JP2003525166A - ロールオーバー状態の識別方法 - Google Patents

ロールオーバー状態の識別方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、乗員保護手段、例えばシートベルトテンショナまたはヘッドエアバッグが、ロールオーバー時に適切な時点でトリガされるようにロールオーバー状態を識別する方法に関する。複数のセンサは並進運動および回転運動を検出し、これらのセンサからの信号は検出され、相互に結びつけられて評価される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、ロールオーバー状態を識別するための方法に関する。
【０００２】 従来のシステムは、ロールオーバー状態を識別するためにセンサから送出され
たセンサ信号を単に固定的な閾値と比較するか、または同じ構成のセンサからの
センサ信号のみを相互に計算処理する。これらのセンサ信号を組み合わせること
によって、また閾値と比較することによって、乗員保護手段のトリガが決定され
る。このことは、応答感度を大きくし、相応する誤トリガ（Misuse）に繋がり、
または適切な時点でトリガ決定が実行されない原因になる。
【０００３】 本発明の課題は、乗員保護手段を、車両横転時の保護のために適切な時点でト
リガすることである。
【０００４】 本発明の課題は、独立請求項１の特徴によって解決される。
【０００５】 本発明は、センサ信号を相互に結びつけて閾値を形成し、センサ信号がこの閾
値を超える場合にはトリガ決定を引き起こすということに基づいている。
【０００６】 それによって、シートベルトテンショナまたはヘッドエアバッグのような乗員
保護手段を、車両横転（Rollover）時に適切な時点でトリガすることが可能にな
る。
【０００７】 ロールオーバー状態の識別は、車両の回転速度、横方向加速度および垂直方向
加速度から適切な項を計算することによって実行される。回転速度は、例えば車
両の縦軸および/または横軸である軸のうち１つを中心とする運動および/または
運動変化を検出するセンサによって検出することができる。ロールオーバー状態
を識別するのに適した項は少なくとも一方向の加速度値を含んでおり、回転速度
項と結びつけられ、ダイナミックな閾値が形成される。このダイナミックな閾値
は、回転速度から導出された基準と比較される。
【０００８】 本発明の利点は以下の通りである。
【０００９】 ・センサエラーが生じた場合でも、３つのうち２つで決定することによって誤
トリガが防止される。
【００１０】 ・車両がダイナミックな転倒閾値に到達する前に、車両横転を識別できる。
【００１１】 ・車両の回転運動および並進移動を評価できる。
【００１２】 ・車両横転状態に典型的な回転運動状況および並進運動状況を識別し、誤トリ
ガ状況、および車両がダイナミックな転倒角に近づいている状況での頑強な特性
を達成すること。
【００１３】 ・大きく側方に傾斜した走行状態が先行して車両横転が起こる場合に、乗員の
動きを推定できる。もし乗員が、大きい傾斜が原因でエアバッグ（ヘッドエアバ
ッグ、カーテン）の展開域に存在すると識別された場合、このエアバッグは決し
てアクティベートされない。
【００１４】 ・サイドエアバッグを車両のロールオーバー方向に依存して、別個にアクティ
ベートできる。回転が１８０°より大きいために他のエアバッグが必要な場合、
これらのエアバッグは必要に応じてアクティベートされる。
【００１５】 ・パラメータ化が可能であることにより、種々の車両タイプ（バン、SUV、な
ど）および種々の乗員保護システム（シートベルトテンショナ、カーテンエアバ
ッグ、ヘッドエアバッグ、ロールオーバーバー）に適用可能であること。
【００１６】 ・１つの加速度センサが故障した場合、他の加速度センサによって、起こりう
る車両横転のシナリオの少なくとも一部が識別される。
【００１７】 回転速度信号および加速度信号は計算処理され、１つのトリガ閾値が形成され
る。このことは、異なる物理量を混ぜ合わせることに相応する。
【００１８】 ダイナミックな閾値は回転速度信号および加速度信号から算出される。
【００１９】 基本的に、２種類のロールオーバー事故（横転）が発生する： 「トリップト・ロールオーバー」（Tripped Rollover）の場合、車両は側方に
、その横軸（Ｙ軸）の方向でスリップし、側方の障害物、例えば縁石に乗り上げ
て横転する。
【００２０】 「アントリップト・ロールオーバー」（Untripped-Rollover）の場合、車両は
横方向へ斜面を降下走行し、車両の縦軸（Ｘ軸）を中心とする横方向転倒角を超
えると横転する。
【００２１】 ロールオーバーの種類（トリップトまたはアントリップト）に依存して自動的
に、回転速度信号の他に付加的に、Ｚ軸またはＹ軸の方向に配向されたセンサの
相応する加速度信号が選択され、作用される。
【００２２】 トリガ決定には２つのセンサ信号のみが必要であるが、それに加えて、同時に
セーフティ機能を果たすセンサ信号が少なくとも２つ必要である。セーフティ機
能とは、例えばセンサのような構成部材に欠陥があることに基づく誤トリガが阻
止されることを意味する。１つのセンサ信号のみではトリガすることができない
ため、センサに欠陥がある場合に、所望でないトリガが引き起こされることが阻
止される。
【００２３】 車両のＹ軸方向ないしはＺ軸方向の加速度を検出する２つの加速度センサＹお
よびＺは一緒に計算処理されず、またトリガ決定を引き起こすことができない。
回転速度センサの回転速度信号は角速度を表し、この角速度から車両傾斜角度が
積分によって形成される。前記回転速度信号だけでは、この回転速度信号ないし
は回転角の値に関係なく、トリガさせるのに十分ではない。
【００２４】 本発明の実施例および発展形態は従属項に記載されている。
【００２５】 本発明は図に基づいて説明される。
【００２６】 図１ 乗員保護システムのセンサ信号を評価するためのブロック回路図を簡
単に示している。
【００２７】 図２Ａ 車両状態を、トリガ決定を引き起こさない（Non-Deploy）センサ信号
およびセンサ信号から導出された閾値の時間経過によって示している。
【００２８】 図２Ｂ 別の車両状態を、トリガ決定を引き起こす（Deploy）センサ信号およ
びセンサ信号から導出された閾値の時間経過によって示している。
【００２９】 図３ 相応するセーフティコンセプトのブロック回路図である。
【００３０】 図１には、車両の横軸（Ｙ方向）および垂直軸（Ｚ方向）の車両加速度を検出
するためのセンサＹ、Ｚ、および車両の縦軸（Ｘ軸）を中心とする車両回転速度
を検出するための回転速度センサＡＲが示されている。これらのセンサＹ、Ｚ、
ＡＲの信号は、閾値形成器ＳＢによって評価される。この閾値形成器ＳＢは、所
定のアルゴリズムに従って、ダイナミックなロールオーバー閾値Ｓを形成する。
整合素子Ａは、回転速度センサＡＲの信号から、車両縦軸を中心とする角速度ｗ
を検出する。比較器Ｖは、もし角速度ｗがロールオーバー閾値Ｓを超える場合、
トリガ命令Ｆを、後置された乗員保護手段に送出する。この比較器Ｖは、例えば
エアバッグ制御ユニットＥＣＵ内に配置することが可能である。
【００３１】 図１に示された装置は、例えば車両の乗員保護システムの一部である。
【００３２】 図２Ａおよび２Ｂには、異なる車両状態が示されている。
【００３３】 −時間ｔに依存する、車両の縦軸（Ｘ軸）を中心とする車両傾斜β（vehicle
inclination）は、点線によって示されている。車両傾斜の単位は度（°）で示
されている。
【００３４】 ・時間ｔに依存する、車両の縦軸を中心とする車両の角速度ｗ（rollover cri
terion）は一点鎖線によって示されている。角速度ｗの単位は毎秒度（°/ｓ）
で表されている。この角速度ｗは、ロールオーバーを検出するための基準（ロー
ルオーバー基準ｗ）である。
【００３５】 ・ダイナミックなロールオーバー閾値Ｓ（rollover threshold）は、Ｘ方向お
よびＺ方向の加速度センサＹ、Ｚの信号、および回転速度センサＡＲの信号から
計算される。このロールオーバー閾値Ｓは実線によって示されている。このロー
ルオーバー閾値Ｓの単位は毎秒度（°/ｓ）に換算されている。
【００３６】 回転速度センサＡＲの出力信号は、車両のｘ軸を中心とする回転運動を検出し
、有利にはローパスフィルタを介してフィルタリングされる。ローパスフィルタ
の出力側に印加される信号は角速度ｗを表す。この角速度ｗは積算器を介して積
分され、車両傾斜βが得られる。
【００３７】 ロールオーバー基準ｗがダイナミックなロールオーバー閾値Ｓ（rollover thr
eshold）を超えると、横転（ロールオーバー）が識別されて乗員保護手段がトリ
ガされる。
【００３８】 ロールオーバー閾値Ｓは、横方向加速度がｙ方向、ｚ方向に生じると、および
/または、とりわけ車両の縦軸を中心とする回転加速度が生じると減少する。
【００３９】 図２Ａには１つのクリティカルな車両状態が示されている。この場合車両は、
例えば過度にきつい曲線を通過したため、高い角加速度（ｗ＿ｍａｘ＝１３０°
/ｓ）をもって側方へ、大きくβ＝２０°ほど傾斜している（ｔ＝０〜４００ｍ
ｓ）。しかしこの場合、車両状態は再び、縦軸を中心とする側方へのバランス運
動の後体勢を立て直す（ｔ＜４００ｍｓ）。ロールオーバー閾値Ｓは１５０〜３
００ｍｓの時間の間、主に横方向加速度の項に基づいて減少される。ｚ方向には
有意な加速度は生じない。しかし、ロールオーバー基準ｗは閾値Ｓを超えないた
め、乗員保護手段はトリガされない（Non-Deploy）。
【００４０】 図２Ｂには１つの事故状況が示されている。この場合、車両は側方へスリップ
し（ｔ＝５０ｍｓ）、側方へ傾きはじめ（ｔ＝７５ｍｓ）、走行路が平坦でない
ため急激に制動される（ｔ＝１００ｍｓ）。それによって車両はＸ軸を中心とし
て横転しはじめる（ｔ＞１００ｍｓ）。車両は約β＝９０°の角度にとどまる（
ｔ＞１５００ｍｓ）。アルゴリズムは早期に（ｔ＝１００ｍｓ）、車両が側方に
強く制動され、同時に傾斜し、その結果横転が起こることになることを識別する
。トリガ決定は、ロールオーバー基準がダイナミックなロールオーバー閾値Ｓを
超える時点で下される。
【００４１】 ｙ軸での強い横方向加速度によって、ロールオーバー閾値Ｓは短時間に１００
°/ｓにまで減少し、それによって角速度ｗはロールオーバー閾値Ｓを超える。
それによって、トリガ決定（Deploy）が下される。
【００４２】 さらに、ｔ＝６００ｍｓからｚ軸にそった加速度の変化が生じ、これが連続的
なロールオーバー閾値減少につながる（ｔ＝６００…１０００ｍｓ）ことが見て
取れる。車両が、Ｙ方向での大きい横方向加速度が原因で横方向へｗ＝９０°/
ｓに傾くのではなく、斜面走行が原因で徐々に横方向に転倒すると、乗員保護手
段は約ｔ＝８００ｍｓの時点（グラフｗ−Ｓの交点）でトリガされる。
【００４３】 従って、異なる事故状況および「単なる」クリティカルな車両状態は明白に識
別され、乗員保護手段は適切な時点でトリガされるか、またはトリガされない。
【００４４】 図３にはセーフティコンセプトが示されている。この場合、ｙ軸の横方向加速
度およびｚ軸の垂直方向加速度は相互にＯＲ演算され、このＯＲ演算の結果は回
転速度センサＡＲの角加速度ｗとＡＮＤ演算される。それによって、センサが故
障した場合に誤トリガが生じないことが保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 乗員保護手段のセンサ信号を評価するためのブロック回路図を簡単に示した図
である。
【図２】 Ａは、車両状態を、トリガ決定を引き起こさない（Non-Deploy）センサ信号お
よびセンサ信号から導出された閾値の時間経過によって示した図であり、Ｂは、
別の車両状態を、トリガ決定を引き起こす（Deploy）センサ信号およびセンサ信
号から導出された閾値の時間経過によって示した図である。
【図３】 相応するセーフティコンセプトのブロック回路図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D018 MA00 3D054 AA02 AA03 AA04 AA07 AA18 EE09 EE25

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロールオーバー状態の識別方法であって、 車両の運動および/または運動変化を検出し、 車両の並進運動および回転運動および/または運動変化を検出し、 少なくとも１つの並進運動および少なくとも１つの回転運動および/または運
    動変化からロールオーバー閾値（Ｓ）を検出し、 回転運動および/または運動変化がロールオーバー閾値（Ｓ）を超える場合、
    乗員保護手段をトリガすることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 乗員保護手段を適切な時点でトリガする、請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 ロールオーバー閾値（Ｓ）は、車両軸に対して横方向での車
    両の加速度に依存する、請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 ロールオーバー閾値（Ｓ）は、車両の縦軸を中心とする車両
    の角速度（ｗ）に依存する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 ロールオーバー閾値（Ｓ）は、車両の垂直方向（ｚ方向）で
    の車両加速度に依存する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 ロールオーバー閾値（Ｓ）はダイナミックに、車両軸に対し
    て横方向での車両加速度の持続時間および/または車両の縦軸を中心とする車両
    の角速度（ｗ）および/または車両の垂直方向（ｚ方向）での車両加速度に依存
    する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 １つのセンサは車両軸に対して横方向（ｙ方向）での加速度
    を検出し、１つのセンサは垂直方向（ｚ方向）での加速度を検出する、請求項１
    から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 乗員保護手段を、少なくとも１つの加速度信号および少なく
    とも１つの回転速度信号が存在する場合にのみトリガする、請求項１から７まで
    のいずれか１項記載の方法。
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