(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、
ａ．第１衝突センサが、車両衝突に応答して第１信号を出力し、ここで第１衝突センサは検知特性に合致して作動し、拘束システム軸から外れ安全拘束システムが不起動状態であるべき第１タイプの車両衝突に、第１衝突センサが作動して応答する位置にある、前記第１衝突センサ；
ｂ．第２衝突センサが、前記車両衝突に応答する第２信号を出力し、ここで前記第２衝突センサは検知特性に合致して作動し、および前記第１衝突センサに対して別個の位置にあり、前記第２衝突センサは、前記第１タイプの車両衝突の際には作動せず、および前記第２衝突センサは、拘束システム軸に沿い安全拘束システムが作動すべき第２タイプの車両衝突に作動して応答する、前記第２衝突センサ；及び
ｃ．第１及び第２衝突センサに作動可能に結合され、安全拘束システムの作動を制御する第３信号を形成し、ここで前記第３信号は第１及び第２信号の論理積結合であり、第２タイプの車両衝突に応答して第１衝突センサにより安全拘束システムの作動を制御する手段；
を備えた、前記システム。
【請求項２】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、第１衝突センサの検知特性が、第２タイプの車両衝突のために、第２衝突センサの検知特性より高いしきい値を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、車両衝突判別システムが、車両衝突区域を有する車両内に存在し、および第２衝突センサが車両衝突区域に近接する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、第１衝突センサの検知特性が、第２タイプの車両衝突のために、第２衝突センサの検知特性より高いしきい値を有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、
ａ．第１衝突センサで車両衝突を検知して第１信号を発生すること、ここで前記第１衝突センサは検知特性に合致して作動し、拘束システム軸から外れ安全拘束システムが不起動状態であるべき第１タイプの車両衝突に、第１衝突センサが作動して応答する位置にあり、；
ｂ．第２衝突センサで車両衝突を検知して第２信号を発生すること、ここで前記第２衝突センサは検知特性に合致して作動し、第１衝突センサに対して別個の位置にあり、前記第２衝突センサは、前記第１タイプの車両衝突の際には作動せず、および前記第２衝突センサは、拘束システム軸に沿い安全拘束システムが作動すべき第２タイプの車両衝突に作動して応答し、；
ｃ．安全拘束システムを作動する第３信号を形成すること、ここで前記第３信号は、第１及び第２信号の論理積結合として形成され、および第２タイプの車両衝突に応答して、第１衝突センサが安全拘束システムの作動を制御する；
を含む、前記検出方法。
【請求項６】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、第１衝突センサの検知特性が、第２タイプの車両衝突のために、第２衝突センサの検知特性より高いしきい値を有する、請求項５に記載の検出方法。
【請求項７】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、車両衝突の検出方法が、車両衝突区域を有する車両内で施され、および第２衝突センサが車両衝突区域に近接する、請求項５に記載の検出方法。
【請求項８】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、第１衝突センサの検知特性が、第２タイプの車両衝突のために、第２衝突センサの検知特性より高いしきい値を有する、請求項７に記載の検出方法。
【請求項９】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、
ａ．車両衝突に応答して第１信号を出力する第１衝突センサ；
ｂ．車両衝突に応答して第２信号を出力する第２衝突センサ、ここで第２衝突センサは検知特性に合致して作動し、ここで第２衝突センサが第１衝突センサに対して別個の位置にある、前記第２衝突センサ；
ｃ．第２衝突センサの作動状態を検知する手段；及び
ｄ．安全拘束システムの作動を制御する第３信号を形成するために、第１及び第２衝突センサに作動可能に結合された手段、ここで第２衝突センサが不起動状態にある場合、第１衝突センサが第２衝突センサの作動状態に依存する検知特性に合致して作動し、第１衝突センサが第１検知特性に合致して作動し、および第２衝突センサが作動状態にある場合、第３信号が第１及び第２信号の論理積結合であり、第１衝突センサが第２検知特性に合致して作動し、および第３信号が実質的に第１信号に等しくセットされ、および第１衝突センサの前記検知特性が、安全拘束システムが起動する方向を有する車両衝突のために、第２衝突センサの前記検知特性より高いしきい値を有している、前記手段；
を備えた、前記システム。
【請求項１０】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、安全拘束システムが不起動状態である方向を有する車両衝突に、第２衝突センサが作動応答しない、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、車両衝突判別システムが、車両衝突区域を有する車両内に存在し、および第２衝突センサが車両衝突区域に近接する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、安全拘束システムが不起動状態である方向を有する車両衝突に、第２衝突センサが作動応答しない、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、第２検知特性が第１検知特性より高いしきい値を有する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、安全拘束システムが不起動状態である方向を有する車両衝突に、第２衝突センサが作動応答しない、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、車両衝突判別システムが、車両衝突区域を有する車両内に存在し、第２衝突センサが車両衝突区域に近接する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突判別システムであって、安全拘束システムが不起動状態である方向を有する車両衝突に、第２衝突センサが作動応答しない、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
安全拘束システムの作動を制御する信号を発生する車両衝突判別システムであって、
ａ．車両衝突に応答して第１信号を出力する第１衝突センサ；
ｂ．第１衝突センサとは別個の位置にあるとともに、車両衝突に応答して第２信号を出力する第２衝突センサ；及び
ｃ．安全拘束システムの作動を制御する第３信号を形成するために、第１衝突センサ及び第２衝突センサからの信号に作動可能に結合された手段、ここで第２衝突センサ作動状態にある場合、第１衝突センサが第２衝突センサの作動状態に依存する検知特性に合致して作動し、第１衝突センサが第１検知特性に合致して作動して、第３信号が第１及び第２信号の論理積結合として形成され、第２衝突センサが不起動状態である場合、第１衝突センサが第２検知特性に合致して作動して、第３信号が実質的に第１信号に等しくセットされる、前記手段；
を備えた前記システム。
【請求項１８】
安全拘束システムの作動を制御する信号を発生する車両衝突判別システムであって、第２検知特性が第１検知特性より高いしきい値を有する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、
ａ．第１衝突センサで車両衝突を検知して第１信号を発生すること；
ｂ．第１衝突センサに対して別個の位置にある第２衝突センサで、車両衝突を検知して第２信号を発生すること；
ｃ．第２衝突センサの作動状態を検知すること；
ｄ．安全拘束システムの作動を制御する第３信号を形成すること、ここで第２衝突センサが作動状態にある場合、第１衝突センサが第２衝突センサの作動状態に依存する検知特性に合致して作動し、第１衝突センサが第１検知特性に合致して作動して、第３信号が第１及び第２信号の論理積結合であり、第２衝突センサが不起動状態にある場合、第１衝突センサが第２検知特性に合致して作動して、第３信号が実質的に第１信号に等しくセットされ、そして第１衝突センサの検知特性が、安全拘束システムが作動する方向を有する車両衝突に対し、第２衝突センサの検知特性より高いしきい値を有する、；
を含む、前記検出方法。
【請求項２０】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、安全拘束システムが不起動状態である方向を有する車両衝突に、第２衝突センサが作動応答しない、請求項１９に記載の検出方法。
【請求項２１】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、車両衝突を検出方法が、車両衝突区域を有する車両内で施され、および第２衝突センサが車両衝突区域に近接する、請求項１９に記載の検出方法。
【請求項２２】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、安全拘束システムが不起動状態である方向を有する車両衝突に、第２衝突センサが作動応答しない、請求項２１に記載の検出方法。
【請求項２３】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、第２検知特性が第１検知特性より高いしきい値を有する、請求項１９に記載の検出方法。
【請求項２４】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、安全拘束システムが不起動状態である方向を有する車両衝突に、第２衝突センサが作動応答しない、請求項２３に記載の検出方法。
【請求項２５】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、車両衝突を検出方法が、車両衝突区域を有する車両内で施され、および第２衝突センサが車両衝突区域に近接する、請求項２３に記載の検出方法。
【請求項２６】
安全拘束システムの作動を制御する車両衝突の検出方法であって、安全拘束システムが不起動状態である方向を有する車両衝突に、第２衝突センサが作動応答しない、請求項２５に記載の検出方法。
【発明の詳細な説明】
本出願は先行の米国特許仮出願番号６０／０２０、４８９、出願日１９９６年６月２１日の優先権の利益を請求するものである。
技術分野
本発明は一般に自動拘束システムを作動させるのに使用される車両衝突判別システムに関し、さらに詳細には該安全拘束システムが作動されないことが望ましい方向からの衝突の影響の補正に関するものである。
発明の背景
車両は乗員の傷害を和らげる目的で車両衝突に応じて作動される安全拘束システムアクチュエータを含んでいる。このような拘束アクチュエータの例には、エアーバッグ、シートベルトプリテンショナ及び展開可能なニーボルスタが含まれる。これらの車両衝突は車両の長手方向軸に関する方向の広い範囲に亘って生じ、かついくつかの拘束アクチュエータの有効性は指向性に依存する。特定のエアーバッグ拘束システムは拘束システム軸に沿うある特定方向の衝突に対して最良の乗員保護をもたらし、かつ望ましい方向から衝突角度が離れるにつれて保護レベルが低下する。例えば、フロントエアーバッグシステムは車両の長手方向軸に沿った方向の衝突に対して最良の乗員保護をもたらすが、車両の長手方向に対して角度をもった衝突でも、恐らくは、僅かな角度の又は僅かに片寄った衝突であれば保護をもたらす。大きさ４５度未満の小さな角度の衝突については、主に前方衝突であり、大きさ４５度から１３５度間の衝突については、衝突は主に側面衝突であり、かつ大きさ１３５度から１８０度間の衝突については、主に後面衝突である。
フロント及びサイドインパクトエアーバッグシステムは当業界において公知であり、それぞれのシステムは衝突角度のそれぞれの範囲内の衝突に対してのみ作動されることが望ましい。例えば、フロントエアーバッグシステムは側面衝突時には作動されないことが望ましく、サイドエアーバッグシステムは正面衝突時には作動されないことが望ましい。このようなシステムのそれぞれは、乗員がさもないと負傷する恐れがある万一の衝突の場合にシステムが選択的に展開される角度の関係範囲を有している。
衝突の所定範囲に対して作動されることが望ましい特定安全拘束アクチュエータは本明細書では安全拘束システムといい、所定車両は複数のこのような安全拘束システムを含んでいてよい。所定車両の各安全拘束システムについては、乗員の傷害を和らげるため安全拘束システムの作動を必要とするような各種過酷レベルの衝突の関連組合せがある。残る衝突については、拘束システムは選択的に作動されないようになっており、その結果、乗員への傷害を誘発する拘束の危険を小さくするか又は拘束システムの作動に関連した不必要な修復コストを回避する。
安全拘束システムは衝突判別システムによって作動され、衝突判別システムは衝突に関する加速度を検知して加速度−時間波形から作動信号を安全拘束システムへ送信するかどうか又は何時送信するかを決定する。エアーバッグシステムにおいては、一般に、この作動信号は次いでインフレータ内のガス発生配合剤を点火してエアーバッグを充填するのに必要なガスを発生するイグナイタを起動するのに十分大きな電流及び時間幅を有している。一般に、衝突判別システムは該拘束システム軸に合わせられた拘束検知軸を有する。例えば、サイドエアーバッグシステムでは、拘束システム軸及び拘束検知軸が車両の長手方向軸に垂直であるのに対して、フロントエアーバッグシステムでは、拘束システム軸及び拘束検知軸は両方とも車両の長手方向軸に合わせられる。加速度の軸外成分は時には軸成分として解釈できるが、特に、衝突判別システムに関連したセンサが車両の構造上の変形のため衝突の過程で回転する場合には、一般に、拘束システム軸に沿う方向の加速度成分は該拘束システムの作動を決定する。
衝突判別システムは拘束システム作動を必要とする衝突条件−「オン」条件−と拘束システムが選択的に作動されない衝突条件−「オフ」条件−とを判別しなければならない。これら２つの条件の間の境界はしきい値条件という。拘束システムが選択的に作動されないしきい値近辺でのこれらの衝突条件は「しきい値−オフ」条件（例えば、８ＭＰＨ）といい、一方で拘束システムが選択的に作動されるしきい値近辺でのこれらの衝突条件は「しきい値−オン」条件という。
公知の衝突判別システムのある組合せは複数の機械式判別センサを使用しており、センサは車両衝突区域又はエンジンコンパートメント内に位置決めされかつ取付けられている。一般に、各機械式判別センサは特定減衰レベルを有しており、そのレベルが増大するか又は過剰に減衰する場合、センサにデルターベロシテイスイッチに類似の挙動を行なわせ、そのレベルが減少する場合、センサに加速度スイッチに類似の作動を行なわせる。境界線上の衝突、即ち、しきい値「オフ」条件での衝突により安全拘束システムが作動されるのを防止するため、１０から１２ＭＰＨの範囲のデルターベロシテイしきい値を有する機械式判別センサは過剰減衰されており、これにより一般にしきい値「オフ」条件により安全拘束システムが作動されるのを防止するが、対応する「しきい値オン」の性能は可変であるという付随した欠点を有するものである。一般に、機械式判別センサは加速度信号に応じて機構スイッチを閉鎖することにより作動する。米国特許第４、１６６、６４１号は衝突センサの組合せを教示しており、センサの組合せは乗客室に取付けられた衝突センサをフロント衝突センサと組合せてフロント衝突センサの誤作動に対する耐性を改良している。
作動に当っては、複数の機械式判別センサのいずれか１つが該安全拘束システムを作動できる。さらに、安全拘束システムを作動し、機械式判別センサのうちの１つのいずれかを必ず「オン」にしておきかつ安全センサを必ず「オン」にしておくことにより、一般に安全センサを安全拘束システムに直列に配置してシステムのノイズ耐性を改良する。ここで「オン」はセンサの検知特性がその該しきい値レベルを超過する状態を指す。換言すれば、安全拘束システムの作動は安全センサの論理和と複数の機械式判別センサの論理和結合との論理積結合によって与えられる。典型的には、安全センサは比較的低いスイッチイングしきい値（例えば、１から２Ｇ）の簡単な加速度スイッチを有しており、低いスイッチイングしきい値は、乗員の傷害を和らげるのに必要ではないエアーバッグ拘束システムの展開によって乗員が傷つくことがあるため、衝突判別には適当ではない。
従来技術は自己試験可能な機械式判別センサを教示している。米国特許第４、８２７、０９１号、米国特許第４、９２２、０６５号及び米国特許第５、４３０、３３４号は磁気検知部品を包囲する電磁コイルへ電流を印加して検知部品を移動することにより−−衝突誘導加速度に応答する限り移動する−−、センサの機械式スイッチ接点を閉鎖することを教示している。米国特許第５、４８５、０４１号は機械式スイッチ接点の代わりにホール効果又はウイーガンドワイヤーセンサの使用を教示している。このように、自己試験はセンサのダイアグノシス状態を判定するが、その状態とは作動状態か又は非作動状態かのいずれかである。作動状態にあるセンサは安全拘束システムが作動されなければならないかどうかによって衝突を適切に判別することが期待されるのに対して、非作動状態にあるセンサはこのような判別をもたらすことが期待されてない。
米国特許第４、８２７、０９１号、米国特許第４、９２２、０６５号、米国特許第５、４３０、３３４号及びは米国特許第５、４８５、０４１号は、機械式判別センサが、各種検知特性の多様性を想定して磁気検知要素を包囲している電磁コイルへ又はその近傍で電流を制御することによって再構成されることも教示している。例えば、安全センサは衝突判別センサになるように再構成できるような構造になっている。米国特許第５、０８５、４６４号は複数の自己試験を内蔵しそれにより不良センサが開放位置へ再構成されるエアーバッグ点火回路を教示している。米国特許第４、９５８、８５１号は第１及び第２の試験可能かつ再構成可能な衝突センサを内蔵しそれによって衝突センサの万一の故障の場合に、故障センサが作動され、通常故障センサがより高い検出しきい値を有している場合、他の衝突センサがより高い検出しきい値を有するように再構成されることを教示している。米国特許第３、７８０、３１４号は、車両のフロントに取付けられた第１の衝突センサの作動により個別に配置された第２衝突センサの作動しきい値が低下される、別の形式の再構成可能な電磁センサを教示している。
衝突区域センサとして当業界において公知の機械式判別センサの別の形態は車両衝突によって引き起こされた車両破砕に応じた信号を発生する。これらのセンサは安全拘束システムが作動されることが望ましい車両衝突の組合せに関連した車両構造の破砕区域内に配置される。このようなセンサが作動する原理の例には、サンプル機械式スイッチ開閉、ファイバー光学式検知、加速度検知及び磁性制限検知が含まれるが、これに限定されるものではない。米国特許第３、８８９、２３２号はエアーバッグシステム作動用の破砕区域センサと機械式判別センサの組合せを教示している。
他の公知衝突判別システムは加速度計を内蔵する電子式制御モヂュールを含む単一点判別衝突センサを使用し、それによって電子式制御モヂュールが加速度計によれ測定された加速度波形を処理し、かつ検知特性によって加速度波形の選択された特性が特定スイッチイングしきい値を超える場合、安全拘束システムを作動する。検知特性は代表的には電子式制御モヂュールのマイクロプロセッサにより実行されるアルゴリズムによって実行される。この作動信号は多様な形態を取ることができ、これに制限されるものではないが電圧レベル、電流レベル、又はスイッチ閉鎖を含む。一般に、単一点判別衝突センサは、該拘束システムが作動されなければならない衝突の組の内の各衝突に対して加速度信号が観測可能な車両内の位置に取付けられる。単一点判別衝突センサの例は米国特許第５、０６７、７４５号、米国特許第５、３６５、１１４号及び米国特許第５、３９６、４２４号及びは米国特許第５、４９５、４１４号及び米国特許第５、５８７、９０６号に見出される。
従来技術は自己試験可能な衝突センサに基づいた加速度計を教示している。米国特許第５、３８７、８１９号、米国特許第５、５０６、４５４号及び米国特許第５、４３３、１０１号及び米国特許第５、４９５、４１４号は移動電極の容量を検知しそれによって検知要素を静電たわみで自己試験できる加速度計の使用を教示している。米国特許第５、９５０、９１４号及び米国特許第５、４２８、３４０号は逆ピエゾ電気効果の使用により試験されるピエゾ電気検知部品の使用を教示している。米国特許第５、３７５、４６８号及び米国特許第５、３７７、５２３号は振動子に結合されたピエゾ電気加速度計の使用を教示している。米国特許第５、９５０、９１５号は音響エネルギーで試験されるピエゾ電気検知部品の使用を教示している。米国特許第５、４４０、９１３号は正規作動条件下で継続的に試験される複式加速度計の使用を教示している。米国特許第５、１８２、４５９号はそれぞれ試験可能な複式ピエゾ電気加速度計の使用を教示している。米国特許第５、３８９、８２２号及び米国特許第５、０８３、２７６号は同じ位置の近傍に取付けられた２つの加速度センサの論理積結合を教示している。米国特許第５、４２２、９６５号は信頼性を向上させるため複数の自己ダイアグノシスアルゴリズムの使用を教示している。
さらに、単一点判別衝突センサは信頼性向上のため安全センサを組込んでいる。米国特許第５、２６１、６９４号は、単一点判別衝突センサがさもなければ故障している場合に安全センサが衝突判別センサとして再構成され、これによりこの再構成可能な安全センサが共通ハウジングに加速度計に基づく衝突判別センサと共に配置されることを教示している。米国特許第５、４１６、３６０号は信頼性を向上させるため機械式衝突センサと電子式衝突センサの組合せを教示している。米国特許第５、３３８、０６２号及び米国特許第５、４２８、５３４号は側面衝撃を検出する目的で衝突検出及び判別のため中央に配置した電子式衝突センサと横方向変形センサの組合せを教示している。
従来技術はまた、単一衝突センサの複数の衝突センサアルゴリズムの使用及び適合しきい値レベル又は可変しきい値レベルの使用も教示している。米国特許第４、９９４、９７２号、米国特許第５、０４０、１１８号及び米国特許第５、２２９、９４３号はシミュレーション的に評価され改良衝突検出をもたらす複数のアルゴリズムを教示している。米国特許第５、０８１、５８７号、米国特許第５、２６２、９４９号及び米国特許第５、４０７、２２８号は車両速度又は減速度レベルによる可変しきい値レベルを教示している。米国特許第５、２２５、９８５号は衝突の発生を判別するために適用される参照レベルの使用を教示している。
複数の機械式判別センサと比較した単一点判別衝突センサの１つの利点は費用が低減され、かつシステム構成が簡単化されることである。しかしながら、耐久性能のため、粗悪な検知アルゴリズムを有するか又は車両内の粗悪な位置に取付けられる単一点判別衝突センサが１個又は複数の重複した又は補助判別衝突センサが必要とし、これによってアルゴリズムが働かなくなることなく、安全拘束システムが展開されることが望ましい衝突を検出する。このような複数の判別衝突センサを内蔵する衝突判別システムは、複数の判別衝突センサのいずれか１つが安全拘束システムが展開されることが望ましい衝突の発生を検出すると、安全拘束システムを作動することになる。換言すれば、安全拘束システムを作動する信号は構成要素の判別衝突センサのそれぞれからの出力の論理和結合として形成される。
従来技術は衝突方向にもとずくエアーバッグ作動の制御を教示している。米国特許第５、３９０、９５１号及び米国特許第５、６０９、３５８号は機械式判別センサと、決定が該多数のエアーバッグシステムの展開又は展開禁止のいずれかに対して行なわれる衝突方向及び大きさを検出する衝突センサを基礎とする加速度計との組合せを内蔵するシステムを開示している。米国特許第４、８３６、０２４号及び米国特許第５、１７３、６１４号は車両の長手方向軸の左右に角度的にずらして応答特性を改良してかつ衝撃方向を判定する一対の加速度計を教示している。米国特許第５、２０２、８３１号、米国特許第５、２３４、２２８号及び米国特許第５、６２０、２０３号は衝突方向を検出する長手方向及び横方向衝突センサの組合せを教示している。
単一点判別衝突センサの取付け位置は該検知アルゴリズムの設計に影響を与える要因となる。単一点判別衝突センサは、センサが、安全拘束システムが作動されないことが望ましい信号を誘導した誤まった衝突に影響されずに、安全拘束システムが作動されることが望ましい衝突信号を観測する場合に位置決めされることが望ましい。例えば、フロントエアーバッグシステムでは、該単一点判別衝突センサは左右カウル又は側面衝撃破砕部に近接する位置に配置され、かつそれによって単一点判別衝突センサの拘束検知軸に沿って加速度を生ずる側面衝撃衝突に影響されやすくなり、その結果、フロントエアーバッグシステムの誤まった作動を生ずる。例えば、単一点判別衝突センサが取付けられる構造物が衝突によって変形すると、これが生じ得る。場合によっては、例えば、「タイム−ツウ−ファイア」（time-to-fire）（ＴＴＦ）として当業界において公知でもある、検出時間の増加で表われるような衝突判別性能悪化を犠牲にするのみで、該検知アルゴリズムの改良によってこの欠陥は改善され得る。さらに、単一点判別衝突センサは、センサが配置される近傍で車両に衝撃を与える物体又は破片などのある弊害事象によって誤作動を受けやすい。
一般に、機械式判別センサのみを組込む衝突判別システムは正面衝突の全範囲を適切に検知するには十分でない。一般に、影響をうけやすく位置決めされた独立型の単一点判別衝突センサは、安全拘束システムが作動されないことが望ましい衝突による作動を同時に防止しながら、検出時間などの性能要求を満たすことができない。重複した又は補助判別衝突センサの組込みは、拘束システム作動信号が構成要素である判別衝突センサのそれぞれからの出力の論理和結合から形成され、その結果、誤作動の影響を受け易い集まりのセンサのいずれか１つが誤って安全拘束システムを作動することがあるので、軸ずれ衝突によって引き起こされた誤作動の防止を必要としない。
発明の概要
従って、本発明の１つの目的は安全拘束システムが作動されないことが望ましいこれらの衝突に対して低下された感受性を有する改良された安全拘束システムを提供することである。
本発明の他の目的はまた安全拘束システムが作動されることが望ましいこれらの衝突の迅速な検出を提供する改良された安全拘束システムを提供することである。
本発明の別の目的はさらに構成要素である衝突センサの故障に順応可能でありその結果、システム全体の信頼性を向上する改良された安全拘束システムを提供することである。
これらの目的に従って、本発明の１つの特徴は第１及び第２衝突センサを内蔵することにより、第１衝突センサの検知特性が第２衝突センサの検知特性より高いしきい値を有し、その結果、第１衝突センサが一般にシステムに対する判別衝突センサとなることである。
本発明の別の特徴は、第１検知特性で作動する第１衝突センサが、安全拘束システムが望ましくは不起動状態のままになるような衝突に際して作動の影響を受け易いことである。しかしながら、これらの衝突では、活動状態にある第２衝突センサが一般に敏感ではないので、安全拘束システムの作動が防止されている。
本発明のなお別の特徴は複数の検知特性を有する第１衝突センサが組み込まれていることと第２衝突センサとを内蔵していることにあり、これにより第１衝突センサの検知特性が第２衝突センサの検知特性より高いしきい値を有し、その結果、第１衝突センサが一般にシステムの判別衝突センサとなることである。
なおさらに本発明の特徴は第１衝突センサの統制検知特性が第２衝突センサの動作状態に依存することである。
なお別の本発明の特徴は、第２衝突センサが動作状態である場合、第１及び第２衝突センサ両方が衝突を検出すると、安全拘束システムが作動される一方、第２衝突センサが不作動状態である場合、第１衝突センサだけが衝突を検出すると、安全拘束システムが作動される。
なお別の本発明の特徴は、一般に第１衝突センサの第１検知特性の方がより低いしきい値を有し、従って、第１衝突センサの第２検知特性より迅速な衝突検出に備えることである。
なお別の本発明の特徴は、第２検知特性で作動する第１衝突センサが安全拘束システムが望ましくは不起動状態のままになるような衝突に対して影響をより受け易くないことである。
本発明の特定的な特徴は多数の付随的利点を提供することである。従来技術に対する本発明の１つの利点は、判別衝突センサが、該安全拘束システムが望ましくは不起動状態のままになるような衝突に対して影響を受け易い位置に取付けられなければならない場合、車両衝突判別システムの強度が改良されることである。
本発明のさらなる利点は第２衝突センサの作動状態に応答する第１衝突センサに複数の衝突検知特性を組込むことにより車両衝突判別システムの信頼性が向上されることである。
本発明のなお別の利点は、その誤作動の場合に第２衝突センサをバイパスすることにより生ずる車両衝突判別システムの信頼性が向上されることである。
本発明は、安全拘束システムが望ましくは起動する衝突に主に応答する第２衝突センサを内蔵することにより、傷つきやすい単一点判別衝突センサに関連した問題を解決する。第２衝突センサが動作状態にある場合、安全拘束システム作動信号がこれらの各衝突センサからの出力の論理積結合として形成され、このことにより、安全拘束システムの方向範囲内にない衝突に対して安全拘束システムの誤作動を引き起こし易くすることなく、衝突検出性能を最良にするため単一点判別衝突センサの衝突検知特性を調整可能にする。この構成は強度の改良のため設けられる。この意味で、第２衝突センサは単一点判別衝突センサ用補助安全センサ又はアーミングセンサとみなすこともできる。フロントエアーバッグシステムの例では、単一点判別衝突センサは安全拘束の展開を十分に制御する全体的な衝突判別能力を提供するが、このシステムは、単一点判別衝突センサの取付け位置の近傍で生ずる側面衝撃衝突又はひどい凹凸の道路での事象や、ひどい自動車の下部構造の事象又は誤用事象による、フロントエアーバッグシステムの展開を防止する第２衝突センサに依存している。
さらに、本発明に使用された単一点衝突センサは衝突判別アルゴリズムで実行された複数の衝突検出特性を使用して欠陥許容差を組込むことが可能であり、その結果、正規動作に対して第１検知特性が第１アルゴリズムにより実行されるが、一方、第２衝突センサ誤動作の場合、第２検知特性が第２アルゴリズムで実行され、このことにより、第１又は規準検知特性が衝突判別応答性を最良にするため調整され、かつ第２又はバックアップ検知特性が誤衝突検知に対する感受性を低減するため調整される。
本発明は、次の好適態様の詳細な説明を添付図面を参照して読んだ後により十分に理解されよう。本説明はフロントエアーバッグ拘束システムにおける本発明の適用を説明するが、本発明が側面衝撃、後部衝撃、又は転倒衝突からの保護用などの拘束システムの他の形式にエアーバッグ、シートベルトプリテンショナ、又は展開可能なニーボルスターなどと共に適用できることは当業者に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の環境を説明する図面である。
図２は側面衝撃衝突による誤作動の影響を受け易い位置に取付けられたフロント単一点判別衝突センサを示す車両の側面図である。
図３は本発明によるフロント拘束システムの衝突センサの配置を示す車両の平面図である。
図４は第１及び第２衝突センサの論理積結合からの作動信号の発生を示す略線図である。
図５は第１衝突センサの検知特性が第２衝突センサの動作状態に依存する本発明の態様のブロック図である。
図６は第１衝突センサの検知特性が第２衝突センサの動作状態に依存する本発明の他の態様のブロック図である。
図７はダイアグノシス及び論理回路を第１衝突センサに内蔵する本発明の態様のブロック図である。
図８はマイクロプロセッサにより実行されるような本発明の１つの態様のフローチャートである。
図９はマイクロプロセッサにより実行されるような本発明の他の態様のフローチャートである。
好適態様の詳細な説明
図１において、車両１は第１衝突センサ１２と第２衝突センサ１４とを内蔵し、又はそれと連通する制御モヂュール５によって作動入力信号ポート４に印加された作動信号３に応答して作動される安全拘束システム２が装着される。本発明は拘束性能が指向的に依存する安全拘束システム２と共に使用されるのが好ましいが、安全拘束システム２の特定の構成又は形式は本発明を制限するものとは考えるべきではない。図１はフロントエアーバッグシステムとして安全拘束システム２を説明するもので、フロントエアーバッグシステムは車両の長手方向軸９に合わせられた拘束システム軸６を有し、有効な前方加速度成分と十分な衝突の厳しさとを有する正面衝突又は角度をもった衝突に応答して作動されるのが好ましく、かつ効果のない前方加速度成分を有する側面衝撃衝突又は角度をもった衝突、又は凹凸道路での事象、自動車下部構造衝撃又は誤用による事象に応答して不起動状態のままになることが望ましい。車両１は各種タイプ、大きさの衝突かつ正面、角度のある、ずれ、側面又は後部衝撃などの種々の方向からの衝突及び各種物体による衝突の範囲に曝されることがある。安全拘束システム２が作動されることが望ましい衝突の範囲及び種類は一般に車両１の設計、特に乗客室及び前面構造に依存する。このような作動決定は寸法、重量、及び保護されるべき乗員の位置にも依存しており、これらの特定は制御モヂュール５によって観測可能でなければならない。車両１は凹凸道路、小物体による衝撃、又は安全拘束システム２が不活動状態のままになることが望ましい乱暴行為などの他の状況にも曝されることがある。一般に、乗員の傷害を和らげる必要がないかぎり、安全拘束システム２による乗員が被害を被る潜在的可能性とこの修復には費用がかかるため、安全拘束システム２を作動する必要はない。
図２から図３において、本発明は安全拘束システム２が望ましくは不起動状態でなければならない衝突による作動の影響を受け易いカウル(cowl)（図示したもののうち前者）の左右の位置に取付けられた第１衝突センサ１２を有する車両衝突判別システム１０を形成する。理想的には、第１衝突センサ１２をこのような影響を受け易い位置に取付けないが、場合によっては他に選択のないことがある。第１衝突センサ１２が安全拘束システム２の拘束システム軸６に合わせられた拘束検知軸８を有するが、ところが車両に対する側面衝撃は車両構造の局所的変形を引き起こして、第１衝突センサ１２が取付けられた構造体が衝突過程で回転する場合に生ずるような前方加速度信号の誤検出を引き起こすことがある。第２衝突センサ１４は、第１衝突センサ１２と安全拘束システム２とが作動されることが望ましい正面衝突のすべてを実質的に検知できる位置とは別の位置に取付けられる。従って、第２衝突センサ１４は、安全拘束システム２が望ましくは不起動状態でなければならならない衝突に対してまた第１衝突センサ１２が応答する衝突に対して非応答性であることが好ましく、かつ安全拘束システム２が望ましくは作動されなければならない衝突には応答することが望ましい。
第１衝突センサ１２は電子式単一点判別衝突センサが好ましいが、殆どの一般的な形式の判別衝突センサであってよい。本発明の１つの態様では、第１衝突センサ１２は制御可能な検知特性を有しそれによって、衝突の組合せ又はトリガされるべきセンサを生ずる衝突の厳しさレベルを変化させることができる。図２及び図３はホイールウエルの下側の近辺に取付けられたこのセンサを示す。第１衝突センサ１２は正面衝突、例えば、比較的急速な検出（即ち、小さなＴＴＦ値）、のための性能を提供するのが好ましい検知特性を有する衝突を判別し、かつ側面衝突によって単一点モヂュールの位置で発生するセンサ信号の影響を受け易いように特定的に調整される第１検知特性を有する。好ましい実施の形態では、この検知特性は適当にプログラムされたアルゴリズムによって実行される。このようなプログラムは、例えば、米国特許第５、０６７、７４５号、米国特許第５、２８２、１３４号、米国特許第５、３３７、２３８号、米国特許第５、３６３、３０２号、米国特許第５、３６５、１１４号、米国特許第５、３９４、３２６号、米国特許第５、４９０、０６６号、米国特許第５、４９８、０２８号、米国特許第５、５０８、９１８号、米国特許第５、５０８、９２０号、米国特許第５、５１９、６１３号、米国特許第５、５４１、８４２号、米国特許第５、５５９、６９９号、米国特許第５、５６３、７９１号、米国特許第５、６０６、５０１号及び米国特許第５、６２９、８４７号に説明されているような当業者によって容易に理解される。このようなプログラムは「エアーバッグ制御の新意志決定アルゴリズム」、ＩＥＥＥ、第４４巻、第３号、１９９５年、ページ６９０〜６９７（“A New Decision Making Algorithm for Airbag Control” by Syed Masud Mahmud and Ansaf I Alrabady、IEEE Transaction on Vehicular Technology Vol 44、No.3、August 1995、pp.690 to 697)にも教示されている。さらに、特定衝突センサ検知特性及び該アルゴリズムは本発明を制限するものとは考えるべきではない。
第２衝突センサ１４は機械式判別センサであり、その例には自己試験電磁センサ、通常のボール−イン−チューブ式センサ、又はRolamite（商標）が含まれる。第２衝突センサ１４は車両１の破砕区域１５に近接して取付けられた破砕作動されるセンサでもある。より一般的には、本発明の１つの態様では自己試験可能センサが好ましいが、第２衝突センサ１４は衝突センサのいずれの形態でもよい。図３はエンジンコンパートメントの中央前方領域に主として正面衝突に応答するように取付けられた第２衝突センサ１４を示す。第１衝突センサ１２及び第２衝突センサ１４両方は拘束システム軸８が車両の長手方向軸９及び安全拘束システム２の拘束システム軸６に合うように位置決めされる。
本発明によって、第２衝突センサ１４は過減衰され、かつ予め規定された速度値で閉鎖するように調整可能である。第２衝突センサ１４は、好ましくは側面衝撃衝突信号、凹凸道路信号、又は自動車の下部構造信号のいずれもセンサを閉鎖させないように調整されるが、いくらかの又はすべての「しきい値・オフ」正面衝突信号がセンサを閉鎖させる。しかしながら、第２衝突センサ１４はエアーバッグの点火を統制するシステム判別衝突センサであるため、第２衝突センサ１４が「しきい値・オフ」衝突中に閉鎖するのを避ける必要はないことが理解できる。むしろ、本発明によって、「しきい値・オフ」正面衝突中の点火は第１衝突センサ１２の検知特性の効力によって抑制される。
図４において、本発明の１つの態様によれば、第１衝突センサ１２と第２衝突センサ１４はそれぞれ論理積ゲート１６の入力端子１８に接続される。第１衝突センサ１２は、車両衝突に応答して第１信号２０を発生して、第１信号２０はスイッチ閉鎖、電圧信号、又は電流信号のいずれかに対応する衝突の検出に応答してセンサの作動を表示する、「オン」を有する２進数（「オン」又は「オフ」）である。第２衝突センサ１４は、同一車両衝突に応答して第２信号２２を発生するが、第２信号２２は第１信号２０に類似の２進数（「オン」又は「オフ」）である。論理積ゲート１６は出力端子１９に第３信号２４を第１信号２０及び第２信号２２の論理積結合として形成する。出力端子１９は安全拘束システム２の作動入力信号ポート４に接続され、第３信号２４が安全拘束システム２の作動信号３となる。従って、第１衝突センサ１２及び第２衝突センサ１４両方がそれぞれ衝突に応答して２進数値「オン」の第１信号２０及び第２信号２２をそれぞれ発生する場合にのみ、安全拘束システム２を作動するのに必要な作動信号３が発生する。論理積ゲート１６の機能は、本明細書で以降において検討される他の論理ゲートと並んで、デジタル回路、アナログ回路、リレー論理をこれらに制限されるものではないが含む多様な手段によって、又はデジタルコンピュータ又はマイクロプロセッサによって実行され得ることは通常の当業者によって認識されよう。第１衝突センサ１２及び第２衝突センサ１４両方の拘束検知軸８は拘束システム軸６に合わせられる。第２衝突センサ１４は安全拘束システム２が望ましくは作動されなければならない衝突２６に応答するが、第１衝突センサ１２に対して、応答しうるかつ安全拘束システムの作動を必要とするようにされることが望ましい衝突３６には応答しない。
第２衝突センサ１４は、すべての「しきい値・オン」正面衝突事象に対して、あるいは境界の「しきい値・オフ」正面衝突事象に対しても、「オン」信号を生ずるように規準化されるため、車両衝突判別システム１０は効率的に「作動に備え」られ、第１衝突センサ１２がこのような作動が認可されることを検出すると、「次へ進む」が与えられてエアーバッグを点火する。但し、第２衝突センサ１４が「しきい値・オフ」事象に応答して車両衝突判別システム１０の作動に備える場合でも、第１衝突センサ１２の検知特性がエアーバッグの点火を防止する。一般に、第１衝突センサ１２は第２衝突センサ１４の後に作動され、それによって車両衝突判別システム１０の「タイム−ツウ−ファイヤ」及びその結果生ずる安全拘束システム２の作動を制御する。
第２衝突センサ１４は安全拘束システムが望ましくは作動されなければならない衝突２６には応答するが、第１衝突センサ１２に対しては応答しかつ安全拘束システムが望ましくは不活動状態でなければならない衝突３６には応答しないため、凹凸道路での事象又は第１衝突センサ１２の作動を引き起こすかもしれない第１衝突センサ１２に近接する側面衝撃衝突の場合には、第２衝突センサ１４は作動されず、これによって乗員がさもないと負傷する恐れがある安全拘束システム２の作動を防止する。
図５において、欠陥許容差を備える本発明の別の態様により、第１衝突センサ１２には複数の検知特性が備えられ、かつ第２衝突センサ１４にはその使用可能性を試験する自己試験手段が組込まれる。第２衝突センサ１４へ作動可能に結合されたダイアグノシス試験システム２７は第２衝突センサ１４の使用可能性を１又は２以上のダイアグノシス試験信号２８を介して試験しかつポーリングし、第２衝突センサ１４が作動状態にあるかどうかを指示する２進数信号３０を発生する。
ダイアグノシス試験信号２８の特定的構成は第２衝突センサ１４の性質に依存する。例えば、自己試験機能が第２衝突センサ１４の中に組込まれたコイルへの電流信号のアプリケーションを含んでよく、それによってセンサスイッチ接点を閉鎖させるセンサの永久磁石電機子を移動させる磁力を生成する。次のセンサスイッチ接点閉鎖の検出により、第２衝突センサ１４が動作状態にあることが表示され、２進数信号３０は「オン」レベルにセットされる。そうでなければ、２進数信号３０は「オフ」レベルにセットされる。
第１衝突センサ１２は第１検知特性によって信号２０ａを発生し、第１検知特性は迅速な「タイム−ツウ−ファイア」を含む望ましい衝突検出性能を提供するほかに、安全拘束システム２が望ましくは不起動状態でなければならない衝突に応答する関連感受性を有している。第１衝突センサ１２は第２検知特性により信号２０ｂも発生し、第２検知特性は安全拘束システム２が望ましくは不活動状態でなければならない衝突に応答しない衝突検出性能をもたらす。
第２衝突センサ１４が作動状態にある場合には、論理積ゲート１６は第１衝突センサ１２と第２衝突センサ１４からの信号２０ａ及び２２の論理積結合を形成し、「オア」ゲート３４を通過して安全拘束システム２の作動入力信号ポート４へ作動可能に結合された第３信号２４を形成する。第２衝突センサ１４が作動状態にあり、第１衝突センサ１２が第１検知特性に従って作動され、かつ第２衝突センサ１４が作動されていれば、安全拘束システム２は第３信号２４によって作動される。第２衝突センサ１４が作動状態にあり、第１衝突センサ１２が第１検知特性に従って作動されていないか、又は第２衝突センサ１４が作動されていないかのいずれかであれば、安全拘束システム２は不起動状態のままである。従って、第１衝突センサ１２が安全拘束システム２が望ましくは不作動状態でなければならない衝突によって作動状態にならなければ、第２衝突センサ１４は不活動状態のままであり、かつ安全拘束システム２の作動を防止する。
第２衝突センサ１４が作動状態にない場合には、信号２０ｂは「アンド」ゲート３２及び「オア」ゲート３４を通過して第３信号２４を形成し、第３信号２４は安全拘束システム２の作動入力信号ポート４に接続される。第２衝突センサ１４が不作動状態にあり、かつ第１衝突センサ１２が第２検知特性に従って作動されていれば、安全拘束システム２は第３信号２４によって作動される。第２衝突センサ１４が不作動状態にあり、かつ第１衝突センサ１２が作動されていなければ、安全拘束システム２は不作動状態のままである。従って、第２衝突センサ１４の万一の故障の場合は、第１衝突センサ１２に該衝突判別アルゴリズムによって実行された第２検知特性が備えられるが、該衝突判別アルゴリズムは故障した第２衝突センサ１４に代って側面衝撃及び凹凸道路での事象を判別及び又は抑制するパラメータの組合せを有しており、これによって車両衝突判別システム１０は乗員安全拘束システム全体にわたる展開制御の規準レベルをなお確実に形成することができる。
図６に関する、欠陥許容差を備える本発明のなお別の態様によれば、ダイアグノシス試験回路２７からの信号３０が第１衝突センサ１２へ作動可能に結合されることにより、第２衝突センサ１４が作動状態であれば、第１衝突センサ１２によって発生した第１信号２０が望ましい衝突判別特性を備える第１検知特性に従って形成され；かつ第２衝突センサ１４が不作動状態であれば、側面衝撃又は凹凸道路での事象に対する不感受性をもたらし、しかし該「タイム−ツウ−ファイア」特性に関する次善の衝突判別性能をあるいは形成することもある第２検知特性に従って形成される。安全拘束システム２を作動する第１信号２０及び第２信号２２からの第３信号２４の次の形成は本明細書において上記した通りである。
図７に関する、欠陥許容差を備える本発明のなお別の態様によれば、ダイアグノシス試験システム２７及び図５及び図６における実施の形態の論理ゲート１６、３２及び３４を第１衝突センサ１２に組込むことにより、第１衝突センサ１２が第２衝突センサ１４の使用可能性をダイアグノシス試験信号２８を介して試験かつポーリングし、第２衝突センサ１４の作動を第２信号２２を介して検知し、かつ図５又は図６に従って本明細書において上記した論理機能により安全拘束システム２を作動するため第３信号２４を発生する。
図８に関する、第１衝突センサ１２に内蔵されたマイクロプロセッサによって実行されるような本発明の態様によれば、第１衝突センサ１２の加速度計はアナログ−デジタル変換のステップが必要とされる場合に含まれるステップ１０１で読取られる。結果として生ずる加速度信号は衝突検知特性に従ってステップ１０３によって処理されるが、ステップ１０３は第１衝突センサ１２の作動状態と非作動状態とを区別する目的で該衝突しきい値を有している。衝突しきい値がステップ２０２で超えていないと判定されると、ステップ１０１で始まるステップが繰り返される。衝突しきい値がステップ２０２で超えていると判定されると、第２衝突センサ１４の作動状態がステップ１０４で読取られそれによって、第２衝突センサ１４がステップ２０３で作動されている、すなわち、検出値がしきい値を越えていると判定されると、安全拘束システム２がステップ１０５で作動され、さもなければステップ１０１で始まるステップが繰り返される。
図９に関する、第１衝突センサ１２に内蔵されたマイクロプロセッサによって実行されるような本発明の他の態様によれば、第１衝突センサ１２の加速度計はアナログ−デジタル変換のステップが必要とされる場合に含まれるステップ１０１で読取られる。第２衝突センサ１４の作動状態はステップ１０２で読取られる。ステップ２０１で、第２衝突センサ１４が作動状態、すなわち、使用可能な状態であると判定されると、ステップ１０１からの加速度信号は第１衝突検知特性に従ってステップ１０３ａによって処理されるが、ステップ１０３ａは第１衝突センサ１２の作動状態と非作動状態とを区別する目的で該衝突しきい値を有している。衝突しきい値がステップ２０２ａで超えていないと判定されると、ステップ１０１で始まるステップが繰り返される。衝突しきい値がステップ２０２ａで超えていると判定されると、第２衝突センサ１４の作動状態がステップ１０４で読取られそれによって、第２衝突センサ１４がステップ２０３で作動されている、すなわち、検出値がしきい値を越えていると判定されると、安全拘束システム２がステップ１０５で作動され、さもなければステップ１０１で始まるステップが繰り返される。ステップ２０１で、第２衝突センサ１４が非作動状態、すなわち、使用不能な状態であると判定されると、ステップ１０１からの加速度信号は第２衝突検知特性に従ってステップ１０３ｂによって処理されるが、ステップ１０３ｂは第１衝突センサ１２の作動状態と非作動状態とを区別する目的で該衝突しきい値を有している。衝突しきい値がステップ２０２ｂで超えていないと判定されると、ステップ１０１で始まるステップが繰り返される。衝突しきい値がステップ２０２ｂで超えていると判定されると、安全拘束システム２がステップ１０５で作動され、さもなければステップ１０１で始まるステップが繰り返される。従って、本発明はすべての衝突検知及び正面衝突の乗員を検知する第２衝突センサ１４と共に使用された「タイム−ツウ−ファイア」演算を行う第１衝突センサ１２先んじて提供する。このようなシステムは、第１衝突センサ１２が、このように、側面衝撃による正面展開を抑制しながら運転者及び乗客にとって最良のすべての安全性保護を提供する最適な衝突検知特性を用いることを可能にする。特定の実施の態様が詳細に説明されてきたが、それらの詳細に対する各種変形実施例や変更が開示のすべてに亘る教示を考え合わせて開発され得ることは通常の当業者によって正当に評価されよう。従って、開示された特定システムは、説明のためのみであることを意味するものであり、かつ添付の請求の範囲の全範囲及びそのすべての均等物に与えられるべき本発明の範囲を制限するものではない。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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