JP5360044B2 - 車両の衝突対応構造 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンと燃料系を備えた車両の衝突対応構造に関する。

燃料を使用するエンジンが搭載された車両（自動車）の衝突を想定した場合、燃料系の損傷を最小限度に抑えることができるように、燃料系を保護する構造を採用することが望まれる。例えばトラック等の大形車両に後続の車両が追突した場合、車体の前部が変形することにより、シリンダヘッド付近に配置されている燃料系が衝突物によって破損する可能性がある。あるいはオフセット衝突（ラップ衝突）を想定した場合も、車両前方から進入してくる衝突物によってエンジンルームが変形することにより、シリンダヘッド付近に配置されている燃料系が破損することが考えられる。

燃料系を保護する手段として、例えば下記の特許文献１に記載されているように、燃料噴射弁の近傍に突起等の保護部材を設けることにより、衝突物から燃料分配管を保護することが提案されている。あるいは特許文献２に記載されているように、衝突時にサージタンクの移動を抑制するために、サージタンクの近傍に移動抑制部材を配置することも提案されている。

特許第４００１８４８号公報 特開２０１０−１３８８６６号公報

衝突の際に車両前方から入力する荷重によりエンジンルームが変形すると、衝突物がエンジンに向かって進入してくる。一方、シリンダブロックやシリンダヘッドなどからなるエンジン本体は実質的に剛体であり、エンジンマウントによって車体の所定位置に保持されているため、衝突物がエンジン本体に向かって移動してくると、シリンダヘッドの車両前側に取付けられている燃料分配管などの燃料系が、エンジン本体と衝突物との間に挟まれて変形し、燃料系が破損することが考えられる。

衝突時に入力する荷重はかなり大きいことが予想されるため、特許文献１に記載されているような保護部材あるいは特許文献２に記載されているような移動抑制部材をエンジン本体に装着したとしても、衝突の際に入力する大荷重に保護部材や移動抑制部材が耐え切れずに変形し、燃料系が破損するおそれがある。

従って本発明の目的は、衝突時に燃料系が破損することを抑制できる車両の衝突対応構造を提供することにある。

本発明に係る車両の衝突対応構造は、車体の前部のエンジンルームに収容されかつエンジンマウントによって前記車体に支持されたエンジン本体と、前記エンジン本体に燃料を供給する燃料系と、前記エンジン本体に固定されかつ前記エンジンマウントの前方に位置するとともに、前記燃料系よりも前記車体の前側に突き出る前壁部および該前壁部の後側に連なる中間部を有し、前記前壁部の前方から入力した衝突荷重を前記中間部を介して前記エンジンマウントに伝達することにより該エンジンマウントを破壊して前記エンジン本体を車両後側に移動させる衝突対応ブラケットとを備えている。

前記衝突対応ブラケットの一例は、前記燃料系よりも前記車体の前方に位置しかつ上下方向に延びる前壁部と、前記前壁部につながり前記エンジン本体または前記エンジンマウントに形成される固定部とを有している。また前記衝突対応ブラケットは、前記前壁部から該衝突対応ブラケットの前後方向中間部に向かって上下方向の幅が小さくなってゆく形状をなし、かつ、前記前壁部の上下方向の幅が前記固定部の上下方向の幅よりも大きくてもよい。さらに前記衝突対応ブラケットは、前記エンジンルーム内に配索されたハーネスを支持するための保持部材を取付けることが可能な取付部を有していてもよいし、前記エンジンに付設されるエンジン部品を取付けることが可能なボス部を有していてもよい。

また本発明に係る衝突対応構造を備えた車両は、車高調整可能なフロントサスペンションと、前方車両を検出するモニタ装置と、前記前方車両との間の距離が所定値以下となって追突が予想された状態において前記衝突対応ブラケットの少なくとも一部が前方車両のリヤバンパの路面からの高さ以上となるように車体の前部を高くする方向に前記フロントサスペンションを駆動する制御手段を有していてもよい。

本発明の衝突対応ブラケットを備えた衝突対応構造によれば、車両の衝突時に車体前方からエンジンルームに進入してくる衝突物による荷重が衝突対応ブラケットを介してエンジンマウント付近に入力し、エンジンマウントが変形あるいは破壊されることにより、エンジン本体が後方に移動できるようになる。このため前方からエンジンルーム内に進入してくる衝突物によって燃料系が潰れるなどの破損を抑制できるものである。

本発明の第１の実施形態に係る衝突対応構造を有する車両の前部の平面図。 図１に示された車両に搭載されたエンジンの一部の側面図。 図１に示された車両のエンジンの一部を前方から見た斜視図。 図１に示された車両のエンジンマウントを一部断面で示す平面図。 図１に示された車両に設ける衝突対応ブラケットの側面図。 図５に示された衝突対応ブラケットの斜視図。 本発明の第２の実施形態に係る衝突対応構造を有する車両と、前方車両の一部の側面図。

以下に本発明の第１の実施形態に係る車両の衝突対応構造について、図１から図６を参照して説明する。
図１は衝突対応構造を有する車両（自動車）の車体１０の前部を示す平面図である。図１中の矢印Ａが車両前方、矢印Ｂが車両後方、矢印Ｃが車体の幅方向を示している。

車体１０の前部は、車体骨格部材の一例である左右一対のサイドメンバ１１，１２と、フロントクロスメンバ１３と、カウルトップ部材１４と、ラジエータサポート１５と、フェンダエプロン部を含むストラットハウス部材１６などによって構成されている。車体１０の内側にエンジンルーム２０が形成されている。

エンジンルーム２０に、エンジン３０とトランスミッション３１が収容されている。図２等に示されるように、エンジン３０は、シリンダブロック３５およびシリンダヘッド３６を含むエンジン本体３７と、エンジン本体３７の車両前側に配置された吸気マニホールド３８と、エンジン本体３７の車両後側に配置された排気マニホールド３９と、燃料系４０などを備えている。吸気マニホールド３８は吸気系の一部をなしている。排気マニホールド３９は排気系の一部をなしている。

燃料系４０は、エンジン本体３７の各気筒内に燃料を噴射するインジェクタ４１や燃料分配管４２を含み、エンジン本体３７の車両前側において、シリンダヘッド３６と吸気マニホールド３８との間に配置されている。またエンジンルーム２０内には、エンジン３０を運転するのに必要な補機類（例えば図２に示すオルタネータやプーリ等のエンジン部品４５，４６，４７）およびハーネス（電線の束）４８等も配置されている。

図１に示すようにエンジン本体３７は車体１０の幅方向の中央を境に一方側に片寄った位置に配置されている。このため保護すべき燃料系４０は、車体１０の幅方向の一方側に片寄った位置に配置されている。これに対しトランスミッション３１は、車体１０の幅方向の他方側に片寄った位置に配置されている。トランスミッション３１とエンジン本体３７とは互いに結合されている。

エンジン本体３７は、エンジンマウント５０によって、車体１０の幅方向の一方側に位置する車体骨格部材（例えばサイドメンバ１２）に支持されている。トランスミッション３１は、トランスミッションマウント５１によって、車体１０の幅方向の他方側に位置する車体骨格部材（例えばサイドメンバ１１）に支持されている。図２と図３に示すように、シリンダブロック３５の側面に、エンジンマウント５０を取付けるためのマウント取付部５５が形成されている。マウント取付部５５は、エンジン本体３７と一体のものもあるし、エンジン本体３７とは別体に形成されてボルト等によりエンジン本体３７に取付けられているものもある。

図４は、エンジンマウント５０の一例を示している。エンジンマウント５０は、円筒形のハウジング６０の内側にゴム等の弾性体６１が収容されたインシュレータ６２と、ハウジング６０に固定されたベース部材６３，６４と、インシュレータ６２を軸線方向に貫通する軸部材６５と、軸部材６５の両端が固定された支持部材６６などによって構成されている。ベース部材６３，６４は、ボルト６７（図２に示す）によって、車体１０に固定されている。支持部材６６は、ボルト６８によって、エンジン本体３７のマウント取付部５５に固定されている。インシュレータ６２は、エンジン３０の運転中に生じる振動等が車体１０に伝わることを抑制する機能を有している。

図１および図３に示されるように、エンジンルーム２０内の車体幅方向の一方側、すなわちエンジンマウント５０側に衝突対応ブラケット７０が設けられている。この衝突対応ブラケット７０は、本実施形態では、後述するようにエンジン本体３７に取付けられている。図５と図６とは、それぞれ衝突対応ブラケット７０の側面図と斜視図である。衝突対応ブラケット７０は、例えばアルミニウム合金からなるダイキャスト成形品であり、上下方向に延びる前壁部７１と、ボス部７２，７３，７４を含む後壁部（固定部）７５と、取付部８０，８１を含む上壁部８２と、ボス部８５，８６を含む下壁部８７などを含んでいる。固定部として機能する後壁部７５は前壁部７１につながっている。

衝突対応ブラケット７０の後壁部７５は、ボス部７２，７３の孔７２ａ，７３ａに挿入されるボルト９０，９１（図３に示す）によって、エンジン本体３７のシリンダブロック３５に固定されている。なお、衝突対応ブラケット７０は、ボルト９０又は９１でマウント取付部５５に固定されていても良い。

後壁部７５の下端付近のボス部７４には、ボルト９２（図２に示す）によって、エンジン本体３７に付設されるエンジン部品４７が取付けられている。上壁部８２に設けられた取付部８０，８１には、クリップ等の保持部材９６，９７（図２に示す）を介して、エンジンルーム２０内に配索されたハーネス４８が支持されている。下壁部８７に形成されたボス部８５，８６には、ボルト９８，９９によって、エンジン部品４５，４６が取付けられている。

衝突対応ブラケット７０がエンジン本体３７に取付けられた状態において、衝突対応ブラケット７０の一部である前壁部７１は、燃料系４０よりも車両前方に突き出ている。言い換えると、衝突対応ブラケット７０の前壁部７１の後側に、燃料系４０が配置されている。しかも衝突対応ブラケット７０の後壁部７５は、エンジンマウント５０の近傍において、エンジン本体３７のシリンダブロック３５に固定されている。

このように、エンジンマウント５０の前方に衝突対応ブラケット７０が配置され、かつ、衝突対応ブラケット７０の前壁部７１とシリンダヘッド３６との間に燃料系４０が配置されている。車体１０の上方から見て、車体１０の幅方向の一方側（エンジン３０側）が潰れるオフセット衝突を想定した場合に、エンジンルーム２０内に進入してくる衝突物が衝突対応ブラケット７０の前壁部７１に衝突することにより、その衝突荷重が衝突対応ブラケット７０を介して、エンジン本体３７のエンジンマウント５０付近に伝達されることになる。

図５に示すように衝突対応ブラケット７０は、車両の側面方向から見て、前壁部７１が最も広く、前後方向の中間部７０ａがくびれた形状となっている。すなわちこの衝突対応ブラケット７０は、前壁部７１から前後方向中間部７０ａに向かって上下方向の幅Ｗが小さくなってゆく形状をなし、かつ、中間部７０ａから後壁部７５に向かって上下方向の幅Ｗが漸増する形状となっている。前壁部７１の上下方向の幅は後壁部７５の上下方向の幅よりも大きい。しかも衝突対応ブラケット７０の側面には、衝突時に入力する前後方向の荷重に対する剛性を高めるために、リブ状の補強部７０ｂが形成されている。

このような形状をなす衝突対応ブラケット７０は、面積の広い前壁部７１に入力した衝突荷重を、中間部７０ａと後壁部７５とを介してマウント取付部５５付近に効率良く伝達することができ、衝突荷重をエンジンマウント５０付近に集中させることができる。

ここで、衝突対応ブラケット７０を備えた車両が、例えばトラック等の大形車両に追突した場合を想定する。追突によって車体１０の前面が変形すると、追突相手の前方車両のリヤバンパ等の衝突物がエンジンルーム２０内に進入してくることにより、衝突対応ブラケット７０の前壁部７１に衝突荷重が入力する。衝突対応ブラケット７０に入力した衝突荷重は、後壁部７５を介してエンジン本体３７のエンジンマウント５０付近に伝わるため、エンジン本体３７と比較して剛性の小さいエンジンマウント５０が破壊される。

エンジンマウント５０が破壊されると、エンジン本体３７が車両後方に移動することができるようになる。このため、エンジン本体３７に取付けられている燃料系４０も車両後側に移動する。このためエンジンルーム２０内に進入してきた衝突物によって燃料系４０が破壊されることが抑制され、燃料漏れの発生を回避できる。

しかも本実施形態の衝突対応構造では、燃料系４０の近傍に配索されるハーネス４８が衝突対応ブラケット７０の取付部８０，８１に設けた保持部材９６，９７によって支持されている。このため、衝突時にハーネス４８が衝突対応ブラケット７０と共に車両後方に移動することが許容され、ハーネス４８が過度に引っ張れて引きちぎられるなどの破損を抑制できるものである。

また衝突対応ブラケット７０の一部であるボス部７４，８５，８６を利用して、オルタネータやプーリ等のエンジン部品４５，４６，４７を組付けることができるため、エンジンルーム２０内に設ける補機類のためのブラケット類の数を減らすことが可能である。

図７は本発明の第２の実施形態に係る衝突対応構造を備えた車両１００を示している。この車両１００は、衝突対応ブラケット７０と、前方を監視するモニタ装置１０１と、車高を変えることができるフロントサスペンション１０２およびリヤサスペンション１０３と、これらサスペンション１０２，１０３の高さを制御するコントローラ（制御手段）１０４などを有している。衝突対応ブラケット７０の構成は第１の実施形態（図１〜図６）と共通である。

この車両１００は、モニタ装置１０１によって前方車両１１０のバンパ付近を監視し、前方車両１１０までの距離が所定値以下になったことが検出されたとき、すなわち追突が予想された状態において、衝突対応ブラケット７０の前壁部７１の少なくとも一部の路面Ｇからの高さＨ１が、前方車両１１０のリヤバンパ１１１の路面Ｇからの高さＨ２（例えば５０ｃｍ）よりも大きくなるように、コントローラ１０４から出力する信号によってフロントサスペンション１０２を伸び側（図７に矢印Ｆで示す）に駆動する。

すなわち第２の実施形態の車両１００は、通常の走行時に衝突対応ブラケット７０の地上からの高さが前方車両１１０のリヤバンパ１１１の高さよりも小さい場合に、追突直前に車両１００の前部の高さを大きくすることにより、万一の衝突の直前に衝突対応ブラケット７０の高さを前方車両１１０のリヤバンパ１１１の高さに合わせるようしている。

こうすることにより、衝突荷重をエンジンマウント５０付近に集中させ、エンジンマウント５０を破壊させるとともに、エンジン本体３７を車両後方に退避させることができる。このため大形車両のリヤバンパ１１１の下側に車両１００の前部が潜り込むことによる燃料系４０の損傷を抑制することが可能である。なお、フロントサスペンション１０２の車高を変化させる機構として、例えば流体式の可変ストラット以外に、電動アクチュエータあるいは火薬式アクチュエータが採用されてもよい。

本発明を実施するに当たり、車体やエンジンをはじめとして、エンジンマウントや衝突対応ブラケット等の発明の構成要素の具体的な形状や配置を種々に変更して実施できることは言うまでもない。

１０…車体
２０…エンジンルーム
３０…エンジン
３７…エンジン本体
４０…燃料系
５０…エンジンマウント
７０…衝突対応ブラケット
７１…前壁部
７５…後壁部（固定部）

Claims (5)

1. 車体の前部のエンジンルームに収容されかつエンジンマウントによって前記車体に支持されたエンジン本体と、
   前記エンジン本体に燃料を供給する燃料系と、
   前記エンジン本体に固定されかつ前記エンジンマウントの前方に位置するとともに、前記燃料系よりも前記車体の前側に突き出る前壁部および該前壁部の後側に連なる中間部を有し、前記前壁部の前方から入力した衝突荷重を前記中間部を介して前記エンジンマウントに伝達することにより該エンジンマウントを破壊して前記エンジン本体を車両後側に移動させる衝突対応ブラケットと、
   を具備したことを特徴とする車両の衝突対応構造。
2. 前記衝突対応ブラケットは、前記燃料系よりも前記車体の前方に位置しかつ上下方向に延びる前壁部と、
   前記前壁部につながり前記エンジン本体または前記エンジンマウントに固定される固定部とを有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対応構造。
3. 前記衝突対応ブラケットは、前記前壁部から該衝突対応ブラケットの前後方向中間部に向かって上下方向の幅が小さくなってゆく形状をなし、かつ、前記前壁部の上下方向の幅が前記固定部の上下方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の衝突対応構造。
4. 前記衝突対応ブラケットは、前記エンジンルーム内に配索されたハーネスを支持するための保持部材を取付けることが可能な取付部を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の衝突対応構造。
5. 前記衝突対応ブラケットは、前記エンジン本体に付設されるエンジン部品を取付けることが可能なボス部を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の衝突対応構造。

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