JPH10329642A

JPH10329642A - 受動安全装置を方向を選択してトリガする方法

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Publication number: JPH10329642A
Application number: JP10128022A
Authority: JP
Inventors: Richard Baur; リヒアルド・バウエル; Christian Held; クリステイアン・ヘルト; Hermann Kueblbeck; ヘルマン・キユーブルベツク; Alfons Woehrl; アルフオンス・ヴエールル; Helmut Steurer; ヘルムート・シユトイレル
Original assignee: Temic Telefunken Microelectronic GmbH
Current assignee: Aumovio Microelectronic GmbH
Priority date: 1997-04-15
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 1998-12-15
Also published as: DE19715575C1; US6028371A; EP0872387B1; EP0872387A1; DE59803400D1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】車両の衝突の場合に、受動安全装置とくにエ
アバッグシステムを、方向を選択してトリガする方法及
び装置。【解決手段】指向性感応軸線を有する少なくとも２つ
の加速度ピックアップ１１，１２が設けられており、そ
の感応軸線が異なった方向に整列されている。また、感
応軸線の目標整列と実際整列の間の角度公差を修正する
ために１つの評価装置１０が設けられており、この評価
装置が、加速度ピックアップから到来する信号を受信
し、角度の修正を行って、受動安全装置をトリガする出
力信号を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指向性感応軸線を
有する少なくとも２つの加速度ピックアップが設けられ
ており、その際、感応軸線が、異なった方向に整列され
ており、かつ１つの評価装置が設けられており、この評
価装置が、加速度ピックアップから到来する信号を受取
り、処理し、かつ受動安全装置をトリガする出力信号を
供給する、車両の衝突の場合に、車両における受動安全
装置を、とくにエアバッグシステムを方向を選択してト
リガする方法、及びこれに所属の装置に関する。

【０００２】さらに本発明は、係数を決定する方法に関
する。

【０００３】

【従来の技術】車両における受動安全装置を方向を選択
してトリガする方法及び装置は、例えばドイツ連邦共和
国特許第３７１７４２７号、及び同第３７３３８３７
号、又は同第４１１６３３６号明細書により公知であ
る。

【０００４】車両乗客の受動的な保護のために、現在で
は実質的にすべての新しい自動車モデルが、エアバッグ
を装備しており、これらのエアバッグは、衝突の際に、
きわめて短時間にガスによって膨らまされ、かつその後
に着座した乗客を衝突の結果から保護するようにし、又
は事故の結果をかなりの程度まで和らげる。

【０００５】エアバッグのための最適なトリガ時間は、
とりわけ車両が障害物に又は対向車両に衝突する角度の
関数でもある。このことは、エアバッグ又は例えばベル
トテンショナのようなその他の受動安全装置のためのト
リガ装置において、通常２つの加速度ピックアンプによ
って考慮することができる。ただし加速度ピックアップ
の製造の際、ベッドプレートにおける加速度ピックアッ
プの組込みの際、装置ハウジングにおけるベッドプレー
トの組込みの際、及び車両内における装置の取付けの際
における角度公差は、角度情報の精度を変造するので、
トリガ時点の最適化は達成することができない。

【０００６】加速度に感応する素子の、例えばピエゾ電
気部品の方向感度は、通常基本的にまさしく良好であ
る。それに対して測定結果における不確実さは、一般に
加速度ピックアップのハウジング内における加速度に感
応する素子の、ベッドプレート上における加速度ピック
アップの、ハウジング内におけるベッドプレートの及び
車両内における完成した装置の取付けの際の不正確に由
来している。その際、測定における誤りは、加速度ピッ
クアップの最大感度の方向に作用する信号の変造によっ
てさらにわずかしか成立しない。むしろここに垂直に加
わる信号成分が、もっとも強力に変造される。この大き
さは、ほとんどの場合データシートに横向き感度として
記入されるが、ほとんどすべての場合、加速度に感応す
る素子がその指向性感応軸線の公称角度に対してねじら
れて組込まれていることがある角度以外何物をも意味し
ない。

【０００７】十分にわずかな角度公差を有する加速度ピ
ックアップの製造、及び装置内及び車両内における相応
して正確な取付けは、結果として全くかなりの費用を生
じる。それ故に周知の装置は、とくに正確な角度感度を
有する構成部分を使用しなければならないので、その製
造においてさらに高価になるか、又はあまり正確でない
構成部分を使用した際に組込みの後に感度のきわめて正
確な補償及び角度公差の補償を行なわなければならない
ので、その組込みに手間がかかり、したがってここでも
さらに高価になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】それに対して本発明の
課題は、同時に装置の測定精度を低下することなく、周
知の装置に対して製造費用を減少することができ、かつ
とくにかなり大きな角度公差を有する加速度ピックアッ
プによっても高い測定精度が達成され、その際、感度の
補償及び角度公差の補償が、同時に手間のかからない作
業において片付けることができる、初めに記載した特徴
を有する装置を紹介することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、驚くほど簡単かつ効果的な様式及び方法で、次のよ
うにして解決される。すなわち評価装置が、電子回路を
含み、この電子回路が、ｎ≧２の加速度ピックアップか
ら到来するｎの信号ａｍ１，ａｍ１，・・・ａｍｎを、
ｎの出力信号ａ（Ｉ），ａ（ＩＩ），・・・ａ（ｎ）に
変換し、その際、出力信号ａ（Ｉ），ａ（ＩＩ），・・
・ａ（ｎ）が、設定可能な係数ｃｉｊと到来する信号ａ
ｍ１，ａｍ２，・・・ａｍｎの線形組合せである：

【００１０】

【数１】。

【００１１】加速度ピックアップからの評価すべき加速
度信号は、本発明による装置において、受動安全装置を
トリガする目的で直接引渡されるのではない。例えば前
に引用したドイツ連邦共和国特許出願公開第３７１７４
２７号明細書におけるように、それぞれの信号の振幅が
評価回路において評価されるのでもなく、又はドイツ連
邦共和国特許第３７３３８３７号明細書におけるよう
に、所定の信号の選択を行なうが、一方別のものを抑圧
するものでもなく、かつドイツ連邦共和国特許第４１１
６３３６号明細書に提案されたように、立上がりエッジ
又は閾値を決めるために、信号形のサンプリングを行な
うものでもない。それどころか本発明による装置におい
て、ｎの加速度ピックアップから到来するｎの信号から
相応する数ｎの出力信号が形成され、これらの信号が、
それぞれ到来するすべての信号の所定の線形組合せから
なる。入力信号が持分に応じて出力信号に入る係数ｃｉ
ｊは、設定可能である。それによりさらに後に説明する
ように、本発明による装置によれば、簡単な手続きにお
いて、相応する係数ｃｉｊの設定によって角度修正及び
同時に感度の調節を行なうことができる。

【００１２】電子回路が、加速度ピックアップから到来
するｎの信号ａｍ１，ａｍ２，・・・ａｍｎをデジタル
化するアナログ−デジタル−変換器（ＡＤＣ）、及びデ
ジタル化された信号をｎの出力信号ａ（Ｉ），ａ（Ｉ
Ｉ），・・・ａ（ｎ）に変換するマイクロプロセッサを
含む本発明による装置の構成は、とくに有利である。と
くに信号のデジタル化が、加速度ピックアップの近くに
おいて行なわれると、信号は、比較的遠い距離を介して
歪みなく伝送することができる。デジタル化された入力
信号の線形組合せとして出力信号を形成することは、マ
イクロプロセッサにおいて迅速にかつ問題なく行なうこ
とができる。

【００１３】マイクロプロセッサが、メモリユニットに
接続されており、このメモリユニット内に設定可能な係
数ｃｉｊが、デジタルデータとして記憶されているこの
構成の変形は、有利である。それによりマイクロプロセ
ッサは、きわめて短い時間内に所望の線形組合せを発生
することができる。

【００１４】メモリユニットが、１つ又は複数のＥＥＰ
ＲＯＭユニットを含む変形は、とくに有利である。それ
によりメモリユニットは、例えばＲＡＭメモリにおける
場合のように、データの保持のために常に電圧を供給す
る必要なく、電気的なパルスによって係数ｃｉｊの任意
のセットによりいつでも書込むことができ、又は書換え
ることができる。

【００１５】その代わりに、電子回路がアナログ回路で
あり。このアナログ回路が、とくに複数の演算増幅器を
含む構成が選択できる。すなわちデジタル処理の代わり
に、きわめて簡単な電子構成素子によって、アナログ評
価、及び入力信号の線形組合せからなる出力信号への到
来する信号の変換も行なうことができる。

【００１６】係数ｃｉｊが、同調可能なオーム性抵抗Ｒ
ｉｊによって設定することができるこの構成の変形は、
とくに簡単に示すことができる。

【００１７】前記のような装置における加速度ピックア
ップにおいて角度及び／又は感度誤差を修正する方法
も、本発明の枠内に入り、この方法は、次のような方法
をステップを有する：すなわち −異なったｎの方向におけるｎの既知の加速度信号をｎ
の加速度ピックアップに順次入力し、かつその結果生じ
るｎ×ｎの出力信号ａ（Ｉ）１，ａ（Ｉ）２，・・・ａ
（Ｉ）ｎ；ａ（ＩＩ）１，ａ（ＩＩ）２，・・・ａ（Ｉ
Ｉ）ｎ；・・・；ａ（ｎ）１，ａ（ｎ）２，・・・ａ
（ｎ）ｎを測定し、 −次の式にしたがって測定された出力信号から係数ｃｉ
ｊを決定し：

【００１８】

【数２】

【００１９】その際、｛ｃｉｊ｝が、係数ｃｉｊから構
成されたｎ×ｎのマトリクスであり、かつ修正マトリク
ス｛Ｒｉｊ｝が、既知の加速度信号において理想的と予
期すべき所定の理論的な値である。同じ振幅の直交する
加速度信号が存在する場合、｛Ｒｉｊ｝は、単位マトリ
クス｛Ｅ｝に簡単化される。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明を図面に示し、かつ実施例
により詳細に説明する。

【００２１】図３に、指向性感度軸線を有する加速度ピ
ックアップの動作の際の角度誤りの前に議論した問題
が、図式的に概略的に示されている。図示した例におい
て、実線の円により、ｘ軸の方向において理想的なかつ
理想的に組込まれた加速度ピックアップの指向性特性が
示されている。ピックアップの公差及び理想的でない組
込みによって、角度誤りになり、このことは、図３に破
線で示されている。それでもなおこのような角度誤りを
伴う実際の加速度ピックアップが、なんとか利用可能な
信号データを供給するようにする場合、この加速度ピッ
クアップは、通常当該の装置又は車両内への組込みの後
に、その角度及び感度誤りに関して手間のかかる手続き
で平衡化又は補償しなければならない。この過程をかな
りの程度まで簡単化するために、本発明によれば、指向
性感応軸線を有する少なくとも２つの加速度ピックアッ
プを有する、車両における受動安全装置を方向を選択し
てトリガする装置は、評価装置を有し、この評価装置
は、加速度ピックアップから到来する信号を受取り、か
つこれらから出力信号として、設定可能な係数ｃｉｊと
到来するものの線形組合せを形成することが提案され
る。それにより１つの作業ステップにおいて、加速度ピ
ックアップの感度偏差及びトリガ装置のハウジング内に
おけるすべての角度公差は、同時に補償することができ
る。

【００２２】次に本発明をｎ＝２の加速度ピックアップ
の場合についてだけ説明し、これらの加速度ピックアッ
プの感応軸線は、ｘ方向又はｙ方向に延びているものと
し、その際、ｘ軸は、ｙ軸に垂直になっているものとす
る。それより多くの数の加速度ピックアップは、例えば
車両の転倒を検出するために考えることができ、かつ本
発明による方法及び装置の整合が可能である。

【００２３】この時、評価すべき加速度は、従来の技術
におけるように、加速度ピックアップの信号から直接得
られるのではなく、本発明によれば、その線形組合せに
よって得られる。

【００２４】

【数３】（１）

【００２５】その際、ｃｉｊは、これから決めるべき設
定可能な係数であり、ａｍ１及びａｍ２は、前記のよう
に角度誤りを伴って取付けられた両方の加速度ピックア
ップの加速度信号である。評価装置から到来する処理さ
れた受動安全装置をトリガする信号は、ａ（Ｉ）及びａ
（ＩＩ）によって示されている。

【００２６】回路技術的にこのことは、図１に示すよう
に、例えばアナログ回路によって示すことができる。例
えばピエゾ電気部品を装備することができる２つの加速
度ピックアップ１１，１２から、加速度信号ａｍ１又は
ａｍ２が評価装置１０に引渡され、この評価装置は、電
子的アナログ回路を含んでいる。入力信号ａｍ１及びａ
ｍ２は、それぞれ分岐され、その際、一方の成分は、直
接調節可能な抵抗Ｒ１１又はＲ２２を介して演算増幅器
１５又は１６の負の入力端子に導かれるが、一方第２の
成分は、それぞれ信号の符号を反転する反転回路１３又
は１４を介してかつ調整可能な抵抗Ｒ２１又はＲ１２を
介して、交差してそれぞれ別の演算増幅器１６又は１５
の負の入力端子に導かれる。

【００２７】調節可能な抵抗Ｒ１１，Ｒ１２、Ｒ２１及
びＲ２２によって、式（１）のそれぞれの係数ｃ１１、
ｃ１２、ｃ２１及びｃ２２を設定することができる。適
当な電子素子、例えば抵抗ＲＩ及びＲＩＩによって、演
算増幅器１５、１６は、出方信号ａ（Ｉ）及びａ（Ｉ
Ｉ）が所定の単位値に正規化されているように、配線さ
れている。

【００２８】図２に、デジタル評価装置２０が概略的に
示されており、この評価装置の入力端子に、加速度ピッ
クアップ２１及び２２の加速度信号ａｍ１及びａｍ２が
入力される。アナログで到来する信号ａｍ１及びａｍ２
は、アナログ−デジタル−変換器２３及び２４を介して
デジタル化され、かつコンピュータに、例えばマイクロ
プロセッサ２５に供給される。このコンピュータは、メ
モリユニット２６に接続されており、このメモリユニッ
トは、なるべく１つ又は複数のＥＥＰＲＯＭユニットを
含んでいる。メモリユニット２６内において、式（１）
による線形組合せを検出する設定可能な係数ｃｉｊが、
書換え可能に記憶されている。それによりマイクロプロ
セッサ２５は、式（１）にしたがって、入力信号ａｍ１
及びａｍ２から出力信号ａ（Ｉ）及びａ（ＩＩ）を形成
する。

【００２９】加速度ピックアップの製造の最後に、まず
ｃ１１＝１、ｃ１２＝０、ｃ２１＝０、ｃ２２＝１であ
るように、定数が設定されている。それからこの設定に
よって、例えばｘ方向における既知の加速度信号が加え
られ、かつその際、以下ａ（Ｉ）ｘ及びａ（ＩＩ）ｙに
よって示すものとする両方のチャネルの反応が測定され
る。同じことは、ｙ方向における既知の加速度信号によ
って行なわれ、このことは、結果として、出力信号ａ
（Ｉ）ｙ及びａ（ＩＩ）ｘを生じる。

【００３０】簡単化のために以下に、両方の信号は直交
し、かつ“１”に正規化されているものと仮定する。角
度及び感度の修正のために使われる係数ｃｉｊは、この
時次のように与えられる。

【００３１】

【数４】

【００３２】その際、｛｝−１は、｛｝に対する逆マト
リクスを表わしている。

【００３３】このようにして決められた係数ｃｉｊは、
抵抗Ｒｉｊの適当な同調によって図１による基本回路に
おいて取り入れられ、又は図２によるデジタル回路（２
０）の際、メモリユニット２６におけるＥＥＰＲＯＭに
入力される。

【００３４】この時、前からわかってはいない実際の加
速度が、任意の方向において測定されると、式（１）に
よる線形組合せは、加速度ピックアップが、“１”に校
正されており、かつ補償の際に決められた方向によって
確定されている直角ｘ−ｙ−座標系に取付けられたとき
に、加速度ピックアップによって検出された値を生じ
る。このようにして加速度ピックアップの感度偏差、及
びトリガ装置のハウジング内におけるすべての角度公差
は、同じ作業過程において考え得る簡単な方法で補償す
ることができる。

【００３５】補償自体は、もちろんここでも公差を伴っ
ており、したがってマトリクス｛ｃｉｊ｝の係数も公差
を伴っている。このことは、追加的に既知の加速度信号
の際に理想的と予期すべき理論的な値をあらかじめ与え
る修正マトリクス｛Ｒｉｊ｝において検出することがで
きる。

【００３６】しかしながら全体として、両方の加速度ピ
ックアップの最高感度の方向が十分に異なっているかぎ
り、はっきりとした改善から出発することができる。し
かしながら両方の主感度方向が同一であるものとする
と、解決策は存在しない。この場合、両方の加速度ピッ
クアップは、この時、もはや座標系を固定しないので、
式（１）に対してもはや解は存在しない。

【００３７】加速度ピックアップのコサイン特性からの
偏差は、本発明による方法によって通常補償されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による装置のアナログ的な実現のための
回路方式の図である。

【図２】本発明による装置のデジタルバージョンの回路
方式の図である。

【図３】実際の及び／又は公差を含んで組込まれた加速
度ピックアップと比較して、理想的なかつ理想的に組込
まれた加速度ピックアップの指向性特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０評価装置１１加速度ピックアップ１２加速度ピックアップ２０評価装置２１加速度ピックアップ２２加速度ピックアップ２３アナログ−デジタル−変換器２４アナログ−デジタル−変換器２５マイクロプロセッサ２６メモリユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クリステイアン・ヘルトドイツ連邦共和国シユローベンハウゼン・レンバツハプラツツ９−10 (72)発明者ヘルマン・キユーブルベツクドイツ連邦共和国シユローベンハウゼン・イム・ハルト６ (72)発明者アルフオンス・ヴエールルドイツ連邦共和国シユローベンハウゼン・ゼバステイアン−クナイプ−シユトラーセ３ (72)発明者ヘルムート・シユトイレルドイツ連邦共和国ゲロールスバツハ・ビルケンヴエーク10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 −少なくとも２つの加速度ピックアップ
及び１つの評価装置が設けられており、この評価装置
が、加速度ピックアップから到来する信号を受取り、処
理し、かつ車両の衝突の場合に、受動安全装置をトリガ
する出力信号を供給し、かつ−加速度ピックアップが、
指向性感応軸線を有し、その際、感応軸線が、実際の実
際整列を有し、かつ異なった、なるべく所定の目標整列
に整列されており、かつ感応軸線の目標−及び実際整列
の間に角度公差が生じる、車両における受動安全装置を、とくにエアバッグシステ
ムを方向を選択してトリガする方法において、ｎ≧２の加速度ピックアップ（１１，１２；２１，２
２）から到来するｎの信号（ａｍ１，ａｍ１，・・・ａ
ｍｎ）を、ｎの出力信号（ａ（Ｉ），ａ（ＩＩ），・・
・ａ（ｎ））に変換することによって、角度の修正が行
なわれ、その際、出力信号（ａ（Ｉ），ａ（ＩＩ），・
・・ａ（ｎ））が、設定可能な係数（ｃｉｊ）と到来す
る信号（ａｍ１，ａｍ２，・・・ａｍｎ）の線形組合せ
である：【数１】ことを特徴とする、車両における受動安全装置を、とく
にエアバッグシステムを方向を選択してトリガする方
法。
【請求項２】評価装置（１０；２０）が、電子回路を
含み、この電子回路が、ｎ≧２の加速度ピックアップ
（１１，１２；２１，２２）から到来するｎの信号（ａ
ｍ１，ａｍ１，・・・ａｍｎ）を、ｎの出力信号（ａ
（Ｉ），ａ（ＩＩ），・・・ａ（ｎ））に変換し、その
際、出力信号（ａ（Ｉ），ａ（ＩＩ），・・・ａ
（ｎ））が、設定可能な係数（ｃｉｊ）と到来する信号
（ａｍ１，ａｍ２，・・・ａｍｎ）の線形組合せであ
る：【数１】ことを特徴とする、請求項１記載の車両におけ
る受動安全装置を方向を選択してトリガする方法を実施
する装置。
【請求項３】電子回路が、加速度ピックアップ（２
１，２２）から到来するｎの信号（ａｍ１，ａｍ２，・
・・ａｍｎ）をデジタル化するアナログ−デジタル−変
換器（２３，２４）、及びデジタル化された信号をｎの
出力信号（ａ（Ｉ），ａ（ＩＩ），・・・ａ（ｎ））に
変換するマイクロプロセッサ（２５）を含むことを特徴
とする、請求項２記載の装置。
【請求項４】マイクロプロセッサ（２５）が、メモリ
ユニット（２６）に接続されており、このメモリユニッ
ト内に設定可能な係数（ｃｉｊ）が、デジタルデータと
して記憶されていることを特徴とする、請求項３記載の
装置。
【請求項５】メモリユニット（２６）が、１つ又は複
数のＥＥＰＲＯＭユニットを含むことを特徴とする、請
求項４記載の装置。
【請求項６】係数（ｃｉｊ）が、同調可能なオーム性
抵抗（Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２２，Ｒ２１）によって設定
することができることを特徴とする、請求項２記載の装
置。
【請求項７】 −異なったｎの方向におけるｎの既知の
加速度信号をｎの加速度ピックアップ（１１，１２；２
１，２２）に順次印加し、かつその結果生じるｎｘｎの
出力信号（ａ（Ｉ）１，ａ（Ｉ）２，・・・ａ（Ｉ）
ｎ；ａ（ＩＩ）１，ａ（ＩＩ）２，・・・ａ（ＩＩ）
ｎ；・・・；ａ（ｎ）１，ａ（ｎ）２，・・・ａ（ｎ）
ｎ）を測定し、 −次の式にしたがって測定された出力信号から係数（ｃ
ｉｊ）を決定し：【数２】その際、｛ｃｉｊ｝が、係数（ｃｉｊ）から構成された
ｎ×ｎのマトリクスであり、かつ修正マトリクス｛Ｒｉ
ｊ｝が、既知の加速度信号において理想的と予期すべき
所定の理論的な値を含む方法をステップを特徴とする、
請求項２ないし６の１つに記載の装置における係数（ｃ
ｉｊ）を決定する方法。
【請求項８】異なったｎの方向におけるｎの既知の加
速度信号が直交しており、かつ加速度信号のすべての振
幅が所定の単位値を有する場合、修正マトリクス｛Ｒｉ
ｊ｝が、単位マトリクス｛Ｅ｝であることを特徴とす
る、請求項７記載の方法。