(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの周辺検知装置（４）から受け取った情報に応じて制御可能ないくつかの安全装置（１３、１４、１５）を含む予防的保護システムを備える自動車に関する。ここで、前記周辺検知装置（４）から受け取った情報が、衝突対象物（２）との衝突予測を含む場合に、衝突までの残り時間（TTC）が判断される。安全装置（１３、１４、１５）に関連する少なくとも２つのアクチュエータ（Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、．．．ＡＮ）の、対応する起動時間（TTA）が与えられて、衝突までの残り時間（TTC）と比較され、それにより衝突までの残り時間（TTC）が、アクチュエータ（Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、．．．ＡＮ）の少なくとも１つの起動時間（TTA）以下であると、少なくとも１つの安全装置（１３、１４、１５）が作動される。
2008514474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの車両周辺検知装置（４）からの情報に応じて作動される複数の安全装置（１３、１４、１５）を含む予防的保護システムを有する自動車であって、該車両周辺検知装置（４）からの情報が衝突対象物（２）との衝突予測を示すと、衝突までの残り時間（TTC）が判断され、
前記安全装置（１３、１４、１５）に割り当てられたアクチュエータ（Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、．．．ＡＮ）の少なくとも２つの起動時間（TTA）が記憶され、前記衝突までの残り時間（TTC）を前記起動時間（TTA）と比較し、
前記衝突までの残り時間（TTC）が前記アクチュエータ（Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、．．．ＡＮ）の少なくとも１つの起動時間（TTA）以下であると、少なくとも１つの前記安全装置（１３、１４、１５）が作動されることを特徴とする自動車。
【請求項２】
起動時間（TTA）が前記衝突までの残り時間（TTC）以下のアクチュエータが、同時に又は連続的に作動されることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項３】
前記残り時間（TTC）が切れるか短くなると、起動時間（TTA）が前記残り時間（TTC）と等しいアクチュエータがそれぞれ作動されることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項４】
前記残り時間（TTC）以下である、全ての起動時間（TTA）の中で最長の起動時間を有するアクチュエータが、最初にトリガするアクチュエータであると判断され、全てのアクチュエータが、最初にトリガするアクチュエータに適用されるカスケード規則に従って作動されることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項５】
前記アクチュエータの作動が、予め定められた遅延時間を伴う順序で前記カスケード規則に記憶されることを特徴とする請求項４に記載の自動車。
【請求項６】
最初にトリガするアクチュエータは、前記残り時間（TTC）がその起動時間（TTA）と等しい時に作動されることを特徴とする請求項４に記載の自動車。
【請求項７】
起動時間（TTA）が前記残り時間（TTC）よりも長い少なくとも１つのアクチュエータが、前記車両周辺検知装置（４）からの情報が衝突対象物（２）との衝突予測を示すとすぐにトリガされることを特徴とする請求項１あるいは４に記載の自動車。
【請求項８】
前記車両周辺検知装置（４）が、前記車両周辺検知装置（４）のサイクル時間と必要なサンプリング処理回数を掛けた値に、アクチュエータ（Ａ１３、Ａ１４、Ａ１５、．．．ＡＮ）の所要起動時間（TTA）を加算し、加算して得られた値に対応する時間値と予め設定された最大相対速度との積から決定される最小センサ範囲を有するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【請求項９】
さらに、運転状況データ収集装置（５）からのデータが、衝突予測の信頼性の確認のために予め設定された運転者挙動／車両挙動を示す場合にのみ、少なくとも１つの安全装置（１３、１４、１５）が作動されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の自動車。
【請求項１０】
衝突予測の信頼性の確認のために運転者挙動／車両挙動を示す前記データが、アクセルペダルの位置、アクセルペダルの動き、ブレーキペダルの位置及び／又はブレーキペダルの動きを含むことを特徴とする請求項９に記載の自動車。
【請求項１１】
衝突予測の信頼性の確認のために運転者挙動／車両挙動を示す前記データが、予め設定された時間における、及び前記自動車（１）の実際の速度に対する、ハンドル速度及び／又はハンドル加速度を含むことを特徴とする請求項９に記載の自動車。
【請求項１２】
衝突予測の信頼性の確認のために運転者挙動／車両挙動を示す前記データが、予め設定された時間における操作者制御要素の操作者制御活動を含むことを特徴とする請求項９に記載の自動車。
【請求項１３】
衝突予測の信頼性の確認のために運転者挙動／車両挙動を示す前記データが、該運転者の生理学的データを含むことを特徴とする請求項９に記載の自動車。
【請求項１４】
衝突対象物（２）との衝突予測を示す前記情報が、相対的位置及び／又は横方向（ｙ）における前記衝突対象物（２）のずれを含むことを特徴とする請求項１に記載の自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に詳細に定義されたタイプの予防的に作動する保護システムを有する自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、特に乗用車には、実際には、衝突が起こる前に予防的に既に効果があり、かつ、衝突前フェーズと称される、すなわち車両の対応する検知システムによって衝突の確率が高いと検知された時から実際の衝突までの時間を使用して、追加の安全手段によって事故に対する車両乗員、及び適切な場合には相手方にまで保護を広げることによって、事故の程度を軽減する、予防安全装置（アクティブ・セーフティ・デバイス）及び衝突安全装置（パッシブ・セーフティ・デバイス）が装備されている。プレセーフ（「ＰＲＥＳＡＦＥ」登録商標）システムとも称される、このような予防的保護システムは、自動車の種々のセンサ装置によって入手できる情報を使用して、起こりうる事故の状況を検知する。
【０００３】
このような予防的保護システムにおける重要な構成要素は、様々な実施形態で知られている車両周辺検知センサシステムである。
【０００４】
例えば、特許文献１には、対象物（物体）を感知する自動車用の装置が記載されている。その装置は、複数の距離センサで形成される距離センサシステムを有し、距離センサは、自動車の周辺を感知するように、自動車に取り付けられている。さらに、距離センサシステムのデータから自動車に対する対象物の移動経路及び速度を判断する評価ユニットが設けられており、評価ユニットによって距離センサを作動すること、ならびに範囲、測定繰り返し周波数、感度限界及び／又は距離センサの操作方法を変更することが、任意に可能である。この装置は、同時に又は連続的に種々の運転者支援装置用のデータを提供し、プリクラッシュセンサシステムとして使用できる。
【０００５】
特許文献２には、特に、自動車において車両乗員保護装置を作動するための、衝撃を検知するための方法が記載されており、予め設定された車両の周辺近傍内での相対速度及び／又は対象物からの相対距離の変化を記録する少なくとも１つのプリクラッシュセンサが設けられている。プリクラッシュセンサで感知された相対速度の変化が少なくとも１つの予め設定された閾値を超えた場合、及び／又は相対距離が予め設定された閾値よりも下回った場合、これが、安全が脅かされる臨界状態にあると検知され、かつトリガする閾値が下げられる。
【０００６】
衝撃又は対象物との衝突の場合に、自動車の拘束手段をトリガするさらなる方法が、特許文献３に記載されている。この公知の方法の範囲内で、加速度の時間プロファイルが少なくとも１つの加速度信号の形態で感知され、かつ速度の時間プロファイルが加速度信号から生成される。プリクラッシュセンサシステムを使用して衝撃を受ける前に衝撃速度及び衝撃時間が既に検知されていること、衝撃状況が衝撃速度によって分類されること、衝撃状況の分類を使用して、速度の時間プロファイルが生成されるトリガ時間窓を決定すること、及びこれと同時に、速度の閾値が、衝撃状況の分類を考慮に入れて加速度信号から決定されることによって、拘束手段が、特定の衝撃状況に適合するようにトリガされる。衝突前検知システムの範囲内で、例えば、レーダー測定、赤外線測定又は他の光学式測定方法を使用することが可能である。
【０００７】
光学式に離隔した対象物を感知する撮像装置を有する衝突前検知システムの例は、特許文献４に記載されている。
【０００８】
しかしながら、全ての公知のタイプの車両周辺検知装置は、共通して、技術及びシステム設計によって、多少なりとも周波数を使用して、仮想的にのみ存在する対象物を検知するので、検知装置が「誤警報」をトリガし、その一方で、衝突に関連する実際の対象物が検知されない可能性があり、その結果、車両乗員保護システムをトリガすることが遅れたり、衝撃時にのみトリガする可能性があるので、目前に迫った事故に対して、車両拘束装置及び車両乗員を最適な方法で調整する時間がない、という課題がある。
【０００９】
安全装置を作動するためのさらなる方法は、運転状態データを評価することである。
【００１０】
このような方法で動作する予防的保護システムを備える自動車が、例えば、特許文献５に記載されている。この内容において、運転状態データが、非常制動の状態についてモニタリングされ、非常制動状態であると判断されると、車両乗員保護システムが作動される。さらに、データ処理装置が、オーバステア状態及びアンダステア状態を判断する。データ処理装置が、非常制動状態、及び／又はオーバステア状態及び／又はアンダステア状態を検知すると、可逆的な車両乗員保護システムが作動される。このようにするために評価される運転状態データを感知するセンサシステムには、かじ取り角センサ、ペダル行程センサ、制動圧力センサ、車輪速度センサ、加速度センサ及びヨーレートセンサが挙げられる。
【００１１】
さらに、アクチュエータが安全装置の保護作用を生じるのに必要な時間である起動時間が、車両衝突までの見積時間の点で予防的保護システムの作動に含まれる。
【００１２】
特許文献６には、対象物に対する車両の距離及び速度を測定する装置、及び対象物との車両衝突の予測後に時間を計算する装置、及びシートベルト・プリテンショナーに出力され、かつ車両衝突が予測されると、間に合うようにシートベルト・プリテンショナーの力を増大する制御信号を生成する制御ユニットを有する、車の座席に使用される乗員拘束ベルトシステムが記載されている。この内容において、衝突までの見積時間（TTC、衝突までの時間）が、シートベルト・プリテンショナーが所定の保護レベルに達するまでに必要な最大時間と、予め設定された保護レベルに達するまでに必要な最大時間より幾分長い時間との間に規定される範囲内にある場合に、かなりの車両衝突の危険性が予測される。
【００１３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０  ９５２  ４５９  Ａ２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９７  ２９  ９６０  Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１００  ６５  ５１８  Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１９８  ４２  ８２７  Ａ１号明細書
【特許文献５】独国特許発明第１０１  ２１  ３８６  Ｃ１号明細書
【特許文献６】独国特許発明第４４  １１  １８４  Ｃ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、冒頭で述べたタイプの、安全装置のアクチュエータの起動時間が異なることを考慮した安全装置のトリガ動作を行う、予防的に作動する保護システム（予防的保護システム）を備える自動車を提供するという目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の前段で述べたタイプの予防的保護システムを有する自動車において、この目標は、安全装置に割り当てられたアクチュエータのうちの少なくとも２つの関連起動時間が記憶され、かつ衝突までの残り時間（TTC）が前記起動時間と比較されることによって、達成される。衝突までの残り時間（TTC）がアクチュエータのうちの少なくとも１つの起動時間以下であると、少なくとも１つの安全装置が作動される。
【００１６】
本発明による解決法で、予防的保護システムは、車両周辺検知装置のセンサシステムによって判断される対象物の接近に基づいてだけでなく、使用されるアクチュエータの所用起動時間によって決定的に判断される、安全装置自体のトリガ動作を考慮に入れて、衝突前に作動される。
【００１７】
これによって、起動時間が異なるアクチュエータにおける問題を解決する。起動時間としては、例えば、およそ
・背もたれを直立位置にするための１０００ミリ秒、
・運動エネルギーを低減するために非常制動（衝突制動）を自動的に開始するための５００ミリ秒、
・アクティブヘッドレスト用の１００ミリ秒、
・アクティブ布張りシート要素用の３００ミリ秒、及び、
・可逆的シートベルト・プリテンショナー用のおよそ１００ミリ秒以上
がある。最長の起動時間のみに基づいたトリガ決定は不適切である。例えば、車線変更や特に十字路等、非常に動的な運転状況においては、衝突対象物が車両周辺検知装置の感知範囲に、非常に遅くなってからしか入ってこない、すなわち衝突直前に入ってくる可能性がある。それでは、衝突までの残り時間TTCより起動時間TTAが長いので、安全装置を間に合うようにトリガするには遅すぎるであろう。本発明によれば、衝突までの残り時間TTCは、アクチュエータの一連の記録された起動時間TTAに分類され、例えばアクチュエータに、割り当てられた安全装置の保護作用を生じるのにまだ十分な時間TTAがあるかどうかに応じて、アクチュエータごとに異なる作動をもたらす。
【００１８】
異なる信号処理アルゴリズムを使用して、衝突対象物との衝突までの残り時間TTCを判断でき、各アルゴリズムの目標は、衝突までの残り時間をできる限り正確に判断して、誤った状況解釈の数をできる限り少なくすることである。衝突までの残り時間TTCの単純な計算は、衝突対象物と自動車との間の相対距離を、衝突対象物と自動車との間の相対速度で割った商から決定される時間TTCである。しかしながら、例えば、質量慣性、制動効果、摩擦係数を含む、より複雑なアルゴリズムを使用することもできる。
【００１９】
請求項２に記載される発展形態において、起動時間TTAが衝突までの残り時間TTC以下のアクチュエータが、同時に又は連続的に作動される。これは、衝突までの残り時間内に保護作用を生じるには十分な起動時間がないアクチュエータを作動させる必要がないという、利点がある。これは、車両の車載電気系統を使用せず、衝突事象が発生し始めるとトリガされる保護的手段との相互作用を回避する。
【００２０】
請求項３に記載される一実施形態において、アクチュエータの一連のトリガは、それらの記録された起動時間に従って起こる。これは、残り時間TTCが切れるか短くなると、それぞれ、起動時間TTAが残り時間TTCと等しいアクチュエータが作動され、識別についての照会は、値の間隔内の状態についての照会に当然対応することによる。タイマーによって時間TTCの第１の値が判断された後で、衝突までカウントダウンする（時間経過）か、あるいは時間TTCを判断するために、継続的に測定を実施して衝突まで値を調整する（時間を短くしていく処理）ことが可能である。このシステムによれば、各アクチュエータは、最終の可能性のある時間でのみ作動される。これは、状況の検知及び分析のための時間が得られるならば、有利である。
【００２１】
請求項４に記載される一実施形態において、まず、残り時間TTC以下である、全ての起動時間TTAの中で最長の起動時間を有するアクチュエータが、最初にトリガするアクチュエータであると判断される。これは、完全な保護作用をまだ生じることができる「最も遅い」アクチュエータである。次にアクチュエータは、最初にトリガするアクチュエータに適用されるカスケード規則に従って作動される。カスケード規則において、最初にトリガする（直ちに又はTTC
= TTAである時のみ）アクチュエータをトリガする時間、割り当てられた保護的装置がもはや完全な保護作用を（直ちに又は最初にトリガするアクチュエータで、若しくは全く）生じないアクチュエータの作動、及び例えば最初にトリガするアクチュエータの作動に参照される、作動の遅延時間を記憶することが可能である、起動時間が短いアクチュエータの作動（ポストカスケーディング）を規定することが可能である。
【００２２】
例えば、目前に迫った前面衝突の６００ミリ秒前に衝突制動プロセスが作動された後で、３００ミリ秒の時間間隔でシートベルト・プリテンショナーを作動することを指示する情報を記憶することが可能である。シートベルト・プリテンショナーが、制動効果が始まる時に乗員を制止するために、衝突制動プロセスと同時に作動することを指示する情報を記憶することも可能である。
【００２３】
例えば、背もたれを直立位置にするプロセスが、目前に迫った追突の１０００ミリ秒前に開始され、ヘッドレストは８００ミリ秒後に作動され、可逆的シートベルト・プリテンショナーは、さらに１００ミリ秒後に作動されることを指示する情報を記憶することも可能である。
【００２４】
車両周辺検知装置のセンサの範囲及びそのサンプリング速度は、瞬時に交通状況を判断するために十分な参照点があるアルゴリズムを供するのに適し、かつ割り当てられた安全装置のアクチュエータを十分に早く作動しなければならない。
【００２５】
請求項８に記載される本発明の有利な一実施形態において、車両周辺検知装置は、次式から決定される最小センサ範囲S_minを有するように構成される。
S_min = v_rel_max *
(TTA+ (Z*A)
すなわち、車両周辺検知装置の必要なサイクル時間Zと必要なサンプリング処理回数Aを掛けた値に、割り当てられた安全装置のアクチュエータの所要起動時間TTAを加算し、加算して得られた値に対応する時間値と予め設定された最大相対速度v_rel_maxとの積から決定される。
【００２６】
請求項９に記載される実施形態において、運転者及び車両の反応を検出することが、センサシステム、アルゴリズムシステム及びアクチュエータシステムで構成されるシステム全体にさらに含まれていて、車両衝突に関する運転の臨界状態を評価する。これにより、避けられない衝突の範囲内で、どの予防安全装置の選択的作動が可能であるかに基づいて、総合的な運転者−車両−周辺の評価を可能にする。例えば地面からの反射に起因して、特に静止している対象物で起こり得る、干渉変数は、衝突予測の信頼性の確認のために運転者挙動／車両挙動が使用されると、実際の衝突対象物からはっきりと区別される。
【００２７】
例えば、かじ取り角センサ、ペダル行程センサ、制動圧力センサー、車輪速度センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ又はいくつかの他の適切なセンサシステムを含む運転状態データを参照することにより、運転者挙動／車両挙動を分析できる。信頼性を確認する時、運転者の挙動は、衝突対象物が検知された時、運転者は、衝突予測の信頼性の確認に使用できる典型的な反応を示すので、特に重要である。
【００２８】
目前に迫った衝突がある場合の運転者挙動／車両挙動を示すデータには、アクセルペダルの位置及び／又はアクセルペダルの動き、ブレーキペダルの位置及び／又はブレーキペダルの動き、ステアリングの動き、かじ取り角に関する車両のオーバステアやアンダステア、又は運転者がパニック反応を見せていると判断を下すことが可能であり、ゆえに衝突対象物があり得ることを検知する生理学的データが挙げられる。これら全ての変数に対して、閾値、及び車両周辺検知装置によって検知される衝突対象物の信頼性を確認するための、超えられるべき又は満たされるべき組み合わせを予め設定することが可能である。
【００２９】
それゆえ、本発明の有利な一実施形態において、データ評価・制御装置は、例えば非常制動と見なされる事態が起こる場合等に、予め設定された閾値よりも高いブレーキペダルの速度でブレーキペダルが作動されると、衝突予測信頼性の値を出力できる。
【００３０】
さらに、データ評価・制御装置は、アクセルペダルが予め設定された速度閾値を超えた速度で動かされ、ブレーキペダルが、好ましくは運転者の足がアクセルペダルから離れて数１００ｍｓ後の予め設定された時間内に作動されると、衝突が目前に迫っていると判断を下すことができる。
【００３１】
ハンドル速度及び／又はハンドル加速度に対して、自動車の実際の速度に関連する制限値が特定の時間に超えると、衝突がありそうであると仮定することができる。本願明細書において、ハンドル速度又はハンドル加速度、あるいは両方の変数を合わせたものから操作変数を決定でき、及び操作変数が調整可能な値を超えると、衝突がありそうであると仮定することができる。
【００３２】
本発明の有利な一実施形態において、操作者制御要素の操作者制御活動が予め設定された時間を超えると、データ評価・制御装置に衝突予測信頼性の値を出力させることもできる。なぜなら、例えば、運転者がラジオや他の娯楽機器、空調装置、通信機器や他のシステム、又はスイッチを操作する時、運転者は、一時的に運転上の仕事から気をそらされ、これが事故の確率が高くなる理由だからである。
【００３３】
さらに、データ評価・制御装置は、運転者の生理学的データが、運転者が衝突対象物を認識したことを示す予め設定された生理学的データに対応する場合には、衝突予測信頼性の値も出力できる。運転者が、事故がすぐ目前に迫っていると認識する時に起こるパニック反応と称される事象において、運転者の多くの種類の生理学的データ、例えば運転者の脈拍数及び発汗の状態等が、著しく変化する。このようなパニック反応を、例えば、運動用具等においても知られている、例えばハンドルに組み込まれたセンサを使用して測定可能な運転者の脈拍数の上昇によって判断することによって、車両周辺検知装置によって判断された衝突対象物が実際に存在することが、絶対確実であるという信頼性の根拠を与える。
【００３４】
運転者の方には反応がない場合に、基本的に全ての衝突を除外するのを避けるために、本発明に従って車両挙動も分析され、その場合、例えば、自動車自体の速度と参照される実際の衝突対象物の速度が、予め設定された制限値、例えば±１ｋｍ／時よりも高いと、衝突がありそうであるとされる。この制限値は、周辺センサシステムの速度測定の計測精度により決定され、自動車自体の速度は参照変数である。
【００３５】
車両周辺検知装置は、あらゆる種類の周辺感知センサと動作する。この状況において、レーダー波、ミリメートル波、又はマイクロメートル波で動作する電磁気式のセンサ、ライダーシステムや赤外線システム等の光学式のセンサ、及び、例えばモノ又はステレオのビデオ等の画像式のセンサを使用することができる。当然、このようなセンサの組み合わせ及びセンサから得られた情報の組み合わせを使用して、情報の質を向上することもできる。車両周辺検知装置のセンサは、自動車と衝突対象物との間の距離及び／又は速度の物理的変数を供給しなければならず、それぞれ、数学的な微分又は積分によって変数の１つを計算することが可能である。センサが車両に対して固定して取り付けられているので、このように測定される変数は常に、車両と感知された衝突対象物との間の相対変数である。
【００３６】
本発明に従って装備された自動車に使用されるセンサは、それ自体が公知であり、量産された車両に取り付けられ、十分な精度で通常の交通条件を解像するのに適したセンサであり、かつ少なくとも通常の気象条件下では、センサの信号を連続的に利用できるようにする。
【００３７】
モニター領域は、車両周辺検知装置のセンサの配置によって決まり、センサは、特に自動車の前部と後部に配置されて、特に左側の交通をモニタリングする。しかしながら、側方の衝突を検知するために車両の側部にセンサを配置することも考えられる。
【００３８】
できる限り、不可避の衝突の範囲内でのみ予防安全装置をトリガするために、車両周辺検知装置は、可能な限り正確で、かつ、運転者の車線についての情報によって、衝突する間に、すぐそばを通り過ぎる移動において、ある程度共通する、回避操作と目前に迫った衝突とを区別できる、衝突対象物の位置についての情報を供給しなければならない。このようにするために、自動車の横方向すなわちＹ方向における衝突対象物のずれが、車両周辺検知装置のセンサによって直接判断されると、有利である。しかしながら、衝突対象物との衝突予測を表すこの情報は、適切な場合、数学的にも判断される。
【００３９】
本発明による自動車にも適した、車両の周辺にある対象物の位置を判断するための、特に有利な装置及び方法は、独国特許出願、独国特許発明第１０３  ２６  ４３１号明細書に記載されており、その内容は全て参照される。
【００４０】
基本的に、本発明による安全装置の作動は、車両に設けられる全安全装置に適しており、前記装置が、例えば、可逆的シートベルト・プリテンショナー、電動シート調整装置、形状、サイズ及び／又は位置の点で調整可能である装飾要素、又は拘束布張りシート要素、特に膝布張りシート要素、あるいは、安全性を向上するために電気的、液圧又は空気圧で調整できる他の車両の構成要素となることが可能である。安全装置は、例えば、開いているサンルーフや開いている車両の窓を閉じて、部品が侵入する危険や体の一部が外に出る危険を最小にする等の機能も備える。さらなる安全装置は、避けられない衝突がある場合に、衝突が始まる直前に自立非常制動プロセスを作動することによって、衝突エネルギーを最小にし、かつよりしっかりと車両乗員を安全に固定する、ブレーキ系の形態である。
【００４１】
独国特許出願、独国特許発明第１０２  ５２  １８０号明細書による、膝領域において車両乗員を予防的に安全に固定する膝の予防保護装置、及び独国特許出願、独国特許発明第１０２  ３４  ８４４号明細書による車両乗員の頭部を予防的に安全に固定するアクティブヘッドレストが、自動車に使用するのに特に適しており、本発明に従って装備される。
【００４２】
さらに、衝突に対して、歩行者及び自転車に乗っている人等の相手方を保護する働きをする保護手段、例えば調整可能なボンネット、可動バンパー、及び車両の外板上の硬さを調節できる衝撃要素も、作動できる。対応する介入を、乗車レベル制御システム及びブレーキ系及びかじ取り装置にもたらすことも可能である。
【００４３】
高さの異なる車両との衝突に対する相手方がある場合に、本発明による予防的保護システムにおける応用に適している車両の高さ調整手段が、衝突適合性の改良を目的として、例えば、独国特許出願、独国特許発明第１０３  ３７  ６２０号明細書に記載されている。
【００４４】
対応する安全装置の作動は、判断された車両乗員の生理学的な変数に応じて行われる場合には、より正確にされ、それぞれの状況に適合される。生理学的な変数には、特に、車両乗員の大きさ及び重量が挙げられる。このデータは、データ評価・制御装置に接続される重量検知装置及びボディサイズ検知装置によって判断され、重量検知装置をシート使用感知装置と一体的に供し、ボディサイズ検知装置を、例えば、シートポジションセンサシステム、及び例えば、光学式頭部位置決定装置と一体的に供することが可能である。
【００４５】
本発明による自動車のさらなる効果及び有利な改良形態は、説明、図面及び特許請求の範囲から明らかになる。
【００４６】
本発明に従って構成され、以下の説明で詳述される自動車の例示された実施形態は、原理上図面に示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
図１は、本発明によって構成される予防的保護システムの基本的な構成要素を備える、乗用車又は多用途車として供される自動車１を示す。
【００４８】
予防的保護システムは、基本的な構成要素として、車両周辺検知装置４と、運転状態センサシステム６、衝撃センサシステム７、及び乗員室センサシステム８を備える運転状況データ収集装置５とを備える安全センサシステム３を有する。安全センサシステム３の構成要素は、本願明細書においては、公知の方法、例えば冒頭で引用した特許明細書に記載されている設計の１つで供される。
【００４９】
例えば、本願明細書の車両周辺検知装置４は、それ自体が公知である２４ＧＨｚのレーダー近接センサシステムであり、このシステムの範囲は約２０ｍ〜３０ｍであり、システムは複数の距離センサを有し、図１において、その２つの距離センサ４Ａ、４Ｂが車両前部にはっきりと示され、さらに２つの距離センサ４Ｃ、４Ｄが車両後部に示されている。車両の周辺をモニタリングするさらなる距離センサが、参照符号４Ｎの記号を使用して示されている。
【００５０】
距離センサ４Ａ〜４Ｎの信号だけでなく、他のセンサシステムの信号も、データ評価・制御装置１０で処理される。距離センサ４Ａ〜４Ｎの信号は処理されて、他の自動車、不動の障害物又は歩行者であり得る、衝突する可能性のある対象物２までの相対距離S_rel及び相対速度v_relについての情報だけでなく、衝撃角度の可能性について情報を生成する。
【００５１】
距離センサ４Ａ〜４Ｎは、短パルスの形態の束状の強い電磁波を放射する。電磁波が対象物に当たると、これらの電磁波は反射して、及び送信位置としての自動車１とエコー位置としての衝突対象物２との間のパルスの経過時間を測定することによって、これら２つの対象物間の相対距離S_relを判断することができる。それゆえ、衝突対象物２と自動車１との間の相対速度v_relも、ドップラー効果を使用して測定できる。
【００５２】
通常の運転モードにおいても、運転状態センサシステム６は、重要な車両の運動ダイナミックス変数、例えば、車両速度、車輪速度、車両の前後加速度と車両の横加速度、ヨーレート、バネ圧縮移動量とバネ伸張移動量、車両の高さ等、ならびに本願明細書の予防的保護システムに重要な変数、例えばアクセルペダルの位置、アクセルペダルの動き、ブレーキペダルの位置及びブレーキペダルの動きのほか、ハンドル速度及びハンドル加速度を分析する。同時に、これらの変数の実際の値を、予め設定された設定値及び閾値と比較する。これらの比較に基づいて、車両の運動ダイナミックス・システム、例えば、事故を避けるために、運転に関してぎりぎりな状況にある時に運転者を支援する機能を有するアンチロック・ブレーキ・システム及び横滑り防止装置が、作動される。
【００５３】
衝撃がある場合、衝撃センサシステム７が、数ミリ秒以内に前記衝撃を検知し、事故の程度についての情報をデータ評価・制御装置１０に送る。この状況において、例えば着火（ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃ）拘束装置を制御するのに使用される、加速度センサ、圧力センサー、侵入センサ及び接触センサを使用することが知られている。
【００５４】
車両状況データ収集装置５は、車両乗員の状況、車両乗員の位置及び利用可能な拘束装置についての情報のほか、運転者の生理学的データを供給する乗員室センサシステム８によって補助される。脈拍数を感知するため、従って運転者が衝突対象物を検知した際のパニック反応を検知するために、対応するセンサが、ここでは自動車１のハンドル１２にはめ込まれている。
【００５５】
信号は、データ評価・制御装置１０のデータ評価に応じて、安全装置１３、１４、１５のアクチュエータに出力される。可逆的シートベルト・プリテンショナー１３とそのアクチュエータＡ１３、可動拘束布張りシート要素１４とそのアクチュエータＡ１４及び電動シート調整装置１５の作動手段とそのアクチュエータＡ１５が、ここでは安全装置として例示されている。自動車１の安全装置１３、１４、１５は、自動車１の危険レベルに応じて、異なる段階で適用される。
【００５６】
図２からも明らかなように、上述のセンサに加えて、図２においてブロック４Ｎで象徴されているように多数の追加のセンサ、ならびに多数の追加の安全装置及び図２においてブロックＡＮで示されている関連アクチュエータを設けることもできる。
【００５７】
安全装置１３、１４、１５は全て、又はその個別の１つは、車両周辺検知装置４からの情報が衝突対象物２との衝突予測を示すと作動され、衝突までの残り時間TTCは、関連安全装置のアクチュエータＡ１３、Ａ１４、Ａ１５、ＡＮの少なくとも１つの起動時間TTA以下である。他の条件として、運転状況データ収集装置５のデータが、衝突予測の信頼性の確認のために予め設定された運転者挙動／車両挙動を示すようにすることも可能である。
【００５８】
図３は、それぞれのアクチュエータＡ１３、Ａ１４、Ａ１５、ＡＮの所要起動時間TTAを、衝突までの残り時間TTCに対して比較するアルゴリズムを、非常に単純化した信号処理のフローチャートで示す。
【００５９】
車両周辺検知装置４のセンサ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｎが獲得し、衝突対象物２と自動車１との間の相対距離S_rel及び相対速度v_relを含むデータが、衝突までの残り時間TTCを計算するために、まずデータ評価・制御装置１０で数学的に調整されることが明らかである。
【００６０】
このようにするために、第１のモジュールＭ１において、アクチュエータを作動させるために、これらの変数が、互いに関して以下のようになる：
TTC = S_rel / v_rel
【００６１】
衝突対象物２が２つ以上のセンサによって感知されると、さらに処理をするために最短の残り時間TTCが使用される。
【００６２】
次のモジュールＭ２において、衝突までの残り時間TTCは、アクチュエータの所要起動時間TTAよりも長いかどうかが確認される。長い場合、各サイクルに対して、衝突までの残り時間TTCを再び計算する。これは、車両が衝突対象物に接近しているが、安全装置を動作位置に動かすのに十分な時間がまだある状態である。
【００６３】
条件がもはや合わない場合、衝突までの残り時間TTCが、アクチュエータの少なくとも１つの起動時間TTA以下かどうかを確認する。遅くとも、この２つの時間が同じであるとわかるとすぐに、例えば予め設定されたポストカスケーディングに従って、割り当てられた安全装置１３、１４、１５のアクチュエータＡ１３〜ＡＮを作動するために、コマンドのあるモジュールＭ３が開始される。
【００６４】
単純にするために、図３は、全起動時間TTAが同じであり、次に、説明された具体的な２つの問い合わせが同時に起こる単純なケースを示している。種々の起動時間を考慮する場合には、Ｍ２の問い合わせは、上述したように、より複雑になる。
【００６５】
アクチュエータのトリガ特徴は、本明細書においては、好ましくは車両乗員が衝突前に既に安全に固定され、かつ衝撃に適したシートポジションにあるように、加えて吸収空間が利用できるように構成される。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による予防的保護システムを備える自動車の非常に概略的な平面図を示す。
【図２】予防的保護システムの単純化されたシステムの概略をブロック図で示す。
【図３】予防的保護システム用の信号処理手段の単純化されたブロック図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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