JP2019073249A

JP2019073249A - 乗員衝撃緩和装置及び乗員衝撃緩和プログラム

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Publication number: JP2019073249A
Application number: JP2017202689A
Authority: JP
Inventors: 豪軌杉浦; Toshiki Sugiura; 日比野　良一; Ryoichi Hibino; 良一日比野; 直富田; Sunao Tomita; 英一西垣; Hidekazu Nishigaki; 佐代子科野; Sayoko Shinano
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2037-10-19
Also published as: JP6930359B2

Abstract

【課題】衝突発生時に乗員の空間を確保しつつ、乗員に加わる減速度を低減することが可能な乗員衝撃緩和装置及び乗員衝撃緩和プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】レーダセンサ１４の検出結果を取得して対象物との相対距離及び相対速度を検出し（１００）、相対距離及び相対速度に基づいて、対象物との衝突時刻及び衝突時の相対速度を推定する（１０２）。また、衝突時刻及び衝突時の相対速度から衝突時の乗員目標減速度を求める予め定めたモデルを用いて、衝突時の乗員目標減速度を設定する（１０６）。そして、乗員減速度と現時刻から衝突までの時間とに基づいて、シート制御力及びシート移動制御の開始時刻を求めて（１０８）、開始時刻になったところでシート駆動アクチュエータの駆動を開始する（１１２、１１４）。また、制限部により、拘束装置から乗員に加わる減速度の目標値を超過しないように制限される。【選択図】図６

Description

本発明は、衝突時に乗員に発生する衝撃を緩和する乗員衝撃緩和装置及び乗員衝撃緩和プログラムに関する。

従来より、車両が衝突した際に、乗員への衝撃を吸収するなどして乗員を保護する種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の技術では、車両の衝突を検知し、衝突が検知された後に、機械的駆動源と電気的駆動源を用いて、シートを所要の減速度、加速度パターンになるように駆動することで、乗員に加わる減速度を効果的に低減することが可能となる。

特開２００６−５６４４０号公報

しかしながら、特許文献１では、衝突検知後にシートを後方に駆動させることで拘束装置から乗員に加わる荷重を最大化しているが、衝突発生後にシートを駆動させるため荷重の立ち上がりに遅れが生じ、高車速域の衝突では十分な乗員性能を達成できない場合がある。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、衝突発生時に乗員の空間を確保しつつ、乗員に加わる減速度を低減することが可能な乗員衝撃緩和装置及び乗員衝撃緩和プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る乗員衝撃緩和装置は、車両のシートを車両後方へ駆動する駆動部と、衝突対象との相対距離、衝突対象との相対速度、及び衝突対象との相対加速度、または、前記相対距離及び前記相対速度を各々検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、衝突までの時間を推定する推定部と、前記衝突までの時間が予め定めた時間以内になった場合に、目標減速度が衝突時にシートに発生する駆動開始タイミングでシートの車両後方への駆動を開始するように前記駆動部を制御する制御部と、前記目標減速度を超過しないように拘束装置から乗員に加わる荷重を制限する制限部と、を備えている。

本発明に係る乗員衝撃緩和装置によれば、駆動部によって車両のシートが車両後方へ駆動される。

検出部では、衝突対象との相対距離、衝突対象との相対速度、及び衝突対象との相対加速度、または、前記相対距離及び前記相対速度の各々が検出される。

また、推定部では、検出部の検出結果に基づいて、衝突までの時間が推定される。

そして、制御部では、衝突までの時間が予め定めた時間以内になった場合に、目標減速度が衝突時にシートに発生する駆動開始タイミングでシートの車両後方への駆動を開始するように駆動部が制御される。すなわち、衝突が発生する前からシートを駆動開始して衝突発生時に目標減速度がシートに発生するようにシートが駆動される。また、制限部により、目標減速度を超過しないように拘束装置から乗員に加わる荷重が制限される。これにより、衝突発生後にシートを駆動して衝撃を緩和する従来手法に比べて、衝突時に乗員に加わる衝撃を緩和することができる。また、衝突対象に対する乗員及びシートの移動についても衝突発生後にシートを駆動して衝撃を緩和する従来手法よりも乗員の移動量を抑制して衝突発生時に乗員の空間を確保できる。また、衝突時の車速が最大時に比べて低い場合、車体剛性が相対的に剛となって乗員の減速度が過大となることが抑えられる。従って、衝突発生時に乗員の空間を確保しつつ、乗員への衝撃を効果的に緩和することができる。

また、推定部は、請求項２に記載の発明のように、前記検出部の検出結果に基づいて、衝突までの時間、及び衝突時の相対速度を各々推定し、前記制御部は、前記衝突までの時間が予め定めた時間以内になった場合に、前記推定部の推定結果に基づいて定まる目標減速度が衝突時にシートに発生する駆動開始タイミングでシートの車両後方への駆動を開始するように前記駆動部を制御してもよい。これにより、乗員への衝撃を効果的に緩和することができる。

また、制御部は、請求項３に記載の発明のように、前記制限部により制限する荷重制限値を考慮して予め定めたモデルを用いて推定部の推定結果から目標減速度を設定する設定部と、設定部によって設定された目標減速度を発生する駆動部の駆動力、及び目標減速度が衝突時に発生するシートの駆動開始タイミングの各々を決定する決定部と、を含み、決定部の決定結果に基づいて駆動部を制御してもよい。これにより、推定された衝突までの時間及び衝突時の相対速度から目標減速度を設定して、駆動部の駆動力及びシート開始タイミングを決定して駆動部を制御できる。

また、請求項４に記載の発明のように、衝突を検知する検知部を更に備え、制御部は、検知部によって衝突が検知されるまで駆動力及び駆動開始タイミングを逐次更新してもよい。これにより、推定誤差を衝突の瞬間まで補正して制御精度を高めることができる。

なお、本発明は請求項５に記載の発明のように、コンピュータを、請求項１〜４の何れか１項に記載の乗員衝撃緩和装置の検出部及び制御部として機能させるための乗員衝撃緩和プログラムとしてもよい。

以上説明したように本発明によれば、衝突時の車速が最大時に比べて低い場合であっても、衝突発生時に乗員の空間を確保しつつ、乗員への衝撃を効果的に緩和することが可能な乗員衝撃緩和装置を提供できる、という効果がある。

本実施形態に係る乗員衝撃緩和装置の概略構成を示すブロック図である。シート駆動アクチュエータによるシートの移動を示す図である。（Ａ）は乗員とシートとが一体で移動すると仮定したモデルの場合のシートの減速度を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の場合のシート制御力を示す図であり、（Ｃ）は（Ａ）の場合のシート移動開始時刻の決定を説明するための図である。（Ａ）はシートベルト及び乗員の挙動まで考慮するモデルの場合のシートの減速度を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の場合のシート制御力を示す図であり、（Ｃ）は（Ａ）の場合のシート移動開始時刻の決定を説明するための図であり、（Ｄ）は（Ａ）の場合のシートベルトの荷重を示す図である。（Ａ）はシートベルト及び乗員の挙動まで考慮するモデルを説明するための図であり、（Ｂ）は相対速度と衝突までの時間からマップを用いてシート目標減速度を求める例を示す図である。本実施形態に係る乗員衝撃緩和装置の乗員衝撃緩和ＥＣＵで行われる衝撃緩和シート制御の流れの一例を示すフローチャートである。（Ａ）は本実施形態における高速フルラップ衝突試験シミュレーションによって得られた車速１００ｋｍ／ｈの場合の乗員減速度の波形例を示す図であり、（Ｂ）は本実施形態における高速フルラップ衝突試験シミュレーションによって得られた車速８０ｋｍ／ｈの場合の乗員減速度の波形例を示す図である。（Ａ）は本実施形態における高速フルラップ衝突試験シミュレーションによって得られた車速１００ｋｍ／ｈの場合の衝突対象に対する乗員とシート２０の変位の波形例を示す図であり、（Ｂ）は本実施形態における高速フルラップ衝突試験シミュレーションによって得られた車速８０ｋｍ／ｈの場合の衝突対象に対する乗員とシート２０の変位の波形例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る乗員衝撃緩和装置の概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る乗員衝撃緩和装置１０は、乗員衝撃緩和ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２を備えている。乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２は、ＣＰＵ１２Ａ、ＲＯＭ１２Ｂ、ＲＡＭ１２Ｃ、及びＩ／Ｏ（入出力インターフェース）１２Ｄがバス１２Ｅに接続されたコンピュータで構成されている。なお、乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２は、推定部及び制御部に対応する。

ＲＯＭ１２Ｂには、衝突による乗員への衝撃を緩和するためにシートを制御する衝撃緩和シート制御（詳細は後述）を行うためのプログラムが記憶されている。ＲＯＭ１２Ｂに記憶されたプログラムをＲＡＭ１２Ｃに展開してＣＰＵ１２Ａが実行することにより、衝撃緩和シート制御が行なわれる。

Ｉ／Ｏ１２Ｄには、レーダセンサ１４、衝突検知センサ１６、及び駆動部の一例としてのシート駆動アクチュエータ１８が接続されている。

レーダセンサ１４は、車両周辺の車両等の対象物との相対距離や相対速度を検出するための信号を送信し、対象物で反射された信号を受信して受信結果を乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２に出力する。レーダセンサ１４は、例えば、超音波レーダやミリ波レーダ等を適用し、乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２がレーダセンサ１４からの信号に基づいて車両周辺の対象物との相対距離を検出し、相対距離の時間的な変化から相対速度を検出する。なお、本実施形態では、レーダセンサ１４の検出結果に基づいて相対距離及び相対速度を検出するが、これに限るものではない。例えば、カメラやステレオカメラ等の撮影装置、或いは、レーザ光等を照射することにより車両周辺の対象物を検出するためのライダー等からの信号に基づいて対象物との相対距離及び相対速度を乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２が検出してもよい。本実施形態では、レーダセンサ１４及び乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２が、検出部の一例に対応する。

衝突検知センサ１６は、衝突の発生を検知するための物理量を検知する。例えば、衝突によって発生する物理量としての加速度を検出し、検出結果を乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２に出力することにより衝突の発生を検知する。衝突検知センサ１６は、加速度を検出する場合には、例えば、車両の前後方向の加速度や、車幅方向の加速度を検出する。なお、衝突検知センサ１６としては、加速度以外の物理量を検出してもよい。例えば、歪みセンサ等の検出結果を物理量として検出してもよい。本実施形態では、衝突検知センサ１６及び乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２が、検知部の一例に対応する。

シート駆動アクチュエータ１８は、図２に示すように、車両のシート２０を車両の後方（図２の矢印方向）へスライドさせるものである。本実施形態では、衝突が発生する前から衝突発生のタイミングに合わせてシート駆動アクチュエータを駆動してシート２０を車両後方へ移動して乗員への衝撃を緩和する。駆動源としては、例えば、油圧、電気、及び火薬など種々の周知の駆動源を適用できる。シート駆動アクチュエータ１８は、乗員とシート２０を予め定めた荷重と応答性で駆動できれば、駆動源は何れを適用してもよい。

また、車両の車体剛性が、衝突を想定する最大車速近傍の条件で設計されている。

乗員衝撃緩和装置１０は、作動することにより、シートベルト２２から乗員に加わる荷重を制限するフォースリミッタ２４を更に備えている。フォースリミッタ２４は、荷重制限値が可変となっており、目標減速度を超過しないような荷重制限値が設定される。フォースリミッタ２４は、衝突を想定する最大車速近傍の条件で設計した車体剛性による衝突後の衝撃緩和と並行して、シート駆動以降、作動することにより、乗員を拘束するシートベルト２２の荷重に制限をかけるように構成されている。

ここで、乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２で行われる上述の衝撃緩和シート制御について説明する。

本実施形態では、乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２が、レーダセンサ１４の検出結果を取得することにより、対象物との相対距離Δx(t)及び相対速度Δv(t)を検出する。

また、乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２は、検出した相対距離Δx(t)及び相対速度Δv(t)に基づいて、対象物との衝突時刻t_end、及び衝突時の相対速度Δv(t_end)を推定する。なお、相対減速度ΔG(t)も検出して衝突時の時刻t_end、及び衝突時の相対速度Δv(t_end)を推定する方が好ましいが、本実施形態では、相対減速度ΔG(t)は０と仮定して説明する。

そして、衝突時刻t_end及び衝突時の相対速度Δv(t_end)から衝突時の乗員目標減速度G_targetを求める予め定めたモデルを用いて、衝突時の乗員目標減速度G_targetを設定する。乗員目標減速度G_targetを決める際の要件としては、衝突後の最大減速度が、予め定めた最大値を超えない点（乗員最大減速度）と、衝突後に車両が潰れる変位量が、乗員の空間を超えない点（乗員空間確保）と、フォースリミッタ２４がシートベルト２２から乗員に加わる荷重を制限する点とを考慮して、予め定めたモデルに基づいて計算する。この計算は、車両の車体剛性（例えば、サイドメンバ等の剛性）に依存する。車体剛性の決め方は、例えば、特開２００６-５６４４０号公報に記載された手法や、特開２００１-１３０３５４号公報に記載された手法、水野幸治著「自動車の衝突安全」名古屋大学出版会、2012年に記載された手法などを適用できる。

また、乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２は、求めた乗員目標減速度G_targetと現時刻から衝突までの時間Δt=t_end-t（現時刻）とに基づいて、シート制御力、シート２０の駆動開始タイミング、及びシートベルト２２の荷重制限値を求める。シート制御力は、衝突までの時間Δtの間に、シート２０の後方への移動可能量（最大変位）を移動したときに乗員目標減速度G_targetを発生するシート駆動アクチュエータ１８の駆動力を求める。また、駆動開始タイミングは、目標減速度G_targetを衝突時にシート２０に発生するシート２０の駆動開始タイミングとして、シート移動制御の開始時刻t_startを求める。また、シートベルト２２の荷重制限値は、シートベルト２２から乗員に加わる荷重により目標減速度G_targetを超過しないように求められる。

また、これまでの処理を逐次行ってシート制御力及びシート移動制御の開始時刻t_startを更新して、推定誤差を衝突の瞬間まで補正して制御精度を高める。そして、開始時刻t_startになったところでシート駆動アクチュエータ１８の駆動を開始する。また、フォースリミッタ２４の荷重制限値を設定する。なお、シート駆動アクチュエータの制御パターンは幾通りも考えられるが、ここでは説明を簡略化するために一定力をシート２０に加えるものとして説明する。また、シートを駆動開始した後もシート制御力、シート移動制御の開始時刻t_start、及びフォースリミッタ２４の荷重制限値を更新するが、シートを駆動開始後は、残りのシートの変位可能量を考慮してシート制御力及びシートの移動制御の開始時間を更新する。

シート移動制御の開始時刻t_startは、シートベルトの特性（剛性や遊び等）を考慮せず、乗員とシート２０とが一体で移動すると仮定したモデルの場合は容易に計算できる。例えば、図３（Ｂ）に示すように、シート制御力を一定とすると、図３（Ｃ）のハッチング部分の三角形の面積と斜辺の傾きが決まれば、シート移動制御の開始時刻t_startを求めることができる。すなわち、シート制御力が一定値の場合には、三角形の斜辺の傾きがシート２０の減速度に対応するので、図３（Ａ）に示す乗員目標減速度G_targetが決まれば、傾きは一意に決まる。また、図３（Ｃ）の三角形の面積がシート２０の移動量に対応するので、当該移動量をシート２０の車両後方側に移動可能な最大変位が面積となる。よって、これらより、制御開始時刻t_startを計算できる。

一方、上述の図４（Ａ）のように、シートベルト及び乗員の挙動まで考慮するモデルの場合には、シート制御に対して乗員の変位に遅延が発生するので、予め定めたモデルを使って衝突時の乗員減速度を予測する必要がある。具体的には、図４（Ｃ）のハッチングで示す三角形の面積が一定の制約のもとで、衝突時に乗員減速度になるようにシート制御を行う。この制御において、シート制御力が上限を超えないことが制約条件となる（図４（Ｂ）参照）。図４（Ａ）の実線がシート減速度を示し、太実線が乗員減速度を示すが、シート減速度の立ち上がりに対して乗員減速度が遅れて立ち上がるので、シートベルトをバネモデルとして仮定したモデル等を用いて乗員目標減速度を求める。また、求めた乗員目標減速度となるシート２０の目標減速度G_targetを求める。

また、フォースリミッタ２４により、シートベルト２２の荷重は、荷重制限値を超えない。

なお、シートベルト及び乗員の挙動まで考慮するモデルの場合には、例えば、図５（Ａ）に示すように、衝突前のシート制御とシートベルト剛性とシートベルト荷重制限とをモデル化すると共に、衝突後の車体剛性とシートベルト荷重制限とをモデル化する。そして、衝突までの時間Δt=t_end-t及び推定した衝突時の相対速度Δv(t_end)を入力値として、それぞれのモデルを用いて順計算を行ってシート２０の目標減速度G_target、及びシートベルト２２の荷重制限値を直接求める。また、モデル化する際には、上述したように、乗員最大減速度、乗員空間確保、及びシートベルト荷重制限を制約条件としてモデル化し、衝突までの時間Δt=t_end-t及び衝突時の相対速度Δv(t_end)に対するシート２０の目標減速度G_target、及びシートベルト２２の荷重制限値を直接求める。

また、シート２０の目標減速度、及びシートベルト２２の荷重制限値を求める際には、モデル予測制御法などによってオンラインでリアルタイムに計算してもよい。或いは、モデルを用いて、図５（Ｂ）に示すように、衝突までの時間Δt=t_end-tと衝突時の相対速度Δv(t_end)とに対するシート目標減速度G_target、及びシートベルト２２の荷重制限値を求めるマップを予め作成し、乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２による制御中にマップを用いてシート目標減速度G_target、及びシートベルト２２の荷重制限値を逐次更新してもよい。

続いて、上述のように構成された本実施形態に係る乗員衝撃緩和装置１０の乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２で行われる衝撃緩和シート制御の具体的な流れについて説明する。図６は、本実施形態に係る乗員衝撃緩和装置１０の乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２で行われる衝撃緩和シート制御の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図６の処理は、例えば、図示しないイグニッションスイッチがオンした場合や、車両の走行開始を検出した場合等に開始する。

ステップ１００では、ＣＰＵ１２Ａが、現時刻の相対距離Δx(t)及び相対速度Δv(t)を検出してステップ１０２へ移行する。すなわち、ＣＰＵ１２Ａが、レーダセンサ１４の検出結果を取得することにより、現時刻の対象物に対する相対距離Δx(t)及び相対速度Δv(t)を検出する。

ステップ１０２では、ＣＰＵ１２Ａが、ステップ１００で取得した相対距離Δx(t)及び相対速度Δv(t)に基づいて、衝突時刻t_end及び衝突時の相対速度Δv(t_end)を推定してステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、ＣＰＵ１２Ａが、衝突までの時間が予め定めた閾値以下になったか否かを判定する。該判定は、現時刻と衝突時刻t_endから衝突までの時間Δt=t_end-t（現時刻）を求め、衝突までの時間Δtが予め定めた閾値以下になったか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理を繰り返し、判定が肯定された場合にはステップ１０６へ移行する。

ステップ１０６では、ＣＰＵ１２Ａが、推定結果から衝突時の乗員目標減速度G_target、及びシートベルト２２の荷重制限値を設定してステップ１０８へ移行する。例えば、上述したように、衝突までの時間Δt=t_end-t及び衝突時の相対速度Δv(t_end)から衝突時の乗員目標減速度G_target、及びシートベルト２２の荷重制限値を求める予め定めたモデルを用いて、推定した衝突までの時間Δt=t_end-t及び衝突時の相対速度Δv(t_end)に応じた、衝突時の乗員目標減速度（シート目標減速度）G_target、及びシートベルト２２の荷重制限値を設定する。なお、ステップ１０６は、シートベルト及び乗員の挙動まで考慮する場合に乗員目標減速度ではなく、モデルを用いてシート目標減速度G_targetを設定する。なお、ステップ１０６の処理は設定部の一例に対応する。

ステップ１０８では、ＣＰＵ１２Ａが、現時刻tから衝突までの時間Δt=t_end-tと、目標減速度G_targetとからシート制御力とシート移動制御開始時刻t_startを決定してステップ１１０へ移行する。すなわち、衝突時に目標減速度G_targetを発生するシート駆動アクチュエータ１８の駆動力と、衝突のタイミングでシート目標減速度G_targetとなるシート制御の開始時刻t_startを決定してステップ１１０へ移行する。シート制御力は、上述したように、衝突までの時間Δtの間に、シート２０の後方への移動可能量（最大変位）を移動したときに乗員目標減速度G_targetを発生するシート駆動アクチュエータ１８の駆動力を求める。また、駆動開始タイミングは、目標減速度G_targetを衝突時に発生するシート移動制御の開始時刻t_startを求める。なお、シート制御力は、例えば、シート２０の最大変位（後方への移動可能量）、衝突までの時間Δt、及び目標減速度G_targetに応じた駆動力を予め定めたマップ等として記憶しておき、マップを用いて決定してもよい。また、開始時刻t_startについても、衝突までの時間Δt、及び目標減速度G_targetに応じた開始時刻t_startを予め定めたマップ等として記憶しておき、マップを用いて決定してもよい。また、ステップ１０８の処理は決定部の一例に対応する。

ステップ１１０では、ＣＰＵ１２Ａ、後述のステップ１１４が既に実行されて、シート制御中であるか否かを判定する。該判定が否定された場合にはステップ１１２へ移行し、否定された場合にはステップ１１８へ移行する。

ステップ１１２では、ＣＰＵ１２Ａが、ステップ１０８で決定したシート移動開始時刻t_startになったか否か判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１１４へ移行し、否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理を繰り返し、シート制御開始時刻を更新する。

ステップ１１４では、ＣＰＵ１２Ａが、シート駆動アクチュエータ１８を駆動してシート移動制御を開始してステップ１１６へ移行する。

ステップ１１６では、ＣＰＵ１２Ａが、衝突検知センサ１６によって衝突を検知したか否かを判定する。該判定が肯定された場合には一連の処理を終了し、否定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理を繰り返し、シート制御力及びシート制御開始時刻t_startを逐次更新する。

一方、ステップ１１０において、既にシート制御が開始しており、ステップ１１８へ移行すると、ＣＰＵ１２Ａが、ステップ１０８で設定したシート移動開始時刻t_start前の時刻であるか否かを判定する。該判定が肯定された場合にはステップ１２０へ移行し、否定された場合にはステップ１１６へ移行する。

ステップ１２０では、ＣＰＵ１２Ａが、シート駆動アクチュエータ１８を停止してシートの移動制御を停止してからステップ１１２へ移行する。すなわち、シート移動開始時刻t_startを逐次更新し、シート移動制御が開始してから更新によってシート移動開始時刻t_startが遅い時刻に変更された場合には、シート移動制御が既に開始しているので、停止して更新された開始時刻t_startを待ってから再度シート移動制御を開始する。一方、シート移動開始時刻t_startに変更がない、または早い時刻に変更になった場合には、そのままシート移動制御を継続する。

また、フォースリミッタ２４は、車体剛性による衝突後の衝撃緩和と並行して、シート駆動以降、作動することにより、乗員を拘束するシートベルト２２の荷重に制限をかける。

ここで、本実施形態のそれぞれにおいて高速フルラップ衝突試験シミュレーションを行った結果について説明する。

図７は本実施形態における高速フルラップ衝突試験シミュレーションによって得られた乗員減速度の波形例を示す図である。図７（Ａ）は車速１００ｋｍ／ｈの場合の図であり、図７（Ｂ）は車速８０ｋｍ／ｈの場合の図である。

図８は、本実施形態における高速フルラップ衝突試験シミュレーションによって得られた衝突対象に対する乗員とシート２０の変位の波形例を示す図である。図８（Ａ）は車速１００ｋｍ／ｈの場合の図であり、図８（Ｂ）は車速８０ｋｍ／ｈの場合の図である。

図７（Ｂ）、図８（Ｂ）に示すように、最大車速１００ｋｍ／ｈに対応した車体剛性で、低い車速（８０ｋｍ／ｈ）の場合でも、目標とする減速度内で制御できていることがわかる。

このように、本実施形態に係る乗員衝撃緩和装置１０では、衝突発生後にシートを駆動して衝撃を緩和する従来手法に比べて、衝突時に乗員に加わる衝撃を緩和することができる。また、衝突対象に対する乗員及びシートの移動についても衝突発生後にシートを駆動して衝撃を緩和する従来手法よりも乗員の移動量を抑制して衝突発生時に乗員の空間を確保できる。また、衝突時の車速が最大時に比べて低い場合、車体剛性が相対的に剛となって乗員の減速度が過大となることが抑えられる。従って、衝突発生時に乗員の空間を確保しつつ、乗員への衝撃を効果的に緩和することができる。

また、衝突発生時に、シートベルトの荷重制限を考慮したシート目標減速度が発生するように衝突前から事前にシート移動を開始することにより、衝突時に乗員に加わる減速度を従来よりも軽減して衝撃を緩和することができる。

また、車両衝突時の乗員衝撃緩和の要件である、乗員の空間の確保と乗員の減速度の低減とを、高車速域からの衝突においても満たすことができる。

また、衝突までの時間と衝突時の相対速度の推定値を用いて制御モデルを逐次更新しながら、衝突発生までにシートを駆動制御することで乗員の空間を確保することができる。

また、衝突を想定する最大車速近傍を条件として車体剛性を設計することで衝突後の衝撃を緩和するとともに、拘束装置（シートベルト）から乗員に加わる荷重により目標減速度を超過しないように制限する。この制限により、衝突時の車速が最大時に比べて低い場合、車体剛性が相対的に剛となって乗員の減速度が過大となることを抑える効果が作用する。

なお、上記の実施形態では、説明を簡略化するために、シート駆動アクチュエータ１８を駆動する際のシート制御力を一定として説明したが、シート制御力は一定に限るものではなく、予め定めたパターンのシート制御力としてもよいし、時間経過と共にシート制御力が大きく、または小さくなるようにしてもよい。

また、目標減速度を算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、予め設定された目標減速度を用いても良い。

また、上記の各実施形態における乗員衝撃緩和ＥＣＵ１２で行われる図６の処理は、コンピュータがプログラムを実行することにより行われるソフトウエア処理として説明したが、ハードウエアで行う処理としてもよい。或いは、ソフトウエア及びハードウエアの双方を組み合わせた処理としてもよい。また、ソフトウエアで行う処理とする場合のプログラムは、各種記憶媒体に記憶して流通させるようにしてもよい。

さらに、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０乗員衝撃緩和装置
１２乗員衝撃緩和ＥＣＵ
１４レーダセンサ
１６衝突検知センサ
１８シート駆動アクチュエータ
２０シート
２２シートベルト
２４フォースリミッタ

Claims

車両のシートを車両後方へ駆動する駆動部と、
衝突対象との相対距離、衝突対象との相対速度、及び衝突対象との相対加速度、または、前記相対距離及び前記相対速度を各々検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、衝突までの時間を推定する推定部と、
前記衝突までの時間が予め定めた時間以内になった場合に、目標減速度が衝突時にシートに発生する駆動開始タイミングでシートの車両後方への駆動を開始するように前記駆動部を制御する制御部と、
前記目標減速度を超過しないように拘束装置から乗員に加わる荷重を制限する制限部と、
を備えた乗員衝撃緩和装置。
前記推定部は、前記検出部の検出結果に基づいて、衝突までの時間、及び衝突時の相対速度を各々推定し、
前記制御部は、前記衝突までの時間が予め定めた時間以内になった場合に、前記推定部の推定結果に基づいて定まる目標減速度が衝突時にシートに発生する駆動開始タイミングでシートの車両後方への駆動を開始するように前記駆動部を制御する請求項１記載の乗員衝撃緩和装置。
前記制御部は、前記制限部により制限する荷重制限値を考慮して予め定めたモデルを用いて前記推定部の推定結果から前記目標減速度を設定する設定部と、前記設定部によって設定された前記目標減速度を発生する前記駆動部の駆動力、及び前記目標減速度が衝突時に発生するシートの駆動開始タイミングの各々を決定する決定部と、を含み、前記決定部の決定結果に基づいて前記駆動部を制御する請求項２に記載の乗員衝撃緩和装置。
衝突を検知する検知部を更に備え、
前記制御部は、前記検知部によって衝突が検知されるまで前記駆動力及び前記駆動開始タイミングを逐次更新する請求項３に記載の乗員衝撃緩和装置。
コンピュータを、請求項１〜４の何れか１項に記載の乗員衝撃緩和装置の検出部、推定部、及び制御部として機能させるための乗員衝撃緩和プログラム。