【手続補正書】
【提出日】平成18年1月4日(2006.1.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  自動車傾倒運動時の乗員安全保護システムの起動装置及び方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の傾倒運動時の乗員安全保護システムの起動装置であって、
車両の傾斜を検出する傾斜センサ（２）と、
回転速度センサ（１）として構成された別のセンサを有しており、該別のセンサは、自動車の長手方向軸線を中心にした前記自動車の回転を検出し、
起動装置（３）を有しており、該起動装置（３）は、前記回転速度センサ（１）が、所定値の回転運動又は当該所定値の上側の回転運動をシグナリングし、且つ、前記傾斜センサ（２）が所定値の前記自動車の傾斜角度又は前記所定値の上側の前記自動車の傾斜角度を指示した場合に限って、前記乗員安全保護システムを起動する起動装置において、
起動装置（３）は、傾斜センサ（２）の出力信号が、自動車の所定時間期間より長く持続する傾倒位置状態をシグナリングする場合、回転速度センサ（１）の出力信号が続いて自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の傾倒運動をシグナリングした場合にも、乗員安全保護システムの起動動作を遮断することを特徴とする乗員安全保護システムの起動装置。
【請求項２】  傾斜センサ（２）は、傾斜スイッチとして構成されている請求項１記載の乗員安全保護システムの起動装置。
【請求項３】  回転速度センサ（１）及び傾斜センサ（２）は、別個のケーシング内に収容されている請求項１又は２記載の乗員安全保護システムの起動装置。
【請求項４】  回転速度センサ（１）及び傾斜センサ（２）の出力信号を評価する評価回路（３）も、別個のケーシング内に収容されている請求項３記載の乗員安全保護システムの起動装置。
【請求項５】  自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の傾倒運動時に乗員安全保護システムを起動する方法であって、自動車の長手方向軸線を中心にして生じた自動車の回転の測定された回転速度も、測定された自動車の傾斜角度も所定値を超過した場合に限って、乗員安全保護システムを起動する方法において、
傾斜センサ（２）及び回転速度センサ（１）の各出力信号が、先ず、自動車の所定時間期間より長く持続する傾倒位置状態をシグナリングし、それから、前記回転速度センサ（１）の出力信号が、自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の傾倒運動をシグナリングした場合、乗員安全保護システムの起動動作を遮断することを特徴とする乗員安全保護システムの起動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、自動車の転倒事故（傾倒運動）時に乗員安全保護装置を起動するための装置及び方法に関する。「自動車の転倒事故」という表現は、ここでは、切迫した自動車の転倒事故も、実際に起こってしまった自動車の転倒事故も含むものとする。つまり、本発明は、自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の傾倒運動時の乗員安全保護システムの起動装置であって、車両の傾斜を検出する傾斜センサと、回転速度センサとして構成された別のセンサを有しており、該別のセンサは、自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の回転を検出し、起動装置を有しており、該起動装置は、回転速度センサが、所定値の回転運動又は当該所定値の上側の回転運動をシグナリングし、且つ、傾斜センサが所定値の自動車の傾斜角度又は所定値の上側の自動車の傾斜角度を指示した場合に限って、乗員安全保護システムを起動する起動装置に関する。本発明は、自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の傾倒運動時に乗員安全保護システムを起動する方法であって、自動車の長手方向軸線を中心にして生じた自動車の回転の測定された回転速度も、測定された自動車の傾斜角度も所定値を超過した場合に限って、乗員安全保護システムを起動する方法に関する。
【０００２】
自動車の転倒事故時に作動することができる乗員安全保護装置は、例えば、ヘッドエアバック、サイドエアバック、シートベルトテンショナーシステム、シートベルトクリップシステム及び／又は立ち上がることができるロールオーバー保護装置のような受動式の補助拘束装置を含む。更に、乗員安全保護は、事故時及び事故後に作動するシステム（ポストクラッシュシステム）を用いても向上することができ、このシステムに対しては、緊急呼び出し信号の発生、中央ロック機構の解除、警報用ウィンカ装置のスイッチオン及び／又は燃料ポンプの遮断を挙げることができる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第３５４５８７４号公報からは、請求項１の上位概念記載の装置が公知であり、この装置には、慣性スイッチが設けられており、この慣性スイッチは、車両加速時に、車両のｘ面及びｙ面で、所定加速度値より上側で閉じられ、乗員安全保護システムがロールオーバー保護装置の形式で作動状態となる。慣性スイッチに並列に、自動車のローリング運動を検出する傾斜スイッチとサスペンションスイッチとからなる直列回路が接続されており、この傾斜スイッチとサスペンションスイッチにより、傾斜スイッチの１つが応動した場合にも、サスペンションスイッチが自動車後輪の跳ね返しをシグナリングした場合にも、ロールオーバー保護装置が起動される。何れにせよ、しかし、所定の場合に、乗員安全保護装置が、不必要に拙速に起動してしまい、従って、安全を損なう恐れがあり、例えば、極端にカーブ走行してしまう。どのような事故状況でも、乗員安全保護システムが正確に早機に起動されるとは限らない。
【０００４】
ヨーロッパ特許出願公開第０４３０８１３号公報からは、ジャイロメータと３つの加速度測定器を有する乗員安全保護システムが公知であり、３つの加速度測定器は、自動車の長手方向、横方向及び垂直方向加速度を検出する。組み合わされた長手方向及び横方向加速度が所定の限界値を超過するか、又は、ジャイロメータ出力信号が所定の限界値の上側であるか、又は、所定の時間間隔を超過して積分されたジャイロメータ出力信号が、所定の限界値を超過した場合に、乗員安全保護システムの起動装置は制御される。しかし、ジャイロメータ出力信号は、固定の空間座標系に関係付けられておらず、従って、実際の、水平面に対する自動車傾斜角度を固定的に推論することができない。起動限界値の決定は、この場合、所定の難点がある。
【０００５】
本発明の課題は、車両の転倒事故の際、乗員安全保護システムを高い信頼度で起動することができる自動車乗員安全保護システムの起動装置及び方法を提供することである。
【０００６】
この課題は、請求項１記載の要件、乃至、請求項５記載の手段により解決される。本発明の有利な実施例は、従属請求項に記載されている。つまり、この課題は、起動装置は、傾斜センサの出力信号が、自動車の所定時間期間より長く持続する傾倒位置状態をシグナリングする場合、回転速度センサの出力信号が続いて自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の傾倒運動をシグナリングした場合にも、乗員安全保護システムの起動動作を遮断することにより解決される。この課題は、傾斜センサ及び回転速度センサの各出力信号が、先ず、自動車の所定時間期間より長く持続する傾倒位置状態をシグナリングし、それから、回転速度センサの出力信号が、自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の傾倒運動をシグナリングした場合、乗員安全保護システムの起動動作を遮断することにより解決される。
【０００７】
本発明では、自動車長手方向軸線を中心にした自動車回転運動の速度を検出する回転速度センサが、傾斜センサと共に設けられている。こうすることによって、車両ロールの開始を早機に感知することができる。つまり、回転速度センサによって測定された回転速度により、十分に早機の時点で、前述のような車両ロール（転倒）の開始についての情報が得られるので、そのようなロールについて、非常に迅速に検出することができる。しかし、傾斜センサが、自動車の、事故の疑いが高い（絶対的な）傾斜位置状態であることをシグナリングして初めて、乗員安全保護システムは起動される。車両がロールし始めていることは、回転速度センサによって既に検出されているので、傾斜センサの応動時に、殆ど遅延なしに乗員安全保護システムは、起動することができる。従って、傾斜センサは、安全センサとして使うことができる。事故の状況に応じて、何れにせよ、先ず傾斜センサが応動することができ、その結果、乗員安全保護システムは、回転速度センサも応動した場合に即座に起動することができる。
【０００８】
異なった測定方式に基づく２つのセンサが構成されているので、乗員安全保護システムの信頼度は、明らかに向上する。例えば、回転速度センサは、回転座標系内の運動体に作用するコリオリ力を利用した測定原理に基づくことができる。それに対して、傾斜センサでは、有利には、地球の重力が利用される。この際、傾斜センサは、車両の長手方向軸線と同じ軸方向ではない傾斜、又は、車両面の全方向での傾斜を検出する。
【０００９】
回転速度センサ及び傾斜センサによって検出された起動信号は、所定のように、アンド論理結合の形式で統合され、その結果、乗員安全保護システムの点火は、両方の条件が充足された場合に限って行われる。
【００１０】
傾斜センサは、少なくとも粗に、車両の絶対角度位置を指示するので、本発明の有利な実施例では、車両の垂直位置乃至ルーフ位置又はサイド位置から正常位置に自動車が揺れ戻った場合には、乗員安全保護システムの起動を阻止することができる。即ち、何らかの理由で、例えば、極端にゆっくり車両がひっくり返ったり、又は、点火をスイッチオフしてかなり意図的にひっくり返したり（例えば、工場での極端なジャッキアップ）して、自動車がひっくり返った場合に、乗員安全保護システムが応動する必要はない場合、関与している事故の当事者又は救助担当者が自動車を再度正常位置に戻す必要がある時に、乗員安全保護システムが起動されてしまう（例えば、ロールオーバー保護装置が突然立ち上げられる）恐れがある。従って、車両付近又は車両内にいる人間に危険性がある。この危険性は、傾斜センサを始動開始信号の遮断のために使用することによって回避することができる。この危険性は、回路技術上簡単に、傾斜センサ信号が比較的長い時間に亘って、自動車が、所定の限界値の上側の傾斜状態であることをシグナリングする場合、回転速度センサの出力信号が後続して回転の開始をシグナリングしても、乗員安全保護システムの起動を遮断するようにして、回避することができる。特に、回転速度センサの出力信号が一時的にゼロに低下した場合、この出力信号は、一時的に安定したルーフ又はサイド状態であること、即ち、定常状態であることの信頼度の高い判定基準を形成する。殊に、傾斜センサが比較的長い時間に亘って強く傾斜した状態をシグナリングするが、回転速度センサ出力信号は、少なくとも所定の短い時間期間所定の低い限界値の下側であるという、この判定基準は、制御装置によって、乗員安全保護システムの後続の起動を遮断するために用いることができる。
【００１１】
傾斜センサは、有利には、傾斜スイッチとして構成されており、この傾斜スイッチは、後続の評価に必要なアナログ信号の代わりに、単に「デジタル」信号”１／０”を送出し、この信号は、起動装置又は評価回路によって特に簡単に検出することができ、これ以外の処理を必要としない。
【００１２】
択一選択的に、傾斜スイッチは、当該傾斜スイッチによって感知可能な相互に逆方向に配向された両傾斜方向用に各１つの固有のスイッチング信号出力側を有するようにしてもよく、その結果、傾斜スイッチは、所定の傾斜限界値の超過のみならず、傾斜方向も指示する。従って、評価回路は、そのアルゴリズムを介して回転速度センサ及び傾斜センサの傾斜方向も、従って、自動車の傾斜方向も検出することができる。
【００１３】
有利には、本発明は、新規に構想された乗員安全保護システムに限って使用されるのみならず、既存のシステム、例えば、エアバックシステムにも装着することができ、つまり、エアバックシステムに、回転速度センサを傾斜センサと共に組み込み、相応の評価及び起動ルーチンをロードすることができる。
【００１４】
回転速度センサ、傾斜センサ及び場合によっては評価回路を別個のケーシング内に、サイドエアバックでのサテライトコンセプト同様に収容することもできる。このような別個のユニットから、起動判定基準が充足された場合に、点火コマンドが中央の乗員安全保護システム制御装置に、当該安全保護システムを作動するために伝送される。
【００１５】
以下、本発明について図示の実施例を用いて説明する。
【００１６】
その際：
図１は、本発明により構成された乗員安全保護システムの第１の実施例、
図２は、本発明の装置の他の実施例
を示す。
【００１７】
図１に示された実施例は、回転速度センサ１と傾斜センサ２とを有しており、回転速度センサ１は、自動車の長手方向軸線を中心にした自動車の回転運動の速度を測定し、例えば、電子ジャイロメータセンサによって構成され、傾斜センサ２は、水平面に対して相対的な、自動車の絶対角度位置を送出する。傾斜センサ２は、有利には、機械的な傾斜スイッチの形式で構成され、この傾斜センサは、デジタル出力信号”１／０”を送出し、所定の自動車角度位置状態に達した場合に、当該傾斜センサの出力信号状態を切り換える。傾斜スイッチ２は、自動車の傾斜角度を、側方の傾斜角度の形式で軸線なしに（ｕｎｉａｘｉａｌ）、又は、車両面で全方向で（ｏｍｎｉｄｉｒｅｋｔｉｏｎａｌ）検出することができる。マイクロコントローラの形式での起動回路（評価装置）３は、センサ１，２の出力信号を受信し、回転速度センサ１によって測定された回転速度が、自動車のロールオーバーの危険性をシグナリングする所定限界値を超過、及び／又は、所定時間に亘って積分された回転速度センサ１の出力信号が、自動車のロールオーバーの危険性をシグナリングする所定限界値を超過した場合に、作動スタンバイ状態に達する。しかし、起動回路３は、実際に、傾斜センサ２の出力信号も、車両が所定の傾斜角度に達し、又は、所定の傾斜角度を超過したことを示している場合に限って、作動信号を形成する。作動信号は、乗員安全保護システムを作動する１つ又は複数の点火回路４に供給され、その際、例えば、１つ又は複数の点火薬が点火される。乗員安全保護システムは、冒頭で既述のように、サイドエアバック又はヘッドエアバックシステム、シートベルトテンショナーシステム、シートベルトクリップシステム、立ち上げ可能なロールオーバー保護装置等の安全保護システム、例えば、緊急呼び出しシステムにするとよい。
【００１８】
起動回路３は、センサ１及び２の出力信号の時間特性も検査するように構成されている。傾斜スイッチ２は比較的長い期間、即ち、所定の時間期間、例えば、１〜１０分以上、車両が傾いていることを指示する出力信号を発生しているが、回転速度センサ１は、回転運動をシグナリングしていない場合、起動回路３は、安定して傾いた車両状態、例えば、サイド位置（Ｓｅｉｔｅｎｌａｇｅ）又はルーフ位置（Ｄａｃｈｌａｇｅ）として分類される。その際、起動回路３は、回転速度センサ１の出力信号が、再度大きくなった場合でも作動信号の発生を遮断する。そのような回転運動は、自動車を正常位置状態に戻すために所期のように利用された揺れ戻し運動として分類され、この際、揺れ戻し過程に関与している、及び／又は、未だ車両内にいる人の危険性を回避するために、乗員安全保護システムは作動しないようにされる。
【００１９】
本発明の装置は、必要に応じて、更に付加的に電子及び／又は機械的な加速度センサ５，６を装着してもよく、このセンサは、車両加速度を車両長手軸線方向、横方向、又は、垂直方向に検出し、このセンサの出力信号は、起動回路３に供給される。こうすることによって、切迫した車両ロール又は車両衝突を、もっと詳細に検出して分析することができ、その結果、起動回路３は、この加速度量に付加的に依存して起動判定を行うことができる。
【００２０】
図１に示された実施例では、回転速度センサ及び傾斜センサ２が、既存の乗員安全保護システム制御装置３、例えば、フロント及び／又はサイドエアバック用のエアバック制御装置内に統合されている。
【００２１】
図２に示された本発明の装置の実施例は、コンポーネント１，２，３，５及び６（後者は任意）の構成及び機能形式に関して、図１に示された実施例と同じである。しかし、図２の回転速度センサ１，傾斜センサ２及び起動回路３は、別個のケーシング内に収容され、従って、事後に装着可能であるか、又は、新規車両内に選択的に組込可能である。起動回路３は、図示していない中央制御装置、例えば、エアバック制御装置と、線７を介して接続されており、起動判定基準が充足された場合に、エアバック制御装置に点火コマンドを伝送する。この点火コマンドを受信した場合、中央制御装置は、乗員安全保護システムの作動を制御する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明により構成された乗員安全保護システムの第１の実施例
【図２】
本発明の装置の他の実施例