JPH10505310A - 二重の独立センサ車両衝撃検出システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 搭乗者安全拘束装置の作動を制御するための車両衝撃検出システム(10)は、外表面の状態を表す出力信号(14)を連続して発生させるために車両の外表面(16)に装着された振動センサ(24)を具備する二重の独立センサ装置(12)と、第２のつぶれ検知器(26)が出力信号(18)を生成する時間を予測するために前記出力信号(14)に対して信号処理を行う制御回路(20)とを含んでいる。そのシステム(10)は、単一点の外表面センサか、激しい衝撃を最初の衝撃から数ミリ秒以内に信頼性をもって予測することを可能にし、そのため、側面衝撃に応答して安全拘束装置の作動制御に特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 二重の独立センサ車両衝撃検出システム 発明の背景 本発明は、一般にエアバッグのような乗客安全拘束装置の展開（deployment） を制御する車両衝突弁別システムに関する。 従来の車両衝突弁別システムは、主に前面の衝突から車両搭乗者を保護するよ うに設計されている。前面衝突検出システムは、車両の減速を検出するための慣 性感知質量を用いるセンサを採用する傾向にある。車両搭乗者と車両の前面衝撃 点との間に距離があるために、従来の慣性センサは、最初の衝撃から少なくとも 30−40ミリ秒後に展開するという決定ができるときには、満足のいく結果を提供 する。 しかしながら、従来の衝突弁別システムは、展開するという決定が側面衝撃に おけるように数ミリ秒のうちになされなければならないときには、まったく不適 切である。この厳しく制限された決定時間に適応させるために、公知の側面衝撃 検出システムは、３つのセンサ装置、すなわちコンタクトスイッチあるいはつぶ れ検知器（crush sensor）、圧力変換器、または修正されたシリコン（慣性質量 ）加速器メータのうちの一つに頼っている。そのようなセンサ装置の例は、Breed に対する米国特許No.4,995,639、Warner 等に対する米国特許No.4,966,388、Blac kburn 等に対する米国特許No.5,202,831、Sinnhuber に対する米国特許No.5,277, 441、およびBreed 等に対する米国特許No.5,231,253に見出される。 これらの公知のセンサ装置のそれぞれは、側面衝撃状況に対して、修正された 従来の前面衝突弁別システムよりもより適合しているが、公知の装置は、それぞ れ固有の欠点を免れることができない。例えば、接触スイッチは、典型的には、 ある力の閾値を越えるか否かに基づく１ビットのバイナリ出力（すなわち、“オ ン”あるいは“オフ”）を出力するのみである。これらの閾値は、そのシステム がドアが荒っぽく締められることやドアが開いて支柱に当たるというような状況 と激しい衝突とを識別できるように、注意深く調節されなければならない。圧力 変換器は、全表面に渡る合計の力に対応する出力を出すのみであって、その表面 の違う位置における力を区別したり分離したりすることはできない。シリコン加 速度計は、典 型的には決定可能な期間に非常に制限された数のデータサンプルを出力できるの みであり、したがって、信頼性のある決定を行うためには充分な情報を提供しな い。さらに、これらの公知の装置のいずれもは、安全拘束装置ができるだけ早く 作動できるように、激しい表面衝撃の発生を信頼性をもって予測することに対し て適していない。 従来技術のもつ上述の欠陥に対する一つの重要な解決法は、同様に譲渡され共 通係属となっている1994年３月７日出願の“車両衝撃検出システム”と題された 米国特許出願No.08／207,279に開示され、そこでは車両衝撃システムが車両の外 表面にセンサアレイを装着することによって形成されている。そのセンサアレイ は、先端のアレイ信号処理によって追跡し解析する処理回路に対して、外面の状 態を表す２次元出力を連続的に出力している。 この装置は、従来技術の側面衝撃検出システムの問題をうまく克服しているが 、多くの表面センサアレイを修理することは、典型的には影響を受けた車両の外 表面領域全体の交換を伴う。したがって、衝撃検出システムの修理のコスト、時 間、および複雑さは、望ましくない高さになってしまうことがある。 発明の要約 したがって、本発明の目的は、最初の車両衝撃から数ミリ秒以内において、搭 乗者の安全拘束を行う必要性を信頼性をもって予測できる車両衝撃検出システム を提供することである。 本発明のもう一つの目的は、信頼性をもって予測でき、軽微である側面衝撃と 激しい車両側面衝撃とを識別できる搭乗者安全拘束装置の作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である。 本発明のさらなる目的は、最初の接触から数ミリ秒以内に激しい衝撃を信頼性 をもって簡単に予測できる単一点外表面センサを利用する車両衝撃検出システム を提供することである。 本発明のさらにもう一つの目的は、信頼性をもって予測でき、軽微である側面 衝撃と激しい車両側面衝撃とを識別でき、修理のコストと複雑さを低減できるよ うに配置される車両衝撃検出システムを提供することである。 本発明によれば、車両の外表面への衝撃に応じて車両搭乗者安全拘束装置の作 動を制御するシステムは、前記外表面の状況を表す連続した第１の出力信号を発 生させるために前記車両の前記外表面に装着された第１のセンサ手段と、前記車 両の内表面に装着された第２のセンサ手段であって、もしも、前記外表面か第２ のセンサ手段に接触するように変形されたならば、第２の出力信号を生成する第 ２のセンサ手段と、前記第１のセンサ出力信号を監視するプロセッサ手段とを有 する。前記プロセッサ手段は、前記第１の出力信号が前記安全拘束装置の作動を 必要とするのに充分な激しい衝撃を示しているか否かを決定するために前記連続 した第１の出力信号に対して信号解析を実行する手段と、計算された時間ｔにお いて第３の出力信号を発生させるために前記信号解析手段に応答する予測手段と からなる。前記搭乗者安全拘束装置は、共存する、すなわち、実質的に同時に発 生する前記第２および第３の出力信号に応じて作動させられる。 さらに、本発明によれば、前記第１のセンサ手段は、振動センサを有し、前記 第２のセンサは、車両のドアの内部表面内側に装着されたバイナリつぶれ検知器 を有し、前記外表面は車両の外側側面を有する。 本発明は、付属の図面と一緒に好ましい実施例の後続の詳細な説明を読めばよ り充分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例証として示している車両ドア の側面図である。 図２は、本発明による二重の独立センサ装置を示す概略ブロック図である。 好ましい実施例の詳細な説明 図１および２に示されるように、本発明の車両衝撃検出システム10は、二重の 独立センサ装置12を有し、そのセンサ装置は、車両のドア外板16、フェンダ、あ るいは車両の他の外側側面のような車両外面の状態あるいは状況を表す連続した 第１の出力信号14と、ドア外板16をつぶすほどに激しい衝突が発生したときにの み生成される第２の出力信号18とを出力する。制御回路20は、連続した出力信号 14に対する信号処理を実行するためにプロセッサ22を利用する。以降に記載され るように、プロセッサ22は、感知された表面状況を解析して衝突の激しさを予測 すべく車両の外表面接触を評価することによって非展開状況と展開状況を識別す るために、プログラムされている。 本発明の二重の独立センサ装置12は、２つの独立に作動するセンサ要素24およ び26によって形成されている。第１のセンサ要素24は、増幅器および帯域フィル タのような好適な処理回路に接続された振動変換器を有する。例えば、振動変換 器センサ24は、第１の出力信号14を発生させるために連続して発振する出力を生 成する。振動センサ出力の周波数は、車両外板16の状況に依存し、異なって認識 される周波数が特定の型の車両衝突および／または衝撃状況の期間において外板 の受ける異なる力に応じて生成されるという状況に依存する。 第２のセンサ要素26は、つぶれ検知器が一体化されたスイッチ機構を閉じるの に充分な大きさの力を感知するときは何時でも、第２の出力信号18を生成するバ イナリ型のつぶれ検知器スイッチを有する。本発明においてつぶれ検知器26は、 所定の距離ｄだけ外板16をつぶすのに充分に激しい衝突が起きたときはいつでも 、出力信号18を生成する。距離ｄは、展開状況と非展開状況との間を概略識別す るのに用いられる。換言すれば、エアバッグの展開を保証するのに充分に激しい 車両衝突は、少なくとも距離ｄだけ外板をつぶすであろう。 作動中において、プロセッサ22は、信号14の検出された周波数特性に基づいて 、側面の衝撃の型と激しさとを予測するために第１の出力信号14を監視し解析す る。例えば、プロセッサ22は、周波数特性をメモリ（不図示）に格納されたルッ クアップテーブルに配置された種々の度合いの衝突の型と激しさとを表すデータ に整合させる。もしも、予測された衝撃が、乗客安全拘束装置の展開する潜在的 な必要性を示唆する型であるならば、プロセッサは、つぶれ検知器26が出力信号 18を発生すべき時を予測することが可能である。もしも、つぶれ検知器26が予測 された時に出力信号18を発生させるならば、乗客安全拘束装置の展開を作動させ るための発射信号が発生する。 この操作は、計算された、または予測された時間ｔにおけるＡＮＤゲート30に 対する入力において“１”を生成するための高レベルのフラグ28を設定するプロ セ ッサ22により図２で象徴的に示されている。もしも、出力信号18が時間ｔにおい て他のＡＮＤゲート30の入力における“１”として現れるならば、発射信号がＡ ＮＤゲート30の出力において発生する。振動センサ出力14を連続して相関させお よび追跡し、その結果をつぶれ検知器出力18に対して整合することにより、プロ セッサ22は、外表面に関する最初の衝撃の数ミリ秒以内に展開状況を信頼性をも って予測できる。 システム10は、数ミリ秒のうちに展開状況を信頼性をもって予測でき、その後 直ちにつぶれ検知器出力18によってその予測を検証できるので、本発明は、側面 衝撃に応答してエアバッグの作動の制御に用いるために特に適している。しかし ながら、当業者は、激しい表面衝撃を非常に制限された時間の間に予測するとい う本発明の有用性が車両側面の衝撃のみに限定されないということか容易に理解 できるであろう。 したがって、本発明の二重、独立センサ装置12は、車両自身の車体構造を有利 に利用して、単一点の外部センサが、高性能でタイムリーな信号処理あるいは注 意深く調整されたつぶれ検知器閾値を採用する必要が無く、圧力変換器の出力を 絶縁するプロセッサの能力に依存する必要も無く、安全拘束装置の展開を必要と する激しい衝撃から、ショッピングカートや自転車等によって引き起こされる側 面衝撃のような非展開状況を効果的に識別することを可能にしている。さらに、 単一点の外部センサ24のみが存在するので、本発明による修理のコストおよび複 雑さは、多重センサアレイシステムに対して大幅に低減されている。しかしなが ら、車両の外表面の状況が、衝撃の型と激しさとを予測するために相変わらず用 いられているので、発射までの時間の拘束性と信頼性は、可能な限り早く乗客安 全拘束装置を展開できるように保たれている。 本発明の好ましい実施例についての上述の説明は、例証目的に対してのみであ るということ、および、ここで開示された種々の構造的および作動的な特徴は、 付属の請求の範囲において画定されている本発明の精神と範囲を逸脱することな く多くの修正がなされ易いということが理解されよう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両の外表面への衝撃に応じて車両搭乗者安全拘束装置の作動を制御するシ ステムであって、 外表面の状況を表す連続した第１の出力信号を発生させるために車両の外表 面に装着された第１のセンサ手段と、 車両の内表面に装着された第２のセンサ手段であって、外表面かその第２の センサ手段に接触するように変形された場合、第２の出力信号を生成する前記第 ２のセンサ手段と、 前記第１のセンサ出力信号を監視するプロセッサ手段であって、その第１の 出力信号が前記安全拘束装置の作動を必要とするのに充分な激しい衝撃を示して いるか否かを決定するために前記連続した第１の出力信号に対して信号解析を実 行する手段と、計算された時間ｔにおいて第３の出力信号を発生させるために前 記信号解析手段に応答する予測手段と、前記第２および第３の出力信号が同時に 発生する場合、前記搭乗者安全拘束装置を作動させる手段とを有するプロセッサ 手段 とを有するシステム。 ２．第１のセンサ手段が、振動センサを含んでいる、請求項１のシステム。 ３．第２のセンサ手段が、車両のドアの内部表面の内側に配置されたつぶれ検知 器を含んでいる請求項１のシステム。 ４．外表面が、車両の外部側面を含んでいる、請求項１のシステム。