JP2010115967A - 電子式セーフィングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で診断を行うことができ、コストを抑えられる電子式セーフィングシステムを提供する。
【解決手段】電子式セーフィングシステム１は、セーフィングセンサ１１と、比較回路１２と、マイクロコンピュータ１３とを備えている。マイクロコンピュータ１３は、比較回路１２の入力端子に接続され、内部レジスタの設定で入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２を有している。比較回路１２を診断するとき、マイクロコンピュータ１３は、入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２をアナログ出力ポートに変更し、診断のための所定電圧を出力する。そして、比較回路１２の出力信号に基づいて比較回路１２を診断する。これにより、診断のための回路を別途設ける必要がなく、簡素な構成で比較回路１２の診断を行うことができ、コストを抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冗長性を確保して衝突を検出する電子式セーフィングシステムに関する。

従来、電子式セーフィングシステムを備えた装置として、例えば特許文献１に開示されているエアバッグ駆動装置がある。このエアバッグ駆動装置は、第１Ｇセンサと、第２Ｇセンサと、コンパレータと、マイクロコンピュータと、統合ＩＣとから構成されている。第１Ｇセンサ及び第２Ｇセンサは、車両の加速度を検出し、加速度に応じたアナログ信号を出力する。第１Ｇセンサは、マイクロコンピュータのＡ／Ｄ変換器に接続されている。第２Ｇセンサは、コンパレータに接続されている。コンパレータは、第２Ｇセンサの出力するアナログ信号を基準電圧と比較し、比較結果に応じたデジタル信号を出力する。コンパレータの出力するデジタル信号は、マイクロコンピュータのデジタルポートに接続されている。マイクロコンピュータは、第１Ｇセンサの出力するアナログ信号とコンパレータの出力するデジタル信号とに基づいて、エアバッグを展開させるか否かを判定する。そして、判定結果に基づいて統合ＩＣによってエアバッグを展開させる。
特開２００４−２４３９５５号公報

ところで、エアバッグ駆動装置は、信頼性確保の観点から、電源投入後に各部の回路診断を行っている。例えば、図２に示すように、分圧回路Ａによって基準電圧を設定している場合、抵抗Ｒ１とスイッチング素子ＳＷ１とを用いて分圧比を変えることで基準電圧を変更し、そのときのコンパレータＣＰ１の出力信号に基づいてコンパレータＣＰ１の診断を行っている。しかし、この場合、分圧比を変えるための回路Bが別途必要となる。そのため、構成が複雑になり、それに伴ってコストが上昇してしまうという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で診断を行うことができ、コストを抑えられる電子式セーフィングシステム提供することを目的とする。

課題を解決するための手段及び発明の効果

そこで、この課題を解決すべく、内部レジスタの設定によって入出力設定可能なＡ／Ｄポートを有するマイクロコンピュータを利用することで、別途回路を設けることなく、簡素な構成で比較回路の診断を行うことができ、コストを抑えられることを提案する。

すなわち、請求項１に記載の電子式セーフィングシステムは、衝突に伴って変化する物理量を検出し、検出結果に応じた電圧を出力するセーフィングセンサと、セーフィングセンサの出力電圧を基準電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力する比較回路と、セーフィングセンサの出力電圧と比較回路の出力信号とに基づいて衝突を判定するマイクロコンピュータと、を備えた電子式セーフィングシステムにおいて、セーフィングセンサの出力端子は、比較回路の入力端子に接続され、マイクロコンピュータは、比較回路の入力端子に接続され、内部レジスタの設定で入出力設定可能なＡ／Ｄポートを有し、比較回路の診断のときには、入出力設定可能なＡ／Ｄポートを出力ポートに設定し、入出力設定可能なＡ／Ｄポートから診断のための所定電圧を出力するとともに、比較回路の出力信号に基づいて比較回路を診断することを特徴とする。この構成によれば、比較回路の診断のとき、マイクロコンピュータは、入出力設定可能なＡ／Ｄポートを出力ポートに変更し、このＡ／Ｄポートから診断のための所定電圧を出力する。そして、比較回路の出力信号に基づいて比較回路を診断する。そのため、診断のための回路を別途設ける必要がなく、簡素な構成で比較回路の診断を行うことができ、コストを抑えられる。

請求項２に記載の電子式セーフィングシステムは、請求項１に記載の電子式セーフィングシステムにおいて、比較回路は、直列接続された複数の分圧抵抗からなり、一端が電源に接続されるとともに、他端が接地され、基準電圧を設定する分圧回路と、セーフィングセンサの出力電圧を、分圧回路によって設定された基準電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力するコンパレータと、からなることを特徴とする。この構成によれば、基準電圧を設定するとともに、セーフィングセンサの出力電圧を基準電圧と確実に比較することができる。

請求項３に記載の電子式セーフィングシステムは、請求項２に記載の電子式セーフィングシステムにおいて、コンパレータは、反転入力端子が分圧回路を構成する複数の分圧抵抗の直列接続点のいずれかに接続されるとともに、非反転入力端子が比較回路の入力端子を、出力端子が比較回路の出力端子をそれぞれ構成することを特徴とする。この構成によれば、コンパレータによってセーフィングセンサの出力電圧を基準電圧と確実に比較することができる。

請求項４に記載の電子式セーフィングシステムは、請求項２に記載の電子式セーフィングシステムにおいて、コンパレータは、非反転入力端子が分圧回路を構成する複数の分圧抵抗の直列接続点のいずれかに接続されるとともに、反転入力端子が比較回路の入力端子を、出力端子が比較回路の出力端子をそれぞれ構成することを特徴とする。この構成によれば、コンパレータによってセーフィングセーフィングの出力電圧を基準電圧と確実に比較することができる。

請求項５に記載の電子式セーフィングシステムは、請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子式セーフィングシステムにおいて、マイクロコンピュータは、コンパレータの出力信号に基づいて分圧回路及びコンパレータの少なくともいずれかを診断することを特徴とする。この構成によれば、比較回路を確実に診断することができる。

請求項６に記載の電子式セーフィングシステムは、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子式セーフィングシステムにおいて、セーフィングセンサの出力端子は、保護抵抗を介して比較回路の入力端子に接続され、マイクロコンピュータの入出力設定可能なＡ／Ｄポートは、保護抵抗の比較回路側に接続されることを特徴とする。この構成によれば、比較回路の診断のとき、マイクロコンピュータの入出力設定可能なＡ／Ｄポートから出力される電圧に伴って発生する、セーフィングセンサへの回り込みを抑えることができる。

請求項７に記載の電子式セーフィングシステムは、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子式セーフィングシステムにおいて、車両に搭載され、車両への衝突を検出し、検出結果に基づいて乗員保護装置の起動回路に起動信号を出力することを特徴とする。この構成によれば、車両への衝突を検出する電子式セーフィングシステムにおいて、簡素な構成で比較回路の診断を行うことができ、コストを抑えられる。

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

まず、図１を参照して電子式セーフィングシステムの構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態における電子式セーフィングシステムの回路部である。

図１に示す電子式セーフィングシステム１は、車両に搭載され、車両への衝突を検出し、検出結果に基づいて乗員保護装置の起動回路に起動信号を出力する装置である。電子式セーフィングシステム１は、メインセンサ１０と、セーフィングセンサ１１と、比較回路１２と、マイクロコンピュータ１３とから構成されている。

メインセンサ１０は、ＥＣＵ内に配設され、車両への衝突に伴って変化する加速度を検出し、検出結果に応じた電圧を出力するセンサである。メインセンサ１０は、５Ｖの電圧が供給されることで動作し、加速度が加わっていないとき、２．５Ｖの電圧を出力する。そして、加速度が加わると、その大きさに応じた２．５Ｖより高い電圧を出力する。メインセンサ１０の出力端子は、マイクロコンピュータ１３に接続されている。

セーフィングセンサ１１は、５Ｖの電圧が供給されることで動作し、加速度が加わっていないとき、２．５Ｖの電圧を出力する。そして、加速度が加わると、その大きさに応じた２．５Ｖより高い電圧を出力する。セーフィングセンサ１１の出力端子は、保護抵抗１１０を介して比較回路１２に接続されている。

比較回路１２は、セーフィングセンサ１１の出力電圧を、内部で設定される基準電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力する回路である。比較回路１２は、５Ｖの電圧が供給されることで動作し、比較結果に応じた信号を出力する。比較回路１２は、分圧回路１２０と、コンパレータ１２１とから構成されている。

分圧回路１２０は、基準電圧を設定する回路である。分圧回路１２０は、分圧抵抗１２０ａ、１２０ｂによって構成されている。分圧抵抗１２０ａ、１２０ｂは直列接続されている。直列接続された分圧抵抗１２０ａ、１２０ｂの一端は５Ｖ電源に接続されている。また、他端は接地されている。分圧抵抗１２０ａ、１２０ｂの直列接続点はコンパレータ１２１に接続されている。分圧抵抗１２０ａ、１２０ｂの抵抗値は、コンパレータ１２１に接続される直列接続点の電圧が、２．５Ｖより高い基準電圧となるように設定されている。ここで、基準電圧とは、セーフィングセンサ１１の出力電圧に基づいて車両への衝突を判定をする際の閾値となる電圧である。

コンパレータ１２１は、セーフィングセンサ１１の出力電圧を、分圧回路１２０によって設定された基準電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力する素子である。コンパレータ１２１は、５Ｖの電圧が供給されることで動作し、０Ｖ及び５Ｖ付近の入力電圧に対しても確実に動作する。コンパレータ１２１の反転入力端子は、分圧抵抗１２０ａ、１２０ｂの直列接続点に接続されている。また、比較回路１２の入力端子を構成するコンパレータ１２１の非反転入力端子は、保護抵抗１１０を介してセーフィングセンサ１１の出力端子に接続されるとともに、マイクロコンピュータ１３に接続されている。さらに、比較回路１２の出力端子を構成するコンパレータ１２１の出力端子は、マイクロコンピュータ１３に接続されている。

マイクロコンピュータ１３は、メインセンサ１０出力電圧、セーフィングセンサ１１の出力電圧、及び、コンパレータ１２１の出力信号に基づいて車両への衝突を判定し、判定結果に基づいて乗員保護装置の起動回路に起動信号を出力する素子である。マイクロコンピュータ１３は、５Ｖの電圧が供給されることで動作し、５Ｖ電源投入直後（数秒間）に、比較回路１２の診断を行う。診断において、比較回路１２が正常であると判断すると、その後、車両への衝突を判定するモードに移行し、判定結果に基づいて制御信号を出力する。一方、比較回路１２が異常であると判断すると、車両インパネのウォーにングランプを点灯させ、故障を報知する。

マイクロコンピュータ１３は、Ａ／ＤポートＰ１と、入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２と、デジタル入力ポートＰ３と、デジタル出力ポートＰ４とを備えている。Ａ／ＤポートＰ１は入力のみ可能なポートである。Ａ／ＤポートＰ２は、内部レジスタの設定でポートを入出力ポートに設定できる入出力設定可能なポートである。デジタル入力ポートＰ３は信号を入力するポートである。デジタル出力ポートＰ４は信号を出力するポートである。マイクロコンピュータ１３のＡ／ＤポートＰ１は、メインセンサ１０の出力端子に接続されている。入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２は、保護抵抗１１０の比較回路１２側にある、コンパレータ１２１の非反転入力端子に接続されている。デジタル入力ポートＰ３は、コンパレータ１２１の出力端子に接続されている。デジタル出力ポートＰ４は、乗員保護装置の起動回路に接続されている。

次に、図１を参照して電子式セーフィングシステム１の動作について説明する。

図１において、電源が投入されると、電子式セーフィングシステム１は動作を開始する。まず、電源投入直後の数秒間に比較回路１２の診断を行う。

電源投入直後は、電子式セーフィングシステム１の診断の為に、乗員保護装置の起動を禁止する。

マイクロコンピュータ１３は、入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２をアナログ出力ポートに設定する。そして、入出力可能なＡ／ＤポートＰ２から、基準電圧より高く、Ｈｉ電圧（５Ｖ）を出力する。この電圧は、コンパレータ１２１の非反転入力端子に入力される。このとき、セーフィングセンサ１１の出力端子にも電圧が印加されることとなるが、保護抵抗１１０があるため、廻り込みによって問題が生じることはない。コンパレータ１２１が正常である場合、出力端子からＨｉレベルの信号が出力される。これに対し、出力端子からＨｉレベルの信号が出力さない場合は比較回路１２が故障していると判断する。また、基準電圧を作っている分圧回路１２０の分圧抵抗１２０a及び１２０bが短絡故障又は断線故障をした場合は、コンパレータ１２１の出力をＬｏレベルに飽和させるコンパレータ１２１をカスタマイズしたものを使用する。（一般的なコンパレータでは、コンパレータの入力が電源電圧レベル又はGNDレベルになると出力レベルが保証されていない。）

電源投入直後の診断において、比較回路１２が正常であると判断すると、マイクロコンピュータ１３は、入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２を通常のアナログ入力ポートに変更する。そして、Ａ／ＤポートＰ１に入力されるメインセンサ１０の出力電圧、入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２に入力されるセーフィングセンサ１１の出力電圧、及び、デジタル入力ポートＰ３に入力されるコンパレータ１２１の出力信号に基づいて、車両への衝突を判定する。さらに、判定結果に基づいて、デジタル出力ポートＰ４から乗員保護装置の起動回路に起動信号を出力する。

最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、比較回路１２の診断のとき、マイクロコンピュータ１３は、入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２をアナログ出力ポートに変更し、入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２から診断のための所定電圧を出力する。そして、比較回路１２の出力信号に基づいて比較回路１２を診断する。そのため、車両への衝突を検出する電子式セーフィングシステム１において、診断のための回路を別途設ける必要がなく、簡素な構成で比較回路１２の診断を行うことができ、コストを抑えられる。

また、本実施形態によれば、比較回路１２は、分圧回路１２０と、コンパレータ１２１とから構成されている。そのため、基準電圧を設定するとともに、セーフィングセンサ１１の出力電圧を基準電圧と確実に比較することができる。

また、本実施形態によれば、コンパレータ１２１の反転入力端子は、分圧抵抗１２０ａ、１２０ｂの直列接続点に接続されている。また、比較回路１２の入力端子を構成するコンパレータ１２１の非反転入力端子は、セーフィングセンサ１１の出力端子に接続されるとともに、マイクロコンピュータ１３に接続されている。さらに、比較回路１２の出力端子を構成するコンパレータ１２１の出力端子は、マイクロコンピュータ１３に接続されている。そのため、コンパレータ１２１によってセーフィングセンサ１１の出力電圧を基準電圧と確実に比較することができる。

さらに、本実施形態によれば、マイクロコンピュータ１３は、コンパレータ１２１の出力信号に基づいて分圧回路１２０及びコンパレータ１２１をともに診断する。そのため、比較回路１２を確実に診断することができる。

加えて、本実施形態によれば、セーフィングセンサ１１の出力端子は、保護抵抗１１０を介してコンパレータ１２１の非反転入力端子に接続されている。そのため、比較回路１２の診断のとき、マイクロコンピュータ１３の入出力設定可能なＡ／ＤポートＰ２からコンパレータ１２１の非反転入力端子に出力される電圧に伴って発生する、セーフィングセンサ１１への回り込みを抑えることができる。

なお、本実施形態では、コンパレータ１２１の反転入力端子が分圧回路１２０に、非反転入力端子がセーフィングセンサ１１及びマイクロコンピュータ１３にそれぞれ接続されている例を挙げているが、これに限られるものではない。コンパレータの非反転入力端子を分圧回路に、反転入力端子をセーフィングセンサ及びマイクロコンピュータにそれそれぞれ接続してもよい。この場合、マイクロコンピュータにおいて、診断の際に出力する電圧、診断の際の論理、及び、衝突の判定の際の論理を適切に設定することで、同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、衝突に伴って変化する物理量として加速度を挙げ、加速度を検出するメインセンサ１０及びセーフィングセンサ１１の検出結果に基づいて衝突を検出する例を示したが、これに限られるものではない。加速度以外の物理量を検出し、その検出結果に基づいて衝突を判定するようにしてもよい。衝突に伴って変化する物理量であればよい。

さらに、本実施形態では、分圧回路１２０が直列接続された２つの分圧抵抗１２０ａ、１２０ｂによって構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。３つ以上の分圧抵抗を直列接続して構成してもよい。この場合、コンパレータは、基準電圧となる、直列接続点のいずれかに接続されていればよい。

本実施形態における電子式セーフィングシステムの回路部である。 従来のエアバッグ駆動装置におけるコンパレータ周辺の回路部である。

符号の説明

１・・・電子式セーフィングシステム、１０・・・メインセンサ、１１・・・セーフィングセンサ、１１０・・・保護抵抗、１２・・・比較回路、１２０・・・分圧回路、１２０ａ、１２０ｂ・・・分圧抵抗、１２１・・・コンパレータ、１３・・・マイクロコンピュータ、Ｐ１・・・Ａ／Ｄポート、Ｐ２・・・入出力設定可能なＡ／Ｄポート、Ｐ３・・・デジタル入力ポート、Ｐ４・・・デジタル出力ポート

Claims (7)

1. 衝突に伴って変化する物理量を検出し、検出結果に応じた電圧を出力するセーフィングセンサと、
   前記セーフィングセンサの出力電圧を基準電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力する比較回路と、
   前記セーフィングセンサの出力電圧と前記比較回路の出力信号とに基づいて衝突を判定するマイクロコンピュータと、
   を備えた電子式セーフィングシステムにおいて、
   前記セーフィングセンサの出力端子は、前記比較回路の入力端子に接続され、
   前記マイクロコンピュータは、前記比較回路の入力端子に接続され、内部レジスタの設定で入出力設定可能なＡ／Ｄポートを有し、前記比較回路の診断のときには、入出力設定可能な前記Ａ／Ｄポートを出力ポートに設定し、入出力設定可能な前記Ａ／Ｄポートから診断のための所定電圧を出力するとともに、前記比較回路の出力信号に基づいて前記比較回路を診断することを特徴とする電子式セーフィングシステム。
2. 前記比較回路は、直列接続された複数の分圧抵抗からなり、一端が電源に接続されるとともに、他端が接地され、前記基準電圧を設定する分圧回路と、
   前記セーフィングセンサの出力電圧を、前記分圧回路によって設定された前記基準電圧と比較し、比較結果に応じた信号を出力するコンパレータと、
   からなることを特徴とする請求項１に記載の電子式セーフィングシステム。
3. 前記コンパレータは、反転入力端子が前記分圧回路を構成する複数の前記分圧抵抗の直列接続点のいずれかに接続されるとともに、非反転入力端子が前記比較回路の入力端子を、出力端子が前記比較回路の出力端子をそれぞれ構成することを特徴とする請求項２に記載の電子式セーフィングシステム。
4. 前記コンパレータは、非反転入力端子が前記分圧回路を構成する複数の前記分圧抵抗の直列接続点のいずれかに接続されるとともに、反転入力端子が前記比較回路の入力端子を、出力端子が前記比較回路の出力端子をそれぞれ構成することを特徴とする請求項２に記載の電子式セーフィングシステム。
5. 前記マイクロコンピュータは、前記コンパレータの出力信号に基づいて前記分圧回路及び前記コンパレータの少なくともいずれかを診断することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電子式セーフィングシステム。
6. 前記セーフィングセンサの出力端子は、保護抵抗を介して前記比較回路の入力端子に接続され、
   前記マイクロコンピュータの入出力設定可能な前記Ａ／Ｄポートは、前記保護抵抗の前記比較回路側に接続されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子式セーフィングシステム。
7. 車両に搭載され、車両への衝突を検出し、検出結果に基づいて乗員保護装置の起動回路に起動信号を出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子式セーフィングシステム。

Images