JP2002515369A - 電気回路、特に自動車の乗員保護システムの点火回路の検査のための方法及び装置 - Google Patents

電気回路、特に自動車の乗員保護システムの点火回路の検査のための方法及び装置

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JP2002515369A
JP2002515369A JP2000549481A JP2000549481A JP2002515369A JP 2002515369 A JP2002515369 A JP 2002515369A JP 2000549481 A JP2000549481 A JP 2000549481A JP 2000549481 A JP2000549481 A JP 2000549481A JP 2002515369 A JP2002515369 A JP 2002515369A
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Abstract

(57)【要約】 点火ピル（１２）に直列に接続されたスイッチ（１１，１３）のテストの際に、検査すべき各スイッチを通って流れる最大電流を、漏れ電流の発生のもとでも点火ピル（１２）自体の点火には不十分である値までに制限する。有利にはこの電流制限は、スイッチテストの実施期間中のスイッチ−ゲート電圧の低減によって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、所定の条件の出現のもとで非常に迅速に反応しなければならない電
気回路、特に自動車の乗員保護システムの点火回路の検査のための方法及び装置
に関している。
【０００２】 例えば自動車の乗員保護システムのもとでは１つの点火ピルもしくは複数の点
火ピルが、事故の検出の際に、乗員保護装置、例えばエアバックやシートベルト
プリテンショナの適時のトリガのために非常に迅速に活動化されなければならな
い。これに対しては、点火ピルに直列に接続されているスイッチが投入され、そ
れによってトリガを促す比較的強い電流が点火ピルに流れる。安全面の理由から
このスイッチの機能性が、システムのスイッチオン、例えば車両エンジンの始動
の際または乗員保護システムの制御ユニットの初期化の際に検査される。点火ピ
ルに接続されているスイッチは、個別に相前後して接続され、スイッチ出力側に
現われる電位変化がスイッチの機能性検査のために測定され評価される。点火ピ
ルに接続されているスイッチの順次連続した接続によって、このスイッチテスト
の間の点火ピルの意図しないトリガが回避される。なぜなら点火ピルを流れる電
流は、まだ検査の順番が来ていないスイッチが開いた状態のために遮断されるか
らである。スイッチ検査の時点では、詳細には、点火ピルに対するエネルギ源と
して用いられるエネルギ蓄積コンデンサが通常は既に完全に充電されており、そ
のため点火ピルは、検査すべきスイッチと、点火回路に存在する電気的に制御可
能なさらなるスイッチもしくは機械的加速スイッチの同時の閉成のもとでトリガ
し得る。
【０００３】 しかしながら点火回路内には、（アース電位および/または給電電圧または点
火コンデンサに対する）漏れ抵抗が存在し得るものなので、点火ピルは、スイッ
チテスト中のスイッチ閉成の際に点火に至る恐れがある。なぜなら過度に高い電
流通流の危険性が生じるからである。
【０００４】 そのような誤った点火を回避するために、通常はスイッチテストの前に漏れ電
流測定が実施される。この測定のもとでは回路内に場合によって流れる漏れ電流
の大きさが測定される。高い漏れ電流が測定される場合には、当該のスイッチ検
査が中止される。この漏れ電流測定によって、点火ピルにおける導入抵抗の有無
もしくは短絡の有無が求められ得る。
【０００５】 そのような漏れ測定は、ドイツ連邦共和国特許出願 DE 44 22 264 A 明細書に
比較的詳細に開示されている。この明細書によれば、漏れ測定の際に漏れ電流が
所定の値に達するか又は上回った場合に警告信号が形成される。
【０００６】 この場合漏れ電流測定が多かれ少なかれ大きな時間間隔で、場合によっては周
期的に繰返される回路検査の前に実施される。いずれにせよ何の問題も示さなか
った漏れ測定の実施された後でも、例えば非常に大きな温度の影響、個々の回路
素子の変化、汚れなどによる追加的な漏れ抵抗が生じ得る。そのような新たに現
れた漏れ抵抗の発生の後で回路検査が実施された場合、不所望な点火ピルの点火
に結び付く危険性がある。このような不所望な活動化の問題は、点火ピルのケー
スにおいてだけではなく、緊急時もしくは所定の条件下で活動化されるその他の
方式の回路素子、例えば所定の条件の発生のもとで回路の自動的な遮断を引き起
こすヒューズなどにも当て嵌まる。
【０００７】 欧州特許出願 EP 0 752 592 A2 明細書からは請求項１の上位概念による方法
および請求項３の上位概念による装置が開示されている。この回路では、２つの
スイッチの間に設けられた点火ピルが含まれている。これらのスイッチに対して
は高抵抗な電流源が並列に接続されている。このスイッチの検査に対しては、そ
れぞれ検査されるスイッチと、これとは反対側の点火ピル側に存在する高抵抗な
電流源が接続される。この電流源は、スイッチを流れる電流を点火に影響しない
程度の僅かな電流値に制限する。スイッチ検査の前には、絶縁検査が実施される
。それにより、後続する回路検査の際に絶縁エラーによって引き起こされる過度
に高い電流を回避できる。
【０００８】 １９９７年１０月２１日付け発行の公知文献“Elektronik Praxis”第２０号
の１２６頁には、エアバック点火装置の検査の際の測定電流を制限することが開
示されている。さらに点火素子とそれを囲繞するケーシングの間の絶縁抵抗も測
定されている。
【０００９】 本発明の課題は、活動化可能な回路素子の不所望な活動化の危険性を生じさせ
ることなく実施が容易で信頼性の高いトランジスタの検査を可能にする、電気的
回路の検査方法及び装置を提供することである。
【００１０】 前記課題は、請求項１の特徴部分に記載の本発明による方法と請求項３の特徴
部分に記載の本発明による装置によって解決される。
【００１１】 本発明によれば、スイッチとして設けられたトランジスタのゲート電圧が次の
ように制限される。すなわちこのトランジスタを完全に導通接続させることがで
きないように制限される。それにより、トランジスタを流れる電流が自ずと次の
ような非臨界的な値に制限される。すなわち活動化可能な回路素子のトリガには
不十分ではあるがトランジスタの信頼性の高いスイッチング特性の検出には十分
となるような値に制限される。この解決手段は、別個の電流源を何も必要としな
い。さらに検査すべきスイッチが多数の並列接続されたトランジスタによって形
成されている場合には、全てのトランジスタを対象に共通の検査ができる。この
場合は全てのトランジスタの全てのゲート電極が相互に直接接続されてもよいし
、選択的なアドレス指定ができなくてもよい。トランジスタ出力側に現れる電位
変化の監視によって、トランジスタの検査が場合によっては大した電流通流なし
でも可能となり、それによって実質的にロスの伴わない実行が可能である。
【００１２】 スイッチテストの間の電流制限に基づいて、直列接続される漏れ電流測定部は
場合によっては省くことができる。有利には、そのような漏れ電流測定は、スイ
ッチテストの前でも後でも実施できる。それにより危急の際のスイッチング回路
のスイッチング特性が良好に評価可能である。
【００１３】 本発明は、有利には自動車の乗員保護システム、特にエアバックシステムやシ
ートベルトプリテンショナーなどに適用可能であり、このようなケースでは、実
際に生じた事故の際に乗員保護システムの点火をもたらす１つ又は複数の点火ピ
ルに接続されたスイッチのスイッチング特性や機能性の検査に優先的に用いられ
る。本発明は、一般的に所定の状況下で活動化され不可逆的な過程でトリガされ
る回路素子、例えばヒューズなどの他の方式の回路のテストに対しても使用可能
である。
【００１４】 実施例 次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。この場合、自動車の
エアバックシステムのトリガ区分および検査区分が示されている。
【００１５】 制御装置（制御ユニット）１は、公知の形式で、電圧給電のための搭載電源網
と、事故、例えば衝突、横転、不自然な減速/加速などの検出のためのアクシデ
ントセンサに接続されている。制御装置１は、自動車の作動中に線路２上で一定
の直流電圧、例えば１２〜１３Ｖの電圧を供給する。この電圧は、線路２と回路
基準電位（アース電位）１６の間に接続されるエネルギ蓄積コンデンサ６の充電
のために用いられる。エネルギ蓄積コンデンサ６に対して並列に、エアバックガ
ス発生器を点火する点火ピル１２の、トランジスタ（特に電界効果トランジスタ
）の形態の第１の制御スイッチ１１と、電気的に制御可能なトランジスタ（特に
ＦＥＴ）の形態のさらなるスイッチ１３が接続されている。事故が検出された場
合には、制御装置１はスイッチ１１及び１３の同時の導通接続のための制御信号
を形成する。それにより点火ピル１２には、点火に直結する強い電流（２Ａ〜４
Ａ）が流れる。この場合点火の際の最大電流は、例えば４Ａ以下に制限されても
よい。それによりエネルギ蓄積コンデンサ６内に蓄えられたエネルギー、および
/または制御装置１によって線路２を介して送出された電力が、図には示されて
いない並列に接続されたさらなる点火ピルの点火にも十分となる。この電流制限
は、図示されていない電流制限素子によって実施可能である。これは制御装置１
内にあるかおよび/またはエネルギ蓄積コンデンサ６と点火ピルの間に配設され
てもよい。
【００１６】 点火回路の機能性の検査のために、点火ピル１２と接続されているスイッチ１
１及び１３が時間的にずらされて機能テストされる。この機能テストは、自動車
の点火の投入の際及び/又は規則的な間隔ないし不規則な間隔で自動車の運転中
に実施され得る。スイッチ１１の機能性のテストに対しては、制御装置１が線路
３上で、トランジスタの完全な導通接続に十分である例えば１〜３Ｖの値の振幅
の電圧信号を形成する。この電圧は、抵抗８と１０からなる抵抗分圧器に印加さ
れる。これらの抵抗は線路３とアース電位の間に接続されている。抵抗８と１０
の間の接続点９は、トランジスタ１１のゲートに接続されており、そのため分圧
抵抗により低減された電圧がトランジスタ１１のゲートに印加される。抵抗８と
１０の分圧比は、次のように設定される。すなわち接続点９に生じる電圧がトラ
ンジスタ１１の完全な導通には不十分な低い値を有するように設定される。トラ
ンジスタ１１は、それによって比較的大きな抵抗のように働く。この抵抗は、ト
ランジスタ１１と点火ピル１２に流れる電流を、間違いなく点火には至らない値
、例えば５００ｍＡよりも低い値（有利には１６０ｍＡ以下の値）に制限する。
通常はスイッチ１３がスイッチ検査の間開かれ、それによって大きな電流が流れ
ることはない。しかしながら漏れ電流が発生してスイッチ１１とはつながりのな
い点火ピル１２への別の接続路が機能エラー、短絡などに基づいてアース電位に
接続した場合でも、スイッチ検査電流の電流制限によって、そのようなケースで
の点火ピル１２の誤った点火が確実に阻止されることが保証される。
【００１７】 抵抗８に対して並列にスイッチングトランジスタ７が接続されており、これは
ゲート線路４を介して制御装置１に制御されている。制御装置１が事故に基づい
て乗員保護システムのトリガの必要性を検出した場合には、線路３と４を同時に
高電位にしてスイッチングトランジスタ７を導通接続させ、それに伴って抵抗８
と短絡させる。これによって、線路３に印加される全電圧がトランジスタ１１の
ゲートに印加され、該トランジスタを導通接続させる。つまり電流制限機能は働
かない。同時にスイッチ１３も完全に導通接続され、即時点火を引き起こす強い
電流が点火ピル１２に流れる。
【００１８】 スイッチングトランジスタ７は、場合によっては省いてもよい。この場合には
、線路４が直接接続点９に接続され、事故検出の際にはトランジスタ１１の導通
に十分な電圧が印加される。このケースでは事故の検出の際に同時に線路３を高
電位におく必要はない。抵抗８と１０の抵抗値は、十分に高く選択される。その
ためこれらの抵抗を流れる電流は無視できるくらいに非常に僅かとなる。
【００１９】 さらなる代替例としてトランジスタ１１のゲートと線路３の間の抵抗８の代わ
りにツェナーダイオードを設け、トランジスタ１１のゲートに生じる電圧を、ス
イッチ検査期間中に完全な導通接続には不十分な値まで引き下げてもよい。この
ケースでは、このツェナーダイオードに対して並列にスイッチングトランジスタ
７が接続され、これが点火ピルの所望の点火の際に導通接続され、それに伴って
ツェナーダイオードが短絡し、トランジスタ１１に完全なゲート電圧が印加され
る。
【００２０】 スイッチ１１と点火ピル１２の間の接続点には線路５が接続されている。この
線路は制御装置１に接続されており、スイッチ検査期間中にこの接続点に生じる
電位変化の監視を可能にさせている。トランジスタ１１の正確なスイッチングの
もとでこの接続点に現れる電位はスイッチ検査の期間中にほぼ線路２の電圧値ま
で上昇する。それに対して回路にエラーがある時には、線路５の電圧は低いまま
で維持される。それと共に制御装置１は、機能の検査と場合によってはスイッチ
１１の時間応答を検査する。
【００２１】 線路５は、同時に、漏れ電流測定の実施に対しても用いることができる。この
漏れ電流測定は、制御装置１の初期化の際に、あるいはその他の時点において適
時実行される。この場合は、制御装置１が例えば所定の電圧を線路５に印加し、
線路５を流れる電流を測定する。これは漏れのない状態では、スイッチ１１およ
び１３の開いた状態で０になるはずである。
【００２２】 前述したトランジスタ１１のスイッチングテスト、および線路５を用いた漏れ
電流測定に関する実施方式は、トランジスタ１３のスイッチングテストならびに
線路１４を介した漏れ電流測定の時間をずらした実施にも同じように当て嵌まる
。スイッチ検査回路は、ここでも抵抗１９と２１からなる直列回路を含んでいる
。これらの抵抗は、スイッチ１３のテストの実施の際並びに事故の際に電圧を印
加される線路１５とアース電位１６の間に配設される。これらの抵抗１９と２１
の間のタップ２０は、トランジスタ１３のゲートに接続される。抵抗１９に対し
て並列に、スイッチングトランジスタ１８のコレクタ−エミッタ区間が接続され
、そのゲートは線路１７を介して制御装置１に制御される。これらの回路構成は
前述した実施例と同一のものなのでここでの作用や代替的構成に関する説明の繰
返しは省く。
【００２３】 代替的に次のことも可能である。すなわち２つの電気的に制御可能なスイッチ
１１，１３の一方を機械的なスイッチ、例えば機械的な加速度スイッチ（accele
ration switch）に置換えることも可能である。これはセーフティセンサとして
用いられ自動車事故発生の時のみ高い電位でシグナリングする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G036 AA19 AA21 AA22 BA12 CA12 2G132 AA00 AB01 AD15 AE27 3D018 MA00 MA02 MA05 3D054 DD28 EE36 EE39 EE49 EE50

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気回路の検査のための方法であって、 前記電気回路は、直流電圧源に接続されトランジスタとして構成された少なく
    とも１つのスイッチ（１１，１３）と、このスイッチに接続され活動化可能な回
    路素子（１２）とを含んでおり、該回路素子（１２）は所定の電流値よりも上の
    電流の給電によって活動化可能であり、前記スイッチ（１１，１３）の少なくと
    も１つの機能性検査の際に、該スイッチ（１１，１３）を流れる電流通流が、前
    記活動化可能な回路素子（１２）の活動化に不十分な電流値までに制限される形
    式のものにおいて、 トランジスタ（１１，１３）のゲート電圧を、回路検査の期間中に、前記活動
    化可能な回路素子（１２）の所望の活動化の際の値よりも小さい値に制限し、回
    路検査の際にトランジスタ（１１，１３）と回路素子の間の接続点において発生
    した電位変化を監視するようにしたことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記回路検査の前もしくは後に、漏れ電流の測定を実施する
    、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 電気回路の検査のための装置であって、 前記電気回路は、直流電圧源に接続されトランジスタとして構成された少なく
    とも１つのスイッチ（１１，１３）と、このスイッチに接続され活動化可能な回
    路素子（１２）と、前記トランジスタ（１１，１３）の活動化を制御するための
    制御装置（１）とを含んでおり、 前記回路素子（１２）は所定の電流値よりも上の電流の給電によって活動化可
    能であり、前記スイッチ（１１，１３）の少なくとも１つの機能性の検査の際に
    、該スイッチ（１１，１３）を流れる電流通流が、前記活動化可能な回路素子（
    １２）の活動化に不十分な電流値までに制限されている形式のものにおいて、 トランジスタ（１１，１３）のゲート電圧が、回路検査の期間中に、前記活動
    化可能な回路素子（１２）の所望の活動化の際の値よりも小さな値に定められ、 前記制御装置（１）によって、前記トランジスタ（１１，１３）と回路素（１
    ２）子の間の接続点において発生した電位変化が監視されることを特徴とする装
    置。
  4. 【請求項４】 前記活動化可能な回路素子（１２）は、自動車の乗員保護シ
    ステム、例えばエアバックシステムの点火ピルであり、前記トランジスタ（１１
    ，１３）の少なくとも１つがこの点火ピル（１２）に直列に接続されている、請
    求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記トランジスタ（１１，１３）のゲート線路（４，１７）
    に、電流制限素子（８，９）、例えば抵抗、スイッチング素子、特にスイッチン
    グトランジスタ（７，１８）が電流制限素子（８，９）の活動化と非活動化のた
    めに接続されている、請求項３または４記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記活動化可能な回路素子（１２）に、漏れ電流測定実施の
    ための線路（５，１４）が接続されている、請求項３から５いずれか１項記載の
    装置。
JP2000549481A 1998-05-20 1999-05-03 電気回路、特に自動車の乗員保護システムの点火回路の検査のための方法及び装置 Pending JP2002515369A (ja)

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