JP2002029351A - 車両の安全システムのためのロールオーバー検出用の作動アルゴリズム生成方法 - Google Patents
車両の安全システムのためのロールオーバー検出用の作動アルゴリズム生成方法Info
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- Automotive Seat Belt Assembly (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両の安全システムためのロールオーバー検
出用の作動アルゴリズムを生成する方法を提供する。 【解決手段】 本発明によれば、各車両に適合した理論
的ロールオーバー特性曲線が与えられ、これは各々検出
されるロールオーバーシナリオに適合した特定の限界周
波数を有する低域通過フィルタ関数と作動閾値を用いて
近似される。ローリング運動の回転速度を感知する角速
度センサから生じたセンサ信号は、場合によっては安全
装置を作動させるために、この低域通過フィルタ関数に
より処理および評価される。
出用の作動アルゴリズムを生成する方法を提供する。 【解決手段】 本発明によれば、各車両に適合した理論
的ロールオーバー特性曲線が与えられ、これは各々検出
されるロールオーバーシナリオに適合した特定の限界周
波数を有する低域通過フィルタ関数と作動閾値を用いて
近似される。ローリング運動の回転速度を感知する角速
度センサから生じたセンサ信号は、場合によっては安全
装置を作動させるために、この低域通過フィルタ関数に
より処理および評価される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の安全システ
ム内に備わる角速度センサのセンサ信号を処理する作動
アルゴリズムを生成する方法に関するもので、この作動
アルゴリズムを用いて安全システムの少なくとも1つの
安全装置を作動する作動決定がセンサ信号に応じて下さ
れ、このセンサ信号はロールオーバーが差し迫る際に現
れるローリング運動の回転速度に対する基準を表す。さ
らにこの発明は、少なくとも1つの安全装置を備えた車
両用の、この作動アルゴリズムを使用する安全システム
に関するものでもある。その際安全装置としては、ロー
リング過程との関連でとりわけロールオーバー・バー、
シートベルト・テンショナーおよびサイド・エアバッグ
が重要である。
ム内に備わる角速度センサのセンサ信号を処理する作動
アルゴリズムを生成する方法に関するもので、この作動
アルゴリズムを用いて安全システムの少なくとも1つの
安全装置を作動する作動決定がセンサ信号に応じて下さ
れ、このセンサ信号はロールオーバーが差し迫る際に現
れるローリング運動の回転速度に対する基準を表す。さ
らにこの発明は、少なくとも1つの安全装置を備えた車
両用の、この作動アルゴリズムを使用する安全システム
に関するものでもある。その際安全装置としては、ロー
リング過程との関連でとりわけロールオーバー・バー、
シートベルト・テンショナーおよびサイド・エアバッグ
が重要である。
【0002】
【従来の技術】EP 0 430 813 B1から、
車両のロールオーバーの場合に少なくとも1つの安全装
置を制御する電子装置を備えた車両用安全システムが知
られている。この安全システムは、ローリング運動の回
転速度を測定するジャイロメータ(角速度センサまたは
ジャイロセンサ)と加速度計を含み、その際この電子装
置はジャイロメータと加速度センサから出た信号を、安
全装置の作動を制御するために処理する。その際センサ
信号の評価は、一定期間積分することで行われる。この
積分のオーバーフローを避けるために、さらに横加速度
の垂直加速度に対する比率を計算し、これが所定の閾値
を超えた場合に積分が解除される。
車両のロールオーバーの場合に少なくとも1つの安全装
置を制御する電子装置を備えた車両用安全システムが知
られている。この安全システムは、ローリング運動の回
転速度を測定するジャイロメータ(角速度センサまたは
ジャイロセンサ)と加速度計を含み、その際この電子装
置はジャイロメータと加速度センサから出た信号を、安
全装置の作動を制御するために処理する。その際センサ
信号の評価は、一定期間積分することで行われる。この
積分のオーバーフローを避けるために、さらに横加速度
の垂直加速度に対する比率を計算し、これが所定の閾値
を超えた場合に積分が解除される。
【0003】この安全システムで使用した作動アルゴリ
ズムの短所はとりわけ、積分のオーバーフローを避ける
ために角速度センサの信号の他に別の信号、則ち角速度
センサ信号を評価する目的にのみ用いられる加速度セン
サの信号が必要であり、その結果全システムの製造コス
トが高くなることにある。
ズムの短所はとりわけ、積分のオーバーフローを避ける
ために角速度センサの信号の他に別の信号、則ち角速度
センサ信号を評価する目的にのみ用いられる加速度セン
サの信号が必要であり、その結果全システムの製造コス
トが高くなることにある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、車両の安全システム内に装備した角速度センサのセ
ンサ信号を処理する作動アルゴリズムの生成方法を提示
することであり、この作動アルゴリズムを用いて、安全
システムの少なくとも1つの安全装置を作動する作動決
定が角速度センサ信号に応じて下され、その際このセン
サ信号はロールオーバーが差し迫る場合に現れるローリ
ング運動の回転速度に対する基準を表し、上述の短所を
もたない、則ち角速度センサ信号を評価するために別の
高価な加速度センサの信号を必要としないものである。
は、車両の安全システム内に装備した角速度センサのセ
ンサ信号を処理する作動アルゴリズムの生成方法を提示
することであり、この作動アルゴリズムを用いて、安全
システムの少なくとも1つの安全装置を作動する作動決
定が角速度センサ信号に応じて下され、その際このセン
サ信号はロールオーバーが差し迫る場合に現れるローリ
ング運動の回転速度に対する基準を表し、上述の短所を
もたない、則ち角速度センサ信号を評価するために別の
高価な加速度センサの信号を必要としないものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は次の特徴に従
った方法ステップで解決される。すなわち、本発明は、
車両の安全システム中に設けられた角速度センサのセン
サ信号を処理する作動アルゴリズムを生成する方法であ
って、安全システムの少なくとも1つの安全装置を作動
する作動決定がセンサ信号に応じて下され、前記センサ
信号は、ロールオーバーが差し迫る際に現れるローリン
グ運動の回転速度(ω)に対する基準を表し、 a)次の理論的ロールオーバー特性曲線の生成であっ
て、
った方法ステップで解決される。すなわち、本発明は、
車両の安全システム中に設けられた角速度センサのセン
サ信号を処理する作動アルゴリズムを生成する方法であ
って、安全システムの少なくとも1つの安全装置を作動
する作動決定がセンサ信号に応じて下され、前記センサ
信号は、ロールオーバーが差し迫る際に現れるローリン
グ運動の回転速度(ω)に対する基準を表し、 a)次の理論的ロールオーバー特性曲線の生成であっ
て、
【数4】 上式で、ωは車両のローリング運動の初期回転速度に、
αth(ω)は車両の傾斜角度に相当し、定数α
kippとωgrenzは車両に応じて決まり、それぞ
れこれを超えると車両が傾く静的傾斜角度と、ω≧ω
grenzで車両のロールオーバーが起こる回転速度領
域とを与え、(ω,α)数値対の領域Bthは、|α|
≧αth(|ω|)(α,ω∈R)であり、肯定的な作
動決定が期待される、帰属するロールオーバー危険デー
タ領域を表すステップと、 b)各々1つの作動閾値(S1,S2)を有する少なく
とも2つの低域通過フィルタ関数(Y1,n,n=1,
2,…;Y2,n,n=1,2,…)を有する第一象限
内で、ロールオーバー特性曲線(1)を近似することに
よる作動アルゴリズムの生成であって、両低域通過フィ
ルタ関数(Y1,n,n=1,2,…;Y2,n,n=
1,2,…)の限界周波数(fg1,fg1)と作動閾
値(S1,S2)が、
αth(ω)は車両の傾斜角度に相当し、定数α
kippとωgrenzは車両に応じて決まり、それぞ
れこれを超えると車両が傾く静的傾斜角度と、ω≧ω
grenzで車両のロールオーバーが起こる回転速度領
域とを与え、(ω,α)数値対の領域Bthは、|α|
≧αth(|ω|)(α,ω∈R)であり、肯定的な作
動決定が期待される、帰属するロールオーバー危険デー
タ領域を表すステップと、 b)各々1つの作動閾値(S1,S2)を有する少なく
とも2つの低域通過フィルタ関数(Y1,n,n=1,
2,…;Y2,n,n=1,2,…)を有する第一象限
内で、ロールオーバー特性曲線(1)を近似することに
よる作動アルゴリズムの生成であって、両低域通過フィ
ルタ関数(Y1,n,n=1,2,…;Y2,n,n=
1,2,…)の限界周波数(fg1,fg1)と作動閾
値(S1,S2)が、
【数5】 である(|ω|,Y1,n(ω))数値対の領域BF1
と(|ω|,Y2,n(ω))数値対の領域BF2に対
して、
と(|ω|,Y2,n(ω))数値対の領域BF2に対
して、
【数6】 が適用されるように決められるステップとが実施される
ものである。
ものである。
【0006】発明による方法で、低域通過フィルタ関数
を用いて角速度センサから生じたセンサ信号を評価する
作動アルゴリズムを生成することにより、オーバーフロ
ーを避けるために必要な措置、特に従来の技術で述べた
別のセンサを省略できるので、驚くべき容易な方法で積
分器を使用する場合に生じる短所を取り除くことができ
る。
を用いて角速度センサから生じたセンサ信号を評価する
作動アルゴリズムを生成することにより、オーバーフロ
ーを避けるために必要な措置、特に従来の技術で述べた
別のセンサを省略できるので、驚くべき容易な方法で積
分器を使用する場合に生じる短所を取り除くことができ
る。
【0007】その際発明による方法は、初めて発明によ
る作動アルゴリズムを生成するための特性曲線モデルと
して、請求項1に等式(1)で表され、図1にそのω−
αグラフを示した理論的ロールオーバー特性曲線を使用
し、その際|ω|は車両のロールオーバーが差し迫る場
合に現れるローリング運動の回転速度のx軸(縦軸)に
関する値を表し、|α|は車両のy方向(横軸)の傾斜
角度の値を表す。ω−αグラフは、第一象限を2つの領
域に分け、一方は安全装置の作動につながるω−αコン
ビネーションを有する車両状態、則ち燃焼シナリオに該
当し、他方はそのω−αコンビネーションが安全装置の
作動につながらない非燃焼シナリオを表す。ω
grenz,0コンビネーションないし0,αkipp
コンビネーションは、x方向での回転速度ωgrenz
と0°の傾斜角度とを有する車両の極限状態ないし回転
速度0と傾斜角度(静的傾斜角度)αkippとを有す
る車両の極限状態を表し、この状態でロールオーバーす
る。これらのパラメータは車両に固有のものであり、そ
れ故各車両の型に対して別個に決定しなければならな
い。
る作動アルゴリズムを生成するための特性曲線モデルと
して、請求項1に等式(1)で表され、図1にそのω−
αグラフを示した理論的ロールオーバー特性曲線を使用
し、その際|ω|は車両のロールオーバーが差し迫る場
合に現れるローリング運動の回転速度のx軸(縦軸)に
関する値を表し、|α|は車両のy方向(横軸)の傾斜
角度の値を表す。ω−αグラフは、第一象限を2つの領
域に分け、一方は安全装置の作動につながるω−αコン
ビネーションを有する車両状態、則ち燃焼シナリオに該
当し、他方はそのω−αコンビネーションが安全装置の
作動につながらない非燃焼シナリオを表す。ω
grenz,0コンビネーションないし0,αkipp
コンビネーションは、x方向での回転速度ωgrenz
と0°の傾斜角度とを有する車両の極限状態ないし回転
速度0と傾斜角度(静的傾斜角度)αkippとを有す
る車両の極限状態を表し、この状態でロールオーバーす
る。これらのパラメータは車両に固有のものであり、そ
れ故各車両の型に対して別個に決定しなければならな
い。
【0008】さらに図1はロールオーバー特性曲線1の
他に3つのロールオーバーシナリオを曲線2、3および
4で表す。曲線2は、高い初期速度で開始されたロール
オーバーの経過を示し、一方曲線3の場合は車両は螺旋
状スロープに乗り上げ、続いてロールオーバーする。曲
線4では準静的ロールオーバーが表され、この場合車両
はほぼ零の角速度で静的傾斜角度に達し、それからロー
ルオーバーする。
他に3つのロールオーバーシナリオを曲線2、3および
4で表す。曲線2は、高い初期速度で開始されたロール
オーバーの経過を示し、一方曲線3の場合は車両は螺旋
状スロープに乗り上げ、続いてロールオーバーする。曲
線4では準静的ロールオーバーが表され、この場合車両
はほぼ零の角速度で静的傾斜角度に達し、それからロー
ルオーバーする。
【0009】低域通過フィルタ関数は、好ましくは1次
のディジタルフィルタとしてコンピュータを用いて生成
することができ、その際フィルタアルゴリズムは一定の
係数をもつ線形微分方程式から成り、その際帰納的微分
方程式も非帰納的微分方程式も使用可能である。
のディジタルフィルタとしてコンピュータを用いて生成
することができ、その際フィルタアルゴリズムは一定の
係数をもつ線形微分方程式から成り、その際帰納的微分
方程式も非帰納的微分方程式も使用可能である。
【0010】1次の帰納的フィルタの第一および第二低
域通過フィルタ関数Y1,n,n=1,2,…およびY
2,n,n=1,2,…に対するフィルタアルゴリズム
は、近似的に下記の式に推定される。則ち、
域通過フィルタ関数Y1,n,n=1,2,…およびY
2,n,n=1,2,…に対するフィルタアルゴリズム
は、近似的に下記の式に推定される。則ち、
【数7】 で、その際Xnは回転速度ωのディジタル化した入力順
序を、Y1,nないしY 2,nは対応する二進法の出力
順序を表し、その際この出力順序Y1,nとY2 ,nの
値は、限界周波数以上にあるω値に対しては、この周波
数領域内の積分特性を基にして傾斜角度αの値に近似的
に比例している。フィルタアルゴリズムの係数は方法ス
テップb)に従って限界周波数と作動閾値の確定を用い
て近似することにより、条件(2)が満たされるように
算出される。
序を、Y1,nないしY 2,nは対応する二進法の出力
順序を表し、その際この出力順序Y1,nとY2 ,nの
値は、限界周波数以上にあるω値に対しては、この周波
数領域内の積分特性を基にして傾斜角度αの値に近似的
に比例している。フィルタアルゴリズムの係数は方法ス
テップb)に従って限界周波数と作動閾値の確定を用い
て近似することにより、条件(2)が満たされるように
算出される。
【0011】限界周波数は各々初期回転速度に応じて決
定されるので、高い初期回転エネルギーに相当する初期
の高い回転速度では、これに適合する作動閾値を有す
る、則ち同じく高い作動閾値へつながる高い限界周波数
となり、一方低い初期回転エネルギーに相当する低い初
期回転速度では、これに適合する作動閾値を有する低い
限界周波数、則ち同じく低い作動閾値が確定される。限
界周波数並びに帰属する作動閾値の値は、各車両の型並
びにその中に装備された、衝突時に作動される安全装置
(ロールオーバー・バー、シートベルト・テンショナ
ー、サイド・エアバッグ)に応じ、それ故使用時ごとに
最適で確実な作動挙動が保証されるように適合させなけ
ればならない。
定されるので、高い初期回転エネルギーに相当する初期
の高い回転速度では、これに適合する作動閾値を有す
る、則ち同じく高い作動閾値へつながる高い限界周波数
となり、一方低い初期回転エネルギーに相当する低い初
期回転速度では、これに適合する作動閾値を有する低い
限界周波数、則ち同じく低い作動閾値が確定される。限
界周波数並びに帰属する作動閾値の値は、各車両の型並
びにその中に装備された、衝突時に作動される安全装置
(ロールオーバー・バー、シートベルト・テンショナ
ー、サイド・エアバッグ)に応じ、それ故使用時ごとに
最適で確実な作動挙動が保証されるように適合させなけ
ればならない。
【0012】等式(1)によるロールオーバー特性曲線
を近似するために、特にステップ関数ω(t)を低域通
過フィルタ関数用入力順序としてこれにより処理し、そ
の結果生じたω−αグラフをロールオーバー特性曲線の
グラフと比較し、場合によっては限界周波数と閾値を適
合させる。
を近似するために、特にステップ関数ω(t)を低域通
過フィルタ関数用入力順序としてこれにより処理し、そ
の結果生じたω−αグラフをロールオーバー特性曲線の
グラフと比較し、場合によっては限界周波数と閾値を適
合させる。
【0013】さらに作動アルゴリズムは、過去の車両試
験を用いて得られる。則ち実際のセンサシグナチャおよ
び/または適合するシミュレーション環境でシミュレー
トしたセンサシグナチャが試験される。このシミュレー
ション結果をもとにω−αグラフ中の作動特性曲線が評
価され、場合によっては限界周波数と帰属する作動閾値
を適合させる。
験を用いて得られる。則ち実際のセンサシグナチャおよ
び/または適合するシミュレーション環境でシミュレー
トしたセンサシグナチャが試験される。このシミュレー
ション結果をもとにω−αグラフ中の作動特性曲線が評
価され、場合によっては限界周波数と帰属する作動閾値
を適合させる。
【0014】この種の発明による作動アルゴリズム生成
方法を用いて、第一に費用のかかる走行試験を実施せず
に作動挙動を個々に各車両の型に適合させることができ
る。
方法を用いて、第一に費用のかかる走行試験を実施せず
に作動挙動を個々に各車両の型に適合させることができ
る。
【0015】この発明による方法の別の有利な発展形態
では、作動アルゴリズムの別のセンサの追加の信号が−
以下では別の作動アルゴリズムと呼ぶが−処理され、そ
の際このセンサは、車両状態に固有の安定性を示すパラ
メータ、特に垂直加速度と横加速度と傾斜角度を検出す
る。この追加のデータを用いて、作動閾値を動的に各車
両状態に適合させる。そのようにして例えば車両の傾斜
角度の初期値かまたはその安定性が、作動決定の際のz
方向の加速度値に基づいて考慮され得る。それにより、
検出された車両に固有のパラメータに応じて燃焼シナリ
オ、則ち安全装置の作動につながる車両状態と非燃焼シ
ナリオに応じたさらに良好な細分が達成される。
では、作動アルゴリズムの別のセンサの追加の信号が−
以下では別の作動アルゴリズムと呼ぶが−処理され、そ
の際このセンサは、車両状態に固有の安定性を示すパラ
メータ、特に垂直加速度と横加速度と傾斜角度を検出す
る。この追加のデータを用いて、作動閾値を動的に各車
両状態に適合させる。そのようにして例えば車両の傾斜
角度の初期値かまたはその安定性が、作動決定の際のz
方向の加速度値に基づいて考慮され得る。それにより、
検出された車両に固有のパラメータに応じて燃焼シナリ
オ、則ち安全装置の作動につながる車両状態と非燃焼シ
ナリオに応じたさらに良好な細分が達成される。
【0016】発明による方法で生じた作動アルゴリズム
は、有利に車両の安全システムに投入される。その際こ
の作動アルゴリズムは、車両のローリング運動の回転速
度を検出する角速度センサと、少なくとも1つの安全装
置を有する安全システムの制御装置内で実施される。そ
の際発明により生じた作動アルゴリズムはアナログで
も、則ち相当するアナログフィルタを用いても、安全シ
ステムの制御装置内のプロセッサを用いたソフトウェア
によっても実現され得る。
は、有利に車両の安全システムに投入される。その際こ
の作動アルゴリズムは、車両のローリング運動の回転速
度を検出する角速度センサと、少なくとも1つの安全装
置を有する安全システムの制御装置内で実施される。そ
の際発明により生じた作動アルゴリズムはアナログで
も、則ち相当するアナログフィルタを用いても、安全シ
ステムの制御装置内のプロセッサを用いたソフトウェア
によっても実現され得る。
【0017】限界周波数と作動閾値は、低域通過フィル
タ関数が高い回転速度に関しては、比較的高い限界周波
数と相当する高い作動閾値を有し、一方低域通過フィル
タ関数が比較的低い回転速度に関しては、相当する比較
的低い限界周波数も比較的低い作動閾値も必要とするよ
うに確定される。遅いまたは速い車両ロールオーバーに
対する限界周波数の対応する値は、請求項9と10に記
載される。
タ関数が高い回転速度に関しては、比較的高い限界周波
数と相当する高い作動閾値を有し、一方低域通過フィル
タ関数が比較的低い回転速度に関しては、相当する比較
的低い限界周波数も比較的低い作動閾値も必要とするよ
うに確定される。遅いまたは速い車両ロールオーバーに
対する限界周波数の対応する値は、請求項9と10に記
載される。
【0018】そのようにして特に有利な実施形態に従っ
て、初期の高い回転エネルギーを用いて速いロールオー
バーを検出する第一低域通過フィルタ関数は、数Hzの
規模の高い限界周波数と相当する高い作動閾値を有し、
一方比較的低い回転エネルギーを用いてロールオーバー
を検出する第二低域通過フィルタ関数は、それ以下の数
Hzの限界周波数をこれに適合する作動閾値と共に有す
るだけである。そのようにして特に速いロールオーバー
の場合には安全装置の速い作動も保証される。その限界
周波数が、それに適合する作動閾値を有する十分の数H
zの大きさである第三の、遅いロールオーバーを検出す
る低域通過フィルタ関数をこの実施形態に備えることが
望ましい。3つの低域通過フィルタ関数を用いる場合、
ロールオーバーシナリオと同時に所謂非燃焼シナリオ、
則ち安全装置が作動しない車両状態に応じた最適な細分
が達成され得る。
て、初期の高い回転エネルギーを用いて速いロールオー
バーを検出する第一低域通過フィルタ関数は、数Hzの
規模の高い限界周波数と相当する高い作動閾値を有し、
一方比較的低い回転エネルギーを用いてロールオーバー
を検出する第二低域通過フィルタ関数は、それ以下の数
Hzの限界周波数をこれに適合する作動閾値と共に有す
るだけである。そのようにして特に速いロールオーバー
の場合には安全装置の速い作動も保証される。その限界
周波数が、それに適合する作動閾値を有する十分の数H
zの大きさである第三の、遅いロールオーバーを検出す
る低域通過フィルタ関数をこの実施形態に備えることが
望ましい。3つの低域通過フィルタ関数を用いる場合、
ロールオーバーシナリオと同時に所謂非燃焼シナリオ、
則ち安全装置が作動しない車両状態に応じた最適な細分
が達成され得る。
【0019】さらに有利な実施形態では、角速度センサ
から生じた信号が低域通過フィルタ関数により処理され
る前に、まず高域通過フィルタに供給される。好ましい
方法で、この措置を用いて角速度センサの零点不正確が
減少する。
から生じた信号が低域通過フィルタ関数により処理され
る前に、まず高域通過フィルタに供給される。好ましい
方法で、この措置を用いて角速度センサの零点不正確が
減少する。
【0020】安全システムの別の有利な実施形態では、
角速度に追加して車両に固有なパラメータを評価するた
めに、この制御装置内に拡大された作動アルゴリズムが
実施される。好ましくは加速度センサの使用下で車両の
垂直加速度が検出され、少なくとも1つの適合閾値と比
較され、この適合閾値を超えるないし下回る場合に作動
閾値が引き上げないし引き下げられる。それによりこの
種の加速度センサの信号が、従来の技術で考慮されるよ
うに角速度センサ信号を評価するために必要なだけでな
く、作動閾値を動的に適合するためにも必要となる。こ
の信号が車両の安定性に関する追加の情報を供給し、そ
れによりある種のプラウシビリティチェックが、回転速
度の例えば高い初期値に関して実施されるからである。
則ちz加速度信号の値が大きい場合には、作動閾値は高
い初期回転速度にもかかわらず比較的高く設定され得、
一方低い信号は車両のわずかな走行安定性を示し、それ
故低い作動閾値に調節される。それにより好ましい方法
で遅いロールオーバーの場合に速い作動が達せられ、同
時に通常の運転ではほとんど起こりえない極端な状況、
例えば激しい片勾配のカーブの場合に、作動が阻止され
る。
角速度に追加して車両に固有なパラメータを評価するた
めに、この制御装置内に拡大された作動アルゴリズムが
実施される。好ましくは加速度センサの使用下で車両の
垂直加速度が検出され、少なくとも1つの適合閾値と比
較され、この適合閾値を超えるないし下回る場合に作動
閾値が引き上げないし引き下げられる。それによりこの
種の加速度センサの信号が、従来の技術で考慮されるよ
うに角速度センサ信号を評価するために必要なだけでな
く、作動閾値を動的に適合するためにも必要となる。こ
の信号が車両の安定性に関する追加の情報を供給し、そ
れによりある種のプラウシビリティチェックが、回転速
度の例えば高い初期値に関して実施されるからである。
則ちz加速度信号の値が大きい場合には、作動閾値は高
い初期回転速度にもかかわらず比較的高く設定され得、
一方低い信号は車両のわずかな走行安定性を示し、それ
故低い作動閾値に調節される。それにより好ましい方法
で遅いロールオーバーの場合に速い作動が達せられ、同
時に通常の運転ではほとんど起こりえない極端な状況、
例えば激しい片勾配のカーブの場合に、作動が阻止され
る。
【0021】そのような加速度センサの代わりに、傾斜
センサを導入することも可能である。作動閾値の適合は
その際、大きい傾斜角度の場合は走行安定性が小さいの
で、小さい作動閾値が設定され、それに反して小さい傾
斜角度の場合には比較的高い作動閾値が考慮される。傾
斜センサはさらに、傾斜角度の徴候も示す利点を提供す
る。それにより閾値は非対称に適合され得る。則ち角速
度と傾斜角度が等しい徴候をもつ場合には、低い作動閾
値が設定され、一方異なる徴候をもつ場合には、高い作
動閾値が設定される。
センサを導入することも可能である。作動閾値の適合は
その際、大きい傾斜角度の場合は走行安定性が小さいの
で、小さい作動閾値が設定され、それに反して小さい傾
斜角度の場合には比較的高い作動閾値が考慮される。傾
斜センサはさらに、傾斜角度の徴候も示す利点を提供す
る。それにより閾値は非対称に適合され得る。則ち角速
度と傾斜角度が等しい徴候をもつ場合には、低い作動閾
値が設定され、一方異なる徴候をもつ場合には、高い作
動閾値が設定される。
【0022】その他の車両に固有のパラメータとして、
発明による安全システムの他の有利な実施形態では、垂
直加速度も横加速度も検出され、その際横加速度と垂直
加速度からの商から成る値を用いて、一方では作動閾値
の動的適合が行われ、その際この商の値が不安定な車両
状態を示す高い値の場合には低い作動閾値が設定され、
他方ではこの商の値が所定の不動商閾値を超える場合に
直接安全装置が作動される。この実施形態では燃焼シナ
リオと非燃焼シナリオに応じた改良された細分が達せら
れる。
発明による安全システムの他の有利な実施形態では、垂
直加速度も横加速度も検出され、その際横加速度と垂直
加速度からの商から成る値を用いて、一方では作動閾値
の動的適合が行われ、その際この商の値が不安定な車両
状態を示す高い値の場合には低い作動閾値が設定され、
他方ではこの商の値が所定の不動商閾値を超える場合に
直接安全装置が作動される。この実施形態では燃焼シナ
リオと非燃焼シナリオに応じた改良された細分が達せら
れる。
【0023】その他の有利な実施形態では、横加速度を
検出する加速度トランスデューサの代わりに、傾斜角度
を測定する傾斜センサが装備され、その際垂直加速度と
傾斜角度により特徴づけられた車両状態を基にして動的
作動閾値が調整される。特に傾斜センサのセンサ値は、
測定値を車両の静的傾斜角度に対応する傾斜角度と比較
し、静的傾斜角度を超える場合に直接安全装置を作動す
るために使用され得る。それにより、そのようなロール
オーバーシナリオの場合、則ち静的ロールオーバーの場
合に、常に安全装置が作動されることが保証される。
検出する加速度トランスデューサの代わりに、傾斜角度
を測定する傾斜センサが装備され、その際垂直加速度と
傾斜角度により特徴づけられた車両状態を基にして動的
作動閾値が調整される。特に傾斜センサのセンサ値は、
測定値を車両の静的傾斜角度に対応する傾斜角度と比較
し、静的傾斜角度を超える場合に直接安全装置を作動す
るために使用され得る。それにより、そのようなロール
オーバーシナリオの場合、則ち静的ロールオーバーの場
合に、常に安全装置が作動されることが保証される。
【0024】さらに別の有利な実施形態では、垂直加速
度と回転速度を特徴付ける車両状態を基にして、傾斜角
度のもっともらしさが評価されるので、傾斜角度のもっ
ともらしい値の場合これは時宜にかなった傾斜角度の値
として設定され、同時にこのもっともらしいと評価され
た値が、車両の静的傾斜角度に対応する傾斜閾値と比較
され、傾斜閾値がこの値を超える場合には安全装置が作
動される。もっともらしさの検査はそれ故、例えば急勾
配の障害を通過するような非燃焼シナリオを表す走行状
況を良好に検出できるが同時に、作動閾値を超えないよ
うな極端に遅いロールオーバー、所謂「準定常ロールオ
ーバー」の場合に、傾斜閾値を超える場合に作動が行わ
れ得るので有利である。
度と回転速度を特徴付ける車両状態を基にして、傾斜角
度のもっともらしさが評価されるので、傾斜角度のもっ
ともらしい値の場合これは時宜にかなった傾斜角度の値
として設定され、同時にこのもっともらしいと評価され
た値が、車両の静的傾斜角度に対応する傾斜閾値と比較
され、傾斜閾値がこの値を超える場合には安全装置が作
動される。もっともらしさの検査はそれ故、例えば急勾
配の障害を通過するような非燃焼シナリオを表す走行状
況を良好に検出できるが同時に、作動閾値を超えないよ
うな極端に遅いロールオーバー、所謂「準定常ロールオ
ーバー」の場合に、傾斜閾値を超える場合に作動が行わ
れ得るので有利である。
【0025】それに反して傾斜角度のもっともらしい値
が存在しない場合には、車両の運転中に起こる傾斜角度
の変化が、回転速度を積分することで確定され、開始角
に加算され、その合計が時宜にかなった傾斜角度として
設定される。
が存在しない場合には、車両の運転中に起こる傾斜角度
の変化が、回転速度を積分することで確定され、開始角
に加算され、その合計が時宜にかなった傾斜角度として
設定される。
【0026】最終的に傾斜角度の設定された時宜にかな
った値に関して作動閾値が、この傾斜角度により特徴付
けられる車両状態に適合される。
った値に関して作動閾値が、この傾斜角度により特徴付
けられる車両状態に適合される。
【0027】発明による方法に従って生じた作動アルゴ
リズムを用いた安全システムの実施形態を、以下に図面
を基にして詳しく説明する。
リズムを用いた安全システムの実施形態を、以下に図面
を基にして詳しく説明する。
【0028】
【発明の実施の形態】図では同じ機能ブロックないし同
様に作用する部分に、同じ関連記号が与えられている。
その際ブロック回路図は、表された機能ブロックがアナ
ログ成分を用いてもその機能に関してプロセッサを用い
たソフトウェアによっても実現可能であるように理解さ
れる。
様に作用する部分に、同じ関連記号が与えられている。
その際ブロック回路図は、表された機能ブロックがアナ
ログ成分を用いてもその機能に関してプロセッサを用い
たソフトウェアによっても実現可能であるように理解さ
れる。
【0029】図1の記述はすでに明細書の序文でなされ
たのでここでは繰り返さない。
たのでここでは繰り返さない。
【0030】図2は発明による安全システムの第一実施
形態として、自由選択で投入される高域通過フィルタH
Pに供給され、車両の縦軸(X軸)の回りの角速度ωx
(angular rate)に比例する信号を生じる
角速度センサまたはジャイロセンサ1と、一般的に1次
の、高域通過フィルタHPの濾過された信号が直接評価
のためにさらに導かれる低域通過フィルタTP1とTP
2とTP3とから成る配置を表す。
形態として、自由選択で投入される高域通過フィルタH
Pに供給され、車両の縦軸(X軸)の回りの角速度ωx
(angular rate)に比例する信号を生じる
角速度センサまたはジャイロセンサ1と、一般的に1次
の、高域通過フィルタHPの濾過された信号が直接評価
のためにさらに導かれる低域通過フィルタTP1とTP
2とTP3とから成る配置を表す。
【0031】低域通過フィルタTP1、TP2ないしT
P3の出力信号は、各々コンパレータK1、K2ないし
K3の非反転入力端に供給され、コンパレータは濾過し
た信号を、コンパレータK1、K2ないしK3の反転入
力端に置かれた作動閾値S1、S2ないしS3と比較
し、その際この作動閾値は閾値回路SWi,i=1,
2,3により作られる。
P3の出力信号は、各々コンパレータK1、K2ないし
K3の非反転入力端に供給され、コンパレータは濾過し
た信号を、コンパレータK1、K2ないしK3の反転入
力端に置かれた作動閾値S1、S2ないしS3と比較
し、その際この作動閾値は閾値回路SWi,i=1,
2,3により作られる。
【0032】コンパレータK1、K2またはK3で濾過
した信号の1つが作動閾値Si,i=1,2,3の1つ
を超えるやいなや、各コンパレータKiまたは複数のコ
ンパレータから生じたH信号がここでは表していない安
全装置を作動するために、ORゲート2を介して点火最
終段階3に供給される。
した信号の1つが作動閾値Si,i=1,2,3の1つ
を超えるやいなや、各コンパレータKiまたは複数のコ
ンパレータから生じたH信号がここでは表していない安
全装置を作動するために、ORゲート2を介して点火最
終段階3に供給される。
【0033】図2に表したユニットは、角速度センサ1
と点火最終段階3を除いて、安全システムの制御装置内
のマイクロプロセッサを用いて、発明による作動アルゴ
リズムを、対応する低域通過フィルタ関数Y1,n,Y
2,n,Y3,n n=1,2,…を用いて実施するこ
とにより実現する。その際3つの低域通過フィルタTP
1,TP2およびTP3では、ディジタルフィルタ、例
えばIIRフィルタとして実施され、異なる高い限界周
波数fgi,i=1,2,3と作動閾値Si,i=1,
2,3により区別される、一般的に1次の既知の低域通
過フィルタが重要である。限界周波数fgiと作動閾値
Siは、結果として生じた作動特性曲線が理論的ロール
オーバー特性曲線を等式(1)に従って近似し、そのパ
ラメータωgrenzとαkippを車両に固有に確定
するように決められる。図4は、作動特性曲線を、実施
された作動アルゴリズムのω−αグラフ1として、並び
にω−αグラフ2,3および4の形で3つの個々の部分
の作動挙動として表し、その際図1に示した理論的ロー
ルオーバー特性曲線をもω−αグラフ5としてプロット
した。
と点火最終段階3を除いて、安全システムの制御装置内
のマイクロプロセッサを用いて、発明による作動アルゴ
リズムを、対応する低域通過フィルタ関数Y1,n,Y
2,n,Y3,n n=1,2,…を用いて実施するこ
とにより実現する。その際3つの低域通過フィルタTP
1,TP2およびTP3では、ディジタルフィルタ、例
えばIIRフィルタとして実施され、異なる高い限界周
波数fgi,i=1,2,3と作動閾値Si,i=1,
2,3により区別される、一般的に1次の既知の低域通
過フィルタが重要である。限界周波数fgiと作動閾値
Siは、結果として生じた作動特性曲線が理論的ロール
オーバー特性曲線を等式(1)に従って近似し、そのパ
ラメータωgrenzとαkippを車両に固有に確定
するように決められる。図4は、作動特性曲線を、実施
された作動アルゴリズムのω−αグラフ1として、並び
にω−αグラフ2,3および4の形で3つの個々の部分
の作動挙動として表し、その際図1に示した理論的ロー
ルオーバー特性曲線をもω−αグラフ5としてプロット
した。
【0034】安全装置の作動が望まれる燃焼領域は、結
果として生じた作動特性曲線1を関数α(ω)でα≧α
(ω)とみなすω−αコンビネーションである。α<α
(ω)のω−αコンビネーションを有する領域は、安全
装置の作動が行われない非燃焼領域を表す。
果として生じた作動特性曲線1を関数α(ω)でα≧α
(ω)とみなすω−αコンビネーションである。α<α
(ω)のω−αコンビネーションを有する領域は、安全
装置の作動が行われない非燃焼領域を表す。
【0035】第一低域通過フィルタTP1と帰属する作
動閾値S1を有する第一作動部分はω−αグラフ2に相
当し、その際限界周波数fglは数Hzとなり、作動閾
値はこれに適合される。この部分は高い角速度ωxの場
合、則ち典型的なロールオーバーシナリオではほとんど
現れない100°/s以上の値の場合に速く作動するた
めに使用される。曲線2は、そこまで作動が起こらない
下方の閾値が、比較的高くにあり、則ちX軸の回りの車
両角速度がほぼ100°/sであることも表す。この2
つの別の作動部分は、前述の状況に対してより頻繁に現
れる、比較的小さい角速度を有するロールオーバーシナ
リオに適合する。第三の作動部分の曲線4は、帰属する
閾値回路SW3をもつ第三低域通過フィルタTP3に相
当する。百分の数Hzの規模の最小限界周波数fg3を
もつこの作動分岐とこれに適合させた作動閾値S3は、
遅いロールオーバーの場合に作動し、その際それ以下で
は作動しない下方限界も同様に低く、則ち約10°/s
の車両角速度の場合に存在する。曲線2は、その間にあ
る領域を覆い隠し、それにより典型的なロールオーバー
シナリオを検出する。帰属する限界周波数fg2は、こ
れに適合させた作動閾値S2を有する十分の数Hzで存
在する。最適化した値は、シミュレートしたセンサシグ
ナチャに基づいてかまたは実衝突データをもとにして、
および最終的には具体的な走行および衝突試験によって
も算出される。目的は、出来るだけ大きな感度が全燃焼
シナリオに関して達せられるように、しかしながら同時
に非燃焼シナリオでは作動が行われないように、このパ
ラメータを確定することである。
動閾値S1を有する第一作動部分はω−αグラフ2に相
当し、その際限界周波数fglは数Hzとなり、作動閾
値はこれに適合される。この部分は高い角速度ωxの場
合、則ち典型的なロールオーバーシナリオではほとんど
現れない100°/s以上の値の場合に速く作動するた
めに使用される。曲線2は、そこまで作動が起こらない
下方の閾値が、比較的高くにあり、則ちX軸の回りの車
両角速度がほぼ100°/sであることも表す。この2
つの別の作動部分は、前述の状況に対してより頻繁に現
れる、比較的小さい角速度を有するロールオーバーシナ
リオに適合する。第三の作動部分の曲線4は、帰属する
閾値回路SW3をもつ第三低域通過フィルタTP3に相
当する。百分の数Hzの規模の最小限界周波数fg3を
もつこの作動分岐とこれに適合させた作動閾値S3は、
遅いロールオーバーの場合に作動し、その際それ以下で
は作動しない下方限界も同様に低く、則ち約10°/s
の車両角速度の場合に存在する。曲線2は、その間にあ
る領域を覆い隠し、それにより典型的なロールオーバー
シナリオを検出する。帰属する限界周波数fg2は、こ
れに適合させた作動閾値S2を有する十分の数Hzで存
在する。最適化した値は、シミュレートしたセンサシグ
ナチャに基づいてかまたは実衝突データをもとにして、
および最終的には具体的な走行および衝突試験によって
も算出される。目的は、出来るだけ大きな感度が全燃焼
シナリオに関して達せられるように、しかしながら同時
に非燃焼シナリオでは作動が行われないように、このパ
ラメータを確定することである。
【0036】曲線1を基に全システムの作動挙動を考察
すると、もはや作動が行われないω xの下方限界が第三
の作動部分(図4の曲線4に相当)の限界に相当するこ
とが判る。さらに250°/s以上の角速度では作動角
αは直線的に増大する。この原因は角速度センサ1の限
定された測定領域にある。
すると、もはや作動が行われないω xの下方限界が第三
の作動部分(図4の曲線4に相当)の限界に相当するこ
とが判る。さらに250°/s以上の角速度では作動角
αは直線的に増大する。この原因は角速度センサ1の限
定された測定領域にある。
【0037】発明による作動アルゴリズムを用いてロー
ルオーバーを検出するための図2で記載した実施形態
は、3つの低域通過フィルタ関数を示すが、しかしなが
ら作動挙動に対する要求に応じてこの作動アルゴリズム
は2つの低域通過フィルタ関数に限定してかまたは3つ
以上の低域通過フィルタ関数に拡大することも可能で、
その際後者では限界周波数間のより小さい間隔が選択さ
れ得る。対応する作動アルゴリズムは、マイクロプロセ
ッサを含む制御装置内で実施される。
ルオーバーを検出するための図2で記載した実施形態
は、3つの低域通過フィルタ関数を示すが、しかしなが
ら作動挙動に対する要求に応じてこの作動アルゴリズム
は2つの低域通過フィルタ関数に限定してかまたは3つ
以上の低域通過フィルタ関数に拡大することも可能で、
その際後者では限界周波数間のより小さい間隔が選択さ
れ得る。対応する作動アルゴリズムは、マイクロプロセ
ッサを含む制御装置内で実施される。
【0038】先にすでに詳述したように、選択された低
域通過フィルタ関数の数に依存せずに、図2で表した高
域通過フィルタHPを装備することができる。この高域
通過フィルタ関数の目的は、例えば温度の振れにより引
き起こされる角速度センサ信号の低周波偏流を除去し、
そのようにして角速度センサ信号を安定化させることで
ある。温度の振れによる偏流がわずかな場合には、場合
によってはこの高域通過フィルタ関数を断念することも
可能である。
域通過フィルタ関数の数に依存せずに、図2で表した高
域通過フィルタHPを装備することができる。この高域
通過フィルタ関数の目的は、例えば温度の振れにより引
き起こされる角速度センサ信号の低周波偏流を除去し、
そのようにして角速度センサ信号を安定化させることで
ある。温度の振れによる偏流がわずかな場合には、場合
によってはこの高域通過フィルタ関数を断念することも
可能である。
【0039】マイクロプロセッサのソフトウェアによる
実施の場合に行われる処理ステップは、図3の流れ図で
表される。これによると、開始(ステップS1)後にま
ず角速度センサの信号がωx値として数値化される(ス
テップS2)。続いてステップS3では、フィルタ関数
Y1,n,Y2,n,Y3,nとして実施されるフィル
タTP1,TP2,TP3のフィルタ値Y
1,n(ω),Y2,n(ω),Y 3,n(ω)が計算
され、続いて作動閾値S1,S2,S3との比較が実施
される(ステップS4)。この作動閾値S1,S2,S
3を超えた場合には、ステップS5で安全装置、例えば
シートベルト・テンショナー、サイド・エアバッグまた
はロールオーバー・バーの作動が行われる。濾過された
全てのωx値がこの作動閾値以下にある場合には、この
方法は再びステップS2から始まる。
実施の場合に行われる処理ステップは、図3の流れ図で
表される。これによると、開始(ステップS1)後にま
ず角速度センサの信号がωx値として数値化される(ス
テップS2)。続いてステップS3では、フィルタ関数
Y1,n,Y2,n,Y3,nとして実施されるフィル
タTP1,TP2,TP3のフィルタ値Y
1,n(ω),Y2,n(ω),Y 3,n(ω)が計算
され、続いて作動閾値S1,S2,S3との比較が実施
される(ステップS4)。この作動閾値S1,S2,S
3を超えた場合には、ステップS5で安全装置、例えば
シートベルト・テンショナー、サイド・エアバッグまた
はロールオーバー・バーの作動が行われる。濾過された
全てのωx値がこの作動閾値以下にある場合には、この
方法は再びステップS2から始まる。
【0040】作動挙動の改良は、図5による実施形態
で、図2の各々に対して追加でz方向に加速度センサ4
またはその代替として傾斜センサ5を用いることで達せ
られる。それらのセンサ信号はaz値ないしα値とし
て、図5で低域通過フィルタTP azないしTPαとし
て表した低域通過フィルタ関数Yaz,nないしY
α,nにより処理される。
で、図2の各々に対して追加でz方向に加速度センサ4
またはその代替として傾斜センサ5を用いることで達せ
られる。それらのセンサ信号はaz値ないしα値とし
て、図5で低域通過フィルタTP azないしTPαとし
て表した低域通過フィルタ関数Yaz,nないしY
α,nにより処理される。
【0041】加速度センサ4の追加の情報は、作動閾値
Si(az)(i=1,2,3)の動的適合を行うため
に使用されるので、一方では速いロールオーバーの場合
にはより速く、遅いロールオーバーの場合にはより早く
作動が行われ、他方では通常の車両の運転ではほとんど
起こらない極端な状況、例えば極端な急旋回の場合、作
動は行われない。そのために加速度信号azは、車両の
安定性についての追加の情報を供給する。少なくとも1
g(=重力加速度)のaz値の場合は、安定した車両状
態に由来する。そのような場合にaz値は、低域通過フ
ィルタ関数により処理され、作動閾値Si(α)(i=
1,2,3)のこの車両状態への適合に用いられ、その
際作動閾値が上げられる。反対に非常に小さいaz値の
場合は、車両のわずかな安定の車両状態に由来し、これ
は作動閾値が低くなる結果を伴う。それ故作動閾値Si
(α)は濾過された加速度信号azの関数fi(Yaz
(az))を表し、これはそのようにして車両状態に関
するωx値からの情報の他に、過剰な情報を供給する。
Si(az)(i=1,2,3)の動的適合を行うため
に使用されるので、一方では速いロールオーバーの場合
にはより速く、遅いロールオーバーの場合にはより早く
作動が行われ、他方では通常の車両の運転ではほとんど
起こらない極端な状況、例えば極端な急旋回の場合、作
動は行われない。そのために加速度信号azは、車両の
安定性についての追加の情報を供給する。少なくとも1
g(=重力加速度)のaz値の場合は、安定した車両状
態に由来する。そのような場合にaz値は、低域通過フ
ィルタ関数により処理され、作動閾値Si(α)(i=
1,2,3)のこの車両状態への適合に用いられ、その
際作動閾値が上げられる。反対に非常に小さいaz値の
場合は、車両のわずかな安定の車両状態に由来し、これ
は作動閾値が低くなる結果を伴う。それ故作動閾値Si
(α)は濾過された加速度信号azの関数fi(Yaz
(az))を表し、これはそのようにして車両状態に関
するωx値からの情報の他に、過剰な情報を供給する。
【0042】この動的閾値適合で、車両状態に関する極
端な状況も確実に検出することができる。これは一方で
は急勾配カーブを通過することであり、他方では引き続
いてロールオーバーする螺旋状スロープの走行である。
前者の状況は非燃焼シナリオを、後者は燃焼シナリオを
表す。この状況の検出と正しい解釈は、両状況でのa z
測定値の初期挙動が同じである、つまりaz>1を伴う
高いaz値へ迅速に上昇することにより困難となる。そ
の後az測定値は螺旋状スロープの場合には、車両が無
重力状態または横の無重力に類似の状態へ移行するの
で、az<<1を伴う小さいaz値に減少する。一方別
の場合にはaz測定値は、急勾配カーブ走行中ほぼ一定
であるaz>1を伴う正のg値のままである。ここで動
的適合は、閾値がaz値に追随する、則ち高いaz値で
は閾値は高く設定され、減少したa z値では同じく下げ
られることにより行われる。そのようにして急勾配カー
ブ走行の場合には作動が行われない。
端な状況も確実に検出することができる。これは一方で
は急勾配カーブを通過することであり、他方では引き続
いてロールオーバーする螺旋状スロープの走行である。
前者の状況は非燃焼シナリオを、後者は燃焼シナリオを
表す。この状況の検出と正しい解釈は、両状況でのa z
測定値の初期挙動が同じである、つまりaz>1を伴う
高いaz値へ迅速に上昇することにより困難となる。そ
の後az測定値は螺旋状スロープの場合には、車両が無
重力状態または横の無重力に類似の状態へ移行するの
で、az<<1を伴う小さいaz値に減少する。一方別
の場合にはaz測定値は、急勾配カーブ走行中ほぼ一定
であるaz>1を伴う正のg値のままである。ここで動
的適合は、閾値がaz値に追随する、則ち高いaz値で
は閾値は高く設定され、減少したa z値では同じく下げ
られることにより行われる。そのようにして急勾配カー
ブ走行の場合には作動が行われない。
【0043】加速度センサ4の代わりに傾斜センサ5を
使用する場合には、それにより(α値として)追加で得
られた車両安定性についての情報が、対応する大きいα
値の場合にはもうわずかな走行安定性しか存在しないと
推定され、則ち作動閾値を引き下げなければならないの
で、すでにわずかなωx値で作動されるように投入され
る。傾斜センサ5は傾斜角度の徴候をも供給するので、
作動閾値は非対称に適合される。則ち角速度のωx値と
α値が同じ徴候をもつ場合には、比較的小さい作動閾値
に調節され、それに対して異なる徴候が存在する場合に
は、高い閾値が使用される。
使用する場合には、それにより(α値として)追加で得
られた車両安定性についての情報が、対応する大きいα
値の場合にはもうわずかな走行安定性しか存在しないと
推定され、則ち作動閾値を引き下げなければならないの
で、すでにわずかなωx値で作動されるように投入され
る。傾斜センサ5は傾斜角度の徴候をも供給するので、
作動閾値は非対称に適合される。則ち角速度のωx値と
α値が同じ徴候をもつ場合には、比較的小さい作動閾値
に調節され、それに対して異なる徴候が存在する場合に
は、高い閾値が使用される。
【0044】傾斜角度検出を実行するために、さらに低
域通過フィルタTPazないしTP αに、低域通過フィ
ルタTPaz,StatないしTPα,Statと、コ
ンパレータK4と、車両の静的傾斜角度に相当する閾値
S4(az)ないしS4(α)を生成する追加の閾値回
路SW4を装備することができる。濾過されたaz値な
いし濾過されたα値が閾値S4(az)ないしS
4(α)を超えると、コンパレータK4とORゲート2
を介して安全装置3の作動が行われる。
域通過フィルタTPazないしTP αに、低域通過フィ
ルタTPaz,StatないしTPα,Statと、コ
ンパレータK4と、車両の静的傾斜角度に相当する閾値
S4(az)ないしS4(α)を生成する追加の閾値回
路SW4を装備することができる。濾過されたaz値な
いし濾過されたα値が閾値S4(az)ないしS
4(α)を超えると、コンパレータK4とORゲート2
を介して安全装置3の作動が行われる。
【0045】図6による安全システムは動的閾値適合の
その他の実施を表し、その際この安全システムは図5に
よるものと比較して、閾値回路SWi,i=1,2,3
に前置した低域通過フィルタTPazの代わりに、出力
が各々閾値回路SWi,i=1,2,3につながる3つ
の低域通過フィルタTPazi,i=1,2,3を有す
る。その際1つの閾値回路SWi,i=1,2,3と1
つの低域通過フィルタTPazi,i=1,2,3の間
に、各々閾値回路SW5,SW6ないしSW7を備えた
1つのコンパレータK5,K6ないしK7が各々装備さ
れる。
その他の実施を表し、その際この安全システムは図5に
よるものと比較して、閾値回路SWi,i=1,2,3
に前置した低域通過フィルタTPazの代わりに、出力
が各々閾値回路SWi,i=1,2,3につながる3つ
の低域通過フィルタTPazi,i=1,2,3を有す
る。その際1つの閾値回路SWi,i=1,2,3と1
つの低域通過フィルタTPazi,i=1,2,3の間
に、各々閾値回路SW5,SW6ないしSW7を備えた
1つのコンパレータK5,K6ないしK7が各々装備さ
れる。
【0046】この安全システムをソフトウェアにより実
施する場合に実施すべきアルゴリズムは、この3つの低
域通過フィルタTPazi,i=1,2,3に相当する
別の作動アルゴリズムとして、コンパレータと閾値回路
SW5,SW6およびSW7、対応する限界周波数f
g,az1,fg,az2およびfg,az3を有する
低域通過フィルタ関数Yaz1,n,Yaz2,nおよ
びYaz3,n、および各々に帰属する閾値Si,i=
5,6,7を有する。
施する場合に実施すべきアルゴリズムは、この3つの低
域通過フィルタTPazi,i=1,2,3に相当する
別の作動アルゴリズムとして、コンパレータと閾値回路
SW5,SW6およびSW7、対応する限界周波数f
g,az1,fg,az2およびfg,az3を有する
低域通過フィルタ関数Yaz1,n,Yaz2,nおよ
びYaz3,n、および各々に帰属する閾値Si,i=
5,6,7を有する。
【0047】コンパレータKi,i=5,6,7の閾値
Si,i=5,6,7でもある低域通過フィルタTP
azi,i=1,2,3の限界周波数fg,az1,f
g,a z2およびfg,az3は異なるものであり、減
少する順に第一低域通過フィルタTPaz1が最高の限
界周波数を、第三低域通過フィルタTPaz3が最低の
限界周波数を有する。閾値回路SW5,SW6およびS
W7の閾値Si,i=5,6,7に関しても同様とみな
される。閾値Si,i=5,6,7の1つが1つの前置
した低域通過フィルタTPazi,i=1,2,3の出
力信号を下回ると、各々後置した閾値回路SWi,i=
1,2,3の作動閾値Si(az)i=1,2,3が決
められた程度だけ減少し、対応する低域通過フィルタの
出力信号は再び閾値を超えて上昇し、作動閾値は同じく
上げられる。
Si,i=5,6,7でもある低域通過フィルタTP
azi,i=1,2,3の限界周波数fg,az1,f
g,a z2およびfg,az3は異なるものであり、減
少する順に第一低域通過フィルタTPaz1が最高の限
界周波数を、第三低域通過フィルタTPaz3が最低の
限界周波数を有する。閾値回路SW5,SW6およびS
W7の閾値Si,i=5,6,7に関しても同様とみな
される。閾値Si,i=5,6,7の1つが1つの前置
した低域通過フィルタTPazi,i=1,2,3の出
力信号を下回ると、各々後置した閾値回路SWi,i=
1,2,3の作動閾値Si(az)i=1,2,3が決
められた程度だけ減少し、対応する低域通過フィルタの
出力信号は再び閾値を超えて上昇し、作動閾値は同じく
上げられる。
【0048】z方向の加速度トランスデューサ4の代わ
りに、図6で低域通過フィルタTP αi,l=5,6,
7への破線で表した接続線により表されるように、図5
に応じて傾斜センサ5を投入することができる。そこで
すでに述べたように、ディジタル化されたα値が低域通
過フィルタTPαi,i=5,6,7を通って濾過後に
(Yαi,n,i=1,2,3として実施)、これらの
値は作動閾値Si(α),i=1,2,3を動的に適合
させるために、図5の説明との関連で行われたように、
コンパレータKiと閾値発生回路Si,i=1,2,3
から成る閾値回路を介して近づけられる。ここでも、対
応する大きいα値の場合わずかな走行安定性しか存在し
ない、則ち作動閾値が引き下げられなければならないの
で、すでにわずかなωx値で作動されることが推測され
る。傾斜センサ5が傾斜角度の徴候をも供給するので、
同じく作動閾値が非対称に適合される。則ち角速度のω
x値とα値が同じ徴候をもつ場合には、比較的低い作動
閾値に調整され、その反対に異なる徴候をもつ場合に
は、高い閾値が使用される。
りに、図6で低域通過フィルタTP αi,l=5,6,
7への破線で表した接続線により表されるように、図5
に応じて傾斜センサ5を投入することができる。そこで
すでに述べたように、ディジタル化されたα値が低域通
過フィルタTPαi,i=5,6,7を通って濾過後に
(Yαi,n,i=1,2,3として実施)、これらの
値は作動閾値Si(α),i=1,2,3を動的に適合
させるために、図5の説明との関連で行われたように、
コンパレータKiと閾値発生回路Si,i=1,2,3
から成る閾値回路を介して近づけられる。ここでも、対
応する大きいα値の場合わずかな走行安定性しか存在し
ない、則ち作動閾値が引き下げられなければならないの
で、すでにわずかなωx値で作動されることが推測され
る。傾斜センサ5が傾斜角度の徴候をも供給するので、
同じく作動閾値が非対称に適合される。則ち角速度のω
x値とα値が同じ徴候をもつ場合には、比較的低い作動
閾値に調整され、その反対に異なる徴候をもつ場合に
は、高い閾値が使用される。
【0049】遅いロールオーバー、則ち所謂静的ロール
オーバーの際に作動の確実性を高めるために、この実施
形態ではさらに図5による実施形態に応じて、図6では
自由選択で(コンパレータK4と閾値回路SW4と共
に)表した別の低域通過フィルタTPaz,Statな
いしTPα,Statが、加速度センサ4ないし傾斜セ
ンサ5に後置されるか、拡大された作動アルゴリズム内
で別の低域通過フィルタ関数Yaz,Stat,nない
しYα,Stat,nとして実施される。低域通過フィ
ルタTPaz,Statを用いてまず加速度信号azか
らの振動が濾過され、コンパレータK4の反転入力端に
供給される。閾値回路SW4は、車両の静的傾斜角度に
相当する作動閾値S4を発生し、濾過したaz値がこれ
を下回る場合にはORゲート2への接続を介して安全装
置を作動するために点火最終段階3を超えて運ばれる。
この下回りは、加速度センサ4が1Gの値を示す安定車
両状態から、加速度センサ4の比較的小さいaz値によ
り特徴付けられる不安定な車両状態への移行として解釈
される。それゆえ追加の作動閾値S4は同じく低い、例
えば0.5Gが選択される。
オーバーの際に作動の確実性を高めるために、この実施
形態ではさらに図5による実施形態に応じて、図6では
自由選択で(コンパレータK4と閾値回路SW4と共
に)表した別の低域通過フィルタTPaz,Statな
いしTPα,Statが、加速度センサ4ないし傾斜セ
ンサ5に後置されるか、拡大された作動アルゴリズム内
で別の低域通過フィルタ関数Yaz,Stat,nない
しYα,Stat,nとして実施される。低域通過フィ
ルタTPaz,Statを用いてまず加速度信号azか
らの振動が濾過され、コンパレータK4の反転入力端に
供給される。閾値回路SW4は、車両の静的傾斜角度に
相当する作動閾値S4を発生し、濾過したaz値がこれ
を下回る場合にはORゲート2への接続を介して安全装
置を作動するために点火最終段階3を超えて運ばれる。
この下回りは、加速度センサ4が1Gの値を示す安定車
両状態から、加速度センサ4の比較的小さいaz値によ
り特徴付けられる不安定な車両状態への移行として解釈
される。それゆえ追加の作動閾値S4は同じく低い、例
えば0.5Gが選択される。
【0050】図5による安全システム用に作られた拡大
した作動アルゴリズムをソフトウェアにより実施するた
めに、図7は、ほぼ図3によるものと対応する流れ図を
表す。違いはただ、ステップS2で追加でaz値もディ
ジタル化することと、ステップS4で対応するフィルタ
値Yaz,n(az)とYaz,Stat,n(az)
が生じることと、このフィルタ値に応じて、作動閾値S
i(az)が関数fi(Yaz,n(az)),i=
1,2,3として、S4が関数fi(Yaz,S
tat,n(az))として調整されることのみであ
る。残るステップS6とS7は図3によるものに対応
し、その際特にステップS7では、則ち作動閾値S
i(az),i=1,2,3を超えない場合に、|Y
az,Stat,n(az)|と静的傾斜角度としての
作動閾値S4との比較が実施される。
した作動アルゴリズムをソフトウェアにより実施するた
めに、図7は、ほぼ図3によるものと対応する流れ図を
表す。違いはただ、ステップS2で追加でaz値もディ
ジタル化することと、ステップS4で対応するフィルタ
値Yaz,n(az)とYaz,Stat,n(az)
が生じることと、このフィルタ値に応じて、作動閾値S
i(az)が関数fi(Yaz,n(az)),i=
1,2,3として、S4が関数fi(Yaz,S
tat,n(az))として調整されることのみであ
る。残るステップS6とS7は図3によるものに対応
し、その際特にステップS7では、則ち作動閾値S
i(az),i=1,2,3を超えない場合に、|Y
az,Stat,n(az)|と静的傾斜角度としての
作動閾値S4との比較が実施される。
【0051】作動閾値Si(i=1,2,3)の動的適
合は、図8による実施形態に従って車両の横加速度およ
び垂直加速度を用いても実施することができる。好まし
くはそのためにz方向にDC可能な加速度センサ4とy
方向に同じくDC可能な加速度センサ6が用いられ、こ
れらには各々、制御装置のプロセッサ内でフィルタ関数
Yaz,nおよびYay,nとして実施される低域通過
フィルタTPazないしTPayが後置される。フィル
タ関数により処理された両加速度値、則ち濾過されたa
z値とay値Yaz,n(az)およびYay,n(a
y)は、作動閾値Si(az,ay)(i=1,2,
3)の動的適合のために閾値回路SWi(i=1,2,
3)に供給され、則ちフィルタ関数値Y
az,n(az)およびY ay,n(ay)に応じて調
整される。この濾過された加速度値からさらに加速度の
値と方向が算出され、それによりすでに上述のように、
それに応じて作動閾値を適合するために傾斜角度も算出
される。
合は、図8による実施形態に従って車両の横加速度およ
び垂直加速度を用いても実施することができる。好まし
くはそのためにz方向にDC可能な加速度センサ4とy
方向に同じくDC可能な加速度センサ6が用いられ、こ
れらには各々、制御装置のプロセッサ内でフィルタ関数
Yaz,nおよびYay,nとして実施される低域通過
フィルタTPazないしTPayが後置される。フィル
タ関数により処理された両加速度値、則ち濾過されたa
z値とay値Yaz,n(az)およびYay,n(a
y)は、作動閾値Si(az,ay)(i=1,2,
3)の動的適合のために閾値回路SWi(i=1,2,
3)に供給され、則ちフィルタ関数値Y
az,n(az)およびY ay,n(ay)に応じて調
整される。この濾過された加速度値からさらに加速度の
値と方向が算出され、それによりすでに上述のように、
それに応じて作動閾値を適合するために傾斜角度も算出
される。
【0052】さらにDC可能な加速度センサを使用する
場合には、横加速度の垂直加速度に対する比率に基づ
き、時宜にかなった車両状態の安定性が評価され得る。
その際例えばこの比率の値が高い場合、則ちこれは不安
定な状態を示すものであるが、作動閾値Si(az,a
y)(i=1,2,3)は引き下げられる。さらに横加
速度の徴候は、回転運動と横運動が同じ方向の場合に
は、異なる運動方向の場合よりも小さい作動閾値を設定
する方法で、作動閾値を車両のロールオーバーの回転方
向の徴候に依存させるために使われる。
場合には、横加速度の垂直加速度に対する比率に基づ
き、時宜にかなった車両状態の安定性が評価され得る。
その際例えばこの比率の値が高い場合、則ちこれは不安
定な状態を示すものであるが、作動閾値Si(az,a
y)(i=1,2,3)は引き下げられる。さらに横加
速度の徴候は、回転運動と横運動が同じ方向の場合に
は、異なる運動方向の場合よりも小さい作動閾値を設定
する方法で、作動閾値を車両のロールオーバーの回転方
向の徴候に依存させるために使われる。
【0053】最終的に回路装置11に示す関数を用い
て、横加速度の垂直加速度に対するフィルタ値Y
ay,n(ay)とYaz,n(az)の比率|Y
ay,n(ay)/Yaz,n(az)|が算出され、
直接コンパレータK4を超えて閾値回路SW4を用い
て、安全装置を作動するための不動の作動閾値S4を発
生させるのに使用される。この値は車両の傾斜角度の値
に近似的に比例するので、作動閾値S 4は車両の静的傾
斜角度αkippに応じて設定される。
て、横加速度の垂直加速度に対するフィルタ値Y
ay,n(ay)とYaz,n(az)の比率|Y
ay,n(ay)/Yaz,n(az)|が算出され、
直接コンパレータK4を超えて閾値回路SW4を用い
て、安全装置を作動するための不動の作動閾値S4を発
生させるのに使用される。この値は車両の傾斜角度の値
に近似的に比例するので、作動閾値S 4は車両の静的傾
斜角度αkippに応じて設定される。
【0054】図8による安全システムをソフトウェアに
より実施するための流れ図は、上述の実施形態にほぼ相
当するので、説明を行わない。
より実施するための流れ図は、上述の実施形態にほぼ相
当するので、説明を行わない。
【0055】図9による安全システムの実施形態は、図
5で表した2つの代替の組み合わせであり、角速度セン
サ1に追加で、z方向に加速度センサ7を、y方向に傾
斜センサ8を備えたものである。作動閾値Si(α;a
z),i=1,2,3の動的適合は、対応する低域通過
フィルタ関数Yα,nないしYaz,nを用いて濾過し
た傾斜センサ8のα値と加速度センサ7のaz値に応じ
て行われ、その際高いaz値の場合にはα値の方向情報
を考慮して作動閾値は引き上げられ、逆の場合には、則
ち低いaz値の場合には作動閾値は引き下げられる。
5で表した2つの代替の組み合わせであり、角速度セン
サ1に追加で、z方向に加速度センサ7を、y方向に傾
斜センサ8を備えたものである。作動閾値Si(α;a
z),i=1,2,3の動的適合は、対応する低域通過
フィルタ関数Yα,nないしYaz,nを用いて濾過し
た傾斜センサ8のα値と加速度センサ7のaz値に応じ
て行われ、その際高いaz値の場合にはα値の方向情報
を考慮して作動閾値は引き上げられ、逆の場合には、則
ち低いaz値の場合には作動閾値は引き下げられる。
【0056】静的作動部分の実施を目的として、濾過さ
れたα値Yα,n(α)は閾値回路SWi,i=1,
2,3に供給されるだけでなく、その値は別のコンパレ
ータK 4の非反転入力端にも供給され、その際その反転
入力端に閾値回路SW4が接続される。この閾値回路S
W4は、大きいaz値は安定な車両状態を示すので、こ
れに供給されたフィルタTP3の濾過ωx値Y
3,n(ωx)と濾過az値Ya z,n(az)に応じ
て、大きいaz値の場合には大きい値を有する作動閾値
S 4(ωx,az)を発生する。ωx値も上昇すると、
そのような状況は同じく安定な車両状態、例えば勾配障
害を示すので、作動閾値はさらに上げられその結果作動
は行われない。az値が小さく同時にωx値が大きい場
合には、それに反して作動閾値S4(ωx,az)は引
き下げられる。
れたα値Yα,n(α)は閾値回路SWi,i=1,
2,3に供給されるだけでなく、その値は別のコンパレ
ータK 4の非反転入力端にも供給され、その際その反転
入力端に閾値回路SW4が接続される。この閾値回路S
W4は、大きいaz値は安定な車両状態を示すので、こ
れに供給されたフィルタTP3の濾過ωx値Y
3,n(ωx)と濾過az値Ya z,n(az)に応じ
て、大きいaz値の場合には大きい値を有する作動閾値
S 4(ωx,az)を発生する。ωx値も上昇すると、
そのような状況は同じく安定な車両状態、例えば勾配障
害を示すので、作動閾値はさらに上げられその結果作動
は行われない。az値が小さく同時にωx値が大きい場
合には、それに反して作動閾値S4(ωx,az)は引
き下げられる。
【0057】図10による最後の実施形態は、一番最後
に説明したものと主に、積分器回路12を用いて積分す
ることによりωx値からさらに運転中の傾斜角度の変化
Δα int=∫ωxdtが算出されることにより区別さ
れる。この傾斜角度の変化から、運転を開始する値また
は作動アルゴリズムの手順を開始するために設定した値
を表す開始角αStartと共に時宜にかなった傾斜角
度αaktが算出され、これはそれからそちら側で次の
手順のために開始角αStartとして設定される。
に説明したものと主に、積分器回路12を用いて積分す
ることによりωx値からさらに運転中の傾斜角度の変化
Δα int=∫ωxdtが算出されることにより区別さ
れる。この傾斜角度の変化から、運転を開始する値また
は作動アルゴリズムの手順を開始するために設定した値
を表す開始角αStartと共に時宜にかなった傾斜角
度αaktが算出され、これはそれからそちら側で次の
手順のために開始角αStartとして設定される。
【0058】開始角αStartに応じて(その際傾斜
方向が考慮され得る)、作動閾値S i(α)の動的適合
が行われ、その際この角度の値αStartは角度決定
ユニット13から閾値回路SWi(i=1,2,3)に
供給される。
方向が考慮され得る)、作動閾値S i(α)の動的適合
が行われ、その際この角度の値αStartは角度決定
ユニット13から閾値回路SWi(i=1,2,3)に
供給される。
【0059】さらに、角速度センサ1から供給されたω
x値と加速度センサ4と5から供給されたaz値とay
値を基にして、傾斜センサ5から生じたα値、またはa
z値とay値を基礎に算出した静的角度のもっともらし
さを検査するプラウシビリティユニット11が備わる。
この措置の長所は、非燃焼シナリオをより良く確定でき
ることと、時宜にかなった傾斜角度に関するより正確な
情報を生み出すことが可能なことにある。プラウシビリ
ティチェックにより傾斜センサの「間違った」静的α値
ないし算出されたα値が明らかになるので、安全装置の
作動は非燃焼事象にもかかわらず十中八九は排除され得
る。
x値と加速度センサ4と5から供給されたaz値とay
値を基にして、傾斜センサ5から生じたα値、またはa
z値とay値を基礎に算出した静的角度のもっともらし
さを検査するプラウシビリティユニット11が備わる。
この措置の長所は、非燃焼シナリオをより良く確定でき
ることと、時宜にかなった傾斜角度に関するより正確な
情報を生み出すことが可能なことにある。プラウシビリ
ティチェックにより傾斜センサの「間違った」静的α値
ないし算出されたα値が明らかになるので、安全装置の
作動は非燃焼事象にもかかわらず十中八九は排除され得
る。
【0060】「間違った」α値を表示する危険は、慣例
の傾斜センサの物理原則に起因する。液体の位置を示
し、それに応じてゆっくりとないしその感度方向で短く
頻繁に加速する場合に「溢れ」につながり、そのことに
より恐らく大き過ぎる値を表示するセンサがそのように
して存在するかもしれない。
の傾斜センサの物理原則に起因する。液体の位置を示
し、それに応じてゆっくりとないしその感度方向で短く
頻繁に加速する場合に「溢れ」につながり、そのことに
より恐らく大き過ぎる値を表示するセンサがそのように
して存在するかもしれない。
【0061】加速度センサから(例えばzおよびy方向
の)速い運動下で生じた測定値も、現れた慣性力を基に
した傾斜角度の計算を認めない。それ故プラウシビリテ
ィチェックは、図11の説明との関連でさらに以下に述
べるように、センサの全測定値が互いに決められた矛盾
のない関係にあるないし決められた基準を満たす場合
に、静的角度そのものを受け入れるだけのために用いら
れる。
の)速い運動下で生じた測定値も、現れた慣性力を基に
した傾斜角度の計算を認めない。それ故プラウシビリテ
ィチェックは、図11の説明との関連でさらに以下に述
べるように、センサの全測定値が互いに決められた矛盾
のない関係にあるないし決められた基準を満たす場合
に、静的角度そのものを受け入れるだけのために用いら
れる。
【0062】さらに、センサ信号を平滑にするためにフ
ィルタを使用する場合に、そのシステムが、速い工程で
はセンサとフィルタからの反応が緩慢過ぎるという問題
がある。プラウシビリティチェックを用いて、そのこと
から生じるセンサ信号の間違った評価も回避すべきであ
る。
ィルタを使用する場合に、そのシステムが、速い工程で
はセンサとフィルタからの反応が緩慢過ぎるという問題
がある。プラウシビリティチェックを用いて、そのこと
から生じるセンサ信号の間違った評価も回避すべきであ
る。
【0063】まず角度決定ユニット13は、車両の運転
開始の際に存在する時宜にかなった傾斜角度αaktを
開始角αStartとして確定する。この開始角α
Star tから出発して時宜にかなった角αaktの計
算を、積分器ユニット12によりωx値を積分すること
と、αStart+Δαintに従って開始角α
Star tに加算することにより行う。
開始の際に存在する時宜にかなった傾斜角度αaktを
開始角αStartとして確定する。この開始角α
Star tから出発して時宜にかなった角αaktの計
算を、積分器ユニット12によりωx値を積分すること
と、αStart+Δαintに従って開始角α
Star tに加算することにより行う。
【0064】しかしながら時間が増えることで積分によ
り算出した時宜にかなった傾斜角度αaktは、許容誤
差を基にして実際の傾斜角度から益々逸れる。それ故プ
ラウシビリティユニット11を用いてセンサ値のプラウ
シビリティチェックを行い、この検査結果に応じて角度
決定ユニット13から時宜にかなった傾斜角度αak t
が対応して決められる。
り算出した時宜にかなった傾斜角度αaktは、許容誤
差を基にして実際の傾斜角度から益々逸れる。それ故プ
ラウシビリティユニット11を用いてセンサ値のプラウ
シビリティチェックを行い、この検査結果に応じて角度
決定ユニット13から時宜にかなった傾斜角度αak t
が対応して決められる。
【0065】α値がもっともらしいと評価される条件
は、図11による流れ図を基にして説明される。傾斜セ
ンサ内に存在する液体の慣性またはシステムの慣性を基
にして、「y方向での加速度センサとフィルタ」に現れ
る「間違った」値を排除するために、まずωx値が決め
られた閾値Sω以下に存在しなければならない(ステッ
プS1)。
は、図11による流れ図を基にして説明される。傾斜セ
ンサ内に存在する液体の慣性またはシステムの慣性を基
にして、「y方向での加速度センサとフィルタ」に現れ
る「間違った」値を排除するために、まずωx値が決め
られた閾値Sω以下に存在しなければならない(ステッ
プS1)。
【0066】ステップS2に従って、ωx値の変化速度
も決められた閾値Sdωを超えてはならない。この閾値
を超えるとそれは、傾斜センサ内に存在する液体に「間
違った」α値へと導き得る力を作用させることを意味す
る。
も決められた閾値Sdωを超えてはならない。この閾値
を超えるとそれは、傾斜センサ内に存在する液体に「間
違った」α値へと導き得る力を作用させることを意味す
る。
【0067】ステップS3に従って、濾過されたaz値
は安定な通常の車両状態の条件に矛盾してはならない。
則ちaz値は小さ過ぎても−さもないと起伏を把握する
かまたは大きい傾斜角度が存在するので−いけないし、
大き過ぎても−道路にあいた穴を把握するかまたは勾配
障害を通過するので−いけない。それ故閾値SnoとS
nuは車両データと試験を基にしてazセンサの測定許
容誤差を考慮して確定される。
は安定な通常の車両状態の条件に矛盾してはならない。
則ちaz値は小さ過ぎても−さもないと起伏を把握する
かまたは大きい傾斜角度が存在するので−いけないし、
大き過ぎても−道路にあいた穴を把握するかまたは勾配
障害を通過するので−いけない。それ故閾値SnoとS
nuは車両データと試験を基にしてazセンサの測定許
容誤差を考慮して確定される。
【0068】ステップS4による条件を用いて、車両が
がたがたの区間を走行するかどうかが検査される。その
ためにaz値を短時間フィルタで(則ち小さい時定数
で)濾過し、この濾過した値を閾値Smと比較する。こ
の閾値を超えた場合にはがたがたの区間が存在するの
で、傾斜センサが「間違った」値を供給するかもしれな
い。
がたがたの区間を走行するかどうかが検査される。その
ためにaz値を短時間フィルタで(則ち小さい時定数
で)濾過し、この濾過した値を閾値Smと比較する。こ
の閾値を超えた場合にはがたがたの区間が存在するの
で、傾斜センサが「間違った」値を供給するかもしれな
い。
【0069】さらにステップS5で、「間違った」値を
発生する結果を伴う、傾斜センサの液体を溢れさせる力
が車両に作用するので、閾値Sdαで測定されたα値の
変化速度が高過ぎないかどうかが検査される。
発生する結果を伴う、傾斜センサの液体を溢れさせる力
が車両に作用するので、閾値Sdαで測定されたα値の
変化速度が高過ぎないかどうかが検査される。
【0070】最後にさらに、az値はcosαにほぼ相
当すべきであるので、α値が加速度センサによりz方向
で測定されたaz値と一致するかどうかが検査される。
当すべきであるので、α値が加速度センサによりz方向
で測定されたaz値と一致するかどうかが検査される。
【0071】ステップS1からS6までに述べた全ての
条件が存在すると、対応するα値がもっともらしいと評
価される(ステップS7)。それに反してこれらの条件
の内の1つが満たされないと、α値はもっともらしくな
いと評価される(ステップS8)。
条件が存在すると、対応するα値がもっともらしいと評
価される(ステップS7)。それに反してこれらの条件
の内の1つが満たされないと、α値はもっともらしくな
いと評価される(ステップS8)。
【0072】もっともらしいと評価されたα値は、時宜
にかなった値αaktおよび開始角αStart=α
aktとして設定される。拡大したアルゴリズムを通過
後αS tartはαStart,alt=αStart
に従って開始角を「古い」と定義する。α値がもっとも
らしくないと判明すると、時宜にかなった値αaktが
αStart,alt+Δαintに従って判明し、開
始角がαStart=α aktとして「新しい」ことが
判る。新たな手順を開始する前に、再びαSta
rt,alt=αStartを設定する。
にかなった値αaktおよび開始角αStart=α
aktとして設定される。拡大したアルゴリズムを通過
後αS tartはαStart,alt=αStart
に従って開始角を「古い」と定義する。α値がもっとも
らしくないと判明すると、時宜にかなった値αaktが
αStart,alt+Δαintに従って判明し、開
始角がαStart=α aktとして「新しい」ことが
判る。新たな手順を開始する前に、再びαSta
rt,alt=αStartを設定する。
【0073】最後にもっともらしいと検出されたα値
が、大幅に時間的に遅れている場合には、上げられた作
動閾値Si(α),i=1,2,3を再び段階的に基本
値に戻されるかまたは即座にこの基本値に設定され得
る。
が、大幅に時間的に遅れている場合には、上げられた作
動閾値Si(α),i=1,2,3を再び段階的に基本
値に戻されるかまたは即座にこの基本値に設定され得
る。
【0074】ここで図10による実施形態に戻って、例
えば勾配カーブを通過するような、作動が望まれない走
行状況を検出するために、コンパレータK5,K6およ
びK 7とNANDゲート10を備える。このコンパレー
タK5,K6およびK7は、各々1つの閾値Siを生じ
る1つの閾値回路SWi,i=5,6,7に組み込ま
れ、その際角速度センサ1から生じたωx値は閾値S5
と比較するためにコンパレータK5に、z方向で加速度
センサ4から生じたaz値はコンパレータK6に、傾斜
センサ5から生じたα値はコンパレータK7に供給され
る。各測定値が閾値Si(i=5,6)を超え、同時に
α値が閾値S7を下回る場合に、NANDゲート10の
出力に、ANDゲート7を遮断する論理L値があるの
で、このANDゲート7の別の入力に並ぶH信号は、安
全装置の点火薬類3のORゲート8を介して作動へと導
かれない。
えば勾配カーブを通過するような、作動が望まれない走
行状況を検出するために、コンパレータK5,K6およ
びK 7とNANDゲート10を備える。このコンパレー
タK5,K6およびK7は、各々1つの閾値Siを生じ
る1つの閾値回路SWi,i=5,6,7に組み込ま
れ、その際角速度センサ1から生じたωx値は閾値S5
と比較するためにコンパレータK5に、z方向で加速度
センサ4から生じたaz値はコンパレータK6に、傾斜
センサ5から生じたα値はコンパレータK7に供給され
る。各測定値が閾値Si(i=5,6)を超え、同時に
α値が閾値S7を下回る場合に、NANDゲート10の
出力に、ANDゲート7を遮断する論理L値があるの
で、このANDゲート7の別の入力に並ぶH信号は、安
全装置の点火薬類3のORゲート8を介して作動へと導
かれない。
【0075】則ち、さもないとその際現れる高いωx値
が安全装置の作動へとつながり得るので、車両が勾配カ
ーブを走行する場合には作動は阻止されるべきである。
それ故閾値S5は、勾配カーブを走行する場合に現れる
ωx値を超えるように設定される。さらにそのような走
行状況では、明らかに1Gの値より上にあるaz値が現
れ、そのために相当する閾値S6が約1Gで調節され
る。α値は勾配カーブを通過する場合に、車道の盛り上
げと液体傾斜センサを使用する際に現れる遠心加速度を
基にして、0°からわずかに逸れる。則ちある決められ
た値のままである。それ故α値はコンパレータK7の反
転入力端に、閾値S7は非反転入力端に供給される。
が安全装置の作動へとつながり得るので、車両が勾配カ
ーブを走行する場合には作動は阻止されるべきである。
それ故閾値S5は、勾配カーブを走行する場合に現れる
ωx値を超えるように設定される。さらにそのような走
行状況では、明らかに1Gの値より上にあるaz値が現
れ、そのために相当する閾値S6が約1Gで調節され
る。α値は勾配カーブを通過する場合に、車道の盛り上
げと液体傾斜センサを使用する際に現れる遠心加速度を
基にして、0°からわずかに逸れる。則ちある決められ
た値のままである。それ故α値はコンパレータK7の反
転入力端に、閾値S7は非反転入力端に供給される。
【0076】非常にゆっくりとロールオーバーが現れる
と、その場合作動閾値Si(α),i=1,2,3を超
えないが、安全装置を作動するためにその際現れるα値
の額をコンパレータK4を用いて、車両の静的傾斜角度
に相当する、閾値回路SW4から生じた作動閾値S4と
比較する。その際この作動閾値S4を超えると、相当す
るα値がプラウシビリティユニット11によりもっとも
らしいと評価された場合にのみ作動が行われるので、そ
の結果としてANDゲート9の両入力にH信号が加えら
れ、それにより点火最終段階3の活性化が起こる。
と、その場合作動閾値Si(α),i=1,2,3を超
えないが、安全装置を作動するためにその際現れるα値
の額をコンパレータK4を用いて、車両の静的傾斜角度
に相当する、閾値回路SW4から生じた作動閾値S4と
比較する。その際この作動閾値S4を超えると、相当す
るα値がプラウシビリティユニット11によりもっとも
らしいと評価された場合にのみ作動が行われるので、そ
の結果としてANDゲート9の両入力にH信号が加えら
れ、それにより点火最終段階3の活性化が起こる。
【0077】実施形態中で説明したフィルタ関数は、マ
イクロプロセッサを用いてソフトウェアにより実施され
る。しかしながらこのフィルタ関数を、適当な電気部品
から構成されたフィルタ回路を用いて、ハードウェアに
より実施することもまた可能である。
イクロプロセッサを用いてソフトウェアにより実施され
る。しかしながらこのフィルタ関数を、適当な電気部品
から構成されたフィルタ回路を用いて、ハードウェアに
より実施することもまた可能である。
【図1】理論的ロールオーバー特性曲線としての等式
(1)のω−αグラフである。
(1)のω−αグラフである。
【図2】角速度センサと、センサ信号を評価する3つの
低域通過フィルタ関数を有する、本発明に従って作られ
た作動アルゴリズムを用いた安全システムのブロック図
である。
低域通過フィルタ関数を有する、本発明に従って作られ
た作動アルゴリズムを用いた安全システムのブロック図
である。
【図3】図1による安全システムをソフトウェアにより
実施するための流れ図である。
実施するための流れ図である。
【図4】図2による安全システム内で実施された個々の
作動部分の作動挙動を有する作動アルゴリズムのω−α
グラフである。
作動部分の作動挙動を有する作動アルゴリズムのω−α
グラフである。
【図5】z方向に追加の加速度トランスデューサないし
追加の傾斜センサを備えた、図1による安全システムを
示す図である。
追加の傾斜センサを備えた、図1による安全システムを
示す図である。
【図6】図5に従って修正した実施形態を示す図であ
る。
る。
【図7】図5による実施形態をソフトウェアにより実施
するための流れ図である。
するための流れ図である。
【図8】zおよびy方向に2つの追加の加速度トランス
デューサを備えた、図1によるブロック図である。
デューサを備えた、図1によるブロック図である。
【図9】y方向に追加の傾斜センサとz方向に追加の加
速度トランスデューサを備えた、図1によるブロック図
である。
速度トランスデューサを備えた、図1によるブロック図
である。
【図10】傾斜センサのセンサ値に関してプラウシビリ
ティチェックが実施される、図8による実施形態のブロ
ック図である。
ティチェックが実施される、図8による実施形態のブロ
ック図である。
【図11】1つの傾斜センサから生じたα値のもっとも
らしさを評価する流れ図である。
らしさを評価する流れ図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501202509 Sieboldstrasse 19, D −90411 Nuernberg, Deu tschland (72)発明者 エルンスト ロッテンコバー ドイツ国 85238 ペーターハオゼン モ ーツァルトリング 6 (72)発明者 ペーター シュタイナー ドイツ国 86529 シュローベンハオゼン ザンクト−セバスチャン−シュトラーセ 10 (72)発明者 ヘルムート シュトイラー ドイツ国 85302 ゲロルスバッハ−ユン ケンホーフェン ビルケンヴェーク 10 (72)発明者 ペーター ヴァイデル ドイツ国 85276 プファッフェンホーフ ェン シェーンブリック 29 Fターム(参考) 3D018 MA00 3D054 EE09 EE36
Claims (20)
- 【請求項1】 車両の安全システム中に設けられた角速
度センサのセンサ信号を処理する作動アルゴリズムを生
成する方法であって、安全システムの少なくとも1つの
安全装置を作動する作動決定がセンサ信号に応じて下さ
れ、前記センサ信号は、ロールオーバーが差し迫る際に
現れるローリング運動の回転速度(ω)に対する基準を
表し、 a)次の理論的ロールオーバー特性曲線の生成であっ
て、 【数1】 上式で、ωは車両のローリング運動の初期回転速度に、
αth(ω)は車両の傾斜角度に相当し、定数α
kippとωgrenzは車両に応じて決まり、それぞ
れこれを超えると車両が傾く静的傾斜角度と、ω≧ω
grenzで車両のロールオーバーが起こる回転速度領
域とを与え、(ω,α)数値対の領域Bthは、|α|
≧αth(|ω|)(α,ω∈R)であり、肯定的な作
動決定が期待される、帰属するロールオーバー危険デー
タ領域を表すステップと、 b)各々1つの作動閾値(S1,S2)を有する少なく
とも2つの低域通過フィルタ関数(Y1,n,n=1,
2,…;Y2,n,n=1,2,…)を有する第一象限
内で、ロールオーバー特性曲線(1)を近似することに
よる作動アルゴリズムの生成であって、両低域通過フィ
ルタ関数(Y1,n,n=1,2,…;Y2,n,n=
1,2,…)の限界周波数(fg1,fg1)と作動閾
値(S1,S2)が、 【数2】 である(|ω|,Y1,n(ω))数値対の領域BF1
と(|ω|,Y2,n(ω))数値対の領域BF2に対
して、 【数3】 が適用されるように決められるステップとが実施される
前記方法。 - 【請求項2】 a)第一および第二低域通過フィルタ関
数(Y1,n,n=1,2,…;Y2,n,n=1,
2,…)とこれに帰属する作動閾値(S1,S 2)を用
いてロールオーバー特性曲線(1)を近似するために、
作動アルゴリズムとして時間依存のステップ関数ω
(t)の出力順序を決定し、これに含まれる特性曲線を
ロールオーバー特性曲線(1)と比較し、 b)場合によっては第一および/または第二低域通過フ
ィルタ関数(Y1,n,n=1,2,…;Y2,n,n
=1,2,…)の限界周波数(fg1,fg1)および
/または作動閾値(S1,S2)を、第一および/また
は第二低域通過フィルタ関数(Y1,n,n=1,2,
…;Y2,n,n=1,2,…)に適合させる、請求項
1に記載の方法。 - 【請求項3】 a)第一および第二低域通過フィルタ関
数(Y1,n,n=1,2,…;Y2,n,n=1,
2,…)とこれに帰属する作動閾値(S1,S 2)を用
いてロールオーバー特性曲線(1)を近似するために、
作動アルゴリズムとしてシミュレートしたセンサシグナ
チャおよび/または実センサシグナチャを処理し、 b)作動アルゴリズムを用いて下された作動決定に応じ
て、場合によっては第一および/または第二低域通過フ
ィルタ関数(Y1,n,n=1,2,…;Y2 ,n,n
=1,2,…)の限界周波数(fg1,fg2)および
/または作動閾値(S1,S2)を、第一および/また
は第二低域通過フィルタ関数(Y1,n,n=1,2,
…;Y2,n,n=1,2,…)に適合させる、請求項
1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 a)各々別のセンサ用に、帰属する限界
周波数(fg,az,fg,ay,fg,α)を有する
少なくとも1つの低域通過フィルタ関数(Y az,n,
Yay,n,Yα,n,n=1,2,3,…)を、 a1)別のセンサの信号により与えられた車両安定度に
応じて、作動閾値(S1,S2)を引き上げまたは引き
下げるように発生させ、 b)低域通過フィルタ関数(Yaz,n,Yay,n,
Yα,n,n=1,2,3,…)を用いて拡大した作動
アルゴリズムを、各々別のセンサに対応する実センサシ
グナチャおよび/またはシミュレートしたセンサシグナ
チャに基づいてシミュレートおよび評価し、その際 b1)拡大した作動アルゴリズムを用いて下された作動
決定に応じて、場合によっては限界周波数
(fg,az,fg,ay,fg,α)および/または
閾値適合を方法ステップa1)に従って適合させる、 作動アルゴリズムが角速度センサの信号の他に別のセン
サの信号を処理し、前記別のセンサは安定性を示す車両
状態に固有のパラメータ、特に垂直加速度、横加速度お
よび傾斜角度を検出し、このパラメータに応じて作動閾
値(S1,S2)の値を適合させる、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項5】 低域通過フィルタ関数(Y1,n,Y
2,n,Yaz,n,Yay,n,Yα,n,n=1,
2,3,…)を1次ディジタルフィルタとして作り出
す、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 シミュレートしたセンサシグナチャおよ
び/または実センサシグナチャを処理する前に、これら
を処理する高域通過フィルタ関数(YHP)を作り出
す、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】 この方法がプログラム可能なデータ処理
装置を用いて実施される、請求項1ないし6のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項8】 車両のローリング運動の回転速度を感知
する角速度センサ(1)と、制御装置により制御される
少なくとも1つの安全装置とを備える車両用安全システ
ムであって、制御装置内で、請求項1ないし7のいずれ
か一項に従って作り出した作動アルゴリズムが実施さ
れ、第二の低域通過フィルタ関数Y2, nがfg2<f
g1を有する限界周波数(fg2)とS2<S1を有す
るその作動閾値S2を確定し、低域通過フィルタの出力
値|Y1,n(ω)|または|Y 2,n(ω)|が作動
閾値(S1,S2)を超える場合に安全装置を作動す
る、安全システム。 - 【請求項9】 車両の遅いロールオーバーを検出するた
めに、十分の数Hzの第二の低域通過フィルタ関数Y
2,nの限界周波数(fg2)と、これに適合させた作
動閾値(S2)とを備える、請求項8に記載の安全シス
テム。 - 【請求項10】 比較的高い初期回転速度で車両のロー
ルオーバーを検出するために、数Hz、好ましくは比較
的大きい5ないし10Hzの領域の第一の低域通過フィ
ルタ関数Y1,nの限界周波数(fg1)と、これに適
合させた高い作動閾値(S1)とを備え、比較的低い初
期回転速度で車両のロールオーバーを検出するために、
数Hz、好ましくは1ないし5Hzの第二の低域通過フ
ィルタ関数Y2,nの限界周波数(fg2)と、これに
適合させた作動閾値(S2)とを備える、請求項8に記
載の安全システム。 - 【請求項11】 作動アルゴリズムを用いて車両の遅い
ロールオーバーを検出するために、十分の数Hzの限界
周波数(fg3)を有する第三の低域通過フィルタ関数
Y3,nとこれに適合させた作動閾値(S3)とが実施
される、請求項10に記載の安全システム。 - 【請求項12】 加速度センサ(4)を用いて車両の垂
直加速度を検出し、制御装置内に請求項4ないし7のい
ずれか一項に記載の方法により拡大した作動アルゴリズ
ムが実施され、この拡大した作動アルゴリズムにより処
理された加速度センサの信号を、少なくとも1つの適合
閾値(Saz)と比較し、この適合閾値(Saz)を超
えるまたは下回る場合に、作動閾値の閾値(Si,i=
1,2,3)をそれぞれ引き上げるまたは引き下げる、
請求項8ないし11のいずれか一項に記載の安全システ
ム。 - 【請求項13】 傾斜センサ(5)を用いて車両の傾き
を検出し、制御装置内に請求項4ないし7のいずれか一
項に記載の方法により拡大した作動アルゴリズムを補充
し、この拡大した作動アルゴリズムにより処理された傾
斜センサの信号を、少なくとも1つの適合閾値(Sα)
と比較し、この適合閾値(Sα)を超えるまたは下回る
場合に、作動閾値の閾値(Si,i=1,2,3)をそ
れぞれ引き上げるまたは引き下げる、請求項8ないし1
1のいずれか一項に記載の安全システム。 - 【請求項14】 加速度センサ(4,6)を用いて車両
の垂直加速度(az)と横加速度(ay)を検出し、制
御装置内に請求項4ないし7のいずれか一項に記載の方
法により拡大した作動アルゴリズムが実施され、この拡
大した作動アルゴリズムにより各々処理された加速度セ
ンサの信号から商(ay/az)が形成され、この値を
商閾値(Squot)と比較し、この商(ay/az)
が信号の前兆定義に応じて商閾値(Squot)を超え
るないし下回る場合に、安全装置が作動される、請求項
8ないし11のいずれか一項に記載の安全システム。 - 【請求項15】 加速度センサ(7)と傾斜センサ
(8)を用いて車両の垂直加速度(az)と傾斜角度
(α)を検出し、制御装置内に請求項4ないし7のいず
れか一項に記載の方法により拡大した作動アルゴリズム
が実施され、加速度センサと傾斜センサの信号に相当す
る車両状態を考慮するために、この拡大した作動アルゴ
リズムにより各々処理された加速度センサと傾斜センサ
の信号に応じて、作動閾値の値(Si(α,az),i
=1,2,3)を時宜にかなった車両状態に適合させ
る、請求項8ないし11のいずれか一項に記載の安全シ
ステム。 - 【請求項16】 拡大した作動アルゴリズムにより処理
された加速度トランスデューサ(7)と角速度センサ
(1)の信号に応じて、傾斜閾値(S4(ω,az))
を決定し、拡大した作動アルゴリズムにより処理された
傾斜センサの信号が、この傾斜閾値(S4(ω,
az))を超える場合に安全装置が作動される、請求項
15に記載の安全システム。 - 【請求項17】 加速度センサ(4)と傾斜センサ
(5)を用いて車両の垂直加速度(az)と傾斜角度
(α)を検出し、制御装置内に請求項4ないし7のいず
れか一項に記載の方法により拡大した作動アルゴリズム
が実施され、垂直加速度(az)と回転速度(ω)を特
徴付ける車両状態を基にして、傾斜角度の値(α)のも
っともらしさが評価され、もっともらしさによりこの値
が傾斜角度の時宜にかなった値(αakt)として設定
される、請求項8ないし11のいずれか一項に記載の安
全システム。 - 【請求項18】 設定された傾斜角度の時宜にかなった
値(αakt)を、車両の傾斜角度(αkipp)に相
当する傾斜閾値(Skipp)と比較し、傾斜角度の時
宜にかなった値(αakt)が傾斜閾値(Skipp)
を超える場合に安全装置が作動される、請求項17に記
載の安全システム。 - 【請求項19】 傾斜角度(α)のもっともらしくない
値が存在する場合に、車両走行中に生じた傾斜角度の変
化(Δαint)を回転速度(ω)を積分することで算
出し、開始角(αStart)を加算し、その合計を時
宜にかなった値(αakt)として設定する、請求項1
7または18に記載の安全システム。 - 【請求項20】 設定された傾斜角度の時宜にかなった
値(αakt)に応じて、作動閾値の値(Si(α),
i=1,2,3)を時宜にかなった車両状態に適合させ
る、請求項17ないし18のいずれか一項に記載の安全
システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10025259.1 | 2000-05-22 | ||
DE10025259A DE10025259C2 (de) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | Verfahren zur Erzeugung eines Auslösealgorithmus zur Erkennung eines Überschlages für ein Sicherheitssystem in einem Kraftfahrzeug |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002029351A true JP2002029351A (ja) | 2002-01-29 |
Family
ID=7643089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001151742A Pending JP2002029351A (ja) | 2000-05-22 | 2001-05-21 | 車両の安全システムのためのロールオーバー検出用の作動アルゴリズム生成方法 |
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---|---|
US (1) | US6701276B2 (ja) |
EP (1) | EP1157899B1 (ja) |
JP (1) | JP2002029351A (ja) |
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