JP3229358B2 - 波形整形回路 - Google Patents

波形整形回路

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JP3229358B2
JP3229358B2 JP7219092A JP7219092A JP3229358B2 JP 3229358 B2 JP3229358 B2 JP 3229358B2 JP 7219092 A JP7219092 A JP 7219092A JP 7219092 A JP7219092 A JP 7219092A JP 3229358 B2 JP3229358 B2 JP 3229358B2
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壽夫 浅海
晃治 笹嶋
宏章 鈴木
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は波形整形回路に係り、特
に、電子式加速度センサから出力されるアナログ信号を
波形整形して得られる包絡線に基づいて大きな負の加速
度を検出し、エアバックを起動するエアバック起動制御
装置に好適な波形整形回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、車両の衝突時に生じる衝撃から乗
員を守るために、車両に大きな負の加速度が加えられる
と、これを感知してエアバックを瞬時に膨脹させる乗員
保護装置が普及している。
【0003】図5は従来のエアバック起動制御装置の一
例を模式的に示した図である。
【0004】セーフィングセンサ1は、一方が開いたU
字状の磁石11、平時には該U字状の磁石11に補足さ
れた接触ボール12、ハの字形に配置された第1、第2
の電極13、14から構成されている。
【0005】このような構成のセーフィングセンサ1で
は、衝突により車両に大きな負の加速度(−G)が加わ
ると、接触ボール12が磁石11から離脱して電極13
と14に接触し、電極13、14を導通状態にする。こ
の結果、所定以上の負の加速度を検知することができ
る。
【0006】第1の電極13にはスクイブ点火用コンデ
ンサ3が接続され、スクイブ点火用コンデンサ3は、平
時にはバッテリ2により充電されている。スクイブ点火
用コンデンサ3を用いることにより、衝突によりバッテ
リ破損やターミナル外れが生じても、当該装置を確実に
起動することができる。
【0007】第2の電極14にはスクイブ5の一端が接
続され、スクイブ5の他端は、FETあるいはパワート
ランジスタ等のスイッチング手段6を介して接地されて
いる。 Gセンサ8は加速度の大きさをアナログ信号
(振動波形)に変換する。このアナログ信号は波形整形
回路7で包絡線に変換された後、A/D変換器9でデジ
タル信号に変換されてCPU4へ出力される。CPU4
は、入力されたデジタル信号に基づいて加速度の大きさ
を演算し、加速度が予定の値を越えていると、エアバッ
クを起動すべきと判定してスイッチング手段6を付勢
し、これを導通状態にする。
【0008】このような構成のエアバッグ起動制御装置
において、CPU4は一定の周期でA/D変換器9に読
取り信号RDを出力する。読取り信号RDを受信したA
/D変換器9は、波形整形回路7から出力された包絡線
をデジタル信号に変換してCPU4へ出力する。
【0009】CPU4は、予めストアされている制御プ
ログラムに従って当該デジタル信号を処理し、処理結果
により車両が衝突したと判別されるとスイッチング手段
6を閉じる。一方、セーフィングセンサ1では接触ボー
ル12が−G方向に飛出して、第1、第2の電極13、
14に接触する。この結果、電極13と14とが接触ボ
ール12を介して導通状態となるので、スクイブ点火用
コンデンサ3が急激に放電し、スクイブ5に大きな電流
が流れる。
【0010】この時、該スクイブ5は高温に加熱され、
その周辺に配置されている火薬が点火する。さらに、こ
の点火による熱と圧力により固体燃料(例えば、窒化ナ
トリウム)が化学反応を起こして窒素ガスを発生させ
る。この窒素ガスは図示されていないエアバッグの内部
に広がり、一瞬にしてエアバッグを膨脹させる。
【0011】加速度を検出するGセンサ8には、機械
式、電気式、電子式の3種類があり、電子式Gセンサと
しては、歪みゲージやバイモルフ型の圧電極素子のよう
に、加速度によって生じる素子の歪みを検出する歪み検
知式センサ、あるいはコアの変位による検出コイルのイ
ンピーダンス変化に基づく交流ブリッジ回路の不平衡を
測定して前記コアの変位を検出し、この変位量に基づい
て加速度を検出する交流ブリッジ式センサなどが知られ
ている。
【0012】このようなGセンサからは加速度に対応し
た振動波形のアナログ信号が出力され、この振動波形
は、図6に示したように波形整形回路7により包絡線に
変換される。すなわち、Gセンサの出力信号は、全波整
流回路71およびローパスフィルタ72を経て積分回路
73に入力され、積分回路73で平滑化されて包絡線と
なる。
【0013】なお、上記した構造のエアバック起動制御
装置に関しては、例えば日経メカニカル、1991年9
月2日号において、「多様化するエアバックセンサ中心
に新方式が登場」と題して論じられている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うに積分回路73を用いて包絡線を得る場合、振動波形
のピーク値の低下を防止して、入力信号に応答した正確
な包絡線を得るためには、比較的高価な積分器を用いな
ければならないという問題があった。
【0015】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決して、比較的安価な構成の波形整形回路によっ
て、正確な包絡線が得られるようにすることにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、アナログ信号を入力され、当該ア
ナログ信号に関する包絡線を出力する波形整形回路にお
いて、アナログ信号のピークタイミングを検出するピー
クタイミング検出手段と、アナログ信号を入力され、常
時は当該アナログ信号をそのまま出力し、ピークタイミ
ングが検出されると、当該タイミングにおけるアナログ
信号の電圧を予定時間ホールドして出力するホールド手
段と、ホールド手段から時系列的に出力されるアナログ
信号および前記ホールド電圧を入力され、ホールド電圧
からアナログ信号電圧への変位を緩和して出力する変位
緩和手段とを具備した。
【0017】
【作用】上記した構成によれば、ホールド手段によって
アナログ信号のピーク値が予定時間ホールドされ、変位
緩和手段は、ホールド手段から時系列的に出力されるア
ナログ信号および前記ホールド電圧を、ホールド電圧か
らアナログ信号電圧への変位が緩和されるようにして出
力するので、アナログ信号に応答した正確な包絡線が得
られるようになる。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を詳細に説明する。
【0019】図1は、本発明の一実施例である波形整形
回路のブロック図であり、図2は、Gセンサ8から出力
されて当該波形整形回路へ入力されるアナログ信号(V
IN)と、当該波形整形回路からA/D変換器9へ供給さ
れる包絡線信号(Vout )との関係を示した図である。
【0020】図において、Gセンサ8から出力されたア
ナログ信号(振動波形)は入力電圧VINとしてピーク検
出回路50および入力電圧ホールド回路30へ入力され
る。ピーク検出回路50は、入力電圧VINの頂点(ピー
ク)タイミングt1 、t2 、t3 、…を検出し、ピーク
が検出されるごとにピーク検出パルスSpkをホールド時
間設定タイマ20へ出力する。
【0021】ホールド回路30は、例えばSW1 および
容量C1 によって構成されている。SW1 は、常時は閉
成されて入力電圧VINをそのまま放電制御回路40へ出
力し、入力電圧VINに応答した電荷を容量C1 に蓄積す
る。また、後述のホールド信号SH が入力されるとSW
1 は開放され、放電制御回路40へは容量C1 の蓄積電
荷に応じたホールド電圧VH が出力される。
【0022】ホールド時間設定タイマ20は、ピーク検
出パルスSpkが入力されると、ホールド回路30のSW
1 を一定時間Δtだけ開くためのホールド信号SH を出
力する。
【0023】放電制御回路40は、例えば抵抗R4 、容
量C4 、およびオペアンプOPからなる積分器であり、
前記ホールド時間Δt後に再びホールド回路30のSW
1 が閉じて入力電圧VINが供給されたときに、出力電圧
Vout が容量C1 によるホールド電圧VH と入力電圧V
INとの電位差に応答して急激に変化してしまうことを防
止する。
【0024】このような構成の波形整形回路において、
常時はホールド回路30のSW1 が閉成されているの
で、入力電圧VINがそのまま放電制御回路40へ供給さ
れ、放電制御回路40からは当該入力電圧VINが包絡線
信号として出力される。
【0025】時刻t1 においてピーク検出回路50が入
力電圧VINのピークタイミングを検出してピーク検出パ
ルスSpkを発生すると、ホールド時間設定タイマ20
は、予定時間Δtだけ“H”レベルを示すホールド信号
SH を出力する。
【0026】ホールド回路30では、ホールド信号SH
が入力されてSW1 が開放されるので、ホールド回路3
0の出力電圧は、容量C1 に蓄積された時刻t1 での入
力電圧VIN-t1 となり、これがホールド電圧VH として
放電制御回路40へΔtの間だけ供給される。
【0027】予定時間Δtが経過して時刻t11に達する
とホールド回路30のSW1 が閉じ、再び入力電圧VIN
がホールド回路30の出力電圧として放電制御回路40
へ供給される。
【0028】このとき、放電制御回路40の容量C4 に
はホールド電圧VH に応答した電荷が蓄積されているの
で、放電制御回路40の出力電圧Vout は直ぐには入力
電圧VINに追従せず、入力電圧VINとホールド電圧VH
との差に応じてホールド電圧VH から入力電圧VINまで
徐々に変位する。この結果、放電制御回路40からは入
力電圧VINに関する正確な包絡線が出力されるようにな
る。
【0029】図3は、前記ピーク検出回路50の一例で
あるピーク検出回路50aのブロック図である。
【0030】基準発振回路52は、サンプリング周期に
応答した周波数の基準パルス信号Sref を発生する。一
次ホールド回路51はSW2 および容量C2 によって構
成され、SW2 は常時は閉成されて入力電圧VINをその
まま出力し、基準パルス信号Sref が入力されると、容
量C2 に蓄積された、SW2 が開放される直前の入力電
圧VINをホールド電圧Vh として出力する。
【0031】差動増幅器54は、入力電圧VINとホール
ド電圧Vh との差に応じた差電圧Vdif を出力する。閾
値電圧発生器53は、ピーク値の検出しきい値となる基
準電圧Vref を発生する。比較回路55は、前記差電圧
Vdif と基準電圧Vref とを比較し、差電圧Vdif が基
準電圧Vref を上回るとピーク検出パルスSpkを出力す
る。
【0032】図4は、前記ピーク検出回路50の他の一
例であるピーク検出回路50bのブロック図である。
【0033】ディレイ回路56は入力電圧VINを予定時
間だけ遅延して出力(Vdl)する。比較回路57は、入
力電圧VINと前記遅延出力Vdlとを比較し、遅延出力V
dlが入力電圧VINを上回るとピーク検出パルスSpkを出
力する。
【0034】本実施例によれば、アナログ信号のピーク
値が予定時間ホールドされ、ホールド回路から時系列的
に出力される入力電圧VINおよびホールド電圧VH は、
ホールド電圧VH から入力電圧VINへの変位が緩和され
るようにして出力されるので、アナログ信号に応答した
正確な包絡線が得られるようになる。
【0035】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、ピー
ク検出回路によって検出されたピーク値を一定時間ホー
ルドすることによって包絡線を得るようにしたので、高
価な積分回路を用いること無く、エアバッグの起動判定
に好適な加速度信号の包絡線を得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である波形整形回路のブロ
ック図である。
【図2】 図1の動作を説明するための図である。
【図3】 ピーク検出回路の一例を示したブロック図で
ある。。
【図4】 ピーク検出回路の他の一例を示したブロック
図である。
【図5】 本発明が適用されるエアバック起動制御装置
の構成図である。
【図6】 従来の波形整形回路のブロック図である。
【符号の説明】
1…セーフィングセンサ、2…バッテリ、3…スクイブ
点火用コンデンサ、4…CPU、5…スクイブ、6…ス
イッチング手段、7…波形整形回路、8…加速度セン
サ、9…A/D変換器、11…U字状の磁石、12…接
触ボール、13、14…電極、20…ホールド時間設定
タイマ、30…入力電圧ホールド回路、40…放電制御
回路、50…ピーク検出回路、71…全波整流回路、7
2…ローパスフィルタ、73…積分回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉間 豊 埼玉県和光市中央一丁目4番1号 株式 会社 本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平3−239966(JP,A) 特開 昭52−98455(JP,A) 特開 昭54−156461(JP,A) 特開 昭50−23856(JP,A) 特開 昭60−224075(JP,A) 特開 平2−193743(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03D 1/00 - 1/06 B60R 21/32

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アナログ信号を入力され、そのピークタ
    イミングを検出するピークタイミング検出手段と、前記 アナログ信号を入力され、常時は当該入力信号をそ
    のまま出力し、ピークタイミングが検出されると、当該
    タイミングにおける入力信号の電圧を所定時間ホールド
    して出力するホールド手段と、前記ホールド手段の出力がホールド電圧から入力信号に
    切り替わる際に、その変位を緩和して出力する 変位緩和
    手段とを具備し、前記ホールド手段は、後続の入力信号が前記ピークタイ
    ミングにおける入力信号の値を超えるよりも前に、前記
    ホールドを解除する ことを特徴とすることを特徴とする
    波形整形回路。
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