JP2006504561A - 車両の乗員及び／又は道路利用者の保護手段の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は自動車における、車両の乗員及び／又は道路利用者を保護する手段（２）を予防的に制御する制御装置（１）に関する。前記制御装置は安全を脅かす車両の走行挙動が車両運動のパラメータに基づいて検出された場合に乗員保護手段（２）を作動させるための決定を出す決定段階（３）を具備する。前記制御装置はさらに作動決定の妥当性をチェックするための妥当性チェック段階（４）を含む。前記妥当性チェック段階（４）は、車両で検出されたパラメータ（７、１０、１１）、例えば舵取り角度、ペダルの作動、ヨーレート、又は左右方向の加速度、の時間特性評価が、所定の限界内で安全を脅かす走行挙動が所望の走行挙動に相当することを示す場合に、その作動決定が妥当ではないと評価し、車両の乗員及び／又は道路の利用者を保護する手段が作動されることを防止する。すなわち、意図的及び制御された走行挙動は、所望の走行挙動とみなされる。

Description

本発明は、請求項１の前文による車両の乗員及び／又は道路利用者を保護するための手段を制御する自動車用の制御装置に関し、また請求項８の前文による車両の乗員及び／又は道路利用者を保護するための手段を制御する自動車用の方法に関する。

特許文献１はシートベルトにプリテンションを与える電動シートベルトプリテンショナ及びそのシートベルトプリテンショナを制御する制御装置を具備した車両の乗員保護装置について開示している。制御装置は運転速度、ヨー角度、ヨー加速度、左右方向の加速度、前後方向の加速度のような車両運動（ビークルダイナミクス）パラメータ及びペダルストローク、ペダル力、あるいは舵取り角度などの運転に伴う変化量によって、潜在的な事故状況が生じているかどうかを判定する。潜在的な事故状況であると判定された場合には、電動シートベルトプリテンショナが制御され作動する。

このような車両の乗員用保護システムにおいては、乗員・乗客を保護するための手段において不必要な作動が生じる可能性がある。すなわち、例えばその必要のない、特に運転者あるいは他の車両の乗客にとって適切でないと思われる運転状況でシートベルトプリテンションが生じることである。

制御可能な道路利用者のための保護手段、例えば開くことを予防できるボンネット、歩行者のための伸縮性のバンパー、硬さを調整できる表面要素などにも類似の問題が生じる。

一般的な特許文献２では、自動車の支援装置において不必要な作動を大幅に減らすための仕組みを開示している。この仕組みでは車両内で検出される転向（回転）速度に基づき、転覆の判定がなされる。この転覆の判定は支援手段を作動させるために用いられる。支援手段の不必要な作動を防ぐ目的で、その仕組みは転覆の判定に対する妥当性チェックを行なうために車両内で検出される加速度の値を使用する、すなわちその転覆判定が妥当かどうかを判定する妥当性チェック装置を追加として含む。転覆の判定が妥当だと検知された場合のみ、支援装置を作動させる。妥当性チェックは例えば前後方向の加速度及び左右方向の加速度に対する、しきい値問い合わせの組み合わせにより行なわれる。

独国特許出願公開第１００ ２９ ０６１ Ａ１号明細書 国際公開第０１／７９０３６ Ａ１号パンフレット

特許文献２を最も近い先行技術として、本発明は車両の乗員及び／又は道路利用者を保護するための手段の作動決定に対する妥当性チェックを改善し、その結果として不必要な作動を低減することを目的とする。

本目的は請求項１の特徴を有する、車両の乗員及び／又は道路利用者を保護するための手段を予防的に作動する制御装置及び、請求項８の特徴を有する、車両の乗員及び／又は道路利用者を保護するための手段を制御する方法によって達成される。

本発明による解決法は車両の乗員及び／又は道路利用者を保護するための手段の、望ましくない及び／又は不要な作動を防止し、あるいは少なくともそのような作動の可能性を低くする。特に、運転者及びその他の車両の乗客、あるいは歩行者はいら立たされたり、または不必要に混乱させられたりしなくなる。

また、可逆的な保護手段、例えば可逆シートベルトプリテンショナの設置は不必要な作動を避けることによって少なくできる。その結果、限られた（例えば５００回の）保証作動回数をもつ作動される保護手段の耐用年数が長くなること、及び／又はさらに小型でより好ましい、さらに少ない保証作動回数の支援装置が使用可能となる。

特に、車両運動制御システムの出力信号及び／又はブレーキ補助システムの出力信号が決定段階における入力信号として使われる。例えば、車両運動制御システム及び／又はブレーキ補助システムの所定の信号が検出された場合には、作動の決定がなされる。その所定の信号は特に作動信号、すなわち車両運動制御システム及び／又はブレーキ補助システムが作動した時に、車両運動に介入するために出力される信号である。これには作動の決定が直ちに可能になるという利点がある。

本発明による作動決定の妥当性チェックにおける必須要因は、運転者により意図的及び制御された車両の走行挙動の検知であり、これに関連して特に運転者により意図的にもたらされる走行挙動と、反射的な運動及び素早い反応による走行挙動及び／又は運転者から積極的にもたらされない走行挙動との間の差異である。

作動決定の妥当性チェックが、妥当性チェック段階において素早く評価される場合は特に有利である。非常に早い妥当性チェックを可能にするため、本発明の１つの有利な実施形態において、望ましい走行挙動は、例えば５秒又は１分の限られた先行する時間枠を考慮しながら作動の決定と並行して、あるいは少なくとも実質的に同時に決定される。すなわち、この時間枠内に検出されたパラメータ又はこの時間枠内に表わしているパラメータを使用する。結果として、作動の決定に対し信頼性のある妥当性チェックがリアルタイムすなわち顕著な遅れなしに行なわれる。

特に、運転者によってあらかじめ定められた、制御され、かつ運転に伴う変化量、例えば舵取り角度及びペダルの位置、及び特に運転者によってあらかじめ定められたシステム設定、例えば駆動制御装置又は車両運動の制御装置のオン・オフの状態と同様に、経時的に、制御され、かつ運転操作に伴った変化量の変遷が作動決定の妥当性チェックに用いられ、また特に安全を脅かす走行挙動が、運転者による意図的及び制御された車両の走行挙動を意味する、所望の走行挙動になっているかをチェックすることに用いられる。運転スタイル又はいつもの道路の選択などのような運転者及びの道路に関連するパラメータを所望の走行挙動の判定に用いることができる。さらに車両内で検出され、また所望の走行挙動の判定に有利に使用できるパラメータは車両運動パラメータである。

特に、パラメータは走行挙動を示すため、例えば振幅、周波数、又は経時的に車両運動パラメータの変化する速さなど、所望の走行挙動は時間特性から推測できる。

この制御装置の１つの有利な改良点において、妥当性チェック段階では作動決定の妥当性をチェックするため車両運動特性を示すパラメータの経時的変化を使用する。妥当性チェック段階では、車両運動の特性を示すパラメータの経時的変化が所定の変化速度のしきい値よりも下がった場合、すなわち非常に遅く変化する場合には作動の決定を妥当ではないと評価する。例えば、遅いヨーレートの場合すなわちそれが突然増加せず、数秒間のように比較的長い時間で増加する場合、しきい値を超えている検出されたヨーレートに基づいて下される作動の決定は、運転者による意図的及び制御された走行状態が推測されるため、妥当ではないとして拒絶される。そのような走行状態は、例えばテスト・サーキット走行中や、又は変化しない曲線半径で走行速度がゆっくりと増加する、らせん形立体駐車場入口の傾斜路上で生じる。

この例は、安全を脅かす走行状態を示すその他すべてのパラメータ、例えば姿勢の角度またはブレーキトルクに対しても適用できる。テスト走行及びデモンストレーション走行は検出されたパラメータの経過から検知され、保護手段の作動は防止される。

一方、走行状態の制御されていない変化、例えば運転者を驚かせるような走行状態の変化は、依然として車両の乗員を保護するための手段を作動させる。

本発明の別の有利な改良点において、類似の走行状態が所定の時間枠内で、所定の頻度で起きる場合には、運転者による意図的及び制御された走行挙動が推測される。例えば、非常ブレーキ操作が２分間の時間枠内で３回にわたり、各々のブレーキ開始時の初速度６０〜８０ｋｍ／ｈの間において発生する場合、意図的及び制御された走行挙動が推測される。記載された例においては、テスト走行またはデモンストレーション走行が想定されうる。

同様に、安全を脅かす、異なった初速度範囲をもつアンダーステアリング又はオーバーステアリング及びその他の走行状態は、妥当でないと評価される作動決定を生じうる。この改良において必須の要素は、安全を脅かす走行状況が、所定の期間内に所定の繰返し回数（少なくとも１回）だけ発生することである。所定の繰返し回数を超えると、妥当性チェック段階でこの走行状態は車両の乗員を保護するための手段を作動させる基準としての役目を果たさなくなる。

これに関連して、安全を脅かす実際の状況の後の交通状況及び運転スタイルは、例えば２０秒又は２分などの短時間内に、同様の安全を脅かす状況は繰り返されないものである。特に、類似の、又は殆ど同一の状況はそのような時間内には繰り返されない。特に、これは短時間内の複数回の繰返しに相当する。

妥当性チェックの信頼性を高めるため本発明の制御装置により更なる基準を追加としてチェックすることができる。例えば、数分間に繰返し生じる非常ブレーキ状況の場合、舵取り角度又はヨーレートが、各々の非常ブレーキ状況において同一か又は少なくとも類似の値であるかどうかを加えてチェックすることができる。この条件が満たされる場合のみ、意図的及び制御された走行状況が推測され、また非常ブレーキ状況に基づいて生じる作動決定は妥当ではないと評価される。

本発明による制御装置の更なる改良点において、作動決定が妥当でないとして解除されることを含めた例外的な走行状況が追加としてあらかじめ定義される。そして車両乗員を保護するための手段の作動は、所定の例外的な状況のうちの１つが生じた場合のみ防止される。これらの例外的な走行状況は、ある作動決定を特に高い信頼性をもって妥当でないと評価することができるよう、車両の乗員を保護するための手段が作動しないように導く走行状況の範囲を、選択された状況の所定の集合に制限する。

例外的な走行状況の発生は、例えばこの例外的な走行状況の特性である所定の車両運動パターンから、制御装置により検知される。所定の車両運動パターンとは、ある数値の範囲が車両運動パラメータの集合のために定義され、異なった車両運動パラメータの値が互いに特定の関係をもつ、すなわちその数値の範囲が所定の関係をもつことを意味する。

この代りに、又はこれに加えて、例外的な走行状況は舵取り角度及びアクセル・ペダルの位置などの運転による変化量によっても特性化されることができる。

その上に、妥当性チェック段階によって例外的な走行状況を特性化し検知するために追加として周囲のパラメータ、例えば外気温度、道路条件、タイヤと地面との間の摩擦係数、位置感知システムにより検出される車両の位置、前進する車両からの距離又はその車両の周囲の物体からの距離、道路の種類（高速道路、町村道、生活道路、駐車場）などを用いることができる。

これらのパラメータは本発明によって、安全を脅かす走行挙動が、所望の走行挙動に相当しているかを決定するためにも当然有利に使うことができる。

例外的な走行状況は、特に所定の統計に基づく関係及び／又は数値範囲の所定の動的関係によって特性化することができる。それに加えて、唯一の車両運動の動的特性を参照することにより例外的な走行状況を特性化し、検知することができる。特有のパラメータによってあらかじめ定義することができ、検出可能な例外的走行状況とは、例えば円形の走行、スラローム走行、テスト・ブレーキ、曲線周りの走行、雪又は氷上の走行等と、それらの組み合わせである。

本発明による制御装置の更なる改良点では、妥当性チェック段階で作動決定の妥当性をチェックするため、作動状況における変化を示すパラメータ及び、システム又は運転者により手動でスイッチをオン・オフできる車両運動の制御システムの動作状態変化を示すパラメータを用いる。より低いしきい値は、車両運動の制御システムがオンの時には、車両運動の制御システムがオフの時よりも安全を脅かす状況に相当する可能性があるため、動作状態の変化は作動の決定をもたらすことができる。その動作状態の変化によってもたらされる作動の決定は望ましくなく、妥当性チェック段階において拒絶される。

例えば、安全を脅かす走行挙動の一つとしての横滑り動作の場合には、車両運動の制御システムの動作状態（車両運動の制御システムのオン・オフ）及び車両運動の制御システムの作動状態（車両運動における介入：有／無）が検出される。車両運動の制御システムが作動決定の直前までにオフの動作状態からオンの動作状態に切替わらなかった場合、作動の決定は妥当でないとして拒絶される。

本発明による車両の乗員及び／又は道路利用者を保護するための手段を制御する制御装置の１つの有利な実施形態について、以下図面を参照しながらより詳細に述べる。

これは特に車両の乗員を保護するための手段の制御に関して行なわれる。これは例えばシートベルトプリテンショナ、ひざ用クッション、位置または硬さに関して調整できる椅子の構成部品、及びその他の制御できる支持・緩衝要素のような車両の乗員を保護するための手段のみならず、サンルーフ又は側面窓を閉じる制御方法、又は衝突の観点で最適な位置への椅子の調整にも向けられていることが理解されなければならない。当然ながら、例えば傾き角度に関して調整できるエンジン・フード、又は歩行者への衝撃を緩衝する伸縮性のある要素などの、道路利用者を保護するための手段もまた同様に、同じ制御装置を用いて制御されることができる。

図１は車両の乗員を保護するための手段２を制御するための本発明による制御装置１のブロック図を示す。制御装置１は決定段階３および妥当性チェック段階４を具備する。

決定段階３は、例えばＡＢＳコントローラ、車輪速度センサー、ヨーレートセンサー、又は周辺条件を検出するセンサーなどの制御装置及びセンサーに由来する、パラメータ５、６、及び７、特に車両運動のパラメータを検出する。決定段階３は検出されたパラメータ５、６、７により、安全を脅かす車両の走行挙動が発生しているかどうかを判定し、適切な場合、安全を脅かす走行挙動に対応する作動決定を車両の乗員を保護するための手段２用に出力する。その作動決定は車両の乗員を保護するための手段２を作動させるための単一の信号から成るか、又は追加として車両の乗員を保護するための手段２の作動時間、作動特性、作動速度、作動の程度、及び作動持続時間を含んでいてもよい。

妥当性チェック段階４は、所望の走行挙動すなわち運転者による意図的及び制御された走行挙動を判定するための１番目の部分段階８及び作動決定を評価する２番目の部分段階９を具備している。

１番目の部分段階８は車両内で検出される、例えば舵取り角度、車輪の速度、アクセル・ペダル及びブレーキ・ペダルの変位量、ヨーレート及び／又はこれらのパラメータの時間特性などのパラメータ７、１０、１１を所望の走行挙動の判定のために使用する。特に、妥当性チェックの目的で、決定段階３で考慮されていないパラメータを使用することができる。判定された望ましい挙動は２番目の部分段階９に伝送される。

２番目の部分段階９は１番目の部分段階８によって判定された所望の走行挙動、及び安全を脅かす、決定段階３により伝送された走行挙動を検出し、その所望の走行挙動が所定の制限の中で安全を脅かす走行挙動に相当するかどうかを比較する。上記に相当する場合には、２番目の部分段階８は安全を脅かす走行挙動に基づく作動決定を妥当でないと評価し、車両の乗員を保護するための手段がこの作動決定に基づいて制御されることを防止する。

１番目及び２番目の部分段階はまた検出されたパラメータ７、１０、１１と、決定段階３により判定された作動決定、及び／又は判定され安全を脅かす走行挙動を使用するひとつの段階として構成されることができる。

作動決定が妥当性チェック段階４によって妥当であると分類された場合、又は判定された妥当性が少なくとも十分高い場合、作動決定が可能とされ車両の乗員を保護するための手段２は作動される。その作動は妥当性チェック段階４により直接行なわれる。

その代替として、妥当性チェック段階４は車両の乗員を保護するための手段２を制御装置１、特に決定段階３又はそのための目的で設けられた制御段階によって直接制御できるようにする。

図１は車両の乗員を保護するための手段２を制御するための本発明による制御装置１のブロック図。

Claims (8)

1. 車両の乗員及び／又は道路利用者を保護するための手段（２）を予防的に作動するための自動車用制御装置（１）であり、
   安全を脅かす車両の走行挙動が車両運動パラメータを用いて判定される場合に、前記車両の乗員を保護するための手段（２）に対して作動決定を出す決定段階（３）と、
   前記作動決定の妥当性をチェックするための妥当性チェック段階（４）を含む制御装置（１）であって、
   前記車両で検出されるパラメータ（７、１０、１１）の時間特性評価が、所定の限界内で、安全を脅かす前記走行挙動が意図的及び制御された走行挙動を意味する所望の走行挙動に相当する場合に、前記妥当性チェック段階（４）が前記作動決定を妥当ではないと評価し、車両の乗員及び／又は道路利用者を保護する前記手段の作動を防止することを特徴とする自動車用制御装置（１）。
2. 前記作動決定の妥当性をチェックするために、前記妥当性チェック段階（４）が前記車両の走行挙動における変化の速度を示すパラメータを使用することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記車両の走行挙動が安全を脅かす走行挙動にゆっくりと近づく場合に、前記妥当性チェック段階（４）が前記作動決定を妥当ではないと判断し、車両の乗員を保護するための手段（２）の作動を防止することを特徴とする、請求項２に記載の制御装置。
4. 所定時間内で前記車両の走行挙動の変化が所定のしきい値に達しない変化の速さで生じた場合に、前記妥当性チェック段階（４）が前記作動決定を妥当ではないと判断し、車両の乗員を保護するための手段（２）の作動を防止することを特徴とする、請求項３に記載の制御装置。
5. 安全を脅かす同じ走行挙動の所定回数の繰返しが所定の時間内で生じた場合に、前記妥当性チェック段階（４）が前記作動決定を妥当ではないと判断し、車両の乗員を保護するための手段（２）の作動を防止することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 安全を脅かす走行挙動が所定の例外的な走行状況に相当する場合のみ、前記妥当性チェック段階（４）が前記作動決定を妥当ではないと判断し、車両の乗員を保護するための手段（２）の作動を防止することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記車両の乗員を保護するための手段（２）、特にシートベルトプリテンショナが可逆的に作動し得ることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 自動車における乗員を保護するための手段（２）を予防的に作動する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御装置における制御方法であり、安全を脅かす車両の走行挙動が車両運動パラメータを用いて判定される場合にのみ、車両の乗員を保護するための手段（２）に対して作動決定が出される制御方法であって、
   所定の限界内で前記重大な走行挙動が運転者により意図的及び制御された走行挙動を意味する所望の走行挙動に相当すると、前記車両内で検出されるパラメータの時間特性評価によって結論づけられる場合に、前記作動決定が妥当ではないと評価され、車両の乗員を保護するための手段（２）の作動が防止されることを特徴とする方法。

Images