JP6022046B2 - 電圧調整器、および車両の乗員保護手段のための制御器 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項１の種類の統合調整器、特に車両の乗員保護手段のための電圧調整器、および、独立請求項１０の種類の、車両の乗員保護手段を制御するための制御器から出発する。

技術水準から知られている、車両の乗員保護手段を制御するための制御器は、とりわけ、乗員保護システムの作動のために必要なすべての供給電圧を乗員保護システム内部で生成させることを特徴としている。これにより、車両のバッテリー電圧の変動とは関係なく具体的な機能性が与えられるよう保証することができる。使用される電圧調整器はたとえばリニアレギュレータおよび／またはＤＣ／ＤＣ切換えコンバータとして実施され、所定の固定出力電圧（たとえば６．７Ｖ，５．０Ｖ，３．３Ｖ）を他のシステム素子（たとえばマイクロコントローラ、センサ、通信用インターフェイス、ランプドライバー等）に直接給電するために使用することができる。

小電圧調整器（５．０Ｖと３．３Ｖ）の出力電圧は、システムＡＳＩＣ（ＡＳＩＣ：Ａｎｗｅｎｄｕｎｇｓｓｐｅｚｉｆｉｓｃｈｅ Ｉｎｔｅｇｒｉｅｒｔｅ Ｓｃｈａｌｔｕｎｇ：特定用途向けＩＣ）自体によって監視することができ、出力電圧の監視からリセット信号の開放または発動を誘導することができる。リセット信号も乗員保護システムの開放または起動またはリセットのために利用でき、すなわち乗員保護システムが機能しないような安全な状態に置くために利用できる。すなわち乗員保護システムを完全に機能させるには、監視される電圧を使用せねばならず、しかもこれは許容範囲内になければならない。しかしながら、実際の乗員保護システムでは、電圧調整器を非作動状態にさせる可能性、または、電圧調整器の出力信号の監視を無効にする可能性は存在しない。従って、すべての電圧調整器を精確な外部部品と配線接続し、その結果調整電圧を安定にし、その監視が堅実に機能するようにすることが常に必要である。これは、特殊な乗員保護システムでの調整器の出力電圧（たとえば５．０Ｖ）が顧客の要求により全く使用されない場合にも必要である。複数のシステムＡＳＩＣを組み合わせた乗員保護システムの場合も、すべての電圧調整器を必要としないことが可能であるが、乗員保護システムがリセット状態を持続しないことを阻止するには、既存のすべての電圧調整器を精確に配線接続しなければならない。比較可能な、自在に使用可能な乗員保護システム用システムＡＳＩＣも、個々の統合調整器を監視し、リセット信号を生成するために使用する限りにおいては、個々の統合調整器を非作動状態にさせることはできない。

特許文献１には、たとえば車両用乗員保護手段を制御するための制御器および方法が記載されている。記載されている制御器は、乗員保護手段を制御するための入力電圧を変換する給電素子を含んでいる。車両供給電圧と給電素子の入力電圧との間に、入力電圧を所定の第１の値に制限する電圧調整器が接続されている。電圧調整器の上流側には、車両供給電圧に依存して電圧調整器をオフにするオフ回路が接続されている。オフ回路は車両供給電圧を第２の値に対しチェックし、この第２の値を越えているときには電圧調整器をオフにする。

独国特許出願公開第１０２００９０４７４８０Ａ１号明細書

これに対して、独立請求項１の構成を備えた、車両の乗員保護手段のための本発明による統合調整器と、独立請求項１０の構成を備えた、このような統合調整器を有する乗員保護手段を制御するための対応する制御器とには、乗員保護システムの個々の統合調整器を、好ましくは電圧調整器を、非作動状態にさせ得るという利点がある。これにより、対応する出力信号の対応する監視および出力信号監視による乗員保護システム用リセット信号の生成に対する影響をも有利な態様でカットオフすることができる。さらに、オフまたは非作動状態にさせる統合調整器を外部部品と配線接続させる必要がなく、その結果部品コストを低減させることができる。本発明による統合調整器のオフまたは非作動状態化は、たとえば適宜制御される別個のコンフィギュレーションピンを介して行う。また、コンフィギュレーションピンで検知したコンフィギュレーションを記憶し、ソフトウェアによる読み出し命令を介して読み出して確認することができる。

本発明の主旨は、乗員保護システムのシステムＡＳＩＣ内に設けた個々の統合調整器を、その調整信号がシステム全体内でまったく必要なくなる場合に、或いは、他の統合調整器によって提供される場合に、非作動状態またはオフにさせることができる点にある。非作動状態またはオフにされた調整器はたとえば調整容量部、インダクタンス、オーム抵抗器またはダイオードのような外部部品と配線接続する必要がない。従って不必要なコストを回避できる。さらに、オフにされた統合調整器は非許容信号を生成させることができないので、乗員保護システムの頑強性が向上する。これは、統合調整器を起動させて、調整容量部または他の外部部品のみを減らすまたは除去することができるケースである。というのは、この場合強く変動する出力電圧（振動）が生じて、これが乗員保護システムの他の接続部品に影響し得るからである。これはたとえばシステムＡＳＩＣ内部でのオーバーカップリングの原因になり、および、統合調整器はリセット信号の生成のために監視されているのでリセット信号の生成の原因になり得る。他の利点は、本発明による統合調整器の現時点でのコンフィギュレーションをソフトウェア照会を介して確認でき、これにより誤作動した統合調整器または非作動状態にされた統合調整器を検知でき、その結果一義的なエラー分類が可能な点にある。

本発明の実施態様は、入力信号を所定の値を持つ出力信号に変換する調整要素と、該調整要素を制御して前記所定の値を持つ出力信号を生成する制御回路とを備えた統合調整器、特に車両の乗員保護手段のための電圧調整器を提供する。本発明によれば、少なくとも１つのコンフィギュレーション信号を受信して評価し、この評価に依存して前記調整要素を非作動状態にさせるコンフィギュレーション回路が設けられている。

さらに、車両の乗員保護手段を制御するための制御器であって、該制御器内の少なくとも１つの電圧を調整する調整装置を備えた前記制御器が提案される。本発明によれば、調整装置は本発明による少なくとも１つの統合調整器を有している。

従属項に記載した処置および更なる構成により、独立請求項１に記載した車両の乗員保護手段用統合調整器の有利な改善が可能である。

少なくとも１つのコンフィギュレーション信号がピンコンフィギュレーションを用いて生成可能であるのが特に有利である。少なくとも１つのコンフィギュレーション信号のための第１のロジックシグナルレベルを生成するため、対応する接続ピンはアースと固定結合されている。少なくとも１つのコンフィギュレーション信号のための第２のロジックシグナルレベルを生成するため、対応する接続ピンを開いたままにしておく。加えて、統合調整器の内部または外部に配置されるプルアップ回路が、開いたままになっている接続ピンを第２のロジックシグナルレベルへもたらすことができる。このようなプルアップ回路は好ましくはオーム抵抗器を含み、該オーム抵抗器は、好ましくは第２のロジックシグナルレベルを表わす所定の電圧ポテンシャルと結合されている。ピンコンフィギュレーションを介して少なくとも１つのコンフィギュレーション信号を生成することにより、本発明による統合調整器の簡潔でコスト上好ましい実現が可能になるので有利である。制御器内に複数の調整器が統合されている場合には、対応する統合調整器を非作動状態にさせるために、各調整器に対し別個のコンフィギュレーションピンが設けられていてよい。

本発明による統合調整器の有利な構成では、コンフィギュレーション回路は、少なくとも１つのコンフィギュレーション信号を評価するため、該少なくとも１つのコンフィギュレーション信号を参照電圧と比較する比較器を含み得る。比較器は比較に依存して切換え要素を、好ましくは切換えトランジスタを制御して、調整要素を非作動状態またはオフにさせ得る。

本発明による統合調整器の更なる有利な構成では、コンフィギュレーション回路は少なくとも１つのコンフィギュレーション信号の評価をシステム初期化の間に実施し得る。これにより、ソフトウェアプログラミングの場合よりも著しく早く正確な出力信号が提供される。エラー診断を改善するため、コンフィギュレーション回路は検知したコンフィギュレーション（調整要素を非作動状態またはオフにさせる、または、調整要素を起動または動作可能にさせる）をロックし、ステータスメモリにファイルすることができる。検知したコンフィギュレーションをロックすることにより、作動中に生じたエラーによってコンフィギュレーションの変化が生じ得ることを、たとえばＥＭＶ作用によって有利に阻止することができる。

本発明による統合調整器の更なる有利な構成では、制御回路はフィードバック信号に依存して調整要素を制御して、所定の値を持つ出力信号を生成させ得る。フィードバック信号は、所定の分圧比を持つ少なくとも１つの統合分圧器によって出力信号から生成させることができるので有利である。

図面には、本発明の１実施例が図示され、以下に詳細に説明する。図面では、同一または対応する機能を実施する構成部品または要素には同一の参照符号が付してある。

本発明による統合調整器の１実施例を備えた乗員保護手段用制御器の一部分のブロック構成図である。

技術水準から知られている統合電圧調整器は、予め固定して設定される種々の出力電圧を生成させる可能性を提供する。従って、多くの電圧調整器の中で、調整すべき出力電圧の点のみ異なっている種々の実施形態が存在するが、各電圧値に対して別個の調整器を使用しなければならない。また、外部分圧器を適合させることによって出力電圧を可変調整できるようにした電圧調整器もある。この場合には、たとえば１．２Ｖの予め固定して設定される帰還電圧（「フィードバック」電圧）に調整される。このフィードバック電圧は、少なくとも２つの抵抗器を備えた外部分圧器を介して調整器の出力電圧から分割されたものである。この分圧器のバリエーションによって、フィードバック電圧よりも常に大きな調整器の出力電圧を調整することができる。この場合、既存の可変回路は非常にエラーを生じやすいのがほとんどである。外部分圧器抵抗器の１つに個別エラーが生じると、ダイレクトに間違った出力電圧、場合によっては有害な出力電圧を生じさせるかもしれない。エラーの検知はほとんどの場合困難である。というのは、調整器自体が、不正確な過大または過小な抵抗値と意識的に選定された過大または過小な抵抗値との間の区別をできないからである。

唯一の図からわかるように、本発明による統合調整器１０の図示した実施例は、車両の乗員保護手段のための電圧調整器として実施されており、入力信号Ｖ_ｉｎを所定の値を持つ出力信号Ｖ_ｏｕｔに変換する調整要素Ｔと、該調整要素Ｔをフィードバック信号Ｖ_ＦＢに依存して制御することで、所定の値を持つ出力信号Ｖ_ｏｕｔを生成させる制御回路１２とを含んでいる。本発明によれば、少なくとも１つのコンフィギュレーション信号ＣＦを受信して評価し、この評価に依存して調整要素Ｔを非作動状態またはオフにするコンフィギュレーション回路１４が設けられている。

唯一の図からさらにわかるように、統合分圧器１８は、所定の分圧比Ｒ１／Ｒ２を有する２つの抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ２１でもって、出力信号Ｖ_ｏｕｔからフィードバック信号Ｖ_ＦＢを生成させる。

唯一の図からさらにわかるように、図示した実施例では、統合調整器１０は、ＡＳＩＣ素子（ＡＳＩＣ：Ａｎｗｅｎｄｕｎｇｓｓｐｅｚｉｆｉｓｃｈｅ Ｉｎｔｅｇｒｉｅｒｔｅ Ｓｃｈａｌｔｕｎｇ ： 特定用途向けＩＣ）として実施され、乗員保護手段用制御器１内の調整装置３の一部分である。図示した実施例では、統合調整器１０は、コンフィギュレーションピンＫ１と、入力信号Ｖ_ｉｎが印加される入力ピンと、出力信号Ｖ_ｏｕｔを出力するための出力ピンとを含み、該出力ピンには外部配線部５が設けられ、該外部配線部は、図示した実施例では容量Ｃを含んでいる。これに加えて、または、これとは択一的に、外部配線部５は、たとえばインダクタンス、オーム抵抗器、またはダイオードのような別の外部部品または更なる外部部品を有していてよい。しかし、これとは択一的に、本発明による調整器１０は乗員保護システムの制御器１のシステムＡＳＩＣ素子（ＡＳＩＣ：Ａｎｗｅｎｄｕｎｇｓｓｐｅｚｉｆｉｓｃｈｅ Ｉｎｔｅｇｒｉｅｒｔｅ Ｓｃｈａｌｔｕｎｇ ： 特定用途向けＩＣ）に統合されていてもよい。

電圧調整器として実施されている本発明による調整器１０は、調整要素Ｔを非作動またはオフにさせる可能性、或いは、調整要素Ｔを起動または動作可能にさせる可能性を提供する。所望のコンフィギュレーションの選択は、コンフィギュレーションピンＫ１を介して行う。コンフィギュレーションピンＫ１のステータスは、コンフィギュレーションピンＫ１をアースに外部短絡することによって実現されるロジックローレベル（Ｌ）であるか、或いは、コンフィギュレーションピンＫ１を開くことによって実現されるロジックハイレベル（Ｈ）のいずれかである。図示した実施例では、統合調整器１０の内部に配置されているプルアップ回路１１が開いたままになっているコンフィギュレーションピンＫ１をロジックハイレベル（Ｈ）へもたらす。プルアップ回路１１はプルアップ抵抗器Ｒ_ｐｕを含み、プルアップ抵抗器は、接続部でもって対応するコンフィギュレーションピンＫ１と接続されているとともに、他の接続部でもってプルアップ電圧Ｖ_ｐｕと接続され、プルアップ電圧のレベルはロジックハイレベル（Ｈ）に略相当している。コンフィギュレーションピンＫ１のレベルは、コンフィギュレーション信号ＣＦとしてコンフィギュレーション回路１４によって読み取られて評価される。その際ステータスの検知は、たとえばコンフィギュレーション信号ＣＦを参照電圧Ｖ_ｒｅｆと比較する電圧比較器１４．１を用いて行う。図示した実施例では、調整要素Ｔを非作動状態またはオフにするためにロジックローレベル（Ｌ）を使用し、調整要素Ｔを起動または動作可能にするためにロジックハイレベル（Ｈ）を使用する。

検知したロジックローレベル（Ｌ）は、非作動状態の場合に調整トランジスタＴを持続的に遮断または非作動状態にさせるために利用する。これは、図示した実施例では、コンフィギュレーション回路１４内に配置された切換え要素Ｔ_ｏｆｆによって達成され、該切換え要素は好ましくは電界効果トランジスタとして実施され、インバータ１４．２を介して比較器１４．１によって制御される。切換え要素Ｔ_ｏｆｆは、好ましくは電界効果トランジスタとして実施されている調整要素Ｔの制御入力部をアースへ短絡させ、その結果調整要素Ｔは持続的に非作動状態になる。これによって、作動中に統合調整器１０の安定化および機能のために必要な外部配線部５を省略することができる。図示したリニアレギュレータ１０の場合、外部配線部５として容量Ｃのみが必要である。ＤＣ／ＤＣ切換えコンバータのような、図示していない択一的実施例の場合には、これに加えて、または、これとは択一的に、インダクタンス、オーム抵抗器、およびダイオードも必要な場合がある。検知した統合調整器１０の現時点でのコンフィギュレーションは、適当な記憶手段１６にファイルすることができ、該記憶手段は、図示した実施例では、調整器１０内に統合されている。これとは択一的に、記憶手段１６を調整器１０の外側に位置するように制御器１内に配置してもよい。

制御器１内では、非作動状態になっている調整器１０の出力信号Ｖ_ｏｕｔの監視の停止が行なわれ、その結果非作動状態になっている調整器１０の出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、リセット信号の生成時にはもはや考慮されない。その後、記憶したコンフィギューションをソフトウェアの照会処理によって読み出すことができ、その際エラーが検知されればこれを表示させることができる。コンフィギュレーションピンＫ１でのコンフィギュレーション信号ＣＦの評価と、これに関連した調整要素Ｔの起動または非作動とは、頑強性の理由から、本発明による統合調整器１０の内部の論理回路が十分給電されたときにして、システム全体がリセット信号によって開放される前に、システムの初期化段階の開始時に行なう。コンフィギュレーションピンＫ１でのコンフィギュレーション信号ＣＦの最初の読み込みの後、検知したコンフィギュレーションをロックし、その結果ピンステータスがさらに変化しても調整器１０へ影響しない。従って、制御器１の正常作動時には、たとえばＥＭＶ作用による調整要素Ｔの望ましくない起動または非作動が生じることはありえない。さらに、検知したコンフィギュレーションピンのステータスは、好ましくはレジスタとして実施される記憶手段１６に記憶される。記憶手段１６は、その後作動中にたとえばソフトウェアの照会処理によって読み取られ得る。これによって、間違って検知したステータスを認定することができ、エラー表示を行うことができる。

本発明による統合調整器の図示していない択一的実施形態では、コンフィギュレーションピンでの検知閾値と電圧供給態様とを、図示した実施例とは異なるように実施することができる。本発明による統合調整器の図示した実施例は、内部プルアップ電圧を持つ統合されたプルアップ回路を利用している。これとは択一的に、外部プルアップ回路を設けてもよく、すなわち統合調整器の外側に配置されるプルアップ回路を設けてもよく、対応する外部プルアップ電圧は開いたコンフィギュレーションピンにハイレベル（Ｈ）を生成させるために使用することができる。同様に、異なる論理状態を検知するための異なる電圧レベルも可能であり、たとえばアースＧＮＤへの接続、または、たとえば５．０Ｖ，３．３Ｖ等のような異なる電圧ポテンシャルへの接続も可能である。同様のことは、ロジックハイレベルおよびロジックローレベルに加えてさらに中間レベルを付加的な電圧比較器を用いて検出できる場合に適用される。本発明による統合調整器の実施形態は、たとえばリニアレギュレータまたはＤＣ／ＤＣ切換えコンバータとして実施することができる。

乗員保護システムのシステムＡＳＩＣ内または制御器内には、任意の数量の多数の調整器をオフ可能に実施してよい。

１ 制御器
３ 調整装置
１０ 統合調整器
１１ プルアップ回路
１２ 制御回路
１４ コンフィギュレーション回路
１４．１ 電圧比較器
１６ 記憶手段（ステータスメモリ）
ＣＦ コンフィギュレーション信号
Ｈ ロジックハイレベル（第２のロジックシグナルレベル）
Ｋ１ コンフィギュレーションピン（接続ピン）
Ｌ ロジックローレベル（第１のロジックシグナルレベル）
Ｔ 調整要素
Ｔ_ｏｆｆ 切換えトランジスタ（切換え要素）
Ｖ_ＦＢ フィードバック信号
Ｖ_ｉｎ 入力信号
Ｖ_ｏｕｔ 出力信号
Ｖ_ｒｅｆ 参照電圧

Claims (10)

1. 入力電圧（Ｖ_ｉｎ）を所定の値を持つ出力電圧（Ｖ_ｏｕｔ）に変換する調整トランジスタ（Ｔ）と、該調整トランジスタ（Ｔ）を制御して前記所定の値を持つ出力電圧（Ｖ_ｏｕｔ）を生成する、該調整トランジスタ（Ｔ）を制御するための制御回路（１２）とを備えた、車両の乗員保護手段のための電圧調整器において、
   コンフィギュレーション回路（１４）が少なくとも１つのコンフィギュレーション信号（ＣＦ）を受信して評価し、この評価に依存して前記調整トランジスタ（Ｔ）を非作動状態にさせる
   ことを特徴とする電圧調整器。
2. 前記少なくとも１つのコンフィギュレーション信号（ＣＦ）がピンコンフィギュレーションを用いて生成可能であり、前記少なくとも１つのコンフィギュレーション信号（ＣＦ）のための第１のロジックシグナルレベル（Ｌ）を生成するため、対応する接続ピン（Ｋ１）がアースと固定結合され、前記少なくとも１つのコンフィギュレーション信号（ＣＦ）のための第２のロジックシグナルレベル（Ｈ）を生成するため、対応する接続ピン（Ｋ１）を開いたままにしておく
   ことを特徴とする、請求項１に記載の電圧調整器。
3. 前記電圧調整器（１０）の内部または外部に配置されるプルアップ回路（１１）が、開いたままになっている前記接続ピン（Ｋ１）を前記第２のロジックシグナルレベル（Ｈ）へもたらす
   ことを特徴とする、請求項２に記載の電圧調整器。
4. 前記コンフィギュレーション回路（１４）が、前記少なくとも１つのコンフィギュレーション信号（ＣＦ）を評価するため、該少なくとも１つのコンフィギュレーション信号（ＣＦ）を参照電圧（Ｖ_ｒｅｆ）と比較する比較器（１４．１）を含んでいる
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の電圧調整器。
5. 前記比較器（１４．１）が比較に依存して切換え要素（Ｔ_ｏｆｆ）を制御して、前記調整トランジスタ（Ｔ）を非作動状態にさせる
   ことを特徴とする、請求項４に記載の電圧調整器。
6. 前記コンフィギュレーション回路（１４）が前記少なくとも１つのコンフィギュレーション信号（ＣＦ）の評価をシステム初期化の間に実施する
   ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一つに記載の電圧調整器。
7. 前記コンフィギュレーション回路（１４）が前記少なくとも１つのコンフィギュレーション信号（ＣＦ）の検知したロジック状態をロックし、ステータスメモリ（１６）にファイルする
   ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一つに記載の電圧調整器。
8. 前記制御回路（１２）がフィードバック信号（Ｖ_ＦＢ）に依存して前記調整トランジスタ（Ｔ）を制御して、前記所定の値を持つ前記出力電圧（Ｖ_ｏｕｔ）を生成させる
   ことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一つに記載の電圧調整器。
9. 所定の分圧比（Ｒ１／Ｒ２）を持つ少なくとも１つの統合分圧器（１８）が前記フィードバック信号（Ｖ_ＦＢ）を前記出力電圧（Ｖ_ｏｕｔ）から生成させる
   ことを特徴とする、請求項８に記載の電圧調整器。
10. 車両の乗員保護手段を制御するための制御器であって、該制御器（１）内の少なくとも１つの電圧を調整する調整装置（３）を備えた前記制御器において、
    前記調整装置（３）が、請求項１から９のいずれか一つに記載の少なくとも１つの電圧調整器（１０）を有している
    ことを特徴とする制御器。

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