JPH05264288A - 変数測定装置 - Google Patents

変数測定装置

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JPH05264288A
JPH05264288A JP4340174A JP34017492A JPH05264288A JP H05264288 A JPH05264288 A JP H05264288A JP 4340174 A JP4340174 A JP 4340174A JP 34017492 A JP34017492 A JP 34017492A JP H05264288 A JPH05264288 A JP H05264288A
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JP
Japan
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sensor
variable
acceleration
amplification
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP4340174A
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English (en)
Inventor
Henne Michael
ヘンネ ミヒャエル
Bernhard Mattes
マッテス ベルンハルト
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0132Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to vehicle motion parameters, e.g. to vehicle longitudinal or transversal deceleration or speed value
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/02Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
    • G01D3/021Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation using purely analogue techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values

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  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)
  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 変数の所定の特に重要な範囲において、高め
られた測定感度を得る。 【構成】 13はセンサを例えば加速度センサを示し、
これが加速度に依存する出力電圧U1(a)を供給す
る。この電圧U1(a)はフィルタ14へ導びかれて濾
波される。濾波された電圧は正規化増幅器15において
濾波されて、可変の増幅度を有する後続の増幅器16に
おいて適切にさらに増幅される。電圧経過U(a)を有
する評価されるべき信号が送出される。弁別器17は計
算器18のテスト入力側と接続されており、この計算器
によりテスト電圧UTを用いて制御される。弁別器17
そのものはセンサ出力側へおよび可調整の増幅器16へ
作用し、ここで増幅度制御を即ち増幅度切り換えを作動
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項1の上位概念に
示された変数の測定装置を前提とする。
【0002】
【従来技術】任意の変数を測定するために通常はセンサ
が用いられ、その出力信号は後置接続されている評価回
路において以後の処理を受けさらに例えば増幅される。
【0003】増幅装置を有するこの種の測定装置の一例
として、ドイツ連邦共和国特許出願公開公報第3334
603号に示されている加速度検出器をとり上げる。こ
の加速度検出器は自動車における、例えば衝突の結果、
車輌の減速の際に生ずる加速度を検出する。この加速度
はいわゆるエアーバッグまたはベルト締結器のトリガの
ために必要とされる。しかしこの公知の装置は、温度の
影響に起因するオフセットドリフトが補償されてはいる
が、感度の適合調整構成が設けられていない。
【0004】ドイツ連邦共和国特許出願公開公報第27
20484号に加速度感応装置が示されている。この装
置においては加速度センサの出力信号が、加変増幅度を
有する増幅器において増幅され、これにより検出器回路
の感度全体が変化できる。感度のこの変化は例えば周囲
の影響に依存して行なわれる。例えば投光器が投入接続
されると、加速度検出装置がより大きい感度へ設定調整
される、何故ならば夜間は一層安全な運転が期待される
からである。この装置の欠点は、感度が、検出されるべ
き範囲全体にわたり一様にしか変化できないことであ
る。
【0005】
【発明が解決すべき課題】本発明の課題は、前述の欠点
の回避された変数の測定装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題は請求項1の特
徴部分に示された構成により解決されている。
【0007】
【発明の効果】本発明の利点は、測定されるべき変数に
依存する例えば加速度に依存する異なる増幅度により、
小さい加速度の場合は高い感度が得られ、大きい加速度
の場合はより小さい感度が得られ、その結果、まさに著
しく小さい加速度の特別に危険な範囲において著しく確
実なかつ正確な測定が可能となることにある。
【0008】故障検出と関連づけてまさにこの種の小さ
い値gの危険な加速度の場合に、確実なかつ正確な評価
が可能となる。さらに有利であるのは、従来のセンサの
使用の際に存在する利用可能な電圧の幅が、一定の感度
を有する公知の装置の場合よりも、一層良好に利用され
ることである。
【0009】従属形式の請求項により請求項1に示され
た構成の種々の形式が可能となる。
【0010】2つの同一のセンサの使用の場合は、測定
されるべき変数が小さい時も、エラー検出のために両方
の出力信号の比較が可能である、何故ならばまさにこの
場合に著しく大きい感度が存在するからである。
【0011】
【実施例】図1に、加速度センサの増幅された出力電圧
Uが(ボルトで)、加速度a(gで)を横軸として記入
している。この場合、与えられている範囲は約−40g
から+40gにわたる。通常のように評価される変化範
囲Uは−35gから+35gにわたる。
【0012】図1に示されている様に、加速度センサの
増幅された出力電圧は、加速度aに依存して約0から5
Vの間で変化する。図1の両方のセンサ特性曲線10と
11は異なる増幅度の場合の2つの電圧経過を示す。両
方の曲線は放物線状に経過する。10で示されている電
圧経過U(a)は、当該の経過範囲Uの外側に存在する
最大値S1を有する。そのためこの変化範囲の内側の評
価は、センサの増幅された出力電圧Uと加速度aとの間
の一義的な関係を与える。
【0013】他方、11で示されている電圧経過は変化
範囲Uの内側で最大値S2を有し、そのため一義的には
評価されない。この種の特性曲線は増幅度の適切な設定
調整により回避する必要がある。
【0014】得られる感度Eに対して次の式が当てはま
る: E=U/a=K1*a+K2 そのためセンサの増幅される出力電圧の経過は放物線で
あり、これに対して次の式が当てはまる。
【0015】U(a)=K1*a2+K2*a+K3 ただしK1,K2,K3は定数である。
【0016】放物線形式の増幅度関数ではなく対数形式
の増幅度関数を選定することもできる。この場合、増幅
されるセンサ出力電圧に対して次の式が当てはまる: U(a)=K4*LOG(a−a0)+K5 ただしa0は別の定数である。
【0017】この種の増幅度関数は集積化された増幅器
により形成できる。
【0018】前述の放物線形式のまたは対数形式の電圧
経過は、加速度aが約0である範囲に、特別に大きい勾
配をそれぞれ有する。そのためまさにこの範囲において
特別に大きい感度E=U/aが与えられる。
【0019】前述の両方の形式が所定の固定の増幅度関
数を、即ち外部からは影響されない増幅度関数を形成す
る。しかし別の増幅度関数も考えられる、即ちそれぞれ
小さい加速度値の範囲においてより大きい勾配を有し、
そのため大きい加速度値の場合よりもより高い感度を有
する増幅度関数も考えられる。
【0020】固定的に与えられる増幅度関数のほかに外
部から切り替え可能な増幅度関数も選択できる。この種
の関数の一例が図2に示されており、次の式が適用され
る。
【0021】E1(a)=K6,|a|<a1の場合、 E2(a)=K7,|a|>a1の場合、 この場合、定数K6は定数K7よりも大きく選定されて
いる。所属の電圧に対して次の式が当てはまる: U1(a)=k6*a+U0,|a|≦a1の場合。
【0022】U2(a)=K7(a−a1)+K6 a
1+U0,|a|>a1の場合。
【0023】上述の関数は、図2に加速度を横軸とし
て、変化範囲Uの内側で2つの折曲点を有する電圧経過
を形成する。これらの折曲点は加速度−a1と+a1の
個所に存在する。感度Eは−a1と+a1との間の範囲
ではその他の範囲におけるよりも大きい。
【0024】図2に示された電圧経過ではなく、複数個
の直線区間と相応の個数の折曲点を有する電圧経過を、
必要に応じて設けることができる。
【0025】図1および図2に示された増幅度関数を実
現できる電子装置が図3と図4に、簡単化されたブロッ
ク図で示されている。13はセンサを例えば加速度セン
サを示し、これが加速度に依存する出力電圧U1(a)
を供給する。
【0026】この電圧U1(a)はフィルタ14へ例え
ば帯域通過フィルタへ導びかれて濾波される。濾波され
た電圧は正規化増幅器15において濾波されて、可変の
増幅度16を有する後続の増幅器において適切にさらに
増幅される。この増幅器16の出力側に、電圧経過U
(a)を有する、評価されるべき信号が送出される。図
3の実施例の場合はさらに弁別器17が設けられてい
る。この弁別器は計算器18のテスト入力側と接続され
ており、この計算器によりテスト電圧UTを用いて制御
される。弁別器17そのものはセンサ出力側へおよび可
調整の増幅器16へ作用し、ここで増幅度制御を即ち増
幅度切り換えを作動する。
【0027】計算器18のテスト入力側Tは計算器の3
状態ポートにより制御される。この場合、個々に次の事
象が適用される:UTが低い場合はテスト信号が入力結
合される。この場合は感度が低くて約30mV/gの値
を有する。
【0028】UTが高い場合は感度は高い値へ例えば2
00mV/gへ切り換えられる。
【0029】UTが高オームの場合はセンサは感度30
mV/gを有する。
【0030】図4に示されている実施例の場合は弁別器
が設けられておらず、それに代えて比較器19の中で、
正規化増幅器15から供給される出力信号が閾値と比較
され、さらに比較結果に依存して増幅器16の増幅度の
制御が行なわれる。計算器18はこの実施例の場合はセ
ンサ13の出力側へ直接作用する。
【0031】折曲点を有する特性曲線を実現する目的
で、前述の様に次の要求が充足される。
【0032】1. 増幅度切り換えは遅延時間なく行なく
必要がある。即ち過渡時間が10μsよりも短かいこと
が所望される。
【0033】2. 切り換えはセンサ内部で例えば加速度
または時間に依存して行なわれるか、または外部から強
制制御により行なえる。外部からの強制制御による切り
換えは、純ディジタル式信号処理による計算装置の場合
は各々の走査間隔において行なえる。この場合、計算器
はセンサの増幅度係数を制御し、そのため加速度信号の
感度を検出してこれを評価できる。曲線折曲点の範囲に
おける変動エラーはこれにより回避できる。
【0034】外部制御の切り換えの場合は、感度切り換
えを、センサの外部の別個のユニットにおいて行なうこ
ともできる。
【0035】冗長的な加速度センサの場合は、1つのケ
ーシングの中に回路ブロックが2倍設けられる。2つの
同じ加速度センサの使用の場合は、これらのセンサの機
能の連続的な監視を、これらの信号の比較により行なう
ことができる。この場合、両方の信号の間の最大の偏差
が設定されていて、この偏差を上回わるとエラーが検出
される。
【0036】加速度検出器の一例を用いて説明された本
発明は、加速度センサだけに限定されるものではない。
本発明は、所定の測定範囲を特に高感度にすべき時は、
全部のセンサに対して適用できる。本発明の構成を有す
る加速度センサが故障検出と関連づけて用いられる時
は、1つまたは複数個のエアバッグまたはベルト締結器
の特別に信頼できるかつ確実なトリガが可能となる、何
故ならば当該の加速度範囲におけるセンサ信号の評価が
著しく正確だからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】加速度センサの出力電圧を加速度を横軸として
示したグラフ図である。この場合、実線の曲線は許容増
幅度を示し、破線の曲線は許容されない加速度を示す。
【図2】切り換え可能な増幅度の場合のセンサの出力電
圧を、加速度を横軸にして示したグラフ図である。
【図3】センサと評価装置のブロック図である。
【図4】センサと評価装置のブロック図である。
【符号の説明】
10,11 センサ特性曲線 13 センサ 14 フィルタ 15 正規化増幅器 16 増幅器 17 弁別器 18 計算器 19 比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト マッテス ドイツ連邦共和国 ザクセンハイム 1 クヴェアシュトラーセ 41

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つのセンサと、該センサの
    出力信号に対する評価回路とを備え、該評価回路は、可
    変の増幅度を有する少なくとも1つの増幅器を有する、
    変数測定装置において、増幅度が変数の値に依存し、変
    数の小さい値の範囲においては高い感度が設けられ、変
    数の大きい値の範囲においては小さい感度が設けられる
    ように、前記増幅度が選定されていることを特徴とする
    変数測定装置。
  2. 【請求項2】 変数が加速度でありセンサが加速度セン
    サである請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 増幅度が、測定されるべき変数の2乗に
    依存する、請求項1又は2記載の装置。
  4. 【請求項4】 増幅度が、測定されるべき変数の対数に
    依存する、請求項1又は2記載の装置。
  5. 【請求項5】 所定の条件に依存して増幅度を変化する
    計算装置(18)が設けられている、請求項1又は5記
    載の装置。
  6. 【請求項6】 計算装置(18)がセンサの外側に設け
    られている請求項5記載の装置。
  7. 【請求項7】 第2のセンサが設けられており、その出
    力信号も同様に増幅され、両方のセンサの出力信号の比
    較が行なわれ、両方の出力信号間の偏差がより大きくな
    るとエラーが検出される、請求項1から6までのいずれ
    か1項記載の装置。
  8. 【請求項8】 両方のセンサの出力信号の少なくとも一
    方に依存して、故障検出が行なわれる請求項1から7ま
    でのいずれか1項記載の装置。
  9. 【請求項9】 故障が検出されると、1つまたは複数の
    エアバッグのまたはベルト締結器のトリガが行なわれる
    請求項8記載の装置。
JP4340174A 1991-12-21 1992-12-21 変数測定装置 Pending JPH05264288A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4142698A DE4142698A1 (de) 1991-12-21 1991-12-21 Einrichtung zur messung einer variablen
DE4142698.3 1991-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05264288A true JPH05264288A (ja) 1993-10-12

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ID=6447964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4340174A Pending JPH05264288A (ja) 1991-12-21 1992-12-21 変数測定装置

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JP (1) JPH05264288A (ja)
DE (1) DE4142698A1 (ja)
GB (1) GB2262609A (ja)
SE (1) SE9203826L (ja)

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Also Published As

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GB2262609A (en) 1993-06-23
DE4142698A1 (de) 1993-07-01
SE9203826L (sv) 1993-06-22
SE9203826D0 (sv) 1992-12-18
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