(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
安全装置の動作を必要とする可能性のある事象に応答して、車両乗客用安全装置の動作を制御する方法であって、
瞬間的な車両加速を表す情報を受け取る段階と、
前記受け取った情報を時間に対して評価した基準を生成する段階と、
前記受け取った加速情報に基づいて、前記事象の進行と相関された基準を生成する段階と、
前記評価基準(evaluation measure)と前記進行基準(progress measure)に基づいて前記事象の重大さの予測基準を生成する段階と、
前記予測基準を第２の所定しきい値と比較する段階と、
前記予測基準が前記第２の所定しきい値を越える場合に、前記安全装置を作動させる段階とを含み、
前記進行基準を生成する前記段階が、受け取った情報の瞬間的な値が第１の所定しきい値以下の場合は、前記受け取った情報の瞬間的な値を、
前記瞬間的な値が前記第１の所定しきい値よりも大きい場合は、前記第１の所定しきい値の２倍から前記受け取った情報の瞬間的な値を引いた代替値を、
アキュムレータに入力として選択的に提供する段階と、
前記選択的に提供された入力を前記アキュムレータ内に累積する段階と、を含む前記方法。
【請求項２】
前記評価基準を生成する前記段階が、記憶手段に前記受け取った情報の連続値を記憶する段階と、前記記憶した値から微分基準を生成する段階と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記微分基準が、時間に関する前記受け取った加速情報の変化の割合を評価するジャーク値(jerk value)であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記記憶値をランクづけする段階をさらに含み、前記微分基準が、所定のランクをもつ２つの前記記憶値の間の差を評価する分散基準(variance measure)であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記選択的に提供された入力を第１の加重係数と合算することによって、前記累積段階の前に前記選択的に提供した入力を重みづけする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記累積された選択的に提供された入力を変換係数(scaling factor)で除算することにより、前記累積段階の後に前記累積された選択的に提供された入力をスケーリングする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記予測基準を生成する段階が、
前記評価基準と前記進行基準とを組み合わせて結合基準(combined measure)を得る段階と、
前記結合基準を時間の経過によって累積して、前記予測基準を得る段階と、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記結合基準を第２の加重係数と合算することによって、前記累積段階の前に前記結合基準を重みづけする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
安全装置の動作を必要とする可能性のある事象に応答して、車両乗客用安全装置の動作を制御するシステムであって、
瞬間的な車両加速を表す情報を受け取る手段と、
前記受け取った情報に応じて前記受け取った情報を時間に関して評価する基準を生成する第１の生成手段であって、アキュムレータと、前記受け取った情報の瞬間的な値が第１の所定しきい値以下の場合は、前記受け取った情報の瞬間的な値を、前記瞬間的な値が前記第１の所定しきい値よりも大きい場合は、前記第１の所定しきい値の２倍から前記受け取った情報の瞬間的な値を引いた代替値を、アキュムレータに入力として選択的に提供する手段とを含む前記第１の生成手段と、
前記受け取った情報に応じて、前記事象の進行と相関された基準を生成する第２の手段と、
前記評価基準と前記進行基準とに応答して、クラッシュの重大さを予測する基準を生成する第３の生成手段と、
前記予測基準に応答して、前記予測基準が第２の所定しきい値を越えた場合に出力信号を生成する第１の比較手段と、
前記第１の比較手段に応答して、前記出力信号の生成時に前記車両安全装置を作動させる作動手段と、
を含む前記システム。
【請求項１０】
前記第１の生成手段が、前記受け取った加速情報の複数の連続値を記憶する手段と、前記記憶値に基づいて微分基準を生成する第４の生成手段とを含むことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記微分基準が、前記受け取った加速情報の時間に関する変化の割合を評価するジャーク値であることを特徴とする、請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の生成手段が、さらに、前記記憶値をランクづけする手段を含み、前記微分基準が、所定のランクを有する前記ランクづけされた２つの値の差を評価する分散基準であることを特徴とする、請求項10に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の生成手段が、さらに、前記第１のアキュムレータ内で前記選択的に提供された入力を累積する前に、前記選択的に提供された入力を第１の加重係数と合算する手段を含むことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第２の生成手段が、さらに、前記累積された選択的に提供された入力を変換係数で除算することにより、前記第１のアキュムレータからの前記累積された選択的に提供された入力をスケーリングする手段を含むことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第３の生成手段が、
前記評価基準と前記進行基準とを組み合わせて結合基準を得る手段と、
前記結合基準を時間の経過によって累積して前記予測基準を得る第２のアキュムレータと、
を含むことを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第３の生成手段が、さらに、前記結合基準を第２の加重係数と合算することによって、前記第２のアキュムレータにおける累積前に前記結合基準を重みづけする手段を含むことを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、車両用安全装置の展開または動作をトリガするシステムおよび方法に関し、より詳細には、そのような展開または動作を必要とする状況を予測し、フレーム・シャシ(frame-chassis)構造の車両に現われることがある比較的短期間のクラッシュ・シナリオまたは「事象」に対する優れた応答を提供する予測ベースのシステムおよび方法に関する。
当技術分野においては、車両安全装置を作動させるための様々なシステムが周知である。そのようなシステムは、クラッシュ状況を検出しその状況に応じてエア・バッグを作動させたり、シート・ベルトをロックしたり、またはシート・ベルト・リトラクタ用のプリテンショナを作動させる。通常、安全装置は、作動システムが、所定の大きさを越える衝撃を検出したときに、その保護位置に作動または展開される。
あるいは、同時係属の米国特許出願第07／773,017号は、未来の加速が予測されると、ジャークの評価(jerk estimate)に事象ベースの時間をかけた積として、事象ベース・タイマとして修正した速度条件を利用するクラッシュ弁別のための予測ベースのシステムおよび方法を教示している。この手法では、１つまたは複数の物理量（予測車両速度や予測されるジャークなど）の一定の変化に依存するクラッシュ検出の他の既知の方法とは対照的に、重大なクラッシュがいつ発生するかを予測するために、現在の加速情報を未来の推断の材料とし、おそらく（任意の）時間の経過とともに対応するしきい値を変化させて解決に収束させる。
同様の手法で、米国特許第5,337,238号は、クラッシュ弁別が、好ましくはそれ自体が変化する減衰率をクラッシュの進行の関数として利用する、すなわち事象ベースの時間の関数である各物理的基準(physical measure)の「減衰」を特徴とするクラッシュ弁別のシステムおよび方法を教示している。この減衰機能は、弁別アルゴリズム全体への様々なクラッシュ基準の漸進的な導入および／またはそれからの除去を有効に規定する。
しかしながら、フレーム・シャシ構造を有する車両では一般的であるように、クラッシュ事象が比較的短期間である特徴をもつ場合には、米国特許出願第07／773,017号および米国特許第5,337,238号の事象ベース・タイマとして使用された修正速度条件は、安全装置を作動させるかどうかの決定をよりわずかなデータ・サンプルに基づいて（そのようなデータを集める期間がより短い場合と考えれば）より短い絶対期間で行わなければならないと仮定すれば、反応が遅すぎる。たとえば、通常の「無点火」事象の中間点すなわち最大加速（減速）点は、フレーム・シャシ車両ではおそらく約40ミリ秒後に達し、それに対して一体型車両では、同様の事象が、おそらく約60または70ミリ秒後に加速ピークとなる。さらに、クラッシュ・パルス全体の継続時間は、フレーム・シャシ車両の方がはるかに短く、その事象の間に消費されるエネルギー量は両者とも例で同じであるため（消費されるエネルギーは、加速対時間の曲線のプロットの面積と等しい）、フレーム・シャシ車両に現れる加速の大きさの方が一体型車両の加速よりもかなり大きいことが理解されるだろう。
したがって、短時間のクラッシュ・パルス（利用するために入手可能な加速情報の量が付随して減少する）に適切に応答でき、生成されたより大量の加速情報を管理する、新規な事象ベース・タイマーを特徴とする予測ベースのクラッシュ弁別器が必要とされる。
本発明の概要
本発明の目的は、短期間のクラッシュ弁別に適したクラッシュ検出用の予測ベースシステムおよび方法を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、フレーム／シャシ車両構造によって生成される可能性がある短期間のクラッシュの事象において車両乗客安全装置の動作を制御するための予測ベースのシステムおよび方法を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、有効な基準が減衰されるような、すなわち分析する事象の進行の関数として値が修正されるような短期間のクラッシュ状況または「事象」を検出するためのシステムおよび方法を提供することである。
本発明によって、装置の動作を必要とする可能性のある事象に応じて車両乗客安全装置の動作を制御するための改善されたシステムおよび方法において、事象の重大さを予測する基準それ自体は受け取った車両加速情報を時間に関して評価する基準と、分析する事象の相対的進行と相関された基準（進行基準）から生成され、進行基準(progress measure)は、受け取った情報の瞬間的な値(transitory value)が第１の所定しきい値以下のときは受け取った情報の瞬間的な値を、瞬間的な値自体が第１の所定しきい値を越えるときは第１の所定しきい値の２倍から瞬間的な値を引いたのと同等の代替値を、第１のアキュムレータへの入力として選択的に提供することによって生成される。また、このように選択的に提供された値は、第１のアキュムレータに入力される前に、加算接合点で一定の加重係数を減算することによって重みづけされることか好ましく、それにより、第１のアキュムレータに選択的に提供される入力は、車両の加速の瞬間的な値が実質的にない状況では負になり、またそのような実質的に瞬間的な加速値のない状況では進行基準がゼロに減少する。
したがって、本発明において、装置の動作を必要とする可能性のある事象に応答して、車両乗客安全装置の動作を制御する好ましいシステムは、車両のジャークや加速の分散情報のような、受け取った車両加速情報の時間に関する評価の基準（評価基準）を生成する手段と、瞬間的な値が第１の所定しきい値以下のときは重みづけした受け取った情報の瞬間的な値を、受け取った情報に応じて瞬間的な値自体が第１の所定しきい値を越えるときは第１の所定しきい値の２倍から瞬間的な値を引いたものを同様に重みづけした代替値を、第１のアキュムレータへの入力として選択的に提供することによって、事象の進行に相関された基準（進行基準）を生成する手段を含む。その後、第１のアキュムレータから出力された評価基準が、第２のアキュムレータで累積される前に進行基準と組み合わされて「減衰」され、クラッシュの重大さを予測する基準（予測基準）を得る。その後、予測基準は、比較手段内で第２の所定しきい値と比較され、その結果、比較手段は、予測基準が第２の所定しきい値を越えるときに、安全装置を作動させる出力信号を生成する。
したがって、本発明のシステムおよび方法は、事象の重大さを予測する値を生成するとき、すなわち車両乗客安全装置の動作を必要としそうな事象を識別するときに、事象ベースのタイマまたは進行基準を使用し、それにより、時間ベースの始動基準なしで、すなわち所与の事象の時間ベースの始まりを検出することなく動作する事象ベースのクラッシュ弁別器を提供する。また、好適態様では、進行基準は、具体的には、分析する事象の進行に基づいて、その累積前に、微分基準(differential measure)の瞬間的な値にだんだん重きを置くかまたは重きを置かなくする事象ベースの「減衰」または加重係数として利用される。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明による車両乗客安全装置の動作を制御する例示的システムの概略図である。
好適態様の詳細な説明
図１を参照すると、本発明による車両乗客安全装置（図示せず）の動作を制御する例示的システム10において、ブロック12で、瞬間的な車両の加速を表すデジタル情報が受け取られる（この受け取り自体が、加速センサによるアナログ信号の生成、アンチエイリアシング・フィルタ(antialiasing filter)によるアナログ信号のフィルタリング、およびアナログ−デジタル・コンバータでのアナログ信号のデジタル情報への変換を含むが、これらはすべて図示されていない）。したがって、ブロック14において、車両の瞬間的加速を表す受け取った情報ａ(t)が、長さＮの記憶手段に記憶され、連続的に記憶されたＮ個の値（データ・セット）を提供する。
この結果得られたデータ・セットは半分に分割され、最近の半分が、ブロック16において概略的に示された一対の順位フィルタ(rank-order filter)に送られる。その後、２つの順位フィルタのうちの第１の順位フィルタが、記憶されたデータ・セットのうちの最新または「現行」の半分のデータ・セットから、最高ランクの現行加速値、中間ランクの現行加速値、および最低ランクの現行加速値の３つの加速値を出力する。２つの順位フィルタのうちの第２の順位フィルタも、同様に、記憶されたデータ・セットのより古いまたは「過去」の半分の値に基づいて、最高ランクの過去の加速値、中間ランクの過去の加速値、および最低ランクの過去の加速値の３つの加速値を出力する。順位フィルタは、高周波ノイズ、ＥＭＩ、スパイク状のクラッシュ・データなどの有害な分散データを除去し、同時に、有効な「エッジ・データ(edge data)」、すなわち微分基準ｍ1（ｔ）を生成するのに役立つ傾斜(slant-up)または階段関数に関するデータを維持する。ここで、微分基準ｍ1（ｔ）自体は、受け取った車両加速情報の時間に関する評価である。
より具体的には、1994年８月31日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された“System and Method for Reducing Effect of Negative Data in CrashDiscrimination”と題する同時係属の米国特許出願番号第08/298,843号に教示された手法で、順位フィルタからの出力を利用して、ブロック18において修正したジャーク値(jerk value)または修正した分散値を計算する。たとえば、所望の微分基準ｍ1(t)が修正したジャーク値に基づく場合は、最低ランクの過去の加速値の絶対値を最低ランクの現行の加速値に加えて、第１の修正ジャーク値を得ることが好ましく、中間ランクの過去の加速値の絶対値を中間ランクの現行の加速値から減算して、第２の修正ジャーク値を得、最高ランクの過去の加速値の絶対値を最高ランクの現行の加速値に加えて第３の修正ジャーク値を得る。その後、この３つの修正ジャーク値を合算して、第１の好ましい微分基準ｍ1(t)を得る。
代替として、第１の修正分散値を、最高ランクの現行の加速値から最低ランクの過去の加速値の絶対値を減算することによって得、第２の修正分散値を、最高ランクの現行の加速値から最低ランクの現行の加速値の絶対値を減算することによって得る。その後、これらの２つの修正分散値を合算して、第２の好ましい微分基準ｍ1(t)を得る。
並列経路に沿って、ブロック20、22、24、26、28および30において、受け取った車両加速情報ａ(t)から、事象の相対的な進行に相関された基準（進行基準）ｍ2(t)が生成される。大ざっぱに言うと、進行基準は、第１の所定しきい値x1を越えるときに、「フローティング・クリップ(floating clip)」または「逆方向一定減衰(inverse constant damp)」を利用するものとして説明できる方式で、生の加速情報を「トッピング」し、その結果得られたトッピングされた加速情報を、それから第１の加重係数を減算することにより重みづけし、そのようにして重みづけしトッピングした加速情報を時間の経過にしたがって累積し、その結果得られた累積値を、好ましくは適切な換算係数(scaling factor)を使ってスケーリングすることによって生成する。より具体的には、ブロック20で判定されたとき、受け取った車両加速情報ａ(t)の瞬間的な値が、第１の所定しきい値ｘ1以下の場合は、合算ブロック28において、その値から第１の加重係数ｋ1を減算して重みづけされ、第１のアキュムレータ・ブロック（累積ブロック）26に入力として提供される。しかしながら、ブロック20で判定されたときに（受け取った加速情報の一時的な傾斜ａ(t)が正か負かの判定）、受け取った車両加速情報ａ(t)の瞬間的な値が第１の所定しきい値ｘ1よりも大きい場合は、ブロック22において、第１の所定しきい値ｘ1の２倍からその瞬間的な値を引いた代替値が生成され、合算ブロック24で第１の加重係数ｋ1を減算することによって重みづけされ、次に第１のアキュムレータ・ブロック26に入力として提供される。これに関しては、代替値を生成する別の方法は、第１の所定しきい値ｘ1から、瞬間的な値が第１の所定しきい値ｘ1を上回る量だけ減算することであることに注意されたい。その後、第１のアキュムレータ・ブロック26からの出力が、デバイダ・ブロック30において換算係数ｋ2でスケーリングされる。デバイダ・ブロック30からの出力が、所望の進行基準ｍ2(t)である。
その後、微分基準ｍ1(t)自体は、合算ブロック32で、進行基準ｍ2(t)と追加の一定の「減衰」または加重係数ｋ3を利用して減衰され、合算ブロック32の出力は、第２のアキュムレータ・ブロック（累積ブロック）34で累積され、本システムによって分析する事象の重大さの予測そのものである基準（予測基準）ｍ3(t)が得られる。その後、予測基準ｍ1(t)は、ブロック36で第２の所定しきい値ｘ2と比較され、予測基準ｍ3(t)が第２の所定しきい値ｘ2を越えるときは、ブロック３８で安全装置が作動される。これに関しては、微分基準ｍ1(t)の有効値がない場合、追加の減衰／加重係数ｋ3によって、予測基準ｍ3(t)が時間の経過とともにゼロに戻されることに注意されたい。
以上の説明から、進行基準ｍ2（ｔ）の計算に使用されるトッピング技術は、トッピングした加速値が受け取った加速情報とまだ関係を有する点で既知のクリッピング方法と実質的に異なることが容易に理解されよう。また、第１の所定しきい値ｘ1は、進行基準ｍ2(t)を所定の最大値よりも低くするように選択されることが好ましい。進行基準ｍ2(t)が、第２のアキュムレータ・ブロック34での累積前に微分基準ｍ1(t)を減衰／加重するために使用されるので、進行基準ｍ2(t)は、第２のアキュムレータ・ブロック34で生成された予測基準ｍ3(t)が相変わらずクラッシュ弁別に役立つ、すなわち、事象の重大さを予測する基準として無意味になるほどには大きく減衰されることがないように制限されることが重要である。
また、短時間で強力で高速のクラッシュ衝撃が発生すると、ブロック22で生成される代替加速値がす早くゼロに近づき、そうして得られた第１のアキュムレータ・ブロック26への重みづけされた入力自体が負の値となり、第１のアキュムレータ・ブロック26から出力された進行基準ｍ2（ｔ）を同様にほぼゼロに減少させる。したがって、合算ブロック32において微分基準ｍ1（ｔ）を減衰させる量はほぼゼロになり、第２のアキュムレータ・ブロック34への入力すなわち予測基準ｍ3(t)の値が相関的に最大になり、それによって、クラッシュ衝撃に応じた安全装置の適切な動作が保証される。この点に関しては、一般にクラッシュ波形の「後」に共鳴が現れるので、それまでに進行基準ｍ2(t)が比較的大きな値に累積されて、微分基準ｍ1(t)の歪んだ瞬間的な値を適宜、大きく減衰することに留意すべきである。
本発明の好適態様を開示したが、本発明は、本発明の精神または併記の請求の範囲から逸脱しない範囲で修正を行えることを理解されたい。
【図１】
0003776932.tif 000002