JP2004131037A

JP2004131037A - 車両用フード跳ね上げ装置

Info

Publication number: JP2004131037A
Application number: JP2002300292A
Authority: JP
Inventors: ▲高▼藤　哲哉; Tetsuya Takato; Yoshiyuki Hattori; 服部　義之
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】エアバッグなどに比較して簡素な構造により優れた歩行者安全性を奏する車両用フード跳ね上げ装置をを提供すること。
【解決手段】フード跳ね上げ部２は、歩行者が車両前端に衝突する際に跳ね上げ時にフード２の前端部２２をその後端部以上、跳ね上げられる。これにより、頭部速度を低減して頭部衝撃を大幅に低減することができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突時の歩行者保護が可能な車両用フード跳ね上げ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、歩行者との衝突時に車両のフードを跳ね上げることにより、このフードを歩行者の上半身との衝突により変形させて衝撃吸収を行う車両用フード跳ね上げ装置がたとえば下記の特許文献１、２に提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１９８２３号公報
【特許文献２】特開平１０−１１９８２３号公報
【０００４】
これらの特許文献１は、たとえば図５に示すように歩行者との衝突時にフードの前端部を支点としてフードの後端部を持ち上げるフード跳ね上げ構造を開示する。この構造によれば、フードの後端部が歩行者と衝突した際に跳ね上げられるために、歩行者の頭部の衝突によるフードの後端部の塑性変形量を大きく確保することができ、頭部衝撃を緩和することができる。つまり、上記した特許文献に記載される車両用フード跳ね上げ装置は、フードの後端部を跳ね上げない場合に比較して頭部衝突によるフードの後端部の塑性変形量を大きく確保することができ、その分だけ通常時のフードの後端部の高さを低くすることができ、車両走行抵抗低減、車両デザイン性の向上に有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献に記載されるフードの後端部跳ね上げ式の車両用フード跳ね上げ装置は、たとえば歩行者保護用のエアバッグに比較すれば、なお歩行者、特にその頭部に与える衝突衝撃が大きいという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エアバッグなどに比較して簡素な構造により優れた歩行者安全性を奏する車両用フード跳ね上げ装置を提供することを、その目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車両用フード跳ね上げ装置は、車両前部の上面に配置されて車両前部上面を覆うフードと、車両前端面が歩行者に衝突する際に前記フードを上方に跳ね上げるフード跳ね上げ部とを備える車両用フード跳ね上げ装置において、
前記フード跳ね上げ部は、前記跳ね上げ時に前記フードの前端部を少なくとも跳ね上げ、前記跳ね上げ時の前記フードの前端部のリフト量は、前記フードの後端部のリフト量よりも大きく設定されていることを特徴としている。これにより、従来のフード後端部跳ね上げ式の車両用フード跳ね上げ装置に比較して格段に歩行者保護性特にその頭部保護性を向上でき、かつ、たとえば歩行者保護用のエアバッグに比較して構造を簡素化することが可能な装置を実現することができる。
【０００８】
以下、車両の前端が歩行者に衝突する場合を例として本発明の作用効果を更に詳しく説明する。
【０００９】
車両、特に乗用車の場合、その前端の高さは通常６００〜８００ｍｍ程度に設定されている。このため、歩行者の上半身はこの車両の前端を中心（支点）として後方すなわちフードの後端部側に回動して倒れ込む。
【００１０】
歩行者保護において最も重要であるその頭部は、回動する上半身のうち、この支点から最も遠い位置にあり、その回動時の周速は上半身のなかで最も大きい。
【００１１】
更に詳しく説明すると、歩行者の上半身を所定位置の点状の質量にモデル化すると、上半身に作用する衝突衝撃力Ｆはこの点状質量Ｍと、この点状質量Ｍに作用する加速度ａとの積と表すことができ、この加速度ａに対応する角加速度ｘを積分してこの点状質量Ｍの角速度ｙが規定される。支点から点状質量までの距離をｒ１、支点から頭部までの距離をｒ２、両距離の比をｚとすれば、頭部の角速度はｙ・ｚとみなすことができる。フードの後端部に衝突する際の歩行者の頭部衝撃は、この衝突直前における頭部角速度の自乗値に比例する。
【００１２】
頭部角速度を低減すれば頭部衝撃を大幅に緩和することができ、頭部の速度ｖは上記角速度ｙと上記距離ｒ２との積である。つまり、歩行者衝突時によりその上半身が回動する場合における頭部の速度は距離ｒ２の低減により減少するが、頭部の運動エネルギーはこの速度の自乗に比例するため頭部の速度低減は大幅な頭部運動エネルギーの減少を実現することがわかる。
【００１３】
つまり、上半身の角速度が等しくても、支点位置を高くして支点から頭部までの距離（頭部半径ｒ２）を短縮すれば、頭部運動エネルギーを低減して頭部衝突衝撃を低減することができる。
【００１４】
実験結果を図１に示す。図１は、平均的日本人成人男性に相当するモデル人形を用いた実験結果であって、実線はフードの前端部の跳ね上げを行わない場合におけるフード衝突時の頭部速度、破線はフードの前端部の跳ね上げを行う場合におけるフード衝突時の頭部速度を示す。白丸はフードの後端部のみ跳ね上げる場合（フードの後端部のリフト量１００ｍｍ）、黒丸はフードの前端部及び後端部を跳ね上げない場合、黒角はフードの後端部も前端部も跳ね上げる場合（フードの前端部のリフト量１００ｍｍ、フードの後端部のリフト量１００ｍｍ）、白角はフードの後端部の跳ね上げ量をフードの前端部のそれよりも減らした場合（フードの前端部のリフト量１００ｍｍ、フードの後端部のリフト量５０ｍｍ）である。なお、フードの前端部の地上高さは跳ね上げ前に置いてすべて７００ｍｍとし、衝突速度を４０ｋｍ／ｈとした。
【００１５】
図１から、フードの前端部の跳ね上げを行うことにより、頭部速度を大幅に低減すること、その結果、頭部速度の自乗に比例する頭部運動エネルギーは更に大幅に低減でき、この頭部運動エネルギーに比例する頭部衝撃を従来より格段に低減できることがわかった。
【００１６】
図１において、横軸の時点０は歩行者が車両の前端に衝突した時点であり、その後、頭部速度（車両に対する相対速度）は増加し、その後、上半身の回動に対する抵抗により減少していく。フードの後端部を跳ね上げると、フード衝突時の頭部速度は高くなるが、フードの塑性変形による頭部速度の段階的減少効果が生じるため、フードの後端部を跳ね上げない場合より頭部衝撃は小さくなる。
【００１７】
図１はフードの前端部の跳ね上げ量（リフト量）を１００ｍｍ、跳ね上げ前の車両の前端（フードの前端）の高さを７００ｍｍとしたが、前者を２０〜３００ｍｍ、後者をー１００〜＋２００の範囲で変更した場合でも同様の効果を確認した。ただし、跳ね上げ後のフードの前端部の地上高さは７００〜１０００ｍｍの範囲とすることが好ましく、これより小さいと頭部速度の低下を望めず、これより大きいと歩行者を前にはねとばす効果が大きくなってしまう。また、車速は２０〜８０ｋｍ／ｈの範囲で図１と同様の結果となることがわかった。
【００１８】
請求項１記載の発明の好適態様１において、前記跳ね上げ後の前記フードの前端部の地上高さは、７００〜１０００ｍｍに設定される。これにより、好適な頭部速度低減効果が得られる。
【００１９】
請求項１記載の発明の好適態様２において、前記フード跳ね上げ部は、前記フードの後端部を回動中心として前記フードを回動させる。これにより、フードの前端部を跳ね上げるための機構を簡素化し、また同一の回動機構を利用してフード下のエンジンルームを点検するためにフードの前端部をリフトすることができる。
【００２０】
請求項１記載の発明の好適態様３において、前記フード跳ね上げ部は、前記フード全体を上方へ持ち上げる。これにより、フードの前端部も後端部も跳ね上げることができるので、頭部速度低減効果とフードの後端部の変形による頭部運動エネルギー吸収効果とを同時に実現することができる。
【００２１】
請求項１記載の発明の好適態様４において、前記フードの前端部は、前記車両前端部の上部角部に沿いつつ下方へ湾曲乃至屈曲している。これにより、フードの前端部を跳ね上げるにもかかわらず、フードの前端部が歩行者に食い込むのを良好に防止することができる。
【００２２】
請求項１記載の発明の好適態様５において、前記歩行者の体格に関する情報を検出する歩行者体格検出要素と、前記情報に基づいて前記歩行者の体格が大きいとみなす場合に小さいとみなす場合よりも前記フードの前端部のリフト量を増大する。
【００２３】
これにより、歩行者が子供であっても大人であっても、上記回動支点が低すぎることも、高すぎることもないようにすることができる。なお、歩行者の体格検出には、ＣＣＤエリアセンサ、レーザ光や電磁波を用いたレーダ装置、高周波静電容量センサなどの非接触式センサを用いることができる他、衝突時の衝撃力を検出し、この衝撃力を車速で割って対象質量を求め、この対象質量の大小により歩行者の体格を推定することもできる。
【００２４】
フード跳ね上げ部としては、空気シリンダ、圧縮ばねの開放の他、火薬、などの種々の物理力を当然に利用することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両用フード跳ね上げ装置の好適な実施形態を具体的に説明する。
【００２６】
【実施態様１】
１は車体、２は車体前部の上面に配置されてエンジンルームを覆う車両前部上面を覆うフード、３はフードを跳ね上げるエアシリンダ（フード跳ね上げ部）、４は歩行者衝突時にエアシリンダを駆動してフード２を跳ね上げる制御部、５は歩行者衝突を検出する歩行者衝突検出センサである。
【００２７】
歩行者衝突検出センサ５が歩行者の衝突を検出すると、検出信号を制御部４に送り、制御部４はエアシリンダ３を駆動してフード２を跳ね上げる。
【００２８】
２１はフード２の支点であり、フード２は支点２１を中心として上方に回動する。フード２の前端部２２は下方に垂下しており、フード２の前端部２２が跳ね上げられた後でも歩行者に食い込まないようになっている。このようにすれば、上述した歩行者の頭部速度低減によりその衝突衝撃を大幅に低減することができる。また、フードの後端部の変形による衝撃吸収効果を奏することができる。
【００２９】
なお、変形態様として、衝突衝撃によりたとえば圧縮ばねの拘束がはずれるような純機械的な機構を採用してもよく、エアシリンダ３の代わりに同様の回動力発生機構を採用することができる。
【００３０】
フード２の前端部２２のリフト量は１００ｍｍに設定され、跳ね上げ前のフード２の前端部２２の地上高さは９００ｍｍに設定されている。
【００３１】
【実施態様２】
実施態様２を図３を参照して説明する。
【００３２】
この実施態様は、上記した実施態様１で説明したフード回動機構の代わりにフード２を上方に跳ね上げる機構を採用したものである。３１、３２はエアシリンダのピストンであり、フード２を上方に跳ね上げる際には同時に作動する。ただし、この実施態様において、少なくともフード２の前端部２２のリフト量Ｈ１はその後端部２３のリフト量Ｈ２より大きく設定される必要がある。このようにすれば、上述した歩行者の頭部速度低減効果とフードの後端部の衝撃吸収効果とによりその衝突衝撃を大幅に低減することができる。
【００３３】
（変形態様）
フード２を実施態様１のように回動させつつ実施態様２のように上方へリフトすることもできる。
【００３４】
【実施態様３】
実施態様３を図４を参照して説明する。
【００３５】
この実施態様では、歩行者衝突検出センサ５は衝突衝撃を検出する。検出した衝突衝撃の大きさに関するアナログ信号はデジタル信号に変換されて制御部４に送られ、制御部４はその大きさが所定のしきい値を超えた場合に歩行者衝突と判定するとともに、衝突衝撃の大きさを車速で割って衝突質量を求め、この衝突質量が所定しきい値以上の場合にフード２の前端部２２のリフト量を大きく設定し、そうでない場合にこのリフト量を小さく設定する。そして、エアシリンダ３をこの情報に基づいて駆動制御する。
【００３６】
このようにすれば、大人に対してはその上半身の回動支点を高く設定し、子供に対してはそれを低く設定することができるので、歩行者の体格変化にもかかわらず良好な回動支点調節を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フードの種々の形態における頭部速度の推移を示す実測図である。
【図２】実施態様１の車両用フード跳ね上げ装置を示す模式側面図である。
【図３】実施態様２の車両用フード跳ね上げ装置を示す模式側面図である。
【図４】実施態様３の車両用フード跳ね上げ装置のブロック回路図である。
【図５】従来の車両用フード跳ね上げ装置を示す模式側面図である。
【符号の説明】
１　車体
２　フード
３　エアシリンダ（フード跳ね上げ部）
４　制御部
５　センサ

Claims

車両前部の上面に配置されて車両前部上面を覆うフードと、
車両前端面が歩行者に衝突する際に前記フードを上方に跳ね上げるフード跳ね上げ部と、
を備える車両用フード跳ね上げ装置において、
前記フード跳ね上げ部は、前記跳ね上げ時に前記フードの前端部を少なくとも跳ね上げ、
前記跳ね上げ時の前記フードの前端部のリフト量は、前記フードの後端部のリフト量よりも大きく設定されていることを特徴とする車両用フード跳ね上げ装置。
請求項１記載の車両用フード跳ね上げ装置において、
前記跳ね上げ後の前記フードの前端部の地上高さは、７００〜１０００ｍｍに設定されることを特徴とする車両用フード跳ね上げ装置。
請求項１記載の車両用フード跳ね上げ装置において、
前記フード跳ね上げ部は、
前記フードの後端部を回動中心として前記フードを回動させることを特徴とする車両用フード跳ね上げ装置。
請求項１記載の車両用フード跳ね上げ装置において、
前記フード跳ね上げ部は、
前記フードを上方へ持ち上げることを特徴とする車両用フード跳ね上げ装置。
請求項１記載の車両用フード跳ね上げ装置において、
前記フードの前端部は、
前記車両前端部の上部角部に沿いつつ下方へ湾曲乃至屈曲していることを特徴とする車両用フード跳ね上げ装置。
請求項１記載の車両用フード跳ね上げ装置において、
前記歩行者の体格に関する情報を検出する歩行者体格検出要素と、
前記情報に基づいて前記歩行者の体格が大きいとみなす場合に小さいとみなす場合よりも前記フードの前端部のリフト量を増大することを特徴とする車両用フード跳ね上げ装置。