JP4078305B2 - 車両の乗員拘束手段のトリガ決定を確定するための方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念による、車両の乗員拘束手段のトリガ決定を確定するための方法に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願 DE 199 10 586 A1 明細書からは、既に、乗員拘束手段を車両の動特性に依存してトリガすることが開示されている。この場合特にそのようなデータは、ＥＳＰシステムから利用される。
【０００３】
発明の利点
本発明による、車両の乗員拘束手段のトリガ決定を確定するための方法によって得られる利点は、フロート角（Schwimmwinkel）に対する閾値比較と、走行方向での車両速度および車両傾斜角（Fahrzeugkippwinkel）との簡単な結合によってトリガ決定を確定することができることである。このことは総体的に、いわゆる“Soil-Trip-Rollover”過程のもとでの適時のトリガ決定に結び付く。
【０００４】
従属請求項に記載の手段と実施例によって、独立請求項に記載の車両の乗員拘束手段のトリガ決定を確定するための方法の有利な改善例が可能となる。
【０００５】
特に有利には、車両の傾斜運動が横方向加速度および/または横方向速度（滑り速度；sliding velocity）によって特徴付けられ、それに伴ってこれらの２つのパラメータの閾値比較によって傾斜過程が予測される。車両横方向加速度の監視は、タイヤ/路面接触によって可能なグリップ力を超えた値に対して行われる。この減速を伴った限界を超えた時点から転覆ないし横転の予想が推測され得る。静止摩擦に対する典型的な値は、約１.２ｇのレベルにある。より大きな加速度のもとでは、車両の側方ローリング運動に伴う極端な制動過程が推測されなければならない。車両の横方向引張試験（Querzugversuch）によって硬軟二通りの縁石におけるそのような過程の典型的な経過特性が求められる。
【０００６】
さらに有利には、乗員識別の信号が、トリガ決定の決断に寄与する。つまり保護すべき乗員のいない拘束手段に対しては、乗員拘束手段もトリガする必要はない。さらに子供などの体格の小さな体重の軽い乗員に対しては、拘束手段のトリガが危険性を高めることにつながることもある。すなわち必ずしも全ての拘束手段がトリガされなければならないわけでもない。なぜなら拘束手段のトリガが状況によってはかえって、保護すべき乗員の負傷につながることもあるからである。
【０００７】
ここでは有利には３０゜のフロート角度が閾値として比較に用いられる。というのもこの角度以上では車両の転覆につながるからである。履歴の評価もしくはスピンの識別に対して車両上下軸周りの回転運動ω_zと操舵量が必要となる。この２つの特性量からは、周知のように車両のフロート角が算出できる。この場合ここでの正確な計算は必ずしも必要ではなく、５゜間隔のステップ/精度（fuenf-Grad-Schritten）で十分である。なぜならば５秒間もしくは１０秒間までのスピン過程の継続が、スピン作用によるフロート角の堅調な位置付けに重要な要素となるからである。
【０００８】
さらに有利には、車両横方向加速度が閾値１.２ｇと比較される。なぜならば、前述したようにこの値から転覆の前兆となり得る外的な制動/減速過程の推測が始められなければならないからである。この場合側方の傾斜は、例えばタイヤにおける埋没経過によって起こり得る。
【０００９】
走行方向での車両固有速度とフロート角度から算出される車両横方向速度は、時速５ｋｍの臨界的横方向速度と比較される。この臨界的横方向速度とは車両を縁石などの硬い角にぶつけた時に傾きが生じる速度である。この速度は、土砂などの（タイヤが）埋没しやすい状況のもとでは高まる傾向にある。なぜなら車輪の埋没自体による影響も加わるからである。この臨界的な横方向速度に対する限界値は、状況に応じて相応の適応化が必要である。
【００１０】
さらに有利には、フロート角度と車両傾斜運動量を算出するための相応の手段と、これらのフロート角度と車両傾斜運動量からトリガ決定を確定するための手段とを有した装置が設けられる。
【００１１】
図面
図面には、本発明の実施例が示されており、これらは以下の明細書で詳細に説明される。この場合、
図１は、本発明による装置のブロック回路図であり、
図２は、本発明による方法を表わすための第１のブロック回路図であり、
図３は、本発明による方法を表わすための第２のブロック回路図であり、
図４は、本発明による方法のフローチャートであり、
図５は、閾値窓を表わすためのフロート角と横方向速度の関係図である。
【００１２】
実施例の説明
車両のロールオーバー過程では、一般的に、回転エネルギからポテンシャルエネルギへの変換にかかわる物理的法則を用いてセンシングが行われる。この法則を用いることによって、ヨーレートセンサを用いたもとで既に比較的小さな車両回転角のもとで転覆の予測を立てることが可能となる。この場合の典型的な角度は、２５゜から静的な横転角度である約５５゜の間の範囲にある。所定の走行操作、いわゆる“Soil-Tripp-Rollover”のもとでは、例えば路肩の砂利や地中へのタイヤの埋没、縁石との接触などにより減速が伴うスピン過程に基づく車両の側方運動では側方に傾斜が起こり得る。横方向の減速によって起こる乗員の動きにも、サイドウインドウに上半身や頭を打ちつけるまでに至る急速な移動が生じることに配慮しなければならないが、このようなポジションでは、保護のためにルーフから下方に向けて開き乗員とサイドウインドウの間に介在するために設けられたオーバーヘッドエアバックなどの活動化がもはや不可能である。このオーバーヘッドエアバックの正確な活動化のためには、識別が既に１０゜以下の車両傾斜角で行われなければならない。
【００１３】
それ故に本発明による車両の乗員拘束手段のトリガ時期を確定するための方法によれば、車両運動の履歴によって転覆の直前に、転覆予測に対する判断を可能にする。それに対する基本的な考えは、車両のクリティカルな横方向速度ｃｓｖ（＝critical sliding velocity）の算出である。これは、車輪に横方向減速が生じた場合の車両側方傾斜が起こり始める速度を表わしている。この横方向減速は、例えばタイヤの埋没や縁石との接触などによって起こり得る。
【００１４】
図１には、本発明による装置のブロック回路図が示されている。プロセッサ１（これは乗員拘束手段のための制御機器内に配置されている）は、データ入/出力側を介してメモリ２と接続されており、このメモリには、測定されたセンサデータとの比較に用いられる閾値がフィルされている。センサデータは、加速度センサ３，ヨーレートセンサ４，ＥＳＰ５、乗員識別部６から供給される。これらのセンサの全ては、データ入力側を介してプロセッサ１にそのつど接続される。個々のセンサ３〜６は、測定値の増幅とディジタル化のための電子回路を有している。加速度センサ３とヨーレートセンサ４は、プロセッサ１とメモリ２を備えた制御機器内に設けられていてもよいし、当該制御機器外に配置されてもよい。
【００１５】
複数のセンサが配置される場合には、プロセッサ１との接続が２線式線路を介して行われてもよいし、バスを介しておこなわれてもよい。ＥＳＰ５は、複数のセンサ値からデータを算出する固有の計算機を有している。加速度センサ３とヨーレートセンサ４は、センサからの入力値をＥＳＰで計算するために、ＥＳＰ５と接続されていてもよい。データ出力側を介してプロセッサ１は、乗員拘束手段７、すなわちエアバックおよび/またはシートベルトプリテンショナに接続される。この乗員拘束手段７は、種々のトリガケースパターンに応じてトリガされる。この場合、乗員を保護する拘束手段のみがトリガされる。つまり占有されていないシートやエアバックによって保護できない乗員には拘束手段のトリガによる保護が行われない。
【００１６】
図２は、本発明による方法の経過を表わす第１のブロック回路図であり、この方法は、プロセッサ１においてセンサ値と記憶されている閾値に基づいて実行される。ブロック８では車両上下軸周りのヨーレートと、ＥＳＰ５から供給された操舵量が用いられて、フロート角度が算出される。これは車両の走行方向、すなわち速度ベクトルと、車両長手軸の間の角度を表わす。このフロート角は、走行方向での車両固有速度ｖ_ｘと結合され、横方向成分ｖ_ｙが推定される（ｖ_ｙ＝ｖ_ｘcos(フロート角)）。この横方向成分ｖ_ｙは、フロート角と組合わされ、閾値窓ｆ（ｖ_ｙ, フロート角）を介して比較される。閾値を超えた場合には、縁石への衝突による転覆が避けられない。このことは図５に示されている。ここでは横軸に横方向速度がプロットされ、縦軸にはフロート角度の絶対値がプロットされている。図中斜線で描かれている領域は、車両サイドが硬い縁石に衝突した際に転覆が避けられない範囲を表わしている。それは、フロート角が約３５゜のところから始まって、速度の減少と共にフロート角９０゜の所までに至っている。それ故にこの斜線領域は論理１に結び付けられる。
【００１７】
ブロック９では、当該のフロート角と横方向速度が図５に相応する閾値領域を用いた決定診断に用いられる。ブロック９の出力側は、ＡＮＤゲート１２の第１の入力側に接続されている。ブロック１０では車両の傾斜角が算出される。この傾斜角も、ブロック１１において同じように閾値比較に用いられる。この場合ここでは５゜の傾斜角が閾値として用いられる。傾斜角がこの閾値を上回った場合には、ブロック１１の出力側からも論理１の信号が出力される。ブロック１１の出力側は、ＡＮＤゲート１２の第２の入力側に接続されている。それによりブロック９と１１の出力信号は、論理積結合を施され、それによって、ブロック９と１１の２つの閾値比較が共に閾値超過を示した場合にのみ、論理１がＡＮＤゲート１２の出力側１３から送出される。
【００１８】
図３には、本発明による方法を表わすための第２のブロック回路図が示されている。ブロック８と９は前述した説明に該当している。傾斜角度は、２つのパラメータによって間接的に表わされており、この２つのパラメータはそれぞれ固有の閾値比較を施される。ブロック１４には、横方向加速度、つまり車両横方向からのが加速度センサ３から供給される。プロセッサ１は、閾値比較器１５においてこの横方向加速度に対する比較を実施する。ここでは閾値が１.２Ｇで表わされ、この閾値を横方向加速度が上回った場合にのみ、閾値比較器１５の出力側から論理１の信号が送出される。ブロック１６には、傾斜過程の期間中に求められた車両の横方向速度が、プロセッサ１によって供給される。この車両横方向速度は、加速度信号からかまたは速度センサを用いて求められる。この速度もブロック１７において閾値比較を施される。この速度がクリティカルな速度、すなわちここでは時速５ｋｍを上回ると、当該閾値比較器１７の出力側から論理１の信号が送出される。閾値比較器９、１５，１７の出力側は、ＡＮＤゲート１２の入力側に接続されている。これらの全ての閾値比較器から論理１の信号が送出される場合にのみ、つまり全ての測定値がそれぞれの閾値を上回った場合にのみＡＮＤゲート１２の出力側１３からろんり１の信号が送出される。この論理１の信号は、さらにブロック１８において提供される乗員識別システム６の信号と論理積結合される。この信号によって、特定のシートのみが占有されていることが示されると、このシートに対してだけ乗員拘束手段７がトリガされる。このことは出力側１９の信号として表わされる。
【００１９】
図４には、本発明による、車両の乗員拘束手段のトリガ決定を確定するための方法がフローチャートで表わされている。方法ステップ２０では、フロート角度と横方向速度が前述したように算出される。方法ステップ２１ではこの値対が図５からの閾値と比較される。この値対が当該の閾値を下回っている場合には、方法ステップ２２において当該方法が終了する。しかしながら前記値対が閾値を上回っている場合には、方法ステップ２６にジャンプする。方法ステップ２３では、前述したように傾斜角が例えば横方向加速度に基づいて算出される。方法ステップ２４では、この傾斜角が閾値と比較される。傾斜角がこの閾値を下回っている場合には、方法ステップ２５において当該方法が終了する。しかしながら傾斜角がこの閾値を上回っている場合には、方法ステップ２６にジャンプする。２つの条件が充されている場合にのみ、方法ステップ２６において、どの乗員が車両内に存在し乗員拘束手段による保護を必要としているかが検査される。方法ステップ２７では、存在している乗員に対する拘束手段７の相応のトリガが行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置のブロック回路図である。
【図２】 本発明による方法を表わすための第１のブロック回路図である。
【図３】 本発明による方法を表わすための第２のブロック回路図である。
【図４】 本発明による方法のフローチャートである。
【図５】 閾値窓を表わすためのフロート角と横方向速度の関係図である。

Claims (7)

1. 車両の乗員拘束手段のトリガ決定を確定するための方法であって、この場合トリガ決定が走行動特性データに依存して確定される方法において、
   走行動特性データとして、車両の横方向速度と結び付けられるフロート角と、車両の傾斜運動量が、それぞれ少なくとも１つの閾値と比較され、当該閾値比較（９，１１，１５，１７）の結果に依存してトリガ決定が行われるようにしたことを特徴とする方法。
2. 前記車両の傾斜運動量は、車両横方向加速度と車両横方向速度によって算出される、請求項１記載の方法。
3. 前記トリガ決定は、付加的に乗員識別部（６）からの信号に依存して確定される、請求項１または２記載の方法。
4. 前記フロート角は、５゜間隔のステップで定められる、請求項１記載の方法。
5. 前記車両横方向加速度は、１.２Ｇの閾値と比較される、請求項２記載の方法。
6. 前記車両横方向速度は、時速５ｋｍの閾値と比較される、請求項２記載の方法。
7. 請求項１から６に記載の方法を実施するための装置において、
   フロート角と車両横方向速度と車両傾斜運動量とを算出する手段（３，４，５）を有しており、さらに当該のフロート角と車両横方向速度と車両傾斜運動量に依存してトリガ決定を確定するための手段（１，２）を有していることを特徴とする装置。

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