JP5015924B2 - 乗員保護手段のための制御機器 - Google Patents

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Description

本発明は独立請求項の上位概念による乗員保護手段のための制御機器に関している。
背景技術
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19517698号明細書からはアウタルキー期間(自給自足期間)を求めるための方法が公知である。ここでは次のような方法が実施されている。すなわち、危機的条件下で稼働するセーフティシステム(以下ではセーフティクリティカルシステムとも称する)の遮断後にアウタルキー期間の終了が検出され、アウタルキー期間の経過後にまだ利用可能なトリガスタンバイ期間が求められ(このトリガスタンバイ期間の間は補助電源によってシステムをまだトリガスタンバイ状態に維持可能である)、セーフティクリティカルシステムのスイッチオンのもとで、最後の作動時間中に有効なアウタルキー期間と、最後のスイッチオフの後に求められたまだ可用なトリガスタンバイ状態とから、目下の作動時間に有効なアウタルキー期間が求められている。しかしながらその他にここで求められた電流消費や給電電圧もここでは利用可能である。
発明の利点
それに対して本願の独立請求項の特徴部分に記載されている本発明による乗員保護手段のための制御機器は次のような利点を有している。すなわち制御機器がスイッチオフ過程の際に少なくとも1つの測定値を監視し、それに依存して信号を形成している。この場合この信号に基づいて制御機器による評価が行われ、これはアウタルキーモード、すなわち自給自足モードの特徴を備えている。それにより早期時点で既にエラーが識別でき、総合的には制御機器の確実な機能がアウタルキー(自給自足)モードにおいて保証される。信号としては例えば駆動信号、カウンタ値、記憶値、比較結果値または測定値自体も対象となる。
本発明による制御機器は、接続されている外部センサも含めて給電システムの統合性の監視を保証し、このシステムは制御機器と、接続されているセンサと、乗員保護手段からなり、実際の自給自足モードにおいても所望の期間に亘ってシステムリセットのような障害を伴わずにフル機能の発揮が維持される。
このようなことを達成するためには、主要なシステム特徴が必要とされる。第1の特徴は外部バッテリー電圧UBと内部電圧VZPの間の逆極性保護手段(Verpolschutz)である。内部電圧は通常モードにおいてはバッテリー電圧UBから生成されるが、アウタルキーモード、すなわち自給自足モードにおいてはエネルギー蓄積部、例えばDC/DCダウンコンバーターによって準備され得る。
この制御機器は自給自足モードにおいて搭載電源網へのエネルギーの流出を阻止する。特にアースへの短絡を有しているケースでは要注意である。それ故に自給自足モードにおけるシステム給電部の統合性に関する検査は有利には、バッテリー電圧UBが最小閾値UBoff(例えば5V)を下回ると直ちに制御機器のあらゆるスイッチオフのもとでのバッテリー電圧UBと内部電圧VZPの最初の測定によって開始される。測定実施のための前提条件は作動準備システムの充電エネルギーの蓄積である。この測定は逆極性保護ダイオードの阻止性を確認する。なぜなら内部電圧VZPはバッテリー電圧UBよりも高くあるべきものだからである。
第2の特徴は双方向DC/DCスイッチングダウンコンバーターである。このコンバータはマイクロコントローラμCに依存することなく、内部電圧VZPが過度に低い場合において閾値VZP_minを下回った場合には、エネルギー蓄積部からエネルギーを給電電圧VZPへ供給する。この非依存性は、流動的に現れるシステムリセットと、通常のスイッチオフによって引き起こされる自給自足状態との間の明確な区別を可能にしている。以下の明細書ではスイッチングコンバータの作動形式に応じて、例えばこのスイッチングコンバータがエネルギー蓄積電圧から内部電圧へ置き換える場合にはダウンコンバータとも称するようにする。この場合はスイッチングコンバータが通常作動モードにおいてバッテリー電圧ないしは内部電圧をエネルギー蓄積部の充電のためにアップコンバートする。
システムがスタンバイ状態に達するとこのことが警告情報の解消、例えば警報ランプのスイッチオフによってシグナリングされ、そしてこのことが充電エネルギーの蓄積によって特徴付けられる。このアナログ特性量は分圧器を介してマイクロコントローラμCに監視のために供給される。このアナログ特性量はまずアナログ/デジタルコンバータを用いてデジタル特性量に変換される。規則的なシステムスタートの後で、所定の期間後にある帯域の維持のもとでエネルギー蓄積電圧の監視が開始される。それはマイクロコントローラμCのソフトウエアの固定のパラメータとして既知であるか、若しくは付加的にバッテリー電圧に依存して固定的に定められる。さらにシステムのスタートの際にはエネルギー蓄積電圧の最初の測定がマイクロコントローラμCの初期化とリセットトリガの直後に実施される。
システムが蓄積エネルギーの規則的な使用後の自給自足モードによってリセット状態に突入するならば、エネルギー蓄積部における電圧は最小値VERoffを下回ってなければならない。これは主要なシステム電圧を適正に生成するのにもはや十分ではない。それに対してシステムがスタンバイ状態においてエネルギー蓄積が完全である場合には、リセット障害によって停止され、新たにスタートされる。そのためマイクロコントローラμCはエネルギー蓄積電圧VERの最初の測定に基づいてこれが既にVERoffよりも遙かに小さな値を有していることを識別し、それと共に新たなスタート(ウォームスタート)に対する理由を自給自足ケースまたは規則的な遮断ではなく、許容されないリセット、例えば障害によるリセットに定める。
自給自足品質を決定付けるさらなる特徴は、種々のケースにおいて完全に有効利用できるエネルギーを得るための知識である。このことはキャパシタンスや電流消費だけではなく、システムのグローバルな特性を問題にしており、値VERreg_maxから値VERoffまでのエネルギー蓄積電圧VERが利用できることで表されている。
システムがスタンバイ状態に到達すると共に、すなわち全ての初期化テストが終了し、エネルギー蓄積電圧が有効な監視帯域に(21〜28V又は31〜38V)に入ると、アウタルキーテストマーカーがメモリ、例えばEEPROMメモリに書き込まれ("AUTARKIE PRUFBAR"、アウタルキーテストの有効性が準備される。
制御機器の特徴となる要素は既に既知のエネルギー蓄積電圧VERとバッテリー電圧UB並びに内部電圧VZPであり、それらは分圧器を介してマイクロコントローラμCによって把握される。
測定の繰り返しレートはシステムに依存して1〜10msの間にあり、通常は1msである。その他にもアウタルキーモードにおけるVZP電圧制御のために有利にはキャパシタンスCVZPがこのために用いられる。UB<UBoffによって特徴付けられるアウタルキー(自給自足)モードに入ると、VZP<VZPthの下回りと共にDC/DCスイッチングコンバータがマイクロコントローラに依存することなく活動化され、電圧VZP=VZPreg、例えば6.3VがCVZPにおいて生成される。これはエネルギー蓄積部ERからのさらなるシステム給電を請け負う。制御電圧VZPregの維持はエネルギー蓄積部の放電の増加に伴って終りに近づく。
エネルギー供給電圧VERと同じパターン(例えば1〜10ms)の電圧VZPの周期的測定によって、内部電圧VZPにおける安定した制御の終末がVZP=VZPreg_min(例えば6.0V)の到達によって(この場合VZPregoff=5.8V)識別される。この測定パターンにおいて同じように測定される時点vzpregoffでの電圧VER=veroffは、ここにおいてまだ確実に記憶可能な最後の測定値としてEEPROMへ書き込まれる。このEEPROMへの書込過程は約1〜10ms継続する。システムの新たなスタートの際にはマイクロコントローラμCの初期化とリセットトリガの直後に電圧VERoffと、エネルギー蓄積計算に対する前提として受け入れられる所定の下方の有効なエネルギー蓄積電圧veroff_soll(これはシステムにとってパラメータとして既知のものである)との比較が実施される。
VERoff<VERoff_sollならば、最後の自給自足要求の際の所要のシステム特性が通常は制御機器の通常のスイッチオフを完全に満たす。
しかしながらVERoff<VERoff_sollでないなら、例えばveroff_FZ(欠陥のあるVZPアウタルキー制御のためのエラーカウンタ)が値1だけ増分される。計数状態が値n、例えば値3に達すると、システム警報ランプが有利には連続的に駆動される。さらに別の実施例によれば、VERoff_FZエラーカウンタがエラーの検出毎に値1だけ増分され、さらにエラーの未検出毎に値1だけ減分される。さらにこれらの増分と減分の規模や段階もそれぞれ異なった選択が可能である。
システムのスタンバイ状態の到達と共に、すなわち全ての初期化テストが終了し、エネルギー蓄積電圧が有効な監視範囲(21〜28V又は31〜38V)に入ると、有利には最後のアウタルキー要求によって有効な監視と共にEEPROMに書き込まれている値VERoffが識別子("KEIN MESSWERT")によって書き換えられ、次に到来するアウタルキーモードのためのVERoff<VERoff_sollのテストが準備される。
ここでの特徴は、例えばエネルギー蓄積部のキャパシタンスのような個々の特性量の単純な情報をはるかに凌駕する複合的特徴である。
このテストは例えば、
a)DC/DCスイッチングコンバータがその機能を満たした場合、
b)制御キャパシタンスCVPZが存在し,良好な特性を備え(十分なキャパシタンス、小さな内部抵抗ESR)、それによって自給自足モードにおける内部電圧VZPの良好な制御が完璧に可能である場合
c)制御電圧VZPの安定性が有効なVER領域に亘って得られ続けると共にそこから供給すべきさらなる電圧制御器、例えばVZP→VAST1制御器などが得られる場合、
d)内部電圧VZPにおける電流消費が推定される枠内に収まる場合、
に成功とみなされる。
エネルギー蓄積部のキャパシタンス測定やESR測定の他にも例えばここに記載されたアウタルキーモードにおけるシステム(複数の構成要素が接続された制御機器)の統合性検査の際には所定のアウタルキー期間も付加的に検査される。システムがスタンバイ状態に到達すると共に、すなわち全ての初期化テストが終了し、エネルギー蓄積電圧が有効な監視帯域に(21〜28V又は31〜38V)に入ると、アウタルキーテストマーカーがメモリ、例えばEEPROMメモリに書き込まれ("AUTARKIE PRUFBAR"、アウタルキーテストの有効性が準備される。
システムの後続する通常のスイッチオフまたはUB<UBoffによって特徴付けられる実際のアウタルキーモードと共にアウタルキーカウンタがスタートされる。このカウンタが当該システムのパラメータとして既知である所定の値AUTARKIEzeit_minに達すると、エネルギー蓄積電圧VER=VERzundungが測定される。この測定値は限界値VERzundung_minの上方になければならない。この限界値は乗員拘束手段の点火が所要の電流条件のもとで可能となるように選択されている。
電圧VERが値VERzundung_minに達すると、経過しているアウタルキー期間=AUTARKIEzeitzahlerがEEPROMへ記憶される。システムの新たなスタートの際にはリセットトリガと初期化の直後にアウタルキータイムテストマーカーがEEPROMから読み出されて評価される。それが"AUTARKIE PRUFBAR(アウタルキー検査可能)"で立ち上がるならば、記憶されているアウタルキー期間が評価される。AUTARKIEzeit<AUTARKIEzeit_minならば、不揮発性メモリ(EEPROM)のAUTARKIEzeit_Fehlerzahlerが値1だけ増分される。
タイムカウンタが値n(例えば3)に達すると、システム警告ランプが永続的に駆動制御される。それ故に請求項1の趣旨における信号はここではシステム警報ランプの駆動制御である。
さらに別の実施例によれば、AUTARKIEzeit_Fehlerzahler
はエラーの検出毎に値1だけ増分され、エラーの未検出毎に値1だけ減分される。さらにこれらの増分と減分の程度は同じように選択されてもよいし異なるように選択されてもよい。ここではエラーカウンタが請求項1の趣旨における信号である。
統合性に関するアウタルキーのさらに展開される特徴は外部センサに対する通信機能の検査である。システムの後続する通常のスイッチオフまたはUB<UBoffによって特徴付けられる実際のアウタルキーモードと共に通信が限界値VER=VERzundung_minに到達するまでリアルタイムで周期的に継続され検査される。
通信エラーが出現すると、このエラーは不揮発性メモリ(EEPROM)に記憶される。フィルタリングに対してはKommunikations_Fehlerzahler(KOMM_FZ)が利用され、これは通信エラーの出現毎に値1だけ増分される。システムの新たなスタートの際にはリセットトリガと初期化の直後にアウタルキーテストマーカーがEEPROMから読み出されて評価される。それが"AUTARKIE PRUFBAR(自給自足的検査可能)"で立ち上がるならば、記憶されたKOMM_FZが評価される。
カウント状態が値m、例えば値3に達すると、システム警報ランプが永続的に駆動制御され、そうでない場合には減分され得る。
さらなる別の実施例によれば、接続されている外部センサ毎に固有の通信エラーカウンタが採用される。システムの通常状態における通信エラーなのかアウタルキーモードにおける通信エラーなのかを区別するために異なる通信エラーカウンタが用いられてもよい。このことは特に制御機器に接続されているセンサつまりいわゆる周辺機器又は支援機器ののエラーまたは機能の識別を可能にする。というのもこれらのセンサはバッテリー電圧のエラーの際には通信エラーによって危機的状態に陥ることなく、エネルギー蓄積部からエネルギーを供給されるからである。
本発明による制御機器はそれに伴って安全である。なぜならバッテリー電圧の所定の期間の破断若しくは中断のケースにおいてもまだ完全に機能し得るからである。さらにそれと共にこの制御機器はインテリジェンスな機器である。なぜなら、例えばバッテリー電圧の中断やリセットなどのような異なるエラーを区別できるからである。その他にも本発明による制御機器ではバッテリー給電の伴わない実際のケースがエネルギー蓄積部の監視のもとでシミュレートされる。
さらに有利には、内部電圧が過度に低い値を示し、かつバッテリー電圧が正常である場合にも正確に制御機器が機器のエラーを識別する。このようなケースでは制御機器によってエラー信号が生成され、その結果に依存して当該制御機器が欠陥を有していることを例えば光学的または音響的警報でもって知らせる。
さらに有利には制御機器はエネルギー供給部のESRまたはキャパシタンスの測定の他にも、蓄積エネルギーを内部電圧(VZP)における送出されたエネルギーに基づいてさらに評価する。それによりアウタルキーにとって理想的なケースをシミュレートするパラメータが測定され、それと共により良好な制御機器の自給自足性に関する見通しを可能にさせる。
有利には制御機器はアウタルキー期間の経過後に、結果の記憶可能性の限界までさらなるパラメータを監視し、例えば欠陥構成要素の交換による支援を得るために当該制御機器がさらなる自給可能性の乏しさ示しているか否かを確定する。
さらに有利には、制御機器が所定の状態の達成の際に、例えばスイッチオン後の状態においてマーカーを不揮発性メモリにセットし、それと共に規則的アウタルキーケース若しくは通常の少なくとも1つのスイッチオフの監視すべきパラメータに対する標準的な前提条件が定められる。
最後に有利には制御機器がエネルギー蓄積データに依存してメモリに書き込まれる。それにより、エネルギー蓄積部の内部抵抗や電圧やキャパシタンス、並びに特定されたアウタルキー期間終了後のエネルギー供給電圧、有効な最小エネルギー蓄積電圧などに関する後からの分析データが得られる。これらは制御機器の機能性の証明を容易にさせる。
図面
図面には本発明の実施例が示されており、それらの実施例は以下の明細書で詳細に説明する。これらの図面のうち、
図1は、本発明による制御機器のブロック回路図であり、
図2a及び図2bは、エアバックスタンバイのためのフローチャートであり、
図3a及び図3bは、エアバック初期化のためのフローチャートであり、
図4aは、スイッチング変換器のブロック回路図であり、
図4bは、アウタルキー時間識別回路のブロック回路図である。
実施例
これまでの安全性に係わるシステム、例えば乗員保護手段などのための制御機器は、エネルギー蓄積器(例えば電解コンデンサ)の容量を監視していた。この電解コンデンサはアウタルキーモード、すなわち自給時における制御機器の給電のためのエネルギーを準備するために、及び/又は乗員拘束手段の点火(トリガ)のためのエネルギーを準備するために用いられてきた。
しかしながらこのエネルギー蓄積器の監視を用いるだけでは、電圧供給が途絶えた後で制御機器を所定の期間の間確実にフル機能状態に維持することは保証できない。このことは特にコンデンサの容量(キャパシタンス)が単独で測定されている場合に当てはまる。また公知のダウンコンバーターテストでは(この場合は検査のためにエネルギー蓄積器から制御機器固有の給電のための電流を受け取る)、スイッチングレギュレータを用いてエネルギー蓄積器からテストコマンドのためのエネルギーを受け取り、逆極性保護されたエアバック電圧を供給する能力は検査されるが、しかしながらこれは実際の場合を表すようなものではない。
ここでいう実際とは次のような状態である。すなわち、制御機器の給電とこの制御機器から給電される周辺機器の給電が逆極性保護ダイオードを介したバッテリー電圧源のみで行われるのではなく、乗員保護システム自身で行われること、つまり自給自足(アウタルキー)エネルギーによって行われていることを指す。
この状態は例えばクラッシュに起因する破断や過度に低い供給電圧によって特徴付けられる。それ故に制御機器によって自給自足的に識別がなされなければならない。またイグニッションキーによるシステムの典型的なスイッチオフの際にもこの識別手法は自給自足のために実行される。この過程(これは衝突の際に現れる実際のバッテリー破断と一致し得る)の監視と評価は、乗員保護手段の稼働性も保証する。
バッテリー電圧の中断ないし破断による乗員保護手段の制御機器のあらゆる実際の遮断過程は次のことに利用される。すなわち供給システムの実際の作用効果を制御機器の中央マイクロプロセッサによって監視して評価することに利用される。本発明による制御機器は多くの利点を有している。
制御機器内で必要とされる、逆極性保護された電圧の監視は、できるだけ低い所定の限界においてエネルギー蓄積器の電圧を必要な値までダウンコンバートするスイッチングコンバータを適時に活動化させるものでなければならない。この場合に避けなければならないことは、制御機器が十分なエネルギーの蓄積とダウンコンバート(すなわちエネルギー蓄積コンデンサの電圧を制御機器に必要な電圧に変換すること)検査の成功にもかかわらず、デジタル給電部におけるリセットや周辺機器との通信遮断によって停止状態に陥ることである。
それによりアウタルキー(自給自足)状態識別が内部電圧VZPに基づいて実施されることが保証される。さらにスイッチングコンバータの適時作動化と制御機器によって求められる電流の準備が保証される。有利にはここではこれらの過程のもとでダウンコンバータによる電圧VZPの制御(VER→VZP)が、マイクロコントローラμCによる内部電圧VZPの自立的検出を介して行われ、出力電圧の帯域監視によって補足される。この電圧はVZPから導出され、約5Vのアナログ/デジタル電圧が可能である。
全自給自足時間の保証を達成する周辺センサとの通信検査によって、当該システムは給電遮断の伴う衝突時においても周辺センサの評価が明らかに保証できる。乗員拘束手段の点火の伴わない保証された自給自足時間の経過した後のエネルギー蓄積部の電圧検査により次のことが保証される。すなわち電圧の供給効率並びに電流需要が許容偏差内に収まることが保証される。それにより欠陥の際に生じ得る制御機器若しくは周辺機器における許容できない規模の高電流が識別される。本発明の制御機器によれば、その原因が給電電圧の遮断や破断によらないあらゆる種類のリセット過程、例えば電気的な障害や電磁波、湿気などによって出現し得るあらゆるリセット過程を識別することが可能となる。これらのことは、いわゆるウォームリセットがアウタルキー装置のエネルギー蓄積器の取り外しなしで行われるために可能である。
以下の明細書では次のような略語が用いられる。すなわち、
FZ エラーカウンタ
UB_off もはや給電不能となった場合のバッテリー電圧の電圧閾値
VERreg_min 充電されたエネルギー蓄積器の最小制御電圧
VERreg_max 充電されたエネルギー蓄積器の最大制御電圧
VER_zundung_min 目標アウタルキー期間経過後の最小エネルギー蓄積電圧
VERoff_max エネルギー蓄積電圧の最大値(これを下回った場合には制御電圧VZR_regの崩壊(機能障害)につながる)
VZPreg_min アウタルキーモードにおけるVZPの最小制御電圧
VZPreg_min アウタルキーモードにおけるVZPの最大制御電圧
VZPreg_off 制御帯域を逸脱した後のVZPにおける最小電圧(この電圧ではまだ確実なエラー処理が可能であるが、それを下回ると制御機器がRESET状態に入る)
VER_off VZP=VZPreg_offの場合の実エネルギー蓄積電圧
AUTARKIEzeit_min 制御機器のエネルギー供給の最小時間(この場合VER>VER_zundung_minである)
KOMM_FZ 外部センサ等に対する通信用エラーカウンタ
MW 測定値
が用いられている。
図1には本発明による制御機器の第1のブロック回路図が示されている。この制御機器10は、そのケーシング内にマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラμCを有しており、このマイクロコントローラはデータインターフェース、例えばSPI線路SPI1を介してインターフェースモジュールPAS_IFと接続されている。このインターフェースモジュールPAS_IFは外部センサ11のための端子として用いられている。そのような外部センサ11は例えばボンネット領域に配設された加速度センサ、あるいは側方衝突センサ、その他の加速度センサ及び/又は圧力センサであってもよいし、重量センサや乗員着座位置識別センサであってもよい。第2のデータインターフェース、例えばSPI線路SPI2を介してマイクロプロセッサμCは点火段FLICと接続されている。この点火段FLICは乗員拘束手段RHSの点火回路を点火するために用いられる。乗員拘束手段RHSは制御機器10外に設けられている。これはエアバック、ベルトテンショナー及び/又はオーバーロールバーなどである。
スイッチングコンバータ12は独立式の比較装置12aからなっており、この比較装置12aは内部電圧VZPを閾値VZPth(例えば5.2V)と比較しており、この閾値を下回っている場合にはスイッチングコンバータ12bをダウンコンバートモードに切り替える(VZP←→VER)(自給自足モード)。それに対してスイッチングコンバータ12は、エネルギー蓄積コンデンサCERのエネルギーを、制御機器10のエネルギー供給のために失われた又は不十分な電圧UBの代わりに、制御された電圧VZP=VZPreg(例えば6.3V)としてCVZPにて得られるように用いる。制御機器10の給電はVZPから行われる。これはPAS_IFのように直接用いてもよいし別の電圧変換器14を介してもよい。この変換器14は全てのモジュールのデジタル/アナログ供給電圧5V、3.3V、1.8Vを生成している。
マイクロプロセッサμCはレベル整合回路16(最も簡易なケースでは独立型の分圧器、特殊なケースではレベル制限機能とノイズフィルタリング機能を備えた分圧器)を介して電圧UB、VZPを監視し、また電圧VERはこれとは別個の目的のためにマルチチャネルアナログデジタル変換器を介して監視する。
バッテリー電圧UBは通常は制御機器10の給電のために利用される。アノードがUBに接続されている逆極性保護ダイオード13を介して内部電圧VZPは、バッテリー電圧から逆極性保護されて形成されるか、またはアウタルキーモードにおいて、CER、CVZPからなるスイッチングレギュレータ12によってバッテリー供給におけるアースへの短絡から保護されて制御される。
エネルギー蓄積器CERは通常の場合にはFLICに対する点火電流の準備のために用いられる。これに対しては逆極性保護ダイオード17のアノードがエネルギー蓄積器CERに接続され、またこのエネルギー蓄積器CERはスイッチングコンバーター12にも接続されている。ダイオード17のカソードはFLICに接続されている。制御機器10の本来の機能のために必要である多くの個別要素はここでは分かりやすくするために示していない。なぜなら本発明の対象はエネルギーの供給に係わるものだからである。
内部電圧VZPとバッテリー電圧UBの監視によってマイクロプロセッサμCは通常作動モードにおいて逆極性保護ダイオードの存在を通流方向にて識別し得る。
マイクロプロセッサμCによって監視された電圧UBが1〜10msのサンプリングレートの順次連続する複数の測定期間に亘って下方の限界値UBoff(例えば5V)を下回ると、アウタルキーモードに入る必要がある。なぜならそれによって内部電圧VZPも比較装置12aの閾値VZP_th(例えば5.2V)以下に陥るからである。
ここにおいてマイクロプロセッサμCはアウタルキーモードの存在をUB供給側から識別し、このシステムはハードウエアが場合により比較装置12aによってスイッチングコンバータVZP←→VERを適時にダウンコンバートモードに切換へ、VZPにおいて十分に高い制御電圧を形成するためにエネルギー蓄積器CERのエネルギーを受け取ることができることを識別した場合にのみ機能性を維持する。
後続するアウタルキー状態の総合的な検査は次のように実施される。この場合評価は事前に当該システムがその通常の作動状態を達成できる場合に行われ、エネルギー側からはエネルギー蓄積電圧VERが所定の監視帯域、例えば21V〜28V若しくは31V〜38Vにあることによって特徴付けられる。この状況はアウタルキーテストマーカーによって特徴付けられる。これについては不揮発性メモリ15のアウタルキーテストマーカセル に書き込まれる(例えば"AUTARKIE PRUFBAR")。
a)マイクロプロセッサμCはUB<UBoffの条件に基づいてアウタルキーカウンタをスタートさせる。この条件は全ての検査期間中有効でなければならない。電圧UBの測定は例えば1〜10msの繰り返しレートで行われる。
アウタルキーカウンタが、当該システムにとってパラメータとして既知である保証すべき値AUTARKIEzeit_minに到達すると、エネルギー蓄積電圧VER=VERzundungが測定される。この測定値は限界値VERzundung_min(例えば15V)よりも上方になければならない。この限界値は乗員拘束手段の点火が所要の電流条件以下でも可能となるように選択されている。
値VERzundungが後からの評価に対して初期化フェーズにおいて不揮発性メモリ15(EEPROM;これはマイクロプロセッサμCとデータインターフェース、例えばシリアルSPI線路(SPI2)を介して接続されている)に書き込まれる。また発展形態としてアウタルキータイムカウンタの計数状態は、前記電圧VER=VERzundung_minに到達した時に不揮発性メモリ15に書き込まれてもよい。
システムが新たにスタートする際には、リセットのトリガと初期化の直後にアウタルキーテストマーカーがマイクロプロセッサμCによってEEPROMから読み出されて評価される。それが"AUTARKIE PRUFBAR(アウタルキー検査可能)"で立ち上がるならば、記憶されているアウタルキー期間が評価される。AUTARKIEzeit<AUTARKIEzeit_minならば、AUTARKIEzeit_Fehlerzahler(AUTARKIEzeit_FZ)が値1だけ増分される。
タイムカウンタが値n(例えば3)に達すると、システム警告ランプが永続的に駆動制御されるかないしはエラー情報が受信機19を介して信号として標準的車両バス、例えばCANバスに送出される。
別の実施例ではアウタルキータイムエラーカウンタ"AUTARKIEzeit_Fehlerzahler"がエラーの検出毎に値1だけ増分され、エラーの未検出毎に値1だけ減分される。さらに増分と減分の程度が同じように選択されてもよいし異なるように選択されてもよい。同様にエネルギー蓄積電圧VERzundungも評価される。VERzundung<AUTARKIEzeit_minならば、十分でない電圧を介して(VERzundung_FZ)増分される。カウント状態が値m(例えば3)に達すると、システム警告ランプが永続的に駆動され、ないしはエラー情報が標準的な車両バス、例えばCANバスに受信機19を介して送出される。
さらに別の実施例によれば、VERzundung_FZがエラーを検出する毎に値1だけ増分され、エラーが未検出である毎に値1だけ減分されてもよい。さらに増分と減分の段階程度が同じように若しくは異なるように選択されてもよい。
システムが通常の作動状態に達すると、エネルギー側から所定の監視帯域、例えば21V〜28V若しくは31V〜38Vにあるエネルギー蓄積電圧VERによって特徴付けられAUTARKIEzeitとVER_zundungが不揮発性メモリ15内で"KEIN MESSWERT(測定値なし)"が書き込まれる。それによりこのシステムは既に先行時点で書き込まれた検査を次に監視すべきアウタルキーのために実行する。
さらに別の実施例によれば、条件UB<UBoffが全てのアウタルキー期間測定中に維持されなかった場合には、この条件UB<UBoffが測定の中断のために使用されてもよい。なぜならアウタルキーに対する前提が一貫して与えられなかったからである。"Autarkiezeit nicht prufbar(アウタルキー期間の検査不能)"を伴うアウタルキータイムテストマーカーのメモリ15への書き込みにより、測定中断が表される。
b)アウタルキー状態UB<UBoffによってトリガされると、外部センサ11(加速度センサ、圧力センサなど)への通信が1−nのチャネルインタフェースを介して限界値VER<VERzundung_minの到達までリアルタイムに周期的に継続され検査される。
通信エラーが発生すると、このエラーが不揮発性メモリ15(EEPROM)に書き込まれる。フィルタリングのために通信エラーカウンタ(KOMM_FZ)が不揮発性メモリ15内で形成され、これは通信エラーの出現毎に値1だけ増分される。
さらに別の実施例では接続された外部センサ毎に固有の通信エラーカウンタが導入される。
システムの通常状態での通信エラーか又はアウタルキー状態での通信エラーかを区別するために、種々異なる通信エラーカウンタがファイル(記憶)され得る。このことは特に制御機器に接続されたセンサ(いわゆる周辺センサないし支援センサ)からのエラー又は機能の識別を可能にさせる。というのもこれらのセンサはバッテリー電圧に欠陥がある場合には、このような危機的フェーズにおける通信エラーによって使用不能になることなく、エネルギー蓄積器からエネルギーを供給されるものだからである。システムの新たなスタートの際にはリセットトリガと初期化の直後にアウタルキータイムテストマーカーがマイクロプロセッサμCによってEEPROMから読み出されて評価される。それが"AUTARKIE PRUFBAR(自給自足的検査可能)"で立ち上がるならば、(自給自足モードにおいて)記憶された通信エラーが評価される。例えばKOMM_FZ>3ならば、システム警告ランプが永続的に駆動制御され、ないしはエラー情報が標準的車両バス、例えばCANバスに受信機19を介して送出される。
さらに別の実施例によれば、通信エラーカウンタが評価の後で警報を伴わずに再び減分される。
c)アウタルキー状態UB<UBminによってトリガされると、VZP<VZPthの下回りと共にDC/DCスイッチングコンバータ12がマイクロプロセッサμCにより独立的に活動化され、電圧VZP=VZPreg、例えば6.3VがCVZPにおいて生成され、ERからのさらなるシステム供給が引き継がれる。エネルギー蓄積部の放電の増加と共に制御電圧VZPregの維持が終末に近づく。
レベル整合回路16を介したVERと同じパターン、例えば1〜10msの電圧VZPの周期的な測定により、安定したVZPにおける制御の終了がVZP=VZPreg_off(例えば5.8V)の到達によってマイクロプロセッサμCにより識別される。この測定パターンにおいて同様に測定される時点VZPreg_offの電圧VER=VERoffは、まだ確実に記憶可能な最後の測定値として不揮発性メモリ15(EEPROM)に書き込まれる。このEEPROMに対する書き込み過程は約1〜10ms続く。
その後でシステムの新たなスタートの際にはリセットトリガと初期化の直後にアウタルキータイムテストマーカーがマイクロプロセッサμCによって不揮発性メモリ15(EEPROM)から読み出されて評価される。それが"AUTARKIE NICHT PRUFBAR(アウタルキー検査不可能)"で立ち上がるならば、メモリセルVERoffの検査は何も行われずエラー処理もなされない。
マイクロプロセッサμCはスタンバイ達成のために自身のさらなるプログラム実行を継続する。それが"AUTARKIE PRUFBAR(アウタルキー検査可能)"で立ち上がるならば"メモリセルVERoffの内容がメモリ15から読み出され、予め定められたエネルギー蓄積計算のための前提として受け入れられる下方の利用可能なエネルギー蓄積電圧VERoff_sollと比較される(この電圧はパラメータとしてシステムに既知である)。
VERoff<VERoff_sollならば、最後の自給自足要求の際に求められたシステム特性(通常は制御機器の通常のスイッチオフ)が完全に満たされる。
VERoff<VERoff_sollが満たされない場合には、エラーカウンタ((VERoff_FZ)がエラーを含んだVZP制御をマーキングし、値1だけ増分される。カウンタ状態が値p(例えば3)に達すると、システム警報ランプが永続的に駆動制御されるか又はCANバスを介してこのエラー情報が送出される。さらに別の実施例によれば、VERoff_FZがエラーの検出毎に値1だけ増分され、エラーの未検出毎に値1だけ減分される。さらにこの増分及び減分レベルは異なるように選択されてもよい。
このシステムが自身の通常の作動状態に達すると、エネルギー側からエネルギー蓄積電圧VERが所定の監視帯域、例えば21V〜28V若しくは31V〜38Vにあることによって特徴付けられると、値VERoffが不揮発性メモリ15内で"KEIN MESSWERT(測定値なし)"に書き込まれる。それによりシステムは先行する時点で書き込まれた検査を次に監視すべき自給自足モードで実施する準備を整える。
この特徴も、例えばエネルギー蓄積部のキャパシタンスなどの個々の特性量の簡単な情報を超える複合的な特徴である。この検査は例えば以下に列挙するような場合に成功とみなしてもよい。すなわち、
1)DC/DCスイッチングコンバータがその機能を満たしたとき、
2)制御キャパシタンスCVZPが存在し、品質的に良好な特性(十分なキャパシタンス、小さなESR)を伴い、それによって完全に良好なVZPの制御が自給自足期間において可能であるとき、
3)制御電圧VZPの安定性が、そこから供給されるべきさらなる電圧制御器、例えばVZP→VST1制御器と同じように有効なVER領域に亘って維持されるとき、
4)VZPにおける電流消費が推定される範囲内に留まるとき、である。
d)以下では、自給自足状態への移行の際又はシステムのリセット構造における流動的な障害を引き起こす可能性のある(湿気、EMVなど)その他の状態への移行の際のリセット障害の識別を監視する。
システムの新たなスタートの際にリセットトリガと初期化の直後にアウタルキータイムテストマーカーがマイクロプロセッサμCによって不揮発性メモリ15から読み出されて評価される。それが"AUTARKIE PRUFBAR(自給自足的検査可能)"で立ち上がるならば、エネルギー蓄積電圧VERの瞬時の測定値がシステムパラメータVERoff_minと比較される。
VER>VERoff_minならば、不所望な流動的リセットRESETが出現し、それ以外のときにはシステムがスタンバイされる。このエラー特性は不揮発性メモリ15のウォームリセットエラーカウンタ(WARMreset_FZ)によってカウントされる。このエラーカウンタが値q(例えばq=3)に達すると、警報ランプが永続的に駆動されるかないしはCANバスを介して情報(出現したエラーに関する情報)が送出される。
さらに別の実施例によればこの種のエラーが起こらない場合には、エラーカウンタ(WARMreset_FZ)のスタート時点で減分がなされ得る。
図2のフローチャートではスタンバイ状態に基づく当該制御機器における基本的な制御シーケンスの経過を説明する。
エントリーポイントA(200)ではms毎に周期的方法の実行が開始される。方法ステップ201では瞬時の特性量UB,VZP,VERが測定される。方法ステップ202では所定の帯域に保持されるバッテリー電圧が検査される。許容不能な供給電圧が存在するならば方法ステップ2002において警告ランプが駆動され(示唆mZ、時間制御で述べられ、望みに応じて継続的若しくは一時的に異なる方式のランプ駆動が行われる)、当該方法がエントリーポイントB(205)に引き継がれる。
供給電圧が通常の供給帯域にある(ステップ202が真である)ならば、この方法がステップ203に引き継がれる。VZP<UBが真であるならば、図1中のバッテリー極性保護ダイオード13は通流方向におかれ、方法ステップ204に進む。この方法ステップ204では、値1よりも大きい場合にはエラーなしの理由からエラーカウンタ(Battdiode_FZ)が減分される。さらにエントリB(205)への方法の継続が行われる。方法ステップ203の条件が満たされないときには、方法ステップ2003に進む。ここでは対応するエラーカウンタBattdiode_FZが増分される。さらに方法ステップ2013に進む。そこにおいてBattdiode_FZ>10の条件が満たされる場合、すなわち図1の逆極性保護ダイオード13のフィルタリングされた確実なエラーが存在するときには、方法ステップ2014に引き継がれ、そのように続く方法ステップ2014では警告ランプが駆動され、引き続きエントリB(205)への方法の継続が行われる。
方法ステップ206では所定の帯域に保持されたエネルギー蓄積電圧が検査される。許容できないエネルギー蓄積電圧が存在する場合には、ステップ2006に理由が挙げられており、当該方法はステップ2007に引き継がれる。
ステップ206が真であるならば、制御機器がスタンバイ状態であることが確定される。さらに当該方法は方法ステップ207に進み、そこにおいてメモリセルの内容Autarkie Test_Marker(例えばセル2)(図1の15)が検査される。内容"AUTARKIE NICHT PRUFBAR"が真であるならば、この方法はステップ208に続けられる。ここでは書き込み過程において表示されたセルがデフォルトのセル内容と共に占有されている。この方法は既に到来するアウタルキーモードのために統合化されており、通常はポジション0へのキースイッチの回転によってシステムの通常の遮断が行われる。
エントリポイントC(209)を介して方法ステップ210が続けられる。方法ステップ207が真ではない(すなわちノーの)場合には、当該方法がエントリC(209)に続けられる。なぜなら既にメモリセルの占有が行われているからである。その後方法ステップ210に進む。この方法ステップ210は1msレベルのさらなる方法ステップを含んでいるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。それらの処理の後では新たな方法シーケンスがエントリA(200)において1ms(例えば1ms〜10ms)の周期で正確に行われる。
エネルギー蓄積電圧が目標帯域に存していない後の方法ステップ2007における方法の継続では制御機器給電電圧が検査される。方法ステップ2007が真であるならば、すなわちUBが過度に小さいか存在しない場合には、方法ステップ2017に進み、ここにおいて図1中のダイオード17と点火回路FLIC(FLICS)を介した点火に対するエネルギー蓄積電圧のレベルが不十分であるか否かが検査される。方法ステップ2017が真であるならば、方法ステップ2117に進む。この方法ステップ2117では揮発性のμC_RAM_AUTARKIEzeitzahlerの現下の状態が不揮発性のEEPROMメモリ(図1中の15)の例えばセル4に書き込まれる(このセルにまだ何も生じていない限り)。
方法ステップ2118ではVZP制御電圧がアウタルキーモードにおいて有効な帯域内に存しているか否かが検査される。この方法ステップ2118が真(イエス)であるならば、方法ステップ2218に進む。この方法ステップ2218は1msレベルのさらなる方法ステップを含んでいるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。それらの処理の後では新たな方法シーケンスがエントリA(200)から1ms(例えば1ms〜10ms)の周期で正確に行われる。
前記方法ステップ2118が偽(ノー)であるならば、方法ステップ2119に進み、そこにおいてVZPが(VZP制御の破綻を表す)下方の限界値よりも小さいか否かが検査される。このステップが真(イエス)であるならば、方法ステップ2120に進み、そこにおいて現下のVER測定値(これは限界値VERoffに相応する)が不揮発性EEPROMメモリ(図1中の15)マイクロプロセッサμCによって例えばセル5に書き込まれる(このセルがまだ占有されていない限り)。
そして方法ステップ2121に続けられる。この方法ステップ2121は1msレベルのさらなる方法ステップを含んでいるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。それらの処理の後では新たな方法シーケンスがエントリA(200)から1ms(例えば1ms〜10ms)の周期で正確に行われる。
方法ステップ2119が偽(ノー)であるならば、すなわちVZP電圧が自給自足期間中に過度に大きい場合は、エラー処理のために方法ステップ2219に進められる。
この方法ステップは1msレベルのさらなる方法ステップを含んでいるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。それらの処理の後では新たな方法シーケンスがエントリA(200)から1ms(例えば1ms〜10ms)の周期で正確に行われる。
前記方法ステップ2017が真でない(ノーの)場合、すなわちエネルギー蓄積電圧が既に点火機能のための限界値以下に下がっている場合には、方法ステップ2018に進められる。
ここでは現下のアウタルキー期間=μC_RAM AUTARKIEzeitzahlerの計数状態が、システム内で既知の下方の限界値AUTRKIEZEIT_minに対して検査される。正確に同等な状態が達成されている場合には方法ステップ2028に進む。ここでは目下存在するエネルギー蓄積電圧の測定値VERzundungがマイクロプロセッサμCによりEEPROMの例えばセル3に書き込まれる。それによりエネルギー蓄積電圧が所要のアウタルキー期間の経過後に評価なしでも維持される。
さらに方法ステップ2128に進められる。この方法ステップは1msレベルのさらなる方法ステップを含んでいるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。それらの処理の後では新たな方法シーケンスがエントリA(200)から1ms(例えば1ms〜10ms)の周期で正確に行われる。
方法ステップ2018における条件が満たされない場合、すなわちアウタルキー期間がAUTARKIEZEIT_minと異なる場合には方法ステップ2019に進められる。ここではμCRAMカウンタ、例えばRAMのセル1がアウタルキー期間に対して1ms分増分される。そして方法ステップ2020に進み、ここでは外部センサ等に対する通信エラーの出現が問い合わせされる。エラーが現れている場合には、方法ステップ2120において通信エラーカウンタが不揮発性メモリ(図1中の15)の例えばセル6を増分する。
さらに方法ステップ2121に進められ、この方法ステップは1msレベルのさらなる方法ステップを含んでいるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。それらの処理の後では新たな方法シーケンスがエントリA(200)から1ms(例えば1ms〜10ms)の周期で正確に行われる。
方法ステップ2020において条件が満たされない場合、つまり通信エラーが何も存在していない場合には、方法ステップ2021に進められる。この方法ステップも1msレベルのさらなる方法ステップを含んでいるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。それらの処理の後では新たな方法シーケンスがエントリA(200)から1ms(例えば1ms〜10ms)の周期で正確に行われる。
方法ステップ2007において条件が満たされない場合、すなわちUBに伴う遮断が識別されない場合には、方法ステップ2008に続けられる。ここではさらなるプログラム部分がエネルギー蓄積電圧の監視のために行われ、必要に応じてそれらのエラー処理が実施される。それに続けて方法ステップ2009に進められ、この方法ステップは1msレベルのさらなる方法ステップを含んでいるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。それらの処理の後では新たな方法シーケンスがエントリA(200)から1ms(例えば1ms〜10ms)の周期で正確に行われる。
図3のフローチャートでは初期化状態に基づく当該制御機器における基本的な制御シーケンスの経過を説明する。
方法ステップ300ではアウタルキーテストマーカー、つまりEEPROM(図1中の15)のセル、例えばセル2がマイクロプロセッサμCによって読み出される。その場合に内容"AUTARKIE PRUFBAR"が存在するならば、方法ステップ301に進められる。しかしながら前記内容が含まれていない場合には、方法ステップ3000において初期化フェーズにおけるさらなる課題が実施される。但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。
方法ステップ301においては現下のVER電圧が、 "良好なケース"のためのパラメータとしてシステムに既知の値VERoff_maxよりも小さいか否かが検査される。これにより規則的なアウタルキー期間が先行していたか否かが確定される。方法ステップ301の条件が満たさた場合には、エラーを含んだ流動的なウォームリセットが何も存在していなかったことになり、方法ステップ302に進められる。ここではエラーカウンタ、すなわちウォームリセットエラーをカウントしているエラーカウンタの値が1よりも大きい場合には減分される。
方法ステップ301における条件が満たされない場合には、方法ステップ3001に進められ、ここでは出現したウォームリセットエラーが不揮発性メモリにおいて例えばセル10に加えられる。
方法ステップ3100では、初期化フェーズにおけるさらなる課題が実施される。但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。
方法ステップ303では不揮発性メモリからセルZE3(=VERzundung AUTARKIEzeit=AUTARKIEzeit_min)及びZE4(=AUTARKIEzeit、VER=VERzundung_min)の内容がマイクロプロセッサμCによって読み出される。
それに続いて方法ステップ304では、VERzundungの評価が行われる。VERzundungがシステムに既知のパラメータVERzundung_minよりも小さい場合、すなわちエラーが含まれている場合には、方法ステップ305に進む。ここでは既に設けられたエラーカウンタ、例えばEEPROMセル7が過度に低いVERzundungに対して(=VERzundung_FZ)増分される。
方法ステップ306に進むと、このエラーカウンタの検査が、許容されたフィルター限界、例えば数値3まで行われる。この限界値を上回ると方法ステップ3006において警報ランプの駆動が所要のアウタルキー期間の後の過度に低いVER電圧のために行われる。
さらに方法ステップ3106においてはエントリポイントーAに継続される。方法ステップ304が満たされなかった場合、すなわちエラーを含んだ電圧VERzundungが最小アウタルキー期間の後に存在しない場合には、方法ステップ3004に進む。ここではエラーカウンタVERzundung_FZがEEPROMの例えばZE7において剛性のアップのために減分され、そして当該方法がエントリーポイントAに続けられる。
方法ステップ307では不揮発性メモリからセルZE4の内容(VER=VERzundung_minに対するアウタルキー期間)がマイクロプロセッサμCによって読み出される。そして方法ステップ308に進み続けられ、可能なアウタルキー期間の評価が行われる。AUTARKIEzeitがシステムに公知のパラメータとしてのAUTARKIEzeit_min、よりも小さいならば、すなわちエラーを含んでいる場合には、方法ステップ309が続けられる。ここでは既に構築されているエラーカウンタEEPROMの内容、例えばセル8の内容が、過度に低いアウタルキー期間毎に(=AUTARKIEzeit_FD)増分される。
方法ステップ308において条件が満たされていない場合、すなわちアウタルキーエラーが何も存在しない場合には、方法ステップ3008においてこれまでに経過したアウタルキー期間のエラーの減分が剛性向上のために行われ、エントリーポイントAへの当該方法の継続が行われる。
方法ステップ310ではこのエラーカウンタの許容され得るフィルタ限界値、例えば値3に対する検査が行われる。この限界値を上回った場合には、方法ステップ3010において、所要の最小エネルギー蓄積電圧VERzundung_minに対する過度に短いアウタルキー期間に起因する警報ランプの駆動が行われる。そして方法ステップ3110ではエントリーポイントBへの継続が行われる。
方法ステップ310において条件が満たされなかった場合、すなわちフィルタリングされたアウタルキーエラーが何も存在しなかった場合には、方法ステップ311に進む。この方法ステップ311では、不揮発性メモリからセルZE5の内容(=不安定なVZP制御の際のVERoff ER電圧)がマイクロプロセッサμCによって読み出される。
方法ステップ312ではVERoff電圧の評価が行われる。このVERoff電圧がシステムに既知のパラメータVERoff_maxよりも大きいならば、すなわちエラーが含まれているならば、方法ステップ313に進められる。ここでは不安定なVZP制御に入った場合の過度に高いエネルギー蓄積電圧に対する既存のエラーカウンタ(=VERoff_FZ)が増分される。続いて方法ステップ314においてこのエラーカウンタの許容フィルタ限界値、例えば値3に対する検査が行われる。この限界値を超えている場合には方法ステップ3014において不安定なVZPにおける過度に高いVERoff電圧に起因する警報ランプの駆動が行われる。そして方法ステップ3114ではエントリーポイントCへの継続が行われる。
方法ステップ312において条件が満たされなかった場合、つまりER電圧が十分に低い値まで、電圧VZPにおける制御の問題を伴うことなく使用された場合には、方法ステップ3012において、値1よりも大であるときにエラーカウンタVERoff_FZの減分が行われ、エントリーポイントCへの継続が行われる。
方法ステップ314において条件が満たされなかった場合、すなわちフィルタリングされたアウタルキーエラーが何も存在しなかった場合には方法ステップ315に進められる。この方法ステップ315では不揮発性メモリからセルZE6の内容(=KOMM_FZ,外部センサに対する通信エラーカウンタ)がマイクロプロセッサμCによって読み出される。そして方法ステップ316においてこのエラーカウンタの許容されるフィルタ限界値、例えば値3に対する検査が行われる。この限界値を上回るとそれによって方法ステップ317において不安定なVZPにおける過度に高いVERoff電圧に起因する警報ランプの駆動が行われる。
そして初期化フェーズのさらなる課題が導かれる方法ステップ318に進められる。但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。
方法ステップ316においてKOMM_FZがフィルタ限界値を下回っている場合には、方法ステップ3016においてエラーカウンタが剛性向上のために減分される。そして方法ステップ3116に進められる。ここでは初期化フェーズのさらなる課題が実施されるが、但しそれらは必ずしもここで処理される本発明と共に実行されなければならないものではない。
図4aには図1による集積モジュール内の回路ブロック12a及び12bと14が示されている。双方向スイッチングコンバータVZP←→VERに対しては外部コイルL1が必要とされ、アップコンバータ作動VZP→VERに対しては制御キャパシタンスCERが必要となる。さらに制御キャパシタンスCVZPはアウタルキーモードにおけるダウンコンバータ作動VER→VZPのために必要となる。アナログ/デジタルシステム電圧の生成に対しては電圧VZPからダウンコンバータVZP→VST1によって電圧VST1が生成される。これに対してはコイルL2と制御キャパシタンスCVST1が必要である。
電圧VST1からはリニアレギュレータによって電圧VST2(3.3V)が生成される。これに対しては制御キャパシタンスCVST2が必要である。電圧VST2からはリニアレギュレータによって電圧VST3(1.8V)が生成される。これに対しては制御キャパシタンスCVST3が必要である。双方向スイッチングコンバータVZP←→VERのダウンコンバート方向とアップコンバート方向の制御はアウタルキー識別回路によって実施される。最も簡単なケースでは図4bによる回路が用いられる。
電圧VZPは一方では抵抗400に接続されている、この抵抗400は抵抗402と抵抗401とコンパレータ404の正の入力側に接続している。また抵抗401の別の側はアースに接続されている。抵抗402の別の側はNPNトランジスタ403のコレクタに接続されている。NPNトランジスタ403のベースはトランジスタ405のコレクタに接続されており、また抵抗406の一方の側にも接続している。トランジスタ405の得みったはアースに接続されている。またベースは抵抗408の一方の側に接続している。この抵抗408の別の側はコンパレータ404の出力側に接続している。抵抗406の別の側はIC内部電圧VINTに接続している。コンパレータ404の負の入力側は基準電圧409に接続している。コンパレータ404の正の給電側は内部電圧VINTに接続され、コンパレータ404の負の入力側はアースに接続されている。コンパレータ404の出力側はさらに抵抗407の一方の側に接続されている。この抵抗407の他方の側は内部電圧VINTに接続されている。
電圧VZPが閾値VZPth、例えば5.2Vよりも高い場合には、コンパレータ404の正の入力側における電圧は、コンパレータ404の負の入力側と出力側における電圧よりも大きくなり、抵抗407によってほぼVINT=高出力レベルにおかれる。このことはスイッチングコンバータにおいてアップコンバートモードVZP→VERを引き出す。
電圧VZPが閾値VZPth、例えば5Vよりも下方に低下すると、コンパレータ404の正の入力側における電圧は、負の入力側における電圧よりも小さくなる。コンパレータ404の出力側はアース電位におかれる。それによりトランジスタ405も抵抗408を介してスイッチオフ、すなわち遮断される。
ここにおいてトランジスタ403のベースは抵抗406を介して電流を供給されるようになる。トランジスタT2は導通し、抵抗402を入力側分圧器の抵抗401に対して並列に切り替える。それによりコンパレータ404の正の入力側並びに入力側分圧器の中心点における入力電圧が低下する。すなわちここで形成されたヒステリシスがコンパレータ404の新たなスイッチング状態を安定化させる。その出力電圧は約0Vに維持され、このシステムはアウタルキー(自給自足)状態に入る。コンパレータ404の出力側におけるローレベルはスイッチングコンバータにダウンコンバートモードVER→VZPをシグナリングする。
本発明による制御機器のブロック回路図 エアバックスタンバイのためのフローチャート エアバックスタンバイのためのフローチャート エアバック初期化のためのフローチャート エアバック初期化のためのフローチャート スイッチング変換器のブロック回路図 アウタルキー時間識別回路のブロック回路図
符号の説明
FZ エラーカウンタ
UB_off もはや給電不能となった場合のバッテリー電圧の電圧閾値
VERreg_min 充電されたエネルギー蓄積器の最小制御電圧
VERreg_max 充電されたエネルギー蓄積器の最大制御電圧
VER_zundung_min 目標アウタルキー期間経過後の最小エネルギー蓄積電圧
VERoff_max エネルギー蓄積電圧の最大値(これを下回った場合には制御電圧VZR_regの崩壊(機能障害)につながる)
VZPreg_min アウタルキーモードにおけるVZPの最小制御電圧
VZPreg_min アウタルキーモードにおけるVZPの最大制御電圧
VZPreg_off 制御帯域を逸脱した後のVZPにおける最小電圧(この電圧ではまだ確実なエラー処理が可能であるが、それを下回ると制御機器がRESET状態に入る)
VER_off VZP=VZPreg_offの場合の実エネルギーリザーブ電圧
AUTARKIEzeit_min 制御機器のエネルギー供給最小時間(この場合VER>VER_zundung_minである)
KOMM_FZ 外部センサ等との通信用エラーカウンタ
MW 測定値

Claims (5)

  1. 乗員保護手段のための制御機器であって、
    外部バッテリー電圧(UB)と内部電圧(VZP)の間に、制御機器(10)からのエネルギー流出を避けるために逆極性保護手段(13)を有し
    エネルギー蓄積部(CER)と内部電圧(VZP)の間に双方向スイッチングコンバータ(12a,12b)を有しており、
    前記スイッチングコンバータ(12a,12b)は内部電圧(VZP)に依存してその変換方向を定めている形式の制御機器において、
    前記制御機器(10)がスイッチオフ過程の後で少なくとも1つの測定値(VER)を記録し、
    前記測定値に依存して、当該制御機器(10)の自給自足特性を特徴付ける信号が生成され、さらに少なくとも1つの測定値が、制御機器に接続されている少なくとも1つのセンサ(11)と制御機器(10)の通信のためのエラーカウンタ値であるように構成されていることを特徴とする制御機器。
  2. さらに少なくとも1つの測定値がエネルギー蓄積電圧(VER)も含んでおり、前記制御機器(10)は、スイッチオン過程の後とスイッチオフ過程の後のエネルギー蓄積電圧(VER)を測定し、信号の形成のために、スイッチオフ過程の前に行われたメモリエントリを考慮するように構成されていることを特徴とする、請求項1記載の制御機器。
  3. 前記制御機器(10)は、前記測定値及び/又は前記信号に依存して出力を制御している、請求項1又は2記載の制御機器。
  4. 前記制御機器(10)は、前記測定値に及び/又は前記信号に依存して記憶操作を行っている、請求項1からいずれか1項記載の制御機器。
  5. 前記制御機器(10)は、前記測定値に及び/又は前記信号に依存して少なくとも1つのカウンタを変更している、請求項1から4いずれか1項記載の制御機器。
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