JP2006516495A - 車両の搭乗者保護手段を制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両の搭乗者保護手段を制御する方法および装置に関する。このために、クラッシュセンサの衝突信号の、有利には加速度検出器の加速度信号の絶対値から導出される第１衝突量（ＡＡＡ）と、第１トリガ閾値（ｔｈ１ａ，ｔｈ１ｂ，ｔｈ１ｃ）とが比較される。さらにクラッシュセンサ（１）の衝突信号（ａ）から別に導出される第２衝突量（ｗｊ，ｗｖ，ｗｓ）と、第２トリガ閾値（ｔｈ２ａ，ｔｈ２ｂ，ｔｈ２ｃ）とが比較される。この車両の搭乗者保護手段は、第１衝突量（ＡＡＡ）が第１トリガ閾値（ｔｈ１ａ，ｔｈ１ｂ，ｔｈ１ｃ）を上回り、同時に第２衝突量（ｗｊ，ｗｖ，ｗｓ）が第２トリガ閾値（ｔｈ２ａ，ｔｈ２ｂ，ｔｈ２ｃ）を上回った場合にだけトリガされる。

Description

本発明は、車両の搭乗者保護手段を制御する方法および装置に関する。このためには、クラッシュセンサの衝突信号から、有利には加速度検出器の加速度信号から導出される第１衝突量と、第１トリガ閾値とが比較される。さらにクラッシュセンサの衝突信号から別に導出される第２衝突量と、第２トリガ閾値とが比較される。この車両の搭乗者保護手段は、第１衝突量が第１トリガ閾値を上回ると共に、第２衝突量が第２トリガ閾値を上回った場合にだけトリガされる。

米国特許明細書第5,935,182号から、トリガ可能な搭乗者拘束手段（２８）をトリガ信号（１２０）によって駆動制御する装置が公知である。このトリガ信号（１２０）が出力されるのは、加速度センサ（２２）の加速度信号（４０）から２回の積分によって得られた前方移動信号（Vorverlagerungssignal）（ｘ）が、対応する閾値（８２）を上回ると共に付加的に、加速度信号（４０）から１回の積分によって得られる

が、これに所属する閾値（９２）を上回る場合である。

通例、例えば、自動車の前方ならびに側方の衝突事故を検出する加速度センサは、中央の制御装置に配置されており、この制御装置は大抵、車両トンネル内に、ひいては車両搭乗者の極めて近くに固定されている。このためにこの加速度センサには、車両搭乗者に作用するのとほぼ同じ加速度が加わるのである。

しかしながらここでは一般的に衝突事故の際に、加速度センサの箇所においてプラスおよびマイナスの加速度が生じる。これらの加速度の一部は、車両全体に加速度を発生させるように働く力によって生じるが、また別の一部はボデーの変形による高周波振動、例えば車両サイドメンバ（Fahrzeuglaengstraeger）の音の振動によっても生じる。しかしながら一般的には衝突事故中の材料変形による高周波振動は車両搭乗者の傷害の重度にはほとんど影響しないため、加速度センサの加速度信号は、その実際の評価の前、適当なアルゴリズムによって低域濾波されることが多い。しかしながらこの低域濾波された加速度信号はなお、プラスおよびマイナスの信号振幅を有する振動性の信号からなる。ここでマイナスの信号振幅は、衝突事故中に車両全体に作用する遅延によって生じ、またプラスの信号振幅は、弾性的および非弾性的な車両ボデー、例えばクラッシュゾーンの変形などによって生じることが多い。１８０°回転して組み込まれた加速度センサでは、これらの信号振幅の符号は相応に交替される。

低域濾波された加速度信号における両種の符号の振幅によって、後に繰り返して積分され、適切な閾値と比較されるべき加速度信号の振幅は平均すると小さくなってしまう。これらは、例えば米国特許第5,935,182号の加速度センサ（２２）の加速度信号（４０）から導出される

および２重積分信号（Ｘ）である。したがって相応する適切な閾値（８０，９２）も小さく選択しなければならない。これにより、エラートリガに対する装置の安全性が低減されてしまう。それは比較的小さく、わずかにしか振動しない加速度だけで、すでに搭乗者保護手段のトリガに結び付きうるからである。このような加速度は、例えば、自動車がすべって縁石に接触した場合に発生し、または平らでない砂利道を走行する際にも発生する。

本発明の課題は、クラッシュセンサの衝突信号から繰り返して導出される衝突量に基づき、これらの衝突量を適切に選択することによって、自動車における搭乗者保護手段の駆動制御をエラートリガに対してできる限り安全に構成することである。

以下では繰り返して、クラッシュセンサおよび衝突信号として、加速度センサおよびこれに付随して発生する加速度信号について述べる。その際にこれは、より一般的な表現であるクラッシュセンサないしは衝突信号に対する制限として誤解されるべきではない。クラッシュセンサとしては別のタイプのセンサ、例えば、相応の圧力信号を出力することのできる圧力センサ、または車両コンポーネントの変形を検出する曲げセンサなども使用可能である。

上記の課題は、請求項１の特徴部分に記載された特徴的構成を有する方法によって解決される。さらに上記の課題は、請求項７の特徴部分に記載された特徴的構成を有する、自動車の搭乗者保護手段を制御する装置によって解決される。

本発明の方法は、請求項１の上位概念に記載されているように、第１衝突量としてクラッシュセンサの衝突信号の絶対値、有利には加速度センサの加速度信号の絶対値を使用する。後にこの加速度信号から形成される時間についての積分の値は、これによって平均的に大きくなり、このために加速度信号の絶対値から得られる第１衝突量に対して、より一層大きな閾値を選択することができ、これによってエラートリガが発生しにくくなる。加速度信号の絶対値から形成される第１衝突量を使用することの別の利点は、引き続いて積分を形成する際に、マイナスの信号領域に振動する加速度センサの信号成分は、符号が処理されて、プラスの加速度信号と共に積分の値に寄与することができるため、この値は、単に低域通過され符号を有する加速度信号の場合によりも格段に高速に増大する。これにより、場合によっては極めて高速なトリガ判定を行うことができる。

加速度信号の絶対値の積分を形成する際にはつぎのことに注意しなければならないことが多い。すなわち、この積分に対する計算式において適切な規格化ファクタを一緒に考慮して、時間積分が時間の経過と共に、選択した計算演算によって物理的に有り得ない大きな値をとることがないように注意しなければならないことが多いのである。したがって衝突信号の絶対値について積分を計算するために有利にはつぎの式

を選択することができ、ここでＡＡＡは第１衝突量であり、またＴ_１およびＴ_２により、時間ｔに依存する加速度ａの絶対値の積分の開始ないしは終了が決定される。

ここでさらに有利であるのは、加速度信号の絶対値にも低域濾波を行うことである。それは純粋にプラスの信号領域においても高周波の信号振動が、例えば変形した車両材料における高周波の音振動によって発生して、衝突信号の有意義な信号評価を妨害し得るからである。択一的には帯域通過濾波を行うことも可能である。ここで当然であるのは、加速度信号の絶対値を形成する前にこのような低域通過または帯域通過濾波をすでに行うことができることであり、場合によっては各信号の濾波は積分の前にも積分の後にも共に行われる。

今日、積分形成は大抵マイクロコントローラで行われるため、積分値の計算は、通例、相応する総和によって置き換えることができ、ここでこれはつぎの式

にしたがって行われ、ただしｔ_ｎは、第１衝突量ＡＡＡを決定する時点であり、ｂ＋１は、符号処理した個々の加速度値ａ_ｉの計算される総和の項の数であり、ｉは、総和を形成するためのｉ＝ｎ−ｂからｎまで総和のインデックスであり、ｍｓは物理単位のミリ秒である。しかしながらこの単位は、式を物理的に正しくするためだけに記載されている。マイクロコントローラ内での式（１）の実際の計算は一般的には単位なしに、またマイクロコントローラにおける個々の計算ステップに対して内部的なクロック信号を設定する時間間隔で行われる。ここまでは上記の式（１）は、１キロヘルツのクロック周波数を有する計算クロック信号に対して成立する。この術語は以下で引き続き使用する。

このように実行される積分計算の後、上記の低域通過濾波を行うためには、有利には相応に有利なデジタル低域濾波を行うことができる。

上記のように形成される第１衝突量は、通例、中央制御ユニットに配置されるこのために有利な評価ユニットにおいて、第１閾値を上回ったかどうかについてチェックされる。この第１衝突量が第１閾値を上回り、かつ第２衝突量が第２閾値を上回った場合だけ、搭乗者保護手段が相応に駆動制御される。ここで搭乗者保護手段の駆動制御は、最も簡単な場合、搭乗者手段、例えばガスバッグ（Gassack）を直ちにトリガするための駆動制御である。しかしながら場合によってはこの搭乗者保護手段は、第１および第２衝突量が第１ないしは第２閾値を上回ったことだけでは直ちにトリガされない。通例、さらに付加的なトリガ判定条件が一緒に考慮される。これは１つには米国特許明細書第6,036,225号から公知のセーフィングセンサの信号がいわゆるセーフィング閾値を上回ることとすることが可能である。別の付加的なトリガ判定条件は、中央に配置される搭乗者保護制御装置の外部に位置するクラッシュセンサユニットからの信号とすることもできる。これは例えば前方または後方の車両ドアにおけるいわゆる圧力サテライト（Drucksatelliten）とすることができる。ここでこれらは、トリガの決め手となるセンサ信号として、これらをそれぞれ包囲するサイドドアにおける圧力上昇を中央制御ユニットに通知することができる。しかしながらこれは、相応に自動車の側方に配置され、側方の加速度を中央制御ユニットに通知することのできる加速度センサか、または自動車のエンジンルームまたはリアのいずれかに配置されており、そこから加速度信号ないしは圧力信号を中央制御ユニットに供給する、中央制御ユニット外部の加速度ユニットまたは圧力センサユニットとすることも可能である。

しかしながらすでに説明した第１衝突量に加えて、場合によってはトリガに決定的である第２衝突量を準備するため、本発明では同じクラッシュセンサの衝突信号を使用する。しかしながらここでこの第２衝突量は、既存の衝突信号から、第１衝突量とは別のやり形で導出される。

有利には第２衝突量として、時間的に連続する２つずつの第１衝突量のデジタル値の複数の差分項の総和を式

にしたがって形成する。

これにより、このようにして計算される第２衝突量ｗｊは、制限された観察時間ｔ_{ｎ−ｂ−１}−ｔ_ｎ−１の間に車両搭乗者に作用する加速度絶対値の平均的な変化を表す。この結果、衝突量ｗｊにより、観察時間中に車両搭乗者に作用する力に対する尺度が供給されて、車両事故がさらに評価されるのである。

しかしながら有利に使用可能な別の第２衝突量として、クラッシュセンサの衝突信号から直接、制限された時間にわたって積分した値ｗｖ

を使用することも可能である。

これにより、このようにした求めた第２衝突量ｗｖは、Ｔ_１〜Ｔ_２の観察区間における速度値である。

今日、通例となっているマイクロコントローラにおいて計算するため、有利には上記の積分の代わりに時間的な連続する衝突信号のデジタル値ａ_ｉのスライド式の和を計算し、しかも式

にしたがって計算する。

また有利な第２衝突量として（符号を有するが通例、前もって濾波されている）加速度信号を２回積分した値を使用することができる。ここで第１の積分は、加速度信号を検出した全時間にわたって行い、第２の積分は、制限された時間窓にわたってのみ行い、有利には式

にしたがって行う。ここでも有利にはマイクロコントローラにおけるこの積分値のデジタル計算のために上記の２回の積分形成を２回の総和形成によって置き換え、有利にはこれを式

にしたがって行う。

量Δｖは、上記の式（４）に相応して、作動開始以来の車両の全速度変化に対する尺度とみなされる。この第２衝突量ｗｓにより、自動車を基準にして見た車両搭乗者の前方移動についての情報が得られる。ここでこの自動車は、衝突事故の過程で車両搭乗者よりも大きく遅延することが多い。このようにして形成される第２衝突量ｗｓは、有利には、例えば搭乗者保護手段のトリガストラテジを変更するのに寄与する。

本発明の装置は、車両衝突中に加速度を検出する加速度検出器と、この加速度検出器によって形成される加速度信号を複数の衝突量、殊に２つの衝突量に変換するために上記の加速度検出器に接続されている複数の加速度信号処理ユニット、少なくとも２つの加速度信号処理ユニットとを有している。加速度信号処理ユニットの各信号出力側は、供給される衝突信号を評価する評価ユニットに接続されている。この評価ユニットに接続されている搭乗者保護手段のトリガユニットへのトリガ信号の出力は、本発明により、少なくとも２つの衝突量がそれぞれのトリガ閾値を上回る場合にだけ行われる。ここで本発明の装置に対して重要であるのは、第１の加速度信号処理ユニットが絶対値形成ユニットを有していることであり、この絶対値形成ユニットの入力側には加速度センサの加速度信号が供給され、これらの信号出力側には、検出した加速度信号の絶対値が得られる。この絶対値は、直接または別の処理の後、第１衝突量として評価ユニットに供給される。

加速度信号の絶対値をさらに処理するため、有利には第１加速度信号処理ユニットの絶対値形成ユニットに第１積分ユニットが後置接続されており、これによって第１加速度信号処理ユニットの信号出力側に第１衝突量が得られ、これは衝突信号の絶対値の時間積分から導出され、しかも有利にはすでにかなり前に述べた総和の式（１）にしたがって導出される。

第２加速度信号処理ユニットにおいて第２衝突量を形成するために有利であるのは、第２加速度信号処理ユニットがホールド素子と、さらに３つの信号入力側を備える論理な加算／減算ユニットとを有することである。この加算／減算ユニットの第１信号入力側は、上記のホールド素子の信号出力側に接続されており、ここでこのホールド素子は、その信号入力側に直接加わる第１衝突量を所定の時間だけ、しかも通例、本発明の装置の２つの内部計算クロック信号の間の時間だけ遅延させる。上記の加算／減算ユニットの第２信号入力側には第１衝突量が直接加えられる。この論理的な加算／減算ユニットは、供給される２つの信号から、第１衝突量の時間的に連続する２つのデジタル値の差分を形成する。加算／減算ユニットの信号出力側は、この加算／減算ユニットの第３入力側にフィードバックされる。第３入力側に相次いで加えられる信号値は加算されるため、本発明の装置のパワーアップフェーズの後、加算／減算ユニットの信号出力側には第２衝突量として、第１衝突量の時間的に連続する２つずつのデジタル値の複数の差分項の総和が例えば上記の式（２）に相応して得られる。

しかしながら本発明の装置の有利な１発展形態では、第２加速度信号処理ユニットは、その入力信号の時間積分を行う第２積分ユニットを有することもでき、ここでこの第２積分ユニットの入力側には加速度信号が加えられ、またその信号出力側は第２加速度信号処理ユニットの信号出力側に接続されているため、第２加速度信号処理ユニットの出力信号として、速度信号として構成された第２衝突量が得られる。これは有利には上記の式（３）にしたがって形成される。

また択一的に有利であり得るのは、第２加速度信号処理ユニットが積分ユニットを有することであり、ここでこの積分ユニットは、その入力側に供給される加速度信号を、加速度信号が加わっている全時間にわたって積分し、また第２ステップにおいて、制限された時間窓にわたって、得られた第１積分値に２度目の積分を行う。

ここでもコントローラでの計算のために有利であるのは、加速度信号の連続するデジタル値の２重総和により、上記の式（４）に相応してこの２重積分を行うことである。これにより、第２衝突量は、車両を基準にした車両搭乗者の前方移動に対する尺度である。

ここで再度指摘しておきたいのは、第１ないしは第２衝突量が第１および第２閾値を上回ったことが、適切な搭乗者保護手段を直ちにトリガすることに必ずしも結び付かなくてもよいことである。これらの閾値を上回ることは、搭乗者保護手段を実際にトリガする事故の重度を決定するために使用可能であり、これはこの衝突量または別の衝突量を別に評価する際に一緒に考慮される。例えば、有利であり得るのは、種々異なる衝突量を別に評価する際に、車両搭乗者の前方移動の尺度を一緒に考慮して、第１および第２衝突量が相応する第１および第２閾値からなる別のペアを上回ってはじめて、ガスバッグの第１膨張ステップだけを起動することである。これによって事故の経過中にすでに極めて遠く前方に移動していた車両搭乗者を高速に展開するガスバッグによって付加的に負傷させないようにする。その一方で、衝突事故の開始フェーズ中に決定される極めてわずかな車両搭乗者の前方移動を使用して、極めて高速にガスバッグの第１、第２の膨張ステップステップを点火し、また場合によっては第３の膨張ステップさえも点火することができる。このようなケースが発生するのは、例えばつぎの場合である。すなわち、車両搭乗者が、別の搭乗者保護手段、例えばシートベルトテンショナにより、衝突事故の開始フェーズにおいてすでに極めて強く拘束され、したがって車両計器およびガスバッグのトリガモジュールと、車両搭乗者との間の比較的大きな展開スペースをガスバッグによって満たして、車両搭乗者を目的通りにガスピローによってソフトに制動しなればならない場合である。

上に示した第２衝突量を計算するための全タイプをすべて同時に第１衝突量と組み合わせて使用し、適切な搭乗者保護手段を相応に駆動制御することも可能である。それにもかかわらず、別個に求めた個々の第２衝突量を繰り返して組み合わせることも可能であり、これによって相応にトリガ判定条件として、または搭乗者保護手段のトリガストラテジを適合化するための判定条件として使用可能である。

以下では本発明の方法ないしは本発明の装置のさまざまな実施例に基づいて本発明を説明する。ここで、
図１は、第２衝突量ｗｊに対する第１衝突量ＡＡＡの概略プロットを示しており、これは（点で示されている）比較的重大な衝突事故および（破線で示されている）比較的軽微な衝突事故に相応して搭乗者保護手段を駆動制御するためのものであり、またこれに依存して第１および第２閾値の経過が実線で示されており、これらは搭乗者保護手段の第１点火ステップに対してはｔｈ１ａおよびｔｈ２ａ、第２点火ステップに対してはｔｈ１ｂおよびｔｈ２ｂ、第３点火ステップに対してはｔｈ１ｃおよびｔｈ２ｃであり、
図２は、第２衝突量ｗｖに対する第１衝突量ＡＡＡの概略プロットを示しており、これは（点で示されている）比較的重大な衝突事故および（破線で示されている）比較的軽微な衝突事故に相応して搭乗者保護手段を駆動制御するためのものであり、またこれに依存して搭乗者保護手段の第１点火ステップの第１閾値ｔｈ１ａおよび第２閾値ｔｈ２ａ，第２点火ステップの第１閾値ｔｈ１ｂおよび第２閾値ｔｈ２ｂ、ならびに第３点火ステップの第１閾値ｔｈ１ｃおよび第２閾値ｔｈ２ｃの経過が実線で示されており、
図３は、右方向の値の軸に、図２とは異なった計算した第２衝突量ｗｓがプロットされている図２のプロットに相応したプロットを示しており、
図４および５は、本発明の方法において使用される本発明の装置を示している。

図１には概略的な線図の縦座標に第１衝突量ＡＡＡのプロットが、また横座標に第２衝突量ｗｊのプロットが示されており、ここでは事故重度の小さい衝突事故（破線）に対しても、事故重度の大きい衝突事故（点線）に対しても共に示されている。プロットされている第１特性量ＡＡＡは、すでに上で述べたように、式（１ａ）または（１）のいずれかに相応して形成され、したがって加速度検出器１信号の絶対値の時間的に制限した積分値である。この値は、衝突事故の間、式（１ａ）において時間窓Ｔ_２−Ｔ_１として与えられる観測時間中に、平均してどの位の加速度が車両搭乗者に作用するかについての重要な情報を評価ユニット４に供給する。図示の衝突イベントの事故重度の大きさが異なることに相応し、点の衝突量曲線として示された比較的大きな事故重度の際には、破線の曲線経過によって特徴付けられる比較的軽い事故の場合よりも、第１衝突量ＡＡＡに対して比較的大きな値が発生する。

横座標にプロットされている第２衝突量ｗｊの値は、すでに述べた式（２）に相応して形成されており、ひいては制限された時間窓中の第１衝突量ＡＡＡの平均的な変化を表す。ここでこの時間窓は式（２）において時間差分ｔ_{ｎ−ｂ−１}−ｔ_ｎ−１として示されている。これに相応してこの値は、加速度信号の平均的な絶対値の変化を表しており、これは、観察時間フレーム中に車両搭乗者に作用する力についての情報を示す。これに相応して、点で示した衝突量曲線の比較的重大な事故経過の場合、破線で示した衝突量曲線の場合よりも、第２衝突量ｗｊの比較的大きな値が発生することになる。

それぞれ実線で示されているのは、２つの衝突量ＡＡＡおよびｗｊに対する各第１閾値および第２閾値のペアｔｈ１ａおよびｔｈ２ａ、ｔｈ１ｂおよびｔｈ２ｂ、ｔｈ１ｃおよびｔｈ２ｃの経過である。最も小さい第１閾値ｔｈ１ａおよび第２閾値ｔｈ２ａの経過は、図１において最も小さい閉じた楕円th1a,th2aとして概略的に示されている。点で示した衝突量曲線だけが、最も小さい閾値曲線th1a,th2aによって閉じ込められた領域を出ている。評価ユニットはこのことを使用して、直ちに搭乗者保護手段をトリガすることができる。しかしながら択一的には複数ステップでトリガ可能な搭乗者保護手段の第１ステップだけをトリガするか、決定した事故重度にしたがって変更したトリガストラテジを選択することができる。

破線で示した衝突量曲線の場合、第１閾値値ｔｈ１ａおよび第２閾値値ｔｈ２ａの第１閾値曲線th1a,th2aを越えてはいない。これは明らかに、搭乗者保護手段のトリガにも結び付いてはならず、また事故状況を全く示してもいない衝突量曲線の経過である。

最も小さい楕円th1a,th2aのつぎに大きく示されている楕円th1b,th2bは、第１閾値ｔｈ１ｂおよび第２閾値ｔｈ２ｂの第２閾値曲線th1b,th2bを表している。点で示した衝突量曲線は、この第２閾値曲線th1b,th2bも越えている。このことは事故重度が大きいことを示しているため、評価ユニット４は、搭乗者保護手段の第１トリガステップの他に、同時に第２トリガステップを点火することも可能であり、例えばガスバッグをガスで完全に満たすことができ、これによって車両計器におけるこのガスバッグの取り付け位置と、車両搭乗者との間の中間スペースを可能な限りに高速に、できるだけ大きく張ったガスバッグで満たして、衝突事故中に車両搭乗者が受ける大きな加速度を受け止めるようにする。

図１には第３の楕円でありかつ最も大きい楕円th1c,th2cとして、第１閾値ｔｈ１ｃおよび第２閾値ｔｈ２ｃからなる第３のペアの第３閾値曲線th1c,th2cが示されている。２つの衝突量ｗｊおよびＡＡＡのいずれも、それぞれ対応する閾値ｔｈ１ｃおよびｔｈ２ｃを上回っていない。これに相応して２つの（点線または破線の）衝突量曲線のいずれも、この最も大きい楕円th1c,th2cの内部領域から出ていない。場合によっては点火すべき搭乗者保護手段の第３トリガステップはこの場合に起動されないことになる。この場合、発生し得る最も大きな事故重度に対する判定条件にも達しないことになるため、この場合に搭乗者保護手段のトリガストラテジをさらに変更する必要はなくなる。

ここで述べておくべきであるのは、本発明の方法のここの説明に対してどのタイプのプロットを選択するかは本発明の方法にとって重要でないことである。図１において縦座標に第２衝突量ｗｊをプロットし、横座標に第１衝突量ＡＡＡの値をプロットすることも可能である。本発明の方法にとって重要であるのは、第１衝突量ＡＡＡと、これと比してクラッシュセンサ１の衝突信号ａから別のやり方で導出される第２衝突量、例えばここに示した第２衝突量ｗｊ，ｗｖまたはｗｓとを用いて衝突事故を評価することだけである。

図２は実質的に図１に相応するプロットを示している。しかしながらここでは横座標に第１衝突量ＡＡＡをプロットすることが選択されており、これに対して縦座標には第２衝突量の値ｗｖがプロットされている。

第２衝突量ｗｖは、式（３ａ）または（３）のいずれかにしたがい、クラッシュセンサ１の符号付き衝突信号ａを時間的に制限して積分することによって形成される。これに相応して第２衝突量ｗｖは、制限された観察時間窓中の車両搭乗者の速度値である。このため、図示の衝突量曲線の経過において（点で示した）重大な衝突事故に対しておよび（破線で示した）軽い衝突事故に対して、符号の異なる第２衝突量ｗｖの値は発生しない。それは速度変化がこれらのケースにおいて一般に１方向にのみ行われる、すなわち車両遅延の方向に行われるからである。

プロットされた衝突量ＡＡＡおよびｗｖの値のペアが、第１閾値および第２閾値ｔｈ１ａおよびｔｈ２ａ，ｔｈ１ｂおよびｔｈ２ｂならびにｔｈ１ｃおよびｔｈ２ｃから形成される閾値曲線th1a/b/c,th2a/b/cを越えると、評価ユニット４において、接続された搭乗者保護手段を駆動制御する相応に適合化された手段が起動される。これはすでに図１に基づいて説明した通りである。

図３では縦座標の第２衝突量ｗｓの値に対して、横座標に第１衝突量ＡＡＡがプロットされている。図３の第２衝突量ｗｓの値は、かなり前に示した式（４ａ）または（４）のいずれかにしたがって形成され、したがってクラッシュセンサ１の符号付き衝突信号ａの２重積分である。これは結果的に、衝突事故中に車両搭乗者に加わる加速度によるこの車両搭乗者の前方移動に対する尺度を示す。

図１および２で発生したように図３においても第１閾値および第２閾値ｔｈ１ａおよびｔｈ２ａ，ｔｈ１ｂおよびｔｈ２ｂならびにｔｈ１ｃおよびｔｈ２ｃの閾値曲線th1a/b/c,th2a/b/cのいずれか１つを越えることによって、評価ユニット４は、事故の重度に相応に適合化された搭乗者保護手段のトリガストラテジを起動する。

図４には本発明の方法において使用される本発明の装置が示されている。

加速度センサ１はその加速度信号ａを第１加速度信号処理ユニット２の信号入力側２１に送出する。この第２加速度信号処理ユニット２において加速度信号ａは絶対値形成ユニット６の信号入力側６１に直接供給される。ここで加速度信号ａは符号が処理される。すなわち加速度信号ａの絶対値が形成されるのである。

絶対値形成ユニット６の信号出力側６２は、積分ユニット７の信号入力側７１に接続されている。この積分ユニット７では加速度信号ａの絶対値が、制限された観察時間中に積分され、しかも前述の式（１ａ）または（１）のいずれかに相応して積分される。この値は、積分ユニット７の信号出力側７２において第１衝突量ＡＡＡとして加速度信号処理ユニット２の信号出力側２２に出力される。

加速度信号処理ユニット２の信号出力側２２は、評価ユニットの信号入力側４１にも、第２加速度信号処理ユニット３の信号入力側３１にも接続されている。ここから衝突量ＡＡＡは、ホールド素子８の信号入力側８１にも、加算／減算ユニット９の第２信号入力側９２にも導かれる。ホールド素子８の信号出力側８２は加算／減算ユニット９の第１入力側９１に接続されている。

ホールド素子８の役割は、第１衝突量ＡＡＡの値ＡＡＡ_ｉを、内部クロック信号の１クロック周期だけ遅延させることである。これに対し、ホールド素子８を中間に接続することなしに加算／減算ユニット９の入力側９２に直接導かれる衝突量ＡＡＡの値ＡＡＡ_ｉは遅延されない。加算／減算ユニット９ではまず、衝突量ＡＡＡの時間的に連続する２つの値ＡＡＡ_ｉ，ＡＡＡ_ｉ−１の差分項ＡＡＡ_ｉ−ＡＡＡ_ｉ−１が形成される。

加算／減算ユニット９の信号出力側９４は同時にこの加算／減算ユニットの第３信号入力側９３にも接続されている。本発明の装置の通常動作では加算／減算ユニット９の信号出力側９４に差分項ＡＡＡ_ｉ−ＡＡＡ_ｉ−１の総和が得られる。

相前後する２つずつの個別値ＡＡＡ_ｉおよびＡＡＡ_ｉ−１の差分項ＡＡＡ_ｉ−ＡＡＡ_ｉ−１の総和は、第２加速度信号処理ユニット３の信号出力側３２において第２衝突量ｗｊとして、そこから評価ユニット４の第２信号入力側４２に転送される。

評価ユニット４では、供給される２つの衝突量ＡＡＡおよびｗｊの評価が行われる。これに基づいて評価ユニット４に接続されているトリガユニット５が相応に駆動制御される。これはかなり前にすでに詳しく説明した通りである。

図５には図４の装置と類似の装置が示されており、ここでこの装置は、第２加速度信号処理ユニット３に積分ユニット１０が配置されているという違いを有する。この積分ユニット１０の入力側は信号入力側３１に、またその出力側は第２加速度信号処理ユニット３の信号出力側３２に接続されている。図４の装置とは異なり、この加速度信号処理ユニットの信号入力側３１に加速度信号ａが直接供給される。

積分ユニット１０は、加速度信号ａの１回の積分として、加速度信号処理ユニット３の信号出力側３２において第２衝突量ｗｖを形成する。ここでこれは上記の式（３ａ）または（３）のいずれかにしたがって形成される。

択一的には積分ユニット１０は２重積分ユニットであり、これはまず符号付きの加速度信号ａを連続して積分するかまたは加算して、さらにその結果を、制限された時間窓（Ｔ_１〜Ｔ_２）中に式（４ａ）にしたがって２回目の積分を行うか、またはマイクロコントローラにおいて相応に上記の式（４）にしたがって総和形成を適用することによって計算する。これに相応して第２衝突量ｗｖおよびｗｓは、車両衝突中の搭乗者の相対速度に対する尺度（第２衝突量ｗｖ）か、また搭乗者の相対的な前方移動に対する尺度（第２衝突量ｗｓ）のいずれかを表す。

図４と同様に第２衝突量ｗｖまたはｗｓはトリガユニット５に供給される。ここでは第１衝突量ＡＡＡとの相互作用によって、場合によっては衝突事故中の搭乗者保護手段のトリガ特性が相応に適合化される。

（点で示されている）比較的重大な衝突事故および（破線で示されている）比較的軽微な衝突事故に相応して搭乗者保護手段を駆動制御するための第２衝突量ｗｊに対する第１衝突量ＡＡＡの概略プロットと、実線の第１および第２閾値の経過とを示す線図である。 （点で示されている）比較的重大な衝突事故および（破線で示されている）比較的軽微な衝突事故に相応して搭乗者保護手段を駆動制御するための第２衝突量ｗｖに対する第１衝突量ＡＡＡの概略プロットと、実線の第１および第２閾値の経過とを示す線図である。 右方向の軸に第２衝突量ｗｓがプロットされている図２に相応した線図である。 本発明の方法において使用される本発明の装置の図である。 本発明の方法において使用される本発明の装置の別の図である。

Claims (11)

1. 車両の搭乗者保護手段を制御する方法であって、
   − クラッシュセンサ（１）によって衝突信号（ａ）を供給し、有利には加速度検出器（１）によって加速度信号（ａ）を供給し、
   − 前記衝突信号から導出した第１衝突量（ＡＡＡ）と、第１トリガ閾値（ｔｈ１ａ，ｔｈ１ｂ，ｔｈ１ｃ）とを比較し、
   − 前記衝突信号（ａ）から導出した第２衝突量（ｗｊ，ｗｖ，ｗｓ）と、第２トリガ閾値（ｔｈ２ａ，ｔｈ２ｂ，ｔｈ２ｃ）とを比較し、
   − 前記の第１および第２トリガ閾値（ｔｈ１ａ，ｔｈ１ｂ，ｔｈ１ｃ，ｔｈ２ａ，ｔｈ２ｂ，ｔｈ２ｃ）を上回ったことに依存して搭乗者保護手段を制御する形式の、車両の搭乗者保護手段を制御する方法において、
   前記第１衝突量（ＡＡＡ）を衝突信号（ａ）の絶対値から導出することを特徴とする、
   車両の搭乗者保護手段を制御する方法。（図１〜３）
2. 前記第１衝突量（ＡＡＡ）を、制限された時間にわたる前記衝突信号（ａ）の絶対値の積分から導出し、有利には式
   

   

   にしたがって衝突信号（ａ）の絶対値の時間的に連続するデジタル値（ａ_ｉ）の総和から導出し、
   ここでｔ_ｎは、第１衝突量（ＡＡＡ）を決定する時点であり、
   ｂ＋１は、総和の項の数であり、
   ｉは、総和を形成するための、ｉ＝ｎ−ｂからｎまでの総和のインデックスであり、
   ｍｓは、物理単位のミリ秒である、
   請求項１に記載の方法。（図１〜３）
3. 前記第１衝突量（ＡＡＡ）は、低域濾波されたデジタル値である、
   請求項１または２に記載の方法。（図１〜３）
4. 前記第２衝突量（ｗｊ）を、前記第１衝突量（ＡＡＡ）の時間的に連続する２つずつのデジタル値（ＡＡＡ_ｉ）の複数の差分項の総和から形成し、有利にはつぎに式
   

   

   にしたがって形成する、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。（図１）
5. 前記第２衝突量（ｗｖ）を、制限された時間にわたる衝突信号（ａ）の積分から導出し、
   有利には、式
   

   

   にしたがって前記衝突信号（ａ）の時間的に連続するデジタル値（ａ_ｉ）の総和から導出する、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。（図２）
6. 前記第２衝突量（ｗｓ）を、制限された時間にわたる第３衝突量（Δｖ）の積分から導出し、
   有利には、式
   

   

   にしたがって第３衝突量（Δｖ）の時間的に連続するデジタル値（Δｖ_ｉ）の総和から導出し、
   ここで前記第３衝突量（Δｖ）を前記衝突信号（ａ）の時間積分から得、有利には式
   

   

   にしたがって前記衝突信号（ａ）の連続するデジタル値（ａ_ｉ）の総和から得る、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。（図３）
7. 車両の搭乗者保護手段を制御する装置であって、
   − 車両衝突中に加速度を検出する加速度検出器（１）と、
   − 該加速度検出器（１）によって形成される加速度信号（ａ）を複数の衝突信号（ＡＡＡ，ｗｊ；ｗｖ，ｗｓ）に変換するために、該加速度検出器（１）に接続されている複数の加速度信号処理ユニット（２，３）と、
   − 各加速度信号処理ユニット（２，３）の信号出力側（２２，３２）に接続されている評価ユニット（４）とを有し、
   該評価ユニットにより、供給される衝突信号（ＡＡＡ，ｗｊ；ｗｖ，ｗｓ）が評価され、また少なくとも２つの衝突量（ＡＡＡ，ｗｊ；ｗｖ，ｗｓ）が各トリガ閾値（ｔｈ１ａ，ｔｈ１ｂ，ｔｈ１ｃ，ｔｈ２ａ，ｔｈ２ｂ，ｔｈ２ｃ）を上回る場合、搭乗者保護手段のトリガユニット（５）にトリガ信号が出力される形式の、車両の搭乗者保護手段を制御する装置において、
   − 第１加速度信号処理ユニット（２）は、絶対値形成ユニット（６）を有しており、該絶対値形成ユニットの入力側には前記加速度信号（ａ）が供給され、またその出力側（６２）には、検出した加速度信号（ａ）の絶対値が得られ、
   − 絶対値形成ユニット（６）の信号出力側（６２）は、第１加速度信号処理ユニット（２）の信号出力側（２２）に通じており、
   − 前記の第１加速度信号処理ユニット（２）の信号出力側（２２）にて前記第１衝突量（ＡＡＡ）が得られ、
   − 前記の加速度検出器（１）の加速度信号（ａ）と、前記第２加速度信号処理ユニット（３）の信号入力側（３１）とは接続されており、該第２加速度信号処理ユニット（３２）の信号出力側（３２）にて、前記加速度信号（ａ）から導出される第２衝突量（ｗｊ；ｗｖ，ｗｓ）が得られ、該第２衝突量が評価ユニット（４）の第２信号入力側（４２）に供給されることを特徴とする、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法にしたがって車両の搭乗者保護手段を制御する装置。（図４）
8. 前記の第１加速度信号処理ユニット（２）は、絶対値形成ユニット（６）に後置接続された第１積分ユニット（７）を有しており、
   該第１積分ユニットは、絶対値形成ユニット（６）の信号出力側（６２）と、第１加速度信号処理ユニット（２）の信号出力側（２２）との間に接続されており、これによって第１加速度信号処理ユニット（２）の信号出力側（２２）にて有利には式
   

   

   にしたがい、前記加速度信号（ａ）の絶対値の時間積分として第１衝突量（ＡＡＡ）が得られ、
   ここでｔ_ｎは、第１衝突量（ＡＡＡ）を決定する時点であり、
   ｂ＋１は、総和の項の数であり、
   ｉは、総和を形成するための、ｉ＝ｎ−ｂからｎまでの総和のインデックスであり、
   ｍｓは、物理単位のミリ秒である、
   請求項７に記載の装置。（図４）
9. − 前記第２加速度信号処理ユニット（３）は、ホールド素子（８）と、さらに第１，第２および第３信号入力側（９１，９２，９３）を有する論理的な加算／減算ユニット（９）とを有しており、
   − 前記ホールド素子（８）の信号入力側（８１）には前記第１衝突量（ＡＡＡ）が直接加えられており、
   − ホールド素子（８）の信号出力側（８２）は、前記加算／減算ユニット（９）の第１信号入力側（８２）に接続されており、
   − 加算／減算ユニット（９）の第２信号入力側（９２）には第１衝突量（ＡＡＡ）が直接加えられており、
   − 加算／減算ユニット（９）の信号出力側（９４）は、第２加速度信号処理ユニット（３）の信号出力側（３２）にも、加算／減算ユニット（９）の第３信号入力側（９３）に共に接続されており、
   これによって、第２加速度信号処理ユニット（３）の信号出力側（３２）に有利には式
   

   

   にしたがい、第１衝突量（ＡＡＡ）の時間的に連続する２つずつのデジタル値（ＡＡＡ_ｊ）の複数の差分項の総和として第２衝突量（ｗｊ）が得られる、
   請求項７または８に記載の装置。（図４）
10. 前記第２加速度信号処理ユニット（３）は、入力信号の時間積分を行う第２積分ユニット（１０）を有しており、
    該第２積分ユニットの入力側には加速度信号（ａ）が加えられ、また第２積分ユニットの信号出力側（１２）は、第２加速度信号処理ユニット（３）の信号出力側（３２）に接続されており、
    これによって、有利には式
    

    

    にしたがい、第２加速度信号処理ユニット（３）の出力信号として、速度信号として形成される第２衝突量（ｗｖ）が得られる、
    請求項７または８に記載の装置。（図５）
11. 前記第２加速度信号処理ユニット（３）は、入力信号の２重の時間積分を行う第２積分ユニット（１０）を有しており、
    該第２積分ユニットの入力側には加速度信号（ａ）が加えられ、また該第２積分ユニットの出力信号として、前方移動信号として構成される第２衝突量（ｗｓ）が得られ、
    有利には式
    

    

    にしたがって形成されるため、前記第２積分ユニット（１０）によって加速度信号（ａ）を２重時間積分することに相応して、第２衝突量（ｗｓ）は、車両搭乗者が被った車両に対する前方移動についての尺度である、
    請求項７または８に記載の装置。（図５）

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