JP2011079377A

JP2011079377A - 電子制御装置

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Publication number: JP2011079377A
Application number: JP2009231572A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kawaguchi; 泰史川口
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-05
Also published as: CN102029964B; CN102029964A; JP5551402B2

Abstract

【課題】衝突判定精度の向上を図ることの可能な電子制御装置を提供する。
【解決手段】サテライトセンサから取得した加速度データに基づいて乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置であって、一定のサンプリング周期で前記サテライトセンサに対して前記加速度データのサンプリングを要求するサンプリング要求部を備えることを特徴とする電子制御装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御装置に関し、特に、車両衝突時に乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置に関する。

一般的に、車両衝突時に乗員を保護するためのシステムとして、ＳＲＳ(Supplemental Restraint System)エアバッグシステムが知られている。このＳＲＳエアバッグシステムとは、車両の各部に設置されたサテライトセンサから取得した加速度データを基に、車両衝突の発生を検知してエアバッグやシートベルトプリテンショナ等の乗員保護装置を起動するものである。

図４はＳＲＳエアバッグシステムの構成例である。サテライトセンサの種類としては、車両前部左右に設置されて車両１００の長さ方向（Ｘ軸方向）に作用する加速度を検出するフロントクラッシュセンサ（ＦＣＳ：図中の符号１０Ｒ、１０Ｌ）と、車両両側部に設置されて車両１００の幅方向（Ｙ軸方向）に作用する加速度を検出するサイドインパクトセンサ（ＳＩＳ：図中の符号２０Ｒ１、２０Ｒ２、２０Ｒ３、２０Ｌ１、２０Ｌ２、２０Ｌ３）と、車両後部中央に設置されてＹ軸方向に作用する加速度を検出するセンターセーフィングセンサ（ＳＳＳ：図中の符号３０）等がある。

このように、車両１００の各部に設置されたサテライトセンサから取得した加速度データを基に乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）をＳＲＳユニットと呼び、エンジン等の制御を行うＥＣＵとは独立して車両中央部に設置される（図中の符号４０）。また、各サテライトセンサは、加速度を検出する加速度センサと、ＳＲＳユニット４０からのサンプリング要求に応じて、上記加速度センサから出力される加速度データ（デジタル信号）をＳＲＳユニット４０へ送信する制御回路とがユニット化された構成となっている。各サテライトセンサは、ＳＲＳユニット４０とバス接続されていることからデジタル信号にて送受信している。

ＳＲＳユニット４０は、Ｘ軸方向に作用する加速度を検出するＸ軸メインＧセンサ及びＹ軸方向に作用する加速度を検出するＹ軸メインＧセンサと、これら各メインＧセンサ及び各サテライトセンサから取得した加速データに基づいて衝突判定を行い、その判定結果に応じて乗員保護装置を起動するＣＰＵ(Central Processing Unit)とを内蔵している。また、各メインＧセンサは、ＳＲＳユニット４０内のＣＰＵからのサンプリング要求に応じて各メインＧセンサから出力されるアナログ加速度信号を加速度データ（デジタル信号）に変換（サンプリング）してＣＰＵへ送信する構成となっている。
このＣＰＵは、１ｍｓ周期で正面衝突判定を行うと共に、５００μｓ周期で側面衝突判定を行う。例えば、正面衝突判定には、Ｘ軸メインＧセンサ及びＦＣＳから２５０μｓ周期でサンプリングされたアナログ加速度信号及び加速度データが用いられ、側面衝突判定には、Ｙ軸メインＧセンサから２５０μｓ周期でサンプリングされたアナログ加速度信号と、ＳＩＳ及びＳＳＳから５００μｓ周期でサンプリングされた加速度データとが用いられる。

従来では、図５のシーケンスチャートに示すように、ＣＰＵは、２５０μｓ周期でメインＧセンサからアナログ加速度信号を取得したことをトリガ（ソフトウェア起動トリガ）として、アナログ加速度信号を加速度データ（デジタル信号）に変換するＡ／Ｄ変換処理等のソフトウェア処理を実行し、そのソフトウェア処理の終了後に、サテライトセンサに対して加速度データのサンプリング要求を送信する。一方、サテライトセンサは、ＣＰＵからのサンプリング要求に応じて、加速度センサから出力される加速度データをＣＰＵへ送信する。
なお、上記のソフトウェア処理には、アナログ加速度信号を加速度データ（デジタル信号）に変換するＡ／Ｄ変換処理だけでなく、各センサの診断処理や各加速度データの通信が正常に行われたかの判定処理なども含まれる。

特開２００５−１７０３７０号公報

上記のように、従来では、ＳＲＳユニット４０のＣＰＵは、メインＧセンサのアナログ加速度信号を取得したことによって、ソフトウェア起動トリガとしての発生タイミングでアナログ加速度信号を加速度データ（デジタル信号）に変換するＡ／Ｄ変換処理等のソフトウェア処理を実行し、そのソフトウェア処理の終了後に、サテライトセンサに対して加速度データのサンプリング要求を送信していた。
この場合、図６に示すように、ＳＲＳユニット４０のＣＰＵからサテライトセンサに対するサンプリング要求タイミングはソフトウェア処理時間に依存するため、サテライトセンサのサンプリングタイミングに時間的なズレ（現状では最大２０μｓ）が発生する（言い換えれば、サンプリング周期に誤差が生じる）。なお、図６中において、白丸は理想的なサンプリングタイミングを示し、黒丸は実際のサンプリングタイミングを示している。

サテライトセンサの加速度データのサンプリングタイミングは衝突判定精度に大きく関わるため、乗員保護装置の起動タイミングにおいては特にサンプリング周期を厳密に均一化することが望ましいが、従来では上記の理由によりサンプリング周期に誤差が生じてしまい、結果的にサンプリングデータの誤差が大きくなり、衝突判定精度の低下を招くという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、衝突判定精度の向上を図ることの可能な電子制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子制御装置は、サテライトセンサから取得した加速度データに基づいて乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置であって、一定のサンプリング周期で前記サテライトセンサに対して前記加速度データのサンプリングを要求するサンプリング要求部を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る電子制御装置において、前記サンプリング要求部は、前記加速度データを記憶する記憶部と、前記サンプリング周期を計時し、サンプリングタイミングを通知するハードウェアタイマと、前記ハードウェアタイマから前記サンプリングタイミングの通知を受けた場合に、前記サテライトセンサに対して前記加速度データのサンプリングを要求する一方、当該要求に応じて前記サテライトセンサから送信される加速度データを前記記憶部に記憶させる記憶制御部とを含むことを特徴とする。
また、本発明に係る電子制御装置において、前記記憶制御部は、ＤＭＡ(Direct Memory Access)コントローラであることを特徴とする。

本発明に係る電子制御装置によると、一定のサンプリング周期でサテライトセンサに対して加速度データのサンプリングを要求するため、サテライトセンサの加速度データのサンプリング周期を一定に維持することができ、その結果、サンプリングデータの誤差を最小限に抑え、衝突判定精度の向上を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る電子制御装置（ＳＲＳユニット５０）のブロック構成図である。本実施形態におけるＳＲＳユニット５０のサンプリング要求動作を示すシーケンスチャートである。本実施形態におけるＳＲＳユニット５０のサンプリング要求動作を示すタイミングチャートである。ＳＲＳエアバッグシステムの構成例である。従来のＳＲＳユニット４０のサンプリング要求動作を示すシーケンスチャートである。従来のＳＲＳユニット４０のサンプリング要求動作によってサンプリング周期の誤差が発生する様子を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、本発明に係る電子制御装置として、図４に示したＳＲＳエアバッグシステムで用いられるＳＲＳユニットを例示して説明する。ただし、図４のＳＲＳユニット４０と区別するために、本実施形態におけるＳＲＳユニットの符号を５０とする。

図１は、本実施形態におけるＳＲＳユニット５０のブロック構成図である。この図１に
示すように、ＳＲＳユニット５０は、サテライトセンサＳＳから取得した加速度データに
基づいて、エアバッグやシートベルトプリテンショナ等の乗員保護装置（図示省略）の起
動制御を行うものであり、サンプリング要求部５１、通信Ｉ／Ｆ５２、Ｘ軸メインＧセン
サ５３、Ｙ軸メインＧセンサ５４、Ａ／Ｄコンバータ５５、ＲＯＭ(Read Only Memory)５
６及びＣＰＵ(Central Processing Unit)５７を備えている。

なお、図１では、説明の便宜上、図４に示したフロントクラッシュセンサ（ＦＣＳ１０
Ｒ、１０Ｌ）と、サイドインパクトセンサ（ＳＩＳ２０Ｒ１、２０Ｒ２、２０Ｒ３、２０
Ｌ１、２０Ｌ２、２０Ｌ３）と、センターセーフィングセンサ（ＳＳＳ３０）とを、サテ
ライトセンサＳＳと総称している。

サンプリング要求部５１は、一定のサンプリング周期でサテライトセンサＳＳに対して
加速度データのサンプリングを要求するものであり、ハードウェアタイマ５１ａと、ＲＡ
Ｍ（Random Access Memory）５１ｂと、ＤＭＡ(Direct Memory Access)コントローラ５１
ｃとを含んでいる。

ハードウェアタイマ５１ａは、サンプリング周期（例えば２５０μｓ）を計時し、サンプリングタイミングをＤＭＡコントローラ５１ｃに通知する。ＲＡＭ５１ｂ（記憶部）は、ＤＭＡコントローラ５１ｃによる制御に応じて、サテライトセンサＳＳから取得した加速度データを記憶する一方、ＣＰＵ５７による制御に応じて、記憶済みの加速度データをＣＰＵ５７に出力する書き換え可能な揮発性メモリである。

ＤＭＡコントローラ５１ｃ（記憶制御部）は、上記のハードウェアタイマ５１ａからサンプリングタイミングの通知を受けた場合に、サテライトセンサＳＳに対して加速度データのサンプリングを要求する一方、当該要求に応じてサテライトセンサＳＳから送信される加速度データをＲＡＭ５１ｂに記憶させる。具体的には、このＤＭＡコントローラ５１ｃは、通信Ｉ／Ｆ５２を介してサンプリング要求信号をサテライトセンサＳＳに送信する一方、通信Ｉ／Ｆ５２を介してサテライトセンサＳＳから受信した加速度データをＲＡＭ５１ｂに記憶させる。

通信Ｉ／Ｆ５２は、ＤＭＡコントローラ５１ｃとサテライトセンサＳＳとの間のデータ通信を中継する機能と、ＣＰＵ５７とサテライトセンサＳＳとの間のデータ通信を中継する機能とを有するインタフェースである。Ｘ軸メインＧセンサ５３は、Ｘ軸方向に作用する加速度を検出し、その検出結果に応じたアナログ加速度信号をＡ／Ｄコンバータ５５に出力する。Ｙ軸メインＧセンサ５４は、Ｙ軸方向に作用する加速度を検出し、その検出結果に応じたアナログ加速度信号をＡ／Ｄコンバータ５５に出力する。

Ａ／Ｄコンバータ５５は、Ｘ軸メインＧセンサ５３及びＹ軸メインＧセンサ５４から入力されるアナログ加速度信号を、ＣＰＵ５７から指示されたサンプリング周期（例えば２５０μｓ）で加速度データ（デジタル信号）に変換（サンプリング）し、当該加速度データをＣＰＵ５７に出力する。ＲＯＭ５６は、ＣＰＵ５７が実行すべきソフトウェアや各種設定データ等を予め記憶している不揮発性メモリである。
なお、Ａ／Ｄコンバータ５５は、ＣＰＵ５７内に設けられていても良い。

ＣＰＵ５７は、Ａ／Ｄコンバータ５５から入力される加速度データ（つまりＸ軸メインＧセンサ５３及びＹ軸メインＧセンサ５４から取得した加速度データ）と、ＲＡＭ５１ｂから読み出した加速度データ（つまりサテライトセンサＳＳから取得した加速度データ）とに基づいて衝突判定を行い、その判定結果に応じて乗員保護装置を起動するものである。具体的には、このＣＰＵ５７は、従来と同様に、１ｍｓ周期で正面衝突判定を行うと共に、５００μｓ周期で側面衝突判定を行う。例えば、正面衝突判定には、Ｘ軸メインＧセンサ５３及びＦＣＳ１０Ｒ、１０Ｌから取得した加速度データが用いられ、側面衝突判定には、Ｙ軸メインＧセンサ５４と、ＳＩＳ２０Ｒ１〜２０Ｌ３及びＳＳＳ３０から取得した加速度データが用いられる。

なお、このＣＰＵ５７は、２５０μｓ周期で加速度データを取得したことをトリガ（ソフトウェア起動トリガ）としてソフトウェア処理を実行するが、従来のようにソフトウェア処理の完了後に、サテライトセンサＳＳに対してサンプリング要求を行う機能は備えていない。このソフトウェア処理には、従来と同様に、アナログ加速度信号を加速度データ（デジタル信号）に変換する処理だけでなく、各センサの診断処理や各加速度データの通信が正常に行われたかの判定処理なども含まれる。

次に、上記のように構成されたＳＲＳユニット５０の動作、特にサテライトセンサＳＳに対するサンプリング要求動作について、図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。
図２は、ＳＲＳユニット５０のサテライトセンサＳＳに対するサンプリング要求動作を示すシーケンスチャートである。この図２に示すように、本実施形態におけるＳＲＳユニット５０のＣＰＵ５７は、２５０μｓ周期で加速度データを取得したことをソフトウェア起動トリガとしてソフトウェア処理を実行する点で従来と同様であるが、従来のようにソフトウェア処理の完了後に、サテライトセンサＳＳに対してサンプリング要求を行わない。

一方、図２に示すように、本実施形態におけるＳＲＳユニット５０のＤＭＡコントローラ５１ｃは、２５０μｓ周期でハードウェアタイマ５１ａからサンプリングタイミングの通知を受けたことをサンプリング要求トリガとして通信Ｉ／Ｆ５２を介してサンプリング要求信号をサテライトセンサＳＳに送信する。これに対し、サテライトセンサＳＳは、ＤＭＡコントローラ５１ｃからのサンプリング要求信号に応じて、加速度センサから出力される加速度データをＤＭＡコントローラ５１ｃへ送信する。そして、ＤＭＡコントローラ５１ｃは、通信Ｉ／Ｆ５２を介してサテライトセンサＳＳから受信した加速度データをＲＡＭ５１ｂに記憶させる。

上記のようなＳＲＳユニット５０のサンプリング要求動作をタイミングチャートで示したものが図３である。この図３に示すように、本実施形態のＳＲＳユニット５０によれば、ＣＰＵ５７のソフトウェア処理時間に関係なく、一定周期（２５０μｓ周期）でサテライトセンサＳＳの加速度データをサンプリングしていることがわかる。
すなわち、本実施形態のＳＲＳユニット５０によれば、従来のようにサテライトセンサのサンプリングタイミングに時間的なズレが発生することはなく、サンプリング周期を一定に維持することができ、その結果、サンプリングデータの誤差を最小限に抑え、衝突判定精度の向上を図ることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、ＤＭＡコントローラ５１ｃをマスタ、サテライトセンサＳＳをスレーブとして、ＤＭＡコントローラ５１ｃからサテライトセンサＳＳに対してサンプリング要求を行う場合を例示したが、ＳＲＳユニット５０にレシーバＩＣを設け、このレシーバＩＣをスレーブとし、ＤＭＡコントローラ５１ｃからレシーバＩＣに対してサンプリング要求を行い、レシーバＩＣがそのサンプリング要求をサテライトセンサＳＳに送信するような構成を採用しても良い。

（２）上記実施形態では、ハードウェアタイマ５１ａ、ＲＡＭ５１ｂ及びＤＭＡコントローラ５１ｃから構成されたサンプリング要求部５１を例示したが、サンプリング要求部５１の構成はこれに限らず、一定のサンプリング周期でサテライトセンサＳＳに対して加速度データのサンプリングを要求することが可能であれば、どのような構成を採用しても良い。また、ＲＡＭ５１ｂに対する加速度データの書込み制御を行う記憶制御部として、ＤＭＡコントローラ５１ｃを用いたが、ＲＡＭ５１ｂに対する書込み制御が可能であれば他の制御回路を用いても良い。

（３）図４で示したＳＲＳエアバッグシステムは、あくまで本実施形態におけるＳＲＳユニット５０を適用可能なシステムの一例であり、車種、サテライトセンサＳＳの種類、個数は図４のシステムに限定されず、様々なシステム構成に対して本実施形態におけるＳＲＳユニット５０を適用可能であることは勿論である。

１００…車両、１０Ｒ、１０Ｌ…フロントクラッシュセンサ（ＦＣＳ）、２０Ｒ１、２０Ｒ２、２０Ｒ３、２０Ｌ１、２０Ｌ２、２０Ｌ３…サイドインパクトセンサ（ＳＩＳ）、３０…センターセーフィングセンサ（ＳＳＳ）、４０、５０…ＳＲＳユニット（電子制御装置）、５１…サンプリング要求部、５２…通信Ｉ／Ｆ、５３…Ｘ軸メインＧセンサ、５４…Ｙ軸メインＧセンサ、５５…Ａ／Ｄコンバータ、５６…ＲＯＭ(Read Only Memory)、５７…ＣＰＵ(Central Processing Unit)、５１ａ…ハードウェアタイマ、５１ｂ…ＲＡＭ（Random Access Memory）、５１ｃ…ＤＭＡ(Direct Memory Access)コントローラ

Claims

サテライトセンサから取得した加速度データに基づいて乗員保護装置の起動制御を行う電子制御装置であって、
一定のサンプリング周期で前記サテライトセンサに対して前記加速度データのサンプリングを要求するサンプリング要求部を備えることを特徴とする電子制御装置。
前記サンプリング要求部は、
前記加速度データを記憶する記憶部と、
前記サンプリング周期を計時し、サンプリングタイミングを通知するハードウェアタイマと、
前記ハードウェアタイマから前記サンプリングタイミングの通知を受けた場合に、前記サテライトセンサに対して前記加速度データのサンプリングを要求する一方、当該要求に応じて前記サテライトセンサから送信される加速度データを前記記憶部に記憶させる記憶制御部と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の電子制御装置。
前記記憶制御部は、ＤＭＡ(Direct Memory Access)コントローラであることを特徴とする請求項２記載の電子制御装置。