(57)【要約】本発明は、拘束手段１４と、この拘束手段１４を制御する制御装置１３と、車両の周辺領域（ドア２）に配置された少なくとも１つの圧力センサ１１とを有する車両搭乗者用拘束システム１に関する。拘束システム１はさらに、車両の少なくとも１つの可動部分（ガラス２．１）の位置Ｐｏｓを測定する少なくとも１つの位置センサ１０を含んでいる。ここでこの位置センサ１０の出力信号は、上記の圧力センサ１１の出力信号と結合可能である。
2006515818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
拘束手段（１４）と、該拘束手段（１４）を制御する制御装置（１３）と、車両の周辺領域（ドア２）に配置された少なくとも１つの圧力センサ（１１）とを有する車両搭乗者用拘束システム（１）において、
該拘束システム（１）はさらに、車両の少なくとも１つの可動部分（ガラス２．１）の位置（Ｐｏｓ）を測定する少なくとも１つの位置センサ（１０）を含んでおり、
該位置センサ（１０）の出力信号と、前記の圧力センサ（１１）の出力信号とが結合されることを特徴とする
車両搭乗者用拘束システム（１）。
【請求項２】
前記拘束システム（１）は、前記の可動部分（ガラス２．１）の位置に依存する補正値（Ｋ）が格納されている機能モジュール（１２）を含む、
請求項１に記載の拘束システム（１）。
【請求項３】
前記の可動部分は、車両ドア（２）に配置されているガラス（２．１）であり、
前記位置センサ（１０）は車両ドア（２）に配置されている、
請求項１または２に記載の拘束システム（１）。
【請求項４】
前記ガラス（２．１）にはスケール（２０）が有利には縁部領域に設けられている、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項５】
前記スケール（２０）は、ガラス（２．１）に貼り付けられている、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項６】
前記スケール（２０）は、ガラス（２．１）にエッチングされている、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項７】
前記スケール（２０）を構成して、当該スケールが光学的な手段（位置センサ１０）によって感知されるようにした、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項８】
前記スケール（２０）を構成して、当該スケールが誘導式または容量式手段（位置センサ１０）によって感知されるようにした、
請求項１から７までのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項９】
前記ガラス（２．１）は少なくとも１つの縁部領域にてくさび状に形成されており、
当該ガラス（２．１）の厚さ値が一義的に、ガラス（２．１）の下側または上側のエッジからの所定の間隔に対応付けられている、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項１０】
前記位置センサ（１０）は、ガラス（２．１）の厚さを測定するための手段を含む、
請求項１から９までのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項１１】
前記位置センサ（１０）は、ガラス（２．１）の厚さを感知するための感知素子（３０）を含む、
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項１２】
前記位置センサ（１０）は、ガラス（２．１）の厚さを検出するための光学式または音響式手段を含む、
請求項１から１１でのいずれか１項に記載の拘束システム（１）。
【請求項１３】
拘束システムを作動する方法において、
第１の動作フェーズ（学習フェーズ）では、圧力センサ（１１）により、車両の可動部分（ガラス２．１）の位置に依存する圧力値を検出し、
当該の圧力値に補正値（Ｋ）を対応付け、
該補正値（Ｋ）を機能モジュール（１２）に格納し、
第２の動作フェーズ（通常動作）では、圧力センサ（１１）によって検出した圧力値と、前記の機能モジュール（１２）に格納した補正値（Ｋ）とを結合することを特徴とする、
請求項１から１２までのいずれか１項に記載の拘束システムを作動する方法（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来の技術
本発明は、拘束手段と、この拘束手段を制御する制御装置と、車両の周辺領域に配置された少なくとも１つの圧力センサとを有する、請求項１の上位概念に記載された車両乗員用拘束システムに関する。人口密集地域における道路交通により、車両および車両搭乗者は側方衝突（サイドクラッシュ）による危険にさらされている。側方衝突は、搭乗者にとって負傷の高い危険性と結び付いている。それは、比較的短いクラッシャブルゾーンしかないからであり、また危険を識別し、続いて拘束手段を起動するための時間が極めて短いからである。側方衝突を識別するために有利には、車両部分の内部における圧力を検出する圧力センサが使用される。例えば、車両のドアに包囲された空洞における圧力を測定することができる。このような圧力センサにより、通常の走行モード中は、問題のない緩慢な圧力変化が検出され、ここでこの圧力変化は、例えば、天候の影響または高度の異なる道路を走行することによって発生する。さらに上記の圧力センサにより、衝突によって発生する（擬似断熱圧縮（quasi-adiabatische Kompression）による）高速な圧力上昇が検出される。天候または高度によって発生する圧力変化による影響を受けずにこのような高速な圧力変化を検出できるようにするため、現在の周囲圧力に関連した標準化が行われる。このようにして圧力センサの信号から、クラッシュ速度にほぼ比例する測定値を導き出すことができる。
【０００２】
残念なことにこのような測定値も、側方衝突に対する判定基準として十分な信頼性で使用できない。それはこの測定値が大きく変動するからである。すなわち振り子（Pendel）による衝突検査およびクラッシュテストの結果によって示されたのは、車両のウィンドウガラスの位置が、無視すべきでない影響を上記の測定値に与え、またこれを変えてしまうことがあり、これによって側方衝突がもはや高い信頼性で識別できなくなるということである。実践的な試験結果によって示されたのは、圧力センサの出力信号の振幅は、完全に開けられたウィンドウガラスの場合、閉じられたガラスの場合よりも約１０〜２０％小さくなることである。これは、例えば、完全に下げられたガラスでは、シールリップの領域に開いた隙間が形成され、この隙間がドア体積体（Tuervolumen）に対して漏れ箇所になり、ひいてはポリトロープ指数を変化させるせいであると考えられる。これは、側方衝突によって圧力が上昇する際に、あまり高い振幅値にならないという不利な事態になる。さらに下げられたガラスは、圧力センサの圧力インレット開口部を覆ってしまうことがあり、直接的な圧力波がガラスによって減衰されてしまうことになる。圧力センサの出力信号への上記の不利な作用は、数多くのパラメタに依存しており、例えば、例えばドアである車両部分の幾何学的寸法、ドアの容積、ドアの気密性、ガラスの形状および大きさ、シールリップの構成および劣化、ならびにドアにおけるガラスの位置に依存しているのである。これによって不利なことにも、側方衝突を識別する際に複数の問題が発生する。ウィンドウが部分的または完全に開いている場合、圧力上昇時にはるかに小さな振幅を計算に入れなければならない。またこのため、比較的後の時点になってはじめて、側方の拘束手段をトリガするためのあらかじめ定めた閾値に到達することになる。しかしながら側方衝突における冒頭に述べた種々の問題に起因して、搭乗者の安全性に対して極めて重要であるのは、できるかぎり早期に危険性の評価を行って、拘束手段を起動する決断ができるようにすることである。この重大な決断が遅れるミリ秒毎に搭乗者に対する危険が劇的に増大し得る。境界的な状況では、最も弱い非トリガクラッシュ（Nichtausloesecrash）を表す圧力信号が、下がられたウィンドウガラスのために大きく低下され、適用の許容差内で、最も強い非トリガクラッシュの信号ともはや確実に区別できないことさえ起こり得る。ここで最も弱い非トリガクラッシュとは、例えば約２９ｋｍ／ｈの速度で変形可能なバリアに衝突した際に発生する圧力信号のことである。最も強い非トリガクラッシュとは、約１９ｋｍ／ｈの速度で変形可能なバリアに衝突した際に発生する圧力信号のことである。したがって車両の構造に依存しておよび殊に車両ドアに依存して、トリガ閾値の周りにグレイゾーンが発生することがあり、このグレイゾーンでは、側方保護のために設けられた拘束手段の特性が定まっていないことを計算しなければならないのである。圧力信号の振幅を別としても、その半値幅も低減されてしまう。それは、漏れ箇所に起因して、圧力が周囲と比較的早く平衡状態に達してしまうからである。このことも側方衝突の検出可能性にとって不利に作用する。
【０００３】
DE 101 06 311 A1から車両ドアに取り付ける装置が公知であり、この装置は、車両ウィンドウガラスを上げ下げする駆動部のコンポーネントと、衝突を識別するセンサユニットのコンポーネントとをケーシングに含んでいる。さらにこの装置は駆動部の電気モータの回転数を測定するいわゆるＧＭＲセンサを含んでおり、このセンサを介して間接的にジョイント駆動部（Gelenkantrieb）の位置およびウィンドウガラスの位置を検出可能である。ここではウィンドウガラスの位置は、挟み込み保護用に評価される。
【０００４】
発明の利点
本発明が出発点とする知識は、車両への側方衝突を識別するために使用される圧力測定のために設けられた圧力センサの出力信号が、可動の車両部分の位置、例えば、車両ドアに配置されたガラスの位置に極めて大きく依存することである。この可動の車両部分の位置に応じて、圧力センサの出力信号の振幅も形状も共に不利に変更されてしまい、この圧力センサの出力信号をもはや十分に高速または十分な精度で評価できず、危険な事故状況に適時に反応できないことがあり得る。この欠点は、請求項１に記載された特徴的構成を有する拘束システムによって解決される。本発明の解決手段によって提供される大きな利点は、車両の可動部分の位置、例えばウィンドウの位置に実践的に依存せずに、圧力センサによって側方衝突が確実に識別できることである。別の利点は、側方衝突を識別するために設けられた圧力センサを適用する際、可動の車両部分の位置によって信号低下が発生し得ることを、もはや圧力センサの信号に対する付加的な振幅許容差によって考慮する必要がないことである。したがって一方では正確な適用を行うことができ、他方ではトリガ時間をフィールドにおいても引き続き保証することができる。それは、可動の車両部分、例えば開いたウィンドウが、もはやトリガにおける遅延に結び付かないからである。この可動の車両部分の位置を位置センサによって検出し、またこの位置センサの出力信号と圧力センサの信号とを結合することにより、可動の車両部分の位置に依存しないで圧力信号を確実に評価することができる。例えば車両ドアにおけるウィンドウの位置は、ウィンドウに付けたスケールによって殊に簡単に求めることができ、ここでこのスケールは位置センサによって感知される。本発明の別の有利な実施形態および発展形態は、従属請求項に記載されている。
【０００５】
図面
本発明の実施例を以下、図面に基づき詳しく説明する。ここで、
図１は、本発明にしたがって構成された拘束システムのブロック回路図を示しており、
図２は、位置センサを有する車両ドアのガラスを示しており、
図３は、位置センサを有する車両ドアのガラスを示しており、
図４は、第１の流れ図を示しており、
図５は、第２の流れ図を示している。
【０００６】
実施例の説明
図１は、本発明にしたがって構成された拘束システム１のブロック回路図を示している。拘束システム１は、拘束手段１４に接続されかつこれを制御する制御装置１３を含んでいる。さらに拘束システム１は圧力センサ１１を含んでおり、これは有利には車両ドア２の内部に配置されている。圧力センサ１１は、側方衝突によって形成される圧力変動を取り込む。さらに拘束システム１は、車両の可動部分の位置を検出する少なくとも１つの位置センサ１０を含む。車両の可動部分とは、例えば、車両ドア２に配置されるガラス２．１のことである。また車両の可動部分は、位置が圧力センサ１１の出力信号に影響を与えるのであれば、スライドルーフまたはカブリオレのルーフのことでもある。この位置センサ１０も車両ドア２、例えば車両ドア２の内部に配置される。図１ではガラス２．１は、相異なる２つの位置２ａおよび２ｂに示されている。位置２ａではガラス２．１は完全に閉じている。位置２ｂではガラス２．１は完全に開いている。最後に拘束システム１はさらに機能モジュール１２を有しており、この機能モジュールには、有利には特性曲線１５の形態で、補正値Ｋがガラス２．１の位置Ｐｏｓの関数として格納されている。
【０００７】
拘束システム１の作動方法を以下、図４および図５に示した流れ図に基づいて説明する。ここではまず「学習フェーズ」と称することも可能な第１の動作フェーズについて検討する。図４に示した流れ図によってこの第１動作フェーズを説明する。第１のステップ４０において求められるのは、例えば車両ドア２の体積を圧縮することによって高速な圧力変化が発生した場合、ガラス２．１の位置Ｐｏｓが圧力センサ１１の出力信号にどのような影響を及ぼすかである。ここで有利であるのはドアタイプ毎に一連の測定を実行することであり、ここでは圧力センサ１１の圧力信号がガラス２．１の位置Ｐｏｓに依存して求められる。ガラス２．１の位置Ｐｏｓは、位置センサ１０によって検出される。有利にはこの測定過程において非破壊的な方法が適用され、ここでこれは例えば車両ドア２に振り子を衝突させ、この間にガラス２．１を異なる位置２ａ，２ｂに配置することによって行われる。ガラス２．１が完全に閉じた状態２ａおよび完全に開いた状態２ｂを除けば、任意の中間位置も測定技術的に検出することができる。この一連の測定から、圧力センサ１１の出力信号と、ガラス２．１の位置Ｐｏｓとの関数的な依存関係を補正値Ｋの形で導出することができる。この関数的な依存関係は、第２のステップ４１において特性曲線１５の形態で、または離散的な特性値の形態で機能モジュール１２に格納される。
【０００８】
車両の走行モードに相応する拘束システム１の第２の動作モードを以下、図５に示した流れ図を参照して説明する。走行モード中、圧力センサ１１はドア２の内部の圧力を監視する。位置センサ１０はガラス２．１の位置Ｐｏｓを検出する。ステップ５０において圧力センサ１１は、車両ドア２の領域における急激で大きな圧力上昇を検出する。つぎのステップ５１において位置センサ１０の出力信号に基づいて決定されるのは、ガラス２．１が開いているか否かである。ガラス２．１が閉じている場合、ステップ５４に通じるステップ５１ａに分岐する。このことが意味するのは、圧力センサの出力信号が変更されずに制御装置１３に供給されることであり、この場合にこの制御装置は、側方衝突が発生したか否か、また場合によっては搭乗者を保護するため拘束手段１４を起動するか否かを決断する。これに対してステップ５１において、ガラス２．１が開いていることが確認される場合、ステップ５２に通じるステップ５１ｂに分岐する。ステップ５２では、位置センサ１０によって求めたガラス２．１の正確な位置Ｐｏｓを呼び出す。ステップ５３では、ガラス２．１のこの位置Ｐｏｓに対応付けられており、機能モジュール１２に格納された補正値Ｋを呼び出す。さらに補正値Ｋに結びつけられた圧力センサ１１の圧力信号は、ステップ５４において制御装置１３に供給され、この制御装置はここでも危険な側方衝突が発生したか否か、またそのために拘束手段１４を起動すべきか否かを決断する。側方衝突時にガラス２．１の位置Ｐｏｓが既知であれば、本発明により、クラッシュ時に、圧力センサ１１の圧力信号が制御装置１３において後続処理される前にこの信号を補正値Ｋによって補正することができる。これが殊に有利であるのは、適用の際に、ガラス２．１の位置Ｐｏｓによって信号の低下が発生し得ることを、もはや圧力センサ１１の信号に対する付加的な振幅許容差によって考慮する必要がないことである。したがって一方では正確な適用を行うことができ、他方ではトリガ時間をフィールドにおいても引き続き保証することができる。それは開いたウィンドウ２は、もはやトリガにおける遅延に結び付かないからである。上に説明した本発明の実施例において実質的に際立っていたのは、圧力センサ１１の出力信号の振幅をガラス２の位置Ｐｏｓに依存して適合化し、圧力閾値への直接の影響を補正することであった。本発明の別の変形実施形態では補正値Ｋにおいて、場合によってはガラス２．１の位置Ｐｏｓと共に変化する別の量を付加的に考慮することも可能である。例えばこれを圧力センサ１１の圧力信号の半値幅とすることが可能である。機能モジュール１２に格納される特性曲線１５の代わりに多次元の特性マップを使用することも可能であり、この特性マップでは、例えば圧力センサ１１の圧力信号に対する補正値として周囲温度を考慮することも可能である。
【０００９】
場合によっては有利であることが判明しているのは、冒頭に述べた学習フェーズを、例えば車両に対してあらかじめ定められたメンテナンス期間の枠において繰り返すことである。それは劣化によって、偏差した補正値を調整できるからである。
【００１０】
以下では図２および３に関連して、位置センサ１０の殊に有利な変形実施形態を説明する。図２は第１変形実施形態を示しており、ここではガラス２．１は少なくとも１つの縁部において、位置センサ１０によって読み取り可能なスケール２０ないしはマーキングが付されている。スケール２０は、ガラス２．１に貼り付けるか、ガラス２．１のガラスにエッチングするか、またはリソグラフィ式の方法よって形成することができる。スケール２０は線形でも対数でもよい。位置センサ１０によるスケール２０の読み取りは絶対的にまたはインクリメント式に行うことができる。ガラス２．１の絶対的な位置を検出する際には、実証された原理を用いることができる。したがって例えば、位置センサ１０は、スケール２０を読み取るための光学的な感知手段を有することができる。しかしながらスケール２０が相応に構成されている場合、さらにスケール２０に対する誘導式または容量式の感知手段を有する位置センサを使用することも可能である。図３に基づいて詳しく説明する別の変形実施形態では、ガラス２．１の位置の決定をガラス２．１の厚さ測定によって行うことができる。このために、図３に示したガラス２．１の側方のエッジを見るとわかるようにガラス２．１は少なくとも１つの縁部領域においてくさび状に形成されている。これによってガラス２．１の求めた厚さは一義的に、ガラス２．１の下側または上側のエッジからの所定の間隔に対応付けられる。したがってガラスの厚さを測定することによって、ガラス２．１の位置Ｐｏｓを求めることができるのである。ガラス２．１の厚さを決定するため、位置センサ１０は、手段、例えば、機械的な感知素子３０を有することが可能であり、これはガラス２．１のくさび状の領域においてガラス２．１の表面に載置されており、またガラスの厚さに応じて多かれ少なかれ移動する。この場合にこの移動は位置センサ１０によって有利には相応の電気信号に変換される。別の変形形態ではガラスの厚さを音響式または光学式手段によって、例えば、超音波センサまたは赤外線式の手段によって感知することができる。
【００１１】
さらに簡単な変形実施形態では電気式パワーウィンドウの動作経過をガラス２．１の位置決定に利用することも可能である。ガラス２．１の位置Ｐｏｓの十分な精度での決定、ふつう一度の較正過程後に可能であり、ここでは例えば、電気式パワーウィンドウの駆動部分の回転と、ガラス２．１の位置とが対応付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にしたがって構成された拘束システムのブロック回路図である。
【図２】位置センサを有する車両ドアのガラスを示す図である。
【図３】位置センサを有する車両ドアのガラスを示す図である。
【図４】第１の流れ図である。
【図５】第２の流れ図である。
【符号の説明】
【００１３】
１  拘束システム
２  車両ドア
２．１  ガラス
２ａ  位置
２ｂ  位置
１０  位置センサ
１１  圧力センサ
１２  機能モジュール
１３  制御装置
１４  拘束手段
１５  特性曲線
２０  スケール
３０  感知素子
４０  ステップ
４１  ステップ
５０  ステップ
５１  ステップ
５２  ステップ
５３  ステップ
５４  ステップ
Ｋ  補正値
Ｐｏｓ  位置
【図１】
2006515818.tif 000003
【図２】
2006515818.tif 000004
【図３】
2006515818.tif 000005
【図４】
2006515818.tif 000006
【図５】
2006515818.tif 000007
【国際調査報告】
2006515818.tif 000008
2006515818.tif 000009
2006515818.tif 000010
2006515818.tif 000011
2006515818.tif 000012