DE102014102948A1

DE102014102948A1 - Airbag-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102014102948A1
Application number: DE102014102948.8A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Ito; Pierre Turpin; Erwan Hemon; Ahmed Hamada
Original assignee: Denso Corp; Freescale Semiconductor Inc
Current assignee: Denso Corp; NXP USA Inc
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: US9145104B2; CN104044541B; CN104044541A; JP5942902B2; DE102014102948B4; US20140277949A1; JP2014172573A

Abstract

Eine Airbag-Vorrichtung, welche mit einer Batterie (1) verbunden ist, beinhaltet Aktivierungsschaltkreise (11), von denen jeder einen Squib (113) und ein Highside-Schaltelement (112) aufweist, ein sicherndes Schaltelement (5), welches zwischen der Batterie und den Aktivierungsschaltkreisen verbunden ist, einen sichernden Schalt-Steuerschaltkreis (6), welcher das sichernde Schaltelement derart steuert, dass eine Sollspannung für bzw. bei den Aktivierungsschaltkreisen vorgesehen ist, einen Anschlussspannungserfassungsschaltkreis (9), der eine Anschlussspannung von jedem Squib (113) erfasst, und einen Sollspannungseinstellschaltkreis (7), der die Sollspannung einstellt. Wenn eine maximale Anschlussspannung niedriger als eine Referenzspannung ist, stellt der Sollspannungseinstellschaltkreis die Sollspannung derart ein, dass diese gleich der Referenzspannung ist. Wenn die maximale Anschlussspannung höher als die Referenzspannung ist, stellt der Sollspannungseinstellschaltkreis die Sollspannung derart ein, dass diese der maximalen Anschlussspannung entspricht, so dass ein Umkehrstrom in dem Highside-Schaltelement vermieden wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Airbag-Vorrichtung zum Schutz eines Fahrzeuginsassen.
Hintergrund der Erfindung
Sowie dies zuletzt in der US 2005/0269879 A1 offenbart wurde, wurden Fahrzeuge mit einer Airbag-Vorrichtung ausgestattet, um einen Fahrzeuginsassen zu schützen. Die Airbag-Vorrichtung bläst einen Airbag auf, wenn das Fahrzeug einen Unfall hat. Die Airbag-Vorrichtung, die in der US 2005/0269879 A1 offenbart ist, beinhaltet ein schützendes bzw. sicherndes Schaltelement (einen sichernden Schalter). Der sichernde Schalter reguliert eine Spannung, welche von einer Leistungsquelle, wie z. B. einer Batterie zugeführt wird, auf eine Sollspannung und führt die regulierte Spannung einem Schaltkreis (Aktivierungsschaltkreis) zu, der einen Strom vorsieht, um einen Zündinitiator bzw. einen Squib auszulösen. Nachstehend wird die Spannung, die von der Leistungsquelle zugeführt wird, auch als eine Versorgungsspannung bezeichnet. Der Aktivierungsschaltkreis beinhaltet den Zündinitiator bzw. Squib und ein Highside-Schaltelement (Highside-Schalter), der einen Strom reguliert, der durch den Zündinitiator bzw. den Squib fließt. Der Highside-Schalter weist einen Eingangsanschluss auf, der mit einem Ausgangsanschluss des sichernden Schalters verbunden ist, und weist dieser einen Ausgangsanschluss auf, der mit dem Squib verbunden ist. Gewöhnlicherweise beinhaltet die Airbag-Vorrichtung eine Mehrzahl von vorstehend beschriebenen Aktivierungsschaltkreisen und der Ausgangsanschluss des sichernden Schalters ist mit dem Eingangsanschluss des Highside-Schalters von jedem Aktivierungsschaltkreis verbunden.
Bei der vorstehend beschriebenen Airbag-Vorrichtung kann in einem Draht, der den Highside-Schalter mit dem Squib verbindet (Squib-Leitung) auftreten, wobei dieser verursacht, dass die Versorgungsspannung von der Batterie direkt an die Squib-Leitung angelegt wird. Wenn der Kurzschluss auftritt, wird die Sollspannung niedriger als die Versorgungsspannung, die von der Batterie zugeführt wird. Die Sollspannung, welche niedriger als die Versorgungsspannung ist, kann die folgenden Probleme verursachen. Bei einem der Aktivierungsschaltkreise, wenn der Kurzschluss auftritt, weist der Ausgangsanschluss des Highside-Schalters eine Spannung auf, die höher ist als die des Eingangsanschlusses des Highside-Schalters ist.
Auf diese Weise kann Strom von dem Eingangsanschluss des Highside-Schalters zu einem anderen Aktivierungsschaltkreis fließen und ein Umkehrstrom bzw. ein Umkehrstrom wird erzeugt und fließt durch den Highside-Schalter. In diesem Zustand, wenn der Highside-Schalter eines anderen Aktivierungsschaltkreises angeschaltet wird, fließt der Strom von der Batterie zu einem anderen Aktivierungsschaltkreis über den Highside-Schalter des kurzgeschlossenen Aktivierungsschaltkreises. Dieser Umkehrstrom kann sich auf den Highside-Schalter des kurzgeschlossenen Aktivierungsschaltkreises konzentrieren, wobei dadurch verursacht wird, dass dieser beschädigt bzw. zerstört wird. Falls der Highside-Schalter des kurzgeschlossenen Aktivierungsschaltkreises kaputt geht, kann ein integrierter Schaltkreis des Highside-Schalters ebenso kaputtgehen und ein geeigneter Betrieb bzw. ein funktionsfähiger Betrieb der anderen Aktivierungsschaltkreise kann beeinträchtigt werden.
Um ein Kaputtgehen des Highside-Schalters des kurzgeschlossenen Aktivierungsschaltkreises aufgrund des Umkehrstroms zu vermeiden, wird die Sollspannung höher eingestellt, als eine maximale Versorgungsspannung der Batterie.
Wenn die Sollspannung höher als die maximale Versorgungsspannung der Batterie eingestellt ist, ist es erforderlich, dass der Highside-Schalter, der in dem Aktivierungsschaltkreis verwendet wird, es der Sollspannung ermöglicht, höher zu sein, als die maximale Versorgungsspannung der Batterie. Es ist bekannt, dass eine (Bau-)Größe des Highside-Schalters mit dem Ansteigen einer zulässigen Spannung des Highside-Schalters ansteigt. Auf diese Weise, wenn die Sollspannung höher eingestellt wird, als die maximale Versorgungsspannung der Batterie, wächst die Größe des Highside-Schalters des Aktivierungsschaltkreises an. Entsprechend vergrößert sich die Größe des Aktivierungsschaltkreises.
Kurzfassung der Erfindung
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung eine Airbag-Vorrichtung vorzusehen, in der ein Umkehrstrom, der durch ein Highside-Schaltelement fließt, beschränkt wird, und so die Größe eines Aktivierungsschaltkreises nicht unnötigerweise vergrößert wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Airbag-Vorrichtung, welche mit einer Batterie verbunden ist, eine Mehrzahl von Aktivierungsschaltkreisen, ein sicherndes Schaltelement, einen sichernden Schaltsteuerschaltkreis, einen Anschlussspannungserfassungsschaltkreis, und einen Sollspannungseinstellschaltkreis. Jede der Aktivierungsschaltkreise beinhaltet einen Squib mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, einem Highside-Schaltelement, das mit dem ersten Ende des Squib verbunden ist und einen Highside-Schaltsteuerschaltkreis, der das Highside-Schaltelement derart antreibt und steuert, so dass ein vorbestimmter Aktivierungsstrom durch den Squib fließt. Das sichernde Schaltelement ist zwischen der Batterie und den Aktivierungsschaltkreisen verbunden. Der sichernde Schaltsteuerschaltkreis treibt und steuert das sichernde Schaltelement an, um eine Sollspannung für jeden der Aktivierungsschaltkreise vorzusehen. Der Anschlussspannungserfassungsschaltkreis erfasst eine Mehrzahl von Anschlussspannungen, welche jeweils von den Aktivierungsschaltkreisen ausgegeben werden. Jede der Anschlussspannungen wird durch entweder eine Spannung bei dem ersten Ende des Squib oder durch eine Spannung bei dem zweiten Ende des Squib vorgesehen. Der Sollspannungseinschaltschaltkreis stellt die Sollspannung ein, die für jeden der Aktivierungsschaltkreise vorgesehen ist. Der Sollspannungseinstellschaltkreis empfängt eine Referenzspannung, die zum Erzeugen des Aktivierungsstroms notwendig ist, um durch den Squib zu fließen und die Referenzspannung ist niedriger als eine maximale Ausgangsspannung der Batterie. Der Anschlussspannungserfassungsschaltkreis vergleicht die Referenzspannung mit einer maximalen Anschlussspannung, die aus bzw. unter den Anschlussspannungen einen maximalen Wert aufweist. Wenn die maximale Anschlussspannung niedriger ist als die Referenzspannung, stellt der Sollspannungseinstellschaltkreis die Sollspannung derart ein, dass diese gleich der Referenzspannung ist. Wenn die maximale Anschlussspannung höher als die Referenzspannung ist, stellt der Sollspannungseinstellschaltkreis die Sollspannung derart ein, dass diese der maximalen Anschlussspannung derart entspricht, dass ein Umkehrstrom in dem Highside-Schaltelement vermieden wird.
Mit der vorstehenden Airbag-Vorrichtung wird ein Umkehrstrom, welcher durch das Highside-Schaltelement fließt, beschränkt und eine Größe des Aktivierungsschaltkreises muss nicht unnötigerweise vergrößert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehenden und anderen Aufgabe, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden, welche in Bezug auf die beiliegende Zeichnung getätigt wurde. Es zeigt/es zeigen:
1 ein Schaltkreisdiagramm, welches eine Konfiguration einer Airbag-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ein Diagramm, welches eine Konfiguration einer Anschlussspannungsüberwachungssektion bzw. Monitorsektion der Airbagvorrichtung der 1 zeigt;
3 ein Flussdiagramm, welches ein Sollspannungseinstellverfahren zeigt, welches von einem Sollspannungseinstellschaltkreis der Airbag-Vorrichtung ausgeführt wird;
4 ein Diagramm, welches eine Sollspannung zeigt, die durch den Sollspannungseinstellschaltkreis mit der Zeit eingestellt wird; und
5 ein Diagramm, welches eine Konfiguration eines Sollspannungseinstellschaltkreises einer Airbag-Vorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Das Nachstehende wird Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschreiben.
1 zeigt eine Konfiguration einer Airbag-Vorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. So wie dies in 1 gezeigt ist, beinhaltet die Airbag-Vorrichtung 100 eine Batterie 1, einen Verstärkungsschaltkreis bzw. Boostschaltkreis (Boost) 2, eine Diode 3 zum Vermeiden eines Umkehrstroms, einen Mikrocomputer M, einen sichernden Feldeffekttransistor (sichernder FET) 5, einen sichernden FET Steuerschaltkreis (sichere FET Steuerung) 6 zum Steuern des sichernden FET 5, einen Sollspannungseinstellschaltkreis (TG VOTG Einstellung) 7, eine Referenzleistungszuführsektion 8, eine Anschlussspannungsüberwachungssektion bzw. eine Anschlussspannungsmonitorsektion (TM VOTG MONITOR) 9 und eine Mehrzahl von Kanälen 11 bis 13. Die Mehrzahl von Kanälen 11 bis 13 weist die gleiche Konfiguration auf und jeder der Kanäle 11 bis 13 dient als ein Aktivierungsschaltkreis, der einen Strom steuert, welcher durch einen Squib fließt, so dass der Squib durch den Strom ausgelöst wird. Beispielsweise beinhaltet der Kanal 11 einen ersten Steuerschaltkreis (HS-FET Steuerung) 111, einen Highside-FET 112, einen Squib 113, einen zweiten Steuerschaltkreis (LS-FET Steuerung) 114 und einen Lowside-FET 115. Der erste Steuerschaltkreis 111 steuert den Highside-FET 112, und der zweite Steuerschaltkreis 114 steuert den Lowside-FET 115. Da der Kanal 12 und der Kanal 13 die gleiche Konfiguration wie der Kanal 11 aufweisen, wird eine Beschreibung des Kanals 12 und des Kanals 13 weggelassen.
Die Batterie 1 dient als eine Leistungsversorgungsquelle der Airbag-Vorrichtung 100 und kann durch eine Sekundärbatterie vorgesehen sein, welche eine Spannung V₀ ausgibt, die eine Nennspannung von 12 Volt (V) aufweist. Die Batterie 1 weist einen negativen Elektrodenanschluss auf, welcher mit einem Fahrzeugkörper verbunden ist, und diese weist einen positiven Elektrodenanschluss auf, der mit dem Boostschaltkreis 2 verbunden ist. Der Boostschaltkreis 2 boostet bzw. verstärkt die Direktspannung V₀, welche von der Batterie 1 zugeführt wird, und gibt die verstärkte Spannung aus. Der Boostschaltkreis 2 kann eine Spannung aufweisen, die einen Wert von 25 V aufweist. Der Boostschaltkreis 2 weist einen Ausgangsanschluss auf, der mit dem Drain-Anschluss der sichernden FET 5 über die Diode 3 verbunden ist. Die Batterie 1 führt ebenso Leistung zu anderen elektrischen Lasten (nicht näher dargestellt) zu. Auf diese Weise kann die Batterie 1 eine Spannung V₀ ausgeben, welche höher als die Nennspannung von 12 V ist, wobei dies durch die Schwankungen der elektrischen Last verursacht wird, die mit der Batterie 1 verbunden sind. Auf diese Weise wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Maximalwert der Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1 auf 16 V abgeschätzt.
Wenn der Mikrocomputer M einen Unfall des Fahrzeugs basierend auf Ausgangssignalen von verschiedenen Sensoren (nicht näher dargestellt) mit denen das Fahrzeug ausgestattet ist, erfasst, gibt der Mikrocomputer M ein Aktivierungskommando bzw. einen Aktivierungsbefehl an den sichernden FET Steuerschaltkreis 6 aus, um die Squib 113, 123 auszulösen. Ferner gibt der Mikrocomputer M den Aktivierungsbefehl an den ersten Steuerschaltkreis 110, 121 und den zweiten Steuerschaltkreis 114, 124 von jedem Kanal 11, 12, 13 aus, um den Squib 113, 123 auszulösen. Einen Ausgangsanschluss des Mikrocomputers M ist mit einem ersten Eingangsanschluss des sichernden FET Steuerschaltkreises 6 verbunden. Der Ausgangsanschluss des Mikrocomputers M ist ebenso mit einem Eingangsanschluss von jedem der Steuerschaltkreise beinhaltend die ersten Steuerschaltkreise 111, 121 und die zweiten Steuerschaltkreise 114, 124, die in der Mehrzahl von Kanälen 11, 12, 13 beinhaltet sind, verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Eingangsanschluss und der Ausgangsanschluss von jeder Komponente, die in der Airbag-Vorrichtung 100 beinhaltet ist, als korrespondierend mit einer bestimmten Komponente oder ein Zielkomponente derart spezifiziert, dass dieser mit der spezifizierten Komponente verbunden ist. Ferner kann eine Kommunikation unter den Komponenten der Airbag-Vorrichtung 100 unter Verwendung eines seriellen-Peripherieinterfaces (SPI) durchgeführt werden. In 1 sind die Signalleitungen zwischen dem Mikrocomputer M und jedem der ersten Steuerschaltkreise 111, 121 und den zweiten Steuerschaltkreisen 114, 124 nicht gezeigt, um die Zeichnung zu vereinfachen. Ferner kann ein Schaltkreis ebenso anstelle des Mikrocomputers M verwendet werden, der geeignet ist, den Aktivierungsbefehl auszugeben, um die Airbag-Vorrichtung in Reaktion auf die Erfassung des Fahrzeugunfalls zu aktivieren. Ferner beinhaltet bei der vorliegenden Ausführungsform der Mikrocomputer M einen wohlbekannten Mikrocomputer und einen Application-Specific-Integrated-Circuit (ASIC).
Der sichernde FET 5 ist ein Schaltelement, der mit dem Boostschaltkreis 2 über die Diode 3 verbunden ist. Der sichernde FET 5 steuert eine Spannung, die jedem Kanal 11, 12, 13 von der Batterie 11 zugeführt wird. Der Drain-Anschluss des sichernden FET 5 ist mit der Diode 3 verbunden. Ein Source-Anschluss des sichernden FET 5 ist mit einem Drain-Anschluss des Highside-FET 112, 122 von jedem Kanal 11, 12, 13 verbunden. Der Source-Anschluss des sichernden FET 5 ist ebenso mit einem zweiten Eingangsanschluss des sichernden FET Steuerschaltkreises 6 verbunden. Ein Gate-Anschluss des sichernden FET 5 ist mit einem Ausgangsanschluss des sichernden FET Steuerschaltkreises 6. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der sichernde FET 5 durch einen N-Kanal Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor (MOS-FET) vorgesehen. Ferner kann der sichernde FET 5 durch ein anderes wohlbekanntes Schaltelement vorgesehen sein. Der sichernde FET 5 dient als ein sicherndes bzw. schützendes Schaltelement.
Wenn der sichernde FET-Steuerschaltkreis 6 den Aktivierungsbefehl von dem Mikrocomputer M empfängt, steuert der sichernde FET-Steuerschaltkreis 6 den sichernden FET 5 derart, dass dieser von dem Source-Anschluss eine Spannung ausgibt, die gleich der Sollspannung Vs ist. Die Sollspannung Vs wird durch den Sollspannungseinstellschaltkreis 7 eingestellt. So wie dies vorstehend beschrieben ist, weist der sichernde FET Steuerschaltkreis 6 den ersten Eingangsanschluss auf, dass dieser Signale von dem Mikrocomputer M empfängt und den zweiten Eingangsanschluss auf, um Feedbacksignale von dem sichernden FET 5 zu empfangen. Ferner weist der sichernde FET Steuerschaltkreis 6 einen dritten Eingangsanschluss auf, um Signale von dem Sollspannungseinstellschaltkreis 7 zu empfangen, die auf die Sollspannung Vs bezogen sind. Der dritte Eingangsanschluss des sichernden FET Steuerschaltkreises 6 ist mit einem Ausgangsanschluss des Sollspannungseinstellschaltkreises 7 verbunden. So wie dies vorstehend beschrieben ist, weist der sichernde FET Steuerschaltkreis 6 ferner den Ausgangsanschluss auf, der mit dem Gate-Anschluss des sichernden FET 5 verbunden ist.
Der sichernde FET Steuerschaltkreis 6 steuert den sichernden FET 5 so, dass der sichernde FET 5 eine Spannung von dem Source-Anschluss basierend auf dem Feedbacksignal von dem sichernden FET 5 ausgibt, die gleich der Sollspannung Vs ist. Hierin ist das Feedbacksignal die Sourcespannung des sichernden FET, welche an den sichernden FET Steuerschaltkreis 6 über den zweiten Eingangsanschluss eingegeben wird. Der sichernde FET Steuerschaltkreis 6 funktioniert als ein sichernder Schaltsteuerschaltkreis.
Der Highside-FET 112, welcher mit dem Squib 113 verbunden ist, ist ein Schaltelement und steuert einen Strom, der durch den Squib 113 fließt. Der Drain-Anschluss des Highside-FET 112 ist mit dem Source-Anschluss des sichernden FET 5 verbunden. Auf diese Weise wird die Sourcespannung des sichernden FET 5 an den Drain-Anschluss des Highside-FET 112 angelegt. Ein Source-Anschluss des Highside-FET 112 ist mit einem ersten Ende 113a des Squib 113 verbunden, und ein Gate-Anschluss des Highside-FET 112 ist mit einem Ausgangsanschluss des ersten Steuerschaltkreises 111 verbunden. Der Highside-FET 112 dient als ein Highside-Schaltelement.
Wenn der erste Steuerschaltkreis 111 den Aktivierungsbefehl von dem Mikrocomputer M empfängt, treibt der erste Steuerschaltkreis 111 den Highside-FET 112 derart an und steuert diesen derart, so dass ein Strom, der durch den Squib 113 fließt, ein vorbestimmter Strom Isq wird, bei welchem der Squib 113 ausgelöst wird. Nachstehend wird der vorbestimmte Strom Isq, bei dem der Squib 113 ausgelöst wird, ebenso als ein Aktivierungsstrom Isq bezeichnet. Ein Wert des Aktivierungsstroms Isq kann unter einer Bedingung geeignet eingestellt werden, bei der die Airbag-Vorrichtung 100 innerhalb einer erforderlichen Zeit ausgelöst wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Wert des Aktivierungsstroms Isq beispielsweise auf 1,2 Ampere (A) eingestellt. Sowie dies vorstehend beschrieben ist, ist der Eingangsanschluss der ersten Steuerschaltkreise 111 mit dem Ausgangsanschluss des Mikrocomputers M verbunden, und der Ausgangsanschluss des ersten Steuerschaltkreises 111 ist mit dem Gate-Anschluss des Highside-FET 112 verbunden. Der erste Steuerschaltkreis 111 dient als ein Highside-Schaltsteuerschaltkreis.
Der Lowside-FET 115, welcher mit dem Squib 113 verbunden ist, ist ein Schaltelement und dieser verbindet den Squib 113 mit der Erde bzw. Masse. Ein Drain-Anschluss des Lowside-FET 115 ist mit einem zweiten Ende 113b des Squib 113 verbunden und ein Source-Anschluss des Lowside-FET 115 ist mit der Masse verbunden. Ferner ist ein Gate-Anschluss des Lowside-FET 115 mit einem Ausgangsanschluss des zweiten Steuerschaltkreises 114 verbunden.
Wenn der zweite Steuerschaltkreis 114 den Aktivierungsbefehl von dem Mikrocomputer M empfängt, treibt der zweite Steuerschaltkreis 114 den Lowside-FET 115 an bzw. steuert diesen an. Sowie dies vorstehend beschrieben ist, ist der Eingangsanschluss des zweiten Steuerschaltkreises 114 mit dem Ausgangsanschluss des Mikrocomputers M verbunden, und der Ausgangsanschluss des zweiten Steuerschaltkreises 114 ist mit dem Gate-Anschluss des Lowside-FET 115 verbunden.
Das Squib 113 ist ein Element, um den Airbag (nicht näher dargestellt) der Airbag-Vorrichtung aufzublasen. Genauer gesagt, wenn der Aktivierungsstrom Isq durch den Squib 113 für eine vorbestimmte Zeit durchfließt beispielsweise 2 Millisekunden, wird der Squib 113 ausgelöst und der Airbag aufgeblasen. Das erste Ende 113a des Squib 113 ist mit dem Source-Anschluss des Highside-FET 112 verbunden, und das zweite Ende 113b des Squib 113 ist mit dem Drain-Anschluss des Lowside-FET 115 verbunden. Das erste Ende 113a und das zweite Ende 113b des Squib 113 sind ebenso mit dem Eingangsanschlüssen der Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 verbunden, welche später beschrieben werden wird.
Die Kanäle 12 und 13 weisen die gleiche Konfiguration auf, wie der Kanal 11, welcher vorstehend beschrieben wurde. Auf diese Weise kann eine Beschreibung der Konfiguration der anderen Kanäle 12 und 13 weggelassen werden. Ferner wird bei der folgenden Beschreibung der Kanal 11 als ein Beispiel für die Mehrzahl von Kanälen 11, 12, 13 verwendet, welche in der Airbag-Vorrichtung 100 verwendet werden, um einen Betrieb der Airbag-Vorrichtung 100 zu beschreiben.
So wie dies in 2 gezeigt ist, beinhaltet die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 einen Maximalwertausfallschaltkreis (MAX AUSWAHL) 91 und eine Mehrzahl von Eingangsanschlüssen (EINGANG TM). Die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 erfasst eine Spannung von jedem des ersten Endes 113a, 123a und des zweiten Endes 113b, 123b von jedem Squib 113, 123. Die Spannungen bei dem ersten Ende 113a und dem zweiten Ende 113b des Squib 113, welcher in dem Kanal 11 beinhaltet ist, werden an die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 über die Mehrzahl von Eingangsanschlüssen der Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 eingegeben. Die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 benötigt zwei Eingangsanschlüsse, um die jeweiligen Endspannungen des Squib 113 zu empfangen. Auf diese Weise, wenn die Anzahl der Kanäle, welche in der Airbag-Vorrichtung 100 beinhaltet sind N ist, ist die Anzahl der Eingangsanschlüsse, welche in der Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 beinhaltet sind, 2 × N. Die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 dient als ein Anschlussspannungserfassungsschaltkreis. Bei der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 sowohl die Spannung bei dem ersten Ende 113a des Squib 113 als auch die Spannung bei dem zweiten Ende 113b des Squib 113. Ferner kann die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 zumindest einen von den folgenden erfassen: die Spannung des ersten Endes 113a des Squib 113 oder die Spannung des zweiten Endes 113b des Squib 113.
Sowie dies in 2 gezeigt ist, werden die Spannungen von jedem Ende 113a, 113b, 123a, 123b des Squib 113, 123 zu dem Maximalwertauswahlschaltkreis 91 über die Mehrzahl von Eingangsanschlüssen eingegeben. Der Maximalwertauswahlschaltkreis 91 wählt eine maximale Spannung Vsq aus der Mehrzahl von Spannungen aus, welche von den Enden der Mehrzahl des Squibs 113, 123 eingegeben werden. Beispielsweise kann der Maximalwertauswahlschaltkreis 91 durch einen wohlbekannten bzw. herkömmlichen Analogschaltkreis vorgesehen sein, der in der JP 2006-59750 A offenbart ist (entspricht der US 2006/038592 A1 ). Der Anschlussspannungsüberwachungsschaltkreis 9 weist einen Ausgangsanschluss auf, der mit einem ersten Eingangsanschluss des Sollspannungseinstellschalkreises 7 verbunden ist. Die Maximalspannung Vsq, welche von bzw. aus der Mehrzahl von Spannungen ausgewählt wird, die von der Mehrzahl der Squibs 113, 123 über die Mehrzahl von Eingangsanschlüssen der Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 eingegeben werden, wird an den Sollspannungseinstellschaltkreis ausgegeben. Da die Mehrzahl der Spannungen Spannungen bei den Endanschlüssen des Squibs 113 sind, werden die Spannungen, die an die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 eingegeben werden, ebenso als Anschlussspannungen bezeichnet, und die Maximalspannung Vsq von den Anschlussspannungen wird ebenso als maximale Anschlussspannung Vsq bezeichnet. Der Maximalwertauswahlschaltkreis 91 dient als eine Maximalspannungsauswahlsektion.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Mehrzahl der Kanäle 11, 12, 13 in einem integrierten Schaltkreis beinhaltet. Die Airbag-Vorrichtung 11, die tatsächlich verwendet wird, weist viele Kanäle auf. Auf diese Weise können die vielen Kanäle in der vorliegenden Airbag-Vorrichtung 11, die tatsächlich verwendet wird, durch eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen vorgesehen sein.
Wenn die vielen Kanäle durch eine Mehrzahl von integrierten Schaltkreisen vorgesehen sind, kann die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 weiter Erweiterungsanschlüsse (EXTN EINGANG TM) beinhalten, um Eingangsspannungen, welche von den Enden der Squibs erfasst werden, die in anderen Kanälen beinhaltet sind, welche in anderen integrierten Schaltkreisen beinhaltet sind, an den Maximalwertauswahlschaltkreis 91 einzugeben. In diesem Fall kann die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 in irgendeiner der integrierten Schaltkreise angeordnet sein. Der integrierte Schaltkreis, der die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 beinhaltet, wird ebenso als ein spezifischer integrierter Schaltkreis bezeichnet. Der spezifisch integrierte Schaltkreis beinhaltet die Erweiterungseingangsanschlüsse, um die Spannungen bei den Enden der Squibs, die in den Kanälen der anderen integrierten Schaltkreise beinhaltet sind, zu empfangen. Auf diese Weise werden Kosten zum Anordnen der Eingangsspannungsüberwachungssektionen 9 von anderen integrierten Schaltkreisen reduziert.
Die Referenzleistungszuführsektion 9 weist einen negativen Elektrodenanschluss auf, der mit dem Fahrzeugkörper verbunden ist, und diese weist einen positiven Elektrodenanschluss auf, der mit einem zweiten Eingangsanschluss des Sollspannungseinstellschaltkreises 7 verbunden ist. Eine Ausgangsspannung Vref der Referenzleistungszuführsektion 8 ist niedriger als der Maximalwert der Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1. Bei dem gleichen Zeitpunkt weist die Ausgangsspannung Vref der Referenzleistungszuführsektion 8 einen Wert auf, der groß genug ist, um die Aktivierungsstrom Isq zu dem Squib 113 zuzuführen. Die Spannung Vref, welche von der Referenzleistungszuführsektion 8 ausgegeben wird, wird ebenso als eine Referenzspannung bezeichnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Referenzspannung Vref basierend auf der nachstehenden Gleichung 1 bestimmt. Vref = Isq × (Rsq + Rfet × 2 + Rh) (Gleichung 1)
Bei der Gleichung 1 repräsentiert Isq den Aktivierungsstrom, der zum Auslösen des Squib 113 innerhalb der erforderlichen Zeit notwendig ist. So wie dies vorstehend beschrieben ist, weist bei der vorliegenden Ausführungsform der Aktivierungsstrom Isq einen Wert von 1,2 A auf. Rsq repräsentiert einen Widerstand des Squib 113 und weist einen Wert von 4 Ohm (Ω) auf. Rfet weist einen Widerstand des Schaltelements, wie z. B. des Highside-FET 112 oder des Lowside-FET 115, und weist für jeden FET einen Wert von 2 Ω auf. In dem Stromflusspfad des Aktivierungsstroms Isq in dem Kanal 11 sind der Highside-FET 112, der Squib 113 und der Lowside-FET 115 in Serie verbunden. Auf diese Weise wird ein kombinierter Widerstandswert des Highside-FET 112 des Squib 113 und des Lowside-FET 115 durch das Addieren der Widerstände des Highside-FET 112, des Squib 113 und des Lowside-FET 115 miteinander berechnet. Ferner repräsentiert Rh einen Widerstand eines Kabelbaums bzw. Kabels, welches jede Komponente mit einer anderen Komponente verbindet. Beispielsweise weist Rh einen Wert von 1 Ω auf. Die Referenzspannung Vref weist einen Wert von annähernd 11 V auf, wenn jeder Parameter bei der Gleichung 1 den vorstehend beschriebenen Wert aufweist. Auf diese Weise weist bei der vorliegenden Ausführungsform die Referenzspannung Vref, welche von der Referenzleistungszuführsektion 8 ausgegeben wird, einen Wert von 11 V auf.
Der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 stellt die Sollspannung Vs ein, und der sichernde FET Steuerschaltkreis 6 steuert den Spannungsausgang von dem Source-Anschluss des sichernden FET 5 basierend auf der Sollspannung Vs. Der zweite Eingangsanschluss des Sollspannungseinstellschaltkreises 7 ist mit dem positiven Elektrodenanschluss der Referenzleistungszuführsektion 8 verbunden und die Referenzspannung Vref wird zu dem Sollspannungseinstellschaltkreis 7 eingegeben. Der erste Eingangsanschluss des Sollspannungseinstellschaltkreises 7 ist mit dem Ausgangsanschluss der Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 verbunden, und die maximale Anschlussspannung Vsq, die durch die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 erfasst wird, wird an den Sollspannungseinstellschaltkreis 7 eingegeben.
Der Ausgangsanschluss des Sollspannungseinstellschaltkreises 7 ist mit dem dritten Eingangsanschluss des sichernden FET Steuerschaltkreises 6 verbunden. Der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 wählt eine Spannung aus, welche einen höheren Wert aufweist, und wählt diese Spannung aus der Referenzspannung Vref, welche von der Referenzleistungszufuhrsektion 8 über den zweiten Eingangsanschluss eingegeben wird, und der maximalen Anschlussspannungen Vsq, welche von der Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 über den ersten Eingangsanschluss eingegeben wird, aus. Genauer gesagt wird der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 durch einen Schaltkreis vorgesehen, der einen Maximalwert aus einer Mehrzahl von Eingängen auswählt. Beispielsweise kann der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 durch einen herkömmlichen Maximalwertauswahlschaltkreis vorgesehen sein. Das heißt, dass der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die eine Spannung als die Sollspannung Vs an den sichernden FET Steuerschaltkreis 6 ausgibt, welche von der Referenzspannung Vref und der maximalen Anschlussspannung Vsq den höheren Wert aufweist.
Das Folgende wird einen Betrieb des Sollspannungseinstellschaltkreises 7 in Bezug auf 3 beschreiben. Der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 führt wiederholt ein Sollspannungseinstellverfahren (TG VOTG EINSTELLVERFAHREN), welches in 3 gezeigt ist, während sich ein Zündschalter (nicht näher dargestellt) des Fahrzeugs in einem AN-Zustand befindet, durch, und dies unabhängig davon, ob sich der sichernde FET Steuerschaltkreis 6 in einem Betriebszustand befindet oder nicht. Bei S10 stellt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die Sollspannung Vs ein, wenn sich der Kanal 11 in einem geeigneten Betriebszustand befindet. Hierin ist der geeignete Betriebszustand ein Zustand, in welchem eine Spannung, welche niedriger ist als die Referenzspannung Vref, an das erste Ende 113a und das zweite Ende 113b des Squib 113 angelegt ist und ein ungeeigneter Betriebszustand ist ein Zustand, in welchem eine Spannung, welche gleich oder höher als die Referenzspannung Vref ist, an das erste Ende 113a und das zweite Ende 113b des Squib 113 angelegt ist, was beispielsweise durch einen Kurzschluss der Batterie 1 verursacht sein kann. Genauer gesagt, stellt bei S10 der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die Sollspannung Vs gleich der Referenzspannung Vref ein. Bei S11 vergleicht der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die Referenzspannung Vref, welche auf die Sollspannung Vs eingestellt ist, mit der maximalen Anschlussspannung Vsq. Genauer gesagt bestimmt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7, ob die Referenzspannung Vref höher als die maximale Anschlussspannung Vsq ist. Bei S11, wenn der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 bestimmt, dass die Referenzspannung Vref höher als die maximale Anschlussspannung Vsq ist (S11: JA), steht der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 bei S11 bereit und erhält die Sollspannung Vs, welche gleich der Referenzspannung Vref ist. Bei S11, wenn der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 bestimmt, dass die maximale Anschlussspannung Vsq gleich oder höher als die Referenzspannung Vref ist (S11: NEIN), fährt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 mit S12 fort.
Bei S12 stellt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die Sollspannung Vs gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq ein, und gibt die Sollspannung Vs an den sichernden FET Steuerschaltkreis 6 aus. Bei S13 vergleicht der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die maximale Anschlussspannung Vsq, welche auf die Sollspannung Vs eingestellt ist, mit der Referenzspannung Vref. Genauer gesagt bestimmt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7, ob die maximale Anschlussspannung Vsq höher als die Referenzspannung Vref ist. Bei S13, wenn der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 stimmt, dass die maximale Anschlussspannung Vsq höher ist, als die Referenzspannung Vref (S13: JA), kehrt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 zu S12 zurück und datet die Sollspannung Vs derart up bzw. aktualisiert diese so, dass die Sollspannung Vs gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq ist. Bei S13, wenn der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 bestimmt, dass die maximale Anschlussspannung Vsq gleich oder niedriger als die Referenzspannung Vref ist (S13: NEIN) beendet der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 das Verfahren.
Auf diese Weise ist bei dem geeigneten Betriebszustand der Airbag-Vorrichtung 100 die Sollspannung Vs gleich der Referenzspannung Vref. Ferner, während die maximale Anschlussspannung Vsq höher als die Referenzspannung Vref ist (S13: JA) führt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 wiederholt S13 und S12 durch. Das heißt, dass eine Änderung in der maximalen Anschlussspannung Vsq sukzessive in der Spannung reflektiert wird bzw. wiedergegeben, welche an den Sollspannungseinstellschaltkreis 7 eingegeben wird. Auf diese Weise ändert sich die Sollspannung Vs welche von dem Sollspannungseinstellschaltkreis 7 ausgegeben wird, linear, sowie dies in 4 gezeigt ist. In 4 ist die Referenzspannung Vref durch eine gestrichelte Linie dargestellt, die maximale Anschlussspannung Vsq wird durch eine Punkt/Strich-gestrichelte Linie gezeigt, und die Sollspannung Vs, welche von dem Sollspannungseinstellschaltkreis 7 ausgegeben wird, wird durch eine durchgezogene Linie dargestellt. Beispielsweise ist bis zu einem Zeitpunkt T1 die Referenzspannung Vref höher als die maximale Anschlussspannung Vsq. Auf diese Weise gibt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die Referenzspannung Vref als die Sollspannung Vs aus. Nach dem Zeitpunkt T1, wenn die maximale Anschlussspannung Vsq gleich der Referenzspannung Vref wird, stellt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die Sollspannung Vs so ein, dass die Sollspannung Vs der maximalen Anschlussspannung Vsq während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt T1 bis zu einem Zeitpunkt T2 nachfolgt, wenn die maximale Anschlussspannung Vsq wieder gleich der Referenzspannung Vref wird. Nach dem Zeitpunkt T2 ist die Referenzspannung Vref höher als die maximale Anschlussspannung Vsq. Auf diese Weise gibt der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die Referenzspannung Vref als die Sollspannung Vs aus.
Das Nachstehende wird einen Betrieb der Airbag-Vorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform relativ zu dem Sollspannungseinstellverfahren beschreiben. In 1, wenn der Zündschlüssel (nicht näher dargestellt) abgeschaltet wird, wird die Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1 durch den Boostschaltkreis 2 verstärkt, und wird zu der Airbag-Vorrichtung zugeführt. Ferner, wenn der Zündschlüssel (nicht näher dargestellt) angeschaltet wird, werden verschiedene Sensoren (nicht näher dargestellt), mit denen das Fahrzeug ausgestattet ist, und der Mikrocomputer M aktiviert. Sowie dies vorstehend beschrieben ist, vergleicht der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 sukzessive die maximale Anschlussspannung Vsq, welche von der Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 erfasst wird, mit der Referenzspannung Vref und gibt die eine Spannung an den sichernden FET Steuerschaltkreis 6 aus, welche einen höheren Wert als die Sollspannung Vs hat.
Wenn der Fahrzeugunfall passiert, erfasst der Mikrocomputer M den Fahrzeugunfall basierend auf Signalen von den verschiedenen Sensoren, und gibt den Aktivierungsbefehl aus, um jeden Squib 113, 123, der in jedem Kanal 11, 12, 13 vorgesehen ist, auszulösen. Wenn der Mikrocomputer M den Aktivierungsbefehl ausgibt, treibt der sichernde FET Steuerschaltkreis 6 den sichernden FET 5 an und steuert den sichernden FET 5 derart, dass dieser die Sollspannung Vs von dem Source-Anschluss ausgibt. Ferner steuern der erste Steuerschaltkreis 111 und der zweite Steuerschaltkreis 114 jeweils den Highside-FET und den Lowside-FET 115 derart, dass der Strom, der durch den Squib 113 fließt, auf den Aktivierungsstrom Isq ansteigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Aktivierungsstrom Isq den Wert von 1,2 A auf. Wenn der Aktivierungsstrom Isq, welcher den Wert von 1,2 A aufweist, durch den Squib 113 fließt, wird der Squib ausgelöst und der Airbag (nicht näher dargestellt) der Airbag-Vorrichtung wird durch das Auslösen des Squib 113 aufgeblasen. Die anderen Kanäle 12 und 13 sind in einer ähnlichen Weise wie der Kanal 11, der vorstehenden beschrieben wurde, tätig.
Während dem Verfahren, um den Airbag der Airbag-Vorrichtung 11 aufzublasen, wenn die Spannung, die an die Enden von jedem Squib 113 angelegt wird, niedriger ist, als die Referenzspannung Vref, wird die Sollspannung Vs gleich der Referenzspannung Vref eingestellt. Auf diese Weise wird die Referenzspannung Vref zu den Highside-FET 12, 122 von jedem Kanal 11, 12, 13 zugeführt. Ferner, wenn die Spannung, die an die Enden von jedem Squib 113 gleich oder höher als die Referenzspannung Vref ist, wird die Sollspannung Vs gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq eingestellt. Auf diese Weise wird die maximale Anschlussspannung Vsq zu den Highside-FET 112, 122 von jedem Kanal 11, 12, 13 zugeführt.
Das folgende wird eine herkömmliche Konfiguration einer Airbag-Vorrichtung in Bezug auf 1 beschreiben. Es wird angenommen, dass in dem Kanal 11 ein Kurzschluss in einem Strompfad zwischen dem Source-Anschluss des Highside-FET 112 und dem Drain-Anschluss des Lowside-FET 115 auftritt. In diesem Fall wird die Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1 an den Source-Anschluss des Highside-FET 112 angelegt.
Bei dem kurzgeschlossenen Kanal 11 ist in einem Fall, wenn die Sollspannung Vs niedriger als die Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1 eingestellt ist, ein Potential bei dem Source-Anschluss des Highside-FET 112 höher als ein Potential bei dem Drain-Anschluss des Highside-FET 112, wenn der Highside-FET 112 eingeschaltet ist. Auf diese Weise fließt ein Umkehrstrom durch den Highside-FET 112, wenn der Highside-FET 112 eingeschaltet ist. Der Umkehrstrom mit der Batterie 1 als die leistungszuführende Quelle, fließt weiter in einen anderen Kanal, wie z. B. den Kanal 12. Bei diesem Zeitpunkt ist der Strom bei dem Highside-FET des Kanals 11 konzentriert, und der Highside-FET 112 kann durch den konzentrierten Strom zerstört werden.
Bei der herkömmlichen Konfiguration wird die Sollspannung Vs immer höher als ein Maximalwert der Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1 eingestellt, um eine Erzeugung des Umkehrstrom zu vermeiden. So wie vorstehend beschrieben wird der Maximalwert der Spannung V₀ mit 16 V abgeschätzt. Auf diese Weise ist die Sollspannung Vs immer höher als 16 V eingestellt. Es ist bekannt, dass eine Größe eines Schaltelements, wie Z. B. eines FET, mit dem Anstieg bzw. Anwachsen der angelegten Spannung wächst. Auf diese Weise weist bei der herkömmlichen Konfiguration ein Highside-Schaltelement, welches dem Highside-FET 112, 122 entspricht, der in jedem Kanal 11, 12, 13 der vorliegenden Offenbarung enthalten ist, eine Größe auf, die einer Spannung entspricht, die höher als der Maximalwert (16 V) der Ausgangsspannung V₀ ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn eine Spannung, die höher als die Referenzspannung Vref ist, an die Enden des Squib 113 angelegt wird, die durch den Kurzschluss der Batterie 1 verursacht wird, erfasst der Anschlussspannungserfassungsschaltkreis 9 die maximale Anschlussspannung Vsq und der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 stellt die Sollspannung Vs gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq ein. Das heißt, dass der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 die Sollspannung Vs entsprechend der maximalen Anschlussspannung Vsq derart einstellt, dass der Umkehrstrom nicht in dem Highside-FET 112 erzeugt wird. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Umkehrstrom in dem Highside-FET 112 erzeugt wird. Auf diese Weise wird ein Fluss des Umkehrstroms durch den Highside-FET 112 beschränkt.
Ferner wird bei dem geeigneten Betriebszustand die Sollspannung Vs gleich der Referenzspannung Vref eingestellt. Das heißt, dass bei dem geeigneten Betriebszustand die Sollspannung Vs niedriger als der Maximalwert der Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1 eingestellt wird. Der Highside-FET der in jedem Kanal beinhaltet ist, welcher als ein Aktivierungsschaltkreis des Squib dient, ist erforderlich, um nur die Referenzspannung Vref zu erlauben. Das heißt, dass der Highside-FET der in jedem Kanal beinhaltet ist, nicht notwendigerweise erforderlich ist, um eine Spannung zu erlauben, die höher als der Maximalwert der Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1 ist. Das heißt, dass der Highside-FET bei der vorliegenden Ausführungsform erforderlich ist, um die Spannung zu erlauben, die niedriger ist, als die Sollspannung gemäß der herkömmlichen Konfiguration. Auf diese Weise kann eine Größe des Highside-FET mit Hilfe der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform reduziert werden. Entsprechend wird eine Größe des Aktivierungsschaltkreises, um den Squib auszulösen, ebenso zusammen mit der Reduzierung der Größe des Highside-FET reduziert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn die maximale Anschlussspannung Vsq höher als die Referenzspannung Vref wird, wird die Sollspannung Vs gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq eingestellt. So wie dies vorstehend beschrieben ist, wenn der Kurzschluss der Batterie 1 auftritt, steigt die maximale Anschlussspannung Vsq an und wird höher als die Referenzspannung Vref. Auf diese Weise entspricht der Kurzschluss der Batterie 1 einem Fall, bei dem der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 bei S11 ein NEIN bestimmt. Ferner kann die Sollspannung Vs auf einen Wert eingestellt werden, der ein anderer ist, als ein Wert, der gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq ist. Genauer gesagt kann die Sollspannung Vs höher als eine Spannung eingestellt werden, die durch das Subtrahieren einer vorbestimmten Spannung von der maximalen Anschlussspannung Vsq erhalten wird.
Modifikation
Beispielsweise kann. die Sollspannung Vs geeignet basierend auf der nachfolgenden Gleichung 2 eingestellt werden, wenn der Kurzschluss in der Batterie 1 auftritt. Im Allgemeinen wird bei einem FET ein Spannungsabfall durch eine parasitäre Diode erzeugt, welche in einem Pfad existiert, durch den der Umkehrstrom fließt. Auf diese Weise, wenn der Kurzschluss in der Batterie 1 auftritt, kann die Sollspannung Vs mit Berücksichtigung des Spannungsabfalls (Diodenspannungsabfall) eingestellt werden, der durch die parasitäre Diode des Highside-FET erzeugt wird. Genauer gesagt, wenn der Kurzschluss in der Batterie 1 auftritt, kann die Sollspannung Vs geeignet innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, der die nachfolgende Gleichung 2 erfüllt. Vs > Vsq – Vf (Gleichung 2)
Bei der Gleichung 2 repräsentiert Vsq eine Ausgangsspannung V₀ der Batterie 1, wenn der Kurzschluss in der Batterie 1 auftritt. Ferner repräsentiert Vf den Spannungsabfall, der durch die parasitäre Diode des Highside-FET verursacht wird.
Andere Ausführungsformen
Ferner, wenn der Kurzschluss in der Batterie 1 auftritt, kann die Sollspannung Vs gleich einer Summe der maximalen Anschlussspannung Vsq und eines vorbestimmten Toleranzwerts, wie z. B. 1 V eingestellt werden. Allerdings, wenn die Sollspannung Vs gleich der Summe des vorbestimmten Toleranzwerts und der maximalen Anschlussspannung Vsq eingestellt wird, ist erforderlich, dass der Highside-FET 112 eine höhere Spannung toleriert, dies im Vergleich mit einem Fall, bei dem die Sollspannung Vs gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq eingestellt wird. Entsprechend, wenn die Sollspannung Vs gleich der Summe des vorbestimmten Toleranzwerts und der maximalen Anschlussspannung Vsq eingestellt wird, ist die Wärme, die durch den Highside-FET erzeugt wird, im Vergleich zu einem Fall größer, bei dem die Sollspannung Vs gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq eingestellt wird. Auf diese Weise, um die Wärme zu reduzieren, die durch den Highside-FET erzeugt wird, wenn der Kurzschluss in der Batterie 1 auftritt, wird die Sollspannung Vs so niedrig wie möglich unter einer Bedingung eingestellt, dass der Umkehrstrom, der durch den Highside-FET fließt, beschränkt wird.
Ferner wird die Performance des Highside-FET 112 bei einer Bedienung bestimmt, dass der Highside-FET 112 die Referenzspannung Vref in dem geeigneten Betriebszustand toleriert. Gewöhnlicherweise, wenn jeder der FET 5, 112, 115 unter der Sollspannung Vs mit einem abnormalen Wert schaltet (d. h. dass die Sollspannung Vs gleich der maximalen Anschlussspannung Vsq eingestellt ist) wird die maximale Anschlussspannung Vsq, die höher als die tolerierbare Spannung des Highside-FET 112 ist, an den Highside-FET 112 angelegt. Bei diesem Zeitpunkt kann ein thermales Abschalten des Highside-FET 112 auftreten, was der maximalen Anschlussspannung Vsq entspricht. Bei der vorliegenden Offenbarung ist die Sollspannung Vs derart eingestellt, dass diese der maximalen Anschlussspannung Vsq in einer linearen Art und Weise nachfolgt. Auf diese Weise, sogar wenn die Spannung, die höher ist als die tolerierbare Spannung des Highside-FET 112 an den Highside-FET 112 angelegt wird, ist es dem Aktivierungsstrom Isq möglich, durch den Squib 113 für die vorbestimmte Zeit hindurchzufließen, und eine Möglichkeit den Squib 113 auszulösen und entsprechend den Airbag der Airbag-Vorrichtung 100 aufzublasen ist erhöht.
Bei der vorliegenden Offenbarung weist die Referenzspannung den Wert von 11 V auf. Ferner kann der Wert der Referenzspannung geeignet bei einer Bedingung eingestellt werden, dass die Referenzspannung Vref niedriger als der Maximalwert der Ausgangsspannung V₀ der Batterie ist. Beispielsweise kann die Referenzspannung auf 12 V eingestellt werden. Bei der vorliegenden Offenbarung ist die Spannung der Referenzspannung Vref basierend auf dem Aktivierungsstrom Isq um den Squib 113 auszulösen und den Widerständen für den Strompfad des Aktivierungsstroms Isq definiert. Auf diese Weise kann die Spannung, die an den Source-Anschluss des Highside-FET 112 angelegt wird, an die Grenzen vermindert werden. Das heißt, dass die Größe des Highside-FET 112, der in dem Aktivierungsschaltkreis beinhaltet ist, durch die Reduzierung der geschätzten Spannung, die an den Highside-FET 112 angelegt werden soll, reduziert werden kann. Entsprechend kann die Größe des gesamten Schaltkreises reduziert werden. Beispielsweise kann die Größe des gesamten Schaltkreises um 50% durch die Reduzierung der geschätzten Spannung, die an den Highside-FET 112 angelegt werden soll, von 16 V auf 11 V reduziert werden.
Ferner ist es wahrscheinlich, dass ein Widerstand des Schaltelements, wie zum Beispiel eines FET mit der Verminderung einer Größe des Schaltelements anwächst. Auf diese Weise wachst der Widerstand Rfet des Schaltelements (wie z. B. des FETs) der verwendet wird, um die Referenzspannung Vref zu berechnen, an, wenn die Größe des Schaltelements reduziert wird, durch das Reduzieren der Referenzspannung Vref in dem geeigneten Betriebszustand. Auf diese Weise wächst ein minimaler Wert der Referenzspannung Vref mit dem Anstiegt des Widerstands Rfet. Auf diese Weise kann die Größe des Schaltelements auf eine vorbestimmte Größe konvergiert werden. Bei der vorliegenden Offenbarung unter Berücksichtigung einer Trade-Off-Beziehung wird die Referenzspannung Vref auf einen vorbestimmten Wert konvergieren, um die Größe des Aktivierungsschaltkreises zu reduzieren.
Bei der vorliegenden Offenbarung wird die maximale Anschlussspannung Vsq durch den Maximalwertauswahlschaltkreis 91 aus der Mehrzahl der Spannungen, die über die Mehrzahl der Eingangsanschlüsse der Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 eingegeben werden, ausgewählt. Dann wir die Referenzspannung Vref und die maximale Anschlussspannung Vsq an den Sollspannungseinstellschaltkreis 7 eingegeben. Ferner, so wie dies in 5 gezeigt ist, kann der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 einen Maximalwertauswahlschaltkreis (MAX AUSWAHL) 71 aufweisen und die Referenzspannung Vref zusammen mit den Spannungen der Mehrzahl der Squibs kann an den Maximalwertauswahlschaltkreis 71 eingegeben werden. Bei dem Beispiel, dass in 5 gezeigt ist, ist die Anschlussspannungsüberwachungssektion 9 in dem Sollspannungseinstellschaltkreis 7 beinhaltet.
Mit dieser Konfiguration wird die Referenzspannung Vref durch den Maximalwertauswahlschaltkreis 71 ausgewählt und an den sichernden FET-Steuerschaltkreis 6 in dem geeigneten Betriebszustand eingegeben. Ferner, wenn eine der Spannungen, die von den Enden der Squibs eingegeben werden, gleich oder höher als die Referenzspannung Vref ist, wird die Spannung durch den Maximalwertauswahlschaltkreis 71 ausgewählt und zu dem sichernden FET Steuerschaltkreis 6 eingegeben. Auf diese Weise kann der Sollspannungseinstellschaltkreis 7 und der Anschlussspannungsüberwachungsschaltkreis 9 mit Hilfe eines Maximalwertauswahlschaltkreises erreicht werden. Auf diese Weise kann die Anzahl der Maximalwertauswahlschaltkreise, die in der Airbag-Vorrichtung 100 beinhaltet sind, reduziert werden.
Während nur ausgewählte beispielhafte Ausführungsformen ausgewählt worden sind, um die vorliegende Offenbarung zu illustrieren, wird es dem Fachmann aus der Offenbarung klar sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen ohne ein Abweichen von dem Umfang der Offenbarung, so wie dieser durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, getätigt werden können. Außerdem ist die vorausgegangene Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung nur zum Zwecke der Illustration vorgesehen und nicht zum Zwecke des Beschränkens der Offenbarung, so wie diese durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2005/0269879 A1 [0002]
JP 2006-59750 A [0030]
US 2006/038592 A1 [0030]

Claims

Airbag-Vorrichtung, welche mit einer Batterie (1) verbunden ist, aufweisend: eine Mehrzahl von Aktivierungsschaltkreisen (11), von denen jeder einen Squib (113) mit einem ersten Ende (113a) und einem zweiten Ende (113b) aufweist, ein Highside-Schaltelement (112), welches mit dem ersten Ende (113a) des Squib (113) verbunden ist und ein Highside-Schaltsteuerschaltkreis (111), der das Highside-Schaltelement (112) antreibt und steuert, so dass ein vorbestimmter Aktivierungsstrom (Isq) durch den Squib (113) fließt; ein sicherndes Schaltelement (5), welches zwischen der Batterie (1) und den Aktivierungsschaltkreisen (11) verbunden ist; einen sichernden Schaltsteuerschaltkreis (6), der das sichernde Schaltelement (5) derart antreibt und steuert, dass eine Sollspannung für jeden der Aktivierungsschaltkreise (11) vorgesehen ist; einen Anschlussspannungserfassungsschaltkreis (9), der eine Mehrzahl von Anschlussspannungen erfasst, welche jeweils von den Aktivierungsschaltkreisen (11) ausgegeben werden, wobei jede der Anschlussspannungen durch entweder eine Spannung bei dem ersten Ende (113a) des Squib (113) und/oder durch eine Spannung bei dem zweiten Ende (113b) des Squib (113) vorgesehen ist; und einen Sollspannungseinstellschaltkreis (7), der die Sollspannung, welche für jeden der Aktivierungsschaltkreise (11) vorgesehen ist, einstellt; wobei der Sollspannungseinstellschaltkreis (7) eine Referenzspannung (Vref) empfängt, die zum Erzeugen des Aktivierungsstroms (Isq) erforderlich ist, um durch den Squib (113) zu fließen, und wobei die Referenzspannung (Vref) niedriger als eine maximale Ausgangsspannung der Batterie (1) ist, wobei der Anschlussspannungserfassungsschaltkreis (9) die Referenzspannung (Vref) mit einer maximalen Anschlussspannung vergleicht, die von den Anschlussspannungen die Maximalspannung aufweist, wobei, wenn die maximale Anschlussspannung niedriger als die Referenzspannung (Vref) ist, der Sollspannungseinstellschaltkreis (7) die Sollspannung derart einstellt, dass diese gleich der Referenzspannung (Vref) ist, und wobei, wenn die maximale Anschlussspannung höher als die Referenzspannung (Vref) ist, der Sollspannungseinstellschaltkreis (7) die Sollspannung derart einstellt, dass diese der maximalen Anschlussspannung entspricht, so dass ein Umkehrstrom in dem Highside-Schaltelement (112) vermieden wird.
Airbag-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Spannung gleich einem Spannungsabfall eingestellt wird, welcher durch eine parasitäre Diode des Highside-Schaltelements (112) verursacht wird, und wobei, wenn die maximale Anschlussspannung höher als die Referenzspannung (Vref) ist, der Sollspannungseinstellschaltkreis (7) die Sollspannung derart einstellt, dass diese höher als eine Spannung ist, welche durch das Subtrahieren des Spannungsabfalls von der maximalen Anschlussspannung erhalten wird.
Airbag-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: eine Maximalspannungsauswahlsektion (91), welche die maximale Anschlussspannung aus den Anschlussspannungen auswählt, welche von den Aktivierungsschaltkreisen (11) ausgegeben werden, und welche die maximale Anschlussspannung an den Sollspannungseinstellschaltkreis (7) ausgibt.
Airbag-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn die maximale Anschlussspannung höher als die Referenzspannung (Vref) ist, der Sollspannungseinstellschaltkreis (7) die Sollspannung derart einstellt, dass diese der maximalen Anschlussspannung derart entspricht, dass die Sollspannung einer Änderung der maximalen Anschlussspannung folgt.
Airbag-Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei wenn die maximale Anschlussspannung höher als die Referenzspannung (Vref) ist, der Sollspannungseinstellschaltkreis (7) die Sollspannung derart einstellt, dass diese gleich der maximalen Anschlussspannung ist.
Airbag-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Referenzspannung (Vref) basierend auf dem Aktivierungsstrom (Isq) und den Widerständen einer elektronischen Komponente und einer Verdrahtung bestimmt wird, die in einem Strompfad des Aktivierungsstroms (Isq) beinhaltet sind.