JPH10506863A - 短期間のクラッシュを弁別するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 安全装置の動作を必要とする可能性のある事象に応じて車両乗客安全装置の動作を制御するためのシステム(10)および方法において、微分基準(ｍ₁(t))が、受け取った車両加速情報の記憶された連続値に基づいて生成され(18)、遷移値自体が第１の所定しきい値(ｘ₁)以下のときには(20)受け取った加速情報(ａ(t))に関する重みづけした遷移値を、または第１の所定しきい値(ｘ₁)の２倍から遷移値を減算したもの(22)である重みづけした代替値を、第１のアキュムレータ(24)への入力として選択的に提供することによって事象の相対進行と相関された基準(ｍ₂(t))が生成される(26または30)。その後、微分基準(ｍ₁(t))が進行基準(ｍ₂(t))と結合し(32)、事象の進行の関数として前者を有効に「減衰」または重みづけし、その結果得られた組み合わせが第２のアキュムレータ(34)内に累積されて、事象の重大さを予測する基準(ｍ₃(t))が得られ、予測値(ｍ₃(t))が第２の所定しきい値(ｘ₂)を越えると、安全装置が作動される。

Description

【発明の詳細な説明】 短期間のクラッシュを弁別するためのシステムおよび方法 発明の背景 本発明は、車両用安全装置の展開または動作をトリガするシステムおよび方法 に関し、より詳細には、そのような展開または動作を必要とする状況を予測し、 フレーム・シャシ(frame−chassis)構造の車両に現れることがある比較的短期間 のクラッシュ・シナリオまたは「事象」に対する優れた応答を提供する予測ベー スのシステムおよび方法に関する。 当技術分野においては、車両安全装置を作動させるための様々なシステムが周 知である。そのようなシステムは、クラッシュ状況を検出しその状況に応じてエ ア・バッグを作動させたり、シート・ベルトをロックしたり、またはシート・ベ ルト・リトラクタ用のプレテンショナを作動させる。通常、安全装置は、作動シ ステムが、所定の大きさを越える衝撃を検出したときに、その保護位置に作動ま たは展開される。 あるいは、同時係属の米国特許出願第07／773,017号は、未来の加速が予測さ れると、急な動きの評価(jerk estimate)に事象ベースの時間をかけた積として 、事象ベース・タイマとして修正した速度条件を利用するクラッシュ弁別のため の予測ベースのシステムおよび方法を教示している。この手法では、１つまたは 複数の物理量（予測車両速度や予測される急な動きなど）の一定の変化に依存す るクラッシュ検出の他の既知の方法とは対照的に、重大なクラッシュがいつ発生 するかを予測するために、現在の加速情報を未来の推断の材料とし、おそらく（ 任意の）時間の経過とともに対応するしきい値を変化させて解決に収束させる。 同様の手法で、米国特許第5,337,238号は、クラッシュ弁別が、好ましくはそ れ自体が変化する減衰率をクラッシュの進行の関数として利用する、すなわち事 象ベースの時間の関数である各物理的基準(physical measure)の「減衰」を特徴 とするクラッシュ弁別のシステムおよび方法を教示している。この減衰機能は、 弁別アルゴリズム全体への様々なクラッシュ基準の漸進的な導入および／または それからの除去を有効に規定する。 しかしながら、フレーム・シャシ構造を有する車両では一般的であるように、 ク ラッシュ事象が比較的短期間である特徴をもつ場合には、米国特許出願第07／77 3,017号および米国特許第5,337,238号の事象ベース・タイマとして使用された修 正速度条件は、安全装置を作動させるかどうかの決定をよりわずかなデータ・サ ンプルに基づいて（そのようなデータを集める期間がより短い場合と考えれば） より短い絶対期間で行わなければならないと仮定すれば、反応が遅すぎる。たと えば、通常の「無点火」事象の中間点すなわち最大加速（減速）点は、フレーム ・シャシ車両ではおそらく約40ミリ秒後に達し、それに対して一体型車両では、 同様の事象が、おそらく約60または70ミリ秒後に加速ピークとなる。さらに、ク ラッシュ・パルス全体の継続時間は、フレーム・シャシ車両の方がはるかに短く 、その事象の間に消費されるエネルギー量は両者とも例て同じであるため（消費 されるエネルギーは、加速対時間の曲線のプロットの面積と等しい）、フレーム ・シャシ車両に現れる加速の大きさの方が一体型車両の加速よりもかなり大きい ことが理解されるだろう。 したがって、短時間のクラッシュ・パルス（利用するために入手可能な加速情 報の量が付随して減少する）に適切に応答でき、生成されたより大量の加速情報 を管理する、新規な事象ベース・タイマーを特徴とする予測ベースのクラッシュ 弁別器が必要とされる。 本発明の概要 本発明の目的は、短期間のクラッシュ弁別に適したクラッシュ検出用の予測ベ ースのシステムおよび方法を提供することである。 本発明のもう１つの目的は、フレーム／シャシ車両構造によって生成される可 能性がある短期間のクラッシュの事象において車両乗客安全装置の動作を制御す るための予測ベースのシステムおよび方法を提供することである。 本発明のもう１つの目的は、有効な基準が減衰されるような、すなわち分析す る事象の進行の関数として値が修正されるような短期間のクラッシュ状況または 「事象」を検出するためのシステムおよび方法を提供することである。 本発明によって、装置の動作を必要とする可能性のある事象に応じて車両乗客 安全装置の動作を制御するための改善されたシステムおよび方法において、事象 の重大さを予測する基準それ自体は、受け取った車両加速情報を時間に関して評 価する基準と、分析する事象の相対的進行と相関された基準から生成され、進行 基準(progress measure)は、遷移値(transitory value)が第２の所定しきい値以 下のときは受け取った情報の遷移値を、遷移値自体が第２の所定しきい値を越え るときは第２の所定しきい値の２倍から遷移値を引いたのと同等の代替値を、第 １のアキュムレータへの入力として選択的に提供することによって生成される。 また、このように選択的に提供された値は、アキュムレータに入力される前に、 加算接合点で一定の加重係数を減算することによって重みづけされることか好ま しく、それにより、アキュムレータに選択的に提供される入力は、車両の加速の ために実質的に遷移値かない状況では負になり、またそのような実質的に遷移加 速値のない状況では進行基準がゼロに減少する。 したがって、本発明において、装置の動作を必要とする可能性のある事象に応 答して、車両乗客安全装置の動作を制御する好ましいシステムは、車両の急な動 きや加速の分散情報ような、受け取った車両加速情報の時間に関する評価の基準 を生成する手段と、遷移値が第２の所定しきい値以下のときは重みづけした受け 取った情報の遷移値を、受け取った情報に応じて遷移値自体が第２の所定しきい 値を越えるときは第２の所定しきい値の２倍から遷移値を引いたものと同様に重 みづけした代替値を、第１のアキュムレータへの入力として選択的に提供するこ とによって、事象の進行に相関された基準を生成する手段を含む。その後、第１ のアキュムレータから出力された評価基準が、第２のアキュムレータで累積され る前に進行基準と組み合わされて「減衰」され、クラッシュの重大さを予測する 基準を得る。その後、予測基準は、比較手段内で第２の所定しきい値と比較され 、その結果、比較手段は、予測基準が第２の所定しきい値を越えるときに、安全 装置を作動させる出力信号を生成する。 したがって、本発明のシステムおよび方法は、事象の重大さを予測する値を生 成するとき、すなわち車両乗客安全装置の動作を必要としそうな事象を識別する ときに、事象ベースのタイマまたは進行基準を使用し、それにより、時間ベース の始動基準なしで、すなわち所与の事象の時間ベースの始まりを検出することな く動作する事象ベースのクラッシュ弁別器を提供する。また、好適態様では、進 行基準は、具体的には、分析する事象の進行に基づいて、その累積前に、微分基 準(differential measure)の遷移値にだんだん重きを置くかまたは重きを置かな くする事象ベースの「減衰」または加重係数として利用される。 図面の簡単な説明 図１は本発明による車両乗客安全装置の動作を制御する例示的システムの概略 図である。 好適態様の詳細な説明 図１を参照すると、本発明による車両乗客安全装置（図示せず）の動作を制御 する例示的システム10において、ブロック12で、瞬間的な車両の加速を表すデジ タル情報が受け取られる（この受け取り自体が、加速センサによるアナログ信号 の生成、アンチエイリアシング・フィルタ(antialiasing filter)によるアナロ グ信号のフィルタリング、およびアナログ−デジタル・コンバータでのアナログ 信号のデジタル情報への変換を含むが、これらはすべて図示されていない）。し たがって、ブロック14において、車両の瞬間的加速を表す受け取った情報ａ(t) が、長さＮの記憶手段に記憶され、連続的に記憶されたＮ個の値を提供する。 この結果得られたデータ・セットは半分に分割され、最新の半分が、ブロック 16において概略的に示された一対の順位フィルタ(rank-order filter)に送られ る。その後、２つの順位フィルタ中の第１の順位フィルタが、記憶されたデータ ・セットのうちの最新または「現行」の半分のデータ・セットから、最高ランク の現行加速値、中間ランクの現行加速値、および最低ランクの現行加速値の３つ の加速値を出力する。２つの順位フィルタの第２の順位フィルタも、同様に、記 憶されたデータ・セットのより古い半分または「過去」の値に基づいて、最高ラ ンクの過去の加速値、中間ランクの過去の加速値、および最低ランクの過去の加 速値の３つの加速値を出力する。順位フィルタは、高周波ノイズ、ＥＭＩ、スパ イク状のクラッシュ・データなどの有害な分散データを除去し、同時に、有効な 「エッジ・データ(edge data)」、すなわちそれ自体受け取った車両加速情報の 時間に関する評価である微分基準ｍ₁(t)を生成するのに役立つ傾斜(slant-up)ま たは階段関数に関するデータを維持する。 より具体的には、1994年８月31日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された“ System and Method for Reducing Effect of Negative Data in Crash Discrimination”と題する同時係属の米国特許出願番号第08／298,843号に教示 された手法で、順位フィルタからの出力を利用して、ブロック18において修正し た急衝値(jerk value)または修正した分散値を計算する。たとえば、所望の微分 基準ｍ₁(t)が修正した急衝値に基づく場合は、最低ランクの過去の加速値の絶対 値を最低ランクの現行の加速値に加えて、第１の修正急衝値を得ることが好まし く、中間ランクの過去の加速値の絶対値を中間ランクの現行の加速値から減算し て、第２の修正急衝値を得、最高ランクの過去の加速値の絶対値を最高ランクの 現行の加速値に加えて第３の修正急衝値を得る。その後、この３つの修正急衝値 を合算して、第１の好ましい微分基準ｍ₁(t)を得る。 代替として、第1の修正分散値を、最高ランクの現行の加速値から最低ランク の過去の加速値の絶対値を減算することによって得、第２の修正分散値を、最高 ランクの現行の加速値から最低ランクの現行の加速値の絶対値を減算することに よって得る。その後、これらの２つの修正分散値を合算して、第２の好ましい微 分基準ｍ₁(t)を得る。 並列経路に沿って、ブロック20、22、24、26、28および30において、受け取っ た車両加速情報ａ(t)から、事象の相対的な進行に相関された基準ｍ₂(t)が生成 される。大ざっぱに言うと、進行基準は、第１の所定のしきい値x₁を越えるとき に、「フローティング・クリップ(floating clip)」または「逆方向一定減衰(in verse constant damp)」を利用するものとして説明できる方式で、生の加速情報 を「トッピング」し、その結果得られたトッピングされた加速情報を、それから 第１の加重係数を減算することにより重みづけし、そのようにして重みづけしト ッピングした加速情報を時間の経過にしたがって累積し、その結果得られた累積 値を、好ましくは適切な換算係数(scaling factor)を使ってスケーリングするこ とによって生成する。より具体的には、ブロック20で判定されたとき、受け取っ た車両加速情報ａ(t)の遷移値が、第１の所定のしきい値ｘ₁以下の場合は、合算 ブロック24において、その値から第１の加重係数ｋ₁を減算して重みづけされ、 累積ブロック26に入力として提供される。しかしながら、ブロック20で判定され たときに（受け取った加速情報の一時的な傾斜ａ(t)が正か負かの判定）、受け 取った車両加速情報ａ(t)の遷移値が第１の所定しきい値ｘ₁よりも大きい場合は 、ブロ ック22において、第１の所定しきい値ｘ₁の２倍からその遷移値を引いた代替値 が生成され、合算ブロック28で第１の加重係数ｋ₁を減算することによって重み づけされ、次にアキュムレータ・ブロック26に入力として提供される。これに関 しては、代替値を生成する別の方法は、第１の所定しきい値ｘ₁から、遷移値が 第１の所定しきい値ｘ₁を上回る量だけ減算することであることに注意されたい 。その後、アキュムレータ・ブロック28からの出力が、デバイダ・ブロック30に おいて換算係数ｋでスケーリングされる。デバイダ・ブロック30からの出力が、 所望の進行基準ｍ₂(t)である。 その後、微分基準ｍ₁(t)自体は、合算ブロック32で、進行基準ｍ₂(t)と追加の 一定の「減衰」または加重係数ｋ₃を利用して減衰され、合算ブロック32の出力 は、ブロック34で累積され、本システムによって分析する事象の重大さの予測そ のものである基準ｍ₃(t)が得られる。その後、予測基準ｍ₃(t)は、ブロック36で 第２の所定しきい値ｘ₂と比較され、予測基準ｍ₃(t)が第２の所定しきい値ｘ₂を 越えるときは、ブロック38で安全装置が作動される。これに関しては、微分基準 ｍ₁(t)の有効値がない場合、追加の減衰／加重係数ｋ₃によって、予測基準ｍ₃(t )が時間の経過とともにゼロに戻されることに注意されたい。 以上の説明から、進行基準ｍ₂(t)の計算に使用されるトッピング技術は、トッ ピングした加速値が受け取った加速情報とまだ関係を有する既知のクリッピング 方法と実質的に異なることが容易に理解されよう。また、第１の所定しきい値ｘ₁ は、進行基準ｍ₂(t)を所定の最大値よりも低くするように選択されることが好 ましい。進行基準ｍ₂(t)が、ブロック34での累積前に微分基準ｍ₁(t)を減衰／加 重するために使用されるので、進行基準ｍ₂(t)は、ブロック34で生成された予測 基準ｍ₃(t)が相変わらずクラッシュ弁別に役立つ、すなわち、事象の重大さを予 測する基準として無意味になるほどには大きく減衰されることがないように制限 されること重要である。 また、短時間で強力で高速のクラッシュ衝撃が発生すると、ブロック22で生成 される代替加速値がす早くゼロに近づき、同様に、累積ブロック26自体への重み づけされた入力も、ブロック26から出力された進行基準ｍ₂(t)をほぼゼロに減少 させる。したがって、合算ブロック32において微分基準ｍ₁(t)を減衰させる 量はほぼゼロになり、累積ブロック34への入力すなわち予測基準ｍ₃(t)の値が相 関的に最大になり、それによって、クラッシュ衝撃に応じた安全装置の適切な動 作が保証される。この点に関しては、一般にクラッシュ波形の「後」に共鳴が現 れるので、それまでに進行基準ｍ₂(t)が比較的大きな値に累積されて、微分基準 ｍ₁(t)の歪んだ遷移値を適宜、大きく減衰することに留意すべきである。 本発明の好適態様を開示したが、本発明は、本発明の精神または併記の請求の 範囲から逸脱しない範囲で修正を行えることを理解されたい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギリス，エドワード ジェイ. アメリカ合衆国 ミシガン州48178、サウ ス ライオン、ノーチェスター 822

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．安全装置の動作を必要とする可能性のある事象に応答して、車両乗客用安全 装置の動作を制御する方法であって、 瞬間的な車両加速を表す情報を受け取る段階と、 前記受け取った情報を時間に対して評価した基準を生成する段階と、 前記受け取った加速情報に基づいて、前記事象の進行と相関された基準を生 成する段階と、 前記評価基準(evaluation measure)と前記進行基準(progress measure)に基 づいて前記事象の重大さの予測基準を生成する段階と、 前記予測基準を第１の所定しきい値と比較する段階と、 前記予測基準が前記第１の所定しきい値を越える場合に、前記安全装置を作 動させる段階とを含み、 前記進行基準を生成する前記段階が、 受け取った情報の遷移値が第１の所定しきい値以下の場合は、 前記受け取った情報の遷移値を、遷移値が前記第1の所定しきい値よりも大 きい場合は、前記第１の所定しきい値の２倍から前記受け取った情報の遷移値を 引いた代替値を、アキュムレータに入力として選択的に提供する段階と、 前記選択的に提供された入力を前記アキュムレータ内に累積する段階と、 を含む方法。 ２．前記評価基準を生成する前記段階が、 記憶手段に前記受け取った情報の連続値を記憶する段階と、 前記記憶した値から微分基準を生成する段階と、 を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３．前記微分基準が、時間に関する前記受け取った加速情報の変化の割合を評価 する急衝値(jerk value)であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。 ４．前記記憶値をランクづけする段階をさらに含み、前記微分基準が、所定のラ ンクをもつ２つの前記記憶値の間の差を評価する分散基準(variance measure)で あることを特徴とする、請求項２に記載の方法。 ５．前記選択的に提供された入力を第１の加重係数と合算することによって、前 記 累積段階の前に前記選択的に提供した入力を重みづけする段階をさらに含むこと を特徴とする、請求項１に記載の方法。 ６．前記累積された選択的に提供された入力を変換係数(scaling factor)で分割 することにより、前記累積段階の後に前記累積された選択的に提供された入力を スケーリングする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ７．前記予測基準を生成する段階が、 前記評価基準を前記進行基準と結合させて結合基準(combined measure)を得 る段階と、 前記結合基準を時間の経過によって累積して、前記予測基準を得る段階と、 を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ８．前記結合基準を第２の加重係数と合算することによって、前記累積段階の前 に前記結合基準を重みづけする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に 記載の方法。 ９．安全装置の動作を必要とする可能性のある事象に応答して、車両乗客用安全 装置の動作を制御するシステムであって、 瞬間的な車両加速を表す情報を受け取る手段と、 前記受け取った情報に応じて前記受け取った情報を時間に関して評価する基 準を生成する第１の生成手段であって、 アキュムレータと、前記受け取った情報の遷移値か第１の所定しきい値以下 の場合は、前記受け取った情報の遷移値を、遷移値が前記第１の所定しきい値よ りも大きい場合は、前記第１の所定しきい値の２倍から前記受け取った情報の遷 移値を引いた代替値をアキュムレータに入力として選択的に提供する手段とを含 む第１の生成手段と、 前記受け取った情報に応じて、前記事象の進行と相関された基準を生成する 第２の手段と、 前記評価基準と前記進行基準とに応答して、クラッシュの重大さを予測する 基準を生成する第３の生成手段と、 前記予測基準に応答して、前記予測基準が第２の所定しきい値を越えた場合 に 出力信号を生成する第１の比較手段と、 前記第１の比較手段に応答して、前記出力信号の生成時に前記車両安全装置 を作動させる作動手段と、 を含むシステム。 １０．前記第１の生成手段が、前記受け取った加速情報に関する複数の連続値を 記憶する手段と、前記記憶値に基づいて微分基準を生成する第４の生成手段とを 含むことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。 １１．前記微分基準が、前記受け取った加速情報の時間に関する変化の割合を評 価する急衝値であることを特徴とする、請求項10に記載のシステム。 １２．前記第１の生成手段が、さらに、前記記憶値をランクづけする手段を含み 、前記微分基準が、所定のランクを有する前記ランクづけされた２つの値の差を 評価する分散基準であることを特徴とする、請求項10に記載のシステム。 １３．前記第２の生成手段が、さらに、前記第１のアキュムレータ内で前記選択 的に提供された入力を累積する前に、前記選択的に提供された入力を第１の加重 係数と合算する手段を含むことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。 １４．前記第２の生成手段が、さらに、前記累積された選択的に提供された入力 を変換係数で分割することにより、前記第１のアキュムレータからの前記累積さ れた選択的に提供された入力をスケーリングする手段を含むことを特徴とする、 請求項９に記載のシステム。 １５．前記第３の生成手段が、 前記評価基準を前記進行基準と結合して結合基準を得る手段と、 前記結合基準を時間の経過によって累積して前記予測基準を得る第２のアキ ュムレータと、 を含むことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。 １６．前記第３の生成手段か、さらに、前記結合基準を第2の加重係数と合算す ることによって、前記第２のアキュムレータにおける累積前に前記結合基準を重 みづけする手段を含むことを特徴とする、請求項15に記載のシステム。