(57)【要約】加速度を感知する少なくとも１つのセンサの他に、事故の際に生じる超音波信号を評価する少なくとも１つの超音波センサＵＳを内蔵した拘束システムが記載されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度を感知する少なくとも１つのセンサと少なくとも１つの別のセンサとを備えた、拘束手段を有する拘束システムにおいて、
前記少なくとも１つの別のセンサは事故の際に生じる超音波を感知する電気音響変換器（超音波センサＵＳ）であり、該電気音響変換器の出力信号から前記拘束手段（ＡＢ）に関するトリガ基準が導出可能であることを特徴とする拘束システム。
【請求項２】
前記超音波センサ（ＵＳ）の出力信号に対して閾値（Ｓ１）を予め設定することができ、該閾値（Ｓ１）の超過が前記拘束手段（ＡＢ）のトリガ基準として評価される、請求項１に記載の拘束システム。
【請求項３】
前記超音波センサ（ＵＳ）の出力信号には、前記拘束手段（ＡＢ）に関するトリガ基準を得るために、積分、窓積分、帯域フィルタリング、又はこれらの処理の組合せが施される、請求項１に記載の拘束システム。
【請求項４】
前記超音波センサ（ＵＳ）が第１のエアバッグ制御装置（ＡＣＭ）の中に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の拘束システム。
【請求項５】
前記超音波センサ（ＵＳ）が乗員センシングを担当する第２のエアバッグ制御装置（ＡＯＳ）の中に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の拘束システム。
【請求項６】
前記超音波センサ（ＵＳ）は車両内において前記第１及び第２のエアバッグ制御装置（ＡＯＳ，ＡＣＭ）から空間的に分離して配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の拘束システム。
【請求項７】
前記閾値（Ｓ１）が少なくとも或る時間間隔（ΔＴ）の間超過されているときにのみ前記拘束手段（ＡＢ）に関するトリガ基準が満たされるように、超音波センサ（ＵＳ）の出力信号に対して時間閾（時間間隔ΔＴ）が設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載の拘束システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度を感知する少なくとも１つのセンサと少なくとも１つの別のセンサとを備えた、拘束手段を有する拘束システムに関する。
【０００２】
従来技術による拘束システムは、トノー内のトンネル上において又は車両外縁部の周辺センサ、例えばＢピラー内の周辺センサによって測定される加速度によって、拘束手段のトリガを決定する。誤ったトリガを避けるために、通常はそれぞれのセンシング方向に２つの加速度センサが使用される。両方のセンサの信号が相互に比較され、両方のセンサが有意な加速度信号を測定しているときにのみ、例えばエアバッグのような拘束手段のトリガが許可される。この種の拘束システムはＤＥ  １９７  ３９  ６５５  Ａ１から公知である。この公知の拘束システムでは、加速度を感知する第１のセンサが設けられており、このセンサの出力信号から第１のトリガ基準が導出される。第２のトリガ基準は少なくとも１つの別のセンサの出力信号から得られる。それゆえ、拘束システムの高い動作安全性を達成するため、及び特に誤ったトリガを避けるためには、つねに少なくとも２つの複雑なセンサシステムが必要である。
【０００３】
ＤＥ  １９７  ４５  ３０９  Ａ１からは、自動車安全システムをトリガするための事故センサが公知である。これは車両に固定された変形しうるプラスチック部材とマイクロフォン、とりわけ固体伝搬音センサとを有している。プラスチック部材が変形すると固体伝搬音が生じる。この固体伝搬音は６０Ｈｚ〜１００Ｈｚの周波数範囲で測定される。
発明の利点
格段に簡単でしかも動作の安全な拘束システムが請求項１の特徴部分によって示されている。本発明は、事故の際には高周波の音響信号が発生すること、そしてこの信号は電気音響変換器を用いて相応する電気信号に変換され、事故事象の発生に関する評価に使用することができるという認識に基づいている。これに関して、電気音響変換器として超音波センサを使用すると特に有利である。というのも、出願人の認識によれば、事故事象の際には振幅の大きな信号が超音波帯域に生じるからである。拘束手段のトリガのための付加的なトリガ基準はこの容易に評価可能な信号から比較的容易に導出される。
【０００４】
本発明の有利な実施形態及び発展形態は従属請求項から明らかとなる。
図面
以下では図面に示された実施例に基づいて本発明を説明する。
【０００５】
図１は、事故実験の際の超音波センサの出力信号を時間の関数としてグラフで示しており、図２は、超音波センサが車両室内センシングのための制御装置内に配置されている本発明の第１の実施例を示しており、図３は、超音波センサがエアバッグ制御装置内に配置されている第２の実施例を示しており、図４は、超音波センサが同様に車両室内ではあるがエアバッグ制御装置の外に配置されている第４の実施例が示している。
実施例の説明
図１は、事故実験の際の電気音響変換器の、とりわけ超音波センサの出力信号を時間の関数としてグラフで示している。様々な種類の車両事故のシミュレーションにおいて、この種の超音波センサＵＳは、ほぼ５０ｋＨｚを超えたところにある高い周波数範囲において大きな振幅値を示す。衝突実験の場合、超音波センサＵＳの出力信号は図１に示されているグラフにおいて時点Ｔ＝Ｔ０から検出される。時点Ｔ＝Ｔ１において、車両はおよそ５０ｋｍ／ｈの速度で固定された障壁に衝突する。グラフに示されているように、超音波センサＵＳの出力信号の振幅は非常に短時間の間に強く上昇するので、比較的容易に評価しうる信号が示される。この種の超音波信号の発生は事故時の車両部材の変形及び破砕に帰される。
【０００６】
車両内部に配置された超音波センサＵＳは事故事象の際に車両に発生する超音波信号を検出する。超音波センサは、エアバッグ制御装置自体の中、他の制御装置の中、例えば乗員センシングのための制御装置の中に配置してもよい。択一的に、超音波センサを外部センサとして車両室内の任意の場所に固定して配置してもよい。超音波センサがエアバッグ制御装置自体に組み込まれている場合には、測定された信号は加速度センサからの既にある信号とともに評価される。超音波センサが他の制御装置内に配置されている場合には、この超音波センサの出力信号はエアバッグ制御装置に伝送され、そこで評価される。超音波センサの出力信号の特に有利な評価は、出力信号をまず低域通過フィルタでフィルタリングし、つぎに所定の閾値と比較することで行うことができる。閾値が超過されると、このことは事故事象に関する蓋然性判定として評価される。この蓋然性判定は拘束システムの別のセンサの出力信号と結合される。超音波センサの出力信号によっても拘束システムの別のセンサの出力信号によっても事故事象が推論される場合には、エアバッグや安全ベルトのような拘束手段のトリガが許可される。
【０００７】
本発明の別の有利な実施形態では、超音波センサの出力信号を積分、窓積分、帯域通過フィルタリング、又はこれらの処理の組合せによって評価することができる。
【０００８】
超音波センサＵＳが室内センシングのための制御装置ＡＯＳの中に配置されている本発明の第１の実施例は、図２に基づいて説明される。超音波センサＵＳは、制御装置ＡＯＳ内に配置された第１のマイクロプロセッサＭＰ１に接続されている。室内センシングのための制御装置ＡＯＳはエアバッグ制御装置ＡＣＭに接続されている。エアバッグ制御装置ＡＣＭ内には、第２のマイクロプロセッサＭＰ２と拘束システムの第１の加速度センサＩＡＳとが配置されている。拘束システムの第２の加速度センサＰＡＳはエアバッグ制御装置ＡＣＭに接続されている。第１のセンサＩＡＳは車両内部に配置されたセンサであり、一方、第２のセンサＰＡＳは外部に配置されている。制御装置ＡＣＭの出力側は、拘束手段ＡＢ、とりわけエアバッグのような拘束手段に接続されている。
【０００９】
本発明の第１の実施例は以下のように動作する。事故の際、加速度センサＩＡＳ及びＰＡＳが反応し、それぞれ相応する出力信号を発する。さらに、乗員センシングのための制御装置ＡＯＳの中に配置されている超音波センサＵＳが、車両部材の変形及び又は破砕により生じる高周波の音響振動を検出し、これを相応する電気出力信号（図１）に変換する。その際、有利には、およそ５０ｋＨｚより上の高周波振動を評価する。というのも、これが事故事象に関して特に特徴的であるからである。超音波センサＵＳの出力信号は図２には示されていない低域通過フィルタに供給され、そこでフィルタリングされる。このようにしてフィルタリングされた出力信号は最終的に閾値回路に供給され、そこで所定の閾値Ｓ１と比較される。フィルタリングされた出力信号がこの所定の閾値Ｓ１を上回っていれば、これは事故を示唆するクリティカルな信号として評価される。３つのセンサＩＡＳ，ＰＡＳ及びＵＳのすべてがクリティカルな信号、すなわち、事故を示唆する信号を発している場合、すべては、事故の蓋然性を想定し、それに従って例えばエアバッグ及び／又は安全ベルトのような拘束手段ＡＢをトリガしなければならないことを示している。図２によるこの第１の実施例は、とりわけ、超音波センサＵＳが乗員センシングのための制御装置ＡＯＳの中に配置されているため、非常にコンパクトかつ省スペースに形成されている点で優れている。この省スペース構造によれば、超音波センサＵＳと第１のマイクロプロセッサＭＰ１との間の電気的接続を特に短くすることが可能である。
【００１０】
本発明の第２の実施例は図３を用いて説明される。図３には、エアバッグ制御装置ＡＣＭがブロック回路図で示されている。このエアバッグ制御装置ＡＣＭは、内部に配置された第１の加速度センサＩＡＳとマイクロプロセッサＭＰ１とを内蔵している。制御装置ＡＣＭには、さらに別の場所に配置された加速度センサＰＡＳが接続されている。超音波センサＵＳは直接的に制御装置ＡＣＭ内に配置されている。それゆえ、図２による第１の実施例と比べて、センサＩＡＳ，ＵＳとこれらのセンサの出力信号の評価を担当するマイクロプロセッサＭＰ１との間の線路接続の特に短いよりコンパクトな構造が得られる。
【００１１】
本発明の第３の実施例は図４に基づいて説明される。ふたたび、加速度センサＩＡＳとマイクロプロセッサＭＰ１とを内臓したエアバッグ制御装置ＡＣＭが示されている。外部に配置された加速度センサＰＡＳは制御装置ＡＣＭに接続されている。さらに、超音波センサＵＳが設けられているが、この超音波センサＵＳは制御装置ＡＣＭの外部に配置され、線路を介して制御装置ＡＣＭに接続されている。この最後に挙げた本発明の実施例はたしかに前に図２及び図３に関連して説明された本発明の実施例ほどコンパクトな構造ではない。しかしながら、この実施例では、超音波センサＵＳを構造的に制御装置ＡＣＭ又はＡＯＳとは無関係に最適な取り付け位置に配置することができる点に大きな利点がある。それゆえ、この実施例は特に適応性がある。
【００１２】
周知のように、車体への衝撃、例えば落石、又はポットホールの上を通ることでも超音波振動は発生しうる。しかしながら、このような振動はふたたび比較的急速に減衰する。このような無害の超音波振動の際の拘束手段の誤ったトリガを確実に排除するために、本発明の別の有利な実施形態においては付加的に時間閾が設けられている。つまり、閾値Ｓ１は、超音波信号がクリティカルであると評価される前に、少なくとも時間間隔ΔＴの間は超過されていなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】事故実験の際の超音波センサの出力信号を時間の関数としてグラフで示す。
【００１４】
【図２】超音波センサが車両室内センシングのための制御装置内に配置されている本発明の第１の実施例を示す。
【００１５】
【図３】超音波センサがエアバッグ制御装置内に配置されている第２の実施例を示す。
【００１６】
【図４】超音波センサが同様に車両内ではあるがエアバッグ制御装置の外に配置されている第４の実施例が示す。
【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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