JP2009101756A

JP2009101756A - 衝突被害軽減装置

Info

Publication number: JP2009101756A
Application number: JP2007273424A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Murata; 智良村田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2009-05-14

Abstract

【課題】衝突被害を軽減しつつ後続車が追突するなどの２次被害の発生を抑制する。
【解決手段】車間距離レーダなどにより測定された障害物までの距離Ｌ[m]及び障害物との相対速度Ｖ[m/s]に基づいて、障害物に衝突するまでの衝突時間ｔ[s]を演算する（Ｓ１及びＳ２）。そして、衝突時間ｔが所定値α以下になると、車両運転者に注意を喚起すべく、所定時間の間、衝突警報装置を作動させると共にブレーキを弱く作動させる（Ｓ３〜Ｓ５，Ｓ１１）。何らかの要因により車両運転者が警報に気付かず、衝突時間ｔが所定値αより小さい所定値β以下になると、ブレーキを最大能力で強く作動させる（Ｓ６及びＳ７）。その後、エアバッグが作動していればブレーキ作動状態を所定時間又は停車するまで保持する一方、エアバッグが作動していなければ衝突警報及び制動を解除する（Ｓ８〜Ｓ１０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両進行方向に位置する先行車，停止車両及び落下物など（以下「障害物」という）と衝突するおそれがあるときに、自動的にブレーキを作動させて衝突時の被害を軽減する衝突被害軽減装置に関する。

車両運転者の前方不注意などにより、ブレーキ操作やハンドル操作などの事故回避操作を行わずに、車両進行方向に位置する障害物と衝突する事故が時々発生している。このため、「大型トラックのプリクラッシュセーフティの開発」（非特許文献１）に記載されるように、レーダなどを利用して障害物と衝突する危険性を判定し、自動的にブレーキを作動させて車速を低下させることで、衝突時の被害を軽減する衝突被害軽減装置が実用化されている。
奥山宏和、外２名，「大型トラックのプリクラッシュセーフティの開発」，自動車技術，社団法人自動車技術会，２００６年１２月１日，第６０巻，第１２号，ｐ．３４−３８

ところで、自動的にブレーキを作動させて車速を低下させても、衝突時に車両重量（質量）に比例した運動エネルギが残っているため、その後にもブレーキ作動状態を保持することが望ましい。しかしながら、ハンドル操作などにより障害物との衝突が回避できる可能性があることを考慮すると、ブレーキを長時間作動させたままとすることは、後続車が追突するなどの２次被害が発生するおそれがあり、安易に採用し得るものではない。

そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、障害物と衝突したときに作動するエアバッグの作動信号を監視し、エアバッグが作動していればブレーキの作動状態を保持することで、衝突被害を軽減しつつ後続車が追突するなどの２次被害の発生を抑制した衝突被害軽減装置を提供することを目的とする。

このため、請求項１記載の発明では、車両進行方向に位置する障害物までの距離を測定する距離測定手段と、前記障害物との相対速度又はその変化率を測定する変位状態測定手段と、前記距離測定手段及び変位状態測定手段により夫々測定された距離及び相対速度若しくはその変化率に基づいて、前記障害物に衝突するまでの衝突時間を演算する衝突時間演算手段と、前記衝突時間演算手段により演算された衝突時間が第１の所定値以下となったときに、該衝突時間だけブレーキを強く作動させるブレーキ作動手段と、前記ブレーキ作動手段によるブレーキ作動後エアバッグが作動していれば、そのブレーキ作動状態を保持するブレーキ保持手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。

請求項２記載の発明では、前記ブレーキ保持手段は、所定のブレーキ解除条件が成立するまで、ブレーキ作動状態を保持することを特徴とする。
請求項３記載の発明では、前記ブレーキ解除条件は、ブレーキ作動状態の保持開始から所定時間経過したとき、車両が停止したとき、及び、ブレーキ解除スイッチが操作されたとき、のうち少なくとも１つの条件であることを特徴とする。

請求項４記載の発明では、前記衝突時間演算手段により演算された衝突時間が前記第１の所定値より大きい第２の所定値以下となったときに、車両運転者に対して注意を喚起する注意喚起手段を更に備えたことを特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記注意喚起手段は、警報装置を作動させ又はブレーキを弱く作動させることで、車両運転者に対して注意を喚起することを特徴とする。

請求項６記載の発明では、前記変位状態測定手段は、前記距離測定手段により測定された距離の時間的変化から、前記障害物との相対速度又はその変化率を間接的に測定することを特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記距離測定手段及び変位状態測定手段は、ミリ波レーダからなることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、車両進行方向に位置する障害物までの距離及び障害物との相対速度若しくはその変化率に基づいて、障害物に衝突するまでの衝突時間が演算される。そして、衝突時間が第１の所定値以下となると、その衝突時間だけブレーキが強く作動される。このため、車両が障害物に衝突するときの車速が低下し、その運動エネルギが小さくなることから、衝突被害を軽減することができる。また、ブレーキ作動後エアバッグが作動すると、車両が障害物に衝突したと判断できることから、ブレーキ作動状態が保持される。このため、車両が障害物に衝突したとき、車速が０にならず運動エネルギが残っていたとしても、その後の衝突被害を軽減することができる。

請求項２記載の発明によれば、障害物への衝突後、所定のブレーキ解除条件が成立したことを契機としてブレーキ作動状態が解除されるため、事故車両を迅速に移動させることができ、後続車が追突するなどの２次被害の発生を抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、障害物への衝突後、ブレーキ作動状態の保持開始から所定時間経過したとき、車両が停止したとき、及び、ブレーキ解除スイッチが操作されたとき、のうち少なくとも１つの条件が成立したことを契機としてブレーキ作動状態が解除されるため、事故車両を迅速に移動させることができ、後続車が追突するなどの２次被害の発生を抑制することができる。

請求項４記載の発明によれば、ブレーキが強く作動する前に、衝突時間が第１の所定値より大きい第２の所定値以下になると、車両運転者に対して注意が喚起される。このため、車両運転者が警報に気付いて、例えば、ブレーキペダルを踏み込んで急制動させると、追突を回避又は追突しても軽微で済ませることができる。
請求項５記載の発明によれば、車両運転者は、警報装置の作動又はブレーキが弱く作動することを介して、障害物に衝突する危険性があることを認識することができる。

請求項６記載の発明によれば、車両進行方向に位置する障害物までの距離の時間的変化から、障害物との相対速度又はその変化率が間接的に測定されるため、例えば、障害物までの距離のみを測定可能な安価なセンサを使用でき、コストダウンなどを図ることができる。
請求項７記載の発明によれば、障害物までの距離及び障害物との相対速度若しくはその変化率を測定するためにミリ波レーダを使用することで、悪天候や汚れなどの環境要因の影響を受け難くすることができる。

以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係る衝突被害軽減装置を備えた車両の全体構成を示す。
衝突被害軽減装置は、車両進行方向に位置する障害物を検知する車間距離レーダ１０と、ブザー，警告灯などの衝突警報装置２０と、コンピュータを内蔵したコントロールユニット３０と、を含んで構成される。車間距離レーダ１０は、距離測定手段及び変位状態測定手段として機能すべく、悪天候や汚れなどの環境要因の影響を受け難いミリ波レーダからなり、少なくとも、障害物までの距離Ｌ及び障害物との相対速度Ｖを夫々測定する。また、コントロールユニット３０には、衝突時に作動するＳＲＳ（Supplemental Restraint System）エアバッグ４０から作動信号が入力される。そして、コントロールユニット３０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムを実行することで、車間距離レーダ１０及びＳＲＳエアバッグ４０からの各種信号に基づいて、衝突警報装置２０を電子制御すると共に、サービスブレーキなどを電子制御するブレーキコントロールユニット５０に対してブレーキ作動指令を適宜出力する。なお、コントロールユニット３０は、ブレーキコントロールユニット５０に対してブレーキ作動指令を出力する代わりに、サービスブレーキなどを直接電子制御するようにしてもよい。

ここで、コントロールユニット３０が制御プログラムを実行することで、衝突時間演算手段，ブレーキ作動手段及びブレーキ保持手段が夫々具現化されると共に、衝突警報装置２０と協働して注意喚起手段が具現化される。
図２は、車両走行中であることを契機として、コントロールユニット３０において繰り返し実行される制御プログラムの処理内容を示す。

ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、車間距離レーダ１０から障害物までの距離Ｌ[m]及び障害物との相対速度Ｖ[m/s]を夫々読み込む。
ステップ２では、例えば、ｔ＝Ｌ／Ｖという演算式を用いて、距離Ｌ及び相対速度Ｖから、障害物に衝突するまでの衝突時間ｔ[s]を演算する。
ステップ３では、衝突時間ｔが所定値α（第２の所定値）以下であるか否かを判定する。ここで、所定値αは、車両運転者に対して注意を喚起すべきか否かを判定するための閾値であって、ブレーキ操作などで衝突が回避可能な時間（例えば、1.6〜2.3秒）に設定される。そして、衝突時間ｔが所定値α以下であればステップ４へと進む一方（Ｙｅｓ）、衝突時間ｔが所定値αより大きければ処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ４では、車両運転者に対して注意を喚起すべく、衝突警報装置２０を作動させる。
ステップ５では、車両運転者に対して注意を喚起すべく、ブレーキコントロールユニット５０に対してブレーキを弱く作動させる弱制動（警報ブレーキ）指令を出力する。なお、ブレーキコントロールユニット５０は、後続車に注意を喚起すべく、ブレーキを弱制動させるときに、ブレーキランプを同時に点灯させることが望ましい。

ステップ６では、衝突時間ｔが所定値αより小さい所定値β（第１の所定値）以下であるか否かを判定する。ここで、所定値βは、車両運転者の意思にかかわらずブレーキを強く作動させるべきか否かを判定するための閾値であって、物理的にハンドル操作やブレーキ操作により衝突回避が困難な時間（例えば、0.8〜1.5秒）に設定される。そして、衝突時間ｔが所定値β以下であればステップ７へと進む一方（Ｙｅｓ）、衝突時間ｔが所定値βより大きければステップ１１へと進む（Ｎｏ）。

ステップ７では、衝突時の車速をできるだけ低下させるべく、ブレーキコントロールユニット５０に対してブレーキを強く作動させる強制動（被害軽減ブレーキ）指令を衝突時間ｔだけ出力する。ここで、ブレーキを強く作動させるとは、サービスブレーキなどを最大性能で作動させることを意味する。
ステップ８では、ＳＲＳエアバッグ４０の作動信号を読み込み、エアバッグが作動しているか否かを判定する。そして、エアバッグが作動していれば、障害物に衝突したと判断してステップ９へと進み（Ｙｅｓ）、ブレーキ作動状態を所定時間（例えば、3.0〜10.0秒）又は車両が停止するまで保持する。一方、エアバッグが作動していなければ、何らかの要因で衝突が回避できたと判断してステップ１０へと進み（Ｎｏ）、衝突警報装置２０を停止すると共に、ブレーキコントロールユニット５０に対してブレーキ解除指令を出力する。

ステップ１１では、ブレーキコントロールユニット５０に対してブレーキ弱制動指令を出力してから所定時間経過したか否かを判定する。ここで、所定時間は、ブレーキを弱く作動させておく時間を規定するための閾値であって、車両運転者に注意を喚起可能な時間（例えば、0.8秒）に設定される。そして、ブレーキ弱制動指令を出力してから所定時間経過したならば処理を終了する一方（Ｙｅｓ）、ブレーキ弱制動指令を出力してから所定時間経過していなければステップ４へと戻る（Ｎｏ）。

かかる衝突被害軽減装置によれば、車間距離レーダ１０により検出された障害物までの距離Ｌ及び障害物との相対速度Ｖに基づいて、障害物に衝突するまでの衝突時間ｔが演算される。そして、図３に示すように、衝突時間ｔが所定値α以下となったとき、即ち、障害物と衝突する危険性があるときに、車両運転者に注意を喚起すべく、衝突警報が発せられると共にブレーキが弱く作動される。車両運転者が警報に気付いて、例えば、ブレーキペダルを踏み込んで強制動させると、追突を回避又は追突しても軽微で済ませることができる。

一方、何らかの要因により車両運転者が警報に気付かない場合、障害物に衝突するまでの衝突時間ｔが所定値β以下、即ち、ハンドル操作やブレーキ操作により衝突回避が困難になると、ブレーキが強く作動される。このため、車両が障害物に衝突するときの車速が低下し、その運動エネルギが小さくなることから、衝突被害を軽減することができる。また、ブレーキが強く作動した後ＳＲＳエアバッグ４０が作動すると、車両が障害物に衝突したと判断できることから、所定時間又は車両が停止するまでブレーキ作動状態が保持される。このため、車両が障害物に衝突したとき、車速が０にならず運動エネルギが残っていたとしても、その後の衝突被害を軽減することができる。

さらに、障害物への衝突後、ブレーキ作動状態は所定時間経過又は車両停車を契機として解除されるため、事故車両を迅速に移動させることができるので、後続車が追突するなどの２次被害の発生を抑制することができる。特に、大型トラックなどは、事故により自走できなくなると車線を塞ぐため、他の交通を阻害し易いので、ブレーキ作動状態が適宜解除されることが望ましい。

本実施形態では、ブレーキ作動状態の解除条件として、その作動開始から所定時間経過又は車両停車を採用しているが、これに限らず、例えば、手動のブレーキ解除スイッチを設け、これが操作されたことを解除条件としてもよい。また、これらの解除条件のうち１つのものではなく、少なくとも１つの条件を任意に組み合わせてもよい。
なお、車両が加減速中であるときには障害物との相対速度Ｖが一定でないため、相対速度Ｖからその変化率［m/s²]を間接的に求め、例えば、ｔ＝SQRT(２Ｌ／α)という演算式を用いて、障害物に衝突するまでの衝突時間ｔを演算してもよい。このようにすれば、衝突時間ｔの演算精度が向上し、適切な時期に警報及びブレーキ作動を開始することができる。また、障害物までの距離Ｌ及び障害物との相対速度Ｖを測定可能な車間距離レーダ１０に代えて、距離Ｌのみを測定可能な公知の車間距離センサを使用し、距離Ｌの時間的変化から、障害物との相対速度Ｖ又はその変化率を間接的に測定するようにしてもよい。このようにすれば、安価な車間距離センサを使用でき、コストダウンなどを図ることができる。

本発明に係る衝突被害軽減装置を備えた車両の全体構成図制御プログラムの処理内容を示すフローチャート衝突被害軽減装置の作動概要図

符号の説明

１０車間距離レーダ
２０衝突警報装置
３０コントロールユニット
４０ＳＲＳエアバッグ
５０ブレーキコントロールユニット

Claims

車両進行方向に位置する障害物までの距離を測定する距離測定手段と、
前記障害物との相対速度又はその変化率を測定する変位状態測定手段と、
前記距離測定手段及び変位状態測定手段により夫々測定された距離及び相対速度若しくはその変化率に基づいて、前記障害物に衝突するまでの衝突時間を演算する衝突時間演算手段と、
前記衝突時間演算手段により演算された衝突時間が第１の所定値以下となったときに、該衝突時間だけブレーキを強く作動させるブレーキ作動手段と、
前記ブレーキ作動手段によるブレーキ作動後エアバッグが作動していれば、そのブレーキ作動状態を保持するブレーキ保持手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする衝突被害軽減装置。
前記ブレーキ保持手段は、所定のブレーキ解除条件が成立するまで、ブレーキ作動状態を保持することを特徴とする請求項１記載の衝突被害軽減装置。
前記ブレーキ解除条件は、ブレーキ作動状態の保持開始から所定時間経過したとき、車両が停止したとき、及び、ブレーキ解除スイッチが操作されたとき、のうち少なくとも１つの条件であることを特徴とする請求項２記載の衝突被害軽減装置。
前記衝突時間演算手段により演算された衝突時間が前記第１の所定値より大きい第２の所定値以下となったときに、車両運転者に対して注意を喚起する注意喚起手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の衝突被害軽減装置。
前記注意喚起手段は、警報装置を作動させ又はブレーキを弱く作動させることで、車両運転者に対して注意を喚起することを特徴とする請求項４記載の衝突被害軽減装置。
前記変位状態測定手段は、前記距離測定手段により測定された距離の時間的変化から、前記障害物との相対速度又はその変化率を間接的に測定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の衝突被害軽減装置。
前記距離測定手段及び変位状態測定手段は、ミリ波レーダからなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の衝突被害軽減装置。