KR100422889B1 - 자동차에서의측면충돌을감지하기위한압력변환기 - Google Patents

자동차에서의측면충돌을감지하기위한압력변환기 Download PDF

Info

Publication number
KR100422889B1
KR100422889B1 KR1019970705523A KR19970705523A KR100422889B1 KR 100422889 B1 KR100422889 B1 KR 100422889B1 KR 1019970705523 A KR1019970705523 A KR 1019970705523A KR 19970705523 A KR19970705523 A KR 19970705523A KR 100422889 B1 KR100422889 B1 KR 100422889B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
variable
signal
bridge
pressure transducer
Prior art date
Application number
KR1019970705523A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19980702128A (ko
Inventor
마르텐 스바르트
로렌쯔 파우
만프레트 프림베르거
아르눌프 핏취
Original Assignee
지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지멘스 악티엔게젤샤프트 filed Critical 지멘스 악티엔게젤샤프트
Publication of KR19980702128A publication Critical patent/KR19980702128A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100422889B1 publication Critical patent/KR100422889B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical 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
    • B60R21/0136—Electrical 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 actual contact with an obstacle, e.g. to vehicle deformation, bumper displacement or bumper velocity relative to the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/02—Arrangements for preventing, or for compensating for, effects of inclination or acceleration of the measuring device; Zero-setting means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/04—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges
    • G01L9/045—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of resistance-strain gauges with electric temperature compensating means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

압력 변환기는 압력 사상에 대한 관련 압력변화에 의해 결정되는 전기적 유효 신호(Un)를 전달한다. 낮은 주파수는 센서장치(1)의 출력신호(Ux)에서 변하는데, 상기 출력신호(Ux)는 주변압력에 의존하고 이러한 경우에 통합기능을 구비한 제어장치(2)에 의해 보상된다. 조정된 변수(Uy)로서 센서장치(1)의 감도는 주변압력(P0)에 반비례하는 방법으로 변화한다. 센서장치(1)의 출력신호(Ux)에서 고주파 압력 변화는 보상되지 않지만, 센서장치(1)의 가변 감도의 결과로서 상대적인 압력이 유효 신호(Un)를 변경하는 것처럼 결정하고, 상기 유효 신호(Un)는 추가로 압력 변환기의 보상 오류 및 온도의 영향으로부터 독립되어 있다.

Description

자동차에서의 측면 충돌을 감지하기 위한 압력 변환기 {PRESSURE TRANSDUCER, IN PARTICULAR FOR SENSING A LATERAL COLLISION IN A MOTOR VEHICLE}
공지된 압력 변환기(WO 94/11223-A1)는 특히 자동차의 측면 충돌의 경우에 자동차 측부의 캐비티(cavity)에서의 공기 압력을 감지하기 위한 센서로서 공기 압력 감지기를 사용하며, 측정된 공기 압력변화에 의해 결정되는 전기 유효 신호(electric useful signal)를 발신한다. 전자 시스템은 상기 유효 신호를 평가하고, 적절하다면 자동차의 제한장치를 트리거링한다.
이러한 압력 변환기의 유효 신호는 모호하다.
미국 특허공고 제 3 717 038호에는 가스 작동식 엔진에서 가스 유동을 결정하기 위한 압력 변환기가 개시되어 있다. 이 압력 변환기는 2개의 센서장치를 갖추고 있는데, 제 1 센서장치는 측정 파이프 내에서의 압력변화를 포착하고, 제 2 센서장치는 주변압력을 포착한다. 제 2 센서장치는 제어루프의 귀환라인에 배열되고, 상기 제어루프의 제어장치는 제어된 시스템을 작동시키는 것으로서 비례작용을 갖는다. 차동 증폭기는 두 센서장치의 출력신호로부터 제어 계차(controldifference)를 형성한다. 차동 증폭기의 출력신호는 변화가능하게 제어되어 제 2 센서장치에 공급되고 제 2 센서장치의 감도에 영향을 끼친다. 이러한 압력 변환기는 비교기(comparator)의 출력에서 주변압력과 관련하여 압력변화에 비례하는 신호를 전달한다.
상기 변환기는 상호 독립적인 서로 다른 압력 변수를 측정하는 2개의 센서장치가 필요하다. 그러나, 두 센서장치 중 어느 것도 주변압력 및 압력변화의 합인 전체 압력을 포착하지 못한다.
미국 특허 제 3 841 150호에서, 압력 변환기는 센서장치의 출력신호가 압력변화에 의해 좌우되는 것으로 제시되어 있다. 센서장치는 다이아프램(diaphragm)상의 두 피에조(piezo)저항 측정 저항기를 포함한다. 전원, 연산 증폭기(op-amp) 및 눈금보정(calibration) 저항기를 구비한 일정 전류 회로장치는 측정 저항기(measuring resistor)를 통해 일정한 전류를 흐르게 한다. 측정 저항기들에 걸린 전압들간의 전압차는 한편으로는 유효 신호로 사용되고 다른 한편으로는 센서장치의 선형성(linearity)을 증대시키기 위해 일정 전류 회로장치로 귀환된다.
본 발명은 청구의 범위 제 1항의 전제부에 기술된 압력 변환기에 관한 것이다.
도 1은 주변 공기압력에 따라, 측면 충돌시 자동차 도어에서의 시간당 전체 공기압력의 프로파일을 도시한 도면이다.
도 2는 주변 공기압력에 따라, 측면 충돌시 자동차 도어에서의 시간당 공기압력의 변화에 대한 프로파일을 도시한 도면이다.
도 3은 측면 충돌시 자동차 도어에서의 시간당 상대적인 공기압력 변화의 프로파일을 도시한 도면이다.
도 4는 압력 변환기의 제 1 블록선도를 도시한 도면이다.
도 5는 압력 변환기의 제 2 블록선도를 도시한 도면이다.
도 6은 압력 변환기의 제 3 블록선도를 도시한 도면이다.
도 7은 압력 변환기의 회로선도를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적은 공지된 압력 변환기의 결점을 개선한 것으로서, 특히 분포된 주변압력과는 별도의 유효 신호를 발신하는 압력 변환기를 제공하는 것이다.
압력 변환기가 자동차 내에서 사용될 때, 압력 변환기는 공기 압력의 변화, 즉 해발 고도 및 날씨 상태에 의해 좌우되는 신호를 전달한다. 따라서, 압력변화에 대한 신호의 형태는 측면 충돌, 예를들어, 또한 주변압력에도 의존하는, "급격한" 압력변화에 의해 발생된다.
따라서 압력 변환기를 전술한 바와 같이 사용하는 경우에, 압력 변환기의 유효 신호는 양적인 평가에 대해서만, 특히, 압력변화가 상대적인 방법(relative manner)으로 유효 신호 내에 들어갈 때, 제한 장치(restraining device)의 가동에 대해서만 적합하다.
본 발명의 상기 목적은 본 발명에 따른 특허청구의 범위 제 1항의 특징에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 특허청구의 범위의 종속항에서 특정된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
첫 도면에서 도면부호가 부여된 요소는, 이후의 다른 도면에서의 요소와 일치하는 경우, 그 도면에서도 동일한 도면부호를 갖는다.
압력 인가(event)에 의해 발생되는 압력변화(ΔP)는 분포되어 있는 주변압력(P0)으로부터 시작한다. 따라서, 전체 압력(P; 또한 절대압력)은 압력변화(ΔP) 및 주변압력(P0)의 합산으로 구성된다.
신호는 하기에서 변수의 시간 프로파일로 정의된다. 따라서, 전체 압력신호(P(t))는 압력변화 신호(ΔP(t)) 및 주변압력 신호(P0(t))의 합산으로 구성된다. 압력변화 신호(ΔP(t))는 압력 인가의 급격한 변화, 특히 측면 충돌 경우의 압력 급상승(surges)에 뒤따라 발생한다. 주변압력 신호(P0(t))는 주변압력(P0)의 느린 변화에 뒤따라 발생한다.
도 1내지 도 3의 설명에서, 모든 압력변수는 공기압력 변수(air pressure variable)이다. 그러나, 포착되는 압력변수는 다른 압력전달 매체로부터 측정될 수 있다.
자동차의 경우 측면 충돌시 측부가 파손된다면, 측부에서의 캐비티의 체적이 변화하며, 이에 따라 (도 1의) 캐비티의 전체 압력(P)이 변화한다. 전체 압력 측정을 위해 장착된 센서장치는 캐비티 내에 배열되므로, 상기 센서장치는 주변압력(P0)와 측면 충돌에 의해 발생된 압력변화(ΔP)의 합을 포착할 수 있다.도 2는 캐비티 내에 배열된 압력변화 측정을 위한 센서 배열에 의해 포착된, 약 25 ms 지속의 서지 신호(surge signal)인, 관련 압력변화 신호(ΔP(t))를 도시하고 있다. 충돌 몸체, 충돌각, 충돌속도 등에 대하여 정의된 충돌조건으로, 시간(t=0 ms)에서의 충돌에 따라, 캐비티 내에서의 압력변화(ΔP)는 500 mbar의 낮은 주변압력(P0)일 때는 최대 50 mbar이고, 1200 mbar의 높은 주변압력일 때는, 예를들어 최대 125 mbar이다. 즉, "측면 충돌"이라는 압력 인가에 의해 발생된 압력변화(ΔP)는, 모니터링되는 체적이 동일한 크기로 변했을 때, 주변압력이 상승되면 함께 상승한다. 주변압력(P0)에 관한 압력변화(ΔP)는, 주변압력(P0)을 변수로서 포함하지 않는 상대적인 압력변화이다. 도 3은 "측면 충돌"이라는 압력 인가에 관련된 상대적인 압력변화의 형태를 도시하고 있다. 주변압력(P0)은 각각의 경우에 전용 센서장치를 사용하여 포착되고, 상기 전용 센서장치는 측면 충돌에 의해 발생된 캐비티 내에서의 압력변화(ΔP)에 노출되지 않는다.
도 4에 따른 압력 변환기는 전기적 출력변수(Ux)를 전달하는 센서장치(1)를 포함한다. 센서장치(1)는 적분동작(integrating behavior)에 의해 제어장치(2)의 조정된 변수(Uy)에 의해 작동된다. 제어장치(2)는 비교기(comparator;21), 적분기(integrator;22) 및 작동기(actuator;23)를 포함한다. 비교기(21)는 설정값(Uw) 및 센서장치(1)의 출력변수(Ux)로부터 제어장치(2)의 제어 계차(Uxd)를 산출한다. 유효 변수(Un)는 센서장치(1)의 출력변수(Ux)로부터 유도된다. 센서장치(1) 및 제어장치(2)는 단일 루프, 폐쇄된 제어 루프를 형성한다.
센서장치(1)는 전체 압력신호(P(t))를 전체 압력(P)에 의존하는 전기 출력신호(Ux(t))로 변환시킨다. 압력신호(P(t))와 유사한 방법으로, 센서 유닛(1)의 출력신호(Ux(t))는 또한 2개의 신호 인자, 즉 주변압력 신호(P0(t)) 및 센서장치(1)에 민감한 변수(Ux(t))에 의해 결정되는 저주파의 기본 신호(Ux0(t))와, 압력변화 신호(ΔP(t)) 및 센서장치(1)의 감도에 의해 결정되는 고주파의 정보 신호(UxΔ(t))를 갖는다.
이와 같이, 제어 계차 신호((Uxd(t))는 또한 2개의 신호 인자, 즉 기본 신호(Ux0(t))－설정값(Uw)으로 결정되는 기본 계차 신호(Uxd0(t))와, 정보신호((UxΔ(t))와 동일한 정보 계차 신호(UxdΔ(t))를 갖는다.
적분기(22)의 적분 시간 상수(integration time constant)는 포착된 압력변화 신호(ΔP(t))의 기본 진동(fundamental oscillation)의 주기 보다 2배수 혹은 그 이상의 배수(two times or more) 만큼 더 크다. 즉, 적분기(22)는 저역 필터(low-pass filter)로서 작동하고 고주파 정보 계차(UxdΔ)가 아니라 저주파 기본 계차(Uxd0) 만을 합산한다. 상기 배수가 크면 클수록, 적분기(22)의 출력신호에 관한 고주파 정보 계차(UxdΔ)의 영향은 더욱 적어진다. 적분기(22)에 의해 합산된 기본 계차(Uxd0)는 작동기(23)를 통해 센서장치(1)의 감도를 결정한다.
자동차의 측면 충돌시 압력변화 신호(ΔP(t))의 기본 주파수는 약 35 내지 50 Hz이다. 적분 주파수(integration frequency)는 바람직하게는 2 내지 3 Hz이다. 1 내지 5 Hz의 적분 주파수를 사용하여, 10 Hz로부터 시작하는 기본 주파수를 갖는 압력변화 신호(ΔP(t))가 탐지될 수 있다.
따라서, 제어 루프는 특히 센서장치(1)의 출력변수(Ux)의 구성인자로서 주변압력의 변화에만 의존하는 저주파 기본 변수(Ux0)를 설정값(Uw)까지 제어하고, 만일 주변압력(P0)이 상승하거나 또는 하강하는 경우, 이와 함께 상기 센서장치(1)의 기본변수(Ux0)가 상승 또는 하강하면, 센서장치(1)의 감도는 설정되는 부(negative)-정(positive) 기본 계차(Uxd0) 때문에 감소 또는 증가될 것이다. 즉, 제어 루프의 천이 반응시간 후, 짧게 상승 또는 하강된 기본 변수(Ux0)는 설정값(Uw)까지 다시 한번 하강 또는 상승한다.
증가된 또는 감소된 주변압력(P0)과 함께, 압력변화(ΔP)는 또한 (도 2에 도시된) 압력 인가에 관련하여 상승/하강하고, 이와 함께 센서장치(1)의 출력변수(Ux)의 구성인자로서 정보변수(UxΔ)가 상승 또는 하강한다. 정보변수(UxΔ)의 이러한 증가 또는 감소는, 제어장치(2)의 기본 변수(Ux0)를 설정값(Uw)으로 조정함에 따라 실행되어진, 전술한 센서장치(1) 감도의 감소 또는 증가에 의해 보상된다. 즉, 압력 변환기는 주변압력(P0)에 의존하는 압력변화 신호(ΔP(t))를, 주변압력(P0)에 대해 독립된 정보신호(UxΔ(t))로 변화시키는데, 기본 변수(Ux0)를 설정점(Uw)에 맞춤으로써 센서장치(1)의 감도가 주변압력(P0)에 반비례하는 방법으로 변화된다. 따라서, 정보변수(UxΔ)는 상대적인 압력변화에 의해 결정된다.
다음으로 정보변수(UxΔ)에 의해 결정되는 유효 변수(Un)는 센서장치(1)의 출력에서 직접 유도될 수 있으나, 늦어도, 제어루프의 작용방향으로, 비교기(21)의 출력 또는 적분기(22)의 입력에서 유도 가능하다. 만일 유효 변수(Un)가 센서장치(1)의 출력에서 직접 유도된다면, 그것은 센서장치(1)의 기본변수(Ux0)와 등가인 제 1 신호인자를 가지며 따라서 준상수(quasiconstant)이다. 즉, 주변압력(P0)의 느린 변화는, 제어루프의 천이 반응시간이 주변압력(P0)에서의 시간변화와의 관계에서 짧기 때문에, 폐쇄된 제어 루프내에서 기본신호(Ux0(t))가 0으로부터 벗어남이 매우 미미하다. 유효 변수(Un)의 제 2 신호인자는 정보변수(UxΔ)와 동일하다. 만일 유효 변수(Un)가 제어 계차(Uxd)로부터 유도된다면, 유효 변수(Un)는 오직 정보 변수(UxΔ)/정보 계차(UxdΔ)에 의존하고, 추가 상수없이 상대 압력변화를 재생산한다.
도 5에 따른 압력 변환기의 블록선도는 제어장치(2)의 제어 계차(Uxd)로부터 유효 변수(Un)를 유도하는 것을 도시한 것이다. 측정 증폭기(3)에 의해 증폭된 제어 계차(Uxd)는 트리거 프로세서(trigger processor; 5)의 입력부에 유효 변수(Un)로서 존재한다.
상기 압력 변환기가 측면 충돌을 감지하기 위해 사용될 때, 유효 신호는 충분히 잘 알려진 방법에 따라 트리거 프로세서(5)에 의해 평가된다. 즉, 트리거 프로세서(5)가 유효 변수(Un)를 임계값과 비교하여 이 유효 변수(Un)가 임계값을 초과한다면, 예를들어 자동차의 측면 에어백을 작동시킨다. 유효 변수(Un)는 또한 우선적으로 적분될 수 있고 이어서 시간-가변적인 임계값과 비교될 수 있다.
또한, 도 5에 따른 본 발명의 예시적인 실시예는 후방 압력 변환기에서 가능한 에러 소스를 고려한다. 즉, 후방 센서장치(1)의 출력변수(Ux)는 기본 변수(Ux0) 및 정보 변수(UxΔ)에 추가하여, 구성요소-유도 오프셋 변수(offset variable;Uos)를 포함하고, 상기 오프셋 변수(Uos)는 일정한 오프셋 변수(Uosk) 및 동적인 오프셋 변수(Uosd)로 구성될 수 있으며, 그 목적은 센서장치(1) 및 비교기(21)의 오프셋 및 공동 모드 에러에 있다. 도 4에 따른 구성의 경우에, 내재(implicit) 오프셋 변수(Uos)를 구비한 기본 변수(Ux0)는 설정값(Uw)으로 제어되고, 이로써 센서장치(1)의 기본 변수(Ux0)가, 제어에도 불구하고, 특히 센서장치(1)가 동적인 오프셋 변수(Uosd)를 갖는 경우, 약간의 변수값을 취할 수 있다. 내재 오프셋 변수(Uos)를 구비한 기본 변수(Ux0)는 설정값(Uw)에 오프셋 변수(Uos)를 더한 값으로 제어된다.
설정값(Uw) 및 일정한 오프셋 변수(Uosk)는 압력 변환기의 위임(commissioning) 전에 결정되고, 마이크로프로세서(4)의 판독-전용 메모리(ROM) 내에 저장된다. 만일 동적인 오프셋 변수(Uosd)가 센서장치(1)의 감도에 의해 결정된다면, 그것은 조정된 변수(Uy)의 작용으로서 마이크로프로세서(4)에 의해 연속 재산출되며 설정값(Uw) 및 일정한 오프셋 변수 인자(Uosk)에 추가된다.
도 6에 따른 본 발명의 실시예에서, 측정 증폭기(3)는 제어장치(2)의 구성인자 부분이고 제어 계차(Uxd)를 증폭시킨다.
도 5에 따라, 제어장치(2)의 외부에 있는 측정 증폭기(3)의 배열과 센서장치(1)의 정보 변수(UxΔ) 또는 정보 계차(UxdΔ)를 대조함으로써, 기본 계차(Uxd0)의 제로(zero)로부터의 편차가 또한 증폭되는데, 이 편차는 주변압력에 의해 유발되는 기본 변수(Ux0)에서의 변화로부터 초래되고, 적분기(22)에서 증가된 출력신호와 연관된다. 작동기(23)의 전달 특성의 기울기를 감소시킴으로써, 적분기(22)의 증가된 출력신호가 고려된다. 유효 변수(Un)는 측정 증폭기(3)의 출력에서 유도된다.
측정 증폭기(3) 및 적분기(22)는 하나의 작동점(Uap)에서 작동된다. 이 경우에, 설정값(Uw)은, 제어 계차(Uxd)가 정상 상태(steady-state)에서 작동점(Uap)과 동일하게 되는 방식으로 설정된다.
측정 증폭기(3) 내의 오프셋 오류는 그 출력변수가 그 오프셋 변수와 비교하여 더 크기 때문에 무시해도 좋다.
도 7은 도 6에 따른 구성의 실제 회로소자를 도시한 것이다.
센서장치(1)는 압력-의존 저항기(111)를 구비한 센서를 갖는데, 이 압력-의존 저항기(111)는, 브리지 감도, 브리지 공급 전류(Ib)/전압(Ub) 및 브리지 대각 전압(bridge diagonal voltage)(Ud=U8-U4)을 갖는 휘트스톤 저항 측정 브리지(Wheatstone resistance measuring bridge: 11)내에 배열된다. 센서는 전체 압력(P)을 압력-의존 저항기(111)의 저항값으로 대략 선형적으로 변환시킨다. 이를 위하여, 센서는 다이아프램에 의해 진공상태로 밀폐된 챔버를 갖춘 측정 셀을 갖는다. 센서의 압력 의존 저항기(111)는 피에조 저항 원리에 따라 작동하는 반도체 스트레인 게이지이다. 특히, 반도체 스트레인 게이지 및 다이아프램은 단일체로 통합될 수 있다.
저항 측정 브리지(11)의 감도는 특히, 4개의 압력-의존 저항기(111)를 구비한 완전 브리지(full bridge)인 저항 측정 브리지(11)에 의해 증가된다. 저항 측정 브리지(11)의 큰 브리지 오프셋(Soff)은 단자(GLK1/GLK2)를 통해 마이크로프로세서 하에서 예비보상될(precompensated) 수 있다.
센서장치(1)의 출력변수(Ux)는 저항 측정 브리지(11)의 브리지 대각 전압(Ud=U8-U4)에 의해 그리고 전체 압력(P), 브리지 감도, 브리지 공급 전류(Ib)/전압(Ub) 및 2개의 차동 증폭기(12 및 13)의 공동 이득 인자(common gain factor)(Ⅴ)에 의해 결정된다. 센서장치(1)의 감도는 브리지 감도, 브리지 공급 전류(Ib)/전압(Ub) 및 공동 이득 인자(V)에 의해 결정된다. 차동 증폭기(12 및 13)는 제어 계차(Uxd)를 형성하기 위해 저항 측정 브리지(11)의 전위(U4및 U8), 설정값(Uw) 및 오프셋 계차(Uos)의 균형(balance)을 산출하고, 상기 제어 계차(Uxd)는 차동 증폭기(12)의 출력에 존재한다. 따라서, 차동 증폭기(12 및 13)는 또한 비교기(21)의 기능을 대신한다. 저항기(121 및 132, 122 및 133)는 설정값(Uw) 및 오프셋 변수(Uos)가 1의 이득을 가진 제어 계차(Uxd)로 들어가도록 하기 위하여, 여러 쌍의 동일값을 갖는다. 제어 계차(Uxd)는 각각의 경우 설정값(Uap)에 관하여, 측정 증폭기(3)에 의해 증폭되고 적분기(22)에 의해 합산된다. 적분기(22)의 출력신호는 전류원(current source;231)을 작동기(23)로서 구동시키고, 상기 작동기(23)는 저항 측정 브리지(11)에 대해 브리지 공급전류(Ib)를 전달하고 이에 따라 센서장치(1)의 감도를 결정한다. 작동기(23)는 또한 브리지 공급 전압(Ub)을 전달하는 전원일 수 있다. 적분기(22)는 또한 마이크로프로세서의 형태로 실행될 수 있다. 측정 증폭기는 유효 변수(Un)를 전달한다.
만일 작동기(23)가 제어된 전류원(231)이고 저항 측정 브리지(11)가 단락된 회로를 가지면, 브리지 공급 전압(Ub)은 붕괴(break down)된다. 브리지 공급전압(Ub)에서의 이러한 변화가 주변압력(P0)에서의 급격한 변화로서 잘못 해석되지 않게 하고 바르게 조정되도록 하기 위하여, 급격한 변화에 대한 마이크로프로세서 제어하에서 브리지 공급 전압(Ub)이 모니터링된다. 즉, 저항 측정 브리지(11) 내의 단락된 회로는 오류 메시지를 발생시킨다. 만일 작동기(23)가 제어된 전원이라면, 급격한 변화에 대한 브리지 공급전류(Ib)의 모니터링이 또한 가능할 것이지만, 이것에 대한 전류 측정이 필요하기 때문에 실행하기에 더욱 복잡하다.
센서장치(1)의 일정한 오프셋 변수(Uosk)는 그들의 공동 이득 인자(V)를 가진 차동 증폭기(12 및 13)의 공동 증폭기 오프셋(Voff)의 발생에 의해 결정된다. 증폭기 오프셋(Voff)을 결정하기 위하여, 주변압력(P0) 만을 포착하는 압력 변환기에서 제 1 설정값(Uw1)이 설정된다. 적분기(22)의 제어 범위내에 놓여 있고 설정되는 브리지 공급 전압(Ub)은 제어 루프의 천이 반응시간 이후에 측정된다. 제 1 설정값(Uw1)으로부터 가능한 한 심하게 벗어난 소정의 제 2 설정값(Uw2)은 제 2 브리지 공급 전압(Ub2)을 발생시킨다. 증폭기 오프셋(Voff)은 다음 규칙에 따른 측정 변수로부터 산출된다.
Voff*V=((Uw2*Ub1-Uw1*Ub2)/(Ub1-Ub2))-Uap.
센서장치(1)의 동적인 오프셋 변수(Vosd)는 차동 증폭기(12 및 13)의 공동 이득 인자(V)와 저항 측정 브리지(11)의 브리지 오프셋(Soff)의 곱에 의해 결정된다. 브리지 오프셋(Soff)은 또한 차동 증폭기(12 및 13)의 공동 모드 에러를 고려한다. 브리지 오프셋(Soff)을 결정하기 위하여, 압력 변환기는 최대 전체압력(P3)을 갖는 전체 압력 서지신호(P3(t))를 포착한다. 브리지 공급전압(Ub3), 설정값(Uw3) 및 설정되는 유효 변수(Un3)의 값이 측정된다. 기준 압력 변환기는 주변압력(P0)에 관련하여, 전술된 압력 서지 신호(P3(t))로부터 최대의 압력변화(ΔP3=P3-P0)를 결정한다. 이어서, 브리지 오프셋(Soff)은 다음 규칙에 따른 측정 변수로부터 산출된다.
Soff*V=(Uw3-Uap-Voff*V-Un3*(P3-P0)/V1*P0)/Ub3,
상기 V1은 측정 증폭기(3)의 이득 인자이다. 더욱이, 브리지 오프셋(Soff)을 결정하기 위하여, 압력 변환기는 정적인 제 1 전체 압력(P4)에 의해 작동될 수 있다. 설정되는 브리지 공급 전압(Ub4)이 측정된다. 마찬가지로, 브리지 공급 전압(Ub5)은 압력 변환기가 정적인 제 2 전체 압력(P5)에 노출될 때 측정되고, 상기 제 2 전체 압력(P5)은 제 1 전체 압력(P4)보다 작다. 이어서, 브리지 오프셋(Soff)은 다음 규칙에 따른 측정변수로부터 산출된다.
Soff*V1=2*(P5*Ub5-P4*Ub4)/(Ub5*Ub4*(P5-P4)).
압력 변환기의 위임 전에, 설정값(Uw)은 제어 계차(Uxd)가 작동점(Uap)의 값을 취하는 방식으로 설정된다. 균등화(equalization)는 임의의 주변압력에서 실행할 수 있고 다음 규칙에 따른다.
Uxd=Uap=Uw+Uosk+Uosd.
이때, Uosk=Voff*V 이고 Uosd=Soff*V*Uy.
특히, 압력 변환기는 유효 신호에서 장애 변수(disturbance variable) 및 오류가 모두 자동적으로 조정되고: 저항 측정 브리지(11) 및 차동 증폭기(12 및 13)의 온도-의존 증폭 오류, 다이아프램에서의 누설의 결과로서 센서의 감도가 손실되는,가 마찬가지로 보상된다는 장점이 있다. 센서장치에서 내구력(tolerance)을 받는 저항기에 의한 오류가 보상된다. 또한, 이러한 제어 덕분에, 유효 변수(Un)의 양적인 평가 목적에서는 센서의 감도에 대한 지식이 더 이상 필요하지 않다.

Claims (10)

  1. 압력신호를, 가변-감도 센서장치(1)의 출력신호(Ux(t))에 의해 결정되는 전기적인 유효 신호(Un(t))로 변환시키고,
    상기 센서장치(1) 및 제어장치(2)가 단일 루프식 제어 루프를 형성하고,
    상기 제어장치(2)의 제어 계차(Uxd)가 상기 센서장치(1)의 출력신호(Ux(t)) 및 설정값(Uw)에 의해 결정되는, 자동차에서 측면 충돌을 감지하기 위한 압력 변환기에 있어서,
    상기 센서장치(1)의 상기 출력신호(Ux(t))는 측정된 전체압력(P)에 의해 결정되고,
    상기 센서장치(1)의 감도는 상기 제어장치(2)의 조정된 변수(Uy)에 의해 좌우되며,
    상기 제어장치(2)가 적분 기능을 갖추고 있으며, 상기 제어장치(2)의 적분 시간 상수는 압력신호(P(t))의 급속한 변화(ΔP)의 기본 진동 주기보다 2배수 혹은 그 이상의 배수만큼 더 큰 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어 계차(Uxd)는 상기 압력 변환기의 구성요소의 공동-모드 에러 및 오프셋에 의해 결정되는 오프셋 변수(Uos)를 상기 설정값(Uw)에 더한 것에 의해 좌우되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 오프셋 변수는 일정한 오프셋 변수(Uosk), 및, 상기 제어장치(2)의 조정된 변수(Uy)에 의해 결정되는 동적인 오프셋 변수(Uosd)에 의해 좌우되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어장치(2)의 적분 시간 상수는 압력신호(P(t))의 급속한 변화(ΔP)의 기본 진동 주기보다 4배수 혹은 그 이상의 배수만큼 더 큰 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 센서장치(1)는 전체압력(P)을 측정하기 위해 압력-의존 저항기(111)를 구비한 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 센서의 압력-의존 저항기는 저항 측정 브리지(11) 내에 배열되고, 상기 저항 측정 브리지(11)의 브리지 공급 전류(Ib)/전압(Ub)은 제어장치(2)의 조정된 변수(Uy)에 의해 결정되고, 상기 센서장치(1)의 출력신호(Ux)는 상기 저항 측정 브리지(11)의 브리지 대각 전압(Ud)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  7. 제 6항에 있어서, 2개의 차동 증폭기(12 및 13)가 브리지 대각 전압(Ud), 설정값(Uw) 및 오프셋 변수(Uos)의 균형을 산출하고, 상기 오프셋 변수(Uos)는 저항 측정 브리지(11)의 브리지 오프셋(Soff), 차동 증폭기(12 및 13)의 공동 증폭기 오프셋(Voff) 및, 제어장치(2)의 조정된 변수(Uy)에 의해 좌우되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 제어장치는 적분기(22)를 갖추고 있고, 상기 제어 계차(Uxd)는 측정 증폭기(3), 적분기(22)의 입력 변수 및, 증폭된 제어 계차로부터 유도된 유효 변수(Un)에 의해 증폭되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 측정 증폭기(3) 및 적분기(22)는 하나의 작동점(Uap)을 가지고 있고, 상기 제어 계차(Uxd)는 상기 작동점(Uap)의 값을 취하는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제어장치(2)의 조정된 변수(Uy)는, 상기 조정된 변수(Uy)가 갑자기 변할 때 경고 신호를 발하는 마이크로프로세서에 의해 모니터링되는 것을 특징으로 하는 압력 변환기.
KR1019970705523A 1995-02-17 1996-02-12 자동차에서의측면충돌을감지하기위한압력변환기 KR100422889B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19506014A DE19506014C2 (de) 1995-02-17 1995-02-17 Druckmeßumformer, insbesondere zur Sensierung einer Seitenkollision bei einem Kraftfahrzeug
DE19506014.8 1995-02-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980702128A KR19980702128A (ko) 1998-07-15
KR100422889B1 true KR100422889B1 (ko) 2004-06-16

Family

ID=7754660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970705523A KR100422889B1 (ko) 1995-02-17 1996-02-12 자동차에서의측면충돌을감지하기위한압력변환기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5974892A (ko)
EP (1) EP0809793B1 (ko)
JP (1) JP3816105B2 (ko)
KR (1) KR100422889B1 (ko)
DE (2) DE19506014C2 (ko)
WO (1) WO1996025651A1 (ko)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19647408C1 (de) * 1996-03-21 1997-11-13 Siemens Ag Druckaufnehmer
DE19830835C2 (de) * 1998-07-09 2000-04-27 Siemens Ag Verfahren und System zum Auslösen eines Rückhaltemittels, insbesondere zum Seitenaufprallschutz, in einem Fahrzeug
DE10062427B4 (de) * 2000-12-14 2005-10-27 Conti Temic Microelectronic Gmbh Anordnung zur Aufprallerkennung für ein Fahrzeug
DE10210925A1 (de) * 2002-03-13 2003-10-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Drucksensors
JP2006306155A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Denso Corp 車両用衝突検知システム
JP2006306160A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Denso Corp 車両用衝突検知システム
JP4662137B2 (ja) * 2005-06-03 2011-03-30 株式会社デンソー 車両の衝突判定方法
JP4569410B2 (ja) * 2005-07-29 2010-10-27 株式会社デンソー 車両用側面衝突検出装置
JP2007137333A (ja) * 2005-11-21 2007-06-07 Denso Corp 車両用乗員保護装置
JP4893053B2 (ja) * 2006-03-24 2012-03-07 株式会社デンソー 物理量検出装置
JP4670709B2 (ja) * 2006-03-31 2011-04-13 株式会社デンソー 車両用衝突検知システム
DE102008001393A1 (de) 2008-04-25 2009-10-29 Robert Bosch Gmbh Luftdrucksensor zur Aufprallerkennung
JP2009300364A (ja) * 2008-06-17 2009-12-24 Denso Corp 側面衝突検出装置
DE102009000196A1 (de) 2009-01-14 2010-07-15 Robert Bosch Gmbh Bremsscheibe
US20100179731A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-15 Ford Global Technologies, Llc System and method for performing vehicle side impact sensing with unit area impulse technique
JP4716145B2 (ja) 2009-02-25 2011-07-06 株式会社デンソー 車両用衝突検知装置
DE102009034419B4 (de) * 2009-07-23 2016-09-29 Siemens Aktiengesellschaft Feldgerät zur Prozessinstrumentierung
DE102012018214B4 (de) * 2012-09-14 2014-04-30 Audi Ag Kraftfahrzeug mit einer Insassenschutzeinrichtung

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3717038A (en) * 1971-04-30 1973-02-20 Gen Electric Direct current pressure ratio circuit
US3841150A (en) * 1973-11-02 1974-10-15 Honeywell Inc Strain gauge transducer signal conditioning circuitry
US4190796A (en) * 1977-06-02 1980-02-26 Tokyo Shibaura Electric Company, Limited Pressure detecting apparatus having linear output characteristic
US4414853A (en) * 1981-08-10 1983-11-15 The Foxboro Company Pressure transmitter employing non-linear temperature compensation
US4598381A (en) * 1983-03-24 1986-07-01 Rosemount Inc. Pressure compensated differential pressure sensor and method
DE3427743A1 (de) * 1984-07-27 1986-02-06 Keller AG für Druckmeßtechnik, Winterthur Verfahren zur temperaturkompensation und messschaltung hierfuer
DE3908795A1 (de) * 1989-03-17 1990-09-20 Bosch Gmbh Robert Verfahren und vorrichtung zur messung einer mechanischen verformung
US5287748A (en) * 1992-05-01 1994-02-22 Pitney Bowes Inc. Method and apparatus for changing the sensitivity of a transducer
US5329818A (en) * 1992-05-28 1994-07-19 Rosemount Inc. Correction of a pressure indication in a pressure transducer due to variations of an environmental condition
EP0667822B1 (de) * 1992-11-11 1997-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Steuereinheit mit einem luftdruckdetektor für ein insassenschutzsystem eines fahrzeuges
DE9215382U1 (de) * 1992-11-11 1994-03-17 Siemens Ag In einem Fahrzeug angebrachter Schalldetektor

Also Published As

Publication number Publication date
EP0809793A1 (de) 1997-12-03
JPH11500218A (ja) 1999-01-06
JP3816105B2 (ja) 2006-08-30
DE19506014A1 (de) 1996-08-22
EP0809793B1 (de) 1999-10-27
DE59603486D1 (de) 1999-12-02
KR19980702128A (ko) 1998-07-15
DE19506014C2 (de) 1998-05-20
US5974892A (en) 1999-11-02
WO1996025651A1 (de) 1996-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100422889B1 (ko) 자동차에서의측면충돌을감지하기위한압력변환기
JP4008044B2 (ja) センサブリッジの機能監視方法および機能監視用回路装置
US7530274B2 (en) Apparatus for providing an output proportional to pressure divided by temperature (P/T)
JP4103280B2 (ja) 力学量センサ装置
WO1990005289A1 (en) Self-zeroing pressure signal generator
JP3628711B2 (ja) 圧力変換器出力を線形化する回路を備えたエアデータ測定システム
JP2002311045A (ja) 加速度センサ
US5965807A (en) Sensor device with a self adjustor for eliminating abnormal sensitivity
US20230314260A1 (en) Method for Monitoring the Function of a Capacitive Pressure Measuring Cell
US10001424B2 (en) Physical quantity detector
JP3421245B2 (ja) 発熱抵抗体式空気流量測定装置
US20040010389A1 (en) Physical quantity detection equipment
US5903855A (en) Acceleration sensor
JP4517490B2 (ja) センサ装置
JP2730152B2 (ja) 圧力・温度複合検出装置
US6549138B2 (en) Method and apparatus for providing detection of excessive negative offset of a sensor
US6810745B2 (en) Temperature dependent sensitivity compensation structure of sensor
JP4711248B2 (ja) センサの過剰な負のオフセットを検出するための方法および装置
JP4352555B2 (ja) 圧力センサ
US20240102873A1 (en) Notification Sensor Arrangement for a Differential Pressure Sensor and a Method for Outputting a Sensed Warning Signal
US20240011857A1 (en) Measuring arrangement and method for operating a measuring arrangement
JP2905131B2 (ja) 絶対圧測定装置
JP3289381B2 (ja) 電空変換器
JPH1096675A (ja) 温度補償回路及び温度補償方法
US5698770A (en) Method and apparatus for trimming gain of an accelerometer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090227

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee