JP2006523563A - 制御装置の機能性の監視方法および診断装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両乗員を保護するための安全装置の制御装置および／または少なくとも１つのセンサの機能性を監視するための方法であって、殊に衝突が原因で生じるマイナスの加速度および／または速度および／または圧力を検出し、検出された加速度もしくは速度から衝突重大さに対する値を導出しかつ衝突重大さに対する値を予め定めたしきい値と比較するステップを有している方法を提供する。衝突重大さに対する値が予め定めたしきい値を超えると、制御装置（２）に対しておよび／または少なくとも１つのセンサ（３〜５）に対して正常な機能がもはや保証されていないことを指示する機能エラー信号が送出される。本発明は更に、この種の方法に対する診断装置に関する。

Description

従来の技術
本発明は車両乗員を保護するための安全装置の制御装置および／または少なくとも１つのセンサの機能性を監視するための方法並びに診断装置に関する。

例えばフロントおよびサイドエアバッグ、ロールオーバーバー、ベルトテンショナーなどのような車両乗員を保護するための安全装置は今日製造される自動車では標準装置に属している。この種の安全装置は典型的には、クラッシュによって引き起こされる負の加速度または速度のピックアップ検出によりクラッシュをデテクション検出するための多数のセンサと、クラッシュから導出された値を評価する、安全装置用の制御装置とから成っている。クラッシュの存在が推測される所定のしきい値がデテクション検出されると、相応の拘束手段が制御装置によってトリガさせられる。

数多くの電子装置においてそうであるように、制御装置においておよび／またはセンサにおいてもこれらが機能しないもしくは正常に機能しないという危険がある。しかしこのことは安全装置の場合にはどんな状況下にあっても回避されなければならない。この理由から車両乗員を保護するための今日の安全装置はセンサおよび／または制御装置の機能を監視するための装置を有し、これらによって機能障害をできるだけ早期に識別することができる。

自動車における安全装置が高い信頼性を以て動作するように、クラッシュセンサ（例えば加速度センサ、変形センサ）並びに相応の制御装置が常に障害なく機能していることが極めて重要である。クラッシュセンサもしくは制御装置の機能性に障害がある場合、このことはただちに信号報知されて、必要な修理または交換措置がとられるようでなければならない。

危険発生時に乗員が命を委ねている安全性に係わる電子装置に対して、著しく大きな作動安全性が要求される。この高い作動安全性は実際には、安全装置のすべての構成要素がその機能についてテスト可能であるときにしか保証することができない。

安全装置の加速度センサの検査のための方法においてその都度、機能性についてテストすべきである加速度センサにテスト信号が加えられる。それからテスト信号に基づいて加速度センサから出力される応答信号が加速度センサの機能性のテストのための尺度として用いられる。加速度センサのこのような機能テストは安全装置の正常作動の期間に連続的に、例えば自動車のスタート時に行われる。

加速度センサの機能テストの一般的な背景については、公開公報ＤＥ４４３９８８６Ａ１、ＤＥ３７０６７６５Ａ１、ＤＥ３７３６２９４Ａ１、ＤＥ４３０２３９９Ａ１、ＤＥ１９７５７１１８Ａ１並びに特許明細書ＤＥ３２４９３６７Ｃ１が参考になる。

車両乗員の保護のための安全装置に対する制御装置並びにこれらの各所に配置されているセンサでは、これらが事故により損傷されるという危険も常にある。損傷の種類は大抵は衝突の強さに依存している。衝突、従って変形が、制御装置もしくは相応のセンサが固定されている個所が変形されるほどの大きさであれば、制御装置もしくはセンサも衝突によって損傷を受けた可能性がある。この損傷は、制御装置もしくはセンサがもはや機能していないほど大きいものである可能性もある。この場合このような装置は交換されなければならない。衝突およびそこから生じる変形にも拘わらず制御装置および個々のセンサは依然として機能している可能性があり、その場合にはこれらは必ずしも交換する必要はない。更に、制御装置もしくはセンサが衝突によって軽く損傷されているが、当面は完全に機能しているという状況もある。しかしこの場合には、このような装置が時間の経過において、例えば震動のような機械的な影響、温度または湿気の侵入によって、または別の事故においてその機能性を失うという危険もある。しかしこの場合これらの装置は最初の衝突後に交換されなければならなかったということである。

しかし上に挙げた事例を相互に区別することは非常に難しい。殊に、まだ機能している装置において、これらが故障することがあるのか、あるとすればいつなのかをそう簡単に突き止めることはできない。

この理由から、安全装置に対する制御装置において、殊にエアバッグ制御装置においてこれらは典型的には、制御装置が少なくとも１つの拘束手段をトリガしたという１回ないし５回のクラッシュ後に交換される。クラッシュセンサの場合、クラッシュの際にこれらが交換されるべきなのかおよび場合によってはどんな状況下で交換されるべきなのかについての規定がないことが多い。

このことと結び付いている問題は、殊に工場で経験の少ない作業員によって、これらは部分的にまだ完全に機能していたにも拘わらず１回のクラッシュのために全部の制御装置およびクラッシュセンサが交換されることによっても生じる。択一的に、例えば完全に機能する制御装置が交換され、一方で例えばもはや完全には機能しない加速度センサが交換されないという可能性もある。

発明の利点
本発明はこのような従来技術の問題を請求項１の特徴部分に記載の構成を有する方法によって並びに請求項７の特徴部分に記載の構成を有する診断装置によって解決する。

本発明が基礎としている原理は、制御装置もしくは匹敵する装置自体が制御装置は衝突（クラッシュ）のために交換されなければならないかどうかを決定する点にある。付加的にまたは択一的に、制御装置または匹敵する装置は、センサがクラッシュ発生において交換されなければならないかおよびどのセンサが交換されなければならないかどうかも決定することができる。このようにしてクラッシュのために生じる修理費用を少なくすることができる。というのは完全に機能しない制御装置もしくはセンサだけが交換され、一方で機能している装置は依然使用することができるからである。このようにして、制御装置もしくは相応するセンサがクラッシュの際に機能しないという危険も低減される。

本発明の方法の別の利点は、これらの機能性が車両製造業者のハンドブックおよび法で義務付けられている作業冊子、工場テスト装置および整備手帳に記載されなければならず、このために見通しが著しくよくなり、この方法が素晴らしいという後からの証明が保証されることになる。

本発明の有利な実施形態および発展形態は従属請求項並びに図面を参照した説明から明らかである。

非常に有利な実施形態において、それぞれの制御装置に対するおよび／またはそれぞれのセンサに対する衝突重大さに対する値がまさに当該装置に関連して計算される。それからそれぞれの制御装置もしくはそれぞれのセンサの衝突重大さに対してそれぞれ計算された値は予め定めたしきい値と比較される。このしきい値は典型的にはそれぞれの制御装置ないしそれぞれのセンサに対しても個有に予め定めされる。すなわち、自動車内のそれぞれの制御装置ないしそれぞれのセンサのポジションに依存して並びにその機械的な特性に依存して、それぞれこれらに調整されているしきい値を設定することができる。更にしきい値は勿論、例えばそれぞれの装置の機械的な安定性のような別のパラメータにも依存していることができる。

別の有利な実施形態において、制御装置の衝突重大さに対する値を突き止める際に複数の先行する衝突過程の情報を一緒に考慮することができる。殊にこの機能は、例えば制御装置がトリガした先行する衝突過程においてこのことが再度の衝突の考慮の際に衝突重大さを突き止めるために一緒に考慮されるようにするものである。その結果、このような場合に対して例えば補正係数によるスケーリングによって、デテクション検出された新たな衝突は、衝突が先行していない同じ強さの衝突よりも、衝突重大さに対して比較的に高い値によって考慮することができる。択一的に、衝突が繰り返されると予め定めたしきい値は下げられるようにすることも考えられる。従ってこの本発明の形態において有利にも、制御装置が以前の衝突によって所定の確率によって既に損傷されたということが一緒に考慮される。

別の有利な実施形態において、予め定めたしきい値の絶対値は安全装置の作動持続時間の増加に従って低下される。これにより、作動持続時間の増加に伴い例えば震動、温度の影響、不適切な処置などのような外部作用のために制御装置もしくはセンサが衝突がなくても、ひいては損傷がなくてももはや、本来の状態において機能するようには機能しないという状況が考慮される。

有利な実施形態において、予め定めたしきい値を突き止めるためにクラッシュ実験の測定並びにそこから導出された計算および認識が使用される。車両製造業者はこの場合、それぞれの種々のモデルに依存して、その都度の速度、車両衝突、衝突形式などに依存して予め定めるしきい値をどのくらいの高さに選択しなければならないかを定めることができる。例えば、自動車における安全装置の始動の前にこの安全装置のテストのために多数回のクラッシュ実験を行うことができる。その場合この種のクラッシュ実験により予め定めたしきい値に対する経験値またはその他の認識が生じる、つまり相応のセンサないし制御装置がクラッシュ後機能し続けるが、長時間テストにおける機能性はもはや保証されていないことが明らかになるようなしきい値に対する経験値またはその他の認識である。

有利な実施形態において、出力された機能エラー信号の読み出しおよび評価は工場テスト装置によって実施される。付加的にまたは択一的に、このことは制御装置自体によっても行うことができる。

上に述べた例において診断装置はエラー信号発生時にこのことを車両利用者に信号報知する出力ユニットが必要である。この出力ユニットは例えば発光するランプの形において実現されていてよい。更に、これらは勿論、自動車に含まれているボードコンピュータの機能内に存在していてもよい。有利な実施形態においてエラー信号から、どの制御装置もしくはどのセンサが完全に機能していないかが導出されるようにすることができる。

非常に有利な実施形態において診断装置の機能は全部または少なくとも部分的に、制御装置自体にインプリメンテーションされていてよい。診断装置は、測定されたもしくは計算された、衝突重大さに対する値が予め定めたしきい値を上回る場合に、機能エラー信号を工場テスト装置かまたはプログラム制御されるユニットに送出する。有利にはこの制御装置に対してもしくはそれぞれのセンサに対して、制御装置典型的なもしくはセンサ典型的なしきい値が設定されている。この予め定めたしきい値は、拘束手段のトリガに対して設定されているしきい値よりも低い。

図面
本発明を以下に図面の各図に示されている実施例に基づいて詳細に説明する。その際：
図１は本発明の診断装置を備えている自動車における安全装置のブロック回路を示し、
図２は本発明の方法のシーケンスをブロック回路に基づいて示し、
図３は本発明の診断装置の第２の実施例のブロック回路を示す。

実施例の説明
図面の各図において同じもしくは機能の同じエレメントには、特別に断らない限り、同じ参照符号が付されている。

図１には、本発明の診断装置を備えている自動車における安全装置がブロック回路図にて示されている。

図１において参照番号１によって安全装置が示されている。安全装置１はここでは電子的な拘束システム、例えばエアバッグシステムとして実現されている。安全装置はエアバッグ制御装置２並びに多数のセンサ３〜５を含んでいる。この場合安全装置１は１つまたは複数のフロントセンサ３並びにサイドセンサ４，５を有している。更に勿論リアセンサを設けることもできる。本発明によれば診断装置６が設けられている。診断装置６は制御装置２ともセンサ３〜５とも双方向で交信することができる。唯一の診断装置６に代わってそれぞれの制御装置２ないしそれぞれのセンサ３〜５に独自の診断装置６を設けることも勿論考えられる。同様に、診断装置６の機能性を制御装置２に具体化実現（インプリメンテーション）することも考えられる。

本発明の診断装置６は比較装置７並びに出力ユニット８を含んでいる。

次に本発明の方法を図２のブロック図に基づいて詳細に説明する。

車両衝突は典型的には、ｘおよびｙ方向における加速度（または速度また圧力）を示す。これら加速度は車両衝突の場合センサ３〜５の少なくとも１つによって検出される。ｘ方向およびｙ方向における加速度が積分されてそれぞれ１つの速度（減速された車両速度ＤＶ）が形成され、そこから平均値形成が行われる。このいわゆる減速された速度ＤＶもしくはその平均値が大抵、衝突重大さに対する尺度として使用される。

従って制御装置２は組み込まれているおよび適当なところに配置されているセンサ３〜５から、車両衝突が原因のこれらの機械的な負荷（圧力または加速度）に関する情報を受け取る。制御装置２は車両衝突の期間に測定されたセンサ信号のその都度の積分値およびピーク値を求める。こうして得られたデータが調整設定可能なしきい値と比較され、その結果次第で拘束手段のトリガが行われることになる。

更に本発明によれば、測定された加速度の計算されたｘおよびｙ積分値の最大値から計算される減速された車両速度が事故重大さに対する尺度として用いられる。事故重大さに対するこの値は例えば絶対値最大値メモリにファイルされる。絶対値最大値メモリの内容は車両衝突後に、例えばいずれにせよ行われるクラッシュ実験において求められた、車両製造業者によって予め定められたしきい値と比較することができる。このことは比較装置７において行われる。設定されたしきい値が超えられると、制御装置２もしくは診断装置６はエラー信号を生成する。この信号は車両利用者に例えば警告ランプ８の形で指示される。付加的にまたは択一的に、この機能エラー信号は工場において工場テスト装置によって読み出されるようにすることができる。つまり機能エラー信号が送出されると、このことは、エアバッグ制御装置２および／または相応のセンサ３〜５が交換されなければならないことを意味している。絶対値最大値が予め定められたしきい値以下にとどまりかつ制御装置２もしくはセンサ３〜５が内部の事故テストでエラーを有していなければ、相応の装置は、それは完全に機能していると見なされるので車両に据え置くことができる。

こうして車両製造業者は、制御装置２が交換されなければならないしきい値（例えばＤＶ＝３０ｋｍ／ｈ）を定めることができる。それぞれ個々の外部センサ３〜５は付加的にまたは択一的に類似の計算によってテストすることができる。このようにしてエアバッグ制御装置２それ自体およびそれぞれ敷設されているセンサ３〜５に対して、制御装置もしくはセンサが車両衝突後交換されなければならないかどうかを決定することができる。

本発明をここまで有利な実施例に基づいて説明してきたが、本発明はそれに限定されず、多様な仕方および方法において変形可能である。

すなわち図３の実施例に図示されているように、本発明の診断装置６は制御装置２にインプリメンテーションされていてもよい。更に比較ユニット７および／または出力ユニット８は必ずしも診断装置６内に含まれている必要はなく、例えば自動車の別の個所に設けられていてもよい。

最後に本発明は図１および図３に示されている数の制御装置２もしくはセンサ３〜５に限定されておらず、これらの装置２〜５の任意の数に拡大される。

本発明の診断装置を備えている自動車における安全装置のブロック回路略図 本発明の方法のシーケンスのブロック回路図 本発明の診断装置の第２の実施例のブロック回路図

Claims (10)

1. 車両乗員を保護するための安全装置の制御装置および／または少なくとも１つのセンサの機能性を監視するための方法において、
   ａ） 殊に衝突が原因で生じるマイナスの加速度および／または速度および／または圧力を検出し、
   ｂ） 検出された加速度および／または速度および／または圧力から衝突重大さに対する値を導出し、
   ｃ） 衝突重大さに対する値を予め定めたしきい値と比較し、
   ｄ） 衝突重大さに対する値が予め定めたしきい値を超えると、制御装置（２）に対しておよび／または少なくとも１つのセンサ（３〜５）に対して正常な機能がもはや保証されていないことを指示する機能エラー信号を送出する
   ステップを有している方法。
2. それぞれの制御装置（２）に対するおよび／またはそれぞれのセンサ（３〜５）に対する衝突重大さに対する値をそれぞれ計算しかつまさに相応する制御装置（２）ないし相応のセンサ（３〜５）に対するそれぞれ予め定めたしきい値と比較する
   請求項１記載の方法。
3. 制御装置（２）の衝突重大さに対する値および／またはその予め定めたしきい値を突き止める際に複数の衝突過程の情報を考慮する
   請求項１または２記載の方法。
4. 予め定めたしきい値を安全装置（１）の作動持続時間の増加に従って低下させる
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 予め定めたしきい値を突き止めるためにクラッシュ実験の測定および／またはそこから導出された計算および認識を使用する
   請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 送出された機能エラー信号の読み出しおよび評価を工場テスト装置および／または制御装置（２）自体によって実施する
   請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 例えば請求項１から６までのいずれか１項記載の方法を使用して、車両乗員を保護するための安全装置（１）の制御装置（２）および／または少なくとも１つのセンサ（３〜５）の機能性を監視するための診断装置であって、
   該診断装置は、衝突を検出するための、安全装置（１）の少なくとも１つのセンサ（３〜５）に結合されておりかつ制御装置（２）および少なくとも１つのセンサ（３〜５）と一緒に自動車に配置されており、
   比較装置（７）を備え、該比較装置は制御装置（２）および／または少なくとも１つのセンサ（３〜５）に対する正常な機能に対する少なくとも１つの予め定めたしきい値を有しておりかつ衝突から導出される衝突重大さに対する値を該予め定めたしきい値と比較し、
   評価ユニット（８）を備え、該評価ユニットは衝突重大さに対する値がしきい値を上回る場合に、制御装置（２）および／または少なくとも１つのセンサ（３〜５）に対して将来的に正常な機能が保証されていないことを指示する機能エラー信号を送出する
   診断装置。
8. 診断装置（６）の機能部は全体がまたは一部が制御装置（２）にインプリメンテーションされている
   請求項７記載の診断装置。
9. それぞれの制御装置（２）に対しておよび／またはそれぞれのセンサ（３〜５）に対して制御装置に典型的なもしくはセンサに典型的なしきい値が予め定められている
   請求項７または８記載の診断装置。
10. 単数もしくは複数の予め定めたしきい値は制御装置（２）もしくはセンサ（３〜５）に割り当てられている拘束手段のトリガに対して設定されているしきい値より低い
    請求項７から９までのいずれか１項記載の診断装置。

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