JP2002542098A - クラッシュ前に行われた制動プロセスに起因する自動車減速の測定回路装置 - Google Patents
クラッシュ前に行われた制動プロセスに起因する自動車減速の測定回路装置Info
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Abstract
(57)【要約】
クラッシュ前に行われた制動プロセスに起因し、自動車乗員の座席位置の変化を引き起こす自動車の減速を測定する回路装置を簡単な回路装置によって実現可能にするために、この減速を加速度センサ(BS)によって測定し、この加速度センサはクラッシュ時に生じる大きな減速を測定するように構成されており、小さい減速に起因するセンサ(BS)の出力電圧を増幅する増幅器(OP)を有し、これにより、増幅された出力電圧からAD変換器によって導出されたデジタル測定信号が十分に大きな減速度分解能を有するように構成する。
Description
【0001】 本発明は、クラッシュの前に行われた制動プロセスに起因し、自動車乗員の座
席位置の変化を引き起こす自動車の減速を測定する回路装置であって、ここで、
AD変換器が加速度センサのアナログ出力電圧を後の信号評価のためにデジタル
測定信号に変換する測定回路装置に関する。
席位置の変化を引き起こす自動車の減速を測定する回路装置であって、ここで、
AD変換器が加速度センサのアナログ出力電圧を後の信号評価のためにデジタル
測定信号に変換する測定回路装置に関する。
【0002】 1996年11月26〜27日にカールスルーエにて開催された会議、The
3rd International Symposium on Sophi
sticated Car Occupant Safety Systems
,Airbag 2000の報告書の16−1〜15−20ページから、いわゆ
るプレクラッシュセンサを用いて自動車と障害物とのクラッシュが目前に迫って
いるかどうかを予測することが公知である。このプレクラッシュセンサは、レー
ダ、赤外線または超音波に基づいて自動車と障害物との距離および相対速度を測
定することができる。この刊行物にはさらに、赤外線と超音波によって自動車乗
員の座席上の位置を把握する車内センサについての記述がある。自動車乗員の位
置に依存して、エアバッグの作動、つまりエアバッグを膨らます強度が、乗員が
自動車クラッシュ時に最適な保護を受けられるように制御される。エアバッグの
作動が乗員にとってむしろ危険になり得るいわゆるout−of−positi
onの位置、つまり通常の状態からはずれた位置に自動車乗員がいる場合にはエ
アバッグは作動されない。
3rd International Symposium on Sophi
sticated Car Occupant Safety Systems
,Airbag 2000の報告書の16−1〜15−20ページから、いわゆ
るプレクラッシュセンサを用いて自動車と障害物とのクラッシュが目前に迫って
いるかどうかを予測することが公知である。このプレクラッシュセンサは、レー
ダ、赤外線または超音波に基づいて自動車と障害物との距離および相対速度を測
定することができる。この刊行物にはさらに、赤外線と超音波によって自動車乗
員の座席上の位置を把握する車内センサについての記述がある。自動車乗員の位
置に依存して、エアバッグの作動、つまりエアバッグを膨らます強度が、乗員が
自動車クラッシュ時に最適な保護を受けられるように制御される。エアバッグの
作動が乗員にとってむしろ危険になり得るいわゆるout−of−positi
onの位置、つまり通常の状態からはずれた位置に自動車乗員がいる場合にはエ
アバッグは作動されない。
【0003】 自動車の運転手は経験上、クラッシュが実際に起こる前に制動プロセスに着手
する。プレクラッシュ制動とも称されるこの制動プロセスは、とりわけ助手席の
乗員を助手席用エアバッグの方向に向かって前へ移動させてしまう。自動車がク
ラッシュ前のこのような制動プロセスによって被る減速から、車内センサとの協
働により、起ころうとしているクラッシュの前に乗員の位置変化を把握すること
ができ、そしてこれに従ってエアバッグを適時に作動もしくは非作動の措置をと
ることができる。
する。プレクラッシュ制動とも称されるこの制動プロセスは、とりわけ助手席の
乗員を助手席用エアバッグの方向に向かって前へ移動させてしまう。自動車がク
ラッシュ前のこのような制動プロセスによって被る減速から、車内センサとの協
働により、起ころうとしているクラッシュの前に乗員の位置変化を把握すること
ができ、そしてこれに従ってエアバッグを適時に作動もしくは非作動の措置をと
ることができる。
【0004】 本発明の課題は、クラッシュ前に行われた制動プロセスに起因して、自動車乗
員の座席位置の変化を引き起こす自動車の減速を測定する回路装置を、できるだ
け簡単な回路手段で実現することである。
員の座席位置の変化を引き起こす自動車の減速を測定する回路装置を、できるだ
け簡単な回路手段で実現することである。
【0005】 本発明の利点 前記の課題は、請求項1記載の特徴により、加速度センサの出力側信号を、A
D変換器によってデジタル測定信号に変換した後に評価することによって解決さ
れる。加速度センサとして、クラッシュ時に生じる大きな減速を測定するように
構成されたセンサが用いられる。小さい減速に起因するセンサの出力電圧を増幅
する増幅器が設けられており、これにより、増幅された出力電圧からAD変換器
によって導出された測定信号が、十分に大きな減速度分解能を有することになる
。
D変換器によってデジタル測定信号に変換した後に評価することによって解決さ
れる。加速度センサとして、クラッシュ時に生じる大きな減速を測定するように
構成されたセンサが用いられる。小さい減速に起因するセンサの出力電圧を増幅
する増幅器が設けられており、これにより、増幅された出力電圧からAD変換器
によって導出された測定信号が、十分に大きな減速度分解能を有することになる
。
【0006】 つまり本発明では、クラッシュ前に行われる制動プロセスを把握するために、
いずれにせよ自動車に存在する次のような加速度センサが用いられる。すなわち
、本来重力加速度gの35倍までの、実際のクラッシュ時に生じる自動車の長手
方向における加速度を測定するように構成されている加速度センサが用いられる
。本発明により、それ自体が非常に高い加速度を測定するために構成されている
センサを、プレクラッシュ制動プロセス時に生じるような小さな減速(0,1〜
1g)を把握するのにも利用でき、この小さな減速に対する測定信号が十分に高
い分解能を有するようにすることができる。
いずれにせよ自動車に存在する次のような加速度センサが用いられる。すなわち
、本来重力加速度gの35倍までの、実際のクラッシュ時に生じる自動車の長手
方向における加速度を測定するように構成されている加速度センサが用いられる
。本発明により、それ自体が非常に高い加速度を測定するために構成されている
センサを、プレクラッシュ制動プロセス時に生じるような小さな減速(0,1〜
1g)を把握するのにも利用でき、この小さな減速に対する測定信号が十分に高
い分解能を有するようにすることができる。
【0007】 本発明のさらなる利点は従属請求項から明らかになる。増幅器に、増幅器の出
力電圧の変位をAD変換器によって変換可能な電圧領域に制限もしくは変換する
回路手段を接続することができる。この増幅器は、例えば出力側にトランジスタ
がエミッタホロワで接続されているオペアンプでよい。このトランジスタは、オ
ペアンプの出力電圧の変位をAD変換器によって変換可能な電圧領域に上限を制
限し、下限はアース電位ぐらいまで広げる。ここで、加速度測定信号の高い分解
能に達するために、安価でありながらも比較的高い出力飽和電圧を有するバイポ
ーラオペアンプを使用することができる。
力電圧の変位をAD変換器によって変換可能な電圧領域に制限もしくは変換する
回路手段を接続することができる。この増幅器は、例えば出力側にトランジスタ
がエミッタホロワで接続されているオペアンプでよい。このトランジスタは、オ
ペアンプの出力電圧の変位をAD変換器によって変換可能な電圧領域に上限を制
限し、下限はアース電位ぐらいまで広げる。ここで、加速度測定信号の高い分解
能に達するために、安価でありながらも比較的高い出力飽和電圧を有するバイポ
ーラオペアンプを使用することができる。
【0008】 実施例の説明 次に、図示した実施例に基づいて本発明をより詳しく説明する。
【0009】 添付の図には自動車の減速を測定できる回路装置が示されている。この減速は
、自動車がクラッシュの前に行った制動プロセスに起因するものであり、その結
果、自動車乗員の座席位置の変化を引き起こす。この回路装置が自動車の減速を
測定し、そして制御ユニットSTが、測定された減速度信号MSをプレクラッシ
ュ情報PCRと車内センサの情報AOSと共に分析する。この制御ユニットST
が、1つまたは複数のエアバッグABおよびその他の高速装置の作動を担当する
。プレクラッシュセンサから目前に迫っているクラッシュについての情報PCR
が来ると、または運転手が接近する障害物に気づくと、その後に測定された自動
車の減速MSはかなりの確率で、運転手が目前に迫るクラッシュに直面して実行
した制動プロセスに起因するものと推定される。このような減速が乗員を理想的
な位置から移動させ、制御ユニットSTがそれに応じて自動車乗員の保護に適し
た拘束手段の制御を指示する。車内センサによって測定された自動車乗員の位置
AOSに応じて、エアバッグを程度の差こそあれ強くまたは段階的に膨らませる
ことができ、または、該当する人物が前方への移動によってエアバッグに近づき
すぎた場合にはエアバッグの作動を阻止することができる。
、自動車がクラッシュの前に行った制動プロセスに起因するものであり、その結
果、自動車乗員の座席位置の変化を引き起こす。この回路装置が自動車の減速を
測定し、そして制御ユニットSTが、測定された減速度信号MSをプレクラッシ
ュ情報PCRと車内センサの情報AOSと共に分析する。この制御ユニットST
が、1つまたは複数のエアバッグABおよびその他の高速装置の作動を担当する
。プレクラッシュセンサから目前に迫っているクラッシュについての情報PCR
が来ると、または運転手が接近する障害物に気づくと、その後に測定された自動
車の減速MSはかなりの確率で、運転手が目前に迫るクラッシュに直面して実行
した制動プロセスに起因するものと推定される。このような減速が乗員を理想的
な位置から移動させ、制御ユニットSTがそれに応じて自動車乗員の保護に適し
た拘束手段の制御を指示する。車内センサによって測定された自動車乗員の位置
AOSに応じて、エアバッグを程度の差こそあれ強くまたは段階的に膨らませる
ことができ、または、該当する人物が前方への移動によってエアバッグに近づき
すぎた場合にはエアバッグの作動を阻止することができる。
【0010】 クラッシュ前の制動プロセス(プレクラッシュ制動)における自動車の減速を
測定するために少なくとも1つの加速度センサBSが用いられ、この加速度セン
サ自体は、クラッシュ時に生じる自動車の減速もしくは自動車の長手方向におけ
る加速度を測定するように構成されている。この加速度センサBSは、クラッシ
ュの状況で生じるような35g(g=重力加速度)までのかなり高い加速度が測
定可能でなければならない。実際のクラッシュ時と比較してプレクラッシュ制動
時に生じる減速はかなり小さい、つまり0,1g〜1gにも関わらず、高い加速
度値を測定するように構成された加速度センサBSが使用される。35gまでの
減速を測定するために構成された加速度センサBは、例えば55mV/gの測定
感度を有する。加速度センサのアナログ出力電圧を制御ユニットSTによって処
理可能なデジタル測定信号に変換するために8ビットAD変換器に供給すると、
この測定信号に対する分解能がおよそ0,36g/Bitになる。この測定信号
の分解能は、0,1g〜1gの小さい減速を把握するためにはかなり小さすぎる
。それにも関わらず8ビットAD変換器ADを用いて測定信号分解能を高めるた
めにオペアンプOPが設けられており、このオペアンプの一方の入力側には加速
度センサBSの出力電圧UOが加えられ、他方の入力側には基準電圧URが加え
られる。測定感度が例えばだいたい55m/Vgぐらいである出力側信号UOを
例えば増幅率10=|R2/R3|で増幅することによって次のような加速度測
定電圧UOVが生じる。すなわち、後置接続された8ビットAD変換器によって
十分に大きな分解能をもつデジタル測定信号MSに変換することのできる加速度
測定電圧UOVが生じる。
測定するために少なくとも1つの加速度センサBSが用いられ、この加速度セン
サ自体は、クラッシュ時に生じる自動車の減速もしくは自動車の長手方向におけ
る加速度を測定するように構成されている。この加速度センサBSは、クラッシ
ュの状況で生じるような35g(g=重力加速度)までのかなり高い加速度が測
定可能でなければならない。実際のクラッシュ時と比較してプレクラッシュ制動
時に生じる減速はかなり小さい、つまり0,1g〜1gにも関わらず、高い加速
度値を測定するように構成された加速度センサBSが使用される。35gまでの
減速を測定するために構成された加速度センサBは、例えば55mV/gの測定
感度を有する。加速度センサのアナログ出力電圧を制御ユニットSTによって処
理可能なデジタル測定信号に変換するために8ビットAD変換器に供給すると、
この測定信号に対する分解能がおよそ0,36g/Bitになる。この測定信号
の分解能は、0,1g〜1gの小さい減速を把握するためにはかなり小さすぎる
。それにも関わらず8ビットAD変換器ADを用いて測定信号分解能を高めるた
めにオペアンプOPが設けられており、このオペアンプの一方の入力側には加速
度センサBSの出力電圧UOが加えられ、他方の入力側には基準電圧URが加え
られる。測定感度が例えばだいたい55m/Vgぐらいである出力側信号UOを
例えば増幅率10=|R2/R3|で増幅することによって次のような加速度測
定電圧UOVが生じる。すなわち、後置接続された8ビットAD変換器によって
十分に大きな分解能をもつデジタル測定信号MSに変換することのできる加速度
測定電圧UOVが生じる。
【0011】 このAD変換器ADに供給された電圧UOVの変位は、AD変換器ADによっ
て処理可能な電圧範囲内に存在し、決してAD変換器の最大可能入力側電圧を上
回ったりまたは下回ってはいけない。なぜなら、さもないとAD変換器が、印加
されている全ての電圧値UOVを間違って変換してしまうだろうからである。安
価なバイポーラオペアンプを使用する場合、その出力電圧変位がAD変換器の許
容入力側電圧を上回らないということは必ずしも保証されていない。例えば出力
電圧変位がアース電位+1,5Vから供給電圧BS−2Vまでである安価なオペ
アンプ(例えばLM2904)がある。つまり、このオペアンプの供給電圧UB
が8Vの時、出力電圧変位の上限が6Vになる。しかしAD変換器ADの入力側
電圧の変位が5Vまでにしか達しない場合、AD変換器ADの変換領域をオペア
ンプOPの出力電圧が上回るだろう。これを回避するためにオペアンプOPの出
力側にトランジスタTRがエミッタホロワで接続されている。このトランジスタ
TRは、バイアス電圧UV=5Vであり、オペアンプOPの出力電圧の変位をベ
ース−コレクタダイオードクランプによって5Vに制限する。そうするとトラン
ジスタTRのエミッタに生じるAD変換器の入力電圧UOVは変換領域の上限値
である5Vを上回らない。オペアンプOPの出力側は抵抗R1を介してトランジ
スタTRのベースに置かれており、トランジスタTRのエミッタは負帰還抵抗R
2を介して、加速度センサBSの出力電圧UOの加わるオペアンプOPの入力側
に接続されている。
て処理可能な電圧範囲内に存在し、決してAD変換器の最大可能入力側電圧を上
回ったりまたは下回ってはいけない。なぜなら、さもないとAD変換器が、印加
されている全ての電圧値UOVを間違って変換してしまうだろうからである。安
価なバイポーラオペアンプを使用する場合、その出力電圧変位がAD変換器の許
容入力側電圧を上回らないということは必ずしも保証されていない。例えば出力
電圧変位がアース電位+1,5Vから供給電圧BS−2Vまでである安価なオペ
アンプ(例えばLM2904)がある。つまり、このオペアンプの供給電圧UB
が8Vの時、出力電圧変位の上限が6Vになる。しかしAD変換器ADの入力側
電圧の変位が5Vまでにしか達しない場合、AD変換器ADの変換領域をオペア
ンプOPの出力電圧が上回るだろう。これを回避するためにオペアンプOPの出
力側にトランジスタTRがエミッタホロワで接続されている。このトランジスタ
TRは、バイアス電圧UV=5Vであり、オペアンプOPの出力電圧の変位をベ
ース−コレクタダイオードクランプによって5Vに制限する。そうするとトラン
ジスタTRのエミッタに生じるAD変換器の入力電圧UOVは変換領域の上限値
である5Vを上回らない。オペアンプOPの出力側は抵抗R1を介してトランジ
スタTRのベースに置かれており、トランジスタTRのエミッタは負帰還抵抗R
2を介して、加速度センサBSの出力電圧UOの加わるオペアンプOPの入力側
に接続されている。
【0012】 加速度センサBSと後続のオペアンプOPの0g−offsetは、測定信号
MSを検出する際には考慮されず、制御装置STにおいて作動判定基準を形成す
る際に初めて考慮される。
MSを検出する際には考慮されず、制御装置STにおいて作動判定基準を形成す
る際に初めて考慮される。
【図1】 自動車の減速を測定する回路装置である。
BS 加速度センサ UO 加速度センサ出力電圧 UR 基準電圧 UB 供給電圧 OP オペアンプ TR トランジスタ UOV 加速度測定電圧 AD AD変換器 MS 減速度信号 ST 制御ユニット PCR プレクラッシュセンサ情報 AOS 車内センサ情報 AB エアバッグ
Claims (3)
- 【請求項1】 クラッシュの前に行われた制動プロセスに起因し、自動車乗
員の座席位置の変化を引き起こす自動車の減速を測定する回路装置であって、 AD変換器(AD)が、加速度センサ(BS)のアナログ出力電圧を後続の信
号評価のためにデジタル測定信号(MS)に変換する測定回路装置において、 前記加速度センサ(BS)は、クラッシュ時に生じる大きな減速を測定し、 増幅器(OP)が設けられており、 該増幅器は、小さい減速に起因するセンサ(BS)の出力電圧(UO)を増幅
し、 増幅された出力電圧に基づきAD変換器から導出されたデジタル測定信号が、
十分に大きな減速度分解能を有する、 ことを特徴とする回路装置。 - 【請求項2】 前記増幅器(OP)に回路手段(TR)が接続されており、 該回路装置は、増幅器出力電圧の変位をAD変換器(AD)によって変換可能
な電圧領域に適合させる、 請求項1記載の回路装置。 - 【請求項3】 前記増幅器はオペアンプ(OP)であり、 該オペアンプ(OP)の出力側にトランジスタ(TR)がエミッタホロワで接
続されており、 該トランジスタ(TR)は、オペアンプ(OP)の出力電圧変位をAD変換器
(AD)によって変換可能な電圧領域に制限する、 請求項1または2記載の回路装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19916954A DE19916954C2 (de) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | Schaltungsanordnung zum Messen von Verzögerungen eines Fahrzeugs, verursacht durch einen vor einem Crash erfolgten Bremsvorgang |
DE19916954.3 | 1999-04-15 | ||
PCT/EP2000/003052 WO2000063046A1 (de) | 1999-04-15 | 2000-04-06 | Schaltungsanordnung zum messen von verzögerungen eines fahrzeugs, verursacht durch einen vor einem crash erfolgten bremsvorgang |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002542098A true JP2002542098A (ja) | 2002-12-10 |
Family
ID=7904606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000612158A Pending JP2002542098A (ja) | 1999-04-15 | 2000-04-06 | クラッシュ前に行われた制動プロセスに起因する自動車減速の測定回路装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6396427B1 (ja) |
EP (2) | EP1419938B1 (ja) |
JP (1) | JP2002542098A (ja) |
AU (1) | AU751634B2 (ja) |
DE (3) | DE19916954C2 (ja) |
WO (1) | WO2000063046A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
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US8059000B2 (en) | 2005-05-24 | 2011-11-15 | The Invention Science Fund I, Llc | Wearable/portable protection for a body |
US8033571B2 (en) * | 2005-05-24 | 2011-10-11 | The Invention Science Fund I, Llc | Energy dissipative cushioning elements |
US10539941B2 (en) | 2005-05-24 | 2020-01-21 | Deep Science, Llc | Energy dissipative cushioning elements |
US8102258B2 (en) * | 2005-05-24 | 2012-01-24 | The Invention Science Fund I, Llc | Actuatable cushioning elements |
US8179254B2 (en) * | 2005-05-24 | 2012-05-15 | The Invention Science Fund I, Llc | Actuatable cushioning elements |
DE102005034672A1 (de) * | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Siemens Ag | Verfahren zum Betreiben eines digitalen Sensors |
DE102006047632A1 (de) * | 2006-10-09 | 2008-04-10 | Robert Bosch Gmbh | Unfallsensor und Verfahren zur Verarbeitung von wenigstens einem Messsignal |
DE102010028080A1 (de) | 2010-04-22 | 2011-10-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Beschleunigungssignals für einen niedrigen G-Bereich |
US20140262396A1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-18 | Ingersoll-Rand Company | Angle Impact Tool |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5216607A (en) | 1989-05-30 | 1993-06-01 | Trw Vehicle Safety Systems Inc. | Method and apparatus for sensing a vehicle crash using energy and velocity as measures of crash violence |
US5668723A (en) * | 1989-05-30 | 1997-09-16 | Trw Vehicle Safety Systems Inc. | Method and apparatus for sensing a vehicle crash using crash energy |
JPH0343058U (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-23 | ||
JP2779283B2 (ja) * | 1991-12-26 | 1998-07-23 | 三菱電機株式会社 | 乗員保護装置 |
JP2855985B2 (ja) * | 1992-08-19 | 1999-02-10 | 三菱自動車工業株式会社 | アンチスキッドブレーキ装置 |
US5504379A (en) * | 1994-09-23 | 1996-04-02 | Trw Vehicle Safety Systems Inc. | Method and apparatus for sensing a vehicle crash using a velocity displacement metric |
DE19724101A1 (de) * | 1997-06-07 | 1998-12-10 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur bedarfsgerechten Steuerung von Insassen-Sicherheitseinrichtungen |
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1999
- 1999-04-15 DE DE19916954A patent/DE19916954C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
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