JP2020535074A - 自動車の少なくとも１つの安全機能をトリガするためのトリガ信号を生成する方法 - Google Patents

Abstract

自動車（１）の少なくとも１つの安全機能（５）をトリガするためのトリガ信号を生成する方法は、少なくとも、ａ）少なくとも２つの圧力チューブセンサ（２、３）のそれぞれの信号を受信するステップと、ｂ）ステップａ）で受信した信号から衝突物体（１４）の最小サイズおよび／または自動車（１）の自己速度を決定するステップと、および、ｃ）ステップｂ）で決定したパラメータのうちの少なくとも１つに応じて少なくとも１つの安全機能（５）のためのトリガ信号を出力するステップとを含む。

Description

自動車の前部への歩行者の衝突を検出するためには、数年来、圧力チューブセンサ（ＰＴＳ＝Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｔｕｂｅ Ｓｅｎｓｏｒ）が使用されてきた。圧力チューブは、通常、バンパークロスビームとその前方に位置する吸収発泡体との間に配置される。圧力チューブには空気が充填されており、両端部の各々は圧力センサによって終端されている。歩行者が衝突した場合に生じる発泡体の変形はチューブの圧縮をもたらし、２つの圧力センサによって圧力信号が測定される。この圧力信号は、制御器、一般に中央エアバッグ制御器によって読み込まれ、そこで歩行者の衝突を検出するために処理される。

ここでは、自動車の少なくとも１つの安全機能をトリガするためのトリガ信号を生成するための特に有利な方法が提示される。従属請求項は、この方法の特に有利な構成を示す。

上記方法を使用すれば、特に、歩行者との衝突の検出を改善することができる。特に、衝突物体の最小サイズを決定することができ、および／または衝突速度を検証することができる。これは、特に、歩行者の保護検出を改善し拘束装置などの安全機能をトリガするために使用されうる。衝突物体の最小サイズを決定することにより、特に、歩行者保護のための大部分が小さな非トリガ型物体と、著しく大きなトリガ型物体（いわゆる脚部衝突体など）とを極めて正確に識別することが可能となる。

上記方法では、少なくとも２つの圧力チューブセンサが設けられている。衝突物体の大きさは、特に、これらのセンサに基づいて決定することができる。従来は、圧力チューブセンサの圧力信号から質量を検出することのみが可能であった。歩行者保護のための検出には、（少なくとも）１つの別の圧力チューブセンサによる空間的な要素によって補完がなされる。また、（少なくとも１つの）当該別の圧力チューブセンサは、衝突時に自動車の速度決定を可能にすることができる。

上記方法のためには、好ましくは、２つの圧力チューブセンサを有するシステム（すなわち、２−ＰＴＳシステム）が使用される。圧力チューブセンサは、好ましくは、空間的に互いに間隔を置いて配置されている。２つの圧力チューブセンサを備える構成は、特に、明確に定義された２つの接触スイッチ（圧力チューブセンサ）を有するシステムである。圧力チューブセンサは、好ましくは、自動車の（特に前方の）衝撃吸収帯領域に配置される。したがって、衝突物体の最小サイズおよび／または衝突時の自動車の自己速度を決定することができる。

上記方法は、特に、好ましくは指定された順序で実施される方法ステップａ）〜ｃ）を含む。

上記方法のステップａ）においては、少なくとも２つの圧力チューブセンサによってそれぞれ信号が受信される。

圧力チューブセンサは、好ましくは、空気を充填されたそれぞれ１つのチューブ（好ましくは、シリコーンを含む材料からなる）を有し、このチューブは、一方の端部で、好ましくは、両端部で、圧力センサによって終端されている。以下では、一例として、１つの圧力チューブセンサにつき２つの圧力センサが設けられると仮定する。圧力センサを使用して、チューブとの衝突を推論することができるデータを記録することができる。適切な電子機器を用いて、これらのデータから特に圧力チューブセンサの信号を生成することができる。当該信号は、特に、圧力チューブセンサによって衝突が検出されたという事実を示すことができるものである。信号出力の時刻は、衝突の時刻（必要に応じて処理時間だけ遅延された時刻）を示すことができる。代替的に、信号を連続的に出力し、衝突が検出されたときに所定の方法で当該信号を変更してもよい。

少なくとも２つの圧力チューブセンサの信号は、好ましくは、上述の方法を実施するように設定され構成された制御器によって受信される。

上記方法のステップｂ）では、ステップａ）で受信した信号から、衝突物体の最小サイズおよび／または自動車の自己速度が決定される。

衝突物体との衝突が生じた場合、少なくとも２つの圧力チューブセンサが変形する。この変形から、衝突物体の最小サイズおよび／または衝突時の車両の自己速度を決定することができる。

歩行者保護アルゴリズムの感度は、例えば、得られる衝突物体の最小サイズおよび／または衝突時の自動車の自己速度の影響を受けうる。特に、上記方法のステップｃ）において、少なくとも１つの安全機能のためのトリガ信号は、ステップｂ）において決定されたパラメータのうちの少なくとも１つに応じて出力される。

当該少なくとも１つの安全機能は、例えば、アクティブボンネット、外部エアバッグ、エアバッグ、ベルトテンショナ、または（例えば、自動非常ブレーキおよび／または自動的に開始される回避操作による）自動車の制御への介入であってもよい。好ましくは、自動車は複数の安全機能を備える。当該少なくとも１つの安全機能は、特にトリガ信号によってトリガされ得、このトリガ信号は、好ましくは、特に制御器によって出力される。上記方法のステップｃ）によって、ステップｂ）において出力されたパラメータが、当該少なくとも１つの安全機能がトリガされる場合に考慮される。よって、当該少なくとも１つの安全機能のトリガの時刻および／または形式をパラメータに応じて決定することができる。当該少なくとも１つの安全機能をそもそもトリガすべきであるかどうかを決定することもできる。複数の安全機能がある場合にはトリガされるべき安全機能の選択を行うこともでき、および／または、これらの安全機能がトリガされるべき順序の決定を行うこともできる。

ステップｃ）において出力される少なくとも１つのパラメータは、特に、衝突物体の最小サイズ（もしくは衝突物体が最小サイズに達したことを示す情報）および衝突時の自動車の自己速度であってもよい。

決定された特徴、特に衝突物体の最小サイズおよび／または自動車の自己速度は、特に安全機能（特に歩行者保護のための拘束装置）の制御を決定するために使用することができる。上述の識別された特徴は、歩行者衝突を識別するための中心的なパラメータであるので、対応する安全機能の制御を決定するために使用することができる。例えば、歩行者保護アルゴリズムの感度は、衝突物体の最小サイズによって影響を受けることがある。

この方法の好ましい実施形態では、ステップａ）で受信した少なくとも２つの圧力チューブセンサの信号の各々は、
衝突時刻ｔ_１，ｔ_２、および
衝突位置ｓ_１，ｓ_２
のパラメータのうちの少なくとも１つを示すものである。

受信した信号が衝突時刻（ｔ_１，ｔ_２）および衝突位置（ｓ_１，ｓ_２）のパラメータを示すということは、特に、当該受信した信号が、上述のパラメータを決定することができる情報を含むことを意味する。ステップａ）において、好ましくは、この情報に関する圧力波形が圧力チューブセンサによって受信される。制御器（好ましくは、さらなる方法ステップも実行される制御器）において、これらの圧力波形から衝突点（ｔ_１，ｔ_２）および衝突位置（ｓ_１，ｓ_２）を計算することが可能である。

障害物と衝突した場合、（時刻ｔ_１において）第１の圧力チューブが変形し、（時刻ｔ_２において）第２の圧力チューブが変形する。圧力チューブセンサの配置に応じて、時刻ｔ_１は、時刻ｔ_２の前もしくは後であってもよく、または時刻ｔ_２と一致していてもよい。両方の変形は、即時の圧力上昇をもたらすので、それぞれの圧力チューブを終端する圧力センサにおける圧力信号をもたらす。それぞれの時間ｔ_１およびｔ_２は、例えば、それぞれの圧力チューブセンサのそれぞれ第１の圧力センサの閾値を超えた場合に制御器で検出されうる。

衝突時刻ｔ_１もしくはｔ_２は、第１もしくは第２の圧力チューブセンサによって衝撃が検出される時刻として理解されるべきである。衝突位置ｓ_１もしくはｓ_２は、衝突が第１もしくは第２の圧力チューブセンサによって検出された位置である。ｓ_１およびｓ_２は、好ましくは、それぞれの圧力チューブセンサに沿って定められている。したがって、ｓ_１およびｓ_２は、例えば衝突位置と圧力チューブの中心との間の間隔を示すものとすることができる。

この方法の別の好ましい実施形態では、ステップａ）で、少なくとも自動車の走行方向に互いに間隔をおいて配置された少なくとも２つの圧力チューブセンサのそれぞれの信号が受信される。

この配置は、ステップｂ）において自動車の自己速度を決定するために特に好ましい。

この方法の別の好ましい実施形態では、ステップａ）で、自動車の走行方向に対して少なくとも横方向に互いに間隔を置いて配置された少なくとも２つの圧力チューブセンサによってそれぞれの信号が受信される。

２つの圧力チューブセンサは、好ましくは、垂直方向において（すなわち、重力の方向にしたがって）、それ故、走行方向に対する横方向において間隔を置いて配置されている。この配置は、ステップｂ）において衝突物体の最小サイズを決定するために特に好ましい。

好ましくは、２つの圧力チューブセンサは、走行方向および当該走行方向に対する横方向の双方に（特に垂直方向に）互いに離間して配置されている。この場合、ステップｂ）において、特に、衝突物体の最小サイズと、衝突時の自動車の自己速度とを決定することができる。

走行方向は、ここでは、自動車が通常の前進走行時に移動する方向として理解される。正面の衝撃は、走行方向にさらに前方に位置する圧力チューブセンサによって最初に検出され、遅れてようやく他の圧力チューブセンサによっても検出されうる。２つの圧力チューブセンサが衝撃を検出する時間差によって、特に衝撃速度を決定することができる。

時刻ｔ_２（第２の圧力チューブにおける圧力上昇）と時刻ｔ_１（第１の圧力チューブにおける圧力上昇）との間の時間差Δｔ＝ｔ_２−ｔ_１と、２つの圧力チューブセンサ間の走行方向における縦方向の間隔ｄとから、次の衝撃速度ｖ_{ｉｍｐａｃｔ}を直接的に決定することができる。

歩行者保護のために両方の圧力チューブセンサを特に良好に使用できるように、圧力チューブセンサは、好ましくは、自動車の特に前方に（特に、クラッシュボックスなどのより硬いクラッシュ構造の前方に）配置されている。衝突物体の重心（ＣｏＭ）の高さが、第２の圧力チューブセンサの高さよりも第１の圧力チューブセンサの高さに近くないときは、当該衝突物体を特に良好に検出することができる。圧力チューブセンサの高さとは、鉛直方向の位置を意味する。衝突物体の重心が所定の高さとは異なる高さにあるとき、第２の圧力チューブセンサの変形は、確実な検出のためには十分に小さくない可能性がある。歩行者保護に関連する衝突物体は、自動車に比べて一般に極めて軽いので、衝突物体は第１の接触点で制動を受ける。しかしながら、衝突物体の重心は、ほぼ一定の速度で移動し続ける。この速度は、第１の接触点における衝撃速度ｖ_ＰＴＳ１（ｔ_１）に相当するものである。

これにより、衝突物体の回転運動が始まる。この回転は、衝突物体の上端部の速度を増加させる。したがって、第２の圧力チューブセンサの高さにおける当該衝突物体の衝突点の速度ｖ_ＰＴＳ２は、第１の圧力チューブセンサおよび第２の圧力チューブセンサにおける衝突速度ｖ_ＰＴＳ１，ｖ_ＰＴＳ２の間の関係を記述する幾何学的な係数ｆ_Ｇに依存する。

係数ｆ_Ｇは、歩行者保護に関連する衝撃体寸法に対するバンパの幾何学形状に因るものである。

この係数は、好ましくは、各自動車について個別に決定される。

上記幾何学的な考察は、式（１）にしたがって衝突時刻ｔ_１およびｔ_２から決定された衝突速度が実際に第２の圧力チューブセンサにおける衝突速度ｖ_ＰＴＳ２（ｔ_２）であることを提示している。

歩行者が自動車に対して止まっていると仮定できる場合に歩行者衝突が生じたとき、第１の接触点における衝突速度ｖ_ＰＴＳ１（ｔ_１）は、車両の自己速度ｖ_ｅｇｏに等しい。

これにより、当該衝突速度から車両の自己速度が得られる。

あるいは、式（５）にしたがって決定された衝突速度から自己速度ｖ_ｅｇｏを決定することができる。同様の係数ｆ_Ｇは、広範囲の歩行者対象に使用されうる。

この方法の別の好ましい実施形態では、ステップｂ）において少なくとも自動車の自己速度が決定され、ステップｃ）において、当該決定された自動車の自己速度と当該自動車の自己速度用の比較値との間の比較に応じて、少なくとも１つの安全機能のためのトリガ信号が出力される。

衝突時における自動車の自己速度を決定することにより、当該自動車の自己速度と比較することが可能となり、これを歩行者保護に使用することができる。歩行者衝突時には衝突速度と車両の自己速度とは極めて類似しているはずなので、そのような比較により、他のシナリオ（例えば、車両間衝突、またはサッカーボールなどの高速の非トリガ型物体との衝突）を部分的に除外することができる。

衝突時に決定された自動車の自己速度は、当該車の自己速度に関する他の情報（例えば、ＣＡＮにおいて利用可能である情報）の代わりに使用することができる。あるいは、自然な車速からのずれが生じる場合には、歩行者との衝突の可能性が低いので、歩行者保護アルゴリズムをよりロバストな状態に設定することができる。アルゴリズム自体の感度強化（感度の向上）またはロバスト化（ロバスト性の向上）は、既存のトリガ・ロジックにおけるトリガ閾値を下げたり上げたりすることによって実行可能であり、または、より高感度または高ロバスト性のトリガ・ロジックに切り換えることによって実行可能である。この手順は、「経路概念」と呼ぶこともできる。

この方法の別の好ましい実施形態では、衝突物体と少なくとも２つの圧力チューブセンサとの接触が検出された場合に、ステップｃ）においてトリガ信号が出力される。

圧力チューブセンサが変形すれば、いずれの場合にも、即時に圧力が上昇するので、圧力チューブを終端する圧力センサにおける圧力信号ｐが生ずる。衝突物体の最小サイズを検出するために、例えば、両方の圧力チューブセンサに対して圧力閾値を設定することができる。両方の圧力チューブセンサについて圧力閾値を超えた場合には、衝突物体は、２つの圧力チューブセンサ間の垂直方向の間隔に対応する最小サイズを有する。当該垂直方向の間隔は、垂直方向、すなわち、自動車の通常の向きにおいて上方から下方、もしくは下方から上方の方向で測定される。

両方の圧力チューブセンサにおける圧力強度は速度に依存しうるので、検出のために使用される圧力閾値は、（例えば、ＣＡＮを介して）車両の自己速度に応じて選択することができる。その検出は、両方の圧力チューブセンサにおける圧力強度に応じて構成することもでき、両方の圧力チューブセンサにおけるより強い圧力信号は、より大きい物体およびより重い物体の両方を示すことができる。いくつかのレベルの影響、または連続的なより強い影響がありうる。

この方法の別の好ましい実施形態では、ステップａ）で受信した圧力チューブセンサのそれぞれの信号は、当該圧力チューブセンサでの衝突物体のそれぞれ対応する衝突速度を決定する少なくとも１つのそれぞれの圧力強度を含み、ステップｂ）で、少なくとも当該決定されたそれぞれの衝突速度に応じて最小サイズが決定される。

特に、この実施形態では、最小サイズを決定するためのサイズは、決定されたそれぞれの衝撃速度に応じて決定することができる。次に、これらのサイズから最小サイズを決定することができる。

さらなる態様として、上記方法を実施するように構成された、自動車用の制御器が提示される。この方法について上述した特別な利点および構成の特徴は、制御器に適用可能であり、転用可能である。

さらに、上記方法の全てのステップを実施するために構成されたコンピュータプログラムが提示される。さらに、上記コンピュータプログラムが格納される機械読取可能な記録媒体が提示される。方法および制御器について上述した特別な利点および構成の特徴は、コンピュータプログラムおよび機械読取可能な記録媒体に適用および転用することができる。

本発明のさらなる詳細、および実施形態（本発明はこれに限定されない）を、図面を参照してより詳細に説明する。

上記方法を実施するように構成された２つの圧力チューブセンサを有する自動車を示す図である。 図１に示した自動車の横断面図である。 図１および図２に示した自動車の圧力チューブセンサ内の圧力の時間波形を示す図である。 図１および図２の自動車の圧力チューブセンサを示す拡大図である。 図１、図２および図４に示した自動車の衝突物体との衝突を示す側面図である。 上記方法を示す図である。

図１は、第１の圧力チューブセンサ２および第２の圧力チューブセンサ３を有する自動車１を示す。圧力チューブセンサ２，３の両方とも制御器４に接続されている。制御器４を介して安全機能５をトリガすることができる。移動方向ｘ（この図では下から上へ）において、２つの圧力チューブセンサ２および３は、互いに間隔ｄだけ離間して配置されている。

図２は、図１の自動車１における２−ＰＴＳシステムの可能な実施形態を示す。第１の圧力チューブセンサ２は、従来より、バンパ９内においてクロスビーム１５に載置された吸収発泡体７の溝内に組み込まれている。この例では、第２の圧力チューブセンサ３は、ラジエータクロスビーム１６に取り付けられている。吸収要素８（「エネルギー吸収体」）は発泡体ではなく、機械的要素である。その具体的な構成は決定的なものではない。吸収要素８の役割は、単に、制御された方法で第２の圧力チューブセンサ３に力を結合し、圧力チューブセンサ３を機械的に保護することである。少なくとも衝突物体の最小サイズを決定するために、圧力チューブセンサ２および３は、必ずしもバンパ９から（図では左側から右側の方向に）同じ距離に配置される必要はない。これに対し、自動車１の速度を決定するためには、圧力チューブセンサ２および３は（間隔ｄで示されるように）移動方向に離間して配置されていることが好ましい。圧力チューブセンサ２、３は、移動方向ｘに対して横方向に、特に垂直方向ｚに、離間して配置されている。

図３は、図１および図２の自動車１の圧力チューブセンサ２および３における圧力ｐの時間波形を示す。第１の圧力信号１０は、第１の圧力チューブセンサ２の左側圧力センサを用いて記録され、第２の圧力信号１１は、第１の圧力チューブセンサ２の右側圧力センサを用いて記録される。第３の圧力信号１２は、第２の圧力チューブセンサ３の左側圧力センサを用いて記録され、第４の圧力信号１３は、第２の圧力チューブセンサ３の右側圧力センサを用いて記録される。特に、第２の圧力チューブセンサ３における圧力上昇は、第１の圧力チューブセンサ２における圧力上昇よりも遅れて生じることが分かる。衝突時刻ｔ_１およびｔ_２は、圧力チューブセンサ２と圧力チューブセンサ３との間の間隔ｄに応じた時間差Δｔだけ異なる。さらに、左側の圧力センサにおける圧力上昇は、より早期に生じることが分かる。これは、この例における衝突点が自動車１の中心の左側にあり、圧力波がそれに応じて左側の圧力センサに早く到達するからである。この例では、これは左側の衝突である。

図４は、図１および図２の自動車１の２つの圧力チューブセンサ２および３の配置を概略的に示す正面からみた断面図である。この図では、走行方向ｘは図の平面からの方向を示している。小さな衝突物体６および大きな衝突物体１４が示されている。小さな衝突物体６は、圧力チューブセンサ２および３の双方に衝突するのに必要な最小サイズよりも小さい。小さな衝突物体６としては、例えばサッカーボールが挙げられる。大きな衝突物体１４は、最小サイズよりも大きいので、圧力チューブセンサ２および３の双方に同時に衝突することができる。大きな衝突物体１４は、例えば、歩行者または歩行者の脚部であればよい。圧力チューブセンサ２、３は、垂直方向ｚに互いに間隔ｈをおいて配置されていることが分かる。

図５は、図１、図２および図４の自動車１の横断面図である。圧力チューブセンサ２および３を有する自動車１を視ることができる。さらに、（垂直方向ｚを示す）ｚ軸および（進行方向ｘを示す）ｘ軸が示されている。ｘ軸は負のｘ方向を指すので、「−ｘ」で示されている。第１の圧力チューブセンサ２は、高さｚ_ＰＴＳ２の第２の圧力チューブセンサ３の下方に高さｚ_ＰＴＳ１で配置されている。自動車１の前方には図４の大きな衝突物体１４が表示されている。大きな衝突物体１４の重心ＣｏＭは、ｚ_ＰＴＳ１とｚ_ＰＴＳ２との間の高さＣｏＭにある。また大きな衝突物体１４の質量中心は速度ｖＣｏＭで移動していることが示されている。ｖ_ＰＴＳ２は、第２の圧力チューブセンサ３に衝突する大きな衝突物体１４の領域の速度である。

図６は、自動車１の少なくとも１つの安全機能５をトリガするためのトリガ信号を生成するための方法を概略的に示す図であり、以下の方法ステップを含む。
ａ）少なくとも２つの圧力チューブセンサ２、３のそれぞれの信号を受信するステップ、
ｂ）ステップａ）で受信した信号から衝突物体１４の最小サイズおよび／または自動車１の自己速度を決定するステップ、
ｃ）ステップｂ）で決定したパラメータのうちの少なくとも１つに応じて少なくとも１つの安全機能５のためのトリガ信号を出力するステップ。

Claims (10)

1. 自動車（１）の少なくとも１つの安全機能（５）をトリガするためのトリガ信号を生成する方法であって、少なくとも、
   ａ）少なくとも２つの圧力チューブセンサ（２、３）のそれぞれの信号を受信するステップと、
   ｂ）前記ステップａ）で受信した信号から衝突物体（１４）の最小サイズおよび／または前記自動車（１）の自己速度を決定するステップと、
   ｃ）前記ステップｂ）で決定したパラメータのうちの少なくとも１つに応じて前記少なくとも１つの安全機能（５）のための当該トリガ信号を出力するステップと
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記ステップａ）で受信した少なくとも２つの圧力チューブセンサ（２、３）の信号の各々は、
   衝突時刻（ｔ_１，ｔ_２）、および
   衝突位置（ｓ_１，ｓ_２）
   のパラメータのうちの少なくとも１つを示す、方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、前記ステップａ）で、少なくとも前記自動車（１）の走行方向（ｘ）に互いに間隔をおいて配置された少なくとも２つの圧力チューブセンサ（２、３）のそれぞれの信号を受信する、方法。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、前記ステップａ）で、前記自動車（１）の走行方向（ｘ）に対して少なくとも横方向に、特に垂直方向（ｚ）に、互いに間隔をおいて配置された少なくとも２つの圧力チューブセンサ（２、３）のそれぞれの信号を受信する、方法。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において、前記ステップｂ）で少なくとも前記自動車（１）の自己速度を決定し、前記ステップｃ）で、前記自動車（１）の当該決定された自己速度と前記自動車（１）の自己速度用の比較値との比較に応じて前記少なくとも１つの安全機能のためのトリガ信号を出力する、方法。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法において、衝突物体（１４）と前記少なくとも２つの圧力チューブセンサ（２，３）との接触が検出されたときに、前記ステップｃ）で前記トリガ信号を出力する方法。
7. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法において、
   前記ステップａ）で受信した前記圧力チューブセンサ（２，３）のそれぞれの信号は、当該圧力チューブセンサ（２，３）での衝突物体（１４）のそれぞれ対応する衝突速度を決定する少なくとも１つのそれぞれの圧力強度を含み、
   前記ステップｂ）で、少なくとも当該決定されたそれぞれの衝突速度に応じて前記最小サイズを決定する、方法。
8. 自動車（１）用の制御器（４）であって、請求項１から７までのいずれか１項の方法を実施するように構成されている制御器（４）。
9. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の全てのステップを実施するために構成されたコンピュータプログラム。
10. 請求項９に記載のコンピュータプログラムが記憶された機械読取可能な記録媒体。

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