JP2006525917A - 車両の乗員保護システム - Google Patents

Abstract

本発明は側方衝突センシング手段、例えば加速度センサおよび／または圧力センサを備えた車両（１）の乗員保護システム（２０）に関する。本発明の乗員保護システムは車両の横方向速度（ｖＱ）を測定する手段を有する。測定された横方向速度を用いて乗員保護システムの拘束手段を制御可能である。さらに本発明は乗員保護システムを制御する方法に関する。

Description

従来技術
本発明は請求項１の上位概念記載の車両の乗員保護システム、および請求項４の上位概念記載の車両の乗員保護システムの制御方法に関する。

最近の側方衝突センシングでは、エアバッグ中央制御装置に組み込まれた加速度センサのほか、特に周辺の加速度センサおよび圧力センサが用いられる。側方衝突時にはクラッシュ検出への要求はきわめて高くなる。なぜなら車両の外側と保護すべき車両乗員とのあいだの距離が小さく、拘束手段の保護作用を発揮させるためには、サイドエアバッグまたはヘッドエアバッグなどのトリガまたは非トリガをきわめて短い時間、例えば５〜１０ｍｓで判別しなければならないからである。

望ましくない拘束手段のトリガに対するシステムのローバスト性を高めるために、側方衝突を識別する際には周辺の加速度センサからの信号に基づいてつねに独立した付加的なプロージビリティチェックパスを用いる。ふつうこれは例えば車両内部に配置された第２の加速度センサによって行われる。こんにち車両のＥＳＰ装置によって行われているダイナミクスデータ（例えば横方向加速度、ヨーレート、操舵角および車輪回転数など）の検出に基づいて、車両の浮動角（または車両の長手方向速度および横方向速度）を推定することができる。この情報は可逆的な拘束手段、例えばパワーウィンドウ駆動部、パワーシート駆動部、パワールーフ駆動部などの駆動（プリセーフ）に使用される。ただし非可逆的な拘束手段は走行ダイナミクス情報のみでは駆動することができない。

独国公開第１９９１０５９６号明細書から、車両の乗員拘束手段のトリガ制御方法および装置が公知である。ここでは車両の運動の実際値が検出され、トリガアルゴリズムが検出された実際値に適合化され、必要に応じて少なくとも１つの拘束手段をトリガするためのトリガ信号が形成される。このとき次のステップが行われる。まず車両の運動の実際値が検出される。次に所望の車両の走行特性に相応する車両の運動の目標状態が求められる。続いて検出された実際値の少なくとも一部と相応の目標状態とが比較される。ここでトリガ信号の形成に使用されるトリガアルゴリズムが実際状態と目標状態との差を考慮してパラメータ化される。このトリガアルゴリズムは検出された実際値の少なくとも一部へ適用され、必要に応じて状況に適合化された拘束手段用のトリガ信号が形成される。

国際公開第９００９２９８号明細書から、車両の乗員保護システムでの拘束手段のトリガ方法が公知である。ここでは加速度信号が測定され、この加速度信号が時間積分により速度へ変換され、トリガ基準の形成のために少なくとも１つの速度しきい値が設定される。さらにこの方法では、トリガ基準として利用されるしきい値が１つまたは複数の状態量または時間的に先行する状態量に依存して変更される。

本発明の利点
本発明によれば、走行ダイナミクスデータから推定される浮動角と長手方向速度ｖＬおよび横方向速度ｖＱとに基づいて、衝突の予測されるおおよその方向を求めることができる。このとき、そのつどの走行状況に合わせて拘束手段（特にパイロ技術を用いたサイドエアバッグまたはヘッドエアバッグ）を制御するためのパラメータを適合化したり、場合により後の時点で行われるエアバッグ制御装置でのクラッシュ識別のためのプロージビリティ信号を供給したりできる。パラメータの適合化（例えばノイズしきい値の低下）は確率的なクラッシュ事象の最適な検出を目的とする。さらに横方向速度ｖＱの推定からクラッシュ重大度の識別も改善される。つまり加速度または圧力に基づいたクラッシュセンシングの予測信号と実際に測定されたデータとが比較され、その偏差特性から相応のクラッシュ重大度によりソフトクラッシュまたはハードクラッシュが区別される。

本発明の特に重要な利点は、クラッシュ時に、走行ダイナミクスデータと従来の側方衝突センシング（圧力および加速度）とを相互作用させて利用し、パイロ技術を用いた非可逆的な拘束手段の制御を最適化できるということである。特にこれにより危険なクラッシュを早期に識別することができる。こうしてクラッシュゾーンが短いために拘束手段の作動に極端に短い応答時間しか用いることのできない側方衝突の際にも、時間的な余裕が得られる。

図面
本発明を以下に図に則して詳細に説明する。図１には車両の種々のベクトルが示されている。図２には乗員保護システムのブロック図が示されている。図３には本発明の方法のフローチャートが示されている。図４には横方向速度および側方衝突センサの出力信号のグラフが示されている。

実施例の説明
図１には座標系における車両１の種々のベクトルが概略的に示されている。ここにはＸ方向およびＹ方向の加速度成分ａｘ，ａｙおよび合成加速度ａＲ、さらに車両１の長手方向および横方向の速度成分ｖＬ，ｖＱおよび合成速度ｖＲが示されている。ここに示されているのは横滑りしている車両のきわめて不安定な状態である。本発明では特に横方向の速度成分ｖＱを用いて拘束手段のトリガ判別を意図的に最適化する。

図２には乗員保護システム２０のブロック図が示されている。乗員保護システム２０は複数の機能モジュール２１〜２７を有する。第１の機能モジュール２１は詳細には図示されていないセンサとともに、後述する車両１の状態量の検出に用いられる。この第１の機能モジュール２１は第２の機能モジュール２２に接続されている。第２の機能モジュール２２は第３の機能モジュール２３および第４の機能モジュール２４に接続されている。第４の機能モジュール２４は第６の機能モジュール２６に接続されている。また第３の機能モジュール２３も第６の機能モジュール２６に接続されている。第６の機能モジュール２６は一方では第５の機能モジュール２５に接続されており、他方では第７の機能モジュール２７に接続されている。以下に図２の乗員保護システムの機能を図３のフローチャートおよび図４のグラフを参照しながら説明する。

第１の機能モジュール２１は詳細には図示されていない対応するセンサとともに走行ダイナミクスデータの検出に用いられる。対応するセンサにより特に車両１の車輪回転数、ブレーキ圧およびトルクの値が求められる。制御機能を備えた第２の機能モジュール２２がこれらの走行ダイナミクスデータを受信し、少なくとも部分的にローデータとして変更しないまま第４の機能モジュール２４へ送る。他方で第２の機能モジュール２２は第１の機能モジュール２１から受信したデータの少なくとも一部を処理し、ここから例えば方向情報、車両の長手方向速度、横方向速度および浮動角を計算する。これらの結果が第３の機能モジュール２３へ送られる。こうして第４の機能モジュール２４の出力側では第２の機能モジュール２２から転送されてきたローデータと付加的に第２の機能モジュール２２でローデータから計算されたパラメータとが得られ、これら全てが第６の機能モジュール２６へ送られる。さらに第５の機能モジュール２５により３つの軸の加速度成分ａｘ，ａｙ，ａｚが側方衝突センサＰＡＳの加速度成分ａｙｌ，ａｙｒおよびヨーレートセンサの信号から求められ、第６の機能モジュール２６へ送られる。これらの入力データから第６の機能モジュール２６で概略的に第７の機能モジュール２７としてまとめられている拘束手段、例えばエアバッグ、サイドエアバッグ、ヘッドエアバッグ、ウィンドウエアバッグおよびベルトテンショナーに対する制御信号が導出される。

システム２０では走行ダイナミクスの評価のために測定された種々のデータから、浮動角、縦方向速度および横方向速度の推定量が求められる。ここで、例えば通常の走行状態では小さいはずの横方向速度ｖＱが所定の限界値を超えた場合、または走行ダイナミクスデータを別の手段で監視して通常の走行状態とは異なる状態、つまり障害物への側方衝突の危険が識別された場合、相応の情報が第６の機能モジュール２６へ伝送される。これに代えて、第６の機能モジュール２６により、走行ダイナミクス分析システムから（例えばデータバスを介して）供給されたセンサデータを用いてクラッシュの危険を識別することもできる。第６の機能モジュール２６ではアルゴリズムパラメータの適合化により、所定のクラッシュ事象の確率に関する情報を利用して、早期のプロージビリティチェックおよび場合によりクラッシュに関連した拘束手段のトリガを行うことができる。

走行ダイナミクスデータおよび場合により付加的に第６の機能モジュール２６で得られた加速度データを用いて確実な横方向速度および縦方向速度の推定が行われれば、クラッシュ重大度の識別のための付加的な情報が得られて有利である。図１に示されているような不安定な走行状態（例えば横滑り、スピンなど）がクラッシュ事象に先行するときには、たいてい静止物体または比較的小さな速度で運動している物体との衝突が起こっており、ここでは横方向速度および縦方向速度が相対衝突速度に密接に関連している。したがって特に早期のクラッシュフェーズの情報を加速度信号および／または圧力信号と関連させてクラッシュ重大度の識別に利用することができる。所定の速度での固定の障害物への側方衝突から、加速度データおよび／または圧力データの所定の特性を予測することができる。測定データと予測データとの差からソフトクラッシュまたはハードクラッシュが区別され、相応に拘束手段の制御を適合化できる。

本発明によって達成可能な利点は次のような実施例で特に際立つ。まず第１のケースとして、高い横方向速度ｖＱ２で走行車線から外れた車両１が中実の障害物（例えば街路樹）に衝突するケースが挙げられる。このとき圧力センサおよび加速度センサで生じる大きな出力信号ａ２が検出された高い横方向速度ｖＱ２に関連づけられ（図４のグラフのポイントＰ２）、乗員に対して誤解のないようにはっきりと重大な危険を有するクラッシュ事象が示される。拘束手段２７の作動に対する制御命令が早期に形成される。これにより特に短いクラッシュゾーンしかない側方衝突において余裕時間が得られ、有利である。

次に第２のケースとして、高い横方向速度ｖＱ２で車両１が軽量の障害物（例えば空のごみバケツ）に衝突するケースが挙げられる。この場合には圧力センサおよび加速度センサから前述のケースよりも格段に小さな出力信号しか送出されない（図４のグラフのポイントＰ１）ので、この衝突はクリティカルなものではないとランクづけされる。したがって拘束手段のトリガは回避される。

また第３のケースとして、比較的低い横方向速度ｖＱ１で車両１が中実の障害物（例えば街路樹）に衝突するケースが挙げられる。このときにも圧力センサおよび加速度センサから比較的大きな出力信号ａ２が送出される（図４のグラフのポイントＰ３）。拘束手段のトリガは適切な時点で行われる。ただし少なくともこのトリガはプロージビリティチェックおよび／またはトリガしきい値の適合化により処理される。したがって、必要に応じて拘束手段を迅速に作動することもできる。

さらに第４のケースとして、比較的低い横方向速度ｖＱ１で車両１が空のごみバケツに衝突するケースが挙げられる。この場合には圧力センサおよび加速度センサから小さな出力信号しか送出されない（図４のグラフのポイントＰ４）。ここでは車両１の乗員に危険はなく、拘束手段のトリガは抑圧される。

車両の種々のベクトルを示す図である。 乗員保護システムのブロック図である。 本発明の方法のフローチャートである。 横方向速度および側方衝突センサの出力信号のグラフである。

Claims (7)

1. 側方衝突センシング手段、例えば加速度センサおよび／または圧力センサを備えた車両（１）の乗員保護システム（２０）において、
   車両（１）の横方向速度（ｖＱ）を測定する手段を有し、測定された横方向速度を用いて拘束手段を制御可能である
   ことを特徴とする乗員保護システム。
2. 測定された横方向速度（ｖＱ）と設定された横方向速度の限界値とを比較する手段が設けられている、請求項１記載のシステム。
3. 横方向速度（ｖＱ）の限界値を側方衝突センシングの限界値に依存して記憶する記憶手段が設けられている、請求項１または２記載のシステム。
4. 側方衝突センシング手段、例えば加速度センサおよび／または圧力センサを備えた車両（１）の乗員保護システム（２０）の制御方法において、
   車両の走行ダイナミクスパラメータ、例えば車両の横方向速度（ｖＱ）を測定し、
   側方衝突センシングの出力信号と測定された横方向速度とに依存して乗員保護システムを制御する
   ことを特徴とする車両の乗員保護システムの制御方法。
5. 側方衝突センシングの測定値が高く、横方向速度の測定値が低い場合、拘束手段のトリガを準備するかまたは拘束手段をトリガする、請求項４記載の方法。
6. 側方衝突センシングの測定値が高く、横方向速度の測定値が低い場合、乗員保護システムのトリガアルゴリズムをトリガ感度が高くなるようにパラメータ化する、請求項４または５記載の方法。
7. 走行ダイナミクスデータの測定値から車両の浮動角を求め、該浮動角を乗員保護システムの制御の際に考慮する、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。

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