JP2002506766A - 車両の安全構成 - Google Patents
車両の安全構成Info
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Abstract
Description
即ち車両のx軸の回りを少なくとも90°にわたって回転する事故である。この
ような事故は、横転事故と呼ばれる。
る。例えば、車両は、カーブまたは他の固体対象物中にスライドしたり、あるい
は排水溝中に乗り入れまたはスライドしたり、あるいは傾斜面を滑落することが
ある。車両はまた、比較的高い摩擦係数を有する表面、例えば路面または地面を
横切ってスライドすることもある。例えば、車両の1以上の車輪は、路肩で泥内
にスライドすることがある。固形障害物中または泥上にスライドした場合は、車
両の車輪がその障害物または泥と接触することに起因して車両に作用する力は、
車両を効果的に横転状態に「トリップ」させる。
質的な危険性がある。そのような事故で生ずる典型的な傷害は、頭部または顔面
に対する傷害であり、また殆どのケースでは、これらの傷害は、車両から完全に
または部分的に投げ出されることに起因して地面と接触することによる傷害であ
る。
要素が設けられ、膨張したときに、車両の運転者または搭乗者に隣接して拡張す
るカーテンを形成する。このカーテンは、車両の運転者または搭乗者と、車両の
側面に開口するドアまたは窓との間に配置されている。このタイプの可膨張性要
素は、「膨張可能なカーテン」と呼ばれることがある。しかしながら、そのよう
な可膨張性要素は、横転事故の最中に、車両の運転者または搭乗者に対する保護
を与えるために、適切な時間で膨張されなければならない。
ンサが提供されているが、そのようなセンサが必ずしも安全装置の展開に対して
適切なトリガ信号を与えるものではないことが確認されている。特に、車両が泥
トリップまたはカーブトリップ横転に巻き込まれた場合である。
に車両の搭乗者を保護することに適用される安全装置と、この安全装置の起動を
トリガする信号を与えることに適用されるロールセンサ構成とを備え、前記信号
は、車両のロールまたは予期されたロールが検出された場合に与えられ、前記ロ
ールセンサ構成は、 a)車両の長軸回りの角速度(ωx)、または車両の長軸回りのロールの実際
の角度(αx)から選択された角度パラメータと、 b)車両の合計速度、または車両の所定方向の速度から選択された車両速度に
関連した速度パラメータと の双方に応答するものであることを特徴とする安全構成が提供される。
、車両の横方向速度でよい。
速度に、あるいは長手方向速度または横方向速度のような車両の速度成分にも応
答することが好ましい。
と、車両の長手方向速度を測定するためのスピードメータとを有することが便利
である。
れ、前記しきい値は、車両の速度または車両の所定方向の速度の関数であると有
利である。
速度が前記参照速度を越えた場合は、所定の期間を測定するためのタイミング手
段が起動され、前記タイミング手段は、前記速度依存しきい値が前記所定の期間
だけ到達されたことに起因して、前記安全構成がトリガ動作を可能にすると便利
である。
ωx)が所定のしきい値を越えた場合に、または前記角速度が車両の既存のロー
ル角度の関数であるしきい値を越えた場合に生成されると有利である。
両の瞬時横方向加速度が所定のしきい値を越えない場合はトリガ動作を禁止する
ための手段とを有すると便利である。
認識できるようにするために、この発明が、添付の図面を参照しながら例を挙げ
て説明される。
ールが起きそうな条件に投入することによって導入された複数の実験について、
車両の角速度(長手方向の軸回りの回転)を時間に対してプロットしたものであ
る。この車両は、各実験では、所定の一定摩擦係数(μ)で横方向に表面を横断
して移動したが、異なる初期横方向速度を有していた。各ケースでは、車両の初
期角速度は同じであり、グラフの領域1で示されるように、そこでは全てのプロ
ットが実質的に重なっている。このグラフに示される点RTFは、「点火が必要
とされる時期」であり、それは、安全装置が車両の搭乗者に対して十分な保護を
提供するものである場合に、横転状態が存在したとき、その安全装置が駆動され
るべき瞬間を指示している。
ならば、車両の「トリップ」後の横方向速度は、ロールが不可避である位置まで
車両を「持ち上げる」には十分でなかったためである。
ロット4は、ロールが起こる限界条件を実際に表している。車両が「トリップ」
後により高い横方向速度を有していたプロット5,6,7として示される異なる
プロットでは、車両はロールした。
いることが判る。これは、100m/s時点で車両が「ロール」しているか、「
非ロール」状況にあるかに関して有意な信号を生成することが不可能であること
を意味している。実際、175m/sでは、プロット3は依然としてプロット4
と重複しており、この瞬間でさえも、車両が「ロール」しているか、「非ロール
」状況にあるかを、角速度から決定することが可能ではない。プロット4は、ロ
ールに導く最初のプロットであり、そしてこれは僅か200m/s後に他のプロ
ットから分岐する。
ことに使用される他の安全装置は、角速度のプロットが分岐するよりも前のRT
Fの瞬間に起動されることが重要である、ということが理解されるべきである。
かくして、角速度単独では、安全装置を起動するためのトリガ信号を生成するこ
とに使用されるパラメータとしては適切ではない。
トされている。このグラフは、全てのプロットが重複しているセクション20を
組み入れており、このプロットが、事故になる100m/s前までは確かに重複
したままであることが判る。プロットが分岐し始めるのは、およそ100m/s
時点である。約150m/s後に、プロットは分岐して、非ロール状況に関係し
た2本の破線21,22と、ロール状況にある異なる実線23とを、異なるプロ
ット24,25,26,27と共に形成していることが判る。約200m/sが
経過するまでは、「ロール」状況と「非ロール」状況とを区別することが困難で
あることが判る。安全装置が車両の搭乗者に対して十分な保護を与える場合に、
横転状況が存在してその安全装置が起動されるべき瞬間を指示する点RTFは、
重複したプロットが分岐するよりも前である。かくして、車両の横方向加速度は
、安全装置に対するトリガ信号を生成することに使用されるパラメータとしては
適切ではない。
は、安全装置が時間内に起動されるとすれば、この期間が経過する前に起動が開
始しなければならないにもかかわらず、車両がロールしているか否かを区別する
ことは困難である。
の条件が、初期横方向速度Vy(これは初期長手方向速度exに依存する)と、
泥と車両の間の摩擦係数(μ)とに依存するという点である。カーブは、非常に
高い、例えば3.0より大きい摩擦係数μに対応するものと考えることができる
。
車両の一方の側面を上昇させるに十分大きなトルクを生成する。車両が横方向に
スライドすると、横方向の運動エネルギ(Vyに対応する)は、回転エネルギお
よび/または摩擦の結果としてスライドする車輪によって生成された熱エネルギ
に次第に転移される。
に対して十分な回転エネルギを得た場合にだけ起こる。
れは測定することが可能である。
大角速度を、泥とカーブのケースについて、車両の最小初期横方向速度の関数と
して示したグラフである。このグラフで異なる点は、異なる摩擦係数μを表して
いる。
ている場合は、その車両はロールすることがない。
持ち上げることができない。かくして、ロールは、如何に初期横方向速度が大き
くても、決して起こることがない。換言すれば、車両がスライドしている表面が
極めて滑りやすいと、車両はロールしない。グラフでは、これは最大ωx(常に
0.5RAD/Sより大きい)に対応する。
という発見に照らして、本発明は、新規なアルゴリズム、またはその代わりに、
アルゴリズムを実施するための装置を誘導した。このアルゴリズムは、横転事故
開始後の比較的短い時間内に、安全装置に対して十分なトリガ信号を提供するも
のと信じられている。
されている。これは、車両のロールまたは予期されたロールが検出された場合に
、安全装置の起動をトリガするための信号を与えるロールセンサ構成の形態であ
る。
長手方向即ちx軸の回りの車両の回転速度を、ラジアン/秒として検知するセン
サの形態である。このパラメータは、ωxと呼ばれる。
み込んでいる。測定される速度は、車両の長手方向の速度であり、かくしてこの
速度は、Vxとして表される。ここで、xは車両の長手方向軸である。この速度
センサは、勿論、車両のスピードメータであってもよい。
いう点は理解されるべきである。特に、車両がスライドおよび/またはスピンし
ている状況下で、車両がスライドして斜めになるか、またはスライドしながらス
ピンする場合は、長手方向の速度は部分的に、または殆ど完全に横方向の速度に
変換される。事実、全ての横方向速度は、長手方向速度に由来している。
照値ω2(αx)と比較される。この参照値は、車両の瞬時ロール角度αxの関
数である。これは、角速度ωxを積分することによって以下のように計算される
。
に関して変化する。車両が、例えばx軸回りで約40°回転することによって実
質的なロールを既に実行した場合は、非復帰点を超えて車両を通過させるために
、非常に低い角速度だけが必要とされる。即ち、車両の重心が、車両の地面に接
触している1もしくは複数の車輪の垂直方向上側に配置された点を超えて通過す
るときに、ロールは不可避となる。プロセッサ32のアルゴリズムは、例えば、
ωx>(k1−k2・αx)である。ここで、k1およびk2は定数である。プ
ロセッサ32の出力は、ORゲート33に供給される。
られる。また速度センサ31の出力はまた、第2のプロセッサ34へも与えられ
る。プロセッサ34では、x軸回りの回転の瞬時速度ωxが、車両の初期速度の
関数である参照値ω1(Vx)と比較される。一般的には、車両の初期速度が大
きいほど、横転を起こさせるに必要な回転速度は低い。関数ω1(Vx)は、図
3のグラフのように、最大ωxをω1に、また初期横方向速度Vyを初期長手方
向速度Vxに置換することによって、選択できる。この関数は、10m/sより
右側の水平な線を含むべきである。
は潜在的横転状況が始まった後の最初の所定期間内に、安全装置の起動をトリガ
するために価値ある結果を提供するものであると判定された。しかしながら、こ
の期間の後は、この信号は遙かに信頼性の乏しいものとなり、そしてトリガ動作
は、プロセッサ32を経由してだけ可能になる。かくして、図4に示された構成
では、センサ30の出力は、x軸回りの車両の角速度が、所定のしきい値、この
例では0.4ラジアン/秒より大きいときに判定を行う弁別器35に対して与え
られる。車両の瞬時角速度がこのしきい値を越えると、弁別器35は、プロセッ
サ34とタイマ36の両方を始動する信号を与える。タイマ36は、所定の期間
、この実施例では70m/sの間、動作し、そしてこの期間はタイマから出力信
号が与えられる。タイマ36からの出力信号は、プロセッサ34からの出力信号
と共に、ANDゲート37に供給される。このANDゲートの出力は、ORゲー
ト33の第2の入力を形成する。ORゲート33の出力は、例えば可膨張性カー
テンである安全装置38の起動をトリガすることに使用される。
に低下したときに、そしてそのときにのみ、リセットされ、そしてこのようなリ
セットが起こるまで再始動することはできない。
車両の初期速度に関係したしきい値を越えた場合に、トリガ信号が生成される点
である。しかしながら、ロールの角度に関連したしきい値より大きい角速度が検
出された場合はいつでも、トリガ信号は再び生成される。
トリガするために必要な「アーミング」構成を追加した1つの構成が示されてい
る。
度(Vinitial)を指示するセンサ信号を与えるセンサ構成40が設けられてい る。
定のしきい値、この例では0.7gを越えたときに、判定がなされる。横方向加
速度がこのしきい値を越えると、比較器41は出力信号を与え、これがANDゲ
ート42に供給される。ANDゲート42の他の入力は、上述したORゲート3
3の出力である。ANDゲート42の出力は、安全装置38を起動するためのト
リガ信号である。
た場合にだけ前記構成が「有効にされる」。横方向加速度がこのしきい値を越え
ない場合は、ANDゲート42は常に禁止されている。
て構成されることが予測される。
ットは車両がロールした状態に関連し、また他のプロットは車両がロールしてい
ない状態に関連した種々のプロットを示す。
るケースでは車両がロールされ、また他のケースでは車両がロールされていない
ことを示す多数のプロットを有している。
が必要とされる時期(RTF)より前に起こる最大角速度をプロットした図であ
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 車両の安全構成であって、前記安全構成は、横転事故の場合
に車両の搭乗者を保護することに適用される安全装置と、この安全装置の起動を
トリガする信号を与えることに適用されるロールセンサ構成とを備え、前記信号
は、車両のロールまたは予期されたロールが検出された場合に与えられ、前記ロ
ールセンサ構成は、 a)車両の長軸回りの角速度(ωx)、または車両の長軸回りのロールの実際
の角度(αx)から選択された角度パラメータと、 b)車両の合計速度、または車両の所定方向の速度から選択された車両速度に
関連した速度パラメータと の双方に応答するものであることを特徴とする安全構成。 - 【請求項2】 前記ロールセンサ構成は、車両の長軸回りの角速度に応答し
、また車両の合計速度に、あるいは長手方向速度または横方向速度のような車両
の速度成分にも応答する請求項1の安全構成。 - 【請求項3】 前記ロールセンサ構成は、前記角速度(ωx)を測定するた
めの角速度センサと、車両の長手方向速度を測定するためのスピードメータとを
有する請求項1または2の安全構成。 - 【請求項4】 前記信号は、車両の瞬時角速度が所定のしきい値に到達した
場合にのみ生成され、前記しきい値は、車両の速度または車両の所定方向の速度
の関数である先行する請求項のいずれかの安全構成。 - 【請求項5】 前記車両の速度の関数は、車両の長手方向速度の関数である
請求項4の安全構成。 - 【請求項6】 前記車両の速度の関数は、車両の横方向速度の関数である請
求項4の安全構成。 - 【請求項7】 前記車両の角速度は、所定の参照角速度と比較され、そして
、前記車両の角速度が前記参照角速度を越えた場合は、所定の期間を測定するた
めのタイミング手段が起動され、前記タイミング手段は、前記速度依存しきい値
が前記所定の期間だけ到達されたことに起因して、前記安全構成がトリガ動作を
可能にする請求項4〜6のいずれかの安全構成。 - 【請求項8】 前記信号は、車両の合計速度または車両の速度成分の関数で
ある前記角速度(ωx)が所定のしきい値を越えた場合に、または前記角速度が
車両の既存のロール角度の関数であるしきい値を越えた場合に生成される請求項
7の安全構成。 - 【請求項9】 前記センサ構成は、車両の瞬時横方向加速度を決定するため
の手段と、前記車両の瞬時横方向加速度が所定のしきい値を越えない場合はトリ
ガ動作を禁止するための手段とを有する先行する請求項のいずれかの安全構成。
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