JP6412366B2 - Crew protection device - Google Patents
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Description
本発明は、複数のエアバッグモジュールを備える乗員保護装置に関する。 The present invention relates to an occupant protection device including a plurality of airbag modules.
車両には、衝突から乗員を保護する乗員保護装置として、衝突時にエアバッグを展開させるエアバッグ装置が設けられている。エアバッグ装置は、ステアリングホイール、インストルメントパネル、シート等に格納される複数のエアバッグモジュールを有している。それぞれのエアバッグモジュールは、衝突時にガスを発生させるインフレータと、インフレータからのガスによって膨張するバッグとによって構成されている。各エアバッグモジュールの展開状況は、車両の衝突状況に応じて制御されている。 BACKGROUND ART A vehicle is provided with an airbag device that deploys an airbag at the time of a collision as a passenger protection device that protects the passenger from a collision. The airbag device has a plurality of airbag modules stored in a steering wheel, an instrument panel, a seat, and the like. Each airbag module includes an inflator that generates gas at the time of a collision, and a bag that is inflated by the gas from the inflator. The deployment status of each airbag module is controlled according to the vehicle crash status.
例えば、車両がオフセット衝突した場合には、車体にヨーモーメントが作用して回転することから、乗員が前方のエアバッグから側方に外れてしまう虞がある。そこで、加速度センサによってオフセット衝突を検出し、オフセット衝突である場合には、前方のエアバッグを展開させるだけでなく、側方のカーテンエアバッグを展開させるようにしたエアバッグ装置が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1に記載されるエアバッグ装置は、加速度センサによって前後方向と車幅方向との加速度を検出し、前後方向だけでなく車幅方向に大きな加速度が検出された場合にオフセット衝突であると判定している。
For example, when the vehicle collides with an offset, the yaw moment acts on the vehicle body to rotate, and there is a possibility that the occupant may come off the side of the front airbag. Therefore, an airbag device has been proposed in which an offset collision is detected by an acceleration sensor and, in the case of the offset collision, not only the front airbag is deployed but also the side curtain airbag is deployed. (See Patent Document 1). The airbag apparatus described in
ところで、特許文献1に記載されるエアバッグ装置は、衝突時の加速度に基づいてオフセット衝突であるか否かを判定し、この判定結果に基づいてエアバッグの展開を制御している。すなわち、実際に車両が衝突してから衝突状況を判定する装置であるため、非常に限られた時間内に衝突状況を判定してエアバッグを展開させることが必要であった。このため、実際に車両が衝突してから衝突状況を判定するのではなく、事前に衝突状況を予測してエアバッグモジュールを適切に展開させることが求められている。
By the way, the airbag apparatus described in
本発明の目的は、エアバッグモジュールを適切に展開させることにある。 An object of the present invention is to appropriately deploy an airbag module.
本発明の乗員保護装置は、複数のエアバッグモジュールを備え、車両の衝突時に前記エアバッグモジュールを展開する乗員保護装置であって、前記車両と衝突対象物との相対的な位置情報を算出する位置算出部と、前記位置情報の推移に基づいて、前記車両と前記衝突対象物との移動速度差を算出する速度差算出部と、前記位置情報の推移に基づいて、前記衝突対象物に対する前記車両の接触部位を予測する接触部位予測部と、前記移動速度差と前記接触部位とに基づいて、衝突による前記車両の回転挙動を予測する回転挙動予測部と、前記回転挙動に基づいて、前記エアバッグモジュールの展開モードを設定するエアバッグ制御部と、を有し、前記エアバッグ制御部は、前記回転挙動が閾値を下回る場合に、前記展開モードとして、乗員が着座する座席前方のエアバッグモジュールを展開する第1展開モードを設定し、前記回転挙動が閾値を上回る場合に、前記展開モードとして、乗員が着座する座席側方のエアバッグモジュールを展開する第2展開モードを設定する。 An occupant protection device according to the present invention is an occupant protection device that includes a plurality of airbag modules and deploys the airbag module when a vehicle collides, and calculates relative position information between the vehicle and a collision object. A position calculating unit; a speed difference calculating unit that calculates a moving speed difference between the vehicle and the collision object based on the transition of the position information; and the collision object with respect to the collision object based on the transition of the position information. A contact part predicting unit that predicts a contact part of a vehicle, a rotational behavior predicting part that predicts a rotational behavior of the vehicle due to a collision based on the movement speed difference and the contact part, and possess an airbag control unit for setting a deployment mode of the air bag module, and the air bag control unit, when the rotational behavior is below a threshold value, as the development mode, the passenger A first deployment mode for deploying an airbag module in front of a seat to be seated is set, and when the rotational behavior exceeds a threshold value, a second airbag module for deploying an airbag module on the side of the seat on which a passenger is seated is set as the deployment mode. Set the deployment mode.
本発明によれば、事前に予測された衝突時の回転挙動に基づいて、エアバッグモジュールの展開モードが設定される。これにより、エアバッグモジュールを適切に展開することが可能となり、乗員を適切に保護することが可能となる。 According to the present invention, the deployment mode of the airbag module is set based on the predicted rotational behavior at the time of collision. As a result, the airbag module can be appropriately deployed, and the occupant can be appropriately protected.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である乗員保護装置としてのエアバッグシステム10を備えた車両11を示す概略図である。図2はエアバッグシステム10の一例を示す概略図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a
図1に示すように、エアバッグシステム10は、車室内の各部に設置される複数のエアバッグモジュールA1〜A14を有している。ドライバシート12の前方には、フロントエアバッグとして、図示しないステアリングホイールに格納されるエアバッグモジュールA1が設けられている。また、ドライバシート12の前方には、ニーエアバッグとして、図示しないインストルメントパネル下部に格納されるエアバッグモジュールA2が設けられている。さらに、ドライバシート12の側方には、サイドエアバッグとして、ドライバシート側部に格納されるエアバッグモジュールA3が設けられている。同様に、パッセンジャシート13の前方には、フロントエアバッグとして、図示しないインストルメントパネル上部に格納されるエアバッグモジュールA4が設けられている。また、パッセンジャシート13の前方には、ニーエアバッグとして、図示しないインストルメントパネル下部に格納されるエアバッグモジュールA5が設けられている。さらに、パッセンジャシート13の側方には、サイドエアバッグとして、パッセンジャシート側部に格納されるエアバッグモジュールA6が設けられている。さらに、ドライバシート12とパッセンジャシート13との間には、センタエアバッグとして、ドライバシート側部やパッセンジャシート側部に格納されるエアバッグモジュールA7が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
右リヤシート14の前方には、フロントエアバッグとして、ドライバシート背部に格納されるエアバッグモジュールA8が設けられている。また、右リヤシート14の側方には、サイドエアバッグとして、右リヤシート側部に格納されるエアバッグモジュールA9が設けられている。同様に、左リヤシート15の前方には、フロントエアバッグとして、パッセンジャシート背部に格納されるエアバッグモジュールA10が設けられている。また、左リヤシート15の側方には、サイドエアバッグとして、左リヤシート側部に格納されるエアバッグモジュールA11が設けられている。さらに、右リヤシート14と左リヤシート15との間には、センタエアバッグとして、右リヤシート側部や左リヤシート側部に格納されるエアバッグモジュールA12が設けられている。さらに、車体の側部には、カーテンエアバッグとして、図示しないルーフパネルと天井内張りとの間に格納されるエアバッグモジュールA13,A14が設けられている。
In front of the right
図1および図2に示すように、エアバッグシステム10は、エアバッグモジュールA1〜A14を制御するため、CPUやメモリ等によって構成される制御ユニット20を有している。制御ユニット20には、衝突時の加速度を車体前部で検出する加速度センサSa1,Sa2、衝突時の加速度を車体側部で検出する加速度センサSa3〜Sa6、衝突時の加速度を車体後部で検出する加速度センサSa7,Sa8が接続されている。また、制御ユニット20には、車両前方を撮像するカメラユニットC1、車両右方を撮像するカメラユニットC2、車両左方を撮像するカメラユニットC3、車両後方を撮像するカメラユニットC4が接続されている。また、制御ユニット20には、ドライバシート12における乗員の有無や体格等を検出する着座センサSb1、パッセンジャシート13における乗員の有無や体格等を検出する着座センサSb2、右リヤシート14における乗員の有無や体格等を検出する着座センサSb3、左リヤシート15における乗員の有無や体格等を検出する着座センサSb4が接続されている。さらに、制御ユニット20には、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ21、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ22、車両11の鉛直軸まわりの回転角速度つまりヨーレートを検出するヨーレートセンサ23等が接続されている。また、制御ユニット20には、衝突時の加速度を検出する加速度センサ24が組み込まれている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
続いて、制御ユニット20の機能について詳細に説明する。図3は制御ユニット20が有する機能の一部を示すブロック図である。図3に示すように、制御ユニット20は、衝突時における車両11の回転挙動を予測する車両挙動予測部30と、予測された回転挙動に基づきエアバッグモジュールA1〜A14の展開を制御するエアバッグ制御部31と、を有している。車両挙動予測部30は、画像処理部32、衝突予測部33、ヨーモーメント算出部34、慣性モーメント算出部35および回転予測部36を備えている。また、エアバッグ制御部31は、展開モード設定部37および展開制御部38を備えている。車両挙動予測部30およびエアバッグ制御部31を備える制御ユニット20は、後述するように、位置算出部、速度差算出部、接触部位予測部、回転挙動予測部およびエアバッグ制御部として機能している。
Subsequently, the function of the
カメラユニットC1〜C4は、CCDやCMOS等のイメージセンサを内蔵しており、所定周期で撮像した画像データを画像処理部32に送信する。画像処理部32は、カメラユニットC1〜C4から取得した車両周囲の画像データを処理し、車両11の周囲に存在する衝突対象物Xつまり他の車両や障害物等を検出する。また、画像処理部32は、位置算出部として機能する機能部32aと、速度差算出部として機能する機能部32bとを有している。機能部32a,32bを備える画像処理部32は、所定周期毎に画像データから車両11と衝突対象物Xとの相対的な座標等の位置情報を算出し、位置情報の推移に基づいて車両11と衝突対象物Xとの移動速度差を算出する。さらに、画像処理部32は、車両11と衝突対象物Xとの相対的な位置情報の推移に基づいて、衝突対象物Xに対する車両11の相対的な移動方向を算出する。そして、衝突予測部33は、画像処理部32から取得した位置情報、移動速度差、移動方向等に基づいて、所定時間内に車両11と衝突対象物Xとが衝突するか否かを判定する。また、図3に示すように、衝突予測部33には操舵角センサ22から操舵角が送信されており、衝突予測部33は車両11の旋回状況を考慮した上で、車両11と衝突対象物Xとが衝突するか否かを判定している。
The camera units C <b> 1 to C <b> 4 have built-in image sensors such as a CCD and a CMOS, and transmit image data captured at a predetermined cycle to the
ここで、図4(a)〜(c)は車両11と衝突対象物Xとの接近状況の例を示すイメージ図である。図4(a)〜(c)においては、矢印の長さによって車両11と衝突対象物Xとの移動速度差の大きさを表し、矢印の向きによって衝突対象物Xに対する車両11の相対的な移動方向を表している。なお、図4(a)〜(c)に破線で示した車両11は、所定時間後における車両11の到達位置を示している。例えば、図4(a)に示すように、車両11の移動方向に衝突対象物Xが存在するものの、車両11と衝突対象物Xとの距離に比べて移動速度差が小さい場合には、所定時間後に車両11が衝突対象物Xまで到達しないことから、衝突予測部33によって衝突の可能性が無いと判定される。また、図4(b)に示すように、車両11の移動方向に衝突対象物Xが存在しており、車両11と衝突対象物Xとの距離に比べて移動速度差が大きい場合には、所定時間後に車両11が衝突対象物Xまで到達することから、衝突予測部33によって衝突の可能性が有ると判定される。また、図4(c)に示すように、車両11と衝突対象物Xとの距離に比べて移動速度差が大きいものの、ステアリング操作に伴って車両11の移動方向から衝突対象物Xが外れる場合には、衝突予測部33によって衝突の可能性が無いと判定される。
Here, FIGS. 4A to 4C are image diagrams illustrating an example of an approach situation between the
図3に示すように、衝突予測部33によって衝突の可能性が有ると判定されると、その判定結果が衝突予測部33からヨーモーメント算出部34に送信される。ヨーモーメント算出部34は、衝突時に車両11に作用するヨーモーメントYm、つまり衝突時に車両11に作用する鉛直軸まわりのモーメントを算出する。続いて、回転予測部36は、ヨーモーメント算出部34から送信されるヨーモーメントYmに基づいて、衝突時における車両11の回転挙動を予測する。ここで、車両11の回転挙動の予測精度を高めるため、車両挙動予測部30には慣性モーメント算出部35が設けられており、慣性モーメント算出部35によって車両11の見かけの慣性モーメントImが算出される。この車両11の見かけの慣性モーメントImとは、車両11の回転し易さを示す指標であり、走行路面の摩擦抵抗や車両11の旋回状況等に応じて変化する指標である。このような慣性モーメントImと前述したヨーモーメントYmとに基づいて、回転予測部36は衝突時における車両11の回転挙動を予測する。なお、車両11の回転挙動とは、車両11が車両重心Cの鉛直軸まわりに回転する際の、回転角、回転角速度、回転角加速度、回転方向等を意味している。
As illustrated in FIG. 3, when the
以下、ヨーモーメント算出部34によるヨーモーメントYmの算出手順について詳細に説明し、回転予測部36による回転挙動の予測状況について説明する。まず、接触部位予測部として機能するヨーモーメント算出部34は、車両11と衝突対象物Xとの接触位置、つまり衝突対象物Xに対する車両11の接触部位αを予測する。ここで、図5および図6は車両11と衝突対象物Xとの衝突状況を示すイメージ図である。図5(a)に示すように、車両11の進行方向に衝突対象物Xが存在しており、衝突対象物Xに対して衝突の可能性が有ると判定された場合には、ヨーモーメント算出部34によって、衝突対象物Xに対する車両11の接触部位αが予測される。図5(a)に示すように、ヨーモーメント算出部34は、接触部位αの位置を予測する際に、画像データから衝突対象物Xの外形形状を解析し、車両11に対して最初に接触する衝突対象物Xの凸部Xaを特定する。そして、ヨーモーメント算出部34は、衝突対象物Xの凸部Xaに対向する車両11の外縁位置を、車両11の接触部位αとして予測する。なお、凸部Xaと車両11とが対向する方向とは、位置情報の推移に基づき算出される車両11と衝突対象物Xとの相対的な移動方向である。このように、衝突対象物Xに対する車両11の接触部位αは、車両11と衝突対象物Xとの相対的な位置情報の推移に基づき予測される。なお、車両11に対する衝突対象物Xの対向範囲Xb内であれば、車両11の他の外縁位置を接触部位αとして予測しても良い。
Hereinafter, the calculation procedure of the yaw moment Ym by the yaw
このように車両11の接触部位αが予測されると、続いて車両11の車両重心Cと接触部位αとのオフセット量βが算出される。つまり、衝突対象物Xの相対的な移動方向に伸びる基準線L1が算出され、車両重心Cを通過して基準線L1に平行となる基準線L2が算出され、これら基準線L1と基準線L2とのオフセット量βが算出される。次いで、車両11と衝突対象物Xとの移動速度差に基づいて、衝突時に車両11に作用する推力Fが算出される。なお、衝突時に作用する推力Fの大きさは、車両11の質量、衝突対象物Xの質量、衝突対象物Xが固定物である場合、衝突対象物Xが可動物である場合等によって変化するため、これらの情報に基づいて推力Fを補正しても良い。また、衝突時に作用する推力Fの大きさは、衝突時点の移動速度差によって決定されるため、衝突前に算出された移動速度差から衝突時点の移動速度差を予測し、予測された移動速度差を用いて推力Fを算出しても良い。
Thus, when the contact part α of the
前述したように、オフセット量βおよび推力Fが算出されると、以下の式(1)に基づいて、衝突時に車両11に作用するヨーモーメントYmが算出される。すなわち、図5(a)に示すように、車両11の左前部に対して衝突対象物Xの衝突が予測される場合には、図5(b)に示すように、衝突時に車両11に作用するヨーモーメントとして、車両11を左方向に回転させるヨーモーメントYmが算出される。一方、図6(a)に示すように、車両11の右前部に対して衝突対象物Xの衝突が予測される場合には、図6(b)に示すように、衝突時に車両11に作用するヨーモーメントとして、車両11を右方向に回転させるヨーモーメントYmが算出される。
Ym=F×β ・・・(1)
As described above, when the offset amount β and the thrust F are calculated, the yaw moment Ym acting on the
Ym = F × β (1)
このようにヨーモーメントYmが算出されると、回転挙動予測部として機能する回転予測部36により、ヨーモーメントYmの大きさから車両11の回転挙動が予測される。ところで、車両衝突に伴う車両11の回転挙動は、ヨーモーメントYmの大きさによって予測可能であるものの、前述したように、回転挙動の予測精度を高めるためには、車両11の見かけの慣性モーメントImによって回転挙動を補正することが望ましい。ここで、図7(a)〜(c)は、見かけの慣性モーメントImが回転挙動に与える影響を示すイメージ図である。図7(a)には摩擦抵抗の大きな走行路面での衝突状況が示され、図7(b)には摩擦抵抗が中程度の走行路面における衝突状況が示され、図7(c)には摩擦抵抗の小さな走行路面での衝突状況が示されている。なお、図7(a)〜(c)においては、車両11に対して同じ大きさのヨーモーメントYmが作用している。
When the yaw moment Ym is calculated in this manner, the rotation behavior of the
図7(a)〜(c)に示すように、衝突時に同じ大きさのヨーモーメントYmが作用する場合であっても、走行路面の摩擦抵抗に応じて、車両11の回転角や回転角速度等の回転挙動は変化することになる。すなわち、図7(a)に示すように、走行路面の摩擦抵抗が大きい場合には、衝突時に車両11が回転し難い状況、つまり慣性モーメントImが大きい状況であることから、車両11の回転挙動が小さく現れることになる。一方、図7(c)に示すように、走行路面の摩擦抵抗が小さい場合には、衝突時に車両11が回転し易い状況、つまり慣性モーメントImが小さい状況であることから、車両11の回転挙動が大きく現れることになる。このため、回転挙動の大きさを示す指標Mは、慣性モーメントImが大きい程に小さくなり、慣性モーメントImが小さい程に大きくなるように、以下の式(2)に基づき算出される。すなわち、走行路面の摩擦抵抗が大きいほど、車両11の回転挙動を表す指標Mは小さな値に補正され、走行路面の摩擦抵抗が小さいほど、車両11の回転挙動を表す指標Mは大きな値に補正される。なお、走行路面の摩擦抵抗は、例えば、各車輪に伝達される駆動トルクと各車輪のスリップ状況との関係に基づいて推定される。
M=Ym/Im ・・・(2)
As shown in FIGS. 7A to 7C, even when a yaw moment Ym having the same magnitude is applied in the event of a collision, the rotation angle, rotation angular velocity, etc. of the
M = Ym / Im (2)
続いて、車両衝突時にエアバッグモジュールA1〜A14を展開するエアバッグ展開制御について説明する。図8はエアバッグ展開制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。前述したように、エアバッグ展開制御を実行する制御ユニット20は、予測された回転挙動に基づいてエアバッグモジュールA1〜A14を展開制御するエアバッグ制御部31を有している。また、図3に示すように、エアバッグ制御部31は、回転挙動を示す指標Mに基づいてエアバッグモジュールA1〜A14の展開モードを設定する展開モード設定部37と、展開モードに応じてエアバッグモジュールA1〜A14を展開する展開制御部38と、を備えている。また、エアバッグモジュールA1〜A14は、ガスを発生させるインフレータ40と、ガスによって膨張するバッグ41とを有している。衝突発生時には、展開制御部38からインフレータ40に点火信号が出力され、インフレータ40から放出されるガスによってバッグ41を膨張させることが可能である。
Next, airbag deployment control for deploying the airbag modules A1 to A14 at the time of a vehicle collision will be described. FIG. 8 is a flowchart showing an example of an execution procedure of the airbag deployment control. As described above, the
以下、制御ユニット20によるエアバッグ展開制御の実行手順について説明する。図8に示すように、ステップS1では、カメラユニットC1〜C4から送信される画像データが処理され、ステップS2では、車両11の周囲に存在する衝突対象物Xつまり他の車両や障害物等が解析される。次いで、ステップS3では、車両11と衝突対象物Xとの相対的な位置情報や移動速度差等に基づき、車両11と衝突対象物Xとの衝突の可能性について判定される。ステップS3において、衝突の可能性が有ると判定された場合には、ステップS4に進み、衝突時のヨーモーメントYmや車両11の慣性モーメントImが算出され、モーメントYm,Imに基づき衝突時の回転挙動を示す指標Mが算出される。
Hereinafter, the execution procedure of the airbag deployment control by the
続いて、ステップS5では、衝突時の回転挙動を示す指標Mが、閾値Mo以上であるか否かが判定される。ステップS5において、指標Mが閾値Mo以上であると判定された場合、つまり衝突時における車両11の回転挙動が大きいと判定された場合には、ステップS6に進み、所定のエアバッグモジュールA1〜A14を段階的に展開するスピン展開モードが設定される。一方、ステップS5において、衝突時の回転挙動を示す指標Mが閾値Mo未満であると判定された場合、つまり衝突時における車両11の回転挙動が小さいと判定された場合には、ステップS7に進み、所定のエアバッグモジュールA1〜A14をほぼ同時に展開する通常展開モードが設定される。
Subsequently, in step S5, it is determined whether or not the index M indicating the rotational behavior at the time of collision is greater than or equal to a threshold value Mo. If it is determined in step S5 that the index M is greater than or equal to the threshold value Mo, that is, if it is determined that the rotational behavior of the
このように、衝突時の回転挙動を示す指標Mが閾値Moを下回る場合には、第1展開モードとしての通常展開モードが設定される。一方、衝突時の回転挙動を示す指標Mが閾値Moを上回る場合には、第2展開モードとしてのスピン展開モードが設定される。前述のように、予測された回転挙動に応じて展開モードが設定されると、ステップS8に進み、エアバッグモジュールA1〜A14の展開が必要な衝突状態であるか否かが判定される。ステップS8においては、例えば、加速度センサSa1〜Sa8の何れかにおいて所定レベル以上の加速度が検出され、かつ制御ユニット20内の加速度センサ24によって所定レベル以上の加速度が検出された場合に、エアバッグモジュールA1〜A14の展開が必要な衝突状態であると判定される。ステップS8において、エアバッグモジュールA1〜A14の展開が必要な衝突状態であると判定されると、ステップS9に進み、制御ユニット20から展開対象のエアバッグモジュールA1〜A14に点火信号が出力される。なお、展開対象となるエアバッグモジュールA1〜A14は、各シート12〜15における乗員の着座状況、所定レベル以上の加速度を検出した加速度センサSa1〜Sa8の位置、展開モードの設定状況等によって決定される。
As described above, when the index M indicating the rotational behavior at the time of the collision is lower than the threshold Mo, the normal deployment mode as the first deployment mode is set. On the other hand, when the index M indicating the rotational behavior at the time of the collision exceeds the threshold Mo, the spin expansion mode as the second expansion mode is set. As described above, when the deployment mode is set according to the predicted rotational behavior, the process proceeds to step S8, and it is determined whether or not the airbag module A1 to A14 is in a collision state that requires deployment. In step S8, for example, when an acceleration of a predetermined level or more is detected in any of the acceleration sensors Sa1 to Sa8, and an acceleration of a predetermined level or more is detected by the
図9および図10は通常展開モードにおけるエアバッグモジュールA1〜A14の展開状況を示す図である。また、図11および図12はスピン展開モードにおけるエアバッグモジュールA1〜A14の展開状況を示す図である。図9〜図12には、乗員Pがドライバシート12に着座したときの展開状況が示されている。また、図9〜図12に示した衝突状況とは、直進する車両11が衝突対象物Xに衝突した衝突状況である。なお、図9〜図12において、(a)には衝突直後の展開状況が示され、(b)には(a)の後の展開状況が示されている。
9 and 10 are views showing the deployment status of the airbag modules A1 to A14 in the normal deployment mode. FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams showing the deployment status of the airbag modules A1 to A14 in the spin deployment mode. 9 to 12 show a deployment state when the occupant P is seated on the
図9(a)に示すように、車両11の左前部に衝突対象物Xが衝突し、車両11が左方向に小さく回転する場合には、乗員Pは慣性力によって直近の進行方向(矢印α1方向)に移動することになる。このように乗員Pが車体に対して前方に移動する衝突状況においては、回転挙動を示す指標Mが閾値Moを下回ることから通常展開モードが選択される。そして、図9(a)および(b)に示すように、ドライバシート12の前方のフロントエアバッグA1およびニーエアバッグA2が展開される。また、図10(a)に示すように、車両11の右前部に衝突対象物Xが衝突することにより、車両11が右方向に小さく回転する場合には、乗員Pは慣性力によって直近の進行方向(矢印α1方向)に移動することになる。このように乗員Pが車体に対して前方に移動する衝突状況においては、回転挙動を示す指標Mが閾値Moを下回ることから通常展開モードが選択される。そして、図10(a)および(b)に示すように、ドライバシート12の前方のフロントエアバッグA1およびニーエアバッグA2が展開される。このように、第1展開モードである通常展開モードが設定された場合には、乗員Pが着座する座席前方つまりドライバシート前方のフロントエアバッグA1およびニーエアバッグA2が展開される。
As shown in FIG. 9A, when the collision object X collides with the left front portion of the
また、図11(a)に示すように、車両11の左前部に衝突対象物Xが衝突し、車両11が左方向に大きく回転する場合においても、乗員Pは慣性力によって直近の進行方向(矢印α1方向)に移動することになる。このように乗員Pが車体に対して斜めに移動する衝突状況においては、回転挙動を示す指標Mが閾値Moを上回ることからスピン展開モードが選択される。そして、図11(a)に示すように、ドライバシート12の側方のサイドエアバッグA3およびカーテンエアバッグA13が展開され、その後、図11(b)に示すように、ドライバシート12の前方のフロントエアバッグA1およびニーエアバッグA2が展開される。このように、第2展開モードであるスピン展開モードが設定された場合には、乗員Pが着座する座席側方つまりドライバシート側方のサイドエアバッグA3およびカーテンエアバッグA13が展開される。そして、スピン展開モードにおいては、ドライバシート側方のエアバッグA3,A13が展開された後に、座席前方つまりドライバシート前方のフロントエアバッグA1およびニーエアバッグA2が展開される。
Further, as shown in FIG. 11 (a), even when the collision object X collides with the left front portion of the
同様に、図12(a)に示すように、車両11の右前部に衝突対象物Xが衝突し、車両11が右方向に大きく回転する場合においても、乗員Pは慣性力によって直近の進行方向(矢印α1方向)に移動することになる。このように乗員Pが車体に対して斜めに移動する衝突状況においては、回転挙動を示す指標Mが閾値Moを上回ることからスピン展開モードが選択される。そして、図12(a)に示すように、ドライバシート12の側方のセンタエアバッグA7が展開され、その後、図12(b)に示すように、ドライバシート12の前方のフロントエアバッグA1およびニーエアバッグA2が展開される。このように、第2展開モードであるスピン展開モードが設定された場合には、乗員Pが着座する座席側方つまりドライバシート側方のセンタエアバッグA7が展開される。そして、スピン展開モードにおいては、ドライバシート側方のエアバッグA7が展開された後に、座席前方つまりドライバシート前方のフロントエアバッグA1およびニーエアバッグA2が展開される。
Similarly, as shown in FIG. 12 (a), even when the collision target X collides with the right front portion of the
これまで説明したように、衝突に伴って車両11が大きく回転する場合には、展開対象となるエアバッグモジュールA1〜A14をほぼ同時に展開する通常展開モードを実行するのではなく、展開対象となるエアバッグモジュールA1〜A14を時間差で展開するスピン展開モードを実行している。これにより、衝突に伴って車両11が回転する場合であっても、慣性力によって移動する乗員Pに合わせてエアバッグモジュールA1〜A14を適切に展開することができ、乗員Pを適切に保護することが可能となる。しかも、衝突前に車両11の回転挙動を予測することができるため、エアバッグモジュールA1〜A14の展開までに十分な時間を確保することができ、エアバッグモジュールA1〜A14を適切に展開することが可能となる。
As described above, when the
前述の説明では、走行路面の摩擦抵抗によって衝突時の回転挙動が変化することを説明したが、これに限られることはなく、衝突時の旋回状況つまりヨーレートによっても衝突時の回転挙動は変化することになる。ここで、図13(a)〜(c)は、見かけの慣性モーメントImが回転挙動に与える影響を示すイメージ図である。図13(a)には右旋回時に衝突した状況が示され、図13(b)には直進時に衝突した状況が示され、図13(c)には左旋回時に衝突した状況が示されている。なお、図13(a)〜(c)においては、車両11に対して同じ大きさのヨーモーメントYmが作用しており、走行路面の摩擦抵抗についても同じ値となっている。
In the above description, it has been explained that the rotational behavior at the time of collision changes due to the frictional resistance of the road surface, but this is not limited to this, and the rotational behavior at the time of collision also changes depending on the turning situation at the time of the collision, that is, the yaw rate. It will be. Here, FIGS. 13A to 13C are image diagrams showing the influence of the apparent moment of inertia Im on the rotational behavior. FIG. 13 (a) shows the situation of collision when turning right, FIG. 13 (b) shows the situation of collision when traveling straight, and FIG. 13 (c) shows the situation of collision when turning left. ing. In FIGS. 13A to 13C, the yaw moment Ym having the same magnitude acts on the
図13(a)〜(c)に示すように、衝突時に同じ大きさのヨーモーメントYmが作用する場合であっても、車両11の旋回状況に応じて慣性モーメントImが変化し、車両11の回転挙動が変化することになる。例えば、図13(a)に示すように、車両11の左前部に対して衝突対象物Xが衝突する場合には、車両11を左方向に回転させるヨーモーメントYmが衝突時に発生する。このような衝突時において、車両11が右方向に旋回していた場合には、旋回走行時に発生するヨーモーメントYm1によって、衝突時に発生するヨーモーメントYmが打ち消されることから、車両11の回転挙動が小さく現れる。一方、図13(c)に示すように、車両11が左方向に旋回していた場合には、旋回走行時に発生するヨーモーメントYm1によって、衝突時に発生するヨーモーメントYmが助長されることから、車両11の回転挙動が大きく現れる。このように、回転挙動を示す指標Mの算出に用いられる慣性モーメントImは、走行路面の摩擦抵抗によって変化するだけでなく、車両11の旋回状況によっても変化している。このため、操舵角やヨーレート等に基づいて車両11の旋回状況を判定し、回転挙動を示す指標Mを旋回状況によって補正しても良い。
As shown in FIGS. 13A to 13C, even when a yaw moment Ym having the same magnitude acts during a collision, the moment of inertia Im changes according to the turning situation of the
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図11(a)および(b)に示す場合には、スピン展開モードにおいて、ドライバシート側方のエアバッグA3,A13を展開した後に、ドライバシート前方のエアバッグA1,A2を展開しているが、これに限られることはない。例えば、各エアバッグモジュールに2つのインフレータが組み付けられるエアバッグシステムにおいて、スピン展開モードが設定された場合に、ドライバシート側方のエアバッグA3,A13については2つのインフレータに点火信号を出力し、ドライバシート前方のエアバッグA1,A2については1つのインフレータに点火信号を出力しても良い。このように、スピン展開モードとして、各エアバッグモジュールを展開する際の出力を変更する展開モードを採用しても良い。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the case shown in FIGS. 11A and 11B, in the spin deployment mode, after the airbags A3 and A13 on the side of the driver seat are deployed, the airbags A1 and A2 in front of the driver seat are deployed. However, it is not limited to this. For example, in the airbag system in which two inflators are assembled in each airbag module, when the spin deployment mode is set, the ignition signals are output to the two inflators for the airbags A3 and A13 on the side of the driver seat, For the airbags A1 and A2 in front of the driver seat, an ignition signal may be output to one inflator. Thus, as a spin deployment mode, a deployment mode that changes the output when each airbag module is deployed may be employed.
前述の説明では、衝突対象物Xが車両11の前方から衝突する衝突パターンを例示しているが、これに限られることはない。例えば、衝突対象物Xが車両11の側方から衝突する衝突パターンや、衝突対象物Xが車両11の後方から衝突する衝突パターンであっても、本発明を有効に適用することが可能である。
In the above description, the collision pattern in which the collision object X collides from the front of the
前述の説明では、単眼カメラやステレオカメラ等のカメラユニットC1〜C4を使用することで車両周囲の衝突対象物Xを検出しているが、これに限られることはない。例えば、ミリ波レーダや赤外線レーザ等を使用することで車両周囲の衝突対象物Xを検出しても良い。また、カメラユニット、ミリ波レーダ、赤外線レーザ等を、組み合わせて使用することで車両周囲の衝突対象物Xを検出しても良い。なお、前述の説明では、車両周囲の衝突対象物Xを検出するため、車両11に対して4つのカメラユニットC1〜C4を搭載しているが、これに限られることはなく、例えば、車両11に対して1つのカメラユニットを搭載しても良い。
In the above description, the collision object X around the vehicle is detected by using the camera units C1 to C4 such as a monocular camera and a stereo camera, but the present invention is not limited to this. For example, the collision object X around the vehicle may be detected by using a millimeter wave radar, an infrared laser, or the like. Further, the collision object X around the vehicle may be detected by using a camera unit, a millimeter wave radar, an infrared laser, or the like in combination. In the above description, the four camera units C1 to C4 are mounted on the
前述の説明では、加速度センサSa1〜Sa8,24の検出信号に基づいて、エアバッグモジュールA1〜A14を展開しているが、これに限られることはなく、例えば、衝突発生までの時間であるTTC(Time To Collision)を利用してエアバッグモジュールA1〜A14を展開しても良い。なお、TTCとは、車両11と衝突対象物Xとの距離を、車両11と衝突対象物Xとの移動速度差で除した値である。
In the above description, the airbag modules A1 to A14 are deployed based on the detection signals of the acceleration sensors Sa1 to Sa8, 24. However, the present invention is not limited to this, for example, TTC which is the time until the occurrence of a collision. The airbag modules A1 to A14 may be deployed using (Time To Collision). TTC is a value obtained by dividing the distance between the
なお、前述の説明では、位置算出部、速度差算出部、接触部位予測部、回転挙動予測部およびエアバッグ制御部を、1つの制御ユニット20に組み込んでいるが、これに限られることはない。例えば、位置算出部、速度差算出部、接触部位予測部、回転挙動予測部およびエアバッグ制御部を、複数の制御ユニットに分けて組み込んでも良い。
In the above description, the position calculation unit, the speed difference calculation unit, the contact site prediction unit, the rotation behavior prediction unit, and the airbag control unit are incorporated in one
11 車両
20 制御ユニット(位置算出部、速度差算出部、接触部位予測部、回転挙動予測部、エアバッグ制御部)
A1〜A14 エアバッグモジュール
X 衝突対象物
11
A1-A14 Airbag module X Collision target
Claims (4)
前記車両と衝突対象物との相対的な位置情報を算出する位置算出部と、
前記位置情報の推移に基づいて、前記車両と前記衝突対象物との移動速度差を算出する速度差算出部と、
前記位置情報の推移に基づいて、前記衝突対象物に対する前記車両の接触部位を予測する接触部位予測部と、
前記移動速度差と前記接触部位とに基づいて、衝突による前記車両の回転挙動を予測する回転挙動予測部と、
前記回転挙動に基づいて、前記エアバッグモジュールの展開モードを設定するエアバッグ制御部と、
を有し、
前記エアバッグ制御部は、
前記回転挙動が閾値を下回る場合に、前記展開モードとして、乗員が着座する座席前方のエアバッグモジュールを展開する第1展開モードを設定し、
前記回転挙動が閾値を上回る場合に、前記展開モードとして、乗員が着座する座席側方のエアバッグモジュールを展開する第2展開モードを設定する、
乗員保護装置。 An occupant protection device comprising a plurality of airbag modules and deploying the airbag module in the event of a vehicle collision,
A position calculation unit that calculates relative position information between the vehicle and the collision target;
Based on the transition of the position information, a speed difference calculating unit that calculates a moving speed difference between the vehicle and the collision object;
A contact part prediction unit that predicts a contact part of the vehicle with respect to the collision object based on the transition of the position information;
A rotational behavior prediction unit that predicts rotational behavior of the vehicle due to a collision based on the moving speed difference and the contact portion;
An airbag control unit that sets a deployment mode of the airbag module based on the rotational behavior;
I have a,
The airbag control unit
When the rotational behavior is lower than a threshold value, as the deployment mode, set a first deployment mode to deploy the airbag module in front of the seat on which the occupant is seated,
When the rotational behavior exceeds a threshold, a second deployment mode for deploying the airbag module on the side of the seat on which the occupant is seated is set as the deployment mode.
Crew protection device.
前記第2展開モードでは、座席側方のエアバッグモジュールが展開された後に、座席前方のエアバッグモジュールが展開される、
乗員保護装置。 An occupant protection device according to claim 1,
In the second deployment mode, after the airbag module on the side of the seat is deployed, the airbag module in front of the seat is deployed.
Crew protection device.
前記回転挙動予測部は、走行路面の摩擦抵抗に基づき前記回転挙動を補正する、
乗員保護装置。 An occupant protection device according to claim 1 or 2,
The rotational behavior prediction unit corrects the rotational behavior based on the frictional resistance of the traveling road surface.
Crew protection device.
前記回転挙動予測部は、前記摩擦抵抗が大きいほど、前記回転挙動を小さな値に補正し、前記摩擦抵抗が小さいほど、前記回転挙動を大きな値に補正する、
乗員保護装置。 The occupant protection device according to claim 3 ,
The rotational behavior prediction unit corrects the rotational behavior to a smaller value as the frictional resistance is larger, and corrects the rotational behavior to a larger value as the frictional resistance is smaller.
Crew protection device.
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