JP4306472B2 - 短絡検出回路装置 - Google Patents

Description

本発明は、短絡を容易に検出できる電気回路装置に関する。本発明の短絡検出回路装置は、ＳＲＳエアバッグ装置に用いられているＧセンサの正常・異常を診断する自己診断回路などに用いることができる。

自動車に用いられているＳＲＳエアバッグでは、Ｇセンサが車体の加速度を常時検出し、その加速度波形がＡ／Ｄコンバータでデジタル符号に変換されマイクロコンピュータにて演算処理されている。そして演算結果が予め決められた条件を満足するとパワートランジスタがオンとされ、エアバッグモジュールのスクイブに通電されることでエアバッグが展開する。

また機械構造によって電気接点を開閉するセ−フィングセンサがモジュール点火回路と直列に設けられ、平常時は接点が開いてモジュールへの電源供給を遮断している。そして設定レベルを超える衝撃を受けると、接点が閉じてモジュールへの電源をオンにする。

さらにパワートランジスタとセーフィングセンサを、モジュールの電源側とアース側に振り分けて配置することで、モジュールの電源側とアース側を共にＥＣＵから切り離す「両切り」スイッチが形成されている。これによりモジュールへの車両配線の片側が電源線やボディなどに短絡しても、誤展開を防ぐことができる。

ところで自動車に用いられているＳＲＳエアバッグでは、始動時に自己診断回路が作動して回路の異常の有無を検出するように構成されている。また衝突時には、少なくとも車両の前後方向及び左右方向の衝突減速度を検出することが望ましいので、例えば特開2000−055929号公報に開示されているように、Ｇセンサは二つ以上設けることが一般的である。そして複数のＧセンサを設けた場合には、それぞれのＧセンサに自己診断回路を設け、それぞれの自己診断回路によってＧセンサの異常の有無を検出することが望ましい。

そこで自己診断システムとしては、図４に示すようなものが考えられる。この自己診断システムでは、車体の前後方向であるＸ方向の減速度を検出するＧｘセンサ 101と、車体の左右方向であるＹ方向の減速度を検出するＧｙセンサ 102とを備えている。エンジン始動時には、自己診断回路 103及び自己診断回路 104がそれぞれＧｘセンサ 101及びＧｙセンサ 102と通信して自己診断を開始し、その結果をアナログ信号 105、 106として出力する。それぞれの出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ 107、 108を介して信号処理器 109にそれぞれ入力され、信号処理器 109は、それぞれの入力信号の大小を比較し、入力信号の大きさに所定範囲を超える差があった場合には、Ｇｘセンサ 101及びＧｙセンサ 102の少なくとも一方が異常であると判定することができる。

ところが例えば導電性の塵などがＩＣ端子などに付着した場合には、自己診断回路 103及び自己診断回路 104の出力端子間に短絡が生じて誤作動の恐れがある。しかし上記したような自己診断システムでは、この短絡を検出することが困難であり、短絡を検出するためには複数の自己診断回路 103及び自己診断回路 104の出力信号を監視するとともに、短絡検出のための装置及び端子をさらに追加する必要がある。したがって装置が大型化するとともに、コストも高価となるという不具合があった。
特開2000−055929号

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能でコストを低減できる短絡検出回路装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明の短絡検出回路装置の特徴は、それぞれ自己診断回路を構成しアナログ信号を出力する第１回路及び第２回路と、第１回路及び第２回路の出力信号をそれぞれ処理する信号処理部と、第１回路と信号処理部を接続する第１導線と、第２回路と信号処理部を接続する第２導線と、信号処理部に入力される第１回路及び第２回路の少なくとも一方のアナログ信号を解析し第１導線と第２導線との短絡を監視する短絡監視部と、を有し、第１回路と第２回路は互いに位相の正負が逆のアナログ信号を出力することにある。

第１回路及び第２回路は、同時にアナログ信号を出力することが望ましい。

また第１回路及び第２回路は、それぞれエアバッグ装置におけるＧセンサの自己診断回路であることが好ましく、自己診断信号発生部をさらに備え、第１回路及び第２回路は自己診断信号発生部からのトリガ信号によってアナログ信号を同時に出力することが好ましい。

本発明の短絡検出回路装置によれば、第１回路からの出力信号と第２回路からの出力信号のいずれか一方のみを監視するだけで第１導線と第２導線の短絡の有無を判定することができる。したがって短絡による誤作動を防止できるとともに、装置や端子の追加が不要となるので装置の小型化が可能となり低コスト化を図ることができる。

本発明の短絡検出回路装置では、第１回路と第２回路は互いに位相の正負が逆のアナログ信号を出力することとしている。このように構成したことにより、第１導線と第２導線の間に短絡が生じた場合には、互いの出力信号どうしが干渉して相殺されるために、どちらの出力信号も規定の振幅に到達することができない。一方、短絡が生じていない場合には、どちらの出力信号も規定の振幅が維持される。したがって第１回路からの出力信号と第２回路からの出力信号のいずれか一方のみを監視するだけで、第１導線と第２導線の短絡の有無を判定することができる。

第１回路及び第２回路としては、家電用、産業用、自動車用などの各種自己診断回路を挙げることができるが、小型化及び低コスト化が重要な課題である自動車のＳＲＳエアバッグ装置の自己診断回路が特に効果的である。またＳＲＳエアバッグ装置の自己診断回路においては、複数の回路が必須となる外部センサからの信号を処理する自己診断回路、複数のＧセンサからの信号を処理する自己診断回路、プリクラッシュ信号を発生する回路などを第１回路及び第２回路に用いることができる。なおＧセンサには櫛歯形状の静電容量型のセンサが用いられているので、位相の正負を逆とするのが容易であり、従来用いられているセンサをそのまま用いることができるという効果もある。

この第１回路及び第２回路は、時間差をおいてアナログ信号を出力することもできるが、その時間差が位相差と一致する場合などには干渉による相殺が生じない場合があり、短絡を検出することが困難となる場合がある。そこで第１回路及び第２回路は、同時にアナログ信号を出力することが望ましい。このようにするには、自己診断信号発生部からトリガ信号を発生させ、そのトリガ信号を受けてアナログ信号を発生するように構成することが好ましい。これにより、短絡時に第１回路及び第２回路からの出力信号を確実に干渉させることができ、第１導線と第２導線の短絡を確実に検出することができる。

また短絡が生じていない場合には、信号処理部が各出力信号の振幅を監視することで、第１回路及び第２回路の異常の有無をそれぞれ判定することができる。したがって第１回路及び第２回路は、互いに位相の正負が逆のアナログ信号を出力すればよく、その値の大きさは特に制限されない。

信号処理部は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータと、そのデジタル信号を演算処理するマイクロコンピュータなどから構成することができ、例えばＥＣＵの一部に設けることができる。第１回路の出力信号を処理する信号処理部と第２回路の出力信号を処理する信号処理部をそれぞれ設けてもよいし、一つの信号処理部で第１回路及び第２回路の出力信号を処理することもできる。また短絡監視部は、信号処理部とは別なマイクロコンピュータなどから構成してもよいが、信号処理部と一体とすることが望ましい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
本実施例は、自動車のＳＲＳエアバッグ装置に用いられているＧセンサの自己診断回路に本発明を適用したものである。図１及び図２に本実施例の短絡検出回路装置のブロック図を示す。この短絡検出回路装置は、自己診断信号発生器１と、Ｇｘセンサ20及びＧｙセンサ30と、自己診断回路２（第１回路）及び自己診断回路３（第２回路）と、Ａ／Ｄコンバータ41、42と、信号処理器５とから構成され、ＥＣＵ内に配置されている。なお信号処理器５が本発明にいう信号処理部と短絡監視部を兼ねている。また自己診断回路２及び自己診断回路３とＡ／Ｄコンバータ41、42を結ぶ導線が、それぞれ本発明にいう第１導線及び第２導線を構成している。

自己診断信号発生器１は、エンジン始動時にトリガ信号10を発生する。トリガ信号10は、自己診断回路２及び自己診断回路３に対してほぼ同時に出力される。このトリガ信号10をきっかけとして、自己診断回路２は車体の前後方向であるＸ方向の減速度を検出するＧｘセンサ20と通信し、Ｇｘセンサ20の状態に応じて位相が正のアナログ信号21を出力する。また自己診断回路３は、トリガ信号10をきっかけとして、車体の左右方向であるＹ方向の減速度を検出するＧｙセンサ30と通信し、Ｇｙセンサ30の状態に応じて位相が負のアナログ信号31を出力する。

自己診断回路２及び自己診断回路３から出力されたアナログ信号21、31は、それぞれＡ／Ｄコンバータ41、42に入力されてデジタル信号に変換され、マイコンからなる信号処理器５に入力される。

信号処理器５では、先ず自己診断回路２及び自己診断回路３の一方の信号のデジタル出力値と、予め定められた所定値とを比較し、出力値が所定値より小さい場合には、自己診断回路２及び自己診断回路３とＡ／Ｄコンバータ41及びＡ／Ｄコンバータ42との間の導線に短絡が生じたと判定して、図示しないパネルにその旨を表示して処理を終える。図２に示すように、自己診断回路２及び自己診断回路３とＡ／Ｄコンバータ41及びＡ／Ｄコンバータ42との間の導線に短絡が生じている場合には、位相の正負が逆のアナログ信号21、31どうしが干渉して相殺されるため、自己診断回路２及び自己診断回路３のデジタル出力値が両方とも小さなアナログ信号21’、31’となる。したがって自己診断回路２、３の一方の出力値のみを監視するだけで、短絡の有無を確実に判定することができる。

一方、デジタル出力値が所定値以上である場合には、短絡が生じていないと判断され、信号処理器５は自己診断回路２及び自己診断回路３のデジタル出力値の大小を判定する。そしてその大小の差を演算し、その差が所定範囲内にあればＧｘセンサ20及びＧｙセンサ30は共に正常であると判定される。またその差が所定範囲外である場合には、それぞれのデジタル出力値との比較から異常のあるセンサを割り出し、図示しないパネルにその旨を表示して処理を終える。

すなわち本実施例の短絡検出回路装置によれば、Ｇｘセンサ20とＧｙセンサ30の正常・異常を診断する自己診断装置をそのまま用いて、自己診断回路２及び自己診断回路３とＡ／Ｄコンバータ41及びＡ／Ｄコンバータ42との間の導線の短絡の有無を検出することができる。したがって端子を追加したりする必要なく、コンパクトな装置とすることができコストの増大も抑制することができる。

（実施例２）
本実施例の短絡検出回路装置は、図３に示すように、自己診断発生器１からのトリガ信号10が二つに分岐して自己診断回路２及び自己診断回路３に同時に出力されるように構成されたこと以外は実施例１と同様である。

本実施例の短絡検出回路装置によれば、自己診断回路２及び自己診断回路３からのアナログ信号を確実に同時に発生させることができる。したがって短絡時には二つのアナログ信号が確実に干渉して相殺されるので、短絡の有無の検出精度がさらに向上する。

本発明の一実施例の短絡検出回路装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の短絡検出回路装置を、短絡が生じた状態で示すブロック図である。 本発明の第２の実施例の短絡検出回路装置の構成を示すブロック図である。 従来考えられる短絡検出回路装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

10：トリガ信号 21、31：アナログ信号 41、42：Ａ／Ｄコンバータ

Claims (4)

1. それぞれ自己診断回路を構成しアナログ信号を出力する第１回路及び第２回路と、該第１回路及び該第２回路の出力信号をそれぞれ処理する信号処理部と、該第１回路と該信号処理部を接続する第１導線と、該第２回路と該信号処理部を接続する第２導線と、該信号処理部に入力される該第１回路及び該第２回路の少なくとも一方の該アナログ信号を解析し該第１導線と該第２導線との短絡を監視する短絡監視部と、を有し、
   該第１回路と該第２回路は互いに位相の正負が逆のアナログ信号を出力することを特徴とする短絡検出回路装置。
2. 前記第１回路及び前記第２回路は同時にアナログ信号を出力する請求項１に記載の短絡検出回路装置。
3. 前記第１回路及び前記第２回路はそれぞれエアバッグ装置におけるＧセンサの自己診断回路である請求項１又は請求項２に記載の短絡検出回路装置。
4. 自己診断信号発生部をさらに備え、前記第１回路及び前記第２回路は該自己診断信号発生部からのトリガ信号によって前記アナログ信号を同時に出力する請求項２又は請求項３に記載の短絡検出回路装置。

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