DE102005048239B3

DE102005048239B3 - Testing arrangement for switching device which is provided for the control of person protection means of vehicle, has power level which can be controlled and arranged parallel to a series connection from an igniting element

Info

Publication number: DE102005048239B3
Application number: DE200510048239
Authority: DE
Inventors: Bernd SCHÖRWERTH; Razvan Popa
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2025-10-08

Abstract

Testing arrangement has a power level (1) which can be controlled and arranged parallel to a series connection from an igniting element (2) and an energy storage capacitor (3). The energy storage capacitor and the ignition element are arranged together in an ignition unit (4), which is arranged spatially separated from a control device (5) containing the power level which can be controlled. The ignition unit has three external contacting terminals. The energy storage capacitor is coupled with a main terminal of the power level, which can be controlled, through the first terminal (K1), like wise with the other main terminal of the power level, which can be controlled, through the second terminal (K2). A connection node (6), coupling the energy storage capacitor and the ignition element, is coupled with a measuring device, by a third terminal (K3), which is designed for the purpose to receive and to evaluate a test voltage (U1) dropping in the series connection.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Testen einer Schaltungsvorrichtung, die zum Steuern eines Personenschutzmittels eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist.The The invention relates to an arrangement for testing a circuit device, provided for controlling a personal protection means of a motor vehicle is.

Personenschutzsysteme in Form eines Airbags oder eines Gurtstraffers oder ähnlichem werden durch die Aktivierung eines Aktuators ausgelöst. Da die für manche Personenschutzsysteme eingesetzten Aktuatoren nach deren Auslösung irreversibel sind, müssen Fehlauslösungen aus Sicherheits- und Kostengründen vermieden werden. So dürfen Fehler in der Verkabelung, wie z. B. ein Kurzschluss, nicht zur Aktivierung des Aktuators führen. Um eine ausreichende Zuverlässigkeit des Personenschutzsystems gewährleisten zu können, müssen Fehler, wie z. B. eine Leitungsunterbrechung, ein Fehler in der Steuerschaltung zur Auslösung des Aktuators usw., diagnostizierbar sein, um insbesondere einen Ausfall des Personenschutzsystems anzuzeigen.Personal protection systems in the form of an airbag or a belt tensioner or the like are triggered by the activation of an actuator. Because the for some Personal protection systems used actuators are irreversible after their release, have to false alarms for safety and cost reasons be avoided. So may Error in the wiring, such. B. a short circuit, not to Activation of the actuator lead. To have sufficient reliability of the personal protection system to be able to have to Errors, such as B. a line break, an error in the Control circuit for triggering of the actuator, etc., be diagnosable, in particular a Failure of the personal protection system display.

Eine Schaltungsanordnung zum Steuern eines Personenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs, bei der ein Energiespeicherkondensator parallel zu einer Serienschaltung aus einer ersten steuerbaren Leistungsstufe, einem Zündelement des Personenschutzmittels und einer weiteren steuerbaren Leistungsstufe angeordnet ist, ist aus der EP 0 684 163 B1 bekannt. Zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer jeden Leistungsstufe wird jeweils eine der Leistungsstufen, veranlasst durch eine Steuerschaltung, zu Prüfzwecken geschlossen, während gleichzeitig die andere Leistungsstufe im sperrenden Zustand bleibt, so dass bei einer solchen Routine das Zündelement nicht gezündet wird. Jeweils ein Stromsensor misst eine zu Testzwecken leitend geschaltete Leistungsstufe, so dass der ermittelte Strom einen Rückschluss auf die Funktionsfähigkeit der Leistungsstufe zulässt. Nachteil dieser Serienschaltung ist der Umstand, dass diese aus zwei steuerbaren Leistungsstufen und dem Zündelement besteht, wodurch die Anordnung als integrierter Schaltkreis eine große Fläche beansprucht.A circuit arrangement for controlling a personal protection system of a motor vehicle, in which an energy storage capacitor is arranged parallel to a series circuit of a first controllable power level, an ignition element of the personal protection device and a further controllable power level is known from EP 0 684 163 B1 known. In order to check the operability of each power stage, one of the power stages, triggered by a control circuit, is closed for testing purposes while at the same time the other power stage remains in the blocking state, so that in such a routine the ignition element is not ignited. In each case, a current sensor measures a power stage that is turned on for testing, so that the determined current allows a conclusion to be drawn on the functionality of the power stage. Disadvantage of this series circuit is the fact that it consists of two controllable power levels and the ignition element, whereby the arrangement claimed as an integrated circuit a large area.

Aus der EP 0 471 871 A1 ist eine Anordnung zum Ansteuern eines Insassen-Schutssystems eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche dezentral von einem Steuergerät angeordnete Zündeinheiten aufweist. Das Steuergerät umfasst dabei die zur Erfassung und Auswertung einer Kollision notwendigen Sensoren und Bauelemente. Die Zündeinheiten weisen den Zündkondensator, das Zündelement sowie Schaltelemente zum Auslösen des Zündelements auf. Das Ansteuersignal erhalten die Zündeinheiten von dem Steuergerät, wobei diese über eine optische oder elektrische Datenleitung miteinander verbunden sind. Das Anbringen der in den Zündgeräten enthaltenen Zündkondensatoren ermöglicht kurze und relativ dünne Zündleitungen zwischen den Kondensatoren und den Zündelementen. Die in dieser Druckschrift beschriebene Schaltungsanordnung weist den Nachteil auf, dass eine Überprüfung der Zündeinheiten durch das Steuergerät nicht realisierbar ist, da Steuergerät und Zündeinheiten jeweils lediglich über eine Datenleitung verbunden sind.From the EP 0 471 871 A1 an arrangement for driving an occupant protection system of a motor vehicle is known, which has decentralized arranged by a control unit ignition units. The control unit comprises the sensors and components necessary for detecting and evaluating a collision. The ignition units have the ignition capacitor, the ignition element and switching elements for triggering the ignition element. The control signal receive the ignition units from the controller, which are connected to each other via an optical or electrical data line. The attachment of the ignition capacitors contained in the ignitors allows short and relatively thin ignition cables between the capacitors and the ignition elements. The circuit arrangement described in this document has the disadvantage that a review of the ignition units by the control unit is not feasible, since the control unit and ignition units are each connected only via a data line.

Aus der DE 10 2004 042 364 A1 ist eine Messvorrichtung und ein Messverfahren zur zerstörungsfreien Prüfung einer in einem Kraftfahrzeug eingebauten Zündpille bekannt. Dort ist jedoch der Energiespeicherkondensator im Steuergerät angeordnet.From the DE 10 2004 042 364 A1 a measuring device and a measuring method for non-destructive testing of a squib installed in a motor vehicle is known. There, however, the energy storage capacitor is arranged in the control unit.

Auch die EP 0 577 988 A1 und die DE 44 32 301 A1 beschreiben elektronische Geräte für die Ansteuerung eines Sicherheitssystems mit einer Messeinrichtung für die Messung der an einer Zündpille anliegenden Spannung. Allerdings ist auch hier der Zündkondensator im Steuergerät selbst angeordnet.Also the EP 0 577 988 A1 and the DE 44 32 301 A1 describe electronic devices for the control of a safety system with a measuring device for measuring the voltage applied to a squib. However, the ignition capacitor is also arranged in the control unit itself here.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Anordnung zum Testen einer Schaltungsvorrichtung, welche zum Steuern eines Personenschutzmittels eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, anzugeben, die eine Funktionsüberprüfung zulässt und gleichzeitig die Ansteuerung von Aktuatoren mit hohem Energiebedarf ermöglicht.The Object of the present invention is therefore an arrangement for testing a circuit device which is used to control a Passenger protection device of a motor vehicle is provided, which allows a functional check and at the same time the control of actuators with high energy requirements allows.

Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These Task is with an arrangement with the features of claim 1 solved. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist eine steuerbare Leistungsstufe vorgesehen, die parallel zu einer Serienschaltung aus einem Zündelement und einem Energiespeicherkondensator angeordnet ist. Der Energiespeicherkondensator und das Zündelement sind zusammen in einer Zündeinheit angeordnet, welche räumlich getrennt von einem die steuerbare Leistungsstufe enthaltenden Steuergerät angeordnet ist. Die Zündeinheit weist drei extern kontaktierbare Klemmen auf, wobei über eine erste Klemme der Ladungsspeicher mit einem Hauptanschluss der steuerbaren Leistungsstufe koppelbar ist, wobei über eine zweite Klemme der Energiespeicherkondensator mit einem anderen Hauptanschluss der steuerbaren Leistungsstufe koppelbar ist und wobei über eine dritte Klemme ein den Energiespeicherkondensator und das Zündelement koppelnder Verbindungsknoten mit einer Messeinrichtung koppelbar ist, die dazu ausgebildet ist, eine in der Serienschaltung abfallende Prüfspannung aufzunehmen und auszuwerten.at the inventive arrangement is provided a controllable power level, which is parallel to a Series connection of an ignition element and an energy storage capacitor is disposed. The energy storage capacitor and the ignition element are arranged together in an ignition unit, which spatially arranged separately from a controller containing the controllable power level is. The ignition unit has three externally contactable terminals, with one via first terminal of the charge storage with a main terminal of the controllable Power level can be coupled, with a second terminal of the Energy storage capacitor with another main terminal of the controllable power level can be coupled and where about a third terminal an energy storage capacitor and the ignition element coupling connection node can be coupled with a measuring device, which is designed to drop one in the series circuit Test voltage to record and evaluate.

Durch das Vorsehen einer Zündeinheit, die drei extern kontaktierbare Klemmen aufweist, wobei eine Klemme den Zugriff auf den den Energiespeicherkondensator und das Zündelement koppelnden Verbindungsknoten ermöglicht, erleichtert die Diagnose der in der Zündeinheit befindlichen Komponenten und erhöht die Sicherheit gegenüber Fehlauslösungen aufgrund von Funktionsausfällen von Komponenten. Die Einführung eines Drei-Leitungs-Prinzips zur Kontaktierung der Zündeinheit ermöglicht die unabhängige Überprüfung von Energiespeicherkondensator und Zündelement.By the provision of an ignition unit, the three externally contactable terminals having a terminal access to the energy storage capacitor and the ignition element allows coupling nodes, facilitates diagnosis of the components in the ignition unit and increased the security opposite false alarms due to functional failures of components. The introduction a three-line principle for contacting the ignition unit allows the independent review of Energy storage capacitor and ignition element.

Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Prüfspannung zwischen der zweiten und der dritten Klemme über dem Zündelement zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Zündelements abgegriffen. Dabei ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Zündelement zum Ermitteln der Prüfspannung von einer einen Teststrom liefernden Energiequelle mit dem Teststrom beaufschlagt wird, wenn die Leistungsstufe sperrend geschalten ist. Hierdurch ist es möglich, eine Widerstandsmessung des Zündelements durchzuführen, anhand der eine Aussage über die Funktionsfähigkeit des Zündelements möglich ist.According to one embodiment the inventive arrangement the test voltage is between the second and the third terminal above the ignition element for checking the operability of the ignition element tapped. It is according to a another embodiment provided that the ignition element for determining the test voltage from a test source supplying energy source with the test current is applied when the power stage is turned off. This makes it possible a resistance measurement of the ignition element perform, on the basis of a statement about the operability of the ignition element possible is.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine schaltbare Strombegrenzungseinrichtung vorgesehen, die das Zündelement zu Prüfzwecken mit einem Bezugspotential zu verbinden vermag. Die Strombegrenzungseinrichtung dient einerseits dazu, den Energiespeicherkondensator gezielt entladen zu können, z. B. dann, wenn die Anordnung von der Zündung des Kraftfahrzeugs getrennt wird. Andererseits lässt sich anhand einer Potentialüberwachung der mit dem Zündelement verbundenen Klemmen überprüfen, ob ein Kurzschluss einer der Klemmen zu einem Bezugspotential oder eine aufgetrennte Leitung zu einer der Klemmen vorliegt, welche die Funktionsfähigkeit der Schaltungsvorrichtung ebenfalls beeinträchtigen könnten.According to one another embodiment a switchable current limiting device is provided which the ignition element for testing purposes can connect with a reference potential. The current limiting device serves on the one hand to discharge the energy storage capacitor targeted to be able to z. B. when the arrangement separated from the ignition of the motor vehicle becomes. On the other hand lets themselves based on a potential monitoring of with the ignition element Check whether the terminals are connected a short circuit of one of the terminals to a reference potential or there is a disconnected line to one of the terminals which the functionality could also affect the circuit device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die schaltbare Strombegrenzungseinrichtung aktiviert wird, wenn die den Teststrom liefernde Energiequelle das Zündelement mit dem Teststrom beaufschlagt.According to one another embodiment is provided that the switchable current limiting device is activated when the test source supplying power source the igniter subjected to the test current.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen dem Energiespeicherkondensator und dem Zündelement ein steuerbares Schaltelement angeordnet ist, das im leitenden Zustand den Energiespeicherkondensator mit dem Zündelement verbindet und dessen Steuereingang mit der dritten Klemme verbunden ist. Die dritte Klemme der Zündeinheit ermöglicht damit nicht nur eine verbesserte Überprüfung der in der Zündeinheit enthaltenen Komponenten, sondern darüber hinaus auch das Vorsehen eines steuerbaren Schaltelements, z. B. eines Thyristors oder eines MOSFETs, wodurch die Auslösesicherheit erhöht werden kann. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere einem Fehler der steuerbaren Leistungsstufe begegnet werden, wenn diese in einem Fehlerfall (d.h. in einer Nicht-Auslösesituation) in den leitenden Zustand übergeht. Durch das Vorsehen des ersten steuerbaren Schaltelements, welches im regulären Betriebszustand die Verbindung zwischen dem Energiespeicherkondensator und dem Zündelement auftrennt, stellt eine zusätzliche Sicherheit dar.According to one another embodiment is provided that between the energy storage capacitor and the ignition element a controllable switching element is arranged in the conductive state connects the energy storage capacitor with the ignition element and its Control input is connected to the third terminal. The third clamp of ignition unit allows So not just an improved check of the ignition unit contained components, but beyond that also the provision a controllable switching element, for. B. a thyristor or a MOSFETs, reducing the triggering safety elevated can be. By this configuration, in particular an error the controllable performance level are met, if this in one Error case (i.e., in a non-triggering situation) in the conducting State passes. By providing the first controllable switching element, which in the regular Operating state the connection between the energy storage capacitor and the ignition element separates, provides an additional Safety.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zwischen der dritten Klemme und dem Verbindungsknoten des steuerbaren Schaltelements und dem Zündelement eine Diode verschalten ist, welche bei aktivierter Energiequelle den Teststrom durch das Zündelement leitet.In an embodiment is provided that between the third terminal and the connection node connect the controllable switching element and the ignition element a diode which is the test current through the ignition element when the energy source is activated passes.

Eine besonders einfache Topologie der Anordnung ergibt sich dadurch, dass der Steueranschluss des ersten steuerbaren Schaltelements im Falle einer Auslösung des Zündelements durch ein zweites steuerbares Schaltelement in der Steuerschaltung ansteuerbar ist zur Herstellung einer leitenden Verbindung zu dem Energiespeicherkondensator. Durch das Beaufschlagen der dritten Klemme mit einem anderen Potential wird das erste steuerbare Schaltelement durchgeschalten, wodurch bei einem gleichzeitigen Leitend-Schalten der steuerbaren Leistungsstufe das Zünden des Zündelements ermöglicht wird.A particularly simple topology of the arrangement results from that the control terminal of the first controllable switching element in the case a trigger of the ignition element by a second controllable switching element in the control circuit is controllable to produce a conductive connection to the Energy storage capacitor. By applying the third Terminal with a different potential becomes the first controllable switching element switched on, whereby at a simultaneous Leitend switching the controllable power level, the ignition of the ignition element is made possible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das zweite Schaltelement und die steuerbare Leistungsstufe in einer Auslösesituation mit synchronen Steuersignalen leitend schaltbar. Eine Auslösesituation liegt dann vor, wenn eine Sensorik beispielsweise den Aufprall des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis oder die Kollision eines Fußgängers mit dem Kraftfahrzeug detektiert.According to one preferred embodiment the second switching element and the controllable power level in one triggering situation switchable with synchronous control signals. A trigger situation occurs when a sensor, for example, the impact of Motor vehicle on an obstacle or the collision of a pedestrian with detected the motor vehicle.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Serienschaltung aus dem Zündelement und dem ersten steuerbaren Schaltelement ein Gleichrichtelement parallel geschalten, über welches eine gezielte Ladung des Energiespeicherkondensators möglich ist.According to one another embodiment is the series circuit of the ignition element and the first controllable Switching element connected in parallel a rectifying element, via which a targeted charge of the energy storage capacitor is possible.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine mit der ersten Klemme verbundene Messschaltung zur Erfassung des an der ersten Klemme anliegenden Potentials vorgesehen ist, wobei das an der ersten Klemme anliegende Potential dann erfasst wird, wenn eine mit der ersten Klemme verbundene steu erbare Stromquelle keinen den Energiespeicherkondensator speisenden Strom liefert. Die Messschaltung dient zur Erfassung der Funktionsfähigkeit während einer Initialisierungsphase der Schaltungsvorrichtung. Die Funktionsfähigkeit wird somit mit dem Ladebeginn des Energiespeicherkondensators überprüft. Ferner kann eine weitere zyklische Überprüfung stattfinden, um die Notwendigkeit einer Nachladung des Energiespeicherkondensators zu überprüfen.A further embodiment provides that a measuring circuit connected to the first terminal is provided for detecting the potential applied to the first terminal, wherein the potential applied to the first terminal is detected when a controllable current source connected to the first terminal does not detect the potential Energy storage capacitor supplying power supplies. The measuring circuit is used to detect the functionality during an initialization phase of the circuit device. The functionality is thus with checked the charging start of the energy storage capacitor. Further, a further cyclical check may take place to verify the need for recharging the energy storage capacitor.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine mit der zweiten Klemme verbundene Messschaltung zur Erfassung des an der zweiten Klemme anliegenden Potentials vorgesehen ist, wobei das an der zweiten Klemme anliegende Potential dann erfasst wird, wenn die steuerbare Leistungsstufe zu Prüfzwecken leitend geschalten ist. Die Überprüfung der steuerbaren Leistungsstufe erfolgt durch Messen der an der ersten und der zweiten Klemme anliegenden Potentiale. Sofern diese einen identischen Wert annehmen, ist im Rahmen der Überprüfung davon auszugehen, dass ein Leitend-Schalten der steuerbaren Leistungsstufe möglich ist.A another embodiment provides that a measuring circuit connected to the second terminal provided for detecting the voltage applied to the second terminal potential is, wherein the voltage applied to the second terminal potential then detected when the controllable power stage is turned on for testing purposes is. The review of controllable power level is done by measuring the at the first and the second terminal applied potentials. If this one assuming identical value, the review assumes that: a Leitend switching the controllable power level is possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine den Test der Schaltungsvorrichtung steuernde Steuerung derart ausgebildet, dass ein zyklisches Überprüfen des Zündelements erfolgt.According to one another embodiment is a control that controls the test of the circuit device designed such that a cyclic checking of the ignition element takes place.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawings embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Testen einer Schaltungsvorrichtung, die zum Steuern eines Personenschutzmittels eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, und 1 a first embodiment of an inventive arrangement for testing a circuit device, which is provided for controlling a personal protection means of a motor vehicle, and

2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Testen einer Schaltungsvorrichtung. 2 A second embodiment of an inventive arrangement for testing a circuit device.

1 zeigt eine Anordnung zum Testen einer Schaltungsvorrichtung, die zum Steuern eines (in der Figur nicht dargestellten) Personenschutzmittels eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Als Personenschutzmittel kommt jede beliebige Art von Personenschutzmittel, wie ein Airbag, ein Gurtstraffer, eine aktive Motorhaube und dergleichen in Betracht. 1 shows an arrangement for testing a circuit device, which is provided for controlling a (not shown in the figure) personal protection means of a motor vehicle. Any type of personal protection device, such as an airbag, a belt tensioner, an active engine hood and the like, comes into consideration as a personal protection device.

Die Anordnung weist eine von einer Steuerung 15 steuerbare Leistungsstufe 1, z. B. einen MOSFET auf, die parallel zu einer Serienschaltung aus einem Zündelement 2 und einem Energiespeicherkondensator 3 angeordnet ist. Die Serienschaltung aus dem Zündelement 2 und dem Energiespeicherkondensator 3 ist in einer Zündeinheit 4 angeordnet, welche räumlich getrennt von einer, die steuerbare Leistungsstufe 1 enthaltende Steuerschaltung 5 mit weiteren Steuer- und Auswertekomponenten, angeordnet ist. Unabhängig von der Größe des Energiespeicherkondensators 3 kann die Steuerschaltung 5 als kleine Baueinheit mit geringen Maßen konzipiert werden. Insbesondere zum Auslösen einer aktiven Motorhaube wird eine sehr große Energiemenge benötigt, welche sich in einer entsprechenden Größe des Energiespeicherkondensators 3 bemerkbar macht. Die räumliche Aufteilung der beschriebenen Art ermöglicht eine besonders große Flexibilität bei der Unterbringung der Steuerschaltung 5 sowie der Zündeinheit 4.The arrangement has one of a controller 15 controllable power level 1 , z. B. a MOSFET, which is parallel to a series circuit of an ignition element 2 and an energy storage capacitor 3 is arranged. The series connection of the ignition element 2 and the energy storage capacitor 3 is in an ignition unit 4 arranged, which are spatially separated from one, the controllable power level 1 containing control circuit 5 with further control and evaluation components, is arranged. Regardless of the size of the energy storage capacitor 3 can the control circuit 5 be designed as a small unit with small dimensions. In particular, to trigger an active hood, a very large amount of energy is required, which is in a corresponding size of the energy storage capacitor 3 makes noticeable. The spatial distribution of the type described allows a particularly great flexibility in the accommodation of the control circuit 5 and the ignition unit 4 ,

Um die Funktionsfähigkeit des Zündelements 2 und des Energiespeicherkondensators 3 testen zu können, ist die Zündeinheit 4 über drei Klemmen K1, K2, K3 mit der Steuerschaltung 5 verbunden. Die Klemme K1 ist mit einem Anschluss des Energiespeicherkondensators 3 sowie einer Serienschaltung aus einem Schaltelement 13 und einem Widerstand 14 verbunden. Ein anderer Anschluss des Widerstandes 14 ist mit der Steuerung 15 gekoppelt. Die zweite Klemme K2 ist mit einem Anschluss des Zündelements 2 und einer außerhalb der Zündeinheit 4 angeordneten, schaltbaren Energiequelle 8 verbunden, welche dazu ausgebildet ist, einen Teststrom bekannter Größe zu liefern. Die zweite Klemme K2 ist weiterhin mit einem ersten Eingang eines Operationsverstärkers 7 gekoppelt. Ein Knotenpunkt 6 zwischen dem Zündelement 2 und dem Energiespeicherkondensator 3 ist mit der dritten Klemme K3 der Zündeinheit 4 gekoppelt. Die dritte Klemme K3 ist weiterhin mit einer schaltbaren Strombegrenzungseinrichtung 9 sowie einem zweiten Eingang eines Operationsverstärkers 7 verbunden.To the functionality of the ignition element 2 and the energy storage capacitor 3 to be able to test is the ignition unit 4 via three terminals K1, K2, K3 with the control circuit 5 connected. The terminal K1 is connected to a terminal of the energy storage capacitor 3 and a series circuit of a switching element 13 and a resistance 14 connected. Another connection of the resistor 14 is with the controller 15 coupled. The second terminal K2 is connected to one terminal of the ignition element 2 and one outside the ignition unit 4 arranged, switchable energy source 8th which is adapted to provide a test current of known magnitude. The second terminal K2 is further connected to a first input of an operational amplifier 7 coupled. A node 6 between the ignition element 2 and the energy storage capacitor 3 is with the third terminal K3 of the ignition unit 4 coupled. The third terminal K3 is further provided with a switchable current limiting device 9 and a second input of an operational amplifier 7 connected.

Es versteht sich aus der vorangegangenen Beschreibung, dass die steuerbare Leistungsstufe 1 mit der ersten Klemme K1 und der zweiten Klemme K2 gekoppelt ist, um in Reaktion eines entsprechenden Sensorsignales von der Steuerung 15 ein Schließen seiner Laststrecke vornehmen zu können. Dadurch wird die Entladung des Energiespeicherkondensators 3 über das Zündelement 2 zu ermöglicht und ein Auslösen des nicht dargestellten Personenschutzmittels zu bewirkt.It is understood from the foregoing description that the controllable power level 1 is coupled to the first terminal K1 and the second terminal K2 in response to a corresponding sensor signal from the controller 15 to be able to close its load line. This will cause the discharge of the energy storage capacitor 3 over the ignition element 2 to enable and triggering of the personal protection means not shown causes.

Die Strombegrenzungseinrichtung 9 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein erstes Schaltelement 10 in Form eines steuerbaren MOSFETs ausgebildet, dessen einer Lastanschluss mit der dritten Klemme K3 und dessen anderer Lastanschluss über einen Widerstand 11 mit einem Bezugspotentialanschluss 21 gekoppelt ist. Der Steueranschluss des MOSFETs 10 ist mit der Steuerung 15 verbunden. Zwischen einem Steueranschluss des MOSFETs 10 und dem Bezugspotentialanschluss 21 ist die Laststrecke eines Bipolar-Transistors ausgebildeten weiteren Schaltelements 12 verschalten. Die Basis des Bipolar-Transistors ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem MOSFET 10 und dem Widerstand 11 verbunden.The current limiting device 9 is in the present embodiment by a first switching element 10 in the form of a controllable MOSFET, whose one load connection to the third terminal K3 and whose other load connection via a resistor 11 with a reference potential connection 21 is coupled. The control terminal of the MOSFET 10 is with the controller 15 connected. Between a control terminal of the MOSFET 10 and the reference potential terminal 21 is the load path of a bipolar transistor formed further switching element 12 boarded. The base of the bipolar transistor is connected to the junction point between the MOSFET 10 and the resistance 11 connected.

Der Stromfluss über den MOSFET 10 und den Widerstand 11 ergibt einen Spannungsanstieg über dem Widerstand 11. Dieses Potential, welches auch gleichzeitig an der Basis des Transistor 12 anliegt, ist proportional zu dem Stromfluss über den MOSFET 10. Sobald die Basisspannung am Transistor 12 (und somit der Strom) die Schaltschwelle überschreitet, wird der Transistor 12 leitend und verbindet den Steueranschluss des MOSFET 10 mit dem Bezugspotentialanschluss, so dass der MOSFET 10 sperrt.The flow of current through the MOSFET 10 and the resistance 11 gives a voltage increase across the resistor 11 , This potential, which also at the same time at the base of the transistor 12 is proportional to the current flow through the MOSFET 10 , As soon as the base voltage at the transistor 12 (and thus the current) exceeds the switching threshold, the transistor 12 conductive and connects the control terminal of the MOSFET 10 with the reference potential terminal, so the MOSFET 10 locks.

Durch die typischen Transistor- und MOSFET eigenschaften bildet sich ein elektrisches Gleichgewicht, so dass über den Widerstand 11 ein derart bemessener Strom fließt, um den Transistor 12 soweit einzuschalten, damit dieser den MOSFET 10 derart ansteuert, dass der MOSFET den Strom leiten kann, welcher den Transistor 12 eingeschaltet hält.The typical transistor and MOSFET characteristics form an electrical balance, so that the resistance 11 such a sized current flows to the transistor 12 turn it on so that this is the mosfet 10 such that the MOSFET can conduct the current, which is the transistor 12 keeps on.

Es wird zunächst davon ausgegangen, dass der Energiespeicherkondensatur 3, z.B. in Reaktion auf das Einschalten der Zündung des Kraftfahrzeugs, entladen ist. Das Laden des Energiespeicherkondensators 3 erfolgt über den als Strombegrenzung wirkenden Widerstand 14 und das steuerbare Schaltelement 13. Das Laden des Energiespeicherkondensators 3 erfolgt dabei durch periodisches Öffnen und Schließen des Schaltelements 13. In den Phasen, in denen das Schaltelement 13 die in 1 gezeigte geöffnete Stellung aufweist, wird an der Klemme K1 eine Potentialmessung durchgeführt, welche z.B. durch eine in der Figur nicht näher dargestellte Schaltung in der Steuerung 15 durchgeführt wird. Bei funktionsfähigem Energiespeicherkondensator 3 muss das an der Klemme K1 vorherrschende Potential nach jedem Schließen des Schaltelements 13 zunehmen, da dieses stetig in Richtung des Potentials an der mit der ersten Klemme K1 verbundenen Kondensatorplatte steigen wird. Eine Messung der an der Klemme K1 vorherrschenden Spannung wird zumindest so lange vorgenommen bis der Energiespeicherkondensator 3 vollständig geladen ist. Wird der Energiespeicherkondensator 3 zur Aktivierung einer aktiven Motorhaube benötigt, so weist dieser eine Kapazität von ca. 8 bis 10 mF auf.It is initially assumed that the energy storage capacitor 3 , eg in response to switching on the ignition of the motor vehicle, is discharged. The charging of the energy storage capacitor 3 occurs via the current limiting resistor 14 and the controllable switching element 13 , The charging of the energy storage capacitor 3 takes place by periodic opening and closing of the switching element 13 , In the phases in which the switching element 13 in the 1 has shown open position, a potential measurement is performed on the terminal K1, which, for example, by a not-shown in the figure circuit in the controller 15 is carried out. With functional energy storage capacitor 3 the potential prevailing at terminal K1 must after each closing of the switching element 13 increase, since this will increase steadily in the direction of the potential at the capacitor plate connected to the first terminal K1. A measurement of the voltage prevailing at the terminal K1 voltage is made at least until the energy storage capacitor 3 is completely charged. Will the energy storage capacitor 3 needed to activate an active bonnet, this has a capacity of about 8 to 10 mF.

Die fortdauernde Messung der Spannung an der ersten Klemme K1 kann im weiteren Verlauf für die Überprüfung dazu verwendet werden, ob ein Nachladen des Energiespeicherkondensators 3 aufgrund von Verlusten durch Leckströme bzw. parasitäre Effekte notwendig ist. Bevorzugt erfolgt die Messung der Span nung an der ersten Klemme K1 deshalb fortwährend, so lange das Schaltelement 13 geöffnet ist.The continued measurement of the voltage at the first terminal K1 can be used in the further course for checking whether a recharge of the energy storage capacitor 3 due to losses due to leakage currents or parasitic effects is necessary. Therefore, the measurement of the clamping voltage at the first terminal K1 is preferably carried out continuously, as long as the switching element 13 is open.

Eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der steuerbaren Leistungsstufe 1 ist während des Ladevorganges des Energiespeicherkondensators 3 möglich, so lange die in diesem gespeicherte Energie einen vorbestimmten Schwellwert noch nicht überschritten hat. Bei überschrittenem Schwellwert könnte bei geschlossener Leistungsstufe 1 nicht mehr sichergestellt werden, dass der durch das Zündelement 2 fließende Zündstrom derart bemessen ist, dass nicht eine Auslösung des Personenschutzsystems erfolgt. Die Überprüfung, ob die Schließfähigkeit der steuerbaren Leistungsstufe 1 gegeben ist, erfolgt dadurch, dass gemessen wird, ob sich bei geschlossener Leistungsstufe 1 an den Klemmen K1 und K2 das gleiche Spannungspotential einstellt. Ist dies der Fall, so deutet dies auf ein Funktionieren der steuerbaren Leistungsstufe 1 hin. Zur Ermittlung des Potentials an der Klemme K2 verfügt z.B. die Steuerung 15 über eine ebenfalls nicht dargestellte entsprechend ausgebildete Schaltung.A review of the functionality of the controllable power level 1 is during the charging process of the energy storage capacitor 3 possible, as long as the energy stored in this has not yet exceeded a predetermined threshold. If the threshold is exceeded, the power level may be closed 1 no longer be sure that by the ignition element 2 flowing ignition current is dimensioned such that there is no triggering of the personal protection system. Checking whether the locking ability of the controllable power level 1 is done by measuring whether, when the power level is closed 1 at the terminals K1 and K2 sets the same voltage potential. If this is the case, this indicates a functioning of the controllable power level 1 out. To determine the potential at the terminal K2 has, for example, the controller 15 via a likewise not shown appropriately trained circuit.

Das Vorsehen der dritten Klemme K3 der Zündeinheit 4 erlaubt nunmehr auch eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Zündelements 2. Die Überprüfung des Zündelements 2 erfolgt, wenn der Energiespeicherkondensator 3 geladen ist. Die Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Zündelements 2 erfolgt anhand der Ermittlung seines Innenwiderstandes und dem Umstand, ob sämtliche Zuleitungen zu dem Zündelement 2 intakt sind. Dazu wird ein Teststrom durch die Stromquelle 8 in das Zündelement 2 eingeprägt und gleichzeitig die bislang gesperrte Strombegrenzungseinrichtung 9 durch Leitend-Schalten des MOSFETs 10 aktiviert. Der durch die Stromquelle 8 erzeugte Teststrom kann nunmehr über das Zündelement 2 und die Strombegrenzungseinrichtung 9 zum Bezugspotentialanschluss fließen. Dabei stellt sich zwischen den Klemmen K2 und K3 eine Spannung U1 ein, welche über den Operationsverstärker 7 detektiert und zur weiteren Auswertung der Steuerung 15 zugeführt wird. Durch das Aktivieren der Strombegrenzungseinrichtung 9 findet eine Potentialverschiebung an der Klemme K3 statt. Diese Bezugspotentialverschiebung kann über den Operationsverstärker 7 festgestellt werden. Neben der Größe des Innenwiderstandes des Zündelements 2 lässt sich auf diese Weise weiter überprüfen, ob ein Kurzschluss der Leitungen K2 bzw. K3 in Richtung Bezugspotential vorliegt oder ob eine der mit den Klemmen K2 oder K3 verbundenen Leitungen aufgetrennt ist.The provision of the third terminal K3 of the ignition unit 4 now allows a review of the functionality of the ignition element 2 , The inspection of the ignition element 2 occurs when the energy storage capacitor 3 loaded. Checking the functioning of the ignition element 2 Based on the determination of its internal resistance and the fact whether all supply lines to the ignition element 2 are intact. This will be a test current through the power source 8th in the ignition element 2 imprinted and at the same time the previously blocked current limiting device 9 by turning on the MOSFET 10 activated. The one by the power source 8th generated test current can now via the ignition element 2 and the current limiting device 9 flow to the reference potential terminal. In this case, between the terminals K2 and K3 a voltage U1, which via the operational amplifier 7 detected and for further evaluation of the control 15 is supplied. By activating the current limiting device 9 a potential shift takes place at terminal K3. This reference potential shift can be via the operational amplifier 7 be determined. In addition to the size of the internal resistance of the ignition element 2 In this way, it is possible to further check whether there is a short circuit of the lines K2 or K3 in the direction of the reference potential or whether one of the lines connected to the terminals K2 or K3 has been cut.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Testen einer Schaltungsvorrichtung, die zum Steuern eines ebenfalls nicht dargestellten Personenschutzmittels eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Der prinzipielle Aufbau entspricht dabei dem in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Aufbau. Es wird aus diesem Grunde lediglich auf die dazu bestehenden Unterschiede eingegangen. 2 shows a second embodiment of an inventive arrangement for testing a circuit device, which is provided for controlling a passenger protection means also not shown a motor vehicle. The basic structure corresponds to the structure described in connection with the first embodiment. For this reason, only the existing differences are discussed.

Neben der bereits beschriebenen Möglichkeit, auch die Funktionsfähigkeit des Zündelements 2 durch das Vorsehen einer dritten Klemme K3 vornehmen zu können, weist die in 2 gezeigte Anordnung ein weiteres, durch die Steuerung 15 gesteuertes Schaltelement 19 auf, dessen Lastanschlüsse zwischen der Klemme K1 und der Klemme K3 verschalten sind. Über das steuerbare Schaltelement 19, welches beispielsweise als MOSFET ausgebildet ist, kann die Klemme K3 auf ein der Klemme K1 entsprechendes Potential gebracht werden, wodurch ein zwischen dem Energiespeicherkondensator 3 und dem Zündelement 2 angeordnetes Schaltelement 16 leitend geschalten wird. Das Schaltelement 16 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form eines Thyristors ausgebildet, kann jedoch prinzipiell durch ein beliebiges steuerbares Schaltelement, z. B. einen MOSFET, ausgebildet sein. Durch das Vorsehen des Schaltelements 16 kann das Auslösen des Zündelements 2 durch einen Fehler der steuerbaren Leistungsstufe 1 verhindert werden. Zum Auslösen des Zündelements 2 ist nämlich zusätzlich zum Ansteuern der steuerbaren Leistungsstufe 1 das Ansteuern des Schaltelements 19 erforderlich. Es versteht sich, sofern die steuerbare Leistungsstufe und das Schaltelement 19 identisch ausgebildet sind, dass diese das gleiche Ansteuersignal zum Auslösen des Zündelements 2 erhalten.In addition to the possibility already described, also the functionality of the ignition element 2 to make by the provision of a third terminal K3, has the in 2 shown arrangement another, by the controller 15 controlled switching element 19 whose load connections between the terminal K1 and the terminal K3 are interconnected. About the controllable switching element 19 , which is formed for example as a MOSFET, the terminal K3 can be brought to a corresponding potential of the terminal K1, whereby a between the energy storage capacitor 3 and the ignition element 2 arranged switching element 16 is switched on. The switching element 16 is formed in the present embodiment in the form of a thyristor, but in principle by any controllable switching element, for. As a MOSFET, be formed. By the provision of the switching element 16 can trigger the ignition element 2 by a fault of the controllable power level 1 be prevented. To trigger the ignition element 2 is in addition to driving the controllable power level 1 the driving of the switching element 19 required. It goes without saying that the controllable power stage and the switching element 19 are formed identically, that these the same drive signal for triggering the ignition element 2 receive.

Im Gegensatz zum vorangegangenen Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die einen Teststrom liefernde Stromquelle 8 nunmehr mit der dritten Klemme K3 verbunden. In entsprechender Weise ist die Strombegrenzungseinrichtung 9 mit der zweiten Klemme K2 verbunden. Um einen Stromfluss durch das Zündelement 2 zum Überprüfen desselben zu ermöglichen, ist eine Diode 17 zwischen der Klemme K3 und dem Verbindungspunkt des Schaltelements 16 und dem Zündelement 2 vorgesehen.In contrast to the previous embodiment according to 1 is the power source supplying a test current 8th now connected to the third terminal K3. Similarly, the current limiting device 9 connected to the second terminal K2. To a current flow through the ignition element 2 to allow it to verify is a diode 17 between the terminal K3 and the connection point of the switching element 16 and the ignition element 2 intended.

Eine weitere, der Serienschaltung aus dem Schaltelement 16 und dem Zündelement 2 parallel geschaltete Diode 18 dient dazu, eine Ladung des Energiespeicherkondensators 3 zu ermöglichen.Another, the series circuit of the switching element 16 and the ignition element 2 parallel connected diode 18 serves to charge the energy storage capacitor 3 to enable.

Durch das Vorsehen dreier Klemmen K1, K2, K3 an der ausgelagerten Zündeinheit 4 (so genanntes Drei-Leitungs-Prinzip) können das Zündelement 2 (auch als Aktuator bezeichnet) und der Energiespeicherkondensator 3 unabhängig voneinander auf ihre Funktionsfähigkeit getestet werden. Die Überprüfung des Zündelements 3 kann dabei zyklisch durchgeführt werden. Die Verbindung von Zündeinheit 4 und Steuerschaltung 5 kann beispielsweise durch Verwendung eines Steckersystems mit einem Kurzschlussstecker realisiert werden. Der Kurzschlusspfad würde in diesem Fall über die Klemmen K3, K3 laufen. Somit wäre das Zündelement 2 immer geschützt.By providing three terminals K1, K2, K3 on the outsourced ignition unit 4 (so-called three-line principle), the ignition element 2 (also referred to as actuator) and the energy storage capacitor 3 independently tested for their functionality. The inspection of the ignition element 3 can be carried out cyclically. The connection of ignition unit 4 and control circuit 5 can be realized for example by using a plug system with a shorting plug. In this case, the short-circuit path would run via terminals K3, K3. Thus, the ignition element would be 2 always protected.

Claims

Arrangement for testing a circuit device which is provided for controlling a passenger protection device of a motor vehicle, in which - a controllable power stage ( 1 ) is provided, which parallel to a series circuit of an ignition element ( 2 ) and an energy storage capacitor ( 3 ), - the energy storage capacitor ( 3 ) and the ignition element ( 2 ) together in an ignition unit ( 4 ), which are spatially separated from a controllable power level ( 1 ) containing control unit ( 5 ), - the ignition unit ( 4 ) has three externally contactable terminals (K1, K2, K3), wherein - via a first terminal (K1) of the energy storage capacitor ( 3 ) with a main connection of the controllable power level ( 1 ) can be coupled, - via a second terminal (K2) of the energy storage capacitor ( 3 ) with another main connection of the controllable power level ( 1 ) and - via a third terminal (K3) a the energy storage capacitor ( 3 ) and the ignition element ( 2 ) coupling connection nodes ( 6 ) can be coupled with a measuring device which is adapted to receive and evaluate a dropping in the series circuit test voltage (U1).

Arrangement according to claim 1, characterized in that the test voltage (U1) between the second (K2) and the third terminal (K3) above the ignition element ( 2 ) for checking the functionality of the ignition element ( 2 ) is tapped.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the ignition element ( 2 ) for determining the test voltage (U1) from a power source supplying a test current ( 8th ) is applied to the test current when the power level ( 1 ) is switched off.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a switchable current-limiting device ( 9 ) is provided, which the ignition element ( 2 ) for testing purposes with a reference potential ( 21 ) is able to connect.

Arrangement according to claim 4, characterized in that the switchable current-limiting device ( 9 ) is activated when the power source supplying the test current ( 8th ) the ignition element ( 2 ) is charged with the test current.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that between the energy storage capacitor ( 3 ) and the ignition element ( 2 ) a first controllable switching element ( 16 ) is arranged, which in the conducting state the energy storage capacitor ( 3 ) with the ignition ment ( 2 ) and whose control input is connected to the third terminal (K3).

Arrangement according to claim 6, characterized in that between the third terminal (K3) and the connection node of the controllable switching element ( 16 ) and the ignition element ( 2 ) a diode ( 17 ), which is activated when the energy source ( 8th ) the test current through the ignition element ( 2 ).

Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that the control terminal of the first controllable switching element ( 16 ) in the event of triggering of the ignition element ( 2 ) by a second controllable switching element ( 19 ) in the control circuit ( 5 ) is controllable for producing a conductive connection to the energy storage capacitor ( 3 ).

Arrangement according to claim 8, characterized in that the second switching element ( 19 ) and the controllable power level ( 1 ) are conductively switchable in a trigger situation with synchronous control signals.

Arrangement according to one of claims 6 to 9, characterized in that the series circuit of the ignition element ( 2 ) and the controllable switching element ( 16 ) a rectifying element ( 18 ) is connected in parallel, via which a targeted charge of the energy storage capacitor ( 3 ) is possible.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a measuring circuit connected to the first terminal (K1) is provided for detecting the potential applied to the first terminal (K1), wherein the potential applied to the first terminal (K1) is then detected when a controllable energy source connected to the first terminal (K1) ( 8th ) no the energy storage capacitor ( 3 ) supplying power.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a measuring circuit connected to the second terminal (K2) is provided for detecting the potential applied to the second terminal (K2), wherein the potential applied to the second terminal (K2) is then detected if the controllable power level ( 1 ) is turned on for testing purposes.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a controller controlling the test of the circuit device ( 15 ) is designed such that a cyclic checking of the ignition element ( 2 ) he follows.

Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the controller ( 15 ) is designed such that a cyclic checking of the voltage applied to the first terminal (K1) potential occurs after the energy storage capacitor ( 3 ) to determine the need for a recharge.