JP5165377B2 - 車両内のセーフティシステムのための方法 - Google Patents

Description

本発明は、周囲センサシステムからの周囲に関するデータが、障害物との差し迫る衝突に関して継続的に評価され、衝突が避けられない場合に自動非常制動が始動される、車両内のセーフティシステムのための方法に関する。

特許文献１では、道路を通行している時の衝突を防止する方法について開示しており、これによれば、状況パラメータ、車両パラメータ、及び環境パラメータが、センサシステムによって取得され、危険な状況の存在に関して評価され、所定の程度の危険に合わせた警報段階が起動され、対抗手段が生じる。センサシステムは、レーダビーム、赤外線、又は画像処理を有するカメラ光学に基づく、周囲センサシステムを有する。理論上の衝撃までの時間、衝撃を防止するために特定の時間に必要な制動減速度、取得された車両パラメータ及び環境パラメータを考慮する予想制動減速度、及び衝突を防止する制動操作の開始及び制動力が、衝突物体が近づいてくる、所定の相対速度から判断される。この評価に応じて、車両からの距離が第１の安全値未満になった場合に、運転者に対する警告（警報段階Ｉ)が生じる。運転者による十分な反応がないまま、その距離がさらに安全値未満になると、以前に計算された制動力を有するブレーキ系の自動稼動（警報段階ＩＩ)がさらに生じる。たとえば、車両が突然運転者のいる車線に割り込んだために、車両とその車両の周囲に突然現れた物体との間の距離が、相当程度安全値未満になると、ブレーキ系の最大の稼動（非常制動)が生じ（警報段階ＩＩＩ)、たとえば、バンパーが展開される又はシートベルトに張力がかけられるなどの、さらなるセーフティ・デバイスの稼動が行われる。

セーフティ・デバイスを作動させるためのさらなる手法は、運転状態データの評価に基づく。このように動作する予防保護システムを備えた自動車が、たとえば、特許文献２に開示されている。この場合、運転状態データは、運転者による非常制動要請の状態に関して監視され、非常制動が要請された場合に車両乗員保護システムが作動される。その上、危機的な横方向の運動を示す、オーバステアの状態及びアンダーステアの状態が、データ処理装置によってさらに判断される。非常制動要請の状態及び／又はオーバステアの状態及び／又はアンダーステアの状態が、データ処理装置によって検出されると、可逆的車両乗員保護システムが作動される。このために評価される運転状態データを取得するためのセンサシステムは、操舵角センサと、ペダル行程センサと、ブレーキ圧力センサと、車輪速度センサと、加速度センサと、ヨーレートセンサとを有し得る。

独国特許出願公開第３６３７１６５Ａ１号明細書 独国特許発明第１０１２１３８６Ｃ１号明細書

本発明の目的は、冒頭で説明した種類のセーフティシステムを改良することである。

上記目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。本発明に従って、予め定義された事象が発生するまでのみ、非常制動を維持することが提案される。たとえば、上述したように、予め定義された事象とは、センサにより実際に判断された衝突又は衝撃までの、事前に計算された時間の終了であり得る。

時間的に衝撃に近い自動非常制動は、約１ｇの、又はその段階以降は衝撃が確実に避けられない段階におけるスリップ限度までの、完全制動工程である。これは、予測される衝撃の開始前の、約６００〜５００ミリ秒の時間に対応する。この段階は、プリクラッシュ段階とも呼ばれる。

本発明は、自動非常制動を再び終了し、かつブレーキを解除する、中止条件を提供する。中止条件がない場合、すべての非常制動工程中に、特に非常制動が、たとえば道路上に横たわっている空のボール箱によって起動されるような、誤った起動によって発生した場合、望ましくない静止状態まで制動が発生する。

本発明の一実施形態においては、非常制動を終了する事象は、周囲に関するデータから事前に計算された、かつたとえば時間カウンタによって判断された衝突時間の終了であり、この場合、わずかな時間の補足が含まれ得る。計算された衝突時間はまた、非常制動中に連続的に補正され得る。このようにして、これから先に数百ミリ秒の衝突時間がある場合には、ブレーキは、ブレーキの解除が他の条件に連携されることなく、この時間だけ閉じられ、その後解除され得る。衝突が発生すると、ブレーキは、衝撃の開始直後に解除される。ブレーキを解除する工程は、衝突が終了したとき（約１００ミリ秒)にはまだ終了しておらず、したがって、非常制動はまた、クラッシュ中のエネルギの放散を支持する。明らかな衝突が発生しない場合、つまり誤って起動した場合に、非常制動工程の前に比較的長い部分制動がないと、その制動工程は、時間的な制限による制動インパルスとしてのみ知覚され得る。したがって、衝突時間について周囲センサシステムによって予測された値に制動工程を時間的に制限することは、すべての場合において、制動インパルスが時間的に制限されている場合に、セーフティシステムが誤った起動に対する許容性を有するという利点を有する。タイミングカウンタの実施が容易であるため、この解決方法はまた、非常に費用対効果が高くかつ確実である。

本発明の別の実施形態においては、非常制動工程が始動された後、周囲に関するデータから事前に計算された衝突時間後の約５０ミリ秒の時間ウィンドウ内で衝突が発生しない場合、制動工程が中止される手段が講じられている。したがって、衝突が発生しない場合、非常制動工程は、時間的に数百ミリ秒に制限される。危機的な減速度に関連する衝突がない場合、たとえば空のボール箱との衝撃の場合には、非常制動工程の前に比較的長い段階の自動部分制動がないと、車両乗員は、短時間の制動インパルスを一時的な振動として知覚する。したがって、適宜直前にブレーキ系に張力をかける非常制動は、事前に衝突物体を観察することが、又は運転者への警告としても役立つ、たとえばほんの０.４gの自動的に始動される部分制動を行うことが不可能な交通状況の際にも、予防上非常に素早く使用され得る、効果的な保護対策である。

このような衝突は、エアバッグ制御ユニットの加速度センサの信号から取得された減速度信号によって検出され得る。代替形態として又は追加形態として、接触センサシステム、エアバッグ制御ユニットから分離された加速度センサ、又は変形センサが、衝撃を検出するのに使用され得る。

本発明の一発展形態においては、衝突が発生した場合、衝突が終了したことが、加速度センサの加速度信号から推測されるまで、制動工程が維持される手段が講じられている。したがって、制動効果は、クラッシュの過程全体に渡って引き続き維持される。

別の実施形態においては、制動工程は、衝突後の予め定義された時間維持される。これにより、加速度センサの評価と関係なく制動工程が中止され、本方法が、外部の破壊に関してより頑強性を有するものとなる。

一発展形態においては、車両の走行力学に関して、特に車両の横方向の運動に関して危機的な運転状況が存在する場合、非常制動が抑制される。アンダーステア及びオーバステアなどの、横方向の運動に関する危機的な状況の感知が、たとえば独国特許発明第１０１２１３８６Ｃ１号明細書に記述されている。しかし、ハンドルの稼動の観察のみに基づいて、横方向の運動を推定することを含むこともできる。したがって、同時の非常制動により車両が急にコースを変更し得るので、同時に激しい又は急速なハンドルロックが検出されると、非常制動が抑制され得る。

一発展形態においては、たとえば１００〜１２０キロメートル／時の制限速度を超えると、非常制動が抑制される。このようにして、車両が高速で走行する場合には、一般に運転者の注意が著しく高まり、自動非常制動介入を利用可能にする必要がないことを考慮することができる。他方、現在連携されているレーダシステムの解像度が、この速度でその制限に到達する。

一発展形態においては、たとえば電気シートベルトプリテンショナー、展開可能な布張りシート要素、たとえば膝部の布張り要素などの、可逆的拘束手段、又はシート調整手段、ヘッドレスト稼動手段、又は窓の開口部を閉じる手段などの、他の可逆的保護対策が、非常制動工程と共に始動される手段が講じられている。さらに、歩行者又は自転車に乗っているヒトなどの、他の衝突当事者も保護するよう役立つ保護手段も稼動され得る。これらは、たとえば、有効なエンジンフード、展開可能なバンパー、及びその硬さが調整され得る車両の外板上の衝撃要素である。車高制御システムの介入も提供され得る。

周囲センサシステムは、周囲を感知する、任意の種類のセンサと共に動作し得る。この場合、レーダ波、ミリメートル波、及びマイクロメートル波と共に動作する電磁センサ、ライダーシステム又は赤外線システムなどの光学センサ、たとえばモノ又はステレオビデオなどの画像作成センサを使用することができる。勿論、情報品質を向上するよう、このようなセンサとこれらから取得された情報との組合せを適用することもできる。周囲センサシステムは、自動車と衝突物体との間の距離及び／又は速度の物理変数を供給しなければならず、変数の１つは、それぞれ微分又は積分によって計算され得る。衝突が避けられない範囲内でのみできる限り予防安全対策を起動するために、センサシステムは、衝突物体の位置についての正確な情報をできる限り供給しなければならず、運転者のいる車線についての情報により、接近して走り去る車両、回避操縦、及び差し迫る衝突との間の区別が可能となり、重なりの程度が判断される。

従属請求項及び以下に記載する本発明による方法を行うための例示的実施形態より、さらなる実施形態が示される。

図１において、本方法は、差し迫る衝突が周囲センサシステムによって検出される場合、ステップ１から開始する。

ステップ２：まだ衝突時間がこれから先の数秒の範囲内である場合、警告メッセージが、まず最初に、たとえば視覚的に、聴覚的に、又は触覚的に出され、衝突がなおも差し迫っている場合、自動的に始動される部分制動工程に連携され得る。同時に、可逆的保護手段が始動され得る。たとえば、シートベルトプリテンショナーも、制動工程と共に稼動されるべきである。ブレーキ系は、既に条件が調整されている。つまり、ブレーキ系は、ブレーキ系のアイドル走行距離を省くことにより、運転者の警告又は部分制動を有するが、衝撃の開始前の最遅７５０〜６５０ミリ秒での、その後の完全制動工程用に準備されている。さらにエスカレートしていく間に制動工程をより素早く始動できるようにするために、小さい制動圧力が既に増大している。

ステップ３：これは、予想される衝撃前の約６５０〜６００ミリ秒であり、６４キロメートル／時の車速で約１０ｍまで近づくことに一致する。可逆的シートベルトプリテンショナーは、先行する部分制動工程と共にまだ稼動されていない場合に稼動されるので、非常制動工程が行われると、車両乗員のシートベルトシステムから、シートベルトのゆるみが取り除かれる。その上、展開可能な可逆的布張りシート要素も稼動され得る。周囲のセンサシステムは、その状況がさらにエスカレートするかどうかを引き続き観察する。

代替形態として、シートベルトプリテンショナーも、後に、具体的にはステップ６の自動クラッシュ制動工程と同時に始動され得る。

ステップ４：その状況のさらなるエスカレーションが、周囲センサシステムによって検出され得る場合、この制動工程は、ステップ５で中止される。

危険な状況のさらなるエスカレーションが検出され得る場合、自動クラッシュ制動（非常制動)が、ステップ６で、この時に避けられない、予想される衝撃の前に６００〜５００ミリ秒始動される。さらなる条件は、すべての車両乗員がシートベルトで保護されることである。運転者のシートベルトのロック状態が問い合わせられ、さらに、前部シートの乗客の場所のシートベルトの係合状態も問い合わせられる。さらなる条件は、コーナリングの場合の又は非常に高い運転速度での非常制動工程の起動を回避するよう、走行力学の問題が存在しない状態である。特に、非常制動工程は、車両の危機的な横方向の運動の場合に、たとえば、高い横加速度力、アンダーステア、オーバステア、又はＥＳＰ応答の場合に抑制される。

予想される衝撃時間（衝突までの時間ＴＴＣ)は、測定された近づいてくる速度及び障害物からの距離から判断される。前記時間が衝突物体と運転者自身の車両との間の相対距離及び相対速度の商から計算される場合、衝撃時間の簡単な計算が得られる。しかし、たとえば、質量慣性、制動効果、及び摩擦係数を含む、より複雑なアルゴリズムも使用され得る。

ステップ７：著しい衝撃が、非常制動工程の開始後最遅６００ミリ秒で、又は予測された衝撃の開始後約５０ミリ秒で、この非常制動工程の後に続かない場合、誤った起動であることは明らかである。この場合、ステップ８で、ブレーキが再び自動的に解除される。衝撃は、同時に歩行者衝撃センサとしても役立ち得る、前部のバンパー上の接触センサシステムなどの既存システムにより、又はエアバッグセンサの加速度信号により感知され得る。

したがって、その起動が望ましくない場合又は不要であった場合、完全制動工程が、最遅６５０ミリ秒後に終了する。部分制動工程がこれに先行しない場合、この状況は、運転者により振動として知覚されるが、運転の安全には悪影響を及ぼさない。

予想される時間ウィンドウ内で、自動非常制動工程の後に衝撃が続いた場合、ブレーキは、ステップ９で、予め定められた時間又は衝撃が終了するまでロックされたままである。衝撃の終了は、中心の加速度センサを備えたエアバッグ制御ユニット内で測定される、加速度力の衰退から検出され得る。

ステップ１０で、本方法が終了し、ブレーキは、再び解除されるか、又は事故に関して比較的高い深刻度を有する衝撃が検出された場合、非常制動と比較して軽減された制動効果に設定される。これは、事故に関わった車両が引き続き制動されるという利点を有する。

図２の方法は、図１について上述した方法と同じステップ１〜６に従う。このため、これらのステップには、同じ位置記号が選択されている。

ステップ６の非常制動工程が稼動された後、ステップ１１で、非常制動が、前に計算された衝撃までの時間（ＴＴＣ)の終了まで、つまり理論上の衝撃時間（衝突時間)に到達するまで維持される。

その時間の終了後、本方法は、ステップ１２で終了し、ブレーキが再び解除される。

上述した、時間的に衝撃に近い行動の漸進的エスカレーションは、以下の利点を有する。

衝撃前及び衝撃時のさらなるエネルギの放散のために、事故の深刻度及びこの結果生じた車両乗員に対する負荷が減少する。対向車両との事故の場合には、他の事故当事者も恩恵を得る。衝撃前の非常制動により、シートベルトのゆるみがなくなり、車両乗員が、衝撃の開始から車両の減速に加わり、これにより、車両乗員に対する負荷がさらに減少する。

第１の例示的実施形態を示す流れ図である。 第２の例示的実施形態を示す流れ図である。

Claims (7)

1. 周囲センサシステムからの周囲に関するデータが、障害物との差し迫る衝突に関して連続的に評価され（１）、衝突が避けられない場合には、自動非常制動が始動され（６）、前記非常制動が、予め定義された事象（７；１１）が発生するまで維持される、車両内のセーフティシステムのための方法であって、
   前記周囲に関するデータから計算される衝突時間を決定し、
   前記非常制動を前記衝突時間まで維持し（６）、
   センサシステムから衝撃を感知し（７）、前記衝突時間後の予め定められた時間ウィンドウ内に衝突を表す衝撃が感知された場合には、前記非常制動（６）を維持し、
   前記衝撃が感知された後に（９）、加速度センサの加速度信号を感知し、前記衝突の終了が前記加速度信号から推測される場合には、前記非常制動を解除することを特徴とする方法。
2. 前記周囲に関するデータから事前に計算される前記衝突時間後の予め定められた時間ウィンドウ内に前記衝突の発生がない場合（７）、制動工程が中止される（８)ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 非常制動の終了後に、事故に関して高い深刻度を有する衝撃が検出された場合、制動工程が、前記非常制動と比較して軽減された制動効果を有して継続される（１０）ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記衝突の発生（７）が、接触センサシステム、分離された加速度センサ、又は変形センサにより、及び／又はエアバッグ制御ユニットの加速度センサにより検出されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 走行力学に関して、危機的な運転状況が存在する、及び／又は制限速度を超えた場合、非常制動（６）が抑制されるか又は軽減された制動効果のみで行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 問い合わせにより、車両内のすべての乗員がシートベルトにより保護されていないことが判明した場合、非常制動（６）が抑制されるか又は軽減された制動効果のみで行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 非常制動（６）と同時に、可逆的な保護手段が稼動されることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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