JP2015067215A - 車両および車高制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両と人との衝突時に人の被害を小さくすることができる車両および車高制御装置を提供する。
【解決手段】 コントローラ１３は、ステレオカメラ１１からの画像情報に基づいて前方対象物が人か否かを判定する。コントローラ１３は、前方対象物が人であると判定したときには、人の頭部高さＨhを検出すると共に、車両１と人との距離Ｌを検出する。コントローラ１３は、ＣＡＮ１２からの車速情報と距離Ｌとに基づいて、人と衝突の可能性があるか否かを判定する。コントローラ１３は、衝突の可能性があると判断した際に、人の頭部高さＨhに基づき目標車高Ｈ0を決定する。コントローラ１３は、目標車高Ｈ0に応じてエアサスペンション４Ａ〜４Ｄを制御し、衝突時の車両１の車高を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車高の調整が可能な車両および車高制御装置に関する。

一般に、カメラや赤外線レーダ等を用いて歩行者を検出し、衝突時に車両の前端部を低くして、例えば車両の前側に設けられたエンジンフード（ボンネット）に歩行者を乗り上げさせるようにした車両が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００９−１４３４３５号公報 特開２００７−３２０４９６号公報 特開平４−４６８１４号公報

ところで、従来技術の車両では、伸長の高い歩行者の場合には、車両の前端部の高さが下がると、歩行者の頭部が車両のフロントガラス等に当ることがあり、却って被害が大きくなる虞れがある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、人との衝突時に人の被害を小さくすることができる車両および車高制御装置を提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、車両の前方の対象物が人であることを判定する人判定手段と、前記人と衝突の可能性があるか否かを判定する衝突判定手段と、前記車両の少なくとも前輪側の車高を調整可能な車高調整手段と、を有する車両であって、前記人の頭部高さを検出する頭部高さ判定手段と、前記衝突判定手段が衝突の可能性があると判断した際に、前記頭部高さ判定手段の検出結果に基づき目標車高を決定し、前記車高調整手段を制御する衝突時車高制御手段とをさらに備えたことを特徴としている。

本発明は、車両の前方の対象物が人であることを判定した人判定情報と、前記人と衝突の可能性があるか否かを判定した衝突判定情報とに基づき、前記車両の少なくとも前輪側の車高を調整する車高制御装置であって、前記衝突判定情報が衝突の可能性があると判定した場合には、前記人の頭部高さを検出した頭部高さ情報に基づき目標車高を決定し、車高調整する衝突時車高制御手段を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、車両と人との衝突時に人の被害を小さくすることができる。

本発明の実施の形態による車高制御装置を示す回路構成図である。 図１中の車高制御装置を適用した車両を示す模式図である。 図１中のコントローラによる車高調整の制御内容を示す流れ図である。 図３中の目標車高設定処理を示す流れ図である。 ステレオカメラによる画像情報の一例を示す説明図である。 車両と人との衝突状態を示す説明図である。 歩行者の頭部高さから目標車高を算出する目標車高算出マップを示す説明図である。 他の形式の車両と人との衝突状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態による車高制御装置を、４輪自動車等の車両に搭載した場合を例に挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１および図２に示すように、車両１は、車体２、車輪３、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄ、コンプレッサユニット６、バルブユニット８、コントローラ１３等を備えている。

車体２は、車両１のボディを構成する。車体２の下側には、例えば左，右の前輪と左，右の後輪（以下、総称して車輪３という）が設けられている。

エアサスペンション４Ａ〜４Ｄは、車体２と車輪３との間に介装して設けられる。エアサスペンション４Ａ，４Ｂは、車両１の左，右の前輪側に設けられ、エアサスペンション４Ｃ，４Ｄは、車両１の左，右の後輪側に設けられる。エアサスペンション４Ａ〜４Ｄは、それぞれ空気ばね５Ａ〜５Ｄを備えている。

これらの空気ばね５Ａ〜５Ｄは、バルブユニット８を介してエアが供給または排出されると、このときの給排量（エア量）に応じて上，下に伸縮される。これにより、空気ばね５Ａ〜５Ｄは、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄと共に車両１の前輪側と後輪側で車高調整を個別に行い、各車輪３毎に車高が上げ，下げされる。

コンプレッサユニット６は、電動モータによって駆動する空気圧縮機（いずれも図示せず）等を含んで構成される。空気圧縮機は、駆動源としての電動モータにより駆動され、外気または大気を圧縮して圧縮空気（以下、エアという）を発生させる。コンプレッサユニット６は、給排管路７を通じてバルブユニット８に接続される。エアサスペンション４Ａ〜４Ｄに伸長させるときには、コンプレッサユニット６は、給排管路７を通じて空気圧縮機からのエアをエアサスペンション４Ａ〜４Ｄに供給する。一方、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄを縮小させるときには、コンプレッサユニット６は、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄから給排管路７に排気されたエアを外部に排出する。

バルブユニット８は、給排管路７から分岐した分岐管路９Ａ〜９Ｄが接続されると共に、分岐管路９Ａ〜９Ｄ毎に設けられた電磁弁からなる給排バルブ（図示せず）を備える。これらの給排バルブは、コントローラ１３からの通電により励磁されると、それぞれ個別に独立して開弁操作され、開弁時にはエアサスペンション４Ａ〜４Ｄを給排管路７に対して個別に連通させる。

このため、バルブユニット８は、給排バルブを開弁することによって、コンプレッサユニット６からエアサスペンション４Ａ〜４Ｄに向けてエアを供給すること、または、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄからコンプレッサユニット６に向けてエアを排気することができる。また、バルブユニット８は、給排バルブを閉弁することによって、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄ内のエアを保持することができる。これにより、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄ、コンプレッサユニット６およびバルブユニット８は、車両１の車高を調整可能な車高調整手段を構成している。

左前輪（ＦＬ）側のエアサスペンション４Ａには、フロント左車高センサ１０Ａが設けられ、右前輪（ＦＲ）側のエアサスペンション４Ｂには、フロント右車高センサ１０Ｂが設けられている。左後輪（ＲＬ）側のエアサスペンション４Ｃには、リヤ左車高センサ１０Ｃが設けられ、左後輪（ＲＲ）側のエアサスペンション４Ｄには、リヤ右車高センサ１０Ｄが設けられている。

また、車体２には、車両１の進行方向となる前方を監視するステレオカメラ１１が設けられると共に、車両１の走行速度、ハンドルの操舵角、ブレーキ操作量等の車両状態情報を伝送するＣＡＮ１２（Control Area Network）が設けられている。

コントローラ１３は、マイクロコンピュータ等により構成された制御装置を構成する。コントローラ１３の入力側は、車高センサ１０Ａ〜１０Ｄ、ステレオカメラ１１、ＣＡＮ１２等に接続されている。コントローラ１３の出力側は、コンプレッサユニット６、バルブユニット８等に接続されている。

ここで、コントローラ１３は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリ等からなる記憶部１３Ａを有し、この記憶部１３Ａ内には、例えば図３および図４に示すエアサスペンション制御処理用のプログラム等が格納されている。コントローラ１３は、このプログラムに基づいてエアサスペンション４Ａ〜４Ｄを制御し、車両１と人との衝突の可能性がある場合には、人の頭部高さＨhに応じて、車高の目標値である目標車高Ｈ0を決定する。これにより、コントローラ１３は、車高センサ１０Ａ〜１０Ｄの検出値を参照しつつ、水平な地表面から車体２の一番低い箇所までの垂直距離である車高が目標車高Ｈ0となるように調整する。

本実施の形態による車高制御装置は、上述のような構成を有するもので、次に、コントローラ１３による車高調整処理について説明する。

まず、図３に示す制御処理が車両１のエンジン始動に伴う電力供給を受けて開始されると、ステップ１でコントローラ１３の初期設定を行う。そして、ステップ２では、例えば５〜１０ｍｓ程度の制御周期に達したか否かを判定し、「ＮＯ」と判定する間は制御周期に達するまで待機する。一方、ステップ２で「ＹＥＳ」と判定し、制御周期に達したときには、次なるステップ３に移って前回の制御周期で演算された車高制御指令に応じて、コンプレッサユニット６の空気圧縮機を駆動または停止し、バルブユニット８の給排バルブを開弁または閉弁する。これにより、空気ばね５Ａ〜５Ｄへのエアの供給または排出を行う。

ステップ４では、コントローラ１３の入力ポートを通じて、車高センサ１０Ａ〜１０Ｄによる各車輪３毎の車高情報と、ステレオカメラ１１による車両前方の画像情報とを読込むと共に、ＣＡＮ１２によって入力される車両状態信号としての車速、車輪速等の情報を読込む。ステップ５では、目標車高設定処理を行い、得られた各種の情報に基づいて目標車高Ｈ0を求める。続くステップ６では、車高制御処理を行い、目標車高Ｈ0に応じてコンプレッサユニット６およびバルブユニット８を駆動し、車高を制御するための車高制御指令を算出する。

そして、ステップ６で算出された車高制御指令は、前記ステップ２で「ＹＥＳ」と判定される制御周期に達する度毎に、次なるステップ３の処理で、コンプレッサユニット６およびバルブユニット８を駆動制御するために用いられる。これにより、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄは、車高制御指令に応じて伸長または縮小し、車両１の車高が目標車高Ｈ0となるように制御される。

次に、図３中の目標車高設定処理について、図４を参照しつつ説明する。

ステップ１１では、ステレオカメラ１１からの画像情報にパターン認識等の処理を施して、画像情報内から図５に示すような人の情報を抽出する。そして、ステップ１１では、車両前方の対象物が人か否かを判定する。ステップ１１で「ＮＯ」と判定したときには、前方対象物は人ではないから、ステップ１７に移行して通常の目標車高Ｈ0を算出する。

一方、ステップ１１で「ＹＥＳ」と判定したときには、車両１の前方対象物が人であることを判定した人判定情報を出力し、ステップ１２に移行する。ステップ１２では、ステップ１１で抽出した人（歩行者Ｗ）の情報に基づいて、歩行者Ｗの頭部ｈを識別する。これに加え、頭部位置として地表面から頭部ｈまでの高さである頭部高さＨhを検出し、頭部高さ情報として検出した頭部高さＨhを出力する。続くステップ１３では、ステレオカメラ１１からの画像情報に基づいて、車両前方の歩行者Ｗとの距離Ｌを検出する。ステップ１４では、ＣＡＮ１２から入力される車両状態信号に基づいて、車両１の車速を検出する。

続くステップ１５では、例えば歩行者Ｗまでの距離Ｌと車速とに基づいて、車両１と歩行者Ｗとの衝突の可能性があるか否かを判定する。なお、衝突の可能性を判定するときには、歩行者Ｗまでの距離Ｌと車速とに加えて、歩行者Ｗの移動方向や移動速度を考慮してもよい。

ステップ１５で「ＮＯ」と判定したときには、衝突判定情報として歩行者Ｗとの衝突の可能性が低いとの判定結果を出力する。このため、ステップ１７に移行して、通常の処理によって目標車高Ｈ0を算出する。具体的には、例えば車両１の重量や走行状態等に応じて目標車高Ｈ0を算出する。

一方、ステップ１５で「ＹＥＳ」と判定したときには、衝突判定情報として歩行者Ｗとの衝突の可能性が高いとの判定結果を出力する。このため、ステップ１６に移行して、図７に示す目標車高算出マップ１４に基づいて、歩行者Ｗの頭部高さＨhに応じた目標車高Ｈ0を算出する。

このとき、目標車高算出マップ１４は、ステップ１２で検出された歩行者Ｗの頭部高さＨhに加え、衝突時に歩行者Ｗに最初に接触する車両前端部ＦＮの高さＨbと、車両前端部ＦＮからエンジンフードＥＨ（ボンネット）の後部までの距離Ｌfとに基づいて、目標車高Ｈ0を算出する（図６参照）。この目標車高Ｈ0は、車両１の衝突時に車両１への歩行者Ｗの頭部ｈの衝突位置が、予め決められた所定の被害低減位置Ｐ1になるように設定される。

具体的には、目標車高算出マップ１４は、以下の数１の式に示すように、例えば車両前端部ＦＮの高さＨbが頭部高さＨhから距離Ｌfの半分の値（Ｌf／２）を減算した値となるように、目標車高Ｈ0を算出する。即ち、目標車高算出マップ１４は、歩行者Ｗの頭部高さＨhと、衝突時に数１の式を満たす目標車高Ｈ0との関係を示すものである。図７に示すように、目標車高算出マップ１４は、車高調整が可能な範囲内で、歩行者Ｗの頭部高さＨhに比例した目標車高Ｈ0を設定する。

これにより、衝突の際、歩行者ＷがエンジンフードＥＨ上に乗り上げたときに、頭部ｈが被害低減位置Ｐ1としてエンジンフードＥＨの上面、好ましくはエンジンフードＥＨの前後方向の中央の範囲に位置することになる。

かくして、本実施の形態によれば、衝突判定情報が衝突の可能性があると判定した場合には、歩行者Ｗの頭部高さＨhを検出した頭部高さ情報に基づき目標車高Ｈ0を決定し、車高調整する。このため、例えば歩行者Ｗの頭部高さＨhが高いときには、歩行者Ｗの頭部高さＨhが低いときに比べて、目標車高Ｈ0を高くすることができる。従って、車両１が歩行者Ｗに衝突するときでも、歩行者Ｗの頭部ｈがエンジンフードＥＨの上面に位置するように、車高を調整することができる。これにより、歩行者Ｗの頭部ｈがフロントガラス等に当る可能性を低下させて、衝突時の歩行者Ｗの被害を小さくすることができる。

また、歩行者Ｗの頭部高さＨhに応じて目標車高Ｈ0を設定するから、例えば歩行者Ｗが屈んだ状態であっても、歩行者Ｗの姿勢に応じた目標車高Ｈ0を設定することができる。

なお、衝突判定情報が衝突の可能性があると判定した場合には、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄは、目標車高Ｈ0に応じて一緒に制御される構成としてもよく、例えば前輪側のエアサスペンション４Ａ，４Ｂだけ制御される構成としてもよい。

前記実施の形態では、図４中のステップ１１が人判定手段の具体例を示し、ステップ１５が衝突判定手段の具体例を示し、ステップ１２が頭部高さ判定手段の具体例を示し、ステップ１６が衝突時車高制御手段の具体例を示している。

前記実施の形態では、目標車高算出マップ１４は、歩行者Ｗの頭部高さＨh（頭部高さ情報）に基づいて、車両１への頭部ｈの衝突位置が、所定の被害低減位置Ｐ1になるように、目標車高Ｈ0を決定した。しかし、本発明はこれに限らず、衝突直前の歩行者の姿勢変化等を考慮して、例えば歩行者の頭部高さおよび姿勢から歩行者の伸長を推定し、この推定した歩行者の伸長に合わせて目標車高を決定してもよい。この場合、予め歩行者の伸長と目標車高との関係に基づく目標車高算出マップを用意しておければよい。

前記実施の形態では、目標車高Ｈ0を算出するための被害低減位置Ｐ1は例えばエンジンフードＥＨの前後方向の中央の範囲に設定するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、図８に示すように、例えば衝突時にエンジンフードＥＨの後端部を上方に上げる機能を有する車両では、エンジンフードＥＨの中央よりも後方側に被害低減位置Ｐ2を設定するのが好ましい。さらに、例えばフロントガラスの下部とＡピラー（フロントピラー）に車外エアバッグＡＢを設けた車両であっては、エアバッグＡＢの位置に被害低減位置Ｐ3を設定するのが好ましい。

前記実施の形態では、人が歩行している場合（歩行者Ｗ）を前提に説明したが、人が自転車に乗車している場合に適用してもよい。この場合、自転車に乗車中であることを認識する自転車乗車判定手段を設け、自転車乗車判定手段によって自転車乗車と判断したときには、この自転車乗車情報に基づく目標車高算出マップを用意し、自転車乗車中の人の頭部高さから目標車高を決定してもよい。目標車高算出マップは、自転車乗車中の人の頭部高さと目標車高との関係を記録したものであり、車両への頭部の衝突位置が、所定の被害低減位置になるように目標車高を決定する。その際、自転車の衝突角度が自転車の進行方向に対して側面方向か正面方向か判断し、これに応じて、車高を調整した方がよい。これは、側面衝突に比して正面衝突の場合には、より車両の後方が衝突位置となるためである。

前記実施の形態では、エアサスペンション４Ａ〜４Ｄに適用した場合を例に挙げて説明したが、他の電制サスペンションに適用してもよい。例えば油圧アクティブサスペンション、電動アクティブサスペンション、電動エアサスペンションが好ましいが、急ブレーキに伴うダイブ（前下がり）速度を調整できるいわゆるセミアクティブサスペンションに適用してもよい。

前記実施の形態では、歩行者Ｗとの距離Ｌと頭部高さＨhを一緒に計測可能なステレオカメラ１１を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば単眼カメラとレーザー等の距離計測機器とを組み合わせて、歩行者の頭部高さの検出と歩行者との距離の検出とを別個に行う構成としてもよい。

前記実施の形態では、コントローラ１３は、ＣＡＮ１２からの車速情報（車両状態情報）に基づいて車速を得るものとしたが、例えば車速センサから直接的に車速を得るものとしてもよい。

次に、前記各実施の形態に含まれる発明について記載する。本発明によれば、人の頭部高さを検出する頭部高さ判定手段と、衝突判定手段が衝突の可能性があると判断した際に、前記頭部高さ判定手段の検出結果に基づき目標車高を決定し、車高調整手段を制御する衝突時車高制御手段とを備えている。

即ち、本発明では、衝突時車高制御手段は、衝突判定情報が衝突の可能性があると判定した場合には、人の頭部高さを検出した頭部高さ情報に基づき目標車高を決定し、車高調整する。

これにより、衝突判定手段が衝突の可能性があると判定した場合には、検出した人の頭部高さに基づき目標車高を決定し、車高調整することができる。このため、人の頭部高さが高いときには目標車高を高くし、人の頭部高さが低いときには目標車高を低くすることができる。従って、車両が人に衝突するときでも、人の頭部と車両との衝突位置が人の被害ができるだけ少ない被害低減位置になるように、車高を調整することができる。この結果、人の頭部がフロントガラス等に当る可能性を低下させて、衝突時の人の被害を小さくすることができる。また、人の頭部高さに応じて目標車高を設定するから、例えば人が屈んだ状態や自転車に乗った状態であっても、これらの人の状態に応じた目標車高を設定することができる。

本発明によれば、前記衝突時車高制御手段は、前記人の頭部位置が高いときには、頭部位置が低いときに比して前記目標車高を高くする。

このため、人の頭部位置が高く、車両との衝突位置が車両の後方側になり易い状況であっても、目標車高を高くして、人の頭部の衝突位置を車両前方の被害低減位置にすることができる。

１ 車両
２ 車体
３ 車輪
４Ａ〜４Ｄ エアサスペンション
６ コンプレッサユニット
８ バルブユニット
１０Ａ〜１０Ｄ 車高センサ
１１ ステレオカメラ
１２ ＣＡＮ
１３ コントローラ
１４ 目標車高算出マップ

Claims (4)

1. 車両の前方の対象物が人であることを判定する人判定手段と、前記人と衝突の可能性があるか否かを判定する衝突判定手段と、前記車両の少なくとも前輪側の車高を調整可能な車高調整手段と、を有する車両であって、
   前記人の頭部高さを検出する頭部高さ判定手段と、
   前記衝突判定手段が衝突の可能性があると判断した際に、前記頭部高さ判定手段の検出結果に基づき目標車高を決定し、前記車高調整手段を制御する衝突時車高制御手段とをさらに備えたことを特徴とする車両。
2. 前記衝突時車高制御手段は、前記人の頭部位置が高いときには、頭部位置が低いときに比して前記目標車高を高くすることを特徴とする請求項１に記載の車両。
3. 車両の前方の対象物が人であることを判定した人判定情報と、前記人と衝突の可能性があるか否かを判定した衝突判定情報とに基づき、前記車両の少なくとも前輪側の車高を調整する車高制御装置であって、
   前記衝突判定情報が衝突の可能性があると判定した場合には、前記人の頭部高さを検出した頭部高さ情報に基づき目標車高を決定し、車高調整する衝突時車高制御手段を備えたことを特徴とする車高制御装置。
4. 前記衝突時車高制御手段は、前記人の頭部位置が高いときには、頭部位置が低いときに比して前記目標車高を高くすることを特徴とする請求項３に記載の車高制御装置。

Images