DE19819124A1

DE19819124A1 - Steuergerät zur Auslösung eines Zünders einer Insassenschutzeinrichtung, insbesondere in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19819124A1
Application number: DE1998119124
Authority: DE
Inventors: Guenter Fendt; Norbert Mueller
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1998-04-29
Filing date: 1998-04-29
Publication date: 1999-11-11

Abstract

Steuergerät zur Auslösung eines Zünders einer Insassenschutzeinrichtung, insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei dem auf einen Zündbefehl hin in einem Zündstromkreis mittels wenigstens einem Schaltmittel ein Zündstrom zur Auslösung des Zünders freigegeben wird, wobei eine Detektorschaltung vorgesehen ist, die feststellt, ob das oder die Schaltmittel geschlossen werden oder/und ein Zündstrom durch die Schaltmittel fließt, und darüber hinaus eine Informationsspeicherung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Detektorschaltung eine Zündinformation setzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergerät zur Auslösung eines Zünders einer Insassenschutzeinrichtung, insbesondere in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Steuergeräte sind bspw. der DE 39 22 506 zu entnehmen. Dabei wird ein Zünder einer Insassenschutzeinrichtung, im allgemeinen als eine in einer Treibladung der Insassenschutzeinrichtung angeordnete Zündpille ausgeführt. Aus dem Gebrauchsmuster 92 17 359 U1 ist eine Funktions prüfung einer Transistorschaltung zu entnehmen, wie sie in einem der artigen Steuergerät Anwendung findet. Darüber hinaus sind noch weitere Verfahren und Steuergeräteanordnungen bekannt, mittels derer vor dem Zünden die Funktionsfähigkeit geprüft werden kann. Dadurch wird die Funktionssicherheit dieser Insassenschutzeinrichtungen deutlich erhöht.

Dennoch treten vereinzelt immer noch Fehler in den Steuergeräten oder Zündern auf, die zu einer unerwünschten Auslösung oder aber zum Aus bleiben des Zündens trotz Erreichen einer Auslöseschwelle führen. Ursachen sind hier neben Kontaktfehlern, bspw. Unterbrechungen oder Kurzschlüssen der Leitungen wegen Erschütterungen auch Qualitätsprobleme in der Fertigung, zu schwache Lötstellen, Bauelemente etc. Die in einem solchen Falle auftretenden Schäden können zu erheblichen Schadensersatz forderungen durch eventuell geschädigte Personen führen. Da jedoch ins besondere der Zünder beim Zünden zerstört wird, kann dieser als mögliche Fehlerquelle nicht nachgeprüft werden.

Aufgabe der Erfindung ist dabei, eine Möglichkeit zu bieten, um auch nach dem Zünden eventuelle Fehlerquellen genauer bestimmen zu können.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch eine Detektorschaltung und eine Informationsspeicherung über einen erfolgten Zündbefehl wird es möglich, die Fehlerquellen innerhalb des Steuergerätes, also bis zur Durchführung des Zündbefehls von den möglichen Fehlerquellen im Bereich des Zünders zu trennen. Zum späteren Nachweis ist es daher vorteilhaft, daß die Informationsspeicherung nicht flüchtig ist und durch eine Ausleseeinheit ausgelesen werden kann. Neben der Überwachung der Steuersignale für das bzw. die im Zündstromkreis seriell angeordneten Schaltmittel erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß mittels einer Zündstrommeßeinrichtung zu beiden Seiten eines Zünders der Stromfluß erfaßt wird, da hierdurch auch Fehlauslösungen im Bereich des Zünders erkannt werden können, wenn eine der Leitungen zum Zünder einen Kurzschluß auf das Masse- oder Versorgungspotential aufweist und das zum jeweils entgegengesetzten Potential liegende Schaltmittel geschlossen ist. Dann fließt zwar einseitig auch durch das Steuergerät ein Zündstrom, jedoch nur durch eines der meist zwei Schaltmittel.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Figuren:

Fig. 1 Steuergerät zur Auslösung eines Zünders einer Insassenschutz einrichtung mit einer Detektorschaltung zur Überwachung der Steuersignale der Schaltmittel des Zündkreises

Fig. 2 Steuergerät zur Auslösung eines Zünders einer Insassenschutz einrichtung mit einer Detektorschaltung zur Überwachung der Zündströme im Zündkreis.

Die Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Steuergerätes 1 zur Auslösung eines Zünders 2 einer Insassenschutzeinrichtung, bei dem auf einen Zündbefehl, hier dargestellt durch die zwei Ansteuersignale 3 und 4 der Schaltmittel S_H und S_L, ein Zündstrom zur Auslösung des Zünders 2 freigegeben wird. Im Zündstromkreis ist dabei ausgehend von der Zündspannungsquelle U_Z zunächst ein Highside-Schalter S_H und in Reihe nach dem Zünder 2 noch ein den Zündkreis zusätzlich absichernder Lowside- Schalter S_L zur Masse hin angeordnet. Der Zündbefehl, der hier durch die beiden Steuersignale 3 und 4 verkörpert wird, wird von der Zentraleinheit 2 in Abhängigkeit von Sensorsignalen, insbesondere Beschleunigungssignalen von mit dieser verbundenen nicht näher gezeigten Sensoren erzeugt. Das Steuergerät 1 ist meist ein separater Schaltkreis, der in unmittelbarer Nähe zu der jeweiligen Insassenschutzeinrichtung (bespielsweise zu einem Gasge nerator eines Airbags etc.) und damit zum Teil über eine nicht unerhebliche Kabellänge im Fahrzeug der Zentraleinheit 2 entfernt angeordnet ist.

In diesem ersten Ausführungsbeispiel ist eine erste Detektorschaltung 13 angegeben, die die jeweils am Steuergerät 1 empfangenen Steuersignale 3 und 4 für die Schaltmittel S_H und S_L überwacht, indem sie diese Steuersignale 3 und 4 in Komparatoren 9 und 10 mit einem Referenzwert U_ref vergleicht. Die Ausgänge der Komparatoren 9 und 10 werden logisch miteinander umverknüpft, so daß nur bei gleichzeitigem Ansteuern der Schaltmittel am Ausgang der UND-Verknüpfung ein Pegelwechsel erfolgt. Der UND-Verknüpfung ist eine Endschaltung 12 nachgeschaltet, die beispielsweise eine Filter- und/oder Integrationsfunktion durchführt, um kurze Störungen der Steuersignale 3 und 4 erkennen und eliminieren zu können. Die Endschaltung 12 ist nun ihrerseits mit der Informations speicherung 14 verbunden, die in Abhängigkeit von der Detektorschaltung 13 eine Zündinformation setzt, wenn die Detektorschaltung 13 für eine durch die Endschaltung 12 definierte Zeitspanne ein in Steuersignalen 3 und 4 eine Spannung höher dem Vergleichswert U_ref detektiert.

Die Informationsspeicherung 14 erfolgt vorzugsweise nicht flüchtig, insbesondere spannungsfrei, und kann mittels einer Ausleseeinheit, die beispielsweise auch die Zentraleinheit 2 sein kann, ausgelesen werden, wie diese in Fig. 1 durch den Auslesepfad 15 symbolisiert werden soll.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle der Steuersignale 3 und 4 der Zündstrom I₅ bzw. I₆ durch die Schaltmittel von der Detektorschaltung 13 erfaßt wird. Diese Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, daß sie die tatsächlichen Zustände im Zündstromkreis erfaßt, währenddessen die Ausführungsform gemäß Fig. 1 nur die Steuersignale 3 und 4 überwacht. Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 bedarf jedoch dafür zusätzlicher elektrischer Bauelemente, insbesondere die Differenzverstärker 7 und B. Der Differenzverstärker 7 erfaßt im High side-Bereich des Zündstromkreises über einen Widerstand 5 den Stromfluß I₅ des Highside-Bereichs, währenddessen der Differenzverstärker 8 über dem Widerstand 6 im Lowside-Breich des Zündkreises den dortigen Strom G erfaßt. Hervorzuheben ist dabei, daß die Widerstände 5 und 6 nicht zwangs weise zusätzlich eingefügt werden müssen, wenn im Steuergerät 1 durch Bahnwiderstände in der Schaltungsintegration bereits entsprechende Widerstandswerte erreicht werden. Gibt die Zentraleinheit 2 nun wiederum über die Steuersignale 3 und 4 den Zündbefehl an die Schaltmittel S_H und S_L und werden daraufhin tatsächlich beide Schaltmittel geschlossen, so fließt durch beide Widerstände 5 und 6 ein gleich großer Zündstrom, der von den Differenzverstärkern 7 und 8 detektiert und in den Komparatoren 9 und 10 mit einem entsprechenden Referenzwert U_ref verglichen wird.

Wird eines der Schaltmittel S_H bzw. S_L geschlossen, dürfte weder im Low- noch im Highside-Bereich des Zünders 2 ein Strom fließen. Tritt jedoch im Low- oder Highside-Bereich ein Kurzschluß auf Masse oder eine bestimmte Spannung, beispielsweise die Zündspannung auf, so kann es bereits bei einem geschlossenen Schalter zu einer Auslösung des Zünders 2 kommen. In einem solchen Falle würde jedoch nur einer der Differenzverstärker 7 oder 8 einen entsprechenden Zündstrom detektieren, während der andere Differenzverstärker keinen Stromfluß detektiert. Folglich wird nur eines der Ausgangssignale der Differenzverstärker 7 oder 8 den Referenzwert U_ref übersteigen und somit das Ausgangssignal der Komparatoren 9 oder 10 verändern. Die diesen Komparatoren 9 und 10 nachgeschaltete UND-Ver knüpfung 11 wird somit nur dann gesetzt, wenn sowohl im Highside-Bereich als auch im Lowside-Bereich des Zünders 2 ein entsprechender Zündstrom fließt d. h. beide Schaltmittel S_H und S_L geschlossen sind. Die Endschaltung 12 bereitet wieder das Ausgangssignal der UND-Verknüpfung 11 auf und führt es in diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 über einen Leistungstransistor einer - als Schmelzsicherung ausgeführten Informations speicherung 14 zu. Eine solche Schmelzsicherung weist den besonderen Vorteil auf, daß sie spannungsfrei aufrechterhaltbar ist und somit bei der Abschaltung des Steuergerätes 1 erhalten bleibt. Sie kann über ent sprechende Anschlüsse am Steuergerät 1 nachfolgend wieder ausgelesen werden, indem der elektrische Widerstand zwischen den Anschlüssen bei entsprechender Ansteuerung des vorgeschalteten Transistors ausgelesen werden kann. Selbstverständlich können auch elektronische Speicher verwendet werden, die jedoch möglichst spannungsfrei aufrechterhaltbar gewählt sind.

In Analogie zu der in Fig. 2 gezeigten Detektorschaltung könnten die Differenzverstärker 7 und 8 auf jeweils die Spannung über den Schaltmitteln S_H und S_L überwachen, wobei dabei auf die unterschiedlichen Spannungs potentiale im Highside- und Lowside-Bereich des Zünders 2 zu achten wäre. Wird aber beispielsweise der Zünder 2 im Ruhebereich bei geöffneten Schaltmitteln S_H und S_L auf einem Ruhepotential größer dem Massepotential gehalten, so kann auch am Lowside-Schalter S_L gegenüber Masse ein entsprechendes Spannungspotential am Differenzverstärker 8 detektiert werden. In diesem Falle kann beim Abfallen der Spannung über den Schaltmitteln S_H und S_L deren Schließen detektiert werden.

Die Detektorschaltung 13 kann darüber hinaus noch detaillierte Messungen, insbesondere

a) die Stromstärke des jeweils gemessenen Zündstroms oder/und
b) die Zeitdauer des Anliegens eines Zündstromes größer dem vorgegebenen Zündstrommindestwert oder/und
c) die mit dem Zündstrom jeweils zugeführte Energiemenge

durchführen und so noch präzisiere Aussagen über den Zündverlauf ermöglichen, welche dann wiederum in der Informationsspeicherung abgelegt werden.

Claims

1. Steuergerät (1) zur Auslösung eines Zünders (2) einer Insassenschutz einrichtung, insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei dem auf einen Zündbefehl (3, 4) hin in einem Zündstromkreis mittels wenigstens einem Schaltmittel (S_H, S_L) ein Zündstrom zur Auslösung des Zünders (2) freigeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Detektorschaltung (13) vorgesehen ist, die feststellt, ob
- a1) das oder die Schaltmittel (S_H, S_L) geschlossen werden oder/und
- a2) ein Zündstrom (I₅, I₆) durch die Schaltmittel (S_H, S_L) fließt,
b) und eine Informationsspeicherung (14) vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Detektorschaltung (13) eine Zündinformation setzt.

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsspeicherung (14) nicht flüchtig, insbesondere spannungsfrei aufrechterhaltbar ist und die Information der Informationsspeicherung ausgelesen werden kann (15).

3. Steuergerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schaltmittel (S_H, S_C) im Zündstromkreis vorgesehen sind und deren Schaltzustände überwacht werden und nur wenn alle Schaltmittel (S_H + S_L) gleichzeitig geschlossen sind, die Zünd information gesetzt wird.

4. Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (S_H, S_L) von jeweils einem Steuersignal (3, 4) angesteuert werden und Detektion dieser Überwachung sowie eine logische UND- Verknüpfung (11) erfolgt.

5. Steuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltzustand eines Schaltmittels (S_H, S_L) bestimmt wird, indem über dem Schaltmittel (S_H, S_L) eine an liegende Spannungsdifferenz (U_H, U_L) erfaßt und mit einer Sollgröße verglichen wird.

6. Steuergerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beid seitig des Zünders jeweils eine Zündstrommeßeinrichtung (5, 6, 7, 8) vorgesehen ist und die Zündinformation gesetzt wird, wenn die gemessenen Ströme (I₅, I₆) zu beiden Seiten des Zünders (2) näherungsweise übereinstimmen und einen vorgegebenen Zündstrommindestwert übersteigen.

7. Steuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zündstrommeßeinrichtungen verglichen werden:

a) die Stromstärke des jeweils gemessenen Zündstroms oder/und
b) die Zeitdauer des Anliegens eines Zündstromes größer dem vorgegebenen Zündstrommindestwert oder/und
c) die mit dem Zündstrom jeweils zugeführte Energiemenge.

8. Steuergerät nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zündstrommindestwert zwischen einem Prüfstrom maximalwert und einem Zündstromsollwert liegt.