JP3854152B2 - ロールオーバー状態の識別方法 - Google Patents
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Description
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 criterion)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 threshold)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=0〜400ms)。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150〜300ms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。
Claims (6)
- ロールオーバー状態の識別方法において、
車両の運動および/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つの回転運動を検出するか、または少なくとも1つの並進運動変化および少なくとも1つの回転運動変化を検出するか、または少なくとも並進運動および並進運動変化と少なくとも回転運動および回転運動変化とを検出し、
少なくとも1つの並進運動および少なくとも1つの回転運動からロールオーバー閾値(S)を検出するか、または少なくとも1つの並進運動変化および少なくとも1つの回転運動変化からロールオーバー閾値(S)を検出するか、または少なくとも並進運動および並進運動変化と少なくとも回転運動および回転運動変化とからロールオーバー閾値(S)を検出し、
回転運動および/または回転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し、
ロールオーバー閾値(S)を、車両縦軸に対して横方向の車両の加速度および車両の垂直方向(z方向)の車両加速度に依存して求め、車両縦軸に対して横方向の該車両の加速度および/または垂直方向の該車両の加速度が上昇した場合、該ロールオーバー閾値(S)を減少することを特徴とする方法。 - 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。
- 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または2記載の方法。
- ロールオーバー閾値(S)はダイナミックに、車両縦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3までのいずれか1項記載の方法。
- 1つのセンサは車両縦軸に対して横方向(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4までのいずれか1項記載の方法。
- 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5までのいずれか1項記載の方法。
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