CN111051143B - 行进工具、系统和用于评估气囊控制设备的信号的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种行进工具、系统和用于评估气囊控制设备(2)的信号的设备(1)。所述设备(1)包括用于电接触气囊控制设备(2)的输出端的第一接口(3)、与第一接口(3)电连接的整流器(5)、与整流器(5)的输出端连接的温度补偿的驱动器(6)和用于将驱动器(6)的输出端与输出单元(8)电流分离的构件(7)。整流器(5)提供用于第一接口(3)的反极性保护，从而气囊控制设备(2)的输出信号与其极性无关地、基本上相同地被驱动器(6)接收。

Description

行进工具、系统和用于评估气囊控制设备的信号的设备
技术领域
本发明涉及一种系统、行进工具和用于评估气囊控制设备的信号的设备。本发明尤其涉及在能量方面和硬件技术中有利地实现具有反极性保护的点火线路。
背景技术
现代车辆装备有多个被动的和主动的安全系统。在碰撞情况下，点火器会做出响应，点火器迅速给可膨胀的气体容器填充所需的气体量。
具有高压车载电器网络(电压在50V以上、尤其在300V以上)的电动驱动车辆此外具有高压车载电器网络在碰撞情况下的电压切断装置。为此，对碰撞信号进行评估，并且对用于分离能量源与牵引电器网络的分离元件(保险装置、半导体、烟火分离元件)进行控制。
为了检验点火器的完好的接触，定期或基于事件地检验气囊控制设备与点火器之间的电连接。在此使用在点火器的触发阈值以下的电信号。基本的电路拓扑结构的复杂性然而不仅在制造期间，而且也在车间中修改车载电器网络时，或者甚至在终端客户中意味着错误源，所述错误源可以对行进工具的交通安全产生不利影响。
DE 10 2005 036 174 A1公开了用于触发机动车中的电池分离的设备。在碰撞情况下，由气囊控制设备产生的信号用于控制或断开电池保险装置。
DE 2 000 5012 U1公开了一种车辆车载电器网络的拓扑结构，其中设置了用于根据传感器信号分离电池与车载电器网络的分离开关。为了控制和触发分离开关可以设置自身的形式为辅助电池的能量供应装置。
US 2011/0163884 A1公开了一种紧急情况探测器，在所述紧急情况探测器中，借助行进工具的喇叭接收膨胀的气囊的爆炸式的声音信号，并且用于输出紧急信号。为了整流膨胀的气囊的交变信号，设置整流器电路。
从之前提到的现有技术出发，本发明所要解决的技术问题在于，提供电池管理控制器(BMC)的功能安全的和廉价的实现方案，借助所述电池管理控制器，可以成功测试点火器，并且可以在碰撞情况下可靠地触发电池分离元件。
发明内容
根据本发明，之前提到的技术问题通过用于评估气囊控制设备的信号的设备解决。气囊控制设备可以设置用于行进工具、尤其道路车辆。设备包括用于电接触气囊控制设备的输出端的第一接口。换言之，设置了信息技术的、尤其电气的接口，借助该接口可以接收气囊控制设备的输出信号、尤其测试信号和/或碰撞信号。此外，整流器与第一接口电连接，以便可以补偿连接线路的可能的极性反转。在整流器的输出端上连接了温度补偿的驱动器。整流器的输出信号因此在当前的环境温度的影响方面被补偿，以便补偿环境温度影响。此外，在温度补偿的驱动器中，进行碰撞信号的阈值观察。换言之，气囊控制设备的被整流的输出信号以如下方式被检查，即输出信号是否是测试信号或点火信号。温度补偿的驱动器的输出端与用于电流分离的构件连接。通过用于电流分离的构件可以将与设备的电势无关的电的和/或磁的和/或光学的信号进一步传导至输出单元，所述信号从那里例如可以用于断开保险装置。通过在气囊控制设备与温度补偿的驱动器之间使用整流器，气囊控制设备的输出信号可以与其极性无关地通过驱动器被评估，并且由用于电流分离的构件进一步传导。换言之，整流器提供用于第一接口的反极性保护，从而气囊控制设备的输出信号与其极性无关地、基本上相同地被驱动器接收。借助阈值判断和温度补偿，可以在设备内的电流绝缘的点火线路中执行对由气囊控制设备接收的信号的判断和对所述信号的温度补偿。在气囊控制设备与根据本发明的设备/点火线路之间的错误的极性可以由于根据本发明使用整流器而不再导致错误功能。在线缆束上的工作、错误连接的插接连接或甚至肆意的破坏因此不能导致安全危险。
根据本发明的设备的输出单元可以具有碰撞-发出-线路(Crash-Out-Leitung)。换言之，可以从根据本发明的设备导出线路，所述线路向车辆车载电器网络发送碰撞信号。由于电流分离，碰撞-发出-线路可以具有与远离用于电流分离的构件安置的部件以及气囊控制设备完全不同的电势。
进一步优选地，设备可以具有限流功能，通过限流功能保护用于电流分离的构件。限流功能可以例如包含在温度补偿的驱动器中。限流功能可以包括晶体管和电阻，借助晶体管和电阻，在到达用于电流分离的构件的输入端之前导出电能的过量供应。在此尤其可以实现与用于电流分离的构件的输入端并联的电阻的非线性的特性曲线。电能的过量供应越高，那么与输入端并联的电阻越小。
为了根据本发明也可以处理小的能量(其作为碰撞信号或测试信号由气囊控制设备接收)，整流器可以包括晶体管，晶体管尤其可以设计为场效应晶体管(FET)。相对于使用二极管(其对于根据本发明用作整流器元件来说具有比较高的正向电压)，在闭合的/导通的FET上下降的电压明显更小，由此，可以进一步提高电路的可靠性。
用于电流分离的构件例如可以具有光电耦合器，并且备选地或附加地具有传输器。传输器例如可以支持在没有电流连接的情况下的电容式或电感式的能量传输。
借助温度补偿的驱动器的温度补偿基于汽车温度范围、结合要求的触发阈值是有利的，并且可以具有晶体管作为核心组成部分。可以可选地通过二极管替代该晶体管。因为可以由气囊控制设备周期性地发送测试脉冲，所以肯定能够阻止提前触发电池保险装置和/或气囊和/或纯的高温保险丝(Pyro-Fuse)。通过根据本发明设置的温度补偿减小或完全消除环境温度或根据本发明的设备的温度对开关阈值的影响。
在评估由气囊控制设备产生的电流脉冲时，优选设置相对于车载电器网络的电流分离。由于该原因，将对电流脉冲的评估通过用于电流分离的构件、尤其光电耦合器、电容式的或电感式的传输器(或者说变压器)或类似装置转移至微控制器，所述微控制器执行评估电流脉冲和/或控制随后的部件。最廉价的备选方案例如是光电耦合器。该光电耦合器在碰撞情况下将根据本发明的设备的输出端上的电势拉至地电势，并且后置的微控制器可以对此相应地触发电池保险装置的打开。
根据本发明的第二方面，建议一种系统，其包括气囊控制设备、点火器副本和根据开头提到的发明方面的设备。设备的第一接口连接至由气囊控制设备的输出端和点火器副本构成的并联电路。借助点火器副本，气囊控制设备可以确保与根据本发明的设备的按规定的布线连接。换言之，通过气囊控制设备发送测试脉冲，并且测试脉冲在点火器副本上导致预先定义的电压降或电流(根据评估)。由此，气囊控制设备可以检验与根据本发明的设备的按规定的布线连接。在碰撞情况下，在点火器副本上下降的电压同时用作根据本发明的设备(即其整流器)的输入信号。在最简单的情况下，点火器副本可以由欧姆电阻构成。根据本发明的系统的特征、特征组合和由其产生的优点可见地相应于根据本发明的设备的特征、特征组合和由其产生的优点，从而为了避免重复而参考上面的实施方案。
气囊控制设备可以设定用于将测试脉冲周期性地提供至点火器副本。换言之，在预先定义的时间流逝后，并且/或者响应于存在预先定义的事件地，可以产生测试脉冲，其具有与碰撞信号不同的电压水平/电流强度。以该方式，测试信号可以与紧急情况/碰撞信号可靠地区分开。
此外，评估单元(例如微控制器、电子控制设备或类似装置)可以连接至用于电流分离的构件的输出端。评估单元设定用于在用于电流分离的构件的预先定义的强度的输出信号的情况下(碰撞情况)断开牵引电器网络的保险装置。以该方式，在碰撞情况下，电压源与牵引电器网络分离，并且减小/消除受伤/火灾危险。
根据本发明的第三方面，建议一种行进工具，所述行进工具尤其可以具有牵引电器网络，所述牵引电器网络可以具有超过50V、尤其超过300V的电压水平。为此，行进工具可以具有电气和/或电化学的牵引能量源，所述行进工具例如可以设计为轿车、运输器、货车、摩托车或类似装置，所述牵引能量源在碰撞的情况下适用于与牵引电器网络分离。为此，根据开头提到的发明方面的设备和备选地或附加地、根据随后提到的发明方面的系统设置为行进工具的必要的特征。根据本发明的行进工具的特征、特征组合和优点可见地也相应于上面提到的发明方面的特征、特征组合和优点，从而为了避免重复而参考上面的实施方案。
根据本发明的核心构思，建议一种具有反极性保护的点火线路，所述点火线路(例如借助桥电路)在点火线路中设置了整流装置。以该方式，产生了自身的保护措施，以防止具有错误的极性的点火线路的连接。为了最小化阈值电压，可以通过使用场效应晶体管、在没有二极管的情况下实施桥电路。此外，备选地或附加地建议，设置具有阈值判断和温度补偿的点火线路，通过所述阈值判断和温度补偿不仅在电流绝缘的点火线路上执行判断接收的信号电平的高度，而且也执行对信号电平的温度补偿。以该方式可以实现相对于牵引能量网络或牵引电池的保险装置的电绝缘。
附图说明
以下参考附图详细描述本发明的实施例。在附图中：
图1示出了在根据本发明的用于评估气囊控制设备的信号的系统的实施例的电路中的根据本发明的设备的实施例的电路图；并且
图2示出了电流时间图，其说明了碰撞情况信号区域和没有识别碰撞情况的信号区域。
具体实施方式
图1示出了一种电路图，其说明了本发明的实施例的结构组件和结构元件。所示的电路明确理解为用于实现本发明的“原理电路”，使得附属的权利要求的保护范围并不局限于所示的系统或系统的若干部分。设备1具有第一接口3，设备1可以通过第一接口连接至形式为电流源的气囊控制设备2。也就是说，第一接口3形成根据本发明的设备1的输入端，电阻R4并联在输入端上。为了输入信号的根据本发明的整流，基于场效应晶体管T51、T52、T53和T54的整流器5连接至接口3。导通的场效应晶体管的很小的正向电压确保了随后功能安全地评估来自于气囊控制设备2的电流。整流器5的输出端连接至温度补偿的驱动器6的第二接口12。温度补偿的驱动器6得到气囊控制设备2的被整流的信号，从而气囊控制设备2相对于整流器5的接口3的极性是不重要的。温度补偿的驱动器6实现温度补偿、由电阻R61和晶体管T61构建的电流限制功能和阈值监控。如果用于确定碰撞情况或碰撞信号的阈值为正，那么在构件7中设置用于电流分离的光电耦合器10的输入端通过接口13被加载以相应的电信号，因此，在光电耦合器的输出端上形成被引导至电池或电池控制设备的电压电平。电池控制设备可以具有微控制器，微控制器本身设定用于在碰撞情况下断开牵引电器网络的保险装置，并且因此避免碰撞事件的伤害后果。光电耦合器10的输出端11为此与输出单元8连接，输出单元在根据本发明的设备的常规的接口中在输出侧与相应的车载电器网络外围设备连接。
图2示出电流时间图，在该电流时间图中以阴影线突出区域14，该区域位于1.2A与5A之间，或0.5ms至2ms之间。该区域表示被识别为碰撞情况的信号区域。阴影区域15表示明确被归类为“无碰撞情况”的信号区域。根据本发明，在本发明的温度补偿的驱动器中执行相应的区分。
附图标记清单
1 设备
2 气囊控制设备
3 第一接口
5 整流器
6 温度补偿的驱动器
7 用于电流分离的构件
8 输出单元
9 碰撞-发出-线路
10 光电耦合器
11 输出端
12、13 接口
14 碰撞信号区域
15 “无碰撞信号区域”
BAT 通向电池管理控制设备的线路
C 电容
GND 电接地部
D 二极管
R 电阻
t 时间
T 晶体管

Claims (12)

1.一种用于评估气囊控制设备(2)的信号的设备(1)，所述设备包括：
-用于电接触气囊控制设备(2)的输出端的第一接口(3)，
-与所述第一接口(3)电连接的整流器(5)，
-与所述整流器(5)的输出端连接的温度补偿的驱动器(6)，和
-用于将驱动器(6)的输出端与输出单元(8)电流分离的构件(7)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述输出单元(8)具有碰撞-发出-线路(9)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述驱动器(6)此外具有限流功能。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述整流器(5)包括桥式整流器。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述整流器(5)包括FET整流器。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，用于电流分离的构件(7)具有
-光电耦合器(10)，和/或
-传输器。
7.一种系统，包括
-气囊控制设备(2)，
-点火器副本(R4)，和
-根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，
-第一接口(3)连接至气囊控制设备(2)。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述气囊控制设备(2)设定用于将测试脉冲周期性地提供至点火器副本(R4)。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，评估单元连接至用于电流分离的构件(7)的输出端(11)，并且设定用于在用于电流分离的构件(7)的预先定义的强度的输出信号的情况下、断开牵引电器网络的保险装置。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述评估单元是微控制器。
11.一种行进工具，包括：
-根据权利要求1至6中任一项所述的设备(1)，或
-根据权利要求7至9中任一项所述的系统。
12.根据权利要求11所述的行进工具，其特征在于，所述行进工具是可电动驱动的具有电气的和/或电化学的牵引能量源的行进工具。
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