(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両乗員保護システムのための電気点火回路において、
少なくとも２段階で点火可能な乗員保護コンポーネントをトリガするための少なくとも２つの点火段（６，６′）が設けられており、
各点火段（６，６′）は、少なくとも１つの点火装薬（８）および該点火装薬と直列に接続され制御装置（９）により制御可能なスイッチング素子（７，３０９，３０９′）を有しており、
セーフィングスイッチ（１；１３）が設けられており、該セーフィングスイッチは物理的なパラメータに応答し、該パラメータが所定の閾値を超えると、各点火段のうちの少なくとも１つの点火段への電流供給を許可するが、閾値を超えていなければ電流供給を阻止し、
前記乗員保護コンポーネントの第１段を点火するために設けられた第１の点火段（６）は、前記セーフィングスイッチ（１；１３）とダイレクトに接続されていて、前記第１の点火段（６）の点火が許可されたときに前記セーフィングスイッチ（１；１３）が該点火に必要な点火電流を担い、
前記乗員保護コンポーネントの第２段を点火するために設けられた第２の点火段（６′）は、前記セーフィングスイッチ（１；１３）とはダイレクトには接続されておらず、
該第２の点火段（６′）は電子セーフィングスイッチ素子（４）と接続されており、
該電子セーフィングスイッチ素子（４）の制御端子は前記セーフィングスイッチ（１；１３）と結合されており、該電子セーフィングスイッチ素子（４）は前記セーフィングスイッチ（１；１３）により導通状態に切り替えられ、
前記セーフィングスイッチ（１；１３）と前記電子セーフィングスイッチ素子（４）の制御端子（３２１）との間に保持回路（２）が接続されており、該保持回路（２）は前記セーフィングスイッチ（１；１３）が閉じられるとアクティブになり、前記制御端子（３２１）へ所定の最小期間をもつドライバ信号を加え、
前記点火段（６，６′）は別個のエネルギー蓄積コンデンサ（５，１５）を有しており、該別個のエネルギー蓄積コンデンサ（５，１５）のうち一方のエネルギー蓄積コンデンサは前記セーフィングスイッチ（１；１３）と接続されており、他方のエネルギー蓄積コンデンサは前記電子セーフィングスイッチ素子（４）と接続されていることを特徴とする、
車両乗員保護システムのための電気点火回路。
【請求項２】
前記保持回路（２）は時間遅延機能を有しており、前記セーフィングスイッチ（１；１３）が閉成してから所定の遅延期間が経過してはじめて、前記ドライバ信号が前記電子セーフィングスイッチ素子（４）へ加えられる、請求項１記載の点火回路。
【請求項３】
前記電子セーフィングスイッチ素子（４）はトランジスタである、請求項１または２記載の点火回路。
【請求項４】
前記制御装置（９）は、前記電子セーフィングスイッチ素子（４）のスイッチング状態を制御するため種々の判定基準に依存して、２つの異なるスイッチング信号を発生させる、請求項１から３のいずれか１項記載の点火回路。
【請求項５】
前記種々の判定基準は、セーフィングスイッチ（１；１３）の状態および前記第２の点火段（６′）に対して下される前記制御装置（９）の点火判定である、請求項４記載の点火回路。
【請求項６】
前記電子セーフィングスイッチ素子（４）に対する制御信号を形成するため前記の２つのスイッチング信号を結合する論理結合素子（３１５）が設けられている、請求項４または５記載の点火回路。
【請求項７】
前記論理結合素子（３１５）はＡＮＤ素子として構成されている、請求項６記載の点火回路。
【請求項８】
前記制御装置（９）はマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサとして構成されており、前記の２つのスイッチング信号は該装置におけるそれぞれ異なる出力側（３１４，３１６）から送出される、請求項４から７のいずれか１項記載の点火回路。
【請求項９】
保持回路（２）が設けられており、該保持回路（２）の入力側は、前記セーフィングスイッチ（１；１３）におけるスイッチング状態を捕捉する監視装置（３１０）と接続されており、該保持回路（２）の出力信号は第１のスイッチング信号を成す、請求項１から８のいずれか１項記載の点火回路。
【請求項１０】
第２の保持回路（２′）が設けられており、該第２の保持回路（２′）の入力側へ、前記第２の点火段（６′）をトリガするために前記制御装置（９）から発せられる点火信号が供給され、該第２の保持回路（２′）の出力によって第２のスイッチング信号が形成される、請求項９記載の点火回路。
【請求項１１】
前記第２の保持回路（２′）の出力が前記第１のスイッチング信号と組み合わせられて前記第２のスイッチング信号が形成される、請求項１０記載の点火回路。
【請求項１２】
車両事故発生時にトリガすべき多段階でトリガ可能な少なくとも１つの乗員保護コンポーネントと、該乗員保護コンポーネントをトリガするための点火回路が設けられている、車両乗員保護システムにおいて、
前記点火回路が請求項１から１１のいずれか１項に従って構成されていることを特徴とする車両乗員保護システム。
【請求項１３】
前記乗員保護コンポーネントはエアバッグまたはベルトテンショナである、請求項１２記載の車両乗員保護システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、車両乗員保護システムのための点火回路に関する。
【０００２】
この種の点火回路はすでに実践で適用されており、（目前にさし迫ったまたは目下発生している）自動車事故において保護システムをトリガするために用いられる。この場合、自動車乗員保護システムは、１つまたは複数のエアバッグたとえばフロントエアバッグとサイドエアバッグ、ベルトテンショナシステム、および／または事故発生時に自動車乗員を保護するその他のコンポーネントを有することができる。
【０００３】
乗員保護システムの誤ったトリガを回避するため点火回路には通常、クラッシュセンサたとえば加速度センサに加えてセーフィングセンサが設けられており、これは冗長的なクラッシュセンサとして用いられ、このセンサはたとえば所定の加速度最小値を超えてはじめて閉成し、それによって点火装薬の活性化が許可される。セーフィングセンサは点火装薬を活性化する点火段と直列に配置されており、したがって点火装薬電流はセーフィングセンサを介して流れる。したがってセーフィングセンサとそのスイッチングコンタクトは、これらが点火電流を実質的に損失や遮断なく導けるようにするためには、電流に関して必然的に高い負荷に耐えられるようでなければならない。しかもセーフィングセンサは、そのスイッチオン状態を少なくとも所定の最小期間にわたり継続的に維持するよう構成されていなければならず、ここでこの最小期間は、確実な点火装薬の点火に必要な最小電流流通期間と等しいかまたはそれよりも長くなければならない。
【０００４】
多段階でトリガ可能な乗員保護コンポーネントの場合、セーフィング機能も２つ必要に応じてそれ以上の点火段に対して用意する目的で、各点火段に固有の機械式なセーフィングスイッチを設けることができるけれども、このことは高いコストの理由になる。これに対し、このような乗員保護コンポーネントのためにただ１つのセーフィングスイッチしか使用しなければ、個々の点火段に対するセーフィング機能の最適な設計ができず、たとえば個々の点火段のトリガを許可する期間を成す個々のセーフィング時間窓の最適な設計ができない。
【０００５】
したがって本発明の課題は、多段階で点火可能な少なくとも１つの乗員保護コンポーネントを備えた自動車乗員保護システムのための電気点火回路において、多段階でトリガ可能な乗員保護コンポーネントの点火段に対するセーフィング機能を良好に適合させることができるように構成することにある。
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成により解決される。
【０００７】
従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。
【０００８】
本発明によれば電子的なスイッチング素子が設けられており、これはセーフィングスイッチにより制御され、点火段と直列に接続されていて、つまり点火装薬トリガ時に点火電流を導く。この電子的なスイッチング素子は機械的な内部スイッチング接点を有しておらず、相応の電流耐性で問題なく設計することができるので、実質的に損失のない信頼性のある点火電流供給を行うことができるようになる。同時にこの構成によって点火回路ＩＣへのスイッチング素子の集積が容易になり、これはたとえば電子制御装置およびこの制御装置によって制御され点火装薬と直列に接続された点火トランジスタを有している。セーフィングセンサはドライバ信号だけを導けばよく、もはや点火電流を案内する必要がなく、したがって定格電流強度を著しく低減させて非常にコンパクトかつ僅かな損失で構成することができる。
【０００９】
有利にはセーフィングスイッチとスイッチ素子との間に時限素子が接続されており、最も簡単な事例では保持回路が接続されていて、これは点火装薬の確実な点火に必要な点火電流期間に少なくとも対応する所定の期間にわたり、スイッチ素子ドライバ信号を維持する。これにより、セーフィングスイッチがすでに再び早めに開いてしまったとしても、必要とされる最小期間にわたりスイッチ素子を導通状態に確実に保持しておくことができるようになる。同時にこのことで、セーフィングスイッチに対する要求を著しく小さくすることができる。なぜならば、特定の最小閉成期間が保証されるようにしなくてもよいからである。また、制御装置により定められた所望の時点において、時間窓内で時限素子によりまえもって設定され十分な大きさに選定されている所要要電流流通期間にわたり、保持素子および電子スイッチ素子を介して点火を実行できるようにするために、セーフィングスイッチは短期間の閉成で十分である。
【００１０】
択一的に、しかし有利には付加的に、時限素子によって時間遅延機能を与えることができるようにすると有利であり、このようにすればセーフィングスイッチが閉成してから所定の時間遅延が生じてはじめてスイッチ素子が作動するようになる。このことは多段の複数の点火段を含む点火回路の場合に殊に有利であって、これは時間的にずらせてそれらを点火させなければならない場合である。このような事例においてセーフィングスイッチを別の点火段とダイレクトに接続することができ、その閉成状態中にそれらの作動を許可できるようにする一方、電子スイッチ素子と結合されている点火段のためのセーフィング時間窓を時間的にずらしてはじめて開き、それによりその時間窓の開始後にようやく、その点火段における点火装薬の点火が（その点火段を制御する制御装置により制御されて）可能となる。
【００１１】
有利には、点火段に別個の固有のエネルギー蓄積器が設けられており、このようにすれば、セーフィング機能を提供するスイッチ素子（機械的または電子的なセーフィングセンサまたは電子スイッチ素子）を介して、それぞれ対応づけられた点火装薬の点火電流だけが流れるようになる。これにより個々のセーフィング素子における最大電流負荷が、すべての点火回路のためにただ１つのセーフィングセンサを提供する場合よりも非常に小さくなり、その結果、それらのセーフィング素子をいっそう低い電流耐性に合わせて設計できるようになる。さらに、このように十分な分離を行うことで、たとえ１つの段におけるセーフィング素子の導通切替動作に障害が発生しても、少なくとも他の点火段におけるセーフィング機能が適正に保証され、これによりその点火装薬を適時にトリガできる可能性が依然として残されている。
【００１２】
１段の点火回路の場合には殊に、セーフィングスイッチを簡単な機械式のトリガスイッチたとえばマイクロマシニング技術による加速度センサにより構成することができる。このようなスイッチは、捕捉すべき物理パラメータたとえば加速度が所定の限界値に達したとき、あるいはそれを超えたとき、弱いスイッチング信号を発生させればよく、また、固有の信号保持能力たとえばヒステリシスをもっていなくてよい。このためセーフィングスイッチをごく僅かな電流耐性に合わせて微小化設計することができ、それにより点火回路の寸法全体を抑えることができるようになる。しかしセーフィングスイッチを、積分器ならびに閾値判定器の後置接続されたセンサとしても構成することができ、この場合、加速度に依存するセンサ出力信号がいっしょに積分され、閾値と比較される。
【００１３】
電子スイッチ素子を、ドライバ信号によるその制御動作および点火電流に十分な高い電流耐性が保証されるならば、任意の構成のものとすることができる。この場合、有利にはトランジスタたとえば電界効果トランジスタが使用され、これは高い動作信頼性および低いコストで、ならびに有利には集積された形態として提供することができる。
【００１４】
本発明によれば第２の点火段のために設けられている電子セーフィングスイッチの切替状態は、異なる２つの入力量（スイッチング信号）に依存して制御される。これにより、第２の点火段におけるセーフィング機能の所期の設定が可能となる。両方のスイッチング信号は、有利には機械式セーフィングスイッチの切替状態に依存して、および第２の点火段に対する制御装置の点火トリガ判定を考慮して形成される。これにより、誤ったトリガに対する確実性を相応に向上させて冗長性を高めることができるようになるだけでなく、セーフィング機能を目下の事故事象に合わせて細やかに整合させることもできる。
【００１５】
セーフィングスイッチ素子を、たとえば互いに接続されたとえば直列接続された２つの電力スイッチ素子として構成することができ、それらの制御入力側へそれぞれ異なるように構成された制御信号が別個に供給され、両方のスイッチ素子がともに作動されたときにだけ、点火装薬点火電流が許可される。これに対する代案として、電力スイッチとして構成されたただ１つのセーフィングスイッチを点火電流回路中に設け、その制御信号をたとえばＡＮＤ結合された２つの制御信号に依存して定めることができる。
【００１６】
一方のスイッチング信号を、時限素子たとえば保持回路により構成することができる。この回路は機械式のセーフィングスイッチが閉成したときに一方のスイッチング信号を発生させるが、これはセーフィングスイッチが開かれても所定のタイムインターバルにわたりなお維持される。他方のスイッチング信号も、やはりたとえば保持回路などの時限素子によって構成することができ、これは第２の点火段を点火させるために制御装置から発せられる点火信号により制御され、点火信号終了後もなお所定の期間にわたり第２のスイッチング信号を発生させるように構成されている。このことでたとえ機械式セーフィングスイッチが開放した後でも、あるいは第２の段のための点火信号が終了した後でも、セーフィングスイッチ素子を十分な長さでアクティブにすることができる。しかしながらこれに対し、機械式セーフィングスイッチの再開放と第２の点火段を点火するための点火判定との間に、過度に長いタイムインターバルが生じてしまうならば、両方のスイッチング信号がオーバラップされずに発生され、その結果、セーフィングスイッチ素子がアクティブにされず、したがって意味のないトリガの抑圧という点で良好なセーフィング機能が保証されるようになる。
【００１７】
有利には保持回路は制御装置の構成部分として形成されており、これには第２の点火段のためのトリガアルゴリズムが含まれており、また、点火ルーチン自体も含まれている。
【００１８】
両方のスイッチング信号は、有利にはマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサとして構成された制御装置における別個の出力側から送出され、ついで外部でセーフィング機能達成のため互いに結合される。これにより、セーフィングスイッチ素子導通のためにただ１つのスイッチング信号を発生させるただ１つの出力しか形成されない場合と比べて、誤ったトリガに対する確実性がなおいっそう高まる。つまり、以下のような確率はきわめて低い。すなわち、誤動作発生時に制御装置がまず最初に両方のスイッチング信号出力側にセーフィングスイッチ素子をアクティブにするような信号を発生させ、次に同時に点火装薬を実際に点火するための点火信号も発生させるような確率は、きわめて僅かである。
【００１９】
第２の点火段において点火が必要なときに点火の可能性を高めるため、有利にはその電流給電が冗長的に設計されており、つまり一方ではセーフィングスイッチ素子を含む給電区間を介して、他方では機械式セーフィングスイッチからダイレクトに有利には整流ダイオードを介して供給される電流給電によって行われるように設計されている。したがって後者の電流給電はいわばセーフィングスイッチ素子に対するバイパスを成しているが、これは機械式セーフィングスイッチが閉成状態の間だけアクティブ状態であって、そのため少なくともこのクリティカルなフェーズ中は必要に応じて第２の点火段のために冗長的な電流給電が提供される。
【００２０】
次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【００２１】
図１は、機械式のトリガスイッチとしてセーフィングスイッチが設けられている点火回路を示す図である。
【００２２】
図２は、機械式のセーフィングスイッチおよび点火電流に関して分離された点火段が設けられている本発明の１つの実施例を示す図である。
【００２３】
図３は、本発明の別の実施例を示す図である。
【００２４】
これらの図面には、自動車乗員保護システムのための点火回路だけが描かれている。この乗員保護システムは、点火回路以外は従来どおりに構成されていて、たとえば点火装薬によってトリガ可能なエアバッグ、ベルトテンショナシステム、折り畳み式のセーフガードボーおよび／またはそれと同等のものを利用することができる。
【００２５】
図１に示されている電気点火回路は、セーフィングスイッチとして用いられる機械式トリガスイッチ（機械的に操作可能なスイッチング素子）１を有しており、これは所定の物理的パラメータたとえば加速度、角度位置、旋回レート等に応答し、内部で機械的にまえもって定められた閾値を測定パラメータが超えると閉成する。このトリガスイッチ１は車両内に固定的に設置されており、したがって乗員保護システムを有する自動車と同じ物理的パラメータを受けることになる。
【００２６】
トリガスイッチ１の一方の端子はたとえば５Ｖのような電位におかれており、他方の端子は保持回路２の形式の時限素子と接続されている。この保持回路はトリガスイッチ１の閉成によりアクティブになり、たとえば５Ｖであり特定の振幅をもつ電気信号を出力ライン３へまえもって定められた期間にわたり送出する。この期間は、トリガスイッチ１の応答後、対応づけられた点火装薬の点火のために極端な場合でも必要とされる最大点火期間と少なくとも等しい長さとなるよう選定されている。出力ライン３は、トランジスタの形式の電子スイッチング素子４の制御端子と接続されており、このスイッチング素子は保持回路２がアクティブ状態のときにそこから送出される信号によって制御されて飽和状態となり、つまり完全に導通状態に切り替わる。さらにトランジスタ４は、点火エネルギーを蓄え供給する蓄積コンデンサ５と接続されている。このコンデンサは自動車車載バッテリによって充電され、設けられている点火回路の点火装薬を確実に点火するのに十分なエネルギー量をもっている。トランジスタ４の他方の端子には並列に２つの点火段６，６′が接続されており、これら２つの点火段は同一の内部構造をもつようにしてもよいし、あるいはそれぞれ異なる内部構造をもっていてもよい。
【００２７】
点火段６は点火トランジスタ７の形式の電子スイッチング素子を有しており、これは点火装薬８と直列に接続されていて、この点火装薬の他方の端子はたとえばアース電位におかれている。点火トランジスタ７の制御端子は電子制御装置９たとえばマイクロプロセッサにより制御される。この電子制御装置はセンサ１０たとえば加速度センサによって、自動車事故が目前にさし迫っていること、あるいはすでに発生していることを検出し、そのとき乗員保護システムのトリガが必要であれば、点火トランジスタ７を望ましい時点で導通させるドライバ信号をライン１１に生じさせる。
【００２８】
機械式のトリガスイッチ１は、監視すべき物理量が制御装置９により乗員保護システムトリガの必要性の命じられる値よりもいくらか小さい閾値のときにすでに閉成し、その結果、トランジスタ４は保持回路２を介してすでに導通状態に切り替えられている。点火トランジスタ７が導通状態に切り替えられると、それによってエネルギー蓄積コンデンサ５に蓄えられていたエネルギーが点火装薬８に向けて放電し、第２の点火段６′も導通しているかまたは導通状態に切り替えられることになるのであれば、その点火段６′内に設けられている（個別には描かれていない）点火装薬へ向けても放電する。点火段６′において点火装薬を選択的に点火したり、必要に応じて時間的にずらして点火したりすることもできるようにする目的で、点火段６′内に含まれていてそこにおける点火装薬と直列に接続されている（個別には描かれていない）点火トランジスタが、制御装置９により別個の制御ライン１２を介して制御される。
【００２９】
点火段６，６′には周知のように電流制限機能を設けるのが有利であり、この機能はたとえば点火トランジスタ７のそれ相応の部分的な制御により達成することができる。これにより、共通のエネルギー蓄積コンデンサ５に蓄えられたエネルギーを、点火段６，６′内および必要に応じてこのエネルギー蓄積コンデンサ５と接続されたさらに別の点火段内に設けられた点火装薬を確実に点火するのに十分なものとすることができる。この場合、所要エネルギーを低減するため、最初に点火を行う点火段の点火トランジスタを、点火がうまく行われた後ただちに、あるいはその点火に対し最大限に設定されたタイムインターバルが経過した後、遮断するように構成することもでき、このようにすることですでに点火されたその点火段にはそれ以降点火電流が加わらないようになる。
【００３０】
点火段６には、ただ１つの点火トランジスタ７とただ１つの点火装薬８しか描かれていない。しかし必要に応じてさらに別の点火装薬および／または点火トランジスタを設けることも可能であり、したがってこの最初の点火段内において複数のコンポーネントたとえばフロントエアバッグなどを同時点でトリガできるようになる。
【００３１】
この場合、時限素子２は以下のように構成されている。すなわち、トリガスイッチ１がたとえ短期間しかスイッチオン状態にならなくても、つながっている全点火段におけるすべての点火装薬をトリガするために最大限に設定されている期間全体にわたり、トランジスタ４が確実に導通状態を維持するような期間で出力信号が送出されるように構成されている。
【００３２】
このためトランジスタ４は機能的に、１つまたは複数の点火トランジスタ７および１つまたは複数の点火装薬８と直列に接続されており、その際、これらの直列接続回路はエネルギー蓄積コンデンサ５と並列におかれている。
【００３３】
点火段６はたとえば、多段階でトリガ可能な運転者用エアバッグおよび／または同乗者用エアバッグの点火装薬を点火するために、ならびにベルトテンショナシステムをトリガするために用いることができる一方、点火段６′は短時間遅れてエアバッグの第２段階をトリガするために、または他のエアバッグや安全システムをトリガするために用いることができる。
【００３４】
図２に示されている本発明の１つの実施例の場合、２つの点火段６，６′のために別個のエネルギー蓄積器が設けられている。これらのエネルギー蓄積器の構造ならびに動作は、先に説明した図１による実施例と同じであり、したがって詳しい説明は不要である。また、個別には描かれていない制御装置９による制御も、センサ１０、ライン１１，１２ともども同じものとすることができる。さらに保持回路２、電子スイッチング素子４およびエネルギー蓄積コンデンサ５も、最初の実施例と同じ構造および同じ動作をもつようにすることができ、したがってこれ以上詳しくは説明しない。
【００３５】
この実施例と最初の実施例とは殊に以下の点で相違している。すなわち、ここではセーフィングスイッチとして、ライン１４を介して第１の点火段６とダイレクトに接続された機械式のセーフィングセンサ１３が用いられ、また、エネルギー蓄積コンデンサ５に加えて別のエネルギー蓄積コンデンサ１５が設けられており、これはセーフィングセンサ１３と接続されていて、これを介して点火段６のための点火エネルギーが供給される。セーフィングセンサ１３はたとえば機械式加速度スイッチとして構成されており、このスイッチは、事故がさし迫っていること、あるいはすでに発生していることを伝える所定の自動車加速度を超えたときに閉成し、その結果、エネルギー蓄積コンデンサ１５に加わる電圧が点火段６に印加され、これにより点火トランジスタ７が導通したときに点火装薬を点火することができる。
【００３６】
しかしセーフィングセンサ１３を周知のように他の形式のものとして構成することができ、たとえば慣性スイッチ、車両の特定の傾き位置から閉成する傾斜スイッチ等として構成することができる。セーフィングセンサ１３が閉成するとただちに、点火蓄積コンデンサ１５の電圧が点火段６だけでなく、ライン１４と接続された時限素子２の入力側にも加わり、その結果、この時限素子がアクティブになり、出力ライン３を介してドライバ信号が所定の期間、スイッチング素子４へ印加される。この所定の期間は、場合によっては時間的にずらされてはじめて点火を行う第２の点火段６′を完全かつ計画どおりにトリガするのに十分な長さをもつ。この場合も時限素子２により、たとえセーフィングセンサ１３がすでに再び開いてしまったとしても、第２の点火段６′のために必要とされる最大点火タイムインターバルにわたりスイッチング素子４が連続的に導通状態に維持されるようにすることができる。
【００３７】
第２の点火段６′をこのように時間的にずらせてトリガする場合、時限素子２すなわち保持回路に内部的な遅延時間を設けることも可能であり、これによって出力ライン３に送出されるドライバ信号の立ち上がり縁が、入力側で時限素子２に加わる電圧の立ち上がり縁よりも所定のタイムインターバルだけ遅らされる。このタイムインターバルは、システムに従って設定された第１の点火段６と第２の点火段６′における点火装薬の点火の時間のずれと最大で等しい大きさとなるよう選定されている。これにより、たとえ制御装置９が点火段６′内に設けられた点火トランジスタの導通に作用するドライバ信号をすでにまえもって形成してしまったとしても、早くとも第１の点火段６の点火から所望の時間的ずれが生じてはじめて、第２の点火段６′における点火装薬の点火を行わせることができるようになる。そしてこのような時間遅延機能により、第一には制御装置９により指示される点火段６，６′間における所望の時間的ずれの遵守が付加的に保証される。保持回路２により作用を受ける時間遅延を、点火段６と６′との間の点火時間ずれよりも小さい値たとえばその５０％〜８０％に設定することができ、このようにすることでスイッチング素子４を必ず点火段６′の点火トランジスタの前にすでに導通状態に切り替えておくことができるようになる。
【００３８】
図２によればセーフィングセンサ１３は複式スイッチとして構成されており、したがって両方のスイッチ分岐を介して電流の流れを分配することができる。しかしこのセーフィングセンサ１３を、ただ１つのスイッチ接点をもつ単一スイッチとして構成することもできる。
【００３９】
図２に示されているようにこのようにして、乗員保護システムにおける第１の点火段６を、機械式セーフィングセンサ１３を介して従来より一般的なやり方で点火することができる。しかし第２の点火段６′は、いわば固有の電気的ないしは電子的セーフィングスイッチつまりスイッチング素子４を有しており、これはセーフィングセンサ１３にのみ依存している。
【００４０】
１つの変形実施形態によれば、セーフィングセンサ４として固有の機械的または電気的なセーフィングセンサを使用することができ、これはセーフィングセンサ１３とは完全に無関係であり、たとえば同じように構成されている。この場合には保持回路２も省略できる。
【００４１】
図２に示されているように点火段６と６′のためのエネルギー蓄積の分離を行うことにより、点火蓄積コンデンサ５と１５の容量値を図１で必要とされる容量値よりも低減することができる。つまりこの事例の場合、時間的に先行して点火された点火段６により点火段６′のために設けられたエネルギーの蓄えが所要最低値よりも減ってしまうようなおそれがない。その理由は、点火蓄積コンデンサ５が点火段６へ向かって放電する可能性がないからである。さらにセーフィングセンサ１３とスイッチング素子４は、点火電流回路を分離したことで電流耐性もいっそう僅かに設計すればよい。それというのも、セーフィングセンサ１３ないしはスイッチング素子４を流れる最大電流は、図１の場合にスイッチング素子４に流れる最大合計電流よりも小さいからである。
【００４２】
既述の実施例では２つの点火段が設けられているが、必要に応じて第３の点火段またはさらに別の点火段を設けることもできる。その場合、これらの点火段には、図２の例に従い固有のエネルギー蓄積コンデンサと固有のスイッチング素子をそれに属する保持回路といっしょに（それぞれセーフィングセンサ１３の入力側に接続して）設けることができるし、あるいは図１の例のようにスイッチング素子４の出力側に並列に接続してもよい。
【００４３】
このようにして本発明によれば、２段または一般的には複数の点火段を備えたすなわち多段階で点火を行う多段の点火発生器を提供することができ、これによれば種々異なる形式の点火段を使用することができ、および／または個々の点火段においてそれぞれ異なる形式の保護作用を考慮することができるし、必要に応じて点火段に固有のセーフィングスイッチを装備させることができる。そしてこのことによって、セーフィングスイッチがすでに再び開放されてしまったとしても、それによって個々の点火段の点火が阻止されないようになる。したがって本発明によれば、所望のシステムコンフィグレーションを達成するために点火段の多様な配置や結線が可能となり、その結果、"smart safety" システムを構築可能であって、これは場合によっては複合的なクラッシュモードに適しており、所望のとおりの点火のずれの設定や遵守などが可能になる。
【００４４】
図３にブロック図として示した点火回路の実施例に含まれているセーフィングセンサ１３は、たとえば加速度が所定の値を超えたときに閉成する機械式スイッチとして構成されており、第１の点火段６における電圧給電パッドに挿入されている。この第１の点火段は、２段階でトリガ可能な乗員保護コンポーネントたとえば２段階でトリガ可能なエアバッグにおける最初の段の点火を、それ自体周知のやり方で制御する。図示のようにセーフィングスイッチ１３は有利には冗長的に、内部で並列に接続されたスイッチ区間によって構成されており、入力側で車載電圧ＶCまたはその他の給電電圧と接続されている。さらに点火段６は、それ自体周知のように点火装薬と接続されたスイッチング素子を有しており、このスイッチング素子がアクティブになると点火装薬が給電されて点火する。
【００４５】
第２の点火段を制御するため、ここではマイクロコントローラ９として構成された制御装置が設けられており、これは入力側で事故センサ１０たとえば中央加速度センサまたは支承された衝突センサと接続されており、そのセンサ信号によって事故発生の強度と経過がシグナリングされる。場合によっては事故センサ１０の出力信号を、第１の点火段６における制御装置によりそこでトリガ判定を下すために評価することもできる。制御装置９は演算部３０５を有しており、これは点火段６のために定められたトリガアルゴリズムに従って事故センサ１０の出力信号を評価する。演算部３０５において実行される計算により、第２の点火段のトリガが必要であると表されると、接続ライン３０６を介してトリガ命令が点火ルーチン部３０７へ送出され、この点火ルーチン部はそれに応じて２つの点火トランジスタ３０９，３０９′を導通させる制御信号を、制御装置９における２つの出力側を介して発生させる。これら２つの点火トランジスタは第２の点火段における点火装薬８と直列に接続されていて、この場合、点火装薬８は点火トランジスタ３０９，３０９′の間におかれる。
【００４６】
監視装置３１０はセーフィングスイッチ１３のスイッチング状態を監視し、そのスイッチオン期間中、たとえば５Ｖのハイレベルをもつ通報信号を制御装置９の入力側３１１へ送出する。監視装置３１０はたとえば入力側でセーフィングスイッチ１３の出力側と接続しておくことができ、このスイッチはセーフィングスイッチ１３が閉じられたときにそのつどそこに存在する高い電位を入力側３１１へ供給し、これは必要に応じて５Ｖまでの電圧制限に従い、制御装置９によって処理できる電位範囲に整合されて供給される。制御装置９は第１の時限素子２を有しており、これはたとえば保持回路として構成されていて、その出力信号はその入力信号の経過特性を追従するが、立ち下がり縁は保持回路により設定された所定のタイムインターバルたとえば１００ｍｓだけ遅延されており、その結果、出力信号はその期間にわたり入力信号よりも長く経過するようになる。このことにより、機械式のセーフィングセンサ１３がすでに再び開いてしまっても、時限素子２の出力信号をさらに短期間、存続させることができるようになる。制御装置９には、有利にはやはり保持回路として構成された第２の時限素子２′が設けられている。これはライン３０６を介して伝送される点火信号に応答し、その期間中ならびに保持回路の保持期間により定まる後続の付加的なタイムインターバル中、ハイレベルの出力信号を発生させる。時限素子２′の保持期間はたとえば５０ｍｓに設定されていて、これにより時限素子２′の出力信号がさらに５０ｍｓだけ点火信号よりも長く存続するようになる。
【００４７】
時限素子２の出力信号は、一方では制御装置９の出力側３１４に供給され、他方ではＡＮＤ素子３１５の入力側に供給され、このＡＮＤ素子の他方の入力側には時限素子２′の出力信号が供給される。ＡＮＤ素子３１５の出力は制御装置９の出力側３１６に加えられる。両方の出力側３１４，３１６には結合回路が接続されており、この回路はここではトランジスタによるＡＮＤ回路３１７として構成されていて、電圧供給端子の間に直列に接続されたトランジスタ３１８と３２１が設けられており、これらのトランジスタの間に負荷抵抗３１９が接続されている。負荷抵抗３１９とトランジスタ３２１との間の接続点はＡＮＤ素子３１７の出力側３２０を成しており、これはスイッチングトランジスタ（セーフィングトランジスタ）として構成された電子セーフィングスイッチ素子４の制御端子に接続されている。セーフィングスイッチ素子４は、点火装薬８を点火させる点火エネルギーを供給するエネルギー蓄積器５と点火トランジスタ３０９との間に接続されていて、これによりセーフィングスイッチ素子４（および場合によっては点火トランジスタ３０９，３０９′）が閉じられたときだけ、点火装薬８の給電が可能となる。このセーフィングスイッチ素子４は、両方の出力側３１４，３１６にハイレベルのスイッチング信号が送出され、それによりトランジスタ３１８が導通しトランジスタ３２１が阻止状態になったときだけ、導通状態に切り替えられる。このことが生じるのは、保持回路２も保持回路２′もそれぞれ正の出力信号を発生させた場合だけであって、それら正の信号によれば、目下のところ個々の入力信号が依然として存在していること、あるいは少なくとも保持期間よりも僅かに前に減衰していることが表される。これによってセーフィングスイッチ素子４を、入力信号がすでに減衰してしまった後でも所定のタイムインターバルにわたり（とはいえまえもって定められたタイムインターバルの間だけ）導通状態にすることができる。
【００４８】
保持回路２の出力信号に依存して制御されるＡＮＤ素子３１５により付加的な冗長性が達成される。なぜならば時限素子２の保持期間経過後、つまり機械式セーフィングスイッチ１３が再び開いてから１００ｍｓ以上経過した後では、たとえ演算部３０５により（遅れて）点火判定が発せられたとしても、出力側３１４と３１６にはもはや出力信号が生じないからである。しかしＡＮＤ素子３１５を場合によっては省略することも可能であり、その場合には時限素子２′の出力側が出力側３１６とダイレクトに接続されるようになる。また、時限素子２′を時限素子２よりも短い期間に設定することにより、点火信号減衰後の限られた期間中だけセーフィング機能を許可することができるようになり、つまりその期間中のみセーフィングスイッチ素子４を導通状態に切り替えることができる。
【００４９】
このように点火回路においてセーフィングスイッチ素子４はセーフィングスイッチ１３に対し冗長的に構成されていて、出力側３１４，３１６から送出される２つのスイッチング信号により、それぞれ異なる切替判定基準（機械式セーフィングスイッチ１３の閉成状態；点火段６のための点火信号の形成）に依存して、選択的に制御される。セーフィングスイッチ素子を導通させるためマイクロコントローラ（制御装置）９の２つの端子をアクティブにしなければならない必要性があることから、セーフィングスイッチ素子の誤ったスイッチオンに対する安全性が高まる。また、ハードウェアおよびソフトウェアがいわば二重化されていて、つまり冗長的に構成されているため、安全性がなおいっそう高まる。
【００５０】
冗長性ひいては動作の信頼性を高めるため本発明の実施形態によればさらに、点火装薬８を含む点火区間に対し付加的な電圧給電が行われる。この目的で、セーフィングスイッチ１３の出力側がライン３２４を介して、セーフィングスイッチング素子４と点火トランジスタ３０９との間の接続点３２６と接続されており、その結果、機械式セーフィングスイッチ１３が閉じられたとき、給電電圧が接続点３２６に供給され、これは点火トランジスタ３０９，３０９′が導通したときに点火装薬８の点火に十分な電圧である。接続ライン３２４にはダイオード３２５が挿入接続されており、これは電流が逆方向でたとえばセーフィングスイッチ素子４から第１の点火段６へ流れるのを阻止する。択一的に接続ライン３２４を、セーフィングスイッチ１３の出力側と接続する代わりに内部的に第１の点火段６と接続することもでき、これはたとえば、第１の点火段における点火装薬の点火中および場合によっては所定のタイムインターバルにわたり電圧の加わる接続点によって行われる。この場合、接続ライン３２４を介した接続点３２６の電圧給電は、早くても第１の点火段における点火が始まってからようやく開始させるのがよく、機械式セーフィングスイッチ１３が閉成しただけでは始まらないようにする。この付加的な電圧給電を、セーフィングスイッチ素子に関する前述の構成に依存することなく実現させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  機械式のトリガスイッチとしてセーフィングスイッチが設けられている点火回路を示す図である。
【図２】  機械式のセーフィングスイッチおよび点火電流に関して分離された点火段が設けられている本発明の１つの実施例を示す図である。
【図３】  本発明の別の実施例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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