JP4739667B2 - Circuit device for sensing frontal collision in a vehicle - Google Patents

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Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、独立請求項の特徴を有する、車両における前面衝突をセンシングするための回路装置に関する。
【０００２】
すでに、公報ＧＢ２２９３６８１Ａからは、乗員拘束システムのための中央制御装置のトリガ決定の妥当性を検査するためにアップフロントセンサを使用することが公知である。
さらに先行技術文献として、ＷＯ９７/４８５８２Ａ１、ＤＥ４２０２４６０Ａ１およびＤＥ１９７４００１９Ａ１を挙げておく。
【０００３】
本発明の利点
これに対し、本発明による、車両における前面衝突をセンシングするための回路装置は、中央制御装置で下されるトリガ決定の妥当性を検査するためにアップフロントセンサの加速度信号と速度信号との論理ＯＲ結合が実行されるという利点を有する。このＯＲ結合によって、妥当性決定がより確実になる。前面衝突が緩慢であり、かつ衝突が弱い場合、積分されたアップフロント信号、つまり速度によって、トリガアルゴリズムによるトリガが支援される。すなわち、このような衝突時に、中央装置によるトリガ決定と同時にまたはそれより早期に上回るアップフロント積分器最小閾値がシートベルトテンショナに対して存在する。この閾値または若干それを下回る閾値は、妥当性のために使用することができる。この妥当性閾値の関数は、アップフロントアルゴリズムによって保証されている。加速度信号と関連する第２の閾値は、急激かつ重度の衝突に対して必要とされる。このような衝突は、アップフロントセンサに未だ衝撃が伝わっておらず、それゆえ積分器の状態が未だに十分でない時点ですでにトリガを引き起こす。衝突によって、アップフロントセンサにはこの時点ですでに強い加速度振動パルスが発生し、これを妥当性のために使用することができる。したがって論理ＯＲ結合により、緩慢な前面衝突および重度の前面衝突のどちらのケースも、アップフロントセンサによって、トリガに関して重要であると識別することができる。このことによって、乗員拘束システム全体の安全性を向上させることができる。
【０００４】
従属項に記載された手段および発展形態によって、独立請求項に記載された、車両における前面衝突をセンシングするための回路装置を有利に改良することができる。
【０００５】
特に有利には、加速度または速度をそれぞれの閾値と比較した結果であるイネーブル信号が、一定の時間にわたって一時記憶される。それによって、もしアップフロントセンサが短時間機能不全になってもなお、イネーブル信号を使用することができる。このことによって、アップフロントセンサがたとえばすでに前面衝突時に破壊されていても、高い確実性を保証することができる。
【０００６】
さらに、有利には、制御装置内の少なくとも１つの衝突センサの信号が所定の閾値を下回った場合、該制御装置が乗員拘束手段のトリガを阻止する。このことはとりわけノイズ波に当てはまる。つまり、制御装置内の衝突センサの信号が小さいため、なおノイズの範囲内にある場合、乗員拘束手段のトリガは放棄される。
【０００７】
しかし、制御装置内の衝突センサの信号がノイズ閾値を上回り、かつ一時記憶されたイネーブル信号がそれぞれのイネーブル閾値を上回る場合、制御装置は原則的にトリガスタンバイ状態となり、アルゴリズムによって要求されたトリガ決定は抑圧されずに、乗員拘束手段のトリガを引き起こす。
【０００８】
図面
本発明の実施例は図面に示されており、以下の説明においてより詳細に説明される。
【０００９】
図１ 衝突センサが配置されている平面図である。
【００１０】
図２ 本発明による回路装置の第１のブロック回路図である。
【００１１】
図３ 加速度‐時間グラフである。
【００１２】
図４ 速度‐時間グラフである。
【００１３】
図５ イネーブル信号を検出するためのブロック回路図である。
【００１４】
一般的には、エアバッグ制御装置のトリガ決定の確実性を向上させるため、制御装置内の加速度センサの他に、別の衝突センサも使用する。この衝突センサは制御装置内で使用することもできるし、非集中的にたとえばアップフロントセンサとして使用することもでき、相応する組み合わせも可能である。ここでは、加速度センサとして圧電センサないしはマイクロメカニカル半導体センサが使用される。しかし、別のセンサタイプも使用することができる。
【００１５】
本発明では、イネーブル信号がアップフロントセンサによって形成される、前面衝突をセンシングするための回路装置が提案される。イネーブル信号は、加速度信号と、積分された加速度信号である速度信号とに依存して形成される。ここでは、加速度信号および速度信号をそれぞれの閾値と比較して論理ＯＲ結合が実行される。１つの発展形態では、イネーブル信号、つまりＯＲ結合の結果が、一定の時間、たとえば１０ｍｓにわたって一時記憶される。そうすることによって、たとえば前面衝突時に破壊されてアップフロントセンサが機能不全になっても、一定の時間中はイネーブル信号を供給することができる。さらに、制御装置内に配置された衝突センサの信号、つまり加速度センサの信号もノイズ閾値より下回っているか否かが検査される。もしそうであれば、トリガアルゴリズムは開始されず、それゆえ乗員拘束手段のトリガは阻止される。しかしトリガアルゴリズムは、この信号がノイズ閾値を上回っていれば開始される。さらにそれぞれのイネーブル信号または一時記憶されたイネーブル信号が存在している場合、制御装置はトリガスタンバイ状態となる。アルゴリズムによってトリガ決定がなされると、乗員拘束手段はトリガされる。
【００１６】
衝突センサという概念はここでは上位概念として使用されており、アップフロントセンサは車両前面にある衝突センサ、通常はクラッシャブルゾーン内の衝突センサを表している。一般的には、衝突センサとして加速度センサが使用される。しかし、ストレインゲージ、圧力センサおよび温度センサを使用することもできる。
【００１７】
図１は、制御装置内に配置された加速度センサおよび車両内のアップフロントセンサが設けられている場所が概観図で示されている。アップフロントセンサ１はＸ方向の加速度をセンシングする。つまり、ここでは車両の縦方向の加速度をセンシングする。しかし制御装置内には、衝突を検出するための加速度センサ構成体が設けられており、この加速度センサ構成体は、Ｘ方向およびＹ方向（つまり車両の横方向）の加速度を検出する。これによって、側面衝突もまた識別することができる。アップフロントセンサ１は車両内の適切な位置に配置される。アップフロントセンサ１を配置するのに適しているのは、たとえばラジエータ支持体またはフードロック支持部である。
【００１８】
図２には、本発明による回路装置がブロック回路図として示されている。この回路装置は、アップフロントセンサ１と、加速度センサ構成体２およびプロセッサ３を有しておりかつ乗員拘束手段５に接続されている制御装置４とを有している。
【００１９】
アップフロントセンサ１は、たとえばエネルギーを受け取るための線路を介してプロセッサ３に接続されている。したがって電力線通信が可能である。つまり、センサ１に伝送されるエネルギーは、センサデータに対して変調される。
【００２０】
プロセッサ３の第２のデータ入力端には、加速度センサ構成体２が接続されている。データ出力端を介してプロセッサ３は、シートベルトテンショナおよびエアバッグである乗員拘束手段５に接続されている。さらに、乗員拘束手段５は点火回路を有しており、衝突が識別された際にはこれによって乗員拘束手段５をトリガする。センサ１および２は信号処理部を有しており、この信号処理部によって加速度信号は増幅およびデジタル化される。プロセッサ３は、衝突センサ１および２から送信される信号に依存してトリガアルゴリズムを計算し、乗員拘束手段５を点火すべきか否かを判断する。このトリガアルゴリズムでは、センサ信号に対して固定的な閾値および/または適応的に計算された閾値を使用することができる。加速度信号および速度信号を使用することによって、軽度な衝突および重度の衝突を識別することができる。軽度の衝突時には、シートベルトテンショナのみを点火するだけでよい場合もある。これに対して、重度の衝突時には原則的にエアバッグも点火しなければならないこともある。さらに、乗員拘束手段５の制御は乗員識別に依存して実行しなければならない。つまり、乗員が各車両座席に存在しているか否か、危険にさらすことなく乗員のために乗員拘束手段を点火できるか否かも識別するべきである。
【００２１】
図３は、アップフロントセンサ１から送出される加速度センサの加速度‐時間グラフを示している。アップフロントセンサ１は加速度信号７を送出し、この加速度信号は所定の閾値６と比較される。アップフロントセンサ７は複数配置してもよい。時点８で信号７は加速度閾値６を上回る。この時点で重度の衝突が識別され、相応のイネーブル信号がプロセッサ３へ伝送されるか、または伝送された加速度信号７からプロセッサ３によって、重度の衝突に対するイネーブル条件が満たされたことが検出される。それによって、加速度センサ１がセンサデータのみをプロセッサ３へ伝送するか、またはすでに評価されたイネーブル信号を伝送するか、という選択肢が生じる。評価されたイネーブル信号は、少なくとも１つの閾値（加速度および速度）をアップフロントセンサ信号が超えたか否かを指示する。
【００２２】
図４は、積分された加速度信号、つまり速度信号が閾値１０と比較されている速度‐時間グラフを示している。時点１１で、イネーブル条件が満たされたことが識別される。つまり、軽度の衝突が発生している。このこともまた、プロセッサ３またはセンサ１内の相応の電子装置によって検出される。
【００２３】
図５は、信号処理がイネーブル信号と関連してどのように実行されるかをブロック回路図のレベルで示している。ブロック１２では、加速度信号ａが加速度センサ１によって形成される。この加速度信号ａはブロック１３において閾値６と比較され、閾値６を上回る場合にはイネーブル信号が形成され、このイネーブル信号はＯＲ結合部１４に第１の入力量として供給される。しかし加速度信号ａはブロック１６で積分もされ、速度信号が形成される。この速度信号はブロック１７で閾値１０と比較される。ブロック１７の出力信号、つまり、閾値１０もまた上回ったか否かはＯＲゲート１４へ第２の入力量として案内される。両閾値６または１０のうち少なくとも１つを上回った場合、ブロック１５でイネーブル信号が形成され、トリガアルゴリズムによって下されるトリガ決定によって乗員拘束手段を物理的にトリガするか否かを決定するのに使用される。このことは、加速度センサ構成体２の加速度信号に依存する。
【００２４】
ブロック１５におけるイネーブル信号は所定の時間にわたって、たとえば１０ｍｓにわたって一時記憶され、アップフロントセンサ１が機能不全になっても一定の時間中は使用でき、イネーブル信号が存在する場合にはトリガアルゴリズムがトリガされることもある。存在するという言葉は、ここではイネーブル信号が衝突を指示していることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 衝突センサが配置されている平面図である。
【図２】 本発明による回路装置の第１のブロック回路図である。
【図３】 加速度‐時間グラフである。
【図４】 速度‐時間グラフである。
【図５】 妥当性信号を検出するためのブロック回路図である。[0001]
The invention relates to a circuit arrangement for sensing a frontal collision in a vehicle having the features of the independent claims.
[0002]
Already from publication GB 2293681A it is known to use an upfront sensor to check the validity of a central controller trigger determination for an occupant restraint system.
Further, WO97 / 48582A1, DE4202460A1 and DE19740019A1 are listed as prior art documents.
[0003]
Advantages of the present invention In contrast, a circuit arrangement for sensing a frontal collision in a vehicle according to the present invention is based on the acceleration signal and speed of an upfront sensor in order to check the validity of a trigger decision made at the central controller. It has the advantage that a logical OR combination with the signal is performed. This OR combination makes the validity determination more reliable. If the frontal collision is slow and the collision is weak, the integrated upfront signal, i.e. velocity, assists triggering by the trigger algorithm. That is, during such a crash, there is an upfront integrator minimum threshold that exceeds the seat belt tensioner at the same time or earlier than the trigger determination by the central device. This threshold or a slightly lower threshold can be used for validity. This validity threshold function is guaranteed by the upfront algorithm. The second threshold value associated with the acceleration signal is required for rapid and severe collision. Such a collision already triggers when the up-front sensor is not yet impacted and therefore the integrator state is not yet sufficient. Due to the collision, the upfront sensor already generates a strong acceleration vibration pulse at this point, which can be used for validity. Thus, by logical OR combination, both slow and severe frontal collision cases can be identified as important for triggering by the upfront sensor. As a result, the safety of the entire occupant restraint system can be improved.
[0004]
The circuit arrangement for sensing a frontal collision in a vehicle as described in the independent claim can be advantageously improved by means and developments described in the dependent claims.
[0005]
Particularly advantageously, an enable signal, which is the result of comparing the acceleration or velocity with the respective threshold value, is temporarily stored for a certain time. Thereby, the enable signal can still be used if the upfront sensor fails for a short time. This ensures a high degree of certainty even if the upfront sensor has already been destroyed, for example, during a frontal collision.
[0006]
Furthermore, advantageously, if the signal of at least one collision sensor in the control device falls below a predetermined threshold, the control device prevents the occupant restraint means from triggering. This is especially true for noise waves. That is, since the signal of the collision sensor in the control device is small, the trigger of the occupant restraint means is abandoned if it is still within the noise range.
[0007]
However, if the collision sensor signal in the controller exceeds the noise threshold and the temporarily stored enable signal exceeds the respective enable threshold, the controller will essentially be in the trigger standby state, and the trigger decision required by the algorithm Causes the occupant restraint to trigger without being suppressed.
[0008]
Drawings Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description.
[0009]
FIG. 1 is a plan view where a collision sensor is arranged.
[0010]
FIG. 2 is a first block circuit diagram of a circuit device according to the present invention.
[0011]
FIG. 3 is an acceleration-time graph.
[0012]
FIG. 4 is a speed-time graph.
[0013]
5 is a block circuit diagram for detecting the enable signal.
[0014]
In general, in addition to the acceleration sensor in the control device, another collision sensor is used in order to improve the reliability of the trigger determination of the airbag control device. This collision sensor can be used in the control device, or can be used decentrally, for example as an upfront sensor, and corresponding combinations are possible. Here, a piezoelectric sensor or a micromechanical semiconductor sensor is used as the acceleration sensor. However, other sensor types can be used.
[0015]
In the present invention, a circuit device for sensing a frontal collision is proposed in which the enable signal is formed by an upfront sensor. The enable signal is formed depending on the acceleration signal and a speed signal that is an integrated acceleration signal. Here, a logical OR combination is performed by comparing the acceleration signal and the velocity signal with respective threshold values. In one development, the enable signal, ie the result of the OR combination, is temporarily stored for a certain time, eg 10 ms. By doing so, the enable signal can be supplied for a certain period of time even if the upfront sensor becomes malfunctioning due to a frontal collision, for example. Furthermore, it is examined whether or not the signal of the collision sensor arranged in the control device, that is, the signal of the acceleration sensor is also below the noise threshold. If so, the trigger algorithm is not started and therefore triggering of the occupant restraint is prevented. However, the trigger algorithm is started if this signal is above the noise threshold. Further, if there is a respective enable signal or a temporarily stored enable signal, the control device enters a trigger standby state. When a trigger determination is made by the algorithm, the occupant restraint means is triggered.
[0016]
The concept of a collision sensor is used here as a superordinate concept, and the upfront sensor represents a collision sensor in the front of the vehicle, usually a crash sensor in a crushable zone. In general, an acceleration sensor is used as a collision sensor. However, strain gauges, pressure sensors and temperature sensors can also be used.
[0017]
FIG. 1 is a schematic view showing a place where an acceleration sensor arranged in a control device and an upfront sensor in a vehicle are provided. The up-front sensor 1 senses acceleration in the X direction. That is, the longitudinal acceleration of the vehicle is sensed here. However, an acceleration sensor structure for detecting a collision is provided in the control device, and this acceleration sensor structure detects acceleration in the X direction and the Y direction (that is, the lateral direction of the vehicle). Thereby, side collisions can also be identified. The upfront sensor 1 is disposed at an appropriate position in the vehicle. Suitable for arranging the up-front sensor 1 is, for example, a radiator support or a hood lock support.
[0018]
FIG. 2 shows a circuit arrangement according to the invention as a block circuit diagram. This circuit device has an up-front sensor 1 and a control device 4 that has an acceleration sensor structure 2 and a processor 3 and is connected to an occupant restraint means 5.
[0019]
The up-front sensor 1 is connected to the processor 3 through a line for receiving energy, for example. Therefore, power line communication is possible. That is, the energy transmitted to the sensor 1 is modulated with respect to the sensor data.
[0020]
The acceleration sensor structure 2 is connected to the second data input terminal of the processor 3. The processor 3 is connected to an occupant restraining means 5 that is a seat belt tensioner and an air bag via a data output end. Further, the occupant restraint means 5 has an ignition circuit, and triggers the occupant restraint means 5 when a collision is identified. The sensors 1 and 2 have a signal processing unit, and the acceleration signal is amplified and digitized by the signal processing unit. The processor 3 calculates a trigger algorithm depending on the signals transmitted from the collision sensors 1 and 2, and determines whether or not the occupant restraint means 5 should be ignited. The trigger algorithm can use a fixed threshold and / or an adaptively calculated threshold for the sensor signal. By using acceleration and velocity signals, minor and severe collisions can be identified. In a minor collision, it may be necessary to ignite only the seat belt tensioner. On the other hand, in the event of a severe collision, in principle, the airbag may also have to be ignited. Furthermore, the control of the occupant restraint means 5 must be executed depending on the occupant identification. In other words, it should also be identified whether an occupant is present in each vehicle seat and whether the occupant restraint means can be ignited for the occupant without risk.
[0021]
FIG. 3 shows an acceleration-time graph of the acceleration sensor sent from the up-front sensor 1. The upfront sensor 1 sends out an acceleration signal 7, which is compared with a predetermined threshold 6. A plurality of up-front sensors 7 may be arranged. At time 8, the signal 7 exceeds the acceleration threshold 6. At this point, a severe collision is identified and a corresponding enable signal is transmitted to the processor 3 or from the transmitted acceleration signal 7 it is detected by the processor 3 that an enable condition for a severe collision has been met. . This gives the choice of whether the acceleration sensor 1 transmits only sensor data to the processor 3 or transmits an already evaluated enable signal. The evaluated enable signal indicates whether the upfront sensor signal has exceeded at least one threshold (acceleration and velocity).
[0022]
FIG. 4 shows a speed-time graph in which the integrated acceleration signal, i.e. the speed signal, is compared with a threshold value 10. At time 11, it is identified that the enable condition has been met. That is, a slight collision has occurred. This is also detected by the processor 3 or a corresponding electronic device in the sensor 1.
[0023]
FIG. 5 shows at a block schematic level how signal processing is performed in conjunction with the enable signal. In block 12, the acceleration signal a is formed by the acceleration sensor 1. This acceleration signal a is compared with the threshold value 6 in the block 13, and if it exceeds the threshold value 6, an enable signal is formed, and this enable signal is supplied to the OR coupling unit 14 as a first input quantity. However, the acceleration signal a is also integrated at block 16 to form a velocity signal. This speed signal is compared to a threshold value 10 at block 17. Whether the output signal of block 17, i.e., threshold 10 has also been exceeded, is guided to OR gate 14 as a second input quantity. If at least one of both thresholds 6 or 10 is exceeded, an enable signal is formed at block 15 to determine whether to physically trigger the occupant restraint by a trigger decision made by the trigger algorithm. used. This depends on the acceleration signal of the acceleration sensor structure 2.
[0024]
The enable signal in block 15 is temporarily stored for a predetermined time, for example 10 ms, and can be used for a certain period of time even if the upfront sensor 1 fails, and the trigger algorithm is triggered if the enable signal is present. Sometimes. The word present means here that the enable signal indicates a collision.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view in which a collision sensor is arranged.
FIG. 2 is a first block circuit diagram of a circuit device according to the present invention.
FIG. 3 is an acceleration-time graph.
FIG. 4 is a velocity-time graph.
FIG. 5 is a block circuit diagram for detecting a validity signal.

Claims (2)

車両において乗員拘束手段をトリガするための回路装置であって、
少なくとも１つの衝突センサ（２）が制御装置（４）内に設けられており、
前記少なくとも１つの衝突センサ（２）と異なる別の少なくとも１つの衝突センサ（１）がアップフロントセンサとして車両前面に設けられており、
前記制御装置（４）において、前記アップフロントセンサ（１）からの加速度信号を直接、第１の閾値（６）と比較する比較を行い、かつ、該アップフロントセンサ（１）の加速度信号の積分によって求められた速度信号（９）と別の第２の閾値（１０）とを比較する別の比較を行い、
両比較の結果が、前記制御装置（４）内の論理ＯＲ結合部（１４）に入力され、
前記加速度信号が前記第１の閾値（６）を上回るか、または前記速度信号（９）が前記第２の閾値（１０）を上回った場合、前記論理ＯＲ結合部（１４）は、前記乗員拘束手段のトリガをイネーブルするためのイネーブル信号を形成し、
前記制御装置（４）は前記イネーブル信号を所定の時間にわたって一時記憶し、
前記車両の衝突時に前記アップフロントセンサ（１）が機能不全になっても、前記制御装置（４）内の前記少なくとも１つの衝突センサ（２）の信号と第３の閾値とが比較され、該制御装置（４）内の該少なくとも１つの衝突センサ（２）の信号が該第３の閾値を上回った場合、比較出力信号が生成され、前記一時記憶されたイネーブル信号と前記比較出力信号とに基づいて、前記乗員拘束手段のトリガを決定するためのトリガアルゴリズムが実行され、前記乗員拘束手段のトリガが可能となる
ことを特徴とする回路装置。A circuit device for triggering occupant restraint means in a vehicle,
At least one collision sensor (2) is provided in the control device (4);
Another at least one collision sensor (1) different from the at least one collision sensor (2) is provided on the front surface of the vehicle as an up front sensor,
In the control device (4), the acceleration signal from the up-front sensor (1) is directly compared with the first threshold value (6), and the acceleration signal of the up-front sensor (1) is integrated. Performing another comparison comparing the speed signal (9) determined by the second second threshold (10) with
The result of both comparisons is input to a logical OR combination unit (14) in the control device (4),
When the acceleration signal exceeds the first threshold (6) or the speed signal (9) exceeds the second threshold (10), the logical OR combination (14) Forming an enable signal for enabling the trigger of the means;
The control device (4) temporarily stores the enable signal for a predetermined time,
Even if the up-front sensor (1) fails during the vehicle collision, the signal of the at least one collision sensor (2) in the control device (4) is compared with a third threshold, When the signal of the at least one collision sensor (2) in the control device (4) exceeds the third threshold value, a comparison output signal is generated, and the temporarily stored enable signal and the comparison output signal are The circuit device according to claim 1, wherein a trigger algorithm for determining a trigger of the occupant restraint means is executed based on the trigger algorithm . 制御装置（４）は、該制御装置（４）内の前記少なくとも１つの衝突センサ（２）の信号が所定の閾値を下回る場合、乗員拘束手段（５）のトリガを阻止する、請求項１記載の回路装置。  The control device (4) prevents the occupant restraint means (5) from triggering when the signal of the at least one collision sensor (2) in the control device (4) falls below a predetermined threshold. Circuit device.
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