(57)【要約】【課題】衝突時の衝撃を左右両側のサイドメンバで受け、エンジン・キャビン廻りへの衝撃を緩和・吸収する車両を提供することを目的とする。【解決手段】車両１０には左右両側にサイドメンバ１２が設けられ、サイドメンバ１２の間には、ラジエータ１８がラジエータ支持フレーム２０により車幅方向にフローティング支持されている。さらにサイドメンバ１２には、ラジエータ１８を左右両側から把持するための把持具２４及びこの把持具２４によりラジエータ１８を把持させる油圧式のアクチュエータ２６が設けられている。そして、衝突予測手段による障害物との衝突予測に基づいてラジエータ１８が把持具２４によって把持され、ラジエータ１８とサイドメンバ１２が連結される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右両側に設けられているサイドメンバと、
前記サイドメンバ間に配設されている剛性体と、
障害物との衝突を予測する衝突予測手段と、
前記衝突予測手段による前記障害物との衝突予測に基づいて、前記剛性体を前記サイドメンバに連結させる連結手段と、
を備えることを特徴とする車両。
【請求項２】
前記剛性体はラジエータであることを特徴とする請求項１に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両に関し、特に車両のフロント部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両が別の物体と衝突した場合に、搭乗者や車両への衝撃をできるだけ緩和・吸収するための構造が、従来から種々提案されている。そのような構造としては、例えば、車両のフロント部において、左右のサイドメンバにクロスメンバが連結され、サイドメンバの前部が座屈し易く形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１）。この構成では、車両の左右いずれか一方で衝突するいわゆるオフセット衝突の場合には、衝突した一方側のサイドメンバによって衝突による衝撃を受けるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２０３４１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
衝突時における車両の衝撃吸収を高めるために、上記の特許文献１に示すように、車両前部にクロスメンバ等を新たに設けると、車両の重量が増加し、燃費の低下という影響も起きる。そのため、このような車両の重量増加をできる限り伴わずに、衝撃を緩和・吸収する構造が要望されている。かかる要望が本発明の解決しようとする課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両は、車両の左右両側に設けられているサイドメンバと、サイドメンバ間に配設されている剛性体と、障害物との衝突を予測する衝突予測手段と、衝突予測手段による障害物との衝突予測に基づいて、剛性体をサイドメンバに連結させる連結手段とを備えることを特徴とする。ここで、剛性体とは、衝突による衝撃を伝達できる十分な剛性を有するものであり、車両にフローティング支持されているラジエータを用いるとよい。
【０００６】
この構成により、衝突時に連結手段により剛性体が左右両側のサイドメンバに連結されるため、オフセット衝突による衝撃が一方のサイドメンバから剛性体を介して他方のサイドメンバへ伝達され、左右両側のサイドメンバの変形によりキャビン廻りへの衝撃を緩和することができる。また、既存の部品であるラジエータを使って実現することにより、車両の過度な重量の増加を伴わずに、衝撃を緩和・吸収する構造を実現することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態において車両はサルーン型乗用車とし、図１はそのフロント部の概略水平断面図、図２は図１に示すフロント部右側の斜視図である。また、本明細書において、車両が直前進している際の前方方向を「前方」と定め、「前」「後」「左」「右」等の方向を表す語を用いることとする。なお、タイヤ、エンジン部等の図示は省略してある。
【０００９】
図１及び図２に示すように、この車両１０には左右両側にサイドメンバ１２が設けられている。サイドメンバ１２の先端部には、クラッシュボックス１４を介して、バンパ１６が接続されている。クラッシュボックス１４は中空部を有する衝撃吸収部材であり、車両の衝突による衝撃をバンパ１６を介して受けたときに衝撃を吸収するように変形し易くなっている。
【００１０】
なお、バンパ１６は、本実施形態では、内部に衝撃吸収性の高いポリウレタンを使い、バンパリインフォースメントを介してサイドメンバ１２に接続したものであるが、その他、バンパを樹脂で成型しバンパ・ステーを介してサイドメンバに接続したもの等をも含む概念である。
【００１１】
バンパ１６の後方には、ラジエータ１８が設けられている。ラジエータ１８は、その後方に設けられたエンジン（図示せず）のオーバーヒートを防ぐため、エンジンに循環する冷却水を空冷するものである。ラジエータ１８は、図面には明示しないが、矩形の外枠の内側に冷却フィン、ウオータチューブ及び冷却ファンを備えたものであり、冷却効率を向上させるため、冷却フィンを車両前方に向けた状態で直立支持される。
【００１２】
図２に示すように、ラジエータ１８を支持するために、左右のサイドメンバ１２間に横架されたラジエータ支持フレーム２０が用いられている。すなわち、ラジエータ１８はラジエータ支持フレーム２０の水平部分上に載置され、ボルト止めされている。本実施形態では、ラジエータ１８とラジエータ支持フレーム２０との間には円筒状のゴム製マウント２２が配置され、このマウント２２の中空部にボルトの軸部が挿通されている。これは、ラジエータ１８の冷却ファン又はエンジンからの振動が車体に伝わることによるノイズを低減するためのフローティング（浮動）構造とするためである。
【００１３】
また、各サイドメンバ１２には、ラジエータ１８を左右両側から強固に把持するための把持具２４及びこの把持具２４を動作させる油圧式のアクチュエータ２６が設けられている。図２及び図３に示すように、本実施形態の把持具２４はプライアと同等の形状をしており、２つの略Ｓ字状部材２４ａ，２４ｂがピン２４ｃによって互いに枢支されている。このピン２４ｃは、サイドメンバ１２に対して固定されている。略Ｓ字状部材２４ａ，２４ｂの一端はラジエータ１８の側に向けられており、この側の端部はラジエータ１８の外枠を前後から把持する把持部２４ｄ，２４ｅとなっている。また、他方の端部２４ｆ，２４ｇ間には、両端部２４ｆ，２４ｇ間を広げるよう付勢する圧縮バネ２４ｈが配設され、これにより通常時は、把持部２４ｄ，２４ｅ間は広げられ、把持具２４とラジエータ１８とは分離された状態となる。
【００１４】
これらの端部２４ｆ，２４ｇはアクチェータ２６により操作される操作部２４ｆ，２４ｇとなっている。アクチュエータ２６は図３に示されるように把持具２４の操作部２４ｆ、２４ｇを囲み且つサイドメンバ１２上に固定されたホルダ２６ａを備えている。ホルダ２６ａ内には油圧シリンダ２６ｂ，２６ｃがあり、それぞれ、ホルダ２６ａの内面と対応する操作部２４ｆ，２４ｇとの間に配置されている。
【００１５】
各油圧シリンダ２６ｂ，２６ｃは、一端のみにポートを有する単動形であり、当該ポートへの作動油の供給を油圧回路の流れ方向・流量制御弁２８にて制御することで、その全長を伸長させることが可能となっている。制御弁２８は通常時は図３に示すポジションにあり、油圧シリンダ２６ｂ，２６ｃはアンロード状態となる。この状態では、油圧シリンダ２６ｂ，２６ｃのピストンロッド２６ｄ，２６ｅは圧縮バネ２４ｈの力により外側に付勢されている。制御弁２８のポジションを切り換えると、作動油は油圧シリンダ２６ｂ，２６ｃに供給され、その全長が伸びる。その結果、ピストンロッド２６ｄ，２６ｅにより操作部２４ｆ，２４が互いに近接するように押圧され、把持部２４ｄ，２４ｅが互いに近接するように動作しラジエータ１８を把持する。
【００１６】
なお、制御弁２８はソレノイド式であり、後述のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ；マイクロコンピュータの一種）からの制御信号によりポジションの切り換えが行われる。
【００１７】
次に、アクチュエータ２６を駆動させるシステムについて、図４の概略斜視図を参照して説明する。車両前端には、ミリ波レーダー（障害物検出センサ）３０が設置されている。ミリ波レーダー３０は車両前方へ電波を照射してスキャンし、障害物（対向車、先行車、ガードレールの路側物等）を検出する。このミリ波レーダー３０から送信される検出信号を受信し、障害物との衝突を予測するＥＣＵ３２が設けられている。
【００１８】
ＥＣＵ３２による衝突予測は、（ａ）障害物との距離が所定距離未満となること、あるいは（ｂ）障害物と車両との相対速度と障害物との距離が所定の範囲となること等を基準として行われる。
【００１９】
次に、処理フローである図５を参照して、本実施形態の作用について説明する。まず、車両を始動キーにより走行可能の状態にする（ステップ１０１）。このときは、把持具２４はラジエータ１８を把持していない状態である。そのため、ラジエータ１８はフローティング支持された状態であり、ラジエータ１８を介して振動は伝わらない。そして、ミリ波レーダー３０による障害物の検出が継続的に行われ、ＥＣＵ３２にその検出信号が送信される（ステップ１０２）。そして走行中にＥＣＵ３２によって障害物との衝突が予測されないとき（ステップ１０３）は、ステップ１０２〜１０３を繰り返し、障害物の検出が継続される。この間は、把持具２４はラジエータ１８を把持していない状態である。
【００２０】
一方、走行中にＥＣＵ３２が障害物との衝突を予測したとき（ステップ１０３）、アクチュエータ２６に対して、把持具２４によりラジエータ１８を左右のサイドメンバ１２に連結させる制御信号を送信する。アクチュエータ２６はこの制御信号を受信すると、油圧シリンダ２６ｂ、２６ｃの制御弁２８のポジションが切り換えられ、ピストンロッド２６ｄ，２６ｅが伸びて、前述したように、把持具２４はラジエータ１８を左右のサイドメンバ１２に連結させる（ステップ１０４）。
【００２１】
ラジエータ１８、特にその外枠は、衝突による衝撃（荷重）を伝達するに十分な剛性を有する。したがって、衝突時に把持具２４によりラジエータ１８が左右両側のサイドメンバ１２に連結されると、衝突による衝撃がラジエータ１８を介してサイドメンバ１２の両方に伝達されるため、衝撃をサイドメンバ１２により受けることができ、エンジン、キャビン廻りへの衝撃を緩和することができる。特に、障害物が車両の前端片側、例えば右側に衝突するオフセット衝突のとき、右側のサイドメンバ１２から左側のサイドメンバ１２へラジエータ１８を介して衝撃が伝達されるため、左右両側のサイドメンバ１２の両方で衝撃を受け、クラッシュボックス１４及びサイドメンバ１２により衝撃を緩和・吸収することができる。勿論、衝突時に把持具２４によりラジエータ１８が左右両側のサイドメンバ１２に連結されるので、車両フロント部のサイドメンバ１２、バンパ１６、ラジエータ１８廻りの剛性が強化され、衝撃に対して強度の高い構造となる。よって、前方からの全面衝突の場合でもラジエータ１８よりも後方の部分は保護され得る。
【００２２】
このように、本実施形態では既存のラジエータ１８を用いて車両衝突時の緩衝性や耐久性を向上させているので、従来の如き車両の重量増加という問題は生じない。
【００２３】
なお、衝突が予測されたときは把持具２４によりラジエータ１８を左右のサイドメンバ１２に連結するようにしたが、衝突が予測されかつ所定以上の衝撃度が予測されたときに把持具２４によりラジエータ１８をサイドメンバ１２に連結するようにしてもよい。軽微なオフセット衝突の場合は、衝撃を衝突した片側で受けるように、他方の片側に衝撃を伝達しないようにした方が、修理部品点数が少なくて済む。衝撃度は、障害物と車両との相対速度、あるいはこれに加えて障害物の予測重量に基づいて演算してもよい。いずれにしても、衝撃予測に基づいて、把持具２４によりラジエータ１８をサイドメンバ１２に連結するようにすればよい。
【００２４】
ラジエータ１８を左右のサイドメンバ１２に連結して以降、衝突予測がＥＣＵ３２により維持されている状態（ステップ１０５）では、ラジエータ１８の連結は維持されたままである（ステップ１０４）。運転操作によって衝突を免れ、ＥＣＵ３２による衝突予測が解除されると（ステップ１０５）、把持具２４によるラジエータ１８のサイドメンバ１２への連結が解除されるよう、アクチュエータ２６に制御信号を送信する。アクチュエータ２６はこの制御信号を受信すると、油圧シリンダ２６ｂ，２６ｅはアンロード状態となり、把持具２４によるラジエータ１８のサイドメンバ１２への連結が解除される（ステップ１０６）。
【００２５】
このような処理は、走行を終え車両の始動キーを外す（ステップ１０７）まで行われる。
【００２６】
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
例えばラジエータ１８をサイドメンバ１２に連結する連結手段は図３に示す構造に限られない。他の実施形態としては、把持具として、末端でピンにより枢支された一対の角状部材を用いることとし、この一対の角状部材が互いに近接するように付勢する引っ張りバネを角状部材間に横架させる共に、角状部材間に両ロッドシリンダを配置した構造としたものでもよい。
【００２８】
また、連結手段として、ラジエータ１８の前後面を把持するタイプのものに限られず、例えば、サイドメンバ１２に対峙したラジエータ１８の側面に凹部を設け、サイドメンバ１２には電磁ソレノイド式アクチュエータを設けておき、障害物との衝突が予測されたときに電磁ソレノイド式アクチュエータのピストンロッドをラジエータ１８の凹部に挿嵌するタイプとしてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、衝突時の衝撃を一方のサイドメンバ１２から他方のサイドメンバ１２に伝達する剛性体はラジエータ１８であったが、衝突による衝撃を伝達するに十分な剛性があれば、ラジエータ１８以外の部品、部材あるいは構造体を用いることができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、障害物検出センサとしてミリ波レーダー３０を利用して進路上の障害物を検出する例を説明したが、赤外線や超音波、電波等により障害物を検出してもよい。また、画像認識によって障害物を認識することも可能である。
【００３１】
また、上記実施形態では、障害物との衝突を予測するＥＣＵ３２はミリ波レーダー３０と別体の装置であるが、この代わりに、ミリ波レーダー３０にＥＣＵ３２を搭載させ、アクチュエータ２６への制御信号を直接送信させてもよい。あるいは、アクチュエータ２６に障害物との衝突を予測するＥＣＵ３２を搭載し、ミリ波レーダー３０から検出信号を直接受信してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る車両によれば、衝突予測に基づいて剛性体がサイドメンバに連結されるため、左右両側のサイドメンバにより衝撃を受け、エンジン・キャビン廻りへの衝撃を緩和・吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両のフロント部の概略水平断面図。
【図２】図１に示すフロント部右側の斜視図。
【図３】図２に示す把持具及びアクチェータの模式的な概略水平断面図。
【図４】本発明に係るアクチュエータを駆動させるシステムを示す概略斜視図。
【図５】本発明に係る車両の処理フローを示す図。
【符号の説明】
１０…車両、１２…サイドメンバ、１４…クラッシュボックス、１６…バンパ、１８…ラジエータ（剛性体）、２０…ラジエータ支持フレーム、２２…マウント、２４…把持具（連結手段）、２６…アクチュエータ（連結手段）、２８…制御弁、３０…ミリ波レーダー（衝突予測手段）、３２…ＥＣＵ（衝突予測手段、連結手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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