• 专利附录
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Eswird eine Vorrichtung zur Bestromung wenigstens einer Zündendstufemittels eines Zündstromsaus einer Energiereserve (ER) vorgeschlagen, wobei zwischen derEnergiereserve und der wenigstens einen Zündendstufe ein Spannungsreglervorgesehen ist, der eine Spannung an der wenigstens einen Zündendstufe aufeinen vorgegebenen Wert einstellt.
    公开号:DE102004010135A1
    申请号:DE200410010135
    申请日:2004-02-27
    公开日:2005-09-15
    发明作者:Alain Jousse；Ruediger Karner；Bernd Roos；Hartmut Schumacher
    申请人:Robert Bosch GmbH；
    IPC主号:B60R21-01
    专利说明:
    [0001] DieErfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Bestromung wenigstenseiner Zündendstufemittels eines Zündstromsaus einer Energiereserve nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
    [0002] Aus DE 100 57 917 A1 istes bereits bekannt, Zündendstufenim Auslösefallmit einem Zündstrom auseiner Energiereserve zu bestromen. Damit können dann die Zündelementemittels dieses Zündstromsgezündetwerden. Die Energiereserve ist üblicherweiseein oder mehrere Kondensatoren, vorzugsweise Elektrolytkondensatoren.
    [0003] Dieerfindungsgemäße Vorrichtungzur Bestromung wenigstens einer Zündendstufe mittels eines Zündstromsaus einer Energiereserve mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchshat demgegenüberden Vorteil, dass nunmehr zwischen der Energiereserve und der Zündendstufeein Spannungsregler vorgesehen ist, der die Spannung an der Zündendstufeauf einen vorgegebenen Wert einstellt. Um die Verlustleistung zuminimieren, wird der Spannungsregler diesen Wert auf einen minimalmöglichenWert einstellen. In einem Autarkiebetrieb also bei einem Abrissder Batteriespannung verbraucht das Steuergerät selbst Strom aus der Energiereserve,der einen Spannungsabfall an der Energiereserve hervorruft. Zusätzlich damitein Steuergerätin einem Autarkiefall währendeiner Zündungder Zündendstufefehlerfrei weiter arbeitet, wird zur Kompensation des Spannungsabfallsam Innenwiderstand des Energiereservenkondensators eine wesentlich höhere Energiereservespannungaufgebaut als notwendig wäre.Diese höhereSpannung hat jedoch zur Folge, dass auch die Zündendstufen für eine höhere Verlustleistungdimensioniert werden müssten. DurchEinfügendes erfindungsgemäßen Spannungsreglerszwischen der Energiereserve und der Zündendstufe wird die Spannungan der Zündendstufeimmer auf den niedrigst benötigtenWert gehalten. Im Autarkiefall ohne Zündung ist der Spannungsreglerhochohmiger, da nur sehr wenig Strom vom Steuergerät aufgenommenwird. Kommt es zur Zündungund der Freigabe der Zündendstufenund damit zu einem Stromfluss des Zündstroms wird der Innenwiderstandgeringer, so dass der benötigteZündstromzur Verfügungsteht. Folglich ist es möglich, dassdie Zündendstufenfür einegeringere Verlustleistung als bisher möglich dimensioniert werden können. Damitwerden die Zündendstufenkleiner also günstigerin der Herstellung.
    [0004] Durchdie in den abhängigenAnsprüchen aufgeführten Maßnahmenund Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruchangegeben Vorrichtung zur Bestromung wenigstens eines einer Zündendstufemittels eines Zündstromsund einer Energiereserve möglich.
    [0005] Besondersvorteilhaft ist, dass ein abschaltbarer Spannungsregler auch dieFunktion eines Sicherheitshalbleiters darstellt, wobei der Sicherheitshalbleiterdie Bestromung der wenigstens einen Zündendstufe ermöglicht (Sicherheitshalbleiterein) oder nicht (Sicherheitshalbleiter aus). Der Sicherheitshalbleiterist ein separates Bauelement unabhängig von den Zündendstufen,um bei einer Fehlfunktion (inklusive einer Zerstörung) der Zündendstufen und damit einermöglichenFehlauslösungdieser erfolgreich entgegenzuwirken. Der Sicherheitshalbleiter ist wieseine Bezeichnung bereits aussagt elektronisch realisiert.
    [0006] Zusätzlich kannauch eine Diagnose fürden Sicherheitshalbleiter vorgesehen sein. Die Diagnose könnte beispielsweiseeine einschaltbarere Widerstandslast nach Masse sein, wobei derWiderstand eine Zündungsimuliert. Bei durchgeschaltetem Diagnosewiderstand hängt dieSpannung an der Zündendstufevom Sicherheitshalbleiter Zustand ab: Ist der Sicherheitshalbleiterdurchgegeschaltet wird die Spannung an der Zündendstufe hoch, ist der Sicherheitshalbleiteraus wird die Spannung niedrig.
    [0007] Darüber hinausist es vorteilhaft, dass der Sicherheitshalbleiter wenigstens einenLeistungstransistor, vorzugsweise einen MOSFET-Transistor aufweist.
    [0008] Fallsein N-Kanal MOSFET-Transistor verwendet ist, kann eine zusätzlichegate Versorgung mit Diode und Kondensator vorteilhaft sein. Dieser Eingangstellt eine gedämpfteEnergiereserve Spannung dar, so dass während eines Energiereserve Spannungsabfallseine höhereSpannung fürdie gate Ansteuerung des Leistungstransistors zur Verfügung steht.Damit kann bei einem Abfall der Energiereserve bis zu einer Spannungkleiner als die geregelte Spannung (Durchschalten des Leistungstransistor) einengeringerer Innenwiderstand (RDS(ON)) desTransistors erreicht werden.
    [0009] Weiterhinkann es vorteilhaft sein, dass dem Spannungsregler wenigstens eineStromquelle beispielsweise zur Diagnose der wenigstens einen Zündendstufezugeordnet ist. Diese Stromquelle verursacht eine Diagnose der Zündendstufe,indem die Stromquelle einen Strom bereitstellt, der geringer ist, alsein Strom der zur Auslösungder Zündelemente notwendigist, aber dennoch in dem Diagnosekondensator (Kondensator zwischenSicherheitshalbleiter und Zündendstufe)genügendEnergie fürdie Endstufendiagnose hervorrufen wird. Insbesondere können damitAlterungsprozesse erkannt werden. Die Stromquelle könnte beispielsweisein Form eines regulierten Transistors, der den Spannungsregler überbrückt, odereiner umschaltbaren Stromregelung direkt am Spannungsregler realisiertwerden.
    [0010] Eskann auch von Vorteil sein, dass zwischen der Energiereserve unddem Spannungsregler eine Verpolschutzdiode vorgesehen ist, die dieAufgabe hat, bei einem falschen Anschluss der Energiereserve alsomit dem falschen Pol einen Schutz vor der Spannung der Energiereservebietet, in dem sich diesen falsch angeordneten Kondensator dannabblockt. Die Verpolschutzdiode, die Stromquelle der Sicherheitshalbleiterund der Spannungsregler könnenalle in einem ASIC lokalisiert sein. Es ist jedoch auch möglich, dieseFunktionen in zwei oder drei Halbleiterprozesse aufzuteilen. Beispielsweisekönntenin einem ersten ASIC der Sicherheitshalbleiter mit dem Spannungsreglerund die Verpolschutzdiode lokalisiert sein und in einem zweitenASIC die Stromquelle zur Diagnose die Diagnosefunktion für den Sicherheitshalbleiterund einer Ansteuerung fürden Sicherheitshalbleiter angeordnet sein. Weitere Aufteilungensind möglich.
    [0011] EinAusführungsbeispielder Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgendenBeschreibung nähererläutert.
    [0012] Eszeigen 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    [0013] Zündelementefür Airbagswerden üblicherweiseausschließlichaus einem Energiereservekondensator bestromt, um gezündet zuwerden. Die Spannung des Energiereservekondensators muss dabei sodimensioniert werden, dass eine vorgegebene Selbstversorgungszeitdes Steuergerätsnach der Trennung vom Bordnetz eingehalten wird und dass der durchden Innenwiderstand des Energiereservekondensators verursachte Spannungseinbruch während derZündungdas Steuergerätin seiner Funktion nicht beeinflusst. Im Stand der Technik ist esbekannt, dass zur Kompensation des Spannungsabfalls an Innenwiderstanddes Energiereservekondensators eine wesentlich höhere Energiereservespannungaufgebaut wird, als sie fürden Betrieb notwendig wäre.
    [0014] Erfindungsgemäß wird dahervorgeschlagen, einen Spannungsregler zwischen der Energiereserveund der Zündendstufevorzusehen, um die Spannung an der Zündendstufe immer auf den niedrigstmöglichenWert einzustellen, um die Verlustleistung, die durch diese Spannungan den Zündendstufenhervorgerufen wird, zu minimieren.
    [0015] 1 zeigtin einem Blockschaltbild die erfindungsgemäße Vorrichtung.
    [0016] EineEnergiereserve ER ist auf einer Seite gegen Masse geschaltet undauf der anderen Seite mit einem Baustein 100 verbunden.Dieser Baustein 100 ist auch mit einem Mirkocontroller 105 mitMasse und schließlichmit einem Diagnosekondensator 106 und einer Zündkreisansteuerung 107 verbunden.Der Diagnosekondensator 106 stellt die für die ZündendstufentestsbenötigteEnergie zur Verfügung.Die Zündkreisansteuerung 107 weistdie Zündendstufen für die einzelnenZündelemente 108 auf.Dabei ist zwischen Masse und den Zündelementen 108 jeweilseine Minusendstufe geschaltet und zwischen dem Baustein 100 unddem Zündelement 108 eine odermehrere Plusendstufen. Diese Endstufen werden im Auslösefall über eineLeitung üblicherweise eineSPI-Leitung vom Mikrocontroller 105 durchgeschaltet, sodass der Zündstromdurch die Zündendstufen schließen kann.Der Zündstromkommt von der Energiereserve ER. Der Zündstrom muss jedoch zunächst über eineVerpolschutzdiode 109 und den Sicherheitshalbleiter 102 fließen, umzu den Zündendstufenin der Zündkreisansteuerung 107 zugelangen. Der Sicherheitshalbleiter 102 wird durch ein Kontrollbaustein 103,der sich auch auf den ASIC 100 befindet, angesteuert. DerBaustein 103 steuert typischerweise das gate des Leistungstransistorsan, um die zwei Hauptfunktionen (Sicherheitshalbleiter, Spannungsregler)des Bausteins 100 zu gewährleisten. Dazu ist der Baustein 103 mitdem Mikrocontroller 105, der den SicherheitshalbleiterZustand (ein oder aus) kontrolliert, verbunden und auch aus elektrischenGründenmit Masse. Auf den Baustein 100 ist auch ein Diagnosebaustein 104,der beispielsweise eine einschaltbarere Widerstandslast nach Masse seinkönnte,vorgesehen. Dafürist der Diagnosebaustein 104 ebenfalls mit dem Mikrocontroller 105 verbunden.Parallel zum Sicherheitshalbleiter 102 in dem sich auchder Spannungsregler befindet, ist eine Stromquelle 101 vorgesehen,die überden Diagnosekondensator 106 die Diagnoseenergie für die Zündendstufe 107 bereitstellt.Der Baustein 100 ist, wie oben dargestellt über einenAusgang mit einem Diagnosekondensator 106 verbunden unddie Zündkreisansteuerung 107 diebeide jeweils gegen Masse geschaltet sind. Der Diagnosekondensator 106 stellt diefür dieEndstufediagnose benötigteEnergie bereit. Die Zündkreisansteuerung 107 istmit Zündelementen 108 beschaltet,die überZündendstufenmit dem Zündstromaus der Energiereserve ER bestromt werden. Die optionale gate Versorgungmit Diode 110 und Kondensator 111 stellt einegedämpfteEnergiereserve Spannung dar, so dass während eines EnergiereserveSpannungsabfalls eine höhereSpannung fürdie gate Ansteuerung des Transistors zur Verfügung steht. Damit kann beieinem Abfall der Energiereserve bis zu einer Spannung kleiner alsdie geregelte Spannung (Durchschalten des Leistungstransistors)ein geringerer Innenwiderstand (RDS(ON))des Transistors erreicht werden.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Vorrichtung zur Bestromung wenigstens einer Zündendstufe,mittels eines Zündstromsaus einer Energiereserve (ER), dadurch gekennzeichnet, dassein Spannungsregler zwischen der Energiereserve (ER) und der wenigstenseinen Zündendstufe derartgeschaltet ist, dass der Spannungsregler eine Spannung an der wenigstenseinen Zündendstufe aufeinen vorgegebenen Wert einstellt.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Spannungsregler abschaltbar ist und in Abhängigkeitvon einem externen (Mikrocontroller) Signal die Bestromung der wenigstens einenZündendstufeermöglicht.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass eine Diagnose (104) für den Sicherheitshalbleitervorgesehen ist.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,dass der Sicherheitshalbleiter (102) wenigstens einen Leistungstransistoraufweist.
    [5] Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass dem Spannungsregler wenigstens eine Stromquelle(101) zur Diagnose der wenigstens einen Zündendstufezugeordnet ist.
    [6] Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass zwischen der Energiereserve (ER) und dem Spannungsregler eineVerpolschutzdiode (109) vorgesehen ist.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-02-10| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2013-05-10| R016| Response to examination communication|
    2013-06-11| R016| Response to examination communication|
    2013-07-05| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2014-04-30| R020| Patent grant now final|Effective date: 20140208 |
    2019-09-03| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
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