DE2308115B2 - Ueberwachungsschaltung fuer eine sensoreinrichtung einer sicherheitseinrichtung in kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtung einer Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen mit einer mit der Sensoreinrichtung gekoppelten Auswertschaltung und einer an diese angeschlossenen Alarmanzeigeschaltung.

Eine Überwachungsschaltung der eingangs genann- fts ten Art ist bereits aus der DT-OS 14 55 736 bekannt, bei der bei Erreichein eines bestimmten Dämmerungswertes das Standlicht eines Kraftfahrzeuges automatisch eingeschaltet werden soll und insgesamt die Überwachung des Schaltzustandes der Beleuchtungsanlage des Kraftfahrzeuges möglich ist.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtung einer Sicherheitseinrichtung zu schaffen, welche eine Fehlfunktion innerhalb der Sensoreinrichtung feststellt und anzeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auswertschaltung zwei Schaltzustände aufweist, an eine Komparatorschaltung angeschlossen ist und bei Empfang des einem Fehler in der Sensoreinrichtung entsprechenden Signals in den einen ein hohes Ausgangssignal abgebenden Schaltzustand verbracht und gehalten wird, daß die Alarmanzeigeschaltung das Ausgangssignal der Auswertschaltung und das Ausgangssignal einer zusätzlichen Komparatorschaltung empfängt, daß die zusätzliche Komparatorschaltung die Spannung einer Hilfsquelle erfaßt und daß die Alarmanzeigeschaltung ein Alarmsignal erzeugt, wenn die Spannung der Hilfsquelle einen bestimmten Wert unterschreitet und/oder sich die Auswertschaltung in dem das hohe Ausgangssignal liefernden Schaltzustand befindet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der erfindungsgernäßen Überwachungsschaltung wird erreicht, daß die zur Aktivierung einer Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Airbags, vorgesehene Sensoreinrichtung unerkannt in einem nicht wirksamen oder eine Fehlfunktion ausführenden Zustand verbleibt. Zu diesem Zweck ist eine Anzeige vorgesehen, welche eine Fehlfunktion der Sicherheitseinrichtung anzeigt. Mit der Erfindung wird somit verhindert, daß die vorgesehene Sicherheitseinrichtung sich unerkannt in einem Zustand befindet, der im Fall eines Gefahrenzustandes die exakte Funktion der Sicherheitseinrichtung nicht gewährleistet. Die Anzeige bestimmter Fehlfunktionen erfolgt bei der Erfindung bereits im Normalzustand, d. h. nicht er«t im Fall einer Kollision, so daß die Kraftfahrzeuginsassen eine Information darüber erhalten, ob die eingebaute Sicherheitseinrichtung funktionsfähig ist.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Überwachungsschaltung und

F i g. 2 Einzelheiten der Schaltung nach F i g. 1.

Die in F i g. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung enthält eine Gleichspannungsquelle 10, die eine Ser.soreinrichtung 20 einer Sicherheitseinrichtung speist. Wenn in der Sensoreinrichtung 20 ein Fehler oder eine Fehlfunktion auftritt, erzeugt sie ein Ausgangssignal S\, das diese Fehlfunktion anzeigt. Das Ausgangssignal S\ wird von der Sensoreinrichtung 20 einer Komparatorschaltung 30 zugeführt, welche diese Fehlfunktion feststellt und bei Vorliegen der Fehlfunktion ein Ausgangssignal Si an eine Auswertschaltung 40 liefert. Die Auswertschaltung 40 erzeugt ein Ausgangssignal Si, das einer Alarmanzeigeschaltung 50 zugeführt wird. Eine Hilfsspannungsquelle der Gleichspannungsquelle 10 gibt dann ein Ausgangssignal S\ ab, das der Quellenspannung entspricht. Das Ausgangssignal S\ wird auf eine Komparatorschaltung 30' gegeben, die ein Ausgangssignal Si' erzeugt; dieses Signal S'2 wird der Alarmanzeigeschaltung 50 zum Auslösen eines Alarmsignals zugeführt. Die Alarmanzeigeschaltung 50 spricht

auf die beiden Signale Si' und S₃ an und gibt ein Alarmsignal ab, so daß der Fahrer des Fahrzeugs die Fehlfunktion oder den Ausfall der Sensoreinrichtung 20 durch das Inbetriebsetzen der Alarmanzeigeschaltung 50 erkennt.

Im folgenden wird auf F i g. 2 Bezug genommen, in der im einzelnen eine Schaltung für das Blockschaltbild nach Fig. I angegeben ist. Bei dieser Ausführungsform weist die Gleichspannungsquelle 10 eine Hauptquelle, z. B. eine Gleichspannungsbatterie Ba mit siner Quellenspannung Vb, sowie die Hilfsspannungsquelle z. B. einen Kondensator C auf. Wenn ein Zündschalter IGSW geschlossen wird, fließt ein Strom von der Batterie Ba über eine Diode D\ zur Sensoreinrichtung 20, wobei die Diode D\ einen Stromfluß nur in einer Richtung erlaubt, d. h. in der Durchlaßrichtung. Der Kondensator C wird über einen Widerstand R\ von der Batterie Ba auf eine Spannung aufgeladen, die praktisch gleich der Quellenspannung Vb ist. Vom Kondensator C fließt ein Entladungsstrom über eine Diode D₂ zur Sensoreinrichtung 20.

Mit der Gleichspannungsquelle 10 sind erste und zweite Kollisionsfühler oder auf einen Aufprall ansprechende Schaltvorrichtungen SWi und SW₂ verbunden, die bei einer Kollision aktiviert bzw. geschlossen werden. Die Schaltvorrichtungen SWi und SWi werden normalerweise auf einem deformierbaren vorstehenden Teil des Kraftfahrzeugs, z. B. einer Stoßstange, befestigt. Die Schaltvorrichtungen SWi und SWz sind über Widerstände R₂ und /?₃ mit den Widerstandswerten r₂ bzw. r₃ nebengeschlossen. Der Widerstandswert r₂ ist z. B. gleich T₃. Zwischen die Schaltvorrichtungen SW^ und SW₂ sind zwei elektrisch auslösbare Zündkapseln Dn und Dr₂ in Reihe geschaltet, die bei einer Kollision unter Druck stehendes Gas von einem nicht dargestellten Gasbehälter freigeben.

Die Zündkapseln Dn und Dr₂ sind mit Dioden D₃ bzw. D₄ in Reihe geschaltet, die einen Stromdurchfluß nur in einer Richtung gestatten, nämlich von der positiven zu der negativen Klemme der Gleichspannungsquelle 10, d. h. in der Vorwärtsrichtung. Wie man F i g. 2 entnehmen kann, bilden die Zündkapseln und die Dioden eine Parallelschaltung PC. Die Zündkapseln Dri und Dr₂ haben Widerstandswerte dn bzw. dr₂, die wesentlich niedriger als die der Widerstände R₂ und R₃ sind; daraus ergibt sich, daß folgende Beziehung besteht: r₂ = r₃>dr₂. Der Widerstandswert dn oder dr₂ ist im allgemeinen kleiner als 10 Ω, aber normalerweise etwa 1 Ω. Die Parallelschaltung PC weist eine gemeinsame Klemme fi auf, die mit einer Klemme der ersten Schaltvorrichtung SWi verbunden ist, sowie eine weitere gemeinsame Klemme /2, die mil einer Klemme der zweiten Schaltvorrichtung SW₂ verbunden ist.

Die Komparatorschaltung 30 enthält drei einzelne Komparatoren Q, C₂ und C₃, die an Anschlußpunkte P\, P₂ und Pi der Sensoreinrichtung 20 angeschlossen sind. Die Komparatoren Ci, C₂ und C₃ nehmen den Spannungswert an dem jeweiligen Anschlußpunkt auf und übertragen den Spannungswert in die Komparatorschaltung 30, in welcher ein Vergleich dieser Spannungswerte ausgeführt wird. Die Komparatoren Ci, C₂ und C₃ liefern einen Spannungswert von ²/₃ Vb, V₃ Vb und '/3 Vf?. Diese Korr.paratoren sind so ausgelegt, daß sie ein logisches Signal »0« erzeugen, wenn das jeweilige Eingangssignal einen Spannungswert hat, der niedriger als der Bezugsspannungswert ist. Dagegen erzeugen diese Komparatoren ein logisches Signal »1«, wenn das Eingangssignal einen Spannungswer*. hat, der höher als der Bezugsspannungswert ist. Der Ausgang des Komparator Ci ist an einen Inverter /angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Eingang eines NAND-Gatters N\ verbunden ist. Die Komparatoren C₂ und C₃ sind direkt mit den übrigen beiden Eingängen des NAND-Gatters N\ verbunden. Der Ausgang des NAND-Gatters N\ ist an die Auswertschaltung 40 angeschlossen, die eine Fehlfunktion der Sensoreinrichtung 20 speichert.

Die Auswertschaltung 40 besteht aus einem Transistor Tn, dessen Basis über einen Widerstand Ra mit dem Ausgang der Komparatorschaltung 30 verbunden ist. Der Emitter des Transistors Tn ist an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle 10 angeschlossen, während sein Kollektor über eine Schmelzsicherung F mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquellc 10 verbunden ist. Die Schmelzsicherung F bildet einen wesentlichen Teil der Auswertschaltung 40. Außerdem ist ein Widerstand R5 vorgesehen, der zwischen den Emitter und den Kollektor des Transistors Tn geschaltet ist. Der Ausgang der Auswertschaltung 40, der durch einen Verbindungspunkt P4 bezeichnet ist und zwischen der Schmelzsicherung F und dem Widerstand R^ liegt, ist mit einem Eingang der Alarmanzeigeschaltung 50 verbunden.

Die Alarmanzeigeeinrichtung 50 enthält ein NAND-Gatter N₂, einen Transistor Tr₂, dessen Basis über einen Widerstand mit dem Ausgang des NAND-Gatters /V> verbunden ist, sowie ein Anzeigeelement L beispiels-

lü weise einen Summer oder eine Lampe, der bzw. die über den Emitter und den Kollektor des Transistors Tr₂ an die Gleichspannungsquelle 10 angeschlossen ist.

Das NAND-Gatter N₂ ist mit dem Ausgang der Komparatorschaltung 30' verbunden, die einen Kompass rator Co enthält, welcher mit einem Punkt Po der Gleichspannungsquelle 10 verbunden ist, wobei der Punkt Po einen Verbindungspunkt zwischen der durch den Kondensator C gebildeten Hilfsspannungsquelle und der Diode D₂ darstellt. Der Komparator Co empfängt den Spannungswert am Punkt P₀, d. h. den Spannungswert, auf den der Kondensator C durch die Batterie Ba aufgeladen wird. Der Bezugsspannungswert des Komparator Gentspricht ²/₃ Vb. Der Komparator Co erzeugt ein Signal »0«, wenn das Eingangssignal einen Spannungspegel aufweist, der über dem Bezugsspannungspegel ¹Ii Vb liegt. Ist der Zündschalter IGSW geschlossen, lädt die Batterie Ba den Kondensator Cder Hilfsspannungsquelle auf. Am Beginn der Aufladung erreicht der Kondensator C noch nicht den Spannungswert ²h Vb des Komparators C₀, so daß am Punkt P₀ ein Spannungswert auftritt, der niedriger als der Bezugsspannungswert V₃ Vb des Komparators Co ist. Infolgedessen erzeugt der Komparator ein Signal »0« (S'₂), welches zu einem Eingang des NAND-Gatters ,V₂ geführt wird. Wenn das Signal S'2 mit dem Wert »0« dem NAND-Gatter N₂ zugeführt wird, liefert dieses Gatter ein Ausgangssignal »1«, das über den Widerstand Rt an die Basis des Transistors Tr₂ geführt wird. Somit leuchtet das Anzeigeelement L auf. Wenn der

ho Kondensator C auf eine Spannung aufgeladen worden ist, die über dem Bezugsspannungswert ²/₃ Vb des Komparators Co liegt, wird das Anzeigeelement L abgeschaltet, da der Komparator Cc in diesem Fall ein Signal S'₂ mit dem Wert »1« abgibt. Auf diese Weise ist

f>_s es möglich, daß nicht nur ein Fehler in oder ein Ausfall der Alarmanzeigeschaltung 50 festgestellt wird, d. h. auch des Anzeigeelements L, da dies beim Einschalten des Zündschalters aufleuchten muß, sondern auch ein

Ausfall des Kondensators Cder Hilfsspannungsquelle.

Wenn die Schaltvorrichtungen SW\ und SW₂ der Sensoreinrichtung 20 den Normalzustand, d. h. die Offenstellung einnehmen, dann ist die Spannung an den Punkten P₀, P\ und P₂ praktisch gleich der Hälfte der Quellenspannung, d.h. '/2 Vb, da r₂ = n>dn oder dr₂. Die Spannungsweite V₂ Vban den Punkten Pi, P₂ und P₃ werden über die Komparatoren C\, C₂ und Cj weitergeleitet und mit den jeweiligen Bezugsspannungswerten verglichen. Der Komparator Q erzeugt somit ein logisches Signal »0«, da er den Wert ¹I₃ Vb liefert, und die Komparatoren C₂ bzw. C₃ liefern ein Signal »1«, da sie Werte entsprechend V₃ Vb liefern. Das Ausgangssignal »0« des Komparators Ci wird durch den Inverter /invertiert, so daß ein Ausgangssignal »1« dem entsprechenden Eingang des NAND-Gatters Ni zugeführt wird. Das Signal »1« jedes Komparators C₂, C₃ wird direkt an die übrigen beiden Eingänge des NAND-Gatters Ni geführt. Somit erzeugt das NAND-Gatter Ni ein Signal »0«, welches über den Widerstand Ra an die Basis des Transistors Tr₁ geführt wird, wodurch der Transistor Th gesperrt wird. Da der Strom von dem positiven Pol zum negativen Pol der Spannungsquelle 10 nicht über die Schmelzsicherung F und den Transistor Th fließt, sondern über die Schmelzsicherung F und den Widerstand R_s, wird die Schmelzsicherung Fwegen des über den Widerstand Rs fließenden Stromes nicht geschmolzen. Daher wird ein Signal mit dem Spannungswert des Punkte P\ der Auswertschaltung 40 auf einen Eingang des NAND-Gatters N₂ gegeben, und es wird ein Signal »1« an den Eingang des NAND-Gatters N₂ geleitet. Das Signal »1« des Komparators Ci, welches dem anderen Eingang des NAND-Gatters N₂ zugeführt wird, läßt das NAND-Gatter N₂ ein Ausgangssignal »0« abgeben, das über den Widerstand R₆ an die Basis des Transistors Tr₂ geführt wird, so daß der Transistor Tr₂ gesperrt wird. Infolgedessen bleibt das Anzeigeelement L ausgeschaltet, so daß der Fahrer des Kraftfahrzeugs den Normalzustand der Sensoreinrichtung 20 feststellt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Auswertschaltung 40 für den Fall näher erläutert, in welchem in der Sensoreinrichtung 20 ein Fehler oder ein Ausfall auftritt. Wenn sich die Schaltvorrichtung SW^ schließt, obgleich keine Kollision des betreffenden Kraftfahrzeugs mit einem anderen Kraftfahrzeug od. dgl. vorliegt, dann wird die am Punkt P\ auftretende Spannung vom Wert V₂ Vb auf den Wert Vb ansteigen, d.h. auf die Spannung der Spannungsquelle 10. Schließt sich auch die Schaltvorrichtung SW₂, dann ändern sich die beiden Spannungen an den Punkten P₂, P₃ von V₂ Vb auf 0. Wenn schließlich die Zündkapsel Dn explodiert oder gegenüber den Dioden bzw. den Schaltvorrichtungen getrennt wird, wird die an dem Punkt Pi auftretende Spannung von V₂ Vb auf 0 geändert. Das gleiche trifft auf die Zündkapsel Dr₂ zu. Wenn alle vorstehend genannten Funktionen gleichzeitig in der Sensoreinrichtung 20 auftreten, werden die Spannungen an den Punkten Pi, P₂ und P₃ auf 0 geändert. Demzufolge erzeugt das NAND-Gatter Ni als Signal S₂ ein Signal »1«, welches über den Widerstand R₄ an die Basis des Transistors Th angelegt wird, infolgedessen der Transistor Tr₁ leitend wird. Über die Schmelzsicherung F, den durchgeschalteten Transistor Tn und die Batterie Ba wird ein Schaltkreis gebildet, so daß ein hoher Strom durch die Schmelzsicherung F fließt und somit die Schmelzsicherung F geschmolzen wird. Daraufhin ist der am Punkt Pi auftretende Spannungswert gleich Null; d.h. als Signal S₃ wird ein Signal »0« von der Auswertschaltung 40 auf den betreffenden Eingang des NAND-Gatters N₂ gegeben. Als Signal S'₂ wird von dem Komparator C₀ ein Signal »1« an den zugeordneten Eingang des NAND-Gatters N₂ geführt, so daß das NAND-Gatter N₂ ein Ausgangssignal »1« liefert, das über den Widerstand A₆ der Basis des Transistors Tr₂ zugeführt wird, infolgedessen der Transistor Tr₂ leitend wird. Durch diese Änderung des Schaltzustandes des Transistors Tr₂ leuchtet das Anzeigeelement L auf, und der Fahrer des Kraftfahrzeugs wird darauf hingewiesen, daß bezüglich der Sensoreinrichtung 20 der Sicherheitseinrichtung eine Fehlfunktion vorliegt.

Mit der erfindungsgemäßen Schaltung wird schließlich erreicht, daß nach einer Anzeige einer Fehlfunktion durch das Anzeigeelement L diese Alarmanzeige so lange beibehalten wird, bis die durchgebrannte Schmelzsicherung Fdurch eine neue Schmelzsicherung ersetzt ist; auch zufällig auf die Sensoreinrichtung 20 wirkende Stöße oder Vibrationen vom Kraftfahrzeug sind somit nicht imstande, die Alarmanzeige durch das Anzeigeelement L zu beenden. Anstelle der Schmelzsicherung F in der Auswertschaltung 40 kann auch ein Halbleiterspeicherelement verwendet werden, welches das Vorliegen einer Fehlfunktion speichert; dabei wird dieser Speicherzustand durch Anlegen einer vorbestimmten Spannung an das Halbleiterspeicherelement erzeugt. Zur Beseitigung von Rauschsignalen während der Speicherung des Störungszustandes durch das Halbleiterspeicherelement kann zusätzlich eine Integrationsschaltung verwendet werden, mit deren Hilfe eine y> Zeitverzögerung erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Überwachungsschaltung für eine Sensoreinrichtung einer Sicherheitseinrichtung in Kraftfahrzeugen mit einer mit der Sensoreinrichtung gekoppelten Auswertschaltung und einer an diese angeschlossenen Alarmanzeigeschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (40) zwei Schaltzustände aufweist, an eine Komparatorschaltung (30) angeschlossen ist und bei Empfang des einem Fehler in der Sensoreinrichtung (20) entsprechenden Signals (S2) in den einen ein hohes Ausgangssignal abgebenden Schaltzustand verbrach! und gehalten wird, daß die Aiarmanzeigeschallung (50) das Ausgangssignal der Auswertschaltung (40) und das Ausgangssignal einer zusätzlichen Komparatorschaltung (30') empfängt, daß die zusätzliche Komparatorschaltung (30') die Spannung einer Hilfsquelle (C) erfaßt und daß die Alarmanzeigeschaltung (50) ein Alarmsignal erzeugt, wenn die Spannung der Hilfsquelle (C) einen bestimmten Wert unterschreitet und/oder sich die Auswertschakung (40) in dem das hohe Ausgangssignal liefernden Schaltzustand befindet.

2. Überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorschaltung (30) mehrere Einzelkomparatoren (Q, C₂, Cj) enthält, von denen einem ein Inverter (I) nachgeschaltet ist, und daß jeder einzelne Komparator eine vorbestimmte Bezugsspannung empfängt.

3. Überwachungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ausgangsseitig der Komparatorschaltung (30) ein NAND-Gatter (YVi) vorgesehen ist.

4. Überwachungsschaltung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (40) einen Transistor (Tin) enthält, der bei Vorliegen eines Fehlers in der Sensoreinrichtung (20) durch das Ausgangssignal der Komparatorschaltung (30) in den Leitzustand geschaltet wird.

5. Überwachungsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertschaltung (40) eine Schmelzsicherung (F) aufweist und daß im Leitzustand des Transistors (Tr\) aufgrund eines Fehlers in der Sensoreinrichtung (20) ein Stromkreis über den Transistor (Tr₁) und die Schmelzsicherung fFJ gebildet wird.

6. Überwachungsschaltung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eingangsseitig der Alarmanzeigeschaltung (50) ein NAND-Gatter (TV₂) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit einem weiteren Transistor (Tr₂) verbunden ist, welcher im Stromkreis der Anzeigeeinheit (L) liegt.