JP4038022B2

JP4038022B2 - 車両乗員保護装置における少なくとも１つの点火装薬の抵抗測定および漏れ電流測定のための診断回路およびそれに対応して設計された乗員保護装置

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Publication number: JP4038022B2
Application number: JP2000569247A
Authority: JP
Inventors: ヘルマンシュテファン; シュヴァルトマルテン; ベラウホルスト
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: US20010052777A1; US6498494B2; KR100673665B1; DE59902212D1; JP2002524742A; EP1112504B1; WO2000014555A1; KR20010086373A; EP1112504A1

Description

【０００１】
本発明は、少なくとも１つの電気的負荷たとえば車両乗員拘束装置における点火装薬の抵抗および漏れ電流を測定する診断回路に関する。点火装薬として設けられたこのような電気的負荷においては、点火装薬の適正な動作機能を保証できるようにする目的で、診断のため抵抗と漏れ電流の測定とを要求されることが多い。このような診断は規則的または不規則なインターバルで、たとえば自動車始動時などに実行することができる。診断において、点火装薬の抵抗が許容範囲外にあること、および／または許容できない漏れ電流が発生していることを検出するようにすれば、適時にエラーメッセージを送出することができ、および／または点火装薬制御用の制御パラメータ（動作電圧、動作電流、制御時間）を必要に応じて整合させることができる。
【０００２】
診断測定にあたり通例、点火装薬抵抗と点火装薬漏れ電流が相前後して測定される。しかし、最近の自動車乗員拘束システムにおいてしばしば該当するように、多数の点火装薬が設けられている場合には、すべての点火装薬を検査するのに長い期間を要する。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願 DE 196 38 393 C1 から請求項１の上位概念に記載の診断回路が公知である。これによれば、テストすべき点火装薬へ広帯域で制御される電流源から給電され、その際に点火装薬のところで降下する電圧がやはり広帯域で給電される相関器へスイッチ素子を介して供給される。また、漏れ電流を測定するため、漏れ電流測定用の別個の電流源をアースまたはバッテリ電圧に対向して設けることができる。
【０００４】
アメリカ合衆国特許 US 5 640 095 には回路点の漏れ抵抗をテストする回路について記載されており、これによればテスト電流がその回路点に供給され、その際に回路点に発生する電圧が測定される。バイポーラの漏れ抵抗測定のために、互いに逆方向の２つの測定電流を回路点に供給することができる。
【０００５】
ヨーロッパ特許出願 EP-A 0 486 114 には電気回路を漏れ電流についてテストする装置が開示されており、この場合、回路はブリッジ回路の一部分を成しており、その分岐に同じ電流が供給される。漏れ電流測定のためブリッジ電圧が評価される。
【０００６】
本発明の課題は、迅速に実施できる精密な診断を実現する診断回路を提供することにある。
【０００７】
この課題は請求項１の特徴部分に記載の構成により解決される。さらに本発明によれば、請求項９または１０記載の自動車乗員保護装置が提供される。また、従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。
【０００８】
本発明による診断回路によれば、少なくとも１つの負荷たとえば点火装薬の電気抵抗と漏れ電流が、少なくとも部分的に別個に作られた測定回路によって測定される。これらの測定を同時に実行することができる。このようにすることで、抵抗測定と漏れ電流測定に全体として必要とされるタイムインターバルが相当に短くなる。殊に検査すべき多数の負荷が存在する場合、たとえば１０個よりも多くの点火装薬用点火回路が存在する場合、全体的に必要とされる診断タイムインターバルを劇的に短縮することができる。しかも同時に漏れ電流を測定すれば、電流測定に基づく抵抗測定結果を、漏れ電流を考慮してただちに補正することができ、その結果、測定精度が高まる。
【０００９】
漏れ電流測定は、入力側に供給される電流と出力側で測定される電流との差を形成することにより簡単に行うことができる。この差分電流は有利には抵抗分圧器によって捕捉され、この分圧器はそのタップから漏れ電流を表す電圧を発生させる。この場合、互いに接続された２つの電流バンクが設けられており、これらの電流バンクは、点火装薬に供給される電流もしくは点火装薬から流出する電流をシミュレートしている。これらの電流バンク間の接続点に、漏れ電流測定回路有利には抵抗分圧器を接続することができる。抵抗分圧器により、接続点に現れる測定電圧が抵抗分圧器に加わる各基準電圧の間に位置し、漏れ電流方向に応じて高くなったり低くなったりするようになる。しかし抵抗分圧器の代わりに、アースに対向して接続されたただ１つの抵抗を設けることもできる。この場合、漏れ電流測定電圧は漏れ電流方向に応じてその極性を変化させる。
【００１０】
有利には電流バンクの１つに電圧調整器が接続されており、この調整器は負荷端子に現れる電圧を所定の値に合わせて調整する。このようにして、負荷における電流および電圧特性がまえもって固定的に定められ、この端子と接続された電流バンクは、他の負荷端子に接続された電流バンクとは異なり、印加された電圧により制御され、印加された電流によっては制御されない。有利な実施形態によれば電圧は可変であり、したがってたとえば漏れ電流測定を様々な電位値によって繰り返すことができる。このため、アースと給電電圧との間に位置する電位値に対する漏れ抵抗を検出することもできる。
【００１１】
この診断回路は有利には自動車乗員保護装置たとえばエアバッグシステムなどに適用され、乗員拘束システム制御装置にじかに統合することができる。このことによって、定常化時間の短い迅速な診断が行えるようになる。
【００１２】
有利には、以下のような電流バンク（カレントミラー回路）が設けられている。すなわちこの電流バンクは、診断時に点火装薬に流れ有利には電流源を介して印加される電流を等しくまたは一定の比例関係でシミュレートし、その電流を別個の端子を介して抵抗測定回路および漏れ電流測定回路へ導く。このことにより、実際に点火装薬に流れる電流の影響や変造を伴わずに電流測定を行うことができる。また、抵抗測定や漏れ電流測定における不所望な相互作用も、別個の電流バンク端子によって阻止することができる。この場合、有利な１つの実施形態によれば、抵抗測定回路および漏れ電流測定回路へ供給される電流は、点火装薬へ供給される電流の一部分たとえば１０分の１に相応する。このことで、信頼性の高い診断のために点火装薬に十分に電流を確実に供給できる一方、評価にあたりごくわずかな電流しか処理しなくて済むようになる。しかもこのように僅かな電流ゆえに電力消費が小さくなり、評価回路に強い熱的負荷が生じないようになる。さらにこの場合、僅かな電流しか形成しなくてよいし、供給しなくてよい。また、有利にはアナログ形式で構成されたマルチプレクサを使用し、つまりは多数の点火装薬を時間ごとに選択して測定することで、電流消費が格段に抑えられるようになる。
【００１３】
点火装薬抵抗測定は有利には別個の測定により行われ、これによれば点火装薬を流れ有利には電流バンクを介してシミュレートされる電流とその際に点火装薬のところで降下する電圧が測定される。
【００１４】
さらに有利には、抵抗測定と漏れ電流測定のためにそれぞれ異なる電流を発生させる。漏れ電流は、ごく僅かな電流強度で測定するのがよい。なぜならばこの場合には、不所望な損失がかなり大きく生じるからである。
【００１５】
また、種々の負荷の切り替え用にマルチプレクサを設けるとよい。そのようにすれば、抵抗および漏れ電流測定コンポーネントをそれぞれ１つだけ設ければよくなり、このことで回路の煩雑さが抑えられるだけでなく、等しい測定条件、感度、測定許容範囲等が保証され、また、任意の拡張性も得られるようになる。また、較正も１回で済ませられる。
【００１６】
それぞれ異なる電流強度を用い測定結果の差分を形成することで測定を２回繰り返すようにすれば、漏れ電流補償および／またはオフセット補償を伴う精確な抵抗測定を実現することができる。
【００１７】
このようにして、多数の負荷たとえば点火装薬を同じ抵抗および漏れ電流測定コンポーネントを用いて測定することができる。マルチプレクサはたとえばアナログマルチプレクサとして設計されており、個々の点火装薬と直列に接続されたスイッチを有しているので、点火装薬を次々に個別にテストすることができる。点火装薬のところで降下する電圧は、有利には電圧検出器たとえば演算増幅器により測定される。有利にはこの演算増幅器もマルチプレクサのスイッチを介して、検査すべきすべての負荷の端子と接続される。たしかにこれにより回路がいくらか複雑になり、負荷と直列に接続されたマルチプレクサスイッチの電流バンク端子と演算増幅器とをダイレクトに接続して余分なスイッチを用いずに実現することよりも、多少はコストがかかる。とはいえこのように結線することで、負荷と直列に接続されたマルチプレクサスイッチにおける電圧降下によって何らかの誤りが生じることなく、負荷電圧をダイレクトに測定することができる。有利には、この演算増幅器と負荷との間に付加的なダイオードが設けられており、このダイオードによって逆方向電流等による悪影響が抑えられる。
【００１８】
さらに有利には、電圧調整器が電圧検出器の端子とダイレクトに接続されており、したがって目下つながっているマルチプレクサスイッチを介して目下測定される点火装薬の端子につなげられ、その結果、そこに現れる電位が調整される。
【００１９】
本発明は、抵抗や漏れ電流を測定すべきあらゆる電気的負荷に適しているが、殊に多数の点火装薬点火回路の点火装薬診断に適しており、たとえばそのために設計されている。それというのも本発明によれば、定常化時間が短く漏れ電流や点火装薬抵抗を同時に測定できるようにして非常に迅速な診断測定を実現できるからであり、しかも簡単に構成され制御可能なアナログマルチプレクサを用いることができるからである。アナログマルチプレクサに対する回路技術的および制御技術的な要求は非常に小さく、その理由は点火装薬ごとに少数のスイッチ（点火装薬あたり４つのスイッチ）しか必要とされないからである。すべての診断測定を実施するために、他の回路コンポーネントを共通に使用することができ、したがって１つしか設けなくてよい。本発明を１つの集積回路として形成することもでき、その場合に僅かなシリコン面積しか必要としない。
【００２０】
さらに本発明は、このような診断回路を装備した自動車乗員保護装置にも係わる。この乗員保護装置は、点火トランジスタをそれぞれ異なるチップに分散させることで高い動作信頼性が得られることで優れており、および／または少数の点火トランジスタや導線によって点火装薬の点火を実現することができ、しかもその際、選択的なテストの能力も維持されている。
【００２１】
次に、図１〜図５に描かれたブロック回路図を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【００２２】
図１に描かれている診断回路は電流バンク（カレントミラー回路）１を有しており、これは複数の（ここでは４つの）トランジスタから成り、それらのトランジスタはそれぞれ等しいまたは比例関係的に等しい電流を流すように結線されている。個々のトランジスタに付されている数値「１」もしくは「１０」は電流増幅率を表しており、数値「１」の付されたトランジスタはそれぞれ等しい大きさの電流を流すのに対し、数値「１０」の付されたトランジスタは１０倍の電流を流す。電流バンク１における各トランジスタのすべのエミッタ端子は共通に給電電圧端子２に接続されており、そこには給電電圧ＶＺが加わっている。電流バンク１におけるすべてのトランジスタの制御端子は、内部的に互いに接続されさらに端子４と接続されており、この端子はスイッチ１７を介して電流源１８につながっている。電流源１８は殊に漏れ電流測定に使われ、たとえば０．５ｍＡという僅かな電流を発生させる。
【００２３】
電流バンク１における各トランジスタの別の出力側（コレクタ）は、それぞれ互いに無関係に端子６，７または９と接続されている。
【００２４】
第２の電流バンク（カレントミラー回路）３も電流バンク１と同じように構成されており、まとめられた個々のエミッタ端子を介して給電電圧端子２と接続されているのに対し、電流バンク３における各トランジスタの制御端子はそれぞれいっしょに接続されさらに出力端子５と接続されている。そしてこの出力端子は、スイッチ１９を介して電流源２０と接続可能である。電流源２０は、電流源１８よりも大きい電流たとえば３．５ｍＡを発生する。電流バンク３における各トランジスタの別の出力端子はそれぞれ別個に端子６，７または９とつながっており、したがって電流バンク１の各端子とペアを成して接続されている。この場合、電流バンク１および３において端子９と接続されている両方のトランジスタはともにそれぞれ増幅率「１０」を有しているのに対し、他のすべてのトランジスタは増幅率「１」を有している。
【００２５】
測定すべき負荷は点火装薬２４であって、これは端子９とアース端子４１との間に接続された直列回路の一部を成している。この直列回路には順番に、順方向接続されたダイオード１０、スイッチ２１、（接点接続および測定用の）端子２３と２５の間に接続された点火装薬２４、スイッチ２７、順方向接続されたダイオード２８、ならびに別の電流バンク３６における１つのトランジスタが含まれている。
【００２６】
端子６にはアース端子として用いられる端子１１が接続されており、この端子１１とアースとの間に規定の抵抗値をもつ測定抵抗１３が接続されている。また、端子７にもやはりアース端子として用いられる端子１２が接続されており、この端子１２は抵抗１４と１６を有する抵抗分圧器のタップ１５とつなげられている。直列に接続されているこれらの抵抗１４および１６は２つの基準電位の間に接続されており、つまり一方では基準電圧ＶＣＣ５（たとえば５Ｖ）におかれ、他方ではアースにおかれている。端子７はさらに端子８と接続されている。この端子８は、電流バンク３６における１つのトランジスタの端子（コレクタ）と接続されているとともに、電流バンク１および３における１つのトランジスタの出力側と接続されている。電流バンク３６における３つのトランジスタのエミッタは共通にアース端子４１とつなげられているのに対し、それらの制御端子は互いに接続されかつ線３７と接続されている。電流バンク３６において点火装薬２４と接続されているトランジスタは増幅率１０を有しているのに対し、電流バンク３６における他のトランジスタは増幅率１を有しており、つまり電流バンク３６において点火装薬２４と接続されているトランジスタの電流値の１０分の１の電流しか流さない。
【００２７】
点火装薬２４において降下する電圧を測定するため、端子２３と２５が線２２もしくは２６およびスイッチ３１もしくは３４を介して、演算増幅器３０として設けられている電圧検出器につなげられている。この場合、演算増幅器３０は差動増幅器として動作し、これは入力端子４３，４４に加わる電圧差をそれに相応する出力電圧に変換し、この出力電圧は電圧測定端子２９へ送出される。
【００２８】
電流バンク３６の入力端子４２つまりは端子２５に発生する電圧の電圧調整のため演算増幅器３９が設けられており、この演算増幅器の入力側４０には所望の電圧値に対応する基準電圧たとえば８Ｖが加えられ、出力抵抗３８および線３７を介して電流バンク３６に流れる電流を制御する。演算増幅器３９における他方の入力側は線３３を介して演算増幅器３０の入力側およびスイッチ３４と接続されており、つまりは端子２５と接続されている。
【００２９】
スイッチ２１，２７，３１，３４はアナログマルチプレクサの一部分を成しており、このマルチプレクサはさらに別の同様のスイッチを有しており、それらのスイッチを介して図示されている回路コンポーネント（コンポーネント２２〜２７、３１，３４を除く）を、さらに別の点火装薬をテストするためにそれらの点火装薬と次々に接続することができる。
【００３０】
次に、この回路の動作について説明する。点火装薬２４の漏れ電流および／または抵抗を求めるため、まずはじめにスイッチＫ１が閉じられ、その結果、電流バンク１において端子４と接続されているトランジスタにそれ相応の電流たとえば０．５ｍＡの電流が加わる。このことで、電流バンク１において端子９と接続されているトランジスタには１０倍大きい電流（この実施例では５ｍＡの電流）が流れることになり、この電流は閉じられたスイッチ２１，２７を介して点火装薬２４へ供給される。ついでこの電流はさらに電流バンク３６において右側に示されているトランジスタを流れ、電流バンク３６は電圧調整器３９を介して、端子２５における電圧が所望の値をもつよう制御される。そしてこの電流によって点火装薬２４に相応の電圧降下が引き起こされ、この電圧降下は線２２，２６ならびに閉じられたスイッチ３１，３４を介して差動増幅器３０へ加えられ、それによって相応の測定電圧が端子２９に生じるようになる。このようにして、点火装薬２４のところで降下する電圧が検出される。これと同時に端子６を介して、点火装薬電流に比例する（１０分の１の小さい）電流が測定抵抗１３を流れ、端子１１に現れる電圧が測定される。この電圧値は点火装薬電流に正比例しており、したがってこれは
端子１１における電圧＝（抵抗１３の抵抗値）×（Ｉ_点火装薬／１０）
と表される。端子２９に生じる点火装薬において降下した電圧と、端子１１における電圧を介して求めることのできる点火装薬電流とから、端子１１，２９に接続された図示されていない評価回路によって式Ｒ＝Ｕ／Ｉに従い点火装薬抵抗を求めることができる。
【００３１】
抵抗測定と同時に分圧器１４〜１６によって、端子１２に発生する電圧を介して点火装薬漏れ電流を捕捉することができる。漏れ電流が生じていなければ、端子９を介して点火装薬２４へ供給される電流は、電流バンク３６における右側のトランジスタを流れる電流と同じ大きさである。この場合、電流バンク３および／または１から端子８へ供給される電流は、この端子８と接続されている電流バンク３６のトランジスタに完全に流れ込み、その結果、分圧器１４〜１６には電流が供給されないし、そこから取り出されない。このためタップ１５における電圧は、電位ＶＣＣ５とアースにより定まり抵抗比によって決まる電位と一致する。
【００３２】
しかし漏れ電流が発生すると、漏れ電流がプラスの電位に向かって流れるのかアースに向かって流れるのかに応じて、点火装薬に供給されそこから流れ出る電流が非対称となり、その結果、分圧器１４〜１６に電流が流れ込み、あるいはそこから取り出されるようになる。これによりタップ１５において上方または下方に向かって相応の電位変位が発生し、端子１２において図示されていない評価回路により測定される電圧がそれに応じて変化するようになる。この場合、漏れ電流は次式に従い端子１２に現れる電圧変位に正比例する：
漏れ電流＝１０ΔＵ_１２／（抵抗１４，１６から成る並列回路の抵抗値）
ここでΔＵ_１２は、漏れ電流のない状態で現れる電圧に対し端子１２で測定された電圧偏差を表す。
【００３３】
漏れ電流の大きさは通常、１〜２ｍＡというように小さいので、有利には漏れ電流測定のためにはスイッチＫ１だけが閉じられスイッチＫ２は開かれ、その結果、電流は電流源１８だけによって電流バンク１へ供給され、電流バンク３は非アクティブ状態におかれる。これにより点火装薬２４には、電流源２０がアクティブであるときよりも著しく小さい電流（この実施例では約５ｍＡだけ）しか流れず、したがって場合によっては生じる可能性のある漏れ電流損失はそれ相応に強く配分されて作用することになり、そのためいっそう良好に検出することができる。
【００３４】
抵抗測定において電流を高めるため、ついでスイッチ１９を閉じることで電流源２０を投入することができ、その結果、３．５ｍＡの電流が流れるようになる。スイッチ１７を閉じたまま保持しておくならば、両方の電流源１８，２０により合わせて４ｍＡの電流が生成され、その電流は電流バンク１および３によって約４０ｍＡの点火装薬電流に変換される。点火装薬抵抗も前述の説明と同じようにして測定することができ、たとえば式
Ｒ_点火装薬＝（端子２９におけるＵ_点火装薬）／（Ｕ_端子１１×１０））× Ｒ_抵抗１３
に従って求めることができる。
【００３５】
抵抗測定において測定精度をさらに高めるため、漏れ電流測定（スイッチ１７のみ閉成時）にあたり得られた状態を抵抗測定において第２の測定値として考慮することができる。この場合、次式に従って計算が実行される：
Ｒ_点火装薬＝１／１０×（Ｕ_{点火装薬２}／Ｕ_{２（端子１１）}
−Ｕ_{点火装薬１}／Ｕ_{１（端子１１）}）×Ｒ_１３
この場合、Ｒ_点火装薬は点火装薬抵抗を表し、Ｕ_{点火装薬２}はスイッチ１７，１９閉成時に点火装薬２４に発生する電圧値、Ｕ_{２（端子１１）}はスイッチ１７，１９閉成時に端子１１に発生する電圧値、Ｕ_{点火装薬１}はスイッチ１７は閉じているがスイッチ１９は開いているとき点火装薬２４に発生する電圧値、Ｕ_{１（端子１１）}はスイッチ１７は閉じているがスイッチ１９は開いているときに端子１１に発生する電圧値を表す。このような差分形成により、点火装薬抵抗算出に対する漏れ電流の影響を補償することができ、したがって非常に精確な測定を実現することができる。しかもこのような測定手法によって、同時にオフセット補償を行うこともできる。その結果、本発明によれば、それぞれ異なるように励起し得られたおよび／または一時的に計算された測定値の差分を形成して相前後する２回の測定を行う相応の測定方法も提供される。
【００３６】
抵抗分圧器１４〜１６の代わりに抵抗１６だけを設け、抵抗１４および基準電圧源へのその端子を省略することも可能である。さらに回路簡略化のため、電流源１８または２０をそれに属するスイッチならびに電流バンクともども省略することもできる。また、電流バンク１，３，３６の代わりに、すべての分岐で等しい電流を流すようにしたカレントミラー回路や、実施例で設定された１０：１という値とは異なる内部的な比例係数をもつカレントミラー回路を用いることもできる。
【００３７】
以上、要約すれば、測定抵抗１３および演算増幅器３０はそれらに属する結線（ならびに端子１１，１２，２９と接続された図示されていない評価回路）とともに抵抗測定回路の構成部分を成しているのに対し、分圧器１４〜１６は（図示されていない評価回路とともに）漏れ電流回路の一部分を成している。
【００３８】
図２および図３には、本発明に従って構成された自動車乗員保護装置の電気的コンポーネントに関する別の実施例が示されている。この自動車乗員保護装置は、複数の電気的負荷たとえば点火装薬および／またはスイッチあるいは抵抗および／または漏れ電流について監視すべきその他のコンポーネントを測定するための中央診断回路を有している。なお、図１で示したコンポーネントと同一であるおよび／または同じ機能を果たすコンポーネントには、図１と同じ参照符号が付されている。それらのコンポーネントについては前述の説明を参照されたい。なお、図２と図３は、図３が図２の右側に続くよう端子９および端子４２〜４４がそれぞれ互いに接続されるようにして合成することができる。この場合、図２には診断回路セクションが示されているのに対し、図３には測定すべき負荷およびドライバトランジスタを含めてマルチプレクサセクションが示されている。
【００３９】
図２に示されている回路の場合には図１に示した実施例とは異なり、（たとえば１０Ｖの電圧である）高レベル側にただ１つの電流バンク３だけしか設けられていない。さらに２つの電流源１８，２０は制御可能な１つの電流源回路４６に置き換えられている。この電流源回路４６は（たとえば５Ｖ〜０Ｖである）低電圧側に配置されていて、抵抗４７とスイッチ４８から成る複数の直列回路を有しており、それらの直列回路は並列に接続されている。この場合、各抵抗４７はそれぞれ異なる値をもっていてもよいし、あるいは等しい値をもっていてもよく、それぞれスイッチ４８をスイッチオンすることにより、あるいは同時にスイッチオンされるスイッチ４８の個数により、そのつど得られる抵抗値が規定され、これによってそのつど要求される診断電流がカレントミラー回路４９へ印加され、それが電流バンク３６へ供給される。このようにして抵抗測定、電圧測定ならびに漏れ測定にあたり測定精度を高めるため、種々の目標電流を設定することができる。この場合、電流バンク４９のための給電電圧電位と電流バンク３６の所属のＦＥＴとの間に電流測定抵抗１３が接続されており、電流測定出力側１１が抵抗１３の電流バンク端子につなげられている。
【００４０】
図２による診断回路には電圧測定端子４３のための定電圧制御部が設けられており、したがってこの端子４３は演算増幅器３９の一方の入力側と接続されている。演算増幅器３９の出力側は、動作点調整のため電流バンク３におけるＦＥＴのゲートと接続されており、診断電流は電流源回路４６、電流バンク３６およびテストすべき負荷を介して電流バンク３へ印加される。図２による回路の場合、端子４３に印加される定電圧値をレベル設定回路５１によって可変に設定可能であり、したがって様々な測定範囲設定のために定電圧を切り替えることができ、および／または漏れ電流測定中に定電圧を２段階またはそれよりも多くの段階で変化させることができるので、たとえば１つの固定的な電位に対し複数の漏れ電流を確実に検出することもできる。レベル設定回路５１はフィードバック接続された演算増幅器５２を有しており、その反転端子とゼロ電位との間に接続され選択的に付加接続したり遮断したりすることのできる抵抗５３を介して、この演算増幅器５２の増幅率を段階的に変化させることができる。演算増幅器５２の非反転入力側には、一定の基準電圧たとえば１Ｖの基準電圧が加えられている。
【００４１】
良好な補償調整を達成する目的で、製造時に複数のトランジスタを並列に設けることができ、それらのトランジスタのゲートは演算増幅器３９の出力側と接続されていて、つまり最初はカレントミラー回路３の構成部分を成している。そして許容範囲の補償調整のため最初の較正にあたりそれらの電界効果トランジスタは、高レベルのカレントミラー回路と低レベルのカレントミラー回路が同じ特性をもつように選択され、つまり漏れ電流がないときに端子８，１２，１５における電位が実際に抵抗分圧器１４，１６の端子電位の中央に精確に位置するように選択される。不必要なトランジスタは非アクティブにされる。このようにしてコンポーネント内部での較正を実現することができ、その結果、外部の補償調整手段を省くことができる。
【００４２】
図３には複数の点火装薬５５を含む診断すべき回路が描かれており、それらの点火装薬はそれぞれ所属の点火トランジスタ５６と５７の間に直列に接続されている。点火トランジスタ５６，５７の他方の主端子は点火電圧端子５８もしくはアース電位と接続されており、図示されていない制御装置によって事故発生時に導通させられ、それぞれ選択された点火装薬が着火され、それによってたとえばエアバッグなどがトリガされる。点火装薬５５の各端子は端子ポート６０（Ｐ１）および６１（Ｐ２）のターミナルとそれぞれ接続されていて、これらの端子ポートはたとえばＡＳＩＣ内に集積され６０，６１の左側に示されているコンポーネントに対するインタフェースとして用いられる。さらにマルチプレクサ６２が設けられており、これは各端子９，４２，４３，４４ごとに複数のスイッチをもつスイッチバンクを有しており、それらを介して個々の端子が目下テストすべき点火装薬５５とそれぞれ同時に接続される。マルチプレクサ６２により、テストすべきすべての負荷５５などを選択的に相前後して（たとえば図１または図２による）同一の測定回路により測定することができる。このようにしてすべての負荷に対し同じ測定方式が得られるようになり、その結果、測定コンセプトもそれぞれ同じまま維持される。測定個所の個数を任意に拡張することができるので、たとえば抵抗測定や電圧測定を実施できるだけでなく、外部のトランジスタのスイッチング状態やセンサなどを測定することもできるし、データ通信も可能である。また、個々の測定個所を別個に選択可能にし、ただ１つの測定回路だけしか使わず画一的な測定方式を用いた集中型測定技術によって、感度補償調整が簡単になり、すべての測定について同じ許容偏差が得られ、さらに測定ロジックが１つしか必要とされず、つまり回路構造が非常に簡単になるという利点が得られ、その際、測定を実行するコンポーネントたとえばＡＳＩＣの補償調整もただ１度しか必要とされない。このようなコンセプトはＡＳＩＣにおける測定に適しているだけでなく、いかなる点火回路にもあるいは他のいかなるコンポーネントにも合わせて拡張することができる。
【００４３】
さらに本発明によれば、たとえば内部の測定端子６３に接続されている内部のチップコンポーネントにおける電圧測定など、所期のように付加的な測定を実行することも可能である。さらにたとえば、スイッチ６４の動作機能をチェックすることができる。このスイッチ６４の一方の端子は１つの点火装薬５５とつなげられており、他方の端子は一定の電位たとえばアース電位におかれている。スイッチ６４の閉成は、つなげられている点火装薬５５を漏れ電流が流れるのと同じ作用をもっており、このことは漏れ電流測定装置１２，１４〜１６を介して検出できる。測定された推定の漏れ電流の大きさと、実際にスイッチ６４により適正な動作時に予期されるべき電流の大きさとに基づき、スイッチ６４の動作を高い信頼性を伴ってチェックすることができる。このようにして、たとえばベルト鎖錠識別に用いられるホールスイッチなどの動作についてテストすることができる。当然ながら、異なる種類の電気的な負荷をテストすることも可能であるし、あるいはたとえばスイッチ６４を複数の点火装薬５５の１つの代わりに設けることもでき、つまりスイッチの両方の端子をそれぞれ属する端子ポート６０，６１のターミナルと接続することも可能であり、このようにすることで電流測定のほか電圧測定を実施できるようになる。
【００４４】
図４には１つの変形実施形態が示されており、これによれば各点火装薬（ここでは８つの点火装薬）５５の点火トランジスタペアがそれぞれ異なるチップたとえばＡＳＩＣ上に分散されている。図４において点火装薬５５および左側端子ポート６０，６１の左に描かれているコンポーネントが１つのチップ上に配置されているのに対し、図４において点火装薬５５および右側端子ポート６０，６１の右に描かれているコンポーネントは別のチップ上に配置されている。図示されている接続技術によれば、個々の点火装薬に属するトランジスタが２つのチップに分散されており、つまり高レベル点火トランジスタ（ハイ・サイド、high side）は、個々の点火装薬の低レベル点火トランジスタ（ロウ・サイド、low side）とは別の構成部材上に配置されている。これらのチップのうちの１つがたとえば過熱により断線するなどして故障したときに、高い信頼性をもって点火装薬の点火が抑圧される。それというのも、個々の点火装薬の点火に必要とされる他の出力段は別のチップ上に配置されているからである。図４に示されている個々のコンポーネントは、図３を参照しながらすでに説明した同じ参照符号の付されたコンポーネントに対応しているので、それらについては前述の説明を参照されたい。
【００４５】
ここに示されているように、各チップはマルチプレクサ６２を備えている。測定端子９，４２，４３，４４は、図１または図２に示した測定回路と相互に分離されたかたちで結線されていて、たとえば左側のチップにおいて左上に描かれている測定端子９を介して給電される診断電流は、選択された点火装薬の通電後、右側に描かれているチップの端子４２から送出され、さらに測定回路へと導かれる。これと同じことは、他の端子についても同様にあてはまる。マルチプレクサ６２の制御は、有利には次のように設計されている。すなわち測定実行にあたり、左側に示されているマルチプレクサ６２の上半分のスイッチが、右側に示されているマルチプレクサ６２の下半分のスイッチと同期して駆動され、上方の４つの点火装薬５５が測定されるのに対し、左側のマルチプレクサ６２の下半分と右側に描かれているマルチプレクサ６２の上半分は操作されないまま保持され、つまりスイッチは開放されたままになるよう設計されている。そして下方の４つの点火装薬５５を測定するときにはこれと逆の状態になり、つまりマルチプレクサ６２の左下半分と右上半分が操作されるのに対し、他のマルチプレクサ区間は操作されないままにされる。
【００４６】
図５には別の実施例が示されており、これによれば回路をほとんど複雑にすることなく測定すべきそして点火すべき点火装薬の個数を増やすことができる。図５において端子ポート６０，６１の左側に描かれているコンポーネントは、図３で示しそれに基づき説明した構成部分と同じである。図３に示した４つの点火装薬５５の代わりに、図５による実施例では８つの点火装薬を測定し選択制御することができる。この目的で、４つの点火装薬の一方の端子がいっしょに結線されており、それらはその共通の端子を介して端子ポート６０の１つの端子と接続されているとともに、１つの共通の点火トランジスタ６６とも接続されている。この４つの点火装薬の他方の端子は、それぞれ別個に端子ポート６１を介して固有の点火トランジスタ５７と接続されている。これらの点火装薬の１つを点火するため、点火トランジスタ６６およびこれと同時にその点火装薬に割り当てられた点火トランジスタ５７を導通させる。選択的な診断測定のためマルチプレクサ６２は次のように切り替えられる。すなわち、診断電流は共通の点火装薬端子へ供給されるけれども、その診断電流を、目下選択されている点火装薬と、マルチプレクサ６２においてその点火装薬に割り当てられていて端子４２と接続されたスイッチバンクのスイッチとだけを介して、測定回路へ流すことができるように切り替えられる。
【００４７】
点火トランジスタ６６を外部の点火トランジスタとして構成してもよいが、点火トランジスタ５６，５７と同じコンポーネント内に形成することもできる。
【００４８】
同様に、右側に示されている４つの点火装薬５５の低レベル端子もいっしょに結線されており、端子ポート６１における１つの共通の端子ならびに点火トランジスタ６７と接続されていて、この点火トランジスを介して点火時にそれらをゼロ電位につなげることができる。右側に示されている４つの点火装薬５５の４つの高レベル端子は、端子ポート６０におけるそれぞれ固有の端子に選択的に接続され、そのようにすることで選択的な診断も可能であるし、それらの点火装薬を点火させることもできる。点火トランジスタ６７も同様に外部の点火トランジスタとして形成してもよいが、点火トランジスタ５７を含むチップの構成部分として形成することもできる。このようにして８つの点火装薬を選択的に点火するために１０個の出力トランジスタしか必要とされず、これによっても選択的に測定したりトリガしたりする機能が損なわれることはない。このことで簡単な回路構造を実現することができる。しかもこの場合、測定回路（図１、図２）を８つの点火装薬の測定に使用することができるので、非常に良好に利用することができるようになり、つまり回路の煩雑さがかなり抑えられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による診断回路を示す図である。
【図２】本発明に従って構成された自動車乗員保護装置の電気的コンポーネントに関する別の実施例を示す図である。
【図３】本発明に従って構成された自動車乗員保護装置の電気的コンポーネントに関する別の実施例を示す図である。
【図４Ａ】１つの変形実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】１つの変形実施形態を示す図である。
【図５】回路をほとんど複雑にすることなく測定すべきそして点火すべき点火装薬の個数を増やすことのできる別の実施例を示す図である。

Claims

車両乗員保護装置における少なくとも１つの点火装薬（２４）の抵抗測定および漏れ電流測定のための診断回路において、
診断測定時に前記負荷に電流を供給する作動回路（１，３，１７〜２０，３６）と、
前記負荷の抵抗を求めるための抵抗測定回路（１３，３０）と、
診断測定時に場合によっては流れる漏れ電流を求めるため、有利には前記抵抗測定回路と同時に作動可能な漏れ電流測定回路（１４〜１６）が設けられていて、
前記漏れ電流測定回路は、負荷（２４）に供給される電流と、該負荷（２４）から基準電位たとえばアースに流れる電流との差を測定し、
前記負荷（２４）の両方の端子（２３，２５）に電流バンク（１，３，３６）が接続されており、該電流バンクに漏れ電流測定回路（１４〜１６）が接続されていることを特徴とする、
電気的負荷の抵抗測定および漏れ電流測定のための診断回路。
前記漏れ電流測定回路（１４〜１６）は、２つの基準電位の間に接続された抵抗分圧器を有しており、該抵抗分圧器のタップに現れ漏れ電流を表す電圧を測定する、請求項１記載の診断回路。
前記電流バンクの１つ（３６）に電圧調整器（３９）が接続されており、該電圧調整器は前記電流バンク（３６）に割り当てられた前記負荷（２４）の端子（２５）に現れる電圧を、所定の有利には設定可能な値に合わせて調整する、請求項２記載の診断回路。
前記作動回路（１，３，１７〜２０，３６）は、診断時に付加接続可能であり有利には種々の電流値に合わせて調整可能な電流源（１８，２０）と、少なくとも１つの電流バンク（１，３）を有しており、該電流バンクは別個の出力端子（４〜９）を介して前記の電流源（１８，２０）、負荷（２４）、抵抗測定回路（１３，３０）ならびに漏れ電流測定回路（１４〜１６）と接続されており、該電流バンクは、これらのコンポーネントに対し等しいまたは一定の電位関係をもつ電流を供給する、請求項１記載の診断回路。
漏れ電流測定は抵抗測定よりも小さい電流強度で実行される、請求項４記載の診断回路。
抵抗測定にあたりそれぞれ異なる強さの電流を用いて２つの測定が実行され、その際に達成された測定結果または中間結果に対し、たとえば漏れ電流補償またはオフセット補償のため差分形成が行われる、請求項１から５のいずれか１項記載の診断回路
有利にはアナログ形式で形成されたマルチプレクサが設けられており、該マルチプレクサは、測定すべき負荷（２４）とそれぞれ直列に接続されたスイッチ（２１，２７）を有している、請求項１から６のいずれか１項記載の診断回路。
前記抵抗測定回路は、電圧捕捉のために用いられる電圧検出器（３０）を有しており、該電圧検出器はマルチプレクサにより選択的に制御可能なスイッチ（３１，３４）を介して負荷（２４）の端子（２３，２５）と接続可能であり、該電圧検出器（３０）の端子に前記電圧調整器（３９）が接続されている、請求項７記載の診断回路。
複数の点火装薬が設けられており、該点火装薬は、請求項１から８のいずれか１項記載の診断回路と接続されており、該点火装薬点火のためにスイッチオンされるべき２つのスイッチ素子の間にそれぞれ配置されている、車両乗員保護装置において、
前記スイッチ素子は２つの集積回路チップ上に分散されており、個々の点火装薬を点火するためには１つのスイッチ素子を一方の回路チップ内で、対応するスイッチ素子を他方の回路チップ内でスイッチオンしなければならないよう、前記点火装薬が両方の回路チップと接続されていることを特徴とする、車両乗員保護装置。
複数の点火装薬が設けられており、該点火装薬は、請求項１から８のいずれか１項記載の診断回路と接続されており、該点火装薬点火のためにスイッチオンされるべき２つのスイッチ素子の間にそれぞれ配置されている、車両乗員保護装置において、
点火装薬の複数の端子がいっしょに結線されていて、１つの共通のスイッチ素子により制御され、これらの点火装薬における他方の端子はそれぞれ別個にスイッチ素子と接続されていることを特徴とする、車両乗員保護装置。