JP3623310B2 - 多重通信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の前方及び側方からの衝突事故時に乗員を保護するエアバッグ等が複数個備えられてなる乗員保護装置等に最適な多重通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の多重通信装置を図４に示す乗員保護装置に基づいて説明する。まず、破線１６で囲まれる主制御装置である運転席エアバッグ（主乗員保護装置）について以下に説明する。
昇圧回路３は、イグニッションスイッチ２を介して供給されるバッテリ１からの入力電圧を昇圧して抵抗４を介してバックアップコンデンサ５を充電する。その充電された電荷は、マイクロコンピュータ１１が加速度センサ１０から供給される加速度信号に基づいて重大衝突と判断したときにスイッチ回路７をオンすることによって放電用ダイオード６を介して雷管８、機械式加速度スイッチ９（このときはオン状態であるが、通常時はオフ状態である）を直列に介して放電され、雷管８によって図示されない火薬が点火され、エアバッグが展開される。なお、この機械式加速度スイッチ９は、本出願人による特願平５−３５１４７０号に開示されている構造のものである。
【０００３】
また、マイクロコンピュータ１１は故障診断機能を有し、前記バックアップコンデンサ５の容量診断時にはトランジスタ１３を所定時間の間オンし、バックアップコンデンサ５に充電された電荷を抵抗１２を介して放電し、その時のバックアップコンデン５の端子電圧の変化量を読み取り、前記バックアップコンデンサ５の静電容量が規定値の範囲にあるか否かの診断を行い、異常（規定値の範囲から外れている）と判断した場合には、その故障内容をメモリ１４に記憶せしめると共に、ランプ等の警報装置１５を駆動して乗員に知らせる。なお、前記マイクロコンピュータ１１は、故障診断機能と衝突判断機能とを極めて短時間の間に交互に繰り返して実行している。
【０００４】
さらに、マイクロコンピュータ１１は、後述の第１通信回路１７から供給される副制御装置である運転席サイドエアバッグ（副乗員保護装置）１９の故障診断情報をメモリ１４に記憶せしめると共に、その故障診断情報に基づいて警報装置１５の作動を行う。第１通信回路１７は、マイクロコンピュータ１１から一定周期毎に要求信号が供給されると、それを運転席サイドエアバッグ１９の第２通信回路２０に供給すると共に、その第２通信回路２０からその要求信号に対応する応答信号が供給されると、それをマイクロコンピュータ１１に供給する。
【０００５】
次に、車両側方からの衝突時に作動する、副制御装置である運転席サイドエアバッグ１９について以下に説明する。
この運転席サイドエアバッグ１９は、車両側方からの衝突に対して乗員を保護するためのもので、その電源は、符号１８で示すハーネス等の電源ラインによって前記運転席エアバッグ１６のバックアップコンデンサ５及び昇圧回路３から供給されるように接続されている。また、第１通信回路１７は、運転席サイドエアバッグ１９の第２通信回路２０と多重通信を行うもので、マイクロコンピュータ１１からの一定周期毎に伝送されてくる要求信号を第２通信回路２０に伝送すると共に、それに対応する第２通信回路２０からの応答信号（診断結果）を受けてマイクロコンピュータ１１に供給する。
【０００６】
運転席サイドエアバッグ１９は、車両のドア、またはその近傍に取り付けられるもので、その中の符号１０’は左右方向加速度センサで、前後方向加速度センサ１０と同一のもので、この加速度センサ１０に対して、車両の左右方向からの加速度を検出できるように検出方向を変えて車両に取り付けたものである。
【０００７】
１１’は前記マイクロコンピュータ１１と同等の衝突判断機能を有するマイクロコンピュータで、車両左右方向に発生した加速度信号を検出する前記左右方向加速度センサ１０’からの加速度信号に基づいて衝突判断を行い、重大衝突と判断した場合には、スイッチ回路７’（スイッチ回路７と同等のもの）をオン制御する。
【０００８】
なお、８’は前記雷管８と同等の雷管、９’は前記機械式加速度スイッチ９と同等の機械式加速度スイッチ、２１は定電圧回路で、前記電源ライン１８を介した前記昇圧回路３及びバックアップコンデンサ５からの出力を受けて、運転席サイドエアバッグ１９を構成する各回路に定電圧を供給するものである。
【０００９】
すなわち、運転席用エアバッグは図４に示したものと同一の作動を行うのでその詳細説明は省略するが、運転席サイドエアバック１９も運転席エアバック１６と同様に衝突判断機能と故障診断機能とを有し、これらのプログラムを短時間のうちに交互に繰り返し実行する。
【００１０】
それによって、運転席サイドエアバッグ１９は運転席エアバッグ１６の昇圧回路３及びバックアップコンデンサ５から電源ライン１８を介して昇圧電圧を受けると共に、この運転席サイドエアバッグ１９は車両側方からの衝突による加速度を左右方向加速度センサ１０’が検出し、その検出信号に基づいてマイクロコンピュータ１１’の衝突判断機能が重大事故と判断すると、スイッチ回路７’をオン制御して運転席エアバッグ１６のバックアップコンデンサ５に充電された電力をスクイーブ８’、機械式加速度スイッチ９’に直列に流し、火薬に点火してエアバッグを展開させる。なお、通常双方のスイッチ回路７、７’が同時にオンされることはない、すなわち車両の前方からと左右から同時に衝突が発生することはないからである。
【００１１】
また、マイクロコンピュータ１１’は、故障診断機能によって雷管８’等の故障診断を行うと共に運転席エアバッグ１６からの要求信号を第１及び第２通信回路１７、２０を介して周期的に入力し、要求信号が供給される毎に、運転席サイドエアバッグ１９のマイクロコンピュータ１１’は応答信号として、診断結果を第２通信回路２０から第１通信回路１７に返送し、マイクロコンピュータ１１はその内容に応じてメモリ１４に記憶せしめると共に、警報装置１５を駆動する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の図４における乗員保護装置の運転席エアバッグ１６のマイクロコンピュータ１１が一定周期毎に運転席サイドエアバッグ１９に要求信号を供給する毎に、運転席サイドエアバッグ１９のマイクロコンピュータ１１’から応答信号が運転席エアバッグ１６のマイクロコンピュータ１１に伝送される構成になっているので、双方のマイクロコンピュータ１１、１１’の間で常に通信を行うために、電力消費量が多くかかり、そのため昇圧回路３の容量が大きくなるという課題があった。
【００１３】
また、運転席サイドエアバッグ１９のマイクロコンピュータ１１’が暴走した場合、常識的にはウオッチドッグタイマ（図示せず）によってリセットされ、それによって正常動作に戻されてから故障ではなく暴走したということが確認されるが、この正常に戻されるまでの時間は非常に短い時間で、その短い時間経過後、応答信号が返送されてこない場合には、物理的に破壊されているのか、または暴走が繰り返されているのか分からず、そのために運転席エアバッグ１６のマイクロコンピュータ１１の管理から運転席サイドエアバッグ１９のマイクロコンピュータ１１’が無管理状態になってしまうという課題があった。
【００１４】
そこで、この発明は上記の課題に着目してなされたもので、主マイクロコンピュータが管理する副マイクロコンピュータの動作が少しでも異常の時には、主マイクロコンピュータは、副マイクロコンピュータとのつながりを完全に無視して、主マイクロコンピュータが誤判断しないようにすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この多重通信装置に係る第１の発明は、第１直流電源から給電され、第１センサからの検出信号に基づいて第１制御信号を作成すると共に、各回路部を監視して故障診断を行う機能を備えた主制御装置と、
前記第１直流電源にハーネスを介して接続される第２直流電源から給電され、第２センサからの検出信号に基づいて第２制御信号を作成すると共に、各回路部の監視を行う機能を備えた少なくても１つの副制御装置とを備え、
前記主制御装置は、前記副制御装置に対して周期的に要求信号を供給すると共に、前記副制御装置は、前記主制御装置に対して少なくても各回路部の監視結果を含む応答信号を返送する多重通信装置であって、
前記要求信号と前記応答信号とは、前記ハーネスを信号ラインとして通信を行い、前記主制御装置は、要求信号を供給した後に、前記副制御装置からそれに対応する応答信号が所定時間を越えて返送されないとき断線状態にあると判断して前記副制御装置からの応答信号の入力を禁止するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１に基づいて説明する。
まず、運転席エアバッグである主乗員保護装置３５について説明する。
すなわち、２１は昇圧回路で、イグニッションスイッチ２を介して供給されるバッテリ１からの入力電圧を昇圧して抵抗２２を介してバックアップコンデンサ２３を充電すると共に、電源ライン３６に直列に介挿されたスイッチ回路３２、抵抗３４を介して助手席サイドエアバッグである副乗員保護装置４６にその昇圧電圧を供給する。２４は車両の前後方向に発生する加速度を検出する前後方向加速度センサで、検出信号である加速度信号は、後述のマイクロコンピュータ２５に供給される。
【００１９】
このマイクロコンピュータ２５は、衝突判断機能を有し、前記前後方向加速度センサ２４から供給される加速度信号に基づいて重大衝突と判断したときにスイッチ回路２６をオンすることによってバックアップコンデンサ２３に充電された電荷を放電用ダイオード２７を介して放電し、雷管２８、機械式加速度スイッチ２９に直列に点火電流を流して、ハンドルに取り付けられたエアバッグを展開させる一方で、スイッチ回路２６’をオンし、雷管２８’をオンして前記と同時にプリテンショナーを作動させる。なお、このとき機械式加速度スイッチ２９がオンされていることは言うまでもないことである。
【００２０】
また、前記マイクロコンピュータ２５は前記バックアップコンデンサ２３、雷管２８等の故障診断機能を有し、そのうちバックアップコンデンサ２３の容量診断においては、イグニッションスイッチ２のオン操作直後に、信号ラインＹを介してスイッチングトランジスタ３１をオフすると共に、前記バックアップコンデンサ２３の充電電荷が、副乗員保護装置４６の各回路の暗電流として放電しないように、すなわち後述の副乗員保護装置４６が前記バックアップコンデンサ２３の負荷として作用する関係をなくした状態、換言すると主乗員保護装置３５と副乗員保護装置４６とを電気的に切り離した状態にした後にスイッチングトランジスタ３１をオンし、前記バックアップコンデンサ２３に充電された電荷を抵抗３０を介して放電し、その時のバックアップコンデンサ２３の端子電圧の、所定時間の間における電圧変化量をマイクロコンピュータ２５が読み取り、それによって、静電容量を算出して容量診断を行い、その容量値が異常と判断した場合には、ランプ等の警報装置３７を用いて乗員に知らせ、かつその異常内容をメモリ３８に記憶せしめる。
【００２１】
さらに、マイクロコンピュータ２５は、図３（Ａ）の如く要求信号を信号ラインＸを介して出力した後に、所定時間を越えて応答信号が信号ラインＺを介して伝送されてこない場合（図３（Ｂ））には、後述の入力制御部３９に対して入力禁止信号を供給し（図３（Ｃ））、かつ信号ラインＹを介してスイッチングトランジスタ３１をオフする。入力制御部３９は前述の如く、マイクロコンピュータ２５が要求信号を出力した後に、その要求信号に対する応答信号が所定時間Ｔの間に供給されない場合には、信号ラインＺからの入力を遮断するための信号を出力する。
【００２２】
なお、前記雷管２８、２８’、２８”の断線診断等は、雷管２８、２８’、２８”の両端の電圧及び電圧差に基づいてマイクロコンピュータ２５が判断し、断線等と判断した場合には、上記と同様にランプ等の警報装置３７を用いて乗員に知らせる。また、前記マイクロコンピュータ２５は信号ラインＺを介して副乗員保護装置４６から各種診断信号等の応答信号を入力して上記と同様の診断を行うが、この応答信号は、マイクロコンピュータ２５が信号ラインＸを介して第１通信回路３３から副乗員保護装置４６に対して要求信号（図３（Ａ）参照）を送信した後に、副乗員保護装置４６のマイクロコンピュータ２５’から返送してくることは言うまでもないことである。
【００２３】
次に、副乗員保護装置４６について説明する。
２４’は前記前後方向加速度センサ２４と同一の加速度センサで、前後方向加速度センサ２４と検出方向が異なり、車両の左右方向の加速度を検出するようにドップラー等に取り付けられ、その検出出力である加速度信号をマイクロコンピュータ２５’に供給する。
マイクロコンピュータ２５’は、前記マイクロコンピュータ２５と同様に衝突判断機能を有し、前記左右方向加速度センサ２４’から供給される加速度信号と、後述の加速度スイッチ４０から供給されるスイッチ信号とに基づいて車両側方からの衝突の規模を判断し、その判断結果を診断結果と共に、応答信号として第２通信回路３３’を介して出力する。
【００２４】
またマイクロコンピュータ２５’は、マイクロコンピュータ２５と同様に診断機能を有して、左右方向加速度センサ２４’、加速度スイッチ４０等の故障診断を行い、第１通信回路３３から電源ライン３６を介して要求信号が供給される毎に、この診断結果を応答信号として第２通信回路３３’（第１通信回路３３と同一のもの）、電源ライン３６、信号ラインＺを介して主乗員保護装置３５のマイクロコンピュータ２５に供給する。
【００２５】
さらに、マイクロコンピュータ２５’は、ウオッチドックタイマ４５が接続されてプログラム暴走時には、ウオッチドッグタイマ４５からのリセット信号によってリセットされる。マイクロコンピュータ２５’がプログラム暴走したときには、マイクロコンピュータ２５’は要求信号が供給されても認識できなくなるので、応答信号の出力は停止される。なお、加速度スイッチ４０は、半導体加速度センサと、その検出出力を入力する比較回路とから構成され、半導体加速度センサからの出力が比較回路の基準値を越えたときに、スイッチ信号を出力する。
【００２６】
４１’は電界効果型トランジスタ等のスイッチングトランジスタで、第２通信回路３３’の出力信号によってオン、オフ制御され、衝突信号を示す信号、各種診断信号等の応答信号を出力する。４２’は前記スイッチングトランジスタ４１’と電源ライン３６との間に介挿された抵抗で、電源ライン３６を介して前記抵抗３４と直列接続されて、逆流防止用ダイオード４３のアノード側の電圧が、スイッチングトランジスタ４１または４１’がオンしたときに定電圧回路４４の入力の最低レベルが０レベルにならなずに一定電圧以上に保持されて、常時後述の定電圧回路４４に定電圧を給電できるようにしている。なお、この定電圧回路４４は常時入力電圧を受け、かつ副乗員保護装置４６を構成する各回路に電力を供給している。
【００２７】
なお、電源ライン３６は主乗員保護装置３５と副乗員保護装置４６との間で通信を行っているときは図２に示すような電圧波形になる。
すなわち、図２において、電圧Ｖ１はスイッチングトランジスタ４１、４１’がオンしたときの昇圧回路２１の出力電圧Ｖ３を抵抗３４及び４２’で抵抗分割した値になり、電圧Ｖ２はスイッチングトランジスタ４１（または４１’）がオフしたときの電圧で、抵抗３４の値で決まる。
【００２８】
次に、上記構成の作用を説明する。
▲１▼診断機能が動作するとき
イグニッションスイッチ２がオンされ、主乗員保護装置３５のマイクロコンピュータ２５が作動を開始し、静電容量診断を行うとき、マイクロコンピュータ２５は信号ラインＹを介してスイッチ回路３２をオフすると共に、スイッチングトランジスタ３１を所定時間の間にオン動作せしめ、十分に充電されたバックアップコンデンサ２３を、抵抗３０を介して所定の時間の間放電し、そのときのバックアップコンデンサ２３の端子電圧をマイクロコンピュータ２５が読み取ることによって、マイクロコンピュータ２５はバックアップコンデンサ２３の端子電圧の電圧変化量を求め、それから静電容量が規定値の大きさか否かを判断し、異常の時はそれをメモリ３８に記憶せしめ、かつ警報装置３７を作動させて知らせる。また、前記雷管２８、２８’、２８”の断線等の診断を行い、故障ありと判断した場合には、その故障内容をメモリ３８に記憶せしめると共に、警報装置３７を作動せしめる。
【００２９】
その後、スイッチ回路３２をオンせしめると共に、第１通信回路３３、電源ライン３６を介して副乗員保護装置４６のマイクロコンピュータ２５’に対して、診断の要求信号を供給する。要求信号を受け取ったマイクロコンピュータ２５’は副乗員保護装置４６内の各部、例えば左右方向加速度センサ２４’等の端子電圧を読み取り、第２通信回路３３’の出力によって、スイッチングトランジスタ４１’をオン、オフすることによって、電源ライン３６を介して主乗員保護装置３５のマイクロコンピュータ２５に信号ラインＺを介して送信してマイクロコンピュータ２５で、診断を行い、その結果、故障ありと判断した場合には、上記と同様にその内容をメモリ３８に記憶せしめ、かつ警報装置３７を作動させる。
【００３０】
▲２▼衝突判断機能が作動するとき
上記各種診断が終了した後（または行われていないとき）に、車両が前方衝突をしたとき、主乗員保護装置３５の機械式加速度スイッチ２９がオンし、さらにマイクロコンピュータ２５が前後方向加速度センサ２４からの加速度信号に基づいて重大衝突と判断すると、マイクロコンピュータ２５はスイッチ回路２６，２６’をオン制御してバックアップコンデンサ２３に充電された電荷を放電用ダイオード２７を介して雷管２８、２８’に通電し、運転席のエアバッグ等を展開させ、かつプリテンショナーを作動させて乗員を前方衝突から保護する。しかしながら、この時加速度が車両の前後方向に作用するので、副乗員保護装置４６の左右方向加速度センサ２４’及び加速度スイッチ４０からは信号は出力されず、バックアップコンデンサ２３から雷管２８”には点火電流は供給されない。
【００３１】
また、車両が横方向から衝突されたとき、主乗員保護装置３５の機械式加速度スイッチ２９はオンせず、また前後方向加速度センサ２４からは前記前方衝突に伴う加速度信号に相当するだけの大きさの加速度信号は出力されないので雷管２８には点火電流は供給されない。
【００３２】
一方で、副乗員保護装置４６のマイクロコンピュータ２５’は加速度スイッチ４０からのスイッチ信号と、左右方向加速度センサ２４’からの加速度信号とに基づいて重大衝突と判断すると、マイクロコンピュータ２５’はスイッチ回路２６’をオン制御してバックアップコンデンサ２３に充電された電荷を雷管２８”に供給してシートに設けられたエアバッグを展開して乗員を側方衝突から保護する。
【００３３】
以上が、通常時のマイクロコンピュータ２５、２５’の動作であるが、マイクロコンピュータ２５’が何らかの原因でプログラム暴走すると、ウオッチドッグタイマ４５の作動で初期化されるか、初期化に所定時間以上の時間を費やすと、すなわち要求信号を出力させてからそれに対する応答信号が所定時間以内に供給されない場合には、マイクロコンピュータ２５は、入力制御部３９を入力禁止状態にし、かつスイッチ回路３２をオフ状態にして主乗員保護装置３５から副乗員保護装置４６を切り離す。
【００３４】
なお、主乗員保護装置３５が、副乗員保護装置４６の動作を切り離す方法として、入力制御部３９を作動させるのみか、またはスイッチ回路３２をオフするかのみであっても十分である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、要求信号と応答信号とは、ハーネスを信号ラインとして通信を行うので、ハーネスの使用本数を少なくできる。また、主制御装置は副制御装置との通信が所定時間の間正常ではない判断したときには、副制御装置からの応答信号を入力させない（無視する）ようなプログラムにするので、マイクロコンピュータに適した構成のものが得られるという効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による乗員保護装置の実施の形態１の回路ブロック説明図である。
【図２】図１における電源ライン３６の波形図である。
【図３】本発明による乗員保護装置の実施の形態２の回路ブロック説明図である。
【図４】本発明の従来例の回路説明図である。
【符号の説明】
２４、２４’ 加速度センサ
２５、２５’ マイクロコンピュータ
２６、２６’、３２ スイッチ回路
２８、２８’ 雷管
３３、３３’ 通信回路
３４、４２ 抵抗
３１、４１ スイッチングトランジスタ
４０ 加速度スイッチ

Claims (1)

1. 第１直流電源から給電され、第１センサからの検出信号に基づいて第１制御信号を作成すると共に、各回路部を監視して故障診断を行う機能を備えた主制御装置と、
   前記第１直流電源にハーネスを介して接続される第２直流電源から給電され、第２センサからの検出信号に基づいて第２制御信号を作成すると共に、各回路部の監視を行う機能を備えた少なくても１つの副制御装置とを備え、
   前記主制御装置は、前記副制御装置に対して周期的に要求信号を供給すると共に、前記副制御装置は、前記主制御装置に対して少なくても各回路部の監視結果を含む応答信号を返送する多重通信装置であって、
   前記要求信号と前記応答信号とは、前記ハーネスを信号ラインとして通信を行い、前記主制御装置は、要求信号を供給した後に、前記副制御装置からそれに対応する応答信号が所定時間を越えて返送されないとき断線状態にあると判断して前記副制御装置からの応答信号の入力を禁止することを特徴とする多重通信装置。

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