JP3776934B2 - 車両のための安全装置 - Google Patents

Description

本発明は車両及び特に自動車に適用することができる安全装置に関する。
自動車に用いられる点火安全装置は、通常、一又は複数の加速度センサーに直列に接続された点火始動装置の端子に或る電圧を供給する電力源を具える安全回路を具備する。始動装置は固定の内部抵抗を持ち、センサーは一般的に、始動装置の内部抵抗の値より大きい定格値を持つ抵抗器によってシャントされる。このようにして、始動装置には、トリガーされるには不充分な小さい電流が流れる。車両の衝突又は大きな減速が検出された場合には、一又は複数のセンサーが連続的に閉じられ、始動装置中を流れる電流を著しく増加される。次にメカニズムが始動され、それにリンクしているメカニズムを始動させる。代表的には、このメカニズムは安全エアーバッグである。
これらの安全装置の大きな欠点は、加速度センサーから単独に情報を集めるように設計されるということである。車両の速度又はブレーキのレベル等のような他の重要なパラメータは考慮されていない。
これらの装置の他の欠点は、走行の進展の状態に関する情報を記憶しないことである。従って、それらは、事故の生起の際に、ブラックボックスとして作用することができず、また破壊の原因を正確に診断することもできない。
更に、これらの装置は、車両に具えられている全ての安全システムを強制的に同時にトリガーする。
更に、装置の素子の正しい動作の検証が、電気的に継続して行われる。抵抗素子に対して有用であるこの方法は、半導体素子が存在する場合は不適当である。従って、半導体ブリッジを含む点火始動装置を設置することはできない。
他の欠点は、始動装置にリンクされたセンサーの一つが故障した場合に現われる。通常、車両の大きな加速度を検出する二つの加速度センサーからの密接に関連する情報が、始動装置の始動を起こさせる。二つのうちの一つが閉じ且つ他の一つが閉じない場合には安全装置は始動しない。このように、搭乗者が速過ぎる又はタイミングが合っていない安全システムのトリガーから守られる場合は、衝突の場合の搭乗者の安全はもはやは保証されない。
更に、実在する装置は、それに含まれる素子をスタートから固定する必要がある。装置中に存在するセンサー及び始動装置は、型及び数が予め定められなければならない。従って、別個の測定手段及び安全メカニズムに対応して、それらを別の車両に組み込むことが難しい。
他の欠点は、半導体ブリッジと共に設置された一又は複数の始動装置の存在で明らかになる。実際に、それらの機能を周期的に検証できることが重要である。これは通常間接的な方法で行われる。代表的にはタングステンの被覆を半導体ブリッジの上に被覆してその状態をチェックする。この間接的な方法は、非実用的であり且つ信頼性が低い。
本発明の目的は、これらの多くの欠点を除去することにある。
特に、本発明の目的は、それの素子を簡単に変更することができる、モジュール的なアーキテクチャを持つ安全装置にある。
本発明の他の目的は、ブラックボックス及び診断ボックスとして使用できるように、走行状態についての情報を保持することにある。
本発明は更に、半導体ブリッジによって構成された点火始動装置を統合することができるようにし、同時に、それらの動作状態を簡単な方法で且つ高い信頼性で周期的にチェックする目的を有する。
本発明の他の目的は、複数の安全システムの連続的なトリガーを、正確に連続させることができるようにすることにある。
本発明は更に、安全メカニズムが系統的に順序に従って動作に入るようにすることを目的とする。
このため、本発明は、
車両の走行の状態に関する情報を与える検出システムであって、走行のための正常の状態に対応する第１の状態及び車両中の少なくとも一人の搭乗者に対する危険に対応する第２の状態を有する前記検出システム、
この搭乗者の安全を確実にするために始動することができるメカニズム、
このメカニズムを確実に始動させる安全システムであって、確実にその少なくとも一つが点火始動装置を具える安全システム、
電力源、及び
電力源によって電力供給され、検出及び安全システムに接続された電気回路を具える車両のための安全装置を提供する。
いずれかの検出システムが第１の状態から第２の状態に移る時に、それらが安全システムをトリガーする。後者は次にメカニズムを始動する。
本発明によれば、安全装置は、通信インタフェースにより検出及び安全システムに接続された処理ユニットを具える。処理ユニットは、検出システムから入来する情報信号を分析し、且つ安全システムに向けたコマンド信号を発生する。
この構成は、設計及び使用に大きなフレキシビリティを与える。従って、別途組立てられた一つ及び若干の安全装置について、車両に組込むために特別にプログラムすることが可能になる。いくつかの素子の個別の動作は特に簡便である。更に、装置の内容を拡張することも容易である。
本発明の一つの好ましい実施例においては、処理ユニットが不揮発性メモリーを具える。これにより、安全装置の素子の機能についての情報の周期的な記録が可能になる。
統合された不揮発性メモリーは、以前の装置の機能制御の時に得られた情報の記憶を可能にする。この情報は故障又は事故の際に回復することができ、従って不揮発性メモリーは、ブラックボックス及び診断ボックスとして役に立つ。
好ましい方法においては、本発明による装置は、回路中に、時間及び振幅について正確に較正された電気的パルスの発生を可能にするパルスマイクロ発生器を具える。
パルスマイクロ発生器が存在することにより、少なくとも一つの始動装置が半導体ブリッジを具えることができる。このブリッジは、印加された電圧が導電しきい値より小さい時に絶縁体であり且つ電圧がこの値より大きい場合に導体である。更に、始動装置は、動作しきい値より大きい値を持つエネルギーを受けた時にトリガーされる。パルスマイクロ発生器は、少なくとも導電しきい値に等しい振幅を持つ電圧パルスを、動作しきい値より小さいエネルギーに対応する間、始動装置に送る。
このように、本発明による安全装置は、全く異なる技術で動作する複数の型の始動装置の検証を可能にする。実際にマイクロ発生器によって供給される電流及び電圧パルスは、抵抗線又は薄層を持つ抵抗ブリッジを用いる始動装置及び半導体ブリッジを用いる他の始動装置の両者について、測定を可能にする。
本発明による安全装置のメカニズムは、前方及び側面のエアーバッグ、安全ベルトを引き止めるシートベルト引張り装置、車両のドアを施錠及び開錠する装置、バッテリー切り離し装置及び消火器を含むグループのメンバーであることが望ましい。
本発明による安全装置の検出システムは、加速度メーター、速度メーター、接触センサー、ブレーキ表示装置、火災検出器及び搭乗者の存在を表示するセンサーを含むグループのメンバーであることが望ましい。
本発明を実行するための好ましい方法においては、安全装置は、前記検出システムと共に冗長加速度センサーを具える。この加速度センサーは処理ユニットに接続され且つ少なくとも一つの検出システムによって検出された危険を確認することができる。
この加速度センサーは三方向性であることが望ましい。
車両上で統合された加速度センサーは、他の加速度センサーから入来する信号を確認する。メカニズムのトリガーの順序は、このように、二つの源によって効力が与えられる。
本発明による装置は、前方及び側面の衝突の検出を可能にする手段を具えることが望ましい。
処理ユニットが、走行の状態の周期的な検証及び安全システムの連続的なトリガーの継続を可能にする内部クロックを具えることが望ましい。
この手段は、特に、本発明による安全装置のモジュール的アーキテクチャのために適している。
よりよい理解が得られるであろう一つの実施例についての以下の説明の助けにより、非限定的な方法で添付図面を用いて行われる説明により、本発明の他の利点が明らかになるであろう。
ここで、図１は本発明による安全装置の概略図である。
ここに説明する実施例においては、本発明による安全装置は、エネルギー源２が装置全体に延びる回路35にエネルギーを供給する。エネルギー源２は、代表的には自動車のバッテリーである。それは、エネルギー貯蔵装置３と並列に接続され、衝突の場合にこのバッテリー２の破損を救済するようになっている。
安全装置は更に、走行状態についての情報を分析し、安全メカニズムに命令することができる管理モジュール１を具える。エネルギー源２は、接触スイッチ４によって管理モジュール１から分離されている。接触スイッチ４は、この装置のオンオフを行うことができる。管理モジュール１は、特に集積回路を具えることが望ましい。
管理モジュール１は、電源モジュール５、処理ユニット６、パルスマイクロ発生器９、統合された加速度センサー７及び通信インタフェース８からなる。
電源モジュール５は、エネルギー源２によって供給される電圧から、この装置の他の部分に連続的な電圧を供給する。それは、レギュレータ（図示されていない）に接続される。
処理ユニット６は、不揮発性メモリー及びマイクロプロセッサを含んで構成される。それは、走行状態を表す信号の受信及び分析を可能にし、安全メカニズムを始動するためのコマンド信号の送出を可能にする。不揮発性メモリーの作用により、論理ユニット６は更に、走行に関する情報を記憶する機能を有する。処理ユニット６は、更に内部クロックを具え、これは、走行状態の周期的検証を可能にする。内部クロックは更に、安全装置がメカニズムをトリガーするタイミングのとれたシーケンスを実現する。
統合された加速度センサー７は、例えばピエゾ電気素子で構成され、車両の加速度に関する信号を論理ユニット６に供給する。このセンサー７は三方向性であり、これにより、他の加速度センサーによる前方及び側面の衝突の検出を確認することができる。このため、センサー７は、他のセンサーのそれより僅かに大きいトリガーしきい値を持つ。前方及び側面の衝突の検出のためには二方向性センサーで充分であっても、三方向性のセンサー７を用いることにより、より高い信頼性が与えられる。
パルスマイクロ発生器９は、時間及び振幅に関して正確に較正された電気パルスを発生することができ、安全装置の点火始動に統合された導電性及び半導電性回路の抵抗を測定するために用いられる。
通信インタフェース８は、管理モジュール１が走行状態に関する種々の情報を受信すること及び安全メカニズムにコマンドを送信することを可能にする。通信インタフェース８は、更に、ユーザーに対して情報が供給されるようにする。
情報サブアセンブリ10は、管理モジュール１の動作に必要な全ての情報源の集合である。回路35は、情報サブアセンブリ10の素子を通信インタフェース８に接続する。
サブアセンブリ10は、速度メーター11、ブレーキ表示装置12、搭乗者の存在を検出するためのセンサー13、前方の衝撃を検出するための加速度メーター15及び側面の衝突を検出するための接触センサー17を具える。抵抗器14、16及び18は、それぞれセンサー13、15及び17に並列にマウントされている。センサー13、15及び17は、閉位置及び開位置を有する。開位置においては、電流は抵抗器14、16及び18を通る。閉位置においては、センサー13、15及び17が実質的に低抵抗値を有する。これらの閉状態は、従って、回路35を通って流れる電流を実質的に増加させる。この閉状態は、センサー13についてはフロントシートの搭乗者の存在により、加速度メーター15については前方の衝撃にり、接触センサー17については側面の衝突により、自動的に生成される。
情報サブアセンブリ10は、従って、管理モジュール１のための入力インタフェースを構成する。
始動サブアセンブリ20は、情報サブアセンブリ10によって送信される信号に従って、管理モジュール１によって始動されるようにされた全ての素子の集合であり、管理モジュール１のための出力インタフェースを構成する。それは、それぞれシートベルト引張り装置、前方エアーバッグ及び側面エアーバッグに接続された三つの点火始動装置21、22及び23からなる。これらの始動装置21、22及び23は抵抗又は半導体のブリッジによって構成される。サブアセンブリ20は、更に車両のドアを開錠するための装置24を具える。始動装置21、22、23及び装置24は、それぞれトランジスタ25、26、27及び28によって、回路35に接続される安全装置システムを構成する。これらのトランジスタ25、26、27、28は開位置及び閉位置をとることができる。開位置においては、回路35を通って流れる電流は、素子21、22、23、24には流れない。閉位置においては、電流はそれらを通って流れ、それらをトリガーすることができる。トランジスタ25、26、27、28の閉状態は、通信インタフェース８を通して処理ユニット６によって命令される。
始動装置21、22、23及び装置24は、更にパルスマイクロ発生器９に接続され、これはそれらの機能を周期的にチェックする。
安全装置は、更に、ユーザーに情報を通信するインタフェースサブアセンブリ30を具える。このインタフェースサブアセンブリ30は、回路35の接続を通して管理モジュール１の通信インタフェース８に接続される。それは、車両のインスツルメントパネルに位置する表示ランプ31、及び、処理ユニット６中のメモリーに記憶された情報を読出すための読出しインタフェース32を含む。表示ランプ31はセンサーの一つが故障したことを表示する機能を有する。インタフェース32は、事故の場合に行われるべき評価を可能にし、又は制御動作のためのものであり、これによりブラックボックス又は診断ボックスの機能を遂行する。
管理モジュール１を車両に固定する前に、工場において、その車両の構造に従って処理ユニット６がブログラムされる。これは、その動作のために必要な種々のパラメータを含む。これらの種々のパラメータは、例えば、センサー13、15及び17を閉成させるためのしきい値、始動装置21、22、23及び装置24の抵抗値、後者の動作試験のために必要な電気的パルス値、又は回路35の異なる測定点での基準電圧値であってもよい。
正常の動作においては、車両がスタートすると同時に接触スイッチ４が閉じ、安全装置が生きた状態になる。一人又は複数の搭乗者が前席にいるとセンサー13が閉じ、これにより、回路35を通って流れる電流が増加する。管理モジュール１がこの電流増加を、即ち、抵抗器14の値に従って検出して翻訳する。
管理モジュール１は、周期的に、パルスマイクロ発生器９を用いて、始動装置21、22、23及び装置24の状態を試験する。管理モジュール１は、抵抗素子か又は半導体かいずれの機能を検証するかによって、異なる方法で行う。
非動作の間は固定値を持つ抵抗素子のチェックは、マイクロ発生器９によって較正された電圧をその端子間に印加し、この抵抗素子を通って流れる電流が非動作の値より小さい値であるようにして遂行される。発生された電流の特定によって抵抗素子の抵抗値を推定することができ、これが処理ユニット６のメモリーに記憶されている基準値と比較される。
半導体素子の場合は、導電しきい値より低い電圧が印加されている時は絶縁体であり、電圧がこの値より大きいならば導体である。更に、この半導体素子にリンクされた安全システムのトリガーは、一定の動作しきい値より大きい値を持つエネルギーを受けることによってなされる。チェックが行われる時には、マイクロ発生器９が、その半導体素子についての導電しきい値に等しいか又はそれより大きい値を持ち、その半導体素子の動作しきい値に到達しないように充分短い長さを持つ電圧パルスを送る。管理モジュール１は、この素子の抵抗値を推定し、基準値と比較する。パルスの長さは半導体素子の性質によるが、代表的には数十ナノ秒のオーダーである。
この後者の測定方法は、必要でない時に安全システムをトリガーする危険なしに、効果的な方法で半導体を試験することを可能にする。従って、半導体ブリッジが良好状態にあることを検証する間、それによって構成された点火始動装置の点火が避けられる。
チェックは、代表的には１００ミリ秒毎に行われる。
制御の最新の結果が処理ユニット６の不揮発性メモリーに記憶される。例えば数十回の試験の間保持した後、最初の記録が消され、新しい記録が行われる。
更に、管理モジュールが、正常の状態で、速度メーター11及びブレーキ表示装置12によって測定されたブレーキの状態を記録する。
このようにして、処理ユニット６は、連続的に、最新の瞬間における走行の進行状態を所持している。
前方の衝撃又は強い減速に従い、加速度メーター15が閉じる。次に、管理モジュール１が、回路35を通って流れる電流の実質的な増加を検出する。しかしながら、統合された加速度センサー７が続いて閉じる場合は、これは前方衝突の表現としてのみ翻訳される。センサー７が故障の場合においては、管理モジュール１が、衝突の減速現象を計算するために速度メーター11から入来する情報を分析する。センサー７又は速度メーター11から入来する情報によって加速度メーター15の閉成が確認されない場合は、センサー15の故障として翻訳される。次に、管理モジュール１は表示ランプ31を点灯させる。次に、読出しインタフェース32によって処理ユニット６に記憶された試験が読出され、これにより診断を止めるか否かを判断する。
他方、加速度メーター15から入来する情報がセンサー７又は速度メーター11によって確認されると、管理モジュール１は直ちにトランジスタ25及び26の閉成を命令する。これにより、点火始動装置21及び22のそれぞれが点火される。この始動装置21及び22のトリガーは、シートベルトの引き止め及び前方エアーバッグの解放を引き起こす。処理ユニット６の内部クロックによって定められた短時間の後で続いてトランジスタ28が閉成され、ドアの開錠をトリガーする。
同様の方法により、側面衝突の徴候であるセンサー17の閉成は加速度センサー７によって確認されなければならない。このような場合、管理モジュール１はトランジスタ25及び27の閉成を命令する。後者は側面エアーバッグを膨張させる。前方衝撃の場合と同様に、短時間の後でトランジスタ28が閉成される。
事故に続いて、処理ユニット６の不揮発性メモリーに記録された情報がインタフェース32によって読出される。管理モジュール１は更にブラックボックスの役割を果たす。必要な場合、権限を持つ者に限ってアクセスできるように、この情報をコード化することができる。
この安全装置のモジュール的性質及び使用上の大きなフレキシビリティによって、容易に他のセンサーを利用することができる。従って、センサー13、15及び17に同一の型の他のセンサーを追加することができる。例えば複数のセンサー13が個々に車両中の搭乗者を表示することができる。更に、例えば火災検出器のような前記のセンサーに他の型のセンサーを追加することができる。
同様に、例示によって前記で説明したものとは別のメカニズムを具えることができる。前記のものと同一の型のメカニズムを追加し、それらの効果を個々の要求に適合させるようにすることができる。例えば、分割された前方エアーバッグに対して複数の始動装置を具えることができる。実用的な他の安全メカニズムを具えることができる。特に、バッテリー切り離し、消化器又は車両のドアの施錠装置を、始動サブアセンブリ20中に統合することができる。
更に付け加えると、メカニズムのトリガーを電流の増加によってではなく減少によって引き起こすことが考えられる。例えば光学的な方法のような、信号の送信の他の方法を考慮することができる。
請求の範囲に記載された技術的特徴の後に付された参照番号は、理解を容易にするためにのみ付されたものであり、いかなる場合であっても、それらの範囲を限定するものではない。

Claims (8)

1. 車両の走行の状態に関する情報を与える検出システム（11，12，13，15，17）であって、走行のための正常の状態に対応する第１の状態及び車両中の少なくとも一人の搭乗者に対する危険に対応する第２の状態を有する前記検出システム（11，12，13，15，17）、
   前記搭乗者の安全を確実にするために始動することができるメカニズム、
   前記メカニズムを確実に始動させる安全システム（21，22，23，24）であって、確実にその少なくとも一つが点火始動装置を具える前記安全システム（21，22，23）、
   電力源（２）、
   電力源（２）によって電力供給され、いずれかの検出システム（11，12，13，15，17）が第１の状態から第２の状態に移る時に、それらが安全システム（21，22，23，24）をトリガーし、該安全システム（21，22，23，24）が前記メカニズムを始動するように、検出システム（11，12，13，15，17）及び安全システム（21，22，23，24）に接続された電気回路（35）、
   通信インタフェース（８）により検出システム（11，12，13，15，17）及び安全システム（21，22，23，24）に接続された処理ユニット（６）であって、検出システム（11，12，13，15，17）から入来した情報信号を分析し、且つ安全システム（21，22，23，24）に向けたコマンド信号を発生する処理ユニット（６）、
   前記回路（35）中に、時間及び振幅について正確に較正され、点火始動装置の機能の検証を可能にする電気的パルスの発生を可能にするパルスマイクロ発生器（９）
   を具える車両のための安全装置において、
   少なくとも一つの始動装置が半導体ブリッジを具え、該ブリッジは印加された電圧が導電しきい値より小さい時に絶縁性であり且つ電圧が前記値より大きい場合に導体であり、前記始動装置は動作しきい値より大きい値のエネルギーを受けた時にトリガーされ、パルスマイクロ発生器（９）は少なくとも導電しきい値に等しい振幅を持つ電圧パルスを動作しきい値より小さいエネルギーに対応する間前記始動装置に送ることを特徴とする車両のための安全装置。
2. 処理ユニット（６）が、安全装置の素子の機能についての情報を周期的に記録することを可能にする不揮発性メモリーを具えることを特徴とする請求項１に記載の車両のための安全装置。
3. 前記マカニズムが、前方及び側面の安全エアーバッグ、ベルトを引き止めるシートベルト引張り装置、車両のドアを施錠及び開錠する装置、バッテリー切り離し装置及び消火器を含むグループに属することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両のための安全装置。
4. 前記検出システム（11，12，13，15，17）が、加速度メーター（15）、速度メーター（11）、接触センサー（17）、ブレーキ表示装置（12）、火災検出器及び搭乗者の存在を表示するセンサーを含むグループに属することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両のための安全装置。
5. 前記検出システム（11，15，17）と共に冗長加速度センサー（７）を具え、該加速度センサー（７）が処理ユニット（６）に接続され且つ少なくとも一つの前記検出システム（11，15，17）によって検出された危険を確認することができることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両のための安全装置。
6. 前記加速度センサー（７）が三方向性であることを特徴とする請求項５に記載の車両のための安全装置。
7. 前方及び側面の衝撃の検出を可能にする手段（7，11，15，17）を具えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両のための安全装置。
8. 処理ユニット（６）が、走行の状態の周期的な検証及び前記安全システム（21，22，23，24）の連続的なトリガーの継続を可能にする内部クロックを具えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両のための安全装置。

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