WO1999037508A1 - Schaltung zum überwachen des zündkreises für eine sicherheitseinrichtung in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Schaltung zum überwachen des zündkreises für eine sicherheitseinrichtung in einem kraftfahrzeug Download PDF

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WO1999037508A1
WO1999037508A1 PCT/DE1998/003724 DE9803724W WO9937508A1 WO 1999037508 A1 WO1999037508 A1 WO 1999037508A1 DE 9803724 W DE9803724 W DE 9803724W WO 9937508 A1 WO9937508 A1 WO 9937508A1
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Hartmut Schumacher
Günter Schirmer
Frank Werner
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Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/017—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including arrangements for providing electric power to safety arrangements or their actuating means, e.g. to pyrotechnic fuses or electro-mechanic valves
    • B60R21/0173—Diagnostic or recording means therefor

Definitions

  • the present invention relates to a circuit for monitoring the ignition circuit for a safety device in a motor vehicle, the ignition circuit having an ohmic resistance ignition means which are connected in series with a capacitance, switching means for charging and discharging the capacitance and a measuring device are provided , which determines falling voltages in the ignition circuit in order to determine the resistance of the ignition means and the capacitance.
  • a short circuit can occur between the squib and the battery voltage or ground.
  • shunts can occur between the leads of the ignition circuit itself or in parallel to the ignition circuit capacitor.
  • the voltages dropping across the ignition circuit during various charge states of the capacitor in the ignition circuit are measured and derived from the magnitude of the voltage as to whether the squib or the capacitor is defective.
  • the ignition means and the capacity of the ignition circuit in the shunt arm are one
  • Transistor bridge circuit arranged.
  • a measuring current source is connected to this transistor bridge circuit.
  • a control device controls the transistors and the measuring current source during a monitoring cycle so that the capacitance is charged by a measuring current.
  • a sample-and-hold circuit controlled by the control unit detects a first voltage drop across the ignition circuit after charging the capacitance and a second voltage drop across the ignition circuit after the measuring current has been switched off, so that the control unit uses these two voltages to determine the resistance of the ignition means and the capacitance can determine.
  • the measuring voltages on the ignition circuit can be detected very quickly and precisely, so that a fault in the ignition circuit can be determined with great reliability.
  • the use of a transistor bridge has the advantage that an ignition of the safety device is still possible even if the transistor bridge is short-circuited to the supply voltage.
  • the transistor bridge also has a more uniform temperature load on the individual transistors.
  • An external resistance of the ignition circuit, as in the prior art, is eliminated in the arrangement according to the invention, which increases the energy transfer per unit of time to the squib.
  • the measuring current source consists of the series connection of a switching transistor and a measuring resistor, which is connected on the one hand to the transverse branch of the transistor bridge circuit and on the other hand to a point of the transistor bridge circuit connected to a supply voltage.
  • a diode can be connected in series with the switching transistor as reverse polarity protection.
  • the control device controls the switching transistor of the measuring current source and a switch of the sample and hold circuit synchronously.
  • the sample-and-hold circuit there is an operational amplifier, the output current of which flows through the switch, and the current switched through by the switch is fed to an amplifier which contains a storage capacity in a feedback branch.
  • the output of the sample and hold circuit is fed back to an input of the operational amplifier.
  • the switch of the sample and hold circuit can be a transmission gate transistor.
  • the input stage of the amplifier can consist of one or more MOS transistors.
  • Figure 1 is a circuit diagram of a monitoring circuit for the ignition circuit of a safety system
  • Figure 2 shows a charge profile of a capacity in the ignition circuit. - 4 -
  • the drawing shown in Figure 1 consists essentially of four functional groups, namely an ignition circuit ZK, a measuring current source MS, a sample and hold circuit SH and a control unit SG.
  • the control unit SG receives one or more input signals SI from one or more acceleration or crash sensors. If, after evaluating the input signals SI, it emerges that restraint devices (for example airbags or belt tensioners) are to be triggered, the control unit emits a corresponding control signal to the ignition circuit ZK, which then initiates ignition of the restraint devices.
  • the evaluation of the input signals SI in the control unit SG which is known per se, is not dealt with in detail here since it is not the subject of the invention.
  • the ignition circuit consists of a transistor bridge circuit connected to a supply voltage Uv.
  • the transistor bridge circuit has four transistors (for example field effect transistors) T1, T2, T3 and T4.
  • Ignition means (squib) with an ohmic resistance Rz are located in the transverse branch of the transistor bridge circuit.
  • a capacitance Ck is connected in series with this squib resistor Rz.
  • the transistor bridge circuit offers two alternative options for supplying an ignition current to the squib resistor Rz. A distinction is made between normal operation and push-pull operation. In normal operation, in which the voltage Uv is high (for example 45V), the transistors T1 and T2 are driven alternately, the transistor T4 being driven continuously and the transistor T3 being blocked.
  • the transistors T3 and T4 are driven alternately and the transistor T2 is continuously driven and the transistor T1 is blocked.
  • the voltage Uv is low (eg battery voltage of the vehicle)
  • the ignition current from the voltage source Uv either reaches the squib resistor Rz when the transistors T3 and T2 are through. switched and the transistors Tl and T4 turned off or when the transistors Tl and T4 turned on and the transistors T3 and T2 turned off. Enough energy can thus get into the squib even with a reduced voltage Uv.
  • control signals SG send control signals to the control electrodes of the transistors T1, T2, T3 and T4.
  • the control signal lines are shown in broken lines in FIG. 1.
  • a measuring current source MS which is connected on the one hand to the terminal between the transistors T1 and T2 and on the other hand to the supply voltage Uv of the transistor bridge circuit, a measuring current Im flows through the series connection of the squib resistor Rz and the capacitance Ck.
  • the measuring current source MS consists of a measuring resistor Rm and a switching transistor T5 connected in series therewith.
  • a diode D is expediently connected in series with the switching transistor T5 as a polarity reversal protection in order to protect the switching transistor T5 from damage caused by excessive voltages which occur during ignition.
  • a measuring voltage Um can be tapped at the output of the measuring current source MS.
  • the switching transistor T5 is switched on, controlled by the control unit SG.
  • the measuring current Im then flowing flows through the squib Rz and charges the capacitance Ck.
  • the measuring voltage Um has risen to the value Uml.
  • the switching transistor T5 is switched off again.
  • the measuring voltage Um is reduced by the voltage drop across the ohmic components of the ignition circuit. As can be seen in FIG. 2, there is a decaying oscillation of the measuring voltage Um because of the inductances effective in the supply lines. Only when the vibration has completely subsided is the measuring voltage Um2 recorded at a time t3.
  • the sample-and-hold circuit SH detects the measuring voltages Um1, Um2 present at the times t2 and t3 and forwards them to the control unit SG.
  • an operational amplifier OP At the input of the sample-and-hold circuit SH there is an operational amplifier OP, at the inverting input of which the measuring voltage Um is present via a resistor R.
  • the output current of the operational amplifier OP leads via an electrically controllable switch SI to an amplifier V which is fed back with a storage capacity Cs.
  • the output of the amplifier is fed back to the positive input of the operational amplifier OP.
  • the switch SI of the sample-and-hold circuit SH is also closed in synchronism with the switching transistor T5.
  • the switch SI and the switching transistor T5 are also opened synchronously at time t2.
  • the measuring voltage Uml is then available at the output of the amplifier V.
  • the switch SI is actuated again at the time t3. Since the operational amplifier OP acts like a current source on the switch SI, the switch can be implemented with a transmission gate transistor (consisting of an n-channel and a p-channel MOS transistor). Because of the small geometric dimensions of transmission gate transistors, there is only a minimal charge coupling to the storage capacitance Cs during the switching process due to the very small parasitic transistor capacitances.
  • the high internal resistance of the switch SI does not cause any disadvantageous time delay.
  • the internal resistance of the switch SI is high because its transistors are chosen to be very small to avoid parasitic capacitances.
  • the source current from the operational amplifier OP is not noticeably reduced by the internal resistance of the switch SI.
  • the amplifier V has one or more MOS transistors in the input stage. As a result, no charge can flow out of the storage capacity Cs, and error-free storage of the measurement voltage is possible. Because MOS inputs do not require static current to control them, but are voltage-controlled. A charging or discharging of the storage capacity Cs due to an input current of the amplifier V is therefore excluded.
  • the control unit SG determines the resistance of the squib Rz and the capacitance Ck of the firing circuit from the two measuring voltages Uml and Um2 in the following way:
  • the resistance of the squib Rz results from the difference between the two measuring voltages Uml and Um2, the measuring current Im and the forward resistance Rd of the switching transistor T4: Uml - U-2
  • the measuring current Im results from the supply voltage Uv, the measuring voltage Um and the measuring resistor Rm:
  • volume resistances Rd of the transistors T2 and T4 of the transistor bridge circuit are the same.
  • the volume resistance Rd can thus be determined in a simple manner by turning on the transistors T2 and T5 and blocking all other transistors T1, T3 and T4. Then the volume resistance Rd results from the voltage drop Um at the transistor T2 and the measuring current Im:
  • the capacitance Ck is calculated from the difference between the two switching times t2, tl, the measuring voltage Um2 and the measuring current Im:

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Abstract

Eine Schaltung, mit der sehr zuverlässig Fehler im Zündkreis detektiert werden können, weist eine Transistor-Brückenschaltung (T1, T2, T3, T4) auf, in deren Querzweig Zündmittel (Rz) und eine Kapazität (Ck) angeordnet sind. An die Transistor-Brückenschaltung (T1, T2, T3, T4) ist eine Meßstromquelle (MS) angeschlossen. Ein Steuergerät (SG) steuert die Transistoren (T1, T2, T3, T4) und die Meßstromquelle während eines Überwachungszyklusses so, daß die Kapazität (Ck) von einem Meßstrom (Im) aufgeladen wird. Eine vom Steuergerät (SG) gesteuerte Abtast-Halte-Schaltung (SH) erfaßt nach der Aufladung der Kapazität (Ck) eine erste am Zündkreis abfallende Spannung (Um1) und nach Abschalten des Meßstroms (Im) eine zweite am Zündkreis abfallende Spannung (Um2), so daß¿ das Steuergerät (SG) aus diesen beiden Spannungen (Um1, Um2) den Widerstand (Rz) der Zündmittel und die Kapazität (Ck) ermitteln kann.

Description

- 1 -
Schaltung zum Überwachen des Zündkreises für eine Sicher- heitseinrichtunα in einem Kraftfahrzeug
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltung zum Überwachen des Zündkreises für eine Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, wobei der Zündkreis einen ohmschen Widerstand darstellende Zündmittel besitzt, die mit einer Kapazität in Reihe geschaltet sind, und Schaltmittel zum Auf- und Entladen der Kapazität und eine Meßeinrichtung vorhanden sind, welche im Zündkreis abfallende Spannungen ermittelt, um daraus den Widerstand der Zündmittel und die Kapazität zu bestimmen.
Eine derartige WechselStromzündung von Zündpillen für Air- bags oder Gurtstraffer ist in der EP 0 577 988 AI beschrie- ben. Damit gewährleistet ist, daß der Zündkreis einer Si- cherheitseinrichtung im Falle eines Cras es fehlerfrei funktioniert, muß der Zündkreis laufend überwacht werden. Wird ein Fehler des Zündkreises festgestellt, so wird das im Fahrzeug optisch oder akkustisch signalisiert. In der Praxis können folgende Fehler am Zündkreis auftreten:
Zwischen der Zündpille und der Batteriespannung oder der Masse kann ein Kurzschluß entstehen. Außerdem können Nebenschlüsse zwischen den Zuleitungen des Zündkreises selbst oder parallel zum Zündkreiskondensator auftreten. Gemäß der aus der EP 0 577 988 AI bekannten Überwachungsschaltung wer- - 2 -
den die am Zündkreis abfallenden Spannungen während verschiedener Ladezustände des im Zündkreis befindlichen Kondensators gemessen und aus der Größe der Spannung abgeleitet, ob die Zündpille oder der Kondensator fehlerbehaftet is .
Vorteile der Erfindung
Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sind die Zündmit- tel und die Kapazität des Zündkreises im Querzweig einer
Transistor-Brückenschaltung angeordnet. An diese Transistor- Brückenschaltung ist eine Meßstromquelle angeschlossen. Ein Steuergerät steuert die Transistoren und die Meßstromquelle während eines Überwachungszyklusses so, daß die Kapazität von einem Meßstrom aufgeladen wird. Eine vom Steuergerät gesteuerte Abtast-Halte-Schaltung erfaßt nach der Aufladung der Kapazität eine erste am Zündkreis abfallende Spannung und nach Abschalten des Meßstroms eine zweite am Zündkreis abfallende Spannung, so daß das Steuergerät aus diesen bei- den Spannungen den Widerstand der Zündmittel und die Kapazität ermitteln kann.
Mit dieser Schaltungsanordnung lassen sich die Meßspannungen am Zündkreis sehr schnell und exakt erfassen, so daß mit großer Zuverlässigkeit ein Fehler im Zündkreis ermittelt werden kann. Die Verwendung einer Transistor-Brücke hat den Vorteil, daß selbst bei einem einseitigen Kurzschluß der Transistor-Brücke gegen die VersorgungsSpannung noch eine Zündung der Sicherheitseinrichtung möglich ist. Die Transi- Ξtor-Brücke weist auch eine gleichmäßigere Temperaturbelastung der einzelnen Transistoren auf. Ein externer Widerstand des Zündkreises, wie beim Stand der Technik, entfällt bei der erfindungsgemäßen Anordnung, wodurch sich die Energieübertragung pro Zeiteinheit an die Zündpille erhöht. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
So besteht die Meßstromquelle aus der Reihenschaltung eines Schalttransistors und eines Meßwiderstandes, welche einerseits an den Querzweig der Transistor-Brückenschaltung und andererseits an einem an einer Versorgungsspannung anliegenden Punkt der Transistor-Brückenschaltung angeschlossen ist . Zum Schalttransistor kann eine Diode als Verpolschutz in Reihe geschaltet werden.
Das Steuergerät steuert den Schalttransistor der Meßstromquelle und einen Schalter der Abtast-Halte-Schaltung synchron an. Am Eingang der Abtast-Halte-Schaltung befindet sich ein Operationsverstärker, dessen Ausgangsstrom über den Schalter fließt, und der vom Schalter durchgeschaltete Strom wird einem Verstärker zugeführt, der in einem Rückkopplungs- zweig eine Speicherkapazität enthält. Der Ausgang der Abtast-Halte-Schaltung ist auf einen Eingang des Operations- Verstärkers rückgekoppelt. Der Schalter der Abtast-Halte- Schaltung kann ein Transmissionsgate-Transistor sein. Die Eingangsstufe des Verstärkers kann aus einem oder mehreren MOS-Transistoren bestehen.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei- spiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Schaltbild einer Überwachungsschaltung für den Zündkreis eines Sicherheitssystems und
Figur 2 einen Ladeverlauf einer Kapazität im Zündkreis. - 4 -
Die in Figur 1 dargestellte Zeichnung besteht im wesentlichen aus vier Funktionsgruppen, nämlich einem Zündkreis ZK, einer Meßstromquelle MS, einer Abtast-Halte-Schaltung SH und einem Steuergerät SG . Das Steuergerät SG erhält ein oder mehrere Eingangssignale SI von ein oder mehreren Beschleuni- gungs- oder Crashsensoren. Ergibt sich nach Auswertung der Eingangssignale SI, daß Rückhalteeinrichtungen (zum Beispiels Airbags oder Gurtstraffer) ausgelöst werden sollen, so gibt das Steuergerät ein entsprechendes Steuersignal an den Zündkreis ZK ab, der dann eine Zündung der Rückhalteeinrichtungen einleitet. Auf die an sich bekannte Auswertung der Eingangssignale SI im Steuergerät SG wird hier nicht näher eingegangen, da sie nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Der Zündkreis besteht aus einer an einer Versorgungsspannung Uv anliegenden Transistor-Brückenschaltung. Die Transistor- Brückenschaltung hat in dem dargestellten Ausführungsbei- spiel vier Transistoren (zum Beispiel Feldeffekttransistoren) Tl, T2, T3 und T4. Im Querzweig der Transistor- Brückenschaltung befinden sich Zündmittel (Zündpille) mit einem ohmschen Widerstand Rz . Zu diesem Zündpillenwiderstand Rz ist eine Kapazität Ck in Reihe geschaltet. Die Transistor-Brückenschaltung bietet zwei alternative Möglichkeiten, dem Zündpillenwiderstand Rz einen Zündstrom zuzuführen. Es wird dabei zwischen Normalbetrieb und Gegentaktbetrieb unterschieden. Im Normalbetrieb, bei dem die Spannung Uv groß ist (z.B. 45V), sind abwechselnd die Transistoren Tl und T2 angesteuert, wobei der Transistor T4 dauernd angesteuert und der Transistor T3 gesperrt ist. Oder alternativ dazu sind die Transistoren T3 und T4 abwechselnd angesteuert und der Transistor T2 ist dauernd angesteuert und der Transistor Tl gesperrt. Im Gegentaktbetrieb, bei demr die Spannung Uv klein ist (z.B. Batteriespannung des Fahrzeugs), gelangt der Zündstrom aus der Spannungs uelle Uv entweder an den Zünd- pillenwiderstand Rz, wenn die Transistoren T3 und T2 durch- geschaltet und die Transistoren Tl und T4 ausgeschaltet oder wenn die Transistoren Tl und T4 durchgeschaltet und die Transistoren T3 und T2 ausgeschaltet sind. Es kann somit auch bei verringerter Spannung Uv genügend Energie in die Zündpille gelangen.
Indem im jeweiligen Betrieb - Normalbeterieb bzw. Gegentaktbetrieb - die Ansteuerkombinationen der Transistoren Tl, T2 , T3 und T4 jeweils abwechselnd erfolgen, ist auch dann ein Zündstromfluß gewährleistet, wenn ein Anschluß des Zündkreises einem Kurzschluß ausgesetzt ist.
Für die Ansteuerung der Transistoren Tl, T2 , T3 , T4 gehen dazu vom Steuergerät SG Steuersignale an die Steuerelektro- den der Transistoren Tl, T2 , T3 und T4 aus. Die Steuersignalleitungen sind in der Figur 1 strichliert eingezeichnet.
In einem in gewissen Zeitabständen immer wiederkehrenden Überwachungszyklus für den Zündkreis wird zunächst nur der Transistor T4 durchgeschaltet und alle anderen Transistoren Tl, T2 und T3 werden ausgeschaltet. Nach Einschalten einer Meßstromquelle MS, die einerseits an die Klemme zwischen den Transistore Tl und T2 und andererseits an die Versorgungs- spannung Uv der Transistor-Brückenschaltung angeschlossen ist, fließt durch die Reihenschaltung des Zündpillenwiderstandes Rz und der Kapazität Ck ein Meßstrom Im. Die Meßstromquelle MS besteht aus einem Meßwiderstand Rm und einem damit in Reihe geschalteten Schalttransistor T5. Zweckmäßigerweise ist zum Schalttransistor T5 noch eine Diode D als Verpolschutz in Reihe geschaltet, um den Schalttransistor T5 vor Beschädigung durch überhöhte Spannungen zu schützen, die beim Zünden auftreten.
Am Ausgang der Meßstromquelle MS ist eine Meßspannung Um ab- greifbar. Der Verlauf der Meßspannung Um während des Meßvor- - 6 -
gangs ist in der Figur 2 dargestellt. Zu einem Zeitpunkt tl wird der Schalttransistor T5 , gesteuert vom Steuergerät SG, durchgeschaltet. Der daraufhin fließende Meßstrom Im fließt durch die Zündpille Rz und lädt die Kapazität Ck auf. Nach einer gewissen Aufladung der Kapazität Ck, zu einem Zeitpunkt t2, ist die Meßspannung Um auf den Wert Uml angestiegen. Zu diesem Zeitpunkt t2 wird der Schalttransistor T5 wieder abgeschaltet. Die Meßspannung Um verringert sich um den Spannungsabfall an den ohmschen Komponenten des Zünd- kreises . Wie der Figur 2 zu entnehmen ist, kommt es wegen der in den Zuleitungen wirksamen Induktivitäten zu einer abklingenden Schwingung der Meßspannung Um. Erst wenn die Schwingung vollkommen abgeklungen ist, wird die Meßspannung Um2 zu einem Zeitpunkt t3 erfaßt.
Die Abtast-Halte-Schaltung SH erfaßt die zum Zeitpunkt t2 und t3 anliegenden Meßspannungen Uml, Um2 und gibt sie an das Steuergerät SG weiter. Am Eingang der Abtast-Halte- Schaltung SH befindet sich ein Operationsverstärker OP, an dessen invertierendem Eingang die Meßspannung Um über einen Widerstand R anliegt. Der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers OP führt über einen elektrisch steuerbaren Schalter SI zu einem mit einer Speicherkapazität Cs rückgekoppelten Verstärker V. Der Ausgang des Verstärkers ist auf den posi- tiven Eingang des Operationsverstärkers OP rückgekoppelt . Zum Zeitpunkt tl wird, gesteuert durch das Steuergerät SG, synchron mit dem Schalttransistor T5 auch der Schalter SI der Abtast-Halte-Schaltung SH geschlossen. Ebenfalls synchron werden der Schalter SI und der Schalttransistor T5 zum Zeitpunkt t2 geöffnet. Am Ausgang des Verstärkers V steht dann die Meßspannung Uml zur Verfügung. Zur Erfassung der zweiten Meßspannung Um2 wird der Schalter SI zum Zeitpunkt t3 nochmals betätigt. Da der Operationsverstärker OP wie eine Stromquelle auf den Schalter SI wirkt, kann der Schalter mit einem Transmissionsgate-Transistor (bestehend aus je einem n-Kanal und einem p-Kanal MOS-Transistor) realisiert werden. Wegen der kleinen geometrischen Abmessungen von Transmissionsgate-Transistoren entsteht beim Schaltvorgang nur eine minimale Ladungskopplung auf die Speicherkapazität Cs infolge der nur sehr geringen parasitären Transistorkapazitäten.
Da am Ausgang des Operationsverstärkers OP eine Stromspeisung vorliegt, bewirkt der hohe Innenwiderstand des Schalters SI keine nachteilige Zeitverzögerung. Der Innenwiderstand des Schalters SI ist hoch, da seine Transistoren zur Vermeidung parasitärer Kapazitäten sehr klein gewählt sind. Der Quellenstrom aus dem Operationsvertsärker OP wird durch den Innenwiderstand des Schalters SI jedoch nicht spürbar reduziert .
Der Verstärker V hat in der Eingangsstufe ein oder mehrere MOS-Transistoren. Dadurch kann kein Ladungsabfluß aus der Speicherkapazität Cs erfolgen, und damit ist eine fehlerfreie Speicherung der Meßspannung möglich. Denn MOS-Eingänge benötigen zur Ansteuerung keinen statischen Strom sondern sind spannungsgesteuert. Ein Auf- bzw. Entladen der Spei- cherkapazität Cs infolge eines Eingangsstromes des Verstärkers V ist daher ausgeschlossen.
Aus den beiden Meßspannungen Uml und Um2 werden auf folgender Weise vom Steuergerät SG der Widerstand der Zündpille Rz und die Kapazität Ck des Zündkreises ermittelt:
Aus der Differenz der beiden Meßspannungen Uml und Um2, dem Meßstrom Im und dem Durchlaßwiderstand Rd des Schalttransistors T4 ergibt sich der Widerstand der Zündpille Rz : Uml - U-2
Im
Dabei ergibt sich der Meßstrom Im aus der Versorgungsspannung Uv, der Meßspannung Um und dem Meßwiderstand Rm:
Uv-Um
Im Rm
Man kann davon ausgehen, daß die Durchgangswiderstände Rd der Transistoren T2 und T4 der Transistor-Brückenschaltung gleich groß sind. So läßt sich auf einfache Weise der Durchgangswiderstand Rd ermittelen, indem die Transistoren T2 und T5 durchgeschaltet werden und alle anderen Transistoren Tl, T3 und T4 gesperrt bleiben. Dann ergibt sich der Durchgangs- widerstand Rd aus dem Spannungsabfall Um an dem Transistor T2 und dem Meßstrom Im:
Im
Die Kapazität Ck berechnet sich aus der Differenz der beiden Schaltzeitpunkte t2, tl, der Meßspannung Um2 und dem Meßstrom Im:
ck = !2o!Im
Um2
Liegen die ermittelten Werte für den Zündpillenwiderstand Rz und für die Kapazität Ck innerhalb von vorgegebenen, in dem Steuergerät SG abgespeicherten Werten, so kann von einer fehlerfreien Funktion des Zündkreises ausgegangen werden. Bei Überschreiten bzw. Unterschreiten der vorgegebenen Gren- zen kann ein unerwünschter Kurzschluß oder eine Unterbrechung der Zündkreisleitung vorliegen, was als Fehler signalisiert werden muß.

Claims

- 9 -Patentansprüche
1. Schaltung zum Überwachen des Zündkreises für eine Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug, wobei der Zündkreis einen ohmschen Widerstand darstellende Zündmittel besitzt, die mit einer Kapazität in Reihe geschaltet sind, und
Schaltmittel zum Auf- und Entladen der Kapazität und eine Meßeinrichtung vorhanden sind, welche im Zündkreis abfallende Spannungen ermitteln, um daraus den Widerstand der Zündmittel und die Kapazität zu bestimmen, dadurch gekennzeich- net,
- daß die Zündmittel (Rz) und die Kapazität (Ck) im Querzweig einer Transistor-Brückenschaltung (Tl, T2 , T3 , T4) angeordnet sind,
- daß eine Meßstromquelle (MS) an die Transistorbrücken- Schaltung (Tl, T2 , T3 , T4) angeschlossen ist,
- daß ein Steuergerät (SG) vorgesehen ist, das die Transistoren (Tl, T2 , T3 , T4) und die Meßstromquelle (MS) während eines Überwachungszyklusses so steuert, daß die Kapazität
(Ck) zunächst von einem Meßstrom (Im) aufgeladen und an- schließend wieder entladen wird,
- und daß eine vom Steuergerät (SG) gesteuerte Abtast-Halte- Schaltung (SH) nach der Aufladung der Kapazität (Ck) eine erste am Zündkreis abfallende Spannung (Uml) und nach Abschalten der Meßstromquelle (MS) eine zweite am Zündkreis abfallende Spannung (Um2) erfaßt, so daß das Steuergerät - 1 0 -
(SG) aus diesen beiden Spannungen (Uml, Um2 ) den Widerstand (Rz) der Zündmittel und die Kapazität (Ck) ermitteln kann.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstromquelle (MS) aus der Reihenschaltung eines
Schalttransistors (T5) und eines Meßwiderstandes (Rm) besteht, welche einerseits an den Querzweig der Transistor- Brückenschaltung (Tl, T2 , T3 , T4) und andererseits an einem an einer Versorgungsspannung (Uv) anliegenden Punkt der Transistor-Brückenschaltung (Tl, T2 , T3 , T4) angeschlossen ist .
3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schalttransistor (T5) eine Diode (D) als Verpolschutz in Reihe geschaltet ist.
4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (SG) den Schalttransistor (T5) der Meßstromquelle (MS) und einen Schalter (SI) der Abtast-Halte- Schaltung (SH) synchron ansteuert.
5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Eingang der Abtast-Halte-Schaltung (SH) ein Operationsverstärker (OP) befindet, dessen Ausgangsstrom über den Schalter (SI) fließt, und daß der vom Schalter (SI) durchgeschaltete Strom einem Verstärker (V) zugeführt ist, der in einem Rückkopplungszweig eine Speicherkapazität (Cs) enthält .
6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Abtast-Halte-Schaltung (SH) auf einen Eingang des Operationsverstärkers (OP) rückgekoppelt ist.
7. Schaltung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (SI) ein Transmissionsgate-Transistor ist. - 11 -
8. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsstufe des Verstärkers (V) aus einem oder mehreren MOS-Transistoren besteht.
PCT/DE1998/003724 1998-01-21 1998-12-18 Schaltung zum überwachen des zündkreises für eine sicherheitseinrichtung in einem kraftfahrzeug WO1999037508A1 (de)

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