JP2009504497A - 車両用コンタクトセンサシステム - Google Patents

Abstract

本発明はバンパー（１０）に設けられた少なくとも１つの第１のセンサユニット（１２，１４，１６）を備え、それらの第１のセンサデータが歩行者保護システムの活動化のために評価可能である車両用コンタクトセンサシステムに関している。本発明によれば、車両フロント領域に設けられた少なくとも１つの第２のセンサユニット（２２，２４，２６）の第２のセンサデータが乗員保護システムの活動化のために評価可能であり、評価及び制御ユニット（３０）が少なくとも１つの第１のセンサユニット（１２，１４，１６）の第１のセンサデータと少なくとも１つの第２のセンサユニット（２２，２４，２６）の第２のセンサデータを、歩行者保護システム及び／又は乗員保護システムの活動化のために組合わせて評価している。

Description

本発明は請求項１の上位概念による車両用コンタクトセンサシステムに関している。

車両との衝突の際に歩行者を保護するためには車両内に歩行者保護システムが設けられる。このシステムは例えばバンパーカバー内に集積された加速度センサユニットを介して活動化される。この場合には例えば２つのセンサユニットが中央の車両長手軸に対して対称的にバンパーカバー内側に集積され得る。

歩行者保護システムのためのセンサユニットの他に車両前方領域にはさらに別の加速度センサユニットがいわゆるアップフロントセンサ系として配置され得る。これらは前面衝突の間に乗員保護手段を活動化させるためのさらなる付加情報、例えばオフセット情報、クラッシュ閾値情報、衝突対象との最初の接触に関する情報などを提供し得る。乗員保護手段を活動化させるためには中央センサか又は中央の車両長手軸に対して対称的に配設された２つのセンサユニットが用いられる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１４５６９８号明細書からは、車両用のセンサシステムが開示されている。ここに記載されているセンサシステムは複数のバンパーセンサを含んでおり、これらのセンサは車両の横方向で相互に離間されてフロントバンパーに取付けられている。さらにバンパーセンサの出力信号に依存して歩行者保護システムを活動化させるための制御機器が含まれている。この制御機器はそのつどのバンパーセンサによって検出された加速度値を変形速度に変換し、この場合相互に隣接するセンサに割当てられる変形速度が加算される。加算された変形速度が所定の閾値を上回ると、歩行者保護システムが制御機器によって活動化される。

発明の利点
それに対して本発明の独立請求項の特徴部分に記載されている車両用コンタクトセンサシステムが有している利点は、歩行者保護システム及び／又は乗員保護システムの活動化のための評価及び制御ユニットが、バンパーに設けられた少なくとも１つの第１のセンサユニットによって検出された第１のセンサデータと、車両フロント領域に設けられた第２のセンサユニットによって検出された第２のセンサデータを組合わせて評価していることである。それにより、歩行者保護システムの活動化のためのセンサユニットと、乗員保護システムの活動化のためのセンサユニットが有利な形式で組合わされ、当該コンタクトセンサシステムの衝突識別と対象クラス分けの際の能力を高めている。このような第１のセンサデータと第２のセンサデータの組合わせによって、コンタクトセンサシステムの機能性が拡張され改善され得る。それにより例えば高度な剛性とより良好な妥当性識別が達成され、さらに１つまたは複数のセンサユニットが節約できる。例えば乗員保護システムの活動化のための所定の機能性を歩行者保護システムの活動化のための第１のセンサユニットに伝送できれば、１つまたは複数のセンサユニットを節約でき、あるいは歩行者保護システムの活動化のための所定の機能性を乗員保護システムの活動化のための第２のセンサユニットに伝送できれば、１つまたは複数のセンサユニットが節約できる。

従属請求項に記載された手段と改善構成によって独立請求項に記載されている車両用コンタクトセンサシステムの有利な変化実施例が可能となる。

特に有利には評価及び制御ユニットが例えば中央の車両長手軸に対して対称に配置されている少なくとも２つの第１のセンサユニットの第１のセンサデータと、中央の車両長手軸に対して対称に配置されている２つの第２のセンサユニットの第２のセンサデータを評価している。この場合前記第２のセンサユニットは例えば車両フロント領域のクロスメンバー及び／又はラジエータホルダ及び／又はＺピラーに配設されている。それにより歩行者衝突の識別に対する確個とした決定能力とフロントクラッシュの良好でかつ早期の特徴付けが得られるようになる。その際には第１のセンサユニットはその衝突点が最も先端に近いために非常に早期時点でのクラッシュ識別を可能とし、特にオフセット衝突が早期に識別され、その際の衝突点も非常に早い時点で検出できる。フロントクラッシュの際には第１のセンサユニットの方が第２のセンサユニットよりも早期にクラッシュ閾値ないしは所定の閾値を上回る。なぜなら第１のセンサユニットはそのバンパーへの配置構成によって衝突箇所近傍に第２のセンサユニットよりもはるかに近い存在となるからである。さらに第１のセンサユニットはバンパー構成部の比較的幅広い構成部分に配設され、それによって車両の横方向メンバーと縦方向メンバーに対するつながりが小規模ではなくなる。つまりこのことはバンパー構成部が衝突開始時点において既に変形を被り、この変形が第１のセンサユニットによって検出可能となることを意味する。それに対して衝突方向から見てさらに後方に配置されている第２のセンサユニットではまだ何も検出されないかまたは少なくとも極僅かな遅延を検出する。それ故に前記評価及び制御ユニットは、衝突時点の検出のために及び／又はクラッシュタイプの検出のために及び／又は妥当性検査のために第１のセンサユニットの第１のセンサデータを評価する。さらに前記評価及び制御ユニットは、クラッシュ閾値の算出のために及び／又は歩行者衝突の識別のために及び／又はフロントクラッシュの識別のために前記第１のセンサデータを第２のセンサデータと比較する。このセンサデータの比較の際には前記評価及び制御ユニットは、第１のセンサデータが所定の第１の閾値を上回る第１の時点と、第２のセンサデータが所定の第２の閾値を上回る第２の時点との間の差分を求め、それによって歩行者の衝突をフロントクラッシュから区別している。このような第１のセンサデータと第２のセンサデータの組合わせによって有利には車両中央に配置されるセンサユニットを省略することが可能となる。この中央に配置されるセンサユニットは通常はフロントクラッシュの際のクラッシュ閾値と衝突時点とオフセットの検出に用いられるものである。

代替的に前記評価及び制御ユニットは、中央の車両長手軸に対して対称に配置されている少なくとも２つの第１のセンサユニットの第１のセンサデータと、車両前方の中央領域に配置されている１つの第２のセンサユニットの第２のセンサデータを評価する。この配置構成は第２のセンサユニットの節約を可能としており、この場合フロントクラッシュの評価に必要とされる機能は第１のセンサユニットに請け負われている。前記評価及び制御ユニットは、衝突時点の検出のために及び／又はクラッシュタイプの検出のために及び／又は妥当性検査のために２つの第１のセンサユニットの第１のセンサデータを評価する。また前記評価及び制御ユニットは、歩行者衝突の識別のために及び／又はフロントクラッシュ識別のために第２のセンサデータを第１のセンサデータと比較する。さらに前記評価及び制御ユニットは、フロントクラッシュの際のクラッシュ閾値の算出のために、第２のセンサデータを、車両中央に配置されているセンサユニットのデータと比較する。また歩行者衝突の際には第２のセンサユニットがクラッシュ閾値を供給する。第２のセンサユニットがノイズ閾値を上回ると直ちにセンサ信号が例えば順方向積分か又はその他の数学的演算を施される。オフセットによって重み付けられた第２のセンサ信号（これは第１のセンサデータの分析から求められる）は、クラッシュ閾値に対する尺度となる。

代替的に前記評価及び制御ユニットは、バンパー中央に配置されている第１のセンサユニットからの第１のセンサデータと、中央の車両長手軸に対して対称に車両フロント領域に配置されている少なくとも２つの第２のセンサユニットの第２のセンサデータを評価してもよい。このケースでは第２のセンサユニットがオフセット識別と判別機能の一部を担う。また前記評価及び制御ユニットは、前記第１のセンサユニットの第１のセンサデータを衝突時点の検出のために評価する。前記少なくとも２つの第２のセンサユニットの第２のセンサデータはクラッシュタイプの検出のために及び／又は妥当性検査のために評価される。この場合第１のセンサデータは、クラッシュ閾値の算出のために及び／又は歩行者衝突の識別のために及び／又はフロントクラッシュ識別のために第２のセンサデータと比較される。

図面
図面には本発明の実施例が示されており、それらは以下の明細書で詳細に説明する。この場合
図１には本発明によるコンタクトセンサシステムの第２実施例の概略的ブロック回路図が示されており、図２には本発明によるコンタクトセンサシステムの第２実施例の概略的ブロック回路図が示されており、図３には本発明によるコンタクトセンサシステムの第３実施例の概略的ブロック回路図が示されている。

実施例
図１には本発明による構成要素を備えた自動車のフロント領域が概略的に示されている。この図１からもわかるように本発明による車両用コンタクトセンサシステム１の第１実施例は、中央の車両長手軸に対して対称にバンパー１０に配設されている、歩行者保護システムの２つの第１のセンサユニット１２，１４と、中央の車両長手軸に対して対称に、車両フロント領域のクロスメンバー２０に配設されている、乗員保護システムの２つの第２のセンサユニット２２，２４と、評価及び制御ユニット３０を含んでおり、該評価及び制御ユニット３０は、前記第１のセンサユニット１２，１４から送出された第１のセンサデータと、前記第２のセンサユニット２２，２４から送出されたの第２のセンサデータを、歩行者保護システムの活動化及び／又は乗員保護システムの活動化のために組合わせて評価している。歩行者保護システムはさらに図中波線で示されているさらなる第１のセンサユニット１６を含んでいてもよく、これはバンパー１０のほぼ中央に配置される。またクロスメンバへの配置構成の代替例として第２のセンサユニット２２，２４をラジエータホルダ及び／又はＺピラーに配置してもよい。

これらの第１及び第２のセンサユニット１２，１４，１６，２２，２４の評価の組合わせによって、歩行者衝突の識別に対する確固たる決定が得られ、さらにフロントクラッシュの良好な早期特徴付けが可能となる。第１のセンサユニット１２，１４，１６は車両先端の衝突点に近いこともあって非常に早い時点でのクラッシュ識別が可能であり、また生じ得るオフセットや衝突時点ｔ０も同じように早期に確定することが可能である。評価及び制御ユニット３０は、衝突時点の検出のために及び／又はクラッシュタイプの検出のために及び／又は妥当性検査のために、第１のセンサユニット１２，１４，１６の第１のセンサデータを評価する。また評価及び制御ユニット３０は、クラッシュ閾値の算出のために及び／又は歩行者衝突の識別のために及び／又はフロントクラッシュ識別のために前記第１のセンサユニット１２，１４，１６の第１のセンサデータを第２のセンサユニット２２，２４の第２のセンサデータと比較する。

フロントクラッシュの際に第１のセンサデータが第２のセンサデータに比べて早期にノイズ閾値を上回る。これは第１のセンサユニット１２，１４，１６が第２のセンサユニット２２，２４よりも衝突箇所近傍に配置されているからである。さらに第１のセンサユニット１２，１４，１６は、バンパー構成部において比較的幅広に配置されており、これは車両の横方向メンバーまたは縦方向メンバーに対して小規模なつながりとはならない。バンパー構成部は衝突開始時点において既に変形を被る。それに対して衝突方向から見てさらに後方に配置されている第２のセンサユニット２２，２４ではまだ何も検出されないかまたは少なくとも極僅かな遅延を検出する。それ故に前記評価及び制御ユニット３０は、第１のセンサデータが所定の第１の閾値を上回る第１の時点と、第２のセンサデータが所定の第２の閾値を上回る第２の時点との間の差分を求め、この差分値を評価する。図１に示されているセンサユニット１２，１４，１６，２２，２４の配置構成によって、衝突時点ｔ０の非常に早期の算出と、非常に早期時点でのクラッシュ閾値の算出が可能となる。これにより、良好なクラッシュ判別と確固性が可能となる。さらに車両の中央に設けられたセンサユニット４０を省くこともできる。そのセンサデータは通常はクラッシュ閾値、衝突時点及びオフセットの検出のために評価され得る。それ故に車両中央に配置されたセンサユニット４０が波線で示されている。歩行者保護システムに対してはこの配置構成が差分の評価によって歩行者衝突とフロントクラッシュの区別を可能にしている。

図２には、本発明による構成要素を備えた自動車のフロント領域が概略的に示されている。この図２からもわかるように本発明による車両用コンタクトセンサシステム１の第１実施例は、中央の車両長手軸に対して対称にバンパー１０に配設されている、歩行者保護システムの２つの第１のセンサユニット１２，１４と、車両フロント領域でクロスメンバー２０中央に配設されている乗員保護システムの第２のセンサユニット２６と、車両中央に配置されたセンサユニット４０と、評価及び制御ユニット３０を含んでおり、該評価及び制御ユニット３０は、前記第１のセンサユニット１２，１４から送出された第１のセンサデータと、前記第２のセンサユニット２６から送出された第２のセンサデータと、車両中央に配設されているセンサユニット４０からのセンサデータとが歩行者保護システムの活動化及び／又は乗員保護システムの活動化のために組合わされて評価される。クロスメンバーへの配置に代えて第２のセンサユニット２６をラジエータホルダー及び／又はＺピラーに配置してもよい。

評価及び制御ユニット３０は衝突時点ｔ０の検出及び／又はクラッシュタイプの識別及び／又は妥当性検査のために２つの第１のセンサユニット１２，１４の第１のセンサデータを評価する。この配置構成は第２のセンサユニットの節約を可能にし、その場合フロントクラッシュの評価のための残りの機能は歩行者保護システムの第１のセンサユニットが担っている。中央の車両長手軸に対して対称に配設された２つのセンサユニット１２，１４の適用は、相互の妥当性検査の他にもとりわけ衝突のオフセットの検出を可能にしている。さらに第１のセンサユニット１２，１４のバンパー内の配置構成によって衝突時点の非常に早期検出が可能となる。中央の第２のセンサユニット２６の第２のセンサデータは、クラッシュ閾値算出のために、車両中央に配設されているセンサユニット４０からのセンサデータと比較される。評価及び制御ユニット３０は第１のセンサデータを歩行者衝突の識別及び／又はフロントクラッシュの識別のために第２のセンサデータと比較する。歩行者保護システムに対しては第２のセンサユニット２６は、クラッシュ閾値に関する情報を受取る。第２のセンサユニット２６がノイズ閾値を上回ると同時に第２のセンサ信号は例えば順方向積分又はその他の算術的演算を施される。第１のセンサデータの分析から求められたオフセットで重み付けされた第２のセンサ信号は、歩行者衝突の際のクラッシュ閾値に対する尺度となる。

図３には、本発明による構成要素を備えた自動車のフロント領域が概略的に表されている。図３からも明らかなように、この本発明による自動車用コンタクトセンサシステム１の第３実施例は、バンパー１０の中央に配設された歩行者保護システムの第１のセンサユニット１６と、中央の車両長手軸に対して対称に車両フロント領域においてクロスメンバー２０に配設されている乗員保護システムの２つの第２のセンサユニット２２，２４と、評価及び制御ユニット３０を含んでおり、該評価及び制御ユニット３０は、前記第１のセンサユニット１６から送出された第１のセンサデータと、前記第２のセンサユニット２２，２４から送出された第２のセンサデータが歩行者保護システムの活動化及び／又は乗員保護システムの活動化のために組合わされて評価される。ここでもクロスメンバーへの配置に代えて第２のセンサユニット２２，２４をラジエータホルダー及び／又はＺピラーに配置してもよい。

評価及び／制御ユニット３０は、第１のセンサユニット１６の第１のセンサデータを衝突時点検出のために評価する。クラッシュタイプの識別及び／又は妥当性の検査のために評価及び／制御ユニットは、少なくとも２つの第２のセンサユニット２２，２４の第２のセンサデータを評価し、それによって第２のセンサデータがオフセット検出のために評価される。クラッシュ閾値の算出及び／又は歩行者衝突の識別及び／又はフロントクラッシュの識別のために、評価及び制御ユニット３０は第１のセンサデータを第２のセンサデータと比較する。この配置構成は第１のセンサユニットの節約を可能にさせている。その場合歩行者衝突の評価のための残りの機能は乗員保護システムの第２のセンサユニットが担っている。しかしながら第２のセンサユニット２２，２４が衝突箇所の十分近くに配設されていることが前提とされる。これは歩行者衝突の際に適時に十分な信号を得るためである。中央の車両長手軸に対して対称に配設されている２つのセンサユニット２２，２４の適用によって相互的な妥当性検査の他にもとりわけ衝突のオフセットの検出が可能となる。さらに第１のセンサユニット１６は他の実施例に類似してそのバンパー内への配設によって非常に早期に衝突時点ｔ０の検出を可能にする。さらに第１の実施例に類似して車両の中央に配設されるセンサユニット４０が省略可能である。

さらに評価特性のさらなる向上のために、２つの検出方向（例えば車両長手軸方向ｘと車両横方向ｙ）で同時に加速度信号もセンシングする複数のセンサユニット１２，１４，１６，２２，２４，２６が用いられてもよい。

本発明によるコンタクトセンサシステムの第１実施例の概略的ブロック回路図 本発明によるコンタクトセンサシステムの第２実施例の概略的ブロック回路図 本発明によるコンタクトセンサシステムの第３実施例の概略的ブロック回路図

Claims (10)

1. バンパー（１０）に設けられた少なくとも１つの第１のセンサユニット（１２，１４，１６）を備え、それらの第１のセンサデータが歩行者保護システムの活動化のために評価可能である、車両用コンタクトセンサシステムにおいて、
   車両フロント領域に設けられた少なくとも１つの第２のセンサユニット（２２，２４，２６）の第２のセンサデータが乗員保護システムの活動化のために評価可能であり、この場合評価及び制御ユニット（３０）が少なくとも１つの第１のセンサユニット（１２，１４，１６）の第１のセンサデータと少なくとも１つの第２のセンサユニット（２２，２４，２６）の第２のセンサデータを、歩行者保護システム及び／又は乗員保護システムの活動化のために組合わせて評価することを特徴とするコンタクトセンサシステム。
2. 少なくとも１つの第２のセンサユニット（２２，２４，２６）は車両フロント領域のクロスメンバー（２０）及び／又はラジエータホルダ及び／又はＺピラーに配設されている、請求項１記載のコンタクトセンサシステム。
3. 前記評価及び制御ユニット（３０）は、中央の車両長手軸に対して対称に配置されている少なくとも２つの第１のセンサユニット（１２，１４，１６）の第１のセンサデータと、中央の車両長手軸に対して対称に配置されている２つの第２のセンサユニット（２２，２４）の第２のセンサデータを評価する、請求項１又は２記載のコンタクトセンサシステム。
4. 前記評価及び制御ユニット（３０）は、衝突時点の検出のために及び／又はクラッシュタイプの検出のために及び／又は妥当性検査のために第１のセンサユニット（１２，１４，１６）の第１のセンサデータを評価し、さらに前記第１のセンサデータを、クラッシュ閾値の算出のために及び／又は歩行者衝突の識別のために及び／又はフロントクラッシュの識別のために第２のセンサデータと比較する、請求項３記載のコンタクトセンサシステム。
5. 前記評価及び制御ユニット（３０）は、第１のセンサデータが所定の第１の閾値を上回った第１の時点と、第２のセンサデータが所定の第２の閾値を上回った第２の時点との間の差分を求めて評価している、請求項４記載のコンタクトセンサシステム。
6. 前記評価及び制御ユニット（３０）は、中央の車両長手軸に対して対称に配置されている少なくとも２つの第１のセンサユニット（１２，１４）の第１のセンサデータと、車両フロント領域の中央に配置されている１つの第２のセンサユニット（２６）の第２のセンサデータを評価する、請求項１または２記載のコンタクトセンサシステム。
7. 前記評価及び制御ユニット（３０）は、衝突時点の検出のために及び／又はクラッシュタイプの検出のために及び／又は妥当性検査のために２つの第１のセンサユニット（１２，１４）の第１のセンサデータを評価し、前記第１のセンサデータを、歩行者衝突の識別のために及び／又はフロントクラッシュ識別のために第２のセンサデータと比較する、請求項６記載のコンタクトセンサシステム。
8. 前記評価及び制御ユニット（３０）は、フロントクラッシュの際のクラッシュ閾値の算出のために、第２のセンサデータを、車両中央に配置されているセンサユニット（４０）のデータと比較し、及び／又は歩行者衝突の際のクラッシュ閾値算出のために、第１のセンサデータで重み付けされた第２のセンサデータを評価する、請求項６または７記載のコンタクトセンサシステム。
9. 前記評価及び制御ユニット（３０）は、バンパー（１０）中央に配置されている第１のセンサユニット（１６）からの第１のセンサデータと、中央の車両長手軸に対して対称に車両フロント領域に配置されている少なくとも２つの第２のセンサユニット（２２，２４）の第２のセンサデータを評価する、請求項１または２記載のコンタクトセンサシステム。
10. 前記評価及び制御ユニット（３０）は、前記第１のセンサユニット（１６）の第１のセンサデータを衝突時点の検出のために評価し、前記少なくとも２つの第２のセンサユニット（２２，２４）の第２のセンサデータはクラッシュタイプの検出のために及び／又は妥当性検査のために評価し、さらに前記第１のセンサデータを、クラッシュ閾値の算出のために及び／又は歩行者衝突の識別のために及び／又はフロントクラッシュ識別のために第２のセンサデータと比較する、請求項９記載のコンタクトセンサシステム。

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