JP2008521691A - 車間距離センサシステムを備える自動車で予防的に作動する保護システムのための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、事故の影響を軽減するための安全装置（１）及び車間距離センサシステムを備えた自動車において予防的に作動する保護システムのための方法に関する。この目的を達成するために、走行状態データは、走行状態センサシステム（２）によって記録され、評価ステージ（３．１〜３．３）にて走行ダイナミクスの限界状態（緊急制動、アンダーステア、オーバーステア、横転）について監視される。追加の作動条件として、車両自体の速度、又は好ましくは、車間距離センサシステム（６）によって測定される相対速度が速度しきい値を上回る必要がある。

Description

本発明は請求項１の前段に記載された車間距離センサシステムを備える自動車で予防的に作動する保護システムのための方法に関する。

本発明は事故の影響を軽減するために安全装置を備える自動車において予防的に作動する保護システムに関する。このシステムでは車両運動ダイナミクスの限界状態（例えば、緊急制動、アンダーステア、オーバーステア、横転）に関して走行状態データの監視を行う。限界状態（危機的な状態）にあると判定された場合は、少なくとも１つの安全装置が起動される。

予想される衝突が発生する前の時点ですでに予防的に作動する保護システムであって、衝突前段階と呼ばれる期間（つまり、車両内の適切な検出システムによって衝突する確率が高いことが検出されてから実際に衝突が発生するまでの期間）を使用して、追加の一般に可逆的な安全手段によって車両乗員の保護を強化し、事故の激しさを軽減する保護システムは、予防的に作動する保護システム、又は所謂ＰＲＥ−ＳＡＦＥ（商標）システムと呼ばれている。予想される事故状況を検出するために、予防的に作動する保護システムは、自動車の様々なセンサ装置によって提供される情報を利用する。ここで、センサ装置はまた、電子式の走行安定性プログラムの構成要素とすること、及び／又は車間距離センサシステムの構成要素とすることができる。検出された状況に応じて、予想される事故について結論が出され、緊急の事故に車両を適応させるために車両乗員用の拘束手段や事故の他の当事者（例えば歩行者）用の可能な保護装置に関係する適切な手段が始動される。

自動車の可逆的な車両乗員保護手段を作動させるためのこのような方法は、例えば特許文献１に記載されている。ここで、自動車は、衝突発生前に起動して有効な場所に移動可能な可逆的な車両乗員保護システムを備えている。このために、センサシステムを使用して、緊急制動、オーバーステア、及びアンダーステアの可能性がないか監視される走行状態データを取得する。緊急制動、オーバーステア、及び／又はアンダーステアが検出された場合は、車両乗員保護システムが作動する。この場合は更に、起動操作のための条件を設けてもよい。このような条件は、車両が最低限の速度にある場合にのみ車両乗員保護システムを起動することが可能であるというようなものである。これには、いかなる場合も車両乗員への危険が存在しない低速において車両乗員保護システムの作動が防止されるという利点がある。

特許文献２は加速度センサを備える車両乗員保護システムを開示している。このシステムでは、シートベルトプリテンショナ、動力付きシートベルトプリテンショナ、及びエアバッグが、各々に割り当てられた車速に応じていつでも作動可能な状態に置かれている。そして、縦方向のダイナミクスが限界状態になると作動する。制動により激しい減速が行われると、シートベルトのプリテンショニングが発生するであろう。一方、動力によるプリテンショニング又はエアバッグは、車速が関連付けられたしきい値を超えた場合であっても衝撃を受けたときのみに作動する。この文献では横方向の車両運動ダイナミクスについて言及していない。

予防的に作動する保護システムについて最初に示した方法をベースとすることで、本発明は以下の問題を解決する。

保護手段が作動するのは、事故の激しさがある程度に達した場合のみである。事故の激しさの程度と車両自体の速度は、衝突対象物が静止している場合に限り、相関関係にある。この場合は、特許文献１に開示されているように、定義された車速（約３０ｋｍ／ｈ超）になった場合にしか保護手段を起動させないのが実際には適切である。

しかし、車両自体の速度が遅くても、対向車がかなりの速度で接近している場合は、非常に激しい事故が引き起こされる可能性がある。一方、車両自体が高速で走行していても、事故の他の当事者が前方を若干遅い速度で走行している車両である場合は、事故の激しさの程度が低いことがある。この２つのケースでは、車両自体の速度を使用して作動しきい値を定義することは適切でない。

独国特許発明第１０１ ２１ ３８６ Ｃ１号明細書 独国特許発明第４３ ３２ ２０５ Ｃ２号明細書

本発明の目的は、発生するあらゆる交通状況により有利に適合する最初に説明したタイプの予防的に作動する保護システムのために改良された方法を規定することである。

この目的は、最初に説明したタイプの方法で、請求項１に記載の特徴を有するタイプの方法によって実現される。

本発明に係る方法を使用すれば、緊急の事故に先立ち衝突対象物に対する相対速度が算出され、算出された相対速度が作動開始を定義するために使用されることから、実際の走行状態により有利に対処することが可能である。この場合は、車両に車間距離センサシステムが必要である。

そのような車間距離センサシステムは、従来技術によって知られている。車両周辺の状況は超音波、レーダー波、光波、赤外線、又はその他適切な電波を使用して検知され、測定した距離及び測定した相対速度によって緊急衝突の判定がなされる。

以下に明記した車両運動ダイナミクスに関する限界状態は一例であり、容易に補うことができる。特に、緊急制動、アンダーステア、オーバーステア、及び横転を含む車両運動ダイナミクスの限界状態に個別に速度しきい値を割り当てることで、好ましくない不正な作動を防止できる。速度しきい値は、通常、３０〜４０ｋｍ／ｈの範囲内にある。

走行状態データを検知するためのセンサシステムは、かじ取り角センサ、ペダル行程センサ、ブレーキ圧センサ、車輪速度センサ、加速度センサ（縦加速度と横加速度）、及びヨーレートセンサを含むことができる。横転を検知するには、バネ行程センサ、車体加速度センサ、ライドレベルセンサ、又は軸回転角センサを公知の方法で更に評価する。これにより、車両が部分的に路面から浮き上がり傾いてゆく緊急横転プロセスを検知できる。

緊急制動状態の検知については、最初に引用した独国特許発明第１０１ ２１ ３８６ Ｃ１号明細書を参照されたい。危険な状況又は緊急事態を示す少なくとも１つの特徴を伴って制動工程が発生すると、緊急制動が発生している。緊急制動の状態にあるかどうかは、ブレーキ圧、ブレーキペダルの作動速度、及びアクセルペダルからの運転者の足の引き戻し速度というパラメータのうちの少なくとも１つを使用し、制動工程を評価することにより判定される。特に、データバスに制動支援システムによって送信される情報信号を使用して緊急制動の状態が検知されること等から、車両運動ダイナミクスへの制動支援システムの介入を参照することにより緊急制動の状態を検知できる。緊急制動の状態はまた、パニック制動と呼ばれる状態を含む可能性もあり、パニック制動ではゆっくりであるが強力なブレーキの作動によって緊急事態が示される。

オーバーステア及びアンダーステアの状態は、横方向の車両運動ダイナミクスが限界にあることを示している。最初に言及した文献によれば、このような限界状態は、走行方向の実際の変化を示す角度とかじ取り角によって差異が評価されるといった事実に基づいて判定される。アルゴリズムについては、最初に言及した文献を参照されたい。また、設定点と実際の値を比較せずに、運転者によって予め定義されたハンドルの作動（特にかじ取り角速度）を評価すること等により、追加として又は代替として他の方法を使用して、緊急の危険な横方向ダイナミクスを判定することもできる。

独国特許発明第４３ ３２ ２０５ Ｃ２号明細書に説明されているように、強い制動減速プロセス、つまり、車両に作用する横力とそれに対応して車両乗員に作用する力を検知する直接測定加速度センサによって、危険な縦方向ダイナミクスを検知することも可能である。衝撃自体も加速度センサで検知されるので、本発明の趣旨においては、衝突自体を車両運動ダイナミクスの限界状態とみなすことができる。同様に、危険な横方向の車両運動ダイナミクス及び側面衝突の場合も、横加速度センサによって検知できる。

車両自体の速度と相対速度のそれぞれについて異なる速度しきい値を使用することにより、この方法を有利に拡張することが可能である。このようにして、相対速度に関する信号が存在する場合は、衝突の確率が、車両運動ダイナミクスの観点から見た危険な状況の存在を基に緊急の事故を単に推測する場合よりも非常に高くなるという事実を考慮に入れることが可能である。

方法の一拡張では、車両運動ダイナミクスの異なる限界状態に異なる速度しきい値を割り当てることができる。これにより、車両運動ダイナミクスの観点から見た各種の危険な状況に合わせて予防的な作動をより適切に調整することができ、その結果として不要な早期の作動を回避できる。

シートベルトの可逆的なシートベルプリテンショナ等の予防的に作動可能な公知の拘束システムに加えて、衝突が発生した場合に車両乗員の保護を目的として拘束効果又はエネルギー吸収効果を発揮する一連の制御可能な車両乗員保護手段がある。このような車両乗員保護手段の例として、可動衝撃要素、クッション、及びヘッドレスト等が挙げられ、これらについてはサイズ、硬度、形状、位置を作動手段によって変更できる。これらの車両乗員保護手段に加えて、事故の激しさを軽減するための制御可能な保護手段を更に提供することができる。該保護手段では、電気シート調整装置、又は車両開口部用の電気調整装置（ウィンドウリフター、サンルーフ閉手段）、ドアロックシステム等の快適性のために元々装備されている電気的に調整可能なアセンブリを作動させることにより、車両乗員に対する事故の影響を軽減する。

事故の影響を軽減するために、衝突時に他の当事者の保護、特に歩行者や自転車に乗っている人の保護も果たす制御可能な保護手段を自動車内に装備することも可能である。このような制御可能な保護手段の例として、調整可能なボンネット、可動バンパー、及び車両の外板の硬さを調整可能な衝撃要素が挙げられる。更なる制御可能な保護手段として、衝突時に車両乗員及び／又は他の当事者に及ぼす傷害を軽減する方向に衝撃を最適化するライドレベル制御システムとブレーキ及びかじ取りシステムとがある。これらの保護手段はまた、本発明の趣旨の範囲内で、以下のように安全装置として理解されるべきである。

本発明は、発生が確実である衝撃の直前で緊急制動工程が自動的に始動される車間距離センサシステムを備えた車両への有利な追加を構成する。本発明により、予防的に作動する保護システムは、衝突に先立って生じる場合が多い車両運動ダイナミクスの危険な走行状態よりも前に適切に反応することができる。

好適な可逆的安全装置１を作動させるために、走行状態センサシステム２によって記録される走行状態データは、評価ステージ３．１〜３．３で監視され、３．１では緊急制動の走行状態、３．２ではアンダーステアの走行状態、３．３ではオーバーステアの走行状態について監視される。使用される評価方法については、独国特許発明第１０１ ２１ ３８６ Ｃ１号明細書を参照されたい。例えば、ブレーキペダル工程センサの信号が、しきい値を上回る作動速度を示しているかどうかがチェックされる。このケースでは、緊急制動の状態が検出されるとステージ３．１の出力がロジック「１」に設定され、緊急制動の状態が検出されないと、出力はロジック「０」のままである。アンダーステア又はオーバーステアの場合も、同じことが評価ステージ３．２と３．３に適用される。

評価ステージ３．１〜３．３からのロジック信号は、決定ステージ４において、しきい値問い合わせ結果と論理的に組み合わされる。しきい値問い合わせでは、走行状態センサシステム２によって供給される車両自体の速度ｖ＿ｅｉｇ、又は（好ましくは、即ち、そのような信号が存在する場合はそれを使用すべきである）車間距離センサシステム６によって供給される相対速度ｖ＿ｒｅｌが、速度しきい値Ｖ＿Ｓと比較される。ロジック信号は、車両自体の速度ｖ＿ｅｉｇ、又は好ましくは相対速度ｖ＿ｒｅｌが速度しきい値Ｖ＿Ｓを上回った場合にのみトリガロジック５に渡される。有利な一実施形態では、車両自体の速度ｖ＿ｅｉｇには速度しきい値Ｖ＿Ｓを、相対速度ｖ＿ｒｅｌには異なるしきい値Ｖ＿Ｓ’を使用することが可能である。

トリガロジック５では、現在の危険な走行状態に応じてどの安全装置を起動するかを決定する。この場合、どの方向から危険が発生する恐れがあるかについても考慮に入れられる。これに関しても独国特許発明第１０１ ２１ ３８６ Ｃ１号明細書を参照されたい。この文献によれば、周囲の状況を適切に検知することにより、取得される情報及び選択される保護方法を改良することができる。

各種の評価の結果としきい値の問い合わせの結果とのロジック組み合わせではなく、作動しきい値に、適宜、影響を与えたり、総合的な限界を形成したりする手段を提供することにより、保護システムの同等の挙動を引き起こすことが可能である。このしきい値は、車両データに多元的に依存し、０〜１の間の値をとり、安全装置を作動させるために固定しきい値（例えば０．８）を超える必要がある（ファジーロジック）。このような代替手段は比較的ゆるやかな変移動作を可能とするが、それらは、前述のしきい値問い合わせと等価な技術的手段となる。

本発明に係る方法の有利な実施形態を実施するために自動車に装備される予防的に作動する保護システムの回路ブロック図を例示したものである。

Claims (5)

1. 事故の影響を軽減するための安全装置（１）を備える自動車で予防的に作動する保護システムのための方法であって、
   走行状態データが走行状態センサシステム（２）によって取得され、評価ステージ（３．１〜３．３）において前記走行データが車両運動ダイナミクスの限界状態について監視され、
   車両運動ダイナミクスの限界状態が特定された場合、及び更なる作動条件として、車両自体の速度（ｖ＿ｅｉｇ）が速度しきい値を超えた場合に、少なくとも１つの前記安全装置（１）が起動される方法において、
   前記車両が、車間距離センサシステムによって緊急の衝突を検出し、衝突対象物に対する相対速度（ｖ＿ｒｅｌ）を算出した場合、
   車両運動ダイナミクスの限界状態が検知されるのと同時に、
   少なくとも１つの安全装置（１）を起動するために、前記更なる作動条件の代わりに、相対速度（ｖ＿ｒｅｌ）が速度しきい値を上回ることを必要とするという条件が用いられることを特徴とする方法。
2. 前記限界状態が緊急制動状態、アンダーステア状態、オーバーステア状態、及び横転状態のうちの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記相対速度（ｖ＿ｒｅｌ）に対する速度しきい値（Ｖ＿Ｓ’）が前記自動車自体の速度（ｖ＿ｅｉｇ）に対する速度しきい値（Ｖ＿Ｓ）より小さいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記速度しきい値（Ｖ＿Ｓ）が３０〜４０ｋｍ／ｈであることを特徴とする請求項１あるいは３に記載の方法。
5. 前記安全装置（１）は可逆的であり、可逆的なシートベルトプリテンショナを特に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。

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