CN110588640B - 碰撞减轻装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种碰撞减轻装置(50)，其具有：驱动力产生部(1、2)，其产生行驶驱动力，且能够改变前轮(FW)和后轮(RW)的驱动力分配、碰撞预测部(20A)，其预测后方车辆与车辆(100)的碰撞以及驱动力、控制部(20B)，其当由碰撞预测部(20A)预测到与车辆(100)的碰撞时，对驱动力产生部(1、2)进行控制，以使在车辆(100)与后方车辆即将碰撞前，车辆(100)与后方车辆的相对速度的大小变小，且后轮(RW)的驱动力变得比前轮(FW)的驱动力大。

Description

碰撞减轻装置
技术领域
本发明涉及一种减轻后方车辆向自车辆碰撞时乘员所受冲击的碰撞减轻装置。
背景技术
以往已知当判定后方车辆与自车辆碰撞时，在碰撞前使自车辆向远离其他车辆的方向加速，通过减少自车辆与后方车辆的相对速度，来减轻乘员在碰撞时所受的冲击的装置。这样的装置例如记载于专利文献1中。
但是，如专利文献1记载的装置那样，仅在碰撞前使自车辆加速，在后方车辆碰撞时难以充分地保护乘员。
现有技术文件
专利文献1：日本特开2008-56148号公报(JP2008-056148A)。
发明内容
本发明一技术方案为减轻乘员在后方车辆与车辆碰撞时所受的冲击的碰撞减轻装置，其具有：驱动力产生部，其产生行驶驱动力，且能够改变前轮和后轮的驱动力分配；碰撞预测部，其对后方车辆向车辆的碰撞进行预测；驱动力控制部，当由碰撞预测部预测到向车辆的碰撞时，对驱动力产生部进行控制，以使在车辆与后方车辆发生碰撞之前，车辆与后方车辆的相对速度的大小变小，且后轮的驱动力变为比前轮的驱动力大。
附图说明
本发明的目的、特征以及优点，通过与附图相关的以下实施方式的说明进一步阐明。
图1是表示应用本发明一实施方式的碰撞减轻装置的车辆的行驶驱动系统的概略结构图。
图2是表示设置在图1的车辆的座椅的概略结构图。
图3是概略地表示搭载于图1的车辆的车辆控制系统的整体结构的框图。
图4是表示本发明一实施方式的碰撞减轻装置的主要部分结构的框图。
图5是表示在图4的控制器实施的处理的一例的流程图。
图6是表示利用本发明一实施方式的碰撞减轻装置进行的动作的一例的时序图。
具体实施方式
以下，参照图1～图6对本发明的实施方式进行说明。图1是表示应用本发明一实施方式的碰撞减轻装置的车辆100的行驶驱动系统的概略结构的图。车辆(也称为自车辆)100作为具有自动驾驶功能的自动驾驶车辆构成。车辆100不仅能够以不需要驾驶员进行驾驶操作的自动驾驶模式行驶，还能够以驾驶员进行驾驶操作的手动驾驶模式行驶。
如图1所示，车辆100为具有第1电动发电机(MG1)1和第2电动发电机(MG2)2作为行驶驱动源的电动汽车。另外，作为行驶驱动源还可以代替电动发电机MG1、MG2或在电动发电机MG1、MG2的基础上设置发动机(内燃机)，将车辆100构成为内燃机车辆、混合动力车辆。
第1电动发电机1的动力经由差动机构3和驱动轴4向左右前轮FW传递。第2电动发电机2的动力经由差动机构5和驱动轴6向左右后轮RW传递。因此，车辆100构成为前轮FW和后轮RW二者作为驱动轮的四轮驱动车辆。另外，还可以代替一对电动发电机MG1、MG2，在各车轮FW、RW的内侧配置用于分别驱动各车轮FW、RW的轮内电动机。
第1和第2电动发电机1、2分别具有转子和定子，作为电动机和发电机发挥功能。即，第1和第2电动发电机1、2的转子由从蓄电池(BAT)8经由电力控制单元(PCU)7向定子的线圈供给的电力驱动。此时，第1和第2电动发电机1、2作为电动机发挥功能。
另一方面，当第1和第2电动发电机1、2的转子的旋转轴由外力驱动时，第1和第2电动发电机1、2进行发电，电力经由电力控制单元7蓄存于蓄电池8。此时，第1和第2电动发电机1、2作为发电机发挥功能。电力控制单元7包含逆变器而构成，根据来自作为电子控制单元(ECU)而构成的控制器20的指令对逆变器进行控制，由此来控制第1电动发电机1和第2电动发电机2各自的输出转矩或再生转矩。
图2是表示设置在车辆100的座椅200的概略结构的图。如图2所示，座椅200具有：供乘员(例如驾驶员)落座的座椅垫201、支承乘员的上半身的座椅靠背202、支承乘员的头部的头枕203。如图2所示，乘员一般采取头部从头枕203向前方分离的坐姿。另外，在图2中，在乘员的前方设有转向盘204。
图3是概略地表示搭载于本实施方式的车辆100的车辆控制系统101的整体结构的框图，主要是表示与自动驾驶相关的结构。如图3所示，车辆控制系统101主要具有：控制器10、分别与控制器10能够通信地连接的外部传感器组11、内部传感器组12、输入/输出装置13、GPS装置14、地图数据库15、导航装置16、通信单元17以及行驶用执行器AC。
外部传感器组11是对作为车辆100周边信息的外部状况进行检测的多个传感器(外部传感器)的总称。例如，外部传感器组11包括：激光雷达、雷达以及摄像机等，其中，激光雷达测定与车辆100全方位的照射光相对应的散射光，且测定从车辆100到周边障碍物的距离，雷达通过照射电磁波并检测其反射波来检测车辆100周边的其他车辆、障碍物等，摄像机搭载于车辆100，具有CCD、CMOS等摄像元件，且拍摄车辆100周边(前方、后方以及侧方)。
内部传感器组12是对车辆100的行驶状态进行检测的多个传感器(内部传感器)的总称。例如，内部传感器组12包括：检测车辆100的车速的车速传感器、分别检测车辆100的前后方向的加速度和左右方向的加速度(横向加速度)的加速度传感器、检测第1和第2电动发电机1、2的转速的转速传感器、检测车辆100的重心绕铅直轴旋转的旋转角速度的横摆角速度传感器等。内部传感器组12还包括检测手动驾驶模式下的驾驶员的驾驶操作，例如加速踏板的操作、制动踏板的操作、转向盘的操作等的传感器。
输入/输出装置13是从由驾驶员输入指令、向驾驶员输出信息的装置的总称。例如，输入/输出装置13包括：供驾驶员通过操作构件的操作而输入各种指令的各种开关、供驾驶员通过语音输入指令的麦克、借助显示图像向驾驶员提供信息的显示部、通过语音向驾驶员提供信息的扬声器等。各种开关包括：指示自动驾驶模式和手动驾驶模式的任一种的手动/自动切换开关、指示自动驾驶级别的驾驶级别指令开关。
手动/自动切换开关例如作为驾驶员能够手动操作的开关构成，根据开关操作输出向使自动驾驶功能有效化的自动驾驶模式或使自动驾驶功能无效化的手动驾驶模式切换的指令。不论手动/自动切换开关的操作如何，都能够指示从手动驾驶模式向自动驾驶模式的切换或从自动驾驶模式向手动驾驶模式的切换。即，还能够在由驾驶员进行了规定的操作时或者规定的行驶条件成立时，将驾驶模式自动切换至手动驾驶模式或自动驾驶模式。
驾驶级别指令开关(图4)例如作为驾驶员能够手动操作的开关构成，根据开关操作指示自动驾驶级别。自动驾驶级别是指使驾驶自动化到何种程度的指标。自动驾驶级别例如根据由国际自动机工程师学会(SAE International)规定的SAEJ3016分为级别0～级别5。具体地来说，级别0为无自动化的驾驶级别，在级别0，由人(驾驶员)进行全部驾驶操作。
级别1为由系统进行加速、转向以及制动的任一种操作的驾驶级别(驾驶辅助)。即，若在级别1，在特定条件下，车辆控制系统101根据周围状况对加速器、制动器、方向盘的任一种操作进行控制，除此以外的全部操作由人进行。
级别2为由系统同时进行加速、转向以及制动中的多个操作的驾驶级别(部分驾驶自动化)。到级别2为止，驾驶员有监视周围的义务。
级别3为由车辆控制系统101进行全部的加速、转向以及制动操作，驾驶员只有在车辆控制系统101要求时进行对应的驾驶级别(带条件的自动驾驶)。在级别3以后，由车辆控制系统101对周围进行监视而人没有监视周围的义务。
级别4为在特定的状况下，由车辆控制系统101进行全部的驾驶操作，即使在车辆控制系统101不能继续驾驶的情况驾驶员也可以不进行替换的驾驶级别(高级自动驾驶)。因此，在级别4以后，即使是非常时刻也由系统进行对应。
级别5为在所有条件下由车辆控制系统101自主地进行自动行驶的驾驶级别(完全自动驾驶)。
驾驶级别指令开关根据其操作指示级别0～5的任一种的自动驾驶级别。还能够构成为，车辆控制系统101根据周围的状况等判定是否满足能够进行自动驾驶的条件，并根据判定结果自动切换驾驶级别指令开关，指示级别0～5的任一种。例如，在规定条件成立时，车辆控制系统101能够自动从级别2切换到级别3。
GPS装置14具有接收来自多个GPS卫星的定位信号的GPS接收机，基于GPS接收机接收到的信号测定车辆100的绝对位置(纬度、经度等)。
地图数据库15是存储在导航装置16中使用的一般性地图信息的装置，例如由硬盘构成。地图信息中包括：道路的位置信息、道路形状(曲率等)的信息、十字路口、岔路口的位置信息。另外，存储于地图数据库15中的地图信息与存储于控制器20的存储部22中的高精度地图信息不同。
导航装置16是搜索到达由驾驶员输入的目的地的道路上的目标路线，并按照目标路线进行引导的装置。通过输入/输出装置13进行目的地的输入和按照目标路线的引导。还能够不通过输入/输出装置13而自动设定目的地。根据由GPS装置14获取的自车辆的当前位置和存储于地图数据库15的地图信息来计算目标路线。
通信单元17利用包含互联网线路等无线通信网的网络与未图示的各种服务器进行通信，定期或者在任意时机从服务器获取地图信息和交通信息等。获取的地图信息被输出到地图数据库15、存储部22，更新地图信息。获取的交通信息包括交通阻塞信息、信号从红变绿的剩余时间等信号信息。
执行器AC为用于使与车辆100的行驶动作相关的各种设备工作的行驶用执行器。执行器AC除了包括、第1和第2电动发电机1、2，还包括启动制动装置的制动用执行器以及使前轮FW转向的转向用执行器等。另外，在控制器20与执行器AC(例如第1和第2电动发电机1、2)之间设有电力控制单元7(图1)等，但在图3中省略了这一点的图示。
控制器20包含进行行驶控制相关处理的CPU(微型处理器)等运算部21和ROM、RAM、硬盘等存储部22以及输入/输出接口等未图示的其他周边电路的计算机。
存储部22中存储包含车道的中央位置信息、车道位置的边界信息等高精度的详细的地图信息。更具体地说，作为地图信息，存储道路信息、交通管制信息、住所信息、设施信息、电话号码信息等。道路信息中包括：表示高速公路、收费道路、国道等道路类别的信息、道路的车道数、各车道的宽度、道路的坡度、道路的三维坐标位置、车道的拐弯处的曲率、车道的汇合点和分岔点的位置、道路标识等信息。交通管制信息包括：由于施工等而车道被限制行驶或者禁止通行的信息等。存储部22中还存储各种控制的程序、程序中使用的阈值等信息。
运算部21具有自车位置识别部23、外界识别部24、行动计划生成部25以及行驶控制部26作为与自动行驶有关的功能性结构。
自车位置识别部23根据由GPS装置14获取的车辆100的位置信息和地图数据库15的地图信息来识别出地图上的车辆100的位置(自车位置)。也可以使用存储于存储部22的地图信息(建筑物的形状等信息)和由外部传感器组11检测到的车辆100的周边信息来识别出自车位置，由此，能够高精度地识别出自车位置。另外，在能够由设置在道路上、道路旁边的外部的传感器测定自车位置时，还能够通过借助通信单元17与该传感器进行通信，来高精度地识别出自车位置。
外界识别部24根据来自激光雷达、雷达、摄像机等外部传感器组11的信号识别车辆100周围的外部状况。例如，识别行驶在车辆100周边的周边车辆(前方车辆、后方车辆)的位置、速度、加速度、在车辆100周围停车或者驻车的周边车辆的位置、以及其他物体的位置、状态等。其他物体包括：标识、信号器、道路的边界线、停止线、建筑物、栏杆、电线杆、广告牌、行人、自行车等。其他物体的状态包括：信号器的颜色(红、绿、黄)、行人、自行车的移动速度、朝向等。
行动计划生成部25例如根据由导航装置16计算出的目标路线、由自车位置识别部23识别出的自车位置、用外界识别部24识别出的外部状况，生成从当前时刻开始经过规定时间为止的车辆100的行驶轨迹(目标轨迹)。当目标路线上存在作为目标轨迹的候补的多个轨迹时，行动计划生成部25从中选择遵守法律且满足高效、安全地行驶等基准的最合适的轨迹，并将所选择的轨迹作为目标轨迹。然后，行动计划生成部25生成与所生成的目标轨迹相对应的行动计划。
行动计划中包括：从当前时刻开始经过规定时间T(例如5秒)为止的期间内，每单位时间Δt(例如0.1秒)设定的行驶计划数据，即对应每单位时间Δt的时刻设定的行驶计划数据。行驶计划数据包括每单位时间Δt的车辆100的位置数据和车辆状态的数据。位置数据例如为表示道路上的二维坐标位置的目标点的数据，车辆状态的数据为表示车速的车速数据和表示车辆100的朝向的方向数据等。每单位时间Δt对行驶计划进行更新。
行动计划生成部25通过将从当前时刻开始经过规定时间T为止的每单位时间Δt的位置数据按照时间顺序连接起来，生成目标轨迹。此时，根据目标轨迹上的每单位时间Δt的各目标点的车速(目标车速)，计算出每单位时间Δt的加速度(目标加速度)。即，行动计划生成部25计算出目标车速和目标加速度。另外，还可以由行驶控制部26计算出目标加速度。
行驶控制部26根据驾驶模式(自动驾驶模式、手动驾驶模式)对执行器AC进行控制。例如，在自动驾驶模式下，行驶控制部26对各执行器AC进行控制，以使车辆100按照由行动计划生成部25所生成的目标轨迹行驶。即，分别对第1和第2电动发电机1、2、制动用执行器以及转向用执行器等进行控制，以使车辆100通过每单位时间Δt的目标点。
更具体地来说，行驶控制部26考虑到在自动驾驶模式下由道路坡度等决定的行驶阻力，计算出用于获得由行动计划生成部25计算出的每单位时间Δt的目标加速度的要求驱动力。并且，例如对执行器AC进行反馈控制，以使由内部传感器组12检测到的实际加速度成为目标加速度。即，对执行器AC进行控制，以使自车辆以目标车速和目标加速度行驶。另一方面，在手动驾驶模式下，行驶控制部26根据由内部传感器组12获取的来自驾驶员的行驶指令(加速器开度)对各执行器AC进行控制。
然而，例如在以级别3以上的自动驾驶模式行驶中，驾驶员没有监视前方的义务，进而驾驶员不对周围状况进行监视而落座着的情况较多。此时，当后方车辆接近车辆100进而与车辆100的后部碰撞(追尾)时，乘员(驾驶员)会突然受到由于碰撞带来的冲击。因此，乘员没有做好对于碰撞的准备，有可能扩大乘员所受的伤害。例如，如图2所示，在与后方车辆发生碰撞时，乘员的头部未与头枕203紧贴时，乘员的头部相对于胸部和腰部向后方的移动量(箭头A)变大，头部向后方晃动，负荷作用于乘员的颈部有可能产生颈椎扭伤伤害。因此，在本实施方式中，为减轻乘员在与后方车辆碰撞时(后部碰撞时)所受的伤害，如下构成碰撞减轻装置。
图4是表示本实施方式的碰撞减轻装置50的主要部分结构的框图。该碰撞减轻装置50为对车辆100在自动驾驶模式下的行驶动作进行控制的装置，构成图3的车辆控制系统101的一部分。
如图4所示，碰撞减轻装置50具有：控制器20、车辆检测器11a、车间距离检测器11b、手动/自动切换开关13a、驾驶级别指令开关13b、第1电动发电机1以及第2电动发电机2。
车辆检测器11a为图3的外部传感器组11的一部分，包括激光雷达、雷达、摄像机等，对自车辆周围的其他车辆进行检测。车间距离检测器11b为外部传感器组11的一部分，包括激光雷达、雷达，对自车辆与其他车辆之间的车间距离进行检测。手动/自动切换开关13a与驾驶级别指令开关13b为图2的输入/输出装置13的一部分。来自车辆检测器11a、车间距离检测器11b、手动/自动切换开关13a以及驾驶级别指令开关13b的信号输入到控制器20。控制器20经由电力控制单元7(图1)向第1电动发电机1、第2电动发电机2输出控制信号。
控制器20具有碰撞预测部20A和驱动力控制部20B作为功能性结构。碰撞预测部20A例如由图3的外界识别部24构成。驱动力控制部20B例如由图3的行驶控制部26构成。
碰撞预测部20A根据来自车辆检测器11a和车间距离检测器11b的信号，判定行驶在车辆100的正后方的后方车辆是否接近车辆100进而与车辆100发生碰撞。更具体地，根据来自车辆检测器11a的信号对后方车辆进行检测并根据来自车间距离检测器11b的信号对车辆100与后方车辆之前的车间距离L进行检测。还有，碰撞预测部20A通过对车间距离L进行时间微分，来检测后方车辆相对于车辆100的相对车速V。相对车速V相当于从车辆100的车速减去后方车辆的车速得到的值。因此，当车间距离L增加时成为正值，当车间距离L减少时成为负值。碰撞预测部20A在检测到的车间距离L比第1规定距离La小，且检测到的相对车速V比第1规定车速Va小时，预测后方车辆会与车辆100碰撞。另外，第1规定车速Va例如设定为负值。
当碰撞预测部20A根据车间距离L比第1规定距离La小，且相对车速V比第1规定车速Va小，进而预测到会与后方车辆发生碰撞时，驱动力控制部20B计算出对于车辆100的后方车辆的相对车速V成为0那样的车辆100的驱动力。并且，向第1电动发电机1和第2电动发电机2输出控制信号，以使车辆100以计算出的驱动力进行加速行驶。
在驱动力控制部20B向第1电动发电机1和第2电动发电机2输出控制信号，以使相对车速V成为0后，碰撞预测部20A进一步根据来自车间距离检测器11b的信号预测后方车辆是否会与车辆100碰撞。即，根据来自车间距离检测器11b的信号，对车辆100与后方车辆的车间距离L、对于车辆100的后方车辆的相对车速V进行检测，并在检测到的车间距离L比第2规定距离Lb小，且检测到的相对车速V比第2规定车速Vb小时，预测后方车辆会与车辆100发生碰撞。另外，第2规定距离Lb设定为比第1规定距离La小的值，第2规定车速Vb例如设定为0。
当碰撞预测部20A根据车间距离L比第2规定距离Lb小，且相对车速V比第2规定车速Vb小，进而预测到会与后方车辆发生碰撞时，驱动力控制部20B计算出预测碰撞时刻。并且，在预测碰撞时刻的规定时间之前，也就是即将碰撞前(例如1秒前)，向第1电动发电机1和第2电动发电机2输出控制信号，以使第1电动发电机1产生再生转矩，且第2电动发电机2产生驱动转矩。此时，对前轮FW侧和后轮RW侧的驱动力分配进行控制，以使车辆整体维持刚刚之前的加速力。由此，车辆100处于前倾状态，因此能够在即将碰撞前使乘员的头部紧贴于头枕203。
图5是表示按照预先存储于存储部22的程序，在图4的控制器20的CPU实施的处理的一例的流程图。该流程图所示的处理，例如在由手动/自动切换开关13a指示为自动驾驶模式，且由驾驶级别指令开关13b指示为级别3以上的自动驾驶，并在车辆行驶中开始，只要维持该状态，则以规定周期反复实施处理。另外，在初期状态下，车辆行驶中的前轮FW和后轮RW的驱动力分配例如为50：50。还可以使前轮FW的驱动力分配比后轮RW的驱动力分配多。
首先，在S1(S：处理步骤)，根据来自车辆检测器11a和车间距离检测器11b的信号，判定在距离车辆100的规定距离内，是否检测到了行驶在车辆100的前方的前方车辆。即，当由车辆检测器11a检测到前方车辆时，由车间距离检测器11b检测前方车辆与车辆100之间的车间距离，但在S1，判定检测到的车间距离是否在规定距离内。当S1为否定(S1：否)时进入S2，肯定(S1：是)时结束处理。
在S2，根据来自车辆检测器11a和车间距离检测器11b的信号，判定在距离车辆100低于第1规定距离La内，是否检测到了行驶在车辆100的后方的后方车辆。即，当由车辆检测器11a检测到后方车辆时，由车间距离检测器11b检测后方车辆与车辆100之间的车间距离L，但在S2判定车间距离L是否比第1规定距离La小。当S2为肯定(S2：是)时进入S3，否定(S2：否)时结束处理。
在S3，根据来自车间距离检测器11b的信号，检测对于车辆100的后方车辆的相对车速V，并判定相对车速V是否比第1规定车速Va(负值)小。也就是说，判定后方车辆接近的程度是否为规定值以上。当S3为肯定(S3：是)时进入S4，否定(S3：否)时结束处理。在S4，向第1电动发电机1和第2电动发电机2输出控制信号，以使对于车辆100的后方车辆的相对车速V成为0，即相对车速V增加(相对车速V的大小的绝对值减少)，并使车辆100的驱动力提高。
接下来，进入S5，根据来自车间距离检测器11b的信号，检测对于车辆100的后方车辆的相对车速V，并判定相对车速V是否比第2规定车速Vb(例如0)小。也就是说，判定后方车辆是否正在接近。当S5为肯定(S5：是)时进入S6，否定(S5：否)时结束处理。在S6，判定由车间距离检测器11b检测到的车辆100与后方车辆之间的车间距离L是否比第2车间距离Lb小。此时，一并计算出预测碰撞时刻。当S6为肯定(S6：是)时，即判定不能避免与后方车辆的碰撞时进入S7，否定(S6：否)时返回S5。
在S7，向第1电动发电机1和第2电动发电机2输出控制信号，以使在预测碰撞时刻之前，使车辆整体的加速度保持恒定不变，第1电动发电机1产生再生转矩，第2电动发电机2产生驱动转矩。后方车辆与车辆100碰撞后进入S8，分别向第1电动发电机1、第2电动发电机2以及制动用执行器输出控制信号，并使车辆100以规定的减速度减速后停止。之后，关闭车辆100的主电源。另外，以上的处理中，S4以后的处理相当于与碰撞减轻控制相关的处理。
图6是表示利用本实施方式的碰撞减轻装置50的动作的一例的时序图。在图6中，示出级别3以上的自动驾驶模式的设定的有无(on/off)、碰撞减轻控制的有无(on/off)以及车辆100的驱动力(车辆驱动力)分别随着时间经过而变化的一例。
图6的时序图是在设定了级别3以上的自动驾驶模式的状态下，从车辆100以恒定的驱动力进行恒定行驶的状态开始。此时，在时刻t1，当后方车辆接近车辆100，车辆100与后方车辆的车间距离L变为比第1规定距离La小，且后方车辆相对于车辆100的相对车速V变为比第1相对车速Va小时，开始碰撞减轻控制，车辆100的驱动力上升(S4)。
之后，当后方车辆进一步接近车辆100，相对车速V变为比第2规定车速Vb小，且车间距离L变为比第2规定距离Lb小时，不能够回避与后方车辆的碰撞。此时，在后方车辆即将发生碰撞前，前轮FW产生再生转矩，后轮RW产生驱动转矩，因此车辆100处于前倾状态(S7)。由此，头枕203向乘员的头部移动，并与头部紧贴。在该状态下，当后方车辆在时刻t2与车辆100追尾时，冲击从车辆100施加于乘员，但由头枕限制了203乘员的头部的移位，因此能够减轻发生碰撞时施加于颈部的负荷，能够抑制乘员颈椎扭伤的伤害。
在时刻t2，车辆驱动力减少后，在时刻t3，车辆驱动力变为0，进而车辆停车(S8)。之后，在时刻t4，主电源关闭，自动驾驶模式结束(off)，且碰撞减轻控制结束(off)。
采用本实施方式，能够起到如下的作用效果。
(1)本实施方式的碰撞减轻装置50设置于车辆100，是减轻后方车辆与车辆100发生碰撞时乘员所受冲击的装置，具有：第1和第2电动发电机1、2，其产生行驶驱动力，且能够改变前轮FW和后轮RW的驱动力分配；碰撞预测部20A，其预测后方车辆与车辆100的碰撞；驱动力控制部20B，在由碰撞预测部20A预测到与车辆100的碰撞时，作为碰撞减轻控制，对第1和第2电动发电机1、2进行控制，以使在车辆100与后方车辆碰撞前，车辆100与后方车辆的相对车速V的大小(绝对值)变小(例如变为0)，即行驶驱动力提高，且对第1和第2电动发电机1、2进行控制，以使后轮RW的驱动力变为比前轮FW的驱动力大，更具体地来说，使前轮FW产生再生转矩，后轮RW产生驱动转矩(图1、4)。
通过这样的构成，在后方车辆即将发生碰撞前，能够使后轮RW侧的驱动力比前轮FW侧大，能够使车辆100处于前倾状态。因此，能够使头枕203与乘员的头部紧贴，进而能够减轻乘员所受的伤害。还有，对于车辆100的后方车辆的相对车速V的大小(接近的程度)变小，因此，能够减轻由于后方车辆的碰撞而带给乘员的伤害。
(2)车辆100为具有自动驾驶功能的自动驾驶车辆，碰撞减轻装置50还具有驾驶级别指令开关13b，其将自动驾驶的级别切换为驾驶员在行驶中具有周边监视义务的低于级别3的自动驾驶级别或不具有周边监视义务的级别3以上的自动驾驶级别(图4)。在由碰撞预测部20A预测到与车辆100的碰撞时，将自动驾驶的级别通过驾驶级别指令开关13b切换到级别3以上的自动驾驶级别作为条件，驱动力控制部20B对第1和第2电动发电机1、2进行控制，以使在车辆100与后方车辆发生碰撞时，车辆100与后方车辆的相对车速V的大小(绝对值)变小，且后轮RW的驱动力变为比前轮FW的驱动力大。在级别3以上的自动驾驶时，乘员未使头部与头枕203紧贴的可能性较高。因此，通过将级别3以上的自动驾驶作为条件进行碰撞减轻控制，能够在不过度地使车辆100的行为发生变化的情况下，最佳地保护乘员。
(3)在由碰撞预测部20A预测到与车辆100的碰撞时，驱动力控制部20B对第1和第2电动发电机1、2进行控制，以使前轮FW侧的第1电动发电机1产生再生转矩，后轮RW侧的第2电动发电机2产生驱动转矩。由此，前轮FW侧与后轮RW侧的驱动力差变大，因此，能够容易地使车辆100处于前倾状态。
上述实施方式能够变为各种形态。以下，对变形例进行说明。在上述实施方式中，第1和第2电动发电机1、2以能够改变前轮FW和后轮RW的驱动力分配的方式产生驱动力，但驱动力产生部的构成并不局限于此。即，在上述实施方式中，将第1电动发电机1作为驱动前轮FW的前轮驱动部、将第2电动发电机2作为驱动后轮RW的后轮驱动部来设置了，但例如还可以取代第1和电动发电机1、2而设置发动机，将在发动机产生的动力经由变速器向前轮侧的差动机构3传递，并将能够改变前后轮的动力分配的动力分配机构例如设置于传动轴，将在发动机产生的动力经由动力分配机构向后轮侧的差动机构5传递。
在上述实施方式中，碰撞预测部20A根据来自车辆检测器11a和车间距离检测器11b的信号，对后方车辆是否接近车辆100并与车辆100发生碰撞进行预测，但碰撞预测部的构成并不局限于此。在上述实施方式中，将由车间距离检测器11b检测到的车间距离L进行时间微分，并对于车辆100的后方车辆的相对车速进行了检测，但相对车速检测部的构成并不局限于此。在上述实施方式中，当由碰撞预测部20A预测到向车辆100的碰撞时，驱动力控制部20B对第1和第2电动发电机1、2进行了控制，以使第1电动发电机1产生再生转矩，第2电动发电机2产生驱动转矩，但驱动力控制部的构成不局限于此。即，若是在车辆100与后方车辆发生碰撞之前，对驱动力产生部进行控制，以使车辆100与后方车辆的相对速度的大小(绝对值)变小，且后轮RW的驱动力变为比前轮FW的驱动力大的话，驱动力控制部的构成可以是任何形式。例如，可以设为前轮FW和后轮RW二者产生驱动转矩。还可以设为前轮FW产生制动力，仅后轮RW产生驱动转矩。另外，以使后轮RW的驱动力变为比前轮FW的驱动力大的方式对驱动力产生部进行控制的时机优选为后方车辆即将碰撞之前(例如，在预测后方车辆碰撞的时刻的规定时间前)。
在上述实施方式中，在级别3以上的自动驾驶模式下，进行了S4～S8的碰撞减轻控制，但还可以在低于级别3的自动驾驶模式下进行碰撞减轻控制。不仅在自动驾驶模式下，还可以在手动驾驶模式下进行碰撞减轻控制。不仅在车辆行驶中，还可以在车辆停车中进行碰撞减轻控制。即，不论车辆行驶中还是在停车中都能应用本实施方式的碰撞减轻装置。
既能够任意组合上述实施方式和变形例的一个或者多个，也能够彼此组合各变形例。
采用本发明，能够在与后方车辆碰撞时充分地保护乘员。
以上，就本发明的优选实施方式进行了说明，本领域技术人员应理解为能够不脱离后述权利要求书的公开范围地进行各种修改和变更。

Claims (9)

1.一种碰撞减轻装置，其为减轻后方车辆向车辆(100)碰撞时乘员所受的冲击的碰撞减轻装置，其特征在于，具有：
驱动力产生部(1、2)，其产生行驶驱动力，且能够改变前轮(FW)和后轮(RW)的驱动力分配；
碰撞预测部(20A)，其对所述后方车辆向所述车辆(100)的碰撞进行预测；以及
驱动力控制部(20B)，当所述碰撞预测部(20A)预测到向所述车辆(100)的碰撞时，对所述驱动力产生部(1、2)进行控制，以使在所述车辆(100)与所述后方车辆即将发生碰撞前，所述车辆(100)与所述后方车辆的相对速度的大小变小，且所述后轮(RW)的驱动力变为比所述前轮(FW)的驱动力大。
2.根据权利要求1所述的碰撞减轻装置，其特征在于，
所述车辆(100)为具有自动驾驶功能的自动驾驶车辆，
所述碰撞减轻装置还具有：
驾驶级别切换部，其将自动驾驶的级别切换为，驾驶员在行驶中具有周边监视义务的第1自动驾驶级别或不具有周边监视义务的第2自动驾驶级别，
在由所述碰撞预测部(20A)预测到会与所述车辆(100)发生碰撞时，通过所述驾驶级别切换部将自动驾驶的级别切换到所述第2自动驾驶级别作为条件，所述驱动力控制部(20B)对所述驱动力产生部(1、2)进行控制，以使在所述车辆(100)与所述后方车辆将要发生碰撞时，所述车辆(100)与所述后方车辆的相对速度变小，且所述后轮(RW)的驱动力变为比所述前轮(FW)的驱动力大。
3.根据权利要求1所述的碰撞减轻装置，其特征在于，
所述驱动力产生部(1、2)具有驱动所述前轮(FW)的前轮驱动部(1)和驱动所述后轮(RW)的后轮驱动部(2)，
所述前轮驱动部(1)包括电动发电机，
在由所述碰撞预测部(20A)预测到会与所述车辆(100)发生碰撞时，所述驱动力控制部(20B)对所述驱动力产生部(1、2)进行控制，以使所述前轮驱动部(1)产生再生转矩，所述后轮驱动部(2)产生驱动转矩。
4.根据权利要求2所述的碰撞减轻装置，其特征在于，
所述驱动力产生部(1、2)具有驱动所述前轮(FW)的前轮驱动部(1)和驱动所述后轮(RW)的后轮驱动部(2)，
所述前轮驱动部(1)包括电动发电机，
在由所述碰撞预测部(20A)预测到会与所述车辆(100)发生碰撞时，所述驱动力控制部(20B)对所述驱动力产生部(1、2)进行控制，以使所述前轮驱动部(1)产生再生转矩，所述后轮驱动部(2)产生驱动转矩。
5.根据权利要求3所述的碰撞减轻装置，其特征在于，
所述前轮驱动部(1)为第1电动发电机，
所述后轮驱动部(2)包括第2电动发电机。
6.根据权利要求4所述的碰撞减轻装置，其特征在于，
所述前轮驱动部(1)为第1电动发电机，
所述后轮驱动部(2)包括第2电动发电机。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的碰撞减轻装置，其特征在于，还具有：
车间距离检测部(11b)，其检测所述车辆(100)与所述后方车辆的车间距离；以及
相对车速检测部，其检测相当于从所述车辆(100)的车速减去所述后方车辆的车速得到的值的相对车速，
在由所述车间距离检测部(11b)检测到的车间距离小于规定车间距离(La)，且由所述相对车速检测部检测到的相对车速小于规定相对车速(Va)时，所述碰撞预测部(20A)预测为所述后方车辆向所述车辆(100)碰撞。
8.根据权利要求7所述的碰撞减轻装置，其特征在于，
所述规定车间距离(La)为第1规定车间距离，
所述规定相对车速(Va)为负值，
在由所述碰撞预测部(20A)预测到会与所述车辆碰撞时，所述驱动力控制部(20B)对所述驱动力产生部(1、2)进行控制，以使车辆(100)的驱动力增大，之后，在由所述相对车速检测部检测到的相对车速为负值，且由所述车间距离检测部(11b)检测到的车间距离变为比所述第1规定车间距离(La)短的第2规定车间距离(Lb)时，所述驱动力控制部(20B)对所述驱动力产生部(1、2)进行控制，以使所述后轮(RW)的驱动力变为比所述前轮(FW)的驱动力大。
9.一种碰撞减轻方法，其为减轻后方车辆与车辆(100)碰撞时乘员所受的冲击的碰撞减轻方法，其特征在于，
所述车辆(100)具有：
驱动力产生部(1、2)，其产生行驶驱动力，且能够改变前轮(FW)和后轮(RW)的驱动力分配，
所述方法包括以下步骤：
预测所述后方车辆与所述车辆(100)碰撞的步骤；以及
当预测到向所述车辆(100)的碰撞时，对所述驱动力产生部(1、2)进行控制，以使在所述车辆(100)与所述后方车辆即将碰撞前，所述车辆(100)与所述后方车辆的相对速度的大小变小，且所述后轮(RW)的驱动力变得比所述前轮(FW)的驱动力大的步骤。
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