特許第5955982号(P5955982)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5955982制御装置の使用可能性を検知するための方法および装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5955982
(24)【登録日】2016年6月24日
(45)【発行日】2016年7月20日
(54)【発明の名称】制御装置の使用可能性を検知するための方法および装置
(51)【国際特許分類】
   B60R 21/017 20060101AFI20160707BHJP
【FI】
   B60R21/017
【請求項の数】19
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2014-552591(P2014-552591)
(86)(22)【出願日】2013年1月14日
(65)【公表番号】特表2015-504024(P2015-504024A)
(43)【公表日】2015年2月5日
(86)【国際出願番号】EP2013050565
(87)【国際公開番号】WO2013110523
(87)【国際公開日】20130801
【審査請求日】2014年7月17日
(31)【優先権主張番号】102012201049.1
(32)【優先日】2012年1月25日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】501125231
【氏名又は名称】ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
(74)【代理人】
【識別番号】100177839
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 玲児
(74)【代理人】
【識別番号】100172340
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 始
(72)【発明者】
【氏名】ライナー・ツーシュラーク
(72)【発明者】
【氏名】ハルトムート・シューマッヒャー
【審査官】 粟倉 裕二
(56)【参考文献】
【文献】 特開2002−324710(JP,A)
【文献】 特開平11−218256(JP,A)
【文献】 特開2008−068825(JP,A)
【文献】 特開平10−024826(JP,A)
【文献】 特開平01−117517(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2009/0108849(US,A1)
【文献】 独国特許出願公開第102005054738(DE,A1)
【文献】 独国特許出願公開第04432301(DE,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60R 21/00−017
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の安全装置を作動させる制御装置(360,740)の使用可能性を検知するための方法(800)において、
前記制御装置(360,740)は、車両のエネルギ源によって作動され、
前記エネルギ源からの電流の流れ方向における前記制御装置(360,740)の前に、前記制御装置(360,740)の作動に際して前記制御装置(360,740)を電流パルスによって制御するための少なくとも1つの高電位側スイッチ(320,730)が設けられており、
前記高電位側スイッチ(320,730)を閉鎖させて、前記制御装置(360,740)に、前記制御装置(360,740)が作動しない程度の時間が経過するまで又は電流が流れるまで、電圧を印加するステップ(810)と、
前記印加するステップ(810)での、前記制御装置(360,740)における電圧変化および/または電流変化を検出するステップ(820)と、
検出された前記電圧変化および/または電流変化に基づいて前記制御装置(360,740)の使用可能性を検知するステップ(830)と、
を有している、
制御装置の使用可能性を検知するための方法。
【請求項2】
前記エネルギ源からの電流の流れ方向における前記制御装置(360,740)の後に、前記制御装置(360,740)の作動に際して前記制御装置(360,740)を電流パルスによって制御するための少なくとも1つの低電位側スイッチ(340,750)が設けられており、
前記印加するステップ(810)において、前記低電位側スイッチ(340,750)が開放される、
請求項1に記載の方法(800)。
【請求項3】
前記制御装置(360,740)は、
誘導性の特性を有する少なくとも1つの電気部品(361,741)と、
前記少なくとも1つの電気部品(361,741)と並列に接続されたフリーホイールダイオード(362,742)と、
を有している、
請求項1または2に記載の方法(800)。
【請求項4】
前記印加するステップ(810)においてエネルギ蓄積器(370,720,725)から電圧を印加し、
記エネルギ蓄積器(370,720,725)を充電する別のステップを有している、
請求項1から3のいずれか一項に記載の方法(800)。
【請求項5】
前記エネルギ源が安全スイッチ(350,710)を介して前記高電位側スイッチ(320,730)と接続されており
前記充電するステップにおいて、前記エネルギ蓄積器(370,720,725)を、前記安全スイッチ(350,710)を閉鎖することによって、充電する、
請求項に記載の方法(800)。
【請求項6】
前記充電するステップの前記印加するステップ(810)において、前記安全スイッチ(350,710)開放される、
請求項に記載の方法(800)。
【請求項7】
前記エネルギ蓄積器(370,720,725)は、前記印加するステップ(810)において前記制御装置(360,740)が作動しない程度の時間が経過する又は電流が流れるまで電圧を印加する程度のエネルギを、最大で蓄えることができる容量である、
請求項6に記載の方法(800)。
【請求項8】
前記検知するステップ(830)において、検出された前記電圧変化が特有の電圧上昇を有しているときに、使用可能性を検知する、
請求項1からのいずれか1項に記載の方法(800)。
【請求項9】
前記検知するステップ(830)において、検出された前記電圧変化を電圧のための限界値(UGrenz)と比較する、
請求項に記載の方法(800)。
【請求項10】
前記検知するステップ(830)において、検出された前記電圧変化が特有の電圧上昇を有していない場合、使用可能性が与えられていないと検知する、
請求項1からのいずれか1項に記載の方法(800)。
【請求項11】
前記安全装置の前記制御装置(360,740)の使用可能性を、前記制御装置(360,740)の正しい極性とする、
請求項1から10のいずれか1項に記載の方法(800)。
【請求項12】
車両の安全装置を作動させる制御装置(360,740)の使用可能性を検知するための装置(300,700)において、
前記制御装置(360,740)は、車両のエネルギ源によって作動され、
前記装置(300,700)が、
前記エネルギ源からの電流の流れ方向における前記制御装置(360,740)の前に設けられている、前記制御装置(360,740)の作動に際して前記制御装置(360,740)を電流パルスによって制御するための少なくとも1つの高電位側スイッチ(320,730)と、
前記高電位側スイッチ(320,730)を閉鎖させて、前記制御装置(360,740)に、前記制御装置(360,740)が作動しない程度の時間が経過するまで又は電流が流れるまで、電圧を印加するための手段(760,730,750)と、
電圧を印加するための前記手段(760,730,750)によって電圧が印加されている際の、前記制御装置(360,740)における電圧変化および/または電流変化を検出するための手段(760,731,751)と、
出された前記電圧変化および/または電流変化に基づいて前記制御装置(360,740)の使用可能性を検知するための手段(760)と、
を有している、
制御装置の使用可能性を検知するための装置。
【請求項13】
前記装置(300,700)が、前記エネルギ源からの電流の流れ方向における前記制御装置(360,740)の後に設けられている、前記制御装置(360,740)の作動に際して前記制御装置(360,740)を電流パルスによって制御するための少なくとも1つの低電位側スイッチ(340,750)を有しており、
電圧を印加するための前記手段(760,730,750)が、前記低電位側スイッチ(340,750)を開放させて、前記電圧を印加する、
請求項12に記載の装置(300,700)。
【請求項14】
前記制御装置(360,740)は、
誘導性の特性を有する少なくとも1つの電気部品(361,741)と、
前記少なくとも1つの電気部品(361,741)と並列に接続されたフリーホイールダイオード(362,742)と、
を有している、
請求項12または13に記載の装置(300,700)。
【請求項15】
前記装置(300,700)が、電圧を印加するための前記手段(760,730,750)が前記制御装置(360,740)に印加する電圧を供給するためのエネルギ蓄積器(370,720,725)を有している、
請求項12から14のいずれか1項に記載の装置(300,700)。
【請求項16】
記装置(300,700)が
安全スイッチ(350,710)
前記安全スイッチ(350,710)を閉鎖することによって、前記エネルギ蓄積器(370,720,725)を前記エネルギ源と接続させて、前記エネルギ蓄積器(370,720,725)を充電する手段(760)と、
を有している
請求項15に記載の装置(300,700)。
【請求項17】
電圧を印加するための前記手段(760,730,750)、前安全スイッチ(350,710)を開放させて、前記電圧を印加する
請求項16に記載の装置(300,700)。
【請求項18】
前記エネルギ蓄積器(370,720,725)は、電圧を印加するための前記手段(760,730,750)によって前記電圧が印加される際に、前記制御装置(360,740)が作動しない程度の時間が経過する又は電流が流れるまで電圧印加る程度のエネルギを最大で蓄えることができる容量である
請求項17に記載の装置(300,700)。
【請求項19】
前記安全装置の前記制御装置(360,740)の使用可能性が、前記制御装置(360,740)の正しい極性である、
請求項12から18のいずれか1項に記載の装置(300,700)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の安全装置の制御装置の使用可能性を検知するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
現在では、車両の安全装置のための制御装置、例えば着火式のアクチュエータにおける点火剤の使用可能性を検知する際に、点火回路測定によりアクチュエータの存在が確認されるだけである。
【0003】
点火回路測定時に、アクチュエータの抵抗値が測定され、また外部電圧に対する短絡が存在するかどうかが確認される。
【0004】
現在用いられている測定法では、優勢電流方向を有するアクチュエータが正しい方向で取り付けられているかどうかについて確認することはできない。
【発明の概要】
【0005】
本発明の核心は、安全装置の制御装置の使用可能性を検知できる方法若しくは装置である。本発明による方法若しくは装置は、このために限定的な量のエネルギを使用するので、安全装置の意図しない作動は防止される。
【0006】
本発明によれば、これは、独立請求項の特徴によって解決される。好適な変化実施例および実施態様は従属請求項に記載されている。
【0007】
本発明は、車両の安全装置の制御装置の使用可能性を検知するための方法を提供する。この方法は、
制御装置に電圧を印加するステップと、
制御装置における電圧変化および/または電流変化を検出するステップと、
検出された電圧変化および/または電流変化に基づいて制御装置の使用可能性を検知するステップと、
を有している。
【0008】
本発明はさらに、車両の安全装置の制御装置の使用可能性を検知するための装置を提供する。この装置は、
制御装置に電圧を印加するための手段と、
制御装置における電圧変化を検出するための手段と、
検出された電圧変化に基づいて制御装置の使用可能性を検知するための手段と、
を有している。
【0009】
車両の安全装置とは、乗員、車両または別の道路使用者を被害から保護する、車両に設けられた装置のことである。これには、例えばロールバー、アクティブボンネット、アクティブシートが含まれる。アクティブボンネットは、適当なアクチュエータによって動かされるボンネットであり、それによって、別の道路使用者(歩行者、自転車運転者、オートバイ運転者)がボンネットに衝突した場合に、別の道路使用者は重大な障害から保護される。アクティブシートは、衝突の場合または衝突に至る前方域において既に乗員を最適な位置に移動させ、それによって別の安全装置が最大の保護機能を展開できるようにする車両シートである。
【0010】
車両のこのような安全装置のための制御装置とは、ここでは、安全装置を作動、起動、移動または調節するために適した装置のことである。制御装置は、例えば車両の安全装置を制御するための電磁式アクチュエータであってよい。この場合、電磁式アクチュエータは、電流パルスによって制御若しくは作動される際に磁界を発生させるコイル(インダクタンス)として構成されていてよい。このような磁界は、磁化可能な材料に力を作用させ、それによって磁化可能な材料は磁界内で移動する。他方ではこの運動は保持装置をロック解除することができ、それによって安全装置が起動される。例えば、安全装置自体が機械的な応力下にあることによって、この応力内に蓄えられたエネルギが、保持装置のロック解除によって解放される。多くの場合、このような電磁式アクチュエータはコイルに対して平行なフリーホイールダイオードを有している。
【0011】
フリーホイールダイオードとは、間違った極性が与えられている場合に、電流がアクチュエータを通って流れるのではなく、フリーホイールダイオードを通って流れ、それによってアクチュエータを可能な破壊または誤作動に対して保護するように取り付けられたダイオードのことである。
【0012】
このような制御装置の使用可能性とは、ここでは、制御装置が優勢電流方向を有している場合に、制御装置が正しい方向で例えば正しい極性で組み込まれていることを確認することである。極性が逆になって組み込まれたアクチュエータは、安全装置を作動若しくは起動させることができない。
【0013】
このような使用可能性を検知するための装置とは、ここでは、車両内に別個に取り付けられていて、相応に、その使用可能性を検知する制御装置に接続されている構成部品、好適には電気部品であるか、または安全装置を制御するための制御装置の部分、例えばエアバッグ制御器またはいわゆるセーフティーユニットの一部であってよい。セーフティーユニットは、特に車両内の様々な安全装置を制御若しくは作動させるために構成された制御器である。
【0014】
好適な実施態様によれば、本発明による方法は、印加するステップで別個のエネルギ源から電圧を印加し、前記別個のエネルギ蓄積器を充電する別のステップを有している。
【0015】
別個のエネルギ蓄積器とは、ここでは、このために電気エネルギを蓄えることができる構成部品のことである。好適には、このような構成部品は、ここではコンデンサ、バッテリまたは蓄電池のことである。
【0016】
また好適には、車両が別のエネルギ源を有していて、この別のエネルギ源が、第1のスイッチ(SVS)によって車両のエネルギ源に接続可能であり、充電するステップにおいて、別個のエネルギ源が、第1のスイッチ(SVS)によって車両のエネルギ源に接続されることによって、特に第1のスイッチ(SVS)を閉鎖することによって、充電されるようになっている。
【0017】
さらに好適には、充電するステップにおいて、別個のエネルギ源の充電後に、車両のエネルギ源との接続が、第1のスイッチ(SVS)によって、特に第1のスイッチ(SVS)の開放によって、遮断されるようになっている。
【0018】
車両の別のエネルギ源とは、ここでは、電気エネルギを蓄えることができる構成部品のことである。好適には、このような構成部品は車両バッテリである。
【0019】
接続可能とは、ここでは、2つの構成部品間において、適当な構成部品によって完全に形成され得る電気接続が優勢となるということである。このような構成部品は、例えば相応に構成されたスイッチであるかまたは、2つの構成部品が接続されている集積回路の一部であってよい。
【0020】
第1のスイッチ(SVS)とは、ここでは、切り替えのために適した構成部品のことである。このような構成部品とは、ここでは電気スイッチであるかまたは集積回路の一部であってよい。この第1のスイッチは、制御装置のいわゆる安全スイッチによって実現され得る。
【0021】
安全スイッチは、電気回路内のエネルギ源から制御装置若しくはアクチュエータまでの直列回路に配置されている。安全スイッチは、この安全スイッチが閉じられているときにだけ、制御装置若しくはアクチュエータの作動若しくは起動が可能であることを特徴としている。
【0022】
好適な実施態様によれば、制御装置が、時間のための限界値(tMaxNoFire)若しくは電流のための限界値(IMaxNoFire)を有しており、制御装置に最大で、時間のための前記限界値(tMaxNoFire)に相当する時間だけ電圧が印加されると、制御装置が作動しないようにしなっており、制御装置を通って、最大で電流のための前記限界値(IMaxNoFire)に相当する電流が流れると、制御装置が作動しないようになっており、さらに、前記方法が別のステップを有していて、該別のステップにおいて、最大で時間のための前記限界値(tMaxNoFire)に相当する時間の経過後に、または電流のための前記限界値(IMaxNoFire)に相当する電流が流れる前に、印加された電圧を遮断するようになっている。
【0023】
時間のための限界値(tMaxNoFire)とは、ここでは、本発明によるアクチュエータ若しくは制御装置が安全装置を作動若しくは起動しない最大経過時間のことである。このような経過時間は、制御装置の構造によって制限されるか、または制御装置の構造によって規定され得る。
【0024】
電流のための限界値(IMaxNoFire)とは、ここでは、安全装置を作動若しくは起動させることなしに、本発明のアクチュエータ若しくは制御装置を通って継続的に流れる電流若しくは電流値のことである。このような電流若しくは電流値は、制御装置の構造によって制限されるか、または制御装置の構造によって規定され得る。例えば、電磁アクチュエータの場合、コイルの特性によって規定され得る。
【0025】
本発明の制御装置若しくはアクチュエータを作動若しくは起動させるために、最小電流を最小経過時間だけ制御装置若しくはアクチュエータのコイルを通って流す必要がある。この最小経過時間は、時間のための限界値(tMaxNoFire)よりも長く、また最小電流は、電流のための限界値(IMaxNoFire)よりも大きい。
【0026】
本発明の方法の好適な実施態様によれば、検出された電圧変化が特有の電圧上昇を有しているときに、使用可能性が検知される。
【0027】
本発明の方法の好適な実施態様によれば、検出された電圧変化が特有の電圧上昇を有していない場合、使用可能性が与えられていないことが検知される。
【0028】
特有の電圧上昇とは、ここでは、電圧が印加される最初の瞬間に、電流が本発明の制御装置若しくはアクチュエータのコイルを通って流れない、ということである。電圧の印加によって電圧が急激に上昇する。この電圧上昇は独特であって、測定若しくはフィードバック測定され、印加された電圧は、電流のための限界値よりも大きい電流が流れ始める前に、再び分離若しくは遮断される。いずれの場合も、印加された電圧は、電圧が時間のための限界値だけ印加される前に、分離若しくは遮断される。
【0029】
例えば制御装置若しくはアクチュエータが間違った極性で接続されているために、本発明の制御装置若しくはアクチュエータが使用可能でない場合、見こまれる急激な電圧上昇は生じない。別の構成部品例えばフリーホイールダイオードにおいて低下する電圧若しくは流過電圧だけが、測定若しくはフィードバック測定される。
【0030】
本発明による方法若しくは本発明による装置の選択的な実現において、特有の電圧上昇若しくは電流上昇は、使用可能であるときに、第1の電圧上昇を有する第1の電圧変化および第2の電圧上昇を有する第2の電圧変化が検出され、第1の電圧上昇が第2の電圧上昇よりも速く若しくは著しく速く行われる、ことを特徴としている。
【0031】
使用可能性が存在しない場合、第1の電圧上昇を有する第1の電圧変化および第2の電圧上昇を有する第2の電圧変化が検出され、第1の電圧変化および第2の電圧変化が同じ速さ若しくはほぼ同じ速さで行われる。
【0032】
さらに好適には、検知するステップにおいて、検出された電圧変化が電圧のための限界値(UGrenz)と比較される。検知するステップにおいて、検出された電圧変化が電圧のための限界値(UGrenz)と相違している場合、本発明による方法は、制御装置若しくはアクチュエータが使用可能ではないことを検知する。相違は、限界値が得られないか、または限界値に達してはならない、という点にある。従って、例えば警告灯の制御によって、例えば車両の運転者に適当な警告を与えるために、相応の信号が発信される。または、この信号は、故障メッセージを適当なメモリーにファイルするために利用される。
【0033】
本発明の方法の好適な実施態様によれば、安全装置の制御装置の使用可能性が、制御装置の正しい極性とされる。
【0034】
極性とは、ここでは、本発明の制御装置若しくはアクチュエータにおいて、電気部品、つまり、正電圧のための少なくとも1つの接続部、および負電圧のための接続部のことである。これらの接続部と、電気エネルギのための電圧源若しくはエネルギ源との接続が極性と呼ばれる。正しい極性は、負電圧のための接続部が電圧源若しくはエネルギ源の負電圧のための接続部に接続され、相応に、正電圧のための接続部が正電圧のための接続部に接続されることによって、得られる。間違った極性若しくは逆の極性は、負電圧のための接続部が電圧源若しくはエネルギ源の正電圧のための接続部に接続されていて、相応に正電圧のための接続部が負電圧のための接続部に接続されている場合に、存在する。
【0035】
本発明の方法の好適な実施態様によれば、制御装置に、少なくとも1つの第2のスイッチ(HS)によって電圧が印加可能であり、印加するステップにおいて、少なくとも1つの第2のスイッチ(HS)によって電圧が印加され、特に少なくとも1つの第2のスイッチが閉鎖される。
【0036】
第2のスイッチ(HS)とは、ここでは、切り替えに適した構成部品のことである。この場合、このような構成部品とは、好適には電気スイッチであるかまたは集積回路の一部である。この第2のスイッチは、制御装置のいわゆる高電位側スイッチによって実現される。高電位側スイッチは、電気回路内で、制御しようとする若しくは作動させようとする構成部品の、電流の流れ方向で前に配置されている。
【0037】
第2のスイッチ(HS)または高電位側スイッチは、好適な形式で、この第2のスイッチまたは高電位側スイッチにおける電圧変化を検出するのに適している。大抵の場合、第2のスイッチ(HS)または高電位側スイッチは制御装置内に設けられていて、別の機能のために、高電位側スイッチにおいて既に電圧検出が行われているので、検出された電圧をさらに、本発明の方法若しくは本発明の装置によって利用することにより、本発明の方法若しくは本発明の装置を実現する際の追加的な費用は不要となる。
【0038】
本発明の方法の好適な実施態様によれば、制御装置が、少なくとも1つの第2のスイッチ(HS)および少なくとも1つの第3のスイッチ(LS)によって作動可能であり、印加するステップにおいて、少なくとも1つの第3のスイッチ(LS)によって作動が停止され、特に少なくとも1つの第3のスイッチが閉鎖されない。
【0039】
第3のスイッチ(LS)とは、ここでは、切り替えのために適した構成部品のことである。好適にはこのような構成部品とは、ここでは、電気スイッチまたは集積回路の一部である。この第3のスイッチは、制御装置のいわゆる低電位側スイッチによって実現され得る。低電位側スイッチは、電気回路内で、制御しようとする構成部品若しくは作動させようとする構成部品の、電流の流れ方向で後ろに配置されている。
【0040】
本発明の方法を選択的に実現するための、第3のスイッチ(LS)または低電位側スイッチは、同様に好適な形式で、この第3のスイッチまたは低電位側スイッチにおける電圧変化を検出するために適している。大抵の場合、第3のスイッチ(LS)または低電位側スイッチは制御装置内に設けられていて、別の機能のために既に、低電位側スイッチにおいて電圧検出が行われているので、本発明の方法若しくは本発明の装置を選択的に実現することによって、検出された電圧をさらに利用することにより、追加的な費用は不要となる。
【0041】
好適な実施態様によれば、本発明による装置は、制御装置に印加する電圧を供給するための別個のエネルギ源を有している。
【0042】
また好適には、車両が別のエネルギ源を有していて、本発明による装置が第1のスイッチを有していて、前記別個のエネルギ源が第1のスイッチ(SVS)を介して車両のエネルギ源に接続可能であり、前記装置が、前記第1のスイッチ(SVS)を介して特に前記第1のスイッチ(SVS)を閉鎖することによって、前記別個のエネルギ源を車両のエネルギ源と接続することによって、前記別個のエネルギ源を充電する。
【0043】
さらに好適には、本発明による装置が、車両のエネルギ源を前記第1のスイッチ(SVS)によって、特にこのスイッチを開放することによって、遮断する。
【0044】
本発明による装置の好適な実施態様によれば、制御装置が、時間のための限界値(tMaxNoFire)または電流のための限界値(IMaxNoFire)を有していて、制御装置は、該制御装置に、最大で時間のための限界値(tMaxNoFire)に相当する時間だけ電圧が印加されると、作動しないようになっており、最大で電流のための限界値(IMaxNoFire)に相当する電流が制御装置を通って流れると、制御装置が作動しないようになっており、前記別個のエネルギ蓄積器は最大で次のような容量を有している、つまり、最大で時間のための限界値(tMaxNoFire)に相当する時間だけ前記制御装置に電圧が印加されるまで、または最大で電流のための限界値(IMaxNoFire)に相当する電流が流れるまで電圧が印加される程度のエネルギを蓄えることができる容量を有している。
【0045】
本発明による装置の好適な実施態様によれば、制御装置が、少なくとも1つの第2のスイッチ(HS)と少なくとも1つの第3のスイッチ(LS)とを有しており、前記安全装置を制御するために、少なくとも1つの前記第2のスイッチ(HS)および少なくとも1つの前記第3のスイッチ(LS)が閉鎖されるようになっており、電圧を印加するための手段が、少なくとも1つの第2のスイッチ(HS)を閉鎖し、少なくとも1つの第3のスイッチ(LS)を閉鎖しないようになっている。
【0046】
本発明による装置の好適な実施態様によれば、別個のエネルギ蓄積器が、前記第1のスイッチ(SVS)と少なくとも1つの前記第2のスイッチ(HS)との間に配置されている。
【0047】
本発明による装置は好適な形式で、少なくとも1つの電気部品を有する制御装置のために使用され、この場合、このような電気部品は誘導性の特性を有している。
【0048】
誘導性の特性を有する構成部品とは、ここでは、磁界を発生させるために適した構成部品、例えば電気コイルであってよい。
【0049】
本発明による方法は、データキャリアにメモリーされ、かつ相応に構成されたコンピュータユニット、例えばマイクロコントローラ(μC)によって実行される適当なプログラムによって、完全に実現される。同様に、本発明による方法は、完全にまたは部分的に追加的に、ハードウエアで実現される適当な回路によって実行されることも考えられる。
【0050】
この場合、第1のスイッチ(SVS)または安全スイッチは、データキャリアにメモリーされた、かつ相応に構成されたコンピュータユニット例えばマイクロコントローラ(μC)によって実行される適当なプログラムによって制御され、第2のスイッチ(HS)または高電位側スイッチおよび第3のスイッチ(LS)または低電位側スイッチは、別個のハードウエア回路によってコントロール若しくは制御される。
【0051】
本発明のその他の特徴、適用可能性および利点は、図面に記載された本発明の実施例を用いた以下の説明から明らかである。この場合、記載または図示されたすべての特徴は、特許請求の範囲またはその引用関係における要約とは無関係に、並びに説明の文言若しくは図面の表示とは無関係に、単独でもまたは任意の組み合わせでも、本発明の対象を形成する。
【図面の簡単な説明】
【0052】
図1】電圧変化/電流変化を示す線図である。
図2】電圧変化/電流変化を示す別の線図である。
図3】ブロック制御回路図である。
図4】電流のための限界値を有する線図である。
図5a】電圧変化/電流変化を示す別の線図である。
図5b】電圧変化/電流変化の線図の拡大された領域を示す図である。
図6a】電圧変化/電流変化の別の線図である。
図6b】電圧変化/電流変化の線図の拡大された領域を示す図である。
図7】別のブロック制御回路図である。
図8】方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0053】
以下に図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【0054】
図1は、本発明の制御装置若しくはアクチュエータに正しい極性が与えられている場合の、本発明による方法の実行時において本発明による装置によって検出された電圧変化および電流変化の線図を示す。
【0055】
上の線図には、制御装置若しくはアクチュエータおよびフリーホイールダイオードを通る電流の、時間に対する変化がグラフで示されている。この場合、実線は、制御装置若しくはアクチュエータを通る電流変化を示す。また破線は、フリーホイールダイオードを通る電流変化を示す。
【0056】
下の線図には、別個のエネルギ源例えばEMVコンデンサ、第2のスイッチ(HS)または高電位側スイッチにおいて低下する、時間に対する電圧変化がグラフで示されており、また第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチおよび第3のスイッチ(LS)若しくは低電位側スイッチの制御に対する電圧変化が示されている。この場合、実線は、別個のエネルギ源例えばEMVコンデンサにおける電圧変化を示し、破線は、第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチにおける電圧変化を示し、一点鎖線は、処理装置(μC)によって第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチおよび第3のスイッチ(LS)若しくは低電位側スイッチを制御するための電圧変化を示す。
【0057】
図面から、電圧を印加する時点t1で、第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチ(下の線図、破線)における電圧変化中に電圧上昇が行われることが、明らかである。それと同時に、電流がアクチュエータを通って流れ始める(上の線図、実線)ことが分かる。フリーホイールダイオードを通って流れる電流は、高い値を有していない(上の線図、破線)。従って、制御装置若しくはアクチュエータの使用可能性があることが検知される。
【0058】
図2は、本発明の制御装置若しくはアクチュエータが間違った極性を与えられているか若しくは極性が逆になっている場合の、本発明による装置による本発明による方法の実行時において検出された電圧変化および電流変化の線図を示す。
【0059】
上の線図には、制御装置若しくはアクチュエータおよびフリーホイールダイオードを通る電流の、時間に対する変化がグラフで示されている。この場合、実線は、制御装置若しくはアクチュエータによる電流変化を示す。また破線は、フリーホイールダイオードを通る電流変化を示す。
【0060】
下の線図には、別個のエネルギ源例えばEMVコンデンサ、第2のスイッチ(HS)または高電位側スイッチにおいて低下する、時間に対する電圧変化がグラフで示されており、また第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチおよび第3のスイッチ(LS)若しくは低電位側スイッチを制御するための電圧変化がグラフで示されている。この場合、実線は、別個のエネルギ源例えばEMVコンデンサにおける電圧変化を示し、破線は、第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチにおける電圧変化を示し、一点鎖線は、処理装置(μC)によって第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチおよび第3のスイッチ(LS)若しくは低電位側スイッチを制御するための電圧変化を示す。
【0061】
図面から、電圧を印加する時点t1で、第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチ(下の線図、破線)における電圧変化中に電圧上昇が行われないことが、明らかである。それと同時に、電流がフリーホイールダイオードを通って流れ始める(上の線図、破線)ことが分かる。制御装置若しくはアクチュエータを通って流れる電流は、高い値を有していない(上の線図、実線)。従って、制御装置若しくはアクチュエータの使用可能性がないことが検知される。
【0062】
図3は、正しい極性で接続されている、本発明による装置300のブロック制御回路図を示す。
【0063】
符号330によってエネルギ蓄積器(ER)が示され、符号350によって第1のスイッチまたは安全スイッチ(SVS)が示され、符号370によって別個のエネルギ源、図示の実施例では装置300の電磁両立性のためのコンデンサ(EMV−C)が示され、符号390によって、マイクロコントローラ(μC)および安全コントローラ(SCON)並びに必要な外付けスイッチを備えた構造群が示され、符号320によって第2のスイッチまたは高電位側スイッチ(HS)が示され、符号340によって第3のスイッチまたは低電位側スイッチ(LS)が示され、符号360によって制御装置またはアクチュエータが示され、符号380によってアース電位が示されている。
【0064】
制御装置若しくはアクチュエータ360は、少なくとも1つのコイル361、フリーホイールダイオード362、並びに安全装置を制御するために必要なその他の機械要素を有している。
【0065】
構造群390は、第1のスイッチ若しくは安全スイッチ(SVS)350、第2のスイッチ若しくは高電位側スイッチ320および第3のスイッチ若しくは低電位側スイッチ340を制御するために構成されている。
【0066】
本発明の方法の1実施態様によれば、別個のエネルギ源370若しくはEMVコンデンサを充電するために、まず第1のスイッチ若しくは安全スイッチ(SVS)350が構造群390によって閉じられる。別個のエネルギ源370例えばEMVコンデンサが充電されると、第1のスイッチ若しくは安全スイッチ(SVS)350が開放される。これによって制御装置若しくはアクチュエータ360にさらに、別個のエネルギ源370例えばEMVコンデンサを介して電圧が供給可能である。次いで、構造群390によって第2のスイッチ320が閉じられる。これによって、別個のエネルギ源370例えばEMVコンデンサからアクチュエータ360に電圧が印加される。従来技術により公知である適当な方法によって、高電位側スイッチ320および低電位側スイッチ340における電圧変化が同時に検出される。検出された電圧変化の測定値はマイクロコントローラ(μC)に転送される。評価は、構造群390内のマイクロコントローラ(μC)で適当なソフトウエアまたはハードウエア回路によって行われる。高電位側スイッチ320における電圧変化が、低電位側スイッチ340における電圧変化よりも速く上昇する場合、アクチュエータ360が正しい極性を与えられて組み込まれているか若しくは接続されていることが検知され、アクチュエータ360の使用可能性が検知される。そうでない場合、つまり、高電位側スイッチ320における電圧変化と低電位側スイッチ340における電圧変化とが同じ速さで上昇する場合、アクチュエータ360は逆の極性で組み込まれているか若しくは接続されている。この場合、電流はコイル361を通るのではなく、フリーホイールダイオード362を通って流れる。この場合、アクチュエータは逆の極性で組み込まれているか若しくは接続されているので、フリーホイールダイオード362は電流を遮断しない。
【0067】
ブロック図によれば、フリーホイールダイオード362は電流の流れ方向に抗していることが分かる。印加された電圧に基づいて電流が制御装置若しくはアクチュエータ360を通って流れる場合、電流はコイル361を通って流れる。フリーホイールダイオード362は電流を遮断する。
【0068】
図4は、本発明の制御装置360の電流のための限界値を有する線図を示す。
【0069】
横座標に時間tが示されている。縦座標に電流Iが示されている。横座標に時間のための限界値が示されている。縦座標に電流のための限界値が示されている。
【0070】
横座標上の第1の限界値tMaxNoFireは、作動のために最小限必要な電流がアクチュエータ360を通って流れた場合でも、作動が確実に行われるまでの最大経過時間を示す。第2の限界値tMinFireは、アクチュエータ360を作動させるためにアクチュエータ360を通って流す必要のある最小電流のための最小経過時間を示す。第3の限界値tMaxFireは、アクチュエータ360を破壊させることなしに、アクチュエータ360を通って流れる最小電流のための最大経過時間を示す。
【0071】
縦座標上の第1の限界値IMaxNoFireは、作動させることなしに、継続的にアクチュエータ360を通って流れてよい最大電流を示す。第2の限界値IMinFireは、アクチュエータ360を通って流れてアクチュエータ360を作動させる最小電流を示す。第3の限界値IMaxFireは、アクチュエータ360を破壊することなしに、アクチュエータ360を通って流れる最大電流を示す。
【0072】
6つの限界値は複数の領域を形成している。左上から右下に向かって斜線を施した領域410は、作動されていないアクチュエータの作業領域(非作動領域)を示す。格子状に斜線を施した領域420は、確実に作動する領域でもなく、確実に作動しない領域でもない作業領域(グレーゾーン)を示す。部分交差線状の斜線を施した領域430は、アクチュエータ360が確実に作動する作業領域(作動領域)を示す。左下から右上に向かって斜線を施した領域440は、アクチュエータ360が破壊に至る作業領域(過負荷領域)を示す。さらに、非作動領域410は部分領域410aを有している。この領域内で、本発明による方法が実行されるか、若しくは本発明による方法を実施する際に本発明による装置300が作業する。
【0073】
本発明による方法は、作業領域410の部分領域410a内で実行される。これによって、本発明による方法を実行する際に、アクチュエータ360が不都合に作動されないように保証される。このために例えば、別個のエネルギ源370が相応に設計されている。エネルギ源は、アクチュエータ360を作業領域410の部分領域410aとは別の領域内において駆動させるために、十分なエネルギ若しくは電圧若しくは電流を供給することができない。
【0074】
図5aは、本発明の制御装置若しくはアクチュエータに正しい極性を与えられている場合に、本発明による方法の実行時における本発明による装置によって検出された電圧変化および電流変化の線図を示す。
【0075】
上の線図には、制御装置若しくはアクチュエータおよびフリーホイールダイオードを通る電流の、時間に対する変化がグラフで示されている。この場合、実線は、制御装置若しくはアクチュエータを通る電流変化を示す。また破線は、フリーホイールダイオードを通る電流変化を示す。
【0076】
下の線図には、別個のエネルギ源例えばEMVコンデンサ、第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチにおいて低下する、時間に対する電圧変化がグラフで示されており、また第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチだけを制御するために必要な電圧変化、並びに第3のスイッチ(LS)若しくは低電位側スイッチにおいて低下する電圧変化が示されている。この場合、太い実線は、別個のエネルギ源例えばEMVコンデンサにおける電圧変化を示し、破線は、第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチにおける電圧変化を示し、一点鎖線は、処理装置(μC)によって第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチだけを制御するための電圧変化を示す。この場合、細い実線は、第3のスイッチ(LS)若しくは低電位側スイッチにおいて低下する電圧変化を示す。
【0077】
図面から、電圧を印加する時点t1で、高電位側スイッチ(HS)における電圧変化中に電圧上昇が行われることが、明らかである。低電位側スイッチ(LS)における電圧変化中の電圧上昇は、ゆっくりと行われる。それと同時に、電流がアクチュエータを通って流れ始めることが分かる。フリーホイールダイオードを通って流れる電流は、高い値を有していない。従って、制御装置若しくはアクチュエータの使用可能性があることが検知される。
【0078】
図5bは、時点t1およびt2の範囲を拡大した部分を示す。図面には、高電位側スイッチ(HS)および低電位側スイッチ(LS)における電圧変化中の電圧上昇がさらに明瞭に示されている。
【0079】
図5bから、低電位側スイッチ(LS)における電圧上昇は、高電位側スイッチ(HS)におけるよりもゆっくりと行われることが分かる。従ってアクチュエータは使用可能である。何故ならば、電流はアクチュエータのコイルを通って流れるからである。
【0080】
図6aは、本発明の制御装置若しくはアクチュエータが間違った極性を与えられているか若しくは極性が逆になっている場合における、本発明の方法の実行時に本発明の装置によって検出された電圧変化および電流変化の線図を示す。
【0081】
上の線図には、制御装置若しくはアクチュエータおよびフリーホイールダイオードを通る電流の、時間に対する変化がグラフで示されている。実線は、制御装置若しくはアクチュエータを通る電流変化を示す。破線は、フリーホイールダイオードを通る電流変化を示す。
【0082】
下の線図には、別個のエネルギ源例えばEMVコンデンサ、第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチにおいて低下する、時間に対する電圧変化がグラフで示されており、また第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチだけを制御するために必要な電圧変化、並びに第3のスイッチ(LS)若しくは低電位側スイッチにおいて低下する電圧変化が示されている。太い実線は、別個のエネルギ源例えばEMVコンデンサにおける電圧変化を示し、破線は、第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチにおける電圧変化を示し、一点鎖線は、処理装置(μC)によって第2のスイッチ(HS)若しくは高電位側スイッチだけを制御するための電圧変化を示す。細い実線は、第3のスイッチ(LS)若しくは低電位側スイッチにおいて低下する電圧変化を示す。
【0083】
図面から、電圧を印加する時点t1で、高電位側スイッチ(HS)における電圧変化中に電圧上昇が行われることが、明らかである。それと同時に、低電位側スイッチ(LS)における電圧変化中の電圧上昇は、同じ速さ若しくはほぼ同じ速さで行われる。同時に、電流がフリーホイールダイオードを通って流れ始めることが分かる。制御装置若しくはアクチュエータを通って流れる電流は、高い値を有していない。従って、制御装置若しくはアクチュエータの使用可能性が存在しないことが検知される。
【0084】
図6bは、時点t1およびt2の範囲の拡大した部分を示す。図面には、高電位側スイッチ(HS)および低電位側スイッチ(LS)における電圧変化中の電圧上昇がさらに明瞭に示されている。
【0085】
図6bから、低電位側スイッチ(LS)における電圧上昇は、高電位側スイッチ(HS)におけるのと同じ速さ若しくはほぼ同じ速さで行われることが分かる。従ってアクチュエータは使用可能ではない。何故ならば、電流はアクチュエータのフリーホイールダイオードを通って流れるからである。
【0086】
図7は、正しい極性が与えられて接続されている本発明による装置700の選択的な実施例のブロック制御回路図を示す。
【0087】
符号705によってエネルギ蓄積器(ER)が示され、符号710によって第1のスイッチまたは安全スイッチ(SVS)が示され、符号715によって別のオプション的なエネルギ源のための別のスイッチが示され、符号720によって別のオプション的なエネルギ源が示され、符号725によって装置700のEMV両立性を実現するためのコンデンサいわゆるEMVコンデンサが示され、符号730によって第2のスイッチ若しくは高電位側スイッチが示され、符号731によって高電位側スイッチの容量が示され、符号740によってアクチュエータが示され、符号741によってアクチュエータのコイルが示され、符号742によってアクチュエータのフリーホイールダイオードが示され、符号751によって低電位側スイッチの容量が示され、符号750によって第3のスイッチまたは低電位側スイッチが示され、符号755によってアース電位が示され、符号760によって、少なくとも1つのマイクロコントローラ(μC)および安全コントローラ(SCON)並びに必要な外付け回路を備えた構造群が示されている。
【0088】
高電位側スイッチの容量731および低電位側スイッチの容量751は別々に示されているが、これらの容量は、スイッチ730,750若しくは装置700が例えば集積スイッチ回路(ASIC)として構成されていれば、それぞれのスイッチの一部若しくは装置700の一部であってよい。
【0089】
構造群760は、第1のスイッチ若しくは安全スイッチ(SVS)710、別のオプション的なエネルギ源720のための別のスイッチ715、高電位側スイッチ730および低電位側スイッチ750を制御するために構成されている。
【0090】
図7に示した本発明による装置700の選択的な実施例では、別個のエネルギ源が別のオプション的なエネルギ源715を介して実現されている。本発明による方法を実施するために、構造群760によって、つまりマイクロコントローラ(μC)または安全コントローラ(SCON)によって、スイッチ715を介してエネルギが提供されるか若しくは電圧がアクチュエータ740に印加される。
【0091】
次いで、高電位側スイッチの容量731および低電位側スイッチの容量751における電圧変化が検出される。
【0092】
本発明による装置の詳しく図示されていない実施例において、別個のエネルギ源はもっぱらEMV両立性370,725のためのコンデンサによって実現され得る。この実施例では、本発明による装置は、オプション的な別のエネルギ源330,720を有しておらず、またオプション的な別のエネルギ源715のためのスイッチも有していない。
【0093】
安全スイッチ(SVS)、高電位側スイッチ(HS)および低電位側スイッチ(LS)等の切り替え可能な要素のための制御並びにオプション的な別のエネルギ蓄積器720のための制御は、ソフトウエアつまり適当なデータキャリアにメモリーされた適当なプログラムを用いてマイクロコントローラ(μC)によって行うことも、また適当なハードウエアロジック例えば安全コントローラ(SCON)、第2の(安全)マイクロコントローラ、FPGA、PAL、GALその他によって完全にハードウエア制御式に行うこともできる。
【0094】
混合式の制御も同様に可能である。この場合、マイクロコントローラ(μC)は例えば安全スイッチ(SVS)710およびオプション的な別のエネルギ蓄積器330,720をソフトウエアによって制御する。高電位側スイッチ(HS)320,730および低電位側スイッチ(LS)340,750は、別個のハードウエア回路例えば安全コントローラ(SCON)を介してコントロールされる。
【0095】
図8は、本発明による方法のフローチャートである。
【0096】
ステップ810で、制御装置360,740に電圧が印加される。
【0097】
ステップ820で、制御装置360,740における電圧変化若しくは電流変化の検出が行われる。例えば高電位側スイッチ(HS)320,730および低電位側スイッチ340,750における電圧変化の検出が行われる。
【0098】
ステップ830で、検出された電圧変化若しくは電流変化に基づいて制御装置360,740の使用可能性の検知が行われる。例えば、電圧変化の推移、特に電圧変化よりも速く低下する、特に低電位側スイッチ(LS)340,750における電圧上昇よりも速く低下する高電位側スイッチ(HS)320,730における電圧上昇によって、制御装置360,740が正しい極性で組み込まれているか若しくは取り付けられていて、それによって使用可能であることが検知される。
【0099】
本発明による方法が、制御装置若しくはアクチュエータが使用可能ではないという結果を導き出すと、この方法は故障確認まで複数回繰り返し行われる。ここでは、故障確認とは、故障メモリーに故障登録が行われるか、若しくは車両の安全装置が完全に使用可能ではないことを運転者に警告するために警告灯が制御されることを意味する。
【符号の説明】
【0100】
300 装置
320 第2のスイッチまたは高電位側スイッチ
330 エネルギ蓄積器
340 第3のスイッチまたは低電位側スイッチ
350 第1のスイッチまたは安全スイッチ
360 制御装置またはアクチュエータ
361 コイル
362 フリーホイールダイオード
370 別個のエネルギ源、コンデンサ
380 アース電位
390 構造群
410 非作動領域
410a 部分領域
420 グレーゾーン
430 作動領域
440 過負荷領域
700 装置
705 エネルギ蓄積器
710 第1のスイッチまたは安全スイッチ
715 別のスイッチ
720 オプション的なエネルギ源
725 EMVコンデンサ
730 第2のスイッチまたは高電位側スイッチ
731 高電位側スイッチの容量
740 アクチュエータ
741 コイル
742 フリーホイールダイオード
750 第3のスイッチまたは低電位側スイッチ
751 低電位側スイッチの容量
755 アース電位
760 構造群
810,820,830 ステップ
EMV―C コンデンサ
ER エネルギ蓄積器
HS 第2のスイッチまたは高電位側スイッチ
I 電流
LS 第3のスイッチまたは低電位側スイッチ
SVS 第1のスイッチまたは安全スイッチ
SCON 安全コントローラ
t1 時点
MaxNoFire 横座標上の第1の限界値
MinFire 横座標上の第2の限界値
MaxFire 横座標上の第3の限界値
MaxNoFire 縦座標上の第1の限界値
MinFire 縦座標上の第2の限界値
MaxFire 縦座標上の第3の限界値
μC 処理装置、マイクロコントローラ
図1
図2
図3
図4
図5a
図5b
図6a
図6b
図7
図8