(57)【要約】衝突識別用のセンサ装置が提案される。このセンサ装置は、車両前部の領域に配置されている。センサ装置は、車両長手方向と車両垂直方向の運動量を検出することができる。このセンサ装置はとりわけ貨物自動車潜り込み衝突の識別に適する。
2006513907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝突識別用のセンサ装置であって、該センサ装置（６１）は車両（６０）の外部領域に配置されている形式のセンサ装置において、
センサ装置（６１）は車両前部に配置されており、センサ装置（６１）は車両長手方向（Ｘ）と車両垂直方向（Ｚ）で運動量を検出する、
ことを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
請求項１記載のセンサ装置において、
運動量を検出するセンサ装置（６１）は、車両長手方向の加速度を検出する少なくとも１つの第１加速度センサ（１０）と、車両垂直方向の加速度を検出する少なくとも１つの第２加速度センサ（１１）を有する。
【請求項３】
請求項２記載のセンサ装置において、
第１と第２の加速度センサ（１０，１１）は１つの共通のケーシングに配置されている。
【請求項４】
請求項２または３記載のセンサ装置において、
センサ装置（４２〜４４）は制御装置（４５）と接続されており、
制御装置（４５）は、第１と第2の加速度センサの信号に基づいて、加速度センサがその元の位置から回転しているか否かを識別する。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載のセンサ装置において、
センサ装置（６１）はラジエタ支持体（４１）の上部に配置されている。
【請求項６】
請求項２から５までのいずれか一項記載のセンサ装置において、
少なくとも１つの第１加速度センサ（１０）と少なくとも１つの第２加速度センサは車両前部の中央に配置されている。
【請求項７】
請求項２から５までのいずれか一項記載のセンサ装置において、
第１と第２の加速度センサのペアが、車両の右側と左側に配置されている。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項記載のセンサ装置において、
センサ装置は車両横方向の運動量を検出するように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の上位概念による衝突識別用のセンサ装置から出発する。
【０００２】
DE１９６０９２９０C2からすでに、乗員保護システムにおいて衝突識別のために構成されたセンサを使用することが公知である。
【０００３】
発明の利点
独立請求項の特徴を備える衝突識別用の本発明のセンサ装置では、正面衝突識別用のセンサ装置が設けられており、このセンサ装置は車両長手方向の運動量と車両垂直方向、すなわちＺ方向の運動量を識別することのできるセンサを有している。このことはとりわけ貨物自動車での潜り込み衝突の際に有利である。このように構成されたセンサは一般的にアップフロントセンサと称され、乗員保護手段の適時のトリガを可能にする。とりわけアップフロントセンサが固定された車体の一部が衝突中に湾曲し、そのためアップフロントセンサが車両長手方向に配向されないことが生じ得る。さらにこのセンサが垂直方向に上方または下方に配向されることも予期される。従って本発明では、車両垂直方向の運動量も検出するセンサを使用し、これにより湾曲の際にも車両長手方向の運動量を検出できるようにする。このようにすれば、感度のあるアップフロントセンサがこのような衝突の際に車両長手方向、すなわちＸ方向でだけ配向が狂い、衝突状況によってはＸ減速成分の比較的大きな成分または比較的小さな成分をまだ検出することができる。従って最も簡単な実施例では、加速度センサをＸ方向とＺ方向にアップセンサとして設ける。しかしＸ方向とＺ方向に対して角度を以て配置された加速度センサを使用し、このよう角度を以て配置された複数の加速度センサにより衝突方向を検出することもできる。付加的にＹセンサを衝突方向の検出に使用することも有利である。
【０００４】
従属請求項に記載された手段と改善形態により独立請求項に記載されたセンサ装置の有利な改善が可能である。
【０００５】
特に有利には加速度センサを設け、車両長手方向と車両垂直方向の運動量、すなわち加速度を検出する。上に述べたように、加速度センサは車両長手方向ないしは車両垂直方向に直接配置することができる。しかしこれに対して角度を以て、例えば４５°に配置することもできる。このような運動量を衝突時に検出することのできる別のセンサを使用することもできる。
【０００６】
有利には第1と第2の加速度センサを共通のケーシングに収容する。このことはケーブル長を節約し、センサ装置の構造を簡単にする。しかし択一的に、加速度センサを別個のケーシングに設けることもできる。このことは簡素化につながる。
【０００７】
センサ装置は乗員保護システムの制御装置と接続されており、制御装置は第1と第2の加速度センサの信号に基づいて、どのセンサが車両長手方向ないしは車両垂直方向、またはこれに対して角度を以て配置されているかを識別することができる。このことを制御装置は、どのセンサが絶対値で比較的に大きな信号を送出するかにより識別する。衝突の際に、車両長手成分は常に車両垂直成分よりも大きな信号を送出する。従ってこのような衝突の際にラジエタが変形しても、車両長手方向に最も近く配置されたセンサが比較的に大きな信号を送出する。センサ装置は有利にはラジエタ支持体の最上部に配置される。ここではこのような第1と第2の加速度センサのペアをラジエタ支持体の右側と左側に配置するか、またはただ１つのペアをラジエタ支持体の中央に配置することができる。
【０００８】
図面
本発明の実施例が図面に示されており、以下詳細に説明する。
図１は、本発明のセンサ装置のブロック回路図である。
図２は、加速度センサの択一的構成を示す図である。
図３は、衝突中のセンサの回転過程を示す図である。
図４は、アップフロントセンサの取り付け個所を概略的に示す図である。
図５は、センサの取り付け個所の別の概略図である。
図６は、クラッシュゾーンのモデルと、アップフロントセンサの取り付け個所を示す図である。
【０００９】
説明
現在使用されるアップフロントセンサは車両長手方向だけを測定し、車両のクラッシャブルゾーン、すなわちラジエタ支持体に組み込まれた加速度センサである。加速度センサはＹ方向を、例えば衝突方向を識別するためにセンシングすることもできる。アップフロントセンサは実質的に正面問題衝突の識別を改善するために用いられる。正面問題衝突は、例えば斜め衝突、貨物自動車潜り込み衝突、柔らかい障害物への衝突、比較的に大きな動物、例えば大鹿、馬、または牛との衝突の際に発生する。
【００１０】
非常に負傷の危険性が高く、過度に遅れて検知可能な貨物自動車潜り込み衝突では（本来、アップフロントセンサが適時のトリガを可能にすべきものであるが）、現在のアップフロントセンサおよび構成並びに状況において、すなわち現在のセンサ装置では、機械的にさほど安定していないラジエタ支持体が、衝突識別の前に衝突対象物の高さに応じて上方または下方に湾曲することがある。衝突対象物とはここでは、貨物自動車後部部分、すなわち貨物自動車／トレーラの潜り込み防止部、貨物自動車／トレーラのサイドビーム、貨物自動車／トレーラの結合部、または貨物自動車のプラットフォーム下側ビームである。衝突車両のサイドビームはこの対象物に潜り込む。従ってこの衝突は非常に危険であり、検知するのが過度に遅れてしまう。
【００１１】
Ｘ方向にだけ感度のあるアップフロントセンサは衝突により配向が狂い、衝突状況に応じてＸ減速成分の比較的に大きな、または比較的に小さな成分を識別することがある。乗客保護システムが、貨物自動車潜り込みの場合にアップフロントセンサの配向が狂ったため、トリガしなかったり、過度に遅れてトリガし、そのため乗客が負傷した不幸な事故が複数ある。
【００１２】
従って本発明によれば、車両前部に配置されたセンサ装置が、車両長手方向と車両垂直方向の両方で運動エネルギーを検出することができるように構成される。従ってアップフロントセンサは通常はＸ方向とＹ方向に配置された２チャンネルの加速度センサを備える。さらに付加的に、センサ装置が加速度を車両横方向でも検出するように構成することができる。これにより衝突方向の識別が容易になる。
【００１３】
通常の衝突の場合、すなわちラジエタ支持体がトリガ前に上方または下方に湾曲しない衝突の場合、アップフロントセンサ、すなわちセンサ装置のうちＸ方向に感度のある加速度センサは問題衝突をセンシングする。ここでは例えばＸ方向で最大の加速度信号がトリガアルゴリズムで積分形成のために使用される。センサ装置のうちＺ方向に感度のあるセンサはＺ成分の加速度を検出する。このＺ成分はいずれの衝突でも存在するが、Ｘ加速度成分より格段に小さく、トリガ時点検出に対しては二次的にしか関連しない。この成分は妥当性検査に使用することができる。さらにＺ情報は有利には衝突種類識別ないしは衝突種類弁別に使用することができる。
【００１４】
ラジエタ支持体がトリガ前に変形すると（このことは重大な問題衝突の場合に発生する）、Ｘ方向にだけ感度のあるアップフロントセンサはすでに多重に機能不良となり、ＸセンサはＸ加速度成分を検出しないか、または部分的にしか検出しない。なぜならこのセンサがＺ軸方向に配向されてしまうからである。ラジエタ支持体およびひいてはアップフロントセンサが上方に回転すると、元のＸセンサはＺ方向をセンシングし、本発明により設けられたＺセンサはＸ方向をセンシングする。下方に回転する場合、元のＸセンサはＺ方向をセンシングし、元のＺセンサはＸ方向をセンシングする。相応する同様のことが当業者には自明である。
【００１５】
図３は、センサ装置が回転する場合の経過を示す。装置３０はまだ正しく配向されており、加速度センサはＸ方向とＹ方向をセンシングする。装置３１は上方に回転されており、元のＸセンサはＺ方向を、元のＺセンサはＸ方向をセンシングする。装置３２は下方に回転されており、ここで元のＺセンサはＸ方向を、元のＸセンサはＺ方向をセンシングする。これは理想例であり、通常の場合、センサは回転しても座標系に対して角度を以て配置される。従ってこのことを評価の際に考慮しなければならない。
【００１６】
ラジエタ支持体およびひいてはセンサ装置の回転は、衝突の際に元のＺセンサが絶対値として比較的に大きな信号を検出し、元のＸセンサが絶対値として比較的に小さな威信号を検出することから識別される。これにより、もっぱら中央でセンシングする乗客保護システムに対していわゆる問題衝突である衝突が起こったことを識別する。この場合、トリガ決定を形成するためのアルゴリズムをデフォルトパラメータ調整に使用するか、またはＺ信号をトリガ時点決定に使用する。これにより回転されたセンサ装置によっても、本来の配向を狂わされたセンサによっても衝突を良好に識別することができ、これにより乗客の保護が達成される。このことは実質的に安全性に対する格段の向上を意味する。
【００１７】
図１は、本発明の装置の実施例をブロック回路図に示す。加速度センサとしてのＺ方向のセンサ１０はセンサデータ処理部１２の第１データ入力端に接続されている。Ｘ加速度センサ１１はセンサデータ処理部１２の第２データ入力端に接続されている。センサデータ処理部１２は単方向または双方向に構成されたデータ伝送を介して、乗客保護システムに対する制御装置１３と接続されている。制御装置１３はさらに乗員保護手段１４，例えばエアバッグ、シートベルトテンショナ、またはロールバーと接続されている。
【００１８】
センサデータ処理部１２は、デジタル処理されたデータを制御装置１３に伝送するために伝送素子を有する。センサデータ処理部１２のアップフロントセンサ１０と１１は衝突識別に用いられる。択一的にセンサをＹ方向に配置し、衝突方向の検出を改善することもできる。制御装置１３は信号を評価し、これらの信号に依存してトリガアルゴリズムを調整する。これにより保護手段１４に対するトリガ決定は、さらなるデータ、乗客識別、および制御装置１３自体に配置された別のセンサのセンサデータ（例えばセンサ１０と１１信号の妥当性検査に用いられる）に相応して調整される。センサ１０と１１並びにセンサデータ処理部１２は１つの共通のケーシングに収容することができる。しかしセンサ１０と１１を別個のケーシングに収容し、別個のセンサデータ処理部と接続することもできる。この場合、データ伝送はセンサデータ処理部１２から制御装置１３への単方向で行われる。このことは構造を簡素化し、コストを低減する。択一的にこの接続を双方向に構成するか、またはバス接続することができる。
【００１９】
図２は、センサ１０と１１をそれぞれ斜めに配置されたセンサ２０と２１によりシミュレーションできることを示している。これにより改善された衝突方向識別が可能である。２つのセンサ１０と１１がこのようなセンサ２０と２１により置換されれば、４つのセンサと同等となる。
【００２０】
図４は、本発明のセンサ装置の取り付け個所を示す。車両４０のフロント領域のラジエタ支持体４１の上に取り付けられた本発明のセンサ装置が示されている。センサ装置は中央個所４３に配置されるか、またはそれぞれ左と右の個所４２と４４に配置される。本発明のセンサ装置は、どこにそれが取り付けられていても、中央に配置された制御装置４５と接続されている。
【００２１】
図５は、本発明の操作装置の取り付け個所を示す別の概略図である。車両５０にセンサ装置５１は、ラジエタ支持体のはるか上方で取り付けられている。
【００２２】
図６は、本発明のセンサ装置６１が車両６０に、クラッシャブルゾーンを基準にしてどこに配置されているかを示す概略図である。車両においては、低速でもすでに変形する変形ゾーン６２と、衝突対象物と車両との間の速度が高い場合に変形するゾーン６３とを区別する。本発明のセンサ装置６１は、低速に対する変形ゾーンと高速に対する変形ゾーンの間の移行ゾーンに配置される。このことはセンサ装置の機能に対して大きな利点となる。
【００２３】
通常の加速度センサは±２２０ｇの測定領域を有し、９ｍＶ／ｇの感度を有する。センサは自己検査機能を有し、プラスチックケーシングに簡単に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明のセンサ装置のブロック回路図である。
【図２】図２は、加速度センサの択一的構成を示す図である。
【図３】図３は、衝突中のセンサの回転過程を示す図である。
【図４】図４は、アップフロントセンサの取り付け個所を概略的に示す図である。
【図５】図５は、センサの取り付け個所の別の概略図である。
【図６】図６は、クラッシュゾーンのモデルと、アップフロントセンサの取り付け個所を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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