KR19990044204A - 전자장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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KR19990044204A
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오토 칼
조첸 세이보올드
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Abstract

전자장치(1)는 가속도값 검출센서(2)와 센서(2)에 접속된 제어장치(3)를 갖는다. 제어장치(3)는 스위치 소자(S1, S2)를 제어하고 스위치 소자는 적어도 1개의 점화기(5)를 갖는 직렬회로에 배치되고 있다. 스위치 소자(S1, S2)의 제어시에 점화기(5)에 전류가 인가된다. 이 전류는 동시에 또한 직렬로 접속된 저항(RM)을 흐르며 이 저항으로 전압강하가 발생하고 이 전압강하가 컴퍼레이터(7)에 의해 평가된다. 점화 필(5)을 흐르는 전류의 강도에 의존해서 전류 제어의 듀티비가 변경된다.

Description

전자장치 및 그 구동방법
승객에 대한 안전장치는 예컨대 간행물 Ingenieurs de l'Automobile(1982) No. 6, 69 페이지 내지 74 페이지(도 19)에서 공지된다. 상기 종류의 안전장치는 소위 점화기를 가지며 이 점화기는 제어장치에 의해 제어된다. 점화기는 제어후에 가스형성장약을 작동시킨다. 이 가스형성장약은 승객에 대한 유지수단, 예를 들면 에어백과 작용접속되며 이 에어백을 팽창시킨다. US-PS 39 11 391에서 이 종류의 점화기의 검사방법이 공지된다. 여기에서 검사해야 할 점화기에는 검사전류원에서 송출된 검사전류가 인가된다. 여기에서 발생하는 전압강하가 비교회로에서 기준 전압원에서 송출된 전압과 비교된다. 이러한 종류의 측정의 정밀도는 검사중에 점화기에 인가되는 검사전류의 정밀도에 의존한다. 그러나 집적회로에서는 높은 정밀도의 전류원을 설치하는 것이 비교적 곤란하며 비용이 많이 소요된다.
본 발명은 청구항 1항의 상위개념에 의한 전자장치, 및 청구항 7항의 상위개념에 의한 구동방법에서 출발한다.
도 1은 전자장치의 간단한 블록회로도.
도 2는 점화기가 도시된 전자장치 실시예의 블록회로도.
도 3, 4, 5 및 6 은 시간의 함수로서의 전구경과를 나타낸 선도.
도 7은 플로우차트.
도 8은 복수의 점화기를 제어하기 위해 복수의 출력단을 갖는 전자장치의 다른 실시예의 블록회로도.
청구항 1항의 구성을 갖는 본 발명의 장치, 및 청구항 7항의 구성을 갖는 상기 장치의 구동방법은 점화기를 제어하는 제어장치의 출력단에 대한 높은 과부하 안전성 면에서 유리하며 점화기의 저항값이 그 목표값에서 크게 달라도 특히 이것을 크게 밑돌고 있어도 상관없다. 이것에 의해서 비교적 작게 구성된 출력단을 사용할 수 있으며 이 출력단은 집적기술로 실시될 때 작은 칩 면적 만을 필요로 한다. 이것은 또한 비용절감에 달성한다. 점화기를 목표값과 다른 저항 값에 의해서 클록 제어하고 각 클록마다 전류측정을 행하는 것에 의해서 점화기의 저항변화에 매우 플랙시블하게 응답할 수 있다. 이것에 의해서 유리하게는 점화기의 저항값이 그 목표값에서 크게 달라져 있는 경우에도 점화기의 작동에 필요한 최소 에너지를 준비할 수 있다. 점화기를 클록 제어하는 것에 의해서 점화기 저항이 단락된 경우에도 제어장치에 요구되는 최대 에너지가 제한된다. 또한, 전류 진폭을 크게 상승시키는 것과 이것에 의해서 발생하는 단락 또는 바이패스로의 자유연소에 의해서 동작조건이 매우 엄격해도 확실한 점화기의 작용이 달성된다.
본 발명의 다른 유리한 구성 및 개발형태가 종속청구항에 기재된다.
도 1은 상위 개념에 의한 전자장치(1)의 간단한 블록 회로도가 도시된다. 상기 장치는 차량의 가속도값을 검출하는 센서(2)를 가지며 이 센서의 출력단자는 제어장치(3)의 입력 단자와 접속되고 있다. 제어장치(3)는 센서(2)의 출력신호를 평가하고 승객 보호를 위한 유지수단(4a, 4b), 예를 들면, 에어백, 벨트텐셔너 또는 동등수단과 접속되고 있다. 중대한 사고 상황이 발생하면 제어장치(3)는 유지수단(4a, 4b)을 제어하고 유지수단은 이것에 의하여 승객을 보호한다.
도 2는 상위 개념에 의한 전자장치의 상세한 블록 회로드가 도시된다. 여기엔 점화기(5) 자체도 도시된다. 장치(1)는 다시 센서(2)를 가지며 이 센서는 제어장치(3)와 접속되고 있다. 제어장치(3)의 출력단자는 스위치 수단(S1, S2)과 접속되고 있으며 이들 스위치 수단은 점화기(5)에 직렬로 접속되어 있다. 이들에 다시 직렬로 저항 RM이 접속되고 있으며 이 저항의 한쪽의 단자는 접지되고 있다. 점화기(5)에는 적어도 1개의 유지수단(4a)이 작용 접속된다. 이 작용 접속은 도 2에 파선으로 도시된 점화기(5)와 유지 수단(4a) 사이에 접속되도록 도시된다.
장치(1)는 다시 연산증폭기의 형태의 컴퍼레이터(7)를 가지며 그 비반전 입력단자는 저항 RM의 접지 반대측 단자와 접속되어 있다. 컴퍼레이터(7)의 반전 입력 단자는 유리하게는 복수의 전압값으로 전환할 수 있게 구성된 기준전압원과 접속되어 있다. 특히, 간단하고 염가인 기준전압원은 도 2의 실시예와 같이 동작전압에 접속된 분압기(저항 R200, R201, R202, R203)에 의해 형성된다. 제 3의 스위치수단(S3)에 의해 저항(R201, R202, R203)을 교대로 저항(R200)에 직렬로 접속할 수 있다. 이것에 의해 컴퍼레이터(7)의 반전 입력 단자와 접속된 분압기의 중간 탭에는 여러가지 상이한 기준전압값이 형성된다. 스위치 수단(S3)은 제어장치(3)에 의해 제어된다. 컴퍼레이터(7)의 출력단자는 제어장치(3)의 입력단자와 접속되어 있다. 센서(2)는 차량 가속도에 상응하는 출력신호를 송출하며 이 출력신호는 제어장치(3)에 의해서 평가된다. 여기에서 센서(2)의 출력신호는 통상은 적분되며 적분값이 소정의 역치와 비교된다. 이 역치를 넘으면 이것은 중대한 사고를 의미하며 스위치 수단(S1, S3)이 제어장치(3)에 의해 제어된다. 이것에 의해서 적어도 1개의 점화기(5)에 전류가 인가되며 이것에 의해서 가열 된다. 점화기(5)는 유지수단(4a), 예를 들면 에어백과 작용 접속되고 있으며 가스 형성 장약을 작동시키고 가스형성장약은 이 에어백을 팽창시킨다.
스위치 수단(S1, S2)와 점화기(5)를 갖는 점화 회로에서는 상기의 구성소자에 직렬로 저항 RM이 접속되고 있다. 이 저항 RM에는 마찬가지로 점화기(5)에 인가되는 점화전류가 흐른다. 이것에 의거해서 이 저항 RM에선 전압이 강하하고 이 전압이 컴퍼레이터(7)에 의해서 적어도 1개의 기준전압과 비교된다. 이것에 의해서 회로 기술적으로 간단하게 점화기(5)에 인가되는 전류를 검출할 수 있다.
본 발명에 의하면 점화기(5)가 점화전류에 의해서 제어 될 때 이 점화전류가 유리하게는 각각 소정의 시간간격으로 측정된다. 이 시간간격은 예를 들면 클록 발생기(8)에 의해 설정된다. 이 클록 발생기(8)는 유리하게는 제어장치(3)에 집적되고 있다. 물론 이 클록 발생기를 도 2에 도시된 바와 같이 별개의 구성군으로 할 수 있다.
어떻게 점화기(5)에 인가되는 전류가 측정되며 제어되는지를 이하 도 3 및 도 7에 도시된 선도에 의거해서 설명한다. 도 3에서 도 6의 선도에서의 전류경과가 시간의 함수로서 나타난다. 한편 도 7엔 플로우차트가 도시된다. 도 7의 플로우차트에 의하면 시작 단계(100)에서 적어도 1개의 점화기(5)(도 2)가 제어되며 단계 101 에서 전류가 인가된다. 단계 104에선 점화기(5)에 흐르는 전류 I가 측정된다. 이 측정은 점화기(5)에 직렬로 접속된 저항 RM에서의 전압강하를 검출하므로서 행해진다. 단계 107 에선 전류 I가 전류의 제 1의 목표값(I1)과 비교된다. 이 비교는 컴퍼레이터(7)가 저항 RM에서 검출된 전압강하(2)를 제 1의 전압기준값과 비교하므로서 실시된다. 전류 I 가 제 1의 전류한계 값(I1) 보다 아래에 머무는 한, 점화기(5)에는 도 7의 단계 103 에서 알 수 있듯이 듀티비 TV가 1인 전류가 인가된다. 본 발명의 유리한 실시예에선 제 1의 전류 한계값(I1≤3A)이다. 따라서, 점화기(5)에 약 1.75A의 점화 전류를 인가할 때, 듀티비 TV는 1이다. 이것은 도 3의 선도에서 알수 있다. 즉, 전류 강도가 약 1.75A 일때, 지속전류로서 점화전류가 점화기(5)를 최종적으로 작동될 때까지 흐른다.
점화기(5)에 흐르는 전류 I가 제 1의 전류 한계 값(I1)을 웃도는 경우, 도 7의 단계 108 에서 점화기(5)를 흐르는 전류 I가 아직 제 2의 전류 한계값(I2)에서 아래에 있는지 아닌지가 검사된다. 이 제 2의 전류한계값(I2)은 본 발명의 유리한 실시예에선 예를 들면 약 6A이다. 이것에 해당되면 도 7의 단계 102 에서 전류 제어의 듀티비가 변화되며 예컨대 1/2로 저감된다. 이것은 도 4의 선도에 도시되며 약 3.5A의 전류(I)가 도시된다. 이 값은 제 1의 전류한계 값(I1)보다 위에 있는데 제 2의 전류 한계값(I2)보다 아래에 있다. 이것에 따라 점화기(5)는 클록으로 전류(I)에 의해 제어된다. 여기에서 듀티비 TV은 유리하게는 1/2이다.
전류 측정시에 이 전류가 제 2의 전류한계값(I2)을 웃돌고 있는데 제 3의 전류 한계값(I3)보다는 아직 아래에 있다는 것이 검출되며(도 7의 단계 109 참조), 단계 105 에서 전류 제어의 튜티비 TV가 1/8로 저감된다. 유리하게는 본 발명의 실시예에선 이 제 3의 전류 한계값(I3)은 약 12A이다. 이것을 도 5의 선도에 의거해서 설명한다. 측정 프로그램에서 점화기(5)를 흐르는 전류가 약 7A인 것이 검출되면 이것에 의해서 도 7의 플로우차트의 단계 104 의 조건이 만족된다. 이것에 따라서 듀비티 TV는 1/8로 저감된다.
최종적으로 점화기(5)를 흐르는 전류(I)가 제 3의 전류 한계값(I3)보다 위에 있으면(도 7의 단계 110 참조), 듀티비 TV가 다시 1/16로 도 7의 단계 106 에서 저감된다. 이것은 도 6의 선도에 의거해서 분명하다. 점화기(5)를 흐르는 약 12.1A의 전류가 제 3의 한계값(I3)의 값(12A)을 웃돌고 있다. 따라서 전류 제어는 듀티비 TV가 1/16로 되게 행해진다.
상기의 전류제어에 의해서 점화기(5)에 전류를 공급하는 출력단의 부하가 저감된다. 이것에 의해서 유리하게는 구성이 작은 출력단을 사용할 수 있고 집적기술로 실시할때 비교적 작은 칩면적만이 필요로 된다. 이것에 의해 전체로 구조치수의 저감이 달성되며 게다가 그때 곤란한 열문제도 발생하지 않는다. 점화기를 클록 제어하고 전류 I에 대한 측정과정을 각 클록마다 적어도 1회 행하는 것에 의해서 매우 고속으로 전류 I의 변환에 응답할 수 있고 필요한 경우엔 클록 듀티비 TV를 즉시 적합하게 할 수 있다.
본 발명의 유리한 실시예에선 약 수 10kHz, 예를 들면, 40kHz의 주파수의 클록 발생기가 사용된다. 여기에서 듀비티는 유리하게는 분모 2의 몫이든가 또는 2 배수이다. 즉, 1, 1/2, 1/8, 1/6이다. 점화기(5)를 비교적 큰 전류강도 I에 의해서 제어가능하다는 것에 의해서 또한, 그 자체 장애가 되는 상태의 제어과정, 예를 들면, 단락 또는 바이패스로를 자유연소에 의해서 제거할 수 있다. 이것에 의해서 불리한 상황이지만 점화기(5)를 설계대로 작용시킬 수 있다. 이같이 해서 점화기(5)의 실제 저항이 그 목표값에서 크게 상이한 경우에도 이것을 제어할 수 있다. 시판 되는 점화기의 저항은 수 Ω이며, 예를 들면, 약 2Ω이다.
특히, 유리하게는 전자장치(1)는 집적전자 회로(80)(도 8)을 가지며 여기엔 복수의 스위치 소자(81a, 81b, 81c, 81d) 이들 스위치 소자에 대한 드라이버 회로(82a, 82b, 82c, 82d) 및 컴퍼레이터(83a, 83b, 83c, 83d)가 집적되어 있다. 이것에 의해 복수의 점화기(5)를 제어할 수 있고 게다가 높은 실장 밀도에 의해 구조적인 크기가 작고 소요공간이 절약된다.
도 8에선 스위치 소자(81a, 81b, 81c, 81d)와 접속된 단자선로(IGHO, IGH1, IGH2, IGH3)이 여기에 도시되지 않는 점화기에 이른다. 이들 점화기는 이 전자회로(80)의 외측에서 유지수단에 직접 인접해서 배치되어 있다. 스위치 소자(81a, 81b, 81c, 81d)에 직렬로 각각 저항(R50, R51, R52, R53)이 도시되고 있으며 이것들의 저항엔 점화기에 인가되는 전류가 흐른다. 상기 저항(R50, R51, R52, R53)의 단자 선로는 각각 컴퍼레이터(83a, 83b, 83c, 83d)의 입력단자와 접속되어 있다. 컴퍼레이터는 각각의 저항에 발생하는 전압강하를 검지하고 이것을 소정의 기준값과 비교한다.

Claims (11)

  1. 승객 보호장치를 트리거 하기 위한 전자장치이며 1개 이상의 가속도 센서와, 센서 신호를 평가하기 위한 제어장치와, 유지수단, 예를 들면, 에어백, 벨트텐셔너 등을 가지며, 상기 유지 수단은 사고상황에 있어서 제어장치에서 전달되어 전류가 흐르는 1개 이상의 점화기에 의해서 트리거되는 형식의 전자장치에 있어서,
    1개 이상의 점화기(5)에 흐르는 전류(I)를 검출하고, 이것을 1개 이상의 전류 한계값(I1, I2, I3)과 비교하기 위한 수단과, 전류 제어 수단을 가지며,
    상기 전류 제어 수단은 점화기(5)에 흐르는 전류(I)의 듀티비(TV)를 제어하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 듀티비(TV)는 전류강도(I)에 의존해서 제어가능한 전자 장치.
  3. 제 1 또는 2 항에 있어서, 상기 전류(I)를 검출하고 이것을 1개 이상의 전류 한계값(I1, I2, I3)과 비교하기 위한 수단은 점화기(5)의 전류 회로에 배치된 측정저항(RM)과 컴퍼레이터(7)를 가지며, 그 컴퍼레이터는 측정저항(RM)으로 강하하는 전압 강하를 1개 이상의 기준전압과 비교되는 전자장치.
  4. 제 1항 내지 3항 중의 어느 한 항에 있어서, 다른 컴퍼레이터, 예를 들면 3중 컴퍼레이터가 설치된 전자장치.
  5. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 클록 발생기(8)가 설치되며, 상기 클록 발생기의 클록 주파수는 수 10kHz, 예를 들면 40kHz인 전자장치.
  6. 제 1 항 내지 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 집적전자회로(80)를 가지며, 외주석전자회로에는 복수의 스위치 소자(81a, 81b, 81c, 81d), 이들 스위치 소자에 대한 드라이버 회로(82a, 82b, 82c, 82d) 및 컴퍼레이터(83a, 83b, 83c, 83d)가 집적된 전자장치.
  7. 점화기(5)에 전류(I)를 인가하여, 소정의 시간간격 후, 전류강도를 측정하여, 목표값과 비교하고, 목표값과 상이한 경우에 전류제어의 듀티비(TV)를 변경하는 제 1 항 내지 6 항 중 어느 한 항에 따른 전자장치의 구동방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 듀티비(TV)의 변화와 더불어 점화기(5)에 흐르는 전류의 진폭이 변화되는 전자장치의 구동방법.
  9. 제 7 항 또는 8 항에 있어서, 듀티비(TV)가 작은 경우에는 전류(I)의 진폭을 높히는 전자장치의 구동방법.
  10. 제 7 항 내지 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 전류 강도(I)에 대해서 복수의 목표값(I1, I2, I3)이 설치되며,
    제 1의 목표값(I1)은 3A보다 작거나 동일하며, 제 2의 목표값(I2)은 6A 보다 작거나 동일하며, 제 3의 목표 값(I3)은 12A 보다 작거나 동일한 전자장치의 구동방법.
  11. 제 7 항 내지 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 듀티비(TV)는 이하의 값을 갖는 전자장치의 구동 방법.
    <하기>
    0 < I <I1 : TV = 1/1
    I2 < I < I2 : TV = 1/2
    I2 < I < I3 : TV = 1/8
    I3 < I : TV = 1/16
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