JPH08509184A - 乗員位置検出手段を備えた調節可能な衝突弁別システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車両の衝突を弁別して安全拘束手段（10）を作動させる方法およびシステムは光学的車両乗員位置検出器（12）を使用して車両内の固定構造に対する乗員の位置を表すデータ（22）を発生する。データ（22）は続いて信号処理装置／弁別ユニット（26）によりパラメータ基準衝突弁別解析に判定基準として、および弁別しきい値を変えるような、弁別解析のパラメータを調節するのに、使用される。乗員位置データは、車両乗員の実際の状態に合わせるように弁別解析をリアルタイムで仕立てあげるシステムの能力によりシステム（10）に使用される弁別解析を最適化する。乗員位置は乗員（24）により反射散乱された光ビーム（34）の相対強度、または散乱角度の平均を検出することにより決定される。光学的、低しきい値安全化センサ（400）は更に、システムの校正、疑似乗員移動の弁別、および車両加速度を表すデータを発生するのに使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 乗員位置検出手段を備えた調節可能な衝突弁別システム ［産業上の利用分野］ 本発明は乗客安全拘束手段を作動、または配置させるのに使用される自動車両 衝突弁別シテスムに関し、更に詳細に述べれば、自動車両衝突弁別シテスムの信 頼性を改善する装置および方法に関する。 ［従来の技術］ 従来の車両衝突弁別システムは車両加速度を検知するのに典型的に車両に取り 付けられた少なくとも一つの機械的、電気機械的、または電子的加速度センサを 採用している。センサの出力は弁別回路に供給されて所定のしきい値と比較され る。所定のしきい値より大きければ、弁別回路は、エアバッグまたは受動的シー トベルト機構のような、乗客安全拘束手段を作動、または配置させる信号を出力 する。 しかし、従来の機械的または電気機械的加速度計基準の衝突弁別システムは安 全拘束手段を作動させるか否かを決定する際に乗員および乗客の状態の変化を計 算に入れていない。更に詳細に述べれば、従来の加速度計基準の衝突弁別システ ムは一般的に、平均的な男性、乗員が実際に存在し、、乗員がシートベルトを着 用していないといった、名目上の状態を仮定して設計されている。これら衝突状 態の仮定は車両の極度の減速が加速度計により検出されたとき安全拘束手段の正 しい作動を保障する必 要がある。このような仮定は、乗員が存在しない状況で、シートベルトが乗員に 対して十分な安全保護を行なっている場合の軽微な衝突状況、または乗員が安全 拘束手段に対して正しくない位置にあり、安全拘束手段が作動すると乗員を傷つ けてしまうような状況では、不必要な、望ましくない、またはタイミングの悪い 安全拘束手段の作動を必然的に引き起こしてしまう。 更に、各型式の車両は同一の衝突状況に対し、独特の仕方で構造的に反応する 。従来の加速度計基準の衝突弁別システムは車両の減速に基づき衝突状況を検出 するので、加速度計はそれを取り付ける特定の型式の車両に応じて校正しなけれ ばならない。特定の校正を必要とするこの要件は従来の加速度計基準の衝突弁別 システムの費用と煩雑性を付加してしまう。Matte，他の米国特許第5,118,134号 に開示されている他の既知の車両衝突弁別システムは、安全拘束手段を作動させ る時期を決定する際に車両乗員の前方変位および／または速度、および車両の加 速度の両者を測定している。乗員の前方変位または速度は超音波、光、またはマ イクロ波の信号を使用して測定される。車両加速度は第１のしきい値と比較され 、乗員の前方変位は第２のしきい値と比較され、乗員の速度は第３のしきい値と 比較される。安全拘束手段は第１のしきい値を超え、かつ第２または第３のしき い値を超えると作動される。 米国特許第5,118,134号に開示されているシステムは乗 員の変位または速度を測定することにより従来の加速度計基準の衝突弁別システ ムより信頼性を改善しているが、このシステムは安全拘束手段を作動させるため の判断基準としてプリセットしきい値を使用しているので、なお柔軟に対応する ことができない。この構成では衝突弁別システムが安全拘束手段を作動させる必 要性に影響を及ぼす種々の乗員状態に適応できない。 ［発明が解決しようとする課題］ それ故エアバッグのような安全拘束手段を作動または配置させる際に効率およ び信頼性のより高い車両衝突弁別システムの方法および装置を提供するのが本発 明の目的である。 本発明の他の目的は種々の車両乗員位置を連続的に検出して弁別解析を最適化 し、安全拘束手段を作動させる際に高い効率および信頼性を達成する車両衝突弁 別の方法およびシステムを提供することである。 本発明の他の目的は安全拘束手段を作動させる時期を決定するのに使用される 判定期間を調節し、その調節は車両乗員と車両内の潜在的衝撃点との間の距離、 およびその全期間にわたる距離の変化に基づく車両衝突を弁別する方法およびシ ステムを提供することである。 本発明の他の目的は車両乗員と車両内の潜在的衝撃点との間の距離を決定し、 この情報を弁別解析しきい値の調節に、および乗員安全拘束手段を作動させるか 否かを決定する判断基準として利用する車両衝突を弁別する方 法およびシステムを提供することである。 本発明の他の目的は光学的低しきい値加速度センサを利用して光学的乗員位置 検知手段を校正し、衝突状況により生ずる移動から無関係な乗員移動を弁別し、 車両加速度を表す出力信号を発生する車両衝突を弁別する方法およびシステムを 提供することである。 ［発明の開示］ 本発明の他の目的は実際の衝突状況により生ずる乗員位置の変化に関するデー タを測定し、記録する車両衝突を弁別する方法およびシステムを提供することで ある。 本発明によれば、車両衝突に応答して乗員安全拘束手段を作動させるのに使用 される弁別解析を最適化する方法およびシステムは、乗員の車両内の固定構造に 対する静的位置を連続的に検出し、検出した静的乗員位置を表すデータを発生し 、弁別解析に使用される所定の弁別しきい値を調節して安全拘束手段の作動が必 要であるか否かを検出された静的乗員位置を表すデータに基づき決定すること、 から構成されている。 また本発明によれば、静的車両乗員位置の変化を検出し、乗員の速度を検出し た位置変化に基づき決定する方法およびシステムが提供される。乗員の速度は所 定の速度しきい値と比較される。乗員の速度が速度しきい値を超えていれば安全 拘束手段が作動される。速度しきい値は静的乗員位置データに基づき調節するこ とができる。更に、車両加速度を表すデータを所定の加速度しきい値と 比較することができる。車両加速度を表すデータが加速度しきい値を超えていれ ば安全拘束手段が作動される。今度も、加速度しきい値を静的乗員位置データに 基づき調節することができる。 本発明によれば、乗員位置データは弁別解析をリアルタイムに特別仕立てして 車両乗員の実際の状態に合わせることによりシステムの全体としての効率および 信頼性を高めている。人間が占有する可能性のある車両内の指定区域に光のビー ムを送り、指定区域内の表面により反射散乱される光ビームの少なくとも一部の 二つの分散角の相対的強度レベルまたは平均を測定し、散乱表面と車両内の固定 構造との間の距離を強度レベルの測定値に基づいて決定することにより、乗員位 置が決定される。第１の実施例では、所定距離だけ離れている二つの異なる位置 で受けた反射散乱光ビームの強度レベルを検出し、散乱表面と固定構造との間の 距離を二つの異なる位置で検出された強度レベルの比に基づき決定することによ りその距離が決定される。 他の態様では、散乱表面と固定構造との間の距離は、光ビームを車両内の第１ の位置から送ることにより決定される。光検出の所定の角度を有する検出器を車 両内の第２の位置に設置する。第１および第２の位置は所定距離だけ離れている 。反射散乱した光ビームはレンズにより焦点を結び、検出器光検出区域内にスポ ットを形成する。この場合スポットの位置は光を受け取る角度を表している。光 検出区域内のスポットの位置はスポット位置を表す一組の出力を備えている感光 装置を使用して決定される。散乱表面と固定構造との間の距離は光を受け取る角 度によって決まる。 本発明の更に他の態様はシステムの校正を行ない、擬似的な乗員移動を認識し 、また車両加速度を表すデータを発生させるために光学的低しきい値安全化セン サを使用している。伝送光ビームの少なくとも一部は安全化センサ内に設置され た内部検知体の第１の端に導かれる。第１の端は反射率が既知の材料から構成さ れている。内部検知体は加速力に応答して第１の位置からセンサ内の第２の位置 まで移動する。第１の位置から第２の位置までの内部検知体の移動は内部検知体 の第１の端により反射散乱された光の強度レベル測定値に基づき検出される。内 部検知体の移動が検出されると車両の速度を表すデータが発生される。 本発明は下記の好適態様の詳細な説明と図面とにより一層理解されるであろう 。図面の簡単な説明 図１は本発明による乗員位置検出器を備えた自動車両衝突弁別システムの概略 図である。 図２は乗員位置を検出する第１の実施例の概略図である。 図３（a）−図３（c）は乗員位置を検出する第２の実施例の概略図である。 図４（a）−図４（c）は乗員位置を検出する第３の実施例の概略図である。 図５は乗員位置を図３（a）−図３（c）および図４（a）−図４（c）に示す実 施例に基づき検出する第４の実施例の概略図である。 図６（a）および図６（b）はそれぞれ関連乗員移動について全時間にわたり車 両内の固定構造に対する位置データを、および車両衝突に応答する乗員移動を描 いたものである。 図７は光学的低しきい値安全化センサを備えた車両衝突弁別システムの更に他 の実施例の概要図である。 ［好適態様の説明］ 図１を参照すると、本発明により各種乗員状態を検知する車両衝突基本乗員状 態弁別システム10が示されている。システム10は光学送信機16に接続されている 変調器14、および同期復調器20に接続されている光学受信機18から構成されてい る能動赤外線位置検出器12を備えている。復調器20は乗員24の車両内の潜在的衝 撃点に対する位置を表す出力22を発生する。出力22は信号処理装置／弁別ユニッ ト26に供給され、記憶装置36に格納され、下記に詳述のとおり、次に車両衝突弁 別解析、弁別パラメータの調節、および／またはデータ記録の決定判断基準とし て使用される。入力情報の解析に応答して、処理装置／弁別ユニット26は、エア バッグ38のような、一つ以上の乗客安全拘束手段の作動または配置を、少なくと も一 つの出力線28を経由して、または可聴または可視の警告装置40の作動を少なくと も一つの出力線30を経由して制御し、車両乗員24に危険な着席状態の可能性の警 報を発する。赤外線位置検出器12および信号処理装置26は車両バッテリー32から パワーを受ける。 システム10は車両の操舵カラムまたは計器板の上および／または中に取り付け られている。衝突時、システム10は通常の電気機械式加速度センサ、すなわち、 「加速度計」と本質的に同じ減速を経験する。しかし、乗員は車室構造に堅く固 定されていないので、乗員の運動、または衝突に対する反作用は通常の加速度計 とは幾分異なっている。システム10は乗員の車両内の固定構造に対する相対距離 および運動を測定する。下に一層完全に説明するように、処理／弁別ユニット26 より行なわれる進歩した信号処理技法は安全拘束手段の作動が必要な状況を識別 することができる。システム10は更にシートベルト使用の乗員運動特性を認識ま たは識別することができ、この形式の運動をシートベルトを使用していない乗員 の運動と区別することができる。進歩した信号処理技法による乗員の運動の認識 または識別により本発明のシステム10は、入射ビームを貫いて動く手または腕の ような、無関係な、または擬似の乗員運動をも区別することができる。 動作時、狭い赤外線ビーム34を運転者または乗客の予想位置に水平に導く。乗 員の衣服により散乱した光エネ ルギの少なくとも一部は受信機18により検出されるが、受信機18はビーム軸から 離れて設置されているので、受信機18は反射光強度および乗員の有無および前進 運動に関連する角度を検出することができる。赤外線ピーム34は信号34を変調す ることにより同じ波長の周囲光から区別される。最低10KHzが現存する多くの電 子的および光学的システムの範囲内で良好であり、乗客の移動をリアルタイムで 監視するのに十分速いので、約10KHz以上の変調周波数により受容可能な変調が 行なわれる。送信機16からの乗員の瞬時の距離の決定は、相対強度または光を受 け取る角度に基づく測定値を用いて一つまたは複数の検出器により検出される乗 員により散乱される光の相対強度に基づき行なわれる。 図２を参照すると、ｒ＝受信機18からの散乱面の距離として、光強度が１/r² に比例するという原理に基づき乗員の位置を決定する第１の態様100が示されて いる。１/ｒ²を利用する態様100においては、受信機18は既知の距離をおいて設 置され且つ入射光が反射散乱する点から異なる距離に設置されている一対のフォ トダイオード102および104から構成されている。受信機18は好適には送信ビーム 34と受信機18に当たる反射ビームの一部との間に比較的小さい角度θを生ずるよ うに送信機16に対して設置される。二つのフォトダイオード102および104が同じ 区域から散乱された光を確実に検知しているようにするため、ビームスプリッタ 108を使用して反射散乱光の半分を一方のフ ォトダイオードに、半分を他方に導く。ビームスプリッタを使用すると入射平面 内の角度変動を排除するのにも役立つ。これにより確実に距離の差だけがフォト ダイオードが受け取る光の相対強度に影響する因子になる。 受信機18の構造は更にビームスプリッタ108を検出器102および104に結合させ る光吸収壁114を備えた光通路110および112を備えている。光吸収壁114は更に検 出器102および104に反射する光を更に減らす隔壁を備えることができる。入射光 ビーム34を送信機16の中に設置された発光ダイオードまたは半導体レーザ116に より発生させ、続いてレンズ118によりコリメートして６乃至30インチの距離に わたり約１インチの一定直径を維持する光ビーム34を発生することができる。コ リメートビーム34は次に反射表面120、すなわち、乗車している場合には車両乗 員2４、によりすべての方向に散乱される。 検出器102と104との間の距離をＬ、最も近いフォトダイオード102までの反射 散乱点からの距離をｘと仮定する。したかって、１/ｒ²の原理のもとで、最も近 い検出器102での散乱光の強度は１/ｘ²に比例し、他方の検出器104での散乱光の 強度は１/（x+L）₂に比例する。視野が両検出器に対して同じであれば、 Ｉ₁/Ｉ₂＝（ｘ+Ｌ）²/ｘ² --→ ｘ＝Ｌ/［（Ｉ₁/Ｉ₂）^0.6−１］ したがって、二つのフォトダイオード102および104により検知される強度の比は 車両乗員までの距離ｘの尺度として役立つ。１/ｒ²の関係は物体からランダムに 散乱される光 についてのみ保持されることに注目すべきである。鏡面反射する光の強度は散乱 光と同じように距離の関数としては減衰しない。幸いにも、鏡面反射光を偏光子 を使用することにより除外することができる。鏡面反射光は入射光の偏りを保持 する傾向があるから、入射光を特定の方向、たとえば、垂直、に偏らせることが でき、反射散乱光を補足方向（水平）に偏らせることができる。反射散乱光はラ ンダムに偏っているから、散乱光の偏りは光強度の約半分を検出器102および104 に到達させるはずである。 図３（a）−図３（c）を参照すると、乗員の位置を受信光強度の三角測量に基 づいて決定する第２の態様200が示されている。先に説明した要素には類似の番 号を付けてある。更に詳細に述べれば、反射面120、すなわち、乗員、によりす べての方向に散乱されたコリメートビーム34は結像レンズ202により焦点を結び 、比較的小さいスポット204を２セル検出器206上に形成する。図３（b）に示す ように、２セル検出器206は一対の隣接フォトダイオード検出器208および210か ら構成されている。レンズ202のアパーチャは検出器206に到達する散乱光の一部 を選択するから、検出器上のスポット204は図３（c）に示すように、ビーム34の 軸と検出器に到達した反射散乱光の軸との間の角度αが変わると移動する。 フォトダイオード検出器208および210に到達する反射光線の方向は結像レンズ 202の中心の位置および反射面120 が入射ビーム32を切る点の位置により決まる。したがって、フォトダイオード20 8および210で光を受ける特定の角度αは反射面までの距離ｘによつて変わるだけ である。この角度はtanα＝ｂ/ｘによって決まる。ここでｘは光源から反射面ま での距離であり、ｂは送信機と検出器との所定の横方向分離である。角度αが変 わるにつれて、二つのダイオード208および210か受ける放射束の相対量も変わる 。ダイオード208および210はダイオート208および210が受ける光の相対量に比例 するそれぞれの電流出力Ｉ₁およびＩ₂を発生する。検出器出力電流の信号処理は 電流の振幅非依存比を計算して散乱面120での反射変動を補正することから構成 される。相対強度の比はスポット204の位置を決定して角度α、したがって反射 面120までの距離ｘの良好な尺度を提供する 。 図４（a）−図４（c）を参照すると、態様200と同様の受光強度の三角測量を 採用するが、２セル検出器206を位置感知検出器（ＰＳＤ）302で置き換えてある 、乗員の位置を決定する第３の態様300が示されている。ＰＳＤ302は、図４（b ）に示すように、それに対して上端および下端304および306からの出力電流Ｉ₁ およびＩ₂の差がスポットの垂直位置の尺度を与える分布感光装置である。図４ （c）に示すように、角度αが変わると、反射光が結像する位置がＰＳＤ302を横 断して変わる。二つの電流出力Ｉ₁およびＩ₂の比は光強度の中心がＰＳＤ302を 横断して移動するにつれて変わり、したがって角度αの尺度となる。それで乗員 24までの距離ｘを、上に説明した態様200と類似の仕方で決定することができる 。 図５に示すように、２セル検出器またはＰＳＤ310、および結像レンズ312を備 えている第２の受信機308は第１の２セル検出器206またはＰＳＤ302からのコリ メート入射ビーム34の反対側に設置することができる。図５に示す構成は、入射 ビーム34の反対側に設置した追加受信機308の使用により入射ビームを横断する 反射率の変動により生する入射ピームの移動が補償されるので、乗員位置の一層 正確な検出を行なうことができる。更に詳細に述べれば、反射面の反射率の変動 は反射散乱光ビームの中心を光ビームの幾何学的中心から移動させる。中心点の 移動は受信光ビームの角度を変える可能性がある。光ビームの反対側に設置した 二つの別々の受信機を使用すればシステム10が反射散乱光ビームの中心の移動に かかわらず距離の正確な決定を行なうことができる。 本発明によれば、信号処理装置／弁別ユニット26は光学位置検出器12により発 生された乗員位置を表す情報を解析することができるパラメータ基準アルゴリズ ムを利用して衝突状況を決定し、および／または弁別パラメータを調節する。光 学位置検出器12からのデータは格納し、後に信号処理装置26により固定車両内部 構造に対して追跡し、乗員の有無、乗員の速度（全期間にわたる乗員距離の変化 ）、乗員加速度（全期間にわたる乗員速度の変化）、および各種乗員着席状態、 たとえば、ハンドルまたは計 器板のような潜在的衝撃点からの距離、潜在的衝撃点対して潜在的に危険な位置 にある乗員、および乗員のシートベルトの使用のような、各種弁別パラメータを 決定することができる。シートベルトの使用の確認は乗員の速度または加速度の 測定値に基づいて予測することができる。 更に、弁別解析を行なうことができる特定の判断ウィンドウのような判断パラ メータを特定検出乗員状態に従って調節し、弁別解析の効率または安全拘束手段 の作動を改善することができる。また、処理装置26は時間に対する位置情報を格 納し、追跡するから、手の揺れ、腕の移動などのような、無関係な乗員移動を衝 突状況により生ずる移動から区別することができる。これを車両内の固定構造に 対する腕の揺れを表す乗員位置対時間データのプロットを示す図６（a）に示し てあり、図６（b）は同じ固定構造に対する衝突状況の間の乗員を表すデータの プロットを示す。それ故、本発明では、車両衝突弁別システム10はハンドルおよ び計器板のような潜在的衝撃点に対する運転者および／または乗客の位置の高周 波測定値を発生し、且つ安全拘束手段作動の決定を最適にするようにその情報を 処理するように設計されている。システムは人間が密接しすぎているときはエア バッグの展開を差し控えることができる。エアバッグを膨らます爆発力はエアバ ッグに密接している人間に本質的危害を加えることができる。従って、本発明は エアバッグを展開 することを差し控えることにより傷害を防止することができる。 システム10は車両内の潜在的衝撃点に対する乗員の実際の位置、速度、加速度 を測定することもでき、これら測定値を進歩した信号処理技法と関連して使用し て、本発明は乗員安全拘束手段の展開決定に役立つ情報の量を大幅に増大する。 本発明は衝突弁別解析を、リアルタイムで使用することができる車両乗員の位置 情報を供給して許容時間対起爆期間およびしきい値のような判断パラメータを調 節することにより衝突弁別解析を大幅に改善する。判断パラメータを調節できる ことによりシステムは特定の乗員の状況に合うように展開決定を特別に仕立てる ことができる。 本発明のこの局面を幾つかの例を用いて説明する。最初に、車両乗員がシート ベルトを着用している限界に近い低速度衝突を考える。弁別解析に利用できる乗 員の実際の運動に関する情報が存在しなければ、弁別システムは最悪の場合の仮 定、すなわち、シートベルトが使用されていず、エアバッグを展開するという仮 定をしなければならない。シートベルトは乗員が傷害を引き起こす力によって物 体に衝突するのを防ぐから、この状況におけるエアバッグの展開は実際には不必 要であり、望ましくない。 第２の状況は、運転者が膨らみ区域の外側にはあるが平均よりハンドルに近く 座る場合である。この状況での エアバッグの実際に起爆すべき時間は、標準の所用起爆時間より少ない。標準の 所要起爆時間はハンドルから平均距離離れて座っている平均的人物が膨らみ区域 内に移動するのに、要する時間を基準にしているからである。人間までの実際の 距離を測定することにより、本発明は弁別解析の判断ウィンドウを調節してエア バッグの実際の起爆時間を短くして幾分早く展開して運転者がハンドルに当たる ことから保護し、膨らむエアバッグからの傷害を防止することができる。加えて 、弁別解析に使用されるしきい値は運転者が平均よりハンドルに近く座っている ことに応答して下げることができる。 第３の状況は、運転者はハンドルから平均距離より幾分遠くに座る場合である 。この状況では、エアバッグの実際に起爆すべき時間は望ましくは標準の所要起 爆時間より長い。弁別解析の判断ウィンドウを調節して実際の起爆時間を長くし 、更に多い情報を解析する弁別解析に時間を追加することができる。一層多くの 情報を解析する能力は一層確実な決定を行なう。更に、運転者と潜在的衝撃点と の間の距離が増大しているため、弁別解析に使用するしきい値を大きくすること ができる。 更に、複数の乗員位置検出器がデータ記録装置に沿って車両内に設置されてい れば、現実の衝突に応答して人体がどう動くかを追跡することにより解析的調査 を行なうことができることは注目に値する。したがって、記録装置から検索され る乗員位置情報は衝突時人間がどう動 くかの一層詳細な知識を提供することができ、その移動をリアルタイムで追跡す る能力は乗客安全拘束手段を新しい進歩の発展に導くことができる。 図７を参照すると、補足的、光学的、低しきい値安全化センサ400を組み込ん だ乗客状態弁別システム10の更に他の態様が示されている。安全化センサ400は 、中に円筒通路404が形成されているハウジング402、および通路404にある磁気 検知体406から構成され、この検知体は磁気的に透過性の要素408により通路404 内部の第１の端に設置されている止め要素410に対して初期の位置に磁気的にバ イアスがかけられている。このような加速度が検知体の磁気的バイアスに打ち勝 つと、検知体406はハウジング402の加速度に応答して、最初の位置から通路内の 第２の位置まで変位する。導電リング412、たとえば銅管、のような減衰手段が 通路404を取り囲んで、通路404内部の磁気検知体の変位中磁気検知体406に対す る磁気減衰を行なう。安全化センサ400の磁気検知体406は、Behrの米国特許第4, 077,091号に教示されているような磁気的に減衰する試験可能な加速度計と同様 に機能する。（該特許を参照されたい。） 図７に示したように、コリメート入射ビーム34の一部はビームスプリッタ414 およびミラー416、または代わりにファイバー光学ケーブル、のような適切な光 学的結合構造により通路404の第２の端に供給される。コリメート入射ビームは ビームが検知体406の端面に固定されている 既知反射率の散乱面418、たとえは、布、により反射散乱される通路404を水平に 再案内される。赤外線検出器422および同期復調器424から成る受信機420は反射 散乱した光の少なくとも一部を受けるように通路404の第２の端に対して設置さ れている。検知体406の固定入射光源に対する距離ｄは図２−図４に関して上に 説明したように散乱光の強度を検出することにより計算することができる。同期 復調器424により得られたデータは出力426として信号処理装置／弁別ユニット26 に供給されて格納および／または解析される。 さらに、本発明において安全化センサ400を用いると車両衝突弁別システム10 に対して幾つかの有利な長所を示す。第１に、安全化センサ400はシステム10を 校正する仕方を与える。検知体406により散乱された光の強度は最初の位置にあ る間実質上一定であり、それにより入射光ビーム34の伝送を補正または調節する ことができる。更に、検知体406の端に取り付けられた散乱面418の反射率は既知 であるから、システム10は黒いベルベットのような低反射率の材料を着用してい る乗員が入射ビーム34の低反射を行なっていない状態を、それぞれの出力22およ び426の比較に基づいて、検出することができる。したかって、システム10は乗 員の低反射率を適切に補正することができる。 第２に、安全化センサ400は、受信機18の前で揺れている手のような擬似乗員 移動を識別する際に処理装置／弁 別ユニット26を補足する。信号処理装置26は受信機18により発生されるデータの ため乗員の移動を検出することができる。しかし、安全化センサ400の検知体406 が移動しなければ、信号処理装置26は乗員移動は車両加速度に応答するものでは ないと考えることができる。 第３に、安全化センサ400は検知体406の移動に応答して出力426で発生された データがを時間に対して２回微分して車両加速度を決定することができるから、 弁別解析に使用する別のデータを提供する。次にパラメータ基準アルゴリズムで 車両加速度データを乗員状態／位置データと共に利用して一層確実な衝突弁別お よび安全拘束手段の作動を行なうことができる。 好適に、検知体406の移動の距離測定は無摩擦検知体が車両加速度にどう反応 するかに基づくべきである。しかし、上に説明したように、安全化センサ400は センサ400に非常に低しきい値の衝突および粗い道路状態のような条件に影響さ れないようにするのに検知体406のバイアスおよび減衰の双方を利用している。 検知体406のバイアスおよび減衰は信号処理装置ユット26に対して不正確な運動 測定値を提供する。検知手段の移動に及ぼすバイアスおよび減衰の影響は良く理 解されており、したがって本発明では、信号処理装置ユット26は好適に出力426 からのデータを、弁別解析で使用する前にデータを有効に「減衰しない」因子で 修正する。したがって、「無摩擦」検知体に基づく移動測定は上に説明した安全 化センサ400で得 ることができる。 本発明の好適態様を能動赤外線位置検出器12を使用して説明してきたが、本発 明には超音波センサまたはマイクロ波センサを利用する受容可能な能動、または 受動の検知装置を利用するものも含まれる。更に本発明の好適態様は専ら説明用 になされたものであり、ここに開示した各種構造および動作の特徴はそのどれも 請求の範囲を逸脱しない限り多数の変形を包含し得るものである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年３月９日 【補正内容】 更に多い情報を解析する弁別解析に時間を追加することができる。一層多くの情 報を解析する能力は一層確実な決定を行なう。更に、運転者と潜在的衝撃点との 間の距離が増大しているため、弁別解析に使用するしきい値を大きくすることが できる。 更に、複数の乗員位置検出器かデータ記録装置に沿って車両内に設置されてい れば、現実の衝突に応答して人体がどう動くかを追跡することにより解析的調査 を行なうことができることは注目に値する。したがって、記録装置から検索され る乗員位置情報は衝突時人間がどう動くかの一層詳細な知識を提供することがで き、その移動をリアルタイムで追跡する能力は乗客安全拘束手段を新しい進歩の 発展に導くことができる。 図７を参照すると、補足的、光学的、低しきい値安全化センサ400を組み込ん だ乗客状態弁別システム10の更に他の態様が示されている。安全化センサ400は 、中に円筒通路404が形成されているハウジング402、および通路404にある磁気 検知体406から構成され、この検知体は磁気的に透過性の要素408により通路404 内部の第１の端に設置されている止め要素410に対して初期の位置に磁気的にバ イアスがかけられている。このような加速度が検知体の磁気的バイアスに打ち勝 つと、検知体406はハウジング402の加速度に応答し、最初の位置から通路内の第 ２の位置まで変位する。導電リング412、たとえば銅管、のような減衰手段が通 路404を取り囲んで、通路404内部の磁気検知 体の変位中磁気検知体406に対する磁気減衰を行なう。安全化センサ400の磁気検 知体406は、Behrの米国特許第4,827,901号に教示されているような磁気的に減衰 する試験可能な加速度計と同様に機能する。（該特許を参照されたい。）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キャペル，ウオルター イー. アメリカ合衆国 ミシガン州48076，サウ スフィールド，メドウッド 15701 (72)発明者 スウェイズ，キャロリン エー. アメリカ合衆国 ミシガン州48167，ノー スビル，シルバー スプリング ドライブ ＃202 19149

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両の衝突に応答して車両乗員安全拘束手段を作動させるシステムに使用す る弁別解析を最適化する方法において、 車両内の固定構造に対する車両乗員の静的位置を連続的に検出する工程、 検出した静的乗員位置を表すデータを発生する工程、 および 安全拘束手段の作動が必要であるか否かを決定する弁別解析に使用する弁別し きい値を検出した静的乗員位置を表すデータに基づいて調節する工程、 から構成される方法。 ２．静的車両乗員位置の変化を検出する工程、 検出した位置の変化に基づき乗員の速度を決定する工程、 乗員の速度を所定の弁別しきい値と比較する工程、および 乗員の速度がしきい値を超えていれば安全拘束手段を作動させる工程、 をさらに備えている請求項１に記載の方法。 ３．車両加速度を表すデータを受け取る工程、 車両加速度を表すデータを所定の弁別しきい値と比較する工程、および 車両加速度を表すデータがしきい値を超えていれば安全拘束手段を作動させる 工程、 を備えている請求項１に記載の方法。 ４．車両乗員の静的位置を連続して検出する工程が、 車両内の、人間が占有する可能性のある指定区域に光のビームを送る工程、 指定区域内の表面により反射散乱される光ビームの少なくとも一部を受け取る 工程、 受け取った光ビームの少なくとも一部の強度レベル、または光ビームを受け取 る角度、を測定する工程、および 散乱表面と車両内の固定構造との間の距離を強度レベルまたは角度の測定値に 基づいて決定する工程、 から構成されている請求項１に記載の方法。 ５．散乱表面と固定構造との間の距離を決定する工程が、 所定距離だけ離れた二つの異なる位置で反射散乱光ビームの強度レベルを検出 する工程、および 二つの異なる位置で検出した強度レベルの比に基づき散乱表面と固定構造との 間の距離を決定する工程、 から構成されている請求項４に記載の方法。 ６．散乱表面と固定構造との間の距離を決定する工程が、 車両内の第１の位置から光のビームを送る工程、 反射散乱光ビームを結像して第２の位置に設置された検出手段上にスポットを 形成する工程であって、第１および第２の位置は所定距離だけ離れており、該検 出手段は該検出手段上のスポットの位置を表す出力を発生す るものである工程、 反射散乱光ビームを受け取る角度を検出手段上のスポットの位置に基づき決定 する工程、および 散乱表面と固定構造との間の距離を反射散乱光を受け取る角度に基づき決定す る工程、 から構成されている請求項４に記載の方法。 ７．結像する工程が、反射散乱光ビームを結像して、反射散乱光を異なるそれぞ れの角度で受け取るような向きに設置されている複数の検出器手段の各々の上に スポットを形成すること、および 散乱表面と固定構造との間の距離を決定された複数の角度に基づき決定し、そ れにより散乱表面上の変化する反射パターンが反射散乱光ビームに及ぼす影響を 減らすこと、から構成されている請求項６に記載の方法。 ８．光ビームの少なくとも一部を車両の加速度を検知する手段の内部検知体の第 １の端に導く工程であって、 前記内部検知体は加えられた加速力に応答して第１の位置から第２の位置まで 移動することができ、前記第１の端は反射率が既知の材料から構成されているも のである前記工程、 内部検知体の第１の端により反射散乱される光ビームの少なくとも一部の強度 レベルを測定する工程、および 第１の位置から第２の位置までの内部検知体の移動を内部検知体の第１の端に より反射散乱された光の強度レ ベル測定値に基づき検出する工程、 をさらに備えている請求項４に記載の方法。 ９．車両安全拘束手段を作動させる方法であって、 車両内の、人間が占有する可能性のある指定区域に光のビームを送る工程、 指定区域の表面により反射散乱される光ビームの少なくとも一部の、相対強度 レベルまたは散乱角の平均を測定する工程、 散乱表面と車両内の固定構造との間の距離を相対強度レベルまたは散乱角の平 均の測定値に基づき決定する工程、 全期間にわたり散乱表面と固定構造との間の距離の変化を決定する工程、 安全拘束手段の作動が必要であるか否かを弁別するのに使用される弁別しきい 値を散乱表面と固定構造との間の距離に基づき調節する工程、 全期間にわたる散乱表面と固定構造との間の距離の変化を所定のしきい値と比 較する工程、および 距離の変化がしきい値を超えていれは、安全拘束手段を作動させる工程、 から構成されている方法。 １０．車両の衝突に応答して車両乗員安全拘束手段を作動させるシステムにおい て、 車両内の固定構造に対する車両乗員の静的位置を連続して検出する手段、 検出手段に応答して検出した静的乗員位置を表すデータを発生する手段、お よび 乗員安全拘束手段を作動させる必要のある車両衝突を弁別する手段から成り 、前記弁別手段は弁別解析に使用する所定の弁別しきい値を備えている処理手段 、および 検出された静的乗員位置を表すデータに応じて弁別しきい値を調節する手段 、 から構成されているシステム。 １１．処理手段が、 静的車両乗員位置の変化を検出する手段、 乗員の速度を検出された位置の変化に基づいて決定する手段、 乗員の速度を所定の弁別しきい値と比較する手段、および 乗員の速度がしきい値を超えていれば安全拘束手段を作動させる手段、 をさらに備えている請求項１０に記載のシステム。 １２．車両の加速度を表すデータを受け取る手段、および 前記処理装置手段は更に車両の加速度を所定の弁別しきい値と比較する手段 、および車両の加速度を表すデータがしきい値を超えていれば安全拘束手段を作 動させる手段、を備えた処理手段をさらに備えている 請求項１０に記載のシステム。 １３．前記静的位置検出手段が 光のビームを車両内の、人間が占有する可能性のある指定区域に送る手段、 指定区域内の表面により反射散乱される光ビームの少なくとも一部を受け取 る手段、 受け取ったビームの少なくとも一部の強度レベル、または光ビームを受け取 る角度、を測定する手段、および 散乱表面と車両内の固定構造との間の距離を強度レベルまたは角度の測定値 に基づいて決定する手段、 から構成されている請求項１０に記載のシステム。 １４．加えられる加速力に応答して第１の位置から第２の位置まで移動し得る慣 性検知体を有する車両の加速度を検知する手段であって、前記慣性検知体には反 射率が既知の材料から成る第１の端を有するものである前記手段、 送られた光ビームの少なくとも一部を前記慣性検知体の前記第１の端に導 く手段、 前記第１の端により反射散乱される光ビームの少なくとも一部の強度レベ ルを測定する手段、および 第１の端から第２の端までの前記慣性検知質量の移動を前記第１の端によ り反射散乱された光の強度レベルの測定値に基づき検出する手段、 をさらに備えている請求項１３に記載のシステム。 １５．静的位置検出手段が、 光のビームを車両内の、人間が占有する可能性のある指定区域に送る手段、 指定区域内の表面により反射散乱される光ビームの少なくとも一部を受け取る 手段、 受け取った光ビームの強度レベルを所定距離だけ離れている二つの異なる位置 で検出する手段、および 散乱表面と固定構造との間の距離を二つの異なる位置で検出した強度レベルの 比に基づき決定する手段、 から構成されている請求項１０に記載のシステム。 １６．静的位置検出手段が、 車両内の第１の位置に設置されて光のビームを車両内の、人間が占有する可能 性のある指定区域に送る手段、 第１の位置から所定距離だけ離れている第２の位置に設置されている検出手段 、 反射散乱される光ビームの少なくとも一部を結像して前記検出手段上にスポッ トを形成する手段であって、前記検出器手段は前記検出器手段上のスポットの位 置を表す出力を発生するものである前記手段、 前記検出器手段の出力に応答して反射散乱光ビームを受け取る角度を決定する 手段、および 散乱表面と固定構造との間の距離を決定された角度に基づき決定する手段、 から構成されている請求項１０に記載のシステム。 １７．静的位置検出手段が、 車両内の第１の位置に設置され、光のビームを車両内の、人間が占有する可能 性のある指定区域に送る手段、 第１の位置から所定距離だけ離れている各異なる位置に設置されている複数の 検出手段、 反射散乱される光ビームの少なくとも一部を前記複数の検出手段各々の上に結 像してスポットを形成する手段であって、前記複数の検出手段はその上にそれぞ れ形成されたスポットの位置を示す出力を発生するものである手段、 前記複数の検出手段の出力に応答して反射散乱光ビームがそれぞれ前記複数の 検出器手段の各々で受け取られる角度を決定する手段、および 散乱表面と固定構造との間の距離を複数の決定された角度に基づき決定し、そ れにより反射散乱光ビームが散乱表面上の変化する反射パターンから受ける影響 を減らす手段、 から構成されている請求項１０に記載のシステム。