CN105263762B - 具有可变的点火电流持续时间的电子安全气囊点火回路 - Google Patents

Abstract

描述了一种电子安全气囊点火回路(60)，其包括用于与磁性致动器(50)的第一和第二连接端导电地连接的第一和第二输出端(15，16)。此外，该电子的安全气囊点火回路(60)包括其开关路径与所述第一输入端(11)及第一输出端(15)导电地连接的第一开关装置(1)以及其开关路径与所述第二输入端(12)及第二输出端(16)导电地连接的第二开关装置(2)。再者，该电子的安全气囊点火回路(60)包括第二与所述第二开关装置(2)的控制连接端导电地连接的第二驱动电路(17)。依据本发明，该第二驱动电路(17)构造为在第一触发模式中以预定的第一持续时间并且在第二触发模式中以与所述第一持续时间不同的预定的第二持续时间闭合所述第二开关装置(2)。

Description

具有可变的点火电流持续时间的电子安全气囊点火回路

技术领域

本发明涉及一种电子安全气囊点火回路，该电子安全气囊点火回路包括第一和第二开关装置以及第二与第二开关装置的控制连接端导电地连接的第二驱动电路，该第二驱动电路构造为在第一触发模式中以预定的第一持续时间并且在第二触发模式中以与第一持续时间不同的预定的第二持续时间闭合第二开关装置。

背景技术

尤其是用于机动车的安全气囊点火回路依据标准连接烟火技术的点火片，该点火片在馈电时操作气体发生器并且由此触发安全气囊。在电方面，这种点火片相应于欧姆电阻。从安全气囊点火的时刻开始，为了触发该安全气囊，以预定的持续时间借助于预定的触发电流来为该点火片馈电。然而，近来电子点火回路也能够连接电感或者磁致动器。特别是存在与所谓的LEA(低能量致动器)磁致动器、即与磁致动器的连接，其具有非常低的能量消耗。这样的LEA磁致动器通常应用于主动头枕中或者电气电路或电子电路中，它们用于激活翻车保护杆。在与这样的LEA磁致动器连接的安全气囊点火回路中不发生点火片的爆炸，而是通过点火电流构建的磁场使致动器运动。

现有技术的大多数用于为磁致动器馈电的电子安全气囊点火回路具有末级，该末级包括所谓的高边和所谓的低边。这样的末级的高边以及低边基本上分别由开关装置构成，磁致动器的与该安全气囊点火回路的末级连接的电感通过该开关装置能够为了馈电而与储能器的供电电压连接端连接。在此，基本上构造该末级的低边的开关装置作为将在触发安全气囊时流经该磁致动器的电感的点火电流引导至供电电压连接端——大多数情况下引导至地的开关运行。

如果存在故障情况，例如出现安全气囊点火回路的短路或者安全气囊点火回路内的短路，则流过与该安全气囊点火回路连接的电感的电流在现有技术中通过电路限定到一个电流值上，该电流值处于安全气囊点火所需的点火电流以下。然而，这样的短路情况对于低边来说是显著的负担，该负担可能导致整个安全气囊点火回路的损毁和/或甚至导致在事故时无法触发该安全气囊。

发明内容

依据本发明提供了一种电子安全气囊点火回路，该安全气囊点火回路包括用于与储能器的极导电地连接的第一和第二输入端。此外，该安全气囊点火回路包括用于与磁致动器的第一和第二连接端导电地连接的第一和第二输出端。此外，该电子安全气囊点火回路包括第一开关装置以及第二开关装置，所述第一开关装置的开关路径(Schaltstrecke)与第一输入端和第一输出端导电地连接，所述第二开关装置的开关路径与第二输入端和第二输出端导电地连接。所述电子安全气囊点火回路还具有第二与所述第二开关装置的控制连接端导电地连接的第二驱动电路。

依据本发明，所述第二驱动电路构造为在第一触发模式中以预定的第一持续时间并且在第二触发模式中以与所述第一持续时间不同的预定的第二持续时间闭合所述第二开关装置。

这种电子安全气囊点火回路的优点在于，较少地由于在所述电子安全气囊点火回路内可能出现的短路对形成所述低边的第二开关装置或者电子安全气囊点火回路形成负担。本发明能够实现在已知的或者传统可用的集成解决方案或者专用集成电路内实现或者实施依据本发明的电子安全气囊点火回路，该集成的解决方案或者专用集成电路也已经用于为安全气囊点火片馈电。由此依据本发明的电子安全气囊点火回路提供了用于为磁致动器馈电的非常高性价比的可能性。

优选地，所述第一开关装置形成所述安全气囊点火回路的高边的部件并且所述第二开关装置形成所述安全气囊点火回路的低边的部件。

优选地，当流经所述第二开关装置的开关路径的电流在安全气囊点火的时刻相应于在短路情况下流经所述电子安全气囊点火回路的短路电流时，在第一触发模式中运行所述第二开关装置。进一步优选地，依据本发明的安全气囊点火回路具有用于测量流过所述安全气囊点火回路的电流的装置。借助于这样的实施形式能够实现对短路电流流过所述第二开关装置的开关路径、即流过所述低边的持续时间的限制。由此在短路情况下不会使所述低边过载。

优选地，当流经所述第二开关装置的开关路径的电流在安全气囊点火的时刻不等于在短路情况下流经所述电子安全气囊点火回路的短路电流时，在第二触发模式中运行所述第二开关装置。进一步优选地，当流经所述第二开关装置的开关路径的电流在安全气囊点火的时刻小于在短路情况下流经所述电子安全气囊点火回路的短路电流时，在所述第二触发模式中运行所述第二开关装置。如果没有短路电流流过所述安全气囊点火回路，则为了触发安全气囊必须使得所述第二关装置、即所述低边比在为安全气囊点火片馈电时更长地导电。由此考虑：电感对流过它的电流的构建起到反作用。

在优选的实施形式中，所述预定的第一持续时间短于所述预定的第二持续时间。通过不同的触发模式中的不同持续时间考虑所述安全气囊点回电路在不同运行状态中的不同负担。

优选地，在所述第二触发模式期间在所述第一开关装置上总共转换的功率在所述第二持续时间期满之后相应于以下功率：该功率的转换在所述第一开关装置上是最大允许的。进一步优选地，所述预定的第二持续时间相应于在完整地构建的电流之后最终触发安全气囊所需要的持续时间和构建所述点火电流所需要的持续时间的和。

优选地，所述电子安全气囊点火回路进一步包括与所述第一开关装置的控制连接端导电地连接的第一驱动电路，所述第一驱动电路具有点火电流检测单元和/或用于控制点火电流的单元。此外，由此能够执行安全气囊触发的真实性检查。

进一步优选地，磁致动器实施为LEA磁致动器。换句话说，所述磁致动器优选地实施为低能量致动器。再换句话说，所述磁致动器优选地实施为具有小的或最小的能量消耗的磁致动器。这种致动器相较于其它致动器来说消耗特别低的或者最小的能量。进一步地，该磁致动器相较于点火片来说在该安全气囊的触发或者点火之后能够再次使用。

优选地，所述电子安全气囊点火回路实施为集成电路。集成电路可非常紧凑地实施并且对于许多应用可作为制成构件高性价比地购买。

此外，所述集成电路优选地实现为ASIC。换句话说，所述集成电路或者电子安全气囊点火回路优选地实施为专用集成电路。再换句话说，所述电子安全气囊点火回路优选地实施为专用集成电路。

在一个优选的实施形式中，所述储能器的与所述第二输入端连接的那个极具有接地电势。

此外，提供了一种机动车，其具有依据本发明的电子安全气囊点火回路，其中，电池与所述机动车的驱动系统连接。

在从属权利要求中给出并且在说明书中描述本发明的有利的改进方案。

附图说明

借助于附图和后续的说明书详细地阐述本发明的实施例。附图示出：

图1依据本发明的电子安全气囊点火回路的一个实施例；

图2电子安全气囊点火回路的第二开关装置在第一以及第二触发模式中的运行的示图；以及

图3在第二触发模式期间在磁致动器上的电流曲线的示图。

具体实施方式

在图1中示出了依据本发明的电子安全气囊点火回路60的一个实施例。在该实施例中，该电子安全气囊点火回路60纯粹示例性地实施为集成电路或者更确切地说实施为ASIC，即专用集成电路(application specific integrated circuit或anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis)。然而，依据本发明的电子安全气囊点火回路也能够实现为其他形式，例如非集成电路，该非集成电路例如也能够由分立的电子构件组成。该电子安全气囊点火回路60包括用于与储能器的极导电地连接的第一和第二输入端11、12以及用于与磁致动器50的第一和第二连接端导电地连接的第一和第二输出端15、16。在该实施例中，第一和第二输入端11、12以及第一和第二输出端15、16纯粹示例性地通过ASIC、即专用集成电路的引脚形成。此外，该电子安全气囊点火回路60包括第一开关装置1和第二开关装置2，所述第一开关装置的开关路径与第一输入端11和第一输出端15导电地连接，所述第二开关装置的开关路径与第二输入端12和第二输出端16导电地连接。在该实施例中，第一以及第二开关装置1、2纯粹示例性地实施为MOSFET。然而也能够使用用于实现依据本发明的电子安全气囊点火回路60的其他开关装置类型。第一开关装置1也能够称作高边开关装置，即构成该电子安全气囊点火回路60的高边的重要部件。第二开关装置2也能够称作低边开关装置，即构成该电子安全气囊点火回路60的低边的重要部件。

该电子安全气囊点火回路60还包括第二与所述第二开关装置2的控制连接端导电地连接的第二驱动电路17以及第一与第一开关装置1的控制连接端导电地连接的、可选的第一驱动电路14。在该实施例中，该可选的第一驱动电路14纯粹示例性地还包括可选的点火电流检测单元4以及可选的用于控制点火电流的单元3。借助于该可选的点火电流检测单元4能够检测点火电流在依据本发明的电子安全气囊点火回路60内的流动。在此，一旦点火电流的数值超过预定的阈值，那么该可选的点火电流检测单元4记录点火电流的流动。借助于该点火电流检测单元4能够实施安全气囊触发的真实性检查，该真实性检查能够与用于安全气囊的触发的单元无关地进行。借助于该可选的用于控制点火电流的单元3能够控制与该电子安全气囊点火回路60连接的磁致动器50的馈电或磁致动器50的与该电子安全气囊点火回路60连接的电感的馈电。如果应当开始安全气囊点火，那么用于控制点火电流的单元3操控第一开关装置1并且第二驱动电路17操控第二开关装置2，即既闭合第一开关装置1也闭合第二开关装置2，并且因此能够实现点火电流通过磁致动器50的与电子安全气囊点火回路60连接的电感以及由此能够实现安全气囊的触发。

在图1中所示出的电子安全气囊点火回路60的实施例中，所述电子安全气囊点火回路通过其第一和第二输出端15、16与磁致动器50的电感导电地连接。对于该磁致动器50自身，在图1中仅仅示出该磁致动器50的电感以及壳体的一部分。该电感以及该磁致动器50均不是依据本发明的电子安全气囊点火回路60的一部分。也能够如此实施依据本发明的电子安全气囊点火回路60，其不与磁致动器50或者其电感连接。在该实施例中，与电子安全气囊点火回路60连接的磁致动器50实施为LEA磁致动器。

此外，在该实施例中，第二驱动电路17构造为在第一触发模式中以预定的第一持续时间并且在第二触发模式中以与第一持续时间不同的预定的第二持续时间闭合第二开关装置2。换句话说，依据本发明的电子安全气囊点火回路60能够实现第二开关装置2、即低边开关装置在两种不同的触发或点火模式中的操控。第一和第二触发模式的区别基本上在于第二开关装置2的操控的相应持续时间，即换句话说在于第二开关装置2按照触发模式闭合的持续时间。在该实施例中，当流过第二开关装置2的开关路径的电流在该电子安全气囊点火的时刻相应于在短路情况下流过该电子安全气囊点火回路60的短路电流时，在第一触发模式中运行第二开关装置2。在该实施例中，该电子安全气囊点火回路60还包括用于测量流经该电子安全气囊点火回路60的电流的装置或者用于检测短路电流的装置(未示出)，其在该实施例中纯粹示例性地测量在第二输出端16和第二输入端12之间的电压降并且据此在考虑另外的测量值的情况下推定流经该电子安全气囊点火回路60的电流。然而，也能够实现以下依据本发明的电子安全气囊点火回路60：在该电子安全气囊点火回路中以其他方式方法并且例如在没有用于测量流经该电子安全气囊点火回路60的电流的装置或者没有用于检测短路电流的装置的情况下进行短路电流的存在的测量。换句话说，依据本发明的电子安全气囊点火回路60构造为当用于测量流经该电子安全气囊点火回路60的电流的装置在该安全气囊的点火时刻测量到短路电流时，在第一触发状态中以预定的第一持续时间为与该电子安全气囊点火回路60连接的磁致动器50馈电。

此外，在该实施例中，依据本发明的电子安全气囊点火回路60或者第二驱动电路17纯粹示例性地构造为当流经第二开关装置2的开关路径的电流在安全气囊点火的时刻小于在短路情况下流经该电子安全气囊点火回路60的短路电流时，在第二触发模式中运行第二开关装置2。换句话说，该电子安全气囊点火回路60构造为当在安全气囊点火的时刻没有短路电流在该电子安全气囊点火回路60中流动时，在第二触发模式中以预定的第二持续时间为与该电子安全气囊点火回路60连接的磁致动器50馈电。

在该实施例中，预定的第一持续时间纯粹示例性地短于预定的第二持续时间。在此，预先设置或者预定的第一和第二持续时间的选择以与该电子安全气囊点火回路60连接的电感的大小为导向。在该实施例中，预定的第一持续时间纯粹示例性地相应于1.8ms的值，而预定的第二持续时间纯粹示例性地相应于3ms的值。然而，也能够实施以下依据本发明的电子安全气囊点火回路60：在该电子安全气囊点火回路中例如基本上比如前所述那样更长或者更短地选择预定的第一和第二持续时间。

通过在第一和第二触发模式中的不同的操控类型，点火电流流经磁致动器50的电感的持续时间适配于该电子安全气囊点火回路60或者第一和第二开关装置1、2的相应的负载情况，该相应的负载情况基本上由短路电流的流动或不流动来确定。

图2示出了将电子安全气囊点火回路60的第二开关装置2在第一以及第二触发模式中运行的示图。

在图2中示出其运行的电子安全气囊点火回路60纯粹示例性地涉及在图1中示出的安全气囊点火回路60。更确切地说，在图2中示出在第一以及第二触发模式期间如何运行开关装置2或者电子安全气囊点火回路60的低边。在图2中在横坐标轴上标注了时间t，而在纵坐标轴上标注了第二开关装置2的运行状态，该运行状态在图2的示图中为了简明起见仅仅假定为表述“断开”以及“闭合”。如果有一条线在图2的横坐标轴上延伸，那么这表明以下运行状态：在该运行状态中第二开关装置2断开。如果有一条线在图2中绘制的箭头的高度上延伸，那么这表明以下运行状态：在该运行状态下第二开关装置2闭合。在此，虚线的走向示出了在第一触发模式中在哪个时间段中、即在哪个第一持续时间上该第二开关装置2是闭合的。此外，图2中的实线的走向示出了在第二触发模式中在哪个时间段中、即以哪个第二持续时间该第二开关装置2是闭合的。图2中的点线的走向相较于先前提及的线示出以下时间段或者持续时间：在该时间段或者持续时间中，在现有技术中与用于触发点火片的短路电流的存在无关地闭合或者操控第二开关装置2。

直至表明该第二开关装置2或者低边的接通以及由此同时该安全气囊触发的初始化的时刻t0，该第二开关装置2是断开的，从而没有任何点火电流流过该电子安全气囊点火回路60。在时刻t0，闭合该第二开关装置2。最短地、即以在该实施例中纯粹示例性地为1.8ms的预定的第一持续时间，该第二开关装置2在第一触发模式中是闭合的。在t01，即在该实施例中在纯粹示例性的1.8ms之后，已再次断开该第二开关装置2。该预定的第一持续时间的短促能够借助于在短路情况下流动的高短路电流来解释，该高短路电流对于电子安全气囊点火回路60以及尤其是对于第一和第二开关装置1、2来说是高的负担。在时间t1之后，在现有技术中与可能的短路电流流动无关地断开该第二开关装置2。在现有技术中，在操控第二开关装置2或者低边时不存在任何情况区分。在第二触发模式中，在预定的第二持续时间之后再次断开第二开关装置2，该第二持续时间在图2中在t2结束并且在该实施例中明显长于预定的第一持续时间。在该实施例中，预定的第二持续时间纯粹示例性地为3ms。预定的第二持续时间例如长于预定的第一持续时间，因为与该电子安全气囊点火回路60连接的电感对于点火电流的构建首先起到反作用。

图3示出了在第二触发模式期间磁致动器50上的电流曲线的示图。更确切地说，图3示出了通过与在图1中示出的点火回路60连接的磁致动器50的电感的点火电流的曲线，根据在图2中示出的第二触发模式、即在预定的第二持续时间上为该磁致动器馈电。在图3的上面的以及下面的示图中的实线描绘了第二触发模式，而在图3的上面的示图中的虚线描绘了用于流经磁致动器50的电感的电流的纯粹示例性地选择的、预定的阈值，自该阈值被点火电流超过起通过点火电流检测单元4检测到点火电流的流动。此外，在图3的上面的示图中的点线示出了流经安全气囊点火回路60的受磁致动器50的电感影响的电流的曲线。该曲线首先线性上升，因为电感对于点火电流的构建起到相反作用。由此，通过点火电流检测单元4的点火电流检测在时间上不与安全气囊点火的初始化在t0处重叠，而是推移至时刻t0a，在该时刻t0a流经该电感的电流超过用于流经磁致动器50的电感的电流的预定的阈值。超过该阈值的时刻在图3的下面的示图中同样通过点线示出。此外，在时刻t0b实施安全气囊触发的真实性检查。因为对于安全气囊触发所需要的点火电流必须以预定的持续时间流经该安全气囊点火回路60并且该点火电流如前所述由于电感的缘故不能直接构建，所以该预定的第二持续时间相对于通过依据现有技术的安全气囊点火回路来为点火片馈电的持续时间延长。在此，预定的持续时间相对于现有技术的触发持续时间延长的量取决于磁致动器50的电感并且由t0a和t0之间的时间差得出。

Claims (8)

1.一种电子安全气囊点火回路(60)，其包括：

第一和第二输入端(11，12)，其用于与储能器的极导电地连接；

第一和第二输出端(15，16)，其用于与磁致动器(50)的第一和第二连接端导电地连接；

第一开关装置(1)，其开关路径与所述第一输入端(11)和所述第一输出端(15)导电地连接；

第二开关装置(2)，其开关路径与所述第二输入端(12)和所述第二输出端(16)导电地连接；

第二与所述第二开关装置(2)的控制连接端导电地连接的第二驱动电路(17)，

其特征在于，

所述第二驱动电路(17)构造为在第一触发模式中以预定的第一持续时间并且在第二触发模式中以与所述第一持续时间不同的预定的第二持续时间闭合所述第二开关装置(2)，其中，当流过所述第二开关装置(2)的开关路径的电流在安全气囊点火的时刻相应于在短路情况下流过所述电子安全气囊点火回路(60)的短路电流时，在所述第一触发模式中运行所述第二开关装置(2)，其中，当流过所述第二开关装置(2)的开关路径的电流在安全气囊点火的时刻不等于在短路情况下流过所述电子安全气囊点火回路(60)的短路电流时，在所述第二触发模式中运行所述第二开关装置(2)，其中，所述预定的第一持续时间短于所述预定的第二持续时间，所述预定的第二持续时间取决于所述磁制动器(50)的电感被延长。

2.根据权利要求1所述的电子安全气囊点火回路(60)，其中，在所述第二触发模式期间在所述第一开关装置(1)上总共转换的功率在所述第二持续时间期满之后相应于以下功率：该功率的转换在所述第一开关装置上是最大允许的。

3.根据权利要求1或2所述的电子的安全气囊点火回路(60)，其中，所述电子安全气囊点火回路(60)还包括与所述第一开关装置(1)的控制连接端(6)导电地连接的第一驱动电路(14)，所述第一驱动电路具有点火电流检测单元(4)和/或用于控制点火电流的单元(3)。

4.根据权利要求1或2所述的电子安全气囊点火回路(60)，其中，所述磁致动器实施为LEA磁致动器。

5.根据权利要求1或2所述的电子安全气囊点火回路(60)，其中，所述电子安全气囊点火回路(60)实施为集成电路。

6.根据权利要求5所述的电子安全气囊点火回路(60)，其中，所述集成电路实现为ASIC。

7.根据权利要求1或2所述的电子安全气囊点火回路(60)，其中，所述储能器的与所述第二输入端(12)连接的那个极具有接地电势。

8.一种机动车，其具有根据权利要求1至7中任一项所述的电子安全气囊点火回路(60)。