車両用安全装置
【解決課題】乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができるようにする。
【解決手段】通常の走行中は、電磁チャック１８によって、車体部１２と乗員空間室１６とが連結され、衝突が予測されると、自動車が被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離し、圧縮ばね２０の反発力によって、自動車が被衝突体と衝突する前に、走行方向と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出され、乗員空間室１６の速度が減速される。そして、車体部１２が、車体部衝突吸収部２５を介して被衝突体に衝突すると、乗員空間室１６が、車体部１２との摩擦により減速しながら、被衝突体に衝突する。また、衝突するとき、乗員空間室１６の前面に設けられた衝撃吸収機構２２によって、衝撃を吸収する。
【解決手段】通常の走行中は、電磁チャック１８によって、車体部１２と乗員空間室１６とが連結され、衝突が予測されると、自動車が被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離し、圧縮ばね２０の反発力によって、自動車が被衝突体と衝突する前に、走行方向と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出され、乗員空間室１６の速度が減速される。そして、車体部１２が、車体部衝突吸収部２５を介して被衝突体に衝突すると、乗員空間室１６が、車体部１２との摩擦により減速しながら、被衝突体に衝突する。また、衝突するとき、乗員空間室１６の前面に設けられた衝撃吸収機構２２によって、衝撃を吸収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用安全装置に係り、特に、衝突に伴う衝撃負荷を軽減するための車両用安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突時に車台フレームからキャビンへの衝撃伝播を効率良く遮断することができ、衝撃エネルギーの吸収能力を更に高めることができる車体構造が知られている（特許文献１）。また、乗員室が分離ユニットとして車両に組み込まれた自動車が知られている（特許文献２）。この自動車では、衝突時に、乗員室が、車両の残りの部分に配置され、かつ、乗員室が指示されている案内面によって、車両の残りの部分に対して車両の縦方向と上下方向に同時に変位可能となるための装置を備え、衝突時の車両の乗員に対する損傷の危険を低減している。この装置は、乗員室が衝撃と反対方向に移動可能となっている。
【特許文献１】特開２００４−２５５０３６
【特許文献２】特表２００６−５０４５６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、衝突を検知した後に車体部と乗員空間室とを分離することにより、衝撃の伝播を遮断するのみであり、乗員空間室自体の運動エネルギーを減らしておらず、乗員に加わる衝突エネルギーの低減が不十分である、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる車両用安全装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために第１の発明に係る車両用安全装置は、乗員空間部を備え、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられた乗員室と、前記動力機構と前記乗員室とを連結すると共に、前記連結を切り離すことが可能な連結部と、前記車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する予測手段と、前記予測手段によって衝突することが予測されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結を切り離すように制御する切り離し制御手段と、前記切り離し制御手段によって、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結が切り離されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を移動させる移動手段とを含んで構成されている。
【０００６】
第１の発明に係る車両用安全装置によれば、乗員室は、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられ、連結部によって、動力機構と乗員室とが連結されている。ここで、予測手段によって、車両が被衝突体に衝突するか否かを予測し、予測手段によって衝突することが予測されたときに、切り離し制御手段によって、車両が被衝突体に衝突する前に、連結部による動力機構と乗員室との連結を切り離すように制御する。
【０００７】
そして、切り離し制御手段によって、連結部による動力機構と乗員室との連結が切り離されたときに、移動手段によって、車両が被衝突体に衝突する前に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させる。その後に、車両が被衝突体に衝突し、減速された乗員室に遅れて衝突の衝撃が加わる。
【０００８】
このように、衝突することが予測されたときに、車両が被衝突体に衝突する前に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる。
【０００９】
ここで、動力機構とは、車両を動かすための機構をいう。
【００１０】
第２の発明に係る車両用安全装置は、乗員空間部を備え、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられた乗員室と、前記動力機構と前記乗員室とを連結すると共に、前記連結を切り離すことが可能な連結部と、前記車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する予測手段と、前記予測手段によって衝突することが予測されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結を切り離すと共に、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を移動させる移動手段とを含んで構成されている。
【００１１】
第２の発明に係る車両用安全装置によれば、乗員室は、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられ、連結部によって、動力機構と乗員室とが連結されている。ここで、予測手段によって、車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する。
【００１２】
そして、予測手段によって衝突することが予測されたときに、移動手段によって、車両が被衝突体に衝突する前に、連結部による動力機構と乗員室との連結を切り離すと共に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させる。その後に、車両が被衝突体に衝突し、減速された乗員室に遅れて衝突の衝撃が加わる。
【００１３】
このように、衝突することが予測されたときに、車両が被衝突体に衝突する前に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる。
【００１４】
上記の移動手段は、走行方向と逆方向に乗員室を押し出すことにより移動させることができる。このように、走行方向と逆方向に乗員室を押し出すことにより、乗員室の速度を減速させることができる。
【００１５】
また、上記の乗員室は、衝突の衝撃を吸収するための衝撃吸収部を備えることができる。これにより、乗員に加わる衝突エネルギーを更に低減させることができる。
【００１６】
また、この衝撃吸収部は、走行方向と逆方向の荷重に対し、走行方向の両端部の間隔が縮小しかつ走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位が生ずるように、長尺状の複数の荷重伝達部材が回動可能に連結された荷重伝達機構を含んで構成することができる。
【００１７】
この構成により、上記の荷重伝達機構が搭載された車両に対して、走行方向から被衝突体が衝突し、衝突荷重が走行方向と逆方向の荷重として荷重伝達機構に入力された場合、荷重伝達機構に変位が生ずる。この変位は、荷重伝達機構の走行方向の両端部の間隔が縮小し、かつ荷重伝達機構に走行方向の交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位であるので、荷重伝達機構に入力された衝突荷重が、走行方向の両端部の間隔を縮小する力（圧縮力）と走行方向に交差する方向の両端部の間隔を拡大する力（引張力）に分散されて入力されることになり、荷重伝達機構の各部分の変形によって衝突荷重を吸収することができる。
【００１８】
従って、走行方向からの衝突による衝撃を分散吸収することが可能となり、走行方向からの衝突時に乗員に加わる衝突エネルギーを低減することができる。
【００１９】
また、第１の発明〜第３の発明に係る車両用安全装置は、走行方向と逆方向の荷重に対し、走行方向の両端部の間隔が縮小しかつ走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位が生ずるように、長尺状の複数の荷重伝達部材が回動可能に連結されて成り、走行方向の両端部が乗員室又は該乗員室の骨格部材のうち走行方向に沿った異なる部分に連結されると共に、走行方向に交差する方向の両端部が乗員室又は前記骨格部材のうち走行方向に交差する方向に沿った異なる部分に連結された荷重伝達機構を更に含むことができる。
【００２０】
この構成によれば、荷重伝達機構が搭載された車両に対して、走行方向から被衝突体が衝突し、衝突荷重が走行方向と逆方向の荷重として荷重伝達機構に入力された場合、荷重伝達機構に変位が生ずる。この変位は、荷重伝達機構の走行方向の両端部の間隔が縮小し、かつ荷重伝達機構の走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位であるので、荷重伝達機構が連結された乗員室又は該乗員室の骨格部材には、荷重伝達機構に入力された衝突荷重が、走行方向の両端部の間隔を縮小する力（圧縮力）と走行方向に交差する方向の間隔を拡大する力（引張力）に分散されて入力されることになり、乗員室又は該乗員室の骨格部材の各部分の変形等によって衝突荷重を吸収することができる。
【００２１】
従って、走行方向からの衝突による衝撃を分散吸収することが可能となり、走行方向からの衝突時に乗員に加わる衝突エネルギーを低減することができる。
【００２２】
また、上記の荷重伝達機構を含む車両用安全装置は、荷重伝達機構に、走行方向に交差する方向の両端部の間隔が縮小しかつ走行方向の両端部の間隔が拡大する変位を生じさせるための駆動手段と、移動手段によって、乗員室を走行方向と逆方向に移動させたときに、車両が被衝突体に衝突する前に、駆動手段によって荷重伝達機構に変位を生じさせる駆動制御手段とを更に含むことができる。これにより、車両が被衝突体と衝突する前に、衝突時の荷重伝達機構の変位方向（走行方向に縮小し、走行方向に交差する方向に拡大する方向）と逆方向（走行方向に拡大し、走行方向に交差する方向に縮小する方向）に荷重伝達機構を予め変位させるので、車両の走行方向からの被衝突体と衝突した際の荷重伝達機構の変位の変位量（ストローク）を大きくすることができ、車両が被衝突体と衝突する際に乗員に加わる衝突エネルギーを更に低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の車両用安全装置によれば、衝突することが予測されたときに、車両が被衝突体に衝突する前に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２５】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の実施の形態に係る車両用安全装置１０は、自動車Ａの車体部１２上のレール１４によって、車体部１２の前方端板と後方端板との間を前後方向に独立して移動可能に設置され、かつ、車体部１２と分離可能に設けられた乗員空間室１６と、車体部１２の前方端板と乗員空間室１６の前方とに設けられ、車体部１２と乗員空間室１６とを連結すると共に、連結を切り離すことが可能な連結部としての電磁チャック１８と、車体部１２の前方端板に設けられ、伸張したときの反発力により乗員空間室１６を後方向に押し出すための圧縮ばね２０とを備えている。
【００２６】
ここで、車体部１２は、自動車Ａを動かすための動力機構を含んでおり、動力機構は、例えば、エンジン、ギヤ、トランスミッション、タイヤ、及びドライブシャフトを含む機構である。
【００２７】
圧縮ばね２０は、反発力による乗員空間室１６の減速度が、乗員が耐えられる減速度以下となるように形成されている。
【００２８】
また、車両用安全装置１０は、乗員空間室１６の前面に設けられた衝撃吸収機構２２を備え、衝撃吸収機構２２は、車体部１２の前方端板と乗員空間室１６とが分離した後に展開する構造となっている。衝撃吸収機構２２は、例えば、アルミハニカム又は薄肉ボックスエネルギー吸収構造から構成され、図２に示すような展開機構等により、前方向に展開する。衝撃吸収機構２２は、図２（Ａ）に示すように、例えば、回転バネ付きジョイント２２Ａによって乗員空間室１６に取り付けられており、通常走行時には、衝撃吸収機構２２は収納されている。そして、乗員空間室１６の分離時には、図２（Ｂ）に示すように、回転バネ付きジョイント２２Ａの反力により、衝撃吸収機構２２が前方へ展開し、図２（Ｃ）に示すように、前方へ展開した衝撃吸収機構２２が車体部１２の前方端板に衝突して、衝撃を吸収する。なお、衝突時に衝撃吸収機構２２をうまく座屈させるために、車体部１２の前方端板に、衝撃吸収機構２２の端部が収まるスペースを設けることが好ましい。このように、乗員空間室１６が車体部１２と衝突する際には、衝撃吸収機構２２を介して車体部１２の前方端板と衝突し、衝突エネルギーを低減させる。また、車体部１２の前部には、例えばフロントサイドバンパから構成される車体部衝突吸収部２５が設けられている。
【００２９】
また、車両用安全装置１０は、図３に示すような制御システム２４を備えている。制御システム２４は、互いに異なる制御を行う複数の電子制御ユニット（コンピュータを含んで構成された制御ユニットであり、以下ＥＣＵと称する）を備えている。
【００３０】
制御システム２４は、予測手段としてのプリクラッシュ制御ＥＣＵ２６を備えており、このプリクラッシュ制御ＥＣＵ２６にはレーダ装置２８が接続されている。本実施形態では、レーダ装置２８として、ミリ波を探知波とし、連続波（ＣＷ）に周波数変調（ＦＭ）を施した送信信号を用いるＦＭ−ＣＷレーダ装置を用いている。レーダ装置２８は、自車両に搭載され、自車両の周囲（例えば車両左右方向の角度範囲が１０゜〜２０゜、最遠方探知距離が２００ｍの範囲内）に存在する車両や道路標識等の周囲存在物を検出し、周囲存在物と自車両の相対位置関係及び相対速度を同時に取得可能とされている。レーダ装置２８ではアダプディブアレーアンテナフィルタが用いられるとともに、デジタル・ビーム・フォーミング（ＤＢＦ）技術によるアンテナビームの形成および走査が行われ、周囲存在物が点情報として検出される。
【００３１】
また、レーダ装置２８は、マイクロプロセッサ等から成り一定周期（例えば数十ｍｓｅｃ）で行われる周囲存在物の探知結果を処理する処理装置を内蔵しており、周囲存在物の探知結果は処理装置に入力される。処理装置は直近の複数回の探知結果を基に、相対位置関係や相対速度の変化等に基づいてノイズやガードレール等の路側物等を監視対象から除外し、先行車両や路上に存在する停止車両等の特定の周囲存在物を監視対象物として追従監視する処理を行う。また、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６からの要求に応じて、監視対象物との相対位置関係や相対速度が、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６へ出力される。
【００３２】
プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、レーダ装置２８から入力される個々の監視対象物との相対位置関係や相対速度等の情報に基づき、自車両の周囲に存在する周囲存在物と自車両との相対位置関係等を把握しつつ、周囲存在物までの到達距離や到達時間を演算して衝突に至る確率、及び衝突時の衝撃の大きさを予測判断し、車両の衝突が不可避な状況に相当する高い確率が予想され、かつ、衝突時の衝撃が大きいと予測される場合には、切り離し制御手段としての電磁チャック制御部３０へプリクラッシュ制御信号を出力する。
【００３３】
電磁チャック制御部３０は、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６から入力されるプリクラッシュ制御信号に基づいて、電磁チャック１８を制御して、車体部１２の前方端板と乗員空間室１６とを切り離すようになっている。
【００３４】
次に、第１の実施の形態に係る車両用安全装置１０の作用を、図４に示す衝突時処理ルーチンを参照しつつ説明する。なお、自動車Ａが走行中に走行方向からの被衝突体に衝突する場合について説明する。
【００３５】
上記構成の車両用安全装置１０において、制御システム２４が衝突時処理ルーチンを実行すると、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、ステップ１００で、レーダ装置２８から衝突予測用の各種情報を取り込み、これらの情報に基づいて、ステップ１０２で自動車Ａの前部の被衝突体との衝突（の確率）を予測する。衝突が生じない（確率が閾値以下である）と判断した場合、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６はステップ１００に戻り、自動車Ａの走行中には衝突を予測するまでこれを繰り返す。したがって、自動車Ａの通常走行中は、図５（Ａ）に示すように、電磁チャック制御部３０によって、車両用安全装置１０の電磁チャック１８を切り離すことがないため、車体部１２と乗員空間室１６とは連結されている。
【００３６】
一方、ステップ１０２で衝突を予測（確率が閾値を超えると判断）したプリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、プリクラッシュ制御信号を出力し、ステップ１０４において、プリクラッシュ制御信号が入力された電磁チャック制御部３０は、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離すように制御し、衝突時処理ルーチンを終了する。
【００３７】
そして、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離されると、図５（Ｂ）に示すように、車体部１２の前方端板に設けられた圧縮ばね２０が伸張することにより、圧縮ばね２０の反発力によって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、走行方向（前方向）と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出され、乗員空間室１６の速度が減速される。
【００３８】
そして、図５（Ｃ）に示すように、車体部１２が、車体部衝突吸収部２５を介して被衝突体に衝突すると、図５（Ｄ）に示すように、乗員空間室１６が、車体部１２との摩擦により減速しながら、被衝突体に衝突する。また、衝突するとき、乗員空間室１６の前面に設けられた衝撃吸収機構２２によって、衝撃を吸収する。
【００３９】
以上のように、自動車Ａが走行中に、衝突時処理ルーチンを実行すると、図６に示すように、車体部１２が被衝突体と衝突する前に、乗員空間室１６が車体部１２から切り離されて、重量が減少するとともに、圧縮ばね２０の反発力により乗員空間室１６が後方向に押し出されて、乗員空間室１６の走行方向の速度（衝突速度）が減速する。そして、車体部１２が衝突した後に、乗員空間室１６が車体部１２との摩擦によって更に減速し、通常走行時より衝突速度が減速された状態で、車体部１２より遅れて、乗員空間室１６に衝突の衝撃が加わる。ここで、後方向への押し出し及び車体部１２との摩擦により衝突速度Ｖが低下し、車体部１２との切り離しにより重量Ｍが減少した場合には、乗員空間室１６の運動エネルギーがＭＶ２／２低下した状態で、乗員空間室１６が衝撃吸収機構２２を介して衝突する。
【００４０】
また、図７に示すように、圧縮ばね２０の反発力により乗員空間室１６が後方向に押し出されたときの減速度が、乗員が耐えられる減速度（たとえば、２００ｍ／ｓ２、２０Ｇ）以下となると共に、乗員空間室１６が被衝突体と衝突したときの減速度が、乗員が耐えられる減速度に抑制される。
【００４１】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両用安全装置によれば、被衝突体と衝突することが予測されたときに、自動車が被衝突体に衝突する前に、圧縮ばねにより走行方向と逆方向に乗員空間室を押し出して、乗員空間室の速度を積極的に減速させ、乗員空間室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員空間室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる。
【００４２】
また、乗員空間室の前面に衝撃吸収機構を設けたため、乗員に加わる衝突エネルギーを更に低減させることができる。
【００４３】
また、電磁チャックを切り離すことにより、車体部と乗員空間室とが分離されるため、乗員空間室の質量が減少し、また、乗員空間室が後方向に押し出されて走行方向の速度が低下するため、乗員空間室の運動エネルギーを低減することができる。また、車体部と乗員空間室との摩擦により、更に運動エネルギーを低減することができる。そして、衝突面に設けられた衝撃吸収機構により更に衝突エネルギーを低減することができる。
【００４４】
なお、上記の実施の形態では、プリクラッシュ制御ＥＣＵは、レーダ装置を用いて衝突を予測する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ＣＣＤカメラや車速情報などの自動車自体に搭載されたセンサ出力の他、高度道路交通システム（所謂ＩＴＳ）、先進安全自動車（ＡＳＶ）、等で用いられる通信（例えば車車間通信や道路に設けた通信装置等との通信）による情報に基づいて、衝突を予測してもよい。
【００４５】
また、圧縮ばねにより後方向に乗員空間室を押し出す場合を例に説明したが、車体部の後方端板に引っ張りばねを設け、衝突が予測されたときに、電磁チャックを切り離して、引っ張りばねにより、乗員空間室を後方向に移動させて、乗員空間室の走行方向の速度を低下させるようにしてもよい。また、車体部と乗員空間室との間にアクチュエータを設け、アクチュエータにより、乗員空間室を後方向に移動させて、乗員空間室の速度を低下させるようにしてもよい。
【００４６】
また、車体部に後方端板を設けた場合を例に説明したが、後方端板を設けずに、後方向に押し出された乗員空間室が、車体部から飛び出すようになっていてもよい。この場合には、乗員空間室の走行方向の速度は、路面との摩擦により減速され、乗員空間室の運動エネルギーが低減される。
【００４７】
また、乗員空間室の前面に連結部としての電磁チャックを設けた場合を例に説明したが、乗員空間室の前後左右の各々に電磁チャックを設け、これらの電磁チャックにより車体部と乗員空間室とを連結するようにしてもよい。
【００４８】
また、乗員空間室の前面に衝撃吸収機構を設けた場合を例に説明したが、乗員空間室の後面にも衝撃吸収機構を設けるようにしてもよい。これにより、乗員空間室が後方向に押し出されて、車体部の後方端板と衝突した場合であっても、衝突の衝撃を吸収することができる。
【００４９】
また、動力機構が、エンジン、ギヤ、トランスミッション、タイヤ、及びドライブシャフトを含む機構である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、将来的に実現されるインホイールモータ搭載車（４輪各々のホイール内に駆動用モータを内蔵し４輪独立に駆動する車両）に本発明を適用する場合には、インホイールモータ搭載車を動かすための機構を含む車体部と乗員空間室とを分離可能とすればよい。
【００５０】
また、プリクラッシュ制御において、衝突が予測されたときに、ブレーキをかけるようにブレーキ制御を行ってもよい。これにより、車両全体（車体部及び乗員空間室）の車速を低下させて、乗員に加わる衝突エネルギーを更に効果的に低減させることができる。
【００５１】
次に、第２の実施の形態に係る車両用安全装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成の部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
第２の実施の形態では、車体部が被衝突体に衝突すると予測されたときに、火薬の爆発力により、乗員空間室が後方向に押し出される点が第１の実施の形態と異なっている。
【００５３】
第２の実施の形態に係る車両用安全装置は、車体部１２の前方端板に設けられ、爆発力により乗員空間室１６を後方向に押し出すための火薬（図示省略）を備えている。
【００５４】
また、図８に示すように、制御システム２２４は、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６と、レーダ装置２８と、電磁チャック制御部３０と、電磁チャック１８と、火薬を点火するための火薬点火部２３０と、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６から入力されるプリクラッシュ制御信号に基づいて、火薬点火部２３０を制御して、火薬を点火させる火薬制御部２３２とを備えている。
【００５５】
次に、第２の実施の形態に係る車両用安全装置の作用を、図９に示す衝突時処理ルーチンを参照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５６】
上記構成の車両用安全装置において、制御システム２２４が衝突時処理ルーチンを実行すると、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、ステップ１００で、レーダ装置２８から衝突予測用の各種情報を取り込み、これらの情報に基づいて、ステップ１０２で自動車Ａの前部の被衝突体との衝突（の確率）を予測する。衝突を予測（確率が閾値を超えると判断）したときに、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、プリクラッシュ制御信号を出力し、ステップ１０４において、プリクラッシュ制御信号が入力された電磁チャック制御部３０は、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離すように制御する。
【００５７】
そして、ステップ２５０において、プリクラッシュ制御信号が入力された火薬制御部２３２は、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離された直後であって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、火薬を点火するように火薬点火部２３０を制御して、衝突時処理ルーチンを終了する。
【００５８】
そして、車体部１２の前方端板に設けられた火薬が爆発することにより、火薬の爆発力により、走行方向（前方向）と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出され、乗員空間室１６の走行方向の速度が減速される。
【００５９】
そして、車体部１２が、被衝突体に衝突した後に、乗員空間室１６が、車体部１２との摩擦により更に減速しながら、車体部１２より遅れて、衝突の衝撃が加わる。
【００６０】
このように、被衝突体と衝突することが予測されたときに、自動車が被衝突体に衝突する前に、火薬の爆発力により走行方向と逆方向に乗員空間室を押し出して、乗員空間室の速度を積極的に減速させ、乗員空間室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員空間室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる。
【００６１】
なお、電磁チャックを切り離した後に、火薬を点火させる場合を例に説明したが、車体部と乗員空間室との連結を切り離さずに、火薬を点火し、火薬の爆発力によって、車体部と乗員空間室との連結を切り離すと共に、乗員空間室を後方向へ押し出すようにしてもよい。
【００６２】
また、電磁チャックと火薬とを別々設けた場合を例に説明したが、電磁チャックに火薬を内蔵するようにしてもよい。
【００６３】
次に、第３の実施の形態に係る車両用安全装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成の部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
第３の実施の形態では、衝撃吸収機構が、衝撃吸収フレームで構成されている点が第１の実施の形態と異なっている。
【００６５】
図１０に示すように、第３の実施の形態に係る車両用安全装置では、乗員空間室１６の前部に衝撃吸収フレーム３００が設けられている。
【００６６】
図１１に示すように、衝撃吸収フレーム３００は、一対の第１フレーム３３４、３３６を備えており、第１フレーム３３４、３３６は、互いの中間部が回転ジョイント３３８を介して回動可能に連結されている。また、衝撃吸収フレーム３００は一対の第２フレーム３４０、３４２を備えており、第２フレーム３４０、３４２は、互いの一端部が回転ジョイント３４４を介して回動可能に連結されている。また、第２フレーム３４０の他端部は第１フレーム３３４の一端部と回転ジョイント３４６を介して回動可能に連結されており、第２フレーム３４２の他端部は第１フレーム３３６の一端部と回転ジョイント３４８を介して回動可能に連結されている。更に、衝撃吸収フレーム３００は、一対の第３フレーム３５０、３５２を備えており、第３フレーム３５０、３５２は、互いの一端部が回転ジョイント３５４を介して回動可能に連結されている。また、第３フレーム３５０の他端部は第１フレーム３３６の他端部と回転ジョイント３５６を介して回動可能に連結されており、第３フレーム３５２の他端部は第１フレーム３３４の一端部と回転ジョイント３５８を介して回動可能に連結されている。
【００６７】
なお、衝撃吸収フレーム３００は本発明に係る荷重伝達機構に対応している。
【００６８】
また、回転ジョイント３４６と回転ジョイント３４８との間には、走行方向に直交する方向である車両幅方向に沿ってダンパ３７２Ａが配置されており、ダンパ３７２Ａの一端は回転ジョイント３４６に、ダンパ３７２Ａの他端は回転ジョイント３４８に各々連結されている。また、回転ジョイント３５６と回転ジョイント３５８との間には車両幅方向に沿ってダンパ３７２Ｂが配置されており、ダンパ３７２Ｂの一端は回転ジョイント３５６に、ダンパ３７２Ｂの他端は回転ジョイント３５８に各々連結されている。更に、回転ジョイント３３８と回転ジョイント３４４との間には走行方向に沿ってダンパ３７２Ｃが配置されており、ダンパ３７２Ｃの一端は回転ジョイント３３８に、ダンパ３７２Ｃの他端は回転ジョイント３４４に各々連結されている。また、回転ジョイント３３８と回転ジョイント３５４との間には走行方向に沿ってダンパ３７２Ｄが配置されており、ダンパ３７２Ｄの一端は回転ジョイント３３８に、ダンパ３７２Ｄの他端は回転ジョイント３５４に各々連結されている。
【００６９】
図１２に示すように、ダンパ３７２には、粘度を有する流体３７４が作動流体として封入されており、ピストンロッド３７６の先端に取り付けられ、かつ、ケース３８０の内壁に接するピストン３８２に、オリフィス３８４が設けられている
また、ダンパ３７２に事前変位ＡＣＴ（アクチュエータ）３２０が取り付けられている。事前変位ＡＣＴ３２０は、衝撃吸収フレーム３００を事前に（衝突前に）変位させるためのアクチュエータであり、ベース部材３２２に取り付けられたモータ３２４を備えている。なお、モータ３２４としては回転軸の回転量を制御可能なステッピングモータ等が好ましい。モータ３２４の回転軸にはウォームギア３２６が取り付けられており、ダンパ３７２のピストンロッド３７６の中間部には、ウォームギア３２６と噛合するウォームギア３２８がピストンロッド３７６に対して回転可能に取り付けられている。ピストンロッド３７６は、ウォームギア３２８の取付位置を挟んで両側の２箇所がブラケット３３０を介してベース部材３２２に軸支され、ベース部材３２２に対して軸回りに回転可能かつ軸方向にスライド移動可能とされている。またベース部材３２２は、ピストンロッド３７６の軸方向にはスライド移動可能でかつピストンロッド３７６の軸回りには回転しないように、図示しない支持部材に支持されている。
【００７０】
事前変位ＡＣＴ３２０が、ウォームギア３２６の長手方向中央に相当する位置でウォームギア３２８がウォームギア３２６と噛合している状態（中立状態）に保持されている場合に、モータ３２４の回転軸が所定方向に回転されると、ウォームギア３２８はウォームギア３２６との噛合状態を維持したままダンパ３７２のケース３８０から離間する方向へスライド移動し、このウォームギア３２８のスライド移動に伴ってピストン３８２がケース３８０内を摺動移動すると共に、ピストンロッド３７６がケース３８０から引き出される方向へ移動することで、ダンパ３７２の全長が伸長される（図１２(Ｂ)に示す状態）。また、モータ３２４の回転軸が所定方向と逆方向に回転されると、ウォームギア３２８はウォームギア３２６との噛合状態を維持したままダンパ３７２のケース３８０に接近する方向へスライド移動し、このウォームギア３２８のスライド移動に伴ってピストン３８２がケース３８０内を摺動移動すると共に、ピストンロッド３７６がケース３８０内に押し込まれる方向へ移動することで、ダンパ３７２の全長が縮小される（図１２(Ｃ)に示す状態）。
【００７１】
通常の走行時には、ダンパ３７２Ａ、３７２Ｂの全長が伸張されると共に、ダンパ３７２Ｃ、３７２Ｄの全長が縮小され、衝撃吸収フレーム３００が、走行方向に縮小した状態に保持されている。
【００７２】
また、図１３に示すように、制御システム３１４は、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６と、レーダ装置２８と、電磁チャック制御部３０と、電磁チャック１８と、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６から入力されるプリクラッシュ制御信号に基づいて、事前変位ＡＣＴ３２０を制御する衝撃吸収コントローラ３１８と、事前変位ＡＣＴ３２０とを備えている。事前変位ＡＣＴ３２０は、衝撃吸収コントローラ３１８によって、モータ３２４の駆動が制御される。
【００７３】
なお、事前変位ＡＣＴ３２０は、ダンパ３７２Ａ〜３７２Ｄの一部にのみ取り付けられていてもよいが、衝撃吸収フレーム３００を変位させるには大きな駆動力が必要となるので、本実施形態では全てのダンパ３７２Ａ〜３７２Ｄに事前変位ＡＣＴ３２０が取り付けられており、個々の事前変位ＡＣＴ３２０は衝撃吸収コントローラ３１８に各々接続されている。
【００７４】
次に、第３の実施の形態に係る車両用安全装置の作用を、図１４に示す衝突時処理ルーチンを参照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
上記構成の車両用安全装置において、制御システム３１４が衝突時処理ルーチンを実行すると、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、ステップ１００で、レーダ装置２８から衝突予測用の各種情報を取り込み、これらの情報に基づいて、ステップ１０２で自動車Ａの前部の被衝突体との衝突（の確率）を予測する。衝突を予測（確率が閾値を超えると判断）したときに、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、プリクラッシュ制御信号を出力し、ステップ１０４において、プリクラッシュ制御信号が入力された電磁チャック制御部３０は、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離すように制御する。
【００７６】
このとき、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離されるため、車体部１２の前方端板に設けられた圧縮ばね２０が伸張することにより、圧縮ばね２０の反発力によって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、走行方向（前方向）と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出される。
【００７７】
そして、ステップ３９０において、プリクラッシュ制御信号が入力された衝撃吸収コントローラ３１８は、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離された直後であって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、衝撃吸収フレーム３００を走行方向に伸張するように事前変位ＡＣＴ３２０を制御し、衝撃時処理ルーチンを終了する。
【００７８】
このとき、衝撃吸収コントローラ３１８の制御によって、回転ジョイント３３８、３４４の間に設けられたダンパ３７２Ｃ及び回転ジョイント３３８、３５４の間に設けられたダンパ３７２Ｄについては、モータ３２４の回転軸を所定の事前変位量に応じた回転量だけ所定方向へ回転させることで、ケース３８０から引き出される方向へピストンロッド３７６を移動させ、ダンパ３７２Ｃ、３７２Ｄの全長を伸長させる。また、回転ジョイント３４６、３４８の間に設けられたダンパ３７２Ａ及び回転ジョイント３５６、３５８の間に設けられたダンパ３７２Ｂについては、モータ３２４の回転軸を所定の事前変位量に応じた回転量だけ所定方向と逆方向へ回転させることで、ケース３８０内に押し込まれる方向へピストンロッド３７６を移動させ、ダンパ３７２Ａ、３７２Ｂの全長を縮小させる。これにより、図１５（Ｂ）に示すように、衝撃吸収フレーム３００は、走行方向に伸張される。
【００７９】
そして、車体部１２が走行方向（前方向）からの被衝突体に衝突した後に、遅れて乗員空間室１６に衝突の衝撃が加わるときには、走行方向に伸張された衝撃吸収フレーム３００において、図１５（Ｃ）に示すように、回転ジョイント３４６、３４８の間隔及び回転ジョイント３５６、３５８の間隔（走行方向と交差する方向の両端部の間隔に相当）が拡大し、かつ回転ジョイント３４４、３５４の間隔（走行方向の両端部の間隔に相当）が縮小する変位（第１の変位に相当）が生ずるので、衝撃吸収フレーム３００の変位に伴い、衝撃吸収フレーム３００に入力された衝突荷重が、車両幅方向の長さを拡大する方向の引張力と、走行方向の長さを縮小する方向の圧縮力と、に分散されて入力される。従って、衝撃吸収フレーム３００に衝突荷重として入力された衝突エネルギーは、その一部がダンパ３７２Ａ〜３７２Ｄで発生される減衰力に対抗し衝撃吸収フレーム３００を変位させることによって消費（吸収）され、残りは、乗員空間室１６が変形していく過程で消費（吸収）される。
【００８０】
上記のように、車体部１２が衝突物体と衝突する前に、事前変位ＡＣＴ３２０によって衝撃吸収フレーム３００を走行方向に伸張するように変位させておくことで、車体部１２が被衝突体と衝突した際の衝撃吸収フレーム３００の変位量（ストローク）を大きくすることができるので、衝撃吸収フレーム３００を事前に変位させない態様と比較して、衝突期間内に乗員に加わる加速度が更に抑制されるため、車室内への侵襲が増大することを抑制することができる。
【００８１】
このように、衝撃吸収フレームにより、走行方向からの衝突による衝撃を分散吸収することが可能となり、走行方向からの衝突時に乗員に加わる衝突エネルギーを低減することができる。
【００８２】
また、自動車が被衝突体と衝突する前に、衝突時の衝撃吸収フレームの変位方向（前後方向に縮小し、幅方向に拡大する方向）と逆方向（前後方向に拡大し、幅方向に縮小する方向）に衝撃吸収フレームを予め変位させるので、走行方向からの被衝突体と衝突した際の衝撃吸収フレームの変位の変位量（ストローク）を大きくすることができ、自動車が被衝突体と衝突する際に乗員に加わる衝突エネルギーを更に低減することができる。
【００８３】
なお、上記の実施の形態では、衝撃吸収フレームにダンパを設けて構成した場合を例に説明したが、衝撃吸収フレームを、ダンパを用いないで構成してもよい。
【００８４】
次に、第４の実施の形態に係る車両用安全装置について説明する。なお、第１の実施の形態及び第３の実施の形態のいずれかと同様の構成の部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
第４の実施の形態では、衝撃吸収フレームが乗員空間室の骨格部材として機能するように配置されている点が第１の実施の形態と異なっている。
【００８６】
図１６に示すように、第４の実施の形態に係る車両用安全装置では、乗員空間室４１６に、骨格部材として衝撃吸収フレーム４００が設けられている。
【００８７】
衝撃吸収フレーム４００は、乗員空間室４１６の骨格部材として機能するように、回転ジョイント３４４側が乗員空間室４１６の前後方向前側に、回転ジョイント３５４側が乗員空間室４１６の前後方向後側に各々位置するように配置されており、回転ジョイント３４４は、乗員空間室４１６の前端部に、回転ジョイント３５４は乗員空間室４１６の後端部に各々連結されている。また、回転ジョイント３４６は乗員空間室４１６の右端の前部に連結され、回転ジョイント３４８は乗員空間室４１６の左端のうち前部に連結され、回転ジョイント３５６は乗員空間室４１６の右端のうち後部に連結され、回転ジョイント３５８は乗員空間室４１６の左端のうち後部に連結されている。
【００８８】
また、図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、一対の第１フレーム３３４、３３６の間には変位ロック機構４９０が設けられている。変位ロック機構４９０は、第１フレーム３３６の上面に間隔を空けて立設された一対のブラケット４９２と、一対のブラケット４９２の間に掛け渡された回転軸４９４と、第１フレーム３３４の上面に立設されたストッパピン４９６と、一端側が回転軸４９４を中心として回動可能に軸支され他端側にストッパピン４９６が入り込む孔４９８Ａ（図１７（Ｃ）参照）が穿設されたロッド４９８とから構成されている。図１７（Ｂ）に示すように、ロッド４９８の孔４９８Ａにストッパピン４９６が入り込んだ状態では、一対の第１フレーム３３４、３３６が回転ジョイント３３８を中心として回動することが阻止されるので、衝撃吸収フレーム４００は外部からの荷重が入力されても変位が生じない状態でロックされる。
【００８９】
変位ロック機構４９０のロッド４９８は通常、ロッド４９８の自重により図１７（Ｂ）に示す状態（孔４９８Ａにストッパピン４９６が入り込んだ状態）で保持されており、ロッド４９８が図１７（Ｂ）に示す状態で保持されている間（すなわち、後述のように自動車Ａが他の物体と衝突することが予測される迄の間）、衝撃吸収フレーム４００は乗員空間室４１６の高剛性の骨格部材として機能する。また、上記のように通常時は衝撃吸収フレーム４００が乗員空間室４１６の高剛性の骨格部材として機能することに基づき、本実施形態に係る乗員空間室４１６は衝撃吸収フレーム４００を主要な骨格部材として用いており、衝撃吸収フレーム４００以外の主要な骨格部材を省略している。これにより、乗員空間室４１６を軽量に構成できると共に、自動車Ａが小型車等のスペースの限られた車両であったとしても、衝撃吸収フレーム４００を容易に搭載することができる。
【００９０】
また、第１フレーム３３４の上面のうち、ロッド４９８の孔４９８Ａにストッパピン４９６が入り込んだ状態でロッド４９８の先端部（回動可能に軸支された側と反対側の端部）の下側となる位置には、ロック解除ＡＣＴ（アクチュエータ）４１０が設けられている。ロック解除ＡＣＴ４１０はモータ（図示省略）を内蔵し、モータの駆動力を、駆動力伝達機構を介して伝達することで、昇降ピン４１０Ａを昇降移動可能とされている。ロック解除ＡＣＴ４１０が昇降ピン４１０Ａを上昇させると、昇降ピン４１０Ａの上面がロッド４９８の先端部の下面に当接し、更に回転軸４９４を中心としてロッド４９８が回動することで、ストッパピン４９６がロッド４９８の孔４９８Ａから抜け出た状態となり（図１７（Ｃ）参照）、一対の第１フレーム３３４、３３６が回転ジョイント３３８を中心として回動可能となり、衝撃吸収フレーム４００は外部から入力された荷重に応じた変位が生じる状態となる。
【００９１】
なお、変位ロック機構４９０は回転ジョイントを介して回動可能に連結された衝撃吸収フレーム４００の全てのフレームの間に各々設けてもよいし、一部のフレームの間に選択的に設ける（例えば一対の第１フレーム３３４、３３６の間に加え、一対の第２フレーム３４０、３４２の間、一対の第３フレーム３５０、３５２の間に各々設ける等）ようにしてもよい。
【００９２】
また、図１８に示すように、制御システム４２４は、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６と、レーダ装置２８と、電磁チャック制御部３０と、電磁チャック１８と、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６から入力されるプリクラッシュ制御信号に基づいて、事前変位ＡＣＴ３２０及びロック解除ＡＣＴ４１０を制御する衝撃吸収コントローラ４１８と、事前変位ＡＣＴ３２０と、ロック解除ＡＣＴ４１０とを備えている。ロック解除ＡＣＴ４１０は、衝撃吸収コントローラ４１８によって、内蔵したモータの駆動が制御される。
【００９３】
次に、第４の実施の形態に係る車両用安全装置の作用を、図１９に示す衝突時処理ルーチンを参照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態及び第３の実施の形態の何れかと同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９４】
上記構成の車両用安全装置において、制御システム４２４が衝突時処理ルーチンを実行すると、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、ステップ１００で、レーダ装置２８から衝突予測用の各種情報を取り込み、これらの情報に基づいて、ステップ１０２で自動車Ａの前部の被衝突体との衝突（の確率）を予測する。衝突を予測（確率が閾値を超えると判断）したときに、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、プリクラッシュ制御信号を出力し、ステップ１０４において、プリクラッシュ制御信号が入力された電磁チャック制御部３０は、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離すように制御する。
【００９５】
このとき、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離されるため、車体部１２の前方端板に設けられた圧縮ばね２０が伸張することにより、圧縮ばね２０の反発力によって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、被衝突体に衝突する走行方向（前方向）と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出される。
【００９６】
そして、ステップ４５０において、プリクラッシュ制御信号が入力された衝撃吸収コントローラ４１８は、ロック解除ＡＣＴ４１０の昇降ピン４１０Ａを上昇移動させる。これにより、昇降ピン４１０Ａの上面がロッド４９８の先端部の下面に当接し、更に回転軸４９４を中心としてロッド４９８が回動することで、ストッパピン４９６がロッド４９８の孔４９８Ａから抜け出た状態となり（図１７（Ｃ）参照）、一対の第１フレーム３３４、３３６が回転ジョイント３３８を中心として回動可能となることで、衝撃吸収フレーム４００のロック状態が解除され、外部から入力された荷重に応じて衝撃吸収フレーム４００に変位が生じる（衝撃吸収フレーム４００を構成する各フレームが回動する）状態となる。
【００９７】
そして、次のステップ３９０において、プリクラッシュ制御信号が入力された衝撃吸収コントローラ４１８は、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離された直後であって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、衝撃吸収フレーム４００を走行方向に伸張するように事前変位ＡＣＴ３２０を制御し、衝撃時処理ルーチンを終了する。
【００９８】
そして、車体部１２が前方からの被衝突体に衝突した場合、衝撃吸収フレーム４００のロックが解除された状態であり、衝撃吸収フレーム４００には、回転ジョイント３４６、３４８の間隔及び回転ジョイント３５６、３５８の間隔が拡大しかつ回転ジョイント３４４、３５４の間隔が縮小する変位が生ずるので、衝撃吸収フレーム４００の変位に伴い、衝撃吸収フレーム４００に連結された乗員空間室４１６には、衝撃吸収フレーム４００に入力された衝突荷重が、乗員空間室４１６の幅方向の長さを拡大する方向の引張力と、乗員空間室４１６の前後方向の長さを縮小する方向の圧縮力と、に分散されて入力される。従って、衝撃吸収フレーム４００に衝突荷重として入力された衝突エネルギーは、その一部がダンパ３７２Ａ〜３７２Ｄで発生される減衰力に抗して衝撃吸収フレーム４００を変位させることによって消費（吸収）され、残りは、衝撃吸収フレーム４００から乗員空間室４１６に分散入力される引張力及び圧縮力により、乗員空間室４１６が変形していく過程で消費（吸収）される。
【００９９】
このように、衝撃吸収フレームにより、走行方向からの衝突による衝撃を分散吸収することが可能となり、走行方向からの衝突時に乗員に加わる衝突エネルギーを低減することができる。
【０１００】
また、乗員空間室は衝撃吸収フレームを主要な骨格部材として用いているため、乗員空間室を軽量に構成できると共に、自動車が小型車等のスペースの限られた車両であったとしても、衝撃吸収フレームを容易に搭載することができる。
【０１０１】
なお、上記の実施の形態では、衝撃吸収フレームを乗員空間室の骨格部材として用いる場合を例に説明したが、衝撃吸収フレームからなる衝撃吸収機構を、乗員空間室の下面に設けるようにしてもよい。この場合には、通常走行時に、衝撃吸収機構と乗員空間室とをロックして固定し、衝突が予測されたときに、乗員空間室と衝撃吸収機構とのロックを解除して分離し、衝撃吸収フレームを前後方向に展開させて衝撃吸収フレームのストロークのみを大きくし、乗員空間室のストロークは変化させない。これにより、衝撃吸収機構の変形により衝突による衝撃を吸収し、衝突による乗員空間室の変形を抑制することができる。また、通常走行時には、乗員空間室と下部に設けられた衝撃吸収機構とをロックして固定することにより、衝撃吸収機構の衝撃吸収フレームによって、乗員空間室の骨格部材としての機能を果たすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用安全装置及び車体部の構成を示す概略図である。
【図２】（Ａ）本発明の第１の実施の形態に係る車両用安全装置の衝撃吸収機構の構成を示す概略図、（Ｂ）乗員空間室が分離したときに衝撃吸収機構が展開する様子を示す図、及び（Ｃ）乗員空間室が衝突するときの衝撃吸収機構の様子を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る車両用安全装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る車両用安全装置において実行される衝突時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図５】（Ａ）通常の走行時の車両用安全装置の様子を示すイメージ図、（Ｂ）押し出し時の車両用安全装置の様子を示すイメージ図、（Ｃ）自動車が衝突した時の車両用安全装置の様子を示すイメージ図、及び（Ｄ）乗員空間室が衝突した時の車両用安全装置の様子を示すイメージ図である。
【図６】自動車が被衝突体に衝突するときの乗員空間室の速度の変化を示すグラフである。
【図７】自動車が被衝突体に衝突するときの乗員空間室の減速度の変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る車両用安全装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る車両用安全装置において実行される衝突時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る乗員空間室及び衝撃吸収フレームの構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る衝撃吸収フレームの構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る事前変位アクチュエータの一例を示す概略図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る車両用安全装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る車両用安全装置において実行される衝突時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１５】（Ａ）本発明の第３の実施の形態に係る衝撃吸収フレームの一例、（Ｂ）走行方向に伸張された場合、及び（Ｃ）走行方向からの荷重がかかった場合の衝撃吸収フレームの動作を示す概略図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る乗員空間室及び衝撃吸収フレームの構成を示す概略図である。
【図１７】変位ロック機構の、(Ａ)は平面図、(Ｂ)及び(Ｃ)は変位ロック機構の動作を説明するための側面図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る車両用安全装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る車両用安全装置において実行される衝突時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１０ 車両用安全装置
１２ 車体部
１４ レール
１６、４１６ 乗員空間室
１８ 電磁チャック
２２ 衝撃吸収機構
２４、２２４、３１４、４２４制御システム
２６ プリクラッシュ制御ＥＣＵ
２８ レーダ装置
３０ 電磁チャック制御部
２３０ 火薬点火部
２３２ 火薬制御部
３００、４００ 衝撃吸収フレーム
３１８、４１８ 撃吸収コントローラ
３２０ 事前変位ＡＣＴ
３３４、３３６、３４０、３４２、３５０、３５２ フレーム
３３８、３４４、３４６、３４８、３５４、３５６、３５８ 回転ジョイント
３７２ ダンパ
４１０ ロック解除ＡＣＴ
４９０ 変位ロック機構
Ａ 自動車
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用安全装置に係り、特に、衝突に伴う衝撃負荷を軽減するための車両用安全装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突時に車台フレームからキャビンへの衝撃伝播を効率良く遮断することができ、衝撃エネルギーの吸収能力を更に高めることができる車体構造が知られている（特許文献１）。また、乗員室が分離ユニットとして車両に組み込まれた自動車が知られている（特許文献２）。この自動車では、衝突時に、乗員室が、車両の残りの部分に配置され、かつ、乗員室が指示されている案内面によって、車両の残りの部分に対して車両の縦方向と上下方向に同時に変位可能となるための装置を備え、衝突時の車両の乗員に対する損傷の危険を低減している。この装置は、乗員室が衝撃と反対方向に移動可能となっている。
【特許文献１】特開２００４−２５５０３６
【特許文献２】特表２００６−５０４５６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術では、衝突を検知した後に車体部と乗員空間室とを分離することにより、衝撃の伝播を遮断するのみであり、乗員空間室自体の運動エネルギーを減らしておらず、乗員に加わる衝突エネルギーの低減が不十分である、という問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる車両用安全装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために第１の発明に係る車両用安全装置は、乗員空間部を備え、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられた乗員室と、前記動力機構と前記乗員室とを連結すると共に、前記連結を切り離すことが可能な連結部と、前記車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する予測手段と、前記予測手段によって衝突することが予測されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結を切り離すように制御する切り離し制御手段と、前記切り離し制御手段によって、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結が切り離されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を移動させる移動手段とを含んで構成されている。
【０００６】
第１の発明に係る車両用安全装置によれば、乗員室は、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられ、連結部によって、動力機構と乗員室とが連結されている。ここで、予測手段によって、車両が被衝突体に衝突するか否かを予測し、予測手段によって衝突することが予測されたときに、切り離し制御手段によって、車両が被衝突体に衝突する前に、連結部による動力機構と乗員室との連結を切り離すように制御する。
【０００７】
そして、切り離し制御手段によって、連結部による動力機構と乗員室との連結が切り離されたときに、移動手段によって、車両が被衝突体に衝突する前に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させる。その後に、車両が被衝突体に衝突し、減速された乗員室に遅れて衝突の衝撃が加わる。
【０００８】
このように、衝突することが予測されたときに、車両が被衝突体に衝突する前に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる。
【０００９】
ここで、動力機構とは、車両を動かすための機構をいう。
【００１０】
第２の発明に係る車両用安全装置は、乗員空間部を備え、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられた乗員室と、前記動力機構と前記乗員室とを連結すると共に、前記連結を切り離すことが可能な連結部と、前記車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する予測手段と、前記予測手段によって衝突することが予測されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結を切り離すと共に、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を移動させる移動手段とを含んで構成されている。
【００１１】
第２の発明に係る車両用安全装置によれば、乗員室は、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられ、連結部によって、動力機構と乗員室とが連結されている。ここで、予測手段によって、車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する。
【００１２】
そして、予測手段によって衝突することが予測されたときに、移動手段によって、車両が被衝突体に衝突する前に、連結部による動力機構と乗員室との連結を切り離すと共に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させる。その後に、車両が被衝突体に衝突し、減速された乗員室に遅れて衝突の衝撃が加わる。
【００１３】
このように、衝突することが予測されたときに、車両が被衝突体に衝突する前に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる。
【００１４】
上記の移動手段は、走行方向と逆方向に乗員室を押し出すことにより移動させることができる。このように、走行方向と逆方向に乗員室を押し出すことにより、乗員室の速度を減速させることができる。
【００１５】
また、上記の乗員室は、衝突の衝撃を吸収するための衝撃吸収部を備えることができる。これにより、乗員に加わる衝突エネルギーを更に低減させることができる。
【００１６】
また、この衝撃吸収部は、走行方向と逆方向の荷重に対し、走行方向の両端部の間隔が縮小しかつ走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位が生ずるように、長尺状の複数の荷重伝達部材が回動可能に連結された荷重伝達機構を含んで構成することができる。
【００１７】
この構成により、上記の荷重伝達機構が搭載された車両に対して、走行方向から被衝突体が衝突し、衝突荷重が走行方向と逆方向の荷重として荷重伝達機構に入力された場合、荷重伝達機構に変位が生ずる。この変位は、荷重伝達機構の走行方向の両端部の間隔が縮小し、かつ荷重伝達機構に走行方向の交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位であるので、荷重伝達機構に入力された衝突荷重が、走行方向の両端部の間隔を縮小する力（圧縮力）と走行方向に交差する方向の両端部の間隔を拡大する力（引張力）に分散されて入力されることになり、荷重伝達機構の各部分の変形によって衝突荷重を吸収することができる。
【００１８】
従って、走行方向からの衝突による衝撃を分散吸収することが可能となり、走行方向からの衝突時に乗員に加わる衝突エネルギーを低減することができる。
【００１９】
また、第１の発明〜第３の発明に係る車両用安全装置は、走行方向と逆方向の荷重に対し、走行方向の両端部の間隔が縮小しかつ走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位が生ずるように、長尺状の複数の荷重伝達部材が回動可能に連結されて成り、走行方向の両端部が乗員室又は該乗員室の骨格部材のうち走行方向に沿った異なる部分に連結されると共に、走行方向に交差する方向の両端部が乗員室又は前記骨格部材のうち走行方向に交差する方向に沿った異なる部分に連結された荷重伝達機構を更に含むことができる。
【００２０】
この構成によれば、荷重伝達機構が搭載された車両に対して、走行方向から被衝突体が衝突し、衝突荷重が走行方向と逆方向の荷重として荷重伝達機構に入力された場合、荷重伝達機構に変位が生ずる。この変位は、荷重伝達機構の走行方向の両端部の間隔が縮小し、かつ荷重伝達機構の走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位であるので、荷重伝達機構が連結された乗員室又は該乗員室の骨格部材には、荷重伝達機構に入力された衝突荷重が、走行方向の両端部の間隔を縮小する力（圧縮力）と走行方向に交差する方向の間隔を拡大する力（引張力）に分散されて入力されることになり、乗員室又は該乗員室の骨格部材の各部分の変形等によって衝突荷重を吸収することができる。
【００２１】
従って、走行方向からの衝突による衝撃を分散吸収することが可能となり、走行方向からの衝突時に乗員に加わる衝突エネルギーを低減することができる。
【００２２】
また、上記の荷重伝達機構を含む車両用安全装置は、荷重伝達機構に、走行方向に交差する方向の両端部の間隔が縮小しかつ走行方向の両端部の間隔が拡大する変位を生じさせるための駆動手段と、移動手段によって、乗員室を走行方向と逆方向に移動させたときに、車両が被衝突体に衝突する前に、駆動手段によって荷重伝達機構に変位を生じさせる駆動制御手段とを更に含むことができる。これにより、車両が被衝突体と衝突する前に、衝突時の荷重伝達機構の変位方向（走行方向に縮小し、走行方向に交差する方向に拡大する方向）と逆方向（走行方向に拡大し、走行方向に交差する方向に縮小する方向）に荷重伝達機構を予め変位させるので、車両の走行方向からの被衝突体と衝突した際の荷重伝達機構の変位の変位量（ストローク）を大きくすることができ、車両が被衝突体と衝突する際に乗員に加わる衝突エネルギーを更に低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、本発明の車両用安全装置によれば、衝突することが予測されたときに、車両が被衝突体に衝突する前に、走行方向と逆方向に乗員室を移動させて、乗員室の速度を減速させ、乗員室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる、という効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００２５】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の実施の形態に係る車両用安全装置１０は、自動車Ａの車体部１２上のレール１４によって、車体部１２の前方端板と後方端板との間を前後方向に独立して移動可能に設置され、かつ、車体部１２と分離可能に設けられた乗員空間室１６と、車体部１２の前方端板と乗員空間室１６の前方とに設けられ、車体部１２と乗員空間室１６とを連結すると共に、連結を切り離すことが可能な連結部としての電磁チャック１８と、車体部１２の前方端板に設けられ、伸張したときの反発力により乗員空間室１６を後方向に押し出すための圧縮ばね２０とを備えている。
【００２６】
ここで、車体部１２は、自動車Ａを動かすための動力機構を含んでおり、動力機構は、例えば、エンジン、ギヤ、トランスミッション、タイヤ、及びドライブシャフトを含む機構である。
【００２７】
圧縮ばね２０は、反発力による乗員空間室１６の減速度が、乗員が耐えられる減速度以下となるように形成されている。
【００２８】
また、車両用安全装置１０は、乗員空間室１６の前面に設けられた衝撃吸収機構２２を備え、衝撃吸収機構２２は、車体部１２の前方端板と乗員空間室１６とが分離した後に展開する構造となっている。衝撃吸収機構２２は、例えば、アルミハニカム又は薄肉ボックスエネルギー吸収構造から構成され、図２に示すような展開機構等により、前方向に展開する。衝撃吸収機構２２は、図２（Ａ）に示すように、例えば、回転バネ付きジョイント２２Ａによって乗員空間室１６に取り付けられており、通常走行時には、衝撃吸収機構２２は収納されている。そして、乗員空間室１６の分離時には、図２（Ｂ）に示すように、回転バネ付きジョイント２２Ａの反力により、衝撃吸収機構２２が前方へ展開し、図２（Ｃ）に示すように、前方へ展開した衝撃吸収機構２２が車体部１２の前方端板に衝突して、衝撃を吸収する。なお、衝突時に衝撃吸収機構２２をうまく座屈させるために、車体部１２の前方端板に、衝撃吸収機構２２の端部が収まるスペースを設けることが好ましい。このように、乗員空間室１６が車体部１２と衝突する際には、衝撃吸収機構２２を介して車体部１２の前方端板と衝突し、衝突エネルギーを低減させる。また、車体部１２の前部には、例えばフロントサイドバンパから構成される車体部衝突吸収部２５が設けられている。
【００２９】
また、車両用安全装置１０は、図３に示すような制御システム２４を備えている。制御システム２４は、互いに異なる制御を行う複数の電子制御ユニット（コンピュータを含んで構成された制御ユニットであり、以下ＥＣＵと称する）を備えている。
【００３０】
制御システム２４は、予測手段としてのプリクラッシュ制御ＥＣＵ２６を備えており、このプリクラッシュ制御ＥＣＵ２６にはレーダ装置２８が接続されている。本実施形態では、レーダ装置２８として、ミリ波を探知波とし、連続波（ＣＷ）に周波数変調（ＦＭ）を施した送信信号を用いるＦＭ−ＣＷレーダ装置を用いている。レーダ装置２８は、自車両に搭載され、自車両の周囲（例えば車両左右方向の角度範囲が１０゜〜２０゜、最遠方探知距離が２００ｍの範囲内）に存在する車両や道路標識等の周囲存在物を検出し、周囲存在物と自車両の相対位置関係及び相対速度を同時に取得可能とされている。レーダ装置２８ではアダプディブアレーアンテナフィルタが用いられるとともに、デジタル・ビーム・フォーミング（ＤＢＦ）技術によるアンテナビームの形成および走査が行われ、周囲存在物が点情報として検出される。
【００３１】
また、レーダ装置２８は、マイクロプロセッサ等から成り一定周期（例えば数十ｍｓｅｃ）で行われる周囲存在物の探知結果を処理する処理装置を内蔵しており、周囲存在物の探知結果は処理装置に入力される。処理装置は直近の複数回の探知結果を基に、相対位置関係や相対速度の変化等に基づいてノイズやガードレール等の路側物等を監視対象から除外し、先行車両や路上に存在する停止車両等の特定の周囲存在物を監視対象物として追従監視する処理を行う。また、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６からの要求に応じて、監視対象物との相対位置関係や相対速度が、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６へ出力される。
【００３２】
プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、レーダ装置２８から入力される個々の監視対象物との相対位置関係や相対速度等の情報に基づき、自車両の周囲に存在する周囲存在物と自車両との相対位置関係等を把握しつつ、周囲存在物までの到達距離や到達時間を演算して衝突に至る確率、及び衝突時の衝撃の大きさを予測判断し、車両の衝突が不可避な状況に相当する高い確率が予想され、かつ、衝突時の衝撃が大きいと予測される場合には、切り離し制御手段としての電磁チャック制御部３０へプリクラッシュ制御信号を出力する。
【００３３】
電磁チャック制御部３０は、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６から入力されるプリクラッシュ制御信号に基づいて、電磁チャック１８を制御して、車体部１２の前方端板と乗員空間室１６とを切り離すようになっている。
【００３４】
次に、第１の実施の形態に係る車両用安全装置１０の作用を、図４に示す衝突時処理ルーチンを参照しつつ説明する。なお、自動車Ａが走行中に走行方向からの被衝突体に衝突する場合について説明する。
【００３５】
上記構成の車両用安全装置１０において、制御システム２４が衝突時処理ルーチンを実行すると、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、ステップ１００で、レーダ装置２８から衝突予測用の各種情報を取り込み、これらの情報に基づいて、ステップ１０２で自動車Ａの前部の被衝突体との衝突（の確率）を予測する。衝突が生じない（確率が閾値以下である）と判断した場合、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６はステップ１００に戻り、自動車Ａの走行中には衝突を予測するまでこれを繰り返す。したがって、自動車Ａの通常走行中は、図５（Ａ）に示すように、電磁チャック制御部３０によって、車両用安全装置１０の電磁チャック１８を切り離すことがないため、車体部１２と乗員空間室１６とは連結されている。
【００３６】
一方、ステップ１０２で衝突を予測（確率が閾値を超えると判断）したプリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、プリクラッシュ制御信号を出力し、ステップ１０４において、プリクラッシュ制御信号が入力された電磁チャック制御部３０は、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離すように制御し、衝突時処理ルーチンを終了する。
【００３７】
そして、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離されると、図５（Ｂ）に示すように、車体部１２の前方端板に設けられた圧縮ばね２０が伸張することにより、圧縮ばね２０の反発力によって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、走行方向（前方向）と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出され、乗員空間室１６の速度が減速される。
【００３８】
そして、図５（Ｃ）に示すように、車体部１２が、車体部衝突吸収部２５を介して被衝突体に衝突すると、図５（Ｄ）に示すように、乗員空間室１６が、車体部１２との摩擦により減速しながら、被衝突体に衝突する。また、衝突するとき、乗員空間室１６の前面に設けられた衝撃吸収機構２２によって、衝撃を吸収する。
【００３９】
以上のように、自動車Ａが走行中に、衝突時処理ルーチンを実行すると、図６に示すように、車体部１２が被衝突体と衝突する前に、乗員空間室１６が車体部１２から切り離されて、重量が減少するとともに、圧縮ばね２０の反発力により乗員空間室１６が後方向に押し出されて、乗員空間室１６の走行方向の速度（衝突速度）が減速する。そして、車体部１２が衝突した後に、乗員空間室１６が車体部１２との摩擦によって更に減速し、通常走行時より衝突速度が減速された状態で、車体部１２より遅れて、乗員空間室１６に衝突の衝撃が加わる。ここで、後方向への押し出し及び車体部１２との摩擦により衝突速度Ｖが低下し、車体部１２との切り離しにより重量Ｍが減少した場合には、乗員空間室１６の運動エネルギーがＭＶ２／２低下した状態で、乗員空間室１６が衝撃吸収機構２２を介して衝突する。
【００４０】
また、図７に示すように、圧縮ばね２０の反発力により乗員空間室１６が後方向に押し出されたときの減速度が、乗員が耐えられる減速度（たとえば、２００ｍ／ｓ２、２０Ｇ）以下となると共に、乗員空間室１６が被衝突体と衝突したときの減速度が、乗員が耐えられる減速度に抑制される。
【００４１】
以上説明したように、第１の実施の形態に係る車両用安全装置によれば、被衝突体と衝突することが予測されたときに、自動車が被衝突体に衝突する前に、圧縮ばねにより走行方向と逆方向に乗員空間室を押し出して、乗員空間室の速度を積極的に減速させ、乗員空間室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員空間室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる。
【００４２】
また、乗員空間室の前面に衝撃吸収機構を設けたため、乗員に加わる衝突エネルギーを更に低減させることができる。
【００４３】
また、電磁チャックを切り離すことにより、車体部と乗員空間室とが分離されるため、乗員空間室の質量が減少し、また、乗員空間室が後方向に押し出されて走行方向の速度が低下するため、乗員空間室の運動エネルギーを低減することができる。また、車体部と乗員空間室との摩擦により、更に運動エネルギーを低減することができる。そして、衝突面に設けられた衝撃吸収機構により更に衝突エネルギーを低減することができる。
【００４４】
なお、上記の実施の形態では、プリクラッシュ制御ＥＣＵは、レーダ装置を用いて衝突を予測する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ＣＣＤカメラや車速情報などの自動車自体に搭載されたセンサ出力の他、高度道路交通システム（所謂ＩＴＳ）、先進安全自動車（ＡＳＶ）、等で用いられる通信（例えば車車間通信や道路に設けた通信装置等との通信）による情報に基づいて、衝突を予測してもよい。
【００４５】
また、圧縮ばねにより後方向に乗員空間室を押し出す場合を例に説明したが、車体部の後方端板に引っ張りばねを設け、衝突が予測されたときに、電磁チャックを切り離して、引っ張りばねにより、乗員空間室を後方向に移動させて、乗員空間室の走行方向の速度を低下させるようにしてもよい。また、車体部と乗員空間室との間にアクチュエータを設け、アクチュエータにより、乗員空間室を後方向に移動させて、乗員空間室の速度を低下させるようにしてもよい。
【００４６】
また、車体部に後方端板を設けた場合を例に説明したが、後方端板を設けずに、後方向に押し出された乗員空間室が、車体部から飛び出すようになっていてもよい。この場合には、乗員空間室の走行方向の速度は、路面との摩擦により減速され、乗員空間室の運動エネルギーが低減される。
【００４７】
また、乗員空間室の前面に連結部としての電磁チャックを設けた場合を例に説明したが、乗員空間室の前後左右の各々に電磁チャックを設け、これらの電磁チャックにより車体部と乗員空間室とを連結するようにしてもよい。
【００４８】
また、乗員空間室の前面に衝撃吸収機構を設けた場合を例に説明したが、乗員空間室の後面にも衝撃吸収機構を設けるようにしてもよい。これにより、乗員空間室が後方向に押し出されて、車体部の後方端板と衝突した場合であっても、衝突の衝撃を吸収することができる。
【００４９】
また、動力機構が、エンジン、ギヤ、トランスミッション、タイヤ、及びドライブシャフトを含む機構である場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、将来的に実現されるインホイールモータ搭載車（４輪各々のホイール内に駆動用モータを内蔵し４輪独立に駆動する車両）に本発明を適用する場合には、インホイールモータ搭載車を動かすための機構を含む車体部と乗員空間室とを分離可能とすればよい。
【００５０】
また、プリクラッシュ制御において、衝突が予測されたときに、ブレーキをかけるようにブレーキ制御を行ってもよい。これにより、車両全体（車体部及び乗員空間室）の車速を低下させて、乗員に加わる衝突エネルギーを更に効果的に低減させることができる。
【００５１】
次に、第２の実施の形態に係る車両用安全装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成の部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
第２の実施の形態では、車体部が被衝突体に衝突すると予測されたときに、火薬の爆発力により、乗員空間室が後方向に押し出される点が第１の実施の形態と異なっている。
【００５３】
第２の実施の形態に係る車両用安全装置は、車体部１２の前方端板に設けられ、爆発力により乗員空間室１６を後方向に押し出すための火薬（図示省略）を備えている。
【００５４】
また、図８に示すように、制御システム２２４は、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６と、レーダ装置２８と、電磁チャック制御部３０と、電磁チャック１８と、火薬を点火するための火薬点火部２３０と、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６から入力されるプリクラッシュ制御信号に基づいて、火薬点火部２３０を制御して、火薬を点火させる火薬制御部２３２とを備えている。
【００５５】
次に、第２の実施の形態に係る車両用安全装置の作用を、図９に示す衝突時処理ルーチンを参照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５６】
上記構成の車両用安全装置において、制御システム２２４が衝突時処理ルーチンを実行すると、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、ステップ１００で、レーダ装置２８から衝突予測用の各種情報を取り込み、これらの情報に基づいて、ステップ１０２で自動車Ａの前部の被衝突体との衝突（の確率）を予測する。衝突を予測（確率が閾値を超えると判断）したときに、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、プリクラッシュ制御信号を出力し、ステップ１０４において、プリクラッシュ制御信号が入力された電磁チャック制御部３０は、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離すように制御する。
【００５７】
そして、ステップ２５０において、プリクラッシュ制御信号が入力された火薬制御部２３２は、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離された直後であって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、火薬を点火するように火薬点火部２３０を制御して、衝突時処理ルーチンを終了する。
【００５８】
そして、車体部１２の前方端板に設けられた火薬が爆発することにより、火薬の爆発力により、走行方向（前方向）と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出され、乗員空間室１６の走行方向の速度が減速される。
【００５９】
そして、車体部１２が、被衝突体に衝突した後に、乗員空間室１６が、車体部１２との摩擦により更に減速しながら、車体部１２より遅れて、衝突の衝撃が加わる。
【００６０】
このように、被衝突体と衝突することが予測されたときに、自動車が被衝突体に衝突する前に、火薬の爆発力により走行方向と逆方向に乗員空間室を押し出して、乗員空間室の速度を積極的に減速させ、乗員空間室の運動エネルギーを低減させた状態で、乗員空間室に衝突の衝撃が加わるため、乗員に加わる衝突エネルギーを効果的に低減させることができる。
【００６１】
なお、電磁チャックを切り離した後に、火薬を点火させる場合を例に説明したが、車体部と乗員空間室との連結を切り離さずに、火薬を点火し、火薬の爆発力によって、車体部と乗員空間室との連結を切り離すと共に、乗員空間室を後方向へ押し出すようにしてもよい。
【００６２】
また、電磁チャックと火薬とを別々設けた場合を例に説明したが、電磁チャックに火薬を内蔵するようにしてもよい。
【００６３】
次に、第３の実施の形態に係る車両用安全装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成の部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００６４】
第３の実施の形態では、衝撃吸収機構が、衝撃吸収フレームで構成されている点が第１の実施の形態と異なっている。
【００６５】
図１０に示すように、第３の実施の形態に係る車両用安全装置では、乗員空間室１６の前部に衝撃吸収フレーム３００が設けられている。
【００６６】
図１１に示すように、衝撃吸収フレーム３００は、一対の第１フレーム３３４、３３６を備えており、第１フレーム３３４、３３６は、互いの中間部が回転ジョイント３３８を介して回動可能に連結されている。また、衝撃吸収フレーム３００は一対の第２フレーム３４０、３４２を備えており、第２フレーム３４０、３４２は、互いの一端部が回転ジョイント３４４を介して回動可能に連結されている。また、第２フレーム３４０の他端部は第１フレーム３３４の一端部と回転ジョイント３４６を介して回動可能に連結されており、第２フレーム３４２の他端部は第１フレーム３３６の一端部と回転ジョイント３４８を介して回動可能に連結されている。更に、衝撃吸収フレーム３００は、一対の第３フレーム３５０、３５２を備えており、第３フレーム３５０、３５２は、互いの一端部が回転ジョイント３５４を介して回動可能に連結されている。また、第３フレーム３５０の他端部は第１フレーム３３６の他端部と回転ジョイント３５６を介して回動可能に連結されており、第３フレーム３５２の他端部は第１フレーム３３４の一端部と回転ジョイント３５８を介して回動可能に連結されている。
【００６７】
なお、衝撃吸収フレーム３００は本発明に係る荷重伝達機構に対応している。
【００６８】
また、回転ジョイント３４６と回転ジョイント３４８との間には、走行方向に直交する方向である車両幅方向に沿ってダンパ３７２Ａが配置されており、ダンパ３７２Ａの一端は回転ジョイント３４６に、ダンパ３７２Ａの他端は回転ジョイント３４８に各々連結されている。また、回転ジョイント３５６と回転ジョイント３５８との間には車両幅方向に沿ってダンパ３７２Ｂが配置されており、ダンパ３７２Ｂの一端は回転ジョイント３５６に、ダンパ３７２Ｂの他端は回転ジョイント３５８に各々連結されている。更に、回転ジョイント３３８と回転ジョイント３４４との間には走行方向に沿ってダンパ３７２Ｃが配置されており、ダンパ３７２Ｃの一端は回転ジョイント３３８に、ダンパ３７２Ｃの他端は回転ジョイント３４４に各々連結されている。また、回転ジョイント３３８と回転ジョイント３５４との間には走行方向に沿ってダンパ３７２Ｄが配置されており、ダンパ３７２Ｄの一端は回転ジョイント３３８に、ダンパ３７２Ｄの他端は回転ジョイント３５４に各々連結されている。
【００６９】
図１２に示すように、ダンパ３７２には、粘度を有する流体３７４が作動流体として封入されており、ピストンロッド３７６の先端に取り付けられ、かつ、ケース３８０の内壁に接するピストン３８２に、オリフィス３８４が設けられている
また、ダンパ３７２に事前変位ＡＣＴ（アクチュエータ）３２０が取り付けられている。事前変位ＡＣＴ３２０は、衝撃吸収フレーム３００を事前に（衝突前に）変位させるためのアクチュエータであり、ベース部材３２２に取り付けられたモータ３２４を備えている。なお、モータ３２４としては回転軸の回転量を制御可能なステッピングモータ等が好ましい。モータ３２４の回転軸にはウォームギア３２６が取り付けられており、ダンパ３７２のピストンロッド３７６の中間部には、ウォームギア３２６と噛合するウォームギア３２８がピストンロッド３７６に対して回転可能に取り付けられている。ピストンロッド３７６は、ウォームギア３２８の取付位置を挟んで両側の２箇所がブラケット３３０を介してベース部材３２２に軸支され、ベース部材３２２に対して軸回りに回転可能かつ軸方向にスライド移動可能とされている。またベース部材３２２は、ピストンロッド３７６の軸方向にはスライド移動可能でかつピストンロッド３７６の軸回りには回転しないように、図示しない支持部材に支持されている。
【００７０】
事前変位ＡＣＴ３２０が、ウォームギア３２６の長手方向中央に相当する位置でウォームギア３２８がウォームギア３２６と噛合している状態（中立状態）に保持されている場合に、モータ３２４の回転軸が所定方向に回転されると、ウォームギア３２８はウォームギア３２６との噛合状態を維持したままダンパ３７２のケース３８０から離間する方向へスライド移動し、このウォームギア３２８のスライド移動に伴ってピストン３８２がケース３８０内を摺動移動すると共に、ピストンロッド３７６がケース３８０から引き出される方向へ移動することで、ダンパ３７２の全長が伸長される（図１２(Ｂ)に示す状態）。また、モータ３２４の回転軸が所定方向と逆方向に回転されると、ウォームギア３２８はウォームギア３２６との噛合状態を維持したままダンパ３７２のケース３８０に接近する方向へスライド移動し、このウォームギア３２８のスライド移動に伴ってピストン３８２がケース３８０内を摺動移動すると共に、ピストンロッド３７６がケース３８０内に押し込まれる方向へ移動することで、ダンパ３７２の全長が縮小される（図１２(Ｃ)に示す状態）。
【００７１】
通常の走行時には、ダンパ３７２Ａ、３７２Ｂの全長が伸張されると共に、ダンパ３７２Ｃ、３７２Ｄの全長が縮小され、衝撃吸収フレーム３００が、走行方向に縮小した状態に保持されている。
【００７２】
また、図１３に示すように、制御システム３１４は、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６と、レーダ装置２８と、電磁チャック制御部３０と、電磁チャック１８と、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６から入力されるプリクラッシュ制御信号に基づいて、事前変位ＡＣＴ３２０を制御する衝撃吸収コントローラ３１８と、事前変位ＡＣＴ３２０とを備えている。事前変位ＡＣＴ３２０は、衝撃吸収コントローラ３１８によって、モータ３２４の駆動が制御される。
【００７３】
なお、事前変位ＡＣＴ３２０は、ダンパ３７２Ａ〜３７２Ｄの一部にのみ取り付けられていてもよいが、衝撃吸収フレーム３００を変位させるには大きな駆動力が必要となるので、本実施形態では全てのダンパ３７２Ａ〜３７２Ｄに事前変位ＡＣＴ３２０が取り付けられており、個々の事前変位ＡＣＴ３２０は衝撃吸収コントローラ３１８に各々接続されている。
【００７４】
次に、第３の実施の形態に係る車両用安全装置の作用を、図１４に示す衝突時処理ルーチンを参照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００７５】
上記構成の車両用安全装置において、制御システム３１４が衝突時処理ルーチンを実行すると、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、ステップ１００で、レーダ装置２８から衝突予測用の各種情報を取り込み、これらの情報に基づいて、ステップ１０２で自動車Ａの前部の被衝突体との衝突（の確率）を予測する。衝突を予測（確率が閾値を超えると判断）したときに、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、プリクラッシュ制御信号を出力し、ステップ１０４において、プリクラッシュ制御信号が入力された電磁チャック制御部３０は、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離すように制御する。
【００７６】
このとき、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離されるため、車体部１２の前方端板に設けられた圧縮ばね２０が伸張することにより、圧縮ばね２０の反発力によって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、走行方向（前方向）と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出される。
【００７７】
そして、ステップ３９０において、プリクラッシュ制御信号が入力された衝撃吸収コントローラ３１８は、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離された直後であって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、衝撃吸収フレーム３００を走行方向に伸張するように事前変位ＡＣＴ３２０を制御し、衝撃時処理ルーチンを終了する。
【００７８】
このとき、衝撃吸収コントローラ３１８の制御によって、回転ジョイント３３８、３４４の間に設けられたダンパ３７２Ｃ及び回転ジョイント３３８、３５４の間に設けられたダンパ３７２Ｄについては、モータ３２４の回転軸を所定の事前変位量に応じた回転量だけ所定方向へ回転させることで、ケース３８０から引き出される方向へピストンロッド３７６を移動させ、ダンパ３７２Ｃ、３７２Ｄの全長を伸長させる。また、回転ジョイント３４６、３４８の間に設けられたダンパ３７２Ａ及び回転ジョイント３５６、３５８の間に設けられたダンパ３７２Ｂについては、モータ３２４の回転軸を所定の事前変位量に応じた回転量だけ所定方向と逆方向へ回転させることで、ケース３８０内に押し込まれる方向へピストンロッド３７６を移動させ、ダンパ３７２Ａ、３７２Ｂの全長を縮小させる。これにより、図１５（Ｂ）に示すように、衝撃吸収フレーム３００は、走行方向に伸張される。
【００７９】
そして、車体部１２が走行方向（前方向）からの被衝突体に衝突した後に、遅れて乗員空間室１６に衝突の衝撃が加わるときには、走行方向に伸張された衝撃吸収フレーム３００において、図１５（Ｃ）に示すように、回転ジョイント３４６、３４８の間隔及び回転ジョイント３５６、３５８の間隔（走行方向と交差する方向の両端部の間隔に相当）が拡大し、かつ回転ジョイント３４４、３５４の間隔（走行方向の両端部の間隔に相当）が縮小する変位（第１の変位に相当）が生ずるので、衝撃吸収フレーム３００の変位に伴い、衝撃吸収フレーム３００に入力された衝突荷重が、車両幅方向の長さを拡大する方向の引張力と、走行方向の長さを縮小する方向の圧縮力と、に分散されて入力される。従って、衝撃吸収フレーム３００に衝突荷重として入力された衝突エネルギーは、その一部がダンパ３７２Ａ〜３７２Ｄで発生される減衰力に対抗し衝撃吸収フレーム３００を変位させることによって消費（吸収）され、残りは、乗員空間室１６が変形していく過程で消費（吸収）される。
【００８０】
上記のように、車体部１２が衝突物体と衝突する前に、事前変位ＡＣＴ３２０によって衝撃吸収フレーム３００を走行方向に伸張するように変位させておくことで、車体部１２が被衝突体と衝突した際の衝撃吸収フレーム３００の変位量（ストローク）を大きくすることができるので、衝撃吸収フレーム３００を事前に変位させない態様と比較して、衝突期間内に乗員に加わる加速度が更に抑制されるため、車室内への侵襲が増大することを抑制することができる。
【００８１】
このように、衝撃吸収フレームにより、走行方向からの衝突による衝撃を分散吸収することが可能となり、走行方向からの衝突時に乗員に加わる衝突エネルギーを低減することができる。
【００８２】
また、自動車が被衝突体と衝突する前に、衝突時の衝撃吸収フレームの変位方向（前後方向に縮小し、幅方向に拡大する方向）と逆方向（前後方向に拡大し、幅方向に縮小する方向）に衝撃吸収フレームを予め変位させるので、走行方向からの被衝突体と衝突した際の衝撃吸収フレームの変位の変位量（ストローク）を大きくすることができ、自動車が被衝突体と衝突する際に乗員に加わる衝突エネルギーを更に低減することができる。
【００８３】
なお、上記の実施の形態では、衝撃吸収フレームにダンパを設けて構成した場合を例に説明したが、衝撃吸収フレームを、ダンパを用いないで構成してもよい。
【００８４】
次に、第４の実施の形態に係る車両用安全装置について説明する。なお、第１の実施の形態及び第３の実施の形態のいずれかと同様の構成の部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
第４の実施の形態では、衝撃吸収フレームが乗員空間室の骨格部材として機能するように配置されている点が第１の実施の形態と異なっている。
【００８６】
図１６に示すように、第４の実施の形態に係る車両用安全装置では、乗員空間室４１６に、骨格部材として衝撃吸収フレーム４００が設けられている。
【００８７】
衝撃吸収フレーム４００は、乗員空間室４１６の骨格部材として機能するように、回転ジョイント３４４側が乗員空間室４１６の前後方向前側に、回転ジョイント３５４側が乗員空間室４１６の前後方向後側に各々位置するように配置されており、回転ジョイント３４４は、乗員空間室４１６の前端部に、回転ジョイント３５４は乗員空間室４１６の後端部に各々連結されている。また、回転ジョイント３４６は乗員空間室４１６の右端の前部に連結され、回転ジョイント３４８は乗員空間室４１６の左端のうち前部に連結され、回転ジョイント３５６は乗員空間室４１６の右端のうち後部に連結され、回転ジョイント３５８は乗員空間室４１６の左端のうち後部に連結されている。
【００８８】
また、図１７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、一対の第１フレーム３３４、３３６の間には変位ロック機構４９０が設けられている。変位ロック機構４９０は、第１フレーム３３６の上面に間隔を空けて立設された一対のブラケット４９２と、一対のブラケット４９２の間に掛け渡された回転軸４９４と、第１フレーム３３４の上面に立設されたストッパピン４９６と、一端側が回転軸４９４を中心として回動可能に軸支され他端側にストッパピン４９６が入り込む孔４９８Ａ（図１７（Ｃ）参照）が穿設されたロッド４９８とから構成されている。図１７（Ｂ）に示すように、ロッド４９８の孔４９８Ａにストッパピン４９６が入り込んだ状態では、一対の第１フレーム３３４、３３６が回転ジョイント３３８を中心として回動することが阻止されるので、衝撃吸収フレーム４００は外部からの荷重が入力されても変位が生じない状態でロックされる。
【００８９】
変位ロック機構４９０のロッド４９８は通常、ロッド４９８の自重により図１７（Ｂ）に示す状態（孔４９８Ａにストッパピン４９６が入り込んだ状態）で保持されており、ロッド４９８が図１７（Ｂ）に示す状態で保持されている間（すなわち、後述のように自動車Ａが他の物体と衝突することが予測される迄の間）、衝撃吸収フレーム４００は乗員空間室４１６の高剛性の骨格部材として機能する。また、上記のように通常時は衝撃吸収フレーム４００が乗員空間室４１６の高剛性の骨格部材として機能することに基づき、本実施形態に係る乗員空間室４１６は衝撃吸収フレーム４００を主要な骨格部材として用いており、衝撃吸収フレーム４００以外の主要な骨格部材を省略している。これにより、乗員空間室４１６を軽量に構成できると共に、自動車Ａが小型車等のスペースの限られた車両であったとしても、衝撃吸収フレーム４００を容易に搭載することができる。
【００９０】
また、第１フレーム３３４の上面のうち、ロッド４９８の孔４９８Ａにストッパピン４９６が入り込んだ状態でロッド４９８の先端部（回動可能に軸支された側と反対側の端部）の下側となる位置には、ロック解除ＡＣＴ（アクチュエータ）４１０が設けられている。ロック解除ＡＣＴ４１０はモータ（図示省略）を内蔵し、モータの駆動力を、駆動力伝達機構を介して伝達することで、昇降ピン４１０Ａを昇降移動可能とされている。ロック解除ＡＣＴ４１０が昇降ピン４１０Ａを上昇させると、昇降ピン４１０Ａの上面がロッド４９８の先端部の下面に当接し、更に回転軸４９４を中心としてロッド４９８が回動することで、ストッパピン４９６がロッド４９８の孔４９８Ａから抜け出た状態となり（図１７（Ｃ）参照）、一対の第１フレーム３３４、３３６が回転ジョイント３３８を中心として回動可能となり、衝撃吸収フレーム４００は外部から入力された荷重に応じた変位が生じる状態となる。
【００９１】
なお、変位ロック機構４９０は回転ジョイントを介して回動可能に連結された衝撃吸収フレーム４００の全てのフレームの間に各々設けてもよいし、一部のフレームの間に選択的に設ける（例えば一対の第１フレーム３３４、３３６の間に加え、一対の第２フレーム３４０、３４２の間、一対の第３フレーム３５０、３５２の間に各々設ける等）ようにしてもよい。
【００９２】
また、図１８に示すように、制御システム４２４は、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６と、レーダ装置２８と、電磁チャック制御部３０と、電磁チャック１８と、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６から入力されるプリクラッシュ制御信号に基づいて、事前変位ＡＣＴ３２０及びロック解除ＡＣＴ４１０を制御する衝撃吸収コントローラ４１８と、事前変位ＡＣＴ３２０と、ロック解除ＡＣＴ４１０とを備えている。ロック解除ＡＣＴ４１０は、衝撃吸収コントローラ４１８によって、内蔵したモータの駆動が制御される。
【００９３】
次に、第４の実施の形態に係る車両用安全装置の作用を、図１９に示す衝突時処理ルーチンを参照しつつ説明する。なお、第１の実施の形態及び第３の実施の形態の何れかと同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９４】
上記構成の車両用安全装置において、制御システム４２４が衝突時処理ルーチンを実行すると、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、ステップ１００で、レーダ装置２８から衝突予測用の各種情報を取り込み、これらの情報に基づいて、ステップ１０２で自動車Ａの前部の被衝突体との衝突（の確率）を予測する。衝突を予測（確率が閾値を超えると判断）したときに、プリクラッシュ制御ＥＣＵ２６は、プリクラッシュ制御信号を出力し、ステップ１０４において、プリクラッシュ制御信号が入力された電磁チャック制御部３０は、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、電磁チャック１８による連結を切り離すように制御する。
【００９５】
このとき、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離されるため、車体部１２の前方端板に設けられた圧縮ばね２０が伸張することにより、圧縮ばね２０の反発力によって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、被衝突体に衝突する走行方向（前方向）と逆方向である後方向に乗員空間室１６が押し出される。
【００９６】
そして、ステップ４５０において、プリクラッシュ制御信号が入力された衝撃吸収コントローラ４１８は、ロック解除ＡＣＴ４１０の昇降ピン４１０Ａを上昇移動させる。これにより、昇降ピン４１０Ａの上面がロッド４９８の先端部の下面に当接し、更に回転軸４９４を中心としてロッド４９８が回動することで、ストッパピン４９６がロッド４９８の孔４９８Ａから抜け出た状態となり（図１７（Ｃ）参照）、一対の第１フレーム３３４、３３６が回転ジョイント３３８を中心として回動可能となることで、衝撃吸収フレーム４００のロック状態が解除され、外部から入力された荷重に応じて衝撃吸収フレーム４００に変位が生じる（衝撃吸収フレーム４００を構成する各フレームが回動する）状態となる。
【００９７】
そして、次のステップ３９０において、プリクラッシュ制御信号が入力された衝撃吸収コントローラ４１８は、電磁チャック１８による車体部１２の前方端板と乗員空間室１６との連結が切り離された直後であって、自動車Ａが被衝突体と衝突する前に、衝撃吸収フレーム４００を走行方向に伸張するように事前変位ＡＣＴ３２０を制御し、衝撃時処理ルーチンを終了する。
【００９８】
そして、車体部１２が前方からの被衝突体に衝突した場合、衝撃吸収フレーム４００のロックが解除された状態であり、衝撃吸収フレーム４００には、回転ジョイント３４６、３４８の間隔及び回転ジョイント３５６、３５８の間隔が拡大しかつ回転ジョイント３４４、３５４の間隔が縮小する変位が生ずるので、衝撃吸収フレーム４００の変位に伴い、衝撃吸収フレーム４００に連結された乗員空間室４１６には、衝撃吸収フレーム４００に入力された衝突荷重が、乗員空間室４１６の幅方向の長さを拡大する方向の引張力と、乗員空間室４１６の前後方向の長さを縮小する方向の圧縮力と、に分散されて入力される。従って、衝撃吸収フレーム４００に衝突荷重として入力された衝突エネルギーは、その一部がダンパ３７２Ａ〜３７２Ｄで発生される減衰力に抗して衝撃吸収フレーム４００を変位させることによって消費（吸収）され、残りは、衝撃吸収フレーム４００から乗員空間室４１６に分散入力される引張力及び圧縮力により、乗員空間室４１６が変形していく過程で消費（吸収）される。
【００９９】
このように、衝撃吸収フレームにより、走行方向からの衝突による衝撃を分散吸収することが可能となり、走行方向からの衝突時に乗員に加わる衝突エネルギーを低減することができる。
【０１００】
また、乗員空間室は衝撃吸収フレームを主要な骨格部材として用いているため、乗員空間室を軽量に構成できると共に、自動車が小型車等のスペースの限られた車両であったとしても、衝撃吸収フレームを容易に搭載することができる。
【０１０１】
なお、上記の実施の形態では、衝撃吸収フレームを乗員空間室の骨格部材として用いる場合を例に説明したが、衝撃吸収フレームからなる衝撃吸収機構を、乗員空間室の下面に設けるようにしてもよい。この場合には、通常走行時に、衝撃吸収機構と乗員空間室とをロックして固定し、衝突が予測されたときに、乗員空間室と衝撃吸収機構とのロックを解除して分離し、衝撃吸収フレームを前後方向に展開させて衝撃吸収フレームのストロークのみを大きくし、乗員空間室のストロークは変化させない。これにより、衝撃吸収機構の変形により衝突による衝撃を吸収し、衝突による乗員空間室の変形を抑制することができる。また、通常走行時には、乗員空間室と下部に設けられた衝撃吸収機構とをロックして固定することにより、衝撃吸収機構の衝撃吸収フレームによって、乗員空間室の骨格部材としての機能を果たすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両用安全装置及び車体部の構成を示す概略図である。
【図２】（Ａ）本発明の第１の実施の形態に係る車両用安全装置の衝撃吸収機構の構成を示す概略図、（Ｂ）乗員空間室が分離したときに衝撃吸収機構が展開する様子を示す図、及び（Ｃ）乗員空間室が衝突するときの衝撃吸収機構の様子を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る車両用安全装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る車両用安全装置において実行される衝突時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図５】（Ａ）通常の走行時の車両用安全装置の様子を示すイメージ図、（Ｂ）押し出し時の車両用安全装置の様子を示すイメージ図、（Ｃ）自動車が衝突した時の車両用安全装置の様子を示すイメージ図、及び（Ｄ）乗員空間室が衝突した時の車両用安全装置の様子を示すイメージ図である。
【図６】自動車が被衝突体に衝突するときの乗員空間室の速度の変化を示すグラフである。
【図７】自動車が被衝突体に衝突するときの乗員空間室の減速度の変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る車両用安全装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る車両用安全装置において実行される衝突時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る乗員空間室及び衝撃吸収フレームの構成を示す概略図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る衝撃吸収フレームの構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る事前変位アクチュエータの一例を示す概略図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る車両用安全装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る車両用安全装置において実行される衝突時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図１５】（Ａ）本発明の第３の実施の形態に係る衝撃吸収フレームの一例、（Ｂ）走行方向に伸張された場合、及び（Ｃ）走行方向からの荷重がかかった場合の衝撃吸収フレームの動作を示す概略図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る乗員空間室及び衝撃吸収フレームの構成を示す概略図である。
【図１７】変位ロック機構の、(Ａ)は平面図、(Ｂ)及び(Ｃ)は変位ロック機構の動作を説明するための側面図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る車両用安全装置の制御システムの構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る車両用安全装置において実行される衝突時処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１０ 車両用安全装置
１２ 車体部
１４ レール
１６、４１６ 乗員空間室
１８ 電磁チャック
２２ 衝撃吸収機構
２４、２２４、３１４、４２４制御システム
２６ プリクラッシュ制御ＥＣＵ
２８ レーダ装置
３０ 電磁チャック制御部
２３０ 火薬点火部
２３２ 火薬制御部
３００、４００ 衝撃吸収フレーム
３１８、４１８ 撃吸収コントローラ
３２０ 事前変位ＡＣＴ
３３４、３３６、３４０、３４２、３５０、３５２ フレーム
３３８、３４４、３４６、３４８、３５４、３５６、３５８ 回転ジョイント
３７２ ダンパ
４１０ ロック解除ＡＣＴ
４９０ 変位ロック機構
Ａ 自動車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員空間部を備え、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられた乗員室と、
前記動力機構と前記乗員室とを連結すると共に、前記連結を切り離すことが可能な連結部と、
前記車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する予測手段と、
前記予測手段によって衝突することが予測されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結を切り離すように制御する切り離し制御手段と、
前記切り離し制御手段によって、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結が切り離されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を移動させる移動手段と、
を含む車両用安全装置。
【請求項２】
乗員空間部を備え、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられた乗員室と、
前記動力機構と前記乗員室とを連結すると共に、前記連結を切り離すことが可能な連結部と、
前記車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する予測手段と、
前記予測手段によって衝突することが予測されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結を切り離すと共に、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を移動させる移動手段と、
を含む車両用安全装置。
【請求項３】
前記移動手段は、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を押し出すことにより移動させる請求項１又は２記載の車両用安全装置。
【請求項４】
前記乗員室は、衝突の衝撃を吸収するための衝撃吸収部を備えた請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両用安全装置。
【請求項５】
前記衝撃吸収部は、前記走行方向と逆方向の荷重に対し、前記走行方向の両端部の間隔が縮小しかつ前記走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位が生ずるように、長尺状の複数の荷重伝達部材が回動可能に連結された荷重伝達機構を含んで構成された請求項４記載の車両用安全装置。
【請求項６】
前記走行方向と逆方向の荷重に対し、前記走行方向の両端部の間隔が縮小しかつ前記走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位が生ずるように、長尺状の複数の荷重伝達部材が回動可能に連結されて成り、前記走行方向の両端部が前記乗員室又は該乗員室の骨格部材のうち前記走行方向に沿った異なる部分に連結されると共に、前記走行方向に交差する方向の両端部が前記乗員室又は前記骨格部材のうち前記走行方向に交差する方向に沿った異なる部分に連結された荷重伝達機構を更に含む請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車両用安全装置。
【請求項７】
前記荷重伝達機構に、前記走行方向に交差する方向の両端部の間隔が縮小しかつ前記走行方向の両端部の間隔が拡大する変位を生じさせるための駆動手段と、
前記移動手段によって、前記乗員室を前記走行方向と逆方向に移動させたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記駆動手段によって前記荷重伝達機構に前記変位を生じさせる駆動制御手段と、
を更に含む請求項５又は６記載の車両用安全装置。
【請求項１】
乗員空間部を備え、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられた乗員室と、
前記動力機構と前記乗員室とを連結すると共に、前記連結を切り離すことが可能な連結部と、
前記車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する予測手段と、
前記予測手段によって衝突することが予測されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結を切り離すように制御する切り離し制御手段と、
前記切り離し制御手段によって、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結が切り離されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を移動させる移動手段と、
を含む車両用安全装置。
【請求項２】
乗員空間部を備え、車両の動力機構とは独立して走行方向と逆方向に移動可能に設けられた乗員室と、
前記動力機構と前記乗員室とを連結すると共に、前記連結を切り離すことが可能な連結部と、
前記車両が被衝突体に衝突するか否かを予測する予測手段と、
前記予測手段によって衝突することが予測されたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記連結部による前記動力機構と前記乗員室との連結を切り離すと共に、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を移動させる移動手段と、
を含む車両用安全装置。
【請求項３】
前記移動手段は、前記走行方向と逆方向に前記乗員室を押し出すことにより移動させる請求項１又は２記載の車両用安全装置。
【請求項４】
前記乗員室は、衝突の衝撃を吸収するための衝撃吸収部を備えた請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両用安全装置。
【請求項５】
前記衝撃吸収部は、前記走行方向と逆方向の荷重に対し、前記走行方向の両端部の間隔が縮小しかつ前記走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位が生ずるように、長尺状の複数の荷重伝達部材が回動可能に連結された荷重伝達機構を含んで構成された請求項４記載の車両用安全装置。
【請求項６】
前記走行方向と逆方向の荷重に対し、前記走行方向の両端部の間隔が縮小しかつ前記走行方向に交差する方向の両端部の間隔が拡大する変位が生ずるように、長尺状の複数の荷重伝達部材が回動可能に連結されて成り、前記走行方向の両端部が前記乗員室又は該乗員室の骨格部材のうち前記走行方向に沿った異なる部分に連結されると共に、前記走行方向に交差する方向の両端部が前記乗員室又は前記骨格部材のうち前記走行方向に交差する方向に沿った異なる部分に連結された荷重伝達機構を更に含む請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車両用安全装置。
【請求項７】
前記荷重伝達機構に、前記走行方向に交差する方向の両端部の間隔が縮小しかつ前記走行方向の両端部の間隔が拡大する変位を生じさせるための駆動手段と、
前記移動手段によって、前記乗員室を前記走行方向と逆方向に移動させたときに、前記車両が前記被衝突体に衝突する前に、前記駆動手段によって前記荷重伝達機構に前記変位を生じさせる駆動制御手段と、
を更に含む請求項５又は６記載の車両用安全装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−２２２１７４（Ｐ２００８−２２２１７４Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６７３９９（Ｐ２００７−６７３９９）
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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