(57)【要約】【課題】  車両が横転に近いような動きをした場合でも故障として判断してしまうことのない故障診断装置を提供する。【解決手段】  角速度センサ１１と、この角速度センサ１１の角速度信号を積分して車両のロール角度を演算するロール角度演算部１４と、Ｚ軸加速度センサ１２と、Ｘ軸加速度センサ１３とを備えたエアバッグシステムの故障診断装置であって、ロール角度演算部１４が演算したロール角度と、予め設定した横転角度とを比較してロール角度が横転角度以上になったとき横転信号を出力する横転比較器３１と、Ｚ軸加速度センサ１２のＺ軸加速度信号と、予め設定した閾値とを比較してそのＺ軸信号が閾値以下であるとき、第１信号を出力する比較器３２と、Ｘ軸加速度センサ１３のＸ軸加速度信号と、予め設定した閾値とを比較してそのＸ軸信号が閾値以下であるとき、第２信号を出力する比較器３３と、横転比較器３１が横転信号を出力し、比較器３２が第１信号を出力し、比較器３３が第２信号を出力したとき、角速度センサ１１が故障していると判断するアンド回路３４とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のロール角速度を検出する角速度センサと、この角速度センサが検出する角速度信号を積分して車両のロール角度を演算するロール角度演算部と、車両の上下方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサと、車両の横方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサとを備えたエアバッグシステムの前記角速度センサの故障を診断する故障診断装置であって、
前記ロール角度演算部が演算したロール角度と、前記Ｚ軸加速度センサおよびＸ軸加速度センサとによって求める車両の傾きとが一致しないとき、前記角速度センサが故障していると判断することを特徴とする故障診断装置。
【請求項２】
車両のロール角速度を検出する角速度センサと、この角速度センサが検出する角速度信号を積分して車両のロール角度を演算するロール角度演算部と、車両の上下方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサと、車両の横方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサとを備えたエアバッグシステムの前記角速度センサの故障を診断する故障診断装置であって、
前記ロール角度演算部が演算したロール角度が、車両が横転する予め設定した横転角度以上に達し、前記Ｚ軸加速度センサが検出するＺ軸加速度が予め設定した閾値以下であり、前記Ｘ軸加速度センサが検出するＸ軸加速度が予め設定した閾値以下であるとき、前記角速度センサが故障していると判断することを特徴とする故障診断装置。
【請求項３】
車両のロール角速度を検出する角速度センサと、この角速度センサが検出する角速度信号を積分して車両のロール角度を演算するロール角度演算部と、車両の上下方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサと、車両の横方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサとを備えたエアバッグシステムの前記角速度センサの故障を診断する故障診断装置であって、
前記ロール角度演算部が演算したロール角度と、車両が横転する予め設定した横転角度とを比較してロール角度が横転角度以上になったとき横転角信号を出力する横転比較手段と、
前記Ｚ軸加速度センサが検出するＺ軸加速度信号と、予め設定した閾値とを比較してそのＺ軸信号値が閾値以下であるとき、第１信号を出力するＺ軸比較手段と、
前記Ｘ軸加速度センサが検出するＸ軸加速度信号と、予め設定した閾値とを比較してそのＸ軸信号値が閾値以下であるとき、第２信号を出力するＸ軸比較手段と、
前記横転比較手段が横転信号を出力し、Ｚ軸比較手段が第１信号を出力し、Ｘ軸比較手段が第２信号を出力したとき、前記角速度センサが故障していると判断する故障判断出段とを備えていることを特徴とする故障診断装置。
【請求項４】
前記横転角度が９０度以上であることを特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれか１つに記載の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エアバッグシステムの角速度センサの故障を診断する故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、角速度センサが検出するロール角速度に基づいて車両の横転を判断し、車両が横転したと判断したときエアバッグ装置を動作させて、エアバッグを膨張展開させることにより乗員の安全を図るエアバッグシステムが知られている。
【０００３】
かかるエアバッグシステムは、角速度センサが検出する角速度検出信号を積分し、この積分値が所定の閾値を越えたとき車両が横転したと判断するものである。
【０００４】
角速度センサは、図２（Ａ）に示すように、第１閾値（０.５Ｖ）と第２閾値（４.７５Ｖ）の間で角速度検出信号を出力するものであり、この角速度検出信号を積分して車両のロール角度（傾き角度）を求め、図２（Ｂ）に示すように積分した値すなわち車両のロール角度が９０度を越えたとき車両が横転したと判断する。なお、第１閾値はマイナス方向（逆方向）の角速度を示す。
【０００５】
しかし、角速度センサの故障によりその角速度センサから角速度検出信号が出力され続けると、角速度検出信号の積分値が９０度を越えてしまい、車両が横転していないにも拘わらず、車両が横転したと判断されてしまう。
【０００６】
これを防止するために、角速度センサの故障を診断する故障診断装置が提案されている。
【０００７】
この故障診断装置は、図３に示すように、角速度センサが検出する角速度検出信号が第２閾値を連続して上回っている時間が所定時間に達したか否かを判断し、所定時間に達したと判断したとき第１判断信号を出力する第１判断手段１と、その角速度検出信号が第１閾値を連続して下回っている時間が所定時間に達したか否かを判断する第２判断手段２とを備えている。なお、所定時間は、角速度検出信号の積分値が９０度を越えないように設定される。
【０００８】
そして、故障診断装置は、第１判断手段１が第１判断信号を出力したとき、あるいは第２判断手段２が第２判断信号を出力したとき、角速度センサが故障していると判断するものである。なお、角速度センサとして特許文献１に示すものが知られている。
【特許文献１】特開平９−２８１１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような故障診断装置にあっては、第１閾値を連続して越えないような角速度センサの故障が発生した場合（車両の横転と判別ができない出力が発生した場合）、角速度センサの故障にも拘わらずあたかも車両が横転したと判断して、エアバッグ装置を動作させてしまう虞がある。
【００１０】
この発明の目的は、角速度センサの故障により横転と区別がつかない出力が発生した場合においても、エアバッグ装置を動作させてしまうことなく、角速度センサの故障を検出することのできる故障診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、車両のロール角速度を検出する角速度センサと、この角速度センサが検出する角速度信号を積分して車両のロール角度を演算するロール角度演算部と、車両の上下方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサと、車両の横方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサとを備えたエアバッグシステムの前記角速度センサの故障を診断する故障診断装置であって、
前記ロール角度演算部が演算したロール角度と、前記Ｚ軸加速度センサおよびＸ軸加速度センサとによって求める車両の傾きとが一致しないとき、前記角速度センサが故障していると判断することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、車両のロール角速度を検出する角速度センサと、この角速度センサが検出する角速度信号を積分して車両のロール角度を演算するロール角度演算部と、車両の上下方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサと、車両の横方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサとを備えたエアバッグシステムの前記角速度センサの故障を診断する故障診断装置であって、
前記ロール角度演算部が演算したロール角度が、車両が横転する予め設定した横転角度以上に達し、前記Ｚ軸加速度センサが検出するＺ軸加速度が予め設定した閾値以下であり、前記Ｘ軸加速度センサが検出するＸ軸加速度が予め設定した閾値以下であるとき、前記角速度センサが故障していると判断することを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、車両のロール角速度を検出する角速度センサと、この角速度センサが検出する角速度信号を積分して車両のロール角度を演算するロール角度演算部と、車両の上下方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサと、車両の横方向の加速度を検出するＸ軸加速度センサとを備えたエアバッグシステムの前記角速度センサの故障を診断する故障診断装置であって、
前記ロール角度演算部が演算したロール角度と、車両が横転する予め設定した横転角度とを比較してロール角度が横転角度以上になったとき横転角信号を出力する横転比較手段と、
前記Ｚ軸加速度センサが検出するＺ軸加速度信号と、予め設定した閾値とを比較してそのＺ軸信号値が閾値以下であるとき、第１信号を出力するＺ軸比較手段と、
前記Ｘ軸加速度センサが検出するＸ軸加速度信号と、予め設定した閾値とを比較してそのＸ軸信号値が閾値以下であるとき、第２信号を出力するＸ軸比較手段と、
前記横転比較手段が横転信号を出力し、Ｚ軸比較手段が第１信号を出力し、Ｘ軸比較手段が第２信号を出力したとき、前記角速度センサが故障していると判断する故障判断出段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、角速度センサの故障によりその加速度センサから車両横転時と同じ出力がされたとしても、エアバッグ装置を動作させることなく角速度センサの故障を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明に係る故障診断装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は故障診断装置３０を設けたエアバッグシステムの構成を示したブロック図である。
【００１７】
図１において、１１は車両（図示せず）のロール角速度を検出する角速度センサ、１２は車両の上下方向の加速度を検出するＺ軸加速度センサと、１３は車両の横方向（車幅方向）の加速度を検出するＸ軸加速度センサである。１４は角速度センサ１１が検出する角速度信号ＳＧ１を積分して車両のロール角度を演算するロール角度演算部であり、このロール角度演算部１４は積分値を絶対値として出力する。すなわち、図２に示すように角速度信号ＳＧ１が破線で示すように出力されている場合、つまり、逆方向の角速度のとき積分値はマイナスとなるが、このマイナスの積分値の絶対値が出力される。
【００１８】
１５はロール角度演算部１４が演算した車両のロール角度（積分値）ＳＧ２と予め設定した角度閾値とを比較してロール角度ＳＧ２が角度閾値以上になったとき横転信号ＳＧ３を出力するロールオーバ判定部である。
【００１９】
１６はＺ軸加速度センサ１２が検出するＺ軸加速度信号ＳＫ１が予め設定した閾値Ｑ１以上になったか否かを判定し、閾値Ｑ１以上になったと判定したとき判定信号ＳＫ２を出力する加速度判定部、１７はＸ軸加速度センサ１３が検出するＸ軸加速度信号ＳＬ１の信号値（Ｘ軸信号値）が予め設定した閾値Ｑ２以上になったか否かを判定し、閾値Ｑ２以上になったと判定したときする判定信号ＳＬ２を出力する加速度判定部である。
【００２０】
１８は加速度判定部１６と加速度判定部１７のうち少なくともどちらか一方が判定信号ＳＫ２,ＳＬ２を出力したとき例えばＨレベルの信号Ｓ１を出力するオア回路、１９はオア回路１８から信号Ｓ１が出力され且つロールオーバ判定部１５から横転信号ＳＧ３が出力されたとき例えばＨレベルの信号Ｓ２を出力するアンド回路、２０はアンド回路１９から信号Ｓ２が出力されたとき図示しないインフレータを点火してエアバッグを膨張展開させるエアバッグ装置である。
【００２１】
故障診断装置３０は、ロール角度演算部１４が演算したロール角度（積分値）が車両が必ず横転する横転角度（９０度）以上に達したか否かを判断し、ロール角度が横転角度以上になったと判断すると横転角信号ＳＧ４を出力する横転比較器（横転比較手段）３１と、Ｚ軸加速度センサ１２が検出するＺ軸加速度信号ＳＫ１と予め設定した閾値Ｑ１とを比較してＺ軸加速度信号ＳＫ１が閾値Ｑ１以下であるとき比較信号（第１信号）ＳＫ３を出力するＺ軸比較器（Ｚ軸比較手段）３２と、Ｘ軸加速度センサ１３が検出するＸ軸加速度信号ＳＬ１と予め設定した閾値Ｑ２とを比較してＸ軸加速度信号ＳＬ１が閾値Ｑ２以下であるとき比較信号（第２信号）ＳＬ３を出力するＸ軸比較器（Ｘ軸比較手段）３３と、横転比較器３１からと横転信号ＳＧ４が出力され、Ｚ軸比較器３２から比較信号ＳＫ３が出力され、Ｘ軸比較器３３から比較信号ＳＬ３が出力されたとき例えばＨレベルの信号Ｓ３を出力するアンド回路（故障判断手段）３４と、このアンド回路３４からＨレベルの信号Ｓ３が出力されると角速度センサ１１が故障したことを表示する故障表示部３５とを備えている。
［動  作］
次に、上記のように構成されるエアバッグシステムおよび故障診断装置３０の動作について説明する。
【００２２】
車両の通常の走行状態では、ロール角度演算部１４が演算するロール角度（積分値）ＳＧ２は９０度以下であるとともに角度閾値以下であり、ロールオーバ判定部１５から横転信号ＳＧ３は出力されず、故障診断装置３０の横転比較器３１から横転角信号ＳＧ４が出力されない。このため、アンド回路１９,３４から信号Ｓ２,Ｓ３は出力されず、エアバッグ装置２０や故障表示部３５は動作しない。
【００２３】
角速度センサ１１が故障すると、車両が横転していないのに拘わらず角速度センサ１１から閾値（例えば４.７５Ｖ：図２参照）を越えた角速度信号ＳＧ１が出力され続ける。このため、ロール角度演算部１４が演算する車両のロール角度ＳＧ２が９０度を越える。このため、故障診断装置３０の横転比較器３１が横転角信号ＳＧ４を出力する。
【００２４】
一方、車両が横転していないので、Ｚ軸加速度センサ１２およびＸ軸加速度センサ１３から出力されるＺ軸加速度信号ＳＫ１およびＸ軸加速度信号ＳＬ１は閾値Ｑ１,Ｑ２以下である。このため、比較器３２,３３から比較信号ＳＫ３,ＳＬ３が出力される。
【００２５】
そして、横転比較器３１が横転角信号ＳＧ４を出力していることにより、比較器３２,３３から比較信号ＳＫ３,ＳＬ３が出力されるとアンド回路３４からＨレベルの信号Ｓ３が出力され、故障表示部３５は角速度センサ１１が故障したことを表示する。
【００２６】
また、ロール角度ＳＧ２が９０度を越えることにより角度閾値を越えるため、ロールオーバ判定部１５から横転信号ＳＧ３が出力される。しかし、車両が車両が横転していないことにより、Ｚ軸加速度センサ１２およびＸ軸加速度センサ１３から出力されるＺ軸加速度信号ＳＫ１およびＸ軸加速度信号ＳＬ１は閾値Ｑ１,Ｑ２以下であり、加速度判定部１６,１７から判定信号ＳＫ２,ＳＬ２は出力されない。このため、エアバッグ装置２０は動作しない。
【００２７】
また、角速度センサ１１が故障して、この角速度センサ１１から閾値を越えないような信号が出力された場合には、上述のように、ロール角度ＳＧ２が９０度を越えてもエアバッグ装置２０は動作しない。しかも、ロール角度ＳＧ２が９０度を越えることにより、上述のように故障表示部３５は角速度センサ１１が故障したことを表示する。
【００２８】
このように、角速度センサ１１が故障して、この角速度センサ１１から閾値を越えないような信号が出力された場合でも、エアバッグ装置２０を動作させることなく、角速度センサ１１の故障を検出することができる。
【００２９】
車両が実際に横転した場合、ロール角度演算部１４から出力されるロール角度ＳＧ２は角度閾値を越えるため、ロールオーバ判定部１５から横転信号ＳＧ３が出力される。また、Ｚ軸加速度センサ１２とＸ軸加速度センサ１３のうち少なくともどちらか一方が出力するＺ軸加速度信号ＳＫ１またはＸ軸加速度信号ＳＬ１が閾値Ｑ１,Ｑ２を越えるので、加速度判定部１６と加速度判定部１７のうち少なくともどちらか一方が判定信号ＳＫ２,ＳＬ２を出力する。
【００３０】
そして、アンド回路１９から信号Ｓ２が出力されてエアバッグ装置２０が動作して、エアバッグは膨張展開される。
【００３１】
他方、ロール角度ＳＧ２は９０度を越えたりすることにより、故障診断装置３０の横転比較器３１から横転角信号ＳＧ４が出力されるが、Ｚ軸加速度信号ＳＫ１とＸ軸加速度信号ＳＬ１のうち少なくともどちらか一方が閾値Ｑ１,Ｑ２を越えるので、比較器３２,３３のうち少なくともどちらか一方から比較信号ＳＫ３,ＳＬ３が出力されない。このため、故障表示部３５は動作しない。
【００３２】
上記実施例では、横転比較器３１の横転角度は９０度に設定されているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、車両が必ず横転するような角度であればよく、例えば８５度等であってもよい。
【００３３】
また、上記実施例では、ロール角度演算部１４のロール角度ＳＧ２が９０度を越え、且つ、Ｚ軸加速度センサ１２およびＸ軸加速度センサ１３のＺ軸加速度信号ＳＫ１およびＸ軸加速度信号ＳＬ１が閾値Ｑ１,Ｑ２以下のとき、角速度センサ１１が故障と判断するが、Ｚ軸加速度センサ１２およびＸ軸加速度センサ１３によって実際の車両の傾き状態、すなわち実際に車両が傾いたか否かを求め、この車両の傾き状態とロール角度演算部１４のロール角度ＳＧ２とが一致しないとき、角速度センサ１１が故障と判断するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係るエアバッグシステムおよび故障診断装置の構成を示したブロック図である。
【図２】（Ａ）は、角速度センサが検出する角速度信号を示したグラフであり、  （Ｂ）は、角速度信号の積分値を示したグラフである。
【図３】従来の故障診断装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００３５】
１１    角速度センサ
１２    Ｚ軸加速度センサ
１３    Ｘ軸加速度センサ
１４    ロール角度演算部
３１    横転比較器
３２    比較器
３３    比較器
３４    アンド回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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