-
Stand der Technik
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Anspruch
1, ein Steuergerät gemäß Anspruch 13,
sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch
14.
-
In
momentanen Airbag Steuergeräten (ECUS) werden die vom Algorithmus
auf dem Mikroprozessor getroffenen Auslöseentscheidungen
durch einen unabhängigen Hardware Pfad plausibilisiert. Dies
gilt als Gegenmaßnahme gegen einen „Verrückten
Mikrokontroller” („Crazy Microcontroller”),
der willkürlich und ohne jegliche logische Basis Feuerentscheidungen
trifft. Der unabhängige Hardware Pfad kann durch eine Sicherheitssteuerung
SCON (SafetyCONtroller) in Form eines Hardware Bausteins realisiert
sein. Jegliche Auslöseentscheidung des Airbag Steuergeräts
muss durch diese Sicherheitssteuerung bestätigt werden.
-
Unfallsituationen
haben häufig eine fahrdynamisch kritische Vorgeschichte.
Die
WO 2008 086 925
A1 schlägt daher vor, Zustände aus dem ESP-Steuergerät
auszunutzen und diese der Sicherheitssteuerung SCON auf dem Airbag
Steuergerät in Form einer binären Information
zur Verfügung zu stellen. Eine so genannte DIS_SFL Leitung
des der Sicherheitssteuerung SCON kann dann auf Basis der externen
Steuergeräte-Information gesetzt werden.
-
Die
DE 100 57916 A1 befasst
sich mit einem Steuergerät für ein Rückhaltesystem
in einem Kraftfahrzeug. Ein Sicherheitsschalter überwacht
dabei Sensorsignale, die an den Prozessor des Steuergeräts übertragen
werden, auf Plausibilität.
-
Wenn
der Sicherheitsschalter selbst einen Auslösefall erkennt
gibt der Sicherheitsschalter entsprechende Rückhaltemittel
für eine vorgegebene Zeit frei.
-
Die
Funktionalität der Sicherheitssteuerung SCON ist bisher
auf die Plausibilisierung von Unfallsituationen zugeschnitten. Die
einstellbaren Schwelen werden so eingestellt, dass in normalen Fahrsituationen
keine SCON-Freigabe erfolgt, sondern dass die Sicherheitssteuerung
SCON lediglich im Unfallgeschehen plausibilisiert.
-
In
Zukunft müssen Rückhaltemittel schon vor einem
eigentlichen Unfall gezündet werden. Beim Verlassen der
Fahrbahn (Off-Road-Situation) bewegt sich der Kfz-Insasse z. B.
sehr stark in der Fahrgastzelle. Endet der Off-Road-Trip in einer
Kollision mit einem Baum oder Pfahl, so sitzt der Insasse in einer Fehlposition
(”out of position”) und das Rückhaltemittel
(RHM) kann seine volle Schutzwirkung nicht mehr entfalten und im
schlimmsten Fall sogar mehr Schaden zuführen als Nutzen
bewirken. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, den Beginn einer
Off-Road Situation zu erkennen und geeignete Rückhaltemittel zu
zünden, z. B. reversible Rückhaltemittel oder
einen pyrotechnischen Gurtstraffer. Der Gurtstraffer hält
den Insassen dann in Position für Nachfolgeereignisse.
-
Mit
dem gegenwärtigen SCON-Konzept wäre es erforderlich,
die entsprechenden Schwellen zur Plausibilisierung so niedrig einzustellen,
dass die Sicherheitssteuerung SCON sehr oft aktiv wäre.
Er könnte dann seiner Schutzfunktion gegen einen „verrückten
Mikrokontroller” nicht mehr nachkommen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor
diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren
zum Freischalten von Insassenschutzmitteln eines Fahrzeugs, weiterhin
ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet sowie schließlich
ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den
unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung.
-
Die
Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass Auslöseentscheidungen
für Insassenschutzmittel und insbesondere für
Rückhaltemittel sicher plausibilisieren las sen, wenn für
die Plausibilisierung unterschiedliche Schwellwerte zur Verfügung
stehen. Kern der Erfindung ist dabei die Bereitstellung von mehreren
Schwellen pro Sicherheitssteuerungs-Eingang (”Safety ID”)
einer Sicherheitssteuerung, beispielsweise in Form eines SafetyCONtrollers
SCON.
-
Mit
der vorliegenden Erfindung lässt sich der Mangel beheben,
dass die Sicherheitssteuerung SCON entweder nur für Unfallsituationen
tauglich ist und damit die Off-Road Auslösung nicht plausibilisieren
kann oder auch Off-Road Auslösungen plausibilisieren kann,
dann aber ihrer Schutzfunktion gegen das Zünden teurer
und evtl. verletzender Rückhaltemittel nicht mehr nachkommen
kann. Vorteilhafterweise lassen sich beide Anforderungen durch die vorliegende
Erfindung erfüllen.
-
Der
erfindungsgemäße Ansatz bietet den funktionalen
Vorteil einer Erhaltung der SCON-Robustheit für Airbag-relevante
Unfallauslöseschwellen. Dies ist z. B. mit einer Vermeidung
von Crashrecordereinträgen verbunden und im Hinblick auf
die Produkthaftung sinvoll. Zudem ergibt sich eine hardwareseitige
Absicherung auch von Off-Road-Szenarien oder anderen Unfallsituationen,
in denen reversible oder irreversible Rückhaltemittel gezündet
werden sollen, obwohl kein klassischer Unfall vorliegt. Zudem lassen
sich die Hardware-Kosten reduzieren. Dies ist durch eine einfache
Umsetzung des erfindungsgemäßen Ansatzes in Form
einer ”Mehrfachschwelle” möglich.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Freischalten von
Insassenschutzmitteln eines Fahrzeugs, mit folgenden Schritten:
Empfangen einer ersten Sensorinformation und einer zweiten Sensorinformation über
eine Schnittstelle;
Vergleichen der ersten Sensorinformation
mit einem ersten Schwellwert, um ein erstes Vergleichsergebnis zu
bestimmen und Vergleichen der ersten Sensorinformation mit mindestens
einem weiteren Schwellwert, um mindestens ein weiteres Vergleichsergebnis zu
bestimmen;
Vergleichen der zweiten Sensorinformation mit einem
zweiten ersten Schwellwert, um ein zweites erstes Vergleichsergebnis
zu bestimmen und Vergleichen der zweiten Sensorinformation mit mindestens einem
zweiten weiteren Schwellwert, um mindestens ein zweites weiteres
Vergleichsergebnis zu bestimmen;
Bereitstellen eines ersten
Freischaltsignals zum Freischalten eines ersten Insassenschutzmittels,
abhängig von dem ersten Vergleichsergebnis und dem zweiten
ersten Vergleichsergebnis; und
Bereitstellen mindestens eines
weiteren Freischaltsignals zum Freischalten mindestens eines weiteren Insassenschutzmittels,
abhängig von dem mindestens einen weiteren Vergleichsergebnis
und dem mindestens einen zweiten weiteren Vergleichsergebnis.
-
Unter
Insassenschutzmittel fallen beispielsweise Rückhaltemittel
wie Airbags oder Gurtstraffer. Freischalten kann bedeuten, dass
eine Auslösung der Insassenschutzmittel ansprechend auf
ein zusätzliches Auslösesignal möglich
ist. Die Sensorinformationen können Signale oder Daten
repräsentieren, die von einem oder mehreren Sensoren bereitgestellt
werden bzw. die aus solchen Signalen oder Daten ermittelt werden.
Bei den Sensoren kann es sich beispielsweise um Beschleunigungssensoren oder
Abstandssensoren handeln. Bei der Schnittstelle kann es sich um
eine in Hardware oder in Software ausgeführte Schnittstelle
handeln, je nach dem, ob das erfindungsgemäße
Verfahren in Hardware oder in Software realisiert wird. Die Vergleichsergebnisse können
anzeigen, ob die jeweilige Sensorinformation den entsprechenden
Schwellwert überschreitet oder unterschreitet. Beispielsweise
können die Vergleichsergebnisse einen ersten Wert aufweisen,
wenn die Sensorinformation den Schwellwert überschreitet und
einen zweiten Wert aufweisen, wenn die Sensorinformation den Schwellwert
unterschreitet. Die Schwellwerte mit denen die erste Sensorinformation verglichen
wird und die entsprechenden weiteren Schwellwerte, mit denen die
zweite Sensorinformation verglichen wird, können je nach
Ausführungsform gleich oder unterschiedlich sein. Die Freischaltsignale
werden abhängig von den zugeordneten Vergleichsergebnissen
bereitgestellt. Das kann bedeuten, dass ein Freischaltsignal einen
ersten Wert aufweist, wenn zumindest aufgrund eines der zugeordneten
Vergleichsergebnisse eine Freischaltung eines zugeordneten Rückhaltemittels
zulässig ist. Wenn keines der zugeordneten Vergleichsergebnisse
eine Freischaltung des zugeordneten Rückhaltemittels zulässig
anzeigt, kann das Freischaltsignal einen zweiten Wert aufweisen,
der eine Auslösung des Insassenschutzmittels unterbindet.
Die Freischaltsignale können somit bewirken, dass jeweilige
Auslösepfade von Insassenschutzmitteln freigegeben werden.
-
Zum
Bereitstellen des ersten Freischaltsignals kann eine ODER-Verknüpfung
zwischen dem ersten Vergleichsergebnis und dem zweiten ersten Vergleichsergebnis
durchgeführt werden und zum Bereitstellen des mindestens
einen weiteren Freischaltsignals kann eine ODER-Verknüpfung
zwischen dem mindestens einen weiteren Vergleichsergebnis und dem
mindestens einen zweiten weiteren Vergleichsergebnis durchgeführt
werden. Somit kann ein Freischaltsignal bereits ansprechend auf
ein einziges gültiges Vergleichsergebnis bereitgestellt
werden. Eine ODER-Verknüpfung ist dabei einfach und kostengünstig
zu realisieren.
-
Beispielsweise
kann das erste Freischaltsignal ausgebildet sein, um eine erste
Gruppe von Insassenschutzmitteln freizuschalten und das mindestens
eine weitere Freischaltsignal kann ausgebildet sein, um mindestens
eine weitere Gruppe von Insassenschutzmitteln freizuschalten. Somit
können mehrere Insassenschutzmittel zusammengefasst und
einem Freischaltsignal zugeordnet werden. Den Gruppen können
dieselben oder unterschiedliche Insassenschutzmittel zugeordnet
sein.
-
Gemäß einer
Ausgestaltung weisen die erste Gruppe und die mindestens eine weitere
Gruppe von Insassenschutzmitteln zumindest ein gemeinsames Insassenschutzmittel
auf. Ist ein Insassenschutzmittel unterschiedlichen Gruppen zugeordnet,
so kann dieses Insassenschutzmittel basierend auf unterschiedlichen
Schwellwerten freigeschaltet werden.
-
Ferner
kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt
des Empfangens einer ersten Auslöseentscheidung und mindestens
einer weiteren Auslöseentscheidung über eine weitere
Schnittstelle und einen Schritt des Bereitstellens eines ersten
Auslösesignals abhängig von der ersten Auslöseentscheidung
und dem ersten Freischaltsignal und des Bereitstellens mindestens
eines weiteren Auslösesignals abhängig von der
mindestens einen weiteren Auslöseentscheidung und dem mindestens
einen weiteren Freischaltsignal aufweisen. Auf diese Weise kann
eine Plausibilisierung einer Auslöseentscheidung durchgeführt
werden und ansprechend darauf eine Auslösung eines Insassenschutzmittels
durchgeführt oder verhindert wird.
-
Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung können die Schritte des Vergleichens
abhängig von einem Einstellsignal durchgeführt
werden. Das Einstellsignal kann als Teil des erfindungsgemäßen
Verfahrens bestimmt werden oder extern bereitgestellt werden und über
eine Schnittstelle zugeführt werden. Das Einstellsignal
kann ausgebildet sein, um spezielle Schwellwerte zu definieren oder
um spezielle Schwellwerte auszuwählen, die zum Auswählen
der Sensorinformationen eingesetzt werden. Auf diese Weise können
die Schwellwerte situationsabhängig eingestellt werden.
Beispielsweise kann das Einstellsignal ausgebildet sein, um einzustellen,
dass der Vergleich einer Sensorinformation entweder nur mit dem
jeweiligen ersten Schwellwert oder nur mit einem der jeweiligen
weiteren Schwellwerte verglichen wird. Somit kann vermieden werden,
dass die Sensorinformationen ständig mit allen zur Verfügung
stehenden Schwellwerten verglichen werden müssen, um die
Plausibilisierung durchzuführen.
-
Das
Einstellsignal kann ein Signal repräsentieren, das von
einem Auslösealgorithmus zum Ansteuern der Insassenschutzmittel
bereitgestellt wird. Somit können die vom Auslösealgorithmus
ermittelten Informationen für das erfindungsgemäße
Verfahren eingesetzt werden.
-
Das
Vergleichen der ersten Sensorinformation mit dem ersten Schwellwert
und das Vergleichen der zweiten Sensorinformation mit dem zweiten
ersten Schwellwert kann erfolgen, wenn das Einstellsignal einen
ersten Wert aufweist und das Vergleichen der ersten Sensorinformation
mit dem mindestens einen weiteren Schwellwert und das Vergleichen
der zweiten Sensorinformation mit dem mindestens einem zweiten weiteren
Schwellwert kann erfolgen, wenn das Einstellsignal einen zweiten
Wert aufweist. Somit können die Vergleiche abhängig
von dem Einstellsignal entweder mit dem jeweiligen ersten Schwellwert
oder mit dem jeweiligen weiteren Schwellwert durchgeführt
werden. Die ersten Schwellwerte und die weiteren Schwellwerte können dabei
an unterschiedliche Fahrsituationen angepasst sein.
-
Dabei
kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt
des Setzens des Einstellsignals auf den zweiten Wert, abhängig
von dem weiteren Vergleichsergebnis und dem zweiten weiteren Vergleichsergebnis
aufweisen. Auf diese Weise kann das Einstellsignal aus Werten bestimmt
werden, die von dem erfindungs gemäßen Verfahren
bereitgestellt werden. Dies erhöht die Sicherheit der Plausibilisierung
von Auslöseentscheidungen.
-
Ein
Rücksetzen des Einstellsignals auf den ersten Wert kann
zeitgesteuert erfolgen. Somit kann beispielsweise eine vorbestimmte
Zeitdauer nach einem Vorbestimmten Ereignis von einem aktuell eingestellten
weiteren Schwellwert auf einen vorangegangenen oder den ersten Schwellwert
zurückgeschaltet werden.
-
Ferner
kann das Einstellsignal abhängig von einem dritten Vergleichsergebnis
und einem zweiten dritten Vergleichsergebnis von dem zweiten Wert
auf einen dritten Wert gesetzt werden und die erste Sensorinformation
kann mit einem dritten Schwellwert und die zweiten Sensorinformation
mit einem zweiten dritten Schwellwert verglichen werden, wenn das Einstellsignal
den dritten Wert aufweist.
-
Verfahren
gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
bei dem im Schritt des Empfangens mindestens eine dritte Sensorinformation über
die Schnittstelle empfangen wird, mit einem Schritt des Vergleichens
der dritten Sensorinformation mit einem dritten ersten Schwellwert,
um ein drittes erstes Vergleichsergebnis zu bestimmen und des Vergleichens der
mindestens einen dritten Sensorinformation mit mindestens einem
dritten weiteren Schwellwert, um mindestens ein drittes weiteres
Vergleichsergebnis zu bestimmen und bei dem das Bereitstellen des
ersten Freischaltsignals ferner abhängig von dem dritten ersten
Vergleichsergebnis und das Bereitstellen des mindestens eines weiteren
Freischaltsignals ferner abhängig von dem mindestens einen
dritten weiteren Vergleichsergebnis erfolgt. Somit kann können
mehr als zwei Schwellwerte zum Vergleich einer Sensorinformation
eingesetzt werden. Dabei kann ein jeweils geeigneter Schwellwert
situationsabhängig aktiviert werden.
-
Die
vorliegende Erfindung schafft ferner ein Steuergerät zum
Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form
eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
-
Unter
einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät
verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit
davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine
Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet
sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung
können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten
System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts
beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen
eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus
diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen
Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein,
die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen
vorhanden sind.
-
Von
Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der
auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher,
einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert
ist und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird,
wenn das Programm auf einem Steuergerät ausgeführt
wird.
-
Die
Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen
beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein
Blockdiagramm eines Systems zur Hardware-Plausibilisierung von Auslöseentscheidungen;
-
2 ein
Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Safety Controllers
zur selektiven Freischaltung von Rückhaltemitteln;
-
3 ein
Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Auslöselogik
zur selektiven Freischaltung von Rückhaltemitteln;
-
4 ein
Blockdiagramm einer besonderen ersten Ausführung des erfindungsgemäßen
Safety Controllers zur selektiven Freischaltung von Rückhaltemitteln;
-
5 ein
Blockdiagramm einer besonderen zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen
Safety Controllers zur selektiven Freischaltung von Rückhaltemitteln;
und
-
6 Blockdiagramm
einer besonderen dritten Ausführung des erfindungsgemäßen
Safety Controllers zur selektiven Freischaltung von Rückhaltemitteln.
-
Gleiche
oder ähnliche Elemente können in den nachfolgenden
Figuren durch gleiche oder ähnliche Bezugszeichen versehen
sein. Ferner enthalten die Figuren der Zeichnungen, deren Beschreibung sowie
die Ansprüche zahlreiche Merkmale in Kombination. Einem
Fachmann ist dabei klar, dass diese Merkmale auch einzeln betrachtet
werden oder sie zu weiteren, hier nicht explizit beschriebenen Kombinationen
zusammengefasst werden können.
-
1 zeigt
Blockdiagramm eines Systems zur Hardware-Plausibilisierung von Auslöseentscheidungen
für Insassenschutzmittel eines Fahrzeugs, gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
Gezeigt
ist eine Sensorschnittstelle 10, ein Mikrokontroller 20 (μC)
mit einem Auslösealgorithmus 50, ein Selektierer 30,
eine Vorrichtung 40 zum Freischalten von Insassenschutzmitteln
eines Fahrzeugs in Form einer Sicherheitssteuerung SCON mit Vergleichseinrichtungen 60, 70, 80, 90 und
einem Merger 100, eine erste Logik 110, eine zweite
Logik 120, eine N-te Logik 130, ein Zündkreisselektor 140 und
Zündeinrichtungen 150 in Form von Squibs. Die Vorrichtung 40 ist
ausgebildet, um das erfindungsgemäße Verfahren
zum Freischalten von Insassenschutzmitteln auszuführen.
-
Die
Sensorschnittstelle 10 ist ausgebildet, um Sensorsignale 1 zu
empfangen und an den Mikrokontroller 20 sowie an den Selektor 30 bereitzustellen.
Der Selektor 30 ist ausgebildet, um ausgewählte Sensorinformationen 31, 32, 33, 34 an
die Vergleichseinrichtungen 60, 70, 80, 90 bereitzustellen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist
der Selektor 30 ausgebildet, um eine erste Sensorinformation 31 an
eine erste Vergleichseinrichtung 60, eine zweite Sensorinformation 32 an
eine zweite Vergleichseinrichtung 70, eine dritte Sensorinformation 33 an
eine dritte Vergleichseinrichtung 80 und eine vierte Sensorinformation 34 an
eine vier te Vergleichseinrichtung 90 bereitzustellen. Die
erste Vergleichseinrichtung 60 ist ausgebildet, um die
erste Sensorinformation 31 mit einem ersten Schwellwert
zu vergleichen, um ein erstes Vergleichsergebnis 61 zu
bestimmen, mit einem zweiten Schwellwert zu vergleichen, um ein
zweites Vergleichsergebnis 62 zu bestimmen und mit einem dritten
Schwellwert zu vergleichen, um ein drittes Vergleichsergebnis 63 zu
bestimmen und jeweils an den Merger 100 bereitzustellen.
Die zweite Vergleichseinrichtung 70 ist ausgebildet, um
die zweite Sensorinformation 32 mit einem weiteren ersten Schwellwert
zu vergleichen, um ein weiteres erstes Vergleichsergebnis 71 zu
bestimmen, mit einem weiteren zweiten Schwellwert zu vergleichen,
um ein weiteres zweites Vergleichsergebnis 72 zu bestimmen
und mit einem weiteren dritten Schwellwert zu vergleichen, um ein
weiteres drittes Vergleichsergebnis 73 zu bestimmen und
jeweils an den Merger 100 bereitzustellen. Die dritte Vergleichseinrichtung 80 ist ausgebildet,
um die dritte Sensorinformation 33 mit einem weiteren ersten
Schwellwert zu vergleichen, um ein weiteres erstes Vergleichsergebnis 81 zu
bestimmen, mit einem weiteren zweiten Schwellwert zu vergleichen,
um ein weiteres zweites Vergleichsergebnis 82 zu bestimmen
und mit einem weiteren dritten Schwellwert zu vergleichen, um ein
weiteres drittes Vergleichsergebnis 83 zu bestimmen und
jeweils an den Merger 100 bereitzustellen. In entsprechender
Weise ist die vierte Vergleichseinrichtung 90 ausgebildet,
um die vierte Sensorinformation 34 mit einem weiteren ersten
Schwellwert zu vergleichen, um ein weiteres erstes Vergleichsergebnis 91 zu
bestimmen, mit einem weiteren zweiten Schwellwert zu vergleichen,
um ein weiteres zweites Vergleichsergebnis 92 zu bestimmen
und mit einem weiteren dritten Schwellwert zu vergleichen, um ein
weiteres drittes Vergleichsergebnis 93 zu bestimmen und
jeweils an den Merger 100 bereitzustellen. Entsprechendes
gilt für eventuell vorhandene weitere Vergleichseinrichtungen.
Der Merger 100 ist ausgebildet, um basierend auf den ersten
Vergleichsergebnissen 61, 71, 81, 91 ein
erstes Freischaltsignal 41, basierend auf den zweiten Vergleichsergebnissen 62, 72, 82, 92 ein zweites
Freischaltsignal 42 und basierend auf den dritten Vergleichsergebnissen 63, 73, 83, 93 ein
drittes Freischaltsignal 43 bereitzustellen. Somit ist
die erste Logik 110 den ersten Schwellwerten zugeordnet,
basierend auf denen die ersten Vergleichsergebnissen 61, 71, 81, 91 bestimmt
werden, die zweite Logik 120 den zweiten Schwellwerten
zugeordnet, basierend auf denen die zweiten Vergleichsergebnissen 62, 72, 82, 92 bestimmt
werden und die dritte Logik 130 den dritten Schwellwerten zugeordnet,
basierend auf denen die dritten Vergleichsergebnissen 63, 73, 83, 93 bestimmt
werden
-
Der
Mikrokontroller 20 ist ausgebildet, um den Auslösealgorithmus 50 auszuführen
und basierend auf weiteren Sensorinformationen 12, 13, 14 eine
Auslöseentscheidung 51 an den Zündkreisselektor 140 bereitzustellen.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist
der Mikrokontroller 20 ferner ausgebildet, um ein Einstellsignal 52 zu
bestimmen und an die Vorrichtung 40 zum Freischalten von
Insassenschutzmitteln eines Fahrzeugs bereitzustellen. Das Einstellsignal 52 kann
ausgebildet sein, um die Schwellwerte der Vergleichseinrichtungen 60, 70, 80, 90 einzustellen
bzw. Vergleiche mit einzelnen oder mehreren Schwellwerten innerhalb
der Vergleichseinrichtungen 60, 70, 80, 90 zu
aktivieren oder zu deaktivieren.
-
Die
erste Logik 110 ist ausgebildet, um das erste Freischaltsignal 41 und
eine erste Auslöseentscheidung 141 von dem Zündkreisselektor 140 zu empfangen
und Auslösesignale 115, 116, 117 an
die Zündeinrichtungen 150 bereitzustellen. Die
zweite Logik 120 ist ausgebildet, um das zweite Freischaltsignal 42 und
eine zweite Auslöseentscheidung 142 von dem Zündkreisselektor 140 zu
empfangen und Auslösesignale 125, 126, 127 an
die Zündeinrichtungen 150 bereitzustellen. Die
N-te Logik 130 ist ausgebildet, um das dritte Freischaltsignal 43 und
eine dritte Auslöseentscheidung 143 von dem Zündkreisselektor 140 zu
empfangen und Auslösesignale 135, 136, 137 an
die Zündeinrichtungen 150 bereitzustellen. Die
Zündeinrichtungen 150 sind ausgebildet, um ein
Zündsignal 151 an Insassenschutzmittel bereitzustellen.
-
Im
Folgenden wird der Aufbau und die Funktion des in 1 gezeigten
Systems an Hand eines Ausführungsbeispiels detailiert beschrieben.
-
Die
peripheren und internen Sensordaten 1 eines Airbag-Systems
werden von dem Sensor-Interface 10 erfasst. Die Menge der
Sensordaten 11 wird dem Mikrocontroller 20 als
Signale 12, 13, 14 zur Verfügung
gestellt. Aus der Menge der Sensordaten 11 aus dem Sensor-Interface 10 selektiert
ein Selektorblock 30 alle sicherheitsrelevanten Signale 31, 32, 33, 34 und
bildet sie auf Sicherheitseingänge (Safety IOs) der Vorrichtung 40 ab.
Die Vorrichtung 40 kann als SCON ASICs ausgeführt
sein. Die Daten 11, 12, 13, 14, 31, 32, 33, 34 können
in sepa raten Leitungen in die Blöcke 20, 30, 40 fließen
oder können zum Beispiel auf einem seriellen Bus wie dem
SPI liegen und von dort über eine Identifizierung ID selektiert
werden. Innerhalb des SCON ASICs 40 werden die Sensorsignale 31, 32, 33, 34 der
verschiedenen Safety IOs in den Schwellwertblöcken 60, 70, 80, 90 einem Schwellwertvergleich
unterzogen. Es handelt sich dabei um einen Vergleich der Signale 31, 32, 33, 34 jeweils
mit mehreren Schwellen, wie es beispielsweise in 2 gezeigt
ist.
-
Beispielsweise
kann für den Schwellwertblock 60 gelten, das abhängig
davon, welche Schwelle überschritten wurde, die Ausgangssignale 61, 62, 63 auf „0” oder „1” gesetzt
werden. Dies gilt entsprechend für die Signale 71, 72, 73, 81, 82, 83, 91, 92, 93.
Im Merger Block 100 werden die einzelnen Statusflags, die über
die Signale 61, 62, 63, 71, 72, 73, 81, 82, 83, 91, 92, 93 übermittelt
wurden zusammengefasst und über die Leitungen 41, 42, 43 weitergegeben.
-
Die
Steuerung der Schwellwertverarbeitung im Block 40 kann über
die Leitung 52 erfolgen, wie es beispielsweise an Hand
von 4 beschrieben ist.
-
Der
auf dem Mikrocontroller 20 laufende Algorithmus 50 liefert
in einer Unfallsituation Feuerentscheidungen, die der Mikrocontroller 20 in
dem Signal 51 weitergeben kann. Auch hier gilt, dass das
Datum 51 über eine oder mehrere elektrische Leitungen mit
einem definierten Spannungspegel oder aber über einen Bus
(zum Beispiel SPI) weitergegeben werden kann.
-
Im
Zündkreisselektor 140 wird ausgewählt, welcher
Zündkreis über welche der Leitungen 41, 42, 43 aktiviert
werden soll. Die jeweilige Zündkreisinformation wird über
die Signale 141, 142, 143 zur Verfügung
gestellt. Die Zündkreisinformation 141 fließt
dabei beispielsweise in den ersten Logikblock 110, die Zündkreisinformation 142 in
den zweiten Logikblock 120 und die dritte Zündkreisinformation 143 in
den N-ten Logikblock 130.
-
In
den Logikblöcken 110, 120, 130 werden die
Auslöseentscheidungen 141, 142 und 143 durch die
jeweiligen Hardware Plausibilisierungssignale 41, 42, 43 freigeschaltet.
Der erste Logikblock 110 kann dabei über die Signale 115, 116, 117 die
damit verbundenen Rückhaltemittel aktivieren. Der zweite
Logikblock 120 kann über die Signale 125, 126, 127 die damit
verbundenen Rückhaltemittel akti vieren. Der dritte Logikblock 130 kann über
die Signale 135, 136, 137 die mit ihm
verbundenen Rückhaltemittel ansteuern. Die Aktivierung
und Zündung der Rückhaltemittel 151 erfolgt
im Squibs-Block 150.
-
Im
Folgenden wird die Funktion des in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels anhand einer speziellen Fahrsituation
erklärt. In diesem Fall erkennt der Auslösealgorithmus 50 eine
Fahrsituation, in der ein Fahrzeug von der Fahrbahn ankommt. In
dieser Fahrsituation soll ein Gurtstraffer gezündet werden.
-
Die über
die Signale 31, 32, 33, 34 bereitgestellte
Signalhöhe reicht aus, um mit mindestens einem Sensorsignal 31, 32, 33, 34 einen
zweiten Schwellwert in den Blöcken 60, 70, 80, 90 zu überschreiten.
Dadurch wird in diesem Fall das Signal 42 aktiviert und
die Zündmittel 142 in der zweiten Logik 120 angesteuert.
Keines der Signale 31, 32, 33, 34 überschreitet
eine der ersten Schwellen in den Blöcken 60, 70, 80, 90.
Das bedeutet, dass die Zündmittel 141 durch die
erste Logik 110 nicht aktiviert werden können,
selbst wenn der Mikrocontroller 20 ”verrückt” spielt
und die Zündkreise über die Leitung 51 ansteuern
will.
-
Für
die Zündmittel 141 bleibt also die bisherige SCON
Robustheit erhalten, andererseits werden die Zündmittel 142 auslösbar.
Dasselbe gilt bei Nichtüberschreitung der dritten Schwelle
für die Rückhaltemittel, die durch den N-ten Logikblock 130 angesteuert
werden.
-
2 zeigt
ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Safety
Controllers 40 zur selektiven Freischaltung von Rückhaltemitteln.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird
der Steuerkanal 52 für die Schwellwertverarbeitung
nicht benötigt.
-
Die
Umsetzung des erfindungsgemäßen Ansatzes erfolgt
funktional einfach über Mehrfachschwellauswertung. Die
Signale 31, 32, 33, 34 gelangen
in den Block 40. Die Funktionalität des Blocks 40 wird
anhand der Blöcke 60 und 70 genauer erklärt. Überschreitet
das Sensorsignal 31 im Block 60 die Schwelle 67 (Thd1,1),
so stellt der Schwellwertvergleichsblock 64 am Ausgang
ein Aktivierungssignal 61 bereit. Überschreitet
das Sensorsignal 31 eine weitere Schwelle 68 (Thd1,2),
so stellt der zuständige Schwellwertvergleichsblock 65 ein
Aktivierungssignal 62 bereit. Für alle weiteren
Schwellen 3 .. N wird im entsprechenden Schwellwertvergleichsblock
ein Aktivierungssignal 63 generiert, sobald eine Schwellwert überschreitung
(Thd1,N) erfolgt ist. Dieselbe Logik gilt für Block 70.
Das Signal 32 wird in den Schwellwertvergleichsblöcken 74, 75, 76 mit
jeder der N Schwellen 77, 78, 79 (Thd2,1,
Thd2,2, Thd2,N) verglichen und für jede Schwellüberschreitung
wird das entsprechende Schwellwertsignal 71, 72, 73 aktiviert.
-
Im
Merger Block 100 werden die unterschiedlichen Schwellwertaktivierungssignale 61, 62, 63, 71, 72, 73, 81, 82, 83, 91, 92, 93 der
Blöcke 60, 70, 80 und 90 verglichen.
Dazu weist der Merger Block 100 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel Einrichtungen 101, 102, 103 zum
Ausführen von ODER-Verknüpfungen zwischen den
ersten Vergleichsergebnissen 61, 71, 81, 91,
den zweiten Vergleichsergebnissen 62, 72, 82, 92 und
zwischen den dritten Vergleichsergebnissen 63, 73, 83, 93 auf.
-
Demgemäß werden
die Signale 61, 71, 81, 91 in
dem ODER Block 101 verknüpft. Überschreitet eines
der Signale 31, 32, 33, 34 die
Schwelle Thdx,1, wobei in dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel x = {1, 2, ..., 4} gilt, so wird das
Signal 41 aktiviert. Die Signale 62, 72, 82, 92 werden
in dem ODER Block 102 verknüpft. Überschreitet
eines der Signale 31, 32, 33, 34 die
Schwelle Thdx,2, mit x = {1, 2, ..., 4), so wird das Signal 42 aktiviert.
Die Signale 63, 73, 83, 93 werden
in dem ODER Block 103 verknüpft. Überschreitet
eines der Signale 31, 32, 33, 34 die
Schwelle Thdx,N, mit x = {1, 2, ..., 4}, so wird das Signal 43 aktiviert.
-
3 zeigt
ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Auslöselogik
zur selektiven Freischaltung von Rückhaltemitteln, gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gezeigt ist ein Aufbau
und eine Verschaltung der in 1 gezeigten Logik
Blöcke 110, 120, 130. Die Logik
Blöcke 110, 120, 130 weisen
eine Mehrzahl von UND-Blöcke 112, 113, 114, 122, 123, 124, 132, 133, 134 auf,
von denen pro Logik Block jeweils drei UND-Blöcke dargestellt
sind. Die durch den Zündkreisselektor 140 (gezeigt
in 1) ausgewählten Signale 141 werden
gedemultiplext und als Signale 141,1, 141,2, 141,K1 an den ersten
Logikblock 110, als Signale 142,1, 142,2, 142,K2 an den
zweiten Logikblock 120 und als Signale 143,1, 143,2, 143,K3
an den dritten Logikblock 130 bereitgestellt. Die Signale
141,1, 141,2, 141,K1, 142,1, 142,2, 142,K2, 143,1, 143,2, 143,K3
können unterschiedlichen Zündkreisen zugeordnet
sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel
sind die Signale 141,1, 142,1, 143,1 einem ersten Zündkreis
ZK1, das Signal 141,2 einem zweiten Zündkreis ZK2, das
Signal 141,2 einem dritten Zündkreis ZK3, das Signal 142,k2
einem vierten Zündkreis ZK4, das Signal 141,k1 einem achten
Zündkreis ZK8, das Signal 143,2 einem zwölften
Zündkreis ZK12 und das Signal 143,k3 einem viertzehnten
Zündkreis ZK14 zugeordnet sein. Somit können mittels
der Logikblöcke 110, 120, 130 unterschiedliche
Gruppen von Zündkreisen, die jeweils Insassenschutzmitteln
zugeordnet sein können, freigeschaltet werden. Die einzelnen
Gruppen können dabei auch gemeinsame Zündkreise
aufweisen.
-
Somit
werden die durch den Zündkreisselektor 140 ausgewählten
Signale 141 gedemultiplext und als Signale 141,1, 141,2,
141,K1 dem ersten Logikblock 110 zugeführt. In
dem Logikblock 110 wird das Signal 141,1, das dem Zündkreis
ZK1 zugeordnet ist, in dem logischen UND-Block 112 mit
dem Signal 41 verknüpft. Das Ergebnis der Verknüpfung wird
als Signal 115 ausgegeben. Im Block 110 wird ferner
das Signal 141,2, das dem Zündkreis ZK3 zugeordnet ist,
in dem logischen UND-Block 113 mit dem Signal 41 verknüpft.
Das Ergebnis der Verknüpfung wird als Signal 116 ausgegeben.
Im Block 110 wird ferner das Signal 141,K1, das dem Zündkreis ZK8
zugeordnet ist, in dem logischen UND-Block 114 mit dem
Signal 41 verknüpft. Das Ergebnis der Verknüpfung
wird als Signal 117 ausgegeben.
-
Entsprechend
werden im Block 120 die selektierten Zündkreissignale
142,1, 142,2, 142,K2 in den logischen UND-Blöcken 122, 123, 124 mit
dem Signal 42 verknüpft und das Ergebnis wird
als Signal 125 und 126 und 127 ausgegeben.
Entsprechend werden im Block 130 die selektierten Zündkreissignale
143,1, 143,2, 143,K3 in den logischen UND-Blöcken 132, 133 und 134 mit
dem Signal 43 verknüpft und das Ergebnis wird
als Signal 135, 136, 137 ausgegeben.
-
Die 4 bis 6 zeigen
jeweils Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung,
bei denen die Schritte des Vergleichens in den Blöcken 60, 70, 80, 90 durch
das Einstellsignal 52 gesteuert werden.
-
4 zeigt
ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Sicherheitssteuerung 40 zur
Freischaltung von Rückhaltemitteln, gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 beschränkt sich
auf die Darstellung der Blöcke 60, 70.
Prinzipiell können beliebig viele Blöcke gemäß 60, 70 implementiert
sein. Der Unter schied zu dem in 2 dargestellten
System besteht darin, dass mittels des Steuerkanals 52 zwischen
zwei Schwellwertsätzen umgeschaltet werden kann. Dazu ist
ein Schalter 160 vorgesehen, der von dem Einstellsignal 52 angesteuert
wird, und zwei Einstellsignale 161, 162 an die
Blöcke 60, 70 bereitstellen kann. Liegt
der Schalter 160 in einer ersten Position (in 4 als
linke Position dargestellt), so werden über das Signal 161 für
den Schwellwertvergleich in den Blöken 60, 70 die Schwellen
Thdx,1 aktiviert. Dabei gilt für das in 1 dargestellte
Ausführungsbeispiel x = {1, 2, ..., 4}. Liegt der Schalter 160 dagegen
in einer zweiten Position (in 4 als rechte
Position dargestellt), so werden über das Signal 162 für
den Schwellwertvergleich die Schwellen Thdx,2, mit x = {1, 2, ...,
4} aktiviert. Eine solche Funktionalität kann beispielsweise über
einen zusätzlichen oder bei einem ASIC bereits vorhandenen
Anschluss einfach und kostengünstig umgesetzt werden.
-
Mit
der in 4 gezeigten Logik lässt sich der Schwellwertsatz
der Sicherheitssteuerung SCON 40 fahrsituationsabhängig
umschalten, und zwar gemäß diesem Ausführungsbeispiel
in Bezug auf jeweils zwei Schwellen Thdx,1, Thdx,2.
-
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel kann das Einstellsignal 52 beispielsweise
von dem Mikrokontroller 20 (gezeigt in 1)
bereitgestellt werden. Schreibt der Mikrocontroller 20 auf
den SCON muss sichergestellt werden, dass keine ungewollte Schwellwertumschaltung
erfolgt. Sonst könnte ein ”verrückter
Mikrokontrollen” ungewünschte Schwellwertumschaltungen
hervorrufen.
-
Das
in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
darin, dass der Steuerkanal 52 nicht vom Mikrocontroller 20,
sondern vom ASIC 40 selbst angesteuert wird. Beispielsweise
kann das Einstellsignals von den zweiten Vergleichsergebnissen 62, 72, 82, 92 abhängen.
Dazu kann der Ausgang des ODER-Gatters 102, das das zweite
Freischaltsignal 42 bereitstellt, mit dem Eingang des Schalters 160 verbunden
sein. Somit entspricht das zweite Freischaltsignal 42 dem
Einstellsignal 52.
-
Die
Umschaltung der Schwellwertsätze kann somit durch Auswertung
der Leitung 42 erfolgen. Wird eine der unteren Schwellen
(Thdx,1) überschritten, so wird auf die obere Schwelle
(Thdx,2) umgeschaltet. Mittels der oberen Schwelle werden die Signale 62, 72, 82, 92 generiert.
Zurück von der oberen Schwelle zur un teren Schwelle kann
zum Beispiel über eine Auszeit (Timeout) gelangt werden.
Wird beispielsweise für eine gewisse Zeit keine obere Schwelle
mehr überschritten, so kann danach wieder die Auswertung
des unteren Schwellensatzes erfolgen. Dieses Ausführungsbeispiel
hat zum Vorteil, dass der Mikrocontroller 20 nicht auf
den SCON 40 schreiben muss.
-
Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel kann das Einstellsignal 52 abhängig
von den dritten Vergleichsergebnissen 63, 73, 83, 93 auf
einen dritten Wert gesetzt werden. Ansprechend auf den dritten Wert
des Einstellsignals 52 kann in den Blöcken 60, 70 ein
dritter Schwellwertsatz eingestellt werden. Dieses Vorgehen lässt
sich auf weitere Schwellwertsätze erweitern.
-
6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel, gemäß dem
das Einstellsignal 52 von einer Zustandsmaschine 160 bereitgestellt
wird. Die Zustandsmaschine 160 ist ausgebildet, um die
Signale 41, 42, 43 zu empfangen und wieder
auszugeben. Mittels des von der Zustandsmaschine 160 bereitgestellten
Signals kann zwischen mehreren Schwellsätzen unterschieden
werden. Dies stellt eine Erweiterung zu dem an Hand von 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel dar.
-
In
der Zustandsmaschine 160 werden die Signale 41, 42, 43 ausgewertet.
Immer wenn eines dieser Aktivierungssignale 41, 42, 43 erstmals
aktiviert wird, erfolgt eine Umschaltung auf den nächsten Schwellwertsatz
mittels des Steuersignals 52. Dazu kann in allen Blöcken 60, 70, 80, 90 auf
die Auswertung der nächsten Schwelle umgeschaltet werden.
-
Zurück
von der Auswertung der oberen zur unteren Schwelle kann zum Beispiel über
einen Timeout gelangt werden. Wird für eine gewisse Zeit keine
obere Schwelle mehr überschritten, so kann danach wieder
die Auswertung des unteren Schwellensatzes erfolgen. Damit kann
in der Hardware Plausibilisierung berücksichtigt werden,
dass eine Unfallsituation stets die Verkettung unglücklicher
Zustände ist und dass sowohl die Dynamik als auch die Gefährlichkeit
einer Fahrsituation im Unfallverlauf zunimmt.
-
Die
beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft
gewählt und können miteinander kombiniert werden.
Auch sind die Anzahl der beschriebenen Blöcke und Schwellen
beispielhaft und können den Anforderungen entsprechend angepasst werden.
Anstelle der gezeigten Logikverknüpfungen können
auch alternative Verknüpfungen eingesetzt werden, um die
beschriebenen Auswertungen und Weiterverarbeitungen der Signale
zu ermöglichen.
-
Der
erfindungsgemäße Ansatz kann beispielsweise in
Airbag-Steuerungen oder anderen Steuergeräten eingesetzt
werden, die in Off-Road Situationen oder Nicht-Unfallsituationen
Gurtstraffer oder reversible Rückhaltemittel ansteuern
sollen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 2008086925
A1 [0003]
- - DE 10057916 A1 [0004]