JP4106379B2 - 自動車の乗員拘束装置のトリガ決定と起動制御のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の乗員拘束装置のトリガ決定と起動制御のための方法および装置に関している。

今時の乗員拘束装置、例えばフロントエアバック、サイドエアバック、ニーエアバックやベルトプリテンショナ、ベルト応力リミッタなどの乗員拘束装置の起動制御機器は、様々なセンサに接続されており、それらのセンサを介して生じ得る衝突やその経過に関する情報を有した信号が得られる。これらの情報は、例えばデジタルデータ信号の形態で伝送され、起動制御機器ないで適切なソフトウエアを用いて所定のアルゴリズムによって評価される。

いわゆるエアバック制御機器では、そのトリガ決定の際にとりわけ転覆事項の場合には、センサデータとそこから導出される状態量、例えばセンサデータが所定の閾値に達した時点からの積分された回転レートなどの状態量しか考慮されない。選考経過からのセンサ値や状態値、すなわち当該の閾値に達する前のセンサ値や状態値はここでは考慮されていない。このようなケースでの閾値とは、例えば加速度センサ、回転レートセンサ、あるいは走行路からの車輪の浮き上がりを識別するセンサ系からの信号の振幅など、所定の信号値の上回りを意味する。

その場合に不都合なことは、自動車の偏倚ないしは自動車の転覆直前の初期位置が考慮されないことである。またそれらをセンサを用いるだけで形成することも困難である。なぜなら、走行動特性のパラメータと障害量、例えば平坦でない道路に起因する振動などは測定が重なってしまう。

ここにおいて自動車が転覆事故直前においてすでに不安定な状態にあった時には、乗員拘束装置のトリガ決定や起動制御のもとでは考慮がなされない。その結果として場合によっては乗員拘束装置の最適なトリガ決定が起きなかったり、乗員拘束装置の遅すぎるトリガ決定が起こり得る。

さらに自動車に組み込まれたナビゲーションシステム内では自動車の目下の位置、ポジション、速度、走行方向およびルートなどに関するデータが存在する。しかしながらこれらのデータは、自動車の乗員拘束装置のトリガ決定と起動制御に対しては用いられていない。

発明の利点
本発明は、自動車内には所属の制御装置を備えた乗員拘束装置並びにナビゲーションシステムが存在し得ることを前提としている。

独立請求項の特徴部分に記載された本発明による自動車の乗員拘束装置のトリガ決定と起動制御のための方法および装置は次のような利点を有している。すなわち自動車の乗員拘束装置、例えばエアバックに対する制御のトリガ決定が最適化でき、並びに自動車の不可逆性の乗員拘束装置、例えば不可逆的ベルトプリテンショナが既に早期時点で起動制御されることである。

以下の明細書では、本発明の基本的な考察を説明する。この基本的考察はナビゲーションシステム内に存在するデータが考慮されて乗員拘束装置の起動制御機器に伝送されることからなっている。ナビゲーションシステムを用いれば、自動車の位置、速度、方向、ルートが確定される。適切な記憶媒体内にある地理的なマップ材料を用いれば、自動車がどこに存在しているのかを求めることができる。例えば、記憶媒体中の正確な地勢図材料を用いることによって、例えば自動車のルート上の側方斜面やカーブ、丘陵部などが求められる。その場合にはとくに危険箇所が着目される。これにより所定のルート上を走行する自動車の位置に関わる目標値が、そのルート上で自動車が通過する様々な箇所毎に確定される。それによりそのルート上で自動車が通過する箇所に対して、それぞれ所定の数の自動車特性の目標値が存在する。これらの目標値は、実際値と比較される。この実際値は、それぞれの目下の当該箇所にて自動車に関連して求められる。

そのような目標値は、例えばカーブなどにおいて推定される自動車の変位であってもよい。このことは、自動車が所定のルート上でカーブを走行することを意味する。この場合例えば所定の横方向加速度値やステアリングロックが存在し得る。自動車が例えば過度に高まった速度に基づいて、事前に算出されたルートからずれた場合には、目標値と実際値の間の比較のもとで、所定の絶対値が生じ、これがさらなる閾値と比較されるかもしくは予め定められたテーブル値と比較される。

この実際値と目標値の間の偏差に基づいて、相応に依存するデータが形成される。これらのデータは、そのつどの自動車の走行状態における偏差がどの位“危険”なものであるのかに関する情報を含んでいる。これらの相応のデータは、アナログ値の形態で、若しくは１つまたは複数のビットを有するいわゆるデータワードの形態で形成され得る。それらのデータはその後で乗員拘束装置のための制御装置に伝送される。この伝送は、例えばバスシステムによって行われる。

それによって、自動車の乗員拘束装置のための制御装置は、これらのそのつどの走行状況に関するデータを用いて乗員拘束装置のトリガ決定ないしは起動制御を最適化でき、ないしは不可逆的な拘束手段を危険な走行状況において早期に駆動制御できる。さらにこれらのデータは、積分器やカウンタなどの状態量の初期条件を形成するのに用いることができる。

本発明の自動車の乗員拘束装置のトリガ決定と起動制御のための方法の別の有利な実施例によれば、位置に関わる周辺データが第１のデータソースから読み出され、さらに位置に関わるトポロジデータが第２のデータソースから読み出される。なぜならばそれによってそのつどの自動車周辺環境が有利には完全に所定のデータフォームで存在するからである。

本発明による方法のさらに別の有利な実施例によれば、自動車の位置に関わる目標値の確定の際に、自動車の位置、速度、方向およびルートに対する目標値が当該自動車のルート上にある複数の箇所のうちの少なくとも１つに対して確定され、さらに自動車の方向付けのための目標値が、自動車の速度と方向を用いて、当該自動車のルート上にある、前記サブステップによって確定された複数の箇所のうちの少なくとも１つに対して求められる。これにより有利には、危険な箇所が早期時点で識別できるようになる。これらの情報は有利にはさらなる安全システム、例えば自動制動装置に対して利用できる。

自動車の方向付けの確定は、自動車の例えばカーブにおける速度と走行方向を用いて行われる。

本発明のさらに別の有利な実施例によれば、自動車の位置、速度、方向、ルートに対する実際値が、自動車の位置に関わる目標値を確定する前記サブステップにおいて当該自動車のルート上にある複数の確定箇所のうちの少なくとも１つに対して求められ、自動車の方向付けのための実際値が、当該自動車の速度と方向の実際値を用いて求められる。これは自動車の目下の位置状態の有利な確定を可能にさせる。

さらに有利には、本発明の方法によれば、自動車の目標値と実際値の比較の際に、自動車の目標値と実際値の比較結果と所定の閾値とが比較され、相応する信号が形成される。それにより車両固有の周辺条件が考慮される。

本発明による方法のさらなる実施形態によれば、乗員拘束装置のトリガ決定と起動制御のためのこれらのデータの考慮に対して、自動車の方向付け目標値に依存して相応のデータが伝送及び／又は供給され、自動車の方向付け実際値に依存して相応のデータが伝送及び／又は供給される。これによりこれらのデータは有利には簡単な形態で継続処理される。

本発明による自動車の乗員拘束装置のトリガ決定と起動制御のための装置は、データの考慮のための少なくとも１つの装置を有しており、そこではナビゲーションシステムからのデータが電子制御装置によって結合されている。この装置は、有利にはナビゲーションシステムからのデータの付加的な問合せ、確定及び処理を可能にしている。

本発明による装置の別の有利な実施形態によれば、複数のデータソースから自動車の周辺環境とルートのトポロジに関するデータが供給可能である。

さらに別の有利な実施形態によれば、データの考慮のための装置が、データソースを備えた自動車の位置の目標値と実際値を確定するための第１の装置と、目標値と実際値を比較するための第２の装置とを有している。これにより既存のないしは所定のデータが比較と継続処理に適した形態に適宜変換される。

さらに本発明による装置の別の実施形態によれば、データの考慮のための装置（４）は、データの伝送及び／又は供給のためのさらなる装置を有している。例えば適切なインターフェースは、データを次のようにバスシステムに供給する。すなわちその所定のアドレスが適正に到達されるように、若しくは駆動制御装置によって適正にアドレス指定されて呼び出されるように供給する。

本発明の利点は、乗員拘束装置のトリガ決定が制御装置によって最適化されることである。すなわち先行経過からの測定データと状態量とが共に使用され、内部状態量が実際の車両経過なしでもそれに良好に相応する。車両が例えば斜面上で閾値を上回る前に、乗員拘束装置（サイドエアバック、ルーフエアバック）のトリガが早期に行われ、乗員にとって最適な状態でトリガされる。

有利にはナビゲーションシステムのデータの考慮とその処理によって、そのつどの走行状況が自動車の乗員拘束装置のための制御装置によって転覆事故の確率を高めるようなリスクの高い走行状況の有無が判断され得る。それにより不可逆的乗員拘束手段、例えばベルトテンショナーなどが既に早期時点で起動制御される。

さらなる利点は、経済性である。自動車が既にナビゲーションシステムを備えている場合には、データの考慮が多大な付加コストなしでエアバック制御機器に受け継がれる。このことは例えば既存のバスシステムによって簡単に構築できる。さらにデータは有利にはエアバック制御機器内で継続処理される。

さらなる利点は、本発明による方法と本発明による装置によって考慮されたデータが自動車のそのルート上での安全性に先見的に利用できることである。通常は自動車のドライバは、光学的に若しくは音響的にナビゲーションシステムによって目前のルートに関する情報を受け取る。このことはナビゲーションシステムのディスプレイによって行われたり、所属のスピーカを通してサウンド的に行われる。ドライバはこれらの情報を自身の走りに置き換える。この置き換えは、所定の反応時間を伴うため不利であり、これは場合によっては危険な状況につながるおそれがある。そのほかにもドライバはナビゲーションのディスプレイを常に監視していることができない。本発明による方法によって処理されたデータの先見的な利用によれば、有利には、乗員拘束装置のみに活用化されるだけでなくて、自動車の自動速度制限装置に利用することも考えられる。ドライバ側からみれば、光学的及び音響的な頻繁な警告のすべてが必ずしも走行スタイルの周辺状況へのマッチングに結びつけられるわけではない。

図面
本発明は以下で図面に表されている実施例に基づいて詳細に説明される。この場合
図１は、道路上で所定の状況にある自動車を表した図であり、
図２は、本発明による装置１つの実施形態の概略的なブロック図である。

実施例の説明
自動車は、フロント、サイド、ウインドウ、ヘッド、ニー／フットエアバックを有し得る。またベルトプリテンショナやベルト応力リミッタも有し得る。これらのいわゆる乗員拘束装置５，６，７は、エアバック制御機器ないしは制御装置３（図２参照）と接続されている。この制御装置３は、生じ得る衝突の経過に関する情報を多数の種々異なるセンサから受け取る。これらの情報は、いわゆるアルゴリズムを介してソフトウエアを用いて評価される。車両の転覆のケースでは、これまでは、転覆直前の自動車の初期位置に関する所定の情報しか考慮されなかった。これらの情報の一部は、自動車の初期位置に該当し、自動車に組み込まれているナビゲーションシステム内に既に存在している。

本発明では、既存の情報が考慮され、制御装置に転送されている。

自動車の生じ得る初期位置は図１に示されている。

図１には道路１１上で所定の状況にある自動車１が表されている。この道路１１はここでは傾斜を伴って断面図で示されている。この傾斜は例えばカーブや側方の斜面などに存在し得る。

自動車１の位置は、当該自動車１内にあるナビゲーションシステム２によって事前に検出されまた算出されたデータを用いて自動車１の速度と方向に対する先行の位置に基づいて目標位置１４と共に確定される。

図１で示されている自動車１の走行状況においては、例えば目標位置１４が、過度に高まる速度に基づいて受け入れられなくなり、自動車１が実際位置１３（これは矢印で表されている）にあることが示されている。その結果として変位１２が生じ、これは本発明による方法によって求められ、適切なデータ形式で自動車１の乗員拘束装置の制御装置３に乗員拘束装置のトリガ決定とさらなる起動制御のために伝送される。

図２には、本発明による装置の１つの実施形態がブロック図で示されている。以下ではこの装置に基づいて本発明による方法をさらに説明する。

自動車１は、ナビゲーションシステム２を装備している。このナビゲーションシステム２は、既知の形態で自動車１の位置、速度、目下の位置の方向性を検出する。

地理的なマップ材料を用いて第１のデータソース８（例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ）から自動車がどこにいるのかが求められる。例えば側方の斜面上など。この第１のデータソース８からは、自動車の目下の位置に対して関連のある周辺状況データが読み出される。自動車１のさらに正確な周辺状況データは、第２のデータソース９から読み出される。これはそのつどの周辺状況の特殊なトポロジデータを含む。第２のデータソース９も例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどであってもよい。これらの周辺状況データは例えば所定の重要なデータと危険箇所に絞られてもよい。

さらに前記ナビゲーションシステム２は、自動車のセンサ系１０からの既知のデータ、例えば速度データ、走行方向データ、走破距離などを使用する。

ナビゲーションシステム２は、自動車１のルート上にあるさらなる箇所毎に自動車１の位置、速度、方向、ルートに対する目標値を確定する。また同様に当該箇所に対する自動車１の方向付けのための目標値も自動車１の速度と方向に基づいて定められる。この自動車の方向付けの確定は、例えばカーブにおける自動車の速度と走行方向を用いて行われる。

自動車１のルート上にある箇所は、事故の確率が高まる優先度の高い箇所である。これらの箇所は例えば見通しの悪いカーブや丘陵、橋などであり、それらはデータソース８，９から読み出される。

さらにナビゲーションシステム２によって自動車１の位置、速度、方向及びルートに対する実際値が検出される。同様に自動車１の方向付け実際値も自動車１の速度と方向の実際値を用いて算出される。

そのほかにセンサ系１０は、付加的なセンサを有し、それらは路面からの自動車１の車輪の浮き上がりを識別する。これらのセンサから供給されたデータは、自動車の目下の状態のさらなる実際値として共に考慮される。しかしながらこれらのセンサは、エアバック制御機器の構成要素でもあってもよく、その場合はそれらの信号がエアバック制御機器のトリガ決定に関与する。

データソース８，９を用いた自動車１の位置の目標値と実際値の確定は、ナビゲーションシステム２によってか若しくはデータの考慮のための装置４によって行われる。このデータの考慮ための装置４は、ナビゲーションシステム２の構成要素か若しくは独立したユニットであり得る。

前記データの考慮のためのユニット４は、事前に確定されるかないしは求められた目標値と実際値の比較を行い、その結果をさらに少なくとも１つの所定の閾値及び／又は目標値と比較する。この比較に基づいて相応の信号ないしはデータ信号が生成される。これらの信号は例えばビット列形成するものであってもよい。

これらのビット列ないしは相応のデータは、次のような情報を含んでいる。すなわち一方では自動車１の方向付け目標値に依存し、他方では自動車１の方向付け実際値にも依存する情報である。これらのデータは、電子制御装置３に接続されている乗員拘束装置５，６，７のトリガ決定と起動制御に用いられる。

電子制御装置３は、例えばエアバック制御機器であってもよい。データ考慮のための装置４による自動車１の方向付け目標値と実際値に依存した相応のデータの伝送によって、目下生じ得る転覆のもとで、乗員拘束装置５，６としての例えばフロント／サイドエアバックのトリガ決定が容易に加速される。

さらにデータ考慮のための装置４から伝送されたデータは、閾値及び／又は目標値の到達に基づいて走行に高いリスクが伴う場合の例えばベルトプリテンショナなどの乗員拘束装置の活動化に利用することもできる。

代替え的にトポロジデータは、ネットワーク毎の局所的データメモリを介する代わりに、車外のデータメモリから、例えば衛星通信などのワイヤレス接続を介して得ることも可能である。

本発明は前述してきた実施例に制限されるものではなく、多種多様な変更が可能である。

そのため例えば、データ考慮のための装置４が電子制御装置３内に統合されることも考えられる。その場合には、相応のデータ接続がナビゲーションシステム２と電子制御装置３の間で形成される。さらに、ナビゲーションシステム２，データ考慮のための装置４及び電子制御装置３を共通のバスシステムで通信させることも可能である。

道路上で所定の状況にある自動車を表した図 本発明による装置１つの実施形態の概略的なブロック図

Claims (8)

1. 自動車（１）の乗員拘束装置（５，６，７）のトリガ決定と起動制御のための方法において、
   （Ｓ１）自動車（１）の目下の位置を求めるステップと、
   （Ｓ２）自動車（１）の位置に関わる周辺データを求めるステップと、
   （Ｓ３）自動車（１）の位置に関わる目標値を確定するステップと、
   （Ｓ４）自動車（１）の位置に関わる実際値を確定するステップと、
   （Ｓ５）前記目標値と実際値を比較するステップと、
   （Ｓ６）これらのデータを乗員高速装置（５，６，７）のトリガ決定と起動制御のために考慮するステップとを有し、ここにおいて、
   前記方法ステップ（Ｓ３）が以下のサブステップ、
   （Ｓ３ . １）自動車（１）の位置、速度、方向およびルートに対する目標値を当該自動車（１）のルート上にある複数の箇所のうちの少なくとも１つに対して確定するステップと（Ｓ３ . ２）自動車（１）の方向付けのための目標値を、自動車（１）の速度と方向を用いて、当該自動車（１）のルート上にある、前記サブステップ（３ . １）によって確定された複数の箇所のうちの少なくとも１つに対して求めるステップとを有し、
   さらに前記方法ステップ（Ｓ４）が以下のサブステップ、
   （Ｓ４ . １）自動車（１）の位置、速度、方向、ルートに対する実際値を、前記サブステップ（Ｓ３ . １およびＳ３ . ２）において当該自動車（１）のルート上にある複数の確定箇所のうちの少なくとも１つに対して求めるステップと、
   （Ｓ４ . ２）自動車（１）の方向付けのための実際値を、当該自動車（１）の速度と方向の実際値を用いて求めるステップとを有していることを特徴とする方法。
2. 前記方法ステップ（Ｓ２）がさらに以下のサブステップ、
   （Ｓ２.１）自動車（１）の目下の位置に関わる周辺データを第１のデータソース（８）から読み出すステップと、
   （Ｓ２.２）これに対して位置に関わるトポロジデータを第２のデータソース（９）から読み出すステップを有している、請求項１記載の方法。
3. 前記方法ステップ（Ｓ５）がさらに以下のサブステップ、
   （Ｓ５.１）自動車（１）の目標値と実際値の比較結果と、所定の閾値とを比較するステップと、
   （５.２）相応する信号を形成するステップを有している、請求項１または２記載の方法。
4. 前記方法ステップ（Ｓ６）がさらに以下のサブステップ、
   （Ｓ６.１）自動車（１）の方向付け目標値に依存して相応のデータを伝送及び／又は供給するステップと、
   （Ｓ６.２）自動車（１）の方向付け実際値に依存して相応のデータを伝送及び／又は供給するステップを有している、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
5. 自動車（１）の乗員拘束装置（５，６，７）のトリガ決定と起動制御のための装置において、
   センサ系（１０）を有するナビゲーションシステム（２）と、
   自動車の位置付けに関するデータのためのデータソース（８，９）と、
   乗員拘束装置（５，６，７）と、
   前記乗員拘束装置（５，６，７）のための少なくとも１つの電子制御装置（３）と、
   データの考慮のための少なくとも１つの装置（４）を有しており、該装置（４）によってナビゲーションシステム（２）からのデータが電子制御装置（３）によって結合可能に構成されていることを特徴とする装置。
6. 前記データソース（８，９）から自動車（１）の周辺環境とルートのトポロジに関するデータが供給可能である、請求項５記載の装置。
7. 前記データの考慮のための装置（４）は、データソース（８，９）を備えた自動車（１）の位置の目標値と実際値を確定するための第１の装置と、目標値と実際値を比較するための第２の装置とを有している、請求項５または６記載の装置。
8. 前記データの考慮のための装置（４）は、データの伝送及び／又は供給のためのさらなる装置を有している、請求項５から７いずれか１項記載の装置。

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