JP2001512396A - 安全装置制御器を有する車両安全装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車両安全装置が、エアバッグ組立体、シートベルトテンショナー組立体、燃料遮断スイッチ組立体、蓄電池切り離しスイッチ組立体、非常サービスの通知を送り出すための組立体、および車両場所データを送るための組立体などの安全装置を制御するための複数の安全装置制御器（２００）を有する。車両安全装置は、低速衝突と高速衝突とを区別するためのアンチロック制動機からの速力データ、エアバッグを選択的に作動させるための座席着席データ、および車両ロールオーバー状態を検出するための加速度データなどの他の車両装置からのデータを受ける。車両安全装置は車両の障害検出と車両運転者への通知を行い、かつ符号化された指令およびデータを用いて、デジタル通信バス（５００）を介して中央電子制御装置（３００）と通信する分散型制御器の使用により電磁妨害から免れる。各制御器は自己試験を行うことができ、結果を中央電子制御装置へ通信する。

Description

【発明の詳細な説明】 安全装置制御器を有する車両安全装置 背景技術 本発明は、車両の衝突の場合に車両乗員を保護する車両安全装置に関するもの であり、更に詳しくいえば、中央電子制御装置と通信する分散型安全装置制御器 を用いて、障害検出および選択的安全装置起動を用いる車両安全装置に関するも のである。 衝突事象を検出し、ブリッジワイヤまたは半導体スキブを点火することによっ てエアバッグなどの安全装置を起動する車両衝突／制御装置がこの技術において 知られている。それらの装置は、激しい車両衝撃の場合に確実に動作することが 求められているが、弱い車両衝撃または車両衝撃のない場合には確実に動作しな いようにもしなければならない。１つの種類の車両衝突／制御装置は安全装置の 近くに配置されて、他のそのような車両衝突／制御装置とは独立に作動する。そ れらの車両衝突／制御装置により安全装置を起動させるための基準は、組合わさ れている加速度センサにより検出された加速度のレベルを基にしている。それら の独立している装置は車速、加速度の向き、座席に人が座っているか等などの要 因は考慮に入れず、部品の故障検出や、それらの故障を車両の運転者へ知らせる 手段を持たない。それらの装置は、組合わされているスキブを点火したり、電気 機械的な装置を作動させたりすることにより、組合わされている安全装置の起動 を制御するためにマイクロプロセッサを用いたり用いなかったりできる。他の種 類の衝突／制御装置は、マイクロプロセッサが通常埋め込まれて、加速度センサ データを読み取って、組合わされているスキブまたは電気機械的装置を点火する ことにより、エアバッグおよびシートベルトテンショナーなどの車両安全装置の 全てを起動するか否かを決定する中央制御装置を用いている。それらの車両安全 装置は中央制御装置から直接制御される。それらの衝突／制御装置は限られた部 品故障検出手段を有し、どの安全装置を選択的に起動させるかを決定するために 、他の車両装置からの、車速、加速度の向き、どの座席に人が座っているか等な どのデータを使用しない。この構成における中央制御装置から車両安全装置を直 接起動することの更に他の問題は、安全装置起動信号が中央制御装置に直接、配 線されていることである。この構成では、ケーブルが蓄電池電圧またはアースへ 起動信号を短絡すると安全装置を意図しないのに起動させることがある。誘起さ れた過渡信号その他の電磁妨害がそれらの構成における安全装置の動作に有害な 影響を及ぼすこともある。それらの衝突／制御装置の更に他の欠点は、乗員座席 数などの、種々の車両構成に適応させるために追加の安全装置が付加されるので 、追加の部品を中央制御装置に付加しなければならないことである。そうすると 安全装置の最大構成に適合するために車両内に中央制御装置のために求められる スペースに付加される。 図面の簡単な説明 図１は、通信バスを介して電子制御装置と通信する、安全装置を制御するため の複数の安全装置制御器を有する車両安全装置のブロック図を示す。 図２は、二地点間通信バスを介して電子制御装置と通信する、安全装置を制御 するための複数の安全装置制御器を有する車両安全装置のブロック図を示す。 図３は、ディジー・チェイン通信バスを介して電子制御装置と通信する、安全 装置を制御するための複数の安全装置制御器を有する車両安全装置のブロック図 を示す。 図４は、充電コンデンサを直接充電するために車両の蓄電池が電力を供給する 安全装置制御器のブロック図を示す。 図５は、充電コンデンサを充電する電力変換器に車両の蓄電池が電力を供給す る安全装置制御器のブロック図を示す。 図６は、充電コンデンサを充電する電力変換器に車両の蓄電池が電力を供給し 、充電コンデンサと安全装置起動手段との間に安全センサが挿入されている、安 全装置制御器のブロック図を示す。 発明の詳細な説明 まず、車両安全装置１００の実施形態が本発明の概念に従って示されている図 １を参照する。車両安全装置１００は複数の安全装置制御器２００を有する。各 安全装置制御器は安全装置の起動を制御するものであって、組合わされている安 全装置のすぐ近くに通常配置されている。図１に示されている典型的な安全装置 は運転者エアバッグ組立体４１０と、乗員エアバッグ組立体４２０と、シートベ ルトテンショナー組立体４３０と、燃料遮断スイッチ組立体４４０と、蓄電池切 り離しスイッチ組立体４５０と、非常通報組立体４６０と、場所通報組立体４７ ０とを含むが、それらに限定されるものではない。各安全装置制御器２００は通 信バス５００を介して電子制御装置（ＥＣＵ）３００と通信する。 図１を参照して、ＥＣＵ３００はＥＣＵ通信インタフェース３２０と、ＥＣＵ 外部データインタフェース３３０と、ＥＣＵ加速度センサ３４０と、ＥＣＵ診断 ポートインタフェース３５０と、ＥＣＵメモリ３６０と、ＥＣＵ制御回路３１０ とを有する。ＥＣＵ通信インタフェース３２０は制御およびデータ交換のために ＥＣＵ制御回路３１０に接続されている。ＥＣＵ通信インタフェース３２０は安 全装置起動指令および保全データ指令を通信バス５００を介して安全装置制御器 ２００へ送るための装置を有する。ＥＣＵ通信インタフェース３２０は保全デー タおよび障害警報メッセージを安全装置制御器２００から通信バス５００を介し て受けて、データを通信バス５００との間で送受するために用いられる通信プロ トコルを管理するための装置も有する。安全装置起動指令および保全データ指令 は、特定の安全装置制御器２００を選択するための２進符号化されたアドレス部 と、選択された安全装置制御器２００によって実行すべき動作を指定する２進符 号化された指令部とで構成されている。ＥＣＵ外部データインタフェース３３０ は制御およびデータ交換のためにＥＣＵ制御回路３１０に接続されている。ＥＣ Ｕ外部データインタフェース３３０は車両内の他の装置との間でデータの送受を 行う。それらのデータには、アンチロック制動機からの速度データと、能動車台 受け装置からのロールオーバーデータと、乗員座席着席装置からの乗員座席着席 データとが含まれるが、それらに限定されるものではない。ＥＣＵ診断ポートイ ンタフェース３５０は制御およびデータ交換のためにＥＣＵ制御回路３１０に接 続されている。ＥＣＵ診断ポートインタフェース３５０は外部装置が車両安全装 置１００に対してサービス診断試験を行うための装置を有する。これはＥＣＵメ モリ３６０の内容を読出すことと、ＥＣＵ３００に対して診断試験を行うことと 、保全データを集めて障害警報メッセージを発生することにより、安全装置制御 器２００にそれ自身の診断試験を行わせることと、保全データと障害警報メッセ −ジを安全装置制御器２００からアクセスすることを含む。車両安全装置１００ のあるバージョンが、国際標準化機構規格９１４１に適合するＥＣＵ診断ポート インタフェース３５０を有する。ＥＣＵ加速度センサ３４０は制御およびデータ 交換のためにＥＣＵ制御回路３１０に接続されている。ＥＣＵ加速度センサ３４ ０は車両にしっかり取り付けられ、加速度の大きさと、車両の動きの１つまたは 複数の軸線に沿う向きとを測定して、このデータをＥＣＵ制御回路３１０に供給 する。ＥＣＵ加速度センサ３４０からのデータは、車両の衝突に起因する衝撃の 大きさと向きとに関連するデータを供給する。ＥＣＵメモリ３６０は制御および データ交換のためにＥＣＵ制御回路３１０に接続されている。ＥＣＵメモリ３６ ０は車両衝突パラメータと、乗員構成パラメータと、加速度センサ３４０からの データと、ＥＣＵ３００および安全装置制御器２００からのシステム保全データ および障害警報メッセージと、車両衝突アルゴリズムと、安全装置起動論理とを 保存するための装置を有する。ＥＣＵメモリは不揮発性メモリであって、電力が 断たれても内容は失われない。ＥＣＵ制御回路３１０はデータを制御し、かつＥ ＣＵ通信インタフェース３２０と、ＥＣＵ外部データインタフェース３３０と、 ＥＣＵ診断ポートインタフェース３５０と、ＥＣＵ加速度センサ３４０と、ＥＣ Ｕメモリ３６０とデータを交換し、制御アルゴリズムを実行するための装置を有 する。安全装置を起動させるかどうかを決定するためにＥＣＵ制御回路３１０に より制御アルゴリズムを実行することは、車両衝突パラメータおよびＥＣＵ加速 度センサ３４０からのデータに応答して車両衝突アルゴリズムを実行することと 、乗員座席構成パラメータおよび車両衝突アルゴリズムに応答して安全装置起動 論理を実行することとを有する。ＥＣＵ制御回路３１０はシステム診断試験も実 行し、ＥＣＵ外部データインタフェース３３０を介して障害を車両運転者に知ら せることができる。衝突アルゴリズムにより実行される機能の例は、車両の衝突 が、車両の速度と加速度とを基にして安全装置の起動を保証するために十分に激 しいかどうかを判定することである。別の改良は車両の車台受け装置または車両 ステアリング装置からのロールオーバーデータを、安全装置の起動を決定するた めに衝突アルゴリズムへの入力として利用することである。ＥＣＵ制御回路３１ ０は、車両の形式および構成を判定するためにＥＣＵ外部データインタフェース ３３０からの車両ハーネス形式データを利用し、このデータを衝突制御アルゴリ ズムおよび安全装置起動論理への入力として使用することもできる。車両速度は アンチロック制動装置から通常得られる。安全装置起動論理により実行される機 能の例は、乗員が乗車している時のみ、乗員座席着席データを基にして、安全装 置の起動を選択的に可能にすることである。ＥＣＵ制御回路３１０の好適な実施 形態は、ＥＣＵ通信インタフェース３２０およびＥＣＵ外部データインタフェー ス３３０とを制御すること、ＥＣＵ通信インタフェース３２０およびＥＣＵ外部 データインタフェース３３０とデータを交換すること、ＥＣＵ診断ポートインタ フェース３５０を制御すること、ＥＣＵ加速度センサ３４０を制御すること、Ｅ ＣＵメモリを制御することを含めた、ＥＣＵ制御回路３１０の機能を実行するた めのマイクロプロセッサを有する。 包括的な通信バス５００が図１に示されている。図２は図１の同じ車両安全装 置１００を示すが、二地点間通信バス５１０構成を有する。図３は図１の同じ車 両安全装置１００を示すが、ディジー・チェイン通信バス５２０構成を有する。 図２に示されているあらゆる安全装置制御器２００は別々のケーブルをＥＣＵ３ ００に接続することを要するので、二地点間通信バス５１０構成は図３に示され ているディジー・チェイン通信バス５２０構成より比較的複雑で、図３に示され ているものより一層費用がかかる。ディジー・チェイン通信バス５２０構成は必 要なケーブルが、図２に示されている二地点間通信バス５１０構成より少なく、 そのために組み込みが容易である。しかし、図２に示されている通信バス構成に おいてケーブルが切断しても１つの安全装置制御器を動作不能にするだけである が、図３に示されている通信バス構成においてケーブルが切断すると、おそらく 、全ての安全装置制御器を動作不能にすることがあるために、図２に示されてい る構成は図３に示されている構成より信頼性が高い。実際には、車両安全装置に は二地点間バス構成とディジー・チェインバス構成との組合わせが用いられる。 図１、図２および図３に示されているバス構成の好適な実施形態は、高速、デジ タル電子双方向直列通信バスである。他の実施形態は高速、デジタル電子双方向 並列通信バスと、高速、デジタル光ファイバ双方向直列通信バスとを含む。高速 、デジタル電子双方向直列通信バスの変形が２心ケーブルを用いて実現される。 この２心ケーブルは、安全装置制御器２００に電力を供給するために電力を運び 、かつ安全装置起動指令と、保全データ指令と、安全装置制御器保全データと、 障害警報メッセージとを供給するために使用できる。 安全装置制御器２００は組合わされている安全装置のすぐ近くに通常配置され 、スキブ、または保持リレーなどの電気機械的装置を通常起動する。その後でス キブまたは電気機械的装置は安全装置を起動させる。安全装置制御器２００は、 運転者エアバッグ組立体４１０、乗員エアバッグ組立体４２０、シートベルトテ ンショナー組立体４３０、燃料遮断スイッチ組立体４１０、蓄電池切り離しスイ ッチ組立体４５０、非常通報組立体４６０、および場所通報組立体４７０を含む 広範囲な安全装置組立体中に通常組み込まれて、それらの組立体を起動させる。 ただし、組立体はそれらに限定されるものではない。 ここで図４を参照する。この図には車両安全装置内の安全装置４００の起動を 制御する安全装置制御器（ＳＤＣ）２００のブロック図が示されている。ＳＤＣ ２００は組合わされている安全装置４００のすぐ近くに通常配置されて、車両の 正蓄電池電圧６１０および負蓄電池電圧６２０などの電源と、通信バス５００と に接続されている。ＳＤＣｓ２００は、運転者エアバッグ組立体、乗員エアバッ グ組立体、シートベルトテンショナー組立体、燃料遮断スイッチ組立体、蓄電池 切り離しスイッチ組立体、非常通報組立体、および場所通報組立体を含む広範囲 な安全装置組立体中に通常組み込まれて、それらの組立体を起動させる。ただし 、組立体はそれらに限定されるものではない。ＳＤＣ２００は安全装置４００を 直接起動でき、安全装置４００を起動させるスキブを点火でき、または、安全装 置４００を起動させる、保持リレーなどの、電気機械的装置を作動できる。ＳＤ Ｃ２００は、車両の正蓄電池電圧６１０および負蓄電池電圧６２０から電力を受 けて、電力をＳＤＣ充電コンデンサ２４０に電力を供給するＳＤＣ電力変換器２ ６０を有する。ＳＤＣ充電コンデンサ２４０はＳＤＣ安全化センサ２７０に接続 されている。ＳＤＣ安全装置起動回路２３０に接続されている。ＳＤＣ２００は 、通信バス５００とＳＤＣ制御回路２１０とに接続される通信インタフェース２ ２０も有する。ＳＤＣ制御回路２１０はＳＤＣ診断回路２５０とＳＤＣ安全装置 起動回路２３０とにも接続されている。ＳＤＣ安全装置起動回路２３０は安全装 置４００にも接続されている。 図４に示されているＳＤＣ充電コンデンサ２４０は安全装置起動電力を蓄積し 、車両の正蓄電池電圧６１０および負蓄電池電圧６２０からそれの電力を受ける ＳＤＣ電力変換器２６０により供給される電圧レベルまで充電される。車両の正 蓄電池電圧６１０と負蓄電池電圧６２０との間の電圧差は典型的には１２ボルト である。ＳＤＣ電力変換器２６０によりＳＤＣ充電コンデンサに供給される電圧 は典型的には２５ボルトである。ＳＤＣ電力変換器２６０は典型的にはＤＣ−Ｄ Ｃ変換器である。安全装置制御器２００の別の構成では、ＳＤＣ電力変換器２６ ０は、安全装置制御器を含む電子回路に安定化された電圧を供給もする。安全装 置制御器２００の説明した実施形態の別の変形では、ＳＤＣ電力変換器２６０は 、別々の車両蓄電池接続からではなくて、直列通信バスを実現するために用いら れている２心ケーブルから電力を得る。ＳＤＣ充電コンデンサ２４０はＳＤＣ安 全化センサ２７０を介してＳＤＣ安全装置起動回路２３０にも接続されている。 ＳＤＣ安全化センサ２７０は、安全装置４００の意図しない起動または誤起動に 対して保護する電気機械的加速度センサである。安全装置制御器（ＳＤＣ）２０ ０は通信バス５００から安全装置起動指令と保全データ指令を受けるためにＳＤ Ｃ通信インタフェース２２０も有する。それらはＳＤＣ制御回路へ送られる。そ れらの指令は、特定の安全装置制御器２００を選択する２進符号化されたアドレ ス部と、行うべき動作を決定する２進符号化された指令部とを通常有する。ＳＤ Ｃ通信インタフェース２２０は通信バスプロトコルの管理と、保全データ指令に 応答してのＳＤＣ制御回路２１０からの安全装置制御器保全データおよび障害警 報メッセージの通信バス５００への送り出しとをも行う。通信バス５００はいく つかの変形、すなわち、好適な実施形態における高速、デジタル電子双方向直列 通信バス、別の実施形態における高速、デジタル電子双方向並列通信、または他 の実施形態における高速、デジタル光ファイバ双方向直列通信バス、の１つを有 することができる。ＳＤＣ通信インタフェース２２０は制御およびデータ交換の ためにＳＤＣ制御回路２１０に接続されている。 図４の安全装置制御器（ＳＤＣ）２００は、ＳＤＣ通信インタフェース２２０ と、ＳＤＣ診断回路２５０と、ＳＤＣ安全装置制御器２３０とを制御するために 、好適な実施形態ではマイクロプロセッサであるＳＤＣ制御回路２１０も有する 。ＳＤＣ制御回路２１０は、ＳＤＣ通信インタフェース２２０からの安全装置起 動指令と、誤機能を指示しないＳＤＣ診断回路２５０からの安全装置制御器保全 データとに応答して、ＳＤＣ安全装置起動回路２３０へ送られるＳＤＣ安全装置 起動信号２８０を発生する。典型的にはマルチプレクサとアナーログ−デジタル 変換器を有するＳＤＣ診断回路２６０は安全装置制御器保全データを読出すため の装置を有する。それらの安全装置制御器保全データは、ＳＤＣ安全化センサ２ ７０のための保全データと、安全装置４００のための保全データと、ＳＤＣ充電 コンデンサ２４０のための保全データと、ＳＤＣ安全装置起動回路２３０のため の保全データと、ＳＤＣ電力変換器２６０のための機能性データの読出しのため の保全データとを含む。このデータはＳＤＣ制御回路２１０に供給される。また 、ＳＤＣ制御回路２１０が保全データ指令をＳＤＣ通信インタフェースから受け ると、それは安全装置制御器保全データをＳＤＣ診断回路２５０から受け、安全 装置保全データを所定の限界値と比較し、所定の限界値が超えられるならば障害 警報メッセージを発生する。その後で安全装置保全データおよび発生されたどの 障害警報メッセージもＳＤＣ通信インタフェース２２０によって通信バス５００ へ送られる。ＳＤＣ安全装置起動信号２８０をＳＤＣ制御回路２１０から受ける と、ＳＤＣ安全装置起動回路２３０は、ＳＤＣ安全化センサ２７０が起動された ならば、安全装置起動信号２８０に応答して、ＳＤＣ充電コンデンサ２４０に充 電されている電力を安全装置４００に結合する。この結果としてＳＤＣ充電コン デンサ２４０は安全装置４００を通じて放電し、安全装置４００を起動させるこ とになる。ＳＤＣ安全装置起動回路２３０は典型的には電流スイッチによって構 成される。 図４は上記諸特徴を有する安全装置制御器２００を示す。しかし、本発明の実 施形態について説明した範囲を超えることなく行うことができる、安全装置制御 器２００のいくつかの変形がある。図５に示されている１つの例では、ＳＤＣ安 全化センサ２７０は図４の表示から無くされていた。他の例が図６に示されてい る。ＳＤＣ安全化センサ２７０とＳＤＣ電力変換器とは図４の表示から無くされ ていた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 22/46 Ｂ６０Ｒ 22/46 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６Ｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．おのおのが安全装置の起動を制御し、かつ通信バス（５００）を介して電 子制御装置（３００）と通信する複数の安全装置制御器（２００）を備える車両 安全装置であって、前記電子制御装置は、 （ａ）安全装置起動指令を選択された安全装置制御器へ前記通信バスを介して 送り、装置保全データおよび障害警報メッセージを前記安全装置制御器から前記 通信バスを介して読取り、かつ通信プロトコルを管理するための通信装置（３２ ０）と、 （ｂ）他の車両装置へデータを送り、かつ他の車両装置からデータを受けるた めの外部データインタフェース（３３０）と、 （ｃ）前記車両安全装置に対してサービス診断試験を行うための診断ポートイ ンタフェース（３５０）と、 （ｄ）車両に固定されて車両の加速度の方向データおよび大きさデータを測定 するための加速度センサ（３４０）と、 （ｅ）車両衝突パラメータと、乗員構成パラメータと、加速度センサからのデ ータと、装置保全データと、装置障害警報メッセージとを保存するためのメモリ 装置（３６０）と、 （ｆ）前記通信装置と、前記外部データインタフェースと、前記診断ポートイ ンタフェースと、前記加速度センサと、前記メモリ装置とデータを交換し、かつ 制御アルゴリズムを実行するための制御装置（３１０）と、 を備える車両安全装置。 ２．前記通信装置（３２０）が、保全データ指令を前記通信バスを介して安全 装置制御器（２００）へ送るための装置と、保全データを前記通信バス（５００ ）を介して前記安全装置制御器から受けるための装置と、障害警報メッセージを 前記安全装置制御器から前記通信バスを介して受けるための装置とを更に備える 請求項１に記載の車両安全装置。 ３．前記通信バス（５００）がデジタル電子双方向直列通信バスである請求項 １に記載の車両安全装置。 ４．前記通信バス（５００）がデジタル電子双方向並列通信バスである請求項 １に記載の車両安全装置。 ５．前記通信バス（５００）がデジタル光ファイバ双方向直列通信バスである 請求項１に記載の車両安全装置。 ６．前記制御装置（３１０）がマイクロプロセッサを更に備える請求項１に記 載の車両安全装置。 ７．前記制御装置（３１０）が車両衝突パラメータおよび前記加速度センサ（ ３４０）からのデータに応答して車両衝突アルゴリズムを実行し、乗員構成パラ メータおよび前記車両衝突アルゴリズムに応答して安全装置起動論理を実行し、 かつ装置診断試験および運転者への障害通知を行う請求項２に記載の車両安全装 置。 ８．前記外部データインタフェース（３３０）が前記制御装置（３１０）へ送 られる車両速度データを受けるための装置を更に備え、前記制御装置が前記車両 速度データに応答して前記車両衝突アルゴリズムを実行する請求項７に記載の車 両安全装置。 ９．前記外部データインタフェース（３３０）が前記制御装置（３１０）へ送 られる車両乗員座席着席データを受けるための装置を更に備え、前記制御装置が 前記車両乗員座席着席データに応答して前記安全装置起動論理を実行する請求項 ７に記載の車両安全装置。