JP2004148881A - 乗員保護装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】出力部の耐久性の低下を抑制するとともに、乗員の検出精度を向上することが可能な乗員検出手段を備えた乗員保護装置を提供する。
【解決手段】車両の衝突を検出する衝突センサ７と、乗員の体格、着座状態、着座位置等を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３とを備え、衝突センサ７の検出出力により乗員検出手段１０を非動作状態から動作状態に移行させ、乗員検出手段１０の検出結果によってエアバッグ３の動作を制御するようにした。
【選択図】 図１
【解決手段】車両の衝突を検出する衝突センサ７と、乗員の体格、着座状態、着座位置等を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３とを備え、衝突センサ７の検出出力により乗員検出手段１０を非動作状態から動作状態に移行させ、乗員検出手段１０の検出結果によってエアバッグ３の動作を制御するようにした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、乗員の体格、着座状態、着座位置等を検出する乗員検出手段を備えた乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗員保護手段としてのエアバッグは、自動車の衝突時に、ハンドルやダッシュボードと乗員との間で急膨張し、乗員を保護するためのものである。
しかし、運転者が小柄であるために、ハンドルに近い位置で運転した場合や、子供が助手席用シートの前方に立った場合等、ハンドルやダッシュボードと乗員との間の距離が極めて近い場合には、このエアバッグの展開が乗員に傷害を与える場合があることが知られている。
また、助手席乗員が６才以下の子供である場合には、正常位置に着座しているとしても、エアバッグを展開しない方が安全であるとされている。
このため、米国では、エアバッグを用いた乗員保護装置においては、乗員検知装置の設置義務が法制化されようとしている。
【０００３】
このため種々の乗員検知手段を備えた乗員保護装置が提案されているが、三角測量法を用いて乗員の状態を検出する乗員検知手段を備えた乗員保護装置が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
この乗員保護装置は、赤外線ビームを放射する赤外線放射手段と、赤外線ビームが対象物上に作った光スポットを検出する赤外線検出手段と、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って対象物の位置を検出する位置検出手段と、衝突検知手段で構成される乗員検知装置を備えており、乗員検知手段で検出された対象物の位置より、エアバッグが展開すると危険だとＥＣＵが判断した場合には、エアバッグの展開を抑制している。
【０００４】
なお、この従来例では、放射する波動に赤外線ビームを用いているが、他にも、超音波を用いた装置（例えば、特許文献２参照）や、光信号を用いた装置（例えば、特許文献３参照）などがある。
そして、投光部としてＬＥＤを用いた乗員検出手段において、衝突センサからの信号によりＬＥＤ点灯間隔を短くするものも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１００８５８号公報（第３−５図、図１−５）
【特許文献２】
特開平１１−２８６２５６号公報（第５頁、図１−２）
【特許文献３】
特開平１１−２１７０５６号公報
【特許文献４】
特開２００１−３０８７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、どのような波動信号を放射する乗員検出装置においても、物体の検知精度を向上させるために放射パワーを大きくすると、波動放射部に負担がかかるため、耐久性が低下する恐れがあった。
また、波動信号がレーザー，ＬＥＤなどの光線の場合は乗員の眼に及ぼす影響を考慮する必要があり、波動信号が超音波の場合は発信音が乗員に聞こえて不愉快であることを考慮する必要がであった。そのため、放射パワーを大きくするには限界があった。
【０００７】
また、放射する間隔を短くし、単位時間あたりの検出回数を増加させると、単位時間あたりの放射回数が増加するため、出力部の耐久性が低下するという課題があった。
逆に、出力部の耐久性を考慮して、放射する間隔を長くした場合には、乗員の検知精度が低下するという課題があった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、出力部の耐久性の低下を抑制するととともに、乗員の検出精度を向上することが可能な乗員検知手段を備えた乗員保護装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る乗員保護装置では、衝突検出手段の検出出力により乗員の体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段を非動作状態から動作状態に移行させ、前記乗員検出手段の検出結果によって衝突時に乗員を保護するための保護手段の動作を制御するようにしたものである。
【００１０】
また、この発明に係る乗員保護装置では、乗員の体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段を乗員検知領域に向かって波動信号を放射する波動放射部と乗員検知領域内の物体により反射された波動信号を検出する波動検出部とで構成するとともに、前記衝突検出手段により車両の衝突が検出された場合に、前記乗員検出手段のモードを切り換え、前記乗員検出手段における波動放射部の放射パワーを増すようにしたものである。
【００１１】
さらに、この発明に係る乗員保護装置では、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段の検出結果によって衝突時に乗員を保護するための保護手段の動作を制御し、衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段の動作を制御するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１ないし図３について説明する。図１は実施の形態１における乗員保護装置の構成を示す側面図である。図２は実施の形態１における乗員保護装置の動作を説明するための構成図である。図３は実施の形態１における乗員保護装置の動作を示すフローチャートである。
【００１３】
図１は、この発明における実施の形態１による乗員保護装置を助手席に設けた場合の構成図である。
図において、自動車のウインドシールド１の下方に設けられたダッシュボード２には、助手席前面衝突用エアバッグ３が格納され、衝突時に助手席４に着座する乗員を保護するようにされている。
エアバッグ３は、車両の衝突度を検知するための、加速度センサなどを用いた衝突センサ７の出力を受けるＥＣＵ６により、その展開が制御される。
赤外線シートを放射するための赤外線放射手段８は、車室天井５に設けられ、赤外線放射手段８と赤外線検出手段９とで乗員検出手段１０を構成する。
【００１４】
図２は、この乗員検出手段１０の動作を説明するための構成図である。
赤外線放射手段８には、赤外ＬＥＤ２１、および、円筒面レンズが設けられている。
赤外線検出手段９には、集光レンズ２３、および、２次元のＣＭＯＳイメージセンサ２４が設けられている。
【００１５】
ＬＥＤ２１から放射された赤外線は、円筒面レンズ２２その他の図示しない光学系によって、車室に対して上下方向の幅が狭く、左右方向には扇型に広がるシート状に整形される。この赤外線は、助手席に乗員がいない場合には、ダッシュボード２に達し、線状の赤外線スポットをつくる。
助手席に大人が正常に着座している場合には、図２に示すように、乗員の頭部または首の後ろに、線状の赤外線スポットが生じるように調整されている。これらの赤外線スポットで散乱された赤外線は、赤外線検出手段９に設けられたレンズ２３で集光され、２次元ＣＭＯＳイメージセンサ２４上に結像される。像３１は、乗員の後頭部につくられた赤外線スポットの像、像３２，３３は、乗員の頭の左右を通過した赤外線シートが、ダッシュボード上につくった赤外線スポットの像である。乗員の頭部の前後方向の位置は、三角測量の原理から、像３１の、図示ｘ方向の位置より求めることができる。
【００１６】
この種の多くのセンサと同様に、ＬＥＤ２１は、ＣＭＯＳイメージセンサ２４のフレームレートと同期して点滅しており、ＬＥＤ２１が発光した状態でのイメージセンサ出力とＬＥＤ２１が消灯した状態でのイメージセンサの出力の差分を取る事により、外乱光が大きい場合にも外乱光に影響されずにＬＥＤ２１の作る赤外線スポットのみを検出する、いわゆる同期検波の手法を用いている。
【００１７】
次に、エアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図３により説明する。
ステップ１０２では、衝突センサ７から衝突検出用パラメータとして車両の衝突度を入力する。
ステップ１０３では、入力された衝突度が所定の閾値以上であった場合に車両が衝突したと判断する。
車両が衝突したと判断された場合はステップステップ１００に進み、車両が衝突したと判断されなかった場合は、ステップ１０２に戻る。
ステップ１００では、赤外ＬＥＤ２１から波動信号としての赤外線を放射する。乗員検出手段１０（図２参照）の電源が投入され、乗員検出手段１０は非作動状態から作動状態へ移行されて、波動信号としての赤外線が放射されるのである。
ステップ１０１では、まず、放出された赤外線が対象物上に作る光スポットを検出する。次に、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って乗員を検出する処理を行う。この処理により、乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が検出される。
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。
乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には前記所定の属性条件を満たす乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグ３を展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００１８】
以上のように、この発明による実施の形態１では、車の衝突が検出されていない場合は乗員検出手段１０に電源を供給せず、車の衝突が検出された場合のみに、乗員検出手段１０の電源を供給するため、赤外ＬＥＤ２１が動作している時間はごく短くなり、赤外ＬＥＤ２１の耐久性の問題は無視することができる。
乗員検出手段１０に対する制御は電源ＯＮ／ＯＦＦだけであり、簡単な回路構成にて実現できる。
また、赤外ＬＥＤ２１が発光するのは短時間であるため、乗員の眼に及ぼす影響は軽微である。
【００１９】
この発明による実施の形態１によれば、車両の衝突を検出する衝突センサ７からなる衝突検出手段と、乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段とを備え、前記衝突センサ７からなる衝突検出手段の検出出力により前記乗員検出手段１０を動作状態に移行させ、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御するようにしたので、出力部の耐久性の低下を抑制するととともに、乗員の検出精度を向上することが可能な乗員検知手段を備えた乗員保護装置を提供することができる。
【００２０】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図４について説明する。図４は実施の形態２におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を示すフローチャートである。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００２１】
実施の形態２におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図４により説明する。
ステップ１００では、赤外ＬＥＤ２１から赤外線を放出する。
ステップ１０１では、まず、放出された赤外線が対象物上に作る光スポットを検出する。次に、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って乗員を検出する処理を行う。
ステップ１０２では、衝突センサ７より車両の衝突度を入力する。
ステップ１０３では、入力された衝突度が所定の閾値以上であった場合に車両が衝突したと判断する。車両が衝突したと判断された場合はステップステップ１０６に進み、車両が衝突したと判断されなかった場合は、ステップ１００に戻る。
ステップ１０６では、乗員検出手段１０のモード変更を行い、変更した設定でステップ１００とステップ１０１の処理を行う。
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には前記所定の属性条件を満たす乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグ３を展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００２２】
ステップ１０６にて切り換える乗員検出手段１０のモードにおいては車の衝突が検出されていない場合に比べて赤外ＬＥＤ２１に流す電流値を増加させ、乗員検出手段１０の放射パワーを増大させて、ＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくする。
【００２３】
以上のように、この発明による実施の形態２では、車の衝突が検出されていない場合に比べてＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくするモードに切り換わるため、頭髪，黒い衣服を着用した乗員等の反射率が低いために検出不可能だった対象を検出することができる。また、車室内に射し込む太陽光などの光外乱の影響を軽減することができる。
赤外ＬＥＤ２１が大出力で発光するのは短時間であるため、赤外ＬＥＤ２１の耐久性の低下を抑制することができ、乗員の眼に及ぼす影響も軽微である。
【００２４】
また、実施の形態１においては衝突検知するまで乗員検出手段１０の電源は切られていたが、この実施形態２においては通常モードとして乗員検出手段１０が動作しているため、ウォームアップ効果があり、切り換えたモードの動作を円滑に開始することができる。
また、通常モードにおいて行った乗員検知結果を用いて故障自己診断を行うこともできる。
また、通常モードにおいて行った乗員検知結果の履歴を用いることにより、より確実に乗員検知を行うことができる。
【００２５】
また、赤外ＬＥＤ２１に流す電流値を増加させると同時に、ＣＭＯＳイメージセンサ２４の１フレームあたりの発光数を減じても良い。ＣＭＯＳイメージセンサ２４の１フレームあたりに露光する光量を変化させずにフレームレートを上げることができ、乗員の検出精度を維持しながら検出時間を短縮することができる。
【００２６】
この発明による実施の形態２によれば、車両の衝突を検出する衝突センサ７からなる衝突検出手段と、体格，着座状態，着座位置等を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段と、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記乗員検出手段１０を乗員検知領域に向かって赤外線等の波動信号を放射するＬＥＤ２１を有する赤外線放射手段８（図２）からなる波動放射部と乗員検知領域内の物体により反射された赤外線等の波動信号を検出するＣＭＯＳイメージセンサ２６を有する赤外線検出手段９（図２）からなる波動検出部とで構成するとともに、前記衝突検出手段により車両の衝突が検出された場合に、前記乗員検出手段１０の検出精度を向上し確保するよう前記乗員検出手段１０のモードを切り換え、前記乗員検出手段１０におけるＬＥＤ２１を有する赤外線放射手段８（図２）からなる波動放射部の放射パワーを増すようにしたので、車両の衝突が検出された場合のみ放射パワーが大きくなり、耐久性の低下を抑制できる。また、放射パワーを大きくすることで、反射率の低い被写体の検出が可能となって、太陽光等による光外乱の影響を受けにくくなり、乗員の検出精度を向上することができる。また、放射パワーが大きくなるのは短時間であるため、乗員の眼に及ぼす影響は軽微である。
【００２７】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図５について説明する。図５は実施の形態３におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を示すフローチャートである。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１および実施の形態２における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００２８】
実施の形態１および実施の形態２では衝突を検知してから、乗員検知センシングを開始している。そのため、乗員検出手段１０は短時間で乗員検知センシングを行い、エアバッグ展開判断を行う必要がある。
通常、乗員検知センシングに要する時間は数ｍｓｅｃ程度以下である必要がある。このため乗員検出手段１０は高速処理が可能な高価な電子部品を用いる必要があり、コストが高いという問題点があった。
【００２９】
そこで、この実施の形態３では衝突センサ７の衝突検出に用いる閾値より小さな値の閾値を用いて、乗員検知センシングを開始する。このことにより、乗員検出にかける時間が長くとることができるため、高速処理が可能な高価な電子部品を用いる必要がなくなり、廉価に装置を構成できる。また、乗員検出にかける時間が長くとることができるため、繰り返し乗員検知センシングを行うことが可能になり検出精度を向上させることができる。
【００３０】
実施の形態３のエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図５により説明する。
ステップ１０２では、衝突センサ７より車両の衝突度を入力する。
ステップ１０７では、車両衝突検出時に用いる衝突検出閾値より小さい値である衝突予測閾値を用いて、車両の衝突を予測する。入力された衝突度が衝突予測用閾値より大きな値であった場合に車両が衝突すると予測する。車両の衝突が予測された場合は、ステップ１０６に進み、予測されなかった場合は、ステップ１００に進む。
ステップ１０６では、乗員検出手段１０のモード変更を行い、ステップ１００に進む。
ステップ１００では、赤外ＬＥＤ２１から赤外線を放出する。
ステップ１０１では、まず、放出された赤外線が対象物上に作る光スポットを検出する。次に、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って乗員を検出する処理を行う。
ステップ１０３では、入力された衝突度が衝突検出用の閾値より大きな値であった場合に車両が衝突したと判断する。車両が衝突したと判断された場合はステップ１０４に進み、車両が衝突したと判断されなかった場合は、ステップ１０２に戻る。
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には前記所定の属性条件を満す乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグ３を展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００３１】
この発明による実施の形態３によれば、実施の形態２における構成で、衝突センサ７からなる衝突検出手段において体格，着座状態，着座位置等を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０のモードを切り換えるための閾値は、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３等の保護手段の動作を制御するための閾値より小さな値を用いて衝突予測手段を構成するようにしので、エアバッグ等の保護手段の動作より早いタイミングで、乗員検出手段の出力部のモード切り換えを行うことができるため、乗員検出にかける時間が長くとれ、検出精度を向上させることができる。
【００３２】
実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図６について説明する。図６は実施の形態４におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を示すフローチャートである。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１ないし実施の形態３における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００３３】
実施の形態３においては衝突予測できるのは衝突検出の５ｍｓｅｃ程度前である。
衝突事故においては衝突直前にプレブレ−キングと呼ばれる急ブレーキが行われる場合が多いことより、衝突予測をブレーキが踏み込まれたことを検出することにより行えばさらに前もって衝突予測を行うことができる。
また、一般に車両には既にブレーキランプ点灯用にブレーキング検出スイッチが装備されており、新たなセンサを設ける必要がないという利点もある。
【００３４】
この実施の形態４におけるエアバッグ３の展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図６により説明する。
ステップ１０８では、ブレーキング検出スイッチより、ブレーキが踏み込まれているか否かを入力する。
ステップ１０９では、ブレーキが踏み込まれた場合に、車両が衝突すると予測する。
車両の衝突が予測された場合は、赤外ＬＥＤ２１から赤外線を放出するステップ１００の処理と、乗員の検出を行うステップ１０１の処理を行いステップ１０２に進む。車両の衝突が予測されなかった場合は、ステップ１０２に進む。
ステップ１０２では、衝突センサ７より車両の衝突度を入力する。
ステップ１０３では、入力された衝突度が所定の閾値以上であった場合に車両が衝突したと判断する。車両が衝突したと判断された場合はステップ１０４に進み、衝突したと判断されなかった場合はステップ１０８に戻る。
ステップ１０４では、ステップ１０１で乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が検出されている場合には所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には所定の属性条件を満たす乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグを展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００３５】
この発明による実施の形態４によれば、車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段と、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段１０を非作動状態から作動状態に移行するように前記乗員検出手段１０を制御するものであって、前記衝突予測手段１０は、ブレーキングを検出するセンサを備え、ブレーキが踏まれた場合に、衝突予測信号を出力するようにしたので、衝突予測を簡単に行うことができる。例えば、ストップランプに連動すれば新たなセンサの追加の必要がない。
【００３６】
実施の形態５．
この発明による実施の形態４を図７について説明する。図７は実施の形態５におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を示すフローチャートである。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１ないし実施の形態４における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００３７】
実施の形態５のエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図７により説明する。
ステップ１０８では、ブレーキング検出スイッチより、ブレーキが踏み込まれているか否かを入力する。
ステップ１０９では、ブレーキが踏み込まれた場合に、車両が衝突すると予測する。車両の衝突が予測された場合は、乗員検出手段のモード変更を行うステップ１０６の処理を行い、ステップ１００に進む。車両の衝突が予測されなかった場合は、ステップ１００に進む。
ステップ１００では、赤外ＬＥＤ２１から赤外線を放出する。
ステップ１０１では、まず、放出された赤外線が対象物上に作る光スポットを検出する。次に、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って乗員を検出する処理を行う。
ステップ１０２では、衝突センサ７より車両の衝突度を入力する。
ステップ１０３では、入力された衝突度が衝突検出用の閾値より大きな値であった場合に車両が衝突したと判断する。車両が衝突したと判断された場合はステップステップ１０４に進み、車両が衝突したと判断されなかった場合は、ステップ１０８に戻る。
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には所定の属性条件を満す乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグ３を展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００３８】
ステップ１０６にて切り換える乗員検出手段１０のモードにおいては赤外ＬＥＤ２１の発光間隔を短くする。このことより、フレームレートを上げることができ、検出時間を短縮することができる。そこで繰り返し乗員検知センシングを行うことにより検出精度を向上させることができる。
赤外ＬＥＤ２１の発光パルス間隔が短いのは短時間であるため、赤外ＬＥＤ２１の耐久性の低下を抑制することができて、乗員の眼に及ぼす影響も軽微である。
【００３９】
この発明による実施の形態５によれば、車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段と、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段１０の検出精度を向上し確保するよう前記乗員検出手段１０のモードを切換えるものであって、車両の衝突が予測された場合に切り換えるモードは、赤外ＬＥＤ２１の発光パルス間隔を短くして、前記乗員検出手段１０の波動放射部の放射間隔を短くするようにしたので、単位時間あたりに検出できる回数が増え、乗員の検出精度を向上することができる。また、短い間隔で波動放射するのは短時間であるため、耐久性の低下を抑制できる。
【００４０】
実施の形態６．
この発明による実施の形態６を説明する。
この実施の形態６において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１ないし実施の形態５における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００４１】
実施の形態５においては乗員検知手段１０はＬＥＤ２１の反射光を検知する方式であるため、頭髪，黒い衣服を着用した乗員等の反射率が低い対象は検出しにくいという問題点がある。
図７に示すステップ１０６にて切り換える乗員検出手段１０のモードにおいては車の衝突が検出されていない場合に比べて赤外ＬＥＤ２１に流す電流値を増加させ、ＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくする。
【００４２】
以上のように、この発明による実施の形態６では、車両の衝突が検出されていない場合は比べてＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくするモードに切り換わるため、頭髪、黒い衣服を着用した乗員等の反射率が低いために、検出不可能だった対象を検出することができる。また、車室内に射し込む太陽光などの光外乱の影響を軽減することができる。
赤外ＬＥＤ２１が大出力で発光するのは短時間であるため、赤外ＬＥＤ２１の耐久性の低下を抑制することができ、乗員の眼に及ぼす影響も軽微である。
【００４３】
ＣＭＯＳイメージセンサ２４の１フレームあたりに露光する光量を変化させずにフレームレートを上げることができ、乗員の検出精度を維持しながら検出時間を短縮することができる。
【００４４】
この発明による実施の形態６によれば、車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段と、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段１０の検出精度を向上し確保するよう前記乗員検出手段１０のモードを切換えるものであって、車両の衝突が予測された場合に切り換えるモードは、ＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくして、前記乗員検出手段１０の波動放射部の放射パワーを増すようにしたので、車の衝突が予測された場合のみ放射パワーが大きくなるので、耐久性の低下を抑制できる。また、放射パワーを大きくすることで、反射率の低い被写体の検出が可能であり、太陽光等による光外乱の影響を受けにくくなるので、乗員の検出精度を向上することができる。また、放射パワーが大きくなるのは短時間であるため、乗員の眼に及ぼす影響は軽微である。
【００４５】
実施の形態７．
この発明による実施の形態７を説明する。
この実施の形態７において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１ないし実施の形態６における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００４６】
この実施の形態７では、実施の形態３ないし実施の形態６において説明した衝突予測手段として、ブレ−キ力を検出するセンサを装備し、スッテプ１０８ではブレーキ力を入力し、ステップ１０９ではブレーキ力が任意の閾値以上の急ブレーキを検出した場合に、衝突を予測したと判断するものである。
この場合は交差点での減速など通常のブレーキ操作による衝突誤予想を防ぐことができ、衝突予測を確実に行うことができる。
【００４７】
この発明による実施の形態７によれば、実施の形態３ないし実施の形態６において説明した前記衝突予測手段として、ブレーキ力を検出するセンサを備え、ブレーキ力がある閾値以上である場合に、衝突予測信号を出力するようにしたので、一般にプレブレ−キングと呼ばれる衝突前の急ブレーキを検出することにより、衝突予測を確実に行うことができる。
【００４８】
以上のように、この発明による実施の形態においては、車の衝突が検出されていない場合、あるいは車の衝突が予測されていない場合は乗員検出手段に電源を供給せず、車の衝突が検出された場合、あるいは車の衝突が予測された場合に、乗員検出手段の電源を供給する。
上記手段により、波動を放射する時間は極端に短くなるので、乗員の目に対する影響は軽微であるし、波動放射手段の耐久性の低下を抑制することもできる。また、乗員検出手段に対する制御は、簡単な回路構成で実現できる。
【００４９】
この発明による実施の形態においては、エアバッグ等の保護装置動作を制御するための衝突検出手段に用いる閾値より小さい閾値を用いて、乗員検出手段の出力部のモードを切り換える。
上記手段により、エアバッグ等の保護装置動作より早いタイミングで、乗員検出手段の出力部のモード切り換えを行うことができるため、乗員検出にかける時間が長くとれ、検出精度が向上する。
【００５０】
この発明による実施の形態においては、車の衝突が検出された場合には、車の衝突が検出されていない場合に比べて、乗員検出手段の波動放射部の放射パワーを大きくするモードに切り換える。
上記手段により、車の衝突が検出された場合のみ放射パワーが大きくなるので、耐久性の低下を抑制できる。また、放射パワーを大きくすることで、反射率の低い被写体の検出が可能であり、太陽光等による光外乱の影響を受けにくくなるので、乗員の検出精度を向上することができる。また、放射パワーが大きくなるのは短時間であるため、乗員の眼に及ぼす影響は軽微である。
【００５１】
この発明による実施の形態においては、車の衝突が検出された場合には、車の衝突が検出されていない場合に比べて、乗員検出手段の放射パワーを大きくし、更に放射時間を短くするモードに切り換える。
上記手段により、車の衝突が検出された場合のみ放射パワーが大きくなるので、耐久性の低下を抑制できる。また、放射パワーが大きいと、反射される波動のパワーも大きいので、放射時間を短く設定し、反射された波動の検出に要する時間を短縮することができるので、乗員の検出精度の低下を抑制できると共に検出時間を短縮することができる。
【００５２】
この発明による実施の形態においては、車両の衝突を予測する車両予測手段を備え、車の衝突が予測された場合に、乗員検出手段のモードを切り換える。
そのため、車の衝突が検出されるより早いタイミングで、乗員検出手段のモード切り換えを行うことができるため、乗員検出にかける時間が長くとれ、検出精度が向上する。
【００５３】
この発明による実施の形態においては、車両の衝突を予測する車両予測手段を備え、車両の衝突が予測された場合には、車の衝突が予測されていない場合に比べて、乗員検出手段の波動放射部の放射間隔を短くするモードに切り換えることを特徴としている。
上記手段により、単位時間あたりに検出できる回数が増えるので乗員の検出精度を向上することができる。また、短い間隔で波動放射するのは短時間であるため、耐久性の低下を抑制できる。
【００５４】
この発明による実施の形態においては、ブレーキを検出するセンサによりブレーキが踏み込まれたことを検出した場合に、衝突を予測したと判断する。
上記手段により衝突予測を簡単に行うことができる。例えば、ストップランプに連動すれば新たなセンサの追加の必要がない。
【００５５】
この発明による実施の形態においては、ブレーキ力を検出するセンサを備え、ブレーキ力が任意の閾値以上であった場合に、衝突を予測したと判断する。
上記手段により、一般にプレブレ−キングと呼ばれる衝突前の急ブレーキを検出することにより、衝突予測を確実に行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明によれば、出力部の耐久性の低下を抑制するととともに、乗員の検出精度を向上することが可能な乗員検知手段を備えた乗員保護装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態１を示す要部概略構成図である。
【図２】この発明による実施の形態１における乗員保護装置の位置検出手段の動作を説明するための構成図である。
【図３】この発明による実施の形態１におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】この発明による実施の形態２におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】この発明による実施の形態３におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】この発明による実施の形態４におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】この発明による実施の形態５におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 自動車のウインドシールド、２ ダッシュボード、３ エアバッグ、４ 助手席、５ 車室天井、６ エアバッグの展開を制御するＥＣＵ、７ 衝突センサ、８ 赤外線放射手段、９ 赤外線検出手段、１０ 乗員検出手段、２１ 赤外ＬＥＤ、２２ 円筒面レンズ、２３ 集光レンズ、２４ ２次元のＣＭＯＳイメージセンサ、３１ 乗員の後頭部につくられた赤外線スポットの像、３２ 乗員の頭の左右を通過した赤外線シートが、ダッシュボード上につくった赤外線スポットの像、３３ 乗員の頭の左右を通過した赤外線シートが、ダッシュボード上に作った赤外線スポットの像。
【発明の属する技術分野】
この発明は、乗員の体格、着座状態、着座位置等を検出する乗員検出手段を備えた乗員保護装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乗員保護手段としてのエアバッグは、自動車の衝突時に、ハンドルやダッシュボードと乗員との間で急膨張し、乗員を保護するためのものである。
しかし、運転者が小柄であるために、ハンドルに近い位置で運転した場合や、子供が助手席用シートの前方に立った場合等、ハンドルやダッシュボードと乗員との間の距離が極めて近い場合には、このエアバッグの展開が乗員に傷害を与える場合があることが知られている。
また、助手席乗員が６才以下の子供である場合には、正常位置に着座しているとしても、エアバッグを展開しない方が安全であるとされている。
このため、米国では、エアバッグを用いた乗員保護装置においては、乗員検知装置の設置義務が法制化されようとしている。
【０００３】
このため種々の乗員検知手段を備えた乗員保護装置が提案されているが、三角測量法を用いて乗員の状態を検出する乗員検知手段を備えた乗員保護装置が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
この乗員保護装置は、赤外線ビームを放射する赤外線放射手段と、赤外線ビームが対象物上に作った光スポットを検出する赤外線検出手段と、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って対象物の位置を検出する位置検出手段と、衝突検知手段で構成される乗員検知装置を備えており、乗員検知手段で検出された対象物の位置より、エアバッグが展開すると危険だとＥＣＵが判断した場合には、エアバッグの展開を抑制している。
【０００４】
なお、この従来例では、放射する波動に赤外線ビームを用いているが、他にも、超音波を用いた装置（例えば、特許文献２参照）や、光信号を用いた装置（例えば、特許文献３参照）などがある。
そして、投光部としてＬＥＤを用いた乗員検出手段において、衝突センサからの信号によりＬＥＤ点灯間隔を短くするものも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１００８５８号公報（第３−５図、図１−５）
【特許文献２】
特開平１１−２８６２５６号公報（第５頁、図１−２）
【特許文献３】
特開平１１−２１７０５６号公報
【特許文献４】
特開２００１−３０８７０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、どのような波動信号を放射する乗員検出装置においても、物体の検知精度を向上させるために放射パワーを大きくすると、波動放射部に負担がかかるため、耐久性が低下する恐れがあった。
また、波動信号がレーザー，ＬＥＤなどの光線の場合は乗員の眼に及ぼす影響を考慮する必要があり、波動信号が超音波の場合は発信音が乗員に聞こえて不愉快であることを考慮する必要がであった。そのため、放射パワーを大きくするには限界があった。
【０００７】
また、放射する間隔を短くし、単位時間あたりの検出回数を増加させると、単位時間あたりの放射回数が増加するため、出力部の耐久性が低下するという課題があった。
逆に、出力部の耐久性を考慮して、放射する間隔を長くした場合には、乗員の検知精度が低下するという課題があった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、出力部の耐久性の低下を抑制するととともに、乗員の検出精度を向上することが可能な乗員検知手段を備えた乗員保護装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る乗員保護装置では、衝突検出手段の検出出力により乗員の体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段を非動作状態から動作状態に移行させ、前記乗員検出手段の検出結果によって衝突時に乗員を保護するための保護手段の動作を制御するようにしたものである。
【００１０】
また、この発明に係る乗員保護装置では、乗員の体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段を乗員検知領域に向かって波動信号を放射する波動放射部と乗員検知領域内の物体により反射された波動信号を検出する波動検出部とで構成するとともに、前記衝突検出手段により車両の衝突が検出された場合に、前記乗員検出手段のモードを切り換え、前記乗員検出手段における波動放射部の放射パワーを増すようにしたものである。
【００１１】
さらに、この発明に係る乗員保護装置では、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段の検出結果によって衝突時に乗員を保護するための保護手段の動作を制御し、衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段の動作を制御するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１ないし図３について説明する。図１は実施の形態１における乗員保護装置の構成を示す側面図である。図２は実施の形態１における乗員保護装置の動作を説明するための構成図である。図３は実施の形態１における乗員保護装置の動作を示すフローチャートである。
【００１３】
図１は、この発明における実施の形態１による乗員保護装置を助手席に設けた場合の構成図である。
図において、自動車のウインドシールド１の下方に設けられたダッシュボード２には、助手席前面衝突用エアバッグ３が格納され、衝突時に助手席４に着座する乗員を保護するようにされている。
エアバッグ３は、車両の衝突度を検知するための、加速度センサなどを用いた衝突センサ７の出力を受けるＥＣＵ６により、その展開が制御される。
赤外線シートを放射するための赤外線放射手段８は、車室天井５に設けられ、赤外線放射手段８と赤外線検出手段９とで乗員検出手段１０を構成する。
【００１４】
図２は、この乗員検出手段１０の動作を説明するための構成図である。
赤外線放射手段８には、赤外ＬＥＤ２１、および、円筒面レンズが設けられている。
赤外線検出手段９には、集光レンズ２３、および、２次元のＣＭＯＳイメージセンサ２４が設けられている。
【００１５】
ＬＥＤ２１から放射された赤外線は、円筒面レンズ２２その他の図示しない光学系によって、車室に対して上下方向の幅が狭く、左右方向には扇型に広がるシート状に整形される。この赤外線は、助手席に乗員がいない場合には、ダッシュボード２に達し、線状の赤外線スポットをつくる。
助手席に大人が正常に着座している場合には、図２に示すように、乗員の頭部または首の後ろに、線状の赤外線スポットが生じるように調整されている。これらの赤外線スポットで散乱された赤外線は、赤外線検出手段９に設けられたレンズ２３で集光され、２次元ＣＭＯＳイメージセンサ２４上に結像される。像３１は、乗員の後頭部につくられた赤外線スポットの像、像３２，３３は、乗員の頭の左右を通過した赤外線シートが、ダッシュボード上につくった赤外線スポットの像である。乗員の頭部の前後方向の位置は、三角測量の原理から、像３１の、図示ｘ方向の位置より求めることができる。
【００１６】
この種の多くのセンサと同様に、ＬＥＤ２１は、ＣＭＯＳイメージセンサ２４のフレームレートと同期して点滅しており、ＬＥＤ２１が発光した状態でのイメージセンサ出力とＬＥＤ２１が消灯した状態でのイメージセンサの出力の差分を取る事により、外乱光が大きい場合にも外乱光に影響されずにＬＥＤ２１の作る赤外線スポットのみを検出する、いわゆる同期検波の手法を用いている。
【００１７】
次に、エアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図３により説明する。
ステップ１０２では、衝突センサ７から衝突検出用パラメータとして車両の衝突度を入力する。
ステップ１０３では、入力された衝突度が所定の閾値以上であった場合に車両が衝突したと判断する。
車両が衝突したと判断された場合はステップステップ１００に進み、車両が衝突したと判断されなかった場合は、ステップ１０２に戻る。
ステップ１００では、赤外ＬＥＤ２１から波動信号としての赤外線を放射する。乗員検出手段１０（図２参照）の電源が投入され、乗員検出手段１０は非作動状態から作動状態へ移行されて、波動信号としての赤外線が放射されるのである。
ステップ１０１では、まず、放出された赤外線が対象物上に作る光スポットを検出する。次に、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って乗員を検出する処理を行う。この処理により、乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が検出される。
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。
乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には前記所定の属性条件を満たす乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグ３を展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００１８】
以上のように、この発明による実施の形態１では、車の衝突が検出されていない場合は乗員検出手段１０に電源を供給せず、車の衝突が検出された場合のみに、乗員検出手段１０の電源を供給するため、赤外ＬＥＤ２１が動作している時間はごく短くなり、赤外ＬＥＤ２１の耐久性の問題は無視することができる。
乗員検出手段１０に対する制御は電源ＯＮ／ＯＦＦだけであり、簡単な回路構成にて実現できる。
また、赤外ＬＥＤ２１が発光するのは短時間であるため、乗員の眼に及ぼす影響は軽微である。
【００１９】
この発明による実施の形態１によれば、車両の衝突を検出する衝突センサ７からなる衝突検出手段と、乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段とを備え、前記衝突センサ７からなる衝突検出手段の検出出力により前記乗員検出手段１０を動作状態に移行させ、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御するようにしたので、出力部の耐久性の低下を抑制するととともに、乗員の検出精度を向上することが可能な乗員検知手段を備えた乗員保護装置を提供することができる。
【００２０】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図４について説明する。図４は実施の形態２におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を示すフローチャートである。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００２１】
実施の形態２におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図４により説明する。
ステップ１００では、赤外ＬＥＤ２１から赤外線を放出する。
ステップ１０１では、まず、放出された赤外線が対象物上に作る光スポットを検出する。次に、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って乗員を検出する処理を行う。
ステップ１０２では、衝突センサ７より車両の衝突度を入力する。
ステップ１０３では、入力された衝突度が所定の閾値以上であった場合に車両が衝突したと判断する。車両が衝突したと判断された場合はステップステップ１０６に進み、車両が衝突したと判断されなかった場合は、ステップ１００に戻る。
ステップ１０６では、乗員検出手段１０のモード変更を行い、変更した設定でステップ１００とステップ１０１の処理を行う。
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には前記所定の属性条件を満たす乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグ３を展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００２２】
ステップ１０６にて切り換える乗員検出手段１０のモードにおいては車の衝突が検出されていない場合に比べて赤外ＬＥＤ２１に流す電流値を増加させ、乗員検出手段１０の放射パワーを増大させて、ＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくする。
【００２３】
以上のように、この発明による実施の形態２では、車の衝突が検出されていない場合に比べてＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくするモードに切り換わるため、頭髪，黒い衣服を着用した乗員等の反射率が低いために検出不可能だった対象を検出することができる。また、車室内に射し込む太陽光などの光外乱の影響を軽減することができる。
赤外ＬＥＤ２１が大出力で発光するのは短時間であるため、赤外ＬＥＤ２１の耐久性の低下を抑制することができ、乗員の眼に及ぼす影響も軽微である。
【００２４】
また、実施の形態１においては衝突検知するまで乗員検出手段１０の電源は切られていたが、この実施形態２においては通常モードとして乗員検出手段１０が動作しているため、ウォームアップ効果があり、切り換えたモードの動作を円滑に開始することができる。
また、通常モードにおいて行った乗員検知結果を用いて故障自己診断を行うこともできる。
また、通常モードにおいて行った乗員検知結果の履歴を用いることにより、より確実に乗員検知を行うことができる。
【００２５】
また、赤外ＬＥＤ２１に流す電流値を増加させると同時に、ＣＭＯＳイメージセンサ２４の１フレームあたりの発光数を減じても良い。ＣＭＯＳイメージセンサ２４の１フレームあたりに露光する光量を変化させずにフレームレートを上げることができ、乗員の検出精度を維持しながら検出時間を短縮することができる。
【００２６】
この発明による実施の形態２によれば、車両の衝突を検出する衝突センサ７からなる衝突検出手段と、体格，着座状態，着座位置等を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段と、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御する制御手段とを備え、前記乗員検出手段１０を乗員検知領域に向かって赤外線等の波動信号を放射するＬＥＤ２１を有する赤外線放射手段８（図２）からなる波動放射部と乗員検知領域内の物体により反射された赤外線等の波動信号を検出するＣＭＯＳイメージセンサ２６を有する赤外線検出手段９（図２）からなる波動検出部とで構成するとともに、前記衝突検出手段により車両の衝突が検出された場合に、前記乗員検出手段１０の検出精度を向上し確保するよう前記乗員検出手段１０のモードを切り換え、前記乗員検出手段１０におけるＬＥＤ２１を有する赤外線放射手段８（図２）からなる波動放射部の放射パワーを増すようにしたので、車両の衝突が検出された場合のみ放射パワーが大きくなり、耐久性の低下を抑制できる。また、放射パワーを大きくすることで、反射率の低い被写体の検出が可能となって、太陽光等による光外乱の影響を受けにくくなり、乗員の検出精度を向上することができる。また、放射パワーが大きくなるのは短時間であるため、乗員の眼に及ぼす影響は軽微である。
【００２７】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図５について説明する。図５は実施の形態３におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を示すフローチャートである。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１および実施の形態２における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００２８】
実施の形態１および実施の形態２では衝突を検知してから、乗員検知センシングを開始している。そのため、乗員検出手段１０は短時間で乗員検知センシングを行い、エアバッグ展開判断を行う必要がある。
通常、乗員検知センシングに要する時間は数ｍｓｅｃ程度以下である必要がある。このため乗員検出手段１０は高速処理が可能な高価な電子部品を用いる必要があり、コストが高いという問題点があった。
【００２９】
そこで、この実施の形態３では衝突センサ７の衝突検出に用いる閾値より小さな値の閾値を用いて、乗員検知センシングを開始する。このことにより、乗員検出にかける時間が長くとることができるため、高速処理が可能な高価な電子部品を用いる必要がなくなり、廉価に装置を構成できる。また、乗員検出にかける時間が長くとることができるため、繰り返し乗員検知センシングを行うことが可能になり検出精度を向上させることができる。
【００３０】
実施の形態３のエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図５により説明する。
ステップ１０２では、衝突センサ７より車両の衝突度を入力する。
ステップ１０７では、車両衝突検出時に用いる衝突検出閾値より小さい値である衝突予測閾値を用いて、車両の衝突を予測する。入力された衝突度が衝突予測用閾値より大きな値であった場合に車両が衝突すると予測する。車両の衝突が予測された場合は、ステップ１０６に進み、予測されなかった場合は、ステップ１００に進む。
ステップ１０６では、乗員検出手段１０のモード変更を行い、ステップ１００に進む。
ステップ１００では、赤外ＬＥＤ２１から赤外線を放出する。
ステップ１０１では、まず、放出された赤外線が対象物上に作る光スポットを検出する。次に、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って乗員を検出する処理を行う。
ステップ１０３では、入力された衝突度が衝突検出用の閾値より大きな値であった場合に車両が衝突したと判断する。車両が衝突したと判断された場合はステップ１０４に進み、車両が衝突したと判断されなかった場合は、ステップ１０２に戻る。
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には前記所定の属性条件を満す乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグ３を展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００３１】
この発明による実施の形態３によれば、実施の形態２における構成で、衝突センサ７からなる衝突検出手段において体格，着座状態，着座位置等を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０のモードを切り換えるための閾値は、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３等の保護手段の動作を制御するための閾値より小さな値を用いて衝突予測手段を構成するようにしので、エアバッグ等の保護手段の動作より早いタイミングで、乗員検出手段の出力部のモード切り換えを行うことができるため、乗員検出にかける時間が長くとれ、検出精度を向上させることができる。
【００３２】
実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図６について説明する。図６は実施の形態４におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を示すフローチャートである。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１ないし実施の形態３における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００３３】
実施の形態３においては衝突予測できるのは衝突検出の５ｍｓｅｃ程度前である。
衝突事故においては衝突直前にプレブレ−キングと呼ばれる急ブレーキが行われる場合が多いことより、衝突予測をブレーキが踏み込まれたことを検出することにより行えばさらに前もって衝突予測を行うことができる。
また、一般に車両には既にブレーキランプ点灯用にブレーキング検出スイッチが装備されており、新たなセンサを設ける必要がないという利点もある。
【００３４】
この実施の形態４におけるエアバッグ３の展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図６により説明する。
ステップ１０８では、ブレーキング検出スイッチより、ブレーキが踏み込まれているか否かを入力する。
ステップ１０９では、ブレーキが踏み込まれた場合に、車両が衝突すると予測する。
車両の衝突が予測された場合は、赤外ＬＥＤ２１から赤外線を放出するステップ１００の処理と、乗員の検出を行うステップ１０１の処理を行いステップ１０２に進む。車両の衝突が予測されなかった場合は、ステップ１０２に進む。
ステップ１０２では、衝突センサ７より車両の衝突度を入力する。
ステップ１０３では、入力された衝突度が所定の閾値以上であった場合に車両が衝突したと判断する。車両が衝突したと判断された場合はステップ１０４に進み、衝突したと判断されなかった場合はステップ１０８に戻る。
ステップ１０４では、ステップ１０１で乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が検出されている場合には所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には所定の属性条件を満たす乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグを展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００３５】
この発明による実施の形態４によれば、車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段と、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段１０を非作動状態から作動状態に移行するように前記乗員検出手段１０を制御するものであって、前記衝突予測手段１０は、ブレーキングを検出するセンサを備え、ブレーキが踏まれた場合に、衝突予測信号を出力するようにしたので、衝突予測を簡単に行うことができる。例えば、ストップランプに連動すれば新たなセンサの追加の必要がない。
【００３６】
実施の形態５．
この発明による実施の形態４を図７について説明する。図７は実施の形態５におけるエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を示すフローチャートである。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１ないし実施の形態４における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００３７】
実施の形態５のエアバッグの展開を制御するＥＣＵ６の制御動作を図７により説明する。
ステップ１０８では、ブレーキング検出スイッチより、ブレーキが踏み込まれているか否かを入力する。
ステップ１０９では、ブレーキが踏み込まれた場合に、車両が衝突すると予測する。車両の衝突が予測された場合は、乗員検出手段のモード変更を行うステップ１０６の処理を行い、ステップ１００に進む。車両の衝突が予測されなかった場合は、ステップ１００に進む。
ステップ１００では、赤外ＬＥＤ２１から赤外線を放出する。
ステップ１０１では、まず、放出された赤外線が対象物上に作る光スポットを検出する。次に、検出された光スポット位置より三角測量の原理に従って乗員を検出する処理を行う。
ステップ１０２では、衝突センサ７より車両の衝突度を入力する。
ステップ１０３では、入力された衝突度が衝突検出用の閾値より大きな値であった場合に車両が衝突したと判断する。車両が衝突したと判断された場合はステップステップ１０４に進み、車両が衝突したと判断されなかった場合は、ステップ１０８に戻る。
ステップ１０４では、ステップ１０１で検出された乗員の体格，着座状態，着座位置を含む乗員の属性が所定の属性条件を満たさない危険な乗員が検出されたかどうか判断する。乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、エアバッグ３から十分離れた位置を示した場合には、助手席４には所定の属性条件を満す乗員が正常に着座していると判断し、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５ではエアバッグ３を展開するように制御する。ステップ１０４で乗員検出手段１０の出力する乗員の位置信号が、ダッシュボード２に非常に近い位置を示した場合には、エアバッグ３を展開すると危険であると判断し、制御動作を終了する。
【００３８】
ステップ１０６にて切り換える乗員検出手段１０のモードにおいては赤外ＬＥＤ２１の発光間隔を短くする。このことより、フレームレートを上げることができ、検出時間を短縮することができる。そこで繰り返し乗員検知センシングを行うことにより検出精度を向上させることができる。
赤外ＬＥＤ２１の発光パルス間隔が短いのは短時間であるため、赤外ＬＥＤ２１の耐久性の低下を抑制することができて、乗員の眼に及ぼす影響も軽微である。
【００３９】
この発明による実施の形態５によれば、車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段と、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段１０の検出精度を向上し確保するよう前記乗員検出手段１０のモードを切換えるものであって、車両の衝突が予測された場合に切り換えるモードは、赤外ＬＥＤ２１の発光パルス間隔を短くして、前記乗員検出手段１０の波動放射部の放射間隔を短くするようにしたので、単位時間あたりに検出できる回数が増え、乗員の検出精度を向上することができる。また、短い間隔で波動放射するのは短時間であるため、耐久性の低下を抑制できる。
【００４０】
実施の形態６．
この発明による実施の形態６を説明する。
この実施の形態６において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１ないし実施の形態５における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００４１】
実施の形態５においては乗員検知手段１０はＬＥＤ２１の反射光を検知する方式であるため、頭髪，黒い衣服を着用した乗員等の反射率が低い対象は検出しにくいという問題点がある。
図７に示すステップ１０６にて切り換える乗員検出手段１０のモードにおいては車の衝突が検出されていない場合に比べて赤外ＬＥＤ２１に流す電流値を増加させ、ＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくする。
【００４２】
以上のように、この発明による実施の形態６では、車両の衝突が検出されていない場合は比べてＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくするモードに切り換わるため、頭髪、黒い衣服を着用した乗員等の反射率が低いために、検出不可能だった対象を検出することができる。また、車室内に射し込む太陽光などの光外乱の影響を軽減することができる。
赤外ＬＥＤ２１が大出力で発光するのは短時間であるため、赤外ＬＥＤ２１の耐久性の低下を抑制することができ、乗員の眼に及ぼす影響も軽微である。
【００４３】
ＣＭＯＳイメージセンサ２４の１フレームあたりに露光する光量を変化させずにフレームレートを上げることができ、乗員の検出精度を維持しながら検出時間を短縮することができる。
【００４４】
この発明による実施の形態６によれば、車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段１０と、衝突時に乗員を保護するためのエアバッグ３からなる保護手段と、前記乗員検出手段１０の検出結果によって前記エアバッグ３からなる保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段１０の検出精度を向上し確保するよう前記乗員検出手段１０のモードを切換えるものであって、車両の衝突が予測された場合に切り換えるモードは、ＣＭＯＳイメージセンサ２４が１フレームあたりに露光する光量を大きくして、前記乗員検出手段１０の波動放射部の放射パワーを増すようにしたので、車の衝突が予測された場合のみ放射パワーが大きくなるので、耐久性の低下を抑制できる。また、放射パワーを大きくすることで、反射率の低い被写体の検出が可能であり、太陽光等による光外乱の影響を受けにくくなるので、乗員の検出精度を向上することができる。また、放射パワーが大きくなるのは短時間であるため、乗員の眼に及ぼす影響は軽微である。
【００４５】
実施の形態７．
この発明による実施の形態７を説明する。
この実施の形態７において、ここで説明する特有の構成および動作以外の内容については、先に説明した実施の形態１ないし実施の形態６における構成および動作と同一の構成および動作内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００４６】
この実施の形態７では、実施の形態３ないし実施の形態６において説明した衝突予測手段として、ブレ−キ力を検出するセンサを装備し、スッテプ１０８ではブレーキ力を入力し、ステップ１０９ではブレーキ力が任意の閾値以上の急ブレーキを検出した場合に、衝突を予測したと判断するものである。
この場合は交差点での減速など通常のブレーキ操作による衝突誤予想を防ぐことができ、衝突予測を確実に行うことができる。
【００４７】
この発明による実施の形態７によれば、実施の形態３ないし実施の形態６において説明した前記衝突予測手段として、ブレーキ力を検出するセンサを備え、ブレーキ力がある閾値以上である場合に、衝突予測信号を出力するようにしたので、一般にプレブレ−キングと呼ばれる衝突前の急ブレーキを検出することにより、衝突予測を確実に行うことができる。
【００４８】
以上のように、この発明による実施の形態においては、車の衝突が検出されていない場合、あるいは車の衝突が予測されていない場合は乗員検出手段に電源を供給せず、車の衝突が検出された場合、あるいは車の衝突が予測された場合に、乗員検出手段の電源を供給する。
上記手段により、波動を放射する時間は極端に短くなるので、乗員の目に対する影響は軽微であるし、波動放射手段の耐久性の低下を抑制することもできる。また、乗員検出手段に対する制御は、簡単な回路構成で実現できる。
【００４９】
この発明による実施の形態においては、エアバッグ等の保護装置動作を制御するための衝突検出手段に用いる閾値より小さい閾値を用いて、乗員検出手段の出力部のモードを切り換える。
上記手段により、エアバッグ等の保護装置動作より早いタイミングで、乗員検出手段の出力部のモード切り換えを行うことができるため、乗員検出にかける時間が長くとれ、検出精度が向上する。
【００５０】
この発明による実施の形態においては、車の衝突が検出された場合には、車の衝突が検出されていない場合に比べて、乗員検出手段の波動放射部の放射パワーを大きくするモードに切り換える。
上記手段により、車の衝突が検出された場合のみ放射パワーが大きくなるので、耐久性の低下を抑制できる。また、放射パワーを大きくすることで、反射率の低い被写体の検出が可能であり、太陽光等による光外乱の影響を受けにくくなるので、乗員の検出精度を向上することができる。また、放射パワーが大きくなるのは短時間であるため、乗員の眼に及ぼす影響は軽微である。
【００５１】
この発明による実施の形態においては、車の衝突が検出された場合には、車の衝突が検出されていない場合に比べて、乗員検出手段の放射パワーを大きくし、更に放射時間を短くするモードに切り換える。
上記手段により、車の衝突が検出された場合のみ放射パワーが大きくなるので、耐久性の低下を抑制できる。また、放射パワーが大きいと、反射される波動のパワーも大きいので、放射時間を短く設定し、反射された波動の検出に要する時間を短縮することができるので、乗員の検出精度の低下を抑制できると共に検出時間を短縮することができる。
【００５２】
この発明による実施の形態においては、車両の衝突を予測する車両予測手段を備え、車の衝突が予測された場合に、乗員検出手段のモードを切り換える。
そのため、車の衝突が検出されるより早いタイミングで、乗員検出手段のモード切り換えを行うことができるため、乗員検出にかける時間が長くとれ、検出精度が向上する。
【００５３】
この発明による実施の形態においては、車両の衝突を予測する車両予測手段を備え、車両の衝突が予測された場合には、車の衝突が予測されていない場合に比べて、乗員検出手段の波動放射部の放射間隔を短くするモードに切り換えることを特徴としている。
上記手段により、単位時間あたりに検出できる回数が増えるので乗員の検出精度を向上することができる。また、短い間隔で波動放射するのは短時間であるため、耐久性の低下を抑制できる。
【００５４】
この発明による実施の形態においては、ブレーキを検出するセンサによりブレーキが踏み込まれたことを検出した場合に、衝突を予測したと判断する。
上記手段により衝突予測を簡単に行うことができる。例えば、ストップランプに連動すれば新たなセンサの追加の必要がない。
【００５５】
この発明による実施の形態においては、ブレーキ力を検出するセンサを備え、ブレーキ力が任意の閾値以上であった場合に、衝突を予測したと判断する。
上記手段により、一般にプレブレ−キングと呼ばれる衝突前の急ブレーキを検出することにより、衝突予測を確実に行うことができる。
【００５６】
【発明の効果】
この発明によれば、出力部の耐久性の低下を抑制するととともに、乗員の検出精度を向上することが可能な乗員検知手段を備えた乗員保護装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による実施の形態１を示す要部概略構成図である。
【図２】この発明による実施の形態１における乗員保護装置の位置検出手段の動作を説明するための構成図である。
【図３】この発明による実施の形態１におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】この発明による実施の形態２におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】この発明による実施の形態３におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】この発明による実施の形態４におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】この発明による実施の形態５におけるＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 自動車のウインドシールド、２ ダッシュボード、３ エアバッグ、４ 助手席、５ 車室天井、６ エアバッグの展開を制御するＥＣＵ、７ 衝突センサ、８ 赤外線放射手段、９ 赤外線検出手段、１０ 乗員検出手段、２１ 赤外ＬＥＤ、２２ 円筒面レンズ、２３ 集光レンズ、２４ ２次元のＣＭＯＳイメージセンサ、３１ 乗員の後頭部につくられた赤外線スポットの像、３２ 乗員の頭の左右を通過した赤外線シートが、ダッシュボード上につくった赤外線スポットの像、３３ 乗員の頭の左右を通過した赤外線シートが、ダッシュボード上に作った赤外線スポットの像。
Claims (12)
- 車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員の体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段と、衝突時に乗員を保護するための保護手段とを備え、前記衝突検出手段の検出出力により前記乗員検出手段を非動作状態から動作状態に移行させ、前記乗員検出手段の検出結果によって前記保護手段の動作を制御するようにしたことを特徴とする乗員保護装置。
- 車両の衝突を検出する衝突検出手段と、乗員の体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段と、衝突時に乗員を保護するための保護手段と、前記乗員検出手段の検出結果によって前記保護手段の動作を制御する制御手段とを備え、乗員検出手段を乗員検知領域に向かって波動信号を放射する波動放射部と乗員検知領域内の物体により反射された波動信号を検出する波動検出部とで構成するとともに、前記衝突検出手段により車両の衝突が検出された場合に、前記乗員検出手段のモードを切り換え、前記乗員検出手段における波動放射部の放射パワーを増すようにしたことを特徴とする乗員保護装置。
- 前記衝突検出手段において、前記乗員検出手段のモードを切り換えるための閾値は、前記保護手段の動作を制御するための閾値より小さな値を用いることを特徴とする請求項２に記載の乗員保護装置。
- 前記乗員検出手段が切り換えられるモードは、前記乗員検出手段の波動放射部の放射パワーを増し、更に放射時間を短縮することであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の乗員保護装置。
- 車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段と、衝突時に乗員を保護するための保護手段と、前記乗員検出手段の検出結果によって前記保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段の検出精度を確保するように前記乗員検出手段の動作を制御することを特徴とする乗員保護装置。
- 車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段と、衝突時に乗員を保護するための保護手段と、前記乗員検出手段の検出結果によって前記保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段を非作動状態から作動状態に移行させるようにしたことを特徴とする乗員保護装置。
- 車両の衝突予測を行う衝突予測手段と、体格を含む乗員の属性を検出する乗員検出手段と、衝突時に乗員を保護するための保護手段と、前記乗員検出手段の検出結果によって前記保護手段の動作を制御する制御手段を備え、前記衝突予測手段により車両の衝突が予測された場合に、前記衝突予測手段の検出出力によって前記乗員検出手段のモードを切り換えるようにしたことを特徴とする乗員保護装置。
- 乗員検知領域に向かって波動を放射する波動放射部と、乗員検知領域内の物体により反射された波動を検出する波動検出部で構成される前記乗員検出手段を備え、車両の衝突が予測された場合に切り換えるモードは、前記乗員検出手段の波動放射部の放射パワーを増すようにしたものであることを特徴とする請求項７記載の乗員保護装置。
- 車両の衝突が予測された場合に切り換えるモードは、前記乗員検出手段の波動放射部の放射パワーを増し、更に放射時間を短くするようにしたものであることを特徴とする請求項７記載の乗員保護装置。
- 車両の衝突が予測された場合に切り換えるモードは、前記乗員検出手段の波動放射部の放射間隔を短くするようにしたものであることを特徴とする請求項７記載の乗員保護装置。
- 前記衝突予測手段は、ブレーキングを検出するセンサを備え、ブレーキが踏まれた場合に、衝突予測信号を出力することを特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の乗員保護装置。
- 前記衝突予測手段は、ブレーキ力を検出するセンサを備え、ブレーキ力がある閾値以上である場合に、衝突予測信号を出力することを特徴とする請求項６ないし請求項１０のいずれかに記載の乗員保護装置。
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