DE19932250A1 - Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands einer elektrischen Verbindung und eines über diese elektrische Verbindung angeschlossenen Zünders einer Insassenschutzeinrichtung sowie einer Verbindung eines metallischen Gehäuseteils mit einem Massepotential - Google Patents

Abstract

Es werden aufeinander aufbauend ein Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands einer elektrischen Verbindung und eines über diese elektrische Verbindung angeschlossenen Zünders einer Insassenschutzeinrichtung sowie einer Verbindung eines metallischen Gehäuseteils mit einem Massepotential beschrieben, bei denen mittels einer parallel zum Zünder in Sperrichtung zu einer Zündgleichspannung geschalteten Diode sowie entsprechender Meßspannung(en) der Stromfluß selektiv auf die zu messende Größe gerichtet werden kann. So kann mit einer Meßspannung mit zur Zündgleichspannung entgegengesetzter Polarität der Innenwiderstand des Zünders überbrückt und zunächst der ohmsche Widerstand der elektrischen Verbindung erfaßt sowie dieser nachfolgend bei der Messung des Widerstands des Zünders berücksichtigt werden, wodurch eine exakte Funktionsprüfung des Zünders ermöglicht wird. Wird die Diode zwischen eine Zündleitung und ein metallisches Gehäuseteil mit einem Massepotential geschaltet, so kann mittels der Meßspannung auch diese Verbindung geprüft werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands einer elektrischen Verbindung eines über diese elektrische Verbindung angeschlossenen Zünders einer Insassenschutzeinrichtung, ein weiteres Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands des über diese elektrische Verbindung angeschlossenen Zünders sowie ein Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands eines metallischen Gehäuseteils einer Insassenschutzeinrichtung mit einem Masse­ potential.

Aus der DE-OS 22 22 038 ist unter anderem ein Verfahren zum Überprüfen eines Zünders einer Insassenschutzeinrichtung zu entnehmen, bei dem der Zünder mittels einer Prüfstromquelle mit einem Prüfstrom beaufschlagt und der dabei entstehende Spannungsabfall mit einem Referenzwert verglichen wird. Dadurch wird letztlich der ohmsche Widerstand des Zünders erfaßt, wobei der Zünder üblicherweise sehr niederohmig ist und daher mit einem relativ kleinen und keinesfalls zur Auslösung des Zünders führenden Prüfstrom ein signifikanter Spannungsabfall erreicht wird. Insbesondere kann mit Sicherheit eine Unterbrechung des Zünders beziehungsweise der elektrischen Verbindung mit diesem erkannt werden.

Aus der DE 195 30 238 A1 ist darüber hinaus ein Verfahren zum Überprüfen einer Insassenschutzeinrichtung zu entnehmen, bei dem aufgrund von Ungenauigkeiten der Prüfstromquelle die Messung des Widerstands des Zünders zuvor mittels einer Messung eines Referenzwiderstandes kalibriert wird.

Bei einer Reihe von Insassenschutzeinrichtungen, insbesondere solchen, bei denen der Zünder mit einem ersten Anschluß mit einer Zündleitung, mit dem zweiten Anschluß jedoch permanent über ein metallisches Gehäuseteil mit einem Massepotential verbunden ist, erweist es sich der Widerstand der elektrischen Verbindung als nicht vernachlässigbar.

Außerdem werden zunehmend metallische Gehäuseteile der Insassenschutzein­ richtungen mit einer elektrischen Verbindung zu einem Massepotential eines Bord­ netzes verbunden, um elektromagnetische und elektrostatische Einflüsse auf den Zünder zu vermeiden, die bisher wiederholt zu Fehlauslösungen führten. Diese Ver­ bindung war bisher nur optisch und meist nur bei der Montage der Insassenschutz­ einrichtung ins Fahrzeug geprüft worden, konnte jedoch aufgrund von äußeren Einflüssen, insbesondere Korrosion und Erschütterungen verschlechtert oder gar zerstört werden.

Aus der DE 198 22 263 A1 ist darüber hinaus bekannt, zwei Auslösestrompfade räumlich benachbarter pyrotechnischer Zünder von Insassenschutzeinrichtungen zu­ einander parallel zu schalten, wobei in jedem der Auslösestrompfade eine Diode vorgesehen ist, die entgegengesetzt gerichtet sind, so daß durch Wahl der Polarität einer zur Auslösung dienenden Gleichspannung der jeweilige Zünder ausgelöst werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, zunächst ein Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands einer elektrischen Verbindung eines über diese Verbindung angeschlossenen Zünders anzugeben. Aufgabe der Erfindung ist weiterhin, ein Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands des Zünders anzugeben, welches den ohmschen Widerstand der elektrischen Verbindung berücksichtigt. Des weiteren soll ein Verfahren zur Prüfung einer elektrischen Verbindung eine metallischen Gehäuseteils einer Insassenschutzeinrichtung mit einem Masse­ potential gezeigt werden.

Gemeinsamkeit dieser Verfahren ist der wesentliche Grundgedanke, daß zur Aus­ lösung eines Zünders üblicherweise eine Zündgleichspannung verwendet wird und mittels einer Diode, die in Sperrichtung zur Zündgleichspannung gepolt an zumindest eine der Zündleitungen geschaltet ist, und mittels einer Meßspannung mit zur Zündgleichspannung entgegengesetzter Polarität der ohmsche Widerstand der jeweiligen Verbindung erfaßt werden kann.

So ermöglicht das Verfahren nach Anspruch 1 zunächst die Messung des ohmschen Widerstand einer elektrischen Verbindung eines über diese Verbindung an­ geschlossenen Zünders, indem der Zünder über die Diode kurzgeschlossen wird. Das Verfahren nach Anspruch 2 baut darauf auf, indem zunächst mit einer ersten Meßspannung mit zur Zündgleichspannung entgegengesetzter Polarität der Widerstand der elektrischen Verbindung über die Diode gemessen wird, mittels einer zweiten Meßspannung mit zur Zündgleichspannung gleicher Polarität der Widerstand von Zünder und Verbindung gemessen und davon der im ersten Schritt bestimmte Widerstand der Verbindung abgezogen wird. Vorzugsweise sind dabei die Beträge von erster und zweiter Meßspannung gleich groß.

Ein solches Verfahren läßt sich dann besonders bevorzugt zur Funktionsprüfung eines Zünders einer Insassenschutzeinrichtung verwenden, bei dem der Zünder mit einem ersten Anschluß über genau eine Verbindungsleitung und wenigstens ein schaltbares Schaltmittel mit der Zündgleichspannung zu verbinden ist und mit einem zweiten Anschluß permanent an ein metallisches Gehäuseteil der Insassen­ schutzeinrichtung angeschlossen ist und dieses eine Verbindung, vorzugsweise über die Fahrzeugkarosserie, zu einem Massepotential aufweist. Derartige Insassen­ schutzeinrichtungen sind kostenmäßig sehr günstig, jedoch erweist es sich als vorteilhaft, bei einer Funktionsprüfung den Widerstand der Verbindung, insbesondere der Massepotentialverbindung zu berücksichtigen. Diese Verbindung ist zudem für den ESD-Schutz vorteilhaft und daher deren Prüfung auch dafür geeignet.

Ausgehend davon besteht auch die Möglichkeit für andere Insassenschutz­ einrichtungen, bspw. mit zwei Verbindungsleitungen, eine elektrische Verbindung eines metallischen Gehäuseteils auf Massepotential zu prüfen, indem wiederum eine zur Zündgleichspannung in Sperrichtung gepolte Diode von einer Zündleitung hin auf das metallische Gehäuseteil geschaltet wird.

Selbstverständlich ist die Verwendung von Meßströmen entsprechender Polarität und die Erfassung der dabei auftretenden Spannungsabfälle ebenfalls für die Bestimmung der jeweiligen ohmschen Widerstände, sofern über der Diode im Durchlaßfall zumindest die Durchlaßspannung erreicht wird, die selbstverständlich auch bei den Meßspannungen berücksichtigt wird.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren beschrieben werden. Kurze Beschreibung der Figuren:

Fig. 1 Schaltungsanordnung zum Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands einer elektrischen Verbindung eines über diese elektrische Verbindung angeschlossenen Zünders einer Insassenschutzeinrichtung

Fig. 2 Schaltungsanordnung zum Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands des über die elektrische Verbindung angeschlossenen Zünders der Insassenschutzeinrichtung

Fig. 3 Verwendung des Verfahrens aus den Fig. 1 und 2 zur Funktions­ prüfung eines Zünders einer Insassenschutzeinrichtung mit nur einer Zündleitung und einer Masseverbindung über ein metallisches Gehäuse­ teil

Fig. 4 Schaltungsanordnung für ein Verfahren zur Prüfung einer elektrischen Verbindung eines metallischen Gehäusesteils einer Insassenschutz­ einrichtung

Die Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Verfahren zur Messung des ohm­ schen Widerstands RO einer elektrischen Verbindung 5.1, 5.2 eines über diese elektrische Verbindung 5.1, 5.2 angeschlossenen Zünders 1 einer Insassenschutz­ einrichtung, wobei der Zünder 1 in der Schaltungsanordnung elektrisch durch einen Innenwiderstand RI dargestellt ist. Ebenso wird der ohmsche Widerstand RO der elektrischen Verbindung 5.1, 5.2 ersatzweise durch das mit RO bezeichnete Widerstandselement und quasi widerstandslose Verbindungsleitungen 5.1 und 5.2 ersetzt. Der Zünder 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel über zwei Zündleitungen 5.1/5.2 mit einem Steuergerät 2 verbunden. Innerhalb vom Steuergerät 2 ist die Zündleitung 5.1 über ein steuerbares Schaltmittel 3 mit der Zündgleichspannung Uz und die Zündleitung 5.2 über ein steuerbares Schaltmittel 4 mit Massepotential ┴ verbunden, so daß durch Schließen der Schaltmittel 3 und 4 durch den Innenwiderstand RI des Zünders 1 ein Zündstrom fließen kann und die Insassen­ schutzeinrichtung ausgelöst wird.

Elektrisch parallel zum Innenwiderstand RI des Zünders 1 ist eine Diode D1 geschaltet. Die Diode D1 ist in Sperrichtung zur Zündgleichspannung Uz gepolt, so daß beim Schließen der Schaltmittel 3 und 4 und Anliegen der Zündgleichspannung Uz dieser Strompfad parallel zum Innenwiderstand R1 des Zünders 1 nicht leitend ist. Um den ohmschen Widerstand RO der elektrischen Verbindung 5.1, 5.2 zu erfassen, kann jedoch mittels einer Meßspannung UM1 mit zur Zündgleichspannung Uz entgegengesetzter Polarität ein Stromfluß I1 durch die Diode D1 erzeugt werden, der beispielsweise durch die Strommessung I erfaßt und aus RO = (UM1-UD)/I1 automatisch der ohmsche Widerstand RO der elektrischen Verbindung 5.1, 5.2 ermittelt werden kann, wobei mit UD die Diodendurchflußspannung von ca. 0,7 Volt berücksichtigt werden kann.

Eine weitere Diode D2, die in Serie zum Innenwiderstand RI des Zünders 1 geschaltet und für die Zündgleichspannung Uz in Durchlaßrichtung, für die Meßspannung UM1 jedoch in Sperrichtung gepolt ist, kann zusätzlich verhindert werden, daß die Messung mit UM1 zu stark durch den parallelen, oft sehr geringen Innenwiderstand RI des Zünders 1 geschwächt wird.

Fig. 2 zeigt nun darauf aufbauend die Schaltungsanordnung zur Messung des ohmschen Widerstands des über die elektrische Verbindung 5.1, 5.2 an­ geschlossenen Zünders 1 aus Fig. 1. Durch eine nunmehr in Richtung der Zünd­ gleichspannung Uz gepolte Meßspannung UM2 kann nun der Innenwiderstand RI des Zünders 1 erfaßt werden, da nun der Meßstrom 12 über diesen Innenwiderstand RI und falls vorhanden auch die Diode D2 fließt. Dabei wird der ohmsche Widerstand RO der elektrischen Verbindung 5.1, 5.2 berücksichtigt. Als Formel ausgedrückt ergibt sich RI = (UM2-UD)/I2-RO.

Die Verwendung des Verfahrens aus den Fig. 1 und 2 zur Funktionsprüfung eines Zünders 1 mit nur einer separaten Zündleitung 5.3, dafür jedoch einer Masseverbindung 5.0 über ein metallisches Gehäuseteil 6 und die Karosserie 8 ist in Fig. 3 dargestellt. Der Zünder 1 ist also mit .einem ersten Anschluß 7.1 über genau eine Zündleitung 5.3 und wenigstens ein schaltbares Schaltmittel 3 mit der Zündgleichspannung Uz verbindbar. Mit einem zweiten Anschluß 7.2 ist er permanent an ein metallisches Gehäuseteil 6 der Insassenschutzeinrichtung angeschlossen, welches eine Verbindung 5.0 über die Fahrzeugkarosserie 8 zu einem Massepotential ┴ aufweist.

Zunächst wird mittels der ersten Meßspannung UM1 über die parallel zum Innen­ widerstand RI des Zünders 1 in Sperrichtung zur Zündgleichspannung Uz geschaltete Diode D der ohmsche Widerstand RO der Verbindung 5.0 zum Masse­ potential erfaßt, wobei die Zündleitung 5.3 als vernachlässigbar angesehen werden kann. Ebenso ist für besonders bevorzugte Ausführungsformen der Innenwiderstand RI des Zünders 1 so hochohmig, daß ein Kurzschluß der Zündleitung 5.3 auf ein Bordnetzspannungspotential, bspw. eine Batteriespannung von ca. 12 Volt, nicht zur Auslösung führen kann. RI kann dann für die Messung des Widerstands RO vernachlässigt werden.

Bei intakter Verbindung 5.0 zum Massepotential ┴ wird mittels der zweiten Meßspannung UM2 der Innenwiderstand RI des Zünders 1 gemessen, wobei gemäß dem Verfahren nach Anspruch 2 der Widerstand der Verbindung selbstverständlich berücksichtigt wird.

Abschließend wird dieser ohmsche Widerstand RI des Zünders 1 mit einem vorgegebenen Wertebereich (RImin; RImax) verglichen und der Zünder 1 als defekt erkannt, wenn der Innenwiderstand RI des Zünders 1 außerhalb des Wertebereichs liegt.

Ausgehend von dieser Verwendung und Fig. 3 kann auch ein Verfahren zur Prüfung einer elektrischen Verbindung 5.0 eines metallischen Gehäusesteils 6 einer Insassenschutzeinrichtung, insbesondere in Kraftfahrzeugen, mit einem Masse­ potential ┴ eines Bordnetzes abgeleitet werden, welches für Zünder mit zwei Zündleitungen 5.1, 5.2 eingesetzt werden kann. Dazu ist zwischen eine ausgewählte Zündleitung, in Fig. 4 Zündleitung 5.2, und dem metallischen Gehäuseteil 6 eine Diode D in Sperrrichtung zur Zündgleichspannung Uz gepolt geschaltet. Während Zündspannung Uz und Zündstrom über die Verbindungsleitungen 5.1 und 5.2 und damit nicht über die Diode D fließen, kann durch eine Meßspannung UM, die die zur Zündgleichspannung Uz entgegengesetzte Polarität aufweist, ein Stromfluß I0 über die Verbindung 5.0, die Karosserie 8, das metallische Gehäuseteil b und die Diode D erzeugt werden, dessen Wert eine Aussage über das Vorhandensein und die Güte der Verbindung erlaubt. Dieses Verfahren erlaubt auch bisher eingesetzte zweiadrige Zünder von Insassenschutzeinrichtungen ohne großen Aufwand so zu ergänzen, daß deren Masseverbindung getestet werden kann, da die für andere Prüfzwecke, insbesondere zur Funktionsprüfung der Schaltmittel 3 und 4 bereits erforderliche Meßspannungserzeugung und Strommessung vorhanden und für diese Aufgaben oft anpaßbar ist, so daß es zusätzlich insbesondere der Diode D bedarf. Die so testbare Masseverbindung ist für den Schutz gegen elektrostatische Aufladungen von besonderer Bedeutung, da ohne Masseverbindung am metallischen Gehäuseteil 6 oftmals durch Reibung oder ähnliches eine nicht vernachlässigbare Spannung aufgebaut wird, die sich unter Umständen über den Zünder 1 entlädt und diesen dabei auslöst. Auch geleitete Störimpulse durch Schaltvorgänge werden so abgeleitet. Durch den Test kann der Fahrer rechtzeitig gewarnt und eine Reparatur angeregt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands (RO) einer elektrischen Ver­ bindung (5) eines über diese elektrische Verbindung angeschlossenen Zünders (1) einer Insassenschutzeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Zünder (1) mittels einer Zündgleichspannung (Uz) ausgelöst werden kann, bei dem

• a) parallel zum Zünder (1) eine Diode (D) angeordnet wird, die für die Zündgleich­ spannung (Uz) in Sperrichtung gepolt ist,
• b) eine Meßspannung (UM) erzeugt wird, die eine der Zündgleichspannung (Uz) entgegengesetzte Polarität aufweist, und
• c) ein aufgrund der Meßspannung (UM) fließender Strom (I) erfaßt wird.

2. Verfahren zur Messung des ohmschen Widerstands (RI) eines Zünders (1) einer Insassenschutzeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Zünder (1) über eine elektrische Verbindung (5) angeschlossen und mittels einer Zündgleichspannung (Uz) ausgelöst werden kann, bei dem:

• a) parallel zum Zünder (1) eine Diode (D) angeordnet wird, die für die Zündgleich­ spannung (Uz) in Sperrichtung gepolt ist,
• b) eine erste Meßspannung (UM1) erzeugt wird, die eine der Zündgleichspannung (Uz) entgegengesetzte Polarität aufweist,
• c) ein aufgrund der ersten Meßspannung (UM1) fließender erster Meßstrom (I 1) erfaßt und daraus der ohmsche Widerstand (RO) der Verbindung (5) ermittelt wird, und
• d) eine zweite Meßspannung (UM2) erzeugt wird, die die gleiche Polarität wie die Zündgleichspannung (Uz), jedoch eine deutlich geringere Amplitude aufweist, so daß mittels der zweiten Meßspannung (UM2) der Zünder (1) nicht ausgelöst werden kann,
• e) ein aufgrund der zweiten Meßspannung (UM2) fließender zweiter Meßstrom (I2) ebenfalls erfaßt wird und
• f) daraus der ohmsche Widerstand (RI) des Zünders (1) ermittelt wird, wobei der ohmsche Widerstand (RO) der Verbindung (5) abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die erste und zweite Meßspannung (UM1 = - UM2) von unterschiedlicher Polarität, aber betragsmäßig gleich groß gewählt werden.

4. Verwendung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder 3 zur Funktionsprüfung einer Zünders (1) einer Insassenschutzeinrichtung, wobei

• a) der Zünder (1) mit einem ersten Anschluß (7.1) über genau eine Zündleitung (5.3) und wenigstens ein schaltbares Schaltmittel (3) mit der Zündgleichspannung (Uz) zu verbinden ist und
• b) mit einem zweiten Anschluß (7.2) permanent an ein metallisches Gehäuseteil (6) der Insassenschutzeinrichtung angeschlossen ist und dieses eine Verbindung (5.0), vorzugsweise über die Fahrzeugkarosserie, zu einem Masse­ potential aufweist, bei dem
• c) zunächst mittels der ersten Meßspannung (UM1) über die parallel zum Widerstand (RI) des Zünders (1) in Sperrichtung zur Zündgleichspannung (Uz) geschaltete Diode (D) der ohmsche Widerstand (RO) der Verbindung (5.0) zum Massepotential und bei intakter Verbindung zum Massepotential (5.0) mittels der zweiten Meßspannung (UM2) der ohmsche Widerstand (RI) des Zünders (1) gemessen wird, und
• d) dieser ohmsche Widerstand (RI) des Zünders (1) mit einem vorgegebenen Wertebereich verglichen wird.

5. Verfahren zur Prüfung einer elektrischen Verbindung (5.0) eines metallischen Gehäusesteils (6) einer Insassenschutzeinrichtung, insbesondere in Kraft­ fahrzeugen, mit einem Massepotential (┴) eines Bordnetzes,

• a) wobei die Insassenschutzeinrichtung einen elektrisch zündbaren pyrotech­ nischen Zünder (1) zur Auslösung der Insassenschutzeinrichtung und zumindest eine Zündleitung (5) zum Zuführen einer Zündgleichspannung (Uz) an den Zünder (1) und die Zündgleichspannung (Uz) eine bekannte Polarität aufweist,
• b) zwischen zumindest eine ausgewählte Zündleitung (5.2, 5.3) und dem metallischen Gehäuseteil (6) eine Diode (D) in Sperrrichtung zur Zünd­ gleichspannung (Uz) gepolt geschaltet wird und
• c) an die ausgewählte Zündleitung (5.2, 5.3) eine Meßspannung (UM) mit zur Zünd­ gleichspannung (Uz) entgegengesetzter Polarität gelegt und der aufgrund dieser Meßspannung (UM) über die Diode (D) und die Verbindung (5.0) zum Massepotential fließende Prüfstrom (I0) erfaßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Diode (D) parallel zum Widerstand (RI) des Zünders (1) geschaltet ist.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem anstelle der Meßspannung(en) (jeweils) ein in der Polarität entsprechender Meßstrom verwendet wird, der jeweilige Spannungsabfall erfaßt und daraus der ohmsche Widerstand der Verbindungen und des Zünders ermittelt wird.