(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
請求項1に記載の方法において、前記ステップa)で、少なくとも前記自動車(1)の走行方向(x)に互いに間隔をおいて配置された少なくとも2つの圧力チューブセンサ(2、3)のそれぞれの信号を受信する、方法。
【発明の概要】
【0003】
ここでは、自動車の少なくとも1つの安全機能をトリガするためのトリガ信号を生成するための特に有利な方法が提示される。従属請求項は、方法の特に有利な構成を示す。
【0004】
前記方法は、特に、圧力チューブが歩行者検出のためだけでなく、車両事故の検出を改善するためにも使用することができるという知見に基づいている。このことは、特に、中央ポール衝突のような特別な車両衝突に当てはまる。ポール衝突の場合には車両の衝突構造体は衝突しないので、従来の衝突センサによっては比較的遅れた検出しかなされない一方、圧力チューブによって極めて迅速に検出することができる。さらに前記方法によって、歩行者の保護・検出が改善され、よりロバストに構成することが可能となる。
【0005】
上記方法では、少なくとも2つの圧力チューブセンサが設けられている。これらのセンサに基づいて、衝突速度(侵入速度とも呼ぶこともできる)および/または衝突の方向などの衝突の特に重要な特徴を識別することができ、衝突検出および安全機能(拘束手段など)のトリガ生成を改善するためにこれらの特徴を使用することができる。
【0006】
このように、特に、上述の方法は拘束手段のより正確かつロバストな制御を可能にする。特に、このことは衝突の重大度に不可欠な重要な衝突パラメータが衝突速度および衝突の方向を明示的に決定することができることによって可能となる。このようなことは従来のセンサでは不可能である。むしろ現在の衝突アルゴリズムは、これらの中心的なパラメータについての間接的な推論のみを可能にする潜在的な特徴を用いて機能する。このことは、衝突の重大度および衝突の種類の比較的不正確な検出につながる。
【0007】
上述の方法のためには、好ましくは、2つの圧力チューブセンサを有するシステム(すなわち、2−PTSシステム)が使用される。圧力チューブセンサは、好ましくは、空間的に互いに間隔を置いて配置されている。2つの圧力チューブセンサを備える構成は、特に、明確に定められた2つの接触スイッチ(圧力チューブセンサ)を有するシステムである。圧力チューブセンサは、好ましくは、自動車の(特に前方の)衝撃吸収帯領域に配置される。したがって、衝突の重大度のための中心的なパラメータ、特に衝突速度および/または衝突の方向を決定することができる。衝突速度および/または衝突の方向の明示的な決定により極めて正確かつ精密な衝突検出が可能となるので、決定された衝突の重大度に求められる拘束手段を制御することが可能になる。
【0008】
上記方法は、特に、好ましくは指定された順序で実施される方法ステップa)〜c)を含む。
【0009】
上記方法のステップa)において、少なくとも2つの圧力チューブセンサによってそれぞれの信号が受信される。
【0010】
圧力チューブセンサは、好ましくは、空気を充填されたそれぞれ1つのチューブ(好ましくは、シリコーンを含む材料からなる)を有し、このチューブは、一方の端部で、好ましくは、両端部で、圧力センサによって終端されている。以下では、一例として、1つの圧力チューブセンサにつき2つの圧力センサが設けられると仮定する。圧力センサを使用して、チューブとの衝突を推論することができるデータを記録することができる。適切な電子機器を用いて、これらのデータから特に圧力チューブセンサの信号を生成することができる。信号は、特に、圧力チューブセンサによって衝突が検出されたという事実を示すことができる。信号出力の時刻は、衝突の時刻(必要に応じて処理時間だけ遅延された時刻)を示すことができる。代替的に、信号を連続的に出力し、衝突が検出されたときに所定の方法で当該信号を変更してもよい。
【0011】
少なくとも2つの圧力チューブセンサの信号は、好ましくは、上述の方法を実施するように設定され構成された制御器によって受信される。
【0012】
上記方法のステップb)において、少なくとも1つの衝突パラメータが、ステップa)にしたがって受信した信号から決定される。
【0013】
衝突パラメータとしては、自動車の事故を特徴付けることができる任意の変数が考慮される。衝突パラメータは、好ましくは、事故のタイプおよび/または重大度について記述できるように定義されている。衝突パラメータは、特に制御器において適切なソフトウェアを用いて決定することができる。
【0014】
上記方法のステップc)において、少なくとも1つの安全機能のためのトリガ信号がステップb)において決定された少なくとも1つの衝突パラメータに応じて出力される。
【0015】
当該少なくとも1つの安全機能は、例えば、エアバッグ、ベルトテンショナ、または(例えば、自動非常ブレーキおよび/または自動的に開始される回避操作による)自動車の制御への介入であってもよい。好ましくは、自動車は複数の安全機能を備える。少なくとも1つの安全機能は、特にトリガ信号によってトリガすることができ、このトリガ信号は、好ましくは、特に制御器によって出力される。上記方法のステップc)によって、少なくとも1つの安全機能がトリガされるときは、衝突パラメータから識別可能な事故の種類および/または重大度が考慮される。したがって、少なくとも1つの安全機能のトリガの時刻および/または形式を衝突パラメータに応じて決定することができる。少なくとも1つの安全機能をそもそもトリガすべきであるかどうかを決定することもできる。複数の安全機能がある場合にはトリガされるべき安全機能の選択を行うこともでき、および/または、これらの安全機能がトリガされるべき順序の決定を行うこともできる。
【0016】
当該方法の好ましい実施形態では、ステップa)において、少なくとも自動車の走行方向に互いに間隔をおいて配置された少なくとも2つの圧力チューブセンサによってそれぞれの信号が受信される。
【0017】
走行方向は、ここでは、自動車が通常の前進走行時に移動する方向として理解される。正面の衝撃は、走行方向においてさらに前方に位置する圧力チューブセンサによって最初に検出され、遅れてようやく他の圧力チューブセンサによっても検出されうる。2つの圧力チューブセンサが衝撃を検出する時間差によって、特に衝突速度を決定することができる。
【0018】
また圧力チューブセンサは、垂直方向に、すなわち、特に走行方向に対して横方向(または直交方向)に、互いに間隔を置いて配置されていてもよい。しかしながら、それら圧力チューブセンサを垂直方向に同じ高さに配置することも可能である。
【0019】
当該方法の別の好ましい実施形態では、ステップa)で受信した少なくとも2つの圧力チューブセンサの信号の各々は、
衝突時刻t
1,t
2、および
衝突位置s
l,s
2
のパラメータのうちの少なくとも1つを示すものである。
【0020】
受信した信号が衝突時刻(t
1,t
2)および衝突位置(s
1,s
2)のパラメータを示すということは、特に、受信した信号が、上述のパラメータを決定することができる情報を含むことを意味する。ステップa)において、好ましくは、この情報に関する圧力波形が圧力チューブセンサによって受信される。制御器(好ましくは、さらなる方法ステップも実行される制御器)において、これらの圧力波形から衝突点(t
1,t
2)および衝突位置(s
1,s
2)を計算することが可能である。
【0021】
障害物と衝突した場合、まず(時刻t
1において)第1の圧力チューブが変形し、次いで(時刻t
2において)第2の圧力チューブが変形する。両方の変形は、即時の圧力上昇をもたらすので、それぞれの圧力チューブを終端する圧力センサにおける圧力信号をもたらす。それぞれの時間t
1およびt
2は、例えば、それぞれの圧力チューブセンサのそれぞれ第1の圧力センサの閾値を超えた場合に制御器で検出されうる。
【0022】
衝突時刻t
1もしくはt
2は、第1もしくは第2の圧力チューブセンサによって衝撃が検出される時刻として理解されるべきである。衝突位置s
1もしくはs
2は、衝突が第1もしくは第2の圧力チューブセンサによって検出された位置である。s
1およびs
2は、好ましくは、それぞれの圧力チューブセンサに沿って定められている。したがって、s
1およびs
2は、例えば衝突位置と圧力チューブの中心との間の間隔を示すものとすることができる。
【0023】
この方法の別の好ましい実施形態では、ステップb)で決定された少なくとも1つの所定の衝突パラメータは、
衝突速度の値v ̄
intr、
自動車の進行方向に沿った衝突速度の成分v
intr,x、および
衝突角度α
のパラメータのうちの少なくとも1つである。
【0024】
衝突速度v
intrは、自動車の走行方向xに沿った少なくとも1つの成分v
intr,xと、これらの成分に垂直な成分v
intr,yとを含むベクトル量である。v ̄
intrは、ベクトルv
intrの値である。衝突角度αは、衝突物体が自動車もしくは自動車の前部に衝突する角度である。
【0025】
時刻t
2(第2の圧力チューブにおける圧力上昇)と時刻t
1(第1の圧力チューブにおける圧力上昇)との間の時間差Δt=t
2−t
1と、2つの圧力チューブセンサ間の走行方向における縦方向の間隔dとから、直接的に以下の(平均化)衝突速度v ̄
intr,xを決定することができる。
【数1】
【0026】
チューブセンサが自動車の極めて前方(特に、クラッシュボックスなどのより硬い衝突構造の前方)に取り付けられている場合には、2つの圧力チューブセンサが変形する早期の衝突段階において、衝突が生じた結果として、おそらくまだ著しい減速が生じていないと、良好な近似で仮定することができる。このことは、衝突速度が高ければ高いほどあてはまる。すなわち、両方の衝突相手が依然としてほぼ初期速度で移動している。このことはまた、式(1)により決定された平均衝突速度が初期(最初の)速度v
intr,x(0)と対応することを意味する。
【数2】
【0027】
第2の圧力チューブセンサが自動車のさらに後方に配置されており、第2の圧力チューブセンサが変形する前に、例えばクラッシュボックスなどのより硬い衝突構造が変形しなければならない場合には、時刻t
2において、既に衝突速度の低下が生じている。このことは、特に、衝突構造の変形がより速い減速をもたらす緩慢な衝突に当てはまる。 このような場合は、測定された平均衝突速度は、初期の衝突速度よりも幾分低くなり、また衝突が緩慢であるほど明らかである。
【数3】
【0028】
興味深いことに、このようにして測定されたv ̄
intr,xは、最初の「より正確な」情報v
intr,x(0)よりも、速い衝突と緩慢な衝突とを区別するために適しているとさえいえる。
【0029】
それにもかかわらず、この場合にも初期値v
intr,x(0)が決定されることが望ましい場合には、衝突速度の減少は、衝突時車両の速度低下量dv(t)によって推定することができる。特に、少なくとも1つの衝突パラメータとして衝突速度v
intrを決定する場合に、ステップb)の方法の別の好ましい実施形態では、衝突による自動車の少なくとも1つの減速度が考慮される。
【0030】
好ましくは、自動車の速度低下量は、測定された縦方向の加速度信号a(t)を積分することによって、制御器(特に中央エアバッグ制御器であってもよい)において決定される。衝突時の衝突速度は事故相手の相対速度と剛性比とによって決定されるのに対し、速度低下量は事故相手の相対速度と質量比とによって決定されることに留意されたい。しかしながら、車両の質量と剛性とはある程度の相関を示すので、衝突速度を低減するために車両固有の係数fによって再スケーリングされた減速度を使用することにより良好な近似が得られる。理想的には、係数fは、C2X通信を介して得られる事故相手の質量および剛性に関する情報も含む。
【0031】
一般的に、次の式から始めることができる。
【数4】
【数5】
【数6】
【0032】
式(5)の単純化は、バンパ発泡体が変形した場合に車両全体の測定可能な減速が生じていないことを表している。それ故、特に、dv(t
1)を無視することができる。
【0033】
次に、線形降下を仮定すれば、例えば次式が成り立つ。
【数7】
【0035】
波形dv(t)は正確に決定することができるので、必ずしも線形降下の仮定を用いる必要はない。v
intr,x(0)の正確な測定も可能である。時刻t
1とt
2との間でv
intr,x(t)を積分することにより2つの圧力チューブセンサ間の間隔dが次のとおりに得られる。
【数9】
【0036】
よって、次式が成り立つ。
【数10】
【0037】
このように、初期衝突速度を決定するための特に一般的な規則が示される。すなわち、時刻t
1およびt
2を決定し、差Δtを形成し、これら2つの時刻の間で速度低下量を積分し、式(9)にしたがって計算する。
【0038】
しかしながら、実際には、式(8)および(1)も十分に正確な決定を可能にする。
【0039】
式(1)の別の実施態様では、衝突速度を明示的に計算するのではなく、衝突速度に反比例する時間差Δtのみを考慮することも可能である。
【0040】
圧力チューブセンサの左側および右側の圧力信号間の通過時間差ΔΤ=T
L−T
Rから衝突位置s
1もしくはs
2を決定することができる。(例えば、中心軸から測定される)衝突点sから2つの圧力センサ(これらの圧力センサの間の距離差は2sである)までの異なる距離は異なる信号通過時間をもたらすので、時間差Δtおよび音速cから衝突位置sが次のとおり得られる。
【数11】
【0041】
この方法を現在のセンサ構成での両方の圧力チューブセンサに適用した場合、2つの衝突位置s
1およびs
2が得られる。2つの位置の間の差は、衝突の方向について推論することを可能にする。例えば、衝突角度αを次式により直接に決定することができる。
【数12】
【0042】
この場合にも、式(11)にしたがって衝突角度を明示的に計算するのではなく、代わりに衝突位置の間の差s
1−s
2を使用することが可能である。
【0043】
α≠0の衝突の場合、第1の圧力チューブセンサの変形から第2の圧力ホースセンサの変形に至るためにはより大きな侵入距離が実際に必要である。この侵入距離は、次のとおりである。
【数13】
【0044】
式(1)から得られる縦方向衝突速度v ̄
intr,xの代わりに、次の平均ベクトル衝突速度量が求められる。
【数14】
【0045】
方向は、既に、上述のように決定された衝突角度αによって与えられている。
【0046】
決定された特徴、すなわち、特に決定された衝突速度および/または決定された衝突角度は、少なくとも1つの安全機能(すなわち、特に拘束手段)を直接または間接に制御するために使用することができる。このために、以下の2つの実施形態が特に好ましい。
【0047】
この方法の好ましい実施形態では、ステップc)において、自動車の走行方向に沿った衝突速度の成分v
intr,xまたは衝突速度の値(v ̄
intr)が第1の所定の閾値を超えた場合にトリガ信号が出力される。
【0048】
衝突速度および衝突方向の決定された特性は、事故の重大度の中心的なパラメータを表すので、少なくとも1つの安全機能を制御するために直接に使用することができる。しかしながら、このことは、圧力チューブが自動車に極めて堅牢に組み込みまれており、圧力チューブシステムの故障(特に、圧力ホースの亀裂を含む)を完全に診断できることを前提とする。
【0049】
この実施形態では、フロント・アルゴリズムのトリガ生成閾値(ベルトテンショナ、エアバッグ第1段、エアバッグ第2段など)のために第1の閾値Thdをいずれか1つの衝突速度に設定することができる。
【0050】
第1の閾値は、特に、固定値として設定することができる。
【0051】
この方法の別の好ましい実施形態では、所定の第1の閾値は、少なくとも、いずれか1つの圧力チューブセンサの衝突位置s
1,s
2および/または衝突角度αに応じて設定されている。
【0052】
所定の第1の閾値は、特に衝突角度αに応じて変化させることができる。トリガの決定は、例えば、次式の場合に、式(2)にしたがって平均化された縦方向の方向衝突速度v ̄
intr,xを使用してなされうる。
【数15】
【0053】
例えば、α=0°には、好ましくは20km/hの第1の閾値が適用され、α=30°には26km/hの閾値が適用される。特に、閾値曲線は、衝突角度αの連続関数として定義することができる。あるいは、閾値は、特定の角度範囲にわたって段階的に変化させることができる。
【0054】
上記のとおりに導入された衝突速度の他のパラメータを閾値比較のために使用することもできる。ベクトル衝突速度量を式(14)に類似する閾値クエリに既に使用した場合には、例えば、衝突角度αに応じた変動をより小さくすることができる。
【0055】
この方法の別の好ましい実施形態では、少なくとも2つの圧力チューブセンサの衝突時刻t
1,t
2の差分Δtが所定の第2の閾値未満となった場合、ステップc)でトリガ信号が出力される。
【0056】
第2の閾値は、特に、固定値として設定することができる。
【0057】
方法の別の好ましい実施形態では、所定の第2の閾値は、少なくとも1つの圧力チューブセンサの衝突位置s
1,s
2および/または衝突角度αに応じて設定されている。
【0058】
この実施形態では、衝突方向に加えて、第1の圧力チューブs
1との衝突位置も使用される。このようにして、いわゆる「オフセットクラッシュ」(この場合、s
1はゼロとは明らかに異なるが、αはゼロに近い)を、完全なカバレージを有する衝突(この場合、s
1およびαは両方ともゼロに近い)から区別することができる。このとき、式(14)は、次式に一般化される必要がある。
【数16】
【0059】
もしくは、衝突角度αが式(11)にしたがってもs
1およびs
2の関数なので、式(14)は、より一般的には次のとおりである。
【数17】
【0060】
測定された時間差Δtに閾値クエリを直接に適用することも可能である。式(16)と等価な基準は、例えば、次のとおりである。
【数18】
【0061】
この方法のさらなる好ましい実施形態では、ステップc)におけるトリガ信号は、付加的な衝突検出の少なくとも1つのパラメータに応じてさらに出力される。
【0062】
この実施形態では、少なくとも1つの安全機能のトリガは、自動車の前方領域における圧力チューブセンサシステムを介してのみ行われるわけではない。さらに、例えば、従来の加速度センサシステムを付加的な衝突検出に加えることができる。好ましいアプローチは、ステップc)において、従来の加速度ベースのアルゴリズムの感度に影響を及ぼすことである。この影響は、好ましくは、検出された衝突速度、衝突点t
1 およびt
2の間の時間差Δt、衝突角度αおよび/または衝突位置s
1 およびs
2の関数である。例えば、式(14)〜(17)と同様の条件が満たされる場合に感度向上を行うことができる。感度向上自体は、既存のトリガ論理のトリガ閾値を下げることによって、または他のより感度のよいトリガ論理に切り換えることによって行うことができる。この手順は、「経路概念」と呼ぶこともできる。
【0063】
上述の方法を実施するように構成された自動車のための制御器がさらなる態様として提示される。上述の方法について説明した特別な利点および構成の特徴は制御器にも適用可能であり、転用可能である。
【0064】
さらに、上記方法の全てのステップを実施するために構成されたコンピュータプログラムが提示される。さらに、上記コンピュータプログラムが格納される機械読取可能な記憶媒体が提示される。方法および制御器について上述した特別な利点および構成の特徴は、コンピュータプログラムおよび機械読取可能な記憶媒体に適用および転用することができる。
【0065】
本発明のさらなる詳細、および実施形態(本発明はこれに限定されない)を、図面を参照してより詳細に説明する。