用于车辆的人员保护装置的至少一个点火电路的监测装置和用于运行监测装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的人员保护装置的点火电路的监测装置，涉及一种用于运行监测装置的方法，涉及一种相应的控制单元以及涉及一种相应的计算机程序。

背景技术

乘客保护系统提供一种点火电路布置，所述点火电路布置具有用于激活抑制装置的至少一个点火电路。目前的点火电路监测包括点火电路的供电端子上的分路识别以及点火电路-回路的电阻测量。此外，实施联接测试，以便识别点火电路是否与一个另外的点火电路或者另外的控制单元输入端/输出端联接。

发明内容

本发明的任务在于，进一步改善目前的现有技术并且更加节省空间地集成到点火电路或ASIC系统中。

在这种背景下，通过在此所述的方案根据独立权利要求提出一种用于车辆的人员保护装置的至少一个点火电路的监测装置，此外提出一种用于运行监测装置的方法，所述方法使用用于车辆的人员保护装置的至少一个点火电路的监测装置，提出一种相应的控制单元，所述控制单元使用所述方法，以及最后提出一种相应的计算机程序。有利的设计方案由相应的从属权利要求和下述的说明书得出。

通过至少一个电流源利用空载电压在大小上或者通过实际的最大点火电压可以在点火电路激活的整个电压范围内识别故障情况，所述故障情况首先通过超过相关的电压阈值而发生，例如通过触点氧化、经过二极管耦合的车辆电压或者保护元件而发生。

提出一种用于车辆的人员保护装置的至少一个点火电路的监测装置，其中，至少一个点火电路被构造用于在施加超过电压阈值的点火电压和/或超过电流阈值的点火电流时激活人员保护装置，其中，监测装置具有控制装置和通过控制装置的电压源端子连接的电压源，其中，控制装置通过高侧点火电路端子与点火电路的第一供电端子连接并且通过低侧点火电路端子与点火电路的第二供电端子连接，其特征在于，监测装置设计为使得控制装置的布置在电压源端子和高侧点火电路端子之间的高侧电流源的空载电压至少相当于所述电压阈值，特别是所述空载电压至少相当于点火电路的最大点火电压。

车辆可以具有人员保护装置、例如安全气囊或安全带拉紧器。人员保护装置可以通过点火电路来激活。在点火电路中，触发器在施加了超过预定的功率阈值的输入功率时被激活或触发。监测装置可以实现为集成电路或所谓的ASIC系统。监测装置的控制装置可以实现为集成电路、专用集成电路或所谓的ASIC系统。因此监测装置可以理解为点火电路监测装置或扩展的点火电路监测装置。电压源端子、电压汇点端子(Spannungssenkenanschluss)、高侧点火电路端子和低侧点火电路端子可以理解为端子、连接引脚、ASIC引脚或者监测装置或控制装置的端子。电压源可以理解为供能装置或极性反接保护的供能装置电压。电压源可以由车辆的车装电网供电。电压源可以提供至少24V、特别是至少30V、特别是至少42V的电压。电压源可以提供24V至42V的范围内的电压。点火电路具有第一供电端子和第二供电端子。第一供电端子可以理解为第一点火电路端子、ZK1+端子、点火电路正端子或点火电路正-控制单元端子。第二供电端子可以理解为点火电路端子、ZK1-端子、点火电路负端子或点火电路负-控制单元端子。在高侧点火电路端子和高侧电流源之间可以布置高侧多路复用器。

同样有利的是，高侧电流源的空载电压是至少26伏特、特别是至少30伏特、特别是至少36伏特、特别是至少42伏特。因此，高侧点火电路端子和低侧点火电路端子之间的电压可以是至少26伏特、特别是至少30伏特、特别是至少36伏特、特别是至少42伏特。有利地，由于点火电路回路中的氧化层而变差的触点连接被改善，因为可以实现氧化物击穿。

监测装置具有电流源控制装置，所述电流源控制装置设计用于在从第一电流水平过渡到第二电流水平时、根据预定的过渡形式控制高侧电流源的电流升高的时间变化曲线。电流源控制装置可以理解为第一电流源控制装置或高侧电流源控制装置。电流源控制装置特别是可以相应于具有“上升余弦(Raised-Cosinus)”的变化曲线的过渡形式控制所述电流升高的时间变化曲线。因此，可以简单地实现测量电流脉冲的脉冲整形。因此，电流上升的时间变化曲线相应于也称为余弦滚降滤波器的上升余弦滤波器(Raised-Cosine-Filter)用于对测量电流进行整形。因此，电流上升的时间变化曲线可以满足第一奈奎斯特条件。有利地，监测装置的辐射和EMV特性可以通过逐级地增大测量电流来改善。

此外，监测装置具有(特别是在高侧点火电路端子和低侧点火电路端子之间的)至少一个滤波装置。特别是滤波装置可以包括至少一个低通滤波器。由此，测量不准确性可以例如通过所述装置的通断过程和/或电容或电感的充电来避免或减少所述测量不准确性的影响。

监测装置可以包括模数转换器，所述模数转换器通过ADC多路复用器与仪表放大器连接。模数转换器可以通过ADC多路复用器用于测量通过低通滤波器的在用于至少一个点火电路的高侧点火电路端子和低侧点火电路端子之间的电压和在点火电路放大端子和模拟接地端子的电压或者在补偿端子和模拟接地端子之间的电压。

限流电阻可以布置在电压源和电压源端子之间。限流电阻可以布置接地端子和电压汇点端子之间。限流电阻可以布置在控制装置外部。因此可以有利地改善针对监测装置的误差的可靠性。

监测装置还可以具有可接通的高侧终端电阻并且补充地或替换地具有可接通的低侧终端电阻。特别是可接通的高侧终端电阻(RHT)布置在与高侧电流源连接的高侧多路复用器的输出端和电压汇点端子之间，并且补充地或替换地可接通的低侧终端电阻布置在与低侧点火电路端子连接的低侧多路复用器的输出端和所述电压汇点端子之间。当终端电阻在测量期间被断开时，可以有利地改善测量的准确性。因此，监测装置的补偿量可以通过向地线的电阻参考测量来确定并且被补偿。

监测装置还具有可接通的高侧分压器并且补充地或替换地具有可接通的低侧分压器。特别是可接通的高侧分压器布置在与高侧电流源连接的高侧多路复用器的输出端和与模数转换器连接的ADC多路复用器之间，并且补充地或替换地可接通的低侧分压器布置在与低侧点火电路端子连接的低侧多路复用器的输出端和ADC多路复用器之间。以这种方式可以利用技术简单的方法实现监测装置的校准。

提出一种用于运行在此所述的监测装置的变体的方法，其中，所述方法具有下述的步骤：

使高侧点火电路端子与高侧电流源连接，并且使低侧点火电路端子与电压汇点端子连接；

激活高侧电流源；

确定高侧点火电路端子和低侧点火电路端子之间的电压差值信号；和

在使用电压差值信号的情况下获取点火电路电阻。

也通过本发明的这个呈所述方法形式的实施变体可以快速地并且高效地解决本发明所在的任务。

在此所述的方案此外提出一种控制单元，所述设计用于在相应的装置中执行、控制或实现在此所述的方法的变体的步骤。通过本发明的这个呈控制单元形式的实施变体也可以快速地并且高效地解决本发明所在的任务。在此，控制单元可以是前述控制装置的一部分或者与所述控制装置连接。

控制单元在此可以理解为下述的电子装置，所述电子装置处理传感器信号并且根据所述传感器信号输出控制信号和/或数据信号。控制单元可以具有接口，所述接口可以根据硬件和/或软件来设计。在根据硬件的设计方案中，接口可以是所谓的ASIC系统的部件，所述系统包含控制单元的不同的功能。然而也可能的是，接口是单个的集成电路或者至少部分地由单独的元件构成。在根据软件的设计方案中，接口可以是软件模块，所述软件模块例如在微控器上在另外的软件模块旁边存在。

计算机程序产品或具有程序代码的计算机程序也是有利的，所述程序代码存储在机器可读的载体或存储介质、例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器并且用于特别是当程序产品或程序在计算机或装置上实施时执行、实现或控制根据前述实施方式的方法的步骤。

换句话说，电流源利用空载电压在大小上或者通过实际的最大点火电压可以用于在点火电路激活的整个电压范围内识别所有故障情况，所述故障情况能够首先通过超过相关的电压阈值或者通过触点氧化、经过二极管耦合的车辆电压或者保护元件来识别。有利地可以识别点火电路上的相关的控制单元外部的分路，并且由此避免在检验点火电路输出级时的控制单元内部的故障。可以避免由于外部故障而更换控制单元。此外，可以识别支路中已氧化的触点并且由此避免激活情况中的失效。可以避免点火电路测量中的故障和由于点火电路回路中已氧化的触点导致的在激活情况中不可靠的触发。可以识别抵抗去耦的(二极管)电压的短路，所述短路可以导致激活情况中的失效。

监测装置的辐射可以通过测量电流脉冲的脉冲整形(“Raised Cosine”)来改善。所述辐射可以通过逐级地增大测量电流来改善。有利地，抗干扰性可以通过对测量电压的中心滤波来提高。有利地，点火电路测量针对自身的测量装置的故障的可靠性和同时故障分辨率可以通过利用集成的监测在高侧和低侧上进行ASIC外部的电流限制来改善。点火电路电阻测量的准确性可以通过在测量时断开终端电阻或者分开点火电路来改善。同样，可以通过附加地使用向地线的电阻差值测量来补偿测量装置中的补偿量。通过将等同于使ASIC点火电路连接到装置插接板上的、在印制电路板上的点火电路印制导线(输出导线和反馈导线)纳入ASIC电阻测量的精细校准中可以尽管使点火电路与内层中紧凑的设计的窄的(100至200μm宽的)印制导线的高阻值连接还对准确性进行补偿。

附图说明

下面根据附图示例性地详细地说明在此所述的方案。附图中：

图1至图4分别示出一个根据本发明的实施例的具有人员保护装置和监测装置的车辆的简化的电路图；和

图5示出根据本发明的实施例的具有人员保护装置和监测装置的车辆的简图；和

图6示出根据本发明的实施例的方法的流程图。

在本发明的有利的实施例的下述说明中，对于在不同的附图中示出的并且起类似作用的元件使用相同的或者类似的附图标记，其中，取消对所述元件重复的说明。

具体实施方式

图1示出根据本发明的实施例的监测装置100的电路图。监测装置100是用于车辆的人员保护装置的点火电路102的监测装置100，所述监测装置由此也在下文中称为点火电路监测装置。在图1中，用于一个单个的点火电路102的点火电路电阻测量的原理结构示出为安全气囊点火电路ASICs或安全气囊系统ASICs的集成解决方案。点火电路102用于在施加超过电压阈值的点火电压和/或超过电流阈值的点火电流时、即在施加超过功率阈值的触发功率时激活人员保护装置。

监测装置100包括至少一个控制装置104和通过控制装置104的电压源端子VH_lim连接的电压源106。控制装置具有至少一个电压源端子VH_lim、高侧点火电路端子IGH1、低侧点火电路端子IGL1、点火电路放大端子ZKV、补偿端子ZKO、模拟接地端子AGND以及数字接地端子DGND作为接口。控制装置104通过高侧点火电路端子IGH1与点火电路102的第一供电端子ZK1+连接并且通过低侧点火电路端子IGL1与点火电路102的第二供电端子ZK1-连接。

高侧电流源IH作为控制装置104的部件布置在电压源端子VH_lim和高侧点火电路端子IGH1之间。在此，高侧电流源IH的空载电压至少相当于电压阈值。在有利的实施例中，高侧电流源IH的空载电压至少相当于所述点火电路的最大点火电压。

待测量的点火电路102具有第一供电端子ZK1+和第二供电端子ZK1-。所述第一供电端子和第二供电端子通过控制单元印制导线与控制装置104的相应的高侧点火电路端子IGH1或低侧点火电路端子IGL1连接。除了目前公知的(控制装置102)内部的点火电路参考电阻ZKR以外，另外的补偿端子ZKO(ASIC-PIN ZKO)直接与控制单元地线连接用于避免仪表放大器的补偿误差，所述点火电路参考电阻朝向地线与点火电路放大端子ZKV(ASIC-PinZKV)连接用于精细校准电流汇点IL的线性测量电流源公差和测量通道(仪表放大器)的放大值。

高侧电流源IH通过电流受限的电压源端子VH_lim来供电。电流受限的电压源端子VH_lim也称为用于高侧电流源IH的端子。为了限制电流，至控制装置外部的限流电阻RH_lim或ASIC外部的电阻RH_lim被接通抵抗功能装置106的最大安全气囊电压VER。所述电阻限制通过故障的高侧电流源IH来自安全气囊电压VER的电流抵抗特别是在点火电路102上的分路。

电压VER是由触发情况中通过ASIC外部的安全半导体(例如开关晶体管)构成的供能装置的充电电压，用于激活一个或多个点火电路的能量通过图1中未示出的每个点火电路的高侧或低侧输出级(通常ASIC系统的组成部分)实现。高侧输出级1与IGH1连接，低侧输出级1与IGL1连接。

电流汇点IL经过电压汇点端子VL_lim朝向控制单元接地端子Steuergeraet-GND经过ASIC外部的电阻RL_lim连接。该电阻限制由于点火电路102上的分路导致的电流抵抗在故障的电流汇点IL的情况下正的车辆电压。在从高侧电流源ICH的第一电流水平过渡到第二电流水平时电流升高的时间变化曲线通过电流源控制装置Pulsformer_H预定为“Raised-Cosinus”。通过例如8-bit宽的电流编程可以实现在小的行程内调节测量电流。

高侧多路复用器IH-MUX使高侧电流源IH与高侧点火电路端子IGH1连接用于点火电路102中的电阻测量，并且与点火电路放大端子ZKV以及补偿端子ZKO连接用于补偿测量装置。低侧多路复用器IL-MUX使电流源(电流汇点)IL与低侧点火电路端子IGL1连接用于点火电路102中的电阻测量，并且与模拟接地端子AGND连接用于补偿测量装置。

通过高侧点火电路端子IGH1和第一供电端子ZK1+之间的连接使与地线连接的第一出发电路电容器CH1被耦合。通过低侧点火电路端子IGL1和第二供电端子ZK1-之间的连接使与地线连接的第二点火电路电容器CL1被耦合。

高侧多路复用器IH-MUX的IH-MUX输出端可以通过可接通的高侧终端电阻RHT(5kOhm…20kOhm)与电压汇点端子VL_lim连接。由此可以在测量点火电路之前使点火电路电容器CH1/CL1上耦合输入的电荷放电。由于集成的未补偿的电阻的增大的公差导致的测量误差通过借助于开关ST_H断开可接通的终端电阻RHT来消除。

低侧多路复用器IL-MUX的IL-MUX输出端可以通过可接通的低侧终端电阻RLT(5kOhm…20kOhm)与电压汇点端子VL_lim连接。由此可以在测量点火电路之前使点火电路电容器CL1/CH1上耦合输入的电荷放电。由于集成的未补偿的电阻的增大的公差导致的测量误差通过借助于开关ST_L断开可接通的终端电阻RLT来消除。

为了将测量电压数字化设置模数转换器ADC，所述通过ADC多路复用器ADC_MUX检测不同的电压、特别是仪表放大器108的电压，用于测量通过低通滤波器TP-FILTER的在用于点火电路102的高侧点火电路端子IGH1和低侧点火电路端子IGL1之间的电压和在点火电路放大端子ZKV和模拟接地端子AGND之间的电压或者在补偿端子ZKO和模拟接地端子AGND之间的电压以精细校准放大值和OFFSET(偏移值)。

在一个实施例中，仪表放大器108包括低通滤波器。在一个变体中，仪表放大器108包括至少三个运算放大器。

为了确定限流电阻RH_lim和限流电阻RL_lim的完整性，施加在电压源接口VH_lim和电压汇点端子VL_lim上的电压通过分压器Teiler_VH或集成的保护电阻R_VL与ADC多路复用器ADC_MUX连接。

示出了控制装置102的接地端子被，所述接地端子通常由一个/多个数字接地端子DGND和一个/多个模拟接地端子AGND构成。未示出用于数字状态机(State-Maschine)的时钟输入端。未示出ASIC组件的供电电压，根据ASIC过程需要所述供电电压。

此外示出了可断开的分压器Teiler_H、Teiler_L用于测量第一供电端子ZK1+向地线的电压电平或者第二供电端子ZK1-向用于低侧电压汇点IL(受限的基准地线)的电压汇点端子VL_lim的电压电平。同样示出了重要的公知的模块、例如(用于电流源的)参考电流产生器、(用于模数转换器ADC的)参考电流产生器以及用于补偿温度效应的ASIC温度检测装置。

在图1中所示的实施例中，控制装置104包括控制单元110，所述控制单元在下文中也称为数字模块110。控制单元110实现了半自动的点火电路测量控制、测量值处理并且误差识别。在控制单元110的区域中可以至少存储测量任务、测量结果和要实施的方法步骤的程序。在此，控制单元110在一个实施例中通过SPI-Bus与相对于控制单元110在外部的微控器μC或控制单元微控器ECU-μC连接，以便从那里获得测量任务并且将测量结果传输到所述控制单元上。

示出了整个的数字模块110，所述数字模块通过接口供控制单元内部的微控器μC使用。数字模块110或者数字模块110与微控器μC一起也称为控制单元110、ASIC控制装置110或ASIC测量值处理装置110。在初始编程之后，所述控制单元在委托之后自主地进行点火电路测量。

在一个实施例中，点火电路102或ZK1上的点火电路电阻测量的过程如下：

-终端电阻RHT经过开关ST_H向控制单元接地端子ECU-GND连接。

-终端电阻RLT经过开关ST_L向控制单元接地端子ECU-GND连接。

-接着经过例如5ms的等待时间。

-ASIC控制装置110将多路复用器IH-MUX调到高侧点火电路端子IGH1上。

-ASIC控制装置110将多路复用器IL-MUX调到低侧点火电路端子IGL1上。

-ASIC控制装置110将多路复用器ADC-MUX调到仪表放大器108上。

-电流汇点IL被激活并且针对向电压汇点端子VL_lim的电流限制编程为60mA。

-高侧电流源IH被激活并且将电流逐步地以“Raised Cosinus”-脉冲以例如10个步长从例如5mA升高到50mA。

-所述步长间距例如为100μs。

-在达到50mA的最终测量电流值之后，终端电阻RHT，RLT通过开关ST_H，ST_L断开。

-分压器Teiler_H和分压器Teiler_L从受限的基准地线或电压汇点端子VL_lim断开。

-接着经过例如1ms的等待时间(根据测量链中的低通临界频率)。

-高侧点火电路端子IGH1和低侧点火电路端子IGL1之间的差值电压信号此时通过低通滤波器TP-FILTER输送给具有例如六的放大值(即六倍放大)的仪表放大器108，并且放大的和重新经低通滤波的输出信号被输送给模数转换器ADC。

-模数转换器ADC将数字测量值传输到ASIC测量值处理装置110的测量值寄存器中。

在测量值处理装置运行期间，可以已经开始下一个点火电路电阻的测量。在获知测量电流值和仪表放大器108的放大值的情况下，ASIC测量值处理装置110由模数转换器信号(ADC-Signal)计算点火电路电阻。

例如：

在例如3.75V的ADC参考电压和10bit模数转换器信号ADC的情况下ADC测量值＝400Digit得出3.666mV/Digit。由此400Digit相当于1466.4mV的电压。通过六倍的放大，高侧点火电路端子IGH1和低侧点火电路端子IGL1之间的电压差值是244.4mV。在50mA的标称测量电流的情况下得出点火电路中的电阻n＝4.888Ohm。

通过在测量之前进行的精细校准可以改善测量精度。

精细校准过程，步骤1：

-ASIC控制装置110将多路复用器IH-MUX调到点火电路放大端子ZKV上。

-ASIC控制装置110将多路复用器IL-MUX调到模拟接地端子AGND上。

-ASIC控制装置110将ADC多路复用器ADC-MUX调到仪表放大器上。

-高侧电流源IH被激活并且被调到例如50mA的目标值。

-终端电阻RHT，RLT通过开关ST_H，ST_L断开。

-分压器Teiler_H和分压器Teiler_L从受限的基准地线或电压汇点端子VL_lim断开。

-接着经过例如1ms的等待时间(根据测量链中的低通临界频率)。

-点火电路放大端子ZKV和模拟接地端子AGND之间的差值电压信号此时通过低通滤波器TP-FILTER输送给具有例如六倍放大的仪表放大器108，并且放大的和重新经低通滤波的输出信号被输送给模数转换器ADC。

-ADC测量值作为Wert 1(ADC_MW1)被存储。

ADC测量值Wert 1(ADC_MW1)此时主要表示如下：

IH×ZKR×OFFSET

其中，IH＝大约50mA的测量电流；V＝放大器链的大约6的放大值；放大器链的OFFSET为大约20mV，ZKR＝点火电路参考电阻。

精校准过程，步骤2：

-ASIC控制装置110将多路复用器IH-MUX调到补偿端子ZKO上。

-ASIC控制装置110将多路复用器IL-MUX调到模拟接地端子AGND上。

-ASIC控制装置110将ADC多路复用器ADC-MUX调到仪表放大器108上。

-高侧电流源IH被激活并且被调到例如50mA的目标值。

-终端电阻RHT，RLT通过开关ST_H，ST_L从受限的基准地线或电压汇点端子VL_lim断开。

-分压器Teiler_H和分压器Teiler_L从受限的基准地线或电压汇点端子VL_lim断开。

-接着经过例如1ms的等待时间(根据测量链中的低通临界频率)。

-补偿端子ZKO和模拟接地端子AGND之间的差值电压信号此时通过低通滤波器TP-FILTER输送给具有例如六倍放大的仪表放大器108，并且放大的和重新经低通滤波的输出信号被输送给模数转换器ADC。

-ADC测量值作为Wert 2(ADC_MW2)被存储。

ADC测量值Wert 2(ADC_MW2)此时主要表示如下：OFFSET(大约20mV的放大器链的OFFSET)。通过数学运算由值Wert 1(ADC_MW1)和Wert 2(ADC_MW2)和已知的例如10Ohm的参考电阻ZKR得出如下：[ADC_MW1-ADC_MW2]/ZKR＝[IH×ZKR×V+OFFSET-OFFSET]/ZKR＝IH×V。

通过在此所述的参量“OFFSET”和“总放大值”IH×V此时可以精细校准每个电阻测量。在上述的实例中，点火电路电阻测量值(无补偿)400Digit相当于4.88Ohm。

通过精细校准参数OFFSET＝5；IH×V＝315mA得出：

400Digit-5Digit＝395Digit相当于1448mV。由此得出1448mV/315mA＝4.597Ohm。

测量值处理检验对于最大允许点火电路电阻和对于最小允许点火电路电阻的结果。如果不遵循所述边界，则误差处理装置为被委托的微控器μC产生误差信息。如果由于周围环境影响而通过氧化层使点火电路中的触点连接变差，则在这个实施例中在接通高侧电流源IH时增大高欧姆的氧化层的场强，因为高侧电流源IH的空载电压在小的或微小的电流值的情况下尽管存在附加电阻RH_lim(限流电阻RH_lim)还可以达到即大于30伏特(＞＝30V)的电压VER-3V。高的场强实现了氧化层击穿并且被使用的限制电流的运行，避免了打开的电流通道中的触点损坏。通过循环地重复测量过程完全补偿触点故障。

为了检测限流电阻RH_lim和RL_lim，在每次或一次减少数量的出发电路电阻测量的情况下，除了高侧点火电路端子IGH1和低侧点火电路端子IGL1之间的差值电压测量以外，多路复用器ADC-MUX也调到通道VH_lim和VL_lim上或者是电压源端子VH_lim和电压源端子VL_lim上。期望值对于电压源端子VH_lim上的电压为：VH_lim＝VER–RH_lim×IH，其中，VER表示功能装置电压或供能装置的充电电压，RH_lim表示高侧限流电阻并且IH表示高侧电流源IH的经调节的电流强度。期望值对于电压源端子VL_lim上的电压为：VL_lim＝RL_lim×IH，其中，RL_lim表示低侧限流电阻并且IH表示高侧电流源IH的经调节的电流强度。在示例计算中，VL_lim表示电压源端子VL_lim上的电压。如果测量结果与期望值的差值大于预定值，则误差处理装置为被委托的微控器产生误差信息。

在下文中，部件的参考标记也用于其数值、即电压、电流或电阻。

在一个实施例中，高侧电流源通过ASIC外部的限流电阻RH_lim连接到大的极性反接保护的(二极管DH)的供能装置电压106(24…42V)，所述高侧电流源将用于确定点火电路电阻的通常40mA…60mA的测量电流输入点火电路高侧上。限流电阻RH_lim相对于极性反接保护的供能装置电压在此这样确定大小，以使得在控制装置104中的故障的(完全合金化的)的高侧电流源IH的(即内部的控制单元故障)情况中、也在点火电路102中向车辆外壳的短路(即外部的故障)中不能使不允许的大电流(例如100mA…150mA)流过触发装置。

例如：

通过VER＝33V；VF＝0.7V；IZKmax＝125mA得出RH_lim＝32.3V/125mA＝258Ohm。VF在此是二极管DH的导通电压。

在一个实施例中，低侧电流汇点IL这样确定大小，以使得所述低侧电流汇点可以始终使例如从高侧电流源IH经过第一供电端子ZK+和点火电路反馈到至低侧电流汇点IL的第二供电端子的电流下降更多一些、例如50mA…70mA。在此，限流电阻RH_lim被接入控制单元的接地端子GND和低侧电流汇点IL ASIC外部之间

对于完全合金化的低侧电流汇点IL(即内部的控制单元故障)的情况，通过触发装置的电流也必须在第一供电端子ZK+上向车辆正极(6V…16.5V)的短路(即外部故障)的情况中保持低于100mA…150mA。

例如：通过VER＝16.5V；IZKmax＝125mA得出RH_lim＝16.5V/125mA＝132Ohm。

通过具有例如24V…42V的大的空载电压使触点氧化物可以被加载比目前大的击穿场强。当触点由于氧化物而暂时是不导电的时，则通过激活高侧电流源IH将电压/场强加到氧化层上，由此可以使所述氧化层更好地被击穿，如果发生击穿，则通过触点的受限的测量电流对触点进一步在其导电性方面进行改善，而不使通道过载(未受损害)。

外部的限制电阻RH_lim，RL_lim附加地通过减小经过电流源IH产生的最大电压Vqmax来减小在利用Imess＝IH＝50mA(或40mA…60mA的范围内的)Imess进行通常的电阻测量期间高侧电流源IH的损耗功率。

Vqmax＝VER-Imess*(RH_lim+RL_lim)

例如33V-0.7V-50mA(258+132)Ω＝12.8V

Imess是触发装置测量电流，所述触发装置测量电流通过电流源IH产生，如果不存在通过电阻、例如RHT的电流流失或其他的漏损，则电流的大小IH＝Imess。

通过在点火电路电阻测量期间监测电压VH_lim或电压VL_lim，可以附加地检验外部的限制电阻的完整性。

VH_lim＝VER-VF-Imess×RH_lim；例如VH_lim＝33V-0.7-50mA×258Ω＝19.4V.

VL_lim＝Imess×RL_lim；例如VL_lim＝132Ω×50mA＝6.6V.

通过在接通高侧电流源时进行脉冲整形可以相应于“Raised Cosine”形式产生电流升高。由此可以将辐射减小到车辆中最大10m长的点火电路回路。通过逐步地增大测量电流源IH的电流输出可以进一步减小辐射。

第一供电端子ZK+和第二供电端子ZK-之间的差值电压由仪表放大器来检测。所述仪表放大器具有非常大的共模抑制比(“Common Mode Rejection“)，由此通过触发装置上的典型地100mV的测量电流导致的在第一供电端子ZK+和第二供电端子ZK-之间的差值电压的测量不通过在第一供电端子ZK+和第二供电端子ZK-上向控制单元接地端子(Steuergeraet-GND)的大的OFFSET电压(大约6.6V)[通过电压汇点端子VL_lim上的限制电阻RL_lim引起]而失真。

为了精细校准已经相对准确的测量电流IH、即高侧电流源IH的电流(例如10％)、仪表放大器的相对准确的放大值(例如3％)、小的OFFSET(例如10…20mV)，除了已知的控制单元内部的点火电路电阻ZKR(例如10Ω，测量范围上限)与点火电路放大端子ZKV连接以外，补偿端子ZKO与控制单元接地端子GND连接也是有意义的。通过这些端子可以精细校准相关的系数IH×V和OFFSET用于开始n个点火电路的测量循环(此处也参见图3)。

通过在与点火电路放大端子ZKV连接的点火电路参考电阻ZKR的控制单元接地端子GND中增加印制导线区段(所述印制导线区段相当于ASIC104的印刷电路板上的点火电路的至装置插接板的输出导线和反馈导线)并且同样通过不是直接向控制单元接地端子(ECU-GND)而是经过一段印制导线的补偿端子ZKO(ASIC-PIN ZKO)的连接(所述一段印制导线相当于印刷电路板上的点火电路的输出导线和反馈导线)，附加地始终变得更重要的、由于温度和印制电路板制造公差波动的、从控制单元插接板至ASIC的点火电路连接的电阻在点火电路的电阻测量中被补偿。

在一个实施例中，第一供电端子ZK+和第二供电端子ZK-与仪表放大器108的连接设计为第一阶的被动的低通滤波器，以便防止高的干扰频率:(fg＝500kHz…1.5MHz)。仪表放大器108自身设计为至少第一阶的主动的低通滤波器:(fg＝1kHz…10kHz)。

高侧电流源IH和低侧电流源IL与外部的限流电阻RH_lim，RL_lim一起同样可以用于确定分路、特别是所述分路的内电阻，只要电流值在适当的电流范围内能够以足够小的步距来调节。在此新的是同样如通过在点火电路测量中那样地通过将电势提供到点火电路端子上抵抗分路电路的接触氧化物的有效性与在触发情况中相比更高。由此可以排除在点火电路的监测状态中的0V至超过脱扣情况中的最大出发电路电压(例如30V)的间隙电压。

为了提高抵抗辐射的鲁棒性，待测量的点火电路102通过ASIC内部的、即布置在控制装置104内部中的、可接通的终端电阻向地线接在电压汇点端子VL_lim上。由此确保克服点火电路电压故障的可靠性，同时通过在测量之前使点火电路回路放电来改善测量的鲁棒性。

由于ASIC内部的不准确的终端电阻而减少测量准确性的缺点通过直接在测量之前断开所述终端电阻来消除。为了检测10k…20k Ohm的分路内电阻，高变电流源/低侧电流汇点设计为能以下的电流步长来编程。

例如高侧电流源IH具有步距250μA；8bit编程；最大63.75mA＝255*250μA。例如，低侧电流汇点具有步距300μA；8bit编程；最大76.5mA＝255*300μA。

可选地，为了减少关于分路测量的辐射其可以设计为使得除了第一供电端子ZK+上的高侧电流源IH以外也在第二供电端子ZK-上使用低侧电流源IL。由此可以在向地线GND的分路测量中在点火电路无故障的状态中在一定程度上避免用于给点火电路侧上的点火电路电容充电的经过点火电路回路的电流。

图2示出根据本发明的一个实施例的监测装置100的简化的电路图。图2中的示图在一定程度上相应于图1中的示图，具有的不同之处在于点火电路放大端子ZKV和补偿端子ZKO上的布线。

在图2中所示的实施例中，可以附加地将一段印制导线接入到点火电路参考电阻ZKR的测量端子中，该一段印制导线相当于印制电路板上的点火电路的输出导线和反馈导线。同样，补偿端子ZKO的连接不直接向控制单元接地端子ECU-GND来实现，而是同样通过一段印制导线来实现，该一段印制导线相当于印制电路板上的点火电路102的输出导线和反馈导线。通过这种措施，精细校准也包括与温度有关的并且点火电路端子通过印刷电路板上的(铜)印制导线至控制单元装置插接板的由于厚度和宽度而波动的连接。由此可能的是，在充分利用点火电路连接的最小印制导线宽度的情况下设非常紧凑的控制单元。

传统的装置必须增大点火电路102的印制导线宽度远远超过电流承载能力界限，以便使电阻值保持这样低的程度，以使得所述波动不过强地使点火电路电阻测量失真。这意味着在具有多个点火电路的安全气囊系统中高的空间需求并且对具有低的铜厚度的印刷电路板内层的不充分使用。

在图2中所示的实施例中，可以进行对限流电阻RH_lim，RL_lim的完整性检验。为了开始检验限流电阻RH_lim的完整性，高侧多路复用器IH-MUX被调到补偿端子ZKO上，并且ADC多路复用器ADC_MUX被调到分压器Teiler_VH上。ADC测量值1(ADC_MW1)提供电压源端子VH_lim上的电压，所述电压在无误差的情况中相当于电压VER-VF。接着，高侧电流源IH逐级地以Raised-Cosine电流升高增大到例如50mA，并且电压源端子VH_lim上的电压重新通过分压器利用模数转换器ADC来检测＝ADC测量值12、或ADC_MW2。通过计算(ADC_MW1-ADC_MW2)/50mA＝RH_lim可以对外部的限制电阻RH_lim关于其允许极值进行检验。

限制电阻RH_lim的完整性的检验可以在每次电阻测量过程中进行或者“减量地”在每第n次的电阻测量中进行。为此使用特定的测量电流，所述测量电流将无分压器仅仅通过保护电阻R_VL能检测的电压提供给电压汇点端子VL_lim。如果在逐级增大的情况中高侧电流源IH达到例如IH＝10mA的值，则电压汇点端子VL_lim经过保护电阻R_VL由模数转换器ADC测量作为第一测量值ADC_MW1。由此得出ADC_MW1/IH＝RH_lim，因此可以对外部的限制电阻RH_lim关于其允许极值进行检验。

图3示出根据本发明的一个实施例的监测装置100的简化的电路图。图3中的示图在一定程度上相应于图2中的示图，其中，多个点火电路102被检测。示出第一点火电路ZK1、第二点火电路ZK2以及第n个点火电路ZKn，所述点火电路电端子ZK1+，ZK1-，ZK2+，ZK2-，ZKn+，ZKn-和对应于其的高侧点火电路端子IGH1…IGHn或低侧点火电路端子IGL1…IGLn。

图3中所示的实施例将图1和图2所示的实施例的实施方案扩展成n个点火电路。在图3中，安全气囊ASIC系统102或ASIC点火电路102的相关区域。所述相关区域应该进行对n点火电路(ZKn)的点火电路监测。所述点火电路分别具有一个第一供电端子ZKn+和一个第二供电端子ZKn-。附加地设置控制单元内部的(ECU内部的)ASIC端子用于OFFSET补偿(补偿端子ZKO)。公知的放大值补偿经过点火电路放大端子ZKV通过点火电路参考电阻ZKR来实现。

补偿端子ZKO和点火电路放大端子ZKV上的电路连接可以相应于图1和图2的前述示图中所示的实施例实现。外部的点火电路回路的电阻可以被确定并且被输送给监测装置。为此，附加地相应于前述的实施方案进行精细校准，以便确定OFFSET和总放大值(IH×V)。

高侧多路复用器IH-MUX使高侧电流源IH与高侧点火电路端子IGH1…IGHn、补偿端子ZKO、点火电路放大端子ZKV连接，并且在图3中未示出地为了在打开点火电路时进行扩展的分路测量也与低侧点火电路端子IGL1…IGLn连接。低侧多路复用器IL-MUX使低侧电流汇点IL与低侧点火电路端子IGL1…IGLn连接并且与模拟接地端子AGND连接用于补偿测量装置，以及在图3中未示出地为了在打开点火电路时进行扩展的分路测量也与高侧点火电路端子IGH1…IGHn连接。

高侧电流源IH通过电流限制的电压源端子VH_lim供电。为了限制电流，将ASIC外部的电阻RH_lim极性反接保护地接到供电装置的最高安全气囊电压VER。所述电阻限制来自最高安全气囊电压VER的电流经过故障的高侧电流源IH抵抗所述点火电路1…n中的一个点火电路上的分路。极性反接保护装置(Diode DH)可以在向供电装置正极的点火电路短路的情况中不允许逆向电流经过设计为MOSFET的高侧电流源IH。

低侧电流汇点IL通过电压汇点端子VL_lim向控制单元接地端子ECU-GND经过ASIC外部的电阻RH_lim来连接。所述电阻限制由点火电路1…n上的分路引起的电流抵抗在故障的电流汇点的情况中的正的车辆电压。在从第一电流水平过渡到第二电流水平时电流升高的时间变化曲线通过电流源控制装置Pulsformer_H和电流源控制装置Pulsformer_L预定为“Raised-Cosinus”。通过例如8-bit宽的电流编程能够以小的行程调节测量电流。

IH-MUX输出端可以通过可接通的终端电阻RHT(例如5k Ohm…20k Ohm)与电压汇点端子VL_lim连接。由此，可以在点火电路测量之前使输入耦合到点火电路电容器上的电荷放电。测量误差由集成的未补偿的电阻的增大的公差导致并且通过借助于借助于开关ST_H断开终端电阻RHT消除。

IL-MUX输出端可以通过可接通的终端电阻RLT(例如5k Ohm…20k Ohm)与电压汇点端子VL_lim连接。由此，可以在点火电路测量之前使输入耦合到点火电路电容器上的电荷放电。测量误差由集成的未补偿的电阻的增大的公差导致并且通过借助于借助于开关ST_L断开终端电阻RHT消除。IH-MUX输出端还与被动的低通滤波器TP-FILTER_H的输入端连接(例如fg＝500kHz…1.5MHz)。在此，高频的点火电路干扰由仪表放大器的正输入端防止。

IL-MUX输出端还与被动的低通滤波器TP-FILTER_L的输入端连接(例如fg＝500kHz…1.5MHz)。在此，高频的点火电路干扰由仪表放大器108的负输入端防止。

被动的低通滤波器TP-FILTER_H的输出端与仪表放大器108的正输入端连接。被动的低通滤波器TP-FILTER_L的输出端与仪表放大器108的负输入端连接。被动的低通滤波器TP-FILTER_H的输出端还与可编程的分压器TEILER_H的输入端连接，其中，可编程的分压器TEILER_H具有电压汇点端子VL_lim上的基准，也就是说，具有受限的基准地线。被动的低通滤波器TP-FILTER_L的输出端还与可编程的分压器TEILER_L的输入端连接，其中，可编程的分压器TEILER_L具有电压汇点端子VL_lim上的基准，也就是说，具有受限的基准地线。分压器TEILER_H，TEILER_L使ASIC内部的模数转换器ADC的例如0…3.75V的测量范围与例如0…42V的外部测量电压范围匹配。

分压器TEILER_H，TEILER_L的分压器输出端与ADC多路复用器ADC-MUX的输入端连接。同样，仪表放大器输出端与ADC多路复用器ADC-MUX的输入端连接。为了确定限制电阻RH_lim和RL_lim的完整性，电压源端子VH_lim和电压汇点端子VL_lim上的电压通过分压器Teiler_VH或集成的保护电阻R_VL与ADC多路复用器ADC-MUX连接。其他对于这个实施例或这个扩展方案不重要的、模数转换器ADC的输入端在此未示出。可编程的分压器Teiler_H，Teiler_L，Teiler_VH中的简单误差能够直接被探测并且尽管控制单元接地端子ECU-GND上的基准却不导致在连接的点火电路中在外部的点火电路故障的情况中根据车辆电压的临界电流，因为至少两个ASIC内部的电阻串联。

ADC多路复用器ADC-MUX的输出端与模数转换器连接。模数转换器将其数字电压值提供到具有处理和误差识别的半自动的点火电路测量控制装置110。

半自动的点火电路测量控制装置110由通过至微控器μC的接口获得不同的测量任务。微控器μC在通过点火电路测量控制装置110完成测量任务、测量值处理和误差分析之后获得结果“通过”或“未通过”或者“及格”或“不及格”。通过至微控器μC的接口同样实现下述测量参数的编程，例如：

对于点火电路的电阻测量的测量电流值和误差极限。

对于点火电路的电阻测量的误差极限，例如1Ohm表示过低并且6.5Ohm表示过高。

-对于电阻测量的在参考点火电路中的误差极限。

-对于分路的在参考点火电路中的误差极限。

-点火电路分路的向地线的内电阻测量，或点火电路分路的向车辆电压的内电阻测量、例如3k Ohm表示过低。

-用于识别分路的向地线或向车辆电压的点火电路电压电平。

-对于相应的端子、即电压汇点端子VL_lim、电压源端子VH_lim上的限制电阻RL_lim；RH_lim和电压VL_lim的误差极限。

-应测量的点火电路的标记。

-测量频率的数据。

在一个实施例中，点火电路ZKn上的点火电路电阻测量具有下述过程：

-终端电阻RHT经过开关ST_H向电压汇点端子VL_lim(受限的控制单元接地端子ECU-GND)连接。

-终端电阻RLT经过开关ST_L向电压汇点端子VL_lim(受限的控制单元接地端子ECU-GND)连接。

-接着经过例如5ms的等待时间。

-ASIC控制装置110将多路复用器IH-MUX调到端子IGHn上。

-ASIC控制装置110将多路复用器IL-MUX调到端子IGLn上。

-ASIC控制装置110将多路复用器ADC-MUX调到仪表放大器108上。

-电流汇点IL被激活并且针对向电压汇点端子VL_lim的电流限制编程为60mA。

-高侧电流源IH被激活并且将电流逐步地以“Raised Cosinus”-脉冲以例如10个步长从例如5mA升高到50mA。

-所述步长间距例如为100μs。

-在达到50mA的最终测量电流值之后，终端电阻RHT，RLT通过开关ST_H，ST_L从电压汇点端子VL_lim断开或分开。

-分压器Teiler_H和分压器Teiler_L从电压汇点端子VL_lim断开或分开。

-接着经过例如1ms的等待时间(根据测量链中的低通临界频率)。

-高侧点火电路端子IGHn和低侧点火电路端子IGLn之间的差值电压信号此时通过低通滤波器输送给具有例如六倍的放大值的仪表放大器108，并且放大的和重新经低通滤波的输出信号被输送给模数转换器ADC。

-模数转换器ADC将数字测量值(ADC测量值)传输到ASIC测量值处理装置110的测量值寄存器中。在测量值处理装置110运行期间，可以已经开始下一个点火电路电阻的测量。

-在获知测量电流值和仪表放大器108的放大值的情况下，ASIC测量值处理装置110由模数转换器ADC的信号计算点火电路电阻。

在一个实施例中，ADC测量值＝400Digit(ADC参考电压例如为3.75V；10-bit-ADC得出3.666mV/Digit)。400Digit相当于1466.4mV。通过六倍的放大，IGHn和IGLn之间的电压差值是244.4mV。在50mA的标称测量电流的情况下得出点火电路电阻n＝4.888Ohm。

如同在图1和图2中所述的那样通过精细校准可以改善测量精度。

在获取点火电路电阻之后对于预定的极限进行检验。

图4示出根据本发明的一个实施例的监测装置100的简化的电路图。图4中所示的实施例扩展了图1中所示的用于通过可编程的高侧电流源IH和可编程的低侧电流汇点IL检测分路的实施例

为了检验第一供电端子ZK1+或第二供电端子ZK1-上的向地线GND的分路，高侧电流源IH被逐步地增大250μA，直到第一供电端子ZK1+上的电压达到预定值、例如15V：这个预定值表示在最大点火电路电阻和耦合二极管的正向电压下的触发情况中对于控制单元接地端子ECU-GND的最大点火电路电压。用于达到这个值所需的电流被检测(只要小于大约60mA)，并且分路电阻RN通过15V/IH来确定。

例如：IH＝1mA@VH＝15V，由此得出：Rn＝15kΩ。

如果涉及对于通过二极管耦合的例如12V的电压的分路，则第一供电端子ZK1+上的电压在高侧电流源IH的电流逐步增大时跃变分路电压的值(在此UN1＝12V)并且继续升高IH×RN+1。在这种情况中，分路电压UN1和分路电阻RN+1被获取并且关于误差极限被检验。

为了检验第一供电端子ZK1+或第二供电端子ZK1-上的向车辆正极的分路，首先第一供电端子ZK1+上经过分压器Teiler_H的电压由模数转换器ADC检测(ADC_MW1)，并且接着电流汇点IL逐步地被增大300μA，直到第一供电端子ZK1+上的电压ZK1+达到例如3V的值：(这个值表示控制单元接地端子ECU-GND和Chassis GND之间的最大地线偏移)通过[ADC_WM1-ADC_MW2(大约3V)]/IL(@ZK1+大约3V)＝RN+获取向车辆正极的分路电阻RN+2。电压值ADC_MW1表示分路电压UN2。

前述的点火电路监测装置的一个方面是通过适当的控制装置使用认为相对高的测量电压、逐级的电流升高以及脉冲整形。在此，特定的电路元件设置用于提高安全性并且提高准确性。

图5示出根据本发明的一个实施例的具有人员保护装置522和监测装置100的车辆520的简图。图5中所示的车辆500具有人员保护装置522、例如安全气囊522，所述人员保护装置能够通过点火电路102触发。点火电路102能够由监测装置100监测。在此，监测装置100是前述附图中的监测装置100的变体。

图6示出根据本发明的一个实施例的方法630的流程图。在图6中所示的实施例中，用于运行图1至图5中所述的监测装置的变体的方法包括连接的步骤632，其中，使高侧点火电路端子IGH1与高侧电流源IH连接，并且使低侧点火电路端子IGL1与电压汇点端子VL_lim连接。在紧接着的激活的步骤634中，激活6高侧电流源IH。在接着激活的步骤634的确定的步骤636中，确定高侧点火电路端子IGH1和低侧点火电路端子IGL1之间的电压差值信号，在接着的获取的步骤638中使用所述电压差值信号，以便获取点火电路电阻。

用于运行监测装置的方法630可以通过各个在对于图1已经示出的方法步骤的说明被扩展。这也可以部分地与受控的监测装置的变体有关。方法630可以在一个实施例中在图1至图4中所示的数字模块110、或控制单元110中被执行。

所述的和在附图中所示的实施例仅仅示例性地被选择。不同的实施例可以完全或者关于各个特征彼此组合。一个实施例也可以通过其他实施例的特征来补充。

此外，在此提出的方法步骤可以重复地以及以不同于在此所述的顺序进行。

如果一个实施例包括第一特征和第二特征之间的“和/或”关系，则这可以这样解读，即这个实施例根据一个时候方式不仅具有第一特征而且具有第二特征，并且根据另一个实施方式，要么仅仅具有第一特征，要么仅仅具有第二特征。