JP2014237341A - 乗員保護システム - Google Patents

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Abstract

【課題】二次衝突から乗員が受ける傷害値をより低減できる乗員保護システムを提供すること。【解決手段】本発明の乗員保護システムは、センサ(2,5,10)からの検出信号と、判定閾値と、を比較することで衝突の判定を行う判定手段(1)と、乗員状態検出手段(3)と、を有し、車両(C)が一次衝突を生じたと判定した後に更に二次衝突が生じた時に、センサからの検出信号を、二次衝突判定用の判定閾値と比較して二次衝突の判定を行う乗員保護システムであって、判定手段が、一次衝突の判定後、乗員状態検出手段の検出結果から、乗員が姿勢の維持が可能であると判定した場合には、二次衝突判定用の第一の判定閾値を用いて衝突の判定を行い、乗員が姿勢の維持が不可能であると判定した場合には、二次衝突判定用の第一の判定閾値に替えて、二次衝突判定用の第一の判定閾値よりも低い第二の判定閾値を用いて衝突の判定を行うことを特徴とする。【選択図】図5

Description

本発明は、車両への衝突時に搭乗している乗員を保護する乗員保護システムに関し、詳しくは、連続した二つの衝突時に乗員を保護する乗員保護システムに関する。
車両には、衝突時に乗員を保護する乗員保護システムが取り付けられている。乗員保護システムには、例えば、衝突時に展開して乗員を保護するエアバッグを有するシステムがある。近年は、車両の一次衝突からの乗員の保護だけでなく、二次衝突に対しての乗員の保護を行う乗員保護システムが求められてきている。二次衝突とは、一次衝突(最初の衝突)の後に、一次衝突の衝撃により車両が不規則に移動し、他の被衝突物と衝突する衝突を示す。
従来の乗員保護システムは、例えば、特許文献1に開示されている。従来の乗員保護システムは、車両衝突(一次衝突)により車両が回転した後の車両側部の加速度をヨーレートセンサで測定し、測定された回転の加速度に基づいて二次衝突による側面衝突を検出する。
特開2005−280380号公報
そして、この乗員保護システムでは、二次衝突時に乗員が受ける傷害値を更に低減することが求められている。特に、二次衝突は、車両が回転している状態で、車両の側面に衝突を生じる場合が多く、回転している車両中で乗員も同様に不安定となっていることが多い。この場合、車両の回転に伴って乗員も移動しており、車室内面と衝突し易く、かつ衝突した場合の傷害値が大きくなっていた。
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、二次衝突から乗員が受ける傷害値をより低減できる乗員保護システムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明者等は、一次衝突が生じた後、乗員が姿勢の維持が可能であるか否かを乗員状態検出手段を用いて検出し、姿勢の維持ができないと判定した時に、より低い判定閾値を用いて二次衝突の判定を行う乗員保護システムとすることで上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明の乗員保護システムは、車両の衝突の衝撃を検出するセンサと、センサからの検出信号と、衝突と判定する判定閾値と、を比較することで衝突の判定を行う判定手段と、乗員が姿勢を維持できるか否か検出する乗員状態検出手段と、を有し、車両に生じた一次衝突により車両が移動して更に次の二次衝突を生じる場合、車両が一次衝突を生じたと判定した後に更に二次衝突が生じた時に、センサからの検出信号を、二次衝突判定用の判定閾値と比較して二次衝突の判定を行う乗員保護システムであって、判定手段が、一次衝突の判定後、乗員状態検出手段の検出結果から、乗員が姿勢の維持が可能であると判定した場合には、二次衝突判定用の第一の判定閾値を用いて衝突の判定を行い、乗員が姿勢の維持が不可能であると判定した場合には、二次衝突判定用の第一の判定閾値に替えて、二次衝突判定用の第一の判定閾値よりも低い第二の判定閾値を用いて衝突の判定を行うことを特徴とする。
本発明の乗員保護システムは、乗員状態検出手段が、乗員が姿勢の維持が可能であると判定した場合には、二次衝突判定用の第一の判定閾値を用いて二次衝突の判定を行い、乗員が姿勢の維持が不可能であると判定した場合には、第一の判定閾値よりも低い第二の判定閾値を用いて判定を行う。二次衝突判定用の第二の判定閾値は、より衝突の判定を完了し易い判定閾値であり、衝突の判定が完了するまでの時間が短くなる。この結果、二次衝突を受けた時に、乗員の保護を素早く開始することができ、乗員を保護することができる。すなわち、本発明の乗員保護システムは、乗員が二次衝突に対する対応が困難な場合でも、二次衝突が発生してから、より短い時間で乗員の保護を開始することができ、乗員が受ける傷害値を低くすることができる。
第一実施形態の乗員保護システムが搭載された車両の構成を示した概略図である。 ハンドルタッチセンサを備えたハンドルを示した図である。 第一実施形態の車両の一次衝突の形態を示した図である。 第一実施形態の車両の二次衝突の形態を示した図である。 第一実施形態の乗員保護システムの衝突の判定方法を示した図である。 第二実施形態の乗員保護システムが搭載された車両の構成を示した概略図である。
以下、実施形態例を用いて具体的に本発明を説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体的に示した実施形態の一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本発明の実施形態例として、車両に搭載された運転者を保護する乗員保護システムでの衝突の検知を具体的に説明する。
[第一実施形態]
本形態は、図1にその概略が示された車両(車室)Cにもうけられた乗員保護システムである。本形態は、上記した本発明の乗員保護システムを具体的に説明する形態である。
図1に示したように、車両Cは、前後左右にそれぞれ2席の搭乗席を備えている。各搭乗席に近接した位置に、それぞれの席に対応したドアDを有する。すなわち、前席右SFR,前席左SFL,後席右SRR,後席左SRLの4つの搭乗席と、前席右ドアDFR,前席左ドアDFL,後席右ドアDRR,後席左ドアDRLの4つのドアを持つ。前席右ドアDFRと後席右ドアDRRの間及び前席左ドアDFLと後席左ドアDRLの間には、それぞれB−ピラーBR,BLを備えている。
本形態の乗員保護システムは、電子制御ユニット(ECU)1と、サテライトセンサ2と、ハンドルタッチセンサ3と、サイドエアバッグ4と、加速度センサ5と、を備えている。サテライトセンサ2,ハンドルタッチセンサ3,サイドエアバッグ4のそれぞれは、ECU1に図示されない通信線で接続されている。
ECU1は、車両Cのほぼ中央に配設されており、車両Cに加わった衝突(乗員を保護すべき衝突)の判定及びサイドエアバッグ4の起動制御を行う。ECU1は、車両の衝撃を検知するとともに各センサ2,5の冗長性を確保するためのセーフィングセンサ10を備えている。ECU1が本発明の判定手段に相当し、センサ2,5がメインセンサに相当する。
ECU1での衝突の判定は、各センサ2,5,10からの検出信号と、判定閾値とを比較することで行われる。具体的には、各センサ2,5,10からの検出信号を処理(本形態では積分)し、処理値(積分値)が判定閾値を超えたら、衝突と判定する。
ECU1は、連続した二つの衝突(一次衝突,二次衝突)の判定に用いられる判定閾値として、一次衝突の判定に用いられる判定閾値(以下、一次衝突用判定閾値),二次衝突の判定に用いられる判定閾値(以下、第一の判定閾値),二次衝突の判定に用いられる判定閾値(以下、第二の判定閾値)を保持する。ここで、二次衝突の判定に用いられる二つの判定閾値は、第一の判定閾値よりも第二の判定閾値の方が、低い値となっている。
なお、一次衝突用判定閾値,第一の判定閾値及び第二の判定閾値は、サテライトセンサ2,5,セーフィングセンサ10のそれぞれの検出信号に対応した判定閾値を有したものを総称している。つまり、それぞれの判定閾値は、センサ2,5,10の検出信号の判定に用いるそれぞれに対応した判定閾値を有している。例えば、一次衝突用判定閾値は、センサ5の判定用の一次衝突用判定閾値,センサ10の判定用の一次衝突用判定閾値を有している。第一の判定閾値は、センサ2の判定用の第一の判定閾値,センサ10の判定用の第一の判定閾値を有している。第二の判定閾値は、センサ2の判定用の第二の判定閾値,センサ10の判定用の第二の判定閾値を有している。
ECU1は、二次衝突の判定に用いられる判定閾値を、ハンドルタッチセンサ3の検出結果を参照して、設定する。具体的には、車両Cが一次衝突を生じた後に、ハンドルタッチセンサ3の検出結果(ハンドルHの把持の有無)を参照し、乗員がハンドルHを把持している時には第一の判定閾値で二次衝突の判定を行い、乗員がハンドルHを把持していない時には第二の判定閾値で二次衝突の判定を行う。
ECU1は、二次衝突時に積分値が第一の判定閾値又は第二の判定閾値を超えたら、乗員を保護すべき衝突と判定し、サイドエアバッグ4を起動する起動信号を発する。
サテライトセンサ2は、車両Cの前席右ドアDFRの中央にもうけられた、車両の幅方向の衝撃を検出するセンサである。
ハンドルタッチセンサ3は、図2に示したように、車両CのハンドルHにもうけられた、乗員がハンドルHを把持しているか否かを検出するセンサである。本実施形態では、静電容量式のセンサが用いられた。本形態は、図1に示したように、車両CのハンドルHは前席右SFRに着席した乗員(運転者)が把持する。ハンドルタッチセンサ3は、本発明の乗員状態検出手段に相当する。
サイドエアバッグ4は、車両の右側部にもうけられ、搭乗席SFRに搭乗した運転者を保護する。サイドエアバッグ4は、ECU1からの起動信号により作動(起動)する。
加速度センサ5は、車両Cの前部(のほぼ中央)にもうけられた、車両の進行・後退方向(前後方向)の衝撃を検出する。
なお、本形態の車両C及び乗員保護システムは、本発明の説明に用いる装置以外の、その他の図示されないセンサ及びエアバッグ等の乗員を保護するためのデバイスを有する。
[乗員保護システムの動作]
本形態例において、車両Cの左前方に一次衝突が発生した後に、二次衝突が発生した時の動作について具体的に説明する。なお、二次衝突とは、車両に生じた一次衝突により車両が移動することで生じる次の衝突である。また、二次衝突は、一次衝突から所定時間内に生じる衝突である。所定時間とは、予め決定されている短い時間であり、一次衝突の直後の衝突である。
本衝衝突形態は、図3に示したように、まず、車両Cの左前方に一次衝突が発生し、一次衝突の衝撃により車両Cが回転し、図4に示したように、右側方に次の新たな別の衝突である二次衝突が生じる形態である。
なお、本形態では、ECU1には、予め決定されている所定の周期(例えば0.5msec周期)で各センサ2,3,5,10の検出信号が取り込まれている。
本衝突形態における衝突の判定の流れを、図5に示した。
(一次衝突)
まず、車両Cは、図3に示した車両Cの左前方に一次衝突が発生する。一次衝突が発生すると、加速度センサ5,セーフィングセンサ10が衝突の検出を行い、その検出結果がECU1に送信される。
ECU1は、二つのセンサ5,10の検出結果が入力されたら、それぞれの検出結果から算出された積分値と、一次衝突用判定閾値と、を比較する。そして、二つの積分値がいずれも一次衝突用判定閾値を超えたら、運転者(乗員)を保護すべき衝突であると判定し、図示されないデバイスを作動して、運転者(乗員)を保護する。
本衝突形態において、一次衝突の判定及び乗員の保護は、従来の乗員保護システムでの動作と同様に行うことができる。
(ハンドル把持判定)
一次衝突を判定した後、ECU1は、入力されたハンドルタッチセンサ3の検出信号を参照する。
ハンドルタッチセンサ3の検出信号から、運転者がハンドルHを把持していると判定できた時には、運転者が姿勢の維持が可能、すなわち、車両Cの操作が可能であると判定し、次の二次衝突の判定閾値を、第一の判定閾値に設定する。
また、運転者がハンドルHを把持していないと判定できた時には、運転者が姿勢の維持が不可能な状態である、すなわち、車両Cの操作が不可能であると判定し、二次衝突の判定閾値を、第二の判定閾値に設定する。
(二次衝突)
一次衝突後、図4に示したように、車両Cが反時計回りに回転する。そして、車両Cが回転することで、回転方向に面した右側部が別の被衝突物に衝突(二次衝突)する。
(ハンドルを把持している場合)
一次衝突の判定を行った後、ECU1は、ハンドルタッチセンサ3の検出信号から、運転者がハンドルHを把持していると判定し、二次衝突の判定閾値を、第一の判定閾値に設定する。
そして、二次衝突が発生して、センサ2,10が二次衝突の衝撃を検出する。センサ2,10の検出結果は、ECU1に入力され、一次衝突の場合と同様に、第一の判定閾値を用いて衝突の判定が行われる。
具体的には、ECU1では、二つのセンサ2,10の検出結果が入力されたら、それぞれの検出結果から算出される積分値と、設定された第一の判定閾値とを比較する。そして、二つの積分値がいずれも第一の判定閾値を超えたら、運転者を保護すべき衝突であると判定し、サイドエアバッグ4を起動する起動信号を発する。
起動信号を受信したら、サイドエアバッグ4が起動し、運転者を保護する。
(ハンドルを把持していない場合)
一次衝突の判定を行った後、ECU1は、ハンドルタッチセンサ3の検出信号から、運転者がハンドルHを把持していないと判定し、二次衝突の判定閾値を、第二の判定閾値に設定する。
そして、二次衝突を生じて、センサ2,10が二次衝突の衝撃を検出する。センサ2,10の検出結果は、ECU1に入力され、一次衝突の場合と同様に、第二の判定閾値を用いて衝突の判定が行われる。
具体的には、ECU1では、二つのセンサ2,10の検出結果が入力されたら、それぞれの検出結果から算出される積分値と、設定された第二の判定閾値とを比較する。そして、二つの積分値がいずれも第二の判定閾値を超えたら、運転者を保護すべき衝突であると判定し、サイドエアバッグ4を起動する起動信号を発する。
起動信号を受信したら、サイドエアバッグ4が起動し、運転者を保護する。
上記のように、一次衝突後に運転者がハンドルHを把持していると判定された場合には、第一の判定閾値で衝突の判定を行う。この状態は、運転者が姿勢の維持が可能、すなわち、車両Cの操作が可能な状態である。この場合、運転者が二次衝突に対して身構えることや二次衝突を回避するための車両Cの操作を行うことで、運転者が受ける傷害値を低減できる。
また、一次衝突後に運転者がハンドルHを把持していないと判定された場合には、第一の判定閾値よりも低い値の第二の判定閾値で衝突の判定を行う。この状態は、運転者が姿勢の維持が不可能、すなわち、車両Cの操作を十分に行うことができない状態である。そして、運転者がこのような状態にあると判定された場合、第一の判定閾値よりも低い判定閾値である第二の判定閾値を用いて二次衝突の判定を行う。第二の判定閾値を用いることで、二次衝突の判定の完了を早いタイミングで完了することができる。この結果、運転者が二次衝突に対して身構えることや二次衝突を回避するための車両Cの操作を行うことができない状態であっても、運転者が受ける傷害値を低減できる。
また、二次衝突が、第一の判定閾値では衝突と判定できない程度の衝突であっても、第二の判定閾値を用いることで、運転者を保護すべき衝突と判定することができる。つまり、第一の判定閾値を用いた場合に衝突と判定されない衝突であっても、エアバッグ4を起動することができ、運転者の保護に効果を発揮する。
本実施形態例では、一次衝突から所定時間内の二次衝突において、運転者が受ける傷害値を低減できる効果を発揮する。
本実施形態例では、車両CのハンドルHにもうけられたハンドルタッチセンサ3用いて運転者の姿勢の維持の判定を行っている。これにより、運転者の姿勢の維持だけでなく、車両CのハンドルHの操作による二次衝突の回避が可能か否かの判定も行うことができる。つまり、より運転者の受ける傷害値の低減の効果を発揮できる。
[第二実施形態]
本形態は、車両減速装置6を更に有すること以外は、第一実施形態と同様な乗員保護システムである。
本形態は、図6にその概略が示されたように、電子制御ユニット(ECU)1と、サテライトセンサ2と、ハンドルタッチセンサ3と、サイドエアバッグ4と、加速度センサ5と、車両減速装置6と、を備えている。サテライトセンサ2,ハンドルタッチセンサ3,サイドエアバッグ4,加速度センサ5は、上記の第一実施形態と同様である。
車両減速装置6は、車両Cのブレーキ系にもうけられ、ECU1からの信号により、車両Cの車速を減速する。車両減速装置6は、本発明の車両減速手段に相当する。
ECU1は、一次衝突及び二次衝突の判定を、上記の第一実施形態と同様に行う。
ECU1は、更に、二次衝突の判定に用いられる判定閾値を第二の判定閾値に設定する時に、あわせて、車両減速装置6に向けて起動信号を発する。
車両減速装置6は、起動信号を受信するとブレーキ制御を開始し、車速を減速する。
本形態の乗員保護システムでは、第二の判定閾値の設定と同時に、車両Cが減速し始める。この結果、二次衝突における衝突速度を減速することができ、より傷害値を下げることができる。
更に、車両減速装置6が車速を減少させることで、更に別の事故が発生することを抑えることができる。特に、一次衝突を生じた車両Cの運転者が姿勢の維持が不可能となっている時には、そのまま車両の進行が継続して新たな別の事故を引き起こすおそれがある。車両減速装置6が車両の速度を減少することで、車両Cが新たな別の衝突(事故)を引き起こすことを抑えることができる。
上記したように、各実施形態の乗員保護システムでは、一次衝突後に運転者がハンドルHを把持していると判定された場合には、第一の判定閾値で衝突の判定を行い、ハンドルHを把持していないと判定された場合には、第一の判定閾値よりも低い値の第二の判定閾値で衝突の判定を行う。特に、ハンドルHを把持していないと判定された場合に設定される第二の判定閾値は、第一の判定閾値よりも低い値であり、第一の判定閾値で設定された場合よりも早いタイミングで衝突の判定を完了することができる。
この結果、各実施形態の乗員保護システムでは、運転者が姿勢を維持できない状態であり、二次衝突に対して身構えることや二次衝突を回避するための車両Cの操作を行うことができない状態であっても、運転者が受ける傷害値を低減できるという効果を発揮する。
[変形形態]
上記の各実施形態の乗員保護システムでは、本発明の乗員状態検出手段として車両CのハンドルHにもうけられたハンドルタッチセンサ3を用いているが、このセンサ3に限定されるものではなく、乗員が姿勢の維持が可能か否かを検出することができる手段としてもよい。例えば、車両のアームレストにもうけられた把持状態を検知するセンサ(静電容量式や赤外線式のタッチセンサ)や、車室内を撮影して撮影結果から乗員の状態を検知する手段,(乗員が保持する発信器からの)乗員が発する信号(電波,音波)を受信して乗員の状態を検知する手段等の手段をあげることができる。
また、衝突の衝撃を検出するセンサとして、センサ2,5,10を用いているが、車両Cの衝突の衝撃を検出することができるセンサであれば、その種類(検出方法),数,検出方向は限定されるものではない。
上記の各実施形態の乗員保護システムでは、ECU1は、各センサ2,5,10からの検出信号の積分値を判定閾値と比較して衝突の判定を行っているが、各センサ2,5,10からの検出信号は積分以外の処理を施して判定閾値と比較してもよい。また、各センサ2,5,10の出力する信号を直接判定閾値と比較しても、出力信号を反転,増幅等の処理を行った処理後の信号を判定閾値と比較してもよい。
上記の各実施形態の乗員保護システムでは、一次衝突用判定閾値,第一の判定閾値,第二の判定閾値のそれぞれの閾値を予め決定していたが、車両Cの状態から算出して決定した判定閾値を用いてもよい。
更に、それぞれの判定閾値は、各センサ2,5,10からの検出信号と比較して衝突と判定できる形態であればよく、検出信号からの値(処理後の信号の値)が予め決定された判定閾値を超える(あるいは、判定閾値を下回る)場合に衝突と判定しても、検出信号からの値が予め決定された範囲(判定閾値の範囲)を外れる場合に衝突と判定しても、いずれでもよい。
上記の各実施形態の乗員保護システムでは、一次衝突及び二次衝突の判定に、一次衝突用判定閾値,第一の判定閾値及び第二の判定閾値が用いられる。一次衝突の判定に用いられる一次衝突用判定閾値と、二次衝突の判定に用いられる判定閾値(第一の判定閾値又は第二の判定閾値)と、は、同じ判定閾値であっても異なる判定閾値であっても、いずれでもよい。判定閾値が同じ値である場合には、判定閾値を共用することができる。
上記の各実施形態の乗員保護システムでは、衝突の判定が行われた後に運転者の保護を行うデバイスとしてサイドエアバッグ4を用いているが、これ以外のデバイスを利用・併用してもよい。この乗員の保護を行うデバイスとしては、運転席及び助手席エアバッグ,カーテンエアバッグ等のエアバッグや、シートプリテンショナをあげることができる。
第二実施形態の車両減速装置6はブレーキ系に設けられた減速装置であるが、車両の速度を減速できる装置であれば限定されるものではなく、車両のエンジンや駆動系にもうけられた装置であってもよい。これらを組み合わせてもよい。更に、車両減速装置6は、車両が停止するまで減速することがより好ましい。
さらに、上記の各実施形態の乗員保護システムでは、二次衝突を一次衝突から予め決められた所定時間内に生じる衝突としているが、所定時間を各センサ2,5,10の検出信号から決定してもよい。たとえば、各センサ2,5,10の一次衝突の検出信号が収束するまで、すなわち、車両Cが停止した状態となるまでとしてもよい。
本変形形態で示した各形態においても、上記の各実施形態の乗員保護システムと同様の一次衝突及び二次衝突における衝突の判定〜運転者の保護を行うことができる。すなわち、上記の各実施形態の乗員保護システムと同様の効果を発揮できる。
C:車両
DFR,DL,DRR:車両のドア
SFR,SFL,SRR,SRL:搭乗席
H:ハンドル
1:ECU
2:サテライトセンサ
3:ハンドルタッチセンサ
4:サイドエアバッグ
5:加速度センサ
6:車両減速装置

Claims (6)

  1. 車両(C)の衝突の衝撃を検出するセンサ(2,5,10)と、
    該センサからの検出信号と、衝突と判定する判定閾値と、を比較することで衝突の判定を行う判定手段(1)と、
    乗員が姿勢を維持できるか否か検出する乗員状態検出手段(3)と、
    を有し、
    該車両に生じた一次衝突により該車両が移動して更に次の二次衝突を生じる場合、
    該車両が一次衝突を生じたと判定した後に更に二次衝突が生じた時に、該センサからの検出信号を、二次衝突判定用の判定閾値と比較して二次衝突の判定を行う乗員保護システムであって、
    該判定手段が、該一次衝突の判定後、該乗員状態検出手段の検出結果から、該乗員が姿勢の維持が可能であると判定した場合には、該二次衝突判定用の第一の判定閾値を用いて衝突の判定を行い、
    該乗員が姿勢の維持が不可能であると判定した場合には、該二次衝突判定用の第一の判定閾値に替えて、該二次衝突判定用の第一の判定閾値よりも低い第二の判定閾値を用いて衝突の判定を行うことを特徴とする乗員保護システム。
  2. 前記二次衝突は、前記一次衝突から所定時間内に生じる請求項1記載の乗員保護システム。
  3. 前記乗員状態検出手段は、前記車両のハンドル(H)にもうけられたタッチセンサ(3)である請求項1〜2のいずれか1項に記載の乗員保護システム。
  4. 前記タッチセンサは前記ハンドルの把持の有無を検出し、
    該タッチセンサが該ハンドルの把持を検出した場合には、前記乗員が姿勢の維持が可能であると判定し、
    該タッチセンサが該ハンドルの把持を検出していない場合には、前記乗員が姿勢の維持が不可能であると判定する請求項3記載の乗員保護システム。
  5. 前記センサは、衝突を検知するメインセンサ(2,5)と、該メインセンサの冗長性を確保するためのセーフィングセンサ(10)と、を有する請求項1〜4のいずれか1項に記載の乗員保護システム。
  6. 前記乗員が姿勢の維持が不可能であると前記乗員状態検出手段が判定した時に、車速を減少させる車両減速手段(6)を有する請求項1〜5のいずれか1項に記載の乗員保護システム。
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