KR0126667B1 - 재구성 가능한 에어백 점화회로 - Google Patents
재구성 가능한 에어백 점화회로Info
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Abstract
에어백 점화회로가 직렬로 안전감지기, 기폭기와 전자충돌감지기의 출력에 응답하여 마이크로 프로세서 제어하에 작동되는 FET를 포함하는 점화로로 구성된다. 전원은 안전감지기와 충돌감지기 출력에 응답하여 마이프로 프로세서에 의하여 작동되는 FET의 순간 폐쇄시에 기폭기를 충분히 기폭시킬 수 있도록 점화로에 알려진 전압을 유지한다. 정상적으로 전자충돌감지기, 그 유지전자회로 또는 이에 응답하여 작동되는 FET의 고장검출시 마이크로 프로세서는 스위치 접접으로부터 감지기 관성체가 크게 바이어스되도록 그 일체로 구성된 테스트코일에 전류를 인가하므로서 안전감지기의 점화임계값을 재구성한다. 그러나, 안전감지기의 고장이 검출되는 경우에, 그 임계값의 재구성은 다른 회로구성부분의 고장에도 불구하고 금지되어 에어백의 무단전개를 방지한다. 안전감지기가 재구성되었을 때에 마이크로 프로세서는 다른 FET를 턴-온시켜 기폭기의 일측을 접지시키므로서 점화로로부터 작동불능 FET를 제거하여 감지기가 정비되거나 교체될 때까지 차량탑승자의 계속적인 안전보호가 이루어질 수 있도록 한다.
Description
본 발명에 따른 에어백 점화회로의 블럭 다이아그램
볼 발명은 가속도 응답스위치가 기폭기에 직렬로 연결된 두 가속도 감지기를 포함하는 점화로로 구성되는 에어백과 같은 차량탑승자 안전속박장치용 제어회로에 관한 것이다.
종래 에어백 탑승자 속박시스템은 직렬로 기폭기와 평상시에는 개방되어 있는 가속도 응답스위치를 갖는 가속도 감지기를 포함하는 점화로에 전원으로부터 전압이 인가되는 제어회로가 사용된다. 각 감지기의 스위치는 기폭기의 내부저항값보다 큰 공칭저항값을 갖는 저항으로 병렬 연결된다. 따라서 평상시에는 적은 전류가 점화로를 통하여 흐르는 한편, 감지기의 스위치는 평상시 개방된 상태가 그대로 유지된다. 차량의 충돌이나 급격한 차량의 감속도에 응답하여 감지기 스위치가 폐쇄되는 경우에 기폭기를 통하여 흐르는 전류는 급격히 향상하므로서 기폭기가 점화되고 에어백이 전개될 수 있도록 한다. 이에 대하여서는 1987년 9월 22일자 특허된 카미지(Kamigi) 등이 미국특허 제4,695,075호를 참조 바란다.
종래 기술에 있어서, 감지기의 스위치가 폐쇄상태에서 고장나거나 폐쇄상태가 유지되는 경향을 보일 때에는 종래 기술은 탑승자 속박장치의 무단작동이나 조기작동을 방지하도록 전체 제어회로가 작동불능하게 되는 것을 교시하고 있는 바, 이러한 기능때문에 탑승자는 다시한번 위험에 처하게 된다. 예를들어 1975년 6월 10일자 특허된 벨(Bell)의 미국특허 제3,889,232호에 있어서는 일측 감지기가 폐쇄될 때에 타측감지기가 이에 상응하여 폐쇄됨이 없이 제어회로가 작동정치하게 되어 있다.
또한, 본원 출원인에게 특허된 1990년 9월 25일자의 미국특허 제4,958,851호에 있어서는 점화로가 기폭기에 직렬 연결된 두 가속도 감지기로 구성되는 재구성 가능한 에어백 점화회로를 교시하고 있다. 이 점화회로는 오작동감지기를 폐쇄 또는 분로시키므로서 점화로로부터 오작동 감지기를 기능적으로 제어하는 수단을 포함하여 나머지 작동 가능한 감지기의 제어하에 차량탑승자의 계속된 보호가 이루어질 수 있도록 되어 있다.
본발명은 개선된 재구성 가능한 에어백 점화회로와 이러한 회로의 개선된 작동방법을 제공한다.
본 발명의 목적은 가속도 응답스위치와 점화로에 직렬로 연결된 두 감지기를 포함한느 충돌식별 감지기의 오작동 또는 고장에도 불구하고 연속회로 작동 가능성을 갖는 차량탑승자 안전속박장치용의 개선된 제어회로를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 싱글포인트고장(single-point failure)에도 불구하고 신뢰성이 있는 이러한 제어회로를 작동하는 개선된 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 차량탑승자 안전복박장치용 제어회로는 가속도 응답스위치가 기폭기 및 FET와 직렬로 연결되고 FET가 비교적 높은 임계값을 갖는 전자감지기의 출력에 응답하는 마이크로 프로세서의 제어하에 폐쇄되는 저임계값의 가속도 감지기, 즉 안전감지기로 구성된다.
충돌식별용 전자가속도 감지기와/또는 이를 유지하는 전자회로의 고장검출시, 그리고 연소안전감지기의 기능이 확인된 후에 회로는 안전감지기의 가속도 임계값이 상승하므로 점화회로를 재구성하고 적당한 지연시간이 경과한 후에 안전감지기의 반대측인 기폭기측이 접지되게 하므로서 점화회로로부터 FET를 기능적으로 제거한다.
본 발명의 우선 실시형태에 있어서, 응용특수 집적회로에 의하여 제어될 때에 감지기에 일체로 구성된 테스트코일을 통하여 정전류원으로부터의 전류가 흐르므로서 안전감지기가 시험되고 그 임계값이 교대로 상승된다.
본 발명의 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 에어백 점화회로(10)는 직렬로 가속도 감지기(이후부터 안전감지기 16이라 함)의 평상시 개방된 비교적 낮은 임계값의 가속도 응답스위치(14)와, 직렬로 운전자 및 탑승자 에어백(도시하지 않았음)이 전개되도록 작동하는 기폭기(20)와 마이크로 프로세서(24)에 의하여 작동될 때에 안전감지기(16)의 반대측인 각 기폭기(20)의 일측부를 접지시키기 위한 FET(점화 FET 22라 함)을 갖는 병렬점화지로(18a)(18b)를 포함하는 점화로(12)로 구성된다. 마이크로 프로세서(24)는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 응용 특수 집적회로(Application Spedific Integrated Corcuit)(감지기 ASIC 26이라 함)내에 집적되어 있는 전자 충돌 감지기의 출력에 응답한다.
전원(28)은 전원감지기 스위치(14)의 순간 폐쇄시 각 기폭기(20)를 충분히 기폭시킬 수 있는 점화로(12)와 기폭기(20)에 연결된 점화 FET(22)를 통하여 알려진 전원전압(Vs)을 인가한다. 전원(28)은 이에 연결된 밧데리(34)가 오동작하거나 차량충돌시 차단되는 경우에 전원전압(Vs)이 계속 인가될 수 있도록 하는 캐패시터(30)와 챠지펌프(32)를 포함한다.
안전감지기(16)는 정전류원(36)으로부터의 전류가 테스트코일(38)을 통하여 흐를때에 가속도에 관계없이 폐쇄될 수 있는 평상시 개방형의 가속도 응답스위치(14)로서 도시되어 있다. 그리고, 반대방향으로 테스트 코일(38)을 통하여 전류를 흘려보내므로서 가속도 응답스위치(14)의 공칭 바이어스가 증가될 수 있으며, 이로써 스위치(14)를 폐쇄하여 기폭기(20)를 점화시키는데 높은 레벨의 감지된 가속도가 요구된다. 안전감지기(16)의 한 형태가 1989년 5월 2일자로 베르(Behr)에게 특허된 미국특허 제4,827,091호에 교시되어 있으며 이 특허문헌이 볼 발명의 인용문헌으로 간주될 수 있다.
또한, 감지기 ASIC(26)에 집적된 충돌감지기의 한 형태가 본원 출원인의 1989년 9월 27일자로 미국특허출원 제07/413,318호 즉, 1991년 10월 29일자 미국특허 제5,060,504호 자기교정형 가속도계(Self-Caligrating Accelerometer)에 기술되어 있다. 요약컨데, 감지기 SDIC(26)내의 전자감지기는 감지기의 미세가공된 외팔보형 관성체의 지지빔에 압전저항소자를 결합시켜 차량가속도에 비례하는 아날로그 출력을 제공한다. 감지기 ASIC(26)내에서 전자감지기의 출력의 아날로그-디지탈 변환후에 그 결과의 가속도 데이타가 직렬 주변 인터페이스(SPI 40이라 함)를 통하여 마이크로 프로세서(24)에 전송되고, 이때에 마이크로 프로세서(24)는 임계가속도의 초과여부를 판정하므로 충돌상태를 지시한다. 만약 충돌상태임을 보이는 경우에 마이크로 프로세서(24)가 점화 FET(22)를 턴-온시켜 안전감지기(16)의 반대측인 기폭기(20)의 일측을 접지시킨다.
안전감지기(16)의 평상시 개방되어 있는 스위치(14)와 각 점화 FET(22)에는 동일 공칭저항값을 갖는 저항(42)이 각각 병렬로 연결되어 있다. 이들 병렬저항(42)의 공칭저항값은 각 기폭기(20)의 공칭내부 저항보다 약간 크다. 정상작동시에 병렬저항(42)은 점화로와 그 기폭기(20)를 통하여 비교적 낮은 전류가 흐를 수 있도록 한다.
안전감지기(16)와 ASIC(26)내의 전자충돌 감지기의 각 임계값(마이크로 프로세서 24)에 의하여 결정됨)을 능가하는 가속도에 응답하여 안전감지기(16)와 점화 FET(22)가 순간적으로 폐쇄될 때에 병렬저항(42)이 단락되고 각 기폭기(20)를 통하여 흐르는 전류는 그 점화임계값 이상으로 증가하여 기폭기를 기폭시키므로서 각 에어백이 전개될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명 회로(10)는 SPI(40)을 통하여 공급된 감지기 ASIC 데이타의 해석을 통하여 가속도에 적정히 응답토록 감지기 ASIC(26)의 고장을 진단하기 위한 응용특수 접직회로(지난 ASIC 44라 함)로 구성된다. 에어백 점화회로에서 점화로의 완벽성을 시험하기 위한 방법의 예가 1989년 7월 25일자 뮤저(Musser)등에서 특허된 미국특허 제4,851,705호에 기술되어 있다.
부가적인 FET(재구성 FET 46이라 함)가 다이오드(48)를 통하여 기폭기(20)와 점화 FET(22) 사이의 각 점화지로(18a)(18b)에서 점화로(12)에 연결되며, 이 재구성 FET(46)는 감지기 ASIC(26)에 의하여 제어된다. 재구성 FET(46)는 진단 ASIC(44)가 마이크로 프로세서(24)에 의하여 제어되는 마이크로 프로세서(24) 또는 FET(22)의 고장을 포함하는 감지기 ASIC의 전자충돌 감지기 또는 이를 유지하는 전자회로의 고장을 검출할 때에 감지기 ASIC(26)가 안전감지기(16)의 반대측인 각 기폭기(20)의 일측을 접지시키도록 한다.
본 발명에 있어서, 점화로(12)의 재구성은 다음과 같이 두 ASIC(26)(44), 정전류원(36)과, 마이크로 프로세서(24)에 의하여 제어된다. 즉, 회로의 정상작동 모우드에서 마이크로 프로세서(24)는 진단 ASIC(44)내의 워치독 타이머(watchdog timer)를 이용하여 점화로 재구성이 이루어지도록 한다. 특히 마이크로 프로세서(24)는 진단 ASIC(33)에 재구성 펄스(50)를 보내어 타이머를 주기적으로 리셋트한다. 마이크로 프로세서(24)가 감지기 ASIC(26)의 고장, 예를 들어 가속도 또는 초과전 자기간섭(EMI)에 정확히 응답하는 전자충돌 감지기의 고장을 검출하는 경우, 마이크로 프로세서(24)는 진단 ASIC(44)에 대한 재구성을 요구할 것이다. 워치독 타이머의 시간은 즉 250msec 정도이면 적당할 것으로 믿는다.
또한, 진단 ASIC(44)는 데드맨 타이머(deadman timer)를 통하여 마이크로 프로세서(24)를 모니터한다. 정상작동에 있어서, 마이크로 프로세서(24)는 진단 ASIC(44)에 주기적으로 데드맨 신호(52)를 보낸다. 데드맨 신호(52)가 중단되거나 SPI(40)를 통하여 달리 마이크로 프로세서(24)의 고장이 검출될 때에 진단 ASIC(44)는 회로(10)를 완전한 기능상태로 복귀시키기 위하여 마이크로 프로세서(24)에 리셋트신호(54)를 보낸다. 마이크로 프로세서(24)가 리셋트에 응답하는 것을 실패한 경우에, 상기 언급된 워치독 타이머는 정지할 것이며 이후, 상세히 설명되는 바와 같이 다시 진단 ASIC(44)가 재구성 시켄스를 시작토록 할 것이다. 따라서 워치독 타이머의 이용으로 마이크로 프로세서(24)의 고장에도 불구하고 진단 ASIC(44)는 점화로(12)를 재구성토록 할 것이며, 이로써 본 발명 점화회로(10)의 신뢰성이 크게 향상될 것이다.
또한 진단 ASIC(44)은 정전류원(36)의 PHASE. I0및 I1단자를 통하여 적당한 신호(62)(64)(66)를 보내므로써 마이크로 프로세서 제어하에 안전감지기(16)의 주기적인 다이나믹 데스트가 이루어지도록 할 것이며, 이때에 정전류원(36)은 전류(60)를 감지기 테스트코일(38)를 통하여 제1방향으로 보내어 점화로(12)의 점(58)에서 전압을 모니터한다.
트리거 되었을 때에, 본 발명 점화회로(10)의 재구성 시켄스는 다음과 같다. 진단 ASIC(44)는 먼저 안전감지기(16)가 이 안전감지기(16)와 양 기폭기(20) 사이의 점화로(12)에 있는 점(58)에서 전압을 모니터 하므로써 접지측으로 단락되었는지의 여부를 판정한다. 만약에 연속안전감지기 기능(그리고 점화로의 완벽성)이 확인된 경우에 진단 ASIC(44)는 정전류원(36)의 PHASE. I0및 I1단자를 통하여 각각 신호(62)(64)(66)를 보내어 전류(60)가 감지기 테스트코일(38)를 통한 제2방향으로 향하도록 하므로서 개방상태에서 그 스위치(14)를 크게 바이어스시켜 그 임계값을 증가시킨다. 전류원(36)이 턴-온 되었을 때에 전류원(36)은 또한 감지기 ASIC(26)에 의하여 계수되는 전류감지펄스(68)를 발생한다. 적당한 수의 펄스(68)가 감지기 ASIC(26)에 의하여 계수되어 재구성된 안전감지기(16)가 안정상태의 임계값에 이르도록 하는 현저한 시간지연을 나타낸 후에는 감지기 ASIC(26)가 재구성 FET(26)를 턴-온시켜 안전감지기(16)의 반대측에 있는 기폭기(20)의 일측이 접지되게 한다. 본 발명의 회로(10)의 점화로는 이와 같이 재구성되고 이후에 높은 임계값을 갖는 안전감지기(16)가 회로의 충돌식별 감지기로서 작동한다.
감지기 ASIC(26)는 감지기 ASIC(26)의 PHASE 입력이 하이일 때에만 전류감지펄스(68)를 계수하므로서 전류원(36)의 오작동시 안전감지기의 임계값이 무단히 증가하는 것을 방지한다.
만약에 점화로(12)의 점(58)에서 모니터된 전압이 단락된 안전감지기(16)를 나타내는 경우에, 재구성 FET(46)가 이후에 턴-온 되었을 때에 에어백을 무단히 전개시킬 우려가 있으므로 진단 ASIC(44)은 재구성 시켄스를 중단한다.
본 발명에 있어서, 본 발명 점화회로(10)는 감지기 ASIC(26)과 마이크로 프로세서(24)의 연속작동을 통하여 그 정상모우드에서 작동을 계속할 것이므로 진단 ASIC(44) 또는 전류원(36)의 싱글포인트 고장시 시스템을 재구성할 필요가 없다. 그리고 상기 언급된 바와 같이 감지기 ASIC(26)이 고장인 경우에 재구성은 진단 ASIC(44)과 마이크로 프로세서(24)에 의하여 이루어질 수 있다. 마찬가지로 마이크로 프로세서(24)가 고장인 경우에 재구성은 진단 ASIC(44), 전류원(36) 및 감지기 ASIC(26)의 연속 작동으로 가능하게 된다.
이상으로 본 발명의 실시형태가 설명되었으나 본 발명은 그 기술사상이나 청구범위의 내용으로부터 벗어나지 않는 한 변경이 가능하다. 예를들어 본 발명에 있어서 감지 및 진단 ASIC(26)(44)이 진단능력을 갖는 구성부분으로부터 완전히 별개인 별도의 재구성 ASIC에서 모든 재구성 제어가 이루어지도록 재실장될 수 있다. 이러한 재구성 ASIC는 Vs, 전류감지입력 및 전압모니터입력, PHASE, I0, I1, 재구성 FET 제어출력 및 재구성 펄스출력 그리고 전자감지기출력, 테스트신호요구 및 다른 회로구성 상태통신에 관련되어 다른 회로구성과의 통신을 위한 SPI등이 구성되는 것이 좋다.
Claims (6)
- 차량탑승자 속박장치용 제어회로에 있어서, 이 제어회로가 직렬로 제1임계값을 초과하는 가속도입력에 의하여 폐쇄되고 제1병렬저항으로 분로된 평상시 개방되어 있는 제1가속도 응답스위치, 상기 제1병렬저항의 저항값보다 작은 내부저항을 가지며, 상기 속박장치를 작동시키는 트리거 수단과, 상기 트리거 수단의 내부저항값보다 큰 저항값을 갖는 제2병렬저항으로 분로되어 있는 제2 및 제3의 평상시 개방되어 있는 전기작동 스위치를 포함하는 점화로, 상기 점화로에 전압을 인가하기 위한 수단, 상기 제1임계값보다 큰 제2임계값을 초과하는 가속도를 감지하기 위한 전자감지기, 상기 제2스위치를 작동시키기 위하여 상기 전자감지기에 응답하고 상기 전자감지기가 상기 제2임계값을 초과하는 가속도를 감지할 때에 상기 제2스위치를 폐쇄하는 마이크로 프로세서, 제1스위치, 상기 전자감지기, 상기 마이크로 프로세서 또는 상기 제2스위치의 고장을 검출하기 위한 고장검출수단, 평상시 개방된 상태에 있는 상기 제1스위치를 크게 바이어스시키기 위하여 상기 고장검출수단에 응답하는 제1수단과, 상기 제3스위치를 작동시키기 위하여 상기 고장검출수단에 응답하는 제2수단으로 구성됨을 특징으로 하는 제어회로.
- 청구범위 제1항에 있어서, 상기 고장검출수단에 응답하는 상기 제1수단이 정전류원과, 상기 정전류원에 연결된 코일을 포함함을 특징으로 하는 제어회로.
- 청구범위 제1항의 회로를 작동시키기 위한 방법에 있어서, 상기 작동방법이 상기 전자감지기, 상기 마이크로 프로세서와, 상기 제2스위치로 구성된 적어도 하나의 상기 그룹의 고장을 검출하는 검출단계, 상기 고장검출수단으로 그 고장이 검출되지 않으므로서 상기 제1감지기의 연속작동 가능성을 확인하는 단계, 상기 제1감지기의 연속작동 가능성을 확인후 상기 평상시 개방상태에 있는 상기 제1스위치를 크게 바이어스시키기 위하여 상기 고장검출수단에 응답하는 상기 제1수단을 작동시키는 단계와, 상기 제1스위치가 상기 평상시 개방상태에서 크게 바이어스된 후에 상기 제3스위치를 폐쇄토록 상기 고장검출수단에 응답하는 상기 제2수단을 작동시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
- 차량탑승자 안전속박장치용 작동회로에 있어서, 상기 회로가 순간 차량 가속도를 나타내는 제1신호를 발생하기 위한 감지기수단, 상기 제1신호가 상기 안전속박장치의 작동을 요구하는 상태를 나타낼 때에 제2신호를 발생토록 상기 제1신호에 응답하는 프로세서 수단, 직렬로 임계값을 능가하는 차량 가속도에 응답하여 폐쇄되는 ㅍ여상시 개방형의 제1스위치와 상기 안전속박장치를 작동시키기 위한 전류응답형 트리거수단 및 상기 제2신호의 발생에 응답하여 폐쇄되는 상기 프로세서수단과 통신하는 평상시 개방형의 제2스위치를 갖는 점화로, 상기 제1스위치수단과 상기 감지기수단 및 상기 프로세서수단 그리고 상기 제2스위치수단으로 구성되는 그룹ㅅ중의 어느 하나 또는 그 이상의 고장을 검출하기 위한 고장검출수단과, 상기 제1스위치수단의 임계값을 증가시키도록 상기 고장검출수단에 응답하는 임계값 조절수단으로 구성되고, 상기 임계값 조절수단은 상기 감지기수단 및 상기 프로세서 수단 그리고 상기 제2스위치수단으로 구성되는 구룹의 어느 하나의 고장검출시에 상기 제1스위치수단의 임계값을 증가시키도록 작동하고, 상기 임계값 조절수단의 작동이 상기 제1스위치수단의 고장검출시에 억제되며, 상기 제2스위치수단을 분로시키기 위하여 상기 고장검출수단과 상기 임계값 조절수단에 응답하는 분로수단이 구성되어 있으며, 상기 분로수단이 상기 감지기수단 및 상기 프로세서수단과 상기 제2스위치수단으로 구성되는 그룹의 어느 하나의 고장검출시 상기 임계값 조절수단의 작동후 상기 제2스위치수단을 분로시키도록 작동함을 특징으로 하는 차량탑승자 안전속박장치용 작동회로.
- 청구범위 4항에 있어서, 상기 임계값 조절수단이 평상시 개방상태에 있는 상기 제1스위치수단을 크게 바이어스시키기 위한 수단을 포함함을 특징으로 하는 제어회로.
- 차량탑승자 안전속박장치용 제어회로의 작동방법으로서, 상기 회로가 순간 차량 가속도를 나타내는 제1신호를 발생하기 위한 감지기수단, 상기 제1신호가 상기 안전속박장치의 작동을 요구하는 상태를 나타낼 때에 제2신호를 발생토록 상기 제1신호에 응답하는 프로세서수단, 직렬로 임계값을 능가하는 차량 가속도에 응답하여 폐쇄되는 평상시 개방형의 제1스위치와 상기 안전속박장치를 작동시키기 위한 전류응답형 트리거수단 및 상기 제1신호의 발생에 응답하여 폐쇄되는 상기 프로세서수단과 통신하는 평상시 개방형의 제2스위치를 갖는 점화로, 상기 제1스위치수단과 상기 감지기수단 및 상기 프로세서수단 그리고 상기 제2스위치수단으로 구성되는 그룹중의 어느 하나 또는 그 이상의 고장을 검출하기 위한 수단, 상기 제1스위치 수단의 임계값을 증가시키기 위한 임계값 조절수단과, 분로수단을 포함하는 것에 있어서, 상기 방법이 상기 감지기 및 상기 프로세서수단 그리고 상기 제2스위치로 구성되는 그룹의 어느 하나 또는 그 상기의 고장을 검출하는 단계, 고장을 검출하지 않으므로서 상기 제1스위치수단으로 연속작동 가능성을 확인하는 단계, 상기 제1스위치수단의 임계값을 증가시키도록 상기 제1스위치수단의 연속작동 가능성의 확인후 상기 임계값 조절수단을 작동시키는 단계, 상기 임계값 조절수단의 작동을 확인하는 단계와, 상기 임계값 조절수단의 작동가능성을 확인한 후에만 상기 제2스위치수단을 분로시키도록 상기 분로수단을 작동시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 차량탑승자 안전속박장치용 제어회로의 작동방법.
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