JP2005529786A - 乗員拘束システムの起動制御のための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、乗員拘束システムの起動制御のための方法に関する。この方法は、加速度信号を用いて、加速度信号と速度信号の信号特性から決定付けられる付加的事項によって適応化された閾値計算が実施される点で傑出している。さらに付加的にはアップフロントセンサからの信号も考慮され得る。

Description

本発明は、独立請求項の上位概念による、乗員拘束システム（レストレイントシステム）の起動制御のための方法に関している。

本発明による乗員拘束システムの起動制御のための方法は、次のような利点を有している。すなわち、閾値が、束ねられた特性量ないしパラメータによって信号特性により明らかとなった現下の状況に適応化されることである。この特性量は、加速度信号及び/又は速度信号及び/又はさらなるセンサ信号などの複数の特性から定められる。それによって閾値は個々の信号特性に適応化される。この場合これらの信号特性を調べる様々な機能の結束によって唯１つの特性量が適用され、それが閾値の適応化に用いられる。このことは、本発明による方法への構造化されたタイミングに結び付き、ひいては本発明によるトリガアルゴリズムにつながる。これはアルゴリズムへの介入を容易にし、見通しを改善する。信号特性を調べる個々の機能は、所定のロジックによって統合され、１つの箇所においてのみアルゴリズム内へ介入する。

１つの箇所における作用によって、各信号毎の作用への要求も各時点で形成され、それによって解決の発端と新たな機能性が体系的に作り上げられる。このことは自動的なパラメータの最適化において時間コストの低減につながる。

従属請求項に記載されている手段とさらなる構成によって独立請求項に記載されている乗員拘束システムの起動制御のための有利な改善例が実現される。

特に有利には、特徴が誤用識別、障害識別、衝突タイプ識別のための様々な機能に依存して定められる。衝突窓に関する時間特性、つまりいつから計算のためのトリガアルゴリズムが開始されたかが、特徴形成に用いられる。さらに有利には、全ての特徴が加算器で統合され、その出力側には有利な形態で特性量評価のための増幅器が設けられている。この増幅器は、所定の信号特性に依存して設定され得る。閾値評価に用いられる加速度信号は、有利な形態で事前に１つまたは複数のフィルタを用いて、有利にはローパスフィルタを用いてフィルタリングされる。

本発明のさらなる有利な観点は、加速度信号から導出されるいくつかの自由に選択可能な特徴と、場合によってはさらなるセンサ信号、例えば乗員センサ系及び/又はベルトロックからのセンサ信号もマトリックスの中で相互に論理結合され、この結合に基づいて当該信号が閾値適応化のために重要であるか否かが決定される。その際特に状態特性量と動的な特性量が相互に論理結合される。それにより動的な衝突特徴は、衝突開始時点でエントリーされた状態情報の考慮のもとで評価される。この評価は観察されるセンサ信号と車両またはそれぞれの乗員拘束手段に依存して重要と非重要の間で変化する。この場合“重要”と“非重要”は、相応する増幅係数を意味しており、動的な衝突特徴が重要であればあるほど増幅係数と、それに伴う閾値の適応化に対する影響も大きくなる。個々の増幅係数は、全てのマトリックスに亘って、閾値の適応化のための全増幅係数に統合される。このマトリックス構想は、新たな結合の簡単な追加や消去を可能にする。それによって、明瞭性も著しく高められる。

特に有利には、本発明による方法を実施するための制御機器が乗員拘束システムの起動制御のために適用される。

図面
図面には本発明の実施例が示されており、この実施例は以下の明細書で詳細に説明する。この場合、
図１は、本発明による方法を説明するためのブロック回路図であり、
図２は、例示的信号経過を表わした図である。

通常は、トリガアルゴリズムにおいて加速度信号と、積分された加速度信号が相互に依存せずに処理される。加速度信号の信号経過と速度信号の信号経過はとりわけ、トリガアルゴリズムへの介入に結び付く特徴を有している。これは特徴の作用を考慮するためである。例えば打撃衝撃（ハンマーインパクト）の場合には、加速度信号は比較的短い持続時間しか有さないが、しかしながらその振幅は比較的高いものとなるので、そのような打撃衝撃による不所望なトリガを回避するために、閾値は著しく高められなければならない。それに対してはトリガアルゴリズムへの手当が必要である。そのような信号の複数の特徴は、信号分析によって識別可能である。これらの信号は、本発明によれば、加算器において増幅係数でもって付加的に評価可能な１つの特性量に加算される。本発明による手法は、そのようなアルゴリズムの構造の変更を可能にし、これはアルゴリズムへの介入を著しく容易にさせ、総合的な見通しの向上を実現させる。

アルゴリズムによる非常に早期の時点での信号分離に関する高い要求によって、基本的な構想、すなわち加速度信号を１度は速度信号に対する閾値計算のために用い、他方では加速度信号からの積分を定める構想が、さらなる機能によって支援されるようにもくろまれなければならない。特にユーザー固有の機能の増強された投入によって通常の方式で局所的な解決手段のみが得られる。本発明によれば、この解決手段が体系的に構造化されて統合される。この場合特に介入全体がスケーリングされる。それにより、基本アルゴリズム構造構想の増倍が回避される。なぜなら多数の独立したトリガ閾値は必要ないからである。

付加的に、ドライバの着座位置や乗員のベルト状態または車両の固有速度などの状態量と、動的な特性量、例えば車両横方向の加速度信号の評価、所定の周波数成分、載置されたセンサからの加速度信号から算出されたクラッシュ閾値、又は車両固有の機能から算出されたクラッシュ閾値などとの前述したような結合によって、クラッシュ時または誤用活動時の所定の特徴の識別に対して、クラッシュ経過中の動的特性量のより良好な評価と、車両乗員に対する良好に適した保護が達成される。つまり複数のセンサ値の融合がマトリックス内で達成される。

以下のマトリックスは第１実施例を表わしている。：

このマトリックスは、衝突経過において車両横方向（Ｙ方向）における高められた加速度値が識別されることを表わしている。これは角度のあるクラッシュ若しくはオフセットクラッシュに結び付けられる。このＹ閾値は、１〜３のクラスの中で（段Ｍ１）識別の瞬間にベルト状態（ベルト着用または未着用）の情報と組合わせされる。未着用のケースでは、当該Ｙ閾値はベルトテンショナー閾値の計算には無関係であり、着用ケースでは、乗員の側方移動を予測する。これは例えば二段式ベルトテンショナーシステムに影響し得る。それに従ってこのケースでは、組み合わされた情報が重要なものとして評価される。すなわち最大作用である。ここで無関係とは作用なしのことを意味する。確かな作用は、最小分だけ現れる。このことは、ベルトテンショナーに対する閾値の相応の適応化に換算される。

以下のマトリックスは第２実施例を表わしている。：

第１列Ｍ２の第２及び第４行には、高い速度と低い速度がエントリされている。第２列Ｍ３では、それぞれ２つの周波数クラスが当該２つの速度レベルに対応付けられている。第１の周波数クラスは、それぞれソフトなバリアを意味し、第２の周波数クラスは、ハードなバリアを意味する。第３列には、ドライバの近い着座位置における各周波数クラス毎に現れる作用が示されている。第４列には、ドライバの遠い着座位置の場合に有している作用が表わされている。第５列及び第６列には、これらのことが同乗者のケースで繰返されている。

衝突経過においては、ソフトなバリアに推論され得る加速度信号の所定の周波数成分が識別される。それに対しては、数値１と２への周波数成分のクラス分けが行われる。この周波数クラスは、周波数成分の識別の瞬間に着座位置情報（フロント/リヤ）とクラッシュ開始時点の固有速度に組み合わされる。ドライバーと同乗者毎にトリガアルゴリズムにおいて別個のトリガ閾値が算出されるので、算出されたクラッシュの周波数クラスに応じて、前のシートで非常に遠くに座っているドライバーと、後ろのシートで非常に遠くに座っている同乗者に対する影響が受入れられる。この場合前に座っている同乗者との組合わせは非常に重要な事項として評価され、後ろに座っている同乗者との組合わせは重要性の少ない事項として評価され得る。

ここにおいて比較的僅かな速度を、フロントシートで非常に遠くに座っているドライバとの組合わせで表わすならば、過度に高い負傷の危険性のために二段階のフロントエアバックトリガが減感される（感度をおとされる）。それに対して速度が速い場合には、リアシートに座っている乗員よりも前に、フロントシートに座っている乗員のためのフロント側トリガが行われなければならない。

図１には、本発明による乗員拘束システムの起動制御のための方法がブロック図で示されている。このブロック図の符号１においては、加速度信号ａ_ｘが印加されている。この加速度信号は、ここでは１つの加速度センサか若しくは相互に所定の角度で配置されている複数の加速度センサの組合わせによって制御機器内で生成されている。代替的にまたは付加的に、加速度信号は離れて配置されているセンサ、いわゆるサテライトセンサによって生成されてもよい。そのようなサテライトセンサは、側方に及び/又は車両フロント側に配設され得る。

センサとしては通常の形式の精密機械型ないしは圧電型の加速度センサが用いられる。しかしながら機械式のセンサも可能であるし、あるいは加速度を記録するのに適したその他のセンサも可能である。この加速度信号は、２つの独立したパスにおいて、一方では積分回路２によって速度Δｖ_ｘの計算のために、そして他方では閾値４の計算のために用いられる。

閾値４の計算の前には、加速度信号ａ_ｘのフィルタリング３が行われている。フィルタとしてここでは通常のローパスフィルタが用いられている。それにより信号ａ_{ｘＦｉｌｔｅｒ}が出力される。この信号ａ_{ｘＦｉｌｔｅｒ}は、加速度信号の計算に関与する。閾値４の計算へのさらなる入力パラメータとしては、積分時間５が用いられる。

そのようにして定められた閾値Δｖ_ＸＴＨは、減算器６によって補正値Δｖ_{ＡＤＤ−ＯＮ}を用いて適応化される。この補正値Δｖ_{ＡＤＤ−ＯＮ}は増幅器７によって生成されたものである。この増幅器７は、加算器８からの信号を増幅している。それにより重み付けが行われている。

加算器８の複数の入力側には、複数の信号特徴ないし信号機能分９〜１４が接続している。それに対しては、アップフロントセンサからの信号９、変形可能なバリアのための割増し分１１、衝突の間の積分窓の考慮分１３、打撃衝撃のさらなる考慮分１４がカウントされる。これらの全ての信号特徴は（これらは加速度信号ａ_ｘないし積分信号Δｖ_ｘから導出される）、それらの作用による閾値への影響に関する度合いを検査する。個々の機能を固有の増幅係数によって重み付けすることも可能である。その場合の重み付けは信号に依存して行われ得る。

減算器６により適応化された閾値は、閾値Δｖ_{ＸＴＨ−ＡＤＤ}と積分された加速度信号Δｖ_ｘとの比較のために比較器１５に供給される。この比較結果に依存して乗員拘束手段が出力側１６を介して起動制御される。すなわち信号Δｖ_ｘが閾値を上回っている場合には、トリガのケースが識別され、場合によっては妥当性に依存して乗員拘束手段、ベルトテンショナー、エアバックなどが起動制御される。

図２には、時間/速度ダイヤグラムにおいて、補正値ありと補正値なしの場合の閾値の経過、並びに積分された加速度信号の経過が示されている。この図からは、積分された加速度値Δｖ_ｘが時点１７までは、適応化された閾値Δｖ_{ＡＤＤ−ＯＮ}と閾値計算４によって与えられた閾値Δｖ_ＸＴＨを上回っていることがわかる。しかしながらこの時点１７以降は、積分された加速度信号が、補正された閾値を下回り、それによって比較器１５は、乗員拘束システムのための起動制御信号を何も送出しない。減算器６による補正なしでは、時点１６までは、積分された加速度値Δｖ_ｘは閾値Δｖ_ＸＴＨを上回っている。それにより、信号分析によってトリガが回避されていたことが示されている。

代替的に、固定の閾値との比較が行われる、基準を備えたシステムを用いることも可能である。この閾値は、付加的基準によって変更が可能である。それにより個々の基準との組合わせも可能となる。

本発明による方法を説明するためのブロック回路図 例示的信号経過

Claims (10)

1. 乗員拘束システムの起動制御のための方法において、
   衝突に対する特徴付けのための加速度信号が生成され、
   前記加速度信号は、一方では速度信号に対して積分され、他方では、速度信号の閾値を定めるために利用され、
   前記閾値は、加速度信号及び/又は速度信号及び/又は少なくとも１つのさらなるセンサ信号からの複数の特徴によって決定付けられる特性量（Δｖ_{ＡＤＤ−ＯＮ}）によって適応化され、
   乗員拘束システムは、速度信号（Δｖ_ｘ）と適応化された閾値（Δｖ_{ＸＴＨ−ＡＤＤ}）との比較結果に依存して起動制御されるようにしたことを特徴とする方法。
2. 前記複数の特徴は、打撃衝撃及び/又は積分窓及び/又はアップフロントセンサ信号に依存して決定付けられるか、及び/又は、変形可能なバリア及び/又はパターン認識による信号影響量に依存して決定付けられる、請求項１記載の方法。
3. 前記複数の特徴は、加算器（８）によて統合化される、請求項１または２記載の方法。
4. 少なくとも１つの増幅器（７）が、特性量の評価のために用いられる、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. 前記増幅器（７）は、適応的に設定される、請求項４記載の方法。
6. 閾値計算（４）の前にフィルタ（３）が加速度信号のフィルタリングのために用いられる、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. 前記複数の特徴の少なくとも一部が、及び/又は、センサ信号の少なくとも１つが、前記特性量（Δｖ_{ＡＤＤ−ＯＮ}）の決定付けのために相互に論理結合される、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
8. 前記論理結合は、マトリックスを用いて実施される、請求項７記載の方法。
9. 前記マトリックス内で定常的な特徴との動的な結合がなされる、請求項８記載の方法。
10. 請求項１から９いずれか１項記載の方法における制御機器の適用。

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