JP2000503278A - 車両の乗員保護手段のトリガ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両の乗員保護手段のトリガ装置は、異なる方向に配向された感度軸線を有する２つの加速度センサ（１１、１２）を備えたセンサ装置（１）と、車両の高さ軸線を中心とした回転運動を検出するための第１の回転運動センサ（１３）とを有する。トリガ回路（３）で少なくとも１つの乗員保護手段（４）に対するトリガ信号（Ｚ）が加速度信号（Ｌ、Ｑ）および第１の回転運動信号（ＨＡ）に依存して形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 車両の乗員保護手段のトリガ装置 本発明は、請求項１の上位概念記載の車両の乗員保護手段のトリガ装置に関す る。 この種の装置は、ヨーロッパ特許出願公開第０６８６５３３号公報から公知で ある。この場合センサ装置は２つの加速度センサを有しており、これらのセンサ の感度軸線は車両の長手軸線に対して±４５゜だけシフトされて設けられている 。加速度センサから送出された加速度信号は評価回路で評価される。トリガ回路 によって加速度信号と使用されている座席の識別とに依存して衝突の方向および 強さに応じ、選択された１つまたは複数の乗員保護手段（拘束手段）に対するト リガ信号が形成される。 車両の横転を検出するために、ドイツ連邦共和国特許手段公開第４４３６３７ ９号公報に傾き角センサが記載されている。この傾き角センサは相互に異なる方 向に配向された２つの加速度センサを有しており、これらの加速度センサの感度 軸線は傾き平面に設けられている。 ドイツ連邦共和国特許第４１１４９９２号公報からＶ字形断面の中空成形体を 有する傾き角センサが公知である。中空部分の壁に設けられた電極は中空部分内 に配置された質量体の位置変化の検出に用いられる。 ドイツ連邦共和国特許第３７０５９２０号公報から３つの空間方向での加速度 を記録する加速度センサが公知である。この加速度センサは、相互に９０゜だけ シフトされており、内部に磁石をカルダン式に懸架している３つのコイルを有し ている。 いわゆるローカルインパクトは、車両の長手軸線または横軸線に対してずれた 衝突が起こった場合に道路交通手段でしばしば発生する事故の形である。ローカ ルインパクトは典型的には交差点での２つの車両の衝突、車両の追い越し時の事 故または追い越し過程後の車線への再進入時の事故などである。このような事故 では車両はその高さ軸線を中心として横滑りしたり回転したりする。車両の乗客 を最適に保護するために選択された乗員保護手段のトリガは、トリガを促す加速 度信号がリニアの加速度センサによって送出されない場合にも必要となることが ある。 本発明の課題は、従来の装置の欠点を回避し、想定しうるどんな衝突／事故の 際にも車両の乗客を最適に保護することのできる乗員保護手段のトリガ装置を提 供することである。 この課題は請求項１の特徴部分に記載の構成により解決される。装置のセンサ 装置は車両の高さ軸線を中心とした回転運動を検出するための回転運動センサを 有している。これにより車両の横滑り運動が検出でき る。リニアな加速度信号センサの加速度信号と、回転運動センサから送出された 回転運動信号とに依存して少なくとも１つの乗員保護手段に対するトリガ信号が 形成される。 本発明の装置により、１人または複数人の乗客に対する最適な衝突時の保護が 達成される。この場合リニアな加速度も回転運動もセンサ装置によって検出され 、トリガ動作決定に用いられる。 有利には衝突時にトリガすべき１つまたは複数の乗員保護手段が、乗員保護手 段全体から、または少なくとも複数の乗員保護手段から加速度信号および回転運 動信号に依存して選択される。 本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。 本発明およびその実施形態を図に則して詳細に説明する。 図１には本発明の装置のブロック回路図が示されている。 図２には種々の乗員保護手段を有する車両と衝突方向とが上から見た図で示さ れている。 図３には傾動運動を示す車両を前から見た図が示されている。 図４にはピッチング運動を示す車両を横から見た図が示されている。 図５には横滑り運動を示す車両を上から見た図が示 されている。 図６には種々の乗員保護手段を有する車両と衝突方向とが前から見た図で示さ れている。 各図で同一の構成要素および信号は同一の参照番号を付されている。 図１には、２つのリニアな加速度センサ１１、１２と第１の回転運動センサ１ ３とを有する本発明の装置のブロック回路図が示されている。リニアな加速度セ ンサ１１、１２は相互に直交して配向されており、例えば長手方向加速度センサ １１は車両の長手軸線すなわち図２のＡ−Ａ’の方向での正負の加速度を検出し 、横方向加速度センサ１２はこれに対して車両の横軸線すなわち図２のＢ−Ｂ’ の方向での正負の加速度を検出する。第１の回転運動センサ１３は車両の高さ軸 線を中心とした正負の回転運動を検出する。 センサ装置１から相応して長手方向加速度信号Ｌ、横方向加速度信号Ｑ、およ び第１の回転運動信号ＨＡが評価回路２に送出される。評価回路２でセンサ信号 Ｌ、Ｑ、ＨＡが評価される。例えば加速度信号Ｌ、Ｑから時間積分により速度信 号が得られ、この速度信号と時間的に一定な閾値または可変の閾値とが比較され る。装置のトリガ回路３には全ての乗員保護手段のトリガ条件が記憶されている 。この種のトリガ条件は例えば、助手席側に設けられたサイドエアバッグに対す るトリガ信号Ｚは、横方向加速度が第１の高い閾値を 上回り、同時に車両の長手軸線の方向で積分された長手方向加速度すなわち速度 の低下が別の閾値を下回る場合、または高さ軸線を中心とした回転加速度が第３ の閾値を上回る場合に形成されるとするものである。すなわち全ての乗員保護手 段に対するトリガ信号は加速度信号Ｌ、Ｑおよび第１の回転運動信号ＨＡに依存 して形成され、この場合センサ信号Ｌ、Ｑ、ＨＡは該当する乗員保護手段のトリ ガに必須の信号として導出される。これは例えばセンサ信号Ｌ、Ｑ、ＨＡを衝突 の種類および衝突の強さに関して評価することにより行われる。これに代えて少 なくとも１つの乗員保護手段（例えばサイドエアバッグおよびフロントエアバッ グ）に対するトリガ信号を加速度信号Ｌ、Ｑおよび第１の回転運動信号ＨＡに依 存して形成することができる。この場合例えばプリテンショナー装置に対するト リガ信号は長手方向加速度Ｌにのみ依存して形成される。 有利には少なくとも１つの乗員保護手段４のために、対応する乗員保護手段４ の最適なトリガ時点の信号Ｔが加速度信号Ｌ、Ｑおよび第１の回転運動信号ＨＡ に依存してトリガ回路３により求められる。最適なトリガ時点の信号Ｔは（トリ ガ信号Ｚにより本来のトリガ動作決定が行われる場合と同様に）ＡＮＤゲート３ １に供給される。このＡＮＤゲートの出力側は対応する乗員保護手段４の点火装 置に接続されている。例え ば衝突開始から乗員保護に関して最適なトリガ時点までに充分に長い時間間隔が ある場合のフロントエアバッグのトリガにおいては、乗客に対するフロントエア バッグの保護作用が最適となる時点ではないにもかかわらず、トリガ信号Ｚがき わめて早い時点で形成されてしまうことがある。最適な点火時点の信号Ｔを形成 し、最適なトリガ時点の信号Ｔとトリガ信号Ｚとが同時に存在する場合にのみ点 火を行うことにより、対応する乗員保護装置４のトリガを常に最適な時点で行う ことができる。 図５には車両を上から見た図に有利な複数の感度軸線方向が示されており、こ れらの感度軸線方向は長手方向加速度センサ１１と横方向加速度センサ１２と、 車両の高さ軸線を中心とした回転運動を検出する第１の回転運動センサ１３とを 有するセンサ装置１により検出される。リニアな加速度センサ１１、１２はもち ろん有利な９０゜以外の角度で相互に配置してもよい。いずれの場合でもセンサ １１、１２により車両への前方／後方／側方からの衝突および斜めの角度での衝 突が検出される。このため加速度センサ１１、１２の感度軸線は少なくとも相互 に異なる方向に配向されていなければならない。 センサ１１、１２のようにリニアに構成された加速度センサは多くの場合いわ ゆるコサイン感度特性を有している。これはセンサによって検出された加速度が 、センサに作用する加速度に加速度の作用方向と加速度センサの感度軸線との間 のコサイン角度を乗算した値に等しいことを意味する。発生している加速度とセ ンサの感度軸線との間の角度が大きくなればなるほど、得られる加速度信号は弱 くなる。図５のリニアな加速度センサの装置では例えば車両の長手軸線に対する ４５゜の角度での衝突時に２つのセンサ１１、１２から弱い加速度信号Ｌないし Ｑしか送出されず、そのためこの信号の分解能は微調整を行うトリガストラテジ ーの点で不充分である。ここでちょうど回転運動センサ１３を加えることにより トリガ動作決定の精細性の改善が達成される。これは車両の中央点に向かう多く の衝突の際にも車両では衝突により伝達されるエネルギが多かれ少なかれはげし い横揺れ運動で低下してしまうからである。この横揺れ運動は回転運動センサ１ ３によって検出される。回転運動センサ１３は車両中央に向かう衝突の際にも装 置の選択決定およびトリガ動作決定に用いることができる。 衝突エネルギが車両の長手軸線Ａ−Ａ’および車両の横軸線Ｂ−Ｂ’によって 定められる平面で伝達される場合だけでなく、車両が傾動する（図３）またはピ ッチングする（図４）ような衝突の際にも乗客を保護するために、既に述べたセ ンサ１１、１２、１３に加えて、車両の長手軸線を中心とした回転運動を検出す る第２の回転運動センサ１４、および／または車両の 横軸線（図４）を中心とした回転運動を検出する第３の回転運動センサ１５がセ ンサ装置１に設けられている。第２の回転運動センサ１４はこの場合有利には車 両の長手軸線を中心とした横転を検出し、第３の回転運動センサは車両がトラッ クの下側を走行した際のように横軸線またはその延長線を中心とした横転を検出 する。第２および第３の回転運動センサ１４、１５から送出された第２および第 ３の回転運動信号ＬＡ、ＱＡは長手方向加速度信号Ｌ、横方向加速度信号Ｑおよ び第１の回転運動信号ＨＡと同様に評価回路２およびトリガ回路３で処理される 。 センサ１１〜１３場合により１４、１５は有利には共通のケーシング内に配置 されている。本発明にはリニアな加速度センサも含まれており、構造的には相互 に分離されるのではなく、例えば共通の震動質量体と震動質量体に関する複数の 位置検出器とを有しており、これらを用いて１つの平面でのリニアな加速度が検 出される。使用される回転運動センサは種々の物理的原理にしたがって（光学的 、容量的、誘導的に）動作するものであり、本発明は回転運動センサの基づく物 理的原理には限定されない。有利には本発明の回転運動センサは走行安定性を調 整する制御装置にも利用され、有利にはこの走行安定性を調整する制御装置内に 配置される。他の回転運動センサも場合によっては走行安定性を調整するのに使 用可能な走行ダイナミクス のためのセンサ手段として使用することができる。有利には使用されるセンサは マイクロメカニックに構成されており、共通の基板上に配置されている。この場 合さらに評価回路２場合によってはトリガ回路３も同一の基板上に集積されてい る。このような制御装置５（図２）は有利には車両の中央の領域（例えば車両の キャビン領域）に配置されている。ここで場合によりセンサ装置１は車両の別の 個所に配置してもよい。 図２には種々の乗員保護手段を有する車両を上から見た図が示されている。こ の乗員保護手段は本発明の装置により相互に個別に時間シフトされて選択的にト リガすることができる。図２の装置はこの場合ドライバーのためのフロントエア バッグ４１、助手席乗員のためのフロントエアバッグ４２、ドライバーのための サイドエアバッグ４３、助手席乗員のためのサイドエアバッグ４４、ドライバー のためのヘッドエアバッグ４５、助手席乗員のためのヘッドエアバッグ４６、後 部座席乗客のためのサイドエアバッグ４７、および種々のプリテンショナー装置 ４８を有する。内部に丸い矢印を有する図２の矢印により、車両の高さ軸線を中 心とした回転運動を発生させる衝突個所が示されている。車両の外側に示されて いる丸い矢印を有さない矢印はフロント衝突またはサイド衝突を示している。 図６には車両を前から見た図が示されている。内部に丸い矢印を有する中央の 矢印は長手軸線を中心とし た車両の傾動を発生させる衝突を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 異なる方向に配向された感度軸線を有する２つの加速度センサ（１１、 １２）を備えたセンサ装置（１）と、 前記加速度センサ（１１、１２）から送出された加速度信号（Ｌ、Ｑ）を評価 する評価回路（２）と、 少なくともｌつの乗員保護手段（４）に対するトリガ信号（Ｚ）を形成するト リガ回路（３）とを有する、 車両の乗員保護手段のトリガ装置において、 前記センサ装置（１）は、車両の高さ軸線を中心とした回転運動を検出する第 １の回転運動センサ（１３）を有しており、 該第１の回転運動センサにより第１の回転運動信号（ＨＡ）が送出され、 前記加速度信号（Ｌ、Ｑ）および前記第１の回転運動信号（ＨＡ）に依存して トリガ信号（Ｚ）が形成される、 ことを特徴とする車両の乗員保護手段のトリガ装置。 ２． 前記センサ装置（１）は、車両の長手軸線を中心とした回転運動を検出 する第２の回転運動センサ（１４）を有しており、該第２の回転運動センサ（１ ４）から送出された第２の回転運動信号（ＬＡ）に依存してトリガ信号（Ｚ）が 形成される、請求項１記載の 装置。 ３． 前記センサ装置（１）は、車両の横軸線を中心とした回転運動を検出す るための第３の回転運動センサ（１５）を有しており、該第３の回転運動センサ （１５）から送出された第３の回転運動信号（ＱＡ）に依存してトリガ信号（Ｚ ）が形成される、請求項１記載の装置。 ４． 前記トリガ回路（３）では、衝突時にトリガすべき１つまたは複数の乗 員保護手段が加速度信号（Ｌ、Ｑ）および第１の回転運動信号（ＨＡ）に依存し て乗員保護手段全体から選択される、請求項１記載の装置。 ５． 少なくとも１つの前記乗員保護手段（４）は、異なる乗員保護作用を有 する少なくとも２つの作動可能なステップを有しており、前記トリガ回路（３） は加速度信号（Ｌ、Ｑ）および第１の回転運動信号（ＨＡ）に依存して乗員保護 手段（４）の適切な保護ステップを選択するように構成されている、請求項１記 載の装置。 ６． 前記センサ装置（１）と前記評価回路（２）と前記トリガ回路（３）と は共通の制御装置（５）内に設けられており、該制御装置は車両の中央の領域に 配置されている、請求項５記載の装置。 ７．乗員保護手段（４）はフロントエアバッグ（４１、４２）およびサイドエ アバッグ（４３、４４、４ ７）を含む、請求項１記載の装置。 ８． 乗員保護手段（４）は横転時保護手段（４９）を含む、請求項２または ７記載の装置。 ９． 任意の乗員保護手段に対するトリガ信号（Ｚ）のいずれも加速度信号（ Ｌ、Ｑ）および第１の回転数信号（ＨＡ）に依存して形成される、請求項１記載 の装置。 10．前記トリガ回路（３）によりトリガ時点の信号（Ｔ）が加速度信号（Ｌ、 Ｑ）および第１の回転数信号（ＨＡ）に依存して求められ、乗員保護手段（４） は前記トリガ時点の信号（Ｔ）および前記トリガ信号（Ｚ）が同時に存在する場 合にのみトリガされる、請求項１記載の装置。