JP4404915B2 - Vehicle occupant protection device - Google Patents

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Description

この発明は、自車両の後方から自車両に対して車両等の物体が衝突する場合、自車両のヘッドレストを移動することにより自車両乗員の頸部保護を行う車両用乗員保護装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle occupant protection device for protecting a neck of a vehicle occupant by moving a headrest of the vehicle when an object such as a vehicle collides with the vehicle from behind the vehicle. .

従来、自車両に対して自車両後方から車両等の物体が衝突する際に、自車両乗員の頸部保護を目的として、自車両のヘッドレストを車両前方方向に移動させるようにした車両用乗員保護装置が提案されている。一般的に、車両乗員の頸部とヘッドレストの間にはある間隔が存在するが、自車両が後方から例えば後続車両に追突された場合は、自車両乗員の上半身が後方へ大きく傾斜し、乗員の頸部とヘッドレストの間隔が大きいほど衝突の際に頸部負担が大きくなり、頸部を損傷する。従って、衝突寸前にヘッドレストを車両前方方向へ移動させることによって頚部とヘッドレストの間隔を出来る限り小さくすることで乗員の頸部損傷を軽減する。   Conventionally, when an object such as a vehicle collides with the host vehicle from behind the host vehicle, the headrest of the host vehicle has been moved in the vehicle front direction for the purpose of protecting the neck of the host vehicle occupant. A device has been proposed. In general, there is a certain gap between the neck of the vehicle occupant and the headrest. However, when the host vehicle is impacted from behind by, for example, a succeeding vehicle, the upper body of the host vehicle occupant is greatly inclined rearward. The larger the distance between the neck and the headrest, the greater the burden on the neck during a collision, causing damage to the neck. Accordingly, by moving the headrest in the vehicle forward direction just before the collision, the distance between the neck and the headrest is made as small as possible to reduce the occupant's neck damage.

下記特許文献には、後方車両との衝突の危険性を予測し、後方車両との衝突が避けられないと判断した場合、ヘッドレストを自車両前方へ移動させて乗員の頸部とヘッドレストの間隔を小さくすることで、乗員の頸部損傷を軽減する車両用乗員保護装置が開示されている。これらの装置は、自車両後方へ電磁波を照射する後方レーダセンサによって検出した後方車両との車間距離と相対速度を元に、後方車両との衝突の危険性を判断している。   In the following patent document, when the risk of a collision with a rear vehicle is predicted, and it is determined that a collision with the rear vehicle is unavoidable, the headrest is moved forward and the distance between the neck of the passenger and the headrest is set. A vehicle occupant protection device that reduces the cervical injury of the occupant by reducing the size is disclosed. These devices determine the risk of a collision with the rear vehicle based on the inter-vehicle distance and the relative speed with the rear vehicle detected by the rear radar sensor that radiates electromagnetic waves to the rear of the host vehicle.

特開２００４−９８９１号公報JP 2004-9891 A 特開２００６−２５６４３９号公報JP 2006-256439 A

しかしながら、特許文献１および特許文献２に示されたものは、自車両後部に搭載した後方レーダセンサから得られる車間距離と相対速度を元に衝突を予測し、ヘッドレストを自車両前方へ移動させるシステムであるたため、後方レーダセンサを搭載することが必須であり、システムのコストが高くなる。
また、後方レーダセンサが搭載されていても、後方レーダセンサが追い抜き車両を検知することになると、誤ってヘッドレストが作動してしまうため、乗員に煩わしさを感じさせるという問題がある。
また、後方レーダセンサが搭載されていても、急激なカーブを走行する場面では、後方からの車両の急接近を検知できない場合があるため、ヘッドレストが作動すべき場面で作動しないという問題が起こり得る。 However, the systems disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 predict a collision based on an inter-vehicle distance and a relative speed obtained from a rear radar sensor mounted on the rear part of the host vehicle, and move the headrest forward of the host vehicle. Therefore, it is essential to install a rear radar sensor, which increases the cost of the system.
Even if the rear radar sensor is mounted, if the rear radar sensor detects the overtaking vehicle, the headrest is erroneously operated, which causes the passenger to feel annoyance.
Even if the rear radar sensor is installed, it may not be possible to detect the sudden approach of the vehicle from behind when driving on a sharp curve. .

この発明は、上述の問題点を解消することのできる車両用乗員保護装置を提案するものである。   The present invention proposes a vehicle occupant protection device that can solve the above-mentioned problems.

この発明による車両用乗員保護装置は、ヘッドレストに対する乗員の頭部の相対位置を検出する頭部相対位置検出手段と、自車両の加速度を検出または算出する加速度検出手段と、ヘッドレスト位置を検出するヘッドレスト位置検出手段と、頭部相対位置とヘッドレスト位置とから頭部絶対位置を算出する頭部絶対位置算出手段と、頭部絶対位置と自車両の加速度とからヘッドレスト目標位置を算出するヘッドレスト目標位置算出手段と、ヘッドレスト位置とヘッドレスト目標位置とからヘッドレストの位置偏差を算出するヘッドレスト偏差算出手段と、ヘッドレストの位置偏差に基づき、ヘッドレスト位置がヘッドレスト目標位置となるようにアクチュエータ作動指示信号を算出するヘッドレストアクチュエータ制御手段とを備え、前記ヘッドレスト目標位置算出手段は、自車両が少なくとも１回以上の加減速を行った後の頭部絶対位置と加速度との分布特性から、頭部絶対位置と加速度との関係を示す近似式を導出し、前記近似式に基づいて導出された所定加速度時の頭部絶対位置から、所定値差し引いた位置をヘッドレスト目標位置として算出するようにしたことを特徴とする。 The vehicle occupant protection device according to the present invention includes a head relative position detection unit that detects a relative position of an occupant's head relative to the headrest, an acceleration detection unit that detects or calculates an acceleration of the host vehicle, and a headrest that detects a headrest position. Head position absolute position calculation means for calculating a head absolute position from the position detection means, the head relative position and the headrest position, and a headrest target position calculation for calculating the headrest target position from the head absolute position and the acceleration of the host vehicle A headrest deviation calculating means for calculating a headrest position deviation from the headrest position and the headrest target position, and a headrest actuator for calculating an actuator operation instruction signal based on the headrest position deviation so that the headrest position becomes the headrest target position Control means, Dressed target position calculating means, from the distribution characteristics of the head absolute position and acceleration after the vehicle has performed at least one or more acceleration and deceleration, and derives the approximate expression indicating the relationship between the head absolute position and acceleration The headrest target position is calculated by subtracting a predetermined value from the absolute head position at a predetermined acceleration derived based on the approximate expression .

この発明による車両用乗員保護装置では、頭部位置と自車両の加速度との関係に基づき適切な頭部位置を予測してヘッドレストを制御するものであり、自車両後方へ電磁波を照射する後方レーダセンサの情報を使用するものではないため、加速度センサや車速センサなどの既存のセンサ情報を用いた安価な車両用乗員保護装置を実現することができるばかりでなく、追い抜き車両による誤動作、急激なカーブでの誤動作を誘発することがない。
また、予測した頭部位置から所定距離だけ差し引いた位置にヘッドレストが位置するよう制御を実施することにより、後方から追突された際の乗員頸部の損傷を低減することができる。
また、エンジン始動直後は乗員頭部位置が大きく変化するが、１回以上の加減速検出後の分布特性を使用することで、走行中の頭部位置を精度良く予測することを可能としている。
また、乗員によるシートポジションの変更、シートベルトの脱着、またはドアオープンを検出した場合に、頭部絶対位置と加速度の分布特性をリセットすることで、頭部位置のばらつきおよび個人差を除去し、乗員に煩わしさを感じさせないシステムを実現することができる。 In the vehicle occupant protection device according to the present invention, the headrest is controlled by predicting an appropriate head position based on the relationship between the head position and the acceleration of the host vehicle. Since the sensor information is not used, it is possible not only to realize an inexpensive vehicle occupant protection device using existing sensor information such as an acceleration sensor and a vehicle speed sensor, but also malfunction due to a passing vehicle, a sharp curve Does not induce malfunctions.
Further, by performing the control so that the headrest is positioned at a position obtained by subtracting a predetermined distance from the predicted head position, it is possible to reduce damage to the occupant's neck at the time of a rear-end collision.
Further, although the occupant head position changes greatly immediately after the engine is started, it is possible to accurately predict the head position during traveling by using the distribution characteristics after one or more acceleration / deceleration detections.
In addition, by detecting the seat position change, seat belt attachment / detachment, or door open by the occupant, by resetting the head absolute position and acceleration distribution characteristics, variations in head position and individual differences are removed, It is possible to realize a system that does not make the passenger feel bothersome.

以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。   Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態１．
この発明における請求項1〜請求項４、請求項７に係る実施の形態について説明する。本実施の形態における車両用乗員保護装置の構成を図１に示す。この装置は次のような構成要素からなっている。即ち、ヘッドレストに対する車両乗員の頭部の相対位置を検出する頭部相対位置検出手段１０１、自車両（以下単に車両と呼ぶ）の加速度を検出する加速度検出手段１０２、車両の速度を検出する車速検出手段１０３、ヘッドレストの位置を検出するヘッドレスト位置検出手段１０４、ヘッドレスト位置検出手段１０４で検出したヘッドレスト位置と、頭部相対位置検出手段１０１で検出した頭部相対位置とから、頭部の絶対位置を算出する頭部絶対位置算出手段１０５、頭部絶対位置算出手段１０５で算出した頭部絶対位置と、加速度検出手段１０２で検出した加速度とから、ヘッドレスト目標位置を算出するヘッドレスト目標位置算出手段１０６、ヘッドレスト位置検出手段１０４で検出したヘッドレスト位置と、ヘッドレスト目標位置算出手段１０６で算出したヘッドレスト目標位置とから、ヘッドレストの位置偏差（以下ヘッドレスト偏差と呼ぶ）を算出するヘッドレスト偏差算出手段１０７、加速度検出手段１０２で検出した加速度と、車速検出手段１０３で検出した車速とから、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段１０８、ヘッドレスト偏差算出手段１０７で算出したヘッドレスト偏差と、走行状態判定手段１０８で判定した走行状態判定結果とから、アクチュエータ作動指示信号を出力するヘッドレストアクチュエータ制御手段１０９、ヘッドレストアクチュエータ制御手段１０９が出力したアクチュエータ作動指示信号によって作動するヘッドレストアクチュエータ１１０からなる。 Embodiment 1 FIG.
Embodiments according to claims 1 to 4 and claim 7 of the present invention will be described. The configuration of the vehicle occupant protection device according to the present embodiment is shown in FIG. This apparatus is composed of the following components. That is, head relative position detecting means 101 for detecting the relative position of the head of the vehicle occupant with respect to the headrest, acceleration detecting means 102 for detecting the acceleration of the own vehicle (hereinafter simply referred to as vehicle), and vehicle speed detection for detecting the speed of the vehicle. means 103, head restraint position detecting means 104 for detecting the position of the headrest, and the headrest position detected by the headrest position detecting means 104, and a head relative position detected by the head relative position detecting unit 101, the absolute position of the head A head absolute position calculation unit 105 that calculates a headrest target position calculation unit 106 that calculates a headrest target position from the absolute head position calculated by the head absolute position calculation unit 105 and the acceleration detected by the acceleration detection unit 102; The headrest position detected by the headrest position detecting means 104 and the headrest target position The headrest deviation calculation means 107 for calculating the headrest position deviation (hereinafter referred to as headrest deviation) from the headrest target position calculated by the output means 106, the acceleration detected by the acceleration detection means 102, and the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means 103 From the head state deviation calculated by the driving state determination unit 108, the headrest deviation calculation unit 107, and the driving state determination result determined by the driving state determination unit 108, the actuator operation instruction signal is output. The headrest actuator control unit 109 includes a headrest actuator 110 that is operated by an actuator operation instruction signal output from the headrest actuator control unit 109.

図２は、図１に示す車両用乗員保護装置内で実行される処理を説明するためのフローチャートであり、符号２０１〜２１１は各処理ステップを示している。   FIG. 2 is a flowchart for explaining processing executed in the vehicle occupant protection apparatus shown in FIG.

ステップ２０１：ＲＡＭ初期化処理により後述の変数(Xrel、Xh、A、V、Xabs、Xtrgt、D)を初期化する。
ステップ２０２：本フローチャートの演算周期を２０ｍｓに制御するためのステップ。前回の実行周期から２０ｍｓ経過するまで本ステップに待機し、２０ｍｓが経過すればステップ２０３へ進む。
ステップ２０３：頭部相対位置検出手段１０１で検出した頭部相対位置Xrelを取得する。頭部相対位置Xrelは、通常、静電容量センサなどのポジションセンサによって検出するが、頭部とヘッドレストとの間隔が検出できるものであればこの限りではない。
ステップ２０４：ヘッドレスト位置検出手段１０４で検出したヘッドレスト位置Xhを取得する。ヘッドレスト位置Xhは、通常、ポジションセンサによって検出するが、エンジン始動時またはエンジン停止時に初期化し、その後のヘッドレスト移動量を常に記憶したものをヘッドレスト位置Xhとして与えてもよい。
ステップ２０５：加速度検出手段１０２で検出した車両の加速度Aを取得する。
ステップ２０６：車速検出手段１０３で検出した車速Vを取得する。
ステップ２０７：ステップ２０４で検出したヘッドレスト位置Xhと、ステップ２０３で検出した頭部相対位置Xrelとから、頭部絶対位置算出手段１０５で頭部絶対位置Xabsを算出する。
ステップ２０８：ステップ２０７で算出した頭部絶対位置Xabsと、ステップ２０５で検出した加速度Aとから、ヘッドレスト目標位置算出手段１０６でヘッドレスト目標位置Xtrgtを算出する。
ステップ２０９：ステップ２０４で検出したヘッドレスト位置Xhと、ステップ２０８で算出したヘッドレスト目標位置Xtrgtとから、ヘッドレスト偏差算出手段１０７でヘッドレスト偏差Dを算出する。
ステップ２１０：ステップ２０５で取得した加速度Aと、ステップ２０６で検出した車速Vとから、走行状態判定手段１０８で車両の走行状態を判定する。ここで走行状態とは、具体的には、車両の加速走行状態、定速走行状態、減速走行状態のいずれかである。
ステップ２１１：ステップ２０９で算出したヘッドレスト偏差Dと、ステップ２１０で判定した走行状態判定結果から、ヘッドレストアクチュエータ制御手段１０９でアクチュエータ作動指示信号を出力する。 Step 201: Initialize variables (Xrel, Xh, A, V, Xabs, Xtrgt, D) described later by RAM initialization processing.
Step 202: A step for controlling the calculation cycle of this flowchart to 20 ms. This step waits until 20 ms elapses from the previous execution cycle, and proceeds to step 203 when 20 ms elapses.
Step 203: The head relative position Xrel detected by the head relative position detecting means 101 is acquired. The head relative position Xrel is usually detected by a position sensor such as a capacitance sensor, but is not limited as long as the distance between the head and the headrest can be detected.
Step 204: The headrest position Xh detected by the headrest position detection means 104 is acquired. The headrest position Xh is normally detected by a position sensor. However, the headrest position Xh may be initialized and stored as the headrest position Xh when the engine is started or stopped.
Step 205: Acquire the acceleration A of the vehicle detected by the acceleration detection means 102.
Step 206: The vehicle speed V detected by the vehicle speed detecting means 103 is acquired.
Step 207: The head absolute position calculation means 105 calculates the head absolute position Xabs from the headrest position Xh detected in step 204 and the head relative position Xrel detected in step 203.
Step 208: The headrest target position Xtrgt is calculated by the headrest target position calculation means 106 from the head absolute position Xabs calculated in step 207 and the acceleration A detected in step 205.
Step 209: The headrest deviation D is calculated by the headrest deviation calculating means 107 from the headrest position Xh detected in step 204 and the headrest target position Xtrgt calculated in step 208.
Step 210: Based on the acceleration A acquired in step 205 and the vehicle speed V detected in step 206, the traveling state of the vehicle is determined by the traveling state determination means 108. Here, the traveling state is specifically one of an acceleration traveling state, a constant speed traveling state, and a decelerating traveling state of the vehicle.
Step 211: Based on the headrest deviation D calculated in Step 209 and the running state determination result determined in Step 210, the headrest actuator control means 109 outputs an actuator operation instruction signal.

図３はステップ２０８(ヘッドレスト目標位置算出処理)の詳細を説明するためのフローチャートで、符号３０１〜３０８は各処理ステップを示している。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the details of step 208 (headrest target position calculation processing), and reference numerals 301 to 308 denote processing steps.

図３はステップ２０８（ヘッドレスト目標位置算出手段）の詳細を説明するためのフローチャートである。
ステップ３０１：ステップ２１０で判定した走行状態判定結果より、１回以上の加減速を検出した場合はステップ３０２へ、それ以外の場合はステップ３０７へ進む。
ステップ３０２：乗員によるシートポジションの変更、シートベルトの脱着、またはドアオープンを検出した場合、ステップ３０３へ進み、それ以外の場合は乗員、シートポジションの変更がないものとしてステップ３０７へ進む。
ステップ３０３：ステップ２０７で得られた頭部絶対位置Xabsとステップ２０５で得られた加速度Aとから、図４のような、分布特性を算出する。この分布特性は、自車両が加速を開始した時点からの加速度と頭部位置の関係を蓄積したものであり、ステップ３０２でシートポジションの変更、シートベルトの着脱、ドアオープンを検出するまで継続する。
ステップ３０４：ステップ３０３で得られた分布特性から、図４に示すような近似式を導出する。近似式f(A)は、演算周期ごとに導出する。
ステップ３０５：ステップ３０４で導出した近似式f(A)に基づき、所定加速度Ac時の頭部絶対位置f(Ac)を算出し、頭部絶対位置f(Ac)から所定値Xcだけ差し引いた位置をヘッドレスト目標位置Xtrgtとする(式１参照)。 FIG. 3 is a flowchart for explaining details of step 208 (headrest target position calculating means).
Step 301: If one or more accelerations / decelerations are detected from the traveling state determination result determined in step 210, the process proceeds to step 302. Otherwise, the process proceeds to step 307.
Step 302: If it is detected that the seat position is changed, the seat belt is attached or detached, or the door is opened, the process proceeds to Step 303. Otherwise, the process proceeds to Step 307 on the assumption that there is no change in the passenger or seat position .
Step 303: A distribution characteristic as shown in FIG. 4 is calculated from the absolute head position Xabs obtained in Step 207 and the acceleration A obtained in Step 205 . This distribution characteristic is obtained by accumulating the relationship between the acceleration and the head position from the time when the host vehicle starts accelerating, and continues until a change in seat position, attachment / detachment of a seat belt, and door opening are detected in step 302. .
Step 304: An approximate expression as shown in FIG. 4 is derived from the distribution characteristics obtained in step 303 . The approximate expression f (A) is derived for each calculation cycle.
Step 305: Based on the approximate expression f (A) derived in step 304, a head absolute position f (Ac) at a predetermined acceleration Ac is calculated, and a position obtained by subtracting a predetermined value Xc from the head absolute position f (Ac) Is a headrest target position Xtrgt (see Formula 1).

Figure 0004404915
Figure 0004404915

ステップ３０６：ステップ３０５で算出したヘッドレスト目標位置Xtrgtの最大値を、Xabs-C（ここでCは一定の値）に制限することで、ヘッドレストが頭部に当たるのを防ぐ。
ステップ３０７：乗員によるシートポジションの変更、シートベルトの着脱、ドアオープンを検出したとして、ステップ３０３で得られた頭部絶対位置Xabsと加速度Aの分布特性をリセットする。
ステップ３０８：乗員によるシートポジションの変更、シートベルトの着脱、ドアオープンを検出したとして、ヘッドレスト目標位置Xtrgtを０とする。 Step 306: By limiting the maximum value of the headrest target position Xtrgt calculated in Step 305 to Xabs-C (where C is a constant value), the headrest is prevented from hitting the head.
Step 307: Reset the distribution characteristics of the head absolute position Xabs and acceleration A obtained in step 303, assuming that the seat position change, seat belt attachment / detachment, and door open are detected by the occupant.
Step 308: The headrest target position Xtrgt is set to 0, assuming that the seat position change by the passenger, the attachment / detachment of the seat belt, and the door open are detected .

実施の形態２．
この発明における請求項５、請求項６に係る実施の形態について説明する。この実施の形態２における車両用乗員保護装置の構成は実施の形態１に示す装置と同じである。図５は本実施の形態に係る、図２のステップ２１１(ヘッドレストアクチュエータ制御処理)の詳細を説明するためのフローチャートであり、符号５０１〜５０３は各処理ステップを示している。 Embodiment 2. FIG.
Embodiments according to claims 5 and 6 of the present invention will be described. The configuration of the vehicle occupant protection device in the second embodiment is the same as the device shown in the first embodiment. FIG. 5 is a flowchart for explaining details of step 211 (headrest actuator control processing) of FIG. 2 according to the present embodiment, and reference numerals 501 to 503 denote the respective processing steps.

ステップ５０１：ステップ２１０（図２参照）で判定した走行状態判定結果より、当該車両が減速中と判定した場合は、ステップ５０２へ進み、それ以外の場合はヘッドレストアクチュエータ制御処理を終了する。
ステップ５０２：下記の式２を満たす場合、すなわちヘッドレストが頭部に当たらない場合のみステップ５０３へ進み、それ以外の場合はヘッドレストアクチュエータ制御処理を終了する。 Step 501: If it is determined that the vehicle is decelerating based on the traveling state determination result determined in Step 210 (see FIG. 2), the process proceeds to Step 502; otherwise, the headrest actuator control process is terminated.
Step 502: Only when the following formula 2 is satisfied, that is, when the headrest does not hit the head, the process proceeds to Step 503. Otherwise, the headrest actuator control process is terminated.

Figure 0004404915
Figure 0004404915

ステップ５０３：ステップ２０９（図２参照）で算出したヘッドレスト偏差Dに基づき、ヘッドレストアクチュエータに対して、アクチュエータ作動指示信号を出力する。   Step 503: Based on the headrest deviation D calculated in step 209 (see FIG. 2), an actuator operation instruction signal is output to the headrest actuator.

一般的に車両の減速時は、後方車両が追突する可能性が高くなるが、本実施の形態では、当該車両の加速度から走行状態を予測し、減速走行と判断した場合にヘッドレストを目標位置まで移動させることによって、後方から追突された時の乗員の頸部損傷を低減させることができるとともに、頭部絶対位置とヘッドレスト目標位置からヘッドレストが頭部に当たらない場合のみヘッドレストアクチュエータを作動させるため、乗員に煩わしさを感じさせない車両用乗員保護装置を実現することができる。   In general, when a vehicle decelerates, the possibility of a rear vehicle colliding increases, but in this embodiment, when the traveling state is predicted from the acceleration of the vehicle and it is determined that the vehicle is decelerating, the headrest is moved to the target position. By moving it, it is possible to reduce the neck damage of the occupant when rear-end collision from behind, and to operate the headrest actuator only when the headrest does not hit the head from the absolute head position and the headrest target position, A vehicle occupant protection device that does not make the occupant feel bothersome can be realized.

実施の形態３．
本発明における請求項８〜請求項１２に係る実施の形態について説明する。本実施の形態における車両用乗員保護装置の構成を図６に示す。この装置の構成要素は次の通りである。 Embodiment 3 FIG.
Embodiments according to claims 8 to 12 of the present invention will be described. The configuration of the vehicle occupant protection device in the present embodiment is shown in FIG. The components of this device are as follows.

車両の速度を検出する車速検出手段６０１、車両の加速度を検出する加速度検出手段６０２、車速検出手段６０１で検出した車速Vと、加速度検出手段６０２で検出した加速度Aとから、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段６０３、ヘッドレストに対する乗員の頭部の相対位置を検出する頭部相対位置検出手段６０４、走行状態判定手段６０３で判定した走行状態判定結果から、頭部とヘッドレスト間の目標間隔を算出する目標間隔算出手段６０５、頭部相対位置検出手段６０４で検出した頭部相対位置と、目標間隔算出手段６０５で算出した目標間隔とから、ヘッドレストの位置偏差（以下ヘッドレスト偏差と呼ぶ）を算出するヘッドレスト偏差算出手段６０６、ヘッドレスト偏差算出手段６０６で算出したヘッドレスト偏差に基づき、アクチュエータ作動指示信号を出力するヘッドレストアクチュエータ制御手段６０７、ヘッドレストアクチュエータ制御手段６０７が出力したアクチュエータ作動指示信号によって作動するヘッドレストアクチュエータ６０８からなる。   From the vehicle speed detecting means 601 for detecting the speed of the vehicle, the acceleration detecting means 602 for detecting the acceleration of the vehicle, the vehicle speed V detected by the vehicle speed detecting means 601, and the acceleration A detected by the acceleration detecting means 602, the running state of the vehicle is determined. The target distance between the head and the headrest is determined based on the traveling state determination unit 603, the head relative position detection unit 604 that detects the relative position of the occupant's head relative to the headrest, and the traveling state determination result determined by the traveling state determination unit 603. The headrest position deviation (hereinafter referred to as headrest deviation) is calculated from the head relative position detected by the target interval calculation means 605 and the head relative position detection means 604 and the target interval calculated by the target interval calculation means 605. Based on the headrest deviation calculated by the headrest deviation calculating means 606 and the headrest deviation calculating means 606 to be calculated. Consists headrest actuator control unit 607, a headrest actuator 608 headrest actuator control unit 607 is operated by the actuator operation instruction signal output for outputting an actuator operation instruction signal.

図７は、図６に示す車両用乗員保護装置内で実行される処理を説明するためのフローチャートで、符号７０１〜７０９は各処理ステップを示している。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the processing executed in the vehicle occupant protection apparatus shown in FIG.

ステップ７０１：ＲＡＭ初期化処理により、後述の変数(V、A、Strgt、Xrel、D)を初期化する。
ステップ７０２：本フローチャートの演算周期を２０ｍｓに制御するためのステップ。前回の実行周期から２０ｍｓ経過するまで本ステップに待機し、２０ｍｓが経過すればステップ７０３へ進む。
ステップ７０３：車速検出手段６０１で検出した車速Vを取得する。
ステップ７０４：加速度検出手段６０２で検出した加速度Aを取得する。
ステップ７０５：ステップ７０３で検出した車速Vと、ステップ７０４で検出した加速度Aから、走行状態を判定する。ここで走行状態とは、具体的には、車両の加速走行状態、定速走行状態、減速走行状態のいずれかである。
ステップ７０６：ステップ７０５で判定した走行状態判定結果に基づき、頭部とヘッドレスト間の目標間隔Strgtを算出する。
ステップ７０７：頭部相対位置検出手段６０４で検出した頭部相対位置Xrelを取得する。
ステップ７０８：ステップ７０７で取得した頭部相対位置Xrelと、ステップ７０６で算出した目標間隔Strgtに基づき、ヘッドレスト偏差Dを算出する。
ステップ７０９：ステップ７０８で算出したヘッドレスト偏差Dと、ステップ７０５で判定した走行状態判定結果に基づき、アクチュエータ作動指示信号を出力する。 Step 701: Variables (V, A, Strgt, Xrel, D) described later are initialized by RAM initialization processing.
Step 702: Step for controlling the calculation cycle of this flowchart to 20 ms. This step waits until 20 ms elapses from the previous execution cycle, and proceeds to step 703 when 20 ms elapses.
Step 703: The vehicle speed V detected by the vehicle speed detection means 601 is acquired.
Step 704: The acceleration A detected by the acceleration detection means 602 is acquired.
Step 705: The running state is determined from the vehicle speed V detected in step 703 and the acceleration A detected in step 704. Here, the traveling state is specifically one of an acceleration traveling state, a constant speed traveling state, and a decelerating traveling state of the vehicle.
Step 706: Based on the traveling state determination result determined in step 705, a target interval Strgt between the head and the headrest is calculated.
Step 707: The head relative position Xrel detected by the head relative position detection means 604 is acquired.
Step 708: Based on the head relative position Xrel acquired in step 707 and the target interval Strgt calculated in step 706, a headrest deviation D is calculated.
Step 709: Based on the headrest deviation D calculated in step 708 and the traveling state determination result determined in step 705, an actuator operation instruction signal is output.

図８は、ステップ７０６(目標間隔算出処理)の詳細を説明するためのフローチャートで、符号８０１〜８０４は各処理ステップを示している。   FIG. 8 is a flowchart for explaining the details of step 706 (target interval calculation processing). Reference numerals 801 to 804 denote processing steps.

ステップ８０１：ステップ７０５で車両が減速中または減速停止後τ秒以内と判定した場合はステップ８０２に進み、それ以外の場合はステップ８０４に進む。また、所定値を超える加速場面と判定した場合において同様の処理を実施してもよい。
ステップ８０２：ステップ７０４で取得した加速度Aに基づき、所定距離Scを算出する。所定距離Scは、減速が終了した瞬間に頭部が車両後方に下がることで、ヘッドレストに頭部が触れるのを防ぐため、目標間隔Strgtに加算する値である。また、減速終了後の停止直後に、反動によって車両後方に移動する頭部の移動量は、加速度Aによって変化するため、所定距離Scを減速中の加速度Aによって変化させてもよい。また、この手法は、減速から停車する場面に限らず、所定の加速度を超える加速が終了した場面にも、同様に適用することができる。
ステップ８０３：通常走行時の目標間隔Sに所定距離Scを加算した間隔を目標間隔Strgtとして算出する。
ステップ８０４：減速停止後τ秒経過していれば、反動によって頭部が車両後方へ移動する可能性は低くなるため、目標間隔Strgtを通常走行時の値Sに戻す。また、所定の加速度を越える加速の終了後、τ秒経過した場合も同様の処理を実施する。 Step 801: If it is determined in step 705 that the vehicle is decelerating or within τ seconds after decelerating and stopping, the process proceeds to step 802. Otherwise, the process proceeds to step 804. Similar processing may be performed when it is determined that the acceleration scene exceeds a predetermined value.
Step 802: Based on the acceleration A acquired at step 704, a predetermined distance Sc is calculated. The predetermined distance Sc is a value to be added to the target interval Strgt in order to prevent the head from touching the headrest when the head is lowered rearward at the moment when deceleration is completed. Further, immediately after the stop after deceleration, the amount of movement of the head that moves rearward due to the reaction changes depending on the acceleration A. Therefore, the predetermined distance Sc may be changed depending on the acceleration A during deceleration. In addition, this technique is not limited to a scene where the vehicle stops after being decelerated, but can be similarly applied to a scene where acceleration exceeding a predetermined acceleration is completed.
Step 803: An interval obtained by adding the predetermined distance Sc to the target interval S during normal traveling is calculated as the target interval Strgt.
Step 804: If τ seconds have elapsed after deceleration stop, the possibility that the head moves backward due to the reaction is reduced, so the target interval Strgt is returned to the value S during normal driving. The same processing is also performed when τ seconds elapse after the acceleration exceeding the predetermined acceleration is completed.

この発明による車両用乗員保護装置は、車両追突時の乗員の保護に利用される。   The vehicle occupant protection device according to the present invention is used to protect an occupant during a vehicle rear-end collision.

この発明による車両用乗員保護装置の実施の形態１を示すブロック図である。1 is a block diagram showing Embodiment 1 of a vehicle occupant protection device according to the present invention. 実施の形態１で実行される処理を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining processing executed in the first embodiment. 実施の形態１のヘッドレスト目標位置算出処理を説明するためのフローチャートである。5 is a flowchart for explaining a headrest target position calculation process according to the first embodiment. 実施の形態１の頭部絶対位置と加速度との関係を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between an absolute head position and acceleration according to the first embodiment. この発明による車両用乗員保護装置の実施の形態２のヘッドレストアクチュエータ制御処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the headrest actuator control process of Embodiment 2 of the vehicle occupant protection device by this invention. この発明による車両用乗員保護装置の実施の形態３を示すブロック図である。It is a block diagram which shows Embodiment 3 of the passenger protection device for vehicles by this invention. 実施の形態３で実行される処理を説明するためのフローチャートである。10 is a flowchart for illustrating processing executed in the third embodiment. 実施の形態３の目標間隔算出処理を説明するためのフローチャートである。12 is a flowchart for illustrating target interval calculation processing according to the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０１、６０４：頭部相対位置検出手段、
１０２、６０２：加速度検出手段、
１０３、６０１：車速検出手段、
１０４ ：ヘッドセスト位置検出手段、
１０５ ：頭部絶対位置算出手段、
１０６ ：ヘッドレスト目標位置算出手段、
１０７、６０６：ヘッドレスト偏差算出手段、
１０８、６０３：走行状態判定手段、
１０９、６０７：ヘッドレストアクチュエータ制御手段、
１１０、６０８：ヘッドレストアクチュエータ。 101, 604: head relative position detection means,
102, 602: acceleration detection means,
103, 601: vehicle speed detection means,
104: Head set position detecting means,
105: Head absolute position calculating means,
106: Headrest target position calculating means,
107, 606: headrest deviation calculating means,
108, 603: Traveling state determination means,
109, 607: Headrest actuator control means,
110, 608: Headrest actuator.

Claims (5)

ヘッドレストに対する乗員の頭部の相対位置を検出する頭部相対位置検出手段と、自車両の加速度を検出または算出する加速度検出手段と、ヘッドレスト位置を検出するヘッドレスト位置検出手段と、頭部相対位置とヘッドレスト位置とから頭部絶対位置を算出する頭部絶対位置算出手段と、頭部絶対位置と自車両の加速度とからヘッドレスト目標位置を算出するヘッドレスト目標位置算出手段と、ヘッドレスト位置とヘッドレスト目標位置とからヘッドレストの位置偏差を算出するヘッドレスト偏差算出手段と、ヘッドレストの位置偏差に基づき、ヘッドレスト位置がヘッドレスト目標位置となるようにアクチュエータ作動指示信号を算出するヘッドレストアクチュエータ制御手段とを備え、前記ヘッドレスト目標位置算出手段は、自車両が少なくとも１回以上の加減速を行った後の頭部絶対位置と加速度との分布特性から、頭部絶対位置と加速度との関係を示す近似式を導出し、前記近似式に基づいて導出された所定加速度時の頭部絶対位置から、所定値差し引いた位置をヘッドレスト目標位置として算出するようにしたことを特徴とする車両用乗員保護装置。 Head relative position detection means for detecting the relative position of the head of the occupant with respect to the headrest, acceleration detection means for detecting or calculating the acceleration of the host vehicle, headrest position detection means for detecting the headrest position, and head relative position Head absolute position calculating means for calculating the head absolute position from the headrest position, headrest target position calculating means for calculating the headrest target position from the head absolute position and the acceleration of the host vehicle, the headrest position and the headrest target position, Headrest deviation calculating means for calculating the headrest position deviation from the headrest actuator control means for calculating an actuator operation instruction signal based on the headrest position deviation so that the headrest position becomes the headrest target position. calculating means, the vehicle An approximate expression indicating the relationship between the absolute position of the head and acceleration was derived from the distribution characteristics of the absolute position of the head and acceleration after at least one acceleration / deceleration, and was derived based on the approximate expression. A vehicle occupant protection device, wherein a position obtained by subtracting a predetermined value from a head absolute position at a predetermined acceleration is calculated as a headrest target position . 請求項１に記載の車両用乗員保護装置であって、前記ヘッドレスト目標位置算出手段は、乗員によるシートポジションの変更時、シートベルトの脱着時、またはドアオープン検出時に頭部絶対位置と加速度との分布特性をリセットするようにしたことを特徴とする車両用乗員保護装置。   2. The vehicle occupant protection device according to claim 1, wherein the headrest target position calculation means calculates a difference between the head absolute position and the acceleration when the occupant changes the seat position, when the seat belt is detached, or when a door open is detected. An occupant protection device for a vehicle, wherein the distribution characteristics are reset. 請求項１に記載の車両用乗員保護装置であって、前記ヘッドレストアクチュエータ制御手段は、自車両の加速度に基づき、自車両が減速中と判定した場合のみヘッドレストアクチュエータを作動させるようにしたことを特徴とする車両用乗員保護装置。   2. The vehicle occupant protection device according to claim 1, wherein the headrest actuator control means operates the headrest actuator only when it is determined that the host vehicle is decelerating based on the acceleration of the host vehicle. A vehicle occupant protection device. 請求項１に記載の車両用乗員保護装置であって、前記ヘッドレストアクチュエータ制御手段は、自車両の加速度に基づき、自車両が減速中と判定し、かつ頭部絶対位置とヘッドレスト目標位置とを比較して、ヘッドレストが頭部に当たらない場合のみヘッドレストアクチュエータを作動させるようにしたことを特徴とする車両用乗員保護装置。   2. The vehicle occupant protection device according to claim 1, wherein the headrest actuator control means determines that the host vehicle is decelerating based on the acceleration of the host vehicle, and compares the head absolute position with the headrest target position. The vehicle occupant protection device is characterized in that the headrest actuator is operated only when the headrest does not hit the head. 請求項１に記載の車両用乗員保護装置であって、前記ヘッドレスト目標位置算出手段は、頭部にヘッドレストが当たらないように制限してヘッドレスト目標位置を算出するようにしたことを特徴とする車両用乗員保護装置。   2. The vehicle occupant protection device according to claim 1, wherein the headrest target position calculation means calculates the headrest target position by limiting the headrest so that the headrest does not hit the head. Occupant protection device.
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