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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsvorrichtung zum Detektieren
eines Kurzschlusses und spezieller eine Schaltungsvorrichtung zum Detektieren
eines Kurzschlusses, die in einer Eigendiagnoseschaltung verwendbar
ist, um eine Normalität/Anormalität einer
Airbag-Sensorvorrichtung zu diagnostizieren.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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In
Verbindung mit einem SRS-Airbag, der in einem Fahrzeug verwendet
wird, detektiert ein G-Sensor eine Beschleunigung eines Fahrzeugs
zu allen Zeitpunkten und eine auf diese Weise gewonnene Beschleunigungswellenform
wird in einem digitalen Kode mit Hilfe eines A/D-Umsetzers umgewandelt
und wird dann einer Operationsverarbeitung in einem Computer unterzogen.
Wenn das Operationsergebnis einen vorbestimmten Zustand oder Bedingung
befriedigt, wird ein Leistungstransistor eingeschaltet, um Strom
einer Zündkapsel
eines Airbag-Moduls zuzuführen,
wodurch sich ein Airbag dann entfaltet.
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Ferner
ist ein Sicherheitssensor bei einer Modulzündschaltung in Reihe mit einer
mechanischen Konstruktion zum Öffnen
und Schließen
eines elektrischen Kontaktpunktes vorgesehen und der Kontaktpunkt
ist zu einer normalen Zeit geöffnet,
um die Energiezufuhr zu dem Modul zu unterbrechen. Wenn ein Aufprall
erfolgt, welcher einen gegebenen Wert überschreitet, wird der Kontaktpunkt
geschlossen und es wird die Stromzufuhr zu dem Modul eingeschaltet.
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Ferner
sind der Leistungstransistor und der Sicherheitssensor auf der Stromversorgungsseite und
der Erdungsseite des Moduls angeordnet, wodurch ein "Doppeltrenn"-Schalter gebildet
wird, um sowohl die Stromversorgungsseite als auch die Erdungsseite
des Moduls von der ECU abzutrennen. Selbst wenn demzufolge eine
Seite eines Fahrzeugdrahtes zu dem Modul kurzgeschlossen wird, und
zwar mit einer Stromversorgungsleitung oder einem Körper, kann
ein fehlerhaftes Entfalten des Airbags verhindert werden.
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Ein
SRS-Airbag, der in einem Fahrzeug verwendet wird, ist so ausgelegt,
dass eine Eigendiagnoseschaltung zum Startzeitpunkt betätigt wird,
um das Vorhandensein oder Fehlen einer Anormalität der Schaltungen zu detektieren.
Da es wünschenswert
ist, wenigstens Zusammenstoßverzögerungen eines
Fahrzeugs in der Front- und in der Rückwärtsrichtung und in der Rechts-
und Linksrichtung zu detektieren, sind allgemein zwei oder mehrere
G-Sensoren vorgesehen, wie dies beispielsweise in der JP-A-2000-145005 offenbart
ist. Wenn eine Vielzahl von G-Sensoren vorgesehen sind, ist es wünschenswert
eine Eigendiagnoseschaltung für
jeden G-Sensor vorzusehen und das Vorhandensein oder Fehlern einer
Anormalität
des G-Sensors durch jede Eigendiagnoseschaltung zu detektieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung
zum Detektieren eines Kurzschlusses zu schaffen, die miniaturisiert
ausgeführt
werden kann, und zwar bei reduzierten Kosten.
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Um
die genannte Aufgabe zu lösen,
enthält eine
Schaltungsanordnung zum Detektieren eines Kurzschlusses gemäß einem
ersten Aspekt eine erste Schaltung und eine zweite Schaltung zum
Ausgeben von analogen Signalen, einen Signalprozessor zum Verarbeiten
der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Schaltung, einen
ersten leitenden Draht zum Verbinden der ersten Schaltung und des
Signalprozessors, einen zweiten leitenden Draht zum Verbinden der
zweiten Schaltung mit dem Signalprozessor und eine Kurzschluss-Überwachungseinheit
zum Analysieren von wenigstens einem der analogen Signale der ersten
und der zweiten Schaltung, die in den Signalprozessor eingegeben
werden, und zum Überwachen
des Kurzschlusses zwischen dem ersten leitenden Draht und dem zweiten
leitenden Draht, wobei die analogen Signale, die von der ersten
und der zweiten Schaltung ausgegeben werden, hinsichtlich der positiven
und negativen Vorzeichen der Phase einander entgegengesetzt sind.
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Es
ist zu bevorzugen, dass die erste und die zweite Schaltung die analogen
Signale zur gleichen Zeit ausgeben.
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Es
ist auch zu bevorzugen, dass jede der ersten und zweiten Schaltungen
aus einer Eigendiagnoseschaltung für einen G-Sensor in einer Airbag-Vorrichtung
darstellt und es ist auch zu bevorzugen, dass ein Eigendiagnose-Signalgenerator
in der Ausrüstung
enthalten ist und dass die erste und die zweite Schaltung gleichzeitig
die analogen Signale im Ansprechen auf wenigstens ein Triggersignal
von einem Eigendiagnose-Signalgenerator ausgeben.
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Es
ist ferner zu bevorzugen, dass der Eigendiagnose-Signalgenerator
zwei Triggersignale erzeugt und die zwei Triggersignale an die erste
und die zweite Schaltung zur gleichen Zeit ausgibt, oder es vorteilhaft,
dass der Eigendiagnose-Signalgenerator ein Triggersignal erzeugt
und dass das von dem Eigendiagnose-Signalgenerator erzeugte Triggersignal
in zwei Triggersignale aufgespalten wird, um diese der ersten und
der zweiten Schaltung zur gleichen Zeit einzuspeisen.
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Es
kann demnach bei der Schaltungsanordnung zum Detektieren eines Kurzschlusses
gemäß dem ersten
Aspekt das Vorhandensein oder Fehlen eines Kurzschlusses zwischen
dem ersten leitenden Draht und dem zweiten leitenden Draht lediglich
dadurch beurteilt werden, indem wenigstens ein Ausgangssignal aus
der ersten Schaltung und das Ausgangssignal aus der zweiten Schaltung überwacht werden.
Demzufolge kann eine Fehlfunktion, die durch einen Kurzschluss verursacht
wird, verhindert werden und es wird weder eine Vorrichtung noch
ein Anschluss zusätzlich
benötigt,
so dass die Schaltungsanordnung miniaturisiert werden kann und die Kosten
reduziert werden können.
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Bei
der oben beschriebenen Schaltungsanordnung zum Detektieren eines
Kurzschlusses sind die analogen Signale, die von der ersten Schaltung und
von der zweiten Schaltung ausgegeben werden, hinsichtlich der positiven
und negativen Vorzeichen der Phase einander entgegengesetzt. Selbst
wenn demzufolge der erste leitende Draht und der zweite leitende
Draht miteinander kurzgeschlossen werden, ermöglicht es die oben erläuterte Konstruktion,
dass die analogen Signale, die von der ersten und der zweiten Schaltung
ausgegeben werden, miteinander interferieren und diese somit zueinander
versetzt sind, so dass nicht beide analogen Ausgangssignale eine
vorbestimmte Amplitude erreichen können. Wenn auf der anderen
Seite kein Kurzschluss vorhanden ist, werden die analogen Ausgangssignale auf
einer vorbestimmten Amplitude gehalten. Es lässt sich daher das Auftreten
oder Fehlen eines Kurzschlusses zwischen dem ersten leitenden Draht
und dem zweiten leitenden Draht dadurch beurteilen, indem man lediglich
irgendeines der analogen Ausgangssignale der ersten und der zweiten
Schaltung überwacht.
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Eine
Vielzahl von Arten an elektrischen Schaltungen für elektrische Heimanwendungen,
industrielle Ausrüstungen,
Fahrzeuge usw. können
als erste und zweite Schaltung betrachtet werden. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch insbesondere bei Schaltungen einer SRS-Airbag-Vorrichtung
eines Fahrzeugs effektiv, bei dem eine Miniaturisierung und Reduzierung
der Kosten wichtige Faktoren darstellen. Ferner können in
der Schaltung der SRS-Airbag-Vorrichtung eine Schaltung zum Verarbeiten
von Signalen von externen Sensoren, die unausweichlich eine Vielzahl
an Schaltkreisen benötigen,
eine Schaltung zum Verarbeiten von Signalen einer Vielzahl von G-Sensoren,
eine Schaltung zum Erzeugen eines Vor-Crash-Signals usw. als erste
und zweite Schaltungen verwendet werden. Ein Sensor vom Typ einer kammförmig gestalteten
elektrostatischen Kapazität wird
als G-Sensor verwendet. Daher werden die positiven und negativen
Vorzeichen der Phase in einfacher Weise invertiert und es kann somit
ein Sensor unmittelbar verwendet werden, der bisher verwendet worden
ist.
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Die
erste und die zweite Schaltung können analoge
Ausgangssignale mit einer gewissen Zeitverzögerung ausgeben. Wenn jedoch
die Zeitverzögerung
mit der Phasenverschiebung koinzidiert, kann ein Versetzen basierend
auf der Interferenz zwischen den analogen Ausgangssignalen nicht
auftreten. Es wird in diesem Fall schwierig, einen Kurzschluss zu detektieren.
Es ist daher wünschenswert,
dass die erste und die zweite Schaltung die analogen Ausgangssignale
zur gleichen Zeit ausgeben. Um dieser Anforderung zu genügen, können Maßnahmen
getroffen werden, dass ein Triggersignal von einem Eigendiagnose-Signalgenerator
erzeugt wird und dass nach dem Empfang des Triggersignals jede der
ersten und zweiten Schaltungen ein analoges Signal erzeugt. Demzufolge
kann in sicherer Weise erreicht werden, dass die Ausgangssignale
der ersten und der zweiten Schaltung miteinander interferieren, wenn
ein Kurzschluss auftritt, so dass der Kurzschluss zwischen dem ersten
leitenden Draht und dem zweiten leitenden Draht in sicherer Weise
detektiert werden kann.
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Wenn
ferner kein Kurzschluss auftritt, überwacht der Signalprozessor
die Amplitude von jedem Ausgangssignal, um zu beurteilen, ob eine
Anormalität
vorhanden ist oder fehlt, und zwar in Bezug auf jede der ersten
und zweiten Schaltungen. Daher geben die erste Schaltung und die
zweite Schaltung lediglich analoge Ausgangssignale aus, die hinsichtlich des
positiven und negativen Vorzeichens der Phase einander entgegengesetzt
sind, und die Amplitudenwerte der Ausgangssignale sind nicht in
spezieller Weise eingeschränkt.
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Der
Signalprozessor kann mit Hilfe eines AD-Umsetzers konstruiert werden,
um ein analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln, und
die Ausrüstung
kann ferner einen Mikrocomputer als Teil der ECU enthalten, um das
digitale Signal einer Operationsverarbeitung zu unterziehen. Ein
Signalprozessor zum Verarbeiten des Ausgangssignals der ersten Schaltung
und ein Signalprozessor zum Verarbeiten des Ausgangssignals der
zweiten Schaltung können
ebenso vorgesehen sein oder die Ausgangssignale der ersten und der
zweiten Schaltung können lediglich
durch einen Signalprozessor verarbeitet werden. Die Kurzschluss-Überwachungseinheit
kann einen Mikro computer enthalten, der von dem Signalprozessor
verschieden ist, es ist jedoch wünschenswert,
dass die Kurzschluss-Überwachungseinheit
integral mit dem Signalprozessor ausgebildet ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben erwähnten
und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter
Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen. Es zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild, welches die Konstruktion einer Schaltungsvorrichtung
zum Detektieren eines Kurzschlusses gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein
Blockschaltbild, welches die Schaltungsanordnung zum Detektieren
eines Kurzschlusses gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wiedergibt, wenn ein Kurzschluss auftritt;
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3 ein
Blockschaltbild, welches die Konstruktion der Schaltungsvorrichtung
zum Detektieren eines Kurzschlusses gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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4 ein
Blockschaltbild, welches die Konstruktion einer herkömmlichen
Schaltungsvorrichtung zum Detektieren eines Kurzschlusses darstellt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
werden nun bevorzugte Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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[Erste Ausführungsform]
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Bei
dieser Ausführungsform
ist die vorliegende Erfindung bei einer Eigendiagnoseschaltung eines
G-Sensors angewendet, der in einem SRS-Airbag für ein Fahrzeug verwendet wird. 1 und 2 sind
Blockschaltbilder, die eine Schaltungsanordnung zum Detektieren
eines Kurzschlusses dieser Ausführungsform
wiedergeben. Die Schaltungsanordnung zum Detektieren eines Kurzschlusses
umfasst einen Eigendiagnose-Signalgenerator 1, einen Gx-
und Gy-Sensor 20 und 30, eine Eigendiagnoseschaltung 2 (erste
Schaltung), eine Eigendiagnoseschaltung 3 (zweite Schaltung),
A/D-Umsetzer 41 und 42 und einen Signalprozessor 5.
Die Schaltungsanordnung zum Detektieren eines Kurzschlusses ist in
der ECU vorgesehen. Der Signalprozessor 5 bildet einen
Signalprozessor und eine Kurzschluss-Überwachungseinheit. Leitende
Drähte, über die
die Eigendiagnoseschaltung 2 und die Eigendiagnoseschaltung 3 mit
den A/D-Umsetzern 41 bzw. 42 verbunden sind, bilden
erste und zweite leitende Drähte bei
der vorliegenden Erfindung.
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Der
Eigendiagnose-Signalgenerator 1 erzeugt Triggersignale 10,
wenn die Maschine gestartet wird. Die Triggersignale 10 werden
an die Eigendiagnoseschaltung 2 und die Eigendiagnoseschaltung 3 im
Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt ausgegeben. Im Ansprechen auf
das Triggersignal 10 kommuniziert die Eigendiagnoseschaltung 2 mit
dem Gx-Sensor 20, um die Verzögerung des Fahrzeugs in der
X-Richtung entsprechend der Front- und Heckrichtung zu detektieren,
und gibt ein analoges Signal 21 mit einer positiven Phase
in Einklang mit dem Zustand des Gx-Sensors 20 aus. Ferner
tritt die Eigendiagnoseschaltung 3 im Ansprechen auf das
andere Triggersignal 10 in Kommunikation mit dem Gy-Sensor 30 zum
Detektieren der Verzögerung
des Fahrzeugs in der Y-Richtung entsprechend der Rechts- und Linksrichtung,
umgibt ein analoges Signal 31 mit einer negativen Phase
in Einklang mit dem Zustand des Gy-Sensors 30 aus.
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Die
analogen Signale 21 und 31, die von der Eigendiagnoseschaltung 2 und
der Eigendiagnoseschaltung 3 ausgegeben werden, in die
A/D-Umsetzer 41 bzw. 42 einge speist und in digitale
Signale umgesetzt und werden in den Signalprozessor 5 eingespeist,
der einen Mikrocomputer umfasst.
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In
dem Signalprozessor 5 wird der digitale Ausgangswert von
einem der Ausgangssignale der Eigendiagnoseschaltung 2 und
der Eigendiagnoseschaltung 3 zunächst mit einem vorbestimmten
Wert verglichen. Wenn der Ausgangswert kleiner ist als der vorbestimmte
Wert, erfolgt eine Beurteilung dahingehend, dass ein Kurzschluss
zwischen den leitenden Drähten
der Eigendiagnoseschaltung 2, 3 und der A/D-Umsetzer 41, 42 aufgetreten
ist, und es wird die Tatsache, dass der betreffende Kurzschluss aufgetreten
ist, an einer Anzeigetafel (nicht gezeigt) angezeigt und die Verarbeitung
wird dann beendet.
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Wenn,
wie in 2 gezeigt ist, ein Kurzschluss zwischen den leitenden
Drähten
der Eigendiagnoseschaltung 2, 3 und den A/D-Umsetzern 41, 42 auftritt,
interferieren die analogen Signale 21 und 31, die
hinsichtlich des positiven und negativen Vorzeichens der Phase einander
entgegengesetzt sind, miteinander und werden somit zueinander versetzt. Daher
werden beide digitalen Ausgangswerte der Eigendiagnoseschaltung 2 und
der Eigendiagnoseschaltung 3 jeweils auf kleinere analoge
Signale 21' und 31' reduziert.
Es kann somit das Vorhandensein oder Fehlen eines Kurzschlusses
sicher dadurch beurteilt werden, indem lediglich einer der Ausgangswerte
der Eigendiagnoseschaltungen 2 und 3 überwacht
wird.
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Wenn
auf der anderen Seite der digitale Ausgangswert nicht kleiner ist
als der vorbestimmte Wert, erfolgt eine Beurteilung dahingehend,
dass kein Kurzschluss aufgetreten ist und der Signalprozessor 5 beurteilt
die Größe zwischen
den digitalen Ausgangswerten der Eigendiagnoseschaltungen 2 und 3.
Die Differenz in der Größe zwischen
diesen wird berechnet und wenn das Berechnungsergebnis innerhalb
eines vorbestimmten Bereiches liegt, wird beurteilt, dass beide
Sensoren gemäß dem Gx-Sensor 20 und
dem Gy-Sensor 30 normal arbeiten. Wenn die Differenz außerhalb
des vorbestimmten Bereiches liegt, so wird ein anormal arbeitender
Sensor auf der Grundlage des Vergleichs zwischen den digitalen Ausgangswerten
der Sensoren identifiziert und diese Tatsache wird dann an der Tafel
(nicht gezeigt) dargestellt und die Verarbeitung wird dann beendet.
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Es
kann demzufolge durch die Schaltungsanordnung zum Detektieren eines
Kurzschlusses dieser Ausführungsform
das Vorhandensein oder Fehlen eines Kurzschlusses zwischen den leitenden Drähten der
Eigendiagnoseschaltungen 2, 3 und der A/D-Umsetzer 41, 42 detektiert
werden, indem man direkt die Eigendiagnosevorrichtungen zum Diagnostizieren
der Anormalität
des Gx-Sensors 20 bzw. des Gy-Sensors 30 verwendet.
Demzufolge ist kein Anschluss erforderlich bzw. zusätzlich erforderlich,
so dass die Schaltungsanordnung miniaturisiert werden kann und die
Zunahme der Kosten gesteuert werden kann.
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[Zweite Ausführungsform]
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Es
wird nun unter Hinweis auf 3 eine zweite
Ausführungsform
der Schaltungsanordnung zum Detektieren eines Kurzschlusses erläutert. Die Schaltungsanordnung
zum Detektieren eines Kurzschlusses dieser Ausführungsform ist ähnlich der ersten
Ausführungsform
mit der Ausnahme, dass das Triggersignal 10 von dem Eigendiagnosegenerator 1 aufgespalten
wird und an die Eigendiagnoseschaltung 2 und die Eigendiagnoseschaltung 3 zur
gleichen Zeit ausgegeben wird.
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Gemäß der Schaltungsanordnung
zum Detektieren eines Kurzschlusses dieser Ausführungsform können analoge
Signale, die von den Eigendiagnoseschaltungen 2 und 3 ausgegeben
werden, in sicherer Weise zur gleichen Zeit erzeugt werden. Wenn
demzufolge ein Kurzschluss auftritt, wird mit Sicherheit bewirkt,
dass die zwei analogen Signale miteinander interferieren und somit
zueinander versetzt werden, so dass die Präzision der Detektion des Vorhandenseins
oder Fehlens eines Kurzschlusses weiter erhöht wird.
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Es
wird nun unter Hinweis auf 4 ein Eigendiagnosesystem
nach dem Stand der Technik erläutert.
Dieses Eigendiagnosesystem ist mit einem Gx-Sensor 101 ausge rüstet, um
die Verzögerung
in der X-Richtung entsprechend der Front- und Heckrichtung eines
Fahrzeugs zu detektieren, und ist mit einem Gy-Sensor 102 ausgerüstet, um
die Verzögerung
in der Y-Richtung entsprechend einer Rechts- und Linksrichtung des
Fahrzeugs zu detektieren. Wenn die Maschine gestartet wird, treten
die Eigendiagnoseschaltung 103 und die Eigendiagnoseschaltung 104 in
Kommunikation mit dem Gx-Sensor 101 bzw.
dem Gy-Sensor 102, um die Eigendiagnose zu starten, und
es werden die Diagnoseergebnisse in Form von analogen Signalen 105 und 106 jeweils ausgegeben.
Die jeweiligen analogen Ausgangssignale werden einem Signalprozessor 109 über den A/D-Umsetzer 107 bzw. 108 eingespeist
und der Signalprozessor 109 vergleicht die Eingangssignale
miteinander. Wenn irgendeine Differenz in der Größe einen vorbestimmten Bereich überschreitet,
und zwar die Differenz zwischen den Eingangssignalen, kann beurteilt
werden, dass wenigstens ein Sensor gemäß dem Gx-Sensor 101 und
dem Gy-Sensor 102 fehlerhaft arbeitet.
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Wenn
elektrisch leitender Staub oder Ähnliches
an einem IC-Anschluss anhaftet oder Ähnlichem, können die Ausgangsanschlüsse der
Eigendiagnoseschaltung 103 und der Eigendiagnoseschaltung 104 miteinander
kurzgeschlossen werden, was zum Auftreten einer Fehlfunktion führt. Bei
dem Eigendiagnosesystem, welches oben beschrieben wurde, ist es
schwierig, den betreffenden Kurzschluss zu detektieren, und, um
diesen Kurzschluss festzustellen, müssen die Ausgangssignale einer
Vielzahl von Eigendiagnoseschaltungen 103 und 104 überwacht werden
und es muss auch eine Vorrichtung und es müssen Anschlüsse zum Detektieren des Kurzschlusses
hinzugefügt
werden. Es existiert demzufolge solch ein Nachteil, dass die Vorrichtung
in einem großen
Maßstab
und unter erheblichen Kosten konstruiert werden muss.
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Zum
Vergleich mit der ersten und der zweiten Ausführungsform, die oben erläutert wurden,
kann das Vorhandensein oder Fehlen eines Kurzschlusses in sicherer
Weise beurteilt werden, indem man lediglich einen der Ausgangswerte
der Eigendiagnoseschaltungen 2 und 3 überwacht.
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Die
Beschreibung der Erfindung ist lediglich von beispielhafter Natur
und es können
daher Abwandlungen vorgenommen werden, ohne dadurch den Rahmen der
Erfindung zu verlassen. Solche abgewandelten Ausführungsformen
sind jedoch nicht so zu betrachten, dass sie aus dem Rahmen der
vorliegenden Erfindung fallen.