JP2016222145A

JP2016222145A - 乗員拘束制御装置

Info

Publication number: JP2016222145A
Application number: JP2015111384A
Authority: JP
Inventors: 昭夫西村; Akio Nishimura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2016-12-28

Abstract

【課題】乗員の拘束性能を確保しつつ、コストを低減することができる乗員拘束制御装置を得る。
【解決手段】車室内に配置され、該車室内における全てのシートを撮像可能な撮像装置３６と、撮像装置３６によって撮像された画像から、シートのそれぞれに対して、乗員の有無、乗員の体格及びシートベルトの装着状態を判定する判定部４０と、判定部４０によって乗員がシートに着座していると判定された場合に、判定部４０が判定した乗員の体格に応じて該シートにおけるエアバッグ装置の展開条件及びプリテンショナの作動条件を変更する拘束条件変更部４２、４４と、判定部４０によって乗員がシートに着座しており、かつ、シートベルトが装着されていないと判定された場合に、乗員にシートベルトの装着を促すシートベルトリマインダ装置４６と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、乗員拘束制御装置に関する。

エアバッグやプリテンショナなどを制御する乗員拘束制御装置として、特許文献１には、カメラで座席を撮影（撮像）し、撮影された画像から顔の特徴を検出することで乗員が着座しているかどうかを判定する技術が開示されている。また、乗員が着座していると判定されたシートに対して、エアバッグ装置及びプリテンショナが作動するように設定して乗員の拘束性能を確保している。さらに、警報装置によってシートベルトの装着を促す構成が記載されている。

特開２０１０−１９５１３９号公報

上記特許文献１に開示された技術では、カメラで撮像した画像を利用することで、着座センサを用いることなく、乗員の有無を判定している。しかしながら、シートベルトの装着状態を判定する際には、バックルに設けられたバックルスイッチなどのセンサ類を用いることとなり、このセンサ類と制御部とをワイヤハーネスで接続する必要がある。このため、センサ類やワイヤハーネスなどのシート周辺の部品点数を削減することができず、コストを低減する観点から改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、乗員の拘束性能を確保しつつ、コストを低減することができる乗員拘束制御装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の本発明に係る乗員拘束制御装置は、車室内に配置され、該車室内における全てのシートを撮像可能な撮像装置と、前記撮像装置によって撮像された画像から、前記シートのそれぞれに対して、乗員の有無、乗員の体格及びシートベルトの装着状態を判定する判定部と、前記判定部によって乗員が前記シートに着座していると判定された場合に、前記判定部が判定した乗員の体格に応じて該シートにおけるエアバッグ装置の展開条件及びプリテンショナの作動条件を変更する拘束条件変更部と、前記判定部によって乗員が前記シートに着座しており、かつ、シートベルトが装着されていないと判定された場合に、乗員にシートベルトの装着を促すシートベルトリマインダ装置と、を有する。

請求項１に記載の本発明に係る乗員拘束制御装置では、車室内に撮像装置が配置されており、この撮像装置によって車室内における全てのシートが撮像される。また、撮像された画像から乗員の有無を判定する判定部が設けられている。ここで、判定部は、乗員の体格及びシートベルトの装着状態を判定するように構成されている。さらに、乗員拘束制御装置は、シートベルトリマインダ装置を備えており、このシートベルトリマインダ装置によって、シートベルトを装着していない乗員にシートベルトの装着が促される。これにより、着座センサやバックルスイッチなどのセンサ類を設けることなく、シートベルトを装着していない乗員に対してシートベルトの装着を促すことができる。この結果、センサ類やワイヤハーネスなどのシート周辺の部品点数を削減することができる。すなわち、コストを低減することができる。また、撮像装置で撮像した画像を用いて判定するため、シート上の荷物と乗員とを区別することができる。これにより、シートベルトリマインダ装置による誤警報を抑制することができる。

さらに、乗員拘束制御装置は、拘束条件変更部を備えており、この拘束条件変更部は、乗員の体格に応じてシートにおけるエアバッグ装置の展開条件及びプリテンショナの作動条件を変更する。これにより、乗員の体格に適した条件で乗員を拘束することができる。すなわち、乗員の拘束性能を確保することができる。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る乗員拘束制御装置によれば、乗員の拘束性能を確保しつつ、シート周辺の部品点数を削減することができるという優れた効果を有する。

実施形態に係る乗員拘束制御装置を備えた車両の側面を概略的に示す概略側面図である。実施形態に係る運転席のシートを拡大して示す正面図である。図１の車両のシートに乗員が着座した状態における車室内を示す図である。乗員拘束制御装置の構成を示すブロック図である。

以下、図１〜図４を参照して、本発明に係る乗員拘束制御装置の実施形態について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは、車両用部材が組み付けられた車両における車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＲＨは進行方向を向いた場合の車両右側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態に係る乗員拘束制御装置が適用された車両１０の車室内には、複数のシート１２が配置されている。ここで、本実施形態では、車両前後方向に２列のシート１２を備えた構成について説明するが、これに限定されず、３列のシート１２を備えた車両に本発明を適用してもよい。

シート１２はそれぞれ、後述する乗員Ｐの臀部及び大腿部を支持するシートクッション１４を備えている。また、シートクッション１４の後端部には、乗員Ｐの背部を支持するシートバック１６が傾倒可能に取り付けられている。さらに、シートバック１６の上端部には、乗員Ｐの頭部を支持するヘッドレスト１８が設けられている。

図３に示されるように、前列には、運転席のフロントシート１２Ａと、助手席のフロントシート１２Ｂとが車両幅方向に間隔をあけて配置されている。また、運転席のフロントシート１２Ａと助手席のフロントシート１２Ｂとの間には、図示しないコンソールボックスが設けられている。さらに、運転席のフロントシート１２Ａ及び助手席のフロントシート１２Ｂの車両前方には、図示しないエアバッグが設けられている。エアバッグは、従来周知の構成であるため、詳細な説明は省略する。なお、本実施形態では、一例として、右ハンドル車としているため、車両右側が運転席となっているが、これに限定されず、左ハンドル車に本発明を適用してもよい。

一方、後列には、運転席のフロントシート１２Ａの車両後方に第１リヤシート１２Ｃが配置されている。また、助手席のフロントシート１２Ｂの車両後方には、第３リヤシート１２Ｅが配置されている。さらに、第１リヤシート１２Ｃと第３リヤシート１２Ｅとの間には、第２リヤシート１２Ｄが配置されており、本実施形態では、第１リヤシート１２Ｃ、第２リヤシート１２Ｄ及び第３リヤシート１２Ｅが車両幅方向に繋がっている。

ここで、図３では、運転席のフロントシート１２Ａに大人の運転者である乗員Ｐ１が着座している。また、助手席のフロントシート１２Ｂには、運転者Ｐ１よりも小柄な乗員Ｐ２が着座している。さらに、第２リヤシート１２Ｄには、チャイルドシート（ＣＲＳ：ＣｈｉｌｄＲｅｓｔｒａｉｎｔＳｙｓｔｅｍ）２０が設置されており、このチャイルドシート２０に子供の乗員Ｐ３が着座している。また、第３リヤシート１２Ｅには、乗員Ｐ３よりも大きい子供の乗員Ｐ４が着座している。

ここで、シート１２のそれぞれには、シートベルト２２が取り付けられている。図２に示されるように、本実施形態では、一例として、３点式のシートベルト２２を採用しており、このシートベルト２２は、乗員拘束用のウエビング２４と、ウエビング２４に挿通されたタングプレート２６とを含んで構成されている。なお、以下の説明では、運転席のフロントシート１２Ａにおけるシートベルト２２について説明するが、他のシート１２についても同様のシートベルト２２が設けられている。

シートベルト２２のウエビング２４の一端部は、シートクッション１４の車両右側の下部に配置されたリトラクタ２８のスプール２８Ａに係止されている。そして、ウエビング２４は、このリトラクタ２８からシート上方へ延びており、乗員Ｐの肩よりもシート上方に配置されたショルダアンカ３０に掛けられている。また、ウエビング２４は、シートクッション１４の車両幅方向内側の側部に設けられたバックル３２へ向かってショルダアンカ３０から車両左側且つ車両下方側へ斜めに延びている。そして、バックル３２に係合されたタングプレート２６を通ってシート右側へ折り返されており、シートクッション１４の斜め下方に配置されたアンカ３４に固定されている。

また、リトラクタ２８には、図示しないプリテンショナが設けられている。プリテンショナは、従来周知の構造であり、車両の衝突時等の車両緊急時に作動され、このプリテンショナが作動されることによってスプール２８Ａが強制的にウエビング２４の巻取方向へ回転されるように構成されている。なお、本実施形態では、第２リヤシート１２を除く４つのシートにプリテンショナが設けられている。また、プリテンショナの一例としては、スクイブ（点火装置）及びガス発生剤を備えたものがある。

ここで、図１に示されるように、車室内の車両前方側には、撮像装置としてのＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）カメラ３８が設けられている。ＣＣＤカメラ３６は、車室内の天井部にブラケット３８を介して取り付けられており、車両後方側かつ車両下方側へ向けられている。また、ＣＣＤカメラ３６は、車室内における全てのシート１２を撮像できる視野とされている。すなわち、本実施形態では、前列に配置された運転席のフロントシート１２Ａ及び助手席のフロントシート１２Ｂと、後列に配置された第１リヤシート１２〜第３リヤシート１２とを撮像できるように構成されている。なお、ＣＣＤカメラ３６としては、シート１２に着座した乗員Ｐを区別できる程度の解像度を備えていれば特に限定されない。例えば、夜間の顔の検出に有利な近赤外線カメラを用いてもよい。

図４に示されるように、ＣＣＤカメラ３６は、判定部としてのＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）４０と電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ４０は、ＣＣＤカメラ３６によって撮像された画像を解析して、シート１２のそれぞれに対して、乗員Ｐの有無を判定できるように構成されている。このため、本実施形態では、図３の画像から運転席のフロントシート１２Ａ、助手席のフロントシート１２Ｂ、第２リヤシート１２Ｄ及び第３リヤシート１２Ｅにそれぞれ乗員が着座していると判定する。また、第１リヤシート１２には乗員が着座していないと判定する。さらに、第２リヤシート１２には、チャイルドシート２０が設置されていることを判定する。なお、撮像した画像から乗員Ｐの有無を判定する具体的な方法としては、周知の処理方法を採用し得る。例えば、特開２０１０−１９５１３９号公報に開示された方法のように、顔の特徴を検出することで乗員Ｐの有無を判定する方法を採用してもよい。

また、ＥＣＵ４０は、ＣＣＤカメラ３６によって撮像された画像を解析して、シート１２のそれぞれに着座した乗員Ｐの体格及びシートベルト２２の装着状態を判定できるように構成されている。体格は、画像における乗員Ｐが占める面積や、座席の前後位置を検出することで判定することができる。すなわち、画像における乗員Ｐの面積が大きく、座席が車両後方側に位置していれば、体格が大きいと判定することができる。

シートベルト２２の装着状態については、乗員Ｐの上体がウエビング２４によって二分されていることを検出することで判定することができる。本実施形態では、図３画像から運転席のフロントシート１２Ａに着座している乗員Ｐ１が最も体格が大きいと判定する。次いで、助手席のフロントシート１２Ｂに着座している乗員Ｐ２、第３リヤシート１２に着座している乗員Ｐ４の順で体格が大きいと判定する。また、第２リヤシート１２に着座している乗員Ｐ３が最も体格が小さいと判定する。

図４に示されるように、ＥＣＵ４０は、拘束条件変更部としてのエアバッグＥＣＵ４２及びプリテンショナ作動装置４４と電気的に接続されている。そして、ＥＣＵ４０による判定結果がエアバッグＥＣＵ４２及びプリテンショナ作動装置４４へ伝達される。

エアバッグＥＣＵ４２は、運転席及び助手席の車両前方側に設けられた図示しないエアバッグと電気的に接続されており、これらのエアバッグを制御する。具体的には、エアバッグＥＣＵ４２は、ＥＣＵ４０によって乗員Ｐがシート１２に着座していると判定された場合に、ＥＣＵ４０が判定した乗員Ｐの体格に応じてシート１２におけるエアバッグの展開条件を変更する。エアバッグの展開条件とは、エアバッグの展開圧などのことである。例えば、図３の画像では、運転席のフロントシート１２Ａに着座している乗員Ｐ１よりも助手席のフロントシート１２Ｂに着座している乗員Ｐ２の方が体格が小さい。このため、運転席のフロントシート１２Ａよりも助手席のフロントシート１２Ｂの方がエアバッグの展開圧が小さくなるようにエアバッグの展開条件を変更する。なお、エアバッグＥＣＵ４２は、ＥＣＵ４０によって助手席のフロントシート１２Ｂに乗員が着座していないと判定された場合は、エアバッグを展開させないようにしてもよい。

一方、プリテンショナ作動装置４４は、第２リヤシート１２を除くシート１２のそれぞれに設けられたプリテンショナと電気的に接続されており、これらのプリテンショナを制御する。具体的には、ＥＣＵ４０によって乗員Ｐがシート１２に着座していると判定された場合に、ＥＣＵ４０が判定した乗員Ｐの体格に応じてプリテンショナによるウエビング２４の巻取力を変更する。例えば、図３の画像では、運転席のフロントシート１２Ａに着座している乗員Ｐ１よりも助手席のフロントシート１２Ｂに着座している乗員Ｐ２の方が体格が小さい。このため、運転席のフロントシート１２Ａよりも助手席のフロントシート１２Ｂの方がウエビング２４の巻取力が小さくなるようにプリテンショナの作動条件を変更する。また、乗員Ｐ２よりも第３リヤシート１２に着座している子供の乗員Ｐ４の方が体格が小さいため、助手席のフロントシート１２Ｂよりも第３リヤシート１２の方がウエビング２４の巻取力が小さくなるようにプリテンショナの作動条件を変更する。

なお、ＥＣＵ４０によって第１リヤシート１２には乗員が着座していないと判定されるため、第１リヤシート１２のプリテンショナを作動させないように作動条件が変更される。また、チャイルドシート２０が設置されているシート１２についても同様に、プリテンショナを作動させないように作動条件が変更される。例えば、チャイルドシート２０が第１リヤシート１２に設置されている場合、ＥＣＵ４０によって第１リヤシート１２にチャイルドシート２０が設置されていると判定される。このため、プリテンショナ作動装置４４は、第１リヤシート１２のプリテンショナを作動させないように作動条件が変更される。

図４に示されるように、ＥＣＵ４０は、シートベルトリマインダ装置４６と電気的に接続されており、ＥＣＵ４０による判定結果がシートベルトリマインダ装置４６へ伝達される。シートベルトリマインダ装置４６は、ＥＣＵ４０によって乗員Ｐがシート１２に着座しており、かつ、シートベルト２２が装着されていないと判定された場合に、乗員Ｐにシートベルト２２の装着を促すように構成されている。

ここで、シートベルトリマインダ装置４６は、ブザー、スピーカ、ランプ、バイブレータ又はディズプレイなどを含んで構成されている。このため、例えば、ブザーによる警告音やランプの点滅などによってシートベルト２２の装着を促したり、シート１２にバイブレータを搭載しておき、このバイブレータを振動させることでシートベルト２２の装着を促すことができる。さらに、シートベルト２２の装着状態をディズプレイに表示する方法や、スピーカから音声を出力することでシートベルト２２の装着を促す方法を採用してもよい。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態に係る乗員拘束制御装置の作用並びに効果について説明する。

本実施形態では、ＥＣＵ４０によってＣＣＤカメラ３６で撮像した画像から乗員の有無を判定しており、さらに、乗員の体格及びシートベルト２２の装着状態も判定している。これにより、従来のようにシートクッション１４に着座センサなどのセンサ類を配設する必要がない。また、バックル３２とタングプレート２６との係合状態を検知するためのバックルスイッチなども設ける必要がない。この結果、シート周辺の部品点数を削減することができる。

また、本実施形態では、エアバッグＥＣＵ４２及びプリテンショナ作動装置４４を備えており、乗員Ｐの体格に応じてシート１２におけるエアバッグの展開条件及びプリテンショナの作動条件を変更できるように構成されている。これにより、乗員の体格に適した条件で乗員を拘束することができる。すなわち、乗員の拘束性能を確保することができる。

さらに、本実施形態では、車室内のＣＣＤカメラ３６によって全てのシート１２を撮像している。これにより、複数のＣＣＤカメラ３６を用いる場合と比較して、ＣＣＤカメラ３６の数及びＣＣＤカメラ３６の周辺機器の数を削減することができ、コストを低減できる。

さらに、本実施形態では、シートベルトリマインダ装置４６を備えており、このシートベルトリマインダ装置４６によってシートベルト２２を装着していない乗員Ｐにシートベルト２２の装着を促すことができる。ここで、従来のように着座センサを備えた構造では、乗員と荷物との区別が難しく、シートベルトリマインダ装置４６による誤報が生じる可能性があった。これに対して、本実施形態では、ＣＣＤカメラ３６で乗員の有無を判定し、乗員が着座しているシート１２についてシートベルト２２の装着状態を判定した上で、シートベルト２２の装着を促すことにより、誤警報を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、本実施形態では、図３において、前列のシート１２にのみエアバッグが設けられていたが、これに限定せず、全席エアバッグを備えた構成としてもよい。この場合、エアバッグＥＣＵ４２は、シート１２の全てに対してエアバッグの展開条件を制御する。

また、本実施形態では、撮像手段として、ＣＣＤカメラ３６を用いたが、これに限定されず、他の撮像手段を用いてもよい。例えば、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラを用いてもよい。

さらに、本実施形態では、ＣＣＤカメラ３６で撮像した画像を解析するために専用のＥＣＵ４０を用意したが、これに限定されない。例えば、ＣＳＰ(ＣｏｏｐｒａｔｉｖｅＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ)やＧＳＰ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を用いる場合、そのＥＣＵを利用してもよい。これにより、ＥＣＵの数が削減され、コストを低減することができる。

１２シート
２２シートベルト
３８ＣＣＤカメラ（撮像装置）
４０ＥＣＵ（判定部）
４２エアバッグＥＣＵ（拘束条件変更部）
４４プリテンショナ作動装置（拘束条件変更部）
４６シートベルトリマインダ装置

Claims

車室内に配置され、該車室内における全てのシートを撮像可能な撮像装置と、
前記撮像装置によって撮像された画像から、前記シートのそれぞれに対して、乗員の有無、乗員の体格及びシートベルトの装着状態を判定する判定部と、
前記判定部によって乗員が前記シートに着座していると判定された場合に、前記判定部が判定した乗員の体格に応じて該シートにおけるエアバッグ装置の展開条件及びプリテンショナの作動条件を変更する拘束条件変更部と、
前記判定部によって乗員が前記シートに着座しており、かつ、シートベルトが装着されていないと判定された場合に、乗員にシートベルトの装着を促すシートベルトリマインダ装置と、
を有する乗員拘束制御装置。