JP2716554B2 - 電子装置および作動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術背景 本発明は、センサと、センサの出力信号に対する評価
回路と、評価回路により制御される少なくとも１つの点
火素子と、電流供給部とを有する安全装置の制御用電子
装置に関する。

同じような装置が“1141 Ingenieurs de I′Automobi
le"1982年第６号、69〜77頁から公知である。この種の
装置にとって、機能に対して重要なすべての構成素子の
検査可能性は非常に重要である。なぜならこのようにし
てのみ、この種の安全装置に対して要求される動作確実
性が保証され得るからである。DE−A22 22 038号明細書
から、このような装置の点火素子の検査が公知である。
ここでは、定電流源を点火素子と接続し、点火素子にお
ける電圧降下を測定するための比較回路を設けている。
しかしこれは、点火素子の制御手段以外の、検査目的の
ために設けた付加的回路手段である。さらに公知の装置
の欠点は、点火素子が両極性で当該点火素子作動用の電
力供給出力段と接続されているため、例えば取付作業時
に点火素子が意図せずに作用化してしまう危険性を完全
には排除できないことである。さらに点火素子を制御す
る出力段の検査は、付加的な機械的操作スイッチを用い
てのみ可能である。このスイッチは出力段を通常動作状
態、すなわち危険状況が存在しないときに、電流供給部
から分離する。しかしこの機械的スイッチの入り状態は
簡単には検査することができない。

発明の利点 これに対し請求項１の特徴部分による本発明の装置は
多数の利点を有する。すなわち、直流電圧、例えば車両
の供給電圧が、点火素子に至る点火線路に直接印加され
ても、点火素子の意図しないトリガを来すことは起り得
ない。このことは従来の装置では果たされていない。点
火素子自体または点火素子と直列に接続された容量性素
子が片側でアース端子と接続されているので、点火素子
の所望の点火過程は唯一の点火線路を介してのみ誘起さ
れる。これによりケーブル接続に対するコスト並びに点
火回路の過渡抵抗が低減し、評価回路への必要な電気的
接続路が減少し、総じて動作確実性が高まる。というの
は損傷を受け得る線路の数が減少するからである。さら
に本発明の装置は、点火素子の制御のためにプッシュプ
ル動作される電流源を用いる。この電流源は評価回路に
よって所定の電流値にセットすることができる。プッシ
ュプル動作は、電子装置の障害時に点火素子が誤トリガ
されることに対する装置の機能安定性を高める。という
のは１つの電流源のみによっては、片側ないし非対称の
制御が比較的に長く持続しても点火素子の不所望の点火
を惹起し得ないからである。点火素子の所望の点火はさ
らに、電流源をプッシュプル動作で複数回、順次連続し
て制御することによってのみ可能である。

非常に稀な障害によって電流源の制御リズムが障害を
受けたような場合であっても、本発明の装置では間違っ
て開始された点火過程を点火素子の点火前に中止するこ
とができる。これに対し従来の技術では、点火素子の作
用化が起るとその点火は不可逆的に発生する。さらに点
火素子を含む点火回路、および点火素子に印加する出力
段での測定および検査が実効されなくても、点火素子に
印加する電流源は常に導通制御することができ、これは
点火素子の低オーム性の終端となる。これにより電磁的
障害に対する安全性、特に電磁的障害による点火素子の
不所望なトリガに対する安全性が非常に大きくなる。

図面 本発明の実施例が図面に示されており、以下の記述で
詳細に説明する。第１図は電子装置の実施例の電流回路
図、第２図は第１図の電流回路図の回路詳細図、第３図
は電子装置の別の実施例の回路詳細図、第４図ａ〜ｅは
第１図から第３図の電流回路図に関連した種々のパルス
線図、第５図はアナログ−ディジタル変換器を有する本
発明の別の実施例を示す図、第６図ａ〜ｄおよび第７図
ａ〜ｄは第５図の実施例に関連したパルス線図である。

実施例の説明 車両乗客に対する安全手段を制御するための電子装置
は、加速度に鋭敏なセンサＳを有する。このセンサは評
価回路ASと接続されている。電子装置はさらに点火素子
ZPを有する。点火素子は有利には“点火ピル”である。
点火ピルは例えば電流により加熱可能な抵抗ワイヤを有
し、抵抗ワイヤは火工技術的鎖と結合されている。鎖は
電流通過の際生じる熱発生により作用化できる。点火ピ
ルは安全手段10、例えば膨張可能なガス袋（エアバッ
ク）と接続されている。電子装置に電流を供給するため
にスイッチ制御器SRが設けられており、その入力端子は
車両の搭載電圧UBと接続されている。スイッチ制御器の
出力端子は、順方向に極付けられたダイオードD2を介し
て、大きな容量を有するコンデンサの形のエネルギリザ
ーバERと接続されている。エネルギリザーバERに並列
に、比較的高抵抗の抵抗R1がアースに接続されている。
スイッチ制御器SRとダイオードD2の直列回路に対して並
列に、直列に接続された構成素子ダイオードD1と抵抗R4
が配置されている。ダイオードD2のカソードは制御可能
な第１電流源IQ1と接続されている。電流源の出力端子
は点火線路ZLを介して点火素子ZPの第１端子と接続され
ている。

点火素子ZPの第２端子は容量性素子ZKの第１端子と接
続されており、その第２端子はアース端子Ｅと接続され
ている。点火素子ZPと容量性素子ZKの直列回路に対し並
列に制御可能な第２電流源IQ2が接続されている。評価
回路ASは制御線路SL1,SL2,SL3を介して、スイッチ制御
器SR、制御可能な第１電流源IQ1および制御可能な第２
電流源IQ2と接続されている。ダイオードD2のカソード
とエネルギリザーバERの正端子との間の接続点から、並
びに点火線路ZLから接続線路UL1ないしUL2が評価回路AS
に接続されている。

第１図による電子装置の電流供給部はスイッチ制御器
SRを有する。スイッチ制御器は入力側で動作電圧源UB、
例えば自動車の搭載電源と接続されており、スイッチ制
御器はエネルギリザーバERとして設けられている容量性
素子を、動作電圧UBよりも高い電圧UERに充電する。合
目的的には、電圧UERは動作電圧UBの約２倍よりも高
い。ダイオードD1とD2は減結合ダイオードであり、例え
ば誤極性に対する安全性を高める。スイッチ制御器SRの
欠落後、ダイオードD1と抵抗R4を介して少なくともエネ
ルギリザーバERの動作電圧がまだ使用可能である。R1は
高抵抗の放電抵抗であり、スイッチ制御器SRの遮断時に
エネルギリザーバERの監視に用いることができる。抵抗
R1を通る放電電流を測定することにより簡単に、エネル
ギリザーバERのエネルギ内容を常時監視することができ
る。IQ1は制御可能な第１電流源であり、評価回路ASに
よって制御されて、点火素子ZPを点火および検査するた
めの電流を前進方向に、すなわち点火線路ZLから点火素
子ZPへ送出する。IQ2は評価回路ASにより制御される第
２電流源ないしシンクである。この電流源は点火素子ZE
から点火線路ZLへ逆流する電流を受け取る。評価回路AS
は加速度に鋭敏なセンサＳの出力信号USを評価し、事故
状況が知らされた際に点火素子ZPを点火すべきか否かを
決定する。点火素子は車両乗客の保護のための後部保持
手段10を作用化する。センサＳは車両に作用する加速度
を検出し、例えば加速度に比例する出力信号USを送出す
る。評価回路ASはさらに、制御線路SL1を介してスイッ
チ制御器SRを制御し、それによりこのスイッチ制御器は
遮断状態にあるかまたは動作電圧UDを比較的に高い電圧
UERに変換する。評価回路ASはさらに制御線路SL2を介し
て制御可能な第１電流源を制御する。それによりこの電
流源は遮断するか、または点火素子ZPの検査ないし点火
のための検査電流ないし点火電流を送出する。制御線路
SL3を介して評価回路ASは制御可能な第２電流源（シン
ク）IQ2を次のように制御する。すなわち、この電流源
は遮断するか、または後退方向、すなわち点火素子ZPか
ら点火線路ZLへ流れる検査電流ないし点火電流を受け取
るように制御する。評価回路ASはさらに線路UL1を介し
て、エネルギリザーバERの電圧UERを、エネルギリザー
バERの充電状態を常時監視するため、エネルギリザーバ
のエネルギ内容を検出するためおよび点火素子ZPに対す
る最大使用可能点火電圧を検出するために測定する。評
価回路ASはさらに線路UL2により点火線路ZLの電圧UZLを
監視し、このようにして点火回路の抵抗を監視する。抵
抗は点火素子ZPの抵抗自体と点火線路ZLの抵抗からな
る。さらに電圧UZLの監視は容量性素子ZKの容量値の検
出および制御可能な電流源IQ1とIQ2の機能監視に用い
る。容量性素子ZKを有する点火素子ZPの直列回路に対し
ては２つの択一的選択手段がある。それらは第２図と第
３図の回路抜粋部に示されている。第２図は実質的に、
第１図の電流回路図の点火素子ZPの回路に相応する。こ
の回路では点火素子ZPの一方の端子は点火線路ZLに、点
火素子ZPの他方の端子は容量性素子ZKの一方の端子と接
続されており、容量性素子の他方の端子はアース端子Ｅ
と接続されている。第２図にはさらに付加的に点線で、
場合によっては冗長性の理由から設けられる第２の容量
性素子ZK′が示されている。

第３図による本発明の別の実施例では、点火素子ZPの
端子はアース端子Ｅと接続されており、点火素子ZPの第
２端子は容量性素子ZKの第１端子と接続されており、容
量性素子の第２端子は点火線路ZLに接続されている。こ
こでも場合によっては冗長性の理由から設けられた容量
性素子ZK′が点線で記入されている。この素子は容量性
素子ZKに対して並列に接続されている。第２図と第３図
による２つの変形実施例は次の点で有利である。すなわ
ち、従来技術から公知の解決策とは異なり、直流電圧、
例えば供給電圧UBが直接点火線路に印加されても、点火
素子ZPが意図せずにトリガするということに至り得な
い。

第２図の実施例による点火素子ZPおよび容量性素子ZK
の構成は次のことを特徴とする。すなわち、点火素子ZP
が点Ｂでアース端子Ｅに短絡した際でもさらに、衝突時
に点火素子ZPの点火が可能である。もちろんこの種のエ
ラーが発生した際には、点火素子ZPに接続された点火線
路に直流電圧が意図せず印加されることにより誤トリガ
が惹起される、すなわち点火素子ZPの点火が生じるとい
うことをもはや阻止できない。

図示を簡単化するために、第１図、第２図および第３
図の電流回路図では常に、点火素子ZPと後部保持手段10
のみが図示されている。もちろん評価回路ASにより複数
の点火素子ZPを制御し、その点火素子が複数の後部保持
手段10を作用化することも可能である。例えば後部保持
手段10は車両運転者に対する少なくとも１つのエアバッ
グと、ベルト引張器および／または同乗者に対するエア
バッグないし車両のすべての車両乗客に対するベルト引
張器を有する。

容量ZKの容量値は合目的的には次のように小さく選定
する。すなわち、容量性素子ZKに蓄積可能な電荷量Ｑで
は点火素子ZPを作用化するのに十分でないよう小さく選
定する。本発明の有利な実施例では、容量性素子ZKの容
量値は約10μＦ以下、例えば約１〜３μＦである。容量
性素子ZKをこのように調定することにより、点火素子ZP
には制御可能電流源IQ1,IQ2の各制御時にそれぞれエネ
ルギＥ′のみが供給される。このエネルギは点火に必要
なエネルギ量以下である。エネルギ量Ｅ′を点火素子ZP
に繰返し供給して初めて点火素子の作用化に至る。上記
のオーダの容量値を有する容量性素子は比較的に空間的
に小さく、従って合目的的には点火素子ZP自体と共に点
火構成素子28に構造的に組込まれる。この点火構成素子
は安価に組立てることができる。

第５図の実施例では、動作電圧UBはスイッチ制御器SR
および前進方向に極性付けられたダイオード14を介し
て、エネルギリザーバERとして設けられたコンデンサに
供給される。このコンデンサはスイッチ制御器SRによ
り、動作電圧UBの約２倍にあたる電圧に充電される。エ
ネルギリザーバの端子は、それぞれ２つの切換位置を有
する２つのスイッチS1,S2のそれぞれ１つの端子ａと、
並びにアナログ−ディジタル変換器ADCの端子に接続さ
れている。エネルギリザーバERの他方の端子は一方でア
ース端子Ｅと、他方で測定抵抗22を介してアナログ−デ
ィジタル変換器ADCの別の入力端子と、並びにスイッチS
1,S2のそれぞれ他方のスイッチ切換端子ｂと接続されて
いる。スイッチS1,S2は点火構成素子28を有する切換回
路の一部を形成し、その際各スイッチS1,S2は点火構成
素子28と結合コンデンサC1,C2を介して接続されてい
る。各結合コンデンサC1,C2は高オーム性抵抗R1,R2によ
り橋絡されており、一方点火構成素子28は高オーム性抵
抗R3により橋絡されている。点火構成素子28は点火ピル
ZPを有し、点火ピルは直列に容量性素子ZKと接続されて
いる。後でさらに詳しく説明するように、スイッチS1,S
2は点火構成素子28の極性反転のために設けられてい
る。スイッチS1,S2は同時に操作され、それにより点火
ピルZPが作用化され、点火ピルもガス発生器を点火し、
このようにしてエアバッグがふくらまされる。高オーム
性抵抗R1,R2およびR3は、装置が非動作状態になった
際、容量性素子C1,C2,ZKの放電に用いる。アナログ−デ
ィジタル変換器ADCは点火構成素子28、点火構成素子28
を制御回路に接続する点火線路32、およびスイッチS1,S
2を、測定抵抗22にて降下する電圧を測定することによ
り監視する。アナログ−ディジタル変換器ADCのディジ
タル出力信号は、２つ設けられているコントロールユニ
ットUC1,UC2のそれぞれに供給され、その際後者のコン
トロールユニットCU2には前者のコントロールユニットC
U1のディジタル出力信号も供給される。

第１図から第３図の電子装置の作用を以下、第４図に
示されたパルス経過に関連して説明する。パルス線図は
簡単化して図示されており、切換回路インダクタンスの
影響は考慮されておらず、エネルギリザーバERの電圧UE
Rは一定と仮定されている。

第４図の詳細を以下の機能と関連して説明する。

第４図ａは点火素子に供給されるエネルギEZPを時間
の関数として示す。第４図ｂは点火線路ZLの電流IZLを
時間の関数として示す。第４図ｃは点火線路ZLの電圧UZ
L経過を時間の関数として示す。第４図ｄは制御可能な
電流源IQ1の電流経過を時間の関数として示し、第４図
ｅは制御可能な電流源IQ2の電流経過を時間の関数とし
て示す。

評価回路ASはセンサＳの出力信号の評価に従い、追っ
ている事故状況を識別し、時点t1で点火素子ZPに対する
点火命令を与える。それに基づき制御線路SL2を介して
制御可能な電流源IQ1は次のようにクロック制御され
る。すなわち、当該電流源が持続時間Ｔのパルス状電流
パルスを第４図ｄに示すように、点火線路ZLに送出する
よう制御される。制御線路SL3を介してさらに、制御可
能な電流源IQ2が評価回路ASにより次のように制御され
る。すなわち、当該電流源が点火線路ZLから第４図ｅに
示すようなパルス状電流を受け取るように制御される。
従って電流源IQ1とIQ2はプッシュプル動作で作動し、そ
れぞれ交互に持続時間Ｔの間導通する。その結果、総じ
て点火線路ZLには第４図ｄに示すような電流経過が生じ
る。個々の電流パルスの電流は合目的的には次のように
選定する。すなわち、点火素子ZPには、点火素子ZPの点
火に対して必要な点火エネルギEZPOよりもはるかに小さ
いエネルギＥ′のみがそれぞれ供給されるように選定す
る。第４図ａからわかるように、点火素子ZPに供給され
る点火エネルギEZPは、第４図ｄに示したそれぞれ存在
する電流方向には依存せずに、時間と共に直線状に増加
する。ここで本発明は次の事実から出発する。すなわ
ち、点火素子ZPに電流か通過する際この点火素子に供給
される電流熱は電流方向に実質的に依存しないという事
実である。点火素子ZPの点火に対して必要な最小エネル
ギEZPOは点火素子ZPに時点t2で供給される。評価回路AS
は線路UL2を介して、点火線路ZLの電圧UZLを検出し（第
４図ｃ参照）、この電圧経過から、第４図ｂの電流経過
の知識を元に、点火回路のオーム性抵抗および容量性素
子ZKの容量値を検出する。電圧経過UZL（第４図ｃ）か
らさらに正確に、点火素子の点火時点がわかる。すなわ
ち点火が、制御可能な電流源IQ1が点火線路ZLを介して
制御されている間に行われると、点火線路ZLの電圧が最
大値をとり、点火素子ZPが点火の際その破壊の結果点火
回路を遮断する場合、それにより電流源IQ1は飽和状態
へ移行する。稀な場合だが、たとえ点火素子ZPでの点火
過程の結果短絡が生じても、これを電圧経過（第４図
ｃ）に基づいて評価回路ASにより識別することができ
る。点火素子の点火が、制御可能な電流源IQ2が制御線
路SL3を介して制御されてるときに行われる場合、電流
源IQ2は点火素子の遮断の際飽和状態へ移行する。従っ
て点火線路ZLの電圧は電流源IQ2の低飽和電圧に低下す
る。

第４図のパルス線図に基づいては、本発明の原理的実
施例のみが説明される。この実施例は、点火素子ZPの点
火過程は電流源IQ1,IQ2をプッシュプル動作でそれぞれ
短時間の同じ長さのパルス時間Ｔの間複数回制御するこ
とによって経過することを特徴とする。必要な場合には
これとは異なる、電流源IQ1,IQ2の制御時間を選択する
ことも本発明の範囲内である。電流源は例えば種々異な
る長さで休止することができる。さらに電流源IQ1とIQ2
は評価回路ASにより、制御の場合に種々異なる電流値に
セットすることもできる。さらに、点火素子および全点
火回路の検査のために、電流源IQ1,IQ2を時間的にオー
バラップして制御することも意義がある。

点火素子ZP、点火回路および／または点火素子ZPを制
御する電流源IQ1,IQ2において測定および検査を行わな
い限り、電流源IQ2を動作準備状態で合目的的には常時
導通制御することができ、それにより点火素子ZPは低抵
抗で接続される。これによって、車両の電気装置自体ま
たは周囲からの電磁輻射に対する点火素子の敏感性が大
幅に低減される。またこのようにして電子装置の動作確
実性および信頼性が非常に改善される。

第４図のパルス図示、特に第４図ａと第４図ｂからわ
かるように、時点t2で点火素子ZPの点火過程をうまく行
うためには、電流源IQ2,IQ1を評価回路によりプッシュ
プル動作でそれぞれ短かいパルス幅Ｔの間、複数回順次
連続して制御する必要がある。次に非常に稀な欠陥に基
づき、電流源IQ1,IQ2の制御リズムの正確な保持の下に
形成されるこの過程が障害されたとする場合には、本発
明による装置は従来技術から公知の解決策とは異なり、
既に命令された点火過程を点火素子ZPが実際に点火すに
達する前に中断することも可能である。これは次のよう
な事実に基づき可能である。すなわち、上記の実施例で
は点火過程の間、点火素子に点火エネルギはクロック状
に配量供給され、その結果点火素子のトリガは点火命令
の下った後急激に行われるのではなく、正確に設定され
た点火遅延時間後に行われるのである。例えば点火遅延
時間として（これは第４図ａの時間間隔t2〜t1に相応す
る）、1msecを選定すれば、評価回路AS内のコントロー
ル手段は、場合によっては制御外に陥った評価回路ASの
スイッチ回路をリセット過程により再び所定状態にもた
らし、コントロールされずに命令された点火素子ZPの点
火を中断するのに十分な時間を持つ。これに対し従来の
技術から公知の後部保持装置では、点火素子ZPの点火
は、点火命令が下された後では非可逆的である。すなわ
ち、機械的に作用し、加速度に依存する付加的なスイッ
チによって、点火回路において意図せずに与えられた点
火命令の際には点火回路が閉じられないことが確実とな
っていない限り、点火命令は必要的に点火素子のトリガ
につながる。本発明による解決策は、点火回路のこの種
の機械的スイッチを安全に省略することを可能にする。
機械的スイッチの車両での機能能力は定期的に検査する
ことができず、従って冗長的でない構成の場合使用に対
し、特に事故状況でのトリガ能力に高い危険性が機械的
スイッチにある。電子装置の本発明の構成、すなわち点
火素子が容量性素子と直列に接続されており、この点火
素子をプッシュプル動作される電流源を介して制御する
という構成は、点火回路の正常機能に対して必要なすべ
ての構成素子の周期的検査を可能とし、その際従来の技
術で必要なように検査のために付加的構成素子を設ける
必要がない。従来公知の電子的後部保持装置では、点火
素子の電気抵抗を監視するだけに多数の付加的構成素子
を点火回路に必要とする。これら構成素子は例えば補助
電流を点火回路に給電する。しかしこの場合検査に対す
るものと点火に対するものとで異なる構成素子を設けな
ければならないため、非常に高いコストが生じ、装置全
体の信頼性が低減する。本発明の装置の別の利点は、評
価回路ASのアース端子と点火素子のアース端子との間に
電位差があっても点火過程および検査過程が障害的影響
を受けないことである。第１図（ないし第２図、第３
図）の実施例では２つの電流源IQ1,IQ2が点火回路の点
火および検査のために設けられており、測定量として点
火線路ZLの電圧UZLが検出されるのみであるが、簡単に
は以下の状態ないし構成素子が検査される。制御可能な
電流源IQ1,IQ2の機能能力；電圧供給線路の正端子また
はアースに関連した点火素子ZPの短絡；点火素子ZPの抵
抗値の欠陥；点火回路の容量性素子ZKの容量値の欠陥；
点火線路ZLの断線；評価回路ASのアース端子と点火素子
ZPのアース端子との間の電位差。

さらに既に開始状態にある点火過程において、断線の
際にも点火素子の短絡の際にも点火素子ZPの点火時点を
正確に検出することができる。これは特に有利である。
というのは、点火を識別した後に点火素子ZPへのエネル
ギ供給を直ちに調整することができるからである。これ
は、場合によってはさらに時間的に順次連続して制御さ
れなければならない複数の後部保持手段を有する後部保
持装置の信頼性ある機能に対して非常に重要である。と
いうのは例えば動作電圧UBからの分離後ではエネルギリ
ザーバER内で限定的なエネルギ量しか使用できないから
である。

点火素子ZPを制御する、電流源IQ1,IQ2としての出力
段の構成によりさらに次の利点が得られる。すなわち、
点火素子ZPのアースへの短絡または供給電圧のプラス極
への短絡があっても出力段の損傷が生じ得ないのであ
る。さらに点火素子の点火の際、従来公知の電子装置と
異なり、制御不能な高電流が発生しない。これには特に
次のような利点がある。すなわち細くて場所を節約でき
る導体路幅をプリント回路で選択することができ、それ
により全体として場所を節約した装置が得られるのであ
る。これにも電流源IQ1,IQ2のクロック制御は貢献す
る。というのは、急速なパルス動作に対してのみ構成さ
れ、持続的負荷に対しては構成する必要のない比較的小
さな構成素子形態を選択することができるからである。

第５図の実施例の作用を以下、第５図および第６図ａ
〜ｄ、第７図ａ〜ｄのパルス線図に基づいて説明する。
各監視ユニットCU1,CU2は当該ユニットに所属するセン
サSR1,SR2の出力信号を受信する。こられセンサは信
号、有利には所定の感度軸線に沿った車両の加速度信号
を検出する。この信号に基づき事故状況が存在するか否
かを確定することができる。所定の感度軸線に沿った加
速度値が所定の限界値を上回ると例えば事故状況が仮定
される。監視ユニットCU1,CU2は連続的にセンサSR1,SR2
の出力信号を監視し、このセンサ信号の評価によって事
故状況が存在するか否かを検出する。事故状況が推定さ
れなければならないようなセンサSR1,SR2の出力信号が
形成されるとき、監視ユニットCU1はスイッチS1を操作
し、一方他方の監視ユニットCU2はスイッチS2を操作す
る。これは第６図ａと第６図ｂのパルス線図に基づき説
明される。２つの図はスイッチS1とS2のスイッチ状態を
示している。この切換過程の結果として、第６図ｃのよ
うに点火ピルZPに電圧パルスVINFが形成される。すなわ
ち時間間隔ΔＴの持続期間の間に形成される。この間は
２つのスイッチS1,S2が同時に操作される。この電圧パ
ルスVINFのピーク値は以下のようにして得られる。

ここでRINFは点火ピルZPの抵抗値、UERはエネルギリザ
ーバERの電圧である。もちろん、始めの電圧パルスは約
半分だけの大きさである。点火ピルZPに供給されるエネ
ルギ量のピーク値は、 従い、時間間隔ΔＴ毎、すなわちスイッチS1,S2の切換
時に点火ピルZPに供給されるエネルギ量として得られ
る。

切換サイクルの終了 切換サイクルの開始 UER一定（CER》ZKの際に得られる）に対して、およ
びΔＴ》τ（例えばΔＴ＝５τ）に対しては以下の近似
が成立つ： τ＝（RINF＋RM）・CTOT（CTOT＝全容量）より、 （C1＝C2＝C3と仮定して） CTOTCF（従ってCC≫CF）により、以下の近似が成立
つ。

従ってスイッチS1,S2が同時に閉じられる各時間間隔
ΔＴの間点火ピルZPに供給される所定のエネルギ量ΔＥ
が得られる。点火ピルZPに供給される全エネルギ量が、
点火トリガに対して必要なエネルギ値を上回ると、点火
ピルが作用化され、これは結局既に述べたようにエアバ
ッグのトリガに至る。

しかし既に説明した実施例に基づき述べたように、制
御フェーズの時間間隔ΔＴの長さ、および制御フェーズ
中点火ピルに供給されるエネルギ量ΔＥは次のように選
定される。すなわち、制御フェーズ（時間間隔ΔＴ）中
に点火ピル（玉）ZPに供給されるエネルギ量が、点火ト
リガに対して必要なエネルギ量に達するには十分でない
ように選定される。時間間隔ΔＴの長さは合目的的には
次のように短かく選定される。すなわち点火トリガに必
要なエネルギ値に達するためには可能な限り多数のエネ
ルギ部分量ΔＥが供給されなければならないように短か
く選定する。装置の安全性に対して非常に重要なこと
は、前に述べたエネルギ量ΔＥと時間間隔ΔＴの有利な
選定により、点火動作をそれが既にスタートされた後で
も中断することができるという事実である。例えば２つ
の監視ユニットCU1,CU2が、点火ピルZPの制御が必要で
あることを同時に検出すると、２つのスイッチS1とS2が
同時に操作され、エネルギパルスが点火ピルZPに供給さ
れる。しかし点火トリガに必要な点火限界値に達する以
前に、２つの監視ユニットCU1,CU2の少なくとも１つ
が、点火ピルZPの制御はもはや必要ないことを検出した
とすれば、可能性としては、システムエラーが存在した
かまたはセンサSR1,SR2の問題となるセンサ出力信号は
単に一過性の現象であったかである。この場合、監視ユ
ニットにそれぞれ所属するスイッチS1ないしS2はそれ以
上長くは作用化されないこととなり、その結果エネルギ
パルスはもはや点火ピルZPに供給されないこととなる。
このようにしてエアバッグのトリガが阻止される。この
特質は既に述べたように、従来技術による公知の装置に
対して非常に有利である。従来装置では点火過程の開始
後、この点火過程を中断するための手段がないからであ
る。

電圧パルスおよびエネルギパルスが点火ピルZPに供給
されるときに、測定抵抗22に生じる電圧降下VMを回路欠
陥の検出のため、例えば短絡の検出のために評価するこ
とができる。測定抵抗22に生じる電圧降下VMはそのため
に有利には目標値と比較される。目標値は監視ユニット
CU1,CU2の一方、または両方に記憶されている。比較は
次式に従って行われる。

最初の制御サイクル後のすべてのサイクル、サイクル
１…ｎに対して、というのは第１制御サイクルの電圧値
TOは後続のサイクルでの値の半分しかないからである。
ここでは τCTOT（RINF＋RM）CF（RINF＋RM） が成立ち、ここでは CTOTCF（すなわちC1＝C2≫CF） と仮定される。

このようにして測定抵抗22での電圧降下VMの監視によ
り、相互に依存せず点火ピルZPの抵抗値RINFの変化およ
び容量性素子ZKの容量値の変化が検出され得る。従って
例えば、点火ピルZPの抵抗値RINFの変化の際、電圧降下
VMの入力振幅と時定数τが変化し、一方ZKの容量値の変
化は単に時定数τにしか影響を及ぼさない。抵抗値RMは
制御フェーズの間連続的に２つの監視ユニットCU1とCU2
により監視される。

記憶した目標値からのずれが監視ユニットCU1とCU2に
より監視され、評価される。その際種々の短絡が以下の
ようにして識別される。

A.回路点Ａでのアースへの短絡 第７図ｃに示すように、最初の制御サイクルTO（すな
わち、測定抵抗22を介して電圧降下VMを測定する以前）
中の点火ピルZPを介した電圧降下VINFは零である。時間
的に続く制御サイクル（2n−１）、ｎ＝１、２…、ｎ
（例えばT1、T2）では、スイッチS1,S2は端子ｂを介し
て閉じており、電圧降下VINFの最大値はUER、時定数τ
は１である。

後続の制御フェーズ（2n）、ｎ＝１、２…、ｎ（例え
ばT2,T4）ではスイッチS1,S2は接点ａを介して閉じてお
り、 および が成立つ。

従って測定抵抗22では第７図ｄのような以下の特性電
圧値が調整される： 奇数制御フェーズ（2n−１）に対して： VM＝UERおよびτ３＝CC・RM 偶数制御フェーズ（2n）に対して： 従って電圧降下VMでの変化を測定することにより、回
路の回路点Ａでのアースに対する短絡が検出され得る。
次いで監視ユニットCU1,CU2は、トリガ過程を中断すべ
きか（この場合スイッチS1,S2はそれ以上操作されな
い）、または延長された制御フェーズにより比較的僅か
なエネルギ量に対して補償を形成するため維続すべきか
を決定できる。比較的僅かなエネルギ量は各制御フェー
ズで点火ピルZPへの短絡に基づき送出可能である。

B.回路点Ｂでのアースへの短絡 この場合既に述べたのと同様の状況が発生する。欠陥
は測定抵抗22を介した電圧降下VMをその抵抗値RMにより
測定することによって検出される。

C.動作電圧UBへの回路点ＡないしＢの短絡 これらの各場合は、測定抵抗22を介した電圧降下VMの
測定と、測定値の記憶目標値との比較とにより検出され
得る。しかしこれらの欠陥の場合でも、点火ピルZPを制
御し続け、点火ピルZPに必要な点火エネルギを次のよう
に供給することができる。すなわち、制御フェーズを監
視ユニットCU1,CU2により相応に延長するのである。

本発明は前に述べた回路詳細に限定されるものではな
く、例えば各監視ユニットCU1,CU2は別の実施例ではア
ナログバイパス回路により置換することができる。アナ
ログバイパス回路はスイッチS1,S2のそれぞれを制御す
ることができ、スイッチS1,S2のそれぞれの制御は所定
の持続時間だけ可能となる。

任意の数の制御回路および点火ピルERをエネルギリザ
ーバERと接続することができ、場合によっては多数の後
部保持手段（エアバッグおよび／またはベルト張引器）
を制御することも本発明の枠内であることがわかる。ア
ナログ−ディジタル変換器ADCおよび監視ユニットCU1,C
U2への制御線路の数は相応に拡大しなければならない。
各回路装置は勿論、相互に独立して操作可能な２つ以上
のスイッチS1,S2を有することができ、その際各スイッ
チはその切換命令を所属の監視ユニットから受取ること
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マツテス，ベルンハルト ドイツ連邦共和国 Ｄ‐7123 ザクセン ハイム クヴエアシユトラーセ 41 (56)参考文献 特開 昭61−193951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−24648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−27933（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−47602（ＪＰ，Ｕ) 西独国特許出願公開2217030（ＤＥ, Ａ１)

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】センサと、センサの出力信号に対する評価
   回路と、評価回路により制御される少なくとも１つの点
   火素子と、電流供給部とを有する安全装置の制御用電子
   装置において、 点火素子（ZP）に直列に容量性素子（ZK）が接続されて
   おり、 該容量性素子（ZK）の容量値は、当該容量性素子に蓄積
   可能な電荷量（Ｑ）が点火素子（ZP）を作動させるには
   不十分であるような小さな値に選定されており、 前記電流供給部は、評価回路（AS）により制御可能な電
   流源／電流シンク（IQ1,IQ2）を有し、 該電流源は点火素子（ZP）に検査電流ないし点火電流を
   印加し、 前記電流源（IQ1,IQ2）はクロック制御可能であり、 クロック時間（Ｔ）は、当該クロック時間中に点火素子
   （ZP）を流れる電流が、当該点火素子（ZP）の点火に必
   要な最低エネルギ（EZPO）より低いエネルギ（Ｅ′）し
   か当該点火素子に供給しないように選定されている、こ
   とを特徴とする電子装置。
2. 【請求項２】点火素子（ZP）の端子または容量性素子
   （ZK）の端子はアース端子（Ｅ）と接続されている請求
   項１記載の装置。
3. 【請求項３】電流源（IQ1,IQ2）はプッシュプル動作で
   制御可能である請求項１または２記載の装置。
4. 【請求項４】電流源（IQ1,IQ2）の制御時間は同じ長さ
   のクロック時間（Ｔ）により制御可能である請求項１か
   ら３までのいずれか１項記載の装置。
5. 【請求項５】容量性素子（ZK）の容量値は10μＦ以下で
   ある請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 【請求項６】容量性素子（ZK）の容量値は１から３μＦ
   である請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】容量性素子（ZK）および点火素子（ZP）は
   １つの点火構成素子（28）に構造的に一体化されている
   請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 【請求項８】膨張可能な保持手段（例えばエアバッグ）
   を作動させるために、点火構成素子に電気エネルギを供
   給するための制御回路が設けられており、 前記保持手段は少なくとも１つのリザーバエネルギ源
   （ER）と点火素子（ZP）を有し、 さらに、電気エネルギ源を点火素子（ZP）と接続するた
   めの接続手段を有する切換装置が設けられている、請求
   項１から７までのいずれか１項記載の装置において、 前記接続手段は複数のスイッチ（S1,S2）を有し、該ス
   イッチは点火構成素子（28）に直列に接続され、 各スイッチ（S1,S2）は相互に依存せずに所属の監視装
   置（CU1,CU2）により、所属の監視手段による事故状況
   の検出結果に応じて制御可能である装置。
9. 【請求項９】各監視ユニット（CU1,CU2）には、一方の
   監視ユニットが他方の監視ユニットに依存せずに事故状
   況の存在または不存在を検出確認することができるよう
   に１つのセンサ（SR1,SR2）が所属している請求項８記
   載の装置。
10. 【請求項１０】スイッチ（S1,S2）の少なくとも１つは
    事故信号によりトリガされ、 該スイッチは、リザーバエネルギ源（ER）と点火素子
    （ZP）とを接続するため、および点火素子にリザーバエ
    ネルギ源（ER）からのエネルギを印加するために周期的
    に制御可能であり、 スイッチ（S1,S2）のただ１つの切換インターバルの間
    に点火素子（ZP）に供給されるエネルギは、点火トリガ
    に必要なエネルギ量よりも小さい請求項８または９記載
    の装置。
11. 【請求項１１】監視手段（ADC,CU1,CU2）が装置の切換
    特性の監視のために設けられている請求項８から10まで
    のいずれか１項記載の装置。
12. 【請求項１２】電気信号を監視するための手段（ADC,CU
    1,CU2,22）が設けられており、前記電気信号は点火素子
    （ZP）と切換装置との接続時に発生し、 前記手段は当該信号を、記憶手段に記憶された目標値と
    比較する請求項８から11までのいずれか１項記載の装
    置。
13. 【請求項１３】点火素子（ZP）をロック制御し、各制御
    過程時に点火素子（ZP）には大きくても、点火素子（Z
    P）を作動させるのに必要なエネルギ限界値（EZPO）よ
    り小さいエネルギ量（Ｅ′）を供給する請求項１から12
    までのいずれか１項記載の装置。
14. 【請求項１４】点火素子（ZP）の制御のために制御可能
    な２つの電流源（IQ1,IQ2）を設け、該電流源が点火素
    子（ZP）をプッシュプル動作で制御するようにした請求
    項13記載の装置。
15. 【請求項１５】動作準備状態において、制御可能な電流
    源（IQ1,IQ2）の１つを、点火素子（ZP）が低抵抗で接
    続されるように導通制御する請求項13または14記載の装
    置。
16. 【請求項１６】点火素子（ZP）をクロック制御して点火
    過程を開始した後、エラーが発生および識別される場合
    には、点火過程をクロック制御の終了によって中断する
    請求項13から15までのいずれか１項記載の装置。