JP2008013071A

JP2008013071A - 乗員保護制御装置

Info

Publication number: JP2008013071A
Application number: JP2006187111A
Authority: JP
Inventors: Yoji Mizoguchi; 洋司溝口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2026-07-06
Also published as: JP4765795B2

Abstract

【課題】乗員保護装置を適切なタイミングで作動させること。
【解決手段】乗員保護制御装置１０は、物体が車両へ衝突したときの車両への衝撃を予測する衝突予測手段２ｂと、乗員を保護する複数の乗員保護手段１と、複数の乗員保護手段１のうち、衝突予測手段２ｂにより予測された衝撃が大きい位置に対応する乗員保護手段１から、順次作動させる作動制御手段２ａと、車両のバッテリ３の蓄電量を検出する蓄電量検出手段４と、を備えている。蓄電量検出手段４により検出されたバッテリ３の蓄電量が所定量以下となるとき、作動制御手段２ａは、乗員保護手段１の作動開始のタイミングを早める。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、乗員を保護する乗員保護装置の作動を制御する乗員保護制御装置に関する。

従来、物体の衝突を予知する衝突予知手段と、車両内の複数のアクチュエータの動作を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、衝突予知手段からの出力に基づいて、各アクチュエータを予め定められた動作順位に従って順次作動させる乗員保護装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。当該装置は、衝突が予知されたときに、バッテリの電力供給不足を回避するように各アクチュエータを順次作動させる。
特開２００５−３１３７１８号公報

しかしながら、上記従来の乗員保護装置において、複数のアクチュエータが予め定められた動作順位に従って、順次作動されたとき、作動順序が後になるアクチュエータの制御開始は、通常の設定で作動された場合と比較して、より遅れる虞がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、乗員保護装置を適切なタイミングで作動させることを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
物体が車両へ衝突したときの車両への衝撃を予測する衝突予測手段と、
乗員を保護する複数の乗員保護手段と、
前記複数の乗員保護手段のうち、前記衝突予測手段により予測された前記衝撃が大きい位置に対応する該乗員保護手段から、順次作動させる作動制御手段と、
車両のバッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、を備える乗員保護制御装置であって、
前記蓄電量検出手段により検出された前記バッテリの蓄電量が所定量以下となるとき、前記作動制御手段は、前記乗員保護手段の作動開始のタイミングを早めることを特徴とする乗員保護制御装置である。

この一態様によれば、前記蓄電量検出手段により検出された前記バッテリの蓄電量が所定量以下となるとき、前記作動制御手段は、前記乗員保護手段の作動開始のタイミングを早める。これにより、バッテリの蓄電量が所定量以下となり、使用可能電力が不足しているときでも、各乗員保護手段の作動開始を遅らせること無く、適切なタイミングで作動させることができる。

なお、この一態様において、前記衝突予測手段は、例えば、物体が車両へ衝突する際の衝突位置を予測し、この衝突位置から近い位置を衝撃が大きいと予測する。

この一態様において、車両の状態量を検出する状態量検出手段を更に備え、
前記作動制御手段は、前記状態量検出手段により検出された前記車両の状態量と、判定閾値と、を比較することで、前記複数の乗員保護手段を作動開始させ、
前記蓄電量検出手段により検出された前記バッテリの蓄電量が所定量以下となるとき、前記作動制御手段は、前記判定閾値を変更してもよい。これにより、作動制御手段は、乗員保護手段の作動開始のタイミングを早めることができる。

この一態様において、前記状態量検出手段は、車両の加速度を検出する加速度センサであり、
前記作動制御手段は、前記加速度センサにより検出された前記車両の加速度が所定加速度以上となるとき、前記複数の乗員保護手段を作動開始させ、
前記蓄電量検出手段により検出された前記バッテリの蓄電量が所定量以下となるとき、前記作動制御手段は、前記判定閾値を低下させもよい。

本発明によれば、乗員保護装置を適切なタイミングで作動させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら一実施例を挙げて説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る乗員保護制御装置のシステム構成の概略を示すブロック図である。本実施例に係る乗員保護制御装置１０は、車両に配設され、乗員を保護する複数の乗員保護装置（乗員保護手段）１と、乗員保護装置１を制御する制御ＥＣＵ２と、車両のバッテリ３の蓄電量を検出する蓄電量センサ（蓄電量検出手段）４と、を備えている。

乗員保護装置１は、例えば、車両の各座席のシートベルト装置に配設されたプリテンショナ装置１ａ〜１ｄを含む。

例えば、ＶＳＣ（ＶｅｈｉｃｌｅＳｔａｂｉｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌ）制御等の車両安定化制御時、ブレーキアシスト制御時、プリクラッシュ制御時において、プリテンショナ装置１ａ〜１ｄは、モータを駆動させることで、シートベルトを巻き取る。これにより、シートベルトに張力が付加され、乗員が座席に拘束され、乗員がより確実に保護される。

制御ＥＣＵ２は、プリテンショナ装置１ａ〜１ｄ等の乗員保護装置１の作動を制御する作動制御部（作動制御手段）２ａと、物体が車両へ衝突したときの車両への衝撃を予測する衝突予測部（衝突予測手段）２ｂと、バッテリ３の蓄電状態を判断するバッテリ状態判断部２ｃと、を有している。

なお、制御ＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ、電子制御装置）２は、マイクロコンピュータから構成されており、制御、演算プログラムに従って各種処理を実行するとともに、当該装置１０の各部を制御するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＣＰＵの実行プログラムを格納するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有している。また、作動制御部２ａ、衝突予測部２ｂ、及びバッテリ状態判断部２ｃは、例えば、上記ＲＯＭに記憶され、上記ＣＰＵにより実行されるプログラムにより実現されている。

衝突予測部２ｂは、ミリ波、マイクロ波等の電波を車両周囲の物体に対して送出するレーダセンサ５が接続されている。レーダセンサ５は、送出した電波に対する物体からの反射波に基づいて、物体の車両に対する相対的な移動方向及び移動速度を検出する。

衝突予測部２ｂは、レーダセンサ５により検出された物体の車両に対する相対的な移動方向及び移動速度に基づいて、その物体が車両に衝突することを予測する。また、衝突予測部２ｂは、物体が車両に衝突すると予測した場合に、その物体が車両に衝突する衝突位置、衝突の方向、物体と衝突位置との間の距離、及び、衝突による車両への衝撃値（衝撃エネルギー）を予測する。

なお、衝突予測部２ｂは、カメラにより撮影された物体の撮影画像に基づいて、物体の質量、物体の車両に対する相対速度、及び、物体の車両への衝突位置を推定し、衝突時における物体による車両への衝撃値を推定してもよい。また、衝突予測手段２ｂは、予め記憶されたパターンと、物体の撮影画像とを比較する、所謂パターンマッチング処理により物体の質量を推定してもよい。

車両のバッテリ３には、バッテリ３の電圧を検出する電圧センサ４ａと、バッテリ３の電流を検出する電流センサ４ｂと、が配設されている。バッテリ状態判断部２ｃは、電圧センサ４ａにより検出されたバッテリ電圧と、電流センサ４ｂにより検出されたバッテリ電流と、基づいて、バッテリ３の蓄電量（残存容量ＳＯＨ）を推定する。なお、バッテリ状態判断部２ｃは、バッテリ３に配設された温度センサを用いて、バッテリ３の蓄電量をより高精度に推定するようにしてもよい。バッテリ状態判断部２ｃは、例えば、推定されたバッテリ３の蓄電量が所定量（例えば、最大容量の約１０％）以下となり、使用可能電力が不足しているか否かを判断する。

作動制御部２ａは、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動を制御する。作動制御部２ｃには、車両の側方部又は前方部に配設され、車両の前後方向又は横方向の加速度を検出する加速度センサ６が接続されている。作動制御部２ｃは、例えば、加速度センサ６により検出された車両前後方向の加速度が所定加速度Ａ以上になったと判断すると、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動を開始させる。

また、衝突予測部２ｂにより物体が車両に衝突すると予測された場合において、作動制御部２ａは、衝突予測部２ｂにより予測された物体と衝突位置との距離が所定距離Ｓ以下になり、物体が車両に接近したと判断すると、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動を開始させてもよい。なお、作動制御部２ｃは、加速度センサ６により検出された加速度が所定加速度Ａ以上となり、かつ、衝突予測部２ｂにより予測された物体と衝突位置との距離が所定距離Ｓ以下となったとき、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動を開始させてもよい。

ここで、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動開始を、通常の各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動開始よりも早くしてもよい。例えば、判定閾値である上記所定加速度Ａを、通常の値よりも小さく設定した場合、加速度センサ６により検出される加速度は、通常の設定よりも早く所定加速度Ａ以上となる。この為、作動制御部２ａは、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄを通常の設定よりも早く作動開始させる。なお、上記所定加速度Ａを通常の設定値よりも小さく設定すれば、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動開始をより早くすることができ、例えば、この最適値は実験的に求められ設定される。

また、例えば、判定閾値である上記所定距離Ｓを、通常の値よりも大きく設定した場合、衝突予測部２ｂにより予測される物体と衝突位置との距離は、通常よりも早く所定距離Ｓ以下となる。この為、作動制御部２ａは、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄを通常の設定よりも早く作動開始させる。なお、上記所定距離Ｓを通常の設定値よりもより大きく設定すれば、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動開始をより早くすることができ、例えば、この最適値は実験的に求められ設定される。

さらに、作動制御部２ａは、衝突予測部２ｂにより推定された物体の衝突位置に基づいて、各座席のプリテンショナ装置１ａ〜１ｄを順次作動させる。例えば、衝突予測部２ｂにより物体の衝突位置が車両の右前方と予測されたとき、作動制御部２ａは、各座席のプリテンショナ装置１ａ〜１ｄを、衝突位置である車両の右前方から近い位置から、右前側１ａ、左前側１ｂ、右後側１ｃ、左後側１ｄ、の順序で、所定時間Ｔの間隔で順次作動させる（図２）。このように物体の衝突位置に近く、物体の衝突時に車両への衝撃が大きいと推定される位置の各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄから優先して、作動させることで、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄをより確実に作動させることができる。

なお、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動開始時に、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄのモータが各座席のシートベルトを巻き取り、シートベルトへの張力の付加を開始する。このとき、各モータに瞬間的な大電流が流れる（電流値がピーク値となる）が、この大電流が流れるタイミングを、図２に示す如く、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄにおいて、夫々ずれるように上記所定時間Ｔが設定される。これにより、バッテリ３に対する電気負荷を低減することができる。

ところで、上述の如く、複数の乗員保護装置１を順次作動させた場合に、従来技術では、後の方に作動される乗員保護装置の作動開始が遅れる虞がある。

そこで、本実施例に係る乗員保護制御装置１０において、後の順番で作動されるプリンテンショナ装置の作動開始が遅れないように、先の順番で作動されるプリテンショナ装置の作動開始を予め早くする。これにより、後の順番で作動されるプリテンショナ装置の作動開始が遅れること無く、確実に作動させることができる。さらに、上述の各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの電流ピークをずらすことで、電気負荷の低減を図り、バッテリ３の蓄電量が不足している場合でも、安定的に各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄを作動させることができる。

例えば、作動制御部２ａは、図２に示す如く、各座席に配設されたプリテンショナ装置１ａ〜１ｄを、所定時間Ｔ（例えば、約２００ｍｓｅｃ）の間隔で、順次作動するように制御を行う場合を想定する。

この場合、１番目に作動開始するプリテンショナ装置１ａは、通常の設定時よりも、３Ｔ（例えば、約６００ｍｓｅｃ）だけ早く作動開始することとなる。同様に、２番目に作動開始するプリテンショナ装置１ｂは、通常の設定時よりも２Ｔ（例えば、約４００ｍｓｅｃ）だけ早く作動開始し、３番目に作動開始するプリテンショナ装置１ｃは、通常の設定時よりもＴ（例えば、約２００ｍｓｅｃ）だけ早く作動開始することとなる。そして、４番目（最後）に作動開始するプリテンショナ装置１ｄは、通常の設定時と同一のタイミングで作動開始する。このように設定することで、全てのプリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動開始が遅れること無く確実に作動される。さらに、バッテリ３の蓄電量不足時において、各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄによる電気負荷の低減を図ることができる。なお、上述及び図２に示す各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動開始のタイミングは一例であり、各モータのピーク電流が適切にずれていれば、任意に作動開始のタイミングを設定することができる。

図３は、本実施例に係る乗員保護制御装置１０の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。なお、図３に示す制御処理フローは所定の微少時間毎に繰り返し実行される。

制御ＥＣＵ２のバッテリ状態判断部２ｃは、電圧センサ４ａにより検出されたバッテリ電圧及び電流センサ４ｂにより検出されたバッテリ電流に基づいて、バッテリ３の蓄電量を推定する。そして、バッテリ状態判断部２ｃは、推定したバッテリ３の蓄電量が所定量以下となり、使用可能電力が不足しているか否かを判断する（Ｓ１００）。

バッテリ状態判断部２ｃにより、バッテリ３の使用可能電力が不足していると判断されたとき（Ｓ１００のＹｅｓ）、衝突予測部２ｂはレーダセンサ５により検出された物体の車両に対する相対的な移動方向及び移動速度に基づいて、物体が車両に衝突することを予測する（Ｓ１１０）。一方、バッテリ状態判断部２ｃにより、バッテリ３の使用可能電力が不足していないと判断されたとき（Ｓ１００のＮｏ）、本制御処理ルーチンを終了する。この場合、通常の各プリテンショナ装置１ａ〜１ｄの作動が行われる。

衝突予測部２ｂは、物体が車両に衝突すると予測すると（Ｓ１１０のＹｅｓ）、衝突時における物体の衝突位置を予測する（Ｓ１２０）。一方、衝突予測部２ｂは、物体が車両に衝突しないと予測すると（Ｓ１１０のＮｏ）、本制御処理ルーチンを終了する。

作動制御部２ａは、衝突予測部２ｂにより予測された物体の衝突位置から最も近い位置に配置され、最も衝撃が大きいと推定される位置近傍のプリテンショナ装置１ａ〜１ｄから、所定時間Ｔの間隔で、順次作動を開始させる（Ｓ１３０）。例えば、上述の如く、衝突予測部２ｂにより物体の衝突位置が車両の右前方と予測されたとき、作動制御部２ａは、各座席のプリテンショナ装置１ａ〜１ｄを、右前側１ａ、左前側１ｂ、右後側１ｃ、左後側１ｄ、の順序で、所定時間Ｔの間隔で順次作動させる（図２）。

以上、本実施例に係る乗員保護制御装置１０において、バッテリ状態判断部２ｃによりバッテリ３の使用可能電力が不足していると判断されたとき、作動制御部２ａは、各乗員保護装置１を所定時間Ｔの間隔で、順次作動を開始させる。これにより、各乗員保護装置１の電力消費のピークを夫々ずらすことができる。したがって、バッテリ３の蓄電量不足時において、各乗員保護装置１に対して安定的に電力供給を行うことができ、各乗員保護装置１を安定的に作動させることができる。

また、後の順番で作動される乗員保護装置１の作動開始が遅れないように、先の順番で作動される乗員保護装置１の作動開始を予め早くする。これにより、全ての乗員保護装置１が遅れること無く、確実に作動させることができる。

さらに、作動制御部２ａは、衝突予測部２ｂにより予測された物体の衝突位置から最も近い位置に配置され、最も衝撃が大きいと推定される位置近傍の乗員保護装置１から、所定時間Ｔの間隔で、順次作動を開始させる。これにより、衝突時に衝撃が大きくなると予測される位置近傍の乗員保護装置１をより確実に作動させることができる。すなわち、各乗員保護装置１を適切なタイミングで作動させることができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記一実施例において、衝突予測部２ｂは、レーダセンサ５を用いて、物体が車両に衝突することを予測しているが、超音波を物体に対して送出する超音波センサを用いて、物体が車両に衝突することを予測してもよい。さらに、衝突予測部２ｂは、カメラにより撮影された車両周囲の物体の撮影画像に基づいて、物体が車両に対して衝突することを予測してもよく、ＡＢＳ（Ａｎｔｉ−ＬｏｃｋＢｒａｋｅＳｙｓｔｅｍ）装置、横滑り制御装置（ＶＳＣ）等の車両の挙動を安定化させる制御を行う車両制御装置から得られる加速度値、ヨーレート値等の演算値を用いて、衝突をより高精度に予測してもよい。

上記一実施例において、乗員保護装置１として、プリテンショナ装置１ａ〜１ｄが適用されているが、この装置に限られず、例えば、乗員を拘束するようにシートの各部を駆動させるシート装置等の乗員を保護する任意の装置及びこれら装置の任意の組合せにも適用可能である。

上記一実施例において、バッテリ状態判断部２ｃにより、使用可能電力が不足しているか否が判断されているが、車両の電力負荷が所定負荷以上となり、過負荷状態であるか否かを判断してもよい。なお、具体的には、車両のオルタネータ（発電）制御の発電量演算に用いるＤｕｔｙ比Ｒが、過負荷であると判断される値Ｋ以上となるときに、過負荷状態であると判断してもよい。

上記一実施例において、作動制御部２ａは、衝突予測部２ｂにより予測された衝撃が大きいと推定される位置近傍の乗員保護装置１から、所定時間Ｔの間隔で、順次作動を開始させているが、この順序を変更する変更スイッチが設けられる構成であってもよい。この変更スイッチによりユーザは、必要に応じて適正な作動順序を設定することができる。

本発明は、例えば、乗員を保護する乗員保護装置の作動を制御する乗員保護制御装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の一実施例に係る乗員保護制御装置のシステム構成の概略を示すブロック図である。各プリテンショナ装置の作動を開始させるタイミングの一例を示す図である。本発明の一実施例に係る乗員保護制御装置の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１乗員保護装置
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄプリテンショナ装置
２制御ＥＣＵ
２ａバッテリ状態判断部
２ｂ衝突予測部
２ｃ作動制御部
３バッテリ
４蓄電量センサ
１０乗員保護制御装置

Claims

物体が車両へ衝突したときの車両への衝撃を予測する衝突予測手段と、
乗員を保護する複数の乗員保護手段と、
前記複数の乗員保護手段のうち、前記衝突予測手段により予測された前記衝撃が大きい位置に対応する該乗員保護手段から、順次作動させる作動制御手段と、
車両のバッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、を備える乗員保護制御装置であって、
前記蓄電量検出手段により検出された前記バッテリの蓄電量が所定量以下となるとき、前記作動制御手段は、前記乗員保護手段の作動開始のタイミングを早めることを特徴とする乗員保護制御装置。
請求項１記載の乗員保護制御装置であって、
車両の状態量を検出する状態量検出手段を更に備え、
前記作動制御手段は、前記状態量検出手段により検出された前記車両の状態量と、判定閾値と、を比較することで、前記複数の乗員保護手段を作動開始させ、
前記蓄電量検出手段により検出された前記バッテリの蓄電量が所定量以下となるとき、前記作動制御手段は、前記判定閾値を変更することを特徴とする乗員保護制御装置。
請求項２記載の乗員保護制御装置であって、
前記状態量検出手段は、車両の加速度を検出する加速度センサであり、
前記作動制御手段は、前記加速度センサにより検出された前記車両の加速度が所定加速度以上となるとき、前記複数の乗員保護手段を作動開始させ、
前記蓄電量検出手段により検出された前記バッテリの蓄電量が所定量以下となるとき、前記作動制御手段は、前記判定閾値を低下させることを特徴とする乗員保護制御装置。