DE19530238A1 - Verfahren zur Überprüfung einer Sicherheitseinrichtung und Gerät zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Überprüfung einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen nach der Gattung des Anspruchs 1 bzw. von einem Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach der Gattung des Anspruchs 2. Eine Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen ist beispielsweise aus der Zeitschrift 1141 Ingenieurs de 1′Automobile (1982) No. 6, Seite 69 ff, insbesondere Fig. 19 auf Seite 74, bekannt. Eine derartige Sicherheitseinrichtung umfaßt sogenannte Zündpillen, die von einem Steuergerät angesteuert werden. Die Zündpillen aktivieren nach Ansteuerung eine gaserzeugende Treibladung, die in Wirkverbindung mit einem Rückhaltemittel für Fahrzeuginsassen, wie insbesondere einem Gassack steht und diesen Gassack aufbläst. Aus US-PS 3,911,391 ist ein Verfahren zur Überprüfung derartiger Zündpillen bekannt. Die zu überprüfenden Zündpillen werden dabei mit einem von einer Prüfstromquelle gelieferten Prüfstrom beaufschlagt. Der dabei entstehende Spannungsabfall wird in einer Vergleichsschaltung mit der von einer Referenzspannungsquelle gelieferten Spannung verglichen. Die Genauigkeit einer derartigen Messung hängt von der Genauigkeit des Prüfstroms ab, mit dem die Zündpille während der Prüfung beaufschlagt wird. Bei integrierten Schaltungen ist es jedoch vergleichsweise schwierig und aufwendig, eine hochpräzise Stromquelle vorzusehen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht von der Tatsache aus, daß in Gestalt integrierter Schaltungen zwar relativ leicht und mit relativ wenig Aufwand Stromquellen bereitgestellt werden können, die jedoch keinen hochpräzisen Strom liefern. Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt daher als Alternative eine Referenzmessung vor, in dem zunächst in einem ersten Verfahrens schritt ein hochpräziser Referenzwiderstand mit einem Prüfstrom beaufschlagt und der dabei an dem Referenzwiderstand entstehende Spannungsabfall gemessen wird. In einem zweiten Verfahrensschritt wird sodann die zu überprüfende Zündpille mit dem Prüfstrom beaufschlagt und der an dem Widerstand der Zündpille entstehende Spannungsabfall gemessen. Schließlich wird ausgehend von den erfaßten Spannungsabfällen und dem bekannten Widerstandswert des Referenzwiderstandes der aktuelle Widerstand der Zündpille ermittelt. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß eine hochgenaue Bestimmung des Widerstandswertes der Zündpille ermöglicht wird, ohne daß es eines hochgenauen Prüfstromes bedarf. Dadurch läßt sich eine derartige Messung auch bei in integrierter Schaltungstechnik ausgeführten Geräten durchführen. Ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltetes Gerät umfaßt neben einer Quelle für den Prüfstrom und mindestens einer Zündpille einen hochpräzisen Referenzwiderstand sowie Schaltmittel, die die Quelle des Prüfstroms wechselweise mit dem Referenzwiderstand und der Zündpille verbinden. Weiterhin sind Mittel zur Erfassung und Auswertung des an dem Referenzwiderstand und an der Zündpille entstehenden Spannungsabfalls vorgesehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer derartigen Sicherheitseinrichtung.

Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 zeigt, in Gestalt eines Blockschaltbildes, ein erstes Ausführungsbeispiel einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen. Diese umfaßt einen beschleunigungsempfindlichen Sensor 2, der vorzugsweise als mikromechanischer Sensor oder als piezoelektrischer Sensor ausgestaltet ist. Dieser Sensor 2 ist ausgangsseitig mit einem Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse aufweisenden Steuergerät 3 verbunden. So ist der Ausgangsanschluß des Sensors 2 mit einem Eingangsanschluß 2a des Steuergeräts 3 verbunden. Ein weiterer Eingangsanschluß 4a des Steuergerät es 3 ist mit einem Ausgangsanschluß eines Differenzverstärkers 4 verbunden, dessen Eingangsanschlüsse einerseits mit einer einen Prüfstrom I1 liefernden Stromquelle 5 und andererseits mit einer den Strom I2 aufnehmenden Stromsenke 6 verbunden sind. Weiterhin sind die Eingangsanschlüsse des Differenzverstärkers 4 mit Ausgangsanschlüssen A1, A2 eines Schaltmittels MUX verbunden. Das Schaltmittel MUX verfügt über eine Vielzahl von Eingangsanschlüssen E1, E2, E3, E4, E1′, . . . E4′. Die Ausgangsanschlüsse je einer Zündpille ZP sind mit jeweils zwei einander zugeordneten Eingangsanschlüssen E2, E2′, E3, E3′, E4, E4′ verbunden. Der ohmsche Widerstand jeder Zündpille ZP ist mit RM1, RM2, RMx bezeichnet. Jede Zündpille ZP steht in Wirkverbindung (angedeutet durch die gestrichelte Verbindung) mit einem Rückhaltemittel für Fahrzeuginsassen, wie insbesondere Gassack 7. Schließlich ist ein hochgenauer Referenzwiderstand RF vorgesehen, der mit seinen Anschlüssen an die Eingangsanschlüsse E1, E1′ des Schaltmittels MUX gelegt ist. Ein erster Ausgangsanschluß 3a des Steuergerätes 3 ist mit dem Schaltmittel MUX verbunden. Über diese Verbindungsleitung steuert das Steuergerät 3 den jeweiligen Schaltzustand des Schaltmittels MUX. Schließlich ist mit dem Eingangsanschluß A1 des Schaltmittels MUX auch noch ein Anschluß einer Betriebsstromquelle IB verbunden. Die Wirkungsweise des Geräts nach Fig. 1 läßt sich wie folgt beschreiben. Bei Auftreten einer auf einen Unfall hinweisenden großen Beschleunigung gibt der Sensor 2 ein entsprechendes Ausgangssignal an das Steuergerät 3 ab, das dieses Ausgangssignal bewertet und vermittels der Verbindungsleitung 3a und über das Schaltmittel MUX mindestens eine der Zündpillen ZP derart mit der Betriebsstromquelle IB verbindet, daß über die Zündpille ZP ein hinreichend großer Betriebsstrom fließt, der die Zündpille aktiviert. Die ihrerseits in Wirkverbindung mit dem Rückhaltemittel, wie insbesondere Gassack 7 stehende Zündpille ZP aktiviert ihrerseits eine Treibladung, die den Gassack 7 zum Schutz eines Fahrzeuginsassen entfaltet.

Im Interesse der Betriebssicherheit des Geräts ist es notwendig, den Widerstandswert RM1, RM2, RMx, der in dem Gerät vorgesehenen Zündpillen ZP möglichst genau zu ermitteln. Sofern der Widerstandswert in einem zulässigen Toleranzbereich liegt, kann dem Fahrer über geeignete Anzeigemittel, wie beispielsweise Leuchtdioden oder dergleichen die Betriebsbereitschaft des Geräts signalisiert werden. Fällt der Widerstandswert außerhalb des Toleranzbereichs, kann dies durch ein Warnsignal angezeigt werden. Die Widerstandswerte RM1, RM2, RMx üblicher Zündpillen ZP liegen bei ca. 2,15 Ohm ± 100-200 Milliohm. Der Widerstandswert des Meßwiderstands RF liegt vorzugsweise in der gleichen Größenordnung wie der Widerstandswert RM1, RMx, der Zündpille ZP und beträgt in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung 2,1 Ohm. Dieser Meßwiderstand RF sollte möglichst genau sein und nur eine Toleranz von 1% oder weniger aufweisen. Für die Durchführung der Messung des Widerstandswertes RM1, RMx der Zündpille ZP wird zunächst von dem Steuergerät 3 ein Steuerbefehl an das Schaltmittel MUX übermittelt, das sodann zunächst den Meßwiderstand RF mit Stromquelle 5 und Stromsenke 6 verbindet. Daraufhin fließt ein Prüfstrom in der Größenordnung von vorzugsweise 100 Milliampere durch den Referenzwiderstand RF. Der dabei an dem Referenzwiderstand RF entstehende Spannungsabfall UF liegt an den Eingangsanschlüssen des Differenzverstärkers 4 an und wird dort, entsprechend dem vorgewählten Verstärkungsfaktor, verstärkt. Geeignete Verstärkungsfaktoren liegen zwischen 1 und 100. Das verstärkte Ausgangssignal des Differenzverstärkers 4 liegt an dem Eingangsanschluß 4a des Steuergeräts 3 an und kann demzufolge von dem Steuergerät 3 ausgewertet werden. In einem zweiten Meßschritt wird das Schaltmittel MUX derart von dem Steuergerät 3 angesteuert, daß jetzt eine der beiden Zündpillen ZP mit Stromquelle 5 und Stromsenke 6 verbunden ist und von dem Prüfstrom durchflossen wird. Der dabei an dem Widerstandswert RM1, RMx der Zündpille ZP entstehende Spannungsabfall UM wird ebenfalls von dem Differenzverstärker 4 verstärkt und dem Steuergerät 3 zugeleitet. In dem Steuergerät 3 wird schließlich nach der Beziehung berechnet:

In dieser Formel bedeuten:
RM = Widerstandswert RM1, RM2, PMx der Zündpillen ZP
RF = Widerstandswert des Referenzwiderstands RF
UM = Spannungsabfall an dem Widerstandswert RM1, RM2, RMx der Zündpille ZP
UF = Spannungsabfall an dem Referenzwiderstand RF.

Die Auswertung der Spannungswerte UF, UM erfolgt zweckmäßig dadurch, daß die zunächst in analoger Form vorliegenden Meßwerte in Digitalwerte umgewandelt und dann weiter verarbeitet werden. Zu diesem Zweck umfaßt das Steuergerät 3 zweckmäßig einen Standardmikrorechner, wie beispielsweise der Motorola Rechner 68 HC11, der über einen geeigneten Analog/Digital-Wandler ADC verfügt, dessen Eingangsanschluß mit dem Eingangsanschluß 4a des Steuergeräts 3 verbunden ist. Das Schaltmittel MUX kann in einem Ausführungsbeispiel ein getrennter Baustein sein; alternativ kann das Schaltmittel MUX auch Bestandteil eines Mikrorechners sein und zusammen mit diesem in dem Steuergerät 3 angeordnet sein. Der Referenzwiderstand RF wird zweckmäßig auf der Leiterplatte angeordnet, die auch die übrigen Bauelemente des Geräts umfaßt. Insbesondere kann der Referenzwiderstand RF auch in integrierter Technik hergestellt sein.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß als Stromsenken 6 diskrete, steuerbare Halbleiterschaltelemente 8a, 8b, 8c, insbesondere MOS-Transistoren, vorgesehen sind, die von Steuerleitungen 3a des Steuergeräts 3 ansteuerbar sind.

Claims (6)

1. Verfahren zur Überprüfung einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen, welche mindestens eine, jeweils mindestens eine Zündpille umfassende Endstufe aufweist, bei dem die Zündpille mit einem Prüfstrom beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Verfahrensschritt ein Referenzwiderstand (RF) mit einem Prüfstrom (I1) beaufschlagt und der dabei an dem Referenzwiderstand (RF) entstehende Spannungsabfall (UF) gemessen wird, daß in einem zweiten Verfahrensschritt die Zündpille (ZP) mit dem Prüfstrom (I1) beaufschlagt und der an dem Widerstand (RM) der Zündpille (ZP) entstehende Spannungsabfall (UM) gemessen wird, und daß anschließend der Widerstand (RM) der Zündpille (ZP) aus den Spannungsabfällen (UM, UF) und dem Referenzwiderstand (RF) nach der Beziehung berechnet wird.

2. Gerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Quelle für den Prüfstrom (I1) und mindestens einer Zündpille (ZP), gekennzeichnet durch einen Referenzwiderstand (RF), Schaltmittel (MUX) zur wechselweisen Anschaltung der Quelle des Prüfstroms (I1) an den Referenzwiderstand (RF) bzw. die Zündpille (ZP), sowie Mittel zur Erfassung und Auswertung des an dem Referenzwiderstand (RF) bzw. der Zündpille (ZP) bei Beaufschlagung mit dem Prüfstrom (I1) entstehenden Spannungsabfall (UF, UM).

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzverstärker (4) vorgesehen ist, dessen Eingangsanschlüsse derart mit Ausgangsanschlüssen des Schaltmittels (MUX) verbunden sind, daß dem Differenzverstärker (4) eingangsseitig die Spannungsabfälle (UF, UM) zuführbar sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Referenzwiderstands (RF) in der Größenanordnung des Widerstandswertes (RM) der Zündpille liegt, vorzugsweise einen Widerstandswert zwischen 0,5 und 5 Ohm, insbesondere 2 bis 3 Ohm aufweist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfstrom (I1) zwischen 10 und etwa 150 Milliampere, insbesondere 50 bis 100 Milliampere beträgt.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da& der Verstärkungsfaktor des Differenzverstärkers (4) zwischen 1 und 100 liegt.