JP6412366B2 - 乗員保護装置 - Google Patents

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。

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。

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。

特開２０１３−２２０７４３号公報

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。

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。

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。

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。

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を備えた車両を示す概略図である。 エアバッグシステムの一例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）〜（ｃ）は、車両と衝突対象物との接近状況の例を示すイメージ図である。 （ａ）および（ｂ）は、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）および（ｂ）は、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。 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。 （ａ）および（ｂ）は、通常展開モードにおけるエアバッグモジュールの展開状況を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、通常展開モードにおけるエアバッグモジュールの展開状況を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、スピン展開モードにおけるエアバッグモジュールの展開状況を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、スピン展開モードにおけるエアバッグモジュールの展開状況を示す図である。 （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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）

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。

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）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

1. 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、
   乗員保護装置。
2. 請求項１に記載の乗員保護装置であって、
   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。
3. 請求項１または２に記載の乗員保護装置であって、
   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。
4. 請求項３記載の乗員保護装置であって、
   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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