JPH11291951A - 車体剛性制御装置 - Google Patents
車体剛性制御装置Info
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- JPH11291951A JPH11291951A JP10091552A JP9155298A JPH11291951A JP H11291951 A JPH11291951 A JP H11291951A JP 10091552 A JP10091552 A JP 10091552A JP 9155298 A JP9155298 A JP 9155298A JP H11291951 A JPH11291951 A JP H11291951A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 衝突形態の如何に関わらずに適切な衝撃吸収
が行われるようにするための車体剛性制御装置を提供す
る。 【解決手段】 車輌１の前後方向に延在する左右のサイ
ドフレーム２・３にそれぞれ装着されて該左右のサイド
フレームの剛性を調整する左右のフレーム剛性調整手段
４と、加速度センサ等の衝突検出手段５の出力に基づい
て判定された衝突形態に応じて左右のフレーム剛性調整
手段の動作を制御する制御手段８とを有するものとす
る。これにより、左右の各サイドフレームが左右のフレ
ーム剛性調整手段で衝突形態に適した剛性に調整され、
全面衝突並びに部分衝突のいずれの衝突形態でも適切な
衝撃吸収が可能となる。
が行われるようにするための車体剛性制御装置を提供す
る。 【解決手段】 車輌１の前後方向に延在する左右のサイ
ドフレーム２・３にそれぞれ装着されて該左右のサイド
フレームの剛性を調整する左右のフレーム剛性調整手段
４と、加速度センサ等の衝突検出手段５の出力に基づい
て判定された衝突形態に応じて左右のフレーム剛性調整
手段の動作を制御する制御手段８とを有するものとす
る。これにより、左右の各サイドフレームが左右のフレ
ーム剛性調整手段で衝突形態に適した剛性に調整され、
全面衝突並びに部分衝突のいずれの衝突形態でも適切な
衝撃吸収が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、衝突衝撃吸収構造
の車輌において衝突形態に応じた適切な剛性が得られる
ように車体の剛性を制御する車体剛性制御装置に関する
ものである。
の車輌において衝突形態に応じた適切な剛性が得られる
ように車体の剛性を制御する車体剛性制御装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】車体剛性は操安性等に大きな影響を与え
ることから、車体を構成するフレーム部材に高強度鋼板
を採用したり板厚を増大したり、あるいは補強材を適所
に設けたりして車体剛性の向上を図ることがなされる
が、同時に、車輌衝突時の乗員保護能力を高める観点か
ら、衝突エネルギーを適切に吸収することのできる車体
構造が望まれる。この衝突時の衝撃吸収は、主に車体前
部に前後方向に延在する左右のサイドフレームの塑性変
形で行われることから、このサイドフレームの剛性を適
切に設定することで、車室部分に生じる減速度を低く抑
えて乗員への衝撃を緩和することができる。
ることから、車体を構成するフレーム部材に高強度鋼板
を採用したり板厚を増大したり、あるいは補強材を適所
に設けたりして車体剛性の向上を図ることがなされる
が、同時に、車輌衝突時の乗員保護能力を高める観点か
ら、衝突エネルギーを適切に吸収することのできる車体
構造が望まれる。この衝突時の衝撃吸収は、主に車体前
部に前後方向に延在する左右のサイドフレームの塑性変
形で行われることから、このサイドフレームの剛性を適
切に設定することで、車室部分に生じる減速度を低く抑
えて乗員への衝撃を緩和することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、正面バリア
衝突のように車体の前面が全体的に衝突する衝突形態
（以下、全面衝突と呼称する）では、左右の両サイドフ
レームに衝突外力が分散されるのに対し、オフセット衝
突のように車体の前面が部分的に衝突する衝突形態（以
下、部分衝突と呼称する）では、片方のサイドフレーム
に衝突外力が集中する。このため、例えば、部分衝突に
適した剛性に左右の各サイドフレームを設定したのでは
全面衝突での衝撃吸収に対して剛性が過大となって大き
な減速度が生じるし、逆に全面衝突に適した剛性に設定
したのでは部分衝突時に剛性が不足して衝撃吸収が十分
でないために車室部分に及ぼす影響が大きくなり、双方
の衝突形態で最適な衝撃吸収がなされるように構成する
のは困難な面がある。
衝突のように車体の前面が全体的に衝突する衝突形態
（以下、全面衝突と呼称する）では、左右の両サイドフ
レームに衝突外力が分散されるのに対し、オフセット衝
突のように車体の前面が部分的に衝突する衝突形態（以
下、部分衝突と呼称する）では、片方のサイドフレーム
に衝突外力が集中する。このため、例えば、部分衝突に
適した剛性に左右の各サイドフレームを設定したのでは
全面衝突での衝撃吸収に対して剛性が過大となって大き
な減速度が生じるし、逆に全面衝突に適した剛性に設定
したのでは部分衝突時に剛性が不足して衝撃吸収が十分
でないために車室部分に及ぼす影響が大きくなり、双方
の衝突形態で最適な衝撃吸収がなされるように構成する
のは困難な面がある。
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消し、衝突形態の如何に関わらずに適切な衝撃吸収が
行われるようにするための車体剛性制御装置を提供する
ことを目的に案出されたものである。
解消し、衝突形態の如何に関わらずに適切な衝撃吸収が
行われるようにするための車体剛性制御装置を提供する
ことを目的に案出されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、車体剛性制御装置を、車輌
１の前後方向に延在する左右のサイドフレーム２・３に
それぞれ装着されて該左右のサイドフレームの剛性を調
整する左右のフレーム剛性調整手段４と、衝突検出手段
５の出力に基づいて判定された衝突形態に応じて左右の
フレーム剛性調整手段の動作を制御する制御手段８とを
有するものとした。これによると、左右のフレーム剛性
調整手段により左右の各サイドフレームが衝突形態に適
した剛性に調整され、全面衝突並びに部分衝突のいずれ
の衝突形態でも適切な衝撃吸収が可能となる。
ために、本発明においては、車体剛性制御装置を、車輌
１の前後方向に延在する左右のサイドフレーム２・３に
それぞれ装着されて該左右のサイドフレームの剛性を調
整する左右のフレーム剛性調整手段４と、衝突検出手段
５の出力に基づいて判定された衝突形態に応じて左右の
フレーム剛性調整手段の動作を制御する制御手段８とを
有するものとした。これによると、左右のフレーム剛性
調整手段により左右の各サイドフレームが衝突形態に適
した剛性に調整され、全面衝突並びに部分衝突のいずれ
の衝突形態でも適切な衝撃吸収が可能となる。
【０００６】特に、前記のフレーム剛性調整手段は、サ
イドフレームの塑性変形を拘束する向き、あるいは助長
する向きの荷重を発生する圧電素子や磁歪素子からなる
固体素子アクチュエータ、あるいは、サイドフレームの
剛性を高める位置と該サイドフレームの剛性に影響しな
い位置との間で変位可能な補強部材であると良い。この
他、制御手段からの作動信号に応じて破壊される爆発ボ
ルトを介してサイドフレームに対して結合された補強部
材でも同様の作用を得ることができる。
イドフレームの塑性変形を拘束する向き、あるいは助長
する向きの荷重を発生する圧電素子や磁歪素子からなる
固体素子アクチュエータ、あるいは、サイドフレームの
剛性を高める位置と該サイドフレームの剛性に影響しな
い位置との間で変位可能な補強部材であると良い。この
他、制御手段からの作動信号に応じて破壊される爆発ボ
ルトを介してサイドフレームに対して結合された補強部
材でも同様の作用を得ることができる。
【０００７】なお、前記の衝突検出手段には、衝突時に
車体の前後方向に生じる加速度を検出する加速度セン
サ、衝突時にサイドフレーム等に生じる歪みを検出する
歪みセンサ、あるいは、衝突時の車体の変形に伴うサイ
ドフレームやバンパー取付部材等の車体の適所に定めた
測点の変位を検出する変位センサを用いると良い。この
うち、加速度センサとしては、歪みにより電圧信号を出
力する圧電素子、歪みにより抵抗値を変化させる半導
体、あるいは歪みにより透過特性を変化させるグラスフ
ァイバ等を用いてマス支持部に生じる歪みで加速度を感
知するものを挙げることができる。歪みセンサとして
は、前記の加速度センサで列挙した歪み検出材料を利用
したものを挙げることができるが、この他、圧電素子や
磁歪素子からなる固体素子アクチュエータで兼用する構
成も可能である。変位センサとしては、可変抵抗器を用
いたもの、レーザ変位計、並びに単純なギャップ構造に
よるリミットスイッチ等を挙げることができる。
車体の前後方向に生じる加速度を検出する加速度セン
サ、衝突時にサイドフレーム等に生じる歪みを検出する
歪みセンサ、あるいは、衝突時の車体の変形に伴うサイ
ドフレームやバンパー取付部材等の車体の適所に定めた
測点の変位を検出する変位センサを用いると良い。この
うち、加速度センサとしては、歪みにより電圧信号を出
力する圧電素子、歪みにより抵抗値を変化させる半導
体、あるいは歪みにより透過特性を変化させるグラスフ
ァイバ等を用いてマス支持部に生じる歪みで加速度を感
知するものを挙げることができる。歪みセンサとして
は、前記の加速度センサで列挙した歪み検出材料を利用
したものを挙げることができるが、この他、圧電素子や
磁歪素子からなる固体素子アクチュエータで兼用する構
成も可能である。変位センサとしては、可変抵抗器を用
いたもの、レーザ変位計、並びに単純なギャップ構造に
よるリミットスイッチ等を挙げることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明の構成を詳細に説明する。
明の構成を詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明による車体剛性制御装置を
示している。この車体剛性制御装置は、車輌１の前部に
前後方向に延在する左右のサイドフレーム２・３の各々
に装着されたフレーム剛性調整手段としての複数の圧電
アクチュエータ４と、左右のサイドフレーム２・３の各
々に装着された衝突検出手段としての左右一対の加速度
センサ５と、センターフレーム７上に配置された制御手
段としてのコントローラ８とを有している。サイドフレ
ーム２・３は全面衝突に合わせて比較的低剛性に形成さ
れている。
示している。この車体剛性制御装置は、車輌１の前部に
前後方向に延在する左右のサイドフレーム２・３の各々
に装着されたフレーム剛性調整手段としての複数の圧電
アクチュエータ４と、左右のサイドフレーム２・３の各
々に装着された衝突検出手段としての左右一対の加速度
センサ５と、センターフレーム７上に配置された制御手
段としてのコントローラ８とを有している。サイドフレ
ーム２・３は全面衝突に合わせて比較的低剛性に形成さ
れている。
【００１０】圧電アクチュエータ４は、図２に示すよう
に、サイドフレーム２・３のクランク状に屈曲された部
分における２つの屈曲部９・１０の中立面より内側の部
分に、サイドフレーム２・３の外壁面に密着固定された
端部の取付部材１１・１２と中間部の取付部材１３との
間に挟設された状態で、一対ずつ直列に設けられてい
る。この一対の圧電アクチュエータ４は中間部の取付部
材１３を挟んでサイドフレーム２・３の軸線に沿うへ字
形状に折れ曲がった状態で配置されている。
に、サイドフレーム２・３のクランク状に屈曲された部
分における２つの屈曲部９・１０の中立面より内側の部
分に、サイドフレーム２・３の外壁面に密着固定された
端部の取付部材１１・１２と中間部の取付部材１３との
間に挟設された状態で、一対ずつ直列に設けられてい
る。この一対の圧電アクチュエータ４は中間部の取付部
材１３を挟んでサイドフレーム２・３の軸線に沿うへ字
形状に折れ曲がった状態で配置されている。
【００１１】圧電アクチュエータ４は、図３に詳しく示
すように、コントローラ８からの印加電圧に応じた荷重
を発生するＰＺＴ等からなる長方形平板状の圧電素子パ
ネル１５と、この圧電素子パネル１５の表裏両面に設け
られた一対の銅電極１６と、これら圧電素子パネル１５
並びに銅電極１６を覆うように熱圧着によって一体化さ
れたエポキシ樹脂製の被覆体１８とからなっている。な
お、圧電素子パネル１５と銅電極１６との間にＮｉ入り
の導電性シートを設け、被覆体１８の表裏両面にポリイ
ミドフィルムを設けると良い。
すように、コントローラ８からの印加電圧に応じた荷重
を発生するＰＺＴ等からなる長方形平板状の圧電素子パ
ネル１５と、この圧電素子パネル１５の表裏両面に設け
られた一対の銅電極１６と、これら圧電素子パネル１５
並びに銅電極１６を覆うように熱圧着によって一体化さ
れたエポキシ樹脂製の被覆体１８とからなっている。な
お、圧電素子パネル１５と銅電極１６との間にＮｉ入り
の導電性シートを設け、被覆体１８の表裏両面にポリイ
ミドフィルムを設けると良い。
【００１２】コントローラ８には、図４に示すように、
左右の加速度センサ５の出力信号をＡ／Ｄ変換する一対
のＡ／Ｄ変換器２１と、Ａ／Ｄ変換器２１の出力信号に
基づいて衝突形態の判定を行い、その判定結果に応じて
所要の圧電アクチュエータ４の動作信号を出力するＣＰ
Ｕ２２と、ＣＰＵ２２の出力信号に応じてトランジスタ
のスイッチング動作により電源２３の電圧を圧電アクチ
ュエータ４に印加するスイッチング回路２４とを有して
いる。
左右の加速度センサ５の出力信号をＡ／Ｄ変換する一対
のＡ／Ｄ変換器２１と、Ａ／Ｄ変換器２１の出力信号に
基づいて衝突形態の判定を行い、その判定結果に応じて
所要の圧電アクチュエータ４の動作信号を出力するＣＰ
Ｕ２２と、ＣＰＵ２２の出力信号に応じてトランジスタ
のスイッチング動作により電源２３の電圧を圧電アクチ
ュエータ４に印加するスイッチング回路２４とを有して
いる。
【００１３】このように構成された車体剛性制御装置に
おいては、常時、左右の加速度センサ５の出力信号がＡ
／Ｄ変換器２１を経てＣＰＵ２２に入力され、図５に示
すように、各加速度センサ５からの出力信号の示す加速
度ＧL・ＧRと、コントローラ８の図示しない記憶部に予
め記憶された基準値Ｇ0とが比較される（ステップ１〜
３）。ここで、左右の両加速度ＧL・ＧRが共に基準値Ｇ
0以上であると、全面衝突と判定されるが（ステップ
４）、この場合、圧電アクチュエータ４を作動させずに
終了し、予め全面衝突に合わせて比較的低剛性に設定さ
れた左右の両サイドフレーム２・３が所期の塑性変形を
起こして衝撃を吸収する。
おいては、常時、左右の加速度センサ５の出力信号がＡ
／Ｄ変換器２１を経てＣＰＵ２２に入力され、図５に示
すように、各加速度センサ５からの出力信号の示す加速
度ＧL・ＧRと、コントローラ８の図示しない記憶部に予
め記憶された基準値Ｇ0とが比較される（ステップ１〜
３）。ここで、左右の両加速度ＧL・ＧRが共に基準値Ｇ
0以上であると、全面衝突と判定されるが（ステップ
４）、この場合、圧電アクチュエータ４を作動させずに
終了し、予め全面衝突に合わせて比較的低剛性に設定さ
れた左右の両サイドフレーム２・３が所期の塑性変形を
起こして衝撃を吸収する。
【００１４】左右の両加速度ＧL・ＧRが共に基準値Ｇ0
を下回る場合は、衝突がなかったものと判定され（ステ
ップ５）、前記と同じく圧電アクチュエータ４を作動さ
せることなく終了する。
を下回る場合は、衝突がなかったものと判定され（ステ
ップ５）、前記と同じく圧電アクチュエータ４を作動さ
せることなく終了する。
【００１５】一方、左の加速度ＧLが基準値Ｇ0以上でか
つ右の加速度ＧRが基準値Ｇ0を下回ると、左の部分衝突
と判定され（ステップ６）、左のサイドフレーム２に設
けられた圧電アクチュエータ４に電源電圧が印加される
（ステップ７）。他方、左の加速度ＧLが基準値Ｇ0を下
回りかつ右の加速度ＧRが基準値Ｇ0以上であると、右の
部分衝突と判定され（ステップ８）、右のサイドフレー
ム３に設けられた圧電アクチュエータ４に電源電圧が印
加される（ステップ９）。
つ右の加速度ＧRが基準値Ｇ0を下回ると、左の部分衝突
と判定され（ステップ６）、左のサイドフレーム２に設
けられた圧電アクチュエータ４に電源電圧が印加される
（ステップ７）。他方、左の加速度ＧLが基準値Ｇ0を下
回りかつ右の加速度ＧRが基準値Ｇ0以上であると、右の
部分衝突と判定され（ステップ８）、右のサイドフレー
ム３に設けられた圧電アクチュエータ４に電源電圧が印
加される（ステップ９）。
【００１６】このようにして左右いずれかのサイドフレ
ーム２・３に設けられた圧電アクチュエータ４に電源電
圧が印加されると、その圧電アクチュエータ４には、図
２中に矢印で示すような伸長力が発生する。これは、サ
イドフレーム２・３に矢印Ａで示す軸線方向の衝突外力
が入力された際に圧電アクチュエータ４が設けられた部
分に生じる圧縮変形を拘束して、サイドフレーム２・３
の剛性を高めるように作用する。したがって、所定のサ
イドフレーム２・３が部分衝突に適した比較的高剛性な
状態となり、適切な衝撃吸収がなされる。
ーム２・３に設けられた圧電アクチュエータ４に電源電
圧が印加されると、その圧電アクチュエータ４には、図
２中に矢印で示すような伸長力が発生する。これは、サ
イドフレーム２・３に矢印Ａで示す軸線方向の衝突外力
が入力された際に圧電アクチュエータ４が設けられた部
分に生じる圧縮変形を拘束して、サイドフレーム２・３
の剛性を高めるように作用する。したがって、所定のサ
イドフレーム２・３が部分衝突に適した比較的高剛性な
状態となり、適切な衝撃吸収がなされる。
【００１７】なお、ここでは、サイドフレーム２・３の
剛性を高める向きに圧電アクチュエータ４を作動させる
ものとしたが、これとは逆に、サイドフレーム２・３の
剛性を低下させる向きに圧電アクチュエータ４を作動さ
せる構成も可能である。この場合、部分衝突に適した比
較的高剛性にサイドフレーム２・３を予め形成してお
き、全面衝突と判定された場合（図５のステップ４）の
み、両方のサイドフレーム２・３の圧電アクチュエータ
４を同時作動させて、左右の両サイドフレーム２・３の
剛性が全面衝突に適した剛性にまで低下するように制御
する。
剛性を高める向きに圧電アクチュエータ４を作動させる
ものとしたが、これとは逆に、サイドフレーム２・３の
剛性を低下させる向きに圧電アクチュエータ４を作動さ
せる構成も可能である。この場合、部分衝突に適した比
較的高剛性にサイドフレーム２・３を予め形成してお
き、全面衝突と判定された場合（図５のステップ４）の
み、両方のサイドフレーム２・３の圧電アクチュエータ
４を同時作動させて、左右の両サイドフレーム２・３の
剛性が全面衝突に適した剛性にまで低下するように制御
する。
【００１８】図６は、フレーム剛性調整手段として磁歪
アクチュエータ３１をサイドフレーム２・３の直線状部
分に設ける例を示している。
アクチュエータ３１をサイドフレーム２・３の直線状部
分に設ける例を示している。
【００１９】磁歪アクチュエータ３１は、磁界の強度に
応じた荷重を発生する磁歪素子パネル３２と、磁歪素子
パネル３２に加える磁界を発生する励磁コイル３３と、
励磁コイル３３の発生磁界を磁歪パネル３２に誘導する
誘磁手段としてヨーク３４とからなっている。磁歪素子
パネル３２は、Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ合金等の周知の超磁歪
材料を、鋳造、切り出し、焼結、あるいは蒸着等の周知
の成形方法によって方形平板状に形成したものである。
ヨーク３４は、電磁鋼等の軟磁性材料で形成されたもの
であり、方形状の磁歪素子パネル３２の互いに相反する
一対の側縁にそれぞれ接合された一対の磁極部３５・３
６と、両磁極部３５・３６の長さ方向中心部から同一方
向に延出された一対の腕部３７・３８と、両腕部３７・
３８間に架設された状態で励磁コイル３３が外装された
鉄心部３９とからなっている。なお、サイドフレーム２
・３に接する磁極部３５・３６の面には、ＭｏやＡｌ等
の非磁性材料からなる磁気シール層を形成すると良い。
応じた荷重を発生する磁歪素子パネル３２と、磁歪素子
パネル３２に加える磁界を発生する励磁コイル３３と、
励磁コイル３３の発生磁界を磁歪パネル３２に誘導する
誘磁手段としてヨーク３４とからなっている。磁歪素子
パネル３２は、Ｔｂ−Ｄｙ−Ｆｅ合金等の周知の超磁歪
材料を、鋳造、切り出し、焼結、あるいは蒸着等の周知
の成形方法によって方形平板状に形成したものである。
ヨーク３４は、電磁鋼等の軟磁性材料で形成されたもの
であり、方形状の磁歪素子パネル３２の互いに相反する
一対の側縁にそれぞれ接合された一対の磁極部３５・３
６と、両磁極部３５・３６の長さ方向中心部から同一方
向に延出された一対の腕部３７・３８と、両腕部３７・
３８間に架設された状態で励磁コイル３３が外装された
鉄心部３９とからなっている。なお、サイドフレーム２
・３に接する磁極部３５・３６の面には、ＭｏやＡｌ等
の非磁性材料からなる磁気シール層を形成すると良い。
【００２０】ここでは、サイドフレーム２・３の周壁に
開設された方形状の取付孔４０に磁歪アクチュエータ３
１が装着され、その励磁コイル３３にサイドフレーム２
・３内に挿通されたリード線４１を介してコントローラ
８からの作動電流が供給されるようになっている。
開設された方形状の取付孔４０に磁歪アクチュエータ３
１が装着され、その励磁コイル３３にサイドフレーム２
・３内に挿通されたリード線４１を介してコントローラ
８からの作動電流が供給されるようになっている。
【００２１】また、衝突検出手段として圧電素子等から
なる歪みセンサ４２がサイドフレーム２・３の周壁に設
けられており、歪みセンサ４２からの歪み信号がコント
ローラ８に常時入力され、この歪み信号に基づいて前記
と同様にコントローラ８にて衝突形態の判定が行われる
ようになっている。
なる歪みセンサ４２がサイドフレーム２・３の周壁に設
けられており、歪みセンサ４２からの歪み信号がコント
ローラ８に常時入力され、この歪み信号に基づいて前記
と同様にコントローラ８にて衝突形態の判定が行われる
ようになっている。
【００２２】この衝突形態の判定結果に基づいてコント
ローラ８から励磁コイル３３に制御電圧が印加される
と、サイドフレーム２・３の周壁の歪みを抑制する向き
の荷重が磁歪素子パネル３２に発生し、この荷重がヨー
ク３４の磁極部３５・３６を介してサイドフレーム２・
３に伝達される。この磁歪素子パネル３２の発生荷重
は、サイドフレーム２・３の直線状部分の変形を抑制し
てその座屈応力を増大させるように作用し、所要の剛性
を得ることができる。
ローラ８から励磁コイル３３に制御電圧が印加される
と、サイドフレーム２・３の周壁の歪みを抑制する向き
の荷重が磁歪素子パネル３２に発生し、この荷重がヨー
ク３４の磁極部３５・３６を介してサイドフレーム２・
３に伝達される。この磁歪素子パネル３２の発生荷重
は、サイドフレーム２・３の直線状部分の変形を抑制し
てその座屈応力を増大させるように作用し、所要の剛性
を得ることができる。
【００２３】なお、前記図２に示した実施形態と、前記
図６に示した実施形態とでは、圧電並びに磁歪の各アク
チュエータ４・３１のサイドフレーム２・３への取付方
法並びに配設位置が互いに異なっているが、これら圧電
並びに磁歪の両アクチュエータ４・３１は互いに同等の
機能を有するものであり、逆の態様が可能であることは
勿論のこと、適宜な組み合わせが可能である。
図６に示した実施形態とでは、圧電並びに磁歪の各アク
チュエータ４・３１のサイドフレーム２・３への取付方
法並びに配設位置が互いに異なっているが、これら圧電
並びに磁歪の両アクチュエータ４・３１は互いに同等の
機能を有するものであり、逆の態様が可能であることは
勿論のこと、適宜な組み合わせが可能である。
【００２４】図７は、フレーム剛性調整手段として、中
空な左右の各サイドフレーム２・３の内部に補強板５１
を設けた例を示している。ここでは、略水平方向に配置
された補強板５１の一端が、片持ち梁式にサイドフレー
ム２・３の上壁５２の傾斜した部分の内面に対して剛結
されている。補強板５１の他端の近傍には、サイドフレ
ーム２・３の下壁５３の内面から突起５４が突出されて
いる。補強板５１の上下両面にはそれぞれ、前記図３に
示した圧電アクチュエータ４と略同一構成の圧電アクチ
ュエータ５５が密接配置されている。左右の各サイドフ
レーム２・３自体は、全面衝突に合わせて比較的低剛性
に形成されている。
空な左右の各サイドフレーム２・３の内部に補強板５１
を設けた例を示している。ここでは、略水平方向に配置
された補強板５１の一端が、片持ち梁式にサイドフレー
ム２・３の上壁５２の傾斜した部分の内面に対して剛結
されている。補強板５１の他端の近傍には、サイドフレ
ーム２・３の下壁５３の内面から突起５４が突出されて
いる。補強板５１の上下両面にはそれぞれ、前記図３に
示した圧電アクチュエータ４と略同一構成の圧電アクチ
ュエータ５５が密接配置されている。左右の各サイドフ
レーム２・３自体は、全面衝突に合わせて比較的低剛性
に形成されている。
【００２５】補強板５１が略水平方向の初期位置にある
ときに、矢印Ａで示す方向の衝突外力がサイドフレーム
２・３に入力されると、補強板５１の先端と突起５４と
が引っかかってサイドフレーム２・３の上下の壁５２・
５３が近接する向きの変形が規制され、サイドフレーム
２・３の剛性が高められる。
ときに、矢印Ａで示す方向の衝突外力がサイドフレーム
２・３に入力されると、補強板５１の先端と突起５４と
が引っかかってサイドフレーム２・３の上下の壁５２・
５３が近接する向きの変形が規制され、サイドフレーム
２・３の剛性が高められる。
【００２６】これに対して、作動電圧が上下の圧電アク
チュエータ５５に印加されると、上側の圧電アクチュエ
ータ５５には収縮力が発生し、下側の圧電アクチュエー
タ５５には伸長力が発生して、補強板５１が図中に想像
線で示すように撓む。この状態で衝突外力がサイドフレ
ーム２・３に入力されると、補強板５１の先端と突起５
４とが係合し得ないため、補強板５１が有効に機能しな
い比較的低剛性な状態でサイドフレーム２・３が塑性変
形することになる。
チュエータ５５に印加されると、上側の圧電アクチュエ
ータ５５には収縮力が発生し、下側の圧電アクチュエー
タ５５には伸長力が発生して、補強板５１が図中に想像
線で示すように撓む。この状態で衝突外力がサイドフレ
ーム２・３に入力されると、補強板５１の先端と突起５
４とが係合し得ないため、補強板５１が有効に機能しな
い比較的低剛性な状態でサイドフレーム２・３が塑性変
形することになる。
【００２７】この場合、前記の図５に示した実施形態で
の制御方法とは異なり、左右の両加速度ＧL・ＧRが共に
基準値Ｇ0以上で全面衝突と判定された場合（図５のス
テップ４）のみ、左右のサイドフレーム２・３の補強板
５１に設けられた圧電アクチュエータ５５を同時作動さ
せる。これにより、左右の両サイドフレーム２・３が比
較的低剛性な状態で衝撃を吸収することになり、車室部
分に生じる減速度を低く抑えることができる。
の制御方法とは異なり、左右の両加速度ＧL・ＧRが共に
基準値Ｇ0以上で全面衝突と判定された場合（図５のス
テップ４）のみ、左右のサイドフレーム２・３の補強板
５１に設けられた圧電アクチュエータ５５を同時作動さ
せる。これにより、左右の両サイドフレーム２・３が比
較的低剛性な状態で衝撃を吸収することになり、車室部
分に生じる減速度を低く抑えることができる。
【００２８】これ以外の場合では、圧電アクチュエータ
５５を作動させず、補強板５１が初期位置のままとす
る。これにより、左右のいずれかの部分衝突であれば、
補強板５１が機能して所定のサイドフレーム２・３が比
較的高剛性な状態で塑性変形し、適切な衝撃吸収がなさ
れる。
５５を作動させず、補強板５１が初期位置のままとす
る。これにより、左右のいずれかの部分衝突であれば、
補強板５１が機能して所定のサイドフレーム２・３が比
較的高剛性な状態で塑性変形し、適切な衝撃吸収がなさ
れる。
【００２９】なお、前記とは逆に、初期位置で補強板が
機能せず、圧電アクチュエータ５５の作動で補強板が機
能する位置に変位させる構成も可能である。この場合、
図５に示した制御方法と同様に制御すれば良い。また、
圧電アクチュエータ５５は、補強板５１を変位させるだ
けでなく、補強板５１自体の剛性を高めるように動作さ
せることも可能である。さらに、補強板５１を変位させ
るのに、圧電アクチュエータ５５に代わって、前記の図
６に示した磁歪アクチュエータ３１と同様の磁歪アクチ
ュエータを利用する構成も可能である。
機能せず、圧電アクチュエータ５５の作動で補強板が機
能する位置に変位させる構成も可能である。この場合、
図５に示した制御方法と同様に制御すれば良い。また、
圧電アクチュエータ５５は、補強板５１を変位させるだ
けでなく、補強板５１自体の剛性を高めるように動作さ
せることも可能である。さらに、補強板５１を変位させ
るのに、圧電アクチュエータ５５に代わって、前記の図
６に示した磁歪アクチュエータ３１と同様の磁歪アクチ
ュエータを利用する構成も可能である。
【００３０】図８乃至図１０は、図７に示した実施形態
の変形例を示している。図８では、前記と略同様にサイ
ドフレーム２・３の屈曲部に補強板６１が設けられてい
るが、この補強板６１は、サイドフレーム２・３の上壁
５２に対して傾動可能に一端が固定されており、コント
ローラ８の作動信号を受けて動作するモータ６２により
上方に傾動駆動されて、図８中に想像線で示すように、
補強板６１が機能しない位置に変位するようになってい
る。なお、モータ６２に代わって、ばねで補強板６１を
傾動駆動させるものとしても良い。この場合、コントロ
ーラ８の作動信号を受けてばねのロック手段を解除する
構成とすれば良い。
の変形例を示している。図８では、前記と略同様にサイ
ドフレーム２・３の屈曲部に補強板６１が設けられてい
るが、この補強板６１は、サイドフレーム２・３の上壁
５２に対して傾動可能に一端が固定されており、コント
ローラ８の作動信号を受けて動作するモータ６２により
上方に傾動駆動されて、図８中に想像線で示すように、
補強板６１が機能しない位置に変位するようになってい
る。なお、モータ６２に代わって、ばねで補強板６１を
傾動駆動させるものとしても良い。この場合、コントロ
ーラ８の作動信号を受けてばねのロック手段を解除する
構成とすれば良い。
【００３１】図９では、前記図８に示した実施形態と同
様にサイドフレーム２・３に補強板６３が傾動可能に固
定されているが、この補強板６３は、補強板６３に設け
られたコイル６４と、サイドフレーム２・３に設けられ
た固定鉄心６５との間に生じる磁気吸引力で傾動駆動さ
れるようになっている。図１０では、前記図７に示した
実施形態における突起５４に代わって、下壁５３に補強
板５１の先端部と係合する段部６６が形成されている。
様にサイドフレーム２・３に補強板６３が傾動可能に固
定されているが、この補強板６３は、補強板６３に設け
られたコイル６４と、サイドフレーム２・３に設けられ
た固定鉄心６５との間に生じる磁気吸引力で傾動駆動さ
れるようになっている。図１０では、前記図７に示した
実施形態における突起５４に代わって、下壁５３に補強
板５１の先端部と係合する段部６６が形成されている。
【００３２】ところで、前記図１に示した実施形態で
は、左右の加速度センサ５で検出される左右の加速度の
大きさの違いで衝突形態の判定を行うものとしたが、車
体中心部、例えばセンタフレーム７上に配置された１つ
の加速度センサで衝突形態の判定を行うことも可能であ
る。図１１は、実車によるオフセット並びに正面の各衝
突形態での車体に生じる加速度の経時変化を示してい
る。この図から明らかなように、オフセット並びに正面
の両衝突形態では加速度の変動波形が大きく異なってい
る。すなわち、オフセット衝突では加速度の立ち上がり
方が正面衝突に比較して遅く、オフセット並びに正面の
両衝突形態でピークの発生時期が前後にずれている。こ
の違いに着目して判定基準を設定すれば衝突形態の判別
が可能である。特に正面衝突時に８ｍｓ付近に生じるピ
ークをもとに衝突形態の判定を行えば早期の判定が可能
である。なお、図１１に示した加速度の変動波形は車体
構造によって異なるものであり、実際に判定基準を設定
するにあたっては本装置が適用される車体に応じて適宜
設定することになる。また、このように１つの加速度セ
ンサで衝突形態の判定を行う場合には、加速度センサを
エアバッグ装置のものと兼用することも可能である。
は、左右の加速度センサ５で検出される左右の加速度の
大きさの違いで衝突形態の判定を行うものとしたが、車
体中心部、例えばセンタフレーム７上に配置された１つ
の加速度センサで衝突形態の判定を行うことも可能であ
る。図１１は、実車によるオフセット並びに正面の各衝
突形態での車体に生じる加速度の経時変化を示してい
る。この図から明らかなように、オフセット並びに正面
の両衝突形態では加速度の変動波形が大きく異なってい
る。すなわち、オフセット衝突では加速度の立ち上がり
方が正面衝突に比較して遅く、オフセット並びに正面の
両衝突形態でピークの発生時期が前後にずれている。こ
の違いに着目して判定基準を設定すれば衝突形態の判別
が可能である。特に正面衝突時に８ｍｓ付近に生じるピ
ークをもとに衝突形態の判定を行えば早期の判定が可能
である。なお、図１１に示した加速度の変動波形は車体
構造によって異なるものであり、実際に判定基準を設定
するにあたっては本装置が適用される車体に応じて適宜
設定することになる。また、このように１つの加速度セ
ンサで衝突形態の判定を行う場合には、加速度センサを
エアバッグ装置のものと兼用することも可能である。
【００３３】さらに、前記の実施形態では、衝突検出手
段として加速度センサや歪みセンサを用いたが、固体素
子アクチュエータをなす圧電素子自体が歪み量に応じた
電圧を出力する機能を有しており、また磁歪素子も励磁
コイルを介して歪みに応じた電圧信号を出力可能である
ことから、図１２に示すように、圧電素子や磁歪素子か
らなる固体素子アクチュエータ７１を衝突検出手段と兼
用する構成も可能である。ここでは、モニタ回路７２に
て固体素子アクチュエータ７１の状態を監視し、所定値
以上の歪みが検出されるとＣＰＵ２２にて衝突形態の判
定が行われるようになっている。この他の構成は、前記
図４に示したものと同様であり、衝突形態の判定結果に
基づいてＣＰＵ２２から固体素子アクチュエータ７１の
作動信号が出力され、スイッチング回路２４を介して所
要の固体素子アクチュエータ７１に電源２３の電圧が印
加されるようになっている。
段として加速度センサや歪みセンサを用いたが、固体素
子アクチュエータをなす圧電素子自体が歪み量に応じた
電圧を出力する機能を有しており、また磁歪素子も励磁
コイルを介して歪みに応じた電圧信号を出力可能である
ことから、図１２に示すように、圧電素子や磁歪素子か
らなる固体素子アクチュエータ７１を衝突検出手段と兼
用する構成も可能である。ここでは、モニタ回路７２に
て固体素子アクチュエータ７１の状態を監視し、所定値
以上の歪みが検出されるとＣＰＵ２２にて衝突形態の判
定が行われるようになっている。この他の構成は、前記
図４に示したものと同様であり、衝突形態の判定結果に
基づいてＣＰＵ２２から固体素子アクチュエータ７１の
作動信号が出力され、スイッチング回路２４を介して所
要の固体素子アクチュエータ７１に電源２３の電圧が印
加されるようになっている。
【００３４】
【発明の効果】このように本発明によれば、左右のフレ
ーム剛性調整手段により左右の各サイドフレームが衝突
形態に適した剛性に調整され、全面衝突並びに部分衝突
のいずれの衝突形態でも適切な衝撃吸収が可能となるた
め、衝突時の乗員の保護能力を高める上に多大な効果を
奏することができる。
ーム剛性調整手段により左右の各サイドフレームが衝突
形態に適した剛性に調整され、全面衝突並びに部分衝突
のいずれの衝突形態でも適切な衝撃吸収が可能となるた
め、衝突時の乗員の保護能力を高める上に多大な効果を
奏することができる。
【図１】本発明による車体剛性制御装置を車体フレーム
に適用した状況を示す上面図。
に適用した状況を示す上面図。
【図２】図１に示した圧電アクチュエータが設けられた
サイドフレームの要部を示す側面図。
サイドフレームの要部を示す側面図。
【図３】図１に示した圧電アクチュエータを示す斜視
図。
図。
【図４】図１に示した車体剛性制御装置のブロック図。
【図５】図１に示した車体剛性制御装置の制御方法のフ
ロー図。
ロー図。
【図６】磁歪アクチュエータを用いた車体剛性制御装置
の要部を示す斜視図。
の要部を示す斜視図。
【図７】補強板を用いた車体剛性制御装置の要部を示す
縦断面図。
縦断面図。
【図８】図７に示した車体剛性制御装置の変形例を示す
縦断面図。
縦断面図。
【図９】同じく図７に示した車体剛性制御装置の変形例
を示す縦断面図。
を示す縦断面図。
【図１０】同じく図７に示した車体剛性制御装置の変形
例を示す縦断面図。
例を示す縦断面図。
【図１１】衝突時に車体に発生する加速度の経時変化を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図１２】固体素子アクチュエータを衝突検出手段に兼
用した例を示すブロック図。
用した例を示すブロック図。
１ 車輌 ２・３ サイドフレーム ４ 圧電アクチュエータ ５ 加速度センサ ７ センタフレーム ８ コントローラ ９・１０ 屈曲部 １１・１２・１３ 取付部材 １５ 圧電素子パネル １６ 銅電極 １８ 被覆体 ２１ Ａ／Ｄ変換器 ２２ ＣＰＵ ２３ 電源 ２４ スイッチング回路 ３１ 磁歪アクチュエータ ３２ 磁歪素子パネル ３３ 励磁コイル ３４ ヨーク ３５・３６ 磁極部 ３７・３８ 腕部 ３９ 鉄心部 ４０ 取付孔 ４１ リード線 ４２ 歪みセンサ ５１ 補強板 ５２ 上壁 ５３ 下壁 ５４ 突起 ５５ 圧電アクチュエータ ６１・６３ 補強板 ６２ モータ ６４ コイル ６５ 固定鉄心 ６６ 段部 ７１ 固体素子アクチュエータ ７２ モニタ回路
Claims (3)
- 【請求項１】 車輌の前後方向に延在する左右のサイ
ドフレームにそれぞれ装着されて該左右のサイドフレー
ムの剛性を調整する左右のフレーム剛性調整手段と、衝
突検出手段の出力に基づいて判定された衝突形態に応じ
て前記左右のフレーム剛性調整手段の動作を制御する制
御手段とを有することを特徴とする車体剛性制御装置。 - 【請求項２】 前記フレーム剛性調整手段が、前記サ
イドフレームの変形を拘束する向き、あるいは助長する
向きの荷重を発生する固体素子アクチュエータであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の車体剛性制御装置。 - 【請求項３】 前記フレーム剛性調整手段が、前記サ
イドフレームの剛性を高める位置と該サイドフレームの
剛性に影響しない位置との間で変位可能な補強部材であ
ることを特徴とする請求項１に記載の車体剛性制御装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09155298A JP3516588B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 車体剛性制御装置 |
| US09/285,239 US6193303B1 (en) | 1998-04-03 | 1999-04-02 | Control device for controlling rigidity and deformation of car body |
| US09/722,323 US6286895B1 (en) | 1998-04-03 | 2000-11-28 | Control device for controlling rigidity and deformation of car body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09155298A JP3516588B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 車体剛性制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11291951A true JPH11291951A (ja) | 1999-10-26 |
| JP3516588B2 JP3516588B2 (ja) | 2004-04-05 |
Family
ID=14029674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09155298A Expired - Fee Related JP3516588B2 (ja) | 1998-04-03 | 1998-04-03 | 車体剛性制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3516588B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1498343A2 (en) | 2003-07-18 | 2005-01-19 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for controlling rigidity of vehicle body |
| JP2006008108A (ja) * | 2004-05-27 | 2006-01-12 | Honda Motor Co Ltd | 車体強度制御装置 |
| US6991282B2 (en) | 2003-10-23 | 2006-01-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatus for controlling rigidity of vehicle body |
| US7090288B2 (en) | 2003-10-23 | 2006-08-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatus for controlling stiffness of a vehicle body |
| US7195305B2 (en) | 2004-05-27 | 2007-03-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatus for adjusting rigidity of vehicle body |
| US7240959B2 (en) | 2003-10-23 | 2007-07-10 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatus for controlling vehicle body rigidity |
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| JP2007253700A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Honda Motor Co Ltd | 車両用衝撃吸収装置 |
| US7738198B2 (en) | 2005-07-22 | 2010-06-15 | Casio Hitachi Mobile Communications Co., Ltd. | Imaging device, lens drive control method and recording medium |
| US8167363B2 (en) | 2009-04-15 | 2012-05-01 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Prestressed structural members and methods of making same |
| JP2013090383A (ja) * | 2011-10-14 | 2013-05-13 | Toyota Motor Corp | Ｓｒモータ |
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| JPH05213039A (ja) * | 1992-02-07 | 1993-08-24 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用サスペンション |
| JPH0986442A (ja) * | 1995-09-28 | 1997-03-31 | Fuji Heavy Ind Ltd | 車両の前部車体構造 |
-
1998
- 1998-04-03 JP JP09155298A patent/JP3516588B2/ja not_active Expired - Fee Related
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