特許 6133890 乗員保護手段のためのリリース装置の作動を制御する方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6133890

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】乗員保護手段のためのリリース装置の作動を制御する方法および装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 21/017 20060101AFI20170515BHJP

【ＦＩ】

   B60R21/017

【請求項の数】8

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-547892(P2014-547892)

(86)(22)【出願日】2012年12月17日

(65)【公表番号】特表2015-500770(P2015-500770A)

(43)【公表日】2015年1月8日

(86)【国際出願番号】EP2012075793

(87)【国際公開番号】WO2013092490

(87)【国際公開日】20130627

【審査請求日】2014年6月19日

(31)【優先権主張番号】102011089147.1

(32)【優先日】2011年12月20日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】501125231

【氏名又は名称】ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン・バルツ

【審査官】 飯島 尚郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２６２２０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０４８９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９６５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５４０６１２７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３６２４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５１８１０１１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１００７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２２４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１９１３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７２４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５８９８１２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第００／３０９０２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｒ ２１／００−２２／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

乗員保護手段のためのリリース装置の作動を制御する方法（４００）において、次の各ステップを含んでおり、すなわち、
リリースのために少なくとも２つのスイッチ（２０，４０）が活動化されて、前記乗員保護手段の少なくとも１つのリリース手段（３１，３２）を電圧供給部（ＵＢａｔ）と接続し、
前記少なくとも２つのスイッチ（２０，４０）のうちの前記電圧供給部（ＵＢａｔ）からアース電位（６０）への電流方向で見て前記リリース手段（３１、３２）よりも前に取り付けられる第１のスイッチ（２０）が活動化され（４１０）、
前記少なくとも２つのスイッチ（２０，４０）のうちの前記電圧供給部（ＵＢａｔ）から前記アース電位（６０）への電流方向で見て前記リリース手段（３１、３２）よりも後に取り付けられる第２のスイッチ（４０）が活動化され（４２０）、
前記第２のスイッチ（４０）における出力電圧（ＵＢ）が検出され（４３０）、
前記出力電圧（ＵＢ）に依存して前記第２のスイッチ（４０）が不活動化される（４４０ａ，４４０ｂ）方法。

【請求項2】

前記方法は前記電圧供給部（ＵＢａｔ）への短絡が認識された後に実施されることを特徴とする、請求項１に記載の方法（４００）。

【請求項3】

少なくとも１つの乗員保護手段は誘導式のリリース手段（３２）を有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記出力電圧（ＵＢ）が第１の時間帯（ｔ１）の内部で出力電圧（ＵＢ）の所定の限界値（２１０，ＵＭａｘ）を上回ったまま保たれているとき、前記第２のスイッチ（２０）は第１の時間帯（ｔ１）の後に不活動化されることを特徴とする、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の方法（４００）。

【請求項5】

前記出力電圧（ＵＢ）が第１の時間帯（ｔ１）の内部で出力電圧（ＵＢ）の所定の限界値（ＵＭａｘ）を下回るように降下したとき、前記第２のスイッチ（４０）は前記第１の時間帯（ｔ１）よりも長い第２の時間帯（ｔ２）の後に不活動化されることを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の方法（４００）。

【請求項6】

乗員保護手段のためのリリース装置の作動を制御する装置（１）であって、
電圧供給部（ＵＢａｔ）への短絡を認識するための少なくとも１つの手段と、
前記電圧供給部（ＵＢａｔ）からアース電位（６０）への電流方向で見て、前記リリース装置のリリース手段（３１、３２）よりも前に取り付けられている第１のスイッチ（２０）と、
前記電圧供給部（ＵＢａｔ）から前記アース電位（６０）への電流方向で見て前記リリース手段よりも後に取り付けられている第２のスイッチ（４０）と、
前記第２のスイッチ（４０）における出力電圧（ＵＢ）を検出するための少なくとも１つの手段とを有しており、
前記第１のスイッチ（２０）と前記第２のスイッチ（４０）とは乗員保護手段（３１，３２）をリリースするために設けられている、そのような装置において、
前記装置は、前記乗員保護手段が前記リリース装置によってリリースされた後、前記第２のスイッチ（４０）における前記出力電圧（ＵＢ）に依存して前記第２のスイッチ（４０）を前記装置が不活動化させるように構成されていることを特徴とする装置。

【請求項7】

前記装置は少なくとも１つの乗員保護手段（３２）をリリースするために設けられており、前記乗員保護手段は少なくとも１つの誘導式のリリース手段（３２）を有していることを特徴とする、請求項６に記載の装置（１）。

【請求項8】

短絡を認識するための少なくとも１つの前記手段は周期的に作動することを特徴とする、請求項６または７に記載の装置（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、乗員保護手段のためのリリース装置を作動させる方法、および乗員保護手段をリリースする装置、および制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術より、乗員保護手段のためのリリース装置を作動させる方法がすでにいくつか知られており、その場合、リリースのために少なくとも２つのスイッチ、いわゆるアウトプットステージが活動化されて、少なくとも１つのリリース手段を電圧供給部と接続する。

【0003】

通常の場合、乗員保護手段のためのリリース装置は電気式ないし電子式のコンポーネントである。さらにリリース装置は、高い物理的な力が車両に作用したときには、たとえば衝突が生じたケースなどでは、常に適用される。その際にはさまざまな理由から、点火電気回路で短絡が形成されるという事態が起こり得る。

【0004】

乗員保護手段のための現在のリリース装置では、点火電気回路で短絡が認識されたときでも、リリースのケースではアウトプットステージが常に活動化される。拘束手段を活動化させる機会がそれによって増える。ただしアウトプットステージは、短絡電流による負荷に備えて設計されていなければならない。

【0005】

活動化の後に高抵抗となる着火式のアクチュエータ（ベルトテンショナ、エアバッグ）とは異なり、誘導式のアクチュエータ（歩行者保護のための磁気スイッチ、ロールバーなど）では、リリース後にも点火回路に引き続き電流が流れているものと考えなくてはならない。それにより、リリース装置のいっそう高い負荷が生じる。

【発明の概要】

【0006】

本発明の要諦は、供給電圧への電気的な短絡が生じた場合でも、乗員保護手段のリリースが可能であるように構成されている方法ないし装置ないし制御装置を提供することにある。本発明によると、このことは独立請求項の構成要件によって解決される。好ましい発展例と実施形態は、従属請求項から明らかとなる。

【0007】

乗員保護手段のためのリリース装置を作動させる本発明の方法は、リリースのために少なくとも２つのスイッチが活動化されて、少なくとも１つのリリース手段を電圧供給部と接続し、次の各ステップを含んでいる：
−乗員保護手段のためのリリース装置の第１のスイッチが活動化され、
−乗員保護手段のためのリリース装置の第２のスイッチが活動化され、
−第２のスイッチにおける出力電圧が検出され、
−出力電圧に依存して第２のスイッチが不活動化される。

【0008】

提案される本発明の方法の利点は、供給電圧への短絡が生じた場合でも、この方法によって乗員保護手段の活動化が可能であるという点にある。というのも第２のスイッチにおける出力電圧の検出により、第２のスイッチが活動化された後に検出される電圧の推移から、供給電圧への短絡が生じていることを認識することが可能だからであり、このような短絡は、第２のスイッチの活動化が長く続いた場合、リリース装置が回復不能な損傷を受けるという帰結につながる可能性がある。

【0009】

本発明による装置は、少なくとも１つの第１のスイッチと、少なくとも１つの第２のスイッチと、第２のスイッチにおける出力電圧を検出するための少なくとも１つの手段とを含んでいる。本装置は、乗員保護手段をリリースするために、少なくとも１つの第１のスイッチと少なくとも１つの第２のスイッチを活動化させなければならないように構成されている。さらに本装置は、第２のスイッチにおける出力電圧に依存して、本装置が第２のスイッチを不活動化させるように構成されている。

【0010】

リリース装置とは、本件においては、たとえば１つまたは複数のエアバッグ、１つまたは複数のベルトテンショナ、位置調節可能な、いわゆるアクティブな１つまたは複数のヘッドレスト、位置調節可能な、特に繰出し可能な１つまたは複数のロールバーなどの乗員保護手段をリリースないし活動化するために構成されたコンポーネントであると理解することができる。

【0011】

スイッチとは、本件においては、電気回路を開閉するために構成されたコンポーネント、好ましくは電子コンポーネントであると理解することができる。このようなスイッチは、離散したコンポーネントとして、または集積化されたコンポーネントの一部として、いわゆるＡＩＳＣの一部として設けられていてよい。スイッチとしての機能のほか、このようなコンポーネントは、電圧、特に出力電圧をコンポーネントで検出し、適切に出力するために相応の手段も有することができる。

【0012】

第１のスイッチないしハイサイドという用語を使うのは、本件においては、スイッチが回路において、エネルギー源からアース電位への電流方向で見てリリース装置よりも前に取り付けられているときである。それに応じて第２のスイッチないしローサイドという用語を使うのは、本件においては、スイッチが回路において、エネルギー源からアース電位への電流方向で見てリリース装置よりも後に取り付けられているときである。

【0013】

乗員保護手段を作動させる方法の実施にあたって、ないしは乗員保護手段をリリースする装置において発生することがある短絡シナリオは、次の３通りのケースに区分することができる。

【0014】

ケースＡ：供給電圧への短絡が、第１のスイッチに低抵抗で印加される。第２のスイッチが活動化するとただちに、第２のスイッチにおける出力電圧は、第１および第２のスイッチの間のたとえば着火式および／または可逆式ないし電磁式の点火手段のような負荷（ＲＬＡＳＴ）の（抵抗）インピーダンスに対する、導通された第２のスイッチの内部抵抗（ＲＤＳ）の比率で降下する（小さい値）。このとき電流は指数関数的に増大し、乗員保護手段のリリース手段の負荷によって制限される。定義された時間（たとえば３ｍｓ）の後、第２のスイッチおよび場合により第１のスイッチが不活動化される。現代のリリース装置はこのような負荷ケースに備えて設計されており、それによって回復不能な損害を受けることはない。さらに、このような制御によって乗員保護手段が成功裏にリリースされる。

【0015】

ケースＢ：供給電圧への短絡が、第２のスイッチに低抵抗で印加される。第２のスイッチが活動化するとただちに、第２のスイッチにおける出力電圧は変化するものの、それは高いレベルのまま保たれる（スイッチオフ閾値よりも上）。第２のスイッチおよび場合により第１のスイッチが最短の時間内（約１００μｓ）に再びスイッチオフされないと、非常に高い通電によってリリース装置が回復不能な損傷を受ける可能性がある。したがって本発明では、ケースＢが認識された後、第２のスイッチおよび場合により第１のスイッチが再び不活動化される。リリース装置を通る非常に高い電流によって生じる恐れがある熱負荷が、それによって制限される。それによりリリース装置が回復不能な損傷に対して守られるという利点がある。乗員保護手段のリリースは、このケースでは保証することができない。それでもリリース装置は健全に保たれることが保証される。

【0016】

ケースＣ：供給電圧への短絡が、第２のスイッチに高抵抗ないし不安定に印加される。第２のスイッチが活動化されるので、供給電圧への短絡は電流上昇によって解消され、出力電圧はケースＡと同様に降下する。ケースＢのような早期のスイッチオフは、このケースでは必要ない。リリース装置は発生する負荷に備えて設計されており、回復不能な損害を受けることはない。乗員保護手段のリリースを保証することができる。

【0017】

本発明の方法における利点は、あらかじめ短絡が認識されているケースで、それにもかかわらず、乗員保護手段のリリースが可能なことである（特に、第２のスイッチが閉じたときに短絡が解消された場合も含む）。

【0018】

本発明の方法における利点は、供給電圧への短絡が認識された後でも実施されることにある。短絡が認識されたとき、現在では２通りのストラテジーがある。一方では、拘束手段をリリースさせようと引き続き試みられる。その場合、リリース装置が高い短絡電流によって回復不能な損害を受けるという事態が起こり得る。他方では、リリース装置を高い通電から防護するために、乗員保護手段のリリースが中断される。本発明による方法は、特定の短絡シナリオ（たとえばケースＡまたはケースＣ）では乗員保護手段のリリースを確保し、それに対して、乗員保護手段のリリースがもともと行われないはずのシナリオ（たとえばケースＢ）では、回復不能な損害からのリリース装置の防護が確保され、これに加えて貴重なエネルギーが節約されることを可能にする。それにより、小型でそれに伴って省スペースかつ低コストなリリース装置のエネルギーリザーブを採用することが可能であるという利点がある。

【0019】

本発明による方法の１つの好ましい実施形態では、本方法は供給電圧への短絡が認識された後に実施される。このような本方法の実施形態では、短絡が生じていないのに、たとえばエネルギーリザーブのような資源を本発明による装置で利用しなければならなくなることが回避される。それにより、既存の資源が最善に活用される。

【0020】

少なくとも１つの可逆式ないし誘導式のリリース手段を有する乗員保護手段をリリースするために、本発明による方法が適用されるのが特別に好ましい。非可逆式ないし着火式の点火手段とは異なり、可逆式ないし誘導式のリリース手段はリリース後に高抵抗にならない。このことは、乗員保護手段のリリース後も電流がリリース手段を通って流れることができるようにすることが可能であることを意味している。このことは、短絡のケースでは、非常に高い短絡電流がリリース手段を通って流れることがあることを意味している。このような高い短絡電流は、リリース装置の回復不能な損傷が生じる恐れがあるという危険をもたらす。本発明の方法により、こうした危険への対処がなされるという利点がある。

【0021】

本件において可逆式のリリース手段とは、その使用期間中に複数回リリースされるのに適している手段であると理解することができる。このような可逆式のリリース手段の例は、誘導式の部材によって作動する電磁アクチュエータである。このようなアクチュエータは、典型的な場合、少なくとも２つの位置を有している。第１の位置ないし休止位置と、第２の位置ないし作業位置である。このようなアクチュエータの活動化は、このようなアクチュエータを休止位置から作業位置へと動かす。そして典型的な場合、このようなアクチュエータは再び作業位置から休止位置へ戻すことができる。しかしながら本発明は、考えられるあらゆる種類の可逆式のリリース手段を対象とするものである。

【0022】

本発明による方法の１つの好ましい実施形態では、出力電圧が第１の時間帯の内部で出力電圧の所定の限界値を上回ったまま保たれているとき、第２のスイッチは第１の時間帯の後に不活動化される。第２のスイッチの活動化の後に出力電圧が降下しないとき、ケースＢの短絡が生じている。ケースＢに掲げる短絡のケースでは、点火電流を長く維持していると、リリース装置の破損を生じさせる恐れのあるリリース装置の熱負荷を生成することになる。したがって第１の時間帯の後には、乗員保護手段の活動化の試行が中断される。典型的な場合、この第１の時間帯は数百μｓのオーダーである。場合により、この第１の時間帯の後に第１のスイッチも不活動化される。

【0023】

本発明による方法では、出力電圧が第１の時間帯の内部で出力電圧の所定の限界値を下回るように低下したとき、第２のスイッチは第２の時間帯の後に不活動化されるのが好ましい。第２のスイッチの活動化の後、第２のスイッチにおける出力電圧が所定の限界値、いわゆるスイッチオフ閾値を下回るように低下したとき、ケースＡまたはケースＣに掲げる短絡シナリオが生じている。いずれのケースでも、発生する負荷はリリース手段によって制限される。このことは、高い電流がリリース手段を通って流れることがあり得ず、それによりリリース装置の高い熱負荷も生じないという帰結につながる。したがって、リリース装置が破損する危険はない。このとき第２の時間帯は、乗員保護手段を型式に即してリリースするために通常の場合に必要となる時間帯である。典型的な場合、この第２の時間帯は数ミリ秒の範囲内であり、たとえば３ｍｓである。場合により、この第２の時間帯の後に第１のスイッチも不活動化される。

【0024】

本発明による方法では、第１の時間帯は第２の時間帯よりも短いのが好ましい。特に第１の時間帯は、少なくとも１０の１乗だけ第２の時間帯よりも短い。第１の時間帯が第２の時間帯よりも大幅に短くなっており、第１の時間帯の内部で、リリースの試行の中断が好ましいか否かが決まることにより、本発明による方法は、リリース装置が熱による過負荷から守られるように作用するという利点がある。

【0025】

本発明による装置の１つの好ましい実施形態では、本装置は、供給電圧への短絡を認識するための手段を有している。短絡を認識するための手段とは、本件においては、たとえば電圧の大きさ、電流の強度、電圧の推移のような適当な物理量を本装置の他のコンポーネントで検出することで短絡の存在を認識し、そのうえで適当な信号を出力するコンポーネントであると理解することができる。

【0026】

本発明による装置の１つの好ましい実施形態では、短絡を認識するための手段は周期的に作動する。周期的な作動により、短絡がすでに早期から認識され、リリース手段の活動化が行われるべきときに初めて認識されるのではないという利点がある。

【0027】

本発明による装置の１つの好ましい実施形態では、本装置は時間帯を検出するための手段を有しており、特に、時間帯を検出するための手段は、該手段が少なくとも１０の１乗だけ相違している時間帯を検出するように構成されている。このような手段を利用することで、本装置が、短絡のケースで可能な最短の時間後に第２のスイッチを不活動化させることができるという利点がある。ケースＢに掲げる短絡のケースでは、リリース手段を通るそれ以上の通電を可能な限り早急に防止し、それによって高すぎる熱負荷やリリース手段の考えられる破損が防止されるようにすることが無条件で必要である。

【0028】

本発明の実施例が以下の図面に示されており、以下の説明において詳しく説明する。各図面では、同じ符号は同じ機能または類似の機能を果たす部材を表している。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】リリース装置の回路図である。

【図2】電圧・時間グラフである。

【図3】別の電圧・時間グラフである。

【図4】フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１は、本発明の一実施形態に基づくリリース装置の回路図を示している。符号１０は供給電圧を表しており、符合２０は第１のスイッチないしハイサイドを表しており、符号３１は着火式のリリース手段を表しており、符合３２は誘導式のリリース手段を表しており、符合４０は第２のスイッチないしローサイドを表しており、符号５０は（代替の）抵抗器ＲＤＳｏｎを表しており、符合６０はアース電位を表している。

【0031】

点ＡおよびＢは、供給電圧１０への短絡が発生する可能性がある個所を示している。点Ａで短絡が起こると、ハイサイド２０での短絡という表現が用いられる。この短絡が低抵抗で生じているとき、これはケースＡの短絡である。短絡が点Ｂで起こると、ローサイド４０での短絡という表現が用いられる。この短絡が低抵抗で生じているとき、これはケースＢの短絡である。それに対して短絡が高抵抗ないし不安定で生じているとき、これはケースＣの短絡である。

【0032】

図２は、点Ａでの短絡シナリオについての電圧・時間グラフを、着火式のリリース手段３１ないし誘導式のリリース手段３２について示している。鎖線は、点Ａにおける着火式のリリース手段３１の電圧推移を示している。実線の曲線は、点Ａにおける誘導式のリリース手段３２の電圧推移を示している。水平方向の破線は、スイッチオフ閾値２１０を示している。

【0033】

時点ｔ０で第２のスイッチが閉じられる。第１の時間ｔ１の後の時点ｔ１で、第２のスイッチが再び開かれるか、それとも第２のスイッチを閉じたまま保っていてよいかが決定されなければならない。時点ｔ２では、少なくとも誘導式のリリース手段の場合、リリースが行われる。

【0034】

このグラフで明らかにわかるとおり、着火式のリリース手段３１では、点火手段がリリースされた後に電圧推移が少しのあいだ降下し、時点ｔ２の後で電圧推移は再び短絡電圧レベルまで上昇していく。着火式の点火手段はリリース後にもともと破壊されるので、短絡電圧は重要ではない。短絡電流が流れることはないからである。高すぎる熱負荷は排除されており、リリース手段は健全なままに保たれる。

【0035】

このグラフでは、ケースＡとＢにおいて誘導式のリリース手段３２の場合に高い短絡電圧が降下し、誘導式のリリース手段３２の負荷とスイッチオフ閾値２１０によって電圧推移が制限されることが明らかにわかる。したがって、高すぎる熱負荷は排除されており、リリース手段は健全なままに保たれる。

【0036】

図３は、誘導式のリリース手段３２について点Ｂでの別の電圧・時間グラフを示している。実線は、誘導式のリリース手段３２についての電圧推移を示している。水平方向の破線は、スイッチオフ閾値２１０を示している。

【0037】

このグラフで明らかにわかるとおり、時点ｔ０で若干の電圧降下が起こっている。しかしこの電圧降下は、時点ｔ１およびｔ２を通じて高いレベルのまま保たれる。このように高い電圧は、誘導式のリリース手段３２の場合に該当するように抵抗が一定のとき、高い電流を生じさせる。このような高い電流は、リリース手段の高い熱負荷を生じさせる可能性がある。そのようなケースでは、できる限り時点ｔ１よりも前に第２のスイッチを不活動化することで、高すぎる熱負荷およびこれに伴うリリース手段の破損を防ぐことができる。

【0038】

図４は、本発明による方法のフローチャートを示している。ステップ４１０では、第１のスイッチないしハイサイド２０の活動化が行われる。ステップ４２０では、第２のスイッチないしローサイド４０の活動化が行われる。ステップ４３０では、第２のスイッチ４０における出力電圧（Ｕ_Ｂ）の検出が行われる。次いで、ステップ４３０で検出された出力電圧に依存して、ステップ４４０ａで、第１の時間ｔ_１の後に第２のスイッチ４０の不活動化が行われるか、またはステップ４４０ｂで、第２の時間ｔ_２の後に第２のスイッチ４０の不活動化が行われる。

【0039】

図面に示す上述した実施例は、一例として選択されたものにすぎない。それぞれ異なる実施例は全面的に、または個々の構成要件に関して、相互に組み合わせることができる。１つの実施例に、別の実施例の構成要件を補足することもできる。さらに本発明による方法ステップは、反復して、ならびに上述した順序とは別の順序で実施することができる。

【符号の説明】

【0040】

１ 装置
２０ 第１のスイッチ
３１ リリース装置
３２ リリース装置
４０ 第２のスイッチ
２１０ 限界値
４００ 方法
４２０ 活動化
４３０ 検出
４４０ａ，４４０ｂ 不活動化

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】