DE10049905A1 - Controller for restraining system, has arrangement for pre-processing sensor values and arrangement for transmitting pre-processed sensor values to other vehicle systems over bus - Google Patents
Controller for restraining system, has arrangement for pre-processing sensor values and arrangement for transmitting pre-processed sensor values to other vehicle systems over busInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Steuergerät für ein Rückhaltesystem nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.The invention relates to a control unit for Restraint system according to the genre of the independent Claim.
Es sind bereits Steuergeräte für ein Rückhaltesystem bekannt, wobei die Steuergeräte Airbags steuern und dafür Daten von Sensoren erhalten.There are already control units for a restraint system known, the control units control airbags and therefore Receive data from sensors.
Das erfindungsgemäße Steuergerät für ein Rückhaltesystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass das Steuergerät eine kinematische Sensorplattform in seinem Gehäuse aufweist. Mit der kinematischen Sensorplattform sind die linearen Beschleunigungen und Drehraten, die im Fahrzeug auftreten erfassbar. Diese Beschleunigungen sind als Parameter neben dem Rückhaltesystem auch für andere Fahrzeugsysteme notwendig. Für diese anderen Fahrzeugsysteme verarbeitet das Steuergerät oder eine der kinematischen Sensorplattform zugefügten Signalverarbeitung die Sensordaten von der kinematischen Sensorplattform vor, um diese verarbeiteten Daten, beispielsweise Steuersignale, dann an die anderen Fahrzeugsysteme über einen Bus zu übertragen. Dies reduziert den Datenverkehr über den Bus, da nicht mehr die Rohdaten, sondern die Ergebnisse aus den Rohdaten über den Bus übertragen werden. Durch die vorhandene Vorverarbeitung im Steuergerät für das Rückhaltesystem ist es möglich, die Steuergeräte für die anderen Fahrzeugsysteme oder die Signalverarbeitung von diesen anderen Fahrzeugsystemen einfacher zu halten.The control device according to the invention for a restraint system with has the features of the independent claim in contrast, the advantage that the control unit has kinematic sensor platform in its housing. With the kinematic sensor platform are linear Accelerations and turning rates that occur in the vehicle detectable. These accelerations are next to as parameters the restraint system also for other vehicle systems necessary. This processes for these other vehicle systems Control unit or one of the kinematic sensor platforms added signal processing the sensor data from the kinematic sensor platform before being processed Data, such as control signals, then to the others Transfer vehicle systems via a bus. This reduces the data traffic via the bus, since it is no longer the raw data, but the results from the raw data on the bus be transmitted. Due to the existing preprocessing in Control unit for the restraint system it is possible to Control units for the other vehicle systems or the Signal processing from these other vehicle systems easier to keep.
Von Vorteil ist es, die kinematische Sensorplattform in dem Steuergerät für die Rückhaltesysteme einzubauen, da das Rückhaltesystem die höchste Abfragerate von Sensordaten aufweist. Die anderen Fahrzeugsysteme weisen eine weit geringere Abfragerate auf, so dass der Bus einfacher gestaltet werden kann.It is advantageous to use the kinematic sensor platform in the Install control unit for the restraint systems because that Restraint system the highest query rate of sensor data having. The other vehicle systems have a wide range lower query rate, making the bus easier can be designed.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass, wenn die Sensorplattform in einem Gehäuse des Steuergeräts für die Rückhaltesysteme untergebracht wird, ein Gehäuse eingespart wird. Auch Stecker, Bustreiber und Netzstabilisatoren, die für ein eigenes Sensorgehäuse notwendig gewesen wären, können eingespart werden.In addition, it is advantageous that if the Sensor platform in a housing of the control unit for the Restraint systems are housed, a housing saved becomes. Also plugs, bus drivers and network stabilizers that would have been necessary for a separate sensor housing, can be saved.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegebenen Steuergeräts für ein Rückhaltesystem möglich.By those listed in the dependent claims Measures and further training are advantageous Improvements in the independent claim specified control unit for a restraint system possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Sensorplattform Sensoren für die Messung von lineareren Beschleunigungen und Drehbewegungen aufweist, so dass ein Aufprall und ein möglicher Überschlag des Fahrzeugs erfassbar sind. It is particularly advantageous that the sensor platform is sensors for the measurement of more linear accelerations and Has rotational movements, so that an impact and a possible rollover of the vehicle can be detected.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass das Steuergerät für das Rückhaltesystem über den Bus mit einer aktiven Lenkkontrolle, einem ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm)-System, einer aktiven Lenkung, einer integrierten Fahrwerks- und Fahrdynamikregelung und/oder einem Navigationssystem verbunden ist, die alle Daten von der kinematischen Sensorplattform für ihre jeweiligen Funktionen benötigen. Da vorteilhafterweise diese Systeme eine geringere Abfragerate als das Rückhaltesystem für diese Sensorwerte haben, ist die kinematische Sensorplattform im Gehäuse des Steuergeräts für das Rückhaltesystem optimal plaziert. Weiterhin sparen diese anderen Fahrzeugsysteme eigene Sensoren ein, sodass von der kinematischen Sensorplattform aus all diese Fahrzeugsysteme mit den notwendigen Daten versorgt werden.It is also advantageous that the control unit for the Restraint system via the bus with an active Steering control, an ESP (Electronic Stability program) system, active steering, one integrated chassis and vehicle dynamics control and / or is connected to a navigation system that all data from the kinematic sensor platform for their respective Functions. Because these systems advantageously a lower polling rate than the restraint system for them Have sensor values, is the kinematic sensor platform in the Control unit housing optimal for the restraint system placed. These other vehicle systems also save own sensors, so that from the kinematic Sensor platform from all these vehicle systems with the necessary data are supplied.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass die kinematische Sensorplattform weitere Sensoren aufweist, wie z. B. der Erfassung des Lenkradwinkels, der Raddrehzahl, der Gaspedalstellung, der Motordrehzahl und der Getriebegangserkennung. Damit kann vorteilhafterweise die kinematische Sensorplattform in der Weise erweitert werden, dass sie ein umfassendes Sensorenspektrum anbietet und damit konzentriert all diese Werte für die Vorverarbeitung in dem Steuergerät für das Rückhaltesystem liefert.In addition, it is advantageous that the kinematic Sensor platform has other sensors, such as. B. the Detection of the steering wheel angle, the wheel speed, the Accelerator pedal position, engine speed and the Gearbox detection. This can advantageously kinematic sensor platform can be expanded in such a way that it offers a comprehensive range of sensors and thus concentrates all these values for preprocessing in the Control unit for the restraint system delivers.
Weiterhin kann in der Sensorplattform eine Vorverarbeitung der Sensorinformationen erfolgen, so dass z. B. die Neigung und die Steigung der Fahrbahn, die Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund, der Schwimmwinkel sowie der Kurvenradius als Sensorinformationen anderen Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden. Dies vereinfacht den Einbau von Sensoren in Fahrzeugen erheblich. Weiterhin führt es zur Einsparung von Kabeln und Verbindungsmitteln, die nun nicht mehr notwendig sind, wenn die Sensoren einzeln plaziert werden. Auch eine elektrische Versorgung, eine Prozessierung der Sensorwerte und eine Übertragung der Sensorwerte kann nun im Steuergerät für das Rückhaltesystem konzentriert werden.Preprocessing can also be carried out in the sensor platform the sensor information is done so that, for. B. the inclination and the slope of the road, the vehicle speed over ground, the float angle and the curve radius as Sensor information available to other vehicle systems be put. This simplifies the installation of sensors in Vehicles significantly. Furthermore, it leads to the saving of Cables and connectors that are no longer necessary if the sensors are placed individually. Also one electrical supply, processing of sensor values and a transfer of the sensor values can now take place in the control unit for the restraint system.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 Steuergeräte in einem Fahrzeug, die an einen Bus angeschlossen sind, Fig. 2 ein Steuergerät für ein Rückhaltesystem, Fig. 3 eine kinematische Sensorplattform in einer ersten Ausgestaltung und Fig. 4 eine kinematische Sensorplattform in einer zweiten Ausgestaltung.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. It shows Fig. 1 control devices in a vehicle, which are connected to a bus, Fig. 2, a control device for a restraint system, Fig. 3 a kinematic sensor platform in a first embodiment and FIG. 4 is a kinematic sensor platform in a second embodiment.
In Fahrzeugen werden für verschiedene Fahrzeugsysteme, wie Rückhaltesysteme, ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm), ABS (Anti-Blockier-System), Navigation und eine aktive Lenkkontrolle verschiedene dedizierte Sensoren eingebaut.In vehicles are used for different vehicle systems, such as Restraint systems, ESP (Electronic Stability Program), ABS (anti-lock braking system), navigation and an active Steering control built in various dedicated sensors.
Erfindungsgemäß werden daher diese Sensoren in einer kinematischen Sensorplattform konzentriert, wobei die kinematische Sensorplattform in dem Steuergerät für das Rückhaltesystem untergebracht ist. Die Sensorwerte, die insbesondere für die anderen Fahrzeugsysteme bereitgestellt werden, werden von dem Steuergerät für die Rückhaltesysteme vorverarbeitet. Da das Rückhaltesystem die höchste Abfragerate für die Sensorwerte von der kinematischen Sensorplattform hat, ist es vorteilhaft, die kinematische Sensorplattform in diesem Steuergerät unterzubringen, da sonst ein Bus, über den die Sensorwerte übertragen würden, für relativ hohe Übertragungsraten ausgelegt werden müsste. Die Sensorplattform weist vorteilhafterweise Sensoren für lineare und zirkulare Beschleunigungen auf, wobei auch andere Sensoren zur Messung des Lenkwinkels, der Raddrehzahl, der Gaspedalstellung, der Motordrehzahl und der Getriebegangserkennung hinzugefügt sind. Auch andere Sensoren für andere Meßwerte sind hier integrierbar.According to the invention, these sensors are therefore in one concentrated kinematic sensor platform, the kinematic sensor platform in the control unit for the Restraint system is housed. The sensor values that provided in particular for the other vehicle systems are from the control unit for the restraint systems preprocessed. Because the restraint system is the highest Query rate for the sensor values from the kinematic Sensor platform, it is advantageous to use the kinematic To accommodate the sensor platform in this control unit because otherwise a bus over which the sensor values would be transmitted, would have to be designed for relatively high transmission rates. The sensor platform advantageously has sensors for linear and circular accelerations on, too other sensors for measuring the steering angle, the Wheel speed, the accelerator pedal position, the engine speed and the Transmission gear detection are added. Others too Sensors for other measured values can be integrated here.
In Fig. 1 ist als Blockschaltbild dargestellt, wie verschiedene Steuergeräte an einen Bus in einem Fahrzeug angeschlossen sind. An den Bus 1 sind ein Steuergerät für das Rückhaltesystem 2, ein ESP-System 3, ein ABS-System 4 und eine Navigation 5 angeschlossen. Alle an den Bus 1 angeschlossenen Steuergeräte weisen Buscontroller auf, um die Datenübertragung über den Bus 1 zu gewährleisten. In dem Steuergerät 2 für die Rückhaltesysteme ist die kinematische Sensorplattform untergebracht, die die Sensorenwerte auch für die anderen Steuergeräte 3 und 4 und die Navigation 5 liefert. Als Datenbusssysteme kommen hier weiterhin der CAN- Bus in Betracht. In einer ersten Weiterentwicklung kann auch ein TT-CAN die Datendistribution im Fahrzeug übernehmen. Zukünftige optische Datenbusse (z. B. FlexRay, TTPC und Byteflight) werden Übertragungskapazitäten von etwa 10 Mbaud aufweisen und sie sind voll kompatibel mit der kinematischen Sensorplattform.In Fig. 1 is shown as a block diagram how different control units are connected to a bus in a vehicle. A control unit for the restraint system 2 , an ESP system 3 , an ABS system 4 and a navigation system 5 are connected to the bus 1 . All control devices connected to bus 1 have bus controllers to ensure data transmission via bus 1 . The control device 2 for the restraint systems houses the kinematic sensor platform, which also delivers the sensor values for the other control devices 3 and 4 and the navigation 5 . The CAN bus can also be used here as data bus systems. In a first further development, a TT-CAN can also take over the data distribution in the vehicle. Future optical data buses (e.g. FlexRay, TTPC and Byteflight) will have transmission capacities of around 10 Mbaud and are fully compatible with the kinematic sensor platform.
In Fig. 2 ist als Blockschaltbild das Steuergerät 2 für das Rückhaltesystem dargestellt. Eine kinematische Sensorplattform 6 ist über einen Datenein-/-ausgang mit einem Prozessor 7 des Steuergeräts verbunden. Über einen zweiten Datenein-/-ausgang ist der Prozessor 7 mit einem Buscontroller 8 verbunden. Der Buscontroller 8 ist über seinen zweiten Datenein-/-ausgang mit dem Bus 1 verbunden.In FIG. 2, the control device 2 is shown for the restraint system as a block diagram. A kinematic sensor platform 6 is connected to a processor 7 of the control unit via a data input / output. The processor 7 is connected to a bus controller 8 via a second data input / output. The bus controller 8 is connected to the bus 1 via its second data input / output.
Die kinematische Sensorplattform 6 liefert bereits vorverarbeitete Sensordaten an den Prozessor 7 als einen Datenstrom. Der Prozessor 7 verwendet die für das Rückhaltesystem notwendigen Daten, während der Prozessor 7 die für die anderen an den Bus 1 angeschlossenen Fahrzeugsysteme 3, 4 und 5 notwendigen Daten nach einer Vorverarbeitung an den Buscontroller 8 weitergegeben werden, so dass über den Bus 1 an diese anderen Fahrzeugsysteme 3, 4 und 5 diese vorverarbeiteten Daten übertragen werden können.The kinematic sensor platform 6 already delivers preprocessed sensor data to the processor 7 as a data stream. The processor 7 uses the information necessary for the restraint system data, while the processor 7 to be passed for the other connected to the bus 1 vehicle systems 3, 4 and 5, data necessary for a pre-processing to the bus controller 8, so that over the bus 1 at this other vehicle systems 3 , 4 and 5 this preprocessed data can be transmitted.
Das Steuergerät 2 für die Rückhaltesysteme ist zur Steuerung für die Rückhaltesyteme selbst, also die Airbags und die Gurtstraffer entweder über einen besonderen Bus für diese Rückhaltesysteme mit den Rückhaltesystemen verbunden oder durch eine direkte Verdrahtung vorgesehen. Der Prozessor 7 steuert dann in Abhängigkeit von den Sensorwerten von der kinematischen Sensorplattform diese Rückhaltesysteme. Bei den vorverarbeiteten Sensorwerten von der kinematischen Sensorplattform 6, die an den Prozessor 7 übertragen werden oder von dem Prozessor 7 selber vorverarbeitet werden, gibt es auch Werte, die sowohl für das Steuergerät für das Rückhaltesystem als auch für die anderen Fahrzeugsysteme 3, 4 und 5 notwendig sind. Diese Werte werden dann nach einer Vorverarbeitung weiter über den Bus 1 an diese anderen Fahrzeugsysteme 3, 4 und 5 zu übertragen. Dem Prozessor 7 ist bekannt, welche vorverarbeiteten Sensorwerte weiter übertragen werden müssen. Dies ist in einem Speicher, der dem Prozessor 7 zugeordnet ist, abgespeichert. Die anderen Fahrzeugsysteme führen gegebenenfalls eine weitere Verarbeitung der über den Bus 1 übertragenen Werte durch.The control unit 2 for the restraint systems is used to control the restraint systems themselves, that is to say the airbags and the belt tensioners, either connected to the restraint systems via a special bus for these restraint systems or provided by direct wiring. The processor 7 then controls these restraint systems as a function of the sensor values from the kinematic sensor platform. In the case of the preprocessed sensor values from the kinematic sensor platform 6 , which are transmitted to the processor 7 or preprocessed by the processor 7 itself, there are also values which are both for the control unit for the restraint system and for the other vehicle systems 3 , 4 and 5 are necessary. After preprocessing, these values are then further transmitted via bus 1 to these other vehicle systems 3 , 4 and 5 . The processor 7 knows which preprocessed sensor values have to be transmitted further. This is stored in a memory which is assigned to the processor 7 . The other vehicle systems optionally carry out further processing of the values transmitted via the bus 1 .
Die Sensoren sind mikromechanische Sensoren aus Silizium. Durch Kräfte, die aufgrund der Änderung des Bewegungszustands entstehen, wird der Schwingungszustand der mikromechanischen schwingenden Elemente geändert. Diese Variation des Schwingungszustands äußert sich in Kapazitätsänderungen, die von einer Auswerteelektronik erfaßt werden. The sensors are micromechanical sensors made of silicon. By forces that result from the change in State of motion arise, the vibration state of the Changed micromechanical vibrating elements. This Variation of the state of vibration manifests itself in Changes in capacity by evaluation electronics be recorded.
In Fig. 3 ist eine erste Ausführungsform der kinematischen Sensorplattform 6 als Blockschaltbild dargestellt. Ein Sensor für eine lineare Beschleunigung 9 ist an einen ersten Dateneingang einer Signalverarbeitung 13 angeschlossen. Ein Drehratensensor 10 ist an einen zweiten Dateneingang der Signalverarbeitung 13 angeschlossen. Ein Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels 11 ist an einen dritten Dateneingang des Signalverarbeitung 13 angeschlossen, ein Sensor 12 zur Erfassung der Motordrehzahl ist an einen vierten Dateneingang der Signalverarbeitung 13 angeschlossen. Ein Datenausgang der Signalverarbeitung 13 führt zum Ausgang 14 der kinematischen Sensorplattform 6. Die Sensoren 19, 11 und 12 liefern ihre Meßdaten, die durch den Sensoren zugeordneten Verstärker verstärkt wurden an die Signalverarbeitung 13, die diese Daten digitalisiert und in einem Multiplex zusammenfasst. Der Prozessor 7 des Steuergeräts für das Rückhaltesystem verarbeitet dann die Sensorwerte, wobei auch die Sensorwerte, die für die anderen Fahrzeugsysteme verwendet werden, durch den Prozessor 7 dann vorverarbeitet werden. Die Signalverarbeitung 13 kann alternativ auch verteilt für jeden Sensor als eine jeweilige Kombination aus einem Signalverstärker und einem Analog- /Digitalwandler ausgeführt dann, um dann mit einem anschließenden Multiplexer die Daten in einen Datenstrom zu überführen.In Fig. 3, a first embodiment of the kinematic sensor platform 6 is shown as a block diagram. A sensor for a linear acceleration 9 is connected to a first data input of a signal processing unit 13 . A rotation rate sensor 10 is connected to a second data input of the signal processing 13 . A sensor for detecting the steering angle 11 is connected to a third data input of the signal processing 13 , a sensor 12 for detecting the engine speed is connected to a fourth data input of the signal processing 13 . A data output of signal processing 13 leads to output 14 of kinematic sensor platform 6 . The sensors 19 , 11 and 12 deliver their measurement data, which have been amplified by the amplifier assigned to the sensors, to the signal processing unit 13 , which digitizes these data and combines them in a multiplex. The processor 7 of the control device for the restraint system then processes the sensor values, with the sensor values that are used for the other vehicle systems also being preprocessed by the processor 7 . The signal processing 13 can alternatively also be distributed for each sensor as a respective combination of a signal amplifier and an analog / digital converter, in order to then convert the data into a data stream with a subsequent multiplexer.
In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform der kinematischen Sensorplattform 6 als Blockschaltbild dargestellt. Der Sensor zur Erfassung der linearen Beschleunigung 9 ist an einen ersten Eingang der Signalverarbeitung 13 angeschlossen. Der Drehratensensor 10 ist an einen zweiten Eingang der Signalverarbeitung 13 angeschlossen. Der Sensor 11 zur Erfassung des Lenkraddrehwinkels ist an einen dritten Eingang der Signalverarbeitung 13 angeschlossen. Der Sensor 12 zur Erfassung der Motordrehzahl ist an einen vierten Eingang der Signalverarbeitung 13 angeschlossen. Ein Datenausgang der Signalverarbeitung 13 führt zu einem Dateneingang eines Prozessors 15. Ein Datenausgang des Prozessors 15 führt zum Ausgang 14 der kinematischen Sensorplattform 6. Die Sensoren 9, 10, 11 und 12 liefern ihre verstärkten Meßdaten an die Signalverarbeitung 13, die diese Daten digitalisiert und in einen Multiplex überführt, so dass ein Datenstrom von der Signalverarbeitung 13 an den Prozessor 15 übertragen wird. Der Prozessor 15 führt eine Vorverarbeitung dieser Sensordaten durch, wobei Schwellwerte für die unterschiedlichen Fahrzeugsysteme mit den Sensordaten verglichen werden, um gegebenenfalls ein Auslösesignal oder Steuersignal über den Ausgang 14 weiter zu dem Prozessor 7 zu übertragen. Auch eine Berechnung der Fahrzeuglage kann im Prozessor 15 erfolgen. Der Prozessor 15 kann als Signalprozessor oder als Mikrocontroller ausgeführt sein. Der Prozessor 7 führt dann eine Auswahl der vorverarbeiteten Sensordaten durch, wobei der Prozessor 7 die vorverarbeiteten Sensordaten für die anderen Fahrzeugsysteme 3, 4 und 5 an den Buscontroller 8 weitergibt.In FIG. 4, a second embodiment of the kinematic sensor platform 6 is shown as a block diagram. The sensor for detecting the linear acceleration 9 is connected to a first input of the signal processing 13 . The rotation rate sensor 10 is connected to a second input of the signal processing 13 . The sensor 11 for detecting the steering wheel rotation angle is connected to a third input of the signal processing 13 . The sensor 12 for detecting the engine speed is connected to a fourth input of the signal processing 13 . A data output of the signal processing 13 leads to a data input of a processor 15 . A data output of the processor 15 leads to the output 14 of the kinematic sensor platform 6 . The sensors 9 , 10 , 11 and 12 deliver their amplified measurement data to the signal processor 13 , which digitizes this data and converts it into a multiplex, so that a data stream is transmitted from the signal processor 13 to the processor 15 . The processor 15 preprocesses this sensor data, threshold values for the different vehicle systems being compared with the sensor data in order to possibly transmit a trigger signal or control signal via the output 14 to the processor 7 . The vehicle position can also be calculated in the processor 15 . The processor 15 can be designed as a signal processor or as a microcontroller. The processor 7 then carries out a selection of the preprocessed sensor data, the processor 7 passing the preprocessed sensor data for the other vehicle systems 3 , 4 and 5 to the bus controller 8 .
Claims (4)
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