(57)【要約】【課題】本発明の基礎をなす目的は、自動車と人とのより信頼できる衝突検出方法を提供することである。【解決手段】本発明は、衝突事件のために所定の評価時間の間に加速度センサ（１０、１２）により出力される加速度値の評価が開始される衝突事件を類別する方法に関し、出力された加速度値から、速度値および距離値を決定するステップ、上記加速度値、上記速度値、および上記距離値の各々に関して、上記衝突事件を、複数のカテゴリーの１つに分類するステップ、および、加速度値、速度値、および距離値に関して上記衝突事件が各々分類された上記カテゴリーにより上記衝突事件を類別するステップを含む方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突事件により、所定の評価時間の間に、加速度センサ（１０、１２）により出力される加速度値の評価が開始される衝突事件を類別する方法であって、
出力された上記加速度値から、速度値および距離値を決定するステップ；
上記加速度値、上記速度値、および上記距離値の各々に関して、上記衝突事件を、いくつかのカテゴリー「緩やかな衝突」、「歩行者衝突」、および「激しい衝突」の１つに分類するステップ；および
上記加速度値、上記速度値、および上記距離値に関して上記衝突事件が各々分類された上記カテゴリーにより上記衝突事件を類別するステップ
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、自動車のバンパー（１４）の領域に配置された少なくとも２つの加速度センサ（１０、１２）のうちの１つの上記加速度値、上記速度値、および上記距離値を基準に、加速度、速度、および距離に関して、上記衝突事件の分類が行われることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、加速度、速度、および距離に関して、上記衝突事件の分類が、上記衝突事件に最初に応答したか、またはその加速度センサの加速度値が最初に所定の作動閾値を超えた上記加速度センサ（１０）の上記加速度値、上記速度値、および上記距離値を基準に行われることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の方法であって、上記衝突事件の分類が、所定の評価時間の一部の間の上記加速度値に関して行われることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の方法であって、
衝突事件が
（ｉ）上記衝突事件が、上記速度値および上記距離値の両方に関してカテゴリー「歩行者衝突」に各々の場合分類されるか、または
（ii）上記衝突事件が、上記速度値および上記距離値に関してカテゴリー「激しい衝突」に各々の場合分類され、上記加速度値に関してカテゴリー「緩やかな衝突」に分類されるとき、
人との衝突として類別されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の方法であって、上記衝突事件の分類が、上記加速度値、速度値、および距離値の最小値、最大値、および／または範囲が各々対応する閾値を超えるか否かにより、加速度、速度、および距離に関して行われることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、上記閾値のレベルが、各々の場合において、上記加速度センサ（１０）に対する衝突位置に依存し、その衝突が中央衝突かまたは非中央衝突かに依存することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の方法であって、上記加速度センサ（１０）に対する上記衝突の位置が、自動車のバンパー（１４）の領域に配置され、互いに横方向に離れて配置された２つの加速度センサ（１０、１２）の加速度値に関して決定されることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
（ａ）２つの上記加速度センサ（１０、１２）により出力される信号の形状が互いに実質的に異ならない；
（ｂ）１つの上記加速度センサ（１０）の上記加速度値の変化が、他の加速度センサ（１２）の上記加速度値の変化と実質的に異ならない；および
（ｃ）１つの上記加速度センサ（１０）の上記加速度値と他の上記加速度センサ（１２）の上記加速度値との差が、上記加速度値自体の範囲の中にないと、
衝突事件が中央衝突として類別されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の方法であって、上記評価時間の間に出力される上記加速度値が、乗り物の速度および乗り物のタイプに依存する較正係数により乗算されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の方法であって、出力された上記加速度値の最小値を引くことにより、上記評価時間の間に出力される上記加速度値が平均化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】
本発明は衝突事件の類別方法に関し、特に、加速度センサにより出力される加速度値を評価することにより、歩行者などの人と自動車との衝突事件を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバンパーの領域に配置された２つの加速度センサを用いて１台の自動車ともう１台の自動車との衝突を検出する複数の方法が知られている。これらの方法により、衝突の評価ができ、衝突の評価により乗り物の搭乗者を保護するパッシブセーフティ手段が作動できる。
【０００３】
自動車のより新しい安全基準は、自動車の外部に位置して、自動車に衝突される人を保護するアクティブセーフティ装置を必須にしている。致死的結末の衝突となることを防ぐために、適切な安全装置により、例えば自動車により衝突された人の頭部が自動車に衝突することによる力を減少させる。この目的のために設けられた安全装置は、例えば、自動車と人との衝突の際に、エンジンフードを上げることができ、それにより、エンジンフードとエンジンブロックとの間の間隔が増し、人の頭部がエンジンブロックに達するのが防がれる。
【０００４】
従来の衝突検出方法は、衝突の評価の正確性が不足しているために、自動車の外部に位置し、自動車により衝突された人を保護する安全装置を作動させるのに適していない。
【０００５】
評価の正確性の不足は、一方では、自動車と自動車との衝突の際に計測される加速度値が、以下で歩行者衝突と呼ぶ自動車と人との間の衝突の際の加速度値と比較して、実質的に広い範囲をとる事実に起因し、対応する検出方法が、歩行者衝突の検出に関連する計測範囲では粗すぎる計測分解能しか有しないようになっている。
【０００６】
さらに、エアバッグは、あまり激しくない衝突よりも、特に激しい自動車／自動車衝突事件ではより速く作動する。しかし、歩行者衝突事件では、安全手段の作動は、自動車が実際に人と衝突するときのみに作動すべきであり、金属柱、木、雪の山、スーパーの買い物カート、または他の乗り物などの人より柔らかいか、硬いか、または重い対象物との衝突の際には作動すべきでない。従来の検出方法は、全てのあり得る衝突事件のうち、この比較的狭い範囲での必要な感度を提供しない。
【０００７】
さらに、既知の衝突検出システムの加速度センサは、例えば、特定の速度の自動車および／または自動車のバンパーの特定の位置に於ける衝突の発生の際、または人間以外の対象物と自動車との衝突の際にも、ある状態の歩行者衝突の際に出力される信号と同様の信号を出力する。したがって、安全装置の誤作動の危険性は、従来の検出方法では、容認しがたい程高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の基礎をなす目的は、自動車と人との衝突を検出するより信頼できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を満たすために請求項１の特性をもつ方法が提供される。
【００１０】
本発明にかかる方法では、加速度センサにより所定の評価時間の間に出力される上記加速度値の評価は、衝突事件により開始され、
出力された加速度値から速度値および距離値を決定するステップ；
上記加速度値、上記速度値、および上記距離値の各々に関して、上記衝突事件をいくつかのカテゴリー、特に「緩やかな衝突」、「歩行者衝突」、および「激しい衝突」の１つに分類するステップ；および
上記衝突事件が、上記加速度値、上記速度値、および上記距離値に関して各々分類されたカテゴリーに依存して上記衝突事件を類別するステップ
を含む。
【００１１】
本発明にかかる方法により、自動車と、人、例えば歩行者との衝突を、自動車と、例えば人との衝突により生じた信号出力と似た信号出力を生じうる人以外の対象物との衝突から区別できるようになる。そのような対象物は、例えば、金属の柱、プラスティックの管、ゴミ箱、スーパーの買い物カート、木、雪の山等である。
【００１２】
本発明にしたがって、自動車と人との衝突の特に信頼できる検出は、結果として可能である。すなわち、衝突は、特に高い信頼性をもって歩行者衝突として認識される。
【００１３】
本発明にしたがって、自動車と衝突する人の保護のための安全装置が作動しない危険性がこのように減らせるだけでなく、歩行者衝突として誤って類別される衝突事件の結果として、安全装置が不必要に作動するリスクも減らせる。
【００１４】
これにより、究極的に、すなわち、一方では自動車により衝突された人の改善された保護により、他方では誤って作動した安全装置により自動車運転手が動転するリスクが減少することにより、道路交通の安全性が増すばかりでなく、安全装置の誤作動により被るかもしれない不必要な修理費用を避けられる。
【００１５】
本発明にかかる方法は、自動車のバンパーの領域に配置された加速度センサの既知の配置の助けにより実行できる。この方法で、本発明にかかる方法は、既に存在しているシステムで実現できる。
【００１６】
衝突事件を評価する正の加速度値のみを使用する従来の衝突検出方法と対照的に、実際には加速の兆しにかかわりなく、本発明にかかる方法は全体の加速度信号の評価に基づく。
【００１７】
本発明の有利な実施の形態は、従属請求項、発明を実施するための最良の形態、および図からわかる。
【００１８】
好ましい実施の形態に従って、自動車のバンパーの領域に配置され、特に互いに横方向に間隔をおいて配置された少なくとも２つの加速度センサの１つの加速度値、速度値、距離値を基準に、加速、速度、および距離に関する衝突事件の分類が行われる。評価するデータの量はこうやって減らされ、これにより衝突事件のより速い類別が達成される。これにより、自動車と人との衝突に関する安全手段が特に速く作動できる。
【００１９】
加速度、速度、および距離に関する衝突事件の分類は、衝突事件に最初に応答する上記加速度センサ、または両加速度センサが同時に応答した場合は、加速度値が所定の作動閾値を最初に超えた加速度センサの加速度値、速度値、および距離値を基準にして行われる。
【００２０】
衝突事件の分類は、所定の評価時間の一部分の間の加速度値に関して有利に行われる。衝突事件の分類は、例えば、評価時間の最初の半分の間の加速度値に関して、このように行うことができる。これにより、検出された衝突事件が、全てにおいて、歩行者衝突として考えることができるかどうかの特に速い仮推定が可能になる。評価を続けるか中止するかのこの仮推定を基準にして前決定が行われる。
【００２１】
仮推定または前決定は、数ミリ秒の間に行うことができる。所定の評価時間の長さは、例えば、合計で約１０ｍｓになり、加速度値に関する衝突事件の分類は最初の５ｍｓの間に行われる。加速度値は、加速度センサから１ｍｓ-1の割合で読み取ることができる。
【００２２】
衝突事件は、（ｉ）衝突事件が、速度値および距離値の両方に関してカテゴリー「歩行者衝突」に各々の場合分類されるか、または（ii）衝突事件が、速度値および距離値に関してカテゴリー「激しい衝突」に各々の場合分類され、加速度値に関してカテゴリー「緩やかな衝突」に分類されるとき、好ましくは人との衝突として類別される。衝突事件の、これらの基準に従った歩行者衝突としての類別は、特に信頼できることが証明されている。
【００２３】
別の実施の形態に従って、加速度、速度、および距離に関しての衝突事件の分類は、加速度値、速度値、または距離値の最小値、最大値、および最小値と最大値との差が、各々対応する閾値を超えるか否かにより行われる。
【００２４】
閾値のレベルは、好ましくは、加速度センサに対する衝突の位置に依存し、特に中央衝突か、非中央衝突かに依存する。自動車のバンパーの端部領域で発生する衝突は、非中央または「コーナー」衝突に指定されるけれども、中央または「センター」衝突は、バンパーの中央領域で発生すると理解される。
【００２５】
加速度センサに対する衝突の位置は、自動車バンパーの領域に配置され、特に、互いに横方向に間隔をおかれて配置された２つの加速度センサの加速度値に関して決定できる。衝突の位置の決定は、所定の評価時間の一部の間、例えば、評価時間の最初の半分以内に有利に行われる。
【００２６】
衝突の位置の決定は、衝突事件の分類に使用され、前に説明した閾値の照合を可能にするだけでなく、自動車と衝突した人を保護する安全装置を局所的に限定して作動させることが任意で可能になる。例えば、右側のコーナーの衝突では、安全装置の右側の一部のみを作動させるだけで十分である。この方法で不要な安全装置の部分の不必要な作動を避けることができる。
【００２７】
（ａ）２つの加速度センサにより出力された信号の形が、互いに実質的に異ならない時；（ｂ）１つの加速度センサの加速度値の変化が、他の加速度センサの加速度値の変化と実質的に異ならない時；および（ｃ）１つの加速度センサの加速度値と他の加速度センサの加速度値との差が、加速度値自体の領域内に無い時、衝突は好ましくは中央衝突として類別される。
【００２８】
第１の基準は加速度信号の質的解析に基づき、例えば、両加速度センサの信号が同時に増加するかまたは同時に減少した時に満たされる。１つの加速度センサの信号の変化が、合計で他のセンサの信号の変化の約２倍以下の時、第２の基準が満たされる。最後に１つの加速度センサの値と他の加速度センサの加速度値との差が、合計で各加速度センサにより出力される値の約半分である時、例えば、２つの加速度センサの信号がほぼ同じの時、第３の基準が満たされる。従ってこれは量的基準である。
【００２９】
別の実施の形態に従って、評価時間の間に出力される加速度値は、乗り物の速度および乗り物のタイプ、またはバンパーの構造に依存した較正係数により乗算される。較正係数による乗算は、速度値および距離値が加速度値から決定される前に有利に行われる。加速度値の較正のために、乗り物の速度および乗り物のタイプは、加速度値の較正に続く較正された加速度値、速度値、および距離値の評価には考慮されない。したがって、衝突事件の類別は実質的に簡素化されて、さらに速く実行できる。
【００３０】
別の実施の形態にしたがって、評価時間の間に出力される加速度値は、特に出力された加速度値の最小値を引くことにより平均化される。平均化は、速度値および距離値を決定する前に、有利に同じように行われる。この方法の信頼性と、特に歩行者衝突の正確な識別の安全性とは、平均化によりさらに増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、有利な実施の形態および添付の図を参照して発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
センサ装置は、自動車のフロントバンパー１４の領域に配置された２つの加速度センサを含む。バンパー１４は、自動車の走行方向に対して横方向に延在し、走行方向に対して、エネルギー吸収発泡材料２０、例えば、発泡ポリプロピレンからできた発泡体に側面が面して設けられる金属キャリア１８を持ち、発泡体は外皮２２に覆われる。
【００３３】
図から分かるように、加速度センサ１０、１２は、加速度センサ１０、１２が、走行方向１６に対して互いに横方向に間隔をおかれるように、バンパー１４の金属キャリア１８に取り付けられる。加速度センサ１０、１２は、電気リード２４を経由して評価ユニット２６に接続され、評価ユニット２６は加速度センサ１０、１２により出力される信号を評価する役目をする。
【００３４】
加速度センサ１０、１２により出力される信号は、バンパー１４の加速度と相関し、したがって、自動車全体の加速度と相関し、加速度センサ１０、１２により検出される電圧値であってもよい。加速度センサ１０、１２により出力される信号も、ここでは、対応して加速度値と呼ぶ。
【００３５】
加速度センサ１０、１２により出力される加速度値は、評価ユニット２６に助けられて監視され、本発明にかかる方法に従って、自動車と対象物との衝突に関して評価される。この評価は、衝突事件の類別の目的のために行われて、特に、歩行者衝突、すなわち自動車と人、例えば歩行者との衝突が発生したか否かを決定するために行われる。
【００３６】
自動車と人との衝突が発生した場合、評価ユニット２６は、自動車により衝突された人を保護するための適切な安全手段を作動させる安全装置２８に作動信号を出力する。これらの安全手段は、例えば、自動車のエンジンフードを上げて、エンジンフードとエンジンブロックの間の間隔を増やし、したがって、人がエンジンフードを通ってエンジンブロックに達するのを防ぐ。
【００３７】
本発明にかかる衝突事件を類別する方法を以下でより詳細に説明する。
【００３８】
加速度センサ１０、１２は、一定時間ごとに評価ユニット２６により読み取られて、自動車の加速度を監視する。示されている実施の形態では、加速度値はミリ秒ごとに記録される。しかし、一般的に加速度センサ１０、１２は、安全装置２８の要求に依存して、特にそのアクチュエータシステムの速度に依存して、より低速で、またはより高速でも読み取られる。したがって、読み取り速度は、例えばより低速なアクチュエータシステムの場合よりも、より高速なアクチュエータシステムの場合の方が低速に選択できる。
【００３９】
最後に読み取られた加速度値は、評価ユニット２６の中で、各々前の加速度値と比較される。現在の加速度値がその前の加速度値と著しく異なると、すなわち、現在の加速度値とその前の加速度値との差が所定の較正された作動閾値を超えると、衝突事件が発生したと見なされ、加速度値のさらなる評価が所定の評価時間の間に開始される。示されている実施の形態では、評価時間は合計で１０ｍｓになる。しかし、一般的に、評価時間は、安全装置２８の要求に応じて、特にアクチュエータシステムの速度に応じて、それより短くても長くてもよい。したがって、評価時間は、例えば低速のアクチュエータシステムの場合より、高速のアクチュエータシステムの場合の方が長くてもよい。
【００４０】
さらなる評価のために、バンパー１４に関する衝突の位置、すなわち加速度センサ１０、１２に対する衝突の位置、すなわち、バンパー１４の中央領域で衝突が発生したか否か、またはバンパー１４の端部領域で衝突が発生したか否かが決定される。したがって、衝突は「センター衝突」または「コーナー衝突」として指定される。
【００４１】
衝突位置の決定は、所定の評価時間の一部の間、本実施の形態では評価時間の最初の半分の間、すなわちさらなる評価の開始後の最初の５ｍｓの間に、両加速度センサ１０、１２の加速度値の評価により行われる。以下の３つの条件が満たされると、衝突はセンター衝突として類別される。
（ａ）２つの加速度センサ１０、１２により出力される評価値の形状が、互いに実質的に異ならない、すなわち、１つの加速度センサ１０の加速度値が増えると、他の加速度センサ１２の加速度値も増える場合、およびその逆の場合；
（ｂ）１つの加速度センサ１０の加速度値の変化、すなわち信号強度の変化は、他の加速度センサ１２の加速度値の変化と実質的に異ならない。１つの加速度センサ１０の加速度値の変化が、合計で他の加速度センサ１２の加速度値の変化の約２倍より多くない限り、これは本実施の形態の場合である；および
（ｃ）１つの加速度センサ１０の加速度値と他の加速度センサ１２の加速度値との差、すなわち、センサ間の信号の変化が、加速度値自体の範囲に収まらない。その差が合計で加速度センサ１０、１２の加速度値の約半分未満である限り、これは本実施の形態の場合である。すなわち、この条件は、加速度センサ１０、１２により出力される加速度値が総計でほぼ等しいときに満たされる。
【００４２】
他の全ての場合は、衝突はコーナー衝突に類別される。
【００４３】
以下の評価ステップに関して、２つの加速度センサ１０、１２のうちの１つのみの加速度値が考慮され、実際には上記加速度センサ１０、１２のうちの最初に衝突事件を検出した１つのみの加速度値が考慮される。加速度センサ１０、１２が同時に衝突を検出した場合には、加速度値の変化が、較正された最少加速度閾値を超える上記加速度センサ１０、１２の加速度値がさらなる評価に使用される。加速度値がさらなる評価に使用される加速度センサを、以下では第１の加速度センサ１０と呼ぶ。
【００４４】
衝突位置の決定後、評価時間の間に第１の加速度センサ１０から出力された加速度値は、較正係数により乗算され、格納される。衝突を分類するときには、本発明にかかる方法が実施されて自動車の速度に依存する自動車のタイプに較正係数が合わされる。速度に依存した較正係数による加速度値の較正により、衝突事件の類別に関する乗り物の速度は、以下の方法のステップではもう考慮する必要がない。
【００４５】
検出された衝突事件が完全に歩行者衝突と考えられるか、第１の加速度センサ１０の較正された加速度値の最初の半分、この場合最初の５つの加速度値はその最小値、その最大値、およびその範囲、すなわち最小値と最大値との差、に関して評価され、カテゴリー「緩やかな衝突」、「歩行者衝突」、および「激しい衝突」の１つへの衝突の分類が、評価結果を基準に行われる。
【００４６】
このプロセスでは、加速度値の小さい最小値と小さい最大値とをもち、狭い範囲の加速度値をもつ衝突事件は、「緩やかな衝突」として分類され、加速度値の大きい最小値と大きい最大値とをもつ衝突事件、または広い範囲の加速度値をもつ衝突事件は「激しい衝突」として分類される。
【００４７】
加速度値の最小値、最大値、および範囲が、カテゴリー「緩やかな衝突」および「激しい衝突」の対応する閾値の間になる衝突事件は、対照的に、カテゴリー「歩行者衝突」に分類される。このプロセスでは、カテゴリー「緩やかな衝突」および「激しい衝突」の閾値のレベルは、検出された衝突事件がセンター衝突かコーナー衝突かによる。
【００４８】
所定の評価時間の間に、第１の加速度センサ１０により出力される全ての加速度値が評価ユニット２６の中に存在するようになるとすぐにこれらの値の最小値が決定され、他の加速度値から差し引かれる。この方法で、評価時間の間に出力される第１の加速度センサ１０の加速度値が、正の加速度値に変換され、それはある程度平均化されている。
【００４９】
この場合、加速度値の平均化が、前に説明した加速度値の較正の後で、行われる。しかし、最初に加速度値を平均化して、次に較正することも、一般的に可能になる。
【００５０】
対応する速度値は、第１の加速度センサ１０の、較正され、平均化された加速度値から単純統合または加算により決定され、対応する距離値は二重積分または加算により決定される。
【００５１】
加速度値に関しての方法と似た方法で、決定された速度値も、それらの最小値、最大値、および範囲に関して評価される。決定された速度値が対応する１組の所定の速度閾値を超える時間により、衝突事件は、カテゴリー「緩やかな衝突」、「歩行者衝突」、および「激しい衝突」の１つに分類される。速度閾値のレベルは、類別される衝突事件がセンター衝突かまたはコーナー衝突かにより、同様に変化する。
【００５２】
これに対して、決定される距離値も、それらの最小値、最大値、および範囲に関して評価される。距離値が１組の所定の距離閾値を超える時間により、類別される衝突事件が、カテゴリー「緩やかな衝突」、「歩行者衝突」、および「激しい衝突」の１つに分類される。距離閾値のレベルも、センター衝突かまたはコーナー衝突かに依存する。
【００５３】
評価される衝突事件の分類が加速度値、速度値、および距離値に関して行われた後、衝突事件の最後の類別が、衝突事件の加速度、速度、および距離に関して各々行われた分類を基準にして行われる。
【００５４】
このプロセスでは、衝突事件は、以下の２つの条件のうち１つが満たされたとき、自動車と人との衝突として類別される。
（ｉ）衝突事件が、各々の場合、速度値および距離値の両方に関して、カテゴリー「歩行者衝突」に分類される場合。
（ii）衝突事件が、各々の場合、速度値および距離値に関して、カテゴリー「激しい衝突」に分類され、加速度値に関してカテゴリー「緩やかな衝突」に分類された場合。この条件は、とりわけ、自動車により衝突された対象物が、最初の柔らかい対象物から硬い対象物に変化する場合、例えば、後から自動車に衝突された人の場合のような場合に関する。
【００５５】
全ての他の場合、衝突事件は非歩行者衝突として類別される。
【００５６】
任意で作動する安全手段を作動させる決定は、衝突事件の最後の類別を基準にして行われる。「歩行者衝突」としての衝突事件の類別に際し、例えば、安全装置２８が、乗り物により衝突された人の保護のために作動し、安全装置は、自動車のエンジンフードを上げる機能を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明にかかる方法を実行するセンサ配置を示す概略断面図
【符号の説明】
【００５８】
１０  加速度センサ
１２  加速度センサ
１４  バンパー
１６  走行方向
１８  金属キャリア
２０  発泡材料
２２  外皮
２４  電気リード
２６  評価ユニット
２８  安全装置
【図１】
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