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WO1988001241A1 - Element de commande et de controle de circuits d'allumage - Google Patents

Element de commande et de controle de circuits d'allumage Download PDF

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Publication number
WO1988001241A1
WO1988001241A1 PCT/DE1987/000317 DE8700317W WO8801241A1 WO 1988001241 A1 WO1988001241 A1 WO 1988001241A1 DE 8700317 W DE8700317 W DE 8700317W WO 8801241 A1 WO8801241 A1 WO 8801241A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit
zkp
ignition
source
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1987/000317
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Mattes
Wolfram Neth
Hartmut Schumacher
Hartmut Seiler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO1988001241A1 publication Critical patent/WO1988001241A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/58—Testing
    • H01T13/60—Testing of electrical properties

Definitions

  • the invention relates to a circuit for actuating and monitoring n ignition circuits, where n is a number greater than or equal to 1, in safety devices, for example restraint systems such as belt tensioners or airbags in motor vehicles, in which an ignition pellet which can be actuated by an output stage is provided in the ignition circuit which can be loaded with a test current for continuity testing.
  • a circuit is known for example from DE-AS 24 54 424 and comprises a sensor circuit with a common reference voltage source for all components and a threshold switch which can be acted upon by a voltage which drops at an intact ignition element which is flowed through by a low test current becomes. This is intended to enable continuity testing. However, only a falling voltage can be detected, for example due to a break in the ignition element or an interruption in the supply lines. The occurrence of other errors, such as short circuits, cannot be determined in this way.
  • a monitoring circuit for one is from the "ATZ Automobiltechnische Zeitschrift", 84 (1982), page 77 ff Known sensor, when it is switched on, a test cycle is first run in which the entire signal path between the acceleration sensor and the igniter of the restraint systems (belt tensioner, airbag) is checked for continuity. During operation of this circuit, continuity tests of supply lines to the restraint systems are carried out continuously and the voltage supply is checked. Other faults cannot be determined with this circuit either.
  • a very similar circuit is also known from "Engineers de 1 'Automobile” (1982), No. 6, Paris, pages 69 to 77, for which the same restrictions therefore apply.
  • n bounce circuits (n greater than or equal to 1) in safety devices, for example restraint systems in motor vehicles, in which a squib which can be actuated by an output stage and which can be acted upon by a test current for continuity testing is provided in the ignition circuit, and in which A reference source is provided, from which a reference voltage and at least one reference current can be emitted, and in which each of the n ignition circuits each has an independent current source for testing the associated squib and a comparison circuit has the particular advantage that a large number of possible error influences can be recognized with high precision.
  • the measurement results in an ignition circuit in the circuit according to the invention are independent of short circuits or interruptions in adjacent ignition circuits. Due to the comparison circuit provided in each ignition circuit, measurements of the smallest difference Carry out voltage levels as they occur with the low-resistance squibs and the small permissible test currents. With the help of the switchable reference currents, a switchable current limitation is achieved, which leads to a reduction in the energy requirement, an increase in safety due to lower permanent current load on the squibs, and the possibility of achieving a hysteresis in the event of short-circuit detection. Another important advantage over the prior art is that the circuit according to the invention can also be used to determine the simultaneous occurrence of several errors.
  • a regulated switchable reference sink is also provided for loading a conductive output stage with higher test currents. This allows a functional check of the output stages and a simultaneous check of the squibs for a short circuit, and zw ar without the need for additional auxiliary transistors. In addition, the switching of a mechanical switch in the trip circuit can be precisely controlled, even when carrying high currents.
  • the accuracy that can be achieved with the circuit according to the invention is further increased if the reference source and / or the reference sink can be acted upon by a highly precise reference voltage. This also ensures very good tracking of the currents.
  • the current levels of the reference source and the current source can preferably be changed by switching interventions.
  • the comparison circuit assigned to each ignition circuit can be brought into a defined position by switching interventions, preferably by switchable current sources, the faulty ignition circuit can also be localized in addition to short-circuit detection. If you also assign a switchable to each comparison circuit Auxiliary current source too, this allows a hysteresis characteristic of the comparison circuits to be introduced.
  • a switchable current source is provided for each ignition circuit for controlling one output stage.
  • the output stages can then be tested with a low base current, which results in additional security against the occurrence of high collector currents in the output stage transistors.
  • a comparison circuit is provided to check a short circuit of the positive connection of each ignition circuit with respect to the supply voltage, at one input of which a voltage derived from the reference source and at the other input of which the positive connection is connected via a resistor, such a short circuit case can be precisely and with record low component expenditure.
  • a comparison circuit is provided for testing for conducting or blocking the output stages, at one input of which another voltage derived from the reference source and at the other input of which the emitter connection of the associated output stage transistor is connected via a Resistor is connected.
  • a comparison circuit is advantageously provided, on one input of which the positive voltage and on the other input of which a reference voltage is applied.
  • the detection and further evaluation of the accidents that have occurred can be accomplished in a variety of ways. This becomes particularly simple if an evaluation circuit is provided to control the ignition circuits and to analyze, in particular, the time behavior of the signals received. Further differences can be win between proper functioning and the occurrence of certain accidents.
  • the evaluation circuit is preferably a microprocessor which can be adapted particularly easily to different operating conditions.
  • the exemplary embodiment is a circuit for actuating and monitoring n ignition circuits (n greater than or equal to 1) in safety devices, for example restraint systems in motor vehicles, in which an ignition pellet which can be actuated by an output stage is provided in the ignition circuit and is used for continuity testing with a test current is acted upon.
  • a safety device can be, for example, a belt tensioner and / or an airbag.
  • connection terminals On the left edge of the test circuit, numerous connection terminals are shown, some of which are intended for the application of signals to the test circuit, and some of which are intended for the output of signals.
  • US designates a connection for a stabilized voltage, typically 5 V with a fluctuation of 5%.
  • V is the general supply voltage and is in the range between 7 to 20 V.
  • ST1 is a terminal at which a logic signal with a low level (LOW) is present when the reference source is shorted to the supply voltage V.
  • Further result output terminals, at which logic signals with level LOW are present in certain malfunctions are designated ST2, ST3, ST4 and are explained in more detail below.
  • control terminals P1, ..., Pn are provided to initiate a check for ignition circuit resistances which are too small, PZE to prevent activation and a connection terminal A for an ignition trigger signal.
  • Further result output connections for reporting squib resistances are provided at the upper edge of the test circuit and designated ZW1, ..., ZWn.
  • connection terminals ZKP for the positive connection of the ignition circuits
  • one connection each ZKM1, ..., ZKMn for the Negative connections of the ignition circuits and connections ZKA1, ..., ZKAn are provided for each output stage T1, ..., Tn of the ignition circuits.
  • a connector MSA is used to connect to a mechanical switch MS.
  • connection terminals shown at the top and left edge are connected to a microprocessor (not shown) which, depending on the type of the respective connection terminal, can emit a signal to or receive from this.
  • An input of a reference source ZKP source which is also designated, is connected to the connection US, which has a further connection UR for applying a reference voltage UR.
  • This reference voltage is highly precise, in particular temperature-compensated, and has a value of typically 3.6 V with a fluctuation of no more than 1%.
  • Another connection S1 of the ZKP source is a switching connection which initiates the switching of different current levels which can be output by the ZKP source.
  • Another current level I3 of typically 4 mA is used for the internal operating point setting of the ZKP source.
  • the terminal ST1 is connected to the output of a comparator K1, at one input (+) of which there is the voltage U2 and at the other input (-) of which there is a resistor RS, the other connection of which is connected to the output I of the ZKP source.
  • the input (-) of the comparator K1 is further connected to an input (+) of a further comparator K2, at the other input (-) of which the voltage U6 is applied.
  • the output of the comparator K2 is connected to an input of a logic AND gate A1, whose output leads to terminal ST2.
  • the other input of the AND gate AI is connected to the output of a further comparator K3, to the one input (+) of which the voltage U2 and to the other input (-) of which an input (+) of a further comparator K4 is connected.
  • the voltage U3 is at the second input of the comparator K4, the output of K4 is led to the terminal ST3.
  • the input (+) of the comparator K4 is connected to an input (-) of a further comparator K5, at whose other input (+) the voltage U4 is applied and the output of which is connected to the terminal ST4.
  • the terminals P1, ..., Pn are each connected to an inverter II, ..., In, which is in turn connected to an input of a logical AND gate AND1, ..., ANDn, the other input of which is connected to the output another AND gate A4 is guided, one input of which is connected to the terminal PZE.
  • the other input of A4 leads to the output of an AND gate A3, one input of which is at the terminal ST1 and the other of which is at the switching terminal S1 of the ZKP source.
  • the outputs of the AND gates AND1, ..., ANDn are each connected to switches STA1, ..., STAn for their actuation.
  • the terminal A for the ignition trigger signal is led via an inverter 10 to an input of an AND gate A2, the other input of which is connected to the terminal PZE.
  • the output of the AND gate A2 is for its actuation connected to a switch SA.
  • a mechanical switch MS is shown, which is connected between ground and the connection MSA.
  • the connection MSA is also connected to the emitters of all output stage transistors T1, ..., Tn, the bases of which are each connected to a connection ZKA1, ..., ZKAn and the collector of which is connected to a connection ZKM1, ..., ZKMn and to a connection a squib ZP1, ..., ZPn is connected.
  • the respective second connections of the squib ZP1, ..., ZPn are connected to each other and connected to the connection ZKP ("ignition circuit plus"), to which a resistor R of typically 30 ohms is connected, the other connection to a current source IR (typically 1 mA) leads.
  • a test switch and an energy reserve is connected to the terminal ZKP, namely the emitter of a transistor PS is connected to ZKP, the base of PS leads to a test switch connection PSA and the collector of the transistor PS to the cathode of a diode D1, the anode of which the positive connection of an energy reserve ER, for example a capacitor bank, is connected.
  • an energy reserve ER for example a capacitor bank
  • a separate current source IZKA1, ..., IZKAn is provided for each ignition circuit, each connected via the associated connection ZKA1, ..., ZKAn. These current sources are each switched via the associated switch STA1, ..., STAn. Furthermore, a separate current source IZK1, ..., IZKn is provided for each squib ZP1, ..., ZPn, each connected via the (negative) terminals ZKM1, .... ZKMn, which is switched via switch SB, which are in turn connected to the output of the comparator K2 for actuation. The terminals ZW1, ..., ZWn are each connected to the outputs of comparators ZKK1, ..., ZKKn. An input (+) of the comparators ZKK1, ..., ZKKn is connected to a protective resistor RS1.1, ..., RS1.n and to a localization current source IL1, ..., ILn.
  • the respective other input (-) of the comparators ZKK1, ..., ZKKn is connected to a resistor RT1 and to a resistor RT2.
  • the resistor RT2 is connected via a diode D to the terminal ST1 and to an input of the AND gate A3.
  • the other connection of the resistor RT1 is connected to the resistor R and the current source IR.
  • Auxiliary current sources IH1, ..., IHn are also connected to the resistors RS1.1, ..., RSl.n and are switched via switches SW1, ..., SWn.
  • Protective resistors RS2.1, ..., RS2.n are also connected to the connection points between the resistors RS1.1, ..., RSl.n and the auxiliary current sources IH1, ..., IHn, the other connection of which is connected to an associated one Terminal ZKM1, ..., ZKMn is connected.
  • MSA sink The input of a reference sink (MSA sink) is connected to the MSA terminal.
  • Another current level I6 of 1 mA is used for the internal operating point setting of the MSA sink.
  • UR 3.6 V (plus / minus 1%)
  • Resistance monitoring for excessively large ignition circuit resistances if one or more squib resistors R ZP1. .n larger than R'IR / I ZK1. .n , i.e. greater than about 7.5 ohms, the associated monitoring comparators ZKK1, ..., ZKKn respond and their associated outputs ZW1, ..., ZWn become LOW.
  • the microprocessor identifies the associated ignition circuit or circuits.
  • the test drive current IZKA1 is 0.6 mA
  • the current I ZP1 is: IZK1 + I4 I6 - IZKA1; IZK1 is absorbed by ZKM1 and 14 by the MSA sink.
  • I ZP1 20 mA. Only if the resistor R ZP1. .n is less than R'IR / I ZP1.
  • the microprocessor controls this for each ignition circuit.
  • Check for the control of the output stages T1, ..., Tn: this check is carried out dynamically with the check just described above. As a result of a conductive output stage, the voltage U at MSA becomes greater than U4 1.8 V. Therefore, the comparator K5 tilts, the signal ST4 becomes LOW, specifically for the intended control duration of A1, ..., An.
  • the microprocessor monitors compliance with this time condition.
  • the microprocessor detects a short to ZKP after mass.
  • the microprocessor detects a short-circuit to ground at ZKM1, ..., ZKMn, taking into account a predeterminable suitable time condition.
  • the switch is triggered, the time at which the switch is closed is recorded; a voltage drop at the switch contact with a high current of U M SA less than U3 does not interfere.
  • R ZP1. .n (below) IRR / (IZK1..n + 14 - 16 - IZKA1..n)

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Description

Schaltung zur Ansteuerung und Überwachung von Zündkreisen
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Ansteuerung und Überwachung von n Zündkreisen, wobei n eine Zahl größer oder gleich 1 ist, in Sicherheitseinrichtungen, beispielsweise Rückhaltesystemen wie Gurtstrammern oder Luftsäcken (Airbags) in Kraftfahrzeugen, bei denen im Zündkreis eine von einer Endstufe betätigbare Zündpille vorgesehen ist, welche zur Durchgangsprüfung mit einem Prüfstrom beaufschlagbar ist. Eine derartige Schaltung ist zum Beispiel aus der DE-AS 24 54 424 bekannt und umfaßt eine Sensorschaltung mit einer für alle Bauteile gemeinsamen Referenzspannungsquelle sowie einen Schwellwertschalter, der mit einer Spannung beaufschlagbar ist, die an einem intakten Zündelement abfällt, das von einem geringen Prüfstrom durchflössen wird. Hierdurch soll eine Durchgangsprüfung ermöglicht werden. Es kann allerdings nur eine sinkende Spannung, etwa aufgrund eines Bruchs des Zündelements oder einer Unterbrechung der Zuleitungen, erkannt werden. Das Auftreten anderer Fehler, beispielsweise von Kurzschlüssen, läßt sich so nicht feststellen.
Aus der "ATZ Automobiltechnische Zeitschrift", 84 (1982), Seite 77 ff. ist eine Überwachungsschaltung für einen Sensor bekannt, bei dessen Einschalten zunächst ein Prüfzyklus durchlaufen wird, in welchem der gesamte Signalpfad zwischen Beschleunigungsfühler und Zünder der Rückhaltesysteme (Gurtstrammer, Airbag) auf Durchgang geprüft wird. Im Betrieb werden bei dieser Schaltung dauernd Durchgangsprüfungen von Zuleitungen zu den Rückhaltesystemen vorgenommen und es wird die Spannungsversorgung kontrolliert. Andere Störfälle können bei dieser Schaltung ebenfalls nicht festgestellt werden. Eine sehr ähnliche Schaltung ist weiterhin aus "Ingenieurs de 1 ' Automobile" (1982), Nr. 6, Paris, Seiten 69 bis 77 bekannt, für die daher die gleichen Beschränkungen gelten.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Schaltung zur Ansteuerung und Überwachung von n Zünkkreisen (n größer oder gleich 1) in Sicherheitseinrichtungen, beispielsweise Rückhaltesystemen in Kraftfahrzeugen, bei denen im Zündkreis eine von einer Endstufe betätigbare Zündpille vorgesehen ist, welche zur Durchgangsprüfung mit einem Prüfstrom beaufschlagbar ist, und bei welcher eine Referenzquelle vorgesehen ist, von der eine Referenzspannung und mindestens ein Referenz- ström abgebbar sind, und bei der jeder der n Zündkreise je eine unabhängige Stromquelle zur Prüfung der zugehörigen Zündpille sowie eine Vergleichsschaltung aufweist, hat insbesondere den Vorteil, daß eine Vielzahl von möglichen Fehlereinflüssen erkannt werden kann, und zwar mit hoher Präzision. Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang, daß bei der erfindungsgemäßen Schaltung die Meßergebnisse in einem Zündkreis unabhängig von Kurzschlüssen oder Unterbrechungen in benachbarten Zündkreisen sind. Aufgrund der in jedem Zündkreis vorgesehenen Vergleichsschaltung lassen sich einfach und genau Messungen kleinster Differenz- spannungspegel durchführen, wie sie bei den niederohmigen Zündpillen und den kleinen zulässigen Prüfströmen auftreten. Mit Hilfe der schaltbaren Referenzströme wird eine schaltbare Strombegrenzung erreicht, die zu einer Verringerung des Energiebedarfs, einer Erhöhung der Sicherheit durch geringere dauernde Strombelastung der Zündpillen, und der Möglichkeit führt, bei der Kurzschlußerkennung eine Hysterese zu erzielen. Ein weiterer wichtiger Vorteil gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, daß mit der erfindungsgemäßen Schaltung auch das gleichzeitige Auftreten mehrerer Fehler festgestellt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin eine geregelte schaltbare Referenzsenke zur Beaufschlagung jeweils einer leitenden Endstufe mit höheren Prüfströmen vorgesehen. Dies gestattet eine Funktionskontrolle der Endstufen und eine gleichzeitige Prüfung der Zündpillen auf Kurzschluß, und zw ar ohne daß weitere Hilfstransistoren erforderlich wären. Außerdem läßt sich, auch beim Führen hoher Ströme, das Schalten eines mechanischen Schalters im Auslösekreis genau kontrollieren.
Die mit der erfindungsgemäßen Schaltung erzielbare Genauigkeit wird weiter vergrößert, wenn die Referenzquelle und/oder die Referenzsenke von einer hochgenauen Referenzspannung beaufschlagbar ist. Hierdurch wird auch ein sehr gutes Tracking der Ströme erreicht. Vorzugsweise sind die Stromniveaus der Referenzquelle und der Stromquelle durch Schalteingriffe veränderbar.
Wenn die jedem Zündkreis zugeordnete Vergleichsschaltung durch Schalteingriffe, vorzugsweise durch schaltbare Stromquellen, in eine definierte Lage bringbar ist, kann neben einer Kurzschlußerkennung an sich auch der jeweils schadhafte Zündkreis lokalisiert werden. Ordnet man darüber hinaus noch jeder Vergleichsschaltung eine schaltbare Hilfsstromquelle zu, so gestattet dies eine Hysteresecharakteristik der Vergleichsschaltungen einzuführen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist für jeden Zündkreis je eine schaltbare Stromquelle zur Ansteuerung je einer Endstufe vorgesehen. Dann lassen sich die Endstufen mit geringem Basisstrom prüfen, was eine zusätzliche Sicherheit gegen das Auftreten hoher Kollektorströme der Endstufentransistoren zur Folge hat.
Ist zur Überprüfung eines Kurzschlusses des positiven Anschlusses jedes Zündkreises gegenüber der Versorgungsspannung eine Vergleichsschaltung vorgesehen, an deren einen Eingang eine von der Referenzquelle abgeleitete Spannung und an deren anderen Eingang über einen Widerstand der positive Anschluß gelegt ist, so läßt sich ein derartiger Kurzschlußfall genau und mit geringem Bauteilaufwand erfassen. Entsprechendes gilt für eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, bei der zur Prüfung auf Leiten oder Sperren der Endstufen eine Vergleichsschaltung vorgesehen ist, an deren einen Eingang eine andere von der Referenzquelle abgeleitete Spannung und an deren anderen Eingang der Emitter-Anschluß des zugehörigen EndstufenTransistors über einen Widerstand angeschlossen ist. Vαrteilhafterweise ist zur Überprüfung eines Kurzschlusses des positiven Anschlusses jedes Zündkreises nach Masse eine Vergleichsschaltung vorgesehen, an deren einen Eingang die positive Spannung und an deren anderen Eingang eine Referenzspannung gelegt ist.
Die Erkennung und weitere Auswertung der aufgetretenen Störfälle läßt sich auf vielfältige Weise bewerkstelligen. Besonders einfach wird dies, wenn zur Ansteuerung der Zündkreise und zur Analyse insbesondere des Zeitverhaltens der erhaltenen Signale eine Auswerteschaltung vorgesehen ist. Aus dem Zeitverhalten lassen sich weitere Unterschei- dungen zwischen einer ordnungsgemäßen Funktion und dem Auftreten bestimmter Störfälle gewinnen. Vorzugsweise ist die Auswerteschaltung ein Mikroprozessor, der besonders einfach an unterschiedliche Betriebsbedingungen angepaßt werden kann.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zeichnerisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus welchem weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Figur 1 zeigt diese bevorzugte Ausführungsform .
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Bei dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Schaltung zur Ansteuerung und Überwachung von n Zündkreisen (n größer oder gleich 1) in Sicherheitseinrichtungen , beispielsweise Rückhaltesystemen in Kraftfahrzeugen, bei denen im Zündkreis eine von einer Endstufe betätigbare Zündpille vorgesehen ist, welche zur Durchgangsprüfung mit einem Prüfstrom beaufschlagbar ist. Eine derartige Sicherheitseinrichtung kann beispielsweise ein Gurtstrammer und/oder ein Airbag sein.
In Figur 1 ist innerhalb einer strichpunktierten Umrahmung die eigentliche PrüfSchaltung dargestellt, rechts davon erkennt man die Zündkreise mit Zündpillen ZP1, ..., ZPn (n Zündpillen) und Endstufen ( -transistoren) T1 , ..., Tn (n Transistoren). Nachfolgend wird zur Erleichterung der Darstellung nicht mehr in jedem Fall einzeln darauf hingewiesen, daß eine Bezeichnung wie T1, ..., Tn bedeuten soll, daß n derartige Teile vorhanden sein können, wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich eins ist. Die Erfindung ist bei n Zündkreisen einsetzbar, und Bauteile, die in jedem Zündkreis beziehungsweise in jedem zugeordneten Prüfkreis vorkommen, sind mit XX1, ..., XXn bezeichnet, wobei XX stellvertretend für die Bauteile steht.
Am linken Rand der Prüfschaltung sind zahlreiche Anschlußklemmen dargestellt, die zum Teil zum Anleg en vo n Sign a len an die Prüf s cha ltung , zum Teil zur Abgabe von Signalen bestimmt sind. US bezeichnet einen Anschluß für eine stabilisierte Spannung, typisch 5 V mit einer Schwankung von 5 % . V ist die allgemeine Versαrgungsspannung und liegt im Bereich zwischen 7 bis 20 V. ST1 ist eine Klemme, an der bei einem Kurzschluß der Referenzquelle zur Versorgungsspannung V ein logisches Signal mit niedrigem Pegel (LOW) anliegt. Weitere Ergebnisausgangsklemmen, an denen bei bestimmten Störfällen logische Signale mit Pegel LOW anliegen, sind mit ST2 , ST3 , ST4 bezeichnet und werden nachstehend noch genauer erläutert. Weiterhin sind Ansteuerklemmen P1, ... , Pn zur .Einleitung einer Überprüfung auf zu kleine Zündkreiswiderstände, PZE zur Verhinderung der Ansteuerung sowie eine Anschlußklemme A für ein Zündauslösesignal vorgesehen. Weitere Ergebnisausgabeanschlüsse zur Meldung von Zündpillenwiderständen sind am oberen Rand der Prüfschaltung vorgesehen und mit ZW1 , ... , ZWn bezeichnet Am rechten Rand der PrüfSchaltung sind Anschlußklemmen ZKP für den positiven Anschluß der Zündkreise, jeweils ein Anschluß ZKM1, ..., ZKMn für die negativen Anschlüsse der Zündkreise, sowie Anschlüsse ZKA1, ..., ZKAn für jede Endstufe T1, ..., Tn der Zündkreise vorgesehen. Ein Anschluß MSA dient zur Verbindung mit einem mechanischen Schalter MS.
Sämtliche am oberen und linken Rand, mit Ausnahme der beiden Spannungsanschlüsse US und V, dargestellten Anschlußklemmen sind mit einem nicht dargestellten Mikroprozessor verbunden, der je nach Art der jeweiligen Anschlußklemme ein Signal an diese abgeben oder von dieser empfangen kann . Mit dem Anschluß US ist ein ebenso bezeichneter Eingang einer Referenzquelle ZKP-Quelle verbunden, -die einen weiteren Anschluß UR zum Anlegen einer Referenzspannung UR aufweist. Diese Referenzspannung ist hochgenau, insbesondere temperaturkompensiert, und weist einen Wert von typisch 3,6 V mit einer Schwankung von nicht mehr als 1 % auf. Ein weiterer Anschluß Sl der ZKP-Quelle ist ein Schaltanschluß, der das Schalten unterschiedlicher Strompegel, die von der ZKP-Quelle abgebbar sind, einleitet. Von der ZKP-Quelle sind zwei Strompegel, geschaltet durch S1, abgebbar, und zwar ein erster Pegel I1 (bei S1 = 0) von 50 mA und ein zweiter reduzierter Pegel 12 (bei S1 = 1) von 27 mA. Ein weiterer Strompegel I3 von typisch 4 mA dient zur internen Arbeitspunkteinstellung der ZKP-Quelle.
Abhängig von der hochgenauen Referenzspannung UR werden für die gesamte Schaltung präzise Vergleichs- und Ausgangsspannungen abgegeben, und zwar U1 = 3,6 V, U2 = 4,2 V, U3 = 1,0 V, U4 = 1,8 V, U5 = 1,3 V und U6 = 1,5 V, sowie Strompegel I1, I2, I3 (ZKP-Quelle), I4 bis I6 (MSA-Senke), IZK1, ..., IZKn (Dauerprüfströme der Zündpillen), und IZKA1, ..., IZKAn (Ansteuerströme der Endstufen) gebildet. Alle Spannungs- und Strompegel entstammen einer gemeinsamen "Strombank".
Die Klemme ST1 ist mit dem Ausgang eines Komparators K1 verbunden, an dessen einem Eingang (+) die Spannung U2 und an dessen anderem Eingang (-) ein Widerstand RS liegt, dessen anderer Anschluß mit dem Ausgang I der ZKP-Quelle verbunden ist. Der Eingang (-) des Komparators Kl ist weiterhin an einen Eingang (+) eines weiteren Komparators K2 angeschlossen, an dessen anderem Eingang (-) die Spannung U6 liegt Der Ausgang des Komparators K2 ist mit einem Eingang eines logischen UND-Glieds A1 verbunden, dessen Ausgang zur Klemme ST2 führt. Der andere Eingang des UND-Glieds AI ist mit dem Ausgang eines weiteren Komparators K3 verbunden, an dessen einen Eingang (+) die Spannung U2 und an dessen anderen Eingang (-) ein Eingang (+) eines weiteren Komparators K4 angeschlossen ist. Am zweiten Eingang des Komparators K4 liegt die Spannung U3, der Ausgang von K4 ist zur Klemme ST3 geführt. Weiterhin ist der Eingang (+) des Komparators K4 mit einem Eingang (-) eines weiteren Komparators K5 verbunden, an dessen anderem Eingang (+) die Spannung U4 liegt und dessen Ausgang an die Klemme ST4 angeschlossen ist.
Die Klemmen P1, ..., Pn sind jeweils mit einem Inverter II, ..., In verbunden, der jeweils wiederum an einen Eingang eines logischen UND-Glieds AND1, ..., ANDn angeschlossen ist, dessen jeweils anderer Eingang zum Ausgang eines weiteren UND-Glieds A4 geführt ist, dessen einer Eingang an die Klemme PZE gelegt ist. Der andere Eingang von A4 führt zum Ausgang eines UND-Glieds A3, dessen einer Eingang an der Klemme ST1 und dessen anderer Eingang an dem Schaltanschluß Sl der ZKP-Quelle liegt.
Die Ausgänge der UND-Glieder AND1, ..., ANDn sind jeweils an Schalter STA1, ..., STAn zu deren Betätigung geführt.
Die Klemme A für das Zündauslösesignal ist über einen Inverter 10 zu einem Eingang eines UND-Glieds A2 geführt, dessen anderer Eingang mit der Klemme PZE verbunden ist. Der Ausgang des UND-Glieds A2 ist zu dessen Betätigung mit einem Schalter SA verbunden.
Unten rechts in Figur 1 ist ein mechanischer Schalter MS dargestellt, der zwischen Masse und den Anschluß MSA geschaltet ist. Der Anschluß MSA ist weiterhin mit den Emittern sämtlicher Endstufentransistoren T1, ... , Tn verbunden, deren Basis jeweils an einen Anschluß ZKA1, ..., ZKAn und deren Kollektor jeweils an einen Anschluß ZKM1, ..., ZKMn und an einen Anschluß einer Zündpille ZP1, ..., ZPn angeschlossen ist. Die jeweils zweiten Anschlüsse der Zündpillen ZP1, ..., ZPn sind miteinander verbunden und an den Anschluß ZKP ("Zünd-kreis-Plus") gelegt, an den ein Widerstand R von typisch 30 Ohm angeschlossen ist, dessen anderer Anschluß zu einer Stromquelle IR (typisch 1 mA) führt.
Weiterhin ist an die Klemme ZKP noch ein Prüfschalter und eine Energiereserve angeschlossen, und zwar ist der Emitter eines Transistors PS mit ZKP verbunden, die Basis von PS führt zu einem Prüfschalteranschluß PSA und der Kollektor des Transistors PS zur Kathode einer Diode D1, deren Anode mit dem positiven Anschluß einer Energiereserve ER, beispielsweise einer Kondensatorbank, verbunden ist.
Für jeden Zündkreis ist, jeweils über den zugehörigen Anschluß ZKA1, ..., ZKAn angeschlossen, eine eigene Stromquelle IZKA1, ..., IZKAn vorgesehen. Diese Stromquellen werden jeweils über den zugehörigen Schalter STA1, ..., STAn geschaltet. Weiterhin ist für jede Zündpille ZP1, ..., ZPn jeweils, angeschlossen jeweils über die (negativen) Klemmen ZKM1, .... ZKMn, eine eigene Stromquelle IZK1, ..., IZKn vorgesehen, die über Schalter SB geschaltet wird, die wiederum zur Betätigung mit dem Ausgang des Komparators K2 verbunden sind. Die Klemmen ZW1, ... , ZWn sind jeweils an Ausgänge von Komparatoren ZKK1, ..., ZKKn angeschlossen. Ein Eingang (+) der Komparatoren ZKK1, ..., ZKKn ist jeweils an einen Schutzwiderstand RS1.1, ..., RS1.n und an eine Lokalisierungsstromquelle IL1, ..., ILn angeschlossen.
Der jeweils andere Eingang (-) der Komparatoren ZKK1, ..., ZKKn ist mit einem Widerstand RT1 und mit einem Widerstand RT2 verbunden. Der Widerstand RT2 ist über eine Diode D zur Klemme ST1 und an einen Eingang des UND-Glieds A3 gelegt. Der andere Anschluß des Widerstands RT1 ist mit dem Widerstand R und der Stromquelle IR verbunden.
Mit den Widerständen RS1.1, ..., RSl.n sind noch Hilfsstromquellen IH1, ..., IHn verbunden, die über Schalter SW1 , ..., SWn geschaltet werden. An die Verbindungspunkte zwischen den Widerständen RS1.1, ..., RSl.n und den Hilfsstromquellen IH1, ..., IHn sind noch Schutzwiderstände RS2.1, ..., RS2.n angeschlossen, deren jeweils anderer Anschluß mit einer zugehörigen Klemme ZKM1, ..., ZKMn verbunden ist.
An die Klemme MSA ist der Eingang einer Referenzsenke (MSA-Senke) angeschlossen. Diese MSA-Senke ist ähnlich aufgebaut wie die ZKP-Quelle und dient zur definierten Aufnahme geregelter, geschalteter Strαmpegel, und zwar von 14 = 17,6 mA und 15 = 2 mA , die jeweils durch Schaltsignale Sl geschaltet werden, nämlich 14 durch S1 = LOW und 15 durch S1 = HIGH. Ein weiterer Strompegel I6 von 1 mA dient zur internen Arbeitspunkteinstellung der MSA-Senke Die MSA-Senke wird ebenso wie die ZKP-Quelle mit der hochgenauen Referenzspannung UR = 3,6 V (plus/minus 1 %) versorgt, von der die Referenzströme abgeleitet werden. Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Figur 1 wurden folgende Bauteilwerte beziehungsweise Betriebsparameter, soweit nicht bereits voranstellend erwähnt, verwendet: IZK1, ..., IZKn: 4 mA (Prüfströme der Zündkreise auf zu großen Widerstand); IR = 1 mA: Referenzstrom zur WiderstandsÜberwachung der Zündkreise; IL1, ..., ILn = 5 μA: Hilfsströme zur Definition der Komparatorlage bei Kurzschluß nach Masse an ZKP; IH1, ..., IHn = 2,5 μA: Hilfsströme zur Erzielung einer Hysterese der Komparatoren ZKK1, ..., ZKKn; IZKA1, ..., IZKAn = 0,6/16 mA: Ansteuerströme der Endstufentransistoren T1, .... Tn; R = 30 Ohm; RT1 = 12 Kiloohm; RT2 = 4 Kiloohm; RS = 4 Kiloohm; RS1.1, ..., RSl.n = RS2.1, ..., RS2.n = 2 Kiloohm: Schutzwiderstände.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schaltung nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist wie folgt:
Überwachung von ZKP auf Kurzschluß zur Versorgungsspannung V ("Systemplus"): wird die Spannung an ZKP größer als U2 = 4,2 V, so kippt der Komparator K1. Das führt dazu, daß an ST1 ein Signal LOW auftritt. Dabei muß die Kurzschlußspannung Uk an ZKP nur einen Kurzschlußstrom Ik von nIZK + IR liefern. zum Beispiel bei zwei Zündkreisen Ik = 9 mA, also Rk kleiner als 866 Ohm bei Uk = 12 V. Der an die Klemme ST1 angeschlossene Mikroprozessor erkennt aus ST1 = LOW und einer vorgebbaren geeigneten Zeitbedingung, daß ein Kurzschluß nach V an ZKP vorliegt.
Sicherstellung des Common-Mode-Bereichs für die Komparatoren ZKK1, ..., ZKKn bei Kurzschluß nach V an ZKP: hierzu wird über den Widerstandsteiler RT1, RT2, D und die leitende Leistungsendstufe des Komparators K1 die eindeutige Lage der Komparatoren ZKK1, ..., ZKKn erhalten, es erscheint daher ein Signal ZW1, ..., ZWn = HIGH. Überprüfung des Prüfschalters PSA: bevor PSA durch einen von der Zündkreisüberwachung unabhängigen Kreis angesteuert wird, ist PZE = LOW gesetzt und verhindert eine Anstsuerung der Zündkreis-Endstufen T1, ..., Tn durch A, P1, ..., Pn. Das Schalten von PS in einer gewünschten vorgebbaren Zeit wird durch den Komparator K1 erkannt. Leitet PS, so ist ST1 = LOW, sperrt dagegen PS, so ist ST1 = HIGH. Das Schalten von ST1 in der festgelegten Zeit wird vom überwachenden Mikroprozessor erkannt und als korrektes Schalten von PS gewertet.
Widerstandsüberwachung auf zu große Zündkreis-Widerstände: werden ein oder mehrere Zündpillenwiderstände RZP1 . .n größer als R'IR/IZK1 . .n, also größer als etwa 7,5 Ohm, so sprechen die zugehörigen Überwachungskomparatoren ZKK1, ... , ZKKn an und deren zugehörige Ausgänge ZW1, ... , ZWn werden LOW. Der Mikroprozessor identifiziert den zugehörigen Zündkreis oder die zugehörigen Zündkreise.
Widerstandsüberwachung auf zu kleine Zündkreis-Widerstände: hierzu steuert der Mikroprozessor nacheinander mittels P1, ..., Pn die zu prüfenden Zündkreise einzeln an, beispielsweise mittels P1 = LOW, worauf Schalter STA1 schließt und T1 leitet. Der Prüfansteuerstrom IZKA1 beträgt 0,6 mA, die anliegende Spannung UZKP = U1 = 3,6 V, geregelt durch die ZKP-Quelle. Der Strom IZP1 ist: IZK1 + I4 I6 - IZKA1; hierbei wird IZK1 durch ZKM1 und 14 durch die MSA-Senke aufgenommen. Hier ist IZP1 = 20 mA. Nur wenn der Widerstand RZP1 . .n kleiner ist als R'IR/IZP1 . .n also kleiner als 1,5 Ohm, kippt der zugeordnete Zündkreiskomparator nicht. Sonst ist ZW1, ..., ZWn = LOW für die Dauer von P1, .., Pn = LOW. Der Mikroprozessor kontrolliert dies für jeden Zündkreis. Überprüfung auf Leiten der Endstufen T1, ..., Tn : diese Überprüfung erfolgt dynamisch mit der soeben voranstehend geschilderten Überprüfung. Infolge einer leitenden Endstufe wird die Spannung U an MSA größer als U4 = 1,8 V. Daher kippt der Komparator K5, das Signal ST4 wird LOW, und zwar für die vorgesehene Ansteuerdauer von A1, ..., An. Der Mikroprozessor überwacht die Einhaltung dieser Zeitbedingung.
Überprüfung der Endstufen auf Sperren: verliert eine der Endstufen T1, ..., Tn ihre Sperrfähigkeit, so kippt der Komparator K5 und ST4 wird LOW, und bleibt dauernd LOW. Mit Hilfe einer geigneten Zeitbedingung erkennt der Mikroprozessor diesen Zustand.
Kurzschluß an ZKP nach Masse: die Spannung UZKP = U1 = 3,6 V wird durch die ZKP-Quelle geregelt. Der Kurzschlußwiderstand Rk zwischen ZKP und Masse ergibt sich aus der Beziehung U6/(I1 - I3 - n·IZK - IR), wobei Rk kleiner als dieser Wert ist und beispielsweise, für n = 2, kleiner als 40 Ohm ist. -Die Spannung UZK P wird daher kleiner als U6, wodurch K2 kippt und ST2 = LOW wird. Nach einer bestimmten festlegbaren Zeit erkennt der Mikroprozessor auf Kurzschluß an ZKP nach Masse.
Weiterhin folgt aus S1 = 1, daß die Stromquellen IL1, ..., Iln eingeschaltet und die Stromquellen IR, IZK1, ..., IZKn ausgeschaltet werden. Die Zündkreiskomparatoren ZKK1, ..., ZKKn behalten ihre Lage bei, also sind ZW1 ,
.... ZWn = HIGH. Mit S1 = 1 wird die ZKP-Quelle auf I
= 12 begrenzt. Hierdurch ergibt sich sowohl eine Energieeinsparung als auch die Einstellung einer Hysterese für Überprüfung auf Kurzschluß an ZKM1, ..., ZKMn nach Masse: die Bedingung für Rk ist wie im soeben unmittelbar voranstehend geschilderten Fall. Wird die Spannung UZKP an ZKP kleiner als U1, so kippt K2, was zu einem Signal ST2 = LOW führt. Bei Kurzschluß an ZKM1, .... ZKMn kippt zusätzlich der entsprechende Zündkreiskomparator ZKK1
ZKKn zur Fehlerlokalisierung und erzeugt ein entsprechendes Signal ZW1, ..., ZWn = LOW. Es ergibt sich daher, wie im voranstehend besprochenen Fall, eine Stromreduzierung im Nebenschluß und daher eine erhöhte Sicherheit. Aus dem gleichzeitigen Auftreten der Signale ST2 = LOW und ZW1 , ..., ZWn = LOW erkennt, unter Berücksichtigung einer vorgebbaren geeigneten Zeitbedingung, der Mikroprozessor auf- Kurzschluß nach Masse an ZKM1, ..., ZKMn.
Überwachung des mechanischen Schalters MS: die MSA-Senke regelt die Spannung UMSA an MSA auf U5 = 1,3 V. Schließt der mechanische Schalter MS, so kippt der Komparator K4, woraus folgt ST3 = LOW. Hieraus schließt der Mikroprozessor, unter Berücksichtigung einer vorgebbaren Zeitkonstante, auf einen Fehler des mechanischen Schalters. Dagegen wird im Auslösefall der Zeitpunkt des Schließens des Schalters erfaßt; ein Spannungsabfall am Schalterkontakt bei hohem Strom von UM SA kleiner als U3 stört hierbei nicht.
Überprüfung auf Kurzschluß an MSA zur Versorgungsspannung V: wird die Spannung UMSA größer als U2 = 4,2 V, so kippen die Komparatoren K3 und K5, was dazu führt, daß gleichzeitig ST2 = LOW und ST4 = LOW werden. Hieraus schließt der Mikroprozessor, daß der Prüfschalter PS und die Endstufen T1, ... , Tn bei offenem mechanischen Schalter MS leiten. Zusätzlich erkennt der Mikroprozessor aus der Überwachung des Zündausϊösesignals Ä und dessen spezifischer Zeitdauer, ob eine ordnungsgemäße Auslösung vorliegt oder aber ein dauernder Kurzschluß. Die erfindungsgemäße Schaltung gestattet daher die präzise Erfassung, ob ein einzelner Zündkreiswiderstand einen präzisen unteren Grenzwert RZP1 . .n unter- beziehungsweise einen präzisen oberen Grenzwert überschreitet, genauer gesagt, ob RZP1 . .n(unten) = 1,5 Ohm unterschritten oder RZP1 . .n(oben) = 7,5 Ohm überschritten wird, wobei gilt:
RZP1 . .n(unten) = IR·R/ (IZK1..n + 14 - 16 - IZKA1..n)
RZP1 . .n(oben) = IR·R/IZK1..n
Durch Änderung von R lassen sich die Uberwachungsgrenzen für den Zündkreiswiderstand leicht ändern.

Claims

Ansprüche
1. Schaltung zur Ansteuerung und Überwachung von n Zündkreisen (n größer oder gleich 1) in Sicherheitseinrichtungen, beispielsweiss Rückhaltesystemen in. Kraftfahrzeugen, bei denen im Zündkreis eine von einer Endstufe betätigbare Zündpille vorgesehen ist, welche zur Durchgangsprüfung mit einem Prüfstrom beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzquelle (ZKP-Quelle) vorgesehen ist, von der eine Referenzspannung (U1) und mindestens ein Referenzstrom (I1) abgebbar sind, und daß jeder der n Zündkreise je eine unabhängige Stromquelle (IZK1, ..., IZKn) zur Prüfung der zugehörigen Zündpille (ZP1, ..., ZPn) sowie eine Vergleichsschaltung (ZKK1, ..., ZKKn) aufweist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Stromquelle (MSA-Senke) zur Beaufschaltung jeweils einer Endstufe (T1, ..., Tn) mit höheren Prüfströmsn vorgesehen ist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromniveaus der Referenzquelle (ZKP-Quelle) und der Stromquelle (MSA-Senke) durch Schalteingriffe veränderbar sind.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einem jeden Zündkreis zugeordnete Vergleichsschaltung (ZKK1, ..., ZKKn) durch Schalteingriffe in eine definierte Lage bringbar sind, vorzugsweise durch schaltbare Stromquellen (IL1, ..., ILn).
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin jede Vergleichsschaltung (ZKK1, ..., ZKKn) eine Hysterese aufweist, dis vorzugsweise durch eine schaltbare Hilfsstromquelle (IH1 IHn) erzeugt wird.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Zündkreis eine weitere schaltbare Stromquelle (IZKA1, ..., IZKAn) zur Ansteuerung jeweils einer Endstufe (T1, ..., Tn) vorgesehen ist.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung eines Kurzschlusses des positiven Anschlusses (ZKP) jedes Zündkreises gegenüber der Versorgungsspannung (V) eine Vergleichsschaltung (K1) vorgesshen ist, an deren einen Eingang (+) die Spannung (U2) und an deren anderen Eingang (-) über einen Widerstand (RS) der positive Anschluß (ZKP) gelegt ist.
8. Schaltung nach einem der Anspruchs 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung auf Leiten oder Sperren der Endstufen (T1, ..., Tn) eine Vergleichsschaltung (K5) vorgesehen ist, an deren einen Eingang (+) die Spannung (U4) und an deren anderen Eingang der Emitter-Anschluß des zugehörigen Endstufen-Transistors (T1, .... Tn) angeschlossen ist.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung eines Kurzschlusses des positiven Anschlusses (ZKP) nach Masse eine Vergleichsschaltung (K2) vorgesehen ist, an deren einen Eingang (+) die Spannung (ZKP) über einen Widerstand (RS) und an deren anderen Eingang (-) die Spannung (U6) gelegt ist.
10. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ansteuerung der Zündkreise und zur Analyse insbesondere des Zeitverhaltens der erhaltenen Signale eine Auswerteschaltung vorgesehen ist.
11. Schaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung ein Mikroprozessor ist.
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