパネル１１の上には、フロアパネル１１の左右両端縁に渡るフロアクロスメンバ１４が設けられる。フロアーメンバ１３とフロアクロスメンバ１４とは、フロアパネル１１を介して連結される。
フロアパネル１１の前縁上には、ダッシュボード１５が立設される。ダッシュボード１５は、乗車室とエンジン室とを仕切る。ダッシュボード１５の前面には、一対のフロントサイドメンバ１６が前側へ突出させて取り付けられる。一対のフロントサイドメンバ１６の先端部にラジエターパネル１７、フロントバンパービーム１８が取り付けられる。一対のフロントサイドメンバ１６の後端は、一対のフロアーメンバ１３の前端と連結される。
ダッシュボード１５の左右両端縁には、一対のＡピラー１９が取り付けられる。一対のＡピラー１９には、一対のフロントアッパメンバ２０がＡピラー１９から前方へ突出させて設けられる。Ａピラー１９には、図示外のフロントドアが開閉可能に取り付けられる。フロントドア内には、フロントドアビーム、フロントドアクロスメンバが設けられる。
フロアパネル１１の左右両端縁には、一対のサイドシル２１が設けられる。一対のサイドシル２１の前端は、トルクボックス構造の鋼板２２により、一対のフロントサイドメンバ１６または一対のフロアーメンバ１３と結合される。一対のサイドシル２１は、フロアクロスメンバ１４により連結される。
フロアパネル１１の後端縁上には、乗車室と荷物室とを仕切るリアバルクヘッド２３が立設される。リアバルクヘッド２３の左右両端縁に、一対のＣピラー２４が取り付けられる。
一対のＡピラー１９の上端と一対のＣピラー２４の上端との間に、一対のルーフサイドレール２５が取り付けられる。一対のルーフサイドレール２５の間には、ルーフクロスメンバ２６が左右方向に延在して設けられる。一対のルーフサイドレール２５は、ルーフクロスメンバ２６により連結される。サイドシル２１の中央部とルーフサイドレール２５の中央部との間に、Ｂピラー２７が設けられる。サイドシル２１とルーフサイドレール２５とは、Ｂピラー２７により連結される。一対のＢピラー２７には、図示外の一対のリアドアが取り付けられる。リアドア内には、リアドアビーム、リアドアクロスメンバが設けられる。
一対のサイドシル２１の後端には、一対のリアサイドメンバ２８の前端が連結される。一対のリアサイドメンバ２８は、リアバルクヘッド２３から後方へ向かって突出し、後端部にリアバンパービーム２９が取り付けられる。
このような複数の骨格部材には、鋼板が溶接される。たとえば、Ａピラー１９とフロントアッパメンバ２０との間に、リインフォースメント用の鋼板が取り付けられる。また、車体１には、外板として、たとえばボンネットフード板、左右のフェンダー板、トランクリッド板、ルーフ板などが取り付けられる。これにより、車体１が完成する。なお、複数の骨格部材は、溶接またはねじ止めにより連結できる。
Specifically, the
A pair of
A
A pair of
A pair of
On the rear end edge of the
A pair of
The front ends of the pair of
A steel plate is welded to such a plurality of skeleton members. For example, a steel plate for reinforcement is attached between the
ところで、モノコック構造の車体１には、シャーシ台に骨格部材を取り付けたシャーシ構造の車体１と同様に、エンジン、モータなどの駆動源が取り付けられる。車体１の前部には、図示外のフロントサスペンションクロスメンバおよび一対のフロントサスペンションにより、左右一対の前輪が取り付けられる。車体１の後部には、図示外のリアサスペンションクロスメンバおよび一対のリアサスペンションにより、左右一対の後輪が取り付けられる。
一般的な車両では、エンジン、モータ、フロントサスペンションクロスメンバは、一対のフロントサイドメンバ１６に取り付けられる。一対のフロントサスペンションの上端部は、一対のフロントサイドメンバ１６と一対のフロントアッパメンバ２０との間の板金に設けた鋼板の貫通孔３０に挿入して取り付けられる。リアサスペンションクロスメンバは、一対のリアサイドメンバ２８に取り付けられる。一対のリアサスペンションの上端部は、一対のリアサイドメンバ２８に取り付けたリアバルクヘッド２３の貫通孔に挿入して取り付けられる。車体１は、一対のフロントサスペンションおよび一対のリアサスペンションを通じて、前輪および後輪上に保持される。
By the way, a driving source such as an engine and a motor is attached to the monocoque
In a typical vehicle, the engine, the motor, and the front suspension cross member are attached to the pair of
そして、車体１には、走行中の走行状態に応じた外力が作用する。走行中の外力は、フロントサスペンションの取付位置、フロントサスペンションクロスメンバの取付位置、リアサスペンションの取付位置、リアサスペンションクロスメンバの取付位置から、車体１に入力される。車体１は、これらの外力により変形し難いように形成する必要がある。また、車体１には、衝突安全性、走行性能、乗車感などの複数の性能が要求される。このため、車体１は、一般的に高剛性に形成する必要がある。
An external force corresponding to the traveling state during traveling acts on the
しかしながら、車体１に要求される複数の性能、たとえば衝突安全性と走行性能とは、必ず両立するものではない。
たとえば、ダッシュボード１５から前方へ突出するフロントサイドメンバ１６は、エンジンを支持する。
走行性能のためには、コーナリング中にエンジンが変位しないように、フロントサイドメンバ１６は、コーナリングフォースに抗してエンジンを十分に支えることかできる高い剛性に形成することが求められる。
これに対し、衝突安全性能のためには、フロントサイドメンバ１６は、ある程度の高い剛性を確保しながらも強い衝撃に対して座屈して衝撃を吸収し、衝突の衝撃を吸収できるように形成することが求められる。
そして、一般的には走行性能よりも衝突安全性能が優先される。走行性能が犠牲になる。
衝突安全性能のために、たとえばフロントサイドメンバ１６に使用する板金の肉厚が制限される。フロントサイドメンバ１６の長さは、車体１のサイズに応じて決まる。板金を十分な厚さにできないと、エンジンがマウントされるフロントサイドメンバ１６はコーナリング中に撓んだり、捩れたりする可能性がある。
このような車体１の剛性の制限は、フロントサイドメンバ１６に限られない。車体１を構成する各部材は、衝突安全性能のために、剛性が制限されることがある。
その結果、車体１は、仮に複数の骨格部材をたとえば板金や金属ロッドのような剛体により補剛した車体構造であったとしても、走行中に歪み易く、車体１に望まれる高い走行性能、たとえばスポーツ車両に求められる高い操作応答性や操舵安定性などを実現できているとは必ずしも言えない。低速走行中で車体１に対して強い力が作用しない場合、車体１の剛性は、衝突安全性能のための剛性で足りる。これに対し、高速コーナリングなどの走行状態においては強い力が車体１に作用する。この場合、衝突安全性能のための剛性では、車体１の剛性が不足する可能性がある。車体１が歪む可能性がある。
However, a plurality of performances required for the
For example, the
For running performance, the
On the other hand, for collision safety performance, the
In general, the collision safety performance is given priority over the running performance. Driving performance is sacrificed.
For collision safety performance, for example, the thickness of the sheet metal used for the
Such a limitation on the rigidity of the
As a result, even if the
このような走行中の各種の走行状態に応じた剛性不足を補うために、本実施形態では、ワイヤ４２を用いて車体１の剛性を補強する。特に、走行状態に応じてワイヤ４２の張力を調整することにより、走行中の車体１の剛性を走行状態に対して適応的に変化できる。車体１の剛性を走行中に走行状態に対して可変させることにより、車体１自体の高い衝突安全性能を維持しながら、走行状態に応じて必要とされる車体１の剛性を得ることができる。走行中に車体１が歪み難くなる。
これに対し、単に板金や金属ロッドのような剛体により補剛した単一剛性の車体１では、衝突安全性能よりも走行性能や乗車感を優先しなければ、スポーツ走行に適した高い走行性能や乗車感を得ることが難しい。
In this embodiment, the
On the other hand, in the single-
図３は、図１の車体１に搭載される車体１の剛性制御装置４１の一例を示すブロック図である。
図３の車体１の剛性制御装置４１は、車体１に連結されるワイヤ４２、第１ガイド用滑車４３および第２ガイド用滑車４４、動滑車４５、補助ワイヤ４６、アクチュエータ４７、張力を走行状態に応じて調整するための制御信号をアクチュエータ４７へ出力するコントローラ４８、ワイヤ４２の実際の張力を検出する張力検出部４９、を有する。また、コントローラ４８は、走行状態を判断するための情報を取得するために、車両に搭載される情報源機器５０、たとえば走行制御装置５１、ナビゲーション装置５２、運転支援装置５３、通信装置５４に接続される。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the
3 has a
ワイヤ４２は、車体１に連結されて、走行中の車体１に張力を作用させる。車体１の衝突安全性能は、基本的に車体１の骨格部材および骨格構造により確保される。よって、ワイヤ４２は、車体１に与える張力に耐え得るものであればよい。ワイヤ４２は、たとえばピアノ線を縒り合せた金属線でよい。
ワイヤ４２は、車体１の補剛に用いられる板金や金属ロッドと異なり、可撓性を有する。ワイヤ４２は、両端の間隔を広げる引っ張り方向において張力を発揮するが、両端の間隔を狭める短縮方向においては張力を発揮しない。車体１が座屈する場合に緩むようにワイヤ４２を取り付けることで、車体１の変形を阻害し難い。ワイヤ４２は、基本的に、車体１自体の衝突安全性能を低下させない。
図３のワイヤ４２の両端は、車体１に取り付けられる。たとえば、車体１の左右側部に形成される一対のフロントサスペンションの取付位置に取り付けられる。図１および図２の車体１では、一対の貫通孔３０が一対のフロントサスペンションの取付位置に該当する。一対のフロントサスペンションの取付位置は、車体１に対する外力の入力部であり、フロントサスペンションの挙動に応じた外力が入力されることにより変形する可能性がある。ワイヤ４２の端部は、ねじ止め、溶接などにより、車体１に直接的に取り付けられてよい。
The
Unlike the sheet metal or metal rod used for stiffening the
Both ends of the
なお、ワイヤ４２の車体１に対する取り付け方は、図３に限られない。ワイヤ４２は、たとえばその一端が車体１に取り付けられ、他端がアクチュエータ４７に取り付けられてもよい。
図４は、車体１の骨格部材と、車体１に対する外力の入力部とを模式的に示した図である。
図４では、４本の骨格部材６１が四角形の枠形状に組まれている。枠の外側に、外力の入力部６２が存在する。外力の入力部６２は、たとえばフロントサスペンションの取付位置であり、骨格部材６１に取り付けた鋼板に位置する。
図３でのワイヤ４２は、図４の一対の外力の入力部６２の間に架け渡される。この他にも、ワイヤ４２は、たとえば外力の入力部６２、骨格部材６１の端部６３、骨格部材６１同士の結合部６４、骨格部材の中央部６５などに連結してよい。ワイヤ４２は、たとえば一対の骨格部材６１の端部６３の間に架け渡されてよい。
In addition, the attachment method with respect to the
FIG. 4 is a diagram schematically showing a skeleton member of the
In FIG. 4, four
The
また、具体的なワイヤ４２の取付位置は、一対のフロントサスペンションの取付位置以外でもよい。
ワイヤ４２は、たとえば図１において互いに結合されるＡピラー１９とフロントアッパメンバ２０との間に、架け渡するように取り付けられてよい。フロントサスペンションの取付位置からの入力により、Ａピラー１９とフロントアッパメンバ２０との間が開き難くできる。
また、ワイヤ４２は、図２において互いに結合されるフロントサイドメンバ１６とトルクボックス構造の鋼板２２との間に、架け渡するように取り付けられてよい。コーナリング中にフロントサイドメンバ１６が左右方向へ倒れ難くできる。
また、ワイヤ４２は、図２において逆さＵ字形状の断面を有するセンタートンネル１２の左右両端縁の間に、架け渡するように取り付けられてよい。この場合、一対のワイヤを互いにクロスさせてもよい。センタートンネル１２の左右両端縁の間が開き難くなる。
また、ワイヤ４２は、図２の一対のリアサイドメンバ２８の中央部の間に、架け渡するように取り付けられてよい。加速時の荷重により、一対のリアサイドメンバ２８の間が開き難くできる。
Further, the specific attachment position of the
For example, the
Moreover, the
Moreover, the
Moreover, the
第１ガイド用滑車４３および第２ガイド用滑車４４は、車体１の左右側部において、ワイヤ４２の両端の取付位置の近傍に取り付けられる。たとえば、フロントサスペンションを取り付ける貫通孔３０の近くに設けられる。
これら一対のガイド用滑車は、ワイヤ４２の取付部位に対して作用するワイヤ４２の張力の作用方向を規制する。図３では、一対のガイド用滑車は、車体１の左右側部に取り付けられる。このため、一対のガイド用滑車に架けられたワイヤ４２は、フロントサスペンションの取付位置の外側から、フロントサスペンションの取付位置に取り付けられる。この場合、フロントサスペンションの取付位置は、ワイヤ４２の張力により外側へ引かれる。フロントサスペンションの取付位置は、外力の入力により内側に倒れるように変形することがある。この変形を抑えることができる。
なお、ガイド用滑車の替わりに、ワイヤ４２を架けることができるリブ、チューブなどを用いてもよい。車体１へのワイヤ４２の取付位置とアクチュエータ４７との配置関係によっては、ガイド用滑車を使用しなくてもよい。
The first guide pulley 43 and the
The pair of guide pulleys regulate the direction of the tension of the
Instead of the guide pulley, a rib, a tube or the like on which the
アクチュエータ４７は、ワイヤ４２に対して直接的にまたは間接的に張力を与える。アクチュエータ４７は、走行中にワイヤ４２の張力を調整する。これにより、車体１の剛性および剛性バランスは、走行中に変化する。
アクチュエータ４７は、たとえばワイヤ４２を巻き取るリール５７が取り付けられた電動モータ５８でよい。電動モータ５８の駆動力によりワイヤ４２がリール５７に巻き取られる。電動モータ５８の駆動力に応じた張力が、ワイヤ４２およびその取付位置に作用する。電動モータ５８の替わりに、オイルモータ、燃料を燃焼するエンジンを用いてよい。なお、電動モータ５８、オイルモータまたはエンジンとともに、ワイヤ４２の巻取状態を一定状態に維持するラチェット機構を用いてもよい。
アクチュエータ４７を用いてワイヤ４２の張力を調整することにより、走行状態に応じた張力を走行中の車体１に作用させることができる。これに対し、車体１にワイヤ４２を所定の張力で固定した場合、ワイヤ４２が車体１に与える張力は一定である。走行中の車体１に対して、走行状態に応じた適切な張力を作用させることができない。また、車体１は、元来、所定の剛性が得られるように形成される。ワイヤ４２の張力が外力に対応したものでない場合、車体１は、車体１本来での変形とは異なる変形となる可能性がある。自動車の操作性や乗車感は、車体１の剛性または剛性バランスが微妙にずれていたとしても、大きく変化する可能性がある。ワイヤ４２の張力を走行中に調整できるように構成することにより、走行状態の変化に応じて走行中の車体１の剛性を変化させ、良好な操作性や乗車感を得ることができる。
図３において、アクチュエータ４７は、補助ワイヤ４６により動滑車４５に連結される。動滑車４５は、ワイヤ４２に架けられる。アクチュエータ４７は、直接的には動滑車４５を駆動し、車体１に張力を作用させるワイヤ４２に対して間接的に張力を与える。また、アクチュエータ４７は、車体１の中央線（Ｙ０線）上に配置される。アクチュエータ４７は、ワイヤ４２の両端に対して、同じ張力を作用させることができる。
なお、車体１に張力を作用させるワイヤ４２と、アクチュエータ４７との連結は、図３に限られない。アクチュエータ４７は、ワイヤ４２の一端に直接に連結されてよい。この場合、アクチュエータ４７は、車体１に対し、ワイヤ４２の張力に耐え得る強度で取り付ける必要がある。
The
The
By adjusting the tension of the
In FIG. 3, the
Note that the connection between the
張力検出部４９は、ワイヤ４２が車体１に作用させる張力を直接的にまたは間接的に検出する。張力検出部４９は、たとえば歪みゲージでよい。歪みゲージは、ワイヤ４２の表面に張り付けることができる。歪みゲージは、ワイヤ４２の伸縮に応じて変形し、その変形による抵抗値の変化により、ワイヤ４２の張力を検出する。なお、ワイヤ４２の一端は、張力検出部４９を介して、車体１に取り付けられてもよい。この場合、張力検出部４９は、車体１に対し、ワイヤ４２の張力に耐え得る強度で取り付ける必要がある。
張力検出部４９は、ワイヤ４２が車体１に作用させる張力を示す検出信号をアクチュエータ４７へ出力する。アクチュエータ４７は、張力検出部４９により検出される実際のワイヤ４２の検出張力が、コントローラ４８により指示される目標張力に収束するように、ワイヤ４２に与える張力を調整する。
図３において、張力検出部４９は、車体１に張力を作用させるワイヤ４２に取り付けられ、このワイヤ４２の張力を直接的に検出する。
なお、張力検出部４９は、ワイヤ４２の張力を間接的に検出してよい。たとえば動滑車４５とアクチュエータ４７とを連結する補助ワイヤ４６に取り付けてもよい。
The
The
In FIG. 3, the
Note that the
コントローラ４８は、走行状態に応じて張力を調整するための制御信号をアクチュエータ４７へ出力する。コントローラ４８は、たとえば車両に搭載されるＥＣＵ（Engine Control Unit）、その他のマイクロコンピュータでよい。
マイクロコンピュータは、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力ポート、およびこれらを接続するシステムバスを有する。入出力ポートは、アクチュエータ４７に接続される。ＣＰＵは、メモリに記憶されるプログラムを読み込んで実行する。これにより、コントローラ４８が実現される。
コントローラ４８は、走行中に、走行状態を繰り返し判断する。走行中の車両の走行状態には、たとえば加速、減速、停止、右旋回、左旋回、速度域などがある。コントローラ４８は、判断した走行状態に対応するワイヤ４２の張力を特定し、制御信号を生成し、生成した制御信号を入出力ポートからアクチュエータ４７へ出力する。
The
The microcomputer has, for example, a CPU (Central Processing Unit), a memory, an input / output port, and a system bus connecting these. The input / output port is connected to the
The
図５は、図３の剛性制御装置４１による、車体１の剛性を走行状態に応じて制御するフローチャートである。
コントローラ４８は、図５の制御を、車両の走行中に繰り返し実行する。
コントローラ４８は、ドライバによるアクセル、ブレーキ、ステアリングの操作入力タイミングにおいて、図５の剛性制御を実行する。
FIG. 5 is a flowchart for controlling the rigidity of the
The
The
走行状態に応じた車体１の剛性制御において、コントローラ４８は、まず、車両の走行状態に応じて車体１に作用する外力を判断するための情報（制御利用パラメータ）を取得する（ステップＳＴ１）。
コントローラ４８は、たとえば車両の走行制御装置５１から情報を取得する。走行制御装置５１は、ＶＤＣ（Vehicle Dynamics Control）により、前輪または後輪の横滑りを検出した場合に各車輪のブレーキおよびエンジン出力を制御し、車両の走行を安定させる。走行制御装置５１は、走行状態に応じてフロントサスペンションまたはリアサスペンションに用いられているマグネティックライドサスペンションのダンパーの減衰力を調整する。走行制御装置５１は、ドライバによるアクセル開度、ブレーキ操作量、ステアリングの舵角を検出する。コントローラ４８は、走行制御装置５１から、これらの検出情報、操作情報、制御情報を、車両挙動データとして取得する。
また、コントローラ４８は、たとえばナビゲーション装置５２から情報を取得する。ナビゲーション装置５２は、目的地設定に応じて現在地からの案内経路を探索し、誘導する。経路探索には、地図データに含まれる道路を示すリンクデータ、地形データなどが用いられる。コントローラ４８は、ナビゲーション装置５２から、ナビゲーション情報として、たとえば案内経路、地形、道路の情報を取得する。
また、コントローラ４８は、たとえば運転支援装置５３から情報を取得する。運転支援装置５３は、車体１に取り付けられたカメラにより車両の周囲または前方を撮像し、その撮像画像中の物体との衝突可能性を予測し、警報を発する。また、警報後も危険状態が継続している場合、車両を停止させるなどの衝突回避制御を実行する。コントローラ４８は、運転支援装置５３から、たとえば車両の周囲または前方の撮像画像、危険対象物の情報、危険予測情報を取得する。
また、コントローラ４８は、たとえば通信装置５４から、交通情報などを取得する。通信装置５４は、たとえばＩＴＳ（Intelligent Transport System）、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）などでの交通情報を受信する。交通情報には、走行予定の道路の渋滞情報が含まれる。コントローラ４８は、通信装置５４から、たとえば交通情報を取得する。
In the rigidity control of the
The
The
Moreover, the
Moreover, the
走行状態を判断するための情報を取得した後、コントローラ４８は、取得した情報に基づく走行状態および外力の判断に先立って、衝突可能性を判断する（ステップＳＴ２）。
コントローラ４８は、運転支援装置５３から取得した、たとえば車両の前方の撮像画像または危険予測情報に基づいて、衝突する可能性が高い危険対象物の有無を判断する。
たとえば、危険予測情報が衝突を予測している場合、コントローラ４８は、衝突可能性ありと判断する。危険予測情報が衝突を予測していない場合、コントローラ４８は、衝突可能性なしと判断する。
After acquiring information for determining the traveling state, the
The
For example, if the danger prediction information predicts a collision, the
衝突可能性があると判断した場合、コントローラ４８は、後述する通常の張力制御に替えて、衝突用の張力制御を実行する（ステップＳＴ３）。
コントローラ４８は、通常の走行状態に応じた制御信号に替えて、衝突予測時の制御信号を出力する。コントローラ４８は、ワイヤ４２の張力をたとえば解放する制御信号を、アクチュエータ４７へ出力する。ワイヤ４２の張力を解放する制御信号が入力されると、アクチュエータ４７は、ワイヤ４２の張力が０となるようにモータの駆動を停止する。ワイヤ４２の張力は解放される。
このように衝突可能性を判断し、ワイヤ４２の張力を解放する制御を実行することにより、車両が実際に衝突する前に、車体１にワイヤ４２の張力が作用しないようにできる。車体１は、ワイヤ４２の張力が作用していない状態で衝突できるので、それに作り込まれた衝突性能の下で衝突できる。ワイヤ４２の張力により、車体１の衝突安全性能が低下してしまう可能性を無くすことができる。
また、走行状態に応じて車体１の剛性を制御する処理ルーチン内で、走行状態を判断するための情報を取得した直後に、かつ、実際に車体１の剛性を制御する前に、衝突可能性を判断し、ワイヤ４２の張力を解放する。ワイヤ４２の張力変動を起こさせないまま解放できる。
これに対し、仮にたとえば、剛性の制御ルーチン外で衝突判断をして張力を解放する制御を実行した場合、ワイヤ４２の張力を解放するタイミングによっては、まず、剛性の制御ルーチンによりワイヤ４２の張力が変化し、その後に、ワイヤ４２の張力が解放される可能性がある。衝突を回避する期間中にワイヤ４２の張力が変動し、衝突直前に車体１に不要な挙動が起こる可能性がある。
When it is determined that there is a possibility of collision, the
The
By determining the possibility of collision and executing control for releasing the tension of the
Further, in the processing routine for controlling the rigidity of the
On the other hand, for example, when the control for releasing the tension by executing the collision determination outside the rigidity control routine is executed, depending on the timing of releasing the tension of the
これに対し、衝突可能性がないと判断した場合、コントローラ４８は、通常の張力制御を継続する。
コントローラ４８は、取得した情報に基づいて、車両の走行状態および車体１に作用する外力を判断する（ステップＳＴ４）。コントローラ４８は、判断した外力による車体１の歪みを抑制する張力を取得する（ステップＳＴ５）。コントローラ４８は、取得した張力を指示する制御信号をアクチュエータ４７へ出力する（ステップＳＴ６）。アクチュエータ４７は、制御信号が更新されると、ワイヤ４２の検出張力が、新たに指示された目標張力となるように、ワイヤ４２の張力を調整する。アクチュエータ４７は、動滑車４５をワイヤ４２に押し付けるように補助ワイヤ４６を引き、ワイヤ４２に張力を与える。
これにより、ワイヤ４２の両端が取り付けられた一対の取付位置の間には、それらの間が狭まらないように張力が加えられる。走行中の車体１には、走行状態に応じた張力が作用する。車体１の剛性が、走行中に走行状態に応じて変化する。車体１の剛性は、走行状態に応じて車体１に作用する外力による車体１の歪みを抑制するように変化できる。
On the other hand, if it is determined that there is no possibility of collision, the
The
Thereby, tension is applied between a pair of attachment positions where both ends of the
次に、ステップＳＴ４からＳＴ６の制御について、具体例を説明する。
コントローラ４８は、車体の挙動情報として、ビークルダイナミクスコントロールの動作状態またはマグネティックライドサスペンションのダンパ制御情報を取得する。また、車体への操作入力情報として、アクセル開度、ブレーキ操作、またはステアリング舵角の情報を取得する。また、走行経路の予測情報として、車外の撮像画像、ナビ情報、または交通情報を取得する。
Next, a specific example of the control in steps ST4 to ST6 will be described.
The
コントローラ４８は、取得した情報に基づいて、車両の走行状態を判断する。
走行状態には、たとえば加速状態、減速状態、停止状態、旋回状態または速度域がある。
コントローラ４８は、車両自体の走行状態がいずれの状態であるか否かを判断する。コントローラ４８は、取得したビークルダイナミクスコントロールの動作状態、マグネティックライドサスペンションのダンパ制御情報、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、またはステアリング舵角情報に基づいて、加速状態、減速状態、停止状態、旋回状態または速度域を判断する。
The
The traveling state includes, for example, an acceleration state, a deceleration state, a stop state, a turning state, or a speed range.
The
また、コントローラ４８は、取得した車外の撮像画像、ナビ情報、または交通情報に基づいて、走行する道路の状態を判断する。
最後に、コントローラ４８は、判断した車体自体の走行状態と、判断した走行する道路の状態とに基づいて、車体１に作用する外力に対応する張力を演算して取得する。
このように、コントローラ４８は、単に車体自体の走行状態だけでなく、走行する道路の状態を勘案して、最終的な走行状態を判断する。最終的な走行状態は、走行する道路の状態に応じて異なる。
Further, the
Finally, the
In this way, the
そして、判断した走行状態が前回のものから変化している場合、コントローラ４８は、制御信号を更新する。これにより、ワイヤ４２の張力は変化する。
また、判断した走行状態が前回と同じである場合、コントローラ４８は、制御信号を更新しない。コントローラ４８は、前回の制御信号を出力し続ける。ワイヤ４２の張力は、前回のままに維持される。
If the determined traveling state has changed from the previous one, the
In addition, when the determined traveling state is the same as the previous time, the
以上のように、本実施形態では、車両の走行中に、アクチュエータ４７は、コントローラ４８からの制御信号に基づいて、ワイヤ４２の張力を走行状態に応じて調整する。車体１には、走行状態に対応するワイヤ４２の張力が作用することになり、走行中に歪み難くなる。
その結果、走行中に車体１が歪みそうなことがあったとしても、車体１の剛性不足をワイヤ４２の張力により適応的に補い、車体１が撓み難くなる。走行中の車体１の剛性を変化させて、走行中の車体１の歪みを抑えることができる。車体１に一定の剛性を持たせた場合では得られない、高い走行性能、たとえばスポーツ車両に求められる高い操作応答性や操舵安定性などが実現可能になる。
しかも、コントローラ４８は、この走行状態に応じた剛性制御において、衝突の有無を予測し、衝突を予測した場合にはワイヤ４２の張力を解放する。よって、車両が衝突する際には、車体１にはワイヤ４２による張力が加わっていない。車体１の本来の衝突安全性能が得られる。車体１に作り込まれた衝突安全性能が発揮できる状態で、車体１は衝突できる。
特に、コントローラ４８は、走行状態を判断するための情報を取得してから、走行状態に応じた張力をアクチュエータ４７へ指示する前に、取得した情報に基づいて衝突の有無を予測する。衝突可能性を判断する情報と、走行状態を判断する情報とともに取得し、先に衝突の有無を予測する。よって、走行状態に応じた張力調整をアクチュエータ４７へ指示する前に、その指示を中止し、張力を解放できる。
これに対し、衝突予測時の張力解放制御を、走行状態に応じた張力制御とは別の処理とした場合、たとえば衝突しそうな状況下においてワイヤ４２の張力を走行状態に応じたものへ変更し、さらに張力を解放するように動作してしまう可能性がある。このような張力変動によって、衝突しそうな状況下において車体の剛性が複雑に変動し、車両が不要な挙動を起こす可能性がある。
As described above, in the present embodiment, during traveling of the vehicle, the
As a result, even if the
Moreover, the
In particular, the
On the other hand, when the tension release control at the time of collision prediction is a process different from the tension control according to the traveling state, for example, the tension of the
また、本実施形態では、運転支援装置５３の衝突回避制御により、車体１は物体と衝突し難くなる。
しかも、コントローラ４８は、その回避制御中において物体との衝突が避けられないと予測した場合にワイヤ４２の張力を解放する。衝突が避けられないと予測するまではワイヤ４２の張力が維持され、車体１を走行状態に適応した剛性に維持できるので、運転支援装置５３の衝突回避制御による高い衝突回避能力を期待できる。車体１の本来の剛性だけでは得られない高い回避性能を発揮できる。
しかも、物体との衝突が避けられないと予測した場合には、コントローラ４８が張力を解放するので、衝突時に、車体１は本来の衝突安全性能を発揮できる。
In the present embodiment, the collision avoidance control of the driving
Moreover, the
In addition, when it is predicted that a collision with an object is unavoidable, the
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形または変更が可能である。 The above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various modifications or changes can be made without departing from the scope of the invention.
上記実施形態は、本発明を自動車の車体１に適用した例である。この他にもたとえば、本発明は、他の形状のたとえばバス、清掃車などの自動車、電車、バイク、自転車などに適用できる。これらの車体１でも、走行状態に応じた外力が作用する。また、本発明は、シャーシ構造の車体１にも適用できる。本発明が適用される車体１において、骨格部材は、車体１の板金やシャーシ台と一体化されてよい。車体１は、板金などの剛体を用いて補剛されていてもよい。
The said embodiment is an example which applied this invention to the
１ 車体
４１ 剛性制御装置
４２ ワイヤ
４５ 動滑車
４７ アクチュエータ
４８ コントローラ（制御部）
４９ 張力検出部
５０ 情報源機器
５１ 走行制御装置
５２ ナビゲーション装置
５３ 運転支援装置（回避制御装置）
５４ 通信装置
DESCRIPTION OF
49
54 Communication equipment
Claims (3)
前記ワイヤの張力を調整して、前記車体の剛性を変化させるアクチュエータと、
前記アクチュエータに対して、前記ワイヤの張力を調整する制御信号を出力する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
衝突の有無を予測し、
衝突を予測しない場合、前記走行状態を判断し、判断した走行状態に応じた張力を指示する制御信号を前記アクチュエータへ出力して、走行中の前記車体の歪みを制御し、
衝突を予測した場合、前記ワイヤの張力を解放する、
車両。 A wire that is attached to a vehicle body to which an external force according to a running state acts during traveling and applies tension to the vehicle body;
An actuator that adjusts the tension of the wire to change the rigidity of the vehicle body;
A control unit that outputs a control signal for adjusting the tension of the wire to the actuator;
Have
The controller is
Predict the presence or absence of a collision,
When not predicting a collision, the driving state is determined, a control signal indicating a tension according to the determined driving state is output to the actuator, and distortion of the vehicle body during the driving is controlled,
If a collision is predicted, release the wire tension;
vehicle.
走行状態を判断するための情報を取得し、
取得した前記情報に基づいて、走行状態に応じた張力を指示する制御信号を前記アクチュエータへ出力する前に、衝突の有無を予測する、
請求項１記載の車両。 The controller is
Get information to determine the driving state,
Predicting the presence or absence of a collision based on the acquired information before outputting a control signal indicating the tension according to the running state to the actuator,
The vehicle according to claim 1.
前記制御部は、
前記回避制御装置から情報を取得し、
衝突回避制御実行中に前記物体との衝突が避けられないと予測した場合、前記ワイヤの張力を解放する、
請求項２記載の車両。 A camera that captures an image of the front or surrounding of the vehicle, and an avoidance control device that executes control for avoiding the collision of the vehicle when the possibility of a collision with an object in the video image of the camera is predicted And
The controller is
Obtaining information from the avoidance control device;
When it is predicted that a collision with the object cannot be avoided during the collision avoidance control, the tension of the wire is released.
The vehicle according to claim 2.
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