JP7037901B2 - 車両の乗員保護装置 - Google Patents
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Description
そして、近年においては自動運転制御装置や運転支援制御装置といった運転支援技術が盛んに開発されている。
この場合、通常時の走行支援だけでなく、衝突回避などの緊急回避支援についても、自動運転制御装置や運転支援制御装置により実施させることが考えられる。
特許文献1では、自車両の周辺の状況に基づいて、危険を回避する回避方向へ自車両を進行させる。これにより、たとえば衝突直後に運転者が自車両を安全に操作できない状況下であっても、他の障害物との二次衝突を回避でき、自車両の乗員の被害を軽減できる可能性がある。
特に、自動運転制御などにより衝突を回避する場合、自動車の限界性能での加減速や操舵が実行される可能性がある。この場合、手動運転による衝突回避操作の場合と比べて、乗員の姿勢や位置が大きく変動してしまう可能性がある。このことは特許文献1の場合でも、同様である。
そして、乗員の姿勢や位置が変動した状態において車両が衝突してしまうと、乗員に対しては、衝突直前の挙動による動きと、衝突時の衝撃入力とが相乗的に作用してしまう可能性がある。たとえば衝突前に移動する方向と衝撃の入力方向とが互いに相反する方向である場合、衝撃の入力のみが作用する場合と比べて大きな力が作用してしまう可能性がある。
特に、たとえば、自動運転制御装置や運転支援制御装置により衝突回避制御を実施した場合であっても、乗員の保護性能を高めるように努力することが求められる。
そして、その回避状態において衝突判断部が衝突前に衝突することを判断すると、先の衝突回避制御または衝突回避操作による乗員挙動を助長するように車両の挙動が制御される。
たとえば、自動運転制御の衝突回避制御による車両の挙動が生じている場合にはその挙動を助長するように車両の挙動が制御される。
よって、その後に実際に衝突する時点では、衝突回避制御または衝突回避操作による乗員の挙動が終了していることを期待できる。衝突による衝撃が作用する時点では乗員の挙動が終了していて、乗員に対して、衝突前の移動と衝撃の入力とによる相乗的な力が作用し難くなることを期待できる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る自動車1および走行状態の一例を説明する模式的な説明図である。
図1では、自動車1は、緩く左へ曲がるカーブを走行する。カーブの前方では、他の自動車51がゆっくりと走行している。
図1の自動車1は、車体2を有する。車体2の車室には、乗員Mが着座する複数のシート3が設けられる。
自動車1は、乗員Mの操作により、加速し、減速し、左右へ操舵される。
この場合、通常時の走行支援だけでなく、衝突回避などの緊急回避支援についても、自動運転制御装置や運転支援制御装置により実施させることが考えられる。
たとえば図1に示すように自動車1が図の下から上へ向かって実線の矢印に沿って移動している場合において、道路の左側から他の自動車51が侵入しようとするとき、その状況を判断して点線の矢印のように操舵を伴う衝突回避制御を実施することが考えられる。
特に、自動運転制御などにより衝突を回避する場合、自動車1の限界性能での加減速や操舵が実行される可能性がある。この場合、手動運転による衝突回避操作の場合と比べて、乗員Mの姿勢や位置が大きく変動してしまう可能性がある。
そして、乗員Mの姿勢や位置が大きく変動した状態において自動車1が衝突してしまうと、乗員Mに対しては、衝突直前の挙動による動きと、衝突時の衝撃入力とが相乗的に作用してしまう可能性がある。
たとえば衝突前に移動する方向と衝撃の入力方向とが互いに相反する方向である場合、衝撃の入力のみが作用する場合と比べて大きな力が作用してしまう可能性がある。
このように、自動車1の開発では、乗員Mの保護性能を更に向上させることが求められている。
特に、たとえば、自動運転制御装置や運転支援制御装置により衝突回避制御を実施した場合であっても、適切な乗員Mの保護性能が得られるように努力することが求められる。
図2の乗員保護装置10は、車外カメラ11、車内カメラ12、自動運転制御部13、衝突判断部14、乗員保護制御部15、操舵装置16、制動装置17、駆動装置18、エアバッグ装置19、シートベルト装置20、を有する。
自動運転制御部13、衝突判断部14、および乗員保護制御部15は、たとえばマイクロコンピュータ21において実現されてよい。この場合、車外カメラ11、車内カメラ12、操舵装置16、制動装置17、駆動装置18、エアバッグ装置19、およびシートベルト装置20は、マイクロコンピュータに接続されてよい。
また、自動運転制御部13は、車外カメラ11の撮像画像に基づいて衝突などの可能性を予測する。そして、衝突などの可能性がある場合、衝突回避制御を実行する。
自動運転制御部13は、たとえば乗員Mにより自動運転開始の操作が成された場合、図3の自動運転制御を実行する。
そして、自動運転が不要である場合または適さない場合、自動運転制御部13は、図3の自動運転制御を終了する。
自動運転が必要である場合または適している場合、自動運転制御部13は、実際に自動運転制御を開始する(ステップST2)。
自動運転制御では、自動運転制御部13は、たとえば車外カメラ11の撮像画像や目的地までの経路情報に基づいて、自動車1の操舵装置16、制動装置17および駆動装置18を制御する。
また、自動運転制御を開始した後、自動運転制御部13は、衝突の可能性を判断する(ステップST3)。車外カメラ11の撮像画像において、自車の予定進路上に障害物があるか否かを判断する。また、他の自動車51などの移動体が、自車の予定進路に侵入する可能性について判断する。
そして、危険性が無い場合、自動運転制御部13は、通常の自動運転を継続する(ステップST2)。
逆に、自車の予定進路上に障害物があって衝突する可能性がある場合、または他の自動車51が自車の予定進路に侵入する可能性がある場合、自動運転制御部13は、自動的にそれらを避ける衝突回避制御を実行する(ステップST4)。
衝突回避制御では、障害物や他の自動車51を避けて走行するように、自動車1の操舵装置16、制動装置17および駆動装置18を制御する。
また、自動運転制御部13は、衝突回避制御により衝突が解消されたか否かを判断する(ステップST5)。衝突が解消されていない場合、衝突回避制御を継続する(ステップST4)。
衝突が解消された場合、自動運転制御部13は、衝突回避制御から通常の自動運転制御へ戻る(ステップST2)。
たとえば図1に実矢印線で示す緩い左曲がりの予定進路により自動車1が自動運転制御により走行している場合において、曲がった先に他の自動車51がゆっくりと走行していると、衝突回避制御により、右側の車線へ移動して進行する破線矢印の進路に自車の走行が切り替え制御される。これにより、自車の予定進路上にいる他の自動車51との衝突を避けて進行することができる。
しかしながら、実際の他の自動車51は、自動運転制御により予想した動きで走行するとは限らない。車線を走行し続けるとは限らない。
たとえば図4に実矢印線で示すように、他の自動車51は、走行中の車線ではなく、さらに右側の走行車線へ侵入しようとする可能性もある。
そして、自車が実矢印線の回避制御により走行を開始してしまうと、乗員Mの上体は急激な操舵により車体2の外側へ傾き、その状態のまま侵入してきた他の自動車51と衝突してしまう。
乗員Mの上体は、右側の走行車線の移動により外側に傾いている。この場合、そのまま衝突してしまうと、乗員Mの上体はシートから前右に振られた状態において衝突の衝撃が作用してしまう。乗員Mの上体に対して、衝突の衝撃力以上の力が強く作用してしまう可能性が高くなる。
このような事態は、極力避けることが望ましい。
図5は、たとえば自動運転制御中に繰り返し実行される。
自動回避制御中である場合、衝突判断部14は、さらに自動回避制御によっても衝突が不可避であるか否か(ステップST12)と、自動回避制御から逸脱したか否か(ステップST13)と、を判断する。
たとえば、衝突判断部14は、車外カメラ11の撮像画像中の他の自動車51と、自動回避制御による予定回避進路の情報とに基づいて、予定回避進路に他の自動車51が侵入してくるか否かを判断する。そして、予定回避進路に他の自動車51が侵入してくる場合、衝突判断部14は、自動回避制御によっても衝突が不可避であると判断する。
また、衝突判断部14は、車外カメラ11により時間的に連続して撮像される複数の撮像画像の差により判断可能な自車の実進路と、自動回避制御による予定回避進路とを比較する。そして、実進路と予定回避進路との間に所定の差が生じた場合、衝突判断部14は、自動回避制御による予定回避進路から逸脱したと判断する。
衝突が不可避でない場合、または自動回避制御から逸脱していない場合、衝突判断部14は、以上の処理を繰り返し実行する(ステップST11~ST13)。自動回避制御が終了すると、図5の処理を終了する。
乗員保護制御部15は、まず、自動車1の走行を制御するために、操舵装置16、制動装置17および駆動装置18の制御を、自動運転制御部13から取得する(ステップST15)。
自動車1の走行制御をオーバライドした後、乗員保護制御部15は、操舵装置16、制動装置17および駆動装置18の制御を開始する。
具体的には、乗員保護制御部15は、自動回避制御により生じた乗員Mの挙動を助長するように自動車1の挙動を制御する(ステップST16)。
図6に破線矢印で示すように、自動車1は、自動回避制御により右側の車線へ移動するよう操舵されている。
この場合、衝突時制御において乗員保護制御部15は、操舵装置16へ左への操舵を強めるように指示する。これにより、自動回避制御により右外側の車線へ移動するように制御されて右側へ傾斜していた自動車1は、実矢印線に沿って進行するようになる。
自動回避制御により右側へ傾いていた乗員Mの姿勢は、さらに右側へ傾くようになる。その結果、乗員Mは、自動車1の右外側の側面に押し付けられるように当たる。
自動回避制御により右側へ傾いた乗員Mの上体の姿勢は、それによって生じた右への振れまたは移動した挙動状態からさらに右へ変化するようになる。
この他にも、乗員保護制御部15は、減速装置へ制動を指示する。この際、乗員保護制御部15は、乗員Mが自動車1の側面に当たってから遅れて、減速装置へ制動を指示してもよい。これにより、制動動作により、乗員Mが自動車1の側面により支持される状態となることを妨げ難くできる。
乗員保護制御部15は、衝突発生時またはその直前に、シートベルト装置20へプリテンション制御を指示する(ステップST17)。これにより、シートベルトが引き込まれ、乗員Mはそれ以上に移動し難くなるように拘束され得る。
その後、実際に衝突発生を検出すると(ステップST18)、乗員保護制御部15は、シートベルト装置20およびエアバック装置を制御して作動させる(ステップST19、ST20)。シートベルト装置20は、シートベルトを瞬時的に強く引き込んで保持する。エアバック装置は、シート3の周囲でエアバッグを展開する。これにより、衝突の衝撃により乗員Mが前方などへ移動して倒れようとしても、それを抑制するように衝突エネルギーを吸収できる。
図4の自動運転中の衝突回避制御では、右車線へ移動する制御において、他の自動車51と衝突する。この場合、乗員Mは右車線への移動により右側へ傾いた姿勢で、衝突の衝撃力が作用し得る。その結果、乗員Mは、さらに左側へ移動しながら前へ移動することになり得る。
これに対し、図6の衝突回避制御では、自動運転中の衝突回避制御により右側へ傾いた乗員Mを更に右へ傾けるように制御された状態で、他の自動車51と衝突する。乗員Mは、自動車1の右外側の側面に当たった状態で衝突の衝撃力が作用し得る。その結果、乗員Mに作用する力は、右外側の側面との接触摩擦などにより吸収し得る。
次に、第2実施形態に係る自動車1を説明する。以下の説明では、第1実施形態と同一の符号を使用し、主に第1実施形態との相違点について説明する。
シートベルト装置20は、シートベルトを送り出し可能な状態にする。
これにより、自動運転制御の衝突回避制御により移動または傾いていた乗員Mは、さらに移動または傾き得る。
この際、乗員保護制御部15は、シートベルトを通常よりも強く引き込む。
また、乗員保護制御部15は、エアバッグを通常よりゆっくりとまたは通常より低い圧力で展開させる。これにより、助長により大きく移動していた乗員Mに対して、エアバッグを必要以上に強く当てないようにできる。
また、これらの制御により、助長により大きく移動していた乗員Mは、その大きく移動していた位置において、更に移動し難くなるように拘束され得る。衝撃が吸収される。
この他にもたとえば、衝突判断部14は、乗員Mの手動運転による衝突回避操作においても衝突が不可避であることを判断し、乗員保護制御部15は、衝突時制御を実行してもよい。この際、衝突判断部14は、判断時までの乗員Mの手動運転に基づいて、今後の予定回避進路を推定すればよい。
Claims (5)
- 車両の自動運転制御による衝突回避制御または手動制御による衝突回避操作において衝突の可能性を判断する衝突判断部と、
前記衝突判断部により衝突の可能性が判断された場合、前記衝突回避制御または衝突回避操作よる乗員挙動を助長し、衝突時までに前記衝突回避制御または衝突回避操作よる乗員挙動を終了させるように前記車両の挙動を制御する制御部と、
を有する、
車両の乗員保護装置。 - 前記制御部は、
前記自動運転制御の衝突回避制御による車両の挙動を助長するように前記車両の挙動を制御する、
請求項1記載の車両の乗員保護装置。 - 前記衝突判断部は、前記自動運転制御の衝突回避制御による予想回避進路に対して他の物体が侵入すると予想した場合または存在する場合、衝突の可能性を判断する、
請求項1または2記載の車両の乗員保護装置。 - 前記衝突判断部は、前記車両の進路が、自動運転制御の衝突回避制御による予想回避進路から逸脱すると予想した場合、衝突の可能性を判断する、
請求項1から3のいずれか一項記載の車両の乗員保護装置。 - 前記制御部は、前記車両の挙動制御に加えて、
前記自動運転制御の衝突回避制御による乗員の挙動を助長するように乗員保護装置を制御する、
請求項1から4のいずれか一項記載の車両の乗員保護装置。
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