(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突を回避するために自動的にブレーキを行うとともにブレーキ作動信号（Ｂｓ）を出力する自動ブレーキ（１１）を有する車両（Ｖ）が急減速するときに乗員の状態を判定する乗員状態判定装置（２０）において、
加速度（Ｇｓ）を検出する加速度センサ（１０）と、
前記加速度に基づいて乗員の頭部の移動量を算出する乗員移動量算出部（２２）と、
前記頭部の移動量を予め設定した複数のレベル（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５）のいずれかに区分するレベル化部（２４）と、
前記自動ブレーキから前記ブレーキ作動信号が出力されたことを条件として、前記頭部の移動量に対応する前記レベル（Ｌ）に応じて、乗員を保護する乗員保護装置（３０）の作動を変化させる乗員保護制御部（２６）と、
を有する乗員状態判定装置。
【請求項２】
前記加速度が移動開始判定閾値（Ｇth1）以上であることにより前記頭部が移動し始めたことを検知する頭部移動開始検知部（２１）を有しており、
前記乗員移動量算出部は、前記加速度が乗員移動判定閾値（Ｇth2）以上であるときに前記頭部の移動量を算出し、
前記移動開始判定閾値は、前記乗員移動判定閾値よりも低い値である請求項１に記載の乗員状態判定装置。
【請求項３】
前記乗員保護装置に含まれるシートベルト（３３）がロックしたことを検知するロック検知部（２３，３７）を有しており、
前記乗員移動量算出部は、移動量リミッタ（２２ｂ）と、増幅処理部（２２ｃ）とを有しており、
前記移動量リミッタは、前記ロック検知部により前記シートベルトがロックしたと判定された場合に、乗員の胴体部の移動量を上限値で制限した制限移動量を出力し、
前記増幅処理部は、前記移動量リミッタが作動した場合における前記胴体部の移動量に所定の換算で得た移動量を前記頭部の移動量として出力する請求項１または２に記載の乗員状態判定装置。
【請求項４】
前記乗員移動量算出部及び前記ロック検知部はそれぞれ、前記加速度センサで検出される前記加速度により判定を行い、
前記ロック検知部が前記加速度により前記シートベルトがロックしたと判定するために用いられる閾値は、前記乗員移動量算出部が前記加速度により前記頭部の移動量を算出するために用いられる閾値よりも大きく設定されている請求項３に記載の乗員状態判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動ブレーキを有する車両が急減速するときに乗員の状態を判定する乗員状態判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、例えば下記の特許文献１において、瞬間的な乗員の前のめりにも対応してエアバッグの展開速度をふさわしく選択することを目的とする乗員保護装置に関する技術が開示されている。この乗員保護装置は、エアバッグ，衝突衝撃度検知手段，急ブレーキ検知手段，着座位置検出手段，乗員位置推定手段，エアバッグ展開制御手段を備える。衝突衝撃度検知手段は、車両衝突時に発生する衝撃度を検知する。急ブレーキ検知手段は、プリクラッシュブレーキ検出用Ｇセンサによって急ブレーキを検知する。着座位置検出手段は、複数の赤外線センサによって乗員の着座位置を検出して保持する。乗員位置推定手段は着座位置と衝撃度とに基づき乗員のエアバッグ展開時の存在位置を推定する。エアバッグ展開制御手段は、２つの展開モードのいずれかでエアバッグを展開させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０１６２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の技術を実現するには、乗員の着座位置を検出するために複数の赤外線センサを車両に設ける必要がある。赤外線センサが設けられていない車両は、着座位置と衝撃度とに基づき乗員のエアバッグ展開時の存在位置を推定できず、２つの展開モードのいずれかでエアバッグを展開させることもできない。
【０００５】
複数の赤外線センサが検知しているのは、複数領域に分けられた着座領域に位置する乗員の胴体部（すなわち頭部以外の上体）である。本来、保護が重要なのは乗員の頭部であり、特許文献１に記載の技術では乗員移動量を衝突検出用Ｇセンサが出力する加速度を２回積分することによって算出する。ただし、プリクラッシュブレーキ検出用Ｇセンサからの加速度信号がしきい値が超えることを条件としているので、プリクラッシュブレーキ検出用Ｇセンサを車両に設ける必要がある。プリクラッシュブレーキ検出用Ｇセンサが設けられていない車両は、乗員移動量を算出することができない。
【０００６】
一方、近年は、衝突を回避するために自動的にブレーキを行う自動ブレーキを有する車両が増えている。自動ブレーキの作動によって車両が急減速すると、乗員が前のめりする場合がある。
【０００７】
本開示はこのような点に鑑みてなしたものであり、自動ブレーキの作動によって車両が急減速するとき、乗員の状態を判定して乗員の保護を適切に行える乗員状態判定装置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】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、衝突を回避するために自動的にブレーキを行うとともにブレーキ作動信号（Ｂｓ）を出力する自動ブレーキ（１１）を有する車両（Ｖ）が急減速するときに乗員の状態を判定する乗員状態判定装置（２０）において、加速度（Ｇｓ）を検出する加速度センサ（１０）と、前記加速度に基づいて乗員の頭部の移動量を算出する乗員移動量算出部（２２）と、前記頭部の移動量を予め設定した複数のレベル（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５）のいずれかに区分するレベル化部（２４）と、前記自動ブレーキから前記ブレーキ作動信号が出力されたことを条件として、前記頭部の移動量に対応する前記レベル（Ｌ）に応じて、乗員を保護する乗員保護装置（３０）の作動を変化させる乗員保護制御部（２６）と、を有する。
【０００９】
この構成によれば、自動ブレーキの作動によって車両が急減速しても、乗員移動量算出部が加速度に基づいて乗員の移動量を算出し、レベル化部が移動量に対応するレベルを特定する。乗員保護制御部は特定されたレベルに応じて乗員保護装置の作動を変化させるので、自動ブレーキで車両が急減速しても乗員の保護を適切に行える。
【００１０】
なお「自動ブレーキ」は、「衝突被害軽減ブレーキ」，「自動ブレーキ装置」，「自動ブレーキシステム」などとも呼ばれ、衝突対象物を感知して衝突に備える機能の総称である。「車両」は、車輪数や動力源（例えば内燃機関や回転電機など）の如何を問わず、任意の車両を適用してよい。「乗員保護装置」は、乗員を保護できれば任意の装置を適用してよく、例えばエアバッグやシートベルトなどが該当する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】乗員状態判定装置の構成例を示す模式図である。
【図２】乗員保護装置の構成例を示す模式図である。
【図３】乗員の頭部が動き始める加速度を説明する模式図である。
【図４】乗員の胴体部が動き始める加速度を説明する模式図である。
【図５】乗員がシートベルトで拘束される加速度を説明する模式図である。
【図６】乗員保護処理の手続き例を示すフローチャート図である。
【図７】胴体移動量の算出法を説明する模式図である。
【図８】加速度や移動量等の経時的変化例を示すタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。英数字の連続符号は記号「〜」を用いて略記する。例えば「レベルＬ１〜Ｌ５」は「レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５」を意味する。論理には正論理と負論理とがあるが、本形態の信号には正論理に従ったローレベルとハイレベルを適用する。ローレベルは「ＯＦＦ」，「偽」，信号の非送受信などに相当し、ハイレベルは「ＯＮ」，「真」，信号の送受信などに相当する。「設定」には、任意のタイミングで任意の数値に変える変更や更新を含む。
【００１３】
図１に示す車両Ｖは、加速度センサ１０，自動ブレーキ１１，乗員状態判定装置２０，乗員保護装置３０などを有する。乗員状態判定装置２０は、加速度センサ１０，自動ブレーキ１１，乗員保護装置３０との間でそれぞれ通信可能に接続される。本形態の車両Ｖには、１人以上の乗員が乗れる四輪自動車を適用する。１人以上の乗員が着座する座席は任意であり、運転席，助手席，後部座席などのいずれでもよい。１人以上の乗員には、後述する図３〜図５に示す乗員モデル５０を適用する。乗員モデル５０は、乗員の標準的な体型を模擬したものである。
【００１４】
加速度センサ１０は、車両Ｖの加速度Ｇｓを検出して送信する。自動ブレーキ１１は、衝突対象物を感知して衝突を回避するために自動的にブレーキを行う装置やシステム等である。衝突対象物は、車両（自車）以外の障害物であって、車両Ｖが衝突し得る物体であれば問わない。例えば、他車（他の車両）、鉄道車両、構造物（建築物や橋梁等を含む）、設置物（標識，信号機，電柱，ガードレール等）などが該当する。
【００１５】
乗員状態判定装置２０は、一点鎖線で示す頭部移動開始検知部２１，乗員移動量算出部２２，ロック検知部２３，レベル化部２４，信号受信部２５，乗員保護制御部２６などを有する。この乗員状態判定装置２０は、ソフトウェア構成でもよく、ハードウェア構成でもよく、例えばＥＣＵやコンピュータなどを適用する。なお、ＥＣＵは「Electronic Control Unit」の頭文字からなる略称である。ソフトウェア構成は、ＣＰＵがプログラムを実行することで各部の機能を実現する構成である。ハードウェア構成は、電子回路や論理回路などを含むハードウェアロジックで各部の機能を実現する構成である。
【００１６】
頭部移動開始検知部２１は演算増幅器Ｑ１などを有し、乗員の頭部が移動し始めたことを検知する。演算増幅器Ｑ１は、加速度Ｇｓが移動開始判定閾値Ｇth1以上であるか否かに応じた頭部移動信号Ｃi1を出力する。頭部移動信号Ｃi1は、Ｇｓ＜Ｇth1であればローレベルになり、Ｇｓ≧Ｇth1であればハイレベルになる。なお、移動開始判定閾値Ｇth1の具体例については、後述する。
【００１７】
乗員移動量算出部２２は、加速度Ｇｓに基づいて乗員の移動量を算出する。当該移動量には、乗員の胴体部が移動する胴体部移動量ＭＢや、乗員の頭部が移動する頭部移動量ＭＨなどがある。そのため、本形態の乗員移動量算出部２２は、演算増幅器Ｑ２，積分器２２ａ，移動量リミッタ２２ｂ，増幅処理部２２ｃなどを有する。
【００１８】
演算増幅器Ｑ２は、加速度Ｇｓが乗員移動判定閾値Ｇth2以上であるか否かに応じた胴体部移動信号Ｃi2を出力する。胴体部移動信号Ｃi2は、Ｇｓ＜Ｇth2であればローレベルになり、Ｇｓ≧Ｇth2であればハイレベルになる。なお、乗員移動判定閾値Ｇth2の具体例については、後述する。
【００１９】
積分器２２ａは、加速度Ｇｓに基づいて胴体部移動量ＭＢを推定するために算出する。胴体部移動量ＭＢは、演算増幅器Ｑ２から伝達される胴体部移動信号Ｃi2がハイレベルになることを算出の条件とし、加速度Ｇｓを二重積分して算出する。
【００２０】
移動量リミッタ２２ｂは、乗員の胴体部がシートベルトによって拘束された場合において、胴体部移動量ＭＢを上限値で制限した制限移動量ＭＬを出力する。制限移動量ＭＬは、後述する演算増幅器Ｑ３から伝達されるロック信号Ｃi3がローレベルのときは胴体部移動量ＭＢと同値になり、ロック信号Ｃi3がハイレベルのときは胴体部移動量ＭＢと同値または上限値になる。ロック信号Ｃi3がハイレベルになっても、制限移動量ＭＬがすぐに上限値にならないのは、ロックされたシートベルトが伸びきるまでに少なからずタイムラグが生じるためである。上限値は、胴体部移動量ＭＢに一定値を加算した値を適用する。すなわち「上限値＝胴体部移動量ＭＢ＋一定値」である。一定値は、シートベルトがロックされてから、シートベルトのたるみが伸びる分の胴体移動量に相当する数値であり、例えば２５[mm]などが該当する。よって、胴体部移動量ＭＢが上限値未満であれば、制限移動量ＭＬは胴体部移動量ＭＢと同値になる。これに対して、胴体部移動量ＭＢが上限値以上であれば、制限移動量ＭＬは上限値になる。
【００２１】
増幅処理部２２ｃは、移動量リミッタ２２ｂが作動した場合における胴体部の移動量である胴体部移動量ＭＢと、頭部の移動量である頭部移動量ＭＨとの差を補正する。自動ブレーキ１１によって車両Ｖが急減速すると、急減速を予期できない乗員は前のめりになり易く、頭部は胴体部よりも重心位置が高いために移動量も大きくなる。そこで、増幅処理部２２ｃは胴体部移動量ＭＢに所要の倍率ｋを乗じることで頭部移動量ＭＨを補正する。本形態では、乗員に乗員モデル５０を適用するので、倍率ｋには「２」を適用する。
【００２２】
ロック検知部２３は演算増幅器Ｑ３などを有し、急減速に伴って乗員保護装置３０に含まれるシートベルトがロックされたことを検知する。演算増幅器Ｑ３は、加速度Ｇｓがロック判定閾値Ｇth3以上であるか否かに応じたロック信号Ｃi3を出力する。ロック信号Ｃi3は、Ｇｓ＜Ｇth3であればローレベルになり、Ｇｓ≧Ｇth3であればハイレベルになる。なお、ロック判定閾値Ｇth3は後述する閾値条件に従って任意に設定してよい。例えば、シートベルトがロックされる加速度（例えば０．７Ｇに相当する６．８６[m/s2]など）を適用する。
【００２３】
上述した移動開始判定閾値Ｇth1，乗員移動判定閾値Ｇth2，ロック判定閾値Ｇth3は、閾値条件に従って設定する。頭部は胴体部よりも重心位置が高いので、移動開始判定閾値Ｇth1は乗員移動判定閾値Ｇth2よりも小さくなる。また、胴体部が動いてからシートベルトがロックされるので、ロック判定閾値Ｇth3は乗員移動判定閾値Ｇth2よりも大きくなる。したがって、閾値条件はＧth1＜Ｇth2＜Ｇth3の不等式を満たすことである。
【００２４】
レベル化部２４は、乗員移動量算出部２２から伝達される頭部移動量ＭＨについて、予め設定した複数のレベルＬ１〜Ｌ５のいずれかに移動量を区分する。レベルＬ１〜Ｌ５の具体例については後述する。本形態のレベル化部２４は、第１範囲判定部位２４１，第２範囲判定部位２４２，第３範囲判定部位２４３，第４範囲判定部位２４４，第５範囲判定部位２４５，論理和部位２４ａなどを有する。
【００２５】
第１範囲判定部位２４１は、頭部移動量ＭＨがレベルＬ１の範囲内か否かを判定し、判定結果をレベル信号Ｃi41として出力する。第２範囲判定部位２４２は、頭部移動量ＭＨがレベルＬ２の範囲内か否かを判定し、判定結果をレベル信号Ｃi42として出力する。第３範囲判定部位２４３は、頭部移動量ＭＨがレベルＬ３の範囲内か否かを判定し、判定結果をレベル信号Ｃi43として出力する。第４範囲判定部位２４４は、頭部移動量ＭＨがレベルＬ４の範囲内か否かを判定し、判定結果をレベル信号Ｃi44として出力する。第５範囲判定部位２４５は、頭部移動量ＭＨがレベルＬ５の範囲内か否かを判定し、判定結果をレベル信号Ｃi45として出力する。論理和部位２４ａは、頭部移動信号Ｃi1とレベル信号Ｃi41との論理和を演算し、演算結果を論理和信号Ｃorとして出力する。
【００２６】
信号受信部２５は、自動ブレーキ１１から送信されるブレーキ作動信号Ｂｓを受信するとともに、乗員移動量算出部２２が算出した頭部移動量ＭＨに対応するレベルＬを特定して出力する。レベルＬは、いずれかがハイレベルになるレベルＬ１〜Ｌ５であるが、レベルＬ１〜Ｌ５の全てがローレベルであればレベルＬ１にも達しないレベルＬ０とする。本形態の信号受信部２５は、論理積部位２５１〜２５５などを有する。
【００２７】
論理積部位２５１は、論理和信号Ｃorとブレーキ作動信号Ｂｓとの論理積を演算し、演算結果をレベルＬ１として出力する。論理積部位２５２は、レベル信号Ｃi42との論理積を演算し、演算結果をレベルＬ２として出力する。論理積部位２５３は、レベル信号Ｃi43との論理積を演算し、演算結果をレベルＬ３として出力する。論理積部位２５４は、レベル信号Ｃi44との論理積を演算し、演算結果をレベルＬ４として出力する。論理積部位２５５は、レベル信号Ｃi45との論理積を演算し、演算結果をレベルＬ５として出力する。
【００２８】
ブレーキ作動信号Ｂｓは、自動ブレーキ１１の作動時にハイレベルとなり、自動ブレーキ１１の不作動時にローレベルとなる。言い換えると、自動ブレーキ１１の作動時にブレーキ作動信号Ｂｓを送信し、自動ブレーキ１１の不作動時にブレーキ作動信号Ｂｓを送信しない。自動ブレーキ１１が作動していないとき、信号受信部２５はレベルＬを特定しない。自動ブレーキ１１が作動しているとき、信号受信部２５は頭部移動量ＭＨに基づいてレベルＬ１〜Ｌ５またはレベルＬ０のいずれかを特定する。
【００２９】
乗員保護制御部２６は、乗員保護装置３０の作動を変化させる制御を行う。具体的には、信号受信部２５で特定したレベルＬや、加速度センサ１０から送信される加速度Ｇｓに基づいて、乗員の保護が最適になるように保護信号ＣＰを乗員保護装置３０に伝達する。レベルＬ１〜Ｌ５に応じて乗員保護装置３０をどのように作動させるのかは、乗員を保護する観点で任意に設定してよい。例えば、レベルＬ１であれば駆動部３５に保護信号ＣＰを伝達してシートベルトプリテンショナ３２を早期に作動させる制御を行う。レベルＬ２であれば、乗員保護装置３０を早期に作動させる制御を行う。レベルＬ３であれば、エアバッグ３１の展開を弱く制御する。レベルＬ４であれば、エアバッグ３１の展開を早期化して強さを制御する。レベルＬ５であれば、乗員を保護するために逆にエアバッグ３１を展開させないように制御する。
【００３０】
図２に示す乗員保護装置３０は、エアバッグ３１，シートベルトプリテンショナ３２，シートベルト３３，点火部３４，駆動部３５，ロック機構３６などを有する。エアバッグ３１とシートベルトプリテンショナ３２は、いずれも車両Ｖの乗員を保護する部材である。エアバッグ３１は、乗員保護制御部２６から点火部３４に伝達される保護信号ＣＰに応じた展開を行って乗員を保護する。点火部３４には、例えば点火を行うスクイブ等を含む。シートベルトプリテンショナ３２は、乗員保護制御部２６から駆動部３５に伝達される保護信号ＣＰに応じてシートベルトを作動（伸縮や保持を含む）させて乗員を保護する。駆動部３５には、例えばモータやスクイブ等を含む。ロック機構３６は、車両Ｖが所定の加速度（例えば上述したロック判定閾値Ｇth3に相当する加速度）以上で急減速すると、シートベルト３３の引き出しをロックする。
【００３１】
図３には移動開始判定閾値Ｇth1の設定例を示す。乗員モデル５０には、頭部の頭部重心５１と、胴体部の胴体部重心５２とがある。重力方向に相当する鉛直方向を基準にするとき、頭部重心５１までの角度θ１と、胴体部重心５２までの角度θ２とは、θ１＜θ２の関係になる。また、頭部重心５１は胴体部重心５２よりも高い位置にあるので、頭部は胴体よりも先に移動し易い。移動開始判定閾値Ｇth1は、乗員モデル５０の頭部が移動し始める加速度Ｇｓであり、例えば０．１４Ｇに相当する１．３７２[m/s2]などが該当する。
【００３２】
図４には乗員移動判定閾値Ｇth2の設定例を示す。自動ブレーキ１１が作動すると、乗員モデル５０には前方に加速度Ｇｓが生じる。当該加速度Ｇｓが増すにつれて、先に頭部が動き始め、その後に胴体部が動き始める。胴体部が動き始めるとき、前方に生じる加速度Ｇｓを加速度ＧＦと仮定し、重力による加速度ＧＥと仮定する。右側のベクトル図で表す乗員移動判定閾値Ｇth2は、Ｇth2＝ＧＥ×sin(θ２)の数式によって算出できる。
【００３３】
角度θ２は、シート４０の角度設定によって変化するので、任意の数値を設定してよい。本形態では、例えば角度θ２として２０度を適用し、加速度ＧＦとして０．３４Ｇに相当する３．３３２[m/s2]を適用する。加速度ＧＥは重力であるので、理論値として１Ｇに相当する９．８[m/s2]を適用する。上述した数式によれば、乗員移動判定閾値Ｇth2は０．３６Ｇに相当する３．５２８[m/s2]になる。
【００３４】
加速度Ｇｓが乗員移動判定閾値Ｇth2以上になると、頭部は胴体部とともに前方へ動く。上述したように、頭部は胴体部に対して倍率ｋだけ多く動く。よって、胴体部が動き始めてから二点鎖線の姿勢になるまでに、図示する頭部移動量ＭＨだけ動く。
【００３５】
図５にはロック判定閾値Ｇth3の設定例を示す。前方に生じる加速度Ｇｓが増すにつれて、乗員モデル５０も前のめりになる。一般的な車両Ｖは、加速度Ｇｓがロック判定閾値Ｇth3以上になると、ロック機構３６によってシートベルト３３の引き出しをロックする。本形態のロック判定閾値Ｇth3は、上述したように０．７Ｇに相当する６．８６[m/s2]を適用する。
【００３６】
以上ではハードウェア構成を説明したので、ソフトウェア構成について図６を参照しながら説明する。図６に示す乗員保護処理は、図１に示す乗員状態判定装置２０をソフトウェアで実現するための手続きであって、乗員状態判定装置２０が作動しているときに繰り返し実行される。
【００３７】
なお、ステップＳ１０，Ｓ１１は頭部移動開始検知部２１に相当する。ステップＳ１０，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１７は乗員移動量算出部２２に相当する。ステップＳ１０，Ｓ１５はロック検知部２３に相当する。ステップＳ１８，Ｓ１９は信号受信部２５に相当する。ステップＳ２０，Ｓ３０は乗員保護制御部２６に相当する。
【００３８】
ステップＳ１０では、加速度センサ１０から送信される加速度Ｇｓを受信する。ステップＳ１１では、ステップＳ１０で受信した加速度Ｇｓが移動開始判定閾値Ｇth1以上であるか否かを判別する。すなわち、Ｇｓ≧Ｇth1の不等式を満たすか否かを判別する。もし、加速度Ｇｓが移動開始判定閾値Ｇth1以上であればＹＥＳになり、ステップＳ１２に進む。これに対して、加速度Ｇｓが移動開始判定閾値Ｇth1未満であればＮＯになり、ステップＳ１３に進む。
【００３９】
ステップＳ１２では、乗員モデル５０の頭部が動き始めたと推定して、レベルＬをレベルＬ１に設定する。設定した後はステップＳ１３に進む。
【００４０】
ステップＳ１３では、ステップＳ１０で受信した加速度Ｇｓが乗員移動判定閾値Ｇth2以上であるか否かを判別する。すなわち、Ｇｓ≧Ｇth2の不等式を満たすか否かを判別する。もし、加速度Ｇｓが乗員移動判定閾値Ｇth2以上であればＹＥＳになり、ステップＳ１４に進む。これに対して、加速度Ｇｓが乗員移動判定閾値Ｇth2未満であればＮＯになり、ステップＳ１８に進む。
【００４１】
ステップＳ１４では、乗員モデル５０の胴体部移動量ＭＢを推定するために算出する。具体的には、ステップＳ１０で受信した加速度Ｇｓを二重積分する。例えば図７において、時刻ｔ１１にステップＳ１３がＹＥＳになっており、現時点が時刻ｔnowであると仮定すると、胴体部移動量ＭＢは斜線ハッチ線で示す領域の面積に相当する。なお、図７に示す速度Ｖth2は時刻ｔ１１における乗員移動判定閾値Ｇth2を積分した値である。同様に、速度Ｖnowは時刻ｔnowにおける乗員移動判定閾値Ｇnowを積分した値である。
【００４２】
図６に戻ってステップＳ１５では、ステップＳ１０で受信した加速度Ｇｓがロック判定閾値Ｇth3以上であるか否かを判別する。すなわち、Ｇｓ≧Ｇth3の不等式を満たすか否かを判別する。もし、加速度Ｇｓがロック判定閾値Ｇth3以上であればＹＥＳになり、ステップＳ１６に進む。これに対して、加速度Ｇｓがロック判定閾値Ｇth3未満であればＮＯになり、ステップＳ１７に進む。
【００４３】
ステップＳ１６では、シートベルト３３がロック機構３６によってロックされたと推定して、頭部移動量ＭＨに上限値を設定する。乗員モデル５０はシートベルト３３によって拘束されるので、胴体部移動量ＭＢはこれ以上増えない。よって、本形態では上限値として胴体部移動量ＭＢの最大値Ｍmaxを適用する。数式で表すと、ＭＨ＝Ｍmaxになる。
【００４４】
ステップＳ１７では、乗員モデル５０の頭部移動量ＭＨを補正するための演算を行う。具体的には、ステップＳ１４で算出した胴体部移動量ＭＢに倍率ｋを乗じて補正する。本形態では、ｋ＝２を適用した場合を示す。
【００４５】
ステップＳ１８では、自動ブレーキ１１が作動しているか否かを判別する。具体的には、自動ブレーキ１１から送信されるブレーキ作動信号Ｂｓを受信して、当該ブレーキ作動信号Ｂｓがハイレベルか否かによって判別する。自動ブレーキ１１が作動していればＹＥＳになり、ステップＳ１９に進む。これに対して、自動ブレーキ１１が作動していなければＮＯになり、ステップＳ３０に進む。
【００４６】
ステップＳ１９では、ステップＳ１６，Ｓ１７で算出された頭部移動量ＭＨに基づいて、現時点のレベルＬを特定する。具体的には、レベルＬ１〜Ｌ５のいずれか、あるいはレベルＬ１にも達しないレベルＬ０が該当する。
【００４７】
レベルＬ１〜Ｌ５やレベルＬ０の一例を図８に示す。レベルＬ１は移動量範囲ＭＲ０に相当し、頭部移動量ＭＨが移動量閾値０以上かつ移動量閾値Ｍth1未満の範囲（すなわち０≦ＭＲ０＜Ｍth1）である。レベルＬ２は移動量範囲ＭＲ１相当し、頭部移動量ＭＨが移動量閾値Ｍth1以上かつ移動量閾値Ｍth2未満の範囲（すなわちＭth1≦ＭＲ１＜Ｍth2）である。レベルＬ３は移動量範囲ＭＲ２に相当し、頭部移動量ＭＨが移動量閾値Ｍth2以上かつ移動量閾値Ｍth3未満の範囲（すなわちＭth2≦ＭＲ２＜Ｍth3）である。レベルＬ４は移動量範囲ＭＲ３に相当し、頭部移動量ＭＨが移動量閾値Ｍth3以上かつ移動量閾値Ｍth4未満の範囲（すなわちＭth3≦ＭＲ３＜Ｍth4）である。レベルＬ５は移動量範囲ＭＲ４に相当し、頭部移動量ＭＨが移動量閾値Ｍth4以上の範囲（すなわちＭth4≦ＭＲ４）である。レベルＬ０は、乗員モデル５０の頭部が動かない頭部移動量ＭＨ＝０に相当する。本形態では、車両Ｖの走行状態（例えば走行速度や加速度Ｇｓなど）にかかわらず移動量閾値Ｍth1〜Ｍth4を所要の一定値で設定し、車両Ｖの形態（例えば車体寸法，重量，車種など）にかかわらず移動量範囲ＭＲ０〜ＭＲ４を等間隔で設定する。
【００４８】
再び図６に戻ってステップＳ２０では、ステップＳ１９で特定したレベルＬに基づいて乗員保護装置３０の作動を変化させる。具体的には、図１に示す乗員保護制御部２６から乗員保護装置３０に伝達する保護信号ＣＰの内容を変化させる。乗員保護装置３０は、保護信号ＣＰの内容であるレベルＬ１〜Ｌ５に応じて、上述したようにエアバッグ３１やシートベルトプリテンショナ３２などによる乗員の保護を行う。ステップＳ２０を実行した後は、乗員保護処理を終了（あるいはリターン）する。
【００４９】
ステップＳ３０では、自動ブレーキ１１が作動していないので、通常の乗員保護を行う。すなわち、具体的には、加速度センサ１０から送信される加速度Ｇｓを受信して、当該加速度Ｇｓに基づいて乗員保護装置３０を作動させる。当該ステップＳ３０における乗員保護装置３０の作動は、一般的な技術であるので図示および説明を省略する。ステップＳ３０を実行した後は、乗員保護処理を終了（あるいはリターン）する。
【００５０】
上述した図１の構成や、図６の乗員保護処理の実行によって特定するレベルＬの例について、図８を参照しながら説明する。図８の上段には、時刻ｔの経過に伴って変化する加速度Ｇｓを特性線Ｘ１で示す。同じく下段には、時刻ｔの経過に伴って変化するレベルＬや頭部移動量ＭＨなどを示す。レベルＬは、図１の信号受信部２５や図６のステップＳ１９で特定される変化を太実線の特性線Ｘ２で示す。頭部移動量ＭＨは、実験による実際の変化を実線の特性線Ｘ３で示し、図１の乗員移動量算出部２２や図６のステップＳ１６，Ｓ１７で算出される変化を一点鎖線の特性線Ｘ４で示す。
【００５１】
加速度Ｇｓは、時刻ｔ２１までゼロとみなせる微少値の範囲で変化するため、頭部移動量ＭＨは移動量範囲ＭＲ０の範囲内である。そのため、レベルＬはレベルＬ０になる。
【００５２】
加速度Ｇｓは時刻ｔ２１から上昇し始めた後、時刻ｔ２２で移動開始判定閾値Ｇth1に達している。そのため、時刻ｔ２２以降のレベルＬはレベルＬ１と特定される。ただし、乗員モデル５０の頭部が動いたと推定されるに過ぎず、胴体部は動いていないと推定されるので胴体部移動量ＭＢはゼロのままである。
【００５３】
さらに加速度Ｇｓは上昇し続けて、時刻ｔ２３で乗員移動判定閾値Ｇth2に達している。そのため、頭部移動量ＭＨに対応する特性線Ｘ４が増加し始める。そして、加速度Ｇｓは時刻ｔ２４で加速度Ｇs1になり、頭部移動量ＭＨが移動量範囲ＭＲ１の範囲内になる。そのため、時刻ｔ２４以降のレベルＬはレベルＬ２と特定される。
【００５４】
同様にして、加速度Ｇｓは時刻ｔ２５で加速度Ｇs2に達して、頭部移動量ＭＨが移動量範囲ＭＲ２の範囲内になる。そのため、時刻ｔ２５以降のレベルＬはレベルＬ３と特定される。加速度Ｇｓは時刻ｔ２６で加速度Ｇs3に達して、頭部移動量ＭＨが移動量範囲ＭＲ３の範囲内になる。そのため、時刻ｔ２６以降のレベルＬはレベルＬ４と特定される。
【００５５】
加速度Ｇｓは時刻ｔ２７でロック判定閾値Ｇth3に達するため、シートベルト３３の引き出しがロックされたと推定される。そのため、時刻ｔ２７以降のレベルＬはレベルＬ５に特定される。
【００５６】
なお、図８では加速度Ｇｓが上昇し続ける変化例を示す。図示を省略するが、上昇した後に降下する場合はレベルＬも低下し、上昇と降下を交互に繰り返す場合はレベルＬも増減する。すなわち、頭部移動量ＭＨが移動量範囲ＭＲ０〜ＭＲ４のいずれに入るかに応じてレベルＬが変化する。
【００５７】
上述した実施の形態によれば、以下に示す各作用効果を得ることができる。
【００５８】
（１）加速度センサ１０，自動ブレーキ１１，乗員移動量算出部２２，信号受信部２５を有する乗員状態判定装置２０は、予め設定した複数のレベルＬ１〜Ｌ５のいずれかに移動量を区分するレベル化部２４と、乗員を保護する乗員保護装置３０の作動を変化させる乗員保護制御部２６とを有する構成とした。信号受信部２５は、ブレーキ作動信号Ｂｓを受信することを条件として、乗員移動量算出部２２が算出した移動量に対応するレベルＬを特定する。乗員保護制御部２６は、特定したレベルＬに応じて乗員を保護する乗員保護装置３０の作動を変化させる。この構成によれば、自動ブレーキの作動によって車両Ｖが急減速しても、乗員移動量算出部２２が加速度Ｇｓに基づいて乗員の移動量（すなわち胴体部移動量ＭＢや頭部移動量ＭＨ）を算出し、レベル化部２４が頭部移動量ＭＨに対応するレベルＬを特定する。乗員保護制御部２６は、特定したレベルＬに応じて乗員保護装置３０の作動を変化させる。そのため、自動ブレーキ１１が作動して車両Ｖが急減速しても、乗員の保護を適切に行える。
【００５９】
（２）図１に示すように、乗員の頭部が移動し始めたことを検知する頭部移動開始検知部２１を有する。乗員移動量算出部２２は、図１に示すように、胴体部移動量ＭＢや頭部移動量ＭＨなどの移動量を算出するための乗員移動判定閾値Ｇth2を有する。頭部移動開始検知部２１の移動開始判定閾値Ｇth1は、図８に示すように、乗員移動判定閾値Ｇth2よりも低い値である構成とした。この構成によれば、頭部移動開始検知部２１は、乗員移動判定閾値Ｇth2よりも低い判定閾値を有しているので、乗員の胴体部よりも早期に移動を開始する乗員頭部の移動距離を推定することができる。これにより、衝突による減速初期の乗員頭部挙動を推定できるので、低レベル状態（すなわちレベルＬ１の状態）における乗員保護をより最適に行うことができる。
【００６０】
（３）図１，図２に示すように、乗員保護装置３０に含まれるシートベルト３３がロックされたことを検知するロック検知部２３を有する。乗員移動量算出部２２は、図２に示すように、移動量リミッタ２２ｂや増幅処理部２２ｃなどを有する。移動量リミッタ２２ｂは、図１に示すように、ロック検知部２３からシートベルト３３がロックしたと判定したロック信号Ｃi3を受信した場合に、乗員移動量算出部２２が算出した移動量を上限値で制限する。増幅処理部２２ｃは、図１に示すように、移動量リミッタ２２ｂが作動した場合における胴体部移動量ＭＢと、頭部移動量ＭＨとの差を補正する。この構成によれば、シートベルト３３がロックされて乗員の胴体部が拘束された以降は、頭部移動量ＭＨを適切に推定することができる。
【００６１】
（４）図１，図６，図８に示すように、頭部移動開始検知部２１，乗員移動量算出部２２，ロック検知部２３は、いずれも加速度センサ１０で検出される加速度Ｇｓにより判定を行う。図８に示すように、頭部移動開始検知部２１の移動開始判定閾値Ｇth1と、乗員移動量算出部２２の乗員移動判定閾値Ｇth2と、ロック検知部２３のロック判定閾値Ｇth3とは、この順番で大きく設定される。この構成によれば、加速度センサ１０が出力する加速度Ｇｓにて各部の判定を行うので、衝突検知装置やシステムが通常有している加速度センサ１０を活用することができる。これにより、従来より配線がなされている加速度センサ１０と乗員状態判定装置２０との間で信号を送受信することで判定できるので、重量増や這い回しの複雑化を抑えることができる。また、判定に用いる閾値は大きさが異なるため、それぞれの閾値を越えることにより頭部移動量ＭＨをレベル化することができる。
【００６２】
〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００６３】
上述した実施の形態における移動量リミッタ２２ｂは、図１に実線で示すように、演算増幅器Ｑ３から伝達されるロック信号Ｃi3に基づいて制限移動量ＭＬを出力する構成とした。この形態に代えて、図２に二点鎖線で示すように、シートベルト３３がロック機構３６によってロックされているか否かを検知して、ロック信号ＣＬを出力するロック検知部３７を備える。ロック信号ＣＬは、例えばシートベルト３３がロックされていなければローレベルとなり、ロックされていればハイレベルになる。さらに、図１に二点鎖線で示すように、移動量リミッタ２２ｂはロック検知部３７から伝達されるロック信号ＣＬに基づいて制限移動量ＭＬを出力する構成としてもよい。この構成によれば、実際にシートベルト３３がロックされた時点における制限移動量ＭＬを出力できるので、ロック機構３６の経年変化に応じた制限移動量ＭＬを出力することができる。
【００６４】
また移動量リミッタ２２ｂは、ロック信号Ｃi3とロック信号ＣＬの双方に基づいて制限移動量ＭＬを出力する構成としてもよい。この構成によれば、移動量リミッタ２２ｂに伝達されるロック信号に応じた制限移動量ＭＬを出力することができる。例えば、乗員がシートベルト３３を装着していなければ、ロック機構３６も作動せず、ロック信号ＣＬがハイレベルにならない。そのため、ロック信号ＣＬがローレベルのときはロック信号Ｃi3がハイレベルになっても、移動量リミッタ２２ｂが出力する制限移動量ＭＬは胴体部移動量ＭＢと同値とする。こうすればシートベルト３３の装着／非装着に応じた乗員の保護を的確に行える。その他は、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００６５】
上述した実施の形態では、図３〜図５に示すように乗員として乗員モデル５０を適用したので、図１に示すように増幅処理部２２ｃは倍率ｋとして「２」を適用する構成とした。この形態に代えて、倍率ｋとして「２」以外の数値を適用する構成としてもよい。図示を省略するが、例えば乗員の着座状態を検知する乗員検知センサをシート４０に備える。乗員検知センサは、例えば乗員が着座しているか否かや、乗員の体格（例えば小柄な大人，大柄な大人，幼児等）などを検知して、着座信号を出力する。増幅処理部２２ｃは、乗員検知センサから伝達される着座信号に基づいて倍率ｋを変化させる。こうすれば、乗員の体格に応じた頭部移動量ＭＨを的確に推定でき、乗員保護装置３０による乗員の保護をより適切に行える。その他は、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００６６】
上述した実施の形態では、図１，図８に示すようにレベルＬを複数段階のレベルＬ１〜Ｌ５に分けて設定し、図８に示すように移動量閾値Ｍth1〜Ｍth4を所要の一定値で設定し、図８に示すように移動量範囲ＭＲ０〜ＭＲ４を等間隔で設定する構成とした。この形態に代えて、レベルＬ１〜Ｌ５以外の複数レベルに分けて設定する構成としてもよい。車両Ｖの走行状態に応じて移動量閾値Ｍth1〜Ｍth4を変化させる構成としてもよい。また移動量範囲ＭＲ０〜ＭＲ４は、車両Ｖの形態に応じて等間隔で設定したり、車両Ｖの形態に応じるか否かを問わず不等間隔で設定したりする構成としてもよい。車両Ｖの走行状態や形態に見合う数値を適用するので、車両Ｖに見合う適切な乗員の保護が行える。その他は、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００６７】
上述した実施の形態では、乗員状態判定装置２０について、図１に示すハードウェア構成とするか、図６に示すソフトウェア構成とした。この形態に代えて、乗員状態判定装置２０の一部（例えば頭部移動開始検知部２１，ロック検知部２３，信号受信部２５など）をハードウェア構成とし、当該一部を除いた残余部（例えば乗員移動量算出部２２，レベル化部２４，乗員保護制御部２６など）をソフトウェア構成としてもよい。単にハードウェア構成とするか、ソフトウェア構成とするかの相違に過ぎず、機能は同じであるので、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００６８】
上述した実施の形態では、頭部移動信号Ｃi1，胴体部移動信号Ｃi2，ロック信号Ｃi3などの各種信号には正論理に従ってローレベルとハイレベルとを適用する構成とした。この形態に代えて、負論理に従ってローレベルとハイレベルとを適用する構成としてもよい。論理構成の相違に過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００６９】
上述した実施の形態における車両Ｖは、図１に示すように、１人以上の乗員が乗れる四輪自動車を適用する構成とした。この形態に代えて、加速度センサ１０，乗員状態判定装置２０，乗員保護装置３０を備えることを条件として、自動車以外の車両や、他の輸送機器にも同様に適用する構成としてもよい。自動車以外の車両Ｖは、例えばオートバイを含む二輪自動車や、牽引自動車を含む多輪自動車、鉄道車両などが該当する。他の輸送機器は、例えば航空機や船舶などのように人間や貨物等を輸送可能な輸送機器が該当する。単に適用対象となる車両の種類が相違するに過ぎないので、上述した実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【符号の説明】
【００７０】
Ｖ  車両
１０  加速度センサ
１１  自動ブレーキ
２０  乗員状態判定装置
２１  頭部移動開始検知部
２２  乗員移動量算出部
２３  ロック検知部
２４  レベル化部
２５  信号受信部
２６  乗員保護制御部
３０  乗員保護装置
【図１】
0006551249.tif 000002
【図２】
0006551249.tif 000003
【図３】
0006551249.tif 000004
【図４】
0006551249.tif 000005
【図５】
0006551249.tif 000006
【図６】
0006551249.tif 000007
【図７】
0006551249.tif 000008
【図８】
0006551249.tif 000009