KR100673665B1 - 자동차용 승객 보호 시스템의 적어도 하나의 점화 캡의 저항 및 누설 전류를 측정하기 위한진단회로 및 이에 대응하는 승객 보호 시스템 - Google Patents

자동차용 승객 보호 시스템의 적어도 하나의 점화 캡의 저항 및 누설 전류를 측정하기 위한진단회로 및 이에 대응하는 승객 보호 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 전기 부하, 특히 자동차용 보호 시스템의 점화 캡 및 대응하는 구조의 자동차용 보호 시스템의 저항 및 누설 전류를 측정하는 진단 회로에 관한 것이다.
전력 공급기(1, 3 및 36)에 의해 저항 측정 회로(13 및 30) 및 누설 전류 측정 회로(14 내지 16)로 미러링 되는 전류가 단부로 공급되는 부하의 저항 값 및 누설 전류는 동시에 측정될 수 있다. 이는 하나의 멀티플렉서를 통해 연결된 단이 측정 회로에 의해 복수의 부하의 신속하고 정밀한 측정을 가능케한다. 점화 트랜지스터는 상이한 ASIC 사이에 배치되며 복수의 점화 캡에 대해 공동으로 배치된다.

Description

자동차용 승객 보호 시스템의 적어도 하나의 점화 캡의 저항 및 누설 전류를 측정하기 위한 진단회로 및 이에 대응하는 승객 보호 시스템{DIAGNOSTIC CIRCUITRY FOR MEASURING THE RESISTANCE AND LEAKAGE CURRENT OF AT LEAST ONE ELECTRIC CONSUMER, ESPECIALLY A PRIMER IN A MOTOR VEHICLE PASSENGER PROTECTION SYSTEM, AND A PASSENGER PROTECTION SYSTEM FITTED THEREWITH}
본 발명은 자동차 구속 시스템(restraint system)의 적어도 하나의 전기 부하, 특히 점화 캡(firing cap)의 저항 및 누설 전류를 측정하기 위한 진단 회로에 관한 것이다.
점화 캡 형태의 전기 부하 때문에 점화 캡의 올바른 기능을 보장하기 위해 진단 목적으로 저항 및 누설 전류를 종종 측정할 필요가 있다. 이러한 진단은 예를 들어 자동차 시동을 걸 때, 정기적으로 또는 비정기적으로 실행될 수 있다. 진단 동안 점화 캡 저항이 허용가능 범위를 벗어난 경우 및/또는 허용 불가한 누설 전류가 발생한 경우에는 장애 메시지가 즉시 나타날 수 있으며, 및/또는 점화 캡을 구동하기 위한 구동 파라미터(구동 전압, 구동 전류, 구동 시간)가 필요한 경우 조정될 수 있다.
진단 측정 동안, 점화 캡 저항 및 점화 캡 누설 전류가 통상 차례로 측정된다. 그러나, 현대의 자동차 구속 시스템에 종종 있는 바와 같이 복수의 점화 캡이 제공된 경우에는, 긴 주기의 시간이 모든 점화 캡을 테스트 하기 위해 요구된다.
DE 196 38 393 C1은 청구항 제 1항의 전제부에 청구된 대로 진단회로를 개시하며, 청구항 1항에서는, 테스트될 점화 캡이 광대역 방식으로 구동되는 파워 소오스에 의해 제공되며, 점화 캡에 걸리는 전압 강하는 또한 광대역 방식으로 제공되는 상관기(correlator)로 스위칭 소자를 통해 제공된다. 누전을 측정하기 위해, 추가적인 별도의 파워 소오스가 접지에 대한 누설 전류 또는 배터리 전압을 측정하기 위해 제공될 수도 있다.
US 5 640 095에는 스위칭 포인트의 누설 저항을 측정하기 위한 회로가 개시되어 있는데, 여기서 테스트 전류는 스위칭 포인트에 제공되며, 스위칭 포인트에서 발생한 전압이 검출된다. 2극 누설 저항을 측정하기 위해, 반대 방향의 두 측정 전류가 스위칭 포인트에 제공될 수도 있다.
EP-A 0 486 114는 누설 전류 및 연속성에 관한 전기 회로를 테스팅하기 위한 장치를 개시하며, 상기 회로는 브랜치에 동일한 전류가 공급되는 브리지 회로의 일부이다. 누설 전류를 검출하기 위해, 브리지 전압이 계산된다.
본 발명은 신속하게 실행될 수 있는 정밀한 진단을 가능하게 하는 진단회로를 제공하는 것에 기초한다.
본 목적은 청구항 제 1항에 설명된 특징들에 의해 달성된다.
게다가, 본 발명은 청구항 제 9항 또는 10항에 청구된 바와 같은 자동차용 승객 보호 시스템을 제공한다.
본 발명의 유리한 실시예는 종속항에서 설명된다.
본 발명에 따른 진단회로에서, 적어도 하나의 부하, 특히 점화 캡에서의 전기 저항 및 누설 전류는 바람직하게 적어도 부분적으로 독립하여 실시된 검출회로에 의해 측정된다. 이러한 측정은 동시에 실행될 수 있다. 따라서, 저항 및 누설 전류를 측정하기 위해 필요한 모든 시간 간격은 대단히 짧다. 특히, 만일 테스트될 복수의 부하가 10개 이상의 점화 캡 회로일 경우, 필요한 모든 진단 시간 간격은 상당히 단축될 수 있다. 누설 전류의 동시 측정 동안, 전류 측정에 기초한 저항 측정 결과는 측정 정밀도가 증가하여, 추가적으로 즉시 수정될 수 있다.
누설 전류 측정은 입력측에 제공되는 전류와 출력측에서 측정되는 전류 사이의 상이한 형태에 의해 쉽게 측정될 수 있다. 이러한 차동 전류는 바람직하게 탭에서 누설 전류를 나타내는 전압을 발생시키는 저항 전압분배기에 의해 검출된다. 여기서, 서로 연결되며 점화 캡에 공급되거나 점화 캡으로부터 흐르는 전류를 시뮬레이팅하는 두 전력 공급기가 제공된다. 이러한 전력 공급기들 사이의 접속 포인트는 누설 전류 측정 회로, 바람직하게는 저항 전압분배기에 연결될 수 있다. 저항 전압분배기는 접속 포인트에서 발생하는 측정 전류가 저항 전압분배기에 공급되는 기준 전압과 누설 전류의 방향에 대해 의존하는 증가분 또는 감소분 사이에 놓이도록 보장한다. 그러나, 저항 전압분배기 대신에, 예를 들어 접지에 연결된 단일 저항을 제공하는 것도 가능하다. 이러한 경우, 누설 전류 측정 회로는 누설 전류의 방향에 의존하여 극성을 변화시킨다.
바람직하게, 특정 값에 대한 부하 단자에서 발생하는 전압을 조정하는 전압 조정기는 전력 공급기들 중 하나에 연결된다. 이런 식으로, 부하에서의 전류 및 전압 조건은 고정적으로 한정되며 이러한 단자에 연결된 전력 공급기는 다른 부하 단자에 연결된 전력 공급기와는 대조적으로 인가 전류에 의해서가 아닌 인가 전압에 의해 제어된다. 실시예에서, 전압은 가변성이므로, 그 결과로 예를 들어, 상이한 전위 값으로 누설 전류를 반복하여 측정하는 것이 가능하다. 이런 식으로, 접지와 공급 전압 사이의 전위 값에 대한 누설 저항은 신뢰성 있게 검출된다.
진단 회로는 바람직하게 자동차용 승객 보호 시스템, 특히 에어백 시스템에 사용되며, 구속 시스템의 제어 유닛에 직접적으로 사용될 수 있다. 이는 짧은 과도 현상 회복 시간으로 신속한 진단을 가능하게 한다.
바람직하게, 정확하게 시뮬레이팅하거나 또는 고정된 비례관계를 사용하며, 파워 소스를 별도의 단자를 통해 저항 측정 회로 및 누설 전류 측정 회로에 전도시키는 전력 공급기(전류 미러 회로)가 제공되며, 바람직하게 파워 소스에 의해 인가되는 전류가 진단 동안 점화 캡을 통해 흐른다. 이는 점화 캡을 통해 실질적으로 흐르는 전류에 영향을 미치거나 왜곡함이 없이 전류 측정을 하게 한다. 저항 및 누설 전류의 측정 동안 상호간의 바람직하지 않은 영향은 또한 전력 공급 단자에 의해 방지된다. 여기서, 바람직한 실시예에서, 저항 측정 회로 및 누설 전류 측정 회로에 공급된 전류는 예를 들어 점화 캡에 공급된 전류의 10분의 1과 같은 비율에 대응한다. 이런 식으로, 한편으론 점화 캡에 신뢰할 만한 진단을 위해 충분한 전류가 제공되며, 다른 한편으론 단지 작은 전류가 계산 동안 처리되는 것이 보장될 수 있다. 이러한 낮은 전류는 추가적으로 파워 유출이 낮아 계산 회로의 과도한 열적 하중이 없도록 보장한다. 추가로, 단지 낮은 전류가 생성되며 스위칭된다. 특히, 바람직하게 아날로그 방식인 멀티플렉서가 사용되어 복수의 점화 캡의 시간-선택적 측정이 있는 경우, 파워 소비는 현저하게 감소된다.
점화 캡의 저항의 측정은 바람직하게 점화 캡을 통해 흐르는 전류의 개별 측정에 의해 행해지며, 상기 전류는 바람직하게 전력 공급 및 이러한 과정 동안 점화 캡에 걸리는 전압 강하에 의해 시뮬레이팅된다.
유리하게, 상이한 전류가 저항 및 누설 전류 측정을 위해 발생된다. 누설 전류는 원하지 않는 파워 손실이 명백하게 발생하므로 바람직하게 더 낮은 전류 강도로 측정된다.
바람직하게는 상이한 부하 사이에 스위칭을 위한 하나의 멀티플렉서가 있다. 결론적으로, 각각의 경우, 저항 및 누설 전류 검출 부재들 중 하나가 제공되며, 이는 회로에 대한 경비를 절감시키며, 동일한 측정 조건, 민감도, 측정 허용 한계 등을 보장하고 원하는 대로 시스템이 확장되게 한다. 표준화는 또한 한번만 행해지면 된다.
누설 전류 보상 및/또는 오프셋 보상으로 정밀한 저항 측정이 상이한 전류 강도로 측정을 이중으로 하고 측정 결과 사이의 차이를 형성함으로써 실행될 수 있다.
이러한 식으로, 특정 점화 캡에서의 복수의 부하는 동일한 저항 및 누설 전류 측정 회로 부재를 사용하여 측정될 수 있다. 멀티플렉서는 특히 아날로그 멀티플렉서로서 구성되며 점화 캡에 대한 개개의 테스팅이 성공적으로 실행될 수 있도록 각각의 점화 캡과 직렬로 연결된 스위치를 가진다. 점화 캡에 걸리는 전압 강하는 바람직하게 예를 들어, 연산 증폭기인 전압 검출기에 의해 측정된다. 연산 증폭기는 또한 바람직하게 멀티플렉서의 스위치를 통해 테스팅될 모든 부하에 연결된다. 이는 추가의 스위치 없이 구현될 다른 경우인, 부하에 직렬로 연결된 다중 스위치의 전력 공급 단자에 연산 증폭기를 직접 연결한 경우보다 스위치에 대해 다소 높은 비용을 발생시킨다. 그러나, 이러한 회로의 경우는, 부하에 직렬로 연결된 다중 스위치에서 전압 강하의 결과로 인한 소정의 왜곡 없이 정밀한 방법으로 부하 전압을 직접 측정할 수 있다. 바람직하게, 추가의 다이오드가 연산 증폭기와 부하 사이에 제공되며, 이러한 다이오드를 통해 역전류 등에 의한 바람직하지 않은 영향이 방지된다.
바람직하게, 전압 조정기는 하나가 있는 경우, 전압 검출기의 단자에 직접 연결되며 결과적으로 클로징된 멀티플렉서 스위치를 통해 측정된 점화 캡의 단자 중 하나에 연결되어 그 결과로 거기서 발생한 전위를 조정한다.
본 발명은 저항(임피던스) 및 누설 전류가 측정될 모든 전기 부하에 유용하지만, 누설 전류 및 점화 캡 저항을 측정하는 경우와 동시에 짧은 과도현상 회복 시간으로 매우 신속한 진단 측정을 행할 수 있고 간단한 방식이며 아날로그 형태로 제어될 수 있는 멀티플렉서를 사용할 수 있기 때문에, 특히 점화 캡에 대한 복수의 점화 회로의 점화 캡 진단을 위해 적합하고 그에 대해 설계된다. 점화 캡마다 작은 수의 스위치(점화 캡당 4개의 스위치)가 요구되므로 회로 및 제어장치의 형태로 멀티플렉서 상에 배치되는 필요한 부재는 매우 적다. 다른 회로 부재는 모든 진단 측정을 실행하기 위해 공동으로 사용될 수 있으며, 따라서 그들 중 하나가 제공된다. 본 발명은 또한 집적회로의 형태로 실행될 수 있으며, 이 경우 작은 실리콘 영역을 필요로한다.
본 발명은 자동차용 승객 보호 시스템을 제공하는데, 이는 바람직하게 상기한 진단 회로를 구비하며 칩들 사이에 분배되는 점화 트랜지스터 쌍을 가진 높은 레벨의 작동 가능성을 특징으로 하며, 및/또는 점화 캡이 감소된 수의 점화 트랜지스터로 점화되게 하지만 동시에 선택적 테스팅의 가능성이 유지되게 한다.
본 발명은 도 1 내지 5에 도시된 블록 회로 다이어그램을 참조하여 실시예로 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 복수의 트랜지스터 및 전력 공급기를 포함하는 진단회로를 나타낸 도면이다.
도 2 및 3은 자동차용 승객 보호 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 4a 및 4b는 각 점화 캡의 점화 트랜지스터 쌍이 상이한 칩, 특히 ASIC 사이에 분배되는 변경된 실시예를 도시한다.
도 5는 도 4a 및 도 4b의 또다른 실시예를 도시한다.
도 1에 도시된 진단회로는 각각 동일한 또는 부분적으로 동일한 전류를 도전시키는 방식으로 연결된 복수의 트랜지스터(이 경우 4개)를 포함하는 전력 공급기(전류 미러 회로)를 포함한다. 각각의 트랜지스터에 대해 표시된 숫자 "1" 또는 "10"은 전류 증폭 인자를 나타내며, 그 결과로 동일한 크기의 전류가 "1"로 설계된 트랜지스터 각각으로 흐르며, 반면에 10배의 전류가 "10"으로 설계로 트랜지스터를 통해 흐른다. 전력 공급기(1)의 트랜지스터의 모든 에미터 단자는 공급 전압(VZ)이 인가되는 공급 전압 단자(2)에 연결된다. 전력 공급기(1)의 모든 트랜지스터의 제어 단자는 내부적으로 서로 연결되며 스위치(17)를 통해 파워 소오스(18)에 연결된 단자(4)에 연결된다. 파워 소오스(18)는 특히 누설 전류를 측정하기 위해 사용되며 예를 들어 0.5 mA의 낮은 전류를 발생시킨다.
전력 공급기의 트랜지스터의 다른 출력(컬렉터)은 서로에 독립적으로 단자(6, 7 및 9)로 연결된다.
제 2 전력 공급기(전류 미러 회로)(3)는 전력 공급기와 유사한 방식으로 구성되며 각각의 공동 에미터 터미널을 통해 공급 전압 단자(2)에 연결되며, 반면에 전력 공급기(3)의 트랜지스터의 제어 단자는 스위치(19)를 통해 파워 소오스(20)에 연결될 수 있는 출력 단자(5)에 각각 공동으로 연결된다. 파워 소오스(20)는 파워 소오스(18)보다 더 높은 전류 예를 들어, 3.5 mA를 발생시킨다. 전력 공급기(3)의 트랜지스터의 다른 출력 단자는 독립적으로 단자(6, 7 및 9)에 연결되어 전력 공급기(1)의 단자에 쌍으로 연결된다. 여기서, 전력 공급기(1 및 3)의 단자(9)에 연결된 두 트랜지스터는 각각 증폭 인자 "10"을 가지며, 반면에 모든 다른 트랜지스터는 증폭 인자 "1"을 갖는다.
측정될 부하는 단자(9)와 접지 단자(41) 사이에 연결된 직렬 회로의 부분인 점화 캡(24)이다. 이러한 시퀀스에서 직렬 회로는 도전 방향으로 연결된 다이오드(10), 스위치(21), (접촉 형성 및 측정을 위한)단자(23 및 25) 사이에 연결된 점화 캡(24), 극성이 도전 방향인 다이오드(28) 및 또 다른 파워 공급기(36)의 트랜지스터를 포함한다.
측정 단자로 작용하며 접지와의 사이에서 한정된 저항 값을 가진 측정 저항(13)이 연결된 단자(11)는 단자(6)에 연결된다. 측정 단자로 작용하며 저항(14 및 16)을 포함하는 저항 전압분배기의 탭(15)에 연결된 단자(12)는 유사하게 단자(7)에 연결된다. 직렬로 연결된 저항(14 및 16)은 말하자면 한쪽은 기준 전위(VCC5)에 다른 한쪽은 접지에 연결된 두 기준 전위 사이에 연결된다. 게다가, 단자(7)는 단자(8)에 연결되는데, 단자(8)는 한쪽은 전력 공급기(36)의 트랜지스터의 단자(컬렉터)에 연결되며 다른 한쪽은 전력 공급기(1 및 3)의 트랜지스터의 출력에 연결된다. 전력 공급기(36)의 세 트랜지스터의 에미터는 공동으로 접지 단자(41)에 연결되며, 반면에 그들의 제어단자는 서로 연결되며 도선(37)에 연결된다. 점화 캡(24)에 연결된 전력 공급기(36)의 트랜지스터는 증폭 인자 10을 가지나, 반면에 전력 공급기(36)의 다른 트랜지스터는 점화 캡(24)에 연결된 트랜지스터의 전류값의 10분의 1인 증폭 인자 1을 갖는다.
점화 캡(24)에 걸리는 전압강하를 측정하기 위해, 단자(23 및 25)는 도선(22 및 26) 및 스위치(31 및 34)를 통해 연산 증폭기 형태인 전압 검출기에 연결된다. 연산 증폭기(30)는 입력 단자(43, 44)에서의 전압차를 전압 측정 단자(29)의 출력인 대응하는 출력 전압으로 변환시키는 차동 증폭기로서 작동한다.
전력 공급기(36)의 입력 단자에서 발생하는 전압, 다시 말해 단자(25)에서 발생하는 전압을 조정하기 위해 소정의 전압값에 대응하는 예를 들어 8V인 기준 전압이 입력단(40)에 인가되는 연산 증폭기(39)가 제공되며, 연산 증폭기(39)는 출력 저항(38) 및 도선(37)을 통해 전력 공급기(36)로 흐르는 전류를 제어한다. 연산 증폭기(39)의 다른 입력은 도선(33)을 통해서 연산 증폭기(30)의 입력단 및 스위치(34)에 연결되어 결국 단자(25)에 연결된다.
스위치(21, 27, 31 및 34)는 추가의 동일한 스위치를 갖는 아날로그 멀티플렉서의 부분을 구성하며, 멀티플렉서에 의해 도면에 도시된 회로 소자(소자 22 내지 27, 31 및 34는 제외) 추가의 점화 캡을 테스트 하기 위해 연속적으로 점화 캡에 연결될 수 있다.
회로의 작동 방법은 이하에서 설명된다. 점화 캡(24)의 누설 전류 및/또는 저항을 측정하기 위해, 스위치(K1)는 예를 들어 0.5 mA의 대응하는 전류가 전력 공급기(1)의 단자(4)에 연결된 트랜지스터에 인가되도록 처음엔 닫혀있다. 이는 10배의 전류(이 예에서는 5mA)가 단자(9)에 연결된 전력 공급기(1)의 트랜지스터에 흐르게 하며, 전류는 닫혀진 스위치(21 및 27)를 통해 점화 캡(24)에 공급된다. 이어 전류는 단자(25)에서의 전압이 소정의 값을 갖는 방식으로 연산 증폭기(39)에 의해 제어되는 전력 공급기(36)의 트랜지스터(오른쪽에 도시됨)를 통해 흐른다. 도선(22 및 26) 및 닫혀진 스위치(31 및 34)를 통해 연산 증폭기(30)로 인가된 이러한 전류 흐름은 점화 캡(24)에서 대응하는 전압 강하를 야기하며 단자(29)에서 대응하는 측정 전압을 야기한다. 그 결과로, 점화 캡(24)에 걸리는 전압 강하가 검출된다. 점화 캡 전류(10배 낮음)에 비례하는 전류는 동시에 단자(6)를 통해 측정 저항(13)으로 흐르며, 단자(11)에서 발생하는 전압이 측정된다. 전압 값은 점화 캡 전류에 정비례(단자(11)에서의 전압(U)=저항(13)의 저항 값 ×(Ifiring cap / 10) )하여 이를 나타낸다. 점화 캡 저항은 단자(29)에서의 전압 출력 및 점화 캡에 걸리는 전압 강하와 단자(11)에서의 전압에 의해 측정될 수 있는 점화 캡 전류로부터 단자(11) 및 단자(29)에 연결된 평가 회로(미도시)를 사용하여 등식(R=U/I)에 따라 결정될 수 있다.
저항이 측정됨과 동시에 점화 캡의 누설 전류는 단자(12)에서 발생하는 전압에 의해 전압 분배기(14 내지 16)를 사용하여 검출될 수 있다. 만약 어떠한 누설 전류도 존재하지 않으면, 단자(9)를 통해 점화 캡(24)에 인가된 전류는 전력 공급기의 오른쪽 트랜지스터를 통해 흐르는 전류와 동일한 크기이다. 이어 전력 공급기(3 및/또는 1)에 의해 단자(8)에 인가된 전류는 이 단자(8)에 연결된 전력 공급기(36)의 트랜지스터에 의해 완전히 집중되어 그 결과로 전류는 전압 분배기(14 내지 16)에 인가되거나 또는 전압 분배기로부터 유출되지 않는다. 따라서 단자(15)에서의 전압은 전위(VCC5) 및 접지에 의해 결정되며 저항비에 의해 한정되는 전위 값에 대응한다. 그러나, 만일 누설 전류가 발생한 경우, 누설 전류가 양전위 또는 접지로 흐르는지의 여부에 따라 점화 캡에 인가되는 전류의 불균형 및 점화 캡으로부터의 흐름이 발생할 것이며, 그 결과로 전류는 전압 분배기(14 내지 16)로 인가되거나 또는 전압 분배기로부터 유출된다. 이는 탭(15)에서 위쪽 또는 아래쪽으로 대응하는 전위 이동을 초래하며, 그 결과로 평가 회로(미도시)에 의해 단자(12)에서 측정된 전압은 그에 따라 변화한다. 여기서 누설 전류는 다음 등식에 따라 단자(12)에서 발생하는 전압 이동에 정비례한다:
누설 전류 = 10ΔU12 / (저항(14 내지 16)을 포함하는 병렬회로의 저항값)
여기서, ΔU12는 누설 전류 없는 상태에서 발생하는 전압에 관해 단자(12)에서 검출된 전압 편차를 나타낸다.
통상적으로 1 내지 2mA인 누설 전류의 작은 크기 때문에, 누설 전류를 측정하기 위해 바람직하게 스위치(K1)는 닫혀지나 스위치(K2)는 개방되어 전류는 파워 소오스(18)를 통해 전력 공급기(1)로 인가되지만, 전력 공급기(3)는 활성화되지 않는다. 그 결과로, 파워 소오스(20)가 활성화(미도시된 실시예에서 단지 5mA)된 경우보다 현저히 작은 전류가 점화 캡(24)을 통해 흘러서, 가능한 누설 전류 손실은 대응하여 더 높은 비례 효과를 가지며 결과적으로 검출이 더 잘될 수 있다.
저항을 측정할 경우 전류를 증가시키기 위해, 파워 소오스(20)는 스위치(19)를 닫음으로써 스위칭 온 될 수 있으며, 그 결과로 3.5mA의 전류가 흐른다. 만일 스위치(17)가 닫혀진 채로 유지되면, 전부 4 mA의 전류가 두 파워 소오스(18 및 20)를 통해 발생되며, 전류는 전력 공급기(1 및 3)를 통해 약 40 mA의 점화 캡 전류로 변환된다. 점화 캡 저항은 예를 들어 다음과 같은 전술한 방식과 동일하게 측정될 수 있다.
Rfiring cap = ((단자(29)에서의 Ufiring cap)/(Uterminal(11) × 10))×R resistance(13)
저항 측정 동안 측정 정밀도를 증가시키기 위해, 누설 전류의 측정 동안 얻어지는 상태(스위치(17)가 닫혀진 경우)는 제 2 측정 값으로서 저항의 측정에서 고려될 수 있다. 이 경우, 계산은 아래에 주어진 등식에 따라 실행될 수 있다:
Rfiring cap = 1/10 ×(Ufiring cap 2 / U2(terminal(11)) - Ufiring cap 1 / U1(terminal(11))) × R 13
여기서, Rfiring cap은 점화 캡 저항, Ufiring cap 2는 스위치(17 및 19)가 닫힌 경우 점화 캡(24)에서 발생하는 전압값, U2(terminal(11))는 스위치(17 및 19)가 닫힌 경우 단자(11)에서 발생하는 전압값을 나타내며; Ufiring cap 1은 스위치(17)가 닫혀있고 스위치(19)가 열려있는 경우 점화 캡(24)에서 발생하는 전압값을 나타내며; U1(terminal(11))은 스위치(17)가 닫혀있고 스위치(19)가 열려있는 경우 단자(11)에서 발생하는 전압값을 나타낸다. 이러한 상이한 구성은 점화 캡의 저항의 측정에 대한 누설 전류의 영향이 보상되게 하여, 매우 정밀한 측정이 행해지게 한다. 동시에 이러한 측정 방법은 오프셋 보상을 가능케 한다. 본 발명은 결과적으로 획득 및/또는 중간에 계산된 측정된 값의 상이한 여자 및 상이한 구성을 가진 두 배의, 연속적인 측정을 가진 대응하는 측정 방법을 가능하게 한다.
저항 전압분배기(14 내지 16) 대신에 저항(16)을 제공하며 저항(14) 및 기준 전압 소오스로의 연결을 없게 하는 것이 가능하다. 더욱이, 회로를 간단히 하기 위해 관련된 스위치 및 전력 공급기와 함께 파워 소오스(18 또는 20)를 제거하는 것이 가능하다. 게다가, 전력 공급기(1, 3 및 36) 대신에, 모든 브랜치에 동일한 전류를 도통시키며, 상기에서 제공된 10:1 값과 상이한 내부 비례 인자를 갖는 전류 미러 회로를 또한 사용할 수 있다.
요컨대, 각각의 관련된 배선과 함께 측정 저항(13) 및 연산 증폭기(30)는 (미도시 되었지만 단자(11, 12 및 29)에 연결된 평가 회로와 함께) 저항 측정 회로의 요소를 구성하며, 반면에 전압 분배기(14 내지 16)는 (미도시된 평가 회로와 함께) 누설 전류 측정 회로의 일부를 형성한다.
도 2 및 3은 자동차용 승객 보호 시스템의 다른 실시예를 도시하며, 이는 본 발명에 따라 구성되며 복수의 전기 부하, 특히 저항 및/또는 누설 전류에 관하여 모니터링될 복수의 점화 캡 및/또는 스위치 또는 다른 소자를 측정하기 위한 중앙의 진단 회로를 도시한다. 도 1에 도시된 소자와 동일하며 동일한 기능을 수행하는 이러한 소자들은 도 1에서와 같은 동일한 참조 번호로 지정되지 않았다. 이러한 소자에 관하여, 참조는 상기한 설명으로 이루어질 것이다. 도 2 및 3은 단자(9 및 42 내지 44)가 각각 서로 연결되는 방식으로 결합되어 도 2의 오른쪽에 인접한 도 3은 진단 회로 부분을 도시하며, 반면에 부하를 포함한 멀티플렉서 부분이 측정되며 구동 트랜지스터가 도 3에 도시된다.
도 1에 따른 실시예와 대조적으로, 도 2에 도시된 회로에서 단지 하나의 전력 공급기(3)가 고 레벨측에 존재한다 (예를 들어 10V의 전압). 더욱이, 두 파워 소오스(18 및 20)는 제어가능한 파워 소오스 회로(46)에 의해 대체되며, 이는 저 레벨측(예를 들어 5V 내지 0V)에 배치되고 병렬로 연결되며 저항(47) 및 스위치(48)를 포함하는 복수의 직렬 회로를 포함한다. 저항(47)은 상이하거나 동일한 값을 가질 수도 있으며, 이어 각각의 저항 값은 스위칭 온된 각각의 스위치(48) 또는 동시에 스위칭 온된 스위치(48)의 수에 의해 한정되며, 이러한 식으로 각각 소정의 진단 전류가 전력 공급기(36)에 의해 제공되는 전류 미러 회로(49)로 인가된다. 이런 식으로, 상이한 설정 전류값이 측정 정밀도를 증가시키면서 저항, 전압 및 누설 전류를 측정하기 위해 셋팅된다. 이 경우, 전류 측정 저항(13)은 전력 공급기(49)에 대한 공급 전위와 전력 공급기(36)의 관련된 FET 사이에 연결되며, 전류 측정 출력(11)은 저항(13)의 전력 공급기 단자에 연결된다.
도 2에 따른 진단회로에서, 정전압 조정기가 전압 측정 터미널에 제공되며, 그 결과로 단자(43)는 연산 증폭기(39)의 입력에 연결된다. 입력단은 진단 전류가 전류 분배 회로(46), 전력 공급기(36) 및 테스팅될 부하를 통해 인가되는 동작 포인트를 셋팅하기 위해 전력 공급기(3)의 FET의 게이트에 연결된다. 도 2에 따른 회로에서, 단자(43)로 인가되는 정전압 값은 레벨 셋팅 회로에 의해 변화될 수 있으며, 그 결과로 정전압은 상이한 측정 영역 셋팅을 위해 스위칭될 수 있으며 및/또는 누설 전류 측정 동안 두 단계 이상으로 변화될 수 있으며, 그 결과로 누설 전류는 예를 들어 고정된 전위에 관하여 신뢰성있게 검출될 수 있다. 레벨 셋팅 회로(51)는 증폭 인자가 반전 단자와 영전위 사이에 선택적으로 연결되거나 끊어질 수 있는 저항(53)에 의해 증가적으로 변화될 수 있는 피드백 연산 증폭기(52)를 포함한다. 예를 들어 1V인 고정된 기준 전압은 연산 증폭기(52)의 비반전 입력단에 인가된다.
조정을 잘하기 위해, 제작 동안 복수의 트랜지스터가 병렬로 제공될 수 있으며, 이들의 게이트는 연산 증폭기(39)의 출력단에 연결되어 처음부터 전류 미러 회로(3)의 소자를 형성할 수 있다. 이어 허용한도를 보상하기 위해, 초기 표준화에서 전계 효과 트랜지스터는 고 레벨 및 저 레벨 전류 미러 회로가 동일한 특성을 나타내는 방식으로 선택된다. 즉, 누설 전류가 없는 경우, 단자(8, 12 및 15)에서의 전위는 저항 전압분배기(14, 16)의 단자 전압 사이의 중간에 정확히 놓인다. 이어 필요하지 않은 트랜지스터가 검출된다. 이런 식으로, 모듈 내부의 표준화가 외부의 조정 측정이 필요없게 되는 결과로 실행된다.
도 3은 진단될 회로를 나타내며 이는 관련된 점화 트랜지스터(56 및 57) 사이에 직렬로 연결된 점화 캡(55)을 포함한다. 점화 트랜지스터(56 및 57)는 다른 메인 단자를 통해 점화 전압 단자(58) 또는 접지 전위에 연결되며, 사고의 경우, 도시되지 않은 제어 유닛에 의해 각각의 선택된 점화 전하를 방전(firing)하기 위해, 결국 예를 들어 에어백을 작동시키기 위해 연결된다. 점화 캡(55)의 단자는 예를 들어 ASIC로 집적되며 60 및 61에 의해 왼쪽에 도시된 소자와 인터페이스로서 작용하는 연결 포트(60(P1) 및 61(P2))에 연결된다. 더욱이, 멀티플렉서(62)가 제공되며, 이는 각각의 단자(9, 42, 43 및 44)에 대해 복수의 스위치를 갖는 스위치 뱅크를 포함하며, 스위치에 의해 각각의 단자는 동시에 특정 시간에 테스팅될 점화 캡(55)에 연결된다. 테스팅될 모든 부하(55) 등은 멀티플렉서(62)를 사용하여 동일한 측정 회로(예를 들어 도 1 또는 도 2)에 의해 차례로 선택적으로 측정된다. 따라서, 모든 부하에 대해 동일한 측정 원칙은 측정 컨셉이 모든 경우에 동일하게 유지하는데 있다. 측정 포인트의 수는 원하는 대로 확장될 수 있으며, 그 결과로 저항 측정 또는 전압 측정을 할 수 있으며, 예를 들어 외부 트랜지스터나 센서 등의 스위칭 상태가 측정될 수 있으며 데이터 통신이 가능하다. 단 하나의 측정 회로를 사용하는 핵심적인 측정 기술 및 각각의 측정 포인트가 독립적으로 선택될 수 있는 일정한 측정 원칙은 간단한 민감도 조정의 이점, 모든 측정에 대한 동일한 허용범위 및 오직 한 번 요구되는 측정 논리를 제공한다. 즉, 상대적으로 간단한 회로 구조, 심지어 ASIC인 모듈의 조정을 제공하며, 이는 단지 한 번 필요한 측정을 실행한다. 이러한 컨셉은 ASIC 및 이를 가진 측정에 적합하며 소정의 점화 회로 또는 다른 소자에 확장될 수 있다.
본 발명은 또한 예를 들어 내부의 측정 단자(63)에 연결된 내부 칩 소자에 대한 전압 측정같은 선택적인 형태의 추가적인 측정을 가능하게 한다. 게다가, 한 단자는 점화 캡(55)에 연결되고 다른 단자는 예를 들어 접지 전위인 고정된 전위에 연결된 스위치(64)의 기능적 가능 출력을 체킹하는 것이 가능하다. 스위치(64)를 닫는 것은 누설 전류 검출 장치(12, 14 및 16)에 의해 검출될 수 있는, 연결된 점화 캡(55)에 흐르는 누설 전류로서 동일한 효과를 갖는다. 스위치(64)의 기능적 가능 출력은 측정되고 가정한 누설 전류의 크기 및 동작의 수정 모드에서 스위치로부터 실질적으로 기대되는 전류 흐름과 관련하여 신뢰성있게 체킹될 수 있다. 이런 식으로 예를 들어, 안전 밸트가 잠겼는지를 검출하는데 사용되는 Hall 스위치는 스위치의 기능적 가능 출력에 관하여 테스팅될 수도 있다. 물론, 다른 종류의 전기 부하를 측정하는 것이 가능하며, 또는 예를 들어 점화 캡(55) 중 하나를 대신해서 스위치(64)를 제공하는 것이 가능하다. 즉, 전류 측정 및 전압 측정을 할 수 있도록 두 스위치 단자를 각각 접속 포트(60 및 61)의 관련된 단자에 연결하는 것이 가능하다.
도 4는 각 점화 캡(이 경우 8개의 점화 캡)(55)의 점화 트랜지스터 쌍이 상이한 칩, 특히 ASIC 사이에 분배되는 변경된 실시예를 도시한다. 도 4에서 점화 캡(55) 및 왼쪽편 연결 포트(60 및 61)의 왼편에 도시된 소자는 칩상에 배치되는 반면에, 도 4에서 점화 캡(55) 및 오른쪽 연결 포트(55)의 오른쪽에 도시된 소자는 다른 칩에 배치된다. 도시된 연결 기술은 각각의 점화 캡과 관련한 트랜지스터들이 두 칩 사이에 분산되도록 한다. 즉, 고 레벨 점화 트랜지스터(높은 쪽)는 각각의 점화 캡의 저 레벨 점화 트랜지스터(낮은 쪽)로부터 상이한 모듈 상에 배치된다. 예를 들어 칩 중 하나가 타버린 것처럼 결함이 있는 경우, 점화 캡의 점화는 각 점화 캡을 점화하기 위해 필요한 최종 상태가 다른 칩상에 조정되므로 신뢰성 있게 해결된다. 도 4에 도시된 각각의 소자는 도 3과 관련하여 이미 설명된 소자에 대응하며 전술한 설명을 참조하도록 동일한 참조 심볼이 제공된다.
명백하게 각 칩은 멀티플렉서(62)를 갖추고 있다. 측정 단자(9, 42, 43 및 44)가 각각 서로로부터 격리되도록 도 1 또는 2에 도시된 측정 회로에 연결되며, 이런 식으로, 예를 들어 왼쪽 칩의 측정 단자(좌상단에 도시됨)(9)를 통해 제공되는 진단 전류는 선택된 점화 캡을 통해 흐른 후 오른쪽에 도시된 칩의 단자(42)에서의 출력이 되며, 측정 회로로 통과된다. 또한 동일하게 다른 단자에 인가된다. 멀티플렉서(62)의 제어는 바람직하게 측정할 경우, 왼편에 도시된 멀티플렉서(62)의 위쪽 절반의 스위치가 4개의 위쪽 측정 캡(55)을 측정하기 위해 오른편에 도시된 멀티플렉서(62)의 아래쪽 절반의 스위치로 동시에 작동하는 반면에, 이러한 프로세스 동안, 왼쪽 멀티플렉서(62)의 아래쪽 절반 및 오른쪽에 도시된 멀티플렉서(62)의 위쪽 절반은 비활동적으로 유지된다. 즉, 스위치는 열려진 채로 유지된다. 4개의 아래쪽 점화 캡(55)이 측정될 경우, 조건은 반대로 된다. 즉, 멀티플렉서(62)의 아래쪽 왼편 및 위쪽 오른편 값이 활동적이 되는 반면에, 다른 멀티플렉서 부분은 비활동적으로 남는다.
도 5는 또다른 실시예를 도시하는데, 이 실시예는 측정되고 점화될 점화 캡의 수가 회로에 있어서 단지 적은 비용으로 증가될 수 있게 한다. 도 5의 연결 포트(60 및 61)의 왼편에 도시된 소자는 도 3에 도시된 소자와 동일하며 이미 본 명세서에 설명되었다. 도 3에 도시된 4개의 점화 캡(55) 대신에, 도 5에 따른 실시예에서, 8개의 점화 캡이 측정 및 구동될 수 있다. 이를 위해, 4개의 점화 캡은 이들의 단자 중 하나에 함께 연결되며 이러한 공통 단자에 의해 한편으론 연결 포트(60)에 다른 한편으론 공통 점화 트랜지스터(66)에 연결된다. 이러한 4개의 점화 캡의 다른 단자는 연결 포트(61)를 통해 독립적으로 각각 분리된 점화 트랜지스터(57)로 연결된다. 이러한 점화 캡들 중 하나를 점화시키기 위해, 점화 트랜지스터(66) 및 동시에 이러한 점화 캡에 할당된 점화 트랜지스터(57)는 연결된다. 진단 측정을 위해, 멀티플렉서(62)는 진단 전류가 공동 점화 캡 단자로 인가되는 식으로 연결되지만, 특정 시간에 선택된 점화 캡 및 멀티플렉서(62)의 단자(42)에 연결된, 점화 캡에 할당된 스위치 뱅크의 스위치를 통해 측정 회로에 흐를 수 있다.
점화 트랜지스터(66)는 외부 점화 트랜지스터로서 구현될 수 있으나, 또한 점화 트랜지스터(56 및 57)로서 동일한 모듈에 제공될 수도 있다.
동일한 방식으로, 오른쪽에 도시된 4개의 점화 캡(55)의 저 레벨 단자가 구성되며 연결 포트(61) 및 점화 트랜지스터(67)의 공통 단자에 연결되는데, 이를 통해 점화 캡은 점화시에 영전위에 연결될 수 있다. 오른쪽에 도시된 4개의 점화 캡(55)의 4개의 고 레벨 단자는 선택적 진단 성능 및 점화가 점화 캡에 대해 가능하도록 연결 포트(60)의 각각의 독립된 단자에 선택적으로 연결된다. 점화 트랜지스터(67)는 또한 외부 점화 트랜지스터로 구현되거나 점화 트랜지스터(57)를 포함하는 칩의 구성성분으로서 구현될 수 있다. 8개의 점화 캡을 선택적으로 점화하기 위해, 선택적인 측정 및 트리거링 성능을 상실함이 없이 단지 10개의 파워 트랜지스터가 결과적으로 요구된다. 이는 회로 설계가 간단히 되게 한다. 동시에 측정 회로(도 1, 도 2)는 이 경우, 매우 우수한 이용 인자가 얻어지도록 8개의 점화 캡을 측정하는데 사용될 수 있다. 즉, 회로에 대한 전체 비용이 감소된다.

Claims (10)

  1. 진단 측정 동안에 전류를 부하에 공급하기 위한 활성 회로(1, 3, 17 내지 20 및 36),
    상기 부하의 저항을 측정하기 위한 저항 측정 회로(13, 30), 및
    상기 진단 측정 동안에 흐를 수도 있는 누설 전류를 측정하기 위해 상기 저항 측정 회로와 동시에 작동할 수 있는 누설 전류 측정 회로(14 내지 16)를 갖는,
    자동차용 승객 보호 시스템의 적어도 하나의 점화 캡(24)에 대한 저항 및 누설 전류를 측정하기 위한 진단 회로로서,
    상기 누설 전류 측정 회로는 상기 부하(24)에 공급된 전류와 상기 부하(24)로부터 기준 전위, 특히 접지로 흐르는 전류와의 차이를 측정하며, 상기 누설 전류 측정 회로(14 내지 16)가 연결되어 있는 전력 공급기(1, 3 및 36)가 상기 부하(24)의 두 단자(23 및 25)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 진단회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 누설 전류 측정 회로(14 내지 16)는 두 기준 전위 사이에 연결된 저항 전압분배기를 가지며, 상기 저항 전압분배기의 탭에서 발생하여 누설 전류를 나타내는 전압을 측정하는 것을 특징으로 하는 진단회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 전압 조정기(39)가 상기 전력 공급기 중 하나에 연결되며, 상기 전압 조정기는 상기 전력 공급기(36)에 할당된 상기 부하(24)의 단자(25)에서 발생하는 전압을 특정의 조정 가능한 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 진단회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 활성 회로(1, 3, 17 내지 20 및 36)는, 상기 진단 동안에 연결될 수 있으면서 상이한 파워 값으로 셋팅될 수 있는 파워 소오스(18 및 20); 및 별도의 출력 단자(4 내지 9)를 통해 상기 파워 소오스(18 및 20), 상기 부하(24), 상기 저항 측정 회로(13 및 30) 및 상기 누설 전류 측정 회로(14 내지 16)에 연결된 적어도 하나의 전력 공급기(1 및 3)를 포함하며, 상기 소자들에 동일한 크기의 전류 또는 서로에 대해 고정된 비례관계를 갖는 전류를 제공하는 것을 특징으로 하는 진단 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 누설 전류 측정은 상기 저항 측정보다 낮은 파워 레벨로 실행되는 것을 특징으로 하는 진단 회로.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 측정은 상기 저항 측정 동안에 상이한 강도의 전류로 실행되며, 상기 프로세스 동안 얻어지는 상기 측정 결과 또는 중간 결과는 상이한 형태, 특히 누설 전류 보상 또는 오프셋 보상이 이루어지는 것을 특징으로 하는 진단 회로.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정될 상기 부하(24)와 각각 직렬로 연결된 스위치(21 및 27)를 갖는 바람직하게 아날로그 방식인 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 회로.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 저항 측정 회로는, 전압을 검출하는데 사용되며 멀티플렉서에 의해 선택적으로 제어될 수 있는 스위치(31 및 34)를 통해 상기 부하(24)의 단자(23 및 25)에 연결될 수 있는 전압 검출기(30)를 가지며, 상기 전압 조정기(39)는 상기 전압 검출기(30)의 단자에 연결된 것을 특징으로 하는 진단 회로.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 진단 회로에 연결되며 점화 캡을 점화시키기 위해 스위칭 온 되는 두 스위칭 소자 사이에 각각 배치된 복수의 상기 점화 캡을 갖는 자동차용 승객 보호 시스템으로서,
    상기 스위칭 소자는 두 개의 집적회로 칩 사이에 분산되며, 상기 점화 캡은 각각의 점화 캡을 점화하기 위해 하나의 회로 칩의 스위칭 소자 및 다른 회로 칩의 관련된 스위칭 소자를 점화할 필요가 있는 방식으로 상기 두 회로 칩에 연결된 것을 특징으로 하는 자동차용 승객 보호 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 진단 회로에 연결되며 점화 캡을 점화하기 위해 스위칭 온 되는 두 스위칭 소자 사이에 각각 배치된 복수의 점화 캡을 갖는 자동차용 승객 보호 시스템으로서,
    점화 캡의 복수의 단자는 서로 연결되어 있고 공통 스위칭 소자에 의해 작동되며, 상기 점화 캡의 다른 단자는 각각 별도의 스위칭 소자에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차용 승객 보호 시스템.
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