JP4200004B2 - 自動車における拘束手段のドライブ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の自動車における拘束手段のトリガ装置から出発している。
【０００２】
車両センサ、例えば加速度センサを用いて、該加速度センサからのセンサ信号を前以て決められているしきい値と比較することによって、事故を識別することは既に公知である。更に、座席のシートマットのような車両センサを乗員クラス分けのために使用することも公知である。
【０００３】
発明の利点
これに対して独立請求項に記載の特徴を有する自動車における拘束手段をトリガするための本発明の方法は、事故の重さがセンサ信号に基づいて求められて、場合によっては段階的にまたは無段階で切り替え可能である、必要な拘束手段の一層良好なドライブを可能にするという利点を有している。このことは、求められた事故の重さに鑑みて最適な保護が実現されるように拘束手段がドライブされることを意味している。
【０００４】
発明の利点
これに対して独立請求項に記載の特徴を有する自動車における拘束手段をトリガするための本発明の装置は、事故の重さがセンサ信号に基づいて求められて、場合によっては段階的にまたは無段階で切り替え可能である、必要な拘束手段の一層良好なドライブを可能にするという利点を有している。このことは、求められた事故の重さに鑑みて最適な保護が実現されるように拘束手段がドライブされることを意味している。
【０００５】
更に、例えばセンサ信号に基づいてエアバッグの第２段を何時点火して、最適な保護を実現しなければならないかを識別することによって、拘束手段の使用の際に時間的なシーケンスも考慮することができることは有利である。
【０００６】
本発明の装置によれば、事故の重さ識別および乗員クラス分けの分離によって、必要なアルゴリズムのモジュラー形で、ストラクチャ化された構成が可能になる。事故の重さ識別および乗員クラス分けは、これらが最終的に相互に結合されて、必要な拘束手段がアドレッシングされるまでは、相互の独立性が維持される。これにより、例えばセンサ情報の欠落は、事故の重さ識別および乗員クラス分けの結合時に漸く作用することになる。それから拘束手段は、識別された事故の重さの大きさおよびクラス分けされた乗員の種類に依存して多かれ少なかれ整合されて拘束手段がトリガされるようにすることができる。
【０００８】
事故の重さを突き止めるために使用される第１のセンサ信号が走行ダイナミック特性データ、車両イントルージョンおよび車両周囲データを検出することは特別有利である。その際走行ダイナミック特性データは線形および円形の形式の加速度である。すなわちこの場合にはこれにより制動過程および横転過程も検出されることになる。イントルージョンはここでは、外部の物体が自動車と衝突しかつ場合によっては乗員室をへこませ、これによりいわゆるイントルージョンが生じることを意味している。これに対する例は、自動車の側面部に収納されていて、衝突の際に側面部における空気の圧縮を検出する圧力センサである。車両周囲データは画像センサ、超音波または例えばレーダによって求められて、車両と衝突する物体をできるだけ早期に衝突の前に検出しかつこの起こり得る衝突がなおも回避されるようにする。それからこれらセンサデータによって車両および周囲に関する包括的なデータ並びに殊に衝突データが存在し、これらにより事故の重さが突き止められかつ推定される。個々のトリガイベントにそれぞれ、事故の重さデータを割り当てることができ、それから事故の重さデータは乗員のクラス分けと結び付けられる。事故はトリガイベントの組み合わせから成っていることができる。
【０００９】
更に、別のセンサ信号によって、体重、着座位置およびシートベルトの使用が乗員クラス分けのために使用されることは有利である。これにより、それぞれの乗員の包括的な像を得て、こうして完全なクラス分けを行うことができる。例えば、３つの異なったクラスにクラス分けすることができる、１つにはエアバックによる怪我を回避するためにエアバッグによって保護することができない子供、１つには怪我することなく僅かな圧力上昇を有するエアバックによって保護することができる４５ｋｇの女性、１つには自身怪我をするというリスクなしに一層大きな圧力上昇を有するエアバックによって保護可能であるその他の人物である。このような人物は普通、エアバック−モジュールとは大幅に離れていて怪我する危険はないからである。センサとしてここでは例えば、それぞれの車両の座席のシートマットにおける圧力に依存している抵抗エレメントを使用することができ、その際これにより着座姿勢が作成されて、そこからそれぞれの人物の体重、座席の占有および着座位置も推定することができる。しかしこの場合光学的または超音波センサも使用可能である。別の相応のセンソトロニックによって、シートベルトが使用されているか否かを検出することができる。
【００１１】
図面
本発明の実施例は図面に示されておりかつ以下の説明において詳細に説明される。図１は本発明の方法のフローチャートを示し、図２は本発明の装置のブロック線図を示し、図３はセンサ信号の前処理のブロック線図を示しかつ図４は拘束手段をドライブするためのトリガマトリクスを示す。
【００１２】
説明
自動車にますます多くのエアバックを使用する機会はますます増えているので、これらのエアバックをできるだけ状況に適ってドライブする（トリガされるように制御する）ことが必要である。また、エアバックが段階的に点火されるようになっていることは、ドライブのこの自由度が事故状況およびその都度の乗員に依存して実現されるようにしたいということを意味している。その際その都度の状況は生じているはずの事故の重さおよびその都度の乗員によって決められる。正面または側面衝突は乗員にとって、後部衝突より事故の重さ的に潜在的に大きいということがいえる。人物の体重に依存して殊に多段階のエアバックの場合、相応する拘束力を人物に与えて、この人物が拘束手段によって怪我することなく最適な保護が保証されるようにすることができる。
【００１３】
それ故に本発明によれば、事故の重さおよび乗員クラス分けが相互に無関係に実施されるという、自動車における拘束手段をトリガするための方法が採用される。これにより、２つのパラメータを突き止める際にセンサ値が誤っているまたは欠けていることによる生じる不都合な作用または障害の伝搬が発生することがないようにすることができる。それから事故の重さを乗員クラス分けに結び付けることによって、それぞれの拘束手段の個々のドライブが可能である。その際、多段階のエアバックの場合の時間的なドライブがこの結び付けによって可能になるようにすることも考えられている。
【００１４】
図１には、自動車における拘束手段をトリガするための本発明の方法がフローチャートとして示されている。その際第１のステップにおいて種々のセンサ信号が検出されかつデジタル化される。ここでは加速度センサ、ヨーレートセンサ、レーダセンサ、超音波センサおよび側面衝突センソトロニック、例えば圧力センサが使用される。これらは車両に分配されておりかつ拘束手段の制御装置にあってもよい。制御装置において本発明の方法が実施される。
【００１５】
しかし事故の重さ識別に適している数多くの他のセンサ原理が可能である。その際車両センサは正面衝突、側面衝突、後部衝突または回転のような４つのイベントの１つを検出しなければならないかまたは少なくとも、センサ信号の組み合わせによって検出可能であるようにしなければならない。
【００１６】
ステップ２においてこれらのセンサ信号から拘束手段の制御装置によって事故の重さが突き止められる。その際特定のクラス分けアプローチを使用することができるかまたはダイナミック並びにスタチックなしきい値を上回っているかどうかの判断を上回っている時間の考察とともに使用することができる。
【００１７】
その際センサ信号はその都度、独自の信号前処理を介して評価され、それから識別された特性に相応して上記４つのトリガイベントの１つに割り当てられる。この割り当ては信号結合と結び付けられ、これにより結果としてその都度の事故の重さが突き止められる。事故の重さ特定は使用されているセンソトロニックの能力に応じて種々異なっている段階付けおよび分解能で行うことができる。
【００１８】
事故の重さのクラス分けは特徴解析に基づいて行うことができる。例えば、ウェブレット変換を事故加速度信号に対して使用することで、信号の種々異なった周波数帯域にある最大の信号エネルギーに関する並びに平均信号エネルギーに関する情報が可能になる。その場合これらは個々の事故タイプに対する特徴的な情報でありかつ組み合わせにおいてこれらは事故の重さのクラス分けまたは識別のために使用される。その場合ここでは周波数帯域当たり２つの特徴が存在している。それからこれらの特徴を用いて、個々の事故タイプが識別される。種々異なった事故タイプに分けることができ、その際それぞれの事故タイプに特徴のセットが存在している。車両センサによって求められた特徴はこれらの記憶されている特徴と比較され、その際求められた特徴と記憶されている特徴との差が形成される。すなわちエネルギー差が求められる。これらの差は、事故タイプ、ひいては事故の重さを識別できるようにするためには、前以て決められているしきい値より下になければならない。すなわち、１つの事故に対するセットのすべての特徴はこの第１のしきい値より下にある差を有していなければならない。その場合にだけそれぞれの事故タイプが識別可能である。事故タイプは、常に識別が可能になるような性質を持たされており、その際また少なくとも１つの事故タイプは非トリガ体を表している。それは、拘束手段のトリガを行わないような事故タイプである。
【００１９】
図３には、ブロック線図として加速度信号の信号前処理が示されている。入力側１７および２０に、別の場所に収容されている加速度センサ、すなわち拘束システムの制御装置の外部に存在している加速度センサから加速度信号が受信されて、それからそれぞれが積分器１８および１９において積分されるようになっており、その際積分された信号に基づいてブロック２１において事故タイプまたはこのセンサの事故の重さ情報が突き止められる。この事故タイプは例えば、積分された信号に基づき前以て決められている遅延時間および勾配につき区分されるようにすることができる。識別された事故タイプはそれからブロック２５に送出される。ブロックは事故の重さを突き止めるが、その際にこのブロックは、信号入力側２３に加えられる信号も一緒に使用する。この信号は、制御装置においてそこに収容されているセンサによって生成される加速度信号である。ここでも２つの相互に直交している加速度センサを使用して、走行方向および横方向における加速度が識別されるようにすることができる。
【００２０】
この信号もブロック２４において積分されて、それからその経過に基づいて１つの事故の重さに割り当てられる。事故の重さを取り出すために、積分値と、加速度信号から形成されるしきい値との比較が行われる。しかし信号のクラス分けのために別のアプローチも考えられる。この事故の重さはブロック２５の第２のデータ入力側に伝送される。ブロックはそれからこれら２つの事故の重さクラス分けから融合された事故の重さクラス分けを行う。これにより、相互に独立した信号をセンシングする種々のセンサがこれら信号およびそこから得られる結果に関連して結び付けられて、全体の事故の重さが特定される。それから事故の重さは零および１の間または零および百パーセントの間の値として存在している。これにより事故がどの程度の体重に推定されるかが決定される。その際殊に、正面衝突も側面衝突も同時にそれぞれがある程度の事故の重さを有している事故に割り当てることも可能である。
【００２１】
図１において、ステップ２と並列に実行されるステップ３において、乗員クラス分けが行われる。乗員クラス分けはここではそれぞれの座席に存在しているシートマットを用いて行われる。シートマットは圧力に依存している抵抗を有している。この抵抗は座席に座っている人物または物体の着座プロフィールもしくは座り姿勢を生成する。この着座プロフィールはシートマットに配属されている制御ユニットによって計算されかつ評価される。その際体重、着座位置およびシートベルトの使用が考慮される。シートベルトは付加的なセンサによってその使用に関して検出される。殊に、位置決定は、膨張されるエアバックが占める領域に関連して非常に重要である。乗員がエアバック膨張の期間に、キープ・アウト・ゾーンとも称されるこの領域に存在していると、急速に拡がるエアバックとの接触が行われる。これにより大いに傷つけられる可能性があるので、エアバックの膨張はなんとしてでも回避されるようにすべきである。この監視はスタチックにまたはダイナミックに行うことができる。
【００２２】
それから図１のステップ４において、事故の重さおよび乗員クラス分けに基づいて怪我の危険が突き止められる。怪我の危険のこの特定はここでは拘束手段をドライブするためのマトリクスを介して実現される。図４にはこの種のマトリクスが図示されている。左側の列に可能性のあるトリガイベント、すなわち側面衝突２７および正面衝突２８がファイルされており、その際ここではこれらの事故イベントは、事故の重さを表しているパーセンテージによって重み付けられる。別の事故またはトリガイベントもここに付加的に設定して、結合に関連付けられるようにすることができる。
【００２３】
上の行にはフィールド２９，３０，３１，３２および３３に乗員クラス分け特徴、すなわちベルトの使用２９、乗員の体重３０、座席位置３１，前方への移動３２および側方への移動３３が図示されている。側方への移動３３、側面衝突の事故の重さ２７および別の結び付けの結果がゲート３４において相互に結合されて、必要に応じてウィンドウ・バッグまたはインフラタブル・カーテンがドライブされる。これらはフィールド４１によって表される。ウィンドウ・バッグまたはインフラタブル・カーテンとは、車両天蓋からサイドウィンドウまたはＢカラムを越えて展開されて、乗員と車両の側部との間が保護されるようにするエアバッグである。
【００２４】
ベルトの使用２９、当該人物の体重３０および正面衝突に関連した事故の重さ２８はゲート３５において相互に結び付けられて、必要に応じてフロントエアバッグ、例えばハンドルにあるエアバッグがトリガされる。ゲート３５はそのデータ出力側を介してゲート３４との接続の他に時限素子３６にも接続されている。時限素子３６は信号を前以て決められている値だけ遅延して、それからフロントエアバッグ３９の第２段を点火する。体重３０は時限素子３６にも直接供給されて、前以て決められている値に従って第１のエアバック段も第２のエアバック段も点火可能である。
【００２５】
結合もしくは結び付けは先行して行われるシミュレーションおよびテストに基づいており、その際ここでは殊にファジィロジック構想が適用可能である。その場合ゲート３４および３５における結合は、事故の重さが乗員に対して及ぼす影響についての知識に基づいて行われる。その際この場合の制御装置にはテーブルがあって、該テーブルによって、ゲート３４および３５の入力側に加わる信号に応じて、拘束手段の割り当ておよびドライブが確定される。最も簡単な場合これは論理結合によって行うことができる。ここでは別の結合も可能である。
【００２６】
それからステップ６において最終的に、トリガマトリクスによって突き止められた必要な拘束手段のドライブが行われる。
【００２７】
図２には、ブロック線図として説明した方法を実施するための本発明の装置が図示されている。加速度センサ７、乗員クラス分け（シートマット）８、周囲センサ９およびヨーレートセンサ１０がここでは例として示されており、これらはエアバック制御装置のインタフェース１１に接続可能である。ここにおいてずっと多くのセンサを含むようにすることができ、そうした場合には必要な拘束手段の一層繊細なドライブが行われることになる。インタフェースユニット１１はセンサ信号からマルチプレクスを形成し、インタフェースエレメント１１のデータ出力側に接続されているプロセッサ１２がこれを評価する。プロセッサ１２は上に説明してきた方法を実施する、すなわち事故の重さ、乗員のクラス分けの特定およびこれらの結合を行って、それからドライブ部１３を介してそれぞれの拘束手段１４，１５，１６が状況に適ってドライブされるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法のフローチャートである。
【図２】 本発明の装置のブロック線図である。
【図３】 センサ信号の前処理のブロック線図である。
【図４】 拘束手段をドライブするためのトリガマトリクスである。

Claims (1)

1. 自動車における拘束手段をドライブするための装置であって、
   第１の車両センサ（７，９，１０）からの第１のセンサ信号に依存して事故が識別され、
   乗員のクラス分けは第２の車両センサ（８）の第２の信号に基づいて実施され、
   事故の重さは前記第１のセンサ信号によって識別されたトリガイベント、すなわち正面衝突、側面衝突、後部衝突または車両回転の少なくとも１つに従って決定され、かつ
   乗員のクラス分けおよび事故の重さが相互に結び付けられて、乗員に対して必要な拘束手段がトリガされる
   ようになっている形式の装置において、
   装置はプロセッサ（１２）を有しており、該プロセッサは事故の重さ決定および乗員のクラス分けを第１および第２のセンサ信号に基づいて実施しかつ拘束手段（１４，１５，１６）を相応にドライブし、ここで
   プロセッサ（１２）は自動車における第１および第２の車両センサ（７，８，９，１０）と接続されていて、事故の重さと乗員のクラス分けとの結合を実施して、それに応じて必要な拘束手段（１４，１５，１６）がドライブされるようにし、
   プロセッサ（１２）は事故の重さを付加的に、事故のタイプに依存して決定し、
   前記第１の車両センサ（７，９，１０）は車両における事故の重さを決定するために走行ダイナミック特性データおよび／またはイントルージョンデータおよび／または車両周囲データを検出しかつ前記第２の車両センサ（８）は乗員をクラス分けするためにそれぞれの乗員の体重および着座位置およびそれぞれのシートベルトの使用を検出し、
   前記第１の車両センサ（７，９，１０）および前記第２の車両センサ（８）によって検出されたデータはこれに関して記憶されているデータと比較され、ここで検出されたデータと記憶されているデータとの差が形成されかつ該差がしきい値と比較されるようになっている
   ことを特徴とする装置。

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