JP2008510651A - 走行状況の評価方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、走行状態データが求められて評価される走行状況の評価のための方法および装置に関している。本発明によれば車両乗員の潜在的リスクに関する走行状態データが評価されて数値的にマッピングされる。この潜在的総合リスク（全体リスク）は目下の作用力及び／又は推定される力作用とその結果として生じる乗員の動きの算出及び／又は推定によって定められている。

Description

従来技術
ＥＵの目標設定は２０１２年度までに現在の交通事故死亡者数を５０％まで低減することであり、そのためには車両と交通の両面からの安全性向上が新たに求められている。そのようなシステムには例えば乗員保護のためのリバーシブルな手段、例えば電気モータで駆動されるリバーシブルなシートベルトプリテンショナーなどが含まれ、これは本来の事故が起きる直前で既に駆動制御されるものである。このようなリバーシブルな保護手段を駆動制御するための従来システムでは走行状態データが求められて評価される。この評価に基づいて車両状態のクラス分けが、緊急制動、下位制御、上位制御の３つの状態の１つに従って行われる。このようなリバーシブルな乗員保護システムの駆動制御は、１つ若しくは複数の状態のうちからの純粋な識別に基づくものである。
発明の利点
本発明による走行状況の評価方法によれば、事故の際に乗員が重傷を負うような潜在的なリスク並びに乗員の激しい動き及び／又は乗員の逸脱、例えば頭部をウインドウガラスに強く打ち付けるようなことが低減されるようになる。この場合は走行状況の評価に対して走行状態データが車両乗員に対する潜在的リスクに関して評価され数値的にマッピングされる。その場合に潜在的総合リスクが目下の作用する力及び／又は推定される力作用とそこから結果的に生じる乗員の動きないし逸脱が確定される。この潜在的総合リスクは例えばリバーシブルな乗員保護手段、例えばリバーシブルベルトプリテンショナーを適時に作動させるための決定標準として用いられてもよい。このベルトプリテンショナーは乗員をシートに固定して不所望なベルト緩みを軽減させるためのものである。乗員にとって負傷の危険性は、一刻の猶予も許されない臨界的な状況の中でのリバーシブルな乗員保護手段の適時な作動によってはじめて軽減できる。
本発明による方法を実施するための装置によれば有利には、走行状態データの算出と評価に対して既に車両内に存在している既存のセンサ系及び／又は制御機器、例えば電子制御式の走行安定性制御システム（ＥＳＰ）及び／又はアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）及び／又はエアバック制御システムなどが用いられる。
また従属請求項に記載されている別の有利な手段や実施例によれば、独立請求項に記載されている本発明による方法並びに独立請求項に記載されている本発明による装置の有利な改善例が実現可能である。
特に有利な実施形態によれば、潜在的総合リスク（全体リスク）が観念的な数値的値として有利には０〜１までの値範囲で算出され、この値は第１の潜在的部分リスク（乗員リスク）と第２の潜在的部分リスク（車両リスク）からモジュール式に構成される。この場合第１の潜在的部分リスク（乗員リスク）は目下の力作用による乗員に対するリスクを表し、第２の潜在的部分リスク（車両リスク）は、推定される力作用による予期的リスクを表している。従来の方法との相違は、走行状態のクラス分けがトリガ決定に対する基本として行われ、本発明による方法が乗員に対する包括的な潜在的リスクとその数値的マッピングを求めている点にある。
この潜在的総合リスクは例えば二進若しくは連続的な入力信号として乗員保護手段の駆動制御ユニットへ送出される。連続的に送出されるリスク値はその他の安全システムに対しても付加的情報として利用することが可能である。
第１の潜在的部分リスクは例えば横方向負荷及び／又は長手方向負荷及び／又は速度などのリスク量から確定することができる。
前記横方向負荷は例えば横方向加速度及び／又は操舵角及び／又は横方向加速度変化量及び／又は操舵角変化量の走行状態データから算出され、前記長手方向負荷は、長手方向加速度及び／又は操舵角及び／又は長手方向加速度変化量及び／又は操舵角変化量から算出される。
第２の部分リスクは、リスク量"操舵リスク" 及び／又は"操舵傾向量" 及び／又は"速度"から確定される。この場合前記第２の部分リスクの算出の際にドライバーの意志と走行状態が考慮される。
リスク量"操舵リスク"の一部として操舵安定性が速度及び／又は横方向加速度及び／又は長手方向加速度及び／又は操舵角及び／又はヨーレートの走行状態データから算出される。またリスク量"操舵リスク"の一部としてドリフト傾向が、速度及び／又は横方向加速度及び／又は長手方向加速度及び／又は操舵角及び／又はヨーレート及びその時間導関数の走行状態データから算出される。
リスク量"操舵傾向"の一部として操舵変更特性が、ヨーレート及び／又は操舵角変化量及び／又は横方向加速度及び／又は横方向加速度変化量から算出される。さらにリスク量"操舵傾向"の一部として操舵妥当性ヨーレート及び／又は横方向加速度及び／又は操舵角からが算出される。
図面
図面には本発明の実施例が示されており、これは以下の明細書でさらに詳細に説明される。この場合、
図１は、本発明による走行状況評価のための装置を備えた乗員保護システムのブロック回路図であり、
図２は、本発明による走行状況評価のための方法のブロック回路図であり、
図３は、図２による方法の第１の潜在的部分リスクを確定するための方法ステップのブロック回路図であり、
図４は、図２による方法の第２の潜在的部分リスクを確定するための方法ステップのブロック回路図である。
実施例
図１から明らかなように、乗員保護システム１０はＥＳＰ制御機器１．１、ＡＢＳ制御機器１．２、及びエアバック制御機器１．３を含んでいる。これらの制御機器は走行状態データを求めて評価した後にそれを評価制御ユニット２に転送する。この評価制御ユニット２は、求められた走行状態データを受信し、それらの車両乗員に対する潜在的リスクに関して評価を行い、確定された潜在的総合リスクをリバーシブルな乗員保護コンポーネント４，例えばベルトプリテンショナーの作動のためにトリガユニット３に送出する。この評価制御ユニット２は、潜在的総合リスク"全体リスク"を目下の力作用及び／又は推定される力作用及び／又はそこから結果的に生じる乗員の動きの算出及び／又は推定によって確定する。
図２から明らかなように、本発明による走行状況の評価のための方法は、潜在的総合リスク"全体リスク"を包括的な数値、例えば０〜１の値範囲で確定する。この値は乗員に対するリスクを表している。この値"全体リスク"はモジュール式に潜在的部分リスク"乗員リスク"と"車両リスク"で構成される。これらも下位特性量から構成される。図示の２つのメインループ"乗員リスク"と"車両リスク"は目下の力作用に起因する乗員に対する潜在的部分リスク（詳細は図４参照）を表し、予期される潜在的リスクは、将来的に生じ得る力作用（これは走行状態に基づいて推定される）によって表される（図３参照）。
潜在的総合リスク"全体リスク"は、リバーシブルな乗員保護構成要素、ここではベルトプリテンショナー４をトリガに導くための情報である。相応のトリガアルゴリズムは、求められた値"全体リスク"とその時間的な経過を考慮し、それらをベースにして例えば相応の閾値を用いたもとで二進の決定事象"オン"若しくは"オフ"が発信される。この場合のリセットに対する条件は、例えば"全体リスク"の値が設定すべきタイムスパンに対して下方の閾値（オフ）の下方にあることである。またその他の実施形態によれば、例えば積分を用いたりあるいは種々のベルト力に対して多段階の決定条件が実現され得る。走行状態のクラス分けがトリガ決定に対する基本条件を形成している従来技法と異なって、本発明が目的とする課題設定は、乗員に対する包括的なリスク量を求めることとその概要を数値的にマッピングすることである。この潜在的総合リスク"全体リスク"とは、目下の作用力に起因する潜在的部分リスク"乗員リスク"と、目下の走行状態に起因して推定される作用力に基づく潜在的部分リスク"車両リスク"で構成されるものである。潜在的部分リスク"車両リスク"を求めるためにはドライバー意志"目標値"と目下の車両状態"実際値"と横滑り角度推定値が考慮されて評価に用いられる。"全体リスク"の値は、あらゆる時間ステップにおいて新たに算出され、それによって連続的でかつ非突発的に経過する特性量である。
図４からも明らかなように潜在的部分リスク"乗員リスク"、すなわち目下の乗員リスクが、作用している力及び／又は逸脱及び／又は動き及び／又は加速度に基づいて２つのリスク特性量から形成される。この場合一方のリスク特性量"横方向負荷"は横方向の作用を表し、この部分リスクは横方向加速度及び／又は操舵角及び／又は横方向加速度変化量に基づいて評価ないし重み付けされる。他方のリスク特性量"長手方向負荷"は、長手方向の作用を表し、この特性量は長手方向加速度及び／又は長手方向加速度変化量及び／又は操舵角変化量に基づいて評価ないし重み付けされる。
図３から明らかなように潜在的部分リスク"車両リスク"、すなわち推定される力作用に基づいて生じる乗員に対するリスクは、リスク特性量"操舵リスク"と"操舵傾向"から形成され、その安定性"操舵リスク"ないしその妥当性"操舵傾向"に関する走行状態の評価ないし重み付けから生じる。それに対して車両特性量"操舵リスク"の一部であるリスク特性量"操舵安定性"の算出のために、車両リアクションが走行状態特性量、操舵角及び／又は横方向加速度及び／又は車両速度及び／又はホイール間隔及び／又はヨーレートの関連付けのもとでドライバーの意志と比較される。リスク特性量"ドリフト傾向"もリスク特性量"操舵リスク"の一部であり、ここでは前述した特性量の他にさらにこれらの特性量の時間導関数とそこから構築される推定横滑り角（横滑り角推定値）が考慮される。
リスク特性量"操舵傾向"は走行状態の安定性に対する妥当性の観察に基づいている。このリスク特性量"操舵傾向"の確定のために走行状態データ"ヨーイング加速度"及び／又はヨーレート及び／又は操舵角変化量及び／又は横方向加速度及び／又は横方向加速度変化量の組合わせによって、様々な操舵変更特性量"操舵変更特性１""操舵変更特性２""操舵変更特性３"が算出される。リスク特性量"操舵傾向"の確定に対しては、走行状態データ、"ヨーレート"及び／又は"横方向加速度"及び／又は"操舵角"及び／又は"操舵角"の組合わせによって操舵妥当性"操舵妥当性１""操舵妥当性２""操舵妥当性３"が算出される。さらにこれらの操舵変更特性量又は操舵妥当性の算出の際には、さらなる特性量として速度が付加的に考慮されてもよい。このことは図中において波線の矢印で表されている。
前述してきた種々のリスク特性量及び／又は潜在的部分リスク"乗員リスク"及び"車両リスク"の算出のために走行状態特性量の例示的な組合わせは、提示してきた走行状態データ若しくはリスク特性量のさらなる別の組合わせによって補足することも可能である。そのため例えばリスク特性量"速度"が潜在的部分リスク"乗員リスク"及び"車両リスク"の算出の際にかえて、潜在的総合リスク"全体リスク"の確定の際に考慮されてもよい。その上さらにここには提示されていない、潜在的部分リスクの確定に対して適しているさらなる走行状態データやリスク特性量が考慮されてもよい。また種々異なるリスク特性量及び／又は潜在的部分リスクが重み付けに用いられてもよい。
従来技術とは異なって本発明の手法によれば、下位制御と上位制御において走行状態のクラス分けが実施されるのではなく、実質的にドライバーの意志と走行特性の間のずれが、乗員に対して生じ得るリスクとして評価されている。また本発明ではリスク特性量、潜在的部分リスク及び潜在的総合リスクの数学的な算出に対して、緩やかな閾値で作用するメソード方式、例えばファジィ論理の実施形態が適用されてもよい。
本発明による走行状況評価のための装置を備えた乗員保護システムのブロック回路図 本発明による走行状況評価のための方法のブロック回路図 図２による方法の第１の潜在的部分リスクを確定するための方法ステップのブロック回路図 図２による方法の第２の潜在的部分リスクを確定するための方法ステップのブロック回路図

Claims (10)

  1. 走行状態データが求められて評価される、走行状況の評価方法において、
    走行状態データが車両乗員に対する潜在的なリスクに関して評価されて数値的にマッピングされ、その際に目下の作用している力及び／又は推定される力の作用とその結果から生じる乗員の動きの算出及び／又は推定によって潜在的総合リスク（全体リスク）が確定されるようにしたことを特徴とする方法。
  2. 前記潜在的総合リスク（全体リスク）は観念的な数値的値として有利には０〜１までの値範囲で算出され、該値は第１の潜在的部分リスク（乗員リスク）と第２の潜在的部分リスク（車両リスク）からモジュール式に構成され、この場合第１の潜在的部分リスク（乗員リスク）は目下の力作用による乗員に対するリスクを表し、第２の潜在的部分リスク（車両リスク）は、推定される力作用による予期的リスクを表す、請求項１記載の方法。
  3. 前記第１の潜在的部分リスク（乗員リスク）は、第１のリスク量（横方向負荷）及び／又は第２のリスク量（長手方向負荷）及び／又は第３のリスク量（速度）から確定される、請求項２記載の方法。
  4. 前記第１のリスク量（横方向負荷）は、横方向加速度及び／又は操舵角及び／又は横方向加速度変化量及び／又は操舵角変化量の走行状態データから算出され、前記第２のリスク量（長手方向負荷）は、長手方向加速度及び／又は操舵角及び／又は長手方向加速度変化量及び／又は操舵角変化量から算出される、請求項３記載の方法。
  5. 第２の部分リスク（車両リスク）が第４のリスク量（操舵リスク）及び／又は第５のリスク量（操舵傾向量）から確定される、請求項２から４いずれか１項記載の方法。
  6. 前記第２の部分リスク（車両リスク）の算出の際にドライバーの意志（目標値）と走行状態（実際値）が考慮される、請求項５記載の方法。
  7. 速度及び／又は横方向加速度及び／又は長手方向加速度及び／又は操舵角及び／又はヨーレートの走行状態データから第４のリスク量（操舵リスク）の一部として操舵安定性が算出され、さらに速度及び／又は横方向加速度及び／又は長手方向加速度及び／又は操舵角及び／又はヨーレート及びその時間導関数の走行状態データから第４のリスク量（操舵リスク）の一部としてドリフト傾向及び／又は横滑り角推定値が算出される、請求項５または６記載の方法。
  8. ヨーレート及び／又は操舵角変化量及び／又は横方向加速度及び／又は横方向加速度変化量から第５のリスク量（操舵傾向）の一部として操舵変更特性が算出され、さらにヨーレート及び／又は横方向加速度及び／又は操舵角から第５のリスク量（操舵傾向）の一部として操舵妥当性が算出される、請求項５から７いずれか１項記載の方法。
  9. 算出された潜在的総合リスク（全体リスク）及び／又は算出された潜在的総合リスク（全体リスク）の算出された時間経過が乗員用安全装置（５）、有利にはシートベルトプリテンショナーのトリガユニット（４）への入力量として入力される、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
  10. 請求項１から９いずれか１項記載の方法を実施するための装置において、
    評価及び制御ユニット（２）を有しており、該評価及び制御ユニット（２）はＥＳＰ制御機器（１．１）及び／又はＡＢＳ制御機器（１．２）及び／又はエアバック制御機器（１．３）から走行状態データを受信し、車両乗員に対する潜在的リスクに関する評価を行い、それを数値的なマッピングとして乗員保護手段（４）に対するトリガユニット（３）へ送出しており、この場合前記評価及び制御ユニット（２）は、目下の作用している力及び／又は推定される力の作用とその結果から生じる乗員の動きの算出及び／又は推定によって潜在的総合リスク（全体リスク）を確定するように構成されていることを特徴とする装置。
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