WO2004058546A1 - 車両用安全装置 - Google Patents

Abstract

衝突前になされる車両の操縦操作に起因して、自車と衝突対象との相対速度が変化すると、実際の衝突時点が、自車と衝突対象との距離及び相対速度から算出した予測衝突時点から変動する。このため、相対速度の減少率である減速率に関する情報に基づいて、シートベルト巻き上げ装置4の作動タイミングや、作動立上がり時間、シートベルトの張力等を変更する。

Description

明細書 車両用安全装置 技術分野

本発明は、 車両の衝突危険度が大きい場合に、 例えばシー トベル トを 卷き取るなどして乗員保護性を高める車両用安全装置に関する。 背景技術

衝突事前検知 （プリクラッシュセンシング） により作動して、 乗員を 拘束する乗員拘束装置が知られて.いる。 例えば特開平 9 - 1 7 5 3 2 7 号公報に開示される車両用乗員拘束装置においては、 衝突対象までの距 離を相対速度の現在値で割った値である衝突までの時間（衝突余裕時間） 力 衝突回避不能な最低時間より少なく とも長く設定された所定のしき い値時間未満となつた場合にシー トベルトの巻き上げ動作を開始する。 換言すれば、 上記車両用乗員拘束装置は、 予測衝突時点から上記所定の しきい値時間だけ先行する時点 （作動開始時点） にて、 シー トベル トの 巻き上げ動作を開始して乗員を拘束する。

しかしながら、 上記の車両用乗員拘束装置では、 衝突前における自車 の衝突回避のための操縦動作により実際の衝突時点が予測衝突時点から 変動した場合、 適切なタイミングにて車両用乗員拘束装置を作動させる ことができないという不具合があった。

具体的に説明すると、 上記操縦動作により衝突時点が早まってしまう と、 シー トベルトが十分に卷き上げられないうちに （シー トベル トに好 適な張力が与えられないうちに）、 衝突が起きてしまう可能性がある。 逆 に、 このよ うな問題を防止するために十分余裕を持ってできるだけ早期 にシートベルトに張力を与えると、 その後の操縦動作により容易に衝突 回避できるようなケースにおいて、 頻繁にシートベルトの巻き上げが生 じてしまう。 すなわち、 従来のシー トベル トの巻き上げにおいては、 予 測衝突時点の推定において、 操縦動作を全く考慮していないために、 こ のような不具合が生じる可能性がある。

また、 この種の乗員拘束装置では、 予測衝突時点を過ぎた後は衝突の 有無にかかわらずシー トベルトを緩めることが好ましい。 そのため、 作 動開始時点から一定時間 （作動時間） 経過後、 シー トベル ト巻き上げ装 置に緩め動作を指令する。

しかしながら、 予測衝突時点から所定のしきい値時間遡った時点を作 動開始時点に設定するため、 操縦動作に伴う 自車の車速変化により実際 の衝突時点が予測衝突時点より も遅れてしまう と、 その実際の衝突時点 以前にシー トベル トの緩め動作が開始されてしまう可能性がある。 この 問題を解決するには、 予測衝突時点から緩め開始時点までの時間を長く 設定すればよい。 しかし、 このような解決策は、 乗員に違和感を与えて しまう可能性がある。

また、従来のシートベルト巻き上げ装置（乗員拘束装置） においては、 常に一定の作動立上がり時間 （通電パターン） にて巻き上げを実行する ように設定されている。 しかし、 飛び出し事故などのケースにおいては 衝突危険を認識して予測衝突時点を算出した段階において、 もはやシー トベルトに十分な張力を与えるだけの作動立上がり時間を確保できない 場合も考えられる。 このような場合には、 シートベルト巻き上げ装置の モータを全負荷運転して最大速度でシートベルトの卷き上げを行なうこ とが好ましい。 ただし、 常に最大速度で巻き上げを行なう と、 乗員に違 和感を与えたり、 消費電力を増大したりするとの問題が生じる。

さらに、 従来のシー トベル ト巻き上げ装置 （乗員拘束装置） において は、 常に、 巻き上げ後にシートベルトに一定の張力を与える。 しかし、 シー トベル トの巻き上げを行なうような衝突危険状況と して、 実際には 種々のケース、 例えばそれほど危険とは考えられないような状況やドラ ィバーが容易に衝突回避できるような状況、 あるいは衝突がもはや不可 避となった緊急状況などがある。 従って、 従来装置において、 一定の張 力と して、 シートベルトの巻き上げ後に常に最大の張力を与える場合に は、 操縦者に違和感を与える場合がある。 一方で、 巻き上げ後にシート ベルトに与える張力を軽減すると、 必要な乗員保護が得られない場合が あるという問題がある。

本発明は、 上記問題点に鑑みてなされたものであり、 車両走行状況の 変化に対応して乗員保護タイ ミングゃ乗員保護動作を適切に変更するこ とにより、 乗員に与える違和感を抑止しつつ、 好適な乗員保護動作を実 現可能な車両用安全装置を提供することを目的とする。 発明の開示

第 1〜第 4発明による車両用安全装置は、 基本的な構成と して、 衝突 対象までの距離、 及び、 その衝突対象に対する相対速度を検出する距離 情報検出要素と、 作動開始時点から所定の作動立上がり時間経過後に乗 員保護状態への移行を完了して衝突被害を軽減する乗員保護要素と、 検 出した距離及び相対速度に基づいて演算した予測衝突時点までの時間で ある衝突余裕時間が作動立上がり時間以上に設定された所定のしきい値 時間に達したときを作動開始時点と して、 作動開始を指令する演算制御 要素とを備える。 このため、 通常、 予測衝突時点の前に乗員保護要素の 作動を完了することができ、 衝突時に乗員を保護することができる。 ま た、 衝突余裕時間がしきい値時間に達するまでは乗員保護要素の作動開 始を行なわないので、 乗員に違和感を与えるのを防ぐことができる。 そして、 さらに、 第 1発明による車両用安全装置では、 相対速度の変 化率 （減少率） である減速率に関する減速率情報を検出する減速率情報 検出要素を備え、 演算制御要素は、 減速率情報に基づいて乗員保護要素 の作動開始時点を補正する。 具体的には、 減速率が大きい場合には小さ い場合に比較して乗員保護要素の作動開始時点を遅らせる。 このため、 車両の走行状況が変化して、 実際の衝突時点が予測衝突時点から変動す る場合であっても、 乗員保護要素の作動開始タイミングを適切に変更で きる。 この結果、 乗員に与える違和感を抑止しつつ、 好適な乗員保護動 作を実現することができる。 このよ う に、 第 1発明では、 自車と衝突対象との間の相対速度の変化 率 （減速率） に関する情報によって乗員保護要素の作動開始時点を補正 する。 乗員保護要素の作動開始時点までにドライバーによって種々の衝 突回避操作が行なわれると、 実際の衝突時点が予測衝突時点から変動す る。 このため、 衝突余裕時間 （現時点から予測衝突時点までの時間） 及 び好適な作動開始時点 （衝突余裕時間がしきい値時間に達した時点） も 変動する。 第 1発明では、 減速率に関する情報によって作動開始時点を 補正しているので、 常に好適な作動開始時点を設定することができる。

なお、 減速率は自車と衝突対象との相対速度の変化率 （減少率） と し て定義されるので、 減速率が大きい場合とは、 より迅速にその相対速度 が小さくなることを意味する。 そして、 自車と衝突対象との速度差であ る相対速度が小さくなれば、衝突時点は遅れる方向に変動する。従って、 減速率が大きい場合には小さい場合に比較して乗員保護要素の作動開始 時点を遅らせることにより、 その作動開始時点を実際の衝突時点に適応 させることができる。

また、 第 2発明による車両用安全装置では、 相対速度の変化率 （減少 率） である減速率に関する減速率情報を検出する減速率情報検出要素を 備え、 演算制御要素は、 減速率情報に基づいて乗員保護要素の作動停止 時点を捕正する。 具体的には、 減速率が小さい場合には大きい場合に比 較して乗員保護要素の作動停止時点を早める。 このため、 車両走行状況 の変化に対応して、 乗員保護要素の作動停止タイミングを適切に変更す ることができる。 従って、 乗員に与える違和感を抑止しつつ、 好適な乗 員保護動作を実現することができる。

このよ う に、 第 2発明によれば、 自車と衝突対象との相対速度の減速 率に関する情報によって乗員保護要素の作動停止時点を補正する。 この ため、 乗員保護要素の作動開始時点までに ドライバーによ り なされる 種々の衝突回避動作が実際の衝突時点を予測衝突時点から変動させても、 その変動に応じた好適な作動停止時点が設定できる。

これに対して、 従来の乗員拘束装置では、 前述の衝突回避操作などに よって、 実際の衝突時点が予測衝突時点から変動することを想定してい ない。 このため、 実際の衝突時点の遅延により、 実際の衝突時点前に乗 員保護要素の作動が停止してしまう不具合が発生する可能性がある。 ま た、 このような不具合を避けるために、 必要以上に長く作動停止時点を 設定すると、 もはや乗員保護要素の作動が不要な状況となってもその作 動を継続するとの不具合が生じる場合がある。 本第 2発明によれば、 こ のよ.うな不具合を解消することができる。 特に、 第 2発明では、 減速率 が小さい場合、 すなわち、 自車と衝突対象との相対速度が大きいままで ある場合には、衝突あるいは衝突回避との結果も比較的早く生じるので、 乗員保護要素の作動停止時点を早めるのである。

また、 第 3発明による車両用安全装置では、 相対速度の変化率 （減少 率） である減速率に関する減速率情報を検出する減速率情報検出要素を 備え、 演算制御要素は、 減速率に応じて乗員保護要素の保護動作の強度 を調整する。 具体的には、 減速率が大きい場合には小さい場合に比較し て乗員保護要素の保護動作を強化する。 このため、 車両走行状況の変化 に対応して、 乗員保護要素の保護動作の強度を適切に変更することがで きる。 この結果、 乗員に与える違和感を抑止しつつ、 好適な乗員保護動 作を実現することができる。

すなわち、 第 3発明によれば、 自車と衝突対象との間の相対速度の減 速率に関する情報に基づき、 減速率が大きい場合に衝突危険度がより大 きいと推定して乗員保護要素の保護動作を強化する。 従って、 衝突危険 度に応じて、 選択的に乗員保護動作を強化することができるので、 乗員 の違和感を抑止しつつ良好な乗員保護を実現することができる。

また、 第 4発明による車両用安全装置では、 演算制御要素が、 衝突余 裕時間に応じて乗員保護要素の立上がり時間を調整する。 具体的には、 衝突余裕時間が短い場合には長い場合と比較して、 乗員保護要素の立上 がり時間を短縮する。 このため、 車両走行状況の変化に対応して、 乗員 保護タイミングゃ乗員保護動作を適切に変更でき、 乗員に与える違和感 を抑止しつつ好適な乗員保護動作を実現することができる。 すなわち、 第 4発明によれば、 距離と相対速度とにより、 もしく は更 に減速率を加味して得た予測衝突時点から、 衝突余裕時間が十分に長い と判定できる場合には、 乗員保護要素の作動立上がりを緩慢に行なう。 逆に、 予測衝突時点が接近していて衝突余裕時間が短いと判定した場合 には乗員保護要素の作動立上がりを迅速に行なう。 これにより、 飛び出 し事故などのケースのように衝突余裕時間、 すなわち予測衝突時点まで -の時間が十分にない場合には速やかに乗員保護を完了できる。 一方、 衝 突余裕時間が十分に長い場合には、 作動立上がり を緩慢に行なう ことに より、 乗員に違和感を与えずに作動立上がり を行なうことができ、 乗員 に与えるフィーリ ングを改善できる。

なお、 乗員保護要素の作動立上がり時間とは、 乗員保護要素に作動を 指令してから乗員保護要素が乗員保護動作を完了するまでの時間をいう。 すべての電力作動危機において、 この種の作動遅れ、 すなわち立上がり 時間が存在することは明白である。

上述した第 4の発明において、 相対速度の変化率 （減少率） である減 速率に関する減速率情報を検出する減速率情報検出要素を備え、 演算制 御要素は、 減速率が大きい場合に小さい場合と比較して、 乗員保護要素 の作動立上がり時間を短縮するように構成してもよい。 これにより、 減 速率が大きく衝突危険度が大きいと推定される場合には、 迅速に乗員保 護要素を作動完了状態に移行させることができる。

なお、 本発明のその他の特徴や優れた効果に関しては、 以下の図面を 用いた実施形態の説明により明らかとなる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の好適な実施形態における車両用安全装置の構成を示 すブロック図である。 図 2は、 図 1の演算制御部の制御動作を示すフロ 一チャートの一部である。 図 3は、 図 1の演算制御部の制御動作を示す フローチャー トの残りである。 図 4は、 図 1の演算制御部の制御動作に よりシートベルト巻き上げ装置のモータに与えられる通電電流指令値の 変化を示すタイミングチャートである。 発明を実施するための最良の形態

まず、 上述した第 1〜第 4発明に係る車両安全装置の基本構成につい て説明する。 第 1〜第 4発明に係わる車両安全装置は、 衝突対象までの 距離、 及び、 その衝突対象に対する相対速度を検出する距離情報検出要 素と、 作動開始時点から所定の作動立上がり時間経過後に乗員保護状態 への移行を完了して衝突被害を軽減する乗員保護要素と、 検出した距離 及び相対速度に基づいて演算した予測衝突時点までの時間である衝突余 裕時間が作動立上がり時間以上に設定された所定のしきい値時間に達し たときに、 作動開始を指令する演算制御要素とを備える。

距離情報検出要素と しては、 電磁波、 超音波、 レーザ光等を衝突対象 に照射すると ともに、 その反射波を受信して、 照射から受信までの時間 から距離を計測するレーダー式距離計測装置や、 衝突対象を撮像して得 た映像を画像処理して距離を算出する撮像型距離計測装置を採用するこ とができる。 この種の距離計測装置は周知であるため、 詳細な説明は省 略する。 なお、 相対速度は、 定期的に得た距離情報の差分情報から演算 することができる。 また、 距離情報検出要素と して、 公知の F M C W ( Frequency Modul at i on Cont inuous Wave) 方式の ^ リ y皮レーグ 用レヽ ると、 衝突対象までの距離と相対速度とを同時に検出できるため好まし い。

乗員保護要素と しては、 所定レベルの張力をシートベルトに与える公 知のシートベルト巻き上げ装置の他、 衝突時の乗員保護効果を期待でき る任意の装置を採用できる。 シー トベル ト巻き上げ装置は、 シートベル トを卷き上げると ともに張力を発生する手段と して、 通常、 モータを有 する。 しかし、 シー トベル トの張力を増強する機能を達成できる限り、 他の手段を採用してもよい。

演算制御要素は、 通常のマイコン装置によって構成される。 ただし、 制御動作を高速化するために、 特別の演算回路や記憶回路を追加しても よい。 あるいは、 演算制御要素を専用のデジタル論理回路により構成し てもよい。 演算制御要素は、 少なく とも距離及び相対速度に基づいて予 測衝突時点またはそれと論理的に同等の信号 （例えば衝突余裕時間） を 演算する。 さらに、 演算制御要素は、 予測衝突時点または同等信号に基 づいて、 予測衝突時点までの時間 （衝突余裕時間） がしきい値時間以下 に達したか否かを判定する。 予測衝突時点までの時間がしきい値時間以 下に達したと判定した場合、 演算制御要素は、 乗員保護要素に対して、 少なく とも一定時間、 乗員保護動作を行なう ように指令する。 しきい値 時間は、 少なく とも乗員保護要素が作動を開始してから乗員保護状態が 完了するまでの作動立上がり時間より長く設'定される必要がある。また、 乗員保護要素が保護動作を行なう上述の一定時間は、 少なく とも乗員保 護要素に作動開始を指令した時点において予測した予測衝突時点より も 遅れて終了するように設定されることは当然である。

なお、 自車を時空間上の基準点 （原点） と して、 衝突対象の走行履歴 から衝突対象の今後の相対軌跡を予想し、 この相対軌跡が上記基準点に 達する時点を、 予測衝突時点と して演算することも可能である。 この時 空間は、 2つの距離次元 X (例えば車両進行方向）、 y (車両左右方向） と時間次元 t とで表される。 自車を基準点とする時空間では、 衝突対象 との距離は基準点 （原点） から x、 y平面上の衝突対象の座標点までの 距離で示され、 相対速度は、 この距離の微分値と して表される。 すなわ ち、 相対速度は、 距離方向の速度成分、 つまり x、 y平面における衝突 対象の相対速度べク トルのうち、 原点に向かう方向へのべク トル成分に て表される。

また、 本発明における減速率とは、 本質的に相対速度の微分値、 すな わち上記距離の二重微分値そのもの、 または上記距離の二重微分値に正 相関を有する量を意味する。 この減速率が、 本発明における減速率に関 する情報となる。 ただし、 距離情報検出要素による距離測定や相対速度 の算出には時間がかかる場合がある。 このため、 自車搭載の何らかのセ ンサにより、 自車と衝突対象とを結ぶ方向の速度成分に影響を与える運 転者の操縦操作 （運転操作量、 その変化量）、 またはその結果と して発生 する車両状態 （車両操縦装置の状態量、 車両の加減速状態、 それらの変 化量） を検出して、 これを減速率に関する情報と して用いても良い。 こ のようにすれば、 例えば衝突回避や衝突被害軽減のために行なわれる衝 突前の運転車の操縦操作に基づいて減速率に関する情報を取得するので、 レスポンスよく必要な情報を得ることができる。

具体的には、 減速率情報検出要素は、 ブレーキペダルの踏み量を検出 するブレーキ踏み量センサ、 ブレーキ圧を検出する車載のブレーキ圧セ ンサ、 自車の減速率を検出する車載の加速度センサ、 ョーレートを検出 する車載のョーレー トセンサ、 操舵角信号を検出する車載の操舵角セン サの少なく とも 1つを含むものであっても良い。 さらに、 減速率情報検 出要素は、 ァクセルペダルの踏み量を検出するァクセル踏み量センサや スロッ トルバルブの開度を検出する開度センサを有していても良い。

例えば、 ブレーキ操作が行なわれれば減速率が変動するが、 これはプ レーキペダルの踏み量、 ブレーキ圧、 減速度、 それらの変化などにより 検出することができる。 また、 操舵操作が行なわれれば、 自車の前進方 向が変化するので、 距離方向の相対速度の変化率である減速率が変化す る。 この操舵操作は、 ョーレー ト、 操舵角、 それらの変化などにより検 出することができる。 さらに、 アクセルペダル操作により、 自車は加速 されたり、 エンジンブレーキにより減速されたりするため、 減速率が変 動する。 このアクセルペダル操作による減速度の変動は、 アクセルぺダ ルの踏み量ゃスロッ トルバルブの開度、 それらの変化などによって検出 できる。

このよ う に、 自車操縦操作またはそれによ り生じる車両状態を車載の センサにより検出して、 乗員保護要素の作動タイミング制御や作動量制 御を行なうようにすれば、 たとえば相対速度を微分処理する場合に比べ てレスポンスに優れる。

次に、本発明の車両用安全装置の実施形態について説明する。図 1は、 実施形態における車両用安全装置の構成を示すプロック図である。 この 車両用安全装置は、 本発明で言う距離情報検出要素に相当する距離セン サ 1、 減速率情報検出要素に相当する運転操作センサ 2、 演算制御要素 に相当する演算制御部 3、 及び乗員保護要素に相当するシートベルト卷 き上げ装置 4からなる。

距離センサ 1は、 車体前部に設けられて前方を撮像するカメラと、 こ のカメ ラから所定のフレームレー トで出力されるフレーム画像を処理し て、 衝突対象の有無並びに衝突対象との距離及び相対速度を演算制御部 3に出力する画像処理プロセッサとからなる。 すなわち、 画像処理プロ セッサは、 カメラからのフレーム画像より衝突可能性がある物体である 衝突対象を抽出する。 このとき、 衝突対象が抽出されれば、 衝突対象ま での距離を演算し、 演算した距離の変化から相対速度を演算する。 そし て、 衝突対象の有無、 距離、 及び相対速度をデジタル信号の形態で演算 制御部 3に出力する。 なお、 距離センサ 1は、 レーダーシステムなど他 の同等機能を有する装置に置換してもよい。

運転操作センサ 2は、 ブレーキ圧センサ、 加速度センサ、 ョーレー ト センサ、 操舵角センサ、およびァクセノレぺダノレセンサの 5つを含む。 し力、 しながら、 その内の 1つ以上で構成してもよい。 さ らに車両が走行する 路面上の二次元空間内にて車両の速度ベク トルを変化させる車両操縦操 作やその結果に関する情報を検出するいずれのセンサを採用してもよい。 例えば、 ブレーキ圧センサに換えて、 ブレーキペダル踏み量センサを用 いてもよい。 運転操作センサ 2は、 検出したデータをデジタル信号の形 態にて演算制御部 3に出力する。

演算制御部 3は、 距離センサ 1から入力される距離データ、 相対速度 データ、 及び運転操作センサ 2から入力される減速率関連情報に基づい て、 シートベルト巻き上げ装置 4の動作を制御する。 なお、 相対速度は 単位時間当たりの距離変化量と して決定されるが、 この演算を距離セン サ 1ではなく演算制御部 3で行なってもよい。

シー トベルト巻き上げ装置 4は、 シートベルト巻き上げ機構と、 この シートベルト卷き上げ機構におけるシートベルトの自由端を卷き上げた り、 緩めたりする逆転可能なモータと、 入力指令に応じた電流値をモー タに与える通電制御装置とからなる。 この種のシートベルト巻き上げ装 置 4は既によく知られているので、 詳細説明は省略する。

次に、 この車両用安全装置の制御動作の一例を説明する。 この制御動 作は、 主に演算制御部 3によって実行される。 図 2は、 演算制御部 3が 実行する制御動作を示すフローチャートであり、 以下このフローチヤ一 トを参照して説明する。

まずリセッ トを行い （ステップ S 1 0 0 )、 その後、 距離センサ 1から 入力されるデータに基づいて、 衝突危険範囲内に衝突対象があるかどう かを判定する （ステップ S 1 0 2 )。 このとき、 衝突危険範囲内に衝突対 象があると判定されると、 ステップ' S 1 0 4に進んで、 距離センサ 1か らその衝突対象に関する距離データ及び相対速度データを読み込み、 運 転操作センサ 2から減速率関連情報を読み込む。

ここで言う減速率関連情報とは、 減速率に関する情報を意味し、 特に 本実施形態では減速率に影響を与える運転操作に関する情報またはその 運転操作の結果と して生じる車両状態に関する情報を意味する。つまり、 本実施形態では、 運転操作センサ 2 と して、 ブレーキ圧センサ、 加速度 センサ、 ョーレー トセンサ、 操舵角センサ及びァクセノレぺダノレセンサを 備えており、 各センサから読み込まれたブレーキ圧、 加速度 （減速 G )、 ョーレート （車両角速度） 操舵角、 及びアクセル踏み量が、 減速率関連 情報と して用いられる。

次に、 読み込んだデータに基づいて予測衝突時点を演算する （ S 1 0 6 )。 この予測衝突時点は、 例えば、 衝突対象との距離を衝突対象との相 対速度で割って算出する。

次に、 現時点から予測衝突時点までの時間である衝突余裕時間が、 シ 一トベルト巻き上げ装置 4がその作動開始から要求される所定の張力を 発生するまでの時間である作動立上がり時間に所定の時間を加えた第 1 のしきい値時間よりも大きいか否かを判定する （S 1 0 8 )。 衝突余裕時 間が第 1のしきい値時間より も大きければ、 即座に乗員拘束制御に移行 する必要がないためステップ S 1 0 2に戻る。 衝突余裕時間が、 第 1 の しきい値時間以下の場合には、 乗員拘束制御の準備段階に移行すべくス テツプ S 1 1 0に進む。

ステップ S 1 1 0では、 予測衝突時点から所定の第 2のしきい値時間 だけ遡った時点である作動開始時点、 予測衝突時点から所定の第 3 のし きい値時間だけ遅延した時点である作動停止時点を算出する。 更に、 こ れらの作動開始時点及び作動停止時点を減速率関連情報によって補正す る。 なお、 作動開始時点から作動停止時点までの時間は、 シー トベル ト 卷き上げ装置 4の作動時間に相当する。 また、 第 2のしきい値時間は、 シートベルト巻き上げ装置 4の通常の作動立上がり時間以上に設定され る。

減速率関連情報による作動開始時点及び作動停止時点の補正について、 具体的に説明する。

まず、 作動開始時点の補正に関しては、 減速率関連情報から相対速度 の減速率の増加に正相関を有する運転操作がなされたと想定される場合 には、 その運転操作量および Zまたはその運転操作によって生じる車両 状態量に応じて作動開始時点を遅らせる。 例えば、 読み込んだブレーキ 圧が大きいほど、 および Zまたは読み込んだ減速度が大きいほど、 相対 速度の減速率が増加して衝突が遅れると判断できる。 同様に、 自車と衝 突対象とが遠ざかる方向にョーレートや操舵角が生じた場合にも、 相対 速度の減速率が増加して衝突が遅れると判断できる。

逆に、 減速率関連情報から相対速度の減速率がマイナス方向に増加す る運転操作がなされたと想定される場合には、 その運転操作量等に応じ て作動開始時点を早める。 例えば、 アクセルペダルが踏まれると、 その 踏み量に応じて衝突が早まると判断できるためである。 同様に、 自車と 衝突対象とが接近する方向へのョ一レートゃ操舵角の変化が生じた場合 にも、 衝突が早まる。

なお、 減速率関連情報と して、 ブレーキ圧、 減速度、 ョーレー ト、 操 舵角等の大きさそのものではなく、 作動開始時点に達する前のそれらの 変化量を算出し、その変化量に基づいて作動開示時点を補正しても良い。 上述した各検出値も相対速度の変化率である減速率と相関性を有する力 その各検出値の変化量の方が、 減速率とより高い相関性を有する。 例え ば、 作動開始時点前においてブレーキ圧が増加する方向に変化している と、 その後もブレーキ圧の増加が継続され、 その結果、 減速率が増加す ると推定できる。 逆に、 ブレーキが踏まれていても、 ブレーキ圧が減少 する方向に変化している場合、 減速率がマイナス方向に増加すると推定 できる。 従って、 上記の各検出値の変化量に基づいて作動開始時点を補 正することにより、 より正確に作動開始時点を実際の衝突時点に適応さ せることができる。

作動停止時点の補正も、上記した作動開始時点の補正と同様に行なう。 例えば、 減速率が大きい場合は減速率が小さい場合に比較して予測衝突 時点が遅れるので、 作動開始時点の遅延に連動して作動停止時点も遅延 させる。 作動開始時点及び作動停止時点の遅延時間は、 例えば等しく設 定される。

なお、 作動開始時点及ぴ作動停止時点を直接補正せずに、 上述した予 測衝突時点を減速率関連情報に基づいて補正し、 間接的に作動開始時点 及び作動停止時点を補正するようにしても良い。 つまり、 補正した予測 衝突時点から第 2のしきい時間だけ遡った時点を作動開始時点、 第 3の しきい値時間経過した時点を作動停止時点と して設定する。 この場合、 作動開始時点及び作動停止時点は、 予測衝突時点の補正分だけずれるこ とになる。

さらに、 作動開始時点のみを上述した方法に従って補正し、 作動停止 時点は、 補正された作動開始時点に、 シー トベルト卷き取り装置 4の所 定作動時間を加えることによって求めても良い。 このようにしても、 作 動停止時点を、 減速率の大きさに応じて補正することができる。

その後、 作動開始時点に達したかどうかを判定するための開始タイマ 一に補正後の作動開始時点までの時間をセッ トする。 さらに、 作動停止 ' 時点に達したかどうかを判定するための停止タイマーに補正後の作動停 止時点までの時間をセッ トする。 そして、 それぞれの開始及び停止タイ マーのカウントをスタートさせる （S 1 1 2 )。 その後、 作動開始時点ま での時間に応じてシートベルト卷き上げ装置 4の作動立上がり時間を設 定する （S 1 1 4 )。

この実施形態では、 シー トベルト巻き上げ装置 4の作動立上がり時間 が、 説明を簡単にするため、 通常時間と短時間との 2段階に設定される ものとする。 この作動立上がり時間を通常時間もしくは短時間のいずれ かに設定するために、 作動開始時点までの時間を所定の第 4のしきい値 時間と比較する。 すなわち、 予測衝突時点までの衝突余裕時間が、 作動 開始時点に所定の第 4のしきい値時間を加えた時間以上であるか否かを 判定する。 作動開始時点までの時間が第 4のしきい値時間以上である場 合には、 シートベルト卷き上げ装置 4の作動立上がり完了まで時間的に 余裕がある。 このため、 作動立上がり時間を通常時間に設定する。

この場合、 シー トベルト卷き上げ装置 4のモータに通電する電流 （卷 き上げ方向） が相対的に緩やかに増加されるように電流の増加率を設定 する。 この結果、 シートベルトの巻き取り速度が低速度となり、 シート ベルトの張力も相対的に小さい増加率で増加することになる。

これに対して、 作動開始時点までの時間が第 4のしきい値時間未満で あれば、 作動立上がり時間を通常時間より も短い短時間に設定する。 こ の場合、 シー トベルト卷き上げ装置 4のモータには、 例えば通電開始時 点から通電可能な最大電流を通電する。 これにより、 モータへの通電電 流は迅速に增加してシートベルトの卷き取り速度は高速度となり、 シー トベルトの張力も最大の増加率で増加する。

なお、上記した第 4のしきい値時間は、 0を含む正の値に設定される。 第 4のしきい値時間が 0を含む理由は以下のとおりである。 作動開始時 点は、 予測衝突時点に対して、 シートベルト巻き上げ装置 4の通常の作 動立上がり時間以上遡った時点に設定される。 このため、 作動開始時点 まで時間があれば、 通常の作動立上がり時間でシートベルトを巻き上げ ても、 予測衝突時点までに巻き上げが完了する。 また、 上述したように作動立上がり時間を 2段階に設定するのではな く、 3段階以上もしくは連続的に設定しても良い。 例えば、 シートベル ト巻き上げ装置 4の作動立上がり時間を連続的に設定する例を、 以下に 説明する。 作動開始時点までの時間が第 4のしきい値時間以上である場 合には、上述した例と同様に作動立上がり時間は通常時間に設定される。 そして、 作動開始時点までの時間が第 4のしきい値時間未満である場合 に、 その第 4のしきい値時間との時間差を算出し、 その時間差が大きい ほど短くなるように作動立上がり時間を設定する。

また、 上述した例では、 作動開始時点までの時間を第 4のしきい値時 間と比較することによって、 すなわち、 衝突余裕時間に応じてシートべ ルト卷き上げ装置 4の作動立上がり時間を設定した。 それに加えて、 上 述した減速率関連情報に基づいて、 シートベルト卷き上げ装置 4の作動 立上がり時間を設定しても良い。 例えば、 減速率関連情報から得られる 減速率が所定の減速率より も大きい場合には、 短時間の作動立上がり時 間を設定し、 減速率が所定の減速率より も小さい場合には、 通常の作動 立上がり時間を設定する。 あるいは、 その減速率の大きさに応じて、 作 動立上がり時間を連続的に変化させても良い。

減速率が大きい場合、実際の衝突時点は予測衝突時点より も遅れる力 減速率が大きくなるようなブレーキ操作や操舵操作を運転者が行なう場 合、 衝突の危険度が高い状況であることが多い。 そのため、 減速率が大 きい場合には衝突の危険度が高いと推測して、 素早くシートベルトの卷 き取り を完了させ、 その衝突に備えることが好ましい。

また、 このように減速率の大きさに応じて作動立上がり時間を設定す ると、 後述する、 減速率の大きさに応じてシートベルトの最終張力を設 定する処理を好適に行なうことができる。 すなわち、 減速率が大きくな り、 大きな最終張力が設定されるときには、 同時にシー トベルトの作動 立上がり時間も短時間に設定されるので、 その最終張力まで達する時間 を短縮することができる。

次に、 シートベルトに最終的に与える張力の大きさを減速率関連情報 に基づいて設定する処理について説明する。 この処理は、 ステップ S 1 1 6において行なわれる。

なお、 この実施形態では、 シー トベル ト巻き上げ装置 4の最終的な張 力は、 説明を簡単にするため、 2段階に設定されるものとする。 このシ ートベルトの最終張力を通常張力 （例えば、 最大張力の半分） と強張力 (例えば、 最大張力） のいずれかに設定するために、 減速率関連情報か ら得られる減速率が所定減速率以上であるか否かを判定する。 そして、 減速率が所定減速率以上である場合には、 衝突の危険度が高い状況であ ると推定できるため、 シー トベル トの最終張力を強張力に設定する。 一 方、 減速率が所定の減速率より も小さい場合には、 シー トベル トの最終 張力を通常張力に設定する。 このようにすると、 衝突の危険度が高いと 推定される場合のみ、 選択的に、 シー トベル トの張力を強くすることが できる。 なお、 シートベルトの最終張力を強張力にする場合には、 シー トベルト卷き取り装置 4のモータに最終的に与える飽和電流値を大きく し、 通常張力にする場合には、 飽和電流値を小さくする。

上述した例では、 シー トベル トの最終張力を 2段階に設定したが、 減 速率の大きさに応じて、 3段階以上に設定したり、 あるいは連続的にシ 一トベルトの最終張力を変更することも可能である。

次に、 ステップ S 1 1 8では、 ステップ S 1 1 2で設定した開始タイ マーがカウントを満了したかどうか判定する。 開始タイマーがカウント を満了していなければ、 カウント満了まで、 すなわち作動開始時点に至 るまで待機する。 そして、 開始タイマーがカウントを満了し、 作動開始 時点に至ればステップ S 1 2 0に進む。 なお、 ステップ S 1 1 0にて算 出した作動開始時点が現時点より も前の時点である場合、 ステップ S 1 1 2にて開始タイマー内のレジスタに作動開始時点に相当する数値 （例 えば 0 ) がセッ トされるため、 ステップ S 1 1 4〜ステップ S 1 1 8を 経由してほとんど無視しえる程度の時間遅延にてステップ S 1 2 0に達 する。

ステップ S 1 2 0では、 ステップ S 1 1 4にて選択された作動立上が り時間 （通電電流増加率）、 及びステップ S 1 1 6にて選択された最終張 力 （飽和通電電流値） にてシー トベルト巻き上げ装置 4のモータへの通 電制御を行い、 ステップ S 1 2 2に進む。

ステップ S 1 2 2では、 ステップ S 1 1 2にて設定した停止タイマー がカウントを満了したかどうかを判定する。 停止タイマーがカウントを 満了していなければステップ S 1 2 0に戻り通電制御を継続する。 停止 タイマーがカウントを満了していればステップ S 1 2 4に進む。

ステップ S 1 2 4では、 モータへの通電終了時に、 シー トベルト卷き 取り装置 4が卷き取ったシートベルトを元に戻す機構を備えている場合 には、 単にモータへの通電を終了させる。 ただし、 単に通電を終了した だけではシートベルトが元に戻らない場合には、 モータを逆方向に回転 させるための電流を通電してシートベルトを緩め、 ステップ S 1 0 2に 民る。

上記した制御におけるシートベルト巻き上げ装置 4のモータへの通電 指令値を図 4に示すタイ ミングチャートにより説明する。

期間 Δ Tは、 通電開始時点からの短期間に行なわれる初期の全負荷通 電期間である。 その後の時点 t l〜 t 2の期間は、 通電量が所定の増加 率で増加する期間であり、 この期間にシートベルトの張力は所定の増加 率で増加する。 従って、 本発明で言う作動立上がり時間 T g とは、 作動 開始時点 t sから時点 t 2までの期間を言う。 また、 作動立上がり時間 が短時間に設定された場合の最大電流通電時には、 時点 t 1から時点 t 2まで一定の最大電流が通電される。

また、 時点 t 2において作動立上がりが完了すると、 その後は通電停 止時点 t eまで飽和電流値がモータに通電される通電量制御が行なわれ る。 この飽和電流値は、 ステップ S 1 1 6にて設定されたシー トベルト の最終張力に応じて変更される。

なお、本発明は、上記した実施形態になんら制限されるものではなく、 本発明の主旨を逸脱しない範囲において、 種々変形、 修正して実施する ことが可能である。 例えば、 上述した実施形態では、 減速率に関する情報と して、 運転者 の操縦操作、 またはその結果と して発生する車両状態を検出するセンサ からの検出値を用いた。 しかしながら、 相対速度の変化から減速率を算 出し、 この算出した減速率を用いて、 シー トベルト卷き取り装置 4にお ける作動開始時点の補正、 作動立上がり時間や最終張力の設定等を行な つてもよいことはもちろんである。

Claims

請求の範囲

1 . 衝突対象までの距離、 及び、 その衝突対象に対する相対速度を検出 する距離情報検出要素と、

作動開始時点から所定の作動立上がり時間経過後に乗員保護状態への 移行を完了して衝突被害を軽減する乗員保護要素と、

検出した前記距離及び相対速度に基づいて演算した予測衝突時点まで の時間である衝突余裕時間が、 前記作動立上がり時間以上に設定された 所定の第 1 しきい値時間に達したときを作動開始時点と して、 作動開始 を指令する演算制御要素と、

前記相対速度の変化率である減速率に関する減速率情報を検出する減 速率情報検出要素とを備え、

前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づいて前記作動開始時点を 補正することを特徴とする車両用安全装置。

2 . 前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づいて、 前記減速率が大 きい場合に、 それより も小さい場合に比較して前記作動開始時点を遅ら せるように捕正することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の車両用 安全装置。

3 . 前記減速率情報検出要素は、 車両の運転者の運転操作及びその運転 操作によって生じる車両状態の少なく とも 1つを検出するものであり、 前記演算制御要素は、 前記運転操作及びその運転操作によって生じる 車両状態の少なく とも 1つに基づいて、 減速率情報を取得することを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載の車両用安全装置。

4 . 前記演算制御要素は、 前記運転操作及びその運転操作によって生じ る車両状態の少なく とも 1つの変化量を算出し、 その変化量から減速率 情報を取得することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の車両用安全 装置。

5 . 前記減速率情報検出要素は、 ブレーキ踏み量を検出するブレーキ踏 み量センサ、 ブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサ、 自車の減速率を 検出する加速度センサ、 ョーレートを検出するョーレー トセンサ、 操舵 角を検出する操舵角センサの少なく とも 1つを含むことを特徴とする請 求の範囲第 3項に記載の車両用安全装置。

6 . 前記演算制御要素は、 前記衝突余裕時間が前記第 1のしきい値時間 より も長い第 2のしきい値時間に達した時から前記第 1のしきい時間に 達するまでの間において、 前記減速情報検出要素によって検出される減 速率情報に基づいて前記作動開始時間を補正することを特徴とする請求 の範囲第 1項に記載の車両用安全装置。

7 . 前記乗員保護要素は、 シートベルト巻き上げ装置からなることを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載の車両用安全装置。

8 . 衝突対象までの距離、 及び、 その衝突対象に対する相対速度を検出 する距離情報検出要素と、

作動開始時点から所定の作動立上がり時間経過後に乗員保護状態への 移行を完了して衝突被害を軽減する乗員保護要素と、

検出した前記距離及び相対速度に基づいて演算した予測衝突時点まで の時間である衝突余裕時間が、 前記作動立上がり時間以上に設定された 所定の第 1 しきい値時間に達したときを作動開始時点と して作動開始を 指令し、 かつ前記予測衝突時点から所定の第 3のしきい値時間だけ経過 したときを作動停止時点と して作動停止を指令する演算制御要素と、 前記相対速度の変化率である減速率に関する減速率情報を検出する減 速率情報検出要素とを備え、

前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づいて前記作動停止時点を 補正することを特徴とする車両用安全装置。

9 . 前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づいて、 前記減速率が小 さい場合に、 それより も大きい場合に比較して前記作動停止時点を早め るように補正することを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の車両用安. 全装置。

1 0 . 前記減速率情報検出要素は、 車両の運転者の運転操作及びその運 転操作によって生じる車両状態の少なく とも 1つを検出するものであり、 前記演算制御要素は、 前記運転操作及ぴその運転操作によって生じる 車両状態の少なく とも 1つに基づいて、 減速率情報を取得することを特 徴とする請求の範囲第 8項に記載の車両用安全装置。

1 1 . 前記演算制御要素は、 前記運転操作及びその運転操作によって生 じる車両状態の少なく とも 1つの変化量を算出し、 その変化量から減速 率情報を取得することを特徴とする請求の範囲第 1 0項に記載の車両用 安全装置。

1 2 . 前記減速率情報検出要素は、 ブレーキ踏み量を検出するブレーキ 踏み量センサ、 ブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサ、 自車の減速率 を検出する加速度センサ、 ョーレー トを検出するョーレートセンサ、 操 舵角を検出する操舵角センサの少なく とも 1つを含むことを特徴とする 請求の範囲第 1 0項記載の車両用安全装置。

1 3 . 前記演算制御要素は、 前記衝突余裕時間が前記第 1 のしきい値時 間より も長い第 2のしきい値時間に達した時から前記第 1 のしきい時間 に達するまでの間において、 前記減速情報検出要素によって検出される 減速率情報に基づいて前記作動停止時間を補正することを特徴とする請 求の範囲第 8項に記載の車両用安全装置。

1 4 . 前記乗員保護要素は、 シートベルト巻き上げ装置からなることを 特徴とする請求の範囲第 8項に記載の車両用安全装置。

1 5 . 前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づいて前記作動開始時 点を補正し、 前記作動停止時点は、 当該補正された作動開始時点に前記 乗員保護要素の所定の作動時間を加えることによって算出することを特 徴とする請求の範囲第 8項に記載の車両用安全装置。

1 6 . 衝突対象までの距離、 及ぴ、 その衝突対象に対する相対速度を検 出する距離情報検出要素と、

作動開始時点から所定の作動立上がり時間経過後に乗員保護状態への 移行を完了して衝突被害を軽減する乗貫保護要素と、

検出した前記距離及び相対速度に基づいて演算した予測衝突時点まで の時間である衝突余裕時間が、 前記作動立上がり時間以上に設定された 所定の第 1 しきい値時間に達したときを作動開始時点と して、 作動開始 を指令する演算制御要素と、

前記相対速度の変化率である減速率に関する減速率情報を検出する減 速率情報検出要素とを備え、

前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づいて、 前記乗員保護要素 の保護動作の強度を調整することを特徴とする車両用安全装置。

1 7 . 前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づき、 前記減速率が大 きい場合にそれより も小さい場合に比較して前記乗員保護要素の保護動 作を強化するように、 保護動作の強度を調整することを特徴とする請求 の範囲第 1 6項に記載の車両用安全装置。

1 8 . 前記乗員保護要素は、 シー トベル 巻き上げ装置からなり、 前記 演算制御要素は、 シートベルトによる張力を変更することによって保護 動作の強度を調整することを特徴とする請求の範囲第 1 6項に記載の車 両用安全装置。

1 9 . 前記減速率情報検出要素は、 車両の運転者の運転操作及びその運 転操作によって生じる車両状態の少なく とも 1つを検出するものであり、 前記演算制御要素は、 前記運転操作及びその運転操作によって生じる 車両状態の少なく とも 1つに基づいて、 減速率情報を取得することを特 徴とする請求の範囲第 1 6項に記載の車両用安全装置。

2 0 . 前記演算制御要素は、 前記運転操作及びその運転操作によって生 じる車両状態の少なく とも 1つの変化量を算出し、 その変化量から減速 率情報を取得することを特徴とする請求の範囲第 1 9項に記載の車両用 安全装置。

2 1 . 前記減速率情報検出要素は、 ブレーキ踏み量を検出するブレーキ 踏み量センサ、 ブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサ、 自車の減速率 を検出する加速度センサ、 ョーレー トを検出するョーレートセンサ、 操 舵角を検出する操舵角センサの少なく とも 1つを含むことを特徴とする 請求の範囲第 1 9項記載の車両用安全装置。

2 2 . 前記演算制御要素は、 前記衝突余裕時間が前記第 1のしきい値時 間より も長い第 2のしきい値時間に達した時から前記第 1のしきい時間 に達するまでの間において、 前記減速情報検出要素によって検出される 減速率情報に基づいて前記乗員保護要素の保護動作を調整することを特 徴とする請求の範囲第 1 6項に記載の車両用安全装置。

2 3 . 衝突対象までの距離、 及び、 その衝突対象に対する相対速度を検 出する距離情報検出要素と、

作動開始時点から所定の作動立上がり時間経過後に乗員保護状態への 移行を完了して衝突被害を軽減する乗員保護要素と、

検出した前記距離及び相対速度に基づいて演算した予測衝突時点まで の時間である衝突余裕時間が、 前記作動立上がり時間以上に設定された 所定の第 1 しきい値時間に達したときを作動開始時点と して、 作動開始 を指令する演算制御要素とを備え、

前記演算制御要素は、 前記衝突余裕時間が短い場合には、 それより も 長い場合に比較して、 前記作動立上がり時間を短縮するように前記乗員 保護要素を作動させることを特徴とする車両用安全装置。

2 4 . 前記演算制御要素は、 前記作動開始時点までに所定の第 4のしき い値時間以上の時間的余裕の有無に応じて、 前記衝突余裕時間の長さを 判定することを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載の車両用安全装置。

2 5 . 前記所定の第 4のしきい値時間は、 ゼロを含む正の値に設定され ることを特徴とする請求の範囲第 2 4項に記載の車両用安全装置。

2 6 . 前記乗員保護要素は、 シー トベルト巻き上げ装置からなり、 前記 演算制御要素は、 シートベルトの巻き上げ速度を変更することによって 前記作動立上がり時間を調整することを特徴とする請求の範囲第 2 3項 に記載の車両用安全装置。

2 7 . さらに、 前記相対速度の変化率である減速率に関する減速率情報 を検出する減速率情報検出要素とを備え、

前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づいて、 前記作動立上がり 時間を調整することを特徴とする請求の範囲第 2 3項に記載の車両用安 全装置。

2 8 . 前記演算制御要素は、 前記減速率情報に基づき、 前記減速率が大 きい場合にそれより も小さい場合に比較して前記作動立上がり時間を短 縮するように、 前記作動立上がり時間を調整することを特徴とする請求 の範囲第 2 7項に記載の車両用安全装置。

2 9 . 前記減速率情報検出要素は、 車両の運転者の運転操作及びその運 転操作によって生じる車両状態の少なく とも 1つを検出するものであり、 前記演算制御要素は、 前記運転操作及びその運転操作によって生じる 車両状態の少なく とも 1つに基づいて、 減速率情報を取得することを特 徴とする請求の範囲第 2 7項に記載の車両用安全装置。

3 0 . 前記演算制御要素は、 前記運転操作及びその運転操作によって生 じる車両状態の少なく とも 1つの変化量を算出し、 その変化量から減速 率情報を取得することを特徴とする請求の範囲第 2 9項に記載の車両用 安全装置。

3 1 . 前記減速率情報検出要素は、 ブレーキ踏み量を検出するブレーキ 踏み量センサ、 ブレーキ圧を検出するブレーキ圧センサ、 自車の減速率 を検出する加速度センサ、 ョーレートを検出するョーレートセンサ、 操 舵角を検出する操舵角センサの少なく とも 1つを含むことを特徴とする 請求の範囲第 2 9項に記載の車両用安全装置。