(57)【要約】  歩行者衝突を検出するための方法ないし装置であって、ここではバンパ被覆部（１５）の内側に配置された少なくとも３つの加速度センサ（１０，１２，１３）が、それぞれ信号を形成する。歩行者衝突は、３つの信号のうち２つの信号の間の時間ずれ（Δt1、Δt2）に依存して検出される。少なくとも１つの時間ずれに基づいて、衝突個所が識別される。
2009523087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行者衝突を検出するための装置において、少なくとも３つの加速度センサ（１０，１２，１３）および評価回路（μC）を有しており、
前記３つの加速度センサは、それぞれバンパ被覆部（１５）の内側に配置されており、かつそれぞれ１つの信号を形成し、
前記評価回路は、３つの信号のうち２つの信号の間の少なくとも１つの時間ずれ（Δt1、Δt2）に依存して歩行者衝突を検出し、衝突個所を識別する、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、少なくとも３つの前記加速度センサ（１０，１２，１３）は、それぞれの信号がそれぞれのノイズ閾値（３０）を上回るときにそれぞれの前記信号を形成する、ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、少なくとも３つの前記加速度センサ（１０，１２，１３）は、信号形状に依存して信号を形成する、ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項記載の装置において、カウンタ（４０）が設けられており、該カウンタは少なくとも１つの時間ずれ（Δt1、Δt2）を検出する、ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載の装置において、前記評価回路（μC）は少なくとも１つの時間ずれ（Δt1、Δt2）を、最初に発生する２つの信号から検出し、第３のセンサの信号を、妥当性を高めるために使用する、ことを特徴とする装置。
【請求項６】
歩行者衝突を検出するための方法において、以下のステップを備える：
・それぞれのバンパ被覆部（１５）の内側に配置された少なくとも３つの加速度センサ（１０，１２，１３）が、それぞれ信号を形成し、
・歩行者衝突が、３つの信号のうち２つの信号の間の時間ずれに依存して検出され、
・少なくとも１つの時間ずれに基づいて衝突個所が識別される、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、それぞれの信号はそれぞれの閾値を上回ると発生することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、それぞれの信号が信号形状に依存して発生することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項記載の方法において、
少なくとも１つの時間ずれ（Δt1、Δt2）は、最初に発生する２つの信号から検出され、
第３の信号は、妥当性を高めるために使用される、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか一項記載の方法において、前記複数の信号は発生した後に重み付けされることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか一項記載の方法において、
それぞれの前記信号は時間について加算されるか、または積分され、
この最初の合計または一次積分は、衝突物体の質量検出のために使用される、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項６から１１のいずれか一項記載の方法において、
それぞれの前記信号は時間について２回加算または二次積分され、
この第２の加算または二次積分は、衝突物体の車両への侵入深度を検出するために使用される、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、独立請求項の上位概念によれば、歩行者衝突を検出するための装置および方法に関する。
【０００２】
DE 10348386 A1から、歩行者衝突を検出するために加速度センサが用いられることは既に公知である。
【０００３】
発明の開示
歩行者衝突を検出するための本発明の装置ないし方法の利点は、少なくとも３つの加速度センサからなる形態が用いられ、この３つの加速度センサがバンパ被覆部の内側に設けられていることである。この際有利には、加速度センサはそれぞれ左右に１つずつ配置され、第３の加速度センサは真ん中に配置される。この３つの加速度センサで発生する複数の信号の時間ずれを評価することによって、有利には歩行者衝突自体および衝突個所をも、より簡単に検出することができる。これらの加速度信号を評価するために評価回路が用いられ、この評価回路は、制御装置、例えばエアバック制御装置の中に配置されている。評価を部分的に加速度センサ自体で実行することもできる。
【０００４】
本発明の方法ないし本発明の装置の特徴は、その頑強性である。その他にも、例えば買い物カートのような横幅を無視できない衝突物体を、３つすべてのセンサが実質的に同時に閾値を上回るか、または場合により速度に依存する非常に短い時間差内で閾値を上回る限りにおいて、識別することができる。
【０００５】
本発明によれば、トリガする場合とトリガしない場合を確実に区別することができる。
【０００６】
本発明は、衝突個所を少なくとも３つのセンサを用いることによって検出できるという技術思想に基づく。このことは、衝突音や固体伝播音の伝播速度は、バンパ被覆部のプラスティック材では比較的遅いという事実に基づいている。これにより、衝突個所から離れた加速度センサは、衝突個所の近くに取り付けられたセンサよりも、信号を形成するのが遅くなる。
【０００７】
複数の加速度センサの少なくとも１つが衝突個所の近くにあることにより、衝突物体の車両への侵入も記録することができる。加速度センサと衝突個所の平均間隔が２０ｃｍから３０ｃｍであると特に有利であることが判明している。
【０００８】
従属請求項に記載の手段および発展形態により、独立請求項に示す歩行者衝突検出のための本発明の装置ないし方法の有利な発展が可能である。
【０００９】
特に有利には、加速度センサのそれぞれの信号は、この信号がノイズ閾値を上回ると発生する。このノイズ閾値は、予め設定されているか、または例えば速度に依存して適応的に設定される。このようなノイズ閾値は例えば３から５ｇの間にある。
【００１０】
しかし択一的に、これらの信号が所定の信号特性、つまり所定の形状を示すときに、これらの信号を発生させることもできる。このことは例えば、最大値や最小値、または別の顕著な信号形状、または加速度信号の一次または二次積分係数（Integralquotient）または微分係数（Differenzquotient）などといった所定のパラメータに依存して決定することができる。
【００１１】
さらに有利には、カウンタが設けられており、このカウンタは少なくとも１つの時間ずれを検出する。このカウンタは制御装置に配置されているタイマ素子とすることができるか、または制御装置のマイクロコントローラ内でソフトウェア技術的に実現化されている。この場合のマイクロコントローラは評価回路である。
【００１２】
有利には、最初に発生する２つの信号の時間ずれ、つまり衝突個所の最も近くに配置されている２つの加速度センサの時間ずれが検出され、第３の加速度センサとその信号は、妥当性を高めるために使用される。これにより本発明の装置ないし本発明の方法は特に頑強となる。
【００１３】
さらに有利には、これらの信号は、発生した後に重み付けされる。これに関しては、最初に信号を発生するセンサ、すなわち衝突個所に最も近いセンサが、衝突ないし衝突物体を分析するために最も重要な信号を発生するという事実が考慮される。この重み付けによって分析は格段に改善され、比較的弱い信号はさほど分析されない。
【００１４】
しかしこれらの信号は、有利には、時間について加算されるか、または積分される。ここでいう積分とは、計算技術的に可能である積分を意味している。一次積分または最初の合計を用いて、運動量保存の法則に基づき、衝突物体の質量検出または推定が行われる。ここで、二次積分をおこなうか、または合計を２回加算すれば、この第２の合計または二次積分は、衝突物体の車両への侵入深度を検出するために、有利に使用される。この侵入深度に関して、その他にも識別が困難な物体、例えば人間のように柔らかくて重たいものや、堅いものから軽いものも適切に区別することができる。これは、重い物体は軽い物体よりも、所定の速度においてバンパに深く侵入するからである。
【００１５】
本発明の実施例を図示し、以下詳細に説明する。
図１は、本発明の装置の配置図である。
図２は、第１のブロック回路図である。
図３は、加速度時間線図である。
図４は、第２のブロック回路図である。
図５は、フローチャートである。
【００１６】
発明の詳細な説明
歩行者衝突を検出するための加速度センサについては既に説明した。ここでは、トリガする場合とトリガしない場合を頑強に分離するという問題が発生する。とりわけここでは衝突オフセット検出が必要である。なぜならバンパの剛性は、車両の横方向に沿って変化するためであり、同じ１つの衝撃物体による複数のセンサ信号は、速度が同じであればオフセットに依存する。この問題は、本発明の装置ないし本発明の方法によれば、バンパ被覆部に配置された少なくとも３つの加速度センサを用いることよって解決される。ここでは、加速度センサ信号の時間ずれが評価される。
【００１７】
図１は、本発明の装置の概略配置図である。ここでは広範囲にわたってプラスティックで構成されたバンパ被覆部１５に、３つの加速度センサ１０，１２，１３が配置されている。これらの加速度センサは、例えば留め具によって、バンパ被覆部１５にねじ留めされている。加速度センサ１０，１２，１３の後方に、車両のバンパ支持体（Biegetraeger）１４が設けられている。破線によって信号の広がりが示されている。センサ同士の間には、間隔Lが設けられている。
【００１８】
衝突が個所Ａで起こった場合、センサ１０が第１のセンサとして、時間t0のときに信号を送出する。次にセンサ１２は、時間ずれΔt121=L/cを以て信号を送出する。ここでLはセンサ１０との間隔であり、cはバンパ内の固体伝播音の伝播速度である。センサ１３は、時間ずれΔt132=2L/cを以て信号を送出する。
【００１９】
衝突が個所Ｂで起こった場合、ここでもセンサ１０が最初の信号を、開始時点t0で送出する。センサ１２は、時間ずれΔt121=d/c < L/cを以て信号を送出する。センサ１３は、時間ずれΔt132=(d+L)/c < 2L/cを以て信号を送出する。間隔dは、センサ１２と衝突個所との間隔である。
【００２０】
衝突が個所Ｃで起こった場合、今回はセンサ１２が最初の信号を、開始時点t0で送出する。センサ１０は、時間ずれΔt101=(L-d)/cを以て信号を送出し、ここで衝突個所Ｃとセンサ１０との間隔はL-dである。センサ１３は、ここでも時間ずれΔt132=(d+L)/cを以て信号を送出する。
【００２１】
ここでは、衝突物体の水平の広がりは無視できることが前提である。これらの事例およびΔt121とΔt132の関係の計算は、間隔dであるオフセット検出の際に利用される。
【００２２】
図２は、ブロック回路図において、信号とカウンタがどのように相互作用するかを示す。ブロック２０において、例えば個所Ａで衝突が起こった場合、加速度センサ１０が信号を形成する。これにより、タイマ２１がスタートする。このタイマは、センサ１２がブロック２２で信号を発生するまで時間ずれΔt121を測定する。続いてこのタイマは、加速度センサ１３がブロック２４で信号を発生するまで、ブロック２３でさらに時間ずれΔt132を測定する。
【００２３】
図３は、このことを加速度線図において示したものである。曲線３１はここでは、衝突が個所Ａで起こった場合のセンサ１０の加速度信号を示す。時点t0において、信号３１がノイズ閾値３０を上回る。これにより時点t0でタイマがスタートする。このタイマは、線３２で示されるセンサ１２の信号もノイズ閾値３０を上回るまで、時間ずれΔt1を測定する。しかしタイマはさらに、センサ１３の信号３３もノイズ閾値３０を上回るまで、時間ずれΔt2を測定する。時間を測定するために、ノイズ閾値の代わりに別の信号特性を使用することも可能である。
【００２４】
図４は、別のブロック回路図で本発明の装置を示す。加速度センサ１０，１２，１３は、２芯ケーブルを介して制御装置ＥＣＵに接続されている。加速度センサ１０，１２，１３は各自のデータをデジタル信号として、例えばマンチェスター符号化を用いて、制御装置ＥＣＵに伝送される。加速度センサ１０，１２，１３は、既に各自の構成素子内で予備処理を行うこともできる。加速度センサ１０，１２，１３は、既に閾値を自ら検査することができるか、またはこの検査を制御装置ＥＣＵがマイクロコントローラμCを用いて行う。簡素化のために、ここでは制御装置の中にインターフェース構成素子および、イグニッション回路制御装置などの別の構成素子は示されていない。なぜなら、これらは本発明の理解のために重要でないからである。マイクロコントローラμCは加速度センサ１０，１２，１３の信号を本発明に従って評価し、これに依存して歩行者保護装置ＦＧＳを制御する。時間ずれを検出するために、マイクロコントローラμCはタイマ素子４０を使用する。択一的にタイマを、ソフトウェア技術的にマイクロコントローラμC自体によってエミュレートすることができる。
【００２５】
図５に基づいて、すなわち図示のフローチャートに基づいて、図４による本発明の装置で実行される本発明の方法を詳細に説明する。方法ステップ５００において、衝突個所の最も近くに位置するセンサが信号を形成する。ここでの信号発生は、この信号が所定の閾値、ここではノイズ閾値を超えていることを意味する。さらにカウンタが方法ステップ５０１でスタートする。このことは、例えばタイマ素子４０によって実現され、このタイマ素子はマイクロコントローラμCによってスタートされる。衝突に続いて、センサ１２および１３もまた、それぞれ第２および第３の信号を形成する。カウンタ４０を用いて、時間オフセットが決定される。時間ずれに基づいて、衝突個所および衝突自体を検出することができる。このことは方法ステップ５０３で実行される。方法ステップ５０４では、ここではオプションとして、というのもこれは場合によっては必要ではないからだが、加速度センサの一次積分が検出され、これにより運動量保存の法則に基づいて、衝突物体の質量を推定することができる。このことは方法ステップ５０４で実行される。信号として、有利には最初に発生する信号が用いられる。別のオプションとして、ここでは方法ステップ５０５において二次積分が形成され、衝突物体の侵入深度を検出する。これについては、衝突物体の特徴付けが可能である。ここではマイクロコントローラμCを用いて実行することができる積分のかわりに、別の加算技術を使用することもできる。積分が、演算装置が実行できる類のものを意味することは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の装置の配置図である。
【図２】図２は、第１のブロック回路図である。
【図３】図３は、加速度時間線図である。
【図４】図４は、第２のブロック回路図である。
【図５】図５は、フローチャートである。
【図１】
2009523087.tif 000003
【図２】
2009523087.tif 000004
【図３】
2009523087.tif 000005
【図４】
2009523087.tif 000006
【図５】
2009523087.tif 000007
【国際調査報告】
2009523087.tif 000008
2009523087.tif 000009
2009523087.tif 000010
2009523087.tif 000011