JP2007502994A - 車両搭乗者保護システム用の加速度測定装置および方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両搭乗者保護システム用の加速測定装置に関し、所定の主測定方向に関して、主測定方向への投影で、第１および第２主投影を形成しかつ主測定方向に対し直角な方向への投影で第１および第２横投影を形成する第１および第２感度方向を持つ第１および第２加速度センサと、処理ずみの第１および第２測定信号を評価する適当な評価手段とが設けられている。第１および第２感度方向の第１および第２横投影は、互いに平行に向けられ、第１および第２感度方向の第１および第２主投影は、互いに逆平行に向けられている。また第１および第２信号に関する基準値が変化する時、少なくとも部分的にエラー補償が行われるように、センサから供給される測定値の評価が行われる。第１および第２基準値の変化の際に、エラー補償が最大となるように、第１および第２感度方向の向きに応じて、評価が行われることが好ましい。

Description

本発明は、請求項１記載の車両搭乗者保護システム用の加速度測定装置および請求項１３記載の方法に関する。

道路交通の安全性を高めるために、公知の搭乗者保護システムは、障害物や他の車両などとの衝突時に自動車の搭乗者を最適に保護するために改良され続けている。典型的な搭乗者保護システムは、少なくとも１つの加速度センサによって構成されるセンサ装置および評価ユニットを備えた中央制御装置、同様に少なくとも１つの加速度センサによって構成される少なくとも１つのサテライト・センサおよびエアバッグ、ベルト・テンショナあるいはロールバーなどの適した保護手段を備えている。

衝突時に発生する加速度を測定、検出あるいは記録（以後これらの概念は同意語として使用する）するためのシステムとして、様々な加速度センサ配置を持つシステムが公知である。センサは、大体において、多くの場合制御装置内の評価ユニットと共に車両中央に配置されるセンサと、車両に分散して設けられるいわゆるサテライト・センサとに分類される。後者の場合、その正確な取り付け位置はセンサの役割によって選択されるが、主に車両の外板付近に配置される。

加速度に敏感な装置は、以下「加速度センサ」、「加速検知器」あるいは単に「センサ」と同意的に称される。これらは一般的に、センサの向きに関して、加速度が作用する方向に関する方向特性を有している。方向特性によって主感度方向が規定され、この主感度方向に対して加速度の方向が平行あるいは逆平行であるとき、センサの測定感度すなわち加速度の強さに対する出力信号の強さが、主感度方向において最大となる。

次に、上記のすべての方向が、例えば平面上特に車両が走行する平面上にあるものと仮定する。また各センサは、センサが直接発生する測定信号を処理および／あるいは少なくとも部分的に評価して、制御装置の評価ユニットへ送る評価チャネルに、電気的に接続されているものと仮定する。評価チャネルは、アナログ・デジタル変換器、濾波（例えば平滑化）する回路、少なくとも１つの積分回路、信号と所定の閾値とを比較する回路、および／あるいは、同じセンサあるいは他のセンサによりあるいは他の装置により発生された信号を論理結合する論理回路を含んでいる。最も単純な構成の場合、評価チャネルは、センサが発生する測定信号を、評価ユニットに送る手段のみを含んでいる。そして評価ユニットが、評価チャネルから送られてきた信号を処理し、かつ／あるいは、評価し、車両の安全装置を作動させる作動信号を発生する。

評価チャネルおよび場合によっては、中央の評価ユニットにおいても、センサのアナログ測定信号（例えば電圧）および処理ステップで発生されるアナログ信号を基準値（例えば基準電圧）に関して解釈することができる。基準値は、異なる評価チャネルに対して異なっていても、ほぼ同じであっても良い。

簡単な処理の場合、評価チャネルで、例えば１つのセンサにより発生されて加速度に対応する信号を、低域フィルタで平滑化し、場合によっては積分器で積分し、それにより作用する速度に応じた信号を発生する。加速度信号および／あるいは速度信号は、閾値と比較される。信号が閾値を超える場合、作動信号が出力される。例えば測定エラーあるいは評価回路にあるセンサあるいは他の回路要素の別の誤動作による安全装置の予期しない作動を回避するため、このような作動信号は、その妥当性について、独立した評価から発生される妥当性信号と論理結合される少なくとも１回の検査を受ける。簡単な場合、作動信号を、例えば他の評価チャネルで独立に発生される作動信号と、論理「ＡＮＤ」回路により論理結合することができる。

運動平面上で車両に作用する加速度のすべての方向を最適に把握し、作用する加速度の大きさと方向を求めるために、通常、少なくとも２つの（好ましくは互いに直角の）加速度センサが設けられている。これに反し１つの加速度センサしか使用しない場合、１つの作用方向の加速度しか検出できない。加速度センサが、車両の縦軸方向に設置されている場合、側方からの衝突は検出できない。車両の縦軸方向に加速度成分を持つ衝突の場合、測定された加速度成分の符号によって、その成分が前から後ろ（例えば正面衝突した場合）へ向いているか、あるいはその逆（例えば追突の場合）に向いているかを区別することができる。

２つの「面を検出する」加速度センサを設けるため、実際には２つの好ましいセンサ配置が明確にされた。
ａ）２つのセンサを車両縦軸（Ｘ設置方向）および車両横軸（Ｙ設置方向）に沿って設けるか、あるいは
ｂ）２つのセンサを車両縦軸に対してほぼ±４５°の方向に向ける。

配置ａ）に関しては、以下に詳しくは説明しない。センサ配置ｂ）に関しては、本発明の効果および利点を特に容易に説明できるため、以下図１を参照しながら説明する。ただしこの配置は、車両縦軸または横軸に対し角度をなして向けられているセンサを持つ配置の例として挙げられているに過ぎない。

欧州特許出願公開第０３１１０３９号明細書は、任意の方向からの加速度成分を測定するため互いにそれぞれ１２０°ずらして設けられている３つの感度方向を有する３つの加速度センサを持つセンサ装置を開示している。あらゆる方向からの加速度成分を測定できるようにしたセンサ配置形態が挙げられている。ドイツ連邦共和国の特許出願公開第３８１６５８９及び第１０００２４７１号明細書は、２つのセンサを持つセンサ装置を開示しており、第１センサの感度方向は車両縦軸と４５°の角度をなし、第２センサの感度は１３５°の角度をなしている。しかし前記刊行物のいずれも、搭乗者保護装置の作動挙動に及ぼす基準値の変化の影響の問題については触れていない。

従って本発明の課題は、評価チャネルの基準値の変動に対して僅かな影響しか持たない車両搭乗者保護システム用加速度測定装置および方法を提案することである。

この課題は、請求項１の特徴を持つ装置および請求項１３の特徴を持つ方法によって解決される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明の重要な思想は、２つの加速度センサの１対を含むセンサ装置を装備した装置において、２つのセンサのうち一方を、他方のセンサおよび加速度を測定するための所望の主方向に対して、一方のセンサの主測定方向に投影さらる主感度方向（主投影）の成分が、他方のセンサの感度方向の主投影とは反対方向になるように配置し、かつ向け、これを両方のセンサの信号の適当に行われる評価と組合わせることである。センサに属する評価チャネルの基準値の変化の影響を、少なくとも一部補償することが可能になる。特に基準値の変化が信号評価に及ぼす影響が軽減され、センサにより発生される測定信号に関する評価アルゴリズムの安定性が、特に評価チャネルにおける基準値の起こり得る変動の際高められ、評価方法の強さが改善される。

本発明は、車両搭乗者保護システム用の加速度測定装置に関し、装置が所定の主測定方向に合わされ、かつ主測定方向への投影において第１主投影および主測定方向に対して直角に向く横方向への投影において第１横投影を形成する第１感度方向と、第１基準値に関して第１加速度センサの第１測定信号を処理する第１評価チャネルとを有する少なくとも１つの第１加速度センサを含んでいる。装置は、さらに、主測定方向への投影において第２主投影および横方向への投影において第２横投影を形成する第２感度方向と、第２基準値に関して第２加速度センサの第２測定信号を処理する第２評価チャネルとを有する第２加速度センサ、および少なくとも処理された第１測定信号および処理された第２測定信号を評価しかつ少なくとも部分的にそれに基いて搭乗者保護システム用の作動信号を発生する評価手段を含んでいる。

本発明によれば、第１および第２感度方向の第１および第２横投影が互いに平行に向けられ、第１および第２感度方向の第１および第２主投影が互いに逆平行に向けられている。さらに第１および第２評価チャネルにおける第１または第２基準値が変化する時、少なくとも部分的にエラー補償が行われるように、評価が実施される。

有利なやり方で、評価が、主測定方向に対する第１および第２感度方向の向きに応じて、第１および第２基準値が変化する際に、エラー補償が最大となるように、実施される。

評価が、処理された第１測定信号および処理された第２測定信号の第１評価関数と、第１スタート閾値および第２スタート閾値の第２評価関数との比較を含んでいるのが好ましい。

特に第１評価チャネルが、第１スタート閾値を含み、第２評価チャネルが、第２スタート閾値を含み、第１評価関数が、処理された第１測定信号と処理された第２測定信号の重み付けされた差または和であり、第２評価関数が、第１スタート閾値と第２スタート閾値の重み付けされた和または差であるようにすることができる。こうして評価が特に容易に行われる。

例えば測定信号あるいは処理された信号が共通の電位に関して測定される電圧である場合、特に第１基準値と第２基準値が、第１および第２評価チャネルに共通な基準値である。

第１感度方向および第２感度方向の主測定方向および横方向に対する角度間隔が、０°あるいは９０°に等しくなく、特に１０°以上であるのがよい。第１感度方向と第２感度方向との間の角度間隔もほぼ９０°であるのがよい。特に第１感度方向の主測定方向に対する角度間隔が、ほぼ４５°または１３５°であり、第２感度方向の主測定方向に対する角度間隔が、ほぼ１３５°または４５°であることができる。両方のセンサの配置のそれぞれにより、装置の測定精度および車両に作用する加速度の方向を求めることができる精度が高められる。例としてあげた前記の角度の変わりに、好ましい実施形態では、−４５°または−１３５°、あるいは−１３５°または−４５°、あるいは２２５°または３１５°あるいは３１５°または２２５°の角度も同様に可能である。

主測定方向は、車両のほぼ前進方向であってもよい。その代わりに、主測定方向が、車両の前進方向に対してほぼ直角であってもよい。第１および第２加速センサおよび評価手段が中央制御装置内に配置されていてもよい。このような実施形態は特にこじんまりしており、取り付けが簡単である。

装置が、さらに少なくとも１つのアップフロント・センサあるいは少なくとも１つのサイド・センサあるいはいわゆるセーフィング・センサを含むこともできる。付加的なセンサにより、妥当性、安定性の向上および搭乗者保護システムの誤作動の危険の減少のために利用される付加的な情報および信号が得られる。

本発明は、さらに車両搭乗者保護システム用の加速度測定方法に関し、次のステップを含んでいる。即ち
ｉ）車両の前進方向に対して主測定方向を定め、
ｉｉ）主測定方向に投影して第１主投影および主測定方向に対し直角に向く横方向に投 影して第１横投影を形成する第１感度方向を持つ第１加速度センサを準備し、
ｉｉｉ）主測定方向に投影して第２主投影および横方向に投影して第２横投影を形成する 第２感度方向を持つ第２加速度センサを準備する。
本発明の局面によれば、第１および第２感度方向の第１および第２横投影は互いに平行に、また第１および第２感度方向の第１および第２主投影は互いに逆平行である。本方法には、さらに次のステップを含んでいる。即ち
ｉｖ）第１加速度センサの第１測定信号を処理して、第１加速度センサの第１信号を処 理する第１評価チャネルの第１基準値に対して、第１処理ずみ信号を形成し、
ｖ）第２加速度センサの第２測定信号を処理して、第２加速度センサの第２信号を処 理する第２評価チャネルの第２基準値に対して、第２処理ずみ信号を形成し、
ｖｉ）第１および第２スタート閾値に対して第１および第２処理ずみ信号を評価して、 第１および第２評価チャネルの第１および第２基準値が変化する時、少なくとも 部分的にエラー補償が行われるようにしている。

第１基準値および第２基準値は、第１および第２評価チャネルに共通な基準値であってもよい。

評価が主測定方向に対する第１および第２感度方向の向きに応じて行われて、第１および第２基準値が変化した際に、エラー補償が最大となるようにしていると、有利である。有利なようにステップｖｉ）における評価は、
ａ）第１スタート閾値および第２スタート閾値の重み付けされた閾値和関数または閾値差 関数を形成し、
ｂ）第１処理ずみ測定信号および第２処理ずみ測定信号の重み付けされた差関数または和 関数を形成し、
ｃ）ステップｂ）からの重み付けされた差関数または和関数をステップａ）からの重み付 けされた閾値和関数又は閾値差関数と比較し、ステップｂ）からの重み付けされた差 関数または和関数がステップａ）からの重み付けされた閾値和関数または閾値差関数 を超過する時、作動信号を作動状態にセットする
ことを含んでいる。

特にステップｂ）において第１処理ずみ測定信号および第２処理ずみ測定信号の重み付けされた差関数または和関数は、次式
ａ１＊Ｆ１−ａ２＊Ｆ２ または ａ１＊Ｆ１＋ａ２＊Ｆ２
で表わすことができ、式中ａ１およびａ２は、正規化係数（０＜ａ１，ａ２＜１）であり、ステップａ）において第１スタート閾値および第２スタート閾値の重み付けされた閾値和関数または閾値差関数は、次式
ｂ１＊Ｔ１＋ｂ２＊Ｔ２ または ｂ１＊Ｔ１−ｂ２＊Ｔ２
で表わすことができ、式中ｂ１およびｂ２は正規化係数（０＜ｂ１，ｂ２＜１）である。

有利なようにａ１およびａ２が、

であり、式中、α１は主測定方向と第１感度方向との間の角度、α２は主測定方向と第２感度方向との間の角度である。

本方法は、ステップｉｖ）とｖ）において、第１または第２加速度センサの第１または第２測定信号の処理が、少なくとも測定信号の積分であることが好ましい。

本発明の別の利点および応用可能性を、図面に示した実施例に基づいて以下に説明する。

請求の範囲、明細書、要約および図では、後述する符号の説明において使用される概念および符号が使用される。

以下、同一のおよび／あるいは同じ機能を持つ部品には、同一の符号が使用される。なお角度は、「右回転座標系」を基準としている。

図１に示されている従来技術によるセンサ配置は、第１および第２加速度センサを含み、第１加速度センサ１２は車両前進方向２６に対して＋４５°の第１感度方向１４を有し、第２加速度センサ１６は、車両前進方向２６に対して−４５°の第２感度方向１８を有している。前進方向２６は、この例では、車両の縦軸２８に対してほぼ平行に前方へ向く主測定方向２０に対応している。このようなセンサ配置では、正面衝突の場合、第１および第２加速度センサ１２、１６から供給される測定信号に対して、図４Ａに示して更に後述する状態が生じ、この状態において第１および第２評価チャネルにおける基準値の変化が、評価アルゴリズムの作動挙動を変化させる。

第１および第２評価チャネル基準値の変化の影響の補償は、本発明によれば、図１に示したセンサ配置を、例えば時計回りに９０°回転させ、図２に示したセンサ配置とすることにより、行われる。図２に示したセンサ配置における第１加速度センサ１２の第１感度方向１４と主測定方向２０との間の角度は、α１＝１３５°である。主測定方向２０は、図１同様に、車両縦軸２８に沿った前進方向２６である。第２加速度センサ１６の感度方向１８と主測定方向２０との間の角度は、α２＝４５°である。ただし本発明は、第１感度方向１４に対する特別な角度α１＝１３５°および第２感度方向１８に対するα２＝４５°に限定されるものではない。むしろ本発明の方法では、第１および第２感度方向１４，１８は、主測定方向２０およびこれに対して直角な角度３０からの特定の角度間隔内のいかなる角度であってもよい。また、本発明の効果は、例として示されている状態、即ち両方の感度方向１４，１８の間が直角（９０°）である状態に限定されるものではない。図３を参照しながら、本発明によるセンサ配置を以下に説明する。

図３には、角度α１の第１加速度センサ１２の第１感度方向１４および角度α２の第２加速度センサ１６の第２感度方向１８が示され、角度α１とα２は、センサ配置の主測定方向２０に対して測定される。第１感度方向１４は、主測定方向２０への第１主投影２２と、車両の運動平面上で主測定方向２０に対して９０°の角度をなす横方向３０への第１横投影３２とに分解される。同様に第２感度方向１８も、主測定方向２０への第２主投影２４と横方向３０への第２横投影３４とに分解される。本発明によるセンサ配置では、第１主投影２２が、第２主投影２４に対して逆向きであり、第１感度方向１４の第１横投影３２は、第２感度方向１８の第２横投影３４と同じ方向に向けられている。言い換えると、本発明によるセンサ配置は、第１感度方向１４の角度α１が０°と９０°との間（あるいは０°と−９０°との間）にある時、第２感度方向１８の角度α２が９０°と１８０°との間（あるいは−９０°と−１８０°との間）にあることを特徴としている。

第１感度方向１４の角度α１は、主測定方向２０あるいは横方向３０に対して５°より大きいことが好ましく、更に６°より大きく、更に７°より大きく、更に８°より大きく、更に１０°より大きいことが好ましい。主測定方向２０、これとは逆の方向および横方向３０の第２感度方向１４の角度間隔についても、同じことが言える。最低角度間隔は、感度特性の「幅」（例えば、センサ感度方向にある最大センサ感度の半分の値の角度目盛の幅）に応じて、縦方向または横方向が感度特性の幅の外側にあるように選ばれる。

第１および第２感度方向１４，１８の間の角度β＝｜α２−α１｜は、前述の主測定方向２０および横方向３０からの最低角度間隔を考慮して、任意に選択することができる。しかしβは、９０°であることが好ましい。第１感度方向１４も、前述の最低角度間隔を考慮して、自由に選択することができ、好ましくは４５°あるいは１３５°である。なるべく１３５°または４５°の角度で向けられる第２感度方向１８についても、同じことが言える。

図４Ａでは、図１と同様に、第１加速度センサ１２の第１感度方向１４が、車両の前進方向２０に対して＋４５°に取り付けられ、第２の感度方向１８を持つ第２加速度センサ１６が、車両の前進方向２０に対して−４５°の角度となるように取り付けられているものと仮定される。第１および第２感度方向１４，１８は、主測定方向と仮定されている車両縦軸方向に対して４５°とは異なるように向けられていてもよい。図４Ａの中央と右側には、センサにより発生される測定信号およびそれから誘導されて、処理された信号に対する２つの図が示されている。正面衝突を想定した場合、センサ１２と１６は、センサ１２と１６に作用する加速度ベクトルの正の成分に相当する正の測定値を供給する。第１または第２評価チャネルには、それぞれ第１または第２スタート閾値Ｔ１またはＴ２が前もって規定されているので、第１加速度センサの測定値Ｆ１または第２加速度センサの測定値Ｆ２が、スタート閾値Ｔ１またはＴ２に達するのに充分な作動信号値Ｓ１またはＳ２とに達する場合、第１または第２評価チャネルに、搭乗者保護装置の作動信号が発生される。

引続く時間経過において、第１評価チャネルの基準値が値△１だけ変化するものと想定する。これは例えば、基準電圧が高まるので、アナログ・デジタル変換器がオフセット成分を測定することによって起こる。そのため、図に示すように、スタート閾値Ｔ１との間隔が減少し、第１測定チャネルのスタート閾値Ｔ１に達するために、強さＳ１’の作動信号で充分である。同様に、第２評価チャネルの基準値の変化は、基準値の値△２だけの変化を行う。ここでは、第２評価チャネルの変化△２が、第１評価チャネルの変化△１と同じ向きであると仮定する。

さて評価の際、例えば車両縦方向の加速度成分を決定するため、第１測定チャネルの信号Ｓ１と第２測定チャネルの信号Ｓ２との和が形成され、第１評価チャネルと第２評価チャネルのスタート閾値Ｔ１とＴ２の和から形成されるスタート閾値Ｔ１＋Ｔ２と比較されると、信号和Ｓ１＋Ｓ２が、スタート閾値Ｔ１＋Ｔ２に達する。基準値が、第１評価チャネルで△１だけ、また第２評価チャネルで△２だけ変化すると、作動信号Ｓ１またはＳ２は、言い換えると両評価チャネルのスタート閾値Ｔ１またはＴ２に達するため、Ｓ１’またはＳ２’の値に減少することになる。また、図４Ａに示す如く、和信号のスタート閾値は、△１＋△２だけ減少するので、和信号Ｓ１’＋Ｓ２’はスタート閾値Ｔ１＋Ｔ２に達するのにも充分である。信号和の形成により、両方の評価チャネルのスタート閾値との間隔は、同じ向きに減少するので、評価システムが、一層敏感に反応する。これによって、正面衝突が起こった場合、一層早い作動が行われる。また同様に第１および第２評価チャネルにおける評価が、互いに無関係に行われ、第１評価チャネルにおけるスタート閾値Ｔ１の超過の際の第１スタート作動信号Ｓ２と、第２評価チャネルにおけるスタート閾値Ｔ２の超過の際の第２作動信号Ｓ２が、（例えば論理ＡＮＤ結合におけるように）互いに加算結合され、閾値比較を受ける場合、正面衝突の際早い作動が行われることになる。従って作動挙動の変化は、両方の評価チャネル基準値の変化が、スタート閾値に関して同じ向きに作用するようにする。結局これは、第１センサによって測定される加速度のベクトル成分が、第２加速度センサによって測定される加速度ベクトル成分と同じ向きであるようにする。従って結局これにより、第１および第２加速度センサの感度方向が、互いに平行に向けられる主測定方向への投影成分、即ち全加速度が測定される方向を持つことになる。

第１加速度センサ１２と第２加速度センサ１４が、図３に示す如く配置されると、第１評価チャネルの基準値Ｒ１の仮定される変化△１は、第１評価チャネルのスタート閾値Ｔ１に対して、第２評価チャネルの基準値Ｒ２の仮定される変化△２が第２評価チャネルのスタート閾値Ｔ２に対するのとは逆方向に影響を与えることになる。これに関する例を図４Ｂに示す。図４Ｂ左の部分には、図２に示すのと同様の加速度センサの配置が示されている。ここで第１感度方向１４は、主測定方向２０とは逆に向く主測定方向２０への第１主投影を持ち、第２加速度センサの第２感度方向１８は、主測定方向２０に対して平行に向く第２主投影を持っている。

図４に対する上記の説明におけるように、図４Ｂにおいても、正面衝突が起こったものと仮定する。第１主投影が、主測定方向２０とは逆向き（図４Ａ参照）となっているので、第１加速度センサは、図４Ａの場合とは逆の符号即ち図４Ｂの例では負の符号を持つ信号Ｆ１（図示せず）を発生する。これとは異なり、第２加速度センサ１６が発生する信号Ｆ２（図示せず）は、図４Ｂの例では、正である。第１評価チャネルの基準値が、値△１だけ変化し、図４Ａと同様に第２評価チャネルにおいて値△２だけ同じ向きに変化すると、第１評価チャネルにおいて、スタート閾値Ｔ１に達するために必要な作動信号は値Ｓ１から値Ｓ１’に増大し、第２評価チャネルにおいて、スタート閾値Ｔ２に達するために必要な作動信号は値Ｓ２から、Ｓ２’に減少する。第１および第２評価チャネルにおけるスタート閾値Ｔ１およびＴ２に対する基準値の変化△１および△２の影響は、図４Ａに示す状態とは異なり、本発明によるセンサ配置に対して逆向きである。

主測定方向における第１および第２加速度センサによって測定される加速度の成分の和を計算するため、一方の評価チャネルにおける信号値の符号を他方の評価チャネルにおける信号値の符号に対して反転する必要がある。例えば図４におけるように、第１評価チャネルの信号値Ｆ１の符号が反転される。加速度ベクトルの主測定方向２０に生じる成分は、第１および第２加速度センサ１６，１２の信号値Ｆ２とＦ１の和（−Ｆ１）＋Ｆ２、換言すれば、差Ｆ２−Ｆ１から計算される。さて基準値が、図４Ｂの例におけるように、第１評価チャネルの作動信号Ｓ１に対して逆向きに値△１だけ変化すると、作動信号は値Ｓ１から値Ｓ１’に増大する。第２評価チャネルの作動信号は、スタート閾値Ｔ２の方向へ値△２だけ変化するので、第２評価チャネルの作動信号は値Ｓ２から値Ｓ２’に減少する。測定信号Ｆ２とＦ１の差形成の結果、両方の評価チャネルにおける基準値の影響は、少なくとも一部補償される。主測定方向２０に対し第１主測定方向１４が１３５°、第２主測定方向１８が４５°の角度をなして、衝突時の加速度がほぼ正確に主測定方向に沿って延び、第１および第２評価チャネルの基準値の変化△１および△２の値がほぼ同じである特別な場合には、両方の評価チャネルにおける基準値の変化△１および△２の影響が、完全に補償される。

少なくとも一部行われるエラー補償は、原理的に図４Ｂの右の部分に示されている。図からわかるように、第１評価チャネルと第２評価チャネルとの組み合わせでは、作動閾値Ｔ１＋Ｔ２との間隔の変化は、測定信号の差Ｆ２−Ｆ１（図示せず）従って、作動信号の差Ｓ２−Ｓ１の形成によって補償される。第１評価チャネルの基準信号の変化△１が、第２評価チャネルの基準信号の変化△２に対して逆向きであれば、第１および第２評価チャネルの信号、Ｆ２とＦ１との差の形成により、基準値の変化△１および△２が、第１および第２評価チャネルのスタート閾値Ｔ１およびＴ２に関して、少なくとも部分的に補償される。それにより、作動挙動の変化は、従来の技術によるセンサ配置の図４Ａの状態と比べて小さくなり、上述した特別な場合、作動挙動は全く変化しない。

評価過程の安定化のため両方の評価チャネルにおける基準値の変化の影響を有利に少なくとも部分的に補償するため、第２および第１評価チャネルにおけるスタート閾値の和Ｔ２＋Ｔ１と閾値比較の際の信号Ｆ２とＦ１の差形成の代わりに、評価方法におけるスタート閾値の差Ｔ２−Ｔ１との同時閾値比較の際の信号値の和形成も使用することができる。

第１感度方向１４と主測定方向２０の横方向３０との角度間隔の値が、第２感度方向１８と主測定方向２０の横方向３０との角度間隔の値と異なっている場合、信号の基準値の変化の影響の一層良好な補償のため、上に説明のため例示した通常の測定信号または基準値の差形成または和形成の代わりに、第１および第２の評価チャネルにおけるスタート閾値の重み付けされる和または重み付けされる差との同時閾値比較の際、測定信号の重み付けされる差形成または重み付けされる和形成も行うことができる。

和または差の形成は、第１および第２センサから供給される測定信号に直接適用することができる。和または差の形成は、可能ならば濾波される測定信号、例えば低域フィルタにより平滑化あるいは積分回路で積分される測定信号に、従って一般に処理が線形関数あるいは少なくとも単調関数によって行われる場合で処理される信号Ｆ１およびＦ２（図示せず）にも、適用することができる。

第１測定チャネルの第１処理ずみ測定信号Ｆ１および第２測定チャネルの第２処理ずみ測定信号Ｆ２の重み付けされる差形成または重み付けされる和形成は次式で表される。
ａ１＊Ｆ１−ａ２＊Ｆ２ あるいは ａ１＊Ｆ１＋ａ２＊Ｆ２
式中ａ１およびａ２は、０から１との間にある正規化係数（すなわち０＜ａ１，ａ２＜１）である。同様に第１評価チャネルにおけるスタート閾値Ｔ１の重み付けされる閾値和関数または閾値差関数は、次式で表される。
ｂ１＊Ｔ１＋ｂ２＊Ｔ２ または ｂ１＊Ｔ１−ｂ２＊Ｔ２
式中ｂ１およびｂ２は、０と１との間にある正規化係数（すなわち０＜ｂ１，ｂ２＜１）である。

両方の評価チャネルにおける基準値変化の影響の特に完全な補償は、正規化係数ａ１またはａ２が主測定方向２０に対する第１または第２感度方向１４または１８の角度α１またはα２に応じて次のように選ばれる時に、行われる。

車両において、本発明によるセンサ配置が、センサ信号の評価手段と共に、共通な中央制御装置に収容されている場合、特に有利である。制御装置が自動車のほぼ中央の位置に設けられていると、特に有利である。しかし実際には、特に中級車および高級車における要求を満たすため、更にサテライト・センサを車両に配置して、種々の衝突方向を持つ衝突事象を特に高感度にあるいは正確に測定できるようにする。拡張されたセンサ配置を図５に例示する。拡張されたセンサ配置は、中央に配置されて第１感度方向１４を持つ第１加速度センサ１２、第２感度方向１８を持つ第１加速度センサ１６、付加的に車両の前面に配置されて、車両の前進方向２６に向く感度方向を持つアップフロント・センサ４０（例えば左アップフロント・センサ４０ａと右アップフロント・センサ４０ｂ）、車両の側面に配置されて、車両縦軸に対して横に向く感度方向を持つサイド・センサ４２（例えば車両左側に配置されて左方へ向く感度方向を持つ左サイド・センサ４２ａ、および車両右側に配置されて、左方へ向く感度方向を持つ右サイド・センサ４２ｂ）、および例えば中央制御装置内に配置されたセンサ（例えばいわゆるセーフィング・センサ４４）を含んでいる。

中級車および高級車において、中央制御装置内に配置されている第１および第２センサの信号を評価し、アップフロント、サイドあるいはセーフィング・センサの信号と論理結合して、適当な搭乗者保護装置の作動信号を発生するため、出願人の作動方策が現在頻繁に使用されている。そしてこの方策に従って、種々の搭乗者保護システムを、衝突事象の方向に応じて制御しかつ場合によっては作動させる。この場合、適当な衝突方向に特に適した特定のセンサの信号に、他のセンサの信号と比べて優勢な影響が適当に割り当てられる。例えば正面衝突が起こった場合、アップフロント・センサ４０の信号に、サイド・センサ４２の信号と比べて、搭乗者の前方に設置されているエアバッグ・システムの作動信号の発生の際優勢な影響が割り当てられる。同様に、搭乗者の側方に設置されて、側方からの衝撃方向を持つ衝突事象の際に、保護するサイドエアバッグ・システムが、発生の際サイド・センサ４２の測定信号がアップフロント・センサ４０の信号より優勢な影響を持つような作動信号により、作動せしめられる。

第１および第２センサを備えた本発明の装置は、上記の作動方策において簡単かつ特に有利に統合することができる。衝突事象の衝撃方向に応じて、この作動方策では、前方、側方または後方からの衝突の場合、本発明に従って配置される両方のセンサから誘導される作動信号は、妥当性検証のため種々のやり方で図５に示されている他のセンサから誘導される作動信号と、図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃに示されているように論理結合される。

正面衝突の場合、全作動信号を発生するため、本発明に従って配置される両方のセンサから本発明により誘導されて、例えば第１評価チャネルおよび第２評価チャネルの処理ずみ信号の差形成により発生される作動信号ｆ（Ｓ１−Ｓ２）がアップフロント・センサ４０あるいはセーフィング・センサ４４の情報と論理結合されて、アップフロント・センサまたはセーフィング・センサが、本発明に従って設けられる両センサの妥当性検証を与えるようにする。特に上記の作動方策では、妥当性検証されるフロント・エアバッグシステム用の全信号を発生するため、図６Ａに示すような論理ＡＮＤ結合が考慮されている。

追突の場合、作動方策では、全作動信号を発生する際、他のセンサから誘導される作動信号により本発明に従って配置される両方の加速度センサから誘導される作動信号の妥当性検証は、考慮されていない。図６Ｂにおいてこれは、論理ＡＮＤ結合では、妥当性検証信号が常に「高」に設定されているので、本発明に従って設けられる両方のセンサから誘導される作動信号ｆ（Ｓ１−Ｓ２）が、追突の際適当に作動すべき保護装置用の全作動信号も供給する。

最後に側方衝突の場合、本発明により設けられる両方のセンサから本発明により誘導される作動信号ｆ（Ｓ１−Ｓ２）は、サイド・センサ４２の情報と、妥当性を検証するように論理結合することができる。特に作動方策では、図６Ｃに示すように、サイド・エアバッグ用の妥当性検証ずみ全作動信号を発生するため、作動信号ｆ（Ｓ１−Ｓ２）とサイド・センサ４２から誘導される作動信号との論理ＡＮＤ結合が考慮されている。

自動車において、本発明により第１および第２評価チャネルの処理ずみ信号の適当な評価を伴う本発明のセンサ配置は、主測定方向２０が車両の縦軸２８の方向にある場合、特に有利に使用される。正面衝突事象の評価に対して、第１および第２評価チャネルにおける基準値の起こり得る変化は、図３に関して上述したように、本発明によるセンサ配置において、図４Ｂに関して上述したように、特に僅かな影響しか及ぼさない。他方、図２による特に有利なセンサ配置では、側方衝突事例において基準値の変化の際外乱感受性が高まる。なぜならば、このような衝突事例では、衝突の衝撃方向が、第１および第２センサに関して図１同様に示され、第１および第２評価チャネルにおける測定信号、作動信号およびスタート閾値が、図４Ａに示した状態と同様になるからである。その結果生じる可能性のある安全装置の作動挙動の変化は、全作動信号の発生の際側方範囲に配置されているサイド・センサが、本発明により設けられる両方のセンサより優勢な影響力を持つ時、本発明に従って配置された両方のセンサから誘導される作動情報を他のセンサから誘導される作動情報により妥当性検証する際、減少あるいは回避される。

本発明により方向づけられる両方のセンサが、車両のほぼ中央例えば中央の制御装置に設けられていると、側方衝突の際サイド・センサが、側方衝突点から大きく離れて中央に設けられる第１および第２センサ（および同様に車軸縦軸に沿う加速度の測定のために設けられているアップ・フロントおよびセーフィング・センサ）より、衝突点に近い所にあり、加速度を早く直ちに検出することにより、側方衝突の検出の際側方範囲に配置されるサイド・センサの他のセンサに対して優勢な影響が生じる。特に（車両縦軸に沿う押しつぶし区域に比較して）車両縦軸に対して直角な「軟らかい」押しつぶし区域により、信号伝送経路が悪いため、車両縦軸に沿う加速度の測定のために設けられるセンサは、サイド・センサに比較して二次的な役割しか果たさない。

本発明によるセンサ配置および信号評価によって得られる利点は、評価アルゴリズムの安定性の向上とそれに伴う単純エラーに対する安全性の向上である。別の利点は、特に現在使用されている上記の作動方策による他のセンサとの論理結合または妥当性検証の際、正面衝突または追突事象の際の作動挙動に関して充分なシステム信頼性の確保の際、トリガ・スイッチとして役立つセーフィング・センサがなくてもよいことである。

従来技術によりα１＝４５°およびα２＝−４５°の角度で向けられる２つの加速度センサを持ちかつ車両縦軸に沿って前方への主測定方向のため車両にあるセンサ配置の概略図を平面図で示す。 本発明によりα１＝１３５°およびα２＝４５°の角度で向けられる２つの加速度センサを持ちかつ車両縦軸線に沿って前方への主測定方向のため車両にあるセンサ配置の概略図を平面図で示す。 本発明による配置および主測定方向と第１および第２加速度センサの感度方向との間の角度の向きを説明するための線図を示す。 技術説明によるセンサ配置を持つ装置における基準信号の変化の際測定エラーの増大の発生を説明するための線図を持つ概略図を示す。 本発明による装置における基準信号の変化の際測定エラーの少なくとも部分的な補償の発生を説明するための線図を持つ対応する図を示す。 車両にある付加的なサテライト・センサを持つ本発明によるセンサ配置の概略図を平面図で示す。 ６Ａ，６Ｂおよび６Ｃは付加的に設けられるアップ・フロント、セーフィングまたはサイド・センサと共に本発明により設けられて加速度センサの処理される測定信号の評価の段階の概略図を示す。

符号の説明

１０ 測定装置
１２ 第１加速度センサ
１４ 第１感度方向
１６ 第２加速度センサ
１８ 第２感度方向
２０ 主測定方向
２２ 第１主投影
２４ 第２主投影
２６ 車両の前進方向
２８ 車両の縦軸
３０ 横方向
３２ 第１横投影
３４ 第２横投影
α１ 主測定方向と第１感度方向の間の角度
α２ 主測定方向と第２感度方向の間の角度
β 第１および第２感度方向の間の角度、｜α１−α２｜
４０，４０ａ，４０ｂ アップフロント・センサ、左および右のアップフロント・センサ
４２，４２ａ，４２ｂ サイド・センサ、左および右のサイド・センサ
４４ セーフィング・センサ
Ｆ１ 第１加速度センサの処理ずみ信号
Ｆ２ 第２加速度センサの処理ずみ信号
Ｔ１ 第１評価チャネルのスタート閾値
Ｔ２ 第２評価チャネルのスタート閾値
Ｓ１ 第１評価チャネルの作動信号
Ｓ２ 第２評価チャネルの作動信号
Ｒ１ 第１評価チャネル基準信号
Ｒ２ 第２評価チャネル基準信号
△１ 第１評価チャネルにおける基準信号の変化
△２ 第２評価チャネルにおける基準信号の変化

Claims (19)

1. 車両搭乗者保護システム用の加速度測定装置（１０）であって、装置が所定の主測定方向（２０）に合わされ、かつ
   主測定方向（２０）への投影において第１主投影（２２）および主測定方向（２０）に対して直角に向く横方向（３０）への投影において第１横投影（３２）を形成する第１感度方向（１４）と、第１基準値（Ｒ１）に関して第１加速度センサの第１測定信号を処理する第１評価チャネルとを有する少なくとも１つの第１加速度センサ（１２）、
   主測定方向（２０）への投影において第２主投影（２４）および横方向（３０）への投影において第２横投影（３４）を形成する第２感度方向（１８）と、第２基準値（Ｒ２）に関して第２加速度センサの第２測定信号を処理する第２評価チャネルとを有する第２加速度センサ（１６）、および
   少なくとも処理された第１測定信号（Ｆ１）および処理された第２測定信号（Ｆ２）を評価しかつ少なくとも部分的にそれに基いて搭乗者保護システム用の作動信号を発生する評価手段を含み、
   第１および第２感度方向（１４，１８）の第１および第２横投影（３２，３４）が互いに平行に向けられ、第１および第２感度方向（１４，１８）の第１および第２主投影（２２，２４）が互いに逆平行に向けられ、
   第１および第２評価チャネルにおける第１または第２基準値（Ｒ１またはＲ２）が変化する時、少なくとも部分的にエラー補償が行われるように、評価が実施される、
   加速度測定装置。
2. 評価が、主測定方向に対する第１および第２感度方向の向きに応じて、第１および第２基準値が変化（△１および△２）する際に、エラー補償が最大となるように、実施されることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 第１評価チャネルが、第１スタート閾値（Ｔ１）を含み、第２評価チャネルが、第２スタート閾値（Ｔ２）を含み、評価が、処理された第１測定信号（Ｆ１）および処理された第２測定信号（Ｆ２）の第１評価関数と、第１スタート閾値（Ｔ１）および第２スタート閾値（Ｔ２）の第２評価関数との比較を含んでいることを特徴とする、請求項１あるいは２記載の装置。
4. 第１評価関数が、処理された第１測定信号（Ｆ１）と処理された第２測定信号（Ｆ２）の重み付けされた差または和であり、第２評価関数が、第１スタート閾値（Ｔ１）と第２スタート閾値（Ｔ２）の重み付けされた和または差であることを特徴とする、請求項３記載の装置。
5. 第１基準値（Ｒ１）と第２基準値（Ｒ２）が、第１および第２評価チャネルに共通な基準値であることを特徴とする、先行請求項の１つに記載の装置。
6. 第１感度方向（１４）および第２感度方向（１８）の主測定方向（２０）および横方向に対する角度間隔が、０°あるいは９０°に等しくなく、特に１０°以上であることを特徴とする、先行請求項の１つに記載の装置。
7. 第１感度方向（１４）と第２感度方向（１８）との間の角度間隔がほぼ９０°であることを特徴とする、先行請求項の１つに記載の装置。
8. 第１感度方向（１４）の主測定方向（２０）に対する角度間隔が、ほぼ４５°または１３５°あるいは−４５°または−１３５°あるいは２２５°または３１５°であり、第２感度方向（１８）の主測定方向（２０）に対する角度間隔が、ほぼ１３５°または４５°あるいは−１３５°または−４５°あるいは３１５°または２２５°であることを特徴とする、先行請求項の１つに記載の装置。
9. 主測定方向（２）が、車両のほぼ前進方向（２６）であることを特徴とする請求項１〜８の１つに記載の装置。
10. 主測定方向（２０）が、車両の前進方向（２６）に対してほぼ直角であることを特徴とする請求項１〜８の１つに記載の装置。
11. 第１および第２加速センサ（１２，１６）および評価手段が中央制御装置内に配置されていることを特徴とする、先行請求項の１つに記載の装置。
12. 装置が、さらに少なくとも１つのアップフロント・センサ（４０）あるいは少なくとも１つのサイド・センサ（４２）あるいはセーフィング・センサ（４４）を含んでいることを特徴とする、先行請求項の１つに記載の装置。
13. 車両搭乗者保護システム用の加速度測定方法であって、
    ｉ）車両の前進方向（２６）に対して主測定方向（２０）を定め、
    ｉｉ）主測定方向（２０）に投影して第１主投影（２２）および主測定方向（２０）に 対し直角に向く横方向（３０）に投影して第１横投影（３２）を形成する第１感 度方向（１４）を持つ第１加速度センサ（１２）を準備し、
    ｉｉｉ）主測定方向（２０）に投影して第２主投影（２４）および横方向（３０）に投影 して第２横投影（３４）を形成する第２感度方向（１８）を持つ第２加速度セン サ（１６）を準備し、その際第１および第２感度方向（１４，１８）の第１およ び第２横投影（３２，３４）は互いに平行に、第１および第２感度方向（１４， １８）の第１および第２ 主投影（２２，２４）は互いに逆平行に向けられ、
    ｉｖ）第１加速度センサ（１２）の第１測定信号を処理して、第１加速度センサ（１２ ）の第１信号を処理する第１評価チャネルの第１基準値（Ｒ１）に対して、第１ 処理ずみ信号（Ｆ１）を形成し、
    ｖ）第２加速度センサ（１６）の第２測定信号を処理して、第２加速度センサ（１６ ）の第２信号を処理する第２評価チャネルの第２基準値（Ｒ２）に対して、第２ 処理ずみ信号（Ｆ２）を形成し、
    ｖｉ）第１および第２スタート閾値（Ｔ１およびＴ２）に対して第１および第２処理ず み信号（Ｆ１およびＦ２）を評価して、第１および第２評価チャネルの第１およ び第２基準値（Ｒ１およびＲ２）が変化する時、少なくとも部分的にエラー補償 が行われるようにしている
    ステップを含む、加速度測定方法。
14. 評価が主測定方向に対する第１および第２感度方向の向きに応じて行われて、第１および第２基準値が変化した際に、エラー補償が最大となるようにしていることを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. ステップｖｉ）における評価が、
    ａ）第１スタート閾値（Ｔ１）および第２スタート閾値（Ｔ２）の重み付けされた閾値和 関数または閾値差関数を形成し、
    ｂ）第１処理ずみ測定信号（Ｆ１）および第２処理ずみ測定信号（Ｆ２）の重み付けされ た差関数または和関数を形成し、
    ｃ）ステップｂ）からの重み付けされた差関数または和関数をステップａ）からの重み付 けされた閾値和関数又は閾値差関数と比較し、ステップｂ）からの重み付けされた差 関数または和関数がステップａ）からの重み付けされた閾値和関数または閾値差関数 を超過する時、作動信号を作動状態にセットする
    ことを含んでいることを特徴とする請求項１３あるいは１４記載の方法。
16. ステップｂ）において第１処理ずみ測定信号（Ｆ１）および第２処理ずみ測定信号（Ｆ２）の重み付けされた差関数または和関数は、次式
    ａ１＊Ｆ１−ａ２＊Ｆ２ または ａ１＊Ｆ１＋ａ２＊Ｆ２
    で表わすことができ、式中ａ１およびａ２は、正規化係数（０＜ａ１，ａ２＜１）であり、ステップａ）において第１スタート閾値（Ｔ１）および第２スタート閾値（Ｔ２）の重み付けされた閾値和関数または閾値差関数は、次式
    ｂ１＊Ｔ１＋ｂ２＊Ｔ２ または ｂ１＊Ｔ１−ｂ２＊Ｔ２
    で表わすことができ、式中ｂ１およびｂ２は正規化係数（０＜ｂ１，ｂ２＜１）であることを特徴とする請求項１３〜１５の１つに記載の方法。
17. ａ１およびａ２が、
    

    

    であり、式中、α１は主測定方向（２０）と第１感度方向（１４）との間の角度、α２は主測定方向（２０）と第２感度方向（１８）との間の角度であることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
18. 第１基準値（Ｒ１）および第２基準値（Ｒ２）が、第１および第２評価チャネルの共通な基準値であることを特徴とする、請求項１３〜１７の１つに記載の方法。
19. ステップｉｖ）およびｖ）において、第１または第２加速度センサ（１２および１６）の第１または第２測定信号の処理が、測定信号の少なくとも１つの積分を含んでいることを特徴とする、請求項１３〜１８の１つに記載の方法。

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