WO2016096212A1 - Verfahren zum ansteuern eines elektromagnetischen aktors zum aktivieren einer personenschutzeinrichtung für ein fahrzeug, steuergerät, aktivierungsvorrichtung und aktivierungseinheit - Google Patents

Verfahren zum ansteuern eines elektromagnetischen aktors zum aktivieren einer personenschutzeinrichtung für ein fahrzeug, steuergerät, aktivierungsvorrichtung und aktivierungseinheit Download PDF

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actuator
unit
activation
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current
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Rainer Zuschlag
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60R21/017—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including arrangements for providing electric power to safety arrangements or their actuating means, e.g. to pyrotechnic fuses or electro-mechanic valves
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Definitions

  • the present invention relates to a method for driving an electromagnetic actuator for activating a passenger protection device for a vehicle, to a corresponding control device, on a
  • Activation device for activating a personal protection device for a vehicle, on an activation unit and on a corresponding
  • Magnetic actuators for controlling safety devices in vehicles can, according to their technical data, be supplied with voltage for a certain time in order to be activated.
  • the current can be controlled by means of electronic components. During this regulation, high power losses can be implemented in the electronic components.
  • a passenger protection device for a vehicle furthermore a control device that uses this method, an activation device for activating a passenger protection device for a vehicle, an activation unit and Finally, a corresponding computer program according to the
  • the approach presented here provides a method for driving an electromagnetic actuator for activating a personal protection device for a vehicle, the method comprising the following steps:
  • the electromagnetic actuator may comprise, for example, a coil and a movable element of a magnetizable material.
  • the coil may be configured to generate a magnetic field by a current pulse, which exerts a force on the movable element, by which the movable element is moved.
  • Under a personal protection device can a
  • Restraint device such as an airbag, a belt tensioner or other means are understood in a vehicle, which is adapted to increase the safety of vehicle occupants or other road users.
  • a vehicle can be understood as a motor vehicle.
  • Under an electrical energy source for example, a battery or a Capacitor be understood. In particular, it may be at the
  • a switch-off threshold can be understood as a maximum permissible current intensity.
  • the actuator may be disconnected from the power source when the first reading exceeds the turn-off threshold.
  • the second measuring signal may represent a measured value of an induction current flowing through the actuator.
  • a switch-on threshold can be understood as meaning a minimum permissible current intensity.
  • the actuator can be reconnected to the power source when the second
  • the approach proposed here is based on the knowledge that a current flow in an electromagnetic actuator due to a self-induction of the actuator can be maintained even if the actuator is temporarily disconnected from its power source. This self induction can be used to one
  • Airbag control unit is available, the airbag control unit may have its own energy storage, which also supplies the airbag control unit for some time after the loss of battery power to enable activation of restraint means such as airbags and belt tensioners. Due to their fairly high energy requirements, magnetic actuators are generally not connected to the energy storage of the airbag control unit.
  • the present approach now provides a method by which magnetic actuators for controlling safety devices in a vehicle can be controlled in an energy-efficient manner. This can prevent that, in the case of activation, a large part of the energy in the electrical components of a drive circuit is converted in the form of power loss and so can not be used for the activation of further retention means. By reducing the power loss, it is possible to connect the magnetic actuators to a control unit's own energy storage without significantly increasing it. Thus, the stand
  • Actuators also in case of loss of a battery supply from the vehicle battery available to activate the respective safety devices, whereby the safety of the occupants can be increased.
  • the method may be provided with a step of outputting an activation signal for activating the personal protection device.
  • Activation signal to be connected to the power source. Characterized in that the actuator is de-energized in the deactivated state of the personal protection device, a power consumption caused by the actuator can be kept as low as possible.
  • Activation period can be understood as a period of time that the
  • the actuator in the step of disconnecting, may be disconnected from the power source if the first measured value is at least the shutdown threshold corresponds. Additionally or alternatively, in the reconnecting step, the actuator may be reconnected to the power source when the second reading is at most equal to the turn-on threshold. This makes it possible to realize a reliable detection of a current profile in the actuator.
  • the switch-off threshold represents a higher current value than the switch-on threshold.
  • the current value of the turn-on threshold may correspond to 25, 50 or 75 percent of a current value of the turn-off threshold. Due to the fact that the switch-off threshold is significantly higher than the
  • the presented approach further provides a control device for driving an electromagnetic actuator for activating a personal protection device for a vehicle, wherein the control device comprises the following features: a read-in unit for reading a first measurement signal, which represents a first measured value of a current flowing through the actuator when the actuator connected to an electrical energy source; a disconnecting unit for disconnecting the actuator from the power source
  • a control device can be understood to mean an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In a hardware training, the interfaces may for example be part of a so-called system ASICs, the various functions of the
  • Control unit includes.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • the separation unit and, alternatively or additionally, the
  • Supply voltage switch for coupling the actuator with a
  • Supply voltage switch can be, for example, a high-side power amplifier.
  • the supply voltage terminal may be contacted with the power source.
  • Such a supply voltage switch can be provided particularly cost-effective and allows a reliable
  • Read current measuring device for measuring a current flowing through the actuator current. Additionally or alternatively, the receiving unit may be configured to receive the second measuring signal from the current measuring device.
  • the current measuring device can be connected in series with the actuator.
  • Such a measuring arrangement can be realized with little effort and enables a precise measurement of a current flowing through the actuator current.
  • the proposed approach provides an activation device for activating a personal protection device for a vehicle, the activation device having the following features: a controller according to one of the embodiments described herein; an actor; a supply voltage switch for coupling the actuator to the
  • Supply voltage terminal wherein the supply voltage switch is coupled to the separation unit and / or the reconnection unit of the control unit; and a current measuring device for measuring a current flowing through the actuator, wherein the current measuring device is coupled to the read-in unit and / or the receiving unit of the control device.
  • Such an activation device enables the activation of a
  • the actuator may have an inductance with a first terminal and a second terminal.
  • the first connection and the second connection can be coupled to one another via a diode.
  • a diode may be connected in parallel with the actuator
  • Be freewheeling diode Through the diode circuits of the controller can be protected from voltage surges that can occur when switching off the actuator due to an inductance of the actuator.
  • the proposed approach provides an activation unit configured to generate an activation signal to activate the activation unit
  • the activation unit can be designed to provide a ground potential switch for coupling the actuator to a
  • ground potential switch for example, a low-side power amplifier can be understood. It can the Ground potential connection to be contacted with the energy source. As a result, a flow of current through the actuator can be flexibly controlled.
  • a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the above
  • Fig. 1 is a schematic representation of an activation device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing various waveforms during driving of an electromagnetic actuator in a method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a method according to a
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an activation device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • Activation device 100 for activating a personal protection device for a vehicle comprises a control device 102 with a read-in unit 104, a Separation unit 106, a receiving unit 108 and a
  • Reconnection unit 110 One of the units 104, 106, 108, 110
  • having drive circuit can also be used as logic for a
  • the activation device 100 further comprises a current measuring device 112, which is designed to measure a current flowing through an electromagnetic actuator 114.
  • Actuator 114 also called an actuator, is designed to be not shown here
  • An electrical energy source 115 here an energy store, is designed to provide an electrical energy needed to drive the actuator 114.
  • the power source 115 may also serve to power the controller 102.
  • the current measuring device 112 is arranged between the actuator 114 and the energy source 115.
  • the read-in unit 104 is designed to read in a first measurement signal 116 from the current-measuring device 112.
  • the first measurement signal 116 represents a measurement of a current flowing through the actuator 114 when the actuator 114 is electrically conductively connected to the power source 115.
  • the separation unit 106 is designed to receive the first measurement signal 116 from the read-in unit 104 and to provide a separation signal 118 using the first measurement signal 116 when the measurement value of the current flowing through the switched-on actuator 114 reaches a predetermined switch-off threshold.
  • Abschaltschwelle can be stored for example in the control unit 102.
  • the separation unit 106 is alternatively or additionally implemented with a time control which serves to provide the separation signal 118 after a predetermined switch-off period has elapsed, during which the actuator 114 must be at least switched off before it can be switched on again.
  • the activation device 100 is further provided with a
  • Supply voltage switch 120 here a high-side power amplifier, executed, which is contacted with a supply voltage terminal 121.
  • the supply voltage switch 120 is arranged between the energy source 115 and the current measuring device 112, wherein the
  • Supply voltage terminal 121 is powered by the power source 115.
  • the supply voltage switch 120 serves to control a current flow between the power source 115 and the actuator 114
  • Supply voltage switch 120 configured to receive the separation signal 118 from the separation unit 106 and in response to receiving the separation signal 118, the power source 115 separate from the actuator 114.
  • Supply voltage switch 120 further comprises an induction current through the actuator 114. According to this embodiment, the
  • Activation device 100 a diode 122, such as a freewheeling diode electrically connecting a first terminal 123 with a second terminal 124 of the actuator 114 and serves to voltage spikes in
  • the current measuring device 112 is designed to output a second measuring signal 126 during the switched-off state of the actuator 114.
  • the second measuring signal 126 thus represents a measured value of the induction current through the actuator 114.
  • the receiving unit 108 is designed to receive the second measuring signal 126 and to transmit it to the reconnecting unit 110.
  • the reconnection unit 110 is configured to send a reconnection signal 128 to the supply voltage switch 120 using the second measurement signal 126, provided that the measured value represented by the second measurement signal 126 reaches a predetermined switch-on threshold, which may be stored in the control unit 102 like the switch-off threshold.
  • the supply voltage switch 120 is configured to use the reconnect signal 128 to provide electrical power
  • Separation unit 106 are again controlled in the manner previously described, to separate the power source 115 again from the actuator 114.
  • an activation unit 130 is shown in FIG. The
  • Activation unit 130 is designed to, in the case of activation of
  • Personnel protection device such as an impending impact of the vehicle to provide an activation signal 132 representing a trigger decision.
  • the activation unit 130 may be coupled, for example, with corresponding environment and acceleration sensors of the vehicle.
  • the activation unit 130 may alternatively be realized as a component of the control unit 102.
  • a connection unit 134 of the controller 102 is configured to generate and provide a connection signal 136 to the supply voltage switch 120 using the activation signal 132.
  • the supply voltage switch 120 is configured to use the connection signal 136 for the first time
  • the activation unit 130 is designed in accordance with this exemplary embodiment in order to additionally control a ground potential switch 141, which is contacted with a ground potential connection 142. Likewise, the power source 115 is connected to the ground potential terminal 142. The ground potential switch 140 is configured to couple the actuator 114 to the ground potential terminal 142.
  • the actuator 114 is like an electromagnet, i. H. with a coil, executed.
  • a magnetic field is generated in the coil by means of a current pulse.
  • This magnetic field exerts a force on a magnetizable material, which then moves in the magnetic field.
  • a holding device can be unlocked by a standing under mechanical tension safety device is triggered in the vehicle.
  • Electromagnet can be connected in parallel with the freewheeling diode 122.
  • high side logic which may include units 104, 106, 108, 110, 134, is configured to drive high side power amplifier 120 when different starting conditions such as “trip decision made” or “measured current less than the maximum allowable current "are met. These starting conditions may vary depending on the embodiment.
  • a current flow is started by the actuator 114 with inductive character.
  • a currently applied current intensity is determined by means of a device 112 for measuring current, also referred to above as the current measuring device. Upon reaching a maximum current, this is reported to the logic, which then turns off the high-side power amplifier 120 again. Due to the inductance and the freewheeling diode 122 in the actuator, which alternatively also in
  • Control unit 102 may be arranged, the current flow is maintained by the actuator 114. In this operating mode, no energy from the
  • Energy storage 115 of the controller 102 taken.
  • the high-side amplifier 120 is turned on again by the logic, so that the actuator 114 again draws power from the energy storage 115 until again
  • the triggering decision for the high-side power amplifier 120 is withdrawn. Because of the logic, the high-side output stage 120 is no longer turned on even when the current threshold is undershot, as explained in greater detail below with reference to FIG. 2. The current goes back to zero due to the inductance, the freewheeling diode 122 and the still open low-side output stage 141. When no current flows, the tripping decision for the low-side output stage 141 also becomes
  • FIG. 2 is a diagram showing various waveforms during driving of an electromagnetic actuator in a method according to an embodiment of the present invention.
  • the respective x-axes of the waveforms are arranged one above the other and associated with a time t.
  • the method is, for example, a method as described in more detail below with reference to FIG. 3.
  • the activation of the actuator begins at a time tO, at which a first trigger signal 200 is generated, which represents a triggering decision for triggering a low-side output stage, such as a ground potential switch, as described with reference to FIG.
  • a level of the first triggering signal 200 increases abruptly from zero to a constant value.
  • Trigger signal 202 is generated, which represents a triggering decision for triggering a high-side power amplifier, such as a supply voltage switch, as described with reference to FIG. 1.
  • the second triggering signal 202 is a one described with reference to FIG. 1
  • connection signal 136 is applied to the actuator by means of the high-side
  • a current profile 204 rises sharply by the actuator until it reaches a maximum current threshold 205 at the time t2, also called the turn-off threshold.
  • the actuator is switched off. In this case, a level of the connection signal 136 drops abruptly to zero.
  • the second measurement signal 126 is output at a time t2 as an output signal
  • a level of the second measurement signal 126 is during a period between the time t2 and a the
  • Time t2 subsequent time t3 constant. During this period, the current waveform 204 gradually decreases until it reaches a minimum at time t3
  • the reconnect signal 128 is generated to reconnect the actuator to the power source.
  • Reconnection signal 128 is constant during a period between times t3, t4. During this period, a
  • Reconnection signal 128 is generated after a predetermined time At, which corresponds here to a time interval between the times t2, t3.
  • a predetermined time At which corresponds here to a time interval between the times t2, t3.
  • Reconnect signal 128 abruptly drops to zero.
  • the actuator is disconnected from the power source.
  • the level of the second one increases
  • the signal waveforms are each shown at further times t6 to tl3, which follow the times tO to t5.
  • the signal curves between the times t6, t7, between the times t8, t9, between the times tlO, tll and between the times tl2, tl3 correspond in each case the signal curves, as described above by way of example on the basis of the time period between the times t4, t5.
  • the personal protection device is fully activated. At this time, the level of the second trigger signal 202 drops abruptly to zero. As a result, re-outputting of the reconnect signal 128 subsequent to the time tl2 is suppressed. Thus, even after reaching the minimum current threshold 206, the current profile 204 continues to drop below the minimum current threshold 206 at the time tl3.
  • FIG. 3 shows a flowchart of a method 300 according to FIG.
  • Embodiment of the present invention The method 300 for driving an electromagnetic actuator for activating a
  • a first measurement signal is read in, which represents a first measured value of a current flowing through the actuator when the actuator is connected to an electrical energy source.
  • the actuator is disconnected from the power source using the first measurement signal when the first measurement reaches a predetermined shutdown threshold.
  • the actuator is disconnected when the first measured value corresponds to at least the switch-off threshold.
  • a second measurement signal is now received which represents a second measurement value of a current flowing through the actuator when the actuator is disconnected from the energy source. If the second measured value is a predetermined switch-on threshold reached, the actuator is reconnected to the power source in step 308 using the second measurement signal. In addition or as an alternative to reaching the switch-on threshold, the act of reconnecting the actuator takes place after a predetermined switch-off duration of the actuator. According to a further exemplary embodiment, the actuator is reconnected when the second measured value corresponds at most to the switch-on threshold.
  • the steps 302, 304, 306, 308 can be repeated in succession until a predetermined activation period of the personal protection device has expired. For example, after the activation period has expired in step 308, the reconnection of the actuator with the energy source is suppressed.
  • an exemplary embodiment comprises an "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors (114) zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug. In dem Verfahren wird zunächst ein erstes Messsignal (116) eingelesen, das einen ersten Messwert eines durch den Aktor (114) fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor (114) mit einer elektrischen Energiequelle (115) verbunden ist. Der Aktor (114) wird in einem weiteren Verfahrensschritt von der Energiequelle (115) unter Verwendung des ersten Messsignals (116) getrennt, wenn der erste Messwert eine vorbestimmte Abschaltschwelle erreicht. Ferner wird in dem Verfahren ein zweites Messsignal (126) empfangen, das einen zweiten Messwert eines durch den Aktor (114) fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor (114) von der Energiequelle (115) getrennt ist. Schließlich wird der Aktor (114) unter Verwendung des zweiten Messsignals (126) mit der Energiequelle (115) wieder verbunden, wenn der zweite Messwert eine vorbestimmte Anschaltschwelle erreicht, und/oder nach Ablauf einer vorbestimmten Abschaltdauer.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, Steuergerät,
Aktivierungsvorrichtung und Aktivierungseinheit
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, auf ein entsprechendes Steuergerät, auf eine
Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, auf eine Aktivierungseinheit sowie auf ein entsprechendes
Computerprogramm.
Magnetische Aktuatoren zur Ansteuerung von Sicherheitseinrichtungen in Fahrzeugen können gemäß ihren technischen Daten für eine gewisse Zeit mit einer Spannung beaufschlagt werden, um aktiviert zu werden. Um einen maximal erlaubten Strom, der durch die magnetischen Aktuatoren fließen darf, nicht zu überschreiten, kann der Strom mithilfe elektronischer Komponenten geregelt werden. Während dieser Regelung können hohe Verlustleistungen in den elektronischen Komponenten umgesetzt werden.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors zum Aktivieren einer
Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, eine Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, eine Aktivierungseinheit sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den
Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen eines ersten Messsignals, das einen ersten Messwert eines durch den Aktor fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor mit einer elektrischen Energiequelle verbunden ist;
Trennen des Aktors von der Energiequelle unter Verwendung des ersten Messsignals, wenn der erste Messwert eine vorbestimmte Abschaltschwelle erreicht;
Empfangen eines zweiten Messsignals, das einen zweiten Messwert eines durch den Aktor fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor von der Energiequelle getrennt ist; und
Wiederverbinden des Aktors mit der Energiequelle unter Verwendung des zweiten Messsignals, wenn der zweite Messwert eine vorbestimmte
Anschaltschwelle erreicht, und/oder nach Ablauf einer vorbestimmten
Abschaltdauer.
Der elektromagnetische Aktor kann beispielsweise eine Spule und ein bewegliches Element aus einem magnetisierbaren Material umfassen. Die Spule kann ausgebildet sein, um durch einen Strompuls ein Magnetfeld zu erzeugen, das eine Kraft auf das bewegliche Element ausübt, durch die das bewegliche Element bewegt wird. Unter einer Personenschutzeinrichtung kann eine
Rückhalteeinrichtung wie beispielsweise ein Airbag, ein Gurtstraffer oder eine sonstige Einrichtung in einem Fahrzeug verstanden werden, die geeignet ist, um die Sicherheit von Fahrzeuginsassen oder anderer Verkehrsteilnehmer zu erhöhen. Unter einem Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug verstanden werden. Unter einer elektrischen Energiequelle kann beispielsweise eine Batterie oder ein Kondensator verstanden werden. Insbesondere kann es sich bei der
Energiequelle um einen von einer Fahrzeugbatterie getrennten zusätzlichen Energiespeicher handeln. Unter einer Abschaltschwelle kann eine maximal erlaubte Stromstärke verstanden werden. Beispielsweise kann der Aktor von der Energiequelle getrennt werden, wenn der erste Messwert die Abschaltschwelle überschreitet. Das zweite Messsignal kann einen Messwert eines durch Aktor fließenden Induktionsstroms repräsentieren. Unter einer Anschaltschwelle kann eine minimal erlaubte Stromstärke verstanden werden. Beispielsweise kann der Aktor wieder mit der Energiequelle verbunden werden, wenn der zweite
Messwert die Anschaltschwelle unterschreitet.
Der hier vorgeschlagene Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein Stromfluss in einem elektromagnetischen Aktor aufgrund einer Selbstinduktion des Aktors auch dann aufrechterhalten werden kann, wenn der Aktor kurzzeitig von seiner Stromquelle getrennt wird. Diese Selbstinduktion kann genutzt werden, um einen
Stromverbrauch des Aktors beim Ansteuern einer Personenschutzeinrichtung deutlich zu reduzieren.
Aktuelle magnetische Aktuatoren zur Ansteuerung von Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug werden hauptsächlich aus einer Fahrzeugbatterie gespeist.
Da die Fahrzeugbatterie während eines Unfalls jedoch abgerissen oder zerstört werden kann und somit beispielsweise nicht mehr zur Versorgung eines
Airbagsteuergeräts zur Verfügung steht, kann das Airbagsteuergerät einen eigenen Energiespeicher aufweisen, der das Airbagsteuergerät auch noch eine gewisse Zeit nach dem Verlust der Batterieversorgung mit Energie versorgt, um eine Aktivierung von Rückhaltemitteln wie etwa Airbags und Gurtstraffern zu ermöglichen. Aufgrund ihres recht hohen Energiebedarfs sind magnetische Aktuatoren in der Regel nicht an den Energiespeicher des Airbagsteuergeräts angeschlossen.
Der vorliegende Ansatz schafft nun ein Verfahren, durch das magnetische Aktuatoren zur Ansteuerung von Sicherheitseinrichtungen in einem Fahrzeug energieeffizient angesteuert werden können. Dadurch kann verhindert werden, dass im Fall einer Aktivierung ein Großteil der Energie in den elektrischen Komponenten einer Ansteuerschaltung in Form von Verlustleistung umgewandelt wird und so nicht mehr für die Aktivierung weiterer Rückhaltemittel genutzt werden kann. Durch die Reduktion der Verlustleistung ist es möglich, die magnetischen Aktuatoren an einen steuergeräteeigenen Energiespeicher anzuschließen, ohne diesen wesentlich zu vergrößern. Somit stehen die
Aktuatoren auch bei Verlust einer Batterieversorgung aus der Fahrzeugbatterie zur Verfügung, um die jeweiligen Sicherheitseinrichtungen zu aktivieren, wodurch die Sicherheit der Insassen erhöht werden kann.
Das Verfahren kann mit einem Schritt des Ausgebens eines Aktivierungssignals zum Aktivieren der Personenschutzeinrichtung vorgesehen sein. Dabei kann in einem Schritt des Verbindens der Aktor unter Verwendung des
Aktivierungssignals mit der Energiequelle verbunden werden. Dadurch, dass der Aktor im deaktivierten Zustand der Personenschutzeinrichtung stromlos geschaltet ist, kann ein durch den Aktor verursachter Stromverbrauch möglichst niedrig gehalten werden.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn im Schritt des Wiederverbindens das
Wiederverbinden nach Ablauf einer vorbestimmten Aktivierungsdauer der Personenschutzeinrichtung unterdrückt wird. Unter einer vorbestimmten
Aktivierungsdauer kann eine Zeitspanne verstanden werden, die die
Personenschutzeinrichtung benötigt, um aktiviert zu werden, d. h., um ihre Schutzwirkung vollständig zu entfalten. Indem nun die Stromversorgung des Aktors nach der Aktivierung unterbrochen wird, kann Energie gespart werden, die somit im Bedarfsfall zur Aktivierung weiterer Personenschutzeinrichtungen oder zur erneuten Aktivierung der Personenschutzeinrichtung genutzt werden kann.
Nachfolgend auf den Schritt des Wiederverbindens können die Schritte des Einlesens, Trennens, Empfangens und Wiederverbindens wiederholt
durchgeführt werden. Dabei können die einzelnen Schritte zeitlich
aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Dadurch kann mit minimalem
Stromverbrauch ein kontinuierlicher Stromfluss durch den Aktor während der Aktivierungsdauer aufrechterhalten werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Trennens der Aktor von der Energiequelle getrennt werden, wenn der erste Messwert mindestens der Abschaltschwelle entspricht. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Wiederverbindens der Aktor wieder mit der Energiequelle verbunden werden, wenn der zweite Messwert höchstens der Anschaltschwelle entspricht. Dadurch lässt sich eine zuverlässige Erfassung eines Stromverlaufs in dem Aktor realisieren.
Ferner ist es günstig, wenn die Abschaltschwelle einen höheren Stromwert repräsentiert als die Anschaltschwelle. Beispielsweise kann der Stromwert der Anschaltschwelle 25, 50 oder 75 Prozent eines Stromwerts der Abschaltschwelle entsprechen. Dadurch, dass die Abschaltschwelle deutlich höher als die
Anschaltschwelle ist, können Ansteuerungsfehler infolge von
Messschwankungen vermieden werden.
Der vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Steuergerät folgende Merkmale aufweist: eine Einleseeinheit zum Einlesen eines ersten Messsignals, das einen ersten Messwert eines durch den Aktor fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor mit einer elektrischen Energiequelle verbunden ist; eine Trenneinheit zum Trennen des Aktors von der Energiequelle unter
Verwendung des ersten Messsignals, wenn der erste Messwert eine
vorbestimmte Abschaltschwelle erreicht; eine Empfangseinheit zum Empfangen eines zweiten Messsignals, das einen zweiten Messwert eines durch den Aktor fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor von der Energiequelle getrennt ist; und eine Wiederverbindungseinheit zum Wiederverbinden des Aktors mit der Energiequelle unter Verwendung des zweiten Messsignals, wenn der zweite Messwert eine vorbestimmte Anschaltschwelle erreicht, und/oder nach Ablauf einer vorbestimmten Abschaltdauer. Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des
Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Dabei können die Trenneinheit und, alternativ oder zusätzlich, die
Wiederverbindungseinheit ausgebildet sein, um einen
Versorgungsspannungsschalter zum Koppeln des Aktors mit einem
Versorgungsspannungsanschluss zu steuern. Ein
Versorgungsspannungsschalter kann beispielsweise eine High-Side- Endstufe sein. Der Versorgungsspannungsanschluss kann mit der Energiequelle kontaktiert sein. Ein solcher Versorgungsspannungsschalter kann besonders kostengünstig bereitgestellt werden und ermöglicht eine zuverlässige
Bestromung des Aktors.
Von Vorteil ist auch, wenn die Einleseeinheit gemäß einer weiteren
Ausführungsform ausgebildet ist, um das erste Messsignal von einer
Strommesseinrichtung zum Messen eines durch den Aktor fließenden Stroms einzulesen. Zusätzlich oder alternativ kann die Empfangseinheit ausgebildet sein, um das zweite Messsignal von der Strommesseinrichtung zu empfangen.
Beispielsweise kann die Strommesseinrichtung mit dem Aktor in Reihe geschaltet sein. Eine derartige Messanordnung lässt sich mit geringem Aufwand realisieren und ermöglicht eine präzise Messung eines durch den Aktor fließenden Stroms.
Des Weiteren schafft der vorgeschlagene Ansatz eine Aktivierungsvorrichtung zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, wobei die Aktivierungsvorrichtung folgende Merkmale aufweist: ein Steuergerät gemäß einer der hier beschriebenen Ausführungsformen; einen Aktor; einen Versorgungsspannungsschalter zum Koppeln des Aktors mit dem
Versorgungsspannungsanschluss, wobei der Versorgungsspannungsschalter mit der Trenneinheit und/oder der Wiederverbindungseinheit des Steuergeräts gekoppelt ist; und eine Strommesseinrichtung zum Messen eines durch den Aktor fließenden Stroms, wobei die Strommesseinrichtung mit der Einleseeinheit und/oder der Empfangseinheit des Steuergeräts gekoppelt ist.
Eine derartige Aktivierungsvorrichtung ermöglicht die Aktivierung einer
Personenschutzeinrichtung mit sehr niedrigen Verlustleistungen.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Aktor eine Induktivität mit einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss aufweisen. Dabei können der erste Anschluss und der zweite Anschluss über eine Diode miteinander gekoppelt sein. Eine Diode kann beispielsweise eine zu dem Aktor parallel geschaltete
Freilaufdiode sein. Durch die Diode können Schaltkreise des Steuergeräts vor Spannungsspitzen geschützt werden, die beim Ausschalten des Aktors aufgrund einer Induktivität des Aktors auftreten können.
Ferner schafft der vorgeschlagene Ansatz eine Aktivierungseinheit, die ausgebildet ist, um ein Aktivierungssignal zum Aktivieren der
Personenschutzeinrichtung an ein Steuergerät gemäß einer der hier
beschriebenen Ausführungsformen auszugeben.
Vorteilhafterweise kann die Aktivierungseinheit ausgebildet sein, um einen Massepotenzialschalter zum Koppeln des Aktors mit einem
Massepotenzialanschluss zu steuern. Unter einem Massepotenzialschalter kann beispielsweise eine Low-Side- Endstufe verstanden werden. Dabei kann der Massepotenzialanschluss mit der Energiequelle kontaktiert sein. Dadurch kann ein Stromfluss durch den Aktor flexibel gesteuert werden.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten
Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Aktivierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung verschiedener Signalverläufe während einer Ansteuerung eines elektromagnetischen Aktors in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Aktivierungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die
Aktivierungsvorrichtung 100 zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug umfasst ein Steuergerät 102 mit einer Einleseeinheit 104, einer Trenneinheit 106, einer Empfangseinheit 108 und einer
Wiederverbindungseinheit 110. Eine die Einheiten 104, 106, 108, 110
aufweisende Ansteuerschaltung kann auch als Logik für eine
Auslöseentscheidung bezeichnet werden. Die Aktivierungsvorrichtung 100 weist ferner eine Strommesseinrichtung 112 auf, die ausgebildet ist, um einen durch einen elektromagnetischen Aktor 114 fließenden Strom zu messen. Der Aktor 114, auch Aktuator genannt, ist ausgebildet, um eine hier nicht gezeigte
Personenschutzeinrichtung eines Fahrzeugs zu betätigen. Eine elektrische Energiequelle 115, hier ein Energiespeicher, ist ausgebildet, um eine zur Ansteuerung des Aktors 114 benötigte elektrische Energie bereitzustellen. Die Energiequelle 115 kann auch zur Energieversorgung des Steuergeräts 102 dienen. Beispielhaft ist die Strommesseinrichtung 112 zwischen dem Aktor 114 und der Energiequelle 115 angeordnet.
Die Einleseeinheit 104 ist ausgebildet, um von der Strommesseinrichtung 112 ein erstes Messsignal 116 einzulesen. Das erste Messsignal 116 repräsentiert einen Messwert eines Stroms, der durch den Aktor 114 fließt, wenn der Aktor 114 elektrisch leitfähig mit der Energiequelle 115 verbunden ist. Die Trenneinheit 106 ist ausgebildet, um von der Einleseeinheit 104 das erste Messsignal 116 zu empfangen und unter Verwendung des ersten Messsignals 116 ein Trennsignal 118 bereitzustellen, wenn der Messwert des durch den eingeschalteten Aktor 114 fließenden Stroms eine vorbestimmte Abschaltschwelle erreicht. Die
Abschaltschwelle kann beispielsweise in dem Steuergerät 102 eingespeichert sein. Je nach Ausführungsform ist die Trenneinheit 106 alternativ oder zusätzlich mit einer Zeitsteuerung realisiert, die dazu dient, das Trennsignal 118 nach Ablauf einer vorbestimmten Abschaltdauer bereitzustellen, während der der Aktor 114 mindestens ausgeschaltet sein muss, bevor er wieder eingeschaltet werden kann.
Die Aktivierungsvorrichtung 100 ist ferner mit einem
Versorgungsspannungsschalter 120, hier einer High-Side- Endstufe, ausgeführt, der mit einem Versorgungsspannungsanschluss 121 kontaktiert ist. Beispielhaft ist der Versorgungsspannungsschalter 120 zwischen der Energiequelle 115 und der Strommesseinrichtung 112 angeordnet ist, wobei der
Versorgungsspannungsanschluss 121 von der Energiequelle 115 gespeist ist. Der Versorgungsspannungsschalter 120 dient der Steuerung eines Stromflusses zwischen der Energiequelle 115 und dem Aktor 114. Dazu ist der
Versorgungsspannungsschalter 120 ausgebildet, um das Trennsignal 118 von der Trenneinheit 106 zu empfangen und ansprechend auf das Empfangen des Trennsignals 118 die Energiequelle 115 von dem Aktor 114 trennen.
Aufgrund einer Selbstinduktion des Aktors 114 fließt bei geöffnetem
Versorgungsspannungsschalter 120 weiterhin ein Induktionsstrom durch den Aktor 114. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die
Aktivierungsvorrichtung 100 eine Diode 122, etwa eine Freilaufdiode, die einen ersten Anschluss 123 mit einem zweiten Anschluss 124 des Aktors 114 elektrisch leitfähig verbindet und dazu dient, Spannungsspitzen im
ausgeschalteten Zustand des Aktors 114 infolge der Selbstinduktion zu vermeiden.
Die Strommesseinrichtung 112 ist ausgebildet, um während des ausgeschalteten Zustands des Aktors 114 ein zweites Messsignal 126 auszugeben. Das zweite Messsignal 126 repräsentiert somit einen Messwert des durch den Aktor 114 Induktionsstroms. Die Empfangseinheit 108 ist ausgebildet, um das zweite Messsignal 126 zu empfangen und an die Wiederverbindungseinheit 110 zu übertragen. Die Wiederverbindungseinheit 110 ist ausgebildet, um unter Verwendung des zweiten Messsignals 126 ein Wiederverbindungssignal 128 an den Versorgungsspannungsschalter 120 zu senden, sofern der durch das zweite Messsignal 126 repräsentierte Messwert eine vorbestimmte Anschaltschwelle erreicht, der wie die Abschaltschwelle in dem Steuergerät 102 hinterlegt sein kann. Entsprechend ist der Versorgungsspannungsschalter 120 ausgebildet, um unter Verwendung des Wiederverbindungssignals 128 die elektrische
Verbindung zwischen der Energiequelle 115 und dem Aktor 114
wiederherzustellen. Dadurch steigt der an dem Aktor 114 anliegende Strom erneut an. Wird nun mittels der Strommesseinrichtung 112 festgestellt, dass erneut die Abschaltschwelle erreicht ist, so kann der
Versorgungsspannungsschalter 120 über die Einleseeinheit 104 und die
Trenneinheit 106 ein weiteres Mal auf die vorangehend beschriebene Weise angesteuert werden, um die Energiequelle 115 wieder von dem Aktor 114 zu trennen. Zusätzlich ist in Fig. 1 eine Aktivierungseinheit 130 dargestellt. Die
Aktivierungseinheit 130 ist ausgebildet, um im Fall einer Aktivierung der
Personenschutzeinrichtung, etwa bei einem drohenden Aufprall des Fahrzeugs, ein eine Auslöseentscheidung repräsentierendes Aktivierungssignal 132 bereitzustellen. Dazu kann die Aktivierungseinheit 130 beispielsweise mit entsprechenden Umfeld- und Beschleunigungssensoren des Fahrzeugs gekoppelt sein. Die Aktivierungseinheit 130 kann alternativ als Komponente des Steuergeräts 102 realisiert sein. Eine Verbindungseinheit 134 des Steuergeräts 102 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Aktivierungssignals 132 ein Verbindungssignal 136 zu erzeugen und an den Versorgungsspannungsschalter 120 bereitzustellen. Der Versorgungsspannungsschalter 120 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Verbindungssignals 136 erstmalig eine
Versorgungsspannung an den Aktor 114 anzulegen. Hierauf wird der Aktor 114 auf die weiter oben beschriebene Weise angesteuert, um die
Personenschutzeinrichtung möglichst energiesparend zu aktivieren.
Die Aktivierungseinheit 130 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um zusätzlichen einen Massepotenzialschalter 141 anzusteuern, der mit einem Massepotenzialanschluss 142 kontaktiert ist. Ebenso ist die Energiequelle 115 mit dem Massepotenzialanschluss 142 verbunden. Der Massepotenzialschalter 140 ist ausgebildet, um den Aktor 114 mit dem Massepotenzialanschluss 142 zu koppeln.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Aktor 114 wie ein Elektromagnet, d. h. mit einer Spule, ausgeführt. Bei einer Ansteuerung des Aktors 114 wird durch einen Strompuls ein Magnetfeld in der Spule erzeugt. Dieses Magnetfeld übt eine Kraft auf ein magnetisierbares Material aus, das sich hierauf in dem Magnetfeld bewegt. Durch die Bewegung kann beispielsweise eine Haltevorrichtung entsichert werden, durch die eine unter mechanischer Spannung stehende Sicherheitseinrichtung im Fahrzeug ausgelöst wird. Die Spule der
Elektromagneten kann mit der Freilaufdiode 122 parallel geschaltet sein.
Nachdem das Steuergerät 102, basierend auf Sensordaten, eine
Aktivierungsentscheidung getroffen hat, werden sowohl die High-Side-Endstufe 120 als auch die Low-Side- Endstufe 141 angesteuert. Dabei ist eine auf der High Side befindliche Logik, die die Einheiten 104, 106, 108, 110, 134 umfassen kann, ausgebildet, um die High-Side-Endstufe 120 anzusteuern, wenn verschiedene Startbedingungen wie beispielsweise„Auslöseentscheidung getroffen" oder „gemessener Strom kleiner als maximal erlaubter Strom" erfüllt sind. Diese Startbedingungen können je nach Ausführungsform variieren.
Hierdurch wird ein Stromfluss durch den Aktor 114 mit induktivem Charakter gestartet. Eine aktuell anliegende Stromstärke wird mithilfe einer Einrichtung 112 zum Messen von Strom ermittelt, weiter oben auch Strommesseinrichtung genannt. Bei Erreichen einer maximalen Stromstärke wird dies der Logik gemeldet, die daraufhin die High-Side-Endstufe 120 wieder abschaltet. Aufgrund der Induktivität und der Freilaufdiode 122 im Aktor, die alternativ auch im
Steuergerät 102 angeordnet sein kann, wird der Stromfluss durch den Aktor 114 aufrechterhalten. In diesem Betriebsmodus wird keine Energie aus dem
Energiespeicher 115 des Steuergeräts 102 entnommen. Bei Unterschreiten einer Stromschwelle bzw. nach Ablauf einer definierten Zeit wird die High-Side- Endstufe 120 durch die Logik wieder eingeschaltet, sodass der Aktor 114 wieder Strom aus dem Energiespeicher 115 bezieht, bis erneut die
Abschaltstromschwelle erreicht wird. Die Sequenz kann nun von Neuem beginnen.
Nach Ablauf der in Abhängigkeit von einem Aktortyp definierten Zeit, die zum Aktivieren benötigt wird, wird die Auslöseentscheidung für die High-Side- Endstufe 120 wieder zurückgenommen. Aufgrund der Logik wird die High-Side- Endstufe 120 jetzt auch bei Unterschreiten der Stromschwelle nicht mehr eingeschaltet, wie nachfolgend anhand von Fig. 2 näher erläutert. Der Strom geht aufgrund der Induktivität, der Freilaufdiode 122 und der immer noch geöffneten Low-Side- Endstufe 141 auf null zurück. Wenn kein Strom mehr fließt, wird auch die Auslöseentscheidung für die Low-Side- Endstufe 141
zurückgenommen.
Auf diese Weise wird nur so viel Energie aus dem Energiespeicher 115 entnommen, wie der Aktor 114 zur Aktivierung der Sicherheitseinrichtung benötigt. Die dabei entstehenden Verluste sind minimal, da nur sehr wenig Energie in Wärme umgewandelt wird. Somit steht dem System ausreichend Energie zur Aktivierung anderer Rückhaltemittel zur Verfügung.
Aufgrund des sehr effizienten Umgangs mit der im Energiespeicher 115 gespeicherten Energie ist es wiederum möglich, einen entsprechend kleineren
Energiespeicher zur Ansteuerung des Aktors 114 zu verwenden. Dadurch können Herstellungskosten eingespart werden.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Darstellung verschiedener Signalverläufe während einer Ansteuerung eines elektromagnetischen Aktors in einem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die jeweiligen x-Achsen der Signalverläufe sind übereinander angeordnet und einer Zeit t zugeordnet. Bei dem Verfahren handelt es sich beispielsweise um ein Verfahren, wie es nachfolgend anhand von Fig. 3 näher beschrieben ist.
Die Ansteuerung des Aktors beginnt zu einem Zeitpunkt tO, zu dem ein erstes Auslösesignal 200 erzeugt wird, das eine Auslöseentscheidung zum Auslösen einer Low-Side- Endstufe, etwa eines Massepotenzialschalters, wie er anhand von Fig. 1 beschrieben ist, repräsentiert. Dabei steigt ein Pegel des ersten Auslösesignals 200 sprunghaft von null auf einen konstanten Wert an.
Zu einem dem Zeitpunkt tO nachfolgenden Zeitpunkt tl wird ein zweites
Auslösesignal 202 erzeugt, das eine Auslöseentscheidung zum Auslösen einer High-Side- Endstufe, etwa eines Versorgungsspannungsschalters, wie er anhand von Fig. 1 beschrieben ist, repräsentiert. Beispielsweise handelt es sich bei dem zweiten Auslösesignal 202 um ein anhand von Fig. 1 beschriebenes
Aktivierungssignal.
Zwischen dem Zeitpunkt tl und einem dem Zeitpunkt tl nachfolgenden Zeitpunkt t2 liegt das Verbindungssignal 136 an, um den Aktor mittels der High-Side-
Endstufe erstmalig mit der Energiequelle zu verbinden. Während eines Zeitraums zwischen den Zeitpunkten tl, t2 steigt ein Stromverlauf 204 durch den Aktor stark an, bis er zum Zeitpunkt t2 eine maximale Stromschwelle 205 erreicht, auch Abschaltschwelle genannt. Bei Erreichen der maximalen Stromschwelle 205 wird der Aktor abgeschaltet. Dabei fällt ein Pegel des Verbindungssignals 136 sprunghaft auf null ab.
Ansprechend auf das Erreichen der maximalen Stromschwelle 205 wird zum Zeitpunkt t2 das zweite Messsignal 126 als Ausgangssignal zu einer
Strommessung im Aktor erzeugt, um einen durch den ausgeschalteten Aktor fließenden Induktionsstrom zu messen. Ein Pegel des zweiten Messsignals 126 ist während eines Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem dem
Zeitpunkt t2 nachfolgenden Zeitpunkt t3 konstant. Während dieses Zeitraums sinkt der Stromverlauf 204 allmählich ab, bis er zum Zeitpunkt t3 eine minimale
Stromschwelle 206 erreicht, auch Anschaltschwelle genannt. Ansprechend auf das Erreichen der minimalen Stromschwelle 206 fällt der Pegel des zweiten Messsignals 126 sprunghaft auf null ab und bleibt bis zu einem dem Zeitpunkt t3 nachfolgenden Zeitpunkt t4 auf null.
Zum Zeitpunkt t3 wird das Wiederverbindungssignal 128 erzeugt, um den Aktor wieder mit der Energiequelle zu verbinden. Ein Pegel des
Wiederverbindungssignals 128 ist während eines Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t3, t4 konstant. Während dieses Zeitraums erfolgt eine
Energieentnahme aus der Energiequelle. Alternativ wird das
Wiederverbindungssignal 128 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne At erzeugt, die hier einem zeitlichen Abstand zwischen den Zeitpunkten t2, t3 entspricht. Bei Anliegen des Wiederverbindungssignals 128 steigt der
Stromverlauf 204 deutlich schneller an, als er zuvor gesunken ist, bis er zum Zeitpunkt t4 erneut die maximale Stromschwelle 205 erreicht. Bei Erreichen der maximalen Stromschwelle 205 zum Zeitpunkt t4 fällt der Pegel des
Wiederverbindungssignals 128 sprunghaft auf null ab. Dabei wird der Aktor von der Energiequelle getrennt. Gleichzeitig steigt der Pegel des zweiten
Messsignals 126 erneut sprunghaft an. Dabei wird wiederum der durch den Aktor fließende Induktionsstrom gemessen.
Ferner sind in Fig. 2 die Signalverläufe jeweils zu weiteren Zeitpunkten t6 bis tl3 dargestellt, die den Zeitpunkten tO bis t5 nachfolgen. Dabei entsprechen die Signalverläufe zwischen den Zeitpunkten t6, t7, zwischen den Zeitpunkten t8, t9, zwischen den Zeitpunkten tlO, tll sowie zwischen den Zeitpunkten tl2, tl3 jeweils den Signalverläufen, wie sie weiter oben beispielhaft anhand des Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t4, t5 beschrieben sind. Die Signalverläufe zwischen den Zeitpunkten t5, t6, zwischen den Zeitpunkten t7, t8, zwischen den Zeitpunkten t9, tlO sowie zwischen den Zeitpunkten tll, tl2 entsprechen hingegen jeweils den Signalverläufen, wie sie weiter oben beispielhaft anhand des Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t3, t4 beschrieben sind.
Zu einem Zeitpunkt, der in Fig. 2 beispielhaft zwischen den Zeitpunkten tl2, tl3 liegt, ist die Personenschutzeinrichtung vollständig aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt fällt der Pegel des zweiten Auslösesignals 202 sprunghaft auf null ab. Dadurch wird ein erneutes Ausgeben des Wiederverbindungssignals 128 nachfolgend auf den Zeitpunkt tl2 unterdrückt. Somit sinkt der Stromverlauf 204 auch nach Erreichen der minimalen Stromschwelle 206 zum Zeitpunkt tl3 weiter unter die minimale Stromschwelle 206 ab.
Zu einem dem Zeitpunkt tl3 nachfolgenden Zeitpunkt tn fällt auch der Pegel des ersten Auslösesignals 200 sprunghaft auf null ab. Der Stromverlauf 204 ist zum Zeitpunkt tn ebenfalls auf null abgesunken. Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors zum Aktivieren einer
Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug wird beispielsweise von den Einheiten eines Steuergeräts, wie es anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben ist, durchgeführt. Dabei wird in einem Schritt 302 ein erstes Messsignal eingelesen, das einen ersten Messwert eines durch den Aktor fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor mit einer elektrischen Energiequelle verbunden ist. Nachfolgend auf den Schritt 302 wird in einem weiteren Schritt 304 der Aktor von der Energiequelle unter Verwendung des ersten Messsignals getrennt, wenn der erste Messwert eine vorbestimmte Abschaltschwelle erreicht. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel wird der Aktor getrennt, wenn der erste Messwert mindestens der Abschaltschwelle entspricht. In einem Schritt 306 wird nun ein zweites Messsignal empfangen, das einen zweiten Messwert eines durch den Aktor fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor von der Energiequelle getrennt ist. Wenn der zweite Messwert eine vorbestimmte Anschaltschwelle erreicht, wird der Aktor in einem Schritt 308 unter Verwendung des zweiten Messsignals erneut mit der Energiequelle verbunden. Zusätzlich oder alternativ zum Erreichen der Anschaltschwelle erfolgt das Wiederverbinden des Aktors nach Ablauf einer vorbestimmten Abschaltdauer des Aktors. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Aktor wieder verbunden, wenn der zweite Messwert höchstens der Anschaltschwelle entspricht.
Die Schritte 302, 304, 306, 308 können so lange nacheinander wiederholt werden, bis eine vorbestimmte Aktivierungsdauer der Personenschutzeinrichtung abgelaufen ist. Beispielsweise wird nach Ablauf der Aktivierungsdauer im Schritt 308 das Wiederverbinden des Aktors mit der Energiequelle unterdrückt.
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"- Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (300) zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors (114) zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren (300) folgende Schritte umfasst:
Einlesen (302) eines ersten Messsignals (116), das einen ersten
Messwert eines durch den Aktor (114) fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor (114) mit einer elektrischen Energiequelle (115) verbunden ist;
Trennen (304) des Aktors (114) von der Energiequelle (115) unter Verwendung des ersten Messsignals (116), wenn der erste Messwert eine vorbestimmte Abschaltschwelle (204) erreicht;
Empfangen (306) eines zweiten Messsignals (126), das einen zweiten Messwert eines durch den Aktor (114) fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor (114) von der Energiequelle (115) getrennt ist; und
Wiederverbinden (308) des Aktors (114) mit der Energiequelle (115) unter Verwendung des zweiten Messsignals (126), wenn der zweite Messwert eine vorbestimmte Anschaltschwelle (206) erreicht, und/oder nach Ablauf einer vorbestimmten Abschaltdauer (At).
2. Verfahren (300) gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
Schritt des Ausgebens eines Aktivierungssignals (132) zum Aktivieren der Personenschutzeinrichtung, wobei in einem Schritt des Verbindens der Aktor (114) unter Verwendung des Aktivierungssignals (132) mit der Energiequelle (115) verbunden wird. Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Wiederverbindens (308) das Wiederverbinden nach Ablauf einer vorbestimmten
Aktivierungsdauer der Personenschutzeinrichtung unterdrückt wird.
Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend auf den Schritt des Wiederverbindens (308) die Schritte des Einlesens (302), Trennens (304), Empfangens (306) und Wiederverbindens (308) wiederholt durchgeführt werden.
Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Trennens (304) der Aktor (114) von der Energiequelle (115) getrennt wird, wenn der erste Messwert mindestens der Abschaltschwelle (205) entspricht, und/oder im Schritt des Wiederverbindens (308) der Aktor (114) wieder mit der Energiequelle (115) verbunden wird, wenn der zweite Messwert höchstens der Anschaltschwelle (206) entspricht.
Verfahren (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltschwelle (205) einen höheren Stromwert repräsentiert als die Anschaltschwelle (206).
Steuergerät (102) zum Ansteuern eines elektromagnetischen Aktors (114) zum Aktivieren einer Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, wobei das Steuergerät (102) folgende Merkmale aufweist: eine Einleseeinheit (104) zum Einlesen eines ersten Messsignals (116), das einen ersten Messwert eines durch den Aktor (114) fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor (114) mit einer elektrischen Energiequelle (115) verbunden ist; eine Trenneinheit (106) zum Trennen des Aktors (114) von der
Energiequelle (115) unter Verwendung des ersten Messsignals (116), wenn der erste Messwert eine vorbestimmte Abschaltschwelle (205) erreicht; eine Empfangseinheit (108) zum Empfangen eines zweiten Messsignals (126), das einen zweiten Messwert eines durch den Aktor (114) fließenden Stroms repräsentiert, wenn der Aktor (114) von der
Energiequelle (115) getrennt ist; und eine Wiederverbindungseinheit (110) zum Wiederverbinden des Aktors (114) mit der Energiequelle (115) unter Verwendung des zweiten Messsignals (126), wenn der zweite Messwert eine vorbestimmte Anschaltschwelle (206) erreicht, und/oder nach Ablauf einer
vorbestimmten Abschaltdauer (Dt).
Steuergerät (102) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheit (106) und/oder die Wiederverbindungseinheit (110) ausgebildet ist, um einen Versorgungsspannungsschalter (120) zum Koppeln des Aktors (114) mit einem Versorgungsspannungsanschluss (121) zu steuern.
Steuergerät (102) gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einleseeinheit (104) ausgebildet ist, um das erste Messsignal (116) von einer Strommesseinrichtung (112) zum Messen eines durch den Aktor (114) fließenden Stroms einzulesen, und/oder wobei die Empfangseinheit (108) ausgebildet ist, um das zweite Messsignal (126) von der Strommesseinrichtung (112) zu empfangen.
Aktivierungsvorrichtung (100) zum Aktivieren einer
Personenschutzeinrichtung für ein Fahrzeug, wobei die
Aktivierungsvorrichtung (100) folgende Merkmale aufweist: ein Steuergerät (102) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9; einen Aktor (114); einen Versorgungsspannungsschalter (120) zum Koppeln des Aktors (114) mit dem Versorgungsspannungsanschluss (121), wobei der Versorgungsspannungsschalter (120) mit der Trenneinheit (106) und/oder der Wiederverbindungseinheit (110) des Steuergeräts (102) gekoppelt ist; und eine Strommesseinrichtung (112) zum Messen eines durch den Aktor (114) fließenden Stroms, wobei die Strommesseinrichtung (112) mit der Einleseeinheit (104) und/oder der Empfangseinheit (108) des
Steuergeräts (102) gekoppelt ist.
Aktivierungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der Aktor (114) eine Induktivität mit einem ersten Anschluss (123) und einem zweiten Anschluss (124) aufweist, wobei der erste Anschluss (123) und der zweite Anschluss (124) über eine Diode (122) miteinander gekoppelt sind.
Aktivierungseinheit (130), die ausgebildet ist, um ein Aktivierungssignal (132) zum Aktivieren der Personenschutzeinrichtung an ein Steuergerät (102) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9 auszugeben.
Aktivierungseinheit (130) gemäß Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Aktivierungseinheit (130) ausgebildet ist, um einen Massepotenzialschalter (141) zum Koppeln des Aktors (114) mit einem Massepotenzialanschluss (142) zu steuern.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 14.
PCT/EP2015/074883 2014-12-15 2015-10-27 Verfahren zum ansteuern eines elektromagnetischen aktors zum aktivieren einer personenschutzeinrichtung für ein fahrzeug, steuergerät, aktivierungsvorrichtung und aktivierungseinheit WO2016096212A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5053911A (en) * 1989-06-02 1991-10-01 Motorola, Inc. Solenoid closure detection
US5717562A (en) * 1996-10-15 1998-02-10 Caterpillar Inc. Solenoid injector driver circuit
EP1921639A2 (de) * 2006-11-08 2008-05-14 Actor Engineering GmbH & Co. KG Ansteuerschaltung für einen Aktor und Verfahren zum Ansteueren eines Aktors

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