Aparato de control para el funcionamiento de un sistema de seguridad para un vehículo y procedimiento para el funcionamiento de tal sistema de seguridad para un vehículo.

Aparato de control para el funcionamiento de un sistema de seguridad para un vehículo con

- un convertidor ascendente (AW),

que está configurado como un convertidor de conmutación, y que convierte una tensión de entrada (UB) derivada desde una tensión de la batería del vehículo en una tensión de carga más elevada (VUP) en su salida,

- al menos un acumulador de reserva de energía (CER), que es cargado por medio de la tensión de carga (VUP) para el funcionamiento del sistema de seguridad en un caso de autarquía, caracterizado porque un convertidor descendente (DC1, DC2) es accionado de forma invertida al convertidor ascendente (AW), en el que el al menos un convertidor descendente (DC1, DC2) convierte hacia abajo la tensión de carga (VUP) o una tensión cedida por el al menos un acumulador de reserva de energía (CER).

Aparato de control para el funcionamiento de un sistema de seguridad para un vehículo y procedimiento para el funcionamiento de tal sistema de seguridad para un vehículo

Estado de la técnica

La invención se refiere a un aparato de control y a un procedimiento para el funcionamiento de un sistema de seguridad para un vehículo del tipo de las reivindicaciones independientes de la patente.

Se conoce a partir del documento DE 195 42 85 B4 una instalación de seguridad para ocupantes de vehículos, en la que está previsto un condensador para la acumulación de energía y está previsto un primer convertidor de tensión, que está conectado con la batería del vehículo y que eleva la tensión de la batería del vehículo a un múltiplo de la tensión de la batería del vehículo y carga con esta tensión más elevada el condensador. Un segundo convertidor de tensión está previsto para ser conectado a través de su salida con una entrada de un estabilizador de la tensión. Además, está previsto un microcontrolador que controla los convertidores de tensión y los convertidores de tensión son controlables por una interfaz en serie del microcontrolador. Se conocen a partir del documento DE 1 24 57 69 A1 un dispositivo y un procedimiento para cargar una instalación de acumulación de energía eléctrica. En este caso, está prevista una limitación de la corriente activa en una trayectoria principal de la corriente para limitar una corriente de alimentación a una corriente máxima determinada. Una instalación de convertidor de la tensión está dispuesta conectada a continuación de la instalación de limitación de la tensión para la elevación del potencial de la instalación de acumulación de energía eléctrica por encima de un potencial de alimentación.

Publicación de la invención

El aparato de control de acuerdo con la invención y el procedimiento de acuerdo con la invención para el funcionamiento de un sistema de seguridad para un vehículo tienen, en cambio, la ventaja de que ahora al menos un convertidor descendente es accionado invertido al convertidor ascendente, en el que el convertidor descendente convierte hacia abajo la tensión de carga o la tensión emitida por el acumulador de energía. De esta manera es posible una reducción de una porción alterna, es decir, de una tensión alterna en la salida del convertidor ascendente, porque a través del funcionamiento invertido en el momento de la cesión de energía (marcha libre) del convertidor ascendente se absorbe energía a través del al menos un convertidor descendente. Por consiguiente, se consigue un balance dinámico, que implica una porción alterna reducida en la salida del convertidor ascendente.

Por un aparato de control debe entenderse en este caso un aparato eléctrico, que procesa señales de sensor y en función de ello activa un sistema de seguridad, como por ejemplo un sistema pasivo de protección de personas con Airbags y tensores de cinturón. El aparato de control presenta normalmente una carcasa propia de metal y/o de plástico, pero puede estar constituido también, al menos en parte, con componentes distribuidos sobre diferentes aparatos. La seguridad activa y la seguridad pasiva pueden estar dispuestas en este caso en una carcasa común.

El funcionamiento del sistema de seguridad significa que el sistema de seguridad se activa en un caso relevante para la seguridad, para el que está diseñado. Si se produce, por ejemplo, un accidente, que hace necesaria la activación de un Airbag, el aparato de control emitirá una señal de activación, para activar los Airbags correspondientes.

Por el sistema de seguridad se entiende en el presente caso un sistema de seguridad pasivo como Airbags o tensores de cinturón, pero también un sistema de seguridad activo, como una regulación electrónica de la estabilidad del vehículo o una regulación antiderrape.

Un convertidor ascendente es un componente electrónico habitualmente con una inductividad, que convierta la tensión de entrada en una tensión de salida elevada en comparación con la tensión de entrada. A tal fin, el convertidor ascendente está configurado como un convertidor de conmutación. Un convertidor ascendente de este tipo presenta, por ejemplo, una inductividad, por lo tanto, una bobina, que está conectada en serie con un diodo de marcha libre o con un transistor de marcha libre, que se puede realizar en este caso de forma integrada. Detrás del diodo de marcha libre está previsto un condensador de carga, que suma las tensiones de salida. La bobina se conecta a masa a través de un conmutador. En la bobina cae una tensión de entrada, de manera que la corriente se eleva a través de la bobina y de esta manera se eleva la energía acumulada en el campo magnético. Si se abre el conmutador, la bobina trata de mantener el flujo de corriente. La tensión en su extremo secundario se eleva muy rápidamente hasta que excede la tensión que se aplica en el condensador y se abre el diodo. La corriente continúa fluyendo en el primer momento de forma inalterada y carga de nuevo el condensador. En este caso se rompe el campo magnético y cede su energía, impulsando la corriente a través del diodo hasta el condensador de carga y hacia la carga. Expresado en términos generales, la inductividad en el proceso de carga actúa como una carga y absorbe energía y en el proceso de descarga ésta actúa como una fuente de energía, similar a una batería. Por lo tanto, se distinguen la fase de carga y la llamada fase de marcha libre. En la fase de marcha libre se transporta energía hacia la salida del convertidor ascendente.

La tensión de entrada derivada desde la batería del vehículo es, por ejemplo, una tensión filtrada y protegida contra cambio de polaridad, que se deriva directamente desde la tensión de la batería del vehículo.

La tensión de carga en la salida del convertidor ascendente es más alta que la tensión de entrada, de manera que se explica el concepto del convertidor ascendente.

El al menos un acumulador de reserva de energía es uno o varios condensadores que se cargan con la tensión de carga, que se aplica en la salida del convertidor ascendente, para el funcionamiento del sistema de seguridad en un caso de autarquía. El caso de autarquía es cuando la alimentación hacia la batería del vehículo se Interrumpe como consecuencia de un accidente. En la fuente de corriente de carga programable en el funcionamiento se trata normalmente de un regulador de corriente. En este caso se trata de un circuito de transistores, que actúa como una válvula de corriente, estando contenida una lógica, que convierte la programación en un valor correspondiente de la corriente. De esta manera, la corriente de carga se puede regular durante el funcionamiento, es decir, cuando el vehículo está conectado, y se aplica tensión de la batería, en función de la situación. Esta programación se puede realizar, por ejemplo por el microcontrolador en el aparato de control. La fuente de corriente de carga programable puede estar realizada como nivel de la corriente o como regulador de la corriente con resistencia de derivación.

Programación significa en este caso que en el funcionamiento la fuente de corriente de carga recibe señales, que la fuente de corriente de carga interpreta de tal forma que dan como resultado un valor para la corriente de carga.

A través de las medidas y desarrollos Indicados en las reivindicaciones dependientes son posibles mejoras ventajosa del aparato de control o bien el procedimiento indicados en las reivindicaciones Independientes de la patente para el funcionamiento de un sistema de seguridad para un vehículo.

De manera más ventajosa, el convertidor ascendente y el al menos un convertidor descendente están conectados directamente entre sí. Esto significa que existe al menos una línea, que conduce desde la salida del convertidor ascendente hasta la entrada del convertidor descendente. En este caso es posible que condensadores y/o resistencias estén conectados a través de esta línea.

Además, es ventajoso que en la salida del convertidor ascendente esté conectada una carga capacitiva para la suma de las corrientes de conmutación Inductivas cedidas del convertidor ascendente a través de un diodo de marcha libre y un transistor de marcha libre controlado de forma sincronizada. Esta carga capacitiva debería ser lo más pequeña posible. Esto se puede conseguir a través de un convertidor con alta frecuencia de pulso de reloj con 1 a 1 MHz. Los valores objetivos deberían estar en un intervalo de 1 a 2 pF y debería estar realizado a través de los llamados Condensadores de Chip Cerámico de Capas Múltiples (MLCC). A través de la reducción de la capacidad de salida del convertidor ascendente a estos valores... [Seguir leyendo]

1.- Aparato de control para el funcionamiento de un sistema de seguridad para un vehículo con

- un convertidor ascendente (AW), que está configurado como un convertidor de conmutación, y que convierte una tensión de entrada (UB) derivada desde una tensión de la batería del vehículo en una tensión de carga más elevada (VUP) en su salida,

- al menos un acumulador de reserva de energía (CER), que es cargado por medio de la tensión de carga (VUP) para el funcionamiento del sistema de seguridad en un caso de autarquía, caracterizado porque un convertidor descendente (DC1, DC2) es accionado de forma invertida al convertidor ascendente (AW), en el que el al menos un convertidor descendente (DC1, DC2) convierte hacia abajo la tensión de carga (VUP) o una tensión cedida por el al menos un acumulador de reserva de energía (CER).

2.- Aparato de control de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un convertidor descendente (DC1, DC2) está conectado directamente en el convertidor ascendente.

3.- Aparato de control de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque en la salida del convertidor ascendente (AW) está conectada una carga capacitiva (C1. C2) para la regulación de un tiempo de subida de la tensión de carga (VUP).

4.- Aparato de control de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aparato de control presenta una lógica que, en función de al menos un parámetro eléctrico en el acumulador de reserva de energía (CER) durante la carga del acumulador de reserva de energía (CER), ejecuta una medición inicial de una capacidad (CER) el acumulador de reserva de energía y a continuación lleva a cabo una medición de una resistencia interna equivalente del acumulador de reserva de energía (CER).

5.- Aparato de control de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la lógica presenta al menos un comparador para una comparación del al menos un parámetro eléctrico con un umbral predeterminado, de manera que la medición inicial de la capacidad y la medición de la resistencia interna se realizan en función de esta comparación

6 - Aparato de control de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la lógica está configurada de tal forma que la lógica realiza después de la carga de la reserva de energía cíclicamente otra medición de la capacidad.

7 - Procedimiento para el funcionamiento de un sistema de seguridad para un vehículo con las siguientes etapas del

procedimiento:

- conversión de una tensión de entrada (UB) derivada desde una tensión de la batería del vehículo en una tensión de carga más elevada (VUP) en una salida de un convertidor ascendente (AW), que está configurado como convertidor

de conmutación,

- carga de al menos un acumulador de reserva de energía (CER) por medio de la tensión de carga (VUP) para el funcionamiento del sistema de seguridad en un caso de autarquía, caracterizado porque al menos un convertidor descendente (DC1, DC2) es accionado invertido con respecto al convertidor ascendente (AW), de manera que el al menos un convertidor descendente convierte hacia abajo la tensión de carga (VUP) o la tensión emitida por el al menos un acumulador de energía (CER).

8.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el al menos un convertidor descendente (DC1, C2) se conecta directamente con el convertidor ascendente (AW).