JP6959891B2 - 衝突軽減装置 - Google Patents

Description

本発明は、自車両への後方車両の衝突時の乗員の受ける衝撃を軽減する衝突軽減装置に関する。

従来より、後方車両が自車両に衝突すると判定されると、衝突前に自車両を他車両から離れる方向に加速させ、自車両と後方車両との相対速度を減少させることで、衝突時の乗員の受ける衝撃を軽減するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１：特開２００８−５６１４８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置のように単に衝突前に自車両を加速させるだけでは、後方車両の衝突時に乗員を十分に保護することが困難である。

本発明の一態様は、自車両に設けられ、自車両への後方車両の衝突時の乗員の受ける衝撃を軽減する衝突軽減装置であって、走行駆動力を発生するとともに、前輪および後輪の駆動力配分を変更可能な駆動力発生部と、自車両への後方車両の衝突を予測する衝突予測部と、衝突予測部により自車両への衝突が予測されると、自車両と後方車両とが衝突する前に自車両と後方車両との相対速度が小さくなり、かつ、後輪の駆動力が前輪の駆動力よりも大きくなるように駆動力発生部を制御する駆動力制御部と、を備える。

本発明によれば、後方車両の衝突時に乗員を十分に保護することができる。

本発明の実施形態に係る衝突軽減装置が適用される車両の走行駆動系の概略構成を示す図。 図１の車両に設けられるシートの概略構成を示す図。 図１の車両に搭載される車両制御システムの全体構成を概略的に示すブロック図。 本発明の実施形態に係る衝突軽減装置の要部構成を示すブロック図。 図４のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る衝突軽減装置による動作の一例を示すタイムチャート。

以下、図１〜図６を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る衝突軽減装置が適用される車両１００の走行駆動系の概略構成を示す図である。車両（自車両とも呼ぶ）１００は、自動運転機能を有する自動運転車両として構成される。車両１００は、ドライバによる運転操作が不要な自動運転モードでの走行だけでなく、ドライバの運転操作による手動運転モードでの走行も可能である。

図１に示すように、車両１００は、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）１と第２モータジェネレータ（ＭＧ２）２とを走行駆動源として有する電気自動車である。なお、走行駆動源としてモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の代わりに、あるいはモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に加えてエンジン（内燃機関）を設け、内燃機関車両やハイブリッド車両として車両１００を構成することもできる。

第１モータジェネレータ１の動力は、差動機構３およびドライブシャフト４を介して左右の前輪ＦＷに伝達される。第２モータジェネレータ２の動力は、差動機構５およびドライブシャフト６を介して左右の後輪ＲＷに伝達される。したがって、車両１００は、前輪ＦＷと後輪ＲＷの双方が駆動輪である四輪駆動車両として構成される。なお、一対のモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の代わりに、各車輪ＦＷ，ＲＷの内側に、それぞれ各車輪ＦＷ，ＲＷを駆動するためのインホールモータを配置するようにしてもよい。

第１および第２モータジェネレータ１，２は、それぞれロータとステータとを有し、モータおよび発電機として機能することができる。すなわち、第１および第２モータジェネレータ１，２のロータは、電力制御ユニット（ＰＣＵ）７を介してバッテリ（ＢＡＴ）８からステータのコイルに供給される電力により駆動する。このとき第１および第２モータジェネレータ１，２は、モータとして機能する。

一方、第１および第２モータジェネレータ１，２のロータの回転軸が外力により駆動されると、第１および第２モータジェネレータ１，２は発電し、電力制御ユニット７を介して電力がバッテリ８に蓄電される。このとき第１および第２モータジェネレータ１，２は、発電機として機能する。電力制御ユニット７は、インバータを含んで構成され、電子制御ユニット（ＥＣＵ）として構成されるコントローラ２０からの指令によりインバータが制御されることにより、第１モータジェネレータ１と第２モータジェネレータ２のそれぞれの出力トルクまたは回生トルクが制御される。

図２は、車両１００に設けられるシート２００の概略構成を示す図である。図２に示すように、シート２００は、乗員が着座するシートクッション２０１と、乗員の上半身を支持するシートバック２０２と、乗員の頭部を支持するヘッドレスト２０３とを有する。図２に示すように、乗員は、一般に、頭部をヘッドレスト２０３から前方に離した着座姿勢をとることが多い。

図３は、本実施形態に係る車両１００に搭載される車両制御システム１０１の全体構成を概略的に示すブロック図であり、主に自動運転に係る構成を示す。図２に示すように、車両制御システム１０１は、コントローラ１０と、コントローラ１０にそれぞれ電気的に接続された外部センサ群１１と、内部センサ群１２と、入出力装置１３と、ＧＰＳ受信機１４と、地図データベース１５と、ナビゲーション装置１６と、通信ユニット１７と、走行用のアクチュエータＡＣとを主に有する。

外部センサ群１１は、車両１００の周辺情報である外部状況を検出する複数のセンサの総称である。例えば外部センサ群１１には、車両１００の全方位の照射光に対する散乱光を測定して車両１００から周辺の障害物までの距離を測定するライダ、電磁波を照射し反射波を検出することで車両１００の周辺の他車両や障害物等を検出するレーダ、車両１００に搭載され、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有して車両１００の周辺（前方、後方および側方）を撮像するカメラなどが含まれる。

内部センサ群１２は、車両１００の走行状態を検出する複数のセンサの総称である。例えば内部センサ群１２には、車両１００の車速を検出する車速センサ、車両１００の前後方向の加速度および左右方向の加速度（横加速度）をそれぞれ検出する加速度センサ、第１および第２モータジェネレータ１，２の回転数を検出する回転数センサ、車両１００の重心の鉛直軸回りの回転角速度を検出するヨーレートセンサなどが含まれる。手動運転モードでのドライバの運転操作、例えばアクセルペダルの操作、ブレーキペダルの操作、ステアリングホイールの操作等を検出するセンサも内部センサ群１２に含まれる。

入出力装置１３は、ドライバから指令が入力されたり、ドライバに対し情報が出力されたりする装置の総称である。例えば入出力装置１３には、操作部材の操作によりドライバが各種指令を入力する各種スイッチ、ドライバが音声で指令を入力するマイク、ドライバに表示画像を介して情報を提供する表示部、ドライバに音声で情報を提供するスピーカなどが含まれる。各種スイッチには、自動運転モードおよび手動運転モードのいずれかを指令する手動自動切換スイッチ、自動運転レベルを指令する運転レベル指令スイッチが含まれる。

手動自動切換スイッチは、例えばドライバが手動操作可能なスイッチとして構成され、スイッチ操作に応じて、自動運転機能を有効化した自動運転モードまたは自動運転機能を無効化した手動運転モードへの切換指令を出力する。手動自動切換スイッチの操作によらずに、手動運転モードから自動運転モードへの切換、あるいは自動運転モードから手動運転モードへの切換を指令することもできる。すなわち、ドライバによる所定の操作がなされたときや所定の走行条件が成立したときに、運転モードを手動運転モードまたは自動運転モードに自動的に切り換えることもできる。

運転レベル指令スイッチは、例えばドライバが手動操作可能なスイッチとして構成され、スイッチ操作に応じて自動運転レベルが指令される。自動運転レベルとは、どの程度まで運転を自動化するかの指標である。自動運転レベルは、例えばＳＡＥインターナショナルにより定められたＳＡＥＪ３０１６に基づきレベル０〜レベル５に分類される。具体的には、レベル０は、自動化なしの運転レベルであり、レベル０では、全ての運転操作を人間（ドライバ）が行う。

レベル１は、加速、操舵および制動のいずれかの操作をシステムが行う運転レベル（運転支援）である。すなわち、レベル１では、特定の条件下で、アクセル、ブレーキ、ハンドルのいずれかの操作を車両制御システム１０１が周囲の状況に応じて制御し、それ以外の全ての運転操作を人間が行う。

レベル２は、加速、操舵および制動のうち複数の操作を一度にシステムが行う運転レベル（部分運転自動化）である。レベル２までは、人間に周囲の監視義務がある。

レベル３は、加速、操作および制動の全てを車両制御システム１０１が行い、車両制御システム１０１が要請したときのみドライバが対応する運転レベル（条件付き自動運転）である。レベル３以降では、車両制御システム１０１が周囲を監視し、人間に周囲の監視義務はない。

レベル４は、特定の状況で、車両制御システム１０１が全ての運転操作を行い、車両制御システム１０１が運転を継続できない場合でも人間は交代しなくてもよい運転レベル（高度自動運転）である。したがって、レベル４以降では、非常時であっても車両制御システム１０１が対応する。

レベル５は、全ての条件下で、車両制御システム１０１が自律的に自動走行をする運転レベル（完全自動運転）である。

運転レベル指令スイッチは、その操作に応じてレベル０〜５のいずれかの自動運転レベルを指令する。車両制御システム１０１が周囲の状況等により自度運転が可能な条件が満たされているか否かを判定し、判定結果に応じて運転レベル指令スイッチを自動で切り換え、レベル０〜５のいずれかを指令するように構成することもできる。例えば所定条件が成立しているときに、レベル２からレベル３へと自動的に切り換えることができる。

ＧＰＳ受信機１４は、複数のＧＰＳ衛星からの測位信号を受信し、これにより車両１００の絶対位置（緯度、経度など）を測定する。

地図データベース１５は、ナビゲーション装置１６に用いられる一般的な地図情報を記憶する装置であり、例えばハードディスクにより構成される。地図情報には、道路の位置情報、道路形状（曲率など）の情報、交差点や分岐点の位置情報が含まれる。なお、地図データベース１５に記憶される地図情報は、コントローラ２０の記憶部２２に記憶される高精度な地図情報とは異なる。

ナビゲーション装置１６は、ドライバにより入力された目的地までの道路上の目標経路を探索するとともに、目標経路に沿った案内を行う装置である。目的地の入力および目標経路に沿った案内は、入出力装置１３を介して行われる。入出力装置１３を介さずに、目的地を自動的に設定することもできる。目標経路は、ＧＰＳ受信機１４により測定された自車両の現在位置と、地図データベース１５に記憶された地図情報とに基づいて演算される。

通信ユニット１７は、インターネット回線などの無線通信網を含むネットワークを介して図示しない各種サーバと通信し、地図情報および交通情報などを定期的に、あるいは任意のタイミングでサーバから取得する。取得した地図情報は、地図データベース１５や記憶部２２に出力され、地図情報が更新される。取得した交通情報には、渋滞情報や、信号が赤から青に変わるまでの残り時間等の信号情報が含まれる。

アクチュエータＡＣは、車両１００の走行動作に関する各種機器を作動させるための走行用アクチュエータである。アクチュエータＡＣには、第１および第２モータジェネレータ１，２の他、制動装置を作動するブレーキ用アクチュエータ、および前輪ＦＷを転舵する転舵用アクチュエータなどが含まれる。なお、コントローラ２０とアクチュエータＡＣ（例えば第１および第２モータジェネレータ１，２）との間には、電力制御ユニット７（図１）などが設けられるが、図２ではこの点の図示を省略する。

コントローラ２０は、走行制御に係る処理を行うＣＰＵ等の演算部２１と、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク等の記憶部２２と、Ｉ／Ｏポートなどの図示しないその他の周辺回路とを有するコンピュータを含んで構成される。

記憶部２２には、車線の中央位置の情報や車線位置の境界の情報等を含む高精度の詳細な地図情報が記憶される。より具体的には、地図情報として、道路情報、交通規制情報、住所情報、施設情報、電話番号情報等が記憶される。道路情報には、高速道路、有料道路、国道などの道路の種別を表す情報、道路の車線数、各車線の幅員、道路の勾配、道路の３次元座標位置、車線のカーブの曲率、車線の合流ポイントおよび分岐ポイントの位置、道路標識等の情報が含まれる。交通規制情報には、工事等により車線の走行が制限または通行止めとされている情報などが含まれる。記憶部２２には、各種制御のプログラム、プログラムで用いられる閾値等の情報も記憶される。

演算部２１は、主に自動走行に関する機能的構成として、自車位置認識部２３と、外界認識部２４と、行動計画生成部２５と、走行制御部２６とを有する。

自車位置認識部２３は、ＧＰＳ受信機１４で受信した車両１００の位置情報および地図データベース１５の地図情報に基づいて、地図上の車両１００の位置（自車位置）を認識する。記憶部２２に記憶された地図情報（建物の形状などの情報）と、外部センサ群１１が検出した車両１００の周辺情報とを用いて自車位置を認識してもよく、これにより自車位置を高精度に認識することができる。なお、道路上や道路脇の外部に設置されたセンサで自車位置を測定可能であるとき、そのセンサと通信ユニット１７を介して通信することにより、自車位置を高精度に認識することもできる。

外界認識部２４は、ライダ、レーダ、カメラ等の外部センサ群１１からの信号に基づいて車両１００の周囲の外部状況を認識する。例えば車両１００の周辺を走行する周辺車両（前方車両や後方車両）の位置や速度や加速度、車両１００の周囲に停車または駐車している周辺車両の位置、および他の物体の位置や状態などを認識する。他の物体には、標識、信号機、道路の境界線や停止線、建物、ガードレール、電柱、看板、歩行者、自転車等が含まれる。他の物体の状態には、信号機の色（赤、青、黄）、歩行者や自転車の移動速度や向きなどが含まれる。

行動計画生成部２５は、例えばナビゲーション装置１６で演算された目標経路と、自車位置認識部２３で認識された自車位置と、外界認識部２４で認識された外部状況とに基づいて、現時点から所定時間先までの車両１００の走行軌道（目標軌道）を生成する。目標経路上に目標軌道の候補となる複数の軌道が存在するときには、行動計画生成部２５は、その中から法令を順守し、かつ効率よく安全に走行する等の基準を満たす最適な軌道を選択し、選択した軌道を目標軌道とする。そして、行動計画生成部２５は、生成した目標軌道に応じた行動計画を生成する。

行動計画には、現時点から所定時間Ｔ（例えば５秒）先までの間に単位時間Δｔ（例えば０．１秒）毎に設定される走行計画データ、すなわち単位時間Δｔ毎の時刻に対応付けて設定される走行計画データが含まれる。走行計画データは、単位時間Δｔ毎の車両１００の位置データと車両状態のデータとを含む。位置データは、例えば道路上の２次元座標位置を示す目標点のデータであり、車両状態のデータは、車速を表す車速データと車両１００の向きを表す方向データなどである。走行計画は単位時間Δｔ毎に更新される。

行動計画生成部２５は、現時点から所定時間Ｔ先までの単位時間Δｔ毎の位置データを時刻順に接続することにより、目標軌道を生成する。このとき、目標軌道上の単位時間Δｔ毎の各目標点の車速（目標車速）に基づいて、単位時間Δｔ毎の加速度（目標加速度）を算出する。すなわち、行動計画生成部２５は、目標車速と目標加速度とを算出する。なお、目標加速度を走行制御部２６で算出するようにしてもよい。

走行制御部２６は、運転モード（自動運転モード、手動運転モード）に応じてアクチュエータＡＣを制御する。例えば自動運転モードにおいて、走行制御部２６は、行動計画生成部２５で生成された目標軌道に沿って車両１００が走行するように各アクチュエータＡＣを制御する。すなわち、単位時間Δｔ毎の目標点を車両１００が通過するように、第１および第２モータジェネレータ１，２、ブレーキ用アクチュエータ、および操舵用アクチュエータなどをそれぞれ制御する。

より具体的には、走行制御部２６は、自動運転モードにおいて道路勾配などにより定まる走行抵抗を考慮して、行動計画生成部２５で算出された単位時間Δｔ毎の目標加速度を得るための要求駆動力を算出する。そして、例えば内部センサ群１２により検出された実加速度が目標加速度となるようにアクチュエータＡＣをフィードバック制御する。すなわち、自車両が目標車速および目標加速度で走行するようにアクチュエータＡＣを制御する。一方、手動運転モードでは、走行制御部２６は、内部センサ群１２により取得されたドライバからの走行指令（アクセル開度等）に応じて各アクチュエータＡＣを制御する。

ところで、例えばレベル３以上の自動運転モードで走行中においては、ドライバに前方監視義務はなく、ドライバは周囲の状況を監視しないで着座している場合が多い。このとき、後方車両が車両１００に接近して車両１００の後部に衝突（追突）すると、乗員（ドライバ）は不意に衝突による衝撃を受けることになる。このため、乗員は衝突に対する備えをなしておらず、乗員の被害が拡大するおそれがある。例えば、図２に示すように後方車両の衝突時に乗員の頭部がヘッドレスト２０３に密着していないとき、乗員の胸部および腰部に対する頭部の後方への移動量（矢印Ａ）が大きくなって頭部が後方に振られ、乗員の頸部に負荷が作用してむち打ち障害が生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、後方車両の衝突時（後突時）の乗員の被害を軽減するため、以下のように衝突軽減装置を構成する。

図４は、本実施形態に係る衝突軽減装置５０の要部構成を示すブロック図である。この衝突軽減装置５０は、自動運転モードにおける車両１００の走行動作を制御するものであり、図３の車両制御システム１０１の一部を構成する。

図４に示すように、衝突軽減装置５０は、コントローラ２０と、車両検出器１１ａと、車間距離検出器１１ｂと、手動自動切換スイッチ１３ａと、運転レベル指令スイッチ１３ｂと、第１モータジェネレータ１と、第２モータジェネレータ２とを有する。

車両検出器１１ａは、図３の外部センサ群１１の一部であり、ライダ、レーダ、カメラなどにより構成され、自車両の周囲の他車両を検出する。車間距離検出器１１ｂは、外部センサ群１１の一部であり、ライダやレーダにより構成され、自車両と他車両との間の車間距離を検出する。手動自動切換スイッチ１３ａと運転レベル指令スイッチ１３ｂとは、図２の入出力装置１３の一部である。コントローラ２０には、車両検出器１１ａと車間距離検出器１１ｂと手動自動切換スイッチ１３ａと運転レベル指令スイッチ１３ｂとからの信号が入力される。コントローラ２０は、電力制御ユニット７（図１）を介して第１モータジェネレータ１と第２モータジェネレータ２とに制御信号を出力する。

コントローラ２０は、機能的構成として、衝突予測部２０Ａと駆動力制御部２０Ｂとを有する。衝突予測部２０Ａは、例えば図３の外界認識部２４により構成される。駆動力制御部２０Ｂは、例えば図２の走行制御部２６により構成される。

衝突予測部２０Ａは、車両検出器１１ａと車間距離検出器１１ｂとからの信号に基づいて、車両１００の直後方を走行する後方車両が車両１００に接近して車両１００に衝突するか否かを予測する。より具体的には、車両検出器１１ａからの信号に基づいて後方車両を検出するとともに、車間距離検出器１１ｂからの信号に基づいて車両１００と後方車両との車間距離Ｌを検出する。さらに、車間距離Ｌを時間微分することで、車両１００に対する後方車両の相対車速Ｖを検出する。相対車速Ｖは、車間距離Ｌが増加するとプラスの値に、車間距離Ｌが減少するとマイナスの値になる。衝突予測部２０Ａは、検出された車間距離Ｌが第１所定距離Ｌａよりも小さく、かつ、検出された相対車速Ｖが第１所定車速Ｖａよりも小さいとき、後方車両が車両１００に衝突すると予測する。なお、第１所定車速Ｖａは例えばマイナスの値に設定される。

駆動力制御部２０Ｂは、車間距離Ｌが第１所定距離Ｌａよりも小さく、かつ、相対車速Ｖが第１所定車速Ｖａよりも小さいことにより、衝突予測部２０Ａにより後方車両が衝突すると予測されると、車両１００に対する後方車両の相対車速Ｖが０となるような車両１００の駆動力を算出する。そして、算出された駆動力で車両１００が加速走行するように第１モータジェネレータ１と第２モータジェネレータ２とに制御信号を出力する。

相対車速Ｖが０となるように駆動力制御部２０Ｂが第１モータジェネレータ１と第２モータジェネレータ２とに制御信号を出力した後、衝突予測部２０Ａは、さらに車間距離検出器１１ｂからの信号に基づいて後方車両が車両１００に衝突するか否かを予測する。すなわち、車間距離検出器１１ｂからの信号に基づいて車両１００と後方車両との車間距離Ｌと、車両１００に対する後方車両の相対車速Ｖとを検出するとともに、検出された車間距離Ｌが第２所定距離Ｌｂよりも小さく、かつ、検出された相対車速Ｖが第２所定車速Ｖｂよりも小さいとき、後方車両が車両１００に衝突すると予測する。なお、第２所定距離Ｌｂは第１所定距離Ｌａよりも小さい値に設定され、第２所定車速Ｖｂは例えば０に設定される。

駆動力制御部２０Ｂは、車間距離Ｌが第２所定距離Ｌｂより小さく、かつ、相対車速Ｖが第２所定車速Ｖｂより小さいことにより、衝突予測部２０Ａにより後方車両が衝突すると予測されると、衝突予想時刻を算出する。そして、衝突予想時刻の所定時間前、すなわち衝突の直前（例えば１秒前）に、第１モータジェネレータ１が回生トルクを発生し、第２モータジェネレータ２が駆動トルクを発生するように、第１モータジェネレータ１と第２モータジェネレータ２とに制御信号を出力する。このとき、車両全体としては直前の加速力を維持するように、前輪ＦＷ側と後輪ＲＷ側の駆動力配分を制御する。これにより車両１００が前傾状態となるため、衝突の直前に乗員の頭部をヘッドレスト２０３に密着させることができる。

図５は、予め記憶部２２に記憶されたプログラムに従い図４のコントローラ２０のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば手動自動切換スイッチ１３ａにより自動運転モードが指令され、かつ、運転レベル指令スイッチ１３ｂによりレベル３以上の自動運転が指令されて、車両走行中に開始され、この状態が維持される限り、処理が継続される。なお、初期状態では、車両走行中の前輪ＦＷと後輪ＲＷの駆動力配分は例えば５０：５０である。前輪ＦＷの駆動力配分を後輪ＲＷの駆動力配分より多くしてもよい。

まず、ステップＳ１で、車両検出器１１ａと車間距離検出器１１ｂとからの信号に基づいて、車両１００から所定距離内に車両１００の前方を走行する前方車両が検出されたか否かを判定する。すなわち、車両検出器１１ａにより前方車両が検出されると、車間距離検出器１１ｂにより前方車両と車両１００との間の車間距離が検出されるが、ステップＳ１では、検出された車間距離が所定距離内であるか否かを判定する。ステップＳ１で否定されるとステップＳ２に進み、肯定されるとリターンする。

ステップＳ２では、車両検出器１１ａと車間距離検出器１１ｂとからの信号に基づいて、車両１００から第１所定距離Ｌａ未満の後方を走行する後方車両が検出されたか否かを判定する。すなわち、車両検出器１１ａにより後方車両が検出されると、車間距離検出器１１ｂにより後方車両と車両１００との間の車間距離Ｌが検出されるが、ステップＳ２では、検出された車間距離Ｌが第１所定距離Ｌａより小さいか否かを判定する。ステップＳ２で肯定されるとステップＳ３に進み、否定されるとリターンする。

ステップＳ３では、車間距離検出器１１ｂからの信号に基づいて車両１００に対する後方車両の相対車速Ｖを検出するとともに、相対車速Ｖが第１所定車速Ｖ１よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ３で肯定されるとステップＳ４に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ４では、車両１００に対する後方車両の相対車速Ｖが０となるように第１モータジェネレータ１と第２モータジェネレータ２とに制御信号を出力する。すなわち、車両１００の駆動力をアップさせる。

次いで、ステップＳ５に進み、車間距離検出器１１ｂからの信号に基づいて車両１００に対する後方車両の相対車速Ｖを検出するとともに、相対車速Ｖが第２所定車速Ｖ２よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ５で肯定されるとステップＳ６に進み、否定されるとリターンする。ステップＳ６では、車間距離検出器１１ｂにより検出された車両１００と後方車両との間の車間距離Ｌが第２車間距離Ｌ２よりも小さいか否かを判定する。このとき、衝突予想時刻を併せて算出する。ステップＳ６で肯定されると、すなわち後方車両の衝突が避けられないと判定されるとステップＳ７に進み、否定されるとステップＳ５に戻る。

ステップＳ７では、衝突予想時刻の直前に車両全体の加速度を一定としたまま、第１モータジェネレータ１が回生トルクを発生し、第２モータジェネレータ２が駆動トルクを発生するように、第１モータジェネレータ１と第２モータジェネレータ２とに制御信号を出力する。後方車両が車両１００に衝突した後は、ステップＳ８に進み、第１モータジェネレータ１と第２モータジェネレータ２とブレーキ用アクチュエータとにそれぞれ制御信号を出力し、車両１００を所定の減速度で減速させた後に、停止させる。その後、車両１００のメイン電源をオフする。なお、以上の処理のうち、ステップＳ４以降の処理が衝突軽減制御に係る処理に相当する。

図６は、本実施形態に係る衝突軽減装置５０による動作の一例を示すタイムチャートである。図６では、レベル３以上の自動運転モードの設定の有無（オンオフ）、衝突軽減制御の有無（オンオフ）、および車両１００の駆動力（車両駆動力）のそれぞれの時間経過に伴う変化の一例を示す。

図５のタイムチャートは、レベル３以上の自動運転モードが設定された状態で、車両１００が駆動力一定で定常走行している状態から開始される。このとき、時点ｔ１で、車両１００に後方車両が接近し、車両１００と後方車両との車間距離Ｌが第１所定距離Ｌａよりも小さくなり、かつ、車両１００に対する後方車両の相対車速Ｖが第１相対車速Ｖａよりも小さくなると、衝突軽減制御が開始され、車両１００の駆動力が上昇する（ステップＳ４）。

その後、さらに車両１００に後方車両が接近し、相対車速Ｖが第２所定車速Ｖｂよりも小さくなり、かつ、車間距離Ｌが第２所定距離Ｌｂよりも小さくなると、後方車両の衝突を回避できなくなる。このとき、後方車両の衝突の直前に前輪ＦＷが回生トルクを発生し、後輪ＲＷが駆動トルクを発生するため、車両１００が前傾状態となる（ステップＳ７）。これによりヘッドレスト２０３が乗員の頭部に向かって移動し、頭部に密着する。この状態で、時点ｔ２に後方車両が車両１００に追突すると、車両１００から乗員に衝撃が作用するが、乗員の頭部の変位はヘッドレスト２０３により拘束されるため、衝突時における頸部に作用する負荷が軽減され、乗員のむち打ち傷害の発生を抑制できる。

時点ｔ２で、車両駆動力が減少させられた後、時点ｔ３で車両駆動力が０となり、車両が停車する（ステップＳ８）。その後、時点ｔ４で、メイン電源がオフし、自動運転モードが終了（オフ）するとともに、衝突軽減制御が終了（オフ）する。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態に係る衝突軽減装置５０は、車両１００に設けられ、車両１００への後方車両の衝突時の乗員の受ける衝撃を軽減するものであり、走行駆動力を発生するとともに、前輪ＦＷおよび後輪ＲＷの駆動力配分を変更可能な第１および第２モータジェネレータ１，２と、車両１００への後方車両の衝突を予測する衝突予測部２０Ａと、衝突予測部２０Ａにより車両１００への衝突が予測されると、衝突軽減制御として、車両１００と後方車両との衝突の前に車両１００と後方車両との相対車速Ｖが小さくなるように、すなわち走行駆動力がアップするように第１および第２モータジェネレータ１，２を制御し、かつ、後輪ＲＷの駆動力が前輪ＦＷの駆動力よりも大きくなるように、より具体的には前輪ＦＷが回生トルクを発生し、後輪ＲＷが駆動トルクを発生するように第１および第２モータジェネレータ１，２を制御する駆動力制御部２０Ｂと、を備える（図１，４）。

この構成により、後方車両の衝突の直前に後輪ＲＷ側の駆動力を前輪ＦＷ側よりも大きくすることができ、車両１００を前傾状態にすることができる。したがって、ヘッドレスト２０３を乗員の頭部に密着させることができ、乗員の被害を軽減することができる。また、車両１００に対する後方車両の相対車速Ｖ（接近の度合い）が小さくなるので、後方車両の衝突によって乗員に及ぼされる被害を軽減することができる。

（２）車両１００は、自動運転機能を有する自動運転車両であり、衝突軽減装置５０は、走行中のドライバの周辺監視義務を含むレベル３未満の自動運転レベルまたは周辺監視義務を含まないレベル３以上の自動運転レベルに、自動運転のレベルを切り換える運転レベル指令スイッチ１３ｂをさらに備える（図４）。駆動力制御部２０Ｂは、衝突予測部２０Ａにより車両１００への衝突が予測されると、運転レベル指令スイッチ１３ｂにより自動運転のレベルがレベル３以上の自動運転レベルに切り換わっていることを条件として、車両１００と後方車両との衝突時に車両１００と後方車両との相対車速Ｖが小さくなり、かつ、後輪ＲＷの駆動力が前輪ＦＷの駆動力よりも大きくなるように第１および第２モータジェネレータ１，２を制御する。レベル３以上の自動運転時には、乗員がヘッドレスト２０３に頭部を密着させていない蓋然性が高い。したがって、レベル３以上の自動運転を条件として衝突軽減制御を行うことで、必要以上に車両１００の挙動を変化させることなく、乗員を最適に保護することができる。

（３）駆動力制御部２０Ｂは、衝突予測部２０Ａにより車両１００への衝突が予測されると、前輪ＦＷ側の第１モータジェネレータ１が回生トルクを発生し、後輪ＲＷ側の第２モータジェネレータ２が駆動トルクを発生するように第１および第２モータジェネレータ１，２を制御する。これにより、前輪ＦＷ側と後輪ＲＷ側の駆動力差が大きくなるため、車両１００を容易に前傾状態とすることができる。

上記実施形態は種々の形態に変更することができる。以下、変形例について説明する。上記実施形態では、第１および第２モータジェネレータ１，２により、前輪ＦＷおよび後輪ＲＷの駆動力配分が変更可能となるように駆動力を発生するようにしたが、駆動力発生部の構成はこれに限らない。すなわち、上記実施形態では、前輪ＦＷを駆動する前輪駆動部として第１モータジェネレータ１を、後輪ＲＷを駆動する後輪駆動部として第２モータジェネレータ２を設けたが、例えば第１およびモータジェネレータ１，２の代わりにエンジンを設け、エンジンで発生した動力を、変速機を介して前輪側の差動機構３に伝達するとともに、前後輪の動力配分を変更可能な動力配分機構を例えばプロペラシャフトに設け、エンジンで発生した動力を、動力配分機構を介して後輪側の差動機構５に伝達するようにしてもよい。

上記実施形態では、衝突予測部２０Ａが車両検出器１１ａと車間距離検出器１１ｂとからの信号に基づいて後方車両が車両１００に接近して車両１００に衝突するか否かを予測するようにしたが、衝突予測部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、衝突予測部２０Ａにより車両１００への衝突が予測されると、第１モータジェネレータ１が回生トルクを発生し、第２モータジェネレータ２が駆動トルクを発生するように、駆動力制御部２０Ｂが第１および第２モータジェネレータ１，２を制御したが、駆動力制御部の構成はこれに限らない。すなわち、車両１００と後方車両との衝突の前に車両１００と後方車両との相対速度が小さくなり、かつ、後輪ＲＷの駆動力が前輪ＦＷの駆動力よりも大きくなるように駆動力発生部を制御するのであれば、駆動力制御部の構成はいかなるものでもよい。例えば、前輪ＦＷと後輪ＲＷの両方が駆動トルクを発生するようにしてもよい。前輪ＦＷがブレーキ力を発生し、後輪ＲＷのみが駆動トルクを発生するようにしてもよい。なお、後輪ＲＷの駆動力が前輪ＦＷの駆動力よりも大きくなるように駆動力発生部を制御するタイミングは、後方車両の衝突の直前（例えば後方車両が衝突すると予測される時刻の所定時間前）であることが好ましい。

上記実施形態では、レベル３以上の自動運転モードにおいて、ステップＳ４〜ステップＳ８の衝突軽減制御を行うようにしたが、レベル３未満の自動運転モードでも衝突軽減制御を行うようにしてもよい。自動運転モードだけでなく、手動運転モードにおいても衝突軽減制御を行うようにしてよい。車両走行中だけではなく、車両停車中に衝突軽減制御を行うようにしてもよい。すなわち、本実施形態に係る衝突軽減装置は、車両走行中と停車中とに拘らず適用可能である。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１ 第１モータジェネレータ、２ 第２モータジェネレータ、１１ａ 車両検出器、１１ｂ 車間距離検出器、２０ コントローラ、２０Ａ 衝突予測部、２０Ｂ 駆動力制御部、５０ 衝突軽減装置、１００ 車両、ＦＷ 前輪、ＲＷ 後輪

Claims (3)

1. 自車両に設けられ、該自車両への後方車両の衝突時の乗員の受ける衝撃を軽減する衝突軽減装置であって、
   走行駆動力を発生するとともに、前輪および後輪の駆動力配分を変更可能な駆動力発生部と、
   前記自車両への前記後方車両の衝突を予測する衝突予測部と、
   前記衝突予測部により前記自車両への衝突が予測されると、前記自車両と前記後方車両との衝突の直前に前記自車両と前記後方車両との相対速度が小さくなり、かつ、前記後輪の駆動力が前記前輪の駆動力よりも大きくなるように前記駆動力発生部を制御する駆動力制御部と、を備えることを特徴とする衝突軽減装置。
2. 請求項１に記載の衝突軽減装置において、
   前記自車両は、自動運転機能を有する自動運転車両であり、
   走行中のドライバの周辺監視義務を含む第１自動運転レベルまたは周辺監視義務を含まない第２自動運転レベルに、自動運転のレベルを切り換える運転レベル切換部をさらに備え、
   前記駆動力制御部は、前記衝突予測部により前記自車両への衝突が予測されると、前記運転レベル切換部により自動運転のレベルが前記第２自動運転レベルに切り換わっていることを条件として、前記自車両と前記後方車両との衝突時に前記自車両と前記後方車両との相対速度が小さくなり、かつ、前記後輪の駆動力が前記前輪の駆動力よりも大きくなるように前記駆動力発生部を制御することを特徴とする衝突軽減装置。
3. 請求項１または２に記載の衝突軽減装置において、
   前記駆動力発生部は、前記前輪を駆動する前輪駆動部と、前記後輪を駆動する後輪駆動部と、を有し、
   前記前輪駆動部は、モータジェネレータにより構成され、
   前記駆動力制御部は、前記衝突予測部により前記自車両への衝突が予測されると、前記前輪駆動部が回生トルクを発生し、前記後輪駆動部が駆動トルクを発生するように前記駆動力発生部を制御することを特徴とする衝突軽減装置。

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