DE10128950A1

DE10128950A1 - Airbagsteuergerät in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10128950A1
Application number: DE2001128950
Authority: DE
Inventors: Werner Menzel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: DE10128950B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Airbagsteuergerät (1) in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen Prozessor (2) oder einen integrierten Schaltkreis zur Erzeugung von elektrischen Steuersignalen für mindestens einen Airbag und ein weiteres elektrisches Element, wobei zwischen einem Ausgang (5) des Prozessor (2) oder des integrierten Schaltkreises und einem elektrischen Stellelement mindestens ein Opto-Koppler (12) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Airbagsteuergerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Airbagsteuergerät dient primär dazu, den oder die Zündsätze des oder der vorhandenen Airbags in Abhängigkeit von den Signalen eines einen Unfall erfassenden Sensors auszulösen. Diese Unfall-Erfassung kann anhand der verschiedensten Messsignale erfolgen, die gegebenenfalls auch miteinander kombiniert werden können. Hierzu wertet ein im Airbagsteuergerät befindlicher Prozessor die ihm zugeführten Messsignale aus und erzeugt dann gegebenenfalls ein Ansteuersignal für die Zündsätze. Das Ergebnis des Prozesses stellt somit eine Aussage dar, ob ein Unfall zu erwarten ist oder nicht. Dieses Ergebnis kann daher auch zur Ansteuerung weiterer externer Stellelemente verwendet werden, die bei einem Unfall geschaltet werden sollen. Ein Beispiel hierfür ist eine Batterie-Trenneinrichtung, die bei einem Unfall die Spannungsversorgung von der Batterie zu den elektrischen Verbrauchern unterbricht, so dass eine Brandgefahr durch Kurzschlüsse verhindert wird.
Ein generelles Problem von Airbagsteuergeräten ist das Problem von Fehlauslösungen, bei denen der Airbag außerhalb einer Unfallsituation versehentlich ausgelöst wird, was einerseits zu Verletzungen der Insassen führen kann und/oder zusätzliche Kosten für eine Neuinstallation des Airbags verursacht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Airbagsteuergerät in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem das Problem von Fehlauslösungen minimiert wird.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch den Gegenstand mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu ist zwischen einem Ausgang des Prozessors des Airbagsteuergerätes und einem elektrischen Stellelement mindestens ein Opto-Koppler angeordnet. Dadurch wird das Airbagsteuergerät potentialmäßig vom externen elektrischen Stellelement entkoppelt, so dass am Prozessor des Airbagsteuergerätes zu jeder Zeit definierte Potentiale anliegen. Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass eine der Ursachen von Fehlauslösungen des Airbags undefinierte Substratströme des Prozessors oder der Schnittstellenbausteine (z. B. Zündasics oder -transistoren) sein können, die durch Spannungspotentiale der externen elektrischen Stellelemente erzeugt werden. Dies wird durch die galvanische Entkopplung mittels des Opto-Kopplers zuverlässig vermieden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Opto-Koppler in dem elektrischen Stellelement integriert, wodurch neben einer einfachen Verschaltung auch keine externen Spannungen in das Airbagsteuergerät geschleift werden. Des weiteren beseitigt dies Platzprobleme im Airbagsteuergerät und hat Kostenvorteile, da der Optokoppler nur dann verbaut ist, wenn auch das Stellelement vorhanden ist. In einer alternativen Ausführungsform ist der Opto-Koppler im Airbagsteuergerät integriert. In diesem Fall wird der Opto-Koppler vorzugsweise räumlich vom Prozessor entfernt angeordnet, dass die Spannungen am Opto-Koppler keine Auswirkungen auf den Prozessor haben. Der Vorteil der Integration im Airbagsteuergerät ist, dass keine elektrischen Leitungen, die auf das Potential des Airbagsteuergerätes bezogen sind, nach außen geführt werden müssen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Prozessor des Airbagsteuergerätes als ASIC ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das externe elektrische Stellelement als Batterie-Trenneinrichtung ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schaltungsanordnung eines Airbagsteuergerätes mit externem Opto-Koppler und einer Batterie-Trenneinrichtung,
Fig. 2 eine schematische Schaltungsanordnung eines Airbagsteuergerätes mit integriertem Opto-Koppler und einer Batterie-Trenneinrichtung und
Fig. 3 eine schematische Schaltungsanordnung eines Airbagsteuergerätes mit einer galvanischen Kopplung zu einer Batterie-Trenneinrichtung (Stand der Technik).
Zum besseren Verständnis der Erfindung soll zunächst der Stand der Technik mit seinen Problemen anhand der Fig. 3 beschrieben werden. Das Airbagsteuergerät 1 umfasst einen Prozessor 2, einen Schalttransistor 3 und einen Begrenzungswiderstand 4. Das Airbagsteuergerät 1 ist mit einer Klemme 15 "KL15" verbunden, die die Versorgungsspannung des Airbagsteuergerätes 1 bzw. des Prozessors 2 liefert. Der Prozessor 2 weist einen Steuerausgang 5 auf, der mit der Basis des Schalttransistors 3 verbunden ist. Des weiteren weist der Prozessor 2 einen Steuerausgang 6 für mindestens einen Zündsatz eines Airbags auf. Der Emitter des Schalttransistors 3 ist über den Begrenzungswiderstand 4 mit einem Masseanschluss verbunden, mit dem auch der Masseanschluss 7 des Prozessors 2 verbunden ist. Der Kollektor des Schalttransitors 3 ist mit einer Relaisspule 8 eines Relaiskontaktes 9 verbunden, die beide mit einer Klemme 30 "KL 30" verbunden sind und zusammen die Batterie-Trenneinrichtung bilden. Über die Klemme 30 wird beispielsweise ein Starter S über den Relaiskontakt 9 mit Spannung versorgt, wobei die Starterleitung 10 permanent spannungsführend ist, solange der Relaiskontakt 9 geschlossen ist. Das Relais ist dabei derart ausgebildet, dass der Relaiskontakt 9 geschlossen ist, wenn die Relaisspule 8 stromlos ist. Im regulären Betrieb sperrt daher der Prozessor 2 über den Steuerausgang 5 den Schalttransistor 3, so dass die Relaisspule 8 stromlos ist. Erfasst hingegen das Airbagsteuergerät 1 einen Unfall anhand der Sensorsignale nicht dargestellter Sensoren, so wird der Schalttransistor 3 durchgeschaltet. Dadurch wird die Relaisspule 8 bestromt und der Relaiskontakt 9 geöffnet, wodurch die Starterleitung 10 spannungslos geschaltet wird. Bei ausgeschalteter Zündung ist die Klemme 15 spannungslos und das Airbagsteuergerät 1 wird nicht mehr mit Spannung versorgt. Allerdings liegt die Spannung von Klemme 30 an den internen Schaltkreisen des Airbagsteuergerätes 1, so dass unzulässige Substratströme fließen können, die zu undefinierten Betriebszuständen oder gar zur Zerstörung des Prozessors 2 führen können, so dass als Folge der Airbag versehentlich gezündet wird oder aber gar nicht mehr gezündet werden kann.
In der Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Airbagsteuergerät 1 dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Airbagsteuergerät 1 weist einen weiteren Schalttransistor 11 auf, dessen Kollektor über eine LED eines Opto-Kopplers 12 mit dem Begrenzungswiderstand 4 verbunden ist. Die Relaisspule 8 der Batterie- Trenneinrichtung ist mit dem Kollektor eines Phototransistors des Opto-Kopplers 12 verbunden. Der Kollektor des Schalttransistors 3 ist mit der Klemme 15 verbunden. Im regulären Betriebszustand sperrt mindestens einer der beiden Schalttransistoren 3, 11, so dass durch die LED kein Strom fließt und die Basis des Phototransistors nicht aufgesteuert wird. Somit sperrt der Phototransistor und die Relaisspule 8 ist stromlos und somit der Relaiskontakt 9 geschlossen. Im Falle der Erfassung eines Unfalls schalten beide Schalttransistoren 3, 11 durch, so dass durch die LED ein Strom fließt und diese optisch emittiert, wodurch die Basis des Phototransistors aufsteuert. Dadurch wird die Relaisspule 8bestromt und der Relaiskontakt 8 geöffnet, so dass die Starterleitung 10 spannungslos geschaltet wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik gemäß Fig. 3 ist das Airbagsteuergerät 1 völlig vom Potential an Klemme 30 entkoppelt. Bei einer Abschaltung von Klemme 15 ist das Airbagsteuergerät 1 mit allen Bauteilen spannungsfrei und die gesamte Spannung von Klemme 30 fällt wie im regulären Betriebszustand über den Phototransistor ab. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist der Opto-Koppler 12 außerhalb des Airbagsteuergerätes 1 angeordnet und beispielsweise in der Batterie-Trenneinrichtung angeordnet. Dadurch existiert eine gute räumliche Trennung zwischen dem spannungsführenden Phototransistor und den internen Schaltungseinheiten des Airbagsteuergerätes 1. Es sind Anwendungsfälle denkbar, wo es vorteilhaft ist, den Opto- Koppler in das Airbagsteuergerät 1 zu integrieren, was in Fig. 2 dargestellt ist. In diesem Fall wird der Opto-Koppler 12 vorzugsweise soweit als möglich getrennt zu den anderen Schaltungseinheiten angeordnet. Durch die Integration in das Airbagsteuergerät 1 müssen keine elektrischen Leitungen, die auf das Potential des Airbagsteuergerätes bezogen sind, nach außen geführt werden.

Claims

1. Airbagsteuergerät in einem Kraftfahrzeug, umfassend mindestens einen Prozessor oder integrierten Schaltkreis zur Erzeugung von elektrischen Steuersignalen für mindestens einen Airbag und ein weiteres elektrisches Stellelement, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Ausgang des Prozessors (2) oder des integrierten Schaltkreises und einem elektrischen Stellelement mindestens ein Opto-Koppler (12) angeordnet ist.

2. Airbagsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Opto-Koppler (12) in das elektrische Stellelement integriert ist.

3. Airbagsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Opto-Koppler (12) in das Airbagsteuergerät (1) integriert ist.

4. Airbagsteuergerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Opto-Koppler (12) räumlich vom Prozessor getrennt angeordnet ist.

5. Airbagsteuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (2) als ASIC ausgebildet ist.

6. Airbagsteuergerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Stellelement als Batterie-Trenneinrichtung ausgebildet ist.

7. Airbagsteuergerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie- Trenneinrichtung als Relais ausgebildet ist.