JP2008519720A - 乗員拘束装置を有する自動車 - Google Patents

Abstract

本発明は、予め定義された危険信号が安全センサシステム（２)の信号に応じて生成された場合には制御装置（１２)が起動信号を生成し、前記起動信号により乗員拘束装置（１４)が少なくとも１つの衝撃クッション（１３)により車両乗員（６)に作用する、乗員拘束装置（１４)を有する自動車（１)に関する。制御装置（１２)は、少なくとも車両加速度信号（ａ＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ)及びシートベルト（１５)の稼動又は稼動停止を表すベルト状態信号に応じて、危険信号を生成する。制御装置（１２)は、シートベルト（１５)が稼動停止されたことが確認され、かつシートベルト（１５)が稼動停止されると乗員の危険な前方移動がもたらされる車両加速度信号（a＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ)が出た場合には、乗員拘束装置（１４)を稼動停止する、及び／又は少なくとも所定の時間、少ないパワーで乗員拘束装置（１４)を稼動する。

Description

本発明は、請求項１の前段に詳細に定義されている種類の、乗員拘束装置を有する自動車に関する。

車両シート上に車両乗員を保持する「シートベルト」に加えて、自動車内に標準品として設置されている乗員拘束装置がまた、「エアバッグシステム」を含み、この「エアバッグシステム」は、使用されていない時には、収容空間内に、たとえばウィンドシールドの下又はダッシュボード／グローブコンパートメントカバーの領域内の足下の空間内に折り畳まれて配置されており、膨張する時にはそこから飛び出す、膨張式エアバッグを有する。エアバッグは、センサ制御式ガスジェネレータにより一時的に膨張し、乗員を保護するための風船状の衝撃クッションが形成され、その後しぼむ。

車両乗員の前方移動にできる限り早く対抗するために、車両乗員用の拘束手段が、一般に、車両の動きの動力学における危険な状況が確認される「プリクラッシュ段階」において起動され、最初に、シートベルトが、一般に、乗員の望ましくない動きを回避するよう、電子ベルトテンショナによって引っ張られる。これは、エアバッグなどの、クラッシュにより作動する拘束システム、又はたとえば伸縮可能なクッションなどの他の位置調整手段は、定義された乗員の位置においてのみ最適な保護効果を実施し得るためである。

この種の乗員拘束装置の稼動は、実際には、異なる走行状態データ及び車両の動きの動力学に関係する制御システムの状態を検出する安全センサシステムの信号を評価することによって行われる。この場合、車両の動きの動力学における危険な状態が確認されると、車両乗員用の拘束装置が、車両内にいる乗員の望ましくない動きを防止するよう稼動される。

自動車内の乗員を保護する、このような安全システムをオンにする方法の一例が、特許文献１に記述されており、ここでは、少なくとも１つの加速度センサによって出力された信号が評価され、危険信号が加速度センサの信号から導き出され、前記危険信号が乗員の予想される前方移動を表し、危険信号が予め決められた閾値を超えると、安全システムが稼動される。

しかし、ここでは、基本的に、車両乗員がシートベルトによってしっかりと固定されていなかった場合に、非常制動状況が思いがけず発生すると、特に、しっかりと固定されていなかった乗客が何の抑制もなく前方に動くという課題がある。エアバッグが起動されたたり、又は車両乗員の方向に衝撃クッションが伸びるような車両の衝突が発生すると、乗員のこのような望ましくない前方移動により、車両乗員の「アウトオブポジション」状況となり、このため、車両乗員が、エアバッグ出口開口部の又は伸縮自在の衝撃クッションの動作不能位置の近くであるために、これらの乗員拘束装置の一部でかなりの作用を受けるという影響が生じることがある。この場合、このような前方に移動した「アウトオブポジション」状況にいる車両乗員は、対応する乗員拘束装置の出口開口部の前で静止していることはなく、車両の衝突で生じる慣性力を受けやすくなることも考慮されるべきである。

独国特許出願公開第３８０３４２６Ａ１号明細書

したがって、本発明の目的は、前方に移動した車両乗員の状況が乗員拘束装置の起動中に、よりうまく考慮される、乗員拘束装置を備えた自動車を提供することである。

上記目的は、請求項１の特徴を有する本発明によって達成される。

したがって、乗員拘束装置を有する自動車の場合には、予め定義された危険信号が安全センサシステムの信号に応じて生成された場合には制御装置が起動信号を生成し、したがって、乗員拘束装置が少なくとも１つの衝撃クッションにより車両乗員に作用し、本発明に従って、制御装置は、少なくとも車両加速度信号及びシートベルトの稼動又は稼動停止を表すベルト状態信号に応じて危険信号を生成し、シートベルトが稼動停止されたことが確認され、かつシートベルトが稼動停止されると乗員の危険な前方移動がもたらされる車両加速度信号が出た場合には、少なくとも所定の時間乗員拘束装置を稼動停止する、及び／又は少ないパワーで乗員拘束装置を稼動するようにされる。

したがって、車両乗員がしっかりと固定されておらず、かつ乗員の望ましくない前方移動を生じさせる、定義された減速度の制動作用があると、衝撃クッションを用いて車両乗員に作用する乗員拘束装置は、一時的に稼動停止され、又は車両乗員に対して余りにも厳しい作用を回避するよう少ないパワーで稼動され、またより少ない力での又は予め定められた、状況に適応した力の変化による遅延稼動を提供することもできる。したがって、乗員拘束装置の起動により、しっかりと固定されていない車両乗員の位置が、乗員拘束装置による影響が不必要に厳しくなくかつ悪くないように適応される。

乗員拘束装置が起動された時の、しっかりと固定されていない車両乗員が晒される危険をできる限り正確に考慮するために、制御装置は、危険信号を生成するよう、特に車両の衝突に先行するプリクラッシュ段階において、車両加速度信号の大きさ及びその時間的変化を評価することが好ましい。

衝突に先行する時間内の車両減速度の変化の評価は、乗員拘束装置の一時的な稼動停止、又は車両乗員に作用するより少ない数の要素を用いた少ないパワーでの乗員拘束装置の稼動、を決定する際の中心的な要素である。

したがって、衝撃クッションとして展開可能なエアバッグを備えたエアバッグモジュールとしての乗員拘束装置の形態においては、エアバッグは、適宜異なるパワー又は力で、少なくとも２段階で展開され、シートベルトが稼動停止されたことが確認され、かつ乗員の危険な前方移動がもたらされる車両加速度信号が出た場合には、制御装置が、少ないパワーで又はより弱い起動力で１段階のみを起動するよう信号を出力するようにされ得る。公知の２段階エアバッグガスジェネレータの場合には、これは、シートベルトが稼動停止されたことが確認され、かつ乗員の危険な前方移動に相当する車両加速度信号が出た場合には、制御装置は、第１の段階のみ起動するよう信号を出力し、エアバッグの第２の段階又は適宜さらなる段階が稼動停止されるという意味であり得る。

本発明の好ましい実施形態においては、制御装置は、車両前後方向の加速度センサによって判断される減速度の大きさ、及び／又は車両左右方向の加速度センサによって判断される減速度の大きさを、車両加速度信号として評価するようにされ得る。この場合、これらの減速度の大きさから生じた減速度の大きさも、車両加速度信号として判断され、評価され得る。

上記の追加形態として又は代替形態として、制御装置は、車両前後方向の車速によって判断される減速度の大きさを車両加速度信号として評価することもでき、ここでは、車輪回転速度センサの出力信号を車速を表す信号として使用することもできる。

車両前後方向の加速度センサの信号、及び適宜、車両左右方向の加速度センサの及び／又は車輪回転速度センサの信号を使用することにより、車両の実際の減速度を考慮することができ、したがって、たとえば低い路面摩擦係数での非常制動、したがって非常に小さい車両減速度の場合には、乗員拘束装置の稼動停止が行われない、又は縮小した起動が行われる。

さらなる入力変数として、車両減速度の又は特定の減速度の大きさの有効持続時間が測定されることが好ましく、車両前後方向の加速度センサ、車両左右方向の加速度センサ、及び車輪回転速度センサにより、有効持続時間を確立することもできる。

エアバッグシステム内の乗員拘束装置の形態に加えて、さらに、衝撃クッションを備えた乗員拘束装置として、所望の移動可能な被衝撃体を設けることもでき、これを稼動することにより、その大きさ、硬さ、形状、及び位置が変更され得る。

乗員の危険な前方移動の定義は、極めて重要であり、車両加速度信号及びその有効持続時間から計算される前方移動距離が前方移動距離の閾値より大きい場合には、乗員の前方移動は、危険であると考えられることが好ましい。

この場合、前方移動距離の閾値は、ダッシュボード／グローブコンパートメントカバーと車両シートの又はその背もたれの最大後方位置との間の距離に応じて容易に定義され得るが、この最大前方移動距離は、車両シートの位置が、背もたれ上の乗員の上体から測定された最後尾箇所から、ダッシュボード／グローブコンパートメントカバーに最初に接触するまでの、車両の寸法コンセプトから生じる。この値は、車両の構造データから判断され、乗員拘束装置の起動アルゴリズム内に格納され得る。

最大前方移動距離は、車両シートの車両前後方向の調整及び背もたれの傾斜によって減少するので、たとえば、一般に電動シート調整装置の場合に存在する、車両シートの位置を検出する電子手段からの信号も使用され得る。

これに対して、本発明の一実施形態の場合には、乗員は、車両に対して自由に動くことのできる質量として表され、さらに、対応する補正値により、又はたとえばシート着座センサーにより又は乗員室モニター装置により判断され得る車両乗員の形態的データにおいて、乗員に対してできうるサポートを考慮し、乗員の位置についてのさらなる情報（この情報は、この種の装置によって利用可能となる)を、乗員拘束装置を稼動するよう、制御装置に出力するようにされ得る。

本発明による乗員拘束装置を備えた自動車のさらなる利点及び好ましい形態が、以下の記述、図面、及び請求項より明らかとなろう。

図面は、本発明に従って構成された自動車の例示的実施形態を示す概略図である。これについて、以下により詳細に記述する。

予防するよう作用する保護システムは、とりわけ、車両前後方向の車両加速度ａ＿ｘを判断する車両前後方向の加速度センサ４と車両左右方向の車両加速度ａ＿ｙを判断する車両左右方向の加速度センサ５とを有する運転状態センサシステムを備えた、安全センサシステム２を備える。さらに、運転状態センサシステムは、この信号により車速ｖ＿ｘが判断され得る、車輪回転速度センサ８、９、１０、及び１１を有する。

したがって、運転状態センサシステムは、動的な車両前後方向の及び動的な車両左右方向の運転状態情報を検出するよう、とりわけ、自動車１の、非常及びパニック制動、又はオーバステア、及び／又はアンダーステアを確認するよう構成される。勿論、運転状態センサシステムは、たとえばアンチロックブレーキシステム及び／又はエレクトロニック・スタビリティ・プログラムなどの、車両の動きの動力学に関係するさらなる機能と公知の方法で通信し、ヨー加速度、圧縮、及びリバウンド量、車高、アクセルペダルの動き、アクセルペダルの位置、ブレーキペダルの位置、ブレーキペダルの動き、操舵角、及び操舵角速度などの、車両の動きの動力学に関係する重要な変数のためのさらなる情報を検出し得る。

安全センサシステム２は、さらに、シートベルト１５のベルトバックル７を有する。このベルトバックルは、図面に、乗員６と共に乗客シート３に示されており、ベルト不使用又は使用の状態を検出する。

車両前後方向の加速度センサ４、車両左右方向の加速度センサ５、及び車輪回転速度センサ８、９、１０、及び１１と同様に、ベルトバックル７は制御装置１２に信号を渡し、この制御装置１２は、本明細書においては衝撃クッションとしての膨張式エアバッグ１３を備えたエアバッグモジュールとして設計される乗員拘束装置１４を稼動する。

安全センサシステム２の信号に応じて、制御装置１２は、危険信号を生成し、この危険信号と予め定義された閾値とを比較し、前記閾値を超えると、エアバッグモジュール１４用の起動信号を生成し、これに対応してエアバッグ１３を展開し、シートベルト１５が稼動停止されていることが確認され、かつシートベルト１５が稼動停止された場合に乗員の危険な前方移動がもたらされる車両加速度信号が出た場合には、少なくとも所定の時間エアバッグモジュール１４を稼動停止する、又は少ないパワーで稼動する、即ち、適宜遅延して、２段階の第１のみを稼動する。

具体的には、制御装置１２は、車両前後方向の加速度センサ４によって判断された減速度の大きさａ＿ｘ、及び車両左右方向の加速度センサ５によって判断された減速度の大きさａ＿ｙから、式

に従って、この結果生じる減速度の大きさａ＿ｒを計算し、前記この結果生じた減速度の大きさａ＿ｒを車両加速度信号として評価する。

その上、この場合、信頼性を検査するよう、車両前後方向の車両の減速度は、車輪回転速度センサ８、９、１０、１１を基準として判断された車速ｖ＿ｘから計算される。

制御装置１２のさらなる入力変数は、減速度の大きさの特定の有効持続時間ｔであり、この有効持続時間ｔは、この場合、それぞれが減速度値を検出するセンサによって検出される。

この例示的実施形態においては、エアバッグモジュール１４用の制御装置１２内に格納されている起動アルゴリズムにより、さらに、車両加速度信号ａ＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ及びそれらの有効持続時間ｔから計算された前方移動距離Ｓ＿１が、前方移動距離の閾値Ｓ＿ｍａｘより大きい場合、乗員の前方移動が危険であると定義されるようにされる。

前方移動距離Ｓ＿１は、関数
Ｓ＿ｌ＝（ａ＿ｒ＊ｔ^２）／２
に従って計算され得る。

本明細書においては閾値として役立つ最大前方移動距離Ｓ＿ｍａｘは、自動車１内部の幾何学的条件から生じるものであるが、この場合、乗客のシート３の背もたれ３Ａと乗員６の上体との接触面としてのダッシュボード／グローブコンパートメントカバー１６との間の距離は、最大前方移動距離Ｓ＿ｍａｘを容易に定義するよう役立つ。

計算された前方移動距離Ｓ＿１が予め定められた最大前方移動距離Ｓ＿ｍａｘより大きいと、危険信号が生成され、この結果、制御装置１２は、エアバッグモジュール１４用の起動信号を一時的に抑制する、又はエアバッグを適切に調節して起動するような起動信号を出力する。

言うまでもないことであるが、個々の信号を計算する際には、好適なフィルタ、信頼性の確認、及び補正係数を用いるが、これらは、それ自体充分に公知であり、したがって、ここでは詳細に記述しないこととする。

衝撃クッションを備えた乗員拘束装置の、本発明に従って設定される稼動は、しっかりと固定されておらず、かつ高い危険性を有する乗客に特に適しているが、適切に装備された乗員拘束装置も、適切に考慮された幾何学的条件を有する他のシートで使用され得る。

乗用車として又は商用車として具現化され得る、かつ予防するよう作用する保護システムが装備された、自動車１を示す極めて概略的な平面図である。

Claims (14)

1. 予め定義された危険信号が安全センサシステム（２)の信号に応じて生成された場合に制御装置（１２)が起動信号を生成し、乗員拘束装置（１４)が少なくとも１つの衝撃クッション（１３)により車両乗員（６)に作用する、乗員拘束装置（１４)を有する自動車であって、
   前記制御装置（１２)が、少なくとも車両加速度信号（ａ＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ)及びシートベルト（１５)の稼動又は稼動停止を表すベルト状態信号に応じて、前記危険信号を生成し、前記シートベルト（１５)が稼動停止されていることが確認され、前記シートベルト（１５)が稼動停止されると前記乗員の危険な前方移動がもたらされる車両加速度信号（ａ＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ)が出た場合には、少なくとも所定の時間前記乗員拘束装置（１４)を稼動停止する、及び／又は少ないパワーで前記乗員拘束装置（１４)を稼動することを特徴とする自動車。
2. 前記危険信号を生成するよう、前記制御装置（１２)が、特に車両の衝撃に先行するプリクラッシュ段階において、前記車両加速度信号（ａ＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ)を大きさ及びそれらの時間的変化について評価することを特徴とする請求項１に記載の自動車。
3. 前記制御装置（１２)が、車両前後方向の加速度センサ（４)によって判断される減速度の大きさ（ａ＿ｘ)を車両加速度信号として評価することを特徴とする請求項１或いは２に記載の自動車。
4. 前記制御装置（１２)が、車両左右方向の加速度センサ（５)によって判断される減速度の大きさ（ａ＿ｙ)を車両加速度信号として評価することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車。
5. 前記制御装置（１２)が、前記車両前後方向の加速度センサ（４)によって判断された減速度の大きさ（ａ＿ｘ)及び前記車両左右方向の加速度センサ（５)によって判断された減速度の大きさ（ａ＿ｙ)から、この結果生じる減速度の大きさ（ａ＿ｒ)を判断し、これを車両加速度信号として評価することを特徴とする請求項３及び４のいずれか一項に記載の自動車。
6. 前記制御装置（１２)が、前記車両の車両前後方向の車速（ｖ＿ｘ)によって判断された減速度の大きさを車両加速度信号として評価することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車。
7. 前記車速（ｖ＿ｘ)を表す車輪回転速度センサ（８、９、１０、１１)からの信号が、前記制御装置（１２)に出力されることを特徴とする請求項６に記載の自動車。
8. 前記制御装置（１２)が、前記車両加速度信号（ａ＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ)の有効持続時間（ｔ)を評価することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の自動車。
9. 前記乗員の前方移動が、前記車両加速度信号（ａ＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ)及びその有効持続時間（ｔ)から計算された前方移動距離（Ｓ＿１)が前方移動距離の閾値（Ｓ＿ｍａｘ)より大きい場合には危険であると定義されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の自動車。
10. 前記前方移動距離の前記閾値（Ｓ＿ｍａｘ)が、ダッシュボード／グローブコンパートメントカバー（１６)と車両シート（３)の最大後方位置との間の距離に応じて定義されることを特徴とする請求項９に記載の自動車。
11. 前記衝撃クッション（１３)が、展開可能なエアバッグであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自動車。
12. 前記エアバッグ（１３)が、少なくとも２段階で展開され、前記制御装置（１２)が、前記シートベルト（１５)が稼動停止されたことが確認され、かつ前記乗員の危険な前方移動がもたらされる車両加速度信号（ａ＿ｘ、ａ＿ｙ、ａ＿ｒ)が出た場合には、第１の段階のみを起動するよう信号を出力することを特徴とする請求項１１に記載の自動車。
13. 前記衝撃クッションが、ダッシュボード／グローブコンパートメントカバー（１６)の領域内に配置された、伸縮可能なクッション要素によって形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自動車。
14. 前記乗員拘束装置（１４)が、乗客のシート（３)に割り当てられることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の自動車。

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