(57)【要約】  乗物の少なくとも１つの支持構造体（１０，８４，９４）の剛性を制御する方法及び乗物制御システムは、乗物の駆動状態を提供する加速度センサ（６４）、制動センサ（６８）及び旋回センサ（６６）のうちの少なくとも１つを含む。制御装置（５２）は、センサから情報を取得して、駆動状態を特定し、乗物の支持構造体（１０，８４，９４）の剛性を制御する。磁界発生器（８０）は、磁気粘性流体又はエラストマを有する支持構造体（１０，８４，９４）の剛性を制御するために磁界を供給する。電源（９０）は、電気粘性流体を有する支持構造体（１０，８４，９４）又はメタマテリアルを有する支持構造体（１０，８４，９４）に電流を供給する。乗物の衝突が予測される場合には、剛性を最小化し、衝突の際に支持構造体（１０，８４，９４）によるエネルギー吸収を最大化するために、支持構造体（１０，８４，９４）にエネルギーが供給されない。
2019506332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御するための乗物制御システムであって、
前記乗物の駆動状態を提供する加速度センサ、制動センサ及び旋回センサから成るグループのうちの少なくとも１つと、
磁界発生器と、
磁界に応じて特性を変化させる前記少なくとも１つの支持構造体と、
電子制御装置と、
を含み、
前記電子制御装置は、
前記加速度センサ、前記制動センサ及び前記旋回センサから成る前記グループのうちの少なくとも１つから情報を取得し、
当該情報から前記乗物の前記駆動状態を特定し、
当該駆動状態に応じて、前記少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御するために、少なくとも、前記少なくとも１つの支持構造体に印加される磁界を生成する前記磁界発生器に制御信号を供給する
ように構成されている、
乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御するための乗物制御システム。
【請求項２】
前記乗物の前記少なくとも１つの支持構造体は、シャーシのビーム構造体を含み、前記ビーム構造体の剛性の前記制御は、乗物の乗り心地及び操縦特性を最適化する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記乗物の前記少なくとも１つの支持構造体は、１対のプレートを含み、ビーム支持構造体を形成するために、当該プレートの間に配置されて内部に密閉された磁気粘性流体を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
衝突情報を提供する乗物カメラ、衝突センサ及び乗物対乗物間通信リンクから成るグループのうちの少なくとも１つをさらに含み、
前記電子制御装置は、
前記乗物カメラ、前記衝突センサ及び前記乗物対乗物間通信リンクから成るグループのうちの少なくとも１つから前記衝突情報を取得し、
前記衝突情報から前記乗物の衝突を予測し、
衝突の前記予測に応じて、衝突が発生する前に前記少なくとも１つの支持構造体の剛性を低減させる前記制御信号を供給する
ように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記衝突の予測に応じて、前記電子制御装置は、前記磁界発生器が磁界を提供しないように前記制御信号を供給し、衝突の際に前記少なくとも１つの支持構造体によるエネルギー吸収を最大化するために前記少なくとも１つの支持構造体の剛性が最小化される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記衝突センサは、レーダベースの衝突センサを含み、前記電子制御装置は、前記乗物カメラからの画像と、前記レーダベースの衝突センサからの接近データとを含む前記衝突情報に基づいて衝突を予測するように構成されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
加速、制動及び旋回中に乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御する方法であって、
乗物の加速度、乗物制動及び乗物旋回から成るグループのうちの少なくとも１つを検出することと、
前記加速度、前記乗物制動及び前記乗物旋回のうちの少なくとも１つから前記乗物の駆動状態を特定することと、
前記駆動状態に応じて、磁界発生器に制御信号を供給することと、
前記少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御する前記制御信号に応じて、前記磁界発生器を用いて磁界を生成することと、
を含む、
乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御する方法。
【請求項８】
前記乗物の前記少なくとも１つの支持構造体は、シャーシのビーム構造体を含み、前記ビーム構造体の剛性の前記制御は、乗物の乗り心地及び操縦特性を最適化する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記乗物の前記少なくとも１つの支持構造体は、１対のプレートを含み、ビーム支持構造体を形成するために、当該プレートの間に配置されて内部に密閉された磁気粘性流体を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
乗物カメラ、衝突センサ及び乗物対乗物間通信リンクから成るグループのうちの少なくとも１つから衝突情報を取得することと、
前記衝突情報に基づいて前記乗物の衝突を予測することと、
衝突の前記予測に応じて、衝突が発生する前に前記少なくとも１つの支持構造体の剛性を低減させる前記制御信号を供給することと、
を含む、
請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記衝突の予測に応じて、前記磁界発生器によって磁界を生成せずに、前記支持構造体の剛性を最小化し、衝突の際に前記支持構造体によるエネルギー吸収を最大化する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記衝突センサは、レーダベースの衝突センサを含み、前記衝突の予測は、前記乗物カメラからの画像と、前記レーダベースの衝突センサによって検出された、当該乗物に接近してくる周辺乗物の接近データとを含む前記衝突情報に基づく、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの支持構造体は、磁気粘弾性エラストマを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
加速、制動及び旋回中に乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御する方法であって、
乗物の加速度、乗物制動及び乗物旋回から成るグループのうちの少なくとも１つを検出することと、
前記加速度、前記乗物制動及び前記乗物旋回のうちの少なくとも１つから前記乗物の駆動状態を特定することと、
前記駆動状態に応じて、電源に制御信号を供給することと、
前記制御信号に応じて、前記電源からの電気出力を前記少なくとも１つの支持構造体に供給して、乗物の乗り心地及び操縦特性を最適化するために前記支持構造体の剛性を制御することと、
を含む、
乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御する方法。
【請求項１５】
前記乗物の前記少なくとも１つの支持構造体は、１対のプレートを含み、ビーム支持構造体を形成するために、当該プレートの間に配置されて内部に密閉された電気粘性流体を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記乗物の前記少なくとも１つの支持構造体は、前記電源に電気的に接続されているメタマテリアルを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記乗物の積極的な加速中に、前記支持構造体の剛性を高めるために、前記電源から前記少なくとも１つの支持構造体への電気出力を増加させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
乗物カメラ、レーダベースの衝突センサ及び乗物対乗物間通信リンクから成るグループのうちの少なくとも１つから衝突情報を取得することと、
前記衝突情報に基づいて前記乗物の衝突を予測することと、
衝突の前記予測に応じて、衝突が発生する前に前記少なくとも１つの支持構造体の剛性を低減させる前記制御信号を供給することと、
を含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記衝突の予測に応じて、前記少なくとも１つの支持構造体に前記電源からの電気出力を供給せずに、前記支持構造体の剛性を最小化し、衝突の際に前記支持構造体によるエネルギー吸収を最大化する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記衝突センサは、レーダベースの衝突センサを含み、前記衝突の予測は、前記乗物カメラからの画像と、前記レーダベースの衝突センサによって検出された、当該乗物に接近してくる別の乗物の接近データとを含む前記衝突情報に基づく、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速、制動及び旋回中に、乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御して、乗物衝突時にエネルギーを吸収する、乗物のための方法及び乗物のためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟なビーム、プレート及び外板の動的特性は、自動車、航空機及び宇宙ステーション等の多くの構造物の効果的な動作にとって重要である。適切な制御によって、疲労破壊を回避することができ、不所望な共振を排除することができる。従来技術の図１に示されている１つの既知の構成は、アルミニウム層１４，１６によって包囲された磁気粘性（ＭＲ）層１２を含むビーム構造体１０である。ＭＲ層１２は、アルミニウム層１４，１６内に、アルミニウム層１４，１６の間において密閉されている。アルミニウム層１４，１６は、一対のプレートと考えられ、ＭＲ層１２は、１つの既知の構造体の磁気粘性流体である。この構造体は、サン等（Ｓｕｎ  ｅｔ  ａｌ．）著、「適応性ビームモデル、及び、磁気粘弾性材料の動的特性（音響及び振動ジャーナル２６１（２００３年）第４６５−４８１頁）（Ａｎ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｂｅａｍ  ｍｏｄｅｌ  ａｎｄ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｏｕｎｄ  ａｎｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ２６１（２００３）ｐｐ．４６５−４８１）」に記載されている。外部刺激がない場合、ＭＲ層１２は、液体の形態である。図１に示されているビーム又は支持構造体１０に磁界を印加することによって、ＭＲ層は、むしろ固体ゲルのようになる。従って、ビーム構造体の振動をもたらすビーム構造体１０の共振周波数を、ノイズになり得る不所望な振動を回避するために、この磁界によって変化させることができる。さらに、ビーム構造体１０の疲労破壊を、共振振動を排除することによって回避することができる。磁界に応じて、ゲル又はＭＲ層１２はより固くなり、ビーム構造体１０の剛性が高まり、可撓性又はたわみが低減する。従って、ビーム構造体１０の特性は、磁界に応じて変化する。
【０００３】
他の構造体は、既知の磁気粘弾性エラストマ（ＭＲＥ）から作製される。これらのエラストマは、軟磁性粒子、硬磁性粒子、磁歪粒子及び磁気形状記憶粒子のうちの１つ又は複数を含む。固体及び多孔質マトリックス構造体が知られている。
【０００４】
既知の電気粘性（ＥＲ）材料又は層は、例えば、それらに電気を印加することによって同様の方法によりその振動を制御するために、積層複合材に埋め込まれ、又は、他の方法により配置される。複合材内に配置された電気粘性（ＥＲ）材料又はＭＲ層は、ビーム、プレート及び外板の形状であり得る。
【０００５】
他の既知の材料は、外部刺激に応じて特性を変化させる。１つの既知の構成は、剛体の要素に結合された変形可能な構造を含むメタマテリアルである。従って、少なくとも２つの材料が必要である。動作中に、静電結合によって活性化されると、メタマテリアルは、剛性、減衰又は他の機械的特性を増大させる。１つの既知の構造体においては、電極が電流を供給して剛性を高める。特性を変化させる他の材料は、ピエゾセラミック、ピエゾポリマー、電歪セラミック、ポリマーゲル、形状記憶合金、及び、形状記憶ポリマーから成るグループにおいて提供される。これらの既知の材料は、米国特許出願公開第２００６／０１９２４６５号明細書（Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ｐｕｂ．２００６／０１９２４６５）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１９２４６５号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】サン等（Ｓｕｎ  ｅｔ  ａｌ．）著、「適応性ビームモデル、及び、磁気粘弾性材料の動的特性（音響及び振動ジャーナル２６１（２００３年）第４６５−４８１頁）（Ａｎ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｂｅａｍ  ｍｏｄｅｌ  ａｎｄ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｏｕｎｄ  ａｎｄ  Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ  ２６１（２００３）ｐｐ．４６５−４８１）」
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
概要
一実施形態においては、本発明は、乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御するための乗物制御システムを提供し、これは、乗物の駆動状態を提供する加速度センサ、制動センサ及び旋回センサから成るグループのうちの少なくとも１つを含む。この乗物制御システムは、磁界発生器と、乗物の少なくとも１つの支持構造体とを含み、この少なくとも１つの支持構造体は、磁界に応じて特性を変化させる。電子制御装置は、加速度センサ、制動センサ及び旋回センサから成るグループのうちの少なくとも１つから情報を取得し、この情報から乗物の駆動状態を特定し、この駆動状態に応じて、少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御するために、少なくとも、少なくとも１つの支持構造体に印加される磁界を生成する磁界発生器に制御信号を供給する。
【０００９】
一実施形態においては、乗物の支持構造体は、シャーシのビーム構造体を含み、ビーム構造体の剛性の制御は、乗物の乗り心地及び操縦特性を最適化する。
【００１０】
別の実施形態においては、乗物の支持構造体は、１対のプレートを含み、ビーム支持構造体を形成するために、これらのプレートの間に配置されて内部に密閉された磁気粘性流体を有する。
【００１１】
一実施形態においては、このシステムは、衝突情報を提供する乗物カメラ、衝突センサ及び乗物対乗物間通信リンクから成るグループのうちの少なくとも１つを含む。電子制御装置は、乗物カメラ、衝突センサ及び乗物対乗物間通信リンクから成るグループのうちの少なくとも１つから衝突情報を取得し、この衝突情報から乗物の衝突を予測し、衝突の予測に応じて、衝突が発生する前に少なくとも１つの支持構造体の剛性を低減させる制御信号を供給するように構成されている。
【００１２】
一実施形態においては、衝突の予測に応じて、電子制御装置は、磁界発生器が磁界を提供しないように制御信号を供給し、衝突の際に少なくとも１つの支持構造体によるエネルギー吸収を最大化するために、少なくとも１つの支持構造体の剛性が最小化される。
【００１３】
別の実施形態においては、衝突センサは、レーダベースの衝突センサを含み、電子制御装置は、乗物カメラからの画像と、レーダベースの衝突センサからの接近データとを含む衝突情報に基づいて衝突を予測するように構成されている。
【００１４】
別の実施形態においては、本発明は、加速、制動及び旋回中に乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御する方法を提供し、この方法は、乗物の加速度、乗物制動及び乗物旋回から成るグループのうちの少なくとも１つを検出することと、加速度、乗物制動及び乗物旋回のうちの少なくとも１つから乗物の駆動状態を特定することとを含む。駆動状態に応じて、この方法は、磁界発生器に制御信号を供給し、少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御する制御信号に応じて、磁界発生器を用いて磁界を生成する。
【００１５】
一実施形態においては、本発明は、加速、制動及び旋回中に乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御する方法を提供し、この方法は、乗物の加速度、乗物制動及び乗物旋回から成るグループのうちの少なくとも１つを検出することと、加速度、乗物制動及び乗物旋回のうちの少なくとも１つから乗物の駆動状態を特定することとを含む。駆動状態に応じて、この方法は、電源に制御信号を供給し、制御信号に応じて、電源からの電気出力を少なくとも１つの支持構造体に供給して、乗物の乗り心地と操縦特性を最適化するために支持構造体の剛性を制御する。
【００１６】
一実施形態においては、乗物の支持構造体は１対のプレートを含み、ビーム支持構造体を形成するために、これらのプレートの間に配置されて内部に密閉された電気粘性流体を有する。
【００１７】
別の実施形態においては、乗物の支持構造体は、電源に電気的に接続されているメタマテリアルを含む。
【００１８】
一実施形態は、乗物の積極的な加速中に、少なくとも１つの支持構造体の剛性を高めるために、電源から支持構造体への電気出力を増加させることを含む。
【００１９】
本発明の他の態様は、詳細な説明及び添付図面を考慮することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】磁気粘性層を有する従来技術のビーム構造体の概略図である。
【図２】乗物のシャーシの斜視図である。
【図３】乗物制御システムの一実施形態のブロック図である。
【図４】乗物制御システムの一実施形態の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
詳細な説明
本発明の任意の実施形態が詳細に説明される前に、本発明が、その適用において、以下の説明に記載され又は以下の図面に示される構成及び構成要素の配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法により実行され又は実施されることが可能である。
【００２２】
図２は、乗物のシャーシ２０を示している。シャーシ２０は、通常、アルミニウム、板金、鋼及び他の材料によって作製されており、適切なクロスビーム及び他の支持構造体が設けられている。モノコックシャーシは、乗用車において今日使用されている一般的なタイプの構造である。図２のシャーシ２０が既知である一方、磁気粘性（ＭＲ）材料又は電気粘性（ＥＲ）材料を含む接続レール２４等のビーム構造体を利用しているコンセプトは、一般的ではない。その点において、図２に示すシャーシ２０は、他のシャーシとは異なっている。例えば、接続レール２４のＭＲ層に印加される磁界と、接続レール２４のＥＲ層に印加される電流とのうちの一方が、その剛性を調整する。接続レール２４及びシャーシ２０の他の要素については、金属材料の使用も考えられる。接続レール２４に加えて、ＭＲ層、ＥＲ層、メタマテリアルを含む、又は、磁気粘弾性エラストマとして若しくは磁気粘弾性エラストマによって形成される、図２に示す他のビーム及び支持構造体が考えられる。
【００２３】
図３は、四輪車又はトラック等の乗物の少なくとも１つの支持構造体の剛性を制御するための乗物制御システム５０の一実施形態を示している。乗物制御システム５０は、電子制御装置５２を含む。電子制御装置５２は、支持構造体の剛性を制御するために情報を取得し、分析する。
【００２４】
電子制御装置５２は、プロセッサ５４と、１つ又は複数の非一時的なコンピュータ可読メモリモジュールとを含む。図３においては、電子制御装置は、ランダムアクセスメモリモジュール（「ＲＡＭ」）５６と読み出し専用メモリモジュール（「ＲＯＭ」）５８とを含む。電子制御装置５２はまた、ネットワーク６０、例えばコントローラエリアネットワーク（「ＣＡＮ」）バス又はＦｌｅｘＲａｙバスを介してデータを送受信するＩ／Ｏインタフェース５９も含む。無線ネットワークのような他のネットワークも考えられる。電子制御装置５２は、複数のプロセッサ、追加のコンピュータ可読メモリモジュール、複数のＩ／Ｏインタフェース、及び／又は、追加の構成要素又はモジュール（例えば、ハードウェア、ソフトウェア若しくはそれらの組み合わせ）を含むことができることを理解されたい。
【００２５】
プロセッサ５４は、Ｉ／Ｏインタフェース５９から情報を受け取り、電子制御装置５２のメモリモジュール、例えばＲＯＭ５８に格納されている１つ又は複数のソフトウェアモジュール（これは「プログラム」とも称される。）に対する命令を実行することによって、この情報を処理する。プロセッサ５４は、情報（例えば、ネットワーク６０を通じて他の乗物、乗物サブシステム又はセンサから受信した情報、及び、プロセッサ５４によって実行されるモジュールによって生成された情報）をＲＡＭ５６に格納し、かつ、ＲＡＭ５６から検索する。電子制御装置５２の非一時的なコンピュータ可読メモリモジュールは、揮発性メモリ、不揮発性メモリ又はそれらの組み合わせを含み、様々な構成において、オペレーティングシステムソフトウェア、アプリケーション／命令データ、及び、それらの組み合わせを格納することもできる。別の実施形態においては、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）がプロセッサ５４の動作を実行する。
【００２６】
図３は、ネットワーク６０を介して電子制御装置５２に乗物加速度信号を供給する又は出力する乗物加速度センサ６４を示している。同様に、旋回センサ６６は、ネットワーク６０を介して電子制御装置５２に乗物旋回信号を供給する又は出力する。いくつかの実施形態においては、Ｘ−Ｙ−Ｚ加速度センサが、電子制御装置５２に加速度／減速度信号及び乗物旋回信号（横方向加速度）を供給する。別の実施形態においては、制動センサ６８が電子制御装置５２に制動信号を供給する。
【００２７】
図３に示された乗物カメラ７０はまた、ネットワーク６０を介して電子制御装置５２と通信しており、電子制御装置に映像データ及び／又は画像を供給する。乗物カメラ７０は、この乗物カメラが取り付けられている乗物から離隔した外部の映像又は画像を得るために、概して前方に向けられた方向及び／又は後方に向けられた方向を観察するように配置された１つ又は複数のカメラである。
【００２８】
図３に示された衝突センサ７４はまた、ネットワーク６０を介して電子制御装置５２と通信しており、電子制御装置に衝突情報信号を供給する。衝突センサ７４は、乗物に取り付けられている１つ又は複数の衝突センサを含み、かつ、乗物から離隔する、概して前方に向けられた方向及び後方に向けられた方向を観察するように配置されている。一実施形態においては、衝突センサ７４は、接近している乗物又は他の検出された物体の存在及び接近速度等の接近データを検出するためのレーダベースの衝突センサである。別の実施形態においては、衝突センサ７４は、別の周辺乗物を検出するためのライダー衝突センサである。超音波センサ及び赤外線センサを含む他のタイプの衝突センサも考えられる。
【００２９】
いくつかの実施形態においては、乗物対乗物間通信リンク７８はまた、ネットワーク６０を介して電子制御装置５２と通信している。乗物対乗物間通信リンク７８は、別の周辺乗物からの乗物情報又は乗物データを送受信するために、トランシーバとアンテナとを含む。一実施形態においては、トランシーバは、無線周波数（ＲＦ）送信機と無線周波数（ＲＦ）受信機とを含む。他の伝送リンクも想定される。一実施形態においては、乗物衝突情報は、接近している乗物の車速、加速度、及び、他の特性を含む。ホスト乗物又は対象乗物の電子制御装置５２は、別の周辺の接近している乗物から受信した衝突情報を使用して、衝突の可能性を特定することを支援する。
【００３０】
図３に示された磁界発生器８０は、乗物内に配置されている。磁界発生器８０は、ネットワーク６０を介して電子制御装置５２と動作可能に通信している。磁界発生器８０は、１つ又は複数の支持構造体８４に隣接して又はその近傍に配置される。支持構造体８４は、ビーム、プレート若しくは外板構造体又は他のシャーシ支持構造体である。乗物の構造的な完全性に関連する他の支持構造体８４も想定される。いくつかの実施形態においては、複数の磁界発生器８０が乗物全体の複数の場所に配置されており、乗物のシャーシ２０の複数の支持構造体８４のそれぞれのために磁界を生成する。一実施形態においては、支持構造体８４は、ＭＲ層として、間に磁気粘性流体が配置されている１対のプレートを含む。ＭＲ層は、磁界の影響を受けて、ＭＲ層の剛性又はこわさを増加させ、支持構造体８４の剛性を高める。別の実施形態においては、支持構造体は、磁気粘性流体の代わりに、磁気粘弾性エラストマによって形成されており、又は、磁気粘弾性エラストマとして形成されている。
【００３１】
図３にも示されている別の実施形態は、乗物内に配置されている電源９０を含む。電源９０は、ネットワーク６０を介して電子制御装置５２と動作可能に通信している。電源９０は、ビーム又は他の要素を含むシャーシ支持構造体のような少なくとも１つの支持構造体９４と電気的に通信している。電源９０は、支持構造体９４に直接的に電流を供給して、その剛性又はこわさを高める。一実施形態においては、支持構造体９４は、電気粘性流体である。別の実施形態においては、支持構造体９４は、メタマテリアルである。いずれの場合においても、印加された電流は、支持構造体９４の剛性を増加させる。
【００３２】
動作
図４は、乗物制御システム５０が駆動状態を監視し、支持構造体８４，９４の剛性を制御する１つの方法を示すフローチャート１００である。図４に示されたステップは、例示のためのものであり、従って、これらのステップの順序を、多くの場合、電子制御装置５２によるプログラムの実行に影響を与えずに、変更することができる。一実施形態においては、電子制御装置５２のプロセッサ５４は、他の目的のための追加のステップと共に、図４に示されたステップを実行するように構成されている。
【００３３】
電子制御装置５２は、乗物加速度センサ６４からの乗物加速度信号、旋回センサ６６からの旋回信号、及び、制動センサ６８からの制動信号のうちの少なくとも１つを取得する（ステップ１０４）。電子制御装置５２はまた、一実施形態においては、鉛直加速度を取得する。
【００３４】
電子制御装置５２のプロセッサ５４は、次に、乗物の駆動状態を特定する。乗物が急速に加速している場合、プロセッサ５４は、乗物のシャーシ支持構造体８４，９４の剛性を増加させることが、乗物の安定性を高めて、操縦を改善し、操作者の快適性を増加させることになることを特定する（ステップ１０８）。この特定を、上記の検出された状態のうちの１つ又は複数から行うことができる。一実施形態においては、Ｘ−Ｙ−Ｚ加速度センサは、電子制御装置５２に、加速度／減速度信号及び乗物旋回信号（横方向加速度）を供給する。プロセッサ５４は、乗物の駆動状態を特定するために、乗物制動信号を必要としない。
【００３５】
駆動状態に応じて、プロセッサ５４は、ネットワーク６０を介して磁界発生器８０又は電源９０に制御信号を供給する。エネルギーを印加するための２つの装置が図３に示されているが、大部分の実施形態は、シャーシ支持構造体８４，９４にエネルギーを印加するために、磁界発生器８０又は電源９０のうちの１つだけを有することになる。エネルギーを供給することによって、シャーシ支持構造体の剛性が制御される（ステップ１１２）。磁界発生器８０を用いて磁界を生成する場合、シャーシ支持構造体８４は、磁気粘性（ＭＲ）層１２によって形成されたビーム構造体１０のように、磁界によって影響される剛性を有する材料を含む。ここで、この磁気粘性層は、板金構造又は他の材料内に封入され又は密閉される。ＭＲ層１２に印加される磁界を増加させると、対応するビーム構造体の剛性が増加する。電気粘性（ＥＲ）層を有するビーム構造体を有する実施形態においては、プロセッサ５４は、制御信号を、ＥＲ層を有するビーム構造体に電気を直接的に印加する電源９０に供給する。同様に、ＥＲ層に印加される電流を増加させると、ＥＲ層及び対応するビーム構造体の剛性が上昇する。別の実施形態においては、メタマテリアルを含む支持構造体９４が電源９０に電気的に接続されている。電源９０は、支持構造体として形成されたメタマテリアルに電流を供給し、ここで、このメタマテリアルの１つの成分又は材料が変化して、それに印加される電流の増加に応じて、対応するビーム支持構造体の剛性を上昇させる。
【００３６】
その後、図４に示されているように、プロセッサ５４は、乗物カメラ７０、衝突センサ７４及び乗物対乗物間通信リンク７８から成るグループのうちの１つ又は複数から衝突データを受信し、又は、衝突情報を取得する（ステップ１１８）。
【００３７】
プロセッサ５４は、乗物カメラ７０からの映像データ又は画像から、及び／又は、衝突センサ７４からの衝突信号から、潜在的な乗物衝突の可能性を特定又は予測するように動作する（ステップ１２０）。さらに、乗物対乗物間通信リンク７８を介して、周辺乗物からの車速及び方向情報が取得される。いくつかの例においては、周辺乗物は、周辺乗物と情報を通信している間、操作者乗物によって見ることができない。例えば、周辺乗物及び操作者乗物は、異なる道路上の交差点に向かって移動していることがある。一実施形態においては、乗物カメラ７０、衝突センサ７４、及び、乗物対乗物間通信リンク７８のうちの任意の１つ以上からのデータ又は衝突情報によって、潜在的な衝突を予測することができる。
【００３８】
次に、プロセッサ５４は、プログラムの実行を継続するか、又は、衝突に対して準備するかを決定する（決定ステップ１２４）。衝突が起こりそうにない場合には、プロセッサ５４は、ステップ１０４に戻り、フローチャート１００は、ステップ１０４，１０８，１１２，１１８，１２０を繰り返す。従って、支持構造体８４，９４の剛性は、再び、検出された加速度、制動及び／又は旋回を考慮して調整される。
【００３９】
プロセッサ５４が、衝突の予測が生じたことを特定すると（決定ステップ１２４）、プロセッサは、支持構造体８４，９４へのエネルギーの印加を停止又は終了する（ステップ１２８）。シャーシ支持構造体８４への磁界の印加又は支持構造体９４への電流の印加が終了すると、基礎をなす構造体の剛性は、低減又は最小化する。従って、衝突時に、支持構造体８４，９４はつぶれて、エネルギーを吸収し、それによって、車内の操作者及び乗員に加えられる力の量を最小化する。
【００４０】
本発明の実施形態の変形例も、想定される。一実施形態においては、加速度センサは、道路が粗い又は凹凸があることを特定し、乗物制御システム５０は、乗物の乗り心地を向上させるために、接続レール２４を含む支持構造体の剛性を調整する。
【００４１】
別の実施形態においては、電源９０は、乗物の積極的な加速中に支持構造体９４への電気出力又は電流を増加させて、支持構造体の剛性を高める。
【００４２】
一実施形態においては、乗物が旋回しており、横方向の力が大きい場合に、乗物の片側の支持構造体の剛性が高められる。
【００４３】
一実施形態においては、複数の磁界発生器が複数の支持構造体のために設けられている。別の実施形態においては、電源９０と複数の支持構造体９４との間に別個の電気接続が設けられている。従って、電子制御装置５２は、所望の選択された支持構造体９４の剛性を選択的に制御することができる。
【００４４】
個々のセンサ等が図３に示されているが、いくつかの実施形態においては、加速度センサと旋回センサとには、１つの検出装置が設けられている。この種の検出装置は、横方向及び縦方向の加速度、又は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿った加速度をそれぞれ検出する加速度計を含む。さらに、一実施形態においては、横滑り防止装置が、加速度及び旋回センサ値を電子制御装置５２に出力する。別の実施形態においては、横滑り防止装置が、図３に示された電子制御装置５２として機能及び動作する。
【００４５】
剛性が低減された、図２に示された接続レール２４等の乗物の主要な支持構造体を提供することによって、これらの主要な支持構造体は、衝突時につぶれて、付加的なエネルギーを吸収し、車室内の乗員へ伝達される衝突力を低減させる。
【００４６】
従って、本発明は、特に、乗物の乗り心地及び操縦を最適化するために乗物のシャーシ支持構造体の剛性を制御する方法及び乗物制御システムを提供する。さらに、この乗物制御システムは、乗物の衝突を予測して、支持構造体の剛性を最小化して、支持構造体による乗物衝突エネルギー吸収を最大化する。本発明の種々の特徴及び利点は、以降の特許請求の範囲に記載されている。
【図１】
2019506332.tif 000003
【図２】
2019506332.tif 000004
【図３】
2019506332.tif 000005
【図４】
2019506332.tif 000006
【国際調査報告】
2019506332.tif 000007
2019506332.tif 000008
2019506332.tif 000009