JP4730669B2 - 車両における安全システムの始動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項１に記載の車両における安全システムの始動装置および請求項４１に記載の対応する方法に関する。
車両内の安全システムは、適当に反応できるように、走行状況あるいは事故状況を検出するセンサを必要としている。加速度および固体伝導音を検出する測定値検出器を衝突センサとして使用することは公知である。障害物への衝突あるいは障害物との衝突は、測定された加速度度および測定された固体伝導音の評価によって認識され、適当な安全処置が安全システムによって開始される。エアバッグ、ベルトテンショナあるいは歩行者保護システムのような安全システムの始動を改善するため、衝突の原因を突き止めることは、重要である。固体伝導音を検出するため今まで公知のセンサは、特に横方向の固体伝導音を検出するように構成されている。単独のセンサは、横方向の固体伝導音の伝搬方向を検出できないため、固体伝導音の根源を決定するためには、複数のセンサを組み合わせ、測定された固体伝導音を、場合によっては多大な計算費用で評価せねばならない。
加速度および固体伝導音を検出するセンサは、別の決定的な欠点を持っている。固体伝導音検出の感度方向は、多くの場合加速度検出の感度方向と一致しない。従って事故に適した安全システムの始動を保証するために、障害物の衝突した場所を決定するため、２つより多いセンサをしばしば設けねばならない。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００１５２７３号明細書から、加速度および固体伝導書を検出するため４つのセンサを設けた制御装置が公知であり、各センサが異なる感度方向を持つように、これらのセンサが配置されている。こうして加速度の方向を検出するだけでなく、センサの故障も検出することができる。
本発明の課題は、加速度および固体伝導音の検出に適した車両における安全システムの始動装置および方法を提供することである。
この課題は、請求項１の特徴を持つ車両における安全システムの始動装置、および請求項４１の特徴を持つ対応する方法によって解決される。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項からわかる。
本発明の主要な思想は、加速度および固体伝導音波の振動成分を検出できる車両センサの適当な配置をそれぞれの安全システムのために選択することであり、加速度検出の感度方向および固体伝導音検出の感度方向は、車両センサの構造および取付けの変化により、異なるかあるいは同じに方向づけられている。これより例えば衝突の際衝突場所の決定に必要な車両センサの数を最小にすることが可能となる。
本発明は、車両における安全システムの始動装置であって、加速度および固体伝導音により生じる周波数範囲にある振動を検出できかつ振動を検出する少なくとも１つの測定値検出器を含む少なくとも１つの車両センサ、および少なくとも１つの車両センサの信号を評価しかつそれに応じて安全システムを始動させる中央処理装置を有するものに関する。少なくとも１つの車両センサは、加速度を検出する少なくとも１つの測定値検出器の第１感度方向と、固体伝導音を検出する少なくとも１つの測定値検出器の第２の感度方向を持っている。それにより加速度と固体伝導音を同じあるいは異なる感度方向で検出することが可能である。それにより、例えば搭乗者保護システムを始動するため、加速度および固体伝導音を検出する感度方向が同じでなければならない範囲において、車両センサを使用することができる。同様に、例えば搭乗者保護システム用始動信号の信号妥当性検証を行うため、加速度および固体伝導音を検出するため異なる感度方向が必要な範囲において、使用が可能である。更に特定の車両素子の振動分析が必要な車両の診断システムにおける使用が可能である。
装置は、中央処理装置へ信号を供給する少なくとも１つの第２車両センサを含んでいるのが好ましい。２つの車両センサにより、例えば加速度および固体伝導音特に縦方向伝導音に関して車両の横軸線および縦軸線から形成される面を監視することが可能となる。
特に車両センサの第１感度方向と第２感度方向がほぼ同じであってもよい。それにより車両センサは、共通な伝搬方向における加速度および固体伝導音を検出することができる。
第１車両センサの第１および第２感度方向から合成される第１車両センサの感度方向と、少なくとも１つの第２車両センサの第１および第２感度方向から合成される少なくとも１つの第２車両センサの感度方向が、互いに所定の角をなして方向づけられているようにすることができる。例えば、衝突を確認するために、１つの平面あるいは空間における複数の方向を加速度あるいは固体伝導音の衝突に関係する変化に関してしばしば監視せねばならない。
所定の角がほぼ零であるように第１および第２車両センサを配置することができる。
例えば、２つの車両センサにより加速度および固体伝導音に関して車両の横軸線および縦軸線から形成される面を監視するため、所定の角がほぼ９０°であり、それぞれの車両センサの第１および第２感度方向が互いに２０°より大きく相違していないように、第１および少なくとも１つの第２車両センサが配置されている。
更にそれぞれの車両センサの第１感度方向および第２感度方向が、ほぼ９０°の角をなして方向づけられていてもよい。互いに異なる感度方向は、例えば車両内にある安全システムのため第１車両センサにより求められた始動信号の妥当性検証を、第２車両センサにより発生された妥当性検証信号によって行う時に必要である。その際、第１車両センサの第１感度方向と第２車両センサの第２感度方向が、一致するように、車両センサを配置することができる。それにより第１車両センサの加速度から求められる始動信号が、第２センサによって測定された固体伝導音から求められる妥当性検証信号と組み合わされる。
第１および少なくとも１つの第２車両センサは、第１車両センサの第１感度方向と少なくとも１つの第２車両センサの第２感度方向とがほぼ同じであるように、配置可能である。この形の配置により、それぞれの車両センサの第１および第２感度方向が、９０°相違していると、車両の横軸線および縦軸線から形成される面が加速度および固体伝導音に関して監視されるのみならず、検出される加速度および測定される固体伝導音から形成される車両安全システムの始動信号の前述した信号妥当性検証も実施できる。例えば、安全システム、特に搭乗者保護システムの妥当性を検証される始動信号を中央処理装置において発生するために、第１車両センサの加速度を再現する信号成分を第２車両センサの固体伝導音を再現する信号成分と組み合わせることが可能である。逆に、第２車両センサの加速度を再現する信号成分および第１車両センサの固体伝導音を再現する信号成分による同じ信号妥当性検証も可能である。
少なくとも１つの測定値検出器が縦方向固体伝導音を検出できることが好ましい。横方向固体伝導音と比較して、縦方向固体伝導音の検出および評価の利点は、縦方向固体伝導音の根源場所従って物体との衝突の根源場所の決定が可能なことである。
特に第１車両センサの加速度および／あるいは固体伝導音の信号成分の妥当性検証を、少なくとも１つの第２車両センサの加速度および／あるいは固体伝導音の信号成分により行うように、装置が構成されている。別の始動センサの信号を信号妥当性検証のために使用することも可能である。
第１車両センサ（４）の加速度の信号成分の妥当性検証を、第１車両センサ（４）の固体伝導音の信号成分により行うように、装置を構成することも可能である。
少なくとも１つの第２車両センサの加速度の信号成分の妥当性検証を、少なくとも１つの第２車両センサの固体伝導音の信号成分により行うように、装置を構成することも可能である。従って各センサは２つの信号成分の相互の信号妥当性検証を行い、この妥当性検証は技術的に僅かな費用で実現可能である。
車両センサが更に、車両素子に測定値検出器を固定するための担体、センサケース、加速度を検出するための地震質量および測定値検出器信号を処理する処理装置を含み、少なくとも１つの測定値検出器が、結合部により担体に取付けられているようにすることができる。
この摩擦結合部は、更に、少なくとも１つの測定値検出器が、加速度および／あるいは固体伝導音の検出を可能にする摩擦結合部により担体に取付けられている。例えば車両素子から測定値検出器への縦方向固体伝導音の伝達を保証するように、構成されている。
特に測定値検出器による望ましくない信号の検出を少なくするかまたは阻止するため、測定値検出器を担体に取付けるための結合部が担体上に形成されている。縦方向固体伝導音波は、横方向固体伝導音波あるいは加速度と比較して、より小さい振幅を有するため、担体へ取り付けるための結合部において、望ましくない信号の減衰を行うのが有利である。
担体に取付けるための結合部の安価な変形例は接着である。
担体の構造に応じて車両センサの測定特性を決定するように、担体が構成されている。このような車両センサは、製造過程中にあるいはプログラミングによって、種々の目的のため多様に使用できるように、その測定特性を変化できる。それにより、例えば大量の車両センサを安価に製造することができる。
更に、担体の構造に応じて加速度および／あるいは固体伝導音の検出を可能にするように、担体が構成されている。特にこのような担体は、固体伝導音特に縦方向固体伝導音の振動成分を所定の方向に伝搬して、これを測定値検出器が使用できるようにする。担体は、例えば測定値検出器としての圧電検出器を取り付けるための担体素子を含むことができる。例えば、ＡＳＩＣとして構成される測定値検出器が結合のため第１担体素子上に取付けられ、成形合成物で成形され、それから第２担体素子としての印刷配線板上に取付けられる時、担体は複数の担体素子を含む構造であってもよい。
例えば比較的小さい振幅を持つ縦方向固体伝導音の測定を可能にするため、担体の適当な構造により、望ましくない信号を減衰させることも同様に有利である。従って測定値検出器による望ましくない測定成分の検出を少なくするか又は完全に阻止するように、担体が構成されている。
縦方向固体伝導音の検出を可能にするように、担体および担体に測定値検出器を取付けるための結合部が構成されている。縦方向固体伝導音の測定は、縦方向固体伝導音が、横方向固体伝導音に比べて小さい振幅を持っているので、縦方向伝導音の検出は、技術的に費用がかかる。しかし縦方向固体伝導音波は、横方向固体伝導音波に比べて、縦方向固体伝導音波の根源場所従って障害物との衝突の根源場所の決定を可能にするので、担体および担体上に測定値検出器を取り付けるための結合部は、車両素子が測定値検出器への縦方向固体伝導音波の振動成分の伝搬を可能にし、同時に望ましくない信号を減衰するように構成されている。
特に担体の構造に応じて車両センサの第１および第２感度方向を決定するように、担体が構成されている。それにより、車両センサの取付け場所および使用に応じて、加速度および固体伝導音に対して同じおよび異なる感度方向を規定することが可能である。
特に担体は、その湾曲に応じて、加速度を検出する少なくとも１つの測定値検出器の第１感度方向および固体伝導音を検出する少なくとも１つの測定値検出器の第２感度方向を定めるように構成されている。例えば、測定値検出器が圧電検出器である場合、担体の湾曲により、車両センサの取付け場所および使用に応じて同じあるいは異なる感度方向を設定できるように、感度方向が方向づけられている。
特に車両にある安全システムの始動装置が例えば搭乗者保護システムである場合、車両センサを車両の客室あるいは保護された空所に取り付けることができる。
更に、車両センサを中央処理装置内にあるいはその近くの周囲に取付けることができる。車両センサは加速度のほかに固体伝導音をも検出するので、また固体伝導音が、加速度の変化により発生される振動より速く車内で伝搬し、安全システムを始動させるのに必要な時間以内に衝突が検出されるので、車両外皮の近くへの取付けは必ずしも必要でない。
例えば歩行者保護システムを始動させる装置において車両センサを使用する際、車両センサを例えば車両外皮から約２０ｃｍ離して取り付けることができる。
測定値検出器が、圧電検出器あるいはひずみ計である場合、地震質量は、少なくとも１つの測定値検出器に接着されていることができる。
一方測定値検出器が微小機械的検出器である場合、地震質量を測定値検出器の部分として構成することができる。
特に少なくとも１つの測定値検出器は、特定の加速度範囲を検出するために構成されることができ、車両センサの取付け場所および目的に応じて、＋／−１ｇおよび＋／−１０００ｇの範囲内にある特定の速度範囲が規定される。車両センサが例えば車両のバンパ範囲に取り付けられる場合、車両センサは、軽い物体との衝突に相当する低い範囲にある加速度、および例えば他の車両との衝突に相当する＋／−１０００ｇまでの高い範囲にある加速度を検出する。
一方、特定の加速度範囲のプログラミングを可能にするように、少なくとも１つの測定値検出器が構成されている。それにより特定の加速度範囲の顧客に特有な設定が、車両センサの製造に続いて可能である。
他方、車両センサの製造過程中に特定の加速度範囲の設定を可能にするように、少なくとも１つの測定値検出器を構成することができる。それにより車両センサの製造中にも、技術や構造の適当な選択によって、適切な加速度範囲を規定することができる。
更に処理装置が、加速度および／あるいは固体伝導音の選択的な検出のためのフィルタを含んでいることができる。それにより車両センサの出力端において、加速度および固体伝導音の望まれる周波数成分を供給する信号が使用可能である。外部信号濾波はもはや必要でなく、車両センサの信号を更に評価するための費用が削減される。
加速度および／あるいは固体伝導音の選択的な検出を可能にするため、処理装置にあるフィルタがプログラミング可能である。それにより顧客が特殊な使用のために必要な信号成分を選択できるように、フィルタ特性の顧客に特有なプログラミングが可能となる。
加速度および／あるいは固体伝導音の選択的な検出を可能にするため、処理装置にあるフィルタが、車両センサの製造過程中に調節可能であるように、フィルタを構成することができる。それにより、車両センサの製造中にも特殊な使用のために必要な信号成分の選択を行うことができる。
処理装置に設けられる増幅回路の行き過ぎなしに大きい振幅を持つ測定値検出器信号を検出するように、処理装置が構成されている。増幅回路は、例えば横方向固体伝導音より小さい振幅を有する縦方向固体伝導音の測定値検出器信号の検出および増幅が可能であるが、大きい振幅を持つ加速度および／あるいは横方向固体伝導音の検出および増幅も可能であるように、構成されていなければならない。
少なくとも１つの測定値検出器が、圧電検出器、ひずみ計、微小機械的検出器あるいは磁気歪み検出器であってもよい。車両センサの取付け場所に応じて、測定値検出器の適切な選択により、車両センサの簡単かつ安価な設置を行うことができる。車両センサのほぼ同じ第１および第２感度方向が必要な使用では、例えば、構造により同じ第１および第２感度方向を持つ微小機械的検出器が有利である。他方、異なる感度方向が必要な使用では、担体の湾曲によって感度方向の所望の異なる方向づけが行われる圧電検出器が有利である。
車両センサを成形ＡＳＩＣとして又はメカトロニック車両センサとして構成することができる。
更に担体が、成形技術に適した鉛枠として又は成形技術に適したメカトロニック担体として構成することができる。
それに応じて、センサケースを、担体を包囲する成形合成物として構成することができる。
車両センサが、車両内又は中央処理装置内で、担体又はセンサケースの押し付けあるいは押し込みにより取り付けられているのがよい。
装置の別の使用可能性は、例えば玉軸受あるいはころ軸受の監視のように特定の素子の振動分析が必要な診断または監視システムにおける使用、シャシに生じる振動の振動分析が行われる道路状態監視システムにおける使用、車両の安定システムおよび制動システムにおける使用、あるいは車両運動制御システムにおける使用である。
本発明は、更に車両における安全システムの始動方法であって、加速度および固体伝導音により生じる周波数範囲にある振動を検出しかつ振動を検出する少なくとも１つの測定値検出器を含む少なくとも１つの車両センサ、および少なくとも１つの車両センサの信号を評価しかつそれに応じて安全システムを始動させる中央処理装置を有するものに関する。しかも少なくとも１つの車両センサが、加速度を検出する少なくとも１つの測定値検出器の第１感度方向と、固体伝導音を検出する少なくとも１つの測定値検出器の第２の感度方向を持っている。
少なくとも１つの第２車両センサが信号を中央処理装置へ供給するのがよい。
更にこの方法は、加速度および／あるいは固体伝導音の検出を、少なくとも１つの車両センサの第１および第２感度方向の適当な設定により加速度および固体伝導音を同じあるいは異なる感度方向で検出することができる。
加速度および／あるいは縦方向伝導音の検出が、少なくとも１つの車両センサの第１および第２感度方向の適当な設定により行われるように、方法を行うのがよい。横方向固体伝導音波のそれに比べて、縦方向固体伝導音波を検出して評価する利点は、縦方向固体伝導音波の根源場所従って障害物との衝突の根源場所を決定できることである。
更にこの方法は、第１車両センサの加速度および／あるいは固体伝導音の信号成分の信号妥当性検証を少なくとも１つの第２車両センサの加速度および／あるいは固体伝導音の信号成分により行うことができる。
その代わりにあるいはそれに加えて、第１車両センサの加速度の信号成分の妥当性検証を第１車両センサの固体伝導音の信号成分により行うことができる。
同様にこの方法は、少なくとも１つの第２車両センサの加速度の信号成分の妥当性検証を少なくとも１つの第２車両センサの固体伝導音の信号成分により行うことができる。従って各車両センサは、車両センサの２つの信号成分相互の妥当性検証を、技術的に僅かな費用で行う。
車両センサの出力端において、加速度および固体伝導音の所望の周波数成分を供給する信号を使用可能にするため、測定値検出器信号を選択的に濾波するように、方法が行われる。
最後に本発明による装置は、車両の診断装置でも使用可能である。
本発明のそれ以外の利点および使用可能性は、図面に示した実施例に関連して以下の説明から明らかになる。
明細書、請求の範囲、要約および図面において、後述する符号の説明に示されている概念および符号が使用される。
次に、本発明による車両センサを搭乗者保護システムの始動センサとして使用する例を説明する。しかしこの説明は、本発明を限定するものと解釈されてはならない。なぜならば、例えば玉軸受あるいはころ軸受の監視のような特定の素子の振動分析が必要である診断あるいは監視システム、シャシに生じる振動の振動分析が行われる道路状態監視システム、車両における安定性および制動システム、あるいは車両運動制御システムにおけるように、他の使用分野にも、車両センサを有利に使用できるからである。
図１には、複数の始動センサ３．１．２，３．２，３．３と中央処理装置２を備えた従来技術による安全システム、特に搭乗者保護システムを始動させる装置が示されている。中央処理装置２は、車両の中央なるべく車両の中央トンネル内に配置され、搭乗者保護システムや歩行者保護システムなどのような適当な安全システムを制御する。
複数のサイドセンサ３．１．２は、車両の側方に、側面衝突を検知するために配置されており、車両横軸線の方向に感度方向を持っている。更に、これらのセンサは、車両縦軸線の方向にも感度方向を持っている。このように付加的な感度方向は、特に事故あるいは衝突の際生じる力の作用が車両縦軸線または横軸線に対し斜めに生じるような事故において、センサ３．１．２により発生されるセンサ出力信号の妥当性検証を可能にする。
車両の前方範囲に配置されているセンサ３．２，３．３は、力の作用が主として車両縦軸線の方向に生じる正面衝突を検知するアップフロントセンサとして使用される。従ってこれらのセンサ３．２，３．３は、車両縦軸線の方向に１つの感度方向を持っている。その際、単一のセンサ３．３が、車両縦軸線に関して中央に、あるいは２つのセンサ３．２が、車両縦軸線外例えばバンパに設けられる。
サイドセンサおよびアップフロントセンサは、小さい物体との衝突をできるだけ速く検出できるために、可能な限り車両外皮のできるだけ近くに取り付けられている。衝突の速い検出は、特に車両の側面範囲において重要である。なぜならば、ここでは押しつぶし区域が比較的小さく、例えば搭乗者保護装置を特に速く始動させなければならないからである。しかし車両外皮の近くにあるこれらのセンサは、サイドセンサのように車両の内部に取り付けられねばならないセンサと比較して、故障し易い。従って衝突検出のため、あまり車両外皮の近くには取り付けられない固体伝導音センサも使用される。なぜならば、固体伝導音波は、加速度の変化により発生される振動よりずっと速く伝搬されるからである。
図２は、従来技術により車両１にある安全システムを始動させる装置の加速度センサ３．４および中央処理装置２の配置例を示している。互いに特定の角度をなして方向づけられる感度方向を持つ２つの加速度センサ３．４の配置により、車両縦軸線および車両横軸線から形成される面が、衝突に関係する加速度の変化に関して監視される。その際、図２に示される配置がなるべく使用され、感度方向が互いに９０°の角をなして配置されている。第１の配置では、第１加速度センサの感度方向が車両縦軸線に対して平行に向けられ、第２加速度センサの感度方向は車両横軸線の方向に向けられている。第２の配置では、両方の加速度センサが、車両縦軸線に対して＋／−４５°ずらされている。
図３には、本発明による車両センサ４及び車両における中央処理装置２の配置が示されている。これらの車両センサ４が、加速度のほかに固体伝導音をも検出するので、また固体伝導音波が、加速度の変化により発生される振動よりずっと速く車両内で伝搬され、安全システムを始動させるのに必要な時間内に衝突が検知されるので、車両センサを車両外皮の近くに取り付ける必要はない。２つの車両センサの図示した配置によって、車両縦軸線および車両横軸線から形成される面が、固体伝導音および衝突に関係する加速度の変化に関して監視される。
更に各車両センサ４のそれぞれのセンサ出力信号の妥当性検証を行うことが可能であり、そのため第１車両センサ４のセンサ出力信号が第２車両センサ４のセンサ出力信号により妥当性を検証されるか、あるいは例えば車両センサ４の加速度を再現する信号成分を同じ車両センサ４の固体伝導音を再現する信号成分により妥当性を検証される。更に車両に取り付けられている別の車両センサ４のセンサ出力信号も、妥当性の検証に使用できる。
車両センサ４は、事故の状況に応じて小さいかあるいは大きい加速度が測定可能な車両内の異なる場所に取り付け可能であるため、車両センサ４の使用に応じて、その製造時に、＋／−１ｇおよび＋／−１０００ｇの範囲内にある特定の加速度範囲を規定することができる。車両センサが例えば車両のバンパの範囲に取り付けられる場合、車両センサは、軽い物体との衝突の際生じる小さい範囲の加速度を検出し、例えば他の車両との衝突の際乗じる＋／−１０００ｇまでの大きい範囲にある加速度を検出する。車両センサ４が、一方では事故を検出するのに必要な加速度を測定するが、他方では測定値検出器信号を処理する処理装置の行き過ぎが回避されるように加速度範囲が選ばれる。その代わりに、車両センサの使用に応じて顧客に特有な加速度範囲のプログラミングを行うことができる。
車両センサの処理装置４．２は、測定された加速度および測定された固体伝導音を再現する種々の信号成分を増幅する増幅回路を含んでいる。特に大きい振幅を持つ測定値検出器信号を、増幅回路の行き過ぎなく検出するように、処理装置４．２が構成されている。増幅回路は、例えば横方向固体伝導音より小さい振幅を持つ縦方向固体伝導音のみならず、大きい振幅を持つ加速度および／あるいは横方向固体伝導音を検出および増幅する。
車両センサの出力端において、加速度および固体伝導音の所望の周波数成分を供給する信号を使用可能にするため、処理装置４．２は、加速度および固体伝導音を選択的に検出するフィルタを含んでいる。その場合外部の信号濾波はもはや必要ではなく、車両センサの信号のそれ以上の評価のための費用を少なくする。フィルタ特性の顧客に特有なプログラムミングを行うことができ、顧客が特殊な使用のために必要な信号成分を選択できるようにするため、処理装置４．２にあるフィルタがプログラミング可能である。その代わりに処理装置４．２のフィルタは、車両センサの製造過程中に調節可能であるように構成されることができる。それにより、車両センサの製造中にも特殊な使用のために必要な信号成分の選択を行うことができる。
なお車両センサ４は、衝突検出以外にも使用可能である。別の使用可能性は、例えば玉軸受あるいはころ軸受の監視のような特定の素子の振動分析が必要な診断あるいは監視システムにおける使用、シャーシに生じる振動の振動分析が行われる状態監視システムにおける使用、車両の安定システムおよび制動システムにおける使用、あるいは車両運動制御システムにおける使用である。その際車両センサは、システムの運動を監視する。加速度および固体伝導音の感度方向は、使用によって規定され、車両センサの製造の際車両センサの構造により規定される。
図４ａは、加速度および固体伝導音を検出する測定値検出器４．１および測定値検出器信号を処理する処理装置４．２を含む車両センサ４のブロック回路図を示している。処理装置４．２は、加速度および／あるいは固体伝導音の選択的検出用フィルタを含んでいる。それにより加速度および固体伝導音の所望の周波数成分を供給するセンサ出力信号４．５を利用可能にされる。縦方向固体伝導音波は、横方向固体伝導音波あるいは加速度と比較して小さな振幅を持っているので、縦方向固体伝導音の処理を可能にする適当な増幅回路が設けられている。処理装置４．２は、更にセンサ出力信号４．５をデジタル形式で利用可能にする。Ａ／Ｄ変換器を含むことも可能である。アナログあるいはデジタル形式のセンサ出力信号４．５は、中央処理装置２にある評価装置２．１により処理されて、安全システム例えば搭乗者保護システム用の始動信号を発生する。
図４ｂは、図４ａの車両センサの処理装置４．２の適当なフィルタ特性を示し、小さい周波数範囲（約５００Ｈｚより小さい）にある加速度の周波数成分、および大きい周波数範囲（約４ｋＨｚより大きい）にある固体伝導音の周波数成分が検出される。
図５ａは、担体４．３に湾曲がない圧電測定値検出器を持つ車両センサ４を示している。車両センサ４は、中央処理装置内またはその付近あるいは車両外皮の付近で、担体４．３の押付けるあるいは押込みにより、車両素子５に取り付けられている。測定値検出器４．１は、なるべく摩擦結合により、例えば接着により担体４．３に取り付けられている。摩擦結合は、一方では例えば縦方向に作用する加速度および固体伝導音の検出が可能であり、他方では測定値検出器による望ましくない信号の検出を減少あるいは阻止するように、構成されている。生じる加速度を測定するのに必要な地震質量４．４は、測定値検出器に直接取り付けられ、なるべく接着されている。
その代わりに、地震質量４．４は、測定値検出器４．１に結合することもできる。測定値検出器４．１が例えば微小機械的検出器である場合、加速度を検出するため櫛構造が考慮されており、その相互移動が加速度の程度を示す。この場合地震質量４．４は、固定的に取り付けられる櫛構造に対して移動する可動櫛構造である。
衝撃方向６に起こる衝突の際、縦方向固体伝導音波は、衝撃方向６と同じ方向６．１に向かって伝搬する。これに反し横方向固体伝導音波６．２の伝搬方向６．２は、衝撃方向６に対して直角である。縦方向固体伝導音波は、担体４．３を介して測定値検出器４．１へ伝達され、担体４．３へ伝達される縦方向固体伝導音波６．１．１および測定値検出器４．１において検出される縦方向固体伝導音波６．１．２の伝搬方向は、衝撃方向および車両素子において伝搬される縦方向固体伝導音波６．１の最初の伝搬方向に対して平行である。
測定値検出器４．１に直接取り付けられる地震質量４．４を持つ車両センサ４の構造のため、縦方向固体伝導音波の伝搬方向に対して直角な伝搬方向６．３を持つ加速度は、測定値検出器４．１により検出される。従って加速度６．３を検出する測定値検出器４．１の感度方向は、縦方向固体伝導音波６．１．２を検出する測定値検出器４．１の第２感度方向と同じではない。
加速度の検出および縦方向固体伝導音波の検出のため同じ感度方向を得るため、図５ｂに示すように、担体４．３の湾曲により縦方向固体伝導音波の偏向が行われるので、測定値検出器４．１に伝搬方向を変えられた縦方向固体伝導音波６．１．２が供給され、加速度の伝搬方向６．３は縦方向固体伝導音波の伝搬方向６．１と同じである。担体４．６の湾曲は、縦方向固体伝導音波の伝搬方向の変化６．１．２が９０°となるように、ただしなるべく反射波が起こらないように、構成される。
基本的には、担体４，６の湾曲の角度の適当な選択により、加速度および縦方向固体伝導音を検出するために必要なあらゆる感度方向を設定することが可能である。地震質量４．４の感度方向を考慮して、第１および第２感度方向を同じに設定する角度を選択するのがよい。
測定値検出器４．１が、例えば曲がり易い圧電層である場合、測定値検出器が担体４．３の直線部分に取り付け可能であるだけでなく、点線で示すように、担体４．３の湾曲部範囲にわたって延びることができる。測定値検出器４．１の別の実施形態は、ひずみ計や磁気歪み検出器あるいは微小機械的検出器であってもよい。
担体４．３は、一方では縦方向に作用する加速度および固体伝導音の検出が可能であり、他方では測定値検出器４．１への望ましくない伝達が減少されるかあるいは阻止されるように構成されている。担体は、なるべく成形技術に適した鉛枠あるいは成形技術に適したメカトロニック担体として構成されている。センサケースとして、担体を包囲する成形合成物が役立つ。
図６は、車両１にある中央処理装置２および２つの車両センサ４を持つ本発明による装置の第１実施形態を示し、これらの車両センサの合成感度方向７．３は、互いに９０°の角をなして方向づけられている。それぞれの車両センサ４の第１感度方向７．１および第２感度方向７．２は、同じあるいはほぼ同じに向けられ、第１あるいは第２感度軸線は、合成感度軸線とは＋／−２０°より大きく相違していない。この配置によって、車両縦軸線および車両横軸線から形成される面が、固体伝導音および衝突に関係する加速度の変化に関して監視される。
これに反し図７は、車両１にある中央処理装置２および２つの車両センサ４を持つ本発明による装置の第２実施形態を示し、第１車両センサ４の第１感度方向７．１と第２車両センサ４の第２感度方向７．２が同じであり、第１車両センサ４の第２感度方向７．２と第２車両センサ４の第１感度方向７、１が同じである。
第１感度方向７．１と第２感度方向７．２が異なるように方向づけられているこのような配置では、例えば安全システム特に搭乗者保護システムの妥当性を検証される始動信号を中央処理装置２において発生するため、第１車両センサ４の加速度を再現する信号成分を、第２車両センサ４の縦方向固体伝導音を再現する信号成分と組み合わせることができる。逆に第２車両センサの加速度を再現する信号成分および第１車両センサの縦方向固体伝導音を再現する信号成分による同じ信号妥当性検証も可能である。
車両内に別の車両センサ４が設けられている場合、これらの車両センサの信号成分による信号妥当性検証も同様に可能であり、１つの車両センサの加速度を再現するそれぞれ１つの信号成分が、別の車両センサ４の縦方向固体伝導音を再現する信号成分と組み合わされる。
個々の信号成分の組み合わせの数およびそれぞれの車両センサ４の感度方向の方向づけに応じて、異なる値の信号妥当性検証が実施される。
複数の始動センサおよび１つの中央処理装置を持つ従来技術による車両における安全システムの始動装置を示す。 従来技術による車両にある安全システムの始動装置の加速度センサおよび中央処理装置の２つの配置例を示す。 車両にある本発明による車両センサおよび中央処理装置の配置を示す。 車両センサのブロック回路図を示す。 車両センサの処理装置のフィルタ特性を示す。 担体が湾曲していない圧電測定値検出器を持つ車両センサの図を示す。 担体が９０°湾曲している圧電測定値検出器を持つ車両センサの図を示す。 合成感度方向が互いに９０°の角をなして方向づけられている２つの車両センサを持つ本発明による装置の実施例を示す。 ２つの車両センサを持つ本発明による装置の第２実施例を示し、第１車両センサの第１感度方向と第２の車両センサの第２感度方向が同じであり、第１車両センサの第２感度方向と第２車両センサの第１感度方向が同じである。
符号の説明
１ 車両
２ 中央処理装置
２．１ 中央処理装置にある評価装置
３．１．２ 車両の横軸線および縦軸線にある感度方向を持つサイドセンサ
３．２ 対をなして設けられるアップフロントセンサ
３．３ 中央に設けられる単独のアップフロントセンサ
３．４ 加速度検出器
４ 加速度および固体伝導音を検出する車両センサ
４．１ 測定値検出器
４．２ 処理装置
４．３ 担体
４．４ 地震質量
４．５ センサ出力信号
４．６ 担体の湾曲
５ 車両素子
５．１ 加速度のスペクトル成分
５．２ 固体伝導音のスペクトル成分
５．３ 加速度
５．４ 固体伝導音
５．５ 車両にある安全システム用の始動信号
６ 衝撃方向
６．１ 縦方向固体伝導音波の伝搬方向
６．１．１ 担体４．３へ伝達される縦方向固体伝導音波の伝搬方向
６．１．２ 測定値検出器において検出される縦方向固体伝送音波の伝搬方向
６．２ 横方向固体伝導音波の伝搬方向
６．３ 加速度の伝搬方向
７．１ 加速度の第１感度方向
７．２ 縦方向固体伝導音の第２感度方向
７．３ 車両センサの合成感度方向

Claims (14)

  1. 車両における安全システムの始動装置であって、加速度および固体伝導音により生じる周波数範囲にある振動をそれぞれ検出できかつ振動を検出するそれぞれ１つの測定検出器（４．１）を含む少なくとも２つの車両センサ（４）と、前記車両センサ（４）の信号を評価しかつそれに応じて安全システムを始動させる中央処理装置（２）とを有するものにおいて、前記車両センサが、
    ａ）加速度を検出する少なくとも１つの測定値検出器（４．１）の第１感度方向（７．１）および
    ｂ）固体伝導音を検出する少なくとも１つの測定値検出器（４．１）の第２感度方向（７．２）をそれぞれ持ち、
    ｃ）前記各車両センサ（４）の第１感度方向（７．１）と第２感度方向（７．２）が互いに９０度の角をなして方向づけられ、
    ｄ）前記第１車両センサの第１感度方向（７．１）と前記第２車両センサの第２感度方向（７．２）、および前記第１車両センサの第２感度方向（７．２）と前記第２車両センサの第１感度方向（７．１）が同じであるように、前記車両センサが互いに配置されている
    ことを特徴とする安全システムの始動装置。
  2. 前記第１車両センサ（４）の加速度および固体伝導音の少なくとも一方の信号成分を少なくとも１つの前記第２車両センサ（４）の加速度および固体伝導音の少なくとも一方の信号成分により妥当性検証を行うように、装置が構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
  3. 前記第１車両センサの加速度から求められる始動信号が、前記第２車両センサの固体伝導音から求められる妥当性検証信号と組み合わされ、前記第２車両センサの加速度から求められる始動信号が、前記第１車両センサの固体伝導音から求められる妥当性検証信号と組み合わされることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
  4. 前記少なくとも１つの測定値検出器（４．１）が、縦方向固体伝導音を検出することを特徴とする請求項１〜３の１つに記載の装置。
  5. 前記少なくとも１つの測定値検出器（４．１）が、特定の加速度範囲のプログラミングを可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の装置。
  6. 前記少なくとも１つの測定値検出器（４．１）が、車両センサ（４）の製造過程中に特定の加速度範囲の設定を可能にするように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
  7. 処理装置（４．２）が、加速度および固体伝導音の少なくとも一方を選択的に検出するためのフィルタを含んでいることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の装置。
  8. 加速度および固体伝導音の少なくとも一方の選択的な検出を可能にするため、前記処理装置（４．２）にあるフィルタがプログラミング可能であることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
  9. 加速度および固体伝導音の少なくとも一方の選択的な検出を可能にするため、前記処理装置（４．２）にあるフィルタが、前記車両センサ（４）の製造過程中に調節可能であることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
  10. 前記処理装置（４．２）が、この処理装置（４．２）に設けられる増幅回路の行き過ぎなしに大きい振幅を持つ測定値検出器信号を検出するように構成されていることを特徴とする、請求項７〜９の１つに記載の装置。
  11. 前記少なくとも１つの測定値検出器（４．１）が、圧電検出器、ひずみ計、微小機械的検出器あるいは磁気ひずみ検出器であることを特徴とする、請求項１〜１０の１つに記載の装置。
  12. 車両における安全システムの始動方法であって、加速度および固体伝導音により生じる周波数範囲にある振動を検出しかつ振動を検出するそれぞれ少なくとも１つの測定値検出器（４．１）を含む少なくとも２つの車両センサ（４）と、前記車両センサ（４）の信号を評価しかつそれに応じて安全システムを始動させる中央処理装置（２）とを有するものにおいて、前記車両センサが、
    ａ）加速度を検出する少なくとも１つの測定値検出器（４．１）の第１感度方向（７．１）および
    ｂ）固体伝導音を検出する少なくとも１つの測定値検出器（４．１）の第２感度方向（７．２）をそれぞれ持ち、
    ｃ）前記各車両センサ（４）の第１感度方向（７．１）と第２感度方向（７．２）が互いに９０度の角をなして方向づけられ、
    ｄ）前記第１車両センサの第１感度方向（７．１）と前記第２車両センサの第２感度方向（７．２）、および前記第１車両センサの第２感度方向（７．２）と前記第２車両センサの第１感度方向（７．１）が同じであるように、前記車両センサが互いに配置されている
    ことを特徴とする安全システムの始動方法。
  13. 前記第１車両センサ（４）の加速度および固体伝導音の少なくとも一方の信号成分を前記少なくとも１つの第２車両センサ（４）の加速度および固体伝導音の少なくとも一方の信号成分により妥当性検証を行うことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記第１車両センサの加速度から求められる始動信号が、前記第２車両センサの固体伝導音から求められる妥当性検証信号と組み合わされ、前記第２車両センサの加速度から求められる始動信号が、前記第１車両センサの固体伝導音から求められる妥当性検証信号と組み合わされることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
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