用于具有可配置的输出电压的人员保护设备的集成的控制器,尤其是电压控制器以及控 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种集成的控制器(10)，尤其是用于在车辆中的人员保护设备的电压控制器，包括将输入信号(Vin)转换成具有预先设置的值的输出信号(Vout)的控制元件(T)，和控制控制元件(T)以生成具有预先设置的值的输出信号(Vout)的控制电路(12)。根据本发明，控制电路(12)根据预定信号(VFB1、VFB2)输出通过控制元件(T)的具有至少两个不同的可选的值(V1、V2)的输出信号(Vout)，其中，为了选择输出信号(Vout)的值(V1、V2)，配置电路(14)接收和分析至少一个配置信号(CF1、CF2)，并且根据在分析中确定的配置选择至少两个不同的预定信号(VFB1、VFB2)中的一个并且在用于输出具有可选的值(V1)的输出信号(Vout)的控制电路(12)处施加至少两个不同的预定信号(VFB1、VFB2)中的所选择的一个。
【专利说明】用于具有可配置的输出电压的人员保护设备的集成的控制 器，尤其是电压控制器以及控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种根据独立权利要求1的特征的集成的控制器，尤其是用于在车辆 中的人员保护设备的电压控制器，以及一种根据独立权利要求12的特征的用于控制车辆 中的人员保护设备的控制装置。
【背景技术】
[0002] 根据现有技术已知的集成的电压控制器提供这种可能性，即生成不同的固定地预 先设置的输出电压。因此存在来自多个电压控制器的不同的实施变形，其仅仅在待控制的 输出电压上存在区别，其中对于每个电压值应用独立的控制器。同样地存在电压控制器，其 输出电压通过外部的分压器的匹配能够被可变地。在此调节到固定的预先设置的例如I. 2V 的反馈电压（"反馈"电压），其通过外部的具有至少两个电阻的分压器从控制器的输出电 压中划分。通过分压器的变形能够调节控制器的输出电压，其总是大于反馈电压。现存的 变形的电路在此大多极其容易受到故障的影响。在多个外部的分压器电阻中的一个上的单 一故障能够直接导致错误的并且在必要时损害的输出电压。故障识别在大多数情况下是难 以实现的，因为控制器自身不能够区分故障的过大的或者过小的电阻值以及有意选择的过 大或者过小的电阻值。
[0003] 在公开文献DE 10 2009 047 480 Al中阐述了例如一种用于控制车辆的人员保护 设备的控制装置和方法。所描述的控制装置包括供电构件，其转换用于人员保护设备的控 制的输入端电压。在车辆供电电压和供电构件的输入端电压之间连接电压控制器，该电压 控制器将输入端电压限制在预先设置的第一值上。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的具有独立权利要求1的特征的用于在车辆中的人员保护设备的集 成的控制器和具有独立权利要求12的特征的用于控制具有这种集成的控制器的人员保护 设备的相应控制装置相比之下具有如下优点，即集成的控制器的输出电压通过对应的配置 信号能够被简单地选择。由此在作为集成的电压控制器应用的情况下这因此是可能的，灵 活地相应于供电电压需求的变化并且可选地以至少两个不同的电压供给系统模块。因此提 供例如多个微控制器的兼容性，该多个微控制器分别根据类型和实施以3. 3V和I. 2V供电， 并且在不同的微控制器之间的切换以有利的方式不成问题地是可能的。此外，根据本发明 的集成的控制器的实施形式对于单一故障是鲁棒的，提供全面的诊断可能性并且能够因此 也用于危机安全的系统，其必须满足根据IS026262的安全性要求。
[0005] 本发明的核心在于，改变集成的控制器的输出信号，而不使用不同的控制器变形 以及不匹配外部的分压器以及不使用额外的第二控制器。输出电压的变化因此是成本低廉 得可能的，通过在根据本发明的集成的控制器的实施例中的例如仅进行引脚配置的匹配。 因此例如至少一个保持悬空的引脚或者至少一个与地相连接的引脚能够表示集成的控制 器的不同的配置。这种配置于是与软件编程相区别，在软件编程中，当系统的大部分包括已 经在运行中的微控制器，到正确的输出信号的转换才会发生，而这种配置在系统初始化开 始时就提供了输出信号的转换，使得输出信号直接被置于正确的值。因此以有利的方式的 在信号监控和安全性设计中的优化的集成是可能的。通过控制器模块的完整的集成，不需 可变化的外部的分压器等，与根据现有技术已知的具有外部的分压器电阻的方案相比能够 此外显著地改善精确性。通过配置可能性的合适的选择，例如多个配置引脚和/或限制数 量的允许的状态和/或对于引脚询问的时间上的限制，根据本发明的集成的控制器的实施 形式能够对于在配置引脚处出现的单一故障鲁棒地进行，即通过在配置引脚处的单一故障 的短路不会导致错误的输出信号。故障配置，其通过多重故障导致的，能够以有利的方式通 过状态寄存器的简单的读取，其显示所识别的配置，通过软件问询被探测。
[0006] 本发明的实施形式提供了一种集成的控制器，尤其是用于在车辆中的人员保护设 备的电压控制器，该控制器包括将输入信号转换成具有预先设置的值的输出信号的控制元 件，和控制所述控制元件以生成具有所述预先设置的值的所述输出信号的控制电路。根据 本发明，所述控制电路根据预定信号输出通过控制元件的具有至少两个不同的可选的值的 所述输出信号，其中，为了选择所述输出信号的所述值，配置电路接收和分析至少一个配置 信号，并且根据在分析中确定的配置选择至少两个不同的预定信号中的一个并且在用于输 出具有可选的值的所述输出信号的控制电路处施加至少两个不同的预定信号中的所选择 的一个。
[0007] 此外提出了一种用于控制具有控制布置的车辆中的人员保护设备的控制装置，所 述控制装置控制在所述控制装置中的至少一个电压。根据本发明，所述控制布置具有至少 一个根据本发明所述的集成的控制器。
[0008] 通过在从属权利要求中提及的措施和改进，在独立权利要求中给出的用于在车辆 中的人员保护设备的集成的控制器的有利的改进是可能的。
[0009] 尤其有利的是，至少两个可选的预定信号是固定地预先设置的多个参考信号或者 是由所述输出信号可生成的多个反馈信号。因为为了将输入信号控制或者转换为输出信 号，由输出信号生成的反馈信号与预先设置的参考信号进行比较，用于控制元件的不同的 控制信号为了输出具有不同的可选的值的输出信号，通过不同的固定地预先设置的参考信 号的规定或者通过不同的反馈信号的规定而生成。
[0010] 在根据本发明的集成的控制器的有利的实施方式中，所述配置电路为了生成具有 第一值的所述输出信号通过选择电路选择第一参考信号，并且将所述第一参考信号施加在 控制电路处，所述控制电路为了生成用于所述控制元件的第一控制信号，能够将所述第一 参考信号与由所述输出信号生成的反馈信号进行比较，其中，所述配置电路为了生成具有 第二值的所述输出信号通过所述选择电路选择第二参考信号，并且将所述第二参考信号施 加在所述控制电路处，所述控制电路为了生成用于所述控制元件的第二控制信号，将所述 第二参考信号与由所述输出信号生成的所述反馈信号进行比较。该选择电路在根据本发明 的简单的实施中能够实施为仅具有两个预定信号，例如实施为简单的半导体开关，其根据 控制信号要么选择第一参考信号要么选择第二参考信号，并且将其作为选择的预定信号施 加至控制电路。
[0011] 在根据本发明的集成的控制器的进一步有利的实施方式中，所述配置电路为了生 成具有第一值的所述输出信号能够通过选择电路选择第一反馈信号并且将所述第一反馈 信号施加在控制电路处，所述控制电路为了生成用于所述控制元件的第一控制信号，将所 述第一反馈信号与固定地预先设置的参考信号进行比较，其中，所述配置电路为了生成具 有第二值的输出信号通过所述选择电路选择第二反馈信号，并且将所述第二反馈信号施加 在所述控制电路处，所述控制电路为了生成用于所述控制元件的第二控制信号，将所述第 二反馈信号与固定地预先设置的所述参考信号进行比较。
[0012] 在根据本发明的集成的控制器的进一步有利的实施方式中，至少两个具有不同的 分配比例集成的分压器能够由所述输出信号生成至少两个可选的反馈信号。这意味着，使 用具有不同的预先设置的电阻组合的两个分压器，其造成不同的输出电压。该选择电路能 够在本发明的简单的实施中被实施为具有仅两个预定信号，例如被实施为简单的半导体电 路，其根据控制信号要么选择第一分压器的输出信号要么选择第二分压器的输出信号，并 且将其作为选择的预定信号施加至控制电路。
[0013] 在根据本发明的集成的控制器的进一步有利的实施方式中，所述配置电路能够在 系统初始化期间实施当前配置的确定和所述预定信号的选择。由此，实质上早于软件编程 的情况地提供正确的输出信号。
[0014] 在根据本发明的集成的控制器的进一步有利的实施方式中，所述至少一个配置信 号借助于引脚配置是可生成的，其中，为了生成用于所述至少一个配置信号的第一逻辑信 号电平，相应的连接端引脚固定地与地相连接，并且其中，为了生成用于所述至少一个配置 信号的第二逻辑信号电平，相应的连接端引脚保持悬空。此外，布置在所述集成的控制器之 内或者之外的上拉电路使得保持悬空的连接引脚导致所述第二逻辑信号电平。这种上拉电 路优选地包括欧姆电阻，该欧姆电阻与预先设置的电平相连接，该电平优选地代表第二逻 辑信号电平。至少一个配置信号的生成通过引脚配置可能以有利的方式实现根据本发明的 集成的控制器的简单的和成本低廉的实现。
[0015] 在根据本发明的集成的控制器的进一步有利的实施方式中，所述配置电路能够接 收并且分析至少两个配置信号，其中，所述配置电路分析用于选择所述预定信号的至少两 个配置信号的逻辑的组合。此外，所述配置电路在所述至少两个配置信号的所识别的有效 的逻辑的组合的情况下选择对应于所识别的逻辑的组合的预定信号，并且在所述至少两个 配置信号的所识别的无效的逻辑的组合的情况下阻止所述输出信号的输出。为了优化故障 诊断，所述配置电路能够闭锁并且在状态存储器中保存所述至少两个配置信号的所识别的 逻辑的组合。通过所识别的逻辑的组合的闭锁能够以有利的方式阻止，在运行期间通过出 现的故障能够造成配置的变化。
[0016] 本发明的实施例在附图中表示且在以下描述中进一步阐明。该附图中相同的附图 标记表示实现相同或者相似功能的零件或者元件。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1示出了用于具有根据本发明的集成的控制器的第一实施例的人员保护设备 的控制装置的片段示意图；以及
[0018] 图2示出了用于具有根据本发明的集成的控制器的第二实施例的人员保护设备 的控制装置的片段示意图。
[0019] 由于所有的对人员保护设备的运行来说必须的供电电压在人员保护系统的内部 自行生成，因此现有的用于车辆中的人员保护设备的控制装置是脱颖而出的。由此可以保 证，得到与车辆中的蓄电池电压的波动无关的正确的功能。所用的电压控制器能够例如被 实施为线性控制器或DC/DC开关变换器且能够由其他系统构件，例如微控制器、传感器、通 信接口、灯驱动器等直接提供固定的预先设置的输出端电压。在现有的人员保护系统中例 如提供6. 7V、5. OV和3. 3V的输出电压。
【具体实施方式】
[0020] 如由图1和2可见，示出的根据本发明的实施例包括集成的控制器10、10'，其在 所示的实施例中被实施为用于在车辆中的人员保护设备的电压控制器，控制元件T，其将输 入信号V in转换成具有预先设置的值的输出信号Vtjut,以及控制电路12、12'，其控制控制元 件T以生成具有预先设置的值输出信号V tjut。根据本发明，控制电路12、12'根据预定信号 VFB1、VFB2、VMfl、Vref2输出通过控制元件T的具有至少两个不同的可选的值VI、V2的输出信 号V tjut，其中，为了选择输出信号Vtjut的值V1、V2,配置电路14接收和分析至少一个配置信号 CFpCF2，并且根据在分析中确定的配置选择至少两个不同的预定信号VFB1、VFB2、W ref2中 的一个，并且在用于输出具有可选的值VI、V2的输出信号Vwt的控制电路12、12'处施加。
[0021] 如由图1和2进一步可见，至少两个可选的预定信号VFB1、VFB2、V Mfl、VMf2能够是固 定地预先设置的参考信号VMfl、V Mf2或者由输出信号Vtjut可生成的的反馈信号VFB1、VFB2。为 了将输入信号V in控制或者转换为输出信号Vtjut，控制电路12、12'分别将一个由输出信号 Vwt生成的反馈信号Vfb与一个预先设置的参考信号VMf进行比较。因此，对于控制元件T 的用于输出具有不同的可选的值V1、V2的输出信号Vwt的不同的控制信号能够通过预定不 同的固定地预先设置的参考信号V Mfl、VMf2或者通过预定不同的反馈信号VFB1、VFB2来生成。
[0022] 如由图1进一步可见，至少两个在控制电路12处可输出的反馈信号VFB1、V FB2被设 置用于生成至少两个具有不同的值VI、V2的输出信号Vwt，其中，配置电路14接收并且分 析至少一个配置信号CF1、CF2,并且根据对用于在控制电路12处输出的至少两个反馈信号 VFB1、Vfb2的分析选择至少一个配置信号。在示出的实施例中，两个在控制器10中集成的分 压器18a、18b生成至少两个来自输出信号V rat的可选的反馈信号VFB1、Vfb2。两个集成的分 压器18a、18b分别包括两个电阻Rl、RlI、R2、R21，其电阻值如此地选择，使得两个集成的分 压器18a、18b具有用于生成反馈信号V FB1、Vfb2的不同分配比例R1/R11或者R2/R21。
[0023] 如由图1进一步可见，配置电路14为了生成具有第一值Vl的输出信号Vrat通过选 择电路18选择第一反馈信号V fbi，其将所选择的第一反馈信号Vfbi施加在控制电路12处。 控制电路12为生成用于控制元件T的第一控制信号将第一反馈信号V fbi与固定地预先设 置的参考信号进行比较。为了生成具有第二值V2的输出信号Vwt，配置电路14通过选 择电路18选择第二反馈信号V fb2，其将所选择的第二反馈信号Vfb2施加在控制电路12处。 为了生成用于控制元件T的第二控制信号，控制电路12将第二反馈信号V fb2与固定地预先 设置的参考信号进行比较。
[0024] 如由图2进一步可见，至少两个在控制电路12'处可输出的参考信号VMfl、V Mf2被 设置用于生成至少两个具有不同的值VI、V2的输出信号Vrat，其中，配置电路14接收并且 分析至少一个配置信号CFp CF2，并且根据用于在控制电路12'处输出的至少两个考信号 Vrafl、vMf2的分析选择至少一个配置信号。
[0025] 如由图2进一步可见，配置电路14为了生成具有第一值Vl的输出信号Vtjut通过 选择电路18'选择第一参考信号V rafl，其将所选择的第一参考信号Vrafl施加在控制电路12' 处。为了生成用于控制元件T的第一控制信号，控制电路12'将第一参考信号V Mfl与由输 出信号Vwt生成反馈信号Vfb进行比较。为了生成具有第二值V2的输出信号V tjut，配置电路 14通过选择电路18'选择第二参考信号Vref2，其将所选择的第二参考信号V Mf2施加在控制 电路12'处。为了生成用于控制元件T的第二控制信号，控制电路12'将第二参考信号VMf2 与由输出信号Vtjut生成反馈信号Vfb进行比较。在所示的第二实施例中，在控制器10'中集 成的分压器18a从输出信号V tjut中生成反馈信号Vfb，其与所选择的参考信号VMfl、VMf2进行 比较。集成的分压器18a包括两个电阻Rl、Rll，其具有预定的分配比例R1/R11。
[0026] 如由图1和2进一步可见，在所示的实施例中的集成的控制器10、10'分别被实施 为ASIC模块（Baustein) (ASIC :专用集成电路）并且是在用于人员保护设备中的控制装置 1、1'中的控制器布置3、3'的部分。在所示的实施例中，集成的控制器10、10'分别包括两 个配置引脚ΚΙ、K2,在其处施加输入信号V in的输入引脚，以及用于输出输出信号Vrat的两 个输出引脚，其中，在输出引脚之间设置外部线路5,其包括反极性保护二极管D以及用于 信号滤波的电感L和电容C。替换地，根据本发明的控制器10、10'也集成在人员保护系统 的控制装置1、1'的系统ASIC模块（ASIC:专用集成电路）中。
[0027] 作为电压控制器实施的根据本发明的控制器10、10'例如提供可能性，输出电压 Vwt在控制器输出端可选地提供第一值Vl = I. 2V或者提供第二值V2 = 3. 3V。该电压的 选择通过两个配置引脚ΚΙ、K2来实现。该两个配置引脚ΚΙ、K2的状态要么是逻辑低电平 (L)，其通过相应的配置引脚K1、K2至地GND的外部短路来实现，要么是逻辑高电平（H)，其 由悬空的配置引脚Κ1、Κ2实现。在示出的实施例中，分别设置在集成的控制器10、10'之内 的上拉电路11使得保持悬空的配置引脚Κ1、Κ2导致逻辑高电平（H)。上拉电路11包括用 于每个配置引脚ΚΙ、Κ2的上拉电阻R pul、Rpu2，其分别与具有相应的配置引脚ΚΙ、Κ2的一个 连接端和具有上拉电压V pu的另一个连接端相连接，其电平几乎对应于逻辑高电平（H)。配 置引脚ΚΙ、K2的电平作为配置信号CF^ CF2由配置电路14回读并且分析。当前配置的识 别在此例如分别通过至少一个电压比较器实现。在应用具有两个配置信号CFp CF2的两个 配置引脚ΚΙ、K2的情况下，四个配置组合是可能的，其在表1中示出。
【权利要求】
1. 集成的控制器，尤其是用于在车辆中的人员保护设备的电压控制器，包括将输入信 号（vin)转换成具有预先设置的值的输出信号（Vwt)的控制元件（T)，和控制所述控制元件 (T)以生成具有所述预先设置的值的所述输出信号（Vwt)的控制电路（12、12'），其特征在 于，所述控制电路（12、12'）根据预定信号（VFB1、VFB2、VMfl、V Mf2)输出通过控制元件（T)的 具有至少两个不同的可选的值（V1、V2)的所述输出信号（V。#)，其中，为了选择所述输出信 号的所述值（V1、V2)，配置电路（14)接收和分析至少一个配置信号（CFpCF2)，并且 根据在分析中确定的配置选择至少两个不同的预定信号（VFB1、VFB2、VMfl、V Mf2)中的一个，并 且在用于输出具有可选的值（VI、V2)的所述输出信号（V。」的控制电路（12、12'）处施加 至少两个不同的预定信号（VFB1、VFB2、VMfl、VMf2)中的所选择的一个。
2. 根据权利要求1所述的集成的控制器，其特征在于，至少两个可选的预定信号（VFB1、 VFB2、VMfl、VMf2)是固定地预先设置的多个参考信号（V Mfl、VMf2)或者是由所述输出信号 (VQUt)可生成的多个反馈信号（VFB1、VFB2)。
3. 根据权利要求2所述的集成的控制器，其特征在于，所述配置电路（14)为了生成具 有第一值（VI)的所述输出信号（VJ通过选择电路（18'）选择第一参考信号（VMfl)，并且 将所述第一参考信号施加在控制电路（12'）处，所述控制电路为了生成用于所述控制元件 (T)的第一控制信号，将所述第一参考信号（VMfl)与由所述输出信号（VJ生成的反馈信号 (V进行比较，其中，所述配置电路（14)为了生成具有第二值（V2)的所述输出信号（Vwt) 通过所述选择电路（18'）选择第二参考信号（VMf2)，并且将所述第二参考信号施加在所述 控制电路（12'）处，所述控制电路为了生成用于所述控制元件（T)的第二控制信号，将所述 第二参考信号（VMf2)与由所述输出信号（Vwt)生成的所述反馈信号（VFB)进行比较。
4. 根据权利要求2所述的集成的控制器，其特征在于，所述配置电路（14)为了生成具 有第一值（VI)的所述输出信号（Vwt)通过选择电路（18)选择第一反馈信号（VFB1)，并且将 所述第一反馈信号施加在控制电路（12)处，所述控制电路为了生成用于所述控制元件（T) 的第一控制信号，将所述第一反馈信号（VFB1)与固定地预先设置的参考信号（〇进行比 较，其中，所述配置电路（14)为了生成具有第二值（V2)的输出信号（〇通过所述选择 电路（18)选择第二反馈信号（VFB2)，并且将所述第二反馈信号（VFB2)施加在所述控制电路 (12)处，所述控制电路为了生成用于所述控制元件（T)的第二控制信号，将所述第二反馈 信号（〇与固定地预先设置的所述参考信号（〇进行比较。
5. 根据权利要求4所述的集成的控制器，其特征在于，至少两个具有不同的分配比例 (R1/R1UR2/R2)集成的分压器（18a、18b)由所述输出信号（Vwt)生成至少两个可选的反馈 信号（VFB1、VFB2)。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的集成的控制器，其特征在于，所述配置电路 (14)在系统初始化期间实施当前配置的确定和所述预定信号（VFB1、VFB2、VMfl、V Mf2)的选择。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的集成的控制器，其特征在于，所述至少一个配 置信号（CFpCF2)借助于引脚配置是可生成的，其中，为了生成用于所述至少一个配置信号 (CFi、CF2)的第一逻辑信号电平（L)，相应的连接端引脚（K1、K2)固定地与地（GND)相连接， 并且其中，为了生成用于所述至少一个配置信号（CFpCF2)的第二逻辑信号电平（H)，相应 的连接端引脚（K1、K2)保持悬空。
8. 根据权利要求7所述的集成的控制器，其特征在于，布置在所述集成的控制器（10、 10'）之内或者之外的上拉电路（11)使得保持悬空的连接引脚（K1、K2)导致所述第二逻辑 信号电平⑶。
9. 根据权利要求1至6中任一项所述的集成的控制器，其特征在于，所述配置电路 (14)接收并且分析至少两个配置信号（CFi、CF2)，其中，所述配置电路（14)分析用于选择所 述预定信号（VFB1、VFB2、VMfl、VMf2)的至少两个配置信号（CFi、CF 2)的逻辑的组合。
10. 根据权利要求9所述的集成的控制器，其特征在于，所述配置电路（14)在所述至少 两个配置信号（CFi、CF2)的所识别的有效的逻辑的组合的情况下选择对应于所识别的逻辑 的组合的预定信号（^^1、￥^2、￥#1、￥#2)，并且在所述至少两个配置信号（0匕、0&)的所识 别的无效的逻辑的组合的情况下阻止所述输出信号（〇的输出。
11. 根据权利要求9或10所述的集成的控制器，其特征在于，所述配置电路（14)闭锁 并且在状态存储器（16)中保存所述至少两个配置信号（CFpCF2)的所识别的逻辑的组合。
12. 用于控制具有控制布置（3、3'）的车辆中的人员保护设备的控制装置，所述控制装 置控制在所述控制装置（1、1'）中的至少一个电压，其特征在于，所述控制布置（3、3'）具有 至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的集成的控制器（1〇、1〇'）。
【文档编号】H02M3/156GK104349943SQ201380029515
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年5月14日 优先权日:2012年6月6日
【发明者】F·西韦尔斯, H·舒马赫, C·利斯特 申请人:罗伯特·博世有限公司