CN103946072A - 用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制人员保护装置的至少一个触发元件(ZP、LEA)的方法和装置(1)，该人员保护装置具有高边控制电路(100)、低边控制电路(200)和调节装置(30)，所述高边控制电路(100)建立从能量源(ER)至所述至少一个触发元件(ZP、LEA)的第一连接，所述低边控制电路(200)建立从所述至少一个触发元件(ZP、LEA)至地的第二连接，所述调节装置用于调节所述至少一个触发元件(ZP、LEA)的点火电流(I_ZP、I_LEA)。依据本发明设置有多个点火模式，将根据所连接的触发元件(ZP、LEA)来从中选出一个点火模式，其中，在第一点火模式下生成具有第一时间曲线的第一点火电流(I_ZP)用于实质上欧姆式的触发元件(ZP)，并且在第二点火模式下生成具有第二时间曲线的第二点火电流(I_LEA)用于电感式的触发元件(LEA)。

Description

用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的类型的用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的方法，并且涉及一种根据独立权利要求7的类型的用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的装置。

背景技术

由现有技术已知的人员保护系统不具有用于控制具有低能量致动器(LEA)的电路的点火模式。该磁性的致动器将例如被用于触发防侧翻系统、用在篷式汽车的头部保护系统之中和/或用于触发用于在行人保护系统中举起引擎罩的装置。

已知的用烟火的安全气囊致动器的点火模式的使用相应地满足具有1.2A的点火电流和2ms的脉冲持续时间或者1.75A和0.5ms的脉冲持续时间的有效的安全要求，而非低能量致动器(LEA)的安全要求，该低能量致动器要求电流在1.5A至2.2A的范围内具有1.0至1.5ms的脉冲持续时间。此外，整个控制时间必须为3ms，一边即便在低的能量储备电压或蓄电池电压的情况下也能够实现感应的低能量致动器(LEA)的缓慢的电流上升。至今已知的解决方案使用例如间断的高边输出级用于触发此类的具有低能量致动器(LEA)的电路。替代地，具有降低的要求的专用解决方案通过集成的高边输出级的已知的用烟火的点火模式来实现。更缓慢的控制时间(3ms)的该简化的实现方式在1.5至2.2A的电流时显著地增大了集成的高边输出级，其被设置用于已知的用烟火的点火电路。

在公开文献DE102009027918A1中描述了例如一种用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的方法和装置。所描述的装置包括高边电路和低边电路，该高边电路建立从能量源至至少一个触发元件的第一连接，该低边电路建立从至少一个触发元件至地的第二连接。此外，设置了调节装置，其调节至少一个触发元件的触发电流，其中，高边电路的调节和/或低边电路的调节相互关联。此外，高边电路和低边电路针对每个触发元件的触发电流的调节分别具有两个并联连接的输出级，其中，该至少两个输出级中的至少一个具有电流调节装置和一个或者多个并联连接的晶体管。通过该些输出级的并联化可示出一种刻度(Skalierung)，也就是说，更高的且更缓慢的触发电流脉冲将借助于两个或者多个并联连接的输出级来实现。该触发电流脉冲将引起引爆装置的点火或者引起人员保护装置的磁性的操作。

发明内容

与之相反地，依据本发明的具有独立权利要求1的特征的用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的方法以及依据本发明的具有独立权利要求7的特征的用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的装置具有以下优点，即在用于用烟火的点火电路的集成的高边控制电路中设置附加的点火模式用于电磁的点火电路，该用烟火的点火电路实质上具有欧姆的触发元件，该电磁的点火电路实质上具有电感式的触发元件，所谓的低能量致动器(LEA)，而不必增大集成的高边输出级的所需要的电路面积。

本发明的实施形式以有利的方式相较于通常的具有低能量致动器(LEA)的电感的点火电路来控制很大程度上的欧姆式的用烟火的点火电路的不同的点火电路负载的属性，进而在很大程度上实现面积中立的高边输出级的集成。集成的高边输出级的平的设置首先形成功率损失和能量损失，这将由输出级在在点火过程期间的短路情况下经历。所实现的能量将在该输出级的热容量之内，该热容量通过所需的硅面积来给出、引入并且通过热导出效应随着时间而散发。由于高的点火速度，，所以导出小姑仅延时性地起作用。在每个集成的平的单元的相同的边界能量的情况下，为了覆盖电感的点火电路的激活比激活欧姆式的点火电路所需要大约1.76倍更大的输出级。通过本发明的实施形式将能够避免这样的面积增加。

对于具有磁性的低能量致动器(LEA)的电感式的点火电路来说，将因此选择更长的控制时间，因为在这样的电感式的电路中尤其是在由车辆蓄电池来激活时需要更长的时间来达到最小的控制电流。如果电感式的点火电路在故障情况下在响应于正侧至地的短路而激活期间，则在点火电路中不存在标称值得电感，因为该电流不再流过低能量致动器(LEA)。在这种情况下，高边输出级中所引入的能量最大，因为电流立即形成最大的值，该最大的值在很长的时间段上保持着。通过将在输出级设计中的电流监控在关断方面联系起来能够在确定激活电流的时间持续的标准之后实现在输出级中实现的能量的显著地降低，而不会损害电感式的点火电路的安全性要求。如果在点火电路中存在通常的电感，那么该电流将通过其的并且现有的能量节约而达到目标电流的预先给定的上升时间或者在关断与雌性的开关并联连接的续流二极管之后再次失去。因此，该输出级在存在电感式的点火电路时将首先以经确定的最小的控制时间段来导通地加以控制。在最小的控制时间段消逝之后该高边输出级将在最大的控制时间段之内关断，只要预先给定的时间标准满足了。如果附加的时间标准不满足了，那么高边输出级将随着最大的控制时间段的消逝而关断。再次，最小的控制时间段也相应于预先确定的时间标准。这意味着，高边输出级通过所描述的电感式的点火电路的智能的控制而相同尺寸地加以构造，如在欧姆式的点火爆管的解决方案中那样。

本发明的实施形式提供了一种用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的方法，所述人员保护装置具有高边控制电路、低边控制电路和调节装置，所述高边控制电路建立从能量源至所述至少一个触发元件的第一连接，所述低边控制电路建立从所述至少一个触发元件至地的第二连接，所述调节装置用于调节所述至少一个触发元件的点火电流。依据本发明设置有多个点火模式，将根据所连接的触发元件来从中选出一个点火模式，其中，在第一点火模式下生成具有第一时间曲线的第一点火电流用于实质上欧姆式的触发元件，并且在第二点火模式下生成具有第二时间曲线的第二点火电流用于电感式的触发元件，其中实施电流监控功能，所述电流监控功能生成至少一个控制信号，所述至少一个控制信号在时间上根据当前的点火模式来限制所输出的点火电流。

此外提出了一种用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的装置，所述人员保护装置具有高边控制电路、低边控制电路和调节装置，所述高边控制电路建立从能量源至所述至少一个触发元件的第一连接，所述低边控制电路建立从所述至少一个触发元件至地的第二连接，所述调节装置用于调节所述至少一个触发元件的点火电流。依据本发明设置有多个点火模式，其中分析和控制单元响应于预先给定为所连接的触发元件来选出一个点火模式，其中，在第一点火模式下生成具有第一时间曲线的第一点火电流用于实质上欧姆式的触发元件，并且在第二点火模式下生成具有第二时间曲线的第二点火电流用于电感式的触发元件，其中所述分析和控制单元实施电流监控功能并且生成至少一个控制信号，所述至少一个控制信号在时间上根据当前的点火模式来限制所输出的点火电流。

通过在从属权利要求中所给出的措施和改进能够有利地改善在独立权利要求1中所给出的用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的方法和在独立权利要求7中所给出的用于控制人员保护装置的至少一个触发元件的装置。

特别有利地，在所述第一点火模式下以恒定的第一控制时间段来生成第一控制信号并且将其施加在所述调节装置上用于调节所述第一点火电流。因此，所述第一点火模式能够用于控制欧姆式的触发元件，该些欧姆式的触发元件不会影响所述点火电流的上升沿或者下降沿的实质上的延时。

在依据本发明的方法的有利的设计方案中，在所述第二点火模式下以可变的控制时间段来生成第二控制信号并且将其施加在所述调节装置上用于调节所述第二点火电流。将在第二点火模式下优选地通过逻辑地组合至少两个另外的控制信号来生成所述第二控制信号。例如能够通过第三控制信号来预先给定所述第二控制信号的最大的控制时间段并且通过第四控制信号来预先给定所述第二控制信号的最小的控制时间段。此外，根据监控装置的输出信号生成第五控制信号，其中，在所述第二点火模式下能够通过将所述第五控制信号与所述第三和第四控制信号相组合以控制时间段来生成所述第二控制信号，所述控制时间段位于所述最小的和所述最大的控制时间段之间。通过可变的控制时间段，所述控制时间能够在故障情况下以有利的方式降低至最小的控制时间段，以便防止过高的能源损耗。

在依据本发明的装置的有利的设计方案中，所述分析和控制单元能够在所述第一点火模式下通过所述电流监控功能以恒定的第一控制时间段来生成第一控制信号并且将其施加在所述调节装置之上来调节所述第一点火电流。在依据本发明的装置的另外的有利的设计方案中，所述分析和控制单元能够在第二点火模式下以可变的控制时间段来生成第二控制信号并且将其施加在所述调节装置上用于调节所述第二点火电流。所述分析和控制单元在第二点火模式下优选地通过逻辑地组合至少两个另外的控制信号来生成所述第二控制信号，其中，通过第三控制信号来预先给定所述第二控制信号的最大的控制时间段并且通过第四控制信号来预先给定所述第二控制信号的最小的控制时间段。此外，所述分析和控制单元根据所述监控装置的输出信号生成第五控制信号并且通过将所述第五控制信号与所述第三和第四控制信号相组合来生成具有控制时间段的所述第二控制信号，所述控制时间段位于所述最小的和所述最大的控制时间段之间。

附图说明

本发明的实施例将在附图中加以示出并且在接下来的说明书中进一步地加以阐述。在这些附图中，相同的附图标记将用来描述实施相同的或者相似的功能的部件或者元件。

图1示出了依据本发明的用于控制至少一个触发元件的装置的一个实施例的示意性方框图；

图2示出了依据本发明的用于控制图1中的至少一个触发元件的装置的高边控制电路的一个实施例的示意性的方框图；

图3示出了图2中的高边控制电路中的控制信号和在第一点火模式下所属的第一点火电流的示意性的特征线图示；

图4示出了图2中的高边控制电路中的控制信号和在第二点火模式下所属的第二点火电流的示意性的特征线图示；

图5示出了图2中的高边控制电路中的控制信号和在第二点火模式下的故障情况期间的所属的点火电流曲线的示意性的特征线图示；

图6示出了图2中的高边控制电路中的控制信号和在第二点火模式下的最坏情形的故障情况期间的所属的点火电流曲线的示意性的特征线图示。

具体实施方式

如图1和图2所示出的那样，所示出的用于控制人员保护装置的至少一个触发元件LEA、ZP的装置1的一个实施例包括控制电路5，该控制电路具有高边控制电路100和低边控制电路200，该高边控制电路建立从能量源ER至至少一个触发元件LEA、ZP的第一连接，该低边控制电路建立从至少一个触发元件LEA、ZP至地的第二连接。在所示出的实施例中，电感式的触发元件LEA与该控制电路5的相应的输出接触点(+)、(-)相连接。此外，续流二极管FD与电感式的触发元件LEA并联连接。替代地，以虚线示出的欧姆式的触发元件ZP，例如被实施为点火爆管，与该控制电路5的相应的输出接触点(+)、(-)相连接。高边控制电路100包括高边输出级20、调节装置30和用于监控该至少一个触发元件LEA、ZP的点火电流I_LEA、I_ZP的监控装置40，该调节装置用于调节该至少一个触发元件LEA、ZP的点火电流I_LEA、I_ZP。

依据本发明设置有多个点火模式，其中，分析和控制单元50响应于预先给定为所连接的触发元件LEA、ZP来选出一个点火模式并且在第一点火模式下生成具有第一时间曲线的第一点火电流I_ZP用于实质上欧姆式的触发元件ZP，并且在第二点火模式下生成具有第二时间曲线的第二点火电流I_LEA用于电感式的触发元件LEA。在此，该分析和控制单元50实施电流监控功能并且生成至少一个控制信号S₁、S₂，该至少一个控制信号在时间上根据当前的点火模式来限制所输出的点火电流I_LEA、I_ZP。

如从图1和图2进一步示出的那样，该高边输出级20在所示出的实施例中包括两个MOSFET功率开关T和T_s，它们被设置为电流镜电流。为了电流测量，在感测晶体管T_s的支路中设置感测电阻R_s，通过该感测电阻将流过作为点火电流I_LEA、I_ZP的限定的部分的感测电流I_s，进而使得在感测电阻R_s上降下与点火电流I_LEA、I_ZP相对应的电压，该电压例如通过至少一个实施为运放的比较器R1、C1来加以分析。在高边输出级20的输出端处，流过该感测晶体管T_s的感测电流I_S与流过晶体管T的电流I_T叠加为点火电流I_LEA、I_ZP，该点火电流通过触发元件LEA、ZP引入低边控制电路200。

在所示出的实施例中，在感测电阻Rs上下降的电压将由第一比较器R1来分析，该第一比较器作为调节器是调节装置30的一部分并且将表示点火电流I_LEA、I_ZP的电压与在调节电阻R_RR上下降的电压作比较，该调节电阻上下降的电压表示调节参考电流I_RR。实施为调节器的第一比较器R1生成用于MOSFET功率开关T和T_S的相应的调节信号来调节点火电流I_ZP、I_LEA。根据该调节器R1的调节信号来调整两个MOSFET功率开关T和T_S的过渡电阻以便生成所期望的电流I_ZP、I_LEA。此外，该调节装置30具有第一可调节电流源32用以预先给定调节参考电流I_RR。再者，在感测电阻RS上下降的电压在所示出的实施例中将由第二比较器C1来分析，该第二比较器为监控装置40的一部分并且将表示点火电流I_ZP、I_LEA的电压与在监控电阻R_MR上下降的电压作比较，该电压表示监控调节参考电流I_MR。第二比较器C1生成用于计数器Z1的开启信号，当表示点火电流I_ZP、I_LEA的电压等于或者大于表示监控调节参考电流I_MR的电压时。此外，第二比较器C1生成用于计数器Z1的停止信号，当表示点火电流I_ZP、I_LEA的电压小于表示监控调节参考电流I_MR时。该计数器Z1以预先给定的时钟信号Clk来工作，该时钟信号例如具有40KHz的频率。再者，该监控装置40具有第二可调整的电流源42来预先给定监控参考电流I_MR。该第二可调整的电流源42和计数器Z1能够使用，以便检验预先给定的时间标准是否满足。所以，例如能够检验具有预先给定的电流强度的点火电流I_ZP、I_LEA是否以预先给定的时间段加以输出。

如从图1和图2进一步看出的那样，该分析和控制单元50具有用于生成控制信号S₁、S_max、S_min的信号发生器52和具有比较装置V1和多个门G1、G2、G3的控制逻辑54来生成控制信号S₂并且用于为第一可调整电流源32输出控制信号。在此，该分析和控制单元50根据点火模式控制信号S_ZM将第一控制信号S₁输出作为用于可调整的电流源32的控制信号，当连接有实质上欧姆式的触发元件ZP时。所以，例如该点火模式控制信号S_ZM的第一逻辑状态能够表示第一点火模式，在该第一点火模式下该第一控制信号S₁被输出为用于可调整的电流源32的控制信号，并且该点火模式控制信号S_ZM的第二逻辑状态能够表示例如第二点火模式，在该第二点火模式下该第二控制信号S₂能够被输出为用于可调节的电流源32的控制信号。此外设置有分析逻辑10，其根据点火模式控制信号S_ZM来生成另外的点火模式控制信号S_ZM1、S_ZM2、S_ZM3，以便通过乘法器G3来选出该第一或者第二控制信号S₁、S₂，调整用于第一可调整的电流源32的所要求的幅度来预先给定调节参考电流I_RR并且调整用于第二可调整的电流源42以便预先给定监控参考电流I_MR以及相应根据所选出的点火模式来控制用于生成控制信号S₁、S_min、S_max的信号发生器52、用于输出控制信号S_LEA的比较装置和计数器Z1。

该分析和控制装置50生成具有恒定的第一控制时间段t₁的第一控制信号S₁并且将其施加在调节装置30之上以便调节该第一点火电流I_ZP。如果实质上电感式的触发元件LEA连接了，那么该分析和控制单元50根据点火模式控制信号S_ZM输出第二控制信号S2为用于可调整的电流源32的控制信号。该分析和控制单元50以可变化的控制时间段t₂来生成第二控制信号S₂并且将其施加在调节装置30之上以便调节该第二点火电流I_LEA。如在图2中进一步看出的那样，该分析和控制单元50在第二点火模式下通过逻辑地组合至少两个另外的控制信号S_min、S_max、S_LEA来生成第二控制信号S₂。在此，该第二控制信号S₂的最大的控制时间段t_max通过第三控制信号S_max来预先给定并且该第二控制信号S₂的最小的控制时间段t_min通过第四控制信号S_min来预先给定。此外，该分析和控制单元50根据该监控装置40的输出信号尤其是根据计数器Z1的输出信号生成第五控制信号S_LEA。该第五控制信号S_LEA表示该计数器Z1的当前的状态并且将例如开启该计数器Z1将其置位在第一逻辑电平之上并且在达到预先给定的时间阈值时复位至第二逻辑电平之上。通过将第五控制信号S_LEA与第三和第四控制信号S_max、S_min进行组合该分析和控制单元50能够以控制时间段t₂来生成第二控制信号S₂，该控制时间段位于最小的和最大的控制时间段t_min、t_max之间。

在第一点火模式下由于通常的用于最小的点火电流1.2A的I_ZP的容差根据有效的安全性要求而需要典型的调节电流I_RR为约1.55A。精确的值由指定的半导体工艺的容差来决定。该点火电流调节范围在所示出的实施例中在第一点火模式下在1.4至1.7A之间并且该点火电流监控范围位于1.2至1.4A的范围之内。

此外，在第一和第二点火模式下该计数器Z1和比较装置V1结合未示出的存储器来使用，以便记录第一和第二点火电流I_ZP、I_LEA的曲线，进而在碰撞之后能够检验具有持续时间和幅度的点火过程和实际的点火电流I_ZP、I_LEA的曲线。

该集成的控制电路5的范围广泛的设计首先根据功率损耗和能量损耗来设置，它们为该控制电路5在短路的情况下在点火过程期间所要经历的。在图1和图2中，控制电路5在平的尺寸上以点示出的状态并且该状态示出了第一输出接触点(+)跟地的短路。最大的点火电流I_max(ZP)在第一点火模式下根据指定的最小点火电流1.4A乘以容差因子来得出，该容差因子包括电流调节和/或电流获取容差。在所示出的实施例中，该容差因子相应于约1.42的值。

该控制电路5的最大的功率损耗P_max(ZP)在第一点火模式下由最大的点火电流I_max(ZP)乘以最大的电话电压U_max来得出。该控制电路5的最大的能量损耗E_max(ZP)由最大的功率损耗P_max(ZP)乘以最大的控制时间t_max来得出。对于最大的点火电压U_max为例如20V来说，在第一点火模式下最大的功率损耗P_max(ZP)根据式子(1)来得出并且最大的能量损耗E_max(ZP)根据式子(2)来得出。

P_max(ZP)＝I_max(ZP)×U_max＝1.72A×20V＝34.4W   (1)

E_max(ZP)＝P_max(ZP)×t_max＝34.4W×2ms＝68.8mWs   (2)

所转换的能量将被引入该控制电路5的热容量之中，该热容量通过必须的硅面积来给出并且通过热导出效应随着时间散去。由于高的点火速度该导出效应仅延时地起作用。

相应地，起作用的热模块依据式子(3)和(4)得出：

≈I×U×dt×[e^-(t-dt)/T+e^-(t-2dt)/T+...](3)

起作用的输出级能量I×U×dt×Σ(e^-(t-ndt)/T),t≥:ndt   (4)

n＝1至Ta＝n×dt，Ta＝控制时间并且T＝热导出的时间常数(假设为5ms)，对于第一点火模式来说依据式子(5)得出热导出的平均值E_WL_(ZP)。

E_WL_(ZP)＝(E_max(ZP)/2)×(1-e^-Td/T)＝34.4mWs×(1-e^-2ms/5ms)＝11.3mWs   (5)

最差情形的E_{grenz_auslegung(ZP)}依据式子(6)来计算，其必须考虑该控制电路5在第一点火模式之下。

E_{grenz_auslegunh(ZP)}＝E_max(ZP)-E_WL_(ZP)＝68mWs-11.3mWs＝56.7mWs   (6)

对于该能量来说，击沉的控制电路5的该面积以该尺寸并且已经根据现有技术来尺寸化。

对于第二点火模式来说，针对控制电路5由指定的最小的点火电流1.5A的I_LEA乘以如上所提及的约1.42的容差因子来得出最大的点火电流I_max(LEA)。该控制电路5的最大的功率损耗P_max(LEA)在第二点火模式下由最大的点火电流I_max(LEA)乘以最大的点火电压Umax，该点火电压在前述的实施例中预先给定为约20V。因此，在第二点火模式下最大的功率损耗P_max(LEA)根据式子(7)来得出并且最大的能量损耗E_max(LEA)在无本发明的情况下根据式子(8)来得出。

P_max(LEA)＝I_max×U_max＝2,13A×20V＝42,6W   (7)

E_max(LEA)＝P_max×t_max＝42,6W×3ms＝127.8mWs   (8)

对于第二点火模式来说，依据式子(9)来得出热传导E_WL_(LEA)的平均值。

E_WL_(LEA)＝(E_max(LEA)/2)X(1-e^-Ta/T)＝63,9mWsX(l-e^-3ms/5ms)＝28.8mWs   (9)

最差情形的能量E_{grenz_auslegung(LEA)}依据式子(10)来计算，其必须由控制电路5在无本发明的情况下在第二点火模式下加以考虑。

E_{grenz_auslegung(LEA)}＝E_max(LEA)-E_WL(LEA)＝127.8mWs-28.8mWs＝100mWs   (10)

在每个集成的面积单元的约等于边界能量时，在无本发明的情况下为了覆盖第二点火模式需要大约1.76倍大的控制电路5(E_{grenz_auslegung(LEA)}/E_{grenz_auslegung(ZP)}＝1.76)。

通过本发明的实施形式能够防止该面积增加。在此，将考虑在实施为欧姆式的点火爆管的第一触发元件ZP和实施为磁性的低能量致动器的第二触发元件LEA之间的区别。

参照图3至图6将在接下来描述控制电路5的工作方式。

如在图3中进一步看出的那样，在第一点火模式下为了控制第一触发元件ZP需要第一点火电流I_ZP，其例如具有幅度为约1.2A的矩形形式并且以最大2ms来输出。在此，第一控制信号S₁以为2ms的第一控制时间持续t₁输出至第一触发元件ZP。在最差情形的故障情况下即在第一输出接触点(+)跟地短路时，在第一点火模式下最大点火电流I_max(ZP)以第一控制时间持续t₁在第一输出接触点(+)上向地输出。如前已经实施的那样，当前的控制电路5针对该故障情况相应地加以设置。在第二点火模式之下最大的控制时间t₂为3ms针对实施为磁性的低能量致动器的第二触发元件LEA仅因此如此长地加以选择，因为该电流在电感式的电路中尤其是在激活具有小于12V的电压的车辆蓄电池时需要长的上升时间t_an来达到最小电流I_LEA为1.5A。在正常情况下，第一触发元件ZP已经在实质上更短的时间段之后点火，例如在所示出的点火时刻t_z。通过点火该第一触发元件ZP能够拆开了在输出接触点(+)、(-)之间的连接，进而尽管施加了第一控制信号也不再流过第一电流I_ZP。

如果在第二点火模式之下的最差情形的故障情况之下，第一输出接触点(+)与地短路，那么不会存在标称的电感，因为电流不再流过低能量致动器LEA。在这样的情况下，在控制电路5中所引入的能量如在第一点火模式下最大，因为电流实质上在没有上升时间的情况下立刻采用了在1.5A至2.12A之间的调节值并且电压在输出级上具有例如20V的能量储存电压的值。

通过依据本发明的电流监控在控制电路5中的结合和相应的断路能够在确定了预先给定的标准之后即第二点火电流以例如1.5ms的预先给定的时间段超过预先给定的阈值例如1.5A时，达到在控制电路5中转换的能量的显著的降低，而不会损害关于用于激活第二触发元件LEA的第二点火电流I_LEA的安全性条件。如有图4进一步所示出的那样，第二点火电流I_LEA在第二点火模式下需要通过在点火电路中设置的普通的电感LEA并且现有的能量存储电压U_ER需要预先给定的上升时间段t_an，以便达到在1.5A的阈值和最大的2.12A的值之间的目标电流，或者需要下降时间段t_ab，以便在关断之后使得电流在续流二极管上再次丢失。因此，在控制电路5的第二点火模式下，确定的最大的控制时间段t_max例如为3ms提供第四控制信号S_max，其以3ms的脉冲持续t_max由信号发生器52来生成并且在与门G2的第一输入端上来施加。为了提供例如1.5ms的最小的控制时间段t_min，该信号发生器52以暂停时间t_min为1.5ms来生成第三控制信号S_min并且将其施加在与非门G1的第一输入端上。与非门G1的输出端和与门G2的第二输入端相连接，使得该与门G2以与计数器Z1的计数器状态无关的1.5ms来输出具有高的逻辑电平的第二控制信号S2并且将其作为控制信号施加在第一可调整的电流源32之上。这在所示出的实施例中通过或门G3来实现，该门在第一点火模式下将第一控制信号S₁并且在第二点火模式下将第二控制信号S₂施加至第一可调整的电流源32之上。在最小控制时间或者1.5ms的最小的控制时间段t_min结束之后高边输出级20在最大的时间窗t_max为3ms之内关断，只要预先给定的标准针对第二点火电流I_LEA时满足的，该标准通过第五控制信号S_LEA来表示。如在图4中所示出的那样，计数器Z1在时刻Z_start开始技术过程并且将第五控制信号S_LEA切换至低的逻辑电平之上。在最小的控制时间段t_min为1.5ms消逝之后该第三控制信号S_min切换至高的逻辑电平之上。因为第一控制信号S_LEA然后直至达到预先给定的最大的计数器状态在时刻Z_max保持在低的逻辑电平之上，所以该与非门G1的输出信号在直至时刻Z_max之前也保持在高的逻辑电平之上并且因此该第二控制信号S₂在与门G2的输出端处也保持在高的逻辑电平之上。

相应于所示出的实施例，第二触发元件LEA具有约3mH的电感位于点火电流之中并且能量存储电压U_ER最大20V、因此，最小所需的阈值SW为1.5A对于第二点火电流I_LEA在约300μs之后达到。然后，通过计数器Z1来实现计数第二点火电流I_LEA多长、该点火电流具有至少为1.5A的值。如果该计数器Z1达到1.5ms的时间值，那么第二触发元件LEA依据安全性要求时足够以电流来供电的，也就是说关断高边输出级20是允许的，还在触发的最大的控制时间段t_max为3ms消逝之前。为了提高高边输出级20的可用性，仅当预先给定的标准满足时即第二点火电流I_LEA具有以至少1.5ms超过为1.5A阈值SW时并且同时高边输出级20的总的控制时间t2长于1.5ms时才会关断。通过将与非门G1和与门G2建立联系也能够在故障测量的情况下足够长地控制该高边输出级20，以便满足预先给定的标准。

如果在第二点火模式下在最差情形的故障情况下第一输出接触点(+)与地短路，那么不再会存在标称值的电感，因为电流不再流过低能量的致动器LEA。在这样的情况下，引入控制电路5的能量如在第一点火模式下是最大的，因为电流实质上没有上升时间立即采用了在1.5A至2.12A之间的调节值了并且该电压在输出级上具有例如20V的能量存储电压的值。如图5进一步示出的那样，第二点火电流I_LEA在更短的时间段之后达到了1.5A的最小需要的阈值SW，因为不再有电感存在。然后通过计数器Z1来实现计数第二点火电流I_LEA流过多长时间，该第二点火电流至少为1.5A。如果该监控电路40的该计数器Z1达到了1.5ms的时间值，那么第二触发元件LEA依据安全性要求是足够供电的即允许高边输出级20关断，即便在触发的最大的控制时间段t_max为3ms消逝之前并且限制最大的能量损耗在最差情形的故障情况下即在第一输出接触点(+)与地短路时。

图6示出了控制电路5在第二点火模式下的最大可能的负载情况。如在图6中进一步所示出的那样，控制电路5的最大负载情况在第二点火模式下出现，当直接地在达到1.5A的监控电流边界之前短路了第一输出接触点(+)跟地之间的短路并且第二触发元件LEA的电感由电路来决定并且第二点火电流I_LEA在几乎未变化的最大的能量存储店家U_ER为例如20V的情况下能够跳至2.12A的最大的第二点火电流I_max(LEA)。然后该状态以另外的时间段来保持，该另外的时间段比预先给定的1.5ms的标准更短并且例如具有1.475ms的值，进而使得计数器Z1在时刻Z_stop时保持技术过程，其中，第五控制信号S_LEA然后保持在低的电平之上并且该关断条件恰好未满足。这能够假设性地通过理论上的电阻提升在短路电路中为从之前的0Ω上升至12Ω与从2.12A至刚刚低于1.5A(1.49A)相结合地引起。由此使得高边输出级20也能够针对其余的时间段直至达到最大的控制时间段t_max为3ms是激活的并且输出在短路中的电流，或许但是不再在2.12A的调节电流的容差边界之中了。最大可能的能量损耗E_max(LEA)n针对该结构性的故障情况依据式子(11)由电流上升期间在第二触发元件(300μs)之中的能量损耗的综合使其置位并且该能量损耗在0Ω的在第一输出接触点(+)至地的短路持续1.475ms并且能量损耗在12Ω的在第一输出接触点(+)至地的短路持续1.225ms叠加在一起。

E_max(LEA)n＝0.75V×(1,5A/2)×0,3ms+20V×2.12A×1.475ms+1.62V×1.499A×1.08×1,225ms＝66mWs   (11)

这相应于在该控制电路5在第一点火模式下的约最大的能量损耗。通过使用热模型该热导出对于式子(12)有效。

E_WL_(LEA)n≈31.27mWs(1-e^(-1.5ms/5ms))＝8.1mJ   (12)

控制电路5在第二点火模式下的负载针对第二触发元件LEA在不利的情况下由式子(13)得出。

E_{grenz_auslegung(LEA)n}＝Emax_(LEA)n-E_WL_(LEA)n＝66mWs-8.1mWs＝57.9mWs(13)

该值接近于在第一点火模式下的控制电路5的负载。

E_{grenz_auslegung(ZP)}＝57mWs

E_{grenz_auslegung(LEA)n}＝58mWs

本发明的实施形式能够以有利的方式如此地加以控制不同的点火电路负载，以致于范围广的面积中立的控制电路的集成能够实现，该不同的点火电路负载具有例如带有在μH范围内的电感的范围广的欧姆式用烟火的点火电路也能够具有带有在mH范围内的电感的低能量致动器(LEA)的电路。这就意味着，本发明的实施形式既能够用于激活欧姆式的触发元件也能够激活电感式的触发元件。因此，控制电路应该理解为在相同的面积时点火爆管工作点以及LEA工作点能够工作包括故障情形。

所示出的逻辑门G1、G2、G3的功能也能够毫无疑问地通过纯粹的与非或者与或逻辑来替代。此外，所示出的功能和控制信号也能够通过软件程序的处理由实施为计算单元的分析和控制单元来生成。

Claims (10)

1.一种用于控制人员保护装置的至少一个触发元件(ZP、LEA)的方法，所述人员保护装置具有高边控制电路(100)、低边控制电路(200)和调节装置(30)，所述高边控制电路(100)建立从能量源(ER)至所述至少一个触发元件(ZP、LEA)的第一连接，所述低边控制电路(200)建立从所述至少一个触发元件(ZP、LEA)至地的第二连接，所述调节装置用于调节所述至少一个触发元件(ZP、LEA)的点火电流(I_ZP、I_LEA)，其特征在于设置有多个点火模式，将根据所连接的触发元件(ZP、LEA)来从中选出一个点火模式，其中，在第一点火模式下生成具有第一时间曲线的第一点火电流(I_ZP)用于实质上欧姆式的触发元件(ZP)，并且在第二点火模式下生成具有第二时间曲线的第二点火电流(I_LEA)用于电感式的触发元件(LEA)，其中实施电流监控功能，所述电流监控功能生成至少一个控制信号(S₁、S₂)，所述至少一个控制信号在时间上根据当前的点火模式来限制所输出的点火电流(I_ZP、I_LEA)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一点火模式下以恒定的第一控制时间段(t₁)来生成第一控制信号(S₁)并且将其施加在所述调节装置(30)上用于调节所述第一点火电流(I_ZP)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二点火模式下以可变的控制时间段(t₂)来生成第二控制信号(S₂)并且将其施加在所述调节装置(30)上用于调节所述第二点火电流(I_LEA)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第二点火模式下通过逻辑地组合至少两个另外的控制信号(S_min、S_max、S_LEA)来生成所述第二控制信号(S₂)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第二点火模式下通过第三控制信号(S_max)来预先给定所述第二控制信号(S₂)的最大的控制时间段(t_max)并且在所述第二点火模式下通过第四控制信号(S_min)来预先给定所述第二控制信号(S₂)的最小的控制时间段(t_min)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据监控装置(40)的输出信号来生成第五控制信号(S_LEA)，其中，在所述第二点火模式下通过将所述第五控制信号(S_LEA)与所述第三和第四控制信号(S_max、S_min)相组合以控制时间段(t₂)来生成所述第二控制信号(S₂)，所述控制时间段位于所述最小的和所述最大的控制时间段(t_min、t_max)之间。

7.一种用于控制人员保护装置的至少一个触发元件(ZP、LEA)的装置，所述人员保护装置具有高边控制电路(100)、低边控制电路(200)和调节装置(30)，所述高边控制电路(100)建立从能量源(ER)至所述至少一个触发元件(ZP、LEA)的第一连接，所述低边控制电路(200)建立从所述至少一个触发元件(ZP、LEA)至地的第二连接，所述调节装置用于调节所述至少一个触发元件(ZP、LEA)的点火电流(I_ZP、I_LEA)，其特征在于设置有多个点火模式，分析和控制单元(50)响应于预先给定为所连接的触发元件(ZP、LEA)选出一个点火模式并且在第一点火模式下生成具有第一时间曲线的第一点火电流(I_ZP)用于实质上欧姆式的触发元件(ZP)，并且在第二点火模式下生成具有第二时间曲线的第二点火电流(I_LEA)用于电感式的触发元件(LEA)，其中，所述分析和控制单元(50)实施电流监控功能并且生成至少一个控制信号(S₁、S₂)，所述至少一个控制信号在时间上根据当前的点火模式来限制所输出的点火电流(I_ZP、I_LEA)。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分析和控制单元(50)在第二点火模式下以恒定的第一控制时间段(t₁)来生成第一控制信号(S₁)并且将其施加在所述调节装置(30)上用于调节所述第一点火电流(I_ZP)。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分析和控制单元(50)在第二点火模式下以可变的控制时间段(t₂)来生成第二控制信号(S₂)并且将其施加在所述调节装置(30)上用于调节所述第二点火电流(I_LEA)。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述分析和控制单元(50)在第二点火模式下通过逻辑地组合至少两个另外的控制信号(S_min、S_max、S_LEA)来生成所述第二控制信号(S₂)，其中，通过第三控制信号(S_max)来预先给定所述第二控制信号(S₂)的最大的控制时间段(t_max)并且通过第四控制信号(S_min)来预先给定所述第二控制信号(S₂)的最小的控制时间段(t_min)，并且其中，所述分析和控制单元(50)根据所述监控装置(40)的输出信号生成第五控制信号(S_LEA)并且通过将所述第五控制信号(S_LEA)与所述第三和第四控制信号(S_min、S_max)相组合以控制时间段(t₂)来生成所述第二控制信号(S₂)，所述控制时间段位于所述最小的和所述最大的控制时间段(t_min、t_max)之间。