DE19829806B4

DE19829806B4 - Verbrauchertreiberschaltung für eine Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE19829806B4
Application number: DE19829806A
Authority: DE
Inventors: Mitsuhiro Kariya Saitou; Hiroyuki Kariya Ban
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1998-07-03
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2018-07-04
Also published as: US6157246A; ITMI981525A1; DE19829806A1

Abstract

Verbrauchertreiberschaltung für eine Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung mit einem den Verbraucher (11) bildenden Zünder zur Betätigung der Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, mit einer Kollisionsdetektoreinrichtung (7) zum Detektieren einer Kollision eines mit der Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs und zur Abgabe eines Kollisionsdetektierungssignals, mit einem Zündtransistor (21), welcher mit dem Zünder (11) in Reihe geschaltet ist und so betrieben wird, dass er den Zündvorgang des Zünders startet, wenn das Kollisionsdetektierungssignal von der Kollisionsdetektoreinrichtung (7) abgegeben wird und mit einem Spannungsverstärker (4) zum Verstärken der Spannung einer auf dem Fahrzeug angeordneten Leistungsquelle (V_cc), wobei der Spannungsverstärker in Abhängigkeit von dem Nichtvorhandensein des Kollisionsdetektierungssignals bezüglich des Spannungsverstärkung inaktiv ist und mit der Spannungsverstärkung in Abhängigkeit vom Auftreten des Kollisionsdetektierungssignals beginnt; und wobei der Zündtransistor bei seiner Ansteuerung einen Zündstrom durch den Zünder entsprechend der vom Spannungsverstärker verstärkten Spannung leitet, wobei der Zündtransistor (21) zusammen mit einem zur Stromdetektierung dienenden Transistor (22) einen Stromspiegelkreis bildet, der Bestandteil eines Konstantstromkreises (20) ist, in...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lastantriebskreis, insbesondere auf einen Antriebskreis für eine Insassensicherheitsvorrichtung wie beispielsweise ein Airbag oder geeigneterweise für ein ABS (Antiblockierbremssystem) oder dergleichen.
Verbrauchertreiberschaltungen solcher Art sind aus den Schriften DE 37 43 961 A1 , EP 0 421 574 A2 , EP 0 612 140 A1 , DE 44 32 444 A1 und EP 0 453 255 A1 , bekannt.
Bei einem aus der nach veröffentlichten DE 197 48 311 B4 entnehmbaren Antriebskreis für einen Airbag führt eine am Fahrzeug befestige Batterie oder ein aufgeladener Kondensator einen Zündstrom zu einer Zündvorrichtung (welche im folgenden als Detonator oder Zündkapsel bezeichnet wird), falls ein Aufprallzustand eines Fahrzeugs nachgewiesen wird, so daß der Airbag sich aufweiten kann.
Ein derartiger herkömmlicher Antriebskreis für Airbags enthält ebenso einen Verstärkerkreis, so daß die minimale Betriebsspannung des Antriebskreises sichergestellt ist, selbst wenn die Batteriezuleitungen aufgrund des Aufpralls des Fahrzeuges unterbrochen wird.
Jedoch verursacht bei dem Verstärkerkreis ein Umschalten jedes Schaltungselements ein Störgeräusch. Um die Erzeugung der Störgeräusche zu vermeiden, ist bei herkömmlichen Verstärkerkreisen bzw. Verstärkerstromkreisen ein Schutzelement beispielsweise ein Filter, vorgesehen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbrauchertreiberschaltung für eine Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung so auszubilden, daß die Erzeugung von Störgeräuschen durch den Verstärkerkreis ohne ein Bereitstellen von Filtermitteln vermieden wird und ohne daß die Funktion der Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung gefährdet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Eine weitere Lösung ist Gegenstand des Anspruches 3.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beginnen also die Verstärkerkreise mit der Verstärkung als Reaktion auf die Ausgabe eines Aufpralldetektionssignals bzw. eines den Aufprall detektierenden Signals von dem Aufpralldetektionsmittel bzw. von dem den Aufprall detektierenden Mittel.
Die Verstärkerkreise führen den Verstärkungsvorgang lediglich dann durch, wenn es aufgrund eines Aufprallzustands bzw. -bedingung des Fahrzeuges erforderlich wird. Da die Verstärkerkreise den Verstärkungsvorgang nicht durchführen, wenn das Fahrzeug nicht in dem Aufprallzustand ist, kann die Störgeräuscherzeugung, welche von den Umschaltvorgängen begleitet werden, in den Verstärkerkreisen verhindert bzw. vermieden werden.
Gemäß der weiteren Lösung der vorliegenden Erfindung wird der Verstärkervorgang durch Erhöhen der Oszillationsfrequenz eines Oszillatorkreises in jedem Verstärkerkreis als Reaktion auf die Ausgabe des Aufpralldetektionssignals von der Aufpralldetektionsvorrichtung durchgeführt.
Da die aufprallfreien bzw. aufpralllosen Zustände des Fahrzeugs die Oszillationsfrequenz des Oszillatorkreises vermindern als beim Aufprallzustand bzw. unter Aufprallbedingung, können die die Störgeräusche begleitenden Umschaltvorgänge in den Verstärkerkreisen reduziert werden.
Diese und andere Merkmale werden verständlicher werden durch die folgende detaillierte Beschreibung, welche in Kombination mit den begleitenden Zeichnungen gesehen wird, bei denen:
1 eine Darstellung eines Antriebskreises für einen Airbag gemäß der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Darstellung ist, welche eine konkrete Schaltkreiskonfiguration der Verstärkerkreise 4 und 5 in 1 zeigt;
3 eine Darstellung ist, die eine konkrete Schaltkreiskonfiguration eines Oszillatorkreises 36 in 2 zeigt;
4 eine Darstellung ist, welche eine konkrete Schaltkreiskonfiguration des Oszillatorkreises 36 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
5 eine Darstellung ist, welche eine Schaltkreiskonfiguration eines ABS gemäß der dritten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform, welche in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist, beschrieben.
Erste Ausführungsform:
1 zeigt einen Antriebskreis eines Airbags gemäß der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In 1 enthält der Antriebskreis für den Airbag bzw. Airbagantriebskreis einen Antriebskreis 100 für einen Fahrersitz und einen Antriebskreis 200 für einen vorderen Beifahrersitz. Die Antriebskreise 100 und 200 dienen dazu, jeweils die Airbags des Fahrers und des vorderen Beifahrersitzes zu expandieren bzw. aufzuweiten.
Die Antriebskreise 100 und 200 werden mit einer Batteriespannung einer am Fahrzeug montierten Batterie mittels eines Zündschalters 2 oder mit einer Batteriespannung, welche in einem aufgeladenen Kondensator (Engergiespeichereinheit) 3 gespeichert ist, zu den Verstärkerkreisen 4 und 5 und konstanten Stromkreisen 6a, 6b jeweils zugeführt.
Im folgenden wird die Batteriespannung als Leistungsversorgungsspannung bezeichnet.
Der Verstärkerkreis 4 wird zur Versorgung des Zündstroms verwendet und der Verstärkerkreis 5 wird zum Regeln der Regulierung des Zündstroms auf einen konstanten Strom verwendet. Die konstanten Stromkreise 6a und 6b bzw. Stromkreise für einen konstanten Strom sind vorgesehen, dem Verstärkerkreis 5 zu erlauben, eine Zusatzspannung den Antriebskreisen 100 und 200 jeweils zuzuführen.
Der Antriebskreis 100 für den Fahrersitz und der Antriebskreis 200 für den vorderen Beifahrersitz expandieren entsprechende Airbags als Reaktion auf die Ausgabe eines Aufpralldetektionssignals von einem Aufpralldetektor 7. Der Aufpralldetektor 7 weist einen Halbleiterbeschleunigungssensor zum Nachweis der Beschleunigung des Fahrzeuges auf, welche ein hochaktives bzw. auf hohen Niveau gesetztes Aufpralldetektionssignal ausgibt, wenn die detektierte Beschleunigung einen Aufprallzustand des Fahrzeuges anzeigt.
Da der Antriebskreis 100 für den Fahrersitz und der Antriebskreis 200 für den vorderen Beifahrersitz gleich ist, werden der Aufbau und die Funktionsweise bzw. die Wirkungsweise davon unter Heranziehung des Antriebskreises 100 als Beispiel beschrieben.
Bei dem Antriebskreis 100 für den Fahrersitz sind ein mechanischer Aufprallsensor (Sicherheitssensor) 12 und ein zündender Leistungstransistor bzw. Zündleistungstransistor (N-Kanal-MOS-Leistungstransistor) 13 in Reihe mit einem Detonator 11 verbunden, welcher den Airbag des Fahrersitzes expandiert. Falls das ein auf hohen Niveau gesetztes Aufpralldetektionssignal von dem Aufpralldetektor 7 zugeführt wird, wird der Zündleistungstransistor 13 angeschaltet, um den Zündstrom zu dem Detonator 11 zuzuführen.
Ein konstanter Stromkreis 20 reguliert dann den Zündstrom, um einen konstanten Strom zu dem Detonator 11 zuzuführen. Der konstante Stromkreis 20 enthält einen N-Kanal-MOS-Transistor zur Stromversorgung (im folgenden als Leistungs-TR bezeichnet) 21, welcher in Reihe mit dem Detonator 11 verbunden wird; einen N-Kanal-MOS-Transistor zur Stromdetektion (im folgenden als Abtast-TR bezeichnet) 22, welcher parallel mit dem Leistungs-TR 21 verbunden ist, um so einen Stromspiegelkreis mit dem Leistungs-TR 21 zu bilden; eine konstante Stromquelle 23 zum Zuführen eines konstanten Stroms zu dem Abtast-TR 22 und ein Operationsverstärkerkreis 24 mit einem invertierenden Eingangsanschlußende bzw. -pol, welches bzw. welcher mit der Quelle („Source”) des Abtast-TR 22 verbunden ist, und einem nicht invertierenden Eingangsanschlußende, welches mit der Quelle des Leistungs-TR 21 verbunden ist.
Der Operationsverstärkerkreis 24 regelt die Spannungen an dem Gatter des Leistungs-TR 21 und Abtast-TR 22, um die Spannungen an beiden Quellen so gleich zu machen, daß ein konstanter Strom von dem Leistungs-TR 21 in den Detonator 11 fließt, wenn der Zündleistungstransistor 13 eingeschaltet wird.
Der Operationsverstärkerkreis 24 verwendet eine Zusatzspannung, welche von dem verstärkenden Kreis 5 über den konstanten Stromkreis 6 zugeführt wird, um die Spannungen an dem Gatter des Leistungs-TR 21 und des Abtast-TR 22 zu regeln. Eine derartige Regelung ermöglicht dem Leistungs-TR 21 und dem Abtast-TR 22 eine hohe Gatterspannung von 24 Volt beizubehalten, selbst wenn die Leistungsversorgungsspannung kleiner als 5 Volt wird, und somit einen konstanten Strom zuzuführen.
Der mechanische Aufprallsensor 12, der Leistungs-TR 21 und der zündende Leistungstransistor 13 werden durch die Widerstände 14, 15 und 16 jeweils in Nebenschluß gelegt. Diese Nebenschlußleitungen werden verwendet, wenn ein Eigendiagnosekreis eine Eigendiagnose durchführt. In einem derartigen Fall, schaltet der Eigendiagnosekreis den Zündleistungstransistor 13 an, um einen kleinen Strom zu erhalten, der nicht ausreicht bzw. ausreichend ist, einen Zündvorgang des Detonators 11 zu starten, um so einen Zusammenbruch jedes Kreis- bzw. Schaltungsabschnittes durch Detektion einer an jedem Abschnitt jedes Widerstands anliegenden Spannung nachzuweisen.
Als nächstes wird die Funktionsweise des Antriebskreises 100 für den Fahrersitz beschrieben.
Wenn sich das Fahrzeug in einem aufprallfreiem bzw. aufpralllosen Zustand befindet und kein Aufpralldetektionssignal von dem Aufpralldetektor 7 ausgegeben wird, befindet sich der Zündleistungstransistor 13 in der Sperrstellung bzw. in der Aus-Stellung.
Wenn das Fahrzeug einen Aufprallzustand erfährt, und das Aufpralldetektionssignal von dem Aufpralldetektor 7 ausgegeben wird, wird der Zündleistungstransistor 13 angeschaltet. Der mechanische Aufprallsensor 12 wurde bereits angeschaltet, wenn der Aufpralldetektor 7 den Aufprallzustand des Fahrzeuges nachweist. Somit wird ein Weg bzw. eine Leitung für den Zündstrom von dem Verstärkerkreis 4 über den mechanischen Aufprallsensor 12, dem Leistungs-TR 21 und dem Detonator 11 auf den Zündleistungstransistor 13 bereitgestellt.
Der konstante Stromkreis 20 hält den Zündstrom konstant. In diesem Fall regelt er den Zündstrom auf einen Stromwert, welcher im Verhältnis zu dem Wert des Stromes bestimmt wird, welcher in der konstanten Stromquelle 23 entsprechend dem Strom-Spiegelverhältnis des Leistungs-TR 21 und Abtast-Tr 22 fließt. Falls der Stromfluß in der konstanten Stromquelle 23 1,2 Mikroamper und das Strom-Spiegelverhältnis 100:1 ist, wird der Zündstrom auf einen konstanten Strom von 1,2 Ampere geregelt.
Dieser Strom regulierende Vorgang wird im Folgenden beschrieben. Angenommen daß der Strom, welcher in dem Leistungs-TR 21 fließt, größer als 1,2 Ampere wird, nimmt die Gatteranschlußspannung V_GS des Leistungs-TR 21 zu und eine Spannung an dem Anschluß des Leistungs-TR fällt ab. Da der Stromfluß in dem Abtast-TR 22 konstant auf 1,2 Mikroampere gehalten wird, wird die Gatteranschlußspannung des Abtast-TR 22 konstant gehalten. Der Operationsverstärkungskreis 24 vermindert aus diesem Grund die Gatterspannung des Abtast-TR 22 und des Leistungs-TR 21 und verringert dadurch den Strom in dem Leistungs-TR 21. Wenn der Strom, welcher in dem Leistungs-TR 21 fließt, kleiner als 1,2 Ampere wird, weil die Gatteranschlußspannung VGS des Leistungs-TR 21 abfällt und die Spannung an dem Anschluß des Leistungs-TR 21 größer als die an dem Abtast-TR 22 wird, erhöht der Operationsverstärkerkreis 24 die Gatterspannungen der Abtast-TR 22 und des Leisungs-TR 21, und erhöht dadurch den Strom im Leistungs-TR 21. Ein derartiger Kreis- bzw. Schaltvorgang macht es möglich, den Stromfluß in dem Leistungs-TR 21 zu regulieren oder den Zündstrom, welcher durch den Detonator 11 fließt, auf einen konstanten Wert von 1,2 Ampere zu halten.
Der konstante Stromkreis 20 arbeitet so, daß die Spannungen an jedem Drain-Anschluß, Gatter und Anschluß der Leistungs-TR 21 und der Abtast-Tr 22 abgegleichen werden, um einen Strom-Spiegelkreis zu bilden. Dieser Vorgang macht den Strom in dem Abtast-TR 22 konstant und dadurch den Zündstrom in dem Leistungs-TR 21 konstant.
In dem Fall, in dem der aufgeladene Kondensator 3 eine Leistung bereitstellt wegen des Abschaltens der Leistungsversorgung von der am Fahrzeug befestigten Batterie zum Zeitpunkt des Aufpralls des Fahrzeugs, fällt die Leistungsversorgungsspannung graduell ab. Selbst in diesem Fall kann der konstante Stromkreis 20 die Zusatzspannung von dem Verstärkerkreis 5 verwenden, um einen Gatterspannungsanstieg des Leistungs-TR 21 und des Abtast-TR 22 zu erhöhen. Es ist deshalb möglich, die Funktionsweise des konstanten Stromkreises 20 zu sicherzustellen, um so einen konstanten Strom zu dem Detonator 11 zuzuführen, selbst bei einer geringen Leistungsversorgungsspannung.
Als nächstes wird der Aufbau der Verstärkerkreise 4 und 5 beschrieben. 2 zeigt einen spezifischen Kreis- bzw. Schaltungsaufbau. Der Verstärkerkreis ist ein sogenannter Aufladepumpkreis („charge-up pump circuit”), welcher Dioden 30a–30g, Kondensatoren 31a–31g, einen Widerstand 32, Inverter 33–35 und einen Oszillatorkreis 36 enthält.
Die Kondensatoren 31a, 31c, 31e und 31g werden gemäß dem Ausgang des Inverters 33 geladen und entladen, während die Kondensatoren 31b, 31d und 31f gemäß dem Ausgang des Inverters 34 geladen und entladen werden. Die Ausgänge der Inverter 33 und 35 zeigen Gegenphasen- und Inphasen-Beziehungen gegenüber dem Ausgang des Oszillatorkreises 36. Wenn die Kondensatoren 31a, 31c, 31e und 31g geladen werden, werden die Kondensatoren 31b, 31d und 31f aus diesem Grund entladen; wenn die Kondensatoren 31a, 31c, 31e und 31g entladen werden, werden die Kondensatoren 31b, 31d und 31f geladen. Die Verwendung eines Gleichrichtungsvorgangs der Dioden 30a–30g, zusätzlich zu den Lade- und Entladevorgängen der Kondensatoren 31a, 31c, 31e und 31g und der Kondensatoren 31b, 31d und 31f, ermöglicht der Spannung an jeder Verzweigung der Dioden 30a–30g und der Kondensatoren 31a–31g Schritt für Schritt von einer Leistungsversorgungsspannung (+B) verstärkt zu werden. Letztendlich wird eine gewünschte Zusatzspannung bzw. verstärkte Spannung von der Abzweigung der Diode 30g und dem Kondensator 31g ausgegeben.
3 zeigt einen spezifischen Aufbau des Oszillatorkreises 36.
Der Oszillatorkreis 36 enthält einen Operationsverstärkungskreis 36a, einen Inverter 36b, welcher den Ausgang des Operationsverstärkerkreises 36a invertiert, einen Kondensator 36c und einen Widerstand 36d, welche einen Kreis für die Zeitkonstante bzw. einen Zeitkonstantenkreis bilden, welcher mit dem Ausgangsanschluß des Inverters 36b verbunden wird. Der Ausgang des Kreises für die Zeitkonstante wird auf den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkerkreises 36a eingegeben.
Der Oszillatorkreis 36 enthält ebenso die Widerstände 36e, 36f und 36g zur Erzeugung zweier Referenzspannungen (2,5 Volt und 1,0 Volt) und Schalter 36h–36i, um auszuwählen, welche Spannung auf den invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkungskreises 36a eingegeben werden sollte.
Die Auswahl von „an” oder „aus” der Schalter 36h und 36i wird durch die Ausgabe des Operationsverstärkerkreises 36a und dem Inverter 36j, welcher den Ausgang invertiert, hergestellt.
Falls der Ausgang des Operationsverstärkerkreises 36a ein niedriges Niveau erreicht bzw. auf ein niedriges Niveau gesetzt ist, wird die Ausgabe des Inverters 36b in einer derartigen Konfiguration auf ein hohes Niveau geändert bzw. gesetzt, um mit dem Aufladen des Kreises der Zeitkonstanten zu beginnen, welche aus dem Kondensator 36c und Widerstand 36d besteht. Da ein Ausgang mit geringem Niveau des Operationsverstärkerkreises 36a einen Hochniveau-Ausgang des Inverters 36j herstellt, wird der Schalter 36h angeschaltet und eine 2,5-Volt-Referenzspannung wird auf den invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkerkreises 36a eingegeben.
Falls die an dem Kondensator 36c angelegte Spannung in dem Kreis für die Zeitkonstante auf 2,5 Volt ansteigt, befindet sich der Ausgang des Operationsverstärkerkreises 36a auf einem hohen Niveau und der Ausgang des Inverters 36j auf niedrigem Niveau. Dadurch beginnt der Kreis für die Zeitkonstante, welche aus dem Kondensator 36c und dem Widerstand 36d besteht, mit dem Entladevorgang. Ferner schaltet der auf hohem Niveau gehaltene Ausgang des Operationsverstärkerkreises 36a den Schalter 36i an, um die 1-Volt-Referenzspannung auf den invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkerkreises 36a einzugeben.
Dann, wenn die an dem Kondensator 36c anliegende Spannung in dem Kreis für die Zeitkonstante auf 1 Volt abfällt, wird der Ausgang des Operationsverstärkerkreises 36a auf ein niedriges Niveau gesetzt. Danach wird der oben genannte Vorgang wiederholt, um alternativ den Ausgang des Operationsverstärkerkreises 36a zwischen dem hohen Niveau und niedrigen Niveau umzuschalten, so daß ein Oszillationssignal von dem Inverter 36b ausgegeben wird.
Die Inverter 33 bis 35, 36b und 36j, welche in den 2 und 3 gezeigt sind, werden durch eine eingeregelte Spannung (Vcc) von dem eingeregelten Leistungsversorgungskreis, welcher nicht gezeigt ist, aktiviert.
Gemäß dieser Ausgestaltung, ist ebenso ein Schalter 36k in der Versorgungslinie zu dem Operationsverstärkungskreis 36a vorgesehen, welcher in Abhängigkeit des Signalzustandes des Aufpralldetektors 7 an- und ausgeschaltet wird. Der Schalter 36k ist in Sperrstellung bzw. Aus-Stellung, während das Aufpralldetektionssignal von dem Aufpralldetektor 7 nicht vorliegt und wird angeschaltet, wenn das Aufpralldetektionssignal ausgegeben ist bzw. wird.
Wenn das Fahrzeug sich in einem aufprallfreiem bzw. aufpralllosem Zustand befindet und der Aufpralldetektor 7 kein Aufpralldetektionssignal ausgibt, wird die Sperrstellung bzw. Aus-Stellung des Schalters 36 beibehalten, ohne die geregelte Spannung (Vcc) dem Operationsverstärkungskreis 36a zuzuführen. Dies inaktiviert den Operationsverstärkerkreis 36a, so daß das Ausgeben des Oszillationssignals von dem Oszillationskreis 36 unterbunden wird. Die Verstärkerkreise 4 und 5 beginnen dann nicht mit der Verstärkung.
Sobald der Aufpralldetektor das Aufpralldetektionssignal ausgibt, wird der Schalter 36k eingeschaltet, um die einregulierte Spannung (Vcc) dem Operationsverstärkerkreis 36a zuzuführen. Dadurch wird der Oszillationskreis 36 verursacht, das Oszillatorsignal auszugeben und dadurch die Verstärkerkreise 4 und 5 zu betätigen bzw. auszulösen, um den Verstärkungsvorgang durchzuführen. Die Airbags werden dann unter Verwendung der Zusatzspannungen von den Verstärkerkreisen 4 und 5 in der voran genannten Art aktiviert.
Da die Verstärkerkreise 4 und 5 die gewünschten Zusatzspannungen in einer sehr kurzen Zeit ausgeben können, besteht kein Problem in dem Aktivieren der Airbags, selbst wenn die Verstärkung ausgeführt wird, nachdem der Aufpralldetektor 7 das Aufpralldetektionssignal ausgegeben hat. Wie oben beschrieben wird der Oszillatorkreis 36 betätigt bzw. ausgelöst, um den Verstärkungsvorgang nur dann durchzuführen, wenn es aufgrund des Aufprallzustandes bzw. Aufprallbedingungsfahrzeuges erforderlich ist, und wird inaktiviert, um den Verstärkungsvorgang bei normalen aufprallfreien Zuständen bzw. Bedingungen des Fahrzeuges zu unterbinden. Dadurch kann das mit Störgeräuscherzeugung einhergehende Umschalten jedes Kreiselementes in den Verstärkerkreisen 4 und 5 vermieden werden. Derartige Vorgänge machen es also möglich, den elektrischen Leistungsverbrauch im Normalbetrieb zu reduzieren.
Ein Transistorschaltelement kann für die Schalter 36h, 36i und 36k verwendet werden.
Zweite Ausführungsform:
Während in der ersten Ausführungsform die Funktionsweise des Oszillatorkreises 36 bei normalen aufprallfreien Bedingungen des Fahrzeuges gestoppt wird, kann der Oszillatorkreis 36 seine Oszillatorfrequenz variieren anstelle die Funktionsweise zu stoppen.
In diesem Fall wird die Oszillatorfrequenz des Oszillatorkreises 36 in einen nicht hörbaren Bereich von 20 Hz oder geringer bei normalen aufprallfreien Bedingungen des Fahrzeuges gesetzt. Wenn das Fahrzeug dann in einen Aufprallzustand übergeht, wird die Oszillatorfrequenz des Oszillatorkreises 36 von dem Anfangswert auf einen erwünschten für ein effektives Verstärken variiert. Insbesondere wie in 4 gezeigt ist, sind ein Widerstand 36l und der Schalter 36k parallel zu dem Widerstand 36d' in dem Kreis für die Zeitkonstante verbunden. Der Schalter 36k fungiert in der gleichen Art und Weise wie der in 3, welcher ausgeschaltet ist, wenn der Aufpralldetektor 7 das Aufpralldetektionssignal nicht ausgibt und angeschaltet wird, sobald der Aufpralldetektor 7 das Aufpralldetektionssignal bzw. das den Aufprall nachweisende Signal ausgibt.
Wenn der Aufpralldetektor 7 das Aufpralldetektionssignal nicht ausgibt, da der Schalter 36k in Sperrstellung ist, oszilliert der Oszillatorkreis 36 mit einer Frequenz, welche durch die Zeitkonstante des Widerstandes 36d' und des Kondensators 36c festgelegt ist. In diesem Fall ist die Oszillatorfrequenz in einen nicht hörbaren Bereich von 20 Hz oder kleiner gesetzt, so daß die Anzahl, wie oft jedes Schaltungselement in dem Verstärkerkreis 4 und 5 umschaltet, reduziert wird, wodurch die Störgeräusche reduziert werden, einschließlich eines Umschaltgeräusches, welches die Insassen als nicht komfortabel empfinden. Diese Reduzierung der Oszillatorfrequenz reduziert ebenso den elektrischen Leistungsverbrauch.
Falls der Aufpralldetektor 7 das Aufpralldetektionssignal ausgibt, da der Schalter 36k eingeschaltet ist, schwingt der Oszillatorkreis 36 bei einer Frequenz, welche durch die Zeitkonstante des Widerstandes 36d', des Widerstandes 36l, welcher parallel zu dem Widerstand 36d' verbunden ist, und dem Kondensator 36c festgelegt ist.
In diesem Fall, wird die Zeitkonstante des Kreises für die Zeitkonstante kleiner und die Oszillatorfrequenz erhöht sich. Die Oszillatorfrequenz entspricht dem des Oszillatorkreises 36 in 3. Somit kann eine gewünschte verstärkte Spannung bzw. Zusatzspannung unter Verwendung eines Oszillatorsignals für den Verstärkungsvorgang erhalten werden.
Dritte Ausführungsform:
Die 5 zeigt eine dritte Ausführungsform. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß der Kreis bzw. die Schaltung in einem ABS (Antiblockierbremssystem) zur Freigabe eines Radblockierungszustandes verwendet wird, wenn der Zustand des Radblockierens des Fahrzeugs nachgewiesen wird.
Wie in 5 gezeigt ist, wird in dieser Schaltung der Drain eines Ausgangs des MOS-Transistors 40 mit dem Batteriepotential +B verbunden, wobei die Quelle bzw. der Emitter davon über eine Zylinderspule 41 zum Antreiben einer Last oder ein ABS geerdet ist. An dem Gatter des Ausgang-MOS-Transistor 40 wird ein Ausgang, welcher von dem Potential +B auf ein vorbeschriebenes verstärkt wird, von einem Verstärkerkreis 42 über einen Gatterausgangskreis 43 eingegeben.
Eine Signaleingabe von einem Regelkreis 44 auf den Gatterausgangskreis triggert die Versorgung des Ausgangs von dem Verstärkerkreis zu dem Gatter des MOS-Transistors 40.
Ein Radblockierungsdetektionssignaleingang von einem Radblockierungsdetektor auf den Regelkreis 44 triggert das Zuführen bzw. die Versorgung eines den Vorgang startenden Signals auf den Verstärkerkreis 42, um so den Betrieb des Verstärkerkreis 42 zu starten. Der Radblockierungsdetektor dient zum Nachweis eines Radblockierungszustand unter Verwendung eines Signals von dem Radgeschwindigkeitsensors oder dergleichen.
Andere Signale werden ebenso dem Regelkreis 44 von einem einen Strom nachweisenden Kreis 46 und einem eine Spannung nachweisenden Kreis 47 zum Schutz des MOS-Transistors 40 eingegeben, indem eine auf eine konstante Spannungsquelle anliegende Spannung (beispielsweise 5 Volt Leistungsquelle) und ein Strom, welcher in dem MOS-Transistor 40 fließt, jeweils nachgewiesen wird. Jeder Kreis, welcher durch einen Kasten in 5 gezeigt ist, wird durch Zuführen einer anderen konstanten Spannung (beispielsweise 5 Volt) aktiviert, welche von dem Potential +B erzeugt wird, wenn die Zündung eingeschaltet ist. In der Schaltungsanordnung wird der Verstärkerkreis 42 mittels Zuführen eines den Vorgang startenden Signals von dem Regelkreis 44 aktiviert, nachdem das Signal, welches für den Radblockierungszustand indikativ ist, von dem Radblockierungsdetektor 45 zu dem Regelkreis 44 eingegeben wird.
Die Verstärkerkreise 42 können einen derartigen Aufbau wie der in 3 und 4 gezeigt ist haben, welcher mit der Verstärkung beginnt, wenn ein Oszillatorkreis in dem Verstärkerkreis durch das den Vorgang startende Signal betätigt wird.
Da der Oszillatorkreis nur dann aktiviert bzw. betätigt oder ausgelöst wird, wenn der Radblockierungszustand es erforderlich macht freigegeben zu werden, ist er bei normalen Bedingungen, bei denen die Räder nicht verriegelt bzw. blockiert sind, inaktiv. Das die Störgeräuscherzeugung begleitende Umschalten jedes Schaltungselement in dem Verstärkerkreis 4 und 5 kann somit vermieden werden. Eine derartige Funktionsweise macht es ebenfalls möglich, den elektrischen Leistungsverbrauch im Normalbetrieb zu reduzieren.
Obwohl die dritte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung für ein ABS-Antriebskreis verwendet wird, kann sie ebenso auf einen Kreis bzw. Schaltung zum Antreiben eines Bremsen unterstützenden Systems bzw. Bremskraftverstärkungssystems verwendet werden. Die gleiche Schaltungskonfiguration wie die in 5 kann für diesen Antriebskreis verwendet werden.
Das charakteristische der vorliegenden Erfindung kann so zusammengefaßt werden, daß die Verstärkerkreise betätigt bzw. ausgelöst werden, um einen einen Strom zuführenden Transistor zur Aktivierung einer Last beispielsweise eines Airbags nach Erhalt eines Befehls von außerhalb anzutreiben, um einen Strom dem stromzuführenden Transistor zuzuführen.
Insbesondere ist – wie in den oben genannten Ausgestaltungen zu sehen ist – die vorliegende Erfindung für Anwendungen an Vorrichtungen geeignet, welche in einem Notfall eines Fahrzeuges aktiviert werden müßten, aber nicht bei normalen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs. Dies ist von Vorteil, da beispielsweise ein derartgier Antriebskreis – wie in den Ausführungsformen beschrieben ist – selten betätigt bzw. ausgelöst wird und es nicht erwünscht ist, Störgeräusche, welche mit einem ständigen Betätigen eines Oszillatorkreises einhergehen, hervorzurufen.
Obwohl in 3 das Abschneiden der Vcc, welche dem Operationsverstärkungskreis 36a zugeführt wird, den Oszillationsvorgang des Oszillatorkreises beendet, können andere Schaltungskonfigurationen zum Beenden des Oszillationsvorganges verwendet werden, beispielsweise solche, bei denen das Oszillatorsignal von dem Verstärker bei einem vorbestimmten Wert (beispielsweise Erdpotential) gehalten werden.
Bei der ersten, zweiten und dritten Ausgestaltung können andere Konfigurationen als denen des aufgeladenen Pumpkreises („Charge-up-pump-circuit”) für die Verstärkerkreise 4, 5 und 42 verwendet werden. Beispielsweise können die Verstärkerkreise aus einer Art Eigenoszillation bestehen, welche Signale verwenden, die zu Kathoden von deren Kondensatoren zugeführt werden, ohne Bereitstellung eines Oszillatorkreises beispielsweise des in 3 gezeigten, oder ein Transformer kann verwendet werden.
Ferner können die vom Transistor empfangenen Ausgänge von den Verstärkerkreisen bipolarer Art anstelle des MOS-Typs gemäß den Ausführungsformen sein.
Ferner kann die erste Ausführungsform so ausgestaltet sein, um den Oszillatorkreis 36 nur dann zu betätigen bzw. auszulösen, wenn sowohl ein Aufprallzustand des Fahrzeugs als auch eine Unterbrechung der Batteriezuführungen nachgewiesen wird.
Ferner ist die vorliegende Erfindung auf andere Ausstattungen beispielsweise Vorbelastungen, andere als Insassensicherheitsvorrichtung beispielsweise Vorspannungen, oder andere als Insassensicherheitsvorrichtungen beispielsweise Airbags verwendbar.

Claims

Verbrauchertreiberschaltung für eine Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung mit einem den Verbraucher (11) bildenden Zünder zur Betätigung der Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, mit einer Kollisionsdetektoreinrichtung (7) zum Detektieren einer Kollision eines mit der Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs und zur Abgabe eines Kollisionsdetektierungssignals, mit einem Zündtransistor (21), welcher mit dem Zünder (11) in Reihe geschaltet ist und so betrieben wird, dass er den Zündvorgang des Zünders startet, wenn das Kollisionsdetektierungssignal von der Kollisionsdetektoreinrichtung (7) abgegeben wird und mit einem Spannungsverstärker (4) zum Verstärken der Spannung einer auf dem Fahrzeug angeordneten Leistungsquelle (V_cc), wobei der Spannungsverstärker in Abhängigkeit von dem Nichtvorhandensein des Kollisionsdetektierungssignals bezüglich des Spannungsverstärkung inaktiv ist und mit der Spannungsverstärkung in Abhängigkeit vom Auftreten des Kollisionsdetektierungssignals beginnt; und wobei der Zündtransistor bei seiner Ansteuerung einen Zündstrom durch den Zünder entsprechend der vom Spannungsverstärker verstärkten Spannung leitet, wobei der Zündtransistor (21) zusammen mit einem zur Stromdetektierung dienenden Transistor (22) einen Stromspiegelkreis bildet, der Bestandteil eines Konstantstromkreises (20) ist, in welchem die Spannung am Steuereingang des Zündtransistors (21) derart geregelt wird, dass dem Zünder (11) auch bei sinkender Leistungsquellenspannung ein konstanter Strom zugeführt wird.
Verbrauchertreiberschaltung nach Anspruch 1, wobei der Spannungsverstärker (4) den Verstärkungsvorgang unter Verwendung eines Oszillatorkreises ausführt, welcher gestoppt wird, wenn das Aufpralldetektierungssignal nicht vorhanden ist, und gestartet wird, wenn das Aufpralldetektierungssignal von der Kollisionsdetektierungseinrichtung (7) ausgegeben wird.
Verbrauchertreiberschaltung für eine Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung mit einem den Verbraucher (11) bildenden Zünder zur Betätigung der Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, mit einer Kollisionsdetektoreinrichtung (7) zum Detektieren einer Kollision eines mit der Fahrzeuginsassenschutzeinrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs und zur Abgabe eines Kollisionsdetektierungssignals, mit einem Zündtransistor (21), welcher mit dem Zünder (11) in Reihe geschaltet ist und so betrieben wird, dass er den Zündvorgang des Zünders startet, wenn das Kollisionsdetektierungssignal von der Kollisionsdetektoreinrichtung (7) abgegeben wird und mit einem Spannungsverstärker (4) zum Verstärken der Spannung einer auf dem Fahrzeug angeordneten Leistungsquelle (V_cc), wobei der Spannungsverstärker die Spannungsverstärkung unter Verwendung einer Oszillatorschaltung (36a–36l) in solcher Weise vornimmt, dass die Oszillatorfrequenz erhöht wird, sobald das Kollisionsdetektierungssignal von der Kollisionsdetektierungseinrichtung abgegeben wird, und wobei der Zündtransistor bei seiner Ansteuerung einen Zündstrom durch den Zünder entsprechend der vom Spannungsverstärker verstärkten Spannung leitet.
Verbrauchertreiberschaltung nach Anspruch 3, wobei die Oszillatorfrequenz während des Normalbetriebes, bei welchem kein Kollisionsdetektierungssignal von der Kollisionsdetektierungseinrichtung (7) abgegeben wird, sich bei einer ersten Frequenz befindet und die Oszillatorschaltung bei Auftreten eines Kollisionsde tektierungssignals mit einer zweiten Frequenz betrieben wird, wobei die erste Frequenz im nicht hörbaren Bereich gewählt ist.
Verbrauchertreiberschaltung gemäß Anspruch 3, welcher ferner einen Konstantstromkreis aufweist, der mit einem Feldeffekttransistor versehen ist, welcher in Reihe mit der Zündvorrichtung verbunden ist, um den Versorgungsstrom zu der Zündvorrichtung auf einen konstanten Wert zu regeln, wobei der Konstantstromkreis eine Spannung an dem Gatter des Feldeffekttransistors unter Verwendung der durch die Verstärkungskreise verstärkten Spannung steuert.