JP2523843Y2 - 圧電型加速度センサの故障診断装置 - Google Patents

圧電型加速度センサの故障診断装置

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JP2523843Y2
JP2523843Y2 JP1990105145U JP10514590U JP2523843Y2 JP 2523843 Y2 JP2523843 Y2 JP 2523843Y2 JP 1990105145 U JP1990105145 U JP 1990105145U JP 10514590 U JP10514590 U JP 10514590U JP 2523843 Y2 JP2523843 Y2 JP 2523843Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は圧電型加速度センサーの故障診断装置に関す
る。
(従来の技術及び考案が解決しようとする課題) 従来、車両に取り付けられ且つ該車両に加速度が生じ
たとき該加速度に比例した電圧を発生してエアバッグ装
置等の乗員保護装置を作動させる圧電型加速度センサー
に、診断信号を印加することにより、該圧電型加速度セ
ンサーの故障の有無を、車両に設置したまま、いつでも
自動的に診断できるようにした圧電型加速度センサーの
故障診断装置として、特開平1−102372号公報に開示さ
れている。
斯かる従来の圧電型加速度センサーの故障診断装置に
あっては、診断信号の電圧の周波数帯域が、車両衝突に
伴いこの車両に加速度が生じたとき圧電型加速度センサ
ーから発生される電圧の周波数帯域内にあるため、故障
診断時に診断信号を圧電型加速度センサーに印加する
と、車両衝突により発せられる信号(以下、衝突信号と
いう)と診断信号との区別がつき難い。
本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、圧電型加
速度センサーの衝突時の電圧と故障診断時の電圧とを異
ならせることができ、故障診断時に診断信号を圧電型加
速度センサーに印加しても乗員保護装置が誤作動する虞
がなく、車両走行中においても安全に診断できるように
した圧電型加速度センサーの故障診断装置を提供するこ
とを目的としている。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するため本考案は、車両に取り付けら
れ且つ該車両に加速度が生じたとき該加速度に比例した
電圧を発生して乗員保護装置を作動させる圧電型加速度
センサーに、診断信号発生器から出力される診断信号を
印加することにより、該圧電型加速度センサーの故障の
有無を診断できるようにした圧電型加速度センサーの故
障診断装置において、前記圧電型加速度センサーの圧電
素子に固定される複数の電極のうちの一方の電極にアク
チュエータ機能を、他方の電極にセンサー機能をそれぞ
れ持たせ、持たせ且つ前記圧電型加速度センサーからの
出力信号をフィルタを介して衝突判定の処理を行う計算
処理回路に入力させると共に、前記診断信号の電圧の周
波数帯域を、前記フィルタにより遮断される周波数帯域
に設定したことを特徴とするものである。
(作用) 診断信号の電圧の周波数帯域が、車両の衝突判定処理
を行う計算処理回路の前段のフィルタにより遮断される
圧電型加速度センサーからの出力信号の周波数帯域に設
定されているので、故障診断時に診断信号を圧電型加速
度センサーに印加しても乗員保護装置が誤作動する虞が
ない。
(実施例) 以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明する。第
1図は本考案の故障診断装置の診断対象となる圧電型加
速度センサーの縦断面図、第2図は第1図のII矢視図で
あり、第1図中、1は圧電型加速度センサーで、金属ま
たは導電性樹脂よりなる円筒形のケース2を有し、この
ケース2の底壁上面中央には突出部3が突設されてい
る。この突出部3の上面には円形の振動子4の中心部下
面が固定されている。この振動子4の外周縁は撓み変形
可能となっていて、ケース2に対して相対的に変位可能
とされている。振動子4の上面には圧電セラミックスよ
りなる圧電素子5の下面が接合固定されている。この圧
電素子5の上面には、銀製薄板よりなる電極6が貼着固
定されている。この電極6は第2図に示すように周方向
に4等分割されており、これら分割された第1、第2、
第3及び第4電極61,62,63,64は互いに絶縁されてい
る。第1、第3電極61,63にはアクチュエータ機能を、
第2、第4電極62,64にはセンサー機能をそれぞれ持た
せてある。また、圧電型加速度センサー1の出力電圧の
周波数(f)特性を、車両に加速度Gが生じたとき該圧
電型加速度センサー1から発生する電圧の周波数帯域fc
〜f01(例えば、0.1Hz〜200Hz)以上のf03〜f02(例え
ば500Hz〜1KHz)迄の帯域を持たせてある(第4図参
照)。このようにして圧電型加速度センサー1が構成さ
れている。
第3図に示すように、斯かる圧電型加速度センサー1
は、本考案の故障診断回路と共に、車両の乗員保護装置
としてのエアバッグ装置の作動制御回路に組み込まれて
いる。即ち、圧電型加速度センサー1の第1、第3電極
61,63にはそれぞれ第1、第2出力線7,8が接続されて
おり、これら第1、第2出力線7,8は1本に結線されて
増幅器9の非反転入力端子に接続されている。増幅器9
の出力端子はローパスフィルタ(以下、LPF.という)10
の入力端子とハイパスフィルタ(以下、HPF.という)11
の入力端子にそれぞれ接続されている。LPF.10は、車両
に加速度Gが生じたとき圧電型加速度センサー1から発
生する電圧の周波数帯域fc〜f01の信号(衝突信号)の
みを通過させるものである。また、HPF.11は前記周波数
帯域fc〜f01以上のf02迄の周波数のうちのf03〜f02の周
波数帯域の信号のみを通過させるものである。LPF.10の
出力端子は計算処理回路12の入力端子に接続され、この
計算処理回路12の出力端子は制御回路13の第1入力端子
に接続されている。計算処理回路12は、車両の加速度G
が所定値より大きいときに出力信号を発生する。また、
HPF.11の出力端子は制御回路13の第2入力端子に接続さ
れている。制御回路13は、駆動回路14と診断回路15と診
断信号(パルス)発生回路(診断信号発生器)16とを内
蔵している。駆動回路14の出力側は、トランジスタより
なる第1スイッチ17を介して、エアバッグ装置のインフ
レータ(窒素ガス発生装置)18に接続されている。この
インフレータ18は、第2スイッチ19を介して電源20に接
続されている。この第2スイッチ19は、例えば慣性体に
よって加速度を検出する機械的な加速度センサー等によ
って作動される。診断回路15の出力側には表示ランプ21
が接続されている。また、診断信号発生回路16は、周波
数帯域f03〜f02の電圧のパルス状の診断信号を発生する
もので、その出力側は第1、第2入力線22,23を介して
圧電型加速度センサー5の第2、第4電極62,64に接続
されている。圧電型加速度センサー5のケース2は図示
しない車体に固定されており、振動子4はケース2及び
車体を介してアースされている。
次に、圧電型加速度センサー1及び本考案の故障診断
回路を組み込んだエアバッグ装置の作動制御回路の動作
を説明する。車両が走行すると、該車両に加速度Gが発
生する。すると、その加速度に比例して圧電型加速度セ
ンサー1の振動子4はケース2に対して相対的に変位す
る。この振動子4の相対変位によって、圧電素子5にそ
の相対変位に比例した歪が生じ、この圧電素子5はその
歪量に比例した電圧を発生する。この電圧は第1、第3
電極61,63から出力される。このようにして、圧電型加
速度センサー1によって、車両に発生した加速度が検出
される。第1、第3電極61,63からの出力信号は第1、
第2出力線7,8を通って増幅器9の非反転入力端子に入
力されて増幅された後、LPF.10及びHPF.11にそれぞれ送
出される。ここで、第1、第3電極61,63から出力され
た信号は、車両に発生した加速度Gに基づくものである
ため、その周波数帯域はfc〜f01である。従って、増幅
器9からの出力信号は、HPF.11に入力されずLPF.10を通
過して計算処理回路12に入力される。そして、車両の加
速度Gが所定値より小さいときには、増幅器9からLPF.
10を介して入力される信号の出力も小さいので、計算処
理回路12から制御回路13側への信号は出力されない。従
って、エアバッグ装置は作動しない。
車両が衝突等によって、この車両に前記所定値を超え
る大きな加速度Gが発生すると、これに比例して圧電型
加速度センサー1の出力信号も大きくなる。従って、計
算処理回路12は演算を行い、出力信号を発生する。この
出力信号により駆動回路14が作動し、この駆動回路14か
ら出力される駆動信号により第1スイッチ17が閉成され
る。また、前記所定値を超える加速度Gが車両に発生す
ると、機械的な加速度センサーも作動するので、第2ス
イッチ19も閉成される。従って、インフレータ18の通電
回路が閉成される。その結果、インフレータ18が作動し
て火薬を爆発させ、発生したガスにより、乗員とステア
リングホイール或はインストルメントパネルとの間にエ
アバッグ(いずれも図示省略)を膨らませる。これによ
り、乗員は座席に保持されて障害から保護される。
一方、圧電型加速度センサー1が正常に作動するか否
かを診断するに際しては、診断信号発生回路16から診断
信号を出力させる。すると、その診断信号は第1、第2
入力線22,23を通って圧電型加速度センサー1の第2、
第4電極62,64に入力される。これにより圧電素子5に
歪が生じ、この圧電素子5は、その歪量に比例した電圧
を発生する。この電圧は第1、第3電極61,63から出力
されて、第1、第2出力線7,8を通って増幅器9の非反
転入力端子に入力されて増幅された後、LPF.10及びHPF.
11にそれぞれ送出される。ここで、診断信号発生回路16
から出力された診断信号の電圧の周波数帯域は、f03〜f
02であって、車両に発生した加速度Gを検出したとき圧
電型加速度センサー1が発生する電圧の周波数帯域fc〜
f01より大きい。従って、増幅器9から出力された信号
は、LPF.10に入力されないため、インフレータ18の通電
回路は閉成されず、エアバッグ装置は作動しない。一
方、増幅器9から出力された信号は、HPF.11を通過して
診断回路15に入力される。そして、この診断回路15にお
いて、該回路15に入力された信号が設定されたものとな
っているか否かを判断し、設定されたものと判断する
と、圧電型加速度センサー1が正常であると判定し、診
断回路15は表示ランプ21を点灯させる。これにより、圧
電型加速度センサー1が正常に作動することが確認され
る。
また、圧電型加速度センサー1が故障等の異常な状態
にある場合には、診断信号発生回路16からの診断信号を
受けても、圧電素子5は歪を全く生じないが、あるいは
生じても診断信号の電圧に比例しないものとなる。そし
て、歪により発生する電圧も、診断信号の電圧に比例し
ないものとなる。従って、圧電型加速度センサー1から
は全く信号が出力されないか、出力されても診断信号に
対応しない不良信号が出力される。診断回路15では、信
号が入力されなかったり、或は上述したような不良信号
が入力された場合は、圧電型加速度センサー1が異常で
あると判断して、表示ランプ21を点灯させない。これに
よって、圧電型加速度センサーが異常であることが認識
される。このように、第2、第4電極62,64、LPF.10、
HPF.11、診断回路15、診断信号発生回路16及び表示ラン
プ21によって、本考案の圧電型加速度センサーの故障診
断装置が構成されている。
なお、上記実施例においては乗員保護装置として、エ
アバッグ装置を例示して説明したが、これに限られるこ
となく、例えば、車両衝突時にシートベルトを引き出さ
れないようにロックする装置等、その他、車両の加速度
に応じて作動する乗員保護装置に対して本考案は適用可
能である。
また、本考案は上記実施例とは逆に高周波帯域を衝突
信号とし、低周波帯域を診断信号としても実施可能であ
る。
(考案の効果) 以上の如く本考案は、圧電型加速度センサーの一方の
電極にアクチュエータ機能を、他方の電極にセンサー機
能をそれぞれ持たせることにより、衝突時の電圧と故障
診断時の電圧とを異ならせることができ、診断信号の電
圧の周波数帯域を、車両の衝突判定処理を行う計算処理
回路の前段のフィルタにより遮断される圧電型加速度セ
ンサーからの出力信号の周波数帯域に設定することによ
り、故障診断時に診断信号を圧電型加速度センサーに印
加しても、乗員保護装置が誤作動する虞がなく、車両走
行中においても安全に診断できる。
【図面の簡単な説明】
図面は本考案の一実施例を示し、第1図は本考案の故障
診断装置の診断対象となる圧電型加速度センサーの縦断
面図、第2図は第1図のII矢視図、第3図は圧電型加速
度センサー及び本考案の故障診断装置を組み込んだ車両
の乗員保護装置の作動制御回路図、第4図は加速度と圧
電型加速度センサーの出力電圧の周波数との関係を示す
図である。 1……圧電型加速度センサー、6……電極、61〜64……
第1〜第4電極、10……フィルタ(LPF)、12……計算
処理回路、16……診断信号発生回路(診断信号発生
器)。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】車両に取り付けられ且つ該車両に加速度が
    生じたとき該加速度に比例した電圧を発生して乗員保護
    装置を作動させる圧電型加速度センサーに、診断信号発
    生器から出力される診断信号を印加することにより、該
    圧電型加速度センサーの故障の有無を診断できるように
    した圧電型加速度センサーの故障診断装置において、前
    記圧電型加速度センサーの圧電素子に固定される複数の
    電極のうちの一方の電極にアクチュエータ機能を、他方
    の電極にセンサー機能をそれぞれ持たせ且つ前記圧電型
    加速度センサーからの出力信号をフィルタを介して衝突
    判定の処理を行う計算処理回路に入力させると共に、前
    記診断信号の電圧の周波数帯域を、前記フィルタにより
    遮断される周波数帯域に設定したことを特徴とする圧電
    型加速度センサーの故障診断装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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