JP2011152896A

JP2011152896A - 緊急制動装置

Info

Publication number: JP2011152896A
Application number: JP2010017088A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Inoue; 英文井上; Kazunari Nemoto; 一成根本
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-08-11
Also published as: US20110184618A1

Abstract

【課題】簡易な構成で、衝突の可能性を確実に検出可能とする。
【解決手段】運転者における筋電位の発生を検出し、車両の制動装置を動作せしめるよう構成されてなる緊急制動装置であって、車両のハンドル１aに筋電位計１０１が設けられ、筋電位計１０１により検出された筋電位が所定の判定レベルＬｓ’を超えた際に、ホールシリンダ１０４を動作せしめるよう構成されてなり、筋電位計１０１は、アースに接続されたアース側電極と、アースから分離された正電位電極がハンドルの把持部１ａに設けられ、正電位電極に筋電位が得られるよう構成されたものとなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の緊急制動装置に係り、特に、構成の簡素化等を図ったものに関する。

従来、この種の装置としては、例えば、車両にミリ波レーダ装置を装備し、このミリ波レーダ装置によって、車両前方方向における障害物を検知し、衝突の危険性を判断して、必要に応じて車両に対して制動を与えるよう構成されたものや、レーダ装置に加えてカメラを装備して、より障害物検出の信頼性を高めたものなどが種々提案、実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２等参照）。

特開２００９−２８２７６０号公報（第７−２２頁、図１−図９）特開２００９−２７１７６６号公報（第４−１８頁、図１−図１２）

しかしながら、上述のような従来構成の装置は、相応の信頼性で障害物の検知、衝突の可能性の検知ができるものの、装置構成が複雑となるばかりか、車両全体の高価格化を招くという問題がある。
一方、車両の更なる安全性、信頼性が求められる中で、障害物との衝突可能性を早期に検出し、早期に衝突回避を可能とする装置は、益々、その重要性、必要性が高まっている。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、衝突の可能性を確実に検出可能とする緊急制動装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る緊急制動装置は、
運転者における筋電位の発生を検出し、車両の制動装置を動作せしめるよう構成されてなる緊急制動装置であって、
前記車両のハンドルに筋電位計が設けられ、前記筋電位計により検出された筋電位が所定の判定レベルを超えた際に、前記制動装置を動作せしめるよう構成されてなり、
前記筋電位計は、アースに接続されたアース側電極と、アースから分離された正電位電極とが前記ハンドルの把持部に設けられ、前記正電位電極に筋電位が得られるよう構成されてなるものである。

本発明によれば、筋電位を用いるようにしたので、簡易な構成で、衝突の可能性を確実に検出でき、衝突を確実に回避できるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態における緊急制動装置の基本構成例を示す構成図である。図１に示された緊急制動装置に用いられる筋電位計の構成を示す平面図である。図２のＡＡ線断面を示す断面図である。図２に示された筋電位計の電極接続の例を示す回路図であって、図４（Ａ）は、第１の接続例における回路図、図４（Ｂ）は、第２の接続例における回路図である。図１に示された緊急制動装置の特にブレーキ油圧系統の概略構成例を示す構成図である。本発明の実施の形態における緊急制動装置の動作を説明するための説明図であって、図６（Ａ）は、運転者が危険を認知をした後にブレーキ操作が必要との判断が生ずるタイミングを説明する説明図、図６（Ｂ）は、筋電位の発生タイミングを説明する説明図、図６（Ｃ）は、マスタシリンダの予圧の発生状態を説明する説明図、図６（Ｄ）は、ブレーキの踏み込みの発生を説明する説明図、図６（Ｅ）は、予圧がある場合のマスタシリンダの液圧の変化を説明する説明図、図６（Ｆ）は、予圧がない場合のマスタシリンダの液圧の変化を説明する説明図、図６（Ｇ）は、ブレーキ制動力の発生を説明する説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図６を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における緊急制動装置の全体構成について、図１及び図５を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態における緊急制動装置は、自動四輪車両に適するもので、筋電位計１０１と、筋電位処理判定部１０２と、ブレーキ制御用電子制御ユニット１０３と、ハイドロリックユニット１０４と、ホイールシリンダ１０５とに大別構成されたものとなっている（図１参照）。

かかる緊急制動装置は、自動四輪車両の通常のブレーキシステムに併設された構成となっている。
すなわち、ブレーキペダル２１の操作力を油圧に変換するブレーキマスタシリンダ２２は、ハイドロリックユニット１０４を介してホイールシリンダ１０５と配管接続されており、かかる制動装置としてのブレーキシステムの構成は、従来から良く知られた構成である（図５参照）。
かかる構成によって、ブレーキペダル２１の踏み込み量に応じた油圧がハイドロリックユニット１０４を介してホイールシリンダ５へ伝達されるようになっている。

また、ハイドロリックユニット１０４においては、詳細は後述するように、筋電位の発生に基づいて、ブレーキ液圧の予圧が行われるようになっている。
なお、図５において、「ＰＲＯＣ」は、筋電位処理判定部１０２を、「ＢＲＡ−ＥＣＵ」は、ブレーキ制御用電子制御ユニット１０３を、「ＨＹＤ」は、ハイドロリックユニット１０４を、それぞれ意味する。

まず、本発明の実施の形態における筋電位計１０１は、ハンドル１に設けられたものとなっており、導電性部材を用いてなる複数の正電位電極２−１〜２−ｎと、同じく導電性部材を用いてなり、正電位電極２−１〜２−ｎの半数のアース側電極３−１〜３−ｎ／２とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる筋電位計１０１について、図２乃図４を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明においては、説明の便宜上、ｎ＝８個として説明することとする。

本発明の実施の形態においては、第１乃至第４の正電位電極２−１〜２−４と、第５乃至第８の正電位電極２−５〜２−８と、第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４は、それぞれ、ハンドル１の環状の把持部１ａの円周方向で適宜な間隔を隔てて配置されると共に（図２参照）、把持部１ａの縦断面（図３）において、その周方向で大凡１２０度の間隔で、把持部１ａに配設されたものとなっている。

なお、これら第１乃至第８の正電位電極２−１〜２−８と第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４の把持部１ａの取り付け構造は、特定のものに限定される必要はなく、例えば、把持部１ａと一体形成しても良く、また、把持部１ａに対して後付するようにしても良い。

図４には、これら第１乃至第８の正電位電極２−１〜２−８と第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４の電気的接続が示されており、以下、同図を参照しつつ、第１乃至第８の正電位電極２−１〜２−８と第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４の電気的接続について説明する。
図４（Ａ）に示された第１の接続例においては、第１乃至第８の正電位電極２−１〜２−８は直列接続されて、アースと非接続状態で、後述する筋電位増幅部１１へ接続される一方、第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４は、直列接続されて、アースに接続された構成となっている。

電極の接続は、このような接続に限定されるものではなく、例えば、図４（Ｂ）に示された第２の接続例のような並列接続の構成としても良い。
すなわち、第１乃至第８の正電位電極２−１〜２−８は相互に並列接続されて、筋電位増幅部１１に接続される一方、第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４も相互に並列接続されて、アースに接続された構成となっている。

かかる構成の筋電位計１０１においては、運転者が把持部１ａを握ることによって、第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４のいずれかと、第１乃至第８の正電位電極２−１〜２−８のいずれかに手が接触する状態となる。
そして、第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４は、アースに接続されているため、筋電位が生じた場合、例えば、心電位などを含むことなく、筋電位のみが第１乃至第８の正電位電極２−１〜２−８に生ずることとなる。

なお、上述の構成例においては、４枚の第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４と、８枚の第１乃至第８の正電位電極２−１〜２−８としたが、これに限定されるものではなく、例えば、大凡１８０度の円弧状に形成された正電位電極を４枚とし、同じく大凡１８０度の円弧状に形成されたアース側電極を２枚とした構成としても良い。
また、第１乃至第４の正電位電極２−１〜２−４を、一体にして一枚の電極とし、同じく第５乃至第８の正電位電極２−５〜２−８を、一体にして一枚の電極とし、さらに、第１乃至第４のアース側電極３−１〜３−４を、一体にして一枚の電極としても良い。

次に、筋電位処理判定部１０２について説明する。
本発明の実施の形態における筋電位処理判定部１０２は、筋電位増幅部１１と、筋電位処理部１２と、緊急時判定部１３とから構成されてなるものである。
筋電位増幅部１１は、筋電位計１０１によって得られた筋電位を、後段の信号処理に適するレベルとするため増幅を行うよう構成されたものである。図１において、筋電位増幅部１１の右側近傍に示された波形図は、筋電位増幅部１１によって増幅された筋電位波を模式的に表した波形図である。

筋電位処理部１２は、筋電位増幅部１１によって増幅された筋電位信号に対して、後段の緊急時判定部１３における判定処理に適するよう必要な信号処理を施すよう構成されてなるものである。具体的には、例えば、筋電位増幅部１１によって増幅された筋電位信号に対して包絡線処理を施し、正極側の信号のみを抽出するなどの処理が行われるようになっているものである。図１において、筋電位処理部１２の右側近傍に示された波形図は、この筋電位処理部１２の出力信号波形を模式的に表した波形図である。

緊急時判定部１３は、筋電位処理部１２における信号処理が施された筋電位信号が、車両走行に対して緊急に制動を与える必要と判断される判定レベルＬｓを超えたか否かの判定を行い、判定レベルＬｓを超えたとの判定がなされた際に、ブレーキ制御用電子制御ユニット１０３（以下、図１に表記されたように「ブレーキ制御ＥＣＵ」と称する）に対して、その旨の信号を出力するよう構成されてなるものである。図１において、緊急時判定部１３の右側近傍に示された波形図は、先の筋電位処理部１２から緊急時判定部１３に入力される信号を模式的に示した波形と共に、上述の判定レベルＬｓを示した波形図である。

ブレーキ制御ＥＣＵ１０３は、車両にブレーキ制動を与えるための必要な制御処理を実行するよう、例えば、周知・公知のマイクロコンピュータ等を中心に構成されたものである。
かかるブレーキ制御ＥＣＵ１０３には、図示されないセンサにより検出されたブレーキマスタシリンダ２２の液圧や、ホイールシリンダ１０５の液圧等が入力されるようになっており、通常は、これらの入力信号に基づいて、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて、ハイドロリックユニット１０４を介してホイールシリンダ１０４のシリンダ圧制御を行い、それにより、適宜ブレーキ制動が行われるよう構成されてなるものである。

ハイドロリックユニット１０４は、ブレーキペダル２１の踏み込みに応じたブレーキ液圧をホイールシリンダ１０５へ伝達し、ホイールシリンダ１０５による制動力（ブレーキ力）を発生せしめるよう構成されてなる油圧回路であって、内部に設けられた電磁弁（図示せず）がブレーキ制御ＥＣＵ１０３により制御されることで、ブレーキ液の流通や後述するような予圧の発生が可能に構成されたものとなっている。なお、その基本的構成は、公知・周知の構成を有するものである。

次に、上記構成における動作について、図５、図６を参照しつつ説明する。
まず、運転者が車両運転中に、突然、例えば、歩行者が急に目の前に飛び出してきたなど、急ブレーキを踏む必要があるような事態を認識した場合、通常、運転者は、反射的にハンドル１を強く握る傾向にあることは良く知られている通りである。
図６（Ａ）は、上述のような状況における運転者の脳内における判断思考の変化のタイミングを模式的に表したもので、時刻０の時点は、歩行者が急に目の前に飛び出してきたなどの危険を認知、認識した瞬間であり、それに対して、若干の時間的遅れの後、時刻ｔ１においてブレーキ操作が必要であるとの判断がなされることを示している。

そして、運転者においては、ブレーキ操作が必要であると判断したとほぼ同時に、脳から筋へ指令が伝達され筋電位が発生し（図６（Ｂ）の時刻ｔ１の時点参照）、かかる筋電位が、ハンドル１を握る手から筋電位計１０１によって取得され、筋電位増幅部１１に入力されることとなる。
一方、運転者がブレーキ操作が必要だと判断してから、実際にブレーキペダル２１が踏まれるまでは、一般的に大凡０．８秒程度の反応時間があり、この反応時間経過後にブレーキペダル２１の踏み込みが始まることとなる（図６（Ｄ）参照）。

この反応時間は、以下に説明するように筋電位に基づくブレーキ液圧の予圧を行うのに十分な時間であり、かかる反応時間の間、筋電位処理判定部１０２、ブレーキ制御用電子制御ユニット１０３及びハイドロリックユニット１０４により次述するように、ブレーキ液圧の予圧処理が行われることとなる。
まず、筋電位増幅部１１においては、筋電位計１０１から入力された筋電位信号が増幅され、増幅出力は、筋電位処理部１２へ出力されることとなる。
次いで、筋電位処理部１２においては、入力信号に対して、例えば、包絡線処理やノイズ除去などの処理が施され、さらに、緊急時判定部１３において、筋電位処理部１２の出力信号が判定レベルＬｓを超えたか否かが判定される。

そして、緊急時判定部１３において、筋電位処理部１２の出力信号が判定レベルＬｓを超えたと判定されると、緊急時判定部１３からブレーキ制御ＥＣＵ１０３へ対して、筋電位処理部１２の出力信号が判定レベルＬｓを超えたことに対応する所定の筋電位検出信号が出力されることとなる。
次いで、ブレーキ制御ＥＣＵ１０３からは、筋電位検出信号の入力に対応して、ハイドロリックユニット１０４へ対して予圧動作のための所定の信号が出力されることとなる。

その結果、ハイドロリックユニット１０４により、ブレーキマスタシリンダ２２のブレーキ液が導入され、ハイドロリックユニット１０４の液圧がブレーキペダル２１の踏み込みによるブレーキ液圧の上昇に先立って所定圧Ｐｐ(t)だけ高められることとなる（図６（Ｃ）参照）。
ここまでの動作は、先に述べた反応時間内において行われ得るものである。

そして、反応時間経過直後に、運転者によるブレーキペダル２１の踏み込みが開始されると（図６（Ｄ）の時刻ｔ２の参照参照）、ブレーキマスタシリンダ２２の液圧がブレーキペダル２１の踏み込み量にしたがって増大することとなるが、先に述べたようにハイドロリックユニット１０４により所定の予圧Ｐｐ(t)が発生しているため、ブレーキマスタシリンダ２２により発生するブレーキ圧は、予圧Ｐｐ(t)にブレーキペダル２１の踏み込み量に応じた液圧Ｐｍ(t)を加えた大きさとなり（図６（Ｅ）参照）、ホイールシリンダ１０５へ伝達されることとなる。
そのため、予圧が無い場合と異なり、ブレーキペダル２１の踏み込み当初から制動力が得られることとなる（図６（Ｆ）及び図６（Ｇ）参照）。

なお、上述した構成において、特に、筋電位処理部１２や緊急時判定部１３は、いわゆるマイクロコンピュータによるソフトウェアの実行により実現可能であり、例えば、そのためのにブレーキ制御ＥＣＵ１０３を併用して、先に述べたような必要な処理が実行される構成としても好適である。
また、上述の構成例においては、通常のブレーキシステムを有する構成に適用した例を説明したが、これに限定される必要はなく、例えば、運転者のブレーキ操作に関わらず自動にブレーキが作用するよう構成されたいわゆる自動ブレーキを備えた車両に適用しても良いものである。

筋電位のみを確実に得ることができるよう構成したので、簡易な構成で、より迅速なブレーキ制動が実現できるので、車両の緊急制動装置に適する。

１…ハンドル
２−１〜２−８…正電位電極
３−１〜３−４…アース側電極
１０１…筋電位計
１０２…筋電位処理判定部
１０３…ブレーキ制御用電子制御ユニット
１０４…ハイドロリックユニット
１０５…ホイールシリンダ

Claims

運転者における筋電位の発生を検出し、車両の制動装置を動作せしめるよう構成されてなる緊急制動装置であって、
前記車両のハンドルに筋電位計が設けられ、前記筋電位計により検出された筋電位が所定の判定レベルを超えた際に、前記制動装置を動作せしめるよう構成されてなり、
前記筋電位計は、アースに接続されたアース側電極と、アースから分離された正電位電極とが前記ハンドルの把持部に設けられ、前記正電位電極に筋電位が得られるよう構成されてなることを特徴とする緊急制動装置。
アース側電極と正電位側電極は、円形断面を有する把持部において、前記アース側電極が一カ所、前記正電位側電極が二カ所、それぞれ配設されると共に、大凡１２０度の角度で相対するよう設けられてなることを特徴とする請求項１記載の緊急制動装置。
アース側電極及び正電位側電極は、ハンドルの把持部の周方向において、一枚、又は、複数配設されてなることを特徴とする請求項２記載の緊急制動装置。
ハンドルの把持部の周方向において複数配設されたアース側電極及び正電位側電極は、直列接続、又は、並列接続されてなることを特徴とする請求項３記載の緊急制動装置。