DE112008000593T5

DE112008000593T5 - Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und Insassenschutzapparat mit derselben Vorrichtung

Info

Publication number: DE112008000593T5
Application number: DE112008000593T
Authority: DE
Inventors: Yuji Hiraoka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Nexgen Control Systems LLC
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2010-02-11
Anticipated expiration: 2028-01-11
Also published as: US9340188B2; CN101674959A; CN101674959B; JPWO2008139743A1; WO2008139743A1; JP5073740B2; US20100057289A1; DE112008000593B4

Abstract

Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung mit:
einem Sensorabschnitt zum Erfassen eines Verhaltens eines Fahrzeugs;
einem Integrationsverarbeitungsabschnitt zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das einen Zustand des Fahrzeugs angibt, mittels Integrieren einer physikalischen Größe auf Grundlage der Sensorausgabe; und
einem Diagnoseabschnitt zum Versorgen des Sensorabschnitts mit einem Selbstansteuerungssignal und zum Ausführen einer Eigendiagnose des Sensorabschnitts mittels Vergleichen des Ausgangssignals von dem Integrationsverarbeitungsabschnitt mit oberen und unteren zulässigen Grenzen, die für das Ausgangssignal voreingestellt sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des Verhaltens eines Fahrzeugs und einen Insassenschutzapparat mit derselben Vorrichtung.
HINTERGRUNDTECHNIK
In einem Airbag-System eines Fahrzeugs wird ein Beschleunigungssensor (auch von nun an manchmal als ”Sensor” abgekürzt) zur Kollisionserfassung verwendet, und im Allgemeinen hat der Beschleunigungssensor für einen Airbag eine Eigendiagnosefunktion, die das Vorliegen oder die Abwesenheit einer Störung durch elektrisches Ansteuern des Beschleunigungssensors beim Anschalten und durch Erhalten einer Ausgangsantwort davon bestimmt.
Was die Eigendiagnosetechnik des Sensors betrifft, gibt es konventioneller Weise viele Patentanmeldungen. Beispielsweise sind die folgenden bekannt: ein Beschleunigungssensor, der eine Diagnose durchführt, ob der Sensor normal arbeitet, durch Ausführen einer pulsierenden Selbstansteuerung und durch Tätigen einer Entscheidung, ob die Sensorausgabe während der Ansteuerung innerhalb einer vorgeschriebenen Schwelle enthalten ist (siehe beispielsweise Patentdokument 1); eine Aufprallerfassungsvorrichtung, die eine Eigendiagnose eines Aufprallerfassungssystems mit einem Filterschaltkreis mit Verwendung der Eigendiagnosefunktion eines Beschleunigungssensors ausführt (siehe beispielsweise Patentdokument 2); und ein Sensorsystem, das eine Eigendiagnose durch Vergleichen zweier Sensoren tätigt (siehe beispielsweise Patentdokument 3).

Patentdokument 1: Offengelegtes japanisches Patent Nr. 5-322925/1993
Patentdokument 2: Offengelegtes japanisches Patent Nr. 11-83891/1999
Patentdokument 3: Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2005-283486 .

Wenn gemäß der in dem vorhergehenden Patentdokument 1 offenbarten Technik eine Eingabe, die sich auf das Abfühlen auswirkt, von der Außenseite während der Eigendiagnose angewendet wird, kann kein normales Diagnoseergebnis erhalten werden, weil das Abfühlelement auf sowohl die Selbstansteuerung als auch die externe Eingabe anspricht. Selbst wenn beispielsweise der Sensor normal ist, tätigt er eine fehlerhafte Entscheidung, abnormal zu sein, wenn die Sensorausgabe eine vorgeschriebene Schwelle aufgrund einer während der Eigendiagnose angewendeten Beeinflussung (bzw. Stoßes) überschreitet.
Obwohl gemäß der im Patentdokument 2 offenbarten Technik die vorherige fehlerhafte Entscheidung verhindert werden kann, weil der Filterschaltkreis neben dem Beschleunigungssensor auch einer Diagnose unterzogen wird, kann sie nicht den Filterschaltkreis für eine Diagnose einstellen. Darüber hinaus gibt es gemäß der im Patentdokument 3 offenbarten Technik, wenn sie die Eigendiagnose durch Vergleichen der zwei Sensoren durchführt, ein Problem, dass sie unfähig zum Erfassen einer Abnormalität ist, die in einem Versatzschaltkreis auftritt, so wie einem Bordnetz, weil sie einen relativen Vergleich einsetzt.
Gemäß den konventionellen Techniken einschließlich der in den vorhergehenden Patentdokumenten 1 bis 3 offenbarten Techniken führen sie die Diagnose durch Vergleichen der Sensorausgabe selbst bei der Selbstansteuerung mit der vorgeschriebenen Schwelle durch. Wenn eine externe Kraft, die sich auf das Abfühlen auswirkt, von außen während der Eigendiagnose angewendet bzw. aufgebracht wird, können die Sensoren demgemäß nicht ein normales Diagnoseergebnis erhalten, weil sie sowohl auf die Selbstansteuerung als auch auf die externe Kraft reagieren.
Selbst wenn die Sensoren normal sind, werden sie genauer genommen eine fehlerhafte Entscheidung einer Abnormalität treffen, wenn sie die vorgeschriebene Schwelle während der Eigendiagnose aufgrund einer externen Kraft (so wie eine Beeinflussung, die beim Schließen einer Tür eines Fahrzeugs auftritt) überschreiten. Andererseits, selbst wenn die Sensoren in einem abnormalen Zustand einer Unfähigkeit zum Betrieb durch die Selbstansteuerung sind, werden sie eine fehlerhafte Entscheidung tätigen, normal zu sein, wenn sie aus Versehen innerhalb der vorgeschriebenen Schwelle bleiben, weil die Sensoren auf die externe Kraft reagieren. Es wird ein verhängnisvolles Problem, wenn die Sensoren für Insassenschutzapparate, so wie Airbag-Auslösevorrichtungen, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen der vorhergehenden Probleme realisiert worden. Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und einen Insassenschutzapparat mit derselben Vorrichtung bereitzustellen, die fähig sind zum Durchführen einer genauen Eigendiagnose, selbst wenn eine unnötige externe Kraft aufgebracht wird, die in einem Fahrzeug auftritt und sich auf das Abfühlen auswirkt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um die vorhergehenden Probleme zu lösen, enthält die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Sensorabschnitt zum Erfassen des Verhaltens eines Fahrzeugs; einen Integrationsverarbeitungsabschnitt zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das einen Zustand des Fahrzeugs angibt, durch Integrieren einer physikalischen Größe auf Grundlage der Sensorausgabe; einen Diagnoseabschnitt zum Versorgen des Sensorabschnitts mit einem Selbstansteuerungssignal und zum Ausführen einer Eigendiagnose des Sensorabschnitts durch Vergleichen des Ausgangssignals von dem Integrationsverarbeitungsabschnitt mit oberen und unteren zulässigen Grenzen, die für das Ausgangssignal voreingestellt sind.
Außerdem enthält die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung ist, die mit einem Insassenschutzapparat mit einem Diagnoseabschnitt verbunden ist, einen Sensorabschnitt zum Erfassen des Verhaltens eines Fahrzeugs und einen Integrationsverarbeitungsabschnitt zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das den Zustand des Fahrzeugs angibt, durch Integrieren einer physikalischen Größe auf Grundlage der Sensorausgabe; und ist derart ausgestaltet, um die Eigendiagnoseoperation des Sensors zu starten, der in Ansprechen auf das von dem Diagnoseabschnitt an den Sensorabschnitt gespeiste Selbstansteuerungssignal den Diagnoseabschnitt mit dem Ausgangssignal von dem Integrationsverarbeitungsabschnitt versorgt, und der das Ausgangssignal von dem Diagnoseabschnitt mit den voreingestellten zulässigen Grenzen vergleicht.
Ein Insassenschutzapparat gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definiert, die einen Sensor zum Erfassen des Verhaltens eines Fahrzeugs enthält und eine Eigendiagnose des Sensors ausführt durch ein Erzeugen eines Ausgangssignals, das einen Zustand des Fahrzeugs angibt, durch Integrieren einer physikalischen Größe auf Grundlage der Sensorausgabe und durch Vergleichen des Ausgangssignals mit voreingestellten oberen und unteren zulässigen Grenzen, die im Voraus für das Ausgangssignal gesetzt sind, das von dem Integrationsverarbeitungsschaltkreis durch Versorgen des Sensors mit einem Selbstansteuerungssignal erhalten ist; und einen Entscheidungsabschnitt zum Tätigen einer Entscheidung hinsichtlich der Notwendigkeit für eine Zündung durch Vergleichen des Ausgangssignals von der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung mit einer voreingestellten Zündungsschwelle einer Zündpille (Squib).
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und den Insassenschutzapparat mit derselben Vorrichtung bereitzustellen, die die Eigendiagnose genau ausführen können, selbst wenn die unnötige externe Kraft aufgebracht wird, die in dem Fahrzeug auftritt und sich auf das Abfühlen auswirkt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Ausgestaltung einer Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und eines Insassenschutzapparates mit derselben Vorrichtung einer Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Ausgestaltung einer Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und eines Insassenschutzapparates mit derselben Vorrichtung einer Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Ausgestaltung einer Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und eine Insassenschutzapparates mit derselben Vorrichtung einer Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Diagramm, das Frequenzeigenschaften eines LPF zeigt, das in der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und dem Insassenschutzapparat mit derselben Vorrichtung der Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
5 ist ein Diagramm, das eine Variation der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und des Insassenschutzapparates mit derselben Vorrichtung der Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Diagnoseoperation der Insassenschutzapparate der Ausführungsformen 1 bis 3 gemäß der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu einem konventionellen Beispiel zeigt.
7 ist ein Diagramm, das die Diagnoseoperation der Insassenschutzapparate der Ausführungsformen 1 bis 3 gemäß der vorliegenden Erfindung im Gegensatz zu einem konventionellen Beispiel zeigt.
8 ist ein Diagramm, das eine erwünschte Ansteuerungsintensität und Ansteuerungsdauer in einer Tabelle zeigt, wenn angenommen wird, dass der an der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung angebrachte Sensor ein Beschleunigungssensor ist.
BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Der beste Modus zum Ausführen der Erfindung wird nun mit Verweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, um die vorliegende Erfindung im größeren Detail zu erläutern.
AUSFÜHRUNGSFORM 1
1 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Ausgestaltung einer Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und eines Insassenschutzapparates mit derselben Vorrichtung einer Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Insassenschutzapparat 10 eine Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1, einen Diagnoseschaltkreis 2 und einen Entscheidungsschaltkreis 3.
Die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 umfasst beispielsweise einen Beschleunigungssensor 11, der als ein Sensorabschnitt zum Erfassen des Verhaltens des Fahrzeugs dient; einen Integrierschaltkreis 12, der als ein Integrationsverarbeitungsabschnitt zum Integrieren der physikalischen Größe auf Grundlage der Ausgabe des Beschleunigungssensors 11 und zum Erzeugen eines Ausgangssignals dient, das den Zustand eines Fahrzeugs angibt; und einen Ansteuerungsschaltkreis 13, der als ein Ansteuerungsabschnitt zum Versorgen des Beschleunigungssensors 11 mit einem Selbstansteuerungssignal zu einer Zeit einer Eigendiagnose des Beschleunigungssensors 11 dient.
Gemäß dem Selbstansteuerungssignal, das von dem Ansteuerungsschaltkreis an den Beschleunigungssensor 11 der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 gespeist ist, führt der Diagnoseschaltkreis 2 die Eigendiagnose des Beschleunigungssensors 11 durch ein Vergleichen des von dem Integrierschaltkreis 12 akquirierten Ausgangssignals mit oberen und unteren zulässigen Grenzen durch, die bezüglich des Ausgangssignals voreingestellt sind, und liefert das Ergebnis an einen nicht gezeigten Zündschaltkreis über den Entscheidungsschaltkreis 3.
Übrigens sind der vorhergehende Beschleunigungssensor 11, der Integrierschaltkreis 12 und der Ansteuerungsschaltkreis 13 auf demselben Board (Sensor-Board) angebracht, aber der Diagnoseschaltkreis ist auf einem anderen Board angebracht.
Beim Durchführen der vorhergehenden Eigendiagnose versorgt außerdem der Ansteuerungsschaltkreis 13 den Beschleunigungssensor 11 mit dem Selbstansteuerungssignal (Eigendiagnosepuls) mit einer Ansteuerungsintensität und einer Ansteuerungsdauer, die sich nicht auf das Diagnoseergebnis des Diagnoseschaltkreises 2 auswirken werden, selbst wenn eine unnötige Kraft, die sich auf die Erfassung des Verhaltens des Fahrzeugs durch den Beschleunigungssensor 11 auswirken wird, aufgebracht wird. Was den Eigendiagnosepuls betrifft, so wird dieser später beschrieben.
Darüber hinaus hat der Entscheidungsschaltkreis 3 eine Funktion als ein Entscheidungsabschnitt zum Tätigen einer Entscheidung hinsichtlich der Notwendigkeit für die Zündung durch ein Vergleichen des von der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 akquirierten Ausgangssignals mit einer voreingestellten Zündungsschwelle einer Zündpille (Squib). Wenn das Diagnoseergebnis des Diagnoseschaltkreises 2 die Abnormalität angibt, kann übrigens die vorhergehende Entscheidungsoperation durch den Entscheidungsschaltkreis 3 gesperrt werden.
Obwohl der Beschleunigungssensor 11 mit einer Struktur, die zur Selbstansteuerung des Abfühlelementes fähig ist, als der Sensorabschnitt verwendet wird, können übrigens auch ein Winkelgeschwindigkeitssensor mit derselben Struktur oder ein Drucksensor eingesetzt werden. Außerdem verweist der Begriff ”Eigendiagnose” auf eine Diagnose der Sensoroperation, die ausgeführt wird durch ein Versehen des Abfühlelementes in dem Beschleunigungssensor 11 mit einem separaten Ansteuerungselement, zum Beispiel durch ein Betreiben des Abfühlelementes (Diaphragma bzw. Membran) in einer simulierten Weise durch einen festen Betrag durch Eingeben eines elektrischen Signals an das Ansteuerungselement von dem Ansteuerungsschaltkreis 13, und durch Tätigen einer Entscheidung durch den Diagnoseschaltkreis 2, ob das Sensorsignal, das in Ansprechen auf die Operation ausgegeben ist, eine Antwort ist, die der Selbstansteuerung entspricht oder nicht.
Hierbei ist der Punkt das Durchführen der genauen Eigendiagnose trotz der unnötigen externen Kraft, die in dem Fahrzeug auftritt und sich auf das Abfühlen auswirkt. Der Begriff ”unnötige externe Kraft, die in dem Fahrzeug auftritt und sich auf das Abfühlen auswirkt” meint, wenn der Sensorabschnitt aus dem Beschleunigungssensor 11 zusammengesetzt ist, beispielsweise eine Beeinflussung, die durch ein Schließen einer Tür des Fahrzeugs produziert ist, oder eine Vibration, die verursacht wird, während das Fahrzeug läuft, oder meint, wenn der Sensorabschnitt aus dem Winkelgeschwindigkeitssensor zusammengesetzt ist, ein Schütteln oder dergleichen des Fahrzeugs, das zu einer Zeit auftritt, wenn ein Insasse einsteigt oder aussteigt, oder während das Fahrzeug läuft.
Da die externen Kräfte alle Vibrationskomponenten sind, haben sie die Eigenschaften, dass sie Null werden, wenn sie ein Zeitintegral durchlaufen. Demgemäß kann die Ausgestaltung, die die Selbstansteuerung des Beschleunigungssensors 11 kontinuierlich durch den Eigendiagnosepuls durchführt, der durch den Ansteuerungsschaltkreis 13 zum Beispiel für eine eher lange Dauer von ungefähr einer Zeitperiode erzeugt ist, in der die Vibrationskomponenten konvergieren (so wie einige zehn bis einige hundert Millisekunden), und die das Ergebnis der Integration der Ausgabe des Beschleunigungssensors 11 durch den Integrierschaltkreis 12 mit den voreingestellten oberen und unteren zulässigen Grenzen (Schwelle) durch den Diagnoseschaltkreis 2 zum Durchführen der Diagnose vergleicht, die unnötigen Vibrationskomponenten aufheben und ihren Effekt entfernen.
Wenn übrigens der Integrierschaltkreis 12 aus einem digitalen Schaltkreis zusammengesetzt ist, kann die externe Kraft nicht aufgehoben werden, selbst wenn sie aus Vibrationskomponenten besteht, wenn die Abtastfrequenz des Digitalschaltkreises mit den Vibrationskomponenten der externen Kraft synchronisiert ist, was eine hochratige Abtastfrequenz erfordert und unpraktisch ist. Demgemäß wird hier angenommen, dass der Integrierschaltkreis 12 aus einem analogen Schaltkreis zusammengesetzt ist.
Darüber hinaus sind die Ansteuerungsintensität (Eigendiagnosepuls) und die Ansteuerungsdauer des Beschleunigungssensors 11 hier so justiert, um auf solch eine Weise gesetzt bzw. eingestellt zu sein, um die Zündungsschwelle der Zündpille in dem Insassenschutzapparat 10, so wie ein Airbag, zu überschreiten, d. h. um die Sensorreaktion zu überschreiten, die durch ein Ereignis, so wie eine Kollision, ein Umsturz und Überschlag des Fahrzeugs, verursacht ist, um dadurch eine sichere Abgrenzung von der auf den Sensor in einem normalen Zustand aufgebrachten Kraft vorzunehmen. Selbst wenn die externe Kraft, so wie die, die produziert wird, wenn ein Insasse eine Tasche auf das Fahrzeug haut, während die Eigendiagnose angewendet wird, hat dieses genauer genommen einen kleinen Effekt auf die Sensorreaktion für die Eigenansteuerung, da sie deutlich kleiner als die Schwelle ist, bei der der Insassenschutzapparat arbeitet. Somit erleidet die Eigendiagnose nicht eine fehlerhafte Entscheidung.
Gemäß der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und dem Insassenschutzapparat mit derselben Vorrichtung der vorhergehenden Ausführungsform 1 können sie die Diagnose ausführen, ohne durch eine extern eingegebene Beeinflussung oder Vibrationskomponenten beeinträchtigt zu werden, so wie Rauschen, durch Tätigen einer Entscheidung durch Vergleichen des Zeitintegral-Ausgangssignals über den Integrierschaltkreis 12 mit der vorgeschriebenen Entscheidungsschwelle. Außerdem macht die Selbstansteuerung, die auf Grundlage der Entscheidung ausgeführt wird, dass die voreingestellten oberen und unteren zulässigen Grenzen (Schwelle) höher als die Operationsschwelle (Zündungsschwelle) der Insassenschutzvorrichtung 10 sind, es möglich, eine klare Abgrenzung von der externen Eingabe mit einem Pegel vorzunehmen, der den Insassenschutzapparat 10 nicht veranlassen wird, zu arbeiten.
AUSFÜHRUNGSFORM 2
2 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Ausgestaltung einer Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und eines Insassenschutzapparates mit derselben Vorrichtung einer Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 2 unterscheidet sich die Ausgestaltung von der in 1 gezeigten Ausführungsform 1 darin, dass der Diagnoseschaltkreis 2 in die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 verschoben ist. Somit ist der Diagnoseschaltkreis 2 auf demselben Board (Sensor-Board) angebracht, auf dem der Beschleunigungssensor 11, Integrierschaltkreis 12 und Ansteuerungsschaltkreis 13 angebracht sind. was die Funktionen der individuellen Komponenten betrifft, wird ihre Beschreibung hier weggelassen, um eine doppelte Erläuterung zu vermeiden, da sie dieselben wie die der Ausführungsform 1 sind.
Gemäß der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und dem Insassenschutzapparat mit derselben Vorrichtung der Ausführungsform 1 wird die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 (Sensor-Board) eine leistungsreiche Vorrichtung, die eine Unterscheidung von anderen Apparaten ermöglicht, da der Diagnoseschaltkreis 2 in der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 enthalten ist. Da außerdem der Insassenschutzapparat von der Diagnoselast des Sensors befreit ist, kann er seinen Durchsatz verbessern, was zu der Verbesserung seiner Leistungsfähigkeit führt.
AUSFÜHRUNGSFORM 3
3 ist ein Blockdiagramm, das eine interne Ausgestaltung einer Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und eines Insassenschutzapparates mit derselben Vorrichtung einer Ausführungsform 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 3 unterscheidet sich die Ausgestaltung von der in 2 gezeigten Ausführungsform 2 darin, dass ein Tiefpassfilter (von nun an einfach als LPF 14 benannt) mit einer Zeitkonstante ausreichend kleiner als die Zeitkonstante des Integrierschaltkreises 12 anstelle des Integrierschaltkreises 12 eingesetzt wird. Genau wie der Integrierschaltkreis 12 hat das LPF 14 Funktionen zum Erzeugen des Ausgangssignals, das den Zustand des Fahrzeugs angibt, durch Integrieren der physikalischen Größe auf Grundlage der Ausgabe des Beschleunigungssensors 11 und zum Liefern davon an den Entscheidungsschaltkreis 3 und den Diagnoseschaltkreis 2.
4 zeigt Frequenzeigenschaften des LPF 14, in der die horizontale Achse die Frequenz angibt und die vertikale Achse die Verstärkung angibt. Beispielsweise wird die Eigendiagnose möglich, ohne Beeinträchtigung durch eine externe Beeinflussung, durch Bestimmen der Ansteuerungsdauer durch Einsatz des LPF 14 mit der Grenzfrequenz von 100 Hz anstelle des Integrierschaltkreises 12 mit der Grenzfrequenz f_c (f_c = 1/2 π CR) von 400 Hz, durch Erzeugen des Selbstansteuerungssignals (Eigendiagnosepuls) mit einer großen Ansteuerungsintensität, und durch Liefern davon an den Beschleunigungssensor 11.
Bei der Verwendung des LPF 14 ist es darüber hinaus auch möglich, den Ausgang des LPF 14 mit sowohl dem Diagnoseschaltkreis 2 als auch dem Entscheidungsschaltkreis 3 zu verbinden, so wie in einer Variation von 5 gezeigt, und eine Umschaltsteuerung der Zeitkonstante des LPF 14 zwischen dem Normalbetriebsmodus und einem Eigendiagnosemodus auszuführen.
Gemäß der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und dem Insassenschutzapparat mit derselben Vorrichtung der Ausführungsform 3 kann das LPF 14, das als ein Ersatz für den Integrierschaltkreis 12 eingesetzt ist, für sowohl den Diagnoseschaltkreis 2 als auch den Entscheidungsschaltkreis 3 gemeinsam verwendet werden, indem nur die Grenzfrequenz umgeschaltet wird, wodurch ermöglicht wird, zu der Reduktion der Anzahl von Komponenten und Kosten beizutragen.
6 und 7 sind Diagramme, die für den Zweck einer Vertiefung des Verständnisses der Diagnoseoperation des Insassenschutzapparates der Ausführungsformen 1 bis 3 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt sind: die konventionelle Technik, die eine fehlerhafte Entscheidung tätigen kann, wenn die externe Eingabe angelegt wird (6); und die Ausführungsformen 1 bis 3 gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Eigendiagnose ungeachtet der externen Eingabe genau ausführen können (7).
6 und 7 zeigen jeweils auf den Zeitachsen die Eingangswellenformen und die Sensorausgaben, die Diagnosewellenformen sind, in einem Fall (a), wo die externe Eingabe nicht angelegt wird, und einem Fall (b), wo sie angelegt wird, in denen Pfeile (↓) ein Startzeitverhältnis angeben und • einen Punkt einer Diagnose angibt.
Wie in 6(a) und 6(b) gezeigt, vergleicht die konventionelle Technik die Sensorausgabe selbst zu der Zeit der Selbstansteuerung mit der vorgeschriebenen Schwelle (normaler Bereich). Wenn die externe Kraft, die sich auf das Abfühlen auswirken wird, von außen während der Eigendiagnose aufgebracht wird (externe Eingabe ist vorhanden), wird, da der Sensor auf sowohl die Selbstansteuerung als auch auf die externe Kraft reagiert, eine kombinierte Welle der Selbstansteuerung und der externen Eingabe erzeugt, so dass das normale Diagnoseergebnis nicht erhalten werden kann (fehlerhafte Entscheidung). Selbst wenn der Sensor normal ist, wird genauer genommen, wenn der Sensor die vorgeschriebene Schwelle überschreitet, was der externen Kraft (so wie eine durch ein Schließen einer Tür des Fahrzeugs erzeugte Beeinflussung) geschuldet ist, die während der Eigendiagnose aufgebracht wird, eine fehlerhafte Entscheidung als abnormal getroffen. Selbst wenn der Sensor in einem abnormalen Zustand einer Unfähigkeit zum Arbeiten durch die Selbstansteuerung ist, wird im Gegensatz dazu, wenn der Sensor auf die externe Kraft reagiert und innerhalb der vorgeschriebenen Schwelle aus Versehen bleibt, eine fehlerhafte Entscheidung als normal getroffen.
Andererseits können die vorhergehenden Ausführungsformen 1 bis 3 gemäß der vorliegenden Erfindung die Eigendiagnose genau ausführen, wie in 7(a) und 7(b) gezeigt, selbst wenn die unnötige externe Kraft, die in dem Fahrzeug auftritt und sich auf das Abfühlen auswirkt, aufgebracht wird. Hier meint der Begriff ”die unnötige externe Kraft, die in dem Fahrzeug auftritt und die sich auf das Abfühlen auswirkt”, wenn der Sensor ein Beschleunigungssensor ist, beispielsweise eine Beeinflussung, die durch ein Schließen einer Tür des Fahrzeugs produziert ist, oder eine Vibration oder dergleichen, die verursacht ist, während das Fahrzeug läuft, oder meint, wenn der Sensor ein Winkelgeschwindigkeitssensor ist, ein Schütteln des Fahrzeugs oder dergleichen, das zu einer Zeit auftritt, wenn ein Insasse einsteigt oder aussteigt, wenn das Fahrzeug läuft. Da die externen Kräfte alle Vibrationskomponenten sind, haben sie die Eigenschaften dass sie Null werden, wenn sie ein Zeitintegral durchlaufen.
Wenn die Diagnose mit Verwendung einer schmalen Sensorausgabe wie in der konventionellen Technik ausgeführt wird, kann demgemäß die externe Kraft sich auf das Diagnoseergebnis auswirken. Da die vorhergehenden Ausführungsformen jedoch die Selbstansteuerung kontinuierlich für eine eher lange Dauer (so wie beispielsweise einige zehn bis einige hundert Millisekunden) durchführen und das Ergebnis des Integrierens der Ausgabe mit den voreingestellten oberen und unteren zulässigen Grenzen (Schwelle) zum Durchführen der Diagnose vergleichen, können sie die unnötigen Vibrationskomponenten aufheben und ihren Effekt entfernen.
Außerdem zielt in der konventionellen Technik die Selbstansteuerung des Sensors auf das Prüfen der Sensorfunktionen, und die Ansteuerungsintensität oder Ansteuerungsdauer ist im Besonderen nicht definiert. In der vorliegenden Erfindung werden die Ansteuerungsintensität und Ansteuerungsdauer jedoch justiert, um (bei einem normalen Bereich) auf solch eine Weise eingestellt zu sein, um die Operationsschwelle des Insassenschutzapparates 10 zu überschreiten, das heißt zum Überschreiten der Sensorreaktion, die durch ein Ereignis verursacht ist, wie eine Kollision, ein Umsturz und ein Überschlag eines Fahrzeugs, um dadurch eine sichere Abgrenzung von der externen Kraft zu ermöglichen, die auf den Sensor in einem Normalzustand aufgebracht wird.
Selbst wenn die externe Kraft, so wie die Produzierte, wenn ein Insasse eine Tasche auf das Fahrzeug schlägt, während die Eigendiagnose angewendet wird, hat dieses genauer genommen einen geringen Effekt auf die Sensorreaktion für die Selbstansteuerung, da sie deutlich kleiner als die Schwelle ist, bei der der Insassenschutzapparat arbeitet. Somit erleidet die Eigendiagnose nicht eine fehlerhafte Entscheidung.
8 zeigt in einer Tabelle die erwünschte Ansteuerungsintensität und Ansteuerungsdauer, wenn angenommen wird, dass der an der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 angebrachte Sensor der Beschleunigungssensor 11 ist. Beim Definieren der Operationsschwelle des Insassenschutzapparates 10 in Form der Geschwindigkeitskomponente, die als ein Ergebnis des Zeitintegrals der Beschleunigung erhalten ist (beispielsweise 30 km/h oder mehr), ist es erforderlich, die Ansteuerungsintensität und Ansteuerungsdauer (50 G–20 ms) derart einzustellen, um den Integralwert für die Selbstansteuerung auf einen Wert einzustellen, der die Geschwindigkeitskomponente überschreitet, beispielsweise auf 35 km/h.
Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Erfindung die Störungsdiagnose ausführen, ohne durch die Vibrationskomponenten (Beeinflussung bzw. Aufprall, Rauschen und dergleichen) beeinträchtigt zu werden, die von außen eingegeben sind, durch Tätigen einer Entscheidung durch Vergleichen des Ausgangspegels, der durch das Zeitintegral des Integrierschaltkreises 12 passiert, mit der vorgeschriebenen Schwelle zu der Zeit der Eigendiagnose in der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 mit dem Sensor, so wie dem Beschleunigungssensor, Winkelgeschwindigkeitssensor, Drucksensor oder dergleichen. Außerdem macht die Selbstansteuerung, die derart ausgeführt wird, dass die einzustellende Schwelle höher als die Operationsschwelle des Insassenschutzapparates 10 wird, es möglich, eine klare Abgrenzung von der externen Eingabe vorzunehmen, die nicht den Insassenschutzapparat 10 betätigen wird.
Die vorhergehende Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 ist in dem Insassenschutzapparat 10 des Fahrzeugs, so wie einem Airbag, platziert. Die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 erfasst den Fahrzeugzustand, und der in den Insassenschutzapparat 10 platzierte Entscheidungsschaltkreis 3 kann die Steuerung, so wie ein Aufblähen des Airbags (Zünden der Zündpille) und dergleichen, ausführen. Somit kann die Eigendiagnosefunktion des Sensor der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 im Voraus ohne Beeinflussung durch die externe Kraft prüfen, ob der Sensor zum Erfassen des Verhaltens des Fahrzeugs normal arbeitet, wodurch die Bereitstellung des hochgradig zuverlässigen Insassenschutzapparates 10 ermöglicht wird.
Was die durch den Diagnoseschaltkreis 2 durchgeführte Diagnose betrifft, kann übrigens entweder die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 oder der Insassenschutzapparat 10 sie durchführen. Was die Funktionen der Komponentenblöcke der vorhergehenden Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung 1 und des Insassenschutzapparates 10 betrifft, können sie außerdem durch Hardware in ihrer Gesamtheit implementiert sein, oder wenigstens ein Teil von ihnen kann durch Software implementiert sein. Beispielsweise kann die Datenverarbeitung in dem Diagnoseschaltkreis 2 durch ein einzelnes oder eine Vielzahl von Programmen auf einem Mikroprozessor ausgeführt werden, oder wenigstens ein Teil davon kann durch Hardware durchgeführt werden.
Obwohl die vorhergehenden Ausführungsformen die Fälle beschreiben, wo die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf den Insassenschutzapparat angewendet wird, ist übrigens die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung auch auf eine Fußgängerschutzvorrichtung anwendbar, die beispielsweise im offengelegten japanischen Patent Nr. 8-230610/1996 beschrieben ist, um dieselben Effekte und Vorteile zu erzielen, das heißt die genaue Eigendiagnose, selbst wenn die unnötige externe Kraft aufgebracht wird, die in dem Fahrzeug auftritt und sich auf das Abfühlen auswirkt.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, führt die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Eigendiagnose des Sensors aus durch ein Vergleichen, gemäß der Ausgabe des Sensors zum Erfassen des Verhaltens des Fahrzeugs, der Signalausgabe als ein Ergebnis eines Integrierens der physikalischen Größe mit den voreingestellten oberen und unteren Grenzen, wodurch die Fähigkeit zum Durchführen der genauen Eigendiagnose erlangt wird, selbst wenn die externe Kraft aufgebracht wird. Demgemäß ist sie für Anwendungen für die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung und dergleichen in dem Airbag-System eines Fahrzeugs geeignet.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung (1) enthält einen Sensorabschnitt (Beschleunigungssensor 11) zum Erfassen des Verhaltens eines Fahrzeugs; einen Integrationsverarbeitungsabschnitt (Integrierschaltkreis 12) zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das einen Zustand des Fahrzeugs angibt, mittels Integrieren einer physikalischen Größe auf Grundlage der Sensorausgabe; und einen Diagnoseabschnitt (2) zum Versorgen des Sensorabschnitts mit einem Selbstansteuerungssignal und zum Ausführen einer Eigendiagnose des Sensorabschnitts mittels Vergleichen des Ausgangssignals von dem Integrationsverarbeitungsabschnitt mit oberen und unteren zulässigen Grenzen, die für das Ausgangssignal voreingestellt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 5-322925/1993 [0003]
- JP 11-83891/1999 [0003]
- JP 2005-283486 [0003]
- JP 8-230610/1996 [0054]

Claims

Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung mit: einem Sensorabschnitt zum Erfassen eines Verhaltens eines Fahrzeugs; einem Integrationsverarbeitungsabschnitt zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das einen Zustand des Fahrzeugs angibt, mittels Integrieren einer physikalischen Größe auf Grundlage der Sensorausgabe; und einem Diagnoseabschnitt zum Versorgen des Sensorabschnitts mit einem Selbstansteuerungssignal und zum Ausführen einer Eigendiagnose des Sensorabschnitts mittels Vergleichen des Ausgangssignals von dem Integrationsverarbeitungsabschnitt mit oberen und unteren zulässigen Grenzen, die für das Ausgangssignal voreingestellt sind.
Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Sensorabschnitt und der Integrationsverarbeitungsabschnitt auf einem selben Board angebracht sind, und der Diagnoseabschnitt auf einem anderen Board angebracht ist.
Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Sensorabschnitt, der Integrationsverarbeitungsabschnitt und der Diagnoseabschnitt auf einem selben Board angebracht sind.
Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 mit ferner: einem Ansteuerungsabschnitt zum Versorgen des Sensorabschnitts mit dem Selbstansteuerungssignal, das eine Ansteuerungsintensität und eine Ansteuerungsdauer hat, die sich nicht auf ein Diagnoseergebnis durch den Diagnoseabschnitt auswirken werden, selbst wenn eine unnötige externe Kraft, die einen Effekt auf das Verhalten der Fahrzeugerfassung durch den Sensorabschnitt hat, angewendet wird.
Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Integrationsverarbeitungsabschnitt aus einem analogen Integrierschaltkreis zusammengesetzt ist.
Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Integrationsverarbeitungsabschnitt aus einem Tiefpassfilter zusammengesetzt ist, der eine niedrigere Zeitkonstante als eine Zeitkonstante des analogen Integrierschaltkreises hat.
Insassenschutzapparat mit: der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung wie im Anspruch 1 definiert; und einem Entscheidungsabschnitt zum Tätigen einer Entscheidung hinsichtlich der Notwendigkeit für eine Zündung mittels Vergleichen des Ausgangssignals von der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung mit einer voreingestellten Zündungsschwelle einer Zündpille.
Insassenschutzapparat gemäß Anspruch 7, wobei die Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung die oberen und unteren zulässigen Grenzen höher als die Zündungsschwelle setzt.
Fußgängerschutzvorrichtung mit: einer Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung wie im Anspruch 1 definiert; und einem Entscheidungsabschnitt zum Tätigen einer Entscheidung hinsichtlich der Notwendigkeit zum Zünden einer Zündpille auf einer Grundlage des Ausgangssignals und eines Fußgängerkollisions-Entscheidungssignals, das von der Fahrzeugzustands-Erfassungsvorrichtung akquiriert ist.