(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の安全装置であって、
事故状況を示すパラメータの検出に適した１つ以上のセンサという形態をとるセンサ手段と、
トリガ回路を制御するとともに、前記センサ手段および前記トリガ回路に接続する１基以上のプロセッサを組み込んだ制御システムとを備えており、
前記プロセッサはマスク不可能割込みルーチン（以下、ＮＭＩルーチンという）を起動するための入力ピンを有し、
前記トリガ回路は前記プロセッサが前記センサ手段からの既定の出力に応答して発生する既定のコマンドに応えて安全機器を作動または起動させるのに適しており、
前記コマンドによって前記プロセッサは前記ＮＭＩルーチンを始動させており、
また、前記ＮＭＩルーチンの働きによって前記コマンドを無効とする可能性のあるハードウェアおよび／またはソフトウェアの不具合があるかどうかを確認し、
かつ、こうした不具合が検出された場合には前記安全機器の作動または起動を中断させるものであって、
前記作動または起動は、第１には、前記センサ手段からの出力が事故発生時のものと同等な場合には、前記作動または起動の準備状態の動作を行い、そして、第２には、前記ＮＭＩルーチンによって前記不具合が存在しないことを確認した場合には、前記作動または起動の通常の動作を行うように構成されている
ことを特徴とする自動車の安全装置。
【請求項２】
前記センサが１基以上の加速度計を備えていることを特徴とする請求項１記載の自動車の安全装置。
【請求項３】
前記センサが第１加速度計および第２加速度計を備えていることを特徴とする請求項２記載の自動車の安全装置。
【請求項４】
前記プロセッサと前記トリガ回路との間に２つの別な接続があって、前記２つの別な接続に該当信号が出力された場合に限って安全機器が作動または起動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動車の安全装置。
【請求項５】
１つの接続は複数のディジタルワードからなるハイレベルコマンドを送信し、他の接続はローレベルコマンドを送信することを特徴とする請求項４記載の自動車の安全装置。
【請求項６】
前記接続のいずれかが前記入力ピンに接続されていることを特徴とする請求項４または請求項５記載の自動車の安全装置。
【請求項７】
前記ローレベルコマンドを送信する前記他の接続が前記入力ピンに接続するものであることを特徴とする請求項５を条件とする請求項６記載の自動車の安全装置。
【請求項８】
前記プロセッサが安全アルゴリズムの実行に適していて、事故の可能性を明示する信号を出力するとともに、事故が発生した場合にこの旨を明示する信号の出力に適した衝突アルゴリズムを実行する手段を備えていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の自動車の安全装置。
【請求項９】
前記１つの接続及び前記他の接続の双方は前記衝突アルゴリズムで制御するが、前記１つの接続によるターミナルコマンドが送信されるのは、前記ＮＭＩルーチンの終了後に限られることを特徴とする請求項５を条件とする請求項８記載の自動車の安全装置。
【請求項１０】
安全機器と組合わせることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の自動車の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は自動車の安全装置に関し、具体的には、事故状況を示す既定の検出パラメータに応答して作動または起動する安全機器のトリガに適した安全装置に関する。
【０００２】
エアバッグは、既定の検出パラメータに応えて作動または起動する１つの安全装置で、かかるエアバッグは一般に、自動車の減速に応答してエアバッグを膨らませるか起動させるセンサを備えている。別の作動型または起動型の安全機器例では、この安全機器は安全ベルトプリテンショナであって、自動車になんらかの事態が発生したのを検出すると、これに応えて安全ベルトにそれなりの張力を加える。
【０００３】
これまでにも提案されているとおり、安全機器を作動させる装置は2つのスイッチを組み込んでいるが、この2つのスイッチが閉じてから安全機器が起動または作動する必要がある。こうした1つの装置では、第1加速度計が設けられていて、この加速度計からの信号を処理するプロセッサに対応づけることも可能であるが、この第1加速度計は出力信号を発生して、既定の減速に応じて第1スイッチを閉じる。この減速は、自動車に「緊急」ブレーキをかけたときに発生する一定の減速レベルとすることができる。
【０００４】
また、第2加速度計が設けられていて、これもこの加速度計からの出力信号の処理に適したプロセッサに対応づけることができるが、この第2加速度計が信号を出力するのは、第2のもっと大きな減速が発生した時点か、または衝撃の初めの段階におけるように比較的長期の減速が発生したときである。なお、この加速度計からの出力を使用して、第2スイッチを閉じる。また、出力信号の発生にあずかるのは双方の加速度計および対応プロセッサであるほか、この2つのスイッチが閉じてから、安全機器が起動する必要がある。
【０００５】
スイッチがいずれかのプロセッサの障害のためスイッチが閉じても、他のプロセッサに同時に障害が発生して、安全機器が誤作動することはまずない。
【０００６】
本発明の目的は安全装置の改善を図ることにある。
【０００７】
本発明が提供する自動車用の安全装置は、事故状況を示すパラメータの検出に適した1つ以上のセンサ形態のセンサ手段と、トリガ回路を制御する制御システムとを備えてなり、この制御システムはセンサ手段およびトリガ回路に接続する1基以上のプロセッサを組み込んでおり、このプロセッサはマスク不可能割込み（ＮＭＩ）ルーチンを作動させるための入力ピンを有し、またトリガ回路はセンサ手段からの既定の出力に応えてプロセッサが発生する既定コマンドに応答して安全機器を作動または起動するのに適しており、さらにこのコマンドはプロセッサが出力してプロセッサの入力ピンへの入力となってＮＭＩルーチンを始動させるほか、このＮＭＩルーチンの働きによってコマンドを無効とする可能性あるハードウェアおよび／またはソフトウェアの不具合が存在するかどうかを確認するとともに、かかる不具合が検出された場合には安全機器の作動または起動を中断する。
【０００８】
したがって、プロセッサを1基しか使用しないとしても、安全機器が誤作動する危険はきわめてわずかしかない。
【０００９】
「マスク不可能割込み」（ＮＭＩ）ルーチンは、プロセッサで実行しているルーチンまたはプロセスの即時中断を行うものの、他のルーチンにより中断または動作停止させられることはない。マスク不可能割込みルーチンは該当プロセッサ部内にハードウェアを設定して動作させることができるが、この設定にあたっては、いったん始動したＮＭＩルーチン自体は中断させられることがないようにする。該当プロセッサ部のハードウェア設定を正しく選択すれば、ＮＭＩルーチンの設計を、基本的にそれが1つ以上の所期の機能を実行するものにすることができる。
【００１０】
トリガ回路は本発明の1部をなすものであるが、用途に固有な集積回路で構成し、2つのスイッチを組み込むことができる。この装置の要件として、この2つのスイッチが閉じてから、安全機器を作動または起動できるようにしてよい。
【００１１】
センサは1つ以上の加速度計を備えていることが望ましい。
【００１２】
また、センサは第1加速度計と第2加速度計を備えていることが望ましい。
【００１３】
プロセッサと安全機器を起動する手段とのあいだには２つの別の接続を設け、この２つの接続に該当信号が出力された場合に限って、安全機器が作動または起動するようにするのが望ましい。
【００１４】
都合上、一方の接続は複数のディジタルワードからなるハイレベルコマンドを送信するためであり、また他方の接続はローレベルコマンドの送信に利用する。
【００１５】
この接続のいずれかは上記のピンに接続されていることが望ましい。
【００１６】
ローレベルコマンドを送信するのに使う第2の接続は、このピンに接続されていれば好都合である。
【００１７】
ある実施例では、プロセッサは安全アルゴリズムを実行して事故の可能性を明示する信号の出力に適しており、また衝突アルゴリズムを実行して事故が発生した場合にこれを明示する信号の出力に適した手段を備えている。
【００１８】
ローレベル接続とハイレベル接続の双方は衝突アルゴリズムで制御するが、ハイレベル接続のターミナルコマンドが送信されるのはマスク不可能割込みルーチンが終了してからに限られることが望ましい。
【００１９】
本発明を容易に理解できるように、また本発明の別の特徴を把握できるように、以下では、本発明を実施例に即しかつ添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
まず図１を参照すると、自動車の動作安全機器は、第1加速度計1および第2加速度計2の形態をとるセンサを備えている。また、このセンサに対応する第1マイクロプロセッサ3は第1加速度計に接続されており、同じくこのセンサに対応する第2マイクロプロセッサ4は第2加速度計に接続されている。この2つのマイクロプロセッサ3、4の出力は、用途に固有な集積回路5に接続されている。また、この集積回路に組み込まれている通常は開状態の第1スイッチ6は、第1マイクロプロセッサ3からの信号に応えて閉じるようになっている。スイッチ6が存在する直列回路は、エアバッグ8に取付けた抵抗性のスキブ7と用途に固有な集積回路上にある第2スイッチ9を備えている。このスイッチ9は、第2マイクロプロセッサ4からの信号に応じて閉じるようになっている。
【００２１】
スイッチ6とスイッチ9の双方が閉じると、抵抗7に電流が流れて気体発生火工材料を点火させ、エアバッグ8を起動させる。
【００２２】
第1マイクロプロセッサ3は、第1加速度計1からの出力に応じて「安全アルゴリズム」を実行するのに適している。この安全アルゴリズムが、検出した加速度または減速度がとっさの急ブレーキまたは「緊急」ブレーキと同等の既定限度内にあるを決定する。自動車がこのように減速すると、安全アルゴリズムの発生した出力信号によりスイッチ6が実際に閉じる。自動車が減速しないとこのスイッチは開の状態を維持し、また抵抗7は分離される。
【００２３】
第2マイクロプロセッサ4が実行するアルゴリズムは「衝突アルゴリズム」と言う名をもっているが、その実行は第2加速度計2の出力による。減速により自動車に物理的衝撃が発生したことが判明した場合には、かならずこの衝突アルゴリズムが出力を発生するようになっている。衝突アルゴリズム11からの出力は、着火指令回路12へと転送される。着火指令回路12からの出力の提供先である周辺シリアルインタフェース13は、バス手段により用途に固有な集積回路５に接続されている。周辺シリアルインタフェース１３からの出力によりスイッチ９が閉じる。
【００２４】
図１の実施例の短所は、2つのマイクロプロセッサが高価になるということである。
【００２５】
図２に示す本発明の実施例では、単一のマイクロプロセッサを使用している。ただし、以下に説明するごとく、この単一のマイクロプロセッサには、エアバッグ起動のための不可欠なステップとしてマイクロプロセッサの動作を確認する手段が設けられている。
【００２６】
図２に示す配備には第1加速度計21が組み込まれている。この加速度計は比較的安価であって精度も相対的に低い。この配備はまた第2加速度計２２を備えている。一般にこの加速度計の精度は高い。この加速度計の双方ともが単一のマイクロプロセッサ２３に接続されている。マイクロプロセッサ２３が備える出力は、用途に固有な集積回路２４という形態のトリガ回路に接続されていて、これにより、既定のコマンドに応えて安全機器を作動または起動する。以下に述べるごとく、用途に固有な集積回路は、抵抗２６と直列に接続された第1スイッチ25とこの集積回路24に取付けた第2スイッチ２８とを組み込んでいるが、抵抗２６はエアバッグおよび気体発生器を組み込んだエアバッグユニット２７内にある。上記の実施例では、スイッチ２５と２８の双方が閉じると抵抗２６に電流が流れて、エアバッグ２７を起動させる。
【００２７】
加速度計２１からの出力は、安全アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサ２３の１部２９に接続されている。この実施例では、安全アルゴリズムは500 μsごとに実行するようになっている。この安全アルゴリズムの動作継続時間は約４０μsである。加速度計1が検出した加速度が通常の運転状態と同等の既定の閾値未満の場合には、安全アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサ部２９は出力を行わない。しかしながら、「緊急」ブレーキと同等の大きな減速を検出した場合は、安全アルゴリズムが実行しているときには出力がライン３０に発生する。この出力は、持続時間がたとえば１５０ｍｓのパルスであればよい。ライン３０はスイッチ２５に接続されてこのスイッチを閉じる。このようにして、スイッチ２５がいったん閉じるとエアバッグは起動準備状態となるが、エアバッグを全面的に起動するにはたんにスイッチ２８が閉じるだけでよい。
【００２８】
ただし、ライン３０はマイクロプロセッサ２３にあるマスク不可能割込み入力ピンにもつながっていて、その先のマイクロプロセッサのハードウェア部３１がマスク不可能割込みルーチン(ＮＭＩルーチン)の実行をする。このハードウェア部31はハードウェアで設定して、既定のＮＭＩルーチンを実行する。ライン３０からハードウェア部３１がＮＭＩルーチンの実行に適したパルスを受信すると、プロセッサの実行ルーチンは即時に中断し、ハードウェア部３１は既定の診断ルーチンを実行してマイクロプロセッサ２３のハードウェアとソフトウェアを確認する。こうして、たとえば、ＮＭＩルーチンはハードウェア３２のさまざまなハードウェア電位を確認するとともに、両矢印３３で示すごとく、安全アルゴリズムのソフトウェアの確認をも行う。これはハードウェア部３１内のハードウェアの設定で行うため、ＮＭＩルーチン自体は中断することはない。ハードウェア部３１のハードウェア設定を選択することにより、ＮＭＩルーチンの性質を正確かつ適切に設計することができる。
【００２９】
ハードウェア部３１が実行するＮＭＩルーチンによりエラーが発生したと確認された場合には、ライン３４に出力を行ってアラーム３５(可視のアラームのこともある)を作動させ、またマイクロプロセッサ３６をリセットする。こうしてトリガ手順は中断するが、該当の加速度が改めて検出された場合には再開することができる。
【００３０】
ただし、ハードウェア部31が実行するＮＭＩルーチンによりエラー発生の確認が行われない場合には、マイクロプロセッサはその通常動作を再開することができる。ＮＭＩルーチンの動作継続時間は約１５μsと考えられる。
【００３１】
加速度計２２からの出力は、衝突アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサ２３の３７部分に送られる。この衝突アルゴリズムは５００μsごとに実行され、動作継続時間は１５０μs以上である。衝突アルゴリズムにより、衝突時に発生するものと同等な加速度または減速度が確認されると、出力が発生して着火指令信号発生器３８に送られる。着火指令信号発生器３８が発生する固有の信号には複数のディジタルワードが含まれている。着火指令信号発生器からの出力は周辺シリアルインタフェース３９に送られ、ついで、バス４０により用途に固有な集積回路２４に転送されるが、その結果、スイッチ２８が閉じて、上述のとおりただちにエアバッグが起動する。ここで注意すべきは、安全アルゴリズムからの出力パルスの継続時間は１５０ｍｓであるから、着火指令信号発生器３８からの信号を用途に固有な集積回路が受信したのに、スイッチ２５はまだ閉じているということである。
【００３２】
承知のとおり、上記の実施例においては、用途に固有な集積回路からなる実際のトリガ装置とマイクロプロセッサとのあいだには２つの接続があり、一方の接続は単一パルスの形態のローレベルコマンドを運ぶラインで構成されるが、バス４０の形態の他方の接続は複数のディジタルワードの形態のハイレベルコマンドを送信する。
【００３３】
図３に示す本発明の第2実施例では、プログラミングが異なるマイクロプロセッサ４１を使用している。使用マイクロプロセッサ４１は図２に示す構成要素と基本的に同一の外部構成要素を備えており(ただし今の場合、用途に固有な集積回路24にはANDゲートがある)、また同一の参照番号を使用して同一の構成要素を示す。この構成要素については、ここでは詳細には説明しない。
【００３４】
図３のマイクロプロセッサ41には安全アルゴリズムの実行に適した42部分があり、この42部分は、比較的安価な第1加速度計21と正確な加速度計22の双方から信号を受信するのに適している。安全アルゴリズムは通常の間隔で実行する、すなわち一般には500 μsごとに実行し、継続時間は40 μsである。実行中の安全アルゴリズムは、加速度が「正常」であるか、または既定のスレシュホールドを越え事故発生の可能性ありかのいずれかの判断を行う。安全アルゴリズムの判断はメモリ43内に記憶される。したがって、メモリ43が常時受取る値は、自動車が「正常な」加速状態にあるか、または事故発生の可能性ある加速度状態にあるかを示す。
【００３５】
マイクロプロセッサ41は、衝突アルゴリズムの実行に適した44部分を備えている。この衝突アルゴリズムは、普通の間隔たとえば500 μsごとに実行しその継続時間は１５０μs以上である。衝突アルゴリズムの実行に適したこの44部分を接続して、第1加速度計21と第2加速度計22の双方から信号を受信する。
【００３６】
衝突アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサ41の44部分の出力は、第1着火指令発生器45に接続している。したがって、検出加速度が事故発生時のものと同等な場合には、信号を着火指令発生器45に送って着火指令信号を出力する。着火指令信号には複数のディジタルワードを含めることができるが、着火指令信号は1つの入力として周辺シリアルインタフェース46に送られる。なお、このインタフェースは上記のバス40に接続されている。複数ディジタルワードの1つは、トップオープンとしてバス40を「使用可能」にし、別の複数ディジタルワードは、その働きによって上方スイッチ28を閉じる。
【００３７】
第1着火指令発生器45が発生した出力信号が周辺シリアルインタフェース46に送られると、別の出力信号が発生して使用可能信号発生器47に送られ、また継続時間が約１５０ｍｓのパルスが発生してライン30に加えられる。ライン30の接続先はANDゲート48の1つの端子で、その出力を接続して下方スイッチ25を閉じる。また、ライン30はマイクロプロセッサ41のマスク不可能割込みピンに接続されており、したがって、使用可能信号発生器47が発生したパルスは、NMIルーチンの実行に適したマイクロプロセッサの49部分に転送される。継続時間が約15 μsのNMIルーチンの実行時には、このマイクロプロセッサのハードウェア50の確認を行うとともに、たとえば両矢印線51で示すごとく、このマイクロプロセッサのソフトウェアの確認も行う。加えて、両矢印線53で示すごとくメモリ43の内容確認も行う。
【００３８】
NMIルーチンがエラーが存在すると判断した場合には、出力がライン34に送られ、前記の実施例に示すごとく、アラーム35が作動するとともにリセットが行われる。
【００３９】
NMIルーチンがハードウェアとソフトウェアが満足すべき状態にあると判断し、かつメモリ43内の値が事故発生の可能性ある状況を示していると判断した場合には、マイクロプロセッサは動作継続ができる。この場合には、出力信号が接続ライン53に送られ第2着火指令発生器56が作動する。第2着火指令発生器56が発生する出力信号は周辺シリアルインタフェース46に送られる。この信号は、1ディジタルワードでよいが、バス40により用途に固有な集積回路26に送られ、この集積回路では信号がANDゲート48への第2入力として加えられる。こうして、ANDゲート48は信号を送って下方スイッチ25を閉じる。このようにしてエアバッグ27が起動する。
【００４０】
本発明を固有のエアバッグに即して説明したが、本発明は他の動作安全機器でも使用できる。
【００４１】
この明細書において、“備える”は、“含み又は成る”を意味し、“備えるものである”は、“含むものである又は成るものである”を意味する。
【００４２】
上記の説明で開示した特徴、以下の特許請求の範囲、または特有の形態や開示機能の実行手段として明示した添付図面、あるいは開示した当該結果を達成するための方法もしくはプロセスは、本発明をさまざまな形態で実現するにあたり、個別的にも、または組合わせても利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の安全機器用の先に提案したトリガ装置のブロック図である。
【図２】図１と同じものであるが、本発明の第1実施例を示すものである。
【図３】図１と同じものであるが、本発明の第2実施例を示すものである。
【図１】
0004754141.tif 000002
【図２】
0004754141.tif 000003
【図３】
0004754141.tif 000004