(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼして車両搭乗者の安全性を最適化する方法において、
少なくとも１つの関連するイベント発生について車両周囲を監視し、ここで当該の少なくとも１つの関連するイベントには、車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つを検出したことが含まれ、
車両内にいる少なくとも一人の人員の実際位置について車内を監視し、
前記の少なくとも１つの関連するイベントが発生しかつ前記の実際位置を識別した際に、当該の少なくとも１つのイベントないしは実際位置に相応する信号を、評価装置（２２）に供給し、
当該の評価装置の評価出力に基づいて、車両（１０）のアクティブセーフティシステムおよびパッシッブセーフティシステムを、前記の少なくとも１つの関連するイベントおよび実際位置に依存して駆動制御し、
ここで前記の車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つのキネマティクスおよび車両内部にいる少なくとも一人の人員のキネマティクスを車両の予想される固有運動を考慮して予測し、当該の車両外部にいる人員、車両周囲にある対象物および別の車両のうちの少なくとも１つの予測したキネマティクスと、車両内部にいる少なくとも一人の人員の予測したキネマティクスとを前記評価装置によって考慮して前記評価出力を形成することを特徴とする、
車両の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼして車両搭乗者の安全性を最適化する方法。
【請求項２】
前記評価装置（２２）によって、前記の少なくとも１つの監視装置（１２，２０）の少なくとも１つのコンポーネントを制御して、前記の少なくとも１つの関連するイベントおよび実際位置を識別する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記評価装置（２２）によって、前記の少なくとも１つの関連するイベントおよび実際位置に相応する複数の信号を互いに結合する、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
車両周囲にある別の車両の車両状態を付加的に考慮する、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記の車両外部にいる人員、車両周囲にある対象物および別の車両のうちの少なくとも１つの予想されるキネマティクスと、車両内部にいる少なくとも一人の人員の予想されるキネマティクスとを現在の実際の安全状況から評価する、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
評価尺度として「接触までの時間」（time-to-contact）を使用する、
請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記の実際安全状況を定める前記の接触までの時間が、あらかじめ設定可能な閾値を下回った場合、車両の物理的な走行操作を実行するために、前記の車両の少なくとも１つのパラメタを決定する、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記の少なくとも１つの車両のパラメタとして、ブレーキ、操舵システム、加速度、エアバッグおよびシートベルトテンショナのうちの１つに作用を及ぼす、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記の物理的な走行操作に対して、車両周囲の対象物、人員および別の車両のうちの１つの第１軌道と、車両の第２軌道と、少なくとも一人の人員の第３軌道とを予想する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記の物理的な走行操作を構成して、少なくとも一人の人員の障害を最小化する、
請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記の物理的な走行操作によって発生する将来の軌道を、現在の実際安全状況を評価する際に考慮する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記走行操作の実行によって非常電話および／または搭乗者警告装置を起動する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
車両（１０）の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼして車両搭乗者の安全性を最適化する装置において、
該装置は、
車両周囲を監視する第１の装置（１２）と、
車内を監視する第２の装置（２０）と、
監視装置（１４，１６，１８）と、
評価装置（２２）と、
前記の信号に依存してアクティブセーフティシステムおよびパッシブセーフティシステムを制御する装置とを有しており、
前記監視装置は、車両周囲における関連するイベントの発生および車両内部にいる少なくとも１つの人員の実際位置に相応する信号を供給し、ここで当該の関連するイベントには、当該車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つが検出されたことが含まれており、
前記の評価装置は、監視装置（１４，１６，１８）から供給される信号を評価し、当該評価では車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つのキネマティクスおよび車両内部にいる少なくとも一人の人員のキネマティクスが車両の予想される固有運動が考慮されて予想され、
前記のアクティブセーフティシステムおよびパッシブセーフティシステムを制御する装置は、評価装置に配置されており、当該の制御装置により、前記の車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つの予想したキネマティクスと、車両内部にいる少なくとも一人の人員の予想したキネマティクスとが考慮されて前記のアクティブセーフティシステムおよびパッシブセーフティシステムが制御されることを特徴とする、
車両（１０）の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼして車両搭乗者の安全性を最適化する装置。
【請求項１４】
前記第１装置（１２）は、遠距離用のレーダセンサ（１４）、近距離用のレーダセンサ（１６）、画像検出装置（１８）のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記画像検出装置（１８）は、ステレオビデオセンサを含む、
請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２装置（２０）は、画像検出装置を含む、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記画像検出装置（１８）は、ステレオビデオセンサを含む、
請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記の第１装置（１２）、第２装置（２０）の少なくとも個々のコンポーネントおよび評価装置（２２）がユニットに組み込まれている、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１９】
車両（１０）のアクティブおよびパッシブセーフティシステムのうちの少なくとも１つをトリガするかないしは当該システムに作用を及ぼす少なくとも１つのアクチュエータ（２４，２６）に前記評価装置（２２）が接続されている、
請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術の分野
本発明は、車両の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼすための方法および装置に関する。
【０００２】
従来の技術
刊行物IEEE Intelligent Vehicles Symposium, Oct. 2000,  "Real-time stereo vision for for urban traffic scene understanding", U. Frankeから公知であるのは，車両の周囲を画像記録ユニットによって検出することであり，ここでこの画像記録ユニットには、３次元画像を記録するためにステレオカメラが含まれている。記録したシーンを評価することによって車両の周囲にある、例えば別の車両、人員または対象物の位置を求めることが可能である。これらの情報に基づき制御器により、車両の長手方向の案内および／または左右方向の案内に作用を及ぼすことができ、これによってドライバは車両運転時にサポートされ、走行時の快適さおよび交通の安全性が改善され得るのである。例えば、衝突の危険が差し迫っている場合には，自動的な障害物回避操作またはブレーキ操作によってこのような衝突を回避するか、または少なくとも衝突エネルギーを低減することが可能である。
【０００３】
さらに、車両の周囲をレーダ装置、ライダー装置を用いて、または超音波センサを用いて監視することが公知である。さらに車両の周囲を監視するために高精度衛星測位システム（ＤＧＳ／ＩＮＳ）を使用することもすでに提案されている。
【０００４】
ＵＳ−ＰＳ５９８３１４７から公知であるのは、ビデオセンサシステムによって、例えばステレオカメラによって、車両の助手席のシーンを監視することである。記録したシーンを評価することによって求められるのは、助手席が占有されているか否かである。助手席が占有されていることが確認されると、その助手席に大きな人員（大人）または小さな人員（子供）またはその他の対象物のいずれがあるのかをさらに求めることができる。このようにして得られた知識に依存して助手席エアーバッグの駆動制御に作用を及ぼすことが可能である。公知のようにエアーバッグのトリガは、殊に小さな人員に対しては（比較的エアーバッグから距離が離れていないこと起因して）エアーバッグのトリガ時に大きな傷害に結びつく危険性がある。ＵＳ−ＰＳ５９８３１４７から公知の方法により、エアーバッグ展開領域において同乗者の頭部／胸部領域が識別されると、事故の状況において助手席エアーバッグを起動すべきでないか否か、または完全には起動すべきでないか否かを決定することができるのである。
【０００５】
したがって公知であるのは、車両の周囲の監視を介して車両のアクティブセーフティシステム、例えばハンドル、ブレーキ、アクセルまたは類似のものに作用を及ぼし、また車内の監視を介してパッシブセーフティシステム、例えばエアーバッグ、シートベルトテンショナまたは類似のものに作用を及ぼすことである。アクティブおよびパッシブセーフティのためのこれらの機能の間には、不所望の相互作用が発生する。例えば差し迫った衝突の前のアクティブなブレーキ介入により、慣性力に起因して車両内の搭乗者が前方に移動する可能性があり、これによって車両搭乗者の頭部／胸部領域がエアーバッグ展開領域に達してしまうことがあり得るのである。したがって状況が悪ければアクティブなブレーキ操作によって搭乗者の危険性がかえって高くなってしまうことになるのである。
【０００６】
本発明の説明、課題、解決手段、利点
したがって本発明の課題は、冒頭に述べた方法および装置を提案して、簡単にアクティブおよびパッシブな搭乗者安全性を改善できるようにすることである。
【０００７】
この課題は本発明により、請求項１の特徴部分に記載された特徴的構成によって解決される。ここでは少なくとも１つの関連するイベントの発生について車両周囲を監視し、ここでこの少なくとも１つの関連するイベントには、車両周囲にある対象物、車両の外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つを検出したことが含まれ、車両内にいる少なくとも一人の人員の実際位置について車内を監視し、上記の少なくとも１つの関連するイベントが発生しかつ実際位置を識別した際には上記の少なくとも１つのイベントないしは実際位置に相応した信号を評価装置に供給し、この評価装置の評価出力に基づいて、車両の少なくとも１つのアクティブおよびパッシブセーフティシステムを、上記の少なくとも１つの関連するイベントおよび実際位置に依存して駆動制御し、ここで前記の車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つのキネマティクスおよび車両の内部にいる少なくとも一人の人員のキネマティクスを車両の予想される固有運動を考慮して予測して、この車両外部にいる人員、車両周囲にある対象物および別の車両のうちの少なくとも１つの予測したキネマティクスと、車両の内部にいる少なくとも一人の人員の予測したキネマティクスとを前記評価装置によって考慮して前記評価出力を形成することによって有利にも、アクティブおよびパッシブセーフティ手段のトリガを互い組み合わせることが可能である。
例えばこれによって達成されるのは、アクティブセーフティ手段と、パッシブセーフティ手段との間の区別がもはやなされず、搭乗者安全性が、アクティブおよびパッシブセーフティシステムへの調整された介入によって保証されることである。これによってアクティブおよびパッシブセーフティ機能の相互作用を一方では予測、ひいては統御することができ、他方では所期のように利用することができるのである。
【０００８】
本発明では上記の課題はさらに請求項１３の特徴部分に記載された特徴的構成を有する装置によって解決される。この装置は、車両周囲を監視する第１の装置と、車内を監視する第２の装置と、監視装置と、評価装置と、上記の信号に依存してアクティブセーフティシステムおよびパッシブセーフティシステムを制御する装置とを含み、上記の監視装置は、車両周囲における関連するイベントの発生および車両内部にいる少なくとも１つの人員の実際位置に相応する信号を供給し、ここでこの関連するイベントには、この車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つが検出されたことが含まれており、上記の評価装置は、監視装置から供給される信号を評価し、この評価では車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つのキネマティクスおよび車両内部にいる少なくとも一人の人員のキネマティクスが車両の予想される固有運動を考慮して予想され、上記のアクティブセーフティシステムおよびパッシブセーフティシステムを制御する装置は、評価装置に配置されており、この制御装置により、上記の車両周囲にある対象物、車両外部にいる人員および別の車両のうちの少なくとも１つの予想したキネマティクスと、車両内部にいる少なくとも一人の人員の予想したキネマティクスとが考慮されて上記のアクティブセーフティシステムおよびパッシブセーフティシステムが制御される。これによって、有利にも達成されるのは、今日の車両には通例設けられているそれ自体公知の車両コンポーネントが互いに結合され、これによって最小のコストでアクティブおよびパッシブセーフティシステムの調整された自動的な駆動制御が可能になることである。これにより、搭乗者の安全性が、例えば、車両周囲で発生した関連するイベントと、車内の人員の実際位置を同時に考慮することとに依存して最適に保証されるのである。
【０００９】
本発明の別の有利な実施形態は残りの従属請求項に記載された特徴部分に示されている。
【００１０】
図面の簡単な説明
以下では本発明を１実施例につき、添付の図面に基づいて詳しく説明する。ここで、
図１は、車両の概略平面図を示しており、
図２は、本発明の方法の流れ図を示している。
【００１１】
本発明の実施するための最善のアプローチ
図１には、車両１０が概略的に平面図で示されており、ここでこの車両は、車両１０の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼす装置を含んでおり、この装置は全体で参照符号１００で示されている。装置１００は、車両周囲を監視する装置を有しており、この装置は全体で参照符号１２で示されている。装置１２は、例えばコンポーネントとして、実質的に車両の長手方向軸に配置されている遠距離用のレーダセンサ１４と、左ないしは右前方の側方領域に配置された（近くの領域をカバーする）レーダセンサ１６と、有利にはルーフ領域に配置された画像検出装置１８とを有し、ここでこの画像検出装置は例えばステレオビデオセンサとして構成されている。センサ１４，１６および１８を有する装置１２は公知のように設計されており、これによって車両周囲が監視されて別の車両、人員および／または対象物の存在が検出される。
【００１２】
装置１００はさらに装置２０を含んでおり、これは例えば画像検出装置、例えばステレオビデオセンサとして構成されている。装置２０を用いて同様に公知のように車内を監視することができ、例えば運転席、助手席、および／または後部席にいる人員の実際位置を検出することができる。
【００１３】
装置１２および２０の個々のコンポーネントは評価装置２２に接続されており、これには詳しく図示しないプロセッサ、記憶素子および類似のものが含まれる。ここでは装置１２により、車両周囲の監視信号が評価装置２２に供給され、車両周囲で関連するイベントが発生すると、例えば車両、人員および／または対象物が識別されると、評価装置２２によって相応するイベント信号が形成されるのである。
【００１４】
同時に評価装置２２によって、装置２０から供給された信号が監視され、車内え少なくとも一人の人員の実際位置が識別されると、この実際位置に相応する位置信号が形成される。
【００１５】
上記のイベント信号および位置信号は、評価装置２２において、さらに説明するように互いに結合される。
【００１６】
評価装置２２はさらにアクチュエータ２４，例えば電気式、ハイドロリックおよび／またはニューマチックに作動するアクチュエータに接続されており、ここではこれらのアクチュエータを介して駆動装置、ブレーキ、ハンドルの制御を行うことが可能である。すなわちアクチュエータ２４は車両１０のアクティブセーフティシステムに作用を及ぼすのに有利である。評価装置２２はさらにアクチュエータ２６に接続されており、これらのアクチュエータを介して車両１０のパッシブセーフティシステム、例えばエアーバッグモジュール、シートベルトテンショナまたは類似のものを駆動制御可能である。
【００１７】
評価装置２２はさらに通信装置２８に接続されており、この通信装置を介して車両１０と、別の車両および／または上位のセンタとの通信が可能である。
【００１８】
図１における図示は概略的にのみ行われており、完全であることは要求されていない。したがって装置１２も装置２０も共に、車両周囲ないしは車内を監視するのに有利な別のコンポーネントを有することができる。例えば、個々のコンポーネントを１つのユニットに組み込むことも可能である。したがって例えば画像検出装置１８および装置２０の画像検出装置および評価装置２２を共通のモジュールの組み込むことができ、このモジュールは例えば車両１０のルーフ領域にはいちされる。
【００１９】
図２に基づいて車両１０の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼす本発明の方法を詳しく説明する。
【００２０】
例えば車両１０の原動機を始動することによってトリガ可能なこの方法をスタートさせた後、第１のステップ３０において車両周囲を監視する装置１２の観察信号および車内を監視する装置２０の位置信号を検出する。有利には装置１２ないしは２０のコンポーネントの駆動制御を評価装置２２によって行うようにし、これにより、検出した信号のうちで殊に関連が深いと評価ユニット２２によってランク付けされたイベントを有利に追従することができる。さらに装置１２および／または２０のコンポーネントの１つによって識別したイベントを同じ装置１２ないしは１４の別のコンポーネントの信号と調整することによって有利にも検証を行うことができる。
【００２１】
ステップ３０ではさらに同時に通信装置２８を介して、車両１０の周囲にある車両の車両状態を情報３２として評価装置２２に通知することができる。これにより、評価装置２２は、車両周囲に車両、人員および／または対象物が存在することと、車両搭乗者の実際位置と、場合によっては車両周囲にある別の車両の走行特性とに関連する知識を得ることができるのである。
【００２２】
つぎのステップ３４ではこれらの知識に基づいて、車両１０の周囲にある車両、人員および／または対象物のキネマティクスおよび車両搭乗者のキネマティクスが車両１０の予想される固有運動を考慮して予測される。ここでは例えば運動のシステム方程式を有するカルマンフィルタを使用することができる（これは例えば"Estimation and Tracking - Principles, Techniques and Software" Arteck House, 1995, Y. Bar-Shalom and X.-R. Liから公知である）。これらの運動のシステム方程式は、別の車両の軌道に関連する情報３２によって補足することができる。
【００２３】
つぎのステップ３６では自車１０のキネマティクスならびに車両搭乗者ならびに車両周囲にある別の車両１０のキネマティクスが、現在の実際安全状況の点から評価される。ここでの評価尺度は、例えば、与えられた情報から得られた、車両１０の周囲にあるすべての車両、人員および／または対象物と、車両１０とのいわゆる接触までの時間（time-to-contact）である。この「接触までの時間」によって、車両１０の周囲にある車両、人員および／または対象物の表された軌道と、車両１０の軌道とが交わるまでに経過する時間が定義される。これによって車両１０の周囲にある車両、人員および／または対象物との衝突時点を、その都度の相手の瞬時の運動に基づいて求めることができる。この求めた時間（接触までの時間）が、あらかじめ設定可能な閾値を下回る場合、搭乗者の安全性を最適化するために車両１０の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼすべきか否かの判定３８を行う。判定３８に基づいて、搭乗者の安全性が最適に保証されることが確認された場合、介入は行われず、自車の車両パラメタが通信装置２８を介して、関心を有する別の車両に通知される。判定３８（介入がなくても安全か？）によって、車両１０の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼすことが必要であることがわかった場合、この情報も同様に通信装置２８を介して、自車で表した軌道として、周囲に関心を有する複数の車両に伝達される。この場合、これらの車両は、（相応する装備が設けられていれば）そこで実行されている車両の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼす手法に相応して自車の安全性を推定し、相応する対抗手段、すなわち車両の少なくとも１つのパラメタに対する作用をトリガすることができる。
【００２４】
さらにあらかじめ定めた閾値を下回った際にはステップ４０が活動化され、ここでは瞬時の状況に基づいて、車両１０のどのパラメタにどのような作用をトリガでき、これによって両搭乗者の安全性が最適化されるかが決定される。車両１０の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼすことによって、車両１０の周囲にある車両、人員および／または対象物との衝突を回避するないしは衝突エネルギーを最大限に低減させるという目的で、車両１０の走行操作（Fahrmanoever）が実行されることになり、この際に同時に車両搭乗者の傷害の危険性がパッシブセーフティ装置（エアーバッグ、シートベルトテンショナまたは類似のもの）によって考慮される。
【００２５】
考えられ得る物理的な走行操作として狭い選択で採用できるのは、例えば、
−  現在の操舵角を固定して最大限のブレーキ圧で全車輪をフルブレーキングする；
−  ハンドルをまっすぐにして最大のブレーキ圧で全車輪をフルブレーキングする；
−  車輪をフリーホイーリングさせてハンドルを最大限に左に切り、到達し得る横方向加速度を上回らないようにする；
−  車輪をフリーホイーリングさせてハンドルを最大限に右に切って、到達し得る横方向加速度を上回らないようにする；
−  ハンドルを最小限に右または左に切って、比較的衝突の危険性の高い対象物が接触しないようにする。この際に同時に最大限に可能なブレーキ圧が使用される；
−  目下の制動の状態および最後に計画された操作を継続する。
【００２６】
上記の列挙は、完全であることは要求されておらず、当然のことながら別の有利な物理的な走行操作を含むことができる。
【００２７】
物理的に考え得る走行操作毎に、車両安全性を最適化するという観点で、すでに説明した判定基準に基づき、車両の周囲にある車両、人員および／または対象物の軌道および車両１０の車内の車両搭乗者の軌道を表す。複数の操作のうちの１つが搭乗者の前方への移動（例えばエアーバッグに広がり領域に入ってしまう）を表すことになってしまう場合、相応する操作は、パッシブセーフティシステム（シートベルトテンショナまたは類似のもの）の駆動制御によって補足されて新たに計算が行われる。車両搭乗者の前方への移動がすでに発生している場合（装置２０による実際位置のチェックによってわかる）、エアーバッグを最適にトリガするまでになお残っている時間を計算する。この時間がトリガ閾値を下回る場合、相応する操作をエアーバッグの活動化の分だけ補強する。ここでは車両搭乗者の実際位置を考慮して、エアーバッグの部分的に活動化することまたはエアーバッグを活動化しないことも対象になる。これによってエアーバッグの展開により発生する車両搭乗者に対する傷害の危険性が最小化される。ここでは場合によってはエアーバッグの非活動化ないしは部分的な活動化は、車両１０の表された衝突方向および／または衝突エネルギーによって調整される。いずれの場合も目標は、車両１０の搭乗者の安全性を最適化することであり、これは車両１０の利用可能なアクティブおよびパッシブセーフティシステムの調整された駆動制御ないしはトリガによって行われる。
【００２８】
つぎのステップ４２では前もって決定した考え得る走行操作から、車両搭乗者の最小の傷害重大度が予想される走行操作が選択される。関与する相手の軌道から傷害重大度をこのように計算するために複数の手法が広く知られている。例えば、予想される傷害重大度は、３ｍｓ間に車両搭乗者に対して最大限に発生し得る加速度によって得られる。衝突しない走行操作が不可能であるという決定がなされた場合、車両搭乗者に対して最小の傷害重大度が予想される走行操作が選択される。この選択に相応してステップ４２ではアクチュエータ２４および２６に対する調整命令がトリガされる。
【００２９】
最小の傷害重大度を有する走行操作のトリガによって、有利には同時に（通信装置２８を介して）非常電話をトリガすることができる、および／または（例えば音響的および／または視覚的に）搭乗者警告装置が起動される。
【００３０】
同時にステップ４４では、選択された走行操作およびここから得られる軌道がループとしてこのステップに再び供給されるため、車両１０の少なくとも１つのパラメタに作用を及ぼす方法がサイクリックに実行される。また同時に通信装置２８を介して、選択された走行操作を、車両１０の周囲にある別の車両および／または上位のセンタに注意を喚起するために通知することができる。
【００３１】
状況検出と、ここから得られる、車両搭乗者の安全性を最適化する走行操作の選択とをサイクリックに処理することによって、開始した操作を連続してチェックすることができ、また変化する条件、例えば変化した車両１０の軌道に基づいて、この軌道と、この軌道に識別される周囲の車両、人員および／または対象物ないしは車内の車両搭乗者との関係を実際の状況に適合させることができ、場合によっては補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  車両の概略平面図である。
【図２】  本発明の方法の流れ図である。
【図１】
0004188819.tif 000002
【図２】
0004188819.tif 000003