JP2012176633A - 車両用衝突検知装置および乗員保護システム - Google Patents

Abstract

【課題】冗長構成であっても、全体のコストを従来よりも低減することができる車両用衝突検知装置および乗員保護システムを提供する。
【解決手段】車両用衝突検知装置３０は、車両１０に関する車両情報のうちで一以上のメイン情報Ｊｍおよび一以上のセーフティング情報Ｊｓに基づいて、所定の衝突条件を満たすと車両１０が衝突したか否かを判断する衝突検知手段３１を有する。衝突検知手段３１は、一以上のメイン情報Ｊｍを車両１０に備えるセンサ１１，１２から取得するとともに、一以上のセーフティング情報Ｊｓを車両１０に備える制御処理装置２０から取得し、所定の衝突条件を満たすか否かで車両１０が衝突したか否かを判断する。冗長構成において、１つのセーフィングセンサの役割を制御処理装置２０からの情報を使うことで代用するので、システム構成を最小限にでき、全体のコストを従来よりも低減することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両が衝突したか否かを判断する車両用衝突検知装置と、当該車両用衝突検知装置を含む乗員保護システムとに関する。

従来では、横滑り発生状態にあることを検出すると、エアバッグの展開閾値を変更する車両用サイドエアバッグ制御装置に関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献１を参照）。すなわち、車両に横滑りが発生すると、乗員がドアライニングに近づいてエアバッグの展開範囲に入り込む可能性がある。そこで、エアバッグの展開閾値を高く変更して、横滑り発生時におけるエアバッグの展開を規制する。

特開２０１０−１４９８０２号公報

エアバッグの作動を制御するシステムでは、ノイズや故障等による誤作動を防止するため、二以上のセンサを用いて構成する冗長構成が一般的である。しかし冗長構成はコスト高が課題となっている。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、冗長構成であっても、全体のコストを従来よりも低減することができる車両用衝突検知装置および乗員保護システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１に記載の発明は、車両に関する車両情報のうちで一以上のメイン情報および一以上のセーフティング情報に基づいて、所定の衝突条件を満たすと前記車両が衝突したか否かを判断する衝突検知手段を有する車両用衝突検知装置において、前記衝突検知手段は、前記一以上のメイン情報を前記車両に備えるセンサから取得するとともに、前記一以上のセーフティング情報を前記車両に備える制御処理装置から取得し、前記所定の衝突条件を満たすか否かで前記車両が衝突したか否かを判断することを特徴とする。

この構成によれば、センサからメイン情報を取得し、制御処理装置からセーフティング情報（例えば横滑り情報等）を取得する。制御処理装置は本来、車両衝突ではなく、車両走行の安全性維持のために備える装置であり、車両衝突を検知するための２つ以上のセンサを冗長で構成することに対してその内の１つのセーフィングセンサの役割を「衝突前の予兆」として制御処理装置からの情報を使うことで代用すれば、車両衝突を検知・判断するためのシステム構成を最小限とすることができ、全体のコストを従来よりも低減することができる。

なお「車両情報」は車両に関する情報であれば任意であり、計測値や推定値などの種類を問わない。例えば、アクセルの開度，操作のストローク量，ステアリングの操舵角，変速操作等によるポジション，乗員のシート着座状態，車両の速度（車速），車輪の舵角，車両の加速度，車両のヨーレート，車両の回転角や角速度，画像または映像，物体との相対距離，車両の角度（ロール角やピッチ角等）や、それらに基づく計算値などが該当する。「メイン情報」および「セーフティング情報」は、所定の衝突条件を満たすか否かを判断する際において、冗長構成を担保する情報である。「センサ」は車両に備えてメイン情報を出力可能なセンサであれば任意である。例えば、圧力センサや加速度センサ等が該当する。「制御処理装置」は車両に備えてセーフティング情報を出力可能な制御処理装置であれば任意である。例えば、横滑り防止機構（ＥＳＣ；Electronic Stability Control）の制御を行うＥＣＵ（Electronic Control Unit）等が該当する。制御処理装置および車両用衝突検知装置は、いずれもＥＣＵで構成されるか否かを問わず、さらにＥＣＵに含まれるか否かも問わない。

請求項２に記載の発明は、前記制御処理装置は、横滑り防止機構の制御を行い、横滑りが発生する際に横滑り情報を前記セーフティング情報として出力することを特徴とする。「横滑りが発生する際」は、横滑り発生時に限らず、横滑り発生前の予測（予想）を含む。「横滑り情報」は車両（自車）に横滑りが発生することを示す情報であって、信号やデータ等の形式を問わない。この構成によれば、横滑り防止機構の制御を行うように構成された制御処理装置が横滑り情報をセーフティング情報として出力する。横滑り防止機構は車両に備える装置であり、車両衝突を検知するための２つ以上のセンサを冗長で構成することに対してその内の１つのセーフィングセンサの役割を「衝突前の予兆」として制御処理装置からの情報を使うことで代用すれば、車両衝突を検知・判断するためのシステム構成を最小限とすることができ、全体のコストを従来よりも低減することができる。

請求項３に記載の発明は、前記センサは、前記車両の側面部に備えられる圧力センサであり、前記衝突検知手段は、前記所定の衝突条件を満たすと前記車両が側面衝突したか否かを判断することを特徴とする。車両が横滑りする際、衝突する可能性が高いのは当該車両の側面部である。「側面部」は車両の側面側に位置する部位であって、例えばドア，フェンダー，ピラー等が該当する。この構成によれば、車両の側面部に備えられる圧力センサで検知されるメイン情報に基づいて所定の衝突条件を満たすか否かを判断するので、側面衝突の有無を的確に判断できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置と、前記車両の衝突を検知する際に前記車両用衝突検知装置から伝達される衝突検知情報に基づいて、乗員を保護する保護装置の作動を制御する乗員保護制御装置とを有することを特徴とする。この構成によれば、請求項１から３に記載の発明と同様に、センサからメイン情報を取得し、制御処理装置からセーフティング情報（例えば横滑り情報等）を取得することで、乗員保護制御装置として必要な衝突検知を判断する情報を得て、保護装置を必要な場合のみに、確実に作動させることができる。

車両の構成例を模式的に示す図である。 センサの種類とＥＣＵとの関係を示す模式図である。 衝突検知処理の手続き例を示すフローチャートである。 車両が横滑りする例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的な接続を意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示してはいない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。

本発明（車両用衝突検知装置および乗員保護システム）を車両に備えて実現する場合の構成例について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１には車両の構成例を模式的に示す。図２にはセンサの種類とＥＣＵとの関係を模式図で示す。図３には衝突検知処理の手続き例をフローチャートで示す。図４には車両が横滑りする例を示す。

図１に示す車両１０は、センサ１１，１２、制御処理装置２０、車両用衝突検知装置３０、乗員保護制御装置４０などを備える自動車である。センサ１１，１２はそれぞれ一以上を有し、個々のセンサが検知内容に応じたセンサ検知情報Ｊｄを出力する。センサ検知情報Ｊｄは「車両情報」に相当し、信号やデータ等の形式を問わない。センサ１１が出力するセンサ検知情報Ｊｄの一部または全部は、括弧内に「Ｊｍ」で示す「メイン情報」に相当する。センサ１１，１２の具体例については後述する（図２を参照）。

制御処理装置２０は、車両走行の安全性維持のために備える装置の一つである。この制御処理装置２０は、一以上のセンサ１１から伝達されるセンサ検知情報Ｊｄを受けて、車両１０にかかる横滑り防止機構（ＥＳＣ）の制御を行う。車両１０に横滑りが発生する際には、横滑り情報Ｊｅを出力する。横滑り情報Ｊｅは「車両情報」に相当し、信号やデータ等の形式を問わない。制御処理装置２０は、ＥＣＵで構成されるか否かを問わず、さらにＥＣＵに含まれるか否かも問わない。なお本形態では、制御処理装置２０をＥＣＵ１１０で構成する（図２を参照）。横滑り防止機構の制御については周知であるので、図示および説明を省略する。

車両用衝突検知装置３０は、所定の衝突条件を満たすと車両１０が衝突したか否かを判断する機能を担い、少なくとも衝突検知手段３１を有する。衝突検知手段３１は、一以上のメイン情報Ｊｍおよび一以上のセーフティング情報Ｊｓに基づいて、所定の衝突条件を満たすと車両１０の衝突を示す衝突検知情報Ｊｃを出力する。衝突検知情報Ｊｃは「車両情報」であるとともに括弧内に「Ｊｓ」で示す「セーフティング情報」に相当し、信号やデータ等の形式を問わない。車両用衝突検知装置３０は、ＥＣＵで構成されるか否かを問わず、さらにＥＣＵに含まれるか否かも問わない。なお本形態では、車両用衝突検知装置３０をＥＣＵ１００で構成する（図２を参照）。

乗員保護制御装置４０は、衝突時等に車両１０の乗員を保護する機能を担い、エアバッグやシートベルト等の保護部材を含む。この乗員保護制御装置４０による保護部材の作動制御は、一般的に衝突検知情報Ｊｃに基づいて行うが、具体的な構成や制御内容等については周知であるので、図示および説明を省略する。この乗員保護制御装置４０の制御部分は、ＥＣＵで構成されるか否かを問わず、ＥＣＵに含まれるか否かを問わない。

図２には、ＥＣＵ１００，１１０にセンサ検知情報Ｊｄを出力するセンサ（センサ群）１１，１２の一例を示す。ＥＣＵ１００，１１０に備える他の要素は多様であり、周知でもあるので、図示および説明を省略する。

図２に示すセンサ１１はＥＣＵ１００にセンサ検知情報Ｊｄを伝達し、同じくセンサ１２はＥＣＵ１１０にセンサ検知情報Ｊｄを伝達する。例えばセンサ１１は、開度センサ１１ａ、ストロークセンサ１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ、操舵角センサ１１ｅ、ポジションセンサ１１ｆ、舵角センサ１１ｇ、乗員検知センサ１１ｈなどが該当する。またセンサ１２は、速度センサ１２ａ、加速度センサ１２ｂ、ヨーレートセンサ１２ｃ、ジャイロスコープ１２ｄ、圧力センサ１２ｅ、距離センサ１２ｆ、角度センサ１２ｇなどが該当する。各センサの機能を以下に概説するが、当該機能を奏する任意の計測方式を適用してもよい。

開度センサ１１ａは、運転者がアクセルペダルを操作して変化するアクセルの開度を検知して出力する。ストロークセンサ１１ｂは、運転者がフットブレーキペダルを操作して変化するブレーキのストローク量を検知して出力する。ストロークセンサ１１ｃは、運転者がサイドブレーキレバーを操作して変化するブレーキのストローク量を検知して出力する。二点鎖線で示すストロークセンサ１１ｄはマニュアル車に備えられ、運転者がクラッチペダルを操作して変化するクラッチのストローク量を検知して出力する。操舵角センサ１１ｅは、運転者がステアリング（ハンドル）を操作して変化する操舵角を検知して出力する。ポジションセンサ１１ｆは、変速操作（例えばシフトレバーやセレクトレバー）等によるポジション（ギアやレンジ等）を検知して出力する。

舵角センサ１１ｇは、車両１０（例えば車輪）の舵角を検知して出力する。乗員検知センサ１１ｈは、車両１０に乗員が乗っているか否かまたはその体格など、シートへの乗員の着座状態を検知して出力する。速度センサ１２ａは、車両１０の速度（例えば車輪の回転速度に基づく速度）を検知して出力する。加速度センサ１２ｂは、車両１０の加速度（例えば車輪の回転速度に基づく加速度）を検知して出力する。ヨーレートセンサ１２ｃは、車両１０のヨーレートを検知して出力する。ジャイロスコープ１２ｄは、車両１０の角速度（あるいは回転角）を検知して出力する。圧力センサ１２ｅは、車両１０の外部から加わる圧力を検知して出力する。本形態の圧力センサ１２ｅは、例えばドア，フェンダー，ピラー等のように車両１０の側面部に備える。

距離センサ１２ｆは、車両１０と物体との相対距離（例えば先行車両との車間距離等）を検知して出力する。「物体」は車両１０（自車）を除く全ての物体である。例えば、他の車両、構造物（建築物を含む）、設置物（標識，信号機，ガードレール等）、動物（人間を含む）などが該当する。相対距離の検知法は任意である。例えば、検知波（例えばレーザ光等の光，赤外線等の電波，音波等）の発信・受信による検知や、後述する撮像用カメラで撮像した画像の解析による検知などが該当する。角度センサ１２ｇは、車両１０の角度（ロール角やピッチ角等の角度）を検知する。ロール角によってバンクの程度が分かり、ピッチ角によって前傾や後傾の程度が分かる。

なお、図２に示していないセンサであっても、車両１０に搭載可能なセンサであればセンサ１１，１２の一方または双方に含めることができる。例えば、回転数センサや撮像用カメラなどが該当する。回転数センサは、駆動源（例えばエンジン等の燃焼機関や、モータ等の回転電機等）の回転数を検知して出力する。撮像用カメラは、車両１０の周囲（特に進行方向の前方側）にかかる画像または映像を撮像する。

上述したＥＣＵ１００（すなわち車両用衝突検知装置３０）において、車両１０が衝突したか否かを検知するための手続き例について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。図３に示す衝突検知処理は「衝突検知手段」に相当し、ＥＣＵ１００に通常電源（例えば蓄電池や燃料電池等）から供給される場合に限らず、非常用電源（例えばコンデンサやキャパシタ等）から供給される場合を含めて、繰り返し実行される。

図３に示す衝突検知処理では、まずＥＣＵ１１０（制御処理装置２０）から横滑り情報Ｊｅが伝達されたか否かを監視するとともに〔ステップＳ１０〕、圧力センサ１２ｅから伝達される圧力値を受ける〔ステップＳ１１〕。当該圧力値はセンサ検知情報Ｊｄの一つであり、圧力が無いゼロ値（すなわち０[Pa]）を含む。

横滑り情報Ｊｅや上記圧力値などに基づいて、所定の衝突条件を満たすか否かを判断する〔ステップＳ１２〕。もし、圧力値が圧力閾値未満であるか、あるいは横滑り情報Ｊｅを受けていなければ（ＮＯ）、衝突等が発生していないので、そのまま衝突検知処理をリターンする。

一方、メイン情報Ｊｍとして圧力センサ１２ｅから伝達された圧力値が圧力閾値（例えば１０[ｋPa]等）以上であり、かつ、セーフティング情報ＪｓとしてＥＣＵ１１０から横滑り情報Ｊｅが伝達された場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、側面衝突を検知して衝突検知情報Ｊｃを乗員保護制御装置４０に出力し〔ステップＳ１３〕、衝突検知処理をリターンする。このように衝突検知情報Ｊｃを出力するのは、図４に示す車両１０が進行方向（矢印Ｄ１方向）に前進しようとしているにもかかわらず、横滑り方向（矢印Ｄ２方向）に進行する状態が該当する。横滑り方向に存在する物体５０に車両１０が衝突すると、圧力センサ１２ｅがゼロ値でない圧力値を検知する。

上述した実施の形態によれば、以下に示す各効果を得ることができる。まず請求項１に対応し、車両１０に関する車両情報のうちで一以上のメイン情報Ｊｍおよび一以上のセーフティング情報Ｊｓに基づいて、所定の衝突条件を満たすと車両１０が衝突したか否かを判断する衝突検知手段３１を有する車両用衝突検知装置３０において、衝突検知手段３１は、一以上のメイン情報Ｊｍを車両１０に備えるセンサ１２の一部または全部から取得するとともに、一以上のセーフティング情報Ｊｓを車両１０に備える制御処理装置２０から取得し、所定の衝突条件を満たすか否かで車両１０が衝突したか否かを判断する構成とした（図１，図２を参照）。この構成によれば、車両衝突を検知するための２つ以上のセンサを冗長で構成することに対して、その内の１つのセーフィングセンサの役割を「衝突前の予兆」として制御処理装置２０からの情報を使うことで代用するので、車両衝突を検知・判断するためのシステム構成を最小限とすることができ、全体のコストを従来よりも低減することができる。

請求項２に対応し、制御処理装置２０は横滑り防止機構の制御を行い、横滑りが発生する際に横滑り情報Ｊｅをセーフティング情報Ｊｓとして出力する構成とした（図１，図２を参照）。この構成によれば、横滑り防止機構は車両１０に備える装置であり、車両衝突を検知するための２つ以上のセンサを冗長で構成することに対してその内の１つのセーフィングセンサの役割を「衝突前の予兆」として制御処理装置２０からの情報を使うことで代用すれば、車両衝突を検知・判断するためのシステム構成を最小限とすることができ、全体のコストを従来よりも低減することができる。

請求項３に対応し、センサ１２は車両１０の側面部に備えられる圧力センサ１２ｅであり、衝突検知手段３１は所定の衝突条件を満たすと車両１０が側面衝突したか否かを判断する構成とした（図２，図３を参照）。この構成によれば、車両１０の側面部に備えられる圧力センサ１２ｅで検知されるメイン情報Ｊｍに基づいて所定の衝突条件を満たすか否かを判断するので、側面衝突の有無を的確に判断できる。

請求項４に対応し、車両１０が衝突したか否かを判断する車両用衝突検知装置３０と、衝突検知情報Ｊｃに基づいて乗員を保護する保護装置の作動を制御する乗員保護制御装置４０とを有する構成とした（図１，図２を参照）。この構成によれば、センサ１１の一部または全部からメイン情報Ｊｍを取得し、制御処理装置２０からセーフティング情報Ｊｓとしての横滑り情報Ｊｅ等を取得することで、乗員保護制御装置４０として必要な衝突検知を判断する情報を得て、乗員保護制御装置４０を必要な場合のみに、確実に作動させることができる。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態では、メイン情報Ｊｍとして圧力センサ１２ｅから伝達される圧力値（センサ検知情報Ｊｄ）と、セーフティング情報ＪｓとしてＥＣＵ１１０から伝達される横滑り情報Ｊｅとに基づいて、所定の衝突条件を満たすか否かを判断した（図３のステップＳ１２を参照）。この形態に代えて、圧力センサ１２ｅ以外のセンサ１２から伝達される計測値（センサ検知情報Ｊｄ）を用いたり、ＥＣＵ１１０を含めて複数の制御処理装置２０から伝達される情報を用いて、所定の衝突条件を満たすか否かを判断してもよい。車両１０の特性（大きさや重量等）によっては、他のセンサやＥＣＵ等から伝達される情報に基づいて判断すると、衝突精度が高まる場合がある。

上述した実施の形態では、センサ１１はＥＣＵ１００にセンサ検知情報Ｊｄを伝達し、同じくセンサ１２はＥＣＵ１１０にセンサ検知情報Ｊｄを伝達する構成とした（図２を参照）。この形態に加えて、センサ１１の一部または全部のセンサ検知情報ＪｄをＥＣＵ１１０に伝達したり、センサ１２の一部または全部のセンサ検知情報ＪｄをＥＣＵ１００に伝達したりする構成としてもよい。車両１０の特性（大きさや重量等）によっては、ＥＣＵ１００における所定の衝突条件を満たすか否かの判断精度が高まる場合や、ＥＣＵ１１０における横滑り防止機構の制御が向上する場合がある。

上述した実施の形態では、車両用衝突検知装置３０をＥＣＵ１００で構成し、制御処理装置２０をＥＣＵ１１０で構成した（図２を参照）。この形態に代えて、車両用衝突検知装置３０および制御処理装置２０のうちで一方または双方を単体の処理装置（例えばコンピュータ，サーバー，ナビゲーション装置等）で構成してもよい。単に装置構成の相違に過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態では、車両用衝突検知装置３０を備える対象として車両１０を適用し（図１を参照）、当該車両１０は自動車とした。この形態に代えて、自動車以外の車両や他の輸送機器にも同様に適用することができる。自動車以外の車両１０は、例えば鉄道車両（ハイブリッド車両を含む）などが該当する。他の輸送機器は、人間や貨物等を輸送可能な輸送機器、例えば航空機や船舶などが該当する。単に構造上の違いに過ぎず、人間や貨物等を輸送可能であるので、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。

１０ 車両
１１，１２ センサ
１１ａ 開度センサ
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ ストロークセンサ
１１ｅ 操舵角センサ
１１ｆ ポジションセンサ
１１ｇ 舵角センサ
１１ｈ 乗員検知センサ
１２ａ 速度センサ
１２ｂ 加速度センサ
１２ｃ ヨーレートセンサ
１２ｄ ジャイロスコープ
１２ｅ 圧力センサ
１２ｆ 距離センサ
１２ｇ 角度センサ
２０ 制御処理装置
３０ 車両用衝突検知装置
３１ 衝突検知手段
４０ 乗員保護制御装置
１００ ＥＣＵ（車両用衝突検知装置）
１１０ ＥＣＵ（制御処理装置）
Ｊｍ メイン情報（車両情報）
Ｊｄ センサ検知情報（車両情報，メイン情報）
Ｊｓ セーフティング情報（車両情報）
Ｊｅ 横滑り情報（車両情報，セーフティング情報）
Ｊｃ 衝突検知情報（車両情報）

Claims (4)

1. 車両に関する車両情報のうちで一以上のメイン情報および一以上のセーフティング情報に基づいて、所定の衝突条件を満たすと前記車両が衝突したか否かを判断する衝突検知手段を有する車両用衝突検知装置において、
   前記衝突検知手段は、前記一以上のメイン情報を前記車両に備えるセンサから取得するとともに、前記一以上のセーフティング情報を前記車両に備える制御処理装置から取得し、前記所定の衝突条件を満たすか否かで前記車両が衝突したか否かを判断することを特徴とする車両用衝突検知装置。
2. 前記制御処理装置は、横滑り防止機構の制御を行い、横滑りが発生する際に横滑り情報を前記セーフティング情報として出力することを特徴とする請求項１に記載の車両用衝突検知装置。
3. 前記センサは、前記車両の側面部に備えられる圧力センサであり、
   前記衝突検知手段は、前記所定の衝突条件を満たすと前記車両が側面衝突したか否かを判断することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用衝突検知装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用衝突検知装置と、
   前記車両が衝突したか否かを判断する際に前記車両用衝突検知装置から伝達される衝突検知情報に基づいて、乗員を保護する保護装置の作動を制御する乗員保護制御装置と、
   を有することを特徴とする乗員保護システム。

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