JP2001091536A - Gセンサ装置及びエアバッグ装置 - Google Patents

Gセンサ装置及びエアバッグ装置

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JP2001091536A
JP2001091536A JP26391399A JP26391399A JP2001091536A JP 2001091536 A JP2001091536 A JP 2001091536A JP 26391399 A JP26391399 A JP 26391399A JP 26391399 A JP26391399 A JP 26391399A JP 2001091536 A JP2001091536 A JP 2001091536A
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JP
Japan
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sensor
check
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voltage
output
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JP26391399A
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Osamu Kishimoto
治 岸本
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Denso Ten Ltd
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Denso Ten Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プライマリチェック後にGセンサ出力が変動
し続けている場合であっても、正確に0G電圧を得るこ
とができるGセンサ装置及びエアバッグ装置を得る。 【解決手段】 Gセンサ装置は、プライマリチェックの
終了後、最低限3つの測定ポイントにおいて、Gセンサ
出力値をサンプリングし、0G電圧の予測値を計算す
る。センサ素子の時定数が大きい場合に、常時チェック
に移行しても、Gセンサの出力値が変動することがあ
る。この変動を予測することにより、以後の常時チェッ
ク及びエアバッグ制御は、実際の0G電圧に対応した予
測0G電圧を基準にして行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、G(加速度)を測
定するGセンサ装置、及び、Gセンサ装置を使用するエ
アバッグ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車に搭載されるエアバッグ装置は、
Gセンサ装置により衝突時のGを検出すると、スクイブ
を点火してエアバッグを展開し、乗員を衝突から保護す
る。ここで使用するGセンサ装置に異常があると、衝突
時にエアバッグが展開しない、又は、衝突をしていない
のにエアバッグが展開するなどといった事故につなが
る。このため、Gセンサ装置では、Gの検出と同時に、
常にGセンサのチェックを行う。
【0003】Gセンサのチェックは、イグニッションキ
ーによる電源投入から運転開始までの短時間の間に、プ
ライマリチェックとして、センサ素子の特性のチェック
など運転時には実行できない詳細なチェックを行い、そ
の後、常時チェックとして、Gセンサの断線などの故障
の有無のチェックを行う。プライマリチェックは、Gセ
ンサのダイアグ端子(診断端子)に規定のパルス電流を
印加し、これに応じてGセンサから出力される信号の減
衰特性を解析する。この解析の結果に基づいて、センサ
素子に異常があるか否かを判定する。その後、常時チェ
ックに移行する。
【0004】Gセンサは、0G時(加速度0(ゼロ)の
時)に、所定値(例2.5V)の信号(0G電圧)を出
力し、GセンサにGが加わった時には、0G電圧を基準
としてGに対応する値だけ変動した信号を出力する。G
センサ装置は、常時チェックとして、0G電圧を基準に
した変動値をチェックし、また、エアバッグ装置の点火
制御として、0G電圧を基準とした変動値から衝突Gの
有無の判定を行う。
【0005】Gセンサは、種々の要因により、センサご
とに0G電圧とハイパスフィルタのカットオフ周波数の
値がばらつく。したがって、常時チェック、エアバッグ
制御は、実際の0G電圧を認識して、それに基づいて処
理をする必要がある。このために、プライマリチェック
の終了時に0G電圧を検出する。このとき、Gセンサ1
1の出力は、ノイズなどによりばらつきがある。したが
って、プライマリチェック終了直前の0.5秒程度の間
に、Gセンサ出力値を複数回サンプリングして、その平
均値を計算してノイズの影響を排除した0G電圧を認識
してから、常時チェックに移行する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】プライマリチェック
は、電源オンから自動車の運転開始までに行うために、
その期間は6秒程度と短く設定されている。このため、
Gセンサのセンサ素子の時定数が大きい場合、常時チェ
ックに移行した時点でも、Gセンサ出力がプライマリチ
ェックの影響により変動し続けているときがある。この
場合、プライマリチェックの終了直前のGセンサ出力の
平均をとって0G電圧とすると、常時チェックに移行後
の実際の0G電圧とは異なる値が認識されてしまう。そ
の結果、常時チェック時に誤診断が発生し、エアバッグ
装置に適用した場合に、エアバッグを誤点火する可能性
が生じる。
【0007】本発明は、プライマリチェック後にGセン
サ出力が変動し続けている場合であっても、正確に0G
電圧を得ることができるGセンサ装置を提供することを
目的とするものである。また、本発明は、Gセンサの0
G電圧に基づく点火計算を正確に行うことができるエア
バッグ装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものである。本発明は、Gセンサ
の診断手段として、プライマリチェック手段と、常時チ
ェック手段とを有するGセンサ装置において、前記プラ
イマリチェック手段によるプライマリチェックの終了時
に、Gセンサの出力値を少なくとも3点の測定ポイント
においてサンプリングする手段と、前記サンプリングし
たGセンサの出力値から、前記プライマリチェックに続
く0G電圧の予測値を計算する手段とを有し、前記常時
チェック手段は、前記計算した予測値を0G電圧として
用いて常時チェックを行う。
【0009】本発明によれば、Gセンサのセンサ素子の
時定数が大きく、プライマリチェックから常時チェック
に移行した時点でも0G電圧が変動し続けている場合で
も、予測した0G電圧に基づいて、常時チェックを行う
ので、誤診断を防止することができる。またプライマリ
チェック時間を短縮する必要がある場合でも、本発明に
より対応可能となる。
【0010】また、本発明のGセンサ装置を使用したエ
アバッグ装置においては、前記予測値をGセンサの0電
圧と認識してエアバッグの点火計算を行う。これによ
り、Gセンサのセンサ素子の時定数が大きく、プライマ
リチェックにより0G電圧が変動していた場合であって
も、正確に点火制御を行うことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図を用いて説明する。以下の例においては、エアバッグ
装置に使用するGセンサ装置について説明をする。図1
は、Gセンサ装置の回路構成を示す。また、図中には、
プライマリチェック時の信号波形が示されている。
【0012】Gセンサ11は、センサ素子12とセンサ
回路13を含み、5VのVCC電源と接地GND間に接続
される。Gセンサ11は、センサ素子12と接続される
ダイアグ端子14を有する。Gセンサ11の出力端子1
5がマイコン16に接続される。マイコン16は、Gセ
ンサ11の診断を行い、また、Gセンサ11の出力波形
に基づいてエアバッグの制御を行う。マイコン16に
は、インタフェース17を介して、Gセンサ11の異常
をユーザに示すための警告灯18が接続される。
【0013】Gセンサ11は、0G電圧(外部からGが
印加されていない時(0G時)に出力される電圧)とし
て、約2.5Vの値を出力する。外部からGが印加され
ると、0G電圧を基準としてGの大きさに応じて変動し
た値の出力が得られる。この0G電圧の値は、Gセンサ
11によって異なる。図2は、ダイアグ時のGセンサ1
1の出力波形を示すグラフである。グラフの横軸は時間
を示し、縦軸はGセンサの出力を示す。
【0014】エアバッグ装置を搭載した自動車のイグニ
ッションキーをオンとして、Gセンサ11の電源がオン
となると、出力値は、瞬間的にある値まで達し、その
後、2次曲線を描いて0G電圧(約2.5V)まで収束
していく。最初の5,6秒間でプライマリチェックが行
われる。電源オンから数秒が経過すると、マイコン16
は、図1に示したパルス電流をダイアグ端子14に印加
する。このとき、Gセンサ11の出力は、図2に示すよ
うに、パルス電流の印加に応じて急激に立ち上がりその
後徐々に減衰していく波形を示す。マイコン16は、こ
の出力波形を解析することにより、センサ素子12の異
常の有無を判定する。
【0015】プライマリチェックが終了すると常時チェ
ックに移行するが、Gセンサ11の時定数が大きい場
合、常時チェックに移行しても、プライマリチェックに
よる減衰が継続していて一定の0G電圧に落ち着いてい
ない場合がある。本実施形態においては、常時チェック
に移行する直前に、最小限3つの測定ポイントP1 ,P
2 ,P3 で出力電圧のサンプリングを行う。そして、各
サンプリング値を用いてGセンサ11の出力の変動パタ
ーンを予測計算し、予測出力値を時間に関連付けてメモ
リに記憶する。
【0016】なお、Gセンサ11の出力は、2次曲線を
描くので、サンプリング数は最小限3だけ必要である。
ただ、Gセンサ11の出力はノイズなどの種々の要因に
より微小な変動をしているので、実際には、サンプリン
グ数を100ないし200とすることが好ましい。常時
チェックに移行すると、マイコン16は、メモリに記憶
した予測値に基づいて、Gセンサ11の常時チェックを
行い、また、エアバッグ制御を開始し、検出したGに基
づいて点火時期の計算を行う。
【0017】これに対し、前述の従来例においては、時
定数についての考慮はされておらず、単に、複数のサン
プリング値の平均をとって、0G電圧としていた。この
ため、センサ素子の時定数が大きい場合は、常時チェッ
ク時に誤ダイアグを生じ、誤点火が生じていた。これに
対し、本実施形態によれば、0G電圧の変動を予測し、
予測した0G電圧に基づいて常時チェック及びエアバッ
グ制御を行うので、誤ダイアグ、誤点火を発生しない。
【0018】図3のフローチャートに従って、Gセンサ
装置の動作を詳細に説明する。図3に示す動作は、電源
オンによりスタートする。ステップS11では、T1
の間(2秒間程)、Gセンサ11の出力が安定するのを
待つ。ステップS12で、ダイアグ端子14に、図1に
示す規定のパルス電流を印加する。ステップS13で、
パルス電流に応じてGセンサ11から出力される信号を
検出する。ステップS14で、検出した信号波形を解析
し、その結果に基づいてGセンサ11の異常の有無を判
定する。なお、この手法は公知のものであるので、ここ
での詳細な説明は省略する。
【0019】ステップS14の解析の結果、良好な結果
が得られない場合は、ステップS12に戻って再度パル
ス電流の印加から出力波形の解析までを行う。Gセンサ
11に異常があると判定されたときは、警告灯18を点
灯し、以後は、常時チェック及びエアバッグの点火制御
を無効とする。プライマリチェックの結果、Gセンサ1
1に異常がなければ、ステップS15に進む。
【0020】ステップS15で、Gセンサ11の出力値
が落ち着くまでT2 秒待つ。ステップS16で、常時チ
ェック開始までの間に、Gセンサ11の出力値を100
〜200回サンプリングして、ステップS17の常時チ
ェックに移行する。図4は、図3のステップS17の常
時チェックの動作を示す。常時チェックに移行すると、
ステップS21で、サンプリングしたGセンサ11の出
力値に基づいて0G電圧の変動を予測する。そして、常
時チェック開始時点から所定の時間間隔(例、0.1秒
間隔)ごとに数秒間分の予測値を計算する。ステップS
22で、この予測値ごとに所定のスレッショルド(例、
5Gに対応する電圧値)をプラスマイナスしてスレッシ
ョルド値を得る計算を行う。ステップS23で、計算し
た予測値とスレッショルド値をメモリに書き込む。
【0021】図5に、予測値とスレッショルド値が書き
込まれたメモリの内容を示す。メモリには、経過時間
(常時チェックに移行時の時点t1 からt100 まで0.
1秒間隔)と、経過時間ごとの予測値とスレッショルド
値が記憶される。図6は、図5のメモリの内容を図解す
るものである。プライマリチェックの終了直前のGセン
サ出力に対して、測定ポイントP1 ,P2 ,P3 でサン
プリングがされ、0G電圧の予測値が、常時チェック開
始時点t1 からt100 までの間、計算される。この予測
値に5Gに相当するスレッショルド電圧がプラスマイナ
スされてスレッショルド値が計算される。
【0022】以後の常時チェック及びエアバッグ制御に
おいては、このスレッショルドの範囲内の変動は、故障
による変動ではないと見なして無視をすることにより、
誤動作を防止する。また、時点t100 より後の時点で
は、予測値とスレッショルド値は、時点t100 のときの
ものが使用される。図4に戻ると、ステップS21〜2
3の計算及びメモリへの記憶は瞬間的に行われ、ステッ
プS24で、変動チェックが行われる。この変動チェッ
クは、0G予測値が所定時間内に所定値に収束するか否
かをチェックする。Gセンサ素子の時定数が大きすぎ
て、予測をした時間範囲を超えても予測値が変動し続け
る場合があり得る。この場合は、実際の0G電圧が予測
値と一致しないのであるから、正常な常時チェック及び
エアバッグ制御ができなくなる。
【0023】ステップS24の変動チェックは、時点t
90の予測値V90と時点t100 の予測値V100 とを比較
し、その差が所定値α以内であるかどうか、つまり、次
式の判定を行う、 V100 −V90≦α 上記条件を満たさなければ、時点t100 を過ぎてからも
0G電圧は所定以上の変動を続けると予想されるので、
Gセンサ11に異常があると判断し、警告灯18を点灯
し、以後、常時チェック及びエアバッグ制御を停止す
る。上記条件を満たさせば、時点t100 を過ぎてからも
0G電圧はあまり変動をしないのであるから、Gセンサ
11に異常はないと判断する。
【0024】ステップS24の変動チェックがOKであ
れば、以後は、通常の常時チェック及びエアバッグ制御
へ進む。常時チェックでは、経過時間t1 〜t100 ごと
に、0G予測値に基づいてGセンサ11のチェックを行
う。図7を用いて、エアバッグ制御における衝突Gの計
算について説明する。
【0025】GセンサにGが加わった場合、Gセンサ1
1の出力は、図7に示すように変動する。衝突Gの計算
には、Gセンサ11の出力と0G予測値の差分を求め、
この値を積分し、その積分データに基づいて衝突の有無
を判定する。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、プライマリチェック後
にGセンサ出力が変動し続けている場合であっても、正
確な0G電圧を得ることができるGセンサ装置を得るこ
とができる。また、本発明によれば、Gセンサの0G電
圧に基づく点火計算を正確に行うことができるエアバッ
グ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したGセンサ装置の回路構成を示
す図。
【図2】図1のGセンサ装置におけるダイアグ時の出力
波形を示す図。
【図3】図1のGセンサ装置の動作を示すフローチャー
ト。
【図4】図3における常時チェックの内容を示すフロー
チャート。
【図5】図4の処理で作成されるメモリの内容を示す
図。
【図6】図5のメモリの内容を図解する図。
【図7】衝突Gの計算を説明する図。
【符号の説明】
11…Gセンサ 12…センサ素子 13…センサ回路 14…ダイアグ端子 15…出力端子 16…マイコン 17…インタフェース 18…警告灯

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Gセンサの診断手段として、プライマリ
    チェック手段と、常時チェック手段とを有するGセンサ
    装置において、 前記プライマリチェック手段によるプライマリチェック
    の終了時に、Gセンサの出力値を少なくとも3点の測定
    ポイントにおいてサンプリングする手段と、 前記サンプリングしたGセンサの出力値から、前記プラ
    イマリチェックに続く0(ゼロ)GのGセンサ出力値の
    予測値を計算する手段とを有し、 前記常時チェック手段は、前記計算した予測値を0G時
    のGセンサ出力値として用いて常時チェックを行うこと
    を特徴とするGセンサ装置。
  2. 【請求項2】 前記計算する手段は、前記計算した予測
    値に対してプラスマイナス数G分のスレッショルド値を
    設定し、前記常時チェック手段は、前記スレッショルド
    値を考慮にいれた予測値を用いて常時チェックを行う請
    求項1に記載のGセンサ装置。
  3. 【請求項3】 前記計算した予測値について、所定時間
    が経過した後の予測値の変動量を計算し、その値が所定
    値以上である場合に、前記Gセンサに異常があると判定
    する手段を具備する請求項1又は2に記載のGセンサ装
    置。
  4. 【請求項4】 前記請求項1〜3のいずれか1項に記載
    のGセンサ装置を使用するエアバッグ装置であって、前
    記計算した予測値をGセンサの0Gレベルと認識してエ
    アバッグの点火計算を行うエアバッグ装置。
JP26391399A 1999-09-17 1999-09-17 Gセンサ装置及びエアバッグ装置 Withdrawn JP2001091536A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7337048B2 (en) 2004-01-29 2008-02-26 Denso Corporation Vehicular occupant protection system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7337048B2 (en) 2004-01-29 2008-02-26 Denso Corporation Vehicular occupant protection system
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