(57)【要約】本発明の一面は、実質的に自動車の中央縦線に沿って設置され、加速度に反応する少なくとも1つのセンサーを備えるセンサーユニット、センサーユニットから離して設置される、安全装置を作動させるためのアクチュエーター、及び、センサーユニット及びアクチュエーターから離れた位置に設置され、センサーユニットから情報を受け取り、安全装置を作動させるようにアクチュエーターに作動指令を伝送するように動作可能な制御部を備え、制御部は、加速度に反応するセンサーを全く備えず、センサーユニットは、該センサーユニットのセンサーによって集められたデータをサンプリングするための信号処理器を備えることを特徴とする自動車の安全機構、を提供する。
2006503757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の安全機構であって、
前記自動車のほぼ中央縦線に沿って配置され、加速度に反応する少なくとも１つのセンサーを備えるセンサーユニットと、
前記センサーユニットから離れた位置に設置された、安全装置を作動させるためのアクチュエーターと、
前記センサーユニット及び前記アクチュエーターから離れた位置に設置され、前記センサーユニットから情報を受け取り、前記安全装置を作動させるように前記アクチュエーターに作動指令を伝送するように動作可能な制御部と、を備え、
前記制御部は、加速度に反応するセンサーを全く備えず、前記センサーユニットは、該センサーユニットのセンサーで集められたデータをサンプリングするための信号処理器を備えることを特徴とする機構。
【請求項２】
前記センサーユニットは、前記自動車の中央のトンネルに設置される請求項１記載の安全機構。
【請求項３】
前記センサーユニットは、加速度に反応する少なくとも２つのセンサーを備え、前記センサーは、前記自動車の少なくとも縦方向及び横方向の加速度を測定するように構成される請求項１又は請求項２記載の安全装置。
【請求項４】
前記加速度に反応する少なくとも１つのセンサーが、前記自動車の垂直方向の加速度を測定するように構成される請求項１乃至３のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項５】
前記信号処理器は、前記サンプリングされたデータを前記制御部に伝送するように動作可能である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項６】
前記信号処理器は、衝突アルゴリズムを実行するオペレーターであり、前記衝突アルゴリズムは、前記信号処理器に、前記アクチュエーターに前記作動指令を伝送するように前記制御部に命令するようにさせる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項７】
前記信号処理器は、前記自動車が衝突状況にあるかどうかを判断する決定アルゴリズムの出力を受け取るように動作可能である請求項１又は請求項５記載の安全機構。
【請求項８】
前記決定アルゴリズムは前記制御部で実行される請求項７記載の安全機構。
【請求項９】
前記信号処理器は、他の離れたセンサーからデータを受け取るように動作可能である請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項１０】
前記センサーユニットは、前記自動車のその縦軸のまわりの角速度を測定するように動作可能である一又はそれ以上のセンサーを備える請求項１乃至９のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項１１】
前記アクチュエーターは、前記安全装置を作動させるために火薬に点火するための点火装置を備える請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項１２】
前記制御部は、前記アクチュエーターに前記安全装置を作動させるのに充分なエネルギーを格納するように構成された一又はそれ以上のコンデンサを備える請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項１３】
前記一又はそれ以上のコンデンサの放電は、前記作動指令を含む請求項１２に記載の安全機構。
【請求項１４】
前記アクチュエーターは、前記安全装置を作動させるためのエネルギーを格納するように構成されたコンデンサをまた備える装置内に設置され、前記コンデンサが、前記作動指令に応じて前記安全装置を作動させるために放電される請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項１５】
さらに、前記自動車の左側の少なくとも１つの左側センサー、及び、前記自動車の右側の少なくとも１つの右側センサーを備える請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項１６】
前記制御部は、前記自動車の主バッテリーに接続され、前記センサーユニット、及び前記アクチュエーターに電力を供給する請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項１７】
前記センサーユニットの体積は、前記制御部の体積より小さい請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項１８】
前記センサーユニットの体積は、前記制御部の体積の半分より小さい請求項１７記載の安全機構。
【請求項１９】
前記センサーユニットの質量は、前記制御部の質量より小さい請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項２０】
前記センサーユニットの質量は、前記制御部の質量の半分より小さい請求項１９記載の安全機構。
【請求項２１】
前記センサーユニットは、単一マイクロチップ上に提供される請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項２２】
前記センサーユニットはプロセッサを備える請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の安全機構。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の安全機構を備える自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の安全機構に関するものであり、特に、衝突状況を検知し、エアバッグのような少なくとも1つの安全装置を制御するための機構の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の自動車の安全システムは、典型的に主制御部を備え、この主制御部がシステムのハブである。主制御部は、自動車の速度の変化率を測定するための一又はそれ以上の加速度計、衝突状況が起こったかどうかを見定めるために、加速度計による信号出力について決定アルゴリズムを実行し、それに応じて一又はそれ以上の安全装置を作動させるための衝突アルゴリズムを実装するように動作可能なプロセッサ、通常一又はそれ以上のコンデンサの形で、安全装置を作動させるのに充分な点火エネルギーを格納するエネルギー源、及び、衝突アルゴリズムの出力により制御され、コンデンサを安全装置に接続して、衝突状況の検知時に安全装置を展開させる点火回路を備える。制御部はまた、該制御部と様々な外部装置との間の通信を制御するための手段を備え、診断機能を有していても良い。
【０００３】
制御部が加速度計を備えるという事実より、制御部は、検知された加速度が全体として自動車の加速度の代表値となるような自動車の一部に物理的に設置されなければならない。この目的のための理想的な位置は、自動車の中央のトンネルであり、この中央のトンネルは、自動車のシャーシの床の中央に沿って延びる隆起（ridge）を備え、かつ、多くの既知のシステムでは、制御部は、制御トンネルの上面、すなわち自動車の室内空間内に取り付けられる。
制御部内に収容されるコンポーネントの数のため、制御部は、やや大きく重い。それゆえ、自動車の中央のトンネルにある制御部に充分な空間を割り当てることは困難となり得り、この中央のトンネルはまた、典型的には、変速レバーのような他のコンポーネントも支持する。
さらに、自動車が動いている間、重い制御部が実質的な振動を生成し、これは、そこに設けられた加速度計による信号出力の精度を有すると考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一又はそれ以上の上記の問題を緩和することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明の一面は、
実質的に自動車の中央縦線に沿って置かれ、加速度に反応する少なくとも1つのセンサーを備えるセンサーユニット、
センサーユニットから離して設置される、安全装置を作動させるためのアクチュエーター、及び、
センサーユニット及びアクチュエーターから離して置かれ、センサーユニットから情報を受け取り、安全装置を作動させるようにアクチュエーターに作動指令を伝送するように動作可能な制御部、を備え、
制御部は、加速度に反応するセンサーを全く備えず、センサーユニットは、該センサーユニットのセンサーによって集められたデータをサンプリングするための信号処理器を備えることを特徴とする自動車の安全機構を提供する。
【０００６】
センサーユニットは、自動車の中央のトンネルに設置されることが好ましい。
センサーユニットが、加速度に反応する少なくとも2つのセンサーを備え、少なくとも2つのセンサーは、自動車の少なくとも縦方向及び横方向の加速度を測定するように構成されるのが、都合がよい。
加速度に反応する少なくとも1つのセンサーが、自動車の垂直方向の加速度を測定するように構成されるのが、有利である。
【０００７】
信号処理器は、サンプリングされたデータを制御部に伝送するように動作可能であることが、都合がよい。
信号処理器が、衝突アルゴリズムを実行するオペレーターであり、この衝突アルゴリズムは、該信号処理器に、アクチュエーターに作動指令を伝送するように制御部を指示するようにさせることが、有利である。
そのかわりに、信号処理器が、決定アルゴリズムの出力を受け取るように動作可能で、この決定アルゴリズムが、自動車が衝突状況にあるかどうかを判断することもできる。
【０００８】
決定アルゴリズムは、制御部で実行されることが好ましい。
信号処理器は、他の離れたセンサーからデータを受け取るように動作可能であることが、都合がよい。
センサーユニットが、自動車のその縦軸のまわりの角速度を測定するように動作可能な一又はそれ以上のセンサーを備えることが、有利である。
【０００９】
アクチュエーターが、電荷を点火するための点火装置を備えて、安全装置を作動させることが、好ましい。
制御部が、アクチュエーターに安全装置を作動させるのに充分なエネルギーを格納するように構成された一又はそれ以上のコンデンサを備えることが、都合がよい。
一又はそれ以上のコンデンサの放電が、作動指令を含むことが、有利である。
アクチュエーターが、安全装置を作動させるためのエネルギーを格納するように構成されたコンデンサもまた備える装置内に置かれ、コンデンサが、作動指令に応じて安全装置を作動させるために放電されることが、好ましい。
【００１０】
安全機構がさらに、自動車の左側に少なくとも1つの左側センサー、及び、自動車の右側に少なくとも1つの右側センサーを備えることが、都合がよい。
制御部が、自動車の主バッテリーに接続され、センサーユニット及びアクチュエーターに電力を供給することが、有利である。
センサーユニットが、制御部の体積より小さい体積を持つことが、好ましい。
センサーユニットが、制御部の半分の体積より少ない体積を持つことが、都合がよい。
センサーユニットが、制御部の質量より小さい質量を持つことが、有利である。
センサーユニットの質量が、制御部の半分の質量より少ないことが、好ましい。
センサーユニットが、単一マイクロチップ上に提供されることが、都合がよい。
センサーユニットがプロセッサを備えることが、有利である。
【００１１】
本発明をより容易に理解できるようにするために、その実施形態を、例として、添付図面を参照して、ここで説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図1を参照すると、本発明を具現化する第一の安全機構1の図式表示を示している。第一の安全機構1は、プロセッサ3を備える制御部2を備える。上述したように、プロセッサ3は、(以下に説明する)センサーから受け取られた信号に決定アルゴリズムを適用して、これらの信号から衝突状況が生じたかどうかを判断するように動作可能である。このようなアルゴリズムは、この技術分野で既知である。
【００１３】
制御部2は点火回路4をさらに備え、この点火回路4は、以下により詳細に説明するように、例えばエアバッグのような自動車の安全装置に作動指令を送る(この場合、点火エネルギーパルスの形で)ように動作可能である。点火回路4は、一又はそれ以上の実質的なコンデンサ5aに接続され、これらコンデンサ5aは、安全装置を作動させるのに充分なエネルギーで充電され、プロセッサ3からのトリガー信号の受け取り時に、その格納されたエネルギーを安全装置に伝送する。そのかわりに、自動車のバッテリーから直接、点火エネルギーを取得することもできるであろう、とはいえ、バッテリーが安全機構1から切り離されるようになることもあるが、これは、安全装置の展開の失敗という結果になり得るであろう。
【００１４】
最後に、制御部2は電圧調整器5bを備え、この電圧調整器5bは、自動車のバッテリー6から、又は代替の電源から電力を受け取り、コンデンサを充電するための電圧を調整するが、プロセッサ3及び第一の安全機構1の他のコンポーネントに電力を提供することもまたできるであろう。
特に、コンデンサ、及び各安全装置に対して通常2つのスイッチを備える点火回路4の存在のため、制御部2はかなり大きく重いことがわかるであろう。安全解除信号、及びトリガー信号に応じて、スイッチがそれぞれ閉じられる。
【００１５】
安全機構1はセンサーユニット7を更に備え、このセンサーユニット7は一対の加速度計8、9を備え、その一方は、自動車の縦方向の加速度axを測定するように指向され、もう一方は、自動車の横方向の加速度ayを測定するように指向される。センサーユニット7は信号処理器10を備え、この信号処理器10は、加速度計8,9から出力を受け取り、中枢部2のプロセッサ3に供給するのに適した形となるように、データを処理する。
(加速度計ともなり得る)左センサー11及び右センサー12もまた、センサーユニット7から離して提供され、この左センサー11及び右センサー12は、自動車のそれぞれ左手側及び右手側に設置されるように構成されて、自動車が衝突状況に遭遇したか否かを判断する、又は生じた衝突の形式についての情報を提供するのに役立ち得る更なる情報を提供する。
安全機構1はまた、その作動時に、例として、エアバッグを膨らませ、ベルトプリテンショナーをリリースする（この例では）スクイブ（起爆管）又は中継器（relay）のような他の装置の形態の一又はそれ以上のアクチュエーター13を備える。
【００１６】
上述したように、センサーユニット7を、検知された加速度が全体として自動車の加速度の代表値となる位置に、物理的に自動車に設置することが重要である。それゆえ、センサーユニット7は、ほぼ、自動車の中央縦線に沿って配置される。本発明の有利な実施形態では、センサーユニット7が、自動車の中央のトンネルに設置され、このような実施形態では、センサーユニット7を、中央のトンネルの上側又は下面に、又はそのカバーに、いずれか適した手段で直接取り付けることができる。センサーユニット7を、自動車の室内空間内に設置することもできる。
しかしながら、より重いコンポーネントを備える制御部2は、センサーユニット7から離れた位置に設置され、さらに言えば、自動車の任意の適した位置に設置することができ、必ずしもその中央縦線のそばのどこかというわけではない(例えば、トンネルの異なる部分、又はダッシュボードの後ろ)。
【００１７】
制御部2は、センサー通信線14によってセンサーユニット7と通信し、このセンサー通信線14は、任意の適した形態をとることができる。
センサーユニット7から離れた、制御部2の位置は、自動車の中央のトンネル内に制御部2を収容することは必須ではないことを意味し、従って、上で説明した問題を緩和する。
さらに、自動車の移動の間、制御部2が受けるかなり大きい振動は、センサーユニット7に影響を及ぼさないであろう、それゆえ、センサーユニット7は、自動車の加速度に関するより信頼性の高いデータを提供するであろう。
【００１８】
制御部2はまた、アクチュエーター13から離れた位置に設置され、作動通信線15によってアクチュエーター13と通信する。上述したように、制御部2は、アクチュエーター13を作動させるのに充分なエネルギーで充電されるコンデンサ5aに接続された点火回路4を備え(例えば、一又はそれ以上の点火装置を作動させて、スクイブを点火する)、この実施形態では、作動通信線15は電力線を単に備えるものでも良く、その電力線伝いにコンデンサを放電することにより、制御部2が、アクチュエーター13の作動を開始させる。
上述の機構で、自動車の中央のトンネルのセンサーユニット7内に設置されたコンポーネントの体積及び質量は、絶対最小値に保たれ、より大きくより重いコンポーネントは、自動車内の制御部2内のどこかほかの場所に都合よく設置されることがわかるであろう。
【００１９】
図2は、本発明を具現化する第二の安全機構16を示している。上で説明した第一の安全機構1と第二の安全機構16の共通のコンポーネントは、同じ参照番号で指定される。
第二の安全機構16では、制御部2内の処理部3が、左センサー11及び右センサー12からデータを受け取り、信号処理を実行し、その出力を主な衝突アルゴリズムを実行する信号処理器10に送り、それをもとにして、安全装置を展開すべきかどうかを定める。処理部3から信号を受信した時、信号処理器10は、衝突アルゴリズムを実行し、(適切な場合には)アクチュエーター13に作動指令を送るように点火回路4に命令する。
第二の安全機構16はまた、センサーユニット7内に第三のセンサー17を備え、この第三のセンサー17は、ロール軸のまわりの自動車の動き(角速度ωx)の測定を可能にするような位置である。
【００２０】
図3は、本発明を具現化する第三の安全機構18を示しており、上で説明した第一の安全機構1と共通のコンポーネントは、共通の参照番号で指定される。
第三の安全機構18は、更なるセンサー19を備え、このセンサー19は、その加速度以外の車のパラメーターを測定する。例えば、更なるセンサー19は、シートベルトのバックルがはまっているかどうかを検知することができ、又はさもなければ、例えば座席にかかる重さにより、自動車の所定の座席の乗員の存在を検知することができ、又は、座席又は(ヘッドレストのような)その一部の位置を測定することができる。更なるセンサー19はまた、自動車の速度に関する情報を集めることもできる。更なるセンサー19による情報出力は、情報バス20を介して制御部2に送られ、この情報バス20は、制御部2と任意の他の離れた衝突センサー(例えば、左センサー11及び右センサー12)及びアクチュエーター13との間の通信を可能にする。
【００２１】
更なるセンサー19で集められた情報は、制御部2の処理部3が、安全装置を作動させるかどうかに関して、より情報を得て判断を下すことを可能にする。例えば、更なるセンサー19が、衝突の間、自動車の助手席が占有されていないことを検知した場合には、制御部2は、助手席側のエアバッグの作動を阻止することができ、なぜならこれは、自動車の乗員に保護を提供するとは考えられず、衝突の後、自動車を離れようとする又は自動車から人々を取り出そうする努力を妨げる可能性があるからである。
また、第三の安全機構18では、センサーユニット7が、単一マイクロチップ上に提供され、この機構が更に、自動車の中央のトンネルに設置されるべきコンポーネントの大きさ及び質量を減らすことがわかるであろう。
【００２２】
図4を参照すると、本発明を具現化する第四の安全機構21が示されている。第四の安全機構21は第三の安全機構18と似ているが、しかしながら、各安全装置は、コンデンサ5a、点火回路4、及びアクチュエーター13を備える装置が与えられ、かつ、情報バス20は、制御部2からコンデンサ、及び例えばセンサーユニット7を含む機構21の他の離れた装置に電力を継続的に伝送する。バス20はまた、ここでトリガー信号の形で、作動指令を処理部3から点火回路へ伝送する。4において、安全解除スイッチを使用する場合には、安全解除信号もまた送られるであろう。センサーユニットはまた、垂直方向の加速度azを測定するための垂直加速度計22を備えることもできるであろう。
【００２３】
自動車のまわりのコンポーネントの有利な配置を提供し、それと同時に、衝突状況を検知することのできる正確さを改善する改良された安全機構を、本発明が提供することを、理解するであろう。
本明細書において、「備える」は「含む、又は、から構成される」を意味し、「備えている」は「含んでいる、又は、から構成されている」を意味する。
明確な形で、又は、開示された機能を実行するための手段、又は開示された結果を達成するための方法又は処理の観点で表現された、前述の説明、又は次の特許請求の範囲、又は添付図面で開示された特徴は、様々な形で本発明を実現するために、適宜、別々に、又はこのような特徴の任意の組合せで、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を具現化する第一の安全機構を示している。
【図２】本発明を具現化する第二の安全機構を示している。
【図３】本発明を具現化する第三の安全機構を示している。
【図４】本発明を具現化する第四の安全機構を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2006503757.tif 000008