(57)【要約】  加速度値を受信し、また乗員サイズを示す信号を受信するステップを含む負荷制限付き拘束システムの作動方法。受信した乗員サイズを示す信号は乗員及び拘束システムにかかる負荷を予測するために加速度値と結合される。負荷の予測値が負荷予測値を超えると負荷制限装置が作動されてシートベルトにかかる負荷を徐々に減少させ選択的に解除する。
2009500236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷制限付き拘束システムを作動する方法であって、
ａ）加速値を受信し、
ｂ）乗員のサイズを示す信号を受信し、
ｃ）受信した加速値及び乗員サイズを示す信号に基き拘束システムにかかる負荷を予測し、
ｄ）負荷の予測値がしきい値を超えるとそれに応答して拘束システムの負荷制限装置を作動する信号を発生するステップより成る負荷制限付き拘束システムの作動方法。
【請求項２】
負荷が複数の乗員サイズについて負荷しきい値を超えることを示す加速度ピーク値を求めるステップを含む請求項１の方法。
【請求項３】
複数の乗員サイズの各々につき異なるピーク加速値を含む請求項２の方法。
【請求項４】
負荷が複数の乗員サイズについて負荷しきい値を超えることを示す加速度しきい値を求めるステップを含む請求項２の方法。
【請求項５】
複数の乗員サイズの各々につき異なる加速度しきい値を含む請求項４の方法。
【請求項６】
ステップｄ）が、加速度ピーク値及び加速度しきい値のうちの一方が負荷しきい値に対応する値を超えるとそれに基づき負荷制限装置を始動するステップを含む請求項４の方法。
【請求項７】
乗員サイズは複数の乗員サイズのカテゴリーより成る請求項１の方法。
【請求項８】
ステップｄ）が、時間遅延を求め、時間遅延が時間しきい値を超え負荷予測値が負荷しきい値を超えるとそれに応答して前記信号を発生するステップを含む請求項１の方法。
【請求項９】
乗員サイズは座席の位置を用いて求められる請求項１の方法。
【請求項１０】
乗員サイズは乗員の体重を用いて求められる請求項１の方法。
【請求項１１】
負荷制限装置はベルト拘束手段を選択的に解除するように作動されるシートベルト予張装置である請求項１の方法。
【請求項１２】
加速度値は実質的に縦方向で測定される加速度である請求項１の方法。
【請求項１３】
拘束装置にかかる負荷を予測する方法であって、
ａ）加速度を示す信号を受信し、
ｂ）加速度を示す信号に基づき複数の乗員カテゴリーの負荷を求め、
ｃ）複数の乗員カテゴリーのうちの何れが適用可能であるかを判定し、
ｄ）適用可能な乗員カテゴリーにつき求めた負荷に基づき拘束装置を制御する信号を発生するステップより成る拘束装置にかかる負荷の予測方法。
【請求項１４】
ステップｄ）が、加速度ピーク値及び加速度しきい値に基づき複数の乗員カテゴリーについて負荷を求めるステップを含む請求項１３の方法。
【請求項１５】
ステップｄ）が、加速度ピーク値及び加速度しきい値のうちの一方が負荷しきい値に対応する値を超えるとそれに基づき拘束装置を制御する前記信号を発生するステップを含む請求項１４の方法。
【請求項１６】
加速度ピーク値及び加速度しきい値は最小の時間インターバルで求められる請求項１４の方法。
【請求項１７】
加速度を示す信号は縦方向の加速度を示す信号より成る請求項１３の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【０００１】
本願は２００５年７月８日付け米国仮出願第６０／６９８，２０６号に基づく優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般的に、拘束システムの装置を展開すべきか否かを判定する方法及びシステムに係り、さらに詳細には、拘束システムの装置の展開に使用される負荷の予測方法及びシステムに係る。
【０００３】
自動車は通常、衝突時に乗員を拘束するためのシートベルトを搭載している。通常、シートベルトは乗員に所望の態様でフィットする状態を維持するような張力を付与されている。通常の状態では、シートベルトはゆっくりと容易に動かすことができる。しかしながら、衝突時には、乗員を座席の定位置に保持するようにロックされる。シートベルトは、完全にロックされると乗員が損傷を受ける可能性があるため、衝撃を緩和するように乗員が伸張できるように設計されている。
【０００４】
衝突時にシートベルトの負荷を制限すると、シートベルトは最初にロックされた後、乗員が前方向に制御された態様でゆっくりと減速して移動し停止するようにその解放が制御される。ベルトにかかる負荷を制御するには衝突の激しさ及び乗員の物理的特性に関する情報が必要である。現在、乗員に対する衝突の激しさに関する情報は時間または変位に基づくものである。衝突事象の検知または衝突領域に位置するセンサーの変位からの時間がシートベルトにかかる負荷を求めるために使用され、この負荷はシートベルトを解除する速度を決定するために用いられる。
【０００５】
しかしながら、時間及び変位に基づくデータを使用するには複雑な較正技術が必要であり、プロセッサの過大な時間及び空間が必要となる。さらに、時間または車両の別の所で感知された変位から抽出される情報を用いるとそれには固有の誤差が含まれる。これら固有誤差は検知される負荷の精度を減少させ、拘束システムの性能を制限する。
【０００６】
従って、衝突時に乗員が経験する負荷を予測するための、プロセッサ時間が少なくてよく、全体プロセスを簡単化するシステム及び方法の開発が望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
拘束システムの負荷制限装置をいつ展開すべきかを判定して作動する本発明の実施例による方法及びシステムは、加速値を検知するステップを含む。検知された加速値は拘束システムにかかる負荷を予測するために乗員サイズを示す情報と結合される。その後、拘束システムにかかる負荷の予測値を所望のしきい値と比較することにより、負荷制限装置の作動特性を決定して、シートベルトを徐々に解放し、衝突時に乗員を固定する。
【０００８】
本発明の実施例による方法及びシステムは、縦方向の加速度及び乗員サイズを示す情報を用いて乗員にかかる負荷を予測する。この予測値及び情報は拘束システムを適切に制御するために負荷制限装置へ提供される。拘束システムは、衝突が検知されるとそれに応答してシートベルト拘束手段をロックした後、シートベルトを徐々に解放して乗員が経験する負荷を制限する。
【０００９】
負荷制限システムは乗員にかかる負荷を示す情報を必要とする。乗員のサイズが異なるとベルトにかかる負荷及び負荷制限装置の作動が異なる。乗員が大きければ、小さいオペレータと比較してベルト拘束手段にかかる負荷が大きくなる。この理由により、本発明の実施例による負荷制限装置はその装置が乗員のサイズに応じて所望の態様で解放されるようにする情報を提供する。
【００１０】
本発明の実施例による方法は加速度信号を受信する信号ステップを含む。加速度信号はピーク値及びしきい値に対して求められ測定される。ピーク値としきい値は複数の乗員サイズまたはカテゴリーに対するものである。これらのサイズまたはカテゴリーはそれぞれ、負荷制限アルゴリズムをトリガーする異なるしきい値及びピーク値を含む。
【００１１】
受信した加速度値は負荷制限アルゴリズムに含まれる複数のカテゴリーの各々に対する種々の決定ブロックに送られる。各カテゴリーに対して加速度をそれぞれ評価することにより展開または非展開の決定を行う。その後、これらの決定を乗員の実際のサイズと結合して、拘束システムの展開が必要か否か、もし必要であればシートベルトをどのように解放するかを決定する。
【００１２】
従って、本発明の方法及びシステムは衝突時に乗員にかかる負荷を求めるための正確で信頼性の高い手段を提供する。
【００１３】
本発明の上記及び他の特徴は以下の説明及び図面からもっともよく理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１を参照して、１０で略示する車両はシートラック１６に装着された座席１２を有する。シートベルト１４は予張システム２０に解放自在に固定されている。予張システム２０は乗員２２を座席１２に固定する。さらに、予張システム２０は衝突を示す車両１０の加速度の検出と同時にシートベルト１４を固定するように使用される。シートベルト１４は通常の運転状態の間乗員２２が動けるように作用する。車両１０の加速度により衝突が指示されると、予張システム２０はシートベルト１４をロックして締め付けるようにし、車両１０及び座席１２に対する乗員２２の運動を抑制する。
【００１５】
衝突時または矢印３０で示す方向の減速が過大になると、前方に移動する乗員によりシートベルト１４に矢印２８で示す方向の負荷がかかる。場合によっては、ベルト１４にかかるオペレータの負荷は所望の値より大きい。このため、予張システム２０は乗員２２にかかる負荷を緩和するようにシートベルト１４が選択的且つ徐々に解放されるようにする。
【００１６】
車両１０は縦方向加速度を感知するための加速度センサー１８を車両のどこかに搭載している。乗員２２のサイズは、車両の他の部分に対するシートラック１６の位置の指示のような公知のシステム及び装置により求める。運転者のサイズについては、車両を制御するために運転者はある特定の姿勢をとらなければならないため、座席の位置により比較的正確に求めることができる。従って、運転者のサイズはシートラック１６の位置により求めることが可能であり、これが運転者２２のサイズの合理的に正確な測定値を与える。
【００１７】
シートラック１６の位置は乗員サイズを示す良好な指標ではないが、その理由は乗客には車両を制御する必要がないからである。乗客側座席については、体重センサー２４により乗員２２の体重を求めた後、その体重から乗員サイズを求めて類型化する。
【００１８】
予張システム２０は衝撃を受けた時、乗員サイズにつき異なる態様で動作する。負荷レベルにより制限する方法は乗員を幾つかのグループのうちの１つに類型化する。各グループは人口の５番目、５０番目及び９５番目の百位数の乗員に対応する。これらの数は小さい乗員、通常または中間サイズの乗員または大きなサイズの乗員を表す。車両１０の所与の加速度については、シートベルト１４にかかる負荷は乗員のサイズに応じたものであることがわかる。小さな加速度では、大きな乗員は小さな乗員と比べてシートベルト１４にかかる負荷が大きい。
【００１９】
予張システム２０の負荷制限機能を制御する本発明の実施例による方法は、乗客が損傷を受ける可能性を減少するように決定された態様でシートベルト１４を徐々に解放すべく予張システムの選択的な作動を可能にする。負荷を制限する方法は、予張システム２０を乗員サイズ及び車両１０が受ける加速度に応じた態様で作動させる。
【００２０】
図２を参照して、この方法は多負荷制限決定アルゴリズム３２への入力として縦方向加速度、衝突時間及び予張システム決定を利用する。縦方向加速度は車両の中央部内に位置するセンサー１８により感知される。この例では、センサー１８は車両の乗客コンパートメント内に配置される。センサー１８を乗客コンパートメント内に配置すると、較正の必要性及び遠隔位置に加速度センサー１８を配置した場合の他の精度低下要因が実質的に除去される。
【００２１】
決定アルゴリズムは複数の乗客カテゴリーに基づいて幾つかの決定を行う。開示例では、５番目、５０番目及び９５番目の百位数を使用し、各グループについて別個の決定を行う。この決定は予張システム２０を作動するコントローラ２６へ送られる。
【００２２】
図３を参照して、該図は実施例の方法をブロックで略示する。負荷制限決定アルゴリズム３２は車両１０の加速度を示す信号３４を受信する。この加速度３４は３つのローパスフィルタ３６、３８、４０へ別個に送られる。各ローパスフィルタ３６、３８、４０は乗員サイズの所望の特定カテゴリーに合うように使用され、セットアップされる。実施例の場合、ローパスフィルタ３６は５番目の百位数に類型化された乗員に対して最適化される。ローパスフィルタ３８は５０番目の百位数に類型化された乗員に対して最適化され、ローパスフィルタ４０は９５番目の百位数に類型化された乗員に対して最適化される。ローパスフィルタ３６、３８、４０によりフィルタリングを施された加速度データはその後、加速度検出及びしきい値モジュールへ送られる。しかしながら、これは、予張システムまたはベルト未装着段階信号５４が供給される場合にのみ行われ、加速度データ３４がそれを通過できるようにする。
【００２３】
乗員カテゴリーのそれぞれにつき異なる加速度、加速度値及びしきい値を用いて、負荷制限装置の制御を決定する。このシステムは予張システム２０を制御するための負荷予測値を利用する。負荷は加速度及び乗客の質量または体重に応じた値である。乗客サイズの各カテゴリーにつき加速度が異なるため異なる負荷が発生する。負荷制限モジュールを始動する乗員の特定の負荷は本質的に一定である。しかしながら、その負荷に到達するに必要とされる加速度は乗員サイズに応じたものである。従って、負荷制限モジュール３２は種々の加速度制限値を種々の乗員サイズカテゴリーと組み合わせることにより負荷しきい値にいつ到達したかを判定する。
【００２４】
モジュール３２の例では、５番目の百位数チェックはピーク検出チェック４２と強制しきい値チェック４８を含む。ピーク検出チェックは激しい衝突事象の検出に利用される。図４を参照して、ピーク検出チェック４２は加速度の最小しきい値とデルタピーク値をタイマーと共に用いて加速度ピーク値を求める。最も高い値をある特定の期間内の他の値と比較し、その期間内にその最も高い値を超えなければその値をピークレンジとして示す。ピークレンジは加速度の最小レベルを超えた後にチェックする。加速度のこの最小レベルを継続的にモニターし、現在の加速度値とピークレンジの加速度値の間の差を利用して乗員にかかる負荷の予測にそれを利用するか否かを決定する。
【００２５】
再び図３を参照して、モジュール３２の実施例は二重パスの加速度検出値及びしきい値を含み、これらの値が負荷制限装置を作動するための正の負荷決定を行う。第１のものは特定の時間内のしきい値に基づき加速度ピーク値を検出するピーク検出アルゴリズムであり、特定所与の時間内のしきい値に基づき加速度ピーク値を検出する。
【００２６】
この検出アルゴリズムは５０番目及び９５番目の百位数の乗客カテゴリーの各々につき繰り返される。各カテゴリーは、乗客サイズと結合されて負荷制限装置の作動を促す負荷予測値に対応する異なる加速度値を必要とする。５０番目の百位数の検出は検出アルゴリズム４４及び強制しきい値ブロック５０を含む。９５番目の百位数のピークチェックはピーク検出ブロック４６及び強制しきい値ブロック５０を含む。９５番目の百位数のピークチェックはピーク検出ブロック４６及び強制しきい値ブロック５２を含む。これらの加速値はそれぞれ負荷の決定を行うために何を組み合わせるかを示すオーバーブロックを供給する。
【００２７】
任意の乗客カテゴリーの加速度しきい値のうち任意のしきい値を超えた場合、負荷制限ハードウェアを作動するための正の信号がコントローラ２６へ送られる。負荷決定５６、５８、６０は全てその乗員カテゴリーのしきい値を加速度値が超えたことを示すが、そのカテゴリーに含まれる乗員に対応する質量と組み合わされて予張システム２０の負荷制限機能の作動を必要とするような値の負荷２８を発生させる。
【００２８】
しかしながら、この点において、負荷決定５６、５８、６０は各乗員カテゴリーについて加速度パラメータを超えたことを示すにすぎない。この決定はその後予張システムのコントローラ２６へ送られる。予張システムのコントローラは、負荷制限モジュール３２により行われる決定を、負荷制限装置を作動すべきか否かを決定する際に利用される他のパラメータと結合する。これらのパラメータはベルトが実際に係合状態にあることを示す信号を含む。ベルト状態信号を利用し、そのベルトが装着または作動中でなければ、負荷制限作用は不要であることがわかる。さらに、乗員２２の特定のサイズは負荷制限装置の作動が必要か否かにと関連がある。負荷制限モジュールは、特定のカテゴリーの乗員が座席に座っているのであればその負荷を超えているという情報を与える。
【００２９】
しかしながら、その座席の実際の乗員のデータは負荷制限モジュール３２内では提供されない。そのデータは乗客サイズ論理モジュール６２によりコントローラモジュール２６において提供される。乗客サイズ論理モジュール６２は、乗客の座席のトラック位置または体重センサー２４により与えられる乗客の体重を示す情報を受ける。これらは乗客サイズを求める方法のただ２つの例であり、公知の他の方法もまた本発明の範囲内に含まれる。座席に座っている乗客の実際のサイズは、決定５６、５８、６０に関連して使用することによりシートベルト１４の徐々に行う解除を制御するために負荷制限装置を作動すべきであるという積極的な指示を決定する。
【００３０】
力が非常に小さい衝突事象では、９５番目の百位数の乗客の動作決定により負荷制限装置が使用される。これは、９５番目の百位数の乗客は負荷制限装置の作動に必要な負荷しきい値を超えるために必要な加速度が小さいからである。９５番目の百位数の大きい乗客は同一の加速度では負荷しきい値を超えない。負荷制限装置を作動すべきか否かを決定するために他のパラメータを利用する。これら他のパラメータは５４で示す予張システム決定またはベルト未装着段階決定を含む。最小時間６４、６６も多負荷制限装置を作動または係合して乗客２２をゆっくりと固定すべきであるかの決定を行う際に利用される。これら全てのパラメータが所望の基準を満たす場合、多負荷制限展開決定７０がコントローラ２６へ送られ、これにより予張システム２０が特定の乗員サイズの条件下にベルト２４を徐々に解放する態様で予張システム２０の動作を可能にする。
【００３１】
従って、本発明による負荷制限決定方法はシートベルト予張システムの負荷制限モジュールの展開に用いる乗員にかかる負荷の予測を可能にする。これはさらに別のコンポーネントを使用することなく既存のセンサー及び情報を用いることにより達成される。
【００３２】
本発明を好ましい実施例につき説明したが、当業者は本発明の範囲内にはある特定の変形例及び設計変更が含まれることを認識するであろう。そのため、頭書の特許請求の範囲は本発明の真の範囲及び内容を決定するために検討する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例によるシステムの概略図である。
【図２】本発明の方法の主要部を示すブロック図である。
【図３】本発明による多負荷制限展開決定を説明するブロック図である。
【図４】本発明に従って負荷制限値を決定するために使用される加速度ピーク値及び加速度しきい値を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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