DE10012862B4

DE10012862B4 - Steuersystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10012862B4
Application number: DE2000112862
Authority: DE
Inventors: Stefan Hermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: DE10012862A1

Abstract

Steuersystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Insassenrückhaltesystem, mit einer zentralen Steuereinheit (1),
einer Satelliteneinheit (2), die entfernt von der Steuereinheit (1) angeordnet ist, und
einer Verbindung (10, 11) zwischen der zentralen Steuereinheit (1) und der Satelliteneinheit (2) zur Energieversorgung der Satelliteneinheit (2) und zur Signalübertragung zwischen der zentralen Steuereinheit (1) und der Satelliteneinheitl (2), bei der
die Verbindung als Spannungsschnittstelle mit einer ersten Leitung (10) und einer zweiten Leitung (11) ausgebildet ist, wobei eine Versorgungsspannung an die erste Leitung (10) angelegt wird, und
die zentrale Steuereinheit (1) und die Satelliteneinheit (2) jeweils mit Masse verbunden und derart ausgebildet sind, dass sie Signale als Spannungsdifferenz zwischen der ersten Leitung (10) und der zweiten Leitung (11) senden/empfangen, und
die zentrale Steuereinheit (1) eine Energieversorgungsquelle (12) aufweist, die zwischen der Masse und der ersten Leitung (10) geschaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuersystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere auf ein Steuersystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug für ein Insassenrückhaltesystem.
Ein Steuersystem für ein Insassenrückhaltesystem in einem Kraftfahrzeug, wie einem Automobil, ist zum Beispiel derart aufgebaut, dass eine zentrale Steuereinheit mit einer oder mehreren ausgelagerten Einheiten, sogenannten Satelliten, die zum Beispiel als Beschleunigungsaufnehmer ausgebildete Sensoren enthalten, verbunden ist. Die ausgelagerten Einheiten werden von der zentralen Steuereinheit mit Energie versorgt. Zu diesem Zweck werden 3-Draht-Spannungsschnittstellen oder 1- oder 2-Draht-Stromschnittstellen verwendet.

In der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 22 685 A1 werden eine Auswerteeinrichtung 1 und eine Zündeinrichtung 3 für ein Insassenschutzsystem gezeigt, die über zwei Leitungen ( 1, Bezugszeichen 2) miteinander verbunden sind. Über die Leitung 2 erfolgt die Übertragung von Energie (Spalte 4, Zeilen 16 bis 26) mit Hilfe eines auf die Leitung aufgeprägten Gleichsignals U. Des Weiteren werden mit Hilfe eines Wechselsignals ΔU, das dem Gleichsignal U additiv überlagert ist, Informationen übertragen (Spalte 4, Zeilen 27 bis 33).

Die deutsche Patentschrift DE 196 09 076 C1 offenbart eine Auswerteeinrichtung 1, die über eine Zweidrahtleitung 2 mit einer Zündeinrichtung 3 elektrisch verbunden ist. Über die Zweidrahtleitung 2 erfolgt sowohl die Energieversorgung der Zündeinrichtung 3 durch ein Gleichsignal U als auch ein Informationsaustausch über ein codiertes Auslösesignal, das dem Gleichsignal U additiv hinzugefügt ist.

In der Offenlegungsschrift DE 195 31 899 A1 ist eine Sensoreinheit 2 gezeigt, die über eine Leitung elektrisch mit einem Steuergerät 3 verbunden ist und mit Hilfe eines ersten elektrischen Pfades über einen Komparator 7 Daten an das Steuergerät 3 übermittelt.

Die deutschen Offenlegungsschriften DE 196 09 290 A1 und DE 198 13 964 A1 zeigen beide zentrale Einheiten eines Insassenschutzsystems in einem Kraftfahrzeug, die über Zweidrahtleitungen mit Funktionseinheiten (ein Sensormodul bzw. ein Steuermodul) verbunden sind, über die sowohl die Spannungsversorgung der Funktionseinheiten als auch der Datenaustausch zu den jeweiligen zentralen Einheiten erfolgt.

Bei dem Steuersystem nach Anspruch 1 wird eine 2-Draht-Spannungsschnittstelle, d.h. eine Verbindung mit nur 2 Leitungsdrähten, verwendet. Die Energieversorgung der Satelliteneinheit erfolgt über eine der beiden Leitungen und die Masse, d.h. die Karosseriemasse des Kraftfahrzeugs. Die Signalüber tragung erfolgt durch eine Spannungsmodulation zwischen den beiden Leitungen.

Derart wird durch eine verhältnismäßig einfache Verbindungsanordnung eine störungssichere Signalübertragung und Energieversorgung ermöglicht.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung des Steuersystems nach einer Ausführungsform der Erfindung;
2 eine detailliertere Darstellung des Steuersystems aus 1;
3 ein Steuersystem mit einer 3-Draht-Spannungsschnittstelle; und
4 ein Steuersystem mit einer 1- oder 2-Draht-Stromschnittstelle.
In 1 und 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Eine zentrale Steuereinheit 1 ist über eine Verbindung, die eine erste Leitung 10 und eine zweite Leitung 11 aufweist, mit einer Satelliteneinheit 2 verbunden. Die Steuereinheit 1 und die Satelliteneinheit 2 sind jeweils mit Masse verbunden.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die zentrale Steuereinheit 1 eine Energieversorgungsquelle 12, wie eine Batterie oder ähnliches, und einen Komparator 14 auf. Der Komparator weist einen ersten Eingang, der über die erste Leitung 10 mit der Satelliteneinheit 2 verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der über die zweite Leitung 11 mit der Satelliteneinheit 2 verbunden ist, auf. Weiterhin weist der Komparator 14 einen Ausgang auf, an dem entsprechend des Vergleichs der an der ersten und zweiten Leitung 10, 11 anliegenden Spannungen ein Signal ausgegeben wird. Die Energiequelle 12 ist über eine Spannungsversorgungsleitung 15 mit der ersten Leitung 10 und über eine Masseleitung 16 mit der Karosseriemasse verbunden.
In der Satelliteneinheit 2 ist ein Verstärker 13 vorgesehen, dessen Ausgang mit der zweiten Leitung 11 und damit mit dem zweiten Eingang des Komparators 14 verbunden ist. Der Verstärker 13 empfängt an seinem Eingang ein Spannungssignal, das ein an die zentrale Steuereinheit zu übertragendes Signal bzw. zu übertragende Daten darstellt. Die Satelliteneinheit 2 ist mit der ersten Leitung 10 und mit der Karosseriemasse verbunden und wird derart mit Spannung versorgt.
Die Signalübertragung zwischen der Satelliteneinheit 2 und der zentralen Steuereinheit 1 erfolgt nun durch eine Messung der Spannungsdifferenz zwischen der ersten Leitung 10, die eine Spannungsversorgungsleitung darstellt, und der zweiten Leitung 11, die eine Signalleitung darstellt. Die Spannungsmessung erfolgt durch den Komparator 14.
Die Sicherheit der Signal- bzw. Datenübertragung wird nach einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erhöht, dass die Spannungsversorgungsleitung 10 nur zwischen der zentralen Steuereinheit und der entsprechenden Satelliteneinheit 2 verläuft und nicht von anderen Verbrauchern geteilt wird. Derart werden keine Spannungsschwankungen auf der ersten Leitung 10 durch andere Verbraucher verursacht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Leitung 10 als Abschirmung der zweiten Leitung 11 ausgebildet. Dieses kann z.B. dadurch erfolgen, dass die erste und die zweite Leitung 10, 11 verdrillt oder als Koaxialkabel mit der ersten Leitung 10 als Abschirmung ausgebildet sind.
Das Prinzip der Energie- und Signalübertragung über die beiden Leitungen in der 2-Draht-Spannungsschnittstelle ist in analoger Weise auch auf die Signalübertragung zwischen der zentralen Steuereinheit und der Satelliteneinheit anwendbar. Das Prinzip der entsprechenden Signal- bzw. Datenübertragung kann über die beiden Leitungen 10, 11 und die Masse also sowohl in eine Richtung als auch in beiden Richtungen, zum Beispiel durch einen geeigneten Multiplexbetrieb, erfolgen. Die Signal- bzw. Datenübertragung kann sowohl analog als auch digital erfolgen.
Eine 3-Draht-Spannungsschnittstelle ist in 3 gezeigt. Bei der Darstellung in 3 sind zur Vereinfachung eine zentrale Steuereinheit 1 und eine Satelliteneinheit 2 dargestellt, die durch eine Verbindung verbunden sind, die eine erste, eine zweite und eine dritte Leitung 3, 4, 5 aufweist. Über die erste Leitung 3 und die zweite Leitung 4 wird die Versorgungsspannung an die Satelliteneinheit 2 geliefert, wobei die zweite Leitung 4 die Masseleitung darstellt. Eine Signalübertragung zwischen der zentralen Steuereinheit 1 und der Satelliteneinheit 2 erfolgt über die dritte Leitung 5, die eine Signalleitung darstellt, und die zweite Leitung 4, wobei die Spannungsdifferenz zwischen diesen beiden Leitungen 4, 5 zur Signalübertragung moduliert wird.
In 4 sind schematisch sowohl eine 1-Draht-Stromschnittstelle, als auch eine 2-Draht-Stromschnittstelle dargestellt. Die Verbindung zwischen der zentralen Steuereinheit 1 und der Satelliteneinheit 2 enthält entweder nur die erste Leitung 6, wobei dann die zentrale Steuereinheit 1 und die Satelliteneinheit 2 jeweils mit Masse verbunden sind. Dies ist die 1-Draht-Stromschnittstelle. Wenn anstelle dessen die zentrale Steuereinheit 1 und die Satelliteneinheit 2 zusätzlich mit der zweiten Leitung 7 verbunden sind, so stellt diese Leitung 7 die Masseleitung dar. Bei der Darstellung in 4 sind aus diesem Grund die zweite Leitung 7 und die Verbindungen zur Masse gestrichelt dargestellt.
Bei den in 3 und 4 dargestellten Lösungen wird die Signalübertragung entweder durch zwei speziell dafür vorgesehene Leitungen bewirkt, oder die Signalübertragung wird durch eine Leitung und die Karosseriemasse bewirkt.

Claims

Steuersystem zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Insassenrückhaltesystem, mit einer zentralen Steuereinheit (1), einer Satelliteneinheit (2), die entfernt von der Steuereinheit (1) angeordnet ist, und einer Verbindung (10, 11) zwischen der zentralen Steuereinheit (1) und der Satelliteneinheit (2) zur Energieversorgung der Satelliteneinheit (2) und zur Signalübertragung zwischen der zentralen Steuereinheit (1) und der Satelliteneinheitl (2), bei der die Verbindung als Spannungsschnittstelle mit einer ersten Leitung (10) und einer zweiten Leitung (11) ausgebildet ist, wobei eine Versorgungsspannung an die erste Leitung (10) angelegt wird, und die zentrale Steuereinheit (1) und die Satelliteneinheit (2) jeweils mit Masse verbunden und derart ausgebildet sind, dass sie Signale als Spannungsdifferenz zwischen der ersten Leitung (10) und der zweiten Leitung (11) senden/empfangen, und die zentrale Steuereinheit (1) eine Energieversorgungsquelle (12) aufweist, die zwischen der Masse und der ersten Leitung (10) geschaltet ist.
Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuereinheit (1) einen Komparator (14) aufweist, der einen ersten Eingang, der mit der ersten Leitung (10) verbunden ist, und einen zweiten Eingang, der mit der zweiten Leitung (11) verbunden ist, und einen Ausgang, an dem ein der Spannungsdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Leitung (10, 11) entsprechendes Signal ausgegeben wird, aufweist.
Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliteneinheit (2) einen Verstärker (13) aufweist, an dessen Eingang ein an die zentrale Steuereinheit (1) zu übertragendes Signal angelegt wird und dessen Ausgang mit der zweiten Leitung (11) verbunden ist.
Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (13) zur Energieversorgung mit der ersten Leitung (10) und der Masse verbunden ist.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (10) nur mit der zentralen Steuereinheit (1) und einer Satelliteneinheit (2) verbunden ist.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der Satelliteneinheiten (2) vorgesehen ist, die jeweils mit einer ersten Leitung (10) und einer zweiten Leitung (11) mit der einen zentralen Steuereinheit (1) verbunden sind.
Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Leitung (10) als Abschirmung der zweiten Leitung (11) ausgebildet ist.