JP4469497B2 - 転倒に至るクリティカルな車両角度位置の検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、１つまたは複数の旋回レートセンサにより、長手方向軸を中心とした旋回レートと横方向軸を中心とした車両の旋回レートのうち少なくとも一方を測定し、測定された旋回レートの積分により、車両長手方向軸を中心としたローリング角と車両横方向軸を中心としたピッチング角のうち少なくとも一方を求めて、その結果から閾値判定によりクリティカルな角度位置を検出する形式の、転倒に至るクリティカルな車両角度位置の検出方法に関する。
【０００２】
未公開のドイツ連邦共和国特許出願 196 09 717.1 には、このような形式の方法について記載されている。車両が転覆してしまったとき、車両内に装備されている保護機構が適時にトリガされなければならない。そのような保護機構としてはたとえばロールバー、ベルトテンショナならびに様々なエアバッグが挙げられる。それらの保護機構をすべて適時にトリガできるようにするためには、車両がその長手軸および横方向軸を中心にして旋回して転がったのかを、できるかぎり早期に検出しなければならない。転倒過程を誤って判定してしまうようなことは、できるかぎり排除しなければならない。車両の実際の角度位置と一致しないローリング角またはピッチング角が回転レートないしは旋回レートの積分から得られたとき、誤った判定が引き起こされてしまう。旋回レートセンサは一般にオフセットを有していることから、角度位置計算にあたり不本意なことにエラーが生じてしまう。
【０００３】
したがって本発明の課題は、旋回レート測定時にオフセットにより生じるエラーをできるかぎり広範囲にわたり抑えることにある。
【０００４】
発明の利点
請求項１の特徴部分によれば上述の課題は、個々の旋回レートが下方の旋回レート閾値を超え、かつ上方の旋回レート閾値よりも低いときのみ、該旋回レートに対し積分を行い、前記閾値を、個々の旋回レートセンサのオフセット誤差に依存して設定し、前記旋回レートの積分を所定のリセット時間後に中止し、新たに開始することにより解決される。この構成を採用したことで、実際の角度位置からはなはだしく隔たった高い値をもつ角度が常に実行中の積分によって生じてしまうことが排除され、そのような値は現実には合致しない転倒過程として解釈される。
【０００５】
さらに請求項１の特徴部分に記載されているように、積分から得られるローリング角またはピッチング角の大きさに依存して、またはセンサエラーの大きさに依存して、リセット時間を求めるのが好適である。
【０００６】
実施例の説明
次に、図面に示されている実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【０００７】
図１は、車両の転倒過程に至るクリティカルな角度位置を求めるための機能ブロック図である。
【０００８】
図２は、旋回レートおよびローリング角度の時間経過特性を示す図である。
【０００９】
図１中に車両固有の座標系が描かれており、この座標系は車両の縦方向軸ｘ、横方向軸ｙおよび垂直方向軸ｚを表している。車両には、縦方向軸ｘを中心とする車両の旋回レートないしは回転レートを測定する旋回レートセンサＤＳｘと、横方向軸ｙを中心とする車両の旋回レートを測定する旋回レートセンサＤＳｙが配置されている。後続の機能ブロックにおいてたとえば旋回レートωｘが処理され、これは転倒過程を引き起こすことが最も多い旋回レートであって、つまり車両の長手方向軸を中心とした旋回レートである。車両の横方向軸ｙを中心とした旋回レートωｙも、旋回レートωｘと同じようにして評価される。
【００１０】
図２には、旋回レートωｘの時間経過特性が描かれている。周知のように旋回レートセンサはオフセット誤差を有しており、つまり実際には車両がまったく旋回していなくても、測定された旋回レートを示してしまう。このようなオフセット誤差を抑える目的で、正の旋回方向について下方の閾値＋ωｕと上方の閾値＋ωｏを設けるとともに、負の旋回方向についても下方の閾値−ωｕと上方の閾値−ωｏを設ける。これらの閾値は、該当する旋回レートセンサにおける個々のオフセット誤差に従って経験的に求められる。そして閾値判定装置ＳＥ１において、測定された旋回レートωｘのうち、下方の閾値＋ωｕ、−ωｕよりも高くかつ上方の閾値＋ωｏ、−ωｏよりも低い旋回レートだけが通される。つまり、閾値＋ωｕと＋ωｏの間もしくは−ωｕと−ωｏの間の測定旋回レートωｘだけが、積分器ＩＴへ供給される。下方の閾値＋ωｕ、−ωｕよりも低い旋回レートや上方の閾値＋ωｏ、−ωｏよりも高い旋回レートが抑圧されることで、旋回レートωｘに対する後続の積分ＩＴによって得られるローリング角φｘにおいて、旋回レートセンサＤＳｘのオフセットに起因する可能性のある角度成分は生じない。
【００１１】
しかしながら閾値＋ωｕ、−ωｕおよび＋ωｏ、−ωｏによる積分動作のマスクにより、計算された位置角度において以下のようなエラーの生じる可能性がある。図２には車両の旋回レートωｘの時間経過特性が描かれており、これによればまずはじめに縦方向軸を中心にして正の方向で非常に早い旋回運動をし、ついで非常にゆっくりと戻りながら負の方向で旋回している。これによりまずはじめに旋回レートωｘが著しく激しく上昇し、その際に下方の閾値＋ωｕも上回り、その後、負の領域に入り込むまで再び下降するが、下方の閾値−ωｕは超えない。なぜならば、著しく僅かな旋回レートで逆戻り旋回が行われるからである。このような状況はたとえば、走行路の傾きの強さが様々なときに生じる可能性がある。車両横方向軸を中心としたピッチング角の実例では、たとえば車両が高速で山を下り、ついで低速で再び登坂走行するような場合に、似たような状況が発生する。測定された旋回レートωｘの一部分が下方の閾値−ωｕを超えないので、旋回レートにおけるその成分はやはり、積分ＩＴにより得られる角度ωｘにも寄与しない。したがって角度φｘは、旋回レートωｘの積分にあたり下方の閾値＋ωｕを下回るまでに生じる値を保持する。これにより最終的に角度φｘは、かなり大きすぎる値をもつことになる。ここで車両がさらに旋回すると、角度φｘにおけるそのような過度に高い値はさらにいっそう高まる可能性があり、車両が転覆などしてもいないのに車両が転倒したと回路が判定し、つまりは保護機構がトリガされるような領域へと、非常に素早く入ってしまう可能性がある。
【００１２】
さて、オフセット抑圧にあたり既述のような角度エラーをできるかぎり抑える目的で、以下の措置がとられる。すなわちリセットスイッチングブロックＲＳが設けられており、これは積分器ＩＴへリセット信号ｒｓを送出し、これによって旋回レートωｘの積分が中止され、リスタートされる。つまり、リセット時点において到達していた角度φｘが初期角度にリセットされ、この角度は０であるかまたは他の小さい所定値に対応する。旋回レートが下方の閾値＋ωｕ、−ωｕを超えたとき、リセットスイッチングブロックＲＳは積分器ＩＴからスタート信号ｒｔを受け取り、これによって積分が開始される。スタート信号ｒｔが現れてから、カウンタはリセット時間にわたって動作し、このリセット時間経過後、リセット信号ｒｓが積分器ＩＴへ送出される。このリセット時間は、積分器から得られる角度φｘの大きさに依存して設定することができる。このため、リセットスイッチングブロックＲＳに対し角度φｘが供給される。また、このリセット時間をセンサエラーに依存させることもできる。
【００１３】
リセットスイッチングブロックＲＳに供給されるセンサエラーｓｆは、旋回レートセンサにおいて経験的に求められた複数のエラーによって合成されている。そのようなエラーとはたとえば、オフセット誤差や直線性誤差などである。さらにリセット時間を車両型式に依存させることもできる。それというのも、他の車両よりも僅かなピッチング角またはローリング角においてすでに転倒してしまう車両が存在するからである。
【００１４】
このように積分器ＩＴのリセット過程により、決して転倒には至らないであろう車両運動によって、閾値判定段ＳＥ２で車両の転倒とみなされてしまう大きさの値まで角度φｘが上昇するリスクがなくなる。閾値判定段ＳＥ２は、角度φｘが所定のクリティカルな閾値を超えたとき、車両の保護機構ＡＢへトリガ信号ａｓを送出する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 車両の転倒過程に至るクリティカルな角度位置を求めるための機能ブロック図である。
【図２】 旋回レートおよびローリング角度の時間経過特性を示す図である。

Claims (1)

1. １つまたは複数の旋回レートセンサ（ＤＳｘ、ＤＳｙ）により、長手方向軸（ｘ）を中心とした旋回レートと横方向軸（ｙ）を中心とした車両の旋回レート（ωｘ，ωｙ）のうち少なくとも一方を測定し、
   測定された旋回レート（ωｘ）の積分（ＩＴ）により、車両長手方向軸（ｘ）を中心としたローリング角（φｘ）と車両横方向軸（ｙ）を中心としたピッチング角のうち少なくとも一方を求めて、その結果から閾値判定（ＳＥ２）によりクリティカルな角度位置を検出する形式の、
   転倒に至るクリティカルな車両角度位置の検出方法において、
   個々の旋回レート（ωｘ）が正の旋回方向における下方の旋回レート閾値（＋ωｕ）を超えかつ正の旋回方向における上方の旋回レート閾値（＋ωｏ）よりも低いときのみ、または負の旋回方向における下方の旋回レート閾値（−ωｕ）を超えかつ負の旋回方向における上方の旋回レート閾値（−ωｏ）よりも低いときのみ、該旋回レートに対し積分（ＩＴ）を行い、
   前記旋回レート閾値（＋ωｕ，−ωｕ，＋ωｏ，−ωｏ）を、個々の旋回レートセンサ（ＤＳｘ，ＤＳｙ）が有するオフセット誤差に依存して設定することにより該個々の旋回レートセンサ（ＤＳｘ、ＤＳｙ）が有するオフセット誤差を抑圧して誤検出を排除し、
   前記旋回レート（ωｘ）の積分（ＩＴ）を所定のリセット時間後に中止し、新たに開始し、
   前記リセット時間を、積分（ＩＴ）により得られたローリング角度（φｘ）またはピッチング角度（φｙ）に依存して、またはオフセット誤差と直線性誤差のうち少なくとも一方から成るセンサエラー（ｓｆ）の大きさに依存して求め、
   前記積分のリセットを、前記ローリング角度（φｘ）またはピッチング角度（φｙ）が前記閾値判定（ＳＥ２）によるクリティカルな角度位置誤検出に至るまで上昇する前に実行して、過度に大きな該ローリング角度（φｘ）または該ピッチング角度（φｙ）を抑圧して誤検出を排除することを特徴とする、
   転倒に至るクリティカルな車両角度位置の検出方法。

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