JP4778563B2 - ロールオーバ時に乗員保護手段をトリガするための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求の上位概念に記載されたロールオーバ時に乗員保護手段をトリガするための装置および方法に関する。

ＤＥ １０３０３１４９ Ａ１から、車両横加速度、回転速度および車両重心速度のような種々の走行動特性値に依存して、ロールオーバ時のトリガ判断を行うことが公知である。上記文献に引用されている従来技術からは、ロールオーバ時の乗員保護手段のトリガに関する判断にあたって横滑り角を参照することも公知である。

発明の開示
これに対して、ロールオーバ時の乗員保護手段のトリガに関する本発明による装置と方法は、走行動特性値を事前推定することにより、時間的な利点とともに、ロールオーバ検出アルゴリズムのより良いトリガ性能が実現されるという利点を有している。これらの走行動特性値はロールオーバの直前に事前推定されるため、早い段階でトリガ判断に寄与することができる。事前推定は求められた最新の走行動特性値から行われる。しかし、求められた最新の走行動特性値と事前推定される走行動特性値とが同じである必要はない。つまり、例えば、車両横速度を車両横加速度とヨーレートと横滑り角とから推定してもよい。事前推定はモジュールとして、有利には、マイクロコントローラ内で評価回路として実行される。

従属請求項に示された構成と変形により、独立請求項に示された、ロールオーバ時に乗員保護手段をトリガするための装置および方法の有利な実施形態が可能である。

ヨーレートと横滑り角とから車両横速度と横滑り角を事前推定すると特に有利である。これら２つの値、すなわち、車両横速度と横滑り角は、乗員保護手段のトリガ判断の形成に特に有利であることが分かっている。

事前推定のために第１時定数を使用できるようにすると有利である。この時定数は横滑り角の将来の推移に対するヨーイング運動の影響を考慮するためのものである。

本発明によれば、センサ系が車両横加速度も検出するよう形成されていると有利である。その場合、車両横速度の事前推定は車両横加速度に依存する形でも可能である。これにより特に車両横速度の過大評価が回避されるため、推定が改善される。

あるいは、一定の加速度を用いることも可能である。その場合には、さらに、縦加速度の有効期間を定める別の時定数も使用される。測定された車両横加速度に代わって、調整可能な一定値もしくは値範囲または所定の関数を用いてもよい。なお、これらはすべて所定値という概念の下に包摂される。

図面
本発明の実施例を図面に示し、以下の説明においてより詳しく解説する。

図１は、本発明の装置のブロック回路図であり、
図２は、方法の流れに関する別のブロック回路図であり、
図３は、第１のフローチャートであり、
図４は、第２のフローチャートである。

実施例の説明
車両横転またはロールオーバの際の受動的安全性の重要性はアメリカ合衆国からの数字によって証明されている。

１９９８年には、すべての致死的な単独車両事故の半分はロールオーバに起因するものであった。すべての事故発生のうち、ロールオーバはほぼ２０パーセントの割合を占めている。本発明は、ロールオーバのような危険な事故の際に時間的な利点を獲得するために、走行動特性値の事前推定を行うことを提案する。この場合、事前推定は測定された走行動特性値に基づいて行われる。事前推定される値としては、横滑り角と車両横速度ｖ_yが特に有利であることが判明している。なお、横滑り角β_estimは車両の現時点の横滑り角β_aktuellと現時点のヨーレートω_aktuellと調整可能な時定数ｔ_estimを用いて事前推定することができる。
β_estim＝β_aktuell＋ω_z,aktuell・ｔ_estim (1)
時定数ｔ_estimは横滑り角の将来の推移に対するヨーイング運動の影響を考慮するためのものである。

現時点の縦速度ｖ_y,aktuellは車両の重心速度ｖ_CM,aktuellから次のようにして求まる。
ｖ_y,aktuell＝ｖ_CM,aktuell・sinβ_aktuell (2)
この方法では、重心加速度は外部から供給しなければならない。このためには、例えばＥＳＰ制御装置の速度情報が利用するのが理想的である。あるいは、重心速度自体を測定量を介して、例えばホイール回転数、ＧＰＳデータ、または光学センサ系を介して計算してもよい。

こうして、式（１）からの事前推定値β_estimを式（２）に入れれば、ｖ_y,estimの事前推定が容易に可能となる。
ｖ_y,estim＝ｖ_CM,aktuell・sinβ_estim
＝ｖ_CM,aktuell・sin(β_aktuell＋ω_z,aktuell・ｔ_estim) (3)
式（３）の欠点は、パラメータの選択次第で横滑り角が過大評価されてしまい、そのため将来の縦速度が過度に大きくなってしまう可能性があるということにある。この効果を都合良く打ち消すために、例えばエアバッグ制御装置内のセンサで測定された自動車の現時点の車両横加速度または一定の加速度を用いて、自動車が横滑りまたはロールオーバしている間の横方向運動に対するこれら加速度の抑制作用により将来の横方向速度または車両横速度を低下させるようにしてもよい。これに相応して、式（３）は現時点の加速度を表す項ａ_y,aktuellと縦加速度の有効期間を表す第２時定数ｔ_estim2とで拡張されなければならない。
ｖ_y,estim＝ｖ_CM,aktuell・sin(β_aktuell＋ω_z,aktuell・ｔ_estim)
−ａ_y,aktuell・ｔ_estim2 (4)
現時点の測定された縦加速度ａ_yに代わって、調整可能な一定値もしくは値範囲または所定の関数を用いてもよい。これは上に述べた機能の具体化と適用形態に依る。

図１には、本発明による装置のブロック回路図が示されている。ヨーレートセンサ系ω_z、横滑り角センサ系β、車両横加速度ａ_yを検出するセンサ系、乗員センサ系ＩＯＳ、およびその他のセンサ系１０はそれぞれデータ入力側を介して評価回路としてのマイクロコントローラμＣと接続されており、マイクロコントローラμＣはデータ入／出力側を介してメモリ１１と接続されている。マイクロコントローラμＣは出力側を介して点火回路トリガ部ＦＬＩＣと接続されており、点火回路トリガ部ＦＬＩＣには点火素子ＺＥが接続されている。センサは、マイクロコントローラμＣと点火回路トリガ部ＦＬＩＣとを内蔵する制御装置の中にあってもよいし、外にあってもよい。しかし、本発明の理解に重要でない他の要素はエアバッグ制御装置に属しており、簡単のため図示していない。センサは例えば周辺センサとしてセンサボックスの中に配置してもよいし、走行動特性値制御のための制御装置の中に配置してもよい。

マイクロコントローラμＣはセンサ１０、ＩＯＳ、ω_z、β、およびａ_yのセンサ値から点火素子ＺＥのトリガ判断を決める。このために、マイクロコントローラμＣはメモリ１１に記憶されているアルゴリズムとプリセットされたいくつかの値を用いる。ヨーレートセンサω_zとしては、相応に形成された回転速度センサを使用してよい。また、加速度センサ系からヨーレートを導くことも可能である。横滑り角センサβまたは横滑り角を感知するセンサβは、横滑り角を直接検出するセンサであるか、または、加速度センサもしくは他のセンサのセンサ信号から横滑り角を導出するものである。前者の場合、例えば光学センサが適している。最後に、車両横加速度ａ_yは相応に形成された加速度センサ系により検出される。その他のセンサ１０、ω_x、ａ_z、およびａ_xは加速度センサまたは回転速度センサにより求められる。乗員分類センサＩＯＳとしては、例えば、車両座席に組み込まれた負荷ボルトが考えられる。しかし、負荷ボルトの代わりに、ビデオセンサ、座席マット、または他の類似技術を使用することもできる。メモリ１１は書込み可能メモリでも書込み不能メモリでもよい。トリガの際には、点火回路トリガ部ＦＬＩＣにより点火素子ＺＥに通電が行われる。

次に、図２に基づいて、図１の装置が実行する本発明の動作の流れを説明する。センサ系２０により、ヨーレート、ロールレート、加速度、速度および横滑り角のようなセンサ値を検出する。ここで、ロールレートや加速度等はロールオーバ検出のために直接アルゴリズム２１に入力される。しかし、センサ系２０とマイクロコントローラμＣで実行されるアルゴリズム２１との間には、横滑り角βと車両横速度ｖ_yの事前推定のためのモジュール２２が設けられている。したがって、このモジュール２２には、入力値として、ヨーレートω_z、横滑り角β、および速度ｖ_CMが入力される。そして、上で示されたように、これら入力値から、横滑り角βと車両横速度ｖ_yが事前推定され、これらの値はアルゴリズム２１に渡されるので、アルゴリズム２１はこれら事前推定された値を考慮してトリガ判断を行うことができる。

図３は本発明による方法の流れをフローチャートで示したものである。方法ステップ３００では、独立請求項に示されている第１走行動特性値が求められる。これは、図１によれば、例えばヨーレートω_z、横滑り角β、速度および車両横加速度ａ_yである。方法ステップ３０１では、上記諸式を用いて、第２走行動特性値の、すなわち、横滑り角βおよび車両横速度ｖ_yの事前推定が行われる。上記諸式の他に、例えば近似法などの他の方法も可能である。最後に、方法ステップ３０２では、マイクロコントローラμＣにより、第２走行動特性値と、センサ系から直接アルゴリズム２１に入力される別の第３走行動特性値とから、トリガが決定される。この第３走行動特性値には、例えばロールレートω_xや他の加速度値が属する。

図４は本発明による方法の流れを別のフローチャートで示したものである。方法ステップ４００では、センサ系２０により、ヨーレートω_z、横滑り角β、車両横加速度ａ_y、重心速度ｖ_CM、時間ｔ_estimおよびｔ_estim2が求められる、あるいはメモリ１１からロードされる。次に、方法ステップ４０１において、これらの値から、横滑り角βと車両横速度の事前推定が行われる。方法ステップ４０２では、横滑り角β、車両横速度ｖ_y、垂直加速度ａ_zおよび車両縦加速度ａ_x、ロールレートω_xに依存して、乗員保護手段をトリガするか否かの決定が行われる。そして、方法ステップ４０３においてトリガが行われる。

本発明の装置のブロック回路図を示す。 方法の流れに関する別のブロック回路図を示す。 第１のフローチャートを示す。 第２フローチャートを示す。

Claims (8)

1. ロールオーバ時に乗員保護手段をトリガするための装置において、
   少なくとも１つの第１走行動特性値（ω_z、β、ａ_y、ｖ_CM）を出力するセンサ系（２０）と、
   前記少なくとも１つの第１走行動特性値（ω_z、β、ａ_y、ｖ_CM）に依存して少なくとも１つの第２走行動特性値（β、ｖ_y）を事前推定し、該第２走行動特性値（β、ｖ _y ）に依存して乗員保護手段をトリガする評価回路（μＣ）とが設けられており、
   前記センサ系（２０）は第１走行動特性値としてヨーレート（ω _z ）と第１横滑り角（β _aktuell ）を出力するように形成されており、前記評価回路（μＣ）はメモリ（１１）と接続されており、該メモリ（１１）から第１時定数（ｔ _estim ）をロードし、該第１時定数（ｔ _estim ）を用いて、ヨーレート（ω _z ）と第１横滑り角（β _aktuell ）に依存して車両横速度（ｖ _y ）と第２横滑り角（β）を第２走行動特性値として事前推定することを特徴とする、ロールオーバ時に乗員保護手段をトリガするための装置。
2. 前記センサ系（２０）は車両横加速度（ａ_y）を検出するよう形成されており、前記評価回路（μＣ）は前記車両横加速度（ａ_y）を考慮して車両横速度（ｖ_y）を事前推定する、請求項１記載の装置。
3. 前記評価回路（μＣ）は車両横速度（ｖ_y）の事前推定のために前記メモリ（１１）から第２時定数（ｔ_estim2）をロードする、請求項２記載の装置。
4. 前記評価回路（μＣ）は車両横加速度（ａ_y）に関して少なくとも１つの所定値を前記メモリ（１１）からロードする、請求項１記載の装置。
5. ロールオーバ時に乗員保護手段をトリガするための方法において、
   少なくとも１つの第１走行動特性値（ω _z 、ａ _y 、β _aktuell 、ｖ _CM ）を求めるステップと、
   少なくとも１つの第１走行動特性値（ω _z 、ａ _y 、β _aktuell 、ｖ _CM ）に依存して少なくとも１つの第２走行動特性値（β、ｖ_y）を事前推定するステップと、
   前記第２走行動特性値（β、ｖ_y）に依存して乗員保護手段をトリガするステップを有し、
   ただし、第１走行動特性値として、ヨーレート（ω _z ）と第１横滑り角（β _aktuell ）を求め、前記ヨーレート（ω _z ）と前記第１横滑り角（β _aktuell ）から、第２走行動特性値として、それぞれ車両横速度（ｖ _y ）と第２横滑り角（β）を事前推定し、車両横速度（ｖ _y ）と第２横滑り角（β）を事前推定するために、さらに第１時定数（ｔ _estim ）を用いることを特徴とする、ロールオーバ時に乗員保護手段をトリガするための方法。
6. 車両横速度（ｖ_y）を事前推定するために車両横加速度（ａ_y）を用いる、請求項５記載の方法。
7. 車両横速度（ｖ_y）を事前推定するために第２時定数（ｔ_estim2）を用いる、請求項６記載の方法。
8. 車両横加速度（ａ_y）の代わりに少なくとも１つの所定値を用いる、請求項５記載の方法。

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