JP4783369B2 - 車両用接触センサシステム - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、請求項１の上位概念に記載された、少なくとも１つのセンサを有する車両用接触センサシステムに関しており、ここではこのセンサにより、歩行者との衝突を識別するのに最適化されている低い値領域のセンサデータが形成される。

正面衝突の場合に衝突の重大度についての情報を早期に得られるようにするため、またオフセット、例えば４０％のオーバラップを識別できるようにするため、ふつういわゆるアップフロントセンサ（ＵＦＳ Upfrontsensor）が２つ車両のフロント領域に取り付けられる。ふつうこれらのセンサは加速度センサであり、これらの加速度センサは、確実に区別される信号評価を行うために、例えば1000g以上の極めて高い測定領域を有しなければならない。上記のＵＦＳは付加的に正面衝突の妥当性検査にも使用可能である。

将来的には歩行者との衝突を識別するために車両のフロント領域に付加的な加速度センサが取り付けられるが、これらのセンサは、上記のアップフロントセンサとは分解能および測定領域についての要求が全く異なる。歩行者保護センサ（ＦＧＳ Fussgaengerschutzsensor）は、例えば50g以下の測定領域を有する。

アップフロントセンサとは択一的でコスト的に有利な形態として、いわゆるアップフロントスイッチ（ＵＦＳＷ Upfront Switch）を使用することができる。このＵＦＳＷによって、加速度センサほどには包括的かつ区別される信号評価を得ることができないが、それでも衝突の重大度の判別およびオフセット識別に対して十分な情報が得られる。ＵＦＳＷは、例えば、ハムリンスイッチ（Hamlinschalter）の同様に構成され、このスイッチでは円筒形の永久磁石がガイド管をガイドされ、ばねによってこの管のストッパに保持される。このＵＦＳＷが加速度を受ける場合、ばね剛性および磁石の質量によって固定的に一回だけ設定されるあらかじめ定めた閾値以上になると磁石はガイド管上を移動する。この管の内側にはリードコンタクトが設けられており、すなわち、上記の磁石がコンタクト上にあると、直ちにこの電気的なスイッチコンタクトが磁気によって閉じられるのである。衝突の重大度およびオフセットを決定するのに重要なパラメタは、上記の決定されたスイッチング閾値およびスイッチング過程の時点である。一層重大な衝突の場合、上記ＵＦＳＷは一層ソフトで軽い衝突よりも速くスイッチオンするのである。

発明の利点
これに対して請求項１の特徴部分に記載された特徴的構成を有する本発明の車両用接触センサシステムは、車両フロント領域において、歩行者との衝突を識別するのに最適化されている１つから２つの加速度センサしか必要ないという利点を有する。すなわち、これらの加速度センサは、50gまでの値領域を有しており、これによって歩行者との衝突の場合に歩行者に対する最適な保護が保証され、しかもなお衝突重大度の決定および／またはオフセット識別および／または妥当性検査を実行できるのである。有利には評価ユニットにより、加速度センサのセンサデータが少なくとも１つの閾値と比較され、これによって衝突の重大度の判別および／またはオフセット識別および／または妥当性検査が実行される。これにより、上記の最適な歩行者識別に対する値領域を有する加速度センサおよび評価ユニットによって有利にも少なくとも１つの仮想的なアップフロントスイッチが構成され、このスイッチによって十分に正確な衝突の重大度の決定およびオフセット識別を行うことができる。

したがって本発明の車両用接触センサシステムにより、有利にも、適用コストが最小である歩行者識別に加えて、歩行者保護センサシステムのための付加的な機械的コストおよび配線コストなしに、衝突の重大度の決定および／またはオフセット識別および／または妥当性検査を行うことができるのである。

請求項２〜７に記載した手段および発展形態により、請求項１に記載した接触センサシステムの有利な改善が可能である。

殊に有利であるのは、上記のセンサデータが少なくとも１つの閾値に達しおよび／またはこれを上回り、これによって対応するスイッチング閾値がトリガされる複数の時点から、上記の接触センサシステムの評価ユニットにより、時間情報が形成されることである。このように形成される時間情報は有利にも衝突の重大度の評価および／またはオフセットの決定に使用することができる。有利にはさらに上記の評価ユニットにより、第１スイッチング閾値のトリガと、第２スイッチング閾値のトリガとの間で経過した時間から第１時間情報が形成される。ここで第１閾値が第1スイッチング閾値に、また第２閾値が第２スイッチング閾値に対応しており、また第２閾値は第１閾値よりも大きい。これによって大きなコストをかけることなく、また正確なスタート時点がわからなくても衝突の重大度を示すことができる。それは衝突の重大度の評価に対してもはや精確な接触時点はあまり重要でないからである。

第１閾値は、例えばノイズ閾値を表すことができる。このノイズ閾値を上回ると、上記の評価ユニットにより、対象体が車両フロント領域に衝突した時点を表す信号が形成される。

評価ユニットは有利には閾値パラメタに依存して上記の閾値を変更することができる。これによって車両に接触センサシステムを組み込んだ後でも上記の閾値を簡単かつ迅速に変更することができ、さまざまな組み込み箇所およびさまざまな車両構造に個別の適合させることができる。多段階の仮想的なアップフロントスイッチとして実施する場合であっても、上記のパラメタを変更することにより、最小の適用コストで簡単かつ迅速に適合させることができる。したがって例えば基準衝突プログラムの動作させた後、上記の閾値をそれぞれの組み込み位置および個別の車両に最適に適合させることができるのである。

上記のセンサデータは、有利には加速度データおよび／または加速度データの絶対的な積分および／または加速度データの窓積分を含んでおり、対応する閾値は、加速度データの積分値の微分および／または直接の積分値を含むことができる。

図面
本発明の実施例を図面に示し、以下で詳しく説明する。唯一の図は、本発明による車両用接触センサシステムの１実施例のブロック図を示している。

実施例の説明
近い将来において歩行者保護（ＦＧＳ Fussgaengerschutz）を目的として付加的に少なくとも１つから２つの付加的な加速度センサを車両のフロント領域に取り付けなければならなくなることによって、車両用接触センサシステムは格段に高価になる。今日すでにどちらかといえば顧客においてあまり受け入れられておらず、また今日すでに車両フロント領域における加速度センサの個数を低減したいというスペースについての要求がなされている。測定領域の異なる４つの加速度センサを組み込むことによって、例えば、より大きな電流供給、読み出しのためのセンサチャネル、付加的なセンサ処理時間、制御装置コネクタに一層多くのピンおよび一層大きなワイヤハーネスならびに配線コストが必要である。

本発明によって提案されるのは、歩行者保護に最適化されている加速度センサ、すなわち測定領域が極めて低い１つから２つの加速度センサだけを車両に取り付けることである。歩行者と衝突した場合、トレードオフのない機能により、歩行者に対する最適な保護を保証することができる。ここでは評価ユニットにより、センサデータと少なくとも１つの閾値とが比較されて、衝突の重大度が決定され、および／またオフセットが識別され、および／または妥当性検査が行われる。

図からわかるように、車両用接触センサシステム１のこの実施例には、２つの加速度センサ１２，１４と、ブロック１００と、評価ユニット２００が含まれている。上記の加速度センサにより、有利には５０ｇ以下の加速度を表す値領域の低いセンサ信号１０が形成される。また上記のブロック１００では、歩行者との衝突が識別される場合、歩行者との衝突を識別するのに最適なセンサ信号１０が評価されて、相応する歩行者保護手段がアクティブ化される。

歩行者保護センサ１２および１４のセンサ信号１０は、制御ユニット２００により、破線で示した比較領域２１０において第１閾値２１２、例えば１０ｇと比較され、また第２閾値２１４、例えば２５ｇと比較される。すなわち、歩行者保護センサ１２，１４および評価ユニット２００は、仮想的な２段階のアップフロントスイッチを構成しているのである。スイッチング閾値を形成するための対応する情報は、破線で示されたスイッチング閾値領域２２０において形成される。このスイッチング閾値領域２２０で形成されるスイッチング信号２２２，２２４，２２６，２２８は、スイッチ閾値評価ユニット２３０に伝送され、このユニットより、仮想的なアップフロントスイッチの出力信号が形成されて出力される。オプションではスイッチ閾値評価ユニット２３０により、プレクラッシュセンサシステムから得られるデータを評価の際に考慮することができる。この評価により、例えば対象体が車両フロント領域に衝突した時点を表す時間情報が供給される。

スイッチング閾値領域２２０ではセンサ信号１０がまずブロック２１２において第１閾値と比較される。ここでこの閾値は、例えば１０ｇの加速度に設定されている。センサ信号１０が第１閾値よりも小さい場合、ブロック２２０においてスイッチング閾値情報２２４「スイッチ１ 開」が形成され、同時にスイッチング閾値情報２２８「スイッチ２ 開」と共にスイッチ閾値評価ユニット２３０に伝送される。それは図示の実施例において第２閾値は、第１閾値よりも大きく、例えば２５ｇの加速度値に設定されているからである。

センサ値１０が第１閾値よりも大きい場合、スイッチング閾値情報２２２「スイッチ１ 閉」がスイッチ閾値評価ユニット２３０に伝送される。ここでは付加的にブロック２１４において第２閾値との比較が行われる。第２閾値をも上回っている場合、スイッチング閾値情報２２６「スイッチ２ 閉」がスイッチ閾値評価ユニット２３０に伝送され、そうでない場合、スイッチング閾値情報２２８「スイッチ２ 開」がスイッチ閾値評価ユニット２３０に伝送される。時点を決定することによっておよび／またはスイッチング過程の時間差を決定することにより、スイッチ閾値評価ユニット２３０によって衝突の重大度が分類される。

これにより、値領域が５０ｇよりも低い歩行者保護センサから、大きな付加的コストなしに極めて簡単に仮想的なアップフロントスイッチを模倣することができ、このスイッチによって、衝突の重大度の決定およびオフセット識別を十分な精度で行うことができる。

衝突の重大度の識別は、上で説明したようにスイッチング時点を介して行われる。スイッチング時点は、付加的なプレクラッシュセンサシステム３００から得られる衝突時点を基準にして決定することができ、または特定のノイズ閾値を上回ったことを基準にして簡単に決定することもできる。ここでこのノイズ閾値はブロック２１０において第１閾値として設定され、また同時に衝突識別に対するスタート時点を表すことができる。この車両にプレクラッシュセンサシステムが付加的に設けられている場合、プレクラッシュセンサシステムによって極めて精確に決定することができる衝突時点をスタート時点として使用することができる。

評価ユニット２００は、第１スイッチング閾値２２２のトリガと、第２スイッチング閾値２２６のトリガとの間で経過する時間から、別の時間情報を形成することができ、ここで第２閾値２１４は、第１閾値２１２よりも大きい。この別の時間情報に基づいて衝突の重大度を評価することができるため、接触時点の精度は、評価に対してもはやそれほど重要ではなくなる。

図示の仮想的な２段階アップフロントスイッチは、多段の乗員保護手段または移行のない乗員保護手段、例えば２段階のエアバッグまたは無段階のエアバッグに使用可能であり、これらの複数の段はそれぞれ、評価ユニット２００によって形成され対応するスイッチング閾値２２２，２２６によってトリガ可能である。上記の仮想的なアップフロントスイッチは、従来のアップフロントスイッチに比べて大きな利点を有する。

例えば、従来のＵＦＳＷでは、ばね定数および磁石の重量を各車両および組み込み位置に適合させることによって機械的に調整しなければならない。この場合にこの機械的なＵＦＳＷは、確定したのと全く同じ車両構造を有するまったく同じ車両において、確定したのと全く同じ箇所にだけに使用できるのである。組み込み位置が後で変更される場合、ＵＦＳＷ全体を新たに開発しなければならないのである。

本発明の仮想的なＵＦＳＷでは、相応の閾値パラメタを調整することによって極めて簡単かつ迅速にスイッチング閾値２１２，２１４を変更することができ、したがって極めて柔軟にさまざまな車両構造に適合させることができる。多段の仮想的なＵＦＳＷでは、閾値パラメタを変更することにより、さまざまなスイッチング閾値２１２，２１４を個別に迅速かつ簡単に適合させることができる。

センサデータ１０は、加速度データおよび／または加速度データの絶対的な積分および／または加速度データの窓積分を含むことができる。対応する閾値２１２，２１４は、加速度データの積分値の微分および／または直接の積分値を含むことができる。

本発明による車両用接触センサシステムの１実施例のブロック図である。

Claims (7)

1. 歩行者との衝突を識別するのに最適化されている低い値領域のセンサデータ（１０）を形成する少なくとも１つのセンサ（１２，１４）を有する車両用接触センサシステムにおいて、
   前記のセンサデータ（１０）には、加速度データまたは加速度データの積分値が含まれており、
   評価ユニット（２００）が設けられており、該評価ユニットにより、前記のセンサデータ（１０）と、少なくとも１つの閾値（２１２，２１４）とが比較されることによって衝突の重大度の決定またはオフセット識別または妥当性検査が行われ、
   前記の評価ユニット（２００）および少なくとも１つのセンサ（１２，１４）により、アップフロントスイッチが模倣されることを特徴とする
   車両用接触センサシステム。
2. 前記のセンサデータ（１０）がノイズ閾値を表す第１スイッチング閾値（２１２）を上回ることに基づいて、前記評価ユニット（２００）により、対象体の衝突時点が形成される、
   請求項１に記載の接触センサシステム。
3. 前記第１スイッチング閾値（２１２）のトリガから、該第１スイッチング閾値より大きい第２スイッチング閾値（２１４）のトリガまでに経過した時間から形成された時間情報に基づいて、前記評価ユニット（２００）により、衝突の重大度が評価される、
   請求項２に記載の接触センサシステム。
4. 付加的にプレクラッシュセンサシステム（３００）が設けられており、前記評価ユニット（２００）により、該プレクラッシュセンサシステムから得られる衝突時点が衝突の重大度の評価の際に考慮される、
   請求項３に記載の接触センサシステム。
5. 前記の評価ユニット（２００）により前記のスイッチング閾値（２１２，２４１）が変更される、
   請求項１から４までのいずれか１項に記載の接触センサシステム。
6. 前記のスイッチング閾値（２１２，２１４）は、加速度データの積分値の微分値または直接の積分値を含む、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の接触センサシステム。
7. 多段の乗員保護手段が設けられており、
   該保護手段の複数の段が前記の評価ユニット（２００）によって形成され対応するスイッチング閾値（２２２，２２６）によってそれぞれトリガ可能である、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の接触センサシステム。

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