(57)【要約】本発明は、運転状態センサおよびリバーシブル乗員保護システムを具備する自動車内でリバーシブル乗員保護システムを作動させる方法に関する。前記リバーシブル乗員保護システムは、衝突前にロック解除される、ゆえに作動位置に設置される。運転状態データは、緊急制動状況に対して監視され、緊急制動状況が確認される場合、乗員保護システムが作動される。データ処理装置はオーバステア状況およびアンダーステア状況をも判断する。データ処理装置が緊急制動状況および／またはオーバーステア状況および／またはアンダーステア状況を検出した場合、リバーシブル乗員保護システムが作動される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転状況データを感知するセンサシステム、および衝突の前に始動され、その結果有効位置に移動されるリバーシブル乗員保護手段（１１３）を有し、前記運転状況データは緊急制動の状況（１０３）に関して監視され、前記緊急制動の状況（１０３）が検出されると、前記乗員保護システム（１１３）が始動され、前記運転状況データはオーバステアの状況（１１１）とアンダーステアの状況（１１０）に関して追加的に監視され、前記乗員保護システム（１１３）は、前記緊急制動の状況（１０３）および／または前記オーバステアの状況（１１１）および／または前記アンダーステアの状況（１１０）が検出されると始動される、自動車内でリバーシブル乗員保護手段（１１３）を作動させる方法であって、前記緊急制動の状況（１０３）、前記アンダーステアの状況（１１０）および前記オーバステアの状況（１１１）によって、最大の危険が予期される方向が決定され、前記乗員保護システム（１１３）は、保護効果が前記最大の危険の方向に従って提供されるように作動されることを特徴とする方法。
【請求項２】
自動車の速度が決定され、前記リバーシブル乗員保護装置は、自動車が、さらに最小限の速度である場合に限り始動されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
自動車は、コントロール信号によって事前定義された基準状況においてブレーキシステムに介入するブレーキブーストシステムを有し、前記ブレーキブーストシステム（１０１）のコントロール信号が前記緊急制動の状況（１０３）を決定するために使用されることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の方法。
【請求項４】
さらにブレーキ灯スイッチ（１０２）のコントロール信号が前記緊急制動の状況（１０３）を決定するために使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記アンダーステアの状況（１１０）および前記オーバステアの状況（１１１）は、移動の実方向の変化を示す角度と、操舵角度（ａＬ）との間に形成された差の評価によって決定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記移動の実方向の変化を示す角度は、車輪速度（ｖＲ）、横加速度（ａｙ）および軸距から決定されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記移動の実方向の変化を示す角度は、車輪速度（ｖＲ）、ヨーレート（ｖＧ）および軸距から決定されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記移動の実方向の変化を示す角度はアッカーマン角度であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記オーバステアの状況（１１１）は姿勢角の評価によって決定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記姿勢角は、車輪速度（ｖＲ）、ヨーレート（ｖＧ）および横加速度（ａｙ）から決定されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
評価はしきい値問い合わせにより行われることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
評価はこれまでの値を使用して行われることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記保護システム（１１３）は、電気式シート調節装置および／または自動車内のオリフィス用の電気調節装置および／またはリバーシブルシートベルトプリテンショナーおよび／または電気的に調節可能な衝撃保護装置であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文による自動車内でリバーシブル乗員保護手段を作動させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最新の自動車では、作動されるシートベルトやエアーバッグのような拘束手段は、乗員への事故の影響を緩和するために使用される。自動車内でこれらの拘束手段を作動させる方法は、実施されているものから、および多数の公報から公知である。
【０００３】
エアーバッグやシートベルトプリテンショナー付き安全ベルトのような現在の拘束手段に加えて、衝突の際に乗員を保護するために作動され、拘束効果および／またはエネルギー吸収効果をもたらす一連のさらなる乗員保護手段がある。このような乗員保護手段の例は、サイズ、硬度、形状および位置が作動手段によって変更される、可動衝撃体、クッションおよびヘッドレストである。これらの乗員保護手段に加えて、事故の程度を緩和するために、作動され、乗員が位置決めされる、つまり事故に対して好ましい位置に移動されて乗員への事故の影響を緩和する、さらなる保護手段を提供することも可能である。乗員を位置決めする手段は、例えば、電気式シート調節手段、ヘッドレスト調節手段、シートベルトプリテンショナーおよび可動クッション要素である。
【０００４】
自動車での事故の影響を緩和するために、作動され、衝突時の他者を保護し、例えば歩行者や自転車の運転者を保護する役目も果たす保護手段を提供することも可能である。この例は、調節可能なエンジンボンネット、可動泥除け、および調節可能な硬度を有する自動車の外板上の衝撃要素である。作動されるさらなる保護手段は、乗車レベルコントロール手段および制動および操舵系統であり、それらによって、衝撃が衝突時の乗員および／または他者への傷害の程度がより低くなる方向に最適化される。但し、以下では、これらの手段は、本発明の意味での乗員保護手段として理解されるものではない。
【０００５】
道路交通での事故の影響を緩和する保護手段が作動されるとき、事故前に行われる予防対策と、事故が検出された後に行われる緊急対策の間を区別することが可能である。本発明は、予防対策としての保護手段を作動させる手段に関する。
【０００６】
特許文献１は、自動車の速度を考慮に入れて、急激なフル制動操作が行われると危険警告灯システム、衝撃保護装置およびシートベルトプリテンショナーが作動されることを開示する。緊急制動操作時に予防効果がある安全装置を始動させることは公知である。例えば、シートベルトは、検出される緊急制動操作時に予防的に締め付けられる。特許文献２は、ブレーキ圧力の関数として衝突を予想して作動される自動車のエアーバッグの形態のリバーシブル保護システムを記載する。この目的で、液圧を感知し、それによって緊急状況を推測する圧力センサが、ブレーキ系統の液圧回路内に提供される。緊急状況の場合、弁は、エアーバッグを充填させるために作動される。緊急状況が事故に至らなかった場合、運転者はスイッチを使用して手動でエアーバッグの通気を行う。事故を予測して検出された緊急状況も無く、事故が起こった場合、エアーバッグを事故検出センサによって始動させる。
【０００７】
関連技術を開示する特許文献３は、自動車内でのリバーシブル乗員保護システムを作動させる方法を開示し、その場合、運転状況データはセンサシステムを使用して感知される。運転状況データは緊急制動の状況に対して監視され、緊急制動の状況が判断されると、乗員保護システムが、衝突時の前に始動され、有効位置に移動される。さらに、この関連技術を開示する文献は、重大な交通状況が、操舵角、車輪速度、ヨーレートおよび加速度に関する運転状況データから決定されることを開示する。
【０００８】
運転状況データを感知する方法に関する特許文献４は、オーバステアの状況が姿勢角の評価によって決定されることを開示する。
【０００９】
さらに、運転状況データを決定することにも関連する特許文献５は、姿勢角が車輪速度、ヨーレートおよび横加速度から決定されることを開示する。
【００１０】
【特許文献１】
独国特許発明第１９５２４３５８  Ｃ１号明細書
【特許文献２】
米国特許第４２５８９３１号明細書
【特許文献３】
独国特許出願公開第１０００５０１０  Ａ１号明細書
【特許文献４】
独国特許出願公開第１９７０８５０８  Ａ１号明細書
【特許文献５】
独国特許出願公開第４２０００６１  Ａ１号明細書
【非特許文献１】
Ｄｕｂｂｅｌ、Ｔａｓｈｅｎｂｕｃｈ  ｆｕｅｒ  ｄｅｎ  Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ（（Ｐｏｃｋｅｔ  ｂｏｏｋ  ｏｎ  ｍａｃｈｉｎｅ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（機械工学ポケットブック））、第２０版、Ｑ２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、道路交通での事故の影響を低減することである。この目的は、請求項１の特徴による本発明に従い達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による方法の利点は、多くの事故状況が、周囲データを追加的に利用することなく、自動車内の既存センサシステムを使用することによって衝突前に検出されること、およびこれに基づいて乗員の安全性がリバーシブル保護システムを作動させることで著しく増加されることである。
【００１３】
運転状況データを感知するセンサシステムは、例えば、操舵角度センサ、ペダル移動センサ、ブレーキ圧力センサ、車輪速度センサ、加速度センサおよびヨーレートセンサを具備する。操舵角度センサは、ハンドルにおいて操舵角度を感知し、この操舵角度は、ペダル移動を行うときと同じように、運転操作の設定変数を構成する。対照的に、例えば、感知された加速度、ヨーレートおよび車輪速度は、運転操作の実変数である。リバーシブル乗員保護手段は、衝突時の自動車の乗員への圧迫を緩和することを目的とする手段であり、その保護手段は、初期状態から有効状態に繰り返し移動され、有効状態からその初期状態に復帰できる。
【００１４】
緊急制動は、制動プロセスが、危険または緊急状況を示す少なくとも１つの特徴と共に行われる場合に起こる。これは、この（これらの）特徴が著しく所定値の範囲外にある場合である。緊急制動の状況は、ブレーキ圧力、ブレーキペダルの作動速度、加速ペダルの戻り速度のパラメータの少なくとも１つを利用することによって決定されて、制動操作を評価する。
【００１５】
運転者によってもたらされる緊急制動操作に代わるものとして、緊急制動は、周囲状況の感知に基づいて自動的に実行される。自動化緊急制動を示す信号、例えば緊急制動操作を始動させるコントロール信号は、本発明による方法を実行するためにも使用される。
【００１６】
自動車のアンダーステアの状況は、操舵角度によって事前定義される自動車の設定経路の半径が自動車によって実際に移動される経路の半径よりも小さいことを意味する。対照的に、自動車のオーバーステアは、操舵角度によって事前定義される設定経路の半径が実際に移動される経路の半径よりも大きいことを意味する。操舵角度によって事前定義される設定経路は、自動車が、考慮されるべき操舵角度で、且つ横方向の力が前後方向の力と比較して無視できるほどの低速度で移動するとき生じる自動車の軌道として理解されるべきである。運転状況データは、アンダーステアおよびオーバステアの状況を決定するために使用される。
【００１７】
データ処理装置は、緊急制動、オーバーステアまたはアンダーステアの状況のうち１種類の状況が存在するかを継続的にチェックする。事実がそうであれば、リバーシブル乗員保護システムが作動され、始動速度、作動速度、硬度および効果の方向を、緊急制動の、オーバステアの、およびアンダーステアの状況の関数として適合させることができる。特に、緊急制動の、アンダーステアの、およびオーバステアの状況のうち２種類以上の状況が同時に存在するときの乗員保護手段の作動は、追加的な評価アルゴリズムを提供することができる複合的危険に適合される。
【００１８】
さらに、最大の危険性が予想される方向は、緊急制動の、オーバステアの、およびアンダーステアの状況によって決定される。乗員保護システムは、保護効果が最大危険性の方向に従って提供されるように、危険性について決定された方向に従って作動される。緊急制動の、オーバステアの、およびアンダーステアの状況を一緒に考慮に入れると、危険を示す２種類以上の状況が存在するとき、事故の場合の乗員への圧迫が可能な限り低くなるように保護システムを作動させることが可能となる。
【００１９】
本発明の１つの展開では、リバーシブル乗員保護システムは、自動車が最低速度である限り作動される。これは、乗員保護システムが低速度で作動するのを防止することができる利点がある。低速度で、運転状況データによって検出される乗員への危険が無視できるほど小さいとき、事前定義可能な速度以下で乗員保護システムを作動させないことが望ましい場合がある。
【００２０】
本方法の１つの有利な構成では、緊急制動の状況は、ブレーキブーストシステムによって実行される運転原動力への介入によって検出される。このブレーキブーストシステムそれ自体は、評価結果の関数として運転原動力に介入するために運転状況変数を評価する。運転原動力へのブレーキブーストシステムの介入は、コントロール信号を、運転原動力に影響を及ぼす作動装置に送ることによって行われる。ブレーキブーストシステムのこれらのコントロール信号は、緊急制動操作を検出するために使用される。コントロール信号に代わるものとして、ブレーキブーストシステムによってデータバスに送られる異なる情報信号を、緊急制動の状況を検出するために使用することが可能である。本方法のこの構成の利点は、緊急制動操作が特に低いコストで検出されることである。他方、保護システムの始動が、ブレーキブーストシステムのアルゴリズムと関連付けられることを容認しなければならない。
【００２１】
本方法の１つのさらなる構成では、ブレーキ灯スイッチのコントロール信号は、緊急制動操作の妥当性をチェックするために使用される。この信号は、自動車内のデータバスで高頻度で有効にされるので、ケーブル配線に追加的な出費が生じない。緊急制動操作の検出に対する方法のこの展開によって達成される冗長性の利点は、リバーシブル保護システムが作動されるときの決定の信頼度が増すことである。
【００２２】
本方法の１つの構成では、アンダーステアおよびオーバステアの状況は、運転方向の実際の変化を示す角度と操舵角度との間に形成された差が評価されるということで決定される。この評価は、単純しきい値問い合わせを具備しても良く、そのしきい値は永久的に事前定義可能であるか、またはしきい値は他のパラメータ、例えば道路の特性または自動車の荷重の関数として適合される。オーバステアおよびアンダーステアの状況も、移動記述角度の、および操舵角度の時系列的に先行する値を使用して決定される。決定される角度の先の値によって、時間の関数として２つの角度の間の差を形成し、それを評価することも可能である。例えば、角度について計算された差は、事前定義可能な時間にわたって統合されるか、または角度の差の傾きが評価される。
【００２３】
移動の実方向の変化を示す角度は、異なるパラメータ組から決定される。これは、保護システムの始動につながる状況の決定の妥当性をチェックするために使用されても良い。始動状況についての冗長的決定によって達成される信頼性は、保護システムが低い始動しきい値で、ゆえに早期に作動されるようにできる。アンダーステアの状況を決定するために使用されるパラメータ組は、例えば、車輪速度、横加速度、および軸距、あるいは他の例では車輪速度、ヨーレートおよび軸距であっても良い。両パラメータ組は、最新の自動車内のデータバスシステムで有利に利用できる。車輪速度の代わりに、直に車速を利用することも可能であり、車輪速度から車速を決定することは可能である。
【００２４】
オーバステアの状況の決定に対して、姿勢角は、これに適しており、オーバステアを直接特徴付ける変数であることが分かっている。姿勢角は、ヨーレート、横加速度、および車輪速度から車速を順に決定することが可能である車輪速度または車速のパラメータのうちの１つの有効パラメータ組から決定されても良い。
【００２５】
オーバステアの状況を追加的に防止するために、車速および操舵角度から計算される設定ヨーレートが決定される。設定ヨーレートとヨーレートの間で形成された差が事前定義可能なしきい値を超える場合、オーバステアの状況も推測される。
【００２６】
本方法の１つの有利な構成において、保護システムは、電気式シート調節装置および／または自動車内のオリフィス用の電気式調節装置および／またはリバーシブルシートベルトプリテンショナーおよび／または電気的に調節可能な衝撃保護装置を具備する。電気式シート調節装置および自動車内のオリフィス用の電気式調節装置、例えば電気調節可能なサンルーフおよび電気的に調節可能なウインドウ開閉器は、少なくとも最新の自動車にはある程度装備されており、低コストで乗員または自動車に予め備えるべく追加的に使用される。電気的に調節可能な保護システムの全ては、エネルギー供給が車載パワーシステムを介して容易に提供される、特に電動ドライブが保護システムの可逆性を容易に可能にする利点を有する。その結果、高度な確かさで但し単なる一定の事前定義可能な確率で衝突に至らない危険状況が決定された場合でも、運転者や乗員への保護システムの影響を考慮しつつ、それらを始動させることができる。本発明による方法は、このような危険な状況を検出する効果を有し、実のところ、簡単な実施形態では、その方法は、センサシステムの追加やアクチュエータシステムの追加を行うことなく最新の自動車にはもうすでに実行されている。
【００２７】
自動車内でリバーシブル乗員保護手段を作動させる本発明による方法の有利な実施形態を以下で図を参照して詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
リバーシブル乗員保護手段を作動させるために、緊急制動の、アンダーステアの、およびオーバステアの状況が監視される。
【００２９】
この目的で、ブレーキブーストシステムＢＡＳのコントロール信号およびブレーキ灯スイッチＢＬのコントロール信号は、データ処理装置によって入力データとして使用され、前記信号はそれらがアクティブであるかを決定するためにブロック１０１および１０２でチェックされる。両方の信号がアクティブである場合、特にブレーキ灯スイッチ信号の追加的使用によって達成される冗長性のため、緊急制動を推測することができる。緊急制動操作があると、前後方向の保護Ｓ１信号がブロック１０３でアクティブ状態に設定されるようにする。ブロック１０４〜１０７では、データバスで有効となる操舵角ａＬ、４輪の車輪速度ｖＲ、ヨーレートｖＧ、および横加速度ａｙがデータ処理装置によって感知される。ヨーレートｖＧは、ヨー角の単純時間導関数であり、その理由のため、しばしばヨー角速度とも称される。車速ｖｆはブロック１０５において車輪速度ｖＲから決定される。方法の代替実施形態では、車輪速度ｖＲの代わりに、車速ｖＦをブロック１０５で感知することも可能であり、前記車速ｖＦは、その方法を実行するために使用できる。ブロック１０１、１０２、および１０４〜１０７の入力情報がデータバスを介して転送されない場合、それは信号ラインを介しても感知される。
【００３０】
アンダーステアの結果としての危険な状況は、ブロック１０８および１０９において推測される：ブロック１０８は、車速ｖＦおよびヨーレートｖＧから、向心力がなければ、自動車を所望曲げ半径の経路上を移動させることになろう事実上の設定操舵角を計算する。この計算のため、自動車の軸距１が、不変変数としてブロック１０９におけるように、使用される。このような事実上の設定操舵角は、ブロック１０８において操舵角ａＬから引かれるアッカーマン角度（非特許文献１参照）である。事実上の設定操舵角と操舵角ａＬとの間の差の絶対値が事前定義可能な値よりも大きい場合、横方向保護Ｓｑ１の信号はアクティブ状態に設定される。アッカーマン角度ａＡは次のようにブロック１０８において指定された変数から得られる：ａＡ＝（１／ｖ）ｖＧ。ブロック１０８におけるアンダーステアの監視と並行して、アンダーステアの状況もブロック１０９において推測され、その目的のために異なるパラメータ組が使用される。アッカーマン角度は、車速ｖＦおよび横加速度ａｙから計算され、操舵角ａＬからも引かれる。これらの２つの角度間の差の絶対値が事前定義可能な値よりも大きい場合、横方向保護２の信号Ｓｑ２がアクティブ状況に設定される。指定されたパラメータ組によるブロック１０９におけるアッカーマン角度の計算は、ａＡ＝（１／ｖ２）ａｙとして得られる。
【００３１】
ブロック１１０において、横方向保護１の信号Ｓｑ１および横方向保護２の信号Ｓｑ２が感知され、横方向保護の信号−アンダーステアＳｑｕは、２つの信号である横方向保護１の信号Ｓｑ１および横方向保護２の信号Ｓｑ２がアクティブである場合、アクティブにされる。アンダーステアの状況は、ブロック１０８および１０９において２つの別々のアルゴリズムによって監視され、その結果が互いにチェックされるということで検出の信頼度を増す。これは、横方向保護１の信号Ｓｑ１および横方向保護２の信号Ｓｑ２をアクティブにするために、使用された２つのパラメータ組のうちの１種類だけが考慮に入れられるときの簡略化された実施形態の場合よりも低いしきい値が選択されるようにできる。
【００３２】
ブロック１１１では、オーバステアの状況が、横加速度ａｙ、ヨーレートｖＧ、および車輪速度ｖＲのパラメータに基づいて監視される。この目的で、姿勢角が計算され、それが事前定義可能な値を超える場合、横方向保護の信号−スキッドＳｑｓがアクティブにされる。
【００３３】
ブロック１１２では、前後方向保護の信号Ｓ１、横方向保護の信号−アンダーステアＳｑｕおよび横方向保護の信号−スキッドＳｑｓが感知され、評価される。これらの信号のうちの１種類がアクティブにされる場合、対応する保護システムがブロック１１３において作動される。２種類以上の信号がアクティブである場合、保護システムは、ブロック１１２の評価に従って作動される。例えば、横方向保護の信号Ｓ１のみがアクティブである場合、移動方向の推力の伝達との衝突が予期され、乗員は、それらができるだけ圧迫を受けないような状態に、この場合、シートが後方に移動されたり、リバーシブルシートベルトプリテンショナーが作動されるということで、事前調整される。他の例では、前後方向保護の信号Ｓ１および横方向保護の信号−オーバステアＳｑｓがアクティブである場合、片側からの最大の危険が推測され、シートの前後方向移動の代わりに、その危険がある側に面するシートが他方の側に移動されるか、または他の例では全てのシートが中央に移動される。
【００３４】
１つの代替実施形態では、２種類の信号の横方向保護１の信号Ｓｑ１および横方向保護２の信号Ｓｑ２のうち少なくとも１種類の信号がアクティブである場合、ブロック１１０において、横方向保護の信号−アンダーステアＳｑｕをアクティブ状況に設定することが可能である。その結果、上述の実施形態からの冗長性が失われる。この実施形態は、作動される保護手段が運転者、または乗員によって気付かれないか、または僅かしか気付かれない、ゆえにごく僅かなおよび逆の効果しか与えない場合には好ましいこととなる。この場合、始動状況を確実にするためにより頻繁な始動を行わずに済ますことが可能である。この場合、ブロック１０８および１０９において２つの基準のうち１つだけをチェックすることが可能となる。
【００３５】
他の代替実施形態では、操舵角ａＬは、ブロック１１１において追加的に感知される。設定ヨーレートは、操舵角ａＬおよび車輪速度ｖＲから決定される。設定ヨーレートとヨーレートから形成された差が事前定義可能な値を超える場合、横方向保護の信号−スキッドＳｑｓもアクティブにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による方法の有利な実施形態を実施する装置のブロック回路図を示す。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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2004526623.tif 000021
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526623.tif 000022
2004526623.tif 000023
【国際調査報告】
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2004526623.tif 000028
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