JP2005528265A - 車両ロールオーバ検出システム - Google Patents

Abstract

ロール角速度センサ（２０）および横速度センサ（４２）が、動作可能にプロセッサ（２６）に結合されており、このプロセッサは、ロール角速度および横速度の測度に応答して、安全拘束システム（３０、３２、３６、３８、３９、４０）を制御するための信号を生成する。一実施態様においては、プロセッサ（２６）は、横速度の測度だけに応答するか、または縦速度の測度との組み合わせに応答して、安全拘束システム（３０）の展開を遅延させるか、または禁止する。別の実施態様においては、展開閾値は、横速度の測度に応答性を有する。横速度は、横速度センサ（４２）によって計測するか、または横加速度の測度、車両旋回半径、および縦速度またはヨー角速度のいずれかに応答して推定することが可能であり、ここで、旋回半径は、ステアリング角度の測度、前輪タイヤ角の測度、または個別の前輪速度センサからの前進速度の測度、のいずれかから推定される。

Description

発明の詳細な説明

車両のロールオーバが発生する場合、特に頭部接触時間（head closure time）が比較的短い種類のロールオーバにおいて、頭部が車両のインテリアと最初に接触する以前に、例えばシートベルトプリテンショナ、エアバッグまたはロールカーテンなどの関連する安全拘束アクチュエータを展開する時間余裕をもって、車両のロールオーバの判別を可能にする車両ロールオーバ検出システムが要求されている。例えば、ロールオーバの事象によっては、車両が完全にロールオーバするかどうかを、ロール回転事象の物理法則から確実に判断できる以前に、頭部接触が生じてしまうことがある。またロールオーバが比較的低速の事象か、あるいは比較的高速の事象であるかに応じて、車両のロールオーバを十分迅速に判別するロバストな車両ロールオーバ検出システムに対する要求もある。
図１ａを参照すると、車両１２にロールオーバ検出システム１０が搭載されている。車両１２は、局所デカルト座標系で示してあり、Ｘ軸は前方を正とした車両の縦方向軸と一致し、またＹ軸は左方向を正とした車両の横方向軸と、Ｚ軸は上向きを正とした車両の垂直軸と一致している。車両１２の質量をＭとすると、それに対応する重心ＣＧは、地上からＺ_０の高さに位置している。図では車両１２は、障害物１４に向かってＹ軸負方向に、速度Ｕでスライドしている。

図１ｂを参照すると、車両１２の１つまたは複数の車輪１６が障害物１４と係合すると、そこから発生する反力Ｆによって、車両１２はトリップポイント１３に対してＸ軸回りに、時間変化する角速度ω_ｘ(t)で回転し、これによって時間変化する角度位置θ（t）を生じる。ここで関連する回転軸回りの車両１２の慣性モーメントはＩ_ｘであり、この回転軸はＸ軸と平行でトリップポイント１３と交叉する。車両１２の回転によって、重心ＣＧの高さＺ_ＣＧは、障害物１４との接触の以前の高さＺ_０に対して増大し、これによって車両１２の位置エネルギ

が、係合以前の位置と方向に対して増大する。つまり、車両１２の位置エネルギは、その角度位置θに依存する。また、回転と共に車両１２には、回転エネルギ

が生じる。反力Ｆによっても、Ｙ軸に沿った横加速度成分Ａ_ｙ（ｔ）で示すように、重心ＣＧの直線加速度

が生じる。図１ａおよび１ｂは、車両がスライドして障害物と衝突することによって生じるロール事象を示すが、例えばタイヤの破裂によって、その後に関連する車輪リムが接地するなど、ロール事象は別の状況によっても生じる可能性があることはいうまでもない。したがって、ロールオーバ検出システム１０は、特定の種類のロール事象に限定されるものではない。

図２を参照すると、ロールオーバ検出システム１０は、横加速度計１８と角速度センサ２０を備え、これらは必要条件ではないが、車両１２の重心ＣＧに近接して装着するのが好ましい。横加速度計１８は、局所Ｙ軸に沿った、時間変化する横加速度成分Ａ_ｙ(t)に応答性を有する。例えば、横加速度計１８は、少なくとも１軸の感度を有するマイクロマシン加工による加速度計など、局所Ｙ軸に実質的に一致する１つの感度軸を有する加速度計でもよい。角速度センサ２０、例えばジャイロスコープは、局所Ｘ軸回りの角速度の時間変化成分に応答性を有するように、方位が決められる。横加速度計１８と角速度センサ２０は、それぞれのフィルタ２２、２４に動作可能に接続され、それぞれの信号Ａ_ｙ(t)およびω_ｘ(t)を、メモリ２８を有するプロセッサ２６で処理するために、これらのフィルタでフィルタリングする。これらのフィルタ２２、２４は、当業者には知られているように、プロセッサ２６と分離式にしても、組み込み式にしてもよく、またアナログ式でもデジタル式でも、あるいはその組合せでもよいことを理解すべきである。またフィルタ２２、２４はそれぞれの横加速度計１８または角速度センサ２０の部分となるように適合させてもよい。

プロセッサ２６は、それぞれのフィルタリングされた信号

を処理し、車両がロールオーバする可能性があるかどうかを判別し、その結果に応じて、適切な安全拘束アクチュエータ３０の作動を制御して、車両１２の乗員へのロールオーバ傷害を軽減する。プロセッサ２６は例えば、デジタルコンピュータ、マイクロプロセッサもしくはその他のプログラム可能なデバイス、アナログプロセッサ、アナログもしくはデジタル回路、またはそれらの組合せとすることができる。さらに、安全拘束アクチュエータ３０としては、それに限定されるわけではないが、シートベルト３４に動作可能に接続されたシートベルトプリテンショナ３２、ロールオーバおよび側面衝突事故の両方からの保護をする胸部エアバッグインフレータ３６、乗員と車両１２の側面ウインド３９との間に展開するように適合されたロールカーテン３８、車両１２のルーフまたはヘッドライナからエアバッグを展開するように適合させたオーバヘッド型エアバッグインフレータ４０などを含めてもよい。図２では車両１２の一方の座席についての安全拘束アクチュエータを示してあるが、安全拘束アクチュエータはすべての座席に備えることが可能であり、関連する安全拘束アクチュエータ３０が、乗員の傷害を軽減するように適合されている、すべての方向のロールオーバに応じて、これらの安全拘束アクチュエータ３０の任意の１つ、あるいはすべてを、ロールオーバ検出システム１０で制御するように適合させることができる。また、特定の安全拘束アクチュエータ３０の組合せが、上記のすべての安全拘束アクチュエータを必ずしも含む必要はなく、上記以外の他形式の安全拘束アクチュエータ３０を含んでもよい。

図３を参照すると、車両のロールオーバを検出して、例えば図２に示した装置によって、１つまたは複数の関連する安全拘束アクチュエータ３０の作動を制御するロールオーバ検出アルゴリズム１００の一実施態様には、データ収集および処理アルゴリズム１５０、測度アルゴリズム（measures algorithm）３００．１、エネルギアルゴリズム３００．２、安全化アルゴリズム２００、およびそれに応じて安全拘束アクチュエータ（１つまたは複数）３０の作動を制御する信号３４２を生成する、関連するロジック３３０’、３４０の組合せが含まれる。
測度アルゴリズム３００．１は、ロールオーバ状態を検出するのに、経験則的な、時間域判別処理を使用しており、通常車両の大きな横方向作用力を伴い、比較的速い頭部接触時間（例えば＜２５０ｍｓｅｃ）を特徴とする、ほとんどのロールオーバ事象に対して、展開時間を短縮する上で有利である。測度アルゴリズム３００．１では、フィルタリングされた

信号およびフィルタリングされた

信号の両方を使用して、別の基準と共に展開決定を行うために用いる閾値と比較するための関数が評価される。

エネルギアルゴリズム３００．２は、車両のロールオーバ発生過程に関する物理則に基づいて、位相空間判別処理を使用して、ロールオーバ状態を検出するものであり、主として車両の垂直方向力または車両１２に対する低い横方向力によって生ずる低速のロール事象に対する信頼性のある展開判断をする上で有利である。エネルギアルゴリズム３００．２は、フィルタリングされた角速度信号を利用して、車両１２のロール状態を同定し、その瞬間的な全エネルギ（回転運動エネルギと位置エネルギ）と、関連する平衡点を超えて車両をロール回転させるのに要するエネルギとを比較する。エネルギアルゴリズム３００．２は、関連する入口基準および出口基準に、フィルタリングされた

信号と、フィルタリングされた

信号の両方を使用する。

図３には測度アルゴリズム３００．１とエネルギアルゴリズム３００．２とを組み合わせて使用する場合を示しているが、このことは本質的ではなく、いずれのアルゴリズムも単独で使用することもできることを理解すべきである。しかしながら、アルゴリズムを組み合わせることによって、関連するロールオーバ検出システム１０のロバスト性を増大させることができる。この理由は、例えば「縁石走行（curb-trip）」状態のような状態においては、測度アルゴリズム３００．１は、エネルギアルゴリズム３００．２よりも迅速な判別を実施できるが、これに対して「螺旋状（corkscrew）」、「ランプ状（ramp）」、または「フリップ状(flip)」などのその他の状態においては、エネルギアルゴリズム３００．２の方が、測度アルゴリズム３００．１よりも迅速な判別が可能である。
測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２は、互いに独立であるが両者とも、データ収集および処理アルゴリズム１５０からのフィルタリングされた共通のデータ、すなわちフィルタリングされた

およびフィルタリングされた

のデータを利用する。測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２の両方とも、関連する入口基準および出口基準に特徴があり、それぞれのアルゴリズムに関連する計算は、それぞれの関連する入口基準が満たされた場合に開始され、それぞれの関連する出口基準が満たされた場合には、これらの計算は停止されて、その後に入口基準が満たされるとリセットされる。

安全化アルゴリズム(safing algorithm)２００は、１つまたは複数の対応する安全化拘束アクチュエータ３０を展開可能にするために満たさなくてはならない、フィルタリングされた

および／またはフィルタリングされた

に依存する、独立した条件セット、または安全化基準を提供ことによって、ロールオーバ検出システム１０の信頼性を向上させることができる。測度アルゴリズム３００．１とエネルギアルゴリズム３００．２の両方とも、共通の安全化アルゴリズム２００によって、それぞれ「安全化」される。安全化アルゴリズム２００によって、追加の判別を行い、非ロールオーバ事象に対しての安全拘束アクチュエータ３０の不要な作動を緩和することが可能となるが、安全化アルゴリズム２００は本質的なものではなく、測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２は、いずれも単独で使用することも、互いに組み合わせて使用することも可能であり、また安全化アルゴリズム２００を伴っても、伴わなくても使用可能であることを理解すべきである。

ロールオーバ検出アルゴリズム１００の作動に際して、データ収集および処理アルゴリズム１５０からのデータに応じて、測度アルゴリズム３００．１または（ＯＲ３３０’）エネルギアルゴリズム３００．２が車両のロールオーバ状態を検出し、かつ（ＡＮＤ３４０）安全化アルゴリズム２００が関連する独立の安全化条件が満たされると判断した場合、ステップ（３５０）において、車両１２が実際にロールオーバするかしないにかかわらず、そのロールオーバ事象によって起こり得る関連する車両の乗員への傷害を軽減するために、１つまたは複数の安全拘束アクチュエータ３０が展開される。
以下に図３〜７に示すフローチャートを参照して、データ収集および処理アルゴリズム１５０、安全化アルゴリズム２００、測度アリゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２について説明する。図６は、測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２の両方の一般的なアルゴリズム構造のフローチャートを示しており、測度アルゴリズム３００．１とエネルギアルゴリズム３００．２の個々の詳細は図８ａ〜８ｃに表で示してある。アルゴリズムは数学的に記述してあり、応用例に特有の定数についてはパラメータを用いており、これらのパラメータを、特定の種類の車両について例となる数値とあわせて、図９ａおよび９ｂに示してある。これらのパラメータは通常、例えば車両プラットフォームなどの特定の応用例に適合させるものであること、また図９ａおよび９ｂに示すパラメータの具体的な数値は説明のためだけのものであり、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではないことはいうまでもない。

図４を参照すると、データ収集および処理アルゴリズム１５０は、ステップ（１５２）において横加速度計１８から横加速度成分Ａ_ｙの計測値を取得し、ステップ（１５８）において角速度センサ２０から縦方向角速度ω_ｘすなわちロール角速度の計測値を取得する。１００回以上のロールオーバ試験のデータから、ロールオーバに伴う角速度ω_ｘすなわちロール角速度は、一般に±３００度／秒

であり、それに伴う横加速度成分Ａ_y(t)は一般に±２０ｇ

の範囲にあることがわかった。これらのそれぞれの限界値を超える横加速度成分Ａ_ｙ(t)および角速度ω_ｘは、それぞれステップ（１５４）および（１６０）において、それぞれその値で刈り込まれる。例えば、関連する範囲が±２０ｇの例については、−２０ｇ未満の横加速度成分Ａ_ｙ(t)の測定値は、ステップ（１５４）においてその値が−２０ｇに設定される。横加速度計１８と角速度センサ２０の極性は、角速度ω_ｘ信号および横加速度成分Ａ_ｙ信号の対応する極性が、ロール発生中は互いに同じになるように設定される。一般に横加速度計１８からの信号を刈り込むレベル

は、２０ｇまたは横加速度計１８の測定範囲のいずれかの最小値に設定される。同様に、角速度センサ２０からの信号を刈り込むレベル

は、３００度／秒または角速度センサ２０の測定範囲のいずれかの最小値に設定される。

横加速度計１８および角速度センサ２０それぞれからの、横加速度成分Ａ_ｙおよび角速度ω_ｘの生データは、それぞれステップ（１５６）および（１６２）において、それぞれのフィルタ２２、２４によってフィルタリングされて、それぞれフィルタリングされた

およびフィルタリングされた

となる。フィルタリングされた測定値を使用することは、ロール判別アルゴリズムの誤開始を避けること、および測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２による関連する判別処理を改善することにおいて有利である。フィルタ２２、２３は、例えば１０から１５ミリ秒の間の移動平均ウインドＴ_Ａｖｇを有する移動平均フィルタとして、迅速な信号応答とノイズ低減とを適切に妥協させる。例えば、プロセッサ２６は、以下に仮定するように、角速度ω_ｘ信号および横加速度成分Ａ_ｙ信号を、サンプリング速度２５００Ｈｚ（サンプリング周期ｄｔ＝０．４ミリ秒に対応）、ウインド１２．８ミリ秒で均一にサンプリングし、各信号についての移動平均が、収集された最新の３２のサンプルから計算される。移動平均の個々のサンプルは、通常均一に重みづけされるが、別の選択として不均一に重み付けすることもできる。

一般に、横加速度計１８および角速度センサ２０は、オフセットおよび／またはドリフト誤差（一般にセンサオフセット誤差と呼ばれる）を示す可能性があり、これを補償しない限り、関連するロール検出誤差が生じる可能性がある。このセンサオフセット誤差は、フィルタリングされた

およびフィルタリングされた

を出力する上記の移動平均フィルタよりも、大幅に低い有効カットオフ周波数、あるいは言い換えると大幅に大きい有効フィルタ時間定数を有する、関連するフィルタを用いてセンサ計測値をフィルタリングすることによって評価される。例えば、

は、ステップ（１６８）および（１７０）におけるそれぞれの移動平均フィルタによって、関連する角速度ω_ｘおよび横加速度成分Ａ_ｙそれぞれの計測生データをフィルタリングして得られ、この各移動平均フィルタは関連するウインド幅

例えば約４秒を有する。

ステップ（１６４）から、フィルタリングされた

の値は測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２の両方が開始されていないときにのみ更新され、これは関連する両フラグONGOING_EVENT_FLAGs（進行イベントフラグ）、すなわちONGOING_MEASURES_EVENT_FLAG（進行メジャーズイベントフラグ）およびONGOING_ENERGY_EVENT_FLAG（進行エネルギイベントフラグ）の両方が設定されていないことで示される。したがって、ステップ（１６６）において、比較的長時間のフィルタリングを施された

の値は、関連する横加速度成分Ａ_ｙおよび角速度ω_ｘが、関連するセンサオフセット値と大幅に異なる可能性のある時間間隔においては、更新されない。

図４では、角速度ω_ｘの収集および処理の以前に、横加速度成分Ａ_ｘの収集および処理を示しているが、相対的な順序は逆になることもあり、またこれらの操作が並行して実行されることもあることを理解すべきである。
測度アルゴリズム３００．１、エネルギアルゴリズム３００．２、および安全化アルゴリズム２００のそれぞれにおいては、対応するセンサオフセット、すなわち

をそれぞれ減じることにより補償した、フィルタリングされた

およびフィルタリングされた

を使用することによって、対応する補償横加速度成分

および補償角速度

がそれぞれ求められる。

図５を参照すると、安全化アルゴリズム２００は、ステップ（２０２）から始まり、ここで関連する両フラグSAFING_EVENT_FLAGs（安全化イベントフラグ）、すなわちACCELERATION_SAFING_EVENT_FLAG（加速度安全化イベントフラグ） および ROLL_SAFING_EVENT_FLAG（ロール安全化イベントフラグ）が最初にリセットされる。次いで、ステップ（２０４）において、ONGOING_EVENT_FLAGsフラグ（すなわちONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGまたはONGOING_ENERGY_EVENT_FLAG）のいずれかが設定されていることでわかるように、測度アルゴリズム３００．１またはエネルギアルゴリズム３００．２のいずれかが開始されている場合には、次のステップ（２０６）において、

の絶対値が第３の加速度閾値

よりも大きい場合に、次のステップ（２０８）において、ACCELERATION_SAFING_EVENT_FLAGが設定される。そうでない場合には、ステップ（２０４）から、ステップ（２０２）に戻り処理が反復される。

ステップ（２０８）に続いて、あるいはステップ（２０６）に続いて、ステップ（２１０）において、

の絶対値が第３の角速度閾値

よりも大きい場合に、ステップ（２１２）でROLL_SAFING_EVENT_FLAGが設定される。これに次いで、あるいはステップ（２１０）から、ステップ（２０４）に戻り反復処理される。したがって、測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２の少なくとも１つに入った後で、かつ両者から出る以前に、安全化アルゴリズム２００に関連する横加速度および角速度の条件が満たされると、それが必ずしも同時でなくても、それぞれの関連する安全化イベントフラグSAFING_EVENT_FLAGsが次に設定されて、測度アルゴリズム３００．１またはエネルギアルゴリズム３００．２のいずれかによるロール状態の検出に応じて１つまたは複数の安全拘束アクチュエータの展開が可能となる。それぞれのSAFING_EVENT_FLAGsは個別に設定、またはラッチされるが、両者は同時にリセットされると共に、測度アルゴリズム３００．１またはエネルギアルゴリズム３００．２に応じて１つまたは複数の関連する安全拘束アクチュエータ３０を作動させるためには、両方が設定されていなくてはならない。

代替案として、安全化アルゴリズム２００を、前記のフラグの１つだけと、関連する基準だけを組み込むように適合させることによって、安全化基準が、測度アルゴリズム３００．１またはエネルギアルゴリズム３００．２のいずれかの開始時刻に続く、第１ポイント時刻における第３の加速度閾値

よりも大きい

の絶対値と、開始時刻に続く第２ポイント時刻における第３の角速度閾値

よりも大きい

の絶対値の、少なくとも一方に応答するようにしてもよく、この場合に開始時刻とは、関連する測度アルゴリズム３００．１またはエネルギアルゴリズム３００．２について、関連する入口基準が満たされる時刻であり、開始時刻に続く、第１ポイントおよび第２ポイント時刻は互いに任意である。例えば、エネルギアルゴリズム３００．２は、エネルギアルゴリズム３００．２の開始時刻に続くある時刻における、第３の加速度閾値

よりも大きな

だけに応答して「安全化」させることもできる。

ロールオーバ検出システム１０は、測度アルゴリズム３００．１またはエネルギアルゴリズム３００．２の実装用とは別個のマイクロプセッサを用いて安全化アルゴリズム２００を実装することによって信頼性を改善するように適合させてもよく、この場合には安全化アルゴリズム２００が進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGsを認識しない場合には、これらのフラグに応じて安全化イベントフラグSAFING_EVENT_FLAGsをリセットするかわりに、１つまたは複数の安全化アクチュエータ３０が展開されるまで、あるいは両アルゴリズムが終了してしまうことになるまで、安全化条件が作動状態に維持されるように、一方の安全化基準が最後に満たされた時刻から、ある遅延、例えば

（例えば１２秒）を設けてリセットしてもよい。

測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２のそれぞれは、図６に示す全体アルゴリズム構造に従って作動し、これらのアルゴリズムはそれぞれ、すべて参照番号３００で示してある。特定の参照番号に小数点番号をつけることによって、個別のアルゴリズムを参照することにする。例えば、一般的な全体処理は参照番号３００で表し、測度アルゴリズムは３００．１で、エネルギアルゴリズムは３００．２で表す。別の例をあげると、全般のアルゴリズム計算ステップは参照番号３２６で表すが、参照番号３２６．１は測度アルゴリズム３００．１のアルゴリズム計算ステップを特に表し、参照番号３６２．２はエネルギアルゴリズム３００．２のアルゴリズム計算ステップを表す。特定のアルゴリズムステップに関連する特定の方程式は、各アルゴリズムについて、図８ａ〜８ｃに表形式で示し、関連するパラメータとその例としての値を、図９ａ、９ｂに表形式で示してある。

図６を参照すると、全体ロール処理アルゴリズムはステップ（３０２）から開始され、対応する進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGがリセットされる。このONGOING_EVENT_FLAGが設定されることは、ロール処理アルゴリズムの入口基準が満たされ、対応する出口基準は満たされず、したがって関連するアルゴリズムが作動状態であることを示す。次いでステップ（１５０）において、前述のデータ収集および処理アルゴリズム１５０に従って、このアルゴリズムで用いられる関連データが、収集かつ処理される。次いでステップ（３０４）において、ONGOING_EVENT_FLAGが設定されていない場合、つまり潜在的なロール事象からのデータを処理中ではなく、車両１２にロール事象が生じていないことを示す場合には、ステップ（３０６）において１組の入口基準が評価されて関連する閾値と比較され、入口基準が満たされる場合には、ステップ（３０８）においてONGOING_EVENT_FLAGが設定され、かつステップ（３１０）において、例えばアルゴリズム関連する様々な動的変数を初期化することによって、アルゴリズムが開始される。

あるいはステップ（３０４）から、進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGが設定されており、潜在的なロール事象からのデータが処理中であることを示す場合には、ステップ（３１２）において、関連する時間の測度、例えばサンプル計数が更新されて、ステップ（４００）で、新規に収集されたデータが評価されて、センサ（つまり横加速度計１８または角速度センサ２０）を再較正する必要があるかどうかが判断される。ステップ（４００）に関連する処理を図７に示してあり、以下により詳細を説明する。
ステップ（４００）から、１つ又は複数のセンサが再較正を必要とする場合、ステップ（３１４）において再較正を必要とする１つまたは複数のセンサが再較正される。例えば、横加速度計１８および角速度センサ２０の両方が試験可能であり、既知の刺激をセンサに与え、対応するセンサ出力が既知の刺激と一致するように較正することができる。例えば、横加速度計１８が、マイクロマシン加工による、スプリング要素の梁で懸架されたマス要素を含むものであれば、マス要素とハウジングの間に静電場を印加して、基準加速度レベルに相当する量だけ梁を撓ませる。

次いで、歪センシング要素からの出力が、基準加速度レベルに一致するように較正係数を計算する。ステップ（３１６）において、ステップ（３１４）の処理が、１つまたは複数のセンサが故障していることを示す場合、例えばセンサに試験刺激を加えるか否かにかかわらず、出力に実質的に変化がない場合には、ステップ（３１８）において、故障状態が設定され、警報装置、例えばライトが作動して車両１２のドライバに警告し、ロールオーバ検出システムによる安全拘束アクチュエータ３０の展開を不能とする。あるいはステップ（３１６）から、すなわち横加速度計１８および角速度センサ２０の両方ともが故障していない場合には、ステップ（３２０）において、両フラグONGOING_EVENT_FLAGs、すなわちONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGおよびONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGが、少なくとも１つのセンサの再較正が行われたことに応じてリセットされて、ステップ（１５０）から新たな処理が反復される。

あるいはステップ（４００）から、どのセンサも再較正の必要がない場合には、ステップ（３２２）において出口基準が評価されて、ステップ（３０６）における入口基準を再び満たしてアリゴリズムに再び入る時刻まで、アルゴリズムから退出するかどうかが決定される。ステップ（３２２）からは、出口基準が満たされる場合には、ステップ（３２４）においてアルゴリズムがエネルギアルゴリズム３００．２であり、かつエネルギアルゴリズム３００．２がステップ（３０６）で連続して登録され、かつ次いでタイムアウト

の結果ステップ（３２２）で退出し、ステップ（３２２）で退出した直後に、例えばアルゴリズムの次回反復中にステップ（３０６）で再び入る場合には、ステップ（３２２）においてｐ回（例えばｐ＝３）連続で退出した後に、上述のようにステップ（３２４）からの処理が継続されて、センサが診断され、必要な場合には再較正される。あるいはステップ（３２４）から、関連する進行フラグONGOING_EVENT_FLAG、すなわちONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGまたはONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGがステップ（３２０）でリセットされて、ステップ（１５０）から新しい処理が反復される。

あるいは、ステップ（３２２）からは、アルゴリズムがステップ（３０６）で登録され、かつステップ（３２２）で退出していない場合に、ステップ（３１０）またはステップ（３１２）のいずれかからの時間測度の特定の値にしたがって、アルゴリズムの特定の反復について、関連するアルゴリズム計算が実施される。次いで、ステップ（３３０）において、関連するアルゴリズム検出基準が、アルゴリズムの特定の反復において満たされ、かつステップ（３４０）において安全化イベントフラグSAFING_EVENT_FLAG(s)、すなわちACCELERATION_SAFING_EVENT_FLAGおよび ROLL_SAFING_EVENT_FLAGが設定されている場合には、ステップ（３５０）においてロール事象が検出され、関連する安全拘束アクチュエータ３０が作動される。逆に、ステップ（３３０）においてアルゴリズム検出基準が満たされない場合、またはステップ（３４０）において、すべての安全化イベントフラグが非設定であり、関連する安全化基準が、測度アルゴリズム３００．１またはエネルギアルゴリズム３００．２の実行中のある時刻において満たされない場合には、ステップ（１５０）から始まる次の反復が継続される。

測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２の両方とも、データ収集および処理アルゴリズム１５０からの横加速度成分Ａ_ｙおよび縦方向角速度ω_ｘ の計測値に依存するが、各アルゴリズムに関連するその他の変数およびパラメータは互いに独立であり、同様にステップ（３０６）における関連する入口基準、ステップ（３１０）におけるアルゴリズム初期化、ステップ（３２２）における関連する出口基準、ステップ（３２６）におけるアルゴリズム計算、およびステップ（３３０）におけるアルゴリズム判断基準も独立であり、これらのすべてについての例を図８ａ，８ｂ、８ｃ、９ａ、および９ｂに詳細に示してある。例えば、各アルゴリズムは開始からの時間測度を決定し、縦方向角速度ω_ｘの計測値を積分することによってロール角の測度を計算するが、それぞれのロール角の測度と同様に、これらのそれぞれの時間測度は互いに独立である。測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２の両方とも、それぞれのアルゴリズムによる処理を開始するときに、初期には車両は水平である（すなわちθ（t_entrance）＝０）と仮定している。

横方向加速度計１８または角速度センサ２０のいずれかが再較正を必要とするかどうかを判断する処理４００を図７に示してある。ステップ（４０２）、（４０４）、（４０６）および（４０８）において、フィルタリングされた

の絶対値が、関連する時間間隔

の間、第４の角速度閾値

を連続的に超える場合には、ステップ（４１０）において角速度センサ２０の再較正の信号が出される。あるいは、ステップ（４１２）、（４１４）、（４１６）、（４１８）および（４２０）において、測度アルゴリズムからのロール角の絶対値θ^Ｍか、またはエネルギアルゴリズム３００．２からのロール角θ^Ｅのいずれかが、関連する時間間隔

の間、ロール角閾値

を超える場合には、ステップ（４１０）において角速度センサ２０の再較正の信号が出される。あるいはステップ（４２２）において、角速度センサ２０の再較正の信号は出されない。ステップ（４２４）、（４２６）、（４２８）および（４３０）において、フィルタリングされた

の絶対値が、第４の横加速度閾値

を、関連する時間間隔

の間、連続的に超える場合には、ステップ（４３２）において横加速度計１８の再較正の信号が出される。そうでない場合には、ステップ（４３４）において、横加速度計１８の再較正の信号は出されない。ステップ（４１０）または（４３２）のいずれかで再較正の信号が出された場合には、上記のようにステップ（３１４）から処理が継続される。そうでない場合には、センサ再較正の信号は出されず、上記のようにステップ（３２２）から処理が継続される。

次に図６、図８ａ〜８ｃ、および図９ａ，９ｂを参照して、測度アルゴリズム３００．１についてより詳細に論じるが、図６のステップ番号は、その関連を示すために、ここでは「．１」のような添え字をつけてある。測度アルゴリズム３００．１の進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGは、進行測度イベントフラグONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGと呼び、ステップ（３０６．１）で入口基準が満たされると、ステップ（３０８．１）で設定され、ステップ（３２２．１）で出口基準が満たされるとステップ（３２０．１）でリセットされる。進行測度イベントフラグONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGは例えば、測度アルゴリズム３００．１を実装するための、関連するプロセッサ２６のメモリ２８内の特定の場所に対応することもある。ステップ（３２２．１）に続いて、アルゴリズムに入るとその後は、ステップ（３２２．１）で測度アルゴリズム３００．１の出口基準が満たされるか、またはロール事象が検出され安全拘束アクチュエータ３０が展開されるまで、測度アルゴリズム３００．１からは出ることはない。さらに、測度イベント出口基準が満たされて、測度アルゴリズム３００．１から出た後は、測度アルゴリズム３００．１は、関連する測度イベント入口基準がその後に満たされる場合には、再び入ることができる。

ステップ（３０６．１）における、測度アルゴリズム３００．１の入口基準は例えば、

の絶対値が第１の加速度閾値

より大きい、すなわち

であることである。ある特定の車両の例としては、実際のロールオーバのデータに基づいて、第１の加速度閾値は、約１．４ｇに設定された。この閾値は、測度アルゴリズム３００．１の他のパラメータ値と同様に、一般に特定の関連する車両の特性または車両のクラスに依存すること、および特定のロールオーバ検出システム１０に用いる特定の値は、関連する車両の１２の特性または車両のクラスに応じて調節することによって判別能力を改善することができることに留意すべきである。

ステップ（３１０．１）においては、ステップ（３０８．１）に続いて測度アルゴリズム３００．１に最初に入ると、測度アルゴリズム３００．１が初期化される。イベントサンプル数n^Mおよび角度位置の値θ^Ｍ（n^M−１）および測度関数Ｒ（n^M−１）が、例えばゼロ値に初期化される。またイベント入口時刻の直前のサンプル時刻ｔ^Ｍ（−１）が、現在時刻ｔに初期化された、測度イベント入口時刻ｔ^Ｍ（０）の値に初期化され、かつアルゴリズム入口からの時間間隔Δｔ^Ｍ（０）がゼロ値に初期化される。ここで用いた上添え字「Ｍ」は、ここでは測度アルゴリズム３００．１に関連する変数を表す。

測度アルゴリズム３００．１の後続の反復時に、ステップ（３０４．１）において進行測度イベントフラグが設定され、次いでステップ（３１２．１）においてイベントサンプル数n^Mが増分され、関連する現行サンプル時刻

が、現行時刻ｔに等しく設定され、測度イベント時間Δｔ^Ｍが測度イベント入口時刻ｔ^Ｍ（０）から現行時刻

までの時間間隔として、以下のように計算される。

ステップ（３２２．１）における、測度アルゴリズム３００．１の出口基準は、例えばアルゴリズム入口からの時間間隔

が、時間間隔閾値

より大きいこと、すなわち

となることである。特定型式の車両の例については、実際のロールデータに基づいて、時間間隔閾値

は約１６５ミリ秒に設定された。測度アルゴリズム３００．１から出ると、進行測度イベントフラグONGOING_MEASURES_EVENT_FLAGはステップ（３２０．１）でリセットされ、これによって、その後にステップ（３０６．１）において入口基準が満たされるまでの間、ステップ（３１０．１）で測度アルゴリズム３００．１に関連する変数が初期化される。

ステップ（３２２．１）において、出口基準が満たされない場合には、アルゴリズム計算はステップ（３２６．１）において測度アルゴリズム３００．１の特定の反復に対して以下のように更新される。
最初に、補償された符号付の角速度値を積分することによって、角度位置θ^Ｍが以下のように推定される。

ここで、積分時間ステップｄｔは、現行反復における時刻

と、前回反復における時刻との差

として求め、この差はサンプリング速度が一様であれば、以下のように一定値となる。

また、

は以下の式で求められる。

次に測度関数Ｒが推定され、これは良度指数(figure-of-merit)ＦＯＭを計算するために用いられる。測度関数Ｒは以下のように求められる。

測度関数の第１項は、ダンピング項であり、前回値Ｒ(n^M-1)にダンピング係数

を乗じた積からなる。ダンピングのレベルは、特定の車両型式に依存する定数τによって決まる。例をあげると、特定型式の車両についてのロールオーバ試験データに基づき、τの値は約４００秒とした。ダンピング項は、

または

の値が継続的に大きくない事象に対しては、結果として得られる良度指数ＦＯＭを確実に低下させる働きをする。

測度関数Ｒの第１項に追加される残りの項は、３つの測度の積であり、それは力測度Ｆ^*、回転運動エネルギ測度ＫＥ^*、および位置エネルギ測度ＰＥ^*である。力測度Ｆ^*は、

の現行サンプルとして以下のように求められる。

一般に、力と加速度はニュートンの第２法則の関係がある（Ｆ＝Ｍ・Ａ）。力測度Ｆ^*は、力と加速度のベクトル特性の説明を必要とするような、厳密な力測度とする必要は必ずしもなく、少なくとも車両１２に作用する反力Ｆと相関のある測度とする。通常の車両のロール事象において、

は、タイヤまたは車輪リムに作用する横方向力によって生じる。この横方向力は、車両重量中心の回りの回転トルクを発生させて、最終的にロールオーバを引き起こす力と同じものである。

は、必ずしも実際の反力Ｆに対する完全な測度とはならない。

例えば

では、例えばタイヤまたはその他のダンピング要素内の減衰力によるか、またはサスペンションシステムの運動による、非剛体運動の影響は、必ずしも説明できない。しかしながら

は経験則として、非剛体運動を除いては、小さな角度に対しては、車両１２をロールさせる反力Ｆに比例する。高速ロールオーバ試験またはトリップ式ロールオーバ試験によると、

は、角速度センサ２０によって有効な補償角速度が観察される約２０ミリ秒前に、有効となる。力測度Ｆ^*は、

に対して線形関係で示してあるが、力測度Ｆ^*は、

に対して、その他の（線形以外の）関数または（１以外の）累乗とすることもできることを理解すべきである。

回転運動エネルギ測度ＰＥ^*は、

で求められる。一般に回転運動エネルギ測度ＫＥ^*は、車両の回転運動エネルギと相関がある。例えば、

のように、回転運動エネルギ測度ＫＥ^*は、比例定数をＩ_ｘ／２として車両１２の回転運動エネルギと比例する。しかし、回転運動エネルギ測度ＫＥ^*を、別の形式で表すことも可能である。例えば、

の２乗以外の累乗を用いて、

から回転運動エネルギ測度ＫＥ^*を構成することも可能であり、あるいは回転運動エネルギ測度ＫＥ^*を

の別の関数とすることも可能である。

力測度Ｆ^*と回転運動エネルギ測度ＫＥ^*の積は、

を単独で用いる場合よりも、より迅速にロールオーバを予測する測度となる。これはまた

の最終値の予測測度ともなるが、それは

から推定された大きな横方向力は、通常約２０ミリ秒後に

の増加として表れることが観察されているからである。さらに、例えば補償角速度の２乗を用いることにより、補償角速度の重み付けを、補償横加速度成分よりも大きくすると、結果的に得られる良度指数ＦＯＭに対する、実際の補償角速度の影響を強めることになる。

位置エネルギ測度ＰＥ^*は、定数と角度位置の現行サンプル

の和として次のように求められる。

定数θ_０は、特定の車両によって異なる。例えば、ある型式の車両についてのロールオーバ試験のデータに基づけば、θ_０の値は約０．１度である。この定数項は、

および

の両方の信号が、あるロール事象に対して同じ極性を有するように極性が与えられていると仮定して、これらの信号のいずれかと同じ同じ符号にされている。位置エネルギ測度ＰＥ^*を測度関数の積項に含めると、結果的に得られる良度指数ＦＯＭに与えるロール運動の影響を強め、例えば関連するアクチュエータ起動時間（ＴＴＦ）が通常１４０から２３０ミリ秒である、中速度のロール事象に対して、その絶対値を増大させる。（この範囲の上下限は、車両の特性に応じて２０％程度拡張することもあり、また異なる型式の車両に対してさらに異なる可能性もある。）力測度Ｆ^*および回転運動エネルギ測度ＫＥ^*と比較して、位置エネルギ測度ＰＥ^*は、比較的重要度が低く、小規模なロールオーバ検出システム１０においては無視する（例えばＰＥ^*＝１に設定する）ことも可能である。しかし位置エネルギ測度ＰＥ^*は、中程度のアクチュエータ起動時間を示すロール事象の場合の要素として利点があると思われる。

良度指数ＦＯＭは次式で求められる。

良度指数ＦＯＭは、関連するR(n^M)およびR(n^M-1)項の絶対値から計算され、この結果良度指数ＦＯＭは回転の方向には影響されない。

項は、時間についての測度関数Ｒの微分または勾配の測度となり、実際の勾配はこの項をサンプリング周期ｄｔ（一様にサンプリングされるシステムでは定数）で除して求められることになる。この勾配係数は、以下に述べる閾値関数と組み合わされて、ロールオーバ事象が検出されて、その結果、関連する1つまたは複数の安全拘束システム３０展開させるためには、良度指数ＦＯＭが時間と共に増加することを必要とさせる効果がある。

代替案として、特に比較的小さな

の値について、良度指数ＦＯＭは次式で求めてもよい。

ステップ（３２２．１）のアルゴリズム計算に続いて、ステップ（３３０．１）で評価されたアルゴリズム検出基準は、例えば図８ｃに示すような複数の検出条件を含む。これらの条件のすべてが満たされる場合には、通常は測度イベント閾値を超えて、ロールオーバが発生すると考えられ、またステップ（３４０）において安全化アルゴリズムから関連する安全化基準が満たされる場合には、ステップ（３５０）において、関連する乗員の傷害を軽減するために、関連する１つまたは複数の安全拘束アクチュエータ３０が展開される。この検出基準は、特定の検出戦略にしたがって決められる。理想的には、検出基準は、関連する１つまたは複数の安全拘束システムの適切な展開によって乗員の傷害が軽減される程度の強度の、車両の内装と頭部の接触（つまり「頭部接触」）が発生するロール事象を検出することができて、その他の事象を無視できることである。

しかし、このような理想的な性能が実現できない場合には、検出基準を適当な妥協手段となるように適合させることができる。例えば、重大なロール事象を十分迅速に、つまり関連する１つまたは複数の安全アクチュエータ３０を、乗員への傷害を与えるリスクを軽減できるタイミングと速度で展開できるように、関連する頭部接触時間よりも十分に短い時間内に検出するためには、車両を完全にロールさせない（例えば縁石走行（curb trip）または中減速度型から高減速度型のロール事象）程度の重大ロールオーバ事象に応答して１つまたは複数の安全拘束アクチュエータ３０が展開するのを許容することが必要なこともある。

ステップ（３３０．１）の第１の検出条件として、測度イベント時間Δｔ^Mが、測度イベント時間の範囲（Δｔ^M _ｍｉｎ、Δｔ^M _ｍａｘ）内にあるか、どうかを以下のように試験する。

例えば特定の型式の車両に対して、イベントトリガーからの経過時間間隔が、特定の時間ウインド内に入るように、関連する最小および最大イベント時間を、

＝４０ミリ秒、

＝１６５ミリ秒とする。最小測度イベント時間

を制約することによって、非常に短時間の大きな横方向入力によって、偶然の検出が起こるのを防ぐと共に、観察された最短の頭部接触時間の条件を満たすように、十分に早く安全拘束システムを展開させることが可能になる。（頭部接触時間は、乗員の頭部が車両の内装と接触する時間である。）通常、重大な縁石走行または減速スレッド事象に対して、ロール判別アルゴリズムの入口時間は、ロール事象開始（すなわち、物理事象の開始）後、約２０ミリ秒である。そうすると、ロール判別アルゴリズムがエアバッグを展開し始めることができる最早時点は、ロール事象の開始後、約６０ミリ秒となる（入口時間＋約４０ミリ秒）。

観察された最速の頭部接触時間は、ロール事象の発生後、およそ１１５ミリ秒程度である。関連するデータ処理および安全拘束展開（例えばエアバッグ膨張）に約３０ミリ秒を要すると仮定すると、これらの場合には、安全拘束アクチュエータ３０は、ロール事象の開始後約９０ミリ秒で完全に展開されることになる。最小起動時間Δｔ^minは、横加速度計１８および角速度センサ２０からの信号がもたらす情報をできる限り利用しつつ、一方で重大事象における頭部接触を回避するのに、時間余裕をもって展開判断が行えるようにする。最大起動時間Δｔ^maxは、ロール判別アルゴリズムの連鎖事象に対する脆弱性を低減し、また時間間隔のあいた２つの横方向事象の２番目の事象によってロールオーバが引き起こされる事故において、ロール判別アルゴリズムをリセットし、ロールオーバの第２の「実際の」開始事象を検知することを可能にする。ステップ（３３０．１）において、測度イベント時間Δｔ^Ｍが指定された範囲内にある場合には、第１の検出条件は満たされ、追加の検出基準がステップ（３３０．１）で評価される。そうでない場合には、処理はステップ（１５０）から次の反復が継続される。

ステップ（３３０．１）の第２に検出条件として、例としての車両プラットフォームについて、上述の検出戦略にしがって必要な実質的にすべての事象に対して、良度指数ＦＯＭと、十分に迅速な判別時間をもたらす閾値関数

とが比較される。閾値関数

は、例えば以下の形式となる。

対応する第２の検出条件は以下のようになる。

例えば、特定の型式の車両についてのロールオーバ試験からのデータに基づいて、ＡおよびＢは、４０ミリ秒≦Δｔ^Ｍ＜９６ミリ秒に対して、Ａ＝６．４６×１０^１１（ｇ^２ｄｅｇ^６／ｍｓ・ｓ^４）、Ｂ＝−２．３４×１０^１３（ｇ^２ｄｅｇ^６／ｓ^４）、また９６ミリ秒≦Δｔ^Ｍ≦１６５ミリ秒に対して、Ａ＝２．５９×１０^１１（ｇ^２ｄｅｇ^６／ｍｓ・ｓ^４）、Ｂ＝−１．３６×１０^１３（ｇ^２ｄｅｇ^６／ｓ^４）とした。良度指数ＦＯＭおよび閾値関数

は、例えば両方とも単位が［ｇ^２ｄｅｇ^６／ｓ^４］である。

一般に、異なる型式の車両は、閾値関数

について、それぞれ異なるパラメータ値、または異なる関数形を有する。例えば複数の線形セグメントを有する、多重セグメント閾値関数

は、ロール判別アルゴリズムの性能に対して有利であることがわかっている。上記の例示的閾値限界線は、０．８ミリ秒の時間ステップの間に１２５０Ｈｚの速度でサンプリングされたデータから設定された。閾値関数

は、良度指数ＦＯＭの計算における積分の残余項が異なるために、データサンプリング速度が変われば、変化する。一般に、閾値関数は、時間の関数、時間の分割関数、時間についてのテーブルルックアップのいずれかによって表すことができる。さらに通常、閾値関数は時間の関数、例えば開始から時間間隔の関数であるが、この閾値関数

は場合によっては一定、すなわち時間に対して一定である可能性もあることを理解すべきである。ステップ（３３０．１）において、良度指数ＦＯＭが閾値関数

を超える場合には、第２の検出条件が満たされ、ステップ（３３０．１）において、追加の検出基準が評価される。そうでない場合には、ステップ（１５０）から次の反復の処理が継続する。

ステップ（３３０．１）の第３の検出条件として、安全拘束アクチュエータ３０の予期される展開時において、良度指数ＦＯＭの絶対値が、時間に対して増大しているかどうかを、以下のように試験する。

である。第３の検出条件は、例えばΔｔ＝４０ミリ秒で閾値関数ＦＯＭ^Thr（Δt）を超えるが、事象は減退しつつある（例えばＡ_ｙまたはω_ｘのいずれか、あるいは両方の絶対値が、減少している）場合の展開を防ぐためのものである。ステップ（３３０．１）において、良度指数ＦＯＭが時間に対して増大している場合には、第３の検出条件は満たされ、ステップ（３３０．１）において追加の検出基準が評価される。そうでない場合には、ステップ（１５０）から次の反復のための処理が継続される。

ステップ（３３０．１）の第４の検出条件として、安全拘束アクチュエータ３０の予測される展開時における補償横加速度成分

の絶対値が、第２の加速度閾値

と以下のように比較される。

第４の検出条件は、誤った大きな補償角速度

信号を発生させるモードにおける、角速度センサ２０の故障によって、安全拘束アクチュエータ（群）３０の偶発的な展開が生じることを防止する。例えば、ドライブ路面上に横方向のタイヤスリップのないような正常な運転状態において、第２の加速度閾値

の値０．７ｇを超えることはないと考えられる。ステップ（３３０．１）において、

の絶対値が、第２の加速度閾値

よりも大きい場合には、第４の検出条件が満たされ、ステップ（３３０．１）において追加の検出基準が評価される。そうでない場合には、ステップ（１５０）から次の反復のための処理が継続される。

ステップ（３３０．１）の第５の検出条件として、

の絶対値が、安全拘束アクチュエータ（群）３０の予想される展開時における、関連する第２のロール角速度閾値

と、以下のように比較される。

例えば、第２のロール角速度閾値

は、約５０度／秒である。第５の検出条件は、車両１２が安全拘束アクチュエータ（群）３０の展開時に、大きな角速度が発生していることを保証するものである。第２および第５の検出条件を組み合わせて、重大な側面衝突事象が、安全拘束アクチュエータ（群）３０を展開するのを防止する。第５の検出条件はまた、故障横加速度計１８が、誤った大きな横加速度信号を示して、安全拘束アクチュエータ３０を偶発的に展開するのを防止する。ステップ（３３０．１）において、

の絶対値が、第２の角速度閾値

よりも大きい場合には、第５の検出条件が満たされ、ステップ（３４０）から処理が継続する。そうでない場合には、ステップ（１５０）から次の反復のための処理が継続される。

ここで記述する測度アルゴリズム３００．１は、一連の車両ロールオーバ試験のデータを用いた試験に合格しており、最終的な車両のロールオーバを高い信頼性で予測できることが実証されている。大きな横加速度によって生じるロール事象については、比較的迅速に予測をすることができ、これによって測度アルゴリズム３００．１が、頭部接触が通常最も迅速に発生するタイプのロールオーバに対して、頭部接触以前にエアバッグを展開することが可能となる。一般に、測度アルゴリズム３００．１は、縁石走行や高ｇ型横方向減速事象に類似する、短時間および中程度時間のロール事象に対して、比較的早期のロールオーバ検出と、関連する安全拘束アクチュエータ（群）３０の比較的早期の起動時間（ＴＴＦ）を実現する上で利点がある。

したがって、測度アルゴリズム３００．１を組み入れたロールオーバ検出システム１０は、以下のステップにより、偶発的な展開を最小化しながら、乗員の頭部接触時間に適合するロールオーバエアバッグの展開時間を可能にする車両のロールオーバの改良型識別法を実現する。
それは、計測された横加速度を用いて将来（２０〜３０ミリ秒後）のロール運動を予測すること、
横加速度に、角速度および全回転角を組み合わせて、開始角度が水平から約２０度未満であるロール事象について、車両の初期角度情報を必要とすることなく、現行回転状態および運動と、回転を生成している強制関数との測度を生成すること、
車両特有の動的特性（ロールオーバ試験データから抽出される）に初期の車両応答測定値を組み合わせて利用して、最終的なロールオーバの発生を、そのような事象が明白になる以前に予測すること、である。

図１０を参照すると、テストＡ，テストＢ、テストＣおよびテストＤと名づけた４つの異なる試験条件を、測度アルゴリズム３００．１とエネルギアルゴリズム３００．２を説明かつ比較する目的で表にして示してある（エネルギアルゴリズム３００．２については以下にさらに詳細に述べる）。テストＡおよびテストＢは、螺旋状テストであり、これはエネルギアルゴリズム３００．２が、測度アルゴリズム３００．１よりも迅速なロールオーバ検出を示す条件を示しており、テストＣおよびＤは減速スレッドテストであり、これらについては測度アルゴリズム３００．１がエネルギアルゴリズム３００．２よりも迅速なロールオーバ検出を示す。テストＡおよびＤにおいては、車両はロールオーバを起こしたが、テストＢおよびＣにおいては、ロールオーバは起こさず、最大ロール角が、それぞれ３７度および３４度であった。初期車両速度、平均車両減速度、関連する検出およびイベント時間も、図１０に表示してあり、ここで頭部接触時間は乗員（ダミー）の頭部が車両の内装に実際に衝突した時間である。

図１１ａ〜１１ｄを参照すると、テストＡ〜Ｄについて図１０に表示した条件にしたがい、加速度センサ２０からのフィルタリングされたロール速度（角速度）、ロール角、および横加速度計１８からのフィルタリングされた横加速度を、それぞれ時間の関数として示してある。
図１２を参照すると、テストＣおよびＤについて計算で求めた良度指数を、測度イベント時間Δt^Ｍ、すなわち図１０の表に示した特定の型式の車両についての実際のスレッド減速テストにおける、測度アルゴリズム３００．１の開始からの時間の関数としてプロットしてある。図１２には、この特定の形式の車両についての、関連する閾値関数

を示してある。テストＤでは、車両がロールオーバを起こし、テストＣでは、最大回転角が約３４度まで達した。

ここで記述する測度アルゴリズム３００．１とによって計算した良度指数

と、関連する閾値関数

を結合させることによって、車両のロールオーバが発生したテストＤにおけるロールオーバ事象の開始後、起動時間（ＴＴＦ）を９８ミリ秒とすることが可能となり、この時間は関連する頭部接触時間１９６ミリ秒よりも時間的に大幅に短く、これによって関連する１つまたは複数の安全拘束アクチュエータ３０を展開するための時間として９８ミリ秒がもたらされた。関連する安全化アルゴリズム２００の安全化基準は、ロール事象の開始後２６ミリ秒で満たされ、これは測度アルゴリズム３００．１が検出基準を満たすよりも時間的に大幅に早かった。これと比較して、以下に述べるエネルギアルゴリズム３００．２の検出基準は、テストＤの事象に対してはロール事象の開始後５９４ミリ秒までは満たされず、これは関連する頭部接触時間よりも大幅に遅れており、これによってテストＤのロール事象に対する測度アルゴリズム３００．１の利点が示された。

図６、図８ａ〜ｃ、および図９ａ，９ｂを参照して、エネルギアルゴリズム３００．２についてより詳細に述べるが、ここで図６のステップは、「．２」という添え字をつけて、それに関連することを示している。エネルギアルゴリズムについての、進行イベントフラグONGOING_EVENT_FLAGは、ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGと呼び、ステップ（３０６．２）における入口基準が満たされると、ステップ（３０８．２）において設定され、ステップ（３２２．２）において出口基準が満たされるとステップ（３２０．２）においてリセットされる。例えば、ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGは、エネルギアルゴリズム３００．２を実装する関連するプロセッサ２６のメモリ２８の特定の場所に対応させてもよい。ステップ（３０６．２）に続いて、エネルギアルゴリズム３００．２に入った後は、ステップ（３２２．２）においてエネルギイベント出口基準が満たされるか、ロール事象３００．２が検出されて、安全拘束アクチュエータ３０が展開されるまでは、そこから出ない。さらに、エネルギイベント出口基準が満たされて、エネルギアルゴリズム３００．２から出た後に、その後関連するエネルギイベント入口基準が満たされれば、エネルギアルゴリズム３００．２に再び入ることができる。

エネルギアルゴリズム３００．２は、角速度センサ２０からの角速度ω_ｘ信号を利用し、車両のロール状態を同定し、車両１２の全体エネルギ（回転運動および位置エネルギ）と完全にロールを生じさせるのに必要なエネルギとを比較する。
ステップ（３０６．２）において、エネルギアルゴリズム３００．２の入口基準は、例えば

の絶対値が、第１の加速度閾値

よりも大きいか、または（ＯＲ）

の絶対値が第１のロール速度閾値

よりも大きいことである。すなわち、次式である。

特定の型式の車両を例にあげると、実際のロールオーバのデータに基づいて、第１の加速度閾値

を約１．４ｇ（測度アルゴリズム３００．１に関して）に設定し、第１の回転速度閾値

を約１９度／秒に設定した。この閾値は、エネルギアルゴリズム３００．２の他のパラメータ値と同様に、通常関連する特定の車両１２の特性または車両のクラスに依存し、かつ特定のロールオーバ検出システムに使用する特定の値は、関連する車両１２の性質あるいは車両のクラスに応じて判別を向上させるために調整することができることはいうまでもない。

ステップ（３１０．２）において、ステップ（３０６．１）に続いて最初にエネルギアルゴリズム３００．２に入場すると、エネルギアルゴリズム３００．２が初期化される。イベントサンプル数n^Eおよび角度位置の値

が初期化、つまりゼロに設定される。またイベント入口時刻の直前のサンプル時刻

は、現在時刻ｔの値に初期化されている、エネルギイベント入口時刻

に初期化され、かつアルゴリズムに入ってからの時間間隔

が、ゼロ値に初期化される。さらに、第２のイベントサンプル数

が、ロール方向変化からの時間間隔

と同様に、ゼロに初期化される。ここで使用する上添え字「Ｅ」は、エネルギアルゴリズム３００．２に関連する変数を示している。

後続のエネルギアルゴリズム３００．２の反復時に、ステップ（３０４．２）において、ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGが設定されている場合には、ステップ（３１２．２）において、イベントサンプル数n^Eが増分され、関連する現行のサンプル時刻

が現行時刻ｔに等しく設定され、かつエネルギイベント時間

がエネルギイベント入口時刻

から現行時刻

までの時間間隔として次式で計算される。

ステップ（３２２．２）における、エネルギアルゴリズム３００．２の１つの出口基準は、例えば、エネルギイベント時間

が、最大時間間隔閾値

より大きいこと、すなわち次式である。

エネルギアルゴリズム３００．２の別の出口基準は、例えばエネルギイベント時間

が、最小時間間隔閾値

よりも大きく、かつステップ（３０６．２）からの入口基準が最近に満たされてからの時間が、第２の時間間隔閾値

より大きいこと、すなわち次式である。

エネルギアルゴリズム３００．２は、比較的遅いロールオーバ事象が発生する可能性があるために、測度アルゴリズム３００．１よりも、リスタートさせるまでに（すなわちアルゴリズムから出てリセットされるまでに）実質的に長い時間を必要とする。特定の型式の車両の例においては、実際のロールオーバデータに基づいて、時間間隔閾値

を約１２秒に設定し、最小時間間隔閾値

を約４秒に設定し、第２時間間隔閾値

は約２秒に設定した。したがって、この例については、エネルギアルゴリズム３００．２は、少なくとも４秒間、しかし１２秒を超えない時間において実行され、このような制約を受けて、最近に満足された入口基準からの時間間隔が２秒を超えると、外に出ることになる。エネルギアルゴリズム３００．１の外に出ると、ONGOING_ENERGY_EVENT_FLAGは、ステップ（３２０．２）でリセットされて、その後にステップ（３０６．２）で入口基準が満たされると、エネルギアルゴリズム（３００．２）に関連する変数がステップ（３１０．２）で初期化される。

ステップ（３２２．２）において、出口基準が満たされない場合には、アルゴリズム計算は、エネルギアルゴリズム３００．２の特定の反復について、ステップ（３２６．２）で以下のように更新される。
最初に、角度位置

が、

の符号付の値を積分することによって、以下のように評価される。

ここで、積分時間増分ｄｔは、現行反復における時刻

と前回反復における時刻

の差として求められ、この差はサンプリング速度が均一の場合には一定であり、以下にようになる。

そして

は次式で求められる。

ステップ（３２６．２）において、アルゴリズム計算は、ジャイロスコープ誤差または重大な車両運動の結果によるオフセットのいずれかによる、角速度ω_ｘ信号のオフセットを補償するように適合されており、そうしない場合には、特に角速度が実質的に振動挙動を示す可能性のあるラフ路面状態に対しては、これらのオフセットが、

において適切に補償されない可能性がある。エネルギアルゴリズム３００．２においては、アルゴリズム入口基準が満たされた最近の時刻の後、少なくとも

秒間、例えば２秒間は外に出ることはなく、これによってエネルギアルゴリズム３００．２の持続時間を

秒、例えば１２秒まで延長させ、このために角速度センサ２０からの信号における比較的小さなオフセット、例えば２〜３度／秒に対して、大幅なロール角積分誤差（例えば２４から３６度）につながる可能性がある。悪路においては、車両１２は実質的に振動ロール運動を示すことがあり、したがって［悪路イベント］では、角速度ω_ｘは、真の角速度オフセット

の回りに振動するという特徴がある。

例えば、図１３を参照すると、真の角速度オフセット

が−６．５度／秒である、角速度ω_ｘ信号を時間の関数としてプロットしてある。通常のロール事象においては、ロール事象中に

の符号は変化をしないために、

信号から悪路状態を認識することが可能である。これらの状況下で、積分されたロール角

は、

が符号を変えるたびに、ゼロに向かって以下の式に従って減衰される。

ここで、カウンタ

は、逆転時にイベントサンプル数

に等しく設定され、このイベントサンプルカウンタが、

が方向を変える度に、最近の方向変更からの時間間隔に応じて、０．１％から５０％の間の量でロール角

を減衰させる。

図１４を参照すると、ロール振動効果に対する上記の補償の効果を示してあり、ここでは、図１３にプロットされた角速度データから積分したロール角を、様々な条件について時間の関数として示してある。第１の条件として、真の角速度オフセット

の−６．５度／秒を、積分に先立ち除去した。第２の条件として、ロール角

は、偏りのある角速度ω_ｘデータから積分して、次いで前述したようにロール振動の補償をする。第３の条件としては、ロール角

は、上述のロール振動に対する補償なしで角速度ω_ｘデータから積分して求め、これは比較的長い積分区間について補償をしない角速度ω_ｘの偏りがある結果として、ロール事象の誤検出が発生する可能性を示すものである。上記のロール振動に対する補償は、角速度が実質的に一方向である実際のロール事象の検出に悪影響を与えることなく、ロール振動により導入された積分誤差を実質的に補正する。

ステップ（３２６．２）において、アルゴリズムの計算によって、ステップ（３０６．２）の入口基準が満たされる最近時間の記録がさらに与えられ、これによってステップ（３２２．２）の出口基準の補助的な基礎が、以下のように与えられる。

ステップ（３２２．２）のアルゴリズム計算に続いて、ステップ（３３０．２）で評価されるアルゴリズム検出基準は、例えば図８ｃに示すような複数の検出条件を含む。すべての検出条件が満足される場合には、通常エネルギイベント閾値を超えて、ロールオーバが発生すると考えられ、ステップ（３４０）において安全化アルゴリズム２００からの、関連する安全化基準を満たせば、ステップ（３５０）において、関連する１人または複数の乗員への傷害を軽減するために、関連する１つまたは複数の安全拘束アクチュエータ３０が展開される。エネルギアルゴリズム３００．２の検出基準は、測度アルゴリズム３００．１について上述したものと類似の検出戦略に従って決定される。

エネルギアルゴリズム３００．２の主要検出基準は、角速度とロール角の関連する位相空間（すなわちω‐θ位相空間）における、

およびロール角

の挙動と、それに関連する運動軌跡とに基づいている。ω‐θ位相空間の例を図１５に示してある。
剛体運動力学に従って、関連する剛体のロール事象と非ロール事象を判別する位相空間内の理論的閾値境界が存在する。例えば、この理論的閾値境界は次式で求められる。

ここで、ｍｇは車両の重量、Ｔは車両のトラック幅、Ｉは車両のロールの慣性モーメント、ｈ_ＣＧは車両の重心の高さである。この式は問題とする範囲ではω‐θ面内でほぼ線形である。

しかし、非剛体効果のために、実際の閾値境界は、通常上記の理論閾値境界に沿った約５つまたは６つの連結線分からなる、区分線形境界としてモデル化するのが有利であるが、これをロール事象と非ロール事象の識別性能を改善するために特定の車両１２または車両プラットフォームについて適合させてもよい。一般に、この境界は位相空間内の関数（例えば、ロール角θの関数）、位相空間内の区分関数（例えばロール角θの区分関数）、または位相空間でのテーブルルックアップのいずれかで表すことができる。
図１５を参照すると、上述の移動平均フィルタを用いてフィルタリングした、実際のロールオーバテストデータを、図１１ａおよび１１ｂに示すテストＡおよびＢそれぞれについて、図１０の条件に従い、関連する理論的な閾値境界の例および実際の区分線形閾値境界の例と共に、ω‐θ位相空間内にプロットしてある。

現行順序の組

と実際の閾値境界の線分との距離が、その関連する端点の角度値

が現行ロール角

の上下限を決めている線分それぞれについて、各反復毎に計算される。実際の閾値境界の各線分は、その端点

によって定義される。現行順序組と実際の閾値境界の適切な線分との距離Ｄは次式で求められる。

ここで、この距離がゼロ未満の場合には、実際の閾値境界を超えたたことになる。

ω‐θ位相空間における

の軌跡の勾配は次式で求められる。

またω‐θ位相空間における、この勾配の関連する角度は次式で求められる。

ステップ（３３０．２）において、角度βが限度内にある（すなわち、β^min＜β＜β^max、ここで例えばβ^min＝７５度、β^max＝９０度）場合には、ロール角速度の絶対値は、時間と共に増加しており

実際の閾値境界までの距離が、ゼロより小さく

かつロール角θ^Eがロール角閾値θ^Thrよりも大きい

ここで例えばθ^Thr＝１０度）場合に、エネルギ検出基準が満足される。あるいは、ω‐θ位相空間における距離が、閾値D^Thrより小さく

かつロール角θ^Eがロール角閾値θ^Thrよりも大きい

場合に、エネルギ検出基準が満たされる。
エネルギ検出基準が、ステップ（３３０．２）で満足され、かつステップ（３４０）において、安全化基準が満たされる場合には、ステップ（３５０）において、関連する１人または複数の乗員への傷害が軽減するために、関連する１つまたは複数の安全拘束アクチュエータ３０が展開される。エネルギアルゴリズム３００．２の検出基準が満たされるときまでに安全化基準が満たされない場合には、安全化基準が満たされるか、またはステップ（３２２．２）でエネルギアルゴリズム３００．２から出るかのいずれかになるまで、エネルギアルゴリズム３００．２が反復されるように、エネルギアルゴリズム３００．２の展開決定はラッチされない。

測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２は、共通のプロセッサ２６上または別個のプロセッサ２６上で、直列にでも、並列にでも実行することが可能であることはいうまでもない。直列に実行される場合には、図６に示す１回の反復についてのステップは、一方のアルゴリズムについて完了し、次いで他方のアルゴリズムが、第１のパスに対してステップ（３０２）から、または後続のパスに対してステップ（１５０）から開始されることになる。
ロールオーバ検出アルゴリズムは、特定の形式の式によって表されていたが、これらの計算は、本願の教示の範囲を逸脱することなく、様々な方法で、特定のプロセッサ２６上に実装できることはいうまでもない。例えば、本願に記載の特定の計算を、特定のプロセッサに実際に実装するためには、例えば関連するアナログ／デジタル変換器の解像度や、特定のプロセッサ２６によって実行可能な数学処理の形式と精度、また特定のプロセッサ２６のワード長などに応じて、修正を必要とする可能性がある。

ロール判別アルゴリズムは、本願ではサンプリングされたデータに対して適用すると説明したが、アルゴリズムは、例えばアナログプロセッサを用いて、連続的に実装することも可能であることはいうまでもない。さらに、イベントサンプル数n^Mは、ロール判別の実際の実装においては、明示式および暗示式のどちらでもよく、また関連する時間依存の変数は、時間ｔの関数、またはイベントサンプル数n^M、n^Eの関数の、いずれでも表すことができることも理解すべきである。
測度アルゴリズム３００．１およびエネルギアルゴリズム３００．２は、関連する

を積分することによって求めるロール角の測度を利用すると説明したが、例えば傾斜センサを用いて測定したロール角を、計算によるロール角の代わりに使用することも可能である。

図１６を参照すると、別の実施態様によるロールオーバ検出システム１０．１は、図２に示して上記したロールオーバ検出システム１０を含むとともに、プロセッサ２６に動作可能に接続され、かつ地面、例えば道路表面に対する車両の横速度の測度を提供するように適合された横速度センサ４２をさらに含む。横速度センサ４２は、様々なセンシング技術の任意のものに基づくものであってもよく、それに限定はされないが、音（すなわち超音波）、マイクロ波、レーザー、レーダー、またはその他の電磁波技術に基づき、例えば関連する搬送波のドップラーシフトに応答する測度を計測することによる、波動またはパルス式送受信システムか、または地面の画像内の下地となっている空間周波数に基づく光学速度センサがある。横速度センサ４２は、送信機を下向きに路面に向けて、それによって、送信信号の主軸が、車両の後方から見て垂直に対して０度以外のある角度になるように、例えば、信号強度とセンサ感度との有用な妥協のために、送信機を約４５度で横方向に傾けた状態で、例えば、車台、サイドミラーの下側、または下部車両ボディパネルなどの、車両の下向きまたは横向きの面に装着する。例えば、受信機は、送信機からある横方向距離だけ離れて配置することによって、正常な車両運転高に対して、送信機から放射されて路面から反射される波を受信する。別の選択肢として、送信機を、実質的に地面と平行に配向して、路面に近接し、かつその上方にある反射表面に対する速度を計測することもできる。受信機は、装着を容易にするために、送信機の近傍に配置してもよいが、信号強度の低下という代償を生じる場合がある。

横速度センサ４２からの横速度の測度を使用して、ロールオーバ検出システム１０．１によるロール事象の識別を改善することができる。多くのロール事象、特にトリップによるロール事象（tripped roll event）は、大きな横車両速度を含むロール前運動をしめす。車両１２が、横方向にスライドし、かつ場合によっては何らかの障害物または地上物体と係合するタイヤから、横方向減速力を受けるときに、この横方向減速力は、車両１２に縦方向軸の回りにトルクを生成して、車両１２をロールさせて、それによって初期の横速度に関連する慣性横並進運動エネルギーが、回転運動エネルギーと位置エネルギーとに変換される。エネルギーの保存則に従って、その他のロール誘起力、例えば、車両の前進速度に伴う縦方向並進運動エネルギーを、回転運動エネルギーに変換する、垂直力がないので、車両は、横運動エネルギー

が、車両の重心を、２つの同一側車輪に関する平衡高さΔｈに高めることによる、位置エネルギー

よりも大きくない限り、横運動エネルギーの変換に応答してロールオーバすることはない。したがって、車両横速力または速度の測度は、車両がロールオーバするのに十分なエネルギーを有しているかどうかの、兆候を示すことができる。車両横速度が、完全なロールオーバを発生させるのには不十分の場合（すなわち、

の場合）には、初期に激しさを伴う部分ロール事象のほとんどに対しても、関連する安全拘束アクチュエータ３０の展開を遅延または禁止することができる。

例えば、横衝突速度１０ｍｐｈで、固定縁石に向かって横方向にスライドする車両１２は、ロールオーバしないと予想され、その代わりに、比較的大きいが、短時間で終わる、１／２秒程度続く横加速度とロール速度とが発生することになる。しかしながら、少なくとも１５ｍｐｈの初期横速度を伴う、類似の縁石衝突事象は、初期衝突後に約１００〜１５０ミリ秒の乗員頭部接触時間を伴う、車両ロールオーバを生じると予想される。後者のロールオーバ事象に対して、乗員頭部接触の以前に、安全拘束アクチュエータ３０を展開するように適合されたロールオーバ判定基準は、ロールオーバ判定基準が車両の横測度に応答しない場合でも、前者の非ロール事象に応答して、安全拘束アクチュエータ３０の展開を生じさせることが予想される。車両横速度が既知の場合には、すべてまたは一部のロールオーバ拘束装置の展開を、さもなければ乗員頭部接触に先立って安全拘束アクチュエータ３０を展開するのに必要となる、比較的初期の判定時間において、禁止することができる。ロール運動を、ロールオーバ検出システム１０．１によって継続して監視することによって、条件が完全ロールオーバを引き起こす条件に変化した場合に、安全拘束アクチュエータ３０を、より遅い時間に展開させることもできる。

ロールオーバ検出システム１０．１の別の実施態様によれば、関連する測度アルゴリズム３００．１またはエネルギーアルゴリズム３００．２は、２つまたは３つ以上の異なる展開閾値を組み込んでもよく、その選択は、ロールオーバアルゴリズムの開始時、またはその近傍における車両の横速度に依存することになる。この閾値を、初期横速度の関数とすることによって、低い初期横速度に対しては、関連する安全拘束アクチュエータ３０を展開するのに、１つまたは２つ以上のロールオーバ測度に対して、対応する大きな閾値を超える必要があるようにすることもできる。
車両の初期横速度は、ロールオーバにつながる可能性のある回転運動エネルギーに変換することのできる並進運動エネルギーのすべてを、必ずしも説明するものではない。例えば、前進している車両は、例えば、車両１２が滑りやすい表面上でスピンを起こす場合に、横運動エネルギーに変換することのできる、縦並進エネルギーを有する。この車両が同時にロール運動すると、ロールが進行するにつれて、回転運動エネルギーおよび回転誘起位置エネルギーが、車両１２の初期横速度に関連する運動エネルギーを大きく消耗させることなく、増加する可能性がある。

別の実施態様によれば、全並進運動エネルギー、すなわち横と縦の和が、車両１２のロール平衡位置における回転位置エネルギーに対応する閾値よりも小さい場合には、車両を完全にロールオーバさせるのに十分なエネルギーはないので、関連する安全拘束アクチュエータ３０の展開を、禁止することができる。
ロールオーバ検出システム１０．１の別の実施態様によれば、車両１２の横速度を、事象の初期段階中に監視して、現在の横運動エネルギーと回転運動エネルギーの和が、車両のロールオーバに必要なエネルギーを超えるかどうかを判定する。一般に、車両の横速度を、ロールオーバアルゴリズムに融合させて、ロール発生可能性についての新規の測度を創出するか、または既存の測度を改善することが可能であり、例えば、それは、次の車両動的信号：縦方向ロール速度、ロール傾斜角度、路面からの高さ、横加速度、垂直加速度、ステアリング角、車両前進速度、またはヨー速度（yaw rate）の１つまたは２つ以上と組み合わせた、検知された横速度の関数である。車両横速度と、これらの検知された車両状態パラメータの任意のものとを組み合わせることによって、車両がロールオーバするかどうかを、より迅速に推定または予測する、ロールオーバアルゴリズムの能力を改善する測度を提供することができる。

例えば、エネルギー方式アプローチによれば、ロール速度とロール角の位相空間における理論展開閾値は、次式とすることができる。
関数（ν_{ｌａｔｅｒａｌ}）＋関数（ロール速度）、例えば：

ここで、Ｃ_１は車両固有の定数であり、ν_{ｌａｔｅｒａｌ}は車両の横速度、ω_ｒｏｌｌは車両のロール速度、Ｃ_２はロールオーバに必要な位置エネルギーであり、これは、ロール運動に有効な、または寄与する全体エネルギー、すなわち横運動エネルギー、ロール回転運動エネルギー、およびロール角寄与位置エネルギーの合計に概略比例する測度を提供する。比較の目的で、図１５に示す理論展開閾値は、上記の関数の後者の項、すなわち

によって与えられる。したがって、上記の関数の前者の項、すなわち

は、横速度に依存する閾値低減オフセットとして、解釈することができる。特定の閾値関数と、車両ロールオーバを発生させる最小値とを関係づける、試験データまたは解析を使用して、特定の車両に対する固有の閾値特徴を仕立てることができる。

その他の実施態様においては、横速度の測度を使用して、上述のエネルギーアルゴリズム３００．２または上述の測度アルゴリズム３００．１のいずれかの展開閾値関数（単数または複数）を修正することができる。
例えば、図１７を参照すると、エネルギーアルゴリズム３００．２のロール速度−ロール角展開閾値を、図１７の破線で示すように、横速度の測度に応答して、低く調整することができる。例えば、ロール運動に変換可能な関連する横並進運動エネルギーに応じて、閾値カーブ全体を、横速度の測度に依存するロール速度によって、下方に変位させることができる。

図１８を参照すると、別の例として、ロール確率の増加に対して絶対値が増加する、ロールオーバ測度の閾値、例えば、測度アルゴリズム３００．１の閾値関数を、横速度の絶対値の関数である乗法的係数（multiplicative factor）によって、調整することができる。例えば、それに対して名目ロールオーバ展開閾値が修正されない（閾値乗数１）測度絶対値Ｖ_１を選択することができる。低い速度に対しては、閾値乗数係数（１を超える）によって閾値を上げて、高い速度に対しては、閾値乗数係数（１と０の間）によって閾値を下げ、ここで乗数係数は、横速度の測度の関数である。別の選択肢として、この方法で閾値を修正する代わりに、特定のロールオーバ測度を、等価な結果が得られるように、横速度の適当な関数を加えることによって、変更することもできる。
車両横速度の測度は、上述したように、直接的に計測するか、または間接的に推定することができる。横速度の推定は、例えば車両安定性または非ロール衝突センシング用に車両にすでに組み込まれているセンサからの計測値に基づいて行い、それによって横速度の直接測度を提供するための横速度センサを不要にすることができる。

例えば、横速度の測度の推定は、横加速度計からの横加速度の計測値を、ヨー速度センサ（yaw rate sensor）からのヨー速度計測値または、それぞれ車両速度センサおよびステアリングホイール角センサからの車両前進速度およびステアリングホイール角の計測値と一緒に使用して行うことができる。横加速度計からの加速度計側値は、時間の関数として積分することによって、横速度の測度を得ることが可能であり、ステアリングホイールまたは前輪角度センサと組み合わせたヨー速度センサ（または前進速度センサ）の出力を使用して、計測したヨー回転運動に応答して、積分横速度を補正することができる。例えば、横速度は、ヨー速度センサ（または前進速度センサ）とステアリング角度センサを以下のように組み合わせることによって導いた求心加速度（centripetal acceleration）を減算した後に、計測した横加速度を、時間について積分（または離散的加算）することによって、次のように推定することができる。

ここで、ν_{ｌａｔｅｒａｌ}は、車両の計算横速度であり、ω_ｙａｗは、車両の計測ヨー速度であり、Ｒは、ステアリングホイール角、前輪タイヤ角センサ、または個別の前輪速度センサからの車輪速度を個別の速度から導いた車両旋回半径であり、ν_{ｆｏｒｗａｒｄ}は、前進車両速度である。

この計算に使用される入力信号は、ローパスフィルタにかけられて、オフセットを除去するために補償されている。ある種の車両は、付随する最大ヨー速度、または前進速度を有し、これは所与のステアリング半径に対して発生し、そのために、より高い前進速度またはヨー速度では、一般的な道路／タイヤ条件に対して、タイヤ横すべりおよび対応する車両横速度が発生する。ヨー速度および車両旋回半径、または前進速度および車両旋回半径のいずれかに基づく求心加速度補正は、最大の車両固有絶対値に限定されることになる。乾燥舗装上（理想条件）における、良好なタイヤを備えるほとんどの車両に対して、補正項

または、

は、一般的な乾燥、平坦舗装上での車両固有の維持可能な最大求心加速度に対応する約±０．８ｇに限定される。実際の走行状態においては、例えば、走行地形によって、タイヤが走行面にくい込むことができる場合などには、より高い求心加速度を達成することも可能である。これらの条件によって、車両で発生するよりも大きな横速度の推定値が生じる可能性があるにもかかわらず、これらの条件は、タイヤおよびリムが、場合によっては実質的に大きなトルク誘起力を車両に生じさせることができるので、実際のロールオーバ事象をはるかに生じさせやすくする。この計算には、横加速度を比較的長い時間間隔にわたって積分するときの、補正されないオフセットの悪影響を排除するように、横速度のトリガー式計算だけを可能とするか、または推定横速度のゼロへの事象駆動リセットを可能にする、なんらかの減衰項および／または条件が必要となる場合がある。

ヨー速度センサは、車両１２の垂直軸の回りの回転速度を計測する。上記の説明では、前進速度およびヨー速度は、簡単な定数：ν_{ｆｏｒｗａｒｄ}＝ω_ｙａｗ＊Ｒによって関係づけられることを仮定しており、これはタイヤが走行表面にくい込まない条件においては一般に正しい。車両１２タイヤがすべっている条件においては、車両１２は、指令旋回半径の中心以外の垂直軸回りに、なんらかの回転運動をしている可能性があり、この場合には、ヨー速度と旋回半径の積は、前進速度を超えることも予期される。前進速度、ヨー速度および旋回半径Ｒに対するセンサが組み込まれた、ロールオーバ検出システム１０．１においては、これらの３つの信号のすべてを利用して、横速度の測度および車両スピン速度（spin rate）の測度の両方を次のようにして得ることができる。

ここで、

は、±Ａ_{ｃｅｎｔｒｉｐｅｔａｌＭＡＸ}の範囲であり、

ここで、ν_{ｆｏｒｗａｒｄ}／Ｒは、±Ａ_{ｃｅｎｔｒｉｐｅｔａｌＭＡＸ}／ν_{ｆｏｒｗａｒｄ}の範囲である。

車両スピン速度は、車両が、横加速度計の装着場所の近傍にある垂直軸の回りを、主としてスピンしている場合には、特に低摩擦道路条件（例えば、氷結道路）に対して、横加速度計は、車両の横速度の変化を適切に検出しない可能性がある。したがって、横速度推定値は、さらに次のように補正することができる。

ここで、追加の補正項は、推定車両スピン速度を積分して、車両スピン角を求めて、次いで、これを使用して、そうでない場合には横加速度計によって検出されない可能性のある、前進車両速度の横運動への投射の推定値を求める。

本明細書に記載のロール判別アルゴリズムは、関連するテストデータから導いており、そのためにパラメータを抽出した車両とは異なる、他の種類の車両に適用する場合には、調節を必要とする可能性があり、この調節の基準は、例えば、ロールオーバ事象をロバストに、かつ早期に検出することであり、同時にまた可能な程度に、非ロールオーバ事象をロールオーバ事象として誤判別することを避けることである。本明細書に記載した様々なパラメータについての特定の値は、それに限定するものではなく、例えばロールオーバの発生しやすさが異なる、異なる型式の車両に対して変えてもよい。例えば、比較的重心の高い車両、または比較的ホイールベースの狭い車両、例えばスポーツユーティリティビークルなどは、比較的重心の低い、またはホイールベースの広い、例えば乗用セダンよりも、ロールオーバを発生しやすい。さらに、ロールオーバ検出システム１０は、関連の縦方向加速度計およびピッチ角速度センサを備えることによって、ピッチオーバ事象、すなわち車両の局所Ｙ軸回りの事象を検知するように適合させることも可能である。

横速度センサ―これは車両の横速度の直接測度をもたらす―および本明細書に記述する横速度推定アルゴリズムは、横速度を計測または推定する手段を提供し、この手段は、横加速度の測度だけを積分するか、または車両の縦速度の測度を使用ことによって推測するよりも、実質的により正確であり、それによって、ロールオーバ事象の識別が改善される。 特定の実施態様について詳細を説明したが、当業者であれば、本開示の全般的な教示を参考として、これらの詳細に対する、様々な修正態様および代替手法を開発することが可能であることを理解するであろう。したがって、開示した特定の配設は、説明だけを目的とするものであり、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明は添付の特許請求の範囲およびそのすべての等価物の全範囲を授与されるべきである。

ロール発生開始以前の車両の背面図である。 ロール発生中の車両の背面図である。 ロールオーバ検出システムを示すブロック図である。 ロールオーバ検出アルゴリズムを示すフロー図である。 ロールオーバ検出アルゴリズムに組み込まれたデータ収集および処理アルゴリズムを示すフロー図である。 ロールオーバ検出アルゴリズムに組み込まれた安全化アルゴリズムを示すフロー図である。 ロールオーバ検出アルゴリズムを示すフロー図である。 ロールオーバ検出アルゴリズムに組み込まれた、センサ再較正が必要かどうかを判断するためのアルゴリズムを示すフロー図である。 ロールオーバ検出アルゴリズムの詳細を示す表である。 ロールオーバ検出アルゴリズムの詳細を示す表である。 ロールオーバ検出アルゴリズムの詳細を示す表である。 ロールオーバ検出アルゴリズムのパラメータ値の例を示す表である。 ロールオーバ検出アルゴリズムのパラメータ値の例を示す表である。 様々なロールオーバ事象および非ロールオーバ事象に関連する条件を示す表である。 ロールオーバ事象が発生する、テストＡと名づけた螺旋状（corkskrew）ロールオーバテストを受けた車両の、フィルタリングされたロール角速度、ロール角、およびフィルタリングされた横加速度のグラフである。 ロールオーバ事象は発生しない、テストＢと名づけた螺旋状ロールオーバテストを受けた車両の、フィルタリングされたロール角速度、ロール角、およびフィルタリングされた横加速度のグラフである。 ロールオーバ事象は発生しない、テストＣと名づけた減速スレッドテストを受けた車両の、フィルタリングされたロール角速度、ロール角、およびフィルタリングされた横加速度のグラフである。 ロールオーバ事象が発生する、テストＤと名づけた減速スレッドテストを受けた車両の、フィルタリングされたロール角速度、ロール角、およびフィルタリングされた横加速度のグラフである。 テストＤのロールオーバ事象およびテストＣの非ロールオーバ事象について、測度アルゴリズムに応じた、ロールオーバ測度の良度指数および関連する展開閾値を時間の関数として示すグラフである。 ロール角速度オフセットを含む信号について、ロール角速度を時間の関数として示すグラフである。 ロール角速度からロール角を同定する、関連する様々な処理について、図１３のデータに基づいてロール角を時間の関数として示すグラフである。 テストＡのロールオーバ事象およびテストＢの非ロールオーバ事象について、エネルギアルゴリズムに従って、ロール角の関数としてのロール角速度と、関連するロールオーバ閾値とを示すグラフである。 横速度センサを備えるロールオーバ検出システムの一実施態様を示す図である。 横速度の測度に応答して、ロール速度−ロール角展開閾値の調整を示す図である。 横速度の関数としての、閾値乗数を示す図である。

Claims (26)

1. ａ．車両に動作可能に結合されて、車両のロール軸回りのロール速度を計測するように適合されたロール角速度センサであって、前記ロール軸が車両の縦方向軸と実質的に一致している、前記ロール角速度センサ；
   ｂ．車両に動作可能に結合されて、前記車両に対して実質的に横向きである方向における車両の速度に応答性を有する横速度センサであって、超音波センサ、マイクロ波センサ、レーダーセンサ、および光学速度センサから選択される、前記横速度センサ；および
   ｃ．前記ロール角速度センサと前記横速度センサとに動作可能に結合されて、安全拘束システムを制御するための信号を生成するように適合されたプロセッサであって、前記安全拘束システムを制御するための前記信号が、前記ロール角速度センサからの信号と、前記横速度センサからの信号とに応答性を有する前記プロセッサを含む、車両のロールオーバ状態を検出するシステム。
2. プロセッサが、ロール角速度センサからの信号を積分することによってロール角の測度を求めるように適合されているとともに、安全拘束システムを制御するための信号が、前記ロール角の測度にさらに応答性を有する、請求項１に記載の車両のロールオーバ状態を検出するシステム。
3. 車両に動作可能に結合された、縦速度センサをさらに含み、該縦速度センサが、車両の縦方向軸に実質的に沿った方向の車両の速度に応答性を有するとともに、安全拘束システムを制御する信号が、前記縦速度センサからの信号にさらに応答性を有する、請求項１に記載の車両のロールオーバ状態を検出するシステム。
4. 車両に動作可能に結合された加速度計をさらに含み、該加速度計が、実質的に横方向における車両の加速度を計測するように適合されるとともに、安全拘束システムを制御する信号が、前記加速度計からの信号にさらに応答性を有する、請求項１に記載の車両のロールオーバ状態を検出するシステム。
5. ａ．車両の縦方向軸と実質的に一致するロール軸の回りの、車両のロール角速度の測度の取得を可能にすること、
   ｂ．車両の横速度を直接的に表わす、車両の横速度の測度の取得を可能にすること、および
   ｃ．前記ロール角速度の測度と、前記横速度の測度とに応答性を有する、安全拘束システムを制御するための信号の生成を可能にすることを含む、車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
6. 安全拘束システムを制御するための信号が、展開閾値に応答性を有し、該展開閾値が、横速度の測度に応答性を有する、請求項５に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
7. 展開閾値を、横速度の測度に応答性を有するオフセットによって変化させる、請求項６に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
8. 展開閾値を、横速度の測度に応答性を有する係数によって倍率変更する、請求項６に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
9. ａ．横速度に応答性を有する第３の測度と、第１の閾値との比較を可能にすること；および
   ｂ．前記第３の測度が前記第１の閾値よりも小さい場合に、安全拘束システムの展開の遅延または禁止を可能にすることをさらに含む、請求項５に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
10. ａ．車両の縦速度の測度の取得を可能にすること；
    ｂ．前記縦測度の測度と、横速度の測度とに応答性を有する、車両の並進速度の測度の特定を可能にすること；
    ｃ．前記並進速度の測度に応答性を有する第４の測度と、第２の閾値との比較を可能にすること；および
    ｄ．前記第４の測度が前記第２の閾値より小さい場合に、安全拘束システムの展開の禁止を可能にすることをさらに含む、請求項５に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
11. ａ．ロール角速度の測度からロール角の測度を特定または取得することを可能にすること、
    ｂ．前記ロール角速度の測度と前記ロール角の測度との位相空間において、閾値関数の特定を可能にすること；
    ｃ．横速度の測度に応答しての閾値関数の修正を可能にすること；および
    ｄ．前記ロール角速度の測度と前記ロール角の測度とを含む、位相空間における測度と、閾値関数との比較を可能とすることをさらに含み、安全拘束システムを制御するための信号が、前記位相空間における測度と前記閾値関数とを比較する操作に応答する、請求項５に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
12. 閾値関数が、位相空間における関数、位相空間における区分特性関数、または位相空間におけるテーブル参照のいずれかを含む、請求項１１に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
13. 閾値関数を修正する操作が、横速度の測度に応答性を有するロール角速度オフセットを特定すること、および前記ロール角速度オフセットを前記閾値関数から減算することを含む、請求項１１に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
14. ａ．横速度の測度と、ロール角速度の測度、車両のロール角の測度、車両の横加速度の測度、車両の垂直加速度の測度、車両のステアリングホイール角の測度、車両の縦速度の測度、および車両のヨー速度の測度からなる群から選択される、少なくとも１つの測度とに応答性を有する、第５の測度を生成すること、
    ｂ．前記第５の測度を、第３の閾値と比較すること；および
    ｃ．前記第５の測度を前記第３の閾値と比較する操作に応答して、安全拘束システムを制御することをさらに含む、請求項５に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
15. 第５の測度が、横並進運動エネルギー測度と、ロール速度測度に応答性を有する測度の組み合わせを含み、前記横並進運動エネルギー測度が、横速度の測度に応答性を有するとともに、前記ロール速度測度に応答性を有する前記測度が、回転運動エネルギー測度およびロール角の測度の少なくとも一方に応答性を有し、前記回転運動エネルギー測度が、前記ロール角速度の測度に応答性を有するとともに、前記ロール角の測度が、前記角速度の測度の積分に応答性を有する、請求項１４に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
16. 安全拘束システムを制御するための信号の生成を可能にする操作が、
    ａ．車両の横加速度の測度の取得を可能にすること：
    ｂ．前記横加速度の測度およびロール角速度の測度とに応答性を有する良度指数の特定を可能にすること：
    ｃ．前記横速度の測度に応答性を有する良度指数閾値の特定を可能にすること；および
    ｄ．前記良度指数を前記良度指数閾値と比較することによって、ロールオーバ状態の検出を可能にすることを含む、請求項５に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
17. 良度指数閾値の特定を可能にする操作が、第１の良度指数閾値に、閾値乗数を乗ずることを含むとともに、前記閾値乗数が、横速度の測度に応答性を有する、請求項１６に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
18. 良度指数閾値の特定を可能にする操作が、第１の良度指数閾値にオフセットを加えることを含むとともに、前記オフセットが、横速度の測度に応答性を有する、請求項１６に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
19. ａ．実質的に車両の縦方向軸と一致するロール軸回りの、車両のロール角速度の測度の取得を可能にすること；
    ｂ．車両の横加速度の測度の取得を可能にすること；
    ｃ．車両の縦速度の測度およびヨー軸回りのヨー角速度の測度の少なくとも一方の取得を可能にすること；
    ｄ．車両の旋回半径の測度の特定を可能にすること；
    ｅ．前記横加速度の測度と、前記旋回半径の測度と、前記縦速度の測度および前記ヨー角速度の測度の少なくとも一方とに応答して、車両の横速度の測度の特定を可能にすること；および
    ｆ．前記ロール角速度の測度と、前記横速度の測度とに応答性を有する、安全拘束システムを制御するための信号の生成を可能にすることを含む、車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
20. 旋回半径の測度を特定する操作が、
    ａ．ステアリングホイール角の測度、前輪タイヤ角の測度、および個別の前輪速度センサからの前進速度の測度の少なくとも１つを取得すること；および
    ｂ．前記ステアリングホイール角の測度、前輪タイヤ角の測度、および個別の前輪速度センサからの前進速度の測度の少なくとも１つに応答する、旋回半径の測度を特定することを含む、請求項１９に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
21. 横速度の測度の特定を可能にする操作が、第４の測度を積分することを含み、前記第４の測度が、前記横加速度の測度と求心加速度の測度との差に応答性を有し、前記求心加速度の測度が、旋回半径と、ヨー角速度の測度および縦速度の測度の少なくとも一方とに応答性を有する、請求項１９に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
22. 求心加速度の測度の絶対値を、求心加速度閾値によって制限することをさらに含む、請求項２１に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
23. 求心加速度の測度が、ヨー角速度の測度と旋回半径との積を含む、請求項２１に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
24. 求心加速度の測度が、旋回半径で除した縦速度の測度を含む、請求項２１に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
25. 横速度の測度の特定を可能にする操作が、
    ａ．ヨー角速度の測度と、縦速度の測度および旋回半径に応答性を有する第５の測度とに応答性を有する、スピン速度の測度を特定すること；
    ｂ．該スピン速度の測度を積分して、スピン角の測度を生成すること；
    ｃ．前記縦速度の測度に前記スピン角を乗じて第６の測度を生成すること；および
    ｄ．前記第６の測度を前記横速度の測度に加算することによって、横速度の修正測度を生成することをさらに含む、請求項２１に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。
26. 求心加速度閾値と縦速度の測度とに応答して、第５の測度を限定することをさらに含む、請求項２５に記載の車両のロールオーバ状態の検出を可能にする方法。

Images