(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）を制御するための方法であって、エネルギ源（ＥＲ）から少なくとも１つの作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）への第１の接続を形成する高電位制御回路（１００）と、少なくとも１つの前記作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）からアースへの第２の接続を形成する低電位制御回路（２００）と、少なくとも１つの前記作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）のための点火電流（ＩＺＰ，ＩＬＥＡ）を調整する調整装置（３０）とを有している方法において、
複数の点火モードを設け、これらの点火モードから、接続された前記作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）に関連して１つの点火モードを選択し、
抵抗型の作動素子（ＺＰ）が接続されている場合、第１の点火モードが選択され、該抵抗型の作動素子（ＺＰ）のための第１の時間経過を有する第１の点火電流（ＩＺＰ）を発生させ、誘導型の作動素子（ＬＥＡ）が接続されている場合、第２の点火モードが選択され、該誘導型の作動素子（ＬＥＡ）のための第２の時間経過を有する第２の点火電流（ＩＬＥＡ）を発生させ、
アウトプットされた前記点火電流（ＩＺＰ，ＩＬＥＡ）を実際の点火モードに関連して時間的に制限する少なくとも１つの制御信号（Ｓ１，Ｓ２）を発生する電流監視機能を実行する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の点火モードにおいて、一定の第１の制御時間（ｔ１）を有する第１の制御信号（Ｓ１）を発生させ、この第１の制御信号（Ｓ１）を前記第１の点火電流（ＩＺＰ）を調整するための前記調整装置（３０）に供給する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の点火モードにおいて、可変な制御時間（ｔ２）を有する第２の制御信号（Ｓ２）を発生させ、この第２の制御信号（Ｓ２）を、前記第２の点火電流（ＩＬＥＡ）を調整するための前記調整装置（３０）に供給する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の点火モードにおける前記第２の制御信号（Ｓ２）を、少なくとも２つの別の制御信号（Ｓｍｉｎ，Ｓｍａｘ，ＳＬＥＡ）の論理的な組合せによって発生させる
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の点火モードにおける前記第２の制御信号（Ｓ２）の最大制御時間（ｔｍａｘ）を第３の制御信号（Ｓｍａｘ）によって予設定し、前記第２の点火モードにおける前記第２の制御信号（Ｓ２）の最小制御時間（ｔｍｉｎ）を第４の制御信号（Ｓｍｉｎ）によって予設定する
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
監視装置（４０）のアウトプット信号から第５の制御信号（ＳＬＥＡ）を発生させ、この際に、前記第２の点火モードにおける前記第２の制御信号（Ｓ２）を、前記第５の制御信号（ＳＬＥＡ）と、最小の制御時間と最大の制御時間（ｔｍｉｎ，ｔｍａｘ）との間の制御時間（ｔ２）を有する第３および第４の制御信号（Ｓｍａｘ，Ｓｍｉｎ）とを組み合わせることによって発生させる
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）を制御するための装置であって、エネルギ源（ＥＲ）から少なくとも１つの作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）への第１の接続を形成する高電位制御回路（１００）と、少なくとも１つの前記作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）からアースへの第２の接続を形成する低電位制御回路（２００）と、少なくとも１つの前記作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）のための点火電流（ＩＺＰ，ＩＬＥＡ）を調整する調整装置（３０）とを有している形式のものにおいて、
複数の点火モードが設けられており、評価および制御ユニット（５０）によって、予設定に反応して、接続された作動素子（ＺＰ，ＬＥＡ）のための点火モードが選択され、
抵抗型の作動素子（ＺＰ）が接続されている場合、第１の点火モードが選択され、該抵抗型の作動素子（ＺＰ）のための第１の時間経過を有する第１の点火電流（ＩＺＰ）が発生され、誘導型の作動素子（ＬＥＡ）が接続されている場合、第２の点火モードが選択され、該誘導型の作動素子（ＬＥＡ）のための第２の時間経過を有する第２の点火電流（ＩＬＥＡ）が発生され、
前記評価および制御ユニット（５０）が電流監視機能を実行し、アウトプットされた前記点火電流（ＩＺＰ，ＩＬＥＡ）を実際の点火モードに関連して時間的に制限する少なくとも１つの制御信号（Ｓ１，Ｓ２）を発生させる
ことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記評価および制御ユニット（５０）が、前記第１の点火モードにおいて前記電流監視機能を介して、一定の第１の制御時間（ｔ１）を有する第１の制御信号（Ｓ１）を発生させ、前記第１の点火電流（ＩＺＰ）を調整するための前記調整装置（３０）に供給する
ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記評価および制御ユニット（５０）が前記第２の点火モードにおいて、可変な制御時間（ｔ２）を有する第２の制御信号（Ｓ２）を発生させ、この第２の制御信号（Ｓ２）を、前記第２の点火電流（ＩＬＥＡ）を調整するための前記調整装置（３０）に供給する
ことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記評価および制御ユニット（５０）が前記第２の点火モードにおいて、少なくとも２つの別の制御信号（Ｓｍｉｎ，Ｓｍａｘ，ＳＬＥＡ）の論理的な組合せによって、前記第２の制御信号（Ｓ２）を発生させ、前記第２の制御信号（Ｓ２）の最大制御時間（ｔｍａｘ）を第３の制御信号（Ｓｍａｘ）によって予設定し、前記第２の制御信号（Ｓ２）の最小制御時間（ｔｍｉｎ）を第４の制御信号（Ｓｍｉｎ）によって予設定し、前記評価および制御ユニット（５０）が、監視装置（４０）のアウトプット信号から第５の制御信号（ＳＬＥＡ）を発生させ、前記第５の制御信号（ＳＬＥＡ）と前記第３および第４の制御信号（Ｓｍａｘ，Ｓｍｉｎ）とを組み合わせることによって、最小の制御時間と最大の制御時間（ｔｍｉｎ，ｔｍａｘ）との間の制御時間（ｔ２）を有する前記第２の制御信号（Ｓ２）を発生させる
ことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の前文に記載した乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための方法、および独立請求項７の前文に記載した乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術により公知の乗員保護システムは、低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）を備えた回路を制御するための点火モードを有していない。このような電磁式アクチュエータは、例えば、カブリオレ用の頭部保護システムにおいてロールバーを作動させるために使用され、かつ／または歩行者保護システムにおいてボンネットを持ち上げるための装置を作動させるために使用される。
【０００３】
１．２Ａの点火電流および２ｍｓのパルス時間、若しくは０．５ｍｓのパルス時間を有する１．７５Ａの点火電流による有効な安全性要求に応じて、着火式のエアバッグアクチュエータのための公知の点火モードを使用した場合、１．０〜１．５ｍｓの範囲のパルス時間を有する１．５Ａ〜２．２Ａの範囲内の電流を必要とする、低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）のための安全性要求を満たさない。しかも、低いエネルギリザーブ電圧若しくはバッテリ電圧においても誘導型の低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）を可能にするために、３ｍｓの全制御時間が必要となる。従来公知の解決策は、低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）を有するこのような回路を作動させるために、例えば離散的な高電位出力段を使用する。選択的に、より低い要求を有する特別な解決策が、集積された高電位出力段による公知の着火式点火モードによって満たされる。より長い制御時間（３ｍｓ）での単純な変換は、１．５〜２．２Ａの電流において、公知の着火式点火回路のために設計された集積された高電位出力段を著しく増大させる。
【０００４】
特許文献１には、乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための方法および装置が記載されている。この公知の装置は、エネルギ源から少なくとも１つの作動素子への第１の接続を形成する高電位回路と、少なくとも１つの作動素子からアースへの第２の接続を形成する低電位回路とを有している。さらに、少なくとも１つの作動素子のための作動電流を調整する調整器が設けられており、この調整器は高電位回路および／または低電位回路に割り当てられている。しかも、高電位回路および低電位回路は、作動素子毎に作動電流を制御するための、並列接続されたそれぞれ２つの出力段を有しており、この場合、少なくとも２つの出力段のうちの少なくとも一方が、電流制御器と単数または複数の並列接続されたトランジスタとを有している。出力段の並列性によって、スケーリングを具現することができる。つまり、より高い若しくはより長い作動電流パルスが、２つまたは複数の並列接続された出力段によって実現されている。作動電流パルスによって、爆薬が点火されるか若しくは乗員保護手段が電磁操作される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第１０２００９０２７９１８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
これに対して、独立請求項１の特徴を有する乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための本発明による方法、並びに独立請求項７の特徴を有する乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための本発明による装置は、概ね抵抗型の作動素子を有する着火式の点火回路のための集積された高電位制御回路内に、集積された高電位出力段の必要な回路面積を増大させることなく、概ね誘導型の作動素子いわゆる低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）を有する電磁式の点火回路のための追加的な点火モードが設けられる、という利点を有している。
【０００７】
本発明の実施例は、好適な形式で、ほぼ完全な抵抗型の着火式点火回路の様々な点火回路負荷の特性を、低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）を有する完全に誘導型の点火回路に対して、高電位出力段の面積的に十分に中立的な集積が可能となるようにコントロールする。集積された高電位出力段の面積的な設計は、特に点火過程中に短絡が発生した場合に出力段が被る出力損失およびエネルギ損失に従う。変換されたエネルギは、必要なシリコン面積によって与えられた、出力段の熱容量に取り込まれ、熱伝導効果を介して所定の時間に亘って搬出される。高い点火速度に基づいて、伝導効果は遅れてのみ有効となる。集積された面積単位毎にほぼ同じ限界エネルギにおいて、誘導型の点火回路の作動をカバーするためには、抵抗型の点火回路を作動させるよりも、約１．７６倍大きい出力段が必要である。本発明の実施例によって、このような面積増大は阻止される。
【０００８】
電磁式の低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）を備えた誘導型の点火回路のための制御時間は、このような誘導型の回路内において特に車両バッテリにより作動させる場合、電流が最小の制御電流に達するための長い上昇時間を必要とするので、より長く選択される。故障時に、誘導型の点火回路が作動中にプラス側からアースに向かって短絡されると、点火回路内に言うに値するほどのインダクタンスはもはや存在しなくなる。何故ならば、電流はもはや低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）を通って流れないからである。この場合、高電位出力段内にもたらされたエネルギは最大である。何故ならば、電流は直ちに最大値に達し、これがより長い時間に亘って維持されるからである。遮断に関連して出力段設計時に電流監視を組み込むことによって、作動電流の時間的な間隔のための基準値の確定後に、誘導型の点火回路のための安全性要求を損なうことなしに、出力段において変換されたエネルギの著しい減少が得られる。点火回路内に通常のインダクタンスが存在していれば、目標電流を得るために、若しくは遮断後に電磁スイッチに対して平行なフリーホイールダイオードを介して目標電流を再び消失させるために、電流は、インダクタンスによっておよび既存のエネルギリザーブ電圧によって予設定された上昇時間を必要とする。従って、出力段は、既存の誘導型の点火回路において、まず確定された最小制御時間だけ導電制御される。最小制御時間の経過後に、予設定された時間基準値が満たされると直ちに、高電位出力段は最大制御時間内で遮断される。追加的な時間基準値が満たされないと、高電位出力段は、最大制御時間の経過後に遮断される。この場合、最小制御時間は、予設定された時間基準値に相当する。つまり、高電位出力段は、誘導型の点火回路のための前記インテリジェント制御によって、抵抗型の点火ジェネレータのために使用する際におけるのと同様に寸法設計され得る、ということである。
【０００９】
本発明の実施例によれば、乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための方法が提供されており、この方法は、エネルギ源から少なくとも１つの作動素子への第１の接続を形成する高電位制御回路と、少なくとも１つの前記作動素子からアースへの第２の接続を形成する低電位制御回路と、少なくとも１つの前記作動素子のための点火電流を調整する調整装置とを有している。本発明によれば、複数の点火モードが設けられており、これらの点火モードから、接続された前記作動素子に関連して１つの点火モードが選択され、この際に、第１の点火モードにおいて概ね抵抗型の作動素子のための第１の時間経過を有する第１の点火電流を発生させ、第２の点火モードにおいて概ね誘導型の作動素子のための第２の時間経過を有する第２の点火電流を発生させ、この際に、アウトプットされた前記点火電流を実際の点火モードに関連して時間的に制限する少なくとも１つの制御信号を発生する電流監視機能が実行される。
【００１０】
さらに、乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための装置が提案されており、該装置は、エネルギ源から少なくとも１つの作動素子への第１の接続を形成する高電位制御回路と、少なくとも１つの前記作動素子からアースへの第２の接続を形成する低電位制御回路と、少なくとも１つの前記作動素子のための点火電流を調整する調整装置とを有している。本発明によれば、複数の点火モードが設けられており、評価および制御ユニットによって、予設定に反応して、接続された作動素子のための点火モードが選択され、第１の点火モードにおいて概ね抵抗型の作動素子のための第１の時間経過を有する第１の点火電流が発生され、第２の点火モードにおいて概ね誘導型の作動素子のための第２の時間経過を有する第２の点火電流が発生され、この際に、前記評価および制御ユニットによって電流監視機能が実行され、アウトプットされた前記点火電流を実際の点火モードに関連して時間的に制限する少なくとも１つの制御信号が発生されるようになっている。
【００１１】
従属請求項に記載した手段および実施態様によれば、独立請求項１に記載した、乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための方法、および独立請求項７に記載した、乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子を制御するための装置の好適な改良が可能である。
【００１２】
特に好適には、第１の点火モードにおいて、一定の第１の制御時間を有する第１の制御信号が発生され、この第１の制御信号が前記第１の点火電流を調整するための前記調整装置に供給される。従って、第１の点火モードは、点火電流の立ち上がりエッジ若しくは立ち下りエッジを著しく遅延させることのない抵抗型の作動素子を制御するために使用される。
【００１３】
本発明による方法の好適な実施態様によれば、第２の点火モードにおいて、可変な制御時間を有する第２の制御信号が発生され、この第２の制御信号が、前記第２の点火電流を調整するための前記調整装置に供給される。第２の点火モードにおける第２の制御信号は、好適には、少なくとも２つの別の制御信号の論理的な組合せによって発生させられる。第２の制御信号の最大制御時間は、例えば第３の制御信号によって予設定され、第２の制御信号の最小制御時間は、例えば第４の制御信号によって予設定される。また、監視装置のアウトプット信号から第５の制御信号が発生され、この際に、第２の制御信号が、前記第５の制御信号と、最小の制御時間と最大の制御時間との間の制御時間を有する第３および第４の制御信号とを組み合わせることによって発生される。可変な制御時間によって、故障時における制御時間は、高すぎるエネルギ損失を阻止するために、好適な形式で最小の制御時間に低減される。
【００１４】
本発明による装置の好適な実施態様によれば、評価および制御ユニットが、第１の点火モードにおいて電流監視機能を介して、一定な第１の制御時間を有する第１の制御信号を発生させ、前記第１の点火電流を調整するための前記調整装置に供給する。
【００１５】
本発明による装置の別の好適な実施態様によれば、評価および制御ユニットが第２の点火モードにおいて、可変な制御時間を有する第２の制御信号を発生させ、この第２の制御信号を、第２の点火電流を調整するための調整装置に供給する。評価および制御ユニットは、第２の点火モードにおいて、好適には少なくとも２つの別の制御信号の論理的な組合せによって、第２の制御信号を発生させ、この際に、第２の制御信号の最大制御時間が第３の制御信号によって予設定され、第２の制御信号の最小制御時間が第４の制御信号によって予設定される。また、評価および制御ユニットは、監視装置のアウトプット信号から第５の制御信号を発生させ、第５の制御信号と前記第３および第４の制御信号とを組み合わせることによって、最小の制御時間と最大の制御時間との間の制御時間を有する前記第２の制御信号を発生させる。
【００１６】
本発明の実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。図面では、同じ若しくは類似の機能を有する同一の構成部材若しくは要素は、同じ符号で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】少なくとも１つの作動素子を制御するための本発明による装置の１実施例の概略的なブロック図である。
【図２】図１に示した少なくとも１つの作動素子を制御するための本発明による装置のための高電位制御回路の実施例の概略的なブロック図である。
【図３】図２に示した高電位制御回路における制御信号、および第１の点火モードにおける所属の第１の点火電流の概略的な特性曲線グラフである。
【図４】図２に示した高電位制御回路における制御信号、および第２の点火モードにおける所属の第２の点火電流の概略的な特性曲線グラフである。
【図５】図２に示した高電位制御回路における制御信号、および第２の点火モードにおける故障中の所属の点火電流変化の概略的な特性曲線グラフである。
【図６】図２に示した高電位制御回路における制御信号、および第２の点火モードにおける最悪ケースの故障時における所属の点火電流変化の概略的な特性曲線グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１および図２に示されているように、乗員保護手段のための少なくとも１つの作動素子ＬＥＡ，ＺＰを制御するための装置１の図示の実施例は制御回路５を有しており、この制御回路５は、エネルギ源ＥＲから少なくとも１つの作動素子ＬＥＡ，ＺＰへの第１の接続部を形成する高電位制御回路１００と、少なくとも１つの作動素子ＬＥＡ，ＺＰからアースへの第２の接続部を形成する低電位制御回路２００とを備えている。図示の実施例では、誘導型の作動素子ＬＥＡが制御回路５の対応する出力接点（＋），（−）に接続されている。また、フリーホイールダイオードＦＤが誘導型の作動素子ＬＥＡに対して並列接続されている。択一的に、例えば点火ジェネレータとして構成された、破線で示された抵抗型の作動素子ＺＰが、制御回路５の２つの出力接点（＋），（−）に接続されている。高電位制御回路１００は、高電位出力段２０と、少なくとも１つの作動素子ＬＥＡ，ＺＰのための点火電流ＩＬＥＡ，ＩＺＰを調整するための調整装置３０と、少なくとも１つの作動素子ＬＥＡ，ＺＰのための点火電流ＩＬＥＡ，ＩＺＰを監視するための監視装置４０とを有している。
【００１９】
本発明によれば、複数の点火モードが設けられており、評価および制御ユニット５０が、予設定に反応して、接続された作動素子ＬＥＡ，ＺＰのための点火モードを選択して、第１の点火モードにおいて、概ね抵抗型の作動素子ＺＰのための第１の時間変化を有する第１の点火電流ＩＺＰを発生させ、第２の点火モードにおいて、概ね誘導型の作動素子ＬＥＡのための第２の時間変化を有する第２の点火電流ＩＬＥＡを発生させる。この場合、評価および制御ユニット５０は、電流監視機能を実行し、少なくとも１つの制御信号Ｓ１，Ｓ２を発生し、この制御信号Ｓ１，Ｓ２がアウトプットされた点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡを実際の点火モードに基づいて時間的に制限する。
【００２０】
さらに図１および図２に示されているように、高電位出力段２０は、図示の実施例ではカレントミラー回路として配置された２つのＭＯＳＦＥＴ回路遮断器ＴおよびＴＳを有している。電流測定のために、センストランジスタＴＳの分岐回路内にセンス抵抗ＲＳが配置されており、このセンス抵抗ＲＳを通って、センス電流ＩＳが点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡの所定の一部として流れるので、センス抵抗ＲＳを介して、点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡに相当する電圧が低下し、この電圧が、例えば少なくとも１つの演算増幅器として構成されたコンパレータＲ１，Ｃ１を介して評価される。高電位出力段２０のアウトプットにおいて、センストランジスタＴＳを通って流れたセンス電流ＩＳと、トランジスタＴを通って流れた電流ＩＴとが、点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡに加算され、この点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡが、作動素子ＬＥＡ，ＺＰを通って低電位制御回路２００に伝送される。
【００２１】
図示の実施例では、センス抵抗ＲＳを介して低下した電圧が第１のコンパレータＲ１によって評価される。第１のコンパレータＲ１は、調整器として調整装置３０の一部であって、前記点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡを表わす電圧を、可変抵抗器ＲＲＲを介して低下する、調整基準電流ＩＲＲを表わす電圧と比較する。調整器として構成された第１のコンパレータＲ１は、点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡを制御するためのＭＯＳＦＥＴ回路遮断器ＴおよびＴＳのための相応の調整信号を発生する。調整器Ｒ１の調整信号に関連して、所望の点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡを発生させるために、２つのＭＯＳＦＥＴ回路遮断器ＴおよびＴＳの体積抵抗率が調節される。また、調整装置３０は、調整基準電流ＩＲＲを予設定するために、第１の調節可能な電源３２を有している。さらに、センス抵抗ＲＳを介して低下する電圧は、図示の実施例では第２のコンパレータＣ１によって評価される。この第２のコンパレータＣ１は監視装置４０の一部であって、点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡを表わす電圧を、監視抵抗ＲＭＲを介して低下する、監視調整基準電流ＩＭＲを表わす電圧と比較する。第２のコンパレータＣ１は、点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡを表わす電圧が監視調整基準電流ＩＭＲを表わす電圧と同じかこれよりも大きいときに、計数器Ｚ１のためのスタート信号を発生する。また、第２のコンパレータＣ１は、点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡを表わす電圧が監視調整基準電流ＩＭＲを表わす電圧よりも小さいときに、計数器Ｚ１のためのストップ信号を発生する。計数器Ｚ１は、例えば４０ＫＨｚの周波数を有する所定の脈動信号Ｃｌｋにより作業する。さらに、監視装置４０は、監視基準電流ＩＭＲを予設定するための第２の調節可能な電源４２を有している。第２の調節可能な電源４２と計数器Ｚ１とは、所定の時間基準が満たされているかどうかを検査するために使用される。従って、例えば所定の作動時間のための所定の電流値を有する点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡがアウトプットされたかどうかを検査することができる。
【００２２】
図１および図２にさらに示されているように、評価および制御ユニット５０は、制御信号Ｓ１，Ｓｍｉｎ，Ｓｍａｘを発生させるための信号発生器５２と、比較器Ｖ１および、制御信号Ｓ２を発生させ、かつ第１の調節可能な電源３２のための制御信号をアウトプットするための複数のゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３を備えた制御論理５４を有している。この場合、評価および制御ユニット５０は、概ね抵抗型の作動素子ＺＰが接続されているときに、点火モード制御信号ＳＺＭに基づいて、調節可能な電源３２のための制御信号としての第１の制御信号Ｓ１をアウトプットする。従って、例えば点火モード制御信号ＳＺＭの第１の論理状態が、調節可能な電源３２のための制御信号としての第１の制御信号Ｓ１がアウトプットされる第１の点火モードを表わし、点火モード制御信号ＳＺＭの第２の論理状態が、例えば調節可能な電源３２のための制御信号としての第２の制御信号Ｓ２がアウトプットされる第２の点火モードを表わす。また、選択ロジック１０が設けられており、該選択ロジック１０は、多重制御装置Ｇ３を介して第１または第２の制御信号Ｓ１，Ｓ２を選択するために、また調整基準電流ＩＲＲを予設定するための第１の調節可能な電源３２のために必要な振幅を調節するために、および監視調整基準電流ＩＭＲを予設定するための第２の調節可能な電源４２のために必要な振幅を調節するために、並びに制御信号Ｓ１，Ｓｍｉｎ，Ｓｍａｘを発生させるための信号発生器５２、制御信号ＳＬＥＡをアウトプットするための比較器Ｖ１および計数器Ｚ１を、選択された点火モードに基づいて相応に制御するために、点火モード制御信号ＳＺＭに基づいて別の点火モード制御信号ＳＺＭ１，ＳＺＭ２，ＳＺＭ３を発生する。
【００２３】
評価および制御ユニット５０は、一定な第１の制御時間ｔ１を有する第１の制御信号Ｓ１を発生し、この第１の制御信号Ｓ１を、第１の点火電流ＩＺＰを調整するために調整装置３０に供給する。概ね誘導型の作動素子ＬＥＡが接続されていれば、評価および制御ユニット５０は、点火モード制御信号ＳＺＭに基づいて、調節可能な電源３２のための制御信号としての第２の制御信号Ｓ２をアウトプットする。評価および制御ユニット５０は、可変な制御時間ｔ２を有する第２の制御信号Ｓ２を発生し、この第２の制御信号Ｓ２を、第２の点火電流ＩＬＥＡを調整するための調整装置３０に供給する。さらに図２に示されているように、評価および制御ユニット５０は、少なくとも２つの別の制御信号Ｓｍｉｎ，Ｓｍａｘ，ＳＬＥＡの論理的な組合せによって、第２の点火モードで第２の制御信号Ｓ２を発生する。この場合、第２の制御信号Ｓ２の最大制御時間ｔｍａｘは第３の制御信号Ｓｍａｘによって、および第２の制御信号Ｓ２の最小制御時間ｔｍｉｎは、第４の制御信号Ｓｍｉｎによって予設定される。さらに、評価および制御ユニット５０は、監視装置４０のアウトプット信号から、特に計数器Ｚ１のアウトプット信号から第５の制御信号ＳＬＥＡを発生する。第５の制御信号ＳＬＥＡは、計数器Ｚ１の実際の状態を表わし、例えば計数器Ｚ１の開始と共に第１の論理レベルに設定され、所定の時間閾値に達すると、第２の論理レベルにリセットされる。第５の制御信号ＳＬＥＡを第３および第４の制御信号Ｓｍａｘ，Ｓｍｉｎと組み合わせることによって、評価および制御ユニット５０は、最小制御時間ｔｍｉｎと最大制御時間ｔｍａｘとの間の制御時間ｔ２を有する第２の制御信号Ｓ２を発生する。
【００２４】
第１の点火モードにおいて、有効な安全性要求に従った１．２Ａの最小の点火電流ＩＺＰの確実な監視のための一般的な公差に基づいて、約１．５５Ａの典型的な調整電流ＩＲＲが必要とされる。正確な値は、固有の半導体プロセスの公差に基づいている。点火電流調整範囲は、図示の実施例では、第１の点火モードにおいて１．４〜１．７Ａであり、点火電流監視領域は１．２〜１．４Ａの範囲内である。
【００２５】
また、第１および第２の点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡの変化を記録するために、第１および第２の点火モードにおいて、図示していないメモリーと組み合わせて、計数器Ｚ１および比較器Ｖ１が使用される。従って、衝突後に、実際の点火電流ＩＺＰ，ＩＬＥＡの時間および振幅を有する点火過程の終了が検査される。
【００２６】
集積制御回路５の面積的な設計は、特に制御回路５が点火過程中の短絡により被る出力損失およびエネルギ損失に適合されている。図１および図２には、制御回路５の面積を寸法設定した状態が点状に示されていて、第１の出力接点（＋）の、アースへの短絡を示している。最大点火電流Ｉｍａｘ（ＺＰ）は、第１の点火モードにおいて、規定された最小点火電流１．４Ａに、電流調整公差および／または電流検出公差を有する公差係数を乗算して得られる。図示の実施例では、公差係数は約１．４２の値に相当する。
【００２７】
制御回路５の最大出力損失Ｐｍａｘ（ＺＰ）は、第１の点火モードにおいて、最大点火電流Ｉｍａｘ（ＺＰ）に最大点火電圧Ｕｍａｘを乗算して得られる。制御回路５の最大エネルギ損失Ｅｍａｘ（ＺＰ）は、最大出力損失Ｐｍａｘ（ＺＰ）に最大制御時間ｔｍａｘを乗算して得られる。例えば２０Ｖの最大点火電圧Ｕｍａｘのために、第１の点火モードにおいて、最大出力損失Ｐｍａｘ（ＺＰ）が、式（１）により得られ、最大エネルギ損失Ｅｍａｘ（ＺＰ）が式（２）により得られる。
【数１】
0005864773.tif 000002
【００２８】
変換されたエネルギは、必要なシリコン面積によって与えられた、制御回路５の熱容量に取り込まれ、熱伝導効果を介して所定の時間に亘って搬出される。高い点火速度に基づいて、伝導効果は遅れてのみ有効となる。
【００２９】
有効な熱モデルに従って、次の式（３）および（４）が適用される：
【数２】
0005864773.tif 000003
【００３０】
ｎ＝１〜Ｔａ＝ｎ×ｄｔ、Ｔａ＝制御時間、およびＴ＝熱伝導の時定数（仮定＝５ｍｓ）として、第１の点火モードのための平均値としての熱伝導Ｅ＿ＷＬ（ＺＰ）が式（５）によって得られる。
【数３】
0005864773.tif 000004
【００３１】
第１の点火モードにおいて制御回路５によって処理されなければならない最悪のケースのエネルギＥｇｒｅｎｚ＿ａｕｓｌｅｇｕｎｇ（ＺＰ）は、次の式（６）によって計算される。
【数４】
0005864773.tif 000005
このエネルギのために、集積された制御回路５の面積を寸法設定する必要があるか、若しくは従来技術に従って既にそのように寸法設定されている。
【００３２】
第２の点火モードのために、１．５Ａの規定された最小点火電流ＩＬＥＡに前記約１．４２の値を有する公差係数を乗算することによって、制御回路５のための最大点火電流Ｉｍａｘ（ＬＥＡ）が得られる。制御回路５の最大出力損失Ｐｍａｘ（ＬＥＡ）は、第２の点火モードにおいて、最大点火電流Ｉｍａｘ（ＬＥＡ）に、この実施例では約２０Ｖに設定されている最大点火電圧Ｕｍａｘを乗算することによって得られる。これによって、第２の点火モードにおいて、最大出力損失Ｐｍａｘ（ＬＥＡ）が式（７）によって得られ、また最大エネルギ損失Ｅｍａｘ（ＬＥＡ）が、本発明とは関係なく式（８）によって得られる。
【数５】
0005864773.tif 000006
【００３３】
第２の点火モードのために、平均的な熱伝導Ｅ＿ＷＬ（ＬＥＡ）が式（９）によって得られる。
【数６】
0005864773.tif 000007
【００３４】
制御回路５によって第２の点火モードで、本発明とは関係なく処理される必要がある最悪のケースのエネルギＥｇｒｅｎｚ＿ａｕｓｌｅｇｕｎｇ（ＬＥＡ）は、式（１０）によって算出される。
【数７】
0005864773.tif 000008
集積された面積単位毎にほぼ同じ限界エネルギにおいて、本発明とは関係なく、第２の点火モードをカバーするために、１．７６倍だけ大きい制御回路５が必要である（Ｅｇｒｅｎｚ＿ａｕｓｌｅｇｕｎｇ（ＬＥＡ）／Ｅｇｒｅｎｚ＿ａｕｓｌｅｇｕｎｇ（ＺＰ）＝１．７６）。
【００３５】
本発明の実施例によれば、このような面積増大は避けられる。このために、抵抗型点火ジェネレータとして構成された第１の作動素子ＺＰと、電磁式低エネルギアクチュエータとして構成された第２の作動素子ＬＥＡとの差が観察される。
【００３６】
以下に、図３〜図６を用いて制御回路５の機能形式が説明される。
【００３７】
図３にさらに示されているように、第１の点火モードにおいて第１の作動素子ＺＰを制御するために第１の点火電流ＩＺＰが必要とされる。この第１の点火電流ＩＺＰは、例えば約１．２Ａの振幅を有する矩形波を有していて、最大２ｍｓだけアウトプットされる。このために、第１の制御信号Ｓ１が２ｍｓの第１の制御時間ｔｉだけ第１の作動素子ＺＰにアウトプットされる。最悪の故障時、つまり第１の出力接点（＋）がアースに向かって短絡する際に、第１の点火モードにおいて、第１の制御時間ｔ１のための最大点火電流Ｉｍａｘ（ＺＰ）が第１の出力接点（＋）を介してアースに向かってアウトプットされる。前述のように、このような故障時のために、既存の制御回路５が相応に設計されている。第２の点火モードにおいて、電磁式低エネルギアクチュエータとして構成された第２の作動素子ＬＥＡのために、３ｍｓの最大制御時間ｔ２が選定される。何故ならば、誘導回路内の電流が、特に１２Ｖよりも低い電圧を有する車両バッテリにより作動される際に、１．５Ａの最小電流ＩＬＥＡを得るために長い上昇時間ｔａｎを必要とするからである。正常運転時において、第１の作動素子ＺＰは、著しく短い作動時間後に、例えば図示の点火時点ｔ２で既に点火する。第１の作動素子ＺＰの点火によって、出力接点（＋），（−）間の接続が解除されるので、第１の制御信号Ｓ１が存在するにも拘わらず第１の点火電流ＩＺＰはもはや流れない。
【００３８】
第２の点火モードにおいて最悪のケースの故障時に、第１の出力接点が（＋）がアースに向かって短絡されると、言うに値するほどのインダクタンスはもはや存在しなくなる。何故ならば、電流はもはや低エネルギアクチュエータＬＥＡを通って流れないからである。この場合、制御回路５内に供給されたエネルギは、第１の点火モード内におけるのと同様に最大である。何故ならば、電流は実質的に上昇時間なしに、直ちに１．５Ａ〜２．１２Ａ間の調整値に従い、電圧が、出力段を介して例えば２０Ｖの値のエネルギリザーブ電圧を有するからである。
【００３９】
本発明に従って、電流監視および対応する遮断器を制御回路５内に組み込んだことによって、予め設定された基準が確認されると、つまり例えば少なくとも１．５ｍｓの所定の作動時間のための第２の点火電流ＩＬＥＡが例えば１．５Ａの所定の閾値を越えたことが確認されると、第２の作動素子ＬＥＡを作動させるための第２の点火電流ＩＬＥＡにおける安全性要求を怠ることなしに、制御回路５内で変換されたエネルギを著しく減少させることができる。さらに図４に示されているように、閾値１．５Ａと最大値２．１２Ａとの間の目標電流を達するために、第２の点火モードにおける第２の点火電流ＩＬＥＡは、点火回路内に配置された通常のインダクタンスＬＥＡおよび既存のエネルギリザーブ電圧ＵＥＲによって設定された上昇時間ｔａｎを必要とするか、若しくは遮断後にフリーホイールダイオードを介して電流を再び消失させるために、降下時間ｔａｂを必要とする。従って、制御回路５のための第２の点火モードにおいて、設定された最大制御時間ｔｍａｘ例えば３ｍｓが、第４の制御信号Ｓｍａｘを介して提供され、この第４の制御信号Ｓｍａｘは、信号発生器５２によって３ｍｓのパルス継続時間ｔｍａｘだけ発生され、ＡＮＤゲートＧ２の第１のインプットに供給される。例えば１．５ｍｓの最小制御時間ｔｍｉｎを提供するために、信号発生器５２は、第３の制御信号Ｓｍｉｎを１．５ｍｓの休止時間ｔｍｉｎだけ発生し、ＮＡＮＤゲートＧ１の第１のインプットに供給する。ＮＡＮＤゲートＧ１のアウトプットは、ＡＮＤゲートＧ２の第２のインプットに接続されているので、ＡＮＤゲートＧ２は少なくとも１．５ｍｓだけ、計数器Ｚ１の計数状態とは無関係に、高い論理レベルを有する第２の制御信号Ｓ２を発信し、制御信号として第１の調節可能な電源３２に供給する。これは図示の実施例ではＯＲゲートＧ３を介して行われ、このＯＲゲートＧ３は、第１の点火モードにおいて第１の制御信号Ｓ１を、また第２の点火モードにおいて第２の制御信号Ｓ２を第１の調節可能な電源３２に供給する。最小制御時間若しくは１．５ｍｓの最小制御時間ｔｍｉｎの経過後に、第２の点火電流ＩＬＥＡのための、第５の制御信号ＳＬＥＡを表わす所定の基準が満たされると直ちに、高電位出力段２０が３ｍｓの最大時間ウインドｔｍａｘ内でスイッチオフされる。図４に示されているように、計数器Ｚ１は時点Ｚｓｔａｒｔで計数作業を開始し、第５の制御信号ＳＬＥＡがより低い論理レベルに切り替わる。１．５ｍｓの最小制御時間ｔｍｉｎの経過後に、第３の制御信号Ｓｍｉｎは、より高い論理レベルに切り替わる。しかしながら第５の制御信号ＳＬＥＡは、時点Ｚｍａｘの所定の最大計数状態に達するまで、低い論理レベルに留まっているので、ＮＡＮＤゲートＧ１のアウトプット信号も時点Ｚｍａｘまで高い論理レベルに留まっており、それによって第２の制御信号Ｓ２も、ＡＮＤゲートＧ２のアウトプットにおいて高い論理レベルに留まっている。
【００４０】
図示の実施例に応じて、約３ｍＨのインダクタンスを有する第２の作動素子ＬＥＡは点火回路内に位置していて、エネルギリザーブ電圧ＵＥＲは最大２０Ｖである。従って、第２の点火電流ＩＬＥＡのための１．５Ａの必要な最小閾値ＳＷは、約３００μｓ後に得られる。次いで計数器Ｚ１によって、少なくとも１．５Ａの値を有する第２の点火電流ＩＬＥＡの流れる時間がカウントされる。監視装置４０の計数器Ｚ１が１．５ｍｓの時間値に達すると、第２の作動素子ＬＥＡに、安全性要求に従って十分な電流が供給される。つまり、３ｍｓの作動された最大制御時間ｔｍａｘが経過する前に既に、高電位出力段２０の遮断が許容される。高品位出力段２０の使用可能性を高めるために、所定の基準が満たされると、つまり第２の点火電流ＩＬＥＡが少なくとも１．５ｍｓだけ１．５Ａの閾値ＳＷを越え、それと同時に高電位出力段２０の全制御時間ｔ２が１．５ｍｓよりも長いと、遮断が行われる。ＮＡＮＤゲートＧ１がＡＮＤゲートＧ２に接続されていることによって、誤測定の場合でも、高品位出力段２０は、所定の基準を満たすために十分長く制御される。
【００４１】
第２の点火モードでの最悪のケースの故障時において、第１の出力接点（＋）がアースに向かって短絡されると、言うに値するほどのインダクタンスは存在しなくなる。何故ならば、電流はもはや低エネルギアクチュエータＬＥＡを通って流れないからである。この場合、制御回路５内に供給されたエネルギは第１の点火モードにおけるのと同様に、最大である。何故ならば、電流は実質的に上昇時間なしに、直ちに１．５Ａ〜２．１２Ａの間の調整値に達し、電圧は出力段を介して、例えば２０Ｖのエネルギリザーブ電圧の値を得るからである。図５にさらに示されているように、第２の点火電流ＩＬＥＡは、より短い作動時間後に必要な１．５Ａの最小閾値ＳＷに達する。何故ならばインダクタンスはもはや存在しないからである。次いで、計数器Ｚ１によって、少なくとも１．５Ａである第２の点火電流ＩＬＥＡの流れる時間がカウントされる。監視装置４０の計数器Ｚ１が、１．５ｍｓの時間値に達すると、第２の作動素子ＬＥＡに、安全性要求に従って十分な電流が供給される。つまり、作動された３ｍｓの最大制御時間ｔｍａｘが経過する前に、高電位出力段２０の遮断が許容され、最悪のケースの故障時に、つまり第１の出力接点（＋）がアースに向かって短絡する際に、最大エネルギ損失が制限される。
【００４２】
図６は、第２の点火モードにおける制御回路５の最大可能な負荷のケースを示す。図６にさらに示されているように、制御回路５の最大負荷のケースは、第２の点火モードにおいて、１．５Ａの監視電流限界値に達する直前に、第１の出力接点（＋）がアースに向かって短絡し、第２の作動素子ＬＥＡのインダクタンスが回路から取り出され、第２の点火電流ＩＬＥＡが、例えば２０Ｖのほぼ不変の最大エネルギリザーブ電圧ＵＥＲにおいて、２．１２Ａの第２の点火電流Ｉｍａｘ（ＬＥＡ）にジャンプできる時に生じる。この状態は、１．５ｍｓの所定の基準よりも短い、例えば１．４７５ｍｓの値を有する別の時間だけ維持されるので、計数器Ｚ１は時点Ｚｓｔｏｐにおいて、計数作業を停止するが、この際に第５の制御信号ＳＬＥＡが低いレベルに維持され、遮断条件はまったく得られない。これは、仮定的に、短絡回路内において、これまでの０Ωから約１２Ωへの論理的な抵抗上昇が、２．１２Ａからほぼ１．５Ａ（１．４９Ａ）以下への電流減少と結びつくことに起因する。これによって、高電位出力段２０は、３ｍｓの最大制御時間ｔｍａｘが得られるまで残りの作動時間も作動維持され、電流を短絡経路内に発生させるが、もちろん、もはや制御電流の公差上限２．１２Ａに達することはない。このような作為的な故障時のための最大可能なエネルギ損失Ｅｍａｘ（ＬＥＡ）ｎは、以下の式（１１）に従って、第２の作動素子内の電流上昇（３００μｓ）中のエネルギ損失と、第１の出力接点（＋）からアースへの、１．４７５ｍｓの０Ω短絡中におけるエネルギ損失と、第１の出力接点（＋）からアースへの、１．２２５ｍｓの１２Ω短絡中のエネルギ損失との合計から成っている。
【数８】
0005864773.tif 000009
【００４３】
これは、第１の点火モードにおける制御回路５の最大エネルギ損失にほぼ相当する。熱モデルを使用することによって、熱伝導に次の式（１２）が適用される。
【数９】
0005864773.tif 000010
【００４４】
第２の作動素子ＬＥＡのための第２の点火モードにおける制御回路５の負荷は、最も不都合なケースにおいて、次の式（１３）から得られる。
【数１０】
0005864773.tif 000011
この値は、第１の点火モードにおける制御回路５の負荷に近い。
【数１１】
0005864773.tif 000012
【００４５】
本発明の実施例は、好適な形式で、例えば、μＨ範囲内のインダクタンスを有するほぼ完全な抵抗型の着火式点火回路も、またｍＨ範囲内のインダクタンスを有する低エネルギアクチュエータ（ＬＥＡ）を備えた回路も有する様々な点火回路負荷を、制御回路の面積的に十分に中立な集積が可能となるように、コントロールすることができる。つまり、本発明の実施例は、抵抗型の作動素子を作動させるためにも、また誘導型の作動素子を作動させるためにも使用することができる、ということである。従って、故障の場合を含めて、同じ面積で点火ジェネレータ作業点並びにＬＥＡ作業点を操作することができる。
【００４６】
論理ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３の図示の関数は、勿論、純粋なＮＡＮＤまたはＮＯＲゲートに置き換えてもよい。また図示の関数および制御信号は、コンピュータ装置として構成された評価および制御ユニットによってソフトウエアプログラムを処理することによっても発生される。
【符号の説明】
【００４７】
１  装置
５  制御回路
１０  選択ロジック
２０  高電位出力段
３０  調整装置
３２  第１の電源
４０  監視装置
４２  第２の電源
５０  評価および制御ユニット
５２  信号発生器
５４  制御論理
１００  高電位制御回路
２００  低電位制御回路
＋、−  出力接点
Ｃｌｋ  脈動信号
ＥＲ  エネルギ源
Ｅ＿ＷＬ（ＬＥＡ），Ｅ＿ＷＬ（ＺＰ）  熱伝導
Ｅｍａｘ（ＺＰ）  最大エネルギ損失
Ｅｍａｘ（ＬＥＡ）ｎ  エネルギ損失
ＦＤ  フリーホイールダイオード
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３  ゲート
Ｇ３  多重制御装置
ＩＳ  センス電流
ＩＲＲ  調整基準電流
ＩＬＥＡ，ＩＺＰ  点火電流
Ｉｍａｘ（ＬＥＡ），Ｉｍａｘ（ＺＰ）  最大点火電流
ＩＭＲ  監視調整基準電流
ＬＥＡ，ＺＰ  作動素子
Ｐｍａｘ（ＬＥＡ），Ｐｍａｘ（ＺＰ）  最大出力損失
Ｒ１，Ｃ１  コンパレータ
ＲＲＲ  可変抵抗器
ＲＳ  センス抵抗
ＲＭＲ  監視抵抗
Ｓ１，Ｓ２，Ｓｍｉｎ，Ｓｍａｘ，ＳＬＥＡ  制御信号
ＳＷ  最小閾値
Ｔ  トランジスタ
ｔ１，ｔ２  制御時間
Ｔ，Ｔｓ  ＭＯＳＦＥＴ回路遮断器
ＴＳ  センストランジスタ
ｔａｂ  降下時間
ｔａｎ  上昇時間
ｔｍａｘ  最大制御時間
ｔｍｉｎ  最小制御時間
ＵＥＲ  エネルギリザーブ電圧
Ｕｍａｘ  最大点火電圧
Ｖ１  比較器
Ｚ１  計数器
Ｚｓｔａｒｔ，Ｚｍａｘ，Ｚｓｔｏｐ  時点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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