KR100194065B1 - 승객보호장치 및 그의 기동장치 - Google Patents

승객보호장치 및 그의 기동장치 Download PDF

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다카시 후루이
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다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
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Abstract

특성을 용이하게 조정할 수 있으며, 크기를 작게하여 코스트를 작게 억제하므로 비교적 단순한 구성으로 된 승객보호장치의 기동장치는, 접점의 상태를 유지할 수 있는 기구를 갖지 않은 기계식 가속도스위치와, 적분회로, 비교회로 등의 전자회로를 조합하여 점화회로의 반도체스위치를 제어하는 구성으로 되었다.

Description

승객보호장치 및 그의 기동장치
제1도는 이 발명의 실시예 1에 의한 승객보호장치의 기동장치를 나타내는 회로도.
제2도는 실시예 1에 있는 가속도스위치를 나타내는 사시도.
제3도는 제2도의 가속도스위치를 나타내는 단면도.
제4도는 실시예 1에 의한 제2의 충돌판정부를 나타내는 회로도.
제5도(a)~제5도(f)는 실시예 1에 의한 동작을 설명하는 타이밍 차트.
제6도는 이 발명의 실시예 2에 의한 승객보호장치의 기동장치를 나타내는 회로도.
제7도는 이 발명의 실시예 3에 의한 회로도.
제8도(a)~제8도(g)는 실시예 3의 동작을 설명하는 타이밍 차트.
제9도는 이 발명에 의한 실시예 4에서의 승객보호장치의 기동장치를 나타내는 회로도.
제10도는 실시예 1의 충돌판정처리를 나타내는 플로차트.
제11도는 종전의 기동장치를 나타내는 회로도.
제12도는 종전의 가속도스위치를 나타내는 사시도.
제13도(a)~제13도(c)도는 종전의 기동장치의 동작을 나타내는 타이밍 차트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 스퀴브(squib) 2 : 전원부
3a : 가속도센서 5a : 가속도스위치
5b : 적분회로 5c : 비교회로
5d : 완샷타이머(one shot timer)회로 6a, 6b : 콘덴서
7a, 7b : 다이오드 8 : AND회로
9 : NAND 회로 21, 22 : 반도체 스위치
33 : 추(mass)
이 발명은 에어백(air bag)과 시트벨트 프리텐숀너(seat belt pretentioner)등의 자동차용의 승객보호장치 및 그의 기동장치에 관한 것이다.
제11도는 일본국 특개평 5-278558호 공보에 기재된 종전의 에어백의 점화회로장치를 나타내는 회로도이다.
도면에서, 101은 스퀴브(squib)라고 불리우는 열선등의 저항체로 된 에어백의 점화장치이다.
102는 전원부이며, 102a는 배터리, 102b는 배터리(102a)에서 스퀴브(101)에 전류를 공급하는 전원회로이다.
103은 충돌 판정부이며, 103는 차량의 감속방향의 가속도를 전기신호로서 출력하는 가속도센서이며, 103b는 가속도센서(103a)의 출력을 받아서 에어백의 전개의 여부를 판정하는 CPU이다.
104는 CPU(103b)에 의해 제어되는 점화용의 반도체스위치, 150은 CPU(103b)에 의해 판단되는 것보다 비교적 가벼운 충격에서도 동작하는 기계식의 가속도스위치, 106는 점화용의 보조전원이 되는 콘덴서이다.
다음에, 동작에 대하여 설명한다.
종전의 승객보호장치의 기동장치에서는, 승객보호장치를 동작시킬 차량의 충돌이 발생하면, 오동작방지용으로 설치되여있는 가속도스위치(150)가 먼저 닫히고, 그후 충돌판정부(103)가 반도체스위치(104)를 닫으면, 전원부(102)에서 스퀴브(101)에 대해서 점화전류가 공급되어 승객보호장치 즉 에어백이 동작한다.
이때, 가속도스위치(150)는 가속도센서(103a), CPU(103b)가 전기적으로 고장인 경우의 오동작방지를 위해 설치되어있다.
제12도는 미국특허 5306883호에 표시된 종전의 승객보호장치용의 가속도 스위치이다.
이 도면에서, 151은 커버, 152는 베이스, 153은 원통형의 추, 154, 155는 전기적 단자이다.
154a, 155a는 단자(154, 155)에서 나와 있는 핀, 156은 판스프링으로 된 접촉부, 157은 코일스프링, 158은 고정핀이다.
다음에 동작에 대해 설명한다.
제12도에 표시된 가속도스위치(150)에 있어서, 평상시에는 추(153)가 코일스프링(157)에 의해 눌려져 있고, 접촉부(156)를 밀어서 열고 있으므로, 단자(154, 155)는 전기적으로 도통하고 있지 않다.
그러나, 제12도 중의 화살표(A)의 방향으로 충돌시의 가속도에 의한 힘이 가해지면, 추(153)가 화살표(A)의 방향으로 이동하고, 접촉부(156)는 판스프링의 힘에 의해 화살표(A)의 방향으로 눌러져서, 단자(154, 155)는 전기적 도통된다.
또, 도통된 후에는 코일스프링(157)에 의한 힘보다 큰 힘이 화살표(A)의 방향으로 가하여져 있는 동안은, 추(153)은 화살표(A)의 방향으로 이동하려 하므로 접촉부(156)에 의한 단자(154, 155)의 전기적 도통은 지속된다.
제13도(a) ~ 제13도(c)는 충돌시의 상태를 나타내는 파형도이며, 제13도(a)는 제12도의 화살표(A)의 방향 즉 차량이 충돌시의 감속방향으로 발생하는 충돌가속도의 변화를 나타내는 파형도, 제13도(b)는 추(153)의 이동량을 나타내는 파형도이고, 제13도(c)는 가속도스위치(150)의 개폐상태를 나타내는 파형도이다.
또, 제13도(a) 중에 파선으로 표시된 Gb는 코일스프링(157)의 스프링힘의 크기와 동일한 힘을 발생하는 가속도(바이어스 가속도)를 나타내는 것이며, 이 바이어스 가속도(Gb)를 충돌가속도가 상회하면, 제13도(b)와 같이 추(153)가 이동하기 시작하고, 그 이동량이 어느 일정량(제13도 중에 파선 LON으로 표시됨)을 넘으면, 접촉부(156)가 단자(154, 155)간을 전기적으로 도통시켜 가속도 스위치(150)을 ON 상태로 한다.
그리하여, 추(153)의 이동량이 LON을 하회할때까지는 제13도(c)와 같이, 가속도스위치의 상태는 ON을 지속한다.
이와같이 가속도스위치의 ON상태가 지속되므로, 충돌시에 가속도스위치가 ON, OFF를 반복함으로써 스퀴브의 동작이 불안정하게 되거나, 동작하지 않게 되는 것을 방지할 수가 있다.
그러나, 상기와 같은 종전의 승객보호장치의 기동장치에 이용되는 가속도스위치(150)는, 기계적 스프링(157)의 스프링정수와 추(153)의 무게 및 이동범위만으로 특성을 결정하고 있으므로, 특성의 대폭적인 변경이 되지 않는다는 문제점이 있다.
또, 전기적으로 도통하는 시간은 어느정도 이상 길게 할 필요가 있으나, 가속도스위치(150)의 추의 이동거리를 길게함으로서 도통하는 시간을 길게 하고 있다.
이 때문에, 제12도 중 화살표(A) 방향의 크기는 어느 일정한 크기보다 짧게 할 수가 없었다.
그 때문에, 장치 전체의 크기를 크게 할 필요성이 있고, 코스트가 상승된다는 문제점이 있었다.
또, 추를 사용하여 접점을 기계적으로 개폐하는 가속도스위치의 경우에는, 어떤 방법으로도 접점부분이 차터링(cha-ttering), 즉, 접촉한 반동으로 떨어지게 되어 단속적으로 붙든가 떨어지든가 하는 일이 발생하므로 도통이 단속적으로 되는 일이 있었다.
또, 상기한 승객보호장치의 기동장치를 복수의 스퀴브를 사용하면, 단락 등에 의한 고장으로 1개의 스퀴브가 오동작등의 고장을 일으킨 경우에 다른 스퀴브가 오동작하지 않도록 하기 위해, 각 스퀴브로의 전원공급을 독립시키지만, 이때에 제12도와 같은 가속도스위치가 복수개 필요하게 되고, 그 때문에 공간이 커져서, 코스트상승으로 되는 문제가 있었다.
이 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것이며, 가속도스위치의 특성의 조정을 용이하게 하고, 크기를 작게하며 코스트를 낮게 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 이 발명은 가속도스위치의 동작이 불안정하게 될지라도 승객보호장치가 오동작하지 않은 기동장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또, 이 발명은 가속도스위치가 오동작할지라도, 오동작하지 않는 승객보호용 기동장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
또한, 이 발명은 단선등의 고장이 전원공급부에 발생할지라도 각 기동수단이 동작하는 승객보호용 기동장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는, 차량의 가속도에 의한 추의 이동에 따라 개폐하는 가속도스위치와, 그 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 그 적분수단의 출력이 소정범위일 때에 승객보호장치를 기동시키는 기동수단을 구비한 것이다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는 차량의 가속도에 의해 추가 이동하여 개폐하는 가속도스위치이와, 이 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 이 적분수단의 출력이 소정범위일 때 기동하는 기동수단으로 구성되므로, 차량의 충돌시에 가속도에 의해 추가 이동될 때 추가 지나치게 이동함에 따라 단속적으로 가속도스위치를 개폐하는 상태가 발생하는 경우라도 적분수단은 신호의 적분후 개폐상태에 따라 개폐출력의 신호를 출력한다.
따라서, 비정상인 개폐신호가 출력될지라도 적분수단의 출력은 안정된다.
그러므로 승객보호장치의 기동을 안정되게 할 수가 있다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는, 차량의 가속도에 의해 추가 이동하여 개폐하는 가속도스위치와, 기 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 적분수단의 출력이 소정범위인 경우에 닫는 제1의 개폐수단과, 가속도센서에 의해 검출된 가속도에 따라 개폐되는 제2의 개폐수단과, 제1 및 제2의 개폐수단이 닫힐 때 승객보호장치를 기동하는 기동수단으로 구성되고 있다.
상기와 같이, 이 발명에 의한 승객보호의 기동장치는, 차량의 가속도에 의해 추가 이동하여 개폐하는 가속도스위치와, 그 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 적분수단의 출력이 소정범위일 때에 닫히는 제1의 개폐수단과, 차량의 가속도를 검출하는 가속도센서와, 가속도센서로 검출된 가속도에 따라 개폐되는 제2의 개폐수단과, 제1 및 제2의 개폐수단이 닫힐 때에 승객보호장치를 기동하는 기동수단을 구비하고 있으므로, 차량의 충돌시의 가속도에 의해 추가 이동할 때에, 추등의 지나친 이동에 따라 단속적으로 가속도스위치를 개폐하는 상태가 발생할지라도, 적분수단은 신호의 적분후 개폐상태에 따라 출력되는 개폐신호를 출력하므로, 제1의 개폐수단의 개폐는 안정되게 이루어지고, 승객보호장치의 기동도 안정되게 시행될 수 있는 동시에, 제2의 개폐수단을 구비함으로서, 제1의 개폐수단이 오동작할지라도 승객보호장치는 오동작 않는 것이다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는 차량의 가속도에 의해 추가 이동하는 데 따라 개폐하는 가속도스위치와, 그 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 그 적분수단의 출력이 소정범위내에 있을 때 제1의 소정신호를 출력하는 제1의 신호출력수단과, 차량의 가속도를 검출하는 가속도센서와, 그 가속도센서에 의해 검출된 가속도에 따라 제2의 소정신호를 출력하는 제2의 신호출력수단과, 제1 및 제2의 소정신호에 따라 개폐되는 개폐수단과, 이 개폐수단이 닫혔을 때에 승객보호장치를 기동하는 기동수단을 구비한 것이다.
상기와 같이 이 발명에 의한 승객 보호용의 기동장치는 차량의 가속도에 의해 추가 이동하여 개폐하는 가속도스위치와, 그 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 그 적분수단의 출력이 소정범위 내에 있는 경우에 제1의 소정신호를 출력하는 제1의 신호출력수단과, 차량의 가속도를 검출하는 가속도센서와, 그 가속도센서로 검출된 가속도에 따라 제2의 소정신호를 출력하는 제2의 신호출력수단과, 제1 및 제2의 소정신호에 따라 개폐되는 개폐수단과, 그 개폐수단이 닫혔을 때에 승객보호장치를 기동하는 기동수단을 구비하고 있으므로, 차량의 충돌시의 가속도에 의해 추가 이동한 경우에 추가 지나치게 이동하여 가속도스위치의 개폐가 단속적으로 발생하였다 할지라도, 그 개폐상태에 따라 출력되는 신호를 적분수단이 적분하여 출력하므로 제1의 소정신호는 안정되고, 개폐수단의 동작도 안정되며 승객보호장치의 기동도 안정화될 수 있는 동시에, 제1의 소정신호와 제2의 소정신호에 따라 개폐수단은 개폐하므로 가속도스위치가 오동작하여도 승객보호장치는 오동작하지 않는 것이다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는 전원부와, 그 전원부에 접속된 전원공급수단과, 그 전원 공급수단에 의해 전원이 공급되는 기동수단과, 전원공급수단에 설치된 제1 및 제2의 개폐수단과, 제1의 개폐수단의 개폐를 제어하고 가속도센서 및 가속도센서의 출력에서 제어신호를 생성하는 제어수단으로 구성된 제1의 충돌판정수단과, 제2의 개폐수단의 개폐를 제어하고, 비교회로, 적분회로 및 가속도스위치로 구성된 제2의 충돌판정수단과를 구비한 것이다.
상기와 같이, 이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는, 전원부와, 전원부에 접속된 전원공급수단과, 전원공급수단에 의해 전원이 공급되는 기동수단과, 전원공급수단에 설치된 제1 및 제2의 개폐수단과, 제1의 개폐수단의 개폐를 제어하고, 가속도센서 및 가속도센서의 출력에서 제어신호를 생성하는 제어수단으로 구성된 제1의 충돌판정수단과, 제2의 개폐수단의 개폐를 제어하고, 비교회로, 적분회로 및 가속도스위치로 구성된 제2의 충돌판정수단을 구비하였으므로, 차량의 충돌시에 가속도스위치의 개폐가 단속적으로 발생하였다 하여도, 그 개폐상태에 따라 출력되는 신호를 적분수단이 적분하고, 비교회로에 의해 소정치와 비교한후 제2의 충돌 판정수단에 출력하므로, 제1의 개폐수단의 동작이 안정되고, 승객보호장치의 기동도 안정되어 시행되는 동시에, 제2의 개폐수단도 구비하였으므로 가속도스위치가 오동작하였다하여 승객보호장치는 오동작하지 않는 것이다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는, 차량의 가속도에 의해 추가 이동하는 데 따라 개폐하는 가속도스위치와, 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 적분수단의 출력이 소정범위에 있을 때에 소정신호를 출력하는 신호출력수단과, 소정신호를 소정기간 유지하여 출력하는 출력유지수단과, 출력유지수단의 출력에 따라 개폐되는 개폐수단과, 개폐수단이 닫혔을 때에 승객보호장치를 기동하는 기동수단을 구비한 것이다.
상기와 같이, 이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는, 차량의 가속도에 의해 추가 이동하는 데 따라 개폐하는 가속도스위치와, 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 적분수단의 출력이 소정범위일 때에 소정신호를 출력하는 신호 출력수단과, 소정신호를 소정기간 유지하여 출력하는 출력유지수단과, 출력유지수단의 출력에 따라 개폐되는 개폐수단과, 개폐수단이 닫혔을 때에 승객보호장치를 기동하는 기동수단과를 구비하고, 소정신호가 출력되었을 때에, 개폐수단은 소정의 기간 개폐상태를 계속함으로, 승객보호장치가 확실히 동작하는 것이다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는, 전원부와, 그 전원부에 다이오드를 통하여 접속된 복수의 콘덴서, 이들의 콘덴서의 각각에 접속된 기동수단과, 콘덴서와 기동수단 사이에 접속된 개폐수단과, 차량의 충돌을 판정하고, 개폐수단의 개폐를 제어하는 충돌판정수단과를 구비한 것이다.
상기와 같이 이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는, 전원부와 이 전원부에 다이오드를 통하여 접속된 복수의 콘덴서, 이들 콘덴서의 각각에 접속된 기동수단과, 콘덴서와 기동수단 사이에 접속된 개폐수단과, 차량의 충돌을 판정하고, 개폐수단의 개폐를 제어하는 충돌판정수단과를 구비하고 있으므로, 차량의 충돌시에 전원부에서 단선이 발생하였다하여도, 다이오드에 의해 분류된 각각의 콘덴서에 흐르는 전류에 의해 각각의 기동수단을 개별로 동작할 수가 있는 것이다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 이동장치는, 차량의 가속도에 의한 추의 이동에 따라 개폐하는 가속도스위치와, 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 적분수단의 출력이 소정범위에 있을 때에 기동하여, 차량의 충돌시에 승객을 보호하는 승객보호수단과를 구비한 것이다.
상기와 같이, 이 발명에 의한 승객보호의 기동장치는, 차량의 가속도에 의한 추의 이동에 따라 개폐하는 가속도스위치와, 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 적분수단의 출력이 소정범위내에 있고 차량충돌시에 승객을 보호할 때 기동하는 승객보호수단을 구비하였으므로, 차량의 충돌시의 가속도에 의해 추가 이동한 때에, 추가 지나치게 이동함에 따라 가속도스위치의 개폐가 단속적으로 발생하였다하여도, 그 개폐상태에 따라 출력하는 신호를 적분수단이 적분하여 출력함으로, 개폐수단의 개폐는 안정되게 시행되며, 승객보호수단의 기동도 안정되게 시행되는 것이다.
[실시예 1]
제1도는 실시예 1을 나타내는 회로도이며, 도면에서, 1은 스퀴브(squib)라 불리우며, 열선등의 발열체를 발열시켜서 에어백내에 가스를 발생시켜 에어백을 전개시키는 에어백의 기동수단으로서의 점화장치이다.
2는 전원부이며, 2a는 배터리, 2b는 배터리(2a)에서 스퀴브(1) 및 콘덴서(6)(후술)에 소정의 전류를 공급하는 전원회로이다.
3은 제1의, 충돌판정부이며, 3a는 차량의 충돌시의 감속방향과 가속도를 전기신호로서 출력하는 가속도센서, 3b는 가속도센서(3a)의 출력을 받아서 에어백 전개의 필요여부, 즉 반도체스위치(21)(후술)의 개폐를 판정하는 제2의 신호출력수단으로서의 CPU이다.
가속도센서(3a)는 반도체피에소저항식, 압전식, 정전용량식등의 가속도를 전압의 아날로그신호로서 출력한다.
이들 일반적으로 전기식의 가속도센서로 불리는 것은, 기계식의 가속도센서에 비하여 정밀도는 좋으나 외란전자파에 의해 오동작하기 쉽다.
21은 CPU(3b)에 의해 제어되는 점화용의 개폐수단으로서의 반도체스위치, 5는 가속도센서(3a)에 비하여 비교적 작은 충격에도 동작하도록 설정되여있는 제2의 충돌판정부이며, 5a는 기계식 가속도스위치, 5b는 적분수단으로서의 적분회로, 5c는 제1의 신호출력수단으로서의 비교회로이다.
22는 비교회로(5c)에 의해 제어되는 반도체스위치, 6은 점화용의 보조전원으로 되는 콘덴서이다.
상기와 같이, 이 실시예에는 특성과 종류가 다른 복수의 충돌판정부가 설치되어 각 특성에 따라 충돌을 판정하므로 보다 정확하게 동작하고 오동작이 적은 에어백용 기동장치를 얻을 수 있다.
또한, 반도체스위치(21)에 N채널 FET(전계효과 트랜지스터)를 사용하고, 반도체스위치(22)에 P채널 FET를 제1도와 같이 사용하면, FET의 소스측에 비교적 전압이 안정되어 있는 전원 또는 어스가 접속되어 반도체스위치의 동작이 안정화된다.
또, 이 실시예에서는 , 반도체스위치(21, 22)를 사용하나 소정의 신호에 의하여 개폐하는 스위치이면 기타의 기계식의 스위치등이라도 좋다.
제2도는 기계식 가속도스위치(5a)를 나타내는 사시도이며, 도면에서 31, 32는 도전을 위해 금속판으로 제조된 단자, 33은 추(mass)이다.
34는 판스프링이며, 그의 한쪽은 단자(31)에 고정, 전기적으로 접속되고 다른 한쪽에는 추(33)가 고정되고, 중앙부에는 접촉자(34a)가 설치되어 있다.
35는 단자(31, 32)를 고정하는 대좌(pedestal)이다.
또, 제3도는 기계식 가속도스위치(5a)의 단면도이며, 판스프링(34)의 중앙에는 접촉자(34a)가 있으며, 추(33)가 차량의 충돌시에 제3도의 화살표(B)의 방향(충돌시의 감속가속도 방향)으로 이동하면, 판스프링(34)이 휘고, 접촉자(34a)가 단자(34)에 접속되어, 단자(31, 32)간에 도통이 이루어진다.
제2도 및 제3도에 표시된 것 같이 기계시 가속도스위치(5a)는, 제12도에 표시된 가속도스위치(150)에 비하여, 구조가 간략화되어 있고, 또 추(33)의 이동량은 추(153)의 이동량에 비하여 작게되어 있다.
즉, 구조가 간략화되어 있으므로, 부품수의 삭감을 할 수 있으며, 제조코스트도 저가로 할 수 있다.
그러나, 추(153)의 이동량이 적게되어 있고, 또 접촉자(34a)와 단자(32)간의 접촉을 유지할 수 있는 구조로 되어 있으므로, 충돌시에 도통하는 시간이 짧게 되어 있다.
CPU(3b)로 실행되는 충돌판정처리의 1예를 제10도에 나타낸다.
제10도의 처리는 일정시간마다 실행되는 타이머인터럽트처리이며, 스탭 S1에서 가속도센서(3a)의 출력을 받아들여 Gs로 하고, 스텝 S2에서 Gs를 시간적분하여 속도(v)를 구하며, 스텝 S3에서 속도(v)와 소정의 임계치(Thr)를 비교하여, V가 Thr이상이면 스텝 S4로 진행하여 점화신호를 ON하고, V가 Thr보다 작으면 스텝 5로 진행하고 점화신호를 OFF한다.
이와같은 제1의 충돌판정부(3)의 출력은, 제2의 충돌판정부(5)의 출력보다도 큰 가속도를 검출시에 출력되도록 설정되어 있으므로, 제2의 충돌판정부의 출력은 일정시간 유지될 필요가 있다.
제4도는 제2의 충돌판정부(5) 및 반도체 스위치(22)를 나타내는 회로도이며, 도면에서 40은 기준전압(Vcc)의 입력단자이고, 41, 42는 기계식의 가속도스위치(5a)에 접속된 저항이며, 저항(41)은 타단의 Vcc에, 저항(42)의 타단은 연산증폭기(46)의 반전입력에 접속되어 있다.
연산증폭기(46)의 비반전입력에는, 기준전압(vcc)을 저항(43, 44)으로 분압한 전압이 입력되어 있다.
연산증폭기(4b)는 적분기를 구성하고 있으며, 콘덴서(45)가 연산증폭기(46)의 반전입력과 출력간의 접속되어 있다.
47은 연산증폭기(46)의 출력을 떨어트리고 있는 저항이며, 연산증폭기(46)의 출력은 비교기(50)의 반전입력에 접속되어 있다.
비교기(50)의 비반전입력는 기준전압(Vcc)을 저항(48, 49)으로 분압한 전압이 입력되어 있다.
비교기(50)의 출력은 오픈컬렉터(open collector)이며, ON한 경우에는 저항(51, 52)을 통하여 P채널 FET인 반도체스위치(22)의 게이트, 소스간에 전압을 가하여, 반도체스위치(22)를 닫는다.
다음에 실시예 1의 동작을 제5도(a)~제5도(f)도를 사용하여 설명한다.
제5도(a)는 제2, 제3도중의 화살표(B)의 방향 즉 차량의 감속방향에 발생한 충돌가속파형이며, 파선으로 표시된 Gb는 제3도의 판스프링(34)의 스프링의 힘과 같은 힘을 내는 가속도(바이어스 가속도)이다.
충돌가속도가 바이어스 가속도(Gb)를 상회하면, 제5도(b)와 같이 제3도에 표시된 추(33)가 이동하기 시작하고, 그 이동량이 어느 일정량(제5도(b)에 파선 LON으로 표시)에 도달하면, 접촉자(34a)가 단자(32)에 접촉하여 제5도(c)에 ON으로 표시된 것같이 가속도스위치(5a)가 ON상태로 된다.
그러나, 제3도의 가속도스위치(5a)는 접점의 ON상태를 유지할 수 있는 기구가 없으므로 충돌가속도가 변화하여 바이어스 가속도(Gb)를 하회하면, 제5도(b)와 같이 추가 되돌아가고 제5도(c)에 OFF로 표시된 것 같이 가속도스위치는 즉시 OFF 상태로 된다.
가속도스위치가 제5도(c)와 같은 상태일 때, 제4도의 연산증폭기(46)에 의한 적분기의 입력 즉 제4도의 P점에서의 전압은 제5도(b)와 같은 파형으로 된다.
그리고, 제4도의 R점의 전위를 기준으로 제5도(d)의 적분 입력이 반전되어 적분되고, 제5도(e)와 같은 적분출력이 제4도의 Q점에 나타낸다.
제5도(e)의 적분출력은 비교기(50)에 의하여, 제4도의 S점의 전위와 비교되어 적분출력이 S점의 전위를 넘으면 제5도(f)와 같이 로액티브(low active)의 비교기출력 즉 비교회로의 출력이 ON 상태로 된다.
이 ON상태는, 충돌가속도파형이 작게되어 적분출력이 T점의 전위를 하회할 때까지 계속되고, 종전의 기술에서 표시된 종전의 기계식의 가속도스위치보다도 길게 ON상태를 유지할 수 있다.
이 ON상태가 지속하는 동안 반도체스위치(22)가 폐로상태(도통상태)로 되고, 만일 이때 반도체스위치(21)도 폐로상태이면, 스퀴브(1)에 전류가 공급되어 스퀴브(1)가 동작하고, 에어백이 전개된다.
또한, 제2의 충돌판정부(5)의 특성변경 및 조정은 제4도의 저항이나 콘덴서등의 전자부품의 교환, 또는 조정만으로 할 수 있다.
예컨데, 가변저항 등을 이용하면 간단히 조정이 될 수 있다.
실시예 1에서는 제1의 충돌판정부(3)보다 제2의 충돌판정부(5)가 작은 가속도에서 신호를 출력하도록 조정되어 있으나, 제1의 충돌판정부(3)와 제2충돌 판정부의 신호를 출력하는 가속도의 크기의 조정은 역으로도 좋으며 같아도 좋다.
또, 실시예 1에서는 반도체스위치(21)에 제1의 충돌판정부(3)가 접속되고, 반도체스위치(22)에 제2의 충돌판정부(5)가 접속되어 있으나, 반도체스위치(21)에 제2의 충돌판정부(5)를 접속하고, 반도체스위치(22)에 제1의 충돌판정부(3)를 접속하도록 하여도 된다.
또, 이때 제1의 충돌판정부(3)에 제2의 충돌판정부(5)보다 큰 가속도가 생긴 경우에는 신호를 출력하도록 조정되어 있으므로, 스퀴브(1)의 어스측(예컨데 제1도의 G점)이 지락하여 반도체스위치(21)에 의하여 전환이 불가능하게 되어도 정상으로 동작할 수가 있다.
[실시예 2]
제6도는 실시예 2를 나타내는 회로도이며, 예컨데 운전석 에어백과 승객 에어백과 같이 복수의 에어백이 필요하게 되는 경우에 사용되는 것이다.
제6도에서는, 1a, 1b는 각각 운전석 에어백, 승객에어백을 전개하기 위한 스퀴브이며, 22a, 22b는 각각 스퀴브(1a), (1b)에 접속된 반도체스위치이고, 6a, 6b는 각각 스퀴브(1a, 1b)를 위한 보조전원용 콘덴서이며, 7a, 7b는 각 스퀴브(1a), (1b)에 전원을 공급하는 다이오드이다.
기타, 실시예 1과 동일의 구성을 갖는 것은 동일부호를 부여하여 설명을 생략한다.
실시예 2의 점화회로의 구성은, 다이오드(7a, 7b)를 삽입함으로서 운전석, 승객석 에어백을 각각 독립하여 점화할 수 있도록 되어 있다.
즉, 예컨데 한쪽의 스퀴브가 단락하여도 콘덴서(6a, 6b)에서의 방전은 각각의 스퀴브에 대해서만 실행된다.
이와같은 점화회로구성에 대해서, 제2의 충돌판정부(5)의 가속도스위치(5a), 적분회로(5b), 비교회로(5c)의 수를 증가시키지 않고, 여기에 접속되는 반도체스위치의 수를 반도체스위치(22a, 22b) 2개만 설치하는 것으로 구성할 수 있다.
또, 차량의 충돌시에 배터리(2a)가 떨어져버렸다 하여도 스퀴브(1a, 1b)는 각각 콘덴서(6a, 6b)에서 전류가 공급되므로 각각 개별로 동작할 수 있다.
또, 이 실시예에서는 스퀴브가 2개인 경우에 대하여 기술하였으나, 2개 이상의 경우에도 동일하게 구성될 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
[실시예 3]
제7도는 실시예 3을 나타내는 회로도이며, 제8도(a)~제8도(g)는 충돌시의 상태를 나타내는 파형도이다.
제7도는 실시예 1에서의 제2의 충돌판정부(5) 및 반도체 스위치(22)에 상당하는 부분을 나타내고 있다.
제7도에 있어서, 5d는 비교회로(5c)에 접속되어, 입력펄스를 어느 일정시간 유지하도록 동작을 하는 출력유지수단으로서의 완샷타이머회로이다.
기타의 구성은 실시예 1과 동일하며, 동일부호를 부여하고 설명을 생략한다.
다음에 동작을 제8도(a)~제8도(g)를 사용하여 설명한다.
제8도(a)~제8도(f)는 제5도(a)~제5도(f)도와 동일한 파형이므로, 상세한 설명은 생략하나, 이 실시예 3에서의 제8도(a)에 나타내는 충돌가속도파형이 제5도(a)에 나타내는 것과 비교하여 작고 또 짧게 되어 있으므로, 제8도(f)에 표시한 비교회로 출력의 펄스폭이 상당히 작게 되어버린다.
그러나, 제7도에 표시된 것 같이 완샷타이머회로(5d)를 설치하고 있으므로, 제8도(g)와 같이, 제8도(f)에 표시한 비교회로출력의 펄스의 끝에서 다시 일정시간(T)만큼 완샷타이머회로(5d)의 출력(제7도 U점에서의 전압)은 ON 상태를 유지할 수가 있다.
이와같이 완샷타이머회로(5d)의 출력의 ON상태를 일정시간 유지할 수 있으므로, 스퀴브(1)의 동작을 보다 확실한 것으로 할 수 있다.
또, 실시예 3에서는, 비교회로(5c)의 출력을 유지하는 원샷타이머회로를 설치하였으나, 예컨데 반도체스위치(22)를 기계식의 스위치로 바꾸고, 이 기계식스위치의 접점부분에 스프링을 설치하여 접점을 소정시간 유지하는 등에 의하여, 개폐수단이 소정시간 폐로상태를 유지하는 구조라도 된다.
[실시예 4]
제9도는 이 발명의 실시예 4를 설명하는 회로도이며, 도면에서, 8, 9는 논리적회로이며, 8은 AND회로, 9는 NAND회로이고, 제1도와 동일부분은 동일부호를 부여하고 설명을 생략한다.
제9도에서, 제1의 충돌판정부(3)는 실시예 1과 같이 하이액티브(High Active)(High 일 때에 ON임)이며, 제2의 충돌판정부(5)는 실시예 1에서 로액티브(Low 일때에 ON임)이나 이 실시예에서는 하이액티브에 설정된다,
이때, 양자가 함께 ON된 경우 즉 점화하는 경우에는, 론리적회로(8)의 출력이 High, 론리적회로(9)의 출력이 Low로 되어, 각각 점화용이 반도체스위치(21, 22)를 동시에 ON시킨다.
상기한 실시예 1의 경우, 제2의 충돌판정부는 비교적 가벼운 충격에도 동작하므로, 스퀴브(1)의 로사이드(예컨데, 제1도 및 제9도의 G점)와 스퀴브(1)의 하이사이드(예컨데, 제1도 및 제9도 H점)에 있어서 단락이나 지락하는 경우, 스퀴브(1)가 오점화 할 수 있는 염려가 있다.
이것을 방지하려면, 점화용 반도체스위치(21)와 동일한 것을 스퀴브의 하이사이드에 1개 더 삽입할 필요가 있으나, 대전류용의 반도체스위치(일반적으로 고가이다)의 개수를 증가시키는 것은, 코스트, 스페이스켠에서 그리 바람직스럽지 않다.
여기서, 이 실시예 4에서는 제1의 충돌판정부와 제2의 충돌판정부의 론리적은 점화회로의 전원측 또는 어스측의 반도체스위치의 입력으로 하고 있다.
이와 같이 이 실시예에서는, 점화회로 즉 스퀴브(1)의 전단에서 제1 및 제2의 충돌판정수단의 론리적을 취한도록 하고, 대전류의 반도체스위치의 개수를 증가시키지 않고, 스퀴브의 지락 또는 단락의 고장에 대해서 안전하게 할 수 있으므로, 저 코스트로 신뢰성이 높은 승객보호장치의 기동장치를 얻을 수 있는 것이다.
또, 상기 실시예에서는, 에어백 기동장치에 대하여 기술하였으나, 예컨데 충돌시에 시트벨트에 소정의 장령을 주는 시트벨트 프리텐쇼너나, 충돌시에 도어록을 해제하여 승객의 탈출을 도와주는 장치등의 차량이 충돌시에 작동하는 다른 승객보호장치를 사용해도 된다.
또, 상기 각 실기예에서는, 가속도스위치로서 상기 개방접점의 것을 사용했으나, 상시 폐로접점의 것을 사용해도 된다.
이 발명에 의한 승객보호장치의 기동장치는 가속도스위치의 동작이 불안정하게 되었다 할지라도 확실히 동작할 수가 있다.
또, 가속도스위치가 오동작하여도 승객보호장치는 오동작하지 않는다.
또, 전원부에서 단선등의 고장이 발생하여도 각각의 기동장치를 확실히 동작시킬수가 있다.
이 발명에 의한 승객보호장치는, 가속도스위치의 동작이 불안정하게 되어도 확실히 동작할 수가 있다.

Claims (1)

  1. 차량의 가속도에 의한 추의 이동에 따라 개폐하는 가속도스위치와, 이 가속도스위치에서 출력되는 개폐신호를 적분하는 적분수단과, 적분수단의 출력이 소정범위내에 있을 때 소정의 신호를 출력하는 신호출력 수단과, 상기 소정의 신호를 소정시간 유지하여 출력하는 출력유지수단과, 그 출력유지수단의 출력에 따라 개폐하는 개폐수단과 승객보호장치를 기동시키는 기동수단으로 구성되고, 기동수단은 개폐수단이 닫혔을 때 승객보호장치를 기동하는 것을 특징으로 하는 승객보호장치의 기동장치.
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