JP4630342B2 - 乗員保護手段の点火素子に対する制御装置 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は独立請求項の上位概念に記載された集積回路に関する。

独国出願第１００５７９１５号明細書から、乗員保護手段を駆動制御する制御装置が公知である。この制御装置には、プロセッサと、これに並列に接続され、独立してセンサ値を監視するセーフティＩＣとが設けられている。さらに点火素子を駆動する点火終段を備えた点火回路モジュールが存在する。

本発明の利点
本発明の独立請求項の特徴部分に記載された構成を有するケーシングを備えた集積回路は、従来技術に比べて、種々の機能部をケーシング内部の唯一の回路板に配置できるという利点を有する。種々の機能部には、エネルギ供給部、プロセッサを監視するＷａｔｃｈｄｏｇ、プロセッサから独立にセンサ値を監視して点火終段をイネーブルする監視部、および、少なくとも制御装置の外側に配置されたセンサに接続されたインタフェースなどがある。本発明の集積回路はこれらの機能部全てを１つのモジュールとして集積できるので、きわめてコンパクトかつ低コストであって、しかも信頼性が高い。これによりエレクトロニクス材料のコストおよび配線板の必要面積が低減される。必要な素子数を低減できるため、制御装置全体の故障率の低減も期待できる。

従属請求項に記載された手段により、独立請求項に記載された本発明の集積回路の有利な実施形態および実施態様が得られる。

特に有利には、本発明の集積回路は別のセンサおよび／または別の制御装置と通信するための第２のインタフェースを有する。第２のインタフェースは例えばＣＡＮバスインタフェースまたはＫラインとして構成することができる。

特に有利には、Ｗａｔｃｈｄｏｇは３ウェイＷａｔｃｈｄｏｇとして構成されている。すなわち３ウェイＷａｔｃｈｄｏｇは、システムクロックの監視、システムに関連するソフトウェアベースの機能のフローが正確に行われるかどうかの監視、および、システムコンポーネント、例えばメモリまたは他のプロセッサ内部の部品のいわゆるビルドインセルフテストの監視を行う。

また有利には、本発明の集積回路は、自給自足時間（Autarkiezeit）に必要な制御装置のエネルギリザーブ部を充電する機能を有する。

給電電圧部はエネルギリザーブ部の高い電圧に対する直流電圧変換器、すなわち６．７Ｖの給電電圧に対するダウンコンバータと、５Ｖ給電および３．３Ｖ給電に対する電圧制御回路とを有する。有利にはいわゆるリニア形電圧レギュレータが使用される。

また有利には、本発明の集積回路はリセット管理を行うように構成されている。ここでは過電圧、電圧低下またはＷａｔｃｈｄｏｇエラーが発生した場合に、制御装置（例えばマイクロコントローラ）のプロセッサの論理回路をリセットするために、リセット信号が形成される。

さらに有利には、本発明の集積回路は点火終段を有する。これにより唯一の集積回路のみで複数の素子を制御することができる。

図面
本発明の実施例を図示し、以下に詳細に説明する。

図１には本発明の集積回路を備えた制御装置のブロック図が示されている。

実施例の説明
乗員保護手段、例えばエアバッグ、シートベルトテンショナーまたは歩行者保護手段を駆動制御する機能部は制御装置内に電子的なソフトウェアとして実現され、ますますインテリジェント化が進行している。このために種々の回路が用いられる。ただし自動車エレクトロニクスにおいてもコストは重要な要素であり、コストの低減が必要である。

本発明によれば、エネルギ供給、安全性確認およびインタフェースなどの機能を唯一の集積回路にまとめることができる。さらに点火終段も集積回路に集積することができる。安全性確認機能には制御装置内のプロセッサ、有利にはマイクロコントローラの動作を監視し、またマイクロコントローラから独立して加速度信号の評価を行うＷａｔｃｈｄｏｇが含まれる。インタフェース機能としては外部のセンサへ接続されるインタフェースおよびその他の通信インタフェース、例えばＫラインまたはＣＡＮバスが挙げられる。センサへ通じているのは公知の単方向端子、バスインタフェース、特にＬＩＮインタフェースなどである。

図１には制御装置内に配置された本発明の集積回路のブロック図が示されている。破線の囲みにより制御装置が示されている。制御装置内に集積回路１００が存在し、この集積回路にダイオード１０２のカソードが接続されている。ダイオード１０２のカソードの端子は集積回路１００のエネルギ供給部であるブロック１１８に通じている。ブロック１１８はエネルギリザーブ部に対するアップコンバータまたはダウンコンバータと、５Ｖおよび３．３Ｖの電圧用の電圧制御回路に対する電圧変換器とを有する。

さらにブロック１１８はエラー発生時に制御装置を新たにスタートするためのリセット機能を有している。ブロック１１８はアースに通じるコンデンサとしてのエネルギリザーブ部１２２と、制御部１０１とに接続されている。制御部１０１はエネルギリザーブ部１２２を充電し、さらに、トリガケースにおいてエネルギリザーブ部１２２に蓄積されたエネルギを点火終段であるブロック１１９へ供給する。通常、点火電流はつねにエネルギリザーブ部から得られる。これに代えて点火終段１１９を集積回路１００の外部に設けることもできる。またブロック１１９は例えば内部の論理部を駆動するためにブロック１１８からエネルギを受け取ってもよい。

集積回路１００内では、ブロック１１８，１１９間およびブロック１２０，１２３間にシリアルペリフェラルインタフェースＳＰＩが設けられており、このＳＰＩバスを介してデータ通信が行われる。このＳＰＩバス１２１に集積回路の外でＳＰＩバス１０５が接続されている。このＳＰＩバス１０５にはＥＥＰＲＯＭとして構成されたメモリ１０４，マイクロコントローラ１１２およびセンサ１０７〜１１０が接続されている。集積回路１００内ではブロック１２０が安全性確認機能を実行し、センサ１０７〜１１０のセンサ信号を並列に評価する。この評価はマイクロコントローラ１１２での評価と同時に行われ、特にマイクロコントローラ１１２の動作を監視するＷａｔｃｈｄｏｇ機能を果たす。これらの機能は全てＳＰＩバス１２１，１０５を介して行われる。Ｗａｔｃｈｄｏｇは特に、システムクロックの監視、システムに関するソフトウェアベースの機能のフローが正確に行われるかどうかの監視、および、システムコンポーネント、例えばメモリ１０４のビルドインセルフテストの監視を行う。Ｗａｔｃｈｄｏｇは３つの機能を同時に実行するので、３ウェイＷａｔｃｈｄｏｇと称される。ブロック１２３は集積回路１００のインタフェース部である。ブロック１２３は入出力側１１７を介して制御装置の外へ接続されている。特に、ブロック１２３のＫラインインタフェースまたはＬＩＮインタフェースは入出力側１１６を介して外界、例えば車両座席の重量センサに接続されており、入出力側１１４，１１５を介して例えば車両のサイド部および／またはフロント部にアップフロントセンサとして配置された外部の加速度センサに接続されている。こうした外部のセンサのセンサ信号はブロック１２０のセーフティコントローラによりマイクロコントローラ１１２での評価と並列に評価され、目下の状況が真のトリガケースであるか否かが判別される。

マイクロコントローラμＣは、センサ１０７〜１１０および外部センサに対する集積回路１００の入出力側１１４，１１５を介して得られたセンサデータに基づいて、乗員拘束手段のトリガが必要であるか否かを判別する。マイクロコントローラ１１２は状況によって機能エラーを起こすが、この場合にはけっしてエラートリガが生じてはならないので、冗長評価を行う必要があり、この冗長評価がブロック１２０で実現される。ブロック１２０での冗長評価はプロセッサ１１２での評価よりも簡単に実行されうる。ＥＥＰＲＯＭとして構成されたメモリ１０４には、ポストクラッシュ分析に必要なデータが記憶される。必要なデータとして例えばエラーおよび駆動特性値、例えばトリガの際に測定された加速度、トリガ時点、時刻などが挙げられる。図１に示されているように、ブロック１０７はヨーレートセンサＲｏＳｅとして構成されており、ブロック１０８は車両の横方向であるＹ方向および車両の垂直方向であるＺ方向の加速度をセンシングするｙ／ｚセンサとして構成されている。車両の長手方向であるＸ方向の加速度は例えばブロック１０９のｘセンサによって検出される。付加的に、車両の長手方向および横方向の加速度を検出するｘ／ｙセンサ１１０が設けられる。角度を付けて加速度センサを配置することももちろん可能である。プロセッサ１１２はインタフェース１１３，いわゆるＫラインを介して例えば他の制御装置に接続される。Ｋラインとは通信線（Kommunikations-Leitung）を意味する。プロセッサ１１２の出力側は２つのドライバ１１１に接続されている。ドライバ１１１はローサイドスイッチであり、ランプのオンオフおよびディジタル信号の形成のために、信号受信機のプルアップ部として構成されている。

本発明の集積回路１００を備えた制御装置の機能は次のようになっている。
Ａ）ダイオード１０２およびブロック１１８を介してエネルギリザーブ部（コンデンサ）１２２が充電される。またブロック１１８は制御装置用の駆動電圧を形成する。これは制御された駆動電圧５Ｖおよび３．３Ｖである。
Ｂ）入出力側１１４，１１５を介してセンサ１０７〜１１０および外部のセンサのセンサ値が受け取られ、プロセッサ１１２によってセンサ値が評価され、クラッシュが発生したか否かが判別される。ここで、通常、加速度信号は平滑化または積分され、可変または固定の閾値と比較される。
Ｃ）プロセッサによるセンサ値の評価と並列に、セーフティコントローラを備えたブロック１２０によって当該のセンサ値が例えば固定の閾値を上回るかどうかが監視され、真にトリガケースが発生したか否かが判別される。この冗長検査によりマイクロコントローラ１１２の機能エラーが識別される。機能エラーはブロック１２０のWａｔｃｈｄｏｇ機能によっても連続的に監視される。Ｗａｔｃｈｄｏｇ機能として、システムクロックの監視、マイクロコントローラ１１２のソフトウェアベースの機能の監視、すなわち所定の問題をマイクロコントローラに課し、マイクロコントローラが適切に応答できるか否かを判別する監視、および、システムコンポーネント、例えばメモリまたはプロセッサ内部の部品のビルドインセルフテストの監視が挙げられる。
Ｄ）ブロック１２３を介して外部のセンサデータが供給され、また入出力側１１７を介してその他の外部データが供給される。

マイクロコントローラ１１２によってトリガケースが検出され、ブロック１２０でその妥当性が確認されると、点火終段１１９はセーフティコントローラ１２０によって解除され、点火命令がプロセッサ１１２からＳＰＩ線路１０５，１２１を介して点火終段１１９へ伝送され、この点火終段が導通される。こうしてエネルギリザーブ部１２２に蓄積されていたエネルギがブロック１０１を介して点火終段へ供給される。このエネルギが点火素子１０６へ供給され、点火素子が点火される。これにより乗員拘束手段がトリガされる。

図示されている部品のほか、制御装置内に別の部品を配置することもできる。

本発明の集積回路を備えた制御装置のブロック図である。

Claims (3)

1. 乗員保護手段の点火素子（１０６）に対する制御装置であって、
   内部に、複数のセンサ（１０７〜１１０）とプロセッサ（１１２）とケーシングを備えた集積回路（１００）と前記点火素子を点火するためのエネルギを蓄積するコンデンサ（１２２）とを有しており、さらに、外部に配置された少なくとも１つのセンサに接続されている形式のものにおいて、
   前記集積回路は
   前記コンデンサに蓄積されたエネルギを前記点火素子へ出力する少なくとも１つの点火終段（１１９）と、
   前記外部の少なくとも１つのセンサに接続される少なくとも１つの第１のインタフェース（１２３）と、
   前記内部の複数のセンサに接続される少なくとも１つの第２のインタフェース（ＳＰＩ）と、
   前記乗員保護手段のトリガ判別の冗長評価を行うセーフティコントローラ、ならびに、システムクロックの監視、システムに関するソフトウェアベースの機能の監視およびシステムコンポーネントのビルドインセルフテストの監視の３つの機能を同時に実行する３ウェイウォッチドッグとして構成されているウォッチドッグを含むブロック（１２０）と
   を有する
   ことを特徴とする乗員保護手段の点火素子に対する制御装置。
2. 前記集積回路は前記コンデンサを充電するための電圧と当該の制御装置の複数の駆動電圧とを形成する、請求項１記載の乗員保護手段の点火素子に対する制御装置。
3. 当該の集積回路は前記プロセッサのリセット管理を行うように構成されている、請求項１または２記載の乗員保護手段の点火素子に対する制御装置。

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