JP2008179205A - 安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潜り込み後の衝突が発生した場合でも、乗員を衝突から適切に保護することができる安全装置を提供すること。
【解決手段】本発明による安全装置１は、車両の前方端部が前方障害物に対して衝突することなく前方障害物の下方に潜り込み、前記車両の乗員と前記前方障害物が直接衝突する可能性を有すること、つまりは潜り込みを検出する検出手段６を備えることを特徴とすることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の自動車に適用して好適な安全装置に関する。

近年の車両には、衝突時において乗員をシートに拘束して、衝突時の衝撃により乗員が車両内部のインパネロアパネルやステアリングコラムやフロントガラス等に衝突するあるいは、車外に放り出されることを防止するためにシートベルト装置が備えられている。これに加えて、特許文献１に記載されているように、実際の衝突時において、このシートベルト装置による乗員の拘束をより確実なものとするために、車両用シートのシートバックの傾斜角度を、直立位置を含む範囲とすることが行われている。
特開平５−２２９３８０号公報

ところが、このような構成の安全装置においては、車両が自車よりも大きな大型車両等の前方の障害物に潜り込むように衝突して、大型車両に対して自車の前方のボンネットやバンパーが衝突することなく、フロントガラスやフロントピラーが直接的に前方の障害物に衝突する事態は想定されていなかった。このため、このような潜り込みが発生した場合には、前方の障害物が直接的にフロントガラスやフロントピラーに衝突して乗員に衝突してしまい、シートバックの傾斜角度を直立位置近傍に位置させることに伴って、更に乗員を危険にさらすことになってしまい、乗員を潜り込み後の衝突から適切に保護することができないという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑み、潜り込み後の衝突が発生した場合でも、乗員を衝突から適切に保護することができる安全装置を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明に係る安全装置は、
車両の前方端部が前方障害物に対して衝突することなく前方障害物の下方に潜り込み、前記車両の乗員と前記前方障害物が直接衝突する可能性を有すること、つまりは潜り込みを検出する検出手段を備えることを特徴とする。

なお、前記前方端部とは車両のボンネットの前方端部のフロントグリル又はフロントバンパー等であり、前方障害物とは例えば車両の前方を走行中の大型車両である。これにより以下のような作用効果を得ることができる。

ここで、前記安全装置において、
前記車両の前方端部上方に位置する前記障害物との上下方向距離を検出する距離検出手段を備えるととともに、
前記距離検出手段が検出した前記障害物との上下方向距離が、前記距離検出手段から前記車両のルーフまでの上下方向距離よりも小さい場合に、前記検出手段が前記車両の前方障害物への潜り込みを検出することを特徴とすることが好ましい。

ここで、前記距離検出手段とは、具体的にはＬＥＤセンサアレイやミリ波レーダーを指す。

これによれば、より簡易な構成により、前記車両の前記前方障害物の潜り込みを検出して、以下に示すような種々の安全対策を実施することができる。

あるいは、前記安全装置において、
前記車両の前方端部上方に位置する前記障害物との上下方向距離を検出する距離検出手段と、
前記車両の乗員高を検出する乗員高検出手段を備えるとともに、
前記距離検出手段が検出した前記障害物との上下方向距離が、前記乗員高検出手段により検出された前記距離検出手段を基準とする乗員高よりも小さい場合に、前記検出手段が車両の前方障害物への潜り込みを検出することを特徴としてもよい。

ここで、前記距離検出手段とは、具体的にはＬＥＤセンサアレイやミリ波レーダーを指す。また、前記乗員高検出手段とは例えば撮像カメラと画像処理装置を組み合わせたものである。

これによっても、より簡易な構成により、前記車両の前記前方障害物の潜り込みを検出して、以下に示すような種々の安全対策を実施することができる。

あるいは、前記安全装置において、
前記車両のフロントピラーに配置された車両上部衝撃力検出手段と、前記車両の前方端部に配置された車両前部衝撃力検出手段とを備えるとともに、
前記車両上部衝撃力検出手段が衝撃力を検出し、前記車両前部衝撃力検出手段が衝撃力を検出しない場合に、前記検出手段が車両の前方障害物への潜り込みを検出することを特徴としてもよい。

ここで、車両上部衝撃力検出手段と、車両前部衝撃力検出手段は、具体的には歪みゲージ等の応力を検出する応力センサや、加速度センサなどを用いることができる。

これによっても、より簡易な構成により、前記車両の前記前方障害物の潜り込みを検出して、以下に示すような種々の安全対策を実施することができる。

さらに、前記安全装置において、
前記車両と前記前方障害物との前後方向距離を検出する前後方向距離検出手段と、
前記車両と前記前方障害物との相対速度を検出する相対速度検出手段とを備えるとともに、
前記検出手段が潜り込みを検出した後において、前記前後方向距離検出手段の検出した前後方向距離と、前記相対速度検出手段の検出した相対速度と、車両の減速性能に基づいて、前記前方障害物と前記車両のフロントピラーとの衝突回避の不可を判定する判定手段を備えることを特徴とすることが好ましい。

なお、前記前後方向距離検出手段とは具体的にはミリ波レーダーであり、前記相対速度検出手段は具体的にはミリ波レーダーと微分回路を組み合わせたものである。

あるいは、前記車両のフロントピラーに配置された車両上部衝撃力検出手段と、前記車両の前方端部に配置された車両前部衝撃力検出手段とを備える前記安全装置において、
前記検出手段が前記車両の前方障害物への潜り込みを検出した場合に、前記前方障害物と前記車両のフロントピラーとの衝突回避の不可を判定する判定手段を備えることを特徴としてもよい。

いずれによっても、より簡易な手段により、前記車両が前記前方障害物に潜り込んだ後、前記前方障害物と前記車両のフロントピラーとの衝突回避の不可を判定して、以下に示すような種々の安全対策を実施することができる。

ここで、
前記安全装置において、
前記車両の車両用シート又は前記車両用シートのシートバックの傾斜角度を制御する制御手段を備えるとともに、
前記判定手段が衝突回避の不可を判定した場合に、前記制御手段が前記車両用シート又は前記シートバックを後倒させることを特徴とすることが好ましい。

これによれば、前記潜り込みが検出された後、前記車両のフロントピラーと前記前方障害物との衝突の回避が不可であると判定された場合に、前記車両用シート又は前記シートバックを後倒させて、乗員を前記車両の下方に退避させることができるので、前記車両のフロントピラーに前記前方障害物が衝突しても、乗員を保護することができる。

さらに、
前記安全装置において、
前記制御手段が前記シートバックを後倒させた場合に、乗員を前記車両用シートに拘束する拘束手段を備えることを特徴とすることが好ましい。

これによれば、前記車両用シート又は前記シートバックを後倒させた状態では、通常のシートベルト装置やエアバッグによる乗員の拘束力が弱くなり、衝突の衝撃により乗員が車両前方に大きく移動させられることを、前記拘束手段により乗員を前記車両用シートに拘束することにより防止して、乗員を適切に保護することができる。

ここで、
前記安全装置において、
前記拘束手段が前記車両のシートベルト装置のウェビングに張力を付与する張力付与手段であることを特徴としてもよい。

これによれば、より簡易な手段により乗員を前記車両用シートに拘束することができる。

加えて、
前記安全装置において、
前記拘束手段が前記車両用シートの座部前方を上昇させる上昇手段であることを特徴としてもよい。

これによっても、より簡易な手段により乗員を前記車両用シートに拘束することができる。

ここで、
前記安全装置において、
前記車両の後席の乗員の有無を検出する後席乗員検出手段を備えるととともに、
当該後席乗員検出手段が後席の乗員を検出した場合には、前記制御手段が前記車両用シート又は前記シートバックを後倒する角度を所定角度に制限することを特徴とすることが好ましい。

これによれば、前記車両の前記後席に乗員が着座している場合に、前部の車両用シート又は前記シートバックを後倒させて、前記後席の乗員が怪我をしてしまうことを、後倒する角度を所定角度に制限することで、防止することができる。

本発明によれば、潜り込み後の衝突が発生した場合でも、乗員を衝突から適切に保護することができる安全装置を提供することができる。

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説明する。

図１は、本発明に係わる安全装置の一実施形態を示す模式図であり、図２は本発明に係わる安全装置の一実施形態を示す模式ブロック図である。

この安全装置１は、ＬＥＤセンサアレイ２と、応力センサ３と、応力センサ４と、ミリ波レーダー５と、潜り込みＥＣＵ６(Electronic Control Unit)と、ＰＣＳＥＣＵ７(Electronic Control Unit)と、ブレーキアクチュエータ８と、シートＥＣＵ９(Electronic Control Unit)と、シートアクチュエータ１０と、プリテンショナ１１と、シートアクチュエータ１２を備えて構成される。潜り込みＥＣＵ６と、ＰＣＳＥＣＵ７と、ブレーキアクチュエータ８と、シートＥＣＵ９はＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により相互に接続される。

また、ここでは詳細は図示しないが、本発明に係わる安全装置１が適用される車両Ｃの車両用シートには、着座している乗員をその背面及び下側に位置する車両用シートのシートバック及び座部に拘束するものであり、いわゆる三点式のシートベルトが備えられており、図１中Ｗはシートベルトのウェビングの乗員の腰部付近を車幅方向に延びる部分を示すものである。

ＬＥＤセンサアレイ２は、後述するミリ波レーダー５に比して比較的近距離の対象物との距離を測定するものであり、車両Ｃのボンネットの前端部の上面に、上方に志向するように四箇所に設けられて、車両Ｃのボンネットの前端部よりも底面が高い前方の大型車両ＦＣに対して車両Ｃがその前端部が衝突することなく潜り込んだ場合に、その大型車両の底面との上下方向距離を測定して、その測定結果を潜り込みＥＣＵ６に出力する距離検出手段を構成するものである。ここで大型車両ＦＣは前方障害物を構成する。

応力センサ３は、車両Ｃのフロントガラスの車幅方向外側に位置してルーフの荷重を支持するフロントピラーの内部に設けられるものであり、車両Ｃが前方の大型車両ＦＣに潜り込んだ後、大型車両ＦＣにフロントピラーが衝突した場合の衝撃力を測定して、その測定結果を潜り込みＥＣＵ６に出力するものであり、車両上部衝撃力検出手段を構成するものである。

応力センサ４は、車両Ｃのボンネットの前端部のフロントバンパーに設けられるものであり、車両Ｃのボンネットの前端部が前方の大型車両ＦＣの衝突することなく潜り込んだ場合には、衝撃力が作用しないことを測定し、通常の前面衝突が発生した場合には衝撃力が作用することを測定して、その測定結果を潜り込みＥＣＵ６に出力するものであり、車両前部衝撃力検出手段を構成するものである。

ミリ波レーダー５は、車両Ｃのルーフ下面かつフロントガラスの後方に隣接させて、前方を指向するように設けられて、車両Ｃの前方に位置する大型車両ＦＣとの前後方向距離Ｌ２を測定して、測定結果を潜り込みＥＣＵ６に出力するものであり、前後方向距離検出手段を構成するものである。

潜り込みＥＣＵ６は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものである。この潜り込みＥＣＵ６は、車両Ｃのボンネットの前端部が前方の大型車両に対して衝突することなく下方に潜り込んで、車両Ｃの乗員と、前方の大型車両ＦＣが直接衝突する可能性を有する、潜り込みが発生していることを検出する検出手段６ａを備える。

これとともに、潜り込みＥＣＵ６は、ミリ波レーダー５の検出した前後方向距離Ｌ２の微分値を計算して、車両Ｃと大型車両ＦＣとの相対速度ＶＬを検出する、相対速度検出手段６ｂを構成する。さらに、潜り込みＥＣＵ６は、この潜り込みが発生した後、車両Ｃのフロントピラーと大型車両ＦＣが衝突することが回避できることが不可かどうかを判定する判定手段６ｃをも備える。

この判定手段６ｃは、以下のようにして衝突回避の不可を判定する。つまり、ミリ波レーダー５により測定された、ミリ波レーダー５を基準とした前方の大型車両ＦＣと車両Ｃとの車両前後方向距離Ｌ２と、同じく相対速度検出手段６ｂにより求めた相対速度ＶＬと、予め定めされた車両Ｃの減速度Ａとの相互関係が、Ｌ２＜ＶＬ×ＶＬ／（２×Ａ）である場合には、ブレーキを作用させても、車両Ｃのフロントピラーと大型車両ＦＣが衝突することが回避できることが不可であると判定する。

ＰＣＳＥＣＵ７は、いわゆるプリクラッシュシステムを構成するＥＣＵであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものである。このＰＣＳＥＣＵ７は、ミリ波レーダー５が測定した前方の大型車両ＦＣとの前後方向距離Ｌ２を潜り込みＥＣＵ６及びＣＡＮを介して取得して、この前後方向距離Ｌ２に基づいて適宜車両Ｃのブレーキアクチュエータ８のブレーキ指令を出力するものである。

シートＥＣＵ９は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものであり、車両Ｃの車両用シートのシートバックの傾斜角度を制御する制御手段を構成する。つまり、潜り込みＥＣＵ６の判定手段６ｃが車両Ｃのフロントピラーと大型車両ＦＣとの衝突の回避が不可であると判定した場合には、シートアクチュエータ１０及びシートアクチュエータ１２に指令を出力して、シートバックを後倒するとともに、座部の前方を上昇させ、シートベルト装置のウェビングＷに付加的に張力を付与するプリテンショナ１１を動作させる。

シートアクチュエータ１０は、図示しないピストンとシリンダとにより構成され、潜り込みＥＣＵ６の判定手段６ｃが、車両Ｃのフロントピラーと大型車両ＦＣとの衝突の回避が不可であると判定した場合に、シートＥＣＵ９の指令に基づいて、ピストンを火薬の爆発力により動作させることにより、車両用シートのシートバックを後倒させるものである。

プリテンショナ１１は、これも図示しないピストンとシリンダとにより構成され、潜り込みＥＣＵ６の判定手段６ｃが衝突の回避が不可であると判定した場合に、ピストンを火薬の爆発力により動作させることにより、乗員の腰部に車幅方向に延在して位置するウェビングＷに、付加的に張力を付与する張力付与手段を構成するとともに、乗員を車両用シートに拘束する拘束手段を構成するものである。

シートアクチュエータ１２は、これも図示しないピストンとシリンダとにより構成され、潜り込みＥＣＵ６の判定手段６ｃが衝突の回避が不可であると判定した場合に、ピストンを火薬の爆発力により動作させることにより、車両用シートの座部を上昇させる上昇手段を構成するとともに、乗員を車両用シートに拘束する拘束手段を構成するものである。

以下、本実施例１の安全装置１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図３は、本発明による安全装置１の制御内容を示すフローチャートである。

Ｓ１において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａが、ＬＥＤセンサアレイ２により、車両Ｃのボンネットの前端部の上方に前方から接近してきた大型車両ＦＣの底面との上下方向距離Ｈ２を検出し、Ｓ２において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａがミリ波レーダー５により、車両Ｃと大型車両ＦＣとの前後方向距離Ｌ２を検出するとともに、潜り込みＥＣＵ６の相対速度検出手段６ｂが前後方向距離Ｌ２の微分値である相対速度ＶＬを求める。

Ｓ３において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａが、応力センサ３により、車両Ｃのフロントピラーにおける車両上部衝撃力Ｆ１を検出し、Ｓ４において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａは、応力センサ４により車両Ｃのボンネットの前端部における車両前部衝撃力Ｆ２を検出する。

Ｓ５において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａは、Ｓ４において検出した、車両前部衝撃力Ｆ２の出力がＯＮであるかどうかを判定し、車両前部衝撃力Ｆ２の出力がＯＮである場合には、潜り込みが発生しない単なる前面衝突であるとみなして、Ｓ１０にすすむ。Ｓ１０において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａからの指令に基づいて、ＰＣＳＥＣＵ７は車両Ｃの各車輪に設けられたブレーキアクチュエータ８にブレーキ指令を出力して、ブレーキを動作させる。

Ｓ５において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａは、Ｓ４において検出した、車両前部衝撃力Ｆ２の出力がＯＦＦである場合には、単なる前面衝突ではないとみなして、Ｓ６にすすむ。

Ｓ６において、潜り込みＥＣＵ６の判定手段６ｃは、Ｓ３において検出した、車両上部衝撃力Ｆ１の出力がＯＮであるかどうかを判定し、車両上部衝撃力Ｆ１の出力がＯＮである場合には、車両Ｃが前方の大型車両ＦＣに潜り込んで、さらに、大型車両ＦＣが車両Ｃのフロントピラーにすでに衝突しており、車両Ｃと大型車両ＦＣとの衝突回避が不可であるとみなして、Ｓ９にすすむ。

Ｓ９において、シートＥＣＵ９の制御手段は、潜り込みＥＣＵ６の判定手段６ｃからの指令に基づいて、シートアクチュエータ１０、プリテンショナ１１、シートアクチュエータ１２を動作させる。

すなわち、Ｓ９において、シートアクチュエータ１０の動作に基づいて、車両用シートのシートバックは後倒されて、乗員は、車両Ｃの車室内空間の下側に退避される。加えて、シートアクチュエータ１２の動作に基づいて、車両用シートの座部の前方は上昇されて、衝突時の衝撃により乗員が車両前方に移動させられることを防止する。さらに、プリテンショナ１１の動作に基づいて、車両用シートのシートベルト装置のウェビングＷに付加的な張力が付与されて、乗員が車両用シートベルトに拘束されて、これによっても、衝突時の衝撃により乗員が車両用シートから投げ出されることが防止される。

Ｓ７において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａが、Ｓ１において検出した、車両Ｃのボンネットの前端部と大型車両ＦＣとの上下方向距離Ｈ２が、予め求められる、ＬＥＤセンサアレイ２を基準とした車両Ｃのルーフ高さＨ１よりも小さく、かつ、Ｓ２において検出した、車両Ｃと前方の大型車両ＦＣとの前後方向距離Ｌ２が、これも予め求められる、車両Ｃのボンネットの前端部とミリ波レーダー５との前後方向距離Ｌ１より小さいかどうかを判定する。

Ｓ７において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａが、上下方向距離Ｈ２が上下方向距離Ｈ１より小さく、かつ、前後方向距離Ｌ２が前後方向距離Ｌ１より小さいと判定する場合には、車両Ｃのボンネットが大型車両ＦＣに潜り込んでいると見なせるので、Ｓ８にすすむ。Ｓ７において、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａが、上下方向距離Ｈ２が上下方向距離Ｈ１より小さく、かつ、前後方向距離Ｌ２が前後方向距離Ｌ１より小さいと判定しない場合には、車両Ｃのボンネットが大型車両ＦＣに潜り込んでいないと見なせるので、Ｓ１に戻る。

Ｓ８において、潜り込みＥＣＵ６の判定手段６ｃは、Ｓ２において検出した、車両Ｃのボンネットの前端部と大型車両ＦＣとの前後方向距離Ｌ２が、前後方向距離Ｌ２の微分値として求まる相対速度ＶＬの２乗を車両の減速度Ａの２倍で除した値よりも大きいかどうか、つまりは、潜り込みが発生してから車両Ｃにブレーキを作用させて、大型車両ＦＣの車両Ｃのフロントピラーに対する衝突を回避できるかどうかを判定する。

Ｓ８において、Ｌ２＞ＶＬ×ＶＬ／（２×Ａ）であると判定される場合には、潜り込みが発生した後においても、大型車両ＦＣの車両Ｃのフロントピラーに対する衝突が回避できるということであるから、Ｓ９をとばして、Ｓ１０にすすんで、プリクラッシュシステムつまりはＰＣＳＥＣＵ７により、ブレーキアクチュエータ８のブレーキ指令
を出力して、車両Ｃにブレーキをかける。

Ｓ８において、Ｌ２＞ＶＬ×ＶＬ／（２×Ａ）であると判定されない場合には、潜り込みが発生した後において、大型車両ＦＣの車両Ｃのフロントピラーに対する衝突が回避できないということであるから、Ｓ９にすすんで、潜り込みＥＣＵ６の判定手段６ｃの指令に基づいて、シートＥＣＵ９の制御手段が、シートアクチュエータ１０、プリテンショナ１１、シートアクチュエータ１２を動作させる。

すなわち、Ｓ９において、シートアクチュエータ１０の動作に基づいて、車両用シートのシートバックは後倒されて、乗員は、車両Ｃの車室内空間の下側に退避される。加えて、シートアクチュエータ１２の動作に基づいて、車両用シートの座部の前方は上昇されて、衝突時の衝撃により乗員が車両前方に移動させられることを防止する。さらに、プリテンショナ１１の動作に基づいて、車両用シートのシートベルト装置のウェビングＷに付加的な張力が付与されて、乗員が車両用シートベルトに拘束されて、これによっても、衝突時の衝撃により乗員が車両用シートから投げ出されることが防止される。

これとともに、Ｓ１０において、プリクラッシュシステムつまりはＰＣＳＥＣＵ７により、ブレーキアクチュエータ８のブレーキ指令を出力して、車両Ｃにブレーキをかける。

以上述べた制御内容により実現される実施例１によれば、潜り込みＥＣＵ６の検出手段６ａにより、車両Ｃの前方の大型車両ＦＣへの潜り込みが検出された後、判定手段６ｃにより、車両Ｃのフロントピラーと前方の大型車両ＦＣとの衝突の回避が不可であると判定された場合に、車両用シートのシートバックを後倒させて、乗員を車両Ｃの車室内空間の下側に退避させることができるので、車両Ｃのフロントピラーに前方の大型車両が衝突しても、乗員を保護することができる。

また、車両Ｃが大型車両ＦＣに潜り込んだ場合でも、ブレーキ動作により、大型車両ＦＣの車両Ｃのフロントピラーに対する衝突を回避できる場合には、ブレーキ動作のみを行うことにより、車両用シートのシートバックの無駄な後倒動作を回避することができる。

また、シートバックを後倒させた場合においては、シートベルト装置のウェビングのうち、乗員の肩から腰にたすき状に位置する部分は、乗員に対して拘束力を発揮し得ないが、車幅方向に位置するウェビングＷに付加的に張力を付与すること及び座部の前方を上昇させることにより、このような場合でも乗員を車両用シートに確実に拘束することができる。

上述した実施例１においては、車両Ｃのボンネットの前端部と大型車両ＦＣの底面との上下方向距離Ｈ２を、予め求められる、ＬＥＤセンサアレイ２を基準とした車両Ｃのルーフ高さＨ１と比較して、潜り込みを検出したが、この構成に換えて、上下方向距離Ｈ２を乗員の高さと比較する以下のような構成とすることもできる。以下にその構成を実施例２として示す。図４は、本発明に係わる安全装置の一実施形態を示す模式ブロック図である。

この安全装置２１は、ＬＥＤセンサアレイ２と、応力センサ３と、応力センサ４と、ミリ波レーダー５と、潜り込みＥＣＵ２６(Electronic Control Unit)と、ＰＣＳＥＣＵ７(Electronic Control Unit)と、ブレーキアクチュエータ８と、シートＥＣＵ９(Electronic Control Unit)と、シートアクチュエータ１０と、プリテンショナ１１と、シートアクチュエータ１２と、乗員撮像カメラ２３を備えて構成される。

なお、潜り込みＥＣＵ２６と、ＰＣＳＥＣＵ７と、ブレーキアクチュエータ８と、シートＥＣＵ９はＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信規格により相互に接続される。なお、乗員撮像カメラ２３と、潜り込みＥＣＵ２６以外の構成については実施例１に示したものと同様であるため、同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は割愛する。

乗員撮像カメラ２３は、例えばＣＣＤカメラあるいはＣＭＯＳカメラであり、例えば車両室内のウインドシールド中央上部に、車両Ｃの車室内空間全体を画角に納めることができるように配設されて、前席の乗員及び後席の乗員を撮像するものである。

潜り込みＥＣＵ２６は例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびそれらを接続するデータバスから構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵが所定の処理を行うものである。この潜り込みＥＣＵ２６は、車両Ｃのボンネットの前端部が前方の大型車両に対して衝突することなく下方に潜り込んで、車両Ｃの乗員と、前方の大型車両ＦＣが直接衝突する可能性を有する、潜り込みが発生していることを検出する検出手段２６ａを備える。

これとともに、潜り込みＥＣＵ２６は、ミリ波レーダー５の検出した前後方向距離Ｌ２の微分値を計算して、車両Ｃと大型車両ＦＣとの相対速度ＶＬを検出する、相対速度検出手段２６ｂを構成する。さらに、潜り込みＥＣＵ２６は、この潜り込みが発生した後、車両Ｃのフロントピラーと大型車両ＦＣが衝突することが回避できることが不可かどうかを判定する判定手段２６ｃをも備える。

この判定手段２６ｃは、以下のようにして衝突回避の不可を判定する。つまり、ミリ波レーダー５により測定された、ミリ波レーダー５を基準とした前方の大型車両ＦＣと車両Ｃとの車両前後方向距離Ｌ２と、同じく相対速度検出手段２６ｂにより求めた相対速度ＶＬと、予め定めされた車両Ｃの減速度Ａとの相互関係が、Ｌ２＜ＶＬ×ＶＬ／（２×Ａ）である場合には、ブレーキを作用させても、車両Ｃのフロントピラーと大型車両ＦＣが衝突することが回避できることが不可であると判定する。

さらに、潜り込みＥＣＵ２６は、乗員撮像カメラ２３の撮像した画像に基づいて、前席の車両用シートに着座している乗員の高さを検出する乗員高検出手段２６ｄを備えるとともに、後席の車両用シートの乗員の有無を検出する後席乗員検出手段２６ｅを備える。

以下、本実施例２の安全装置２１の制御内容を、フローチャートを用いて説明する。図５は、本発明による安全装置２１の制御内容を示すフローチャートである。

Ｓ１１において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａが、ＬＥＤセンサアレイ２により、車両Ｃのボンネットの前端部の上方に前方から接近してきた大型車両ＦＣの底面との上下方向距離Ｈ２を検出し、Ｓ１２において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａがミリ波レーダー５により、車両Ｃと大型車両ＦＣとの前後方向距離Ｌ２を検出するとともに、潜り込みＥＣＵ２６の相対速度検出手段２６ｂが前後方向距離Ｌ２の微分値である相対速度ＶＬを求める。

Ｓ１３において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａが、応力センサ３により、車両Ｃのフロントピラーにおける車両上部衝撃力Ｆ１を検出し、Ｓ１４において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａは、応力センサ４により車両Ｃのボンネットの前端部における車両前部衝撃力Ｆ２を検出する。

Ｓ１５において、潜り込みＥＣＵ２６の乗員高検出手段２６ｄは、乗員撮像カメラ２３の撮像した画像に基づいて、前席の乗員の高さＨ３を検出するとともに、潜り込みＥＣＵ２６の後席乗員検出手段２６ｅは、後席の乗員の有無を検出する。

Ｓ１６において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａは、Ｓ１４において検出した、車両前部衝撃力Ｆ２の出力がＯＮであるかどうかを判定し、車両前部衝撃力Ｆ２の出力がＯＮである場合には、潜り込みが発生しない単なる前面衝突であるとみなして、Ｓ２３にすすむ。Ｓ２３において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａからの指令に基づいて、ＰＣＳＥＣＵ７は車両Ｃの各車輪に設けられたブレーキアクチュエータ８にブレーキ指令を出力して、ブレーキを動作させる。

Ｓ１６において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａは、Ｓ１４において検出した、車両前部衝撃力Ｆ２の出力がＯＦＦである場合には、単なる前面衝突ではないとみなして、Ｓ１７にすすむ。

Ｓ１７において、潜り込みＥＣＵ２６の判定手段２６ｃは、Ｓ１３において検出した、車両上部衝撃力Ｆ１の出力がＯＮであるかどうかを判定し、車両上部衝撃力Ｆ１の出力がＯＮである場合には、車両Ｃが前方の大型車両ＦＣに潜り込んで、さらに、大型車両ＦＣが車両Ｃのフロントピラーにすでに衝突しており、車両Ｃと大型車両ＦＣとの衝突回避が不可であるとみなして、Ｓ２０にすすむ。

Ｓ２０において、シートＥＣＵ９が、後席乗員有の場合はＳ２１において前席の車両用シートのシートバックの後倒の傾斜角を、後席の乗員に接触しない範囲に制限し、Ｓ２２にすすむ。Ｓ２０において、後席乗員無の場合はＳ２２にすすむ。Ｓ２２において、シートＥＣＵ９の制御手段は、潜り込みＥＣＵ２６の判定手段２６ｃからの指令に基づいて、シートアクチュエータ１０、プリテンショナ１１、シートアクチュエータ１２を動作させる。

すなわち、Ｓ２２において、シートアクチュエータ１０の動作に基づいて、車両用シートのシートバックは傾斜角の制限の有無に係わらず後倒されて、乗員は、車両Ｃの車室内空間の下側に退避される。

加えて、Ｓ２２において、シートアクチュエータ１２の動作に基づいて、車両用シートの座部の前方は上昇されて、衝突時の衝撃により乗員が車両前方に移動させられることを防止する。さらに、プリテンショナ１１の動作に基づいて、車両用シートのシートベルト装置のウェビングＷに付加的な張力が付与されて、乗員が車両用シートベルトに拘束されて、これによっても、衝突時の衝撃により乗員が車両用シートから投げ出されることが防止される。

Ｓ１８において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａが、Ｓ１１において検出した、車両Ｃのボンネットの前端部と大型車両ＦＣとの上下方向距離Ｈ２が、前席の乗員高さＨ３よりも小さく、かつ、Ｓ１２において検出した、車両Ｃと前方の大型車両ＦＣとの前後方向距離Ｌ２が、予め求められる、車両Ｃのボンネットの前端部とミリ波レーダー５との前後方向距離Ｌ１より小さいかどうかを判定する。

Ｓ１８において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａが、上下方向距離Ｈ２が乗員高さＨ３より小さく、かつ、前後方向距離Ｌ２が前後方向距離Ｌ１より小さいと判定する場合には、車両Ｃのボンネットが大型車両ＦＣに潜り込んでいると見なせるので、Ｓ１９にすすむ。Ｓ１８において、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａが、上下方向距離Ｈ２が乗員高さＨ３より小さく、かつ、前後方向距離Ｌ２が前後方向距離Ｌ１より小さいと判定しない場合には、車両Ｃのボンネットが大型車両ＦＣに潜り込んでいないと見なせるので、Ｓ１１に戻る。

Ｓ１９において、潜り込みＥＣＵ２６の判定手段２６ｃは、Ｓ１２において検出した、車両Ｃのボンネットの前端部と大型車両ＦＣとの前後方向距離Ｌ２が、前後方向距離Ｌ２の微分値として求まる相対速度ＶＬの２乗を車両の減速度Ａの２倍で除した値よりも大きいかどうか、つまりは、潜り込みが発生してから車両Ｃにブレーキを作用させて、大型車両ＦＣの車両Ｃのフロントピラーに対する衝突を回避できるかどうかを判定する。

Ｓ１９において、Ｌ２＞ＶＬ×ＶＬ／（２×Ａ）であると判定される場合には、潜り込みが発生した後においても、大型車両ＦＣの車両Ｃのフロントピラーに対する衝突が回避できるということであるから、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２をとばして、Ｓ２３にすすんで、プリクラッシュシステムつまりはＰＣＳＥＣＵ７により、ブレーキアクチュエータ８のブレーキ指令を出力して、車両Ｃにブレーキをかける。

Ｓ１９において、Ｌ２＞ＶＬ×ＶＬ／（２×Ａ）であると判定されない場合には、潜り込みが発生した後においても、大型車両ＦＣの車両Ｃのフロントピラーに対する衝突が回避できないということであるから、Ｓ２０にすすむ。

Ｓ２０において、シートＥＣＵ９が、後席乗員有の場合はＳ２１において前席の車両用シートのシートバックの後倒の傾斜角を、後席の乗員に接触しない範囲に制限し、Ｓ２２にすすむ。Ｓ２０において、後席乗員無の場合はＳ２２にすすむ。Ｓ２２において、シートＥＣＵ９の制御手段は、潜り込みＥＣＵ２６の判定手段２６ｃからの指令に基づいて、シートアクチュエータ１０、プリテンショナ１１、シートアクチュエータ１２を動作させる。

すなわち、Ｓ２２において、シートアクチュエータ１０の動作に基づいて、車両用シートのシートバックは傾斜角の制限の有無に係わらず後倒されて、乗員は、車両Ｃの車室内空間の下側に退避される。

加えて、Ｓ２２において、シートアクチュエータ１２の動作に基づいて、車両用シートの座部の前方は上昇されて、衝突時の衝撃により乗員が車両前方に移動させられることを防止する。さらに、プリテンショナ１１の動作に基づいて、車両用シートのシートベルト装置のウェビングＷに付加的な張力が付与されて、乗員が車両用シートベルトに拘束されて、これによっても、衝突時の衝撃により乗員が車両用シートから投げ出されることが防止される。

これとともに、Ｓ２３において、プリクラッシュシステムつまりはＰＣＳＥＣＵ７により、ブレーキアクチュエータ８のブレーキ指令を出力して、車両Ｃにブレーキをかける。

以上述べた制御内容により実現される実施例２によっても、潜り込みＥＣＵ２６の検出手段２６ａにより、車両Ｃの前方の大型車両ＦＣへの潜り込みが検出された後、判定手段２６ｃにより、車両Ｃのフロントピラーと前方の大型車両ＦＣとの衝突の回避が不可であると判定された場合に、車両用シートのシートバックを後倒させて、乗員を車両Ｃの車室内空間の下側に退避させることができるので、車両Ｃのフロントピラーに前方の大型車両が衝突しても、乗員を保護することができる。

また、車両Ｃが大型車両ＦＣに潜り込んだ場合でも、ブレーキ動作により、大型車両ＦＣの車両Ｃのフロントピラーに対する衝突を回避できる場合には、ブレーキ動作のみを行うことにより、車両用シートバックの無駄な後倒動作を回避することができる。

また、シートバックを後倒させた場合においては、シートベルト装置のウェビングのうち、乗員の肩から腰にたすき状に位置する部分は、乗員に対して拘束力を発揮し得ないが、車幅方向に位置するウェビングＷに付加的に張力を付与すること及び座部の前方を上昇させることにより、このような場合でも乗員を車両用シートに確実に拘束することができる。

さらに、後席に乗員がいる場合には、前席の後倒の傾斜角を制限することにより、前席の後倒により後席の乗員が負傷することをも防止することができる。また、前席の乗員の高さＨ３を検出して、上下方向距離Ｈ２と比較することにより、単に車両Ｃのルーフ高さＨ１と、上下方向距離Ｈ２との比較により潜り込みを判定することに比べて、潜り込み後の乗員の危険性を寄りシビアに評価した上で、車両用シートのシートバックの後倒を実施することができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例においては、シートアクチュエータ１０、シートアクチュエータ１２を火薬式のものとしたが、潜り込みが発生してから、大型車両ＦＣが車両Ｃのフロントピラーに衝突するまでの時間に余裕がある場合、つまりは、Ｌ２＞＞ＶＬ×ＶＬ／（２×Ａ）には、電動式モータによるもの、クラッチを用いた方式によるもので代用することが可能である。

また、上述した実施例では車両用シートのシートバックを後倒させたが、車両用シートを車両Ｃの床面に対して車幅方向を軸として揺動自在に設けて、車両用シート自体を後倒することもできる。これによれば、上述した実施例に比べて、シートバックを後倒するとともに座部の前方を上方させるという二重の制御を廃することができる。

また、後倒することに換えて、車両用シートを車両Ｃの床面に対して前後方向にスライド自在に設けて、潜り込み発生後に大型車両ＦＣとの衝突が回避できない場合には、アクチュエータによりスライドさせることも可能である。

本発明は、車両用の安全装置に関するものであり、潜り込み後の衝突が発生した場合でも、乗員を衝突から適切に保護することができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用可能なものである。

本発明に係る安全装置の一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る安全装置の一実施形態を示す模式ブロック図である。 本発明に係る安全装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。 本発明に係る安全装置の一実施形態を示す模式ブロック図である。 本発明に係る安全装置の一実施形態の制御内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 安全装置
２ ＬＥＤセンサアレイ
３ 応力センサ
４ 応力センサ
５ ミリ波レーダー
６ 潜り込みＥＣＵ
６ａ 検出手段
６ｂ 相対速度検出手段
６ｃ 判定手段
７ ＰＣＳＥＣＵ
８ ブレーキアクチュエータ
９ シートＥＣＵ
１０ シートアクチュエータ
１１ プリテンショナ
１２ シートアクチュエータ
２１ 安全装置
２３ 乗員撮像カメラ
２６ 潜り込みＥＣＵ
２６ａ 検出手段
２６ｂ 相対速度検出手段
２６ｃ 判定手段
２６ｄ 乗員高検出手段
２６ｅ 後席乗員検出手段

Claims (11)

1. 車両の前方端部が前方障害物に対して衝突することなく前方障害物の下方に潜り込み、前記車両の乗員と前記前方障害物が直接衝突する可能性を有すること、つまりは潜り込みを検出する検出手段を備えることを特徴とする安全装置。
2. 前記車両の前方端部上方に位置する前記障害物との上下方向距離を検出する距離検出手段を備えるととともに、
   前記距離検出手段が検出した前記障害物との上下方向距離が、前記距離検出手段から前記車両のルーフまでの上下方向距離よりも小さい場合に、前記検出手段が前記車両の前方障害物への潜り込みを検出することを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
3. 前記車両の前方端部上方に位置する前記障害物との上下方向距離を検出する距離検出手段と、
   前記車両の乗員高を検出する乗員高検出手段を備えるとともに、
   前記距離検出手段が検出した前記障害物との上下方向距離が、前記乗員高検出手段により検出された前記距離検出手段を基準とする乗員高よりも小さい場合に、前記検出手段が車両の前方障害物への潜り込みを検出することを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
4. 前記車両のフロントピラーに配置された車両上部衝撃力検出手段と、前記車両の前方端部に配置された車両前部衝撃力検出手段とを備えるとともに、
   前記車両上部衝撃力検出手段が衝撃力を検出し、前記車両前部衝撃力検出手段が衝撃力を検出しない場合に、前記検出手段が車両の前方障害物への潜り込みを検出することを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
5. 前記車両と前記前方障害物との前後方向距離を検出する前後方向距離検出手段と、
   前記車両と前記前方障害物との相対速度を検出する相対速度検出手段とを備えるとともに、
   前記検出手段が潜り込みを検出した後において、前記前後方向距離検出手段の検出した前後方向距離と、前記相対速度検出手段の検出した相対速度と、車両の減速性能に基づいて、前記前方障害物と前記車両のフロントピラーとの衝突回避の不可を判定する判定手段を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の安全装置。
6. 前記検出手段が前記車両の前方障害物への潜り込みを検出した場合に、前記前方障害物と前記車両のフロントピラーとの衝突回避の不可を判定する判定手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の安全装置。
7. 前記車両の車両用シート又は前記車両用シートのシートバックの傾斜角度を制御する制御手段を備えるとともに、
   前記判定手段が衝突回避の不可を判定した場合に、前記制御手段が前記車両用シート又は前記シートバックを後倒させることを特徴とする請求項５又は６に記載の安全装置。
8. 前記制御手段が前記シートバックを後倒させた場合に、乗員を前記車両用シートに拘束する拘束手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の安全装置。
9. 前記拘束手段が前記車両のシートベルト装置のウェビングに張力を付与する張力付与手段であることを特徴とする請求項８に記載の安全装置。
10. 前記拘束手段が前記車両用シートの座部前方を上昇させる上昇手段であることを特徴とする請求項８に記載の安全装置。
11. 前記車両の後席の乗員の有無を検出する後席乗員検出手段を備えるととともに、
    当該後席乗員検出手段が後席の乗員を検出した場合には、前記制御手段が前記車両用シート又は前記シートバックを後倒する角度を所定角度に制限することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の安全装置。

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