JP2004331018A - 車両の前部構造、乗員保護装置の起動制御装置、及び車両の前部構造の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員保護装置を作動させるか否かの判定を良好に行える車両の前部構造、乗員保護装置の起動制御装置、及び車両の前部構造の製造方法を提供する。
【解決手段】車両１は、左右に設けられた左サイドメンバ３と、左サイドメンバ３に対して並設された左サブサイドメンバ７を備えている。左サブサイドメンバ７の前端部は、左サイドメンバ３の前端部よりも所定距離ｃだけ後方に位置している。車両１が障害物と衝突すると、まず左サイドメンバ３が衝撃荷重Ｆ１を受け（第１段階Ｐ_１）、続いて左サブサイドメンバ７が衝撃荷重Ｆ２を受ける（第２段階Ｐ_２）。第２段階Ｐ_２での車両１の減速度は、第１段階Ｐ_１での車両１の減速度よりも大きくなる。判定手段１６は、第２段階Ｐ_２での車両１の減速度をもってエアバッグ１７の起動を判定する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部構造、乗員保護装置の起動制御装置、及び車両の前部構造の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の前部構造においては、車両の左右に配置されるサイドメンバの前端部でバンパリインホースメント（以下、バンパＲ／Ｆとする）を支持し、車両がバンパＲ／Ｆから障害物に衝突した際に、サイドメンバが圧縮変形することにより衝撃を吸収するものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、サイドメンバの変形により衝撃を吸収する車体構造が開示されている。この車体構造では、左右のフロントサイドメンバの下方に、横方向に延びたシャシクロスメンバを配設している。そして、シャシクロスメンバから上方に延びるアーム部とフロントサイドメンバとの接続部分を衝突時に分離可能とすることによって、フロントサイドメンバを適正に変形させようとしている。
【０００４】
一方、近年の車両においては、エアバッグなどの乗員保護装置を有するものが増えている。このような車両では、障害物と高速で衝突したとき、すなわち車両の減速度がある所定レベルを超えたときに、乗員保護装置を作動させて乗員を保護することが一般的である。
【０００５】
ここで、図８（ａ）及び（ｂ）に、車両の減速度の時間変化を示すグラフの一例を示す。図８（ａ）は低速で衝突したときの車両の減速度を示しており、図８（ｂ）は高速で衝突したときの車両の減速度を示している。乗員保護装置を作動させるか否かを判定するための方法としては、例えば図８（ａ）及び（ｂ）に示すグラフに判定領域Ａを設け、減速度が判定領域Ａに達したときに乗員保護装置を作動させるといった方法がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２５２８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
乗員保護装置の作動の可否をより正確に判定するためには、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、減速度が初めの段階（第１段階Ｐ_１）で大きくなった後、次の段階（第２段階Ｐ_２）でさらに減速度が大きくなるような車両構造とし、第２段階Ｐ_２の減速度の大きさ及び時間に基づいて乗員保護装置の作動判定を行うことが好ましい。しかしながら、特許文献１に開示された車体構造では、このような点が考慮されていない。
【０００８】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、乗員保護装置を作動させるか否かの判定を良好に行える作動車両の前部構造、乗員保護装置の起動制御装置、及び車両の前部構造の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による車両の前部構造は、車両の左右に配置されたサイドメンバと、サイドメンバに対し並設され、衝突の際に、サイドメンバが衝撃荷重を受け始めた後に衝撃荷重を受けるサブサイドメンバと、を備えることを特徴とする。この車両の前部構造によれば、まずサイドメンバが衝撃荷重を受け、サイドメンバに対し並設されたサブサイドメンバも時間をおいてサイドメンバと共に衝撃荷重を受けるので、車両の減速度が２段階で増加する。このように、サブサイドメンバを備えることによって、衝突時における減速度の第２段階での大きさが第１段階よりも大きくなり、乗員保護装置を作動させるか否かの判定を良好に行うことが可能になる。
【００１０】
また、車両の前部構造は、サブサイドメンバが、サイドメンバの下方に設けられることを特徴としてもよい。これによって、車両の外形に大きな影響を与えずにサブサイドメンバを配置することができる。このとき、サブサイドメンバが、サイドメンバから下方に延びる支持部材により支持されていることが好ましい。さらに、サブサイドメンバが、障害物との衝突時に該障害物に当接する部位を支持部材よりも前方に有することが好ましい。
【００１１】
また、車両の前部構造は、サイドメンバの前端が、サブサイドメンバよりも前方に位置していることを特徴としてもよい。これによって、サイドメンバが衝撃荷重を受け始めた後にサブサイドメンバが衝撃荷重を受ける構成を好適に実現することができる。
【００１２】
また、車両の前部構造は、サイドメンバの前端が、サブサイドメンバの前端から所定距離だけ前方に位置しており、該所定距離が、サイドメンバの矩形断面における長辺長さ及び短辺長さ、並びにサブサイドメンバの矩形断面における長辺長さ及び短辺長さに基づいて設定されていることを特徴としてもよい。また、このとき、所定距離ｃが、サイドメンバの矩形断面における長辺長さｄ及び短辺長さｅ、サブサイドメンバの矩形断面における長辺長さｆ及び短辺長さｇ、並びにサイドメンバの前端に設けられたバンパリインホースメントの前後幅ｈ及びサブサイドメンバの前端に設けられたクロスメンバの前後幅ｉを用いて、数式
【数３】

で表されることが好ましい。
【００１３】
車両の衝突によりサイドメンバ及びサブサイドメンバが収縮する際に、サイドメンバ及びサブサイドメンバそれぞれに加わる衝撃荷重が極大となる収縮距離は、サイドメンバ及びサブサイドメンバそれぞれの矩形断面における長辺長さ及び短辺長さと相関がある。従って、上記した車両の前部構造によれば、サイドメンバへの衝撃荷重が２回目に極大になるのとほぼ同時に、サブサイドメンバへの衝撃荷重が１回目の極大を迎えるので、衝突時における減速度の第２段階での大きさを第１段階よりも容易に大きくできる。これにより、乗員保護装置を作動させるか否かの判定をより良好に行うことができる。
【００１４】
また、車両の前部構造は、サイドメンバの強度Ｆ_０及びサブサイドメンバの強度Ｆ_＋が、車両の減速度を検出する減速度検出手段の誤差範囲±ａ％、及び同一の衝撃荷重に対する異なる車種間での減速度の分布範囲±ｂ％を用いて、次の関係式
【数４】

を満たすことを特徴としてもよい。これによって、減速度検出手段が誤差を有し、同一の衝突における車種毎の減速度が異なっていても、車両１の減速度の第２段階での大きさが第１段階よりも大きくなり、乗員保護装置を作動させるか否かの判定をより良好に行うことができる。
【００１５】
また、本発明による乗員保護装置の起動制御装置は、上記した車両の前部構造を備えた車両に設けられ、車両の減速度を検出する減速度検出手段と、減速度検出手段により検出された車両の減速度に基づいて、乗員保護装置の起動を判定する起動判定手段と、を備えることを特徴とする。この乗員保護装置の起動制御装置によれば、起動判定手段が、減速度検出手段によって検出された車両の減速度の第２段階での大きさに基づいて、乗員保護装置を起動するタイミングを正確に判断することができる。
【００１６】
また、本発明による車両の前部構造の製造方法は、左右に配置されるサイドメンバとサイドメンバに対し並設されたサブサイドメンバとを備える車両が障害物と衝突する際の、サイドメンバ及びサブサイドメンバそれぞれの減速度の変化に基づいて、サイドメンバに対するサブサイドメンバの位置を決定する工程を備えることを特徴とする。さらに、車両の前部構造の製造方法は、サイドメンバの減速度が２回目に極大となるタイミングと、サブサイドメンバの減速度が最初に極大となるタイミングとが重なるように、サイドメンバに対するサブサイドメンバの位置を決定することを特徴としても良い。
【００１７】
この車両の前部構造の製造方法によれば、サイドメンバの減速度が２回目の極大となるのとほぼ同時にサブサイドメンバの減速度が１回目の極大を迎えるようにサイドメンバに対するサブサイドメンバの位置を好適に決定することができる。従って、車両の衝突時における減速度の第２段階での大きさが第１段階よりも大きい車両の前部構造を容易に実現することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明による車両の前部構造、乗員保護装置の起動制御装置、及び車両の前部構造の製造方法の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１９】
図１は、本発明による車両の前部構造の実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１に示した車両の前部構造を左側方から見た側面図である。図１及び図２を参照すると、車両１は、左サイドメンバ３及び右サイドメンバ２を備えている。左サイドメンバ３は、車両１の左側寄りに前後方向に向けて配置されている。右サイドメンバ２は、車両１の右側寄りに前後方向に向けて配置されている。
【００２０】
また、車両１は、バンパＲ／Ｆ４を備えている。バンパＲ／Ｆ４は、車両１の横方向に延びており、右サイドメンバ２及び左サイドメンバ３それぞれの前端部に左右の端部付近が取り付けられている。
【００２１】
また、車両１は、サブフレーム５を備えている。サブフレーム５は右サイドメンバ２及び左サイドメンバ３の下方に設けられており、サブフレーム５の左前端が連結部材１０によって左サイドメンバ３に固定されており、サブフレーム５の右前端が連結部材９によって右サイドメンバ２に固定されている。また、サブフレーム５の左後端は左サイドメンバ３に直接固定されており、サブフレーム５の右後端は右サイドメンバ２に直接固定されている。なお、サブフレーム５には、車両１のエンジン等が搭載される。
【００２２】
また、車両１は、左サブサイドメンバ７及び右サブサイドメンバ６を備えている。左サブサイドメンバ７は、左サイドメンバ３に対して並設されている。すなわち、左サブサイドメンバ７は、サブフレーム５の左前端から車両１の前方へ向かって左サイドメンバ３に対して略平行に延びており、左サイドメンバ３から下方に延びる支持部材である柱状のピラー１２に支持されている。また、左サブサイドメンバ７は、障害物との衝突時に該障害物に当接する部位すなわち前端部が左サイドメンバ３の前端部よりも所定距離ｃだけ後方に位置するとともに、該前端部がピラー１２より前方に位置するように設けられている。これにより、衝突の際に、左サイドメンバ３が衝撃荷重を受け、次いで左サイドメンバ３とともに左サブサイドメンバ７が衝撃荷重を受けることとなる。
【００２３】
また、右サブサイドメンバ６は、右サイドメンバ２に対し並設されている。右サブサイドメンバ６は、サブフレーム５の右前端から車両１の前方へ向かって右サイドメンバ２に対して略平行に延びており、右サイドメンバ２から下方に延びる支持部材である柱状のピラー１１に支持されている。右サブサイドメンバ６も左サブサイドメンバ７と同様に、その前端部が右サイドメンバ２の前端部よりも所定距離ｃだけ後方に位置するとともに、該前端部がピラー１１よりも前方に位置するように設けられている。
【００２４】
また、車両１は、クロスメンバ８を備えている。クロスメンバ８は、車両１の横方向に延びており、右サブサイドメンバ６及び左サブサイドメンバ７それぞれの前端部に左右の端部付近が取り付けられている。
【００２５】
ここで、図３（ａ）は、左サイドメンバ３の横方向断面（図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面）を示す断面図である。また、図３（ｂ）は、左サブサイドメンバ７の横方向断面（図２におけるＩＶ−ＩＶ断面）を示す断面図である。図３（ａ）及び（ｂ）を参照すると、左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７は矩形断面を有する柱状を呈しており、内部が空洞となっている。なお、右サイドメンバ２及び右サブサイドメンバ６も左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７と同様の断面形状を有している。
【００２６】
再び図２を参照すると、車両１は、エアバッグセンサ１５、判定手段１６、及びエアバッグ１７を備えている。エアバッグ１７は、衝突時に乗員を保護するための乗員保護装置である。また、エアバッグセンサ１５は、車両１の減速度を検出する減速度検出手段である。エアバッグセンサ１５は、通常の走行時において車両１の減速度をモニタしており、例えば減速度の大きさを示す信号を判定手段１６に送るなどして、判定手段１６に車両１の減速度を知らせている。
【００２７】
判定手段１６は、エアバッグセンサ１５により検出された車両１の減速度に基づいて、エアバッグ１７の起動を判定する起動判定手段であり、例えばＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）といったコンピュータによって構成される。エアバッグセンサ１５及び判定手段１６は、エアバッグ１７を起動するための起動制御装置を構成している。判定手段１６は、エアバッグセンサ１５から知らされる車両１の減速度が一定時間内に所定の大きさまで達すると、エアバッグ１７の起動を決定する。判定手段１６は、例えばエアバッグ１７を起動するための信号をエアバッグ１７へ送るなどして、エアバッグ１７を起動させる。
【００２８】
ここで、図４及び図５を参照して、上記した車両の前部構造の作用を説明する。図４は、本実施形態による車両１が障害物２０に衝突し、左サイドメンバ３に衝撃荷重が加わった状態を示す側面図である。また、図５は、車両１が障害物２０に衝突し、左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７に衝撃荷重が加わった状態を示す側面図である。なお、以下の説明においては車両の前部構造のうち左側の各部材の作用について主に説明するが、右側の各部材についても左側と同様の作用を生ずる。
【００２９】
車両１が障害物２０と衝突すると、まず、図４に示すようにバンパＲ／Ｆ４が衝撃荷重Ｆ１を受ける。このとき、バンパＲ／Ｆ４の座屈強度は左サイドメンバ３の軸圧壊強度よりも高いので、衝撃荷重Ｆ１は左サイドメンバ３へ伝わり、左サイドメンバ３の前端部付近が変形して収縮する。なお、このとき、左サブサイドメンバ７は未だ衝撃荷重を受けていない。
【００３０】
続いて、左サイドメンバ３が所定距離ｃ（図２参照）だけ収縮すると、図５に示すようにクロスメンバ８も障害物２０から衝撃荷重Ｆ２を受ける。クロスメンバ８の座屈強度は左サブサイドメンバ７の軸圧壊強度よりも高いので、衝撃荷重Ｆ２は左サブサイドメンバ７へ伝わり、左サブサイドメンバ７の前端部付近が変形して収縮する。
【００３１】
ここで、図６（ａ）は、車両１が障害物２０と衝突したときに左サイドメンバ３に加わる衝撃荷重Ｆ１の時間変化の一例を示すグラフである。また、図６（ｂ）は、車両１が障害物２０と衝突したときに左サブサイドメンバ７に加わる衝撃荷重Ｆ２の時間変化の一例を示すグラフである。また、図６（ｃ）は、左サイドメンバ３に衝撃荷重Ｆ１が加わり、左サブサイドメンバ７に衝撃荷重Ｆ２が加わった結果生じる車両１の減速度の時間変化を示すグラフである。
【００３２】
図６（ａ）に示すように、衝撃荷重Ｆ１は、衝突開始（時刻ｔ＝０）直後に増大し、時刻ｔ＝ｔ_１に左サイドメンバ３の強度に応じた値ｆ_１まで達する。衝撃荷重Ｆ１が値ｆ_１まで達すると、左サイドメンバ３の変形が始まる。以降、衝撃荷重Ｆ１は増減を繰り返す。このとき、衝撃荷重Ｆ１が２回目に極大となる時刻をｔ＝ｔ_２とする。一方、図６（ｂ）に示すように、衝撃荷重Ｆ２は衝突開始（ｔ＝０）からある一定の時間をおいた後に増大する。一定の時間後に増大するのは、左サブサイドメンバ７の前端が左サイドメンバ３の前端よりも所定距離ｃだけ後方に位置しているからである。衝撃荷重Ｆ２が左サブサイドメンバ７の強度に応じた値ｆ_２まで達すると左サブサイドメンバ７が変形を始め、以降衝撃荷重Ｆ２は増減を繰り返す。
【００３３】
ここで、図６（ａ）及び（ｂ）を参照すると、衝撃荷重Ｆ２が左サブサイドメンバ７の強度に応じた値ｆ_２まで最初に達する時刻は、衝撃荷重Ｆ１が２回目に極大となる時刻（ｔ＝ｔ_２）と一致している。左サブサイドメンバ７が衝撃荷重Ｆ２を受け始める時刻は前述した所定距離ｃによって調整できるので、所定距離ｃを適切に設定することによって、図６（ｂ）に示すように衝撃荷重Ｆ２が値ｆ_２に最初に達する時刻を時刻ｔ＝ｔ_２に調整することが可能になる。
【００３４】
このように所定距離ｃが適切に設定されれば、車両１の減速度は図６（ｃ）に示すようなグラフになる。図６（ｃ）を参照すると、車両１の減速度は時刻ｔ＝ｔ_１に最初の極大値をとる第１段階Ｐ_１を迎える。第１段階Ｐ_１は、左サイドメンバ３に加わる衝撃荷重Ｆ１が最初に値ｆ_１に達する事象に対応している。すなわち、時刻ｔ＝ｔ_１においては車両１が衝撃荷重としてｆ_１を受けているため、値ｆ_１に応じた減速度ａ_１が車両１に生じる。そして、車両１の減速度は時刻ｔ＝ｔ_２に２回目の極大値をとる第２段階Ｐ_２を迎える。第２段階Ｐ_２は、左サイドメンバ３に加わる衝撃荷重Ｆ１が再度ｆ_１に達するとともに、左サブサイドメンバ７に加わる衝撃荷重Ｆ２が最初に値ｆ_２に達する事象に対応している。すなわち、時刻ｔ＝ｔ_２においては、車両１が衝撃荷重としてｆ_１＋ｆ_２を受けるため、この値ｆ_１＋ｆ_２に応じた減速度ａ_２が車両１に生じる。
【００３５】
時刻ｔ＝ｔ_２における車両１の減速度ａ_２は、先に生じた減速度ａ_１に比べて衝撃荷重値ｆ_２の分だけ大きな値となる。従って、車両１の減速度の第１段階Ｐ_１よりも、第２段階Ｐ_２のほうがより大きな値となる。そして、図２に示した判定手段１６においてエアバッグ１７を起動するか否かの判定の基準となる減速度をａ１とａ２との間の値（例えば図６（ｃ）に示す値ｂ）とすることにより、判定手段１６が減速度の第２段階Ｐ_２を検出する。判定手段１６は、減速度の第２段階Ｐ_２が衝突から一定時間内に生じると、エアバッグ１７を起動させる。
【００３６】
ただし、車両１の減速度を検出するエアバッグセンサ１５の感度には一定の誤差範囲（ばらつき）がある場合があり、また、共通のエアバッグ起動判定基準が適用される車種群において、車種が異なると衝突時に生じる減速度も若干異なる場合がある。一方、車両１の減速度は左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７の強度に応じて決まる。従って、このような場合には、エアバッグセンサ１５の誤差範囲を±ａ％、同一の衝突における異なる車種間での減速度の分布範囲を±ｂ％として、左サイドメンバ３の強度Ｆ_０及び左サブサイドメンバ７の強度Ｆ_＋が次式
【数５】

を満たすことにより、エアバッグセンサ１５が誤差を有し、同一の衝突における異なる車種間での減速度が異なっていても、車両１の減速度において第１段階Ｐ_１よりも第２段階Ｐ_２をより大きな値とすることができる。
【００３７】
また、先に述べたように、車両１と障害物２０とが衝突した際に図６（ｃ）に示すような減速度を生じさせるためには、所定距離ｃを適切に設定することが好ましい。この所定距離ｃを設定する方法としては、例えば次の２つがある。
【００３８】
まず１つの方法は、所定距離ｃを、左サイドメンバ３の矩形断面における長辺長さｄ及び短辺長さｅ（図３（ａ）参照）、並びに左サブサイドメンバ７の矩形断面における長辺長さｆ及び短辺長さｇに基づいて設定する方法である。ここで、図７は、左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７がそれぞれ衝撃荷重Ｆ１及びＦ２を受けて収縮するときの、収縮距離に応じた衝撃荷重の大きさの遷移を示すグラフである。図７を参照すると、衝撃荷重Ｆ１及びＦ２ともに、左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７が収縮するにつれて増減を繰り返している。
【００３９】
図７に示すＬ_１は、衝撃荷重Ｆ１が２回目に極大となるときの左サイドメンバ３の収縮距離である。このＬ_１は、左サイドメンバ３の座屈波長をＤ_１とすると、
【数６】

と表される。また、Ｌ_２は、衝撃荷重Ｆ２が最初に極大となるときの左サブサイドメンバ７の収縮距離である。このＬ_２は、左サブサイドメンバ７の座屈波長をＤ_２とすると、
【数７】

と表される。
【００４０】
ここで、断面が矩形状である部材においては、座屈波長は矩形断面の長辺長さ及び短辺長さの平均値となることから、上の（６）式及び（７）式は、左サイドメンバ３の長辺長さｄ及び短辺長さｅ（図３（ａ）参照）、並びに左サブサイドメンバ７の長辺長さｆ及び短辺長さｇ（図３（ｂ）参照）を用いて、それぞれ
【数８】

【数９】

と表される。なお、換言すれば、矩形断面の長辺とは左サイドメンバ３（左サブサイドメンバ７）の幅及び高さのうち一方を指し、短辺とは左サイドメンバ３（左サブサイドメンバ７）の幅及び高さのうち他方を指す。
【００４１】
車両１の減速度の第２段階Ｐ_２を第１段階Ｐ_１よりも大きくする（図６（ｃ）参照）ためには、図７に示す衝撃荷重Ｆ１が２回目の極大となる収縮位置と、衝撃荷重Ｆ２が最初に極大となる収縮位置とが略一致するとよい。すなわち、左サイドメンバ３の収縮距離Ｌ_１と左サブサイドメンバ７の収縮距離Ｌ_２との差が、バンパＲ／Ｆ４が衝突してからクロスメンバ８が衝突するまでの距離と略一致すればよく、所定距離ｃが以下の（１０）式
【数１０】

を満たすとき、車両１の減速度の第２段階Ｐ_２が第１段階Ｐ_１よりも大きくなる。なお、（１０）式において、ｈはバンパＲ／Ｆ４の前後方向厚さであり、ｉはクロスメンバ８の前後方向厚さである。この（１０）式を変形すると、次の（１１）式を得る。
【数１１】

【００４２】
しかしながら、所定距離ｃは厳密に（１１）式を満たす必要はなく、例えば定数ｋ（０．５≦ｋ≦２）を用いた次式
【数１２】

を満たしていれば、車両１の減速度の第２段階Ｐ_２を第１段階Ｐ_１よりも大きくすることが充分に可能となる。
【００４３】
このように、所定距離ｃを、左サイドメンバ３の横方向断面における長辺長さｄ及び短辺長さｅ、並びに左サブサイドメンバ７の横方向断面における長辺長さｆ及び短辺長さｇに基づいて設定することにより、車両１の減速度の第２段階Ｐ_２を第１段階Ｐ_１よりも容易に大きくすることができる。
【００４４】
続いての方法は、左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７の減速度の変化に基づいて所定距離ｃを設定する方法である。この方法では、本実施形態による車両の前部構造を製造する際に、まず左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７のサンプルを用意し、実験により減速度の変化を示す信号波形を取得する。続いて、左サイドメンバ３及び左サブサイドメンバ７それぞれの減速度変化に基づいて、左サイドメンバ３の減速度が２回目に極大値となるタイミングと、左サブサイドメンバ７の減速度が最初に極大値となるタイミングとが重なるように所定距離ｃを設定し、左サイドメンバ３に対するサブサイドメンバ７の相対位置を決定する。なお、ここでいう「タイミングが重なる」とは、２つのタイミングが厳密に一致する場合に限るものではなく、２つのタイミングがほぼ一致する場合も含む。
【００４５】
本実施形態による車両の前部構造は、以下の効果を有する。すなわち、本実施形態による車両の前部構造によれば、まずサイドメンバ２及び３が衝撃荷重を受け、サイドメンバ２及び３に対し並設されたサブサイドメンバ６及び７も時間をおいてサイドメンバ２及び３と共に衝撃荷重を受けるので、車両１の減速度が第１段階Ｐ_１及び第２段階Ｐ_２といった２段階で増加する。このように、車両１がサブサイドメンバ６及び７を備えることによって、衝突時における減速度の第２段階Ｐ_２での大きさが第１段階Ｐ_１よりも大きくなり、エアバッグ１５を作動させるか否かの判定を良好に行うことが可能になる。
【００４６】
ここで、衝突時における減速度の第２段階Ｐ_２での大きさを第１段階Ｐ_１よりも大きくする車両の前部構造の比較例として、例えば図９に示すような車両の前部構造が考えられる。この車両の前部構造は、サイドメンバ３３の下方に連結部材４０及びピラー４２を介してサブフレーム３７が設けられている。また、サイドメンバ３３の先端にバンパＲ／Ｆ３４が取り付けられており、バンパＲ／Ｆ３４が車両前方からの衝撃を最初に受ける。サイドメンバ３３はその前端付近に比較的剛性の低い変形部分３３ａを有しており、車両が障害物に衝突した際にはまず変形部分３３ａが変形するしくみになっている。そして、変形部分３３ａが変形する際に減速度の第１段階Ｐ_１が現れ、次いで変形部分３３ａが変形した後に第１段階Ｐ_１よりも大きな減速度となる第２段階Ｐ_２が現れる。
【００４７】
しかしながら、図９に示した車両の前部構造においては、サイドメンバ３３の一部を変形部分３３ａとして剛性を低くする必要があるので、衝突時のクラッシュストロークが長くなり、修理を必要とする部分が多くなってしまう。また、修理を必要とする部分を少なくするために変形部分３３ａを前方に伸ばすと、車両外形寸法の制約を受けることとなる。クラッシュストロークを短く抑え、且つ車両外形寸法の制約を受けないためには、サイドメンバ３３の強度を大きくすればよい。しかし、サイドメンバ３３の強度を大きくすることは、車両構造の質量増に繋がるので好ましくない。
【００４８】
これに対し、本実施形態による車両の前部構造によれば、クラッシュストロークを長くする必要がなく、修理を必要とする部分が多くならない。また、サイドメンバ２及び３の長さを長くする必要がないので、車両外形寸法に与える影響も小さい。また、サイドメンバ２及び３の強度を大きくせずに同等以上の衝突エネルギーを吸収できるので、例えばサイドメンバの強度を大きくするときに必要な乗員室の補強も必要ない。従って、サイドメンバの強度を大きくする場合ほどには車両構造の質量を増加させずに済む。
【００４９】
また、本実施形態による車両の前部構造では、サイドメンバ２及び３とサブサイドメンバ６及び７とで衝撃荷重を受けているので、サイドメンバ２及び３のみで衝撃荷重を受けたときと比べて衝撃荷重を高めることができる。従って、衝突の初期段階において大きな荷重を受けた場合には、車両１の初期減速度が高まり、衝突時間の後半における減速度が逆に抑えられるので、乗員拘束性能の向上につながる。
【００５０】
また、本実施形態による車両の前部構造では、サブサイドメンバ６及び７が、サイドメンバ２及び３の下方に設けられている。これによって、車両１の外形に大きな影響を与えずにサブサイドメンバ６及び７を配置することができる。
【００５１】
また、本実施形態による車両の前部構造では、サイドメンバ２及び３の前端が、サブサイドメンバ６及び７よりも前方に位置している。これによって、車両１が障害物２０と衝突した際に、サイドメンバ２及び３が衝撃荷重を受け始めた後にサブサイドメンバ６及び７が衝撃荷重を受ける構成を好適に実現することができる。
【００５２】
また、本実施形態による車両の前部構造では、サイドメンバ２及び３の前端が、サブサイドメンバ６及び７の前端から所定距離ｃだけ前方に位置しており、該所定距離ｃが、例えば（１１）式や（１２）式に示されるようにサイドメンバ２及び３の矩形断面における長辺長さｄ及び短辺長さｅ、並びにサブサイドメンバ６及び７の矩形断面における長辺長さｆ及び短辺長さｇに基づいて設定されている。
【００５３】
車両１の衝突によりサイドメンバ２及び３が収縮する際に、衝撃荷重Ｆ１が極大となる収縮距離は、サイドメンバ２及び３の矩形断面における長辺長さｄ及び短辺長さｅと相関がある。サブサイドメンバ６及び７が収縮する際に、衝撃荷重Ｆ２が極大となる収縮距離についても同様である。従って、所定距離ｃを上記のように設定することによって、サイドメンバ２及び３への衝撃荷重Ｆ１が２回目に極大になるのとほぼ同時に、サブサイドメンバ６及び７への衝撃荷重Ｆ２が１回目の極大を迎えるので、衝突時における減速度の第２段階Ｐ_２での大きさを第１段階Ｐ_１よりも容易に大きくできる。これにより、エアバッグ１５を作動させるか否かの判定をより良好に行うことができる。
【００５４】
また、本実施形態による乗員保護装置の起動制御装置は、上記した車両の前部構造を備えた車両に設けられており、車両１の減速度を検出するエアバッグセンサ１５と、エアバッグセンサ１５により検出された車両１の減速度に基づいて、エアバッグ１７の起動を判定する判定手段１６とを備えている。この乗員保護装置の起動制御装置によれば、判定手段１６が、エアバッグセンサ１５によって検出された車両１の減速度の第２段階Ｐ_２での大きさに基づいて、エアバッグ１７を起動するタイミングを正確に判断することができる。
【００５５】
また、本実施形態による車両の前部構造の製造方法では、車両１が障害物と衝突する際の、サイドメンバ２及び３並びにサブサイドメンバ６及び７の減速度変化に基づいて、サイドメンバ２及び３の減速度が２回目に極大となるタイミングと、サブサイドメンバ６及び７の減速度が最初に極大となるタイミングとが重なるように、サイドメンバ２及び３に対するサブサイドメンバ６及び７の位置を決定している。この方法によれば、サイドメンバ２及び３の減速度が２回目の極大となるのとほぼ同時にサブサイドメンバ６及び７の減速度が１回目の極大を迎えるようにサイドメンバ２及び３に対するサブサイドメンバ６及び７の位置を好適に決定することができる。従って、車両１の衝突時における減速度の第２段階Ｐ_２での大きさが第１段階Ｐ_１よりも大きい車両の前部構造を容易に実現することができる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明による車両の前部構造、乗員保護装置の起動制御装置、及び車両の前部構造の製造方法によれば、乗員保護装置を作動させるか否かの判定を良好に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両の前部構造の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した車両の前部構造を左側方から見た側面図である。
【図３】（ａ）左サイドメンバの横方向断面（図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面）を示す断面図である。
（ｂ）左サブサイドメンバの横方向断面（図２におけるＩＶ−ＩＶ断面）を示す断面図である。
【図４】車両が障害物に衝突し、左サイドメンバに衝撃荷重が加わった状態を示す側面図である。
【図５】車両が障害物に衝突し、左サイドメンバ及び左サブサイドメンバに衝撃荷重が加わった状態を示す側面図である。
【図６】（ａ）車両が障害物と衝突したときに左サイドメンバに加わる衝撃荷重の時間変化の一例を示すグラフである。
（ｂ）車両が障害物と衝突したときに左サブサイドメンバに加わる衝撃荷重の時間変化の一例を示すグラフである。
（ｃ）左サイドメンバに衝撃荷重が加わり、左サブサイドメンバに衝撃荷重が加わった結果生じる車両の減速度の時間変化を示すグラフである。
【図７】左サイドメンバ及び左サブサイドメンバがそれぞれ衝撃荷重を受けて収縮するときの、収縮距離における衝撃荷重の大きさを示すグラフである。
【図８】（ａ）低速で衝突したときの車両の減速度の時間変化を示すグラフの一例である。
（ｂ）高速で衝突したときの車両の減速度の時間変化を示すグラフの一例である。
【図９】車両の前部構造の比較例を示す図である。
【符号の説明】
１…車両、２…右サイドメンバ、３…左サイドメンバ、４…バンパＲ／Ｆ、５…サブフレーム、６…右サブサイドメンバ、７…左サブサイドメンバ、８…クロスメンバ、９、１０…連結部材、１１、１２…ピラー、１５…エアバッグセンサ、１６…判定手段、１７…エアバッグ、２０…障害物、Ａ…判定領域、ｃ…所定距離、Ｆ１、Ｆ２…衝撃荷重、Ｐ_１…第１段階、Ｐ_２…第２段階。

Claims (11)

1. 車両の左右に配置されたサイドメンバと、
   前記サイドメンバに対し並設され、衝突の際に、前記サイドメンバが衝撃荷重を受け始めた後に衝撃荷重を受けるサブサイドメンバと、
   を備えることを特徴とする車両の前部構造。
2. 前記サブサイドメンバが、前記サイドメンバの下方に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。
3. 前記サブサイドメンバが、前記サイドメンバから下方に延びる支持部材により支持されていることを特徴とする請求項２に記載の車両の前部構造。
4. 前記サブサイドメンバが、障害物との衝突時に該障害物に当接する部位を前記支持部材よりも前方に有することを特徴とする請求項３に記載の車両の前部構造。
5. 前記サイドメンバの前端が、前記サブサイドメンバよりも前方に位置していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の前部構造。
6. 前記サイドメンバの前端が、前記サブサイドメンバの前端から所定距離だけ前方に位置しており、
   該所定距離が、前記サイドメンバの矩形断面における長辺長さ及び短辺長さ、並びに前記サブサイドメンバの矩形断面における長辺長さ及び短辺長さに基づいて設定されていることを特徴とする請求項５に記載の車両の前部構造。
7. 前記所定距離ｃが、前記サイドメンバの矩形断面における長辺長さｄ及び短辺長さｅ、前記サブサイドメンバの矩形断面における長辺長さｆ及び短辺長さｇ、並びに前記サイドメンバの前端に設けられたバンパリインホースメントの前後幅ｈ及び前記サブサイドメンバの前端に設けられたクロスメンバの前後幅ｉを用いて、数式
   

   

   で表されることを特徴とする請求項６に記載の車両の前部構造。
8. 前記サイドメンバの強度Ｆ_０及び前記サブサイドメンバの強度Ｆ_＋が、前記車両の減速度を検出する減速度検出手段の誤差範囲±ａ％、及び同一の衝撃荷重に対する異なる車種間での減速度の分布範囲±ｂ％を用いて、次の関係式
   

   

   を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両の前部構造。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の車両の前部構造を備えた車両に設けられ、
   車両の減速度を検出する減速度検出手段と、
   前記減速度検出手段により検出された前記車両の減速度に基づいて、乗員保護装置の起動を判定する起動判定手段と、
   を備えることを特徴とする乗員保護装置の起動制御装置。
10. 左右に配置されるサイドメンバと前記サイドメンバに対し並設されたサブサイドメンバとを備える車両が障害物と衝突する際の、前記サイドメンバ及び前記サブサイドメンバそれぞれの減速度の変化に基づいて、前記サイドメンバに対する前記サブサイドメンバの位置を決定する工程を備えることを特徴とする車両の前部構造の製造方法。
11. 前記サイドメンバの減速度が２回目に極大となるタイミングと、前記サブサイドメンバの減速度が最初に極大となるタイミングとが重なるように、前記サイドメンバに対する前記サブサイドメンバの位置を決定することを特徴とする請求項１０に記載の車両の前部構造の製造方法。

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