JP3378855B2

JP3378855B2 - 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: JP3378855B2
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: 2003-02-17
Anticipated expiration: 2018-07-17
Also published as: KR20010022447A; DE59803536D1; WO1999006245A2; WO1999006245A3; EP0999956A2; KR100370807B1; US6448784B1; BR9811563A; DE19732677A1; JP2001512069A; EP0999956B1; ES2175781T3

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０
６８４１６３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９３／１７８９
３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Ｋ
Ｌ１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（Ｚｕｅｎ
ｄｐｉｌｌｅｎｗｉｄｅｒｓｔａｎｄ）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
_{ＰＲＵＥＦ}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_ＬＡＤＥ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Ｓ５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
_{ＰＲＵＥＦ}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

フロントページの続き (72)発明者クリスティアンツェルガードイツ連邦共和国レーゲンスブルクデヒベットナーシュトラーセ 23アー (56)参考文献特開平６−305393（ＪＰ，Ａ) 特開平８−188113（ＪＰ，Ａ) 特開平９−30363（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/16 - 21/32

Claims

(57)【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、点
弧エレメントを作動するのに不充分な電流が流れる程度
に放電されていて、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、点弧エレメン
トを作動するのに不充分な電流が流れる程度に放電され
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、点弧エレメントを作動するのに不
充分な電流が流れる程度に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、前記検査電圧
（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）が基準-乃至アース電位よりも大きな
値に上昇するかどうかの評価に依存して、電力段（３）
の機能が正常でないということを示すエラー信号（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、前記検査電圧（Ｕ
_{ＰＲＵＥＦ}）が基準-乃至アース電位よりも大きな値に
上昇するかどうか評価される請求項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、
点弧エレメントを作動するのに不充分な電流が流れる程
度に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、前記検査電圧
（Ｕ_{ＰＲＵＥＦ}）が基準-乃至アース電位よりも大きな
値に上昇するかどうか評価する請求項１０記載の方法。