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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung aller Airbags
für ein Fahrzeug, ein Steuergerät zur Bildung
eines Ansteuersignals für alle Airbags für ein
Fahrzeug, sowie ein System mit der Vorrichtung und dem Steuergerät
nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus
DE 10 2004 015 125
A1 ist es bekannt, eine Zündkreisansteuerung ausgelagert
von einem Steuergerät mit der Auswerteschaltung, die als
Mikrocontroller ausgebildet ist, vorzusehen. Auch die Sensorik zur
Erfassung von Unfallsignalen ist außerhalb des Steuergeräts
angeordnet.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ansteuerung aller
Airbags für ein Fahrzeug bzw. das Steuergerät
zur Bildung eines Ansteuersignals für alle Airbags für
ein Fahrzeug bzw. ein entsprechendes System mit der Vorrichtung
und dem Steuergerät haben demgegenüber den Vorteil,
dass nunmehr durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,
die die Ansteuereinheit für alle Airbags ist, der Platzbedarf
des Airbagsystems auf dem Mitteltunnel, auf dem das Steuergerät
angeordnet ist, verringert wird. Damit geht einher eine Verringerung
der Steckerpins und somit des Kabelbaums auf dem Mitteltunnel. Die
Vorrichtung und gegebenenfalls auch andere Komponenten können
an anderer Stelle als auf dem Mitteltunnel angeordnet sein. Durch
die Einsparung des Airbagsystems auf dem Mittel tunnel ist es möglich, weitere
fahrdynamische Sensoren bezüglich der Beschleunigung bzw.
Rollrate oder anderen Parametern im Mitteltunnelbereich anzuordnen.
Auch der Mikrocontroller könnte vergrößert
werden und somit der Einbau weiterer Funktionen im Bereich der passiven und/oder
aktiven Sicherheit vorzusehen. Ebenfalls ist es möglich,
ein skalierbares Konzept durch die Optionen großer Systeme
mit vielen Zündkreisen durch mehrere erfindungsgemäße
Vorrichtungen abzudecken.
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Das
erfindungsgemäße System besteht aus zwei Modulen,
nämlich der Vorrichtung und dem Steuergerät.
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Das
Steuergerät weist üblicherweise eine Auswerteschaltung,
beispielsweise einen Mikrocontroller auf und Schnittstellen zu der
Vorrichtung. Weiterhin können auch Schnittstellen zu Unfallsensoren, aber
auch Fahrdynamiksensoren vorgesehen sein. Es ist jedoch möglich,
dass das Steuergerät auch die Sensoren selbst aufweist.
Dazu gehören beispielsweise Beschleunigungssensoren für
hohe Beschleunigungen in Fahrzeuglängs- und -querrichtung,
sowie Sensoren für Fahrdynamikfunktionen, beispielsweise
Beschleunigungssensoren für niedrige Beschleunigungen in
Fahrzeugquerrichtung und auch Rollratensensoren um die Vertikalachse,
d. h. Gierratensensoren.
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Weitere
Beschleunigungs- und Rollratensensoren können je nach Systemanforderung
integriert werden. Eine große Ausbaustufe ist beispielsweise Beschleunigungssensoren
für hohe Beschleunigungen in Fahrzeuglängs- und
-querrichtung, Beschleunigungssensoren in allen drei Achsen für
niedrige Beschleunigung, sowie Drehratensensoren für alle
drei Achsen vorzusehen, sowie redundante Sensoren für die
Beschleunigung in Fahrzeugquerrichtung und ein Gierratensensor,
sowie Körperschallsensoren.
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Das
erfindungsgemäße Steuergerät kann aus
Gründen der Signalgüte und die für die
Airbagfunktion notwendigen kleinen Latenzzeiten an einem festen
Ort in der Nähe des Fahrzeugschwerpunkts platziert werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung als Ansteuereinheit
für zumindest die Airbags und ggf. die Gurtstraffer sowie
weitere Personenschutzmittel weist die Zünd kreisansteuerung
mit Leistungsschaltern zur Steuerung der Airbagzündelemente
die Energiereserve für den Autarkiemodus, sowie Schnittstellen
für die Kommunikation mit dem Steuergerät auf.
Diese Vorrichtung ist auch ungebunden und kann somit beliebig im
Fahrzeug platziert werden.
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Die
Kommunikation zwischen dem Steuergerät und der Vorrichtung
erfolgt beispielsweise mittels eines sogenannten Zündbusses
nach ISO-Standard 22896, der aufgrund seiner Struktur
für eine sichere und zuverlässige Nachrichtenübermittlung sorgt.
Es sind jedoch auch andere Verbindungen möglich, beispielsweise
Punkt-zu-Punkt-Verbindungen oder andere Busarten. Neben einer elektrischen, drahtgebundenen Übertragung
sind auch eine optische oder eine Funkübertragung möglich.
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Vorliegend
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Airbagvoreinheit,
die alle Airbags ansteuert, die sich im Fahrzeug befinden. Ansteuern der
Airbags bedeutet dabei, diese zu aktivieren, also zum Aufblähen
zu veranlassen. Dies geschieht üblicherweise pyrotechnisch über
die Zündung eines Zündelements mithin einer Sprengladung,
die das Aufblähen des Airbags in dem Fachmann bekannter Weise
bewirkt.
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Die
Vorrichtung weist ein einziges Gehäuse auf, das aus Metall
und/oder Kunststoff besteht. Dabei muss das Gehäuse nicht
unbedingt aus starren Elementen bestehen. Diese könnten
auch zumindest teilweise flexibel ausgebildet sein.
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Die
Energiereserve besteht üblicherweise aus einem oder mehreren
Kondensatoren, vorzugsweise Elektrolytkondensatoren. Es sind jedoch
auch andere Kondensatortypen möglich. Auch andere Energiespeicher
können vorliegend eingesetzt werden. Die Energiereserve
stellt die Energie für einen Autarkiefall bereit, d. h.
bei einem Batterieabriss ist die Energiereserve so bemessen, dass
sie die Ansteuerung von Personenschutzmitteln, wie Airbags oder
auch Gurtstraffern, noch ermöglicht.
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Die
Zündkreisansteuerung ist üblicherweise aus einem
oder mehreren ASICs zusammengestellt, wobei die ASICs pro Zündkreis
mindestens zwei Leistungsschalter aufweisen und auch eine Logik, um
das Ansteuersignal und andere Sig nale verarbeiten zu können,
um diese Leistungsschalter entsprechend nur bei einem Ansteuerungsfall
auch anzusteuern. Die Leistungsschalter sind üblicherweise Leistungstransistoren,
beispielsweise als MOSFET's.
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Bei
den Schnittstellen handelt es sich üblicherweise um Hardwarekomponenten,
die einen eigenen integrierten Schaltkreis oder Teil eines solchen
integrierten Schaltkreises oder diskret aufgebaut sind. Auch Mischformen
sind möglich. Es ist auch möglich, dass eine solche
Schnittstelle als Softwareelement ausgebildet sein kann. Vorliegend
stellt die Schnittstelle das Ansteuersignal bereit und zwischen
der Energiereserve und der Zündkreisansteuerung ist ein
Versorgungsbaustein vorgesehen, der für die Zündkreisansteuerung
und die erste Schnittstelle wenigstens eine notwendige Versorgungsspannung
für einen Betrieb und eine Zündenergie für die
Ansteuerung bereitstellt. Die Zündkreisansteuerung weist
einen Logikteil zur Verarbeitung von Signalen vom Steuergerät
auf und der Versorgungsbaustein holt aus der Energiereserve bzw.
aus einer Batterie die notwendigen Versorgungsspannungen für die
Element der Vorrichtung. Die Zündkreisansteuerung kann
dabei aus einem oder mehreren IC's bestehen, wobei die Zündkreisansteuerung
auch Teil eines größeren ASICs sein kann. Die
Zündkreisansteuerung kann beispielsweise mit dem Versorgungsbaustein
auf einem großen integrierten Schaltkreis integriert sein.
Es kann jedoch sein den Versorgungsbaustein auch getrennt als integrierten
Schaltkreis vorzusehen. Auch eine diskrete Lösung ist dabei
möglich. Der Versorgungsbaustein ist beispielsweise auch
mit der Autobatterie verbunden und wandelt diese Spannung auf eine
höhere Spannung, beispielsweise 30 bis 40 V für
die Energiereserve und nimmt dann wieder der Energiereserve die
notwendige Energie durch eine Abwärtswandlung für
die Versorgungsspannung bzw. die Zündspannung. Dabei ist
es möglich, dass auch für den laufenden Betrieb ohne
die Autarkie der Versorgungsbaustein die Energie aus der Energiereserve
laufend entnimmt. Alternativ ist es möglich, dass auch
aus der Batterie zumindest Teile der Versorgung der Vorrichtung über den
Versorgungsbaustein geschieht. Dabei wird die Batteriespannung wiederum
in die Versorgungsspannungen abwärts gewandelt. Auch eine
Zündung aus der Batteriespannung ist vorliegend über
den Versorgungsbaustein möglich.
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Das
erfindungsgemäße Steuergerät ist zur Auswertung
von Unfallsensorsignalen vorgesehen und bildet in Abhängigkeit
davon ein Ansteuersignal für alle Airbags für
das Fahrzeug. Dabei ist das Steuergerät mit einer Unfallsensorik
versehen, beispielsweise Beschleunigungssensoren in unterschiedlichen
Raumrichtungen oder aber auch Drehratensensoren oder Drehbeschleunigungssensoren.
Die Beschleunigungssensoren können, wie oben dargestellt,
für große, aber auch für kleine Beschleunigungen
ausgelegt sein. Das Unfallsensorsignal kann dabei digital oder analog übertragen
werden, und zwar zur Auswerteschaltung, die auch Analogeingänge aufweisen
kann. Dabei ist die Auswerteschaltung beispielsweise als Mikrocontroller
ausgebildet. Es ist jedoch möglich, die Auswerteschaltung
auch als einen anderen Prozessor, ein ASIC oder diskret aufzubauen.
Die Auswerteschaltung wendet einen Auswertealgorithmus auf das wenigstens
eine Unfallsensorsignal an. Dieser kann softwaremäßig
oder hardwaremäßig implementiert sein. Üblicherweise
wird eine Klassifizierung bzw. wenigstens ein Schwellwertvergleich
durchgeführt um festzustellen, ob der Auslösefall
vorliegt oder nicht. Auch das Steuergerät weist Schnittstellen
zur Ausgabe des Ansteuersignals an die Vorrichtung und zur Bereitstellung
wenigstens einer Versorgungsspannung für das Steuergerät
auf. D. h. das Ansteuersignal wird beispielsweise über
einen Bus zu der Vorrichtung übertragen, die dann in Abhängigkeit
davon die Airbags ansteuert. Dabei besagt das Ansteuersignal, welche
und wie stark die Airbags anzusteuern sind. Die Stärke
wird beispielsweise über entsprechende Stufen der Airbagsexpansion
beeinflusst. Das Steuergerät erhält auch von der
Vorrichtung die Versorgungsspannung, und zwar über den
Versorgungsbaustein. Die Versorgung kann jedoch auch unmittelbar
aus der Batterie vor einen anderen Baustein gezogen werden.
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Der
Versorgungsbaustein weist Schaltwandler, zumindest für
die Abwärtswandlung, auf. Für die Aufwärtswandlung
sind entsprechende Gleichspannungswandler vorgesehen.
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Das
erfindungsgemäße System, das aus der Vorrichtung
und dem Steuergerät besteht, weist beispielsweise eine
Bus- oder Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen den beiden Geräten
auf. Diese Verbindung kann elektrisch oder optisch oder funkbasiert
ausgestaltet sein.
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Durch
die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen
der in den unabhängigen Patentan sprüchen angegebenen
Vorrichtung bzw. das in den unabhängigen Patentansprüchen
angegebenen Steuergeräts bzw. Systems möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass der Versorgungsbaustein über eine
weitere Schnittstelle, die wenigstens eine Versorgungsspannung für
ein Steuergerät außerhalb des Steuergeräts
ausgibt. Dies betrifft die Ausgestaltung, dass der Versorgungsbaustein
in der Vorrichtung für das Gesamtsystem die Versorgung
bereitstellt. Dabei können unterschiedliche Spannungspegel
wie 5 V und 3,3 V bereitgestellt werden.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, dass eine weitere Schnittstelle in der
Vorrichtung vorgesehen ist, über die ein Aktivierungssignal
für den Versorgungsbaustein bereitgestellt wird. D. h.
nur wenn dieses Aktivierungssignal vorliegt, dann wird der Versorgungsbaustein
aktiv. Damit kann beispielsweise ein zusätzlicher Schalter über
die Aktivierung des Versorgungsbausteins realisiert sein. Insbesondere
kann die Aktivierung auch nur den Fall betreffen, dass die Bereitstellung
der Zündenergie über den Versorgungsbaustein eintritt.
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Es
ist weiterhin von Vorteil, dass die Vorrichtung eine weitere Schnittstelle
bereitstellt, die ein Plausibilisierungssignal für die
Zündkreisansteuerung bereitstellt, wobei die Zündkreisansteuerung
die Leistungsschalter in Abhängigkeit vom Ansteuerungssignal
und diesem Plausibilisierungssignal ansteuert. Damit wird gewährleistet,
dass unterschiedliche Auslösepfade für die Ansteuerung
der Personenschutzmittel vorliegen. Damit wird ein grundlegender Sicherheitsgedanke
der Airbagelektronik erfüllt. Das Plausibilisierungssignal
muss also das Ansteuerungssignal inhaltlich bestätigen.
Dieses Plausibilisierungssignal kann ein erstes Teilsignal für
eine Freigabe eines ersten Leistungsschalters eines jeweiligen Zündkreises
und ein zweites Teilsignal für eine Freigabe eines zweiten
Leistungsschalters des jeweiligen Zündkreises aufweisen.
Durch die Aufteilung in Teilsignale wird die Sicherheit weiter erhöht. Diese
Teilsignale können sequentiell oder parallel übertragen
werden.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, dass die Auswerteschaltung zur Ausgabe
des Aktivierungssignals über eine weitere Schnittstelle
für den Versorgungsbaustein konfiguriert ist. Die Auswerteschaltung
kann damit das Aktivierungssignal ausgeben und so den Versorgungsbaustein
als weiteren Schalter in der Vorrichtung behandeln.
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Es
ist weiterhin vorteilhaft, dass das Steuergerät einen Auswertebaustein
zur redundanten Auswertung des wenigstens einen Unfallsensorsignals und
eine Überwachungsschaltung für die Auswerteschaltung
aufweist, wobei der Auswertebaustein ein erstes Teilsignal eines
Plausibilisierungssignals und die Überwachungsschaltung
das zweite Teilsignal erzeugen. Der Auswertebaustein ist dabei eine
einfacherer Auswertung des Unfallsensorsignals, beispielsweise mit
einer festen Schwelle. Dies kann auch noch aufwendiger ausgestaltet
sein. Insbesondere kann dieser Auswertebaustein als ASIC oder Teil
eines ASICs ausgebildet sein. Die Überwachungssschaltung,
beispielsweise ein Watch-Dog, überwacht die Auswerteschaltung
auf ihre Funktion über bekannte Watch-Dog-Funktionen, beispielsweise
indem der Watch-Dog der Auswerteschaltung Fragen stellt und die
Antworten überprüft. Auch kann vorgesehen sein,
dass die Auswerteschaltung diesen Watch-Dog periodisch bedienen
muss, um nicht durch den Watch-Dog resetiert zu werden.
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Vorteilhafter
Weise ist die Vorrichtung mit dem Steuergerät über
eine Busverbindung, beispielsweise nach dem ISO-Standard, miteinander verbunden.
Dies ermöglicht eine besonders sichere Übertragung
der Daten, die bei Ansteuerungssignalen von besonderer Bedeutung
ist.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 den
grundlegenden Aufbau des Systems,
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2 ein
Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Systems,
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3 ein
weiteres Blockschaltbild des erfindungsgemäßen
Systems,
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4 ein
drittes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen
Systems und
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5a und
b weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Systems.
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1 zeigt
ein Fahrzeug FZ mit einem Steuergerät DCU (= Domain Control
Unit) auf dem Mitteltunnel einer Airbagfeuereinheit ABFU, die sich
nicht im Bereich des Mitteltunnels befindet. Beide Komponenten,
das Steuergerät DCU und die Airbagfeuereinheit ABFU als
die Vorrichtung, sind mit der Batterie verbunden und auch miteinander.
Im folgenden sind nur die für das Verständnis
der Erfindung notwendigen Komponenten dargestellt. Weitere für
den Betrieb des Steuergeräts und der Airbagfeuereinheit notwendigen
Komponenten sind der Einfachheit halber weggelassen worden.
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Die
grundlegende Funktion ist, dass das Steuergerät DCU die
Ansteuerungssignale und das Plausibilisierungssignal an die Airbagfeuereinheit ABFU überträgt,
so dass die Airbagfeuereinheit die Airbags entsprechend dem Ansteuersignal
ansteuern kann. Sowohl das Steuergerät DCU, als auch die Airbagfeuereinheit
ABFU haben jeweils eigene Gehäuse und sind nicht gemeinsam
angeordnet.
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Die
Energieversorgung geschieht aus der Fahrzeugbatterie Bat, wobei
die Batterie mit dem Steuergerät DCU und der Airbagfeuereinheit
ABFU direkt verbunden sein kann. Es ist jedoch möglich, dass
die Batterie nur mit der Airbagfeuereinheit ABFU verbunden ist und
die Airbagfeuereinheit dann auf das Steuergerät DCU mit
den notwendigen Versorgungsspannungen versorgt.
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2 zeigt
in einem Blockschaltbild das erfindungsgemäße
System. Vorliegend ist das Steuergerät DCU über
mehrere Leitungen mit der Airbagfeuereinheit ABFU verbunden. Das
Steuergerät DCU stellt über die Leitung 200 die
Signale von Beschleunigungssensoren in Fahrzeuglängs- und
-querrichtung bereit. Diese Sensorsignale werden meist vorverarbeitet,
z. B. eine Tiefpassfilterung oder eine Integration vom Mikrocontroller μC
und parallel dazu mit einem Safety-Controller 204 ausgewertet.
Die Schnittstellen sind vorliegend entweder die absendenden und
empfangenden Bausteine selbst wie der Mikrocontroller und der Safety-Controller 204 bzw. die
Zündkreisansteuerung oder der Einfachheit weggelassen worden.
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Der
Mikrocontroller μC als der Auswerteschaltung weist dabei
mehrere Softwaremodule auf. Die Sensorsignale werden in Interfacemodulen
eingelesen, aufbereitet und werden dabei zunächst von einem
Sensormodul 201 auf Plausibilität geprüft.
In diesem Modul wird sichergestellt, dass eine Auslösung
nie aufgrund nur eines Sensors allein erfolgt. Es gibt eine Konfiguration,
die die Plausibilisierungslogik kodiert. Im einfachsten Fall liegt
jeweils ein Schwellenvergleich für zwei der Sensorkanäle
vor. Die logischen Ausgangswerte werden mit logisch ,und' verknüpft.
Eine Auslösung kann nur erfolgen, wenn beide Kanäle
die Schwelle überschreiten.
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Auch
im Block 203 werden die Sensorsignale 200 verarbeitet.
Ein Prefire-Signal wird in Abhängigkeit der Signalhöhe,
beispielsweise integralbasiert, erzeugt und wird mit anderen im
Hauptauswertealgorithmus 202 generierten Signalen zu einem
Flag kombiniert EN_FL.
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Nach
der Sensorplausibilisierung im Block 201 wird an den Sensorsignalen
der Hauptauswertealgorithmus 202 angewendet. In Abhängigkeit
von dessen Ergebnis wird dann das Ansteuersignal ausgegeben. Dabei
wird dann auch der Versorgungsbaustein 206 in der Airbagfeuereinheit
ABFU in Abhängigkeit von dieser Auswertung aktiviert, und
zwar in Bezug auf die Zündenergie. Dadurch wird ein Dreischalterprinzip
realisiert.
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Der
Mikrocontroller μC weist weiterhin einen Fehlerspeicher
FS auf, in den Überwachungsergebnisse einer Überwachungseinheit 210 in
der Airbagfeuereinheit ABFU gespeichert werden. Die Überwachungseinheit 210 führt
die Überwachung dadurch durch, dass sie beispielsweise
den Widerstand der Zündelemente periodisch prüft,
indem sie das Zündelement mit einen kleinen Spannung beaufschlagt. Alternativ
ist auch möglich, einen kleinen Strom aufzuprägen
und die abgefallene Spannung zu messen.
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Im
Safety-Controller 204 wird, wie oben angegeben, parallel
zum Mikrocontroller μC eine Auswertung der Sensorwerte 200 durchgeführt.
Dabei wird dann beispielsweise lediglich ein fester Schwellwert
geprüft. Dieses Auswerteergebnis des Safety-Controllers 204 wird
dann über eine Leitung zur High-Side-Stufe 212 und
zur Auswertelogik 207 übertragen. In dieser Ausführung
wurde eine Übertra gung über eine separate physikalische
Leitung dargestellt. Die übertragenen Pegel können
dabei vorliegend 0 oder 3,3 V aufweisen. Durch das Freigabesignal
des Safety-Controllers 204 wird die High-Side-Endstufe 212 mit
einem MOSFET-Transistor entriegelt.
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Entsprechend
wird durch den Watch-Dog 205 die Low-Side-Endstufe 211 entriegelt.
Dieses Signal wird auch in dem Decoder 207 der Zündkreisansteuerung übertragen.
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Für
die Übertragung des Ansteuersignals wird ein sicheres Protokoll
(Beispielsweise ISO 22896 oder TTCAN) verwendet.
Generell können die Signale aus 2 zwecks
Optimierung der Vernetzung des Systems geeignet zusammengefasst
werden. Zwei Varianten, die die zu übertragenden Signale
vorteilhaft zusammenfasst sind in 5 zu
sehen. 5a zeigt die Zusammenfassung
in zwei physikalische Leitungen, eine digitale Leitung DB und eine analoge
Ana. Zusätzlich sind für die analoge Leitung Ana
ein Transistor T als Treiber in der DCU sowie ein Empfangswiderstand
R in der Airbagfeuereinheit ABFU vorgesehen. 5b sieht
drei Leitungen vor, eine analoge Ana und eine DC, die mittels Daisy Chain
Technologie zweifach ausgelegt wurde. Es wurden die gleichen Bezugszeichen
für gleiche Elemente wie in 2 verwendet,
wobei der Transistor T und der Widerstand R ebenfalls in beiden 5a und 5b zu
sehen sind. Die Schnittstellen IF1 und IF2 sind für die
digitale Übertragung und die Schnittstellen IF3 und IF4
für die Daisy-Chain-Konfiguration vorgesehen. Die Analog-Digital-Wandler
AD1 und AD2 sowie die Digital-Analog-Wandler DA1 und DA2 sind entsprechend
durchnummeriert.
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In
die Auswertelogik 207 wird ein Unable-Signal und parallel
dazu ein Feuersignal übertragen. Das Feuersignal ist 16
Bit lang und besagt beispielsweise, welche Airbags wie stark anzusteuern
sind, wenn es sich um mehrstufige Airbags handelt. Dies ist auch
auf pyrotechnische Gurtstraffer und elektromotorische Aktuatorik
anwendbar. Vorliegend geht das Enable (Freigabe)-Signal EN_FL über
die Auswertelogik 207 ebenfalls direkt an die High-Side-Endstufe 212.
Dieses Signal gibt ebenfalls diese Endstufe frei. Die Auswertung
des Feuersignals über den SPI-Bus und die Freigabe vom
Safety-Controller 204 wird im Block 208 logisch
verundet und führt zur Durchsteuerung der High-Side-Stufe 212. Über
dem Ansteuerungsbaustein 209 für die Low-Side-Endstufe 211 erfolgt
das Durchschalten der Low-Side-Endstufe 211 lediglich auf
Basis des Watch-Dog-Signals.
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3 zeigt
in einem weiteren Blockschaltbild das erfindungsgemäße
System. Vorliegend wird lediglich auf die Energieversorgung eingegangen. Der
Rest ist der Einfachheit halber weggelassen worden. Die Fahrzeugbatterie
Bat wird über den Block 305 und das Zündschloss
ZS zum Steuergerät DCU und der Airbagsteuereinheit ABFU
angeschlossen. Mit dem Schalter 305 kann die Batterie getrennt
werden.
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Wird
also das Zündschloss geschlossen, dann ist die Fahrzeugbatterie
am Steuergerät DCU und der Airbagfeuereinheit ABFU angeschlossen. Die
Batteriespannung liegt am Versorgungsbaustein 307 in der
Airbagfeuereinheit ABFU an, wobei der Block 307 die Aufwärtswandlung
der Batteriespannung auf 25 V bewirkt und dies in der Energiereserve abspeichert. Über
die Verbindung 308 können dann die Leistungsendstufen
in den Zündkreisen mit der Zündenergie aus dem
Kondensator CER versorgt werden. Die aufwärts gewandelte
Spannung im Block 307 wird im Block 306, der ebenfalls
zum Versorgungsbaustein gehört, wieder auf 12 V abwärts gewandelt.
Diese 12 V werden dann der Zündkreisansteuerung und anderen
Bauelementen in der Airbagfeuereinheit ABFU zugeführt.
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Diese
12 V werden dann über eine Energieversorgungsleitung im
Steuergerät DCU übertragen, um zumindest im Autarkiefall
auf das Steuergerät DCU mit Energie zu versorgen. Auch
die Batterie Bat ist über das Zündschloss ZS in
den Block 305 mit dem Steuergerät verbunden, und
zwar bei dem Block 300. Im Block 300 wird die
Spannungsversorgung der DCU geschaltet, d. h. im Autarkiefall von
Batterie auf die Airbagfeuereinheit ABFU geschaltet.
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Aus
dem Block 300 geht es in den Block 301, der aus
den 12 V die 6,7 V abwärts wandelt und diese 6,7 V externen
Sensoren und auch internen Sensoren zur Verfügung stellt.
Im Block 302 erfolgt die Abwärtswandlung auf 5
V, in Block 303 auf 3,3 V, in Block 304 auf 1,5
V. Diese Spannungen werden vorzugsweise der Auswerteschaltung mit
in den Mikrocontroller zugeführt.
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4 zeigt
ein weiteres Blockschaltbild des erfindungsgemäßen
Systems, wobei Module von Fahrdynamikfunktionen und Airbagfunktionen
gleichermaßen in der DCU integriert sind:
Die Elemente 400, 408 und 409 stellen
die in der DCU implementierten Funktionen dar. Block 400 ist die
Airbag bezogene Funktionalität, Block 408 sind Fahrdynamik
bezogene Funktionen (Vehicle Dynamic Module = VDM). Die Leitungen 415 und 416 stellen
Eingangssignale (Schalter) für das VDM dar.
Block 409 steht
für Basisfunktionalitäten, die generelle Basis
Software der DCU enthält, z. B. Kommunikation oder Sensordatenaufbereitung.
Die 410 und 411 sind
Flexray Kommunikationsleitungen, die Leitungen 412 bis 414 sind
für die CAN Kommunikation.
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Die
Batterie Bat ist über das Zündschloss 401 an
die Zentraleinheit im Steuergerät DCU angeschlossen, und
zwar über die Leitung 423 und/oder 422.
Im dargestellten Beispiel werden Teile des DCU über 422 versorgt
andere Anteile des DCU und die ABFU über die Leitung 423,
d. h. bei eingeschalteter Zündung.
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Die
Batterie ist weiterhin an die Airbagfeuereinheit ABFU angeschlossen,
die, wie in 3 bis 4, ausgebildet
ist. Die Airbagfeuereinheit ABFU weist die Energiereserve ER, sowie
die Zündkreisansteuerung mit Schnittstellen 402 auf.
Die Airbagfeuereinheit steuert über die Ausgänge 403, 404 und 405 die
Zündkreise und erhält über die Leitung 425 das
Freigabesignal und über die Leitung 426 den Feuerbefehl. Über
Leitung 427 überträgt die Airbagfeuereinheit
ABFU den Status, den ihre Überwachungsschaltung der Zündelemente
zeigen. Über die Leitung 424 wird die Zentraleinheit
DCU im Autarkiefall mit Energie versorgt. Die Zentraleinheit DCU
gibt beispielsweise die Signale Crashoutput über die Leitung 406 und
eine Ansteuerung für eine Warnlampe 407 aus, um
eine Fehlfunktion des Airbagsystems anzuzeigen. Der Ausgang Crashoutput
stellt die Auslöseentscheidung des Airbags anderen Systemen zur
Verfügung.
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In
die Zentraleinheit gehen über die Leitungen 417 und 419 PAS-Signale,
wobei die Energieversorgung über die Leitung 420 und 418 separat
dargestellt wurde. Über die Leitung 421 wird die
Aktivierung/Deaktivierung des Beifahrerairbags in Abhängigkeit
der Belegungssituation oder eines Schalters übertragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004015125
A1 [0002]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - ISO-Standard
22896 [0009]
- - ISO 22896 [0042]