DE19637357C1 - Vorrichtung zum Schutz vor elektromagnetischer Störstrahlung - Google Patents

Vorrichtung zum Schutz vor elektromagnetischer Störstrahlung

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe mit einer mit elektro­ nischen Bauelementen realisierten Schaltung, insbesondere eine elektro­ nische Auslöseschaltung von Insassenschutzsystemen in Kraftfahrzeugen.
Insbesondere bei elektronischen Steuergeräten für Insassenschutzvor­ richtungen in Kraftfahrzeugen wird eine hohe elektromagnetische Stör­ festigkeit (EMS) gefordert, damit keine Fehlauslösung durch elektro­ magnetische Strahlung (EMR: electromagnetic radiation) auftritt. Bekannt ist, daß von einer Störung durch elektromagnetische Strahlung vorrangig der analog arbeitende Schaltungsteil (Sensoren, Meßsignalverarbeitung) betroffen ist und weniger der digital arbeitende Schaltungsteil (Steuereinheit, Mikroprozessor). Das kann dazu führen, daß beispielsweise eine ordnungsgemäß arbeitende Steuereinheit die verfälschten Signale von gestörten Sensoren verarbeitet und demzufolge eine Fehlauslösung veran­ laßt weil eine Unterscheidung zwischen verfälschten und tatsächlichen Analogsignalen nicht möglich ist.
Bisher wurde bei elektronischen Baugruppen eine hohe elektromagnetische Störfestigkeit durch die Verwendung von Metallgehäusen erreicht. Auf­ grund vermehrter Forderungen nach Gewichtseinsparungen werden jedoch mehr und mehr Gehäuse aus Kunststoff verwendet, die normalerweise kei­ nen Schutz gegen elektromagnetische Strahlung darstellen.
Man versucht diesen Nachteil zu umgehen, indem beispielsweise Metall­ folien auf die Innen- oder Außenseite der Kunststoffgehäuse geklebt werden oder indem dem Kunststoff elektrisch leitende Partikel aus Metall oder Kohlenstoff beigemischt werden oder der Kunststoff mit Metall be­ dampft wird. Nachteilig hierbei ist, daß der Gewichtsvorteil von Kunststoff­ gehäusen gegenüber Metallgehäusen teilweise wieder verloren geht, und daß aufgeklebte Metallfolie oder dem Kunststoff beigemengte leitfähige Partikel die Herstellkosten merklich erhöhen.
Weitere Anregungen zur Lösung dieses Problems sind dem Stand der Technik nicht entnehmbar. Aus der deutschen Patentschrift DE 37 42 397 C1 ist lediglich ein Netzanalysegerät zur Indikation, Analyse, Registrierung, Speicherung und Meldung von elektromagnetischen Störfällen bekannt. Dieses Netzanalysegerät, das in einem direkt in die Steckdose einsteckbaren Gehäuse untergebracht ist und elektromagnetische Störfälle auf optische, akustische oder andere Weise anzeigt, weist eine Eingangsschaltung auf, die die elektrischen Störsignale oder Störimpulse in elektrisch besser verwert­ bare Größen umsetzt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine einfache Vorrichtung anzu­ geben, die eine Fehlauslösung aufgrund elektromagnetischer Störstrahlung vermeidet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektronische Baugruppe mit einer mit elektronischen Bauelementen realisierten Schaltung, insbesondere eine elektronische Auslöseschaltung von Insassenschutzsystemen in Kraftfahr­ zeugen, bei der zur Detektion von elektromagnetischer Störstrahlung eine Leiterschleife auf einem Träger angeordnet und ganz oder teilweise um auf diesem Träger angeordnete elektronische Bauelemente der Baugruppe ge­ führt ist, und zur Auswertung der an der Leiterschleife auftretenden Span­ nung diese Leiterschleife an eine als Auswerteschaltung ausgebildete wei­ tere Schaltung angeschlossen ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß zum Schutz gegen elektro­ magnetische Störstrahlung keine teuren Abschirmmaßnahmen in Form von Gehäuseauskleidungen, metallenen oder metallbedampften Gehäusen oder Abschirmblechen notwendig sind, da kein vorhalt an Schutzmaßnahmen getroffen werden muß.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend ausführlich erläu­ tert und anhand der Figuren dargestellt.
Es zeigen
Fig. 1 eine Platine mit zwei parallelen, umlaufenden Leitbahnen und einer Auswerteschaltung,
Fig. 2 die Auswerteschaltung nach Fig. 1.
Die Fig. 1 zeigt einen zu einer Baugruppe 9 gehörenden Träger in Form einer Platine 1 mit einem Anschlußbereich 4, auf der zwei parallele und miteinander verbundene Leitbahnen 2a und 2b angeordnet sind und eine Antenne in Form einer Leiterschleife 3 bilden. Die Leiterschleife 3 verläuft vorzugsweise am Rand der Platine 1 und weist einen Abstand zum Anschlußbereich 4 auf, um nicht von der dort auftretenden, schwachen elektromagnetischen Strahlung beeinflußt zu werden. Eine in den Leit­ bahnen 2a und 2b aufgrund der elektromagnetischen Strahlung erzeugte Spannung UEMR wird einer Auswerteschaltung 5 zugeführt.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Auswerteschaltung 5 dargestellt. Die Leitbahn 2a der Leiterschleife 3 ist mit dem Bezugspotential der Auswerteschaltung 5 verbunden, die Leitbahn 2b mit einem ohmschen Widerstand R1. Der zweite Anschluß des Widerstands R1 ist mit der Anode einer Diode D1 verbunden. Zwischen der Kathode der Diode D1 und dem Bezugspotential sind ein Kondensator C1 und ein ohmscher Widerstand R2 angeordnet. Weiterhin ist die Kathode der Diode D1 mit dem nichtinver­ tierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP verbunden. Es ist auch möglich, Anode und Kathode der Diode D1 zu vertauschen.
Zwischen dem Bezugspotential und einer Spannungsquelle 6 von beispiels­ weise 5 V ist ein Potentiometer R3 angeordnet, dessen Abgriff dem inver­ tierenden Eingang des Operationsverstärkers OP eine Referenzspannung Uref zuführt. Der Ausgang 7 des Operationsverstärkers OP bildet gleichzeitig den Ausgang der Auswerteschaltung 5.
Befindet sich die Baugruppe 9 im Bereich einer elektromagnetischen Stör­ strahlung, wird in der Leiterschleife 3 eine Spannung UEMR induziert, die mittels der Leitbahn 2b der Auswerteschaltung 5 zugeführt wird. Die Ansprechschwelle der Auswerteschaltung 5 gegenüber einer bestimmten Feldstärke bzw. der dadurch in der Leiterschleife 3 induzierten Spannung UEMR kann mittels des Widerstandes R1 und des Potentiometers R3 einge­ stellt werden. Mittels des Kondensators C1 und des Widerstandes R2 kann eine gewünschte Verzögerungszeit gegenüber dem Auftreten einer bestimmten Feldstärke eingestellt werden.
Beim Erreichen der eingestellten Schwelle und nach der eingestellten Verzögerungszeit wird dem Ausgang 7 ein Signal zugeführt, das zum Beispiel einen Mikroprozessor als nachgeschaltete Steuerschaltung dazu veranlaßt, von einer Betriebsart "Normalbetrieb" in eine Betriebsart "Stand- by" zu verzweigen und solange darin zu verbleiben, bis die Feldstärke der elektromagnetischen Störstrahlung bzw. die dadurch induzierte Spannung UEMR wieder abgenommen hat und ein ungestörter Betrieb der Steuerschal­ tung möglich ist. Sinkt die Feldstärke wieder ab, wird das Signal aus Ausgang 7 wieder zurückgenommen, was den Mikroprozessor veranlaßt, die Betriebsart "Stand-by" zu verlassen, gegebenenfalls fehlerhafte Meßwerte zu ignorieren und neue Anfangswerte aus einem Festwertspeicher zu laden. Danach kann die weitere Verarbeitung von Meßsignalen fortgesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schutz vor elektromagnetischer Störstrahlung mit hoher Feldstärke eignet sich insbesondere zum Einsatz in Verbindung mit einer Insassenschutzvorrichtung in einem Kraftfahrzeug, wo häufig die Gefahr besteht, daß durch hohe Feldstärken eine Fehlauslösung der Insassenschutzvorrichtungen erfolgt.

Claims (8)

1. Elektronische Baugruppe mit einer mit elektronischen Bauelementen (8) realisierten Schaltung, insbesondere eine elektronische Auslöseschaltung von Insassenschutzsystemen in Kraftfahrzeugen, bei der zur Detektion von elektromagnetischer Störstrahlung eine Leiterschleife (3) auf einem Träger angeordnet und ganz oder teilweise um auf diesem Träger (1) angeordnete elektronische Bauelemente (8) der Baugruppe (9) geführt ist, und zur Auswertung der an der Leiterschleife (3) auftretenden Spannung (UEMR) diese Leiterschleife (3) an eine als Auswerteschaltung (5) ausgebildete weitere Schaltung angeschlossen ist.
2. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, bei der die Leiterschleife (3) im wesentlichen entlang des Randes des Trägers (1) geführt ist.
3. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 2, bei der die Leiterschleife (3) aus zwei parallel geführten, auf dem Träger (1) angeordneten Leitbahnen (2a, 2b) besteht.
4. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Auswerteschaltung (5) Mittel (OP, R1, R3) zum Vergleich der an der Leiter­ schleife (3) auftretenden Spannung (UEMR) mit einer Referenzspannung (Uref) aufweist.
5. Elektronische Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Auswerteschaltung (5) eine Steuerschaltung, insbesondere ein Mikroprozessor nachgeschaltet ist.
6. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 5, bei der die Steuerschaltung dieser elektronischen Baugruppe (9) zugeordnet ist.
7. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 5, bei der die Steuerschaltung außerhalb der elektronischen Baugruppe (9) angeordnet ist.
8. Elektronische Baugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die elektronische Baugruppe (9) in eine erste Betriebsart "Normalbetrieb" und in eine zweite Betriebsart "Stand-by" steuerbar ist, und bei der die Steuerschal­ tung Mittel aufweist, die bei Auftreten einer über der Referenzspannung (Uref) liegenden Spannung (UEMR) an der Leiterschleife (3) die elektronische Baugruppe (9) in die Betriebsart "Stand-by" steuert.
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