WO2017162437A1 - Schutzvorrichtung für eine auslöseschaltung für ein personenschutzmittel für ein fahrzeug und auslöseschaltung - Google Patents

Schutzvorrichtung für eine auslöseschaltung für ein personenschutzmittel für ein fahrzeug und auslöseschaltung Download PDF

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WO2017162437A1
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circuit
highside
diode
ignition
voltage potential
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PCT/EP2017/055409
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English (en)
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Inventor
Hartmut Schumacher
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/045—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere
    • H02H9/046—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere responsive to excess voltage appearing at terminals of integrated circuits

Definitions

  • the invention relates to a protective device for a trigger circuit for a passenger protection device for a vehicle and a trigger circuit for a personal protection device according to the preamble of the independent claims.
  • Airbag systems feature high-side power amplifiers and low-side power amps that meet certain ESD (electrostatic discharge) requirements. These serve primarily the secure processing of the components in the manufacturing process of the control units.
  • ESD electrostatic discharge
  • These serve primarily the secure processing of the components in the manufacturing process of the control units.
  • HBM Human Body Model
  • lOOpF 1500 Ohm discharge resistance
  • a charging voltage depending on the test class of eg + / _ 2000V or + / _ 4000V to survive without damage.
  • DE 10 2013 211 421 AI describes a device for operating a
  • crash In the event of a collision of the vehicle, hereinafter also referred to as crash, are protected from damage and malfunction, for example, by an accidental short circuit to a in the
  • Vehicle-installed consumers could be triggered.
  • a triggering circuit for a personal protection device for a vehicle has an ignition device, a high-side output stage for connecting a high-side terminal of the ignition device with a first voltage potential and a
  • Ignition device with a second voltage potential.
  • the personal protection may be, for example, a
  • the ignition device is also referred to below as the ignition circuit and may include, for example, in addition to the forward and return line a lighter with ignition charge.
  • the highside power amplifier can have a highside switch over which a highside connector of the Ignition device electrically conductive with the first voltage potential, for example, with a first voltage potential leading conductor or terminal can be connected.
  • the first voltage potential may correspond, for example, to an ignition voltage for igniting the ignition device.
  • the low-side power amplifier can have a low-side switch, via which a low-side connection of the ignition device is electrically conductive with the second voltage potential, for example with one second one
  • the second voltage potential may correspond, for example, to a ground potential.
  • Trigger circuit to injection currents can be improved.
  • the protection device for the tripping circuit has a high-side interface for contacting the protective device with the high-side connection of the ignition device and a low-side interface for contacting the
  • Protective device with the lowside terminal of the ignition device a suppressor diode, which is connected between the high-side interface and the second voltage potential, and at least a first diode, which is connected between the lowside interface and the second voltage potential.
  • the highside interface and the lowside interface may each include one or more ports or lines via which the
  • Protective device can be electrically conductively connected to the terminals of the ignition device.
  • the anode of the suppressor diode and, correspondingly or alternatively, the anode of the first diode can be connected to the second voltage potential.
  • injection currents can be dissipated via the diodes mentioned.
  • the protection device may include a second diode connected between the low side interface and the second voltage potential.
  • the two Diodes enable a reduction in the current load of diodes of the low-side output stage.
  • the first diode and the second diode may be arranged on a die.
  • a die may be understood as a semiconductor substrate piece.
  • the protection device may include another suppressor diode connected between the highside interface and the lowside interface.
  • Both suppressor diodes can be arranged on a die. This can be the one already mentioned or another one.
  • the ignition device may be designed as an airbag ignition circuit.
  • the approach described can be installed in connection with ignition devices that are installed in areas of a vehicle that are possibly deformed in the event of a collision.
  • a vehicle passenger protection device trip circuit has the following features: an ignition device; a high-side output stage for connecting a high-side terminal of the ignition device to a first voltage potential; a lowside power amplifier for connecting a lowside terminal of
  • Ignition device with a second voltage potential; and a protective device called the highside interface
  • Trigger circuit an ignition device, a high-side power amplifier for connecting a high-side terminal of the ignition device with a first
  • the method comprises the following steps:
  • the injection current may be a negative or positive current. By diverting the injection current malfunctions and damage to the tripping circuit can be prevented. The steps of
  • Method can be implemented, for example, using means of said protective device.
  • Injection stream in particular a portion of the injection stream which could flow via the ignition device, by a parallel path, formed by a
  • Fig. 1 is a schematic representation of a vehicle with a
  • Protection device for a trigger circuit for a personal protection device according to an embodiment
  • Fig. 2 is a flowchart of a method for protecting a
  • Fig. 3 is a protection device for a trigger circuit for a
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a vehicle with an ignition circuit protection circuit for a trigger circuit for a personal protection device
  • Fig. 5 is a schematic representation of possible injection currents with respect to the tripping circuit shown in Fig. 4;
  • Fig. 6 is a schematic representation of a vehicle with a
  • Protection device for a trigger circuit for a personal protection device according to an embodiment
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of possible injection currents with regard to the triggering circuit shown in FIG. 6 according to an embodiment
  • FIG. 8 is a model of an effect of an injection current with respect to the trigger circuit shown in FIG. 6 according to an embodiment
  • FIG. 9 is a graph of injection currents with respect to the trigger circuit shown in FIG. 6 according to an embodiment
  • FIG. 10 is a model of an effect of an injection current with respect to the tripping circuit shown in FIG. 6 according to an embodiment
  • FIG. 11 is a model of an effect of an injection current with respect to the trigger circuit shown in FIG. 6 according to an embodiment
  • FIG. and FIG. 12 shows a schematic illustration of possible injection currents with regard to the triggering circuit shown in FIG. 6 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a vehicle 100 with a personal protection device 102 and a protective device 104 for a vehicle
  • Trigger circuit of the personal protection means 102 according to a
  • the passenger protection device 102 is an airbag, which in the case of a collision of the vehicle under
  • Use of the trigger circuit can be activated, for example, to protect a driver of the vehicle 100 from the consequences of the collision.
  • the triggering circuit comprises an ignition device 110, a high-side output stage 112 and a low-side power amplifier 114.
  • the ignition device 110 is connected to the high-side output stage 112 via a high-side connection 116 and to the low-side output stage 114 via a low-side connection 118.
  • the high-side terminal 116 of the ignition device 110 may be connected to a first voltage potential 120, for example, an ignition voltage for igniting the
  • Ignition device 110 corresponds.
  • the low-side terminal 118 of the ignition device 110 can be connected to a second voltage potential 122, which corresponds, for example, to a ground potential. If the output stages 112, 114 are switched accordingly, then the terminals 116, 118 of the ignition device 110 are connected to the potentials 120, 122, resulting in an ignition current flowing through the ignition device 110 and activating the ignition device.
  • the protection device 104 has a high-side interface 130 and a low-side interface 132. About the highside interface 130, the protective device 104 is electrically conductive in the installed state with the
  • the protection device 104 is electrically conductively connected to the low-side connection 118 of the ignition device 110 via the low-side interface 132.
  • a suppressor diode 134 of the protective device 104 is connected between the high-side interface 130 and a terminal which, in the ready state of the protective device 104, connects the second voltage potential 122.
  • At least one first diode 136 is connected between the low-side interface 132 and a connection in the operational state of the protection device 104, the second voltage potential 122 leading.
  • the trigger circuit can be protected from undesirable effects of an injection stream 138, which in case of a collision of the vehicle 100 and a resulting deformation of the vehicle 100 in some circumstances in a line section of
  • Trigger circuit can be injected.
  • Devices can exercise in particular in the use of ignition circuits 110 in the crash zone on this.
  • the engine compartment is deformed and the wiring (outgoing, return) of the ignition circuit 110 in the engine compartment is shorted to an electrical load and disconnected the supply of this consumer.
  • the airbag control unit is exposed via the ignition cables to the dangers this consumer can exert on the connected airbag electronics.
  • the danger is particularly great with inductive consumers, such as motors, ignition coils or horns.
  • the protection device is design optimized for the properties of the air bag electronics and prevents them from being affected by the above-described operation so that RESET detection in the system ASIC caused by substrate currents may or may occur gets destroyed. In this way it can be prevented that the airbag system crashes in the event of a crash, partially fails, depending on the time of occurrence of the fault, or there is an unwanted activation of ignition circuits 110 at the wrong time.
  • Fig. 2 shows a flowchart of a method for protecting a
  • Embodiment This may be the one shown in Fig. 1
  • the method is carried out according to an embodiment, when at least one injection current is injected into the trigger circuit.
  • at least part of the injection current is derived via a suppressor diode 201, as described with reference to FIG. 1, and additionally or alternatively, at least part of the injection current is derived via at least one first diode 203, as described with reference to FIG ,
  • steps 201, 203 may be performed simultaneously, staggered, or even individually.
  • a part of the injection current which could flow via the ignition device can be derived via a parallel path.
  • the parallel path is formed according to an embodiment by a suppressor diode, the between the low-side connection and the high-side connection, and thus is connected in parallel to the ignition device.
  • Fig. 3 shows a protection device 104 for a trigger circuit for a
  • Personal protection means according to one embodiment. This may be an exemplary embodiment of the protective device 104 and triggering circuit described with reference to FIG. 1.
  • the high side port 116 is referred to herein as "ZK + x" and the low side port 118 is also referred to as "ZK-x".
  • Suppressor diode 134 is connected in accordance with this exemplary embodiment via the highside interface 130 to the highside connection 116 of the ignition device 110.
  • the suppressor diode 134 is referred to here and below as "ZD_1".
  • the cathode of the first diode 136 is according to this embodiment via the lowside interface 132 with the lowside terminal 118 of
  • the first diode 136 is here and hereinafter also referred to as "D_l".
  • a port connecting the highside port 116 to the highside power amp will be referred to herein as " IGHx " and a port connecting the low side port 118 to the low side power amp will be here and in the following
  • IGLx Hereafter referred to as "IGLx".
  • the protection device 104 has a second diode 336, which is connected in parallel to the first diode 136 and is referred to here and below as "D_2".
  • the protection device 104 has a further suppressor diode 337, which is connected between the interfaces 130, 132. According to this
  • the cathode of the further suppressor diode 337 is connected to the highside interface 130.
  • the additional suppressor diode 337 is referred to here and below as "ZD_2”.
  • Line sections lying between the interfaces 130, 132 and the connections 116, 118 are each connected via a capacitor to the second
  • Voltage potential 122 here ground, coupled.
  • the protective device 104 is a protective circuit of an ignition device 110 designed as ignition circuit, in particular as an airbag ignition circuit
  • Protective device 104 is also referred to as a protective circuit 104 and the ignition device 110 as an ignition circuit 110.
  • the protection device 104 makes it possible to increase the robustness of special ignition circuits 110 of the airbag control unit installed in the crumple zone of vehicles, such as, for example. Separation of the battery from the generator, activation of the bonnet lift, activation of extinguishing devices, etc. to ensure short circuits to inductive consumers. In particular, it is made possible not to jeopardize the overall function of the control unit in a crash, if there are massive electrical loads on external Zündniken 110 in the crumple zone.
  • the approach described here can reduce the risk of false triggering by injection current.
  • Peak values also referred to below as peak values, can be achieved between 4A to 8A.
  • Sequelae such as RESET can be prevented up to very high injection current levels (> 20A).
  • a uniform ASIC Zündreis output stage design for up to n Zünd Vietnamese an aptitudeen with uniform requirements for the Vehicle interior (driver airbag, ...) are made usable by the protective circuit 104 for the vehicle crumple zone.
  • the suppressor diodes ZD_1, ZD_2 are as one
  • Embodiment the two diodes D_l, D_2. According to one
  • the two diodes D_l, D_2 are designed as fast switching diodes and executed according to an embodiment as a pair of switching diodes on a Die 351 in a housing.
  • the suppressor diodes ZD_1, ZD_2 and the diodes D_1, D_2 are arranged according to an embodiment on separate dies, which are enclosed by separate housings.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a vehicle 100 with a starting circuit for a triggering circuit for a starting circuit
  • the triggering circuit has an ignition device 110, here in the form of a firing circuit with a squib, a high-side power stage 112 and a low-side power stage 114.
  • the high-side output stage 112 has functionalities of a driver, a regulator and a logic-implementing device 440, via which a switch, here a transistor TH of the high-side output stage 112 is driven.
  • the device 440 is designed to receive auxiliary voltages as well as references relating to current and voltage on the input side in addition to signals ⁇ _ ⁇ and SCON_CTL.
  • the high-side output stage 112 also has a diode D_th_d, a shunt resistor RsH and a diode D_th_sd of the transistor TH, with respect to which in FIG. 4 a voltage Uth is drawn.
  • the high-side output stage 112 is supplied with a switched ignition voltage via a diode D_H and a connection VHx.
  • One the highside power amplifier 112 with the Highside connection ZK + x connecting line is coupled to ground via a capacitor in the form of an EMC / ESD-MLCC.
  • the low-side power amplifier 114 has functionalities of a driver, a regulator and a logic implementing device 442, via which a switch, here a
  • Transistor TL of the low-side power amplifier 114 is driven.
  • the device 442 is designed to receive auxiliary voltages as well as references relating to current and voltage on the input side in addition to other signals.
  • the lowside output stage 114 further comprises a diode D_th_d, a shunt resistor RsL and a diode D_th_sd of the transistor TL. Furthermore, a ground connected shunt
  • a line connecting the low-side power amplifier 114 to the low-side terminal ZK-x is coupled to ground via a diode D_ESD of a negative IGL-ESD-P circuit and via a capacitor in the form of an EMC / ESD-MLCC.
  • the system ASIC 444 is disposed on a circuit board 446 configured as an airbag ECU PCB.
  • 5 shows a schematic representation of possible short-circuit variants 501,
  • a voltage potential 520 representing the vehicle plus potential (6... 20V) 520 and the vehicle chassis mass 522 are shown. Furthermore, a current Iv is shown, which has a resistance Rv and a
  • the ignition device 110 has a resistance Rsq of 1.7 to 2.5 ohms.
  • the ignition circuit performance of the circuit described with reference to FIGS. 4 and 5 is considered on the basis of different ZK short-circuit variants 501, 502, 503, 504.
  • Zündnikbescen are designed so that a static short circuit at the ignition circuit plus (ZK +) / minus (ZK) side to vehicle plus (6V ... 20V) 520, as shown by the variants 501, 502, no Currents over which the ignition device 110 in the form of a lighter (Squib) can cause, which could cause an unwanted triggering.
  • the EMC capacitors at the terminals ZK + x, ZK-x are dimensioned so that the charge current caused does not exceed the "no fire” requirements (eg 5 ⁇ @ 4 ⁇ 5) of the lighter 110.
  • All of the transistor structures TH, TL and the pos. IG H / 1 GL ESD element 443 do not conduct 36V, depending on the process of the ASIC 444.
  • Ignition circuit plus (ZK +) / minus (ZK -) side to vehicle ground (chassis) 522, as shown by the variants 503, 504, can not cause currents through the ignition element 110, which could cause an unwanted tripping.
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of a vehicle 100 having a protective device 104 for a triggering circuit for a personal protection device according to one exemplary embodiment.
  • the trigger circuit corresponds to the circuit described with reference to FIG. 4, which is supplemented by the protective device 104.
  • the protection device 104 is according to a
  • a case 501 of a possible injection current is shown.
  • the voltage potential 520 is shown, which is the potential
  • the protection device 104 is a
  • Ignition circuit protection circuit for the crash zone of the vehicle 100 executed.
  • the protection device 104 provides sufficiently effective protective measures when it comes to the ignition circuit 110 to short circuits against inductive loads in the crash zone, the supply is sheared off under load, which is equivalent to electrical isolation.
  • a case 501 is shown in FIG.
  • the ignition circuit 110 is pressed against the supply line 656 of an inductive load Lv, for example the horn or an electric motor of the vehicle 100, and the consumer supply line 656 is sheared off, as indicated by the switch 658 in FIG ,
  • FIG. 7 shows a schematic representation of possible injection currents with regard to the triggering circuit shown in FIG. 6 according to one exemplary embodiment.
  • a current split is shown on the shorted ignition circuit 110 after a current commutation, as described with reference to FIG. 6. This scenario is shown below with reference to case 701 shown in FIG.
  • the injection current caused by the commutation of the load current Iv in the ignition circuit 110 theoretically at the injection point, indicated by the case 701 arrow, split into two sub-streams lv_p, lv_m.
  • the partial current lv_m over the lighter 110 should not violate the "no fire" condition in a first load case.
  • the current lv_m for relevant times> 4 ⁇ should be kept below 0.4A.
  • the suppressor diode ZD_1 is placed between control unit ground 122 (anode) and the terminal ZKx + (cathode).
  • the suppressor diode ZD_1 has a small rd_zdf (diff. Resistance, forward) in order to derive as much injection current as possible to ground 122.
  • Suppressor diode ZD_2 in particular as a second diode of a cathode-coupled suppressor diode pair ZD_1, ZD_2 between the terminals ZKx- (anode) and ZKx + (cathode) prove to be an optimization so that a portion of the injection current does not have to be conducted via the lighter 110.
  • all diodes can be set to the same forward voltage (low
  • FIG. 8 shows a model of an effect of an injection current with respect to the trigger circuit shown in FIG. 6 according to an embodiment.
  • a firing rate model for the effect of the injection current Iv on the lighter 110 is shown.
  • the suppressor diode of the protection circuit 104 is in this case by a resistor rd_zdf, the further suppressor diode by a resistor rd_zdf and a switch S2, which is closed when the voltage UZK between the terminals ZK + x, ZK-x> 0.8V, and the The first and second diodes are modeled by the resistor rd df.
  • the ignition device 110 is modeled by the forward and reverse line resistances Rltg_p, Rltg_m and the squib resistor R SQU I B.
  • Rltg_m 0.175 ohms; (5m, Cu)
  • Rm R_SQUIB + Rltg_m + rd_df * (Rtm + rd_LSf) / (rd_df + Rtm + rd_LSf)
  • UZK_nofire lv_m_nofire * (Rltg_m + R_SQUIB) -Rltg_p * lv_p_nofire
  • the Zündnikbesciens for the crash zone increases the robustness of the affected igniter 110 against injection currents, in particular decaying inductive nature, by about 10 times.
  • the closed switch S2 which is synonymous with the fact that the further suppressor diode ZD_2 conducts, results in a further increase in the robustness of the affected lighter to injection currents compared to the standard (0.4A) by up to 20 times.
  • FIG. 9 shows a graphical representation of injection currents Iv, lv_m, lzd_2 as well as the power P_squib dropping at the ignition device with respect to the triggering circuit shown in FIG. 6 according to one exemplary embodiment.
  • the current Iv drops from a value of about 8A to 4.4A over a period of 0.0ms to 1.0ms.
  • the current lv_m drops from a value of about 0.45 A to 0.35 A in the period from 0.0 ms to 1.0 ms.
  • the current lzd_2 drops from a value of about 0.9A to 0.1A in the period from 0.0ms to 1.0ms.
  • the power P_squib drops from a value of about 460mW to 260mW in the period from 0.0ms to 1.0ms.
  • the lightening current lv_m is on average about 400mA and thus at the "no fire” limit At least a part of the injection current Iv is also conducted via the diode ZD_2 as the current lzd_2 in the curve shown (S2 closed)
  • FIG. 10 shows a model of an effect of an injection current with respect to the trigger circuit shown in FIG. 4 according to an embodiment.
  • the overload limit of an airbag high-side / low-side output stage is assumed to be approx. 6A @ 2ms injection current Iv, the improvement factor caused by the new protective circuit can be determined.
  • Rltg_m 0.175 ohms; (5m, Cu)
  • the switch S3 is closed when the voltage UZK + ⁇ -3.3V.
  • FIG. 11 shows a model of an action of an injection current Iv with respect to the trigger circuit with protection device shown in FIG
  • Embodiment In particular, a Zündreismodell the effect of the injection current Iv is shown on the output stages 110.
  • Rltg_m 0.175 ohms; (5m, Cu)
  • the switch S2 is closed when the voltage UZK> 0.8V.
  • the switch S3 is closed when the voltage UZK> -3.3V.
  • Rg Rp * Rm / (Rp + Rm)
  • Rg 0.12440hm
  • the ignition circuit with the crash zone protection device theoretically increases the robustness of the high-side power amplifier against destruction by approximately 10 times compared to a standard design. But since no destruction of the low-side amplifier may occur, the achievable value is lower at about 7 to 8 times.
  • Injection current peaks of approx. 40A ... 50A can be coped with without destroying the ignition circuit output stages and / or RESET of the system ASICS.
  • the temporal load limit is about ⁇ but can also be adjusted by changing the diode selection.
  • FIG. 12 shows a schematic representation of possible injection currents with respect to the triggering circuit shown in FIG. 6 according to one exemplary embodiment. In particular, positive injection currents of small consumers are shown.
  • Ignition circuit 110 in the crash zone can also positive injection currents Iv Small consumers arise when they are not screwed to chassis GND 552, but have a ground cable.
  • the protection circuit 104 is effective.
  • the used suppressor diode pair ZD_1, ZD_2 clings when exceeding the VBR voltage (27V) and thus relieves the central ASIC ESD clamp element 443 (pos. IGH / IGL ESD-P), which opens the ignition circuit voltage from approx. 4A with an internal resistance of about 20hm including coupling diodes D_LK, D_HK can record without damage and reset. This increases the total clip performance to approximately 6A.
  • FIG. 12 shows the generation and effect of positive injection currents. At high injection currents, only a no-fire current is conducted via the lighter 110.
  • the suppressor diode ZD_2 which is in parallel, carries a proportion of up to 2A of the injection current in the direction of the ZD_1 suppressor diode.
  • an exemplary embodiment comprises a "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.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung (104) für eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel (102) für ein Fahrzeug (100), wobei die Auslöseschaltung eine Zündeinrichtung (110), eine Highside-Endstufe (112) und eine Lowside-Endstufe (114) aufweist. Die Schutzvorrichtung (104) weist eine Highside-Schnittstelle (130) zum Kontaktieren der Schutzeinrichtung mit einem Highside-Anschluss (116) und eine Lowside-Schnittstelle (132) zum Kontaktieren der Schutzeinrichtung mit einem Lowside-Anschluss (118) der Zündeinrichtung (110), eine Suppressordiode (134), die zwischen die Highside-Schnittstelle (130) und ein zweites Spannungspotenzial (122) geschaltet ist, und zumindest eine erste Diode (136) auf, die zwischen die Lowside-Schnittstelle (132) und das zweite Spannungspotenzial (122) geschaltet ist.

Description

Beschreibung Titel
Schutzvorrichtung für eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug und Auslöseschaltung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Schutzvorrichtung für eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug und einer Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Airbag-Systeme verfügen über High-Side-Endstufen und Low-Side- Endstufen die bestimmten ESD (engl, electrostatic discharge) Anforderungen genügen müssen. Diese dienen in erster Linie der sicheren Verarbeitung der Bauelemente im Fertigungsprozess der Steuergeräte. Hier sind Anforderungen entsprechend dem Human Body Model (HBM) mit lOOpF, 1500 Ohm Endladewiderstand und einer Ladespannung je nach Erprobungsklasse von z.B. +/_2000V oder +/_4000V ohne Schaden zu überstehen.
Zur Erfüllung der wesentlich höheren ESD-Anforderungen, die sich aus dem Einbau des Airbag-Steuergerätes in ein Fahrzeug ergeben, sind externe
Zusatzmaßnahmen, in der Regel Kapazitäten an der Zündkreis High-Seite und der Zündkreis Low-Seite eines Airbag Endstufen-ASICs vorzusehen.
Die Anforderungen sehen in der Regel Kontaktentladungen an den
Steuergerätspins im passiven Zustand entsprechend HBM Modellen mit 330pF, 2000 Ohm, +/-8000V (IS01 0605) vor. Ebenso werden statische Kurzschlüsse nach Fahrzeug Masse bzw.
Fahrzeugversorgungsspannung ausgehalten. All diese Anforderungen decken insbesondere Fehler des sich nicht im Crash befindlichen Fahrzeugs ab. Die DE 10 2013 211 421 AI beschreibt eine Vorrichtung zum Betreiben eines
Kaltgasgenerators.
Offenbarung der Erfindung Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine
Schutzvorrichtung für eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug und eine Auslöseschaltung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen
Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Durch den Einsatz der Schutzvorrichtung kann die Auslöseschaltung
beispielsweise im Fall einer Kollision des Fahrzeugs, im Folgenden auch als Crash bezeichnet, vor Beschädigungen und Fehlfunktionen geschützt werden, die beispielsweise durch einen unfallbedingten Kurzschluss zu einem im
Fahrzeug verbauten Verbraucher ausgelöst werden könnten.
Eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug weist eine Zündeinrichtung, eine Highside-Endstufe zum Verbinden eines Highside- Anschlusses der Zündeinrichtung mit einem ersten Spannungspotenzial und eine
Lowside- Endstufe zum Verbinden eines Lowside-Anschlusses der
Zündeinrichtung mit einem zweiten Spannungspotenzial auf.
Bei dem Personenschutzmittel kann es sich beispielsweise um ein
Insassenschutzmittel oder ein Fußgängerschutzmittel, beispielsweise in Form eines Airbags handeln. Unter Verwendung der Auslöseschaltung kann das Personenschutzmittel aktiviert werden. Die Zündeinrichtung wird im Folgenden auch als Zündkreis bezeichnet und kann beispielsweise neben der Hin- und Rückleitung einen Anzünder mit Zündladung umfassen. Die Highside-Endstufe kann einen Highside-Schalter aufweisen, über den ein Highside-Anschluss der Zündeinrichtung elektrisch leitfähig mit dem ersten Spannungspotenzial, beispielsweise mit einem das erste Spannungspotenzial führenden Leiter oder Anschluss, verbunden werden kann. Das erste Spannungspotenzial kann beispielsweise einer Zündspannung zum Zünden der Zündeinrichtung entsprechen. Die Lowside- Endstufe kann einen Lowside-Schalter aufweisen, über den ein Lowside-Anschluss der Zündeinrichtung elektrisch leitfähig mit dem zweiten Spannungspotenzial, beispielsweise mit einem das zweite
Spannungspotenzial führenden Leiter oder Anschluss, verbunden werden kann. Das zweite Spannungspotenzial kann beispielsweise einem Massepotenzial entsprechen. Durch die Schutzvorrichtung kann die Robustheit der
Auslöseschaltung gegenüber Injektionsströmen verbessert werden.
Die Schutzvorrichtung für die Auslöseschaltung weist eine Highside-Schnittstelle zum Kontaktieren der Schutzeinrichtung mit dem Highside-Anschluss der Zündeinrichtung und eine Lowside-Schnittstelle zum Kontaktieren der
Schutzeinrichtung mit dem Lowside-Anschluss der Zündeinrichtung, eine Suppressordiode, die zwischen die Highside-Schnittstelle und das zweite Spannungspotenzial geschaltet ist, und zumindest eine erste Diode auf, die zwischen die Lowside-Schnittstelle und das zweite Spannungspotenzial geschaltet ist.
Die Highside-Schnittstelle und die Lowside-Schnittstelle können jeweils einen oder mehrere Anschlüsse oder Leitungen umfassen, über die die
Schutzvorrichtung elektrisch leitfähig mit den Anschlüssen der Zündeinrichtung verbunden werden kann.
Dabei kann die Anode der Suppressordiode und entsprechend oder alternativ die Anode der ersten Diode mit dem zweiten Spannungspotenzial verbunden sein. Über die genannten Dioden können beispielsweise Injektionsströme abgeleitet werden.
Die Schutzvorrichtung kann eine zweite Diode aufweisen, die zwischen die Lowside-Schnittstelle und das zweite Spannungspotenzial geschaltet ist.
Dadurch kann eine Parallelschaltung zweier Dioden realisiert werden. Die beiden Dioden ermöglichen eine Reduzierung der Strombelastung von Dioden der Low- Side-Endstufe.
Die erste Diode und die zweite Diode können auf einem Die angeordnet sein. Unter einem Die kann ein Halbleitersubstratstück verstanden werden. Durch die gemeinsame Anordnung auf einem Die wird eine kostengünstige und platzsparende Realisierung ermöglicht.
Die Schutzvorrichtung kann eine weitere Suppressordiode aufweisen, die zwischen die Highside-Schnittstelle und die Lowside-Schnittstelle geschaltet ist.
Dies ermöglicht eine Führung eines Injektionsstromes an der Zündeinrichtung vorbei.
Dabei können beide Suppressordioden auf einem Die angeordnet sein. Dabei kann es sich um das bereits genannte oder um ein weiteres Die handeln.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Zündeinrichtung als ein Airbag- Zündkreis ausgeführt sein. Vorteilhafterweise kann der beschriebene Ansatz im Zusammenhang mit Zündeinrichtungen verbaut werden, die in Bereichen eines Fahrzeugs verbaut werden, die bei einer Kollision gegebenenfalls verformt werden.
Eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug weist die folgenden Merkmale auf: eine Zündeinrichtung; eine Highside-Endstufe zum Verbinden eines Highside-Anschlusses der Zündeinrichtung mit einem ersten Spannungspotenzial; eine Lowside-Endstufe zum Verbinden eines Lowside-Anschlusses der
Zündeinrichtung mit einem zweiten Spannungspotenzial; und eine genannte Schutzvorrichtung, die über die Highside-Schnittstelle den
Highside-Anschluss der Zündeinrichtung und über die Lowside-Schnittstelle den Lowside-Anschluss der Zündeinrichtung kontaktiert. Es wird ferner ein Verfahren zum Schützen einer Auslöseschaltung für ein
Personenschutzmittel für ein Fahrzeug vor der Auswirkung eines in die
Auslöseschaltung injizierten Inketionsstroms vorgestellt, wobei die
Auslöseschaltung eine Zündeinrichtung, eine Highside-Endstufe zum Verbinden eines Highside-Anschlusses der Zündeinrichtung mit einem ersten
Spannungspotenzial und eine Lowside- Endstufe zum Verbinden eines Lowside-
Anschlusses der Zündeinrichtung mit einem zweiten Spannungspotenzial aufweist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Ableiten zumindest eines Teils des Injektionsstroms über eine Suppressordiode, die zwischen den Highside-Anschluss und das zweite Spannungspotenzial geschaltet ist; und
Ableiten zumindest eines Teils des Injektionsstroms über zumindest eine erste Diode, die zwischen den Lowside-Anschluss und das zweite Spannungspotenzial geschaltet ist.
Bei dem Injektionsstrom kann es sich um einen negativen oder positiven Strom handeln. Durch die Ableitung des Injektionsstroms können Fehlfunktionen und Schäden an der Auslöseschaltung verhindert werden. Die Schritte des
Verfahrens können beispielsweise unter Verwendung von Einrichtungen der genannten Schutzvorrichtung umgesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann ferner zumindest ein Teil des
Injektionsstromes, insbesondere ein Teil des Injektionsstromes der über die Zündeinrichtung fließen könnte, durch einen Parallelpfad, gebildet durch eine
Suppressordiode, die zwischen dem Lowside-Anschluss und dem Highside- Anschluss geschaltet ist, abgeleitet werden. Durch die parallel zu der
Zündeinrichtung geschaltete Suppressordiode kann ein weiterer Schutz der Zündeinrichtung bewirkt werden. Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer
Schutzvorrichtung für eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Schützen einer
Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel gemäß einem
Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine Schutzvorrichtung für eine Auslöseschaltung für ein
Personenschutzmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Zündkreis- Schutzbeschaltung für eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel;
Fig. 5 eine schematische Darstellung möglicher Injektionsströme bezüglich der in Fig. 4 gezeigten Auslöseschaltung;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer
Schutzvorrichtung für eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 eine schematische Darstellung möglicher Injektionsströme bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 ein Modell einer Wirkung eines Injektionsstroms bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 eine grafische Darstellung von Injektionsströmen bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 ein Modell einer Wirkung eines Injektionsstroms bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 11 ein Modell einer Wirkung eines Injektionsstroms bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und Fig. 12 eine schematische Darstellung möglicher Injektionsströme bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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 eines Fahrzeugs 100 mit einem Personenschutzmittel 102 und einer Schutzvorrichtung 104 für eine
Auslöseschaltung des Personenschutzmittels 102 gemäß einem
Ausführungsbeispiel. Beispielhaft handelt es sich bei dem Personenschutzmittel 102 um einen Airbag, der im Fall einer Kollision des Fahrzeugs unter
Verwendung der Auslöseschaltung aktiviert werden kann, um beispielsweise einen Fahrer des Fahrzeugs 100 vor den Folgen der Kollision zu schützen.
Die Auslöseschaltung umfasst eine Zündeinrichtung 110, eine Highside-Endstufe 112 und eine Lowside- Endstufe 114. Die Zündeinrichtung 110 ist über einen Highside-Anschluss 116 mit der Highside-Endstufe 112 und über einen Lowside- Anschluss 118 mit der Lowside- Endstufe 114 verbunden. Durch eine geeignete
Ansteuerung der Highside-Endstufe 112 kann der Highside-Anschluss 116 der Zündeinrichtung 110 mit einem ersten Spannungspotenzial 120 verbunden werden, das beispielsweise einer Zündspannung zum Zünden der
Zündeinrichtung 110 entspricht. Durch eine geeignete Ansteuerung der Lowside- Endstufe 114 kann der Lowside-Anschluss 118 der Zündeinrichtung 110 mit einem zweiten Spannungspotenzial 122 verbunden werden, das beispielsweise einem Massepotenzial entspricht. Sind die Endstufen 112, 114 entsprechend geschaltet, so sind die Anschlüsse 116, 118 der Zündeinrichtung 110 mit den Potenzialen 120, 122 verbunden, woraus ein durch die Zündeinrichtung 110 fließender und die Zündeinrichtung aktivierender Zündstrom resultiert. Die Schutzvorrichtung 104 weist eine Highside-Schnittstelle 130 und eine Lowside-Schnittstelle 132 auf. Über die Highside-Schnittstelle 130 ist die Schutzvorrichtung 104 im verbauten Zustand elektrisch leitfähig mit dem
Highside-Anschluss 116 der Zündeinrichtung 110 verbunden. Über die Lowside- Schnittstelle 132 ist die Schutzvorrichtung 104 im verbauten Zustand elektrisch leitfähig mit dem Lowside-Anschluss 118 der Zündeinrichtung 110 verbunden.
Eine Suppressordiode 134 der Schutzvorrichtung 104 ist zwischen die Highside- Schnittstelle 130 und einen im betriebsbereiten Zustand der Schutzvorrichtung 104 das zweite Spannungspotenzial 122 führenden Anschluss geschaltet.
Zumindest eine erste Diode 136 ist zwischen die Lowside-Schnittstelle 132 und einen im betriebsbereiten Zustand der Schutzvorrichtung 104 das zweite Spannungspotenzial 122 führenden Anschluss geschaltet.
Durch die Schutzvorrichtung 104 kann die Auslöseschaltung vor unerwünschten Auswirkungen eines Injektionsstroms 138 geschützt werden, der im Falle einer Kollision des Fahrzeugs 100 und einer daraus resultierenden Verformung des Fahrzeugs 100 unter Umständen in einen Leitungsabschnitt der
Auslöseschaltung injiziert werden kann.
Bei dem beschriebenen Ansatz geht es nicht um Schutzbauelemente, die eine gefahrlose Ansteuerung pyrotechnischer Zündkreise 110 ermöglichen, sondern es geht um den„Fahrzeug Crash-Fall" und den Gefahren, die andere
Einrichtungen, insbesondere beim Einsatz von Zündkreisen 110 in der Crash- Zone auf diese ausüben können.
Dies wird im Folgenden anhand eines Beispiels erläutert. Dabei wird ein pyrotechnischer Zündkreis 110 im Motorraum zur Unterbrechung der
Fahrzeugbatterie-Generator- Verbindung eingesetzt.
In einem angenommenen Crash-Fall wird der Motorraum verformt und die Verkabelung (Hin-, Rückleitung) des Zündkreises 110 im Motorraum wird mit einem elektrischen Verbraucher kurzgeschlossen und die Versorgung dieses Verbrauchers abgetrennt. Nun ist das Airbag-Steuergerät über die Zündleitungen den Gefahren ausgesetzt, die dieser Verbraucher auf die angeschlossene Airbag-Elektronik ausüben kann. Besonders groß ist die Gefahr bei induktiven Verbrauchern, wie Motoren, Zündspulen oder Hupen.
Die Schutzvorrichtung ist gemäß einem Ausführungsbeispiel designoptimiert auf die Eigenschaften der Airbag-Elektronik und verhindert, dass diese durch den oben beschriebenen Vorgang so in Mitleidenschaft gezogen wird, dass es zu einer RESET-Erkennung im System-ASIC, verursacht durch Substratströme, kommen kann oder dieser zerstört wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Airbag-System m Crash-Fall ausfällt, teilweise ausfällt, je nach zeitlichem Auftreten der Störung, oder es zu einer ungewollten Aktivierung von Zündkreisen 110 zur falschen Zeit kommt. Somit ermöglicht die
Schutzvorrichtung Schutzmaßnahmen am Airbag-Zündkreis 100 gegen
Fremdeinwirkung, insbesondere induktive Fremdeinwirkungen.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Schützen einer
Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel gemäß einem
Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um die in Fig. 1 gezeigte
Auslöseschaltung handeln.
Das Verfahren wird gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgeführt, wenn zumindest ein Injektionsstrom in die Auslöseschaltung injiziert wird. In diesem Fall wird zumindest ein Teil des Injektionsstroms über eine Suppressordiode abgeleitet 201, wie sie anhand von Fig. 1 beschrieben ist und zusätzlich oder alternativ zumindest ein Teil des Injektionsstroms über zumindest eine erste Diode abgeleitet 203, wie sie anhand von Fig. 1 beschrieben ist.
Dementsprechend können die Schritte 201, 203 gleichzeitig, zeitlich versetzt oder auch nur einzeln ausgeführt werden.
Ferner kann in einem der Schritte 201, 203 des Ableitens oder in einem weiteren Schritt des Ableitens ein Teil des Injektionsstromes, der über die Zündeinrichtung fließen könnte, über einen Parallelpfad abgeleitet werden. Der Parallelpfad wird gemäß einem Ausführungsbeispiel durch eine Suppressordiode gebildet, die zwischen dem Lowside-Anschluss und dem Highside-Anschluss, und somit parallel zu der Zündeinrichtung, geschaltet ist.
Fig. 3 zeigt eine Schutzvorrichtung 104 für eine Auslöseschaltung für ein
Personenschutzmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei kann es sich um ein Ausführungsbeispiel der anhand von Fig. 1 beschriebenen Schutzvorrichtung 104 und Auslöseschaltung handeln.
Der Highside-Anschluss 116 wird hier und im Folgenden auch als„ZK+x" und der Lowside-Anschluss 118 auch als„ZK-x" bezeichnet. Die Kathode der
Suppressordiode 134 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel über die Highside- Schnittstelle 130 mit dem Highside-Anschluss 116 der Zündeinrichtung 110 verbunden. Die Suppressordiode 134 wird hier und im Folgenden auch als „ZD_1" bezeichnet.
Die Kathode der ersten Diode 136 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel über die Lowside-Schnittstelle 132 mit dem Lowside-Anschluss 118 der
Zündeinrichtung 110 verbunden. Die erste Diode 136 wird hier und im Folgenden auch als„D_l" bezeichnet.
Ein den Highside-Anschluss 116 mit der Highside-Endstufe verbindender Anschluss wird hier und im Folgenden als„IGHx" und ein den Lowside-Anschluss 118 mit der Lowside- Endstufe verbindender Anschluss wird hier und im
Folgenden als„IGLx" bezeichnet.
Optional weist die Schutzvorrichtung 104 eine zweite Diode 336 auf, die parallel zu der ersten Diode 136 geschaltet ist und hier und im Folgenden auch als„D_2" bezeichnet wird.
Optional weist die Schutzvorrichtung 104 eine weitere Suppressordiode 337 auf, die zwischen die Schnittstellen 130, 132 geschaltet ist. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel ist die Kathode der weiteren Suppressordiode 337 mit der Highside-Schnittstelle 130 verbunden. Die weitere Suppressordiode 337 wird hier und im Folgenden auch als„ZD_2" bezeichnet. Zwischen den Schnittstellen 130, 132 und den Anschlüssen 116, 118 liegende Leitungsabschnitte sind je über einen Kondensator mit dem zweiten
Spannungspotenzial 122, hier Masse, gekoppelt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Schutzvorrichtung 104 um eine Schutzschaltung einer als Zündreis, insbesondere als Airbag- Zündkreis ausgeführte Zündeinrichtung 110. Im Folgenden wird die
Schutzvorrichtung 104 auch als Schutzschaltung 104 und die Zündeinrichtung 110 auch als Zündkreis 110 bezeichnet.
Die Schutzvorrichtung 104 ermöglicht es, die Robustheit spezieller, in der Knautschzone von Fahrzeugen verlegter Zündkreise 110 des Airbag- Steuergerätes, wie z.B. Trennung der Batterie vom Generator, Auslösung der Motorhauben-Anhebung, Aktivierung von Löscheinrichtungen etc. gegen Kurzschlüsse zu induktiven Verbrauchern sicherzustellen. Insbesondere wird es ermöglicht, die Gesamtfunktion des Steuergerätes im Crash nicht zu gefährden, falls sich massive elektrische Belastungen an externen Zündkreisen 110 in der Knautschzone ergeben.
Die Robustheit des Zündkreises 110 in der Knautschzone gegen Strominjektion wird gegenüber dem nachfolgend anhand der Figuren 4 und 5 gezeigten Designs um ein Vielfaches gesteigert.
Im Einzelnen kann durch den hier beschriebenen Ansatz die Gefahr einer Fehlauslösung durch Injektionsstrom reduziert werden. Hier können
Spitzenwerte, im Folgenden auch als Peak-Werte bezeichnet, zwischen 4A bis 8A erreicht werden.
Des Weiteren kann die Zerstörung der Zündkreisendstufen und
Folgeerscheinungen wie RESET bis zu sehr hohen Injektionsstrom-Niveaus (>20A) verhindert werden.
Vorteilhafterweise kann ein einheitliches ASIC-Zündreis-Endstufen-Design für bis zu n Zündkreisanbindungen mit einheitlichen Anforderungen für den Fahrzeuginnenraum (Driver Airbag, ...) durch die Schutzschaltung 104 für die Fahrzeug-Knautschzone einsetzbar gemacht werden.
Gemäß dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die
Schutzschaltung 104 die zwei Suppressordioden ZD_1, ZD_2. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Suppressordioden ZD_1, ZD_2 als ein
Suppressordioden-Paar auf einem Die 350 in einem Gehäuse (engl, package) ausgeführt.
Ferner umfasst die Schutzschaltung gemäß dem in Fig. 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel die beiden Dioden D_l, D_2. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel sind die beiden Dioden D_l, D_2 als schnelle Schaltdioden ausgeführt und gemäß einem Ausführungsbeispiel als ein Schaltdioden-Paar auf einem Die 351 in einem Gehäuse ausgeführt. Dabei sind die Suppressordioden ZD_1, ZD_2 und die Dioden D_l, D_2 gemäß einem Ausführungsbeispiel auf separaten Dies angeordnet, die von separaten Gehäusen umschlossen sind.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Zündkreis-Schutzbeschaltung für eine Auslöseschaltung für ein
Personenschutzmittel.
Die Auslöseschaltung weist eine Zündeinrichtung 110, hier in Form eines Zündkreises mit einer Zündpille (engl, squib), eine Highside-Endstufe 112 und eine Lowside-Endstufe 114 auf.
Die Highside-Endstufe 112 weist Funktionalitäten eines Treibers, eines Reglers und einer Logik realisierenden Einrichtung 440 auf, über die ein Schalter, hier ein Transistor TH der Highside-Endstufe 112 angesteuert wird. Die Einrichtung 440 ist ausgebildet, um eingangsseitig neben Signalen μΟ_ΟΤί und SCON_CTL Hilfsspannungen sowie Referenzen bezüglich Strom und Spannung zu empfangen. Die Highside-Endstufe 112 weist ferner eine Diode D_th_d, einen Shunt-Widerstand RsH und eine Diode D_th_sd des Transistors TH auf, bezüglich dem in Fig. 4 eine Spannung Uth eingezeichnet ist. Eingangsseitig wird der Highside-Endstufe 112 über eine Diode D_H und einen Anschluss VHx eine geschaltete Zündspannung zugeführt. Eine die Highside-Endstufe 112 mit dem Highside-Anschluss ZK+x verbindende Leitung ist über einen Kondensator in Form eines EMV/ESD-MLCC mit Masse gekoppelt.
Die Lowside-Endstufe 114 weist Funktionalitäten eines Treibers, eines Reglers und einer Logik realisierenden Einrichtung 442 auf, über die ein Schalter, hier ein
Transistor TL der Lowside-Endstufe 114 angesteuert wird. Die Einrichtung 442 ist ausgebildet, um eingangseitig neben weiteren Signalen Hilfsspannungen sowie Referenzen bezüglich Strom und Spannung zu empfangen. Die lowside-Endstufe 114 weist ferner eine Diode D_th_d, einen Shunt-Widerstand RsL und eine Diode D_th_sd des Transistors TL auf. Ferner ist ein mit Masse verbundener Shunt-
Widerstand RsL gezeigt. Eine die Lowside-Endstufe 114 mit dem Lowside- Anschluss ZK-x verbindende Leitung ist über eine Diode D_ESD einer negativen IGL-ESD-P-Schaltung und über einen Kondensator in Form eines EMV/ESD- MLCC mit Masse gekoppelt.
Die Endstufen 112, 114 sind zusammen mit der Diode D_ESD, weiteren Dioden D_HK, D_LK und einer positiven IGH/IGL_ESD-P-Schaltung 443, die einen Transistor T_ESD mit einer Diode D_tesd_sd einer weiteren Zener-Diode ZD_ESD und einen Widerstand RG umfasst, in einem System-ASIC 444 realisiert.
Der System-ASIC 444 ist auf einer Leiterplatte 446 angeordnet, die als ein Airbag-ECU-PCB ausgeführt ist. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung möglicher Kurzschlussvarianten 501,
502, 503, 504 bezüglich der in Fig. 4 gezeigten Auslöseschaltung.
Zusätzlich ist in Fig. 5 ein Spannungspotenzial 520 gezeigt, das das Potenzial Fahrzeug-Plus (6 ... 20V) 520 darstellt, sowie die Fahrzeug-Chassis-Masse 522 gezeigt. Ferner ist ein Strom Iv gezeigt, der über einen Widerstand Rv und eine
Induktivität Lv zwischen den Potenzialen 520, 522 fließt.
Die Zündeinrichtung 110 weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Widerstand Rsq von 1,7 bis 2,5 Ohm auf. Im Folgenden wird die Zündkreis-Performance der anhand der Figuren 4 und 5 beschriebenen Schaltung anhand unterschiedlicher ZK-Kurzschluss-Varianten 501, 502, 503, 504 betrachtet. Die Zündkreisendstufen (High-Side, Low-Side) 112, 114 und die
Zündkreisbeschaltung sind so ausgelegt, dass ein statischer Kurzschluss an der Zündkreis-Plus (ZK+)/Minus (ZK-) -Seite nach Fahrzeug-Plus (6V ... 20V) 520, wie es durch die Varianten 501, 502 dargestellt ist, keine Ströme über den die Zündreinrichtung 110 in Form eines Anzünders (Squib) hervorrufen kann, welcher eine ungewollte Auslösung verursachen könnte.
Dazu sind die EMV Kondensatoren an den Anschlüssen ZK+x, ZK-x so dimensioniert, dass der verursachte Ladestrom die "No fire" Anforderungen (z. B. 5Α@4μ5) des Anzünders 110 nicht überschreitet.
Alle Transistor Strukturen TH, TL und das Pos. IG H/1 GL ESD-Element 443 leiten je nach Prozess des ASICs 444 nicht vor 36V.
Die Zündkreisendstufen (High-Side, Low-Side) 112, 114 und die
Zündkreisbeschaltung sind so ausgelegt, dass ein statischer Kurzschluss an der
Zündkreis-Plus (ZK+)/Minus (ZK-)-Seite nach Fahrzeug-Masse (Chassis) 522, wie es durch die Varianten 503, 504 dargestellt ist, keine Ströme über das Zündelement 110 hervorrufen kann, welcher eine ungewollte Auslösung verursachen könnte.
Dazu darf es nicht zu einem quasi-statischen Masseversatz von ca. 1.5V zwischen Airbag Steuergerät- Masse und Fahrzeug-Chassis-Masse 522 kommen, sonst ist die "No fire" Anforderung (z. B. 0.4A@10s) des Anzünders 110 im Fehler-Fall 503 nicht einzuhalten, da die Low-Side ESD Dioden D_ESD leiten.
Ebenso darf es im Fehler- Fall 504 nicht zu einem quasi-statischen Masseversatz von ca. 4V (Uth=2.5V+1.5V) zwischen Airbag SG-Masse und Fahrzeug-Chassis- Masse 522 kommen, sonst ist die "No fire" Anforderung (z.B. 0.4A@10s) des Anzünders 110 nicht einzuhalten, da bei abgeschalteter Zündspannung VHx die Diode D th d und der H-Side Transistor TH leiten. Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Schutzvorrichtung 104 für eine Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Auslöseschaltung entspricht der anhand von Fig. 4 beschriebenen Schaltung, die um die Schutzvorrichtung 104 ergänzt ist. Bei der Schutzvorrichtung 104 handelt es sich gemäß einem
Ausführungsbeispiel um die anhand von Fig. 3 beschriebene Schutzvorrichtung.
Ferner ist ein Fall 501 eines möglichen Injektionsstroms gezeigt. Dazu ist entsprechend zu Fig. 5 das Spannungspotenzial 520 gezeigt, das das Potenzial
Fahrzeug-Plus (6 ... 20V) darstellt, sowie die Fahrzeug-Chassis-Masse 522 und mögliche Stromverläufe eines Stroms Iv gezeigt, der über den Widerstand Rv und die Induktivität Lv zwischen den Potenzialen 520, 522 fließt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Schutzvorrichtung 104 als eine
Zündkreis-Schutzbeschaltung für die Crash-Zone des Fahrzeugs 100 ausgeführt.
Die Schutzvorrichtung 104 bietet ausreichend wirksame Schutzmaßnahmen, wenn es am Zündkreis 110 zu Kurzschlüssen gegen induktive Verbraucher in der Crash-Zone kommt, deren Versorgung unter Last abgeschert wird, was einer elektrischen Trennung gleichkommt. Ein solcher Fall 501 ist in Fig. 6 dargestellt. Dabei wird in der Crash-Zone der Zündkreis 110 gegen die Versorgungsleitung 656 eines induktiven Verbrauchers Lv, beispielsweise dem Horn oder einem elektrischen Motor des Fahrzeugs 100 gedrückt und die Verbraucher-Zuleitung 656 wird abgeschert, wie es durch den Schalter 658 in Fig 6 angedeutet ist.
In diesem Falle 501 kommutiert der Strom Iv im Verbraucher in den
Zündkreiskurzschluss als Injektionsstrom. Dieser Strom muss zum einen von dem Anzünder 110 ferngehalten werden, zum anderen darf er die ESD und Eingangsstrukturen der High-Side und Low-Side Endstufen 112, 114 nicht überlasten, bzw. so schädigen, dass eine RESET- Überwachung im System-ASIC 444 ansprechen könnte. Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung möglicher Injektionsströme bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist eine Stromaufteilung am kurzgeschlossenen Zündkreis 110 nach einer Stromkommutierung gezeigt, wie Sie anhand von Fig. 6 beschrieben ist. Dieses Szenario wird im Folgenden anhand des in Fig. 7 gezeigten Fall 701 dargestellt.
Durch die Schutzschaltung 104, die auch als„ZK-PC_CZ" (Zündkreis-Protection- Circuit Crash Zone) bezeichnet wird, wird der Injektionsstrom, verursacht durch die Kommutierung des Verbraucherstroms Iv in den Zündkreis 110 theoretisch an der Injektionsstelle, angedeutet durch den den Fall 701 darstellenden Pfeil, in zwei Teilströme lv_p, lv_m aufgespalten.
Der Teilstrom lv_m über den Anzünder 110 soll die "No Fire" Bedingung in einem ersten Belastungsfall nicht verletzten.
Dazu soll der Strom lv_m für relevante Zeiten > 4με unter 0.4A gehalten werden.
Hierzu wird die Suppressordiode ZD_1 zwischen Steuergerätemasse 122 (Anode) und den Anschluss ZKx+ (Kathode) gelegt. Die Suppressordiode ZD_1 weist gemäß einem Ausführungsbeispiel einen kleinen rd_zdf (diff. Widerstand, vorwärts) auf, um möglichst viel Injektionsstrom nach Masse 122 abzuleiten.
An den Anschluss ZKx- ist ein schnelles Schalt-Diodenpaar D_l, D_2 zwischen Steuergerätemasse 122 (Anode) und ZKx- (Kathode) gelegt.
Dies erfolgt gemäß einem Ausführungsbeispiel, um die Strombelastung der ASIC Low-Side Dioden zu reduzieren und die Gefahr einer Zerstörung bzw. einer Reset Erkennung zu verhindern. Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Wahl eines Schalt-Diodenpaares D_l, D_2 mit mittlerem rd_ df.
Abhängig von der Lage der Kurzschluss-Stelle kann sich eine weitere
Suppressordiode ZD_2, insbesonders als zweite Diode eines Kathodengekoppelten Suppressordioden-Paares ZD_1, ZD_2 zwischen den Anschlüssen ZKx- (Anode) und ZKx+ (Kathode) als Optimierung erweisen, um einen Teil des Injektionsstromes nicht über den Anzünder 110 führen zu müssen.
Dabei werden die folgenden Annahmen getroffen:
Zur einfachen Betrachtung von Hochstrominjektion am Zündkreis 110 können alle Dioden auf die gleiche Vorwärtsspannung gesetzt werden (geringe
Unterschiede spielen keine Rolle, entscheidend ist der differentielle Widerstand), woraus sich eine Spannung Uf=0,8V ergibt.
Alle ZK EMV/ESD Kapazitäten sind im Zeitbereich >4με ohne Bedeutung.
Fig. 8 zeigt ein Modell einer Wirkung eines Injektionsstroms bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist ein Zündreismodell zur Wirkung des Injektionsstromes Iv auf den Anzünder 110 gezeigt. Die Suppressordiode der Schutzschaltung 104 ist dabei durch einen Widerstand rd_zdf, die weitere Suppressordiode durch einen Widerstand rd_zdf sowie einen Schalter S2, der geschlossen ist, wenn die Spannung UZK zwischen den Anschlüssen ZK+x, ZK-x > 0,8V ist, und die erste und zweite Diode sind durch den Widerstand rd df modelliert. Die Zündeinrichtung 110 ist durch die Hin- und Rück-Leitungswiderstände Rltg_p, Rltg_m sowie den Anzünder (Squib) Widerstand R SQU I B modelliert.
Beispielhaft werden die folgenden Werte angenommen:
R_SQU I B = 2,15 Ohm
Rltg_p = 0,175 Ohm; (5m; Cu)
Rltg_m = 0,175 Ohm; (5m; Cu)
Rtm = 0,2 Ohm; (Track, Bonds)
rd_zdf = 0,2 Ohm
rd_df = 0,5 Ohm
rd_LSf = 0,33Ohm
Iv = Peak Verbraucher Strom
Lv = ImH Aus dem in Fig. 8 gezeigten Zündkreis-Model zur Wirkung des Injektionsstromes Iv auf den Anzünder 110 ergeben sich für den Fall, dass der Schalter S2 offen ist, die folgenden Werte: Rp = Rltg_p+rd_zdf = 0,375 Ohm
Rm = R_SQUIB+ Rltg_m+rd_ df*(Rtm+rd_LSf)/(rd_ df+ Rtm+rd_LSf)
= 2,15Ohm+0,175Ohm+0,5Ohm*(0,2Ohm+0,33Ohm)/(0,5Ohm+0,2Ohm
+0,33 Ohm) = 2,3250hm +0,257Ohm = 2,5820hm
Rg = Rp*Rm/(Rp+Rm) = 0,327 Ohm lv_m/lv = Rg/Rm -> lv_m = Iv *(Rg/Rm) = lv*0,127 lv_m_nofire = 0,4A -> lv_nofire = 0,4A/0,127 = 3,15A lv_p_nofire = lv_nofire - lv_n_nofire = 2,75A
UZK_nofire = lv_m_nofire*(Rltg_m+R_SQUIB)-Rltg_p*lv_p_nofire
= 0,4A*(0,175+2,15)Ohm-0,175Ohm*2,75A = 0,448V
-> Annahme S2 = offen ist wahr
Die Zündkreisbeschaltung für die Crash-Zone steigert die Robustheit des betroffenen Anzünders 110 gegen Injektionsströme, insbesondere abklingender induktiver Natur, um ca. das lOfache.
Liegt der Kurzschlusspunkt näher zum Steuergerät, ergibt sich durch den geschlossenen Schalter S2, was gleichbedeutend damit ist, das die weitere Suppressordiode ZD_2 leitet, eine weitere Erhöhung der Robustheit des betroffenen Anzünders gegen Injektionsströme gegenüber dem Standard (0.4A) um das bis zu 20fache.
Fig. 9 zeigt eine grafische Darstellung von Injektionsströmen Iv, lv_m, lzd_2 sowie der an der Zündeinrichtung abfallenden Leistung P_squib bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Strom Iv fällt in einem Zeitraum von 0,0ms bis 1,0ms von einem Wert von ca. 8A auf 4,4A ab.
Der Strom lv_m fällt in dem Zeitraum von 0,0ms bis 1,0ms von einem Wert von ca. 0,45A auf 0,35A ab. Der Strom lzd_2 fällt in dem Zeitraum von 0,0ms bis 1,0ms von einem Wert von ca. 0,9A auf 0,1A ab.
Die Leistung P_squib fällt in dem Zeitraum von 0,0ms bis 1,0ms von einem Wert von ca. 460mW auf 260mW ab.
Aus Fig. 9 ist ersichtlich, dass der„No fire"-lnjektionsstromverlauf 20x über dem Standard von 0,4A liegt. Als Parameter gilt dabei: lv(peak)=8A@4mH@20hm
Der Anzünderstrom lv_m ist im Durchschnitt etwa 400mA und damit an der„No fire"-Grenze. Zumindest ein Teil des Injektionsstroms Iv wird als Strom lzd_2 im gezeigten Kurvenverlauf auch über die Diode ZD_2 geführt (S2 geschlossen)
Fig. 10 zeigt ein Modell einer Wirkung eines Injektionsstroms bezüglich der in Fig. 4 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Insbesondere ist ein Zündreismodell zur Wirkung des Injektionsstromes Iv auf die Endstufen gezeigt. Die Auslöseschaltung ist nicht durch die anhand von Fig. 6 beschriebene Schutzvorrichtung geschützt.
Neben dem Anzünder 110 eines durch Injektionsstrom Iv betroffenen System- ASICs müssen Gefahren von dem System-ASIC selbst abgewendet werden, damit keine Folge-Fehler (Reset, auf Nachbarfunktionen übergreifende Schäden) auftreten.
Liegt die Überlastungsgrenze einer Airbag High-Side/ Low-Side Endstufe bei angenommenen ca. 6A@2ms Injektionsstrom Iv kann der Verbesserungsfaktor verursacht durch die neue Schutzbeschaltung ermittelt werden.
Entsprechend dem anhand von Fig. 8 beschriebenen Modell werden beispielhaft die folgenden Werte angenommen: R_SQUIB = 2,15 Ohm
Rltg_p = 0,175 Ohm; (5m; Cu)
Rltg_m = 0,175 Ohm; (5m; Cu)
Rtm = 0,2 Ohm; (Track, Bonds)
rd_LSf = 0,33Ohm
rd_THf = 0,5 Ohm
rdson_TH = 0,5 Ohm
Rtp = 0,2 Ohm; (Track, Bonds)
Iv = Peak Verbraucher Strom
Lv = ImH
Der Schalter S3 ist geschlossen, wenn die Spannung UZK+ < - 3,3V ist.
Aus dem in Fig. 10 gezeigten Zündkreis-Model zur Wirkung des
Injektionsstromes Iv des Injektionsstromes Iv ergeben sich ohne
Schutzvorrichtung und für den Fall, dass der Schalter S3 geschlossen ist, die folgenden Werte:
Rp = Rltg_p+Rtp+rdson_TH+rd_THf = 1.3750hm
Rm = R_SQUIB+ Rltg_m+Rtm+rd_LSf = 2,8550hm
Rg = Rp*Rm/(Rp+Rm) = 0,928Ohm lv_m/lv = Rg/Rm -> lv_m = Iv *(Rg/Rm) = lv*0,325
lv_m_max = 6A -> lv_max = 6A/0.325 = 18,5A
lv_p = HIS @ lv_m_max -> 12,5A
Dieser robuste Zustand bleibt aber nur ca. 30 bis 70με erhalten, dann wird der Anzünder aktiviert und bildet eine Unterbrechung.
Damit ergibt sich bezüglich des anhand von Fig. 4 gezeigten Design kein Verbesserungsfaktor.
Der Injektionsstrom Iv kann nicht größer werden als die Überlastungsgrenze der High-Side/Low-Side Endstufe (z. B. 6A) Fig. 11 zeigt ein Modell einer Wirkung eines Injektionsstroms Iv bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung mit Schutzvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel. Insbesondere ist ein Zündreismodell zur Wirkung des Injektionsstromes Iv auf die Endstufen 110 gezeigt.
Beispielhaft werden die folgenden Werte angenommen:
R_SQUIB = 2,15 Ohm
Rltg_p = 0,175 Ohm; (5m; Cu)
Rltg_m = 0,175 Ohm; (5m; Cu)
Rtm = 0,2 Ohm; (Track, Bonds)
rd_zdf = 0,2 Ohm
rd_df = 0,5 Ohm
rd_LSf = 0,33Ohm
rd_THf = O,50hm
rdson_TH = O,50hm
Rtp = 0,2 Ohm; (Track, Bonds)
Iv = Peak Verbraucher Strom
Lv = ImH
Aus dem in Fig. 8 gezeigten Zündkreis-Modell zur Wirkung des Injektionsstromes Iv auf den Anzünder 110 ergeben sich durch die Schutzvorrichtung für den Fall des bereits aktivierten Anzünders 110 (offen) Verbesserungen.
Der Schalter S2 ist geschlossen, wenn die Spannung UZK > 0,8V ist. Der Schalter S3 ist geschlossen, wenn die Spannung UZK >- 3,3V ist.
Wenn die Schalter S2, S3 geschlossen sind, gilt:
Iv = lv_ p und lv_m = 0
Rg = Rp*Rm/(Rp+Rm)
Rp = [rd_zdf*(Rtp+rdson_TH+rd_THf)/(rd_zdf+Rtp+rdson_TH+rd_THf)] = O,1710hm
Rm = [rd_zdf+rd_df*(Rtm+rdLSf)/(rd_df+Rtm+rdLSf)]=0,457Ohm Rg = 0,12440hm
lv_p/lv = Rg/Rp -> lv_p = lv*Rg/Rp = lv*0,727
R_HS= Rtp+rdson_TH+rd_THf=l,20hm
IHS/Iv_p = Rp/R_HS=0,1425;
IHS = lv _p*0,1425 = lv*0,727*0,1425 = lv*0,1036
Für IHSmax=6A -> Ivmax = 58A
lv_m=0,273*lv
ILS/lv_m=(Rm-rd_zdf)/(Rtm+rd_LSf)=0,257/0,533=0,482
ILS=lv*0,273*0,482 = lv*0,132
Für ILSmax = 6A -> Ivmax = 46A
Die Zündkreisbeschaltung mit der Schutzvorrichtung für die Crash-Zone steigert die Robustheit der High-Side Endstufe gegen Zerstörung theoretisch um ca. das 10-fache gegenüber eines Standard Designs. Da aber auch keine Zerstörung der Low-Side Endstufe eintreten darf, liegt der erreichbare Wert niedriger bei dem ca. 7 bis 8-fachen.
Durch die neue Crash-Zonen Schutzbeschaltung können kurzzeitige
Injektionsstromspitzen von ca. 40A ... 50A ohne Zerstörung der Zündkreis- Endstufen und oder RESET des System-ASICS verkraftet werden.
Die zeitliche Belastungsgrenze liegt bei ca. ΙΟΟμε kann aber auch durch eine geänderte Dioden-Auswahl angepasst werden.
Die geforderte Injektionsstromgrenze von 20A@lmH@0,8Ohm wird ohne Probleme erreicht.
Fig. 12 zeigt eine schematische Darstellung möglicher Injektionsströme bezüglich der in Fig. 6 gezeigten Auslöseschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Insbesondere sind dabei positive Injektionsströme kleiner Verbraucher gezeigt.
Neben den bisher vorgestellten Risiken negativer Injektionsströme eines
Zündkreises 110 in der Crashzone können auch positive Injektionsströme Iv kleiner Verbraucher entstehen, wenn diese nicht auf Chassis-GND 552 geschraubt sind, sondern ein Masse-Kabel besitzen.
Auch für diesen Fall ist die Schutzschaltung 104 wirksam. Das eingesetzte Suppressordioden-Paar ZD_1, ZD_2 klammert beim Überschreiten der VBR- Spannung (27V) und entlastet damit das zentrale ASIC-ESD-Klammerelement 443 (Pos. IGH/IGL ESD-P), welches ab ca. 38V Zündkreisspannung öffnet und ca. 4A bei einem Innenwiderstand von etwa 20hm einschließlich Koppeldioden D_LK, D_HK ohne Schaden und Reset aufnehmen kann. Dadurch steigt die Gesamt-Klammerleistung auf ca. 6A.
In Fig. 12 ist die Entstehung und Wirkung positiver Injektionsströme dargestellt. Bei hohen Injektionsströmen wird nur ein„No fire"-Strom über den Anzünder 110 geführt. Die parallel liegende Suppressordiode ZD_2 führt ein Anteil von bis zu 2A des Injektionsstromes in Richtung der ZD_1 Suppressordiode.
Die Spannung an ZK+ wird dadurch auf ca. 47V geklammert (rd_zdr=10Ohm). Da die ZD_1-Klammerspannung über der der ASIC-Zentralklammerspannung von 38V liegt, nimmt auch diese einen hohen Anteil vom Injektionsstrom auf (4A) bei ca. 20hm Innenwiderstand.
Ebenso ist eine Strominjektion an ZK+ möglich ohne„No-fire"-Strom- Überschreitung des Anzünders 220 und entsprechender Aufteilung der
Klammerleistung zwischen ZD_1 und dem ASIC-Klammerelement.
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. Schutzvorrichtung (104) für eine Auslöseschaltung für ein
Personenschutzmittel (102) für ein Fahrzeug (100), wobei die
Auslöseschaltung eine Zündeinrichtung (110), eine Highside-Endstufe (112) zum Verbinden eines Highside-Anschlusses (116) der
Zündeinrichtung (110) mit einem ersten Spannungspotenzial (120) und eine Lowside-Endstufe (114) zum Verbinden eines Lowside- Anschlusses (118) der Zündeinrichtung (110) mit einem zweiten Spannungspotenzial (122) aufweist, und wobei die Schutzvorrichtung (104) die folgenden Merkmale aufweist: eine Highside-Schnittstelle (130) zum Kontaktieren der
Schutzeinrichtung mit dem Highside-Anschluss (116) der
Zündeinrichtung (110) und eine Lowside-Schnittstelle (132) zum Kontaktieren der Schutzeinrichtung mit dem Lowside-Anschluss (118) der Zündeinrichtung (110); eine Suppressordiode (134), die zwischen die Highside-Schnittstelle (130) und das zweite Spannungspotenzial (122) geschaltet ist; und zumindest eine erste Diode (136), die zwischen die Lowside- Schnittstelle (132) und das zweite Spannungspotenzial (122) geschaltet ist.
2. Schutzvorrichtung (104) gemäß Anspruch 1, bei dem die Anode der Suppressordiode (134) und/oder die Anode der ersten Diode (136) mit dem zweiten Spannungspotenzial (122) verbunden ist.
3. Schutzvorrichtung (104) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, mit einer zweiten Diode (336), die zwischen die Lowside- Schnittstelle (132) und das zweite Spannungspotenzial (122) geschaltet ist.
Schutzvorrichtung (104) gemäß Anspruch 3, bei dem die erste Diode (136) und die zweite Diode (336) auf einem Die (351) angeordnet sind.
Schutzvorrichtung (104) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, mit einer weiteren Suppressordiode (337), die zwischen die Highside-Schnittstelle (130) und die Lowside-Schnittstelle (132) geschaltet ist.
Schutzvorrichtung (104) gemäß Anspruch 5, bei dem die
Suppressordioden (134; 337) auf einem weiteren Die (350) angeordnet sind.
Schutzvorrichtung (104) gemäß einem der vorangegangenen
Ansprüche, bei dem die Zündeinrichtung (110) als ein Airbag-Zündkreis ausgeführt ist.
Auslöseschaltung für ein Personenschutzmittel (102) für ein Fahrzeug (100), wobei die Auslöseschaltung die folgenden Merkmale aufweist: eine Zündeinrichtung (110); eine Highside-Endstufe (112) zum Verbinden eines Highside- Anschlusses (116) der Zündeinrichtung (110) mit einem ersten
Spannungspotenzial (120); eine Lowside-Endstufe (114) zum Verbinden eines Lowside- Anschlusses (118) der Zündeinrichtung (110) mit einem zweiten Spannungspotenzial (122); und eine Schutzvorrichtung (104) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Schutzeinrichtung über die Highside-Schnittstelle (130) den Highside-Anschluss (116) der Zündeinrichtung (110) und über die Lowside-Schnittstelle (132) den Lowside-Anschluss (118) der Zündeinrichtung (110) kontaktiert.
Verfahren zum Schützen einer Auslöseschaltung für ein
Personenschutzmittel (102) für ein Fahrzeug (100) vor der Auswirkung eines in die Auslöseschaltung injizierten Inketionsstroms, wobei die Auslöseschaltung eine Zündeinrichtung (110), eine Highside-Endstufe (112) zum Verbinden eines Highside-Anschlusses (116) der
Zündeinrichtung (110) mit einem ersten Spannungspotenzial (120) und eine Lowside-Endstufe (114) zum Verbinden eines Lowside- Anschlusses (118) der Zündeinrichtung (110) mit einem zweiten Spannungspotenzial (122) aufweist, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Ableiten (201) zumindest eines Teils des Injektionsstroms über eine Suppressordiode (134), die zwischen den Highside-Anschluss (116) und das zweite Spannungspotenzial (122) geschaltet ist; und
Ableiten (203) zumindest eines Teils des Injektionsstroms über zumindest eine erste Diode (136), die zwischen den Lowside-Anschluss (118) und das zweite Spannungspotenzial (122) geschaltet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem in zumindest einem der Schritte des Ableitens (201, 203) zumindest ein Teil des Injektionsstromes durch einen Parallelpfad, gebildet durch eine Suppressordiode (337), die zwischen dem Lowside-Anschluss (118) und dem Highside-Anschluss (116) geschaltet ist, abgeleitet wird.
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