JP2006256439A - 乗員保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ヘッドレストに対する乗員頭部の位置等に応じて適切にヘッドレストを車両前方に移動させることができる乗員保護装置の提供を目的とする。
【解決手段】 車両に対して車両後方から物体が衝突する衝突前段階に、車両に対して車両前方に移動可能なヘッドレストを、車両前方に移動させることで乗員の保護を図る乗員保護装置において、乗員の頭部のヘッドレストに対する車両横方向の相対位置を検出する手段を備え、前記相対位置に基づいて、前記ヘッドレストの前方移動量を変化させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両に対して車両後方から物体が衝突する衝突前段階に、ヘッドレストを車両前方に移動させることで乗員の保護を図る乗員保護装置に関する。

従来から、この種の乗員保護装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の乗員保護装置では、ヘッドレストの前方移動量は、衝突時の乗員の頭部の後方の倒れ量に対応するように、追突車両の被追突車両に対する相対速度の大きさや、シートバックの歪量に応じて決定されている。
特開２００４−９８９１号公報

しかしながら、従来技術では、ヘッドレストの前方移動量を決定する際に、ヘッドレストに対する乗員頭部の位置や乗員の顔の向きが考慮されていないため、ヘッドレストに対する乗員頭部の位置等の如何によっては、適切に乗員の保護を図ることができないという不十分な側面がある。

そこで、本発明は、ヘッドレストに対する乗員頭部の位置等に応じて適切にヘッドレストを車両前方に移動させることができる乗員保護装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、車両に対して車両後方から物体が衝突する衝突前段階に、車両に対して車両前方に移動可能なヘッドレストを、車両前方に移動させることで乗員の保護を図る乗員保護装置において、
乗員の頭部のヘッドレストに対する車両横方向の相対位置を検出する手段を備え、
前記相対位置に基づいて、前記ヘッドレストの前方移動量を変化させることを特徴とする、乗員保護装置が提供される。

本局面において、乗員の頭部がヘッドレストの前にないときは、乗員の頭部がヘッドレストの前にあるときに比べて、前記ヘッドレストの前方移動量を低減することとしてよい。また、乗員の頭部がヘッドレストの前にあるときは、少なくとも乗員の後頭部に接触する寸前位置まで、前記ヘッドレストの前方移動させることとしてよい。乗員の頭部の位置がヘッドレストの前から所定基準以上にずれている場合、前記ヘッドレストの前方移動を禁止する（即ち前方移動量を実質的にゼロにする）こととしてよい。

また、本発明のその他の一局面によれば、車両に対して車両後方から物体が衝突する衝突前段階に、車両に対して車両前方に移動可能なヘッドレストを、車両前方に移動させることで乗員の保護を図る乗員保護装置において、
乗員の顔の向きを検出する顔向き検出手段を備え、
乗員の顔向きに基づいて、前記ヘッドレストの前方移動量を変化させることを特徴とする、乗員保護装置が提供される。

本局面において、乗員の顔向きが正面方向でないときは、乗員の顔向きが正面方向であるときに比べて、前記ヘッドレストの前方移動量を低減することとしてよい。乗員の顔向きが正面方向から所定基準以上逸脱している場合、前記ヘッドレストの前方移動を禁止する（即ち前方移動量を実質的にゼロにする）こととしてよい。

本発明によれば、ヘッドレストに対する乗員頭部の位置等に応じて適切にヘッドレストを車両前方に移動させることができる乗員保護装置を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明による乗員保護装置の一実施例を示すシステム構成図であり、車両を上方から見た絵の中に、各主要構成要素が示されている。尚、図１では、シート（ヘッドレスト）に設けられるアクチュエータ６やタッチセンサ１２等の構成要素は、便宜上、シート外に示されている。

本実施形態の乗員保護装置は、ヘッドレスト５の作動を制御する電子制御ユニット１０(以下、「ヘッドレスト制御ECU１０」という)を中心に構成される。ヘッドレスト制御ECU１０は、他のECUと同様、図示しないバスを介して互いに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータから構成されている。

ヘッドレスト５は、ヘッドレスト制御ECU１０による制御下で、車両に対して車両前後方に移動可能に構成されている。即ち、ヘッドレスト５は、シート上部に、乗員の後頭部の高さに設定され、アクチュエータ６（例えばDCモータ）を駆動源として車両に対して車両前後方に移動可能とされる。ヘッドレスト制御ECU１０は、以下で詳説する如く、所定の制御開始条件が成立した際、適切な移動量でヘッドレスト５を車両前方に移動させることで乗員の保護を図る。

ヘッドレスト制御ECU１０には、ヘッドレスト５と乗員の頭部との接触を検知するタッチセンサ１２が接続される。タッチセンサ１２は、ヘッドレスト５の所定領域に設定され、当該所定領域に物体（典型的には、乗員の後頭部）が接触した際にオン信号を出力する。タッチセンサ１２の検知領域（上記の所定領域）は、ヘッドレスト５の実効領域（乗員の後頭部サポート時に後頭部に接触することが予定されている領域）をカバーするように設定されてよい。

ヘッドレスト制御ECU１０には、静電容量センサ１４が接続されている。静電容量センサ１４は、ヘッドレスト５の所定領域に設定され、当該所定領域に対向する物体（典型的には、乗員の頭部）との間の静電容量の大きさに応じた電気信号を出力する。静電容量センサ１４は、タッチセンサ１２と同様に、ヘッドレスト５の実効領域をカバーするように設定されてよい。

ヘッドレスト制御ECU１０は、所定の制御開始条件が成立した際、静電容量センサ１４からの出力値が所定の目標値となるように、アクチュエータ６を駆動制御してヘッドレスト５を前方移動させる。所定の目標値は、ヘッドレスト５が乗員頭部に接触する寸前位置での静電容量値に対応し、これにより、乗員頭部に対するヘッドレスト５の前方移動のいわゆる寸止めが実現される。

ヘッドレスト制御ECU１０は、また、上述のような静電容量センサ１４の出力に基づくアクチュエータ６に対するフィードバック制御中、タッチセンサ１２からオン信号が入力された場合には、直ちにアクチュエータ６の駆動を中止してヘッドレスト５の前方移動を停止する。即ち、本実施形態では、タッチセンサ１２は、静電容量センサ１４の出力に基づくヘッドレスト５の前方移動制御に対するフェールセーフとして、ヘッドレスト５が必要以上に前方移動されないことを保証する役割を果たす。

ヘッドレスト制御ECU１０には、CAN（controller area network）などの適切なバスを介して、運転者の顔位置や顔向きを判定する顔位置判定ECU３０、及び、車両に対する後方からの物体（典型的には、後方車両）の衝突不可避状態を判定するPCS（Pre-Crash
System）・ECU４０が接続される。これらの判定結果は、上記バスを介してヘッドレスト制御ECU１０に供給される。

顔位置判定ECU３０には、顔検出カメラ３２(例えばＣＣＤカメラ)が接続される。顔検出カメラ３２は、車室内の運転者の顔位置付近（ヘッドレスト周辺風景）を撮像できるような位置に搭載される。顔位置判定ECU３０は、内蔵の画像処理プロセッサにより、顔検出カメラ３２が撮像した画像データを受信及び処理することにより、運転者の顔位置及び顔向きを検出する。

ここで、運転者の顔位置は、車両横方向（車幅方向）におけるヘッドレスト５に対する運転者の顔（又は頭部）の相対位置をいう。以下では、特に明示しない限り、運転者の顔位置とは、この相対位置を指すものとする。尚、運転者の顔位置は、例えば画像内のヘッドレスト５内の所定基準点と運転者の顔内の所定特徴点との車両横方向における位置関係を、車両横方向における乗員の頭部中心のヘッドレスト中心に対する相対的な位置関係（ずれ・偏差等）に換算することで評価されてよい。また、運転者の顔の向きは、３次元的に検出されてよく、例えば標準姿勢で正面に向いた状態を基準として、上向き、下向き、左向き、右向き及びこれらの組み合わせで評価されてよい。

PCS・ECU４０には、後方レーダセンサ４２が接続される。後方レーダセンサ４２は、電波（例えばミリ波）、光波（例えばレーザー）又は超音波を検出波として用いて、車両後方における後方物体（典型的には、後続車両）の状態を検出する。後方レーダセンサ４２は、後方物体と自車両との関係を示す情報、例えば自車両を基準とした後方物体の相対速度や相対距離を所定の周期で検出する。尚、後方レーダセンサ４２がミリ波レーダセンサの場合、ミリ波レーダセンサは、例えば２周波ＣＷ（Continuous Wave）方式により、電波のドップラー周波数を用いて後方物体の相対速度を計測し、２つの周波数の位相情報から後方物体の相対距離を計測してもよい。また、後方レーダセンサ４２は、放射ビームを１次元的又は２次元的に走査して、後方物体の方位を検出してもよい。これらの検出データは、PCS・ECU４０に所定の周期で送信される。

PCS・ECU４０は、後方レーダセンサ４２から得られる情報を用いて、後方物体に対する自車の相対関係（相対速度、距離、方位等）を検出し、この検出結果に基づいて後方物体との衝突が不可避であるか否かを判定する。尚、この種の判定手法は、前方衝突の分野で各種提案されており、これらの判定ロジックを同様に適用するものであってよい。また、不可避判定は、必ずしもＯＮ／ＯＦＦ判定である必要はなく、多段階的に評価されてもよい。また、後方レーダセンサ４２に代えて又はそれに加えて、車車間通信を介して、他車から当該他車と自車との関係に関する情報を取得してもよいし、車両後方を撮像するステレオカメラからの画像認識情報に基づいて、後方物体に対する自車の相対速度、距離、方位等を検出し、この検出結果に基づいて後方物体との衝突が不可避であるか否かを判定してもよい。

PCS・ECU４０により衝突不可避の判定がなされた場合、ヘッドレスト制御ECU１０は、それに応答して、上述の如くヘッドレスト５を前方移動させる。これにより、その後の衝突時において、乗員の頭部の急激な後方移動が抑制され、いわゆるむち打ち症の発生を効果的に防止することができる。

次に、以上のような構成を前提として、本発明の特徴的な構成について説明する。以下、２つの実施例に分けて説明する。

図２は、実施例１に係る乗員保護装置により実現される主要な処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ１００，１１０では、PCS・ECU４０にて、後方物体（本例では、後続車両）の相対速度等が監視され、上述のような衝突不可避か否かの判定がなされる。衝突不可避でないと判定される場合、ヘッドレスト５の制御は不要であると判断して、処理が終了される。一方、PCS・ECU４０により衝突不可避の判定がなされた場合、ステップ１２０に進む。

ステップ１２０では、顔位置判定ECU３０にて、上述のような運転者の顔位置が検出され、続くステップ１３０では、運転者の頭部がヘッドレスト５の前にあるか否かが判定される。

ここで、運転者の頭部がヘッドレスト５の前にない場合、典型的には、運転者が横に倒れた姿勢を取るなどして頭部がヘッドレスト５の前にない場合、運転者がヘッドレスト５を前方に移動させても、適切な保護を図ることができない。

このため、本実施例では、運転者の頭部がヘッドレスト５の前にない場合、PCS・ECU４０により衝突不可避の判定がなされているにも拘らず、そのまま処理を終了する。尚、その後運転者の頭部がヘッドレスト５の前に戻された場合、次回以降の処理ルーチンでヘッドレスト５の前方移動が実現されることになる。

一方、運転者の頭部がヘッドレスト５の前にある場合、ステップ１４０に進み、ステップ１４０では、ヘッドレスト制御ECU１０からアクチュエータ６に対して駆動信号が供給され、ヘッドレスト５の前方移動が実現される。

このように本実施例によれば、PCS・ECU４０により衝突不可避状態が検出された場合にも、運転者の頭部がヘッドレスト５の前にあることが検出されて初めて、ヘッドレスト５の前方移動が開始・実行される。従って、本実施例では、想定外の位置に運転者の頭部があるにも拘らず、そのままヘッドレスト５の前方移動が行われてしまうといったような、不都合が回避される。このように本実施例によれば、運転者の顔位置に応じてヘッドレスト５の前方移動の可否判断を行うことで、運転者の頭部に対して適切な保護を図ることができ、かかる乗員保護制御の有用性及び信頼性が向上する。

尚、本実施例において、運転者の頭部がヘッドレスト５の前にあるか否かは、具体的には、車両横方向で運転者の頭部中心がヘッドレスト中心に対して所定基準内の位置にあるか否かで判定されてよい。この際、所定基準は、ヘッドレスト５の仕様や運転者の顔位置の検出能力（画像処理能力）等にも依存するが、上記のようにヘッドレスト５を前方移動させて適正な保護が図れるか否かを観点して決定される。例えば、乗員の頭部の半分以上がヘッドレスト５の横方向最外側位置よりも横方向外側にある場合に、運転者の頭部がヘッドレスト５の前に無いと判断されてよい。

或いは、所定基準は、タッチセンサ１２の検知領域を基準に決定されてもよい。即ち、タッチセンサ１２の検知領域外に運転者の頭部がある場合に、ヘッドレスト５の前方移動が禁止されることとしてもよい。尚、タッチセンサ１２の検知領域外に運転者の頭部がある場合は、上述のタッチセンサ１２によるフェールセーフ機能が不全となるが、本例の場合、かかる不都合を防止することができる。

図２は、実施例２に係る乗員保護装置により実現される主要な処理の流れを示すフローチャートである。

ステップ２００，２１０では、PCS・ECU４０にて、後方物体（本例では、後続車両）の相対速度等が監視され、上述のような衝突不可避か否かの判定がなされる。衝突不可避でないと判定される場合、ヘッドレスト５の制御は不要であると判断して、処理が終了される。一方、PCS・ECU４０により衝突不可避の判定がなされた場合、ステップ２２０に進む。

ステップ２２０では、顔位置判定ECU３０にて、上述のような運転者の顔向きが検出され、続くステップ２３０では、運転者の顔向きが正面であるか否かが判定される。

ここで、運転者の顔向きが正面でない場合、典型的には、下を向いていたり横を向いていたりすると、運転者がヘッドレスト５を前方に移動させても、適切な保護を図ることができない。

このため、本実施例では、運転者の顔向きが正面でないと判断された場合、ステップ２５０に進み、ステップ２５０では、ヘッドレスト制御ECU１０は、ヘッドレスト５の作動が制限される制御態様で、ヘッドレスト５の前方移動制御を行う。具体的には、ヘッドレスト５の作動制限は、ヘッドレスト５の前方移動量を、通常時（ステップ２４０参照）に比べて少なくすることで実現されてよい。これは、例えば静電容量センサ１４の出力値が所定目標値になるようにアクチュエータ６を駆動制御する構成では、当該所定目標値を低減することで実現される。この際の低減量は、運転者の顔向きの正面からの逸脱度合いに応じて変化されてもよい。尚、その後運転者の顔向きが正面で戻された場合、次回以降の処理ルーチンでヘッドレスト５の更なる前方移動が実現されてもよい。

一方、運転者の顔向きが正面であると判断された場合、ステップ２４０に進み、ステップ２４０では、通常通りの制御態様で、ヘッドレスト制御ECU１０からアクチュエータ６に対して駆動信号が供給され、ヘッドレスト５の前方移動が実現される。

このように本実施例によれば、PCS・ECU４０により衝突不可避状態が検出された場合にも、運転者の顔向きに応じてヘッドレスト５の前方移動量を可変とすることで、運転者の顔向きの如何に拘らず、運転者の頭部に対して適切な保護を図ることができ、かかる乗員保護制御の有用性及び信頼性が向上する。

尚、本実施例において、運転者の顔向きが正面であるか否かは、具体的には、標準姿勢での正面方向を基準として乗員の顔向きが所定角度内にあるか否かで判定されてよい。この際、所定角度は、ヘッドレスト５の仕様や運転者の顔向きの検出能力（画像処理能力）等にも依存するが、ヘッドレスト５を前方移動させて適正な保護が図れるか否かを観点して決定される。

また、本実施例２は、上述の実施例１と適切に組み合わせることができる。例えば、本実施例において、運転者の顔向きが正面方向から大きく逸脱している場合には、ヘッドレスト５の前方移動が禁止されることとしてもよい（即ち前方移動量をゼロにしてもよい）。或いは、運転者の顔位置及び運転者の顔向きとヘッドレスト５の前方移動量（静電容量センサ１４の出力値に対する目標値）とからなる３次元マップによりヘッドレスト５の前方移動態様が決定されてもよい。

また、逆に実施例１において、運転者の顔位置が、上述の如くヘッドレスト５の前方移動を禁止するほど大きくずれていないが、基準以上はずれている場合には、実施例２と同様、ヘッドレスト５の作動が制限される制御態様で、ヘッドレスト５の前方移動が制御されてもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、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及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、運転席に対する制御のみを例示しているが、本発明は、これに限定されることはなく、他の座席（運転者以外の乗員）に対しても同様に適用可能である。この場合、他の座席のヘッドレスト周辺が同様に撮像され、各乗員の顔位置等が検出されて、当該顔位置等に応じて、上述のような前進可能なヘッドレストの前進量が制御される。

また、上述した実施例では、タッチセンサ１２及び静電容量センサ１４に別々の符号を付しているが、これらのセンサは一体的に構成されてもよい。

また、上述した実施例では、好ましい例として、タッチセンサ１２及び静電容量センサ１４を双方用いているが、本実施例では、上述の如く運転者の顔位置等を検出するので、タッチセンサ１２を省略することも可能となりうる。また、静電容量センサ１４に代えて、その他の適切な非接触型のセンサであって、ヘッドレスト５から運転者の頭部までの距離を検出できる距離検出センサが用いられてもよい。

本発明による乗員保護装置の一実施例を示すシステム構成図である。 実施例１に係る乗員保護装置により実現される主要な処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２に係る乗員保護装置により実現される主要な処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

５ ヘッドレスト
６ アクチュエータ
１０ ヘッドレスト制御ECU
１２ タッチセンサ
１４ 静電容量センサ
３０ 顔位置判定ECU
３２ 顔検出カメラ
４０ PCS・ECU
４２ 後方レーダセンサ

Claims (7)

1. 車両に対して車両後方から物体が衝突する衝突前段階に、車両に対して車両前方に移動可能なヘッドレストを、車両前方に移動させることで乗員の保護を図る乗員保護装置において、
   乗員の頭部のヘッドレストに対する車両横方向の相対位置を検出する手段を備え、
   前記相対位置に基づいて、前記ヘッドレストの前方移動量を変化させることを特徴とする、乗員保護装置。
2. 乗員の頭部がヘッドレストの前にないときは、乗員の頭部がヘッドレストの前にあるときに比べて、前記ヘッドレストの前方移動量を低減する、請求項１に記載の乗員保護装置。
3. 乗員の頭部がヘッドレストの前にあるときは、少なくとも乗員の後頭部に接触する寸前位置まで、前記ヘッドレストの前方移動させる、請求項２に記載の乗員保護装置。
4. 乗員の頭部の位置がヘッドレストの前から所定基準以上にずれている場合、前記ヘッドレストの前方移動を禁止する、請求項１に記載の乗員保護装置。
5. 車両に対して車両後方から物体が衝突する衝突前段階に、車両に対して車両前方に移動可能なヘッドレストを、車両前方に移動させることで乗員の保護を図る乗員保護装置において、
   乗員の顔の向きを検出する顔向き検出手段を備え、
   乗員の顔向きに基づいて、前記ヘッドレストの前方移動量を変化させることを特徴とする、乗員保護装置。
6. 乗員の顔向きが正面方向でないときは、乗員の顔向きが正面方向であるときに比べて、前記ヘッドレストの前方移動量を低減する、請求項５に記載の乗員保護装置。
7. 乗員の顔向きが正面方向から所定基準以上逸脱している場合、前記ヘッドレストの前方移動を禁止する、請求項６に記載の乗員保護装置。

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