JPH08509934A - 車両衝撃検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は車両搭乗員安全制止デバイス（２４）の起動を制御するための車両衝撃検出システムに関し、このシステムは、車両の外側表面（１６）に固定されており、この外側表面の状態を示す二次元出力（１４）を連続して発生するセンサー配列（１２）およびこのセンサー配列出力に対してアドバンスド・配列信号プロセッシングを行うプロセッサー／評価回路（２０）からなる。このシステム（１０）は初期衝撃から数ミリセコンド以内に重大な衝撃を確実に予測でき、従ってこのシステム（１０）は側面衝撃に応答する安全制止デバイスの起動の制御に特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 車両衝撃検出システム 〔発明の属する技術分野〕 本発明は一般に、搭乗員安全制止デバイス、例えばエアバックなどの発動を制 御するための車両衝突識別システムに関する。 〔従来の技術〕 慣用の車両衝突識別システムは主として、車両搭乗員を前面衝突から防護する ように設計されている。前面衝突検出システムは、一団の慣性センシングを使用 して車両の減速を検出するセンサーを採用する傾向がある。車両搭乗員と車両上 の前面衝撃点との間には距離があるために、慣用の慣性センサーは、この発動判 定が初期衝撃の後の少なくとも３０〜４０ミリセコンド（１／１０００秒）にな されうる場合には、満足な結果をもたらす。 しかしながら、慣用の衝突識別システムは、この発動の判定が側面衝撃のよう に数ミリセコンド以内になされなければならない場合には、簡単には適応しない 。この厳格に制限された判定時間を調節するために、公知の側面衝撃検出システ ムは、３つのセンサー装置、すなわち接点スイッチまたは衝突センサー、圧力変 換器、あるいは修飾シリコン（慣性体）加速度計の１つに頼るものである。この ようなセンサー装置の例は、ブリード（Ｂｒｅｅｄ）の米国特許第４，９９５， ６３９号、ブラックバーン（Ｂｌａｃｋｂｕｒｎ）等の米国特許第５，２０２， ８３１号、シンヒューバー （Ｓｉｎｎｈｕｂｅｒ）の米国特許第５，２７７，４４１号、およびブリード（ Ｂｌｅｅｄ）等の米国特許第５，２３１，２５３号に見出すことができる。 これら公知のセンサー装置はそれぞれ、側面衝撃状況用の改良型の慣用の前面 破壊識別システムよりも適しているけれども、これらの公知装置はそれぞれ、固 有の欠点を有する。例えば、接点スイッチは、代表的に力が或るしきい値を越え ることに基づく、ワンビット・バイナリ出力（すなわち、「オン」または「オフ 」）を提供するのみである。これらのしきい値は、重大な衝突と、ドアの激しい 閉め、ドアの極限までの開けなどとの間の差異を区別することが可能になるよう に注意深く調整されなければならない。圧力変換器は表面上の相違する地点の力 を区別または単離できず、全表面を横切る総合的力に応答する出力のみを提供す るにすぎない。シリコン加速度計は許容判定期間内に非常に制限された数のデー タサンプルを代表的に提供できるのみであり、従って信頼できる判定を可能にす るのに充分な情報を提供しない。さらにまた、これらの公知装置の中で、重大な 表面衝撃の発生を確実に予測して、安全制止デバイスができる限り早期に起動で きるようにするのに適した装置はない。 〔発明が解決しようとする課題〕 従って、本発明の目的は、初期衝撃から数ミリセコンド以内に搭乗員安全制止 発動の状況を確実に予測することができる車両衝撃検出システムを提供すること にある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明のもう一つの目的は、重大な車両側面衝撃と微小な側面衝撃とを確実に 予測し、区別することができる搭乗員安全制止デバイスの起動を制御するための 車両衝撃検出システムを提供することにある。 本発明のさらにもう一つの目的は、走査された車両表面状態の状況を示す二次 元センサー出力および初期接触から数ミリセコンド以内に重大な衝撃を確実に予 測するための、このセンサー出力のアドバンスト・配列信号プロセツシングを利 用する車両衝撃検出システムを提供することにある。 本発明による、車両の外側表面の衝撃に対して応答する車両搭乗員安全制止デ バイスの制御起動システムは、車両の外側表面に固定されており、この外側表面 の状態を示す、連続二次元センサー出力信号を発生するセンサー手段、およびこ の二次元センサー出力信号を走査するためのプロセッサー手段からなる。このプ ロセッサー手段はまた、連続出力信号の信号分析を行い、外側表面との衝撃の基 準指示要素の少なくとも１つを示すデータを発生する手段、この発生したデータ 指示が安全制止デバイスの起動を必要とするに充分に重大な衝撃であるか否かを 判定する手段、および充分に重大な衝撃に応答して、搭乗員安全制止デバイスを 起動させるための手段からなる。 本発明によるもう一つの態様において、当該センサー 手段は、それぞれが外側表面の予め決定された領域に対する衝撃に応答する連続 センサー出力を提供する、センサー素子配列からなる。このセンサー素子は好ま しくは、ピエゾ電気フィルムから形成され、六角形配列形状に配列されている。 少なくとも１つの基準は、外側表面の量的変形、ひび割れおよび加速からなり、 ここで外側表面は車両の外側側面からなる。 〔発明の実施の形態〕 以下に示す好適態様の詳細な説明を添付図面と組み合わせて読むことによって 、本発明はさらに理解されるであろう。 〔図面の簡単な説明〕 図１は、本発明による車両衝撃検出システムを示す模式図である； 図２は、本発明によるセンサー配列の態様を示すものである； 図３は、車両の側面外側表面のひび割れを示すものである；そして 図４は、３種の相違する種類の衝撃に応答する各センサー素子の出力を示すグ ラフである。 図１に示されているように、本発明の車両衝撃検出システム１０は、車両１８ の外側表面、例えば外側ドアー表面、フェンダー、またはその他の側面表面１６ の状況または状態を示す、連続二次元データ出力１４を提供するセンサー配列１ ２およびこの連続二次元データに対し てアドバンスド・配列信号プロセッシングを行う、プロセッシングアルゴリズム を用いたプロセッサー／評価回路２０からなる。以下で説明するように、本発明 のプロセッサーおよびアルゴリズムは、感知した表面状態を分析して、外側表面 １６接触に対する初期衝撃から数ミリセコンド以内に、発動状況と無発動状況と を区別する。 図１でさらに説明されているように、本発明のプロセッサー／評価回路２０は 、サンプルを保存し、システムメモリー２２のセンサー配列データを処理し、こ のシステム１０を長期間にわたり外側表面の状態を追跡できるようにする。また 、表面変形、ひび割れおよび加速などの破壊の程度および種類の差異を示す、予 め定められた基準を、このシステムメモリー２２に保存することができ、これに より重大な衝撃の予知を助長して起動回路２６を通して、エアバッグのような搭 乗員安全制止デバイス２４の最短で、確実な発動を達成することができる。 プロセッサー２０は、二次元センサー出力１４を分析して、外側表面の変形、 ひび割れ、損傷、および加速などの当該表面の状態に関わる確実な情報を発生す る。これらの種類の表面状態はそれぞれ、当該表面に対する衝撃の種類および重 大性を示す相違する特徴のある出力１４を、センサー配列に発生させる。重大な 衝撃における初期接点において、このプロセッサー１０は、表面１６の数個の非 同一直線上点で生じる実質的な変形、ひび割れ、表面損傷、および加速を検出す ることによって、重大な 衝撃を判定する。以下で説明するように、場所の二次元配列からの連続情報を獲 得し、トラッキングし、次いで分析することによって、当該処理アルゴリズムは 有利には、各センサー素子出力の関係を処理するアドバンスド配列信号の技術を 利用する。 好適態様において、センサー配列１２の各センサー素子は、車両１８の外側表 面１６に固定されているストリップまたはパッチ形状のピエゾ電気フィルムから なる。このピエゾ電気フィルムの使用は、外側表面１６の変形およびひび割れ３ ０などの出来事に直接応答し、かつまたその特徴を示す相違する出力信号をセン サー素子に提供するとともに、比較的安価で使用し易いことから、有利である。 例えば、図４は、外側表面１６に対する３種の相違する種類の衝撃に応答する、 ピエゾ電気フィルムセンサー素子の１つにより発生した電圧出力を示している。 出力３２は、表面上をこつこつ叩いた場合を示し、出力３４は表面上をハンマー で叩いた場合を示し、そして出力３６は安全制止の起動が望まれる破壊の場合を 示している。図４に示されているような二次元配列の出力を連続して関係付け、 トラッキングすることによって、プロセッサー２０は外側表面の初期衝撃の数ミ リセコンド以内に、発現した状況を確実に予測することができる。 システム１０は、数ミリセコンド以内に、発現した状況を確実に予測すること ができることから、本発明は側面衝撃に応答するエアバックの起動を制御するた めに使 用するのに特に適している。しかしながら、非常に制限された時間以内に重大な 表面衝撃を予測できる本発明の有用性が、車両側面衝撃に単に制限されないこと は当業者にとって容易に認識されることである。 図２に示されているように、本発明の好適態様においてさらに、六角形配列の センサー素子２８を、外側表面１６に被覆すると最適表面が有利に提供される（ 点線は各センサー素子の被覆帯域を示している）。しかしながら、本発明の教示 は外側表面状態を示す連続二次元出力を発生するセンサー配列を必要とするのみ であることから、このような配列装置は制限を付加しようとするものではない。 従って、光ファイバーセンサーまたは渦電流センサーを使用する他のセンサー装 置を無制限の配列形状で使用して、所望の連続二次元センサー出力を発生させる ことができることは、当業者に認識されるであろう。 前記本発明の好適態様の説明は、例示の目的のためのみのものであって、ここ に記載されている種々の構造上の、また操作上の特徴が、請求の範囲に規定され ている本発明の精神および範囲から逸脱しないかぎり、多くの変更を受けること ができるものと理解されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パーマー，デニス イー. アメリカ合衆国 ミシガン州48178，サウ ス リオン，イヤーハート 7601

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両の外側表面の衝撃に対して応答する車両搭乗員安全制止デバイスの起動 を制御するシステムであって、 車両の外側表面に固定されており、この外側表面の状態を示す、連続二次元 出力信号を発生するセンサー手段、およびこの二次元センサー出力信号を走査す るためのプロセッサー手段からなり、 上記プロセッサー手段はまた、 外側表面との衝撃の基準指示要素の少なくとも１つを示すデータを発生させ るために、上記連続出力信号の信号分析を行うための手段、 この発生したデータ指示が安全制止デバイスの起動を必要とするに充分に重 大な衝撃であるか否かを判定する手段、および 充分に重大な衝撃に応答して、搭乗員安全制止デバイスを起動させるための 上記判定手段により制御される手段からなる、 上記システム。 ２．上記センサー手段が、センサー素子配列からなり、 各センサー素子が外側表面の予め定められた領域における衝撃に応答して連続 センサー出力を提供する、請求項１に記載のシステム。 ３．上記センサー素子配列が六角形配列で配置されている、請求項２に記載のシ ステム。 ４．少なくとも１つの基準が外側表面の変形である、請 求項１に記載のシステム。 ５．少なくとも１つの基準が外側表面のひび割れである、請求項１に記載のシス テム。 ６．上記判定手段が、当該衝撃が安全制止デバイスの起動を必要とするのに充分 に重大であるか否かを、初期衝撃から数ミリセコンド以内に判定する手段からな る、請求項１に記載のシステム。 ７．上記外側表面が車両の外側側面表面である、請求項１に記載のシステム。 ８．車両の外側表面の衝撃に対して応答する車両搭乗員安全制止デバイスの起動 を制御するシステムであって、 車両の外側表面に固定されており、この外側表面の状態を示す、連続二次元 出力信号を発生するセンサー手段、およびこの二次元センサー出力信号を走査す るためのプロセッサー手段からなり、 上記センサー手段は、ピエゾ電気フィルムから形成されているセンサー素子 配列からなり、そして上記プロセッサー手段はまた、 外側表面との衝撃の基準指示要素の少なくとも１つを示すデータを発生させ るために、上記連続出力信号に対する信号分析を行うための手段、 この発生したデータ指示が安全制止デバイスの起動を必要とするに充分に重 大な衝撃であるか否かを判定する手段、および 充分に重大な衝撃に応答して、搭乗員安全制止デバ イスを起動させるための上記判定手段により制御される手段からなる、 上記システム。 ９．車両の外側表面の衝撃に対して応答する車両搭乗員安全制止デバイスの起動 を制御するシステムであって、 車両の外側表面に固定されており、この外側表面の状態を示す、連続二次元 出力信号を発生するセンサー手段、およびこの二次元センサー出力信号を走査す るためのプロセッサー手段からなり、 上記プロセッサー手段はまた、 外側表面との衝撃の基準指示要素の少なくとも１つを示すデータであって、 この少なくとも１つ基準指示要素が外側表面の加速からなるデータを発生させる ために、上記連続出力信号に対する信号分析を行うための手段、 この発生したデータ指示が安全制止デバイスの起動を必要とするに充分に重 大な衝撃であるか否かを判定する手段、および 充分に重大な衝撃に応答して、搭乗員安全制止デバイスを起動させるための 上記判定手段により制御される手段からなる、 上記システム。