TW201350370A - 人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的方法與裝置 - Google Patents

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Abstract

一種人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的方法，其中：經由一高側控制電路(100)造成從一能源(ER)到該至少一動作元件(RZP)的第一種連接；及經由一低側控制電路(200)造成該至少一動作元件(RZP)接地的連接，且其中在一觸發過程活化後，將該至少一動作元件(RZP)用的一觸發電流(IZP)調節到一預設之標稱值(NOM)其中：將該觸發電流(IZP)繼續地檢出，並與一預設的第一臨值(SW1)比較，其中將一些第一相(RZP=∞)及一些第二相(RZP=0歐姆)測定；在該些第一相中，在達到標稱值(NOM)後該觸發電流(IZP)低於該第一臨限值(SW1)，在該些第二相中，在低於該第一臨限值(SW1)後，該觸發電流(IZP)再達到該標稱值(NOM)或超過該標稱值，且其中將該觸發電流相之間的變換次數計數，且如果在觸發電流相間的變換次數達到或超過一預設之第二臨限值，則將調節速度提高。此外還關於一種實施這種方法的裝置。(圖1)

Description

人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的方法與裝置 詳細說明
本發明關於申請專利範圍獨立的第1項的一種人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的方法以及獨立的第6項的一種人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的裝置。
當人員保護手段(例如安全氣嚢)的觸發丸(Zündpillen，英：igniting pill)觸發時，在爆炸時它們往往成形光弧，因此造成短路接到線路或車部分。這點在觸發時表現在觸發丸的電阻值的變化，這種觸發裝置的終級由於這種負載變化而產生極高的觸發電流，它們有一部分可高達典型觸發電流的十倍值。
舉例而言，德公開案DE 10 2009 027 91 8 A1提到一種人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的裝置與方法。所述裝置包含一高側(High-Side)電路(它造成從能源到至少一動作元件的第一種連接)及一低側(Low-Side)電路，(它造成從至少一動作元件到接地端的連接)。此外設有一調節手段，它將該至少一動作元件用的動作用電流作調節，其中該調節手 段和該高側電路及/或低側電路相關聯。
此外該高側電路和低側電路各有二並聯的終級以調節每個動作元件的動作電流，其中二終級至少有一個有一電流調節手段及一個或數個並聯的電晶體。藉者將終級並聯，可表現一種尺規(Skalierung)，亦即利用二個或更多並聯的終級造成較高或較長的動作電流脈波，此動作電流脈波造成一爆炸組點火或將人員保護手段用磁性動作。
在德公開案DE 10 2005 055 068 A1中，舉例而言，提到一種控制一觸發手段的裝置，所述裝置包含二個觸發電流測量裝置，它們各測量一觸發電流，並與各臨限值比較。此外該觸發電流測量裝置測量該動作電流超過臨限值的時間。另外，該裝置包含一觸發電流限制手段，它和至少一觸發開關配合，且可調整到至少二種不同的電流位準。另外，該裝置包含至少二個觸發時間測量裝置，它們觸發開關釋放一觸發時段，其中該至少二觸發時間測量裝置調整電流限制手段。
相較於先前技術，具有獨立申請專利範圍第1項的特點的人員保護手段的至少一動作元件的控制方法，以及具有獨立申請專利範圍第6項的人員保護手段的至少一動作元件的控制裝置有一優點：不必利用較小的觸發終級而節省成本。此外，本發明的實施例可在撞車情形提高該觸發裝置的強固性，可在相關的控制裝置中從備用能源取出很少電流。且減少或避免大的電流尖峰。
本發明的要點在使用觸發電流的檢出，係檢出在一觸發過程時觸發電流中的故障因素(Aussetzer)。依檢出之觸發電流故障而定。觸發電 流調節過程的性質改變，使得發生之觸發電流過高的情事很少。這點可使終極面積尺寸設計到典型的觸發電流，不需加面積以供間歇之高短路電流之用。
本發明的實施例用有利的方法控制不同之觸發回路負載的性質，因此可將高側終級的面積中性的整合，整合的高側終級的面積設計主要針對損失功率及損失能量，它們係在觸發過程時在短路的情形終級所受到者。此轉換之能量被變終級的熱容量(它係由所需之矽面積所設定者)且利用散熱效應經一段時間送走。因此利抈本發明的實施例可減少終極面積。
本發明實施例提供一種人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的方法，其中：經由一高側控制電路造成從一能源到該至少一動作元件的第一種連接；及經由一低側控制電路造成該至少一動作元件接地的連接，且其中在一觸發過程活化後，將該至少一動作元件用的一觸發電流調節到一預設之標稱值，依本發明將該觸發電流繼續地檢出，並與一預設的第一臨值比較，其中，將一些第一相(RZP=∞)及一些第二相(RZP=0歐姆)測定；在該些第一相中，在達到標稱值後該觸發電流低於該第一臨限值，在該些第二相中，在低於該第一臨限值後，該觸發電流再達到該標稱值或超過該標稱值，且其中將該觸發電流相之間的變換次數計數，且如果在觸發電流相間的變換次數達到或超過一預設之第二臨限值，則將調節速度提高。
此外還提供一種人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的方法，其中：經由一高側控制電路造成從一能源到該至少一動作元件的第一種連接；及經由一低側控制電路造成該至少一動作元件接地的連接，且其中在一觸發過程活化後，將該至少一動作元件用的一觸發電流調節到 一預設之標稱值，依本發明，有一分及控制單元，以將該觸發電流繼續地檢出，並與一預設的第一臨值比較，其中，將一些第一相(RZP=∞)及一些第二相(RZP=0歐姆)測定；在該些第一相中，在達到標稱值後該觸發電流低於該第一臨限值，在該些第二相中，在低於該第一臨限值後，該觸發電流再達到該標稱值或超過該標稱值，且其中將該觸發電流相之間的變換次數計數，且如果在觸發電流相間的變換次數達到或超過一預設之第二臨限值，則將調節速度提高。
利用申請專利範圍附屬項所述的措施及進一步特點，可將獨立項第1項所述之人員保護手段的至少一動作元件的控制方法及可將獨立項第6項所述之人員保護手段的至少一動作元件的控制裝置作有利的改良。
特別有利的做法為：該第二臨限值預設在2~4範圍當作相間的變換之數。如此可用有利方式將具有間歇之觸發電流性質的一觸發元件確實檢出，並將調節速度對應地提高。
在本發明的方法有利設計中，可藉分析該觸發電流的走勢將一連接的動作元件檢出。
當有間歇性電流值時，舉例而言，可將一具有間歇電阻值的觸發丸(Zündpille)檢出。當電流值保持大致相同時，舉例而言，可將一LEA觸發回路檢出。
在本發明的裝置的有利設計中可使該分析及控制單元將該觸發電流經由該調節裝置及至少一終級調整，其中該至少一終級有一功率電晶體以調整觸發電流，其有一感測電晶體以調整一感測電流，該感測電流代表該觸發電流，其中該電流感測器繼續檢出該感測電流。
在本發明的裝置有利的設計中可使該調觸裝置有一產生一參考電流的電流源及一調節器，其中該分析及控制單元將該電流源及該調節器活化，其中該調節器，將該參考電流與該感測電流比較，該感測電流代表該檢出觸發電流，其中該調節器依此比較結果而定將終級的一控制輸入端充電並將該觸發電流經該功電晶體調節到該標稱值。
此外可使該調節裝置有一電流阱，其中該分析及控制單元)將該電流阱活化，其中該充電之電荷在終級的控制輸入端瓦解且加速該調節過程。如果該觸發電流相之間變換的計數達到或超過該臨限值，則該分析及控制單元(38)將該電流阱(34)活化。
本發明的實施例示於圖示中並在以下說明中詳細敘述，圖式中相同的圖號表示作相同或類似功能的構件或元件。
(1)‧‧‧觸發裝置
(5)‧‧‧控制裝置
(20)‧‧‧高側終級
(30)‧‧‧調節裝置
(32)‧‧‧電流源
(34)‧‧‧電流阱
(36)‧‧‧電流檢出器
(38)‧‧‧分析及控制單元
(100)‧‧‧高側控制電路
(200)‧‧‧低側控制電路
(RZP)‧‧‧動作元件
(RS)‧‧‧感測電阻
(T)‧‧‧功率電晶體
(TS)‧‧‧功率電晶體
(T1)‧‧‧第一切換電晶體
(T2)‧‧‧第二切換電晶體
(IR)‧‧‧參考電流
(IZP)‧‧‧觸發電流
(IS)‧‧‧感測電流
AIGL‧‧‧第二端子接腳
AIGH‧‧‧第一端子接腳
ER‧‧‧預備能量儲存器
S110‧‧‧步驟
S120‧‧‧步驟
S130‧‧‧步驟
S140‧‧‧步驟
圖1係一人員保護手段用的觸發裝置的一示意方塊圖，它具有一本發明觸發電流控制電路的第一實施例；圖2顯示圖1的人員保護手段用的觸發裝置的一詳細方塊圖；圖3係一特性線坐標圖，顯示一圖1及圖2的本發明觸發電流控制手段產生的觸發電流以及一利用傳統觸發電流控制手段產生的觸發電流；圖4係一本發明用於一控制人員保護手段至少一動作元件的方法的一實施例的一示意流程圖。
如圖1~3所示，圖示之觸發裝置(1)的實施例包含一用於控制 人員保護手段的至少一動作元件(RZP)的本發明控制裝置(5)。在圖示之實施例中，以用於控制人員保護手段的至少一動作元件(RZP)的控制裝置(5)包含一個高側(H側)控制電路(100)，它具有一高側終級(20)，該高側終級造成從一能源ER接到該至少一動作元件(RZP)的第一連接，以及低側控制電路(200)，它造成從該至少一動作元件(RZP)接到接地端的一第二連接，以及一調節裝置(30)，它在一觸發過程活化後，將該至少一動作元件(RZP)的觸發電流(IZP)調節到一預設之標稱值(NOM)。
依本發明，一分析及控制單元(38)將該繼續檢出的觸發電流(IZP)與一預設的第一臨值值(SW1)比較並測定第一相(RZP=∞)[在此相中，觸發電流在標稱值(NOM)達到後，低於該第一臨限值(SW1)，及第二相(RZP=0Ω)[在此相中中觸發電流在第一臨限值(SW1)後再達到標稱值或超過該標稱值。此分析及控制單元(38)計算觸發電流相之間的交替，且如果觸發流相之間的交替數目到或超過一預設的第二臨限制後，就提高調節裝置(30)的調節速度。第二臨限值有利地預設成可確實地檢出到一個具間歇電阻性質的動作元件(RZP)，例如一觸發丸舉例而言，第二臨限值可預設成交替的數目，在2~4的範圍，在圖示實施例，預設三個觸發電流相的交替作為第二臨限制。在圖示實施例預設三個觸發電流相的交替當作第二臨限值，用於控制人員保護手段用的至少一動作元件(RZP)宜做成ASIC構件形式，其中一預備能量儲存器ER(它宜做成儲存電容器形式)在一端子接腳(AER)提供一預備電壓在(UER)動作元件(RZP)接在一第一端子腳(AIGH)[它與高側控制電路(100)連接]和一第二端子接腳(AIGL)[它與低側控制電路(200)連接]之間。在圖示實施例，動作元件(RZP)做成「觸發」形式，且可具不同電阻值，在一預觸發相中，舉例 而言，該做成觸發丸形式的動作元件(RZP)的電阻約2歐姆(RZP=2Ω)，在觸發階段時，該做成觸發丸形式的動作元件(RZP)的電阻在一短路狀態(RZP=0Ω)(其電阻值約為(0Ω)和一高電阻狀態(RZP=∞)(其電阻值似乎無限大)之間交替。此外，該設在端子接腳(AIGH)和(AIGL)之間當作觸發？的動作元件(RZP)可對地呈短路，而對車子內其他部分則呈斷路及/或旁路二極端狀態。
在圖式實施例中，調節裝置做成高側控制電路(100)的一部分，如不用此方式，觸發電流(IZP)的調節也可做在低側控制電路(200)，或在高側控制電路(100)及低側控制電路(200)中。
如圖2所示，在此圖示之實施例的高側終級(20)包含二個MOSFET功率電晶體(T)和(TS)它們設計成電流位準電路形式。要測量電流，在一感測電晶體TS的分枝中設有一感測電阻(RS)，有一感測電流(IS)流過此感測電阻。它是觸發電流(IZP)的一定部分，因此，對應此感測電阻(RS)，一應於觸發電流(IZP)的電壓下降，舉例而言，該電壓可利用一調節器(R1)(它做成運算放大器形式)分析。在高側終級(20)的檢出端，該流經感測電晶體(TS)的感測電流(IS)和流經電晶體(T)的電流(IT)加到觸發電流(IZP)，觸發電流經動作元件(RZP)被導至低側控制電路(200)，有一個電流檢出器(36)[它接入在通往調節器(R1)的電流路徑]被使用，以檢出感測電流(IS)(它代表觸發電流IZP)並與第一臨限值SW1比較。
在圖示實施例中，對應於感測器電阻(RS)下降的電壓被調節器(R1)分析，調節器將代表觸發電流(IZP)的電壓與另一電壓(它相對於調節電阻(RR)下降)比較，此另一電壓代表一調節參考電流(IR)，調節該R1產生一相關之調節信號供MOSFET功率電晶體(T)及(TS)之用，以調節觸發電流(IZP)，其 中調節器R1係比較的結果而定將終級(20)的控制輸入端及MOSFET功率電晶體(T)(TS)的控制閘充電，且將觸發電流(IZP)經功率電晶體T調節到標稱值NOM。依調節器R1的調節信號而定，將二MOSEET功率電晶體T和(TS)的通過電阻調整，以產生所要的觸發電流(IZP)。此外，調節裝置(30)有一第一可調整的電流源(32)以預設調節參考電流(IR)[該電流源可被分析及控制單元(38)經一第一「切換電晶體」T1活化]，此外，調節裝置(30)有一電流阱(34)，它可被分析及控制單元(38)經一第二切換電晶體(T2)活化。電流阱(34)造成一放電電流(IE)且在活化的狀態將終級(20)控制輸入端或MOSFET功率電晶體(T)及(TS)的控制閘的電荷瓦解，因此調節過程可加速，如果觸發電流相之間的交替數目達到或超過預設之第二臨限值，則分析及控制單元(38)將電流阱(34)活化。
如圖3所示，該做成觸發？形式的動作元件(RZP)從觸發開始在時間點t1=0ms時通電，故在終級(20)的控制輸入端或在MOSFET功率電晶體(T)與(TS)的控制閘的能量被調節到標稱值(NOM)。當加入能量足夠時，「爆炸」(Explosion)開始，在圖示實施例係在時間點t1=0.5ms時，它大約代表觸發間的一半過程。在此，做成觸發？形式的元件(RZP)在觸相時形成間歇的電阻值(0歐姆，無限大，及其中間值)，產生的觸電流(IZP)在圖3中用虛線表示，另如圖3所示，在該動作元件(RZP)(它做成觸發丸的形式)的高電阻狀態(RZP=∞)的值低於預設之第一臨阻值SW1，在下一次變換成該動作元件(RZP)(它的觸發丸形式)的短路狀態(RZP=0Ω)時，則反之。產生大大提高的電脈波，因為調節裝置(30)的分析及控制單元(38)檢出到先前沒有觸發電流(IZP)流過。
本發明係基於：將觸發電流(IZP)的這種「關閉器」檢出，然後 使用調節裝置(30)的調節性質自動地只對實際的觸發過程作改變，這種性質在圖3中利用實線的曲線走勢示意表示。在觸發電流(IZP)三次低於第一臨限值SW1後，則利用分析及控制單元(38)將調節性質作動態的切換，這表示，如果觸發電流(IZP)低於第一臨限值SW1，則分析及控制單元(38)將電流阱(34)用放電電流(IT)經第二切換電晶體(T2)活化，俾將終級(20)的控制輸入端或將MOSFET功率電晶體(T)及(TS)的控制閘的電荷更快地瓦解，且因此加速調節過程，由於調節過程較快，故在動作元件(RZP)發生的電流尖峰有利地大大減少。
固然將調節性質設計成一直改變會和這種現象抗拒，但需要將人員保護手段的至少一動作元件(RZP)的控制裝置(5)的外界配線有很大的範圍。外界配線舉例而言，可包含電阻(R)、電感(L)及/或電容的任意組合或其被分，在典型的觸發回路，用具有電感值可高達60H的動作元件(RZP)。觸發電流(IZP)的調節係對這種主用途作設計。但當使用具一低能量動作器(LEA)的觸發回路當作動作元件(RZP)時，可發生高達3mH的電感。此時藉著一直變化的調節性質，在LEA配線的場合。會造成觸發電流之不當振盪。然而如果發生間歇的電阻值，則該分析及控制單元(38)就可推斷，觸發回路中沒有LEA電容，因為LEA回路不會觸發手段，且分析及控制單元(38)可將調節性質對應地切換。
以下配合圖式說明本發明之將人員保護手段用的至少一動作元件控制的本發明方法的一實施例。
如圖4所示，在一步驟S100中一直檢出產生之觸發電流(IZP)並在步驟S110與一預設之第一臨限值SW1比較。在步驟S120中測定第一 相(RZP=∞)[在其中觸發電流在標稱值NOM達到後低於第一臨限值SW1]及第二相(RZP=0Ω)[在其中觸發電流在低於第一臨限值SW1後再達到或超過標稱值NOM，在步驟S130，將觸發電流相之間的交替數目計數，在步驟S130中，如果觸發相之間的交替數目達到或超過一預設第二臨限值，則將調節速度提高，舉例而言，第二臨限值可預設成交替的數目，在2~4範圍。
本發明的實施例提高方法和裝置以將人員保護手段的至少一動作元件控制，它以有利的方式將在一觸發過程中一觸發電流關掉因素檢出，且依檢出的關掉因素而定自動地改變觸發電流調節過程的性質，使得只觸發電流過度提高的情事很少，這點可使終級面的規模設計成典型的觸發電流，因此裝置的ASIC構性不需預留附加面積以將間歇性短路的至少一動作元件作控制。
(1)‧‧‧觸發裝置
(5)‧‧‧控制裝置
(20)‧‧‧高側終級
(30)‧‧‧調節裝置
(100)‧‧‧高側控制電路
(200)‧‧‧低側控制電路

Claims (10)

  1. 一種人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的方法，其中：經由一高側控制電路(100)造成從一能源(ER)到該至少一動作元件(RZP)的第一種連接；及經由一低側控制電路(200)造成該至少一動作元件(RZP)接地的連接，且其中在一觸發過程活化後，將該至少一動作元件(RZP)用的一觸發電流(IZP)調節到一預設之標稱值(NOM)其特徵在：將該觸發電流(IZP)繼續地檢出，並與一預設的第一臨值(SW1)比較，其中將一些第一相(RZP=∞)及一些第二相(RZP=0歐姆)測定；在該些第一相中，在達到標稱值(NOM)後該觸發電流(IZP)低於該第一臨限值(SW1)，在該些第二相中，在低於該第一臨限值(SW1)後，該觸發電流(IZP)再達到該標稱值(NOM)或超過該標稱值，且其中將該觸發電流相之間的變換次數計數，且如果在觸發電流相間的變換次數達到或超過一預設之第二臨限值，則將調節速度提高。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中：將該第二臨限值預設在2~4範圍當作相間的變換次數。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其中：藉分析該觸發電流的走勢將一連接的動作元件(RZP)檢出。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中： 當電流值間歇時，檢出一具有間歇電阻值的觸發丸。
  5. 如申請專利範圍第3項之方法，其中：當電流值保持大致相同時，檢出一LEA觸發回路。
  6. 一種人員保護手段用的用於控制至少一動作元件的方法，具有一高側控制電路(100)以造成從一能源(ER)到該至少一動作元件(RZP)的第一種連接；及具有一低側控制電路(200)以造成該至少一動作元件(RZP)接地的連接，以及一調節裝置(30)，以在一觸發過程活化後，將該至少一動作元件(RZP)用的一觸發電流(IZP)調節到一預設之標稱值(NOM)其特徵在：有一分析及控制單元(38)，以將該觸發電流(IZP)繼續地檢出，並與一預設的第一臨值(SW1)比較，其中將一些第一相(RZP=∞)及一些第二相(RZP=0歐姆)測定；在該些第一相中，在達到標稱值(NOM)後該觸發電流(IZP)低於該第一臨限值(SW1)，在該些第二相中，在低於該第一臨限值(SW1)後，該觸發電流(IZP)再達到該標稱值(NOM)或超過該標稱值，且其中將該觸發電流相之間的變換次數計數，且如果在觸發電流相間的變換次數達到或超過一預設之第二臨限值，則將調節速度提高。
  7. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中：該分析及控制單元(38)將該觸發電流(IZP)經由該調節裝置(30)及至少一終級(20)調整，其中該至少一終級(20)有一功率電晶體(T)以調整觸發電流(IZP)，其有一感測電晶體(TS)以調整一感測電流(IS)，該感測電流代表該觸發 電流(IZP)，其中該電流感測器(36)繼續檢出該感測電流(IS)。
  8. 如申請專利範圍第7項之裝置，其中：該調觸裝置(30)有一產生一參考電流(IR)的電流源(32)及一調節器(R1)，其中該分析及控制單元(38)將該電流源(32)及該調節器(R1)活化，其中該調節器(R1)，將該參考電流(IR)與該感測電流(IS)比較，該感測電流代表該檢出觸發電流(IZP)，其中該調節器依此比較結果而定將終級(20)的一控制輸入端充電並將該觸發電流(IZP)經該功電晶體(T)調節到該標稱值(NOM)。
  9. 如申請專利範圍第7或第8項之裝置，其中：該調節裝置(30)有一電流阱(34)，其中該分析及控制單元(38)將該電流阱活化，其中該充電之電荷在終級(20)的控制輸入端瓦解且加速該調節過程。
  10. 如申請專利範圍第9項之裝置，其中：如果該觸發電流相之間變換的計數達到或超過該臨限值，則該分析及控制單元(38)將該電流阱(34)活化。
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