(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
後突を予知する後突予知手段と、
前記後突予知手段によって後突が予知されたときに、該予知される後突時から一定時間前にシートベルトによる乗員の拘束性を高める後突時対応手段と、
所定の判断基準値を用いて、後突の予知にまでは到らないまでも後突の可能性があることを判断する後突可能性判断手段と、
前記後突可能性判断手段によって後突の可能性があると判断されたときに、警報を発生する警報手段と、
後方車両が自車両に接近する方向の相対速度を検出する相対速度検出手段と、
乗員の頭部とヘッドレストとの間の距離を検出する距離検出手段と、
後方車両が一定減速度で減速したときに自車両と後方車両とが衝突しない限界の車間距離を設定すると共に、前記一定減速度が互いに相違するように設定された複数の特性線を記憶している記憶手段と、
を備え、
前記後突可能性判断手段は、前記複数の特性線の中から、前記距離検出手段で検出された距離が大きいときは小さいときよりも前記一定減速度が小さい値に設定された１つの特定特性線を選択して、該選択された１つの特性線に前記相対速度検出手段で検出された相対速度を照合して前記判断基準値としての自車両と後方車両との特定距離を決定して、自車両と後方車両との現在の距離が該特定距離以下となったときに後突の可能性があることを判断するように設定されており、
前記後突可能性判断手段は、前記距離検出手段で検出される距離に応じて選択された前記特定特性線に基づいて得られる特定距離が、前記予知される後突時の前記一定時間前における自車両と後方車両との間の距離よりも小さくなるときは、該特定特性線における前記一定減速度よりもより小さい一定減速度に設定された別の特性線を優先的に選択して、該別の特性線に基づいて前記特定距離を決定するように設定されている、
ことを特徴とする車両用乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用乗員保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両衝突時における乗員保護のために、各乗員席には乗員をシートに拘束するシートベルト装置が装備される。車両の衝突としては、自車両が前方車両等の前方障害物に衝突（追突）する前突の他に、後方車両が自車両に衝突する後突がある。
【０００３】
後方車両から追突される後突は、前方を向いていることが多い前方車両となる自車両の乗員にとってはあらかじめ想定しにくいものとなる。このため、レーダ等によって、自車両と後方車両との車間距離（相対距離）や相対速度を検出して、これらの情報に基づいて後突が予知されたときは、自車両のシートベルトを強く引張して、自車両の乗員のシートに対する拘束性を高めることが行われている。
【０００４】
特開平９−１７５３２７号公報には、後方車両との相対距離を距離センサで検出する一方、ｔ１、ｔ２（ｔ１＞ｔ２）という２種類の判断基準値を設定して、距離センサから得られる後突までの時間ｔがｔ１とｔ２の間であるときは、後突の可能性があるときであるとして、これを乗員に警報すべくシートベルトの引張力を増減させ、上記時間ｔがｔ２未満になると後突が予知されるときであるとしてシートベルトの引張力を増加させて乗員をシートに強く拘束するようにしたものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記公報記載のように、後突予知前にあらかじめ後突の可能性を警報することは、実際に後突される前にあらかじめ乗員の筋肉（特に首）を緊張させて後突に備える上で、また後突時にステアリングハンドル、アクセル、ブレーキ等をパニック的に操作しないよう促す上で好ましいものとなり、またその後にシートベルトによる強い拘束力を受けても違和感を感じさせないようにする上で好ましいものとなる。
【０００６】
しかしながら、前記公報記載のものでは、後突の可能性を警報する警報開始時点が、一定時点とされているので、後方車両の挙動、特に後突の度合いに大きな影響を与える後方車両の自車両への接近速度（つまり後突の危険度合い）に応じた適切なものとならない場合が応々にして生じる。すなわち、危険度合いが高いほど警報開始時点を早めることが望まれるが、このような要求に応えられないものとなる。
【０００７】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、後突の危険度合いに応じた適切な時期に警報を発生することができるようにした車両用乗員保護装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
後突を予知する後突予知手段と、
前記後突予知手段によって後突が予知されたときに、該予知される後突時から一定時間前にシートベルトによる乗員の拘束性を高める後突時対応手段と、
所定の判断基準値を用いて、後突の予知にまでは到らないまでも後突の可能性があることを判断する後突可能性判断手段と、
前記後突可能性判断手段によって後突の可能性があると判断されたときに、警報を発生する警報手段と、
後方車両が自車両に接近する方向の相対速度を検出する相対速度検出手段と、
乗員の頭部とヘッドレストとの間の距離を検出する距離検出手段と、
後方車両が一定減速度で減速したときに自車両と後方車両とが衝突しない限界の車間距離を設定すると共に、前記一定減速度が互いに相違するように設定された複数の特性線を記憶している記憶手段と、
を備え、
前記後突可能性判断手段は、前記複数の特性線の中から、前記距離検出手段で検出された距離が大きいときは小さいときよりも前記一定減速度が小さい値に設定された１つの特定特性線を選択して、該選択された１つの特性線に前記相対速度検出手段で検出された相対速度を照合して前記判断基準値としての自車両と後方車両との特定距離を決定して、自車両と後方車両との現在の距離が該特定距離以下となったときに後突の可能性があることを判断するように設定されており、
前記後突可能性判断手段は、前記距離検出手段で検出される距離に応じて選択された前記特定特性線に基づいて得られる特定距離が、前記予知される後突時の前記一定時間前における自車両と後方車両との間の距離よりも小さくなるときは、該特定特性線における前記一定減速度よりもより小さい一定減速度に設定された別の特性線を優先的に選択して、該別の特性線に基づいて前記特定距離を決定するように設定されている、
ようにしてある。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、警報を開始する必要があるか否かを判断する後突可能性判断手段の判断基準値を、ある一定値に設定したままとすることなく、後突の危険度合いに応じた適切な時期に警報を発生することが可能になる。
特に、後方車両が追突防止のために減速を行うことを想定した適切な警報および後突予知時の制御を行うことができる。また、後突の可能性や後突予知として一般的な後方車両との相対速度をパラメータとして制御することができる。
さらに、乗員の頭部とヘッドレストとの距離が後突時における乗員保護に大きな影響を与えるのを考慮して、乗員保護を適切に行う上で好ましいものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１において、１は自車両、２は後方車両であり、自車両１のシート３に着座される乗員が符号Ｊで示される。シート３は、既知のように、シートクッション３ａと、シートバック３ｂと、ヘッドレスト３ｃとを有する。
【００１１】
乗員Ｊをシート３に対して拘束するシートベルト装置が符号１０で示される。シートベルト装置１０は、一般車両用として汎用されている３点式とされている。すなわち、シートベルト装置１０のベルト１１は、車体底部に固定されたプリテンショナ装置１２から引き出されて、一旦上方へ伸びた後、車体高所にあるアンカ１３を経て、その先端部が車両底部に固定されている。一方、ベルト１１の各端部の車体への固定部とは左右反対側において、車体底部にはバックル１４が固定され、ベルト１１のうちアンカ１３を経た後の部分に摺動自在に取付けられたタング１５が、バックル１４に着脱自在に連結されるようになっている。なお、このようなシートベルト装置１０はよく知られたものなので、これ以上詳細な説明は省略する。
【００１２】
前記プリテンショナ装置１２は、ベルト１０を引張する駆動手段としての例えばモータ１６を有する。このモータ１６を駆動することにより、ベルト１１が図１中矢印で示すようにプリテンショナ装置１２側へ強く引張されて、乗員Ｊのシート３に対する拘束性が高められることになる。
【００１３】
自車両１の後部には、距離検出手段としての距離センサ２１が装備されている。この距離センサ２１は、後方へ向けて検知波（光、電波あるいは超音波）を放射して、後方車両２からの反射波を受信することにより、後方車両２までの相対距離を検出する。また、自車両１には、後突可能性を警報するブザー、ランプ等の警報手段２２が装備されると共に、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラＵが装備されている。
【００１４】
コントローラＵに関連した制御系統がブロック図的に図２に示される。なお、図２中一点鎖線で示すセンサ３１は、後述する別の実施形態において使用されるものであり、例えばヘッドレスト３ｃに装備されて（図１参照）、乗員Ｊの頭部とヘッドレスト３ｃとの間の距離を検出する距離センサ３１とされている。
【００１５】
次に、コントローラＵによる制御の概要について、図３を参照しつつ説明するが、基本的には、モータ１６の作動開始時点は、後突が予測される時点の所定時間前（例えば０．５秒前）というように一定時点に設定される。また、後突可能性有りと判断されて警報が開始される時点は、後方車両２と自車両１との間の車間距離が所定距離となった時点として設定され、この所定距離は次のように設定される。すなわち、相対速度と距離をパラメータとする特性線を設定するが、この特性線が、後方車両２が所定の減速度で減速して後突が予測される時点で自車両１へ接近する方向の相対速度が丁度零になるように設定される。そして、警報が開始される上記所定距離は、現在の相対速度をこの特性線に照合して得られるときの距離として設定される。
【００１６】
図３は、後方車両２の自車両１への接近方向への相対速度（以下相対速度というときは接近方向のものを言う）と距離とをパラメータとして設定されたものである。図中α１は、そのときの後方車両との相対速度が衝突まで維持されたときに、自車両１に追突する時点の０．５秒前の時点に相当するときの自車両１までの距離を示す。上記「０．５秒」という数値は、衝突前に必要なモータ１６の作動時間としての例えば「０．４秒」と、コントローラＵの後述する制御周期が「０．１秒」であることを勘案して、後突時点でもモータ１６によってベルト１１が強く引張された状態が確実に確保されるような最小時間として設定されている。
【００１７】
特性線α１は、相対速度が８０ｋｍ／ｈのときは、後方車両２が自車両１に対してほぼ１０ｍにまで接近した時点が後突時点の０．５秒前ということを示し、同様に相対速度が４０ｋｍ／ｈのときは、後方車両２が自車両１に対してほぼ５ｍにまで接近した時点が後突時点の０．５秒前ということを示す。換言すれば、自車両１と後方車両２との車間距離が、相対速度に応じてα１の特性線から得られる距離となった時点が、モータ１６の作動開始時点となる。なお、α２の特性線は、α１に対して比較のために示したもので、後方車両２がそのときの相対速度が衝突まで維持されたときに、追突が予測される時点から１．０秒前の時点となるときの自車両１と後方車両２との間の車間距離を示すものである。
【００１８】
一方、特性線β１〜β３は、後方車両２を一定減速度で減速したときに、自車両１と後方車両２との間の衝突しない限界の車間距離（の変化）を示す。すなわち、β１は、後方車両２が各速度から０．８Ｇの一定減速度で減速したと仮定したときの後方車両２と自車両１との間の衝突しない限界の車間距離の変化を示すものであり、同様に、β２は、後方車両２が０．６Ｇの一定減速度で減速したと仮定したときの後方車両２と自車両１との間の衝突しない限界の車間距離の変化を示すものであり、β３は、後方車両２が０．４Ｇの一定減速度で減速したと仮定したときの後方車両２と自車両１との間の衝突しない限界の車間距離の変化を示すものである。
【００１９】
現在の相対速度に応じて、後述のように上記特性線β１〜β３のいずれか１つが選択され、この選択された特性線β１、β２あるいはβ３に現在の相対速度を照合して得られる距離が、判断基準値Ｄ（距離しきい値）として設定される。すなわち、自車両１と後方車両２との実際の車間距離が、上記判断基準値Ｄ以下になったときに、後突の可能性があるときということで、警報手段２２が作動される。
【００２０】
図３のβ１〜β３とα１とを対比させることにより明確なように、相対速度が大きいときは、α１とβ１〜β３との偏差（距離偏差）が大きいものとなり、このことは、相対速度が大きいほど（後突の危険度合いが高くなるほど）、警報手段２１が作動されるときの自車両１と後方車両２との車間距離が大きくなり、しかも相対速度が大きいほど警報開始がより早い時点で行われることになる（余裕をもった警報）。
【００２１】
一方、相対速度が小さくなると、例えばα１とβ１とを対比させたときに、相対速度がほぼ２８ｋｍ／ｈ以下では、β１で得られる車間距離が、α１で得られる車間距離よりも小さくなってしまう。このことは、相対速度が２８ｋｍ／ｈ以下のときは、β１を用いて警報開始時点を決定する車間距離を決定したのでは、後突の可能性有りと警報する余裕時間が存在しないことになる。このため、相対速度が小さいときは、β１の代わりにβ２を用いるようにしてある。同様に、β２を用いても、相対速度が２２ｋｍ／ｈ以下のときは、β２から求められる車間距離がα１で求められる車間距離以下となってしまい、後突可能性を警報する余裕時間が無くなってしまうことになり、このため相対速度が２２ｋｍ／ｈ以下ではβ２の代わりにβ３を用いるようにしてある。
【００２２】
なお、相対速度が極めて小さい例えば１５ｋｍ／ｈ以下のときは、後突の衝撃も小さいので、このときは後突可能性を警報しないようにしてある。以上を総合してまとめると、後突予知対応制御としてのモータ１６の作動が開始されるタイミングは、後突が予測される時点の一定時間前（０．５秒前）とされる（自車両１と後方車両２との車間距離が、現在の相対速度を特性線α１に照合して得られる距離となった時点に相当）。また、警報手段２２の作動を開始させるときの自車両１と後方車両２との車間距離（後突可能性の判断基準値）は、相対速度が２８ｋｍ／ｈよりも大きいときはβ１に基づいて、相対速度が２２ｋｍ／ｈから２８ｋｍ／ｈの間のときはβ２に基づいて、相対速度が１５ｋｍ／ｈから２２ｋｍ／ｈの間のときはβ３に基づいて、それぞれ相対速度をパラメータとして決定される。
【００２３】
コントローラＵによる前述した制御内容の具体例が、図４のフローチャートに示される（図３に示す各種特性線は、コントローラＵのメモリに記憶されている）。以下この図４について説明するが、図４は参考例となるものであり、また以下の説明でＱはステップを示す。まず、Ｑ１において、センサ２１で検出された自車両１と後方車両２との車間距離ｄが読み込まれた後、Ｑ２において、車間距離ｄの変化量（前回得られた車間距離と今回得られた車間距離との偏差）に基づいて、後方車両２が自車両１に接近する方向の相対速度Ｖが算出される。
【００２４】
Ｑ３においては、Ｑ２で得られた相対速度Ｖに基づいて、用いる特性線βの選択が行われる。すなわち、前述したように、相対速度が２８ｋｍ／ｈよりも大きいときはβ１が選択され、相対速度が２２ｋｍ／ｈから２８ｋｍ／ｈの間のときはβ２が選択され、相対速度が１５ｋｍ／ｈから２２ｋｍ／ｈの間のときはβ３が選択される。この後Ｑ４において、特性線β１〜β３のうちＱ３で選択された特性線を用いて、相対速度Ｖに対応した所定距離Ｄ（判断基準値）が決定される。
【００２５】
Ｑ５では、自車両１と後方車両２との車間距離ｄが、判断基準値Ｄ以下であるか否かが判別される。このＱ５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ６において、警報手段２２が作動される。このＱ６の後あるいはＱ５の判別でＮＯのときはそれぞれＱ７に移行される。Ｑ７では、車間距離ｄを相対速度Ｖで除した値（時間で、後突までの時間に相当））が、所定時間（実施形態では前述のように０．５秒）以下であるか否かが判別される。このＱ７の判別でＮＯのときはＱ１に戻り、Ｑ７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ８において、モータ１６が作動されて、シートベルト１１が強く引張される。
【００２６】
図５は、本発明の実施形態を示すもので、図４の参考例に対応するものである。本実施形態では、判断基準値Ｄの変更を、乗員Ｊの頭部とヘッドレスト３ｃとの間の距離に応じて変更する場合としてある。すなわち、センサ３１で検出された乗員Ｊの頭部とヘッドレスト３ｃとの距離Ｌが所定値（例えば１００ｍｍ）よりも大きいときは、危険度合いが高いときであるとして、Ｑ１５において警報時期を早めるべく特性線β３が選択され、距離Ｌが所定値以下のときは危険度合いが小さいときであるとしてＱ１４において特性線β１が選択される。
【００２７】
以上のことを前提として、図５のＱ１１において、センサ２１で検出された自車両１と後方車両２との車間距離ｄと、センサ３１で検出された乗員Ｊの頭部とヘッドレスト４３ｃとの間の距離Ｌとが読み込まれる。Ｑ１２においては、車間距離ｄに基づいて相対速度Ｖが算出される（図４のＱ２と同じ）。
【００２８】
この後、Ｑ１３において、距離Ｌが所定値以下であるか否かが判別される。このＱ１３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１４において特性線β１が選択される。また、Ｑ１３の判別でＮＯのときは、Ｑ１５においてと特性線β３が選択される。Ｑ１４あるいはＱ１５の後はそれぞれ、Ｑ１６において、選択された特性線β１あるいはβ３に基づいて、相対速度Ｖに対応した判断基準値Ｄが決定される。この後は、Ｑ１７以降の処理が行われるが、これらの処理は図４のＱ５以降の処理と全く同じなので、その重複した説明は省略する。
【００２９】
以上実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず例えば次のような場合をも含むものである。相対速度Ｖと距離Ｌとの両方をパラメータとして、特性線β１〜β３の選択を行うようにしてもよい。特性線（β１〜β３）の設定としては、２種類のみあるいは４種類以上とすることができる。判断基準値Ｄの変更を、相対速度Ｖや距離Ｌに基づいて連続可変式に行うようにしてもよい（例えば特性線β１、β２、β３の３つを設定して、この間の特性線を補間により決定する等）。
【００３０】
シートベルト装置１０としては、４点式等、適宜の形式ものを採択することができる。警報を開始する時点を、前述の公報記載のように衝突が予測される時間の所定時間前というように時間設定でもって行って、この所定時間前の時点を例えば相対速度Ｖや距離Ｌに応じて変更することもできる。警報手段２２としては、シートベルト１１の引張力を増減させるものとして設定することもできるが、応答遅れが小さくかつ乗員Ｊへの告知が確実なブザー（音による警報）を採択するのが好ましい。路面μ（摩擦係数）を推定して、推定された路面μに応じて、選択可能な特性線を限定するようにしてもよい（限定された特性線の中から、相対速度Ｖや距離Ｌに応じて選択）。例えば、３つの特性線β１〜β３に加えて、例えばさらに低摩擦用の０．２Ｇ相当の特性線β４を設定して、推定路面μが大きいときは、β１からβ３の中からのみ選択するように、推定路面μが小さいときは、β２〜β４の中から選択するようにすることもできる。フロ−チャ−トに示す各ステップ（ステップ群）あるいはセンサ等の各種部材は、その機能の上位表現に手段の名称を付して表現することができる。また、フロ−チャ−トに示す各ステップ（ステップ群）の機能は、制御ユニット（コントローラＵ）内に設定された機能部の機能として表現することもできる（機能部の存在）。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。さらに、本発明は、制御方法として表現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】自車両と後方車両とを示す簡略側面図。
【図２】自車両に装備された制御系統をブロック図的に示す図。
【図３】本発明制御例で用いる各種特性線を示す図。
【図４】本発明の制御例を示すフローチャート。
【図５】本発明の別の実施形態示すフローチャート。
【符号の説明】
１：自車両
２：後方車両
３：シート
３ｃ：シートバック
１０：シートベルト装置
１１：ベルト
１２：プリテンショナ装置
１６：モータ（ベルト引張用）
２１：距離センサ（後方用）
２２：警報手段
３１：距離センサ（ヘッドレスト用）
Ｊ：乗員
Ｕ：コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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