JP6442192B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両が追突される際の乗員移動に備えて座席のヘッドレストを移動させる乗員保護装置に関する。

車両には、後方から衝突される追突時に乗員を保護する乗員保護装置として、ヘッドレストを前方に移動させるヘッドレスト装置が設けられている。このヘッドレスト装置は、追突時にヘッドレストを前方に移動させることにより、乗員の頭部を早期に拘束するようにしている。これにより、追突時における乗員の頸部の反りを抑制することができ、乗員の頸部を保護することが可能となる。ところで、ヘッドレスト装置を有効に機能させるためには、ヘッドレストによって乗員の頭部を適切に拘束する必要がある。そこで、乗員の頭部形状に合わせてヘッドレストの形状や位置を変化させるヘッドレスト装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−１６２４３０号公報

ところで、特許文献１に記載されるヘッドレスト装置は、乗員の頭部形状によってヘッドレストの位置を変化させるものの、衝突状況に応じてヘッドレストの位置を変化させるものではない。例えば、車両が後方からオフセット衝突された場合には、ヨーモーメントによって車体が回転することから、乗員の頭部がヘッドレストから外れてしまう虞がある。このような衝突状況において、乗員を適切に保護するためには、頭部の移動方向に応じてヘッドレストを適切に移動させることが求められる。

本発明の目的は、ヘッドレストを適切に移動させることにある。

本発明の乗員保護装置は、車両が追突される際の乗員移動に備えて座席のヘッドレストを移動させる乗員保護装置であって、前記ヘッドレストを車幅方向に移動させるアクチュエータと、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、前記車両と前記衝突対象物との相対的な移動方向を算出する移動方向算出部と、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移動方向と前記接触部位とに基づいて、追突時に前記車両に作用する鉛直軸まわりのモーメントを算出するモーメント算出部と、前記モーメントに基づいて、追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、前記回転挙動が閾値を上回る場合に、前記アクチュエータを制御して前記ヘッドレストを車幅方向に移動させるヘッドレスト制御部と、を有する。

本発明によれば、追突による車両の回転挙動を予測し、予測された回転挙動に基づいてアクチュエータを制御している。これにより、追突に伴って車両が回転する場合であっても、乗員の移動方向に合わせてヘッドレストを車幅方向に移動させることができ、乗員を適切に保護することが可能となる。

本発明の一実施の形態である乗員保護装置を備えた車両を示す概略図である。 （ａ）〜（ｃ）は、車両用シートの作動状態を示す図である。 乗員保護装置の制御系を示す概略図である。 制御ユニットが有する機能の一部を示すブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、車両に対して衝突対象物が追突する際の接近状況を示すイメージ図である。 車両と衝突対象物との衝突状況を示すイメージ図である。 車両と衝突対象物との衝突状況を示すイメージ図である。 車両と衝突対象物との衝突状況を示すイメージ図である。 車両と衝突対象物との衝突状況を示すイメージ図である。 （ａ）〜（ｃ）は、見かけの慣性モーメントが回転挙動に与える影響を示すイメージ図である。 ヘッドレスト制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、追突時におけるヘッドレストの制御状況の一例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、追突時におけるヘッドレストの制御状況の一例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、追突時におけるヘッドレストの制御状況の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、見かけの慣性モーメントが回転挙動に与える影響を示すイメージ図である。

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１０を備えた車両１１を示す概略図である。また、図２（ａ）〜（ｃ）は車両用シート１２〜１５の作動状態を示す図である。

図１に示すように、車両１１には、複数の座席つまり車両用シート１２〜１５が設けられている。図示する場合には、車両用シート１２〜１５として、右フロントシート１２、左フロントシート１３、右リヤシート１４および左リヤシート１５が設けられている。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれの車両用シート１２〜１５は、シートクッション１６、シートバック１７、およびヘッドレストレイント１８（以下、ヘッドレストと記載する。）によって構成されている。また、それぞれの車両用シート１２〜１５のシートバック１７には、ヘッドレスト１８を横方向つまり車幅方向に移動させるスライドアクチュエータ（アクチュエータ）Ａ１〜Ａ４が組み込まれている。スライドアクチュエータＡ１〜Ａ４は、ヘッドレスト１８を支持する支持部１９と、支持部１９を車幅方向に移動させる駆動部２０とを有している。図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、スライドアクチュエータＡ１〜Ａ４を制御することにより、シートバック１７に対してヘッドレスト１８を車幅方向に移動させることが可能である。すなわち、ヘッドレスト１８は、図２（ａ）に示すように、シートバック中央のセンター位置と、図２（ｂ）に示すように、シートバック中央から車幅方向の一方にずれる第１サイド位置と、図２（ｃ）に示すように、シートバック中央から車幅方向の他方にずれる第２サイド位置とに移動自在である。

図３は乗員保護装置１０の制御系を示す概略図である。図１および図３に示すように、乗員保護装置１０は、スライドアクチュエータＡ１〜Ａ４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２１を有している。制御ユニット２１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２１には、右フロントシート１２における乗員の有無や体格等を検出する着座センサＳｅ１、左フロントシート１３における乗員の有無や体格等を検出する着座センサＳｅ２、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Ｓｅ３、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Ｓｅ４が接続されている。さらに、制御ユニット２１には、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ２２、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２３、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２４等が接続されている。

続いて、制御ユニット２１の機能について詳細に説明する。図４は制御ユニット２１が有する機能の一部を示すブロック図である。図４に示すように、制御ユニット２１は、追突時における車両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スライドアクチュエータＡ１〜Ａ４を制御するヘッドレスト制御部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。制御ユニット２１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ヘッドレスト制御部として機能している。

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（移動方向算出部）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。なお、図４に示すように、衝突予測部３３には操舵角センサ２３から操舵角が送信されており、衝突予測部３３は車両１１の移動方向を予測した上で、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。

図５（ａ）および（ｂ）は、車両１１に対して後方から接近する衝突対象物Ｘの接近状況、つまり車両１１に対して衝突対象物Ｘが追突する際の接近状況を示すイメージ図である。図５（ａ）および（ｂ）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車両１１と衝突対象物Ｘとの相対的な移動方向を表している。なお、図５（ａ）および（ｂ）に破線で示した衝突対象物Ｘは、所定時間後における衝突対象物Ｘの到達位置を示している。例えば、図５（ａ）に示すように、車両１１に対して後方から接近する衝突対象物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、所定時間後に衝突対象物Ｘが車両１１まで到達しないことから、衝突対象物Ｘによる追突の可能性が無いと判定される。また、図５（ｂ）に示すように、車両１１に対して後方から接近する衝突対象物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、所定時間後に衝突対象物Ｘが車両１１まで到達することから、衝突対象物Ｘによる追突の可能性が有ると判定される。

図４に示すように、衝突予測部３３によって追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（モーメント算出部）３４は、追突時に車両１１に作用するヨーモーメントＹｍ、つまり追突時に車両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、追突時における車両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は追突時における車両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。

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６〜図９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。まず、図６に示すように、車両１１の後方から接近する衝突対象物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６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。

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、追突時に車両１１に作用する推力Ｆが算出される。なお、追突時に作用する推力Ｆの大きさは、車両１１や衝突対象物Ｘの質量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、追突時に作用する推力Ｆの大きさは、追突時点の移動速度差によって決定されるため、追突前に算出された移動速度差から追突時点の移動速度差を予測し、予測された追突時点の移動速度差を用いて推力Ｆを算出しても良い。

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、追突時に車両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６に示すように、車両１１の右後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７に示すように、追突時に車両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８に示すように、車両１１の左後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９に示すように、追突時に車両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）

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、追突に伴う車両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１０（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１０（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１０（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１０（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１０（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。

図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、追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１０（ａ）に示すように、走行路面の摩擦抵抗が大きい場合には、追突時に車両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１０（ｃ）に示すように、走行路面の摩擦抵抗が小さい場合には、追突時に車両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）

続いて、車両１１に衝突対象物Ｘが追突する際の乗員移動に備えてヘッドレスト１８を移動させるヘッドレスト制御について説明する。図１１はヘッドレスト制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図１１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に対する衝突対象物Ｘの追突の可能性について判定される。ステップＳ３において、追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、追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に基づき追突時の回転挙動を示す指標Ｍが算出される。

続いて、ステップＳ５では、追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、追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、つまり追突時の回転挙動が小さいと判定された場合には、ステップＳ６に進み、ヘッドレスト１８がセンター位置に制御される。一方、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、つまり追突時の回転挙動が大きいと判定された場合には、ステップＳ７に進み、追突による回転挙動が左回りであるか否かが判定される。ステップＳ７において、回転挙動が左回り、つまり車両前部を左方向に移動させる左回りであると判定された場合には、ステップＳ８に進み、ヘッドレスト１８がセンター位置から左方向の第１サイド位置に制御される。一方、ステップＳ７において、回転挙動が右回り、つまり車両前部を右方向に移動させる右回りであると判定された場合には、ステップＳ９に進み、ヘッドレスト１８がセンター位置から右方向の第２サイド位置に制御される。

ここで、図１２〜図１４は追突時におけるヘッドレスト１８の制御状況の一例を示す図である。図１２には回転挙動が小さいときのヘッドレスト１８の制御状況が示されている。また、図１３および図１４には回転挙動が大きいときのヘッドレスト１８の制御状況が示されている。なお、図１２〜図１４には、乗員Ｐが右フロントシート１２に着座した状態での追突状況が示されている。

図１２（ａ）に矢印αで示すように、車両１１の後部中央に衝突対象物Ｘが追突することにより、回転挙動を示す指標Ｍが閾値Ｍｏを下回る場合には、ヘッドレスト１８がセンター位置に保持される。このような衝突状況においては、図１２（ｂ）に矢印βで示すように、乗員Ｐが慣性力によって車両後方に移動することから、乗員Ｐの頭部はセンター位置のヘッドレスト１８によって適切に拘束される。すなわち、追突による回転挙動が小さい場合には、乗員Ｐが矢印β方向つまり車体中心線ＣＬとほぼ平行に移動するため、ヘッドレスト１８をセンター位置に保持することにより、乗員Ｐの頸部を適切に保護することが可能となる。

図１３（ａ）に矢印α１で示すように、車両１１の右後部に衝突対象物Ｘが追突することにより、回転挙動を示す指標Ｍが閾値Ｍｏを上回る場合には、ヘッドレスト１８がセンター位置からサイド位置に制御される。この場合には、追突によって車両１１が左回りに回転することから、ヘッドレスト１８はセンター位置から左方向の第１サイド位置に制御される。このような衝突状況においては、図１３（ｂ）に矢印βで示すように、乗員Ｐが慣性力によって車両後方に移動することから、乗員Ｐの頭部は第１サイド位置のヘッドレスト１８によって適切に拘束される。すなわち、追突による回転挙動が大きい場合には、乗員Ｐが矢印β方向つまり車体中心線ＣＬに対して斜めに移動するため、ヘッドレスト１８を第１サイド位置に移動させておくことにより、乗員Ｐの頸部を適切に保護することが可能となる。なお、図１３（ａ）に矢印α２で示すように、車両１１の左後部に衝突対象物Ｘが斜めに追突する場合であっても、追突によって車両１１が左回りに回転するため、ヘッドレスト１８はセンター位置から左方向の第１サイド位置に制御される。

図１４（ａ）に矢印α１で示すように、車両１１の左後部に衝突対象物Ｘが追突することにより、回転挙動を示す指標Ｍが閾値Ｍｏを上回る場合には、ヘッドレスト１８がセンター位置からサイド位置に制御される。この場合には、追突によって車両１１が右回りに回転することから、ヘッドレスト１８はセンター位置から右方向の第２サイド位置に制御される。このような衝突状況においては、図１４（ｂ）に矢印βで示すように、乗員Ｐが慣性力によって車両後方に移動することから、乗員Ｐの頭部は第２サイド位置のヘッドレスト１８によって適切に拘束される。すなわち、追突による回転挙動が大きい場合には、乗員Ｐが矢印β方向つまり車体中心線ＣＬに対して斜めに移動するため、ヘッドレスト１８を第２サイド位置に移動させておくことにより、乗員Ｐの頸部を適切に保護することが可能となる。なお、図１４（ａ）に矢印α２で示すように、車両１１の右後部に衝突対象物Ｘが斜めに追突する場合であっても、追突によって車両１１が右回りに回転するため、ヘッドレスト１８はセンター位置から右方向の第２サイド位置に制御される。

このように、大きな回転挙動を伴う追突の発生が予測される場合には、追突時の乗員移動に備えて、ヘッドレスト１８を車幅方向の第１または第２サイド位置に移動させている。これにより、追突に伴って車両１１が回転する場合であっても、乗員Ｐの移動方向に合わせてヘッドレスト１８を配置することができ、ヘッドレスト１８によって乗員Ｐの頭部を適切に拘束することが可能となる。しかも、追突による回転挙動が予測された時点、つまり追突発生前からヘッドレスト１８の移動を開始するようにしたので、追突発生までにヘッドレスト１８を第１または第２サイド位置に移動させることが可能となる。また、追突発生前からヘッドレスト１８の移動を開始することにより、ヘッドレスト１８に要求される移動速度を抑制することが可能となり、スライドアクチュエータＡ１〜Ａ４の簡素化を達成することが可能となる。

前述の説明では、指標Ｍが閾値Ｍｏ以上であると判定された場合に、ヘッドレスト１８を第１または第２サイド位置に移動させているが、指標Ｍの大きさに合わせてヘッドレスト１８の移動量を変化させても良い。すなわち、指標Ｍが大きいほど、ヘッドレスト１８の移動量を増加させても良い。また、前述の説明では、ヘッドレスト１８を車幅方向のみに移動させているが、これに限られることはなく、ヘッドレスト１８を車幅方向かつ車両前方に移動させても良い。これにより、ヘッドレスト１８を乗員Ｐの頭部に近づけることができ、追突時には乗員Ｐの頭部を早期に拘束することが可能となる。なお、指標Ｍが閾値Ｍｏ以上であると判定された場合に、全てのヘッドレスト１８をサイド位置に移動させても良く、図１３および図１４に示すように、乗員Ｐが着座する車両用シート１２〜１５のヘッドレスト１８のみをサイド位置に移動させても良い。

また、前述の説明では、走行路面の摩擦抵抗によって追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、追突時における車両１１の旋回状況つまりヨーレートによっても回転挙動は変化することになる。ここで、図１５（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１５（ａ）には右旋回時に衝突した状況が示され、図１５（ｂ）には直進時に衝突した状況が示され、図１５（ｃ）には左旋回時に衝突した状況が示されている。なお、図１５（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。

図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、追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１５（ａ）に示すように、車両１１の右後部に衝突対象物Ｘが追突する場合には、車両１１を左方向に回転させるヨーモーメントＹｍが発生する。このような追突時において、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、追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１５（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、追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。

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。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。

また、前述の説明では、追突の発生が予測された時点で、ヘッドレスト１８を移動させているが、これに限られることはない。例えば、ヘッドレスト１８の移動速度が確保されている場合には、追突時の加速度を検出する加速度センサからの信号を用いて追突発生時にヘッドレスト１８を移動させても良い。また、追突発生までの時間であるＴＴＣ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）を利用して、ヘッドレスト１８の移動を開始させても良い。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。

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ヘッドレスト制御部を、１つの制御ユニット２１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ヘッドレスト制御部を、複数の制御ユニットに分けて組み込んでも良い。

１０ 乗員保護装置
１１ 車両
１２ 右フロントシート（座席）
１３ 左フロントシート（座席）
１４ 右リヤシート（座席）
１５ 左リヤシート（座席）
１８ ヘッドレスト
２１ 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，ヘッドレスト制御部）
Ａ１〜Ａ４ スライドアクチュエータ（アクチュエータ）

Claims (3)

1. 車両が追突される際の乗員移動に備えて座席のヘッドレストを移動させる乗員保護装置であって、
   前記ヘッドレストを車幅方向に移動させるアクチュエータと、
   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、前記車両と前記衝突対象物との相対的な移動方向を算出する移動方向算出部と、
   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移動方向と前記接触部位とに基づいて、追突時に前記車両に作用する鉛直軸まわりのモーメントを算出するモーメント算出部と、
   前記モーメントに基づいて、追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、
   前記回転挙動が閾値を上回る場合に、前記アクチュエータを制御して前記ヘッドレストを車幅方向に移動させるヘッドレスト制御部と、
   を有する、乗員保護装置。
2. 請求項１に記載の乗員保護装置において、
   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。
3. 請求項２に記載の乗員保護装置において、
   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。

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