JP3999318B2

JP3999318B2 - Communication device

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Publication number: JP3999318B2
Application number: JP31869097A
Authority: JP
Inventors: 治岸本
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1997-11-19
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: JPH11154297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置に関し、特に自動車などの車両のエアバッグ装置に関連して実施することができる通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
或る提案された技術は、図１０に示されている。車両のエアバッグ装置１は、車両の前方または側方の方向の加速度を検出し、衝突検出信号を発生する第１通信手段２と、衝突検出信号を受信する第２通信手段３とを含み、これらの通信手段２，３は、衝突検出信号と直流電力とを重畳するライン４によって接続される。通信手段３には直流電源５が備えられ、第１通信手段２に電力が供給される。
【０００３】
第１通信手段２には、車両の加速度を検出する加速度センサ６と、加速度センサ６の出力に応答して車両が衝突したかどうかを判断して衝突したときには衝突検出信号を導出するサブマイクロコンピュータ７と、このマイクロコンピュータ７からの出力によってオン／オフ制御されるトランジスタ８と、このトランジスタ８に直列に接続される抵抗９とを有する。トランジスタ８がオン／オフ制御されることによって、ライン４に流れる電流が変化する。この電流は、第２通信手段３に設けられている抵抗１０によって電圧に変換される。
【０００４】
抵抗１０の両端子間の電圧は、差動増幅器１１に与えられ、これによって抵抗１０の両端子間の電圧に対応した電圧が、メインマイクロコンピュータ１２に与えられる。マイクロコンピュータ１２は、差動増幅器１１の出力を予め定める一定値でレベル弁別し、衝突検知信号を検出したとき、駆動手段１３によってエアバッグ１４を展開する。これによって、自動車の乗員の室内でのフロントガラスおよびドアなどへの衝突を防いで安全を確保する。
【０００５】
図１０の技術では、ライン４には、第１通信手段２の加速度センサ６およびマイクロコンピュータ７を駆動するための直流電力が供給されるとともに、車両の衝突検出時に、トランジスタ８がオン／オフ制御されることによって、ライン４に衝突検出信号が重畳される。この衝突検出信号を第２通信手段３で受信するために、マイクロコンピュータ１２は、差動増幅器１１からの抵抗１０の両端子間の電圧を、予め定める一定の弁別レベルでレベル弁別する。この弁別レベルは、上述のように、予め定める一定値であるので、ライン４に流れる負荷電流が変化すると、正確なレベル弁別ができなくなり、衝突検出信号を受信することができなくなってしまう。
【０００６】
ライン４に流れる負荷電流が異なる理由（１），（２），（３）を述べる。（１）加速度センサ６は歪みセンサを有し、その歪みセンサの電気抵抗値のばらつきは、たとえば２．５ｋΩ±４０％であって比較的大きな特性のばらつきを有する。またマイクロコンピュータ７は半導体素子から成り、その特性のばらつきが大きい。これらのことから、加速度センサ６およびマイクロコンピュータ７の消費電力のばらつきが生じる。（２）加速度センサ６およびマイクロコンピュータ７の消費電力は、その室温および動作中の温度に依存して、変動する。（３）さらにマイクロコンピュータ７に関して、熱的に耐えることができる上限値である定格電力が定められているけれども、動作中における消費電力は規定されておらず、その消費電力は、マイクロコンピュータ７の各チップ毎に相互に異なる。
【０００７】
これらの理由によって、ライン４に流れる直流電力のばらつきが比較的大きい。したがって第２通信装置３においてマイクロコンピュータ１２によって予め定める一定の弁別レベルで抵抗１０の両端子間の電圧をレベル弁別することによって、衝突検出信号を正確に検出することは不可能である。そこで第２通信装置３では、前記弁別レベルを、ライン４に流れる負荷電流に対応して変化調整する必要がある。そうすると、第２通信装置３の構成が複雑になり、あるいはまたマイクロコンピュータ１２の演算処理量が増大し、演算処理に時間がかかる結果になる。マイクロコンピュータ１２は、前記レベル弁別動作、衝突検出信号の検出だけでなく、車両のその他の制御動作、たとえば内燃機関の燃料噴射制御、アンチスキッドブレーキ動作などを行う。したがってマイクロコンピュータ１２の演算処理量が増大して衝突検出信号の受信を行って判別するための演算処理に長い時間が必要になると、エアバッグ１４を、車両の衝突時に確実に展開することができなくなり、安全性が低下する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２本のラインと、
抵抗（Ｒ１）とスイッチング素子（Ｔｒ１）とを有する直列回路であって、前記ラインの一方の端部間に接続される直列回路（２３）と、
ラインの一方の端部に接続される負荷（４５）と、
負荷に並列に接続され、消費電力を変化することができる電力消費手段（４９，９１）と、
負荷と電力消費手段とに流れる負荷電流を検出する負荷電流検出手段（４６，８３）と、
負荷電流検出手段の出力に応答し、検出される負荷電流がほぼ予め定める値になるように電力消費手段を制御する手段（２４）と、
各ラインの他方の端部に接続される各出力端子を有する直流電源（２８）と、
ラインの前記他方の端部に流れる電流を検出して、予め定める弁別レベルでレベル弁別し、スイッチング素子のオン／オフによる信号を導出するレベル弁別手段（３８）とを含むことを特徴とする通信装置である。
【０００９】
本発明に従えば、２本のラインの一方の端部に接続された負荷に、それらのラインの他方の端部に接続された直流電源から、直流電力を供給するとともに、電気信号を発生するために直列回路２３のスイッチング素子をオン／オフし、その電気信号をラインに重畳する。ラインの前記他方の端部では、そのラインに流れる電流を検出し、レベル弁別手段によってレベル弁別し、スイッチング素子のオン／オフによる電気信号を受信して導出する。
【００１０】
特に本発明に従えば、ラインの前記一方の端部に接続された負荷には、電力消費手段が並列に接続され、この負荷と電力消費手段とに流れる合計の電流である負荷電流Ｉ０を、負荷電流検出手段によって検出し、制御手段は、検出される負荷電流が、ほぼ予め定める値になるように、電力消費手段を制御する。これによってラインの負荷電流に重畳されるスイッチング素子のオン／オフによる電気信号は、レベル弁別手段において、予め定める一定の弁別レベルでレベル弁別して受信検出することが可能になる。したがってスイッチング素子のオン／オフによる電気信号を、レベル弁別手段によって確実にレベル弁別して電気信号を受信することができる。
【００１１】
電力消費手段は、ラインの前記一方の端部側に設けられ、負荷電流を前述のようにほぼ予め定める値になるように、制御されるので、レベル弁別手段における弁別レベルは、上述のように予め定める一定の値に定めればよく、負荷電流に応じて弁別レベルを変化する必要がない。したがってラインの前記他方の端部側における電気信号の受信検出のための構成２０を簡略化することができ、またこのような負荷電流に応じて弁別レベルを変化する必要がないので、そのような演算処理をするためのマイクロコンピュータ４０の演算処理量を少なくして、演算処理の負担を軽減することができる。
【００１２】
直列回路２３では、スイッチング素子に直列に抵抗が接続されているので、スイッチング素子がオン状態であるときであっても、ライン間の電圧は零にはならず、したがって負荷、電力消費手段、および制御手段に、直流電源からの電力を常に供給することができ、電力供給が遮断されることはない。
【００１３】
また本発明は、（ａ）２本のラインと、
（ｂ）各ラインの一方の端部に設けられる第１通信手段であって、この第１通信手段は、
（ｂ１）一方のラインに一端子が接続される信号発生用抵抗と、
（ｂ２）信号発生用抵抗（Ｒ１）の他端子と、他方のラインとの間に接続されるスイッチング素子と、
（ｂ３）各ラインを介する電力によって動作する負荷と、
（ｂ４）負荷に並列に接続され、消費電力を変化することができる電力消費手段と、
（ｂ５）負荷と電力消費手段とに流れる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、
（ｂ６）負荷電流検出手段の出力に応答し、検出される負荷電流が、ほぼ予め定める値になるように電力消費手段を制御する制御手段とを含む第１通信手段と、
（ｃ）各ラインの他方の端部に設けられる第２通信手段であって、この第２通信手段は、
（ｃ１）各ラインの他方の端部に接続される直流電源と、
（ｃ２）ラインの他方の端部に流れる電流を検出する電流検出手段と、
（ｃ３）電流検出手段の出力に応答し、その検出電流を予め定める弁別レベルでレベル弁別し、スイッチング素子のオン／オフによる信号を導出するレベル弁別手段とを含む第２通信手段とを含むことを特徴とする通信装置である。
【００１４】
本発明に従えば、２本のラインを介して第１および第２通信手段が接続され、ラインには、第１通信手段に供給される直流電流に重畳されて、第１手段から第２手段に、スイッチング素子のオン／オフによる電気信号が伝送され、その電流が電流検出手段によって検出されレベル弁別されて電気信号が受信検出される。第１通信手段では、負荷電流がほぼ予め定める値になるように電力消費手段が制御され、したがって第２通信手段のレベル弁別手段では、一定の弁別レベルで、電流をレベル弁別することによって、電気信号を確実に受信検出することができる。
【００１５】
また本発明は、負荷電流検出手段は、
ラインの前記一方の端部と、負荷および電力消費手段との間に直列に介在される負荷電流検出用抵抗（Ｒ１３）と、
負荷電流検出用抵抗の両端子間の電圧が与えられる演算増幅器（７０）とを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、ラインの前記一方の端部における負荷電流検出手段は、負荷電流が負荷電流検出用抵抗Ｒ１３に流れることによって、電圧降下を生じ、この電圧降下が演算増幅器７０の両入力端子に与えられる。これによって演算増幅器からは、負荷電流、したがって負荷電流検出用抵抗による電圧降下に対応した出力電圧が得られる。こうして比較的簡単な構成で、負荷電流を検出することができる。
【００１７】
また本発明は、電力消費手段は、電力消費用抵抗（Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ１９）と消費電力制御用スイッチング素子とが直列に接続されて構成される複数の直列回路を有し、
制御手段は、負荷電流検出手段の出力に応答し、消費電力制御用スイッチング素子を選択的に導通／遮断し、負荷電流検出手段によって検出される電流が、ほぼ予め定める値になるように制御することを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、ラインの前記一方の端部に設けられる負荷電流検出手段は、カレントミラー回路を含み、一方のトランジスタに流れる負荷電流に対応する電流が、他方のトランジスタに流れる。前記他方のトランジスタに流れる電流を、負荷電流検出用抵抗Ｒ２０に与えて、負荷電流検出用抵抗の電圧降下を検出することによって、負荷電流を検出することができる。
【００１９】
前記一方のトランジスタ８４に比べて、前記他方のトランジスタ８５のエミッタ・コレクタ間の接合面積を小さくすることによって、前記一方のトランジスタに流れる電流に比例した小さい電流、たとえば負荷電流の１／１０の電流を、前記他方のトランジスタに流して、負荷電流検出用抵抗に与えることができる。これによって負荷電流検出のために必要な電流値を減少し、消費電力を低減することができる。
【００２０】
また本発明は、負荷電流検出手段は、
一対のトランジスタを有するカレントミラー回路であり、
カレントミラー回路を構成する一方のトランジスタ（８４）は、一方のラインの前記一方の端部と、負荷および電力消費手段との間に直列に介在され、
他方のトランジスタ（８５）は、前記一方のラインの前記一方の端部に接続され、
前記他方のトランジスタと、他方のラインの前記一方の端部との間に、負荷電流検出用抵抗（Ｒ２０）が接続されることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、ラインの前記一方の端部に設けられる電力消費手段は、電力消費用抵抗Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ１９に、消費電力制御用スイッチング素子８０，８１，８２を選択的に導通／遮断し、消費電力を調整することができる。こうして負荷電流検出手段によって検出される電流を、ほぼ予め定める値になるように制御することができる。
【００２２】
また本発明は、電力消費手段は、電力消費用抵抗（Ｒ２１）とトランジスタとを有する直列回路であり、
制御手段は、負荷電流検出手段からの出力をトランジスタの制御端子に与え、これによってトランジスタのインピーダンスを、負荷電流検出手段によって検出される電流が、ほぼ予め定める値になるように制御することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、電力消費用抵抗Ｒ２１にバイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタなどのトランジスタ９２を直列に接続し、検出された負荷電流に対応してトランジスタのインピーダンスを制御し、たとえば負荷電流が小さいときには、トランジスタのインピーダンスを小さくして電力消費用抵抗に流れる電流を増大し、こうして負荷電流検出手段によって検出される電流を、ほぼ予め定める値になるように制御することができる。このようなトランジスタを用いる構成によれば、その構成を簡略化することができる。
【００２４】
また本発明は、２本のラインと、
抵抗とスイッチング素子とを有し、ラインの一方の端部間に接続される直列回路と、
ラインの一方の端部に接続され、ラインを介する電力が供給される電気回路と、
電気回路に並列に接続され、消費電力を変化することができる電力消費手段と、
電気回路と電力消費手段とに流れる負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、
負荷電流検出手段の出力に応答し、検出される負荷電流がほぼ予め定める値になるように制御する手段とを含み、
電気回路は、
車両の加速度を検出する加速度センサと、
この加速度センサの出力に応答して車両の衝突を検出し、車両の衝突が検出されたとき、スイッチング素子をオン／オフ制御する衝突検出信号を導出する処理回路とを含み、さらに、
各ラインの他方の端部にそれぞれ接続される各出力端子を有する直流電源と、
ラインの前記他方の端部に流れる電流を検出して、予め定める弁別レベルでレベル弁別し、スイッチング素子のオン／オフによる衝突検出信号を導出するレベル弁別手段と、
レベル弁別手段の出力に応答し、衝突検出信号を受信したとき、エアバッグを展開するエアバッグ手段とを含むことを特徴とするエアバッグ装置である。
【００２５】
本発明に従えば、車両の衝突時などに生じる加速度を検出して衝突検出信号を導出する電気回路と、消費電力を可変とする電力消費手段とに流れる電流の合計値である負荷電流を、負荷電流検出手段によって検出し、この検出電流がほぼ予め定める値になるように制御し、これによって、直流電流が重畳されるライン上のスイッチング素子のオン／オフによる衝突検出信号を、ラインに重畳してレベル弁別手段に与え、このレベル弁別手段では、予め定める一定の弁別レベルでレベル弁別することによって、衝突検出信号を受信検出することができる。衝突検出信号が受信されると、スクイブを点火するなどしてエアバッグを展開する。エアバッグの展開によって、車両の乗員は、フロントガラスおよびドアなどに、衝突することが防がれ、安全が確保される。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気回路図である。自動車に搭載された通信装置であるエアバッグ装置１７は基本的には、２本のライン１８と、第１通信手段１９と、第２通信手段２０とを含む。第１通信手段１９に設けられる加速度センサ２１は、自動車の車両に取付けられ、衝突時の加速度を検出し、衝突時には、第２通信手段２０に設けられているエアバッグ２２が展開される。車両の乗員がフロントガラスおよびドアなどに衝突することを防ぎ、安全を確保する。
【００２７】
第１通信手段１９において、抵抗Ｒ１の一端子は、一方のライン１８ａに接続される。抵抗Ｒ１の他端子と他方のライン１８ｂとの間には、スイッチング素子であるスイッチングトランジスタＴｒ１が接続される。参照符１８ａ，１８ｂを総括的に参照符１８で示すことがある。抵抗Ｒ１とトランジスタＴｒ１とは、直列回路２３を構成する。
【００２８】
加速度センサ２１からの加速度を表す電気信号は、サブコンピュータである処理回路２４に与えられる。処理回路２４は、加速度センサ２１の出力をレベル弁別し、検出された加速度が、予め定める値を超えるとき、車両が衝突したものと判断し、ライン２５を介してトランジスタＴｒ１の制御端子であるベースにたとえば１００ｋＨｚの矩形波である衝突検出信号を導出する。加速度センサ２１および処理回路２４には、ライン１８から、直列回路２３の接続点２６，２７よりもライン１８とは反対側（図１の上方）で接続されて直流電力が供給される。こうして第１通信手段１９は、ライン１８の一方の端部に、接続される。
【００２９】
ライン１８の他方の端部には、第２通信手段２０が接続される。この第２通信手段２０は、出力電圧＋ＶＢ（たとえば１０〜２０Ｖ）を有する直流電源２８が設けられる。この直流電源２８の一方の出力端子２９と、接地電位とされる他方の端子３０とを有する。抵抗Ｒ２は、ライン１８ａと直流電源２８の前記一方の出力端子２９との間に介在される。抵抗Ｒ３は、他方のライン１８ｂと直流電源２８の他方の出力端子３０との間に介在される。
【００３０】
直流電源２８の一方の出力端子２９と一方のライン１８ａの他端部との間には、電流検出手段３１が介在される。この電流検出手段３１は、信号検出用抵抗Ｒ２を有する。この信号検出用抵抗Ｒ２は、直流電源２８の一方の出力端子２９と、ライン１８ａの前記他方の端部との間に直列に接続される。信号検出用抵抗Ｒ２の両端子間の電圧は、抵抗Ｒ８，Ｒ９を介して演算増幅器３２の２つの入力端子に与えられる。この演算増幅器３２にはまた、抵抗Ｒ１０，Ｒ１１が接続される。信号検出用抵抗Ｒ２に流れる電流によって、その抵抗Ｒ２の両端子間には、負荷電流Ｉ０と衝突検出信号とに対応する電圧降下が生じる。その電圧は、演算増幅器３２の出力ライン３３から導出されて、レベル弁別手段を構成する演算増幅器３５の非反転入力端子３６に入力される。演算増幅器３５の反転入力端子３７には、弁別レベル設定手段３０を構成する抵抗Ｒ６，Ｒ７の接続点３８からの弁別レベルである電圧が与えられる。この弁別レベル設定手段３０は、直流電源２８に接続される。したがって直流電源２８の出力電圧が変動したとき、それに応じて弁別レベルが変化し、これによって衝突検出信号をさらに正確に確実に検出することができる。
【００３１】
演算増幅器３５は、電流検出手段３１からライン３３に導出される電圧が、接続点３８から導出される電圧である弁別レベル以上であるとき、ライン３９にＬレベルの信号を導出し、またライン３３の電圧が弁別レベル未満であるとき、ライン３９にＨレベルの信号を導出する。メインコンピュータである処理回路４０は、衝突検出信号を受信して検出したとき、スクイブを点火させる駆動手段４１を動作させて、エアバッグ２２を展開する。こうして乗員の安全が確保される。
【００３２】
第１通信手段１９において、加速度センサ２１とサブコンピュータである処理回路２４とから成る負荷４５に流れる負荷電流は、接続点２６，２７よりもライン１８に関して反対側（図１の上方）に設けられた負荷電流検出手段４６によって検出される。この負荷４５には並列に、ライン４７，４８間に電力消費手段４９が接続される。
【００３３】
負荷電流検出手段４６は、ライン１８ａの一方の端部である接続点２６と、負荷４５および電力消費手段４９との間に直列に介在される負荷電流検出用抵抗Ｒ１２を含む。負荷電流検出用抵抗Ｒ１２の両端子間の電圧は、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４を経て、演算増幅器７０に与えられる。演算増幅器７０にはまた、抵抗Ｒ１５，Ｒ１６が接続される。こうして演算増幅器７０の出力は、ライン７１に導出され、抵抗Ｒ１２に流れる負荷電流に対応した電圧が、ライン７１から導出されて、処理回路２４に与えられる。
【００３４】
負荷電流検出手段４６のライン１８ａとは反対側のライン７２と、負荷４５および電力消費手段４９に接続されるライン４７との間には、電源回路７３が設けられる。この電源回路７３は、ライン４７，４８の電圧を一定に保つ定電圧回路である。電源回路７３は、ライン７２，４７間に直列に接続されてインピーダンスが変化するトランジスタ７４と、そのトランジスタ７４の制御端子であるベースとライン４８との間に介在されるツエナダイオード７５と、トランジスタ７４に接続される抵抗７６とを含む。
【００３５】
電力消費手段４９は、複数の直列回路７７，７８，７９が、ライン４７，４８間に接続されて構成される。各直列回路７７，７８，７９は、電力消費用抵抗Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ１９と、それらの電力消費用抵抗Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ１９に直列に接続される消費電力制御用スイッチング素子であるトランジスタ８０，８１，８２とを含む。これらのトランジスタ８０，８１，８２の制御端子であるベースには、処理回路２４から個別的に制御信号が与えられ、これによってトランジスタ８０，８１，８２が選択的に導通／遮断される。処理回路２４は、負荷電流検出手段４６によって検出される負荷電流Ｉ０が、ほぼ予め定める値になるように、トランジスタ８０，８１，８２を選択的に導通／遮断して制御する。
【００３６】
図２は、車両が衝突したときに加速度センサ２１が、その衝突による大きな加速度を検出し、処理回路２４の働きによってライン２５に衝突検出信号が導出され、トランジスタＴｒ１がオン／オフ制御されてライン１８、したがって信号検出用抵抗Ｒ２に流れる電流の波形を示す図である。負荷４５および電力消費手段４９に流れる負荷電流Ｉ０は、前述のように予め定める値に定められ、その予め定める値の電流に対応する信号検出用抵抗Ｒ２の電圧降下は、参照符Ｖ０１で示される。トランジスタＴｒ１がオン／オフ制御されて得られる矩形波から成る衝突検出信号の信号検出用抵抗Ｒ２による電圧降下は参照符Ｖ１１で示される。弁別レベル設定手段３８による演算増幅器３５の入力端子３７に与えられる接続点３８の弁別レベルの電圧は、参照符ＶＬで示される。電圧Ｖ０１が前述のように一定に保たれるので、弁別レベルの電圧ＶＬを、弁別レベル設定手段３８において一定値に保つことによって、振幅電圧Ｖ１１を有する信号検出手段３１からライン３３に導出される衝突検出信号を、正確に確実にレベル弁別することができるようになる。たとえばＶ０１＝Ｖ１１とし、衝突検出信号のＳＮ比を向上することができる。
【００３７】
図３は、第１通信手段１９における処理回路２４の動作を説明するための図である。負荷電流検出手段４６によって検出される負荷電流検出用抵抗Ｒ１２に流れる検出電流Ｉ０が増大するにつれて、図３に示されるように抵抗Ｒ１７〜Ｒ１９が選択的にトランジスタ８０，８１，８２の導通によって接続され、電力消費手段４９において、その合成抵抗が高く設定される。こうして負荷電流Ｉ０がほぼ予め定める値になるように制御される。これによって前述のように、第２通信手段２０における衝突検出信号のレベル弁別を、予め定める一定の弁別レベルＶＬを用いて、確実に行うことができる。
【００３８】
図４は、本発明の実施の他の形態の負荷電流検出手段８３の具体的な構成を示す電気回路図である。この負荷電流検出手段８３は基本的に、一対のＰＮＰトランジスタ８４，８５から成るカレントミラー回路８６と、負荷電流を電圧に変換するための負荷電流検出用抵抗Ｒ２０とを含む。一方のトランジスタ８４は、一方のライン１８ａの前記一方の端部、したがって接続点２６と、負荷４５および電力消費手段４９、したがって電源回路７３に電力を供給するライン７２との間に、直列に介在される。トランジスタ８４のコレクタはライン７２に接続され、このコレクタはライン８７を介してベースに接続される。トランジスタ８４のエミッタは、接続点２６に接続される。
【００３９】
他方のトランジスタ８５のエミッタは、前記一方のライン１８ａの端部、したがって接続点２６にライン８８を介して接続される。このトランジスタ８５のベースは、トランジスタ８４のベースに接続される。トランジスタ８５と、他方のライン１８ｂの前記一方の端部との間には、負荷電流検出用抵抗Ｒ２０が接続される。トランジスタ８５のコレクタと負荷電流検出用抵抗Ｒ２０との接続点８９は、ライン９０を介して処理回路２４に与えられる。この処理回路２４のライン９０に接続される入力端子は、高入力インピーダンスを有する。トランジスタ８５を経て負荷電流検出用抵抗Ｒ２０に流れる電流Ｉ１は、トランジスタ８４に流れる負荷電流Ｉ０未満であってかつ負荷電流Ｉ０に正比例する。
【００４０】
Ｉ１＝Ｉ０／ｎ（ただしｎ＞１） …（１）
たとえばｎ＝１０であってもよい。このような構成を達成するために、トランジスタ８５のベースコレクタ間接合面積は、トランジスタ８４に比べてトランジスタ８５において１／ｎに設定される。処理回路２４は、接続点８９からライン７１を介して導出される負荷電流検出用抵抗Ｒ２０の電圧に応答して、電力消費手段４９を制御して、前述の実施例に関連して述べるように、検出される負荷電流Ｉ０が、ほぼ予め定める値になるように制御する。ｎ＝１であってもよい。
【００４１】
図５は、本発明の実施のさらに他の形態の電力消費手段９１とその付近の具体的構成を示す電気回路図である。この実施の形態では、図１に示される電力消費手段４９に代えて、負荷４５に並列に、図５に示される電力消費手段９１が設けられる。また図５の実施の形態では、負荷電流検出手段８３が用いられる。電力消費手段９１は、電力消費用抵抗Ｒ２１と、ＰＮＰトランジスタ９２とを有する直列回路である。負荷電流検出手段８３のライン９０を介する負荷電流Ｉ０に対応する電圧は、トランジスタ９２の制御端子であるベースに与えられる。このライン９０は、制御手段を構成し、トランジスタ９２のエミッタ・コレクタ間のインピーダンスを、接続点８９の電圧、したがって負荷電流Ｉ０がほぼ予め定める値になるように制御する。
【００４２】
図６を参照して、トランジスタ８４に流れる負荷電流Ｉ０が増大すると、カレントミラー回路８６を構成するもう１つのトランジスタ８５に流れる電流Ｉ１もまた増大し、これによって負荷電流検出用抵抗Ｒ２０の両端部の電圧が増大する。したがってライン９０を介する接続点８９の電圧の上昇によって、トランジスタ９２のインピーダンスが図６に示されるように増大する。トランジスタ９２のインピーダンスの増大によって、電力消費手段９１の電力消費用抵抗Ｒ２１およびトランジスタ９２に流れる負荷電流Ｉ０の一部が減少する。こうして負荷電流検出手段８３によって検出される負荷電流Ｉ０が、ほぼ予め定める値になるように、トランジスタ９２のインピーダンスが制御される。
【００４３】
本発明の実施の他の形態では、図５に示される電力消費手段９１が、図１の電力消費手段４９の代わりに用いられてもよい。
【００４４】
図７〜図９を参照して、加速度センサ２１の構成を述べる。この加速度センサ２１は、歪みセンサを有し、その特性のばらつきが大きく、また温度変化によって特性が変化し、したがって前述のように負荷電流Ｉ０が変化する。本発明の上述の構成によれば、このような負荷電流Ｉ０の変化にかかわらず、第２通信手段２０では、衝突検出信号を正確にレベル弁別して受信することができる。
【００４５】
図７は、加速度センサ２１の全体の電気的構成を示す電気回路図である。歪みセンサＰ１１〜Ｐ４２は、ブリッジ回路５１を構成する。このブリッジ回路５１の対向する接続点５２，５３は、直流電源の両出力端子にそれぞれ接続される。ブリッジ回路５１の他方の対を成す接続点５４，５５からの出力は、差動増幅器５６に与えられ、微分コンデンサ５７を介して増幅回路５８で増幅される。こうして加速度に対応した電圧振幅を有する信号が、ライン５９から導出されて、処理回路２４に与えられる。
【００４６】
図８は、ブリッジ回路５１を構成する歪みセンサＰ１１〜Ｐ４２を備える加速度検出素子６１の斜視図である。質量体６２は、弾発性を有する細長い棒状の支持片６３〜６６によって、剛性の枠体６７に支持される。こうして質量体６２は、図８の上下方向の加速度に対応した力が作用し、これに応じて歪みセンサＰ１１〜Ｐ４２が変形し、これに応じて電気抵抗が変化する。
【００４７】
図９は、加速度検出素子６１の一部の拡大断面図である。図８および図９の上下方向に加速度が作用したとき、質量体６２と枠体６７とは、加速度が作用しない自然状態に比べて、図８および図９の上下方向に、変位してずれる。これによって支持片６３が図９のように弾発的に撓む。したがって図９の状態では歪みセンサＰ１１は圧縮され、もう１つの歪みセンサＰ１２は、伸長される。他の歪みセンサに関しても同様である。こうしてブリッジ５１では、一方向の加速度が作用したときにおけるたとえば圧縮される変形を受ける歪みセンサＰ１１，Ｐ２１；Ｐ３１，Ｐ４１が、対向する２つの辺に、直列にそれぞれ接続される。また伸長される歪みセンサＰ１２，Ｐ２２；Ｐ３２，Ｐ４２が残りの２つの対向する辺に直列にそれぞれ接続される。枠６７は、車両に固定される。
【００４８】
歪みセンサＰ１１〜Ｐ４２は、ピエゾ抵抗素子であり、外力が作用しない自然状態において前述のようにたとえば２５ｋΩ±４０％のばらつきを有する電気抵抗を有し、この電気抵抗はまた、温度変化に応じて変化する。本発明では、このようなおよびその他の原因による負荷電流Ｉ０、ばらつき、変動にかかわらず、衝突検出信号を第２通信手段２０において正確にレベル弁別することができる。
【００４９】
本発明は、エアバッグ装置に関連して実施されるだけでなく、そのほかの用途において広範囲に実施されることができる。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１および２の本発明によれば、ラインの前記一方の端部に設けられている負荷と電力消費手段とに流れる負荷電流を、ほぼ予め定める値になるように制御し、このラインの負荷電流に重畳されるスイッチング素子のオン／オフによる電気信号を、レベル弁別手段の予め定める一定の弁別レベルで確実にレベル弁別して受信検出することができる。したがってレベル弁別手段の弁別レベルを、負荷電流に応じて変化する必要がなく、したがってラインの前記他方の端部における構成の簡略化を図ることができ、またそのような弁別レベルを変化するための構成をマイクロコンピュータなどによって実現する構成に比べて、マイクロコンピュータの演算処理の負担の軽減を図ることができ、これによってマイクロコンピュータの有する演算処理を迅速に行わせることができるようになる。
【００５１】
請求項３の本発明によれば、ラインの前記一方の端部に設けてある負荷電流検出手段は、負荷電流が流れる負荷電流検出用抵抗の両端子間の電圧を演算増幅器に与え、これによって簡単な構成で、負荷電流の検出を行うことができる。
【００５２】
請求項４の本発明によれば、負荷電流を検出するためにカレントミラー回路を用い、負荷電流検出用抵抗に流れる電流を、負荷電流に比べて小さくすることが可能である。これによって負荷電流の検出のために消費される電力を低減することができ、直流電源の消費電力を少なくすることができる。
【００５３】
請求項５の本発明によれば、検出された負荷電流に応じて消費電力制御用スイッチング素子を選択的に導通／遮断し、これによって複数の電力消費用抵抗によって消費電力を制御することができる。
【００５４】
請求項６の本発明によれば、検出される負荷電流に応じてトランジスタのインピーダンスを変化し、これによって電力消費用抵抗とトランジスタとによって消費される電力、したがって負荷電流検出手段によって検出される電流を、ほぼ予め定める値になるように制御することが簡単な構成で可能になる。
【００５５】
請求項７の本発明によれば、ラインを介して直流電力が供給されるラインに、衝突検出信号を重畳し、電気回路と電力消費手段とによって消費される消費電力がほぼ一定になるように保たれるので、衝突検出信号をレベル弁別する弁別レベルを、予め定める一定の値に設定することができ、これによって衝突検出信号を確実に受信検出することができる。こうして車両の衝突時に、エアバッグを確実に展開することができ、安全を確保することができる。こうしてラインの前記他方の端部における衝突検出信号の受信検出のための構成を簡略化することができ、さらにマイクロコンピュータを用いて演算処理を行う構成としたときにおける演算処理の負担を軽減することができ、エアバッグを、衝突検出信号の受信時に、直ちに展開し、安全をさらに向上して確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気回路図である。
【図２】信号検出用抵抗Ｒ２に流れる電流の波形を示す図である。
【図３】第１通信手段１９における処理回路２４の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の他の形態の負荷電流検出手段８３の具体的な構成を示す電気回路図である。
【図５】本発明の実施のさらに他の形態の電力消費手段９１とその付近の具体的構成を示す電気回路図である。
【図６】図５に示される本発明の実施の一形態の動作を説明するための図である。
【図７】加速度センサ２１の全体の電気的構成を示す電気回路図である。
【図８】ブリッジ回路５１を構成する歪みセンサＰ１１〜Ｐ４２を備える加速度検出素子６１の斜視図である。
【図９】加速度検出素子６１の一部の拡大断面図である。
【図１０】或る提案された技術の電気回路図である。
【符号の説明】
１８，１８ａ，１８ｂライン
１９第１通信手段
２０第２通信手段
２１加速度センサ
２２エアバッグ
２４，４０処理回路
２８直流電源
３１電流検出手段
３２，３５演算増幅器
３０弁別レベル設定手段
４１駆動手段
４５負荷
４６，８３負荷電流検出手段
４９，９１電力消費手段
７０演算増幅器
７３電源回路７３
７４，８４，８５トランジスタ
７７，７８，７９直列回路
８０，８１，８２トランジスタ
８６カレントミラー回路
Ｒ１信号発生用抵抗
Ｒ１３，Ｒ２０負荷電流検出用抵抗
Ｒ１７，Ｒ１８，Ｒ１９，Ｒ２１電力消費用抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication device, and more particularly to a communication device that can be implemented in connection with an airbag device of a vehicle such as an automobile.
[0002]
[Prior art]
One proposed technique is illustrated in FIG. The vehicle airbag device 1 includes first communication means 2 that detects acceleration in the front or side direction of the vehicle and generates a collision detection signal, and second communication means 3 that receives the collision detection signal. These communication means 2 and 3 are connected by the line 4 which superimposes a collision detection signal and DC power. The communication means 3 is provided with a DC power supply 5, and power is supplied to the first communication means 2.
[0003]
The first communication means 2 includes an acceleration sensor 6 that detects the acceleration of the vehicle, and a sub-microcomputer that determines whether the vehicle has collided in response to the output of the acceleration sensor 6 and derives a collision detection signal when the vehicle collides. 7, a transistor 8 that is on / off controlled by an output from the microcomputer 7, and a resistor 9 connected in series to the transistor 8. By turning on / off the transistor 8, the current flowing through the line 4 changes. This current is converted into a voltage by the resistor 10 provided in the second communication means 3.
[0004]
The voltage between both terminals of the resistor 10 is applied to the differential amplifier 11, and thereby a voltage corresponding to the voltage between both terminals of the resistor 10 is applied to the main microcomputer 12. The microcomputer 12 discriminates the level of the output of the differential amplifier 11 by a predetermined constant value, and deploys the airbag 14 by the driving means 13 when a collision detection signal is detected. In this way, safety is ensured by preventing collision with windshields and doors in the passenger compartment of the automobile.
[0005]
In the technique of FIG. 10, DC power for driving the acceleration sensor 6 and the microcomputer 7 of the first communication means 2 is supplied to the line 4 and the transistor 8 is controlled to be turned on / off when a vehicle collision is detected. As a result, the collision detection signal is superimposed on the line 4. In order to receive this collision detection signal by the second communication means 3, the microcomputer 12 discriminates the voltage between both terminals of the resistor 10 from the differential amplifier 11 at a predetermined predetermined discrimination level. Since the discrimination level is a predetermined constant value as described above, if the load current flowing through the line 4 changes, accurate level discrimination cannot be performed and a collision detection signal cannot be received.
[0006]
The reasons (1), (2), and (3) for different load currents flowing through the line 4 will be described. (1) The acceleration sensor 6 has a strain sensor, and the variation of the electrical resistance value of the strain sensor is, for example, 2.5 kΩ ± 40%, which has a relatively large variation in characteristics. The microcomputer 7 is made of a semiconductor element, and its characteristics vary greatly. For these reasons, the power consumption of the acceleration sensor 6 and the microcomputer 7 varies. (2) The power consumption of the acceleration sensor 6 and the microcomputer 7 varies depending on the room temperature and the operating temperature. (3) Further, regarding the microcomputer 7, the rated power, which is the upper limit value that can be thermally endured, is defined, but the power consumption during operation is not defined, and the power consumption of the microcomputer 7 is Each chip is different from each other.
[0007]
For these reasons, the variation in the DC power flowing through the line 4 is relatively large. Therefore, it is impossible to accurately detect the collision detection signal by discriminating the voltage between both terminals of the resistor 10 at a predetermined discrimination level determined by the microcomputer 12 in the second communication device 3. Therefore, in the second communication device 3, it is necessary to change and adjust the discrimination level corresponding to the load current flowing in the line 4. If it does so, the structure of the 2nd communication apparatus 3 will become complicated, or the calculation processing amount of the microcomputer 12 will increase, and it will result in that calculation processing takes time. The microcomputer 12 performs not only the level discrimination operation and collision detection signal detection but also other vehicle control operations such as fuel injection control of an internal combustion engine and anti-skid brake operation. Therefore, if the calculation processing amount of the microcomputer 12 increases and a long time is required for the calculation processing for receiving and determining the collision detection signal, the airbag 14 can be reliably deployed at the time of the vehicle collision. Disappears and safety is reduced.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention comprises two lines,
resistance ( R1 ) And switching elements ( Tr1 ) A series circuit connected between one end of the line ( 23 ) When,
Load connected to one end of line ( 45 ) When,
Power consumption means connected in parallel to the load and capable of changing power consumption ( 49, 91 ) When,
Load current detecting means for detecting a load current flowing through the load and the power consuming means ( 46,83 ) When,
Means for controlling the power consuming means in response to the output of the load current detecting means so that the detected load current becomes substantially a predetermined value. ( 24 ) When,
DC power supply having each output terminal connected to the other end of each line ( 28 ) When,
Level discriminating means for detecting a current flowing through the other end of the line, discriminating the level at a predetermined discrimination level, and deriving a signal when the switching element is turned on / off ( 38 ) A communication device characterized by including:
[0009]
According to the present invention, DC power is supplied to a load connected to one end of two lines from a DC power source connected to the other end of the lines, and an electric signal is generated. Therefore, the switching element of the series circuit 23 is turned on / off, and the electric signal is superimposed on the line. At the other end of the line, a current flowing through the line is detected, level discriminated by the level discriminating means, and an electrical signal generated by turning on / off the switching element is received and derived.
[0010]
In particular, according to the present invention, the load connected to the one end of the line is connected in parallel with the power consuming means, and the load current I0, which is the total current flowing through the load and the power consuming means, The load is detected by the load current detecting means, and the control means controls the power consuming means so that the detected load current becomes substantially a predetermined value. As a result, the electric signal generated by turning on / off the switching element superimposed on the line load current can be received and detected by the level discriminating means by level discrimination at a predetermined predetermined discrimination level. Therefore, it is possible to receive the electric signal by reliably discriminating the level of the electric signal generated by turning on / off the switching element by the level discriminating means.
[0011]
Since the power consuming means is provided on the one end side of the line and is controlled so that the load current becomes substantially a predetermined value as described above, the discrimination level in the level discriminating means is as described above. What is necessary is just to set to the predetermined fixed value, and it is not necessary to change a discrimination level according to load current. Therefore, it is possible to simplify the configuration 20 for detecting the reception of an electrical signal on the other end side of the line, and it is not necessary to change the discrimination level according to such a load current. The calculation processing amount of the microcomputer 40 for performing the calculation processing can be reduced, and the burden of the calculation processing can be reduced.
[0012]
In the series circuit 23, since the resistor is connected in series with the switching element, the voltage between the lines does not become zero even when the switching element is in the ON state, and therefore the load, the power consuming means, and The control means can always be supplied with electric power from the DC power supply, and the electric power supply is not interrupted.
[0013]
The present invention also includes (a) two lines,
(B) First communication means provided at one end of each line, the first communication means,
(B1) a signal generating resistor having one terminal connected to one line;
(B2) Resistance for signal generation ( R1 ) A switching element connected between the other terminal and the other line,
(B3) a load that operates with electric power through each line;
(B4) power consumption means connected in parallel to the load and capable of changing power consumption;
(B5) load current detection means for detecting a load current flowing through the load and the power consumption means;
(B6) first communication means including control means for controlling the power consumption means so that the detected load current becomes substantially a predetermined value in response to the output of the load current detection means;
(C) Second communication means provided at the other end of each line, the second communication means,
(C1) a DC power source connected to the other end of each line;
(C2) current detection means for detecting a current flowing through the other end of the line;
(C3) second communication means including level discrimination means for responding to the output of the current detection means, level discriminating the detected current at a predetermined discrimination level, and deriving a signal based on ON / OFF of the switching element. A communication device characterized by the above.
[0014]
According to the present invention, the first and second communication means are connected via two lines, and the line is superimposed on the direct current supplied to the first communication means, from the first means to the second means. In addition, an electrical signal is transmitted by turning on / off the switching element, the current is detected by the current detection means, the level is discriminated, and the electrical signal is received and detected. In the first communication means, the power consuming means is controlled so that the load current becomes substantially a predetermined value. Therefore, in the level discrimination means of the second communication means, the electric current is level discriminated at a constant discrimination level, thereby The signal can be reliably received and detected.
[0015]
In the present invention, the load current detecting means includes
A load current detection resistor interposed in series between the one end of the line and the load and power consumption means ( R13 ) When,
Operational amplifier that is supplied with voltage across both terminals of the load current detection resistor ( 70 ) It is characterized by having.
[0016]
According to the present invention, the load current detecting means at the one end of the line causes a voltage drop due to the load current flowing through the load current detecting resistor R13, and this voltage drop is applied to both input terminals of the operational amplifier 70. Given to. As a result, an output voltage corresponding to the voltage drop due to the load current, and thus the load current detection resistor, is obtained from the operational amplifier. Thus, the load current can be detected with a relatively simple configuration.
[0017]
According to the present invention, the power consuming means is a power consuming resistor. ( R17, R18, R19 ) And a plurality of series circuits configured by connecting power consumption control switching elements in series,
The control means responds to the output of the load current detection means, selectively turns on / off the power consumption control switching element, and controls the current detected by the load current detection means to be substantially a predetermined value. It is characterized by that.
[0018]
According to the present invention, the load current detecting means provided at the one end of the line includes a current mirror circuit, and a current corresponding to the load current flowing through one transistor flows through the other transistor. The load current can be detected by applying the current flowing through the other transistor to the load current detection resistor R20 and detecting the voltage drop of the load current detection resistor.
[0019]
By making the junction area between the emitter and collector of the other transistor 85 smaller than that of the one transistor 84, a small current proportional to the current flowing through the one transistor, for example, 1/10 of the load current Can be supplied to the load current detection resistor by flowing through the other transistor. As a result, the current value necessary for detecting the load current can be reduced, and the power consumption can be reduced.
[0020]
In the present invention, the load current detecting means includes
A current mirror circuit having a pair of transistors;
One transistor that forms a current mirror circuit ( 84 ) Is interposed in series between the one end of one line and the load and power consuming means,
The other transistor ( 85 ) Is connected to the one end of the one line,
A load current detection resistor is provided between the other transistor and the one end of the other line. ( R20 ) Are connected.
[0021]
According to the present invention, the power consuming means provided at the one end of the line selectively connects / disconnects the power consumption control switching elements 80, 81, 82 to the power consumption resistors R17, R18, R19. And power consumption can be adjusted. In this way, it is possible to control the current detected by the load current detecting means so as to be a substantially predetermined value.
[0022]
According to the present invention, the power consuming means is a power consuming resistor. ( R21 ) And a series circuit having a transistor,
The control means supplies the output from the load current detection means to the control terminal of the transistor, thereby controlling the impedance of the transistor so that the current detected by the load current detection means becomes a substantially predetermined value. And
[0023]
According to the present invention, a transistor 92 such as a bipolar transistor or a field effect transistor is connected in series to the power consumption resistor R21, and the impedance of the transistor is controlled in accordance with the detected load current. For example, when the load current is small The current flowing through the power consuming resistor can be increased by reducing the impedance of the transistor, and thus the current detected by the load current detecting means can be controlled to be approximately a predetermined value. According to the configuration using such a transistor, the configuration can be simplified.
[0024]
The present invention also includes two lines,
A series circuit having a resistor and a switching element and connected between one end of the line;
An electrical circuit connected to one end of the line and supplied with power through the line;
Power consumption means connected in parallel to the electric circuit and capable of changing power consumption;
Load current detecting means for detecting a load current flowing through the electric circuit and the power consuming means;
Means for responding to the output of the load current detecting means and controlling the detected load current to be a substantially predetermined value,
The electrical circuit
An acceleration sensor for detecting the acceleration of the vehicle;
A processing circuit for detecting a collision of the vehicle in response to the output of the acceleration sensor and deriving a collision detection signal for controlling on / off of the switching element when the collision of the vehicle is detected, and
A direct current power source having each output terminal connected to the other end of each line;
Level discriminating means for detecting a current flowing through the other end of the line, level discriminating at a predetermined discrimination level, and deriving a collision detection signal by ON / OFF of a switching element;
An airbag device comprising: an airbag unit that deploys an airbag when a collision detection signal is received in response to an output of the level discriminating unit.
[0025]
According to the present invention, a load current that is a total value of currents flowing through an electric circuit that detects an acceleration generated in a vehicle collision or the like and derives a collision detection signal and power consumption means that makes power consumption variable, Detected by the load current detection means and controlled so that the detected current becomes almost a predetermined value, thereby superimposing a collision detection signal on / off of the switching element on the line on which the DC current is superimposed on the line The level discrimination means can receive and detect a collision detection signal by performing level discrimination at a predetermined fixed discrimination level. When the collision detection signal is received, the airbag is deployed by, for example, igniting a squib. By deploying the airbag, the vehicle occupant is prevented from colliding with the windshield and the door, and safety is ensured.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention. The airbag device 17 that is a communication device mounted on an automobile basically includes two lines 18, a first communication means 19, and a second communication means 20. The acceleration sensor 21 provided in the first communication means 19 is attached to the vehicle of the automobile, detects the acceleration at the time of collision, and the airbag 22 provided in the second communication means 20 is deployed at the time of the collision. Prevents vehicle occupants from colliding with windshields and doors to ensure safety.
[0027]
In the first communication means 19, one terminal of the resistor R1 is connected to one line 18a. A switching transistor Tr1 that is a switching element is connected between the other terminal of the resistor R1 and the other line 18b. The reference marks 18a and 18b may be collectively indicated by the reference mark 18. The resistor R1 and the transistor Tr1 constitute a series circuit 23.
[0028]
An electrical signal representing the acceleration from the acceleration sensor 21 is given to a processing circuit 24 which is a sub computer. The processing circuit 24 discriminates the level of the output of the acceleration sensor 21 and determines that the vehicle has collided when the detected acceleration exceeds a predetermined value, and the base which is the control terminal of the transistor Tr1 via the line 25. For example, a collision detection signal that is a rectangular wave of 100 kHz is derived. The acceleration sensor 21 and the processing circuit 24 are connected from the line 18 on the side opposite to the line 18 (upward in FIG. 1) from the connection points 26 and 27 of the series circuit 23 and supplied with DC power. Thus, the first communication means 19 is connected to one end of the line 18.
[0029]
The second communication means 20 is connected to the other end of the line 18. The second communication means 20 is provided with a DC power supply 28 having an output voltage + VB (for example, 10 to 20 V). This DC power supply 28 has one output terminal 29 and the other terminal 30 that is set to the ground potential. The resistor R2 is interposed between the line 18a and the one output terminal 29 of the DC power supply 28. The resistor R3 is interposed between the other line 18b and the other output terminal 30 of the DC power supply 28.
[0030]
A current detecting means 31 is interposed between one output terminal 29 of the DC power supply 28 and the other end of the one line 18a. The current detection means 31 has a signal detection resistor R2. This signal detection resistor R2 is connected in series between one output terminal 29 of the DC power supply 28 and the other end of the line 18a. The voltage between both terminals of the signal detection resistor R2 is applied to the two input terminals of the operational amplifier 32 via the resistors R8 and R9. The operational amplifier 32 is also connected to resistors R10 and R11. Due to the current flowing through the signal detection resistor R2, a voltage drop corresponding to the load current I0 and the collision detection signal occurs between both terminals of the resistor R2. The voltage is derived from the output line 33 of the operational amplifier 32 and input to the non-inverting input terminal 36 of the operational amplifier 35 constituting the level discrimination means. The inverting input terminal 37 of the operational amplifier 35 is supplied with a voltage that is a discrimination level from the connection point 38 of the resistors R6 and R7 constituting the discrimination level setting means 30. This discrimination level setting means 30 is connected to a DC power supply 28. Therefore, when the output voltage of the DC power supply 28 fluctuates, the discrimination level changes accordingly, and thereby the collision detection signal can be detected more accurately and reliably.
[0031]
The operational amplifier 35 derives an L level signal on the line 39 when the voltage derived from the current detection means 31 to the line 33 is equal to or higher than the discrimination level which is a voltage derived from the connection point 38, and the line 33 Is less than the discrimination level, an H level signal is derived on line 39. When the processing circuit 40 which is the main computer receives and detects the collision detection signal, the processing circuit 40 operates the driving means 41 for igniting the squib to deploy the airbag 22. In this way, the safety of passengers is ensured.
[0032]
In the first communication means 19, the load current flowing through the load 45 including the acceleration sensor 21 and the processing circuit 24 which is a sub computer is provided on the opposite side with respect to the line 18 from the connection points 26 and 27 (upward in FIG. 1). Detected by the load current detecting means 46. A power consuming means 49 is connected between the lines 47 and 48 in parallel with the load 45.
[0033]
The load current detecting means 46 includes a load current detecting resistor R12 interposed in series between the connection point 26 which is one end of the line 18a and the load 45 and the power consuming means 49. The voltage between both terminals of the load current detection resistor R12 is applied to the operational amplifier 70 via the resistors R13 and R14. The operational amplifier 70 is also connected to resistors R15 and R16. In this way, the output of the operational amplifier 70 is derived to the line 71, and a voltage corresponding to the load current flowing through the resistor R12 is derived from the line 71 and provided to the processing circuit 24.
[0034]
A power supply circuit 73 is provided between a line 72 opposite to the line 18 a of the load current detecting means 46 and a line 47 connected to the load 45 and the power consuming means 49. The power supply circuit 73 is a constant voltage circuit that keeps the voltages of the lines 47 and 48 constant. The power supply circuit 73 includes a transistor 74 that is connected in series between the lines 72 and 47 to change impedance, a Zener diode 75 that is interposed between a base that is a control terminal of the transistor 74 and the line 48, and a transistor 74. And a resistor 76 connected to the.
[0035]
The power consumption means 49 is configured by connecting a plurality of series circuits 77, 78, 79 between the lines 47, 48. Each series circuit 77, 78, 79 includes power consumption resistors R17, R18, R19 and transistors 80, 81 which are power consumption control switching elements connected in series to the power consumption resistors R17, R18, R19. , 82. Control signals are individually supplied from the processing circuit 24 to the bases which are the control terminals of the transistors 80, 81, 82, whereby the transistors 80, 81, 82 are selectively turned on / off. The processing circuit 24 controls the transistors 80, 81, and 82 by selectively turning on / off so that the load current I0 detected by the load current detecting means 46 becomes substantially a predetermined value.
[0036]
In FIG. 2, when the vehicle collides, the acceleration sensor 21 detects a large acceleration due to the collision, and a collision detection signal is derived to the line 25 by the operation of the processing circuit 24, and the transistor Tr1 is controlled to be turned on / off. 18 is a diagram showing a waveform of a current flowing through the signal detection resistor R2. The load current I0 flowing through the load 45 and the power consuming means 49 is set to a predetermined value as described above, and the voltage drop of the signal detection resistor R2 corresponding to the current of the predetermined value is indicated by reference numeral V01. . A voltage drop caused by the signal detection resistor R2 of the collision detection signal composed of a rectangular wave obtained by the on / off control of the transistor Tr1 is indicated by reference numeral V11. The voltage of the discrimination level at the connection point 38 given to the input terminal 37 of the operational amplifier 35 by the discrimination level setting means 38 is indicated by reference numeral VL. Since the voltage V01 is kept constant as described above, the discrimination level voltage VL is derived from the signal detection means 31 having the amplitude voltage V11 to the line 33 by keeping the discrimination level voltage VL at a constant value in the discrimination level setting means 38. It becomes possible to accurately and reliably discriminate the collision detection signal. For example, by setting V01 = V11, the SN ratio of the collision detection signal can be improved.
[0037]
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the processing circuit 24 in the first communication means 19. As the detection current I0 flowing through the load current detection resistor R12 detected by the load current detection means 46 increases, as shown in FIG. 3, the resistors R17 to R19 are selectively connected by conduction of the transistors 80, 81, and 82. In the power consumption means 49, the combined resistance is set high. In this way, the load current I0 is controlled to be substantially a predetermined value. Thereby, as described above, the level discrimination of the collision detection signal in the second communication means 20 can be reliably performed using the predetermined discrimination level VL.
[0038]
FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of load current detecting means 83 according to another embodiment of the present invention. This load current detection means 83 basically includes a current mirror circuit 86 comprising a pair of PNP transistors 84 and 85, and a load current detection resistor R20 for converting the load current into a voltage. One transistor 84 is interposed in series between the one end of one line 18a, and hence the connection point 26, and the load 45 and the power consuming means 49, and thus the line 72 supplying power to the power circuit 73. Is done. The collector of transistor 84 is connected to line 72, which is connected to the base via line 87. The emitter of the transistor 84 is connected to the connection point 26.
[0039]
The emitter of the other transistor 85 is connected to the end of the one line 18a and thus to the connection point 26 via a line 88. The base of the transistor 85 is connected to the base of the transistor 84. A load current detection resistor R20 is connected between the transistor 85 and the one end of the other line 18b. A connection point 89 between the collector of the transistor 85 and the load current detection resistor R20 is given to the processing circuit 24 via a line 90. An input terminal connected to the line 90 of the processing circuit 24 has a high input impedance. The current I1 flowing through the transistor 85 to the load current detection resistor R20 is less than the load current I0 flowing through the transistor 84 and is directly proportional to the load current I0.
[0040]
I1 = I0 / n (where n> 1) (1)
For example, n = 10 may be sufficient. In order to achieve such a configuration, the base-collector junction area of the transistor 85 is set to 1 / n in the transistor 85 compared to the transistor 84. The processing circuit 24 controls the power consuming means 49 in response to the voltage of the load current detection resistor R20 derived from the connection point 89 via the line 71, as described in connection with the previous embodiment. The detected load current I0 is controlled so as to be approximately a predetermined value. n = 1 may be sufficient.
[0041]
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of the power consuming means 91 and its vicinity according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, in place of the power consuming means 49 shown in FIG. 1, a power consuming means 91 shown in FIG. In the embodiment of FIG. 5, the load current detecting means 83 is used. The power consuming means 91 is a series circuit having a power consuming resistor R 21 and a PNP transistor 92. A voltage corresponding to the load current I 0 via the line 90 of the load current detecting means 83 is applied to the base which is the control terminal of the transistor 92. This line 90 constitutes control means, and controls the impedance between the emitter and the collector of the transistor 92 so that the voltage at the connection point 89, and hence the load current I0, becomes almost a predetermined value.
[0042]
Referring to FIG. 6, when the load current I0 flowing through the transistor 84 increases, the current I1 flowing through the other transistor 85 constituting the current mirror circuit 86 also increases, thereby causing both ends of the load current detection resistor R20. The voltage increases. Thus, an increase in the voltage at node 89 via line 90 increases the impedance of transistor 92 as shown in FIG. As the impedance of the transistor 92 increases, a part of the load current I0 flowing through the power consumption resistor R21 of the power consumption means 91 and the transistor 92 decreases. In this way, the impedance of the transistor 92 is controlled so that the load current I0 detected by the load current detecting means 83 becomes substantially a predetermined value.
[0043]
In another embodiment of the present invention, the power consuming means 91 shown in FIG. 5 may be used in place of the power consuming means 49 of FIG.
[0044]
The configuration of the acceleration sensor 21 will be described with reference to FIGS. The acceleration sensor 21 has a strain sensor, and its characteristics vary greatly, and the characteristics change due to a temperature change. Therefore, the load current I0 changes as described above. According to the above-described configuration of the present invention, the second communication unit 20 can accurately receive and detect the collision detection signal regardless of the change in the load current I0.
[0045]
FIG. 7 is an electric circuit diagram showing the overall electrical configuration of the acceleration sensor 21. The strain sensors P11 to P42 constitute a bridge circuit 51. Opposing connection points 52 and 53 of the bridge circuit 51 are respectively connected to both output terminals of the DC power supply. Outputs from the connection points 54 and 55 forming the other pair of the bridge circuit 51 are given to a differential amplifier 56 and amplified by an amplifier circuit 58 via a differential capacitor 57. In this way, a signal having a voltage amplitude corresponding to the acceleration is derived from the line 59 and provided to the processing circuit 24.
[0046]
FIG. 8 is a perspective view of the acceleration detecting element 61 including the strain sensors P11 to P42 constituting the bridge circuit 51. FIG. The mass body 62 is supported by the rigid frame body 67 by elastic bar-like support pieces 63 to 66 having elasticity. Thus, a force corresponding to the vertical acceleration in FIG. 8 acts on the mass body 62, and the strain sensors P11 to P42 are deformed accordingly, and the electric resistance changes accordingly.
[0047]
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a part of the acceleration detection element 61. When acceleration is applied in the vertical direction in FIGS. 8 and 9, the mass body 62 and the frame body 67 are displaced in the vertical direction in FIGS. 8 and 9 as compared with the natural state in which no acceleration is applied. As a result, the support piece 63 is elastically bent as shown in FIG. Therefore, in the state of FIG. 9, the strain sensor P11 is compressed, and the other strain sensor P12 is expanded. The same applies to other strain sensors. In this way, in the bridge 51, strain sensors P11, P21; P31, P41 that receive, for example, deformation that is compressed when an acceleration in one direction is applied are connected in series to two opposing sides. Further, the strain sensors P12, P22; P32, P42 to be extended are respectively connected in series to the remaining two opposing sides. The frame 67 is fixed to the vehicle.
[0048]
The strain sensors P11 to P42 are piezoresistive elements, and have an electric resistance having a variation of, for example, 25 kΩ ± 40% in the natural state where no external force acts, and this electric resistance also changes according to a temperature change. Change. In the present invention, it is possible to accurately discriminate the level of the collision detection signal in the second communication means 20 regardless of the load current I0, variations, and fluctuations due to these and other causes.
[0049]
The present invention is not only implemented in connection with airbag devices, but can be implemented extensively in other applications.
[0050]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, the load current flowing through the load provided at the one end of the line and the power consuming means is controlled to be approximately a predetermined value. The electric signal generated by turning on / off the switching element superimposed on the load current can be received and detected by reliably discriminating at a predetermined discrimination level of the level discriminating means. Therefore, it is not necessary to change the discrimination level of the level discriminating means in accordance with the load current, so that the configuration at the other end of the line can be simplified, and such a discrimination level can be changed. Compared to a configuration in which the configuration is realized by a microcomputer or the like, it is possible to reduce the burden of the calculation processing of the microcomputer, and thus it is possible to quickly perform the calculation processing possessed by the microcomputer.
[0051]
According to the third aspect of the present invention, the load current detecting means provided at the one end of the line supplies the voltage between both terminals of the load current detecting resistor through which the load current flows to the operational amplifier, thereby The load current can be detected with a simple configuration.
[0052]
According to the present invention of claim 4, it is possible to use a current mirror circuit to detect the load current, and to reduce the current flowing through the load current detection resistor as compared with the load current. As a result, the power consumed for detecting the load current can be reduced, and the power consumption of the DC power supply can be reduced.
[0053]
According to the fifth aspect of the present invention, the power consumption control switching element is selectively turned on / off according to the detected load current, whereby the power consumption can be controlled by a plurality of power consumption resistors. .
[0054]
According to the present invention of claim 6, the impedance of the transistor is changed in accordance with the detected load current, whereby the power consumed by the power consuming resistor and the transistor, and thus the current detected by the load current detecting means Can be controlled with a simple configuration so as to be approximately a predetermined value.
[0055]
According to the present invention of claim 7, a collision detection signal is superimposed on a line to which DC power is supplied via the line, so that the power consumption consumed by the electric circuit and the power consumption means is substantially constant. Therefore, the discrimination level for discriminating the level of the collision detection signal can be set to a predetermined constant value, whereby the collision detection signal can be reliably received and detected. Thus, the airbag can be reliably deployed at the time of a vehicle collision, and safety can be ensured. In this way, the configuration for receiving and detecting the collision detection signal at the other end of the line can be simplified, and the calculation processing load can be reduced when the calculation processing is performed using a microcomputer. The airbag can be immediately deployed upon reception of the collision detection signal, and safety can be further improved and secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a waveform of a current flowing through a signal detection resistor R2.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of a processing circuit 24 in the first communication means 19;
FIG. 4 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of load current detection means 83 according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a specific configuration of power consuming means 91 and the vicinity thereof according to still another embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 5. FIG.
7 is an electric circuit diagram showing an overall electrical configuration of the acceleration sensor 21. FIG.
8 is a perspective view of an acceleration detecting element 61 including strain sensors P11 to P42 constituting the bridge circuit 51. FIG.
9 is an enlarged cross-sectional view of a part of the acceleration detection element 61. FIG.
FIG. 10 is an electrical schematic of a proposed technique.
[Explanation of symbols]
18, 18a, 18b line
19 First communication means
20 Second communication means
21 Accelerometer
22 Airbag
24, 40 processing circuit
28 DC power supply
31 Current detection means
32, 35 operational amplifier
30 Discrimination level setting means
41 Driving means
45 Load
46, 83 Load current detection means
49, 91 Power consumption means
70 operational amplifier
73 Power supply circuit 73
74, 84, 85 transistors
77, 78, 79 Series circuit
80, 81, 82 transistors
86 Current mirror circuit
R1 Signal generation resistor
R13, R20 Load current detection resistors
R17, R18, R19, R21 Power consumption resistors

Claims

Two lines,
Series circuits a series circuit, connected between one end of said line having a resistor and a switching element,
A load that is connected to one end of the line,
Are connected in parallel with the load, and power consumption hand stage can vary the power consumption,
A load current detecting means to detect a load current flowing through the load and the power consumption unit,
Hand stage in response to the output of the load current detection means, for controlling the power consumption means so that the load current detected becomes substantially the predetermined value,
A DC power source having a respective output terminal connected to the other end of each line,
By detecting a current flowing through the other end of the line, then the level discrimination in the discrimination a predetermined level, the communication device characterized by comprising a level discriminator means to derive a signal according to the on / off switching device.

(A) two lines;
(B) First communication means provided at one end of each line, the first communication means,
(B1) a signal generating resistor having one terminal connected to one line;
(B2) and the other terminal of the signal generating resistor, and a switching element connected between the other line,
(B3) a load that operates with electric power through each line;
(B4) power consumption means connected in parallel to the load and capable of changing power consumption;
(B5) load current detection means for detecting a load current flowing through the load and the power consumption means;
(B6) first communication means including control means for controlling the power consumption means so that the detected load current becomes substantially a predetermined value in response to the output of the load current detection means;
(C) Second communication means provided at the other end of each line, the second communication means,
(C1) a DC power source connected to the other end of each line;
(C2) current detection means for detecting a current flowing through the other end of the line;
(C3) second communication means including level discrimination means for responding to the output of the current detection means, level discriminating the detected current at a predetermined discrimination level, and deriving a signal based on ON / OFF of the switching element. A communication device characterized by the above.

The load current detection means is
Said one end of the line, and the load current detecting resistor interposed in series between the load and power consumption means,
Communication apparatus according to claim 1 or 2 wherein the voltage across the terminals of the load current detecting resistor and having an operational amplifier circuit provided.

Power means comprises a plurality of series circuits composed with the power consumption for resistor and power control switching elements are connected in series,
The control means responds to the output of the load current detection means, selectively turns on / off the power consumption control switching element, and controls the current detected by the load current detection means to be substantially a predetermined value. communication device according to one of claims 1 to 3, characterized in that.

The load current detection means is
A current mirror circuit having a pair of transistors;
While transistors comprising configuring a current mirror circuit is interposed in series between said one end of one line, the load and power consumption means,
The other transistors comprising, said being connected to said one end of one of the lines,
And the other transistor, between said one end of the other line, the communication apparatus according to claim 1 or 2, wherein the load current detecting resistor is characterized in that it is connected.

Power means is a series circuit having a resistor and a transistor for power consumption,
The control means supplies the output from the load current detection means to the control terminal of the transistor, thereby controlling the impedance of the transistor so that the current detected by the load current detection means becomes a substantially predetermined value. communication device according to one of claims 1 to 3 to.

Two lines,
A series circuit having a resistor and a switching element and connected between one end of the line;
An electrical circuit connected to one end of the line and supplied with power through the line;
Power consumption means connected in parallel to the electric circuit and capable of changing power consumption;
Load current detecting means for detecting a load current flowing through the electric circuit and the power consuming means;
Means for responding to the output of the load current detecting means and controlling the detected load current to be a substantially predetermined value,
The electrical circuit
An acceleration sensor for detecting the acceleration of the vehicle;
A processing circuit for detecting a collision of the vehicle in response to the output of the acceleration sensor and deriving a collision detection signal for controlling on / off of the switching element when the collision of the vehicle is detected, and
A direct current power source having each output terminal connected to the other end of each line;
Level discriminating means for detecting a current flowing through the other end of the line, level discriminating at a predetermined discrimination level, and deriving a collision detection signal by ON / OFF of a switching element;
An airbag device comprising: an airbag means for deploying an airbag when a collision detection signal is received in response to an output of the level discrimination means.