JP2012514555A - 搭乗者保護システムのトリガ情報を適合させるための方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明において提案されているのは、適応形構造エレメント（４２１）を有する車両の搭乗者保護システムのトリガ情報を適合化する方法である。この方法には、インタフェースを介して、例えばクラッシュボックスの剛性などの上記の適応形構造エレメントの状態である状態情報を受信するステップと、この状態情報に基づいてエアバッグのトリガ情報を適合化するステップとが含まれている。

Description

従来技術
本発明は、請求項１に記載された車両の搭乗者保護装置のトリガ情報を適合化するための方法と、請求項１１に記載された制御装置と、請求項１２に記載されたコンピュータプログラム製品とに関する。

発明の開示
車室の導入以来、車両の安全性は格段に発展し続けてきた。アクティブおよびパッシブセーフティにより、死亡者を激減することができた。その大部分は、死亡にまで至る重大な負傷度を伴う車両対車両の正面衝突である。オーバーラップ率１００％ないしは４０％の正面衝突についての消費者保護テストならびに法的な要求を導入することにより、事故後遺症を格段に低減することができた。しかしながらこれによって別の衝突タイプおよびテーマが前面に出てきたのである。これらのテーマのうちの１つが、パートナ保護および衝突コンパチビリティである。

パッシブセーフティの発展の過程において、重要視されていたのは自己防衛である。これは、車両対車両衝突の際にもまた他の対象物との衝突の際にも共に自車の搭乗者を保護するという車両の特性のことである。

これと対局にあるのがパートナ保護である。これは、車両対車両衝突の際の相手方車両の搭乗者を保護する、すなわちできる限り攻撃性を少なくするという車両の特性のことである。

これらの２つの特性がまとまって衝突コンパチビリティになる。この組み合わせは、他の交通関与者に対して攻撃的でないようにしながら自己防衛の程度を高くして、ひとまとまりの車両における危険性全体を最小化することである。ここには、上記のコンパチビリティを改善することにより、個々の車両の自己防衛の重荷になってはならないという一般的な意見の一致がある。

事故データに基づいて示すことができるのは、今日行われているクラッシュテストにより、上記の自己防衛は大きく改善されたが、パートナ保護はわずかにしか減少しないことである。将来的にはこの間に正面衝突事故に対する新たな消費者保護テストが出現して、上記のコンパチビリティがより一層観察される可能性がある。

実際に車両のコンパチビリティを高く維持するためには、将来的に車両フロント構造に立ち入ることになる。これに対してはすでにつぎのようなアプローチがある。すなわち、このアプローチでは、車両に取り付けられるクラッシュボックスを適合させて、より改善されたエネルギ吸収を保証するのである。

EP 1 792 786 A2には従来形のクラッシュボックスが記載されている。ここではクラッシュボックスが、自動車のバンパクロスビームと車両サイドビームとの間に配置されて組み込まれるのである。

2004年10月の"Design for X"の第15回シンポジウムにおけるM. Deimel, J. Franke und S. Loeffler等による刊行物"Entwicklung eines Frontendmoduls eines Niedrig- Energie Verbrauch-Fahrzeug"では適応形フロント構造が提案されている。ここでは、伸張可能な２つのクラッシュパイプが、幅の広いクロスビームを通して結合されており、また付加的に発泡エレメントが設けられている。

適応形フロント構造の領域に対してはすでにAutoliv社によるいくつかのアプローチおよびアイデアがあり、これらはすでにプロトタイプとして実現されている。ここでのアイデアの核心は、クラッシュボックスの剛性を適応的に構成することである。ここではクラッシュボックスを衝突の前ないしは衝突中に適合化することができ、これによってフロント構造のエネルギ受容量が大きくなるのである。このことは、例えば歩行者が陥入する場合には軟らかいフロント構造になることを意味し、またこれとは逆に車両が陥入する場合には一層硬いフロント構造になることも意味するのである。

車両のフロントおよび／またはリアおよび／またはサイド領域におけるエレメントの剛性の適合化または変更は、衝突時の際、車両の重心における信号変化を生じさせる。この信号変化は、重心に配置されかつ例えばエアバック制御装置に組み込まれるセンサシステムにも作用する。上記の信号変化は、例えば車両動特性制御のための制御装置に組み込まれかつ重心に配置されないセンサシステムにも作用する。

したがって構造の剛性が変化することにより、衝突時に測定される加速度信号、圧力信号および／または固体伝送音信号の変化が必然的に発生することになる。このような影響は、センサ信号を評価する際にこれまで考慮されていない。その結果、場合によってはトリガアルゴリズムが誤って解釈され、ひいては搭乗者保護手段が適時に点火されないことになり得たのである。

このようなことを背景として本発明により、車両の搭乗者保護システムのトリガ情報を適合化する方法と、この方法を使用する制御装置と、最後に、相応するコンピュータプログラム製品とが独立請求項にしたがって提案される。有利な実施形態は、それぞれの従属請求項および以下の説明から明らかとなる。

本発明がベースとする知識は、車両の搭乗者保護装置を駆動制御する際に車両の構造エレメントの変化を考慮すれば、車両の搭乗者保護装置の駆動制御を改善できることである。

本発明では、車両の少なくとも１つの構造エレメントの剛性に変化、適合化、適応があった場合に、搭乗者保護システムをトリガするのに何らかの仕方で使用され得る複数のセンサの信号を適合化することできる。

例えば、センサシステムの適合化、信号の適合化、および／または制御装置信号の信号データ検出の適合化、および／またはトリガアルゴリズムの適合化を行うことができる。ここで上記の制御装置は、エアバッグ制御装置とすることが可能である。構造適合化の際、上記の適合化は、（メインの）衝突の前、この衝突の間、およびこの衝突の後に行うことができる。ここでの構造適合化とは、エレメントの適合化として定義されるものであり、ここでこのエレメントは、エアバッグ制御装置へ至る伝送路に影響を与えるか、ないしはクラッシュセンサ信号の発生に直接的な影響を与えるエレメントである。

有利には、車両構造の伝達特性が変化したとしても、上記の搭乗者保護手段のトリガストラテジが同じままに留まることを保証することができる。

別の利点は、上記のトリガアルゴリズムのロバストネスが増大することである。それは、上記の構造の伝達特性をトリガパスにおいてすでに考慮することができるからである。

また同様に有利であるのは、上記の方法により、新世代車両において生じる車両構造の適応性についての他の可能性をすでに考慮できることである。これは、例えば他の駆動コンセプトを有する車両に当てはまり得る。

本発明により、適応形構造エレメントを有する車両の搭乗者保護システムのトリガ情報を適合化する方法が得られ、この方法には以下のステップが含まれている。すなわち、インタフェースを介して、上記の適応形構造エレメントの状態についての情報を有する状態情報を受信するステップと、この状態情報に基づいて上記のトリガ情報を適合化するステップとが含まれている。

上記のトリガ情報は、有利にはエアバック制御装置である制御装置において評価することができる１つまたは複数の入力信号とすることが可能である。ここでの適合化とは、つぎのような形態で信号を変更することを意味している。すなわち、振幅、周波数、位相および／または他の信号との別の結合における適合化が含まれる形態で信号を変更することを意味しているのである。このような適合化は、アナログおよび／またはデジタルの形態で行うことができる。同様に例えば機械的なコンポーネントおよび／または他のセンサを接続することにより、適合化を機械的な意味で行うことができる。ここでこれらの機械的なコンポーネントおよび／または他のセンサは、評価に使用される信号を変更するために準備される。上記の適合化の目標は、入力信号が変化した場合に搭乗者保護手段のトリガを保証することである。上記の適応形構造エレメントの状態とは、適応形構造エレメントの実際状態または今まさに設定しようとする状態のことを表すことができる。

１実施形態によれば、上記の適応形構造エレメントの剛性は適合可能であり、上記の状態情報は、この適応形構造エレメントの剛性についての情報を有し得る。したがって例えば、クラッシュボックスの剛性変化の影響を考慮して、衝突時の搭乗者保護手段のトリガを最適化することができるのである。

上記の搭乗者保護手段のトリガ情報は、車両のセンサシステムの信号を表すことができる。例えば、この信号を加速度センサの出力信号とすることができ、この信号に基づいて搭乗者保護手段のトリガ決定を行うことができる。上記のセンサシステムは、複数のセンサを含むことができる。したがって上記の信号は、複数の個別信号とすることも可能である。

ここでは上記の状態情報に基づいてセンサシステムの信号の信号形状を変更して、上記のトリガ情報をこの状態情報に適合させることができる。上記のセンサシステムの１つまたは複数の信号の信号適合化は、アナログでもデジタルでも行うことができる。上記の適合化には、例えば振幅適合化、周波数適合化および／または位相適合化を含むことができる。信号に影響を及ぼす他の公知の形態も同様に上記の適合化に使用することができる。信号を上記のように変更することにより、構造エレメントの変化の影響を補償することができる。

別の１実施形態によれば、上記の搭乗者保護システムのトリガ情報は、トリガ信号を表すことができ、このトリガ信号は、トリガアルゴリズムによって供給され、またこのトリガアルゴリズムの少なくとも１つのパラメタを上記の状態情報に基づいて適合化して、上記の状態情報にトリガ情報を適合させることが可能である。したがって例えば閾値を適合化することによって、またはトリガアルゴリズムの感度を変化させることによって構造エレメントの上記の状態を考慮することができるのである。

上記の状態情報は、構造エレメントを駆動制御する装置によって供給される駆動制御信号を表す。これにより、構造エレメントの上記の状態を別個に検出する必要はない。その代わりに上記の構造エレメントを設定する駆動制御信号から直接、上記の状態情報を求めることができる。

本発明では上記の車両は少なくとも１つの別の適応形構造エレメントを有することができる。この場合に、インタフェースを介して少なくとも１つの別の状態情報を受信することができ、ここでこの少なくとも１つの別の状態情報は、少なくとも１つの別の適応形エレメントの状態についての情報を有しており、また上記の状態情報と、この少なくとも１つの別の状態情報とに基づいて上記のトリガ情報を適合させることができる。このようにして搭乗者保護手段をトリガする際に、この車両のすべての適応形構造エレメントの実際の状態を考慮できるのである。

別の１実施形態によれば、上記の車両は、アクティブシャーシを有しており、またインタフェースを介してシャーシ情報を受信し、このシャーシ情報を上記の搭乗者保護システムのトリガアルゴリズムに供給することができる。このトリガアルゴリズムは、例えばエアバッグトリガ制御装置によって実行することができる。したがってアクティブシャーシを有するシステムでは、目下のシャーシ状態についての情報をエアバッグトリガ制御装置に通知することができる。これによって可能になるのは、エアバッグトリガ制御装置において、上記のシャーシ情報に基づき、上記のトリガアルゴリズムのエラートリガ抑制（誤使用抑制）を適合化することである。

別の１実施形態によれば、上記の車両は、走行動特性制御システムを有しており、また上記の状態情報をこの走行動特性制御システムのトリガアルゴリズムに供給することができる。さらに、インタフェースを介して走行状態を受信することができる。上記のトリガアルゴリズムは、例えば走行動特性制御装置によって実行することができる。本発明によれば、上記の少なくとも１つの適応形構造エレメントの状態を走行動特性制御のためのトリガアルゴリズムに供給することができる。したがってアクティブなブレーキ介入を有するシステムでは、適応形構造の目下の状態についての情報を通知することができる。これによって可能になるのは、走行動特性制御装置において、上記の走行状態情報に基づいて上記のトリガアルゴリズムのブレーキシステムの制御ストラテジを適合化することができる。したがってＥＳＰ制御装置を一緒に本発明による付加部に組み込むことが可能である。ここでは上記の適応形構造の設定毎に、ＥＳＰ制御ストラテジも適合化することができる。これにより、異なるブレーキトルクが形成される場合、それだけでＺ軸周りの１回転を人工に形成することができる。これにより、場合によっては事故の事前状態に作用する介入を実行することができる。

本発明によればさらに制御装置が提供され、ここでこの制御装置は、適応形構造エレメントを有する車両の搭乗者保護システムのトリガ情報を適合化する本発明の方法を実施するように構成されている。制御装置の形態をした本発明のこの変形実施形態により、本発明の基礎となる課題を迅速かつ効率的に解決することができる。

本願発明において制御装置とは、センサ信号を処理してこのセンサ信号に依存して制御信号を出力する電子装置のことであると理解することができる。この制御装置はインタフェースを有することができ、このインタフェースは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで構成することができる。ハードウェアで構成される場合には、このインタフェースは、例えば制御装置のさまざまな機能を含むいわゆるシステムＡＳＩＣの一部とすることができる。しかしながらこのインタフェースを専用の集積回路とするか、または少なくとも一部をディスクリート素子から構成することもできる。ソフトウェアで構成される場合、上記のインタフェースは、例えばマイクロコントローラ上に別のソフトウェアモジュールと並列して設けられるソフトウェアモジュールとすることができる。

またプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品も有利であり、このプログラムコードは、例えば半導体メモリ、ハードディスク記憶装置または光学記憶装置などの機械読み取り可能な担体に記憶され、また上記のプログラムが制御装置上で実行される場合に上記の実施形態のうち１つの実施形態の方法を実施するために使用される。

障害物における加速度経過を示す線図である。 車両の制御装置における加速度経過を示す線図である。 本発明の１実施例にしたがって本発明の方法の流れ図である。 本発明の別の１実施例にしたがって本発明のシステムのブロック図である。

以下では添付の図面に基づいて本発明を例示的に詳しく説明する。

以下の図において同じまたは類似のエレメントには、同じまたは類似の参照符号が付され得る。さらに図面の図、その説明ならびに請求項には多数の特徴が、組み合わせで含まれている。ここで当業者に明らかであるのは、これらの特徴を個別のものであると考えることも、またはこれらの特徴をここでは明示的に示していない別の組み合わせでまとめることも共に可能なことである。

図１にはシミュレーションした複数の加速度の時間経過が示されており、ここでこれらの加速度は、車両と障害物とが衝突した際に障害物において測定できるものである。横軸には時間が秒で、また縦軸には加速度［ｇ］がプロットされている。

ここでは異なる３つの加速度経過１０１，１０２，１０３が示されており、これらの経過は、車両のクラッシュボックスの種々異なる剛性において、種々異なるオフセットにおいて、ならびに１６km/hの衝突速度時に記録したものである。障害物における加速度値は、クラッシュボックスの影響を表している。加速度経過１０１は、クラッシュボックスの剛性が高い場合である。加速度経過１０１からはバリアの高い加速度が見て取れる。加速度経過１０２は、クラッシュボックスの剛性が低くかつオフセットが同じ場合に相当する。ここでは加速度は一層小さくなる。加速度の違いは、約５ｇである。加速度経過１０３は、オフセットが５０％でありかつクラッシュボックスの剛性が高い場合に相当する。

上記の剛性の適合化により、エアバッグ制御装置において、変化した加速度信号が測定されることが推定できる。

図２には、図１に示したケースにおいて中央エアバッグ制御装置によって測定されるであろうと思われる加速度ないしは結果が示されている。測定値を受け取るため、中央エアバッグ制御装置のポジションに測定エレメントを配置した。

ここでも３つの加速度経過２０１，２０２，２０３が示されており、これらの経過は、図１に基づいて説明したケースに対し、制御装置において測定した加速度値を示している。加速度経過２０１は、クラッシュボックスの剛性が高い場合の加速度に相応し、加速度経過２０２は、クラッシュボックスの剛性が低くかつオフセット同じ場合の加速度に相応する。加速度経過２０３は、クラッシュボックスの剛性が高くかつオフセットが５０％の場合に記録されたものである。

オフセットが同じではあるがクラッシュボックスの剛性が異なる場合、予想したように信号経過が異なる。この信号経過の違いは、本発明により、搭乗者保護手段を駆動制御する際に考慮することができる。

図３には、車両の搭乗者保護手段のトリガ情報を適合化する方法の流れ図が示されており、ここでこの車両は、１つまたは複数の適応形構造エレメントを有する。ここでこれらの適応形構造エレメントは、クラッシュボックスとすることが可能である。第１ステップ３１１では、１つまたは複数の適応形構造エレメントの状態についての情報を有する状態情報を受信することができる。例えばこの状態情報は、図１および２に示したクラッシュボックスの異なる剛性を示すことが可能である。第２のステップでは上記のトリガ情報をこの状態情報に基づいて適合化することができる。このようにして上記の信号を評価する際、上記の変化した剛性が、例えば加速度センサなどのセンサによって測定される信号に与える影響を補償することができる。引き続いて適合化したこのトリガ情報を使用して、搭乗者保護手段のトリガについての決定を行うことができる。

このトリガ情報はステップ３１２において適合化することができ、ここでこの適合化は、搭乗者保護手段を駆動制御するために評価すべき信号を変更することによって行われる。択一的または付加的には、上記の評価すべき信号を供給するセンサを適合化することも可能である。さらにステップ３１２では、上記の評価すべき信号を処理してトリガ決定を行うトリガアルゴズムを適合化することができる。

この適合化は、適合化ルールにしたがって行うことができる。この適合化ルールは、例えば参照テーブルをベースとすることが可能であり、このテーブルでは、種々異なる状態と、構造エレメントに相応する適合化値とを対応付けることが可能である。択一的には各適合化値を構造エレメントの実際の状態に依存して計算することができる。

図４には、本発明の実施例にしたがって本発明による方法を実施するシステムのブロック図が示されている。ここには適応形クラッシュボックス４２１と、制御装置４２２と、制御または調整部４２３とが示されている。

制御部４２３は、駆動制御信号を適応形クラッシュボックス４２１に供給するように構成されている。適応形クラッシュボックス４２１は、相応のアクチュエータシステムを有することができ、このアクチュエータシステムによって適応形クラッシュボックス４２１の剛性を適合化することができる。制御装置４２２は、エアバッグ制御装置とすることが可能である。制御装置４２２は、制御部４２３からの駆動制御信号を受信するように構成されている。制御装置４２２は、上記の駆動制御信号に基づいて、例えばエアバッグまたはシートベルトなどの可逆的および／または不可逆的な搭乗者保護手段のトリガを適合化することができる。

これによって適応形クラッシュボックス４２１の駆動制御を行う付加的な制御または調整信号を、衝突の前、衝突中および／または衝突後に付加的に制御装置４２２に伝えることができる。制御装置４２２は、これに基づき、内部で測定したセンサ信号、周辺装置からのセンサ信号および／またはバスシステムから読み出した信号の適合化を変更することができる。したがって信号処理および信号評価の際に適応形コンポーネント４２１を考慮することによって搭乗者保護を改善することができる。

さらに当業者に明らかであるのは、制御装置４２２または適応形クラッシュボックス４２１または詳しく説明しない別の制御装置内に、制御または調整部４２３を構成できることである。

上で説明した実施例は、単に例示のために選択したものであり、これらは互いに組み合わせることができる。本発明による方法は、上で説明した適応形構造エレメントとは別のエレメントに関連して使用することも可能である。

Claims (12)

1. 適応形構造エレメント（４２１）を有する車両の搭乗者保護システムのトリガ情報を適合化する方法であって、
   前記の適応形構造エレメントの状態についての情報を有する状態情報を、インタフェースを介して受信するステップ（３１１）と、
   当該の状態情報に基づいて前記のトリガ情報を適合化するステップ（３１２）とを有することを特徴とする、
   車両の搭乗者保護システムのトリガ情報を適合化する方法。
2. 前記の適応形構造エレメント（４２１）の剛性は適合化可能であり、
   前記の状態情報は、当該の適応形構造エレメントの剛性についての情報を有する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記の搭乗者保護システムのトリガ情報は、車両のセンサシステムの信号を表す、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 前記の状態情報に基づいて前記のセンサシステムの信号の信号波形を変更して、前記のトリガ情報を当該の状態情報に適合させる、
   請求項３に記載の方法。
5. インタフェースに設定信号を供給するステップを有しており、
   ここで当該の設定信号を構成して、当該設定信号により、前記の状態情報に基づいてセンサシステムの設定が行われて、前記のトリガ情報が当該の状態情報に適合されるようにした、
   請求項３または４に記載の方法。
6. 前記の搭乗者保護システムのトリガ情報はトリガ信号を表しており、
   当該のトリガ信号は、トリガアルゴリズムによって供給され、
   当該のトリガアルゴリズムの少なくとも１つのパラメタは、前記の状態情報に基づいて適合化されて前記のトリガ情報が当該の状態情報に適合化される、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
7. 前記の状態情報は、前記の構造エレメントを駆動制御する装置（４２３）によって供給される駆動制御信号を表す、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
8. 前記の車両は、少なくとも１つの別の適応形構造エレメントを有しており、
   前記のインタフェースを介して少なくとも１つの別の状態情報を受信し、
   当該の少なくとも１つの別の状態情報は、前記の少なくとも１つの別の適応形構造エレメントの状態についての情報を有しており、
   前記の状態情報と、当該の少なくとも１つの別の状態情報とに基づいて前記のトリガ情報を適合化する、
   請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
9. 前記の車両は、アクティブシャーシを有しており、
   インタフェースを介してシャーシ情報を受信して前記の搭乗者保護システムのトリガアルゴリズムに供給する、
   請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
10. 前記の車両は、走行動特性制御システムを有しており、
    前記の状態情報を当該走行動特性制御システムのトリガアルゴリズムに供給する、
    請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法のすべてのステップを実行することを特徴とする制御装置。
12. プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品において、
    当該のプログラムコードは、プログラムが制御装置において実行される場合に請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法を実施しかつ機械によって読み出し可能な担体に記憶されていることを特徴とするコンピュータプログラム製品。

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