JP2005200001A - ナビゲーションに基づいた安全拘束システムおよび方法 - Google Patents

ナビゲーションに基づいた安全拘束システムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】安全拘束システムの1個以上の要素を、ナビゲーションシステムまたは車両監視システムのようなシステムからの入力に基づいて作動させる。
【解決手段】本システムは、ナビゲーションモジュールに接続された安全拘束要素を含んでいる。そのナビゲーションモジュールは車両の位置を判断するように調整されており、その要素は、車両の位置判断に応じて作動するように調整されている。安全拘束要素は安全ベルトのプリテンショナーとすることができる。安全拘束要素は、車両が予め定めた基準に合致する区域に入ったかあるいは近づいていることをナビゲーションモジュールが判断した時点で、作動するように調整することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、全体としては安全拘束システム(safety restraint sysrem:SRS)の分野に関するものであり、より詳細には、安全拘束システムの1個以上の要素を、ナビゲーションシステムまたは車両監視システムのようなシステムからの入力に基づいて作動させる方式に関する。
本発明の1つの実施態様は、車両用の安全拘束システムを提供するもので、このシステムはナビゲーションモジュールに接続された安全拘束要素を含んでいる。ナビゲーションモジュールは車両の位置を判断するように調整され、安全拘束要素は、ナビゲーションモジュールが判断した位置に応じて作動するように調整されている。
本発明の別の実施態様は、車両用の安全拘束システムを作動させる方法を提供するものである。この方法は、車両の位置を判断する工程と、その位置に応じて安全拘束要素を作動させる工程とを含んでいる。
本発明のさらに別の実施態様は、第1の車両において使用するためのまた別の安全拘束システムを提供するもので、このシステムはナビゲーションモジュールに接続された安全拘束要素を含むが、このナビゲーションモジュールは、第1の車両に対する第2の車両の位置を判断するように調整されている。安全拘束要素はこの位置判断に応じて作動するように調整される。
本発明のさらにまた別の実施態様は、車両で使用するための安全拘束システムを提供するもので、このシステムは車両監視システムに接続された安全拘束要素を含んでいる。この要素は車両監視システムからの信号に応じて作動するように調整されるが、この信号は、SRS要素以外の車両要素の予め設定された条件を示すものである。
上記の一般的な説明ならびに以下の詳細説明は、代表例を示すものであって単なる事例説明であり、特許請求項に記載の本発明を制限するものでないことを注記しておく。
自動車のような車両における、本発明に関わる安全拘束システムの1つの実施形態を図1に示す。安全拘束システム(SRS)100はSRSコントローラ110を含んでおり、SRSコントローラ110は、SRS100の各種の要素を監視し、作動させるように調整されている。コントローラ110は、例えば、ドライバーシートのシートベルトが現在装着されているかどうかを監視することができ、もしシートベルトが装着されていなければ、警告灯のような警報を作動させることができる。個別の実施形態においては、コントローラ110は、例えば、シートベルトプリテンショナー、シートベルトリトラクター、またはエアバッグのようなSRS100の種々の要素を作動させるように調整されている。コントローラ110によって他の多くの要素を作動させ得ることが、当分野に精通した当業者にとっては明白であろう。
コントローラ110は、外部機器からの信号および/または情報を受け入れるように接続し、調整することができる。図示した実施形態においては、車両内に設けられたナビゲーションモジュール120がこの外部機器に相当する。このようなナビゲーションモジュールは、新車においては標準的なものになっており、通常、地図と、現在位置に関する情報をユーザに提示する。コントローラ110は、例えば、シート着座位置のセンサー、シート重量のセンサー、車両の加速度および衝突センサーその他を含むさまざまなセンサーからの入力を受け入れるように構成される。
ナビゲーションモジュール120は全地球測位システム(GPS)に基づくシステムとすることができる。この場合、ナビゲーションモジュール120は、車両の経度および緯度ならびに必要であれば高度をも決定するために、GPSを構成する人工衛星群からの信号を利用する。例えば、米国特許第6,621,452号(この引用によってこの特許の全体が本出願の開示に含まれる)に記載されているようなシステムを用いることができる。
1つの実施形態では、ナビゲーションモジュール120は、GPSに基づく位置情報を車両に蓄積されているデータ122と対照する。好ましい実施形態では、データ122は、図1のようにナビゲーションモジュール120の中の記憶部分に保存されている。データ122には、病院、学校、道路の料金所、速度制限区域等の諸施設の位置のような情報を入れることができる。その結果、ナビゲーションモジュール120がコントローラ110に送る情報は、GPSに基づいた車両の位置情報を、固定された構造物や目印の位置と組み合わせることができる。
別の実施形態では、ナビゲーションモジュール120は移動電話方式に基づいたシステムを含むことができる。この場合は、データ122を車両に搭載しておく必要はない。ナビゲーションモジュール120は保存データを利用する代わりに移動電話送信機から情報を受け取って、近くの固定構造物や目印、さらに車両の現在位置に関する情報を確認する。
ナビゲーションモジュール120は、予め定めた基準に適合する区域に入ったり近づいたりすると、コントローラ110に信号を伝送するように調整しておくとよい。予め定めた基準としては、車両の現在位置から所定の距離(例えば1マイル)内に学校や病院があるというような因子を設定することができる。
他の実施形態では、予め定めた基準を、所定の許容限界値以下かあるいは車両の現在速度より低い所定レベル以下の速度制限を有する速度制限区域としている。この場合、例えば、時速25マイルの速度区域、あるいは、時速10マイルよりは高いが車両の現在速度よりは低い速度制限を有する速度区域等が、この基準に該当する。速度制限区域は、例えば人出の多い区域や曲がりくねった道路等、その例はいくらでもある。
図2は、図1に示すSRS100の機能を示している。本発明の実施形態に基づくSRSを装備した車両210が、都市界隈の中を矢印の方向に移動しているのが示されている。車両210は前方に進むにつれて、学校または病院のような構造物220に近づく。ナビゲーションモジュールは、予め定めた基準を満たす区域230を確認する。車両210が区域230に近づくかまたは入った時に、ナビゲーションモジュールはコントローラに信号を送る。この信号は、区域230への入り口に対して予め設定した地点で発信すればよい。例えば、ある実施形態では、区域230に入った瞬間に合わせて信号を発信し、他の実施形態では、区域に入る前の予め設定した時間または距離の範囲内で信号を発信することができる。
信号を受信すると、コントローラは、予め選定したSRSの1個以上の要素を作動させる。コントローラがドライバーのシートベルトに連結されたプリテンショナーを作動させるのが1つの望ましい実施形態である。プリテンショナーはシートベルトの張力を増大するように機能するので、プリテンショナーを作動させると、ドライバーに区域230に入ることを警告し、ドライバーに速度低下するよう警報する機能を果たすことができる。上記のように、区域230は構造物220の存在とは無関係に速度制限区域に相当するものであってもよい。
図3に示すもう1つの実施形態では、SRS300は、ナビゲーションモジュール320のような外部機器からの情報を受け取るように調整されたコントローラ310を備えることができる。このナビゲーションモジュール320は、第2の車両330のような近傍の車両の位置および速度に関する情報をもたらす信号を受信するように調整されている。この場合、ナビゲーションモジュール320は、例えば、危険を生じる車両を確認することができる。
ナビゲーションモジュール320は、また、それ自体の車両の位置および速度情報を判断するように調整することもできる。またある実施形態では、ナビゲーションモジュール320は、近傍車両の相対的な位置および速度のみを判断するように調整される。この場合は、ナビゲーションモジュール320は、それ自体の車両の実際位置(例えば経度および緯度)を判断する必要はない。
第2の車両330の情報をもたらす信号は、例えば、第2の車両330に設けられた、大抵の民間航空機のものに類似のトランスポンダーによって発生させることができる。ある実施形態では、第2の車両330は、ドライバーが方向指示器を作動させると信号を伝送し得るようになっている。
図4は、図3のSRS300の機能を示している。SRS300を装備した車両410が、都市の中を矢印の方向に移動しているのが示されている。図3に関して上に述べたように、車両410は、車両420および車両430のような近傍の車両の位置および速度を判断するように調整されたナビゲーションモジュールを備えている。これらの車両420、430のそれぞれは、車両410に対する潜在的な危険要因、特に建物のような都市域の障害物に隠されることがある危険要因となる可能性がある。
車両410のナビゲーションモジュールは、車両420を参照して、信号を発するトランスポンダーから車両420の位置および速度を判断することができる。その信号は、車両420の現在位置を報知する簡単なチャープ信号でよい。他の情報が何もなければ、車両410のナビゲーションモジュールは、車両420が現在の行路に沿って走行し続けるだろうと想定する。この情報から、ナビゲーションモジュールは、車両420と車両410とが、交通灯や信号機のない非管理交差点であるかもしれない交差点で衝突するコースを進行していると結論することができる。この結論に基づいて、ナビゲーションモジュールは、車両410のSRSコントローラに信号を送り、コントローラは、ドライバーの安全ベルトのプリテンショナーのようなSRS要素を作動させることができる。
上記の代わりに、あるいは上記に補足して、SRSのコントローラは、エアバッグ装置を作動すべき事象が引き続いて発生した場合にエアバッグ装置の即座の作動を確実にするために、モードを変更することができる。この場合は、SRSコントローラは、例えば、エアバッグ装置を即座に展開することができる“高度警告”モードを設定することができる。
車両430に関しては、車両410のナビゲーションモジュールは、車両430から受信した信号に基づいて、上記の車両420から受信した信号の場合と同様に、車両430の位置と速度とを判断することができる。さらに、例えば、車両430のドライバーが方向指示器を作動させたとすると、車両430は同様に信号伝送によってその情報を伝達することができる。例えば図4に示すように、車両430は右折の指示器を作動させたことを示す信号を伝送しているかもしれない。
車両410のナビゲーションモジュールは、車両430からの単一または複数の信号を受け取って、車両430の位置および現在速度を判断するだけでなく、車両430がすぐに右折することをも予測する。この情報に基づいて、車両410のナビゲーションモジュールは、車両430が車両410にとっての危険要因に相当すると結論することができる。それに続いて、ナビゲーションモジュールは、1個以上のSRS要素を作動させることができるSRSコントローラに信号を伝送し、例えば、ドライバーの安全ベルトのプリテンショナーを作動させて、車両410のドライバーに潜在的危険を警告することができる。もう1つの例では、コントローラは、エアバッグの展開までのリードタイムを低減するために、コントロールモードをエアバッグ作動用のモードに切換えることができる。この特徴は側面衝突の場合に特に重要である。側面衝突の場合は、車両の衝突点と乗客との間の距離が短いために、エアバッグを作動すべき事象が発生したことを正面衝突の場合よりも短時間で決定しなければならないからである。
もう1つの実施形態では、ナビゲーションモジュールではなく、車両監視システムがSRSコントローラに情報を提供する。図5に示すように、SRS500の実施形態は、車両監視システム520に接続されたSRSコントローラ510を含んでいる。車両監視システム520は、車両のさまざまな非SRS要素、例えば、燃料ゲージやタイヤの圧力ゲージに繋ぐことができる。ある実施形態では、車両の特定の要素が注意を要する状況になった場合に、監視システム520はコントローラ510に信号を伝達する。例えば、燃料レベルが所定の限界値以下になると信号が伝達される。コントローラ510は、この信号を受け取ると、車両が即刻の注意を要する状況になっていることをドライバーに警告するために、ドライバーのシートベルトプリテンショナーのようなSRS要素を作動させることができる。
図1−図5について上述したように、SRSコントローラは、車両ナビゲーションモジュール、車両監視システムまたは同等の装置から送られた信号に基づいて1個以上のSRS要素を作動させることができる。上記のプリテンショナーに加えて、あるいはその代わりに、他のSRS要素をコントローラによって作動させることができる。例えば、ある実施形態では、ドライバーに警告するのに、モータ駆動のシートベルトを作動させることができる。この場合は、モータ駆動のシートベルトを、運転状態に基づいて、プリテンションを掛けるために、あるいはその張力を増すことによって、作動させることができる。例えば、車両が高速道路の運転状態に入ると、モータ駆動のシートベルトを作動させて事前設定した特定の状態に移行させることができる。このようなモータ駆動のシートベルトの1つが特開2002−211355号公報に記載されている。この公報は、その全体が参照によって本出願の開示に含まれる。
さらなる事例として、ある実施形態では、ドライバーに警告するのにハンドル振動機構を作動させることができる。この場合は、ナビゲーションモジュールまたは車両監視システムからの情報がドライバーへの警告を必要としているとコントローラが判定すると、ハンドルを振動させる。
他の実施形態では、それぞれ図6Aおよび図6Bに示すように、SRSの要素を、シートクッションまたはショルダーベルトに装着したエアバッグとすることができる。まず図6Aを見ると、車両のシートクッション600の窪み部分にエアバッグ610が装着されている。エアバッグは、シートの座る部分に配置され、エアバッグコントローラ620によって作動させ得るように調整されている。エアバッグコントローラは、ナビゲーションモジュールまたは車両監視システムに基づくSRSコントローラからの作動信号を受け取って、エアバッグを“高度警告”モードに切換えることができる。
図6Bは、乗客650を着座させるように調整された車両シート640を含むSRSの構成630を示している。この構成630は、乗客650を確実にシート640に拘束するように調整されたショルダーベルト660を含む安全ベルトシステムを備えている。ショルダーベルトは、例えば急激な減速の場合に展開させることができるエアバッグ670(図6Bでは展開された状態で図示)を具備している。この場合、SRSコントローラは、エアバッグを“高度警告”モードに切換えるための信号をエアバッグ670に送ることができる。
他の実施形態では、ナビゲーションモジュールまたは車両監視システムがSRSコントローラに情報を送って、SRSコントローラがシートの重量センサーのようなSRS要素を作動させる信号を発するようにすることができる。シートの重量センサーは、ドライバーまたは乗客のシートの範囲内に配置して、シートに着座した者がいるかどうか、あるいは着座した者のおよその重量を検知できるようにするのがよい。検知されたこの情報は、例えば、乗客またはドライバーのシートに対して妥当なエアバッグの膨張程度を設定するのに利用することができる。例えば、ナビゲーションモジュールが、鋭くカーヴした道路を車両が進行していることを示すと、SRSコントローラは、不正確な膨張設定を避けるために、重量検知を停止するようにシートの重量センサーを作動させることができる。
以上述べた実施形態は、ナビゲーションモジュール、車両監視システム、SRSコントローラおよびSRS要素に関連させて記述しているが、当分野に精通した当業者にとっては、各種の要素によって実現される機能を結合して1個以上の要素に組み立てることが可能であることは明らかであろう。例えば、図1のナビゲーションモジュール120およびSRSコントローラ110を結合して、1個以上のSRS要素を作動させる単一の要素にすることができる。
また別の実施形態では、ナビゲーションモジュールを、危険信号発信ユニットから信号を受信するように調整することができる。この危険信号発信ユニットは、例えば、工事区域、道路の危険状況、学校または病院の存在、あるいは速度制限区域をドライバーに警告するための信号を発するユニットである。危険信号発信ユニットと呼称したが、このユニットは、次の道路料金所、ガソリンスタンドまたはレストランのような、他の非危険特徴施設を車両に報知する信号を発信するように調整されたものでもよい。
ナビゲーションモジュールは、このような信号を受け取ると、ドライバーが減速するか他の動作を採る必要があるかどうかを決定することができる。そのような決定がなされると、ナビゲーションモジュールは信号をSRSコントローラに送り、それによって、SRSコントローラが、例えば安全ベルトプリテンショナーのような安全拘束要素を作動させることができる。
実際には、このような危険信号発信ユニットは、規則的な間隔で、あるいは危険警告の必要な位置ごとに、道路わきに配置されることが多い。この場合、このユニットは、近づく車両が受信できるように、信号を連続的に発信または放送しているであろう。
他の実施形態では、このような危険信号発信ユニットを車両に搭載することができる。この場合は、結果的に図3および図4に関連して述べた構成と同様の構成になる。すなわち、このようなユニットを装備した各車両が、その位置および速度を示す信号を、近くの車両が受信できるように発信する。その信号を受信した車両のナビゲーションモジュールは、その信号を発信している車両との衝突の可能性を判断し、それに応じてSRSコントローラが安全拘束要素を作動させることができる。
危険信号発信ユニットは、所定の周波数で信号発信するように調整することが望ましい。この点に関しては、米国の連邦通信委員会(Federal Communications Commission:FCC)が2003年12月17日付にて採択した規則(FCC 03−324)を参照することができる。この規則によれば、高速道路交通システム(Intelligent Transportation System:ITS)の無線サービスにおける狭域通信(Dedicated Short−Range Communication:DSRC)には、5.9GHz帯域が指定されている。この帯域は、5.850GHzから5.925GHzまでの周波数範囲を含んでいる。
当分野に精通した当業者が本発明の開示を見れば、本発明の範囲と思想の範囲内で他の実施形態や変形形態があり得ることを認めるであろう。従って、当分野に精通した当業者が、本発明の範囲と思想の範囲内で本開示から引き出し得るすべての変形形態は、本発明のさらに別の実施形態として本発明に包含されるべきである。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲における記述のとおりに規定することができる。
図1は、本発明に関わる安全拘束システムの実施形態の概略図である。 図2は、図1の安全拘束システムの作動を示す。 図3は、本発明に関わる安全拘束システムのもう1つの実施形態の概略図である。 図4は、図3の安全拘束システムの作動を示す図である。 図5は、本発明に関わる安全拘束システムのさらに別の実施形態の概略図である。 図6Aおよび図6Bは、本発明の種々の実施形態に基づいて作動するように調整されたSRS要素の実施形態を示す。

Claims (55)

  1. 車両用の安全拘束システムであって、該安全拘束システムはナビゲーションモジュールに接続された安全拘束要素を含み、該ナビゲーションモジュールは該車両の位置を判断するように調整されており、
    該要素は該モジュールの位置判断に応じて作動するように調整されている、安全拘束システム。
  2. 該安全拘束要素が安全ベルトのプリテンショナーである、請求項1のシステム。
  3. 該安全拘束要素が、安全ベルトにプリテンションを付与するように調整されたモータ駆動のシートベルトである、請求項1のシステム。
  4. 該安全拘束要素がエアバッグシステムである、請求項1のシステム。
  5. 該エアバッグシステムが、シートクッションおよびショルダーベルトの少なくともいずれかに装着されたエアバッグを含む、請求項4のシステム。
  6. 該安全拘束要素がシートの重量センサーである、請求項1のシステム。
  7. 該安全拘束要素が、ドライバーへの警告機能を含むハンドルである、請求項1のシステム。
  8. 該ハンドルが、ドライバーへの警告発動と同時に振動するように調整されている、請求項7のシステム。
  9. 該ナビゲーションモジュールがGPSに基づいたシステムである、請求項1のシステム。
  10. 該ナビゲーションモジュールが移動電話方式に基づいたシステムである、請求項1のシステム。
  11. 該要素が、車両が予め定めた基準に合致する地理的区域に入ったかあるいは近づいていることを該ナビゲーションモジュールが判断した時点で作動するように調整されている、請求項1のシステム。
  12. 予め定めた該基準が該区域内に学校が存在することを含んでいる、請求項11のシステム。
  13. 予め定めた該基準が該区域内に病院が存在することを含んでいる、請求項11のシステム。
  14. 該区域が速度制限区域である、請求項11のシステム。
  15. 該ナビゲーションモジュールが第2の車両の位置を判断するように調整されている、請求項1のシステム。
  16. 該ナビゲーションモジュールが、該第2の車両が危険を惹起するか否かを判断するように調整され、該第2の車両が危険要因であると判断された時点で該安全拘束要素を作動させるように調整されている、請求項15のシステム。
  17. 車両の位置を判断する工程と、
    該位置に応じて安全拘束要素を作動させる工程とを含む、車両において使用する安全拘束方法。
  18. 該作動させる工程が安全ベルトプリテンショナーの作動を含む、請求項17の方法。
  19. 該安全拘束要素が、安全ベルトにプリテンションを付与するように調整されたモータ駆動のシートベルトである、請求項17の方法。
  20. 該安全拘束要素がエアバッグシステムである、請求項17の方法。
  21. 該エアバッグシステムが、シートクッションおよびショルダーベルトの少なくともいずれかに装着したエアバッグを含む、請求項20の方法。
  22. 該安全拘束要素がシートの重量センサーである、請求項17の方法。
  23. 該安全拘束要素が、ドライバーへの警告発動と同時に振動するように調整されたハンドルである、請求項17の方法。
  24. 該判断する工程がGPSに基づいたシステムの利用を含んでいる、請求項17の方法。
  25. 該判断する工程が移動電話方式に基づいたシステムの利用を含んでいる、請求項17の方法。
  26. 該作動させる工程が、車両が予め定めた基準に合致する区域に入ったかあるいは近づいていると判断された時点で実行される、請求項17の方法。
  27. 予め定めた該基準が該区域内に学校が存在することを含んでいる、請求項26の方法。
  28. 予め定めた該基準が該区域内に病院が存在することを含んでいる、請求項26の方法。
  29. 該区域が速度制限区域である、請求項26の方法。
  30. 第2の車両の位置を判断する工程をさらに含む、請求項17の方法。
  31. 該第2の車両が危険を惹起するか否かを判断する工程と、
    該第2の車両が危険要因であると判断された時点で該安全拘束要素を作動させる工程とをさらに含む、請求項30の方法。
  32. 第1の車両に使用するための安全拘束システムであって、該安全拘束システムはナビゲーションモジュールに接続された安全拘束要素を含み、該ナビゲーションモジュールは該第1の車両に対する第2の車両の位置を判断するように調整されており、
    該要素はその位置判断に応じて作動するように調整されている、安全拘束システム。
  33. 該安全拘束要素が安全ベルトのプリテンショナーである、請求項32のシステム。
  34. 該ナビゲーションモジュールがGPSに基づいたシステムである、請求項32のシステム。
  35. 該ナビゲーションモジュールが移動電話方式に基づいたシステムである、請求項32のシステム。
  36. 該ナビゲーションモジュールが、該第2の車両から伝送される信号を受信するように調整されている、請求項32のシステム。
  37. 該ナビゲーションモジュールが、該第2の車両が該第1の車両に対して危険を惹起すると判断した時点で、該要素が作動するように調整されている、請求項32のシステム。
  38. 車両用の安全拘束システムであって、該安全拘束システムはナビゲーションモジュールに接続された安全拘束要素を含み、該ナビゲーションモジュールは危険信号発信ユニットからの信号を受信するように調整されており、
    該要素は該危険信号発信ユニットから受信した信号に応じて作動するように調整されている、安全拘束システム。
  39. 該安全拘束要素が安全ベルトのプリテンショナーである、請求項38のシステム。
  40. 該危険信号発信ユニットが道路わきの固定ユニットである、請求項38のシステム。
  41. 該危険信号発信ユニットが危険要因の存在を示す信号を発信する、請求項40のシステム。
  42. 工事区域、道路の危険状況、学校区域、病院または速度制限区域の少なくとも1つが該危険要因に含まれる、請求項41のシステム。
  43. 該危険信号発信ユニットが第2の車両に搭載されている、請求項38のシステム。
  44. 該信号が第2の車両との衝突の可能性を示す、請求項43のシステム。
  45. 該ナビゲーションモジュールが予め定められた周波数で信号を受信するように調整されている、請求項38のシステム。
  46. 予め定められた該周波数が、5.850GHzから5.925GHzまでの周波数範囲にある、請求項45のシステム。
  47. 危険信号発信ユニットから1個以上の信号を受信する工程と、
    該信号に応じて安全拘束要素を作動させる工程とを含む、車両において使用する安全拘束方法。
  48. 該安全拘束要素が安全ベルトのプリテンショナーである、請求項47の方法。
  49. 該危険信号発信ユニットが道路わきの固定ユニットである、請求項47の方法。
  50. 該危険信号発信ユニットが危険要因の存在を示す信号を発信する、請求項49の方法。
  51. 工事区域、道路の危険状況、学校区域、病院または速度制限区域の少なくとも1つが、該危険要因に含まれる、請求項50の方法。
  52. 該危険信号発信ユニットが第2の車両に搭載されている、請求項47の方法。
  53. 該信号が第2の車両との衝突の可能性を示す、請求項52の方法。
  54. 該信号が予め定められた周波数で受信される、請求項47の方法。
  55. 予め定められた該周波数が、5.850GHzから5.925GHzまでの周波数範囲にある、請求項54の方法。
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