JPH10508814A - 側面衝突の際の車両における拘束固定形安全手段のトリガのための制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 トリガ回路（４）と共に、同一の制御装置機器内に配置されている２つの加速度センサ（３１，３２）を有するセンサ装置（３）が、長手方向加速度信号（ｘ（ｔ））及び横方向加速度信号（ｙ（ｔ））を送出するように構成されている。トリガ回路（４）から出力信号（ａ（ｔ））が送出され、該出力信号（ａ（ｔ））は、横方向加速度信号（ｙ（ｔ））に依存するだけでなく、長手方向加速度信号（ｘ（ｔ））にも依存するものであり、そして、横方向加速度信号（ｙ（ｔ））の弱い信号生成−これは、センサ装置の中央配置に基因する−にも拘わらず、拘束固定形安全手段（５）に対する確実なトリガ−判定−決定を可能にする。出力信号（ａ（ｔ））は、限界値（Ｇ）と比較される。

Description

【発明の詳細な説明】 側面衝突の際の車両における拘束固定形安全手段のトリガのための制御装置 本発明は、請求の範囲１の上位概念による側面衝突の際の車両における拘束固 定形安全手段のトリガのための制御装置に関する。 前面方向又は斜め方向衝突の際の拘束固定形安全手段のトリガのための制御装 置が十分に公知であり、自動車、車両にて量産的に、大量に、使用されている。 車両長手方向軸の方向に感度、敏感性を有する加速度センサは、前面方向−又は 斜め方向衝突により惹起される車両の負の加速度を検出する。トリガ回路は、加 速度信号を或１つのアルゴリズムに従って処理し、該アルゴリズムの最も簡単な 場合において、加速度信号の振幅を１つの限界値と比較し、場合により、運転者 −及び同乗者−エアバッグ又はシートベルトのような拘束固定形安全手段をトリ ガする。衝突場所と乗客占有小空間−セルとの間の大きな間隔及び車両のクラッ シュゾーンのエネルギ吸収作用に基づき制御装置による拘束固定形安全手段のト リガまでの比較的長い期間を許容出来、而も、乗客に対する保護作用が損なわれ ず、そのような比較的長い期間を許容できる。この期間、時間は、加速度信号の 評価のため利用される。衝 突の激しさ、強さ及び種類、形式についての情報を、加速度信号の事後のフェー ズ、の評価により得ることができる、即ち、ここでは、加速度信号がその最大値 にも達する加速度信号の事後のフェーズの評価により得ることができる。 側面衝突の場合、衝突場場所、個所と乗客占有小空間−セルとの間の僅かな間 隔及びクラッシュゾーンの、たんに中程度にエネルギ吸収をする構成に基づき、 制御装置によるトリガ判定−決定まで数msecの著しく短い時間間隔しか経過して はいけない。車両長手方向軸に対して横方向の衝突により惹起される加速度信号 は、その上昇フェーズ中、上記の短い時間内に位置する。加速度信号は、所定の 事後のフェーズにて初めて、それの最大振幅に達し、前記の所定の事後のフェー ズにて乗客をなお有効に保護し得るには、トリガ判定−決定が既に行われていな ければならないのである。これまでは、従って、車両の側方部分にて、例えば、 ドアにて横方向加速度の検出のための横方向加速度センサが設けられていて、そ れの最初の−但し、トリガ判定−決定に対して規定的な−フェーズにて弱い加速 度信号を、可能性のある側面衝突個所の近くで検出する。車両の中央領域に配置 された横方向加速度の検出のための加速度センサは、車体による減衰に基づき、 少なくともそれの最初のフェーズにて過度に弱い加速度信号を送出し、それによ り確実なトリガ判定−決定 の結論を導出することができない。弱い加速度信号のもとで限界値が必然的にト リガ限界値として著しく低くセッティングされる場合、加速度信号の僅かな変動 又は障害信号により不都合なトリガが惹起され得る。それにより、これまで、側 面衝突の際拘束固定形安全手段のトリガのためのトリガ回路及び加速度センサを 中央制御装置機器にて配置することは、実現不能に思われていた。 前面方向又は斜め方向衝突は、側面衝突の際の拘束固定形安仝手段のトリガの ための従来公知の制御装置においてさらなる問題を提起する。；各前面方向又は 斜め方向衝突は、車両長手方向軸に対して横断方向の加速度をも惹起し、該横断 方向の加速度は、有利には、前面方向又は斜め方向衝突の事後フェーズ中に高い 振幅を有し得る。そのような横方向加速度によっては側面衝突に対する保護のた め拘束固定形安全手段のトリガが行われる。当該の横方向加速度を以ての側面衝 突の場合トリガが好ましいが、前面方向又は斜め方向衝突の場合はトリガは好ま しくない。 論文 “New Sensor Concepts for Reliable Detection of Side- Im pact Collisions”第１４回 International Technical Conference of En hanced Safety of Vehicles,のProceedings中第１０３５〜１０３８頁．から 公知の制御装置は、車両ドアにて、空気圧センサを有し、該空気圧センサは、 車両ドアにて側面衝突の際生じる空気圧上昇を側面衝突に基づく車両の加速度に 対する尺度,指標として検出する。空気圧センサは、車両の中央領域に設けられ たトリガ回路と接続されており、該トリガ回路は、十分に強い側面衝突の際拘束 固定形安全手段例えば側面ないしサイドエアバッグをトリガする。 非集中的、分散センサを有するそのような制御装置はトリガ回路とセンサとの 間の線路及びプラグコネクタと共に次のような構成部分を有する、即ち、材料的 に集中性があり、それの機能正常性に就いてのチェックに著しいコストを要する 構成部分を有する。更に、そのような制御装置は、高い作成−、組立−、交換− 及び修理コストを要する。 請求の範囲１の上位概念による制御装置は、ＤＥ４２２２５９５Ａ１から公知 である。上記制御装置は、車両に取り付けられた、相互に９０度を成して配置さ れた２つの加速度センサを有し、その結果センサ装置は車両長手方向軸に対して 並行な方向の加速度に対する長手方向加速度信号及び車両長手方向軸に対して横 断方向の加速度に対する横方向加速度信号を送出する。上記両加速度信号からト リガ回路にて加速度ベクトルが計算され、該加速度ベクトルは、それの大きさ及 び車両長手方向軸に対する角度により定まる。加速度ベクトルに依存して、拘束 固定形安全手段−例えば、側面ないしサイドエアバッグ−が、車両内に設けられ ている多数の拘束固定形安全手段のうちから選ばれ、トリガされる。 論文 “Point to Poinnt”Norman Martin著述“Automotive Industries ”，Juli １９９３ 第４９〜５１頁からは、前方方向衝突の際の車両における 拘束固定形安全手段のトリガのための制御装置が公知である。このために、車両 長手方向軸に対して＋／−４５度の角度をなして２つの加速度センサがトリガ回 路と共に１つの共通の制御装置機器内に配置されている。加速度信号に依存して 拘束固定形安全手段がトリガされる。 ＷＯ ８９／１１９８６からは前面方向又は斜め方向衝突の際の車両における 拘束固定形安全手段のトリガのための制御装置が公知である。制御装置は、９０ 度相互にずれた２つの加速度センサを有する。センサ装置は、車両長手方向軸に 対して並行方向の加速度の長手方向加速度信号及び車両長手方向軸に対して横断 方向の加速度の横方向加速度信号を送出する。上記加速度信号は、一方では、ア ナログ回路にて、他方ではマイクロプロセッサにて評価され、拘束固定形安全手 段を制御する（前面方向又は斜め方向衝突がそれとして識別される限り）。 本発明の基礎を成す課題とするところは、十分に強い側面衝突の際にて拘束固 定形安全手段の適時のトリガを確保し、そして、同時に、比較的に強くない側面 衝突又は前面方向又は斜め方向衝突の際のトリガが阻止されるようにしたコンパ クトな制御装置を提供することにある。 上記課題は、請求の範囲１の構成要件により解決される。２つの加速度センサ を有するセンサ装置及びトリガ回路は、同一の制御装置機器内に配置されている 。側面衝突の際の拘束固定形安全手段の適時のトリガが次のようにして保証され る、即ち、前記センサ装置は、２つの加速度センサを有していて、車両長手方向 軸に対して並行な方向の加速度に対する長手方向加速度信号及び車両長手方向軸 に対して横断方向の加速度に対する横方向加速度信号を送出するものである。ト リガ回路は、当然、横方向加速度に依存する第１信号と、長手方向加速度に依存 する第２信号とを利用する。トリガ回路により送出された、長手方向加速度及び 横方向加速度信号に依存する出力信号が限界値と比較され、限界値を越えると、 拘束固定形安全手段がトリガせしめられる。 試行により明らかになったところによれば、車両が側面衝突に基づき、長手方 向加速度を受けるときの、該長手方向加速度の振幅は、側面衝突の場合における 横方向加速度の振幅より遥かに小であるが、上記の横方向加速度は、常に、−殊 に、側面衝突の第１フェーズ中でも−存在するものである。上記の長手方向加速 度信号が、トリガ回路により送出される出力信号にお いて共に考慮される場合、確実なトリガ−判定−決定を行い得る。このために、 上記出力信号は、横方向加速度に依存する第１信号と、長手方向加速度に依存す る第１信号との商により定まるものである。以て、上記商は、殊に、側面衝突の 第１フェーズにて、著しく高い値を有し、該著しく高い値は、限界値比較を介し て確実なトリガ−判定−決定を行わせる。更に、出力信号における長手方向加速 度信号の考慮により、前面方向又は斜め方向衝突により惹起される横方向加速度 信号も、側面衝突により惹起される横方向加速度信号と区別される。前面方向又 は斜め方向衝突の際の不都合な拘束固定形安全手段のトリガが回避される。 本発明の制御装置は、コンパクトであり、少数の動作ステップで組み立てられ 、そして、簡単に保守され、交換される。分散的に配置されたセンサ、線路及び トリガ回路間のプラグ−及び端子コネクタが省かれる。 本発明の有利な発展形態がサブクレームに規定されている。 次に本発明を図を用いて説明する。 図１は、車両における本発明の制御装置を有する制御装置機器の配置構成を示 す。 図２は、本発明の制御装置のブロック接続図である。 図３は、側面衝突の開始、始まり以降最初の１０ms 内での車両の側面衝突の際生じる長手方向及び横方向加速度のダイヤグラムを示 す。 図１は、制御装置１を有する車両を示し、該制御装置は、センサ装置３とトリ ガ回路４を有する制御装置２を有する。線路を介しては、制御装置２からは、点 火信号Ｚが、拘束固定形安全手段５へ伝送される。センサ装置３上には、２つの 加速度センサの感度軸がシンボリックに示してある。第１加速度センサは、長手 方向加速度信号を送出し、そして、それの感度軸は、車両長手Ａ−Ａ′に対して 並行に延在し、第２加速度センサは、横方向加速度信号を送出し、そして、それ の感度軸は、車両長手方向Ａ−Ａ′に対して横断方向に延びる。制御装置機器１ は、車両の中央領域に配置されている。 図２は、センサ装置３４を有する制御装置２のブロック接続図を示し、上記セ ンサ装置は、トリガ回路に長手方向加速度信号ｙ（ｔ）を供給する。トリガ回路 ２は、比較器４１に出力信号ａ（ｔ）を供給する。出力信号ａ（ｔ）が限界値Ｇ を越えると、点火信号Ｚは、拘束固定形安全手段５に伝送される。 センサ装置３は、少なくとも２つの加速度信号センサ３２，３２を有する。上 記加速度信号センサは、空間的に任意に配置されており、ここで、前提とすると ころは、センサ装置３は、車両長手方向Ａ−Ａ′に対して並行な方向の加速度に 対する長手方向加速度信号 ｘ（ｔ）及び車両長手方向Ａ−Ａ′に対して横断方向の加速度に対する横方向加 速度信号ｙ（ｔ）を送出することを前提とする。ここで、加速度信号センサ３１ ，３２は有利に次のような感度軸を有する、即ち、車両長手方向Ａ−Ａ′に対し て並行及び横断方向に方向付けられた感度軸を有し、このことは、図１にもシン ボリックに示してある。但し、車両長手方向Ａ−Ａ′に対して±４５度又は、他 の角度を以ての加速度信号センサ３１，３２の配置も可能である。長手方向加速 度信号（ｘ（ｔ））及び横方向加速度（Ｙ（ｔ））が加速度信号センサ３１，３ ２の信号から相応の角度関数を介して求められる。 加速度信号センサ３１，３２はアナログ又は準アナログ信号を送出する。ここ で、上記センサは、容量性、ピエゾ抵抗性又は他の方式、原理により動作するも のであって良い。各加速度信号は、種々異なる応動限界値を有する相異なる加速 度スイッチで構成されてもよく、ここで、個々の加速度スイッチの個々の信号は 、１つの準アナログ加速度信号にまとめられる。 有利には加速度信号センサ３１又は３２は、バイポーラ、双極性に構成されて いる、即ち、各加速度センサは、相互に逆の２つの方向に対して敏感、高感度で ある。それにより、例えば、加速度信号センサ３２は、車両長手方向Ａ−Ａ′に 対して横断方向にそれの感度軸を以て、左方及び右方の衝突により惹起された加 速度を識別できる。選択的に、ユニポーラ、単極性の加速度信号を使用すること もでき、ここで前提とされていることは、センサ装置３は、車両長手方向加速度 信号ｘ（ｔ）及び横方向加速度信号ｙ（ｔ）を送出することである。 集積化センサ３１，３２が使用される場合、当該加速度センサを、トリガ回路 ４と共に１つの半導体チップ上にて作製できる。 トリガ回路４は、アナログ回路又はマイクロプロセッサとして構成され得る。 トリガ回路により送出された出力信号ａ（ｔ）は、限界値Ｇと比較され、ここで 、限界値Ｇを介して制御装置２の感度が調整セッティングされる。出力信号ａ（ ｔ）が限界値Ｇを越えると、点火信号Ｚが少なくとも１つの拘束固定形安全手段 ５へ供給される。拘束固定形安全手段は、有利には、運転者側又は同乗者側にお ける側面ないしサイドエアバッグ又は、側面衝突の際の同乗者の保護のためのそ の他の手段である。 有利には、出力信号ａ（ｔ）は、複数の種々異なる限界値と比較されて、複数 の拘束固定形安全手段又は１つの多段の拘束固定形安全手段の複数の段−例えば １つの側面ないしサイドエアバッグの複数の室、チェンバーを、側面衝突の強さ に依存して、以て、時間的にずらしてトリガすると良い。 有利には、トリガ回路４は、さらなる回路ユニット を有し、該さらなる回路ユニットは、車両長手方向加速度信号ｘ（ｔ）及び横方 向加速度信号ｙ（ｔ）に依存して、ただ所定の拘束固定形安全手段のみをトリガ する。面して、例えば、運転者側で、側面衝突の際拘束固定形安全手段がトリガ され、該拘束固定形安全手段は、運転者側に配置されているものであり、同乗者 側の拘束固定形安全手段は、トリガされない。 本発明によればトリガ回路４は、出力信号ａ（ｔ）を送出し、該出力信号は、 横方向加速度ｙ（ｔ）に依存するのみならず、車両長手方向加速度信号ｘ（ｔ） にも依存する。図３は、側面衝突の開始から最初の数msecにおける、車両に作用 する横方向加速度及び長手方向加速度Ｘ及びＹを定性的に示す。長手方向加速度 信号ｘ（ｔ）は、車両長手方向Ａ−Ａ′に対して９０度の角度をなして起こる側 面衝突の際にも明瞭に認知、認識可能であるが、それの著しく弱い信号生成がな される。上記側面衝突は、車両長手方向Ａ−Ａ′に対して９０度の角度をなして 行われる。中央センサ装置３により、側面衝突の最初の数msecにて検出された横 方向加速度信号ｙ（ｔ）は、横方向加速度信号“ドア”ｙｔ（ｔ）に比して弱く 生成さるものであり、該横方向加速度信号“ドア”ｙ_t（ｔ）は、当該の車両ド ア内に配置された加速度センサにより検出される。 限界値と比較される横方向加速度信号ｙ（ｔ）によっては、横方向加速度信号 “ドア”ｙ_t（ｔ）と異な って確実なトリガ判定−決定が生ぜしめられない。トリガ判定−決定に対する限 界値は、必然的に著しく低くセッティングされなければならない。従って、１つ の加速度信号の僅かな変動又は障害信号があっただけでもう不都合なトリガが惹 起され得る。 有利には、横方向加速度信号ｙ（ｔ）に依存する第１の信号が形成され、そし て、長手方向加速度信号ｘ（ｔ）に依存する第２信号に関連付けられる。ここで 、次のような事実が利用される、即ち、比較的小さい振幅を有する第１信号と、 著しく小さい振幅を有する第２信号との商から、著しく大きな振幅を有する出力 信号ａ（ｔ）が送出され、該出力信号は、限界値Ｇと比較され、以て、確実なト リガ判定−決定が与えられる。更に、前面方向又は斜め方向衝突により惹起され た横方向加速度ｙ（ｔ）によっては、決して拘束固定形安全手段５のトリガは、 生ぜしめられない、それというのは、商の分母における大きな横方向加速度信号 ｘ（ｔ）により、出力信号ａ（ｔ）が限界値Ｇを超過するのが阻止されるからで ある。 有利には、第１信号は、横方向加速度信号ｙ（ｔ）に依存するエネルギ信号で あり、第２信号は長手方向加速度信号ｘ（ｔ）に依存するエネルギ信号である。 ここで、エネルギ信号は、側面衝突の開始以降の長手方向ないし横方向で、側面 衝突により車両へ伝達されるエネルギの時間的エネルギ減少を表す。エネルギ信 号の使用により、第１信号と第２信号との間の信号間隔、以て、商の振幅が増大 される；もって、限界値判定が、より一層信頼性あるものとなる。微分的ないし 差分的エネルギ寄与分の時間的加算により加速度信号の高周波変動が平滑化され る。更に、加速度信号の時間的前履歴が考慮される。 有利には、第１信号は加算的定数を有し、第２信号は、加算的定数Ｋ２を有す る。定数Ｋ１，Ｋ２，及び限界値Ｇを介しては、トリガ判定−決定は、その都度 の適用例ないしその都度の車種に適合される。 有利には、出力信号ａ（ｔ）は、下記関係式により計算される。 トリガ回路４は、センサ装置３１における加速度センサの任意の配置構成でも 、マイクロプロセッサであってもよく、同時にセンサ装置３と共に同一制御装置 機器１内に車両の中央領域内に配置され得る。 中央に配置されたセンサ装置３は、加速度センサ３１，３２の任意の配置構成 のもとで長手方向加速度信号ｘ（ｔ）及び横方向加速度信号ｙ（ｔ）と共に次の ような信号を送出する、即ち、トリガ回路による評価に基づき前面方向又は斜め 方向衝突識別のためにも使用できる信号を送出する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年４月７日 【補正内容】 請求の範囲 １． 側面衝突の際の車両における拘束固定形安全手段のトリガのための制御装 置であって、 センサ装置（３）を有し、該センサ装置は、２つの加速度センサ（３１， ３２）を有していて、車両長手方向軸（Ａ−Ａ′）に対して並行な方向の加速度 に対する長手方向加速度信号（ｘ（ｔ））及び車両長手方向軸（Ａ−Ａ′）に対 して横断方向の加速度に対する横方向加速度信号（ｙ（ｔ））を送出するもので あり、トリガ回路（４）を有し、該トリガ回路（４）により、長手方向加速度（ ｘ（ｔ））と横方向加速度（ｙ（ｔ））により定まる出力信号（ａ（ｔ））が送 出されるものであり、ここにおいて、出力信号（ａ（ｔ））が限界値（Ｇ）を越 えると、拘束固定形安全手段（５）がトリガされるように構成されている当該の 制御装置において、 −前記出力信号（ａ（ｔ））は、横方向加速度信号（ｙ（ｔ））に依存す る第１信号と、長手方向加速度信号（ｘ（ｔ））に依存する第２信号との商によ り定まるように構成されていることを特徴とする側面衝突の際の車両における拘 束固定形安全手段のトリガのための制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 側面衝突の際の車両における拘束固定形安全手段のトリガのための制御装 置であって、 センサ装置（３）を有し、該センサ装置は、２つの加速度センサ（３１， ３２）を有していて、車両長手方向軸（Ａ−Ａ′）に対して並行な方向の加速度 に対する長手方向加速度信号（ｘ（ｔ））及び車両長手方向軸（Ａ−Ａ′）に対 して横断方向の加速度に対する横方向加速度信号（ｙ（ｔ））を送出するもので あり、トリガ回路（４）を有している当該の制御装置において、 −トリガ回路（４）から出力信号（ａ（ｔ））が送出され、該出力信号（ ａ（ｔ））は、横方向加速度信号（ｙ（ｔ））に依存する第１信号と、長手方向 加速度信号（ｘ（ｔ））に依存する第２信号との商により定まるものであり、 −センサ装置及びトリガ回路（４）は、同一の制御装置機器内に配置され ていることを特徴とする側面衝突の際の車両における拘束固定形安全手段のトリ ガのための制御装置。 ２． 第１信号は横方向加速度信号（ｙ（ｔ））に依存するエネルギ信号により 定まり、そして、第２信号は、長手方向加速度信号（ｘ（ｔ））に依存するエネ ルギ信号により定まるものであることを特徴とす る請求の範囲１記載の装置。 ３． 出力信号は、下記関係式によって計算される、即ち、 但し、その式中の変数の記号の意味は次の通りである： ａ（ｔ） 出力信号 ｙ（ｔ） 横方向加速度信号 ｘ（ｔ） 長手方向加速度信号 Ｋ１ 定数 Ｋ２ 定数 ということを特徴とする請求の範囲１記載の装置。 ４． 制御装置（１）は車両の中央領域に設けられていることを特徴とする請求 の範囲１記載の装置。 ５． 各加速度センサ（３１）（３２）は、相互に逆向きの２つの方向に対して 敏感、高感度であることを特徴とする請求の範囲１記載の装置。 ６． 第１加速度センサ（３１）は車両長手軸（Ａ−Ａ′）に対して並行な方向 に感度軸を有し、第２加速度センサ（３２）は、車両長手軸（Ａ−Ａ′）に対し て横断方向に感度軸を有することを特徴とする請求の範囲１記載の装置。 ７． トリガ回路（４）は、マイクロプロセッサであることを特徴とする請求の 範囲１記載の装置。 ８． 同時に車両にて前面及び斜め方向衝突の際拘束固定形安全手段のトリガの ため使用されることを特徴とする請求の範囲１記載の装置。