KR950002904B1 - 승무원 보호장치의 고장 검출장치 - Google Patents

승무원 보호장치의 고장 검출장치 Download PDF

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미쯔비시 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

승무원 보호장치의 고장 검출장치
제1도는 본 발명의 제1의 발명의 일실시예를 나타내는 회로도.
제2도는 본 발명의 제1의 발명에 의해 검출되는 스퀴브 저항치와 증폭 전압과의 관계를 나타내는 특성도.
제3도는 제2도의 특성에 입각한 증폭 전압의 변동 범위를 나타내는 설명도.
제4도는 본 발명의 제2의 발명의 일실시예를 나타내는 회로도.
제5도는 본 발명의 제2의 발명에 의해 검출되는 스퀴브저항치와 증폭 전압과의 관계를 나타내는 특성도.
제6도는 제5도의 특성에 입각한 증폭 전압의 변동 범위를 나타내는 설명도.
제7도는 본 발명의 제3의 발명의 일실시예를 나타내는 회로도.
제8도는 제3의 발명의 동작을 설명하기 위한 순서도.
제9도는 본 발명의 제4의 발명의 일실시예를 나타내는 회로도.
제10도는 종래의 승무원 보호장치의 고장 검출 장치를 나타내는 회로도.
제11도는 종래의 다른 승무원 보호장치의 고장 검출 장치를 나타내는 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 저류 전원 3,5 : G센서
3a,5a : 저항기 3b,5b : 서로 개방된접점
4a,4b : 스퀴브(기동수단) 6 : 고장 검출회로
7 : 차동 증폭기 8 : 판정회로
10 : 다이오드 11 : 제2의 다이오드
12 : 제3의 다이오드 20 : 별도의 저항기
21,22 : 기준 저항기 23-26 : 저항기
30 : FET(제1의 스위치 수단) 31 : FET(제2의 스위치 수단)
32 : FET(제3의 스위치 수단) 76 : 기준전원
A,A' : 다이오드의 양단에 대응하는 측정점
B : 각 스퀴브의 저 전위측에 대응하는 측정점
R : 기준 저항기의 접속점에 대응하는 측정점
Vo : 증폭전압, VA: 측정점 A의 전압
VA': 측정점 A,의 전압 VB: 측정점 B의 전압
Vc:기준 전압 VR: 측정점 R의 전압.
본 발명은, 자동차의 충돌시의 층격을 검출해서 승무원 보호수단(에어 백이나 좌석 벨트 텐셔너 등)을 동작시키는 장치에 사용되며, 가속도 센서(G센서) 및 기동 수단(스퀴브)의 고장을 검출하는 장치에 관해, 특히 복수의 스퀴브의 고장을 개별로 검출 가능하게 하여, 신뢰성을 향상시킨 승무원 보호장치의 고장 검출장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 에어 백 시스템등의 승무원 보호장치에 있어서는, 소정 이상의 급격한 충격을 검출해서 G센서의 스위치가 닫히면 스퀴브라고 불리우는 일종의 히터(저항기)로서 된 기동수단에 소정 이상의 전류가 공급되어, 승무원, 보호수단이 동작하도록 되어 있다. 이때, 예컨데 충돌시에 순식간에 에어 백율전기하기 위해 스퀴브로서 비교적 저항치가 작은 기동은 히터가 사용되고 있다. 또, 이와 같은 G센서 및 스퀴브로된 회로는, 고장이 발생하면 인명에 관한 것이기 때문에, 회로 전압이나 저항치등에 이상이 있는가의 여부가 항상 감시되어있다.
제10도는, 예컨데 특공소 6l-57219호 공보에 기재된, 자동차용 에어 백 장치등에 적용되는 종래의 승무원 보호 장치의 고장 검출장치를 나타내는 회로도이다.
도면에 있어서,(1)은 자동차에 탑재된 배터리 즉 직류 전원, (2)는 직류전원(1)에 접속되어 엔진 시동키와 연동하는 점화 스위치(이하, 점화 스위치라 한다)이다.
(3)는 점화 스위치(2)를 거쳐서 직류 전원(1)에 접속된 G센서이며, 저항기(3a)와 저항기(3a)에 병렬 접속되어 충돌 검출시에 닫히는 서로 개방된 접점(3b)으로 구성되어 있다.
(4a) 및 (4b)는 측정점 A를 거쳐서 G센서(3)에 접속된 보호 동작 기동용(예컨데, 에어 백 전개 동작용)의 스퀴브이며, 서로 병렬 접속되어 있다.
(5)는 측정점 B를 거쳐서 스퀴브(4a) 및 (4b)에 접속되며, 또한 타단이 접지된 별도의 G센서이며, G센서(3)와 마찬가지로 저항기(5a) 및 서로 개방된 접점(5b)으로된 병렬회로로 구성되어 있다.
(6)은 스퀴브(4a) 및 (4b)의 고장을 검출하는 고장 검출회로이며, G센서(3),(5), 스퀴브(4a) 및 (4b)를 점화 스위치(2)와 직류 전원(1)의 음극과의 사이에 접속하고 있어, 스퀴브(4a) 및 (4b) 간에 접속된 직류의 차동 증폭 회로(7)와, 차동 증폭회로(7)의 출력단자에 접속되고 또한 점화 스위치(2)와 직류 전원(1)의 음극과의 사이에 접속된 판정회로(8)로서 구성되어 있다.
차동 증폭회로(7)는 이득 조정용의 저항기(71)-(74)와 연산 증폭기(75)로서 구성되어 있어, 저항기(71)는 측정정 A와 연산 증폭기(75)의 비반전 입력단자와의 사이, 저항기(72)는 푸시버튼과 연산 증폭기(75)의 비반전 입력단자와의 사이, 저항기(73)은 측정점 B와 연산 증폭기(75)의 반전 입력단자와의 사이, 저항기(74)는 연산 증폭기(75)의 출력단자와 반전 입력 단자와의 사이에 각각 삽입되어 있다.
(9)는 스퀴브(4a) 및 (4b)의 고장시에 구동되는 경보용의 램프이며, 판정회로(8)의 출력단자에 접속되어 있다.
다음에, 제10도에 나타낸 종래의 승무원 보호 장치의 고장 검출장치의 동작에 대해서 설명한다.
자동차의 기동에 의해 점화 스위치(2)가 닫히면, 직렬 접속된 G센서 및 (5)와 스퀴브(4a) 및 (4b)는 직류 전원(1)에 의해 급전된다.
통상은, 각 G센서의 서로 개방된 접점(3b) 및 (5b)가 개방되어 있기 때문에, 저항기(3a) 및 (5a)를 통해서 전류가 흐른다. 이 전류치는 스퀴브(4a) 및 (4b)가 발열하지 않도록 충분히 작게할 필요가 있다. 따라서, 저항기(3a) 및 (5a)의 저항치 Rc는 수백(100Ω) 이상으로 설정되어, 각각 수 Ω의 스퀴브(4a) 및 (4b)의 합성 저하치 RS는, 다시 반분의 저항치로 된다.
또, 스퀴브(4a) 및 (4b)의 양단에는, 직류 전원 전압 V1을 저항기(3a) 및 (5a)의 저항치 Rc 및 스퀴브(4a) 및 (4b)의 저항치 Rs로 분압한 전압이 발생하는데,10mV 정도임으로, 차동 증폭기(7)은, 스퀴브 양단간의 전압을 측정가능한 전압으로 증폭해서, 판정회로(8)에 입력한다.
판정회로(8)은, 스퀴브(4a) 및 (4b)의 저항치가 정상시에는 램프(9)를 소등시켜, 이상 판정된 고장시에는 램프(9)를 점등시켜 운전수에게 이상을 경보한다.
한편, G센서(3),(5), 스퀴브(4a) 및 (4b)가 정상일때에 자동차가 충돌사고를 이르켰을 경우는, 서로 개방된 접점(3b) 및 (5b)가 닫혀서, 저항기(3a) 및 (5a)가 단락되기 때문에, 스퀴브(4)가 발열해서 에어백을 전개 기동해서, 운전수를 보호할 수 있다. 그러나, 이경우, G센서(3) 및 (5)의 고장을 검출할 수는 없다.
제11도는 예컨데 특공소 64-2537호 공보에 기재된, G센서 고장 검출을 목적으로 하는 종래의 승무원 보호장치의 고장 검출 장치를 나타내는 회로도이며,(1)-(5),(8) 및 (9)는 상술과 마찬가지의 것이다. 또한, 만일의 스퀴브(4)는 G센서(3) 및 (5) 사이에 삽입되어 있다. 스퀴브(4) 양단에 접속된 각G센서(2) 및 (5)의 단자 전압 VA및 VB는, 각각 판정회로(8)에 직접 인가되어 있다.
(13)은 G센서(3) 및 스퀴브(4)의 측정점 A와 직류 전원(1)의 음극(푸시버튼)와의 상에 삽입된 저항기,(14)는 스퀴브(4) 및 G센서(5)의 측정점 B와 직류 전원(1)의 양극과의 사이에 삽입된 저항기이다.
이 경우, 저항기(13) 및 (14)의 저항치가 같다고 하면, 측정점 A 및 B의 전위는 함께 직류 전원 전압의 반분이 되는데, G센서(3) 및 (5)의 어느것인가가 이상하게 되어 저항치가 변화하면, 각 측정점 A 및 B의전위 VA및 VB도 변화한다. 따라서, 판정회로(8)은, 감시 결과가 이상이면 즉시 램프(9)를 구동할 수가있다.
종래의 승무원 보호장치의 고장 검출장치는 이상과 같이, 예컨데 제10도의 경우에는, 복수의 병렬 스퀴브(4a) 및 (4b)의 양단 전압을 감시하고 있기 때문에, 개개의 스퀴브 고장을 판별할 수 없을 뿐더러 검출 전압이 낮어진다는 문제점이 있었다.
또 고장에 의한 전압 변동을 검출하기 위해 차동 증폭회로(7)의 증폭율을 크게 설정할 필요가 있어 증폭율이 큰것 때문에 소음에 약하다는 문제점이 있었다.
또, 차동 증폭기(7)의 출력이 0전위를 기준으로 하고 있기 때문에, 스퀴브(4a) 및 (4b)가 정상일때의 증폭 출력이 확정하지 않은데에 더하여 오프세드등의 오차가 포함된다는 문제점이 있었다.
또한, 제11도의 경우는, G센서(3) 및 (5)의 각 단자 전압에 입각해서 G센서의 이상을 검출하고 있으나, 복수개의 G센서의 각각에 대해서 저항치를 감시해 고장을 판별할 수 없다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 각 스퀴브 양단간의 미소 전압을 정밀도 좋게 검출함과 함께 고장을 개별로 검출할 수 있도록 한, 신뢰성이 높은 승무원 보호장치의 고장 검출장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1의 발명에 관한 승무원 보호장치의 고장검출 장치는, 제1 및 제2의 기동 수단(스퀴브)의 고전위측의 각 일단간에 삽입된 다이오드와, 직류 전원의 양극과 다이오드의 음극과의 사이에 삽입되어, G센서내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖는 별개의 저항기와, 다이오드의 양단에 대응하는 각 측정점과 차동 증폭기의 비반전 입력 단자와의 사이에 각각 삽입되어 또한 번갈아 "온", "오프"제어되는 제1 및 제2의 스위치 수단을 설치한 것이다.
또, 본 발명의 제2의 발명에 관한 승무원 보호 장치의 고장 검출 장치는, G센서내의 저항기와 스퀴브와의 저항비와 같은 저항비를 갖고, 직류 전원의 양극과 각 스퀴브의 저전위측의 일단과의 사이에 직렬로 삽입되어서 저항기 및 각 스퀴브와 함게 휘스톤 브리지를 구성하는 제1 및 제2의 기준 저항기와, 차도 증폭기의 입력단자와 푸시버튼 사이에 삽입되어, 차동 증폭기의 입력 전압차가 0일때의 증폭 전압을 기준 전압으로 설정하기 위한 기준 전원을 설치함과 더불어 제1 및 제2의 기준 저항기의 접속점에 대응하는 측정점을 차동 증폭기의 반전 입력 단자에 접속한 것이다.
또. 본 발명의 제3의 발명에 관한 승무원 보호 장치의 고장 검출 장치는, 차동 증폭기의 비반전 입력단자와 반전 입력단자와의 사이에, 제1 및 제2의 스위치 수단과는 다른 타이밍으로 "온","오프"제어되는 제3의 스위치 수단을 삽입한 것이다.
또, 본 발명의 제4의 발명에 관한 승무원 보호장치의 고장 검출 장치는, 직류전원의 양극에 접속된 제1의 G센서의 저전위측의 일단과 제1의 스퀴브의 고전위측의 일단과의 사이에 순방향으로 삽입된 제2의 다이오드와, 각 스퀴브의 저전위측의 일단과 직류전원의 음극(푸시버트)에 접속된 제2의 G센서의 고전위측의 일단과의 사이에 순방향으로 삽입된 제3의 다이오드와, 제1의 G센서내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖고, 제2 및 제3의 다이오드의 음극과 직류전원의 양극과의 사이에 각각 삽입된 저항기와, 제2의 G센서내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖고, 제2 및 제3의 다이오드의 양극과 푸시버튼 사이에 각각 삽입된 저항기를 설치한 것이다.
본 발명의 제1의 발명에 있어서는, G센서내의 서로 개방된 접점이 개방되어 있을때는 저항기 및 별도의 저항기를 거쳐서 제1 및 제2의 스퀴브에 따로따로의 미소 전류를 공급하여 각 스퀴브의 양단간의 전압을 제1 및 제2의 스위치수단을 거쳐서 개별로 검출하여, 사로 개방된 접점이 닫혔을때에는 직류 전원에서 직접 또는 다이오드를 거쳐서 각 스퀴브에 소정 이상의 전류를 공급한다. 또, 본 발명의 제2의 발명에 있어서는, G센서내의 저항기와 스퀴브와의 저항비와 같은 저항비를 갖는 제1 및 제2의 기준 저항기에 의해 휘스톤 브리지를 구성해서, 각 스퀴브의 고전위측의 일단과 각 기준 저항기의 접속점과이 사이의 전압을 차동증폭기에 입력해서, 각 스퀴브의 저항치를 고정밀도로 검출한다.
또, 본 발명의 제2의 발명에 있어서는, 제3의 스위치 수단을 "온"시켰을때의 증폭 전압에 입각해서, 차동 증폭기의 오프세트 성분을 상쇄하여, 각 스퀴브의 저항치를 더욱 고정밀도로 검출한다.
또, 본 발명의 제4의 발명에 있어서는, G센서내의 서로 개방된 접점이 개방되어 있을때는, 각 스퀴브와 함께 각 G센서에 개별로 미소 전류를 공급해서, 제1 및 제2의 G센서의 고장을 개별로 검출한다.
실시예
이하, 본 발명의 일실시예를 도면에 따라 설명한다. 제l도는 본 발명의 일실시예를 나타내는 회로도이며, (1)-(5), (7) 및 (9)는 상술과 마찬가지의 것이다.
이 경우, 고장 검출 회로(6)은, 이하의 구성 요소(10),(20),(30) 및 (31)을 더 포함하고 있다.
(10)은 스퀴브(4a) 및 (4b)의 고전위측의 각 일단간에 삽입된 다이오드이며, 양극이 측정점 A즉 스퀴브(4a)의 고전위측의 일단에 접속되어, 음극이 측정점 A' 즉 스퀴브(4b)의 고전위측의 일단에 접속되어 있다. 따라서, 한쪽의 스퀴브(4a)는, 측정점 A를 거쳐서 G센서(3)에 직접 접속되어, 다른쪽의 스퀴브(4b)는, 측정점 A'를 거쳐서 다이오드(10)의 음극에 접속되어 있다. 이에 의해, 다이오드(10)은, 충돌시에 G센서내의 서로 개방된 접점(3b) 및 (5b)가 닫혔을때에, 복수의 스퀴브(4a) 및 (4b)에 동시에 기동 전류를 흘리도록 되어 있다.
(20)은 직류 전원(1)의 양극과 스퀴브(4b)의 일단과의 사이에 삽입된 저항기, (30)은 측정점 A와 차동증폭기(7) 내의 저항기(71)와의 사이에 삽입된 제1의 FET, (31)은 측정점 A'와 저항기(71)과의 사이에 삽입된 제2의 FET이다. 제1 및 제2의 FET(30) 및 (31)의 각각 게이트에는 마이콤등으로 구성된 판정회로(8)에서의 제어신호가 인가되어 있고, 번갈아 "온,""오프"되도록 되어 있다. 따라서, 각 FET(30) 및 (31)은, 측정점 A의 전압 VA또는 측정점A'의 전압 VA'를 각 스퀴브(4a) 또는 (4b)의 일단의 전압 Vx로서, 차동 증폭기(7)의 비반전 입력단자에 선택적으로 인가하도록 되어 있다.
또, 판정회로(8)에는, 측정정 B의 전위 VB가 입력되어 있다.
다음에, 제1도에 나타낸 본 발명의 한 실시예의 동작에 대해서 설명한다. 여기서는, 상술한 바와 마찬가지로, 각 스퀴브(4a) 및 (4b)의 정상 저항치는 수 Ω이며, 스퀴브(4a) 및 (4b)간에 발생하는 미소 전압은 수십 mV 이하이며,1Ω 정도의 저항치에 상당하는 전압 변화에 입각해서 고장 검출하는 것으로 하고, 스퀴브(4a) 및 (4b)는 1Ω의 검출 범위에서 변화하는 것으로 한다.
G센서(3)내의 저항기(3a) 및 고장 검출회로(6)내의 저항기(20)의 저항치가 같은 것으로 하면, 서로 개방된 접점(3b)이 개방되어 있을때의 다이오드(10)의 양단의 전위는 대략 같다. 따라서, 다이오드(10)은 "오프"상태가 되어, 다이오드(l0)에는 무시할 수 있을 정도의 누설 전류 이외의 전류는 흐르지 않기 때문에, 스퀴브(4a) 및 (4b)에는 따로따로의 전류가 흐른다. 즉 한쪽의 스퀴브(4a)에는 G센서(3)내의 저항기(3a)를 거친 전류가 흐르고, 다른쪽의 스퀴브(4b)에는, 고장 검출 회로(6)내의 저항기(20)를 거친 전류가 흐른다.
여기서, 판정회로(8)은, 게이트 제어 신호에 의해 제1 및 제2의 FET(30) 및 (31)의 "온""오프"를 절환해서, 각 스퀴브(4a) 또는 (4b)의 일단의 전압 VX(VA또는 VA')를, 저항기(72)를 거쳐서 연산 증폭기(75)의 비반전 입력단자(+)에 인가한다. 이에 의해, 각 스퀴브(4a) 및 (4b)의 양단간에 생기는 미소 전압(VX-VB)는, 선택될때마다 따로따로 차동 증폭기(7)에 입력된다.
판정회로(8)은, 차동 증폭기(7)을 거친 미소 전압의 증폭 전압 Vo를 측정함과 함께, 도시하지 않은 검출기에 의해, G센서(3), 스퀴브(4a) 및 (4b)로된 직렬 회로의 양단간의 전압(V1-BB)를 측정해, 각 스퀴브(4a) 및 (4b)의 고장 판정기준이되는 저항치를 개별로 검출한다.
즉, 저항기(3a) 및 (20)의 저항치를 Rg, 스퀴브(4a) 또는 (4b)의 저항치를 Rs, 차동 증폭기(7)의 증폭율을 G, G센서(3)의 전원측 전위에 상당하는 직류 전원 전압을 V1, 차동 증폭기(7)의 비반전 입력 전압을 VX, 반전 입력 선압을 VB, 증폭 전압을 VO라 하면,
Vo=G(VX-VB)……………………………………………………………(1)
Vx-Vs=(V1-VB)Rs/(Rg+RS)……………………………………………(2)
가 성립한다. 여기서, 통상은,
Rg》 Rs
임 으로, ②식 으로부터
Vx-Vs=(V1-VS)RS/Rg……………………………………………………(3)
이 된다. 따라서, (3)식을 (2) 식에 대입하면, 차동 증폭기(7)에서 출력되는 증폭 전압 VO는,
Vo=G(V1,-BB)Rs/Rg………………………………………………………(4)
로 표시되어, (4) 식에 의해, 각 스퀴브(4a) 및 (4b)의 저항치 Rs에 비례한 증폭 전압 VO가 얻어지는 것을 안다.
또한, 차동 증폭기(7)내의 저항기(71)-(74)의 각 저항치를 R71-R74로 하면, 증폭율 G는,
G = R72/R71= R74/R73
로 설정된다. 이때, 차동 증폭기(7)은, 한개의 스퀴브(4a) 또는 (4b)의 양단에 발생하는 미소 전압을 측정가능한 레벨까지 증폭하면 좋고, 제10도에 나타낸 종래에와 비교해서 약 반분의 증폭율로 되기 때문에, 소음등의 영향은 경감된다.
또, G센서(3) 및 (5)에 고장이 발생한 경우, 판정회로(8)은, 측정 B점의 전압 VB에 입각해서 G센서(3)또는 (5)의 고장을 판정할 수 있다.
지금, 증폭율 G를 100, 저하기(3a)의 저항치 Rg를 1000Ω로 하고, 전압치(V1-VB)를 20V,10V,5V로 했을때의, 스퀴브 저항치 Rs 및 증폭 전압 VO및 증폭 전압 VO의 (4) 식에 의한 특성을 제2도의 a-c에 나타낸다.
여기서, 스퀴브 저항치 Rs의 정상치(=3Ω)에 대한 단락측 및 개방측의 판정치를 각각 2Ω 및 4Ω로 하고,각 판정치에 대한 증폭 전압 VO의 값을 제2도에서 읽어내면, 제3도와 같이 된다. 통상, 마이콤등을 포합한 전자 회로는 5V 전원으로 구동되기 때문에, 판정회로(8)에 입력되는 증폭 전압 VO는 0-5V의 범위가 바람직한데, 이 경우, 증폭전압 VO는 1-8V의 범위에서 변동하게 된다.
다음에 제4도를 참조하며서 휘스톤 브리지를 구성한 경우의 본 발명의 제2의 발명의 한 실시예에 대하여 설명한다.
제4도에 있어서(21) 및 (22)는 직류 전원(1)의 양극과 측정점 B와의 사이에 직렬로 삽입된 기준 저항기이며, 기준 저항기(21) 및 (22)의 접속점 즉 측정점 R는, 저항기(73)를 거쳐서 연산 증폭기(75)의 반전 입력 단자(-)에 접속되어 있다.
기준 저항기(21) 및 (22)의 저항치 비는, 정상시에 있어서의 저항기(3a) 및 스퀴브(4a)의 저항치 버 또는 저항기(20) 및 스퀴브(4b)의 저항치 바와 같게 되도록 설정되어 있다. 따라서, 기준 저항기(21) 및 (22)는 저항기(3a) 및 스퀴브(4a) 또는 저항기(20) 및 스퀴브(4b)와 함께 소위 휘스톤 브리지를 구성하고 있다. 또, 차동 증폭기(7)에는, 측정점 A 또는 A'의 전압 Vx와 측정점 R의 전압 VR가 입력되어 있다.
(76)은 연산 증폭기(75)의 비반전 입력단자(+)측의 이득 조정용의 저항기(72)와 푸시버튼사이에 삽입된 기준전원이며, 입력 전압 VX및 RR의 차가 0일때에 증폭 전압 VO가 소정의 기준 전위가 되도록 기준전압Vc가 설정되어 있다.
여기서 각 기준 저항기(21) 및 (22)의 저항치를 R21및 R22,스퀴브(4a) 또는 (4b)의 저항치의 정상치를 RSC, 차동 증폭기(7)의 반전 입력 전압을 VR, 기준 전원(76)으로부터의 기준 전압을 Vc라고 하면
Vo=G(VX-VR)+Vc……………………………………………………(5)
Vx-VR=(V1-VB)[RS/(Rg+RS)-R22/(R21+R22)] (6)
이 성립한다. 통상,
Rg》 Rs
R21》 R22
Rsc / Rg = R22/ R21
이므로,(6)식에 의해,
VX-VR=(V1-VB)(RS/Rg-R22/R2l)…………………………………………(7)
이 된다.(7) 식을 (5) 식에 대입하면, 증폭전압 V는,
Vo=G(V1-V2)(Rs-Rsc)/Rg+Vc……………………………………………(8)
로서 나타내지고, (8) 식에 의해, 각 스퀴브 저항치 Rs의 정상치 Rsc에 대한 차이분에 비례한 증폭전압VO가 기준전압 Vc를 중심으로 얻어지는 것을 안다.
여기서 상술과 동일 조건하에서 전압차(V1-VB)를 20V,10V,5V로 하면, 스퀴브 저항치 RS및 증폭전압 Vo의 특성은 제 5도와 같이 된다.
이 경우 스퀴브 정상 저항치 Rsc를 3Ω, 기준전압 Vc를 3V로 하고, 스퀴브 저항치 Rs의 단락측 및 개방측의 판정치를 각각 2OΩ및 4Ω라 하면, 각 판정치에 대해서 제5도에서 읽어내지는 증폭 전압 VO의 값은, 제6도와 같이 된다.
따라서 증폭전압 Vo의 변동 범위는 1-5V가 되어, 판정회로(8)의 이상적인 동작 전압 범위 0-5V내가되기 때문에, 더욱 확실히 고장을 검출할 수 있다.
또 휘스톤 브리지를 사용함으로서, 주지하는 바와 같이 직류 전원 전압 V1의 변동이나 외래 소음등의 영향이 경감되어, 고장 검출 정밀도가 향상한다.
다음에 제7도를 참조하면서 증폭 전압 VO의 오프 세트 성분 VOF를 상쇄하도록 한 본 발명의 제3의 발명의 한 실시예에 대해서 설명한다.
제7도에 있어서 (32)는 판정회로(8)에 의해 ''온", "오프" 제어되는 제3의 FET이며 측정점 R와 차동증폭기(7)의 비반전 입력단자와의 사이에 삽입되어 있다.
이 경우, 판정회로(8)은 제1-제3의 FET(30)-(32)를 한개씩 "온"시킴으로서, 측정점 A,A' 및 R의 각전압 VA,VA'및 VR의 가운데의 하나를 차동 증폭기(7)의 입력 전압 VX로서 선택하게 되어 있다.
여기서, 차동 증폭기(7)의 반전 입력 전압을 VR, 기준 전압을 VC, 증폭 전압 VO의 오프세트 성분을VOF로 하고 각 FET(30)-(32)를 순차 "온"시켰을때의 증폭 전압을 각각 Vo1-Vo3라 하면,
VO1=G(VA-VR)+VC+VOF……………………………………………………(9)
VO2=G(VA'-VR)+VC+VOF…………………………………………………(10)
VO3=G(VR-VR)+VC+VOF=VC+VOF……………………………………(11)
로서 표시된다.
한편, 상술의 (7) 식에 의해 스퀴브 저항치 R5는,
RS=Rsc+Rg(Vx-VR)/(V1-VB)………………………………………………(12)
가 된다. 여기서 각 스퀴브(4a) 및 (4b)의 저항치를 R51및 R52라 하면,(9) 식-(11) 식으로부터
VO1- VO3= G (VA- VR)
이 되어, 마찬가지로 (10)식-(11)식으로부터
VO2-VO3=G(VA'-VR)………………………………………………………(14)
가 되어 (13)식 및 (14)식으로부터
VX- VR= VA- VR
=(VO1- VO3) /G
VX-VR=VA'-VR
= (VO2-VO3)/G
가 얻어진다. 이들을 (12) 시에 대입하면,
Rs1=Rsc +Rg(VO1-VO3)/[G(V1-VB)]………………………………………(15)
Rs2=Rsc+Rg(VO2-VO3)/[G(V1-VB)]………………………………………(16)
가 되어 각 스퀴브(4a) 및 (4b)의 저항치 R5l및 R52를 계산할 수 있다. 이때 (13) 식 및 (l4) 식의 계상에 의해 차동 증폭기(7)의 증폭전압 VO의 오프세트 성분 VOR는 상쇄되어 스퀴브(4a) 및 (4b)의 저항치 R51및 R52의 변화만에 비례한 증폭전압단을 얻을 수 있다. 따라서 스퀴브(4a) 및 (4b)에 대한 더욱 정밀도가 높은 고장 검출이 가능하게 된다.
제8도는 제7도 내의 판정회로(8)의 동작을 상세히 설명하기 위한 순서도이며, 이하 제8도에 따라서 판정회로(8)에 있어서의 처리 동작을 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저 제1의 EFT(30)만을"온"시켜서 제2 및 제3의 FET(3l) 및 (32)를 "오프"시켜(스텝 S), 스퀴브(4a)의 일단의 전압 즉 측정점 A의, 전압 VA를 차동 증폭기(7)의 비반전 입력단자에 인가하여 증폭전압 Vo로해서 제1의 증폭전압 VO1을 측정한다(스텝 S2). 제1의 증폭전압 VO1은 상술의 (9)식과 같이 표시된다.
다음에 제2의 FET(31)만을 "온"시켜서 제1 및 제3의 FET(30) 및 (32)를"오프"시켜(스텝 S3) 스퀴브(4b)의 일단의 전압 즉 측정점 A'의 전압 VA'를 차동 증폭기(7)의 비반전 입력단자에 인가하여 증폭전압VO로서 제2의 증폭전압 VO2를 측정한다. (스탭 S4). 제2의 증폭전압 VO2는 상술의 (10)식과 같이 표시된다.
마찬가지로, 제3의 FET(32)만을 "온"시켜서 제1 및 제2의 FET(30) 및 (31)을 "오프"시켜(스텝 S5)측정점 R의 전압 VR를 차동 증폭기(7)의 비반전 입력단자에 인가하여 증폭전압 VO로 게제3의 증폭전압 VO3를 측정한다(스텝 S6). 제3의 증폭전압VO3는 상술의 (11) 식과 같이 표시된다.
다음에 (15) 식에 따라서 한쪽의 스퀴브(4a)의 저항치 RS1을 계산하여(스텝 S7),(16)식에 따라서 다른쪽의 스퀴브(4b)의 저항치 Rs2를 계산한다(스텝 S8).
이하, 산출된 스퀴브 저항치 Rs1및 Rs2의 단락측 판정치 RMIN(=2Ω) 및 개방측 판정치 RMAX(=4Ω)에 입각해서 각 스퀴브(4a) 및 (4b)의 고장을 판정한다.
즉 제1의 스퀴브(4a)에 관해서 산출된 저항치 Rs2이 단락측 판정치 RRMIN이 상인가 아닌가를 판정하고 (스텝 S9).
Rs1≥RRMIN
이면 다시 개방측 판정치 RMAX이하인가 아닌가를 판정해서(스텝 S10),
Rs2≤RMAX
이면 스퀴브(4a)는 정상으로 간주한다.
다음에 다른쪽의 스퀴브(4b)에 관해서 산출된 저항치 Rs2가 단락측 판정치 RMIN이상인가 아닌가를 판정하여(스텝 S11) .
Rs2≥RMIN
이면 다시 개방측 판정치 RMAX이하인가 아닌가를 판정해서(스텝 S12).
Rs2≤ RMAX
이면, 스퀴브(4b)는 정상으로 간주하고 제8도의 측정 연산 및 판정 과정을 종료한다.
한편 스텝 S9-S12에 있어서 저항치 Rs1또는 Rs2가 각 판정치 RMIN-RMIN로 규정되는 허용 범위에서 일탈한 것이 판정됐을 경우는 각각의 고장을 나타내는 점멸 코드를 설정(스텝 S13-S16)함과 함께 이 점멸코드에 따라서 경보를 나타내는 램프(9)를 점멸 구동시켜(스텝 S17) 판정 과정을 종료한다.
즉 스텝 S9에 있어서,
Rs1＜RMIN
이 판정됐을때는 스퀴브(4a)가 단락을 나타내는 점멸 코드로 하고(스텝 S13) 스텝 S10에 있어서
Rs1＞RMAX
가 판정됐을때는 스퀴브(4b)가 개방을 나타내는 점멸 코드로 한다(스텝 S14).
또 스텝 S11에 있어서,
Rs2＜RMIN
이 판정됐을때는 스퀴브(4b)가 단락을 나타내는 점멸 코드로 하고(스텝 S15), 스텝 S12에 있어서,
Rs2＞ RMAX
가 판정됐을때는, 스퀴브(4b)가 개방을 나타내는 점멸 코드로 한다(스텝 S16).
이렇게 해서 각 스퀴브(4a) 및 (4b)에 대해서 단락 또는 개방 고장을 개별로 검출할 수가 있다. 이와 같은 판정회로(8)에 의한 복수 스퀴브의 개별 고장 검출 동작에 대해서는 각 스퀴브 저항치의 산출방법이 틀리는 점을 제외하면 제1도 및 제4도의 경우도 마찬가지이다.
다음에 제9도를 참조하며서 G센서(3) 및 (5)의 고장에 대해서도 개별로 검출 가능하게한 이 발명의 제4의 발명의 일실시예에 대해서 설명한다.
이경우 차동 증폭기(7)의 증폭 전압 Vo 뿐만 아니라 각 접속점 A 및 B의 전압 VA및 VB가 판정회로(8)에 직접 입력되어 있다. 또 고장 검출 회로(6)은 이하의 구성을 포함하고 있다.
(11)은 G센서(3)과 스퀴브(4a)와의 사이에 삽입된 다이오드이며, 양극이 측정점 A에 접속되어 음극이 스퀴브(4a)의 고전위측의 일단에 접속되어 있다. (12)는 스퀴브(4b)와 G센서(5)와의 사이에 삽입된 다이오드이며 양측이 스퀴브(4b)의 저전위측의 일단에 접속되어 음극이 측정점 B에 접속되어 있다.
(23)은 측정점 A와 푸시버튼 사이에 삽입된 저항기, (24)는 직류전원(1)의 양극과 측정점 A와의 사이에 삽입된 저항기(25)는 스퀴브(4b)의 저전위측의 일단과 푸시버튼 사이에 삽입된 저항기, (26)은 직류전원(1)의 양극과 측정점 B와의 사이에 삽입된 저항기이다.
G센서내의 저항기(3a), 저항기(20),(24) 및 (26)은 각각 동일의 저항치에 설정되어, G센서내의 저항기(5a), 저항기(23) 및 (25)는 각각 동일의 저항치에 설정되어 있다.
이 경우 정상시에 있어서 G센서(3) 및 (5)의 서로 개방된 접점(3b) 및 (5b)가 개방되어 있는 사이에는 다이오드(10),(11) 및 (12)의 각 양단간의 전위가 대략 같고, 각 다이오드간에 전류가 흐르지 않는다. 따라서 G센서(3) 미 (5) 그리고 스퀴브(4a) 및 (4b)에 흐르는 모니터 전류는 각각 별도의 경로를 지나게 된다.
그 결과 판정회로(8)은 G센서(3)의 저전위측의 측정점 A의 전압 VA 및G센서(5)의 고전위측의 측정점B의 전압 VA를 측정함으로서, 각 G센서(3) 및 (5)의 고장을 검출할 수 있다. 특히 G센서(3) 및 (5)의 단자간의 저항치가 크게 될 경우에는 다이오드(10)-(12)가 역 바이어스가 되기 때문에 G센서(3) 및 (5)의 단선(개방) 고장을 개별로 또한 확실히 결과지을 수 있다.
또다른 구성에 대해서는 제7도와 마찬가지이기 때문에, 상술과 마찬가지로 스퀴브(4a) 및 (4b)의 고장을 개별로 또한 고정밀도로 검출할 수 있다.
또한 상기 각 실시예에서는 차동 증폭기(7)에 대한 입력 전압 Vx를 절환하는 스위치 수단으로서 FET(30)-(32)를 사용했으나 동등의 스위치 수단을 사용해도 된다.
또 판정회로(8)이 각각 FET(30)-(32)의 "온,"오프"를 제어하도록 했는데 다른 타이밍 발생수단에 의해 제어해도 된다.
또 스퀴브 및 G센서가 각각 2개씩 설치된 경우를 나타냈으나 3개 이상의 임의 수만큼 설치된 경우에 적용해도 동등의 효과를 나타내는 것은 말할 필요도 없다.
이상과 같이 본 발명의 제1의 발명에 의하면 제1및 제2의 기동수단(스퀴브)의 고전위측의 각 일단에 삽입된 다이오드와 직류전원의 양극과 다이오드의 음극과의 사이에 삽입되어 G센서내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖는 별도의 저항기와 다이오드의 양단에 대응하는 각 측정점과 차동증폭기의 비반전 입력단자와의 사이에 각각 삽입되어 또한 번갈아 "온","오프" 제어되는 제1 및 제2의 스위치 수단을 설치하여 G센서내의 서로 개방된 접점이 개방되어 있을때에는 저항기 및 별도의 저항기를 거쳐서 제1 및 제2의 스퀴브에 별개의 미소 전류를 공급하고, 각 스퀴브의 양단간의 전압을 제1 및 제2의 스위치 수단을 거쳐 개별로 검출하고 서로 개방된 접점이 닫혔을때는 직류전원에서 직접 또는 다이오드를 거쳐 각 스퀴브에 소정이상의 전류를 공급하도록 했기때문에 각 스퀴브 양단간의 미소 전압을 정밀도 좋게 검출함과 함께 고장을 개별로 검출 가능한 신뢰성이 높은 승무원 보호 장치의 고장 검출장치가 얻어지는 효과가 있다.
또 본 밭명의 제2의 발명에 의하면 G센서내의 저항기와 스퀴브와의 저항비와 같은 저항비를 갖고 직류전원의 양극과 각 스퀴브의 저전위측의 일단과의 사이에 직렬로 삽입되어서 저항기 및 각 스퀴브와 함께 휘스튼 브리지를 구성하는 제1 및 제2의 기준저항과 차동 증폭기의 입력단자와 푸시버튼과의 사이에 삽입되어 차동 증폭기의 입력 진압차가 0일때의 증폭 전압을 기준 전압에 설정하기 위한 기준 전원을 설치함과 함께 제1 및 제2의 기준 저항기의 접속점에 대응하는 측정점을 차동 증폭기의 반전 입력 단자에 접속하여, 각 스퀴브의 고전위측의 일단과 각 기준 저항기의 접속점과의 사이의 전압을 차동 증폭기에 입력하도록 했기 때문에 각 스퀴브의 저항치를 고정별도로 검출할 수 있어 더욱 신뢰성이 높은 승무원 보호장치의 고장검출 장치가 얻어지는 효과가 있다.
또 본 발명의 제3의 발명에 의하면 차동 증폭기의 비반전 입력단자와 반전 입력단자와의 사이에 제1 및 제2의 스위치 수단과는 틀리는 타이밍1으로 "온","오프" 제어되는 제3의 스위치 수단을 삽입하여 제3의스위치 수단을 ''온''시켰을때의 증폭 전압에 입각해서 차동 증폭기의 오프 세트 성분을 상쇄하도록 했기때문에 각 스퀴브의 저항치를 더욱 고정밀도로 검출가능한 승무원 보호장치의 고장 검출 장치가 얻어지는 효과가 있다.
또 본 발명의 제4의 발명에 의하면, 직류 전원의 양극에 접속된 제1의 G센서의 저전위측의 일단과 제1의 스퀴브의 고선위측의 일단과의 사이에 순방향으로 삽입된 제2의 다이오드와, 각 스퀴브의 저전위측의 일단과 직류 전원의 음음극(푸시버튼)에 접속된 제2의 G센서의 고전위측의 일단과의 사이에 순방향으로 삽입된 제3의 다이오드와 제1의 G센서내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖고, 제2 및 제3의 다이오드의 음극과 직류 전원의 양극과의 사이에 각각 삽입된 저항기와 제2의 G센서내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖고, 제2 및 제3의 다이오드의 양극과 푸시버튼 사이에 각각 삽입된 저항기를 설치해 G센서내의 서로 개방된 접점이 개방되어 있을때는 각 스퀴브와 함께 각 G센서에 개별로 미소 전류를 공급하도록 했기때문에 제1 및 제2의 G센서의 고장을 개별로 검출가능한 더욱 정확하고 신뢰성이 높은 승무원 보호장치의 고장 검출장치가 얻어지는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 승무원 보호수단을 구동하기 위해 직류 전원에 접속되며, 또한 서로 병렬로 접속된 제1 및 제2의 기동수단과, 이들 기동수단의 저항치보다 큰 저항치를 갖는 저항기 및 이 저항기에 병렬 접속된 서로 개방된 접점으로 되고 상기 기동 수단에 직렬 접속된 최소한 한개의 G센서와, 상기 기동수단의 양단간의 전압을 증폭하는 차동 증폭기와, 이 차동 증폭기에서 출력되는 증폭 전압에 입각해서 상기 기동 수단의 고장을 검출하는 판정회로를 갖추고, 소정 이상의 충격을 검출했을때에 상기의 서로 개방된 접점을 닫아서 상기 기동수단에 소정 이상의 전류를 공급하도록 한 승무원 보호장치의 고장 검출장치에 있어서, 상기 제1 및 제2의 기동수단의 고전위측의 각 일단간에 삽입된 다이오드와, 상기 직류 전원의 양극과 상기 다이오드의 음극과의 사이에 삽입되어, 상기 G센시내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖는 별개의 저항기와, 상기 다이오드의 양단에 대응하는 각 측정점과 상기 차동 증폭기의 비반전 입력단자와의 사이에 각각 삽입되고, 또한 번갈이 "온""오프" 제어되는 제1 및 제2의 스위치 수단을 설치하여, 상기 G센서내의 서로 개방된 접점이 개방되어 있을때는 상기 저항기 및 상기 별개의 저항기를 거쳐서 상기 제1 및 제2의 기동수단에 각각 별도의 미소 전류를 공급해서, 상기 제1및 제2의 기동수단의 양단간의 전압을 상기 제l 및 제2스위치 수단을 거쳐서 별개로 검출하고, 상기의 서로 개방된 접점이 닫혔을때는 상기 직류 전원에서 직접 또는 상기 다이오드를 거쳐서 상기 제1 및 제2의 기동수단에 소정 이상의 전류를 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 승무원 보호장치의 고장 검출장치.
  2. 제1항에 있어서, G센서내의 저항기의 제1 또는 제2의 기동 수단과의 저항비와 같은 저항비를 갖고, 직류 전원의 양극과 상기 각 기동 수단의 저전위측의 일단과의 사이에 직렬로 삽입되어서 상기 저항기 및 상기 각 기동수단과 함게 휘스톤 브리지를 구성하는 제1 및 제2의 기준 저항기와, 차동 증폭기의 입력단자와 푸시버튼 사이에 삽입되어, 상기 차동 증폭기의 입력 전압차가 0일때의 증폭 전압을 기준 전압으로 설정하기 위한 기준 전원과를 설치함과 더불어, 상기 제1 및 제2의 기준 저항기의 접속점에 대응하는 측정점을 상기 차동 증폭기의 반전 입력단자에 접속한 것을 특징으로 하는 승무원 보호장치의 고장 검출장치.
  3. 제2항에 있어서, 차동 증폭기의 비반전 입력단자와 반전 입력단자와의 사이에, 제1 및 제2의 스위치수단은 상이한 타이밍으로 "온","오프" 제어되는 제3의 스위치 수단을 삽입하고, 판정 회로는, 상기 제3의 스위치 수단을 "온"시켰을때의 증폭 전압에 입각해서, 상기 차동 증폭기의 오프패드 성분을 상쇄하도록한 것을 특징으로 하는 승무원 보호장치의 고장 검출장치.
  4. 제3항에 있어서, 직류 전원의 양극에 접속된 제1의 G센서의 저전위측의 일단과 제1의 기동수단의 고전위측의 일단사이에 순방향으로 삽입된 제2의 다이오드와, 각 기동수단의 저전위측의 일단과 상기 전원의 음극에 접속된 제2의 G센서의 고전위측의 일단사이에 순방향으로 삽입된 제3의 다이오드와, 상기 제1의 G센서내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖고, 상기 제2 및 제3의 다이오드의 음극과 상기 직류전원의 양극사이에 각각 삽입된 저항기와, 상기 제2의 G센서내의 저항기의 저항치와 같은 저항치를 갖고, 상기 제2 및 제3의 다이오드의 양극과 상기 직류전원의 음극과의 사이에 각각 삽입된 저항기와를 설치해서, 상기 제1 및 제2의 G센서의 고장을 개별로 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 승무원 보호장치의 고장 검출장치.
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