DE19753467A1

DE19753467A1 - Circuit for information and energy transmission in a motor vehicle

Info

Publication number: DE19753467A1
Application number: DE19753467A
Authority: DE
Inventors: Marten Swart
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-08-19
Also published as: KR20010032697A; EP1034094A1; JP2001524413A; WO1999028158A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Informations- und Energieübertragung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug-Insassenschutzsystem, das mit einem Lenk rad-Airbag ausgestattet ist.The invention relates to a circuit for information and Energy transmission in a motor vehicle, especially in a motor vehicle occupant protection system with a steering rad airbag is equipped.

Zur Übertragung von elektrischer Energie und Informationen zwischen einer gegenüber dem Kraftfahrzeug-Chassis bewegli chen Kraftfahrzeug-Komponente, zum Beispiel dem Kraftfahr zeug-Lenkrad oder einem Sitz, und einer chassisseitig statio när angeordneten Kraftfahrzeug-Komponente, zum Beispiel einem Lenkstock (Lenksäule) oder einer Sitz-Führungsschiene, muß auch bei einer Bewegung sichergestellt sein, daß die Ener gie- und Informationsübertragung störungsfrei erfolgt.For the transmission of electrical energy and information between a moveable compared to the motor vehicle chassis Chen motor vehicle component, for example the motor vehicle steering wheel or a seat, and a chassis side statio när arranged motor vehicle component, for example one Steering column (steering column) or a seat guide rail, must even with a movement be sure that the Ener Gie and information transfer is carried out without interference.

Aus der DE 30 41 257 A1 ist es bekannt, eine Leitungsverbin dung in Form einer elektrisch leitenden Spiralfeder zwischen den elektrischen Komponenten des Lenkrads und den am Lenk stock angeordneten elektrischen Komponenten vorzusehen.DE 30 41 257 A1 discloses a line connection tion in the form of an electrically conductive coil spring between the electrical components of the steering wheel and those on the steering stock electrical components.

Weiterhin ist aus der DE 41 20 650 A1 ein Aufbau bekannt, bei dem ein Transformator vorgesehen ist, dessen Primärseite fahrzeugseitig fest angeordnet ist und dessen Sekundärseite mit dem Lenkrad verbunden ist. Der Transformator dient zur Energieübertragung zum Lenkrad und wird primärseitig impuls weise angesteuert. Mit der Sekundärseite ist eine Gleich richterschaltung zur Erzeugung einer geregelten Gleichspan nung vorgesehen, die zur Spannungsspeisung der am Lenkrad vorhandenen elektrischen Komponenten dient. Zur Informati onsübertragung ist koaxial zum Transformator ein Kondensator vorgesehen, über den die Informationssignale von den fahr zeugseitig stationär angeordneten Komponenten zu den am Lenk rad befindlichen elektrischen Komponenten, und umgekehrt, übertragen werden. Die über den Transformator stattfindende Energieübertragung zum Lenkrad kann zur Betätigung eines Air bags bei einem Unfall gespeichert werden.Furthermore, a structure is known from DE 41 20 650 A1, at which a transformer is provided, the primary side is fixedly arranged on the vehicle side and its secondary side is connected to the steering wheel. The transformer is used for Energy transfer to the steering wheel and is impulse on the primary side controlled wisely. With the secondary side is an equal rectifier circuit for generating a regulated DC voltage voltage provided to power the steering wheel existing electrical components. To Informati The transmission is a capacitor coaxial with the transformer provided via which the information signals from the driving Components on the tool side of the steering system electrical components, and vice versa, be transmitted. The one taking place over the transformer Energy transfer to the steering wheel can be used to operate an Air bags are saved in the event of an accident.

In der JP-A 58-115945 (Abstract) ist der Lenkabschnitt eines Kraftfahrzeugs beschrieben, der mit einem Transformator zur Energie- und Signalübertragung ausgestattet ist. Die am Lenk rad angeordnete Sekundärwicklung ist einerseits mit einem Gleichrichter zur Bildung einer Versorgungsgleichspannung und andererseits mit einer Demodulationsschaltung zur Datendemo dulation verbunden.In JP-A 58-115945 (abstract) the steering section is one Motor vehicle described that with a transformer for Energy and signal transmission is equipped. The one on the steering wheel wheel arranged secondary winding is on the one hand with a Rectifier to form a DC supply voltage and on the other hand with a demodulation circuit for data demonstration dulation connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Informations- und Energieübertragung zwischen relativ zuein ander beweglichen Komponenten eines Kraftfahrzeugs zu schaf fen, die ein zuverlässiges Arbeiten ermöglicht.The invention has for its object a circuit for Information and energy transfer between relative to each other to create other moving components of a motor vehicle fen, which enables reliable work.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.This object is achieved with those mentioned in claim 1 Features resolved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Un claims specified.

Bei der Erfindung wird das über den Transformator übertragene Frequenzsignal an die signalgenerierende Schaltung angelegt, so daß diese dieses Signal in geeigneter Weise benutzen und/oder auswerten kann. Die signalgenerierende Schaltung kann das zugeführte Frequenzsignal beispielsweise als eigenes Taktsignal zur Steuerung (oder Nachstellung) ihres eigenen Arbeitstakts benutzen, so daß sie keinen eigenen Taktoszilla tor benötigt. Das Frequenzsignal kann jedoch auch direkt als Trägerfrequenzsignal benutzt werden, das die signalgenerie rende Schaltung mit den von ihr zu übertragenden Signalen bzw. Daten moduliert. Dieses modulierte Signal wird dann über den weiteren elektrischen Übertrager übertragen. Die signal generierende Schaltung benötigt in diesem Fall somit keinen eigenen Trägerfrequenzsignalgenerator, wodurch der Schal tungsaufbau erheblich vereinfacht ist. Zugleich ergibt sich hierbei auch eine automatische Synchronisierung zwischen den über die beiden Übertragungsstrecken (Transformator und wei terer elektrischer Übertrager) übertragenen Signalen. Sofern die signalgenerierende Schaltung mit einem eigenen Trägerfre quenzsignalgenerator ausgestattet sein sollte, kann das zuge führte Frequenzsignal auch zur Synchronisierung und/oder Nachstellung dieses eigenen Trägerfrequenzsignalgenerators herangezogen werden.In the invention, the transmitted via the transformer Frequency signal applied to the signal generating circuit, so that they use this signal appropriately and / or can evaluate. The signal generating circuit can the supplied frequency signal, for example, as its own Clock signal to control (or readjust) your own Use work clocks so that they do not have their own tactoscilla gate needed. However, the frequency signal can also be used directly as Carrier frequency signal can be used, the signal generation circuit with the signals to be transmitted or data modulated. This modulated signal is then over transmit the further electrical transformer. The signal In this case, the generating circuit does not require any own carrier frequency signal generator, making the scarf structure is considerably simplified. At the same time it follows here also an automatic synchronization between the over the two transmission lines (transformer and white ternal electrical transmitter) transmitted signals. Provided the signal generating circuit with its own carrier fre quency signal generator should be equipped, that can led frequency signal also for synchronization and / or Readjustment of this own carrier frequency signal generator be used.

Die signalgenerierende Schaltung kann zum Beispiel eine an der beweglichen Komponente, zum Beispiel dem Lenkrad oder dem Kraftfahrzeug-Sitz, angeordnete Bedienungsschaltung sein, über die entsprechende Bedienungsbefehle für chassisseitig fest angeordneten Steuerkomponenten oder Schaltungskomponente erzeugt werden können, beispielsweise Hupenbefehle, Sitzver stellungsbefehle, usw. Die signalgenerierende Schaltung kann aber auch beispielsweise als Sensorschaltung ausgebildet sein, die einen zu überwachenden Parameter, beispielsweise die korrekte Funktionsbereitschaft einer Zündschaltung eines Airbags oder eine Sitzbelegung, überprüft und entsprechende Meldesignale über den elektrischen Übertrager zu zugeordneten Auswerteschaltungen überträgt.The signal generating circuit can, for example, be on the movable component, for example the steering wheel or the Motor vehicle seat, arranged control circuit, via the corresponding operating commands for the chassis side fixed control components or circuit components can be generated, for example horn commands, Sitzver position commands, etc. The signal generating circuit can but also designed for example as a sensor circuit be a parameter to be monitored, for example the correct operational readiness of an ignition circuit Airbags or seat occupancy, checked and appropriate Assignment of signal signals via the electrical transmitter Transmits evaluation circuits.

Da die signalgenerierende Schaltung ihre Signale über den weiteren elektrischen Übertrager überträgt, wird der Trans formator hierdurch nicht beansprucht. Der Transformator kann daher bei einer vorteilhaften Ausgestaltung exklusiv zur Übertragung von Zündsignalen zu einem an der beweglichen Kom ponente angebrachten Airbag benutzt werden, so daß diese Übertragungsstrecke ausschließlich für Zündsignale reserviert ist und damit keinerlei Signalverzögerungen oder Signalver fälschungen aufgrund andernfalls möglicher Beeinflussungen durch gerade in Gegenrichtung übertragene Signale auftreten können. Die Zündsignale können hierbei dem Frequenzsignal aufmoduliert werden, so daß der Übertrager sowohl zur Ener gieversorgung der Schaltungskomponenten an der beweglichen Kraftfahrzeug-Komponente sowie zur Zündsignalübertragung bei einem Unfall dient.Since the signal generating circuit sends its signals over the transmits another electrical transformer, the Trans not claimed by this. The transformer can therefore in an advantageous embodiment exclusively for Transmission of ignition signals to a on the mobile comm component attached airbag are used so that this Transmission path reserved exclusively for ignition signals is and therefore no signal delays or signal ver falsifications due to possible interference occur due to signals transmitted in the opposite direction can. The ignition signals can be the frequency signal be modulated so that the transmitter to both Ener Power supply of the circuit components on the movable Motor vehicle component and for ignition signal transmission serves an accident.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltung kann der Transformator als Energie- und Informationsübertragungse lement benutzt werden, das primärseitig über einen Zündbus (Zündsignalbus) mit einem Steuergerät eines Insassenschutzsy stems verbunden sein kann. Die auf dem Zündbus übertragenen Signale können vorteilhafterweise sowohl zur Modulation als auch zur Energieversorgung eines Modulators herangezogen wer den, der ein das Frequenzsignal bildendes, über den Transfor mator zum Lenkrad übertragenes Trägerfrequenzsignal gene riert. Damit kann die in der Schaltung benötigte Energie zur Erzeugung des Trägerfrequenzsignals direkt aus dem Zündbus entnommen werden, so daß keine separate Spannungsspeisung für den Modulator mit direkter Bordnetzverbindung erforderlich ist. Ferner kann das mit dem Zündbus verbundene Steuergerät den Betrieb des Modulators und damit den Energieverbrauch so wie den zeitlichen Verlauf der sekundärseitigen Zündenergie speicherung durch entsprechende Steuerung, z. B. Ein- und Ausschaltung, des auf den Zündbus gegebenen Informations signals steuern. Es ist somit nicht notwendig, den Modulator direkt an das Bordnetz anzuschließen, so daß der Verdrah tungsaufwand verringert ist.In one embodiment of the circuit according to the invention the transformer as energy and information transmission element are used on the primary side via an ignition bus (Ignition signal bus) with a control unit of an occupant protection system stems can be connected. Those transmitted on the ignition bus Signals can advantageously be used both for modulation and also used to supply energy to a modulator the one that forms the frequency signal via the Transfor mator to the steering wheel transmitted carrier frequency signal gene riert. This allows the energy required in the circuit to Generation of the carrier frequency signal directly from the ignition bus be removed so that no separate voltage supply for the modulator with a direct electrical system connection is required is. Furthermore, the control device connected to the ignition bus the operation of the modulator and thus the energy consumption like the time course of the secondary ignition energy storage by appropriate control, e.g. B. A and Deactivation of the information given on the ignition bus control signals. It is therefore not necessary to use the modulator connect directly to the vehicle electrical system, so that the wiring is reduced.

Die vom Zündbus zur Zündladung zu übertragenden Informationen werden bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dem Trägerfre quenzsignal aufmoduliert, z. B. in Form einer Amplitudenmodu lation, und über den Transformator zum Lenkrad übertragen. Zur Energieversorgung der Zündladung wird das Trägerfrequenz signal vorzugsweise gleichgerichtet, wohingegen die Informa tionen mit Hilfe einer Filterung, vorzugsweise einer Tief paßfilterung, wiedergewonnen werden. Die Informationen kön nen auch in Gegenrichtung von der Zündladung zum Zündbus übertragen werden, wozu z. B. die Sekundärseite des Transfor mators in einer der zu übertragenden Information entsprechen den Weise gezielt variiert belastet wird. Diese Belastungsän derungen, d. h. Impedanzänderungen, führen primärseitig zu entsprechenden Strom- und/oder Spannungsschwankungen, die primärseitig zur Informationswiedergewinnung und -auswertung erfaßt werden.The information to be transferred from the ignition bus to the ignition charge in an advantageous embodiment, the carrier fre modulated frequency signal, z. B. in the form of an amplitude mod lation, and transmitted to the steering wheel via the transformer. The carrier frequency is used to supply the ignition charge with energy signal preferably rectified, whereas the informa tion using a filter, preferably a low pass filtering, can be recovered. The information can also in the opposite direction from the ignition charge to the ignition bus are transferred, for what purpose. B. the secondary side of the Transfor mators correspond in one of the information to be transmitted the way is specifically varied. This strain change changes, d. H. Changes in impedance, lead on the primary side corresponding current and / or voltage fluctuations that primary side for information retrieval and evaluation be recorded.

Vorzugsweise enthält die mit dem Zündbus primärseitig verbun dene Schaltung einen Oszillator zur Trägerfrequenzsignaler zeugung, der gleichfalls durch die Zündbus-Energie gespeist wird und damit keine direkte Verbindung mit dem Bordnetz er fordert.It preferably contains the primary side connected to the ignition bus dene circuit an oscillator for carrier frequency signaler generation, which is also powered by the Zündbus energy and therefore no direct connection to the vehicle electrical system demands.

Vorzugsweise ist am Lenkrad oder Sitz eine Bedienungsschal tung vorgesehen, die manuell betätigbare Bedienelemente auf weist und über den Transformator mit Energie versorgt wird. Die Informationsübertragung zwischen dieser Bedienungsschal tung und einer fahrzeugseitig stationär angeordneten Steuer schaltung erfolgt vorzugsweise über eine oder mehrere Kapazi täten, die den elektrischen Übertrager bilden. Damit läßt sich eine teilweise oder vollständige Entkopplung zwischen den mit dem Insassenschutzsystem zusammenhängenden Informa tionen und den über die Bedienungsschaltung zusammenhängenden Informationen erreichen, was die Gefahr gegenseitiger Beein flussung dieser Information verhindert.An operating scarf is preferably on the steering wheel or seat device provided, the manually operable controls points and is supplied with energy via the transformer. The information transfer between this control panel device and a stationary control on the vehicle side switching preferably takes place via one or more capacitors activities that form the electrical transmitter. So that leaves there is a partial or complete decoupling between the information related to the occupant protection system tion and related to the control circuit Reach information, what is the danger of mutual leg prevents this information from flowing.

Vorzugsweise wird der Bedienungsschaltung das Trägerfrequenz signal als Taktsignal zugeführt, so daß die Trägerfrequenz in zweifacher Hinsicht ausgenutzt wird, nämlich einerseits als Basissignal für die Modulation der Zündbus-Informationen und andererseits als Taktnormal für die Bedienungsschaltung. Hierdurch läßt sich zugleich erreichen, daß die Bedienungs schaltung synchron mit dem Insassenschutzsystem-Steuergerät arbeitet und auch die über die Kapazität(en) stattfindende Informationsübertragung mit der über den Transformator erfol genden Energie- und Informationsübertragung synchronisiert ist. Hierdurch lassen sich unerwünschte gegenseitige Beein flussungen der beiden Informationsübertragungsstrecken, so fern überhaupt vorhanden, noch weiter verringern. Preferably, the operating circuit becomes the carrier frequency signal supplied as a clock signal, so that the carrier frequency in is used in two respects, namely on the one hand as Base signal for the modulation of the ignition bus information and on the other hand as a clock standard for the operating circuit. This can be achieved at the same time that the operating circuit synchronized with the occupant protection system control unit works and also takes place over the capacity (s) Information transmission with the success of the transformer synchronized energy and information transmission is. This can cause undesirable mutual legs flows of the two information transmission lines, see above far away at all, reduce even further.

Vorzugsweise bewirkt der Modulator eine Amplitudenmodulation mit einem Modulationsgrad von weniger als 100%. Die Amplitu de des Trägerfrequenzsignals wird somit unabhängig von dem Pegelzustand des aufzumodulierenden Informationssignals nie auf Null verringert, so daß sekundärseitig stets eine gewisse Energiemenge zur Energieversorgung der an der beweglichen Komponente vorhandenen elektrischen Schaltungen bereitge stellt wird.The modulator preferably effects an amplitude modulation with a degree of modulation of less than 100%. The amplitude de of the carrier frequency signal is thus independent of the Level state of the information signal to be modulated never reduced to zero, so that there is always a certain amount on the secondary side Amount of energy to supply energy to the mobile Component existing electrical circuits is posed.

Aufgrund des Einsatzes eines Transformators (elektrischer Übertrager) sind kaum mechanische Verschleißteile vorhanden. Weiterhin kann die benötigte Energie direkt vom Zündbus be reitgestellt werden. Die Kapazität, die zum Übertragen der Informationen zu und von der zusätzlichen Bedienungsschaltung gegebenenfalls eingesetzt wird, läßt sich in vereinfachter Ausgestaltung unmittelbar durch entsprechende, einander ge genüberliegende Teile des Transformatorgehäuses bilden. Der konstruktive Aufwand bleibt daher gering.Due to the use of a transformer (electrical Transformer) there are hardly any mechanical wear parts. Furthermore, the energy required can be directly from the ignition bus be provided. The capacity to transfer the Information to and from the additional control circuit if used, can be simplified Design directly through appropriate, ge Form opposite parts of the transformer housing. Of the constructive effort therefore remains low.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention is illustrated below by means of an embodiment game explained with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung; Fig. 1 shows an embodiment of the circuit according to the invention;

Fig. 2 zeigt die Signalverläufe an Kapazitäten sowie an dem Transformator. Fig. 2 shows the signal waveforms on capacitors and on the transformer.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Zünd bus 1, der zwei Leitungen aufweist, an einem Ende mit einem nicht dargestellten Steuergerät eines Insassenschutzsystems verbunden und mit seinem anderen Ende an einen Brückengleich richter 2 angeschlossen. Der Brückengleichrichter 2 bewirkt eine Vollweg-Gleichrichtung der auf dem Zündbus 1 übertrage nen, vorzugsweise bipolaren (Impuls-) Signale und erzeugt zwischen seinen beiden Ausgangsleitungen 3 und 4 eine Gleich spannung, mit der ein Vergleicher 5, ein Oszillator 6 und ein Modulator 7 gespeist werden. Der Oszillator 6 erzeugt ein hochfrequentes Trägerfrequenzsignal und führt dieses einem Eingang des Modulators 7 zu, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Vergleichers 5 verbunden ist. Der Vergleicher 5 ist mit seinen beiden Eingängen an die beiden Leitungen des Zündbusses 1 angeschlossen und gibt somit an seinem Ausgang ein rechteckförmiges Informationssignal ab, das den über den Zündbus 1 übertragenen Informationen entspricht. Der Modula tor 7 bewirkt eine Amplitudenmodulation des vom Oszillator 6 zugeführten Trägerfrequenzsignals mittels dieses Informati onssignals des Vergleichers 5 und erzeugt somit ein amplitu denmoduliertes Ausgangssignal, das in die Primärwicklung ei nes Transformators (elektrischer Übertrager) 8 eingespeist wird. Die Primärwicklung des Transformators 8 ist fahrzeug seitig fest, vorzugsweise am Lenkstock, angebracht, während die Sekundärwicklung des Transformators 8 am Lenkrad befe stigt ist. Die Wicklungen sind hierbei so angeordnet, daß die Signalübertragung unabhängig von der jeweiligen Drehstellung des Lenkrads erfolgt. Mit der Sekundärwicklung des Transfor mators 8 ist eine Steuerschaltung 9 verbunden, die zur Steue rung einer Zündladung (Zündpille) 10 eines Lenkrad-Airbags dient. Die Steuerschaltung 9 kann einen Gleichrichter zur Gleichrichtung des von der Sekundärwicklung des Transforma tors 8 erhaltenen, amplitudenmodulierten Signals zur eigenen Spannungsversorgung sowie zur Bereitstellung der zur Zündung der Zündladung 10 bei einem Unfall erforderlichen Energie enthalten. Die Steuerschaltung 9 enthält weiterhin ein Tief paßfilter zur Tiefpaßfilterung des von der Sekundärwicklung des Transformators 8 erhaltenen Signals. Das Tiefpaßfilter gibt somit an seinem Ausgang ein Signal ab, das dem vom Ver gleicher 5 erzeugten Informationssignal entspricht. Dieses Signal wird in der Steuerschaltung 9 ausgewertet, die die entsprechenden Aktionen, z. B. die Ansteuerung der Zündladung 10, steuert. Die Steuerschaltung 9 enthält vorzugsweise einen Mikroprozessor zur Signalauswertung, z. B. einen ASIC- Baustein, der durch die vom Gleichrichter erzeugte Gleich spannung gespeist wird und das vom Tiefpaßfilter abgegebene Ausgangssignal empfängt und auswertet.In the embodiment shown in FIG. 1, an ignition bus 1 , which has two lines, is connected at one end to a control device (not shown) of an occupant protection system and is connected at its other end to a bridge rectifier 2 . The bridge rectifier 2 causes full-wave rectification of the transfer on ignition bus 1 , preferably bipolar (pulse) signals and generates a direct voltage between its two output lines 3 and 4 , with which a comparator 5 , an oscillator 6 and a modulator 7 are fed will. The oscillator 6 generates a high-frequency carrier frequency signal and feeds it to an input of the modulator 7 , the other input of which is connected to the output of the comparator 5 . The comparator 5 is connected with its two inputs to the two lines of the ignition bus 1 and thus emits a rectangular information signal at its output, which corresponds to the information transmitted via the ignition bus 1 . The modulator 7 causes an amplitude modulation of the carrier frequency signal supplied by the oscillator 6 by means of this information signal from the comparator 5 and thus generates an amplitude-modulated output signal which is fed into the primary winding of a transformer (electrical transformer) 8 . The primary winding of the transformer 8 is fixed on the vehicle side, preferably on the steering column, while the secondary winding of the transformer 8 is BEFE on the steering wheel. The windings are arranged so that the signal transmission takes place regardless of the respective rotational position of the steering wheel. With the secondary winding of the transformer 8 , a control circuit 9 is connected, which serves to control an ignition charge (squib) 10 of a steering wheel airbag. The control circuit 9 may include a rectifier for rectifying the received from the secondary winding of the transformer 8 , amplitude-modulated signal for its own power supply and for providing the energy required to ignite the primer 10 in an accident. The control circuit 9 further includes a low-pass filter for low-pass filtering the signal obtained from the secondary winding of the transformer 8 . The low-pass filter thus emits a signal at its output which corresponds to the information signal generated by the comparator 5 . This signal is evaluated in the control circuit 9 , the corresponding actions, for. B. controls the ignition charge 10 controls. The control circuit 9 preferably contains a microprocessor for signal evaluation, e.g. B. an ASIC block, which is fed by the DC voltage generated by the rectifier and receives and evaluates the output signal emitted by the low-pass filter.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der Schaltung ver fügt weiterhin über eine am Lenkrad angeordnete und sich da mit gemeinsam mit dem Lenkrad drehende Lenkrad- Bedienungsschaltung 11, die durch Schalter symbolisiert ist und z. B. einen Hupenschalter und/oder Schalter zur Steuerung von Kraftfahrzeug-Komponenten, beispielsweise eines Radioge rätes, umfassen. Die über die Lenkrad-Bedienungsschaltung 11 vorgenommenen Schaltbetätigungen werden durch eine Bedienele ment-Logikschaltung 12, beispielsweise durch zyklische Abfra ge der Schalterzustände, erfaßt und über Kapazitäten C1 und C2 zu einer fahrzeugfest angeordneten Steuerschaltung 14 übertragen. Die Steuerschaltung 14 ist weiterhin mit einer Lenkstock-Bedienungsschaltung 15 verbunden, die an dem Lenkstock (Lenksäule) fest angeordnet ist und mehrere Bedie nungselemente, beispielsweise einen Lichtschalter, Blink schalter usw., enthalten kann. Die Steuerschaltung 14 erfaßt auch die von der Lenkstock-Bedienungsschaltung 15 zugeführten Befehle und überträgt entsprechende Informationen, die die Schalterbetätigungen der Lenkrad-Bedienungsschaltung 11 und/oder der Lenkstock-Bedienungsschaltung 15 signalisieren, über einen Datenbus 16 zu einem nicht dargestellten Steuerge rät, das die Vornahme der befohlenen Vorgänge steuert.The embodiment of the circuit shown in Fig. 1 also has a arranged on the steering wheel and there with the steering wheel rotating steering wheel control circuit 11 , which is symbolized by switches and z. B. include a horn switch and / or switch for controlling motor vehicle components, for example a Radioge device. The switching operations carried out via the steering wheel operating circuit 11 are detected by a control element logic circuit 12 , for example by cyclical interrogation of the switch states, and transmitted via capacitances C1 and C2 to a control circuit 14 arranged fixed to the vehicle. The control circuit 14 is also connected to a steering column operating circuit 15 which is fixedly arranged on the steering column (steering column) and several operating elements, for example a light switch, flashing switch, etc., may contain. The control circuit 14 also detects the commands supplied by the steering column operating circuit 15 and transmits corresponding information, which signal the switch actuations of the steering wheel operating circuit 11 and / or the steering column operating circuit 15 , via a data bus 16 to a control unit (not shown) which advises the operator Controls the execution of the commanded operations.

Von der Steuerschaltung 14 können auch Signale über die Kapa zitäten C1 und C2 zur Bedienelement-Logikschaltung 12 ge speist werden, die beispielsweise eine entsprechende Anzeige auf einer am Lenkrad fest angebrachten Anzeige (Display) steuern. Die Kapazitäten C1 und C2 überbrücken hierbei den Übergang zwischen den stationären Teilen der Lenksäule und dem drehbaren Lenkrad in kapazitiver Weise und bilden somit mit dem Transformator 8 insgesamt einen elektrischen Lenkra dübertrager 17. From the control circuit 14 signals can also be fed via the capacities C1 and C2 to the control element logic circuit 12 which, for example, control a corresponding display on a display (display) fixedly attached to the steering wheel. The capacitances C1 and C2 in this case bridge the transition between the stationary parts of the steering column and the rotatable steering wheel in a capacitive manner and thus form an electric steering transducer 17 overall with the transformer 8 .

Die über den Transformator 8 zur Lenkradseite übertragene Energie dient nicht nur, wie bereits ausgeführt, zur Span nungsversorgung der Steuerschaltung 9, sondern auch zur Ener gieversorgung der Bedienelement-Logikschaltung 12, deren Spannungseingänge an den nicht dargestellten, auch die Steu erschaltung 9 versorgenden Gleichrichter angeschlossen sind. Demgegenüber wird die Steuerschaltung 14 über das Bordnetz mit der Netzspannung gespeist.The energy transmitted via the transformer 8 to the steering wheel side not only serves, as already stated, to supply voltage to the control circuit 9 , but also to supply energy to the control element logic circuit 12 , the voltage inputs of which are connected to the rectifier (not shown) which also supplies the control circuit 9 are. In contrast, the control circuit 14 is supplied with the mains voltage via the vehicle electrical system.

Die Bedienelement-Logikschaltung 12 ist mit ihrem Takteingän gen über Leitungen, in die Kapazitäten 13 eingeschaltet sind, mit den Ausgangsleitungen der Sekundärwicklung des Transfor mators 8 verbunden. Den Takteingängen wird somit das sekun därwicklungsseitig auftretende Trägerfrequenzsignal als Takt signal zugeführt. Die Bedienelement-Logikschaltung 12 arbei tet daher taktsynchron zu dem Oszillator 6 und der Steuer schaltung 9 und benötigt somit keinen eigenen Taktgenerator. Hierbei kann das Trägerfrequenzsignal alternativ auch ledig lich einem Takteingang der Bedienelement-Logikschaltung 12 zugeführt' werden, während der andere Anschluß als Referenzan schluß oder Masseanschluß dienen kann. Die Kapazitäten 13 be wirken eine gleichstrommäßige Trennung zwischen der Sekundär wicklung des Transformators 8 und der Steuerschaltung 9 ei nerseits und der Bedienelement-Logikschaltung 12 anderer seits.The control element logic circuit 12 is connected with its clock inputs via lines in which capacitors 13 are connected to the output lines of the secondary winding of the transformer 8 . The clock inputs thus the carrier frequency signal occurring on the secondary winding side is supplied as a clock signal. The control element logic circuit 12 works tet isochronous to the oscillator 6 and the control circuit 9 and thus does not require its own clock generator. In this case, the carrier frequency signal can alternatively also be fed to only one clock input of the control element logic circuit 12 , while the other connection can serve as a reference connection or ground connection. The capacitances 13 be a DC separation between the secondary winding of the transformer 8 and the control circuit 9 on the one hand and the control element logic circuit 12 on the other hand.

In alternativer Ausgestaltung ist es auch möglich, die Be dienelement-Logikschaltung 12 mit einem eigenen Gleichrichter auszustatten, der an die anderen, nicht mit der Sekundärwick lung verbundenen Anschlüsse der Kapazitäten 13 angeschlossen ist und das zugeführte Trägerfrequenzsignal in eine Gleich spannung zur Gleichspannungsversorgung der Bedienelement- Logikschaltung 12 umsetzt. Damit muß die Gleichrichterschal tung der Steuerschaltung 9 lediglich die eigene Spannungsver sorgung der Steuerschaltung 9 übernehmen, so daß sich eine vollständige gleichstrommäßige Entkopplung zwischen der Steu erschaltung 9 und der Bedienelement-Logikschaltung 12 ergibt. In an alternative embodiment, it is also possible to equip the control logic circuit 12 with its own rectifier, which is connected to the other connections of the capacitors 13 which are not connected to the secondary winding and which feed the carrier frequency signal into a DC voltage for the DC voltage supply of the control elements. Logic circuit 12 implements. Thus, the rectifier circuit of the control circuit 9 only has to take over its own voltage supply for the control circuit 9 , so that there is a complete DC decoupling between the control circuit 9 and the control element logic circuit 12 .

Die für die Informationsübertragung zwischen der Steuerschal tung 14 und der Bedienelement-Logikschaltung 12 vorgesehenen Kapazitäten C1 und C2 können entweder durch elektrisch lei tende, einander am Lenkrad und der Lenksäule mit engem Ab stand gegenüberliegende Flächen oder aber durch entsprechen de, einander gegenüberliegende Flächen des zweiteiligen Ge häuses des Transformators 8 gebildet sein. Hierdurch läßt sich ein kompakter Aufbau erreichen, wobei die Entkopplung der einerseits über den Transformator 8 und andererseits über die Kapazitäten C1 und C2 erfolgenden Informationsübertragung gewährleistet bleibt.The capacities C1 and C2 provided for the transmission of information between the control circuit 14 and the control element logic circuit 12 can either be by electrically conductive, opposing surfaces on the steering wheel and the steering column with narrow spacing or by corresponding, opposing surfaces of the two-part Ge housing of the transformer 8 be formed. This enables a compact structure to be achieved, the decoupling of the information transmission taking place on the one hand via the transformer 8 and on the other hand via the capacitances C1 and C2 being ensured.

In Fig. 2 ist im oberen Kurvenzug das an den Kapazitäten C1 und C2 anstehende, von der Bedienelement-Logikschaltung 12 zur Steuerschaltung 14 übertragene Signal anhand eines mögli chen Signalverlaufes gezeigt. Bei dem gezeigten Beispiel wird ein amplitudenmoduliertes Rechtecksignal ohne Gleichanteil übertragen, wobei die Trägerfrequenz gleich der über den Transformator 8 übertragenen Trägerfrequenz ist.In Fig. 2 in the upper curve the pending at the capacitances C1 and C2, transmitted from the control element logic circuit 12 to the control circuit 14 is shown on the basis of a possible signal curve. In the example shown, an amplitude-modulated square-wave signal is transmitted without a DC component, the carrier frequency being equal to the carrier frequency transmitted via the transformer 8 .

Im unteren Kurvenzug der Fig. 2 ist das über den Transforma tor 8 vom Modulator 7 zur Steuerschaltung 9 übertragene Si gnal dargestellt, dessen Modulationsgrad kleiner ist als 100%. Daher wird die Gleichrichterschaltung der Steuerschal tung 9 selbst bei den Nullpegeln der zu übertragenden Infor mation aktiv gehalten und somit stets die notwendige Energie zur Gleichrichterschaltung gespeist. Da demgegenüber über die Kapazitäten C1 und C2 nur die zu übertragenden Daten, nicht aber eine Gleichspannungsversorgung übertragen werden müssen, ist dort zur Energieeinsparung ein Modulationsgrad von 100% vorgesehen.In the lower curve of FIG. 2, the gate 8 by the modulator 7 through the transformers to the control circuit 9 transmitted Si gnal shown, the modulation degree is less than 100%. Therefore, the rectifier circuit of the control circuit 9 is kept active even at the zero levels of the information to be transmitted, and thus the necessary energy for the rectifier circuit is always supplied. In contrast, since only the data to be transmitted, but not a direct voltage supply, must be transmitted via the capacitances C1 and C2, a degree of modulation of 100% is provided there for energy saving.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt somit auch eine Schaltung zur Informations- und Energieübertragung in einem Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer im Kraftfahrzeug-Lenkrad angeordneten Zündschaltung, die eine Zündladung zur Auslösung eines im Lenkrad befindlichen Air bags steuert, und einem Steuergerät, das ein Zündsignal zur Zündung der Zündladung über einen Zündbus und einen Transfor mator überträgt, dessen Primärwicklung fahrzeugseitig fest angeordnet ist und dessen Sekundärwicklung am Lenkrad ange bracht ist, wobei die Schaltung einen Gleichrichter aufweist, der mit dem Zündbus verbunden ist und die auf diesem übertra genen Signale in eine gleichgerichtete Versorgungsspannung umsetzt, die zur Spannungsversorgung eines Modulators dient, der ein Trägerfrequenzsignal mit den auf dem Zündbus übertra genen Signale moduliert und das modulierte Signal in die Pri märwicklung des Transformators einspeist, wobei die Zünd schaltung das über den Transformator übertragene, modulierte Signal zur Informationsauswertung demoduliert.Within the scope of the present invention there is also a Circuit for information and energy transmission in one Occupant protection system for a motor vehicle, with an in Motor vehicle steering wheel arranged ignition circuit, the one Ignition charge to trigger an Air in the steering wheel bags controls, and a control unit that generates an ignition signal Ignition of the ignition charge via an ignition bus and a Transfor mator transmits, whose primary winding is fixed on the vehicle side is arranged and its secondary winding on the steering wheel is brought, the circuit having a rectifier, which is connected to the ignition bus and which transmits on it signals into a rectified supply voltage implemented, which serves to supply power to a modulator, which transmits a carrier frequency signal with those on the ignition bus modulated signals and the modulated signal in the Pri märwickung of the transformer feeds, the Zünd switching the modulated transmitted via the transformer Demodulated signal for information evaluation.

Claims

1. Circuit for information and energy transmission between a fixedly arranged relative to a motor vehicle chassis, first motor vehicle component and a movable motor vehicle component relative to the motor vehicle chassis with,
a transformer ( 8 ), the primary side of which is fixedly arranged on the chis side and the secondary side of which is attached to the movable motor vehicle component, a frequency signal being transmitted to the transformer secondary side via the transformer ( 8 ),
a signal generator circuit arranged on the second motor vehicle component, and
a further electrical transformer (C1, C2) for transmitting signals generated by the signal-generating circuit ( 11 , 12 ) to the first or a further motor vehicle component which is arranged in a stationary manner relative to the motor vehicle chassis,
characterized in that the signal generating circuit ( 11 , 12 ) is connected to the secondary side of the transformer ( 8 ) and receives the frequency signal transmitted via the transformer ( 8 ).

2. Circuit according to claim 1, characterized in that the signal-generating circuit the received frequency signal used as a carrier signal and this carrier frequency signal with via the further electrical transformer (C1, C2) transmitted signals modulated.

3. A circuit according to claim 1, characterized in that the signal generating circuit ( 11 , 12 ) has an internal oscillator gate, which is synchronized by the frequency signal received syn.

4. Circuit according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the second, compared to the motor vehicle Chassis movable motor vehicle component driving the motor is steering wheel.

5. Circuit according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the second, compared to the motor vehicle Chassis movable motor vehicle component an adjustable Motor vehicle seat is.

6. Circuit according to one of the preceding claims, characterized by an ignition circuit ( 9 ) arranged in the second motor vehicle component, which controls an ignition charge ( 10 ) for triggering an airbag which is sensitive in the second motor vehicle component, a control unit which Zündsi signal for ignition of the ignition charge ( 10 ) via a chassis side fixed ignition bus ( 1 ) and the transformer ( 8 ) transmits a rectifier ( 2 ) which is connected to the ignition bus ( 1 ) and the signals transmitted on it in one rectifies supply voltage, which serves to supply voltage to a modulator ( 7 ) which modulates the frequency signal with the signals transmitted on the ignition bus and feeds the modulated signal into the primary winding of the transformer ( 8 ), the ignition circuit ( 9 ) supplying the the transformer ( 8 ) transmitted, modulated signal for information evaluation in demodulated.

7. Circuit according to claim 6, characterized by an Os zillator ( 6 ) for generating the frequency signal which is fed by the rectifier ( 2 ) with DC voltage.

8. Circuit according to claim 6 or 7, characterized by egg NEN rectifier, which is arranged on the second motor vehicle component and the modulated signal supplied via the transformer ( 8 ) for power supply to the ignition circuit ( 9 ) rectifies.

9. Circuit according to one of claims 6 to 8, characterized in that the ignition circuit ( 9 ) has a low-pass filter which filters the modulated signal transmitted via the transformer ( 8 ) to obtain the data modulated onto the carrier frequency signal.

10. Circuit according to one of claims 6 to 9, characterized in that the ignition circuit ( 9 ) changes the load on the secondary winding of the transformer ( 8 ) for the transmission of information to the control unit and the Steuerge advises a load detection for information detection .

11. Circuit according to one of claims 6 to 10, characterized in that the modulator ( 7 ) carries out an amplitude modulation of the carrier frequency signal with a modulation degree of less than 100%.

12. The circuit according to any one of the preceding claims, by in that the signal-generating circuit (11, 12), an operator circuit (11, 12) having one or more, manually operable controls and to the secondary winding of the transformer (8) for Energy supply is coupled.

13. Circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the further electrical transformer is formed by one or more capacitances (C1, C2) which are formed between the second motor vehicle component and the opposite, fixed components on the vehicle side and serve for the transmission of information between the signal-generating circuit ( 11 , 12 ) and a control circuit ( 14 ) mounted stationary on the vehicle side.

14. Circuit according to claim 8, characterized in that the rectifier also feeds the signal-generating circuit ( 11 , 12 ) with DC voltage.