(57)【要約】自動車における拘束システムのための制御機器が提案され、ウォッチドッグも含んでいるセーフティ・スイッチは制御機器においてセーフティ・スイッチの機能を果たす。このセーフティ・スイッチはセンサ信号を監視し、これらのセンサ信号は妥当性に基づいて制御機器のプロセッサに伝送され、セーフティ・スイッチは、トリガすべきケースをこのセーフティ・スイッチ自体が識別する場合にのみ相応の拘束手段を時限ユニットを介して予め設定された時間のあいだイネーブルする。センサ信号からの付加情報に基づいてセーフティ・スイッチはセンサ信号をどのように処理すべきかを受け取る。セーフティ・スイッチは、センサに相応に割り当てられた拘束手段をイネーブルするように構成されている。制御機器のスイッチオンの際に、プロセッサはセーフティ・スイッチのテストをセンサによるテスト信号の発生によって実施する。
2004513836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車における拘束システムのための制御機器であって、該制御機器（１０）はプロセッサ（４）及びセーフティ・スイッチ（５）を有し、前記プロセッサ（４）は衝突センシングのためのセンサ（１、２、３）及び拘束システムの制御のための出力段（８）に接続可能であり、前記センサは場合によっては自動車の衝突をセンシングする、自動車における拘束システムのための制御機器において、
前記セーフティ・スイッチ（５）は、センサ信号の妥当性検査のために前記センサ（１、２、３）に接続可能であり、さらに前記センサ信号に依存して点火回路（９）の出力段（８）をイネーブルするために時限ユニット（６）に接続可能であり、前記セーフティ・スイッチ（５）は前記センサ信号を評価するための手段を有し、前記時限ユニット（６）は予め設定された時間のあいだ前記出力段（８）をイネーブルすることを特徴とする、自動車における拘束システムのための制御機器。
【請求項２】
セーフティ・スイッチ（５）はセンサ信号から付加情報を取り出し、該付加情報に依存して前記センサ信号を処理することを特徴とする、請求項１記載の制御機器。
【請求項３】
セーフティ・スイッチ（５）は各センサ（１、２、３）に割り当てられた出力段（８）をイネーブルすることを特徴とする、請求項１又２記載の制御機器。
【請求項４】
プロセッサ（４）は制御機器（１０）のスイッチオンの際にセーフティ・スイッチ（５）のテストをセンサ（１、２、３）のテスト信号の発生によって実施することを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の制御機器。
【請求項５】
セーフティ・スイッチ（５）は、２つのイネーブル線路を介して時限ユニット（６）を介して出力段（８）に、それぞれ全てのプラス出力段及びマイナス出力段に接続可能であり、更に別のグループ線路によって点火手段グループの出力段（８）に接続可能であることを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の制御機器。
【請求項６】
テストの間には少なくとも出力段（８）のプラス出力段又はマイナス出力段が阻止可能であることを特徴とする、請求項４又は５記載の制御機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
従来技術
本発明は主請求項の上位概念記載の自動車における拘束システムのための制御機器に関する。
【０００２】
プロセッサとしてのマイクロコントローラがウォッチドッグによってその機能を監視されるエアバッグ制御システムが既に周知である。このプロセッサはそれ自体自動車又は制御機器における様々なセンサに接続されており、これらのセンサは衝突をセンシングする。部分的にエアバッグ制御機器において機械的なセーフティ・スイッチが使用され、これらのセーフティ・スイッチにおいてリングマグネットが負の加速度の際にスプリングに抗してシフトされ、次いでリードコンタクトが閉じる。リードコンタクトはこの場合この減速度方向に割り当てられた拘束手段を直接的に出力段へのイネーブル信号を介してイネーブルするか又は間接的にマイクロコントローラを介してイネーブルする。部分的に、発生された信号によって主点火電流路に存在するセーフティ半導体もイネーブルされ、このセーフティ半導体は必要な点火電流を出力段に導通させる。
【０００３】
本発明の利点
従来技術に対して、主請求項の特徴部分に記載の構成を有する自動車における拘束システムのための本発明の制御機器は、セーフティ・スイッチが存在し、このセーフティ・スイッチがウォッチドッグも有するという利点を有する。このセーフティ・スイッチがセンサからプロセッサに伝送されるセンサ信号を自律的に検査し、この検査の結果に依存して時限ユニットを介して点火回路のための出力段をイネーブルすることによって、このセーフティ・スイッチの機能は可能となる。この場合、各々センシングされた方向からのセンサ信号を評価するセーフティ・スイッチが実現され、これにより多方向性セーフティ・スイッチが存在する。これにより、マイクロプロセッサの機能には無関係な付加的なプロテクションが存在する。これは故障したプロセッサによる意図せざるトリガに対する安全性を高める。さらに、セーフティ・スイッチは個々のアルゴリズム及び様々なセンサ信号に対する閾値を使用するために相応のハードウェアを有する。これにより、拘束手段の意図せざるトリガを回避するために冗長ハードウェアも存在する。
【０００４】
従属請求項に記載された構成及び実施形態によって主請求項に記載された自動車における拘束システムのための制御機器の有利な改良が可能である。
【０００５】
とりわけ有利には、セーフティ・スイッチはセンサ信号から付加情報を取り出し、これらの付加情報に依存してセンサ信号を処理する。これらの付加情報はこの場合センサのステータス情報であり、例えば実行中のテスト又はエラーが識別され、さらにチャネル固有の情報であり、例えばセンサ信号をトリガに関連する信号とトリガに関連しない信号に分類しトリガとの関連性が存在する場合にはさらに信号源の種類すなわち、正面衝突センサ、側面衝突センサ又は車両において分布されたセンサであるサテライトからの加速度信号であるのかを示す識別子である。この付加情報に依存してセーフティ・スイッチは相応のハードウェア・アルゴリズム及び相応の閾値を使用して、これらのセンサ信号を正確に処理する。
【０００６】
さらに有利には、セーフティ・スイッチはセンサ付加情報に依存して相応のアルゴリズムを固有のハードウェアからロードし、相応の閾値を使用して、センサ信号を処理する。これらの付加情報に依存して、場合によっては出力段のイネーブルも行われる。これらの付加情報によってセンサ信号の処理を制御することが可能である。
【０００７】
さらに、有利には、セーフティ・スイッチはそれぞれセンサに割り当てられた出力段だけをイネーブルさせる。よって、側面衝突センサがセンサ信号を検出する場合には、側面衝突保護だけがイネーブルされる。
【０００８】
さらに、有利には、車両のスタートの際に制御機器がスイッチオンされ、この場合に本発明のセーフティ・スイッチのテストがセンサのテスト信号の発生によって実施される。これによって、プロセッサは、セーフティ・スイッチがセンサ信号の監視を果たし得るかどうか及び相応のイネーブル信号を出力段へ伝送するかどうかを監視する。
【０００９】
最後に、有利には、セーフティ・スイッチは２つのイネーブル線路を介して出力段に接続されており、これらのイネーブル線路のうちの１つはプラス出力段に接続され、もう１つのイネーブル線路はマイナス出力段に接続されており、この結果、これら２つの線路を介して全出力段が阻止乃至はイネーブルされる。更に別のグループ線路によってセーフティ・スイッチは個々の点火手段グループの出力段に接続可能であり、この結果、例えば正面衝突の場合には正面エアバッグがイネーブルされるように選択的に点火手段がイネーブルされる。
【００１０】
図面
本発明の実施例は図面に図示されており、以下の記述において詳しく説明される。図１は本発明の制御機器のブロック回路図であり、図２はプロセッサ・センサ通信のフレームを示す。
【００１１】
記述
とりわけ自動車におけるエアバッグであるますます多くの拘束手段の使用が増大することによって、これらの拘束手段の状況に適したトリガが保証されるべきである。致命的なのは拘束手段のトリガミスであり、このトリガミスは一方で重傷をもたらしうるし、他方で車両保有者に不必要にコストをもたらす。従って、本発明では、自動車における拘束システムのための制御機器を提案し、この制御機器はウォッチドッグも内蔵するセーフティ・スイッチを有し、このセーフティ・スイッチはプロセッサの監視の他に個々のクラッシュ・センサのセンサ値の妥当性を検査し、セーフティ・スイッチ自体がトリガすべきケースが発生したと識別する場合にのみ、制御すべき点火回路の相応の出力段をイネーブルする。この場合、とりわけ、セーフティ・スイッチは選択的に個々のセンサに割り当てられた拘束手段グループをイネーブルするように構成されている。エアバッグのような拘束手段は制御される点火回路から点火され、これらの点火回路は出力段から動作され、これらの出力段は点火回路制御部によって制御される。この点火回路制御部は集積回路である。点火回路制御部は、プロセッサ及び本発明によればセーフティ・スイッチにも接続されており、トリガすべきケースが識別された場合にのみ相応の出力段をイネーブルする。
【００１２】
図１にはブロック回路図として本発明の制御機器が図示されており、この制御機器はセンサ及び拘束手段に接続されている。走行方向における加速度センサ１はプロセッサ４の第１のデータ入力／出力側に接続されている。このプロセッサ４はこの場合マイクロコントローラである。加速度センサ１は電子装置を有し、この電子装置は測定信号を増幅しデジタル化する。さらにこの電子装置は、エラーが存在するか又はこれが実行中のテストであるかどうかの付加情報を付け加える。更に別のチャネル固有の情報は例えばセーフティＩＤであり、このセーフティＩＤはセンサ信号をトリガに関連する信号とトリガに関連しない信号に分類し、トリガに関連する場合には信号源の種類を、すなわち正面センサであるのか又は側面センサであるのか又はサテライトセンサであるのかを示す。
【００１３】
プロセッサ４の第２のデータ入力／出力側には右側の助手席ドアの側面衝突センサ２が接続されている。この側面衝突センサ２は信号を評価及び処理するためのセンサ１に相応する電子装置を有する。これはセンサ３にも当てはまり、このセンサ３は運転者席側の側面衝突センシングのために使用される。センサ３はプロセッサ４の第３のデータ入力／出力側に接続されている。センサ１、２及び３をプロセッサ４に接続する線路は、これらの信号をセーフティ・スイッチ５の第１、第２及び第３のデータ入力側にも伝送するために、それぞれタップされる。
【００１４】
データ入力／出力側を介して、セーフティ・スイッチ５のウォッチドッグは、プロセッサ４の機能能力を検査するために、プロセッサ４の第４のデータ入力／出力側に接続されている。これは例えばテスト試問によって行われ、これらのテスト試問はプロセッサ４に伝送され、プロセッサ４はその機能能力を証明するためにこれらの試問に相応に応答しなければならない。
【００１５】
複数の線路を有するデータ出力側を介してセーフティ・スイッチ５は時限ユニット６に接続されている。この時限ユニット６はセーフティ・スイッチの部分であり、ブロック回路図ではこの場合論理的な分離が行われている。時限ユニット６はそれぞれ複数の線路を有する２つのデータ出力側を介して点火回路制御部７に接続される。プロセッサ４は第５のデータ入力／出力側を介して点火回路制御部７のデータ入力／出力側に接続されている。点火回路制御部７は同様に複数の線路を有するデータ出力側を介して出力段８に接続されており、この出力段８は出力側を介して点火回路９を有する拘束手段に接続されている。
【００１６】
プロセッサ４、時限ユニット６を有するセーフティ・スイッチ５、点火回路制御部７、出力段８及びセンサ１はここでは制御機器１０のコンポーネントである。さらに、制御機器１０は、サテライトセンサからの相応のセンサ信号をベリファイするために、すなわち妥当性検査を実施するために、独自のセンサ・プラットフォームを有する。サテライトセンサは車両に分布されたセンサである。さらに、制御機器１０は、データを受信かつ送信するために、例えばセンサデータに他の車両システムがアクセスできるために、車両バスに接続され得る。
【００１７】
付加情報を有するセンサ信号がトリガすべきケースを示し、セーフティ・スイッチ５がこのトリガすべきケースを自分でセンサ信号に基づいて計算されたアルゴリズムによって識別する場合には、セーフティ・スイッチ５はセンサ１、２及び３のセンサ信号の妥当性検査を実施し、時限ユニット６及び点火回路制御部７を介して出力段をイネーブルする。このために、セーフティ・スイッチ５は独自のハードウェアを有し、このハードウェアにはセンサ１、２及び３の個々のセンサ信号をそれぞれ処理するために相応のアルゴリズム及び相応の閾値が格納されている。この場合、どの方向からセンサ信号が来るのかは些細なことである。セーフティ・スイッチ５は、センサ信号をどのセンサからそのセンサ信号が来るのかには依存せずに処理することができ、トリガすべきケースであるかどうかを検査することができるように構成されている。これによって、有利には、多方向性電子セーフティ・スイッチが実現される。従って、セーフティ・スイッチ５が検査する閾値が、センサ信号がトリガに関連するかどうか、すなわちクラッシュが発生しているか否かを決定する。そうでない場合には、セーフティ・スイッチ５は相応の出力段を阻止させ、プロセッサ４もこれを否決することはできない。しかし、セーフティ・スイッチ５がトリガすべきケースを識別する場合には、時限ユニット６を介して予め設定された時間のあいだ相応の拘束手段のためのこれらの出力段は点火回路制御部７によってイネーブルされる。プロセッサ４はこの場合その独自の評価に従ってこれらの出力段を活性化することができる。
【００１８】
自動車のスタートの際に制御機器１０がスイッチオンされ、個々のＩＣの検査が行われる。これにはウォッチドッグを有するセーフティ・スイッチ５も含まれる。その他にプロセッサ４を持続的に監視するセーフティ・スイッチ５のここで記述された機能を検査するために、センサテストが使用される。センサ１、２及び３においてテスト応答が、すなわち人工的なセンサ信号が発生され、このセンサ信号がプロセッサ４によって読み込まれる。このテスト応答はセーフティ・スイッチ５によって評価され出力段８が有するプラス出力段をイネーブルさせるような性質を持っている。セーフティ・スイッチ５はその監視機能を果たすためにこれらのデータを共に読み取り、これらのデータを評価する。プロセッサ４はこの場合点火回路制御部７への時限ユニット６のデータ出力側を監視し、信号レベルの変化においてセーフティ・スイッチ５の正しい機能を識別する。
【００１９】
これらのセンサテスト応答は大きく選択されており、クラッシュがシグナリングされるので、出力段８のイネーブルが行われる。このイネーブルはプロセッサ４によって監視される。これによって、センサ１、２及び３自体がテストされる場合には、常にセーフティ・スイッチ５のテストが行われる。センサテストの間の出力段８の誤ったトリガに対するプロテクションのために、セーフティ・スイッチ５は、出力段８が有するマイナス出力段の阻止をもたらすプロセッサ４からセンサ１、２及び３へのテスト要求も、同様にしかし独立してマイナス出力段の阻止をもたらす実行中のテストのセンサデータに含まれる識別子も評価する。
【００２０】
セーフティ・スイッチ５から時限ユニット６へと通じる並列線路は２つのイネーブル線路を有し、これらの２つのイネーブル線路は一般的なイネーブル線路であり、一方の線路はプラス出力段のために使用され、他方の線路はマイナス出力段のために使用される。さらに、セーフティ・スイッチ５から時限ユニット６への並列線路はグループ線路を有し、これらのグループ線路は拘束手段のそれぞれのグループに対してイネーブルのために使用可能である。例えば、走行方向において使用される拘束手段のグループに対して使用可能である。次いで、相応の線路が時限ユニット６から点火回路制御部７に通じている。時限ユニット６はトリガすべきケースには出力段８を数十ミリ秒の時間のあいだイネーブルする。
【００２１】
図２は伝送フレームを示す。部分ａはプロセッサ４からセンサ１、２及び３に伝送される。これは１６ビット・メッセージを有し、この１６ビット・メッセージは命令１３を有し、この命令１３に対してセンサはセンサデータによって応答する。図２はさらに伝送フレームの部分ｂを示し、この部分ｂをセンサ１、２及び３は同時に部分ａに対してプロセッサ４及びセーフティ・スイッチ５に返送する。この部分ｂは付加情報のためのフィールド１１及び本来のセンサ信号のためのフィールド１２を有する。セーフティ・スイッチ５及びプロセッサ４はこのフレームに同期し、この結果、個々のデータを相応に読み出すことができる。これはＩＮフレーム・レスポンスと呼ばれる。
【００２２】
次にもう一度様々な事象を記述し、これがそれぞれ出力段８のどのような阻止をもたらすかを記述する。セーフティ・スイッチ５のウォッチドッグが阻止フェーズにある場合、つまり、ウォッチドッグが正しく使用されず予め設定された時間のあいだ阻止されるか、又は、センサテストを実行しているが、まだ重要な信号が受信されていない場合、全てのプラス出力段及び全てのマイナス出力段及び全ての点火手段グループは阻止状態に切り換えられる。しかし、セーフティ・スイッチ５のウォッチドッグが阻止フェーズにはなく、センサ１、２及び３のうちの１つから重要なセンサ信号が受信されていない場合、全てのプラス出力段が阻止されるが、全てのマイナス出力段はイネーブルされ、マイナス出力段のテストを場合に応じて実施する。しかし、全ての点火手段グループは阻止される。セーフティ・スイッチ５のウォッチドッグが阻止フェーズにはなく、センサテストが実行され、重要な信号が例えばセンサ１から受信された場合、全てのプラス出力段がイネーブルされ、この結果、プラス出力段のテストは可能であるが、全てのマイナス出力段は阻止される。しかし、走行方向の点火手段はイネーブルされる。セーフティ・スイッチ５のウォッチドッグが阻止フェーズにはなく、センサテストが行われ、重要な信号が受信され、しかし、この重要な信号がセンサ１からのものではない場合、全てのプラス出力段がイネーブルされ、この結果、プラス出力段のテストが可能であり、この場合も全てのマイナス出力段は阻止され、走行方向の点火手段も阻止される。
【００２３】
セーフティ・スイッチ５のウォッチドッグが阻止フェーズにはなく、センサテストが実施されず、重要な信号がセンサ１から受信された場合、全てのプラス出力段及び全てのマイナス出力段がイネーブルされ、この結果、点火準備完了状態となり、走行方向の相応の点火手段がイネーブルされ、この結果、エアバッグの点火が可能となる。セーフティ・スイッチ５のウォッチドッグが阻止フェーズになく、センサテストが行われておらず、重要な信号が受信されたが、それがセンサ１からのものではない場合、全てのプラス出力段及び全てのマイナス出力段がイネーブルされ、点火準備完了状態となるが、走行方向における点火手段は阻止される。この場合、重要な信号とは、セーフティ・スイッチ５のハードウェア・アルゴリズムによって計算されて閾値によって評価されてトリガすべきケースを示す信号が存在することを意味する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の制御機器のブロック回路図である。
【図２】
プロセッサ・センサ通信のフレームを示す。
【符号の説明】
１　加速度センサ
２　助手席側側面衝突センサ
３　運転手側側面衝突センサ
４　プロセッサ
５　セーフティ・スイッチ
６　時限ユニット
７　点火回路制御部
８　出力段
９　点火回路
１０　制御機器
１１　付加情報のためのフィールド
１２　本来のセンサ信号のためのフィールド
１３　命令
【国際公開パンフレット】
2004513836.tif 000003
2004513836.tif 000004
2004513836.tif 000005
2004513836.tif 000006
2004513836.tif 000007
2004513836.tif 000008
2004513836.tif 000009
2004513836.tif 000010
2004513836.tif 000011
2004513836.tif 000012
2004513836.tif 000013
2004513836.tif 000014
2004513836.tif 000015
2004513836.tif 000016
2004513836.tif 000017
2004513836.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月24日(2002.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車における拘束システムのための制御機器であって、該制御機器（１０）はプロセッサ（４）及びセーフティ・スイッチ（５）を有し、前記プロセッサ（４）は衝突センシングのためのセンサ（１、２、３）及び拘束システムの制御のための出力段（８）に接続可能であり、前記センサは場合によっては自動車の衝突をセンシングする、自動車における拘束システムのための制御機器において、
前記セーフティ・スイッチ（５）は、センサ信号の妥当性検査のために前記センサ（１、２、３）に接続可能であり、さらに前記センサ信号に依存して点火回路（９）の出力段（８）をイネーブルするために時限ユニット（６）に接続可能であり、前記セーフティ・スイッチ（５）は前記センサ信号を評価するための手段を有し、前記時限ユニット（６）は予め設定された時間のあいだ前記出力段（８）をイネーブルし、前記センサ信号を評価するための手段は、個々のセンサ信号がそれぞれ処理可能でありトリガすべきケースであるかどうかを検査可能であるように構成されていることを特徴とする、自動車における拘束システムのための制御機器。
【請求項２】
セーフティ・スイッチ（５）はセンサ信号から付加情報を取り出し、該付加情報に依存して前記センサ信号を処理することを特徴とする、請求項１記載の制御機器。
【請求項３】
セーフティ・スイッチ（５）は各センサ（１、２、３）に割り当てられた出力段（８）をイネーブルすることを特徴とする、請求項１又２記載の制御機器。
【請求項４】
プロセッサ（４）は制御機器（１０）のスイッチオンの際にセーフティ・スイッチ（５）のテストをセンサ（１、２、３）のテスト信号の発生によって実施することを特徴とする、請求項１〜３のうちの１項記載の制御機器。
【請求項５】
セーフティ・スイッチ（５）は、２つのイネーブル線路を介して時限ユニット（６）を介して出力段（８）に、それぞれ全てのプラス出力段及びマイナス出力段に接続可能であり、更に別のグループ線路によって点火手段グループの出力段（８）に接続可能であることを特徴とする、請求項１〜４のうちの１項記載の制御機器。
【請求項６】
テストの間には少なくとも出力段（８）のプラス出力段又はマイナス出力段が阻止可能であることを特徴とする、請求項４又は５記載の制御機器。
【国際調査報告】
2004513836.tif 000019
2004513836.tif 000020
2004513836.tif 000021
2004513836.tif 000022
2004513836.tif 000023
2004513836.tif 000024