DE19527420A1 - Elektronisches Gerät - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine elektronisches Gerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein elektronisches Gerät dieser Art ist beispielsweise aus dem Zeitschriftenartikel 1141 Ingenieurs de l′Automobile (1982) No. 6, Seiten 69-77 bekannt. Derartige Geräte müssen ständig funktionsbereit sein, um im Falle eines schweren Unfalles das Leben von Fahrzeuginsassen schützen zu können. Diese ständige Funktionsbereitschaft muß durch geeignete Prüfungsverfahren, die möglichst viele Bauteile der Sicherheitseinrichtung einschließen, ständig überwacht werden. Elektronische Geräte dieser Art umfassen in der Regel mindestens einen beschleunigungsempfindlichen Sensor, eine elektronische Auswertungsschaltung für die Ausgangssignale des beschleunigungsempfindlichen Sensors, ein Zündelement zur Aktivierung eines Sicherungsmittels wie Airbag und/oder Gurtstraffer oder dergleichen sowie eine Endstufe zur Ansteuerung des Zündelements. Das Zündelement besteht üblicherweise aus einer Art von Widerstandsdraht, der durch Stromfluß aufheizbar ist und der im aufgeheizten Zustand eine große Gasmengen abgebende chemische Substanz aktiviert. Elektronische Schaltungen haben heute in der Regel eine sehr große Zuverlässigkeit. Um so wichtiger ist daher, die ständige Überprüfung dieses Zündelements, das als kritisches Bauelement die Wirkverbindung zwischen der elektronischen Schaltung und dem eigentlichen Sicherungsmittel wie Airbag oder Gurtstraffer herstellt. Es ist bekannt, die Funktionsfähigkeit eines Zündelements dadurch zu überprüfen, daß ein sehr kleiner Prüfstrom durch das Zündelement geleitet und der dadurch entstehende Spannungsabfall an dem Zündelement gemessen wird. Auf diese Weise kann festgestellt werden, ob das Zündelement noch den vorgegebenen Sollwiderstand aufweist oder nicht. In jüngster Zeit hat die Anmelderin neuartige elektronische Geräte entwickelt, die nach dem sogenannten Wechselstromzündungsprinzip arbeiten. Dabei wird das Zündelement zum Zwecke der Aktivierung nicht einmalig mit einer für die Zündung erforderlichen großen Ladungsmenge beaufschlagt, indem ein entsprechend großer Strom durch das Zündelement geleitet wird. Vielmehr wird das Zündelement gleichsam taktweise mit einer großen Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden Stromimpulsen angesteuert, bis die für die Aktivierung hinreichende Energiemenge zugeführt worden ist. Diese Vorgehensweise hat unter anderem den Vorteil, daß selbst ein schon eingeleiteter Aktivierungs- bzw. Zündvorgang noch abgebrochen werden kann, wenn beispielsweise erst zu einem späteren Zeitpunkt erkannt wird, daß die Auslösung eines Airbagsystems nicht notwendig ist, da nur ein leichter Unfall stattfindet. Hierzu wurde ein besonderes Zündelement entwickelt, das aus einer Serienschaltung der eigentlichen Zündpille mit einem kleinen Kondensator besteht. Klein bedeutet in diesem Zusammenhang, daß es sich um einen Kondensator mit einem vergleichsweise geringen Kapazitätswert handelt. Der Kapazitätswert dieses Kondensators ist so gering, daß er nur eine Ladungsmenge speichern kann, die für sich genommen nicht ausreicht, die eigentliche Zündpille zu aktivieren, das heißt, so stark aufzuheizen, daß sie das Airbagsystem auslösen kann.

Erst eine mehrmalige Aufladung und Entladung dieses Kondensators führt zu einem für die Aktivierung der Zündpille hinreichend großen Stromfluß.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht eine besonders effektive Überwachung des elektronischen Geräts und kann dadurch eine hohe Betriebsbereitschaft sicherstellen. Insbesondere ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung die Überwachung des Widerstands der Zündpille, die Überwachung des mit der Zündpille zu einem Zündelement vereinigten Kondensators im Zündkreis, die Erkennung von Leckwiderständen zwischen den Zündkreisleitungen und dem Masseanschluß bzw. dem positiven Anschluß des Bordnetzes, sowie die Erkennung von Leckströmen, die auf den Zündkreis einwirken. Das elektronische Gerät zeichnet sich dabei durch eine einfache und kostengünstige Bauweise aus, die für die Massenfertigung gut geeignet ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen elektronischen Geräts.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Figur ist das elektronische Gerät 10 als Blockschaltbild dargestellt. Es umfaßt mindestens einen beschleunigungsempfindlichen Sensor S, der mit einer elektronischen Schaltungsanordnung 1 für die Auswertung der Ausgangssignale des Sensors S verbunden ist. In der elektronischen Schaltungsanordnung 1 wird beispielsweise überprüft, ob die Ausgangssignale des Sensors S eine vorgebbare Signalschwelle überschreiten, was auf einen für die Insassen des Fahrzeugs gefährlichen Unfall hindeutet. Die elektronische Schaltungsanordnung 1 ist weiterhin mit einer Zündendstufe 2 verbunden, die wiederum ein an dem Ausgangsanschluß 3 angeschlossenes Zündelement 4, 5 ansteuert. Die Ansteuerung dieses Zündelements 4, 5 erfolgt dann, wenn die elektronische Schaltungsanordnung 1 ein entsprechend großes Ausgangssignal des beschleunigungsempfindlichen Sensors S empfängt. Das Zündelement 4, 5 besteht aus einer Zündpille 4 und aus einem zu dieser Zündpille in Serie geschalteten Kondensator 5 mit relativ kleinem Kapazitätswert. Die Zündpille 4 besteht üblicherweise aus einem Widerstandsdraht, der durch Stromfluß aufheizbar ist. In aufgeheiztem Zustand vermag die Zündpille 4 eine chemische Substanz zu aktivieren, die daraufhin große Gasmengen abgibt, mit welchen ein Airbag aufgeblasen werden kann. Das Zündelement 4, 5 steht demzufolge in Wirkverbindung mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung 11 für Fahrzeuginsassen, wie beispielsweise Airbag und/oder Gurtstraffer oder dergleichen. Die Zündpille 4 wird nur dann aktiviert bzw. aufgeheizt, wenn ein hinreichend großer Strom durch sie geflossen ist, der ihr eine hinreichend große Energiemenge zugeführt hat. Der in Serie zu der Zündpille 4 geschaltete Kondensator 5 hat jedoch nur einen derart kleinen Kapazitätswert, daß er nur eine vergleichsweise kleine Ladungsmenge speichern kann. Diese Ladungsmenge ist nicht ausreichend für die Aktivierung der Zündpille 4. Erst eine mehrmalige Umladung des Kondensators 5 durch taktweises Aufladen und Entladen des Kondensator führt zu einem hinreichend großen Stromfluß durch die Zündpille 4. Das aus Zündpille 4 und Kondensator 5 bestehende Zündelement Z ist ein für die Funktionsfähigkeit des elektronischen Geräts besonders wichtiges Bauelement und muß daher regelmäßig überwacht werden. Zu diesem Zweck umfaßt das elektronische Gerät 10 weiterhin einen Oszillatorschaltkreis 6, der ein Ausgangssignal mit vorzugsweise sinusförmigem oder rechteckförmigem Verlauf abgibt. Der Ausgangsanschluß des Oszillatorschaltkreises 6 ist mit dem Ausgangsanschluß 3 verbunden, an den das Zündelement Z angeschaltet ist. Der Ausgangsanschluß des Oszillatorschaltkreises 6 ist weiterhin mit einer Baugruppe 7 verbunden, die das Ausgangssignal des Oszillatorschaltkreises 6 gleichrichtet und glättet. Der Ausgangsanschluß der Baugruppe 7 ist weiterhin mit dem Eingangsanschluß eines Fensterkomparators 8 verbunden, der zwei Schwellwerte S1 und S2 aufweist. Der Ausgangsanschluß des Fensterkomparators 8 ist weiterhin mit dem Eingangsanschluß einer Endstufe 9 verbunden, an deren Ausgangsanschluß ein erster Anschluß einer Signaleinrichtung 12 angeschlossen ist, deren zweiter Anschluß mit der Batteriespannung UBatt verbunden ist. Der Oszillatorschaltkreis 6 speist einen Strom i in das an den Ausgangsanschluß 3 angeschlossene Zündelement Z. Der an dem Zündelement Z auftretende Spannungsabfall wird in der Baugruppe 7 gleichgerichtet und geglättet. Der Fensterkomparator 8 vergleicht die geglättete Spannung mit zwei Schwellwerten S1 und S2. Ein Überschreiten des höheren Schwellwertes S2 bzw. ein Unterschreiten des niedrigeren Schwellwertes S1 bewirkt über die dann angesteuerte Endstufe 9 ein Ansteuern der Signaleinrichtung 12. Bei der Signaleinrichtung 12 kann es sich vorzugsweise um eine Warnlampe handeln, die bei einem Defekt in dem Zündelement Z angesteuert wird und aufleuchtet. Der Oszillatorschaltkreis 6 kann zweckmäßig so betrieben werden, daß er nach Inbetriebnahme des Fahrzeugs ständig angeschaltet bleibt und demzufolge ständig ein Ausgangssignal abgibt, was zu einem vergleichsweise kleinen Stromfluß durch das Zündelement Z führt. Besonders zweckmäßig im Sinne einer Energieeinsparung und einer Schonung des Zündelements Z kann es jedoch auch sein, wenn der Oszillatorschaltkreis 6 nur zeitweise zum Zwecke der Überprüfung des Zündelements Z angesteuert wird. Beispielsweise regelmäßig dann, wenn das Fahrzeug in Betrieb genommen wird und dazu der Zündschlüssel des Fahrzeugs eingeschaltet wird. Zusätzlich könnte eine regelmäßige Überprüfung des Zündelements Z in größeren Zeitintervallen zweckmäßig sein, wenn sich das Fahrzeug in einem Betriebszustand befindet. Dazu müßte der Oszillatorschaltkreis 6 nach Ablauf einer vorgebbaren Ruhezeit dann ein entsprechendes Ausgangssignal abgeben, daß in das Zündelement Z ein Prüfstrom I eingespeist werden kann.

Claims (4)

1. Elektronisches Gerät mit mindestens einem beschleunigungsempfindlichen Sensor (S), einer elektronischen Schaltungsanordnung (1) für die Auswertung des Sensorausgangssignals, einer Zündendstufe (2) und einem aus Zündpille (4) und Kondensator (5) bestehenden Zündelement (Z), mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung (11) für Fahrzeuginsassen, die durch das Zündelement (Z) auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Oszillatorschaltkreis (6) vorgesehen ist, dessen Ausgangsanschluß zwecks Einspeisung eines Prüfungsstroms i mit dem Zündelement (Z) verbunden ist.

2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillatorschaltkreis (6) vorzugsweise ein sinusförmiges oder rechteckförmiges Ausgangssignal abgibt.

3. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsanschluß des Oszillatorschaltkreises (6) mit einer Baugruppe (7) verbunden ist, die das Ausgangssignal des Oszillatorschaltkreises (6) gleichrichtet und glättet und daß weiterhin ein Fensterkomparator (8) vorgesehen ist, dessen Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß der Baugruppe (7) verbunden ist und der das Ausgangssignal der Baugruppe (7) mit Schwellwerten (S1, S2) vergleicht.

4. Elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterkomparator (8) mit einer Endstufe (9) verbunden ist, die eine Signaleinrichtung (12) ansteuert.