(57)【要約】【課題】車両後方からの衝突時に車両の変形を抑制することが可能な乗員保護装置を提供すること。【解決手段】車両後方からの衝突を予測する後突予測手段と、所定の後方保護状態において、車両後部の圧縮変形を抑制可能な保護手段３０と、保護手段３０の状態を決定する状態決定手段５０と、を備え、状態決定手段５０は、後突予測手段により車両後方からの衝突が予測された場合に、保護手段３０を所定の後方保護状態とすることを特徴とする乗員保護装置１。【選択図】図１
2007290491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両後方からの衝突を予測する後突予測手段と、
所定の後方保護状態において、車両後部の圧縮変形を抑制可能な保護手段と、
該保護手段の状態を決定する状態決定手段と、を備え、
該状態決定手段は、前記後突予測手段により車両後方からの衝突が予測された場合に、前記保護手段を前記所定の後方保護状態とする、
ことを特徴とする、乗員保護装置。
【請求項２】
請求項１に記載の乗員保護装置であって、
前記保護手段は、略コ字状又は略Ｕ字状に連結又は一体形成された、第１、第２、及び第３のアーム部を備え、該第１及び第２のアーム部における、一方の端部が前記第３のアーム部に連結又は一体形成されていると共に、他方の端部が同一の回転軸を中心に回転自在に軸支される手段であり、
前記状態決定手段は、該回転軸回りに前記保護手段を回転せしめることにより、該保護手段を、前記第３のアーム部が前記回転軸から見て略上方に位置する通常状態と、前記第３のアーム部が前記回転軸から見て車両後方側に位置する前記所定の後方保護状態と、のいずれの状態とするかを決定する、
ことを特徴とする、乗員保護装置。
【請求項３】
請求項２に記載の乗員保護装置であって、
前記保護手段は、前記通常状態において、車室の上下方向に関する圧縮変形を抑制可能な手段である、
乗員保護装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の乗員保護装置であって、
前記保護手段回転手段は、車室の床部に固設される、
乗員保護装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の乗員保護装置であって、
前記後突予測手段により車両後方から衝突すると予測された物体における、自車両に最も近い突出部の高さを検出する突出部検出手段を備え、
前記状態決定手段は、該突出部検出手段により検出された前記突出部の高さに基づいて、前記所定の後方保護状態における前記保護手段の回転角度を決定する、
ことを特徴とする、乗員保護装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかに記載の乗員保護装置であって、
車両後部の荷物室における、荷物又は人の存在を検出する荷物室検出手段を備え、
前記状態決定手段は、該荷物室検出手段により荷物又は人の存在が検出された場合には、前記後突予測手段の予測結果に拘らず、前記保護手段を前記通常状態とする、
ことを特徴とする、乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両後方からの衝突を予測して乗員を保護する乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、車両の後部は荷物室となっていて強度が比較的低いため、車両後方からの衝突時（以下、後突時と称する）に変形しやすいものである。従って、後突時に車両の変形を抑制して車室内空間を確保する何らかの手段が、安全性の観点から望まれる。こうした要請は、特に、車両後端部から最後部座席までの距離が短いハッチバック式の車両等において大きいものである。
【０００３】
これに対し、最後部座席を前方に倒して荷物室を拡張することが可能な車両に適用される装置であって、当該最後部座席の背面にエアバッグシステムを配設し、後突時にエアバッグを展開して乗員を保護する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、最後部座席が座席として使用されている場合には、後方に向けて展開するエアバッグにより最後部座席の乗員に対する衝撃を緩和し、最後部座席が荷物室の床として使用されている場合には、上方に向けて展開するエアバッグにより荷物の車両前方への跳びだしを抑制している。
【特許文献１】特開平１１−１９８６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エアバッグシステムは、乗員に対する衝突時の衝撃を緩和することを目的とするものであり、衝突時に車両が変形して車室内空間が損なわれることまでを防止するものではない。
【０００５】
一方、補強材を用いて車両後部の強度を十分なものにしようとすると、荷物室のスペースが狭くなる等の問題が生じる。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両後方からの衝突時に車両の変形を抑制することが可能な乗員保護装置を提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、車両後方からの衝突を予測する後突予測手段と、所定の後方保護状態において、車両後部の圧縮変形を抑制可能な保護手段と、保護手段の状態を決定する状態決定手段と、を備え、状態決定手段は、後突予測手段により車両後方からの衝突が予測された場合に、保護手段を所定の後方保護状態とすることを特徴とする乗員保護装置である。
【０００８】
この本発明の一態様によれば、後突予測手段により車両後方からの衝突が予測された場合に保護手段を車両後部の圧縮変形を抑制可能な状態とするから、車両後方からの衝突時に車両の変形を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の一態様は、好ましくは、保護手段は、略コ字状又は略Ｕ字状に連結又は一体形成された第１、第２、及び第３のアーム部を備え、第１及び第２のアーム部における、一方の端部が第３のアーム部に連結又は一体形成されていると共に、他方の端部が同一の回転軸をもって回転自在に軸支される手段であり、この回転軸回りに保護手段を回転駆動する保護手段回転手段を備え、状態決定手段は、この回転軸回りに保護手段を回転せしめることにより、保護手段を、第３のアーム部が回転軸から見て略上方に位置する通常状態と、第３のアーム部が回転軸から見て車両後方側に位置する所定の後方保護状態と、のいずれの状態とするかを決定することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の一態様において、保護手段は、好ましくは、通常状態において車室の上下方向に関する圧縮変形を抑制可能な手段である。
【００１１】
また、本発明の一態様において、保護手段回転手段は、例えば車室の床部に固設される。
【００１２】
また、本発明の一態様は、好ましくは、後突予測手段により車両後方から衝突すると予測された物体における、自車両に最も近い突出部の高さを検出する突出部検出手段を備え、状態決定手段は、突出部検出手段により検出された突出部の高さに基づいて、所定の後方保護状態における保護手段の回転角度を決定することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の一態様は、好ましくは、車両後部の荷物室における、荷物又は人の存在を検出する荷物室検出手段を備え、状態決定手段は、荷物室検出手段により荷物又は人の存在が検出された場合には、後突予測手段の予測結果に拘らず、保護手段を通常状態とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、車両後方からの衝突時に車両の変形を抑制することが可能な乗員保護装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１６】
以下、図１〜５を用いて、本発明に係る乗員保護装置の一実施例について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る乗員保護装置１の全体構成の一例を示す図である。乗員保護装置１は、主要な構成として、後突予測用センサー１０と、荷物室監視用センサー２０と、保護材３０と、駆動モータ４０Ａ、４０Ｂと、乗員保護装置用電子制御ユニット（以下、乗員保護装置用ＥＣＵと称する）５０と、を備える。なお、以下の説明における車両内の機器間の通信は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の適切な通信プロトコルを用いて行なわれる。
【００１７】
後突予測用センサー１０は、例えば、車両後方のバンパーやナンバープレート周辺に配設されたステレオカメラセンサーである。すなわち、複数のＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラと、撮像画像を解析して車両後方から接近する接近物体との距離や相対速度を検出する画像解析装置と、からなる。また、これに限られず、ミリ波レーダーやレーザーレーダー等のレーダー装置を用いてもよいし、これらの異なる種類のセンサーを併設してより正確な検出を行なってもよいが、以下では、ステレオカメラセンサーを備えたものとして説明する。
【００１８】
また、後突予測用センサー１０は、上記接近物体における自車両に最も近い部分である突出部（典型的には、接近物体が車両である場合の当該車両のバンパー）を画像から特定すると共に、当該突出部の地面からの高さｈを出力することが可能である。後突予測用センサー１０の検出データは、例えば所定周期をもって乗員保護装置用ＥＣＵ５０に送信される。
【００１９】
荷物室監視用センサー２０は、車両後方の荷物室６０（図３（Ａ）に示す）における、荷物又は人の存在を検出する。具体的には、車室内に配設された車室内カメラセンサーや、荷物室の床に配設された重量センサー等を用いることができる。なお、当該車室内カメラセンサーを用いる場合、カメラ及び画像解析装置を備える点では上記後突予測用センサー１０と同様であってよいが、必ずしも複数のカメラを備える必要はない。この場合、例えば、荷物室６０に何も物が格納されていない状態の画像及び検出時の画像に対して２値化処理等を行なった上で、両者を比較考慮し、差異点の数が閾値を上回ったか否かを判定すること等により、荷物又は人の存在を検出することができる。荷物室監視用センサー２０の検出データは、乗員保護装置用ＥＣＵ５０に送信される。
【００２０】
保護材３０は、例えば、鉄等の剛体を材質とし、略コ字状又は略Ｕ字状に、一体形成又は連結されている。以下、図２に示す如く、保護材３０の各部分をアーム部３１、３２、３３と称する。アーム部３１、３２は、一端がアーム部３３の両端に一体形成又は連結されていると共に、他端が駆動モータ４０Ａ、４０Ｂの回転軸４２Ａ、４２Ｂにそれぞれ連結されている。なお、回転軸４２Ａ、４２Ｂは同一直線上にあるため、保護材３０は、当該直線（以下、保護材回転軸と称する）を中心に回転可能に軸支されており、駆動モータ４０Ａ、４０Ｂによって、当該保護材回転軸回りに回転駆動される。
【００２１】
駆動モータ４０Ａ、４０Ｂは、例えば、周知の電動モータであり、車室の床部など（より具体的には、例えば最後部座席の直後など）に固設されている。駆動モータ４０Ａ、４０Ｂは、上記の如く、その回転軸４２Ａ、４２Ｂが同一直線上にあって保護材回転軸を形成するように設置され、乗員保護装置用ＥＣＵ５０から図示しない駆動回路（ＩＣ等）に駆動信号が送信されることにより駆動制御がなされる。なお、本実施例では、図２に示す如く、保護材３０の外側に駆動モータ４０Ａ、４０Ｂを備えるものとしたが、内側に駆動モータを備えてもよい。また、駆動モータは単独であってもよい。この場合、保護材回転軸に相当する部材を備えてもよいし、駆動モータが並設されていない方のアーム部が単に回転自在に保持されてもよい。
【００２２】
保護材回転軸は、車室の床部付近（若干上方）において、車両幅方向に延在するように設定される。図３（Ａ）は、保護材３０が保護材回転軸を中心に最も車両前方側に変位した状態（図中、最も時計回りに変位した状態）を車両の側面方向から見た様子を示す図である。この状態では、図示する如く、保護材３０が床から略垂直に立っているため、車両がロールオーバー（左右方向に回転してひっくり返ること）したときに、車両が上下方向につぶれるのを抑制することができる。また、この状態では、後述する後方保護状態に比して荷物室６０のスペースを損なわない（図３では、保護材回転軸が最後部座席よりも若干後方にあるものとして例示したが、実際には、保護材回転軸を最後部座席の下方に配置することも可能である；この場合、荷物室６０のスペースは、乗員保護装置１を搭載しない車両と同程度に確保できる）。以下、この状態を通常状態と称する。
【００２３】
図３（Ｂ）は、保護材３０が保護材回転軸を中心に最も車両後方側に変位した状態（図中、最も反時計回りに変位した状態）を車両の側面方向から見た様子を示す図である。この状態では、図示する如く、保護材３０が略水平に寝ている状態であるため、車両後方から衝突されたときに、車両後部が車両の進行方向に向けてつぶれるのを抑制することができる。以下、この状態を、後方保護状態と称する。
【００２４】
なお、アーム部３１、３２の長さは、上記保護材回転軸から天井部までの長さ、及び保護材回転軸から車室の最後部までの長さよりも若干短い程度の長さであることが好ましい（保護材回転軸から天井部までの長さと保護材回転軸から車室の最後部までの長さが同程度となるように保護材回転軸の位置を設定すると更に好ましい）。こうすることにより、通常状態、後方保護状態共に、車両の変形を効果的に抑制することができる。また、アーム部３３の長さは、車室の幅方向の長さよりも若干短い程度の長さであることが好ましい。
【００２５】
乗員保護装置用ＥＣＵ５０は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等が図示しないバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、通信ポートやタイマー、カウンター等を備える。乗員保護装置用ＥＣＵ５０は、後突予測用センサー１０、及び荷物室監視用センサー２０から入力される検出データに基づいて、上記通常状態と、後方保護状態とを切替えるように、駆動モータ４０Ａ、４０Ｂを制御する。また、後突予測用センサー１０から入力される接近物体の突出部の高さｈに基づいて、後方保護状態において保護材３０が停止すべき回転角θを導出し、これに基づいて駆動モータ４０Ａ、４０Ｂを制御する。詳しくは、後述する。
【００２６】
以下、乗員保護装置１が通常状態と後方保護状態とを切替える際の動作について説明する。図４は、乗員保護装置用ＥＣＵ５０が実行する特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、乗員保護装置用ＥＣＵ５０により、例えば所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２７】
まず、乗員保護装置用ＥＣＵ５０は、後突予測用センサー１０から入力される検出データに基づいて、車両後方からの衝突が予測されるか否かを判定する（Ｓ１００）。本判定は、例えば、接近物体と自車両との距離及び相対速度に対して、予めＲＯＭ等に記憶された衝突予測用マップを適用して行なわれる。この衝突予測用マップは、例えば、横軸が距離、縦軸が相対速度であり、マップ上の領域が衝突不可避領域と衝突回避可能領域に分けられたものを用いる。また、自車両の車速や加減速度等に応じて、複数の衝突判定マップが存在するのが好ましい。
【００２８】
車両後方からの衝突が予測されない場合は、保護材３０を通常状態として（Ｓ１１０）、本フローの１ルーチンを終了する。なお、既に保護材３０が通常状態である場合には、駆動モータ４０Ａ、４０Ｂに対して何ら駆動制御を行なわないことは、言うまでもない。
【００２９】
車両後方からの衝突が予測された場合は、荷物室監視用センサー２０から入力される検出データを参照して、荷物室６０に荷物又は人が存在するか否かを判定する（Ｓ１２０）。
【００３０】
荷物室６０に荷物又は人が存在すると判定された場合は、車両後方からの衝突が予測されているにも拘らず、保護材３０を通常状態として（Ｓ１１０）、本フローの１ルーチンを終了する。これは、Ｓ１１０の衝突予測判定の精度が十分高いものでない場合に配慮したものである。
【００３１】
すなわち、こうした衝突予測判定を行なう制御システムは、実際に衝突を検知してから制御を行なう場合に比して、早いタイミングで種々の安全に寄与する制御を開始することができるという利点を有するが、予測を行なうという性質上、誤作動が発生する可能性を完全に排除することはできない。逆に衝突予測判定の基準を極めて厳格にすると、誤作動の発生頻度は低下するものの、上記制御の開始タイミングが、実際に衝突を検知してから制御を行なう場合と余り差のない結果となってしまう。従って、こうした制御システムでは、ある程度の誤判定は許容する程度の判定基準が設定されるのが通常である。
【００３２】
本実施例の場合、後突予測用センサー１０の誤検出等に起因して、Ｓ１１０において誤って車両後方からの衝突を予測してしまう可能性が排除できないため、Ｓ１２０の判定処理を行なって、過剰に保護材３０を後方保護状態とすることにより荷物を破損させたり人に危害を加えたりすることを防止している。なお、Ｓ１００とＳ１２０の判定は順不同である。
【００３３】
荷物室６０に荷物又は人が存在しないと判定された場合は、後突予測用センサー１０から入力される接近物体の突出部の高さｈから、保護材を停止させるべき回転角θを導出する（Ｓ１３０）。回転角θは、例えば、水平方向を基準にして時計回りを正として導出される。具体的には、例えば、次式（１）から導出することができる。式中、ｈ′は、保護材回転軸の地面からの高さであり、Ｌは、アーム部３１、３２の長さである。
【００３４】
ｓｉｎθ＝（ｈ−ｈ′）／Ｌ  ‥（１）
【００３５】
そして、保護材３０を回転角θの位置で停止させるように、駆動モータ４０Ａ、４０Ｂに指示信号を送信（Ｓ１４０）、すなわち、後方保護状態として、本フローの１ルーチンを終了する。こうすることにより、アーム部３３の高さが接近物体の高さｈに略合致することとなり、車両後部が車両の進行方向に向けてつぶれるのを、より効果的に抑制することができる。この状態における、接近物体及び保護材３０等の位置関係を図５に示す。
【００３６】
このように、本実施例の乗員保護装置１によれば、後方からの衝突が予測されていないときには保護材３０を通常状態とするから、車両がロールオーバーしたときに車両が上下方向につぶれるのを抑制することができる。また、この状態では、後方保護状態に比して、荷物室６０のスペースを損なわない。
【００３７】
また、後方からの衝突が予測されたときには、荷物室６０に荷物や人が存在する場合を除き、保護材３０を後方保護状態とするから、実際に車両後方から衝突されたときに、車両後部が車両の進行方向に向けてつぶれるのを抑制することができる。また、荷物室６０に荷物や人が存在する場合を除くから、荷物を破損させたり人に危害を加えたりすることを防止することができる。
【００３８】
さらに、保護材３０を、接近物体の高さｈに基づいて導出される回転角θの位置で停止させるから、アーム部３３の高さが接近物体の高さｈに略合致することとなり、車両後部が車両の進行方向に向けてつぶれるのを、より効果的に抑制することができる。
【００３９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４０】
例えば、保護材３０の状態を駆動モータ４０Ａ、４０Ｂの回転駆動により変化させる手法を例示したが、これに限られず、如何なる手法により保護材３０の状態を変化させてもよい。具体的には、例えば、図６に例示する如く、保護材３０を通常状態から後方保護状態に移行させる方向に力を貯えた状態のばね７０と、保護材３０を通常状態に保持するソレノイド等の保持手段８０を備え、所定条件が成立した場合に乗員保護装置用ＥＣＵ５０の指示に従って当該ソレノイドによる保持を開放するような手法であってもよい。
【００４１】
また、図７（Ａ）に示す如く、Ｓ１２０の判定を省略する（荷物室６０の状態を考慮しない）ものとしても構わない。
【００４２】
また、図７（Ｂ）に示す如く、Ｓ１３０の処理を省略する（接近物体の突出部の高さｈを考慮しない）ものとしても構わない。
【００４３】
さらに、図７（Ｃ）に示す如く、Ｓ１２０及びＳ１３０の判定を省略する（荷物室６０の状態及び接近物体の突出部の高さｈを考慮しない）ものとしても構わない。
【００４４】
また、乗員保護装置用ＥＣＵ５０は、既存のプリクラッシュセーフティ・システム等を実現するＥＣＵ等、車載の制御装置に統合されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、少なくとも車両後方からの衝突を予測して車両制御を行なう装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例に係る乗員保護装置１の全体構成の一例を示す図である。
【図２】保護材３０の各部、及び駆動モータ４０Ａ、４０Ｂの連結関係の一例を示す図である。
【図３】保護材３０が保護材回転軸を中心に変位した状態を車両の側面方向から見た様子を示す図である。
【図４】乗員保護装置用ＥＣＵ５０が実行する特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】保護材３０を回転角θの位置で停止させた状態における、接近物体及び保護材３０等の位置関係を示す図である。
【図６】保護材３０の状態を変化させる手段の他の例を示す図である。
【図７】乗員保護装置用ＥＣＵ５０が実行する特徴的な処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１  乗員保護装置
１０  後突予測用センサー
２０  荷物室監視用センサー
３０  保護材
３１、３２、３３  アーム部
４０Ａ、４０Ｂ  駆動モータ
４２Ａ、４２Ｂ  回転軸
５０  乗員保護装置用電子制御ユニット
６０  荷物室
７０  ばね
８０  保持手段
【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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【図６】
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【図７】
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