JP4002182B2 - 自動車における拘束システムのための制御機器 - Google Patents
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Description
従来技術
本発明は主請求項の上位概念記載の自動車における拘束システムのための制御機器に関する。
【0002】
プロセッサとしてのマイクロコントローラがウォッチドッグによってその機能を監視されるエアバッグ制御システムが既に周知である。このプロセッサはそれ自体自動車又は制御機器における様々なセンサに接続されており、これらのセンサは衝突をセンシングする。部分的にエアバッグ制御機器において機械的なセーフティ・スイッチが使用され、これらのセーフティ・スイッチにおいてリングマグネットが負の加速度の際にスプリングに抗してシフトされ、次いでリードコンタクトが閉じる。リードコンタクトはこの場合この減速度方向に割り当てられた拘束手段を直接的に出力段へのイネーブル信号を介してイネーブルするか又は間接的にマイクロコントローラを介してイネーブルする。部分的に、発生された信号によって主点火電流路に存在するセーフティ半導体もイネーブルされ、このセーフティ半導体は必要な点火電流を出力段に導通させる。
【0003】
本発明の利点
従来技術に対して、主請求項の特徴部分に記載の構成を有する自動車における拘束システムのための本発明の制御機器は、セーフティ・スイッチが存在し、このセーフティ・スイッチがウォッチドッグも有するという利点を有する。このセーフティ・スイッチがセンサからプロセッサに伝送されるセンサ信号を自律的に検査し、この検査の結果に依存して時限ユニットを介して点火回路のための出力段をイネーブルすることによって、このセーフティ・スイッチの機能は可能となる。この場合、各々センシングされた方向からのセンサ信号を評価するセーフティ・スイッチが実現され、これにより多方向性セーフティ・スイッチが存在する。これにより、マイクロプロセッサの機能には無関係な付加的なプロテクションが存在する。これは故障したプロセッサによる意図せざるトリガに対する安全性を高める。さらに、セーフティ・スイッチは個々のアルゴリズム及び様々なセンサ信号に対する閾値を使用するために相応のハードウェアを有する。これにより、拘束手段の意図せざるトリガを回避するために冗長ハードウェアも存在する。
【0004】
従属請求項に記載された構成及び実施形態によって主請求項に記載された自動車における拘束システムのための制御機器の有利な改良が可能である。
【0005】
とりわけ有利には、セーフティ・スイッチはセンサ信号から付加情報を取り出し、これらの付加情報に依存してセンサ信号を処理する。これらの付加情報はこの場合センサのステータス情報であり、例えば実行中のテスト又はエラーが識別され、さらにチャネル固有の情報であり、例えばセンサ信号をトリガに関連する信号とトリガに関連しない信号に分類しトリガとの関連性が存在する場合にはさらに信号源の種類すなわち、正面衝突センサ、側面衝突センサ又は車両において分布されたセンサであるサテライトからの加速度信号であるのかを示す識別子である。この付加情報に依存してセーフティ・スイッチは相応のハードウェア・アルゴリズム及び相応の閾値を使用して、これらのセンサ信号を正確に処理する。
【0006】
さらに有利には、セーフティ・スイッチはセンサ付加情報に依存して相応のアルゴリズムを固有のハードウェアからロードし、相応の閾値を使用して、センサ信号を処理する。これらの付加情報に依存して、場合によっては出力段のイネーブルも行われる。これらの付加情報によってセンサ信号の処理を制御することが可能である。
【0007】
さらに、有利には、セーフティ・スイッチはそれぞれセンサに割り当てられた出力段だけをイネーブルさせる。よって、側面衝突センサがセンサ信号を検出する場合には、側面衝突保護だけがイネーブルされる。
【0008】
さらに、有利には、車両のスタートの際に制御機器がスイッチオンされ、この場合に本発明のセーフティ・スイッチのテストがセンサのテスト信号の発生によって実施される。これによって、プロセッサは、セーフティ・スイッチがセンサ信号の監視を果たし得るかどうか及び相応のイネーブル信号を出力段へ伝送するかどうかを監視する。
【0009】
最後に、有利には、セーフティ・スイッチは2つのイネーブル線路を介して出力段に接続されており、これらのイネーブル線路のうちの1つはプラス出力段に接続され、もう1つのイネーブル線路はマイナス出力段に接続されており、この結果、これら2つの線路を介して全出力段が阻止乃至はイネーブルされる。更に別のグループ線路によってセーフティ・スイッチは個々の点火手段グループの出力段に接続可能であり、この結果、例えば正面衝突の場合には正面エアバッグがイネーブルされるように選択的に点火手段がイネーブルされる。
【0010】
図面
本発明の実施例は図面に図示されており、以下の記述において詳しく説明される。図1は本発明の制御機器のブロック回路図であり、図2はプロセッサ・センサ通信のフレームを示す。
【0011】
記述
とりわけ自動車におけるエアバッグであるますます多くの拘束手段の使用が増大することによって、これらの拘束手段の状況に適したトリガが保証されるべきである。致命的なのは拘束手段のトリガミスであり、このトリガミスは一方で重傷をもたらしうるし、他方で車両保有者に不必要にコストをもたらす。従って、本発明では、自動車における拘束システムのための制御機器を提案し、この制御機器はウォッチドッグも内蔵するセーフティ・スイッチを有し、このセーフティ・スイッチはプロセッサの監視の他に個々のクラッシュ・センサのセンサ値の妥当性を検査し、セーフティ・スイッチ自体がトリガすべきケースが発生したと識別する場合にのみ、制御すべき点火回路の相応の出力段をイネーブルする。この場合、とりわけ、セーフティ・スイッチは選択的に個々のセンサに割り当てられた拘束手段グループをイネーブルするように構成されている。エアバッグのような拘束手段は制御される点火回路から点火され、これらの点火回路は出力段から動作され、これらの出力段は点火回路制御部によって制御される。この点火回路制御部は集積回路である。点火回路制御部は、プロセッサ及び本発明によればセーフティ・スイッチにも接続されており、トリガすべきケースが識別された場合にのみ相応の出力段をイネーブルする。
【0012】
図1にはブロック回路図として本発明の制御機器が図示されており、この制御機器はセンサ及び拘束手段に接続されている。走行方向における加速度センサ1はプロセッサ4の第1のデータ入力/出力側に接続されている。このプロセッサ4はこの場合マイクロコントローラである。加速度センサ1は電子装置を有し、この電子装置は測定信号を増幅しデジタル化する。さらにこの電子装置は、エラーが存在するか又はこれが実行中のテストであるかどうかの付加情報を付け加える。更に別のチャネル固有の情報は例えばセーフティIDであり、このセーフティIDはセンサ信号をトリガに関連する信号とトリガに関連しない信号に分類し、トリガに関連する場合には信号源の種類を、すなわち正面センサであるのか又は側面センサであるのか又はサテライトセンサであるのかを示す。
【0013】
プロセッサ4の第2のデータ入力/出力側には右側の助手席ドアの側面衝突センサ2が接続されている。この側面衝突センサ2は信号を評価及び処理するためのセンサ1に相応する電子装置を有する。これはセンサ3にも当てはまり、このセンサ3は運転者席側の側面衝突センシングのために使用される。センサ3はプロセッサ4の第3のデータ入力/出力側に接続されている。センサ1、2及び3をプロセッサ4に接続する線路は、これらの信号をセーフティ・スイッチ5の第1、第2及び第3のデータ入力側にも伝送するために、それぞれタップされる。
【0014】
データ入力/出力側を介して、セーフティ・スイッチ5のウォッチドッグは、プロセッサ4の機能能力を検査するために、プロセッサ4の第4のデータ入力/出力側に接続されている。これは例えばテスト試問によって行われ、これらのテスト試問はプロセッサ4に伝送され、プロセッサ4はその機能能力を証明するためにこれらの試問に相応に応答しなければならない。
【0015】
複数の線路を有するデータ出力側を介してセーフティ・スイッチ5は時限ユニット6に接続されている。この時限ユニット6はセーフティ・スイッチの部分であり、ブロック回路図ではこの場合論理的な分離が行われている。時限ユニット6はそれぞれ複数の線路を有する2つのデータ出力側を介して点火回路制御部7に接続される。プロセッサ4は第5のデータ入力/出力側を介して点火回路制御部7のデータ入力/出力側に接続されている。点火回路制御部7は同様に複数の線路を有するデータ出力側を介して出力段8に接続されており、この出力段8は出力側を介して点火回路9を有する拘束手段に接続されている。
【0016】
プロセッサ4、時限ユニット6を有するセーフティ・スイッチ5、点火回路制御部7、出力段8及びセンサ1はここでは制御機器10のコンポーネントである。さらに、制御機器10は、サテライトセンサからの相応のセンサ信号をベリファイするために、すなわち妥当性検査を実施するために、独自のセンサ・プラットフォームを有する。サテライトセンサは車両に分布されたセンサである。さらに、制御機器10は、データを受信かつ送信するために、例えばセンサデータに他の車両システムがアクセスできるために、車両バスに接続され得る。
【0017】
付加情報を有するセンサ信号がトリガすべきケースを示し、セーフティ・スイッチ5がこのトリガすべきケースを自分でセンサ信号に基づいて計算されたアルゴリズムによって識別する場合には、セーフティ・スイッチ5はセンサ1、2及び3のセンサ信号の妥当性検査を実施し、時限ユニット6及び点火回路制御部7を介して出力段をイネーブルする。このために、セーフティ・スイッチ5は独自のハードウェアを有し、このハードウェアにはセンサ1、2及び3の個々のセンサ信号をそれぞれ処理するために相応のアルゴリズム及び相応の閾値が格納されている。この場合、どの方向からセンサ信号が来るのかは些細なことである。セーフティ・スイッチ5は、センサ信号をどのセンサからそのセンサ信号が来るのかには依存せずに処理することができ、トリガすべきケースであるかどうかを検査することができるように構成されている。これによって、有利には、多方向性電子セーフティ・スイッチが実現される。従って、セーフティ・スイッチ5が検査する閾値が、センサ信号がトリガに関連するかどうか、すなわちクラッシュが発生しているか否かを決定する。そうでない場合には、セーフティ・スイッチ5は相応の出力段を阻止させ、プロセッサ4もこれを否決することはできない。しかし、セーフティ・スイッチ5がトリガすべきケースを識別する場合には、時限ユニット6を介して予め設定された時間のあいだ相応の拘束手段のためのこれらの出力段は点火回路制御部7によってイネーブルされる。プロセッサ4はこの場合その独自の評価に従ってこれらの出力段を活性化することができる。
【0018】
自動車のスタートの際に制御機器10がスイッチオンされ、個々のICの検査が行われる。これにはウォッチドッグを有するセーフティ・スイッチ5も含まれる。その他にプロセッサ4を持続的に監視するセーフティ・スイッチ5のここで記述された機能を検査するために、センサテストが使用される。センサ1、2及び3においてテスト応答が、すなわち人工的なセンサ信号が発生され、このセンサ信号がプロセッサ4によって読み込まれる。このテスト応答はセーフティ・スイッチ5によって評価され出力段8が有するプラス出力段をイネーブルさせるような性質を持っている。セーフティ・スイッチ5はその監視機能を果たすためにこれらのデータを共に読み取り、これらのデータを評価する。プロセッサ4はこの場合点火回路制御部7への時限ユニット6のデータ出力側を監視し、信号レベルの変化においてセーフティ・スイッチ5の正しい機能を識別する。
【0019】
これらのセンサテスト応答は大きく選択されており、クラッシュがシグナリングされるので、出力段8のイネーブルが行われる。このイネーブルはプロセッサ4によって監視される。これによって、センサ1、2及び3自体がテストされる場合には、常にセーフティ・スイッチ5のテストが行われる。センサテストの間の出力段8の誤ったトリガに対するプロテクションのために、セーフティ・スイッチ5は、出力段8が有するマイナス出力段の阻止をもたらすプロセッサ4からセンサ1、2及び3へのテスト要求も、同様にしかし独立してマイナス出力段の阻止をもたらす実行中のテストのセンサデータに含まれる識別子も評価する。
【0020】
セーフティ・スイッチ5から時限ユニット6へと通じる並列線路は2つのイネーブル線路を有し、これらの2つのイネーブル線路は一般的なイネーブル線路であり、一方の線路はプラス出力段のために使用され、他方の線路はマイナス出力段のために使用される。さらに、セーフティ・スイッチ5から時限ユニット6への並列線路はグループ線路を有し、これらのグループ線路は拘束手段のそれぞれのグループに対してイネーブルのために使用可能である。例えば、走行方向において使用される拘束手段のグループに対して使用可能である。次いで、相応の線路が時限ユニット6から点火回路制御部7に通じている。時限ユニット6はトリガすべきケースには出力段8を数十ミリ秒の時間のあいだイネーブルする。
【0021】
図2は伝送フレームを示す。部分aはプロセッサ4からセンサ1、2及び3に伝送される。これは16ビット・メッセージを有し、この16ビット・メッセージは命令13を有し、この命令13に対してセンサはセンサデータによって応答する。図2はさらに伝送フレームの部分bを示し、この部分bをセンサ1、2及び3は同時に部分aに対してプロセッサ4及びセーフティ・スイッチ5に返送する。この部分bは付加情報のためのフィールド11及び本来のセンサ信号のためのフィールド12を有する。セーフティ・スイッチ5及びプロセッサ4はこのフレームに同期し、この結果、個々のデータを相応に読み出すことができる。これはINフレーム・レスポンスと呼ばれる。
【0022】
次にもう一度様々な事象を記述し、これがそれぞれ出力段8のどのような阻止をもたらすかを記述する。セーフティ・スイッチ5のウォッチドッグが阻止フェーズにある場合、つまり、ウォッチドッグが正しく使用されず予め設定された時間のあいだ阻止されるか、又は、センサテストを実行しているが、まだ重要な信号が受信されていない場合、全てのプラス出力段及び全てのマイナス出力段及び全ての点火手段グループは阻止状態に切り換えられる。しかし、セーフティ・スイッチ5のウォッチドッグが阻止フェーズにはなく、センサ1、2及び3のうちの1つから重要なセンサ信号が受信されていない場合、全てのプラス出力段が阻止されるが、全てのマイナス出力段はイネーブルされ、マイナス出力段のテストを場合に応じて実施する。しかし、全ての点火手段グループは阻止される。セーフティ・スイッチ5のウォッチドッグが阻止フェーズにはなく、センサテストが実行され、重要な信号が例えばセンサ1から受信された場合、全てのプラス出力段がイネーブルされ、この結果、プラス出力段のテストは可能であるが、全てのマイナス出力段は阻止される。しかし、走行方向の点火手段はイネーブルされる。セーフティ・スイッチ5のウォッチドッグが阻止フェーズにはなく、センサテストが行われ、重要な信号が受信され、しかし、この重要な信号がセンサ1からのものではない場合、全てのプラス出力段がイネーブルされ、この結果、プラス出力段のテストが可能であり、この場合も全てのマイナス出力段は阻止され、走行方向の点火手段も阻止される。
【0023】
セーフティ・スイッチ5のウォッチドッグが阻止フェーズにはなく、センサテストが実施されず、重要な信号がセンサ1から受信された場合、全てのプラス出力段及び全てのマイナス出力段がイネーブルされ、この結果、点火準備完了状態となり、走行方向の相応の点火手段がイネーブルされ、この結果、エアバッグの点火が可能となる。セーフティ・スイッチ5のウォッチドッグが阻止フェーズになく、センサテストが行われておらず、重要な信号が受信されたが、それがセンサ1からのものではない場合、全てのプラス出力段及び全てのマイナス出力段がイネーブルされ、点火準備完了状態となるが、走行方向における点火手段は阻止される。この場合、重要な信号とは、セーフティ・スイッチ5のハードウェア・アルゴリズムによって計算されて閾値によって評価されてトリガすべきケースを示す信号が存在することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の制御機器のブロック回路図である。
【図2】 プロセッサ・センサ通信のフレームを示す。
【符号の説明】
1 加速度センサ
2 助手席側側面衝突センサ
3 運転手側側面衝突センサ
4 プロセッサ
5 セーフティ・スイッチ
6 時限ユニット
7 点火回路制御部
8 出力段
9 点火回路
10 制御機器
11 付加情報のためのフィールド
12 本来のセンサ信号のためのフィールド
13 命令
Claims (6)
- 自動車における拘束システムのための制御機器であって、該制御機器(10)はプロセッサ(4)及びセーフティ・スイッチ(5)を有し、前記プロセッサ(4)は衝突センシングのためのセンサ(1、2、3)及び拘束システムの制御のための出力段(8)に接続されており、前記センサは自動車の衝突をセンシングする、自動車における拘束システムのための制御機器において、
前記セーフティ・スイッチ(5)は、センサ信号の妥当性検査のために前記センサ(1、2、3)に接続されており、さらに前記センサ信号に依存して点火回路(9)の出力段(8)をイネーブルするために時限ユニット(6)に接続されており、前記セーフティ・スイッチ(5)は前記センサ信号を評価するための手段を有し、前記時限ユニット(6)は予め設定された時間のあいだ前記出力段(8)をイネーブルし、前記センサ信号を評価するための手段は、個々のセンサ信号をそれぞれ処理し、トリガすべきケースであるかどうかを検査するように構成されており、
該時限ユニット(6)は、該セーフティ・スイッチ(5)が該センサ信号の妥当性検査に基づいて、トリガすべきケースであることを識別した場合、該出力段(8)を所定の時間にわたってイネーブルすることを特徴とする、自動車における拘束システムのための制御機器。 - セーフティ・スイッチ(5)はセンサ信号から付加情報を取り出し、該付加情報に依存して前記センサ信号を処理することを特徴とする、請求項1記載の制御機器。
- セーフティ・スイッチ(5)は各センサ(1、2、3)に割り当てられた出力段(8)をイネーブルすることを特徴とする、請求項1又2記載の制御機器。
- プロセッサ(4)は制御機器(10)のスイッチオンの際にセーフティ・スイッチ(5)のテストをセンサ(1、2、3)のテスト信号の発生によって実施することを特徴とする、請求項1〜3のうちの1項記載の制御機器。
- セーフティ・スイッチ(5)は、2つのイネーブル線路を介して時限ユニット(6)を介して出力段(8)に、それぞれ全てのプラス出力段及びマイナス出力段に接続可能であり、更に別のグループ線路によって点火手段グループの出力段(8)に接続可能であることを特徴とする、請求項1〜4のうちの1項記載の制御機器。
- テストの間には少なくとも出力段(8)のプラス出力段又はマイナス出力段が阻止可能であることを特徴とする、請求項4又は5記載の制御機器。
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