JP4437120B2 - エネルギリザーブ部からの点火電流を少なくとも１つの点火終段へ供給する装置 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は、請求項１の上位概念記載のエネルギリザーブ部からの点火電流を少なくとも１つの点火終段へ供給する装置に関する。

独国公開第１００５７９１７号公報から、トリガの際に点火終段へエネルギリザーブ部からの点火電流を供給することが公知である。ここで点火素子は点火電流により点火される。エネルギリザーブ部は通常は１つまたは複数のコンデンサ、有利には電解質コンデンサである。

本発明の利点
本発明のエネルギリザーブ部から点火電流を少なくとも１つの点火終段へ供給する装置は、請求項１の特徴部分に記載されているように、エネルギリザーブ部と点火終段とのあいだに電圧制御部が設けられており、点火終段にかかる電圧が設定値へ調整されるので有利である。損失電力を最小化するために、電圧制御部は可能な最小値への調整を行う。バッテリ電圧が不足した際の自給モードでは制御装置自体はエネルギリザーブ部からの電流を消費するので、エネルギリザーブ部で電圧降下が起こる。制御装置は自給モードで点火終段の点火が要求されても障害なく動作を続けられるように、エネルギリザーブコンデンサの内部抵抗での電圧降下の補償に対して、必要とされるよりも格段に大きなエネルギリザーブ電圧を形成する。ただしこの高い電圧は点火終段を高い損失電力に対して設計しなければならないという欠点をもたらす。ここで本発明によりエネルギリザーブ部と点火終段とのあいだに電圧制御部を挿入すれば、点火終段の電圧がつねに必要な最小値で維持される。点火なしの自給モードでは、制御装置できわめてわずかな電流しか収容されないため、電圧制御部は高オームとなる。点火終段で点火がイネーブルされて点火電流が流れると、内部抵抗は小さくなり、必要な点火電流が使用できるようになる。このため点火終段を従来よりも小さな損失電力で設計できる。これによりコンパクトかつ低コストな点火終段を製造することができる。

従属請求項に記載された手段により、本発明のエネルギリザーブ部から点火電流を少なくとも１つの点火終段へ供給する装置の有利な実施形態が得られる。

特に有利には、遮断可能な電圧制御部が少なくとも１つの点火終段への給電を行うセーフティ半導体の機能も担当する。セーフティ半導体がオンのときには給電がオンとなり、セーフティ半導体がオフのときには給電もオフとなる。セーフティ半導体は点火終段には依存しない分離された素子であり、破壊を含めた誤動作が生じた際にエラートリガを抑圧する。セーフティ半導体はその呼称からも判るとおり電子的に構成される。

さらにセーフティ半導体の診断部も設けられる。この診断部は例えばアースへ接続されたオンオフ制御可能な抵抗負荷であり、これにより点火がシミュレートされる。診断部抵抗が導通すると、点火終段にかかる電圧はセーフティ半導体のステータスに依存して変化する。すなわちセーフティ半導体が導通されると点火終段にかかる電圧は高くなり、セーフティ半導体が阻止されるとこの電圧は低くなる。

さらに有利には、セーフティ半導体は少なくとも１つのパワートランジスタ、有利にはＭＯＳＦＥＴトランジスタを有する。

ＮチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタが使用される場合、ダイオードおよびコンデンサを備えた付加的なゲート給電部を設けると有利である。こうして入力は減衰されたエネルギリザーブ電圧となり、エネルギリザーブ部の電圧降下中にもパワートランジスタのゲート駆動に対して高い電圧を使用できるようになる。これによりエネルギリザーブ部で制御電圧（パワートランジスタの導通電圧）よりも小さい電圧への降下が生じる場合、トランジスタの内部抵抗Ｒ_{ＤＳ（ＯＮ）}も小さくなる。

さらに有利には、電圧制御部に少なくとも１つの電流源が少なくとも１つの点火終段の診断のために配属される。この電流源は、点火素子のトリガに必要な電流よりは小さいものの診断コンデンサ（セーフティ半導体と点火終段とのあいだのコンデンサ）で点火終段の診断を行うには充分な電流を形成することにより点火終段の診断を可能にする。これにより特に経年劣化プロセスが識別される。電流源は例えば電圧制御部をブリッジする制御されたトランジスタであるか、または電圧制御部で直接に切り換え可能な電流制御を行うことにより実現される。

さらに有利には、エネルギリザーブ部と電圧制御部とのあいだに誤接続防止ダイオードが設けられている。誤接続防止ダイオードの役割は、エネルギリザーブ部の端子が誤った極へ接続されたときに、エネルギリザーブ部の電圧を保護し、コンデンサのエラーを阻止することである。誤接続防止ダイオード、電流源、セーフティ半導体および電圧制御部は全て１つのＡＳＩＣ内に配置することができる。ただしこれらの機能部を２つまたは３つの半導体回路へ分割してもよい。例えば第１のＡＳＩＣに電圧制御部および誤接続防止ダイオードを備えたセーフティ半導体が配置され、第２のＡＳＩＣにセーフティ半導体を診断および駆動する電流源が配置される。もちろんこれと異なる分割の形態も可能である。

図面
本発明の実施例を図示し、以下に詳細に説明する。図１には本発明の装置のブロック図が示されている。

実施例の説明
エアバッグの点火素子を点火するには通常専らエネルギリザーブコンデンサから給電が行われる。ここでエネルギリザーブコンデンサの電圧は、制御装置が搭載電源回路網から分離された後、設定されている自己給電時間のあいだ維持され、点火中エネルギリザーブコンデンサの内部抵抗に起因する電圧のブレークダウンが制御装置の機能に影響しないように設計しなければならない。従来技術では、エネルギリザーブコンデンサの内部抵抗での電圧降下を補償するために、駆動に必要とされるより格段に高いエネルギリザーブ電圧を形成しなければならなかった。

本発明によれば、エネルギリザーブ部と点火終段とのあいだに、この点火終段にかかる電圧をつねに最小値へ調整する電圧制御部が接続される。これにより点火終段にかかる電圧によって引き起こされる損失電力を最小化することができる。

図１には本発明の装置のブロック図が示されている。

エネルギリザーブ部ＥＲは一方側がアースへ、他方側がモジュール１００へ接続されている。モジュール１００はさらにマイクロコントローラ１０５、アース、診断コンデンサ１０６および点火回路駆動部１０７へ接続されている。診断コンデンサ１０６は点火終段のテストに必要なエネルギを使用する。点火回路駆動部１０７は個々の点火素子１０８に対して点火終段を有する。アースと各点火素子１０８とのあいだには１つずつマイナス終段が接続されており、モジュール１００と点火素子１０８とのあいだにはプラス終段が接続されている。これらの終段は線路（通常はＳＰＩ線路）を介してマイクロコントローラ１０５からトリガされると導通し、点火電流が点火終段を通って流れる。

点火電流はエネルギリザーブ部ＥＲから到来する。点火電流はまず誤接続防止ダイオード１０９およびセーフティ半導体１０２を介して流れ、点火回路駆動部１０７内の点火終段へ達する。セーフティ半導体１０２はモジュール１００（ＡＳＩＣ）上に存在するＳＶＲ制御部１０３によって駆動される。ＳＶＲ制御部１０３は典型的にはパワートランジスタのゲートを駆動し、モジュール１００の２つの主機能、すなわちセーフティ半導体の機能と電圧制御部の機能とを保証する。このためにＳＶＲ制御部１０３はセーフティ半導体のオンまたはオフのステータスを制御するマイクロコントローラ１０５へ接続されており、また電気的にアースへ接続されている。モジュール１００には診断部１０４も設けられており、これは例えばアースへ接続されたスイッチオン可能な抵抗負荷である。このために診断部１０４もマイクロコントローラ１０５へ接続されている。セーフティ半導体１０２およびその内部の電圧制御部に対して並列に電流源１０１が設けられており、この電流源は診断コンデンサ１０６を介して点火終段１０７に対する診断エネルギを形成する。モジュール１００は上述のようにその出力側が診断コンデンサ１０６へ接続されており、さらに点火回路駆動部１０７およびアースへ通じている。診断コンデンサ１０６は終段の診断に必要なエネルギを形成する。点火回路駆動部１０７は点火素子１０８へ接続されており、この点火素子は点火終段を介してエネルギリザーブ部ＥＲから点火電流を受け取る。ダイオード１１０およびコンデンサ１１１を備えた付加的なゲート給電部から減衰されたエネルギリザーブ部の電圧が供給され、これによりエネルギリザーブ部の電圧降下中、トランジスタのゲート駆動のために高い電圧が供給される。したがって本発明では、エネルギリザーブ部が制御電圧（パワートランジスタの導通電圧）より低い電圧へ降下した場合にも、トランジスタの小さな内部抵抗Ｒ_{ＤＳ（ＯＮ）}が達成される。

本発明の装置のブロック図である。

Claims (3)

1. エネルギリザーブ部（ＥＲ）からの点火電流を少なくとも１つの点火終段へ供給する装置であって、
   エネルギリザーブ部（ＥＲ）と少なくとも１つの点火終段とのあいだに、点火終段にかかる電圧を設定値へ調整する電圧制御部が接続されており、
   前記電圧制御部はオンオフ制御可能であり、外部マイクロコントローラの信号に依存して少なくとも１つの点火終段への給電を行うことができ、
   前記電圧制御部は電圧制御部の機能もセーフティ半導体（１０２）の機能も担当し、当該セーフティ半導体（１０２）がオンのときには前記少なくとも１つの点火終段への給電がオンとなり、当該セーフティ半導体（１０２）がオフのときには前記少なくとも１つの点火終段への給電がオフとなり、
   前記セーフティ半導体（１０２）に対する診断部（１０４）が設けられており、
   ＡＳＩＣ（１００）上に存在する前記セーフティ半導体（１０２）は、前記ＡＳＩＣ（１００）上に存在するコントロールモジュール（１０３）によって駆動され、当該コントロールモジュール（１０３）は、前記セーフティ半導体（１０２）が有しているパワートランジスタのゲートを駆動し、セーフティ半導体としての機能を有する前記電圧制御部の機能によって得られる前記ＡＳＩＣ（１００）の２つの主機能、すなわちセーフティ半導体の機能と電圧制御部の機能を保証し、前記コントロールモジュール（１０３）は前記セーフティ半導体（１０２）のオンまたはオフのステータスを制御する前記外部マイクロコントローラ（１０５）へ接続されている、
   ことを特徴とする、エネルギリザーブ部（ＥＲ）からの点火電流を少なくとも１つの点火終段へ供給する装置。
2. 前記電圧制御部には少なくとも１つの点火終段の診断のための少なくとも１つの電流源（１０１）が配属されている、請求項１記載の装置。
3. 前記エネルギリザーブ部（ＥＲ）と前記電圧制御部とのあいだに誤接続防止ダイオード（１０９）が設けられている、請求項１または２記載の装置。

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