JP2011098631A - 電子制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】サテライトセンサから受信したデータを一時的に記憶する記憶部の故障診断を可能とし、以って衝突判定精度の向上を実現可能な電子制御装置を提供する。
【解決手段】サテライトセンサから受信したデータを一時的に記憶する記憶部を備え、当該記憶部に記憶されたデータに基づいて乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置であって、所定データを返送するように指示するためのコマンドを前記サテライトセンサへ送信し、前記記憶部に記憶された前記コマンドの応答データに基づいて前記記憶部の故障診断を行う制御部を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子制御装置に関し、特に、車両衝突時に乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置に関する。
一般的に、車両衝突時に乗員を保護するためのシステムとして、SRS(Supplemental Restraint System)エアバッグシステムが知られている。このSRSエアバッグシステムとは、車両の各部に設置されたサテライトセンサから取得した加速度データを基に、車両衝突の発生を検知してエアバッグやシートベルトプリテンショナ等の乗員保護装置を起動するものである。
図6はSRSエアバッグシステムの構成例である。サテライトセンサの種類としては、車両前部左右に設置されて車両100の長さ方向(X軸方向)に作用する加速度を検出するフロントクラッシュセンサ(FCS:図中の符号10R、10L)と、車両両側部に設置されて車両100の幅方向(Y軸方向)に作用する加速度を検出するサイドインパクトセンサ(SIS:図中の符号20R1、20R2、20R3、20L1、20L2、20L3)と、車両後部中央に設置されてY軸方向に作用する加速度を検出するセンターセーフィングセンサ(SSS:図中の符号30)等がある。
このように、車両100の各部に設置されたサテライトセンサから取得した加速度データを基に乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)をSRSユニットと呼び、エンジン等の制御を行うECUとは独立して車両中央部に設置される(図中の符号40)。また、各サテライトセンサは、加速度の検出結果に応じたアナログ加速度信号を出力する加速度センサと、SRSユニット40からのコマンドに応じて、上記アナログ加速度信号を加速度データに変換してSRSユニット40へ送信する通信回路とがユニット化された構成となっている。
SRSユニット40は、X軸方向に作用する加速度を検出するX軸メインGセンサ及びY軸方向に作用する加速度を検出するY軸メインGセンサと、これら各メインGセンサ及び各サテライトセンサから取得した加速度データに基づいて衝突判定を行い、その判定結果に応じて乗員保護装置を起動するCPU(Central Processing Unit)とを内蔵している。
なお、従来のSRSエアバッグシステムの構成や衝突判定手法の詳細については、例えば下記特許文献1及び2等を参照されたい。
このSRSユニット40には、車両100の右側部においてデイジーチェーン接続されたSIS20R1、20R2、20R3と通信を行う通信インタフェースが内蔵されている。この通信インタフェースは、SIS20R1、20R2、20R3から受信したデータ(加速度データ等)を一時的に記憶する受信レジスタを備えている。この受信レジスタは、各SIS20R1、20R2、20R3の共用レジスタであり、SIS20R1、20R2、20R3から受信したデータを順次上書き記憶するものである。CPUは、受信レジスタに順次記憶された加速度データを順次読出し、当該読出した各加速度データを用いて衝突判定を行う。
なお、同様に、SRSユニット40には、車両100の左側部においてデイジーチェーン接続されたSIS20L1、20L2、20L3と通信を行う通信インタフェースも内蔵されている。
特開2005−263145号公報 特許第2941216号公報
上記のような構成のSRSエアバッグシステムでは、SSS30から得られる加速度データを用いて、側面衝突に対するセーフィング衝突判定を行っていたが、近年、コスト削減の観点からSSS30を削除し、同一バスライン上に接続されたSISから得られる加速度データを、側面衝突に対するセーフィング衝突判定及びメイン衝突判定に用いることが検討されている。このように、同一バスライン上に接続されたSISから得られる加速度データを、セーフィング衝突判定及びメイン衝突判定に用いる場合、上述した受信レジスタの信頼性が極めて重要になる。
すなわち、従来では、SSS30から得られる加速度データを用いてセーフィング衝突判定を行っていたため、例えばSIS20R1、20R2、20R3から受信した加速度データを記憶する受信レジスタが故障していたとしても、乗員保護装置の誤作動を防止することが可能であった。しかしながら、例えばSIS20R1、20R2、20R3から得られる加速度データを、セーフィング衝突判定及びメイン衝突判定に用いる場合、その受信レジスタが故障していると、セーフィング衝突判定及びメイン衝突判定の両方で誤判定が起こり、乗員保護装置の誤作動を招く虞がある。
例えば、図7(a)に示すように、8ビットの受信レジスタの全ビットが「1」または「0」になった時に衝突と判定する場合を想定する。この場合、図7(b)に示すように、受信レジスタの最上位ビットで固着故障(「1」または「0」に固定される)が発生すると、SISから送信される加速度データは非衝突を示しているにも拘わらず、受信レジスタに記憶された時点で衝突を示す加速度データとなり、CPUによって衝突と誤判定されてしまう(エアバッグの誤爆)。一方、図7(b)に示すように、SISから送信される加速度データは衝突を示しているにも拘わらず、受信レジスタに記憶された時点で非衝突を示す加速度データとなり、CPUによって非衝突と誤判定されてしまう(エアバッグの不発)。
以上のような問題に対して、SRSユニット40の動作中に受信レジスタの故障診断を行う必要があるが、受信レジスタは構造上、CPUによるデータ書込みを行うことができないため、SSS30を削除するためには、受信レジスタの故障診断を行うための技術を別途講じる必要があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、サテライトセンサから受信したデータを一時的に記憶する記憶部の故障診断を可能とし、以って衝突判定精度の向上を実現可能な電子制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る電子制御装置は、サテライトセンサから受信したデータを一時的に記憶する記憶部を備え、当該記憶部に記憶されたデータに基づいて乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置であって、所定データを返送するように指示するためのコマンドを前記サテライトセンサへ送信し、前記記憶部に記憶された前記コマンドの応答データに基づいて前記記憶部の故障診断を行う制御部を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る電子制御装置において、前記制御部は、第1データを返送するように指示するための第1コマンドと、前記第1データに対しビット単位で値の異なる第2データを返送するように指示するための第2コマンドとを前記サテライトセンサへ順次送信し、前記記憶部に記憶された前記第1コマンドの応答データと、前記記憶部に上書き記憶された前記第2コマンドの応答データとに基づいて前記記憶部の故障診断を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る電子制御装置において、前記制御部は、前記第1データと前記第1コマンドの応答データとが不一致の場合、または前記第2データと前記第2コマンドの応答データとが不一致の場合に、前記記憶部が故障していると診断することを特徴とする。
または、本発明に係る電子制御装置において、前記制御部は、前記第1コマンドの応答データと前記第2コマンドの応答データとをビット単位で比較し、値が一致するビットが存在する場合に、前記記憶部が故障していると診断することを特徴とする。
本発明によれば、所定データを返送するように指示するためのコマンドをサテライトセンサへ送信し、そのレスポンスとして記憶部に記憶された応答データに基づいて記憶部の故障診断を行うため、記憶部がCPU等によって直接データの書込み不可能であるという構造上の問題を抱えていたとしても、記憶部の故障診断を可能とし、以って衝突判定精度の向上を実現することができる。
本発明の一実施形態に係る電子制御装置(SRSユニット50)のブロック構成図である。 SRSユニット50のCPU56が実行する故障診断処理を示すフローチャートである。 受信レジスタ51cの故障診断に関する第1の具体例である。 受信レジスタ51cの故障診断に関する第2の具体例である。 受信レジスタ51cの故障診断に関する第3の具体例である。 SRSエアバッグシステムの構成例である。 受信レジスタの固着故障に関する説明図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、本発明に係る電子制御装置として、図6に示したSRSエアバッグシステムで用いられるSRSユニットを例示して説明する。ただし、図6のSRSユニット40と区別するために、本実施形態におけるSRSユニットの符号を50とする。
図1は、本実施形態におけるSRSユニット50のブロック構成図である。この図1に
示すように、SRSユニット50は、通信インタフェース51と、X軸メインGセンサ5
2と、Y軸メインGセンサ53と、ROM(Read Only Memory)54と、RAM(Random
Access Memory)55と、CPU(Central Processing Unit)56とを備えている。
なお、図1では、説明の便宜上、図6に示した車両100の右側部においてデイジーチ
ェーン接続されたSIS20R1、20R2、20R3と通信を行う通信インタフェース51のみを図示しているが、この他、SIS20L1、20L2、20L3と通信を行う通信インタフェースや、FCS10R、10Lと通信を行う通信インタフェースもSRSユニット50に内蔵されている。
通信インタフェース51は、送受信ドライバ51aと、送信レジスタ51bと、受信レ
ジスタ51cと、SPIレジスタ51dとを備えている。送受信ドライバ51aは、送信
レジスタ51bから入力される送信データ(後述するコマンド等)をSIS20R1へ送
信する一方、SIS20R1から受信したデータ(加速度データや後述する応答データ
等)を受信レジスタ51cへ出力する。
ここで、SIS20L1、20L2、20L3はデイジーチェーン接続されているため、
送受信ドライバ51aからSIS20L1へ送信された送信データは、SIS20L1を
介してSIS20L2へ転送され、さらに、SIS20L2を介してSIS20L3へ転
送される。また、SIS20L3の加速度データは、SIS20L2を介してSIS20
L1へ転送され、SIS20L1から送受信ドライバ51aへ送信される。また、SIS
20L2の加速度データは、SIS20L1へ転送され、SIS20L1から送受信ドラ
イバ51aへ送信される。
送信レジスタ51bは、SPIレジスタ51dを介してCPU56から入力される送信
データを一時的に記憶するレジスタであり、所定のタイミングで記憶している送信データを送受信ドライバ51aへ出力する。受信レジスタ51c(記憶部)は、送受信ドライバ51aから入力されるデータ(受信データ)を一時的に記憶するレジスタであり、所定の
タイミングで記憶している受信データを、SPIレジスタ51dを介してCPU56へ出
力する。なお、この受信レジスタ51dは、各SIS20R1、20R2、20R3の共
用レジスタであり、SIS20R1、20R2、20R3から受信したデータを順次上書
き記憶するものである。
SPIレジスタ51dは、CPU56から出力される送信データ及び受信レジスタ51
cから出力される受信データの一時保存先として用いられるレジスタである。
X軸メインGセンサ52は、X軸方向に作用する加速度を検出し、その検出結果に応じたアナログ加速度信号をCPU56へ出力する。Y軸メインGセンサ53は、Y軸方向に作用する加速度を検出し、その検出結果に応じたアナログ加速度信号をCPU56へ出力する。ROM54は、CPU56が実行すべきプログラム(衝突判定プログラムや故障診断プログラム等)や各種設定データ等を予め記憶している不揮発性メモリである。RAM55は、CPU56が各種処理を行う際にデータの一時保存先として用いられる揮発性のワーキングメモリである。
CPU56(制御部)は、X軸メインGセンサ52及びY軸メインGセンサ53から入力されるアナログ加速度信号をデジタル変換するA/D変換機能と、ROM54に記憶されている衝突判定プログラムに従って側面衝突判定及び正面衝突判定を行い、その判定結果に応じて乗員保護装置を起動する衝突判定機能とを有している。
側面衝突判定には、Y軸メインGセンサ53のアナログ加速度信号をデジタル変換することで得られる加速度データと、通信インタフェース51から得られる加速度データ(つまり各SIS20R1、20R2、20R3から受信した加速度データ)とが用いられる。また、正面衝突判定には、X軸メインGセンサ52のアナログ加速度信号をデジタル変換することで得られる加速度データと、FCS10R、10Lから受信した加速度データとが用いられる。なお、これら側面衝突判定及び正面衝突判定の具体的手法は、本発明の主要な部分ではないため、詳細な説明については省略する。
また、このCPU56は、本実施形態における特徴的な機能として、ROM54に記憶されている故障診断プログラムに従って、所定データを返送するように指示するためのコマンドをSIS20R1へ送信し、受信レジスタ51cに記憶された上記コマンドの応答データに基づいて、受信レジスタ51cの故障診断を行う故障診断機能を有している。以下では、このようなCPU56の故障診断機能について詳細に説明する。
図2は、CPU56が故障診断プログラムに従って実行する故障診断処理の手順を示すフローチャートである。この図2に示すように、まず、CPU56は、通信インタフェース51を介して、第1データを返送するように指示するための第1コマンドをSIS20R1へ送信する(ステップS1)。
SIS20R1は、上記のような第1コマンドを受信すると、第1データを生成し、当該第1データを第1コマンドに対する応答データとして通信インタフェース51へ返送する。つまり、通信インタフェース51の受信レジスタ51cには第1コマンドに対する応答データ(以下、第1応答データと称す)が記憶される。なお、上記第1コマンドは、SIS20R1、20R2、20R3の内、最前段のSIS20R1にのみ送信すれば良い。
続いて、CPU56は、SPIレジスタ51dを介して、受信レジスタ51cに記憶されている第1応答データを読出し(ステップS2)、第1データと第1応答データとが不一致か否かを判定する(ステップS3)。このステップS3において、「Yes」の場合、つまり第1データと第1応答データとが不一致の場合、CPU56は、第1故障診断フラグを「1」にセットしてステップS6の処理へ移行する(ステップS4)。一方、ステップS3において、「No」の場合、つまり第1データと第1応答データとが一致する場合、CPU56は、第1故障診断フラグを「0」にセットしてステップS6の処理へ移行する(ステップS5)。
次に、CPU56は、通信インタフェース51を介して、第1データに対しビット単位で値の異なる第2データを返送するように指示するための第2コマンドをSIS20R1へ送信する(ステップS6)。SIS20R1は、上記のような第2コマンドを受信すると、第2データを生成し、当該第2データを第2コマンドに対する応答データとして通信インタフェース51へ返送する。つまり、通信インタフェース51の受信レジスタ51cには第2コマンドに対する応答データ(以下、第2応答データと称す)が上書き記憶される。なお、上記第2コマンドも最前段のSIS20R1にのみ送信すれば良い。
続いて、CPU56は、SPIレジスタ51dを介して、受信レジスタ51cに記憶されている第2応答データを読出し(ステップS7)、第2データと第2応答データとが不一致か否かを判定する(ステップS8)。このステップS8において、「Yes」の場合、つまり第2データと第2応答データとが不一致の場合、CPU56は、第2故障診断フラグを「1」にセットしてステップS11の処理へ移行する(ステップS9)。一方、ステップS8において、「No」の場合、つまり第2データと第2応答データとが一致する場合、CPU56は、第2故障診断フラグを「0」にセットしてステップS11の処理へ移行する(ステップS10)。
そして、CPU56は、第1故障診断フラグ=「1」か(つまり第1データと第1応答データとが不一致の場合)、または第2故障診断フラグ=「1」か(つまり第2データと第2応答データとが不一致の場合)を判定する(ステップS11)。このステップS11において、「Yes」の場合、つまり第1データと第1応答データとが不一致の場合、または第2データと第2応答データとが不一致の場合に、CPU56は、受信レジスタ51cが故障していると診断する(ステップS12)。一方、ステップS11において、「No」の場合、つまり第1データと第1応答データとが一致し、且つ第2データと第2応答データとが一致する場合、CPU56は、受信レジスタ51cは正常であると診断する(ステップS13)。
図3は、受信レジスタ51cのビット数を8ビットと仮定し、第1データとして「01010101」を返送するように指示するための第1コマンドと、第2データとして「10101010」を返送するように指示するための第2コマンドとをSIS20R1へ順次送信した場合において、実際に受信レジスタ51cに記憶された第1応答データと第2応答データとを示したものであり、図3(a)は受信レジスタ51cが正常時の場合を示し、図3(b)は受信レジスタ51cの5ビット目が「0」に固着されている場合(つまり固着故障発生時)を示している。
図3(a)に示すように、受信レジスタ51cが正常時の場合、受信レジスタ51cに記憶された第1応答データは第1データと一致し、第2応答データも第2データと一致するため、図2の故障診断処理で説明した第1故障診断フラグ及び第2故障診断フラグは両方とも「0」になり、受信レジスタ51cは正常であると診断されることになる。一方、図3(b)に示すように、受信レジスタ51cの5ビット目が「0」に固着されている場合、受信レジスタ51cに記憶された第1応答データは第1データと一致するが、第2応答データと第2データとが不一致となるため、第1故障診断フラグは「0」、第2故障診断フラグは「1」となり、受信レジスタ51cは故障していると診断されることになる。
図4は、第1データとして「11111111」を返送するように指示するための第1コマンドと、第2データとして「00000000」を返送するように指示するための第2コマンド(規定外のコマンド)とをSIS20R1へ順次送信した場合において、実際に受信レジスタ51cに記憶された第1応答データと第2応答データとを示したものであり、図4(a)は受信レジスタ51cが正常時の場合を示し、図4(b)は受信レジスタ51cの3ビット目が「1」に固着されている場合(固着故障発生時)を示している。
図4(a)に示すように、受信レジスタ51cが正常時の場合、受信レジスタ51cに記憶された第1応答データは第1データと一致し、第2応答データも第2データと一致するため、第1故障診断フラグ及び第2故障診断フラグは両方とも「0」になり、受信レジスタ51cは正常であると診断されることになる。一方、図4(b)に示すように、受信レジスタ51cの3ビット目が「1」に固着されている場合、受信レジスタ51cに記憶された第1応答データは第1データと一致するが、第2応答データと第2データとが不一致となるため、第1故障診断フラグは「0」、第2故障診断フラグは「1」となり、受信レジスタ51cは故障していると診断されることになる。
以上説明したように、本実施形態によれば、所定データを返送するように指示するためのコマンドをサテライトセンサ(SIS20R1)へ送信し、そのレスポンスとして受信レジスタ51cに記憶された応答データに基づいて受信レジスタ51cの故障診断を行うため、受信レジスタ51cがCPU56によって直接データの書込み不可能であるという構造上の問題を抱えていたとしても、受信レジスタ51cの故障診断を可能とし、以って衝突判定精度の向上を実現することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が考えられる。
(1)上記実施形態では、第1データを返送するように指示するための第1コマンドと、第1データに対しビット単位で値の異なる第2データを返送するように指示するための第2コマンドとをSIS20R1へ順次送信する場合を例示した。このような第1コマンドと第2コマンドは、図3及び図4に示したように、データの内容を直接指定するものでも良いが、例えば、図5(a)に示すように、電源レベルのA/D変換データの取得コマンドを第1コマンドとし、GNDレベルのA/D変換データの取得コマンドを第2コマンドとしてSIS20R1へ送信しても良い。
図5(b)に示すように、SIS20R1(他のサテライトセンサも同様)は、加速度の検出結果に応じたアナログ加速度信号を出力する加速度センサ21と、SRSユニット50からのコマンドに応じて、上記アナログ加速度信号のA/D変換データ、電源レベルのA/D変換データ、及びGNDレベルのA/D変換データをSRSユニット50へ送信する機能を有する通信回路22とがユニット化された構成となっている。
従って、電源レベルのA/D変換データの取得コマンドを第1コマンドとすると、これに応じた第1応答データとして「11111111」が返送され、また、GNDレベルのA/D変換データの取得コマンドを第2コマンドとすると、これに応じた第2応答データとして「00000000」が返送されることになり、図4の場合と同様に受信レジスタ51cの故障診断を行うことができる。
(2)上記実施形態では、第1データと第1応答データとが不一致の場合、または第2データと第2応答データとが不一致の場合に、受信レジスタ51cが故障していると診断する場合を例示したが、例えば、第1コマンドの応答データ(つまり第1応答データ)と第2コマンドの応答データ(つまり第2応答データ)とをビット単位で比較し、値が一致するビットが存在する場合に、受信レジスタ51cが故障していると診断するようにしても良い。
(3)上記実施形態では、車両100の右側部においてデイジーチェーン接続されたSIS20R1、20R2、20R3と通信を行う通信インタフェース51に内蔵された受信レジスタ51cの故障診断を行う場合を代表的に説明したが、車両100の左側部においてデイジーチェーン接続されたSIS20L1、20L2、20L3と通信を行う通信インタフェース(図示省略)に内蔵された受信レジスタや、FCS10R、10Lと通信を行う通信インタフェース(図示省略)に内蔵された受信レジスタの故障診断についても同様に行うことができる。
(4)図6で示したSRSエアバッグシステムは、あくまでSRSユニット50を適用可能なシステムの一例であり、車種、サテライトセンサの種類、個数は図6のシステムに限定されず、様々なシステム構成に対して本発明に係る電子制御装置を適用可能であることは勿論である。
100…車両、10R、10L…フロントクラッシュセンサ(FCS)、20R1、20R2、20R3、20L1、20L2、20L3…サイドインパクトセンサ(SIS)、30…センターセーフィングセンサ(SSS)、40、50…SRSユニット(電子制御装置)、51…通信インタフェース、52…X軸メインGセンサ、53…Y軸メインGセンサ、54…ROM(Read Only Memory)、55…RAM(Random Access Memory)、56…CPU(Central Processing Unit)、51a…送受信ドライバ、51b…送信レジスタ、51c…受信レジスタ、51d…SPIレジスタ

Claims (4)

  1. サテライトセンサから受信したデータを一時的に記憶する記憶部を備え、当該記憶部に記憶されたデータに基づいて乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置であって、
    所定データを返送するように指示するためのコマンドを前記サテライトセンサへ送信し、前記記憶部に記憶された前記コマンドの応答データに基づいて前記記憶部の故障診断を行う制御部を備えることを特徴とする電子制御装置。
  2. 前記制御部は、第1データを返送するように指示するための第1コマンドと、前記第1データに対しビット単位で値の異なる第2データを返送するように指示するための第2コマンドとを前記サテライトセンサへ順次送信し、前記記憶部に記憶された前記第1コマンドの応答データと、前記記憶部に上書き記憶された前記第2コマンドの応答データとに基づいて前記記憶部の故障診断を行うことを特徴とする請求項1記載の電子制御装置。
  3. 前記制御部は、前記第1データと前記第1コマンドの応答データとが不一致の場合、または前記第2データと前記第2コマンドの応答データとが不一致の場合に、前記記憶部が故障していると診断することを特徴とする請求項2記載の電子制御装置。
  4. 前記制御部は、前記第1コマンドの応答データと前記第2コマンドの応答データとをビット単位で比較し、値が一致するビットが存在する場合に、前記記憶部が故障していると診断することを特徴とする請求項2記載の電子制御装置。
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