DE19850868C1 - Schaltung und Verfahren zum Zünden einer Zündpille - Google Patents

Abstract

Eine Schaltung zum Zünden einer Zündpille (6) enthält eine Zündspannungseinheit (14), die in Reihe mit der Zündpille und einem Zündtransistor geschaltet ist, der über ein Zündkommando leitend geschaltet wird. In Reihe mit der Zündpille und dem Zündtransistor ist ein Safing-Schalter (24) geschaltet, der über ein eigenes Safingkommando während des Anliegens eines Zündimpulses leitend geschaltet wird. Das Safingkommando und das Zündkommando werden der Schaltung über ein Bus-Leitungssystem zugeführt. Es wird eine hohe Sicherheit gegenüber Fehlzündungen der Zündpille erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Zünden einer Zünd­ pille gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, sowie ein entsprechendes Zündverfahren.

Bei gattungsgemäßen Zündpillen mit nur einem Zündtransistor in der Zündendstufe besteht das Risiko, daß durch Kurzschluß dieses Zündtransistors die Zündpille versehentlich gezündet wird. Auch Endstufen mit zwei Zündtransistoren bieten nur be­ dingten Schutz, da bei fehlerhafter Interpretation eines Zün­ dimpulses oder bei anderen Fehlern in der Zündpillen-Elek­ tronik eine Fehlzündung ausgelöst werden kann. Diese Gefahr besteht insbesondere dann, wenn die Schaltung über ein Bus- Leitungssystem angesteuert wird und ein über das Bus- Leitungssystem zugeführtes Kommando infolge irgendwelcher Fehler irrtümlich als Zündkommando interpretiert wird.

Aus der DE 34 12 798 C2 ist eine gattungsgemäße Schaltung be­ kannt, bei der ein Lichtleiter mit einem elektrooptischen Wandler verbunden ist. Der Wandler ist mit einem Mikroprozes­ sor verbunden, mit Hilfe dessen zwei Schalttransistoren an­ gesteuert werden. Zwischen Ausgängen des Wandlers liegt eine Reihenschaltung aus dem ersten Schalttransistor und einem La­ dekondensator, so daß der Ladekondensator auf eine Ladespan­ nung aufgeladen wird, wenn der erste Schalttransistor vom Mi­ kroprozessor auf Durchlaß geschaltet wird. An den Klemmen des Ladetransistors liegt eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schalttransistor und einer Zündpille. Wenn der zweite Schalt­ transistor, der einen Zündtransistor bildet, vom Mikroprozes­ sor auf Durchlaß geschaltet wird, entlädt sich der Ladekon­ densator über die Zündpille, so daß diese zündet. Eine Eigen­ art der vorbekannten Schaltung liegt darin, daß bei einem Fehler des zweiten Schalttransistors, beispielsweise einem Kurzschluß, oder bei fehlerhafter Ansteuerung des zweiten Schalttransistors eine versehentliche Zündung der Zündpille erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltung dahingehend weiterzubilden, daß eine erhöhte Funk­ tionssicherheit gegeben ist, sowie ein entsprechendes Verfah­ ren anzugeben.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 9 gelöst.

Bei der Erfindung kann die Zündpille nur dann gezündet wer­ den, wenn gleichzeitig mit dem Zündimpuls ein Safingimpuls vorhanden ist, der den mit der Zündpille verbundenen Safing- Schalter leitend schaltet.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich­ nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläu­ tert.

Es stellen dar:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung und

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer abgeänderten Ausführungs­ form einer Schaltung.

Gemäß Fig. 1 ist an ein Bus-Leitungssystem 2 eine Slave- Einheit 4 angeschlossen, die zum Zünden einer Zündpille 6 dient.

Das Bus-Leitungssystem 2 enthält eine erste Leitung 8, die eine erste Versorgungsspannung führt, und eine zweite Leitung 10, die eine zweite, vorteilhafterweise von der ersten ver­ schiedene Versorgungsspannung führt. Bei unterschiedlichen Versorgungsspannungen kann deren Differenz über einen optio­ nal vorhandenen Gleichrichter 12 abgenommen werden und bildet eine weitere Versorgungsspannung. Das Bus-Leitungssystem 2 dient somit zur Übertragung von Informationen und Befehlen und zur Spannungsversorgung der Slave-Einheit 4.

Die Slave-Einheit 4 enthält eine Zündspannungseinheit 14, die eine Spannung erzeugt, die zur Zündung der Zündpille 6 dient. Die Zündspannung liegt an einem Zündspannungsausgang 16 der Slave-Einheit 4. Weiter weist die Slave-Einheit 4 einen Sa­ fing-Ausgang 18 auf, dessen Funktion weiter unten erläutert wird, und der von der zweiten Leitung 10 herüber die Leitung 19 angesteuert wird. Ein Eingang 20 der Slave-Einheit 4 ist mit einem Zündtransistor 22 verbunden, der nach Empfang eines codierten Zündbefehls auf dem Bus-Leitungssystem 2 durch ei­ nen Decoder (nicht dargestellt) über die Leitung 23 angesteu­ ert wird und über einen Ausgang 25 mit Masse verbunden ist.

Der Zündspannungsausgang 16 ist über die Zündpille 6 mit ei­ nem Safingtransistor 24 verbunden, der in Reihe zwischen der Zündpille 6 und dem Eingang 20 liegt.

Zur Ansteuerung des Safingtransistors 24 ist dieser über eine Zenerdiode 26 mit dem Safing-Ausgang 18 verbunden. Parallel an dem Ausgang 16 und dem Ausgang 18 liegt ein Ladekondensa­ tor 27 und am Ausgang 18 ein Glättungskondensator 28. An der Verbindung zwischen der Zenerdiode 26 und dem Safingtransi­ stor 24 liegt ein Pull-Down-Widerstand 30.

Die weitere, in der Slave-Einheit 4 angeordnete Elektronik bzw. Mikroelektronikumfang ist an sich bekannt und wird daher nicht beschrieben.

Die Funktion der beschriebenen Schaltung ist folgende:

Der Safingtransistor 24 ist normalerweise gesperrt, da am Sa­ fing-Ausgang 18 eine Spannung liegt, die geringer ist als die Durchbruchsspannung der Zenerdiode 26. Weder ein Kurzschluß im Zündtransistor 22 noch ein versehentliches Aktivieren des Zündtransistor 22 über die Leitung 23 führen in diesem Zu­ stand zu einer Zündung der Zündpille 6.

Für eine Zündung wird zunächst über das Bus-Leitungssystem 2 von einer nicht gezeigten Steuerschaltung erzeugtes Zündkom­ mando übertragen, das den Zündtransistor 22 über die Leitung 23 aktiviert bzw. leitend macht. Anschließend wird die Bus- Spannung und damit die Spannung am Safing-Ausgang 18 erhöht, so daß die Zenerdiode 26 leitend wird und den Safingtransi­ stor 24 aktiviert bzw. in seinen leitenden Zustand schaltet. Beide Transistoren 24 und 22 sind nun leitend, so daß die Zündpille 6 über die am Zündspannungsausgang 16 liegende Zündspannung gezündet wird. Durch den Kondensator 27 ist eine ausreichende Zündenergie sichergestellt.

Es versteht sich, daß die Schaltung in vielfältiger Weise ab­ geändert werden kann. Beispielsweise kann der Gleichrichter 12 fehlen. Der Kondensator 28 kann fehlen. Die Transistoren 22 und 24 sowie die Zenerdiode 26 können durch ähnlich wir­ kende Bauelemente ersetzt werden. Anstelle der Aktivierung des Safingtransistors 24 über die Bus-Spannung kann der Sa­ fingtransistor 24 über ein zusätzliches, sich von dem Buskom­ mando für den Zündtransistor 22 unterscheidenden codierten Buskommando aktiviert werden.

Gestrichelt dargestellt sind ein Widerstand 34 mit zugehöri­ gem Schalter 36 und ein Widerstand 38 mit zugehörigem Doppel­ schalter 40. Der Widerstand 34 kann parallel zu dem Safing­ transistor 24 geschaltet werden und der Widerstand 38 kann im Sinne eines Begrenzungswiderstandes für den Strom durch den Zündtransistor 22 geschaltet werden. Die Schalter 36 und 40 werden für Diagnosezwecke benutzt, um bei einer Diagnose die Zündpillenelektronik nicht zu stören. Der Widerstand 34 macht den normalerweise gesperrten Safingtransistor 24 unwirksam und der Widerstand 38 begrenzt den Strom bei einem eventuel­ len Kurzschluß des Zündtransistors 22. Wenn der Diagnosestrom unterhalb der Zündschwelle der Zündpille 6 bleibt, wird diese nicht gezündet.

In einer abgeänderten Ausführungsform fehlen die Bauteile 36, 38 und 40 und ist nur der Widerstand 34 vorhanden. Der Wider­ stand 34 dient dann dazu, auch im geöffneten Zustand des Sa­ fing-Schalters bzw. Safingtransistors eine Durchgangsprüfung der Zündpille 6 durchzuführen. Die Größe des Widerstandes 34 ist zumindest so hoch zu wählen, daß der Strom durch die Zündpille 6 bei einem Kurzschluß des Zündtransistors 22 nicht zur Zündung führt.

Der Safingtransistor kann auch parallel zur Zündpille 6 ge­ schaltet sein und ist dann normalerweise durchgeschaltet, so daß die Zündpille kurzgeschlossen ist. Bei Erfassen eines Un­ falls erzeugt die Steuerschaltung zusätzlich zu dem Zündkom­ mando ein das Öffnen des Safingtransistors bewirkendes Si­ gnal, z. B. durch Spannungserhöhung der Leitung 10, so daß der Safingtransistor in den Sperrzustand gelangt. Der Safingtran­ sistor kann in diesem Fall als Verarmungs-FET ausgebildet sein, dessen Gate in gleicher Weise wie bei Fig. 1 verschal­ tet ist.

Fig. 2 zeigt andere Möglichkeiten zur Schaltung des Safing­ transistors 24.

Gleiche Bauteile wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind mit gleichen Bezugszeichen belegt.

Der Unterschied zwischen der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und der der Fig. 1 besteht darin, daß die Safingtransistoren 24a und 24b anders geschaltet sind. Der Safingtransistor 24a ist zwischen den Zündspannungsausgang 16 und die Zündpille 6 ge­ schaltet. Der Safingtransistor 24b ist zwischen den Ausgang 25 und Masse geschaltet. Die Steuerleitungen der Safingtran­ sistoren 24a und 24b weisen Anschlüssen 42a und 42b auf, die in nicht dargestellter Weise mit dem freien Anschluß 42c der Zenerdiode 26 verbunden sind.

Die Funktion der Ausführungsform gemäß Fig. 2 entspricht der der Fig. 1. Es versteht sich, daß einer der Safingtransisto­ ren 24a und 24b fehlen kann.

Die erfindungsgemäße Schaltung, die eine Zündstufe für Zünd­ pillen bildet, ist nicht auf die Ansteuerung über Bus- Leitungssysteme beschränkt. Durch den Safing-Schalter bzw. Safingtransistor ist eine Redundanz geschaffen, mit der eine hohe Sicherheit gegen Fehlauslösungen erreicht wird.

Claims (10)

1. Schaltung zum Zünden einer Zündpille (6), enthaltend eine Zündspannungseinheit (14) mit einem Zündspannungsausgang (16), an dem in Reihe die Zündpille und ein Zündtransistor (22) liegen, der über einen Zündimpuls leitend geschaltet wird, so daß die Zündpille zündet, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Zündpille (6) ein Safing-Schalter (24; 24a, 24b) ver­ bunden ist, der normalerweise einen eine Zündung der Zündpil­ le hervorrufenden Stromfluß verhindert und der über einen Safingimpuls während des Anliegens eines Zündimpulses am Zündtransistor (22) umgeschaltet ist, so daß die Zündpille zündet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Safing-Schalter (24; 24a, 24b) mit der Zündpille (6) und dem Zündtransistor (22) in Reihe geschaltet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Safing-Schalter durch einen Safing- Transistor (24; 24a, 24b) gebildet ist, der über eine Zener­ diode (26) mit dem Safingimpuls beaufschlagt wird, wobei die Zenerdiode bei Anliegen des Safingimpulses leitend ist.

4. Schaltung nach 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündtransistor (22) und der Safingtransistor (24; 24a, 24b) über ein Bus-Leitungssystem (2) angesteuert werden.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an das Bus-Leitungssystem (2) eine Slave-Einheit (4) an­ geschlossen ist, die die Zündspannungseinheit (14) mit dem Zündspannungsausgang (16) und den Zündtransistor (22), einen Safing-Ausgang (18) und einen Eingang (20) enthält, der mit dem Zündtransistor (22) verbunden ist.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bus-Leitungssystem (2) zwei Leitungen (8, 10) ent­ hält, deren eine (8) ein Zündkommando und deren andere (10) ein Safingkommando überträgt.

7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Leitungen (8, 10) unterschiedliche Versorgungsspan­ nungen führen und zwischen den Leitungen ein Gleichrichter (12) angeordnet ist.

8. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für Diagnosezwecke der Safing- Schalter (24) mittels eines Widerstandes (34) überbrückbar ist.

9. Verfahren zum Zünden einer Zündpille, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Insassenschutzsystems, bei dem bei Erfas­ sen eines die Zündungsauslösungskriterien erfüllenden Ereig­ nisses, insbesondere eines Kraftfahrzeug-Unfalls, zwei unter­ schiedliche elektrische Impulse im wesentlichen gleichzeitig erzeugt werden, die an zwei mit der Zündpille verbundene Schalter angelegt werden und diese so umschalten, daß Zünd­ strom durch die Zündpille fließt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Impuls ein an das Gate des einen Schalters ange­ legtes Zündkommando ist und der andere Impuls durch Span­ nungserhöhung einer Versorgungsspannungsleitung gebildet wird, die mit einem Gateanschluß des anderen Schalters über zwischengeschaltete Elemente verbunden ist.