KR100367543B1 - 가속감응센서를가지는전자장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의하면, 가속감응센서(10)를 갖는 전자장치(1)에 있어서, 스윗칭수단(S1,S2,S3,S4,S5)이 설치되고, 해당 스윗칭 수단은 센서(10)를, 해당 센서(10)가 병렬 및/또는 직렬공진으로써 진동여기 가능하도록, 전자장치(1)의 피드백분기에 접속하는 것을 특징으로 한다.
Description
종래의 기술
본 발명은 청구범위 제1항의 상위 개념에 의한, 가속 감응센서를 가지는 전자장치에 관한 것이다.
독일연방공화국 특허공개 제3706765호 공보에서는 검사회로를 구비한 충격센서가 공지된다. 이 충격센서에서는 그 기능실의 검사를 위해 전기음향변환기가 마련되어 있다. 이 변환기는 충격센서 내에 있는 가속센서를 검사한다. 그것에 의하여 가속센서에서 송출되는 전기신호는 평가 및 트리거회로에서 소정의 기준에 따라 검사회로에 의해 검사된다.
독일연방공화국 특허공개 제3736294호 공보에서는 또한 가속센서의 기능 컨트롤장치가 공지된다. 이 장치에서는 1개 또는 복수의 가속검출기가 전기적인 여기에 의해서 다음과 같이 자극된다. 즉 복수의 검출기 중 1개가 고체 전파음 발진기로서 작용하여, 이것에 대하여 그 밖의 검출기의 신호가 수신되며, 그것에 의하여 평가회로를 통해 그 기능성, 교정량(calibration), 케이싱 구조에의 결합 상태 등이 검사된다.
독일연방공화국 특허공개 제3542397호 공보에서는, 압전형 가속검출기의 기능검사장치가 공지된다. 이 장치는, 전극을 구비한 복수의 압전소자를 가지고 있다. 그것들의 적어도 1개의 압전 소자에서는 측정센서의 기능으로서, 가속 때에 픽업하여야 할 가속도에 의해서 야기되는 응력에 의한 전기적인 응동전압(reaction voltage)이 발생되며, 또한 압전소자의 적어도 1개가 때때로 다른 압전소자에 대한 액추에이터로서 작용하여, 액추에이터 소자의 전극에는 전기적 검사전압이 공급된다.
미국 특허출원 제3830091호 명세서에서는 가속센서에 대한 테스트장치가 공지된다. 이 테스트장치는 알루미늄 로드(rod)를 포함하고 있다. 이 알루미늄 로드는, 압전 크리스탈을 통해 진동을 여기한다. 이 알루미늄 로드 상에는 기준 가속센서와, 검사되어야 할 가속센서가 설치되어 있다. 평가회로는, 알루미늄 로드의 단면에 설치된 2개의 가속센서의 출력신호를 비교한다. 이것들의 신호는 알루미늄 로드의 진동에 의해서 여기된다.
미국 특허출원 제3120622호 명세서에서는, 자동 교정식 가속센서가 공지된다. 이 센서는 가속감응소자를 가지며, 이것들의 가속감응소자와 밀접하게 결합한 압전소자를 포함하고 있다. 이 압전소자의 전기적인 여기 때에는 이것이 기계적인 진동을 발생시켜, 그것에 의하여 가속감응소자가 여기된다.
독일 연방공화국 특허 제3809299호 명세서에서는, 진동센서와, 가속의 왜곡하에서 생기는 센서출력신호의 평가를 위한 평가회로와, 센서부근에 설치되어 센서에 진동을 여기하는 진동발생기를 갖는, 전자장치가 공지된다. 이 전자장치에서는, 센서가 검사의 목적으로 진동발생기에 의한 진동으로 여기가능하다. 이것에는 센서의 공진 주파수도 포함된다.
발명의 이점
본 발명은 특히 간단한 수법으로, 전자장치의 특히 센서자체의 검사도 포함시킨 기능성에 관한 검사를 가능하게 한다. 이 검사에 대해서는 종레의 기술에서 공지의 해결 수단과는 다르고, 부가적인 전압원이라든지 외부 진동발생기를 아무것도 필요로 하지 않는다, 특히 유리하게는, 센서가 진동회로의 고정주파수의 구성요소이고, 이 진동회로의 상응의 구성에 의해서 적어도 테스트 페이즈(phase)의 계속 기간 중 및 유리하게는 차량의 운전기간 중매는 상시, 진동을 여기가능하다. 즉 센서가 진동한다는 것은 그 기능성이 정상이고, 차랑에 작용하는 가속이 기록되는 것이 전제로 된다. 즉 센서가 예를 들면 세라믹 기판의 파손이라든지 전극의 용해 등에 의해서 손상되고 있는 경우에는, 센서에 진동을 여기할 수 있다. 특히 유리하게는, 비교적 간단한 스위칭 수단에 의해서 센서가 교대로 직렬 내지 병렬인 공진은 여기가능하다. 이것에 의해 센서의 기능을 진단하는 가능성이 넓어진다. 유리하게는 스위칭 수단이 마이크로컴퓨터에 의해서 제어된다. 그것에 의하여 여러가지와 스위칭 변화가 특히 간단하게 프로그래밍가능하다. 본 발명의 특히 유리한 실시예에 의하면, 진동회로가 다음과 같이 선정된다. 즉 센서가 진동을 고유주파수로 여기가능하게 되도록 선정된다. 그러나 이 고유주파수는, 실질적으로는 평가하여야 할 유효 신호의 예상되는 주파수영역보다도 높은 곳에 있다. 유효 신호의 보다 양호한 평가를 위해서는 저역필터가 유리하기 때문에, 진동센서의 발진주파수는 즉시 평가회로에 전송되지 않는다. 그 때문에 본 발명이 유리한 실시예에 의하면, 분주회로가 설치된다. 이 분주회로는, 발진기주파수를 보다 낮은 값으로 저감한다. 이 낮은 값은 저역 필터회로에서도 통과 가능하다. 본 발명의 특히 유리한 실시예에의하면 분주 회로로서 플립플롭이 사용된다. 이 플립플롭은 마이크로컴퓨터로부터 제어된다. 본 발명의 별도의 유리한 실시예에 의하면, 진동센서의 발진기주파수에 의해서, 평가회로 전체의 제어에 대한 클럭 신호가 도출된다. 그러므로 센서의 결함에 의한 이 클릭 신호의 부재는, 에러의 간단한 식별에도 이용 가능하다.
도면
도 1은 본 발명에 의한 진자장치의 제 1 실시예의 블록 회로도.
도2는 스위칭 수단의 스위칭 위치의 설명에 관한 기능테이블을 나타낸 도면.
도3은 전압값이 시간함수로서 플로트되어 있는 기능다이어그램.
도4는 본 발명에 의한 전자장치의 제2실시예의 블록 회로도.
도5는 그것에 속하는 기능다이어그램.
도6은 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 도면.
도7은 그것에 속하는 기능다이어그램.
도8은 본 발명의 제4 실시예를 나타낸 도면.
도9는 도8에 의한 제어장치의 부분 구성요소로서의 가산소자를 구비한 시프트 레지스터를 나타낸 도면.
도10 및 도16은 여러 가지의 기능다이어그램을 나타낸 도면.
도19 내지 도20은 필터 특성 곡선을 나타낸 도면.
도21은 시간함수로서 필터링된 가속신호의 기능다이어그램을 나타낸 도면.
도22는 본 발명의 제5 실시예를 나타낸 도면.
도23은 본 발명의 제6 실시예를 나타낸 도면.
도24a 내지 24d는 제6 실시예에 속하는 기능다이어그렘을 나타낸 도면.
실시예의 설명
다음에 본 발명을 도면에 근거하여 상세히 실명한다. 도1에는 본 발명에 의한, 가속감응센서(10)를 구비한 전자장치(1)의 제1 실시예가 나타나고 있다. 이 센서(10)의 단자는, 제1의 커패시터(11)의 단자와 또한 제1의 연산증폭기(13)의 비반전 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 제1 연산증폭기(13)의 반전 입력측 단자는, 해당 제1 연산증폭기(13)의 출력측 단자에 접속되어 있다. 이 제1 연산증폭기(13)의 출력측 단자에는 저항(14)이 접속되어 있다. 이 저항(14)은 한층 더 연산증폭기(15)의 비반전 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 연산증폭기(15)의 비반전 입력측 단자와 어스(grouud)의 사이에는 또한 별도의 커패시터(16)가 접속되어 있다. 상기 연산증폭기(15)의 반전 입력측 단자는 2개의 저항(17, 18)의 접속점과 접속되어 있다. 저항(18)의 별도의 단자는 어스에 접속되어 있다. 그것에 대하여 저항(17)의 별도의 단자는 연산증폭기(15)의 출력측 단자에 접속되어 있다. 이 연산증폭기(15)의 출력측 단자는, 평가회로(19)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 또한 연산증폭기(15)의 출력측 단자는, 온· 오프 스위치(S5)의 제1 단자에도 접속되어 있다. 이 스위치(S5)의 별도의 단자는 별도의 온· 오프 스위치(S1, S3)의 각 단자에 접속되어 있다. 스위치(S1, S3)의 각각 별도의 단자는, 일방적으로는 각각 제3 및 제4의 온· 오프 스위치(S2, S4)의 각 단자와 접속되고, 다른 쪽에서는 센서(10) 내지 커패시터(11)의 자유단자에 접속되어 있다. 스위치(S2, S4)의 각각 별도의 단자는 어스에 접속되어 있다.
그메의 스위칭 위치와 거기에서 생기는 기능은, 도2에 의한 기능테이블에 리스트업되어 있다. 이 테이블에서는 수치(1)가 각각 1개의 접속된 스위칭 상태를 나타내어, 그것에 대하여 수치 제로는 개방 스위칭 상태를 나타낸다. 전자장치의 동상동작에 있어서는, 스위치(S1, S3과 S5)는 열리며, 이것에 대하여 스위치(S2, S4)는, 닫혀지고 있다. 전자장치의 자기테스트의 목적에 대하여는, 스위치(Sr)가 개성상태로 이행한다. 센서(10)의 직렬공진에 있어서의 진동은, 스위치(S1와 S4)가 닫혀지고, 스위치(S2와 S3)가 열린 상태로 달성된다. 병렬공진에 있어서의 센서(10)의 여기는, 스위치(S2와 S3)가 닫혀지고 스위치(S1과 S4)가 열린 스위칭 상태에 의해서 달성된다. 도3에 의한 기능다이어그램은(여기에서는 전압값(V)이 시간(t)의 함수로서 플로트되어 있다), 센서(10)의 귀환결합 때의 진동 상태를 나타내고 있다. 여기에서는 진동이, 약 12kHz의 주파수로 나타나고 있다. 이것은 테스트 동작 중에 진동하는 센서(10)의 공진 주파수, 즉 스위치(S5)가 닫혀지고 있는 경우의 공진 주파수로 진동한다. 상기의 경우 센서(10)는, 외부에서의 진동여기를 위한 교류전압의 설정 없이도, 센서 자신에 의한 소정의 고유 공진 주파수로 진동한다. 간단한 평가에 있어서는, 직렬이나 또는 병렬인 공진에 있어서 공진 주파수가 선택되어, 상응의 주파수가 결정된다. 이 주파수의 결정은, 평가회로(19)에 있어서 행하여진다. 이 평가회로(19)에서는, 통상 동작에 있어서도 센서(10)로부터 송출되는 출력신호가 평가된다. 상기의 경우 유리하게는, 기능적인 센서(10)의 공진 주파수가 존재할 수 있는 주파수 영역이 설정된다. 상보적인 평가의 경우에는, 병렬 공진 주파수뿐만 아니라 직렬 공진 주파수도 정해진다. 이것들의 주파수가 정해진 경우에는, 또한 센서(10)의 가속, 응력 등에 대한 센서(10)의 감도를 부가적으로 추정하기 위해서는, 센서(10)의 커패시턴스의 지식만으로 충분하다.
다음에 본 발명에 의한 전자장치의 제2 실시예를, 이하에 도4에 나타난 블럭회로도와 도 (5)에 나타난 기능 다이어그램에 근거하여 상세히 설명한다.
전압센서(10)는, 귀환결합된 진동회로의 구성요소이다. 이 진동회로는, 센서(10)의 그 외에 위상기(23), 증폭기(24), 고역필터(25), 가산소자(31)(전압가산기)를 포함하고 있다. 센서(10) 하나의 단자는 장치의 어스단자에 접속되어 있다. 센서(10)의 어스와는 반대측의 단자는 전압가산기(31)의 입력측 단자와 고역필터(25)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 고역필터(25)의 출력단자는, 증폭기(24)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 전압가산기(31)의 출력측 단자는, 저역 필터(26)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 저역 필터(26)의 출력측 단자는, 증폭기(27)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 증폭기(27)의 출력측 단자는 또한 별도의 저역 필터(28)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 저역 필터(28)의 출력측 단자는, 마이크로컴퓨터(29)의 아날로그/디지탈 변환기의 제1의 입력측 단자에 접속되어 있다. 마찬가지로 저역 필터(28)의 입력측 단자도 마이크로컴퓨터(29)의 아날로그/디지탈 변환기의 제2의 접속단자에 접속되어 있다. 증폭기(24)과 위상기(23)간의 접속선로는, 펄스 정형단(22)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 펄스 정형단(22)간의 출력측 단자는 플립플롭단(21)의 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 플립플롭단(21)의 출력측 단자는, 센서(10)의 어스와는 반대측의 단자에 접속되어 있는 상술한 구성요소(20 내지 27)는, 센서 구성군(200)내에 통합되어 있다. 이 센서 구성군(200)은, 필요에 따라서 마이크로컴퓨터(29)로부터 공간적으로 분리되어 설치하여도 된다. 이것은, 예를 들면 횡에서의 충격을 식별가능하게 하기 위해서 가속감응센서(10)를 편심적으로, 즉 예를 들면 차량의 외장 부근에 설치시킬 필요가 있을 경우에는 특히 유리하여진다. 또한 마이크로컴퓨터(29)의 출력측은, 차량탑승자에게 대한 지원수단(30)(예를 들면 에어백, 벨트 타이트너(belt tightener)장치 등)에 접속되어 있다.
다음에 해당 실시예의 기능을 설명한다. 차량에의 응력의 작용을 위하여 센서(10)에 대하여 가속이 작동하면 즉시 센서(10)에 변형이 생긴다. 이 변형은, 센서(10)의 접속단자에서 취출되는 전압에 나타난다. 센서(10)의 출력전압은, 저역필터(26)를 통해 필터링되어, 유리하게는 프로그래밍가능한 교정증폭기(27)에 의해서 소정의 정격감도가 발생된다. 유리하게는 센서(10)의 증폭된 출력 신호는, 아날로그/디지탈 변환기의 제1의 입력측 단자로 공급되기 전에 별도의 저역필터(28)에 인도된다. 이 아날로그/디지탈 변환기는 마이크로컴퓨터(29)내에 설치되어 있다. 이 마이크로컴퓨터(29)내에서는, 센서(10)로부터 송출되는 출력신호가, 사고상황의 유무에 관하여 검사된다. 센서(10)의 출력신호의 분석에 근거하여, 차량탑승자에게 대한 크리티컬인 사고상황이 식별된 경우에는, 마이크로컴퓨터(29)는 차량탑승자를 지키는 보전수단(30), 예를 들면 에어백 또한 벨트타이트너 등을 기동한다. 이 종류의 차량 탑승자의 안전을 위해 마련되어 있는 전자장치에서는, 항상 기능 준비가 가지런해진 상태의 보충이 특히 중요하다. 그 기능에 문제가 생기고 있는 경우에는, 적어도 드라이브에는 예를 들면 긴급시에 즉시 공장에 들를 수 있도록, 경보램프의 점멸등에 의한 1개의 시사가 주어져야 할 것이다. 센서(10)나 특히 크리티컬인 구성소자의 검사는, 다음 일에 의해서 가능하게 된다. 즉 센서(10)가 귀환결합된 진동회로(10, 23, 24, 25)의 구성부분이고, 적어도 기능테스트의 계속에 대하여 그 진동회로에 있어서 진동을 여기함에 따라 가능하게 된다. 특히 센서(10)에 상시 진동을 여기하는 것이 유리함이 판명되고 있다. 왜냐하면 이것에 의해서 센서(10)의 연속적인 감시가 가능하게 되기 때문이다. 유리하게는 진동회로가 다음과 같이 선정된다. 즉 센서(10)가 고유주파수로 진동하도록 선정된다. 이 고유주파수는 범용의 센서에 대해 수 10 킬로헤르츠의 차수로 되어있다. 예를 들면 센서(10)는 약 30 ∼ 40 킬로헤르츠의 사이에 있는 주파수로 진동한다. 이 여기된 센서(10)의 진동은, 도5a의 기능다이어그램에 개략적으로 나타나고 있다. 그와 같은 진동주파수는, 가속에 의존하는 유효신호보다도 현저하게 높다. 이 신호가 마이크로컴퓨터(29)에 의해서 펑가된다. 이 유효신호는, 수 100 헤르츠의 영역에 있어, 그것에 의하여 저역필터(26과 28)를 통과할 수 있다. 이것들의 저역필터의 한계 주파수는, 예를 들면 약 250 헤르츠에 있다. 그러나 이것들의 저역필터는, 고유진동을 여기하게 되는 센서(10)가 그 진동회로(10, 23, 24, 25)에 있어서 실제로 진동하며 게다가 완전히 기능하고 있는가 아닌가를 검출가능하게 하기 위해서는, 플립플롭(21)이 설치된다. 이 플립플롭(21)의 출력측 단자는 센서(10)의 어스와는 반대측의 단자에 접속되어 있다. 이 플립플롭(21)의 제1의 입력측단자에는, 펄스 정형단(22)을 통해 고주파의 테스트 신호가 공급된다. 이 신호는 증폭기(24)의 출력측 단자로부터 취출된 것이다. 플립플롭(21)의 제2의 입력측 단자에는마이크로컴퓨터(29)로부터 발생되어진 제어신호가 공급된다. 이 신호는 센서 구성-군(sensor module)(200)의 테스트단자로 공급된다. 이 제어신호는, 유리하게는 약 5V의 진폭과, 마이크로컴퓨터(29)에 의해서 정해지는 주파수(예를 들어 수 킬로헤르츠)의 직사각형 신호의 형상을 가진다. 이것은 도5b의 기능다이어그램에 나타나고 있다. 이 제어신호는 플립플롭(21)의 D입력측 단자로 공급된다. 증폭기(24)의 출력측 단자에게 취출되는 발진기진동의 다음 양의 에지(도5a)가 플립플롭(21)의 입력축단자로 공급되면 즉시, 플립플롭(21)의 D 입력측 단자의 현재의 상태가 그 출력측을 통전접속시킨다. 그것에 의하여 이 출력측에서는 도5c에 나타나고 있는 신호가 공급된다. 이 신호에는, 도4의 블록회로 중에 나타나고 있는 저역필터(26)전의 가산개소(31)에 있어서 가속작용에 환원되는 센서(10)의 출력신호가 중첩되어, 이 출력신호와 동시에 저역필터(26)와 증폭기(27)를 통과한다. 그것에 의하여, 증폭기(27)의 출력측에서는 대개 도5d에 개략적으로 나타나고 있는 신호가 송출된다. 마이크로컴퓨터(29)에는, 플립플롭(21)의 D 입력측 단자로 공급되는 제어신호의 주파수와 진폭은 주지이기 때문에, 마이크로컴퓨터는, 증폭기(27)의 출력측에서 취출되는 출력신호가 제어신호에 의해서 변조되어 있는지 아닌지를 간단히 식별할 수 있다. 이 변조가 존재하는 경우에는 센서(10)의 정상적인 기능이 식별 판단된다. 왜나하면 센서(10)는 정상적인 경우밖에 진동하지 않고, 또한 센서(10)의 진동상태는, 변조된 제어신호의 플립플롭(21)의 출력단자까지의 통전접속을 배려해버리기 때문이다. 센서의 결함, 예를 들면 센세세라믹의 파괴, 센서의 감소 극, 전극의 용융 등이 생기고 있는 경우에는, 센서(10)는 진동을 여기할 수 없다. 따라서 플립플롭(21)의 입력측 단자(D)에서 공급되는 신호의 출력단자까지 통전접속은 불가능하여 진다. 물론 그것과 동시에 예를 들면 선로의 단선 등의 신호 경로내의 에러라든지 센서구성상(200) 내외의 구성소자의 결함도 식별된다.
다음에 본 발명에 의한 전자장치의 제3 실시예를 도6과 도7에 근거하여 상세히 설명한다. 상기의 경우 도6는, 이 장치의 블록회로도이고, 그것에 대하여 도7는 여러 가지의 신호형태의 기능다이어그램을 보이고 있다. 이것들의 신호형태는, 도6에 의한 블록회로도의 여러 가지의 텝으로부터 검출가능하다.
도6에는 부호(10)에서 압전센서가 나타나고 있다. 이 압전센서는, 가속작용에 기인하는 왜곡발생 때에 그 출력단자로부터 신호를 송출한다. 이 센서(10)의 1개의 단자는 전자장치의 어스단자에 접속된다. 센서(10)의 어스와는 반대측의 단자는 한편으로 커패시터(63) 1개의 단자에 접속되며, 다른 쪽에서는 완충증폭기(65)의 입력단자에 접속된다. 센서(60)에 대하여 병렬로 저항(64)이 접속되어 있다. 커패시터(63)의 제2의 단자는, 더욱더 증폭기(62)의 출력단자에 접속되어 있다. 이 증폭기(62)의 입력단자는, 위상기(61)와 접속되어 있다. 이 위상기(61)의 입력단자도 완충증폭기(65)의 출력단자에 접속되어 있다. 또한 이 완충증폭기(65)의 출력단자에는 저역필터(66)의 입력단자가 접속되어 있다. 이 저역필터(66)의 출력단자는, 연산증폭기(72)의 비반전 입력측 단자에 접속된다. 이 연산증폭기(72)의 반전 입력측 단자에는, 기준전류원(67)과 커패시터(70)와 스위칭 소자(71)가 서로 병렬로 접속된다. 상기 전류원(67)과 커패시터(70)와 스위칭 소자(71)의 각 제2의 단자는 전자장치의 어스단자에 접속된다. 완충증폭기(65)의 출력단자는 또한 신호정형단(signal condition stage)68)의 입력단자에 접속된다. 이 신호 정형단(68)의 출력단자는, 단안정플립플롭(69)의 트리거 입력측 단자에 접속되어 있다. 이 단 안정플립플롭(69)의 출력단자는, 스위칭 소자(71)의 제어단자에 접속되어 있다. 연산증폭기(72)의 출력단자는, 마이크로 컴퓨터(73)의 입력단자에 접속되어 있다. 이 마이크로컴퓨터(73)의 출력단자는, 차량탑승자의 지원수단(74), 예를 들면, 에어백 또한 벨트타이트너 등의 입력단자에 접속되어 있다.
이미 상술한 바와 같이, 가속작용 하에서는 센서(10)의 접속단자에 신호전압이 인가된다. 이 전압은 센서(10)에 병렬로 접속된 저항(64)으로부터 꺼내지고, 후속처리를 위해 완충증폭기(65)로 공급된다. 동시에 센서(10)는, 소정 주파수의 귀환결합된 진동회로의 구성부이기도 하다. 이 진동회로는 구성요소(10, 61, 62, 63, 65)를 포함하고 있다. 진동조건(이것은 어떻든 구성소자의 상응의 선정에 의해서 달성가능하다)이 충분한 경우에는, 진동회로는 센서(10)의 고유주파수로 진동한다. 센서(10)가 기계적인 구성에 따라서, 공진주파수는 상기의 경우 10 킬로헤르츠의 차수로 놓인다(예를 들면 약 10㎑∼㎑) 회로점(A)에는 도7b에 나타나고 있는 신호가 존재한다. 이 신호는 한편으로는 발진기신호의 중첩된 신호성분으로 이루어지며, 다른 쪽에서는 가속신호(도7a)의 신호성분으로 이루어진다. 가속신호의 후속처리와 평가를 위해서는, 회로의 회로점(A)에 나타나는 신호가 다시 발진기 회로의 클럭신호로부터 개방되지 않으면 않된다. 이 것은 저역필터(66)의 상응의 선정에 의해서 간단하게 가능하다. 이 저역필터의 신호대역폭은, 수 100 헤르츠(예를 들면 200∼300Hz)이다. 도6의 블록회로도에 있어서의 회로점(B)에서는, 발진기회로의 클럭신호로부터 개방된 가속신호(도7a)가 얻어진다. 이 신호는 연산증폭기(72)의 비반전 입력측 단자로 공급된다. 다른 쪽에서는, 회로점(A)에 생기는 신호(도7b 참조)가 신호 정형단(68)의 입력측 단자로 공급된다. 이 신호 정형단(68)은, 도7b에 나타난 신호를 도7c에 나타난 것 같은 순수한 디지털신호로 바꾸는 이 도7c에 나타난 것 같은 신호는, 회로점(G)에 생긴다. 이 신호에 의해시 단안정플립플롭(69)은 트리거된다. 이 것은, 단 안정플립플롭(69)의 출력측 단자에 도7d에 나타난 것 같은 신호가 생기게 된다. 이 신호는 스위칭 소자(71)의 제어 입력측으로 공급된다. 따라서 이 스위칭 소자(71)는, 도7d에 나타나고 있는 신호의 클록에서 개폐된다. 이것에 의해 커패시터(70)는, 주기적으로 충방전을 반복한다. 연산 증폭기(72)의 반전 입력측 단자에는, 실질적으로 톱니형상으로 정형단된 신호(도 7e)가 생긴다. 회로점(B)에서의, 즉 연산증폭기(72)의 비반전 입력측 단자에 가해지는 가속신호(도7a 참조)가, 진폭에 관하여 도7(e)에 나타난 톱니형상 신호전압의 진폭보다도 큰 한, 연산증폭기(72)의 출력측 단자는 높은 신호레벨을 유지한다. 이 신호레벨은 논리(1)에 상당한다. 회로점(B)에서의 가속신호가 도7e에 나타나고 있는 톱니형상의 전압보다도 낮은 경우에는, 연산증폭기(72)의 출력측 단자에 있어서의 레벨은 논리(0)에 상응하는 값으로 저하한다. 연산증폭기(72)의 출력단자(회로점(F))에는 펄스폭 변조된 신호(도7f 참조)가 생기는 여기 신호는, 발진기회로의 주파수로 변조되어 있다. 가속의 크기에 관한 정보는, 높은 레벨(논리1)의 지속기간 중에 존재한다. 센서(10)에 부하되는 가속치가 작으면 작을수록, 펄스지속시간도 짧게 된다. 그때 그때의 펄스지속시간은, 마이크로컴퓨터(73)에 있어서 간단히 평가되어 얻는다. 검출된 가속레벨이 중대한 사고에 의한 것이 추정되는 경우에는, 마이크로컴퓨터(73)의 출력측은, 차량탑승자를 지키기 위해서 예를 들면 에어백/벨트타이트너 등의 차량탑승자용 지원수단(74)을 기동시킨다. 회로점(A)에서 꺼내지는 출력신호(도7b 참조)에는 서로 의존하고 있지 않은 2개의 정보가 포함되어 있다. 한쪽은 센서에 부하된 가속에 관한 정보이고, 다른 쪽은 진동회로로 센서(10)를 진동시키는 클럭주파수에 관한 정보이다. 경우에 따라서 센서(10)의 결함 등의 에러상태가 클럭신호의 정형단에 의해 간단하게 식별가능하다. 왜냐하면 마이크로컴퓨터(73)는, 회로점(F)에 생기는 신호 평가 때에 클럭을 할당하기 때문에(마이크로컴퓨터는 도7f에 나타나고 있는 신호의 플러스와 마이너스의 에지 사이의 기간을 측정한다), 마이크로컴퓨터는 클럭의 중단을 식별하여, 에러상태를 검지한다. 센서(10)가 예를 들면 20kHz의 진동주파수로 진동하는 경우에는, 에러상태는 이 진동클럭의 중단에 의해 이미 50ms 후에는 식별가능하다. 예를 들면 다음과 같은 에러상태가 클럭신호의 중단을 야기하여, 그것에 의하여 에러식별이 이루어진 다.
- 발진기회로(10,61,62,63)에 있어서의 모든 에러
- 완충증폭기(65)에 있어서의 에러
- 신호정형단(68)에 있어서의 에러
- 기준전류원에서의 에러
- 특히 커패시터(70)에서의 단락에 의한 에러
- 스위칭 소자(71)에서의 에러
- 연산증폭기(72)에 있어서의 에러
이 실시예에서 나타난 원리는, 그 기능에 클럭신호에 강제적으로 의존하며, 시스템 클럭이나 또는 그 적어도 일부가 아직, 출력신호에 포함되어 있는 데이터전송방식의 전부로 기능할 수 있다. 예를 들면 여기에 기재된 필스폭변조의 대신에 시그마델타(sigma-delta) 변환기를 이용하여도 된다. 또한 디지털 데이터전송도 받아진다. 이것에 관하여는, 출력신호를 일렬로 마이크로컴퓨터(73)로 전송하는 아날로그/디지탈 변환기에 펄스폭 변조기가 바꿔 놓지 않으면 안된다. 이 종류의 전송에는 또한 부가적으로, 동기 전환기구가 필요로 된다. 이것은 센서(10)의 진동클럭으로 클럭제어되지 않으면 않된다.
특히 유리하게는 본 발명에 의한 전자장치는 탑승자안정 시스템에서의 투입에 적합하다. 이 시스템은, 중앙에 설치되는 제어장치에 배치되는 적어도 1개의 가속감응센서를 구비한 중앙에 설치되는 제어장치의 그 외에도, 외부의 또는 떨어져 설치되는 복수의 가속감응센서를 가지고 있다. 이것들의 센서는 예를 들면 차량외판 부근에 설치되어 있다. 이 종류의 안전시스템은, 최근에서는 크게 클로즈업되어 있다. 왜냐하면 자동차 메이커측에서 이른바 사이드에어백에 의해서 측면충돌의 데미지를 회피하는 것이 연구되어 있기 때문이다. 이러한 측면충돌사고는, 특히 시가지에서는 비교적 빈번히 발생하고 있다. 이러한 측면충돌사고에 관하여서는, 특히 적시의 식별과 적시의 안전수단의 도입에 대하여 큰 문제를 안고 있다. 왜나하면, 정면충돌인 경우와 비교하여 비교적 작은 크래시존 밖에 얻어지지 않기 때문이다. 예를 들면 차량의 1매의 도어에 충돌이 생긴 경우에는, 위험을 내포한 사고상황이 매우 짧은 시간(예를 들면 3ms이내)으로 식별되어야 한다. 이 시간에 있어서 예를들면 도어의 외판이 수 센치만 안쪽으로 이동한다. 여기에서 예를 들면 해당하는 도어내부에 설치되어 있는 가속감응센서에 의해서, 상응의 신호가 중앙에 배치되어 있는 제어장치에 전송되어야 한다. 이 제어장치가 사고에 의해서 발생된 신호를 평가하여, 필요에 따라서 지원수단(예를 들면 에어백) 작동을 위한 트리거신호를 송출한다. 상기의 경우 오류 동작보호의 관점에서는 디지털신호전송이 유리하다. 이 종류의 시스템은, 도8에 나타나고 있는 실시예에 근거하여 상세하게 설명한다. 도8에는 차량의 중앙에 설치되는 제어장치가 부호(86)로 나타나고 있다. 이 제어장치(86)는, 특히 가속감응센서 예를 들면 같은 것처럼 중앙에 설치되어 있는 가속센서(801)의 출력신호를 위한 평가회로를 포함하고 있다.
또한 부호(87)에서, 제어장치(86)에 의해서 작동가능한 에어백이 나타나고 있다. 도8에 의한 전자장치는 또한 센서 구성군(800)을 포함하고 있다. 이 센서 구성군(800)은, 중앙에 배치된 제어장치(86)에서 위치적으로 떼여지고 차량 내에 설치되어 있다. 예를 들면 이 센서 구성군(800)(이것은 더욱더 가속감응센서(80)를 포함하고 있다)은, 차량의 외판 부근에, 예를 들면 유리하게는 차량도어에 마련되어 있다. 물론 이밖에도 이 종류의 다수의 센서 구성군(800)이 중앙에 설치된 제어장치(86)에 접속되고 차량 내에 다수 설치되어 있어도 좋다. 이미 상술한 센서(80)의 그 외에도 센서구성상(800)은, 또한 발진기회로(81), 클럭 배증회로, 에를 들면 클럭 배증회로(82), 적분회로(83), 아날로그/디지탈 변환회로(84), 드라이브회로(85)를 포함한다. 상기의 경우 아날로그/디지탈 변환회로(84)의 출력단자는 한편으로는 결합점(83')에 있어서 적분회로(83)의 입력단자에 접속되고, 다른 쪽에서는 드라이브회로(85)의 입력단자에 접속되어 있다. 드라이브회로(85)의 출력단자는, 떨어져 설치되어 있는 제어장치(86)의 입력단자에 접속된다. 클럭 배증회로(82)의 출력단자는, 아날로그/디지탈 변환회로(84)의 클럭 입력측에 접속된다.
상술한 실시예와의 관련에서 서술한 바와 같이, 가속감응센서(80)와 발진기회로(81)는, 진동을 여기하는 진동회로를 정형단한다. 이 진동회로는 센서(80)의 진동을 그 공진주파수로 여기해 버린다. 이 공진주파수는, 센서(80)의 실시형태에 따라서, 수 10킬로헤르츠의 범위에 있어서, 예를 들면 32kHz이다. 이 공진주파수는, 후치(後置)접속된 클럭배증회로, 예를 들면 클럭 배화회로(82)로 공급된다. 이 클럭 배화회로(82)는 진동주파수를, 64kHz의 주파수(TS)에 배화한다. 이 주파수는 클럭주파수로서 아날로그/디지탈 변환회로(84)의 클럭 입력측에 공급된다. 이 아날로그/디지탈 변환회로(84)는, 적분회로(83)의 출력단자에 생긴다. 상술한 클럭주파수(TS)의 출력신호를, 디지털신호로 변환한다. 이 디지털신호는, 드라이브회로(85)를 통해 떨어져 배치된 제어장치(86)로 전송된다. 적분회로(83)의 입력단자에는, 결합점(83')에 있어서 가속감응센서(80)의 출력신호가 공급된다. 이 신호는 구성상(83과 84)에 의해서 시그마델타변조를 행해진다. 이 변조방식은, 도10와 도11의 기능다이어그램에 관련하여 2개의 예를 사용하여 상세히 설명된다. 도10에 의한 제1의 실시예에서는, 적분회로(83)의 입력단자, 즉 접속점(83')에는, 센서(80)의 일정한 출력 · 신호가 상대적으로 시간적으로 일정한 0.4의 진폭으로 공급된다. 이 신호경과는, 도10의 다이어그램에 있어서 시간측에 대하여 병렬로 연장하는 특성곡선(1)에 의해서 나타나고 있다. 적분회로(83)의 출력단자에 생기는 출력신호는, 절선으로 나타난 특성곡선(2)으로 나타나고 있다. 또한 아날로그/디지탈 변환회로(84)의 출력단자에 생기는 디지털출력신호(이 신호는 클럭주파수(TS=64㎑)의 적분기 신호의 주사에 의해서 얻어진다)는, 도10의 다이어그램의 하방 부분에 실선으로 빛낸 특성곡선(3)으로서 나타나고 있다. 이것은 펄스폭변조된 직사각형신호이다. 도11에 의한 다이어그램은, 상술한 신호변환을 설명하는 것이다. 단지 상기의 경우는, 센서(80)의 출력신호로서 상대진폭이 0.8로 주파수가 10000Hz의 정현파 상의 신호가 일례로서 나타나고 있다. 센서(80)의 이 출력신호는 도11에 있어서, 특성곡선(1)으로 나타나고 있다.
적분회로(83)의 출력신호는 특성곡선(2)으로 나타나고 있고, 또한 다이어그램의 하방 부분에서는 아날로그/디지탈 변환회로(84)의 출력단자에 생기는 디지털 출력신호가 특성곡선(3)으로 나타나고 있다. 도10 과 도11의 2개의 다이어그램은, 대개 1ms의 시간 간격내의 신호 경과를 보이고 있다. 상기 도10과 도11에 나타나고 있는 출력신호는, 드라이브회로(85)의 통과 후에 떨어져 배치되어 있는 제어장지(86)로 전송된다. 상기의 경우 드라이브회로(85)는, 특히 레벨정합(예를 들면 증폭)에 사용된다. 드라이브회로(85)의 출력단자와 제어장치(86)의 입력단자(85)와의 사이의 전송에 대하여는 유리하게는 실드되어 있지 않은 2중으로 꼰 선이 사용되어도 좋다. 그것에 의하여, 떨어져 배치된 센서구성상(800)중앙에 설치된 제어장치(86) 사이의 비교적 간단하고 염가인 접속이 가능하게 된다. 제어장치(86) 사이의 비교적 간단하고 염가인 접속이 가능하게 된다. 제어장치(86)내에는 센서 구성군(800)에서 공급되는 디지털출력 펄스를 위한 평가회로가 포함되어 있다. 이 평가회로의 개개가 주요한 구성부는 도9에 블록회로도에서 나타나고 있다. 이 평가회로는, 구성상(86a와 86b) 포함하고 있다. 구성상(86a) 자체는, 적어도 2개의 입력측과 복수의 출력측을 가지는 시프트 레지스터(90)와, 다수의 가산기(91,92,93)와 스위칭 소자(97,98,99)를 포함하고 있다. 시프트 레지스터(90)의 각 출력측은, 상기의 경우 결합점(94,95,96)에 있어서, 시프트 레지스터(90)의 각 출력측에 대응하는 각각 1개의 가산기(91,92,93)의 입력단자에 접속되어 있다. 또한 시프트 레지스터(90)의 입력단자도 상술한 결합점(94,95,96)에 각각 접속되어 있다. 각 가산기(91,92,93)의 각 출력단자는, 각각 1개의 스위칭 소자(97,98,99)에 접속되어 있다. 이 스위칭 소자(97,98,99)도 마이크로컨트롤러(구성상86b))의 입력단자에 접속되어 있다. 마이크로컨트롤러(86b)의 출력단자와 도시의 접속선로를 통해, 스위칭 소자(97,98,99)는 소정의 시간클럭에서 다음과 같이 제어될 수 있다. 즉 스위칭 소자(97,98,99)가 클럭제어로 개폐되어, 닫혀진 상태에서는 각 가산기(91,92,93)의 출력단자로 공급되는 출력신호가 마이크로컨트롤러(86b)의 입력단자로 전송되도록 제어되어 얻는다. 다음에 도12, 도13, 도14에 나타나고 있는 기능 다이어그램에 근거하여, 센서(80)의 출력신호가, 즉 센서 구성군(800)의 회로점(83')에 생기는 신호가, 구성군(83,84,85,86)을 사용하여 위치적으로 떨어져 배치되어 있는 센서(80)로부터 중앙에 배치되어 있는 제어장치(86)까지 어떻게 전송되어, 제어장치(86)에 의한 또한 평가에 대하여 어떻게 처리되는가를 예를 이용하여 설명한다. 상술한 도12, 도13, 도14에는 시간측에 걸쳐서 각각 1개의 30ms의 시간간격이 플로트되어 있다. 도중의 세로축에는 상대 가속치가, 10.4, +1.0의 값 범위에서 나타나고 있다. 상기의 경우 상대 가속치(1.0)는, 50g의 값, 즉 중력가속도의 50배의 값에 상응한다. 도12 내지 도14의 3개의 다이어그램 전부 실선으로 빼진 특성곡선(1)은, 도8의 결합점(83)에 있어서의 센서(80)의 출력신호를 나타내고 있다. 드라이브회로(85)로부터 선로(85)를 통해 제어장치(86)로 전송되는 펄스는, 회로점(90')에서 시프트 레지스터(90)의 입력단자로 공급된다. 이 시프트 레지스터(90)의 입력단자로 공급되는 펄스는, 64kHz의 시스템 클럭으로 시스템 레지스터(90)에 판독된다. 이 시프트 레지스터(90)는, 960에 걸치는 메모리단을 갖는다. 시프트 레지스터의 제1의 출력측은 64번째의 메모리셀을 결합점(94)에 접속한다(도9). 이 결합점(94)은 제1의 가산기(91)의 입력단자와 접속되어 있다. 스위칭 소자(97)(이것은 제1의 가산기(91)의 출력단자에 접속되어 있다)는, 클럭주파수 T1=4㎑에서 클럭제어된다. 제1의 가산기(91)에서의 250㎲ 마다 최후의 64의 전송펄스(1ms에 상응)에 걸치는 평균값이 정헝단된다. 회로의 접속점(97')(도9)에서는 64의 스텝의 양자화신호(6피트)가 생긴다. 이 신호는 마이크로컴퓨터(86b)에 의해서 후속처리되어 얻는다. 이 신호는, 도12에 특성곡선(7)으로서 나타나고 있고, 근사적으로 가속감응센서(80)로부터 송출되는 출력신호, 즉 가속을 나타낸다. 이것은 고주파신호성분에 의해 특성화되어 있다.
시프트 레지스터(90)의 제2의 출력단자는, 결합점(95)과 제2의 가산기(92)의 입력단자에 접속되어 있다. 가산기(92)의 출력단자에 접속되어 있는 스위칭 소자(92)는, 마이크로컴퓨터(86b)에 의해서 2㎑의 클럭주파수로 클럭제어된다. 따라서 회로점(98)에서는, 최후의 192의 전송펄스에 걸친(거의 3ms의 전송 시간에 상응) 평균값을 나타내는 출력 신호가 얻어진다. 이 평균값은 192의 스텝(거의 8피트)에서 양자화되어 있고, 500 ㎲마다 조회된다.
마지막에 시프트 레지스터(90)의 제3의 출력측은, 결합점(96)과 가산기(93)의 입력단자에 접속되어 있다. 이 가산기(93)의 출력단자와 접속되어 있는 스위칭소자는, 1kHz의 클릭주파수로 클럭 제어된다. 그것에 의하여 회로점(99')에서는 1000㎲마다 960의 스텝(거의 10비트)에서 양자화되는 출력신호가 생긴다. 이 신호는, 마지막에 전송된 960의 펄스(15ms의 전송 시간에 상응)에 걸치는 평균값을 나타낸다. 회로점(98' 내지 99)에 생기는 출력 신호는, 도13의 특성곡선(8)과 도14의 특성곡선(9)에 나타나고 있다. 이미 상술한 바와 같이, 회로점(97,98'99')에 생기는 출력신호는, μ 컴퓨터(86b)에 의해서 후속처리 가능하다. 그것에 대하여 유리하게는 이것들의 출력신호는 또한 출력레지스터에 기억된다. 이 레지스터는 도9의 블럭회로도에는 명확히는 나타나지 않는다. 왜냐하면 이 레지스터는 예를 들면 마이크로컴퓨터(86b)의 구성부분에서도 얻을 수 있기 때문이다.
상술한 바에 있어서는, 중앙에 배치된 제어장치에서 또한 평가를 행하기 위해서, 외부의 또는 매립식의 센서로부터의 출력 신호가 어떠한 형으로 매우 간단하고 또한 스무스하게, 중앙에 배치된 제어장치까지 전송되어 얻는 것일까를 설명해 왔다. 특히 간단하고 저비용의 전송은 다음과 같이 하여 달성된다. 즉 고유 진동으로 여기된 가속감응센서(80)가, 가속작용에 근거하여 발생되는 센서의 출력신호를 전송하는 시스템클럭을 동시에 얻는 것에 따라 달성된다. 특히 유리하게는, 이것에의해서 이중의 기능이 작용한다. 즉 1개는, 센서(80)의 진동 여기에 의해서 그 기능성의 검사가 간단하게 가능한 것이며, 벌써 1개는 그 진동 주파수로부터, 중앙에 배치된 제어장치(86)까지의 신호전송을 의한 시스템 클럭이 도출되는 것이다. 센서(80)의 거절(예를 들면 기계적인 손상 등에 의한)은, 진동동작과 그것에 따르는 불소망인 출력신호의 전송을 회피한다. 이것에 의해 안정성과 동시에 센서(80)의 동작의 확실성의 불비가 검출가능하다.
특히 유리하게는, 또는 신호평가가 마이크로컴퓨터(86b)에 의해, 특별히 구성된 서치필터의 사용 하에서 행하여진다. 이 서치필터는, 크리티컬인 사고상황, 예를 들면 측면 충돌 등을 신속하게 식별할 수 있다. 이미 상술한 바와 같이, 상기의 경우 전자장치에 의하여 충족되어야 할 요구는 극단적으로 높다. 차량의 측면영역에 생기는 크래시존의 크기가 매우 작은 것부터, 크리티컬인 사고발생식별을 위해 허용되는 시간도 극단적으로 짧다. 그 때문에 예를 들면 자동차메이커에서는, 전자장치가 크리티컬인 사고발생을 5ms 이내로 확실하게 식별할 수 있는 레벨에 있는 것이 요구되어 있다. 다른 쪽에서는 현행이 일반적인 차량구조하에서 사고 발생 후 악 2ms 이내에서는 가속감응센서로부터의 특징적인 출력 신호가 거의 아무것도 얻을 수 없어, 요구레벨을 충족시키는 식별판단을 내리기 위해 실제로 남겨져 있는 시간은 최대로도 3ms 이다. 다음에 이러한 상황을 도15에 근거하여 설명한다. 이 도면에서는, 충돌테스트 때에 측정된 가속치가 시간의 함수로서 나타나고 있다. 상기의 경우 x축 또는 시간축 상에는 Ems까지의 시간 간격이 나타나고 있다. 그것에 대하여 y축 상에는 가속치가 0∼60g(g=중력가속도)의 범위에서 플로트되어 있다.도면 중 식별가능한 복수의 특성곡선(U04,U01,V21,V22,V23,V24,V25)은, 전부 7개의 크래시테스트의 결과를 나타내고 있다. 이들의 크레시테스트는, 소정의 차량타입으로 시속 50km∼60km의 사이에서 실시된 것이다. 도시의 특성곡선은 상술한 특징을 나타낸다. 충돌발생 사이의 시간 간격, 즉 0.0s~0.002s의 사이에서는, 가속감응센서로부터의 신호는 아직 매우 미묘하기 때문에, 실질적으로 사고의 종별과 정도를 판명하는 정보는 아무 것도 얻을 수 없다. 충돌발생 후 약 0.002s∼0.005s의 사이에서는, 도시의 특성곡선은 모두 실질적으로 상승 에지를 보이고 있다. 부가적으로 가속을 침입경로(Intrusion)의 함수로 하면, 도16에 나타나고 있는 바와 같이, 약 2cm의 침입 깊이로부터 약 5cm의 침입 경로 상을 움푹 패는, 용수철과 같이 상시 높아지는 응력 내지 가속을 나타내는 구조가 나타나고 있는 것이 잡힌다. 약 7cm의 침입깊이에서는 구조의 파괴가 생기고 있다. 이것은 도시의 가속신호의 큰 하락으로 식별가능하다. 이 크래시테스트의 결과에서 말할 수 있는 것은, 측정된 가속의 특성곡선은 적어도 1개의 소정의 차량타입을 특징 붙이는 특성곡선인 것이다. 이것은 사고에 관여하는 차량의 기하학구조와 강도에 대한 전형을 나타내며, 따라서 이것들의 특성곡선에서는 사고과정의 특징 내지 특성이 도출된다. 상기의 경우 실제적인 적용에 있어서, 통상은 급격히 소멸하는 가속감응센서의 신호로부터 이것들의 특성곡선 경과를 추출하여, 사고의 경과에 대한 전형적인 특성곡선 경과의 특성을 가급적 근소한 비용으로, 결국 가급적 좁은 범위에서, 떨어져 설치되어 있는 제어장치에 전송하는 것에는 문제가 있다.
이 문제의 해결에 들어가기 전에, 상황을 또한 명확하게 하기 위해서 도17과도18을 사용하여 소정의 차량타입에 있어서 다른 크래시테스트의 결과를 나타낸다. 어떻든 도15 및 도16과는 다르게 나타나고 있는 특성곡선은 충돌차량의 여러가지 다른 충돌속도를 기초로 얻어진 것이다. 상기의 경우 도17이라도 가속이 시간의 함수로서 나타나고 있고, 그것에 대하여 도18에서는 가속이 침입깊이(Intrusion)에 의존하여 정형단되어 있다. 이 2개의 다이어그램에서는 각각 3개의 특성곡선이 나타나고 있다. 이들은 여러 가지 다른 충돌 속도에 대응하는 것이다. 상기의 경우 특성곡선(V24)은, 거의 시속 55km 에서의 충돌에 상응하는 것이다. 상기의 경우는 에어백의 작동이 거의 5ms 후에 행하여진다. 특성곡선T03은, 시속 30km에서의 충돌에 상응하여 상기의 경우의 에어백의 작동은 거의 5ms∼10ms 사이에서 행하여진다. 마지막으로 특성곡선(T02)은, 약 시속 25km에서의 충돌에 상응하여, 이것은 에어백의 트리거에는 결부되지 않는다. 이것들의 특성곡선으로부터도 검사에 사용된 차량타입을 특징 붙이는 경과특성이 식별가능하다. 이 특성은 어떻든 간에 많은 고주파진동성분에 의해서 중첩된다. 가속센서의 출력신호에는 전송 전에 필터링이 행해진다. 이 필터링은, 불필요한 고주파성분으로부터 유효신호를 개방하여, 노이즈성분도 누름한다. 그것에 적합한 PDT2 특성(proportional, differenzierend, Tiefpass 2.0rdnung)을 구비한 2차의 서치필터의 펄스응답은, 도19에 나타나고 있다. 이 다이어그램은 상대적 진폭치가 시간의 함수로 나타나고 있다. 이 종류의 필터 특성은 예를 들면 다음의 식으로 나타낸다.
상기의 경우 예를 들면
비교적 양호한 결과는, 디지털 필터(6 다음의 FIR 필터)를 사용하고 약 500ms의 주사에 의해 달성하는 것이 가능하다. 이 펄스응답은 도20의 다이어그램에 나타나고 있다. 그와 같은 필터 특성 곡선은 대개 다음의 식으로 나타난다.
상술한 필터링에 의해서 얻어지는 효과는, 도21에 나타나고 있는 다이어그램에서 분명하다. 다이어그램이라도 이미 도17, 도18에서 주지의 신호경과가 나타나고 있지만, 단지 상기의 경우는 필터링이 행해지고 있다. 여기에서도 가속이 시간의 함수로 나타나고 있다. 이 다이어그림에서는 중첩된 고주파노이즈가 거의 완전히 억압되어 있음이 나타나고 있다. 특성곡선(V240과 T03)의 신호경과(이들은 크래시 과정에 대한 특징을 나타낸다)는, 목표트리거시간(한쪽에서는 약 5ms, 다른 쪽에서는 6∼10ms)에 대한 최대를 구하여, 그것에 의하고 비트리거에 상응하는 특성곡선(T02)의 신호에 대하여 넓은 신호간격을 제공한다. 이렇게 구성된 전자장치는, 도22에 있어서 블럭회로도로 나타나고 있다. 이 장치는 우선 이미 주지의 가속감응센서(80)를 포함하고 있다. 이 센서(80)의 후방에는 저역필터 특성을 가지는 서치필터(220)가 접속되어 있다. 이 서치필터(220)의 출력단자는, 예측회로(221)와 적분회로(222,223)의 입력단자에 접속되어 있다. 구성군(221 및 223)의 출력단자는, 결합점(221')에 있어서 통합되어 있다. 이 결합점(221')은 센서(80)에서 떨어진 측에 배치되어 있는 제어장치(86)의 입력단자에 접속되어 있다.
이미 상술한 바와 같이, 제어장치(86)의 출력단자는, 안전수단(예를 들먼 에어백(87)의 입력단자에 접속되어 있다. 적분회로(222,223)에 의해서 센서(80)의 출력신호(이것은 충돌에 의한 도어 구성부의 가속을 나타낸다)에서는, 적분에 의해 도어속도에 상응하는 파라미터가 정형단된다. 이 파라미터에는 또한, 떨어져 있는 제어장치(86)에 이 정보가 전송되기 전에, 결합점(221')에 있어서 회로(221)의 출력 신호와의 중첩에 의해, 또한 벌써 1개의 측정가속성분이 중첩 가능하다. 이 제어장치(86)에는, 상술한 바와 같이 이미 동적이고 완급이 현저한 도어속도만이 전송된다. 이것은 에어백시스템의 작동에 대한 뛰어난 파라미터를 나타낸다. 라는 것은 충돌 순간의 탑승자에 대한 도어속도와 부상의 무게의 사이에는 직접적인 관계가 존재하기 때문이다. 통상은, 도어와 차량탑승자의 사이의 개방공간경로는 주지이기 때문에, 그에 따라 시간에 관한 도어속도의 상승에서 이미 매우 빠른 시점에서 에어백 시스템의 트리거의 필요성이 도출 가능하다. 상기의 경우 도어는, 통상은 사고에 직접관계에 있어 차량부분에는 의존하지 않고 움직인다. 그로 인하여 예를 들면 시속 약 50km의 속도에서의 측면충돌인 경우, 사고에 관하여는 차량이 완전히 정지하는 시점에서는 이미 시속 65km이상 도어속도가 측정된다. 도22에 나타낸 장치에 의하면, 센서신호의 선별이 실질적으로 센서의 부착 개소에 있어서 행하여지기 때문에, 중앙에 배치된 제어장치(86)에의 전송은 근소한 중요정보에 한하는 것이 가능하다. 예를 들면 도21에 나타나고 있는 특성곡선의 진폭치가 제어장치(86)에 전송되어도 좋다. 이 진폭치는 거기서 소정의 임계값과 비교된다. 제어장치(86)에서는, 예를 들면 어떤 시점에서 가속치 내지 속도치(도어속도)가 소정의 임계값에 도달하는가가 검출가능하다. 그리고 또한 어떠한 순서와 어떠한 시간 간격으로 이 소정의 임계값을 실행할 수 있을까가 검출가능하다. 다음에 이것을 도21에 근거하고 설명한다. 특성곡선(V24) (이것은 상술한 바와 같이 시속 약 54km에서의 충돌에 상응한다)에 관하여서는, 3개의 포인트(A,B,C)가 마킹되어 있다. 이것들의 포인트는, 상세하게는 20g, 30g, 35g의 가속에 상응하는 임계값에 상당한다. 시간 시퀀스에서 보면 임계값(A)에는, 약 4ms, 임계값(B)에는 약 4.8ms, 임계값(C)에는 약 5ms에서 각각 도달한다. 상기의 경우 임계값(C)은, 제어장치(86)에 에어백(87)의 작동을 야기하게 하는 값을 나타낸다. 이것들의 임계값(A, B, C)의 시퀀스로부터 제어장치(86)는, 급격히 상승하는 가속의 존재와, 이것들의 임계값의 논리적 시퀀스에서의 실행을 도출할 수 있다. 이것은, 에어백의 작동을 필요로 하는 크리티컬인 사고상황을 시사하는 것이다. 이 에어백은 이미 상술한 바와 같이 사고발생 후 약 5ms에서 트리거된다. 그리고 또한, 가속특성곡선의 개개의 진폭치의 주사에 의해서 이 특성곡선의 상승율을 검출하여, 이것을 경우에 따라서는 기억되어 있는 한계치와 비교하여, 상기 상승율이 소정의 한계치를 넘고 있는 경우에는 에어백을 트리거시키도록 하는 것도 가능하다. 특성곡선의 급준인 상승은, 상세하게는 크리티컬인 사고경과를 시사하는 것이다.
다음에 본 발명의 제6 실시예를, 도23에 나타나고 있는 블록 회로도와 도24에 나타나고 있는 기능다이어그램(a∼d)에 근거하여 상세히 설명한다. 도23에 나타나고 있는 회로장치는, 특히 동작의 확실성에 관해서 우수하다. 왜냐하면, 폭넓은 온도범위에 걸쳐서 신뢰성이 높은 동작을 보증하며, 비교적 허용편차범위가 넓은 센서를 사용할 수 있기 때문이다.
2개의 단자를 갖는 압전센서(Bimoorph)(X1)의 제1의 단자는, 회로점(E)에 접속되어 있다. 이 회로점(E)은, 제1의 연산증폭기(OP1)의 비반전입력측에 접속되어 있다. 상기 센서(X1)의 제2의 단자는 한쪽의 회로점(D)에 접속되고, 다른쪽에는 어스되어 있다. 상기 회로점(D)은 스위칭 소자(S1)의 한쪽의 단자에 접속되어 있다. 이 스위칭 소자(S1)의 별도의 단자는 어스되어 있다. 다른 쪽에서 상기 센서(X1)의 제2의 단자는 저항(R1)에 접속되어 있다. 이 저항(R1)의 별도의 단자는 회로점(C)에 접속되어 있다. 이 회로점(C)은, 연산증폭기(OP3)의 출력단자에 접속되어 있다. 센서(X1)와 저항(R1)으로 이루어지는 직렬회로에 병렬하며, 또한 별도의 저항(R2)이 마련되어 있다. 회로점(E)은, 커페시터(C1)를 통해 회로점(F)에 접속되어 있다. 이 회로점(F)은 저항(R9)을 통해 완충증폭기(P1)의 출력단자에 접속되어 있다. 이 완충증폭기(P1)의 입력단자에는 복수의 저항(R8a, R8b, R8c, R8d)의 공통의 단자가접속되어 있다. 이것들의 복수의 저항의 각 제2의 단자는, 스위칭 소자(S4a,S4b,S4c,S4d)를 통해 어스단자에 접속되어 있다. 또한 완충증폭기(P1)의 입력단자는, 별도의 스위칭 소자(S3)와 저항(R8e)을 통해 제1의 연산증폭기(OP1)의 출력단자에 접속되어 있다. 이 접속점과 어스단자의 사이에는, 각각 2개의 저항(R10,R11 내지 R12,R13)으로 이루어지는 2개의 직렬 회로가 병렬로 접속되어 있다. 저항(R10,R11)으로 이루어지는 직렬 회로의 중앙 탭은, 스위칭 소자(S2)의 전환점(A)에 접속되어 있다. 저항(R12,R13)으로 이루어지는 직렬 회로의 중앙 탭은, 스위칭 소자(S2)의 전환점(B)에 접속되어 있다. 스위칭 소자(S2)의 다른 단자는, 제 1의 연산증폭기(OPI)의 반전 입력측에 접속되어 있다. 이 연산증폭기(OPI)의 출력단자는 조정저항(R17)을 통해 제2의 연산증폭기(OP2)의 반전 입력측에 접속되어 있다. 이 제2의 연산증폭기는 교정증폭기로서 사용된다. 연산증폭기(OP2)의 출력단자는 저항(R16)을 통해 반전 입력측에 접속되어 있다. 다른 쪽에서 연산증폭기(OP2)의 출력단자는 회로점(A)에 접속되어 있다. 연산증폭기(OP2)의 비반전 입력측은 어스단자에 접속되어 있다. 조정저항(R17)의 조정단자는 PROM의 출력단자에 접속되어 있다. 이 PROM의 입력단자는, 논리회로(230)의 제1의 출력단자에 접속되어 있다. 이 PROM의 출력단자는, 또한 제2의 조정저항(R15)의 조정단자에 접속되어 있다. 이 제2의 조정저항(R15)의 출력단자는, 제3의 연산증폭기(OP3)의 반전 입력측에 접속되어 있다. 이 제3의 연산증폭기(OP3)의 비반전 입력측은 어스단자에 접속되어 있다. 연산증폭기(OP3)의 출력단자는 저항(R14)을 통해 반전 입력측에 접속되어 있다. 연산증폭기(OP3)의 출력단자는, 또한 회로점(C)과, 저항(R1,R2) 사이의접속점에 접속되어 있다. 또한 회로점(A)은, 저항(R3)을 사이에 둔 연산증폭기(OP4)의 반전 입력측에 접속되어 있다. 이 연산증폭기(OP4)의 비반전 입력측은, 어스에 접속되어 있다. 또한 연산증폭기(OP4)의 반전 입력측은 커패시터(C3)를 통해 해당 연산증폭기(OP4)의 출력측에 접속되어 있다. 이 출력측은 가변저항(R15)의 1개의 단자에 접속되어 있다. 상기 저항(R8a,R8b,R8c,R8d)은 전환가능한 분압기를 정형단하고 있다. 이 분압기는, 논리 회로(230)에 의해서 제어되는 4비트카운터에 제어된다.
센서(X1)는, 2개의 다른 동작방식으로 사용된다. 가속센서에서는, 응력 작용에 기인하는 휘어짐에서 생기는 전압이 측정된다. 자기테스트에 있어서는 이 센서는 고정주파수의 발진기의 구성부분으로서 사용된다. 그러나 센서(X1)가 비교적 큰 허용편차범위를 갖는 경우에는, 발진기모드에 있어서 특히 큰 어려운 문제가 실제로 생긴다. 즉 발진기모드에 있어서 회로에 진동을 가져오기 위해서는, 2개의 조건이 충분하지 않으면 않된다. 즉 위상이 0인 것과, 회로증폭도가 1보다도 큰 것이다. 부가적으로 회로증폭도에 대하여는 상방의 한계가 적용된다. 이 상방의 한계를 상회하면, 주파수는 이미 센서(X1)의 기계적인 특성이 아니라, 오로지 회로의 커패시턴스라든지 저항비에 의해서 결정된다. 회로는 불안정한 멀티바이브레터와 같이 낮은 주파수의 전환변동상태에 빠진다. 에어백시스템에 대한 제어장치내의 적용에 관하여서는, 제1의 능동단 전에 한계주파수가 수백 헤르츠, 전형적으로는 300Hz 다음의 수동 저역필터를 설치하지 않으면 않된다. 그것에 의하여 어떻든 실제로는 수 10킬로헤르츠(특히 30∼40㎑)에 있는 발진기 회로의 공진주파수가 완전히 억압된다. 그러므로 이 저역필터는, 테스트모드에 대하여는, 즉 진동상태에 있어서는, 차단기능이 아니면 않된다. 비교적 높은 발진기주파수에서는 또한 연산증폭기의 비이상적인 특성이 생긴다. 즉 극한의 무효증폭과 위상회전이다. 이 2개의 특성은 회로 증폭도와 위상특성에 영향을 준다. 그것에 대하여는 또한 연산증폭기의 파라미터가 크게 온도에 의존하게 된다. 이러한 회로의 개개의 구성요소의 비이상적인 특성은, 가령 센서(X1)가 소정의 비교적 넓은 허용 편차치가 있었다 하여도 회로가 테스트모드 중에 임의의 센서(X1)에 의해서 각각 임의의 온도로 진동할 수 없도록 작용한다. 그러나 이 문제는, 다음과 같은 회로에 의해서 해결된다. 즉, 측정모드에 있어서 센서와 입력측 증폭기의 사이로 저역 필터가 제공되며, 측정모드에 있어서 감도의 온도보상이 행하여지고, 경우에 따라서는 허용편차의 커버를 위해 검사모드에 있어서 회로 증폭 전 설정이 가능하고, 안전성의 관점에서 고정의 증폭이 측정모드 하에서 행하여지는 것 같은 회로에 의해서 해결된다. 그럼에도 불구하고 이 회로에는 비교적 조금인 구성요소밖에 필요하지 않다. 이 구성요소의 일부는 다중으로 사용된다. 이것은 염가인 비용정형단에 유용하다. 실제로는 이 회로는, 모든 허용편차의 문제를 예를 들면 16 스텝으로 설정가능한 회로 증폭도에 의해서 인식하는 것이 가능하다. 비용이 낮게 억제하기 때문에 증폭은 제어장치의 프로세서에 의해서 설정된다. 테스트는, 적어도 16의 증폭스텝내의 1개로 센서(X1)가 주지의 정격주파수로 진동하는 경우에는 합격이라고 인정된다. 다음에서는 동작상태, 측정모드, 테스트모드를 설명한다.
측정모드
모든 스위칭 소자는 도시의 위치에 있다. 저항(R2)에 의해서 회로의 동작점이 설정된다. 커패시터(C1)는, 유효주파수에 대하여 저임피던스의 저항(R9)을 통해 기준전위에 있어, 그 때문에 저항(R1)과 함께 수동 저역필터를 정형단한다. 이 필터의 한계주파수는 상술한 바와 같이 수백 헤르츠이다. 측정신호는, 연산증폭기(OP1)에 의해서 증폭되며, 교정증폭기(연산증폭기OP2)에 공급된다. 이 증폭기기의 중폭도는 PROM을 통해 다음과 같이 설정된다. 즉 출력단자(A)에서 정격감도가 얻어지도록 설정된다. 저항(R9)은, 센서(X1)의 커패시턴스와 동시에 회로장치의 하방의 한계주파수를 정형단한다. 이것은 1Hz 보다도 작다. 저항(R9)의 비교적 높은 저항치(수백메가 ohm)에 근거하여, 해당 저항을 흐르는 연산증폭기 OP1의 입력측으로 새어 나가 전류가 불소망인 오프세트 전압이 발생되어 닫힌다. 이 오프세트전압은, 연산증폭기(OP3와 OP4)로 이루어지는 오프세트제어회로를 사용하여 보상 가능하다. 회로장치의 하방의 한계주파수의 불소망인 변동을 보상하기 위해서(이것은 실질적으로 연산증폭기(2)가 넓은 범위에서 가변의 증폭도에 의해서도 영향을 받는다), 수단에 의해서 루프증폭이 일정한 값에 유지된다. 이것은 연산증폭기(OP3)의 증폭도를 2개의 최대 피트로 PROM에서 다음과 같이 설정함으로써 달성된다. 즉 연산증폭기(OP3과 OP2)의 증폭도의 생성이 일정하게 유지되도록 설정함으로써 달성된다. 커패시터(C1)는 매우 작은 주파수에 대하여 센서(X1)에 병렬로 설치되고, 센서 X1의 감도의 온도특성을 보상한다.
검사(테스트) 모드
여기에 있어서는 스위칭 소자(S1, S3)는 닫혀진다. 스위칭 소자(S2)는, a의전환위치에 있다. 따라서 4피트카운터도 리세트되어, 스위칭 소자(S4a,S4b,S4c,S4d)가 차단된다. 저항(R1)은, 스위칭 소자(S1)에 의해서 교락(橋絡)된다. 그러므로, 입력범위에 있는 저역필터는 이미 작용하지 않는다. 진동모드에 대하여는, 센서(X1)의 허용편차에 따라서 약2∼8의 오더에 있는 회로증폭도가 필요하게 된다. 그 속에서 회로는 정확하게 진동하지만 증폭도 범위는 전환진동에 빠지지 않는 증폭도 범위는, 대개 0.5∼3의 사이이다. 그것에 대하여 소요의 증폭도는, 전환 가능한 분압기(R8a,R8b,R8c,R8d,R8e)를 통해 설정된다. 스위칭 소자는 4피트카운터에 의해서 제어된다. 그것에 의하여 증폭이 16스텝 내에서 작은 값으로부터 시작되어 큰 값까지 설정가능하게 된다. 모든값 범위에서 실행되는 경우에는, 센서(X1)는, 대개는 최초는 전부 진동하지 않고, 수 스텝 후에 시작하여 정격주파수로 진동한다. 최상위 스텝에서는 전환진동이 생긴다. 이것은 도24에 근거하고 설명된다. 여기에 있어서는 또한 특히 양호한 동작조건하에서도 진동이 보증 되도록 하기 위하여, 또한 높은 증폭도가 설정가능하다. 그러므로 이 불리한 동작조건은 생길 수 있다. 왜냐하면, 정격주파수에서의 연산증폭기(OPI)와 무효증폭은 이미 비교적 낮게, 그리고 또 온도에 의존하기 때문이다. 이 문제를 해결하기 위해서, 매우 높은 목표증폭도가 설정될 수 있다(예를 들면 12배). 이것에 의해 실제로는 계수(8)가 적어도 달성가능하게 된다. 측정모드에 대하여는 이 증폭도는 있고 어쨌든 지나치게 높다. 그 때문에 계수(8)에서 12에의 전환이 행하여진다. 완충증폭기(P1)은, 비교적 높은 임피던스의 신호를 출력결합하여, 이 신호를 저항 1condenser 조합하여 회로 R9/C1를 통해 입력측에 피드백시킨다. 이 저항R9과 커패시터(C1)는,상기의 경우 위상기로서 사용된다. 그것에 의하며 발진기진동회로가 닫혀진다. 진동진폭은 통상은, 연산증폭기를 제한하는 만큼 높다. 그러므로 출력측(A)에서는 디지털 신호가 얻어진다. 이 디지털 신호는 프로세서에 의해서 쉽게 평가 가능하다. 회로는, 최소의 결선수로 끝나도록 구성된다. 이러한 것은, 몇 갠가의 선로를 이중으로 사용함에 따라서만 달성할 수 없다. 그러므로 복호화는, 논리회로(230)로 행하여진다. 단자(P)는 데이터입력측 내지는 교정과정 사이의 프로그래밍 전압 입력측으로서 사용된다. 테스트단자는 직접 프로세서와 연결된다. 이 테스트단자는 측정모드 사이는 어스되는 테스트모드는, 단자 "TEST"를 전압(VDD)에 접속시킴에 따라 개시된다. 양호한 허용편차특성의 근본으로는 회로는 이미 진동한다. 약 50ms의 경과 후에도 아직 진동이 관찰되지 않은 경우에는, 단자 "TEST"는 10ms 미만의 사이에 어스하여도 된다. 그것에 의하여 회로증폭도가 다음으로 높은 값으로 상승한다. 계속해서 재차 50ms의 기간, 진동이 기다려진다. 원하는 신호가 인정되지 않은 경우에는, 단자 "TEST"가 다시 적어도 100ms의 사이에 어스된다. 그것에 의하여 4피트카운터가 다시 리세트된다. 완충증폭기(opi)의 출력측에서 기준전압이 생겨, 회로는 측정모드가 된다. 상술한 회로장치는 특히 다음과 같은 특성에 의해서 우수하다.
- 기계적인 자기테스트가 가능하다
- 자기테스트에 대한 부가적인 구성요소는 필요없다
- 저역필터, 온도보상기, 위상기, 귀환결합소자로서의 커패시터 C1의 다중사용에 의해, 비교적 약간의 구성요소밖에 필요로 하지 않는다.
이것은 회로비용의 감소에 공헌한다. 본 발명에 의한 장치는, 특히 센서(X1), 연산증폭기(OP1), 커패시터(C1), 저항(R9) 등의 구성소자의 허용편차가 비교적 큰 경우라도 문제없다. 왜냐하면 그와 같은 허용편차는, 설정가능한 회로 증폭도에 의해서 보상조정할 수 있기 때문이다. 회로증폭도의 설정은 프로세서에 의해서 짧은 펄스로, 즉 선로 "TEXT"의 다중사용에 의해서 행하여진다. 저역필터는 센서(X1)의 콜드측에 설치된 스위칭 소자를 사용하고 차단가능하다. 이것에 의해 회로장치는 새어나가는 전류에 감응하지 않게 된다.
Claims (18)
- 전자 장치에 있어서,가속 감응센서를 포함하는 공진회로로서, 상기 가속 감응센서는 적어도 상기 가속 감응센서의 테스트 페이즈(testing phase) 동안 진동하도록 여기되는, 상기 공진회로와,상기 공진회로에 결합되고 상기 가속 감응센서의 성능 신뢰도를 결정하는 평가회로를 포함하는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 가속 감응센서는 상기 가속 감응센서의 고유 공진 주파수에서 진동하는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 가속 감응센서의 진동 주파수는 상기 가속 감응센서의 유효 신호 주파수의 수배인, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 가속 감응센서의 진동 주파수는 10㎑ 내지 50㎑의 주파수 범위에 있는, 전자 장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 가속 감응센서의 유효신호 주파수는 0㎑ 내지 500㎑의 주파수 범위에 있는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 가속 감응센서의 진동 주파수는 상기 가속 감응센서의 공진 주파수를 포함하는 공진회로의 주파수 범위를 설정하기 위해 상기 평가회로에 의해 평가되는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 공진회로는,실질적으로 상기 가속 감응센서의 진동 주파수 아래의 임계 주파수를 갖는 적어도 하나의 저역 필터와,상기 가속 감응센서의 진동 주파수를 분주하는 분주 회로(divider circuit)로서, 적어도 상기 가속 감응센서의 분주된 진동 주파수가 상기 평가회로로 저역필터를 통해 지나가는, 상기 분주 회로를 포함하는, 전자 장치.
- 전자 장치에 있어서,가속 감응센서를 포함하는 공진회로로서, 상기 가속 감응센서는 적어도 상기 가속 감응센서의 테스트 페이즈 동안 진동하도록 여기되는, 상기 공진회로와,상기 공진회로에 결합되고, 상기 가속 감응센서의 성능 신뢰도를 결정하는 평가회로를 포함하고,상기 공진회로는,실질적으로 상기 가속 감응센서의 진동 주파수 아래의 임계 주파수를 갖는 적어도 하나의 저역 필터와,상기 가속 감응센서의 진동 주파수를 분주하는 분주 회로로서, 적어도 상기 가속 감응 센서의 분주된 진동 주파수가 상기 평가회로로 상기 저역 필터를 통해 지나가는, 상기 분주 회로를 포함하고,상기 분주 회로는 상기 평가회로의 제어 신호를 통해 트리거된 플립플롭을 포함하는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 평가회로는 상기 공진회로에 의해 발생된 클록 신호에 의해 제어되고, 상기 가속 감응센서의 진동 주파수의 함수로서 결정되는, 전자 장치.
- 전자 장치에 있어서,가속 감응센서를 포함하는 공진회로로서, 상기 가속 감응센서는 적어도 상기 가속 감응센서의 테스트 페이즈 동안 진동하도록 여기되는, 상기 공진회로와,상기 공진회로에 결합되고, 상기 가속 감응센서의 성능 신뢰도를 결정하는 평가회로를 포함하고,상기 평가회로는 상기 공진회로에 의해 발생된 클록 신호에 의해 제어되고, 상기 가속 감응센서의 진동 주파수의 함수로서 결정되고,상기 클록 신호를 발생하는 상기 공진회로는 입력을 갖는 클록 펄스 분주단(divider stage)을 포함하고, 상기 입력은 상기 가속 감응센서의 진동 주파수를 수신하고, 상기 클록 펄스 분주단은 단안정(monostable) 플립플롭을 포함하고, 상기 진동 주파수는 펄스 정형단(pulse shaping stage)을 통해 수신되는, 전자 장치.
- 제 9항에 있어서, 상기 클록 신호를 발생하는 상기 공진회로는 클록 펄스 증배단(multiplier stage)을 더 포함하는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 평가회로는,입력 단자와 복수의 출력 단자들을 갖는 시프트 레지스터와,복수의 가산소자들로서, 상기 복수의 가산소자들 각각은 상기 시프트 레지스터의 각 출력 단자와 상기 시프트 레지스터의 입력 단자에 접속된 입력 단자를 가지며, 상기 복수의 가산소자들 각각은 출력 단자를 갖는, 상기 복수의 가산소자들과,복수의 스위칭 회로소자들로서, 상기 복수의 스위칭 회로소자들 각각은 상기 복수의 가산소자들 중 각 가산소자의 출력 단자에 접속된 입력 단자를 갖는, 상기 복수의 스위칭 회로소자들을 포함하는, 전자 장치.
- 제 12항에 있어서, 상기 복수의 스위칭 회로소자들은 마이크로컴퓨터를 통해 제어되는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 가속 감응센서는 가속도계(accclerometer)로서 적어도 소정의 기간 동안 동작할 수 있는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 공진회로는 조정가능한 폐루프 이득(closed-loop gain)을 갖는, 전자 장치.
- 제 15항에 있어서, 상기 폐루프 이득의 조정은 스위칭 가능한 전압 분주기에 의해 달성되고, 상기 전압 분주기는 카운터 모듈(counter module)에 의해 트리거되고, 상기 카운터 모듈은 4 비트 카운터를 포함하는, 전자 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 공진회로는 측정 동작 시에 저역 필터 성분으로서 커패시터를 포함하고, 상기 커패시터는 또한 테스트 동작 시에 온도 보상기, 위상 시프터, 및 귀환 소자로서 기능하는, 전자 장치.
- 제 11항에 있어서, 상기 클록 펄스 증배단은 클록 펄스 이중단(doubler stage)을 포함하는, 전자 장치.
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