JP6000357B2 - 自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する方法に関する。

従来の技術
自動車のセーフティ技術の領域において公知であるのは、搭乗者の危険性を考慮しながら、走行状況および車両シートの瞬時の位置により、セーフティシステムの介入の強さを決定できることである。

例えば、WO 2004/103779 A1には自動車の搭乗者保護システムが開示されており、この搭乗者保護システムは、自動車のシートを高速に位置調整することにより、衝突に最適化したポジションに車両シートを移動する。

さらにBaumann等による"PRE-SAFE Pulse, die Erweiterung des Insassenschutzes durch Nutzung der Vorunfallphase", 12. VDA Technischer Kongress 2010からはさらに、事前に起動し、かつ、事前に衝突動作をするシステムが公知であり、このシステムは、自動車の前面衝突時にエアバックまたはショルダーベルトを用い、衝突前フェーズにおいて自動車の搭乗者を加速して、衝突パルスによる速度と、上記の事前の加速の速度とが重なって消滅し合うようにするのである。

殊に上級クラスの自動車において電動モータ駆動式のシートベルトテンショナが公知である。さらにこのような自動車において、例えば、距離制御のためのレーダシステムならびに自動制動装置を用いて自動的に制動を行うなどの予測式のセンサシステムも公知である。

発明の開示
本発明の課題は、自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する方法を改善することである。

この課題は、自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する、以下を有する方法によって解決される。すなわち、
− 予測式センサシステムと、上記の自動車の走行動作の少なくとも１つの特性値とを用いて自動車の危険モデルを求めるステップと、
− 上記の少なくとも１つの特性値を用いて、上記の自動車のドライバによるこの自動車の可制御度を求めるステップと、
− 上記の危険モデルおよび可制御度に依存する所定の大きさで上のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御するステップとを有する方法によって解決される。

本発明による方法により、上記のセーフティアクチュエータシステムが上記の自動車のドライバに介入する度合いが有利にも、このドライバによる自動車の可制御度に依存して設定される。これにより、このドライバは、自動車の操作エレメントに、ひいては自動車の走行特性に最大限に影響を及ぼすことができるため、状況によっては、走行動作に対するセーフティアクチュエータシステムへの過剰な介入が行われないかないしは大きく低減される。これにより、上記の求めた危険モデルおよび求めた可制御度から、自動車のセーフティアクチュエータシステムの駆動制御ないしは起動の程度に対して最適な組み合わせを使用することができるのである。

本発明の有利な実施形態では、自動車の走行動作の少なくとも１つの特性値は、この自動車の速度である。自動車の速度は、ドライバによる自動車の可制御度に大きく影響を及ぼすという物理学的な事実に起因して、上記によって有利にも、セーフティアクチュエータシステムの駆動制御に対する重要な影響量が考慮される。これにより、セーフティアクチュエータシステムの介入度は有利にも、この自動車の都度の速度状況に極めて効率的に適合させることができるのである。

本発明の有利な実施形態では、上記の自動車の走行動作の少なくとも１つの特性値は、この自動車の横滑り角である。自動車の速度と同様に横滑り角も、自動車の可制御度の重要なパラメタの１つである。したがってこの横滑り角を考慮することにより、有利にもセーフティアクチュエータシステムの介入度が大きく決定的に求められるのである。

本発明の有利な実施形態では、上記のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する際、車両シートベースの拘束手段を位置調整する。車両シートベースの拘束手段は、自動車において、セーフティアクチュエータシステムによる保護可能性の重要な部分を成しているため、本発明にしたがってこれを調整することにより、場合によっては、ドライバが自動車に与える影響を格段に高めることできる。

有利には、自動車シートの少なくとも１つのレベルが調整されるようにする。これによって有利にも、衝突前フェーズにおいてドライバがセーフティ技術的な観点から最適なポジションをとるように、車両シートにおける自動車のドライバのポジションを変化させることができる。

本発明による方法の有利な発展形態では、車両シートベースの拘束手段の位置調整を、この自動車のシートベルトテンショナ装置の位置調整との相互作用において実行する。これによってサポートされるのは、最適化されたセーフティ上の観点を考慮して、ドライバが、最適化された影響をこの自動車に及ぼすことができるようにすることである。

本発明による方法の有利な実施形態では、自動車の可制御度および危険モデルに依存してシートの位置調整変位および／または位置調整速度の大きさが形成されるようにする。これによって有利にも、ドライバに対するセーフティアクチュエータシステムの介入が有利に最適化されるかないしは自動車に対するドライバの介入が最適化される。

本発明による方法の有利な実施形態では、自動車の前面衝突および／または側方衝突および／または後方衝突の前フェーズを求めるため、予測式センサシステムを使用する。これによって有利にも、相異なる事故シナリオの前フェーズに対し、この自動車の危険モデルが求められるため、事故特性に最適化してセーフティアクチュエータシステムの介入が調整される。

上記の方法の有利な実施形態では、上記の危険モデルが、自動車の前もって求めた衝突重度と衝突確率との積となるようにする。これにより、この自動車の危険モデルが走行状況に応じて最適化されて事前に求められるため、セーフティアクチュエータシステムのトリガの度合いを最適に設定することができる。

上記の方法の有利な発展形態では、この方法がアルゴリズムを用いて実現されるようにする。これにより、簡単に適用可能でありかつ簡単に適合化可能な形で本発明による方法が実施される。

上記の方法の有利な発展形態では、上記のアルゴリズムのサンプル点間の変化に対してルックアップテーブルまたは補間を使用する。これによって有利にも、アルゴリズムのサンプル点間で簡単に変化させることができ、これにより、上記のアルゴリズムの動作上の特性を所望のように簡単に適合化することができる。

以下では３つの図に基づき、別の特徴的構成および利点によって本発明を詳しく説明する。これらの図は殊に、本発明において重要な原理を際立たせるために使用され、これらから方法ステップの具体的の詳細または構成上の詳細を引き出すこと想定していない。

自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する慣用の方法を示すブロック図である。 自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する本発明の方法の１つの実施形態を示すブロック図である。 自動車の事故前フェーズにおいてこの自動車のセーフティアクチュエータシステムが本発明にしたがって行う介入の原理を示すグラフである。

図１には、自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御するための従来技術による方法のブロック図が極めて概略化されて示されている。ここでは、自動車の予測式センサシステム（例えば、レーダ式距離センサシステム、バンパー内のカメラなど）を有する状況識別部３０を用いて、走行動作の第１特性値１０（例えば自動車の実際の速度）を用いて、および、走行動作の第２特性値２０（例えば、自動車の横滑り角、すなわち、ハンドルの実際の角度と、所望の角度との間の差分）を用いて、自動車の危険モデル４０を求める。上記の予測式センサシステムを用いて求められる自動車の危険の度合いは、例えば、センサシステムによって事前に求めた自動車の衝突重度と、センサシステムを用いて求めた衝突確率との積から求めることができる。図１において点によって示したように、第１特性値１０および第２特性値２０とは択一的にまたはこれに付加的に、自動車の走行動作のさらに別の特性値を考えることも可能である。

危険モデル４０の出力量は、入力量としてアルゴリズム５０に供給される。このアルゴリズムは、例えば、自動車の制御装置６０（例えば電子式自動車シート制御装置）用の位置調整アルゴリズムとして形成されている。アルゴリズム５０の出力量は制御装置６０への入力量になり、ここではアルゴリズム５０が制御装置６０に目標値をあらかじめ設定する。制御装置６０は、実際値をアルゴリズム５０に通知することによってアルゴリズム５０にフィードバックする。

制御装置６０は、自動車のセーフティアクチュエータセンサシステム７０を駆動制御する。このセーフティアクチュエータシステム７０は、例えば、車両シートベースの拘束手段として構成することができる。この車両シートベースの拘束手段には、最も簡単なケースでは、シート位置調整レベルの調整部が含まれており、ここではシート高さ位置調整、シート前後位置位置、座面傾斜の調整ないしはシート背もたれ傾斜の調整、または、ヘッドレットまたはシートコンター（例えばサイドウォールによる）の調整を行うことができる。より複雑なシステムでは、車両シートベースの拘束手段の位置調整は、自動車の（例えば、ベルトをしない人をなくすための）シートベルトテンショナ装置との相互作用において行うことができる。上記の方法により、自動車の具体的な危険状況に基づいてこの自動車の多様なシート位置調整を行うことができる。

図２には、自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する本発明による方法の１つの実施形態が示されている。図２は、図１に相応するが、ここではアルゴリズム５０に対する入力量として自動車の可制御度４１も使用されるというただ１つの例外を有する。可制御度４１は、具体的な走行動作パラメタに基づき、自動車のドライバがこの自動車をどの程度制御できるかの尺度を表し、かつ、（危険モデル４０と同様に）この自動車の走行動作の第１特性値１０および第２特性値２０を用いて求められる。可制御度４１は有利には、状態観察器によって走行動的特性データから推定される。これにより、アルゴリズム５０に対し、入力量として（危険モデル４０の出力量に加えて）可制御度４１の出力量の形態の別の入力量が得られる。アルゴリズム５０が制御装置６０に与える作用ないしは制御装置６０がセーフティアクチュエータシステム７０に与える作用は、図１の作用に相応するため、再度説明しない。

したがって図２からわかるのは、本発明により、アルゴリズム５０に対して可制御度４１の形態の別の入力が使用されることによって、アルゴリズム５０の改良ないしは改善が行われることである。このような手段の結果、制御装置６０により、具体的な事故前の状況が一層多角的にレベル分けされ、これによってセーフティアクチュエータシステム７０に対するトリガストラテジが改善されて構成され得るという点で、アルゴリズム５０の出力量も本発明によって改良ないしは改善される。アルゴリズム５０を実行する際には、アルゴリズム５０のサンプル点間の変化のため、例えば、ルックアップテーブル（Look-up-Table）またはサンプル点間の補間を使用することができる。

図３には、基本的な４象限状態グラフに基づき、自動車のセーフティアクチュエータシステム７０を駆動制御する本発明の方法の基本的な動作の仕方が示されている。ここでは、２つのパラメタ「危険度」および「可制御度」に対してセーフティアクチュエータシステム７０の介入がどのように依存するかが５つのサンプル点の例で示されている。

このグラフのｘ軸には、自動車の可制御度がスケーリングされている。このグラフのｙ軸には、予測式センサシステムを有する状況識別部３０によって求められる、自動車の危険の度合いがスケーリングされている。図３のグラフの第１象限には、自動車の可制御度が高くかつ危険度の高い状態が示されている。ここ結果、自動車のセーフティアクチュエータシステム７０への介入Ａないしはアルゴリズム５０（例えば車両シートの位置調整変位／位置調整速度）のサンプル点Ａは大きく示されている。このことは、介入Ａの円周が長いことにより、ないしは、その円半径が大きいことにより、グラフィックに示されている。それ自体大きな介入Ａは、確かにこの自動車とドライバとの間に大きな相互作用を及ぼし得るが、この場合には、セーフティアクチュエータシステム７０をトリガした時点において自動車の可制御度４１の度合いが高いという点で、すなわち安定した走行状況であるという点ではマイナスに作用しない。

図３のグラフの第２象限には、自動車の危険度が高くかつ可制御度が低い状態が示されている。この結果、この自動車へのセーフティアクチュエータシステム７０の介入Ｂ（ないしはアルゴリズム５０のサンプル点Ｂ）は、小さいかないしは少なくなっている。このことは、介入Ｂの円周が短いかないしはその半径が小さいことによって示されている。

図３のグラフの第３象限には、自動車の危険度が低くかつ可制御度が低いこの状態が基本的に示されている。この結果、セーフティアクチュエータシステム７０の介入ないしはアルゴリズム５０のサンプル点Ｃは、小さくなっている。このことは、介入Ｃのグラフィック表示（円周がより短い、半径がより小さい）によって示されている。

図３のグラフの第４象限には、自動車の可制御度が高くかつ危険度が低い状態が示されている。この結果、この自動車のセーフティアクチュエータシステム７０の介入Ｄないしはアルゴリズム５０のサンプル点Ｄは、小さくなっている。このことは、介入Ｄのグラフィック表示（円周がより短い、半径がより小さい）によって示されている。

ｘ軸およびｙ軸の交点に相応する状態では、自動車の可制御度および危険度は中間にある。この場合、セーフティアクチュエータシステム７０の介入Ｅないしはアルゴリズム５０のサンプル点Ｅは、中間の大きさになっている。このことは、介入Ｅのグラフィック表示（中間サイズの円周長、中間サイズの円の直径）によって示されている。

したがって本発明による方法を用いれば有利にも、車両の危険モデルおよび可制御度に依存して、自動車のセーフティアクチュエータシステム７０の介入度を量的に構成することができるのである。これにより、自動車のドライバは、上記の走行動作において有利にも過剰に苛立つことがないため、状況に応じては、ドライバが手動で作用を及ぼすことにより（例えば強い操舵介入または自動車のブレーキペダルの操作などにより）間近に迫っている走行状況をまだ補正することができるのである。したがってこのような状況に適合されたセーフティアクチュエータシステムの介入により、人間による介入（例えば操舵、制動）によって間近に迫った事故状況をなお回避するチャンスがドライバに与えられるのである。

本発明による方法の動作の仕方のわかりやすい例を提示するのは、最大速度ｖ_maxでの自動車の走行である。このようなケースでは、ドライバによる可制御度は大きく制限され、また本発明にしたがい、例えばセーフティアクチュエータによるシート位置調整は、その強さが低減されるかないしは完全に抑止される。

ここでは当然のことながら、本発明による方法により、何らかのタイプのセーフティアクチュエータシステム７０が駆動制御され、トリガされ、ないしは起動され得ることを意図している。したがって上で説明した車両シートベースの拘束手段の位置調整は、単にセーフティアクチュエータシステム７０の考えられ得る多くの例の１つと見なすべきであり、任意の既存の、ないしは将来にさらに開発され得るセーフティアクチュエータシステム７０によって補足ないしは置き換えられ得るのである。

図３から明らかであるのは、自動車の可制御度４１が低い場合、セーフティアクチュエータシステム７０の介入は比較的小さくなり、この介入は、状況によっては完全に抑止されることがあり得る。これに対し、自動車の可制御度４１が高い場合、セーフティアクチュエータシステム７０の介入の度合いは、この自動車の危険度に極めて大きく依存する。危険度が高い場合、事前加速式のシステムにまで及ぶ極めて強力な介入（介入Ａ）が実行されることがあるのである。

車両シートベースの拘束手段の場合、セーフティアクチュエータシステム７０の介入度が増大することは、車両シートの位置調整変位の増大ないしは位置調整速度の増大になることがあり、状況によってシートベルトテンショナ装置の電動モータの動作と結びつけられる。さらにドライバの瞬時のシートポジションおよび車両シートベースの拘束手段の位置調整装置に依存して上記の介入度を形成することができる。

まとめると本発明により、自動車における既存かつ適応形のセーフティシステムないしはセーフティアクチュエータを最適化に駆動制御し、これを十分に利用する、自動車のセーフティアクチュエータシステムを駆動制御する方法が提案される。殊に本発明では、セーフティアクチュエータシステムをトリガするため、このセーフティアクチュエータシステムをトリガする時点にドライバがどの程度、この自動車を制御ないしコントロールできるかを定める任意の情報が利用される。

これにより、有利にもセーフティシステムのエラー分類のマイナスの作用を緩和することができる。本発明による方法を用いれば、有利にも、セーフティな面を考慮しながらドライバが自動車に可能な限りに作用を及ぼすことができるようにセーフティアクチュエータシステム７０の動作上の挙動を構成することができる。これによって有利にも、状況によってはもはや逆転できない自動車のコントロールのドライバによる中止が、例えば操作者がハンドルから離れることによってトリガされて、阻止されるか、ないしは大きく低減される。

当業者によって当然であるのは、本発明の核心から逸脱することなく本発明の特徴的構成を適当に適合化また組み合わせられることである。殊に本発明によるシステムは、自動車の任意のセーフティアクチュエータシステムに適しており、例えば自動車の速度特性および／または制動特性および／または操舵特性に影響を及ぼすセーフティアクチュエータシステムにも適している。

Claims (12)

1. 自動車のセーフティアクチュエータシステム（７０）を駆動制御する方法において、
   該方法は、
   − 予測式センサシステムと、前記自動車の走行動作の少なくとも１つの特性値（１０，２０）とを用いて前記自動車の危険モデル（４０）を求めるステップと、
   − 前記少なくとも１つの特性値（１０，２０）を用いて前記自動車のドライバによる当該自動車の可制御度（４１）を求めるステップと、
   − 前記危険モデル（４０）および前記可制御度（４１）に依存する大きさで前記セーフティアクチュエータシステム（７０）を駆動制御するステップと
   を有し、
   前記セーフティアクチュエータシステム（７０）を駆動制御する際、車両シートベースの拘束手段を位置調整し、この際、
   求めた前記危険モデル（４０）が高い危険度を示し、かつ、求めた前記可制御度（４１）が高い場合には前記駆動制御は大きく、
   求めた前記危険モデル（４０）が低い危険度を示し、かつ、求めた前記可制御度（４１）が低い場合には前記駆動制御は小さく、
   求めた前記危険モデル（４０）が中程度の危険度を示すか、かつ、前記求めた可制御度（４１）が中程度の場合には前記駆動制御は中程度であり、
   前記駆動制御の度合いは、前記車両シートベースの拘束手段の駆動制御速度および／または駆動制御強度による、
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記少なくとも１つの特性値（１０，２０）は、前記自動車の速度である、
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、
   前記少なくとも１つの特性値（１０，２０）は、前記自動車の横滑り角である、
   ことを特徴とする方法。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法において、
   自動車シートの少なくとも１つのレベルを位置調整する、
   ことを特徴とする方法。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において、
   前記車両シートベースの拘束手段（７０）の前記位置調整を、前記自動車のシートベルトテンショナ装置の位置調整との相互作用において実行する、
   ことを特徴とする方法。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法において、
   前記車両シートベースの拘束手段の位置調整変位および／または位置調整速度の大きさを、前記自動車の前記可制御度（４１）および前記危険モデル（４０）に依存して形成する、
   ことを特徴とする方法。
7. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法において、
   前記自動車の前面衝突、側面衝突および後方衝突のうちの少なくとも１つの前フェーズを求めるため、前記予測式センサシステムを使用する、
   ことを特徴とする方法。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法において、
   前記自動車の前もって求めた衝突重度と衝突確率との積として前記危険モデル（４０）を形成する、
   ことを特徴とする方法。
9. 請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法において、
   アルゴリズム（５０）を用いて前記方法を実現する、
   ことを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    前記アルゴリズム（５０）のサンプル点間の変化に対してルックアップテーブルまたは補間を使用する、
    ことを特徴とする方法。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法を実行するためのソフトウェアプログラムを有する装置。
12. 請求項１１に記載の装置において、
    前記装置は、前記自動車の制御装置である、
    ことを特徴とする装置。

Images