JP5239815B2 - Crew protection device - Google Patents
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Description
本発明は、乗員保護装置に関する。 The present invention relates to an occupant protection device.
従来より、乗員保護の観点から、車両の転覆を検知する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。かかる手法によれば、ロールレイトセンサで検出したロールレイトが閾値を越え、かつ、横方向加速度とロール角度との関係が判定領域内となった場合に、ロールオーバーと判定する。そして、車両の転覆が判定されると、例えば、頭部保護エアバッグ装置などの乗員保護手段が動作される。
ところで、特許文献1に開示された手法によれば、車両の運動状態に基づいてロールオーバーを判定し、乗員の体格差のばらつきに拘わらず乗員保護手段を一律に動作させている。しかしながら、転覆時の車両内での乗員の挙動は乗員の体格差のばらつきによって異なるため、乗員保護手段を適切なタイミングで動作させることができない可能性がある。
By the way, according to the technique disclosed in
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗員の体格差などに拘わらず、乗員保護手段を適切なタイミングで動作させることである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to operate the occupant protection means at an appropriate timing regardless of the physique difference of the occupants.
かかる課題を解決するために、本発明の乗員保護装置は、車両内における乗員の頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して乗員保護手段を動作させる。 In order to solve such a problem, the occupant protection device of the present invention provides occupant protection means corresponding to the timing at which the change of the displacement direction of the occupant head is determined based on the transition of the occupant head position in the vehicle. Make it work.
本発明によれば、頭部位置の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して乗員保護手段を動作せるので、体格差などに拘わらず個々の乗員について適切なタイミングで乗員保護手段を動作させることができる。これにより、乗員の保護を適切に図ることができる。 According to the present invention, since the occupant protection means is operated in response to the timing at which the change of the displacement direction of the head position is determined, the occupant protection means is operated at an appropriate timing for each occupant regardless of the physique difference. be able to. Thereby, a passenger | crew can be protected appropriately.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる乗員保護装置が適用された車両および当該車両に乗車する乗員の状態を示す説明図である。この乗員保護装置は、車両の転覆(本実施形態では、横転(ロールオーバー))時に、シートSに着座する乗員を保護する装置であり、特に、乗員空間を形成する車両構造体(例えば、センターピラーやサイドウインドウなど)への乗員頭部の接触を抑制する。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a vehicle to which an occupant protection device according to a first embodiment of the present invention is applied and a state of an occupant riding in the vehicle. This occupant protection device is a device that protects an occupant seated on the seat S when the vehicle rolls over (in this embodiment, rollover), and particularly a vehicle structure (for example, a center) that forms an occupant space. Suppresses occupant head contact with pillars and side windows.
ここで、本明細書では、車両の横方向に並ぶ一対のシートS(車両の進行方向を基準に右側に位置する右側シートSおよび左側に位置する左側シートS)およびこれに着座する乗員を識別するために、必要に応じて、ファーサイドおよびニアサイドという用語を用いる。ここで、ファーサイドは、ロールオーバー時(ロールオーバーの可能性があるようなシーンも含む)、車両の傾きの増加により車輪が浮き上がる側をいう。一方、ニアサイドは、ファーサイドとは逆側をいい、具体的には、ロールオーバー時、ファーサイドの車輪より長く車輪が接地し続ける側をいう。例えば、時計回りのロールオーバー時、具体的には、シートSに着座する乗員からみて車両が時計回りにロールする場合、右側シートSおよびそれに着座する乗員がニアサイドのシートSおよびニアサイドの乗員に該当し、左側シートSおよびそれに着座する乗員がファーサイドのシートSおよびファーサイドの乗員に該当する。 Here, in the present specification, a pair of seats S (a right seat S positioned on the right side and a left seat S positioned on the left side with respect to the traveling direction of the vehicle) and an occupant seated thereon are identified. Therefore, the terms far side and near side are used as necessary. Here, the far side means a side where the wheel is lifted by an increase in the inclination of the vehicle at the time of rollover (including a scene where there is a possibility of rollover). On the other hand, the near side refers to the side opposite to the far side. Specifically, the near side refers to the side where the wheel continues to come into contact with the ground at the time of rollover longer than the far side wheel. For example, at the time of clockwise rollover, specifically, when the vehicle rolls clockwise as viewed from the occupant seated on the seat S, the right seat S and the occupant seated on it correspond to the near-side seat S and the near-side occupant. The left seat S and the occupant seated thereon correspond to the far side seat S and the far side occupant.
図2は、乗員保護装置の構成を模式的に示す説明図である。この乗員保護装置は、シートSおよび車両構造体に設けられた各種のサポート部11〜16、シートベルト機構20と、サイドエアバッグユニット40と、制御部50(後述する図5参照)とを主体に構成されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the occupant protection device. This occupant protection device mainly includes a seat S and
シートSは、乗員の腰部から背中を支持するシートバックSbと、乗員の頭部を支持するヘッドレストShと、乗員の大腿部および尻部を支持するシートクッションScとで構成される。シートバックSbおよびシートクッションScには、骨格として機能するメインフレーム(図示せず)に固定された可動機構が内蔵されており、これにより、後述するようにシートバックSbおよびシートクッションScの一部を自在に可動することができる。なお、シートSの構成は、ニアサイドおよびファーサイドに拘わらず基本的な構成は同じとなっている。 The seat S includes a seat back Sb that supports the back from the occupant's waist, a headrest Sh that supports the head of the occupant, and a seat cushion Sc that supports the thigh and buttocks of the occupant. The seat back Sb and the seat cushion Sc have a built-in movable mechanism fixed to a main frame (not shown) that functions as a skeleton, so that a part of the seat back Sb and the seat cushion Sc will be described later. Can be moved freely. The basic configuration of the seat S is the same regardless of the near side and the far side.
ランバーサポート部11,12は、シートSに着座する乗員の腰部近傍であって、シートバックSbを構成する左右の側部領域にそれぞれ設けられている。シートバックSbの内部に収容されたメインフレームには、ランバーサポート部11,12と対応する位置に所定の角度範囲において前後方向に揺動可能に構成された可動フレームがそれぞれ設けられている。個々の可動フレームは、アクチュエータ55(後述する図5参照)が連結されており、このアクチュエータ55を駆動することにより、揺動動作する。この可動フレームは、通常状態(初期状態)において後方位置に設定されており、これを後方から前方へと動作させることにより、ランバーサポート部11,12が前方内側(乗員側)へと屈曲し、乗員の腰部近傍のサポート性能の向上を図ることができる。なお、このランバーサポート部11,12を動作させるアクチュエータ55は、電動モータといった可逆的に駆動する可逆式アクチュエータが採用されており、これにより、ランバーサポート部11,12も可逆的な動作として、前方内側へと動作した状態から通常状態へ復帰することができる。一方のランバーサポート部11は、シートバックSbの右側領域に配置されており、他方のランバーサポート部12は、シートバックSbの左側領域に配置されており、個々のランバーサポート部11,12は独立して動作することができる(例えば、図3参照)。このように個々のランバーサポート部11,12は、乗員の腰部の横方向への動きを可逆的に拘束する機能を備えている(ランバーサポート手段)。
The
サイサポート部13,14は、シートクッションScを構成する左右の側部領域にそれぞれ設けられている。シートクッションScの内部に収容されたメインフレームには、サイサポート部13,14と対応する位置に、所定の角度範囲において上下方向に揺動可能に構成された可動フレームがそれぞれ設けられている。個々の可動フレームは、アクチュエータ56(後述する図5参照)が連結されており、このアクチュエータ56を駆動することにより、揺動動作する。この可動フレームは、通常状態(初期状態)において下方位置に設定されており、これを下方から上方へと動作させることにより、シートクッションScのサイサポート部13,14が上方内側(乗員側)へと屈曲し、乗員の大腿部近傍のサポート性能の向上を図ることができる。なお、このサイポート部13,14を動作させるアクチュエータ56は、電動モータといった可逆的に駆動する可逆式アクチュエータが採用されており、これにより、サイサポート部13,14も可逆的な動作として、上方内側へと動作した状態から通常状態へ復帰することができる。一方のサイサポート部13は、シートクッションScの右側に配置されており、他方のサイサポート部14は、シートクッションScの左側に配置されており、個々のサイサポート部13,14は独立して動作することができる(例えば、図3参照)。このように個々のサイポート部13,14は、乗員の大腿部の横方向への動きを可逆的に拘束する機能を備えている(サイサポート手段)。
The rhino support
ニーサポート部15,16は、シートSに着座する乗員の膝部と対応する高さにおいて、互いに対向するような関係でドアおよびセンターコンソールのそれぞれに設けられている。個々のニーサポート部15,16は、乗員方向へと突出可能に構成されているとともに、図示しないアクチュエータ57(後述する図5参照)が連結されており、このアクチュエータ57を駆動することにより、乗員側へ向けて突出動作する。このニーサポート部15,16は、通常状態(初期状態)において、ドアのインナーパネルまたはセンターコンソールの面形状の一部を構成しており、乗員側へと動作することにより、乗員側へと突出する。これにより、ニーサポート部15,16の端面が乗員の膝部と当接することで、膝部近傍のサポート性能の向上を図ることができる。なお、このニーサポート部15,16を動作させるアクチュエータ57は、電動モータといった可逆的に駆動する可逆式アクチュエータが採用されており、これにより、ニーサポート部15,16も可逆的な動作として、乗員側へと突出した状態から通常状態へ復帰することができる。一方のニーサポート部15は、乗員を中心として右側に配置されており、他方のニーサポート部16は、乗員を中心として左側に配置されており、個々のニーサポート部15,16は独立して動作することができる(例えば、図3参照)。このように個々のニーサポート部15,16は、乗員の脚部の横方向への動きを可逆的に拘束する機能を備えている(ニーサポート手段)。
The
シートベルト機構20は、リトラクタ21と、ウエビング22とを主体に構成されている。リトラクタ21は、センターピラーの下端部に配置されており、このリトラクタ21の巻取軸(図示せず)には、ウエビング22の一方の端部が係止されている。また、ウエビング22の他方の端部は、センターピラーの上部に取り付けられたショルダアンカ23を経由して、フロア上のブラケットに固定的に取り付けられている。
The
ブラケット側のウエビング22の端部とショルダアンカ23との間には、タング25がウエビング22の延在方向に沿って移動可能に取り付けられている。シートSに着座した乗員(例えば、右側シートSの乗員)が、ウエビング22をリトラクタ21から引き出しつつ、タング25を自己の大腿部の上を左側から右側に通過させて、フロアに取り付けられているインナーバックル24に係合する。インナーバックル24とタング25とは着脱自在に係合することができる。これにより、ウエビング22は、リトラクタ21からショルダアンカ23、乗員の右肩、乗員の左腰、タング25、乗員の大腿を経由しブラケットに到達する。
A
リトラクタ21の巻取軸は、通常状態(初期状態)において、例えば、バネなどの付勢手段によって、ウエビング22を巻取収納するように回転力が付与されている。これにより、ウエビング22は、所定の引込量(基準引込量)でリトラクタ21側に引き込まれている。また、リトラクタ21の巻取軸は、ベルトアクチュエータ58(後述する図5参照)を駆動することによって、ウエビング22を巻取収納するように回転力を付与することができる。これにより、車両に一定以上の減速度が作用した場合、車両のロールオーバー時などには、ベルトアクチュエータ58によって通常時よりも大きな回転力を巻取軸に付与することで、基準引込量よりも大きな引込量でウエビング22をリトラクタ21側に引き込む。これにより、ウエビング22が引き出し困難となり、衝突時や急減速時、張力を与えたウエビング22により乗員の上体の動きが拘束される。
In the normal state (initial state), the retracting shaft of the
本実施形態において、ベルトアクチュエータ58は、例えば、電動モータなどの可逆的に駆動する可逆式アクチュエータと、火薬式プリテンショナーなどの非可逆的に駆動する非可逆式アクチュエータとで構成されている。非可逆式アクチュエータは、その性質上、可逆アクチュエータと比較して、瞬時に大きな回転力を巻取軸に付与することができるという特徴を有している。通常(例えば、車両に一定以上の減速度が作用するシーン)、ベルトアクチュエータ58としては、可逆式アクチュエータが主として駆動するが、瞬時に乗員を拘束するようなケース(例えば、ロールオーバー時)においは、非可逆式のアクチュエータが駆動する。
In the present embodiment, the
なお、以下、説明の便宜上、ベルトアクチュエータ58のうち可逆式アクチュエータを駆動する場合、シートベルト機構20を可逆式シートベルト機構20といい、ベルトアクチュエータ58のうち非可逆式アクチュエータを駆動する場合、シートベルト機構20を可逆式シートベルト機構20という。換言すれば、可逆式シートベルト機構20は、乗員を可逆的に拘束する機能を担っており(可逆式シートベルト手段)、非可逆式シートベルト機構20は、乗員を非可逆的に拘束する機能を担っている(非可逆式シートベルト手段)。
Hereinafter, for convenience of description, when driving a reversible actuator of the
車両のルーフパネルの前方中央には、バックミラー30が取り付けられている。図4に示すように、バックミラーは、ミラー(図示せず)が取り付けられたミラー本体31と、このミラー本体31の下端部に取り付けられたカメラステー32とで構成されている。カメラステー32には、一対のカメラ33が取り付けられており、一方のカメラ33は右側シートSに着座する乗員の頭部を、他方のカメラ33は左側シートSに着座する乗員の頭部を含む景色をそれぞれ撮像する。
A
サイドエアバッグユニット40は、インフレータなどの非可逆的に駆動するエアバッグアクチュエータ58(後述する図5参照)と、エアバッグ本体41とで構成されており、本実施形態では、車両のドア側、具体的には、サイドルーフレールSRにそれぞれ取り付けられたエアバッグユニットである(エアバッグ手段)。なお、図2,4では、右側シートS側のみにエアバッグユニット40が描かれているが、左シートS側のサイドルーフレール側にもサイドエアバッグユニット40は取り付けられている。
The
サイドルーフレールSRは、フロントピラー、センターピラーおよびリヤピラーの上部において前後方向に沿って延在している。サイドルーフレールSRには、概略コ字形状のカバー(図示せず)が設けられており、カバーの内部には、袋状のエアバッグ本体41が折畳まれた状態で収納されている。エアバッグ本体41の上部は、カバーの取付部材であるボルトなどによりカバーとともにサイドルーフレールSRに締結されている。エアバッグ本体41の後端部は、インフレータに対して接続されている。エアバッグ本体41は、通常、カバー内に収納されており、動作時には、インフレータが点火されて不活性ガスを発生することにより、このガス圧によって膨張展開する。エアバッグ本体41の膨張にともないカバーが下開きすると、エアバッグ本体41はサイドルーフレールSRからカーテン状に乗員と車体部材との間に展開する。このようにサイドエアバッグユニット40は、車両ドア側において非可逆的にエアバッグ本体41を展開する機能を担っている。
The side roof rail SR extends along the front-rear direction at the upper part of the front pillar, the center pillar, and the rear pillar. The side roof rail SR is provided with a substantially U-shaped cover (not shown), and a bag-
図5は、制御部50を中心とする乗員保護装置のブロック構成図である。制御部50としては、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。制御部50は、ROMに格納された制御プログラムに従い各種の演算を行い、これにより、各種アクチュエータ55〜59を制御し、各種サポート部11〜16、シートベルト機構20(可逆式および非可逆式シートベルト機構20)およびサイドエアバッグユニット40の状態を制御する。制御部50には、車両の運動状態などを検出する各種センサ51〜53からの情報が入力されている。
FIG. 5 is a block configuration diagram of the occupant protection device centered on the
シートセンサ51は、右側シートSおよび左側シートSのそれぞれに設けられており、乗員の着座の有無を検出する。シートセンサ51としては、シートクッションScに内蔵した圧力センサなどを用いることができる。ロールレイトセンサ52は、車両のロール方向の回転角速度(以下「ロールレイト」という)を検出するセンサである(運動状態検出手段)。なお、制御部50は、ロールレイトセンサ52から得られるロールレイトに基づいて、車両のロール角を特定することができる。なお、ロール角についてもジャイロなどのセンサを設けて検出してもよい。横加速度センサ53は、車両に作用する横方向(車幅方向)の加速度を検出するセンサである(運動状態検出手段)。
The
カメラ33は、それぞれのシートSに着座する乗員の頭部を含む景色を撮像する。これにより、カメラ33は、車両内における乗員の頭部位置を間接的に検出する(位置検出手段)。
The
本実施形態との関係において、制御部50は、カメラ33から入力される画像を画像処理し、これにより、車両内での乗員の頭部位置を特定(検出)する。制御部50は、検出される頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して乗員保護手段を動作させる(制御手段)。この乗員保護手段は、乗員空間を形成する車両構造体への乗員頭部の接触を抑制するものであり、本実施形態では、非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40がこれに該当する。
In relation to the present embodiment, the
また、制御部50は、ロール角、ロールレイトや横加速度といった車両の運動状態に基づいて、車両のロールオーバーを事前に予知する(予知手段)。この場合、制御部50は、車両のロールオーバーが予知された後に、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して乗員保護手段を動作させる。
Further, the
さらに、制御部50は、車両のロールオーバーを予知したタイミングにおいて拘束手段を動作させる。この拘束手段は、乗員の姿勢変化を拘束するものであり、本実施形態では、各種サポート部11〜16および可逆式シートベルト機構20がこれに該当する。
Further, the
図6は、本発明の第1の実施形態にかかる乗員保護処理の一連の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定周期毎に制御部50によって実行される。
FIG. 6 is a flowchart showing a series of procedures for the passenger protection processing according to the first embodiment of the present invention. The processing shown in this flowchart is executed by the
まず、ステップ1(S1)において、制御部50は、各種センサ51〜53によって検出されるセンサ値、および、カメラ33によって撮像される撮像画像を読み込む。この際、制御部50は、ロールレイトセンサ52によって検出されたロールレイトを時間積分することにより、車両のロール角を演算する。また、制御部50は、カメラ33から入力される画像を画像処理し、これにより、車両内での乗員の頭部位置を特定(検出)する。この乗員の頭部位置は、車両内の基準点(例えば、ヘッドレストSh)からの相対的な頭部の位置を示しており、車両の回転中心の内側への頭部移動を正とする。すなわち、ファーサイドの乗員は、車両中心方向へ頭部が移動すると、これが正の値として特定され、ニアサイドの乗員は、車両ドア側へ頭部が移動すると、これが正の値として特定される。
First, in step 1 (S1), the
ステップ2(S2)において、制御部50は、ステップ1において読み込まれたロール角およびロールレイトに基づいて、車両のロールオーバーを予知する。図7に示すように、制御部50は、車両がロールオーバーする可能性がある状況であるか(ロールオーバー領域(領域A))、それともロールオーバーする可能性がない状況であるか(非ロールオーバー領域(領域B))を、ロール角ArとロールレイトRrとの双方の関係から特定するためのマップを保持している。このマップは、種々のロール角ArとロールレイトRrとについて、両者の関係が継続した場合に、車両がロールオーバーするかそれともしないかを実験やシミュレーションを通じて計算することにより、ロールオーバー領域および非ロールオーバー領域の関係が規定したものであり、制御部50のROM内に保持されている。制御部50は、このマップを参照し、現在のロールレイトRrおよびロール角Arの相互の関係が領域Aに含まれる場合には、車両のロールオーバーを予知し、両者の関係が領域Bに含まれる場合には、ロールオーバーしないと予知する。なお、ロールオーバーの予知には、ロール角ArおよびロールレイトRrに加えて、横加速度を考慮することもできる。
In step 2 (S2), the
このステップ2において肯定判定された場合、すなわち、ロール角ArとロールレイトRrとの関係がロールオーバー領域Aに含まれる場合には、ステップ3(S3)に進む。一方、ステップ2において否定判定された場合、すなわち、ロール角ArとロールレイトRrとの関係が非ロールオーバー領域Bに含まれる場合には、本ルーチンを抜ける。なお、このステップ2において否定判定されたケースにおいて、後述するステップ4(S4)に示すサポート処理を行っている場合には、制御部50は、このサポート処理を終了させ拘束手段を初期状態に復帰させた上で、本ルーチンを抜ける。
If an affirmative determination is made in
ステップ3において、制御部50は、車両の運動状態を参照した上で、ロール方向を特定する。このロール方向の特定にともない、制御部50は、右側シートS側と、左側シートS側とのどちらがニアサイドまたはファーサイドに対応するかを特定することができる。以下、説明の便宜上、シートSに着座する乗員からみて車両が時計回りにロールするシーンを想定して説明を行う。この場合、右側シートSはニアサイドに該当し、左側シートSはファーサイドに該当する。
In step 3, the
ステップ4(S4)において、制御部50は、サポート処理を行う。このサポート処理は、乗員の姿勢変化を拘束することにより、乗員頭部の変位に生じる外乱を抑制するために行われる。具体的なサポート処理の内容としては、以下の処理が行われる。制御部50は、ランバーサポートアクチュエータ55に駆動信号を出力し、ランバーサポートアクチュエータ55を駆動する。ランバーサポートアクチュエータ55の駆動にともない、ランバーサポート部11,12が屈曲動作する。また、制御部50は、サイサポートアクチュエータ56に駆動信号を出力し、サイサポートアクチュエータ56を駆動する。サイサポートアクチュエータ56の駆動にともない、サイサポート部13,14が屈曲動作する。同様に、制御部50は、ニーサポートアクチュエータ57に駆動信号を出力し、ニーサポートアクチュエータ56を駆動する。ニーサポートアクチュエータ56の駆動にともない、ニーサポート部15,16が突出動作する。さらに、制御部50は、ベルトアクチュエータ58である電動モータ(可逆式アクチュエータ)に駆動信号を出力し、電動モータを駆動する。電動モータの駆動にともない、通常時よりも大きな回転力をリトラクタ21の巻取軸に付与することで、基準引込量よりも大きな引込量でウエビング22をリトラクタ21側に引き込む。なお、これらのサポート処理は、個々の乗員を基準として、ニアサイドに位置するサポート部11〜16のみを動作させればよく、必ずしも、両側のサポート部11〜16を動作させる必要はない。
In step 4 (S4), the
ステップ5(S5)において、制御部50は、シートセンサ51による検出結果に基づいて、右側シートSに乗員が着座しているか否かを判断する。このステップ5において肯定判定された場合には、ステップ6(S6)に進む。一方、このステップ5において否定判定された場合には、ステップ7(S7)に進む。
In step 5 (S5), the
ステップ6において、制御部50は、シートセンサ51による検出結果に基づいて、左側シートSに乗員が着座しているか否かを判断する。このステップ6において否定判定された場合には、ステップ8(S8)に進む。一方、このステップ6において否定判定された場合には、ステップ9(S9)に進む。
In step 6, the
ステップ7において、制御部50は、ファーサイドの左側シートSに乗員が着座していることを前提に、ファーサイドに関する乗員保護処理を行う。図8は、ファーサイドの乗員保護処理ルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ70(S70)において、制御部50は、カメラ33から出力された撮像画像に基づいて、ファーサイドに位置する乗員の頭部位置Xf(t)を検出する。
In
ステップ71(S71)において、制御部50は、現在検出された頭部位置Xf(t)と、過去に検出された頭部位置Xf(t−1)とが以下の関係式を満たすか否かを判断する。
In step 71 (S71), the
(数式1)
Xf(t)−Xf(t−1)≦0
数式1により、現在の頭部位置Xf(t)から、それよりも前のタイミングでの頭部位置Xf(t−1)を減算した値がゼロ以下であるかが判断される。この関係式によれば、ファーサイドの乗員の頭部位置Xfの推移に基づいて、図9に示すように、乗員頭部の変位方向の転換(反転)、すなわち、車両中央方向からドア側への転換が判断される。
(Formula 1)
Xf (t) −Xf (t−1) ≦ 0
From
このステップ71において肯定判定された場合、すなわち、頭部位置の変位方向の転換が判断された場合には、ステップ72(S72)に進む。一方、ステップ71において否定判定された場合、すなわち、頭部位置の変位方向に変化がない場合には、ステップ73(S73)に進む。
If an affirmative determination is made in
ステップ72において、制御部50は、ロールオーバーに対する乗員保護の観点から、左側シートSに関する非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40を動作させる。具体的には、制御部50は、ベルトアクチュエータ58である火薬式プリテンショナー(非可逆式アクチュエータ)に駆動信号を出力し、火薬式プリテンショナーを駆動する。火薬式プリテンショナーの駆動にともない、通常時よりも大きな回転力をリトラクタ21の巻取軸に瞬間的に付与することで、ウエビング22をリトラクタ21側に瞬間的にかつ所定期間だけ引き込む。火薬式プリテンショナーによるウエビング22の引込量は、サポート処理におけるそれよりも大きな値に設定されている。また、制御部50は、サイドエアバッグアクチュエータ59であるインフレータに駆動信号を出力し、インフレータを駆動する。インフレータの駆動にともない、サイドエアバッグユニット40のエアバッグ本体41が所定期間展開させられる。
In
ステップ73において、制御部50は、現在検出された頭部位置Xf(t)によって、過去用の頭部位置Xf(t−1)を更新する。
In step 73, the
再び、図6を参照するに、ステップ8において、制御部50は、ニアサイドの右側シートSに乗員が着座していることを前提に、ニアサイドに関する乗員保護処理を行う。図10は、ニアサイドの乗員保護処理ルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ80(S80)において、制御部50は、カメラ33から出力された撮像画像に基づいて、ニアサイドに位置する乗員の頭部位置Xn(t)を検出する。
Referring to FIG. 6 again, in step 8, the
ステップ81(S81)において、制御部50は、現在検出された頭部位置Xn(t)と、過去に検出された頭部位置Xn(t−1)とが以下の関係式を満たすか否かを判断する。
In step 81 (S81), the
(数式2)
Xn(t)−Xn(t−1)<0
数式1によれば、現在の頭部位置Xn(t)から、それよりも前のタイミングでの頭部位置Xn(t−1)を減算した値がゼロよりも小さいかが判断される。この関係式によれば、ファーサイドの乗員の頭部位置Xnの推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換、すなわち、ドア方向から車両中央方向への転換が判断される。
(Formula 2)
Xn (t) -Xn (t-1) <0
According to
このステップ81において肯定判定された場合、すなわち、頭部位置の変位方向の転換が判断された場合には、ステップ82(S82)に進む。一方、ステップ81において否定判定された場合、すなわち、頭部位置の変位方向に変化がない場合には、ステップ83(S83)に進む。
If an affirmative determination is made in
ステップ78において、制御部50は、ロールオーバーに対する乗員保護の観点から、右側シートSに関する非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40を動作させる。具体的には、制御部50は、ベルトアクチュエータ58である火薬式プリテンショナー(非可逆式アクチュエータ)に駆動信号を出力し、火薬式プリテンショナーを駆動する。火薬式プリテンショナーの駆動にともない、通常時よりも大きな回転力をリトラクタ21の巻取軸に瞬間的に付与することで、ウエビング22をリトラクタ21側に瞬間的にかつ所定期間だけ引き込む。火薬式プリテンショナーによるウエビング22の引込量は、サポート処理におけるそれよりも大きな値に設定されている。また、制御部50は、サイドエアバッグアクチュエータ59であるインフレータに駆動信号を出力し、インフレータを駆動する。インフレータの駆動にともない、サイドエアバッグユニット40のエアバッグ本体41が所定期間展開させられる。
In step 78, the
ステップ83において、制御部50は、現在検出された頭部位置Xn(t)によって、過去用の頭部位置Xn(t−1)を更新する。
In step 83, the
再び、図6を参照するに、ステップ8において、制御部50は、ロールオーバーに対する乗員保護の観点から、左側シートSに関する非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40、および、右側シートSに関する非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40をそれぞれ動作させる。ファーサイドおよびニアサイドに関する個々の処理は、ステップ7,8に示す処理が並列的に行われる。
Referring again to FIG. 6, in step 8, the
図11は、ファーサイドの乗員の頭部位置Xfの推移を示すタイミングチャートである。同図において、(a)は、乗員の頭部位置Xfの経時的な推移を示しており、車両中央方向へ頭部が変位した場合にその位置が正の値で示されている。(b)は、ロールレイトRrの推移を示し、(c)は、ロール角Arの推移を示す。また、(d)は、乗員保護処理における非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40の動作タイミングを示す。
FIG. 11 is a timing chart showing the transition of the head position Xf of the occupant on the far side. In the same figure, (a) shows a time-dependent transition of the occupant's head position Xf, and when the head is displaced toward the center of the vehicle, the position is shown as a positive value. (B) shows the transition of the roll rate Rr, and (c) shows the transition of the roll angle Ar. Further, (d) shows the operation timing of the irreversible
同図に示すように、旋回などにともなって車両がロールすると、ファーサイドの乗員の頭部は、遠心力によって車両中央方向に移動する。そして、タイミングTssにおいて、ロールオーバーが予知されると、サポート処理が実行される。なお、このタイミングでは、非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40による乗員保護処理は実行されない。つぎに、車両がロールオーバーすると、乗員の頭部が逆方向(ドア方向)へと向かう。この際、乗員の頭部位置の変位方向の転換が判断される。そして、このタイミングTsoにおいて、非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40による乗員保護処理が実行され、ウエビング22による拘束およびエアバッグ本体41の展開がタイミングTenまで所定期間まで継続される。これにより、車両構造体と乗員頭部との接触が抑制される。
As shown in the figure, when the vehicle rolls with turning or the like, the head of the far-side occupant moves toward the center of the vehicle by centrifugal force. When rollover is predicted at timing Tss, support processing is executed. At this timing, the occupant protection process by the irreversible
図12は、ニアサイドの乗員の頭部位置Xnの推移を示すタイミングチャートである。同図において、(a)は、乗員の頭部位置Xnの経時的な推移を示しており、ドア方向への頭部が変位した場合にその位置が正の値で示されている。(b)は、ロールレイトRrの推移を示し、(c)は、ロール角Arの推移を示す。また、(d)は、乗員保護処理における非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40の動作タイミングを示す。
FIG. 12 is a timing chart showing the transition of the head position Xn of the near-side occupant. In the figure, (a) shows a time-dependent transition of the occupant's head position Xn, and when the head is displaced in the door direction, the position is shown as a positive value. (B) shows the transition of the roll rate Rr, and (c) shows the transition of the roll angle Ar. Further, (d) shows the operation timing of the irreversible
同図に示すように、旋回などにともなって車両がロールすると、ニアサイドの乗員の頭部は、遠心力によってドア方向に移動し、その後、その移動はドアによって制限される。そして、タイミングTssにおいて、ロールオーバーが予知されると、サポート処理が実行される。なお、このタイミングでは、非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40による乗員保護処理は実行されない。つぎに、車両がロールオーバーすると、乗員の頭部が逆方向(車両中央方向)に向かう。これにより、乗員の頭部位置の変位方向の転換が判断される(ポイントP1)。そして、このタイミングTsoにおいて、非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40による乗員保護処理が実行される。また、ポイントP1移行、乗員の頭部は、車両中央方向へと変位するものの、その後、車両のルーフが接地する前に再度ドア側へと変位する。乗員保護処理により、ウエビング22による拘束およびエアバッグ本体41の展開がタイミングTenまで所定期間まで継続され、これにより、車両構造体と乗員頭部との接触が抑制される。
As shown in the figure, when the vehicle rolls with turning or the like, the head of the near-side occupant moves in the direction of the door by centrifugal force, and then the movement is restricted by the door. When rollover is predicted at timing Tss, support processing is executed. At this timing, the occupant protection process by the irreversible
図13は、ファーサイドの乗員の頭部位置Xfの推移を示すタイミングチャートである。同図に示す各パラメータは、図11に示すそれと同じであるが、同図ではロールオーバーが予知されたものの、その後、ロールオーバーが回避されたシーンのタイミングチャートが示されている。 FIG. 13 is a timing chart showing the transition of the head position Xf of the occupant on the far side. Each parameter shown in the figure is the same as that shown in FIG. 11, but in this figure, although a rollover is predicted, a timing chart of a scene where the rollover is avoided is shown.
同図に示すように、旋回などにともない車両がロールすると、ファーサイドの乗員は、遠心力により、頭部が車両中央方向へと移動する。そして、タイミングTssにおいて、車両の運動状態に基づいてロールオーバーが予知されると、サポート処理が実行される。なお、このタイミングでは、非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40による乗員保護処理は実行されない。つぎに、車両のロールオーバーが回避されると、ロールレイトRrおよびロール角Arが低下し、両者の関係が非ロールオーバー領域B(図7参照)に遷移する。この場合、制御部50は、サポート処理を中止し、拘束手段である各種サポート部11〜16および可逆式シートベルト機構20を拘束状態から通常状態(非拘束状態)へと復帰させることとなる。
As shown in the figure, when the vehicle rolls as the vehicle turns, the far-side occupant moves its head toward the center of the vehicle by centrifugal force. When the rollover is predicted based on the vehicle motion state at the timing Tss, the support process is executed. At this timing, the occupant protection process by the irreversible
このように本実施形態によれば、乗員保護装置は、車両内での乗員の頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定する。そして、この判定タイミングに対応して乗員保護手段である非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40を動作させる。具体的には、非可逆式シートベルト機構20により乗員のシートSへの拘束力がさらに高めるとともに、エアバッグ本体41が展開させられる。
Thus, according to the present embodiment, the occupant protection device determines the change of the displacement direction of the occupant head based on the transition of the occupant head position in the vehicle. Then, the irreversible
従来の手法では、ロールレイトおよびロール角度に基づいてロールオーバーを予知し(図11〜13に示すタイミングTss)、そして、この予知タイミングに対応して乗員保護手段を動作させていた。しかしながら、本実施形態では、この動作タイミングが、頭部位置の変位方向が転換するタイミングまで遅らされる。このため、動作開始タイミングから車両ルーフが接地するまでの時間、すなわち、乗員保護手段の動作期間を短縮することができる。これにより、インフレータなどの非可逆式アクチュエータを小型化することが可能となる。 In the conventional method, rollover is predicted based on the roll rate and roll angle (timing Tss shown in FIGS. 11 to 13), and the occupant protection means is operated in accordance with this prediction timing. However, in this embodiment, this operation timing is delayed until the timing at which the displacement direction of the head position changes. For this reason, the time from the operation start timing until the vehicle roof contacts the ground, that is, the operation period of the occupant protection means can be shortened. This makes it possible to reduce the size of an irreversible actuator such as an inflator.
また、ロールオーバー時の乗員の頭部挙動は、乗員の身長などの体格差によって異なる可能性がある。図11の実線、破線および一点鎖線で示すように、頭部位置の変化の相対量は体格差によって相違するものの、その変位は同様の傾向を示す。そのため、頭部位置の推移をモニタリングすることで、個々の乗員について、転換タイミングを適切に特定することができる。これにより、乗員の体格差に拘わらず、乗員頭部が車両構造体へ向かって変位するタイミングを判定することが可能となり、適切なタイミングで乗員保護手段を動作させることができる。そのため、乗員の保護を適切に図ることができる。なお、図11において、実線は、平均的な体格を有する乗員の頭部位置の推移を示し、破線は、それよりも身長が高い乗員の頭部位置の推移を示し、一点鎖線は、それよりも身長が低い乗員の頭部位置の推移を示している。 In addition, the head behavior of the occupant during the rollover may vary depending on the physique difference such as the height of the occupant. As indicated by the solid line, the broken line, and the alternate long and short dash line in FIG. 11, the relative amount of change in the head position differs depending on the physique difference, but the displacement shows the same tendency. Therefore, by monitoring the transition of the head position, it is possible to appropriately specify the conversion timing for each occupant. Thereby, it becomes possible to determine the timing at which the occupant head is displaced toward the vehicle structure regardless of the physique difference of the occupant, and the occupant protection means can be operated at an appropriate timing. Therefore, it is possible to appropriately protect the occupant. In addition, in FIG. 11, a continuous line shows transition of the head position of an occupant having an average physique, a broken line shows transition of the head position of an occupant having a height higher than that, and a one-dot chain line indicates Also shows the transition of the head position of passengers with short stature.
また、頭部位置の転換をベースに乗員保護手段を動作させているので、ロールオーバーの予知がなされたが実際にはロールオーバーが回避されたようなケースにおいては、乗員保護手段の動作も回避される。これにより、不要な動作を抑制することができるので、信頼性の向上を図ることができる。また、乗員保護手段として非可逆式シートベルト機構20およびサイドエアバッグユニット40の動作は、非可逆式アクチュエータ(火薬式プリテンショナーやインフレータ)を駆動する。非可逆式アクチュエータは、可逆式のアクチュエータとは異なり、一度使用すると初期状態へと復帰しない構成を採用している。そのため、頭部位置の転換をベースに判断することで、実際にはロールオーバーが回避されたといったシーンでは、非可逆式アクチュエータの駆動が回避される。これにより、非可逆式アクチュエータの交換にともなう修理や、その修理費が嵩むといった事態を抑制することができる。
In addition, since the occupant protection means is operated based on the change of the head position, in the case where the rollover is predicted but the rollover is actually avoided, the occupant protection means is also avoided. Is done. As a result, unnecessary operations can be suppressed, and reliability can be improved. Moreover, the operation | movement of the
また、本実施形態において、乗員保護装置は、車両のロールオーバーが予知されたタイミングにおいて、拘束手段を動作させる。具体的には、可逆式シートベルト機構20により乗員のシートSへの拘束力が通常時よりも高められ、各種のサポート部11〜16により腰部、大腿部および膝部が拘束され、これにより、乗員の姿勢変化が拘束される。
In the present embodiment, the occupant protection device operates the restraining means at the timing when the vehicle rollover is predicted. Specifically, the restraining force of the occupant on the seat S is increased more than usual by the reversible
かかる構成によれば、ウエビング52により乗員をシートSに拘束することで乗員の前方移動が抑制される。これにより、乗員の左右方向の移動をより顕著にさせることができる。また、ランバーサポート部11,12により、図14(a)のS1で示すように、乗員の腰部の横滑りによる車両中央側への移動が抑制される。これにより、乗員の上体部が腰部を中心に回転し易くなり、乗員頭部の左右方向の移動をより顕著にさせることができる(図14(b)参照)。そのため、乗員頭部の変位方向の転換をより精度よく検出することが可能となる。また、乗員の大腿部を保持するサイサポート部13,14、乗員の下肢部を保持するニーサポート部15,16を併用することで、乗員の上体部の回転挙動がより増幅され、それにともない乗員頭部の左右方向への移動がより顕在化する。これにより、乗員頭部の転換をさらにより精度よく検出することが可能となる。
According to this configuration, the occupant is restrained from moving forward by restraining the occupant to the seat S by the
また、本実施形態では、個々の拘束手段が、可逆式のアクチュエータを用いることにより、ロールオーバー予知後、ロールオーバーが回避されたケースでは、拘束状態から非拘束状態へと復帰させることができる。 Moreover, in this embodiment, by using a reversible actuator, each restraining means can return from the restrained state to the unconstrained state in a case where rollover is avoided after predicting rollover.
また、本実施形態によれば、乗員保護装置は、ファーサイドの乗員と、ニアサイドの乗員とに対して、別々のロジックにより頭部位置の変位方向の転換を判定している。かかる構成によれば、乗員毎の頭部挙動に着目して転換を判断することができるので、適切なタイミングで乗員保護手段を動作させることができる。 Further, according to the present embodiment, the occupant protection device determines the change of the displacement direction of the head position by using different logics for the far-side occupant and the near-side occupant. According to such a configuration, it is possible to determine the change by paying attention to the head behavior of each occupant, so that the occupant protection means can be operated at an appropriate timing.
なお、本実施形態では、ニアサイドの乗員については、数式2に示す条件を具備する場合に、転換を判断しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図12に示すようにポイントP2のタイミングで転換を判定してもよい。ニアサイド側の乗員の頭部挙動は、ドア側から車両中央に変位するとともに、車両のルーフが設定する前に再度ドア側へと変位する。そこで、この車両中央からドア側への転換タイミングにおいて乗員保護手段を動作させてもよい。また、ファーサイドと同様に、数式1に示す条件に基づいて、図12に示すようにポイントP3のタイミングで転換を判断してもよい。かかるタイミングは、ポイントP1に示すタイミングよりも乗員保護手段の動作開始が早くなるものの、乗員の体格差等に応じて動作タイミングを設定することができるというメリットがある。そのため、従来手法のようにロールオーバーの予知タイミングで一律に動作タイミングを設定する手法と比較して、動作タイミングを適切に判断することができる。
In the present embodiment, the near-side occupant is determined to change when the condition shown in
(第2の実施形態)
第2の実施形態にかかる乗員保護装置が、第2の実施形態のそれと相違する点は、頭部位置の変位方向の転換を判定する手法である。なお、乗員保護装置のシステム構成および乗員保護処理の手順等については第1の実施形態と同様であり、以下、相違点を中心に説明を行う。
(Second Embodiment)
The point that the occupant protection device according to the second embodiment differs from that of the second embodiment is a method for determining the change of the displacement direction of the head position. The system configuration of the occupant protection device, the procedure of the occupant protection process, and the like are the same as those in the first embodiment, and the following description will focus on differences.
図15は、第2の実施形態にかかる頭部位置の転換判定の説明図である。本実施形態において、制御部50は、頭部の変位速度に基づいて、その転換を反転する。具体的には、制御部50は、頭部位置Xfの経時的な推移に基づいて、その移動量を時間微分することにより、頭部の移動速度Vxfを算出する。そして、この移動速度Vxfが概ねゼロと見なせる程度の閾値Δd以下である場合に、頭部位置の変位方向の転換を判定する。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a head position change determination according to the second embodiment. In the present embodiment, the
かかる構成によれば、頭部の移動速度Vxfに基づいて転換を判定することにより、乗員頭部の移動軌跡において転換時付近または極小値付近の尖鋭さが小さいときでも、転換を有効に検出することが可能となる。また、乗員頭部が転換するタイミングの前に、乗員頭部の転換を検知することが可能となる。 According to this configuration, by determining the conversion based on the moving speed Vxf of the head, even when the sharpness near the time of conversion or near the minimum value is small in the movement trajectory of the occupant's head, the conversion is detected effectively. It becomes possible. In addition, it is possible to detect the change of the occupant head before the timing at which the occupant head changes.
なお、本実施形態では、ニアサイドの乗員の頭部位置の転換の判断では、図12に示すポイントP2を転換と判断することが好ましい。頭部の移動速度Vxfを判断パラメータとして用いる本実施形態では、このような判定も容易に行うことができる。 In this embodiment, it is preferable to determine that the point P2 shown in FIG. In the present embodiment using the head moving speed Vxf as a determination parameter, such a determination can also be easily performed.
また、第1および第2の実施形態では、乗員保護手段であるエアバッグ手段がサイドルーフレールSRに取り付けられたエアバッグユニットである例を説明した。しかしながら、本発明におけるエアバッグ手段は、これに限ることなく、例えば、ドア、シートおよびボディサイド等に取り付けられて、乗員側部と車体部材(車両構造体)との間に膨張展開するサイドエアバッグなであってもよい。また、エアバッグ手段は、シートベルト、ステアリングホィールおよびダッシュボード等に取り付けられて、乗員前部と車体部材(車両構造体)との間に膨張展開するフロントエアバッグも含み、乗員と車体部材との当接を抑制し、乗員の慣性力を吸収するとともに、乗員周辺で膨張することで乗員が慣性力で車外放出されるのを抑制するものを指している。 In the first and second embodiments, the example in which the airbag means that is the occupant protection means is an airbag unit attached to the side roof rail SR has been described. However, the airbag means in the present invention is not limited to this, and is, for example, a side air that is attached to a door, a seat, a body side, and the like and inflates and deploys between an occupant side portion and a vehicle body member (vehicle structure). It may be a bag. The airbag means includes a front airbag that is attached to a seat belt, a steering wheel, a dashboard, and the like and inflates and deploys between the front of the occupant and the vehicle body member (vehicle structure). Is restrained from being released from the vehicle by inertial force by inflating around the occupant and absorbing the inertial force of the occupant.
S…シート
11,12…ランバーサポート部
13,14…サイサポート部
15,16…ニーサポート部
20…シートベルト機構
21…リトラクタ
22…ウエビング
23…ショルダアンカ
24…インナーバックル
25…タング
30…バックミラー
31…ミラー本体
32…カメラステー
33…カメラ
40…サイドエアバッグユニット
41…エアバッグ本体
50…制御部
51…シートセンサ
52…ロールレイトセンサ
53…横加速度センサ
55…ランバーサポートアクチュエータ
56…サイサポートアクチュエータ
56…ニーサポートアクチュエータ
57…ニーサポートアクチュエータ
58…エアバッグアクチュエータ
58…ベルトアクチュエータ
S ...
Claims (7)
乗員空間を形成する車両構造体と乗員頭部との接触を抑制する乗員保護手段と、
前記位置検出手段によって検出される頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して前記乗員保護手段を動作させる制御手段と
を有することを特徴とする乗員保護装置。 Position detecting means for detecting the position of the head of an occupant in the vehicle;
Occupant protection means for suppressing contact between the vehicle structure forming the occupant space and the occupant head;
Control means for operating the occupant protection means in response to a timing at which the change of the displacement direction of the occupant head is determined based on the transition of the head position detected by the position detection means. Crew protection device.
前記運動状態検出手段によって検出された車両の運動状態に基づいて、車両の転覆を事前に予知する予知手段とをさらに有し、
前記制御手段は、前記予知手段によって車両の転覆が予知されて、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して前記乗員保護手段を動作させることを特徴とする請求項1に記載された乗員保護装置。 Motion state detection means for detecting the motion state of the vehicle;
Based on the motion state of the vehicle detected by the motion state detection means, further comprising prediction means for predicting inversion of the vehicle in advance,
The said control means operates the said passenger | crew protection means according to the timing when the overturn of the vehicle was predicted by the said prediction means, and the change of the displacement direction of the passenger | crew's head was determined. Occupant protection device.
前記制御手段は、前記予知手段によって車両の転覆が予知されたタイミングにおいて、前記拘束手段を動作させることを特徴とする請求項2に記載された乗員保護装置。 It further has a restraining means for restraining the posture change of the occupant,
The occupant protection device according to claim 2, wherein the control means operates the restraining means at a timing when the overturning of the vehicle is predicted by the prediction means.
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