JP6098460B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員保護装置に関する。

従来、エアバッグを有する車両がある。例えば、特許文献１には、車両衝突を回避できないか否かを判定する衝突判定手段と、衝突判定手段が衝突を回避できないと判定したときに、ステアリングと運転者の顔との間の距離に基づいて運転席の位置および／またはステアリングの位置を移動させる制御手段と、を備える車両デバイス制御装置の技術が開示されている。

特開２０１０−１００１４２号公報

乗員に対するエアバッグの保護性能を適切に発揮させることについて、なお改良の余地がある。例えば、エアバッグが、乗員の着座するシートよりも車両前方側の位置から車両後方側に向けて展開するものである場合、乗員の位置がエアバッグの展開方向に対して車幅方向にずれている場合、エアバッグによる保護性能が低下する可能性がある。

本発明の目的は、エアバッグの保護性能を適切に発揮させることができる乗員保護装置を提供することである。

本発明の乗員保護装置は、車両が車外の障害物と衝突することを予測する衝突予測手段と、前記車両が前記障害物と衝突したことを検出する衝突検出手段と、前記車両が前記障害物と衝突したことが検出された場合にエアバッグの展開を行うエアバッグ展開手段と、前記エアバッグが展開する方向と乗員の位置とのずれを推測する乗員位置推測手段と、前記車両と前記障害物との衝突が予測された場合に前記ずれを低減する制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。

上記乗員保護装置において、前記乗員位置推測手段は、前記エアバッグが展開する方向と、前記車両と前記障害物との衝突が予測された時点において検出された前記乗員の位置とのずれを推測することが好ましい。

上記乗員保護装置において、更に、前記車両が前記障害物と衝突する方位を予測する衝突方位予測手段を備え、前記乗員位置推測手段は、前記方位に基づいて推測される衝突後の前記乗員の位置と、前記エアバッグが展開する方向とのずれを推測することが好ましい。

上記乗員保護装置において、前記制御手段は、前記乗員の着座するシートのサイドサポート部を移動させることが可能であり、前記車両と前記障害物との衝突が予測された場合に、前記エアバッグが展開する方向に対して前記乗員のずれた方向に位置するサイドサポート部を、前記ずれの方向と逆方向に移動させることが好ましい。

上記乗員保護装置において、更に、前記乗員を撮像する撮像手段を備え、前記乗員位置推測手段は、前記撮像手段によって生成された画像データに基づいて前記乗員の位置を検出し、検出された前記乗員の位置と予め記憶した前記エアバッグが展開する方向とのずれを推測することが好ましい。

上記乗員保護装置において、前記エアバッグは、前記乗員の着座するシートよりも車両前方側の位置から車両後方側に向けて展開し、前記乗員位置推測手段は、前記エアバッグが展開する方向と前記乗員の位置との車幅方向のずれを推測し、前記制御手段は、前記エアバッグが展開する方向と前記乗員の位置との車幅方向のずれを低減する制御を行うことが好ましい。

本発明に係る乗員保護装置は、衝突予測手段と、衝突検出手段と、エアバッグ展開手段と、エアバッグが展開する方向と乗員の位置とのずれを推測する乗員位置推測手段と、車両と前記障害物との衝突が予測された場合にずれを低減する制御を行う制御手段と、を有する。本発明に係る乗員保護装置は、エアバッグが展開する方向と乗員の位置とのずれを低減し、エアバッグの保護性能を適切に発揮させることができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態に係る乗員保護装置の動作を示すフローチャートである。 図２は、第１実施形態に係る乗員保護装置のブロック図である。 図３は、乗員の姿勢の一例を示す正面図である。 図４は、センター位置からのずれ量を説明する図である。 図５は、第１実施形態に係る乗員保護装置による乗員保護動作の説明図である。 図６は、第２実施形態に係る乗員保護装置の動作を示すフローチャートである。 図７は、衝突方向の説明図である。 図８は、衝突時の乗員の移動方向の説明図である。 図９は、サイドサポート部の移動の説明図である。 図１０は、サイドサポート部の移動後の状態を示す図である。

以下に、本発明の実施形態に係る乗員保護装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１実施形態］
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、乗員保護装置に関する。図１は、本発明の第１実施形態に係る乗員保護装置の動作を示すフローチャート、図２は、第１実施形態に係る乗員保護装置のブロック図、図３は、乗員の姿勢の一例を示す正面図、図４は、センター位置からのずれ量を説明する図、図５は、第１実施形態に係る乗員保護装置による乗員保護動作の説明図である。

図２に示す乗員保護装置１は、車両の乗員を保護する保護装置である。乗員保護装置１は、エアバッグ制御装置２およびパワーシート制御装置３を含んで構成されている。エアバッグ制御装置２は、Ｇセンサ４、エアバッグ制御用ＥＣＵ５および点火装置６を含んで構成されている。エアバッグ制御装置２は、図３に示すエアバッグ２０を制御する。本実施形態のＧセンサ４は、車両が車外の障害物と衝突したことを検出する衝突検出手段として機能する。Ｇセンサ４は、車両の加速度を検出するセンサである。Ｇセンサ４は、例えば、車両前後方向の加速度を検出する。Ｇセンサ４の検出結果を示す信号は、エアバッグ制御用ＥＣＵ５に出力される。

エアバッグ制御用ＥＣＵ５は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。エアバッグ制御用ＥＣＵ５は、エアバッグ２０を展開させるか否かを判定する機能、およびエアバッグ２０の展開指令を出力する機能を有する。エアバッグ制御用ＥＣＵ５は、例えば、Ｇセンサ４によって検出された加速度が所定値以上である場合にエアバッグ２０を展開すると判断する。エアバッグ制御用ＥＣＵ５は、エアバッグ２０を展開すると判定すると、点火装置６に対して点火指令を出力する。点火指令を受信した点火装置６は、点火を実行する。点火装置６の点火により、インフレーターがガスを発生させて図３に示すようにエアバッグ２０を展開させる。本実施形態の点火装置６は、車両が車外の障害物と衝突したことが検出された場合にエアバッグ２０の展開を行うエアバッグ展開手段として機能する。

本実施形態のエアバッグ２０は、乗員３０の着座するシート４０のシートバック４２よりも車両前方側に配置されている。運転座席のシート４０に対しては、例えば、ステアリングホイールパッド等にエアバッグ２０が配置されている。また、助手席のシート４０に対しては、例えば、助手席側インストルメントパネル内にエアバッグ２０が配置されている。エアバッグ２０は、点火装置６が点火されると、車両後方側に向けて展開する。

図３に示すエアバッグ２０は、乗員３０が座上センター位置ＣＬおよびその近傍にある場合に乗員３０に対する高い保護能力を発揮する。センター位置ＣＬは、乗員３０が着座するシート４０の車幅方向の中心線の位置である。エアバッグ２０は、展開したときの中心がセンター位置ＣＬ上にあるように配置されている。言い換えると、センター位置ＣＬは、エアバッグ２０が展開する方向である。エアバッグ２０は、乗員３０の顔３０ａの中心Ｃｏがセンター位置ＣＬ上にある場合や、中心Ｃｏがセンター位置ＣＬの近傍にある場合に高い保護能力を発揮する。

ここで、乗員３０によっては、アームレストに体重をかけるなど、安楽姿勢を取っている場合がある。こうした場合、図３に破線で示すように、乗員３０の顔３０ａの中心Ｃｏがセンター位置ＣＬから車幅方向にずれてしまっていることがある。中心Ｃｏがセンター位置ＣＬから大きくずれていると、展開したエアバッグ２０に乗員３０が接触したときにエアバッグ２０が十分に反力を取ることができない可能性がある。例えば、運転座席の場合、エアバッグ２０は、ステアリングのリムやステアリングの中心によって支持されて反力を取る。乗員３０が、エアバッグ２０に対して、反力を受ける部材によって支持されている範囲外に接触することは好ましくない。

以下に説明するように、本実施形態に係る乗員保護装置１は、エアバッグ２０が展開する方向と乗員３０の位置とのずれを推測する乗員位置推測手段と、車両と車外の障害物との衝突が予測された場合に当該ずれを低減する制御を行う制御手段と、を有する。これにより、本実施形態に係る乗員保護装置１は、エアバッグ２０による乗員保護能力の低下を抑制することができる。

図２に示すように、本実施形態に係る乗員保護装置１のパワーシート制御装置３は、レーダー７、カメラ８、レーザー９、衝突予知センサ１０、乗員状態監視系センサ１１、シート制御用ＥＣＵ１２およびシートアクチュエータ１３を含んで構成されている。本実施形態では、乗員状態監視系センサ１１が乗員位置推測手段として機能する。

シート制御用ＥＣＵ１２は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。本実施形態のシート制御用ＥＣＵ１２は、車両が車外の障害物と衝突することを予測する衝突予測手段、および車両と車外の障害物との衝突が予測された場合に当該ずれを低減する制御を行う制御手段として機能する。

レーダー７は、例えば、ミリ波レーダー等のレーダーセンサである。レーダー７は、自車両の周辺に存在する障害物、例えば、他の車両や物体、構造物等を検出する。レーダー７は、自車両と検出対象物との距離、相対速度および方向を検知する。レーダー７の検出結果を示す信号は、シート制御用ＥＣＵ１２に対して出力される。シート制御用ＥＣＵ１２は、レーダー７の検出結果に基づいて、自車両が今後車外の障害物と衝突することを予測する。

カメラ８は、自車両の周辺を撮像する撮像手段である。カメラ８は、自車両の周辺を撮像して画像データを生成する。カメラ８によって生成された画像データは、シート制御用ＥＣＵ１２に送られる。シート制御用ＥＣＵ１２は、取得した画像データに基づいて、自車両が今後車外の障害物と衝突することを予測する。シート制御用ＥＣＵ１２は、例えば、画像データに対して画像処理を施すことにより、画像データ中の障害物を抽出する。シート制御用ＥＣＵ１２は、抽出された障害物が今後自車両と衝突することを予測する。例えば、連続的に撮像された複数の画像データに基づいて、自車両に対する障害物の相対位置の変化や、その変化速度を算出し、当該算出結果に基づいて衝突を予測することが可能である。

レーザー９は、自車両の周辺に存在する障害物を検出するレーザーセンサである。レーザー９は、自車両と検出対象物との距離、相対速度および方向を検知する。レーザー９の検出結果を示す信号は、シート制御用ＥＣＵ１２に対して出力される。シート制御用ＥＣＵ１２は、レーザー９の検出結果に基づいて、自車両が今後車外の障害物と衝突することを予測する。

衝突予知センサ１０は、上記において例示したレーダー７、カメラ８およびレーザー９とは異なる検出方法によって、自車両に対する障害物の相対位置や相対速度を検出することが好ましい。衝突予知センサ１０の検出結果を示す信号は、シート制御用ＥＣＵ１２に対して出力される。シート制御用ＥＣＵ１２は、衝突予知センサ１０の検出結果に基づいて、自車両に対する障害物の衝突を予測するようにしてもよい。

乗員状態監視系センサ１１は、乗員３０の姿勢等の状態を検出するセンサである。本実施形態の乗員状態監視系センサ１１は、運転座席のシート４０に着座した乗員３０をモニタするドライバモニタである。なお、ここでは運転座席に着座した乗員３０の状態を検出する場合について説明するが、これには限定されない。例えば、車室内を監視するセンサを設けて各乗員３０の状態を検出するようにすれば、各シート４０について同様の制御を実行可能である。

乗員状態監視系センサ１１は、車室内、例えばステアリングコラムに配置されたカメラ１１ａおよび画像処理部１１ｂを含んで構成されている。乗員状態監視系センサ１１のカメラ１１ａは、乗員３０を正面、すなわち車両前方から撮像する撮像手段である。乗員状態監視系センサ１１は、カメラ１１ａによって撮像され生成された画像データを画像処理部１１ｂによって処理し、図４に示す「ずれ量Ｗ」を算出する。

ずれ量Ｗは、センター位置ＣＬに対する、乗員３０の中心Ｃｏの車幅方向におけるオフセット量である。乗員状態監視系センサ１１は、カメラ１１ａによって生成された画像データに基づいて乗員３０の位置を検出する。乗員状態監視系センサ１１は、予め記憶しているセンター位置ＣＬと、撮像した画像データに基づいて検出した乗員３０の中心Ｃｏの位置とに基づいて、ずれ量Ｗを算出（推測）する。本実施形態の乗員状態監視系センサ１１は、エアバッグ２０がシート４０よりも車両前方側の位置から車両後方側に向けて展開することに対応して、エアバッグ２０が展開する方向と乗員３０の中心Ｃｏの位置との車幅方向のずれ量Ｗを推測する。乗員状態監視系センサ１１によって算出されたずれ量Ｗを示す信号は、シート制御用ＥＣＵ１２に対して出力される。上述したように、センター位置ＣＬは、エアバッグ２０の展開する方向である。従って、乗員状態監視系センサ１１は、エアバッグ２０が展開する方向と乗員３０の位置とのずれを推測する。

シート制御用ＥＣＵ１２は、車両と車外の障害物との衝突が予測された場合にずれ量Ｗを低減する制御を実行する。本実施形態に係るシート制御用ＥＣＵ１２は、エアバッグ２０が展開する方向と乗員３０の位置との車幅方向のずれを低減する。本実施形態に係るシート制御用ＥＣＵ１２は、図５に示すように、乗員３０の着座するシート４０のサイドサポート部４１を移動させることが可能である。シート制御用ＥＣＵ１２は、車両の衝突が予測された場合に、エアバッグ２０が展開する方向に対して乗員３０のずれた方向に位置するサイドサポート部４１を、ずれの方向と逆方向に移動させる。

シート４０は、乗員３０が着座する座席であり、サイドサポート部４１を有する。サイドサポート部４１は、乗員３０の脇や腰を車幅方向から支持する部分である。サイドサポート部４１は、シートバック４２に対して前方に突出している。シート４０は、シートバック４２の車両左側に配置された左側サイドサポート部４１Ｌと、シートバック４２の車両右側に配置された右側サイドサポート部４１Ｒを有する。サイドサポート部４１は、シートバック４２に対して車幅方向に相対移動可能である。なお、車両左側とは、自車両の前方を向いたときの左側を示し、車両右側とは、自車両の前方を向いたときの右側を示す。

シート４０は、サイドサポート部４１を車幅方向に移動させるシートアクチュエータ１３を有する。本実施形態のシートアクチュエータ１３は、左側アクチュエータ１３Ｌと、右側アクチュエータ１３Ｒを有する。左側アクチュエータ１３Ｌは、左側サイドサポート部４１Ｌを移動させる。右側アクチュエータ１３Ｒは、右側サイドサポート部４１Ｒを移動させる。アクチュエータ１３は、左側サイドサポート部４１Ｌおよび右側サイドサポート部４１Ｒを独立して移動させることができる。

シート制御用ＥＣＵ１２は、乗員３０の操作入力に応じてシートアクチュエータ１３によってサイドサポート部４１を移動させること、および操作入力にかかわらずシートアクチュエータ１３によってサイドサポート部４１を移動させること、の何れも可能である。車室内には、サイドサポート部４１の移動を指示するボタン等の操作部材が設けられている。乗員３０は、操作部材を操作することにより、左右のサイドサポート部４１の位置を所望の位置に調整することができる。

シート制御用ＥＣＵ１２は、車両の衝突が予測された場合、乗員３０のずれの方向に応じて、サイドサポート部４１を移動させて、ずれ量Ｗを低減する。図５を参照して、ずれ量Ｗを低減させる制御について説明する。図５は、シート４０および乗員３０を車両前方側から正面視した図である。例えば、図５に破線で示すように、乗員３０の中心Ｃｏがセンター位置ＣＬ（エアバッグ２０の展開する方向）に対して車両右側にずれていることが検出されたとする。この場合、シート制御用ＥＣＵ１２は、右側サイドサポート部４１Ｒを、ずれの方向と逆方向、すなわち矢印Ｙ１で示すように車両左側に向けて移動させる。

これにより、右側サイドサポート部４１Ｒは、乗員３０の背中横（脇から腰にかけて）を押圧して、乗員３０の上体を車両左側に移動させる。従って、鉛直方向に対して傾斜していた乗員３０の上半身の傾斜角が低減することなどにより、乗員３０の中心Ｃｏのずれ量Ｗが低減する。サイドサポート部４１は、ずれ量Ｗが所定ずれ量Ｗmin以下となるまで、他方のサイドサポート部４１に向けて移動することが好ましい。所定ずれ量Ｗminは、例えば、許容可能なずれ量Ｗの最大値として予め定められた値である。所定ずれ量Ｗminは、例えば、ステアリングのリム等の支持部材がエアバッグ２０を支持する範囲に基づいて定められる。例えば、支持部材が、図５に矢印Ｙ２で示すように、センター位置ＣＬに対して左右それぞれＷ１の幅の範囲でエアバッグ２０を支持するとする。この場合、所定ずれ量Ｗminは、Ｗ１以下の値とすることが好ましい。

図１を参照して、第１実施形態の乗員保護装置１の動作について説明する。図１に示す制御フローは、例えば、イグニッションがＯＮされている場合など、車両のシステムが動作している場合に所定の間隔で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、衝突可能性のある物標があるか否かが判定される。シート制御用ＥＣＵ１２は、レーダー７、カメラ８、レーザー９、および衝突予知センサ１０の少なくとも１つの検出結果に基づいて、自車両の周辺に、自車両に衝突する可能性がある障害物等の物標（以下、「衝突物標」と称する。）があるか否かを判定する。ステップＳ１０の判定の結果、衝突物標があると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ５０に進む。

ステップＳ２０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、乗員３０の座上センターからのオフセット量が閾値β以上であるか否かが判定される。シート制御用ＥＣＵ１２は、乗員状態監視系センサ１１によって算出されたずれ量Ｗが、閾値β以上である場合にステップＳ２０で肯定判定する。このときに用いられるずれ量Ｗは、例えば、ステップＳ１０で肯定判定がなされた時点において検出されたずれ量Ｗである。乗員状態監視系センサ１１は、エアバッグ２０が展開する方向と、シート制御用ＥＣＵ１２により車両と車外の障害物との衝突が予測された時点において検出された乗員３０の位置とのずれを推測して、推測したずれ量Ｗをシート制御用ＥＣＵ１２に対して出力する。

シート制御用ＥＣＵ１２は、乗員状態監視系センサ１１から取得した「推測したずれ量Ｗ」が、閾値β以上であるかを判断する。閾値βは、例えば、図５に示すＷ１以上の値とされてもよい。ステップＳ２０の判定の結果、乗員３０の座上センターからのオフセット量が閾値β以上であると判定された場合（ステップＳ２０−Ｙ）にはステップＳ３０に進み、そうでない場合（ステップＳ２０−Ｎ）にはステップＳ５０に進む。

ステップＳ３０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、衝突時間ＴＴＣが閾値α以下であるか否かが判定される。衝突時間ＴＴＣは、障害物（例えば、相手車両）と自車両とが衝突するまでの時間である。衝突時間ＴＴＣは、自車両と障害物との相対速度および相対距離に基づいて算出される。閾値αは、例えば、乗員３０に与える違和感を抑制する観点から定められる。衝突時間ＴＴＣが長く、衝突回避を行う時間が十分にあるにもかかわらずサイドサポート部４１を移動させてしまうと、乗員３０が違和感を覚える可能性がある。従って、閾値αの上限は、あまり長すぎない時間、例えば１［ｓｅｃ］から２［ｓｅｃ］の間の時間とすることが好ましい。

一方、自車両が実際に障害物と衝突するまでに、サイドサポート部４１を所望量移動させるためには、ある程度の時間を要する。閾値αの下限は、サイドサポート部４１の目標移動量と、サイドサポート部４１の移動速度（例えば、最大移動速度）に基づいて定められる。閾値αは、例えば、障害物との接近を回避するブレーキ操作が開始される平均的なタイミングに基づいて定められる。ステップＳ３０の判定の結果、衝突時間ＴＴＣが閾値α以下であると判定された場合（ステップＳ３０−Ｙ）にはステップＳ４０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０−Ｎ）にはステップＳ５０に進む。

ステップＳ４０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、シート４０のサイドサポート部４１が座上センター側に駆動される。シート制御用ＥＣＵ１２は、シートアクチュエータ１３に対して、センター位置ＣＬに対する乗員３０のずれの方向に位置するサイドサポート部４１を、ずれの方向と逆方向に移動させる指令を出力する。例えば、乗員３０の位置がセンター位置ＣＬに対して車両左側にずれていることが検出された場合、左側サイドサポート部４１Ｌをセンター位置ＣＬの方向に移動させる指令が出力される。シートアクチュエータ１３は、指令に応じて左側サイドサポート部４１Ｌを車両右側に向けて移動させる。

衝突を予測した場合にサイドサポート部４１を移動させるときの移動速度は、通常時にサイドサポート部４１の位置を調整するときの移動速度よりも高速であることが好ましい。すなわち、乗員３０の操作入力に応じてサイドサポート部４１を移動させるときの移動速度に対して、衝突に備えてサイドサポート部４１を移動させるときの移動速度が高速（例えば、最大速度）であることが好ましい。ステップＳ４０が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ５０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、サイドサポート部４１が初期位置へ駆動される。初期位置は、例えば、直近に乗員３０の操作入力によって決定されたサイドサポート部４１の位置である。衝突が予測されない場合（ステップＳ１０−Ｎ）や、ずれ量Ｗが閾値β未満である場合（ステップＳ２０−Ｎ）、衝突時間ＴＴＣが閾値αよりも大である場合（ステップＳ３０−Ｎ）には、サイドサポート部４１は初期位置から移動されない。また、一時的にシートアクチュエータ１３によって初期位置からサイドサポート部４１が移動されたものの、その後ステップＳ１０乃至Ｓ３０の何れかにおいて否定判定がなされるようになった場合には、当該サイドサポート部４１は初期位置に戻される。移動されていたサイドサポート部４１を初期位置に戻すことにより、乗員３０がサイドサポート部４１の位置変化に対して違和感を覚えないようにすることが可能である。

以上説明したように、本実施形態に係る乗員保護装置１によれば、エアバッグ２０による乗員保護能力の低下を抑制し、エアバッグ２０の保護性能を適切に発揮させることができる。本実施形態の乗員保護装置１は、例えば、障害物が車両の正面から衝突してくる場合に好適である。

本実施形態の乗員保護装置１によれば、衝突に備えて、センター位置ＣＬに対する乗員３０のずれ量Ｗを予め低減させておくことができる。よって、乗員３０の肩に対するシートベルトの掛かり代を適切に確保することができる。例えば、乗員３０がセンター位置ＣＬに対して、車両の中央側にずれている場合、シートベルトから乗員３０の肩が抜けやすくなる可能性がある。これに対して、乗員保護装置１は、サイドサポート部４１によって、乗員３０のずれ量Ｗを低減させ、乗員３０の肩に対するシートベルトの掛かり代を増加させることができる。よって、シートベルトによる拘束性能の低下が抑制される。

［第２実施形態］
図６から図１０を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図６は、第２実施形態に係る乗員保護装置の動作を示すフローチャート、図７は、衝突方向の説明図、図８は、衝突時の乗員の移動方向の説明図、図９は、サイドサポート部の移動の説明図、図１０は、サイドサポート部の移動後の状態を示す図である。本実施形態に係る乗員保護装置１において、上記第１実施形態の乗員保護装置１と異なる点は、障害物との衝突方向θに応じてサイドサポート部４１を制御する点である。

図７を参照して、衝突方向について説明する。図７には、自車両１００と他の車両（以下、「相手車両」と称する。）１０１との衝突を予測する場合の衝突方向θが示されている。相手車両１０１は、検出される障害物の一例である。シート制御用ＥＣＵ１２は、自車両１００に対する相手車両１０１の相対移動の方向Ｙ３と、自車両１００の前後方向とのなす角度を衝突方向θ[°]として算出する。以下、自車両１００に対する相手車両１０１の相対移動の方向Ｙ３を単に「相対移動方向Ｙ３」と称する。相対移動方向Ｙ３は、自車両１００の進行方向および進行速度と、相手車両１０１の進行方向および進行速度とにより決まる。

衝突方向θは、自車両１００に対して相手車両１０１が正面から衝突する場合を０とする。本実施形態では、相手車両１０１が、自車両１００に対して、車両右側から衝突する場合の衝突方向θを正の角度、車両左側から衝突する場合の衝突方向θを負の角度として計算する。

衝突方向θの絶対値が小さい程、相手車両１０１が自車両１００の正面方向に近い方向から衝突してくる。また、衝突方向θの絶対値が９０°に近い程、相手車両１０１は自車両１００に対して真横に近い方向から衝突してくることとなる。

ここで、例えば図７に示すように、相手車両１０１が自車両１００に対して斜め方向から衝突してくる（斜突）場合や、横方向から衝突してくる場合、乗員３０は衝突時に慣性により相手車両１０１の方向に移動する。乗員３０は、それまでの自車両１００の進行方向に移動し続けようとする一方で、自車両１００は相手車両１０１との衝突により、衝突方向θの側と反対側に移動しようとする。図７に示す例では、乗員３０が自車両１００の前方に移動するのに対して、自車両１００は、相手車両１０１との衝突により、車両左側に向けて移動する。これにより、自車両１００を基準として、乗員３０が相手車両１０１側（車両右側）に相対移動してしまう。

すなわち、自車両１００に対して相手車両１０１が車両右側から衝突してくると、図８に矢印Ｙ４で示すように、運転座席に座る乗員３０（運転者）は、衝突時にシート４０やステアリング１４に対して車両右側に相対移動してしまう。他の乗員３０についても同様であり、衝突時に着座しているシート４０に対して車両右側に相対移動してしまう。

これにより、衝突前に乗員３０の中心Ｃｏがセンター位置ＣＬにあったとしても、衝突後に乗員３０の中心Ｃｏがセンター位置ＣＬからずれてしまい、エアバッグ２０による保護性能が低下してしまう可能性がある。

本実施形態に係る乗員保護装置１は、車両が車外の障害物と衝突する方位を予測する衝突方位予測手段を備えている。本実施形態では、シート制御用ＥＣＵ１２が衝突方位予測手段として機能する。また、本実施形態では、乗員状態監視系センサ１１およびシート制御用ＥＣＵ１２が、乗員位置推測手段として機能する。シート制御用ＥＣＵ１２は、車両が車外の障害物と衝突する方位である衝突方向θを予測する。また、シート制御用ＥＣＵ１２は、衝突方向θに基づいて推測される衝突後の乗員３０の位置と、エアバッグ２０の展開方向とのずれを推測する。

本実施形態のシート制御用ＥＣＵ１２は、エアバッグ２０の展開が完了する時点における乗員３０の位置と、エアバッグ２０の展開方向とのずれ量Ｗを推測する。本明細書では、エアバッグ２０の展開が完了する時点におけるずれ量Ｗの推測値を推測ずれ量Ｗｐと称する。シート制御用ＥＣＵ１２は、自車両１００が障害物に衝突してから、エアバッグ２０の展開が完了するまでの所定時間Ｔ１における乗員３０の車幅方向の移動量を予測する。シート制御用ＥＣＵ１２は、例えば、自車両１００の諸元、および自車両１００と相手車両１０１との車幅方向の相対速度に基づいて、衝突してから所定時間Ｔ１が経過するまでの間の乗員３０の車幅方向における移動量を予測する。所定時間Ｔ１は、例えば、実験結果等に基づいて予め定められた時間である。

シート制御用ＥＣＵ１２は、乗員状態監視系センサ１１によって検出された衝突前のずれ量Ｗと、衝突後に所定時間Ｔ１が経過するまでの乗員３０の移動量に基づいて、推測ずれ量Ｗｐを算出する。シート制御用ＥＣＵ１２は、推測ずれ量Ｗｐが閾値以上である場合に、サイドサポート部４１を移動させて、推測ずれ量Ｗｐを低減することが好ましい。例えば、シート制御用ＥＣＵ１２は、図８に示すように衝突によって乗員３０の中心Ｃｏがセンター位置ＣＬよりも車両右側に移動する場合であって、推測ずれ量Ｗｐが閾値以上である場合、右側サイドサポート部４１Ｒを車両左側に向けて移動させることが好ましい。

推測ずれ量Ｗｐに基づいてサイドサポート部４１を移動させることにより、衝突後の実際のずれ量Ｗを低減させることができる。衝突に備えて右側サイドサポート部４１Ｒによって乗員３０を車両左側に向けて移動させる場合、予め乗員３０をセンター位置ＣＬよりも車両左側に移動させておくことが好ましい。シート制御用ＥＣＵ１２は、衝突後の実際のずれ量Ｗが上記第１実施形態の所定ずれ量Ｗmin以下となるように、シートアクチュエータ１３によって乗員３０の位置を予め調整しておくことが好ましい。

図６を参照して、本実施形態の乗員保護装置１の動作について説明する。図６に示す制御フローは、例えば、イグニッションがＯＮされている場合など、車両のシステムが動作している場合に所定の間隔で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１１０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、衝突可能性のある物標があるか否かが判定される。その判定の結果、衝突可能性のある物標があると判定された場合（ステップＳ１１０−Ｙ）にはステップＳ１２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１１０−Ｎ）にはステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１２０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、衝突方向θの大きさが所定角度θ１以上であるか否かが判定される。ステップＳ１２０では、例えば、衝突後の乗員３０の車幅方向の移動量が所定値以上となるか否かが判定される。衝突方向θの大きさが所定角度θ１未満である場合、衝突後の乗員３０の車幅方向における移動量は十分に小さいと予測できる。所定角度θ１は、例えば、エアバッグ２０の大きさや自車両１００の減速特性等に応じて、定数として定められてもよい。ステップＳ１２０の判定の結果、衝突方向θの大きさが所定角度θ１以上であると判定された場合（ステップＳ１２０−Ｙ）には、ステップＳ１３０に進み、そうでない場合（ステップＳ１２０−Ｎ）にはステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１３０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、乗員３０の座上センターからのオフセット量が閾値γ以下であるか否かが判定される。閾値γは、例えば、エアバッグ２０の大きさや自車両１００の減速特性等に応じて、定数として定められてもよい。図８に示すように衝突前のずれ量Ｗが小さく、かつ障害物が斜め方向や横方向から衝突してくる場合、衝突後のずれ量Ｗが大きくなることが推測される。つまり、ステップＳ１２０およびステップＳ１３０では、推測ずれ量Ｗｐが閾値以上となるか否かが判定されていることとなる。ステップＳ１３０で肯定判定がなされる状況は、推測ずれ量Ｗｐが閾値以上となる状況に相当する。ステップＳ１３０の判定の結果、乗員３０の座上センターからのオフセット量が閾値γ以下であると判定された場合（ステップＳ１３０−Ｙ）にはステップＳ１４０に進み、そうでない場合（ステップＳ１３０−Ｎ）にはステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１４０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、衝突時間ＴＴＣが閾値ω以下であるか否かが判定される。この閾値ωは、例えば、上記第１実施形態の閾値αと異なる値であってもよい。ステップＳ１４０の判定の結果、衝突時間ＴＴＣが閾値ω以下であると判定された場合（ステップＳ１４０−Ｙ）にはステップＳ１５０に進み、そうでない場合（ステップＳ１４０−Ｎ）にはステップＳ１６０に進む。

ステップＳ１５０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、シート４０のサイドサポート部４１が座上センター側（反衝突側）に駆動される。「なお、反衝突側」とは、各シート４０について、車幅方向の両側のうち障害物（衝突物標）が自車両１００に対して衝突してくる側とは反対側を示す。例えば、図９に示すように、車両右側から障害物が衝突してくる場合、衝突側とは、シート４０に対して車両右側であり、反衝突側とは、シート４０に対して車両左側である。従って、図９に示すように、車両右側から障害物が衝突してくる場合、シート制御用ＥＣＵ１２は、シートアクチュエータ１３に対して、右側サイドサポート部４１Ｒを反衝突側である車両左側に移動させる指令を出力する。言い換えると、シート制御用ＥＣＵ１２は、シートアクチュエータ１３に対して、センター位置ＣＬに対する衝突後の乗員３０のずれの方向に位置するサイドサポート部４１を、当該ずれの方向と逆方向に移動させる指令を出力する。

これにより、図１０に示すように、乗員３０の車幅方向の位置は、右側サイドサポート部４１Ｒが移動される前よりも、車両左側の位置となる。よって、衝突後に矢印Ｙ５で示すように乗員３０が車両右側に向けて移動したとしても、センター位置ＣＬに対する乗員３０の中心Ｃｏのずれ量Ｗが大きくなることが抑制される。ステップＳ１５０が実行されると、本制御フローは終了する。

ステップＳ１６０では、シート制御用ＥＣＵ１２により、サイドサポート部４１が初期位置へ駆動される。ステップＳ１６０が実行されると、本制御フローは終了する。

なお、本実施形態では、ステップＳ１３０においてずれ量Ｗが閾値γ以下である場合に、サイドサポート部４１を移動させたが、ずれ量Ｗに基づく判定は、これに限定されるものではない。例えば、乗員３０がセンター位置ＣＬに対して車両右側にずれている場合と、車両左側にずれている場合とで閾値γが異なる値とされてもよい。

また、例えば、図７に示すように相手車両１０１等の障害物が自車両１００に対して車両右側から衝突してくる場合、乗員３０の中心Ｃｏが反衝突側である車両左側にずれているのであれば、車両右側にずれている場合よりも乗員３０のずれは許容されやすいと考えられる。そこで、例えば、乗員３０がセンター位置ＣＬに対して反衝突側にずれている場合には、ステップＳ１３０においてずれ量Ｗにかかわらず否定判定がなされるようにしてもよい。図７に示す状況であれば、乗員３０がセンター位置ＣＬに対して反衝突側である車両左側にずれている場合には、ずれ量Ｗに基づく判定を行わずに、サイドサポート部４１を初期位置に移動すると判定されてもよい。

ただし、反衝突側へのずれであっても、ずれ量Ｗが大きすぎる場合には、エアバッグ２０が乗員３０を十分に保護できなくなる可能性が考えられる。反衝突側へのずれ量Ｗが大きすぎる場合には、衝突前にずれ量Ｗをある程度低減しておくことが好ましいとも考えられる。そこで、乗員３０がセンター位置ＣＬに対して反衝突側にずれている場合、ずれ量Ｗが閾値δ以上であれば、ずれ量Ｗを低減する制御が実行されるようにしてもよい。この閾値δは、例えば、閾値γよりも大きな値である。

また、乗員３０がセンター位置ＣＬに対して衝突側にずれている場合、エアバッグ２０の保護性能を適切に発揮させる観点からは、そのずれは許容されにくいと考えられる。そこで、乗員３０がセンター位置ＣＬに対して衝突側にずれている場合、ずれ量Ｗにかかわらず推測ずれ量Ｗｐを低減させる制御が実行されるようにしてもよい。例えば、図７に示すように障害物が自車両１００に対して車両右側から衝突してくる場合であって、乗員３０の中心Ｃｏがセンター位置ＣＬよりも車両右側にある場合、ずれ量Ｗの大きさにかかわらず、右側サイドサポート部４１Ｒを車両左側に移動させる制御がなされるようにしてもよい。

なお、図６の制御フローは、上記第１実施形態（図１）の制御フローと併用されることが好ましい。このようにすれば、障害物が自車両１００に対して正面から衝突してくるとき、および斜め方向や横方向から衝突してくるときの何れの場合にも適切に乗員３０を保護することが可能となる。例えば、図１に示す制御フローと、図６に示す制御フローが交互に実行されるようにしてもよい。

図６の制御フローでは、推測ずれ量Ｗｐが閾値以上である場合に推測ずれ量Ｗｐを低減する制御がなされたが、これに加えて、推測ずれ量Ｗｐが閾値未満である場合には検出された（衝突前の）ずれ量Ｗに基づく制御がなされてもよい。この場合、シート制御用ＥＣＵ１２は、推測ずれ量Ｗｐが閾値未満である場合（ステップＳ１２０あるいはステップＳ１３０において否定判定）であって、検出されたずれ量Ｗが閾値以上であれば、その検出されたずれ量Ｗを低減するように、当該ずれの方向に位置するサイドサポート部４１を当該ずれの方向と逆方向に移動させることが好ましい。具体的には、図６のステップＳ１２０やステップＳ１３０で否定判定がなされた場合には、図１のステップＳ２０からステップＳ５０までのフローと同様の制御フローが実行されることが好ましい。

本実施形態では、衝突後の乗員３０の推測位置は、エアバッグ２０の展開が完了した時点における位置であったが、これには限定されない。衝突後の乗員３０の推測位置は、例えば、エアバッグ２０に対して乗員３０が接触する時点の乗員３０の位置や、エアバッグ２０の展開が開始される時点における乗員３０の位置等であってもよい。

所定角度θ１は、車両に応じた一定値であっても、走行状態等に応じて可変であってもよい。例えば、所定角度θ１は、自車両１００と障害物との相対速度に応じて変化してもよい。相対速度が大きい場合の所定角度θ１は、相対速度が小さい場合の所定角度θ１よりも小さな角度であることが好ましい。相対速度が大きい場合には、衝突方向θが同じであっても乗員３０が自車両１００に対して相対移動する速度および量が大きくなる可能性が高い。従って、相対速度が大きい場合に相対速度が小さい場合よりも所定角度θ１を小さくするようにすれば、衝突方向θの大きさが小さくても相対速度が大きいために乗員３０の相対移動速度および量が大きくなる場合に、サイドサポート部４１を移動させて衝突後の乗員３０の位置とエアバッグ２０が展開する方向とのずれを低減させることができる。

［上記各実施形態の変形例］
上記第１実施形態および第２実施形態の変形例について説明する。上記各実施形態では、サイドサポート部４１によって衝突前や衝突後のずれ量Ｗが低減されたが、ずれ量Ｗを低減する手段はこれには限定されない。例えば、シート４０において乗員３０の上腿をサポートする部分を車幅方向に移動させることにより、ずれ量Ｗが低減されてもよい。

また、上記各実施形態の制御手段は、車両の衝突が予測された場合に、エアバッグ２０が展開する方向に対して乗員３０のずれた方向に位置するサイドサポート部４１をずれの方向と逆方向に移動させたが、これに加えて、もう一方のサイドサポート部４１もずれの方向と逆方向に移動させてもよい。例えば、図９に示すように車両右側から障害物が衝突してくる場合、右側サイドサポート部４１Ｒに加えて、左側サイドサポート部４１Ｌも車両左側に向けて移動させるようにしてもよい。

また、乗員保護装置１は、エアバッグ２０の展開方向を変更することにより、衝突前や衝突後のずれ量Ｗを低減させるようにしてもよい。この場合、乗員保護装置１は、エアバッグ２０を車幅方向に移動させる移動手段を備えていることが望ましい。移動手段は、例えば、エアバッグ２０を車幅方向に移動させるアクチュエータであって、エアバッグ２０が展開する方向をシート４０のセンター位置ＣＬに対して車両右側および車両左側に移動させる機能を有する。シート制御用ＥＣＵ１２は、衝突前や衝突後のずれ量Ｗがセンター位置ＣＬに対して車両右側へのずれを示す値である場合、移動手段によって、エアバッグ２０の展開する方向を車両右側に移動させる。一方、シート制御用ＥＣＵ１２は、衝突前や衝突後のずれ量Ｗがセンター位置ＣＬに対して車両左側へのずれを示す値である場合、移動手段によって、エアバッグ２０の展開する方向を車両左側に移動させる。

上記の各実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１ 乗員保護装置
２ エアバッグ制御装置
３ パワーシート制御装置
４ Ｇセンサ（衝突検出手段）
５ エアバッグ制御用ＥＣＵ
６ 点火装置（エアバッグ展開手段）
１１ 乗員状態監視系センサ（乗員位置推測手段）
１２ シート制御用ＥＣＵ（衝突予測手段、乗員位置推測手段、制御手段、衝突方位予測手段）
１３ シートアクチュエータ
２０ エアバッグ
３０ 乗員
４０ シート
４１ サイドサポート部
４２ シートバック
ＣＬ センター位置
Ｃｏ 乗員の中心
Ｗ ずれ量
Ｗｐ 推測ずれ量

Claims (6)

1. 車両が車外の障害物と衝突することを予測する衝突予測手段と、
   前記車両が前記障害物と衝突したことを検出する衝突検出手段と、
   前記車両が前記障害物と衝突したことが検出された場合にエアバッグの展開を行うエアバッグ展開手段と、
   前記エアバッグが展開する方向と乗員の位置とのずれを推測する乗員位置推測手段と、
   前記車両と前記障害物との衝突が予測された場合に前記ずれを低減する制御を行う制御手段と、を有し、
   前記乗員位置推測手段は、検出した衝突前のずれ量と衝突後に前記エアバッグの展開が完了する時間が経過するまでの前記乗員の移動量とに基づいて、前記エアバッグの展開が完了する時点における推測ずれ量を推測し、
   前記制御手段は、前記推測ずれ量に基づいて、前記ずれを低減する制御を行う
   ことを特徴とする乗員保護装置。
2. 前記乗員位置推測手段は、前記エアバッグが展開する方向と、前記車両と前記障害物との衝突が予測された時点において検出された前記乗員の位置とのずれを推測する
   請求項１に記載の乗員保護装置。
3. 更に、前記車両が前記障害物と衝突する方位を予測する衝突方位予測手段を備え、
   前記乗員位置推測手段は、前記方位に基づいて推測される衝突後の前記乗員の位置と、前記エアバッグが展開する方向とのずれを推測する
   請求項１に記載の乗員保護装置。
4. 前記制御手段は、前記乗員の着座するシートのサイドサポート部を移動させることが可能であり、前記車両と前記障害物との衝突が予測された場合に、前記エアバッグが展開する方向に対して前記乗員のずれた方向に位置するサイドサポート部を、前記ずれの方向と逆方向に移動させる
   請求項１から３のいずれか１項に記載の乗員保護装置。
5. 更に、前記乗員を撮像する撮像手段を備え、
   前記乗員位置推測手段は、前記撮像手段によって生成された画像データに基づいて前記乗員の位置を検出し、検出された前記乗員の位置と予め記憶した前記エアバッグが展開する方向とのずれを推測する
   請求項１から３のいずれか１項に記載の乗員保護装置。
6. 前記エアバッグは、前記乗員の着座するシートよりも車両前方側の位置から車両後方側に向けて展開し、
   前記乗員位置推測手段は、前記エアバッグが展開する方向と前記乗員の位置との車幅方向のずれを推測し、
   前記制御手段は、前記エアバッグが展開する方向と前記乗員の位置との車幅方向のずれを低減する制御を行う
   請求項１から５のいずれか１項に記載の乗員保護装置。

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