JP3632656B2

JP3632656B2 - 乗員保護システム

Info

Publication number: JP3632656B2
Application number: JP2001377795A
Authority: JP
Inventors: 高明榎本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: JP2003175797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の衝突が予知された場合の乗員保護システムに関し、特に衝突が予知された際、衝突前に作動することが好ましい第１種の乗員保護装置と、起動タイミングを設定して衝突後に作動させることが好ましい第２種の乗員保護装置とを区別し、乗員の保護をより適切に図るようにした乗員保護システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の衝突が事前に予測された場合に弛みを取る程度の比較的弱い張力でシートベルトを予め巻き取るシートベルト装置に関しては、例えば特開平６−２８６５８１号公報に開示されている。このシートベルト装置は実際に衝突が発生したときには、火薬等を用いた爆発的な張力でシートベルトを一気に巻き取る機構も併設しており、従来一般的なシートベルト装置と比較すれば効果的に乗員保護を図ることができるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に開示されるシートベルト装置では、車両の衝突を予測するためのセンサと衝突により生じた減速度を検出するセンサとを用いて、シートベルトに与える張力の制御を行っている。このようにシートベルト装置の制御に２つのセンサを用いると制御ロジックが複雑なものとなる。そのために、衝突を予測した時にモータを用いた弱い張力でのシートベルトの予備的な巻き取りと、火薬等を用いた強い張力でのシートベルトの本本格的な巻き取りとの起動タイミングを調整することが困難となる。
【０００４】
よって、衝突が予測され、実際に衝突が発生した場合に上記予備巻き取りと本巻き取りとを作動させるタイミングが相対的にずれ、或いは、いずれか一方のみしか作動しないといった事態が発生する虞がある。
【０００５】
また、誤った衝突予想判断が出る場合も想定されるが、前記装置では何ら対処がなされていない。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、車両の衝突を予知した以後、複数ある乗員保護装置を適切な順序で確実に作動させるようにした乗員保護システムを提供する。そして、より好ましい形態としてセーフィング機能も備えた乗員保護システムを提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は請求項１に記載する如く、車両周辺の障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの検出信号に基づいて車両の衝突を予知する衝突予知手段と、
前記衝突予知手段により衝突の予知がされたときに第１種の乗員保護装置を作動させると共に、前記障害物検出手段からの検出信号に基づいて第２種の乗員保護装置の作動タイミングを衝突発生前に決定し、衝突発生後に、該衝突発生前に決定した作動タイミングに従って作動信号を供給することで第２種の乗員保護装置を作動させる作動制御手段とを備え、前記作動タイミングとは、衝突が予知されてから第２種の乗員保護装置に作動信号を供給するまでの時間であることを特徴とする乗員保護システムにより達成される。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、衝突予知手段により車両の衝突が予知されたときに作動制御手段が衝突前に第１種の乗員保護装置を作動させ、これと共に第２種の乗員保護装置については衝突後の起動タイミグを設定してからこれを作動させる。よって、１つの障害物検出手段からの信号に基づいて、衝突予知以後に乗員保護装置を適切な順序で確実に作動させることができる。
【０００９】
本発明において、前記第１種の乗員保護装置には衝突が予知された際に迅速に起動させることが好ましい装置や、起動させても乗員に気づかれず不快感を与えない車両安全に関する種々のデバイスが含まれる。
【００１０】
また、前記第２種の乗員保護装置には車両が実際に障害物に衝突したことが確定した以後、速やかに起動することが好ましい車両安全に関する種々のデバイスが含まれる。この第２種に含まれる乗員保護装置としては、火薬等を用いて強い張力で一気にシートベルトを巻き取る衝突用のプリテンショナ付きシートベルト装置や、エアバッグ装置等を挙げることができる。この第２種の乗員保護装置は一般に衝突後での最適起動時間が異なるので、本発明ではこの第２種の乗員保護装置については衝突後の起動タイミングまで設定して作動させるようにしている。本発明の場合、１種類の障害物検出手段による検出信号に基づいて衝突予知がされた以後、第１種の乗員保護装置を作動並びに第２種の乗員保護装置の起動タイミング設定及びその作動が一連の流れで定まるので簡単に制御できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の如く、請求項１に記載の乗員保護システムにおいて、車両が前記障害物に接触したことを検出する衝突確認手段をさらに備え、前記作動制御手段は、前記衝突確認手段が前記衝突物に接触したことを検出した場合に限り、前記第２種の乗員保護装置の作動を許容するように設定されていることが好ましい。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、衝突確認手段により車両が前記衝突物に接触したことを確認してから第２種の乗員保護装置の作動が実行されるので、仮に衝突の予知が誤っていた場合でも、第２種の乗員保護装置が誤って作動する事態を防止できる。
【００１３】
また、請求項３に記載の如く、請求項１に記載の乗員保護システムにおいて、車両が前記障害物に接触したことを検出する衝突確認手段をさらに備え、前記作動制御手段は、前記衝突確認手段が前記衝突物との接触を所定時間検出しなかった場合には、前記第１種の乗員保護装置の作動を中止するように設定されていることが好ましい。
【００１４】
請求項３に記載の発明によると、衝突確認手段が車両への前記衝突物の接触を検出しなかった場合には第１種の乗員保護装置の作動を中止されるので、仮に衝突の予知が誤っていた場合でも、作動させた第１種の乗員保護装置の作動を停止して通常の状態に復帰させることができる。
【００１５】
そして、請求項４に記載の如く、請求項１から４のいずれかに記載の乗員保護システムにおいて、前記第１種の乗員保護装置は弛みを取る程度の張力でシートベルトを巻き取る第１プリテンショナ装置であり、前記第２種の乗員保護装置は衝突後に乗員を確実に拘束する張力でシートベルトを巻き取る第２プリテンショナ装置及び／又はエアバッグ装置とすることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、衝突予知があった際、衝突前に第１プリテンショナ装置を作動させ、さらに起動タイミングを調整しながら衝突後に第２プリテンショナ装置及びエアバッグ装置を作動させることができる乗員保護システムを提供できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて本発明をより詳細に説明する。図１は、本発明の乗員保護システムの概要構成を示したブロック図である。
【００１８】
図１において、障害物検出手段１１は車両周辺の障害物を所定周期で検出しており、その検出信号は衝突予知手段１２に供給される。この障害物検出手段１１としては、例えばミリ波センサ、光センサ等を用いることができる。
【００１９】
上記衝突予知手段１２は衝突を予測するため所定の衝突予知判定ロジックを備えており、障害物検出手段１１が検出した信号（ミリ波データ）から障害物との衝突を回避できるか、否かを判断して車両衝突の予知を行う。この衝突予知手段１２により、車両の衝突が避けられない、すなわち車両が障害物と衝突するとの予知がされた場合には、衝突予知信号が作動制御手段１３に供給される。この作動制御手段１３は車両に搭載されている複数の乗員保護装置をグループ分して、その起動時の制御や作動制御を実行する。
【００２０】
本発明の場合、車両に搭載されている乗員保護装置を２種類にグループ分けしている。第１種の乗員保護装置１４には、原則として衝突の予測がなされたときに速やかに起動させ衝突前に作動していることが好ましいものが含まれる。この第１種の乗員保護装置１４には、例えばシートベルトの弛みを取る程度の張力が生じるようにモータを作動させる第１プリテンショナ付きシートベルト装置（ＭｏｔｏｒＤｒｉｖｅＰｒｅＴｅｎｓｉｏｎｅｒ、以下ＭＤＰＴと称す）、乗員が着座しているシートを最適位置に移動させるシート移動装置、バンパを前方に迫り出させるバンパ移動装置等を含めることができる。
【００２１】
上記ＭＤＰＴは、予めシートベルトの弛みを除いておき、衝突時に乗員をより確実に拘束して保護を図るという観点から、特に衝突前に作動しておくことが好ましい乗員保護装置である。第１種の乗員保護装置１４にはこのＭＤＰＴのように特に衝突前に作動しておくことが好ましい装置の他、作動しても運転者が車両操作に支障がない装置、作動しても乗員に不快感を与えない装置を含めることができる。
【００２２】
一方、第２種の乗員保護装置１５には、特に衝突が発生した後に作動させることが好ましいものが含まれる。この第２種の乗員保護装置１５としては、例えば火薬或いはバネを用いて強い張力で一気にシートベルトを巻き取って乗員を拘束する第２プリテンショナ付きシートベルト装置としての衝突用プリテンショナ付シートベルト装置（以下、単に衝突用シートベルト装置と称す）及びエアバッグ装置を代表的なものとして、他にドアロック解除装置、燃料カット装置を含めることができる。さらに、この第２種の乗員保護装置１５に所定の場所に緊急事態を通報する装置等を含めることもできる。この第２種の乗員保護装置１５は、衝突予知の段階で作動するより実際に衝突を確認した直後に作動させることが好ましいもので、誤作動を防止することが必要である乗員保護装置が含まれる。
【００２３】
上記作動制御手段１３は、車両に搭載されている上記２種類の乗員保護装置１４、１５を予め認識しており、衝突予知手段１２による衝突予知があったときにはこれらを最適な順序で作動されるように制御する。この作動制御手段１３による好ましい制御の内容については後述することとする。
【００２４】
なお、上記衝突予知手段１２及び作動制御手段１３は本システムの全体制御を行う電気制御ユニット（ＥＣＵ）により実現することができる。
【００２５】
そして、本発明のより好ましい形態では、車両が実際に障害物に衝突したことを確認するための衝突確認手段１６をさらに備えており、上記作動制御手段１３はこの衝突確認手段１６からの確認信号を参照して前述した２種類の乗員保護装置１４、１５の制御を実行する。この衝突確認手段１６としては車両が障害物に接触したことを検知できる各種センサを採用することができる。衝突確認手段１６として、例えば機械式のタッチセンサや、接触により電圧を発生させる電子式のタッチセンサ等を用いることができる。
【００２６】
以下、さらに本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。図２は車両１に実施例の乗員保護システム２０を適用した例を示した図である。
【００２７】
本実施例で障害物検出手段としてミリ波センサ２１が採用されている。図２では３つのミリ波センサ２１Ａ〜２１Ｃが車両１のバンパ２の前部に埋設されている。ここで用いるミリ波センサは３つとも同一範囲の障害物を検出できるようにしてもよいが、近距離用と遠距離用のミリ波センサとを併用すれば、より確実に障害物を検出できるようになるので好ましい。
【００２８】
上記ミリ波センサ２１Ａ〜２１Ｃによる検出信号は、車両中央に配設されたＥＣＵ２２に供給されるようになっている。このＥＣＵ２２は前述した衝突予知手段及び作動制御手段として機能し、衝突を予知した以後に必要な乗員保護装置から順次起動させる。なお、図２ではＥＣＵ２２により作動制御される乗員保護装置は省略しているが、この後に示す図３に基づいてＥＣＵ２２による乗員保護装置への制御内容を明らかにする。
【００２９】
また、図２においてバンパ２には、さらに衝突確認手段として１つの線状タッチセンサ２６がその前面に配設されている。タッチセンサ２６はバンパ２に物体が衝突した際に検知信号をＥＣＵ２２に供給する。ＥＣＵ２２は衝突予知と、乗員保護装置の作動制御を実行するが、その際に障害物が実際に車両１０に接触したかをタッチセンサ２６の信号を参照して制御に利用する。
【００３０】
前記ミリ波センサ２１による検出で障害物を高感度に検出できるので、ＥＣＵ２２が衝突するとの予知がされた際には、ほぼ確実に車両はその障害物に衝突する。しかし、車両が走行している道路の状況や車両内での電気的ノイズの影響も考えると、衝突予知はあったが実際には衝突が発生しないという場合を完全に排除できない。そこで、本実施例の乗員保護システム２０では、実際の衝突が無かったときに、エアバッグ等の乗員保護装置を誤って起動させないようにするフェールセイフのロジックが組み込まれている。
【００３１】
すなわち、本実施例の乗員保護システム２０ではより好ましい形態として、タッチセンサ２６からの信号を参照してＥＣＵ２２が制御を行うようになっている。よって、このタッチセンサ２６はセーフィングセンサとして機能している。
【００３２】
図３は、図２に示した乗員保護システム２０を回路構成で示した図である。この図３を用いて、さらに本システム２０による制御の内容を説明する。なお、この図３では第１種の乗員保護装置として前述したＭＤＰＴ（第１プリテンショナ付きシートベルト装置）が例示的に示されている。また、第２種の乗員保護装置として起動タイミングが異なる衝突用シートベルト装置（第２プリテンショナ付きシートベルト装置）とエアバッグ装置が例示的に示されている。さらに、衝突用シートベルト装置と同じタイミングで起動される乗員保護装置として、乗員が車内に閉じ込められることを防止するためのドアロック解除装置、衝突による火災発生を予防する燃料カット装置、予め設定した場所へ緊急通報するメーデー発報装置も例示的に示している。
【００３３】
ミリ波センサ２１の検出信号を受けるＥＣＵ２２は、まず衝突予知手段として機能して衝突予知を行う。ミリ波センサ２１は所定の周期で車両周辺の障害物を監視しており、その検出信号（ミリ波データ）をＥＣＵ２２に供給している。ＥＣＵ２２はこの検出信号から障害物との相対速度、相対距離等を把握すると共に車両１の速度を確認して、検出した障害物に車両１が衝突するか、否かを判定する。その際、ＥＣＵ２２はＲＯＭ等に予め設定されている衝突予知ロジックに基づいての判定を実行する。
【００３４】
ＥＣＵ２２は衝突するとの予知を実行した後は、さらに作動制御手段として機能する。このときＥＣＵ２２は第１種の乗員保護装置であるＭＤＰＴへ作動信号を供給する。これによりＭＤＰＴが作動して、モータがシートベルトの弛みを巻き取る。このＭＤＰＴの作動時は、衝突予知後であるが車両が障害物に衝突する前である。
【００３５】
また、ＥＣＵ２２は上記ＭＤＰＴへ作動信号を供給するのと平行して、第２種の乗員保護装置の作動制御も実行する。前述したように第２種の乗員保護装置は実際に衝突が発生した後に起動するのが好ましいものであるが、最適な起動タイミングは装置により異なる。例えば、衝突用シートベルト装置は、エアバッグ装置より早めに作動させることが望ましい場合もある。よって、ＥＣＵ２２はミリ波センサ２１の検出信号と車速から衝突時間を演算して予測する共に、予めＲＯＭ等に格納している乗員保護装置の最適作動タイミングを参照して作動させるべき時間を演算して作動信号を第２種に属する各乗員保護装置に供給する。
【００３６】
なお、図３では衝突用シートベルト装置の他、ドアロック解除装置、燃料カット装置及びメーデー発報装置も同時に作動させられるようになっている。
【００３７】
上記のように作動制御手段として機能する場合のＥＣＵ２２は、衝突予知時に第１種の乗員保護装置を作動させ、衝突後に第２種の乗員保護装置を作動させるのであるが、さらに第２種に属する乗員保護装置については適正な起動タイミングで作動させるように設定されている。このように、１種類のミリ波センサ２１からの検出信号に基づいて、ＥＣＵ２２が複数の乗員保護装置の起動タイミングを決定するので、制御ロジックを簡素化できる。さらに、乗員保護装置間の起動順序を誤り、また起動されない乗員保護装置が発生するといった問題も生じない。
【００３８】
上記のようにＥＣＵ２２が機能することで、衝突予知以後、第１種の乗員保護装置及び第２種の乗員保護装置の起動タイミングを設定してから作動させることとで本来的に乗員保護を十分に図ることができる。
【００３９】
しかし、本実施例の場合にはより好ましい形態としてタッチセンサ２６による信号を確認して第２種の乗員保護装置が誤作動することを抑制するようにしている。また、衝突予知後、所定時間を経てもタッチセンサ２６による検出がない場合には、衝突予知時に作動させたＭＤＰＴの作動を中止させるようにしている。
【００４０】
図３に示すように、衝突用シートベルト装置等の作動時間を演算した後の作動信号とタッチセンサ２６の検出信号とが共にオンである場合、並びにエアバッグ装置等の作動時間を演算した後の作動信号とタッチセンサ２６の検出信号とが共にオンである場合に限り、その作動を許容するようにして誤動作を防止している。
【００４１】
また、第１種の乗員保護装置に属するＭＤＰＴについては、衝突予知後の所定の作動継続時間、例えば衝突用シートベルト装置の起動タイミング時に、タッチセンサ２６が障害物との接触を検出していない場合は、ＥＣＵ２２がＭＤＰＴ作動を中止させる停止信号を供給するようになっている。このように設定することで、衝突の予知により予備的に作動させた第１種の乗員保護装置の作動を中止させて、速やかに通常の状態に復帰できるようにしている。
【００４２】
以下さらに、前記ＥＣＵ２２が実行する制御の一例を示す。図４は前述したＥＣＵ２２が衝突を予知して実行する処理の一例を示したフローチャートである。
【００４３】
ＥＣＵ２２には、ミリ波センサ２１からのミリ波データを所定の衝突ロジックに基づいて処理し（Ｓ１０２）、車両が障害物を回避できなるか、否かの衝突予知判定を実行する（Ｓ１０４）。このステップ１０４で、ＥＣＵ２２が障害物に衝突すると予知した場合には、速やかにＭＤＰＴを作動させる（Ｓ１０６）。
【００４４】
このステップ１０６でＭＤＰＴを作動させると同時に、ＥＣＵ２２は衝突後に作動させる衝突用シートベルト装置の作動時間の設定（Ｓ１０８）、及びエアバッグ装置の作動時間の設定を行い（Ｓ１１０）、その作動時間になったかを監視する（Ｓ１１２）。このステップ１１２で作動時間になった場合には、さらにタッチセンサ２６がオンとなっているかを確認する（Ｓ１１４）。前述したように、このタッチセンサ２６はセーフィングセンサとして機能しており、ＥＣＵ２２はセーフィングセンサがオンとなっていることを条件に衝突用シートベルト装置及びエアバッグ装置の作動を許可する。
【００４５】
そして、上記ステップ１１４でタッチセンサ２６がオンであれば車両が障害物に接触した、すなわち衝突したことが確認されたのでステップ１１８で起動時間まで待って、順に衝突用シートベルト装置を作動させ（Ｓ１２０）、エアバッグ装置を作動させる（Ｓ１２０）。このように全ての乗員保護装置が作動されたときには、設定した全てのタイマーが終了しているので、これを確認して本ルーチンによる処理を終了する（Ｓ１２４）。
【００４６】
また、上記ステップ１１４でタッチセンサ２６がオンとならない場合は、衝突が回避された、或いは衝突予知に何らかの誤りがあったと推定できる。よって、衝突用シートベルト装置及びエアバッグ装置の起動を行わず、ＭＤＰＴの作動を中止して（Ｓ１１６）、本ルーチンによる処理を終了する。
【００４７】
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳述したところから明らかなように、請求項１記載の発明によれば、衝突予知手段により車両の衝突が予知されたときに作動制御手段が衝突前に第１種の乗員保護装置を作動させ、これと共に第２種の乗員保護装置については衝突後の起動タイミグを設定してからこれを作動させる。よって、障害物検出手段からの信号に基づいて、衝突予知以後に複数の乗員保護装置を適切な順序で作動させることができる。
【００４９】
また、請求項２に記載の発明によれば、衝突確認手段により車両が前記衝突物に接触したことを確認してから第２種の乗員保護装置の作動が実行されるので、仮に衝突の予知が誤っていた場合でも、第２種の乗員保護装置の誤作動を防止できる。
【００５０】
また、請求項３に記載の発明によれば、衝突確認手段が車両への前記衝突物の接触を検出しなかった場合には第１種の乗員保護装置の作動を中止されるので、仮に衝突の予知が誤っていた場合でも、作動させた第１種の乗員保護装置を中止させて通常の状態に復帰させることができる。
【００５１】
そして、請求項４に記載の発明によれば、衝突予知があった際、衝突前に第１プリテンショナ装置を作動させ、さらに起動タイミングを調整しながら衝突後に第２プリテンショナ装置及びエアバッグ装置を作動させることができる乗員保護システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乗員保護システムの概要構成を示したブロック図である。
【図２】車両に実施例の乗員保護システムを適用した例を示した図である。
【図３】図２に示した乗員保護システムを回路構成で示した図である。
【図４】実施例のＥＣＵが衝突を予知して実行する処理の一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０乗員保護システム
１１障害物検出手段
１２衝突確認手段
１３作動制御手段
１４第１種の乗員保護装置
１５第２種の乗員保護装置
１６衝突確認手段
２０乗員保護システム
２１ミリ波センサ（障害物検出手段）
２２ＥＣＵ（衝突確認手段、作動制御手段）
２６タッチセンサ（衝突確認手段）

Claims

車両周辺の障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段からの検出信号に基づいて車両の衝突を予知する衝突予知手段と、
前記衝突予知手段により衝突の予知がされたときに第１種の乗員保護装置を作動させると共に、前記障害物検出手段からの検出信号に基づいて第２種の乗員保護装置の作動タイミングを衝突発生前に決定し、衝突発生後に、該衝突発生前に決定した作動タイミングに従って作動信号を供給することで第２種の乗員保護装置を作動させる作動制御手段とを備え、前記作動タイミングとは、衝突が予知されてから第２種の乗員保護装置に作動信号を供給するまでの時間であることを特徴とする乗員保護システム。
請求項１に記載の乗員保護システムにおいて、
車両が前記障害物に接触したことを検出する衝突確認手段をさらに備え、
前記作動制御手段は、前記衝突確認手段が前記衝突物に接触したことを検出した場合に限り、前記第２種の乗員保護装置の作動を許容するように設定されている、ことを特徴とする乗員保護システム。
請求項１に記載の乗員保護システムにおいて、
車両が前記障害物に接触したことを検出する衝突確認手段をさらに備え、
前記作動制御手段は、前記衝突確認手段が前記衝突物との接触を所定時間検出しなかった場合には、前記第１種の乗員保護装置の作動を中止するように設定されている、ことを特徴とする乗員保護システム。
請求項１から３のいずれかに記載の乗員保護システムにおいて、
前記第１種の乗員保護装置は弛みを取る程度の張力でシートベルトを巻き取る第１プリテンショナ付きシートベルト装置であり、前記第２種の乗員保護装置は衝突後に乗員を確実に拘束する張力でシートベルトを巻き取る第２プリテンショナ付きシートベルト装置及び／又はエアバッグ装置である、ことを特徴とする乗員保護システム。