JP2006273266A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 衝突時の乗員の負傷を軽減させる乗員保護装置を提供する。
【解決手段】 左右輪へのトルク配分比を制御するトルク配分比制御装置と、車両の衝突が避けられないかどうかを判定する衝突回避判定手段（ステップＳ４）と、その衝突回避判定手段（ステップＳ４）により車両の衝突が避けられないと判定された場合に、トルク配分比制御装置を制御して、車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させる車両方向制御手段（ステップＳ７）とを備える。トルク配分比制御装置により左右輪へのトルク配分比が不均一とされると、左右輪の回転速度に差が生じて車両の向きが変化する。これを利用して、衝突回避判定手段（ステップＳ４）により車両の衝突が避けられないと判定された場合、車両方向制御手段（ステップＳ７）は、トルク配分比制御装置を制御して車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させる。従って、衝突時の乗員の負傷が軽減される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に搭載される乗員保護装置に関し、特に、車両衝突時の乗員の負傷を軽減させる乗員保護装置に関する。

車両の衝突可能性を判定し、衝突可能性のある場合にはその旨を報知する運転支援装置が提案されている（たとえば、特許文献１）。このように衝突可能性が報知されれば、それに基づいて運転者はブレーキングやハンドル操作などの衝突回避操作を早期に行うことができるので、実際に衝突が生じてしまう事態を少なくすることができる。
特開２００２−３４２８９９号公報

しかし、運転者の衝突回避操作が遅れた場合など、衝突が回避できないこともあり得る。その場合、衝突による乗員の負傷をできるだけ軽減することが望まれる。すなわち、本発明の目的とするところは、衝突時の乗員の負傷を軽減させる乗員保護装置を提供することにある。

その目的を達成するための請求項１記載の発明は、車両衝突時の乗員の負傷を軽減させる乗員保護装置であって、左右輪へのトルク配分比を制御するトルク配分比制御装置と、前記車両の衝突が避けられないかどうかを判定する衝突回避判定手段と、その衝突回避判定手段により車両の衝突が避けられないと判定された場合に、前記トルク配分比制御装置を制御して、車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させる車両方向制御手段とを含むことを特徴とする。

この請求項１記載の発明によれば、トルク配分比制御装置が備えられており、このトルク配分比制御装置により左右輪へのトルク配分比が不均一とされると、左右輪の回転速度に差が生じて車両の向きが変化する。そして、衝突回避判定手段により車両の衝突が避けられないと判定された場合、車両方向制御手段は、トルク配分比制御装置を制御して車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させるので、衝突時の乗員の負傷が軽減される。

また、請求項２記載の発明は、車両を回転させる手段として、トルク配分比制御装置に代えて舵角アクチュエータを備えた発明である。すなわち、請求項２記載の発明は、車両衝突時の乗員の負傷を軽減させる乗員保護装置であって、左右輪と連結されてその左右輪の舵角を制御する舵角アクチュエータと、前記車両の衝突が避けられないかどうかを判定する衝突回避判定手段と、その衝突回避判定手段により車両の衝突が避けられないと判定された場合に、前記舵角アクチュエータを制御して、車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させる車両方向制御手段とを含むことを特徴とする。

この請求項２記載の発明によれば、衝突回避判定手段により車両の衝突が避けられないと判定された場合、車両方向制御手段は、舵角アクチュエータを制御して車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させるので、衝突時の乗員の負傷が軽減される。

また、請求項３記載の発明は、車両を回転させる手段として、トルク配分比制御装置および舵角アクチュエータを備えた発明である。すなわち、請求項３記載の発明は、請求項１記載の乗員保護装置において、前記左右輪と連結されてその左右輪の舵角を制御する舵角アクチュエータをさらに備え、前記車両方向制御手段は、前記衝突回避判定手段により車両の衝突が避けられないと判定された場合に、前記トルク配分比制御装置および前記舵角アクチュエータを制御して、車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させるものであることを特徴とする。

この請求項３記載の発明によれば、衝突が避けられないと判定された場合に、トルク配分比制御装置および舵角アクチュエータの２つの装置を用いて車両を回転させるので、所定の向きまで回転するのに要する時間が短くなる。従って、衝突が避けられないと判定されてから実際に衝突するまでの時間が短い場合であっても、車両の向きを乗員が負傷しにくい向きとすることができる。

車両が複数の座席を備えている車両の場合、車両方向制御手段における所定の向きは、請求項４記載のようにして決定することができる。すなわち、請求項４記載の発明は、複数の座席を備えた車両に搭載される請求項１乃至３のいずれかに記載の乗員保護装置であって、各座席の乗員の有無を検出する乗員検出手段をさらに備え、前記車両方向制御手段における所定の向きは、前記乗員検出手段によって乗員がいないことが検出された座席が乗員がいることが検出された座席よりも衝突側となる方向とされることを特徴とする。

この請求項４記載の発明によれば、衝突が避けられないと判定された場合には、乗員がいない座席が乗員のいる座席よりも衝突側とされることから、乗員が衝突部分から遠くなるので、衝突による乗員の負傷が軽減する。

次に、本発明の乗員保護装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の乗員保護装置の概略構成図である。図1において、１０はステアリングホイールであり、このステアリングホイール１０の中心にはステアリングシャフト１２が固定されている。ステアリングシャフト１２のステアリングホイール１０とは反対側の端は、舵角センサ１４が取り付けられている。舵角センサ１４は、ステアリングホイール１０の舵角（操舵角）Ｒを検出して、その操舵角Ｒを表す操舵角信号Ｓ_Ｒを、第１ＥＣＵ１６に供給する。

車速センサ１８は車速Ｖを検出してその車速Ｖを表す車速信号Ｓ_Ｖを第１ＥＣＵ１６に供給し、エンジン回転速度センサ２０は、エンジン２２の回転速度Ｅを検出してその回転速度Ｅを表す回転速度信号Ｓ_Ｅを第１ＥＣＵ１６に供給する。ＣＣＤカメラ２４は、車両の前端に備えられて車両前方の所定範囲の画像を逐次撮像する。そして、撮像した画像を表す画像信号Ｓ_Ｐを第１ＥＣＵ１６へ供給する。

第１乃至第４着座センサ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、乗員検出手段に相当するものであり、それぞれ、運転席、助手席、運転席側の後席、助手席側の後席の各座席に乗員がいるか否かを検出して、乗員の有無を表す乗員信号Ｓ_Ｍ１、Ｓ_Ｍ２、Ｓ_Ｍ３、Ｓ_Ｍ４を第１ＥＣＵ１６に供給する。なお、本実施例の車両は、図示しないが、前後２列の座席を有している。ヨーレートセンサ２８は、車両のヨーレートＹを逐次検出して、そのヨーレートＹを表すヨーレート信号Ｓ_Ｙを第１ＥＣＵ１６に供給する。

舵角アクチュエータ３０は、駆動輪である右前輪３２および左前輪３４に連結されており、電気モータ３６によって駆動されることにより、その一対の前輪３２、３４の舵角を変化させる。駆動制御回路３８は、第１ＥＣＵ１６からの舵角指令信号に従って電気モータ３６の駆動制御を行う。

トルク配分比制御装置４０は、プロペラシャフト４２と機械的に連結されており、プロペラシャフト４２を介して伝達されたエンジン２２からの駆動力を、右前輪３２および左前輪３４に伝達するものであり、右前輪３２および左前輪３４への駆動力の分配比率を変化させることができるように構成されている。

第２ＥＣＵ４３は、第１ＥＣＵ１６からの信号に従ってトルク配分比制御装置４０を制御する。そして、右前輪３２の実際のトルクＴＲは第１トルクセンサ４４によって検出され、左前輪３４の実際のトルクＴＬは第２トルクセンサ４６によって検出され、それらのトルクＴＲ、ＴＬを表すトルク信号Ｓ_ＴＲ、Ｓ_ＴＬが第１ＥＣＵ１６に供給される。

第１ＥＣＵ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備える所謂マイクロコンピュータであり、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従って第１ＥＣＵ１６に供給される信号を用いて予め定められた演算処理を行う。たとえば、舵角センサ１４から供給される操舵角信号Ｓ_Ｒに基づいて左右の前輪３２、３４の舵角を決定し、左右の前輪３２、３４をその決定した舵角とするための舵角指令信号を駆動制御回路３８に出力する。

また、第１ＥＣＵ１６は、供給される信号に基づいて、車両衝突時において乗員の負傷を軽減または防止するために、図２に示す処理を実行する。なお、図２に示す処理は、車両走行中において繰り返し実行するようになっている。

図２において、まず、ステップＳ１では、ＣＣＤカメラ２４からの画像信号Ｓ_Ｐを取り込み、続くステップＳ２では、その画像信号Ｓ_Ｐを画像処理することにより、前方の障害物（他車両や、建物などの固定物体）との間の前方距離を算出する。そして、続くステップＳ３では、車速信号Ｓ_Ｖを取り込む。

続くステップＳ４は衝突回避判定手段に相当し、このステップＳ４では、上記ステップＳ２で算出した前方の障害物との間の距離およびステップＳ３で取り込んだ車速信号Ｓ_Ｖから決定される車速Ｖに基づき、公知の判定アルゴリズムを用いることにより車両の衝突が避けられないかどうかを判断する。この判断は、たとえば、最大踏力でブレーキを踏んだ場合におけるブレーキ開始から停止までの停止予測距離と速度とのマップを用いて決定される停止予測距離と、ステップＳ２で算出した前方距離との比較に基づいて行う。

ステップＳ４の判断が否定された場合にはステップＳ１以下を繰り返すが、ステップＳ４の判断が肯定された場合には、ステップＳ５において、着座センサ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄからの乗員信号Ｓ_Ｍ１、Ｓ_Ｍ２、Ｓ_Ｍ３、Ｓ_Ｍ４を取り込み、続くステップＳ６では、ステップＳ５で取り込んだ乗員信号Ｓ_Ｍ１、Ｓ_Ｍ２、Ｓ_Ｍ３、Ｓ_Ｍ４に基づいて、後部座席に乗員がいないか否かを判断する。この判断が否定された場合、すなわち、後部座席に乗員がいると判断した場合には、図２に示すルーチンを終了する。一方、後部座席に乗員がいないと判断した場合には、ステップＳ７を実行する。このステップＳ７は車両方向制御手段に相当するものであり、ステップＳ７では、第２ＥＣＵ４３に制御指令信号を出力してトルク配分比制御装置４０を制御するとともに、駆動制御回路３８に舵角指令信号を出力して舵角アクチュエータ３０を制御することにより、車両の向きを、乗員が負傷しにくい所定の向きとして予め設定されている向き、すなわち、後部座席が衝突側（進行方向前側）となる向きまで回転させる。

より詳しくは、第１トルクセンサ４４および第２トルクセンサ４６からのトルク信号Ｓ_ＴＲ、Ｓ_ＴＬに基づいて左右の前輪３２、３４の実際のトルクＴＬ、ＴＲを判断しつつ、トルク配分比が所定の配分比となるようにトルク配分比制御装置４０を制御するとともに、駆動制御回路３８に舵角指令信号を出力して舵角アクチュエータ３０を制御することにより車両を回転させ、それと同時に、ヨーレートセンサ２８からのヨーレート信号Ｓ_Ｙすなわち車両の回転速度に基づいて車両の回転角度を逐次算出し、ステップＳ７開始前に対する車両の回転角度が１８０度となるまで車両を回転させて、車両の向きを後部座席が衝突側となるようにする。このように、車両の向きを後部座席が衝突側かつ進行方向前側となるように車両を回転させると、前席は衝突側から遠くなるので、前席の乗員に伝達される衝突時のショックが軽減される。従って、衝突時の負傷が軽減または防止される。また、この場合、前席の乗員にとっては後ろ向きにぶつかっていくことになるので、衝突によるショックによって前席の乗員はシートの背もたれに押し付けられることになり、座席から投げ出されることは比較的少ない。このことも、衝突時の負傷を軽減または防止するのに寄与する。

以上、説明した本実施例によれば、ステップＳ４（衝突回避判定手段）において車両の衝突が避けられないと判定された場合、ステップＳ７（車両方向制御手段）において、トルク配分比制御装置４０および舵角アクチュエータ３０が制御されて、後部座席が進行方向前側となるまで車両が回転させられるので、衝突による前席の乗員の負傷が軽減される。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変化が可能である。

たとえば、前述の実施例の車両は前輪３２、３４が駆動輪であったが、本発明は後輪駆動車や４輪駆動車にも適用することができる。また、前輪駆動車、後輪駆動車の場合、トルク配分比制御装置４０あるいは舵角アクチュエータ３０は駆動輪を制御するものであってもよいが、駆動輪ではない側の一対の左右輪を制御するものであってもよい。また、２輪駆動車、４輪駆動車に拘らず、トルク配分比制御装置、舵角アクチュエータによって４輪全てが制御されるようになっていてもよい。

また、前述の実施例の車両は、ステアリングホイール１０と操舵輪である前輪３２、３４との間が機械的に連結されていなかったが、それらの間が機械的に連結された車両にも本発明は適用できる。

また、前述の実施例の車両は、駆動力源としてエンジン２２を備えていたが、本発明は、電気モータを駆動力源とする電気自動車や、エンジンと電気モータを駆動力源とするハイブリッド車両にも適用でき、駆動力源に特に制限はない。

また、前述の実施例のトルク配分比制御装置４０は、エンジン２２からの駆動力の分配比率を変化させることにより、左右輪３２、３４の駆動トルク配分比を制御していたが、それに代えて、あるいはそれに加えて、左右輪３２、３４の制動力を左右独立して制御することによってトルク配分比を制御する構成でもよい。

また、前述の実施例の車両方向制御手段（ステップＳ７）では、乗員が負傷しにくい所定の向きは、後部座席が衝突側となる向きに予め設定されており、後部座席に乗員がいないことが検出された場合にのみ、車両をその向きに回転させるようになっていたが、助手席および助手席側の後席に乗員がいないことが検出された場合には、その側が乗員が負傷しにくい向きに設定されるようになっていてもよい。

また、前述の実施例は、ＣＣＤカメラ２４を備えており、そのＣＣＤカメラ２４によって撮像された画像に基づいて前方障害物との間の距離を算出していたが、所定方向（たとえば前方）へ電波を出力するとともに反射波を受信するレーダを備え、そのレーダからの信号に基づいて前方障害物との間の距離を算出してもよい。また、ナビゲーションシステムを備えた車両であれば、そのナビゲーションシステムからの情報に基づいて他車両などの前方障害物との間の距離を算出してもよい。

また、前述の実施例では、ヨーレートＹに基づいて車両の向きを判断していたが、ジャイロコンパスや地磁気を利用した電子コンパスを、車両の向きを判断する装置として用いてもよい。

本発明の乗員保護装置の概略構成図である。 図１の第１ＥＣＵにおいて実行される、本発明にかかる制御機能の要部を示すフローチャートである。

符号の説明

２６：着座センサ（乗員検出手段）
３０：舵角アクチュエータ
３２：右前輪
３４：左前輪
４０：トルク配分比制御装置
Ｓ４：衝突回避判定手段
Ｓ７：車両方向制御手段

Claims (4)

1. 車両衝突時の乗員の負傷を軽減させる乗員保護装置であって、
   左右輪へのトルク配分比を制御するトルク配分比制御装置と、
   前記車両の衝突が避けられないかどうかを判定する衝突回避判定手段と、
   その衝突回避判定手段により車両の衝突が避けられないと判定された場合に、前記トルク配分比制御装置を制御して、車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させる車両方向制御手段と
   を含むことを特徴とする乗員保護装置。
2. 車両衝突時の乗員の負傷を軽減させる乗員保護装置であって、
   左右輪と連結されてその左右輪の舵角を制御する舵角アクチュエータと、
   前記車両の衝突が避けられないかどうかを判定する衝突回避判定手段と、
   その衝突回避判定手段により車両の衝突が避けられないと判定された場合に、前記舵角アクチュエータを制御して、車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させる車両方向制御手段と
   を含むことを特徴とする乗員保護装置。
3. 請求項１記載の乗員保護装置であって、
   前記左右輪と連結されてその左右輪の舵角を制御する舵角アクチュエータをさらに備え、
   前記車両方向制御手段は、前記衝突回避判定手段により車両の衝突が避けられないと判定された場合に、前記トルク配分比制御装置および前記舵角アクチュエータを制御して、車両を乗員が負傷しにくい所定の向きまで回転させるものであることを特徴とする乗員保護装置。
4. 複数の座席を備えた車両に搭載される請求項１乃至３のいずれかに記載の乗員保護装置であって、
   各座席の乗員の有無を検出する乗員検出手段をさらに備え、
   前記車両方向制御手段における所定の向きは、前記乗員検出手段によって乗員がいないことが検出された座席が乗員がいることが検出された座席よりも衝突側となる方向とされることを特徴とする乗員保護装置。

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