JPH04100755A - 車輌用安全システムの作動チェック方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車輛の衝突時にエアパック又はシートベルト
拘束装置等の安全装置を作動させ、乗員の安全を図るよ
うにした車輛用安全システムの作動をチエツクするため
の方法に関する。

（従来の技術） この種の従来システムにおいては、車輛に生じる加速度
を加速度センサにより検出し、このセンサ出力の積分値
に基づいて衝突時における車輛の急減速状態の発生を検
知し、所要の安全装置を作動させる構成となっている。

このようなシステムでは、車輛の衝突により所定の減速
状態か生じたとき、これを確実に検出して安全装置を作
動させるため、高い信頼性を有することが要求されるの
は勿論のこと、走行中宮にシステムの作動状態をチエツ
クし、システムに不具合か生じた場合には、これを直ち
に運転者に知らせることか必要である。

このため、従来システムにおいても、通常、回路の自己
チエツクを行なうことかできる故障診断回路を有してお
り、マイクロコンピュータ等により制御される構成か一
般的である。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、マイクロコンピュータにより、特にセン
サを含んだ点火系統のチ１　ツクを行なう構成では、マ
イクロコンピュータが暴走した場合安全装置が誤作動す
る虞れがある。このため、チエツク時にチエツクための
パルス信号の印加に応答して安全装置が作動することが
ないように配慮するほか、センサの入力側と点火系統と
を別個にチエツクするなどの方法が採られている。この
ため、従来のシステムでは、チエツクのために必要な回
路をシステム内に組み込まなければならず、部品点数が
増加し、コストの上昇を招くほか、信頼性も低下するな
との問題を生している。

本発明の目的は、したかって、複雑な回路を必要とする
ことなしに、信頼性よくセンサから点火素子までの作動
状態をチエツクすることかできる、車輛用安全システム
の作動チエツク方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明の特徴は、車輛に生じ
る加速度に応答して互いに逆相の一対の出力信号を与え
るセンサ手段と、該センサ手段に応答し上記一対の出力
信号の差分に応じた第１検出信号を出力する第１差動増
幅手段を含み上記第１検出信号に応答し車輛の衝突の発
生を判定する第１判定手段と、該センサ手段に応答し上
記一対の出力信号の差分に応じた第２検出信号を出力す
る第２差動増幅手段を含み上記第２検出信号に応答し車
輛の衝突の発生を判定する第２判定手段と、車輛用安全
装置の点火素子の一端と電源との間に設けられ上記第１
検出手段に応答して作動する第１通電制御手段と、上記
点火素子の他端と電源との間に設けられ上記第２検出手
段１こ応答して作動する第２通電制御手段とを有し、上
記第１及び第２通電制御手段か同時に導通状態になった
場合に上記点火素子に点火電流か流れるようにした車輛
用安全システムにおいて、上記第１又は第２差動増幅手
段のいずれか一方の利得を同相入力にも応答しつるよう
に変更し、上記センサにテスト信号を与えることにより
、上記センサから同相の一対のチエツク信号を出力させ
、このとき上記点火素子に生じる電位状管から上記シス
テムの作動チエツクを行なうようにした点にある。

（作　　用） 作動チエツク時以外は、第１及び第２差動増幅手段は同
相の入力信号には応答せず、センサ手段から出力される
互いに逆相の一対の出力信号の差分に従う出力を与えて
いる。第１及び第２判定手段では、この差分に従う出力
に基づいて衝突の判定が行なわれ、衝突の判定が夫々に
おいて同時になされると、第１及び第２通電制御手段か
共に導通状態となり、点火素子に電源から点火のための
電気エネルギーが第１及び第２通電制御手段を通って供
給され、安全装置か起動する。

一方、作動チエツク時には、予め選択したいずれか一方
の差動増幅手段の利得か同相入力に応答しうる状態に変
更され、この状態でテスト信号かセンサ手段に与えられ
ると、センサ手段から出力される同相の一対の出力信号
に応答して第１又は第２通電制御手段のいずれか一方か
導通状態となり、点火素子に生じる電位状態が変化する
。この場合、選択されなかった他方の差動増幅手段は同
相の一対の信号には応答せず、他方の通電制御手段は非
導通状態に保たれる。よって、作動チエツク時に点火素
子に作動電流が流れることはない。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例につき詳細
に説明する。

第１図は、本発明の方法による作動チエツクを行ないつ
るように構成された車輛用安全システムの一実施例を示
し、この車輛用安全システム１は、エアバック装置２と
、車輛か衝突した場合にこれを検知してエアバック装置
２を作動させるための制御部３とを備えて成っている。

制御部３は、車輛（図示せず）の加速度を検出するため
、一対の出力端子４ａ、４ｂを有する加速度センサ４を
備えており、出力端子４ａからは車輛の加速度に応じた
レベルの第１加速度信号Ｓａが出力され、他方の出力端
子４ｂからは、第１加速度信号Ｓａと絶対値レベルが等
しいか逆相である第２加速度信号ｓｂか出力される。

加速度センサ４は、第２図に示されるように、ピエゾ素
子４１．４２．及び抵抗器４３乃至４６が図示の如く接
続されて成っており、ピエゾ素子４１．４２の各一方の
端子の共通接続点Ｘには、電源電圧Ｖｃを抵抗器４５．
４６で分圧して成るバイアス電圧ｖｂが与えられている
。本実施例では、Ｖｂ＝１／２Ｖｃに設定されている。

ピエゾ素子４１．４２は、第３図に示されるように、共
通のベース板４７（ベース部材）に取り付けられている
。このベース板４７は剛体からなり車輛の進行方向Ａと
直交して適宜の箇所に固定されており、ピエゾ素子４１
．４２は、車輛の加速、減速に応じて引張力、圧縮力を
受けて電圧を発生する。

この結果、ピエゾ素子４１．４２の各他方の端子には、
バイアス電圧ｖｂに、加速度、減速度に対応して生じる
電圧信号成分を加えた電圧が生し、これらの電圧は第１
加速度信号Ｓａ及び第２加速度信号ｓｂとして出力端子
４ａ、’４ｂから夫々出力される。

ここで、ピエゾ素子４１．４２は車輛の加速、減速時に
等しい慣性力を受けるため、同期した信号成分を出力す
る。特に、本実施例では、ピエゾ素子４１．４２が共通
のベース板４７に固定されているため、車輛衝突時の衝
撃及び振動がベース板４７を介して同時期にピエゾ素子
４１．４２に伝達され、これにより、その衝撃に対して
発生する各電圧信号成分を高精度に同期させることがで
きる。

ピエゾ素子４１．４２は互いに向きを異ならせて接続さ
れているから、それらの出力電圧信号成分はバイアス電
圧ｖｂを中心として逆相をなしている。詳述すると、加
速度か零の時には、両顎速度信号Ｓａ、Ｓｂともバイア
ス電圧ｖｂに維持される。負の加速度すなわち衝突等に
よって生じる減速度の時には、第４図に示されるように
、第１加速度信号Ｓａのレベルがバイアス電圧ｖｂより
低くなり、第２加速度信号ｓｂのレベルかバイアス電圧
ｖｂより高くなる。

これらの信号の電圧とバイアス電圧ｖｂとの差の絶対値
、換言すれば減速度に対応する信号成分の絶対値は、ピ
エゾ素子４１．４２の特性が等しいため、ともにΔＶで
ある。したがって、各加速度信号の値は、下記の通りと
なる。

Ｓ　ａ　＝　−ΔＶ　＋　Ｖ　ｂ　　　　　−（１）Ｓ
　ｂ　＝　Ａ　Ｖ　＋　Ｖ　ｂ　　　　　　・＋２１加
速状態の時には、上記とは逆に第１加速度信号Ｓａがバ
イアス電圧ｖｂより高くなり、第２加速度信号ｓｂがバ
イアス電圧ｖｂより低くなる。

第２図で、符号４ｃで示されるのは後述するテスト信号
の入力端子であり、入力端子４Ｃからのテスト信号は接
続点Ｘに印加される。

第１図に戻ると、制御部３は、加速度センサ４からの一
対の加速度信号Ｓａ、Ｓｂに基づいて車輛の衝突の発生
を判定するため、第１判定部５及び第２判定部７を備え
ている。

第１判定部５は、第１加速度信号Ｓａと第２加速度信号
ｓｂとの差分に応じた出力が得られるように構成された
差動増幅回路５１を有している。

差動増幅回路５１は、差動増幅器５２及び抵抗器５３乃
至５７が図示の如く接続されて成り、第１加速度信号Ｓ
ａが抵抗器５５．５６を介して差動増幅器５２の一入力
端子に印加され、第２加速度信号ｓｂが抵抗器５３を介
してその十入力端子に印加されている。

ここで、差動増幅回路５１は、任意の信号が同相で入力
された場合にはその出力に変化が生じない構成となって
おり、したがって、差動増幅回路５１は、第１及び第２
加速度信号Ｓａ、Ｓｂに応答し、その差分に従う第１差
動出力電圧ＤＳＩか差動増幅回路５１から出力され、積
分回路５８に入力される。

積分回路５８は、十入力端子に所定のオフセット電圧Ｖ
ＦＩが電源５９により与えられている演算増幅器６０と
、コンデンサ６１と、抵抗器６２とから成る公知の構成
の積分回路であり、第１差動出力電圧ＤＳＬの積分出力
電圧Ｇ１か電圧比較器６３の一入力端子に印加される。

電圧比較器６３の十入力端子には、基準電圧ＶＲ１が電
圧源６４により供給されており、Ｇｌ＜ＶＲＩとなった
場合に電圧比較器６３の出力レベルが高レベル状態とな
り、電源電圧Ｖｃが抵抗器６５を介してベースに印加さ
れているトランジスタロ６かオンとなり、そのコレクタ
電位が略アース電位となる。

したがって、車輛の衝突により車輛が減速状態となると
、第１差動出力電圧ＤＳＩのレベルか増大し、これに従
って積分出力電圧Ｇｌのレベルか低下し、Ｇ　１　＜Ｖ
ＲＩとなったときにトランジスタ６６がオンとなる。す
なわち、Ｇｌ＜ＶＲＩの状態になると車輛の衝突か生じ
たと判定される構成である。

次に、第２判定部７について説明する。第２判定部７は
、第１加速度信号Ｓａと第２加速度信号ｓｂとの差分に
応じた出力か得られるように構成された差動増幅回路７
１を有している。差動増幅回路７１ば、差動増幅器７２
及び抵抗器７３乃至７７か図示の如く接続されて成り、
第１加速度信号Ｓａが抵抗器７３を介して差動増幅器７
２の十入力端子に印加され、第２加速度信号ｓｂか抵抗
器７５．７６を介してその一入力端子に印加されている
。

ここで、差動増幅回路７１もまた任意の信号が同相で入
力された場合にはその出力に変化か生じない構成となっ
ており、したがって、差動増幅回路７１は、第１及び第
２加速度信号Ｓａ、Ｓｂに応答し、その差分に従う第２
差動出力電圧ＤＳ２が差動増幅回路７１から出力され、
積分回路７８に入力される。したがって、第４図から理
解されるように、衝突により車輛の急減速か生じると、
差動増幅器７２の十入力端子の電位は負方向に大きくな
り、その−入力端子の電位は正方向に大きくなるので、
この場合、第２差動出力電圧ＤＳ２のレベルは低下する
方向に変化する。

積分回路７８は、十入力端子に所定のオフセット電圧Ｖ
Ｆ２が電源７９により与えられている演算増幅器８０と
、コンデンサ８１と、抵抗器８２とから成る公知の構成
の積分回路であり、第２差動出力電圧ＤＳ２の積分出力
電圧Ｇ２が電圧比較器８３の十入力端子に印加される。

出力端子に抵抗器８５を介して電源電圧Ｖｃが印加され
ている電圧比較器８３の一入力端子には、基準電圧ＶＲ
２が電圧源８４により供給されており、Ｇ２＞ＶＲ２と
なった場合に電圧比較器８３の出力レベルが高レベル状
態となる。

したがって、軍輛の衝突により車輛が減速状態となると
、第２差動出力電圧ＤＳ２のレベルが減少し、これに従
う積分出力電圧Ｇ２のレベルが増大し、Ｇ　２　＞ＶＲ
２となったときに電圧比較器８３の出力か高レベル状態
となる。すなわち、Ｇ２＞ＶＲ２の状態になると車輛の
衝突か生したと判定される構成である。

エアパック装置２の点火素子であるスクイブ８の一端は
、第１判定部５からの出力に応じて導通制御されるトラ
ンジスタ９を介してバッテリ１０の正極に接続されてお
り、スクイブ８の他端は、第２判定部７の出力に応して
導通制御される別のトランジスタ１１を介してバッテリ
１０の負極に接続されている。

したがって、第１判定部５において衝突の判定が行なわ
れることにより、トランジスタ９か導通状態とされ、且
つ同時に第２判定部７において衝突の判定が行なわれる
ことによりトランジスタ１１が導通状態とされた場合に
、スクイブ８にバッテリ１０から点火のために必要な電
流が流れ、エアパック装置２が展開することになる。

次に、上述の如く構成された車輛用安全システム１の作
動チエツクを随時行なうための構成について説明する。

第１図において、符号９１で示されるのは、作動チエツ
ク用のテスト信号を発生するための信号発生器であり、
スイッチ９２．９３が接続されている。スイッチ９２を
閉じと、信号発生器９１からは第１判定部５のチエツク
のための第１テスト信号Ｔａ（第５図（ａ）参照）か出
力され、他方のスイッチ９３を閉しると、信号発生器９
１からは第２判定部７のチエツクのための第２テスト信
号Ｔｂ（第５図［ｂｌ参照）か出力される構成である。

信号発生器９１からの各テスト信号は、加速度センサ４
の入力端子４ｃに印加されると同時に、スイッチ９４．
９５にも開閉制御信号として与えられている。

スイッチ９４は、差動増幅器５２の一入力端子に設けら
れた２つの入力抵抗器のうちの一方の抵抗器５６と並列
に接続されており、テスト信号のレベルが−ＶＴ以下と
なった場合にのみ閉しられるように構成されている。差
動増幅回路５１は、スイッチ９４か開いている場合に、
前述の如く同相の同一レベルの入力信号に対して応答し
ない構成となっており、スイッチ９４が閉して抵抗器５
６が短絡された場合には、その増幅度が変化し、同相の
同一レベルの入力信号に応答して所定の出力を生しるこ
ととなる。

もう一方のスイッチ９５も、同様の目的で、差動増幅器
７２の一入力端子に設けられた２つの入力抵抗器のうち
の一方の抵抗器７６と並列に接続されているか、スイッ
チ９５は１、テスト信号のレベルが＋ＶＴ以上となった
場合にのみ閉じられるように構成されている点でスイッ
チ９４と異なっている。したかって、差動増幅回路７１
もまた、スイッチ９５か開いている場合には同相の同一
レベルの入力信号に対して応答しないが、スイッチ９５
が閉じて抵抗器７６が短絡されてその増幅度が変化する
と、同相の同一レベルの入力信号に応答して所定の出力
を生じることとなる。

符号９６で示されるのは、スクイブ８の両端に生じる電
位状態を検出するための検出器であり、スクイブ８の両
端の電位状態が所定の状態より外れると出力側に設けら
れたランプ９７を点灯する構成である。

次に、東１又は第２テスト信号Ｔａ、Ｔｂを印加するこ
とにより行なわれる車輛用安全システム１の作動チエツ
クについて説明する。

第１テスト信号Ｔａか加速度センサ４の入力端子４ｃに
印加されると、各出力端子４ａ、４ｂからは、第５図（
Ｃ）に示される第１信号Ｓｔと、これと同相で全く同一
の第５図（ｄ）に示される第２信号Ｓ２とか夫々出力さ
れる。第１テスト信号Ｔａの第１信号部分Ｌｏｔにおい
ては、そのレベルの下限が−ＶＴよりは大きく、その上
限が＋ＶＴよりは小さいので、スイッチ９４が閉しられ
ることはなく、したがって、第１差動出力電圧ＤＳＬの
レベルは略零であり、オフセット電圧ＶＦＩより小さい
ので、積分出力電圧Ｇ１は小さく、Ｇｌ＜ｙＲｌの状態
になっている。

この状態において、時刻ｔ＝ｔａで第１テスト信号Ｔａ
の第２信号部分１０２の領域に入ると、第１テスト信号
Ｔａのレベルが−ＶＬ　（＜−ＶＴ）となるため、スイ
ッチ９４か閉じられて入力抵抗器５６か短絡状態となる
。この結果、差動増幅回路５１の増幅度が大きくなり、
第５図ｔｅｌに示されるように、第１出力電圧ＤＳＬの
レベルが大きく増大し、積分出力電圧Ｇ１のレベルかｔ
ａ以後低下しはじめ、ｔ＝ｔｂにおいてＧ　１　＝ＶＲ
ｌとなり、これ以後、トランジスタ９のベース電位か低
レベルとなり、トランジスタ９が導通状態となる。

このとき、第１テスト信号Ｔａのレベルは＋■Ｔを越え
て大きくなることはないので、スイッチ９５は開かれた
ままであり、したがって、第５図ｆｃ）、　ｆｄｌに示
される信号が第２判定部７に入力されても差動増幅回路
７１の第２差動出力電圧ＤＳ２のレベルは高レベル状態
に保たれたままであり、トランジスタ１１は非導通状態
に保たれている。

検出器９６は、トランジスタ９のみが導通状態となるこ
とにより、スクイブ８の両端に生じる所要の電位変化を
検出し、ランプ９７を点灯する。

若し、所要の電位変化が生じない場合は、加速度センサ
４からトランジスタ９までの経路に不具合が生じている
場合である。

次に、第２テスト信号Ｔｂによる、センサ４からトラン
ジスタ１１までの系統の作動チエ・ツクについて説明す
る。

第５図（ｂｌに示される第２テスト信号Ｔｂが加速度セ
ンサ４の入力端子４Ｃに印加されると、各出力端子４ａ
、４ｂからは、先の場合と同様に、第５図ｔｅｌに示さ
れる第１信号Ｓ１と、これと同相で全く同一の第５図ｆ
ｄｌに示される第２信号Ｓ２とが夫々出力される。第２
テスト信号Ｔｂの第１信号部分２０１においては、その
下限レベルが−ＶＴよりは大きく、その上限レベルが＋
ＶＴよりは小さいので、スイッチ９５は開状態になって
いる。

したがって、第２差動出力電圧ＤＳ２のレベルは略電源
電圧に等しく、オフセット電圧ＶＦ２より高いので、積
分出力電圧Ｇ１は略零であり、Ｇｌ＜ＶＨ２の状態にな
っている。この状態において時刻ｔ＝ｔｃで第２信号部
分２０２の領域に入ると、第２テスト信号Ｔｂのレベル
が＋Ｖｃ　（＞＋ＶＴ）となるため、スイッチ９５が閉
じられて入力抵抗器７６が短絡状態となる。この結果、
差動増幅回路７１の増幅度が大きくなり、第５図口に示
されるように、第２差動出力電圧ＤＳ２のレベルが大き
く減少し、積分出力電圧Ｇ２のレベルがｔｃ以後上昇し
はじめ、ｔ＝ｔｄにおいてＧ２＝ＶＲ２となり、トラン
ジスタ１１のベース電位か高レベルとされ、トランジス
タ１１か導通状態となる。

このとき、第２テスト信号Ｔｂのレベルは−ＶＴより小
さくなることはないので、この間スイッチ９４は開かれ
たままであり、したがって、第５図ｆｃ１．　（ｄｌに
示される信号が入力されても差動増幅回路５１の第１差
動出力電圧ＤＳＩのレベルは略零に保たれたままであり
、トランジスタ９が導通状態になることはない。

検出器９６は、トランジスタ１１のみが導通状態となる
ことにより生じるスクイブ８の両端の所要の電位変イヒ
を検出し、ランプ９７を点灯する。

若し、所要の電位変化が生じない場合は、加速度センサ
４からトランジスタ１１までの経路に不具合か生じてい
る場合である。

第１図に示す車輛用安全システム１においては、わずか
な回路を付加するだけで、加速度センサ４から点火制御
に用いられるトランジスタ９又は１１までの２つの系統
を別々にチエツクすることができるので、チエツク動作
中にスクイブ８を誤って点火させてしまう虞れが全くな
く、誤作動なしに、信頼性の高い作動チエツクを行なう
ことができる。

なお、上記実施例では、閉成動作条件の異なる２つのス
イッチ９４．９５を用い、テスト信号をこれらに同時に
印加し、チエツク対象となっている一方の系統のスイッ
チのみを閉じる構成を示したが、本発明の方法はこの実
施例の方法に限定されるものではなく、閉成動作条件の
同じスイッチを用い、テスト信号を必要に応じて別々に
印加して所要のチエツクを別々に行なう構成でもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、上述の如く、複雑な回路を必要とする
ことなしに、加速度センサから点火素子までの間の回路
状態を点火素子を誤作動させることなしに点検すること
かできるので、極めて信頼性の高い作動チエツクを行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に従って作動チエツクを行なうよ
うにした車輛用安全システムの一実施例を示す回路図、
第２図は第１図の加速度センサの回路図、第３図は第２
図のピエゾ素子の配設状態を示す図、第４図は加速度セ
ンサの出力信号の波形の一例を示す波形図、第５図（ａ
ｌ乃至第５図０１は第１図の車輛用安全システムのチエ
ツク時の作動を説明するための各部の波形図である。 １・・・車輛用安全システム、 ２・・・エアパック装置、３・・・制御部、４・・・加
速度センサ、４ａ、４ｂ・・・出力端子、４ｃ・・・入
力端子、５・・・第１判定部、７・・・第２判定部、８
・・・スクイブ、９．１１・・・トランジスタ、１０・
・・バッテリ、５１．７１・・・差動増幅回路、 ９１・・・信号発生器、９６・・・検出回路、９７・・
・ランプ、Ｓａ・第１加速度信号、ｓｂ・・・第２加速
度信号、 ＤＳ］、ＤＳ２・・差動出力電圧、 Ｔａ・・第１テスト信号、 Ｔｂ・・・第２テスト信号。 特許出願人　　株式会社ゼクセル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．車輛に生じる加速度に応答して互いに逆相の一対の
   出力信号を与えるセンサ手段と、該センサ手段に応答し
   前記一対の出力信号の差分に応じた第１検出信号を出力
   する第１差動増幅手段を含み前記第１検出信号に応答し
   車輛の衝突の発生を判定する第１判定手段と、該センサ
   手段に応答し前記一対の出力信号の差分に応じた第２検
   出信号を出力する第２差動増幅手段を含み前記第２検出
   信号に応答し車輛の衝突の発生を判定する第２判定手段
   と、車輛用安全装置の点火素子の一端と電源との間に設
   けられ前記第１検出手段に応答して作動する第１通電制
   御手段と、前記点火素子の他端と電源との間に設けられ
   前記第２検出手段に応答して作動する第２通電制御手段
   とを有し、前記第１及び第２通電制御手段が同時に導通
   状態になにした車輛用安全システムにおいて、前記第１
   又は第２差動増幅手段のいずれか一方の利得を同相入力
   にも応答しうるように変更し、前記センサにテスト信号
   を与えることにより、前記センサから同相の一対のチェ
   ック信号を出力させ、このとき前記点火素子に生じる電
   位状態から前記システムの作動チェックを行なうように
   したことを特徴とする車輛用安全システムの作動チェッ
   ク方法。