Brevet FR2797615A1 — publié le 20010223

L'invention concerne un étage final de commuta- tion pour un dispositif d'amorçage d'un dispositif de pro- tection de passagers, dans lequel le dispositif d'amorçage est relié, par l'intermédiaire d'une première ligne d'amorçage et d'un premier élément de commutation électronique commandable, à une tension continue d'amorçage et, par l'intermédiaire d'une seconde ligne d'amorçage ainsi que d'un second élément de commutation électrique commandable, à un potentiel de référence, de préférence le potentiel de masse, de sorte que lors de la fermeture des moyens de commutation un courant d'amorçage circule depuis la tension continue d'alimentation jusqu'au potentiel de référence en passant par le dispositif d'amorçage qui se déclenche, du type pouvant être tiré par exemple du document allemand DE 44 13 194 C2. Le dispositif d'amorçage est relié par l'intermé- diaire d'une première ligne d'amorçage ainsi que d'un premier élément de commutation électronique commandable, à une tension continue d'amorçage et par l'intermédiaire d'une seconde ligne d'amorçage ainsi que d'un second élé- ment de commutation électronique commandable, à un poten- tiel de référence, par exemple le potentiel de masse, de sorte que lors de la fermeture des moyens de commutation un courant d'amorçage circule depuis la tension continue à l'alimentation jusqu'au potentiel de référence en passant par le dispositif d'amorçage, qui est alors activé. Une série de circuits de contrôle, que l'on peut tirer par exemple du document indiqué plus haut DE 44 13 194 C2, permet d'identifier des courts-circuits dans les lignes d'amorçage et permet de réaliser une protection vis-à-vis de déclenchements erronés de cas de ces courts- circuits. Cependant on ne peut pas détecter des impulsions dites impulsions "ISchaffner" ou impulsions parasites, c'est-à-dire de brèves tensions parasites ayant fréquemment une amplitude de tension élevée, comme cela est décrit dans la norme allemande DIN 40839. Ces impulsions peuvent apparaître, d'une manière liée aux lignes, sous l'effet de processus de commutation ou d'un couplage inductif ou capacitif ainsi que sous l'effet d'une décharge électro- statique. Les moyens de commutation d'un étage final usuel de commutation pour un dispositif d'amorçage d'un disposi- tif de protection de passagers étaient dimensionnés jusqu'alors sur la base de la tension continue d'alimenta- tion à commuter. Des tensions parasites ayant une amplitude nettement plus élevée et une polarité quelconque peuvent entraîner un claquage ou produire une commande inverse des moyens électroniques de commutation. D'après le document allemand DE 44 33 045 A1 on connaît en outre un dispositif électronique comportant un circuit de protection vis-à-vis d'impulsions de tension positives et négatives de la source de tension utilisée pour l'alimentation d'un élément de charge. La source de défaut considérée se situe par conséquent dans la source de tension elle-même, et non par exemple dans les impulsions Schaffner injectées dans les lignes. Dans le circuit de protection, une diode est branchée dans le sens passant entre le pôle positif de la source de tension et l'élément de charge, une seconde diode est branchée en inverse ou dans le sens du blocage vers la source de tension, en parallèle avec l'élément de charge entre les lignes. La tension de claquage de la seconde diode détermine la tension maximale appliquée à l'élément de charge, dans le sens passant, tandis que la première diode garantit une protection contre une inversion de polarité, jusqu'à sa tension de claquage. Assurément, leur utilisation est également envi- sagée pour des systèmes d'air-bags, et dans ce cas on suppose que l'élément de charge est un appareil de commande d'air-bag, mais pas l'étage final de commutation branché en aval. Cependant ce circuit de protection ne peut pas four- nir la protection désirée vis-à-vis de déclenchements erronés, pour protéger un étage final de commutation vis-à- vis d'impulsions Schaffner. La première diode est utilisée uniquement pour une protection contre une inversion de polarité. En outre, la tension de claquage de la seconde diode devrait être supérieure à la tension d'amorçage nécessaire pour l'amorçage de sorte que, même dans le cas d'injections ou de couplages parasites avec une amplitude positive dans la ligne aboutissant au pôle positif, la seconde diode ne devient active que lorsque le dispositif d'amorçage est également déjà déclenché. Des couplages parasites avec une amplitude négative dans la ligne abou- tissant au pôle négatif conduiraient toujours au déclen- chement du dispositif d'amorçage. C'est pourquoi l'invention a pour but de déve- lopper un étage final de commutation de telle sorte que de telles tensions parasites ayant également une amplitude élevée et une polarité quelconque ne puissent pas conduire à un déplacement du dispositif d'amorçage. Ceci est obtenu conformément à l'invention grâce au fait que pour la protection vis-à-vis de tensions para- sites ayant une amplitude supérieure à celle de la tension continue d'alimentation et une polarité quelconque, dans l'une des lignes d'amorçage, a) d'une part les moyens de commutation possèdent à l'état ouvert, pour des tensions parasites polarisées dans le sens du flux du courant d'amorçage, une tension de blo- cage supérieure à ces tensions parasites, et b) d'autre part une diode respective est branchée en série entre les lignes d'amorçage et les éléments de commuta- tion, diode qui est polarisée dans le sens passant pour la direction du flux de courant d'amorçage et qui pos- sède, pour des tensions parasites polarisées en sens opposé de la direction du flux de courant d'amorçage, une tension de blocage supérieure à ces tensions para- sites. Si par conséquent une tension parasite agit dans une des deux ou dans les deux lignes d'amorçage, le potentiel dans les lignes d'amorçage augmente, mais ne peut pas conduire au déclenchement étant donné que les deux moyens de commutation réalisent, en liaison avec les diodes, un blocage sûr. Selon une autre caractéristique de l'invention, plusieurs dispositifs d'amorçage branchés en parallèle entre eux sont disposés entre les premiers et seconds moyens de commutation et chaque dispositif d'amorçage est équipé respectivement des diodes, qui sont polarisées dans le sens passant pour la direction du flux de courant d'amorçage, et en outre est équipé respectivement, des deux côtés, d'une résistance de découplage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure 1 représente un étage final de com- mutation pour un dispositif d'amorçage d'un dispositif de protection de passagers comportant un système de sécurité vis-à-vis de tensions parasites; et - la figure 2 représente un étage final de com- mutation pour plusieurs dispositifs d'amorçage pouvant être déclenchés parallèlement entre eux au moyen d'un couple de moyens de commutation. La figure 1 représente un étage final de commu- tation 4 pour un dispositif d'amorçage 3 d'un dispositif de protection de passagers, dans lequel le dispositif d'amorçage 3 est relié par l'intermédiaire d'une première ligne d'amorçage 1 ainsi que d'un premier élément de com- mutation électronique commandable Si, à une tension conti- nue d'amorçage UO et, par l'intermédiaire d'une seconde ligne d'amorçage 2 ainsi que d'un second élément de commu- tation électronique commandable S2, à un potentiel de référence, dans ce cas le potentiel de masse, de sorte que lors de la fermeture des moyens de commutation Sl, S2, un courant d'amorçage I0 circule depuis la tension continue d'alimentation U0 en direction du potentiel de référence, en passant par le dispositif d'amorçage 1 qui se déclenche alors. Les moyens de commutation S1 et S2 sont représentés schématiquement par un schéma équivalent constitué par un interrupteur et une diode Zener, la diode Zener symbolisant la résistance au claquage d'un élément de commutation électronique réel. Les moyens de commutation S1 et S2 peu- vent être agencés aussi bien sous la forme de transistors MOSFET que sous la forme de transistors bipolaires. Pour obtenir une protection vis-à-vis de tensions parasites U1 ayant une amplitude supérieure à la tension continue d'alimentation U0 et ayant une polarité quelconque, ici représentées par des impulsions parasites injectées ayant les deux polarités et une amplitude inférieure à 150 volts, dans l'une des lignes d'amorçage 1, 2 les moyens de commutation S1, S2 possèdent à l'état ouvert, pour les composantes de la tension parasite Ul polarisée dans le sens du flux de courant d'amorçage, une tension de blocage Uinterruption(Sl), Uinterruption(S2) supérieure à cette tension parasite, c'est-à-dire dans cet exemple supérieure à 150 volts. En outre, en série entre les lignes d'amorçage 1, 2 et les éléments de commutation Si, S2 est branchée respectivement une diode D1, D2, qui est polarisée dans le sens passant pour la direction IO du flux de courant d'amorçage et possède pour les composantes de la tension parasite U1, polarisées en sens inverse de la direction IO du flux de courant d'amorçage, une tension de blocage Uinterruption(D1), Uinterruption(D2) supérieure à cette tension parasite, et dans cet exemple supérieure à 150 volts. Le montage série constitué respectivement par une diode résistant de façon correspondante à la tension et un élément de commutation résistant de façon correspondante à la tension, par exemple D2 et S2, empêche le déclenchement du dispositif d'amorçage 3 par la tension parasite U1. Des moyens de commutation électroniques, notamment des transis- tors ayant une résistance diélectrique correspondante à l'état ouvert pour des tensions polarisées dans le sens passant, peuvent être utilisés et sont bon marché. Leur protection vis-à-vis de composantes des tensions parasites, polarisées en sens opposé, ne peut au contraire être réalisée qu'avec une dépense nettement plus élevée en raison de la rétroaction sur l'entrée de commande, habituellement la base ou la grille du transistor, par l'intermédiaire de la tension de commande respective. C'est pourquoi une diode résistant au claquage, qui est classique et est extrêmement bon marché, complète respectivement le système de protection de l'étage final de commutation. La figure 2 représente, à titre de complément, également un étage final de commutation 4 pour plusieurs dispositifs d'amorçage 3.1 à 3.N qui peuvent être déclen- chés en parallèle avec un couple de moyens de commutation Sl, S2. Tous les dispositifs d'amorçage peuvent être ainsi déclenchés en commun. Chaque dispositif d'amorçage 3.1 à 3.N est protégé respectivement avec les diodes D1.1... D1.N, D2.1... D2.N, qui sont polarisées respectivement dans le sens passant pour la direction IO du flux de courant d'amorçage. De même il est en outre prévu, des deux côtés, respectivemernt une résistance de découplage R1.1... R1.N; R1.2... R2.N. REVENDICATIONS 1. Etage final de commutation (4) pour un dispo- sitif d'amorçage (3) d'un dispositif de protection de passagers, dans lequel le dispositif d'amorçage (3) est relié, par l'intermédiaire d'une première ligne d'amorçage (1) et d'un premier élément de commutation électronique commandable (Sl), à une tension continue d'amorçage (U0) et, par l'intermédiaire d'une seconde ligne d'amorçage ainsi que d'un second élément de commutation électrique commandable (S2), à un potentiel de référence, de préfé- rence le potentiel de masse, de sorte que lors de la fer- meture des moyens de commutation (Sl,S2) un courant d'amorçage (I0) circule depuis la tension continue d'alimentation (U0) jusqu'au potentiel de référence en passant par le dispositif d'amorçage (1) qui se déclenche, caractérisé en ce que pour la protection vis-à-vis de ten- sions parasites (Ul) ayant une amplitude supérieure à celle de la tension continue d'alimentation (U0) et une polarité quelconque dans l'une des lignes d'amorçage (1,2), a) d'une part les moyens de commutation (Sl,S2) possèdent à l'état ouvert, pour des tensions parasites (U1) polarisées dans le sens du flux du courant d'amor- çage, une tension de blocage (Uinterruption(Sl), Uinterruption(S2)) supérieures à ces tensions parasites, et b) d'autre part une diode respective (D1,D2) est branchée en série entre les lignes d'amorçage (1,2) et les élé- ments de commutation (Sl,S2), diode qui est polarisée dans le sens passant pour la direction (IO) du flux de courant d'amorçage et qui possède, pour des tensions parasites (Ul) polarisées en sens opposé de la direction (IO) du flux de courant d'amorçage, une tension de blocage (Uinterruption(Sl), Uinterruption(S2)) supé- rieure à ces tensions parasites. 2. Etage final de commutation selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que plusieurs dispositifs d'amorçage (3.1... 3.N) branchés en parallèle entre eux sont disposés entre les premiers et seconds moyens de com- mutation (Sl,S2) et que chaque dispositif d'amorçage (3.1 5... 3.N) est équipé respectivement des diodes (D1.1... D1.N; D2.1... D2.N), qui sont polarisées dans le sens passant pour la direction (Io) du flux de courant d'amorçage, et en outre est équipé respectivement, des deux côtés, d'une résistance de découplage (R1.1... R1.N; R2.1 10... R2.N).