JP2001512069A

JP2001512069A - 自動車の乗客保護手段の制御用に設けられた回路装置のテスト用の装置及び方法

Info

Publication number: JP2001512069A
Application number: JP2000505027A
Authority: JP
Inventors: ベラウホルスト; ツェルガークリスティアン
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2001-08-21
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: KR100370807B1; JP3378855B2; BR9811563A; DE19732677A1; US6448784B1; WO1999006245A3; ES2175781T3; WO1999006245A2; EP0999956A2; EP0999956B1; DE59803536D1; KR20010022447A

Abstract

(57)【要約】自動車の乗客保護手段の制御用回路装置は、テスト電流（Ｉ_ＬＡＤＥ）を供給するエネルギ源（５）により給電される、エネルギ蓄積コンデンサ（１）と、点弧エレメント（２）と制御可能な電力段（３）との直列回路との並列回路を有している。エネルギ蓄積コンデンサ（１）が少なくともかなりの量（ｗｅｉｔｇｅｈｅｎｄ；ｌａｒｇｅｅｘｔｅｎｔ）放電されていて、前記電力段（３）が検査の目的で導電接続されている場合、直列回路（２，３）内で降下している検査電圧（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）が検出されて評価される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、自動車の乗客保護手段の制御用に設けられた回路装置のテスト用の
装置及び方法に関する。

【０００２】自動車の乗客保護手段の制御用に設けられた回路装置は公知であり（ヨーロッ
パ特許出願公開第０６８４１６３号公報）、該装置では、エネルギ蓄電コンデン
サは、第１の制御可能な電力段、乗客保護手段の点弧エレメント及び別の制御可
能な電力段からなる直列回路に対して並列に設けられている。エアバッグ又はシ
ートベルトテンショナーの形式の乗客保護手段は、制御可能な両電力段が導電接
続されている場合にだけ点弧される。電力段の機能を検査するために、制御回路
によって両電力段の一方が検査の目的で接続され、それと同時に、他方の電力段
は遮断状態のままであり、その結果、点弧エレメントは点弧されない。それぞれ
１つの電流センサが、各電力段に配属されている。所定の検査ルーチンの間検出
された電流から、検査すべき電力段の機能動作について推定することができる。

【０００３】制御可能な２つの電力段と１つの点弧エレメントとからなる、そのような直列
回路は、殊に制御可能な電力段の個数のために、この回路を集積回路として構成
する際には大きな面積を必要とし、従って、製造するのにコスト高で高価である
。

【０００４】世界知的所有権機関特許第９３／１７８９３号からは、自動車の乗客保護手段
の制御用の回路装置が公知であり、この装置では、エネルギ蓄積器が点弧エレメ
ントと制御可能な唯一の電力段との直列回路に並列に設けられている。エアバッ
グ又はシートベルトテンショナーの形式の乗客保護手段は、制御可能な電力スイ
ッチが導電接続された場合に点弧される。そのような回路装置では、制御可能な
電力段の機能動作が検査可能ではない。つまり、エネルギ蓄積コンデンサが、各
制御時に検査の目的で点弧エレメントを介して放電されるからである。その結果
、乗客保護手段が不所望にも作動してしまうからである。

【０００５】本発明の課題は、公知装置の欠点を回避し、殊に、構成素子数は僅かであるに
も拘わらず高い信頼度の機能検査を行うことができる乗客保護手段用の回路装置
のテスト用装置及び方法を提供することにある。

【０００６】本発明の課題の装置に該当する部分は、特許請求の範囲１によって解決される
。

【０００７】本発明の課題の方法に該当する部分は、特許請求の範囲１０によって解決され
る。

【０００８】本発明の有利な実施例は、特許請求の範囲１及び特許請求の範囲１０に従属す
る従属請求項の要件によって特徴を示されている。

【０００９】本発明、その実施例及びその利点について、図示の実施例を用いて詳細に説明
する。

【００１０】図１には、本発明の装置の回路図が示されている。電流源の形式でのエネルギ
源５は、テスト電流Ｉ_ＬＡＤＥを、一方ではエネルギ蓄積コンデンサ１、並びに
、他方では点弧エレメント２と制御可能な電力段３とからなる直列回路を含む並
列回路に給電する。端子ＫＬ１及びＫＬ２は、エネルギ源５と接続された回路点
を示す。評価装置４は、制御信号ＳＴを介して電力段３を制御し、並びに、点弧
エレメント２と電力段３との接続点Ｖから検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}（この場合には
、アース電位（端子ＫＬ２）に関しての電位）を検出する。更に、評価装置４は
、エラー信号ｆをその出力側に供給する。

【００１１】前述の並列回路は、エネルギ蓄積コンデンサ１と前述の直列回路２，３に対し
て並列に設けられた別の直列回路を有している。この直列回路は、評価装置４の
別の制御信号ＳＴＸによって作動可能である。

【００１２】本発明の核心的技術思想は、放電されたエネルギ蓄積コンデンサにより、電力
段３が閉じることができることを検査することができるという点にある。その際
、エネルギ源５から給電されるテスト電流Ｉ_ＬＡＤＥは、当該電流が点弧エレメ
ント２に給電された際に、この点弧エレメント２が、このテスト電流Ｉ_ＬＡＤＥで点弧されないように調量される。つまり、エネルギ蓄積コンデンサ１が極めて
短時間内にその点弧電圧Ｕｃに充電することができるような高いレベルにテスト
電流が達しないようにされる。電力段３が遮断状態から導通状態に移行する時点
で、それと同時に殆ど放電されるエネルギ蓄積コンデンサ１に評価装置４の制御
信号ＳＴが供給される際、続いて、エネルギ源５によって給電されたテスト電流
Ｉ_ＬＡＤＥが点弧エレメント２及び電力段３を流れる。検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が
ほぼ一定である場合（その際、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}は、この電圧が接続点Ｖと
アース電位ＫＬ２との電位差として、従って、電力トランジスタ３のコレクタ−
エミッタ電圧と理解される場合には、ほぼアース電位に等しい）、電力段３は、
遮断状態から導通状態に切換えられ、従って、機能上正常ことが分かる。しかし
、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が基準乃至アース電位ＫＬ２よりもかなり大きな値に上
昇すると、制御可能な電力段３は、遮断状態から導通状態に移行することができ
ず、従って、破損する。その際、エネルギ蓄積コンデンサ１がテスト電流によっ
て充電されるので、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が上昇してしまう。殊に、検査電圧Ｕ _{ＰＲＵＥＦ} が固定の電圧値又は固定の上昇度を超過すると、制御回路４は、電力
段３が機能上正常でないということを示すのに、エラー信号ｆを供給する。

【００１３】制御可能な電力段３が開閉可能であることが確認された場合、更に、点弧エレ
メント２の電圧降下を測定することによって、点弧プライマ抵抗（Ｚｕｅｎｄｐ
ｉｌｌｅｎｗｉｄｅｒｓｔａｎｄ）及び／又はエネルギ源５によって給電された
テスト電流Ｉ_Ｌを検査することができる。従って、エネルギ源５及び点弧エレメ
ント２の機能が正常かどうかについて推論することができる。

【００１４】このように、制御可能な電力段３が閉じることができるかどうか検査した後、
電力段３が遮断状態から導通状態に移行することができるかどうか検査される。
相応の制御信号ＳＴは、評価装置４によって供給される。電力段３が開くことが
でき、従って、機能が正常である場合、エネルギ源５によって給電されたテスト
電流Ｉ_ＬＡＤＥが全て、エネルギ蓄積コンデンサ１用の充電電流として作用し、
これにより、点弧電圧Ｕ_Ｚに充電され、これにより、衝突が検知された場合に遅
延して点弧される。従って、殊に、接続点Ｖの電位もかなり上昇する。評価装置
４は、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}を、エネルギ蓄積コンデンサ１の充電中か、又は、
固定の時間後に検査し、丁度その時間後、エネルギ蓄積コンデンサ１は、その点
弧電圧Ｕ_Ｚに充電される。電力段３が開かれない場合、テスト電流Ｉ_ＬＡＤＥは
、更に点弧エレメント２及び電力段３を流れる。即ち、その際、検査電圧Ｕ_ＰＲ _ＵＥＦは、ほぼ端子ＫＬ２のアース電位に相応し、時間により変化しない。しか
し、電力段３が開かれると、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}は、端子ＫＬ２のアース電位
よりもかなり大きな所定電圧値に上昇する。つまり、評価装置４が、電力段３を
開くために制御信号ＳＴを送出した後に、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が最小電圧上昇
度を超過したことを検出すると、電力段３は、開くことができるものとすること
ができる。択一選択的に、制御可能なスイッチ３を開くために制御信号ＳＴを送
出した後最小時間後に、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が最小電圧値を超過するかどうか
について検査することができる。検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が最小電圧値を超過する
場合、この場合にも、電力段３は、開くことができる、即ち、機能が正常である
ものとすることができる。しかし、検査信号が最小電圧上昇度乃至最小電圧値に
達しない場合には、電力段３は、機能上正常でないということであり、つまり、
電力段３は、閉じられた状態から開かれた状態に移行することができない。この
場合には、評価装置４は、エラー信号ｆを供給する。電力段３が開くことができ
るかどうかの検査と同時に、エネルギ蓄積コンデンサ１及び電流源５の機能が正
常であるかどうかについても一緒に検査される。

【００１５】本発明の装置及び本発明の方法の主要な利点は、制御可能な電力段３を唯一つ
だけ、エアバッグ、シートベルトテンショナー等の乗客保護手段用の点弧回路に
使用する代わりに、同じ電力段３を、当該の電力段が開いたり閉じたりすること
ができるかどうかテストすることができ、その際、電力段３に直列に接続された
点弧エレメント２を点弧させる必要はない。使用される構成素子の個数を最小に
することができる。つまり、制御すべき個別点弧エレメントに応じて、制御可能
な電力スイッチを１つしか必要としない。

【００１６】エネルギ源５は、例えば、調整されたテスト電流Ｉ_ＬＡＤＥを給電する電流源
である。択一選択的に、電圧源を使用してもよいが、但し、同様に殆ど負荷に依
存しないように調整されていて、従って、殊に制限されたテスト電流Ｉ_ＬＡＤ _Ｅを給電することができるためには、比較的高い内部抵抗を有する必要がある。
例えば、テスト電流Ｉ_ＬＡＤＥが、電力段３が開かれた状態で、極めて大きな時
定数のエネルギ蓄積コンデンサ１を充電する場合、エネルギ蓄積コンデンサ１の
充電のために、つまり、電力段３が閉じることができるかどうかテストした後、
テスト電流は、比較的高い値をとることができるようになる。点弧エレメント２
は、乗客保護手段に配属されており、その際、点弧エレメントの点弧に反応して
、例えば、ガスが放出されて、エアバッグ又は少なくともエアバッグの一部分を
充填するようにされている。制御可能な電力段は、有利には、制御可能な電力ト
ランジスタであり、この電力トランジスタは、点弧エレメント２を点弧するため
に必要な点弧電流をエネルギ蓄積コンデンサ１から取り出すように構成されてい
る。評価装置４は、評価ルーチンを実行するのみならず、制御ルーチンも実行し
、有利にはマイクロプロセッサであるが、アナログ回路又はその他の測定及び／
又は制御及び／又は評価装置として構成してもよい。評価装置４をエネルギ源に
対して相関して装置構成する際、制御可能な電力段３及び点弧エレメント２を相
互に交換して装置構成してもよく、その結果、図１によると、例えば、点弧エレ
メント２がアース電位ＫＬ２に接続される。同様に、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}は、
エネルギ源５の第２の端子ＫＬ２をアース電位にするのみならず、第１の端子Ｋ
Ｌ１をアース電位にしてもよいことは当然である。極性及び最小閾値に関して検
査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}を評価する際に、相応に適合させる必要がある。

【００１７】電力段３を閉じることができるかどうか検査する前に、有利には、エネルギ蓄
積コンデンサ１が少なくとも、点力段３が閉じられた際に、エネルギ蓄積コンデ
ンサ１の残留電荷が点弧エレメント２を点弧しない程度迄放電されるかどうか検
査される。そのために、有利には、コンデンサ電圧Ｕｃが評価装置４によって監
視される。コンデンサ電圧Ｕｃが最小閾値よりも小さい場合、エネルギ蓄積コン
デンサ１は殆ど放電される。この検査後、前述の方法が開始される。エネルギ蓄
積コンデンサ１が所要最小量に放電されない場合、例えば、制御可能なスイッチ
７を閉じる制御回路４の相応の制御信号ＳＴＸによって前述の方法が開始する前
に、エネルギ蓄積コンデンサ１が抵抗６を介して放電され、後続ステップで、電
力段３が制御信号ＳＴによって遮断状態から導電状態に移行し、それに続いて、
検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が測定されて処理される前に放電されてしまう。有利には
、エネルギ蓄積コンデンサ１の放電が制御された後、電力段３が閉じることがで
きるかどうかの機能検査の前に、もう一度、エネルギ蓄積コンデンサ１の充電状
態が検査される。

【００１８】電力段３が開かれている充電過程中、例えば、固定の測定時点電圧上昇度又は
電圧値を評価することにより、エネルギ蓄積コンデンサ１の点弧電圧Ｕｃ又は検
査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}を評価することによって、更に、エネルギ蓄積コンデンサ１
の容量を推定することができる。その際、コンデンサ１の容量Ｃは、式ｄｕ／ｄ
ｔ＝Ｉ_ＬＡＤＥ／Ｃから得られ、その際、ｄｕ／ｄｔは、コンデンサ１の充電中
の電圧変化である。

【００１９】本発明の検査方法の終了後、電力段３が制御回路４によって閉じられると、点
弧電圧Ｕ_Ｚに充電されたエネルギ蓄積コンデンサにより、点弧エレメント２が点
弧される。そのために、評価装置４は、殊に適切なセンサ装置によって検出され
た、車両の衝突信号を処理し、衝突が、乗客保護手段を作動するのに十分な強度
の衝突のであると見なされた場合に初めて、相応の制御信号ＳＴを供給して、点
弧エレメント２が作動される。

【００２０】図２と図１との相違点は、実質的に、端子ＫＬ２及び端子ＫＬ１乃至エネルギ
源５に、高オーム減結合抵抗８が接続されている点にある。この減結合抵抗８の
作用は、点弧エレメント２の接続端子が、給電電位に対して短絡した際に、どん
な場合にも、エネルギ蓄積コンデンサ１に蓄積されたエネルギが、点弧に必要な
点弧電流に達する程、点弧エレメント２を介して送出されないようにすることで
ある。

【００２１】回路装置は、車両内に、空間的に種々異なったやり方で設けることができる。
つまり、例えば、図２によると、点弧エレメント２以外の回路装置全体を、有利
には車両の中央部に一緒に設けた制御装置内に収容することができる。点弧エレ
メント２は、点弧線路を介して制御装置と接続されている。択一選択的に、図２
に示されている回路装置全体を乗客保護手段の空間的近傍に設けるとよい。その
際、減結合抵抗８には、エネルギ供給用の線路が取り付けられ、この線路は、例
えば、車両搭載電源網に直接接続されているか、又は、乗客保護用の中央の制御
装置に接続されている。殊に、そのように回路装置を分散配置構成すると、情報
をデータの形式で結合抵抗８に接続された線路を介して伝達することができる。
そのような情報は、例えば、点弧エレメント２の点弧用の点弧命令、診断命令又
は診断結果又は初期化情報を含む。データ流が取り出されて、制御回路４に供給
され、制御回路は、コーディングされた情報を解読し、場合によっては、電力段
３を開いたり、又は、閉じたりする。接続線路は、殊にバスとして構成されてお
り、このバスには、前述の複数の回路装置が減結合抵抗８を介して接続されてい
る。この減結合抵抗８は、例えば、点弧エレメントの点弧の結果、回路装置が短
絡した際に、バス全体が短絡されるのではなく、別の回路装置の点弧は不可能で
あるように作用する。

【００２２】図３には、本発明の方法の実施例が示されている。ステップＳ１では、本発明
の検査ルーチンが、図１又は図２の回路装置の電力スイッチ３の機能動作を検査
するために開始される。その際、ステップＳ２では、エネルギ蓄積コンデンサ１
が少なくともかなりの量放電されているかどうか検査される。エネルギ蓄積コン
デンサ１が相当放電されている場合、ステップＳ４が続き、エネルギ蓄積コンデ
ンサ１が放電されていない場合、ステップＳ３で、ほぼ完全に放電される。ステ
ップＳ４では、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が検査される前に（ステップ４２）、先ず
、電力段３が遮断状態から導電状態に移行する（ステップＳ４１）。ステップＳ
５では、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が最小電圧値を超過するかどうか検査される。そ
の際、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が最小電圧値を超過しない場合、ステップＳ６で、
エラー信号ｆが形成される。つまり、電力段は、明らかに導電接続できないから
である。しかし、検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が最小電圧値を下回った場合、後続のス
テップＳ７で、先ず、電力段３が制御されて開けられる（ステップＳ７１）。そ
れに続いて、検査電圧が別の閾値（場合によってはステップＳ５で得られた最小
閾値に等しい）と比較される前に固定時間Ｔの間待機される。検査電圧Ｕ_ＰＲＵ _ＥＦが、この閾値を超過すると、ステップＳ１０で、回路装置の通常の機能動作
で、乗客保護手段の制御が続行される。検査電圧Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}が、この閾値を超
過しない場合、ステップＳ９で、エラー信号ｆ（光学信号又は音響信号）が発生
される。つまり、電力段３は、導電状態から非導電状態に移行することはできな
いことが明らかであるからである。

【００２３】図３の検査方法は、回路装置の通常作動状態の間、つまり、車両エンジンの点
火がスイッチオンされた際に実行することができ、その際、どんな場合でも、ス
テップＳ３は、エネルギ蓄積コンデンサの放電のために必要である。前述の方法
が、制御装置の作動開始時、つまり、車両エンジンの点火によって車両が始動し
た際に実行されると、エネルギ蓄積コンデンサは、通常のように放電状態になる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の本発明の装置の回路図

【図２】本発明の別の装置の回路図

【図３】図１又は図２の装置の電力段の機能動作の検査用の本発明の方法の流れ図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車の乗客保護手段の制御用に設けられた回路装置のテス
ト用の装置において、 −回路装置はエネルギ蓄積コンデンサ（１）を有しており、該エネルギ蓄積コン
デンサ（１）は、点弧エレメント（２）と制御可能な電力段（３）との直列回路
に並列に設けられており、 −前記並列回路は、テスト電流（Ｉ_ＬＡＤＥ）を供給するエネルギ源（５）によ
り給電され、 −前記エネルギ蓄積コンデンサ（１）が少なくともかなりの量（ｗｅｉｔｇｅｈ
ｅｎｄ；ｌａｒｇｅｅｘｔｅｎｔ）放電されていて、前記電力段（３）が導電
接続されている場合、前記点弧エレメント（２）と制御可能な電力段（３）との
直列回路内で降下している検査電圧（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）が評価装置（４）によって
検出されて評価されるようにしたことを特徴とする装置。
【請求項２】検査電圧（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）は、点弧エレメント（２）と電力
段（３）との接続点（Ｖ）と、エネルギ源（ＫＬ１，ＫＬ２）の一方の端子との
間で取り出される請求項１記載の装置。
【請求項３】評価装置（４）は、エネルギ蓄積コンデンサ（１）での電圧
降下（Ｕｃ）を用いて、当該のエネルギ蓄積コンデンサ（１）が少なくともかな
りの量（ｗｅｉｔｇｅｈｅｎｄ；ｌａｒｇｅｅｘｔｅｎｔ）放電されているか
どうか検査し、前記エネルギ蓄積コンデンサ（１）が少なくともかなりの量（ｗ
ｅｉｔｇｅｈｅｎｄ；ｌａｒｇｅｅｘｔｅｎｔ）放電されていることが確認さ
れて初めて、電力段（３）は前記評価装置（４）によって検査の目的で導電接続
される請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】エネルギ源（１）から給電されたテスト電流（Ｉ_ＬＡＤＥ）
は、点弧エレメント（２）の点弧に必要な点弧電流（Ｉ_{ＺＵＥＮＤ}）よりも小さ
い請求項１〜３迄の何れか１記載の装置。
【請求項５】評価装置（４）による検査電圧（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）の評価に依
存して、エラー信号（ｆ）が発生される請求項１〜４迄の何れか１記載の装置。
【請求項６】電力段（３）は、当該電力段（３）の導電切換後、検査の目
的で遮断状態にスイッチングされ、それに続いて、検査電圧（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）が
評価装置（４）によって検出されて評価される請求項１〜５迄の何れか１記載の
装置。
【請求項７】検査電圧（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）は、電力段（３）が遮断状態にス
イッチングしてから固定の時間（Ｔ）後に検出されて評価される請求項６記載の
装置。
【請求項８】電力段（３）が遮断状態にスイッチングした後検出された検
査電圧（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）に依存して、エラー信号（ｆ）が発生される請求項６又
は７記載の装置。
【請求項９】並列回路（１，２，３）に直列に、少なくとも１つの減結合
抵抗（８）が設けられている請求項１〜８迄の何れか１記載の装置。
【請求項１０】自動車の乗客保護手段の制御用に設けられた回路装置のテ
スト用の方法であって、その際、前記回路装置は、エネルギ蓄積コンデンサ（１
）と、点弧エレメント（２）と制御可能な電力段（３）の直列回路との並列回路
を有しており、その際、前記並列回路は、テスト電流（Ｉ_ＬＡＤＥ）を供給する
エネルギ源（５）によって給電され、 −前記エネルギ蓄積コンデンサ（１）が、少なくともかなりの量（ｗｅｉｔｇｅ
ｈｅｎｄ；ｌａｒｇｅｅｘｔｅｎｔ）放電されている場合、前記電力段（３）
を導電接続し、 −前記電力段（３）が導電接続された後、前記点弧エレメント（２）と制御可能
な電力段（３）の直列回路内に降下した検査電圧を検出して評価することを特徴
とする方法。
【請求項１１】電力段（３）は、当該電力段（３）の導電スイッチング後、遮断状態にスイッチ
ングされ、該電力段（３）のスイッチングに続いて、検査電圧（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）
を検出して評価する請求項１０記載の方法。