JP2847426B2 - 車輌用安全システムの作動チェック方法 - Google Patents

車輌用安全システムの作動チェック方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、車輛の衝突時にエアバック又はシートベル
ト拘束装置等の安全装置を作動させ、乗員の安全を図る
ようにした車輛用安全システムの作動をチェックするた
めの方法に関する。
(従来の技術) この種の従来システムにおいては、車輛に生じる加速
度を加速度センサにより検出し、このセンサ出力の積分
値に基づいて衝突時における車輛の急減速状態の発生を
検知し、所要の安全装置を作動させる構成となってい
る。このようなシステムでは、車輛の衝突により所定の
減速状態が生じたとき、これを確実に検出して安全装置
を作動させるため、高い信頼性を有することが要求され
るのは勿論のこと、走行中常にシステムの作動状態をチ
ェックし、システムに不具合が生じた場合には、これを
直ちに運転者に知らせることが必要である。このため、
従来システムにおいても、通常、回路の自己チェックを
行なうことができる故障診断回路を有しており、マイク
ロコンピュータ等により制御される構成が一般的であ
る。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、マイクロコンピュータにより、特にセ
ンサを含んだ点火系統のチェックを行なう構成では、マ
イクロコンピュータが暴走した場合安全装置が誤作動す
る虞れがある。このため、チェック時にチェックための
パルス信号の印加に応答して安全装置が作動することが
ないように配慮するほか、センサの入力側と点火系統と
を別個にチェックするなどの方法が採られている。この
ため、従来のシステムでは、チェックのために必要な回
路をシステム内に組み込まなければならず、部品点数が
増加し、コストの上昇を招くほか、信頼性も低下するな
どの問題を生じている。
本発明の目的は、したがって、複雑な回路を必要とす
ることなしに、信頼性よくセンサから点火素子までの作
動状態をチェックすることができる、車輛用安全システ
ムの作動チェック方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するための本発明の特徴は、車輛に生
じる加速度に応答して互いに逆相の一対の出力信号を与
えるセンサ手段と、該センサ手段に応答し上記一対の出
力信号の差分に応じた第1検出信号を出力する第1差動
増幅手段を含み上記第1検出信号に応答し車輛の衝突の
発生を判定する第1判定手段と、該センサ手段に応答し
上記一対の出力信号の差分に応じた第2検出信号を出力
する第2差動増幅手段を含み上記第2検出信号に応答し
上記第1判定手段における車輛の衝突の発生判定条件と
実質的に同一の条件で車輛の衝突の発生を判定する第2
判定手段と、車輛用安全装置の点火素子の一端と電源の
出力の一端との間に設けられ上記第1判定手段において
車輛の衝突の発生が判定された場合に導通状態とされる
第1通電制御手段と、上記点火素子の他端と上記電源の
出力の他端との間に設けられ上記第2判定手段において
車輛の衝突の発生が判定された場合に導通状態とされる
第2通電制御手段とを有し、上記第1及び第2通電制御
手段が同時に導通状態になった場合に上記点火素子に点
火電流が流れるようにした車輛用安全システムにおい
て、上記第1又は第2差動増幅手段のいずれか一方の利
得を同相入力にも応答しうるように変更し、上記センサ
にテスト信号を与えることにより、上記センサから同相
入力にも応答しうるように変更された上記第1又は第2
差動増幅手から衝突判定に必要なレベルの第1又は第2
検出信号を得るための同相の一対のチェック信号を出力
させ、このとき上記点火素子に生じる電位状態から上記
システムの作動チェックを行なうようにした点にある。
(作用) 作動チェック時以外は、第1及び第2作動増幅手段は
同相の入力信号には応答せず、センサ手段から出力され
る互いに逆相の一対の出力信号の差分に従う出力を与え
ている。第1及び第2判定手段では、この差分に従う出
力に基づいて実質的に同一の条件で衝突の判定が行なわ
れ、衝突の判定が夫々において同時になされると、第1
及び第2通電制御手段が共に導通状態となり、点火素子
に電源から点火のための電気エネルギーが第1及び第2
通電制御手段を通って供給され、安全装置が起動する。
一方、作動チェック時には、予め選択したいずれか一
方の差動増幅手段の利得が同相入力に応答しうる状態に
変更され、センサ手段からは、同相入力にも応答しうる
状態に変更された差動増幅手段から衝突判定に必要なレ
ベルの検出信号を得るための同相の一対のチェック信号
が出力される。センサ手段から出力される同相の一対の
出力信号に応答して第1又は第2通電制御手段のいずれ
か一方が導通状態となり、点火素子に生じる電位状態が
変化する。この場合、選択されなかった他方の差動増幅
手段は同相の一対の信号には応答せず、他方の通電制御
手段は非導通状態に保たれる。よって、作動チェック時
に点火素子に作動電流が流れることはない。
(実施例) 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例につき詳
細に説明する。
第1図は、本発明の方法による作動チェックを行ない
うるように構成された車輛用安全システムの一実施例を
示し、この車輛用安全システム1は、エアバック装置2
と、車輛が衝突した場合にこれを検知してエアバック装
置2を作動させるための制御部3とを備えて成ってい
る。
制御部3は、車輛(図示せず)の加速度を検出するた
め、一対の出力端子4a,4bを有する加速度センサ4を備
えており、出力端子4aからは車輛の加速度に応じたレベ
ルの第1加速度信号Saが出力され、他方の出力端子4bか
らは、第1加速度信号Saと絶対値レベルが等しいが逆相
である第2加速度信号Sbが出力される。
加速度センサ4は、第2図に示されるように、ピエゾ
素子41,42,及び抵抗器43乃至46が図示の如く接続されて
成っており、ピエゾ素子41,42の各一方の端子の共通接
続点Xには、電源電圧Vcを抵抗器45,46で分圧して成る
バイアス電圧Vbが与えられている。本実施例では、Vb−
1/2 Vcに設定されている。
ピエゾ素子41,42は、第3図に示されるように、共通
のベース板47(ベース部材)に取り付けられている。こ
のベース板47は剛体からなり車輛の進行方向Aと直交し
て適宜の箇所に固定されており、ピエゾ素子41,42は、
車輛の加速、減速に応じて引張力、圧縮力を受けて電圧
を発生する。
この結果、ピエゾ素子41,42の各他方の端子には、バ
イアス電圧Vbに、加速度、減速度に対応して生じる電圧
信号成分を加えた電圧が生じ、これらの電圧は第1加速
度信号Sa及び第2加速度信号Sbとして出力端子4a,4bか
ら夫々出力される。
ここで、ピエゾ素子41,42は車輛の加速、減速時に等
しい慣性力を受けるため、同期した信号成分を出力す
る。特に、本実施例では、ピエゾ素子41,42が共通のベ
ース板47に固定されているため、車輛衝突時の衝撃及び
振動がベース板47を介して同時期にピエゾ素子41,42に
伝達され、これにより、その衝撃に対して発生する各電
圧信号成分を高精度に同期させることができる。
ピエゾ素子41,42は互いに向きを異ならせて接続され
ているから、それらの出力電圧信号成分はバイアス電圧
Vbを中心として逆相をなしている。詳述すると、加速度
が零の時には、両加速度信号Sa,Sbともバイアス電圧Vb
に維持される。負の加速度すなわち衝突等によって生じ
る減速度の時には、第4図に示されるように、第1加速
度信号Saのレベルがバイアス電圧Vbより低くなり、第2
加速度信号Sbのレベルがバイアス電圧Vbより高くなる。
これらの信号の電圧とバイアス電圧Vbとの差の絶対
値、換言すれば減速度に対応する信号成分の絶対値は、
ピエゾ素子41,42の特性が等しいため、ともにΔVであ
る。したがって、各加速度信号の値は、下記の通りとな
る。
Sa=−ΔV+Vb …(1) Sb=ΔV+Vb …(2) 加速状態の時には、上記とは逆に第1加速度信号Saが
バイアス電圧Vbより高くなり、第2加速度信号Sbがバイ
アス電圧Vbより低くなる。
第2図で、符号4cで示されるのは後述するテスト信号
の入力端子であり、入力端子4cからのテスト信号は接続
点Xに印加される。
第1図に戻ると、制御部3は、加速度センサ4からの
一対の加速度信号Sa,Sbに基づいて車輛の衝突の発生を
判定するため、第1判定部5及び第2判定部7を備えて
いる。
第1判定部5は、第1加速度信号Saと第2加速度信号
Sbとの差分に応じた出力が得られるように構成された差
動増幅回路51を有している。差動増幅回路51は、差動増
幅器52及び抵抗器53乃至57が図示の如く接続されて成
り、第1加速度信号Saが抵抗器55,56を介して差動増幅
器52の−入力端子に印加され、第2加速度信号Sbが抵抗
器53を介してその+入力端子に印加されている。
ここで、差動増幅回路51は、任意の信号が同相で入力
された場合にはその出力に変化が生じない構成となって
おり、したがって、差動増幅回路51は、第1及び第2加
速度信号Sa,Sbに応答し、その差分に従う第1差動出力
電圧DS1が差動増幅回路51から出力され、積分回路58に
入力される。
積分回路58は、+入力端子に所定のオフセット電圧VF
1が電源59により与えられている演算増幅器60と、コン
デンサ61と、抵抗器62とから成る公知の構成の積分回路
であり、第1差動出力電圧DS1の積分出力電圧G1が電圧
比較器63の−入力端子に印加される。
電圧比較器63の+入力端子には、基準電圧VR1が電圧
源64により供給されており、G1<VR1となった場合に電
圧比較器63の出力レベルが高レベル状態となり、電源電
圧Vcが抵抗器65を介してベースに印加されているトラン
ジスタ66がオンとなり、そのコレクタ電位が略アース電
位となる。
したがって、車輛の衝突により車輛が減速状態となる
と、第1差動出力電圧DS1のレベルが増大し、これに従
って積分出力電圧G1のレベルが低下し、G1<VR1となっ
たときにトランジスタ66がオンとなる。すなわち、G1<
VR1の状態になると車輛の衝突が生じたと判定される構
成である。
次に、第2判定部7について説明する。第2判定部7
は、第1加速度信号Saと第2加速度信号Sbとの差分に応
じた出力が得られるように構成された差動増幅回路71を
有している。差動増幅回路71は、差動増幅器72及び抵抗
器73乃至77が図示の如く接続されて成り、第1加速度信
号Saが抵抗器73を介して差動増幅器72の+入力端子に印
加され、第2加速度信号Sbが抵抗器75,76を介してその
−入力端子に印加されている。
ここで、差動増幅回路71もまた任意の信号が同相で入
力された場合にはその出力に変化が生じない構成となっ
ており、したがって、差動増幅回路71は、第1及び第2
加速度信号Sa,Sbに応答し、その差分に従う第2差動出
力電圧DS2が差動増幅回路71から出力され、積分回路78
に入力される。したがって、第4図から理解されるよう
に、衝突により車輛の急減速が生じると、差動増幅器72
の+入力端子の電位は負方向に大きくなり、その−入力
端子の電位は正方向に大きくなるので、この場合、第2
差動出力電圧DS2のレベルは低下する方向に変化する。
積分回路78は、+入力端子に所定のオフセット電圧VF
2が電源79により与えられている演算増幅器80と、コン
デンサ81と、抵抗器82とから成る公知の構成の積分回路
であり、第2差動出力電圧DS2の積分出力電圧G2が電圧
比較器83の+入力端子に印加される。
出力端子に抵抗器85を介して電源電圧Vcが印加されて
いる電圧比較器83の−入力端子には、基準電圧VR2が電
圧源84により供給されており、G2>VR2となった場合に
電圧比較器83の出力レベルが高レベル状態となる。
したがって、車輛の衝突により車輛が減速状態となる
と、第2差動出力電圧DS2のレベルが減少し、これに従
う積分出力電圧G2のレベルが増大し、G2>VR2となった
ときに電圧比較器83の出力が高レベル状態となる。すな
わち、G2>VR2の状態になると車輛の衝突が生じたと判
定される構成である。
エアバック装置2の点火素子であるスクイブ8の一端
は、第1判定部5からの出力に応じて導通制御されるト
ランジスタ9を介してバッテリ10の正極に接続されてお
り、スクイブ8の他端は、第2判定部7の出力に応じて
導通制御される別のトランジスタ11を介してバッテリ10
の負極に接続されている。
したがって、第1判定部5において衝突の判定が行な
われることにより、トランジスタ9が導通状態とされ、
且つ同時に第2判定部7において衝突の判定が行なわれ
ることによりトランジスタ11が導通状態とされた場合
に、スクイブ8にバッテリ10から点火のために必要な電
流が流れ、エアバック装置2が展開することになる。
次に、上述の如く構成された車輛用安全システム1の
作動チェックを随時行なうための構成について説明す
る。
第1図において、符号91で示されるのは、作動チェッ
ク用のテスト信号を発生するための信号発生器であり、
スイッチ92,93が接続されている。スイッチ92を閉じ
と、信号発生器91からは第1判定部5のチェックのため
の第1テスト信号Ta(第5図(a)参照)が出力され、
他方のスイッチ93を閉じると、信号発生器91からは第2
判定部7のチェックのための第2テスト信号Tb(第5図
(b)参照)が出力される構成である。
信号発生器91からの各テスト信号は、加速度センサ4
の入力端子4cに印加されると同時に、スイッチ94,95に
も開閉制御信号として与えられている。
スイッチ94は、差動増幅器52の−入力端子に設けられ
た2つの入力抵抗器のうちの一方の抵抗器56と並列に接
続されており、テスト信号のレベルが−VT以下となった
場合にのみ閉じられるように構成されている。差動増幅
回路51は、スイッチ94が開いている場合に、前述の如く
同相の同一レベルの入力信号に対して応答しない構成と
なっており、スイッチ94が閉じて抵抗器56が短絡された
場合には、その増幅度が変化し、同相の同一レベルの入
力信号に応答して所定の出力を生じることとなる。
もう一方のスイッチ95も、同様の目的で、差動増幅器
72の−入力端子に設けられた2つの入力抵抗器のうちの
一方の抵抗器76と並列に接続されているが、スイッチ95
は、テスト信号のレベルが+TV以上となった場合にのみ
閉じられるように構成されている点でスイッチ94と異な
っている。したがって、差動増幅回路71もまた、スイッ
チ95が開いている場合には同相の同一レベルの入力信号
に対して応答しないが、スイッチ95が閉じて抵抗器76が
短絡されてその増幅度が変化すると、同相の同一レベル
の入力信号に応答して所定の出力を生じることとなる。
符号96で示されるのは、スクイブ8の両端に生じる電
位状態を検出するための検出器であり、スクイブ8の両
端の電位状態が所定の状態より外れると出力側に設けら
れたランプ97を点灯する構成である。
次に、第1又は第2テスト信号Ta,Tbを印加すること
により行なわれる車輛用安全システム1の作動チェック
について説明する。
第1テスト信号Taが加速度センサ4の入力端子4cに印
加されると、各出力端子4a,4bからは、第5図(c)に
示される第1信号S1と、これと同相で全く同一の第5図
(d)に示される第2信号S2とが夫々出力される。第1
テスト信号Taの第1信号部分101においては、そのレベ
ルの下限が−VTよりは大きく、その上限が+VTよりは小
さいので、スイッチ94が閉じられることはなく、したが
って、第1差動出力電圧DS1のレベルは略零であり、オ
フセット電圧VF1より小さいので、積分出力電圧G1は小
さく、G1<VR1の状態になっている。
この状態において、時刻t=taで第1テスト信号Taの
第2信号部分102の領域に入ると、第1テスト信号Taの
レベルが−VL(<−VT)となるため、スイッチ94が閉じ
られて入力抵抗器56が短絡状態となる。この結果、差動
増幅回路51の増幅度が大きくなり、第5図(e)に示さ
れるように、第1出力電圧DS1のレベルが大きく増大
し、積分出力電圧G1のレベルがta以後低下しはじめ、t
=tbにおいてG1=VR1となり、これ以後、トランジスタ
9のベース電位が低レベルとなり、トランジスタ9が導
通状態となる。
このとき、第1テスト信号Taのレベルは+VTを越えて
大きくなることはないので、スイッチ95は開かれたまま
であり、したがって、第5図(c),(d)に示される
信号が第2判定部7に入力されても差動増幅回路71の第
2差動出力電圧DS2のレベルは高レベル状態に保たれた
ままであり、トランジスタ11は非導通状態に保たれてい
る。
検出器96は、トランジスタ9のみが導通状態となるこ
とにより、スクイブ8の両端に生じる所要の電位変化を
検出し、ランプ97を点灯する。若し、所要の電位変化が
生じない場合は、加速度センサ4からトランジスタ9ま
での経路に不具合が生じている場合である。
次に、第2テスト信号Tbによる、センサ4からトラン
ジスタ11までの系統の作動チェックについて説明する。
第5図(b)に示される第2テスト信号Tbが加速度セ
ンサ4の入力端子4cに印加されると、各出力端子4a,4b
からは、先の場合と同様に、第5図(c)に示される第
1信号S1と、これと同相で全く同一の第5図(d)に示
される第2信号S2とが夫々出力される。第2テスト信号
Tbの第1信号部分201においては、その下限レベルが−V
Tよりは大きく、その上限レベルが+VTよりは小さいの
で、スイッチ95は開状態になっている。したがって、第
2差動出力電圧DS2のレベルは略電源電圧に等しく、オ
フセット電圧VF2より高いので、積分出力電圧G1は略零
であり、G1<VR2の状態になっている。この状態におい
て時刻t=tcで第2信号部分202の領域に入ると、第2
テスト信号Tbのレベルが+Vc(>+VT)となるため、ス
イッチ95が閉じられて入力抵抗器76が短絡状態となる。
この結果、差動増幅回路71の増幅度が大きくなり、第5
図(h)に示されるように、第2差動出力電圧DS2のレ
ベルが大きく減少し、積分出力電圧G2のレベルがtc以後
上昇しはじめ、t=tdにおいてG2=VR2となり、トラン
ジスタ11のベース電位が高レベルとされ、トランジスタ
11が導通状態となる。
このとき、第2テスト信号Tbのレベルは−VTより小さ
くなることはないので、この間スイッチ94は開かれたま
まであり、したがって、第5図(c),(d)に示され
る信号が入力されても差動増幅回路51の第1差動出力電
圧DS1のレベルは略零に保たれたままであり、トランジ
スタ9が導通状態になることはない。
検出器96は、トランジスタ11のみが導通状態となるこ
とにより生じるスクイブ8の両端の所要の電位変化を検
出し、ランプ97を点灯する。若し、所要の電位変化が生
じない場合は、加速度センサ4からトランジスタ11まで
の経路に不具合が生じている場合である。
第1図に示す車輛用安全システム1においては、わず
かな回路を付加するだけで、加速度センサ4から点火制
御に用いられるトランジスタ9又は11までの2つの系統
を別々にチェックすることができるので、チェック動作
中にスクイブ8を誤って点火させてしまう虞れが全くな
く、誤作動なしに、信頼性の高い作動チェックを行なう
ことができる。
なお、上記実施例では、閉成動作条件の異なる2つの
スイッチ94,95を用い、テスト信号をこれらに同時に印
加し、チェック対象となっている一方の系統のスイッチ
のみを閉じる構成を示したが、本発明の方法はこの実施
例の方法に限定されるものではなく、閉成動作条件の同
じスイッチを用い、テスト信号を必要に応じて別々に印
加して所要のチェックを別々に行なう構成でもよい。
(発明の効果) 本発明によれば、上述の如く、複雑な回路を必要とす
ることなしに、加速度センサから点火素子までの間の回
路状態を点火素子を誤作動させることなしに点検するこ
とができるので、極めて信頼性の高い作動チェックを行
なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法に従って作動チェックを行なうよ
うにした車輛用安全システムの一実施例を示す回路図、
第2図は第1図の加速度センサの回路図、第3図は第2
図のピエゾ素子の配設状態を示す図、第4図は加速度セ
ンサの出力信号の波形の一例を示す波形図、第5図
(a)乃至第5図(j)は第1図の車輛用安全システム
のチェック時の作動を説明するための各部の波形図であ
る。 1……車輛用安全システム、 2……エアバック装置、3……制御部、 4……加速度センサ、4a,4b……出力端子、 4c……入力端子、5……第1判定部、 7……第2判定部、8……スクイブ、 9,11……トランジスタ、10……バッテリ、 51,71……差動増幅回路、 91……信号発生器、96……検出回路、 97……ランプ、Sa……第1加速度信号、 Sb……第2加速度信号、 DS1,DS2……差動出力電圧、 Ta……第1テスト信号、 Tb……第2テスト信号。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車輛に生じる加速度に応答して互いに逆相
    の一対の出力信号を与えるセンサ手段と、 該センサ手段に応答し前記一対の出力信号の差分に応じ
    た第1検出信号を出力する第1差動増幅手段を含み前記
    第1検出信号に応答し車輛の衝突の発生を判定する第1
    判定手段と、 該センサ手段に応答し前記一対の出力信号の差分に応じ
    た第2検出信号を出力する第2差動増幅手段を含み前記
    第2検出信号に応答し前記第1判定手段における車輛の
    衝突の発生判定条件と実質的に同一の条件で車輛の衝突
    の発生を判定する第2判定手段と、 車輛用安全装置の点火素子の一端と電源の出力の一端と
    の間に設けられ前記第1判定手段において車輛の衝突の
    発生が判定された場合に導通状態とされる第1通電制御
    手段と、 前記点火素子の他端と前記電源の出力の他端との間に設
    けられ前記第2判定手段において車輛の衝突の発生が判
    定された場合に導通状態とされる第2通電制御手段とを
    有し、 前記第1及び第2通電制御手段が同時に導通状態になっ
    た場合に前記点火素子に点火電流が流れるようにした車
    輛用安全システムにおいて、 前記第1又は第2差動増幅手段のいずれか一方の利得を
    同相入力にも応答しうるように変更し、 前記センサにテスト信号を与えることにより、前記セン
    サから同相入力にも応答しうるように変更された前記第
    1又は第2差動増幅手から衝突判定に必要なレベルの第
    1又は第2検出信号を得るための同相の一対のチェック
    信号を出力させ、 このとき前記点火素子に生じる電位状態から前記システ
    ムの作動チェックを行なうようにした ことを特徴とする車輛用安全システムの作動チェック方
    法。
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