JP2015013552A

JP2015013552A - 車両挙動制御装置

Info

Publication number: JP2015013552A
Application number: JP2013140926A
Authority: JP
Inventors: 修深渡瀬; Osamu Fukawatase
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2013-07-04
Publication date: 2015-01-22
Anticipated expiration: 2033-07-04
Also published as: US20150008065A1; US9156420B2; JP5799985B2

Abstract

【課題】衝突形態に応じて車両の挙動を制御することができる車両挙動制御装置を得る。
【解決手段】車両挙動制御装置１０は、車両のフロア下面ＦＬにおける車幅方向の両側に、それぞれインフレータ１８からのガス供給を受けて路面Ｒに向けて膨張展開される一対のアンダボディエアバッグ１６が設けられて構成されている。微小ラップ衝突又は斜め衝突を検知すると、衝突側のアンダボディエアバッグ１６が膨張展開する。また、車両側面に対する斜め衝突の際に、一対のアンダボディエアバッグ１６の双方が膨張展開する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両挙動制御装置に関する。

左右のサイドメンバにボディエアバッグを独立して作動可能に設け、オフセット衝突が予測された場合に衝突側のボディエアバッグを作動させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−０５８５５２号公報

ところで、車両の衝突時又は衝突前に衝突形態に応じて車両の挙動を制御することができれば、車両の衝突安全性能の向上に寄与する。

本発明は、衝突形態に応じて車両の挙動を制御することができる車両挙動制御装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る車両挙動制御装置は、車両の下部における車幅方向両側に、それぞれガス供給を受けて路面に向けて膨張展開される一対のアンダボディエアバッグが設けられて成る。

例えば車幅方向一方側に配置されたアンダボディエアバッグにガスを供給すると、該アンダボディエアバッグが路面に向けて膨張展開され、車両における車幅方向一方側は、他方側に対し持ち上げられ又は沈み込みが抑制される。また例えば、車幅方向両側のアンダボディエアバッグにガスを供給すると、左右のアンダボディエアバッグが共に路面に向けて膨張展開され、各アンダボディエアバッグと路面との摩擦により、車両に制動力が作用する。左右のアンダボディエアバッグに対し衝突形態に応じたガス供給を行うことで、衝突形態に応じて車両の挙動を制御することができる。

このように、請求項１の構成では、衝突形態に応じて車両の挙動を制御することができる。

請求項２記載の発明に係る車両挙動制御装置は、請求項１の構成において、前記一対のアンダボディエアバッグは、車両の重心と車両前後方向の位置が一致する部分を有するように該重心に対する車幅方向の両側に配置されており、車幅方向の一方側にオフセットした位置への前面衝突の際に、前記一対のアンダボディエアバッグのうち衝突側のアンダボディエアバッグにガスを供給する。

この車両挙動制御装置では、例えば微小ラップ衝突の如き車幅方向の一方側にオフセットした位置への前面衝突が発生又は予測されると、衝突側のアンダボディエアバッグにガスを供給する。すると、アンダボディエアバッグの前後位置が車両の重心と一致するため、車両は、衝突側が反衝突側よりも高くなる方向に傾斜される。これにより、乗員が車両に対し相対的に衝突側に移動することが抑制される。

請求項３記載の発明に係る車両挙動制御装置は、請求項１又は請求項２の構成において、前記一対のアンダボディエアバッグは、車両の重心と車両前後方向の位置が一致する部分を有するように該重心に対する車幅方向の両側に配置されており、車両側面に対する斜め衝突の際に、前記一対のアンダボディエアバッグの双方にガスを供給する。

この車両挙動制御装置では、例えば車両が側方に滑りながらポールなどの衝突体に衝突する形態の側面への斜め衝突が発生又は予測されると、両側のアンダボディエアバッグにガスを供給する。これにより、アンダボディエアバッグと路面との接触による制動効果が得られる。

請求項４記載の発明に係る車両挙動制御装置は、請求項１の構成において、前記一対のアンダボディエアバッグは、左右のフロントピラーの下部又は下方に配置されており、車幅方向の一方側にオフセットした位置への前面衝突の際に、前記一対のアンダボディエアバッグのうち衝突側のアンダボディエアバッグにガスを供給する。

この車両挙動制御装置では、例えば微小ラップ衝突の如き車幅方向の一方側にオフセットした位置への前面衝突が発生又は予測されると、衝突側のアンダボディエアバッグにガスを供給する。すると、アンダボディエアバッグがフロントピラーの下部又は下方に配置されているため、車両は衝突側において前部の沈み込みが抑制され、乗員が前方に倒れ込む動きが抑制される。

以上説明したように本発明に係る車両挙動制御装置は、衝突形態に応じて車両の挙動を制御することができるという優れた効果を有する。

本発明の第１の実施形態に係る車両挙動制御装置が適用された自動車を示す図であって、（Ａ）はサイドドアを取り除いた側面図、（Ｂ）は正面図である。本発明の第１の実施形態に係る車両挙動制御装置の作動状態を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はルーフを取り除いた平面図である。本発明の第２の実施形態に係る車両挙動制御装置の作動状態を示すルーフを取り除いた平面図である。本発明の第３の実施形態に係る車両挙動制御装置が適用された自動車を示すサイドドアを取り除いた側面図である。本発明の第３の実施形態に係る車両挙動制御装置の作動状態を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はルーフを取り除いた平面図である。

本発明の実施形態に係る車両挙動制御装置１０について、図１及び図２に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＲＨ、矢印ＬＨは、それぞれ車両挙動制御装置１０が適用された自動車Ｖの前方向、上方向、車幅方向の一方側である右側、他方側である左側を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、車両（前方を向いた場合）の左右を示すものとする。

［自動車Ｖの概略構成］
図１（Ａ）には、車両挙動制御装置１０が適用された自動車Ｖの概略構成がサイドドアを取り除いた側面図にて示されており、図１（Ｂ）には、自動車Ｖの概略構成が正面図にて示されている。これらの図に示される如く、車両としての自動車Ｖは、キャビンＣ内に前席シート１２が設けられている。前席シート１２は、左右に並んで配置されており、左側に位置する前席シート１２が運転席１２Ｄ、右側に位置する前席シート１２が助手席１２Ｐとされている。

そして、図２（Ｂ）にも平面図にて示される如く、この実施形態における自動車Ｖの重心Ｇは、車幅方向の中心における前席シート１２の直後方に位置している。

［アンダボディエアバッグ装置］
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される如く、車両挙動制御装置１０は、左右一対のアンダボディエアバッグ装置１４を備えている。アンダボディエアバッグ装置１４は、アンダボディエアバッグ１６と、アンダボディエアバッグ１６にガスを供給するインフレータ１８とを含んで構成されている。また、車両挙動制御装置１０は、左右のアンダボディエアバッグ装置１４に共通の制御装置としての衝突ＥＣＵ２０を備えている。

（アンダボディエアバッグ）
アンダボディエアバッグ１６は、金属製とされており、蛇腹状に折り畳まれる本体の開口端が側板にて閉止されることで、ガス供給を受けて膨張展開されるように構成されている。このアンダボディエアバッグ１６は、上端側が自動車Ｖのフロア下面ＦＬに固定されおり、ガス供給を受けると路面に向けて膨張展開されるようになっている。無負荷での膨張展開状態のアンダボディエアバッグ１６の上下寸法は、フロア下面ＦＬから路面Ｒまでの距離Ｄよりも大とされている。

図１（Ａ）に示される如く、この実施形態では、アンダボディエアバッグ１６は、側面視で、その前後方向の設置範囲内に自動車Ｖの重心Ｇが位置する配置とされている。換言すれば、アンダボディエアバッグ１６は、自動車Ｖの重心Ｇと前後方向の位置が一致する部分を有する構成とされている。

また、図１（Ｂ）に示される如く、正面視で、左右のアンダボディエアバッグ１６は、フロア下面ＦＬにおける車幅方向外端部から車幅方向内方に向けて延びている。なお、図１（Ａ）、図１（Ｂ）では、アンダボディエアバッグ１６をフロア下面ＦＬから突出させて図示しているが、アンダボディエアバッグ１６の一部又は全部がフロア下面ＦＬから突出されない構成としても良い。

また、アンダボディエアバッグ１６の変形例として、本体を基布にてガス供給を受けて膨張展開し得る袋状に形成し、路面Ｒとの接触部である下部にのみ金属製の保護材（例えば、アンダカバー）を設ける構成としても良い。

（インフレータ）
インフレータ１８は、燃焼式のものが採用され、作動されることで発生したガスをアンダボディエアバッグ１６内に供給するようになっている。この実施形態に係るインフレータ１８は、前席シート１２の着座乗員Ｐを直接的に保護するキャビンＣ内のエアバッグ装置に用いられるインフレータと比較して、ガス容量が十分に大とされている。

これにより、インフレータ１８は、金属製のアンダボディエアバッグ１６へのガス供給によって該アンダボディエアバッグ１６を、作動から短時間で、上記の通り距離Ｄよりも大きい上下寸法となるように膨張展開させ得る構成とされている。

（衝突ＥＣＵ）
また、車両挙動制御装置１０は、制御装置としての衝突ＥＣＵ２０を備えている。衝突ＥＣＵ２０は、１つ又は複数の衝突センサ２２（図１（Ｂ）では１つ図示する）と電気的に接続されている。また、衝突ＥＣＵ２０は、左右のアンダボディエアバッグ装置１４を構成するインフレータ１８のそれぞれに対し電気的に接続されている。

この衝突ＥＣＵ２０は、衝突センサ２２からの情報に基づいて、適用された自動車Ｖに対する車幅方向一方側にオフセットした位置への前面衝突を検知又は予測可能とされている。このような車幅方向一方側にオフセットした位置への前面衝突としては、微小ラップ衝突や斜め衝突が挙げられる。

ここで、微小ラップ衝突とは、自動車Ｖの前面衝突のうち、例えばＩＩＨＳにて規定される衝突相手方との車幅方向のラップ量が２５％以下の衝突とされる。例えば車体骨格であるフロントサイドメンバに対する車幅方向外側への衝突が微小ラップ衝突に該当する。この実施形態では、一例として相対速度６４ｋｍ／ｈｒでの微小ラップ衝突が想定されている。また、斜め衝突（ＭＤＢ斜突、オブリーク衝突）とは、例えばＮＨＳＴＡにて規定される斜め前方（一例として、衝突相手方との相対角１５°、車幅方向のラップ量３５％程度の衝突）とされる。この実施形態では、一例として相対速度９０ｋｍ／ｈｒでの斜め衝突が想定されている。

衝突ＥＣＵ２０は、車幅方向一方側にオフセットした位置への前面衝突を検知した場合には、車幅方向における衝突側のアンダボディエアバッグ装置１４のインフレータ１８のみを選択的に作動させるようになっている。

［作用］
次に、本実施形態の作用を説明する。

以下、衝突ＥＣＵ２０が、車幅方向一方側にオフセットした位置への前面衝突として、運転席１２Ｄ側へのバリヤＢｒの微小ラップ衝突を検知した場合の作用について説明することとする。

衝突ＥＣＵ２０は、衝突センサ２２からの信号に基づいて微小ラップ衝突又は斜め衝突を検知すると、衝突側、すなわち本例では運転席１２Ｄ側（左側）のアンダボディエアバッグ装置１４のインフレータ１８を作動させる。すると、左側のアンダボディエアバッグ１６がインフレータ１８からのガス供給を受けて路面Ｒに向けて膨張展開される。これにより、図２（Ａ）に示される如く、自動車Ｖは、衝突側が反衝突側に対し持ち上げられる。すなわち、自動車Ｖは正面視で衝突側が高くなるように傾く。なお、図２（Ｂ）では、膨張展開しているアンダボディエアバッグ１６を破線にて示している。また、図２（Ａ）、図２（Ｂ）では、助手席１２Ｐの図示を省略している。

ところで、車両挙動制御装置１０を備えない比較例では、車両が衝突の進行に伴ってバリヤＢｒから離れる方向（本例では反衝突側である右側）に移動するのに対し、運転席１２Ｄの着座乗員Ｐの慣性による移動方向は、ほぼ真直ぐ前方となる。このため、着座乗員Ｐは、相対的にはキャビンＣ内で車幅方向外側すなわち衝突側に移動することとなる。

これに対して本実施形態では、上記の通りアンダボディエアバッグ１６の膨張展開によって衝突側が高くなるように自動車Ｖが傾く。このため、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に矢印Ａ１にて示される如く、着座乗員Ｐには重力によって反衝突側に移動する方向の力が作用し、キャビンＣ内で車幅方向外側すなわち衝突側に移動することが抑制される。これにより、微小ラップ衝突等の車幅方向一方側にオフセットした位置への前面衝突に対する着座乗員Ｐの保護性能が向上する。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る車両挙動制御装置３０について、図３に基づいて説明する。なお、第１の実施形態の構成と基本的に同様の構成については、第１の実施形態の構成と同一の符号を付して、その説明、図示を省略する場合がある。

第２の実施形態に係る車両挙動制御装置３０は、機械的構造は第１の実施形態に係る車両挙動制御装置１０と同様に構成されており、衝突ＥＣＵ２０による制御において車両挙動制御装置１０と異なる。以下、具体的に説明する。

車両挙動制御装置３０を構成する衝突ＥＣＵ２０は、衝突センサ２２からの情報に基づいて、自動車Ｖの側面への斜め衝突を検知又は予測可能とされている。このような斜め衝突の一例として、ポール側突が挙げられる。ここで、ポール側突とは、自動車Ｖが側面からポールバリヤＢｐに対し７５°の角度で斜めに（矢印Ａ２参照）衝突する形態の衝突とされる。そして、衝突ＥＣＵ２０は、ポール側突を検知又は予測した場合、一対のアンダボディエアバッグ装置１４のインフレータ１８を共に作動させるようになっている。

［作用］
衝突ＥＣＵ２０は、衝突センサ２２からの信号に基づいてポール側突を検知又は予測すると、一対のアンダボディエアバッグ装置１４のインフレータ１８を共に作動させる。すると、自動車Ｖの重心Ｇに対する左右両側で、アンダボディエアバッグ１６がインフレータ１８からのガス供給を受けて路面Ｒに向けて膨張展開される。図３では、膨張展開された両側のアンダボディエアバッグ１６を破線にして示している。

そして、膨張展開された左右のアンダボディエアバッグ１６が路面に押し付けられ、これにより生じる摩擦によって自動車Ｖは減速される。このため、自動車ＶのポールバリヤＢｐに対する衝突速度が減じられ、車両挙動制御装置３０を備えない比較例と比較して、車体の変形が抑制されて着座乗員Ｐの保護性能が向上する。すなわち、自動車Ｖは、ポールバリヤＢｐへの衝突後は矢印Ａ３方向に回転し、これに伴って着座乗員ＰはキャビンＣ内で矢印Ａ４にて示す車幅方向の衝突側に移動することとなる。ここで、上記の通り衝突速度が減じられることで、自動車Ｖ、着座乗員Ｐの矢印Ａ３、矢印Ａ４方向へ移動する挙動が抑制され、上記の通り着座乗員Ｐの保護性能が向上する。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態に係る車両挙動制御装置４０について、図４及び図５に基づいて説明する。なお、第１の実施形態の構成と基本的に同様の構成については、第１の実施形態の構成と同一の符号を付して、その説明、図示を省略する場合がある。

図４に示される如く、車両挙動制御装置４０は、左右のアンダボディエアバッグ装置１４がフロントピラー４２の下方に配置されている点で、車両挙動制御装置１０と異なる。この実施形態では、アンダボディエアバッグ装置１４の車幅方向外端側は、フロントピラー４２の直下、又はフロントピラー４２の下端が連結されたロッカ４４の前端の直下に配置されている。

また、車両挙動制御装置４０を構成する衝突ＥＣＵ２０は、車幅方向一方側にオフセットした位置への前面衝突を検知した場合には、車幅方向における衝突側のアンダボディエアバッグ装置１４のインフレータ１８のみを選択的に作動させるようになっている。

［作用］
衝突ＥＣＵ２０は、衝突センサ２２からの信号に基づいて微小ラップ衝突又は斜め衝突を検知すると、衝突側、すなわち本例では運転席１２Ｄ側（左側）のアンダボディエアバッグ装置１４のインフレータ１８を作動させる。すると、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される如く、左側のアンダボディエアバッグ１６がインフレータ１８からのガス供給を受けて路面Ｒに向けて膨張展開される。図５（Ｂ）では、膨張展開された衝突側（左側）のアンダボディエアバッグ１６を破線にして示している。

膨張展開された左側のアンダボディエアバッグ１６が路面に押し付けられ、これにより生じる摩擦によって自動車Ｖは減速される。このため、自動車ＶのバリヤＢｒに対する衝突速度が減じられ、車両挙動制御装置４０を備えない比較例と比較して、車体の変形が抑制されて乗員保護性能が向上する。

また、アンダボディエアバッグ１６によって自動車Ｖの左側で減速されつつ衝突が進行するので、左側のアンダボディエアバッグ１６によって減速されない場合と比較して、自動車Ｖは、図５（Ｂ）に矢印Ａ５にて示す方向に大きく回転する。すると、運転席１２Ｄの着座乗員Ｐは自動車Ｖの回転に伴って右方すなわちバリヤＢｒから離れる方向に移動する。

さらに、矢印Ａ５方向の回転によって自動車Ｖが衝突前の進行方向に対し平面視で傾斜（本例では、前側よりも後側が右側に位置する傾斜）するのに対し、着座乗員Ｐは慣性によって衝突前の進行方向に移動する。すると、着座乗員Ｐは、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に矢印Ａ６にて示す如く、キャビンＣ内においては、車両挙動制御装置４０を備えない比較例と比較して、衝突側のフロントピラー４２から離れつつ前方に向けて移動することとなる。

またさらに、車両挙動制御装置４０を備えない比較例では、衝突前のブレーキによる減速や衝突に伴うフロントサイドメンバ４６（図４参照）の変形等によって自動車Ｖの前部が沈み込む如く挙動する。これに対して本実施形態では、フロントピラー４２の下方でアンダボディエアバッグ１６が膨張展開されて路面Ｒに押し付けられるため、衝突側において自動車Ｖの前部の沈み込みが抑制される。これにより、シートベルトを装着した着座乗員Ｐが前方に倒れ込む動きが抑えられる。

以上説明したように、着座乗員ＰのキャビンＣ内での衝突側のフロントピラー４２側への移動が抑制されると共に、該着座乗員Ｐが前方に倒れ込む動きが抑えられることで、着座乗員Ｐの保護性能が向上する。すなわち、着座乗員Ｐがフロントピラー４２と干渉することが防止又は効果的に抑制される。また、着座乗員Ｐが車内構造物と干渉する場合でも干渉する際の速度が減じられる。さらに、上記挙動を示す着座乗員Ｐは、例えば前席用エアバッグ装置にて適正に保護されやすい。

なお、上記した第１、第３実施形態では、インフレータ１８が微小ラップ衝突及び斜め衝突の場合に作動される例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、インフレータ１８が微小ラップ衝突及び斜め衝突の何れか一方の場合に作動される構成としても良い。この構成では、微小ラップ衝突及び斜め衝突の他方が発生した場合には、他の安全装置によって乗員が保護される。

また、第２の実施形態は、第１の実施形態と独立した実施形態として説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、第１及び第２の実施形態の制御を共に行う構成としても良い。

さらに、本発明は、左右の一対のアンダボディエアバッグ装置１４を備えていれば良く、該一対のアンダボディエアバッグ装置１４の制御は上記した各制御には限定されない。例えば、各実施形態においてフルラップ前面衝突の際に左右のアンダボディエアバッグ装置１４のインフレータ１８を作動させても良い。

またさらに、斜幅方向の両側にそれぞれ複数のアンダボディエアバッグ装置１４を設けた構成としても良い。この場合、前後方向において重心Ｇに対し対称となるようにアンダボディエアバッグ装置１４を配置すれば、第１、第２の実施形態において、重心Ｇと前後位置を一致させたアンダボディエアバッグ装置１４が存在しない構成とすることも可能である。また例えば、第１、第３の実施形態の位置にそれぞれ（計４つの）アンダボディエアバッグ装置１４を配設しても良い。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で各種変形して実施可能であることは言うまでもない。

１０車両挙動制御装置
１６アンダボディエアバッグ
３０・４０車両挙動制御装置
４２フロントピラー
Ｇ自動車の重心（車両の重心）
Ｖ自動車（車両）

Claims

車両の下部における車幅方向両側に、それぞれガス供給を受けて路面に向けて膨張展開される一対のアンダボディエアバッグが設けられて成る車両挙動制御装置。
前記一対のアンダボディエアバッグは、車両の重心と車両前後方向の位置が一致する部分を有するように該重心に対する車幅方向の両側に配置されており、
車幅方向の一方側にオフセットした位置への前面衝突の際に、前記一対のアンダボディエアバッグのうち衝突側のアンダボディエアバッグにガスを供給する請求項１記載の車両挙動制御装置。
前記一対のアンダボディエアバッグは、車両の重心と車両前後方向の位置が一致する部分を有するように該重心に対する車幅方向の両側に配置されており、
車両側面に対する斜め衝突の際に、前記一対のアンダボディエアバッグの双方にガスを供給する請求項１又は請求項２記載の車両挙動制御装置。
前記一対のアンダボディエアバッグは、左右のフロントピラーの下部又は下方に配置されており、
車幅方向の一方側にオフセットした位置への前面衝突の際に、前記一対のアンダボディエアバッグのうち衝突側のアンダボディエアバッグにガスを供給する請求項１記載の車両挙動制御装置。