DE2308115C3 - Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtung einer Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtung einer Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen

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DE2308115C3
DE2308115C3 DE2308115A DE2308115A DE2308115C3 DE 2308115 C3 DE2308115 C3 DE 2308115C3 DE 2308115 A DE2308115 A DE 2308115A DE 2308115 A DE2308115 A DE 2308115A DE 2308115 C3 DE2308115 C3 DE 2308115C3
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Description

2. Überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü die Komparatorschaltung (30) mehrere Einzelkomparatoren (G, C2, C3) enthält, von denen einem ein Inverter (I) nachge schaltet ist, und daß jeder einzelne Komparator eine jo vorbestimmte Bezugsspannung empfängt.
3. Überwachungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ausgabeseitig der Komparatorschaltung (30) ein NAND-Gatter (N,) vorgesehen ist.
4. Überwachungsschaltung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (40) einen Transistor (Tr,) enthält, der bei Vorliegen eines Fehlers in der Sensoreinrichtung (20)durch das Ausgangssignal der Komparatorschaltung (30) in den Leitzustand geschaltet wird.
5. Überwachungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswsrtschaltung (40) eine Schmelzsicherung (F) aufweist, und daß im Leitzustand des Transistors (Tr,) aufgrund eines Fehlers in der Sensoreinrichtung (20) ein Stromkreis über den Transistor (Tr,) und die Schmelzsicherung ^gebildet wird.
6. Überwachungsschaltung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig der Alarmanzeigeschaltung (50) ein NAND-Gatter (N2) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einem weiteren Transistor (Tr2) verbunden ist, welcher im Stromkreis der Anzeigeeinheit (L)\\egt.
Die Erfindung betrifft eine Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtung einer Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen mit einer mit der Sensoreinrichtung gekoppelten Auswertschaltung und einer an diese angeschlossenen Alarmanzeigeschaltung.
Eine Überwachungsschaltung der eingangs genann- f\s ten Art ist bereits aus der DT-OS 14 55 736 bekannt, bei der bei Erreichen eines bestimmten Dämmerungswertes /4oe cianHii^ht pini·« K raftfahrzeuees automatisch eingeschaltet werden soll und insgesamt die Überwachung des Schaltzustandes der Beleuchtungsanlage des Kraftfahrzeuges möglich ist.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtjng einer Sicherheitseinrichtung zu schaffen, welche eine Fehlfunktion innerhalb der Sensoreinrichtung feststellt und anzeigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auswertschaltung zwei Schaltzustände aufweist, an eine Komparatorschaltung angeschlossen ist und bei Empfang des einem Fehler in der Sensoreinrichtung entsprechenden Signals in den einen ein hohes Ausgangssignal abgebenden Schaltzustand verbracht und gehalten wird, daß die Alarmanzeigeschaltung das Ausgangssignal der Auswertschaltung und das Ausgangssignal einer zusätzlichen Komparatorschaltung empfängt, daß die zusätzliche Komparatorschaltung die Spannung einer Hilfsquelle erfaßt und daß die Alarmanzeigeschaltung ein Alarmsignal erzeugt, wenn die Spannung der Hilfsquelle einen bestimmten Wert unterschreitet und/oder sich die Auswertschaltung in dem das höh« Ausgangssignal liefernden Schaltzustand befindet
Weitere Ausgestallungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung wird erreicht, daß die zur Aktivierung einer Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Airbags, vorgesehene Sensoreinrichtung unerkannt in einem nicht wirksamen oder eine Fehlfunktion ausführenden Zustand verbleibt. Zu diesem Zweck ist eine Anzeige vorgesehen, welche eine Fehlfunktion der Sicherheitseinrichtung anzeigt. Mit der Erfindung wird somit verhindert, daß die vorgesehene Sicherheitseinrichtung sich unerkannt in einem Zustand befindet, der im Fall eines Gefahrenzustandes die exakte Funktion der Sicherheitseinrichtung nicht gewährleistet. Die Anzeige bestimmter Fehlfunktionen erfolgt bei der Erfindung bereits im Normalzustand, d. h. nicht erst im Fall einer Kollision, so daß die Kraftfahrzeuginsassen eine Iniformation darüber erhalten, ob die eingebaute Sicherheitseinrichtung funktionsfähig ist.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung und
F i g. 2 Einzelheiten der Schaltung nach F i g. 1.
Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung enthält eine Gleichspannungsquelle 10, die eine Sensoreinrichtung 2(1 einer Sicherheitseinrichtung speist. Wenn in der Sensoreinrichtung 20 ein Fehler oder eine Fehlfunklion auftritt, erzeugt sie ein Ausgangssignal Si, das; diese Fehlfunktion anzeigt. Das Ausgangssignal S, wird von der Sensoreinrichtung 20 einer Komparatorschaltung 30 zugeführt, welche diese Fehlfunktion feststellt und bei Vorliegen der Fehlfunktion ein Ausgangssignal S2 an eine Auswertschaltung 40 liefert. Die Auswertschaltung 40 erzeugt ein Ausgangssignal S}, das einer Alarmanzeigeschaltung 50 zugeführt wird. Eine Hilfsspannungsquelle der Gleichspannungsquelle HO gibt dann ein Ausgangssignal S, ab, das der Quellenspannung entspricht. Das Ausgangssignal 5i wird auf eine Komparatorschaltung }0' gegeben, die ein Ausgangssignal S2' erzeugt; dieses Signal S2 wird der Alarmanzeigeschaltunjg 50 zum Auslösen eines Alarmsignals zugeführt. Die Alarmanzeigeschaltung 50 spricht
auf die beiden Signale S2' und S3 an und gibt ein Alarmsignal ab, so daß der Fahrer des Fahrzeugs die "ehlfunktion oder den Ausfall der Sensoreinrichtung 20 durch das Inbetriebsetzen der Alarmanzeigeschallung 50 erkennt.
Im folgenden wird auf F i g. 2 Bezug genommen, in der im einzelnen eine Schaltung für das 31ockschaltbild nach Fig. 1 angegeben ist. Bei dieser Ausführungsform weist die Gleichspannungsquelle 10 eine Hauptquelle, z.B. eine Gleichspannungsbatterie Ba mit einer Quellenspannung Vb, sowie die Hilfsspannungsquelle z. B. einen Kondensator C auf. Wenn ein Zündschalter IGSW geschlossen wird, fließt ein Strom von der Batterie Ba über eine Diode D\ zur Sensoreinrichtung 20, wobei die Diode D\ einen Stromfluß nur in einer Richtung erlaubt, d. h. in der Durchlaßrichtung. Der Kondensator C wird über einen Widerstand R1 von der Batterie Ba auf eine Spannung aufgeladen, die praktisch gleich der Quellenspannung Vo ist. Vom Kondensator C fließt ein Entladungsstrom über eine Diode D2 zur Sensoreinrichtung 20.
Mit der Gleichspannungsquelle 10 sind erste und zweite Kollisionsfühler oder auf einen Aufprall ansprechende Schaltvorrichtungen SW\ und SW2 verbunden, die bei einer Kollision aktiviert bzw. geschlossen werden. Die Schaltvorrichtungen SW\ und SW2 werden normalerweise auf ei:., πι deformierbaren vorstehenden Teil des Kraftfahrzeugs, z. B. einer Stoßstange, be: stigt. Die Schaltvorrichtungen 5Wi und SW2 sind über Widerstände R2 und Ri mit den Widerstandswerten r2 bzw. η nebengeschlossen. Der Widerstandswert r2 Lt ζ. B. gleich r3. Zwischen die Schaltvorrichtungen SW-, und SW2 sind zwei elektrisch auslösbare Zündkapsein Dn und Dn in Reihe geschaltet, die bei einer Kollision unter Druck stehendes Gas von einem nicht dargestellten Gasbehälter freigeben.
Die Zündkapseln Dn und Dr2 sind mit Dioden Di bzw. Da in Reihe geschaltet, die einen Stromdurchfluß nur in einer Richtung gestatten, nämlich von der positiven zu der negativen Klemme der Gleichspannungsquelle 10, d. h. in der Vorwärtsrichtung. Wie man F i g. 2 entnehmen kann, bilden die Zündkapseln und die Dioden eine Parallelschaltung PC. Die Zündkapseln Dn und Dn haben Widerstandswerte dn bzw. dr2, die wesentlich niedriger als die der Widerstände R2 und /?3 sind; daraus ergibt sich, daß folgende Beziehung besteht: ri = rä> cfrs- Der Widerstandswert dn oder dr2 ist im allgemeinen kleiner als 10 Ω, aber normalerweise etwa 1 Ω. Die Parallelschaltung PC weist eine gemeinsame Klemme t\ auf, die mit einer Klemme der ersten Schaltvorrichtung SW] verbunden ist, sowie eine weitere gemeinsame Klemme t2, die mit einer Klemme der zweiten Schaltvorrichtung SW2 verbunden ist.
Die Komparatorschaltung 30 enthält drei einzelne Komparatoren Ci, C2 und C3, die an Anschlußpunkte Pi, P2 und P3 der Sensoreinrichtung 20 angeschlossen sind. Die Komparatoren G, C2 und C3 nehmen den Spannungswert an dem jeweiligen Anschlußpunkt auf und übertragen den Spannungswert in die Komparatorschaltung 30, in welcher ein Vergleich dieser Spannungswerte ausgeführt wird. Die Komparatoren Ci, C2 und C1 liefern einen Spannungswert von 2/3 Vb, 1Z3 Vb und V3 Vb. Diese Komparatoren sind so ausgelegt, daß sie ein logisches Signal »0« erzeugen, wenn das jeweilige hingangssignal einen Spannungswert hat, der niedriger als der Bezugsspannungswert ist. Dagegen erzeugen diese Komparatoren ein logisches Signal »1«, wenn das Eingangssignal einen Spannungswert hat, der
höher als der Bezugsspannungsweri ist. Der Ausgang des Komparators Ci ist an einen Inverter / angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Eingang eines NAND-Gatters /Vi verbunden ist. Die Komparatoren C2 und C3 sind direkt mit den übrigen beiden Eingängen des NAND-Gatters N\ verbunden. Der Ausgang des NAND-Gatters N\ ist an die Auswertschaltung 40 angeschlossen, die eine Fehlfunktion der Sensoreinrichtung 20 speichert.
Die Auswertschaltung 40 besteht aus einem Transistor Tn, dessen Basis über einen Widerstand Ra mit dem Ausgang der Komparatorschaltung 30 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Γη ist an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle 10 angeschlossen, während sein Kollektor über eine Schmelzsicherung F mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 10 verbunden ist. Die Schmelzsicherung F bildet einen wesentlichen Teil der Auswertschaltung 40. Außerdem ist ein Widerstand R% vorgesehen, der zwischen den Emitter und den Kollektor des Transistors Tn geschaltet ist. Der Ausgang der Auswertschaltung 40, der durch einen Verbindungspunkt Pa bezeichnet ist und zwischen der Schmelzsicherung F und dem Widerstand #5 liegt, ist mit einem Eingang der Alarmanzeigeschaltung 50 verbunden.
Die Alarmanzeigeeinrichtung 50 enthält ein NAND-Gatter N2, einen Transistor Tr2, dessen Basis über einen Widerstand mit dem Ausgang des NAND-Gatters /V-verbunden ist, sowie ein Anzeigeelement L, beispielsweise einen Summer oder eine Lampe, der bzw. die über den Emitter und den Kollektor des Transistors Tr2 an die Gleichspannungsquelle 10 angeschlossen ist.
Das NAND-Gatter N2 ist mit dem Ausgang der Komparatorschaltung 30' verbunden, die einen Komparator G) enthält, welcher mit einem Punkt Po der Gleichspannungsquelle 10 verbunden ist, wobei der Punkt Po einen Verbindungspunkt zwischen der durch den Kondensator C gebildeten Hilfsspannungsquelle und der Diode D2 darstellt. Der Komparator Co empfängt den Spannungswert am Punkt Po, d. h. den Spannungswert, auf den der Kondensator C durch die Batterie Ba aufgeladen wird. Der Bezugsspannungswert des Komparators Co entspricht 2/3 VZj. Der Komparator Co erzeugt ein Signal »0«, wenn das Eingangssigna! einen Spannungspegel aufweist, der über dem Bezugsspannungspegel 2/3 Vb liegt. Ist der Zündschalter IGSW geschlossen, lädt die Batterie Rh den Kondensator Cder Hilfsspannungsquelle auf. Am Beginn der Aufladung erreicht der Kondensator C noch nicht den Spannungswert 2/3 Vb des Komparators Co, so daß am Punkt Po ein Spannungswert auftritt, der niedriger als der Bezugsspannungswert 2/3 Vb des Komparators Co ist. Infolgedessen erzeugt der Komparator ein Signal »0« (S'2), welches zu einem Eingang des NAND-Gatters N2 geführt wird. Wenn das Signal S'2 mit dem Wert »0« dem NAND-Gatter N2 zugeführt wird, liefert dieses Gatter ein Ausgangssignal »1«, das über den Widerstand Rt, an die Basis des Transistors Tr2 geführt wird. Somit leuchtet das Anzeigeelement L auf. Wenn der Kondensator C auf eine Spannung aufgeladen worden ist, die über dem Bezugsspannungswert 2/3 Vb des Komparators Co liegt, wird das Anzeigeelement L abgeschaltet, da der Komparator Co in diesem Fall ein Signal 5 2 mit dem Wert »1« abgibt. Auf diese Weise ist es möglich, daß nicht nur ein Fehler in oder ein Ausfall der Alarmanzeigeschaltung 50 festgestellt wird, d. h. auch des Anzeigeelements L, da dies beim Einschalten des Zündschalters aufleuchten muß, sondern auch ein
Ausfall des Kondensators Cder Hilfsspannungsquclle.
Wenn die Schaltvorrichtungen SW] und .9W2 der Sensoreinrichtung 20 den Normalzustand, d. h. die Offenstellung einnehmen, dann ist die Spannung an den Punkten Po. P\ und P2 praktisch gleich der Hälfte der "■ Quellenspannung, d.h. Ui Vb, da ri = rs>dn oder dri. Die Spannungswerte V2 Vb an den Punkten P\, Pi und Py werden über die Komparatoren Q, Ci und G weitergeleitet und mit den jeweiligen Bezugsspannungswerlcn verglichen. Der Komparator Q erzeugt n> somit ein logisches Signal »0«, da er den Wert 2/j Vb liefert, und die Komparatoren Ci bzw. Ci liefern ein Signal »1«, da sie Werte entsprechend Vj Vb liefern. Das Ausgangssignal »0« des Komparator;, C\ wird durch den Inverter /invertiert, so daß ein Ausgangssignal »1« dem n entsprechenden Eingang des NANÜ-Gatlers N-, zugeführt wird. Das Signal »1« jedes Komparator Ci, C> wird direkt an die übrigen beiden Eingänge des NAND-Gatters /V, geführt. Somit erzeugt das NAND-Gatter A/i ein Signal »0«, welches über den Widersland Ra an die Basis des Transistors Tn geführt wird, wodurch der Transistor Tn gesperrt wird. Da der Strom von dem positiven Pol zum negativen Pol der Spannungsquelle 10 nicht über die Schmelzsicherung /" und den Transistor Tr, fließt, sondern über die ?s Schmelzsicherung /·" und den Widerstand R·,, wird die Schmelzsicherung /'wegen des über den Widerstand R·, fließenden Stromes nicht geschmolzen. Daher wird ein Signal mit dem Spannungswert des Punkte P* der Auswertschaltung 40 auf einen Eingang des NAND- ν; Gatters N2 gegeben, und es wird ein Signal >Ί« an den Eingang des NAND-Gatters Ni geleitet. Das Signal »1« des Komparators Co. welches dem anderen Eingang des NAND-Gatters /V2 zugeführt wird, läßt das NAND-Gatter N2 ein Ausgangssignal »0« abgeben, das über den Widerstand Rb an die Basis des Transistors Tn geführt wird, so daß der Transistor Tr2 gesperrt wird. Infolgedessen bleibt das Anzeigeelement L ausgeschaltet, so daß der Fahrer des Kraftfahrzeugs den Normalzustand der Sensoreinrichtung 20 feststellt. 4"
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Auswertschaltung 40 für den Fall näher erläutert, in welchem in der Sensoreinrichtung 20 ein Fehler oder ein Ausfall auftritt. Wenn sich die Schaltvorrichtung SW^ schließt, obgleich keine Kollision des betreffenden Kraftfahrzeugs mit einem anderen Kraftfahrzeug od. dgl. vorliegt, dann wird die am Punkt P\ auftretende Spannung vom Wert V2 Vb auf den Wert Vb ansteigen, d. h. auf die Spannung der Spannungsquelle 10. Schließt sich auch die Schaltvorrichtung SW2, dann ändern sich die beiden ^0 Spannungen an den Punkten P2. /Ί von V2 Vb auf 0. Wenn schließlich die Zündkapsel Dn explodiert oder gegenüber den Dioden bzw. den Schaltvorrichtungen getrennt wird, wird die an dem Punkt P\ auftretende Spannung von Vj Vb auf 0 geändert. Das gleiche trifft auf die Zündkapsel Dri zu. Wenn alle vorstehend genannten Funktionen gleichzeitig in der Sensoreinrichtung 20 auftreten, werden die Spannungen an den Punkten Pi, P2 und P] auf 0 geändert. Demzufolge erzeugt das NAND-Gatter N\ als Signal Si ein Signal »1«, welches über den Widerstand ft» an die Basis des Transistors Tn angelegt wird, infolgedessen der Transistor Tn leitend wird. Über die Schmelzsicherung /·-, den durchgeschalteten Transistor Tn und die Batterie Ba wird ein Schaltkreis gebildet, so daß ein hoher Strom durch die Schmelzsicherung F fließt und somit die Schmelzsicherung F geschmolzen wird. Daraufhin ist der am Punkt P\ auftretende Spannungswert gleich Null; d. h. als Signal 53 wird ein Signal »0« von der Auswertschaltung 40 auf den betreffenden Eingang des NAND-Gatters N2 gegeben. Als Signal S'i wird von dem Komparator Ci tin Signal »1« an den zugeordneten Eingang des NAND-Gatters Ni geführt, so daß das NAND-Gatter N2 ein. Ausgangssignal »1« liefert, das über den Widerstand Rb der Basis des Transistors Tr2 zugeführt wird, infolgedessen der Transistor Tr2 leitend wird. Durch diese Änderung des Schaltzustandes des Transistors Tr2 leuchtet das Anzeigeelement /. auf, und der Fahrer des Kraftfahrzeugs wird darauf hingewiesen, daß bezüglich der Sensoreinrichtung 20 der Sicherheitseinrichtung eine Fehlfunktion vorliegt.
Mit der erfindungsgemäßen Schaltung wird schließlich erreicht, daß nach einer Anzeige einer Fehlfunktion durch das Anzeigeelement /. diese Alarmanzeige so lange beibehalten wird, bis die durchgebrannte Schmelzsicherung Fdurch eine neue Schmelzsicherung ersetzt ist; auch zufällig auf die Sensoreinrichtung 20 wirkende Stöße oder Vibrationen vom Kraftfahrzeug sind somit nicht imstande, die Alarmanzeige durch das Anzeigeelement L zu beenden. Anstelle der Schmelzsicherung F in der Auswertschaltung 40 kann auch ein Halbleiterspeicherelement verwendet werden, welches das Vorliegen einer Fehlfunktion speichert; dabei wird dieser Speicherzustand durch Anlegen einer vorbestimmten Spannung an das Halbleiterspeicherelement erzeugt. Zur Beseitigung von Rauschsignalen während der Speicherung des Störungszustandes durch das Halbleiterspeicherelement kann zusätzlich eine Integra tionsschaltung verwendet werden, mit deren Hilfe eine Zeitverzögerung erreicht wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtung einer Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen mit einer mit der Sensoreinrichtung gekoppelten Auswertschaltung und einer an diese angeschlossenen Alarmanzeigeschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (40) zwei Schaltzustände aufweist, an eine Komparatorschaltung (30) angeschlossen ist und bei Empfang des einem Fehler in der Sensoreinrichtung (20) entsprechenden Signals (S2) in den einen ein hohes Ausgangssignal abgebenden Schaltzustand verbracht und gehalten wird, daß die Alarmanzeigeschaltung (50) das Ausgangssignal der Auswertschaltung (40) und das Ausgangssignal einer zusätzlichen Komparatorschaltung (30') empfängt, daß die zusätzliche Komparatorschaltung (30') die Spannung einer Hilfsquelle (C) erfaßt und daß die Alarmanzeigeschaltung (50) ein Alarmsignal erzeugt, wenn die Spannung der Hilfsquelle (C) einen bestimmten Wert unterschreitet und/oder sich die Auswertschaltung (40) in dem das hohe Ausgangssignal liefernden Schaltzustand befindet.
DE2308115A 1972-02-19 1973-02-19 Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtung einer Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen Expired DE2308115C3 (de)

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