(57)【要約】      （修正有）【課題】乗員の体格差などに拘わらず、乗員保護手段を適切なタイミングで動作させる。【解決手段】車両内での乗員の頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定する。そして、この判定タイミングに対応して、シートベルト機構（非可逆式シートベルト機構）により乗員のシートＳへの拘束力がさらに高めるとともに、エアバッグ本体４１が展開させられる。【選択図】図１
2010143243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両内における乗員の頭部位置を検出する位置検出手段と、
乗員空間を形成する車両構造体と乗員頭部との接触を抑制する乗員保護手段と、
前記位置検出手段によって検出される頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して前記乗員保護手段を動作させる制御手段と
を有することを特徴とする乗員保護装置。
【請求項２】
車両の運動状態を検出する運動状態検出手段と、
前記運動状態検出手段によって検出された車両の運動状態に基づいて、車両の転覆を事前に予知する予知手段とをさらに有し、
前記制御手段は、前記予知手段によって車両の転覆が予知されて、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して前記乗員保護手段を動作させることを特徴とする請求項１に記載された乗員保護装置。
【請求項３】
乗員の姿勢変化を拘束する拘束手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記予知手段によって車両の転覆が予知されたタイミングにおいて、前記拘束手段を動作させることを特徴とする請求項２に記載された乗員保護装置。
【請求項４】
前記乗員保護装置は、乗員を非可逆的に拘束する非可逆式シートベルト手段、および、エアバッグを非可逆的に展開するエアバッグ手段のうちの一方またはこれらの組み合わせで構成されることを特徴とする請求項１または２に記載された乗員保護装置。
【請求項５】
前記拘束手段は、乗員を可逆的に拘束する可逆式シートベルト手段、乗員の腰部の横方向への動きを可逆的に拘束するランバーサポート手段、乗員の大腿部の横方向への動きを可逆的に拘束するサイサポート手段、および、乗員の脚部の横方向への動きを可逆的に拘束するニーサポート手段のうちのいずれか一つまたはいずれかの組み合わせで構成されることを特徴とする請求項３に記載された乗員保護装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記予知手段によって車両の転覆が一端予知された後に当該車両の転覆がないと判定された場合に、前記拘束手段を拘束状態から非拘束状態へと復帰させることを特徴とする請求項３または５に記載された乗員保護装置。
【請求項７】
前記乗員保護装置は、車両の横方向に並ぶ一対のシートにそれぞれ着座する乗員において、ロールオーバー時車両の傾きの増加により車輪が浮き上がる側のシートに着座する乗員と、他方のシートに着座する乗員とで独立して乗員頭部の変位方向の転換を判定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載された乗員保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、乗員保護の観点から、車両の転覆を検知する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる手法によれば、ロールレイトセンサで検出したロールレイトが閾値を越え、かつ、横方向加速度とロール角度との関係が判定領域内となった場合に、ロールオーバーと判定する。そして、車両の転覆が判定されると、例えば、頭部保護エアバッグ装置などの乗員保護手段が動作される。
【特許文献１】特開２０００−９５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１に開示された手法によれば、車両の運動状態に基づいてロールオーバーを判定し、乗員の体格差のばらつきに拘わらず乗員保護手段を一律に動作させている。しかしながら、転覆時の車両内での乗員の挙動は乗員の体格差のばらつきによって異なるため、乗員保護手段を適切なタイミングで動作させることができない可能性がある。
【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗員の体格差などに拘わらず、乗員保護手段を適切なタイミングで動作させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するために、本発明の乗員保護装置は、車両内における乗員の頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して乗員保護手段を動作させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、頭部位置の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して乗員保護手段を動作せるので、体格差などに拘わらず個々の乗員について適切なタイミングで乗員保護手段を動作させることができる。これにより、乗員の保護を適切に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる乗員保護装置が適用された車両および当該車両に乗車する乗員の状態を示す説明図である。この乗員保護装置は、車両の転覆（本実施形態では、横転（ロールオーバー））時に、シートＳに着座する乗員を保護する装置であり、特に、乗員空間を形成する車両構造体（例えば、センターピラーやサイドウインドウなど）への乗員頭部の接触を抑制する。
【０００８】
ここで、本明細書では、車両の横方向に並ぶ一対のシートＳ（車両の進行方向を基準に右側に位置する右側シートＳおよび左側に位置する左側シートＳ）およびこれに着座する乗員を識別するために、必要に応じて、ファーサイドおよびニアサイドという用語を用いる。ここで、ファーサイドは、ロールオーバー時（ロールオーバーの可能性があるようなシーンも含む）、車両の傾きの増加により車輪が浮き上がる側をいう。一方、ニアサイドは、ファーサイドとは逆側をいい、具体的には、ロールオーバー時、ファーサイドの車輪より長く車輪が接地し続ける側をいう。例えば、時計回りのロールオーバー時、具体的には、シートＳに着座する乗員からみて車両が時計回りにロールする場合、右側シートＳおよびそれに着座する乗員がニアサイドのシートＳおよびニアサイドの乗員に該当し、左側シートＳおよびそれに着座する乗員がファーサイドのシートＳおよびファーサイドの乗員に該当する。
【０００９】
図２は、乗員保護装置の構成を模式的に示す説明図である。この乗員保護装置は、シートＳおよび車両構造体に設けられた各種のサポート部１１〜１６、シートベルト機構２０と、サイドエアバッグユニット４０と、制御部５０（後述する図５参照）とを主体に構成されている。
【００１０】
シートＳは、乗員の腰部から背中を支持するシートバックＳｂと、乗員の頭部を支持するヘッドレストＳｈと、乗員の大腿部および尻部を支持するシートクッションＳｃとで構成される。シートバックＳｂおよびシートクッションＳｃには、骨格として機能するメインフレーム（図示せず）に固定された可動機構が内蔵されており、これにより、後述するようにシートバックＳｂおよびシートクッションＳｃの一部を自在に可動することができる。なお、シートＳの構成は、ニアサイドおよびファーサイドに拘わらず基本的な構成は同じとなっている。
【００１１】
ランバーサポート部１１，１２は、シートＳに着座する乗員の腰部近傍であって、シートバックＳｂを構成する左右の側部領域にそれぞれ設けられている。シートバックＳｂの内部に収容されたメインフレームには、ランバーサポート部１１，１２と対応する位置に所定の角度範囲において前後方向に揺動可能に構成された可動フレームがそれぞれ設けられている。個々の可動フレームは、アクチュエータ５５（後述する図５参照）が連結されており、このアクチュエータ５５を駆動することにより、揺動動作する。この可動フレームは、通常状態（初期状態）において後方位置に設定されており、これを後方から前方へと動作させることにより、ランバーサポート部１１，１２が前方内側（乗員側）へと屈曲し、乗員の腰部近傍のサポート性能の向上を図ることができる。なお、このランバーサポート部１１，１２を動作させるアクチュエータ５５は、電動モータといった可逆的に駆動する可逆式アクチュエータが採用されており、これにより、ランバーサポート部１１，１２も可逆的な動作として、前方内側へと動作した状態から通常状態へ復帰することができる。一方のランバーサポート部１１は、シートバックＳｂの右側領域に配置されており、他方のランバーサポート部１２は、シートバックＳｂの左側領域に配置されており、個々のランバーサポート部１１，１２は独立して動作することができる（例えば、図３参照）。このように個々のランバーサポート部１１，１２は、乗員の腰部の横方向への動きを可逆的に拘束する機能を備えている（ランバーサポート手段）。
【００１２】
サイサポート部１３，１４は、シートクッションＳｃを構成する左右の側部領域にそれぞれ設けられている。シートクッションＳｃの内部に収容されたメインフレームには、サイサポート部１３，１４と対応する位置に、所定の角度範囲において上下方向に揺動可能に構成された可動フレームがそれぞれ設けられている。個々の可動フレームは、アクチュエータ５６（後述する図５参照）が連結されており、このアクチュエータ５６を駆動することにより、揺動動作する。この可動フレームは、通常状態（初期状態）において下方位置に設定されており、これを下方から上方へと動作させることにより、シートクッションＳｃのサイサポート部１３，１４が上方内側（乗員側）へと屈曲し、乗員の大腿部近傍のサポート性能の向上を図ることができる。なお、このサイポート部１３，１４を動作させるアクチュエータ５６は、電動モータといった可逆的に駆動する可逆式アクチュエータが採用されており、これにより、サイサポート部１３，１４も可逆的な動作として、上方内側へと動作した状態から通常状態へ復帰することができる。一方のサイサポート部１３は、シートクッションＳｃの右側に配置されており、他方のサイサポート部１４は、シートクッションＳｃの左側に配置されており、個々のサイサポート部１３，１４は独立して動作することができる（例えば、図３参照）。このように個々のサイポート部１３，１４は、乗員の大腿部の横方向への動きを可逆的に拘束する機能を備えている（サイサポート手段）。
【００１３】
ニーサポート部１５，１６は、シートＳに着座する乗員の膝部と対応する高さにおいて、互いに対向するような関係でドアおよびセンターコンソールのそれぞれに設けられている。個々のニーサポート部１５，１６は、乗員方向へと突出可能に構成されているとともに、図示しないアクチュエータ５７（後述する図５参照）が連結されており、このアクチュエータ５７を駆動することにより、乗員側へ向けて突出動作する。このニーサポート部１５，１６は、通常状態（初期状態）において、ドアのインナーパネルまたはセンターコンソールの面形状の一部を構成しており、乗員側へと動作することにより、乗員側へと突出する。これにより、ニーサポート部１５，１６の端面が乗員の膝部と当接することで、膝部近傍のサポート性能の向上を図ることができる。なお、このニーサポート部１５，１６を動作させるアクチュエータ５７は、電動モータといった可逆的に駆動する可逆式アクチュエータが採用されており、これにより、ニーサポート部１５，１６も可逆的な動作として、乗員側へと突出した状態から通常状態へ復帰することができる。一方のニーサポート部１５は、乗員を中心として右側に配置されており、他方のニーサポート部１６は、乗員を中心として左側に配置されており、個々のニーサポート部１５，１６は独立して動作することができる（例えば、図３参照）。このように個々のニーサポート部１５，１６は、乗員の脚部の横方向への動きを可逆的に拘束する機能を備えている（ニーサポート手段）。
【００１４】
シートベルト機構２０は、リトラクタ２１と、ウエビング２２とを主体に構成されている。リトラクタ２１は、センターピラーの下端部に配置されており、このリトラクタ２１の巻取軸（図示せず）には、ウエビング２２の一方の端部が係止されている。また、ウエビング２２の他方の端部は、センターピラーの上部に取り付けられたショルダアンカ２３を経由して、フロア上のブラケットに固定的に取り付けられている。
【００１５】
ブラケット側のウエビング２２の端部とショルダアンカ２３との間には、タング２５がウエビング２２の延在方向に沿って移動可能に取り付けられている。シートＳに着座した乗員（例えば、右側シートＳの乗員）が、ウエビング２２をリトラクタ２１から引き出しつつ、タング２５を自己の大腿部の上を左側から右側に通過させて、フロアに取り付けられているインナーバックル２４に係合する。インナーバックル２４とタング２５とは着脱自在に係合することができる。これにより、ウエビング２２は、リトラクタ２１からショルダアンカ２３、乗員の右肩、乗員の左腰、タング２５、乗員の大腿を経由しブラケットに到達する。
【００１６】
リトラクタ２１の巻取軸は、通常状態（初期状態）において、例えば、バネなどの付勢手段によって、ウエビング２２を巻取収納するように回転力が付与されている。これにより、ウエビング２２は、所定の引込量（基準引込量）でリトラクタ２１側に引き込まれている。また、リトラクタ２１の巻取軸は、ベルトアクチュエータ５８（後述する図５参照）を駆動することによって、ウエビング２２を巻取収納するように回転力を付与することができる。これにより、車両に一定以上の減速度が作用した場合、車両のロールオーバー時などには、ベルトアクチュエータ５８によって通常時よりも大きな回転力を巻取軸に付与することで、基準引込量よりも大きな引込量でウエビング２２をリトラクタ２１側に引き込む。これにより、ウエビング２２が引き出し困難となり、衝突時や急減速時、張力を与えたウエビング２２により乗員の上体の動きが拘束される。
【００１７】
本実施形態において、ベルトアクチュエータ５８は、例えば、電動モータなどの可逆的に駆動する可逆式アクチュエータと、火薬式プリテンショナーなどの非可逆的に駆動する非可逆式アクチュエータとで構成されている。非可逆式アクチュエータは、その性質上、可逆アクチュエータと比較して、瞬時に大きな回転力を巻取軸に付与することができるという特徴を有している。通常（例えば、車両に一定以上の減速度が作用するシーン）、ベルトアクチュエータ５８としては、可逆式アクチュエータが主として駆動するが、瞬時に乗員を拘束するようなケース（例えば、ロールオーバー時）においは、非可逆式のアクチュエータが駆動する。
【００１８】
なお、以下、説明の便宜上、ベルトアクチュエータ５８のうち可逆式アクチュエータを駆動する場合、シートベルト機構２０を可逆式シートベルト機構２０といい、ベルトアクチュエータ５８のうち非可逆式アクチュエータを駆動する場合、シートベルト機構２０を可逆式シートベルト機構２０という。換言すれば、可逆式シートベルト機構２０は、乗員を可逆的に拘束する機能を担っており（可逆式シートベルト手段）、非可逆式シートベルト機構２０は、乗員を非可逆的に拘束する機能を担っている（非可逆式シートベルト手段）。
【００１９】
車両のルーフパネルの前方中央には、バックミラー３０が取り付けられている。図４に示すように、バックミラーは、ミラー（図示せず）が取り付けられたミラー本体３１と、このミラー本体３１の下端部に取り付けられたカメラステー３２とで構成されている。カメラステー３２には、一対のカメラ３３が取り付けられており、一方のカメラ３３は右側シートＳに着座する乗員の頭部を、他方のカメラ３３は左側シートＳに着座する乗員の頭部を含む景色をそれぞれ撮像する。
【００２０】
サイドエアバッグユニット４０は、インフレータなどの非可逆的に駆動するエアバッグアクチュエータ５８（後述する図５参照）と、エアバッグ本体４１とで構成されており、本実施形態では、車両のドア側、具体的には、サイドルーフレールＳＲにそれぞれ取り付けられたエアバッグユニットである（エアバッグ手段）。なお、図２，４では、右側シートＳ側のみにエアバッグユニット４０が描かれているが、左シートＳ側のサイドルーフレール側にもサイドエアバッグユニット４０は取り付けられている。
【００２１】
サイドルーフレールＳＲは、フロントピラー、センターピラーおよびリヤピラーの上部において前後方向に沿って延在している。サイドルーフレールＳＲには、概略コ字形状のカバー（図示せず）が設けられており、カバーの内部には、袋状のエアバッグ本体４１が折畳まれた状態で収納されている。エアバッグ本体４１の上部は、カバーの取付部材であるボルトなどによりカバーとともにサイドルーフレールＳＲに締結されている。エアバッグ本体４１の後端部は、インフレータに対して接続されている。エアバッグ本体４１は、通常、カバー内に収納されており、動作時には、インフレータが点火されて不活性ガスを発生することにより、このガス圧によって膨張展開する。エアバッグ本体４１の膨張にともないカバーが下開きすると、エアバッグ本体４１はサイドルーフレールＳＲからカーテン状に乗員と車体部材との間に展開する。このようにサイドエアバッグユニット４０は、車両ドア側において非可逆的にエアバッグ本体４１を展開する機能を担っている。
【００２２】
図５は、制御部５０を中心とする乗員保護装置のブロック構成図である。制御部５０としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。制御部５０は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従い各種の演算を行い、これにより、各種アクチュエータ５５〜５９を制御し、各種サポート部１１〜１６、シートベルト機構２０（可逆式および非可逆式シートベルト機構２０）およびサイドエアバッグユニット４０の状態を制御する。制御部５０には、車両の運動状態などを検出する各種センサ５１〜５３からの情報が入力されている。
【００２３】
シートセンサ５１は、右側シートＳおよび左側シートＳのそれぞれに設けられており、乗員の着座の有無を検出する。シートセンサ５１としては、シートクッションＳｃに内蔵した圧力センサなどを用いることができる。ロールレイトセンサ５２は、車両のロール方向の回転角速度（以下「ロールレイト」という）を検出するセンサである（運動状態検出手段）。なお、制御部５０は、ロールレイトセンサ５２から得られるロールレイトに基づいて、車両のロール角を特定することができる。なお、ロール角についてもジャイロなどのセンサを設けて検出してもよい。横加速度センサ５３は、車両に作用する横方向（車幅方向）の加速度を検出するセンサである（運動状態検出手段）。
【００２４】
カメラ３３は、それぞれのシートＳに着座する乗員の頭部を含む景色を撮像する。これにより、カメラ３３は、車両内における乗員の頭部位置を間接的に検出する（位置検出手段）。
【００２５】
本実施形態との関係において、制御部５０は、カメラ３３から入力される画像を画像処理し、これにより、車両内での乗員の頭部位置を特定（検出）する。制御部５０は、検出される頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して乗員保護手段を動作させる（制御手段）。この乗員保護手段は、乗員空間を形成する車両構造体への乗員頭部の接触を抑制するものであり、本実施形態では、非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０がこれに該当する。
【００２６】
また、制御部５０は、ロール角、ロールレイトや横加速度といった車両の運動状態に基づいて、車両のロールオーバーを事前に予知する（予知手段）。この場合、制御部５０は、車両のロールオーバーが予知された後に、乗員頭部の変位方向の転換を判定したタイミングに対応して乗員保護手段を動作させる。
【００２７】
さらに、制御部５０は、車両のロールオーバーを予知したタイミングにおいて拘束手段を動作させる。この拘束手段は、乗員の姿勢変化を拘束するものであり、本実施形態では、各種サポート部１１〜１６および可逆式シートベルト機構２０がこれに該当する。
【００２８】
図６は、本発明の第１の実施形態にかかる乗員保護処理の一連の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定周期毎に制御部５０によって実行される。
【００２９】
まず、ステップ１（Ｓ１）において、制御部５０は、各種センサ５１〜５３によって検出されるセンサ値、および、カメラ３３によって撮像される撮像画像を読み込む。この際、制御部５０は、ロールレイトセンサ５２によって検出されたロールレイトを時間積分することにより、車両のロール角を演算する。また、制御部５０は、カメラ３３から入力される画像を画像処理し、これにより、車両内での乗員の頭部位置を特定（検出）する。この乗員の頭部位置は、車両内の基準点（例えば、ヘッドレストＳｈ）からの相対的な頭部の位置を示しており、車両の回転中心の内側への頭部移動を正とする。すなわち、ファーサイドの乗員は、車両中心方向へ頭部が移動すると、これが正の値として特定され、ニアサイドの乗員は、車両ドア側へ頭部が移動すると、これが正の値として特定される。
【００３０】
ステップ２（Ｓ２）において、制御部５０は、ステップ１において読み込まれたロール角およびロールレイトに基づいて、車両のロールオーバーを予知する。図７に示すように、制御部５０は、車両がロールオーバーする可能性がある状況であるか（ロールオーバー領域（領域Ａ））、それともロールオーバーする可能性がない状況であるか（非ロールオーバー領域（領域Ｂ））を、ロール角ＡｒとロールレイトＲｒとの双方の関係から特定するためのマップを保持している。このマップは、種々のロール角ＡｒとロールレイトＲｒとについて、両者の関係が継続した場合に、車両がロールオーバーするかそれともしないかを実験やシミュレーションを通じて計算することにより、ロールオーバー領域および非ロールオーバー領域の関係が規定したものであり、制御部５０のＲＯＭ内に保持されている。制御部５０は、このマップを参照し、現在のロールレイトＲｒおよびロール角Ａｒの相互の関係が領域Ａに含まれる場合には、車両のロールオーバーを予知し、両者の関係が領域Ｂに含まれる場合には、ロールオーバーしないと予知する。なお、ロールオーバーの予知には、ロール角ＡｒおよびロールレイトＲｒに加えて、横加速度を考慮することもできる。
【００３１】
このステップ２において肯定判定された場合、すなわち、ロール角ＡｒとロールレイトＲｒとの関係がロールオーバー領域Ａに含まれる場合には、ステップ３（Ｓ３）に進む。一方、ステップ２において否定判定された場合、すなわち、ロール角ＡｒとロールレイトＲｒとの関係が非ロールオーバー領域Ｂに含まれる場合には、本ルーチンを抜ける。なお、このステップ２において否定判定されたケースにおいて、後述するステップ４（Ｓ４）に示すサポート処理を行っている場合には、制御部５０は、このサポート処理を終了させ拘束手段を初期状態に復帰させた上で、本ルーチンを抜ける。
【００３２】
ステップ３において、制御部５０は、車両の運動状態を参照した上で、ロール方向を特定する。このロール方向の特定にともない、制御部５０は、右側シートＳ側と、左側シートＳ側とのどちらがニアサイドまたはファーサイドに対応するかを特定することができる。以下、説明の便宜上、シートＳに着座する乗員からみて車両が時計回りにロールするシーンを想定して説明を行う。この場合、右側シートＳはニアサイドに該当し、左側シートＳはファーサイドに該当する。
【００３３】
ステップ４（Ｓ４）において、制御部５０は、サポート処理を行う。このサポート処理は、乗員の姿勢変化を拘束することにより、乗員頭部の変位に生じる外乱を抑制するために行われる。具体的なサポート処理の内容としては、以下の処理が行われる。制御部５０は、ランバーサポートアクチュエータ５５に駆動信号を出力し、ランバーサポートアクチュエータ５５を駆動する。ランバーサポートアクチュエータ５５の駆動にともない、ランバーサポート部１１，１２が屈曲動作する。また、制御部５０は、サイサポートアクチュエータ５６に駆動信号を出力し、サイサポートアクチュエータ５６を駆動する。サイサポートアクチュエータ５６の駆動にともない、サイサポート部１３，１４が屈曲動作する。同様に、制御部５０は、ニーサポートアクチュエータ５７に駆動信号を出力し、ニーサポートアクチュエータ５６を駆動する。ニーサポートアクチュエータ５６の駆動にともない、ニーサポート部１５，１６が突出動作する。さらに、制御部５０は、ベルトアクチュエータ５８である電動モータ（可逆式アクチュエータ）に駆動信号を出力し、電動モータを駆動する。電動モータの駆動にともない、通常時よりも大きな回転力をリトラクタ２１の巻取軸に付与することで、基準引込量よりも大きな引込量でウエビング２２をリトラクタ２１側に引き込む。なお、これらのサポート処理は、個々の乗員を基準として、ニアサイドに位置するサポート部１１〜１６のみを動作させればよく、必ずしも、両側のサポート部１１〜１６を動作させる必要はない。
【００３４】
ステップ５（Ｓ５）において、制御部５０は、シートセンサ５１による検出結果に基づいて、右側シートＳに乗員が着座しているか否かを判断する。このステップ５において肯定判定された場合には、ステップ６（Ｓ６）に進む。一方、このステップ５において否定判定された場合には、ステップ７（Ｓ７）に進む。
【００３５】
ステップ６において、制御部５０は、シートセンサ５１による検出結果に基づいて、左側シートＳに乗員が着座しているか否かを判断する。このステップ６において否定判定された場合には、ステップ８（Ｓ８）に進む。一方、このステップ６において否定判定された場合には、ステップ９（Ｓ９）に進む。
【００３６】
ステップ７において、制御部５０は、ファーサイドの左側シートＳに乗員が着座していることを前提に、ファーサイドに関する乗員保護処理を行う。図８は、ファーサイドの乗員保護処理ルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ７０（Ｓ７０）において、制御部５０は、カメラ３３から出力された撮像画像に基づいて、ファーサイドに位置する乗員の頭部位置Ｘｆ（ｔ）を検出する。
【００３７】
ステップ７１（Ｓ７１）において、制御部５０は、現在検出された頭部位置Ｘｆ（ｔ）と、過去に検出された頭部位置Ｘｆ（ｔ−１）とが以下の関係式を満たすか否かを判断する。
【００３８】
（数式１）
Ｘｆ（ｔ）−Ｘｆ（ｔ−１）≦０
数式１により、現在の頭部位置Ｘｆ（ｔ）から、それよりも前のタイミングでの頭部位置Ｘｆ（ｔ−１）を減算した値がゼロ以下であるかが判断される。この関係式によれば、ファーサイドの乗員の頭部位置Ｘｆの推移に基づいて、図９に示すように、乗員頭部の変位方向の転換（反転）、すなわち、車両中央方向からドア側への転換が判断される。
【００３９】
このステップ７１において肯定判定された場合、すなわち、頭部位置の変位方向の転換が判断された場合には、ステップ７２（Ｓ７２）に進む。一方、ステップ７１において否定判定された場合、すなわち、頭部位置の変位方向に変化がない場合には、ステップ７３（Ｓ７３）に進む。
【００４０】
ステップ７２において、制御部５０は、ロールオーバーに対する乗員保護の観点から、左側シートＳに関する非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０を動作させる。具体的には、制御部５０は、ベルトアクチュエータ５８である火薬式プリテンショナー（非可逆式アクチュエータ）に駆動信号を出力し、火薬式プリテンショナーを駆動する。火薬式プリテンショナーの駆動にともない、通常時よりも大きな回転力をリトラクタ２１の巻取軸に瞬間的に付与することで、ウエビング２２をリトラクタ２１側に瞬間的にかつ所定期間だけ引き込む。火薬式プリテンショナーによるウエビング２２の引込量は、サポート処理におけるそれよりも大きな値に設定されている。また、制御部５０は、サイドエアバッグアクチュエータ５９であるインフレータに駆動信号を出力し、インフレータを駆動する。インフレータの駆動にともない、サイドエアバッグユニット４０のエアバッグ本体４１が所定期間展開させられる。
【００４１】
ステップ７３において、制御部５０は、現在検出された頭部位置Ｘｆ（ｔ）によって、過去用の頭部位置Ｘｆ（ｔ−１）を更新する。
【００４２】
再び、図６を参照するに、ステップ８において、制御部５０は、ニアサイドの右側シートＳに乗員が着座していることを前提に、ニアサイドに関する乗員保護処理を行う。図１０は、ニアサイドの乗員保護処理ルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ８０（Ｓ８０）において、制御部５０は、カメラ３３から出力された撮像画像に基づいて、ニアサイドに位置する乗員の頭部位置Ｘｎ（ｔ）を検出する。
【００４３】
ステップ８１（Ｓ８１）において、制御部５０は、現在検出された頭部位置Ｘｎ（ｔ）と、過去に検出された頭部位置Ｘｎ（ｔ−１）とが以下の関係式を満たすか否かを判断する。
【００４４】
（数式２）
Ｘｎ（ｔ）−Ｘｎ（ｔ−１）＜０
数式１によれば、現在の頭部位置Ｘｎ（ｔ）から、それよりも前のタイミングでの頭部位置Ｘｎ（ｔ−１）を減算した値がゼロよりも小さいかが判断される。この関係式によれば、ファーサイドの乗員の頭部位置Ｘｎの推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換、すなわち、ドア方向から車両中央方向への転換が判断される。
【００４５】
このステップ８１において肯定判定された場合、すなわち、頭部位置の変位方向の転換が判断された場合には、ステップ８２（Ｓ８２）に進む。一方、ステップ８１において否定判定された場合、すなわち、頭部位置の変位方向に変化がない場合には、ステップ８３（Ｓ８３）に進む。
【００４６】
ステップ７８において、制御部５０は、ロールオーバーに対する乗員保護の観点から、右側シートＳに関する非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０を動作させる。具体的には、制御部５０は、ベルトアクチュエータ５８である火薬式プリテンショナー（非可逆式アクチュエータ）に駆動信号を出力し、火薬式プリテンショナーを駆動する。火薬式プリテンショナーの駆動にともない、通常時よりも大きな回転力をリトラクタ２１の巻取軸に瞬間的に付与することで、ウエビング２２をリトラクタ２１側に瞬間的にかつ所定期間だけ引き込む。火薬式プリテンショナーによるウエビング２２の引込量は、サポート処理におけるそれよりも大きな値に設定されている。また、制御部５０は、サイドエアバッグアクチュエータ５９であるインフレータに駆動信号を出力し、インフレータを駆動する。インフレータの駆動にともない、サイドエアバッグユニット４０のエアバッグ本体４１が所定期間展開させられる。
【００４７】
ステップ８３において、制御部５０は、現在検出された頭部位置Ｘｎ（ｔ）によって、過去用の頭部位置Ｘｎ（ｔ−１）を更新する。
【００４８】
再び、図６を参照するに、ステップ８において、制御部５０は、ロールオーバーに対する乗員保護の観点から、左側シートＳに関する非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０、および、右側シートＳに関する非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０をそれぞれ動作させる。ファーサイドおよびニアサイドに関する個々の処理は、ステップ７，８に示す処理が並列的に行われる。
【００４９】
図１１は、ファーサイドの乗員の頭部位置Ｘｆの推移を示すタイミングチャートである。同図において、（ａ）は、乗員の頭部位置Ｘｆの経時的な推移を示しており、車両中央方向へ頭部が変位した場合にその位置が正の値で示されている。（ｂ）は、ロールレイトＲｒの推移を示し、（ｃ）は、ロール角Ａｒの推移を示す。また、（ｄ）は、乗員保護処理における非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０の動作タイミングを示す。
【００５０】
同図に示すように、旋回などにともなって車両がロールすると、ファーサイドの乗員の頭部は、遠心力によって車両中央方向に移動する。そして、タイミングＴｓｓにおいて、ロールオーバーが予知されると、サポート処理が実行される。なお、このタイミングでは、非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０による乗員保護処理は実行されない。つぎに、車両がロールオーバーすると、乗員の頭部が逆方向（ドア方向）へと向かう。この際、乗員の頭部位置の変位方向の転換が判断される。そして、このタイミングＴｓｏにおいて、非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０による乗員保護処理が実行され、ウエビング２２による拘束およびエアバッグ本体４１の展開がタイミングＴｅｎまで所定期間まで継続される。これにより、車両構造体と乗員頭部との接触が抑制される。
【００５１】
図１２は、ニアサイドの乗員の頭部位置Ｘｎの推移を示すタイミングチャートである。同図において、（ａ）は、乗員の頭部位置Ｘｎの経時的な推移を示しており、ドア方向への頭部が変位した場合にその位置が正の値で示されている。（ｂ）は、ロールレイトＲｒの推移を示し、（ｃ）は、ロール角Ａｒの推移を示す。また、（ｄ）は、乗員保護処理における非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０の動作タイミングを示す。
【００５２】
同図に示すように、旋回などにともなって車両がロールすると、ニアサイドの乗員の頭部は、遠心力によってドア方向に移動し、その後、その移動はドアによって制限される。そして、タイミングＴｓｓにおいて、ロールオーバーが予知されると、サポート処理が実行される。なお、このタイミングでは、非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０による乗員保護処理は実行されない。つぎに、車両がロールオーバーすると、乗員の頭部が逆方向（車両中央方向）に向かう。これにより、乗員の頭部位置の変位方向の転換が判断される（ポイントＰ１）。そして、このタイミングＴｓｏにおいて、非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０による乗員保護処理が実行される。また、ポイントＰ１移行、乗員の頭部は、車両中央方向へと変位するものの、その後、車両のルーフが接地する前に再度ドア側へと変位する。乗員保護処理により、ウエビング２２による拘束およびエアバッグ本体４１の展開がタイミングＴｅｎまで所定期間まで継続され、これにより、車両構造体と乗員頭部との接触が抑制される。
【００５３】
図１３は、ファーサイドの乗員の頭部位置Ｘｆの推移を示すタイミングチャートである。同図に示す各パラメータは、図１１に示すそれと同じであるが、同図ではロールオーバーが予知されたものの、その後、ロールオーバーが回避されたシーンのタイミングチャートが示されている。
【００５４】
同図に示すように、旋回などにともない車両がロールすると、ファーサイドの乗員は、遠心力により、頭部が車両中央方向へと移動する。そして、タイミングＴｓｓにおいて、車両の運動状態に基づいてロールオーバーが予知されると、サポート処理が実行される。なお、このタイミングでは、非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０による乗員保護処理は実行されない。つぎに、車両のロールオーバーが回避されると、ロールレイトＲｒおよびロール角Ａｒが低下し、両者の関係が非ロールオーバー領域Ｂ（図７参照）に遷移する。この場合、制御部５０は、サポート処理を中止し、拘束手段である各種サポート部１１〜１６および可逆式シートベルト機構２０を拘束状態から通常状態（非拘束状態）へと復帰させることとなる。
【００５５】
このように本実施形態によれば、乗員保護装置は、車両内での乗員の頭部位置の推移に基づいて、乗員頭部の変位方向の転換を判定する。そして、この判定タイミングに対応して乗員保護手段である非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０を動作させる。具体的には、非可逆式シートベルト機構２０により乗員のシートＳへの拘束力がさらに高めるとともに、エアバッグ本体４１が展開させられる。
【００５６】
従来の手法では、ロールレイトおよびロール角度に基づいてロールオーバーを予知し（図１１〜１３に示すタイミングＴｓｓ）、そして、この予知タイミングに対応して乗員保護手段を動作させていた。しかしながら、本実施形態では、この動作タイミングが、頭部位置の変位方向が転換するタイミングまで遅らされる。このため、動作開始タイミングから車両ルーフが接地するまでの時間、すなわち、乗員保護手段の動作期間を短縮することができる。これにより、インフレータなどの非可逆式アクチュエータを小型化することが可能となる。
【００５７】
また、ロールオーバー時の乗員の頭部挙動は、乗員の身長などの体格差によって異なる可能性がある。図１１の実線、破線および一点鎖線で示すように、頭部位置の変化の相対量は体格差によって相違するものの、その変位は同様の傾向を示す。そのため、頭部位置の推移をモニタリングすることで、個々の乗員について、転換タイミングを適切に特定することができる。これにより、乗員の体格差に拘わらず、乗員頭部が車両構造体へ向かって変位するタイミングを判定することが可能となり、適切なタイミングで乗員保護手段を動作させることができる。そのため、乗員の保護を適切に図ることができる。なお、図１１において、実線は、平均的な体格を有する乗員の頭部位置の推移を示し、破線は、それよりも身長が高い乗員の頭部位置の推移を示し、一点鎖線は、それよりも身長が低い乗員の頭部位置の推移を示している。
【００５８】
また、頭部位置の転換をベースに乗員保護手段を動作させているので、ロールオーバーの予知がなされたが実際にはロールオーバーが回避されたようなケースにおいては、乗員保護手段の動作も回避される。これにより、不要な動作を抑制することができるので、信頼性の向上を図ることができる。また、乗員保護手段として非可逆式シートベルト機構２０およびサイドエアバッグユニット４０の動作は、非可逆式アクチュエータ（火薬式プリテンショナーやインフレータ）を駆動する。非可逆式アクチュエータは、可逆式のアクチュエータとは異なり、一度使用すると初期状態へと復帰しない構成を採用している。そのため、頭部位置の転換をベースに判断することで、実際にはロールオーバーが回避されたといったシーンでは、非可逆式アクチュエータの駆動が回避される。これにより、非可逆式アクチュエータの交換にともなう修理や、その修理費が嵩むといった事態を抑制することができる。
【００５９】
また、本実施形態において、乗員保護装置は、車両のロールオーバーが予知されたタイミングにおいて、拘束手段を動作させる。具体的には、可逆式シートベルト機構２０により乗員のシートＳへの拘束力が通常時よりも高められ、各種のサポート部１１〜１６により腰部、大腿部および膝部が拘束され、これにより、乗員の姿勢変化が拘束される。
【００６０】
かかる構成によれば、ウエビング５２により乗員をシートＳに拘束することで乗員の前方移動が抑制される。これにより、乗員の左右方向の移動をより顕著にさせることができる。また、ランバーサポート部１１，１２により、図１４（ａ）のＳ１で示すように、乗員の腰部の横滑りによる車両中央側への移動が抑制される。これにより、乗員の上体部が腰部を中心に回転し易くなり、乗員頭部の左右方向の移動をより顕著にさせることができる（図１４（ｂ）参照）。そのため、乗員頭部の変位方向の転換をより精度よく検出することが可能となる。また、乗員の大腿部を保持するサイサポート部１３，１４、乗員の下肢部を保持するニーサポート部１５，１６を併用することで、乗員の上体部の回転挙動がより増幅され、それにともない乗員頭部の左右方向への移動がより顕在化する。これにより、乗員頭部の転換をさらにより精度よく検出することが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態では、個々の拘束手段が、可逆式のアクチュエータを用いることにより、ロールオーバー予知後、ロールオーバーが回避されたケースでは、拘束状態から非拘束状態へと復帰させることができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、乗員保護装置は、ファーサイドの乗員と、ニアサイドの乗員とに対して、別々のロジックにより頭部位置の変位方向の転換を判定している。かかる構成によれば、乗員毎の頭部挙動に着目して転換を判断することができるので、適切なタイミングで乗員保護手段を動作させることができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、ニアサイドの乗員については、数式２に示す条件を具備する場合に、転換を判断しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１２に示すようにポイントＰ２のタイミングで転換を判定してもよい。ニアサイド側の乗員の頭部挙動は、ドア側から車両中央に変位するとともに、車両のルーフが設定する前に再度ドア側へと変位する。そこで、この車両中央からドア側への転換タイミングにおいて乗員保護手段を動作させてもよい。また、ファーサイドと同様に、数式１に示す条件に基づいて、図１２に示すようにポイントＰ３のタイミングで転換を判断してもよい。かかるタイミングは、ポイントＰ１に示すタイミングよりも乗員保護手段の動作開始が早くなるものの、乗員の体格差等に応じて動作タイミングを設定することができるというメリットがある。そのため、従来手法のようにロールオーバーの予知タイミングで一律に動作タイミングを設定する手法と比較して、動作タイミングを適切に判断することができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態にかかる乗員保護装置が、第２の実施形態のそれと相違する点は、頭部位置の変位方向の転換を判定する手法である。なお、乗員保護装置のシステム構成および乗員保護処理の手順等については第１の実施形態と同様であり、以下、相違点を中心に説明を行う。
【００６５】
図１５は、第２の実施形態にかかる頭部位置の転換判定の説明図である。本実施形態において、制御部５０は、頭部の変位速度に基づいて、その転換を反転する。具体的には、制御部５０は、頭部位置Ｘｆの経時的な推移に基づいて、その移動量を時間微分することにより、頭部の移動速度Ｖｘｆを算出する。そして、この移動速度Ｖｘｆが概ねゼロと見なせる程度の閾値Δｄ以下である場合に、頭部位置の変位方向の転換を判定する。
【００６６】
かかる構成によれば、頭部の移動速度Ｖｘｆに基づいて転換を判定することにより、乗員頭部の移動軌跡において転換時付近または極小値付近の尖鋭さが小さいときでも、転換を有効に検出することが可能となる。また、乗員頭部が転換するタイミングの前に、乗員頭部の転換を検知することが可能となる。
【００６７】
なお、本実施形態では、ニアサイドの乗員の頭部位置の転換の判断では、図１２に示すポイントＰ２を転換と判断することが好ましい。頭部の移動速度Ｖｘｆを判断パラメータとして用いる本実施形態では、このような判定も容易に行うことができる。
【００６８】
また、第１および第２の実施形態では、乗員保護手段であるエアバッグ手段がサイドルーフレールＳＲに取り付けられたエアバッグユニットである例を説明した。しかしながら、本発明におけるエアバッグ手段は、これに限ることなく、例えば、ドア、シートおよびボディサイド等に取り付けられて、乗員側部と車体部材（車両構造体）との間に膨張展開するサイドエアバッグなであってもよい。また、エアバッグ手段は、シートベルト、ステアリングホィールおよびダッシュボード等に取り付けられて、乗員前部と車体部材（車両構造体）との間に膨張展開するフロントエアバッグも含み、乗員と車体部材との当接を抑制し、乗員の慣性力を吸収するとともに、乗員周辺で膨張することで乗員が慣性力で車外放出されるのを抑制するものを指している。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】第１の実施形態にかかる乗員保護装置が適用された車両および当該車両に乗車する乗員の状態を示す説明図
【図２】乗員保護装置の構成を模式的に示す説明図
【図３】各サポート部１１〜１６の動作状態を示す説明図
【図４】バックミラー３０およびカメラ３３を模式的に示す斜視図
【図５】制御部５０を中心とする乗員保護装置のブロック構成図
【図６】第１の実施形態にかかる乗員保護処理の一連の手順を示すフローチャート
【図７】ロールオーバー領域および非ロールオーバー領域の説明図
【図８】ファーサイドの乗員保護処理ルーチンを示すフローチャート
【図９】頭部位置の転換を示す説明図
【図１０】ニアサイドの乗員保護処理ルーチンを示すフローチャート
【図１１】ファーサイドの乗員の頭部位置Ｘｆの推移を示すタイミングチャート
【図１２】ニアサイドの乗員の頭部位置Ｘｎの推移を示すタイミングチャート
【図１３】ファーサイドの乗員の頭部位置Ｘｆの推移を示すタイミングチャート
【図１４】乗員の姿勢変化の拘束状態および頭部挙動の状態を示す説明図
【図１５】第２の実施形態にかかる頭部位置の転換判定の説明図
【符号の説明】
【００７０】
Ｓ…シート
１１，１２…ランバーサポート部
１３，１４…サイサポート部
１５，１６…ニーサポート部
２０…シートベルト機構
２１…リトラクタ
２２…ウエビング
２３…ショルダアンカ
２４…インナーバックル
２５…タング
３０…バックミラー
３１…ミラー本体
３２…カメラステー
３３…カメラ
４０…サイドエアバッグユニット
４１…エアバッグ本体
５０…制御部
５１…シートセンサ
５２…ロールレイトセンサ
５３…横加速度センサ
５５…ランバーサポートアクチュエータ
５６…サイサポートアクチュエータ
５６…ニーサポートアクチュエータ
５７…ニーサポートアクチュエータ
５８…エアバッグアクチュエータ
５８…ベルトアクチュエータ
【図１】
2010143243.tif 000003
【図２】
2010143243.tif 000004
【図３】
2010143243.tif 000005
【図４】
2010143243.tif 000006
【図５】
2010143243.tif 000007
【図６】
2010143243.tif 000008
【図７】
2010143243.tif 000009
【図８】
2010143243.tif 000010
【図９】
2010143243.tif 000011
【図１０】
2010143243.tif 000012
【図１１】
2010143243.tif 000013
【図１２】
2010143243.tif 000014
【図１３】
2010143243.tif 000015
【図１４】
2010143243.tif 000016
【図１５】
2010143243.tif 000017