(57)【要約】本発明は、中央制御機器の信号とアップフロントセンサからの信号が相互に結合されることを特徴としている乗員拘束手段の起動制御のための装置に関している。この場合アップフロントセンサの信号は、乗員拘束手段を起動制御するのに用いられる、時間依存性の閾値の設定のために用いられている。通常はここでは速度信号か若しくは速度に類似する信号がフィルタリングによって求められ、ここでは低周波フィルタがそのために設けられている。
2006501095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員拘束手段の起動制御のための装置において、
少なくとも１つの加速度センサと少なくとも１つのアップフロントセンサ（２，３）を備えた車両中央に配設された制御機器（４）を有しており、
前記制御機器（４）は、少なくとも１つの加速度センサと少なくとも１つのアップフロントセンサ（２，３）のそのつどの導出された信号がそのつどの閾値（Ｓ）を上回った場合に当該乗員拘束手段を起動制御するように構成されており、
前記制御機器（４）は、そのつどの閾値を少なくとも１つのアップフロントセンサ（２，３）の信号に依存して変更するように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記制御機器（４）は、そのつどの速度信号を、少なくとも１つの加速度センサと少なくとも１つのアップフロントセンサ（２，３）の信号からそのつどの閾値（Ｓ）との比較に対して形成するように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、少なくとも１つの二段式乗員拘束手段の起動制御のために構成されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、速度に類似した信号の形成のために１００Ｈｚまでの限界周波数を用いて加速度信号をフィルタリングするように構成されている、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による乗員拘束手段の起動制御のための装置に関している。
【０００２】
発明の利点
独立請求項の特徴部分に記載の本発明による装置は、アップフロントセンサの強い役割によって乗員拘束手段の迅速なトリガ時間、つまりシートベルトプリテンショナーとエアーバック段に対する迅速なトリガ時間が達成される利点を有している。この場合特に２つの段を有する二段式エアバックを所期のように起動制御できる。このアップフロントセンサの強い役割は、特にアップフロントセンサの信号に従って、乗員拘束手段の起動制御に結び付けられる時間依存性の閾値が変更されることによって特徴付けられる。ここでは一方のアップフロントセンサは、特に大きな利点となる。なぜならそれは事故の時のフロントクラッシュに非常に近く、それに伴って、通常の中央に配置された制御機器内にのみ配設されている１個のセンサの時よりも良好な情報を供給するからである。
【０００３】
従属請求項に記載された手段及び改善構成によって、独立請求項に記載された乗員拘束手段の起動制御のための装置の有利な改善例が可能となる。
【０００４】
特に有利には、ここでは速度信号のみ又はフィルタリングされた加速度信号のみが利用される。積分ないしはフィルタリングによって信号の良好な表現力につながる平滑化が行われる。
【０００５】
フィルタリングの際には、特に低周波な信号、すなわち１００Ｈｚの最大限界周波数がフィルタリングのために用いられる。これらの信号は、高周波な信号よりも信頼性が高い。なぜなら低周波信号は特に“Finite-Elementenmethode”によって簡単にシミュレートできるからである。この“Finite-Elementenmethode”によるシミュレートの適用は、自動車開発のプロトタイプフェーズにおいて顕著にコストを削減できる。
【０００６】
図面
本発明の実施例は、図面に示されており、以下の明細書で詳細に説明される。この場合、
図１は、本発明による装置のブロック回路図であり、
図２は、本発明による経過のブロック回路図であり、
図３は、本発明による装置の機能例を用いた速度−時間ダイヤグラムであり、
図４は、速度−時間ダイヤグラムの第２実施例を表した図であり、
図５は、本発明による経過を表すためのさらなるブロック回路図であり、
図６は、本発明による経過を表すためのさらなるブロック回路図であり、
図７は、本発明による装置上で実行される経過の一例によるさらなる速度−時間ダイヤグラムである。
【実施例】
【０００７】
乗員拘束システムは、乗員拘束手段のトリガないし起動制御を加速度を用いて定めている。これらの加速度はセンタトンネル上の車室内と、例えばＢピラーなどの外部領域にある周辺センサによって測定される。このことは事故の際の加速度計算のための“Finite-Elementenmethode”によるシミュレートの投入を制限する。というのもそのようなシミュレート手法は、構造化された構成要素の計算の際に非線形な経過を正確にシミュレートしてしまう問題をかかえているからである。それ故に、算出された加速度信号は、典型的には１００Ｈｚ以上の高周波信号領域において、クラッシュ識別アルゴリズムの系統的較正に用いるには不十分な信頼性となる。
【０００８】
本発明によれば、測定された速度ないし加速度に基づいてエアバックとベルトプリテンショナーのトリガが決定され、従来の加速度ベースのアルゴリズムに匹敵し得る結果が供給される。特にフロントセンサ、すなわち車両のクラッシャブルゾーンに組み込まれるアップフロントセンサの使用が速度ベースアルゴリズムのそのような投入を可能にしている。
【０００９】
本発明の核心は、速度に類似した信号若しくは速度自体に結び付くフィルタリングされた加速度を用いて乗員拘束手段のトリガが決定されることにある。この速度は、センタトンネル上の車室内や車両のクラッシャブルゾーンにおいて加速度センサを用いて測定される。有利にはアルゴリズムが低周波信号を用いて算出される。これも“Finite-Elementenmethode”によるシミュレートを用いて適正に算出可能である。それにより、当該発明はエアバックとベルトプリテンショナーの系統的較正のために“Finite-Elementenmethode”によるシミュレートの投入を許容し得る。それにより自動車の開発段階におけるプロトタイプフェーズでの顕著なコスト削減を実現し得る。
【００１０】
図１では、車両のクラッシャブルゾーンのセンサ２及び３がアップフロントセンサとして用いられている。これらのセンサ２及び３は、乗員拘束手段を起動制御する制御機器４と接続されている。この制御機器４は、車両の中央、有利にはセンタトンネル上に設けられている。アップフロントセンサ２及び３は、通常はラジエータ支持バーに配設され、事故の際の加速度を測定する。この加速度からは、積分によってそのつどのセンサ２、３毎に速度が確定され、あるいは適切な１００Ｈｚまでの低周波を用いたローパスフィルタリングによって速度に類似するフィルタリングされた加速度が生成される。これらの速度及び/又はフィルタリングされた加速度は、閾値と比較される。この閾値を上回った場合には、他の閾値に変更される論理信号が生成される。そのつどの閾値の上回り、及び/又はそのつどの閾値の上回りの論理信号の組合わせからの論理信号の生成によって、所属する乗員拘束手段がトリガされる。
【００１１】
制御器４に対するアップフロントセンサ２，３の加速度信号の伝送は、通常はデジタルで、有利には各センサ毎にそれぞれ設けられている単方向線路を通して行われる。代替的に、ここではセンサバスの使用も可能である。制御機器４自体は、測定された加速度の評価、つまり積分ないしフィルタリングと閾値比較を行う。それに対して制御機器４は、通常は相応のメモリを備えたマイクロプロセッサないしマイクロコントローラを有する。
【００１２】
図２には、速度ベースのアルゴリズムの一例がブロック回路図で表されている。ブロック２１２では、センタトンネル上で測定された加速度ａＴが生成される。この加速度ａＴの絶対値が、設定可能な閾値ａＴ，Ｎと比較される。加速度ａＴの絶対値が、閾値ａＴ，Ｎを上回っている場合には、ブロック２１４において速度ＶＴが加速度ａＴの積分によって生成される。測定された加速度ａＴの絶対値が閾値ａＴ，Ｎよりも下方にある場合には、速度ＶＴが設定可能な絶対値ａＴ，Ｒ分だけ高められ、速度ＶＴがゼロになるまで続けられる。車室内のセンタトンネル上で測定された加速度ＶＴは、ブロック２１０ないし２１１において時間依存性の閾値と比較される。最も簡単なケースでは、閾値を下回った場合にこの閾値に相応する乗員拘束手段がトリガされる。ブロック２１０では、このことが例えばエアバックの第１の段に対して実施される。ここでは設定可能な閾値は、相応の乗員拘束手段をトリガさせるために多重に存在する。それ故にブロック２１１では、ベルトプリテンショナーをトリガするための閾値ＳＴ，ＳＢＴが存在し、ブロック２１０では、二段式エアバックの第１段をトリガするために閾値ＳＴ，ＡＢ１が存在する。図３には、速度ＶＴと、例えば剛性的障害物に対する時速５０ｋｍでの正面衝突の例に対するトリガフラグを備えた閾値、閾値が示されている。
【００１３】
しかしながらこのような閾値比較は、フロントセンサ２及び３の加速度によって確定されてもよい。図２では、ブロック２０１と２０２において、２つのアップフロントセンサ２及び３を用いてａＦＳ，Ｌ及びａＦＳ，Ｒがそれぞれ測定される。これらはブロック２０３及び２０４において、設定可能な閾値ａＦＳ，Ｎと比較される。それらが閾値を上回っている場合には、ブロック２０５及び２０６において相応する積分によって速度が定められる。それらが閾値ａＦＳ，Ｎを下回っているならば、速度ＶＦＳ，Ｌがゼロになるまで速度ＶＦＳ，Ｌが、設定可能な絶対値ａＦＳ，Ｒｅｄ分だけ高められる。このことは２つのセンサ信号に対して当て嵌まる。ブロック２０７では、右方及び左方のアップフロントセンサの２つの速度のうちのいずれが最大であるかが定められる。そしてその最大値がブロック２０８と２０９においてそれぞれ設定可能なベルトプリテンショナー用の閾値ＳＦＳ，ＳＢＴとエアバック用の閾値ＳＦＳ，ＡＢと比較される。ここでは既存の乗員拘束手段に応じてさらなる閾値が設けられてもよい。フロントセンサによって定められた最大速度が閾値ＳＦＳ，ＳＢＴ及びＳＦＳ，ＡＢを下回った場合には、それに属する閾値ＳＴ，ＳＢＴ及びＳＴ，ＡＢがブロック２１０と２１１において設定可能な所定の絶対値ｄＳＴ，ＳＢＴ及びｄＳＴ，ＡＢ分だけ高められる。このようにして所属の乗員拘束手段のトリガが容易にされる。これらの閾値の下回りは十分あり得る。図４には、固定的障害物に対する時速５０ｋｍでの正面衝突に対して左右のラジエータ支持バーにおいて測定された速度と閾値の一例が示されている。それに係るトリガ閾値の変更は図３に示されている。
【００１４】
二段式ガス発生器の第２の段に対するアルゴリズムの続きは図５に示されている。第１段階のエアバックのトリガがブロック５０１にて識別された場合には、センタトンネル上の車室内で確定された速度ＶTが再び時間依存性の閾値ＳＴ，ＡＢ２，Ｕ、ＳＴ，ＡＢ２，Ｇと比較される。第１段階のトリガの後の所定の最大遅延時間ＴＡＢ２，ｍａｘ内にＳＴ，ＡＢ２，Ｕ、ＳＴ，ＡＢ２，Ｇを上回ったならば、第２段階のトリガに対してシートベルト未装着の乗員とシートベルト装着の乗員との間で区別がなされ、第２段階のトリガがなされる。ブロック５０２と５０３では、シートベルト装着ないしはシートベルト未装着が識別される。ブロック５０４では、シートベルト未装着のケースにおいて、閾値比較と最大時間遅延が検査される。ブロック５０５では、このことがシートベルト装着のケースにおいて実施される。ブロック５０４ないし５０５の１つにおいてトリガ信号が成り立つ場合には、ブロック５０６において第２段階のトリガが行われる。最大遅延時間を上回る場合には、第２段階は、もはや事故識別アルゴリズムによってトリガされない。
【００１５】
他の変化例は図６に概略的に示されている。シートベルト未装着の乗員のケースにおいては２つのトリガ閾値ＳＴ，ＡＢ２，Ｕ，ＶＯＬＬ及びＳＴ，ＡＢ２，Ｕ，ＭＩＴＴが存在する。センタトンネル上で確定される速度ＶＴが最小遅延時間ＴＡＢ，ｖｏｌｌ、典型的には第１段階のトリガに対する決定後５ｍｓｅｃまでの間に閾値ＳＴ，ＡＢ２，Ｕ，ＶＯＬＬを下回ったならば、第２のガス発生器段のトリガ（第２段階のトリガ）が（閾値を）下回った時点で決定される。センタトンネル上で確定される速度ＶＴが設定可能な最大遅延時間ＴＡＢ２、典型的には第１段階のトリガに対する決定後２０〜５０ｍｓｅｃまでの間に閾値ＳＴ，ＡＢ２，Ｕ，ＭＩＴＴを下回ったならば、第２段階のトリガが決定の時点で、早くとも第１段階のトリガ後の設定可能な第２の遅延時間ＴＡＢ２，ｍｉｎ後、典型的には、２０ｍｓｅｃ後に決定される。この最大遅延時間を上回った場合には、第２段階は、もはや事故識別アルゴリズムによってトリガされない。シートベルト装着の乗員のケースでは、当該方法は、相応の閾値でもって同じことが維持される。
【００１６】
第２のガス発生器段の制御を改善するために、フロントセンサを用いて定められる速度ＶＦＳ，Ｌ及びＶＦＳ，Ｒが再び使用され得る。これらの２つの速度ＶＦＳ，Ｌ及びＶＦＳ，Ｒの最大値ＶＦＳ，ｍａｘは、再び時間依存性の設定可能な閾値ＳＦＳ，ＡＢ２，Ｕ，ＳＦＳ，ＡＢ２，Ｇと比較される。最大のフロントセンサ速度ＶＦＳ，ｍａｘが閾値ＳＦＳ，ＡＢ２，Ｕ，ＳＦＳ，ＡＢ２，Ｇを下回るならば、それに所属する閾値ＳＴ，ＡＢ２，ＶＯＬＬ，ＳＴ，ＡＢ２，Ｕ，ＭＩＴＴないしＳＴ，ＡＢ２，Ｇ，ＶＯＬＬ，ＳＴ，ＡＢ２，Ｇ，ＭＩＴＴが、設定可能な所定の絶対値ｄＳＦＳ，ＡＢ２，Ｕ，ｖｏｌｌ，ｄＳＦＳ，ＡＢ２，Ｕ，ｍｉｔｔないしｄＳＦＳ，ＡＢ２，Ｇ，ｖｏｌｌ，ｄＳＦＳ，ＡＢ２，Ｇ，ｍｉｔｔだけ高められる。このようにして所属の乗員拘束手段のトリガが容易にされる。
【００１７】
図６にはブロック６０１が示されており、ここでは第１のガス発生器段のトリガ（第１段階のトリガ）が識別されている。ブロック６０２と６０３では、シートベルト装着の乗員とシートベルト未装着の乗員のケースでフロントセンサに対して閾値の下回りが識別される。フロントセンサ閾値を下回った場合には、ブロック６０４，６０５，６０６，６０７において閾値が変更される。ブロック６０４では、シートベルト未装着の場合の閾値比較が実施されており、第２段階の早期トリガに対する時間条件が検査される。この時間条件が維持されかつ閾値を下回ったならば、第２段階のトリガのためにブロック６１０にジャンプされる。ブロック６０５では、閾値比較が実施され、遅延されたトリガのケースでの時間条件が検査される。時間条件が維持されかつ閾値を下回った場合には、ブロック６０８に進み、最小待機時間開始の有無が検査される。まだ開始されてない場合には、その開始まで待機される。その後でブロック６１０に進み、第２段階がトリガされる。ブロック６０６では、シートベルト装着の乗員のケースにおいて閾値比較が実施され、第２段階の早期トリガに対する時間条件が検査される。この時間条件が維持されかつ閾値を下回ったならば、第２段階のトリガのためにブロック６１０にジャンプされる。ブロック６０７では、閾値比較が実施され、シートベルト装着ケースでの遅延されたトリガのケースに対する時間条件が検査される。時間条件が維持されかつ閾値を下回った場合には、ブロック６０９に進み、最小待機時間開始の有無が検査される。まだ開始されてない場合には、その開始まで待機される。その後でブロック６１０に進み、第２段階がトリガされる。
【００１８】
第２のガス発生器段の制御の前述した第２実施例に対する速度と閾値の一例は、図７において、変形可能な障害物に対する時速６４ｋｍオフセット衝突テストに対するシートベルト未装着の乗員のケースが示されている。この例での第１のガス発生器段のトリガ時間は、事故開始後約１８ｍｓである。閾値ＳＴ，ＡＢ２，ＶＯＬＬは、この実施例ではフロントセンサによって変更されない。閾値ＳＴ，ＡＢ２，Ｕ，ＭＩＴＴは事故開始後約１２ｍｓの間に変更され、ＳＴ，ＡＢ２，Ｕ，ＭＩＴＴ＋ｄＳＦＳ，ＡＢ２，Ｕ，ｍｉｔｔとなるように高められる。速度ＶＴは閾値ＳＴ，ＡＢ２，ＶＯＬＬを上回るが、但し約１８ｍｓのもとでＳＴ，ＡＢ２，Ｕ，ＭＩＴＴ＋ｄＳＦＳ，ＡＢ２，Ｕ，ｍｉｔｔは上回らない。第２のガス発生器段のトリガ（第２段階のトリガ）の決定は、このケースでは事故開始後１８ｍｓのもとでくだされる。しかしながら第２段階のトリガは、当該ケースでは第１段階のトリガ後２０ｍｓを経過した後で初めて行われるので、３８ｍｓとなる。このことは、３８ｍｓのもとでセットされるトリガフラグ“Ｆｉｒｅ＿ＡＢ２”によって明らかである。
【００１９】
第２のガス発生段の制御のための別の変化実施例によれば、センタトンネル上の速度ＶＴに代えて、速度の差分ＶＴ−ＶＦＳ，ｍａｘが算出され、前述したように閾値と比較される。
【００２０】
さらに別の変化実施例によれば、センタトンネル上の速度ＶＴの代わりに、ローパスフィルタを用いてフィルタリングされた加速度が算出され、前述したように閾値と比較される。同様にフロントセンサの加速度もローパスフィルタによってフィルタリングされ、前述のように閾値と比較される。このローパスフィルタのフィルタ周波数は、取付け形式に応じて設定可能であり、速度に類似する信号が生成されるように選択される。それに対しては、１２０Ｈｚないしは１００Ｈｚまでのオーダーの低周波なフィルタ周波数が選択される。
【００２１】
また第２のガス発生器段の制御のためのさらに別の変化実施例によれば、前述したように、センタトンネル上の速度ＶＴが閾値と比較され、それによって第２のガス発生器段が制御される。それと平行してセンタトンネル上ではローパスフィルタを用いてフィルタリングされた加速度が算出され、前述したように時間依存性の閾値と比較される。２つの分岐の決定はＯＲ回路を用いて論理結合され、第２のガス発生器段の制御に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による装置のブロック回路図
【図２】本発明による経過のブロック回路図
【図３】本発明による装置の機能例を用いた速度−時間ダイヤグラム
【図４】速度−時間ダイヤグラムの第２実施例を表した図
【図５】本発明による経過を表すためのさらなるブロック回路図
【図６】本発明による経過を表すためのさらなるブロック回路図
【図７】本発明による装置上で実行される経過の一例によるさらなる速度−時間ダイヤグラム
【図１】
2006501095.tif 000003
【図２】
2006501095.tif 000004
【図３】
2006501095.tif 000005
【図４】
2006501095.tif 000006
【図５】
2006501095.tif 000007
【図６】
2006501095.tif 000008
【図７】
2006501095.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月12日(2004.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員拘束手段の起動制御のための装置であって、
少なくとも１つの加速度センサと少なくとも１つのアップフロントセンサ（２，３）を備えた車両中央に配設された制御機器（４）を有しており、
前記制御機器（４）は、少なくとも１つの加速度センサと少なくとも１つのアップフロントセンサ（２，３）のそのつどの導出された信号がそのつどの閾値（Ｓ）を上回った場合に当該乗員拘束手段を起動制御するように構成されており、
前記制御機器（４）は、そのつどの閾値を少なくとも１つのアップフロントセンサ（２，３）の信号に依存して変更するように構成されている形式の装置において、
２つのアップフロントセンサ（２，３）が設けられており、
前記制御機器は、２つのアップフロントセンサ（２，３）の２つの信号の最大値をそのつどの閾値の変更のために使用し、
前記装置は、二段式乗員拘束手段の起動制御のために構成されており、
この場合１段目及び２段目のトリガのために加速度センサの導出された信号を上回る２つの閾値が最大値に依存して変更されるように構成されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記制御機器（４）は、そのつどの速度信号を、少なくとも１つの加速度センサと少なくとも１つのアップフロントセンサ（２，３）の信号からそのつどの閾値（Ｓ）との比較に対して形成するように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、速度に類似した信号の形成のために１００Ｈｚまでの限界周波数を用いて加速度信号をフィルタリングするように構成されている、請求項１記載の装置。
【国際調査報告】
2006501095.tif 000010
2006501095.tif 000011
2006501095.tif 000012
2006501095.tif 000013