JP2000510416A - 自動車の乗員安全保護装置の制御用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車の乗員安全保護装置の制御用装置は、評価装置（２）を用いて、同時に、第１の加速度センサ（１１１）の信号（ｂ１）と、第２の加速度センサ（１１２）の信号（ｂ２）とが衝突状態を示しているということが検出された場合に限って乗員安全保護装置（４）を作動する。その際、加速度センサ（１１１，１１２）の感応軸線（ｘ，ｙ，ｚ）は、種々異なって配向される。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車の乗員安全保護装置の制御用装置 本発明は、請求の範囲１の上位概念記載の自動車の乗員安全保護装置の制御用 装置に関する。 公知の装置構成は、衝突を検出するために加速度センサを有している。評価装 置により、加速度センサの加速度信号を用いて、十分な強度の衝突が生じている ということが検出されると、対応の乗員安全保護装置、例えば、エアバック、ベ ルトテンショナ等が起動される。ドイツ連邦共和国特許公開第４０１６６４４号 公報によると、そのような装置構成では、機械的な加速度スイッチだけ拡張構成 され、この加速度スイッチは、例えば、加速度センサが故障したり、評価装置が 故障したりして、誤作動により起動するのを阻止する。ドイツ連邦共和国特許公 開第４０１６６４４号公報には、更に、機械的な加速度スイッチを、評価回路が 後ろに接続された、別の加速度センサによって置き換えることが提案されている 。 世界知的所有権機関特許公開第８９／１１９８６号公報からは、自動車の乗員 安全保護装置の制御用の装置構成が公知であり、この装置構成は、種々に配向さ れた感応軸線を有する２つの加速度センサを有している。その際、第１の加速度 センサは、車両長手方向軸 線に対して平行な加速度に対して感応し、第２の加速度センサは、車両横方向加 速度用である。評価装置は、加速度センサから供給された加速度信号を評価し、 車両長手方向加速度が、高く設定された限界値を超過するか、又は、長手及び横 方向加速度信号から形成された加速度ベクトルの値及び方向が、所定値を超過し た場合に、対応の乗員安全保護装置を作動する。従って、乗員安全保護装置は、 乗員を強度に損傷する斜め方向の衝突の際にも起動するが、その際、長手方向の 加速度だけは、この加速度に配属された限界値を超過しない。 このような技術分野のドイツ連邦共和国特許公開第３７１７４２７号公報から は、正面衝突又は斜め方向の衝突時に初めから起動する必要があるが、側面衝突 又は後面衝突時には初めから起動する必要はないことが公知である。そのために 、装置は、９０°よりも小さな角度で相互に配設された２つのセンサを有してお り、各センサのそれぞれは、車両長手方向軸線に対してほぼ＋／−３０°配向さ れている。両センサが有意信号を供給する場合に、安全保護装置は起動される。 ドイツ連邦共和国特許公開第１９５３７５４６号公報からは、相互に対角線方 向に配向された２つのセンサを有する乗員安全保護装置の起動用の装置が公知で あり、その際、信号を処理する評価装置の計算効率の低減の観点で、衝突が予測 される方向のセンサの信号 だけが評価される。 本発明の課題は、簡単な手段で、自動車の乗員安全保護装置の誤作動による起 動を確実に阻止することにある。 この課題は、本発明によると、請求の範囲１記載の要件によって解決される。 評価装置は、その際、第１の起動信号を形成し、この起動信号は、少なくとも 、第１の加速度センサの加速度信号、並びに、第２の加速度センサの加速度信号 に依存する第２起動信号に依存する。両起動信号が同時に生じた場合に限って、 乗員安全保護装置が起動される。 場合によっては、故障した加速度センサに起因して生じる誤作動による起動を 回避するために、感応軸線が同一方向の加速度センサ乃至機械的な加速度スイッ チを冗長度を持って余分に設ける代わりに、乗員安全保護装置の起動の基準とな る第１の加速度センサに対して、他の方向に配向された、側面方向に感応軸線が ある第２の加速度センサが設けられている。第２の加速度センサの加速度信号を 用いて、第１の加速度センサで検出された衝突が実際に生じていることが確実に 分かる。本発明は、所定の方向からの衝突時に、加速度成分は、この方向でしか 立証されないのではないという認識に基づいている。そのような衝突の場合、加 速度成分は、他の空間軸線でも立証することができる 。つまり、衝突のエネルギは、衝突方向で車体の形状が損傷することによってし か減衰されないのではなく、衝突のエネルギは、衝突の方向に相応しない空間方 向で、測定技術上検出可能な車両の振動によっても減衰されるのである。 その際、安全センサとして使用される第２の加速度センサの感応軸線は、起動 センサとして使用される加速度センサの感応軸線に対して対角線方向に配向され ている。従って、第１の加速度センサが、有利には、車両長手方向軸線に対して 平行な感応軸線を有しているならば、車両長手方向の加速度に対して感応し、有 利には、正面衝突時に対正面衝突安全保護用の乗員安全保護装置、例えば、運転 手用エアバック又は助手席用エアバック又はベルトテンショナ等を起動し、安全 センサとして構成された第２の加速度センサは、有利には、車両の横方向加速度 又は車両の高さ方向軸線に沿った加速度を検出する。第１の加速度センサに関し て、第２の加速度センサを対角線方向に配向すると有利であるのは、車両は、衝 突の際に、殊に衝突方向に対して対角線方向の空間軸線で振動する傾向があるか らである。この空間軸線では、加速度信号は、最大の信号−雑音間隔で受信され る。 第１の加速度センサが、有利には、車両の横方向加速度の検出用、従って、対 側面衝突安全保護用の乗員安全保護装置、例えば、サイドエアバック又はヘッド エアバックの制御用に設けられている場合、第２の加速度センサは、有利には、 車両の長手方向加速度又は車両の高さ方向軸線に沿った車両加速度に対して感応 する。第２の加速度センサは、車両の他の方向に配向してもよいが、但し、その 配向は、第１の加速度センサの配向とは明らかに区別される必要がある。 本発明では、第１の加速度センサの加速度信号は、相応の乗員安全保護装置を 起動する必要があるかないかが判定されるように評価される。この判定のために 、有利なやり方では、第２の加速度センサの加速度信号も、例えば、斜め方向の 衝突の検出のために関係付けるとよい。通常、少なくとも、第１の加速度信号に よって決められた起動信号が、例えば、第１の加速度信号の積分によって形成さ れる。この起動信号は、第１の限界値と比較され、その際、起動するのに十分な 大きさの起動信号値と、起動するのに不十分な大きさの起動信号値とは区別され る。しかし、第１の加速度信号及び場合によっては衝突にとって重要な別の信号 のために、複数の個別起動基準を形成してもよく、この起動基準に基づいて、論 理結合によって起動を決定することができる。 本発明にとって重要な点は、第２の加速度センサの信号を、そもそも衝突した のかどうかについて決定するための判定基準として利用することにある。そのた めに、有利には、第２の加速度信号と、車両に特有の 、他のパラメータとによってだけ特定される安全信号が形成され、この安全信号 は、第２の限界値と比較される。第２の限界値は、衝突にとって十分な大きさの 安全信号値と、衝突にとって不十分な大きさの安全信号値とを区別する。起動信 号と安全信号の種々異なった機能により、これらの信号に配属された限界値が、 その大きさで区別される。つまり、起動信号に配属された第１の限界値は、安全 信号に配属された第２の限界値よりも、有利には、２倍以上大きい。 安全信号は、殊に、第２の加速度信号の値によって決められる。別の有利な実 施例では、安全信号は、第２の加速度信号の値を積分することによって形成され る。この値形成は、殊に、後続の積分の際に有利である。その理由は、第２加速 度信号は、衝突の際にほぼゼロ点を中心にして振動し、第２の加速度信号の積分 によって先行の値形成なしに、第２の加速度信号の負及び正の寄与分が相殺され るからである。 装置構成が、対正面衝突安全保護用の乗員安全保護装置の制御用の車両長手方 向加速度用の加速度センサと、対側面衝突安全保護用の乗員安全保護装置の制御 用の車両横方向加速度用の別の加速度センサとを有する場合、装置を本発明によ り以下のように構成すると、極めて有利であることが分かる。つまり、正面衝突 の検出のために、横方向加速度センサを安全センサとして使用し、その際、エラ ーのある長手方向加速度セ ンサによって対正面衝突安全保護用の安全保護装置が誤作動により起動するのを 排除するようにされ、それと同時に、長手方向加速度センサを安全センサとして 使用し、その際、エラーのある横方向加速度センサによって対側面衝突安全保護 用の安全保護装置が誤作動により起動するを排除するようにされる。そのような 装置構成では、任意方向からの衝突の際に起動されて、それと同時に誤作動によ る起動を阻止することができるために、唯２つの加速度センサしか必要ない。 両加速度センサは、有利には、テスト可能に構成されており、その結果、装置 構成の作動時、又は、装置構成の作動中も、センサの機能適性と、殊に、地震に より静電的に誘発することがある、センサの質量の変動（ｅｌｅｋｔｒｏｓｔａ ｔｉｓｃｈ ｉｎｄｕｚｉｅｒｂａｒｅ Ａｕｓｌｅｎｋｂａｒｋｅｉｔ ｉｈ ｒｅｒ ｓｅｉｓｍｉｓｃｈｅｒ Ｍａｓｓｅｎ）とについて検査することがで きる。 本発明の有利な実施例は、従属請求項に記載されている。本発明、及び、その 実施例について、図を用いて詳細に説明する。その際： 図１：本発明の装置のブロック接続図を示し、 図２〜４：本発明の装置構成の種々異なるセンサ構成を示し、 図５：装置構成の第２のイネーブル信号の検出用の進行するステップの、評価装 置での流れ図を示す。 図１には、センサ装置１、評価装置２、論理素子３及び乗員安全保護装置４を 有する本発明の装置構成のブロック図が示されている。センサ装置１は、感応軸 線ｘの第１の加速度センサ１１１と感応軸線ｙの第２の加速度センサ１１２とを 有している。矢印Ｆによって示された走行方向では、第１の加速度センサ１１１ は、車両長手方向加速度を検出し、第２の加速度センサ１１２は、車両横方向加 速度を検出する。加速度センサ１１１及び１１２の感応軸線ｘ及びｙは、２重矢 印によって示されている。 乗員安全保護装置４は、対正面衝突安全保護に使用される。従って、乗員安全 保護装置４の起動の基準となるのは、第１の加速度センサ１１１によって供給さ れた第１の加速度信号ｂ１であり、前記第１の加速度信号ｂ１は、評価装置２で 評価される。第１の加速度信号ｂ１によって決められた起動信号が、第１の限界 値を超過すると、乗員安全保護装置４の起動にとって十分な強さの衝突が生じて おり、その結果、第１のイネーブル信号ｆ１が論理素子３に供給される。それと 同時に、評価装置２において、第２の加速度信号ｂ２の評価により、第２の加速 度センサ１１２が衝突状態を検出しているかどうか検査される。そのために、第 ２の加速度信号ｂ２の値が形成されて、第１の加速度信号ｂ１に配属された限界 値よりも低く形成された第２の限界値と比較される。第２の加速度信号ｂ２の値 が第２の限界値を超過すると、第２のイネーブル信号ｆ２が論理素子３に供給さ れる。論理素子３は、アンドゲートとして構成されており、その結果、第１のイ ネーブル信号ｆ１も第２のイネーブル信号ｆ２も同時に生じている場合に限って 作動される。評価装置２の保持部材２１は、第２の限界値が第２の加速度信号ｂ ２の値によって超過されてから、固定設定された最小期間の第２のにイネーブル 信号ｆ２を形成する。従って、第２の加速度信号ｂ２の短時間の低下と、それと 同時に生じる第１のイネーブル信号ｆ１により阻止されているが、所望の起動動 作が開始される。 図１の装置構成によると、更に、図示していない対側面衝突安全保護用の乗員 安全保護装置を制御することができる。その他の乗員安全保護装置の起動のため に、第２の別のイネーブル信号が必要とされ、その際、別の乗員安全保護装置の 起動の基準となるイネーブル信号は、実質的に車両加速度、つまり、第２の加速 度信号ｂ２によって決められ、それに対して、別の乗員安全保護装置の誤作動に よる起動を阻止するために基準となるイネーブル信号は、車両加速度、つまり、 第１の加速度信号ｂ１によって決められる。 図２〜４には、本発明の装置構成のセンサ装置が示されており、その際、以下 では常に、長手方向加速度用の中央の加速度センサが第１の加速度センサ１１１ として示されており、横方向加速度用の中央の加速度 センサが第２の加速度センサ１１２として示されている。起動センサ又は安全セ ンサとしての、この加速度センサ１１１及び１１２の前述の多機能性に基づいて 、図２〜４の説明の範囲内で、請求の範囲で特定された対応関係、つまり、起動 センサとしての第１の加速度センサ、安全保護センサとしての第２の加速度セン サという対応関係は、解消されたものと見なされる。 図２には、車両の中央部、例えば、車両のトンネル状部に設けられたセンサ装 置１１が示されており、センサ装置１１は、車両の長手方向加速度用の第１の加 速度センサ１１１と、車両の横方向の加速度用の第２の加速度センサ１１２とを 有している。更に、センサ装置は、車両の横方向加速度用に取り付けられた２つ の加速度センサ１２を有している。このようにして取り付けられる加速度センサ １２は、有利には、車両のサイド部分の近傍に設けられていて、衝突位置の近傍 での側面衝突を検出することができる。図２の装置構成では、第１の加速度セン サ１１１は、対正面衝突安全保護用の乗員安全保護装置、以下ではエアバックの 起動用に使用され、取り付けられる加速度センサ１２は、対側面衝突安全保護用 の補助拘束装置、以下ではサイドエアバックの制御用に使用される。第２の加速 度センサ１１２は、本発明によると、フロントエアバック起動用の安全センサと しても、公知のようにサイドエアバック起動用の安全センサとしても使用するこ とができる。択一選択的に、付加的に第１の加速度センサ１１１を、本発明によ ると、加速度センサ１２用の安全センサとして使用してもよい。更に、取り付け られた横方向加速度用の加速度センサ１２も、長手方向加速度用に取り付けられ た加速度センサ１３も設けられている。サイドエアバックの起動の基準となるの は、取り付けられた加速度センサ１２である。取り付けられた加速度センサ１２ 用の安全センサとして、第１の加速度センサ１１１が本発明のように用いられる 。フロントエアバックの起動の基準となるのは、取り付けられた加速度センサ１ ３であり、その際、第１の加速度センサ１１１は、公知のように安全センサとし て使用される。 図４では、図３のセンサ装置が拡張されて、中央に、横方向加速度用の第２の 加速度センサ１１２が設けられている。図３に記載された装置構成の機能を越え て、第２の加速度センサ１１２は、公知のように、横方向加速度用に取り付けら れた加速度センサ１２を安全センサとして使用することができる。本発明による と、第２の加速度センサ１１２は、第１の加速度センサ１１１に対して付加的に 、又は、択一選択的に、フロントエアバックの起動用の安全センサとして使用し てもよい。 図５には、流れ図を用いて、第２のイネーブル信号ｆ２の算出について示され ており、この第２のイネー ブル信号は、実質的に、安全センサとして使用される第２の加速度センサ１１２ の第２の加速度信号ｂ２によって決められる。ステップ５０では、ステップＳ１ 〜Ｓ１０から選択されたステップシーケンスが処理され、このステップシーケン スは、ステップＳ１１に達した場合に新たにステップＳ０から開始する。ステッ プＳ１では、第２の加速度センサ１１２の第２の加速度信号ｂ２が評価装置２に 読み込まれる。ステップＳ２では、安全信号ａ２は、第２の加速度信号ｂ２の値 形成によって形成され、その後、第３のステップＳ３で、安全信号ａ２が、配属 の第２の限界値ｓ２よりも大きいかどうか検査される。この場合、つまり、経路 Ｊ／Ｙの場合、ステップＳ４で、第２のイネーブル信号ｆ２がセットされ（＝１ ）、その結果、それと同時に、第１のイネーブル信号ｆ１が評価装置２から供給 された場合、所属の乗員安全保護装置が起動される。ステップＳ５ではタイマ設 定時間Ｔｉｍが値Ｍａｘにセットされる。これは、保持部材をソフトウエア技術 により構成することに相当している。ステップＳ０で開始して、第２の加速度信 号ｂ２の時間的に後続の値が読み込まれる。ステップＳ３で、安全信号ａ２が第 ２の限界値ｓ２よりも小さいか、又は、同じであるならば（経路Ｎ）、ステップ Ｓ６で、第２のイネーブル信号ｆ２が既にセットされている（＝１）かどうか検 査される。第２のイネーブル信号ｆ２が既にセットさ れていない場合（経路Ｎ）、先行の時間ステップでも実際の時間ステップでも、 安全信号ａ２は第２の限界値ｓ２よりも小さいか、又は等しいので、この信号は 変えないようにされる。しかし、ステップＳ６で、第２のイネーブル信号ｆ２が 既にセットされている（経路Ｊ／Ｙ）ことが検出された場合、ステップＳ７で、 タイマ設定時間Ｔｉｍが１時間単位だけ低減される。ステップＳ８では、タイマ 設定時間Ｔｉｍが経過したかどうか検査される。タイマ設定時間Ｔｉｍが経過し た場合（経路Ｊ／Ｙ）、ステップＳ１０で、第２のイネーブル信号ｆ２がリセッ トされる。と言うのは、第２の限界値ｓ２は、実際には、安全信号ａ２によって も、比較的早期の時間ステップでセットされた第２のイネーブル信号ｆ２用のタ イマ設定時間Ｔｉｍによっても超過されないからである。タイマＴｉｍが未だ経 過しない場合（ステップＳ８から出発する経路Ｎ）、これ以降も第２のイネーブ ル信号ｆ２はセットされ続ける。 この算出及び他の全ての所要の算出を実行する評価装置２は、有利には、マイ クロプロセッサである。場合によっては、マイクロプロセッサは、第１のイネー ブル信号ｆ１の算出だけを実行するようにすることもでき、他方、第２のイネー ブル信号ｆ２の算出は、アナログ回路装置によって実行される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 自動車の乗員安全保護装置の制御装置であって、 −感応軸線（ｘ，ｙ，ｚ）が種々異なって配向された２つの加速度センサ（１ １１，１１２）と、 −前記加速度センサ（１１１，１１２）によって供給された加速度信号（ｂ１ ，ｂ２）用の評価装置（２）と、 −前記評価装置（２）は、第１のイネーブル信号（ｆ１）を形成し、該イネー ブル信号は、少なくとも、前記第１の加速度センサ（１１１）の加速度信号（ｂ １）に依存しており、 −前記評価装置（２）は、第２のイネーブル信号（ｆ２）を発生し、前記第２ のイネーブル信号は、前記第２の加速度センサ（１１２）の加速度信号（ｂ２） に依存しており、 −乗員安全保護装置（４）は、前記両イネーブル信号（ｆ１，ｆ２）が同時に 生じている場合に限って起動される装置において、 −第１の加速度センサ（１１１）は、車両長手方向加速度を測定し、 −第２の加速度センサ（１１１）の感応軸線（ｘ，ｙ，ｚ）は、前記加速度セ ンサ（１１２）の感応軸線（ｘ，ｙ，ｚ）に対してほぼ交差方向に配向され ていることを特徴とする装置。 ２． 少なくとも、第１の加速度信号（ｂ１）に依存している起動信号（ａ１） が第１の限界値（ｓ１）を超過する場合に、第１のイネーブル信号（ｆ１）が形 成され、第２の加速度信号（ｂ２）に依存する安全信号（ａ２）が第２の限界値 （ｓ２）を超過する場合、第２のイネーブル信号（ｆ２）が形成される請求の範 囲１記載の装置。 ３． 第２の限界値（ｓ２）は、第１の限界値（ｓ１）よりも小さく形成されて いる請求の範囲２記載の装置。 ４． 安全信号（ａ２）は、第２の加速度信号（ｂ２）の値である請求の範囲２ 記載の装置。 ５． 安全信号（ａ２）は、第２の加速度信号（ｂ２）の値の積分によって決め られる請求の範囲２記載の装置。 ６． 評価装置（２）に、保持部材（２１）が設けられており、前記保持部材は 、第２の限界値（ｓ２）が安全信号（ａ２）によって超過された際に、固定の最 小期間の第２のイネーブル信号（ｆ２）を形成する請求の範囲２〜５迄の何れか １記載の装置。 ７． 第２のイネーブル信号（ｆ２）は、専ら第２の加速度信号（ｂ２）によっ て決められる請求の範囲１〜６迄の何れか１記載の装置。 ８． 乗員安全保護装置（４）は、実質的に対正面衝 突安全保護用に設けられている請求の範囲１〜７迄の何れか１記載の装置。