JP2015143057A - Physical quantity detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物理量を検出することにより車両の側面衝突などを検知する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for detecting a side collision of a vehicle by detecting a physical quantity.
特許文献1に開示されるように、車両には、乗員保護装置であるエアバッグを展開させる信号を発信するセンサとして、サイドドア内に形成された内部空間の空気圧を検出する圧力センサと、Aピラー、Bピラー及びCピラーに配置される加速度センサとが備えられている。 As disclosed in Patent Document 1, a vehicle has a pressure sensor for detecting an air pressure in an internal space formed in a side door as a sensor for transmitting a signal for deploying an airbag as an occupant protection device, and A And an acceleration sensor disposed on the pillar, the B pillar, and the C pillar.
これらのセンサは、一般に冗長性を確保するため、圧力センサ同士と加速度センサ同士とをそれぞれ別個に接続する個別のLANケーブルとしてのワイヤーハーネスでエアバッグECUの通信ICに接続される。 In order to ensure redundancy, these sensors are generally connected to the communication IC of the airbag ECU by wire harnesses as individual LAN cables that individually connect the pressure sensors and the acceleration sensors.
また、冗長性の観点を排除すれば、圧力センサと加速度センサとを同一のワイヤーハーネスで通信ICに接続することもできる。 Further, if the viewpoint of redundancy is eliminated, the pressure sensor and the acceleration sensor can be connected to the communication IC with the same wire harness.
しかしながら、上述した従来技術には、センサが個別の物理量を検出するものであるからその個数が多くなるとともに、各センサが離間して配置されるのでポール側突ではそれぞれのセンサでの衝突検出時間に差が生じエアバッグ展開の時期が遅れるという問題がある。また、圧力センサ同士と加速度センサ同士とをそれぞれ別個に接続するので、ワイヤーハーネスの数が多くなる。圧力センサと加速度センサとを同一のワイヤーハーネスで接続する場合では、ワイヤーハーネスの数は減少するものの、ワイヤーハーネスが一箇所でも断線すると通信が全て停止するという問題がある。 However, in the above-described prior art, since the sensors detect individual physical quantities, the number of the sensors increases, and the sensors are arranged apart from each other. There is a problem that the air bag deployment time is delayed. Moreover, since the pressure sensors and the acceleration sensors are separately connected, the number of wire harnesses is increased. In the case where the pressure sensor and the acceleration sensor are connected by the same wire harness, the number of wire harnesses is reduced, but there is a problem that all communication stops when the wire harness is disconnected even at one location.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、冗長性を確保しながらコストが低減され高速な応答が可能となる物理量検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a physical quantity detection device that can reduce the cost and enable a high-speed response while ensuring redundancy.
上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、異種で複数の物理量を検出する物理量検出装置(22)であって、各前記物理量に対応してそれらを個々に検出する複数の検出部(10〜13)を一体で備えるとともに、スレーブIC(8,9)を備える複数のセンサ(5,6)と、各前記物理量に対応して設けられた複数のマスタIC(3,4)と、各前記センサ(5,6)の前記スレーブIC(8,9)同士及び、前記スレーブIC(8,9)と前記マスタIC(3,4)とを接続する信号線(14〜16)と、各前記マスタIC(3,4)を含み、各前記検出部(10〜13)で検出され各前記スレーブIC(8,9)、前記信号線(14〜16)及び各前記マスタIC(3,4)を経由して入力された検出信号に基づいて各前記物理量を検出する制御手段(2)と、を備え、前記センサは、前記信号線により直列的に接続されており、かつ、接続された両端の前記センサは、前記マスタICに前記信号線により直接接続されていることを特徴とする。 The invention according to claim 1, which has been made to achieve the above object, is a physical quantity detection device (22) for detecting a plurality of physical quantities of different types, wherein a plurality of physical quantity detection apparatuses individually detect them corresponding to the physical quantities. And a plurality of sensors (5, 6) having slave ICs (8, 9), and a plurality of master ICs (3, 3) provided corresponding to the physical quantities, respectively. 4) and the signal lines (14˜) connecting the slave ICs (8, 9) of the sensors (5, 6) and the slave ICs (8, 9) and the master ICs (3, 4). 16) and each of the master ICs (3, 4), and detected by each of the detection units (10-13), the slave ICs (8, 9), the signal lines (14-16), and the masters Based on detection signal input via IC (3, 4) Control means (2) for detecting each physical quantity, wherein the sensors are connected in series by the signal lines, and the sensors at both ends connected to the master IC are connected to the signal lines. It is characterized by being directly connected by.
この構成によれば、複数のセンサ(5,6)は、異種で複数の物理量に対応してそれらを個々に検出する複数の検出部(10〜13)を一体で備えるとともにスレーブIC(8,9)を備え、複数のマスタIC(3,4)は各物理量に対応して設けられ、信号線(14〜16)は各センサ(5,6)のスレーブIC(8,9)同士及びスレーブIC(8,9)とマスタIC(3,4)とを接続し、制御手段(2)は各マスタIC(3,4)を含み、各検出部(10〜13)で検出され各スレーブIC(8,9)、信号線(14〜16)及び各マスタIC(3,4)を経由して入力された検出信号に基づいて各物理量を検出する。すなわち、センサ(5,6)は、信号線(14〜16)により直列的に接続されており、かつ、接続された両端のセンサ(5,6)は、マスタIC(3,4)に信号線(14,16)により直接接続されているのである。 According to this configuration, the plurality of sensors (5, 6) are integrally provided with a plurality of detection units (10 to 13) that individually detect them corresponding to a plurality of physical quantities and are slave ICs (8, 6). 9), a plurality of master ICs (3, 4) are provided corresponding to each physical quantity, and signal lines (14 to 16) are connected to slave ICs (8, 9) of each sensor (5, 6) and slaves. The IC (8, 9) and the master IC (3, 4) are connected, and the control means (2) includes each master IC (3, 4) and is detected by each detector (10-13) and each slave IC. (8, 9), each physical quantity is detected based on the detection signal input via the signal lines (14-16) and each master IC (3, 4). That is, the sensors (5, 6) are connected in series by signal lines (14-16), and the sensors (5, 6) at both ends connected to the master IC (3, 4) They are directly connected by lines (14, 16).
よって、物理量の変化検知の冗長性や信頼性が確保されるとともに、センサの数並びにワイヤーハーネスの数及び長さが削減されることによりコスト低減が可能になる。さらに、各センサの検出部が近接して配置されるので各検出部での衝突の検出時間に遅れが発生せずエアバッグ展開を高速で開始できるという優れた効果を奏する。また、直列的に接続された信号線の両端のセンサはマスタICに直接接続されているので、信号線に接続異常が生じた場合であっても制御手段との通信が途絶しないのみならず、接続異常のない信号線に接続された一方のマスタICは通信可能なセンサを認識することができるので、接続異常が生じた信号線の位置を特定することができるという優れた効果を奏する。 Therefore, the redundancy and reliability of the change detection of the physical quantity is ensured, and the cost can be reduced by reducing the number of sensors and the number and length of the wire harnesses. Furthermore, since the detection units of the sensors are arranged close to each other, there is an excellent effect that the airbag deployment can be started at high speed without causing a delay in the detection time of the collision at each detection unit. In addition, since the sensors at both ends of the signal lines connected in series are directly connected to the master IC, communication with the control means is not interrupted even when a connection abnormality occurs in the signal lines. Since one master IC connected to a signal line free from connection abnormality can recognize a communicable sensor, there is an excellent effect that the position of the signal line where the connection abnormality occurs can be specified.
以下、本発明の物理量検出装置を車両用側突検知装置に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付す。 Hereinafter, an embodiment in which a physical quantity detection device of the present invention is applied to a vehicle side collision detection device will be described with reference to the drawings. However, parts corresponding to each other in all the drawings in this specification are denoted by the same reference numerals.
本実施形態の車両用側突検知装置22は、車両の側部における物理量の変化を検出することにより車両のドア等の側面への衝突(以下、側突と称する)を検知する装置であって、図1及び図2に示すように、車両1に搭載されるものである。
The vehicle side
制御手段としてのエアバッグECU2は、車両1の車室内前方に配置される。エアバッグECU2は、ローカルエリアネットワーク(LAN)の一規格であるCANなどを介して他のECUと接続されている。
The
エアバッグECU2は、二のマスタIC3,4を備えている。マスタIC3,4は、センサ5,6に設けられたスレーブIC8,9との間で通信を実行させるためのIC素子である。
The
マスタIC3とスレーブIC8との間には信号線としてのワイヤーハーネス14が敷設され、マスタIC4とスレーブIC9との間には信号線としてのワイヤーハーネス16が敷設されている。
A
また、スレーブIC8とスレーブIC9との間には信号線としてのワイヤーハーネス15が敷設されている。
A
ワイヤーハーネス14,15,16は、エアバッグECU2のものとは異なるプロトコルに基づいてセンサLANを構成する。センサLANとしては、一線式又は二線式の信号線が好適に採用されるが、ワイヤーハーネス14,15,16は、二線式であって撚り対線(ツイストペアケーブル)でなることが好ましい。ワイヤーハーネス14,15,16は、適宜にテーピングされ両端にコネクタを備えている。
The wire harnesses 14, 15 and 16 constitute a sensor LAN based on a protocol different from that of the
センサ5は、スレーブIC8並びに圧力検出部10及び加速度検出部11を一体に備えてパッケージ化したものであり、車両1の前席ドア内に形成された内部空間に配置される。スレーブIC8は、それを搭載した基板上で、近接して設けられた圧力検出部10及び加速度検出部11に接続されている。
The
センサ6は、スレーブIC9並びに圧力検出部12及び加速度検出部13を一体に備えてパッケージ化したものであり、車両1の後席ドア内に形成された内部空間に配置される。スレーブIC9は、それを搭載した基板上で、近接して設けられた圧力検出部12及び加速度検出部13に接続されている。
The
このように、センサ5,6は、ワイヤーハーネス14,15,16により直列的に接続されており、かつ、接続された両端のセンサ5,6は、マスタIC3,4にワイヤーハーネス14,16によりそれぞれ直接接続されている。
Thus, the
なお、上述したセンサ5,6は、圧力と加速度という異なる二の物理量を個別に検出するものとして説明したが、さらに、音や温度などの異種の物理量を検出する検出部を加えて設けたものとしてもよい。その場合には、センサ、スレーブIC及びマスタICも増設される。また、センサの増設は、センサが二の物理量を検出するものである場合も含め、センサ同士を接続するワイヤーハーネス15の中間に介挿されるようにして行われる。
The above-described
スレーブIC8は、圧力検出部10が検出した圧力値をシリアルデータ化し、その先頭に例えば[1,1]のような識別コードを付してセンサLANに乗せる。さらに、スレーブIC8は、加速度検出部11が検出した圧力値をシリアルデータ化し、先頭に例えば[1,0]のような識別コードを付してセンサLANに乗せる。
The slave IC 8 converts the pressure value detected by the
また、スレーブIC9は、圧力検出部12が検出した圧力値をシリアルデータ化し、その先頭に例えば[1,1]のような識別コードを付してセンサLANに乗せる。さらに、スレーブIC9は、加速度検出部13が検出した圧力値をシリアルデータ化し、先頭に例えば[1,0]のような識別コードを付してセンサLANに乗せる。
Further, the
マスタIC3は、センサLANから識別コード[1,1]のデータのみを取得し、図2で破線により示すように、圧力信号としてエアバッグECU2へ出力する。
The
マスタIC4は、センサLANから識別コード[1,0]のデータのみを取得し、図2で破線により示すように、加速度信号としてエアバッグECU2へ出力する。
The
このように、検出する物理量が圧力と加速度の二種類であるから、センサ5,6、スレーブIC8,9及びマスタIC3,4のそれぞれの数も二となる。なお、検出する物理量が増設される場合であっても、スレーブICの数は二となる。
As described above, since the physical quantities to be detected are two types of pressure and acceleration, the number of
ポール7は、図1に示すように、電柱、立木、橋の欄干、信号機などへの側突を模擬するためのものである。
As shown in FIG. 1, the
エアバッグECU2は、車両1がポール7に側突したとき、図3に示すように、前席ドア内に形成された内部空間の空気圧力を検出する圧力検出部10の圧力信号が所定の第一閾値を超えたとき「前席ドアの圧力」17がONとなる。前席ドアの加速度を検出する加速度検出部11の加速度信号が所定の第二閾値を超えたとき「前席ドアの加速度」18がONとなる。そして、「前席ドアの圧力」17及び「前席ドアの加速度」18の双方がONとなったとき、「エアバッグ展開」21がONとなり、図示しないエアバッグが展開する。
As shown in FIG. 3, when the vehicle 1 collides with the
また、エアバッグECU2は、車両1がポール7に側突したとき、図3に示すように、後席ドア内に形成された内部空間の空気圧力を検出する圧力検出部12の圧力信号が所定の第三閾値を超えたとき「後席ドアの圧力」19がONとなる。後席ドアの加速度を検出する加速度検出部13の加速度信号が所定の第四閾値を超えたとき「後席ドアの加速度」20がONとなる。そして、「後席ドアの圧力」19及び「後席ドアの加速度」20の双方がONとなったとき、「エアバッグ展開」21がONとなり、図示しないエアバッグが展開する。
Further, as shown in FIG. 3, when the vehicle 1 collides with the
ところで、ワイヤーハーネス14,15,16のうちの一のワイヤーハーネスに断線や接触不良などの接続異常が発生した場合、エアバッグECU2は、同一検出部によるマスタIC3とマスタIC4とにおけるデータを比較することにより、どのワイヤーハーネスが接続異常であるかを自己診断することができる。この診断方法の一例を図4の流れ図に基づいて説明する。
By the way, when a connection abnormality such as disconnection or contact failure occurs in one of the wire harnesses 14, 15, 16, the
各検出部10〜13は各物理量をそれぞれ検出し、各スレーブIC8,9はその物理量データをワイヤーハーネス14,15,16に乗せて送信する(S1)。エアバッグECU2は、マスタIC3及びマスタIC4の取得した各物理量データがそれぞれ同一であるか否かを判断する(S2)。マスタIC3及びマスタIC4の取得した各物理量データがそれぞれ同一であるときは、全てのワイヤーハーネス14,15,16は正常であると判定される(S7)。マスタIC3及びマスタIC4の取得した各物理量データが同一ではないとき、ワイヤーハーネス14,15,16のうちの一に接続異常があると判断される(S3)。次に、マスタIC3のみが全ての物理量データを取得できるか否かが判断される(S4)。マスタIC3のみが全ての物理量データを取得できるときは、ワイヤーハーネス16に接続異常があると判定される(S10)。マスタIC3のみが全ての物理量データを取得できないときは、マスタIC4のみが全ての物理量データを取得できるか否かが判断される(S5)。マスタIC4のみが全ての物理量データを取得できるときは、ワイヤーハーネス14に接続異常があると判定される(S9)。また、ワイヤーハーネス14,15,16のうちの一に接続異常があると判断されたとき、各マスタIC3,4がセンサ5,6のいずれか一方のセンサの検出部の物理量データのみを取得できるか否かが判断される(S6)。各マスタIC3,4がセンサ5,6のいずれか一方のセンサの検出部の物理量データのみを取得できるときは、ワイヤーハーネス15に接続異常があると判定される(S8)。
Each of the
なお、ワイヤーハーネス15に接続異常が発生した場合であっても、ワイヤーハーネス14又はワイヤーハーネス16がセンサ5又はセンサ6にそれぞれ接続されているので、車両1の異なる位置での物理量データの一方はエアバッグECU2へ送信される。すなわち、図3において、「前席ドアの圧力」17及び「前席ドアの加速度」18並びに「後席ドアの圧力」19及び「後席ドアの加速度」20の一方の論理和が有効となっている。そのため、二以上の異なる物理量にて判定するという冗長性が確保され、衝突として誤判定することはない。その結果、エアバッグの不要展開を防止することができる。
Even when a connection abnormality occurs in the
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態に係る異種で複数の物理量を検出する車両用側突検知装置22は、各物理量に対応してそれらを個々に検出する複数の検出部10〜13を一体で備えるとともに、スレーブIC8,9を備える複数のセンサ5,6と、各物理量に対応して設けられた複数のマスタIC3,4と、各センサ5,6のスレーブIC8,9同士及び、スレーブIC8,9とマスタIC3,4とを接続する信号線14〜16と、各マスタIC3,4を含み、各検出部10〜13で検出され各スレーブIC8,9、信号線14〜16及び各マスタIC3,4を経由して入力された検出信号に基づいて各物理量を検出する制御手段2と、を備え、センサ5,6は、信号線14〜16により直列的に接続されており、かつ、接続された両端のセンサ5,6は、マスタIC3,4に信号線14,16により直接接続されている。
As is clear from the above detailed description, the vehicle side
そのため、物理量の変化検知の冗長性や信頼性が確保されるとともに、センサの数並びにワイヤーハーネスの数及び長さが削減される。さらに、各センサの検出部が近接して配置されるので各検出部での衝突の検出時間に遅れが発生せずエアバッグ展開を高速で開始できるという優れた効果を奏する。また、直列的に接続されたワイヤーハーネスの両端のセンサはマスタICに直接接続されているので、ワイヤーハーネスに接続異常が生じた場合であっても制御手段との通信が途絶しないのみならず、接続異常のないワイヤーハーネスに接続された一方のマスタICは通信可能なセンサを認識することができる。そのため、接続異常が生じたワイヤーハーネスを特定することができ、作動不良のとき、物理量検出装置全体の交換を要することなく、不良のワイヤーハーネスの交換のみにより修復させることができる。 Therefore, the redundancy and reliability of the physical quantity change detection are ensured, and the number of sensors and the number and length of the wire harnesses are reduced. Furthermore, since the detection units of the sensors are arranged close to each other, there is an excellent effect that the airbag deployment can be started at high speed without causing a delay in the detection time of the collision at each detection unit. In addition, since the sensors at both ends of the wire harness connected in series are directly connected to the master IC, communication with the control means is not interrupted even when a connection abnormality occurs in the wire harness. One master IC connected to the wire harness having no connection abnormality can recognize a communicable sensor. Therefore, the wire harness in which the connection abnormality has occurred can be identified, and when the operation is defective, it can be repaired only by replacing the defective wire harness without requiring replacement of the entire physical quantity detection device.
なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。 In addition, this invention includes what can be implemented in the aspect which added various change, correction, improvement, etc. based on the knowledge of those skilled in the art. Further, it goes without saying that any of the embodiments to which the above-mentioned changes are added is included in the scope of the present invention without departing from the gist of the present invention.
1 車両
2 エアバッグECU(制御手段)
3,4 マスタIC
5,6 センサ
8,9 スレーブIC
10〜13 検出部
14〜16 ワイヤーハーネス(信号線)
22 車両用側突検知装置(物理量検知装置)
1
3,4 Master IC
5,6
10-13 Detection unit 14-16 Wire harness (signal line)
22 Vehicle side collision detection device (physical quantity detection device)
Claims (1)
各前記物理量に対応してそれらを個々に検出する複数の検出部(10〜13)を一体で備えるとともに、スレーブIC(8,9)を備える複数のセンサ(5,6)と、
各前記物理量に対応して設けられた複数のマスタIC(3,4)と、
各前記センサ(5,6)の前記スレーブIC(8,9)同士及び、前記スレーブIC(8,9)と前記マスタIC(3,4)とを接続する信号線(14〜16)と、
各前記マスタIC(3,4)を含み、各前記検出部(10〜13)で検出され各前記スレーブIC(8,9)、前記信号線(14〜16)及び各前記マスタIC(3,4)を経由して入力された検出信号に基づいて各前記物理量を検出する制御手段(2)と、を備え、
前記センサは、前記信号線により直列的に接続されており、かつ、接続された両端の前記センサは、前記マスタICに前記信号線により直接接続されていることを特徴とする物理量検出装置。 A physical quantity detection device (22) for detecting a plurality of physical quantities of different types,
A plurality of detection units (10 to 13) that individually detect the physical quantities corresponding to the physical quantities, and a plurality of sensors (5, 6) including a slave IC (8, 9),
A plurality of master ICs (3, 4) provided corresponding to the physical quantities;
Signal lines (14 to 16) connecting the slave ICs (8, 9) of the sensors (5, 6) and the slave ICs (8, 9) and the master ICs (3, 4);
Each of the slave ICs (8, 9), each of the slave ICs (8, 9), each of the signal lines (14-16), and each of the master ICs (3, 3) is detected by each of the detection units (10-13). 4) control means (2) for detecting each physical quantity based on the detection signal input via
The sensor is connected in series by the signal line, and the sensors at both ends connected to the sensor are directly connected to the master IC by the signal line.
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