CN101868379B - 用于触发汽车的人员保护装置的控制装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明建议一种用于触发汽车的人员保护装置的控制装置和方法，其中能量储存装置为触发提供电能。本发明还涉及一种控制电路，该控制电路依赖于要触发的人员保护装置，就第一点火脉冲幅度和第一点火脉冲持续时间而言从所述电能中形成用于触发相应的人员保护装置的至少一个相应的点火脉冲。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于触发汽车的人员保护装置的控制装置，该控制装置包括能量储存装置，该能量储存装置为触发提供电能。本发明还涉及一种用于触发汽车的人员保护装置的方法，其中，能量储存装置为触发提供电能。
背景技术
从US-5,631,834A中已知，设计了对点火元件的能量供应进行时间控制。为此检测能源储存装置的电压，将检测值累加起来并且与极限值进行比较。如果超过极限值，则超过极限值的时刻相当于对点火元件施加点火能量的时间。
发明内容
本发明提出一种开头所述类型的用于触发汽车的人员保护装置的控制装置，该所述控制装置包括控制电路，该控制电路依赖于要触发的人员保护装置，就第一点火脉冲幅度和第一点火脉冲持续时间而言从所述电能中形成用于触发相应的人员保护装置的至少一个相应的点火脉冲，其中，所述控制电路使用碰撞场景，所述碰撞场景指出，何时需要以何种点火脉冲触发相应的人员保护装置。本发明还提出一种开头所述的用于触发汽车的人员保护装置的方法，在该方法中，控制电路依赖于要触发的人员保护装置，就第一点火脉冲幅度和第一点火脉冲持续时间而言从所述电能中形成用于触发相应的人员保护装置的至少一个相应的点火脉冲，其中，使用碰撞场景，所述碰撞场景指出，何时需要以何种点火脉冲触发相应的人员保护装置。
与现有技术相比，用于触发人员保护装置的本发明的控制装置以及本发明的方法具有这样的优点，即，从现在起，可以依赖于要触发的人员保护装置，关于点火脉冲幅度和点火脉冲持续时间形成点火脉冲。因此可以降低能源储存装置的容量，因为根据本发明更加有效地利用点火能量。由于在碰撞严重程度和碰撞类型的基础上作出的触发判定，例如何时需要触发哪些人员保护装置，由碰撞场景确定。根据本发明，该碰撞场景被用于如此形成用于相应的人员保护装置的相应点火脉冲，使得在相应的点火时刻最佳地利用能量。因此例如在开始点火时能量高效地使用幅度大但持续时间短的电压脉冲，而在后面的人员保护装置中使用与点火脉冲相比幅度较低但宽度更宽并且因此电压高效的电压脉冲。这最佳地考虑到了能量储存装置在控制人员保护装置时的放电。
在控制装置中通常从能源储存装置实现点火，该能量储存装置是一个或多个电容。在点火运行期间能量储存装置电压，也就是说在能量储存装置上的电压下降，因为能量被吸取用于触发人员保护装置，比如安全气囊，也可以是多级式安全气囊、安全带收紧器、碰撞激活的保护头枕或行人保护装置。本发明理想地适应这种特性并且因此最佳地利用在能量储存装置中的能量。
控制装置例如是安全气囊控制装置或安全控制装置，这些装置通常具有一个由金属和/或塑料形成的外壳。于是，在外壳中包含控制装置的部件。设计无外壳的控制装置变型也是可能的。
在本发明中，触发是指激活人员保护装置。
正如上面描述的，能量储存装置对于控制装置自给自足的运行是必需的，也就是说在例如由于故障切断蓄电池电压的情况下。能量储存装置包括一个或多个电容器或另外的适合的能量储存器。能量储存装置因此具有为触发提供电能的功能。可是，在自给自足的运行中给另外的功能供应剩余能量也是必需的，另外的功能比如是触发人员保护装置，其中，剩余能量也来自这个能量储存装置。在正常运行中从能量储存装置中给控制装置供应能量也是可能的。
正如已知的，电能例如存在于能量储存装置的电容器中或存在于电感能量储存装置中或例如间接地存在于燃料电池中。
控制电路是一种电路，其例如可以在一个集成电路上实现和/或借助于分立元件实现。控制电路也可以被设计成部分或完全地作为软件与处理器相结合。
时间在本发明中是经历的时间，例如是在这里是从开始人员保护装置的点火过程算起的时间。借助于专业人员已知的电压测量方法来测量在能量储存装置上的电压。
所述至少一个点火脉冲被施加到点火元件比如***填料上施加并且使该点火元件***，以便可以通过后面发生的气体产生使安全气囊膨胀。因此点火脉冲用于触发。在本发明中，点火脉冲就其点火脉冲幅度和其点火脉冲持续时间而言是从电能中形成。可以通过对作为能量源的能量储存装置相应加载来确定点火脉冲幅度，但也可以通过另外的方法，比如削波等方法。
通过控制电子开关，例如晶体管开关来确定点火脉冲持续时间。
有利的是，所述控制电路在第一时间段内以第二点火脉冲幅度和第二点火脉冲持续时间并且在紧随第一时间段的第二时间段内以第三点火脉冲幅度和第三点火脉冲持续时间确定所述至少一个点火脉冲，其中，第二点火脉冲幅度高于第三点火脉冲幅度并且第二点火脉冲持续时间短于第三点火脉冲持续时间，其中，第一时间段用于触发第一类人员保护装置并且第二时间段用于触发第二类人员保护装置。
有利的是，在开始时，也就是在触发过程的第一时间段内，点火脉冲幅度高并且因此脉冲持续时间短。然后在第二时间段内，点火脉冲幅度较低并且脉冲持续时间较长。因此可以充分利用特别是来自能量储存装置中的能量。在第一时间段内可以触发一个或多个人员保护装置。第二时间段也可以触发一个或多个人员保护装置。因此要非常广义地理解时间段这个术语，同时，点火脉冲幅度和点火脉冲持续时间这两个术语是不需要解释的。
此外还有利的是，控制电路具有确定第一持续时间和第二持续时间的数据。这样的数据是固定存储的，例如存储在控制电路的EEPROM存储器中。但是，控制电路也可以从计算机获得这些数据并因此只是中间存储，其中给该计算机分配永久性存储器。因此利用这些数据可以先验地实现对触发的编程。但是，这些数据此外也可以有利地把第一持续时间和第二持续时间分别先验地分配给不同的人员保护装置。可以特别依赖于触发判定产生这些数据，因为触发判定指出，在存在的碰撞情况中何时需要触发哪些人员保护装置。这是碰撞场景。对于各个事故情景例如可以将已存储的点火脉冲组合用作数据。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例并且在下面进行详细阐述。
图1示出了本发明控制装置的方框图，
图2示出了用于一个碰撞场景的点火脉冲组合，
图3示出了用于控制电路的信号流程图，
图4示出了电压时间图，
图5示出了本发明方法的流程图。
具体实施方式
图1以简化的方框图示出了本发明的控制装置。仅仅示出了理解本发明所必需的部件。为了简便起见省略了对于控制装置运行所必需的但无助于理解本发明的其他部件。
微控制器μC从一个事故传感器US获得事故传感器信号。事故传感器US可以位于控制装置内部和/或外部并且具有例如加速传感器、固体声传感器、空气压力传感器和/或环境传感器。但是，并行于计算复杂的评价算法的微控制器μC，安全组件SCON也评价事故传感器信号。该安全组件以简单的方式评价事故传感器信号，但是安全组件SCON与微控制器μC相比较用作评价事故信号的独立硬件路径。
微控制器μC和安全组件SCON把它们的评价结果传递给逻辑组件L，该逻辑组件已经是点火电路触发装置的一部分。例如可以通过所谓的SPI总线(串行外设接口总线)实现从微控制器μC到逻辑组件L的传输。除了微控制器外也还可以应用其他类型的处理器。
逻辑组件L如此使微控制器μC和安全组件SCON的结果相关联，使得由此确定，是否需要触发，何时需要触发以及需要触发哪些人员保护装置。逻辑组件L可以是集成电路的一部分，在该集成电路中也可以集成末级HS和LS。末级HS或高端是功率晶体管，该晶体管被接通，以便给点火元件ZP供应点火能量。点火元件ZP是分配给人员保护装置，比如安全气囊的***填料。
末级LS或低端被接通，以便点火能量可以流向大地。但是，点火能量是由能量储存装置ER提供，该能量储存装在这里是电解电容器。能量储存装置ER例如通过没有示出的部件由汽车蓄电池充电，而且被充至20到40V之间的高电压电平。
控制电路ST(其也可以是集成电路的一部分)从点火能量中以本发明的方式方法形成点火脉冲，其中，控制电路确定点火脉冲持续时间和点火脉冲幅度。为此控制电路ST利用来自逻辑组件L的数据。这些数据对于相应的碰撞场景指出，何时需要以何种点火脉冲触发相应的人员保护装置。控制电路ST通过一个分路电阻Sh与点火电路直接连接，以便也可以测量点火能量。
如此形成的点火脉冲然后经由高端传递给点火元件ZP并且在那里引起点火，其中电流经过低端LS被引向大地。
最好规定，在第一时间段内点火脉冲具有高的点火脉冲幅度和短的点火脉冲持续时间并且在紧随第一时间段的第二时间段内点火脉冲具有较低的点火脉冲幅度但因此较长的脉冲持续时间。
在这里，仅仅象征性地示出了唯一的点火电路。根据本发明可以设置多个点火电路，这也是通常情况，以便触发不同的人员保护装置。不同的人员保护装置也可以是安全气囊或安全带收紧器的多个级别。同样也可以设置比示出的两个更多的末级。在本发明中，专业人员已知的其他变型也是可能的。
图2以多个点火电路200-203的时序图阐述了本发明的点火脉冲的顺序。触发判定或固定地预先确定的数据确定，何时需要给相应点火电路的相应点火元件提供哪些点火脉冲。在点火电路200和201中，在第一时刻产生点火脉冲Z1和Z2。点火电路200和201例如预先规定用于烟火安全带收紧器。点火脉冲Z 1和Z2被实施为能量高效的，也就是说在这里，点火脉冲幅度高，但点火脉冲宽度窄。在第二时间段内在点火电路202中再度产生与点火脉冲Z1和Z2一样的点火脉冲Z3，其中，该点火电路例如是安全气囊的第一级。在第三时间段内在点火电路203中产生点火脉冲Z4，该点火脉冲Z4比点火脉冲Z1-Z3宽但是幅度低。点火脉冲Z4是电压高效的，以便考虑在能量储存装置ER上下降的电压。
图3以信号流程图阐述了控制电路ST的功能。电能E进入块30，在该块中确定给点火元件提供点火脉冲的持续时间。通过块32确定点火脉冲持续时间，该块32以时间t和数据Da作为输入数据。数据Da指出，何时需要给相应的点火电路提供哪些点火脉冲。数据Da或者存储在存储器33中并被先验地确定，或者依赖于触发判定产生数据Da。脉冲形状例如存储在控制电路ST中。在确定点火脉冲持续时间后在块31中确定点火脉冲幅度。在此，块32也借助于刚才提到的它的输入量来影响这个值。
脉冲幅度在1和2A之间，而脉冲宽度在0.5ms和2ms之间。
图4示出了一个电压时间图，其中电压是在能量储存装置上测得的。曲线40描述了在能量储存装置上的电压随时间变化的缓慢下降，其中，由于从能量储存装置中吸取能量而引起这种下降。本发明有效地利用这种特性，以便最佳地利用能量。
图5示出了本发明方法的流程图。在方法步骤500中根据触发判定或者先验地确定碰撞场景。该碰撞场景指出，何时需要触发哪些人员保护装置。从该碰撞场景中得出，相应点火电路的相应点火脉冲必须具有哪种形状。在方法步骤501中确定点火脉冲，其中先验地确定点火脉冲的外观，从而最佳地设计能量储存装置的容量。
在方法步骤502中进行高端开关的控制，其中通过该控制相应形成点火脉冲。然后由此在方法步骤503中在各个点火电路中产生相应的点火脉冲。
Claims (10)
1.用于触发汽车的人员保护装置的控制装置，
-该控制装置包括能量储存装置(ER)，该能量储存装置为触发提供电能，其特征在于：
-所述控制装置包括控制电路(ST)，该控制电路依赖于要触发的人员保护装置，就第一点火脉冲幅度和第一点火脉冲持续时间而言从所述电能中形成用于触发相应的人员保护装置的至少一个相应的点火脉冲(Z1、Z2)，其中，所述控制电路(ST)使用碰撞场景，所述碰撞场景指出，何时需要以何种点火脉冲触发相应的人员保护装置。
2.按照权利要求1的控制装置，其特征在于，所述控制电路(ST)在第一时间段内以第二点火脉冲幅度和第二点火脉冲持续时间并且在紧随第一时间段的第二时间段内以第三点火脉冲幅度和第三点火脉冲持续时间确定所述至少一个点火脉冲(Z1、Z2)，其中，第二点火脉冲幅度高于第三点火脉冲幅度并且第二点火脉冲持续时间短于第三点火脉冲持续时间，其中，第一时间段用于触发第一类人员保护装置并且第二时间段用于触发第二类人员保护装置。
3.按照权利要求2的控制装置，其特征在于，所述控制电路(ST)具有确定第一和第二持续时间的数据(Da)。
4.按照权利要求3的控制装置，其特征在于，所述数据(Da)把第一持续时间分配给第一类人员保护装置并且把第二持续时间分配给第二类人员保护装置。
5.按照权利要求4的控制装置，其特征在于，所述数据(Da)是固定存储的或依赖于触发判定而产生。
6.用于触发汽车的人员保护装置的方法，其中，能量储存装置(ER)为触发提供电能(E)，其特征在于，控制电路(ST)依赖于要触发的人员保护装置，就第一点火脉冲幅度和第一点火脉冲持续时间而言从所述电能中形成用于触发相应的人员保护装置的至少一个相应的点火脉冲，其中，使用碰撞场景，所述碰撞场景指出，何时需要以何种点火脉冲触发相应的人员保护装置。
7.按照权利要求6的方法，其特征在于，所述控制电路(ST)在第一时间段内以第二点火脉冲幅度和第二点火脉冲持续时间并且在紧随第一时间段的第二时间段内以第三点火脉冲幅度和第三点火脉冲持续时间确定所述至少一个点火脉冲，其中，第二点火脉冲幅度高于第三点火脉冲幅度并且第二点火脉冲持续时间短于第三点火脉冲持续时间，其中，第一时间段用于触发第一类人员保护装置并且第二时间段用于触发第二类人员保护装置。
8.按照权利要求7的方法，其特征在于，借助于数据(Da)确定第一持续时间和第二持续时间。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于，所述数据(Da)把第一持续时间分配给第一类人员保护装置并且把第二持续时间分配给第二类人员保护装置。
10.按照权利要求6至9之一的方法，其特征在于，所述数据(Da)是固定存储的或依赖于触发产生所述数据(Da)。
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