JP3482187B2 - 車両における乗員保護装置 - Google Patents

車両における乗員保護装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は車両における乗員保護装置に関す
る。公知装置（ＷＯ９６／０９９４２Ａ）は車両の前方
部分に配置された衝突センサ及び車両の中央領域内に配
置された、乗員保護手段の制御のための制御ユニットを
有する。
【０００２】前記衝突センサは、種々の加速度に対して
感受性を有する複数の機械的加速度スイッチ−これら
は、固定の加速度を越えるとスイッチング信号を送出す
る−を有するか、又は、代替選択的に、衝突センサとし
てアナログ加速度信号を送出する加速度センサが設けら
れる。スイッチング信号ないしアナログ加速度信号は、
中央制御ユニットへ供給される。乗員保護手段は制御ユ
ニットにより次のような場合トリガされる、即ち、制御
ユニットにて中央に配された加速度センサの、制御ユニ
ットのプロセッサにて評価される信号が所定の特性経過
を有する場合トリガされる。次いで、乗員保護手段の個
々の作動状態、例えば１つのエアバックの個々の段、段
階が衝突センサの信号に依存して選択される。
【０００３】衝突センサとして電子的加速度を使用する
場合衝突センサと制御ユニットとの間の線路に作用する
ノイズ量が、衝突センサから送出されるアナログ信号を
著しく誤らせるおそれがある。他方ではアナログ信号を
評価するには、プロセッサにて、極めて大きな計算性能
を準備用意すべきである。中央プロセッサにおける大き
な計算性能を準備用意することは、次のような点で不都
合である、即ち、プロセッサがさらなる集中的な計算機
能をこなさなければならず、例えば中央に配された加速
度センサの信号の評価とか、又は、制御ユニットに接続
された装置、例えば乗員−及び／又はチャイルドシート
識別のための装置の信号の評価等をこなさなければなら
ない。
【０００４】衝突センサとして機械的加速度スイッチを
使用する場合、信号伝達の際も比較的大きなＳ／Ｎ比が
得られるが、そのような加速度スイッチは複雑で、作製
コストの高い構成部品であり、殊に、車両前方領域に作
用する加速度の精確な時間的評価は可能でない。
【０００５】本発明の課題とするところは、公知装置の
欠点を回避し、殊に、わずかなコストでも、事故発生の
評価を高分解能でなし得る車両における乗員保護装置を
提供することにある。
【０００６】前記課題は、請求項１の構成要件により解
決される。
【０００７】車両の前方領域に配された衝突センサには
評価器、−有利には、所属のメモリ付きのマイクロプロ
セッサの形態のもの、又は、ＩＣ回路装置の形態のも
の、−並びにインターフェースが配属されている。衝突
センサに配属された評価器−以下リモート評価器と称さ
れる−及びインターフェースは、１つの衝突センサユニ
ットを形成し、この衝突センサユニットは、有利に１つ
のケーシング内に制御装置として配される。リモート評
価器は、衝突センサから送出される衝突センサ信号に対
して設けられる。衝突センサ信号の評価に依存して、衝
突センサユニットからコード信号が、インターフェース
を介して中央制御ユニットへ供給される。中央制御ユニ
ットにはコード信号の受信のためのインターフェースが
設けられる。更に、中央制御ユニットは、加速度センサ
と、加速度センサから送出された加速度信号に対する評
価器を有する。当該装置に配属された乗員保護手段は、
制御ユニットの評価器−以下中央評価器と称される−有
利には所属のメモリ付きのマイクロプロセッサとして構
成される−により、評価された加速度信号及びコード信
号に依存して制御される。ここで、加速度センサ及び衝
突センサは、殊に、前方衝突の識別をするよう構成され
ている。
【０００８】本発明の装置の利点とするところは、中央
制御ユニットが過度の計算性能を備えなくてもよいとい
うことである。このことの特別の利点とするところは、
リモート衝突センサの無い現存の中央制御ユニットを、
当該のリモート衝突センサ分だけ拡大する場合、たん
に、従来の、中央ユニットのソフトウエアのみを、変更
させればよく、つまり、それのハードウエアを変更しな
いでもよいことである。中央制御ユニットは、アナログ
信号により過負荷されることがないのであり、そのアナ
ログ信号は、それのさらなる処理前に先ず個別化離散化
されねばならないものである。リモート衝突センサユニ
ットは、選ばれたコード信号のみを、比較的わずかなス
ループットを以て中央制御ユニットへ導く。他方では中
央制御ユニットの比較的わずかに選定された計算性能に
も拘わらず、選ばれた電子的加速度センサの使用及びそ
れの、アナログ衝突信号での情報を諦めなくてもよいの
である。
【０００９】本発明の装置により、衝突時極めて早期に
それを識別できる。衝突センサは、或時点にて既に、例
えば中央に配された加速度センサが未だ衝突を検出記録
してない時点にて、有意の衝突センサ信号を送出する。
さらなる事故の経過、ひいては、乗員に作用する力、そ
してまた、前方への乗員のずれ移動をも評価することが
可能になり、その結果、適合化したエアバッグのトリガ
が可能になる。
【００１０】請求項２〜５における本発明の有利な発展
形態では、リモート評価器は、少なくともアナログ衝突
センサ信号の個別離散化ないしＡ／Ｄ変換を引受ける。
ここで有利には、当該変換器の分解能は７ｂｉｔより大
に選定するとよい。ここでほぼ０．０１と１ｍｓｅｃと
の間の時間間隔でデジタルコード信号が個別離散化され
た値で伝達される。但し、有利には、測定された衝突信
号は次のように処理されてもよい、即ち、フィルタリン
グ及び／又は積分されるように処理されてもよい。その
ような衝突信号は、他の手法によっても、検出された衝
突センサ信号から導出され得るのであり、例えば、短い
時間インターバルに亘っての平均値形成により、衝突セ
ンサ信号の過去値又は類似値の関与によっても導出され
得る。そのようにして、できるだけノイズの影響を受け
ないでおり、車両前方領域における衝突事象に関して可
及的に情報力のある衝突信号が求められる。ここで、衝
突センサ信号からの衝突信号の導出を、時間的にＡ／Ｄ
変換の前、又はその後に行い得る。この手段により、中
央制御ユニットは、圧縮された形態で最重要の情報が得
られ、その際その計算容量が過負荷されることはない。
【００１１】請求項６、７及び８は、リモート評価器に
よる衝突センサ信号の時間的評価を対象とする。ここで
リモート評価器は、有利に、インターフェースを介して
コード信号を中央制御ユニットへ送出し、このコード信
号は、例えば次のようなメッセージを内容とする；車両
前方領域にて衝突に基づき検出された速度シーケンス
は、わずかであり、更にそれの最高値は比較的大きな時
間インターバルで到達したものであるというものであ
る。乗員保護手段は、制御ユニットによって各作動状態
を段階的に制御することができ、制御ユニットの評価器
は、加速度センサによって供給された加速度信号及びコ
ード信号に依存して乗員保護手段の、段階的に制御する
ことができる複数の作動状態のうちの１つを選択し、該
選択された１つの作動状態に乗員保護手段をトリガする
ように構成されている。乗員保護手段は、制御ユニット
によって各作動状態を連続的に制御することができ、制
御ユニットの評価器は、加速度センサによって供給され
た加速度信号及びコード信号に依存して乗員保護手段
の、連続的に制御することができる作動状態を選択し、
該選択された作動状態に乗員保護手段をトリガするよう
に構成されている。
【００１２】衝突センサ信号の時間的経過の付加的評価
及びそれにより得られる情報を、中央制御ユニットに伝
達されたコード信号内へ組込、包含させることにより、
更に、衝突センサユニットによる中央制御ユニットへの
計算負荷が低減される。
【００１３】本発明のさらなる有利な発展形態がほかの
サブクレームに記載されている。
【００１４】本発明の実施例及びそれの発展形態を次に
図を用いて詳述する。
【００１５】各図は次のことを示す。
【００１６】図１は、車両における本発明の装置の空間
的配置構成を示す。
【００１７】図２は、衝突センサユニットのブロック接
続図である。
【００１８】図３は、中央制御ユニットのブロック接続
図である。
【００１９】図４は、時間に関するアナログ信号及び所
定のサンプリング時点で個別離散化された値の特性図で
ある。
【００２０】図５は、衝突センサユニットから伝達され
たコード信号及び中央加速度信号の評価に依存にしての
多段の乗員保護手段に対するトリガマトリクスの説明図
である。
【００２１】図１には、シンボリックに示す車両におけ
る本発明の装置の空間的配置構成を示す。車両における
中央位置にて、例えば、車両トンネル部にて、配置され
ているのは、中央制御ユニット３である。二重矢印で表
されているのは、中央に配された加速度センサ３２，３
３の感度軸である。ここで、制御ユニット３は、車両長
手方向加速度に対する加速度センサ３２及び車両横断方
向加速度に対する加速度センサ３３を有する、データ線
路２を介しては、車両の前方領域内に配されたリモート
衝突センサユニット１が電気的に制御ユニット３に接続
されている。更に制御ユニット３は、点火線路４を介し
て、運転者エアバッグ５１の第１及び第２インフレーシ
ョン膨張段に対する点火エレメント５１１，５１２に接
続され、さらに、助手席、同乗者エアバッグ５２の第
１、第２インフレーション膨張段に対する点火エレメン
ト５２１，５２２に接続されている。
【００２２】衝突センサユニット１の傍らの片側矢印の
示しているのは、衝突センサユニット１が衝突センサ、
殊に、加速度センサを有し、該センサは、矢印で示す車
両方向の加速度に対して、つまり、前方又は斜め方向衝
突の際に車両の前方領域へ作用するような車両長手方向
減速度に対して感受性を有するものである。
【００２３】図２は、本発明による衝突センサユニット
１を示し、この衝突センサユニット１は、衝突センサ１
２、評価器１３−これはマイクロプロセッサ１３１及び
ロジックユニットとして構成された診断ユニット１３２
を有する−、インタフェース１１を有する。車両減速度
検出のための、電子的加速度センサとして構成された衝
突センサ１２は、それの衝突センサ信号ａをマイクロプ
ロセッサ１３１に供給し、このマイクロプロセッサ１３
１は、衝突センサ信号ａを比較的高い分解能でＡ／Ｄ変
換し、積分し、そのように形成された衝突信号を有利に
は複数の限界値と比較する。衝突信号が複数限界値のう
ちの１つを越えると、１つの相応のコード信号ｃｏがイ
ンターフェース１１を介して送出される。
【００２４】代替選択的に、衝突センサ信号ａから、例
えば、アナログ回路装置にて、増幅、フィルタリング又
は積分により、１つの衝突信号が取得され、この衝突信
号は、先ず、ひきつづいてＡ／Ｄ変換される。Ａ／Ｄ変
換された衝突信号が直接的にインターフェースを介して
伝送される場合、わずかな分解能を有するＡ／Ｄ変換器
が好適である。
【００２５】前述のマイクロプロセッサ、又は、前述の
アナログ回路装置の代わりに、リモート評価器１３１
は、ワンチップ部品として衝突センサ１２と共に統合
化、集積化され得る。
【００２６】但し、コード信号ｃｏがインターフェース
１１を介して出力され得るのは衝突センサ信号又は衝突
信号が所定の限界値を越えるときだけではない。有利に
は、ダイナミック特性、つまり、衝突センサ信号又は衝
突信号の時間的特性経過が、コード信号ｃｏの生成のた
め考慮される。有利には、或時間間隔−この時間間隔内
では、衝突信号が所定の限界値を越える−に依存して、
相応のメッセージが、コード信号ｃｏとして、インター
フェース１１を介し、また、インターフェース１１に接
続されたデータ線路２を介して、中央制御ユニット２へ
伝送される。ここで、有利には先行の時間インターバ
ル、つまり、殊に、一定長の時間窓−これは、時間の経
過と共に移動する−が、衝突センサ信号又は衝突信号の
ダイナミック特性についてチェックされる。例えば、時
間窓内で衝突信号が第１の値領域を越えると第１のコー
ド信号が生成され、そして、時間窓内で第２の比較的大
きな値領域を越えると第２のコード信号が生成される。
【００２７】ここで、インターフェース１１は、衝突セ
ンサユニット１と制御ユニット３との間の制御下でのデ
ータの伝送のための物理的及び機能的な前提条件を規定
する。図３の制御ユニット３は、そのようなコード信号
ｃｏをデータ線路２からインターフェース３１を介して
受取り、そして、少なくとも、コード信号ｃｏ中に含ま
れている情報を評価器３４に転送する。評価器３４は、
さらに、長手方向加速度センサ３２ないし横方向加速度
センサ３３の加速度信号ｂ及びｃを捕捉記録する。更
に、評価器３４は、さらなるインターフェース３５の信
号を受取り、このさらなるインターフェース３５には有
利に、チャイルドシート及び／又は乗員−及び／又は重
畳識別用装置が接続される。中央評価器３４は、受信さ
れた信号を評価する、例えば、リモート測定で求められ
た速度低減と、中央で求められた速度低減との間の差の
形成により、合成−速度低減を形成し、そして、例え
ば、合成−速度低減が限界値を越えると、制御信号ＳＴ
を用いて制御可能な終段３７の導通スイッチングによ
り、点火線路４を介して接続されている、記入されてい
ない点火エレメントを点火する。終段３７の導通制御に
より、接続された点火エレメントが、エネルギ源３６か
らエネルギを供給され、以て、点火エレメントに配属さ
れた乗員保護手段を少なくとも部分的にトリガする。診
断ユニット１３２は、適当な診断ルーチン／測定によ
り、衝突センサ１２、アルゴリズムユニット１３１及び
インターフェース１１の機能性をチェックする。
【００２８】衝突センサユニット１に欠陥のあることが
確認されると、有利には本発明の装置のさらなる作動モ
ードの切換がなされ、このさらなる作動モードでは、所
属の乗員保護手段が、中央評価器により、たんに、中央
加速度センサの加速度信号に基づいてトリガされる。
【００２９】図４は、図３に関連して説明した衝突信号
Ｘを時間ｔに関して示してあり、ここで、衝突信号Ｘ
は、積分された衝突センサ信号を表すのみならず、衝突
センサ信号から導出された車両前方車体領域の速度低減
に対する尺度をも表す。衝突に基づき生じる、早期の時
点での速度低減は、後期の時点での速度低減より大であ
る。記入された太線マークは、リモート評価器１３内で
Ａ／Ｄ変換された衝突信号Ｘを表す。時点ｔ0〜ｔ7は、
サンプリング時点を表す。限界値Ｇ0〜Ｇ6は、個々の離
散個別化段を表し、ここで、そのつど、アナログ信号Ｘ
が所定の離散個別化を越したか否かがチェックされる。
離散個別化された衝突信号Ｘを用いて、以下、識別され
た衝突の激しさ及び時間的経過がリモート評価器により
重み付け、評価される。当該の推定、結論に基づき、所
定のコード信号が中央制御ユニットへ転送される。
【００３０】図５は、中央評価器内にソフト及びハード
ウエアとして格納されているトリガストラテジィを示
し、このトリガストラテジィは、リモート衝突センサの
測定された衝突センサ信号及び中央加速度センサの加速
度信号に依存して乗員保護手段の個別の段、段階に対す
るトリガ判定を行うものである。
【００３１】水平方向にプロットしてあるのは、中央加
速度センサから送出された加速度信号の、中央評価器に
よりなされた評価である。中央加速度センサ３２の加速
度信号からは、Ａ／Ｄ変換の後乗客空間の速度低減に対
する中央衝突信号が導出される。当該の中央衝突信号と
しての前記の速度低減は、ひきつづいて、相異なる限界
値と比較される。ここで、各限界値は、可変であり、殊
に、衝突に依存したり、又は、一定に形成され得る。中
央衝突信号が、第１のわずかな限界値を越えると、可変
値ＬＥＶ１がセットされ、そして、中央衝突信号がさら
なる限界値−これは、第１の限界値より大である−を越
えると、可変値ＬＥＶ２がセットされ、そして中央衝突
信号が第３の著しく高い限界値を越えると、可変値ＬＥ
Ｖ３がセットされる。
【００３２】衝突センサユニットにより衝突の評価のた
め、コード信号ｃｏ１〜ｃｏ４の形態の４つのメッセー
ジが設けられている。ここで信号ｃｏ１は次のことを表
す、即ち、弱い速度低減がリモート検出されたこと、そ
して、この弱い速度低減は、たんに緩慢に到達したもの
であることを表す。コード信号ｃｏ２は、比較的緩慢に
到達した中位の速度低減を表し、コード信号ｃｏ３は、
中程度に長く持続する持続時間内で到達した高い速度低
減を表し、コード信号ｃｏ４は、著しく短い時間内に到
達した高い速度低減を表す。そのように形成されたコー
ド信号ｃｏにより、衝突センサユニットでは衝突の強さ
のみならず、それのダイナミック特性も評価される。
【００３３】図５のマトリクスは、どのような条件下
で、そして、ＹＥＳの場合には、所属の乗員保護手段の
どの段、段階がトリガされるべきであるかを示す。乗員
保護手段は、２段、２段階に構成されている。それの第
１の段は、エアバッグのたんにわずかな容積を交換する
か、又はエアバッグをわずかなガス圧で交換するもので
あって、制御信号ＳＴ１により作動化されるものであ
り、それの第２段は、第１の段を越えて比較的大きなエ
アバッグ容量を作動化し、通常比較的アグレッシブにイ
ンフレーション膨張するものであり、制御信号ＳＴ２に
より作動化される。評価に基づきインフレーション膨張
何れの段のトリガも必要でない場合には、図５のマトリ
クスにおいて、エントリＮＯが該当する。
【００３４】図５のマトリクスの解釈を幾つかの例を用
いて施す。例えば、衝突センサユニットが強い迅速な衝
突（ｃｏ４）を検出し、これに対して、中央制御ユニッ
トがたんに弱い衝突（ＬＥＶ１）のみを検出したなら
ば、当該の情報から結論できることは、車両がトラック
（ＬＫＷ）の下方に入り込んだとういことであり、ここ
で、既に前方の車体領域が殊に中央にて変形され、車両
の長手方向サイドメンバ支持体−これは衝突を中央制御
ユニットへ伝達する−はそれまで衝撃を受けていなかっ
たのである。但し、変形は、次のように重大なものであ
ると評価される、即ち、エアバッグはそれの第１段にト
リガ（ＳＴ１）されるべきであり、殊に、近い中に、車
両の長手方向サイドメンバ支持体を介しても、著しいエ
ネルギ低減が行われるという背景がある場合にはそのよ
うに評価がなされる。他方で、衝突センサユニットが例
えば、たんに緩慢に到達する（ｃｏ１）弱い速度低減を
呈し、そして、中央制御ユニットが著しい速度低減（Ｌ
ＥＶ３）を検出した場合、トリガはなされない。次のこ
とを基礎とすることができる。即ち、減速度が無い場
合、又は、たんにわずかな減速度がリモート検出された
場合、例えば車両が道路の孔のところを通過走行するこ
とに基因して車両が道路底部に車両が載るようなことが
起こっていることを基礎とすることができ、ここで、乗
員保護手段のトリガは必要ないということである。 ［図面の簡単な説明］
【図１】車両における本発明の装置空間的配置図。
【図２】衝突センサユニットのブロック接続図。
【図３】中央制御ユニットのブロック接続図。
【図４】時間に関するアナログ信号及びそれの離散個別
化値の特性図。
【図５】コード信号と中央加速信号に依存しての多段乗
員保護手段に対するトリガがマトリクスの概略図。
【符号の説明】
１ 衝突センサユニット、 ２ データ線路、 ３ 中
央制御ユニット、 ４点火線路、 ５ 乗員保護手段、
１１ インタフェース、 １２ センサ、１３ 評価
器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エマニュエル ガルシア アメリカ合衆国 ミシガン ステアリン グ ハイツ グローセスター 3064 (72)発明者 マルクス ハイザー ドイツ連邦共和国 アルツェナウ メリ ケシュトラーセ ６ (56)参考文献 西独国特許出願公開3811217（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60R 21/32 B60R 21/01

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両における乗員保護装置において、 車両の前方部分に配置された衝突センサユニット（１）
    を有し、該衝突センサユニット（１）は、当該の衝突セ
    ンサ（１２）から送出された衝突センサ信号（ａ）に対
    する評価器（１３）を備え、また、コード信号（ｃｏ）
    をデータ線路（２）上へ送信するためのインターフェー
    ス（１１）を備え、ここで前記コード信号（ｃｏ）は、
    評価された前記衝突センサ信号（ａ）に依存して生成さ
    れ、そして、次のような場合出力されるものであり、即
    ち、前記衝突センサ信号（ａ）又は前記衝突センサ信号
    （ａ）から導出された衝突信号が所定の時間間隔内で所
    定の値に達したことが前記衝突センサユニット（１）の
    前記評価器（１３）により確認検出された場合、当該の
    コード信号の出力がなされるものであり、 車両の中央領域内に配置された、乗員保護手段の制御の
    ための制御ユニット（３）を有し、前記制御ユニット
    は、前記データ線路（２）を介して前記衝突センサユニ
    ット（１）に接続されており、また、前記コード信号
    （ｃｏ）を受信するためのインターフェース（３１）を
    備え、 加速度センサ（３２）及び、当該の加速度センサ（３
    ２）から送出された加速度信号（ｂ）に対する評価器
    （３４）を備え、 前記制御ユニット（３）の前記評価器（３４）は、前記
    加速度センサ（３２）から送出された評価された前記加
    速度信号（ｂ）及び前記コード信号（ｃｏ）に依存して
    前記乗員保護手段を制御するように構成されていること
    を特徴とする車両における乗員保護装置。
  2. 【請求項２】 衝突センサ信号（ａ）又はアナログ衝突
    センサ信号（ａ）から導出された衝突信号が、アナログ
    ／デジタル変換されるように構成されている請求項１記
    載の装置。
  3. 【請求項３】 衝突信号が、少なくともフィルタリング
    又は積分により衝突センサ信号（ａ）から導出されるよ
    うに構成されている請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 コード信号（ｃｏ）は、アナログ／デジ
    タル変換器の出力側におけるデジタル衝突信号に依存し
    ている請求項２記載の装置。
  5. 【請求項５】 アナログ／デジタル変換器は、７ｂｉｔ
    より大の分解能及び１ＫＨｚより高いサンプリングレー
    トを有する請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 衝突センサユニット（１）から送信され
    たコード信号（ｃｏ）が繰返し送信される請求項１から
    ５項までのうち何れか１項記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記乗員保護手段は、制御ユニット
    （３）によって各作動状態を段階的に制御することがで
    き、前記制御ユニット（３）の前記評価器（３４）は、
    加速度センサ（３２）によって供給された加速度信号
    （ｂ）及びコード信号（ｃｏ）に依存して前記乗員保護
    手段の、段階的に制御することができる複数の作動状態
    のうちの１つを選択し、該選択された１つの作動状態に
    前記乗員保護手段をトリガするように構成されている請
    求項１から６項までのうち何れか１項記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記乗員保護手段は、制御ユニット
    （３）によって各作動状態を連続的に制御することがで
    き、前記制御ユニット（３）の前記評価器（３４）は、
    加速度センサ（３２）によって供給された加速度信号
    （ｂ）及びコード信号（ｃｏ）に依存して前記乗員保護
    手段の、連続的に制御することができる作動状態を選択
    し、該選択された作動状態に前記乗員保護手段をトリガ
    するように構成されている請求項１から６項までのうち
    何れか１項記載の装置。
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