(57)【要約】【課題】  エアバッグを適正に作用させるための具体的な情報を乗員に伝達することのできる車両用乗員保護システムを提供する。【解決手段】  エアバッグ制御ユニット１０は、車内監視カメラ１６、着座センサ１７、及びシートベルト着用センサ１８等の各種センサ類を用いて乗員情報を検出し、検出した乗員情報を車両１のＩＤとともにデータセンタ５０に送信する。データセンタ５０で乗員情報等を受信すると、データ分析用サーバ５４は、受信情報に基づいて車両衝突時のエアバッグ３及び乗員１００の挙動を推定し、エアバッグ３及び乗員１００の挙動を示す画像データを生成する。エアバッグ制御ユニット１０は、データセンタ５０から画像データ受信し、これを動画表示することにより、エアバッグ３を適正に作用させるための具体的な情報を乗員１００に伝達する。【選択図】  図４
2006142872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員情報を検出する乗員情報検出手段と、
上記乗員情報検出手段で検出した乗員情報に基づいて、車両衝突時のエアバッグ及び乗員の挙動を推定する衝突シミュレーション手段と、
上記衝突シミュレーション手段での推定結果に基づいて、車両衝突時の上記エアバッグ及び乗員の挙動を示す画像データを生成する画像データ生成手段と、
上記画像データ生成手段で生成した画像データを表示する表示手段とを備えたことを特徴とする車両用乗員保護システム。
【請求項２】
上記衝突シミュレーション手段及び上記画像データ生成手段を、車両との間で無線通信可能な車外のデータセンタに設けたことを特徴とする請求項１記載の車両用乗員保護システム。
【請求項３】
上記表示手段は、予め定められた姿勢で着座する乗員とエアバッグの衝突時の挙動を示す第２の画像データを表示することを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両用乗員保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時等にエアバッグを展開させることによって乗員を保護する車両用乗員保護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両衝突時等の衝撃から乗員を保護するためのシステムとして、エアバッグ装置を用いた乗員保護システムが広く普及している。ところで、この種のエアバッグ装置は、一般に、乗員が正しい姿勢で着座していることを前提として各種設定等がなされているため、衝突時にエアバッグを乗員に対して適正に作用させるためには、乗員を正しい姿勢で着座させる必要がある。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１には、乗員等のエアバッグ展開領域（警報領域）への侵入を測距センサによって検出し、乗員等が警報領域に設定時間以上侵入している場合に、警報を発し、乗員に着座姿勢を正すよう促す技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−４４９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術は、単に、警報領域に乗員等が侵入したか否かに基づいて警報を行う構成にすぎず、この警報で、体型や着座姿勢が千差万別に異なる乗員を、常に正しい着座姿勢で着座させることは困難である。従って、エアバッグを適正に作用させるためには、上述の警報よりもさらに一歩踏み込んだ具体的な情報を乗員に伝達する必要がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エアバッグを適正に作用させるための情報として衝突時のエアバッグの作用状況を乗員に伝達することのできる車両用乗員保護システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、乗員情報を検出する乗員情報検出手段と、上記乗員情報検出手段で検出した乗員情報に基づいて、車両衝突時のエアバッグ及び乗員の挙動を推定する衝突シミュレーション手段と、上記衝突シミュレーション手段での推定結果に基づいて、車両衝突時の上記エアバッグ及び乗員の挙動を示すイメージ画像データを生成する画像データ生成手段と、上記画像データ生成手段で生成したイメージ画像データを表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の車両用乗員保護システムによれば、エアバッグを適正に作用させるための情報として衝突時のエアバッグの作用状況を乗員に伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１は車両用乗員保護システムの概略構成図、図２は各種センサ類の説明図、図３は警報画像表示制御ルーチンのフローチャート、図４は衝突シミュレーションルーチンのフローチャート、図５はディスプレイ表示される警報画像の一例を示す説明図である。
【０００９】
図１において符号１０は、自動車等の車両１に搭載されたエアバッグ３の作動制御（展開制御）等を行うエアバッグ制御ユニットを示す。このエアバッグ制御ユニット１０には、車両１の車速を検出するためのセンサとして車速センサ１５が接続され、さらに、エアバッグ３の作用対象となる乗員１００についての各種情報を検出する乗員情報検出手段として、例えば、車内監視カメラ１６、着座センサ１７、及び、シートベルト着用センサ１８が接続されている。
【００１０】
図２に示すように、車内監視カメラ１６は、例えば、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いたＣＣＤカメラで構成され、乗員１００を車室内前方から撮像する。また、着座センサ１７は、例えば、シート１９内にマトリクス状に埋設された複数の圧電素子１７ａで構成され、シート１９に着座した乗員１００の荷重及びその分布を検出する。また、シートベルト着用センサ１８は、バックル２０に対するタングプレート２１の接続の有無を検知するスイッチにより構成され、乗員１００のシートベルト着用・非着用を検出する。
【００１１】
ここで、図１に示すように、エアバッグ制御ユニット１０は、車内ネットワークを通じて車載装置３０に接続されている。この車載装置３０は、各種制御ユニットを統括して管理するためのもので、車載装置３０には、例えば、ボディ制御系のユニットとして、エアバッグ制御ユニット１０の他に、エアコン制御ユニット、及びパワーウインド制御ユニット（何れも図示せず）等が接続されている。その他、車載装置３０には、例えば、パワートレイン制御系の各種ユニットとして、ステアリング制御ユニット、ブレーキ制御ユニット、ミッション制御ユニット、及びエンジン制御ユニット等（何れも図示せず）が接続されている。さらに、車載装置３０には、例えば、情報通信系のユニットとして、ナビゲーションユニット２５、及びオーディオユニット（図示せず）等が接続されており、エアバッグ制御ユニット１０は、例えば、ナビゲーションユニット２５に接続するディスプレイ装置２６を通じて、各種情報を表示可能となっている。
【００１２】
また、車載装置３０には、広域通信網３５を介して車外のデータセンタ５０との間でデータ通信を行う広域通信モジュール３１が接続されている。ここで、広域通信網３５には、例えば、周知の移動体通信網が採用され、また、この移動体通信網との間で無線通信を行う広域通信モジュール３１には、例えば、携帯電話モジュールが採用されている。
【００１３】
データセンタ５０にはセンタ内ＬＡＮが構築されており、このセンタ内ＬＡＮには、当該センタ内ＬＡＮを実行するＷＥＢサーバ５１、センタ内ＬＡＮと広域通信網３５を接続するルータ５２、及び、広域通信網３５を利用したデータ通信を管理・実行する通信サーバ５３が接続されている。そして、これらにより、データセンタ５０は、車両１との間で、広域通信モジュール３１を通じた通信が可能となっている。
【００１４】
また、センタ内ＬＡＮには、広域通信モジュール３１等を通じて送信された各種車両データ等の分析を行うデータ分析用サーバ５４と、車両データや顧客データ等の各種データを収集して一括管理するデータベースサーバ（ＤＢサーバ）５５とが接続されている。
【００１５】
このようなシステム構成において、エアバッグ制御ユニット１０は、収集した乗員情報、車速情報を、車両１のＩＤナンバーとともに、広域通信モジュール３１を通じてデータセンタ５０に送信する。ここで、エアバッグ制御ユニット１０は、各センサ類１６〜１８の信号に基づく乗員情報として、例えば、各種センサ類１６〜１８からの情報に基づいて検出した乗員の体型、着座位置、着座姿勢、及びシートベルト着用の有無等の情報を収集し、データセンタ５０に送信する。データセンタ５０で車両１からデータを受信すると、データ分析用サーバ５４は、例えば、有限要素法を用いたＣＡＥ解析（Computer Aided Engineering：コンピュータ支援エンジニアリング）等によって、各センサ類１６〜１８によって収集された乗員情報に基づいて所定の構造物に対する衝突シミュレーションを行い、車両衝突時のエアバッグ３及び乗員１００の挙動を推定する。さらに、データ分析用サーバ５４は、上述の推定結果に基づいて車両衝突時のエアバッグ３及び乗員１００の挙動を示す画像データを生成し、当該画像データを、ルータ５２を通じて車両１に送信する。画像データを受信すると、エアバッグ制御ユニット１０は、画像データをディスプレイ装置２６に出力し、車両衝突時に予測されるエアバッグ３及び乗員１００の挙動を警報画像として動画表示させる。すなわち、本形態において、データ分析用サーバ５４は、衝突シミュレーション手段、及び画像データ生成手段としての機能を有し、ディスプレイ装置２６は表示手段としての機能を有する。
【００１６】
また、分析用サーバ５４は、乗員が正しい着座姿勢にある場合について、衝突シミュレーションを行い、衝突時のエアバッグ３及び乗員の挙動を推定するようになっている。そして、この推定結果を基に、正しい着座姿勢にて衝突した時の乗員とエアバッグ３の挙動を示す画像データを生成し、当該画像データを、乗員情報に基づいて生成された画像データと共にルータ５２を通じて車両１に送信する。そして、エアバッグ制御ユニット１０は、正しい着座姿勢にて衝突した時の乗員とエアバッグ３の挙動を示す画像データを、乗員情報に基づいて生成された警報画像と対比して表示させる対比画像として、警報画像の表示に続いてディスプレイ装置２６に動画表示させるようになっている。
【００１７】
次に、車両１のエアバッグ制御ユニット１０で実行される警報画像の表示制御について、図３に示す警報画像表示制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。このルーチンがスタートすると、エアバッグ制御ユニット１０は、先ず、ステップＳ１０１において、各センサ類１６〜１８からの信号を用い、乗員情報についての各種演算を行う。すなわち、エアバッグ制御ユニット１０は、例えば、車内監視カメラ１６で撮像した画像から得られる情報（例えば、撮像画像にエッジ検出等を行うことにより得られる乗員１００の輪郭情報等）と、着座センサ１７で検出した乗員１００の荷重及び荷重分布とに基づいて、乗員の体型、着座位置、及び、着座姿勢等を演算する。さらに、エアバッグ制御ユニット１０は、シートベルト着用センサ１８からの信号に基づき、シートベルト着用の有無を判定する。
【００１８】
そして、続くステップＳ１０２において、エアバッグ制御ユニット１０は、ステップＳ１０１で演算した乗員情報、車速情報及び自車両１のＩＤナンバーを、広域通信モジュール３１を通じてデータセンタ５０に送信する。
【００１９】
ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進むと、エアバッグ制御ユニット１０は、ステップＳ１０２で送信したデータに対する応答があったか否か（すなわち、送信データに対応するデータをデータセンタ５０から受信したか否か）を調べ、未だ、送信データに対する応答がない場合には、そのまま待機する。
【００２０】
そして、データセンタ５０からのデータを受信してステップＳ１０３からステップＳ１０４に進むと、エアバッグ制御ユニット１０は、データセンタ５０から受信したデータの中に、警報画像、警報画像に対比して表示させる対比画像に関する画像データ（後述する）が含まれているか否かを調べ、画像データが含まれていないと判定した場合には、そのままルーチンを抜ける。
【００２１】
一方、ステップＳ１０４において、データセンタ５０からの受信データの中に、画像データが含まれていると判定すると、エアバッグ制御ユニット１０は、ステップＳ１０５に進み、受信した画像データに基づく警報画像をディスプレイ装置２６上に動画表示させる。これにより、ディスプレイ装置２６の表示画面２６ａには、衝突時に推定されるエアバッグ３と乗員との関係が、警報画像として動画表示される（例えば図５参照）。なお、図５は、乗員１００が前傾姿勢で運転している場合において、自車両１が衝突した際に推定されるエアバッグ３と乗員１００との関係を示す警報画像の一例である。
【００２２】
そして、続くステップＳ１０６において、受信した画像データに基づく対比画像をディスプレイ装置２６上に動画表示させた後、ルーチンを抜ける。これにより、衝突時に乗員が正しい着座姿勢をしている場合のエアバッグ３と乗員との関係が、警報画像の表示に続いて表示される。
【００２３】
次に、データセンタ５０のデータ分析用サーバ５４で実行される衝突シミュレーションについて、図４に示す衝突シミュレーションルーチンのフローチャートに従って説明する。このルーチンは、設定時間毎に繰り返し実行されるもので、ルーチンがスタートすると、データ分析用サーバ５４は、先ず、ステップＳ２０１において、車速情報、乗員情報及び車両ＩＤに係るデータを車両１から受信したか否かを調べる。そして、ステップＳ２０１において、未だ車両１からデータを受信していないと判定すると、データ分析用サーバ５４は、そのままルーチンを抜ける。
【００２４】
一方、車両１からデータを受信してステップＳ２０２に進むと、データ分析用サーバ５４は、今回受信したデータと一致するデータを入力条件として過去に演算された情報が、ＤＢサーバ５５内に格納されているか否かを調べる。すなわち、本形態において、データ分析用サーバ５４は、車体ＩＤに基づいて判定される車両情報（例えば、車両１の車種、グレード、オプションの搭載状況等）、車速情報及び乗員情報を入力条件として行った衝突シミュレーション等に関する各種演算結果を当該入力条件と関連づけてＤＢサーバ５５内に格納するようになっており（後述のステップＳ２１０参照）、データ分析用サーバ５４は、ステップＳ２０２で、ＤＢサーバ５５内に、入力条件が一致する演算情報が格納されているか否かを調べる。
【００２５】
そして、入力条件が一致する演算情報がＤＢサーバ５５内に格納されていると判定すると、データ分析用サーバ５４は、ステップＳ２１１に進み、当該演算情報をＤＢサーバ５５から読み出した後、ステップＳ２１２に進む。
【００２６】
一方、ステップＳ２０２において、入力条件が一致する演算情報がＤＢサーバ５５内に格納されていないと判定すると、データ分析用サーバ５４は、ステップＳ２０３に進み、受信した車両ＩＤに適合する車両モデル及び受信した乗員情報に適合する乗員モデルをＤＢサーバ５５から読み出す。すなわち、ＤＢサーバ５５内には各種車両情報に応じて予め設定された複数パターンの車両モデルが格納されており、データ分析用サーバ５４は、ＤＢサーバ５５内から、受信した車両ＩＤに適合する車両モデルを読み出す。同様に、ＤＢサーバ５５内には各種乗員情報に応じて予め設定された複数パターンの乗員モデルが格納されており、データ分析用サーバ５４は、ＤＢサーバ５５内から、受信した乗員情報に適合する乗員モデルを読み出す。
【００２７】
そして、ステップＳ２０４において、データ分析用サーバ５４は、ステップＳ２０３で読み出した車両モデル、乗員モデル、及び受信した車速情報を用いて車両１が車速情報における車速にて所定の構造物に対して衝突した際に推定されるエアバッグと乗員の挙動をＣＡＥ解析によりシミュレーションする。
【００２８】
続くステップＳ２０５において、エアバッグ３が乗員１００に適正に作用するか否かを調べる。
【００２９】
そして、ステップＳ２０５において、エアバッグ３が乗員１００に対して適正に作用すると判定すると、データ分析用サーバ５４は、そのまま、ステップＳ２１０にジャンプする。ここで、エアバッグ３が乗員１００に対して適正に作用する場合とは、例えば、車両１が衝突し、エアバッグ３が展開制御された際に、展開動作後のエアバッグ３が乗員１００の頭部を拘束保護する場合等である。
【００３０】
一方、ステップＳ２０５において、エアバッグ３が乗員１００に対して適正に作用しないと判定すると、データ分析用サーバ５４は、ステップＳ２０６に進み、ステップＳ２０４の推定結果に基づいて、車両衝突時のエアバッグ３及び乗員１００の挙動を示す画像データを警報画像として生成する。ここで、エアバッグ３が乗員１００に対して適正に作用しない場合とは、例えば、エアバッグ３が展開制御された際に、展開動作途中のエアバッグ３に乗員１００の頭部が衝突する場合（例えば、図５参照）や、乗員１００の頭部が展開したエアバッグ３から逸れてインストルメントパネル等に直接衝突する場合等である。
【００３１】
そして、ステップＳ２０６からステップＳ２０７に進むと、データ分析用サーバ５４は、受信した乗員情報に含まれる乗員の体型に適合する正しい着座姿勢にある乗員モデルをＤＢサーバ５５から読み出す。すなわち、データベース５５内には、正しい着座姿勢にある複数の乗員モデルが乗員の体型に応じて予め記憶されている。ここで、乗員の正しい着座姿勢とは、エアバッグ３に対して乗員の頭部位置が正面に位置し且つ所定の距離を有した姿勢のことをいう。尚、正しい着座姿勢にある乗員モデルはシートベルトを着用した状態で記憶されている。
【００３２】
続くステップＳ２０８において、データ分析用サーバ５４は、ステップＳ２０３で読み出した車両モデル、ステップ２０７で読み出した乗員モデル、受信した車速情報を用いて車両１が衝突した際に推定されるエアバッグと乗員の挙動をＣＡＥ解析によりシミュレーションする。すなわち、Ｓ２０８におけるシミュレーションは、Ｓ２０４のシミュレーションに対して、使用される乗員モデルのみが異なる。
【００３３】
続くステップ２０９において、データ分析用サーバ５４は、ステップＳ２０８の推定結果に基づいて車両衝突時のエアバッグ３及び乗員１００の挙動を示す画像データを、警報画像の対比画像として生成する。
【００３４】
そして、ステップＳ２０５或いはステップＳ２０９からステップＳ２１０に進むと、データ分析用サーバ５４は、上述の各演算処理で得られた情報を、入力条件と関連づけてＤＢサーバ５５に記憶させた後、ステップＳ２１１に進む。すなわち、上述のＳ２０５においてエアバッグが適正に作用すると判断した場合には、該判断結果を入力条件と関連付けて記憶し、エアバッグが適正に作用しないと判断された場合には、該判断結果を上述のＳ２０６及びＳ２０９で生成された両画像データとともに入力条件に関連付けて記憶させる。
【００３５】
そして、ステップＳ２１０或いはステップＳ２１１からステップＳ２１２に進むと、データ分析用サーバ５４は、入力条件に対応する演算情報（すなわち、ステップＳ２１０で記憶された各種情報、或いは、ステップＳ２１０でＤＢサーバ５５から読み出した各種情報）を車両１に送信した後、ルーチンを抜ける。
【００３６】
このような形態によれば、車内監視カメラ１６、着座センサ１７、及びシートベルト着用センサ１８等の各種センサ類を用いて検出した乗員情報に基づいて車両衝突時のエアバッグ３及び乗員１００の挙動を推定し、当該推定結果に基づいてエアバッグ３及び乗員１００の挙動を示す画像データを生成し、生成した画像データを動画表示することにより、エアバッグ３を適正に作用させるための情報として衝突時のエアバッグの作用状況を、乗員１００に伝達することができる。
【００３７】
また、乗員が正しい着座姿勢にて衝突した際のエアバッグ３と乗員の挙動を推定し、この挙動を示す画像を、各種センサ類を用いて検出された乗員情報に基づいて生成された警報画像に対比させるように動画表示することで、正しい着座姿勢における衝突と現在の着座姿勢における衝突時のエアバッグ３の作用の違いを具体的に伝達することができる。
【００３８】
ここで、車両衝突時のエアバッグ３及び乗員１００の挙動についてのシミュレーション等はＣＡＥ解析等のような演算負荷の高いコンピュータ解析を用いて行われるが、このような複雑な解析処理を、車両１との間で無線通信可能な車外のデータセンタ５０に分担させることにより、エアバッグ制御ユニット１０等に負荷をかけることなく、詳細なシミュレーション等を容易に実現することができる。
【００３９】
また、複数パターンの車両モデル及び乗員モデルを予め用意し、これらを車両情報や乗員情報に応じて適宜選択的に使い分けることにより、ＣＡＥ解析等を簡単且つ精度良く行うことができる。
【００４０】
また、衝突シミュレーション等の演算結果をデータセンタ５０に格納することにより、同一の入力条件に対する処理を簡素化することができる。
【００４１】
なお、上述の形態では、衝突シミュレーション等の処理をデータセンタ５０に分担させる構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、エアバッグ制御ユニット１０の処理能力等が高い場合には、全ての処理を車両１側で行っても良いことは勿論である。
【００４２】
また、上述の形態においては、各種センサ類を用いて検出された乗員情報に基づいて推定されたエアバッグ３と乗員の挙動を示し画像データと、乗員が正しい姿勢で着座した際の衝突時のエアバッグ３と乗員の挙動を示す画像データとを表示する一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種センサ類を用いて検出された乗員情報に基づいて推定されたエアバッグ３と乗員の挙動を示す画像データのみを表示するようにしても良い。この場合であっても、エアバッグ３を適正に作用させるための情報として衝突時のエアバッグ３の作用状況が乗員１００に伝達されることは言うまでもない。
【００４３】
更に、上述の形態では、車速センサ１５によって検出された車速を用いて衝突シミュレーションを行う構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、予め定められた走行車速または衝突荷重を入力条件として衝突シミュレーションを行っても良い。
【００４４】
また、乗員情報に基づいた衝突シミュレーションによって生成された警報画像を表示したあとに、正しい着座姿勢にて衝突した時の乗員とエアバッグ３の挙動を示す対比画像を表示する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、これら警報画像と対比画像とを一枚の画像に合成させてディスプレイ２６に並べて表示するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】車両用乗員保護システムの概略構成図
【図２】各種センサ類の説明図
【図３】警報画像表示制御ルーチンのフローチャート
【図４】衝突シミュレーションルーチンのフローチャート
【図５】ディスプレイ表示される警報画像の一例を示す説明図
【符号の説明】
【００４６】
１  …  車両
３  …  エアバッグ
１０  …  エアバッグ制御ユニット
１６  …  車内監視カメラ（乗員情報検出手段）
１７  …  着座センサ（乗員情報検出手段）
１８  …  シートベルト着用センサ（乗員情報検出手段）
２６  …  ディスプレイ装置（表示手段）
５０  …  データセンタ
５４  …  データ分析用サーバ（衝突シミュレーション手段、画像データ生成手段）
１００  …  乗員
代理人    弁理士      伊    藤      進
【図１】
2006142872.tif 000003
【図２】
2006142872.tif 000004
【図３】
2006142872.tif 000005
【図４】
2006142872.tif 000006
【図５】
2006142872.tif 000007