JP5243442B2 - 車両安全システム - Google Patents

Description

本発明は車両安全システムに関し、特に、側突を検出し、検出した側突に応じてエアバックやインフレータブルカーテンなどの受動式対衝撃装置を作動させるシステムに関する。

従来、車両のドアやシートに組み込まれたエアバックまたはインフレータブルサイドカーテンなどの受動式安全装置を起動する車両側突検出システムは、一般的に、フロントやリアドア、または車両のＢピラーにぶつかった物体を検出するように設定される。このような検出設備は、典型的には、フロントやリアサイドドア、またはＢピラーに組み込まれた１以上の加速度センサおよび／または圧力センサを含む。特に、側突が検出される領域はＡピラーとＣピラーの間であり、この範囲で生じる側突は「領域内」側突として知られている。

しかしながら、物体が車両のＡピラーより前部またはＢピラーより後部にぶつかった場合などを指す「領域外」側突の検出は困難であり、従来の側突検出器ではほとんど検出できなかった。

本発明は、上記課題を１以上改善する車両側突検出システムを提供することを目的とする。

上記目的のため、本発明の１つの側面によれば、側突を検出する車両安全システムであって、車両のヨーレートに関する１以上のパラメータを検出し車両の前後方向における側突位置に対応した出力を行うことが可能な少なくとも１つのセンサを含む。

好適には、上記車両安全システムは、側突を生じているまたは生じたことが少なくとも１つのパラメータによって判定された場合に車両安全システムを作動させる作動信号を出力することが可能な処理装置をさらに含む。

好適には、上記作動信号は、所定の閾値を超えたヨーが検出された場合に出力される。

好適には、上記作動信号は、車両において所定の閾値を超えた角加速度が検出された場合に出力される。

好適には、上記作動信号は、車両のヨーレートおよび角加速度がそれぞれの閾値を超えたと判定された場合に出力される。

好適には、上記作動信号は、車両の角加速度の変化率が所定の閾値を超えたと判定された場合に出力される。

好適には、上記作動信号は、車両の左右方向の加速度に関するパラメータが所定の閾値を超えたと判定された場合に出力される。

好適には、上記作動信号は、車両の左右方向の加速度が所定の閾値を超えたと判定された場合に出力される。

好適には、上記処理装置は、領域外側突を生じているまたは生じたと判定された場合に作動信号を出力することが可能であり、当該安全システムは、領域内側突を生じているまたは生じたか否かをさらに判定することが可能である。

好適には、上記作動信号は、領域内または領域外側突を生じているまたは生じたと判定された場合に出力される。

好適には、領域内側突を生じているまたは生じたと判定された場合に領域内作動信号が出力され、領域外側突を生じているまたは生じたと判定された場合に領域外作動信号が出力される。

好適には、上記処理装置は、車両の前後方向における側突位置に関して判定することが可能である。

好適には、上記少なくとも１つのセンサは、ジャイロスコープを含む。

好適には、上記少なくとも１つのセンサは、少なくとも２つの加速度センサを含む。

好適には、上記加速度センサは、車両の前後軸に実質的に平行な方向において、互いに置換され得る。

好適には、上記加速度センサは、車両の前後軸に実質的に垂直な方向において、互いに置換され得る。

好適には、上記加速度センサは、これらの加速度センサを連結する直線に垂直な方向の加速度を感知する。

好適には、上記加速度センサは、この加速度センサを連結する直線に平行な加速度を感知する。

好適には、上記少なくとも１つのセンサは、ジャイロスコープおよび少なくとも２つの加速度センサを含み、車両のヨーレートに関するパラメータは、２つの加速度センサによって感知された加速度、およびジャイロスコープから判定される。

本発明の他の側面によれば、車両のヨーレートに関する１以上のパラメータを検出する工程と、車両（１）の前後方向における側突位置に対応した１以上のパラメータの少なくとも１つに基づいて出力を行う工程と、を含む車両側突検出方法を提供する。

好適には、上記方法は、側突を生じているまたは生じたことが少なくとも１つのパラメータによって判定された場合に、受動式対衝撃装置を作動させる作動信号を出力する工程をさらに含む。

好適には、上記方法は、車両の前後方向における側突位置に関して判定する工程をさらに含む。

本発明の他の側面によれば、コンピュータ上で実行されると、上記方法のすべての工程を遂行可能なコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムを提供する。

本発明の他の側面によれば、コンピュータ読取可能媒体として実装された上記のコンピュータプログラムを提供する。

本発明をより簡易に理解するため、その実施形態を、添付図面を参照して例を挙げて説明する。

領域外側突を受ける車両を模式的に示す図である。 領域外側突を受ける車両を模式的に示す図である。 本発明に関連して使用可能な側突検出アルゴリズムの概要を示す図である。 本発明に関連して使用可能な側突検出アルゴリズムの概要を示す図である。 本発明に関連して使用可能な側突検出アルゴリズムの概要を示す図である。 本発明に関連して使用可能な側突検出アルゴリズムの概要を示す図である。 本発明に関連して使用可能な側突検出アルゴリズムの概要を示す図である。 本発明に関連して使用可能な側突検出アルゴリズムの概要を示す図である。

まず、図１には、車両１を模式的に示す。この車両は、図１において右方を走行前方とし、当業者には明らかなように、Ａピラー２、Ｂピラー３、Ｃピラー４を左側と右側に有する。各々の側のＢピラー３とＣピラー４の間の距離はｘ₁である。

Ａ、Ｂ、およびＣピラー２、３、４の各々には、１以上の加速度センサが取り付けられ、この加速度センサは、当該ピラー２、３、４において、車両の前後軸（すなわち、走行前方に平行）に平行な方向、およびこの方向に垂直な加速度を検出可能である。

車両１は、ジャイロスコープヨーセンサ５を備えてもよい。これは、車両内部のどこに配置してもよく、本実施形態の図１では車両の重心６の前方に配置される。ジャイロスコープセンサは、ナビゲーションや車両制御（例えばＥＳＰ）といった別の目的で車両に搭載されることもあるため、単一のジャイロスコープからの信号を両方の目的で使用すると好ましい。

車両１は、右側のＣピラー４よりも後ろの地点７で領域外側突を受けるものとする。この衝撃によって車両に角運動量が加わり、その結果、車両がヨー軸（車両１の重心６を貫通する上下軸）の周りを時計方向に回転する。

この領域外側突は、Ａピラー２とＣピラー４の間の領域内に配置されるいかなる衝撃センサであってもおそらく検出し得ないため、本発明を適用した安全システムは、車両のヨーに関するパラメータを検出し、これを側突を生じたか否かの判定に利用している。

ジャイロスコープヨーセンサと同様に、仮にこのようなセンサが全く利用できない場合であっても、ヨーレートΩ_Ｚは、ＢおよびＣピラー３、４にて検出された車両の前後軸に平行な方向の加速度から求めることができる。

ここでａ_LBxとａ_LCxは、ＢおよびＣピラー３、４でそれぞれ検出された加速度である（但し、これは、これらの加速度センサが車両の前後軸から左右方向の等しい距離に配置された場合に限られる）。

あるいは、Ω_Ｚは、ＢおよびＣピラー３、４にて検出された車両の前後軸に垂直な方向の加速度から求めることができる。

ここでａ_LByとａ_LCyは、左側のＢおよびＣピラー３、４でそれぞれ検出された加速度である。上述したように、これは、これらの加速度センサが車両の前後軸から左右方向の等しい距離に配置された場合に限られる。

センサからの出力は車両の前後方向における側突位置に対応することが理解される。

側突を受けた車両の側面にて検出された加速度は、ヨーレートの検出に使用しないほうがよい。これは、側突を受けた側面では車両にいくらかゆがみが生じ得るため、結果として信頼性を確保できないからである。また振動も、側突から最も離れた側面の方が影響が少ないと考えられる。車両のうち、側突が生じた側面を判定するために、車両の左右方向の平均加速度を考慮してよい。

本発明の実施形態では、図２に示すように、１以上の加速度センサがさらに車両１の重心６またはその近傍に取り付けられ、上述したように車両の通常の走行前方に平行および垂直な加速度を検出可能である。ｙ_１は、車両１の重心６と左または右のＢピラー３との間の距離である。

本実施形態において、Ω_Ｚは、検出された加速度から次のように求められる。

ここで、Ａ_oxおよびＡ_oyは、それぞれ、車両１の重心６にて検出された、車両の前後軸に平行、および垂直な方向の加速度である。これは、これらの加速度センサが同一の前後位置を有する場合に限られる。

受動側突防護装置を作動させるほどの重大な側突が生じたか否かを判定するために、安全システムは検出されたヨーレートを閾値と比べ、そのヨーレートが閾値を超えた場合には適切な側突防護装置を作動させる作動信号を出力してよい。

上記に代えて、あるいは上記に加えて、車両の角加速度（すなわち、ヨーレートの変化率）を閾値と比べ、閾値を超えた場合に安全装置を作動させてもよい。

他の可能性としては、上記のいずれか一方または両方に代えて、あるいは加えて、角の「ジャーク」測定値として提供される、角加速度の変化率を利用してもよい。

図３は、本発明に関連して使用可能なアルゴリズムの概要を示す図である。

データは、左側のＢおよびＣピラー３、４に配置された加速度センサから集められ、加速度センサが車両の重心に取り付けられた場合には車両の重心からも集められ、また任意的にはジャイロスコープ５からも集められる。これらのセンサからの出力は、上述した角加速度を計算する処理装置へと送られる。

処理装置は、計算された角加速度を時間で積分してヨーレート（ジャイロスコープによって出力される信号からも判定可能）を計算し、さらに任意的には、時間で角加速度を微分して角加速度の変化率を計算してもよい。

そして、角加速度は閾値と比べられる。この角加速度が閾値を越えていた場合、受動側突防護システムを作動させる作動信号が安全システムによって出力される。このような受動システムの展開モードは、側突の位置に応じて変動し、詳細については以下に記載する。

なお、好適には、少なくとも１つの確認基準を用いて、本システムの信頼性の向上および受動側突防護システムの不適切な展開の可能性を低減する。

本実施例では、時間で角加速度を積分することにより得られるヨーレートを１つの確認基準として閾値と比べ、ヨーレートが閾値を下回った場合には受動側突防護システムを作動させない。ある種の条件下では瞬間的に角加速度が相対的に高くなり、ヨーレートが低いままであることがあり、このような場合、受動側突防護システムを作動させるほどの重大な側突ではないか、または実際に側突が起こっていない可能性が高いと考えられるからである。

他の確認基準としては、左側のＢピラー３で検出された左右方向の加速度（車両が前方に移動する際の通常の方向に垂直な方向の加速度）を所定の閾値と比べ、加速度が閾値に達しなかった場合には受動側突防護装置を始動させないようにしてもよい。受動側突防護装置を作動させるほどの重大な側突においては、車両全体に横方向の加速度を引き起こすことが予期され、左右方向の加速度がある閾値を下回った場合、安全装置を作動させるには不適切である可能性が高いと考えられるからである。

角加速度、ヨーレート、および左側のＢピラー３での左右方向の加速度のすべてがそれぞれの閾値を超えた場合に、受動側突防護装置を作動させてもよい。

通例、側突を生じたまたは生じているか否かを判定するために、ヨーレート、角加速度、または角加速度の変化率の少なくとも１つが解析され、これらの値の少なくとも他の１つ、および／または他のパラメータ（例えば、車両の左右方向の加速度）が確認基準として解析される。

本発明の好適な実施形態では、安全システムは、領域内（すなわち、車両のＡおよびＣピラー２、４の間）で生じたと判定された側突と、領域外と判定された側突を異なる方法で検知する。これは、領域内側突の場合、その側突自体から車両の搭乗者を防護することが最大重要事項であり、その側突の地点と車両の搭乗者の間でエアバックやインフレータブルカーテンなどの受動側突防護装置が展開される。しかし、領域外側突の場合には、その側突自体が車両の搭乗者を傷つける可能性は低いと考えられるが、車両の回転の結果、車両の搭乗者に怪我を負わせる可能性はある。例えば、図１に示す領域外側突の場合には、物体が右側のＣピラー４の後部にぶつかるため、車両１は重心６の周りを時計方向へと回転し、助手席に搭乗している搭乗者が左側の前のフロントドアの内部に打ちつけられる可能性がある。このような場合、サイドエアバックやインフレータブルサイドカーテンが左側のフロントドアと助手席の搭乗者との間で展開される必要があり、このエアバックやインフレータブルカーテンは側突地点からある程度の距離をおいて配置されている。したがって、受動防護システムを領域外側突の検出に応じて作動させる方法は、領域内側突に続いてそのようなシステムが展開される方法とはむしろ異なるものとしてよい。この作動方法は車両に時計方向および半時計方向の回転を加える側突とは異なるものである。

図４および図５は、領域内または領域外の防護モードを作動させる必要かあるか否かを判定するために使用可能なアルゴリズムの概要を示す図である。

図４を参照すると、ヨーレートはジャイロスコープ５から決定され、角加速度は、時間でヨーレートを微分することによって決定される。ヨーレートと角加速度の両方が、それぞれ、閾値を超えていて、また左右方向の角加速度が（上述した確認基準としての）所定の閾値を超えていた場合には、安全システムは、領域外モードとして１以上の受動衝撃安全装置を作動させる作動信号を出力する。

図５を参照すると、右側のＢピラー３で加速度が検出され、この検出された加速度は時間で積分され、右側のＢピラーでの左右方向の速度が得られる。この速度が所定の閾値を超えていて、また（確認基準として）左側のＢピラーの加速度が所定の閾値を超えた場合には、安全システムが領域内側突を生じたと結論づけ、領域内モードとして少なくとも１つの受動側突防護装置を作動させる作動信号を出力する。

図７に示すように、これらの異なるアルゴリズムは同時に遂行してよく、各アルゴリズムは、必要な条件がすべて満たされると、適切な防護モードを起動する。これは、両方の防護モードが作動され得ることを意味する。

または、図６に示すように、図３や図４の領域外側突を判定するアルゴリズムによって起動される側突防護モードと、例えば図５に示される領域内側突を判定するアルゴリズムによって起動される側突防護モードの一方のみを安全システムが有してもよい。

図８は、感知したヨーレートおよび左右方向の加速度から判定を行うアルゴリズムであり、領域外モード、領域内モード、または両方のモードのいずれにおいて受動車両側突防護システムを展開させるかを判定するアルゴリズムの概要を示す図である。ヨーレートおよび左右方向の加速度は重大性によってカテゴリ分類され、Ω_T1は重大性が最も低いヨーレート、Ω_T2はΩ_T1より重大性が高い場合、Ω_T3はΩ_T2よりさらに重大性が高い場合を示す。同様に、ａ_T1は重大性が最も低い加速度、ａ_T2はａ_T1より重大性が高い場合、ａ_T3はａ_T2よりさらに重大性が高い場合である。第１のＡＮＤゲートはａ_T1以上の左右方向の加速度のとき、およびΩ_T2以上のヨーレートのとき信号を受信し、第２のＡＮＤゲートはａ_T2以上の左右方向の加速度のとき、およびΩ_T1以上のヨーレートのとき信号を受信する。

第１のＯＲゲートは、第１のＡＮＤゲートの出力が１であるとき、またはヨーレートがΩ_T3 以上のとき信号を受信する。第２のＯＲゲートは、第２のＡＮＤゲートの出力が１であるとき、または加速度がａ_T3 以上のとき信号を受信する。

故に、回転角を生じずとも、左右方向の加速度がａ_T3 以上の場合においては、領域内防護モードが作動される。

ヨーレートがΩ_T1 以上のとき、左右方向の加速度がａ_T2またはａ_T3 以上の場合に領域内防護モードは作動される。

ヨーレートがΩ_T2 以上のとき、左右方向の加速度がａ_T1、ａ_T2、またはａ_T3 以上の場合に領域外防護モードは作動されるとともに、左右方向の加速度がａ _T2 、またはａ_T3 以上であった場合には、加えて領域内防護モードが起動される。

最後に、ヨーレートがΩ_T3 以上のとき、領域外防護モードは必然的に起動され、角加速度がａ_T2、またはａ_T3 以上であった場合には、加えて領域内防護モードが起動される。

本発明の実施形態は、いわば生じているまたは生じたある種の側突に適切な受動側突防護システムを作動させるために、適切且つ良好に応答する車両安全システムを提供するものである。車両のヨーに関するパラメータはフロントドアの側突とリアドアの側突とを識別するために利用してもよい。

Claims (17)

1. 側突を検出する車両安全システムであって、
   車両のヨーレートに関する１以上のパラメータを検出し車両の前後方向における側突位置に対応した出力を行うことが可能な少なくとも１つのセンサと、
   車両のＡピラーおよびＣピラーの間以外への側突である領域外側突を生じているまたは生じたことが少なくとも１つの前記パラメータによって判定された場合に車両安全システムを作動させる領域外作動信号を出力可能な処理装置とを含み、
   前記領域外作動信号は、所定の閾値を超えたヨーが検出された場合に出力されると共に、
   当該車両安全システムは、車両のＡピラーおよびＣピラーの間への側突である領域内側突を生じているまたは生じたか否かをさらに検出して車両安全システムを作動させる領域内作動信号を出力可能であって、該領域内側突を検出する方法は、前記領域外側突を検出する方法とは異なることを特徴とする車両安全システム。
2. 請求項１に記載の車両安全システムであって、
   前記領域外作動信号は、前記車両において所定の閾値を超えた角加速度がさらに検出された場合に出力されることを特徴とする車両安全システム。
3. 請求項１または２に記載の車両安全システムであって、
   前記領域外作動信号は、前記車両の角加速度の変化率が所定の閾値を超えたとさらに判定された場合に出力されることを特徴とする車両安全システム。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の車両安全システムであって、
   前記領域外作動信号は、前記車両の左右方向の加速度に関するパラメータが所定の閾値を超えたとさらに判定された場合に出力されることを特徴とする車両安全システム。
5. 請求項４に記載の車両安全システムであって、
   前記領域外作動信号は、前記車両の左右方向の加速度が所定の閾値を超えたとさらに判定された場合に出力されることを特徴とする車両安全システム。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の車両安全システムであって、
   前記処理装置は、前記車両の前後方向における側突位置に関して判定可能であることを特徴とする車両安全システム。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の車両安全システムであって、
   前記少なくとも１つのセンサは、ジャイロスコープを含むことを特徴とする車両安全システム。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の車両安全システムであって、
   前記少なくとも１つのセンサは、少なくとも２つの加速度センサを含むことを特徴とする車両安全システム。
9. 請求項８に記載の車両安全システムであって、
   前記加速度センサは、前記車両の前後軸に実質的に平行な方向において、互いに置換可能であることを特徴とする車両安全システム。
10. 請求項８または請求項９に記載の車両安全システムであって、
    前記加速度センサは、前記車両の前後軸に実質的に垂直な方向において、互いに置換可能であることを特徴とする車両安全システム。
11. 請求項８から１０のいずれか１項に記載の車両安全システムであって、
    前記加速度センサは、該加速度センサを連結する直線に垂直な方向の加速度を感知することを特徴とする車両安全システム。
12. 請求項８から１１のいずれか１項に記載の車両安全システムであって、
    前記加速度センサは、該加速度センサを連結する直線に平行な加速度を感知することを特徴とする車両安全システム。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の車両安全システムであって、
    前記少なくとも１つのセンサは、ジャイロスコープおよび少なくとも２つの加速度センサを含み、
    前記車両の前記ヨーレートに関する前記パラメータは、前記２つの加速度センサによって感知された加速度、およびジャイロスコープから決定されることを特徴とする車両安全システム。
14. 車両への側突を検出する方法であって、
    前記車両のヨーレートに関する１以上のパラメータを検出する工程と、
    車両の前後方向における側突位置に対応した前記１以上のパラメータの少なくとも１つに基づいて出力を行う工程と、
    前記パラメータの少なくとも１つによって車両のＡピラーおよびＣピラーの間以外への側突である領域外側突を生じているまたは生じたと判定された場合に、受動式対衝撃装置を作動させる領域外作動信号を出力する工程とを含み、
    前記領域外作動信号は、所定の閾値を超えたヨーが検出された場合に出力されると共に、
    領域外側突によって領域外作動信号が出力される方法は、車両のＡピラーおよびＣピラーの間への側突である領域内側突に続いて領域内作動信号が出力される方法とは異なることを特徴とする方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、
    前記車両の前後方向における側突位置に関して判定する工程をさらに含むことを特徴とする方法。
16. コンピュータ上で実行されると、請求項１４または１５に記載の方法のすべての工程を遂行可能なコンピュータプログラムコードを含むことを特徴とするコンピュータプログラム。
17. 請求項１６に記載のコンピュータプログラムであって、コンピュータ読取可能媒体として実装されたコンピュータプログラム。

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