WO2001026935A1 - Zündeinrichtung für eine pyrotechnische insassenschutzeinrichtung - Google Patents

Zündeinrichtung für eine pyrotechnische insassenschutzeinrichtung Download PDF

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Peter Popp
Christian Zelger
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    • B60R2021/01047—Architecture
    • B60R2021/01054—Bus
    • B60R2021/01075—Bus between the airbag control unit and pyrotechnic fuses or equivalent actuators

Definitions

  • Ignition device for a pyrotechnic occupant protection device for a pyrotechnic occupant protection device
  • the invention relates to an ignition device for a pyrotechnic occupant protection device, in particular in motor vehicles, according to the preamble of the main claim.
  • Conventional squibs have two connections or connection pins, between which an ignition bridge, for example a fuse wire, is located. The ignition voltage is applied to the connections.
  • an ignition bridge for example a fuse wire
  • an electronic unit is connected between the cable-side connection or the wiring harness-side connection pins and the squib, which is connected to a voltage a well-defined and stabilized ignition voltage is generated from a supply voltage on the ignition bus and only allows energy to be supplied to the squib if a coded ignition signal is detected at the connection.
  • This ensures high operational reliability.
  • the intermediary electronics unit makes the Brouston test impossible. With such modern squibs or ignition devices, no connection points are accessible between the electronics unit and the ignition bridge.
  • the invention has for its object to further develop a generic ignition device such that there is extensive flexibility in terms of testability.
  • Fig. 1 is a block diagram of the ignition device according to the invention.
  • Fig. 2 is a block diagram of a test switching device.
  • a voltage input 10 of the electronics unit 8 is connected via a test switching device 12 to a connection 14 to which an external supply line 16, for example an ignition bus of a vehicle electrical system, is connected.
  • the connection 14 is further connected to a control input 18 of the electronics unit 8, which has a control part 19 with a voltage part 20.
  • a bypass line 22 with a charging resistor 24 leads from the test switching device 12 to the voltage output 6 parallel to the electronics unit 8.
  • the squib 2 is connected via a starter switch 26 to a further connection 28 of the ignition device, which can be grounded, for example, and is connected to a corresponding wire of the supply line 16.
  • a charging capacitor 30 is located parallel to the squib 2 and the ignition switch 26.
  • the electronics unit 8 has two control outputs 32 and 34, which are connected to corresponding control inputs 32 ⁇ and 34 ⁇ of the test switching device 12 and the ignition switch 26.
  • a housing 36 is shown in dashed lines, within which the entire ignition device is accommodated, only the connections 16 and 28 being accessible from the outside. It goes without saying that the degree of circuit integration can be borrowed, for example the switches 12 and 26 and the bypass line 22 can be integrated with the electronics unit 8.
  • test switching device 12 If there is a predetermined, coded test signal on the supply line 16, this is recognized by the control part 19 of the electronics unit 8 and a test pulse is generated at the control output 32, which is supplied to the control input 32 ⁇ of the test switching device 12.
  • the test switching device 12 then switches over so that the voltage input 10 is separated from the connection 14 and the supply line 16 is connected to the bypass line 22. In this way, the supply voltage V s on the supply line 16 is fed directly to the charging capacitor 30, so that the voltage part 20 is ineffective and the voltage V z at the voltage output 6 is equal to the supply voltage V s .
  • the charging resistor 24 ensures that the charging current is limited, so that the squib 2 cannot ignite even if the ignition switch 26 is defective.
  • the ignition switch 26 can, as described above, via an ignition signal of the supply line 16 and a Zundimpulse then appearing at the control output 34 are switched to pass, so that, as in the Brouson test described at the beginning, it can be checked whether the squib 2 ignites at the respective supply voltage.
  • the test switching device 12 can be formed by any suitable components or switching elements. 2 shows an example:
  • the supply line 14 is connected to the charging resistor 24 via a first switch, for example a MOSFET 38, and to the voltage part 20 via a second switch 40, for example also in the form of a MOSFET.
  • the control input 32 1 is directly connected to the switch 38 for controlling it and to the switch 40 via an inverter 42 for controlling the switch 40.
  • the switch 38 connects the supply line 16 to the charging resistor 24 and blocks the switch 40 or the switch 40 connects the supply line 16 to the voltage regulator 20 and blocks the switch 38.
  • the ignition device described can be modified in a variety of ways.
  • a Savmg switch can be provided in addition to the ignition switch 26, which must be activated in the sense of a logic AND circuit in addition to the ignition switch 26 so that the charging capacitor 30 can discharge through the squib 2.
  • the supply line 14 can be constructed differently, for example contain one wire that carries the supply voltage, and contain another wire that carries the control signals.
  • the control input 18 is connected to the control wire and the input of the test switching device 12 to the voltage wire.

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Abstract

Eine Zündeinrichtung mit einer einer Zündpille (2) vorgeschalteten Elektronikeinheit (8), die eine konstante Zündspannung erzeugt, enthält eine Bypass-Leitung (22) zur Umgehung der Elektronikeinheit (8). Eine Prüfschalteinrichtung (12) ist über ein Prüfsignal ansteuerbar und verbindet eine eine Versorgungsspannung führende Leitung (16) bei Vorhandensein eines Prüfsignals mit der Bypass-Leitung (22). Auf diese Weise ist ein Brouston-Test durchführbar.

Description

Beschreibung
Zündeinrichtung für eine pyrotechnische Insassenschutzeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für eine pyrotechnische Insassenschutzeinrichtung, insbesondere in Kraftfahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Herkömmliche Zündeinrichtungen für pyrotechnische Insassenschutzeinrichtungen, beispielsweise Zündpillen für Gasgeneratoren von Airbags oder Gurtstraffern, werden zur Qualitätssicherung einem sog. „Brouston"-Test unterzogen. Dabei wird aus einem Los von Zündpillen eine Anzahl gezogen. An eine erste Zündpille wird dann eine erste Spannung angelegt. Zündet die Zündpille bei dieser Spannung noch nicht, wird die Spannung erhöht, bis eine Zündung erfolgt. Nach der Zündung der Zündpille wird bei einer zweiten Zündpille die Spannung, bei der die erste Zündpille gezündet hat, wieder etwas erniedrigt. Zündet die zweite Zündpille nicht, so wird die Spannung wiederum geringfügig erhöht, bis die Zündpille zündet, und so weiter. Im Ergebnis erhält man eine Zündverteilung über Zündspannungen. Der Vorteil des Brouston-Tests ist, daß mit relativ wenigen ausgelösten und gezündeten Zündkapseln eine rela- tiv sichere statistische Aussage getroffen werden kann. Grund für die Verläßlichkeit dieser Aussage ist, daß die Spannung stets um die Zündspannung herum pendelt.
Herkömmliche Zündkapseln weisen zwei Anschlüsse bzw. An- schluß-Pins auf, zwischen denen eine Zündbrücke, beispielsweise ein Schmelzdraht, liegt. Die Zündspannung wird an die Anschlüsse angelegt.
Bei modernen Zündeinrichtungen, die über einen Zündbus ange- steuert werden, ist zwischen den kabelbau seitigen Anschluß bzw. die kabelbaumseitigen Anschluß-Pins und die Zündpille eine Elektronikeinheit geschaltet, die an einem Spannungsaus- gang aus einer am Zündbus liegenden Vesorgungsspannung eine wohldefinierte und stabilisierte Zündspannung erzeugt und eine Energiezufuhr zur Zündpille nur dann zuläßt, wenn ein codiertes Zündsignal am Anschluß erkannt wird. Damit wird eine hohe Betriebssicherheit erreicht. Die zwischengeschaltete Elektronikeinheit macht jedoch den Brouston-Test unmöglich. Zwischen der Elektronikeinheit und der Zündbrücke sind bei solchen modernen Zündpillen bzw. Zündeinrichtungen keine Anschlußstellen zugänglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Zündeinrichtung derart weiterzuentwickeln, daß bezüglich der Prüfbarkeit weitgehende Flexibilität besteht.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgesehenen Schalteinrichtung ist es möglich, die Elektronikeinheit zu umgehen und die Zündeinrichtung in herkömmlicher Weise unmittelbar durch Beaufschlagung mit einer entsprechenden Versorgungs- bzw. Prüfspannung zu prüfen.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung gerichtet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Zündeinrichtung und
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer PrüfSchalteinrichtung .
Gemäß Fig. 1 ist eine Klemme einer Zündpille 2 über eine Leitung 4 mit einem Spannungsausgang 6 einer Elektronikeinheit ! verbunden. Ein Spannungseingang 10 der Elektronikeinheit 8 ist über eine Prüfschalteinrichtung 12 mit einem Anschluß 14 verbunden, an den eine externe Versorgungsleitung 16, beispielsweise ein Zundbus eines Fahrzeug-Elektriksystems ange- schlössen ist. Der Anschluß 14 ist weiter mit einem Steuereingang 18 der Elektronikeinheit 8 verbunden, die einen Steuerteil 19 mit einem Spannungsteil 20 aufweist.
Parallel zur Elektronikeinheit 8 fuhrt von der Prüfschaltem- richtung 12 zu dem Spannungsausgang 6 eine Bypass-Leitung 22 mit einem Ladewiderstand 24.
Die Zündpille 2 ist über einen Zundschalter 26 mit einem weiteren Anschluß 28 der Zündeinrichtung verbunden, der bei- spielsweise auf Masse liegen kann und an eine entsprechende Ader der Versorgungsleitung 16 angeschlossen ist.
Parallel zur Zündpille 2 und dem Zundschalter 26 liegt ein Ladekondensator 30.
Die Elektronikeinheit 8 weist zwei Steuerausgange 32 und 34 auf, die mit entsprechenden Steuereingangen 32ι und 34χ der Prüfschalteinrichtung 12 bzw. des Zundschalters 26 verbunden sind.
Gestrichelt eingezeichnet ist ein Gehäuse 36, innerhalb dessen die gesamte Zündeinrichtung aufgenommen ist, wobei nur die Anschlüsse 16 und 28 von außen zugänglich sind. Es versteht sich, daß der Schaltungsintegrationsgrad unterschied- lieh sein kann, beispielsweise die Schalter 12 und 26 sowie die Bypaß-Leitung 22 mit m die Elektronikeinheit 8 integriert sein können.
Die einzelnen Bauteile bzw. Bauelemente sind in ihrem Aufbau und in ihrer Funktion an sich bekannt, so daß im Folgenden nur deren Zusammenwirkung erläutert wird: Es sei angenommen, an der Versorgungsleitung 16 liege eine Spannung, beispielsweise eine Wechselspannung mit konstanter Frequenz. Die Prüfschalteinrichtung 12 befindet sich in der dargestellten Stellung, in der der Anschluß 14 mit dem Span- nungsteil 20 verbunden ist. Im Spannungsteil 20 wird aus der Versorgungsspannung VΞ der Versorgungsleitung 16 eine vorbestimmte, konstante Zündspannung Vz erzeugt, auf die der Ladekondensator 30 aufgeladen wird. Der Zundschalter 26 befindet sich in gesperrtem Zustand.
Wenn nun über die Versorgungsleitung 16 ein vorbestimmt codiertes Zundsignal zugeführt wird, wird dieses im Steuerteil 19 der Elektronikeinheit 8 erkannt und der Steuerteil 19 erzeugt an dem Steuerausgang 34 einen Zundimpuls, der den Zund- Schalter 26 auf Durchlaß schaltet. Der Ladekondensator 30 entladt sich durch die Zündpille 2 und den Zundschalter 26 hindurch, wodurch die Zündpille 2 zündet.
Wenn an der Versorgungsleitung 16 ein vorbestimmtes, codier- tes Prufsignal liegt, wird dies vom Steuerteil 19 der Elektronikeinheit 8 erkannt und am Steuerausgang 32 ein Prufim- puls erzeugt, der dem Steuereingang 32ι der Prüfschalteinrichtung 12 zugeführt wird. Die Prüfschalteinrichtung 12 schaltet daraufhin um, so daß der Spannungseingang 10 vom An- Schluß 14 getrennt ist und die Versorgungsleitung 16 mit der Bypass-Leitung 22 verbunden ist. Auf diese Weise wird die an der Versorgungsleitung 16 liegende Versorgungsspannung Vs unmittelbar dem Ladekondensator 30 zugeführt, so daß das Span- nungsteil 20 unwirksam ist und die am Spannungsausgang 6 lie- gende Spannung Vz gleich der Versorgungsspannung Vs ist. Der Ladewiderstand 24 sorgt dafür, daß der Ladestrom begrenzt ist, so daß die Zündpille 2 auch bei einem Defekt des Zund- schalters 26 nicht zünden kann.
Wenn der Ladekondensator 30 jeweils auf die Versorgungsspannung Vs aufgeladen ist, kann der Zundschalter 26, wie oben beschrieben, über ein Zundsignal der Versorgungsleitung 16 und einen daraufhin am Steuerausgang 34 erscheinenden Zundim- puls auf Durchlaß geschaltet werden, so daß, wie bei den eingangs geschilderten Brouson-Test geprüft werden kann, ob die Zündpille 2 bei der jeweiligen Versorgungsspannung zündet.
Die Prüfschalteinrichtung 12 kann durch jedwelche geeigneten Bauelemente bzw. Schaltelemente gebildet sein. Fig. 2 zeigt ein Beispiel:
Die Versorgungsleitung 14 ist über einen ersten Schalter, beispielsweise einen MOSFET 38 mit dem Ladewiderstand 24 und über einen zweiten, beispielsweise ebenfalls als MOSFET ausgeführten Schalter 40 mit dem Spannungsteil 20 verbunden. Der Steuereingang 32ι ist zur Ansteuerung des Schalters 38 unmit- telbar mit diesem und zur Ansteuerung des Schalters 40 mit diesem über einen Inverter 42 verbunden. Je nach Polarität der am Steuereingang 32χ liegenden Spannung verbindet der Schalter 38 die Versorgungsleitung 16 mit dem Ladewiderstand 24 und sperrt der Schalter 40 oder verbindet der Schalter 40 die Versorgungsleitung 16 mit dem Spannungstell 20 und sperrt der Schalter 38.
Es versteht sich, daß die beschriebene Zündeinrichtung m ielfaltiger Weise abgeändert werden kann. Beispielsweise kann zusatzlich zum Zundschalter 26 ein Savmg-Schalter vorgesehen sein, der im Sinne einer logischen UND-Schaltung zusatzlich zum Zundschalter 26 aktiviert sein muß, damit sich der Ladekondensator 30 durch die Zündpille 2 hindurch entladen kann. Die Versorgungsleitung 14 kann unterschiedlich auf- gebaut sein, beispielsweise eine Ader enthalten, die die Versorgungsspannung fuhrt, und eine andere Ader enthalten, die die Steuersignale fuhrt. In diesem Fall ist der Steuereingang 18 mit der Steuerader verbunden und der Eingang der Pruf- schalteinrichtung 12 mit der Spannungsader.

Claims

Patentansprüche
1. Zündeinrichtung für eine pyrotechnische Insassenschut- zeinrichtung, insbesondere in Kraftfahrzeugen, enthaltend einen Anschluß (14) für eine externe Versorgungsleitung (16), eine Elektronikeinheit (8) mit einem Spannungseingang (10) und einem Steuereingang (18), die mit dem Anschluß (14) verbunden sind, einem Spannungsausgang (6) und einem Zündausgang (34), einer mit dem Spannungsausgang (6) verbundenen Zündvorrichtung (2) und einem mit dem Zündausgang (34) verbundenen Zündschalter, wobei die Elektronikeinheit (8) an ihrem Spannungsausgang (6) bei Beaufschlagung ihres Spannungseingangs (10) mit einer Versorgungsspannung eine vorbestimmte Zündspannung erzeugt und bei Beaufschlagen ihres Steuereingangs (18) mit einem Zündsignal an ihrem Zündausgang (34) einen Zündimpuls erzeugt, der den Zündschalter (26) aktiviert, so daß die Zündvorrichtung (2) zündet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Anschluß (14) und dem Spannungseingang (10) eine Prüfschalteinrichtung (12) angeordnet ist, daß die Elektronikeinheit (8) einen mit der Prüfschalteinrichtung (12) verbundenen Prüfausgang (32) aufweist und daß zwischen der Prüfschalteinrichtung (12) und dem Span- nungsausgang (6) eine Bypaß-Leitung (22) vorgesehen ist, wobei die Prüfschalteinrichtung (12) bei Beaufschlagen des Steuereingangs (18) der Elektronikeinheit (8) mit einem Prüfsignal die Verbindung zwischen dem Anschluß (14) und dem Spannungseingang (10) trennt und den Anschluß (14) mit der Bypaß-Leitung (22) verbindet.
2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß in der Bypaß-Leitung (22) ein Ladewiderstand (24) angeordnet ist, der den durch die Bypaß-Leitung fließenden Strom auf einen Wert begrenzt, bei dem die Zündvorrichtung (2) nicht zündet.
3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Prüfschalteinrichtung (12) einen MOSFET enthält.
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