JP2003511309A - 複数の衝突モードを持つ車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両が、客室及び、正面衝突の際に座屈し、衝突によるエネルギーを吸収し、それにより、客室の減速度を低減する、左右のサイド・レール（14, 15）を規定する車体を持つ。エアバッグ（25, 26）が、展開時に対応するサイド・レールを硬化する様に、各サイド・レール（14, 15）内に取付けられる。展開制御機器（29）が、２つ以上の各種衝突モードを区別し、衝突モードに応じて、一つ又は両方のエアバッグ（25, 26）を選択的に展開する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は、車体構造、特に、固体障害物又は他の車両との衝突に際してのエネル
ギー吸収のために構成された車体構造に関する。

【０００２】 ［発明の背景］ 乗用車は、斜め、オフセットそして直角である、各種の前突モードにおいて、乗
員を保護することが要求される。金属坂の車体構造は、乗員が経験する減速度と
、客室への車両部品の侵入量を、減らす様に、衝突時のエネルギーを吸収する。
車両が、a) 正面衝突において、一般的に30 mphでのコンクリートの強固なブロ
ックとの（直交テスト）、b) 一般的に40 mphでの車両の片側にオフセットした
座屈可能な障害物と（オフセット衝突テスト）、c) 一般的に車両に対して45度
の角度に設定された強固なバリアーと、衝突する際の、客室への侵入程度と、組
み込まれたダミーの減速値とにより、衝突性能が測られるのが一般的である。直
交テストは、強固な物体との正面衝突の影響をシミュレートする様にされたもの
である。オフセット・テストは、反対方向に進行しているが車幅の半分だけオフ
セットした別の車両との衝突をシミュレートしたものである。斜めのバリアーが
、硬い物体との斜突をシミュレートする。

【０００３】 略箱断面の左右のサイド・レール若しくはフレーム部材が、車体のエンジンのい
ずれかの側から前方に延びる。フロント・クロスメンバーが、サイド・レールの
前端の間を延びる。サイド・レールは、エンジン及びフロント・サスペンション
用の取付点を設けると共に、前突時に、大きな役割を果たす。サイド・レールは
、衝突時に座屈して、エネルギーを吸収し乗員が被る減速度を低減する様に、設
計される。サイド・レールの座屈はまた、サイド・レールの客室への侵入の危険
性を低減する。

【０００４】 EP 0 788 930により、衝突時に、車両のフレームを、機密性の内部に高圧ガスを
導入することにより、硬化させることが、知られている。上述の様に、このシス
テムは、フレーム部材の重量を増すことなしに、硬さを増すことを可能とする。

【０００５】 ［発明の概略］ 本発明に従い、我々は、 客室と、前方衝突に際し、衝突によるエネルギーを吸収して、それにより上
記客室の減速度を低減する様にされた、左右のサイド・レールとを規定する車体
構造及び、 減速検出手段 を有する車両であって、 展開時に対応するサイド・レールを硬化する様に、それぞれが各フロント・
サイド・レールに対応して機能する一対の展開機器及び、 上記減速度検出手段に応答して、２つ以上の異なる衝突モードを識別して、
衝突モードに従い展開機器の一つ又は両方を選択的に展開する、展開制御手段 を特徴とする、車両を提供する。

【０００６】 本発明は、異なる衝突モードについて、異なる硬さと曲げ強度が要求されるとい
う、サイド・レールの設計に対する相反する要求の解決を可能とする。

【０００７】 正面衝突は、所定の衝突エネルギーについて、オフセット衝突又は斜突よりも、
客室の減速度が大きくなるが、侵入量は小さい。これは、減速度の計測に基く、
正面とオフセットとの比較検出を可能とする。サイド・レールを硬化させるエア
・バッグは、所定の閾値よりも大きい初期減速度が検出されると、展開される。
硬化は、直交又は斜め衝突の高いレベルの減速特性に必要とされる。

【０００８】 変形可能なバリアーとの間のオフセット衝突は、乗員への減速度の低減と、足下
空間の侵入量の増大につながるのが、一般的である。一般的に、オフセット衝突
は、比較的激しい直交モード衝突よりも、弱いサイド・レールを要求する傾向が
ある。

【０００９】 それで、本発明においては、サイド・レールのエアバッグが、より強固な構造が
必要とされる直交モードにおいて展開されることになるが、より柔らかい構造が
必要とされるオフセット・モードにおいては、展開されない。モードを検出する
ことは、減速特性を監視することにより、又は車両の両側に取付けられた２つの
センサーの間の差により、達成される。

【００１０】 エアバッグ・システムは、使用量が多い結果として、安くなってきている。異な
るクラッシュ・モード及び衝突の激しさを検出することが出来るエアバッグ・シ
ステム用センサーが、利用可能になってきている。それらの主な用途は、穏やか
な衝突に際しては、エアバッグの膨張を非攻撃的に制御し、それにより、エアバ
ッグ展開による乗員の傷害の危険性を低減する。

【００１１】 ［好ましい実施の形態の詳細な説明］ 図１を参照すると、前輪駆動の乗用車10が、符号11により輪郭が示された車体構
造に取付けられる、前輪12及び後輪13を有する。車体構造は、エンジン10のいず
れかの側で前後方向に延びる左右のサイド・レール14及び15を含む。エンジンは
、変速機17及びドライブ・シャフト18及び19を介して、前輪12を駆動する。

【００１２】 フロント・クロス・メンバー20が、サイド・レール14及び15の前端の間を延びる
。サイド・レールの後端は、サイド・レールから主車体構造（不図示）へ荷重を
分配する様に、既知の態様で、車体構造に固定される。エンジン及び変速機16,
17及び前輪用サスペンションは、サイド・レールに、取付けることが出来る。

【００１３】 フロント・クロス・メンバーは、正面衝突により起こる荷重の殆どを、サイド・
レールへ伝達するのに充分な強度を持つ。

【００１４】 各サイド・レール14, 15は、図２に示される様に箱断面に形成される。２つのシ
ルク・ハット断面部21及び22が継ぎ目23に沿って溶接され、箱断面を形成する。
くぼみ24が、シルク・ハット断面部の両方に形成され、正面衝突時において、制
御され、エネルギーを吸収する軸方向の座屈を生じさせる様に、形成される。

【００１５】 細長く略円筒状のエアバッグ25, 26が、サイド・レール14, 15のそれぞれの前端
に配置される。エアバッグは、折畳まれ、通常はしぼんでいる（図３を参照）。
これらエアバッグのための技術は、現代の殆どの乗用車においてドライバー及び
乗客の前に位置する乗員保護用エアバッグのためのものと、形状は違うが、同じ
ものである。各エアバッグ25, 26の後端における膨張装置（不図示）は、各トリ
ガー入力ライン27, 28により、減速度センサー31, 39及び40から配線30, 37及び
38上でデータを受信する電子制御ユニット29へ接続される。センサー31は、客室
内に位置し、乗員が被る減速度を計測する様に、配置される。センサー31を配置
可能な位置としては、車体構造の変速機用トンネル又はBピラーの一つがある。
センサー39及び40は、サイド・レール14, 15の前端に隣接して、フロント・クロ
ス・メンバー20に取付けられ、車両の左右の前方部分が経験する異なる減速度を
検出し、それにより、オフセットと斜めの前突モードの検出を可能とする。セン
サー31, 39及び40は、車両の他のエアバッグ・システムと共有させても良い。

【００１６】 展開すると、各エアバッグ25, 26は、それらが対応するサイド・レール14, 15を
硬化させ、いずれかが、座屈を防止又は座屈が生じる際の軸方向又は曲げの荷重
を増大させる。

【００１７】 図３は、車両の中心線からオフセットした座屈可能な前面41を持つバリアー36と
の衝突（オフセット衝突モード）の初期段階における、前端構造部の基本要素（
サイド・レール14及び14、及びクロスメンバー20）を示す。図４は、図３と同様
のものであるが、硬いコンクリート・バリアー42との正面衝突（直交衝突モード
）の初期段階を示すものである。図５は、図３及び４と同様のものであるが、硬
い斜めのバリアー43との衝突（斜突モード）を示すものである。オフセット及び
斜突モードにおいては、車両の一側が衝突の殆どに晒され、衝突エネルギーの殆
どを吸収することが求められるのが、判る。オフセット・モードにおいて、衝突
された側のサイド・レールは、侵入を防ぐために、より容易に変形しなければな
らない。斜めモードにおいては、曲げに対する強度が、動作を有効なものとする
ために、要求される。図４に示される直交衝突モードにおいては、衝突荷重は、
実質的に均等に分配されるので、エネルギーを吸収するのに、両方のサイド・レ
ールが利用可能である。

【００１８】 図７を参照すると、その表が、サイド・レールのエアバッグ25及び26の展開のた
めの、方法及び考え方を、設定している。サイド・レールの客室への侵入量の減
少は、オフセット衝突における第１の目的であり、それに対し、斜め及び直交の
衝突においては、減速度のピーク値の減少がより重要である。

【００１９】 いずれかのモードの低速衝突についても、サイド・レール用エアバッグを展開さ
せる必要はない。高速直交衝突においては、サイド・レールの軸方向の座屈によ
り、より大きなエネルギーが吸収される様に、エアバッグが展開される。高速の
斜突においては、この衝突モードの特徴である曲げがより大きなエネルギーを吸
収する様に、衝突された側のサイド・レールを硬化するために、エアバッグ（又
は少なくとも衝突側のエアバッグ）が展開される。高速のオフセット衝突におい
ては、エアバッグは、サイド・レールにより客室へ伝達される力が低減され、侵
入の危険性が低減される様に、エアバッグは展開されない。

【００２０】 異なる衝突モードについて選択的にエアバッグの展開を有効なものとするために
、電子制御ユニット（これは他の車両部品又はパワートレイン部品を制御しても
良い）が、異なるモードを識別する。実際の衝突が、都合良く前述のモードのい
ずれかに正確に当てはまるものではないことが、理解されるであろう。モード間
の識別は、検出された減速度の値と特性に基き、定義されたモードのいずれが実
際の衝突に最も近いか、に必然的に基く。

【００２１】 図５は、オフセット衝突について（曲線32）と正面衝突（曲線33）について、セ
ンサー31により計測される、減速度（-ds/dt2）の時間（t）に伴う典型的な変化
を示している。初期t1においては、所定の速度における直交衝突についての減速
度の増加率が、同じ速度におけるオフセット衝突についてのものよりも、大きい
ことが、判る。減速度の平均初期値の閾値Dが規定され（線34の傾斜により図５
に示される）、Dよりも大きい所期減速度を示す衝突が、ECU 29により特定され
る。下方の閾値E（線35）とDとの間の減速度増加率を持つものが、オフセット衝
突又は低い衝撃度の直交衝突時に、ECUにより特定される。下方の閾値Eは、Eよ
り下では、直交衝突であっても、エアバッグ14, 15の展開を必要とするほどに衝
突が激しいものにはならない様に、選択される。初期の期間tIは、初期加速度を
判定するのが可能な程に長いが、必要な時に有効にエアバッグを展開させるため
の時間が残る程に短い。

【００２２】 斜突は、前方センサー39, 40の一つにおいて検出される高い減速度により、又は
所定のレベルよりも大きな横（X方向）加速度の検出により、検出される。

【００２３】 ECU 29は、減速度の初期増加率がEとDとの間にあるか、電子制御ユニットへのセ
ンサー入力から斜突が検出されるときにだけ、エアバッグ14, 15へトリガー信号
を送る。図3, 4及び5を再び参照すると、この方法のエアバッグの展開制御が、
直交衝突モードにおいて最大限エネルギーを吸収するために、サイド・レールの
硬さを確実に最大にし、そして斜突モードにおいて曲げ強度を増大させるために
サイド・レールを硬化するが、オフセット・モードについては、侵入の危険性が
増すことになるレベルまでサイド・レールを硬化するのを回避する。

【００２４】 車両衝突を迅速に検出し、エアバッグの展開を開始する技術は、客室用エアバッ
グ・システムにおける使用のために、良く開発されており、本発明のサイド・レ
ール用エアバッグの展開に適用することが出来る。例えば、米国特許5,790,404,
5,449,198及びRe. 36,122を参照。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化する乗用車の、前突エネルギーの吸収に主に関与する
車体構造の要素を示す、平面図である。

【図２】本発明を具体化する車両のサイド・レールの詳細斜視図である。

【図３】オフセット・バリアーとの衝突（オフセット衝突モード）の初期にお
ける本発明の構造の図である。

【図４】直交バリアーとの衝突（正面衝突モード）の初期における本発明の構
造の図である。

【図５】斜めのバリアーとの衝突（斜突モード）の初期における本発明の構造
の図である。

【図６】本発明を具体化する車両の乗員領域において計測された減速度を示し
、正面衝突及びオフセット衝突モードについての典型的な曲線を示すグラフであ
る。

【図７】各種衝突モードについてのサイド・レール・エアバッグの展開方法を
示す表である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年９月３日（２００１．９．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００５】 ［発明の概略］ 本発明によれば、客室及び、正面衝突に際し座屈し、衝突によるエネルギーを吸
収し、それにより上記客室の減速度を低減する様にされた、ドライバー側及び助
手席側のサイド・レールを規定する車体構造、減速検出手段、上記それぞれのフ
ロント・サイド・レール内の圧力を高めることにより、上記それぞれのフロント
・サイド・レールを硬化させる手段、及び、上記減速検出手段に応答して、２つ
以上の異なる衝突モードを識別し、衝突モードに応じて一方又は両方のサイド・
レールを選択的に硬化させる、展開制御手段を有し、 上記減速検出手段が、前及び横方向の減速度を検出し、前及び横方向の減速
度の大きさに基き、異なる衝突モードを識別することが可能であり、そして、上
記展開制御手段が、判定された衝突モードに応じて、上記硬化手段を作動させる
ことが可能である、ことを特徴とする、車両が提供される。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 客室と、正面衝突に際し座屈し、衝突によるエネルギーを吸
   収し、それにより上記客室の減速度を低減する様にされた、左右のサイド・レー
   ル（14, 15）とを規定する車体構造及び、 減速検出手段（31, 39, 40） を有する車両であって、 展開時に対応するサイド・レールを硬化する様に、それぞれが各フロント・
   サイド・レール（14, 15）に対応して機能する一対の展開機器（25, 26）及び、 上記減速度検出手段（31, 39, 40）に応答して、２つ以上の異なる衝突モー
   ドを識別して、衝突モードに従い展開機器の一つ又は両方を選択的に展開する、
   展開制御手段（29） を特徴とする、車両。
2. 【請求項２】 上記減速検出手段（31, 39, 40）は、前及び横方向の減速度
   を検出し、上記展開制御手段が、斜突モードを検出するのに横加速度を用い、そ
   して斜突モードにおいて少なくとも衝突された側の展開機器（25, 26）を展開さ
   せる、請求項１に記載の車両。
3. 【請求項３】 上記展開検出手段は、ある大きさを超える直交方向の衝撃を
   検出し、その様な検出に応答して、サイド・レールの展開機器（25, 26）の両方
   を展開する様に、構成されている、請求項１又は請求項２に記載の車両。
4. 【請求項４】 上記減速検出手段（31, 39, 40）は、上記サイド・レール（
   14, 15）のそれぞれの前端に隣接して取付けられる左右のセンサー（39, 40）を
   含み、上記展開制御手段（29）が上記左右のセンサー（39, 40）からの信号の差
   に応答して、斜突とオフセット衝突とを識別し、オフセット衝突モードではなく
   斜突モードについて、少なくとも衝突された側の展開機器を展開させる、請求項
   １乃至３のいずれかに記載の車両。
5. 【請求項５】 各展開機器は、展開時に上記それぞれのサイド・レールの内
   部に適応する大きさ及び形状を持つエア・バッグである、請求項１乃至４のいず
   れかに記載の車両。