JP3540304B2 - 車両のロールオーバ状態を検出する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は乗員保護システムに関し、特に、付勢可能な乗員のためのロールオーバ保護装置に使用する車両のロールオーバ事象を検出する装置及び方法に関する。
なお、本出願は「車両のロールオーバを検出するシステム及び方法」（ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＳＥＮＳＩＮＧ ＶＥＨＩＣＬＥ ＲＯＬＬＯＶＥＲ）と題する、２０００年１２月２０日イエー他（Ｙｅｈ ｅｔ ａｌ）によって出願された米国特許出願番号第０９／７４２、５６６号の一部継続出願である。
【０００２】
【従来の技術】
車両のロールオーバ（横揺れ）事象を検出するために、車両の動力学を検出する１個以上のセンサが車両に具備されている。該センサは、車両のロールオーバ事象の検出すると、それに応答してセンサの信号を評価し、１個以上の付勢可能な装置の作動を制御する制御装置に接続されている。
米国特許第５，８２５，２８４号は、車両の横方向の加速度を指示する信号を提供する加速度センサを有する車両ロールオーバシステムを開示している。プロセッサが、センサの信号に基き、横揺れ慣性を計算し、車両のロールオーバの可能性を指示する可視表示を提供する。
米国特許第５，６１０，５７５号及び米国特許第５，８９０，０８４号は、ロールオーバを検出するその他の方法を開示している。
【０００３】
【発明の概要】
本発明の一局面によると、本発明による装置は、車両のロールオーバ事象を検出する。本装置は、車両の横揺れを検出し、車両の前後軸線の周りの車両の横揺れを示す信号を提供するロールオーバセンサを含む。第１の加速度計が最大の加速度の感知レベルまでの車両の前後軸線からのオフセットした方向での車両の加速度を検出し、それを示す第１の加速度信号を提供する。第２の加速度計が第１の加速度計による最大の加速度の感知レベルを上回る加速度レベルにおけるオフセット方向での車両の加速度を検出して、それを示す第２の加速度信号を提供する。本装置は更に、ロールオーバセンサからの信号が車両のロールオーバ状態を指示し、（ｉ）第１の加速度信号が閾値と最大の加速度の感知レベルとの間の車両の加速度を示し、（ｉｉ）第２の加速度信号が最大の加速度の感知レベルよりも大きい車両の加速度を示すことのいずれか一方が起こると、付勢信号を提供する制御装置を含む。
【０００４】
本発明の別の局面によると、本発明による装置は、車両のロールオーバ状態を検出して、車両の横揺れを検出するために車両に固定可能であり、それを示す特性を有する横揺れ信号を提供するロールオーバセンサを含む。加速度センサは、車両の前後軸線からオフセットした方向における車両の加速度を検出し、それを示す加速度信号を提供する。加速度センサは、車両の加速度を感知することができる。本装置は更に、車両のロールオーバ状態を指示するロールオーバセンサからの横揺れ信号と、第１の加速度閾値及び第２の加速度閾値の間の値を有するオフセット方向において感知された加速度とに応答して、車両のロールオーバ状態の発生を検出する制御装置を含む。
【０００５】
本発明の別の局面によると、車両のロールオーバ事象を検出する方法は、車両の横揺れを検出するステップと、車両の前後軸線の周りでの車両の横揺れを指示する横揺れ信号を提供するステップと、車両の前後軸線線からオフセットした方向における最大の加速度の感知レベルまでの車両の加速度を感知するステップと、その加速度を示す第１の加速度信号を提供するステップと、の最大の加速度の感知レベルを上回る加速度レベルにおけるオフセット方向での車両の加速度を感知するステップと、その加速度を指示する第２の加速度信号を提供するステップと、第１の加速度信号の値に応答して、第１の加速度信号と第２の加速度信号との一方を選択するステップと、加速度信号の選択された一方と検出された横揺れ信号とに応答して、ロールオーバ状態を検出するステップとを含む。
【０００６】
本発明の更に別の局面によると、車両のロールオーバ状態を検出する方法は、車両の横揺れを検出するステップと、それを示す特性を有する横揺れ信号を提供するステップと、車両の前後軸線からオフセットした方向における車両の加速度を感知するステップと、ロールオーバ状態を示す横揺れ信号と第１の加速度閾値と第２の加速度閾値との間の値を有する加速度信号とに応答して、車両のロールオーバ状態の発生を検出するステップとを含む。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による乗員のロールオーバ防止システム１０の実施形態を示す。本システム１０は、車両１２に装着可能である。本システム１０は、ロールオーバ識別センサ（ロールオーバセンサ）１４を含む。該センサ１４は、車両のロールオーバ事象の発生を示す１以上の車両作動特性あるいは状態を感知する。
例として、車両のロールオーバ識別センサ１４は、車両の軸線の周りでの車両１２の角度回転を感知するよう作動する横揺れ割合センサ（ロールレイトセンサ）である。横揺れ割合センサ１４は、車両１２における車両の中央位置において、あるいはその近傍に装着され、車両の長手方向軸線（例えば、車両の前後軸線と平行の、あるいは同軸関係のＸ−軸）の周りの車両の回転割合を感知するように、向けられている。
【０００８】
特にセンサ１４は、車両の角速度（例えば横揺れ割合）を感知するように構成され、半導体製造技術を使用して製造される超小型の構造体としうる。そのようなセンサの例は、カリフォルニア州、コンコードのＢＥＩセンサーズアンドシステムズ社（ＢＥＩＳｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏ． ｏｆ Ｃｏｎｃｏｒｄ， Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から市販されている、ＧＹＲＯＣＨＩＰ（登録商標）工業用ソリッドステート回転センサである。ＧＹＲＯＣＨＩＰ（登録商標）センサは、センサの感度軸の周りの回転割合に比例したＤＣ電圧の出力信号を発生するよう、コリオリ効果を利用している。従って、その感度軸の周りの第１の方向における角度回転割合を検出するとき、センサ１４からのＤＣ出力電圧は、正である。同様に、感度センサ軸の周りの他方の方向における回転角度割合は、負のセンサ出力電圧を提供する。このように、車両に装着されると、センサ１４の出力信号は、センサの感度軸の周りの大きさ及び角度方向を含む車両の角速度を指示する。センサ１４の感度軸は、車両の中心を通る車両１２の前後軸線と同軸関係にある。当業者は、車両の前後軸線の周りの角速度は、その横揺れ割合すなわち回転割合と同じであることを理解するであろう。
【０００９】
再び図１を参照すると、センサ１４は、フィルタ１６に信号を出力する。センサ１４の出力信号は、車両１２の感知された回転割合すなわち横揺れ割合を指示する電気特性を有する。フィルタ１６は、車両のロールオーバ事象を識別する上で有用でない横揺れ割合信号から周波数成分を除去するように選択される。これらの周波数の値は、車両を各種の作動状態に位置させることによって、対象とする車両プラットフォームに関して経験的な方法を使用して検出される。これらの周波数の値は、各車両プラットフォームに対して特有のものでよい。
フィルタ１６は、濾過された横揺れ割合信号を、アナログからデジタルへ変換するＡ／Ｄ変換器２０に提供する。Ａ／Ｄ変換器は、デジタル化した信号を制御装置２６に提供する。Ａ／Ｄ変換器２０は、制御装置２６に対して外部にあるものとして示されている。その替わりに、制御装置の一体部分、すなわち制御装置２６のＡ／Ｄ入力側としてもよい。
【００１０】
制御装置ブロック２６に示す要素は、制御装置によって内部で実行される機能や作動を示している。例えば、制御装置２６は、本発明により例示した作動あるいは機能を実行するようにプログラム化されたマイクロプロセッサである。そのような機能は、個別の回路、アナログ回路、アナログ及び個別の要素の組み合わせ、及び（又は）用途特定の集積回路によって実行してもよい。
【００１１】
横揺れ割合の信号の更なるデジタル濾過は、制御装置２６内で行なうことが好ましい。特に、Ａ／Ｄ変換器２０は、デジタル化した信号をデジタル高域通過（ＨＰ）フィルタ機能２８に提供する。ＨＰフィルタ機能２８は、Ａ／Ｄ変換から生じうるＤＣドリフトを排除するために使用される。ＨＰフィルタ機能２８は、高域通過濾過した信号を、低域通過（ＬＰ）フィルタ機能３０に提供する。ＬＰフィルタ機能３０は、車両のロールオーバ事象を識別する上で有用でないノイズやその他の高周波数成分を除去することによって、横揺れ割合信号を平滑化する。ＬＰフィルタ機能３０は、平滑化した横揺れ割合信号３２を、車両の前後軸線の周りの車両の横揺れ割合（すなわち、角速度「ｄθ／ｄｔ」）を指示する値を有する積分機能３４に提供する。積分機能３４は、横揺れ割合信号３２を積分し、検出された横揺れ割合の値、すなわち横揺れ割合信号３２に基いて検出される車両１２の相対的な横揺れ角度を指示する値を提供する。
【００１２】
積分機能３４の出力は、高域通過（ＨＰ）フィルタ機能３６によってデジタル的に高域通過濾過される。このＨＰ濾過は、積分機能３４の一部として実行してもよい。ＨＰフィルタ機能３６は、横揺れ割合の値３２と機能的に関連した車両１２の正規化した横揺れ角度を指示する値θを有する信号を提供する。３８における横揺れ角度の値θは、感知された横揺れ割合から検出した車両の角度回転の相対量を指示する。図１に３８で示した信号線における横揺れ角度の値θは、値θが横揺れ割合時間の間の車両の横揺れ角度を指示するように、フィルタ機能３６に対して選択した時定数に基いてリセットされる。信号線３８における横揺れ角度θは、典型的には、地面に対する車両１２の実際の横揺れ角度方向を指示しない。このように、車両のロールオーバ事象の検出には、地面あるいは道路に対する車両の初期角度方向を検出する必要はない。 ロールオーバの検出には、また、地面に対する車両の絶対回転角度を計算する必要もない。
【００１３】
高域フィルタ機能３６からの横揺れ角度の値θは、横揺れ角度を割り出すための横揺れ角度指標化機能４０に提供される。横揺れ角度指標化（インデキシング）機能４０は、指標（インデックス）横揺れ割合閾値検出機能４２への出力を提供する。指標化機能４０は、検出された横揺れ角度θを横揺れ割合閾値検出機能４２に提供される個別の横揺れ角度指標値４４に分割する。横揺れ割合閾値機能４２は、例えば、横揺れ割合指標化値４４に応答する所定の閾値を記憶する探索テーブルとして実行される。指標化機能は、信号線３８における横揺れ角度値θに応答して、個別の出力値を提供する。これらの個別の出力値は、横揺れ割合閾値検出機能の探索テーブルにおける場所をアドレス指定するために使用される。可変の横揺れ割合閾値検出機能４２は、指標化機能４０によって提供される指標値４４に機能的に関連した値を有する横揺れ割合閾値４６を提供する。代替的に、閾値４６は、所定の機能関係、すなわち関数等式を使用して、横揺れ角度指標値に基いて計算することができる。このような指標化装置により、段階的な閾値を提供する。また、横揺れ割合閾値は、信号線３２における横揺れ角度値θに機能的に関連した連続変動する値となるように、設計される。横揺れ割合閾値検出機能４２は、比較機能４８の第１の入力側に閾値４６を提供する。
【００１４】
ＬＰ濾過機能３０からの、信号線３２における濾過された横揺れ割合の値は、その絶対値が機能４７によって検出される。横揺れ割合の絶対値は、比較機能４８の第２の入力側に提供される。比較機能４８は、濾過された横揺れ割合の値３２の絶対値と比較器がイネーブル状態とされた時の指標化された横揺れ割合閾値４６との比較に基いて、出力信号を提供する。詳しくは、比較機能４８は、低域通過フィルタ機能３０からの濾過された横揺れ割合の値の絶対値が、指標化された横揺れ割合閾値４６に対する所定の関係を有するか否かを示すロジックレベル（例えば、ＴＲＵＥ又はＦＡＬＳＥ、ＨＩＧＨ又はＬＯＷ）を有する出力信号を提供する。指標化された閾値４６と交差するか、あるいはそれを超える横揺れ割合の値の絶対値に応答して、すなわち、横揺れ割合の値の絶対値が指標化された閾値より大きい場合には、比較器がイネーブル状態にされると、比較器４８からＴＲＵＥあるいはＨＩＧＨが出力される。
車両のロールオーバ事象は、横揺れ割合と横揺れ角度の双方が同じ代数的記号を有する場合のみ発生するので、システム１０の実施形態は、象限検出機能５０を含む。象限検出機能５０は、例えば、横揺れ割合及び横揺れ角度の値が双方共、第１象限（横揺れ割合及び横揺れ角度が双方とも正の方向と称される一方の方向にある）あるいは双方共、第３象限（横揺れ割合及び横揺れ角度の双方が負の方向にある）にあるか否かを検出する。
【００１５】
図６〜図１２までは、種々の車両作動状態に対する、検出された横揺れ割合対角度指標値が示されている。第１象限から第４象限までは、対応するローマ数字でラベルが付されている。第１象限は、検出された相対的な横揺れ角度と横揺れ割合の双方が正の値を有するときの、車両の状態に対応する。同様に、第３象限は、検出された相対的な横揺れ角度と横揺れ割合の双方が負の値を有している場合に、対応する。第２象限及び第４象限は、車両１２があるレベルに戻る、すなわち地面に対して水平の角度方向に戻る時の状態に対応する。従って、ロールオーバ事象が発生しているか否かを検出するためには、横揺れ割合信号と指標化された横揺れ角度とが第１象限又は第３象限に位置する点を画定するときのみ（例えば、横揺れ割合と横揺れ角度との双方が同じ代数的記号を有しているときのみ）、比較機能４８を実行することが望ましい。車両のロールオーバ事象が発生する可能性は、例えば、（ｉ）信号線３８における横揺れ角度の値θが０度より大きいかあるいは等しく、３２における横揺れ割合の値ｄθ／ｄｔが０より大きいかあるいは等しい場合、（ｉｉ）信号線３８における横揺れ角度の値θが０度以下あるいはそれに等しく、信号線３２における横揺れ割合の値ｄθ／ｄｔが０以下あるいはそれに等しいときに、発生しうる。
【００１６】
図１に示す実施形態において、象限検出機能５０は、３２における検出された横揺れ割合の値ｄθ／ｄｔを受取る第１の入力側を有する比較機能５２を含む。横揺れ割合基準値５４（例えば、０度／秒の横揺れ割合を指示する値）が比較機能５２の第２の入力側に提供される。比較器５２は、検出された横揺れ割合値ｄθ／ｄｔが基準値５４より大きいか、あるいは等しいか否かを検出し、この比較結果をＡＮＤ機能５６の入力側に提供する。
【００１７】
横揺れ角度の基準値５８（例えば、０度の横揺れ角度を指示する値）が比較機能６０の第１の入力側に提供される。検出された相対的横揺れ角度値θが比較機能６０の第２の入力側に提供される。比較器６０は、横揺れ角度値θが基準値５８よりも大きいか否かを検出する。比較器６０は、検出された横揺れ角度値θと基準値５８との比較に基いて、ＡＮＤ機能５６の別の入力側にロジック出力値を提供する。ＡＮＤ機能５６は、横揺れ割合及び横揺れ角度の双方が第１象限に位置した点を画定するか否かを示す比較器５２及び６０からの信号に応答して、ロジック出力信号（例えば、ＴＲＵＥ又はＦＡＬＳＥ、ＨＩＧＨ又はＬＯＷ）を提供する。第１象限は、零に等しい角度及び零に等しい割合によって画定される線を含む。
【００１８】
横揺れ割合及び横揺れ角度が、第３象限に位置する点を画定するか否かを検出するために、同様のロジックが使用される。例えば、横揺れ割合の値ｄθ／ｄｔが比較器６４の第１の入力側に提供される。横揺れ割合基準値５４は、比較器６４の第２の入力側に提供される。比較器６４は、横揺れ割合の値ｄθ／ｄｔが基準値より小さいかあるいは等しい（すなわち、横揺れ割合が負である）か否かを検出する。比較機能６４は、横揺れ割合ｄθ／ｄｔが基準割合５４よりも小さい場合、ＡＮＤ機能６６の入力側に、対応するロジック出力信号、例えばＴＲＵＥを提供する。
【００１９】
横揺れ角度基準値５８は、比較機能６８の第１の入力側に提供される。検出された横揺れ角度の値θが比較機能６８の第２の入力側に提供され、該比較機能６８は、横揺れ角度θが角度の基準値５８よりも小さいと、ＡＮＤ機能６６の別の入力側に、対応するロジック出力信号、例えばＴＲＵＥを提供する。ＡＮＤ機能６６は、横揺れ割合ｄθ／ｄｔ及び横揺れ角度θが第３象限における点を画定するか否かを指示する比較器６４及び６８からの信号に応答して、ロジック出力信号（例えば、ＴＵＲＥ又はＦＡＬＳＥ）を提供する。第１象限と同様に、第３象限は、零に等しい角度と零に等しい割合とを画定した線を含む。実際の点（０，０）は、第１象限にあるものと見なす。
【００２０】
説明のために、横揺れ割合の値ｄθ／ｄｔが正の値を有し、横揺れ角度の値θも正の値を有するものと仮定すると、比較器５２、６０の各々は、ＡＮＤ機能５６にＴＲＵＥ又はＨＩＧＨ状態を出力する。ＡＮＤ機能５６は、横揺れ割合の値と横揺れ角度の値が第１象限に位置する点を画定することを示すロジックＴＲＵＥ出力信号を提供する。象限検出アルゴリズム５０（例えば、６４，６６，６８）は、横揺れ割合の値ｄθ／ｄｔ及び横揺れ角度の値θが第３象限に位置する点を画定すると、ＡＮＤ機能６６がＴＲＵＥを提供するようにして、同様の象限検出を実行する。
【００２１】
ＡＮＤ機能５６及び６６の各々は、ＯＲ機能７０の関連の入力側にそれぞれロジック出力信号を提供する。ＯＲ機能７０は、比較機能４８の作動すなわちイネーブル状態にするよう制御する。詳しくは、ＯＲ機能７０はＡＮＤ機能５６及び６６からの出力値に応答して、比較器の作動を制御するために制御信号（例えば、ＴＲＵＥ又はＦＡＬＳＥ）を比較機能４８に提供する。例えば、ＡＮＤ機能５６がＯＲ機能７０にＴＲＵＥ状態（例えば、横揺れ割合と横揺れ角度とが第１象限にある）を提供し、ＯＲ機能７０が比較器機能４８の制御入力側にデジタルＴＲＵＥ又はＯＮ，あるいはＥＮＡＢＬＥ出力信号を提供する。このことによって、指標化された横揺れ割合の閾値４６に対して横揺れ割合値の絶対値をチェックする比較機能４８の作動をイネーブル状態とする。比較機能４８はまた、ＡＮＤ機能６６がＯＲ機能７０にデジタルＴＲＵＥ状態を提供すると、イネーブル状態とされる。比較機能４８は、横揺れ割合及び横揺れ角度の検出が第１及び第３象限で行われるときのみ、イネーブル状態とされる。
本システム１０のマイクロコンピュータによる実施形態において、象限検出アルゴリズム５０及び比較機能の制御は、適宜の内部メモリに記憶されたソフトウエアプログラムとして実行される。例えば、制御ロジックは、周知のプログラム化技術及びプログラム言語とを使用して実行してもよい。
【００２２】
図１に示す実施形態による制御装置２６のロールオーバ比較機能４８は、横揺れ割合及び横揺れ角度が第１象限あるいは第３象限における点を画定する値を有する場合にのみ、横揺れ割合の絶対値を横揺れ割合閾値に対してチェックするように作動可能、すなわちイネーブル状態とされる。このことによって、もしも横揺れ割りと横揺れ角度とが第２又は第４象限にあるとしても、車両のロールオーバ事象の誤った検出に対して保護し易くする。横揺れ割合の閾値は、ロールオーバ事象をもたらす複数の種々車両の操縦に応答して、対象とする特定の車両のプラットフォームに対して経験的に決定される。
【００２３】
車両のロールオーバ特性は、典型的にロールオーバの角度方向とは無関係に同じであるので、第１及び第３象限の双方におけるロールオーバを識別するのに、一組の横揺れ割合の閾値を使用すればよい。この例において、角度指標化機能４０が指標化された横揺れ角度の値を横揺れ割合閾値検出機能４２に提供する。横揺れ割合閾値検出機能４２は、その指標化された閾値４を比較器４８に出力する。比較機能４８は、横揺れ割合値ｄθ／ｄｔの大きさの絶対値を、対応する指標化された閾値４６に対して比較する。図１における象限検出アルゴリズム５０は、横揺れ割合の値及び横揺れ角度の値が第１又は第３象限に位置する点を画定するときのみ、横揺れ割合の絶対値が指標化された閾値と比較されるように、比較機能４８を制御する。代替的に、例えば図６〜図１１に示すように、個別の正及び負の閾値が第１及び第３象限における横揺れ割合の比較に使用しうる。
【００２４】
比較機能４８の出力は、ラッチ機能７４に提供される。比較器の出力がロジックＴＲＵＥ信号（例えば、デジタルＨＩＧＨ）を提供すると、ラッチ機能７４は、ラッチされたＴＲＵＥ信号をＡＮＤ機能７６の入力側に出力する。例えば、ラッチ機能は、ロールオーバ事象が発生していると検出される、あるいは、例えば約１秒のように所定の最短時間発生している限り、ロジックＴＲＵＥ信号を提供し、次いでＬＯＷ出力状態にリセットされる。ラッチ機能７８は、ラッチされたロジック信号をＡＮＤ機能７６の別の入力側に提供するために使用される出力側を有している。ラッチ機能７８からのＴＲＵＥ（あるいはデジタルＨＩＧＨ）信号は、以下説明するセーフィングセンサから検出されたロールオーバ事象の発生の検出を示す。ラッチ機能７８からのラッチされたＴＲＵＥ状態は、ロールオーバ事象が例えば約１秒のように所定の最短時間セーフィングセンサから検出される限り、ＴＲＵＥ信号をＡＮＤ機能７６に提供し、次いでＬＯＷ出力にリセットされる。ラッチング機能７４及び７８は、その出力に応答してロジック状態を保持するように、カウンタを使用することを含む数種の方法で実行可能である。カウンタは、上下に増分可能である。出力の状態はカウントに応答して切り替えられる。
【００２５】
一実施形態によると、第１のセーフィングセンサは、例えば加速度計８０のような加速度感知装置を含む。加速度計８０は、車両１２の横方向加速度（例えば、車両のＹ軸に対して平行の方向における側方の加速度）を感知するように、センサの感度の軸を指向させて、車両１２に装着される。一般に、加速度計の感度の軸は、車両１２の前後軸線から、好ましくは前後軸線に対して横方向にオフセットされる。
【００２６】
本実施形態において、加速度計８０は、加速度の最大レベルまで加速度を測定する能力を有している。本実施形態においては、加速度計８０は、双方向性の±５ｇの加速度計である（ｇは地球の重力加速度、すなわち３２フィート／秒²すなわち９．８メートル／秒²である）。加速度計８０は、±５ｇの作動検出範囲に亘って約４００ｍＶ／ｇを出力する。その結果、加速度計８０は、例えば、非衝撃の誘発された車両のロールオーバ事象のようなゆっくりと進展する、ｇの低い、横揺れ事故に関連した車両の動力学を感知する上で、特に有用である。加速度計８０は、車両１２の感知された横方向の加速度を指示する電気特性を有する信号を提供する。加速度計８０からの信号は、高域通過及び低域通過フィルタを適当に組み合わせたものから形成されるフィルタ回路網８２に提供される。例えばデジタル濾過技術のような別の濾過を制御装置２６内で行なってもよい。
【００２７】
フィルタ回路網８２は、濾過された横方向の加速度信号をＡ／Ｄ変換器８４に提供する。Ａ／Ｄ変換器８４は、制御装置２６の内部でもよいし、外部でもよい。Ａ／Ｄ変換器８４は、デジタル化した信号を制御装置２６のＨＰデジタルフィルタ８１の入力側に提供する。ＨＰフィルタ８１は、Ａ／Ｄ変換から生じる任意のＤＣドリフトも排除する。ＨＰフィルタ８１の出力側は、ロールオーバ事象の発生を検出する上で有用でない高周波数を更に除去するために、制御装置２６のデジタルＬＰフィルタ８３に接続されている。ＬＰフィルタ８３の出力は、比較機能８６の第１の入力側に供給されるデジタル化した信号８５である。横方向加速度の閾値機能８８は、比較機能８６の第２の入力側に閾値（ＴＲＥＳＨＯＬＤ＿５Ｙ）を提供する。加速度閾値８８は、５ｇあるいはそれ以上の加速度が加えられると加速度計８０の最大出力電圧定格より著しく小さい値を有するように、選択される。例えば、閾値５Ｙに対する値は、予測される最大の出力電圧の約１０パーセントに等しい電圧値でよい。比較機能８６は、デジタル化した横方向加速度信号８５が横方向加速度閾値８８を超えるか否かを示すロジック信号（例えば、ＴＲＵＥ又はＦＡＬＳＥ）を、ＡＮＤ機能９０の第１の入力側に提供する。
【００２８】
図２は、特定の車両の横揺れ事象に対する時間の関数としての加速度計８０からの絶対加速度信号８５すなわち｜加速値５Ｙ｜（｜ＡＣＣＥＬ＿５Ｙ｜）の例を示す。この例において、閾値５Ｙ（ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿５Ｙ）で示された閾値は、加速度計８０が約０．５ｇの加速度が加えられていたとすれば予測されたであろう電圧値であるように選択される。加速度信号８５は、時間ｔ₁において閾値５Ｙと交差するが、加速度計８０が約５．０ｇの加速度が加えられていたとすれば予測されたであろう電圧値である最大可能な電圧値に近い加速度レベルには到達しない。加速度信号８５が閾値５Ｙを上回ると、ラッチ機能７８がその出力側をＯＮあるいはＴＲＵＥ状態にラッチし、ｔ₁から閾値８８以下の、信号８５の値に低下する後である、所定の時間ｔ₂までセーフィング指示（ＳＡＦＩＮＧ）を保持する。このようにして、ラッチ７４がロジックＴＲＵＥ出力信号を提供するのと同時に、ＡＮＤ機能９０がＴＲＵＥ出力を提供していないときでさえも、車両のロールオーバ状態が検出可能である。判り易くするために、図２に示す例は、加速度信号８５と関連の閾値を正の値として示しているが、本システム１０はまた、感知された加速度が負の値、すなわち反対方向に横揺れ事故が有った場合にも対応する負の閾値を使用することを意図している。
【００２９】
再び図１に戻れば、デジタル化した加速度信号８５が飽和検出機能９２の入力側に提供される。飽和検出機能９２は、加速度計が５ｇ以上の加速度が加えられた場合に発生するようにデジタル化した加速度信号が飽和しているか、すなわち最大の値にあるか否かを検出する。加速度計が飽和状態にあるか否かを検出するために、飽和検出器が加速度の値（電圧の値）を例えば±４．８ｇに等しい電圧の値のような最大の５ｇを僅かに下回る加速度の値と比較する。加速度信号が飽和していると、それは「軌道（レール）に乗った」状態と見なされる。
【００３０】
本発明によれば、加速度計８０（低ｇセンサ）の飽和は、どのセーフィング加速度計がセーフィング機能を提供するかを管理するために使用される。飽和検出機能９２は、軌道に乗った状態が存在するか否かを指示するロジック出力信号（例えば、ＴＲＵＥ又はＦＡＬＳＥ）を提供する。飽和検出機能９２は、検出された軌道の乗った状態に応答して、ＴＲＵＥ信号を提供する。飽和検出器９２は、内部ラッチング装置すなわちフラッグを含む。飽和検出器９２の出力は、初期にＯＦＦあるいはＦＡＬＳＥ状態にセットされ、すなわち加速度計８０は軌道に乗っていない。一旦、飽和状態が検出されると、内部ラッチあるいはフラッグ及び９２の出力側はＯＮあるいはＴＲＵＥ状態にセットされ、所定の時間あるいは所望の制御を提供するように、別の所望の態様でリセットされるまで、その状態に保持される。飽和検出機能９２は、信号をインバータ９３に提供し、該インバータはＡＮＤ機能９０の第２の入力側に接続されている。ＡＮＤ機能９０の出力側は、飽和検出器９２の出力がＦＡＬＳＥである場合、すなわち軌道に乗った状態が検出されなかった場合には、ＴＲＵＥでしかありえず、加速度計８０によって感知された横方向加速度は閾値８８よりも大きい。
【００３１】
前述のように、飽和検出器９２によって使用される飽和（閾）値５Ｙ（ＳＡＴＵＲＡＴＩＯＮ＿５Ｙ）は、最大のセンサの定格における加速度が加えられたときの加速度計８０からの最大予測電圧値より僅かに小さい値である。５ｇは最大の感知定格であるので、飽和値５Ｙの値は、加速度計が例えば４．８ｇの加速度が加えられた場合に予測される出力電圧と釣合うような電圧にセットされる。
【００３２】
ＡＮＤ機能９０は、（ｉ）飽和検出機能がＦＡＬＳＥロジック出力信号を提供し（例えば軌道に乗った状態が検出されなかった）、及び（ｉｉ）比較機能８６がロジックＴＲＵＥ状態を提供する（例えば、感知された加速度が閾値８８を上回る）とき、ロジックＴＲＵＥ出力を提供する。ＡＮＤ機能９０は、ＯＲ機能９４の入力側にロジック出力信号を提供する。ＯＲ機能９４方は、ラッチ機能７８にロジック出力を提供する。ＯＲ機能９４は、その入力側のいずれかがＨＩＧＨあるいはＴＲＵＥであると、ＨＩＧＨあるいはＴＲＵＥを出力する。
【００３３】
本システム１０は更に、好ましくは加速度計８０のそれと同じ軸線に沿って車両の横方向あるいは側方への加速度を感知するように指向された、加速度計９６のような第２のセーフィング加速度センサを含む。本実施形態においては、加速度計９６は、加速度計８０が車両の加速度を感知するのに好ましい同じ方向である（車両の前後軸線に対して横方向である）Ｙ軸に対して平行の方向での、車両の加速度を感知する。加速度計９６は、本発明によると、加速度計８０のそれより著しく高い加速度感知範囲を有している。この実施形態においては、加速度計９６は±５０ｇの定格を有している。加速度計８０は低ｇセンサと称され、加速度計９６は高ｇセンサと称される。
加速度計９６は、その作動範囲に亘って約４０ｍＶ／ｇを出力する。従って、加速度計９６は、例えば、衝撃誘発の車両ロールオーバ事象のような高速で展開するロールオーバ事象と関連した車両の動力学を感知するのに、特に有用である。加速度計８０及び９６のセンサ作動範囲のその他の関係も、本発明によって使用可能である。
【００３４】
加速度計９６は、高域及び低域フィルタから形成されたフィルタ回路網９８に対する感知された加速度を示す加速度信号を提供する。フィルタ回路網９８は、濾過された信号をＡ／Ｄ変換器１００に提供する。Ａ／Ｄ変換器１００は、Ａ／Ｄ変換から生じうるＤＣドリフトを排除するために、デジタルＨＰフィルタ９７に車両の加速度のデジタル化した信号を提供する。ＨＰフィルタ９７の出力側は、ＬＰフィルタ９９に接続され、該フィルタは、ロールオーバ事象を検出する上で有用でない高周波数を除去する。ＬＰフィルタ９９の出力信号１０１は、制御装置２６によって絶対値に変換される。濾過された加速度信号のこの絶対値が、比較機能１０２の第１の入力側に提供される。加速度閾値機能１０４が比較機能１０２の第２の入力側に基準加速度閾値１Ｙ（ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ＿１Ｙ）を提供する。加速度閾値１Ｙは、加速度閾値５Ｙよりも大きく、加速度計に５０ｇの加速度が加えられた場合、加速度計９６から予測される最大電圧値よりも著しく小さい。例えば、閾値１Ｙは、加速度計９６に５ｇに等しい加速度が加えられたときに、該加速度計から予測されるであろう電圧の値と釣合った電圧にセットされる。
【００３５】
比較機能１０２は、感知された加速度が閾値機能１０４からの閾値１Ｙを上回るか否かを指示するロジック出力をＡＮＤ機能１０６の入力側に提供する。飽和検出機能９２の出力がＡＮＤ機能１０６の別の入力側に提供される。このように、ＡＮＤ機能１０６は、加速度計８０が軌道に乗った状態あるいは飽和状態にあるか否か、そして、加速度計９６によって感知された加速度が閾値機能１０４によって提供される閾値１Ｙを上回るか否かを指示するロジック出力信号を提供する。特に、ＡＮＤ機能１０６は、（ｉ）加速度計が軌道に乗った状態にあるとき（すなわち、加速度信号が車両が極めて大きな加速度事故に遭うとき発生するように飽和する）、及び、（ｉｉ）第２の加速度計９６によって感知された加速度が閾値１Ｙを上回るときに、ＴＲＵＥロジック出力信号を提供する。ＡＮＤ機能１０６からのロジック出力がＯＲ機能９４の第２の入力側に提供される。
【００３６】
ＯＲ機能９４は、ラッチ機能７８にセーフィング信号９５を提供する。特に、セーフィング信号９５は、車両の二つの側方加速度事故のいずれかが発生したとき、ＴＲＵＥ（例えば、ＯＮあるいはＨＩＧＨ）である。先ず、セーフィング信号９５は加速度計８０によって感知された加速度が閾値５Ｙを上回り、加速度計８０がそれが軌道に乗っいる状態を指示しないと、ＯＮである。前述のように、軌道に乗った状態は、デジタル化した加速度信号が加速度計８０の最大定格値に近似するとき存在する。第２に、加速度計８０が軌道に乗った状態にあると検出され、加速度計９６によって感知された加速度が閾値１Ｙを上回ると、セーフィング信号はＯＮである。
【００３７】
飽和検出器は、ＨＩＧＨあるいはＬＯＷｇセンサがセーフィング機能のために使用されるか否かを制御するスイッチとして作用する。加速度計８０が飽和していないとすれば、飽和検出器９２はＬＯＷを出力し、それは実際にＡＮＤ機能９０をイネーブル状態とし、ＡＮＤ機能１０６を非イネーブル状態とする。加速度計８０が飽和すると、飽和検出器９２はＨＩＧＨを出力し、それは実際にＡＮＤ機能９０を非イネーブル状態とし、ＡＮＤ機能１０６をイネーブル状態とする。
【００３８】
セーフィング信号９５がＯＮあるいはＴＲＵＥ状態に切り替えられると、ラッチ機能７８がロジックＴＲＵＥ信号の発生をラッチし、ラッチされたＴＲＵＥをＡＮＤ機能７６の第２の入力側に供給する。ＯＲ機能９４は、ラッチ機能７８にデジタルロジック出力９５を提供する。ロジック出力９５は、ＡＮＤ機能９０及び１０６からの出力をＯＲしたブール（Ｂｏｏｌｅａｎ）結果を指示する。ラッチ機能７８は、ロジックＴＲＵＥあるいはＯＮ出力信号９５をラッチし、ラッチしたＴＲＵＥ信号を、例えば、約１秒のような所定の時間、ＡＮＤ機能７６に供給するよう作動する。その他のラッチングの持続時間は、車両のプラットフォームや所望の制御に応じて使用しうる。
【００３９】
ＡＮＤ機能７６は、横揺れ割合が可変の横揺れ割合閾値４６を上回り、かつ感知されたセーフィング状態の少なくとも一つが満足されたときを示すロジック出力（例えば、ＴＲＵＥ）を提供する。ラッチ機能７４及び７８は、各々、ＴＲＵＥ信号をラッチするように構成されているので、比較機能４８がロジックＴＲＵＥ出力を提供するのと同時にＡＮＤ機能９０又は１０６がＴＲＵＥ状態出力信号を提供しないとしても、車両のロールオーバ事象の発生は、検出可能である。ＡＮＤ機能７６の出力は、１個以上の作動可能な乗員保護装置１１２の作動を制御する起動制御機能１１０に提供される。
【００４０】
図３のＡ及びＢは、セーフィング機能がＴＲＵＥに進み、ラッチ機能７８がある時間、セーフィング ＴＲＵＥ状態を保持する車両の作動事象を示す。図３のＡは、特定の車両事象に対する時間の関数として、加速度計８０からの加速度信号８５の絶対値（｜加速度５Ｙ｜）を示す。図３のＢは、同じ特定の車両事象に対する時間の関数として、加速度計９６からの加速度信号１０１の絶対値（｜加速度１Ｙ｜）を示す。図３のＡに示すプロットを参照すれば、時間ｔ₁において、加速度信号８５は約０．５ｇの加速度が加えられるとセンサが出力する電圧と釣合う電圧値である閾値５Ｙを上回る。飽和値５Ｙ（ＳＡＴＵＲＡＴＩＯＮ＿５Ｙ）が、４．８ｇの加速度が加えられるとセンサ８０が出力する電圧と釣合う電圧値にセットされる。ｔ₁において、インバータ９３からの図１に示すＡＮＤ機能９０の入力は、ＴＲＵＥ状態であり、比較器８６からのＡＮＤ機能９０の入力は、ＴＲＵＥである。ＡＮＤ機能９０の出力はＴＲＵＥであり、ＯＲ機能９４はセーフィング信号（ＴＲＵＥ又はＨＩＧＨ）をラッチ機能７８に提供する。対照的に、図３のＢにおける加速度信号１０１は、時間ｔ₁において閾値１Ｙを上回らない。この例において、閾値１Ｙの値は、加速度計９６が閾値５Ｙよりも著しく大きい約５ｇの加速度が加えられるとすれば予測される電圧値となるように選択される。
【００４１】
図３のＡに戻って、ｔ₁とｔ₂との間で、加速度信号８５は増大し続け、ｔ₂において加速度信号８５は飽和値５Ｙレベルを上回り、加速度計８０は次いで、軌道に乗ったものと考えられ、すなわち加速度計が感知範囲外の加速度の値にある。その結果、飽和検出器９２の出力側はＨＩＧＨに切り替えられ、その結果、ＡＮＤ機能９０はＦＡＬＳＥあるいはＬＯＷに切り替わる。ｔ₂とｔ₃との間で、加速度信号８５は連続的に飽和値５Ｙレベルを上回る。しかしながら、図３のＢから認められるように、ｔ₁とｔ₂との間において、加速度信号１０１は増大し続け、ｔ₂において、それは閾値１Ｙを上回る。その結果、図１のＡＮＤ機能１０６は、ＯＲ機能９４にＴＲＵＥ状態を提供し、それによってラッチ機能７８がＴＲＵＥ状態を維持し、サーフィング ＴＲＵＥを提供しうるようにする。ｔ₂とｔ₃との間において、加速度信号１０１は、連続して閾値１Ｙを上回る。
【００４２】
図３のＡにおいて、ｔ₃において、加速度信号８５は、飽和値５Ｙレベルを下回り、飽和検出器の出力側がＦＡＬＳＥあるいはＬＯＷに切り替るようにし、それによって、ＡＮＤ機能９０がＴＲＵＥ状態を提供するようにさせる。ｔ₃において、図３のＢにおける加速度信号１０１とは 対照的に、加速度計９６からの加速度の値は閾値１Ｙ以下に低下し、ＡＮＤ機能１０６はＦＡＬＳＥ状態を出力する。ｔ₃の直ぐ後で、加速度信号８５は閾値５Ｙ以下に低下し、ＡＮＤ機能９０はＦＡＬＳＥ状態を出力する。この時点において、ＯＲ機能９４は、もはやセーフィング ＴＲＵＥ信号９５をラッチ機能７８に提供しないものの、ラッチ機能７８は、それが所定の時間、この例においては、ＡＮＤ機能９０及び１０６の双方がＦＡＬＳＥ状態を出力する時間の点からｔ₄までの時間に到達するまで、セーフィング状態をＴＲＵＥに保持する。
【００４３】
図４のＡ及びＢは、セーフィング状態の別の例を示す。図４のＡは、特定の車両事象に対する時間の関数として、加速度計８０からの加速度信号８５の絶対値の例である。図４のＢは、この車両事象の間の時間の関数としての、加速度計９６からの加速度信号１０１の絶対値の例である。図４のＡにおいて、概ねｔ₁において、加速度信号８５は閾値５Ｙ及び飽和値５Ｙレベルを上回る。加速度信号８５は、飽和値５Ｙレベルより上に留まっている。その結果、飽和検出器の出力側はＴＲＵＥであり、ＡＮＤ機能９０の出力信号はロジックＦＡＬＳＥである。図４のＢにおいて、ｔ₁とｔ₂との間で、加速度信号１０１は閾値１Ｙ以下に留まっており、ＡＮＤ機能１０６の出力信号は、ロジックＦＡＬＳＥである。その結果、ラッチ機能７８はｔ₁とｔ₂との間でセーフィング状態をＦＡＬＳＥすなわちオフ状態とする。
【００４４】
ｔ₂において、加速度信号１０１は、加速度信号８５が飽和値５Ｙ以上であるので閾値１Ｙを上回り、ＡＮＤ機能１０６の出力信号はロジックＴＲＵＥである。その結果、ＯＲ機能９４は、セーフィング ＴＲＵＥ状態をラッチするラッチ機能７８に、セーフィング ＴＲＵＥ信号９５を提供する。
ｔ₂の直ぐ後で、加速度信号１０１は閾値１Ｙ以下に低下し、ＡＮＤ機能１０６はＦＡＬＳＥ状態を出力する。この時点において、ＯＲ機能９４はもはやセーフィング信号９５をラッチ機能７８に提供していないものの、ラッチ機能９５はそれが所定の時間、この例ではｔ₃に至るまでは消滅しない所定時間に到達するまで、セーフィング状態をＴＲＵＥに保持する。
乗員保護装置１１２は、膨らませ可能な乗員保護装置（例えば、エアバッグ、あるいはエアカーテン）、シートベルト圧縮応力（プリテンショナ）装置、作動可能なロールバー及び（又は）車両のロールオーバ状態の間乗員を保護し易くすることができるその他の作動可能な装置でよい。
【００４５】
前述した実施形態を検討すれば、図１に示すシステム１０によって実行されるセーフィング機能の作動は、図５及び図６に示す本発明による制御プロセスを参照すれば、より良好に認識される。
図５において、制御プロセス１２０は、ステップ１２２においてパワーアップされて開始され、パラメータが初期化され、フラッグの状態がそれらの開始時の値にセットされる。そして、プロセス１２０は、セーフオンラッチ（ＳＡＦＥ＿ＯＮ＿ＬＡＴＣＨ）カウンタ及びロールオンラッチ（ＲＯＬＬ＿ＯＮ＿ＬＡＴＨ）カウンタが初期化されるステップ１２４まで進行する。セーフオンラッチカウンタ及びロールオンラッチカウンタは、所定の時間それらのそれぞれの出力信号を提供するように構成されている。これは、例えばラッチ機能７４（すなわち、ロールオンラッチカウンタ）及びラッチ機能７８（ずなわち、セーフオンラッチカウンタ）によって実行される。このようにして、対象とする特定の車両のプラットフォームに応じて、比較機能４８がロジックＴＵＲＥ出力信号を提供するのと同時に、たとえＡＮＤ機能９０、１０６がＴＲＵＥ状態を提供しないとしても、車両のロールオーバ事象の発生は検出しうる。
【００４６】
ステップ１２４から、プロセス１２０は、ロールオーバセンサ１４がサンプリングされるステップ１２６まで進行する。ステップ１２８において、プロセス１２０は、車両の角速度を指示する電気特性を有する横揺れ割合信号ｄθ／ｄｔを３２において検出する。ステップ１３０において、プロセス１２０は、３８における横揺れ角度θを検出する。プロセス１２０はステップ１３２まで進行する。
【００４７】
ステップ１３２において、低ｇ加速度計（すなわち、±５ｇ加速度計８０）がサンプリングされる。このことは加速度計８０からデジタル化した加速度信号をサンプリングする図１に示す制御装置２６によって実行される。ステップ１３４において、プロセス１２０は、絶対値を検出し、あるいは第１の加速度計８０からのデジタル化した加速度信号８５の記号、｜加速度５Ｙ｜信号を無視する。ステップ１３６において、高ｇ加速度計（すなわち、±５０ｇの加速度計９５）がサンプリングされる。例えば、これは加速度計９６からデジタル化した加速度信号をサンプリングする制御装置２６によって実行される。ステップ１３８において、プロセス１２０は絶対値を検出するか、あるいは第２の加速度計９６からのデジタル化した加速度信号１０１の記号、｜加速度１Ｙ｜を無視する。
【００４８】
ステップ１４０において、｜加速度５Ｙ｜記号が閾値５Ｙを上回る加速度のレベルを指示するか否かの検出が行われる。閾値５Ｙは、｜加速度５Ｙ｜信号を提供する関連の加速度センサ８０の定格の値より著しく小さいように、選択される。これは、例えば加速度計８０からの｜加速度５Ｙ｜信号を閾値５Ｙと比較する、図１に示す比較機能８６によって実行される。ステップ１４０における判定結果が否定的であるとすれば、プロセス１２０はステップ１４２まで進行する。ステップ１４２において、プロセス１２０はセーフオンラッチカウンタを、システム１２の較正の間に検出される所定の値だけ減分する。ステップ１４２から、プロセス１２０は、図５のＢのステップ１５０まで進行する。対照的に、ステップ１４０における検出が、｜加速度５Ｙ｜信号が閾値５Ｙを上回ることを指示して肯定的である場合には、プロセス１２０は、ステップ１４４まで進行する。
【００４９】
ステップ１４４において、｜加速度５Ｙ｜信号が飽和レベル、飽和値５Ｙより大きいか否か検出が行われる。｜加速度５Ｙ｜信号が図１に示すそれぞれの加速度センサ８０の定格の値と少なくとも近似している加速度レベルを指示すると、飽和値５Ｙレベルが存在していると検出される。ステップ１４４における検出が肯定的であり、｜加速度５Ｙ｜信号が飽和していることを示すとすれば、プロセスはステップ１４６まで進行する。
【００５０】
ステップ１４６において、｜加速度１Ｙ｜信号が閾値１Ｙを上回るか否か検出が行われる。これは、例えば、加速度計９６からの｜加速度１Ｙ｜信号を閾値１Ｙと比較する図１に示す比較機能１０２によって、実行される。ステップ１４６における検出が否定的であるとすれば、プロセス１２０はステップ１４２まで進行する。ステップ１４２において、プロセス１２０はシステム１２の較正の間に検出された所定の値だけ、セーフオンラッチカウンタを減分する。ステップ１４２から、プロセス１２０は、図６におけるステップ１５０まで進行する。しかしながら、もしも｜加速度１Ｙ｜信号が閾値１Ｙを上回るとすれば、プロセス１２０はステップ１４８まで進行する。ステップ１４８において、セーフオンラッチカウンタがセーフオンラッチカウント値、すなわちシステム１２の較正の間検出された所定の値と等しくなるようセットされる。ステップ１４８から、プロセス１２０は、図６のステップ１５０まで進行する。
【００５１】
図６のステップ１５０において、セーフオンラッチカウンタが零より大きいか否かの検出が行われる。零より大きくない場合、プロセス１２０はステップ１５２まで進行し、そこでセーフィングフラッグ状態（ＳＡＦＩＮＧ）がＯＦＦにセットされるか、あるいはＦＡＬＳＥ状態にセットされる。ステップ１５２から、プロセスはステップ１６０まで進行する。対照的に、ステップ１５０において、セーフオンラッチカウンタが零よりも大きいとすれば、プロセス１２０はステップ１５４まで進行し、そこでセーフィングフラッグ状態がＯＮあるいはＴＲＵＥ状態にセットされる。ステップ１５４から、プロセス１２０はステップ１６０まで進行する。
【００５２】
ステップ１６０において、検出された横揺れ割合あるいは角速度に対する、図１に示す対応する横揺れ割合閾値４６（ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ）に関して検出が行われる。該閾値は、相対的な横揺れ角度に機能的に関連した可変の閾値である。図１に示すように、３８における相対的な横揺れ角度θは感知された横揺れ割合信号ｄθ／ｄｔ３２を３４で積分することによって検出される。図６に戻れば、検出された横揺れ割合ｄθ／ｄｔが閾値を上回らないとすれば、プロセス１２０はステップ１６４まで進行する。ステップ１６４において、制御装置２６は対象とする車両のプアットフォームによって変わるシステム１２の較正の間検出される所定の値だけ、ロールオンラッチカウンタを減分する。ステップ１６４から、プロセス１２０はステップ１６６まで進行する。対照的に、検出された横揺れ割合ｄθ／ｄｔが閾値を上回るとすれば、プロセス１２０はステップ１６２まで進行する。
【００５３】
ステップ１６２において、ロールオンラッチカウンタは、システム１２の較正の間検出される所定のカウント値であるロールオンラッチカウント値と等しくセットされる。ステップ１６４からプロセス１２０はステップ１６６まで進行する。ステップ１６６において、ロールオンラッチカウント値が零よりも大きくて、かつセーフィング状態がＯＮであるか否か検出が行われる。検出が肯定的であるとすれば、プロセス１２０はステップ１６８まで進行し、そこで１個以上の選択された作動可能な乗員保護装置が作動する。すなわち、もしも車両のロールオーバ事象が発生していると検出され、そのため車両のロールオーバ事象の間、車両の乗員を保護及び（又は）緩衝し易くするために作動可能な乗員保護装置を作動させることが望ましい。対照的に、ステップ１６６における検出が否定的であるとすれば、プロセス１２０はステップ１２６までループバックし、そこで横揺れ割合センサ１４が再度サンプリングされる。
【００５４】
車両のロールオーバ激突事故は、多種の要素がロールオーバ事象を潜在的に発生させる複雑な状態である。車両のロールオーバ状態をもたらしうるある要素は、例えば、過度の横方向加速度、路上あるいは路外の交差傾斜、例えばカーブのような傾斜障害、軟質な土地、あるいはその他の障害物を含む。その結果、例えば横方向加速度計（例えば、８０及び９６）のようなロールオーバのセーフィングは横揺れ割合閾値（４６）を上回る横揺れ割合（３２）と同時に発生しえない。従って、セーフィングＯＮ状態信号が、例えば約１秒のような所定の時間（例えば、図１に示すラッチ７８によって）ラッチされる。ロールオーバ状態信号もまた、例えば約１秒間のような所定の時間（例えば、図１に示すラッチ７４によって）ラッチされる。このように、車両のロールオーバ状態の間及び識別されたロールオーバ事象の間ラッチされた（７８）セーフィングＯＮ状態信号とラッチされた（７４）ロールオーバ状態信号とが重なる可能性が増す。図１に示す実施形態により、重なりがあるか否かによって、配備した車両と非配備の車両とのロールオーバ事象を識別する。
【００５５】
図７〜図１２までは、種々のタイプの車両作動操縦に対する横揺れに対してプロットされた車両の横揺れ割合の例を示す。これらは、ロールオーバ事象及び非ロールオーバ事象の双方を含む。可変横揺れ割合閾値は、図７〜図１２までの各々に対して第１及び第３象限においてＴ_I及びＴ_IIIで指示されている。感知された車両の横揺れ割合特性が角度指標の関数（例えば、図１に示す横揺れ指標化機能４０によって提供された値）として各図において一連の点として示されている。
【００５６】
図７は、特定の車両プラットフォームに対する５０マイル／時間のスクリューランプの操縦の例を示す。スクリューランプのロールオーバ事象において、車両は地面を離れ、スクリューランプと衝突した後横揺れする。このロールオーバ状態は、重力が車両が地面に対して地面に対して直角の方向に戻るのを阻止するように、車両の横揺れ割合が臨界角度を越えて車両が横揺れするに十分急速であることを特徴とする。対応する横揺れ角度の値に対して２００で指示された感知された横揺れ割合の値がグラフにおいて点で示されている。横揺れ割合の値は、２０２で指示するように約３５度の横揺れ角度において閾値Ｔ_Iを交差する。その結果、適当な乗員保護装置は、ＡＮＤ機能７６の出力がＴＲＵＥであるようにラッチされたセーフィング状態の一つ以上が同じ間隔で満足されるすればこのような状態において作動する。
【００５７】
図８は車両の舵取り（すなわち、舵取り可能な車輪の角度）が中心の舵取り位置に対して約７．５度である、特定の車両のプラットフォームに対して７５マイル／時のコーナリング操縦の例を示す。横揺れ角度指標の関数としての車両の横揺れ割合の値は２０４において点で示されている。このタイプのロールオーバ状態は、零の横揺れ割合で始まり、少なくとも部分的にタイヤの力の動力学によってゆっくりと展開する。横揺れ割合は２０６で指示する、約３５度の横揺れ角度において横揺れ割合限度値Ｔ_Iを交差する横揺れ角度指標の増大に伴って増大する。これは車両のロールオーバ事象を指示し、その結果、ＡＮＤ機能７６の出力がＴＲＵＥとなるようにラッチされたセーフィング基準の少なくとも一つが同じ時間間隔で満足されるとすれば適当な乗員保護装置を作動させる。
【００５８】
図９は約５０マイル／時での急峻な土手での操縦に対するロールオーバ状態の例を示す。急峻な土手での操縦においては、車両は少なくとも約１０度の角度を有する土手に沿って走行し、その結果長手方向の軸線（例えば図１に示すＸ―軸）の周りで車両の初期角度を提供する。急峻な土手での操縦に対する横揺れ割合の値対横揺れ角度とは２０８において一連の点として指示されている。横揺れ割合は初期にな横揺れ角度の関数としてより急速に増大するものの、横揺れ割合の値２０８は図８に示すコーナリングロールオーバ状態のそれと類似である。このことは土手を走行する車両の初期角度方向によるものである。車両のロールオーバ状態は、２１０で指示する約３０度の指標化された横揺れ角度において横揺れ割合が閾値Ｔ_Iを交差すると検出される。ＡＮＤ機能７６の出力がＴＲＵＥとなるようにラッチされたセーフィング基準の一つも満足されるとすれば乗員保護装置は作動する。
【００５９】
図１０は、５０マイル／時での崖での操縦に対する横揺れ割合対割り出しされた横揺れ角度の例を示す。崖での操縦において、車両の一方の側（例えば、運転者側）の車輪は地面についており、一方反対の側（例えば、乗客側）の車輪は、例えば崖の縁にあるように概ね自由に落下している。横揺れ割合対２１２で示す横揺れ角度のプロットは図９に示す急峻な土手でのロールオーバと類似である。このような操縦に対して、車輪の横揺れ割合２１２は、２１４で指示する約３０度の指標化された横揺れ角度において横揺れ割合閾値Ｔ_Iと交差する。このように、ＡＮＤ機能７６の出力がＴＲＵＥとなるようにラッチされたセーフィング状態の少なくとも一つも同じ時間間隔で満足されるとすれば乗員保護装置がこのような状態で作動する。
【００６０】
図１１は、２５度の初期横揺れ角度における５０マイル／時の自由横揺れ操縦を示す。横揺れ角度対指標化された横揺れ角度は２１６で示されている。このような操縦は所定の横揺れ角度指標値に対して閾値Ｔ_Iを決して上回ることはないので、車両のロールオーバをもたらすことはない。このような操縦において、車両は２５度の初期角度から始まり、０度の位置に戻り、正の相対横揺れ角度を保ちながら（すなわち、横揺れ割合の値が象限Ｉ及びＩＩにある）、正と負の横揺れ割合の値の間で数回変化する。この例において、たとえラッチされたセーフィング基準の一つが満足されたとしても、乗員保護装置は作動しない。
【００６１】
図１２は、２７マイル／時のくねくねした操縦の例である。横揺れ割合対横揺れ角度の値は一連の点２１８として示されている。横揺れ割合の値２１８は横揺れ割合センサ（例えば図１の１４）の軸線の周りでの両方向の車両の角度回転を指示する、正及び負の成分の双方を含む。しかしながら、横揺れ割合の値２１８は第１象限における閾値Ｔ_Iを交差することはできず、第２象限における閾値Ｔ_IIIも交差しない。その結果、たとえラッチされたセーフィング基準の一つが満足されたとしても、このような状態では乗員保護装置は作動しない。
【００６２】
前述の説明に鑑みて、ロールオーバ事象は、厳格に横揺れ割合の関数として数種の範疇に分類することができる。各タイプのロールオーバ激突状態は、種々の車両の動力学のため、特有の時間対起動特性を必要とする。前述した実施形態では、特定の車両のプラットフォームに対する各タイプの車両ロールオーバ状態の適当な時間対起動特性を提供するために横揺れ角度の関数として変化する閾値を利用している。更に、異なる感度レベルと定格とを有する一対の加速度センサが、衝撃誘発及び非衝撃誘発の双方のロールオーバ事象を含む広範囲のロールオーバ事象に亘ってセーフィングを提供するために使用されている。非衝撃誘発のロールオーバ事象は典型的にはるかに低いレベルの側方への加速度と衝撃誘発のロールオーバ事象よりも低い横揺れ割合を有している。更に、衝撃誘発のロールオーバ事象はより急速に展開する。本発明のセンサ装置は、広範囲の動的な車両特性に対する車両のロールオーバ状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による乗員の横転防止システムの概略ブロック図である。
【図２】第１の加速度状態の間に図１に示すシステムの１個の加速度センサによって検出された車両の加速度対時間を示すグラフである。
【図３】Ａ及びＢはそれぞれ、セーフィングＯＮという指示をもたらす第２の加速度状態の間に図１に示すシステムの第１と第２の加速度センサによって検出された車両の加速度対時間を示すグラフである。
【図４】Ａ及びＢはそれぞれ、セーフィング ＯＦＦという指示をもたらす第３の加速度状態の間に図１に示すシステムの第１と第２の加速度センサによって検出された車両の加速度対時間を示すグラフである。
【図５】本発明による制御プロセスを示すフローチャートである。
【図６】本発明による制御プロセスを示すフローチャートである。
【図７】本発明により、ロールオーバを検出するある種の車両作動事象の間の横揺れ割合対横揺れ角度指標を示すグラフである。
【図８】本発明により、ロールオーバを検出するある種の車両作動事象の間の横揺れ割合対横揺れ角度指標を示すグラフである。
【図９】本発明により、ロールオーバを検出するある種の車両作動事象の間の横揺れ割合対横揺れ角度指標を示すグラフである。
【図１０】本発明により、ロールオーバを検出する車両のある種の作動事象の間の横揺れ割合対横揺れ角度指標を示すグラフである。
【図１１】本発明により、車両の非ロールオーバを検出する車両のある種の作動事象の間の横揺れ割合対横揺れ角度指標を示すグラフである。
【図１２】本発明により、車両の非ロールオーバを検出する車両のある種の作動事象の間の横揺れ割合対横揺れ角度指標を示すグラフである。

Claims (10)

1. 車両のロールオーバ状態を検出する装置において、
   車両に固定可能であり、車両の横揺れを感知して、それを表す特性を有する横揺れ信号を提供するロールオーバセンサと、
   車両の前後軸線からみて横方向における車両の加速度を感知し、それを示す加速度信号を提供する加速度センサと、
   車両のロールオーバ状態を示すロールオーバセンサからの横揺れ信号と、無衝撃の車両のロールオーバ状態を示す値を有する横方向の感知された加速度とに応答して、車両のロールオーバ状態の発生を検出する制御装置と
   を含むことを特徴とする車両のロールオーバ状態を検出する装置。
2. 車両のロールオーバ事象の発生を検出する装置において、
   車両の横揺れを感知し、車両の前後軸線の周りの車両の横揺れを表す横揺れ信号を提供するロールオーバセンサと、
   最大の加速度の感知レベルまで、車両の前後軸線からオフセットした方向における車両の加速度を感知し、それを表す第１の加速度信号を提供する第１の加速度計と、
   第１の加速度計の最大の加速度の感知レベルを上回る加速度レベルにおいてオフセット方向における車両の加速度を感知し、それを示す第２の加速度信号を提供する第２の加速度計と、
   ロールオーバセンサからの横揺れ信号が車両のロールオーバ状態を示し、（ｉ）第１の加速度信号が、第１の閾値と最大の加速度感知レベルよりも小さい飽和閾値との間の車両の加速度を示し、（ｉｉ）第２の加速度信号が、飽和閾値よりも大きい第２の閾値よりも大きい車両の加速度を表すことの、少なくとも一方が生じたときに、付勢信号を提供する制御装置と
   を含むことを特徴とする装置。
3. 請求項２記載の装置において、第１の加速度計が５ｇ（ｇ：重力加速度）のレベルまでの加速度を感知し、第２の加速度計が５０ｇのレベルまでの加速度を感知することを特徴とする装置。
4. 請求項２記載の装置において、制御装置が、第１の加速度信号を飽和閾値と比較し、第１の加速度信号が飽和閾値を上回ると、横揺れ信号と第２の加速度信号とに応答して、付勢信号を提供する手段を含むことを特徴とする装置。
5. 請求項４記載の装置において、制御装置が更に、第２の加速度信号を第２の閾値と比較し、第２の加速度信号が第２の閾値よりも大きく、かつ横揺れ信号がロールオーバ事象を示す場合に、付勢信号を提供する手段を含むことを特徴とする装置。
6. 請求項２記載の装置において、該装置はさらに、付勢信号が提供されたときに、それに応答して作動する車両の作動可能な乗員保護装置を含むことを特徴とする装置。
7. 請求項２記載の装置において、第１及び第２の加速度計が、車両の横方向加速度を感知することを特徴とする装置。
8. 車両のロールオーバ事象を検出する装置において、
   車両の横揺れを感知し、車両の前後軸線の周りの車両の横揺れを示す信号を提供するロールオーバセンサと、
   最大の加速度の感知レベルまでの、車両の前後軸線からオフセットした方向における車両の加速度を感知し、それを示す第１の加速度信号を提供する低ｇの加速度計と、第１の加速度計の最大の加速度の感知レベルを上回る加速度レベルでのオフセット方向における車両の加速度レベルを感知し、それを示す第２の加速度信号を提供する高ｇの加速度計とを含むセーフィング回路と、
   セーフィング回路とロールオーバセンサとに応答して、ロールオーバ状態を検出する制御装置と
   を含むことを特徴とする装置。
9. 車両のロールオーバ事象を検出する方法において、
   車両の横揺れを感知し、車両の前後軸線の周りの車両の横揺れを示す横揺れ信号を提供するステップと、
   最大加速度の感知レベルまでの、車両の前後軸線からオフセットした方向における車両の加速度を感知し、それを示す第１の加速度信号を提供するステップと、
   車両の最大の加速度の感知レベルを上回る加速度レベルにおける、オフセット方向の車両の加速度を感知し、それを示す第２の加速度信号を提供するステップと、
   第１の加速度信号を、最大の加速度関知レベルよりも小さい飽和閾値と比較するステップと、
   第１の加速度信号が飽和閾値よりも小さいときに第１の加速度信号を選択し、第１の加速度信号が飽和閾値よりも大きいときに第２の加速度信号を選択するステップと、
   第１及び第２の加速度信号の中の選択された加速度信号と感知された横揺れ信号とに応答して、ロールオーバ状態が生じたことを検出するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
10. 車両のロールオーバ状態を検出する方法において、
    車両の横揺れを感知し、それを示す特性を有する横揺れ信号を提供するステップと、
    車両の前後軸線からみて車両の横方向の加速度を検出し、それを示す加速度信号を提供するステップと、
    車両のロールオーバ状態を示す横揺れ信号と、無衝撃の車両のロールオーバ状態を示す値を有する提供された加速度信号とに応答して、車両のロールオーバ状態を検出するステップと
    を含むことを特徴とする方法。

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