CN1926010B - 借助于能量储备器的点火电流给至少一个点火级电流馈电的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种借助于能量储备器(ER)的点火电流给至少一个点火级进行电流馈电的装置，其中在能量储备器和至少一个点火级之间设置一个电压调节器，该电压调节器将至少一个点火级上的电压设定到一个预设值。所述电压调节器是能够切断的并且根据外部信号能够给至少一个点火级进行电流馈电。在所述能量储备器(ER)和电压调节器之间设置一个反极性二极管(109)。在不点火的自给自足的情况下，所述电压调节器是高电阻的，因为控制器只消耗很少的电流。如果要点火并且释放点火级并由此使点火电流流动，那么内阻变小，使得可以提供所需要的点火电流。

Description

借助于能量储备器的点火电流给至少一个点火级电流馈电的装置
技术领域
本发明涉及借助于能量储备器的点火电流给至少一个点火级电流馈电的装置。
背景技术
由DE 100 57 917 A1已知，在起动时点火级用能量储备器的点火电流来电流馈电。由此点火元件可以借助于该点火电流进行点火。能量储备器通常是一个或者多个电容器，优选是电解质电容器。
由US 5,420,790A已知，设置一种用于微处理器和加速度传感器的电压控制器，该电压控制器使得用于这些构件的电压保持在5V。所述能量可以在这种情况下或者来自汽车电池或者来自储能器。
发明内容
与现有技术相反，按本发明提出了一种借助于能量储备器的点火电流给至少一个点火级电流馈电的装置，其中在能量储备器和至少一个点火级之间连接一个电压调节器，使得该电压调节器将至少一个点火级上的电压设定到一个预设值，其中所述电压调节器是能够切断的并且根据外部信号能够给至少一个点火级进行电流馈电，并在所述能量储备器和电压调节器之间设置一个反极性二极管，其中在不点火的自给自足的情况下，所述电压调节器是高电阻的，因为控制器只消耗很少的电流，如果要点火并且释放点火级并由此使点火电流流动，那么内阻变小，使得可以提供所需要的点火电流。为了使损失功率最小，该电压调节器将该值设定到一个尽可能小的值上。在自给自足运行时，也就是在电池电压点火时，控制器本身消耗能量储备器的电流，这会引起能量储备器的电压降。另外为了使控制器在点火级点火期间的自给自足的情况下无故障地继续工作，建立了比所需要的能量储备器电压高得多的能量储备器电压以补偿能量储备器电容器内阻上的电压降。但是这种较高的电压也会导致点火级的功率损失也必定比较高。通过将按本发明的电压调节器插入能量储备器和点火级之间，点火级上的电压总是保持在所需要的最低值上。在不点火的自给自足的情况下，该电压调节器是高电阻的，因为控制器只消耗很少的电流。如果要点火并且释放点火级并由此使点火电流流动，那么内阻变小，使得可以提供所需要的点火电流。最后可以使点火级的功率损失比目前为止能达到的功率损失小。由此点火级可以制造得小且更加成本经济。
特别有利的是，一种可切断的电压调节器也具有安全半导体的功能，其中安全半导体实现了至少一个点火级的电流馈电(安全半导体接通)或者不进行电流馈电(安全半导体切断)。安全半导体是与点火级无关的独立元器件，以便在点火级故障(包括损坏)时以及由此可能引起的点火级误起动时能够成功地克服。安全半导体如同其名称所述是电子实现的。
另外还可以为安全半导体设置一个诊断器，该诊断器例如可以是一种可接通的接地的电阻负荷，其中该电阻模拟点火。在诊断电阻接合时，点火级上的电压取决于安全半导体状态：如果安全半导体接通，那么点火级上的电压高，如果安全半导体切断，电压就低。
此外有利的是，安全半导体具有至少一个功率晶体管，优选是MOSFET晶体管(金属氧化物半导体场效应晶体管)。
如果使用N沟道MOSFET晶体管，用附加的门电路(gate)给二极管和电容器供能是有利的。该输入是缓和的能量储备器电压，从而在能量储备器电压降期间可以使用较高的电压用于功率晶体管的门电路致动。由此在能量储备器下降到一个比所调节的电压小的电压时(功率晶体管接通)实现了较小的晶体管内阻(RDS(ON))。
另外有利的是，给电压调节器附设至少一个电流源例如用于至少一个点火级的诊断。该电流源对点火级进行诊断，方法是该电流源提供一个电流，该电流小于用于起动点火元件所必须的电流，但是在诊断电容器中(安全半导体和点火级之间的电容器)激发了足够的能量用于末级诊断。特别是由此可以识别出老化过程。电流源例如可以是可调整晶体管的形式，其桥接电压调节器或者直接在电压调节器上实现可变的电流调节。
也有利的是在能量储备器和电压调节器之间设置一个反极性保护二极管，其任务是在能量储备器与错误的极错误连接时提高了对能量储备器电压的保护，其中将该错误设置的电容器隔离。反极性保护二极管、安全半导体的电流源以及电压调节器可以全部设置在特定用途集成电路(ASIC)中。但是也可以将这些功能分成两个或者三个半导体过程。例如可以在第一ASIC中设置具有电压调节器的安全半导体和反极性保护二极管，并在第二ASIC中设置用于诊断安全半导体诊断功能以及致动安全半导体的电流源。也可以进行其它分配。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例，在下面的说明中对其进行详细描述。附图示出：
图1是按本发明的装置的方框图。
具体实施方式
用于气囊的点火元件通常只由一个能量储备器电容器进行电流馈电，以进行点火。在此能量储备器电容器的电压的大小必须使得在汽车电路断开后保持控制器的预设的自身供能时间，并且通过能量储备器电容器的内阻引起的电压扰动在点火期间不影响控制器的功能。在现有技术中已知，为了补偿能量储备器电容器内阻上的电压降建立一个比用于运行所需要的能量储备器电压高的多的能量储备器电压。
因此根据本发明提出，在能量储备器和点火级之间设置一个电压调节器，以便将点火级上的电压总是设置在尽可能低的值上，以使得由点火级上的电压引起的损失功率最小。
图1示出了按本发明的装置的方框图。
能量储备器ER在其一侧接地而在另一侧与模块100连接。模块100也与一个微控制器105连接以及接地、最后与诊断电容器106和点火电路致动装置107连接。诊断电容器106可以提供点火级测试所必须的能量。点火电路致动装置107具有用于各个点火元件108的点火级。在此在大地和点火元件108之间分别连接一个负末极，并在模块100和点火元件108之间连接一个或者多个正末极。这些末极在起动情况下通过导线、通常为SPI导线由微控制器105连通，使得可以通过点火级接通点火电流。点火电流来自能量储备器ER。但是点火电流必须首先流过反极性保护二极管109以及安全半导体102，以便到达点火电路致动装置107中的点火级。安全半导体102通过位于ASIC 100上的控制模块103致动。模块103通常致动功率晶体管的门电路，以保证模块100的两个主要功能(安全半导体、电压调节器)。为此模块103与控制安全半导体状态(接通或者切断)的微控制器105连接，并且也出于电方面的原因接地。在模块100上也设置了诊断模块104，其例如可以是可接通的接地的电阻负荷。为此诊断模块104同样与微控制器105连接。与其中有电压调节器的安全半导体102并行设置一个电流源101，其通过诊断电容器106提供用于点火级107的诊断能量。模块100如上所述通过输出端与诊断电容器106和点火电路致动装置107连接，这两者分别接地。诊断电容器106提供了末极诊断所必须的能量。点火电路制动装置107与点火元件108连接，其通过点火级用能量储备器ER的点火电流进行电流馈电。具有二极管110和电容器111的可选的门电路供能表现为缓和的能量储备器电压，使得在能量储备器电压下降期间为晶体管的门电路致动提供了较高的电压。由此在能量储备器的电压下降到小于所调节的电压(功率晶体管接通)时实现了晶体管较小的内阻(RDS(ON))。

Claims (4)

1.借助于能量储备器(ER)的点火电流给至少一个点火级进行电流馈电的装置，其特征在于：在能量储备器(ER)和至少一个点火级之间连接一个电压调节器，使得该电压调节器将至少一个点火级上的电压设定到一个预设值；所述电压调节器是能够切断的并且根据外部信号能够给至少一个点火级进行电流馈电；在所述能量储备器(ER)和电压调节器之间设置一个反极性二极管(109)；在不点火的自给自足的情况下，所述电压调节器是高电阻的，当要点火并且释放点火级并由此使点火电流流动，那么内阻变小，使得能够提供所需要的点火电流。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：其中所述电压调节器也具有安全半导体的功能，所述安全半导体实现了所述至少一个点火级的电流馈电或者不进行电流馈电；并且设置一个用于该安全半导体的诊断器(104)。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于：所述安全半导体(102)具有至少一个功率晶体管。
4.按前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于：为所述电压调节器附设至少一个电流源(101)用于诊断至少一个点火级。
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