DE2614491B2

DE2614491B2 - Schaltungsanordnung zum Überwachen der Funktionsbereitschaft der Auslöseorgane einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2614491B2
Application number: DE2614491A
Authority: DE
Inventors: Johann 8068 Pfaffenhofen Spies; Alfons 8898 Schrobenhausen Woehrl
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-04-03
Filing date: 1976-04-03
Publication date: 1979-10-25
Also published as: FR2346758B1; DE2614491C3; US4163268A; JPS52123036A; GB1575367A; DE2614491A1; FR2346758A1

Description

Die Erfindung betriffi eine Schaltungsanordnung zum Überwachen der Funktionsbereitsehafi der Auslöseorgane einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, die von einem Kollisionssensor auslösbar ist, mit mindestens einem Komparator zur Erzeugung eines Fehlersignals beim Auftreten von vagabundierenden Strömen.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 07 831 bekannt. Hierbei wird das über eine 4^r> Zenerdiode und einen Widerstand abnehmbare .Spannungspotential über ein NAND-Gatter mit den Spannungssignalen von zu kontrollierenden Stellen der Schaltung verglichen. Bei Abweichungen von den vorgegebenen Werten wird über eine Relais-Schaltung w eine Kontrollampe eingeschaltet. Durch das Einschalten einer Kontrollampe wird zwar eine Funktionsunfähigkeit angezeigt, jedoch ein ungewolltes Auslösen des Luftsackes nicht verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß bei Vorliegen eines Spannungssignales vom Kollisionssensor eine sichere Auslösung der vorgegebenen Maßnahme nicht behindert und trotzdem alle möglicherweise auftretenden Fehler überwacht und außer so einer Anzeige eine Fehlauslösung der überwachten Schaltorgane verhindert wird.

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auslöseorgane Teile von f>5 zwei in Reihe geschalteten Sicherungsschaltkreisen sind, die im wesentlichen aus einem über ein Filter gesteuerten Halbleiterschalter sowie aus einer mit seiner Anode an Massepotential liegenden Zenerdiode bestehen, daß jeweils über einen zwischen den beiden Sicherungssehaltkreisen liegenden Abgriff ein weiterer Sicherungsschaltkreis zugeschaltet ist, der für jedes Auslöseorgan zwei Komparatoren aufweist, wobei das abgegriffene Spannungssignal jeweils über einen eine Referenzspannung erzeugenden Spannungsteiler dem invertierenden Eingang des jeweils ersten und dem nichtinvertierenden Eingang des jeweils zweiten Komparators zugeführt wird, während der jeweils nichtinvertierende Eingang des ersten und der jeweils invertierende Eingang des zweiten Komparators an einem eine obere und eine untere Vergleichsspannungsgrenze definierenden Spannungsteiler liegt und daß an den parallel geschalteten Ausgängen der Komparatoren das Fehlersignal abnehmbar ist

Zur sicheren Vermeidung von Fehlauslösungen dient das Fehlersignal zur Abschaltung der Eingänge der Schaltungsanordnung.

Um Störspannungen beliebiger Herkunft von den Auslösemitteln fernhalten zu können, sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß der Halbleiterschalter mit seiner die größte Sperrspannung aufweisenden Sperrschicht am Ausgang angeschlossen ist und daß die Zenerdiode eine Durchbruchsspannung aufweist, die größer als die maximale Ausgangspannung des Zündstromkreises ist.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß aufgrund der Eigenkontrollfähigkeit der Schaltungsanordnung an kritischen Punkten ein hohes Maß an Zuverlässigkeit wirtschaftlich erzielt werden kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellien Ausführungsbeispieles beschrieben.

Die Schaltungsanordnung weist als Auslöseorganc Auslösestufen 10, 20, 30 auf, die Zündkapseln I, 2 und 3 enthalten. Statt Zündkapseln können ebenso Schalter betätigt werden.

Das oder die Auslösesigp;i!e werden über eine Signalleitung £", und E₂ der Schaltungsanordnung zugeleitet. Es können aber auch für jede der Auslösestufen 10, 20, 30 Signalleiiungen vorgesehen werden, so daß von verschiedenen Orten stammende Auslösesignale zeitlich gleichzeitig oder unterschiedlich zur Auslösung eines oder mehrerer Auslösestufen führen. Schließlich können grundsätzlich beliebig viele Auslösestufen vorgesehen sein.

Die Stromversorgung der Schaltungsanordnung erfolgt über eine Batteriespannung führende Leitung S, über die Kondensatoren C₁. C₂, Q aufgeladen werden. Diese Kondensatoren dienen zur Stromversorgung der Auslösestufen bei Ausfall der Batteriespanniing über e-nen vorbestimmten Zeitraum, zur Siebung von Spannungsspitzen im Versorgungsteil und als Zündenergiespeicher für die Zündkapseln 1,2,3.

Jeder Zündkapsel 1 bis 3 ist ein Widerstand 12 in Reihe geschaltet. Hierzu parallel geschaltet ist die Parallelschaltung je eines Kondensators 13 und einer Zenerdiode 14. jede Zenerdiode mit der zugeordneten Parallelschaltung von Widerstand und Kondensator bildet einen Sicherungsschaltkreis D. Je ein weiterer Sicherungsschaltkreis Fist den Sicherungsschaltkreisen D in Reihe geschaltet und besteht jeweils aus einem dreipoligen Halbleiterschalter 17, der mit seiner Hauptelektrode an der Leitung S der externen Spannungsversorgung liegt. Ein Spannungsteiler aus den Widerständen 15 und 16 ist mit seinem einen Ende ebenfalls mit der Leitung 5 verbunden. Das andere Ende

ist mit der der Einleitung des Auslösesignals dienenden Signalleitung E\ verbunden. Die Steuerelektrode des Halbleitersehalters 17 ist mit dem Spannungsteiler 15, 16 und mit einem Kondensator 18 verbunden, der seinerseits an der Leitung ^angeschlossen ist.

Soll das Auslösesignal auf der Eingangsleitung E₍ mehrere Auslösestufen betätigen, so wird über einen Abgriff 19 eine zweite Auslösestufe 20 gespeist usf. An einem Abgriff 21 zwischen den beiden Sicherungsschaltkreisen D und /"ist über einen aus Widerständen 10.1, 10.11 bestehender Spannungsteiler ein weiterer Sicherungsschaltkreis G angeschlossen, der aus Komparatoren 40.1, 40.11, bzw. entsprechend der Anzahl der Zündstromkreise 10, 20,30 im Ausführungsbeispiel aus insgesamt sechs Komparatoren 40.1 bis 4031 besteht. Zwischen der Leitung S und dem Massepotential liegt ferner ein aus Widerständen 22, 23 und 24 bestehender Spannungsteiler.

Im einzelnen führt vom Widerstand 10.11 eine Leitung 34 zu den Komparatoren 40.1 und 40Jl, m während der Widerstand 10.1 an der Leitung 5 der externen Spannungsqueile liegt. Der Widerstand 10 11 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang des Comparators 40.1 und mit dem invertierenden Eingang des !Comparators 40.11 verbunden, während die verbleibenden Eingänge der Komparatoren 40.1, 40.11 zum Spannungsteiler 22,23,24 führen.

Die Ausgänge der Komparatoren liegen an einer gemeinsamen Leitung 35, weisen also eine ODER-Verknüpfung auf. Die Ausgänge der Komparatoren 40.1 M und 40.11 liegen ferner zwischen einem an der Leitung 5 angeschlossenen Spannungsteiler aus den Widerständen 25 und 26 und einer Diode 27, deren Kathode mit dem Massepotential M der externen Spannungsquelle verbunden ist. Am Abgriff 28 des Spannungsteilers 25, π 26 liegt die Basis eines Transistors 31. dessen [-Imitier mit der Leitung .9verbunden ist. Über den Kollektor des Transistors 31 wird ein Relais 32 gesteuert, durch welches eine Warnlampe 33 ein- und ausgeschaltet werden kann, während die Leitung 35 /u einer Klemme w A₁ führt, an der bei einer Störung ein Fehlersigmil abgenommen werden kann, durch das die Eingänge E\ und Ei in einer bekannten Weise abgeschattet werden können.

Wie bereits ausgeführt, können die Auslöscsiufcn 10, -ti 20, 30 beliebig miteinander verknünft werden und in beliebiger Zahl verwendet werden. Im Aiisführungsbeispiel liegt die Auslösestufe 20 mit der Aiislösestufc 10 üb·" dem Abgriff 19 am selben Signalcingang Ei. während für die A'jslösestufe 30 ein eigener Signalein- ίο gang £2 vorgesehen ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erfolgt die Verknüpfung in derselben Weise, wie für die Auslösestufe 10.

Beim Fehlen einer Störung führt z. B. ein über die Klemme Ei ankommend: 7ündsignal zur Aufsteuerung v% des Halbleiti .-schalters 17, so daß sich der Kondensator C₁ über den Widerstand 12 auf die Zündkapsel 1 entlädt und wodurch beispielsweise die Gasgeneratoren eines nicht dargestellten Ljftsackes am Fahrzeug aktiviert werden.

Durch den Widerstand 16 wird verhindert, daß ein ungewolltes Zünden des Halbleiterschalters 17 der Sicherungsschaltung F durch vagabundierende Ströme in der Signalleitung E₁ erfolgen kann. Der Kondensator 18 ist so bemessen, daß der Halbleiterschalter 17 im ausgeschalteten Zustand nicht von der externen Spannungsquelle gezündet werden kann. Ober das auch als Filter dienende RC-Gl'ied 15/18 wird der Zeitpunkt bestimmt, zu dem der Halbleiterschalter 17 in den leitenden Zustand geschaltet wird. Der Halbleiterschalter 17 ist ein komplementäres Schaltelement, bei dem die Sperrschicht mit der größten Sperrspannung am Ausgang angeschlossen ist, so daß ein Durchschalten des Festkörperschalters durch induzierte Störspannungsspitzen am Ausgang vermieden wird.

Die Sicherungsschaltkreise D dienen als ergänzender Schutz gegen induzierte äußere Störspannungen. Damit wird erreicht, daß negative Stöiviipulse durch die Vorwärtsschweiispannung der Zeneraie ie 14 in Verbindung mit 12 und 13 begrenzt wird und bei positiven Störimpulsen die Begrenzung durch die Durchbruchsspannung der Zenerdiode 14 erfolgt. Dabei ist die Durch!'ruchsspannung größer als die maximale Zündausgangsspannung am Halbleiterschalter 17 gewählt. Durch diese Schaltung wird vermieden, daß die zulässige Sperrspannung des Schalters 17 überschritten wird oder dieser Schalter infolge Rtae-Effekt (Spannungsanstiegsgeschwindigkeit) geschaltet wird, ohne daß die gewollte Zündung der Zündkapsel verhindert wird.

Als Komparator dienen Vergleichsschaltungen mit Eingangsstufen aus Differenztransistoren mit an Massepotential liegenden Kollektoren. Dadurch können Spannungen noch im Millivoltbcreich in bezug auf das Massepotential richtig bewertet werden, wodurch eine Überprüfung der Zündmittel, also der Zündkapseln, einschließlich deren Verdrahtung ermöglicht wird. Die Spannungsteiler-Widerstände dienen gleichzeitig dem Schjtz der Komparatoren gegen Überlastungen.

Durch den Spannungsteiler 22,23,24 wird eine untere und eine obere Vergleichsspannungsgrenze festgelegt, mit denen ein Spannungsabfall an den Zündkapseln 1, 2 und 3 über den Spannungsteiler-Widerständen 10.1, 10.2, 10.3 abgegriffen wird, leder Wert außerhalb des festgelegten Zündkreiswiderstandes sowie das Unterschreiten eines Mindestspannungswertes an den Kondensatoren C]. G. Cj führt zur Erzeugung des Fehlersignals und zum Durchschalten des Transistors 31 und damit zum Schalten des Relais 32, welches wiederum zum Aufleuchten der Warnlampc 33 oder beliebiger anderer Maßnahmen an dieser Stelle führt, bzw. über A\ beispielsweise zur Abschaltung der Eingänge Ei und E₂.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Schaltungsanordnung zum Oberwachen der Funktionsbereitschaft der Auslöseorgane einer Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge, die von einem > Kollisionssensor auslösbar ist, mit mindestens einem Komparator zur Erzeugung eines Fehlersignals beim Auftreten von vagabundierenden Strömen, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseorgane (1, 2, 3) Teile von zwei in Reihe geschalteten Sicherungsschaltkreisen (D, F) sind, die im wesentlichen aus einem über ein Filter (15, 18) gesteuerten Halbleiterschalter (17) sowie aus einer mit setner Anode an Massepotential liegenden Zenerdiode (14) bestehen, daß jeweils über einen zwischen den beiden Sicherungsschaltkreisen liegenden Abgriff (21) ein weiterer Sicherungsschaltkreis (C) zugeschaltet ist, der für jedes Auslöseorgan (1, 2, 3) zwei Komparatoren (40.1, 40.11 bis 40Jl) aufweist, wobei das abgegriffene Spannungssignal jeweils über einen eine Referenzspannung erzeugenden Spannungsteiler (10.1, 10.11 bis 1031) dem invertierenden Eingang des jeweils ersten (40.11, 40.21, 4031) und dem nichtinvertierenden Eingang des jeweils zweiten !Comparators (40.1, 40.2, 403) zugeführt wird, während der jeweils nichtinvertierende Eingang des ersten und der jeweils invertierende Eingang des zweiten Komparators an einem eine obere und eine untere Vergleichsspannungsgrenze definierenden Spannungsteiler (22, 23, 24) liegt, und daß an den parallel geschalteten Ausgängen rler Komparatoren (40.1 bis 40.31) das Fehlersignal abnehmbar ist.