(57)【要約】【課題】  フレーム部材の変形形態をより詳細に検出することができるフレーム部材変形検出装置の提供。【解決手段】  フレーム部材１１の各面２５，２６，２７，２８にそれぞれ設けられて各面２５，２６，２７，２８の面内方向に生じる面内波を検出する複数の面内波検出センサ３０と、これら面内波検出センサ３０の検出結果に基づいてフレーム部材１１の変形形態を判定する判定手段３２とを有する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム部材の各面にそれぞれ設けられて各面の面内方向に生じる面内波を検出する複数の面内波検出センサと、
これら面内波検出センサの検出結果に基づいて前記フレーム部材の変形形態を判定する判定手段とを有することを特徴とするフレーム部材変形検出装置。
【請求項２】
前記面内波検出センサが、圧電素子または磁歪素子からなることを特徴とする請求項１記載のフレーム部材変形検出装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記複数の面内波検出センサのそれぞれのデータを比較し、これらデータの最大値と最小値との差が所定値以上の場合には変形形態が折れであると判定する一方、前記差が所定値より小さい場合には変形形態が座屈であると判定することを特徴とする請求項１または２記載のフレーム部材変形検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーム部材の変形形態を検出可能なフレーム部材変形検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレーム部材によって衝突時のエネルギを効率的に吸収させるためには、フレーム部材を衝突時に座屈変形させることが望ましいが、このようにフレーム部材を座屈変形させるためにフレーム部材の先端部にビードと呼ばれる凹みを設けこの凹みから座屈するように座屈を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１６５１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようにフレーム部材に凹みを設けて座屈を制御すると、そのままではフレーム部材自体の強度が凹みによって低下してしまうことから、強度を確保するためにフレーム部材を大型化せざるを得ず、重量が増大してしまうという問題があった。このため、このようなフレーム部材の形状による制御ではなく、アクチュエータを設けてフレーム部材の変形を制御することが考えられている。このようなアクチュエータによる変形制御を行う場合、より詳細にフレーム部材の変形形態を検出することが必要になってくる。
【０００４】
したがって、本発明は、フレーム部材の変形形態をより詳細に検出することができるフレーム部材変形検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、フレーム部材（例えば実施形態におけるフロントサイドフレーム１１）の各面（例えば実施形態における上面２５，下面２６，外側面２７，内側面２８）にそれぞれ設けられて各面の面内方向に生じる面内波を検出する複数の面内波検出センサ（例えば実施形態における圧電素子３０）と、これら面内波検出センサの検出結果に基づいて前記フレーム部材の変形形態を判定する判定手段（例えば実施形態におけるコントローラ３２）とを有することを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記面内波検出センサが、圧電素子または磁歪素子からなることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記判定手段は、前記複数の面内波検出センサのそれぞれのデータを比較し、これらデータの最大値と最小値との差が所定値以上の場合には変形形態が折れであると判定する一方、前記差が所定値より小さい場合には変形形態が座屈であると判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、フレーム部材の各面にそれぞれ各面の面内方向に生じる面内波を検出する面内波検出センサが設けられているため、フレーム部材の各面における面内波の伝達状況を検出することができる。よって、例えばフレーム部材に折れが発生した場合には折れの折り目が生じた面のみで面内波を伝達しにくくなり、またフレーム部材に座屈が発生した場合には各面でほぼ均等に面内波を伝達しにくくなること等の面内波の伝達特性の相違から変形形態を判定することができる。したがって、フレーム部材の変形形態をより詳細に検出することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、面内波検出センサが、圧電素子または磁歪素子からなるため、面内波を良好に検出することができる。
【００１０】
請求項３に係る発明によれば、判定手段が、複数の面内波検出センサのそれぞれのデータの最大値と最小値との差が所定値以上の場合には変形形態が折れであると判定する一方、この差が所定値より小さい場合には変形形態が座屈であると判定することになるため、フレーム部材の変形形態が折れであるか座屈であるかを確実に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置１を図面を参照して以下に説明する。
図１は車両１０の車体前部を示すもので、車体前部には車体骨格部材であるフロントサイドフレーム（フレーム部材）１１が車体前後方向に沿う状態で車幅方向に離間して一対設けられている。これらフロントサイドフレーム１１は、先端側が、車幅方向に沿うフロントバンパビーム１２に連結されており、基端側が、車幅方向に沿うダッシュボードロアクロスメンバ１３と交差して、車体前後方向に沿うフロアフレーム１４にそれぞれ連結されている。
【００１２】
フロントサイドフレーム１１は、鋼材からなるもので、図２および図３に概略的に示すように、長さ方向に直交する断面がほぼ矩形の閉断面形状をなしている。
【００１３】
本実施形態のフレーム部材変形検出装置１は、上記したフロントサイドフレーム１１の変形を検出するものである。
【００１４】
本実施形態のフレーム部材変形検出装置１は、各フロントサイドフレーム１１の上面２５、下面２６、車幅方向外側の外側面２７および車幅方向内側の内側面２８にそれぞれに貼付される、一つのフロントサイドフレーム１１に対し複数の圧電素子（面内波検出センサ）３０を有している。これら複数の圧電素子３０は、それぞれが設けられた面の面内方向に生じる弾性波および塑性波からなる面内波を検出するもので、面内波の大きさに応じた電圧を発生させる。ここで、面内波を検出可能な素子であれば、圧電素子ではなく磁歪素子を用いても良い。
【００１５】
そして、本実施形態のフレーム部材変形検出装置１は、上記した各圧電素子３０の検出信号つまり電圧値をそれぞれ検出し各圧電素子３０の検出結果つまり電圧値に基づいてフロントサイドフレーム１１の変形形態を判定するコントローラ（判定手段）３２を有している。
【００１６】
コントローラ３２は、例えばイグニッションキーがオンになると、各圧電素子３０の検出値を常時モニターすることになり、それとともに所定の時間間隔で以下の判定を行う。つまり、図４のフローチャートに示すように、面２５〜２８のそれぞれに対する検出値Ｖのいずれかが所定のしきい値Ｃｒ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１）、すべての面２５〜２８に対する検出値Ｖが所定のしきい値Ｃｒより小さい場合は、衝突が発生していないと判定する（ステップＳ２）。
【００１７】
他方、ステップＳ１において面２５〜２８のいずれかに対する検出値Ｖが所定のしきい値Ｃｒ以上の場合は、衝突が発生したと判定して、次に、面２５〜２８に対するそれぞれの検出値Ｖを比較し、これら検出値Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎを算出して、この差が所定のしきい値Ｔ／Ｈより小さいか否かを判定する（ステップＳ３）。この差Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎが所定のしきい値Ｔ／Ｈ以上の場合には、変形形態が、最小値Ｖｍｉｎが得られた面、例えば内側面２８に折り目３３を有する図５に概略的に示すような折れであると判定する（ステップＳ４）。他方、この差Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎが所定値Ｔ／Ｈより小さい場合には、変形形態が、各面２５〜２８とも同様に変形する図６に概略的に示すような圧壊座屈（以下、座屈）であると判定する。
【００１８】
つまり、前面衝突時にフロントサイドフレーム１１の先端側に入力があると、フロントサイドフレーム１１の各面２５〜２８には面内方向に生じる面内波がそれぞれ発生することになって、これをフロントサイドフレーム１１の基端側の各面２５〜２８の圧電素子３０で検出することになるが、フロントサイドフレーム１１に折れが発生した場合には折り目３３が生じた面、例えば図５に示す内側面２８のみで折り目３３の存在により面内波を伝達しにくくなり、折り目３３が生じていない他の面では面内波が比較的伝達されることになる。このことから、各圧電素子３０の検出信号である電圧値は、図７に二面分のみ示すが、実線Ｘ１で示すように折り目３３が生じた面における振幅が一点鎖線Ｘ２で示す他の面における振幅に比して小さくなり、これらの検出値Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎが大きくなる。他方、フロントサイドフレーム１１に座屈が発生した場合には各面２５〜２８でほぼ均等に面内波を伝達しにくくなることから、各圧電素子３０の検出信号である電圧値は、図８に二面分のみ示すが、実線Ｘ３で示す振幅が最大のものと一点鎖線Ｘ４で示す振幅が最小のものとで差がなく、これらの検出値Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎが小さくなる。コントローラ３２は、この面内波の伝達特性の相違を利用して変形形態を判定する。
【００１９】
そして、コントローラ３２は、この検出結果から、例えば、折れを検出した場合にはこの折れの進行を止めて座屈を生じさせるように図示せぬアクチュエータを制御し、逆に座屈を検出した場合にはアクチュエータを作動させずそのまま座屈を進行させる。
【００２０】
以上に述べた本実施形態のフレーム部材変形検出装置１によれば、フロントサイドフレーム１１の各面２５〜２８にそれぞれ各面２５〜２８の面内方向に生じる面内波を検出する圧電素子３０が設けられているため、フロントサイドフレーム１１の各面２５〜２８における面内波の伝達状況を各圧電素子３０で検出することができる。よって、コントローラ３２が、面内波の伝達特性の相違から変形形態を判定することができる。具体的には、複数の圧電素子３０のそれぞれの検出値Ｖの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎが所定値Ｔ／Ｈ以上の場合には変形形態が折れであると判定する一方、この差Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎが所定値Ｔ／Ｈより小さい場合には変形形態が座屈であると判定することになる。したがって、フロントサイドフレーム１１の変形形態を、折れであるか座屈であるか等、より詳細に検出することができる。
【００２１】
また、面内波を検出するセンサとして圧電素子３０を用いているため、面内波を良好に検出することができる。この場合、面内波を検出するセンサとして磁歪素子を用いても、面内波を良好に検出することができる。
【００２２】
なお、以上の実施形態においては、フレーム部材変形検出装置１の圧電素子３０をフロントサイドフレーム１１に設けて前面衝突時のフロントサイドフレーム１１の変形を検出する場合を例にとり説明したが、圧電素子を車体後部で車体前後方向に沿うリヤサイドフレームに設けて後面衝突時のリヤサイドフレームの変形を検出したり、圧電素子を車幅方向に沿うクロスメンバに設けて側面衝突時のクロスメンバの変形を検出したりすることも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置が適用された車両の前部を示す平面図である
【図２】本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置における圧電素子の配置を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置における圧電素子の配置を示す正断面図である。
【図４】本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置における変形検出のフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置で変形形態が検出されるフロントサイドフレームの折れの発生状態を概略的に示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置で変形形態が検出されるフロントサイドフレームの座屈の発生状態を概略的に示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置による折れ発生時の検出信号を概略的に示す特性線図である。
【図８】本発明の一実施形態のフレーム部材変形検出装置による座屈発生時の検出信号を概略的に示す特性線図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  フレーム変形検出装置
１１  フロントサイドフレーム（フレーム部材）
２５  上面（面）
２６  下面（面）
２７  外側面（面）
２８  内側面（面）
３０  圧電素子（面内波検出センサ）
３２  コントローラ（判定手段）
【図１】
2005145371.tif 000003
【図２】
2005145371.tif 000004
【図３】
2005145371.tif 000005
【図４】
2005145371.tif 000006
【図５】
2005145371.tif 000007
【図６】
2005145371.tif 000008
【図７】
2005145371.tif 000009
【図８】
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