DE102005009108A1

DE102005009108A1 - System zur Übertragung von Daten von einer Sensorsignalauswerteeinrichtung zu einem zentralen Steuergerät

Info

Publication number: DE102005009108A1
Application number: DE200510009108
Authority: DE
Inventors: Helmuth Orlogi; Bernd SCHÖRWERTH
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-14
Also published as: WO2006092366A1

Abstract

System zum Übertragen von Daten von einer mit zumindest einem Aufprallsensor (3) verbundenen Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) zu einem zentralen Steuergerät (7), wobei das zentrale Steuergerät (7) die Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) über eine Versorgungsspannungsleitung (8.1, 8.2) mit Energie versorgt, die Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) zumindest eine erste und eine zweite Sensorsignalauswerteschaltung (9, 10) aufweist, zur Überprüfung der einen Aufprall anzeigenden ersten Sensorsignalauswerteschaltung (10) die zweite Sensorsignalauswerteschaltung (9) ein Signal erzeugen kann und das Signal der zweiten Signalauswerteschaltung (9) von der Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) zum zentralen Steuergerät (7) auf der Versorgungsspannungsleitung (8.1, 8.2) übertragen wird.

Description

Ein System zur Übertragung von Daten von einer Sensorsignalauswerteeinrichtung zu einem zentralen Steuergerät ist beispielsweise aus der DE 197 42 170 A1 bekannt. Dort werden in einem Insassenschutzsystem eines Kraftfahrzeugs von einem Modul Daten an ein Steuergerät gesandt, indem mittels einer gesteuerten Stromquelle Impulse an die Versorgungsspannungsleitung gelegt werden, die durch Messung des vom Steuergerät in das Modul fließenden Stroms im Steuergerät detektiert werden können. Das Modul soll jedoch lediglich Beschleunigungssensoren zur Erfassung eines Seitenaufpralls und/oder Früherkennungssensoren zur Unfallfrüherkennung aufweisen. Außerdem findet dort keine Überprüfung der übertragenen Signale statt.

Im Bereich der Schutzsysteme in Kraftfahrzeugen wird seit geraumer Zeit zusätzlich zum Insassenschutz die Einführung eines Fußgängerschutzsystems diskutiert. Durch ein solches System soll erkannt werden, ob ein Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Fußgänger vorliegt und geeignete Schutzmechanismen aktiviert werden. Solche Schutzmechanismen können beispielsweise Airbags auf der Motorhaube oder an den A-Säulen des Fahrzeugs sein oder ein Aufstellen der Motorhaube um einige Zentimeter, um den Aufprall des Fußgängerkopfes auf die Motorhaube weicher zu gestalten.

Zur Detektion eines Fußgängeraufpralls schlägt die DE 100 30 465 A1 vor, an der Stoßstange und an der Motorhaube des Fahrzeugs Sensoren vorzusehen, die einen typischen Fußgängeraufprall in seinem zeitlichen Ablauf detektieren können. Als Sensoren werden dort Dehnungsmessstreifen oder piezoresistive Folien aber auch optische Sensoren, die eine vom Druck abhängige Lichtdurchlässigkeit aufweisen, vorgeschlagen. Um die Zuverlässigkeit dieses Systems zu erhöhen, wird neben der Aufprallerkennung ein weiteres Entscheidungskriterium gebildet, indem die durch einen Aufprall verursachten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsänderungen des Fahrzeugs ermittelt werden und dann diese Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsänderungen mit Referenzgrößen verglichen werden, welche für einen Fußgängeraufprall typisch sind. Die Sensoren dieser Fußgängeraufprallvorrichtung – und zwar sowohl die optischen Sensoren als auch die Beschleunigungssensoren – sind mit ihren Datenleitungen direkt mit der zentralen Steuereinheit verbunden, so dass ein hoher Verkabelungsaufwand erforderlich ist, der tatsächlich noch größer ist aufgrund des Erfordernisses von Versorgungsspannungsleitungen für die einzelnen Sensoren.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein System zur Übertragung von Daten von einer mit einem Fußgängeraufprallsensor verbundenen Sensorsignalauswerteeinrichtung zu einem zentralen Steuergerät anzugeben, das nur einen geringen Verkabelungsaufwand erfordert, dabei jedoch eine hohe Zuverlässigkeit bietet.

Die Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem hat den Vorteil, dass bei geringem Verkabelungsaufwand eine hohe Zuverlässigkeit erreicht wird, indem die Sensorsignalauswerteeinrichtung zumindest eine erste und eine zweite Sensorsignalauswerte schaltung aufweist, wobei zur Überprüfung der einen Aufprall anzeigenden ersten Sensorsignalauswerteschaltung die zweite Sensorsignalauswerteschaltung ein einen Aufprall oder die korrekte Funktion des Aufprallsensors anzeigendes Signal erzeugen kann und das Signal der zweiten Signalauswerteschaltung von der Sensorsignalauswerteeinrichtung zum zentralen Steuergerät nicht auf einer gesonderten Datenleitung sondern auf der Versorgungsspannungsleitung vorzugsweise durch gesteuerte Belastungsmodulation übertragen wird. Diese Modulation kann im zentralen Steuergerät detektiert und verarbeitet werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Datenübertragungssystem kann sowohl die erste als auch die zweite Sensorsignalauswerteschaltung mit dem zumindest einen Aufprallsensor verbunden sein, es ist aber ebenso möglich, die erste Sensorsignalauswerteschaltung mit einem ersten Aufprallsensor und die zweite Sensorsignalauswerteschaltung mit einem zweiten Aufprallsensor zu verbinden. In beiden Fällen ist es möglich, dass die zweite Sensorsignalauswerteschaltung ein einen Aufprall anzeigendes Signal erzeugt. Im zweiten Fall kann die zweite Sensorsignalauswerteschaltung auch lediglich nur die korrekte Funktion des Aufprallsensors überprüfen und ein entsprechendes Signal erzeugen.

Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem lässt sich besonders vorteilhaft zum Fußgängerschutz einsetzen, wobei ein Aufprallsensor ein optischer Sensor sein kann.

Das erfindungsgemäße Datenübertragungssystem hat darüber hinaus den Vorteil, dass Fehler des Fußgängeraufprallsensors oder der diesem zugeordneten Auswerteschaltung – üblicherweise ein Mikroprozessor – in dem zentralen Steuergerät erkannt werden können, da diesem ebenfalls das Signal des weiteren Sensors zugeführt wird. Falls nicht beide Sensoren einen Fußgängeraufprall anzeigen, wird dies als Fehler interpretiert und keine Schutzmaßnahme eingeleitet. Auf diese Weise wird folglich eine so genannte Safingfunktion realisiert. Durch die Übertragung dieses „Safingsignals" der zweiten Sensorsignalauswerteschaltung auf einer nicht von der ersten Sensorsignalauswerteschaltung kontrollierten Leitung kann eine Fehlfunktion der ersten Sensorsignalauswerteschaltung keinen Einfluss auf die Übertragung des „Safingsignals" haben.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn auch die Daten der ersten Sensorsignalauswerteschaltung auf den Versorgungsstrom auf moduliert werden, da hierdurch auch deren Datenleitung eingespart werden kann. Da die Versorgungsleitung nicht von der ersten Sensorsignalauswerteschaltung kontrolliert wird, ist die gemeinsame Übertragung beider Signale nicht bedenklich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Datenübertragungssystem und
2 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems.
Die 1 zeigt in schematischer Weise den vorderen Teil eines Kraftfahrzeug 1 mit einer Stoßstange 2 und einer Motorhaube 4. In die Stoßstange 2 ist ein Fußgängeraufprallsensor 3 eingebaut, der in bevorzugter Ausführung ein faseroptischer Sensor ist, bei dem ein optischer Sender Licht in eine Lichtleitfaser einkoppelt, die von einem Ende der Stoßstange zum anderen Ende und wieder zurück verlegt ist und das an ihrem anderen Ende austretende Licht in einen Lichtempfänger einspeist. Bei einem Druck auf eine solche Lichtleitfaser verändern sich die Lichtübertragungseigenschaften und somit die vom Empfänger detektierte Lichtintensität. Auf diese Weise kann erkannt werden, ob ein Aufprall auf die Stoßstange stattgefunden hat.
Ein weiterer Sensor 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in der Motorhaube 4 angeordnet und ebenso wie der Fußgängeraufprallsensor 3 mit einer zwei Sensorsignalauswerteschaltungen 9, 10 aufweisenden Sensorsignalauswerteeinrichtung 6 verbunden. Der weitere Sensor 5 kann ebenfalls ein faseroptischer Sensor sein, es sind jedoch auch andere Sensierungsprinzipien denkbar. Es können jede Art von Druckaufnehmern verwendet werden aber auch Beschleunigungssensoren oder gar Precrash-Sensoren wie beispielsweise ein Radar. Wesentlich ist nur, dass durch den weiteren Sensor 5 ein Fußgängeraufprall ebenfalls erkannt werden kann. Auf den weiteren Sensor (5) kann jedoch auch verzichtet werden, wenn beide Sensorsignalauswerteschaltungen 9, 10 mit dem ersten Aufprallsensor 3 verbunden werden.
In der 1 ist außerdem ein zentrales Steuergerät 7 gezeigt, das mittels Leitungen 8 mit der Sensorsignalauswerteeinrichtung 6 verbunden ist.
In 2 ist nun eine etwas ausführlichere Prinzipschaltung des erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems dargestellt. Der Fußgängeraufprallsensor 3 und der weitere Sensor 5 sind mit der Sensorsignalauswerteeinrichtung 6 verbunden, die ihrerseits über Leitungen 8 (8.1, 8.2, 8.3, 8.4) mit dem zentralen Steuergerät 7 verbunden ist, da es beispielsweise von der Fahrzeugbatterie (+, –) mit Energie versorgt wird. Das zentrale Steuergerät 7 weist eine Energieversorgungseinheit (Power Supply) 15 auf, und liefert eine Versorgungsspannung über Leitungen 8.1, 8.2 an die Sensorsignalauswerteeinrichtung 6.
Die Sensorsignalauswerteeinrichtung 6 weist einerseits eine erste, als Mikrocontroller ausgebildete Sensorsignalauswerteschaltung 10 auf, die die Signale des Fußgängeraufprallsensors 3 verarbeitet und über Datenleitungen 8.3, 8.4 an das zentrale Steuergerät 7 sendet. Die erste, als Mikrocontroller ausgebildete Sensorsignalauswerteschaltung 10 wird über die Spannungsversorgungsleitungen 8.1, 8.2 mit Energie versorgt.
Die Sensorsignalauswerteeinrichtung 6 weist außerdem eine zweite Sensorsignalauswerteschaltung 9 auf, die mit dem ersten Aufprallsensor 3 oder dem weiteren Sensor 5 verbunden sein kann, was durch eine strichlierte Linie 17 angedeutet ist, und das jeweilige Sensorsignal verarbeitet.
Falls nur ein Aufprallsensor 3 mit beiden Sensorsignalauswerteschaltungen 9, 10 verbunden ist, kann eine Ansteuerung des Aufprallsensor 3 durch die beiden Sensorsignalauswerteschaltungen 9, 10 beispielsweise im Zeitmultiplexverfahren erfolgen.
Die zweite Sensorsignalauswerteschaltung 9 steuert einen Schalter 12 an, mittels dem ein Widerstand 11 zwischen die Versorgungsspannungsleitungen 8.1, 8.2 geschaltet werden kann. Durch diese Belastung der Versorgungsspannungsleitungen 8.1, 8.2 wird der Stromfluss von der Versorgungsspannungseinheit 15 im zentralen Steuergerät 7 zur Sensorsignalauswerteschaltung 6 moduliert. Es versteht sich von selbst, dass auch andere Arten der Belastung des Versorgungskreises möglich sind, beispielsweise durch einen Transistor, dessen Laststrecke in den Versorgungskreis geschaltet wird.
Die zweite Sensorsignalauswerteschaltung 9 kann dabei bereits selbst das Signal des weiteren Sensors 5 oder des Aufprallsensors 3 auswerten und durch Schließen des Schalters 12 dem zentralen Steuergerät 7 lediglich mitteilen, dass ein Aufprall detektiert wurde, es ist jedoch ebenso möglich, unterschiedliche Arten von Modulationen wie Pulsweitenmodulation oder Frequenzmodulation anzuwenden. Ebenso ist es möglich, die Rohdaten des jeweiligen Sensors 3; 5 in der Auswerteeinheit 9 lediglich umzusetzen und durch Modulation an das zentrale Steuergerät 7 zu senden, wo sie dann ausgewertet werden.
Eine Detektion der Modulation des Stromes auf den Leitungen 8.1, 8.2 kann, wie in 2 dargestellt, beispielsweise mittels des Widerstands 13 in der Leitung 8.1 erfolgen, wobei eine Spannungsänderung an diesem Widerstand 13 mittels eines Komparators 14 ermittelt wird, dessen Ausgangssignal einer Verarbeitungseinheit 16, die beispielsweise mit einem Mikroprozessor gebildet sein kann, zugeführt wird.
Die in der 2 dargestellte Schaltung eines erfindungsgemäßen Datenübertragungssystems hat den Vorteil, dass die Information der zweiten Sensorsignalauswerteschaltung 9 unabhängig von der ersten Sensorsignalauswerteschaltung 10 von der Sensorsignalauswerteeinrichtung 6 zum zentralen Steuergerät 7 übertragen wird. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, auch die Information der ersten Sensorsignalauswerteschaltung 10 auf der Versorgungsspannungsleitungen 8.1, 8.2 zu übertragen, wodurch die Datenleitungen 8.3, 8.4 eingespart werden können.

Claims

System zum Übertragen von Daten von einer mit zumindest einem Aufprallsensor (3) verbundenen Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) zu einem zentralen Steuergerät (7), wobei • das zentrale Steuergerät (7) die Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) über eine Versorgungsspannungsleitung (8.1, 8.2) mit Energie versorgt, • die Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) zumindest eine erste und eine zweite Sensorsignalauswerteschaltung (9, 10) aufweist, • zur Überprüfung der einen Aufprall anzeigenden ersten Sensorsignalauswerteschaltung (10) die zweite Sensorsignalauswerteschaltung (9) Signal erzeugen kann und • das Signal der zweiten Signalauswerteschaltung (9) von der Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) zum zentralen Steuergerät (7) auf der Versorgungsspannungsleitung (8.1, 8.2) übertragen wird.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Signal der zweiten Sensorsignalauswerteschaltung (9) einen Aufprall anzeigt.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Signal der zweiten Sensorsignalauswerteschaltung (9) die korrekte Funktion des Aufprallsensors (3) anzeigt.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem sowohl die erste als auch die zweite Sensorsignalauswerteschaltung (9, 10) mit dem zumindest einen Aufprallsensor (3) verbunden sind.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste Sensorsignalauswerteschaltung (10) mit einem ersten Aufprallsensor (3) und die zweite Sensorsignalauswerteschaltung (9) mit einem zweiten Aufprallsensor (5) verbunden sind.
Datenübertragungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Signal der zweiten Signalauswerteschaltung (9) von der Sensorsignalauswerteeinrichtung (6) zum zentralen Steuergerät (7) durch Belastungsmodulation der Versorgungsspannungsleitung (8.1, 8.2) übertragen wird.
Datenübertragungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der oder die Aufprallsensor(en) (3; 5) Fußgängeraufprallsensoren sind.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 7, bei dem der Fußgängeraufprallsensor (3) ein optischer Sensor ist.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 8, bei dem der optische Sensor als Lichtempfänger ausgebildet ist, der Licht aus einer Lichtleitfaser empfängt, die von einem Sender gespeist wird.
Datenübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Ausgangssignals der ersten Signalauswerteschaltung (9) ebenfalls über die Versorgungsspannungsleitung (8.1, 8.2) durch Belastungsmodulation übertragen wird.