JP2018199482A - 車両のための安全装置に作動電圧を供給するための装置および方法、ならびに安全装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全な半導体として使用することができる、車両の安全装置に作動電圧を供給する装置を提供する。【解決手段】本発明は、車両（１００）のための安全装置（１０４）に作動電圧を供給するための装置（１０２）に関する。装置（１０２）は、第１供給電圧電位を印加するための供給端子（１１０）、作動電圧を出力するための作動端子（１１２）、および制御信号を読み取るための制御端子（１１４）を備える。さらに装置（１０２）は、供給端子（１１０）と作動端子（１１２）との間に接続された通電スイッチ、第１制御スイッチ、第２制御スイッチ、および制御端子（１１４）に接続された制御入力部を備える第３制御スイッチを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、独立請求項の前提部分に記載の装置または方法に関する。

車両のエアバッグは安全な半導体を使用してトリガすることができる。

このような背景に基づいてここで説明するアプローチでは、独立請求項に記載の車両のための安全装置に作動電圧を供給するための装置および方法、ならびに安全装置を説明する。従属請求項に記載の手段によって、独立請求項に記載の装置の好ましい構成および改良が可能である。

例えばエアバッグを作動するために作動電圧を供給するための装置が、例えば安全な半導体として適切に構成されていることによって、装置の電流消費量を極めて小さく抑えることができる。

車両のための安全装置に、作動電圧、特に制限された切換可能な（高／低インピーダンス）点火ハイサイド供給電圧を供給するための適宜な装置は、
第１供給電圧電位を印加するための供給端子、作動電圧を出力するための出力部の形式の作動端子、制御信号を読み取るための制御端子、および第２供給電圧電位または接地とも呼ばれる第２供給電位のための接地端子と、
制御入力部を備える通電スイッチであって、通電スイッチは供給端子と作動端子との間に接続されており、制御入力部に第１の信号レベルが印可された場合に１つ以上の供給端子と作動端子との間に導電接続を準備し、制御入力部に第２信号レベルが印可された場合に供１つ以上の給端子と作動端子との間の導電接続を遮断するように構成されている通電スイッチと、
第１端子、第２端子、および制御入力部を備える第１制御スイッチであって、第１端子が通電スイッチの制御入力部に接続されており、第２端子が作動端子に接続されており、制御入力部が第１抵抗器を介して通電スイッチの制御入力部に接続されている第１制御スイッチと、
第１端子、第２端子、および制御入力部を備える第２制御スイッチであって、第１端子が少なくとも１つの第２抵抗器を介して第１制御スイッチの制御入力部に接続されており、第２端子が第２供給電圧電位に接続されており、制御入力部が少なくとも１つの第３抵抗器を介して供給端子に接続されており、ダイオードを介して第２供給電圧電位に接続されている第２制御スイッチと、
第１端子、第２端子、および制御入力部を備える第３制御スイッチであって、第１端子が第２制御スイッチの制御入力部に接続されており、第２端子が第２供給電圧電位に接続されており、制御入力部が制御端子に接続されている第３制御スイッチと、
という特徴を備える。

装置は、車両のエネルギー供給部と安全装置との間に接続することができる安全な半導体として実現されていてもよい。第１供給電圧電位は供給電圧であり、第２供給電圧電位は接地電位であってもよい。装置は、制御端子に適切な制御信号が印可された場合に作動電圧を供給するように構成されていてもよい。制御スイッチの使用によって、一方では装置の電流消費量を低減することができ、他方では作動電圧の確実な供給を保証することができる。さらに作動電圧の不都合な供給による誤作動を防止することができる。２つの切換素子が相互に「接続されている」ということは、２つの切換素子が直接に通電回路を介して、または少なくとも１つの別の素子、例えば抵抗器を介して相互に接続されていることを意味する。通電スイッチは、一実施形態によればリミッタとして理解することができる。

第２制御スイッチは、第３制御スイッチが制御端子によって読み取られた制御信号に応答して閉じられている場合に開かれているように構成されていてもよい。第２制御スイッチの開放により、通電スイッチ／リミッタを閉じ、ひいては制限された低インピーダンスの作動電圧を供給することができる。

装置は、並列に接続された２つの抵抗器を備えていてもよい。このように、２つの第２抵抗器のいずれか一方が故障した場合にも装置の確実な機能を保証することができる。

さらに装置は、並列に接続された第１抵抗器対および並列に接続された第２抵抗器対からなる直列回路を備える。これにより冗長性が得られ、装置の信頼性が高められる。

装置は、第１端子、第２端子、および制御入力部を有するリミットスイッチ（インピーダンス変換器、ツェナー電圧の分離トランジスタ、ＺＤ１）を備えていてもよい。この場合、第１端子が供給端子に接続されており、第２端子が直列抵抗器Ｒｇ１，Ｒｇ２を介して通電スイッチの制御入力部に接続されており、制御入力部が少なくとも１つの第４抵抗器を介して供給端子に接続されており、正確なツェナーダイオードを介して第２供給電圧電位に接続されていてもよい。リミットスイッチによって、通電スイッチの制御入力部に適切な信号レベルを印加することができる。

スイッチはトランジスタとして構成されていてもよい。トランジスタは安価で信頼できる実現形式である。この場合、通電スイッチはパワーＭＯＳトランジスタとして構成されていてもよい。第１制御スイッチはバイポーラトランジスタとして構成されていてもよい。第２制御スイッチは、ＮＭＯＳトランジスタとして構成されていてもよい。

装置は、スリープ‐エアバッグ制御器のために適するように構成されていてもよい。すなわち、衝突が生じていない場合には供給接続部の端子に持続的な供給が行われた場合にも１６．５ｖまでは電流が消費されない（＜２μＡ＠４０℃）。

車両のための安全装置は、
車両のための安全装置に作動電圧を供給するための装置と、
接地端子に対する第１供給電圧電位として電池電圧を供給端子に供給するために、装置の供給端子および接地端子に切換式または持続的に接続されている少なくとも１つの車両電池と、
第１の供給電圧電位として蓄積電圧を供給端子に供給するために、装置の供給端子に接続されているエネルギー蓄積装置と、
作動電圧を供給されるように装置の作動端子に接続された安全装置（正常時には高インピーダンスで電圧を制限されており、衝突時には低インピーダンスで電圧を制限されている）と、
を備える。

したがって、上記装置は安全な半導体として使用することができる。

安全装置は、随意に少なくとも１つの車両電池を備えていてもよく、車両電池は、接地端子に対する第１供給電圧電位として電池電圧を供給端子に供給するために、持続的な供給部として供給端子に接続されており、切換式の供給部として装置の供給端子および基準点（接地端子）に接続されている。

この場合、上記安全装置は、乗員保護手段、例えばエアバッグまたはシートベルトであってもよい。

上記装置を使用して車両のための安全装置に作動電圧を供給する方法は、
装置の供給端子に第１供給電圧電位を印加するステップと、
装置の制御端子に制御信号を供給するステップと、
を含む。

この方法は、例えばソフトウェアまたはハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの混合形式で、例えば制御器で実施してもよい。

本発明では、装置は、センサ信号を処理し、センサ信号の関数として制御信号および／またはデータ信号を出力する電気機器として理解することができる。この装置は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアに関して構成されたインターフェイスを備えていてもよい。ハードウェアに関して構成されている場合、インターフェイスは、例えば、装置の種々異なる機能を含む、いわゆる「システムＡＳＩＣ」の一部であってもよい。しかしながら、インターフェイスは、固有の集積回路であるか、または少なくとも部分的に個別の構成部材からなっていることも可能である。ソフトウェアに関して構成されている場合には、インターフェイスは、例えば、他のソフトウェアモジュールと共にマイクロコントローラに設けられているソフトウェアモジュールであってもよい。

ここで説明するアプローチの実施例を図面に示し、以下に詳細に説明する。

一実施例による安全装置に作動電圧を供給するための装置を備える車両を示す概略図である。 一実施例による方法を示すフロー図である。 一実施例による作動電圧を供給するための装置を示す回路図である。

以下に説明する本発明の好ましい実施例においては、異なる図面に示した同様に作用する要素には同じまた類似の符号を使用し、これらの要素については繰り返し説明しない。

図１は、安全装置１０４に作動電圧を供給するための装置１０２を備える車両１００の概略図を示す。

安全装置１０４は、例えば「ＦＬＩＣ／Ｓ−ＡＳＩＣ」回路および点火装置を含み、点火装置によって、例えば、同様に安全装置１０４の一部であってもよいエアバッグをトリガすることができる。

装置１０２は、本発明によれば安全な半導体モジュール（ＳＨ）として構成されており、１つ以上の第１供給電圧電位を印加するための供給端子１１０、作動電圧を出力するための作動端子１１２、および制御信号を読み取るための制御端子１１４を備える。さらに装置１０２は、第２供給電圧電位のための端子、この場合には、基準点または接地基準点とも呼ばれる接地端子１１５を含む。

供給端子１１０は、例えば３つの接点を含み、これらの接点を介して、極性反転保護された異なる３つの電位が、電池電圧ＫＬ３０（持続的）、電池電圧ＫＬ１５／ＫＬ１５Ｒ（切換可能）、およびエネルギー蓄積装置１１６のエネルギー蓄積電圧ＶＥＲ＜４０Ｖ（アクティブ作動時）の形式で作動時に装置に供給される。作動電圧ＶＨの電圧限界を設けるために、例えば供給端子１１０の第４の接点２３０を介して、エネルギー蓄積装置１１６の極性反転保護されていないエネルギー蓄積電圧ＶＥＲが使用される。制御端子１１４を介して、Ｐ＿ＳＨまたはＰ＿ＳＶＲとも呼ぶ制御信号を読み取ることができる。装置１０２は、ＶＨとも呼ぶ作動電圧を、制御信号の信号状態に依存して、供給電圧（２２０，２２４，２２８）に関して電圧制限された低インピーダンスの状態に切り換えるか、もしくは供給電圧（２２０，２２４，２２８）に関して遮断状態に切り換え、供給電圧ＶＥＲ（２３０）に関して電圧制限された高インピーダンスの状態に切り換えるように構成されている。さらに装置１０２は、電圧ＶＨの制限を行うように構成されている。

一実施例によれば、装置１０２は、遮断される機能を備える（高インピーダンス≒１．２１ｋΩであり、電圧は制限される）。装置１０２が「遮断された」（＝Ｔ＿Ｐ遮断されている）状態で、制御信号が信号状態ｈｉｇｈＺまたはＬｏｗを示し、ＩＶＨ＝０の場合には、作動電圧について、ＶＨ＝ＶＨ＿ＨＺ≒ＶＨ＿ｌｉｍ^＊（Ｒｂ２＿１││Ｒｂ２）／（Ｒｂ２＿１││Ｒｂ２＋Ｒｇ１＋Ｒｇ２）＋０．１Ｖが成り立ち、制御信号が状態Ｈｉｇｈを示している場合には、通電している（低インピーダンス≒５Ω〜５ｍΩであり、電圧は制限される）。装置１０２の通電状態では、作動電圧ＶＨについてＶＨ＝ＶＨ＿ＬＺ≦ＶＨ＿ｌｉｍ−ＶＧｔｈが成り立つ。

一実施例によれば、装置１０２は、電池と、いわゆる「スリープ状態」では電流を消費しないエネルギー蓄積器１１６とからなる点火のための安全な半導体である。

次に、連続供給（ＫＬ３０）に設定することができるエアバッグシステムを例示的に用いて装置１０２を説明する。バス通信、例えばＣＡＮ／ＦｌｅｘＲａｙ通信および／またはいわゆる「ウェイクアップ回路」を介してシステムは起動されるか、またはスリープ状態に設定される。

この場合、スリープ状態では小さいシステム供給電流を保持することが要求される。安全な半導体の形式の装置１０２は、例えば独立した構成部材として点火回路のハイサイドおよびローサイド出力部に直列に接続されている。装置１０２は、供給端子１１０に接続された電池回路およびエネルギー蓄積装置１１６に通じるエネルギー蓄積回路を遮断し、衝突時に意図的にエネルギー蓄積装置１１６および／または電池からのエネルギー供給を許可することができる。

さらに作動端子１１２に供給される出力電圧が、点火時の消費電力が点火回路素子に最適に分配されるように調整および／または制限される。

好ましくは、装置１０２は、スリープ状態（＝スリープ電流）においてシステム供給電流の限界値を超過することなしに、連続供給部（ＫＬ３０）を利用することができる。

例えば、装置１０２の供給電流は２μＡより小さくてもよく、湿気に対する耐性またはＫＬ３０もしくはエネルギー蓄積装置１１６からのエネルギー供給の確実な遮断／または許可が得られる。

装置１０２によって、さらなる供給時にスリープ機能付きのエアバッグシステムに対する要求を満たすことが可能である。特に、装置１０２のための入力値としてＫＬ１５（点火）のみが使用されるのではなく、要求によりＫＬ３０（連続プラス）が使用される場合にも、システム全体のために≦１００μＡのスリープ電流を保持することが可能である。

さらに、スリープ時に電流消費がさらに増大することなしに、漏れ、例えば湿気に対する高い耐性が得られる。同様に製造時の実装エラーの影響がさらに制限され、付加的なテスト手段が不要となる措置を講じることができる。このことは、冗長性および多様性を意図的に用いることによって達成することができる。

装置１０２の設計の重要な部分としてパワーＭＯＳＦＥＴトランジスタの形式の通電スイッチを使用してもよい。点火のために設けられている供給電圧、この場合には電圧ＫＬ１５，ＫＬ３０、ならびにエネルギー蓄積装置１１６の電圧は極性反転保護されて装置１０２に供給される。装置１０２は、駆動部によって解放または遮断される。関連する入力電圧が装置１０２にある場合には、エアバッグシステムの始動時に内部の供給電圧を構成できる前に、遮断が有効になる。

本発明によれば、装置１０２は、５Ｖまたは３．３ＶのＩ／Ｏ電圧を備えるマイクロプロセッサの標準Ｉ／Ｏ端子によって制御可能である。リセット状態においても装置１０２は同様に確実に遮断される。

装置１０２がパワーＮ−ＭＯＳトランジスタとして構成される場合には、適切なゲート電圧設定によって制御時（衝突時）の出力電圧を制限し、ひいては出力損失を装置とエアバッグ・ハイサイド出力部との間に分配することができる。

図２は、車両のための安全装置に作動電圧を供給する方法のフロー図を示す。この場合、図１および図３に基づいて説明した装置を使用することができる。ステップ２０１では、第１供給電圧電位が装置の供給端子に印可される。ステップ２０３では、制御信号が装置の制御端子に供給される。制御信号により、装置は、第１供給電圧電位を使用して作動電圧を供給するように制御される。

図３は、一実施例による作動電圧ＶＨを供給するための装置１０２の回路図を示す。この回路図は、図１に基づいて説明した装置の実施例であってもよい。

装置１０２の第１供給端子１１０の第１接点２２０は、ダイオードを介して、電圧ＫＬ３０を供給するための第１車両電池２２２に接続されている。第１供給端子１１０の第２接点２２４は、ダイオードを介して、切り換えられた電圧ＫＬ１５を供給するために第２車両電池２２６に接続されている。

一般に、ジェネレータバッファ処理部を備える車両電池のみが対象となり、ジェネレータバッファ処理部は極性反転保護部（ダイオード）を介して供給端子ブロック１１０の端子２２０に持続的に接続されており、接続された回路によって、同じ車両電圧（ジェネレータバッファ処理部を備える車両電池）が同様に極性反転保護部（ダイオード）を介して供給端子ブロック１１０の第２端子２２４に切換式に接続されている。スイッチは、点火（ＫＬ１５）またはラジオ／アクセサリの設定（ＫＬ１５Ｒ）によって閉じられる。

第１供給端子１１０の第３接点２２８は、極性反転保護部（ダイオード）を介して、極性反転保護されたエネルギー蓄積電圧を供給するためのエネルギー蓄積装置１１６に接続されている。第１供給端子１１０の第４接点２３０は、極性反転保護部なしに同様にエネルギー蓄積装置１１６に接続されている。

安全な半導体ＳＨとして構成された装置１０２は、安定したＶＨや制限電圧ＶＨ＿ｌｉｍを供給するための装置２４０を含み、この装置は入力側で第４接点２３０に接続されている。

さらに装置１０２は、通電スイッチＴ＿ｐ、第１制御スイッチＴ＿Ｄ１、第２制御スイッチＴ＿Ｄ２、および第３制御スイッチＴ＿Ｄ３を備える。

通電スイッチＴ＿ｐは、供給端子１１０の接点２２０，２２４，２２８と作動端子１１２との間に接続されている。通電スイッチＴ＿ｐは制御入力部を備える。制御入力部に第１信号レベルが印可されている場合には、通電スイッチＴ＿ｐは閉じられており、制御入力部に第２信号レベルが印可されている場合には通電スイッチＴ＿ｐは開かれている。

第１制御スイッチＴ＿Ｄ１の第１端子は通電スイッチＴ＿ｐの制御入力部に接続されており、通電スイッチＴ＿ｐの第２端子は作動端子１１２に接続されている。第１制御スイッチＴ＿Ｄ１の制御入力部は抵抗器Ｒｃを介して通電スイッチＴ＿ｐの制御入力部に接続されている。

第２制御スイッチＴ＿Ｄ２の第１端子は、例えば２つの抵抗器Ｒｂ２，Ｒｂ２＿１を介して第１制御スイッチＴ＿Ｄ１の制御入力部に接続されており、第２制御スイッチＴ＿Ｄ２の第２端子は接地１１５に接続されている。第２制御スイッチＴ＿Ｄ２の制御入力部は４つの抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｐ３，Ｒｐ４を介して供給端子１１０の接点２２０，２２４，２２８に接続されている。この場合、抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ３は並列に接続されており、抵抗器Ｒｐ２，Ｒｐ４も同様に並列に接続されている。抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ３の第１端子は接点２２０，２２４，２２８に接続されており、抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ３の第２端子は抵抗器Ｒｐ２，Ｒｐ４の第１端子に接続されており、抵抗器Ｒｐ２，Ｒｐ４の第２端子は第２制御スイッチＴ＿Ｄ２の制御入力部に接続されている。第２制御スイッチＴ＿Ｄ２の制御入力部は、さらにダイオードＺＤ２を介して接地１１５に接続されている。

第３制御スイッチＴ＿Ｄ３の第１端子は第２制御スイッチＴ＿Ｄ２の制御入力部に接続されており、第３制御スイッチＴ＿Ｄ３の第２端子は接地１１５に接続されている。第３制御スイッチＴ＿Ｄ３の制御入力部は制御端子１１４に接続されている。この場合、例えば抵抗器Ｒｂが制御端子１１４と第３制御スイッチＴ＿Ｄ３の制御入力部との間に接続されている。さらに制御端子１１４は抵抗器Ｒｂｅ１を介して接地１１５に接続されている。

作動端子１１２は、例えばコンデンサＣｏｕｔ，Ｃｏｕｔ＿１およびダイオードＤｏｕｔ介して接地１１５に接続されている。

装置２４０はリミットスイッチ（インピーダンス変換器）Ｔ＿ｋｏｐを備える。リミットスイッチＴ＿ｋｏｐの第１端子（コレクタ、ドレイン）は、Ｒｖ１，Ｒｖ２によって形成された直列抵抗器の直列回路の始端部に接続されており、付加的に供給端子１１０の接点２３０に接続されている。リミットスイッチＴ＿ｋｏｐの第２端子（エミッタ、ソース）はダイオードＤ１を介して装置２４０の出力部に接続されており、出力部には装置２４０によって電圧ＶＨ＿ｌｉｍが供給される。リミットスイッチ（ベース）Ｔ＿ｋｏｐの制御入力部（ベース、ゲート）はツェナーダイオードＺＤ１のカソードに接続されており、ツェナーダイオードＺＤ１は同様にＲｖ１，Ｒｖ２からなる直列回路の終端部に接続されている。ダイオードＺＤ１の適切なツェナー電圧を選択することにより、安全装置１０４のために最適となるように電圧ＶＨ＿ｌｉｍが適合される。ツェナーダイオードＺＤ１のアノードは接地１１５に接続されている。

例えば、電圧ＶＨ＿ｌｉｍが装置２４０の出力部を介して供給され、出力部は２つの抵抗ＲＧ１，ＲＧ２からなる直列回路を介して通電スイッチＴ＿ｐの制御入力部（ゲート）に接続されている。さらに通電スイッチＴ＿ｐの制御入力部は、例えば並列に接続された２つのコンデンサＣｇ１，Ｃｇ２を介して接地１１５に接続されている。

エアバッグ使用時には、エネルギー蓄積キャパシタンスＣ＿ＥＲのエネルギー蓄積電圧ＶＥＲに対して極性反転保護された大電流の接続が行われ、エネルギー蓄積電圧ＶＥＲは、充電／放電装置１１６によって作動段階に適した電圧に設定される。

用途による要求に応じて、車両電圧ＫＬ１５，ＫＬ３０に対してさらなる大電流の接続が行われる。大電流入力部は、装置１０２において装置１０２の入力電圧ＳＨ＿ＩＮに接続された「ワイヤードＯＲ」または「第１供給電位」とも呼ばれる。ワイヤードＯＲ接続は、点火時に、エネルギー蓄積電圧ＶＥＲがもしある場合には電池電圧ＫＬ１５，ＫＬ３０によって保護される。したがって、エネルギー蓄積が十分ではない場合または等価抵抗電解コンデンサ概略図の場合に点火回路を作動することも可能である。

極性反転保護されていないエネルギー蓄積電圧ＶＥＲは、装置１０２のための制御電圧として使用される。これにより安全性が得られ、装置１０２の入力電圧として車両電圧ＫＬ１５に接続した瞬間には、まだ装置１０２のパワーＭＯＳトランジスタＴ＿ｐの制御電圧は供給されていない。パワーＭＯＳトランジスタＴ＿ｐの制御電圧は、例えばシステムコントローラによる完全なチェック後にはじめて、エネルギー蓄積装置１１６のためのマイクロコントローラ制御可能な充電／放電装置によってエネルギー蓄積電圧ＶＥＲがゆっくりと構成されることによって構成される。同様のことが、車両１０２が停止されている場合にスリープシステムにおいて車両電圧ＫＬ３０が装置１０２の入力電圧として保持された場合にいえる。この場合、自給自足時間が経過し、続いて放電装置１１６によるアクティブな放電が行われ、エアバッグシステムにおける蓄積エネルギーの最終的なパッシブな放電が行われた後には、もはや装置１０２のパワーＭＯＳトランジスタＴ＿ｐのための制御電圧はない。

装置１０２を制御するためには、制御入力部１１４の形式の入力部が設けられており、例えばエアバッグマイクロコントローラのＩ／Ｏポートに接続可能である。制御は、３．３ＶのＩ／Ｏまたは５ＶのＩ／Ｏによって行うことができる。制御はテスト目的で、または衝突時に、装置１０２をアクティブな遮断のために用いるか、またはパワーＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ＿ｐを作動し、いわゆる「通電制御」するために用いられる。

図３に示す実施例によれば、Ｔ＿ｐｏｗｅｒ＿ｎｍｏｓとしても示すパワーＭＯＳトランジスタＴ＿ｐは、バイポーラトランジスタＴ＿Ｄ１によって制御される。エアバッグ制御器がスリープ状態である場合には、最悪の場合には電圧ＫＬ３０が極性反転されて装置１０２の入力部に印可される。車両が使用されていないので、その他にはもはやさらなる電圧はない。このような場合には、蓄積エネルギーは既に車両の停止後、数１００ｍｓの後には（自給自足時間にわたるシステム供給のためのエネルギー取出し、およびさらなるアクティブおよびパッシブな放電によって）減衰されている（装置１１６）。

このようなスリープ時には、電圧ＫＬ３０を供給される制御器、ここでは装置１０２の電流消費に高い要求が課せられている。この要求を満たすために、別の信号トランジスタＴ＿Ｄ２がＮＭＯＳとして装置１０２の回路に挿入されている。このトランジスタＴ＿Ｄ２はできるだけ小さいゲート閾値電圧を備え、したがって、ＫＬ３０の電圧が最小限であってもパワーＭＯＳ出力部Ｔ＿ｐの確実な遮断を保証するために使用することができる。

トランジスタＴ＿Ｄ２は、冗長な抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｐ３，Ｒｐ４によって制御される。４抵抗器構成の抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｐ３，Ｒｐ４は、例えば中断または短絡によって１つの抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｐ３，Ｒｐ４が故障した場合にも許容されない状況が生じることがないことを保証する。さらに、現在の安全な半導体回路のスリープ電流要求を損なうことなしに、例えば１００ｋΩよりも小さく、湿気に対する耐性のある極めてロバストな設計を保持して、抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｐ３，Ｒｐ４を寸法決めすることが可能である。

ジャンプスタート条件下において許容されない電圧がトランジスタＴ＿Ｄ２を損傷しないことを保証するために、例えば１８Ｖのクランプ電圧を有するゲートクランプダイオードＺＤ２が設けられている。標準の信号ＭＯＳＦＥＴに２０Ｖを超えるゲート電圧を加えてはならないので、ゲートクランプダイオードＺＤ２は不可欠である。この場合、それぞれのクランプ構造は、一般にＭＯＳＦＥＴに組み込まれているが、しかしながら付加的に、ここではダイオードＺＤ２の形式で外部に冗長に設けられていることが望ましい。スリープ時に装置１０２のスリープ電流に影響が及ぼされることはない。なぜなら、車両が駐車されている（作動していない）場合には車両電圧（ＫＬ３０）はジェネレータによってではなく、車両電池２２２によって供給されるからである。しかしながら、この電圧は鉛蓄電池の場合には、一般に１３．８Ｖを超えることはなく、したがって、クランプ電流がダイオードＺＤ２に放出されることはない。

作動時（エアバッグ作動時）には、エネルギー蓄積電圧が３３Ｖ、および有効なプルアップ抵抗がＲｐ１││Ｒｐ３＝４２．８５ｋΩ、およびＲｐ２││Ｒｐ４＝４３．２５ｋΩ＝合計で８６．１ｋΩの場合に、エネルギー蓄積装置１１６からＩＲｐ≦［３３Ｖ（ＶＥＲ）−１８Ｖ（ＺＤ２）］／８６．１ｋ＝０．１７４ｍＡのための静的電流消費に伴うＰ＿ＳＶＲ＝ｈｉｇｈＺ／ｌｏｗによるパッシブまたはアクティブなロックが考慮される。

プルアップ抵抗器Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｐ３，Ｒｐ４によって制御されるトランジスタＴ＿Ｄ２は、抵抗器Ｒｂ２，Ｒｂ２＿１を介してＰＮＰバイポーラゲート・ソーストランジスタＴ＿Ｄ１においてエミッタベース電流を可能にする。

トランジスタＴ＿Ｄ１は、エミッタ・コレクタ経路を介してパワーＮＭＯＳトランジスタＴ＿ｐを遮断する役割を果たす。

１つの抵抗器Ｒｂ２，Ｒｂ２＿１が遮断された場合に依然として確実にトランジスタＴ＿Ｄ１を制御し、パワー＿ＮＭＯＳトランジスタＴ＿ｐをアクティブにロックするために２つのベース抵抗器Ｒｂ２，Ｒｂ２＿１が使用されている。

さらに、製造時に２つの異なるテープから実装するために、抵抗器Ｒｂ２，Ｒｂ２＿１は構成が異なっていてもよい。これにより、安全性に関連した影響またはシステム上の影響を及ぼすことなしに、製造時のエラー（誤ったテープなど）に対するロバスト性が高められる。このような方法は、基本的に安全性に関連したこの回路で必要に応じて使用されている（Ｒｐ１≠Ｒｐ３≠Ｒｐ２≠Ｒｐ４；Ｒｇ１≠Ｒｇ２；Ｒｖ１≠Ｒｖ２；Ｒｂ２≠Ｒｂ２＿１）。

抵抗器Ｒｃは、装置１０２の衝突時またはテスト時にトランジスタＴ＿Ｄ１のエミッタベース経路を除去することによって素早い制御を行う役割を果たす。

装置１０２に直接に供給されるエネルギー蓄積装置１１６の電圧ＶＥＲは、抵抗器Ｒｖ１，Ｒｖ２およびツェナーダイオードＺＤ１を介して所望の制限値、例えば２７Ｖまでクランプされる。分離トランジスタＴ＿ｋｏｐおよびダイオードＤ１を介してこの電圧は反作用なしに、少なくとも実質的に反作用なしに、極性反転保護されて、衝突時またはテスト時に作動端子１１２に供給される出力電圧のための制限基準値として装置１０２に供給される。ツェナーダイオードＺＤ１のクランプ電圧を適切に選択することにより、制御時にそれぞれの所望の電圧ＶＨ＿ｌｉｍを達成することができる。

制御端子１１４で読み取られる制御信号Ｐ＿ＳＶＲ＝Ｈｉｇｈによって、バイポーラトランジスタＴ＿Ｄ３が制御され、ＮＭＯＳ＿ＦＥＴＴ＿Ｄ２がＰＮＰトランジスタＴ＿Ｄ１と同様に遮断される。これによりパワー＿ＮＭＯＳ Ｔ＿ｐには抵抗器Ｒｇ１，Ｒｇ２を介して、制限された電圧ＶＨ＿ｌｉｍが供給される。

抵抗器Ｒｇ１，Ｒｇ２は、装置１０２における接地１１５への短絡もしくは後続の回路１０４における短絡が生じた場合に装置１０２の遮断状態で電圧ＶＨ＿ｌｉｍの電流を制限するための役割を果たす。冗長性により、いずれか一方の抵抗器Ｒｇ１，Ｒｇ２の短絡時にもこの機能が保証される。

キャパシタンスＣｇ１，Ｃｇ２は、例えば点火回路作動時の極めて大きい電流消費に起因してエネルギー蓄積装置１１６の電圧ＶＥＲが変動した場合に、ゲート電圧変動を防止する。

装置１０２の出力部としての役割を果たす作動端子１１２には、遮断状態で電流制限された電圧が設定され、この電圧は、電圧ＶＨ＿ｌｉｍおよび抵抗器Ｒｇ１，Ｒｇ２，Ｒｂ２，Ｒｂ２＿１の分配比［Ｒｂ２^＊Ｒｂ２＿１／Ｒｂ２＋Ｒｂ２＿１］／｛［Ｒｂ２^＊Ｒｂ２＿１／Ｒｂ２＋Ｒｂ２＿１］＋Ｒｇ１＋Ｒｇ２｝によって形成されている。このことは、テスト目的で、例えば接続されたシステムＡＳＩＣ／ＦＬＩＣにおける電圧ＶＨの電圧測定によって点検することができる。例えば衝突時に装置１０２が制御された場合には、作動端子１１２には作動電圧ＶＨ＜ＶＨ＿ｌｉｍ‐ＶＧｔｈ（ＩＶＨ）が設定される。このこともテスト目的で電圧ＶＨを測定することによって点検することができる。

作動端子１１２における出力キャパシタンスＣｏｕｔ，Ｃｏｕｔ＿１は、一方では、例えば後続のＦＬＩＣハイサイド出力部のエネルギーを制限された大電流テストのために用いられ、他方では電圧ＶＨに結合される過渡電流を抑制するために用いられる。ダイオードＤｏｕｔは、例えばレイアウトインダクタンスなどの誘導電流ピークの還流のために用いられる。一実施例によれば、ダイオードＤｏｕｔはショットキ−ダイオードとして構成されている。

装置１０２は、スリープ状態におけるリーク電流が極めて小さいにことよって優れている。さらに一実施例によれば、装置１０２の信頼性および安全性を高めるために、特定の多様な冗長構成要素、例えば抵抗器の使用が考慮される。

一実施例によれば、装置１０２は、スリープ‐エアバッグ制御器のために適するように構成されている。すなわち、衝突が生じていない場合には供給端子１１０のクランプ２２０，２２４に持続的な供給が行われた場合にも１６．５Ｖまでは電流が消費されない（＜２μＡ＠４０℃）。

一実施例によれば、装置１０２では通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）が、テスト目的で素子（１１０；２３０；Ｔ＿ｋｏｐ，Ｄ１，Ｒｇ２，Ｒｇ１，Ｔ＿Ｄ１、およびＶＨ）の間に所定の高インピーダンスの接続を準備するように構成されている。

一実施例によれば、安全装置１０４における切換プロセスもしくは衝突時に安全装置１０４の点火回路における誘導パルス噴射によって引き起こされた誘導過渡電流を還流させるために、装置１０２は出力部ＶＨに出力保護ダイオード（カソード）を含み、接地端子１１５にアノードを含む。

一実施例によれば、装置１０２の機能はＶＨ電圧の監視によって遮断状態で、すなわち、ＶＨレベル高インピーダンス（Ｐ＿ＳＶＲ＝０またはｈｉｇｈＺ）で次のように点検することができる：
ＶＨ＿ＨＺ≒ＶＨ＿ｌｉｍ^＊（Ｒｂ２＿１││Ｒｂ２）／（Ｒｂ２＿１││Ｒｂ２＋Ｒｇ１＋Ｒｇ２）＋０．１Ｖ‐ＩＶＨ＿ＨＺ^＊（Ｒｂ２＿１││Ｒｂ２）^＊（Ｒｇ１＋Ｒｇ２）／（Ｒｂ２＿１││Ｒｂ２＋Ｒｇ１＋Ｒｇ２）、例えば、ＶＨ＿ｌｉｍ^＊８．５７ｋΩ／９．７８ｋΩ＋０．１−ＩＶＨ＿ＨＺ^＊１．０６ｋΩＩＶＨ＿ＨＺ（衝突がない）平常時の安全装置の供給電流もしくは｜ＶＨ＿ＨＺ＿ＴＥＳＴ（衝突はないが、安全装置１０４のＶＨにおけるテスト電流消費がある）。

一実施例によれば、装置１０２の機能は、ＶＨにおけるテスト電力消費の測定可能な依存性なしに、ＶＨ電圧の監視によって通電状態で、すなわちＶＨレベル低インピーダンス（Ｒ＿ＳＶＲ＝０またはｈｉｇｈＺ）で点検することができる：ＶＨ＿ＬＺ≒ＶＨ＿ｌｉｍ‐ＶＧＳｔｈ＿Ｔ＿Ｐ−０^＊ＩＶＨ＿ＬＺ＿ＴＥＳＴ。

一般に、電圧２２２，２２６は、ジェネレータによりバッファ処理される車両電池によって形成される。この場合、端子１５／１５Ｒはスイッチによって印加される。このような一実施例によれば、それぞれのスイッチは、素子２２６を端子２２４に接続する回路内に、例えば素子２２６と図３に示したダイオードとの間に配置されている。

実施例が、第１の特徴と第２の特徴との間に「および／または」の接続詞を含む場合には、この実施例は、ある実施形態では第１の特徴および第２の特徴の両方を備えており、別の実施形態では第１の特徴のみ、または第２の特徴のみを備えていると読み取られるべきである。

１００ 車両
１０２ 装置
１０４ 安全装置
１００；２２０，２２４，２２８，２３０ 供給端子
１１２ 作動端子
１１４ 制御端子
１１５ 接地、接地端子、供給電圧電位
Ｃｇ１，Ｃｇ２ コンデンサ
Ｄ１ ダイオード
Ｐ＿ＳＶＲ 制御信号
Ｒｂ１，Ｒｂ２，Ｒｂ３，Ｒｂ４ 抵抗器
Ｒｂ，Ｒｂ２＿１ 第２抵抗器
Ｒｃ 抵抗器
Ｒｖ１，Ｒｖ２ 第４抵抗器
Ｔ＿Ｄ１ 第１制御スイッチ
Ｔ＿Ｄ２ 第２制御スイッチ
Ｔ＿Ｄ３ 第３制御スイッチ
Ｔ＿ｋｏｐ リミットスイッチ
Ｔ＿ｐ 通電スイッチ
ＶＨ 作動電圧
ＺＤ１ ツェナーダイオード
２０１ 印加するステップ
２０３ 供給するステップ

Claims (15)

1. 車両（１００）のための安全装置（１０４）に、作動電圧（ＶＨ）、特に制限された切換可能な（高／低インピーダンス）点火ハイサイド供給電圧を供給するための装置（１０２）において、該装置（１０２）が、
   第１供給電圧電位を印加するための供給端子（１１０；２２０，２２４，２２８，２３０）、作動電圧（ＶＨ）を出力するための出力部の形式の作動端子（１１２）、制御信号（Ｐ＿ＳＶＲ）を読み取るための制御端子（１１４）、および第２供給電位のための接地端子（１１５）と、
   制御入力部を備える通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）であって、通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）が、供給端子（１１０；２２０，２２４，２２８，２３０）と作動端子（１１２）との間に接続されており、制御入力部に第１の信号レベルが印可された場合に供給端子（１１０；２２０，２２４，２２８）と作動端子（１１２）との間に導電接続、特に低インピーダンスの接続を準備し、制御入力部に第２信号レベルが印可された場合に供給端子（１１０；２２０，２２４，２２８，２３０）と作動端子（１１２）との間の導電接続を遮断するように構成されている通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）と、
   第１端子、第２端子、および制御入力部を備える第１制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ１）であって、第１端子が通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）の制御入力部に接続されており、第２端子が作動端子（１１２）に接続されており、制御入力部が第１抵抗器（Ｒｃ）を介して通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）の制御入力部に接続されている第１制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ１）と、
   第１端子、第２端子、および制御入力部を備える第２制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ２）であって、第１端子が少なくとも１つの第２抵抗器（Ｒｂ２，Ｒｂ２＿１）を介して第１制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ１）の制御入力部に接続されており、第２端子が第２供給電圧電位（１１５）に接続されており、制御入力部が少なくとも１つの第３抵抗器（Ｒｐ１，Ｒｐ２，Ｒｐ３，Ｒｐ４）を介して供給端子（１１０；２２０，２２４，２２８）に接続されており、ダイオード（ＺＤ２）を介して第２供給電圧電位（１１５）に接続されている第２制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ２）と、
   第１端子、第２端子、および制御入力部を備える第３制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ３）であって、第１端子が第２制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ２）の制御入力部に接続されており、第２端子が第２供給電圧電位（１１５）に接続されており、制御入力部が制御端子（１１４）に接続されている第３制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ３）と、
   を備える作動電圧（ＶＨ）を供給するための装置（１０２）。
2. 請求項１に記載の装置（１０２）において、
   制御端子（１１４）によって読み取られた制御信号（Ｐ＿ＳＶＲ）（Ｈｉｇｈ）に応答して第３制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ３）が閉じられている場合に、第２制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ２）が開かれており、通電されていないように構成されている装置（１０２）。
3. 請求項１または２に記載の装置（１０２）において、
   該装置が、並列に接続された２つの第２抵抗器（Ｒｂ２，Ｒｂ２＿１）を備える装置（１０２）。
4. 請求項１〜３までのいずれか一項に記載の装置（１０２）において、
   該装置が、並列に接続された第１抵抗器対（Ｒｐ１，Ｒｐ３）および並列に接続された第２抵抗器対（Ｒｐ２，Ｒｐ４）からなる直列回路を備える装置（１０２）。
5. 請求項１〜４までのいずれか一項に記載の装置（１０２）において、
   該装置が、第１端子、第２端子、および制御入力部を有するリミットスイッチ（Ｔ＿ｋｏｐ）を備え、第１端子が供給端子（１１０；２３０）に接続されており、第２端子が通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）の制御入力部に接続されており、制御入力部が、少なくとも１つの第４抵抗器（Ｒｖ１，Ｒｖ２）を介して供給端子（１１０；２３０）に接続されており、ダイオード（ＺＤ１）を介して第２供給電圧電位（１１５）に接続されている装置（１０２）。
6. 請求項１〜５までのいずれか一項に記載の装置（１０２）において、
   スイッチ（Ｔ＿ｐ，Ｔ＿Ｄ１，Ｔ＿Ｄ２，Ｔ＿Ｄ３）がトランジスタとして構成されている装置（１０２）。
7. 請求項１〜６までのいずれか一項に記載の装置（１０２）において、
   通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）がパワーＭＯＳトランジスタとして構成されており、および／または第１制御スイッチ（Ｔ＿Ｄ１）がバイポーラトランジスタとして構成されており、および／または第２制御スイッチＴ＿Ｄ２がＮＭＯＳトランジスタとして構成されている装置（１０２）。
8. 請求項１〜７までのいずれか一項に記載の装置（１０２）において、
   該装置（１０２）が、スリープ‐エアバッグ制御器のために適するように構成されている装置（１０２）。
9. 請求項１〜８までのいずれか一項に記載の装置（１０２）において、
   通電スイッチ（Ｔ＿ｐ）が、テスト目的で素子（１１０；２３０；Ｔ＿ｋｏｐ，Ｄ１，Ｒｇ２，Ｒｇ１，Ｔ＿Ｄ１、およびＶＨ）の間の所定の高インピーダンスの接続を準備するように構成されている装置（１０２）。
10. 請求項１〜９までのいずれか一項に記載の装置（１０２）において、
    安全装置（１０４）における切換プロセスおよび／または衝突時に安全装置（１０４）の点火回路における誘導パルス噴射によって引き起こされた誘導過渡電流を還流させるために、作動端子（１１２）にカソードを有し、接地端子（１１５）にアノードを有する出力保護ダイオードを備える装置（１０２）。
11. 車両（１００）のための安全装置において、該安全装置が、
    請求項１〜１０までのいずれか一項に記載の装置（１０２）と、
    接地端子（１１５）に対する第１供給電圧電位として電池電圧を供給端子（１１０；２２０）に供給するために、装置（１０２）の供給端子（１１０；２２０，２２４）および接地端子（１１５）に切換式または持続的に接続されている少なくとも１つの車両電池（２２２，２２６）と、
    接地端子（１１５）に対する第２供給電圧電位として蓄積電圧を供給端子（１１０；２２８，２３０）に供給するために、装置（１０２）の供給端子（１１０；２２８，２３０）および接地端子（１１５）に接続されているエネルギー蓄積装置（１１６）と、
    衝突時に低インピーダンスに切り換えられ、制限された点火ハイサイド供給電圧（ＶＨ）によって点火電流を供給されるように装置（１０２）の作動端子（１１２）に接続された安全装置（１０４）と、
    を備える車両（１００）のための安全装置。
12. 請求項１１に記載の安全装置において、
    該安全装置（１０４）が、乗員保護手段である安全装置。
13. 請求項１１または１２に記載の安全装置において、
    該安全装置が、少なくとも１つの車両電池（２２２，２２６）を備え、該車両電池が、接地端子（１１５）に対する第１供給電圧電位として電池電圧を供給端子（１１０；２２０，２２４）に供給するために、持続的な供給部として供給端子（１１０；２２０）に接続されており、切換式の供給部として装置（１０２）の供給端子（１１０；２２４）および接地端子（１１５）に接続されている安全装置。
14. 請求項１〜１０までのいずれか一項に記載の装置（１０２）を使用して車両（１００）のための安全装置（１０４）に作動電圧（ＶＨ）を供給する方法において、
    持続的な接地端子（１１５）を備える装置（１０２）の供給端子（１１０；２２０，２２４，２２８）に、固定された接地基準点を有する供給電圧を印加するステップ（２０１）と、
    装置（１０２）の制御端子（１１４）に制御信号（Ｐ＿ＳＶＲ）を供給するステップ（２０１）と、
    を含む方法。
15. 請求項１４に記載の方法において、
    印加するステップ（２０１）で、持続的な接地端子（１１５）を備える装置（１０２）の供給端子（１１０；２２０，２２４，２２８，２３０）に、固定された接地基準点を有する供給電圧を印可する方法。

Images