Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer elektronischen Einrichtung nach der
Gattung des Anspruchs 1. Bei üblichen elektronischen Endstufen wird
das mit einem Strom anzusteuernde Bauelement (Zündspule, Einspritz
ventil, Relais oder dgl.) in der Regel mit einem einzigen mechani
schen oder elektronischen Schalter mit dem Plus- oder Minuspol der
Batterie verbunden, um es in Betrieb zu setzen. Bei sicherheitskri
tischen Systemen, z.B. einem Rückhaltesystem für Fahrzeuginsassen
mit einem Airbag oder einem Gurtstraffer ist die Aktivierung eines
Lastwiderstandes durch einen einzigen Schalter nicht genügend zuver
lässig, da keine Möglichkeit zur Überprüfung des Schalters besteht.
Ein Schließen des Schalters bewirkt nämlich sofort die Aktivierung
des Lastelements.The invention relates to an electronic device according to the
Genus of claim 1. In conventional electronic power amplifiers
the component to be controlled with a current (ignition coil, injection
valve, relay or the like) usually with a single mechani
or electronic switch with the positive or negative pole of the
Battery connected to start it up. At security crisis
table systems, e.g. a restraint system for vehicle occupants
with an airbag or belt tensioner is the activation of a
Load resistance by a single switch is not sufficiently reliable
casual because there is no possibility to check the switch.
Closing the switch immediately activates it
of the load element.
Aus DE-A-28 51 333.9 ist eine Prüfschaltung für die Auslösevorrich
tung einer den Schutz der Insassen eines Fahrzeugs während eines Un
falles dienenden Sicherheitseinrichtung bekannt, bei der ein Halb
leiterschalter in Reihe zum Endstufen-Halbleiterschalter der Aus
lösevorrichtung sowie zur Sicherheitseinrichtung geschaltet ist
und bei der durch ein Prüfprogramm ein gleichzeitiges Leitendwerden
beider Halbleiterschalter verhindert wird. Bei dieser bekannten
Prüfschaltung wird die Endstufenschaltung nur ein einziges Mal über
prüft und zwar unmittelbar nach Einschalten der Versorgungsspannung.
Nach erfolgreich abgeschlossenem Prüfzyklus bleibt jedoch der in
Reihe zum Endstufen-Halbleiterschalter geschaltete Halbleiterschal
ter dauernd in seinem leitenden Zustand und damit eingeschaltet.
Eine ständige Überprüfung des die Sicherheitseinrichtung auslösenden
Endstufen-Halbleiterschalters ist dadurch aber nicht möglich.DE-A-28 51 333.9 is a test circuit for the trigger device
protection of the occupants of a vehicle during an accident
Falles serving security device known, in which a half
conductor switch in series with the output stage semiconductor switch of the off
release device and is switched to the safety device
and at the same time becoming leading through a test program
both semiconductor switches is prevented. In this known
The test circuit will switch over to the final stage circuit only once
checks immediately after switching on the supply voltage.
After the test cycle has been successfully completed, the in
Row semiconductor switch connected to the final stage semiconductor switch
ter continuously in its conductive state and thus switched on.
A constant review of what triggers the safety device
Power amplifier semiconductor switch is not possible.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße elektronische Einrichtung mit den kennzeichnen
den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
die Endstufe, deren Schaltvorgang einen Strom über das Zündelement
der Sicherheitseinrichtung auslöst, ständig überprüfbar ist. Damit
wird eine Erhöhung der Funktionssicherheit eines Sicherungssystems
für Fahrzeuginsassen erzielt.Label the electronic device according to the invention with
the features of the main claim has the advantage that
the output stage, the switching process of which a current through the ignition element
the safety device triggers, is constantly verifiable. In order to
will increase the functional reliability of a security system
achieved for vehicle occupants.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch
angegebenen Einrichtung möglich. Weiter wird ein besonders vorteil
haftes Verfahren zum Betrieb der Einrichtung nach Anspruch 1 ange
geben.The measures listed in the subclaims provide for
partial training and improvements in the main claim
specified facility possible. Another special advantage
liable method for operating the device according to claim 1
give.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar
gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
An embodiment of the invention is shown in the drawing
provided and explained in more detail in the following description.
Es zeigenShow it
Fig. 1 eine erste schaltungsmäßige Ausgestaltung des Aus
führungsbeispiels, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit Tran
sistoren als Schaltelementen und Fig. 3 ein Signaldiagramm zur Er
läuterung der Wirkungsweise der Erfindung. Fig. 1 shows a first circuit configuration of the exemplary embodiment, Fig. 2 shows a second embodiment with transistors as switching elements and Fig. 3 is a signal diagram to explain the operation of the invention.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die elektronische Einrichtung nach Fig. 1 umfaßt ein mit einer
Stromquelle, insbesondere einer Batterie 15, verbundenes Steuergerät
12, das eingangsseitig mit mindestens einem Sensor 11 verbunden ist.
Bei dem Sensor 11 handelt es sich vorzugsweise um einen Beschleuni
gungsaufnehmer, an dessen Ausgang entweder ein beschleunigungspro
portionales Spannungssignal erzeugt wird oder ein Spannungssignal,
das erst bei Überschreiten einer festlegbaren Beschleunigungsschwel
le entsteht. Ausgangsseitig ist das Steuergerät mit zwei Schaltele
menten 14 a, 14 b und einer Last 13 verbunden, wobei die Schaltelemen
te 14 a, 14 b und die Last 13 derart in Serie geschaltet sind, daß
durch Betätigung jeweils eines Schaltelements 14 a, 14 b jeweils ein
Anschluß der Last 13 mit jeweils einem Pol der Stromquelle 15 ver
bindbar ist. Die Last 13 ist beispielsweise ein Lastwiderstand in
Form einer Zündpille oder dgl., die wiederum Bestandteil eines Si
cherungsmittels 16 ist und dieses bei hinreichend großem Stromdurch
gang aktiviert. Bei den Sicherungsmitteln 16 handelt es sich bei
spielsweise um einen Airbag, der durch eine von der Zündpille (Last
13) aktivierte Gasladung aufgeblasen wird und auf diese Weise Fahr
zeuginsassen bei einem Unfallgeschehen vor Schaden bewahrt.The electronic device of FIG. 1 comprises a to a power source, especially a battery 15 connected control device 12, which input is connected with at least one sensor 11. The sensor 11 is preferably an acceleration transducer, at the output of which either an acceleration-proportional voltage signal is generated or a voltage signal which only arises when a definable acceleration threshold is exceeded. On the output side, the control unit is connected to two switching elements 14 a , 14 b and a load 13 , the switching elements 14 a , 14 b and the load 13 being connected in series in such a way that by actuating one switching element 14 a , 14 b in each case a connection of the load 13 is ver bindable with one pole of the current source 15 . The load 13 is, for example, a load resistor in the form of a squib or the like, which in turn is part of a fuse means 16 and activates this at a sufficiently large current passage. The securing means 16 is, for example, an airbag which is inflated by a gas charge activated by the squib (load 13 ) and in this way protects vehicle occupants from damage in the event of an accident.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind als Schaltelemente
14 a, 14 b komplementäre Transistoren vorgesehen, die vom Steuergerät
12 ansteuerbar sind.
In the exemplary embodiment according to FIG. 2, complementary transistors are provided as switching elements 14 a , 14 b , which can be controlled by control unit 12 .
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird
anhand von Fig. 3 erläutert. In dem dort dargestellten Diagramm
sind Impulsverläufe als Funktion der Zeit t dargestellt. Und zwar
zeigt Fig. 3a Ansteuerungsimpulse des Steuergerätes 12 für das
Schaltelement 14 a während Fig. 3b Ansteuerungsimpulse des Steuer
gerätes 12 für das Schaltelement 14 b zeigt. Fig. 3c stellt das Aus
gangssignal des Sensors 11 bei einem Unfallgeschehen dar, der zur
Aktivierung des Sicherungsmittels 16 führen soll. Gemäß Diagramm a
wird das Schaltelement 14 a vom Steuergerät 12 über die Steuerleitung
12 a derart angesteuert, daß es in den leitenden Zustand übergeht und
ein Anschluß der Last 13, in diesem Fall der mit der Leitung 13 a
verbundene Anschluß, mit einem Pol der Stromquelle 15 verbunden ist.
Der leitende Zustand des Schaltelementes 14 a besteht gemäß Diagramm
a im Zeitintervall t 1, t 2. Während dieses Zeitintervalles wird
das zweite Schaltelement 14 b vom Steuergerät 12 nicht angesteuert,
so daß der andere Anschluß der Last 13 nicht mit einem Pol der
Stromquelle 15 verbunden ist. Durch die Ansteuerung des Schaltele
ments 14 a wird zunächst über das Steuergerät 12 ein Stromkreis ge
schlossen (Leitungen 15 a, 13 a), der es ermöglicht, das Schaltelement
14 a selbst auf seine Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen. Über das
Steuergerät 12 wird jedoch auch ein zweiter Stromkreis geschlossen
(Leitungen 15 a, 13 b), der es dem Steuergerät 12 ermöglicht, auch den
Zustand der Last 13 selbst zu überprüfen. Beispielsweise kann auf
diese Weise festgestellt werden, ob in der Last 13 ein Kurzschluß,
ein unzulässig hoher Widerstand oder gar eine Unterbrechung vor
liegt. Am Ende des Zeitintervalls t 1, t 2 wird die Ansteuerung
des Schaltelements 14 a wieder aufgehoben. Gemäß Fig. 3b wird dann
im Zeitintervall t 3, t 4 durch das Steuergerät 12 das Schaltele
ment 14 b angesteuert, derart, daß nunmehr der andere Anschluß der
Last 13 mit einem Pol (Leitung 15 b) der Stromquelle 15 verbunden
ist. Analog läßt sich, wie zuvor beschrieben, jetzt vom Steuergerät
12 der Zustand des Schaltelements 14 b und wiederum der Zustand der
Last 13 selbst überprüfen. Diese wechselweise Überprüfung der die
Last 13 ansteuernden Endstufen wird wie in den Diagrammen Fig. 3a,
Fig. 3b dargestellt, ständig wiederholt um die Funktionsfähigkeit
zu überprüfen. Erst wenn der Sensor 11 ein auf einen Unfall hindeu
tendes Signal an das Steuergerät 12 abgibt, das ist beispielsweise
zum Zeitpunkt t 9 der Fall, werden beide Schaltelemente 14 a, 14 b
gleichzeitig vom Steuergerät 12 angesteuert, so daß je ein Anschluß
der Last 13 mit je einem Pol der Stromquelle 15 verbunden ist. Es
kann nunmehr ein Stromfluß durch die Last 13 stattfinden, der im
Fall einer Zündpille als Last für deren Zündung sorgt und zum Auf
blasen des Airbags (Gassacks) durch eine aktivierte Gastreibladung.The mode of operation of the circuit arrangement according to the invention is explained with reference to FIG. 3. In the diagram shown there, pulse curves are shown as a function of time t . Namely. 3a shows drive pulses of the control unit 12 for the switching element 14 a and Fig. 3b drive pulses of the control device 12 is b for the switching element 14. Fig. 3c shows the output signal from the sensor 11 in the event of an accident, which should lead to the activation of the securing means 16 . According to diagram a , the switching element 14 a is controlled by the control device 12 via the control line 12 a in such a way that it changes to the conductive state and a connection of the load 13 , in this case the connection connected to line 13 a , with one pole of the current source 15 is connected. According to diagram a, the conductive state of the switching element 14 a exists in the time interval t 1 , t 2 . During this time interval, the second switching element 14 b is not activated by the control device 12 , so that the other connection of the load 13 is not connected to one pole of the current source 15 . By activating the switching element 14 a , a circuit is first closed via the control unit 12 (lines 15 a , 13 a ), which makes it possible to check the switching element 14 a itself for its functionality. However, a second circuit is closed via the control unit 12 (lines 15 a , 13 b ), which enables the control unit 12 to also check the state of the load 13 itself. For example, it can be determined in this way whether there is a short circuit, an impermissibly high resistance or even an interruption in the load 13 . At the end of the time interval t 1 , t 2 , the actuation of the switching element 14 a is canceled again. Referring to FIG. 3b is then t in the time interval 3, t 4 by the controller 12 ment the scarf Tele 14 driven b, so that now the other terminal of the load 13 to a pole (line 15 b) of the current source 15 is connected. Analog can be, as described above, now check by the control unit 12 of the state of the switching element 14 b, and again the state of the load 13 itself. This alternately review of the load 13 which drives power amplifiers is shown in the diagrams Fig. 3a, Fig. 3b, repeated continuously in order to check the operability. Only when the sensor 11 outputs a hindeu tendes to a crash signal to the control unit 12, which is, for example, at time t 9, the case where both of the switching elements 14 are a, 14 b at the same time by the control unit 12 is driven, so that a respective terminal of the load 13 is connected to one pole of the current source 15 . There can now be a current flow through the load 13 , which in the case of a squib provides a load for its ignition and for inflating the airbag (gas bag) through an activated gas propellant charge.
Aus den Diagrammen der Fig. 3 geht hervor, daß die Schaltelemente
14 a, 14 b von dem Steuergerät 12 periodisch derart angesteuert wer
den, daß sie sich jeweils wechselweise in leitendem bzw. nichtlei
tendem Zustand befinden, so daß jeweils nur ein Anschluß der Last 13
mit einem Pol der Stromquelle 15 verbunden ist. Aus dem Ausführungs
beispiel nach Fig. 3 geht auch hervor, daß die Dauer des leitenden
bzw. nichtleitenden Zustandes der Schaltelemente 14 a, 14 b im wesent
lichen gleich lang ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, die ge
nannten Zeitintervalle nach praktischen Gesichstpunkten zu modifi
zieren und beispielsweise die Ansteuerzeiten, die zu einem leitenden
Zustand der Schaltelemente 14 a, 14 b führen, kürzer zu wählen als die
Zeitintervalle, in denen die Schaltelemente 14 a, 14 b nicht leiten.
Außerdem ist es möglich, jedes Schaltelement 14 a bzw. 14 b mit von
einander abweichenden Zeitintervallen anzusteuern, sofern dies
für die jeweilige Anwendung zweckmäßig ist. In jedem Fall ermöglicht
die Erfindung die ständige Funktionskontrolle sowohl der Schaltele
mente 14 a, 14 b als auch der Last 13 selbst, so daß eine hohe Zuver
lässigkeit der Einrichtung sichergestellt ist.From the diagrams of FIG. 3 it can be seen that the switching elements 14 a , 14 b are periodically controlled by the control unit 12 in such a way that they are alternately in a conductive or non-conductive state, so that only one connection of the load 13 is connected to a pole of the current source 15 . Starts, for example from the execution according to Fig. 3 also shows that the duration of the conducting or non-conducting state of the switching elements 14 a, 14 b in the same union Wesent long. It is within the scope of the invention to modify the named time intervals according to practical aspects and, for example, to select the control times that lead to a conductive state of the switching elements 14 a , 14 b shorter than the time intervals in which the switching elements 14 a , 14 b do not conduct. In addition, it is possible to control each switching element 14 a or 14 b with time intervals that differ from one another, provided that this is expedient for the respective application. In any case, the invention enables the constant functional control of both the Schaltele elements 14 a , 14 b and the load 13 itself, so that a high reliability of the device is ensured.