JP2008519721A - 自動車内の予防的に作動する保護システムのための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、事故の被害を減ずるためのセーフティ・デバイスを備えた自動車内の予防的に作動する保護システムのための方法に関する。運転状態データ及び非常制動の状態が監視されており、非常制動の状態が判断されかつ信頼性確認によって確認されると、セーフティ・デバイスの少なくとも１つが起動される。前記信頼性確認を行うために、アンチロックブレーキシステム及び／又はブレーキ圧力の制御状態が監視される。

Description

本発明は、請求項１の前段に記載の、自動車内の予防的に作動する保護システムのための方法に関する。

起こりうる衝突、及びいわゆるプリクラッシュ段階、即ち車両内の適切な検出システムによる高い確率の衝突の検出から実際の衝撃までの時間の前に既に予防状態となる、さらなる安全対策を用いて車両乗員保護を強化するための、事故の深刻度を減ずるための保護システムは、予防的に作動する保護システム（予防的保護システム）、又はいわゆるＰＲＥＳＡＦＥ（商標）システムと呼ばれている。起こりうる事故状況を検出するために、予防的に作動する保護システムは、自動車の様々なセンサ装置によって利用可能となる情報を利用する。センサ装置は、ここでは、電子運転安定プログラムの構成要素及び／又は車間距離センサシステムの構成要素でもあり得る。検出された状況により、起こりうる事故についての結論が導き出され、車両乗員用の拘束システムに、及び、場合により歩行者などの他の事故当事者用の保護装置に関係する適切な対策が、差し迫った事故のために車両の条件を整えるよう始動される。

このような、自動車内の可逆的な車両乗員保護手段を作動させる方法が、たとえば特許文献１に記述されている。自動車は、ここでは、衝突時の前に稼動され得る、したがって有効位置に動かされ得る、可逆的な車両乗員保護システムを備える。このため、起こりうる非常制動、起こりうるオーバステア、及び起こりうるアンダーステアについて監視される運転状態データを取得するためのセンサシステムが使用される。非常制動、オーバステア、及び／又はアンダーステアが検出されると、車両乗員保護システムが稼動されるが、この場合、起動操作のためのさらなる条件が設けられることがある。運転状態データを取得するためのセンサシステムは、操舵角センサと、ペダル行程センサと、ブレーキ圧力センサと、車輪速度センサと、加速度センサと、ヨーレートセンサとを有し得る。

少なくとも１つの機能が危険な状況又は緊急状況を示したことにより、制動工程が行われると、非常制動操作が発生する。非常制動の状態は、制動工程を評価するための、ブレーキ圧力、ブレーキペダルの稼動速度、及びアクセルペダルからの圧力後退速度のうちの少なくとも１つのパラメータの使用によって判断される。運転者によって生じる非常制動（運転者の反応）の代替形態として、周囲の感知に基づいて非常制動を生じさせることもできる。

冒頭で説明した文献によれば、非常制動の状態は、たとえばブレーキアシストシステムからデータバスに送信される情報信号を使用して非常制動の状態が検出されることにより、車両運動へのブレーキアシストシステムの介入によって検出され得る。次いで、保護システムのセーフティ・デバイスの起動が、ブレーキ補助システムのアルゴリズムに結合される。車両のデータバスでも利用可能なブレーキライトスイッチの信号も使用して、非常制動の状態の検出が確認（信頼性確認）され得る。非常制動操作の検出の冗長性により、保護システムが起動された場合の決定の信頼性が向上する。

さらなる予防的に作動する保護システムが、特許文献２に開示されている。非常制動の状態を検出するために、ブレーキペダルによって生成されるブレーキ圧力の、時間の経過に伴う導出に対応する時間勾配が評価されるが、この場合、ブレーキ圧力勾配が閾値を超えたことが、非常制動状態を示す。ペダル行程又はペダル力も、測定されたブレーキ圧力を表すものとして測定され得る。決定の信頼性を検査するために、ブレーキ圧力とブレーキ圧力閾値とを比較することにより、かつ測定されたブレーキ圧力が閾値を超えた場合の時間帯と予め定義された時間帯とを比較することにより、ブレーキ圧力勾配と平行してブレーキ圧力も評価にかけられる。これは、ブレーキ圧力勾配はブレーキ圧力勾配閾値より上であるが、制動要請が長い間閾値より上の強度で存在しない、短時間の制動状況を分離するためである。

さらに、特許文献２によれば、制動スリップ制御工程があるかどうかについて、車両の長手方向の減速度（長手方向の制動測定値）及びアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の状態も、別個の決定チャネルにおいて監視される。制動スリップ制御工程中の長手方向の減速度が特定の時間中に閾値を超えると、起こる可能性のある事故状況が検出される。

独国特許発明第１０１２１３８６Ｃ１号明細書 独国特許出願公開第１００２９０６１Ａ１号明細書

本発明の目的は、導入部に記載した種類の、予防的に作動する保護システムのための改良された方法を提供することである。

上記目的は、請求項１又は５の特徴を有する、冒頭で説明した種類の方法によって達成される。

本発明による方法によれば、非常制動の状態の検出がより確実となることにより、実際の運転状態により良く反応することができる。

運転状態データを感知するためのセンサシステムは、たとえば、ペダル行程センサ及び／又はブレーキ圧力センサを有する。非常制動の状態の検出に関しては、冒頭に引用した、独国特許発明第１０１２１３８６Ｃ１号明細書及び独国特許出願公開第１００２９０６１Ａ１号明細書に言及されている。したがって、非常制動の状態は、運転者の反応に基づいて、たとえばブレーキペダル作動速度、ブレーキ圧力勾配（変化度）、又はブレーキアシストの起動に基づいて、或いは周囲の感知に基づいてのいずれかで、自動的に検出され得る。

請求項１に記載の形態においては、非常制動の状態の信頼性確認において、車輪がロックされた状態又はアンチロックブレーキシステムの制御状態が含まれる。したがって、ブレーキスリップ制御工程が介入しなければならないような滑りやすい路面での非常制動の場合には、他の信頼性確認条件が満たされたこととは無関係に、少なくとも１つのセーフティ・デバイスが稼動されることを確実にすることができる。

特に、セーフティ・デバイスは、信頼性確認のために短時間の制動状況を排除するために使用されるブレーキ圧力が危険な状態を示しているかどうかとは無関係に、稼動され得る。実際、滑りやすい路面（低い摩擦係数）での制動の場合には、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が余りにも早くブレーキ圧力を制御できるので、ブレーキ圧力は信頼性確認に適した変数ではない。たとえば、マスタブレーキシリンダ内の測定された圧力がブレーキ圧力に使用される場合、ＡＢＳ制御介入において前記測定された圧力が早く減少するので、信頼性を示す閾値の超過は決して発生し得ない。ペダル行程センサがブレーキ圧力について評価される場合、ブレーキペダルに対する脈動反応により、この信号も恐らくＡＢＳ制御介入において使用できない。

したがって、本発明の好ましい一実施形態においては、ＡＢＳのブレーキスリップ制御工程が開始した場合には、非常制動の状態に対して信頼性確認が直ちに行われる。このことにより、たとえば、非常制動の状態の検出を確実にする手段にブレーキ圧力が含まれるにもかかわらず、セーフティ・デバイスは、滑りやすい路面（低い摩擦係数）で一杯まで制動する場合にも、その保護位置へと動くことが確実となる。

さらなる実施形態では、ブレーキ圧力の又はブレーキ圧力プロファイルの評価を用いて、非常制動の状態の検出の信頼性を検査するための改良された方法について言及している。これらの実施形態はまた、上記に説明したように、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）の制御状態を含まずに使用され得ることが好ましい。

これらの実施形態は、非常制動の状態の検出がブレーキペダルの稼動速度の評価に基づく場合に特に推奨される。この場合、実際、ブレーキペダルが素早くかつ短時間押し下げられた結果、ブレーキ稼動に対するブレーキ系内の背圧の反応が遅延することにより、高い稼動速度に到達することができる。これは、高い抵抗に対抗してブレーキペダルを押し下げる必要がないからである。これにより、非常制動の状態が検出され得るが、有効時間が短時間（制動状況が短時間）であるため、車両は殆ど減速されることがない。

しかし、この状況において、セーフティ・デバイス、たとえば可逆的なシートベルトプリテンショナーを起動することは望ましくない。

一実施形態においては、ブレーキ圧力がブレーキ圧力閾値を超えた場合にのみ、非常制動の状態が確認される。この場合、マスタブレーキシリンダ内の圧力は、ブレーキ圧力として使用され得る。

しかし、信頼性確認はまた、ブレーキ圧力がたとえばペダル行程又はペダル力に基づく変数を用いて、或いはペダル行程又はペダル力から導き出されるブレーキ圧力変数を用いて、たとえばブレーキ系の特性曲線又は好適な計算モデルを使用して行われ得る。このような変数は、たとえば要請された制動トルクであり得る。

ブレーキ系の慣性を考慮に入れるために、マスタブレーキシリンダ内の圧力が増加した時間の大きさである評価時間（約１００ミリ秒）を定義することが好ましい。ブレーキ圧力が評価時にブレーキ圧力閾値を超えた場合にのみ、信頼性確認が行われる。このことにより、要請されたブレーキ圧力が、車両乗員を前方に動かす車両の減速度を生じさせるのに十分であった場合にのみ、セーフティ・デバイスが稼動されることが確実となる。短時間の制動状況は、ブレーキ圧力閾値のレベルにより及び評価時間の選択により分離され得る。

さらなる精度を得るために、さらなる信頼性確認条件として、ブレーキ圧力プロファイルは、閾値より上であるが負の勾配を有するブレーキ圧力プロファイルを分離するために、評価時に負の勾配を有してはならないことを必要とすることができる。

基本的に、マスタブレーキシリンダ内のブレーキ圧力は、非常制動の状態を判断するためかつこれに対する信頼性確認を行うための両方についての、基本測定変数として使用され得る。しかし、マスタブレーキシリンダ内のブレーキ圧力は、運転者による突然の制動トルク要請に対して極めてゆっくりと反応するので、運転者の要請を感知するのに余り適していない。従来の油圧ブレーキ系においては、ダイアフラム走行センサが、ブレーキブースタのペダルの移動及びダイアフラムの移動の両方を感知する。ダイアフラム走行センサは、マスタブレーキシリンダ内のブレーキ圧力よりさらに直接的にペダル行程に反応する。電気油圧ブレーキ系（ブレーキバイワイヤーシステム）においては、ペダル行程センサが、ブレーキペダルの稼動を直接受信する。

本発明の一発展形態によれば（これはまた、アンチロックブレーキシステムの制御状態を含まずに使用され得ることが好ましいが）、ブレーキ稼動速度がたとえば時間の微分から判断されることにより、ペダル行程センサ又はダイアフラム走行センサの信号を使用して、非常制動の状態に関する運転状態データが監視される。このことは、冒頭のペダル行程が、運転者の要請を直接かつ問題なく表すという利点を有する。ペダル力に対するブレーキ系の反応は、稼動中の後半まで発生しない。したがって、運転者の要請を早く感知するには、ペダル行程の測定が適している。しかし、ブレーキ圧力を用いた信頼性確認については、マスタブレーキシリンダ内の圧力は、所定の度合いの慣性でブレーキペダル作動に従うので、非常に好適な変数であり、したがって、多くの短時間の制動状況は、十分なブレーキ圧力が生成されないために既に分離される。

シートベルトの可逆的なシートベルトプリテンショナーなどの、予防上起動され得る公知の拘束手段に加えて、一連のさらなる車両乗員保護手段があり、これらは、衝突の場合に車両乗員を保護するよう作動され、拘束効果又はエネルギ吸収効果を生成し得る。このような車両乗員保護手段の例に、大きさ、硬さ、形状、及び位置が、作動により変更され得る、可動衝撃要素、クッション、及びヘッドレストがある。これらの車両乗員保護手段に加えて、さらなる保護手段を設けることができ、これらは、電気的に調整可能なアセンブリ、たとえば（快適さを追求するために元々設けられている）、電気シート調整装置、又は車両開口部の電気調整装置（ウィンドウリフタ、サンルーフ開閉手段）、又はドアロックシステムを作動させることにより、事故の深刻度を減少させるよう作動され得る、かつ車両乗員のために事故の被害を減少し得る。

事故の被害を減ずるよう作動され得る、かつ他の衝突当事者を保護するよう役立つ、特に歩行者及び自転車に乗っているヒトを保護するよう役立つ、保護手段を自動車内に設けることもできる。この例に、調整可能なボンネット、可動バンパ、及び車両の外板に調整可能な硬さを有する衝撃要素がある。作動され得るさらなる保護手段に、車高制御装置、及びブレーキ、及びステアリング装置があり、これらにより、車両乗員及び／又は他の衝突当事者の負傷の深刻度がより少ない方向に、衝撃が最適化され得る。以下、これらの保護手段はまた、本発明においてはセーフティ・デバイスでもあることを理解されたい。

好ましい可逆的なセーフティ・デバイス１を作動させるために、運転状態センサシステム２を用いて受信された運転状態データが、たとえばブレーキペダル行程センサの信号が閾値より上の稼動速度を示しているかどうかが検査されることにより、少なくとも非常制動の状態３に関して監視される。この場合、段階３の出力は論理「１」に設定され、そうでない場合は、出力は論理「０」のままである。

ブレーキ圧力は、ブレーキ圧力評価段階４において評価される。ブレーキ圧力がブレーキ圧力閾値より上である場合は、この段階４の出力は論理「１」に設定され、そうでない場合は、「０」のままである。

アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）５は、ブレーキスリップ制御工程が開始した場合は、論理「１」を出力し、そうでない場合は、その出力は、「０」のままである。同様に、車輪速度も、車輪がロックされた状態に関して直接監視され、このような状態が存在した場合は、「１」が出力され得る。

論理段階６において、ブレーキ圧力評価段階４の及びアンチロックブレーキシステム５の出力信号は、リンクされた論理和に送られる。

信頼性確認段階７において、非常制動の状態３を示す出力信号及び論理段階６の出力信号は、論理積素子に送られる。

この結果、非常制動の状態３が示されており、かつブレーキ圧力が閾値を超えたか、又はアンチロックブレーキシステムにより制御介入が行われた場合にのみ、セーフティ・デバイス１の１つが起動する。

様々な評価の結果に対して論理演算を実施する代わりに、これに対応して起動閾値に作用する手段を設けることにより、又は０と１との間の、セーフティ・デバイスを起動するための固定閾値、たとえば０．８を超えなければならない値を有する、さまざまな形で車両データに依存する全体的な危険度を形成することにより、保護システムの、他に匹敵する行動を生じさせることができる。

本発明による方法の好ましい実施形態を行うための、自動車内の予防的に作動する保護システムのブロック回路図の例を示している。

Claims (8)

1. 事故の被害を減ずるためのセーフティ・デバイス（１）を備えた自動車内の予防的に作動する保護システムのための方法であり、
   運転状態データが、運転状態センサシステム（２）を用いて取得され、非常制動の状態（３）に関して監視され、
   非常制動の状態が判断されかつ信頼性確認（７）によって確認されると、前記セーフティ・デバイスの少なくとも１つが起動され、
   前記非常制動の状態の前記信頼性確認のために、車輪がロックされた状態又はアンチロックブレーキシステム（５）の制御状態が含まれることを特徴とする方法。
2. 前記車輪のロックが開始した又は前記アンチロックブレーキシステム（５）のブレーキスリップ制御が開始した場合には、前記非常制動の状態が確認されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記非常制動の状態の前記信頼性確認のために、ブレーキ圧力（４）も評価されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
4. 前記ブレーキ圧力を用いた前記信頼性確認のために、前記ブレーキ圧力が、ブレーキ圧力閾値を超えなければならないことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 事故の被害を減ずるためのセーフティ・デバイス（１）を備えた自動車内の予防的に作動する保護システムのための方法であり、
   運転状態データが、運転状態センサシステム（２）を用いて取得され、非常制動の状態（３）に関して監視され、
   非常制動の状態が判断され、信頼性確認（７）によって確認されると、前記セーフティ・デバイスの少なくとも１つが起動され、
   前記非常制動の状態の信頼性確認について、ブレーキ圧力（４）が、ブレーキ圧力閾値を超えなければならず、
   前記ブレーキ圧力が、前記非常制動の状態が判断された後の特定の評価時に前記ブレーキ圧力閾値を超えた場合にのみ、前記非常制動の状態が確認されることを特徴とする、特に請求項４に記載の方法。
6. 前記ブレーキ圧力のプロファイルが前記特定の評価時に負の勾配を有さない場合にのみ、前記非常制動の状態が確認されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ブレーキ圧力を評価するために、前記ブレーキ系のマスタブレーキシリンダ内の圧力が測定され、前記非常制動の状態に関して前記運転状態データを監視するために、ブレーキペダル行程が評価されることを特徴とする請求項３或いは５に記載の方法。
8. 前記ブレーキペダル行程が、ペダル行程センサ又はダイアフラム走行センサを用いて測定されることを特徴とする請求項７に記載の方法。

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