DE102004013597A1 - Steuergerät - Google Patents

Abstract

Es wird ein Steuergerät (1), das in einem Fahrzeug angeordnet ist, vorgeschlagen, wobei das Steuergerät (1) über eine Zweidrahtleitung (29 mit einem Sensor (3) derart verbunden ist, dass nur unidirektional vom Sensor (3) zum Steuergerät (1) Daten mittels einer Strommodulation übertragen werden. Im Steuergerät ist an beiden Drähten der Zweidrahtleitung jeweils ein Widerstand vorgesehen. Über die Widerstände fällt jeweils eine Spannung in Abhängigkeit von der Strommodulation ab. Die Spannungen werden zur Auswertung der Daten miteinander verknüpft, vorzugsweise miteinander addiert.

Description

• Die Erfindung geht aus von einem Steuergerät nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
• Aus DE 101 49 332 A1 ist ein Verfahren zur Übertragung von Daten von wenigstens einem Sensor zu einem Steuergerät bekannt. Dabei werden die Daten auf einen Konstantstrom aufmoduliert, wobei lediglich eine Datenübertragung vom Sensor zum Steuergerät vorgesehen ist. Es liegt also eine unidirektionale Datenübertragung vor. Dabei wird eine Zweidrahtleitung verwendet. Die Schnittstellenbausteine im Steuergerät und im Sensor sind von der Anmelderin unter der Bezeichnung PAS3 bzw. PAS4 bekannt.
• Vorteile der Erfindung
• Das erfindungsgemäße Steuergerät mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass durch die Auswertung der Spannung auf beiden Drähten der Zweidrahtleitung eine höhere Robustheit gegenüber eingekoppelten Störungen vorliegt. Es liegt also eine symmetrische Auswertung vor. Dies erhöht die EMV-Festigkeit.
• Durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Steuergeräts möglich.
• Besonders vorteilhaft ist, dass das Steuergerät den Sensor über die Zweidrahtleitung mit Energie versorgt. Alternativ wäre es möglich oder auch zusätzlich, dass eine gesonderte Energieversorgungsleitung vom Steuergerät zum Sensor vorgesehen ist. Die Spannungen, die an den beiden Widerständen im Steuergerät abgegriffen werden, werden jeweils einem Operationsverstärker zugeführt, wobei die Ausgangssignale des Operationsverstärkers dann addiert werden. Dabei sind die Werte der Widerstände derart bemessen, dass sie im Vergleich zur Verwendung nur eines Widerstands in einem Draht der Zweidrahtleitung halbiert sind, so dass sich auch beim erfindungsgemäßen Steuergerät nur jeweils die halben Spannungen im Vergleich zur Lösung mit nur einem Widerstand ergeben, und dass dann durch die Addition der beiden Werte der ursprüngliche Spannungswert wieder erreicht wird.
• Das Steuergerät kann vorzugsweise Rückhaltemittel wie Airbags, Gurtstraffer oder Überrollbügel ansteuern oder auch als Steuergerät für eine Fahrdynamikregelung wirken.
• Zeichnung
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• Es zeigen 1 ein Schaltbild des Steuergeräts mit dem angeschlossenen Sensor und
• 2 ein Stromzeitdiagramm.
• Beschreibung
• Zunehmend werden Sensoren wie externe Beschleunigungssensoren und Drucksensoren und Gewichtssensoren zur Gewichtsbestimmung des Fahrgastinsassen über Zweidrahtleitungen mit einem Steuergerät verbunden. Für jeden Sensor ist eine eigene Schnittstelle im Steuergerät vorgesehen. Die Technologie der Anmelderin verwendet dabei eine Stromschnittstelle, wobei unidirektional Sensordaten von den Sensoren zum Steuergerät übertragen werden. D. h., sobald der Sensor Energie erhält, fängt er nach einer kurzen Initialisierungsphase an, Sensordaten zu übertragen. Daten vom Steuergerät zum Sensor werden nicht übertragen. Über diese Verbindungsleitung zwischen Steuergerät und Sensor wird vom Steuergerät zum Sensor ein Konstantstrom aufgeprägt, der zur Energieversorgung des Sensors verwendet wird. Diese Stromschnittstelle zeichnet sich durch eine hohe Robustheit und einfache Technik aus.
• Elektromagnetische Störungen sind zunehmend ein Problem in der Fahrzeugelektronik. Solche eingekoppelten Störungen können zu Fehlsignalen führen und im Falle von Rückhaltemittel oder einer Fahrdynamikregelung zu falschen, möglicherweise auch fatalen Reaktionen. Erfindungsgemäß wird nun daher vorgesehen, an beiden Drähten der Leitung jeweils einen Widerstand vorzusehen, an dem eine Spannung abfällt, die vom Sensorsignal über die Strommodulation direkt abhängt. Die beiden Spannungen werden jeweils einem Operationsverstärker zugeführt und dann addiert. Die Widerstandswerte der beiden Widerstände sind nur halb so groß, wie die eines einzigen Widerstands, der nur an einem der beiden Drähte zur Auswertung eingeführt ist. Damit sind auch die an den Widerständen abfallenden Spannungen nur halb so groß wie bei einem einzigen Widerstand. Durch die Addition wird die ursprüngliche Spannung wieder erreicht. Störeinkopplungen sollten sich auf beiden Leitungen asymmetrisch auswirken, so dass sie sich durch eine Addition ausgleichen sollten.
• 1 zeigt in einem Schaltbild das Steuergerät mit dem angeschlossenen Sensor. Das Steuergerät 1 ist über eine Zweidrahtleitung 2 mit einem Sensor 3 verbunden. Der Sensor 3 weist ein Sensorelement 4 auf, das einen Schalter 5 ansteuert, wobei das Öffnen und Schließen des Schalters 5 das Zuschalten einer Stromsenke 8 bewirkt. Damit wird eine Strommodulation in Abhängigkeit von den Messungen des Sensorelements 4 bewirkt. Diese Strommodulation wird dann über die Leitung 2 zum Steuergerät 1 übertragen. Die beiden Drähte der Leitung 2 führen jeweils an Widerständen 6 und 9. Über den Widerstand 6 und auch über den Widerstand 9 ist jeweils ein Operationsverstärker geschaltet, so dass diese Operationsverstärker 7, die über den Widerständen 6 und 9 abfallenden Spannungen aufnimmt und verstärkt, sowie einem Kopplungsglied 10 zuführt. Das Kopplungsglied 10 ist hier als ein Addierglied ausgeführt. Es sind jedoch auch andere Kombinationen der beiden Spannungen, die über den Widerständen 9 und 6 abfallen, möglich. Wie oben dargestellt, wird durch die Addition der beiden Spannungen durch das Addierglied 10 die ursprüngliche Spannung, die bei Verwendung nur eines einzigen Widerstandes erreicht werden würde, erreicht. Daher sind hier die Widerstände 6 und 9 von ihrer Demensionierung nur halb so groß, wie wenn nur ein einziger Widerstand verwendet werden würde.
• 2 zeigt ein Stromzeitdiagramm, um ein beispielhaftes Signal darzustellen, das vom Sensor 3 zum Steuergerät 1 über die Leitung 2 übertragen wird. Die Stromsenke 8 bewirkt durch Hinzuschalten bzw. Wegschalten ein Springen zwischen den Stromniveaus I₀ und I₁. Damit kann beispielweise eine simple Amplitudenmodulation erreicht werden. Der Strom I1 ist der selbe, wenn nur ein einziger Widerstand zur Auswertung verwendet werden würde.

Claims (5)

1. Steuergerät (1), das in einem Fahrzeug angeordnet ist, wobei das Steuergerät (1) über eine Zweidrahtleitung (2) mit einem Sensor (3) derart verbunden ist, dass nur unidirektional vom Sensor (3) zum Steuergerät (1) Daten mittels einer Strommodulation übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergerät (1) an beiden Drähten der Zweidrahtleitung (2) jeweils ein Widerstand (6, 9) vorgesehen ist, über den eine Spannung in Abhängigkeit von der Strommodulation abfällt, und dass die Spannungen zur Auswertung der Daten miteinander verknüpft werden.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) derart konfiguriert ist, dass das Steuergerät (1) den Sensor (3) über die Zweidrahtleitung (2) mittels eines Stroms mit Energie versorgt.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungen jeweils einem Operationsverstärker (7) zugeführt werden.
4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) Rückhaltemittel ansteuert.
5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät eine Fahrdynamikregelung ausführt.