JP3090953B2 - 自動車の乗員保護手段のトリガ装置 - Google Patents
自動車の乗員保護手段のトリガ装置Info
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Description
保護手段のトリガ装置に関する。
この評価装置でセンサ装置から事故識別のために送出さ
れた信号が評価される。自動車に空間的に分散された複
数の点火装置は線路/バスを介して評価装置と電気的に
接続されている。評価装置は情報を含む交流信号を点火
装置に送出し、この信号が点火装置の論理回路で評価さ
れる。各点火装置は乗員保護手段の点火素子と電気的に
接続されている。さらに、点火装置の駆動に必要なエネ
ルギーを、線路を介して点火装置に送出することが提案
されている。
高周波搬送信号をコード信号により(振幅、位相または
周波数)変調することである。しかしこのようなデータ
伝送方式を、乗員保護手段のトリガのための公知の装置
に適用することは欠点となる。なぜなら、変調された搬
送信号によって十分な量のエネルギーを点火装置の駆動
のために送出しなければならないが、一定のエネルギー
供給が、伝送されるエネルギーがデータに依存するため
保証されないからである。
スループットが搬送信号の周波数によって制限される。
しかし乗員保護手段のトリガのためのトリガ命令が伝送
されるから、乗員保護手段(エアバッグ、シートベルト
テンショナ等)を適時にトリガするためには極端に短い
伝送時間が必要であり、ひいては非常に大きなスループ
ットが必要である。しかしこのような大きなスループッ
トは高い搬送周波数を必要とする。しかし搬送周波数が
高ければ高いほど、線路からの不要輻射が強くなる。強
い不要輻射が電気回路に及ぼす不利な作用は昔から知ら
れている。この作用は、変調搬送信号により非常に大き
な量のエネルギーが点火装置の駆動のために伝送される
ためさらに悪化する。
火装置へのエネルギー伝送およびデータ伝送が可能であ
り、かつ点火装置から評価装置へのデータ伝送も可能で
あり、しかも高いスループットが得られ、同時に安全性
の点でクリティカルな装置への不要輻射を低く保つよう
にすることである。
て解決される。
火装置の論理回路がこの直流信号によって駆動される。
交流信号の形態の情報は評価装置から同じ線路を介して
点火装置に伝送され、このとき直流信号に加算的に重畳
される。交流信号と直流信号とを点火装置に伝送された
全体信号から分離するために、点火装置はフィルタ回路
を有している。導出された直流信号によって交流信号を
評価する論理回路が駆動される。
号の限界周波数に依存しない。これによりトリガ命令を
非常に高速に評価装置から点火装置に伝送することがで
きる。交流信号の振幅は直流信号の振幅よりも小さいた
め、不要輻射は交流信号の周波数が高い場合でも無視で
きる。さらに本発明の信号伝送により、均一で連続的な
エネルギー伝送が装置の駆動持続中に保証される。
し、この整流回路を介して直流信号が論理回路に供給さ
れる。同時に、交流信号の異なる符号が同じ周波数を有
するが異なる位相を有する。車両に空間的に分散された
点火装置はケーブル束を介して評価装置と電気的に接続
されている。このとき、ケーブル束はそれぞれ1つの差
込接続部を介して評価装置および点火装置と機械的に結
合される。取り付けの際にこのような差込接続部が不注
意から間違って差し込まれると、このことにより点火装
置の構成素子に対して反対の極性で電気が流れ、その破
壊にもつながる。しかし通常は公知の面倒な“誤接続防
止”回路が制御装置で、このような不適切な差込接続に
よる制御装置の破壊を阻止する。
よる点火装置の改善実施例と、さらにいわゆるバイフェ
ーズ法を交流信号の伝送に対するコード化方法として適
用することにより、トリガ経路の差込接続部が不適切に
差し込まれた場合に点火装置が破壊から守られるだけで
なく、点火装置の機能能力を完全に維持することができ
る。従って本発明の装置の組み立ての際に差込接続部の
極性に注意する必要がない。整流回路は点火装置のエネ
ルギー供給をいずれの場合でも正しい極性の直流電圧信
号により行うことを保証する。前記のコード化方法を交
流信号に対するデータ伝送に適用することにより、交流
信号に含まれる、点火装置に対する情報を、差込接続部
が逆極性に差し込まれた場合でも完全に得ることができ
る。提案されたコード化方法では、交流信号中の情報が
ハイ/ロー(1/0)レベルで存在するのではなく、極性
変化、すなわち伝送される個々の符号の位相状態に存在
する。有利には符号は2進であり、符号0と符号1とが
相互に180゜位相がずれている。
を有している。従って伝送されるエネルギーは線路上の
直流信号にだけ依存する。交流信号が平均値を有する
と、このことはエネルギー伝送の時間的変動につながる
こととなる。しかし本発明により、均一なエネルギー伝
送が保証され、これにより点火装置のすべての構成素子
および特に点火素子と点火コンデンサが比較的に大きな
構成素子公差を有することができる。さらに提案された
コード化方法により、論理回路の基礎となるクロック周
波数を点火装置によって簡単に、伝送された交流信号か
ら導出することができる。従ってクロック再生のため
に、点火装置に付加的な回路コストがかからない。
ている。
回路図、 図8は、符号化バイフェーズ法を説明するための線図
である。
てある。図1,2,4および図7のいくつかの参照符号には
Fが後に付してある。この符号の付された素子は専らブ
ロック回路図の機能ブロックであり、回路の構成部材/
構成素子とは異なる。構成部材/構成素子が機能ブロッ
クに常に一義的に割り当てられるとは限らないので、参
照符号を階層構造にすることは最初から行っていない。
線路2を介して点火装置3と電気的に接続されている。
評価装置1は計算ユニット11F、診断ユニット13F、バス
結合ユニット14F、受信ユニット16F、送信ユニット15
F、およびエネルギー供給ユニット12Fを有する。点火装
置3は双方向通信インターフェース32F、エネルギーマ
グネット31F、エネルギーサーバ33F、トリガ器34F、診
断ユニット35F、並びに不揮発性メモリ36Fを有する。点
火装置3は電気的に点火素子4と導通接続されている。
び評価装置1の別の機能ブロック全体にエネルギーを供
給する。計算ユニット11Fでは、図示しないセンサ装置
から衝突識別のために送出された信号が評価される。少
なくとも計算ユニット11Fは診断ユニット13Fにより機能
能力について検査される。
2を介して点火装置3に送出する。情報は例えば符号化
トリガ命令を含んでいる。このトリガ命令は点火装置3
によって点火素子4を点火させる。情報はさらに測定
値、および例えば最終的なトリガ決定が点火装置の前で
自動的に行われるならば、評価装置1の状態情報、また
は点火装置3に対するコマンドを含むことができる。こ
のコマンドに基づいて診断ユニット35Fにより点火装置
3の状態データが検出される。このデータは続いて線路
2を介して点火装置3から評価装置1へ伝送され、評価
装置1で評価される。評価装置1のブロック16Fと15Fは
情報の送受信を、符号化交流信号の形態で表す。データ
の評価および生成は計算ユニット11Fで行われ、この計
算ユニットは従って評価ルーチンを実行するだけでな
く、点火装置との通信実行での比較的に高位の層に対す
る双方向通信インターフェースとして用いる。図1の機
能ブロック14F、15F、16Fはこの実施例では評価装置1
側のデータ伝送のハードウェアに近い層を表す。
結合される。直流信号Uの入力結合は有利である限り評
価装置1によって行われる。なぜなら評価装置1はいず
れにしろ電流供給部を有するからである。直流信号Uは
同じように、評価装置1とは別のところで線路2に入力
結合することのできる。
を回路技術的に安定化し、所望の値に制御することがで
きる。
に重畳される。全体信号U,U+ΔUは線路2の2つの導
体21と22の間の電圧として印加される。ここで直流信号
Uは装置全体の駆動中、すなわち装置がアクティブであ
る間、線路2に印加される。
体信号U,U+ΔUから交流信号ΔUの導出信号を受け取
り、そのデコード、処理および場合によっては制御信号
への指示交換を行う。
体信号U,U+ΔUから種々の回路素子、例えば双方向通
信インターフェースのエネルギー供給のために出力結合
される。機能エネルギー管理部31Fを介してさらに、エ
ネルギーリザーブ33Fが駆動される。このエネルギーリ
ザーブは点火素子4の点火に必要なエネルギーを準備す
る。このエネルギーリザーブ33Fによってさらに、線路
2を介するエネルギー伝送が遮断された場合、双方向通
信インターフェース32Fが少なくとも短時間の間、駆動
される。
たトリガ命令を識別すると、トリガ器34Fを制御する。
これによりエネルギーがエネルギーリザーブ33Fから点
火素子4へ伝送される。さらに診断ユニット35Fは双方
向通信インターフェース32Fによって、点火装置3の構
成部材および構成素子をその機能について検査し、ない
しは測定を実行するように指示される。診断ルール、評
価ルール、および符号化/デコードルールは不揮発性メ
モリ36Fにファイルされている。
の回路のブロック回路図である。情報は交流信号ΔUと
して恒久的に伝送される直流信号Uに加算重畳される14
3F。
す。評価装置1側または点火装置3側からの伝送要求が
無ければ、直流信号Uだけが線路2に存在する。交流信
号ΔUの偏移行程は、直流信号Uの偏移行程に比較して
小さくなるように構成されている。これは大きな不要輻
射を回避するためである。例えば交流信号ΔUの偏移行
程は直流信号偏移行程Uの20%以下、有利には10%以下
である。
れる全体信号U′=UないしU+ΔUから出力結合する
ための回路のブロック回路図である。ここで直流信号U
は機能ブロック−エネルギー出力結合部311Fで出力結合
される。これとは別個にデータは機能ブロック−データ
出力結合部321Fで出力結合され、これに基づいて322Fで
増幅およびデコードされる。
点火装置3では線路2の各導体21,22に対して抵抗34が
直列に接続されている。抵抗34はコンデンサC1を介して
相互に接続されている。抵抗34はさらに、ブリッジ整流
器321として構成された整流回路32の入力端子に接続さ
れている。この整流回路の出力端子も制御可能なスイッ
チ手段35を介して相互に接続されている。さらに整流回
路32の一方の出力端子はダイオード36を介して、整流回
路32の他方の出力端子は直接、点火コンデンサ37と接続
されている。点火コンデンサ37の端子は論理回路33、2
つの診断装置39,およびそれぞれ1つの別の制御可能な
スイッチ手段38を介して点火素子4と接続されている。
抵抗34はさらにコンデンサC2および演算増幅器を介して
論理回路33と接続されている。
置3での短絡によってバスシステム全体(線路2)が短
絡するのを阻止し、さらに別の(それまで点火されなか
った)点火素子による時間的に遅れた点火を不可能にす
る。さらに抵抗34は電流が点火装置3から線路2を介し
て点火素子4の点火の際に点火コンデンサ37から流れる
ことを阻止する。
タを形成する。このローパスフィルタは、伝送される全
体信号U,U+ΔU中の高周波ノイズ成分を取り出し除去
するが、情報を含む交流信号ΔUの周波数は除去しな
い。従ってコンデンサC1の端子には以前と同じように、
実質的に全体信号U,U+ΔUが印加される。全体信号U,U
+ΔUはその後、ブリッジ整流器321によって整流され
る。従って点火装置3の入力端子で極性が間違っていて
も、常に正しい極性の全体信号U,U+ΔUがブリッジ整
流器321に続く点火装置3の回路部分に印加される。
ー蓄積コンデンサ37と共に周波数依存抵抗として作用す
る。このようなダイオード36の代わりに他の周波数依存
抵抗を使用することもできる。抵抗34もローパスフィル
タのフィルタリング特性に対して重要である。ローパス
フィルタはさらに高周波ビームが点火装置3に入力結合
するのに対抗するEMV保護部として用いられる。
ら出力結合された直流信号Uが正しい極性で印加され
る。これにより点火コンデンサが充電される。さらに直
流信号Uによって論理回路33と診断装置39が駆動され
る。
デンサC2の形態のハイパスフィルタに供給される。この
ハイパスフィルタの出力端子は交流信号ΔUを送出し、
この交流信号は演算増幅器OPを介して矩形信号に変換さ
れる。これにより論理回路33は交流信号ΔUを使用でき
る。コンデンサC2,ダイオード36および点火コンデンサ3
7は従って全体信号U,U+ΔUから一方では交流信号ΔU
を、他方では直流信号Uを出力結合するためのフィルタ
回路を形成する。ここで抵抗34もローパス特性を定める
ものである。
れ、評価される。場合によっては計算が実行され、測定
が行われ、または別のスイッチ手段38も点火素子4の点
火のために制御される。
は、制御可能なスイッチ手段35が論理回路33によって制
御される。制御可能なスイッチ手段35により、2本のワ
イヤ線路2の各導体21と22が抵抗34を介して短絡され
る。これにより2つの導体21,22、抵抗34並びに制御可
能なスイッチ手段35を介して電流が流れる。この電流は
評価回路1で識別され評価される。さらに複数の符号か
ら成る情報を伝送するために、制御可能なスイッチ手段
35は論理回路33によってビットパターンに従って制御さ
れる。データを逆伝送するためのこの電流変調は本発明
の構成ではとりわけ有利である。なぜなら、制御可能な
スイッチ手段35だけを論理回路33により操作すればよい
からである。この逆伝送方法では、点火装置3からエネ
ルギーは取り出されない。評価装置1から点火装置3へ
のエネルギー伝送は遮断される。これにより逆伝送のた
めに付加的エネルギーは必要ない。この利点は非常に重
要である。なぜならエネルギーは評価装置1から点火装
置3へ伝送され、任意の程度に点火装置で使用できない
からである。本発明による信号逆伝送に対する条件は直
流信号Uが線路に印加されていることである。
によって読み出され検査される。従って論理回路33によ
り読み出され、正しくないと見なされた逆信号ΔRは再
度伝送される。
逆伝送の際にローパスフィルタとして用いるほかに(す
なわち線路2が抵抗34を介して短絡したとき)、短絡し
た線路2を点火装置3の残りの回路部分から分離するの
にも用いる。
明の構成によって、装置をその不要輻射、構成素子コス
トおよび構成素子の多重使用の点で最適に構成すること
ができる。
との間に配置されている。これによって点火装置3の入
力端子での極性誤りの際でも、評価装置1と点火装置3
との間の通信は影響を受けない。この場合、点火装置3
から評価装置1へ伝送される情報は同じように符号化さ
れ、異なる符号は同じ周波数を有するが、位相が異なっ
ている。
される点火電圧並びに点火素子抵抗の測定を行う。さら
に別の制御可能なスイッチ手段38の機能能力が検査さ
れ、点火装置(別の制御可能なスイッチ手段38と点火素
子4を介する回路区間)における漏れ抵抗が測定され
る。測定結果は評価装置1へ伝送されるが、しかし論理
回路33自体で処理することも、または少なくとも予備処
理することもできる。論理回路33を評価回路1によって
機能能力について検査することができる。
価装置1の素子を示す。ここで線路2はバスシステムと
して構成されている。
ている。各点火装置3は機能ブロック−エネルギー出力
結合部311F、データ出力結合部323Fおよびデータ入力結
合部322Fを有する。点火装置3とは空間的に別個の、自
動車中の箇所でデータが入力結合され142F、エネルギー
が入力結合される141F。有利にはこの機能ブロックは評
価装置1に置換される。
ェーズ法が伝送される情報に基づいて示されている。図
8のaはクロック周波数を示し、このクロックによって
図8bの情報が伝送される。図8cには情報が最終的に伝送
される形式が示されている。ここで図8bの符号0/1は符
号化バイフェーズ法によって図8cの符号0/1に変換され
る。伝送される0と1は同じ周波数を有するが、しかし
相互に180゜位相がずれている。例えば符号0を伝送す
べき場合、これは先行して伝送された符号とは反対の位
相で伝送される。0の伝送中に極性変化は発生しない。
しかし1は極性変化を含んでいる。
わち図8cで+Uと−Uが逆さまの場合でも情報が失われ
ないという特性を有する。なぜなら伝送される信号中の
極性変化が重要であり、符号の極性/振幅は重要でない
からである。この種の符号化方法はバイフェーズコード
またはマンチェスター・コードとして知られている。
Claims (6)
- 【請求項1】評価装置(1)と、点火装置(3)と、乗
員保護手段の点火素子(4)と、点火コンデンサ(37)
とを有する自動車の乗員保護手段のトリガ装置であっ
て、 前記評価装置(1)では、センサ装置から事故識別のた
めに送出された衝突信号が評価され、 前記点火装置(3)は、前記評価装置(1)とは空間的
に分離して自動車中に配置されており、線路(2)を介
して評価装置(1)と電気的に接続されており、情報を
含む交流信号(ΔU)が評価装置(1)から点火装置
(3)へ伝送され、点火装置(3)の論理回路(33)で
評価され、 前記点火素子(4)は、点火装置(3)と電気的に接続
されており、 前記点火コンデンサ(37)は点火装置(3)において点
火素子(4)を点火するためのエネルギーを準備する形
式のトリガ装置において、 前記線路(2)は2本のワイヤ線路(21,22)として構
成されており、 直流信号(U)が論理回路(33)の駆動のために前記線
路(2)に入力結合され、 前記交流信号(ΔU)は直流信号(U)に加算されて伝
送され、 点火装置(3)は、フィルタ回路(31)と、整流回路
(32)と、前記線路(2)に直列に接続された高抵抗の
抵抗(34)と、スイッチ手段(35)とを有しており、 前記フィルタ回路で、直流信号(U)と交流信号(Δ
U)とが伝送された全体信号(U,U+ΔU)から導出さ
れ、 前記スイッチ手段(35)は、論理回路(33)により制御
可能であり、かつ整流回路(32)と論理回路(33)との
間に配置されており、 当該スイッチ手段により、前記線路(2)の各導体(2
1,22)が少なくとも1つの抵抗(34)を介して短絡され
る、 ことを特徴とするトリガ装置。 - 【請求項2】前記整流回路(32)を介して直流信号
(U)が論理回路(33)に供給され、 交流信号(ΔU)中の異なる符号は同じ周波数を有する
が、しかし位相は異なっている、請求項1記載のトリガ
装置。 - 【請求項3】整流回路(32)はブリッジ整流器(321)
を有する、請求項1または2記載のトリガ装置。 - 【請求項4】点火装置(3)はダイオード(36)を制御
可能なスイッチ手段(35)と論理回路(33)との間に有
する、請求項1記載のトリガ装置。 - 【請求項5】スイッチ手段(35)を交互に制御すること
により線路(2)に惹起される電流によって、抵抗(3
4)を介して情報が逆信号(ΔR)の形態で点火装置
(3)から評価装置(1)へ伝送され、 逆信号(ΔR)中の異なる符号は同じ周波数を有する
が、しかし位相は異なる、請求項1記載のトリガ装置。 - 【請求項6】交流信号(ΔU)は異なる符号(0/1)を
有し、当該符号は180゜相互に位相がずれている、請求
項1記載のトリガ装置。
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