JP3299976B2 - 自動車における保持手段のトリガのための装置 - Google Patents

自動車における保持手段のトリガのための装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求項１の上位概念記載の自動車におけ
る保持手段のトリガのための装置に関する。
このような装置（EP0641689A2）は配属された保持手
段の点火器を光信号によって点火する。この公知の装置
はこのためにトリガ装置を有し、このトリガ装置は光源
を制御するための制御回路を含む。光導波路はこの光源
から送信される光学的点火信号を点火器に伝送するため
に使用される。この単色性の点火信号は点火器に内蔵さ
れる点火材料を光学的に点火するために十分な大きさの
エネルギを有する。
この公知の装置は、光導波路及び点火器から構成され
る点火回路の機能監視部をまったく持たない。光導波路
及び点火器から構成されるこの点火回路が光学的遮断を
有する場合、すなわち例えば点火器が組み込みミス又は
不適切な修理の結果としてもはや正確に光導波路に装着
されていないか又は光導波路が大きな屈曲部又はそれ以
上に破損個所を有する場合、トリガ要求によって発生さ
れる高エネルギの光学的光信号／レーザ信号がこの光導
波路の端部で又はこの破損個所で阻止されずにこの光導
波路から外部に出て行ってしまうこともあり得る。この
ように外部に出て行く高エネルギの光パルスによって乗
客乃至は整備士又は修理要員がとりわけ眼に損傷をうけ
ることもあり得る。例えば整備工場において停車してい
る車両の場合でも、装置のセンサユニットをハンマーで
打つことによってトリガ要求が発生されることがあり得
る。さらに車両が火災を起こすこともあり得る。他方
で、保持手段は事故の場合及び点火回路にエラーがある
場合にはもはや適切にはトリガされ得ない。
DE4224166C2からトリガ装置が光導波路を介して点火
装置に接続されている装置が公知である。このトリガ装
置からこの点火装置へと伝達される光学的点火信号はこ
の点火装置で変換器によって電気信号に変換され、この
電気信号によってこの点火装置の電気的点火器が、通常
は点火パウダーに包み込まれたグローワイヤを有する点
火ピル（Zuendpille）が点火される。
このような装置では多数の光・電変換器及び電・光変
換器が必要とされる。点火装置の電気的な部分が故障し
ている場合でも光導波路には高エネルギの光学的的点火
信号が印加され得る。そして前述の不利な結果が起こり
うる。
それゆえ本発明の課題は、EP0641689A2の印刷物記載
の点火器の光学的な点火のための装置を改善し、公知の
装置の前述の欠点を回避し、とりわけ僅少な構成部材コ
ストにもかかわらず乗客に対する最高度の安全性を得る
ことである。
本発明は請求項１の特徴部分記載の構成によって解決
される。
この場合、制御回路によって制御されて一方では点火
器の点火のための光学的点火信号が送信される。点火過
程において、点火器の点火材料は点火信号に含まれるエ
ネルギによって爆発し、これによってこの点火材料を収
容している点火器のケーシングが目標破断個所で破砕さ
れ、解放されたエネルギによってこの点火器の周囲に配
置されたガス発生器がガスを解放する。この流出するガ
スは例えば公知のエアバックを充填し、またこの流出す
るガスは自動車の保持手段として安全シートベルトを引
き締めるために使用され得る。従って、点火過程に先だ
って光学的点火信号を電気信号に変換することなしに、
この点火器は直接光学的に点火される。この光学的点火
信号をトリガ装置から点火器へと伝送するために光学的
伝送手段、例えば光導波路が使用される。
他方で、点火回路の機能検査のための光学的検査信号
がトリガ装置から点火器へと伝送される。このトリガ装
置は、光学的伝送手段例えば上記の光導波路を介してこ
のトリガ装置に伝送されフォトレシーバにより受信され
る光信号を評価するための評価回路も含む。これによ
り、例えば送信された検査信号に対する応答としてこの
トリガ装置へと返送される光信号が受信され処理され
る。受信され評価されたこの光信号に依存して、評価回
路によって阻止信号が発生され、続いてこの阻止信号が
点火信号の送信を阻止する。有利には受信され評価され
たこの光信号に依存して例えば光学的又は音響的な警報
装置も活動化され、この警報装置によって乗客に乗客保
護システム、とりわけ点火回路の誤作動が通報される。
場合によってはプログラマブル不揮発性メモリへのエン
トリも行われる。
従って、本発明の装置によって、光学的伝送手段及び
点火器から構成される点火回路は永続的に又は周期的に
又は乗客保護システムの始動／開始の際にその作動可能
性について監視され、故障が発見された場合には点火信
号の送信が阻止される。より多数の光導波路及び／又は
変換器の形での付加的なコストが必要なしに、乗客保護
は実質的に高められる。
有利にはトリガ装置のフォトレシーバにより受信され
るこのような光信号は、送信された検査信号が反射素子
で反射されたものである。この場合、反射素子は光導波
路の点火器側の端部と点火器の点火材料との間に配置さ
れる。本発明の他の有利な実施形態の場合と同じように
この場合も光学的伝送手段は強いて光導波路に限定され
ているわけではない。
検査信号は、有利には高性能な光導波路で、正確には
光導波路に固定される点火器における反射素子で完全に
反射され、同じ光導波路を介してトリガ装置に返送され
る。このトリガ装置においてこの返送された信号はフォ
トレシーバによって受信され評価回路によって評価され
る。反射素子の透過率は、いずれにせよ検査信号の光強
度の大部分が反射され、さらに場合によってはほんの僅
かな光成分だけが点火材料に透過するように設定され
る。この透過する僅かな光成分は決して点火器を点火さ
せてはならない。他方で、検査信号の強度ならびに反射
素子の反射率はいずれにせよ次のように設定される。す
なわち、フォトレシーバにより受信される反射された検
査信号が、伝送路における減衰にもかかわらず処理する
のに十分な光強度／信号レベルを有し、同時に点火器の
反射素子で反射されたのではなく例えば光導波路の破損
個所で反射された検査信号とは明確に区別可能であるよ
うに設定される。後者の障害のある光導波路の場合、検
査信号のほんの僅かな成分のみが反射されトリガ装置に
返送される。光導波路のこのような屈曲個所又は破損個
所で反射される検査信号の成分は大きく減衰されている
ので、この成分は点火器の反射素子で反射された検査信
号から確実に区別できる。検査信号の大部分の強度成分
はこのような屈曲個所又は破損個所においてこの光導波
路から外部に出て行く。いずれにせよ、この検査信号
は、場合によっては外部に出て行くかもしれないこの検
査信号の大部分の強度成分が車両の乗客に危害を及ぼさ
ないように設定される。
光導波路の端部に点火器が取り付けられていない場
合、検査信号はそのほぼ全強度を有したまま光導波路の
この端部から外部に出て行く。場合によっては、ほんの
僅かな強度成分だけがこの光導波路の端部の端面で反射
され、極めて大きく減衰された光信号としてトリガ装置
によって受信される。検査信号の送信の後で、有利には
検査信号の送信後所定の時間間隔内にまったく光信号が
フォトレシーバによって受信されない場合乃至は極度に
小さい光強度、すなわち予め設定された閾値より小さい
光強度を有する光信号が受信され、これにより光導波路
と点火器との間の欠陥のある光学的結合が明らかになっ
た場合、評価回路から有利には阻止信号が発生される。
このためにこの評価回路は受信された光信号とこの閾値
とを比較するための比較手段を有する。
本発明の装置では、点火回路の機能監視のために反射
素子が使用され、有利には検査信号の送信の後でフォト
レシーバによって受信される光信号が導波路の破損又は
導波路の大きな屈曲がある場合のように最小光強度を下
回る場合には、阻止信号が評価回路によって発生され
る。この最小光強度は点火器が装着されていない場合に
受信される光強度より大きい値に設定される。というの
も、破損された光導波路における反射個所はトリガ装置
に向かってより近くに存在し、この破損個所で反射され
る信号の減衰はより小さくなるからである。
有利には第１及び／又は第２の上記の規準が満たされ
た場合に阻止信号が発生される。
従って、この本発明の解決法によって線路破損、線路
屈曲又は光導波路と点火器との間の不十分な光学的結合
が確実に識別される。
光導波路がトリガ装置の近傍で大きな屈曲個所乃至は
線路破損個所を有している場合、この屈曲個所乃至は破
損個所で反射される検査合パルスは短い線路長のため
に、従って僅かな減衰のために大きな光強度を有し得
る。この結果、場合によっては、点火器の反射素子でき
ちんと反射された検査信号と取り違えてしまう危険があ
る。それゆえ、フォトレシーバによって受信される光信
号が検査信号の送信後の非常に短い第２の時間間隔内に
評価回路によって受信されたことが確認された場合に
は、屈曲個所乃至は破損個所はトリガ装置の近傍にある
蓋然性が高い。この場合にも評価回路によって阻止信号
が発生される。この場合、この第２の時間間隔は第１の
時間間隔よりもはるかに短く設定される。というのも、
送信された検査信号は決してこの第２の時間間隔内に全
光導波路を往復してはならないからである。これに対し
て第１の時間間隔は、通常の状況下でトリガ装置から送
信された検査信号がこのトリガ装置から点火器までの区
間を光速でかつ十分な時間をかけて往復しなければなら
ないように設定される。
代替的に乃至は有利には付加的に、受信された光信号
の波長を検査することができる。この受信された光信号
の波長が送信された検査信号の波長から偏差している場
合には阻止信号が送出される。というのも、この受信さ
れた光信号は故障した点火回路のために光導波路に入力
結合された外部からの未知の光であると推論されるから
である。
車両における、例えばステアリングホイールにおける
点火器の限定された組み込み空間のために、有利には反
射素子は薄い反射層又は反射フォイルとして構成され
る。有利には薄いアルミニウムフォイルが使用される。
本発明のさらに別の有利な実施形態では点火器の点火材
料の表面が反射層として使用される。この場合、この点
火材料は例えば黒鉛を含み、この黒鉛は一方ではその光
吸収能力のために良好な光学的点火特性を有し、他方で
同時にその表面の相応の光沢のために良好な反射特性を
有する。
トリガ装置から点火器に伝達される高エネルギの光学
的点火信号は有利には反射素子によって反射されずに点
火材料に透過される。この場合、この反射素子は次のよ
うに構成される。すなわち、供給される最小エネルギを
上回る場合には、有利にはこの点火信号によって供給さ
れるエネルギによりこの反射素子が破壊されることによ
ってこの反射素子が少なくとも十分に光透過性になるよ
うに構成される。この特性を例えば薄いアルミニウムフ
ォイルは有する。点火材料が黒鉛であり、この黒鉛の磨
かれた表面が反射素子として使用される場合には、エネ
ルギ供給量が増大するにつれてこの黒鉛表面の反射率が
小さくなるように透過率は変化する。
反射素子の代りに、光導波路の端部と点火材料との間
に光信号の誘導された送出のための発光素子が設けられ
る。このような発光素子は実質的にはレーザの作動原理
に従う。検査信号のフォトンをこの発光素子に照射する
ことによってこの発光素子の電子はより高いエネルギ状
態に励起される。これらの電子がそれらの元のエネルギ
準位に戻る際に所定の波長のフォトンが送出される。こ
れらのフォトンは光電的に誘導された光信号を形成し、
この光信号が光導波路を介してトリガ装置に伝送され
る。検査信号がこの誘導された光信号のように単色性に
構成されるか又は少なくとも１つ狭い波長領域を有し検
査信号の波長領域とこの発生された光信号の波長領域と
が異なる場合には、トリガ装置の評価回路において受信
された発光素子の光信号はその波長に基づいて例えば光
導波路の破損個所で反射された検査信号から明確に区別
可能である。光導波路と点火器との間の光学的結合が不
完全である場合でも、評価回路により受信される光信号
は発光素子から送出されるであろう光信号の有する波長
を決して持たない。レシーバにより受信される光信号が
発光素子により送出される光信号の有する波長とは異な
る波長を有する場合、評価回路によってとりわけ点火信
号送信阻止のための阻止信号が発生される。代替的に又
は有利には付加的に、当然のことながら受信される光信
号の強度も監視することができる。この強度が最小閾値
を下回る場合、光導波路は例えば大きな屈曲のためにか
ろうじて限定的に機能しているにすぎない。よって、阻
止信号が送出される。
この場合、検査信号によって誘導され発光素子によっ
て送出される光信号の強度は、点火材料がこの送出され
る光信号によって点火されないように設定される。
この場合、発光素子は光学的ポンプとして作用し、有
利には砒化ガリウムを含む。この場合この発光素子は半
導体構成素子として集積され、これによりほんの僅少な
組み込み空間ですますことができる。
この発光素子は、十分なエネルギを加えられるとこの
発光素子の温度上昇によって点火材料が点火されるほど
に加熱する。
代替的に、光導波路の端部と点火材料との間に光信号
の誘導された送出のための発光素子を設けることがで
き、この発光素子は燐光性材料（phosphorisierendes M
eteril）を含む。光学的検査信号によるこの燐光性材料
の光学的励起によって光信号がこの発光素子から送出さ
れ、光学的伝送手段を介してトリガ装置へと逆方向に伝
達される。この光信号はこの発光素子に含まれる燐光性
材料のために時間的に長く持続する。この持続時間はい
ずれにせよマイクロ秒領域で有利には１μｓと10μｓと
の間であり、従ってこの光信号はフォトレシーバにとっ
て長時間識別可能であり続け、この期間に評価回路によ
りこの光信号の評価が行われる。さらに発光素子から送
出されるこの光信号はゆっくりと減衰する信号形式を有
する。この燐光性材料は、例えば腕時計や目覚まし時計
の燐光性材料から成るマーキングから周知のように、そ
の励起により「残光」を発する。
これによって、この評価回路はその性能において比較
的低く構成してもよい。というのも、長く持続的に受信
される光信号のために、この評価回路は評価に比較的多
くの時間を使用できるからである。エキサイタとしての
検査信号と応答として受信される光信号との間の区別の
精密さは実質的に高められる。
有利には燐光作用を有する発光素子を使用する場合に
はトリガ装置によって受信された光信号はその強度に関
して評価される。この受信された光信号の強度が最小閾
値を下回る場合、阻止信号が発生される。有利には付加
的に受信された光信号の信号形式が評価される。この受
信された信号が最小閾値より上の強度において減衰する
信号形式を有していても、点火回路は良好に機能してい
ると推論することができる。よって、阻止信号は発生さ
れない。他のあらゆる評価結果の場合には、阻止信号が
発生される。従って、点火回路の故障を示す未知の光の
作用が識別できる。この未知の光の作用は通常は減衰す
る信号形式を有していない。代替的に又は付加的に、受
信された光信号の波長が評価される。燐光性材料は狭い
波長領域を有する光を送出するので、受信された光信号
の波長が燐光性素子によって送出される光の波長から偏
差している場合には、阻止信号が発生される。この評価
が受信される信号の強度及び信号形式の評価に加えて行
われるならば、非常に正確に点火回路の作動可能性／障
害が検出される。
有利には、燐光性素子を使用する場合にも受信される
光信号に対する時間的な枠を設定する。他の前述しか解
決法の場合のように、受信される光信号は検査信号の送
信によって実現されるものでなければならない。従っ
て、検査信号の送出後に最大時間枠が、つまり第１の時
間間隔が設定され、この第１の時間間隔内に受信される
光信号が評価される。燐光性素子を使用する場合、付加
的に検査信号の送信後に次のような時点が設定される。
すなわち、場合によってはありうる検査信号の部分反射
を評価から排除し、燐光性素子側での僅少な遅延時間で
遅延する光信号の送出を正当に評価するために、この時
点以後にようやく光信号を評価することが許可されるよ
うな時点が設定される。
検査信号の送信と燐光性素子の光信号の受信との間の
比較的長い時間間隔のために、光源及びフォトレシーバ
は、本発明の有利な実施形態では、唯一の光学的構成素
子として構成される。この唯一の光学的構成素子は電気
パルスを例えば光学的検査パルスに変換し、さらに他方
で光パルスを電気パルスに変換する。このような光学的
構成素子は例えばレーザである。
光導波路と点火材料との間に反射素子、レーザ又は燐
光性素子を設ける代わりに、光導波路と点火器との間の
不完全な光学的結合又は線路破損は特別に構成された評
価回路だけでも識別できる。この場合、送信された検査
信号と受信された光信号との間の時間間隔が評価回路に
おいて評価される。
経過時間測定に基づいて例えば線路破損個所の検出が
できる。すなわち、送信された検査信号と受信された検
査信号との間の経過時間が短ければ短いほど、破損個所
乃至は屈曲個所は評価回路に近い。点火器がきちんと装
着されていない場合には検査信号の少なくとも僅かな成
分が光導波路の端部で反射される。従って、光導波路と
点火器との間の不十分な光学的結合も識別可能であり、
他の動作状態から区別できる。完全な経過時間評価にお
いて、点火器がきちんと装着されている場合に光導波路
の端部で反射される検査信号の強度は、点火器がきちん
と装着されていない場合に光導波路の端部で反射される
検査信号の強度から明確に区別される。というのも、光
導波路（ガラス、合成物質）と空気との間の屈折率はこ
の光導波路と点火材料との間の屈折率とは異なるからで
ある。点火器がきちんと装着されている場合には、点火
器がきちんと装着されていない場合よりも検査信号の大
部分が点火材料によって吸収される。しかし、この検査
信号は点火器を点火してはならない。
これに応じて阻止信号は評価回路によって発生され
る。阻止信号は、有利には他の本発明の解決法の場合の
ようにトリガ装置によって受信された光信号の光強度に
依存して発生される。
その他の点では全ての本発明の解決法においても光導
波路とトリガ装置との間の不十分な光学的結合は識別可
能である。
本発明の課題の他の解決法はトリガ装置と点火器との
間の第２の光導波路を配置することに関する。この場
合、検査信号及び点火信号は光源を有する制御回路によ
って発生され、第１の光導波路に供給される。フォトレ
シーバはトリガ装置側の第２の光導波路の端部に配置さ
れている。点火器側には、すなわち光導波路の端部と点
火材料との間には結合素子が配置されている。この結合
素子は第１の光導波路から入射する検査信号を第２の光
導波路に導く。この場合、この結合素子は、光信号が受
信される光導波路と同一の光導波路にこの光信号を反射
するのではなく第２の光導波路に反射する反射層と見な
すことができる。よって、この結合素子には先ほど反射
素子について説明した特性が当てはまる。例えば光導波
路は、入射角と反射角とが同一であるようにこの反射素
子の反射面に対して配置される。
この本発明の装置は、評価回路が極めて簡単な構造を
有するという利点を持つ。すなわち、点火器と光導波路
との間の光学的結合が不十分である場合乃至は光導波路
が中断されている場合には、フォトレシーバは光導波路
に大きな屈曲個所がある場合には極めて僅かな光信号し
か受信できないか、もしくは線路中断の場合又は点火器
が装着されていない場合には全く光信号を受信すること
ができないかのいずれかである。場合によっては線路中
断乃至は点火器が装着されていないことを識別するだけ
で十分であり、従って光強度の大きい受信光信号と光強
度のより小さな受信光信号とを区別するための評価回路
の区別回路を省くことができる。有利には評価回路は時
間窓を有し、この時間窓は本発明の装置の第１の実施形
態（キーワード：反射素子）から既知の第１の時間間隔
と同一である。従って、検査深信号送信後のこの第１の
時間間隔内にフォトレシーバが全く光信号を受信しない
場合には素子信号が評価回路によって発生される。
さらに別の本発明の解決法は同様に２つの光導波路を
評価装置と点火器との間に設けることであり、両方の光
導波路には光源が配属されている。フォトレシーバは同
様に両方の光導波路に配属されている。評価回路におい
て両方の光導波路に送出される検査信号の経過時間が評
価され互いに比較される。検出される経過時間が一致し
ない場合、阻止信号が発生され、これらの阻止信号が両
方の光導波路への点火信号の送信を阻止する。代替的
に、故障があると見なされた点火回路に配属されている
光導波路への点火信号の送信を阻止する阻止信号を発生
することもできる。
エラーのある点火回路の決定は、送信された検査信号
の後に受信される光信号の評価によって、有利には他方
の点火回路の測定結果との比較によって行われる。
この装置は、付加的に、各光導波路の端部とこれら２
つの光導波路を介してトリガ装置に接続される点火器と
の間の反射素子か又は発光素子を有することもできる。
本発明の他の有利な実施形態は従属請求項に記されて
いる。
本発明及び本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく
説明する。
図１は本発明の装置のブロック回路図である。
図２〜図６はこの装置の１つ又は複数の光導波路と点
火器との間の本発明の結合部を示す。
図７は本発明のトリガ装置の回路図である。
図の中の同一の素子乃至は信号はこれらの図において
同一の参照符号によって示されている。
図１には電圧源UBat、給電電圧UVersを供給する電圧
調整器18、点火コンデンサ17、加速度センサ15、センサ
評価器151、２つの制御回路11、２つの評価回路13、２
つのフォトレシーバ14、２つの光源12及び４つの制御可
能なスイッチング段19を有する本発明の装置１が図示さ
れている。
電圧調整器18によって電圧源UBatからトリガ装置１に
必要な給電電圧UVersが導出される。さらに電圧源UBat
を介して点火コンデンサ17が充電され、この点火コンデ
ンサ17はリザーブエネルギ源としてトリガ装置によって
制御される点火器の点火に使用される。電圧源UBat及び
点火コンデンサ17は例えば加速度スイッチとして構成さ
れているセーフィングセンサ16を介してトリガ回路12、
19に接続されている。これらトリガ回路12、19はそれぞ
れ２つの制御可能なスイッチング段19及びこれら制御可
能なスイッチング段19の間の光源12を有する。個々のト
リガ回路は互いに並列に配置されている。制御回路11は
トリガ回路のそれぞれ２つの制御可能なスイッチング段
19の制御に使用される。さらに各トリガ回路にはフォト
レシーバ14が配属されており、このフォトレシーバ14は
評価回路13に接続されている。
加速度センサ15によって車両加速度が検出され、この
車両加速度は加速度信号BSとしてセンサ評価器151に供
給され、そこで評価される。乗客保護用装置の１つ又は
複数の場合によっては選択された保持手段が供給された
加速度信号BSの評価に基づいてトリガされる場合に、セ
ンサ評価器151は相応のトリガ信号ASを該当する制御回
路11に送出する。制御回路11は配属されたスイッチング
段19をオンし、これによって光源12を電流が流れる。こ
れが高エネルギの光学的点火信号ZSの送出をもたらす。
各光源12は光導波路２を介して配属された保持手段の
点火器３に光学的に結合されている。点火信号ZSは点火
器３に供給され、点火器３の点火材料が光学的に点火さ
れ、これにより保持手段がトリガされる。さらに光源12
を介して制御回路11によってトリガされる光学的検査信
号PSが点火器３に伝達される。トリガ装置１に伝達され
る光信号ESは点火回路毎にフォトレシーバ14によって受
信され、配属された評価回路13で評価される。受信され
た光信号ESに依存して制御信号SSが発生され、これら制
御信号SSは各々の配属された制御回路11、他のトリガ回
路に配属された制御回路11又はセンサ評価器151をそれ
ぞれの動作方式で制御する。
光源12は有利にはレーザ源、例えばレーザダイオード
として構成されている。フォトレシーバ14は有利にはフ
ォトトランジスタ又はフォトダイオードとして構成され
ている。点火信号ZSを送出するために、とりわけ点火器
３を点火するのに十分なエネルギを有する点火信号ZSを
発生することができるレーザ源が有利である。低エネル
ギに構成される検査信号PSの送出のためには非単色光も
発生する任意の発光ダイオードが使用される。有利には
赤外線発光ダイオードが検査信号送出のために使用さ
れ、他方で点火信号送出のためにはレーザダイオードが
使用される。
図７にはトリガ装置１の部分の回路装置が示されてい
る。このトリガ装置１は点火信号ZSならびに検査信号PS
の送出のためのレーザダイオード121を有する。この場
合、レーザダイオード121は一方ではアースに接続さ
れ、他方では抵抗R2及び制御可能なスイッチ191に直列
に接続され、さらにもう１つの制御可能なスイッチ19
2、抵抗R1及び給電電圧UVersに直列に接続されている。
第１の制御可能なスイッチ191の制御入力側はANDゲート
＆に接続されており、このANDゲート＆の入力側には電
気的点火信号EZSが制御回路11により印加されさらに評
価回路13により供給される阻止信号SSが印加される。も
う１つの制御可能なスイッチ192の制御入力側はORゲー
ト＞１に接続されており、このORゲート≧１の入力側に
は制御回路11の電気的点火信号EZS及び電気的検査信号E
PSが印加される。
レーザダイオード121は光導波路２に光学的に接続さ
れている。光学的点火信号ZSがトリガ装置１によって送
出される場合、制御回路11によって例えば１を有する電
気的点火信号EZSが印加され、評価回路の阻止信号SSは
点火回路にエラーがない場合には１を有する。この結
果、制御可能なスイッチ191及び192がオンされ、これに
より抵抗R2が短絡され、大きな電流が光源12を流れる。
この結果、高エネルギの光学的点火信号ZSが光導波路２
に送出される。
光学的検査信号Ｓが光導波路２を介して送出される場
合、制御回路11によって０を有する電気的点火信号EZS
が印加され、これに対して電気的検査信号EPSは１を有
する。この結果、制御可能なスイッチ192がオンされ
る。１を有する阻止信号が予め印加されることによって
制御可能なスイッチ191は非導通状態である。この結
果、抵抗R2で電圧は降下し、これによって小さい電流が
光源12を流れる。この結果、低エネルギの光学的検査信
号PSが光導波路２に送出される。例えばこの光導波路２
を介して受信される光学的信号ESによって評価回路13が
点火回路２、３のエラーを識別する場合、評価回路13に
よって０を有する阻止信号SSが印加され、この結果、た
とえ制御回路11によって１を有する電気的点火信号が印
加されても光学的点火信号ZSの送出はいずれにせよ阻止
される。
制御回路11、評価回路13及びセンサ評価器151は有利
には共にマイクロプロセッサとしてインプリメントされ
る。
図２〜図５では点火器３に少なくとも１つの光導波路
２が結合されている。この場合、この点火器３は通常は
ケーシング31を有し、このケーシング31はチャンバを有
する。このチャンバは点火材料32で充填されている。図
２では光導波路２の端部EAと点火材料32との間に反射素
子４が配置されている。検査信号PSはこの反射素子４で
反射され、反射信号RSとしてトリガ装置１に返送され
る。点火信号ZSは反射層４を破壊し、この結果、点火信
号ZSに含まれているエネルギが点火材料32に伝えられ
る。代替的に、高エネルギの点火信号Ｚによって反射素
子４の透過特性が変化され、高エネルギ信号が点火材料
32に透過される。図３では光導波路２の端面に面した点
火材料32の表面321が反射層として使用される。光導波
路２は光学的伝送に影響を及ぼさない接続フォイル322
を介して点火材料32に接続されている。この接続フォイ
ル322は、場合によってはパウダ状の形態で存在する点
火材料32が点火器３のケーシング31から外部に漏れ出る
のを防ぐためだけに使用される。他には光導波路２と点
火材料32との間にその他の様々な光学的素子を配置する
こともできる。例えば、点火信号を点火材料32の所定の
地点に集束させるためにレンズを配置する。
図４には発光素子５を有する本発明の解決法が示され
ている。この場合、この発光素子５に波長λ２で衝突す
る検査信号PSによって結果的にこの発光素子５によって
発生される波長A1を有する光信号ASが返送される。この
波長λ１は波長λ２とは異なる。点火信号ZSには図２及
び図３の説明が当てはまる。
図５では２つの光導波路21及び22が点火器３に接続さ
れている。この場合、点火器３は結合素子６を有し、こ
の結合素子６は第１の光導波路21を介して入射する検査
信号PSを第２の光導波路22へと誘導する。この結合素子
６はこの場合特別に構成された反射層と見なしうる。
図６には２つの光導波路を有する本発明の解決法が図
示されており、光導波路21及び22における検査信号の経
過時間差が評価される。この場合、光導波路21及び22は
トリガ装置側で光源12から供給され、この光源12は有利
には各光導波路21、22に対してそれぞれ光信号器123、1
24を有する。各光送信器123、124は他方の光送信器12
4、123とは無関係に活動化される。両方の光導波路21、
22に対して唯一の光送信器を有するただ１つの光源12を
使用する装置では、点火及び検査信号ZS、PSを同時に両
方の光導波路21、22に送出することしかできない。点火
回路にエラーが識別され次いで送出すべき点火信号を阻
止する場合に１つの点火回路を択一的に選択することは
もはやできない。通常はフォトレシーバ14は光導波路2
1、22毎にそれぞれフォトトランジスタ141、142等々を
有する。
本発明の装置は１つ又は２つの点火器に限定されるも
のではない。この場合、点火器の制御は図１によればポ
イントツーポイント（point to point）接続を介して実
行することができ、それぞれ光源が光導波路を介して点
火器とコミュニケートする。しかし、本発明はこのコミ
ュニケーションのやり方に限定されるものではない。任
意に１つの光源を複数の点火器に対して設けることもで
き、アクティブな又はパッシブな光学的マルチプレクス
装置によって個々の選択された点火器を選択して唯一の
光源だけを介してこの個々の選択された点火器を制御す
ることもできる。
受信される光信号の波長が評価される適用例では、フ
ォトレシーバは有利にはこの波長（領域）に対するフィ
ルタとしても作用する。この場合、例えば使用されるフ
ォトトランジスタは相応のスペクトル特性曲線を有する
か、又はフォトトランジスタにスペクトルフィルタが前
置接続される。
有利には光源、フォトレシーバ及びこの光源を制御す
る制御可能なスイッチング段が共に集積チップに設けら
れる。
本出願における光信号乃至は光学的信号の概念は、可
視光ではない光、例えば赤外線ビーム及び他の波長領域
も含んでいる。この場合、例えば光源として使用される
レーザダイオードは約800nmの光信号を発生する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルクス ヴィッケ ドイツ連邦共和国 Ｄ―93138 ラッパ ースドルフ ハレスホーファーヴェーク ９ (72)発明者 ゲールハルト クーン ドイツ連邦共和国 Ｄ―93096 ケーフ ェリング アム バーンホーフ11アー (72)発明者 ブルーノ アックリン ドイツ連邦共和国 Ｄ―93059 ケーゲ ンスブルク アンド レアスシュトラー セ 17ツェー (56)参考文献 米国特許4917014（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60R 21/32

Claims (33)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】自動車における保持手段のトリガのための
    装置であって、 トリガ装置（１）を有し、該トリガ装置（１）は光源
    （12）を制御するための制御回路（11）を有し、 前記光源（12）から送信される光学的点火信号（ZS）を
    保持手段の点火器（３）に伝送するための光学的伝送手
    段（２）を有する、自動車における保持手段のトリガの
    ための装置において、 前記制御回路（11）によって制御されて光学的検査信号
    （PS）が前記光源（12）よって送信され、 前記トリガ装置（１）は、前記光学的伝送手段（２）を
    介して前記トリガ装置（１）に伝送されフォトレシーバ
    （14）によって受信される光信号（ES）を評価するため
    の評価回路（13）を有し、 受信され評価された前記光信号（ES）に依存して評価回
    路（13）によって阻止信号（SS）が発生され、該阻止信
    号（SS）によって前記点火信号（ZS）の送信が阻止され
    ることを特徴とする、自動車における保持手段のトリガ
    のための装置。
  2. 【請求項２】光学的伝送手段（２）は光導波路として構
    成されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】光源（12）はレーザ源（121）として構成
    されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】光源（12）は、点火信号（ZS）を送信する
    ためのレーザ源（121）及び検査信号（PS）を送信する
    ための、前記レーザ源（121）とは異なる光送信器（12
    2）を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】点火信号（ZS）は第１の光強度（LI1）を
    有し、検査信号（PS）はより小さい第２の光強度（LI
    2）を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】評価回路（13）は受信された光信号（ES）
    を閾値（MLI）と比較するための手段を有することを特
    徴とする請求項１記載の装置。
  7. 【請求項７】光学的伝送手段（２）の点火器側の端部
    （AE）と点火器（３）の点火材料（32）との間には、検
    査信号（PS）を反射するための反射素子（４）が配置さ
    れていることを特徴とする請求項２記載の装置。
  8. 【請求項８】反射素子（４）は、供給される最小エネル
    ギを上回る場合には少なくとも十分に光透過性となるこ
    とを特徴とする請求項５及び７記載の装置。
  9. 【請求項９】点火器（３）は、光導波路（２）とは構造
    上別個のユニットとして構成されており、固定エレメン
    トを介して前記光導波路（２）に接続されており、 反射素子（４）は前記点火器（３）に配属されているこ
    とを特徴とする請求項７記載の装置。
  10. 【請求項１０】反射素子（４）は薄い反射層又は反射フ
    ォイルとして構成されていることを特徴とする請求項７
    記載の装置。
  11. 【請求項１１】反射素子（４）はアルミニウムフォイル
    であることを特徴とする請求項７記載の装置。
  12. 【請求項１２】点火材料（32）の表面（321）は反射素
    子（４）として使用されることを特徴とする請求項７記
    載の装置。
  13. 【請求項１３】点火材料（32）は黒鉛を含むことを特徴
    とする請求項12記載の装置。
  14. 【請求項１４】光学的伝送手段（２）の点火器側の端部
    （AE）と点火器（３）の点火材料（32）との間には、所
    定の波長（λ１）の光信号（AS）の励起された送信のた
    めの発光素子（５）が配置されており、トリガ装置
    （１）によって供給される検査信号（PS）がこの光学的
    励起のために使用されることを特徴とする請求項１記載
    の装置。
  15. 【請求項１５】光源（12）から送信される検査信号（P
    S）の波長（λ２）は、発光素子（５）から送信される
    光信号（AS）の波長（λ１）とは異なることを特徴とす
    る請求項14記載の装置。
  16. 【請求項１６】発光素子（５）は砒化ガリウムを含むこ
    とを特徴とする請求項14記載の装置。
  17. 【請求項１７】点火器（３）は光導波路（２）とは構造
    上別個のユニットとして構成されており、固定エレメン
    トを介して前記光導波路（２）に接続されており、 発光素子（５）は前記点火器（３）に配属されているこ
    とを特徴とする請求項14記載の装置。
  18. 【請求項１８】フォトレシーバ（14）によって受信され
    た光信号（ES）が予め設定される波長（λ１）から偏差
    している場合、阻止信号（SS）が評価回路（13）によっ
    て発生されることを特徴とする請求項14記載の装置。
  19. 【請求項１９】前記予め設定される波長（λ１）は、発
    光阻止（５）から送出される光信号（AS）の波長（λ
    １）に相応することを特徴とする請求項18記載の装置。
  20. 【請求項２０】光学的伝送手段（２）は、第１の光導波
    路（21）及び第２の光導波路（22）を有し、前記第１の
    光導波路（21）には光源（12）が配属されており、前記
    第２の光導波路（22）にはフォトレシーバ（14）が配属
    されており、 点火器側には光学的結合素子（６）が配置されており、
    該光学的結合素子（６）によって前記第１の光導波路
    （21）から出てくる光が前記第２の光導波路（22）に導
    入されることを特徴とする請求項１記載の装置。
  21. 【請求項２１】光学的伝送手段（２）は第１の光導波路
    （21）及び第２の光導波路（22）を有し、 光源（12）及びフォトレシーバ（14）は両方の光導波路
    （21、22）に配属されており、前記第１及び第２の光導
    波路（21、22）を介してトリガ装置（１）に伝送される
    光信号（ES1,ES2）を評価するための評価回路（13）が
    設けられていることを特徴とする請求項１記載の装置。
  22. 【請求項２２】検査信号（PS）を両方の光導波路（21、
    22）に送信した後で光信号（ES1,ES2）が少なくとも１
    つのフォトレシーバ（141、141）によって受信される場
    合に、阻止信号（SS）が評価回路（13）によって発生さ
    れることを特徴とする請求項21記載の装置。
  23. 【請求項２３】光学的伝送手段（２）の点火器側の端部
    （AE）と点火器（３）の点火材料（32）との間には発光
    素子（５）が設けられており、該発光素子（５）は燐光
    性材料（phosphorisierendes Material）を含むことを
    特徴とする請求項２の装置。
  24. 【請求項２４】唯一の光学的構成要素が光源（12）及び
    フォトレシーバ（14）として使用されることを特徴とす
    る請求項23記載の装置。
  25. 【請求項２５】検査信号（PS）の送信の後に所定の第１
    の時間間隔（T1）内にフォトレシーバ（14）によって受
    信される光信号（ES）のみが評価回路（13）によって阻
    止信号の発生のために考慮されることを特徴とする請求
    項１記載の装置。
  26. 【請求項２６】検査信号（PS）の送信後に光信号（ES）
    がフォトレシーバ（14）によって受信される場合に、阻
    止信号（SS）が評価回路（13）によって発生されること
    を特徴とする請求項１記載の装置。
  27. 【請求項２７】阻止信号（SS）は受信された光信号（E
    S）の光強度に依存して評価回路（13）によって発生さ
    れることを特徴とする請求項１記載の装置。
  28. 【請求項２８】評価回路（13）において送信された検査
    信号（PS）と受信された光信号（ES）との間の時間間隔
    が評価されることを特徴とする請求項１記載の装置。
  29. 【請求項２９】阻止信号（SS）は、検査信号（PS）が送
    信されてから経過した時間に依存して評価回路（13）に
    よって発生されることを特徴とする請求項28記載の装
    置。
  30. 【請求項３０】検査信号（PS）の送信後に所定の第２の
    時間間隔（T2）内にフォトレシーバ（14）によって光信
    号（ES）が受信される場合に、評価回路（13）によって
    阻止信号（SS）が発生されることを特徴とする請求項１
    記載の装置。
  31. 【請求項３１】フォトレシーバ（14）は予め設定される
    波長（λ１）に対するスペクトルフィルタを有すること
    を特徴とする請求項１記載の装置。
  32. 【請求項３２】評価回路（13）において受信された光信
    号（ES）の信号経過が評価されることを特徴とする請求
    項23記載の装置。
  33. 【請求項３３】点火器（３）は光導波路（２）とは構造
    上別個のユニットとして構成されており、固定エレメン
    トを介して前記光導波路（２）に接続されており、 発光材料、つまり燐光性材料を有する素子（５）は前記
    点火器（３）に所属されていることを特徴とする請求項
    23記載の装置。
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