JP2001508730A - 事故センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、変形を検出しかつ点火装置の起動に貢献する、自動車安全装置のための事故センサに関する。従来の事故センサにおいて、加速度が検出され、かつ所定の値を越えた際に、自動車安全装置が起動されていた。本発明において、合成物質被覆が、事故センサの構成部分である。その際に利点は、合成物質被覆が、この時、２つの機能を同時に果たすという点にある。一方においてこれは、小さな損傷の際に車体を保護し、かつ大きな損傷の際に、重要な安全装置を確実に適正時間にかつ適正場所において起動することに貢献する。

Description

【発明の詳細な説明】 事故センサ 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念に記載の衝突を検出する事故センサに 関する。 従来の事故センサは、いわゆる加速度センサとして構成されている。これらは 、事故の場合に、衝突の際に生じる加速度又は減速度を検出する。加速度又は減 速度が危険な値を上回ると、ベルトテンショナ又はエアバッグのような自動車安 全装置が起動される。通常自動車に複数の加速度センサが取付けられており、そ の際、それぞれの加速度センサは、自動車の正面衝突、側面衝突及び転倒を検出 するために、３次元方向の加速度又は減速度を検出する。 しかしながらその際、それぞれの３次元方向に対して１つの加速度センサが必 要であることは不利である。このようなセンサは、衝突の場所も検出することが できない。これらのシステムは、衝突及びこれに結び付いた自動車の変形を直接 検出するのではなく、変形の結果生じる加速度又は減速度を検出するだけである 。 米国特許第４３４６９１４号明細書は、車両車体の支持部分における音響振動 に応答する衝突認識装置を開示している。その際、音響信号の電気信号への変換 は、１つ又は複数のピエゾ電気力センサによって行なわれ、これらの力センサは 、１つ又は複数の音響導波路に結合されている。後者の場合、薄い鋼管が問題に なり、これらの鋼管は、１つ又は複数のセンサの中央組込み位置から車体の衝突 の危険にさらされた範囲に延びており、かつここにおいて支持部分との音響的な 連結のために使われ、これらの支持部分は、複数の位置においてそれぞれ点状に 溶接されている。信号処理は、マイクロプロセッサによって行なわれる。これは 、乗客支援システムの起動を必要とする衝突状況を確認するための基礎を形成し ている。 しかしながらその際、高価な管状の導波路システムにおいて音波を受取り、か つここから中央ピエゾ素子に送り、このピエゾ素子が音波を電圧信号に変換する ということは不利である。この時、この電圧信号は、マイクロプロセッサに転送 される。管システムの手間のかかるかつ高価な処理の他に、さらにこの装置によ って信号の出所を推論することは不可能である。事故の重要度が認識されるだけ である。変形の生じた位置は、このセンサによって認識することができない。 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７２９０１９号明細書は、安全装置を起動 する装置を記載している。ここでは音響及び／又は固体伝送音センサの付属によ って、システムは、その他の相応する騒音及び危険な走行条件における障害から 障害物への衝突を区別することができるようになる。 本発明の課題は、障害物への衝突の際に自動車の変形を表示し、簡単にかつ望 ましいコストで取付けることができ、かつ自動車における変形の場所を認識する ことができる、事故センサを提示することにある。 本発明によれば、課題は、請求の範囲第１、２及び３項の特徴部分の特徴によ って解決される。その際、事故センサによって、衝突の間に生じる材料の変形が 、自動車の外側に取付けられた合成物質部分において音響的、電気的又は光学的 に検出される。 本発明により達成される利点は、この事故センサによって車両における正確な 事故の場所が検出できるということにある。その他にこの解決策は、別の事故セ ンサと比較して、きわめて望ましいコストでかつ簡単に実現される。それにより 安全装置は、費用の増加なしにさらに意図的に起動することができる。 本発明の有利な変形は、請求の範囲従属請求項から明らかである。その際、合 成物質部分は、全自動車の回りに配置されており、かつ同時にバンパ及び／又は かき傷防止部として使われる。その他に信号受 信機の３次元的な整列により、とくに信号経過及び遅延時間判定により、自動車 における変形の場所を判定することができる。 本発明の実施例を図により示す。 ここでは： 図１は：回りを囲む合成物質層を有する自動車を示し、 図２Ａは：合成物質におけるビーム経路の測定を示し、 図２Ｂは：変化したビーム経路による音響的な事故検出を示し、 図３Ａは、合成物質における音響測定を示し、 図３Ｂは：材料の悲鳴による音響的な事故検出を示し： 図４Ａは、ピエゾフィルムによって覆われた合成物質を示し、 図４Ｂは、ピエゾフィルムの破壊による電磁的な事故検出を示し、 図５は、プロファイル層を示し、 図６は、事故記録を示している。 図１は、回りを囲む合成物質層２を有する自動車１を示している。図示された 自動車１は、衝突範囲において完全に又は部分的に合成物質２によって囲まれて いる。利用例において下側範囲において自動車１を囲む合成物質２は、かき傷防 止部として、小さな座礁の際又は駐車出し入れの際に、ラッカ又は車体の損傷を 防ぐために衝撃防止部として使われる。ほとんどの事故の際に常にまず損傷する この合成物質２は、それ自体事故センサの一部であり又は少なくともこれを含ん でいる。合成物質被覆２は、端から端まで延び又は部分的にのみ車両１の回りに 配置することができる。しかしあらゆる場合に、合成物質被覆２は、複数の役割 を果たす。 合成物質２は、変形の際に固体伝送音信号を発生し、又はその放射透過性を変 え、又は統合されたピエゾ層によって電気信号を発生するような性質を有する。 通常合成物質が金属のように著しく良好な固体伝送音特性を有することは有利で ある。それにより自動車１における合成物質保護被覆２は、同時に変形測定器と して利用することができ、 この変形測定器は、所定の変形度に対して典型的な材料悲鳴を音響的に又は別の 信号を光学的に又は電気的に送出する。変形場所から信号受信機までに信号が必 要とする遅延時間に基づいて、変形場所を判定することができる。合成物質が例 えばプロファイルを備えている場合、変形の際に発生される固体伝送音は、さら に強力であり、かつその測定はさらにはっきりし、かつさらに正確であり、した がってさらに表現力を有する。 合成物質被覆２は、複数の層からなることもでき、これらの層は、例えば光透 過性、ピエゾ層のような異なった特性を有する。 図２Ａは、合成物質２におけるビーム又はビーム経路５の測定の基本方式を示 している。この図は、ビーム透過合成物質２を示しており、この合成物質は、図 １に説明したように、自動車の回りに配置されている。その際、全合成物質部分 ２がビーム透過性であるかどうか、又は合成物質上又はその中に少なくとも１つ のビーム透過性の層が配置されているかどうかは、重要なことではない。その他 に構成は、ビーム源３及びビーム検出器４を含んでいる。ビーム検出器４は、ビ ーム又は光源から光ガイドを介して送られるビーム又は光量を測定する。光ガイ ドは、外部から入射するビームがビーム検出器４に到達することがないように遮 へいするようにする。合成物質部分２が損傷していないかぎり、常に同じ光量が ビーム検出器４に到達する。しかしながら合成物質２及びとくに光ガイドが損傷 すると、図２Ｂは、変化したビーム経路による光学的な事故検出を示している。 合成物質２の変形１０の際、ビーム経路５は変化し、かつビーム受信機４に到達 するビーム量は減少する。ビーム又は高原３から出たビームは、図２Ａに示した ものとは別の経路をとる。それによりビーム分布、及びビーム検出器４によって 検出されるビーム量が変化する。合成物質２の変形１０の間に、これらのパラメ ータは、変形プロセスが終了するまで、定常的に変化する。時間に関するビーム 量の変化及び時間に関するビー ム分布の変化は、合成物質の損傷の原因の推論を可能にする。例えばドイツ連邦 共和国特許第３７２９０１９号明細書に開示されたような図示しない評価電子装 置によって、自動車における事故の重要度、事故の経過及び変形の種類を判定す ることができる。 図３Ａは：合成物質における音響的な音響測定を示している。ここではマイク ロフォン６、とくに固体伝送音センサ、指向性マイクロフォン又はその他の音響 的な受信機が、自動車内に配置される。これは、合成物質２に整列されている。 音響受信機の感度は、合成物質２の固体伝送音、とくに材料の悲鳴の周波数スペ クトルの範囲にある。合成物質２の変形により発生する音響信号は、音響受信機 ４によって検出される。その際、１つの受信機又は複数の受信機が使用できる。 その際、受信機は、遅延時間を介して正確な衝突場所を判定するために、種々の ３次元方向に突出することができる。それから信号は、図示しない評価電子装置 を介して転送される。このような評価電子装置に対する例は、ドイツ連邦共和国 特許出願公開第３７２９０１９号明細書に記載されている。 図３Ｂは、固体伝送音、とくに材料の悲鳴を測定することによる音響的な事故 検出を示している。合成物質２の変形の際、固体伝送音が発生される。それによ り超音波範囲における材料の悲鳴７が放出され、この材料の悲鳴は、６０Ｈｚ− １００Ｈｚの周波数範囲において測定することができる。合成物質２に対して固 有のこの材料の悲鳴において、マイクロフォン６によって強さ、位相位置、減衰 及び遅延時間が検出される。これらのデータから、ドイツ連邦共和国特許第３９ ２９０１９号明細書に開示されたような図示しない評価ユニットにおいて、自動 車における事故の重要度、事故経過及び変形場所が判定できる。 図４Ａは、ピエゾフィルム８によって覆われた合成物質２を示している。この 適用例においてピエゾフィルム８は、合成物質２上に又は合成物質２内に取付け られる。ピエゾフィルム８は、圧縮した際又は 機械的な力作用の際に、電気的又は光学的な信号を発生するような特性を有する 。さらにこの装置に、電気的又は光学的な信号を検出する受信機がある。この受 信機は、図２Ａに示すように、光学的検出の際に直接合成物質にあり、又は電気 的検出の際に任意の位置にあり、この位置はピエゾフィルムに電気的に結合され ているので、図には示されていない。 図４Ｂは、ピエゾフィルムの破壊による電気機械的な事故検出を示している。 変形１０又は破壊の際に、このピエゾフィルムは、検出器によってとらえること ができる電圧信号又は放電閃光１１を発生する。これらの信号は、それから図示 しない評価ユニットに転送され、かつここにおいて評価される。このような評価 回路の例は、ドイツ連邦共和国特許第３９２９０１９号明細書に開示されている 。 図５は、異なったプロファイル９を示している。これらのプロファイルは、一 層良好な固体伝送音信号を発生するために、合成物質及び又は光ガイド内に持込 むことができる。プロファイルを備えた合成物質にピエゾフィルムを取付けると 、機械的な負荷によって、平らな下地に取付けた際よりも大きな電圧信号又は放 電閃光が発生される。 図６は、事故記録を示している。線図は、いわゆる材料の悲鳴を示している。 その際、振幅又は強さは、変形の程度を示している。位相位置と減衰から、種々 の事故特性を導き出すことができる。さらに音響信号が変形された合成物質から マイクロフォンに達するために必要とする遅延時間を検出することによって、変 形の場所が計算できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．変形可能な第１の部分、及び第１の部分における変形を音響的に検出する 第２の部分からなる、自動車安全システムを起動する事故センサにおいて、変形 可能な第１の部分が、合成物質部分（２）からなり、又は合成物質部分内に取付 けられており、この合成物質部分が、自動車（１）において外側に配置されてお り、その際、合成物質部分が、その変形の際に、音響的固体伝送音を発生し、か つ第２の部分が、固体伝送音センサからなり、この固体伝送音センサが、音響信 号を受取り、かつ評価ユニットに転送することを特徴とする、自動車安全システ ムを起動する事故センサ。 ２．変形可能な第１の部分、及び第１の部分における変形を光学的に検出する 第２の部分からなる、自動車安全システムを起動する事故センサにおいて、変形 可能な第１の部分（２）が、定義された光量によって通過されるビームを透過す る合成物質部分からなり、この合成物質部分が、自動車（１）において外側に配 置されており、その際、その変形の際に、合成物質部分におけるビーム経路が、 したがって定義された光量が変化し、かつ第２部分が、ビームに感応する検出器 からなり、この検出器が、変形によって変化した光量を検出することを特徴とす る、自動車安全システムを起動する事故センサ。 ３．変形可能な第１の部分、及び第１の部分における変形を電磁的に検出する 第２の部分からなる、自動車安全システムを起動する事故センサにおいて、変形 可能な第１の部分が、合成物質部分（２）からなり、この合成物質部分が、自動 車（１）において外側に配置されており、かつこの合成物質部分が、変形の際に 圧力波を発生し、かつ第２の部分が、ピエゾフィルムからなり、このピエゾフィ ルムが、圧力波を受信し、かつ電気信号に変換し、かつ評価ユニットに転送する ことを特徴とする、自動車安全システムを起動する事故センサ。 ４．変形可能な合成物質部分が、同時に自動車のために衝撃及びかき傷防止部 として使われることを特徴とする、前記請求項の１つに記載の自動車安全システ ムを起動する事故センサ。 ５．衝突と信号検出との間の信号経過と遅延時間判定によって、自動車におけ る衝突の場所が検出できることを特徴とする、前記請求項の１つに記載の自動車 安全システムを起動する事故センサ。 ６．音響的又は光学的な受信機の空間的な整列によって、自動車における衝突 の場所が判定できることを特徴とする、前記請求項の１つに記載の自動車安全シ ステムを起動する事故センサ。