JP2010208473A - 車両の衝突検知構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、側面衝突時の荷重(減速度)を車体幅方向中央に配設された衝突センサに的確に伝達することのできる車両の衝突検知構造を提供する。
【解決手段】車体幅方向外側に凸のアーチ状をなすサイドシルビーム(20R,20L)をサイドシル(10R,10L)内に配設し、該サイドシルビームの一端をサイドシル(10R,10L)のフロントフロアクロスメンバ(31)との接合部に、他端をサイドシル(10R,10L)のリヤフロアクロスメンバ(32)との接合部に溶接する。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両の衝突検知構造に関し、詳しくは車体側面における衝撃伝達構造に関する。
車両の乗員保護装置として、車両の側面衝突時の衝突を検知し、乗員と車体との間に展開させるカーテンエアバッグやサイドエアバッグ等が採用されている。
なお、カーテンエアバッグやサイドエアバッグ等は、車体側部及び車体幅方向中央に配設される双方の衝突センサにて側面衝突時の荷重(減速度)を検知し、エアバッグECUにて衝突を認識した後にエアバッグECUの指令により作動する。
ところで、このような乗員保護装置では、側面衝突(特にポール衝突)時に車体幅方向外側より荷重が入力されたとしても、衝突物(ポール)と車体との接触面積が小さく局所的な変形を起こし、衝突部での局所的な変形により衝突エネルギが消費され、衝突荷重が衝突用センサに的確に伝達されずカーテンエアバッグやサイドエアバッグ等の不作動のおそれがある。
そこで、車両の車体構造として、荷重伝達部材をエアダム(ロッカモール)内に配設し、側面衝突時に車体幅方向外側から該エアダムへ入力された荷重を衝突センサに伝える技術が開発されている(特許文献1)。
特開2008−254702号公報
上記特許文献1では、荷重伝達部材は、エアダム内の発泡材で固定され、側面衝突時の荷重は、荷重伝達部材からサイドシルに伝達され車体側部に配設される衝突センサへ伝達される。
しかしながら、車体幅方向中央に配設された衝突センサへの衝突荷重の伝達は、サイドシルの変形等により衝突エネルギが消費されて損なわれ、当該中央に配設された衝突センサでは適切なタイミングで衝突を検知することができず、エアバッグの展開が遅れるおそれがあり、好ましいことではない。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、側面衝突時の荷重を車体側部及び車体幅方向中央に配設された衝突センサに的確に伝達することのできる車両の衝突検知構造を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1の車両の衝突検知構造は、閉じ断面構造をなし、車体前後方向に延在するとともに車体下側部に平行に配設された左右一対のサイドシルと、両端部が前記一対のサイドシルそれぞれの車体幅方向内側に接合された第1のクロスメンバと、前記第1のクロスメンバより車体前後方向後方に配設され、両端部が前記一対のサイドシルそれぞれの車体幅方向内側に接合された第2のクロスメンバと、車体前後方向に延在し、前記第1のクロスメンバと前記第2のクロスメンバとに車体幅方向の略中央部で接合されたフロアトンネルと、車体幅方向外側に凸のアーチ状をなし、前記サイドシル内に配設され、前記サイドシルと前記第1及び第2のクロスメンバとの接合部に対応する位置で前記サイドシル内から前記サイドシルに接合された荷重伝達部材と、前記サイドシルと前記第1又は第2のクロスメンバとの接合部の近傍に配設され、車体幅方向外側からの衝突を検知する第1の衝突検知手段と、前記フロアトンネルに前記第1の衝突検知手段に対し車体前後方向にオフセットして配設され、車体幅方向外側からの衝突を検知する第2の衝突検知手段と、を備えたことを特徴とする。
また、請求項2の車両の衝突検知構造では、請求項1において、前記荷重伝達部材は、車体前後方向視にて車体幅方向外側の一辺が車体幅方向内側の他辺より長い閉じ断面構造をなしていることを特徴とする。
また、請求項3の車両の衝突検知構造では、請求項2において、前記荷重伝達部材は、車体前後方向視にて車体幅方向外側に開口する断面ハット状の部材と板状の部材とからなり、前記断面ハット状の部材の一対のフランジと前記板状の部材とを接合して閉じ断面構造をなしていることを特徴とする。
また、請求項4の車両の衝突検知構造では、請求項1乃至請求項3のいずれかにおいて、前記サイドシルの車体幅方向外側には、車体幅方向内側に開口して車両前後方向に延在し、前記サイドシルに接合されて閉じ断面構造をなすエアダムを有し、閉じ断面構造をなす前記エアダムの内部空間には、少なくとも該エアダムの車体幅方向外側の側壁内面と前記サイドシルの側壁外面とに接するように前記荷重伝達部材のアーチ状部に対応して発泡材が充填されてなることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、荷重伝達部材をサイドシル内に配設し、サイドシルと第1及び第2のクロスメンバとの接合部に対応する位置でサイドシル内からサイドシルに接合するので、荷重伝達部材により、直接、上記両クロスメンバに側面衝突時の荷重(減速度)を伝達することができ、衝突荷重を適切なタイミングで第1の衝突検知手段及び車体幅方向中央に配設された第2の衝突検知手段に伝達することができる。
また、荷重伝達部材を車幅方向外側に凸のアーチ状とすることで荷重伝達部材の衝突位置に関わらず、確実に衝突荷重を第2の衝突検知手段に伝達することができる。
請求項2の発明によれば、荷重伝達部材の車体前後方向視の断面形状を車体幅方向外側の一辺が車体幅方向内側の他辺より長い閉じ断面とすることにより、荷重伝達部材の強度と剛性を十分高めて圧壊を防止でき、上記同様に確実に側面衝突時の荷重を適切なタイミングで車体幅方向中央に配設された第2の衝突検知手段に伝達することができる。
請求項3の発明によれば、荷重伝達部材の車体前後方向視の断面形状を車体幅方向外側に開口する断面ハット状の部材と板状の部材とからなり、前記断面ハット状の部材の一対のフランジと前記板状の部材とを接合して閉じ断面とすることにより、荷重伝達部材の強度と剛性をさらに高めて圧壊を防止でき、上記同様に確実に側面衝突時の荷重を適切なタイミングで車体幅方向中央に配設された第2の衝突検知手段に伝達することができる。
請求項4の発明によれば、サイドシルの車幅方向外側に発泡材を内蔵したエアダムを配設することにより、側面衝突時において衝突物がドアに衝突する前、もしくは、短時間の遅れ以内にエアダムに衝突させ、サイドシルひいては荷重伝達部材に側面衝突時の荷重を伝達することができ、上記同様の効果を得ることができる。
また、荷重伝達部材を車幅方向外側に凸のアーチ状としていることにより、エアダム内の全域に発泡材を配設する必要はなく、荷重伝達部材のアーチ状部のみに発泡材を配設することにより、発泡材の減量による車体重量の減少及びコストの低減を図りながら、側面衝突時の荷重をサイドシルに効率よく伝達することができる。
本発明の第1実施例に係る車両の衝突検知構造の概略構成図である。 本発明の第1実施例に係る車両の衝突検知構造の上面視図である。 本発明の第1実施例に係る図2のA−A線での断面図である。 本発明の第1実施例に係る図2のB−B線での断面図である。 本発明の第2実施例に係る車両の衝突検知構造の概略構成図である。 本発明の第2実施例に係る車両の衝突検知構造の上面視図である 本発明の第2実施例に係る図6のC−C線での断面図である。 本発明のその他のA−A線におけるサイドシルビーム断面図である。 本発明のその他のA−A線におけるサイドシルビーム断面図である。 本発明のその他のA−A線におけるサイドシルビーム断面図である。 本発明のその他のA−A線におけるサイドシルビーム断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
まず、第1実施例を説明する。
図1は、本発明の第1実施例に係る車両の衝突検知構造の概略構成図であり、図2は車両の衝突検知構造の上面視図である。また、図3は、A−A線での断面図、図4は、B−B線での断面図であり、本発明に係る車両の衝突検知構造の詳細図である。
なお、図中矢印「前」は車体前方向、矢印「上」は車体上方向を、矢印「横」は車体幅方向内側をそれぞれ示す。また、図中の符号のR、Lは右側、左側を示すが、図3、4ではこれらR、Lは省略して示す。
以下、当該車両の衝突検知構造の構成を説明する。
図1〜4に示すように、本実施形態の車体構造は、モノコック形式を採用した車体構造である。
サイドシル10R、10Lは、車体1の左右両側部下側に配設され、車体前後方向に延在する骨格部材である。また、サイドシル10R、10Lは、車体前後方向視にて断面ハット状のサイドシルアウター11R、11Lとサイドシルインナー12R、12Lとを備えている。サイドシルアウター11R、11Lは、車体前後方向視にて車体幅方向内側に開口しており、サイドシルインナー12R、12Lは、車体幅方向外側に開口している。そして、サイドシル10R、10Lは、サイドシルアウター11R、11Lの上側フランジ部11aR、11aLがサイドシルインナー12R、12Lの上側フランジ部12aR、12aLに溶接され、また、サイドシルアウター11R、11Lの下側フランジ部11dR、11dLがサイドシルインナー12R、12Lの下側フランジ部12bR、12bLに溶接され閉じ断面構造に構成されている。
また、サイドシル10R、10Lは、サイドシルインナー12R、12Lが、サイドシル10R、10Lの車体前後方向の略前部にて、これら略前部間で車体幅方向に延在するフロントフロアクロスメンバ(第1のクロスメンバ)31の両端部と溶接され、サイドシル10R、10Lの車体前後方向の略中央部にて、これら略中央部間でフロントフロアクロスメンバ31同様に車体幅方向に延在するリヤフロアクロスメンバ(第2のクロスメンバ)32の両端部と溶接されている。即ち、左右両サイドシル10R、10Lは、フロントフロアクロスメンバ31及びリヤフロアクロスメンバ32を挟み一体構造をなしている。
また、サイドシル10R、10Lの車体前後方向の略中央部には、車体上下方向に延在し車体上下方向視にて閉じ断面構造をなすセンターピラー40R、40Lの下端部が溶接されている。
サイドシル10R、10Lのリヤフロアクロスメンバ32との接合部には、サイドシルインナー12R、12Lを挟んでバルクヘッド上壁13aR、13aL及び縦壁13bR、13bLからなるバルクヘッド13R、13Lが設けられている。詳しくは、これらバルクヘッド13R、13Lは、バルクヘッド上壁13aR、13aLの一側と縦壁13bR、13bLの一側とが溶接されて一体をなし、バルクヘッド上壁13aR、13aLの他側がサイドシルインナー12R、12Lのサイドシル10R、10Lの閉じ断面内側の壁にリヤフロアクロスメンバ32の接合部に位置して溶接され、縦壁13bR、13bLの他側が上記下側フランジ部11dR、11dLと上記下側フランジ部12bR、12bLとに挟持され溶接されている。
フロントフロアクロスメンバ31及びリヤフロアクロスメンバ32の車体幅方向の略中央部には、車体前後方向に延在し車体前後方向視にて車体上下方向下側が開口した断面構造をなすフロアトンネル33が溶接されている。
そして、サイドシル10R、10Lの閉じ断面内側には、サイドシルビーム(荷重伝達部材)20R、20Lが設けられている。これらサイドシルビーム20R、20Lは、一端がサイドシルインナー12R、12Lの壁にフロントフロアクロスメンバ31の接合部に位置して溶接され、他端がバルクヘッド13R、13Lのバルクヘッド縦壁13bR、13bLに溶接されている。即ち、サイドシルビーム20R、20Lの他端は、バルクヘッド13R、13Lを介してサイドシルインナー12R、12L及びリヤフロアクロスメンバ32に接合されている。
サイドシルビーム20R、20Lは、図3及び4に示すように車体前後方向視にて断面ハット状のサイドシルビームインナー21R、21Lと車体幅方向外側に位置する板状のサイドシルビームアウター22R、22Lとからなっている。詳しくは、サイドシルビーム20R、20Lは、サイドシルビームインナー21R、21Lの上側フランジ部21aR、21aLとサイドシルビームインナー21R、21Lの下側フランジ部21bR、21bLとがそれぞれサイドシルビームアウター22R、22Lと溶接され、車体幅方向外側に凸のアーチ状の閉じ断面構造をなして構成されている。
センターピラー40R、40L断面内のサイドシル10R、10L溶接部上方にはサテライトセンサ(第1の衝突検知手段)62R、62Lが配設されている。サテライトセンサ62R、62Lは、車両の側面衝突時の荷重(減速度)を検知するものである。
フロアトンネル33の上部の略前部にはエアバッグECU61が配設されている。このエアバッグECU61は、図示しないエアバッグの制御を行う制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)及び中央演算処理装置(CPU)等の他、車両の側面衝突時の荷重を検知する衝突センサをも含んで構成されている(第2の衝突検知手段)。
エアバッグECU61の入力側には、サテライトセンサ62R、62Lが接続されている他、上記エアバッグECU61に内蔵された衝突センサが内部的に接続されており、これらのセンサからの検出情報が入力される。一方、エアバッグECU61の出力側には、図示しないカーテンエアバッグ及びサイドエアバッグ等の各エアバッグが接続されている。これにより、エアバッグECU61は、各種センサからの検出信号に基づいて車両状況を判断し、車両状況に応じて作動信号を各エアバッグへ出力することで各エアバッグを制御する。
以下、このように構成された本発明の第1実施例に係る車両の衝突検知構造の作用及び効果について説明する。
図2に示すように、サイドシルビーム20R、20Lは車体幅方向外側に凸のアーチ状の閉じ断面構造をしているので、強度と剛性が十分に高く、故に車体幅方向外側より側面衝突をしてもすぐに圧壊することがなく、衝突荷重は、センターピラー40R、40Lに伝達されるとともにサイドシルビーム20R、20Lの前端及び後端で接合されたフロントフロアクロスメンバ31及びリヤフロアクロスメンバ32にそれぞれ伝達される。センターピラー40R、40Lに伝達された衝突荷重は、サテライトセンサ62R、62Lで検知され、フロントフロアクロスメンバ31及びリヤフロアクロスメンバ32に伝達された衝突荷重は、車体幅方向中央にて結合されているフロアトンネル33に伝達され、エアバッグECU61内の衝突センサで検知される。
そして、エアバッグECU61により、サテライトセンサ62R、62Lで検知された検出信号とエアバッグECU61内の衝突センサで検知された検出信号とに基づいて車両状況、即ち側面衝突の有無が判別され、これに応じてカーテンエアバッグ及びサイドエアバッグ等が作動制御される。
このように、本発明の第1実施例に係る車両の衝突検知構造によれば、車両の側面衝突時、衝突部での局所的な変形により衝突エネルギが消費されることなく、衝突荷重をサテライトセンサ62R、62LとともにエアバッグECU61内の衝突センサに早期に適切なタイミングで的確に伝達することが可能となり、車体変形の進む前にエアバッグを適切なタイミングで速やかに展開し、乗員を保護することが可能になる。
また、サイドシルビーム20R、20Lを車体幅方向外側に凸のアーチ状としていることでどの部位に衝突しても衝突荷重をフロントフロアクロスメンバ31及びリヤフロアクロスメンバ32に確実に伝達することができる。例えばポール等の衝突物がサイドシルビーム20R、20Lの前部又は後部に衝突をしてもサイドシルビーム20R、20Lの中央に衝突したのと同様に衝突荷重をフロントフロアクロスメンバ31及びリヤフロアクロスメンバ32に確実に伝達することができる。
次に、第2実施例を説明する。
図5は、本発明の第2実施例に係る車両の衝突検知構造の概略構成図であり、図6は車両の衝突検知構造の上面視図である。また、図7は、C−C線での断面図であり、本発明に係る車両の衝突検知構造の詳細図である。なお、図7では符号のR、Lは省略して示す。
第2実施例では、上記第1実施例に加えてエアダム50R、50Lを追加している点が相違しており、以下上記第1実施例と異なる点について説明する。
図5〜7に示すようにサイドシル10R、10Lの車体幅方向外側には、車体前後方向に延在する樹脂製のエアダム50R、50Lが取り付けられている。このエアダム50R、50Lは、車体前後方向視にて車体幅方向内側が開口した断面構造とされ、内部空間を有する殻構造に構成されている。
エアダム50R、50Lの開口端側の車体上側に形成された上側フランジ部50aR、50aLは、サイドシルアウター11R、11Lの車体幅方向外側の壁部11bR、11bLの上部に、図示しない複数のクリップにより固定されている。また、エアダム50R、50Lの開口端側の車体下側に形成された下側フランジ部50dR、50dLは、サイドシルアウター11R、11Lの車体下側の壁部11cR、11cLの下部に図示しない複数のクリップにより固定されている。そして、エアダム50R、50Lの内部空間には、発泡材51R、51Lが配設されている。
発泡材51R、51Lは、エアダム50R、50Lの車体上下方向上側の壁部50bR、50bLの内側、エアダム50R、50Lの車体幅方向外側の壁部50cR、50cLの内側(側壁内面)及びサイドシルアウター11bR、11bLの車体幅方向外側の壁部11cR、11cLの外側(側壁外面)に接するように配設されている。また、発泡材51R、51Lは、車体前後方向位置においてサイドシルビーム20R、20Lの上記アーチ状部に対応するように配設されている。
以下、このように構成された本発明の第2実施例に係る車両の衝突検知構造の作用及び効果について説明する。
図6に示すように、エアダム50R、50Lを設けてサイドシル10R、10Lを車体幅方向外側へ拡大し、エアダム50R、50Lとサイドシル10R、10L間に発泡材51R、51Lを配設しているので、車体幅方向外側からの側面衝突が発生しても、ドア等よりも早期に、又は、大きな遅れなしに(短時間の遅れ以内に)エアダム50R、50Lがポール等の衝突物と接触し、エアダム50R、50Lからサイドシル10R、10Lへ衝突荷重(減速度)が伝達される。
このように、本発明の第2実施例に係る車両の衝突検知構造によれば、エアダム50R、50Lを配設することでドアの客室内への侵入が始まる前に車体幅方向外側からの衝突荷重をサイドシル10R、10Lに早期に伝達することが可能となり、上記第1実施例の場合と同様の効果を得ることができる。
なお、当該実施例では発泡材51R、51Lを用いたが、これに限定するものではなく、発泡コアに置き換えてもよい。
また、アーチ状部は、乗員への障害が大きくなると予想される範囲、又は、乗員の着座範囲に設定するとより効果的である。
以上で発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の形態はこの実施例に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、サイドシルビーム20R、20Lを図3及び図4に示すような車体前後方向視にて車体幅方向内側に凸形状となる閉じ断面構造としているが、これに限定するものではなく、図8に示すように車体前後方向視にて車体幅方向外側の一辺122が車体幅方向内側の他辺121より長い略台形断面形状、図9に示すように車体幅方向外側に開口した大きな断面コの字状部材221と小さな断面コの字状部材222とを車体幅方向外側に開口するように開口端を合わせるようにした車体前後方向視で略四角断面形状、図10に示すように車体前後方向視にて車体幅方向内側の一辺321が車体幅方向外側の他辺322より長い略四角断面形状、或いは図11に示すように車体前後方向視にて車体方向内側に開口した断面W形状部材422と断面W形状部材422の開口部を平板部材421で塞ぐようにした断面W閉じ形状としてもよく、強度と剛性を十分に高くし圧壊を防止できればよい。
また、エアバッグECU61、即ちエアバッグECU61内の衝突センサをフロアトンネル33の上部の略前部に配設するようにしているが、エアバッグECU61とサテライトセンサ62R、62Lとは車体前後方向にオフセットされていればよい。
また、サテライトセンサ62R、62Lについても、上記実施形態では、センターピラー40R、40L断面内サイドシル10R、10L溶接部上方に配設するようにしているが、これに限定するものではない。
また、モノコック形式の車体構造に限定されるものではなく、モノコック形式以外の車体構造に採用しても同様の効果を得られるのは言うまでもない。
10R、10L サイドシル
11R、11L サイドシルアウター
12R、12L サイドシルインナー
13R、13L バルクヘッド
20R、20L サイドシルビーム(荷重伝達部材)
21R、21L サイドシルビームインナー
22R、22L サイドシルビームアウター
31 フロントフロアクロスメンバ(第1のクロスメンバ)
32 リヤフロアクロスメンバ(第2のクロスメンバ)
33 フロアトンネル
40R、40L センターピラー
50R、50L エアダム
51R、51L 発泡材
61 エアバッグECU(第2の衝突検知手段)
62R、62L サテライトセンサ(第1の衝突検知手段)

Claims (4)

  1. 閉じ断面構造をなし、車体前後方向に延在するとともに車体下側部に平行に配設された左右一対のサイドシルと、
    両端部が前記一対のサイドシルそれぞれの車体幅方向内側に接合された第1のクロスメンバと、
    前記第1のクロスメンバより車体前後方向後方に配設され、両端部が前記一対のサイドシルそれぞれの車体幅方向内側に接合された第2のクロスメンバと、
    車体前後方向に延在し、前記第1のクロスメンバと前記第2のクロスメンバとに車体幅方向の略中央部で接合されたフロアトンネルと、
    車体幅方向外側に凸のアーチ状をなし、前記サイドシル内に配設され、前記サイドシルと前記第1及び第2のクロスメンバとの接合部に対応する位置で前記サイドシル内から前記サイドシルに接合された荷重伝達部材と、
    前記サイドシルと前記第1又は第2のクロスメンバとの接合部の近傍に配設され、車体幅方向外側からの衝突を検知する第1の衝突検知手段と、
    前記フロアトンネルに前記第1の衝突検知手段に対し車体幅方向視で車体前後方向にオフセットして配設され、車体幅方向外側からの衝突を検知する第2の衝突検知手段と、
    を備えたことを特徴とする車両の衝突検知構造。
  2. 前記荷重伝達部材は、車体前後方向視にて車体幅方向外側の一辺が車体幅方向内側の他辺より長い閉じ断面構造をなしていることを特徴とする、請求項1に記載の車両の衝突検知構造。
  3. 前記荷重伝達部材は、車体前後方向視にて車体幅方向外側に開口する断面ハット状の部材と板状の部材とからなり、前記断面ハット状の部材の一対のフランジと前記板状の部材とを接合して閉じ断面構造をなしていることを特徴とする、請求項2に記載の車両の衝突検知構造。
  4. 前記サイドシルの車体幅方向外側には、車体幅方向内側に開口して車両前後方向に延在し、前記サイドシルに接合されて閉じ断面構造をなすエアダムを有し、
    閉じ断面構造をなす前記エアダムの内部空間には、少なくとも該エアダムの車体幅方向外側の側壁内面と前記サイドシルの側壁外面とに接するように前記荷重伝達部材のアーチ状部に対応して発泡材が充填されてなることを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の車両の衝突検知構造。
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