(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
事故を表せる作動パラメータを検出する衝突センサ（１）と、
前記衝突センサ（１）にセンサ出力信号端子を介して接続される制御装置（４）とを有し、
前記制御装置（４）は、センサ出力信号に依存して乗員保護システムのトリガを制御している、自動車用乗員保護システムにおいて、
前記衝突センサ（１）が、センサ内部のエラーを検査し得る機能を備えており、このような内部エラーが検出された場合には、状態信号が制御装置（４）に連続的に送出され、
さらに前記衝突センサ（１）は、センサ出力信号端子の他にさらに付加的に、状態信号を送出する状態信号出力端子を有しており、
前記状態信号出力端子は、線路を介して制御装置（４）の入力端子に接続されていることを特徴とする、乗員保護システム。
【請求項２】
前記衝突センサ（１）は、制御装置（４）に接続された自己テスト用のテスト端子を有している、請求項１記載の乗員保護システム。
【請求項３】
前記制御装置（４）は、自己テスト期間中に自己テスト信号を衝突センサ（１）に送出するための入出力端子を有している、請求項１または２記載の乗員保護システム。
【請求項４】
前記制御装置（４）は、定期的に状態信号の有無を検査する、請求項１から３いずれか１項記載の乗員保護システム。
【請求項５】
前記制御装置（４）は、衝突センサ（１）によって生成されたセンサ出力信号よりも低い周波数を有する状態信号の有無を定期的に検査する、請求項１から４いずれか１項記載の乗員保護システム。
【請求項６】
前記衝突センサ（１）は、センサの作動状態を制御するデータを記憶するメモリを含んでおり、前記センサの作動状態を制御するデータに基づいて内部エラー検査が実施され、エラーが識別された場合には状態信号が形成される、請求項１から５いずれか１項記載の乗員保護システム。
【請求項７】
前記衝突センサ（１）は、センサの作動状態を制御するデータが読出された場合にはパリティ検査も実施する、請求項６記載の乗員保護システム。
【請求項８】
衝突センサ（１）が定期的間隔または不定期な間隔でセンサの内部エラー検査を実施し、エラーを識別した場合には、状態信号を状態信号出力端子を介して制御装置（４）に送出し、制御装置（４）は、衝突センサ（１）から乗員保護システムのトリガのためのトリガ基準を満たすセンサ出力信号を受信した場合に、乗員保護システムをトリガする前に状態信号の状態を検査し、その検査結果に依存してトリガを可能にさせるか又は中断させることを特徴とする、請求項１から７に記載の乗員保護システムのトリガ制御方法。
【請求項９】
前記制御装置（４）は、前記検査結果に依存してトリガを可能にさせるか又は中断させる場合にさらに光学的ないし音響的アラームを形成する、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの事故センサと制御装置とを有し、該制御装置は、乗員保護システムのトリガをセンサ出力信号に依存して制御する、自動車用乗員保護システムに関する。この事故センサは、事故を特徴付けるパラメータ、特に車両加速度、車両傾向および/またはロール移動を検出する。所定の限界値に達した場合には、制御装置は乗員保護システムのトリガを制御する。乗員保護システムは、エアバックシステム、シートベルトテンショナーシステム、ロールバートリガシステムであってもよく、その他の形式で構成されてもよい。
【０００２】
事故センサによって生成された出力信号にエラーがある場合には、乗員保護システムの不要で不所望なトリガが行われる危険性や、本来の所要のトリガが中断される危険性が生じる。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願DE 43 44 284 A1 明細書からは、加速度センサと診断回路を備えた車両への使用に適した半導体加速度測定装置が公知である。この装置は、加速度センサによって生成され増幅回路によって増幅された出力信号が異常なものであるか否かの検査を行い、センサの測定構成に投入されている。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願 DE 37 06 765 A1 明細書からは、自動車用の衝突センサが公知であり、このセンサは、加速度検出器を有し検査回路に接続されている。機能性検査のためにこの加速度検出器は、センサケーシング内に設けられた電気音響的変換器にかけられ、この加速度検出器からの応答として生成された電気信号が評価/トリガ回路において検査される。この検査は走行の開始前に行われてもよく、走行中に一定の間隔をおいて行われてもよい。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願 DE 44 24 020 A1 明細書には、乗員保護システムの検査方法が記載されており、この場合衝突センサの出力線路に検査パルスが印加され、この検査パルスが後置接続された信号処理及び制御要素によって検出され機能性検査のために評価される。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願 DE 43 16 263 A1 明細書からは、加速度センサの機能性診断方法が公知であり、この場合は診断電圧が加速度センサの固定電極に印加され、そこから生じる可動電極の変位が検出されて評価されている。
【０００７】
本発明の課題は、自動車用乗員保護システムにおいて、乗員保護システムの制御のもとでのトリガエラーの危険性を低減させることである。
【０００８】
前記課題は請求項１の特徴部分に記載されている本発明によって解決される。
【０００９】
本発明によれば、さらに請求項８により乗員保護システムのトリガ制御方法が得られる。
【００１０】
本発明のさらに有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載されている。
【００１１】
事故センサは、内部エラーの識別のためのエラー検査機能を備えており、さらにエラー識別の際には状態信号を制御装置に送出し続ける。それにより制御装置はいつでも、事故センサから生成された監視パラメータを表わすセンサ出力信号の誤りの可能性を識別し得る。それに基づいて制御装置は適切な保護手段、例えば音響的および/または光学的警報を発し、センサ出力信号を不要に長く評価したりしない。事故センサは、状態信号の出力のための特別な専用の付加的な状態信号出力端子を備えており、この端子は専用の線路を介して生業装置の端子に接続されている。それにより状態信号は、固有の線路上を制御装置まで伝送され、故に付加的な本来のセンサ出力信号の問合せに依存しない。この場合の問合せ周波数は、有利にはセンサ出力信号の問合せ周期よりも小さい。そのため状態信号問合せによって引き起こされる付加的な制御装置の負荷は僅かに抑えられ続ける。この事故センサは、テスト端子も有しており、それを介してスタートフェーズにおいて機能性テストに対するテスト信号が制御装置によりアクティブに供給可能である。
【００１２】
この事故センサは、短期間だけ生じる状態信号も記憶し続ける。この情報は、事故センサの後続するメンテナンスおよび/または診断の際にも役立ち、及び/又は事故センサの早期メンテナンス/診断を促す。
【００１３】
エラー検査機能は、例えばエラー識別検査におけるセンサメモリから呼出されたセンサ作動制御データからなる。このセンサ作動制御データには、例えばパリティビットが付されてもよい。この場合にはセンサは、センサ作動制御データの読出しの際にパリティ検査を実行し、このパリティ検査でデータエラーが生じている場合には状態信号が形成される。しかしながらこのエラー検査機能は、センサ内部の機械的及び/又は電気的欠陥の検査のために構成されてもよい。
【００１４】
センサエラーに起因する不所望なトリガに対するさらなる安全性の向上は、次のことによって達成され得る。すなわち乗員保護システムの実際のトリガの前に（１つの事故をシグナリングするセンサ出力信号に基づく）センサ状態信号が再度実際に問合せされることによって達成され得る。状態信号の状態が、事故センサの正常な動作状態をシグナリングしている場合にのみ、乗員保護システムのトリガが行われ、それ以外では遮断される。
【００１５】
実施例
次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。この場合
図１は、本発明による回路構造の一部を示した図であり、
図２は、図１に示した回路で生じる信号の経過を表わした図であり、
図３は、本発明による方法の実施形態のフローチャートである。
【００１６】
図１には、事故センサが符号１で示されており、このセンサは２つの線路２及び３を介して制御装置４と接続されている。制御装置４は、マイクロコントローラとして構成されており、図示はされていない線路を介して乗員保護システムの１つ又は複数の点火ピルに接続されている。この制御装置４は、線路２を介して事故センサ１からセンサ出力信号を受取る。この出力信号は、アナログ形態で監視パラメータ（例えば車両加速度）の量を表わすかまたはデジタル信号の形態で２つのレベル（０/１）で出力される。センサ出力信号は、制御装置４の相応の入力端子に印加され、比較的高い周波数、例えば４ｋＨｚで周期的に問合せされる。それにより、事故センサ１によってシグナリングされる（差し迫ったもしくは既に起きた）事故を可及的に迅速に検出し乗員保護システムがトリガされる。
【００１７】
図示の実施例では事故センサ１が加速度センサによって形成されている。しかしながら１つまたは複数の他の種類の事故センサが用いられていてもよい（例えば傾斜スイッチ、ローリング検出器、機械的にスイッチングされる慣性スイッチなど）。本発明の実施例では、事故センサ１は、自己診断機能を備えた集積化された加速度センサで構成されている。これは制御装置４に直結されている。スタートフェーズ、例えば自動車の始動の後に制御装置４はその線路３に接続されている端子においてパルス７を生成する（図２のｃ参照）。このパルスは、線路３に接続されている事故センサ１のテスト端子（状態信号出力端子）に印加される。この電圧信号（これは図示の例ではハイレベルを有している）によって、事故センサ１は人工的に励起され（例えば事故センサ１のサイスミック質量体の変位など）、それによって事故センサ１は正常な機能のもとで線路２に接続されているその出力側において当該状態を示す出力信号を生成する。つまり出力信号レベルを切換える。線路２で送出されるこのセンサ出力信号は、制御装置４によって評価され、これによって事故センサ１の正常な機能が検査される。
【００１８】
図２の特性曲線ａ）では、正常な機能動作の際にセンサから線路２を介して発せられる応答信号が符号５で示されている。スタートフェーズは、垂直方向に破線で示されているラインの左側に示される時間領域に相応する。
【００１９】
図示の実施例では、事故センサ１は容量性の加速度センサによって形成されており、このセンサは、２つの固定のコンデンサプレートと該２つの固定コンデンサプレート間に配置される１つの可動の中間プレートとを備えたコンデンサとして構成されている。線路３を介して自己テストの際に供給される電圧（パルス７）によって、可動のサイスミック質量体として用いられるコンデンサ中間プレートが静電的吸引力によって変位され、それに伴って１つの動き、例えば差し迫った事故の際の自動車の非常に急激な減速のもとで引き起こされるような動きが導かれる。これにより、内部キャパシタンス値が著しく変化する。センサがこのキャパスタンス変化を内部評価すると（例えばこのキャパスタンス変化によって引き起こされる非常に弱い内部信号の増幅の後で）、線路２上に相応のアナログまたはデジタルのセンサ出力信号が図２ａ）の信号経過に示されているように生起される（パルス５）。
【００２０】
事故センサ１は、構造形式に応じて様々な内部機能を有しており、本発明によれば、１つまたは複数の内部機能を（一定の間隔でまたは不規則な間隔で）自動的に内部検査できるように構成されている。この事故センサ１は、例えばＥＰＲＯＭの形態の内部メモリを含んでおり、その中には制御データが記憶されており、それらのデータはセンサの作動を制御し、センサの稼働中には繰返し読出しが可能である。これらの制御データは、例えば容量性の内部測定信号の増幅のために設けられる増幅率を表わしたり、および/または正確な内部信号処理に必要なオフセット値や増幅度を定める較正データであってもよい。このセンサ作動制御データ、例えば較正データは、有利にはメーカ側で加速度センサの提供前にメモリに書き込まれる。しかしながら後で変更される応答特性への適応化の際に実際化されてもよい。本発明によれば、これらの制御データは、エラー識別コード（最も簡単な例ではパリティピット）と共にメモリに書き込まれる。制御データの読出しの後で、事故センサ１は内部でエラー識別検査（例えばパリティチェック）を実施し、それによって、例えば誤って書き込まれた制御データや読出しの際の読出しエラーなどに起因するデータエラーを識別する。
【００２１】
事故センサ１は、例えばトランジスタなどの内部電気回路を介して線路３に接続されているテスト端子に接続され、それによって線路３上の電位をアクティブに制御できる。事故センサは内部の機能的エラーを検出した場合には、例えばテスト端子に接続されている内部トランジスタの活性化などによって）線路３上の電位を切換え、それによって制御装置４に供給する状態信号を生成する（図２ｃの信号８）。
【００２２】
この場合スタートフェーズテストのために設けられているセンサ端子を状態信号の生成のために利用するかわりに、これに対して制御装置４の相応の端子と接続されているさらなるセンサ出力側を使用してもよい。
【００２３】
事故センサ１に設けられている内部エラー検査機能は、代替的に他のパラメータの監視のために用いることも可能である。事故センサ１は、例えば内部クロック発生器を具備している場合には、次のように構成されてもよい。すなわちクロック信号周波数を所定の値と比較し、偏差が生じている場合には許容周波数範囲から状態信号が生成されるように構成されてもよい。さらに事故センサは例えば信号フィルタを備えていてもよく、正常なフィルタ機能の間欠性の検査を行ってもよい。さらに事故センサ１は、そのエラー検査機能の枠内で内部の機械的欠陥を識別できるように構成されてもよい。例えばピエゾ抵抗タイプの事故センサの場合では、加速度に依存して折れ曲がるシリコン性湾曲バーの折れ破損が生じ得る問題がある。このセンサは、そのエラー検査機能の枠内で、シリコン性湾曲バーの破損状態を識別し（例えば内部信号特性の極端な変化や湾曲バーの状態検査専用に設けられた測定区間などに基づいて）、エラーが識別された場合には状態信号を形成する。
【００２４】
本発明はもちろんその他の形式の事故センサ、例えば圧電センサのもとでも適用可能である。このセンサも相応の内部検査機能を具備し、機械的および/または電気的な機能エラーをチェックして場合によっては状態通知を行う。
【００２５】
事故センサ１は、次のように構成される。すなわち機能エラーの識別の際に、状態信号をただ迅速に生成するだけでなく、、検出したエラーが一時的な自然によるもので例えば短時間だけ発生するような場合でも持続的に生成されるように構成される。このことは次のことによって達成される。すなわち事故センサにフリップフロップか又はそれに類似の機能を備えた構成要素を備えさせることによって達成される。この場合はその設定入力側が内部エラーの検出の際に活性化される。それによりフリップフロップ出力信号のレベルは、持続的に切換わる。この出力信号は、状態信号送出用に設けられているセンサ端子に送出される。
【００２６】
自然発生的な一時的にのみ生じるエラーは、それによって、内部機能エラーを指示する状態信号の持続的な送出に結び付けられる。
【００２７】
図に示されている実施例の場合では、自己検査スタートフェーズ（これは図２の垂直方向に破線で示されているラインの左側の時間領域）の終了した後では作動モード（これはこの破線の垂直ラインの右側にある時間領域）に切換られる。この作動モードでは、線路３に接続されている制御装置４の端子入力端子として切換られ、それによって事故センサ１から線路３を介して状態信号が受入れ可能となる。
【００２８】
図２のｂ）からも明らかなように、制御装置は、線路２に接続されているその入力端子に比較的高い周波数、例えば４ｋＨｚの周波数で周期的に問合せが行われる。この問合せは特徴的に示されており、ステートフェーズにおいて既に生起されている問合せパルス６からもみてとることができる。それに対して図２のｄ）に示されているように、線路３に接続されている制御装置４の端子では、作動モードへの切換が行われた後で、著しく低減された周波数、例えば２.５Ｈｚの周波数で、つまり４００ｍｓ毎に、定期的に問合せが行われる。この状態信号に対する問合せパルスは、図２のｄ）において符号９で示されている。
【００２９】
図２のｃ）では、線路３に現れる信号が示されている。スタートフェーズ中は、既に前述したように制御装置４によって自己テストパルス７が生成される。
【００３０】
事故センサ１が作動フェーズ中に内部機能エラーを検出した場合には直ちに、事故センサ１は状態信号としてこれまではローレベルであった線路３のレベルを持続的にハイレベルに切換える。これは信号区分８によって表わされている。制御装置４が状態信号８のハイレベルを次の問合せパルス９の際に求めると、制御装置４は点火スタンバイ状態の遮断によって反応する。それにより乗員保護システムの今後のトリガはもはや存在しないように制御される。点火スタンバイ状態は、図の２のｅに特性曲線１０で示されている。点火スタンバイ状態は、作動フェーズのスタートによって開始され、状態信号８の上昇縁の検出で再び終了される。同時に自動車のドライバ領域において視認され得るように設けられている警報ランプも、制御装置４（例えばエアバック制御機器）によって持続的に点滅状態にもたらされる。代替的にまたは付加的に、乗員保護システムの誤った点火スタンバイ状態を指示する音響アラームが生成されてもよい。
【００３１】
点火スタンバイ状態が存在する限り、制御装置４は事故センサ１から線路２を介して供給されるセンサ出力信号を内的な所定のトリガアルゴリズムに従って評価する。線路２を介して供給された信号が事故をシグナリングしている場合には、制御装置４は図３に示されている点火ルーチンを実行する。ステップＳ１では、まず線路３上に生じた信号が制御装置４によって問い合わせされる。すなわち制御装置４は、点火の前に再度、サンプリングパルス９によって予め定められる時間シーケンスに依存することなく、事故センサ１が本当に“ｏｋ”の状態なのかどうかを検査する（事故センサ１のテスト端子におけるロー出力レベル）。ステップＳ１のこの検査において事故センサ１に何もエラーが生じていないことが通知されると、ステップＳ２に移行する。このステップＳ２では点火スイッチが閉じられ、それに伴って乗員保護システムの点火ピルが活性化される。但し前記ステップＳ１において、事故センサ１にエラーが生じていることが通知されている場合には、ステップＳ３に移行され、点火をトリガさせなくするだけでなく、制御装置の点火スタンバイ状態が遮断され、警報ランプがトリガされる。このようなケースは、事故センサ１から線路２を介して送出された出力信号が内的なセンサエラー、例えば内部メモリ（ＥＰＲＯＭ）から読み出されたビットのエラーだけに起因していることを前提としている。
【００３２】
ステップＳ２またはＳ３の後では当該点火ルーチンが終了され、中断されたメインプログラムに戻される。
【００３３】
図３に示されている手法によって、乗員保護システムの不所望な点火が回避され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による回路構造の一部を示した図である。
【図２】  図１に示した回路で生じる信号の経過を表わした図である。
【図３】  本発明による方法の実施形態のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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