JP2003511290A - 自動車の安全装置における、または、改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動車用の安全装置で、加速度を検出するためのセンサ(21, 22)と、エアバッグ(27)形式の安全機器を作動または起動させるのに適したトリガ回路(24)を制御するための制御システムとを備えてなる。この制御システムに組み込まれているプロセッサ(23)は、マスク不可能割込み(NMI)ルーチン(31)を起動するための入力を受取る。このプロセッサ(23)からの出力(30)は、プロセッサがセンサ(21, 22)からの既定の出力に応答して発生するコマンド信号を伝播するが、この出力には、NMIルーチン(31)の作動のきっかけとなった入力が接続される。このルーチンの設計にあたっては、コマンドを無効にする可能性あるハードウェアおよび/またはソフトウェアの不具合があるかどうかを確認し、かつこうした不具合が検出された場合に安全機器の作動または起動を中断するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は自動車の安全装置に関し、具体的には、事故状況を示す既定の検出パ
ラメータに応答して作動または起動する安全機器のトリガに適した安全装置に関
する。

【０００２】 エアバッグは、既定の検出パラメータに応えて作動または起動する１つの安全
装置で、かかるエアバッグは一般に、自動車の減速に応答してエアバッグを膨ら
ませるか起動させるセンサを備えている。別の作動型または起動型の安全機器例
では、この安全機器は安全ベルトプリテンショナであって、自動車になんらかの
事態が発生したのを検出すると、これに応えて安全ベルトにそれなりの張力を加
える。

【０００３】 これまでにも提案されているとおり、安全機器を作動させる装置は2つのスイ
ッチを組み込んでいるが、この2つのスイッチが閉じてから安全機器が起動また
は作動する必要がある。こうした1つの装置では、第1加速度計が設けられていて
、この加速度計からの信号を処理するプロセッサに対応づけることも可能である
が、この第1加速度計は出力信号を発生して、既定の減速に応じて第1スイッチを
閉じる。この減速は、自動車に「緊急」ブレーキをかけたときに発生する一定の
減速レベルとすることができる。

【０００４】 また、第2加速度計が設けられていて、これもこの加速度計からの出力信号の
処理に適したプロセッサに対応づけることができるが、この第2加速度計が信号
を出力するのは、第2のもっと大きな減速が発生した時点か、または衝撃の初め
の段階におけるように比較的長期の減速が発生したときである。なお、この加速
度計からの出力を使用して、第2スイッチを閉じる。また、出力信号の発生にあ
ずかるのは双方の加速度計および対応プロセッサであるほか、この2つのスイッ
チが閉じてから、安全機器が起動する必要がある。

【０００５】 スイッチがいずれかのプロセッサの障害のためスイッチが閉じても、他のプロ
セッサに同時に障害が発生して、安全機器が誤作動することはまずない。

【０００６】 本発明の目的は安全装置の改善を図ることにある。

【０００７】 本発明が提供する自動車用の安全装置は、事故状況を示すパラメータの検出に
適した1つ以上のセンサ形態のセンサ手段と、トリガ回路を制御する制御システ
ムとを備えてなり、この制御システムはセンサ手段およびトリガ回路に接続する
1基以上のプロセッサを組み込んでおり、このプロセッサはマスク不可能割込み
（ＮＭＩ）ルーチンを作動させるための入力ピンを有し、またトリガ回路はセン
サ手段からの既定の出力に応えてプロセッサが発生する既定コマンドに応答して
安全機器を作動または起動するのに適しており、さらにこのコマンドはプロセッ
サが出力してプロセッサの入力ピンへの入力となってＮＭＩルーチンを始動させ
るほか、このＮＭＩルーチンの働きによってコマンドを無効とする可能性あるハ
ードウェアおよび／またはソフトウェアの不具合が存在するかどうかを確認する
とともに、かかる不具合が検出された場合には安全機器の作動または起動を中断
する。

【０００８】 したがって、プロセッサを1基しか使用しないとしても、安全機器が誤作動す
る危険はきわめてわずかしかない。

【０００９】 「マスク不可能割込み」（ＮＭＩ）ルーチンは、プロセッサで実行しているル
ーチンまたはプロセスの即時中断を行うものの、他のルーチンにより中断または
動作停止させられることはない。マスク不可能割込みルーチンは該当プロセッサ
部内にハードウェアを設定して動作させることができるが、この設定にあたって
は、いったん始動したＮＭＩルーチン自体は中断させられることがないようにす
る。該当プロセッサ部のハードウェア設定を正しく選択すれば、ＮＭＩルーチン
の設計を、基本的にそれが1つ以上の所期の機能を実行するものにすることがで
きる。

【００１０】 トリガ回路は本発明の1部をなすものであるが、用途に固有な集積回路で構成
し、2つのスイッチを組み込むことができる。この装置の要件として、この2つの
スイッチが閉じてから、安全機器を作動または起動できるようにしてよい。

【００１１】 センサは1つ以上の加速度計を備えていることが望ましい。

【００１２】 また、センサは第1加速度計と第2加速度計を備えていることが望ましい。

【００１３】 マイクロプロセッサと安全機器を起動する手段とのあいだには2つの別の接続
を設け、この2つの接続に該当信号が出力された場合に限って、安全機器が作動
または起動するようにするのが望ましい。

【００１４】 都合上、一方の接続は複数のディジタルワードからなるハイレベルコマンドを
送信するためであり、また他方の接続はローレベルコマンドの送信に利用する。

【００１５】 この接続のいずれかは上記のピンに接続されていることが望ましい。

【００１６】 ローレベルコマンドを送信するのに使う第2の接続は、このピンに接続されて
いれば好都合である。

【００１７】 ある実施例では、マイクロプロセッサは安全アルゴリズムの作成を行って事故
の可能性を明示する信号の出力に適しており、また衝突アルゴリズムを実行して
事故が発生した場合にこれを明示する信号の出力に適した手段を備えている。

【００１８】 ローレベル接続とハイレベル接続の双方は衝突アルゴリズムで制御するが、ハ
イレベル接続のターミナルコマンドが送信されるのは診断ルーチンが終了してか
らに限られることが望ましい。

【００１９】 本発明を容易に理解できるように、また本発明の別の特徴を把握できるように
、以下では、本発明を実施例に即しかつ添付図面に基づいて説明する。

【００２０】 まず図１を参照すると、自動車の動作安全機器は、第1加速度計1および第2加
速度計2の形態をとるセンサを備えている。また、このセンサに対応する第1マイ
クロプロセッサ3は第1加速度計に接続されており、同じくこのセンサに対応する
第2マイクロプロセッサ4は第2加速度計に接続されている。この2つのマイクロプ
ロセッサ3、4の出力は、用途に固有な集積回路5に接続されている。また、この
集積回路に組み込まれている通常は開状態の第1スイッチ6は、第1マイクロプロ
セッサ3からの信号に応えて閉じるようになっている。スイッチ6が存在する直列
回路は、エアバッグ8に取付けた抵抗性のスキブ7と用途に固有な集積回路上にあ
る第2スイッチ9を備えている。このスイッチ9は、第2マイクロプロセッサ4から
の信号に応じて閉じるようになっている。

【００２１】 スイッチ6とスイッチ9の双方が閉じると、抵抗7に電流が流れて気体発生火工
材料を点火させ、エアバッグ8を起動させる。

【００２２】 第1マイクロプロセッサ3は、第1加速度計1からの出力に応じて「安全アルゴリ
ズム」を実行するのに適している。この安全アルゴリズムが、検出した加速度ま
たは減速度がとっさの急ブレーキまたは「緊急」ブレーキと同等の既定限度内に
あるを決定する。自動車がこのように減速すると、安全アルゴリズムの発生した
出力信号によりスイッチ6が実際に閉じる。自動車が減速しないとこのスイッチ
は開の状態を維持し、また抵抗7は分離される。

【００２３】 第2マイクロプロセッサ4が実行するアルゴリズムは「衝突アルゴリズム」と言
う名をもっているが、その実行は第2加速度計2の出力による。減速により自動車
に物理的衝撃が発生したことが判明した場合には、かならずこの衝突アルゴリズ
ムが出力を発生するようになっている。衝突アルゴリズム11からの出力は、着火
指令回路12へと転送される。着火指令回路12からの出力の提供先である周辺シリ
アルインタフェース13は、バス手段により用途に固有な集積回路５に接続されて
いる。周辺シリアルインタフェース１３からの出力によりスイッチ９が閉じる。

【００２４】 図１の実施例の短所は、2つのマイクロプロセッサが高価になるということで
ある。

【００２５】 図２に示す本発明の実施例では、単一のマイクロプロセッサを使用している。
ただし、以下に説明するごとく、この単一のマイクロプロセッサには、エアバッ
グ起動のための不可欠なステップとしてマイクロプロセッサの動作を確認する手
段が設けられている。

【００２６】 図２に示す配備には第1加速度計21が組み込まれている。この加速度計は比較
的安価であって精度も相対的に低い。この配備はまた第2加速度計２２を備えて
いる。一般にこの加速度計の精度は高い。この加速度計の双方ともが単一のマイ
クロプロセッサ２３に接続されている。マイクロプロセッサ２３が備える出力は
、用途に固有な集積回路２４という形態のトリガ回路に接続されていて、これに
より、既定のコマンドに応えて安全機器を作動または起動する。以下に述べるご
とく、用途に固有な集積回路は、抵抗２６と直列に接続された第1スイッチ25と
この集積回路24に取付けた第2スイッチ２８とを組み込んでいるが、抵抗２６は
エアバッグおよび気体発生器を組み込んだエアバッグユニット２７内にある。上
記の実施例では、スイッチ２５と２８の双方が閉じると抵抗２６に電流が流れて
、エアバッグ２７を起動させる。

【００２７】 加速度計２１からの出力は、安全アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサ
２３の１部２９に接続されている。この実施例では、安全アルゴリズムは500 μ
sごとに実行するようになっている。この安全アルゴリズムの動作継続時間は約
４０μsである。加速度計1が検出した加速度が通常の運転状態と同等の既定の閾
値未満の場合には、安全アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサ部２９は出
力を行わない。しかしながら、「緊急」ブレーキと同等の大きな減速を検出した
場合は、安全アルゴリズムが実行しているときには出力がライン３０に発生する
。この出力は、持続時間がたとえば１５０ｍｓのパルスであればよい。ライン３
０はスイッチ２５に接続されてこのスイッチを閉じる。このようにして、スイッ
チ２５がいったん閉じるとエアバッグは起動準備状態となるが、エアバッグを全
面的に起動するにはたんにスイッチ２８が閉じるだけでよい。

【００２８】 ただし、ライン３０はマイクロプロセッサ２３にあるマスク不可能割込み入力
ピンにもつながっていて、その先のマイクロプロセッサのハードウェア部３１が
マスク不可能割込みルーチン(ＮＭＩルーチン)の実行をする。このハードウェア
部31はハードウェアで設定して、既定のＮＭＩルーチンを実行する。ライン３０
からハードウェア部３１がＮＭＩルーチンの実行に適したパルスを受信すると、
プロセッサの実行ルーチンは即時に中断し、ハードウェア部３１は既定の診断ル
ーチンを実行してマイクロプロセッサ２３のハードウェアとソフトウェアを確認
する。こうして、たとえば、ＮＭＩルーチンはハードウェア３２のさまざまなハ
ードウェア電位を確認するとともに、両矢印３３で示すごとく、安全アルゴリズ
ムのソフトウェアの確認をも行う。これはハードウェア部３１内のハードウェア
の設定で行うため、ＮＭＩルーチン自体は中断することはない。ハードウェア部
３１のハードウェア設定を選択することにより、ＮＭＩルーチンの性質を正確か
つ適切に設計することができる。

【００２９】 ハードウェア部３１が実行するＮＭＩルーチンによりエラーが発生したと確認
された場合には、ライン３４に出力を行ってアラーム３５(可視のアラームのこ
ともある)を作動させ、またマイクロプロセッサ３６をリセットする。こうして
トリガ手順は中断するが、該当の加速度が改めて検出された場合には再開するこ
とができる。

【００３０】 ただし、ハードウェア部31が実行するＮＭＩルーチンによりエラー発生の確認
が行われない場合には、マイクロプロセッサはその通常動作を再開することがで
きる。ＮＭＩルーチンの動作継続時間は約１５μsと考えられる。

【００３１】 加速度計２２からの出力は、衝突アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサ
２３の３７部分に送られる。この衝突アルゴリズムは５００μsごとに実行され
、動作継続時間は１５０μs以上である。衝突アルゴリズムにより、衝突時に発
生するものと同等な加速度または減速度が確認されると、出力が発生して着火指
令信号発生器３８に送られる。着火指令信号発生器３８が発生する固有の信号に
は複数のディジタルワードが含まれている。着火指令信号発生器からの出力は周
辺シリアルインタフェース３９に送られ、ついで、バス４０により用途に固有な
集積回路２４に転送されるが、その結果、スイッチ２８が閉じて、上述のとおり
ただちにエアバッグが起動する。ここで注意すべきは、安全アルゴリズムからの
出力パルスの継続時間は１５０ｍｓであるから、着火指令信号発生器３８からの
信号を用途に固有な集積回路が受信したのに、スイッチ２５はまだ閉じていると
いうことである。

【００３２】 承知のとおり、上記の実施例においては、用途に固有な集積回路からなる実際
のトリガ装置とマイクロプロセッサとのあいだには２つの接続があり、一方の接
続は単一パルスの形態のローレベルコマンドを運ぶラインで構成されるが、バス
４０の形態の他方の接続は複数のディジタルワードの形態のハイレベルコマンド
を送信する。

【００３３】 図３に示す本発明の第2実施例では、プログラミングが異なるマイクロプロセ
ッサ４１を使用している。使用マイクロプロセッサ４１は図２に示す構成要素と
基本的に同一の外部構成要素を備えており(ただし今の場合、用途に固有な集積
回路24にはANDゲートがある)、また同一の参照番号を使用して同一の構成要素を
示す。この構成要素については、ここでは詳細には説明しない。

【００３４】 図３のマイクロプロセッサ41には安全アルゴリズムの実行に適した42部分があ
り、この42部分は、比較的安価な第1加速度計21と正確な加速度計22の双方から
信号を受信するのに適している。安全アルゴリズムは通常の間隔で実行する、す
なわち一般には500 μsごとに実行し、継続時間は40 μsである。実行中の安全
アルゴリズムは、加速度が「正常」であるか、または既定のスレシュホールドを
越え事故発生の可能性ありかのいずれかの判断を行う。安全アルゴリズムの判断
はメモリ43内に記憶される。したがって、メモリ43が常時受取る値は、自動車が
「正常な」加速状態にあるか、または事故発生の可能性ある加速度状態にあるか
を示す。

【００３５】 マイクロプロセッサ41は、衝突アルゴリズムの実行に適した44部分を備えてい
る。この衝突アルゴリズムは、普通の間隔たとえば500 μsごとに実行しその継
続時間は１５０μs以上である。衝突アルゴリズムの実行に適したこの44部分を
接続して、第1加速度計21と第2加速度計22の双方から信号を受信する。

【００３６】 衝突アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサ41の44部分の出力は、第1着
火指令発生器45に接続している。したがって、検出加速度が事故発生時のものと
同等な場合には、信号を着火指令発生器45に送って着火指令信号を出力する。着
火指令信号には複数のディジタルワードを含めることができるが、着火指令信号
は1つの入力として周辺シリアルインタフェース46に送られる。なお、このイン
タフェースは上記のバス40に接続されている。複数ディジタルワードの1つは、
トップオープンとしてバス40を「使用可能」にし、別の複数ディジタルワードは
、その働きによって上方スイッチ28を閉じる。

【００３７】 第1着火指令発生器45が発生した出力信号が周辺シリアルインタフェース46に
送られると、別の出力信号が発生して使用可能信号発生器47に送られ、また継続
時間が約１５０ｍｓのパルスが発生してライン30に加えられる。ライン30の接続
先はANDゲート48の1つの端子で、その出力を接続して下方スイッチ25を閉じる。
また、ライン30はマイクロプロセッサ41のマスク不可能割込みピンに接続されて
おり、したがって、使用可能信号発生器47が発生したパルスは、NMIルーチンの
実行に適したマイクロプロセッサの49部分に転送される。継続時間が約15 μsの
NMIルーチンの実行時には、このマイクロプロセッサのハードウェア50の確認を
行うとともに、たとえば両矢印線51で示すごとく、このマイクロプロセッサのソ
フトウェアの確認も行う。加えて、両矢印線53で示すごとくメモリ43の内容確認
も行う。

【００３８】 NMIルーチンがエラーが存在すると判断した場合には、出力がライン34に送ら
れ、前記の実施例に示すごとく、アラーム35が作動するとともにリセットが行わ
れる。

【００３９】 NMIルーチンがハードウェアとソフトウェアが満足すべき状態にあると判断し
、かつメモリ43内の値が事故発生の可能性ある状況を示していると判断した場合
には、マイクロプロセッサは動作継続ができる。この場合には、出力信号が接続
ライン53に送られ第2着火指令発生器56が作動する。第2着火指令発生器56が発生
する出力信号は周辺シリアルインタフェース46に送られる。この信号は、1ディ
ジタルワードでよいが、バス40により用途に固有な集積回路26に送られ、この集
積回路では信号がANDゲート48への第2入力として加えられる。こうして、ANDゲ
ート48は信号を送って下方スイッチ25を閉じる。このようにしてエアバッグ27が
起動する。

【００４０】 本発明を固有のエアバッグに即して説明したが、本発明は他の動作安全機器で
も使用できる。

【００４１】 この明細書において、“備える”は、“含み又は成る”を意味し、“備え
るものである”は、“含むものである又は成るものである”を意味する。

【００４２】 上記の説明で開示した特徴、以下の特許請求の範囲、または特有の形態や開示
機能の実行手段として明示した添付図面、あるいは開示した当該結果を達成する
ための方法もしくはプロセスは、本発明をさまざまな形態で実現するにあたり、
個別的にも、または組合わせても利用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の安全機器用の先に提案したトリガ装置のブロック図である。

【図２】図１と同じものであるが、本発明の第1実施例を示すものである。

【図３】図１と同じものであるが、本発明の第2実施例を示すものである。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】事故状況を示すパラメータの検出に適した1つ以上のセンサという
   形態をとるセンサ手段と、トリガ回路を制御するとともに、該センサ手段および
   該トリガ回路に接続する1基以上のプロセッサを組み込んだ制御システムとを備
   えてなる、自動車用の安全装置において、該プロセッサはマスク不可能割込み(N
   MI)ルーチンを起動するための入力ピンを有し、該トリガ回路は該プロセッサが
   該センサ手段からの既定の出力に応答して発生する既定のコマンドに応えて安全
   機器を作動または起動させるのに適しており、該コマンドは該プロセッサの該入
   力ピンへの入力を発生する該プロセッサが出力して該NMIルーチンを始動させ、
   また該NMIルーチンの働きによって該コマンドを無効とする可能性あるハードウ
   ェアおよび/またはソフトウェアの不具合があるかどうかを確認し、かつこうし
   た不具合が検出された場合には該安全機器の作動または起動を中断させることを
   特徴とする、自動車用の安全装置。
2. 【請求項２】前記センサが1基以上の加速度計を備えていることを特徴とする、
   請求項1記載の装置。
3. 【請求項３】前記センサが第1加速度計および第2加速度計を備えていることを特
   徴とする、請求項2記載の装置。
4. 【請求項４】前記マイクロプロセッサと前記トリガ回路とのあいだに2つの別な
   接続があって、この2つの該接続に該当信号が出力された場合に限って安全機器
   が作動または起動することを特徴とする、請求項１−３のいずれか一つに記載の
   装置。
5. 【請求項５】1つの接続が設けられていて、複数のディジタルワードからなるハ
   イレベルコマンドを送信する一方で、他の接続はローレベルコマンドを送信する
   ことを特徴とする、請求項4記載の装置。
6. 【請求項６】前記接続のいずれかが前記入力ピンに接続されていることを特徴と
   する、請求項4または5記載の装置。
7. 【請求項７】ローレベルコマンドを出力する前記第2接続が前記入力ピンに接続
   するものであることを特徴とする、請求項5を条件とする請求項6記載の装置。
8. 【請求項８】前記マイクロプロセッサが安全アルゴリズムの作成に適していて、
   事故の可能性を明示する信号を出力するとともに、事故が発生した場合にこの旨
   明示する信号の出力に適した衝突アルゴリズム実行の手段を備えていることを特
   徴とする、請求項１−８のいずれか一つに記載の装置。
9. 【請求項９】前記ローレベル接続と前記ハイレベル接続の双方は衝突アルゴリズ
   ムで制御するが、該ハイレベル接続に出力したターミナルコマンドが送信される
   のは、前記診断ルーチンの終了後に限られることを特徴とする、請求項５を条件
   とする請求項8記載の装置。
10. 【請求項１０】安全機器と組合わせことを特徴とする、請求項1から9のいずれか
    に記載の装置。