DE102005052021A1

DE102005052021A1 - Vorrichtung mit einem Steuergerät und zumindest einer davon räumlich getrennten Sensoreinheit

Info

Publication number: DE102005052021A1
Application number: DE200510052021
Authority: DE
Inventors: Helge Grasshoff; Christian Zelger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-10
Also published as: WO2007051709A1

Abstract

Eine Vorrichtung ist mit einem zumindest eine erste Auswerteeinheit (10) aufweisenden Steuergerät (1) und zumindest einer davon räumlich getrennten, über eine Leitung (3) mit dem Steuergerät (1) verbundenen und wenigstens ein Sensorelement (20) und eine Bewertungsschaltung (22) aufweisenden Sensoreinheit (2) gebildet, wobei die Sensoreinheit (2) eingerichtet ist, Sensordaten des Sensorelements (20) zum Steuergerät (1) auf Anforderung durch Synchronisationsimpulse über eine Schnittstelle (21) der Sensoreinheit (2) zu übertragen. Die Schnittstelle (21) steht mit der Bewertungsschaltung (22) derart in Wirkverbindung, dass nur Sensordaten ab einer durch einen Schwellwert vorgegebenen Amplitude übertragen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem zumindest eine erste Auswerteeinheit aufweisenden Steuergerät und zumindest einer davon räumlich getrennten, über eine Leitung mit dem Steuergerät verbundenen und wenigstens ein Sensorelement und eine Bewertungsschaltung aufweisenden Sensoreinheit, wobei die Sensoreinheit eingerichtet ist, Sensordaten des Sensorelements zum Steuergerät auf Anforderung durch Synchronisationsimpulse über eine Schnittstelle der Sensoreinheit zu übertragen.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 103 21 678 A1 bekannt. Dort werden zur Anforderung von Datenpaketen von einem zentralen Steuergerät periodisch alle 500 μs Synchronisationsimpulse über eine Datenleitung an ein dezentrales Datenverarbeitungsgerät gesandt, das daraufhin Datenpakete an das zentrale Steuergerät sendet.

Durch diese periodische Datenübertragung werden EMV-Störungen verursacht, die unter Umständen transponderbasierte Systeme wie beispielsweise Passive-Entry/Go-Systeme stören können, und damit unter Umständen inakzeptabel sind. Hinzu kommt, dass eine periodische Datenübertragung relativ viel Energie benötigt, was zu einer Verteuerung des dezentralen Datenverarbeitungsgeräts bzw. der Sensoreinheit führt und durch die hohe Verlustleistung dessen Temperaturbereich einschränkt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kommt besonders vorteilhaft in Insassenschutzsystemen zum Einsatz, die einerseits ein zentrales Steuergerät aufweisen, von dem die Auslösung der Insassenschutzmittel, wie beispielsweise Airbag oder Gurtstraffer, gesteuert werden, die jedoch außerdem räumlich davon getrennte Sensoreinheiten – auch Satelliten genannt – aufweisen, die beispielsweise im Seitenbereich eines Fahrzeugs angeordnet sind und einen Aufprall auf das Fahrzeug mittels Druck- oder Beschleunigungssensoren oder auch Körperschallsensoren detektieren können. Auch Drehratensensoren können von einem zentralen Steuergerät angeordnet sein. Die mittels entsprechender Druck-, Beschleunigungs-, Körperschall- oder Drehratensensoren ermittelten Daten werden über eine geeignete Schnittstelle der Sensoreinheit an eine die Sensoreinheit mit dem zentralen Steuergerät verbindende Datenleitung ausgegeben.

In manchen Steuergeräten ist neben einem Haupt-Mikrocontroller ein Safing-Mikrocontroller vorgesehen, wie dies beispielsweise in der US 2004/0245752 A1 beschrieben ist. Die Daten von der Sensoreinheit werden dabei im Haupt-Mikrocontroller zur Crasherkennung und von dem Safing-Mikrocontroller zur Absicherung des Haupt-Mikrocontrollers verwendet. Dabei erfordert die Auswertung der Daten im Safing-Mikrocontroller relativ hohen Rechenaufwand. Es ist daher schwierig, einen kostengünstigen Ersatz für den Safing-Mikrocontroller zu finden.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ist es daher, diese Nachteile der periodischen Übertragung von Daten zu vermeiden oder zumindest zu verringern.

Das Problem wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Vorrichtung nach Anspruch 1 werden also Daten nicht auf jeden Synchronisationsimpuls hin übertragen sondern nur, wenn dessen Amplitude einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Unter Amplitude soll hier nicht nur die absolute Amplitude der Sensordaten sondern auch die Amplitude eines bereits geglätteten, also verarbeiteten Sensorsignals verstanden werden.

Dieser Schwellwert kann dabei ein Safing-Schwellwert sein, also ein Schwellwert, der anzeigt, dass bereits eine kritische Sensorsignalamplitude vorliegt, die jedoch noch nicht zu einer Auslösung eines Rückhaltemittels führen soll.

Es werden also lediglich dann Daten von der Sensoreinheit zum Steuergerät übertragen, wenn deren Amplitude bereits in der Sensoreinheit als ausreichend groß erkannt wurde, um eine Weiterverarbeitung im Steuergerät zu rechtfertigen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise der zu EMV-Störungen führende Datenfluss auf der Leitung zwischen dem Steuergerät und der Sensoreinheit verringert. Außerdem kann die Absicherung des Haupt-Mikrocontrollers durch eine relativ einfache, als zweite Auswerteeinheit fungierende Schaltung erreicht werden, die in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach einer vorgegebenen Anzahl – beispielsweise drei – als gültig erkannter Daten einer Sensoreinheit eine Freigabe des Haupt-Mikrocontrollers bewirkt.

Falls keine Safing-Funktion erforderlich ist, ist in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung die vorgegebene Schwelle bereits die Auslöseschwelle. Hierdurch kann der Datenfluss auf der Datenleitung und damit mögliche EMV-Signalstöße weiter verringert werden.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher erläutert werden. Die Figur zeigt dabei ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Ein Steuergerät 1, das in einem Kraftfahrzeuginsassensicherheitssystem meist an zentraler Stelle im Kraftfahrzeug angeordnet ist, weist als erste Auswerteeinheit 10 einen Haupt-Mikrocontroller und als zweite Auswerteeinheit 11 einen Safing-Mikrocontroller auf. Die erste Auswerteeinheit 10 dient dazu, Daten von einer Sensoreinheit 2, die auf einer Datenleitung 3 übermittelt werden, auszuwerten und abhängig vom Auswerteergebnis über einen Ausgangsanschluss 13 ein Rückhaltemittel, wie beispielsweise einen Airbag oder einen Gurtstraffer, anzusteuern. Grundsätzlich ist es möglich, dass das Steuergerät 1 eine Vielzahl von Rückhaltemitteln ansteuern kann. Der Ausgangsanschluss 13 ist diesbezüglich nur stellvertretend für eine ggf. Vielzahl von möglichen Ausgangsanschlüssen genannt.

Die zweite Auswerteeinheit 11 verarbeitet ebenfalls die auf der Datenleitung 3 übermittelten Daten von der Sensoreinheit 2 und gibt als Verarbeitungsresultat ein Freigabesignal aus, das eine Ansteuerung des Ausgangsanschlusses 13 durch die erste Auswerteeinheit 10 ermöglicht. In der Figur ist diese Freigabe durch ein UND-Gatter 12 angedeutet, das das Ausgangssignal der ersten Auswerteeinheit 10 nur dann an den Ausgangsanschluss 13 durchschaltet, wenn das Freigabesignal von der zweiten Auswerteeinheit 11 vorliegt. Prinzipiell lässt sich diese Absicherungs- bzw. Safing-Funktion auch durch andere schaltungstechnische Ausbildungen verwirklichen. Beispielsweise könnte durch die zweite Auswerteeinheit 11 direkt ein geeigneter Eingang der ersten Auswerteeinheit 10 angesteuert werden.

Die Sensoreinheit 2 weist ein Sensorelement 20 auf, das beispielsweise ein Druck- oder ein Beschleunigungssensor sein kann, wobei auch andere Sensoren wie Körperschall- oder Drehratensensoren in Frage kommen. Die Sensoreinheit 2 ist räumlich getrennt vom zentralen Steuergerät 1 und in Kraftfahrzeuginsassensicherheitssystemen beispielsweise an der Seite oder an der Front des Fahrzeugs angeordnet. Das Sensorelement 20 detektiert auf diese Weise beispielsweise Beschleunigungen der Seitenbereiche des Fahrzeugs oder Druckanstiege in einem weitgehend abgeschlossenen Seitenteil des Fahrzeugs. Die durch das Sensorelement 20 detektierten Daten werden zur Auswertung über eine Schnittstelle 21 an die Datenleitung 3 ausgegeben und mittels dieser zum zentralen Steuergerät 1 übertragen.

In erfindungsgemäßer Weise werden die Daten des Sensorelements 20 auch einer Bewertungsschaltung 22 zugeführt, wo sie mit einer vorgegebenen Schwelle verglichen werden. Die Bewertungsschaltung 22 steuert die Schnittstelle 21 derart an, dass diese die Daten des Sensorelements 20 erst dann auf die Datenleitung 3 ausgibt, wenn die vorgegebene Schwelle durch die Sensorelementdaten überschritten wird. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung ausgeführt wurde, ist es zwar möglich, dass die Daten des Sensorelements direkt mit der vorgegebenen Schwelle verglichen werden; es ist jedoch vorteilhaft, diese zuvor beispielsweise durch Mittelung zu glätten und lediglich die geglätteten Daten mit der vorgegebenen Schwelle zu vergleichen. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass ein nur sehr kurzfristiger Anstieg der Sensorelementdaten zu einer unnötigen Übertragung der Daten zum zentralen Steuergerät führen würde.

Für den Fall, dass im zentralen Steuergerät 1 eine zweite Auswerteeinheit 11 vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, die vorgegebene Schwelle als Safing-Schwelle auszubilden, d. h. dem vorgegebenen Schwellwert einen Wert zuzuweisen, der geringer ist als ein Wert, bei dem bereits eine Auslösung erfolgen sollte. Die zweite Auswerteeinheit 11 im zentralen Steuergerät 1 kann bei einem derartig erfindungsgemäßen Vorgehen sehr einfach schaltungstechnisch ausgebildet sein und lediglich eine bestimmte Anzahl – beispielsweise drei – eingehende Daten auf ihre Gültigkeit überprüfen und daraufhin die erste Auswerteeinheit 11 freigeben.

Sollte eine zweite Auswerteeinheit 11 nicht vorgesehen sein, kann die vorgegebene Schwelle in der Bewertungsschaltung 22 in vorteilhafter Weise bereits als Auslöseschwelle ausgebildet sein und folglich Daten von der Sensoreinheit 2 zum zentralen Steuergerät 1 nur dann übertragen werden, wenn bereits eine Auslösung erforderlich ist.

Da für die einwandfreie Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Test der Sensoreinheit 2 erforderlich ist, kann zur periodischen Diagnose in größeren Abständen von beispielsweise 200 ms eine Meldung über die ordnungsgemäße Funktion der Sensoreinheit 2 an das Steuergerät 1 gesendet werden. Es werden also periodisch im Abstand von beispielsweise 500 μs Synchronisationsimpulse im Steuergerät 1 zu dem oder den Sensoreinheiten 2, 2' gesendet, jedoch nur im Falle des Überschreitens der vorgegebenen Schwelle Daten von der oder den Sensoreinheiten 2, 2' in durch die Synchronisationsimpulse vorgegebenen Zeitrahmen an das Steuergerät 1 zurückgesendet. In größeren Abständen von etwa 200 ms werden Meldungen über die einwandfreie Funktion der Sensoreinheiten 2, 2' an das zentrale Steuergerät 1 gesendet.

Wie in der Figur dargestellt, können über die Datenleitung 3 nicht nur eine Sensoreinheit 2 sondern weitere lediglich schematisch angedeutete Sensoreinheiten 2' mit dem zentralen Steuergerät verbunden sein.

Claims

Vorrichtung mit einem zumindest eine erste Auswerteeinheit (10) aufweisenden Steuergerät (1) und zumindest einer davon räumlich getrennten, über eine Leitung (3) mit dem Steuergerät (1) verbundenen und wenigstens ein Sensorelement (20) und eine Bewertungsschaltung (22) aufweisenden Sensoreinheit (2), wobei die Sensoreinheit (2) eingerichtet ist, Sensordaten des Sensorelements (20) zum Steuergerät (1) auf Anforderung durch Synchronisationsimpulse über eine Schnittstelle (21) der Sensoreinheit (2) zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (21) mit der Bewertungsschaltung (22) derart in Wirkverbindung steht, dass nur Sensordaten ab einer durch einen Schwellwert vorgegebenen Amplitude übertragen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20) ein Beschleunigungssensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20) ein Drucksensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20) ein Körperschallsensor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (20) ein Drehratensensor ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert ein Safing-Schwellwert ist.
Vorrichtung nach einem der einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert eine Auslöseschwellwert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (1) eine zweite Auswerteeinheit (11) aufweist, die mit der ersten Auswerteeinheit (10) derart in Wirkverbindung steht, dass ein Ausgabewert der ersten Auswerteeinheit (10) nur wirksam wird, wenn er durch die zweite Auswerteeinheit (11) freigegeben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Auswerteeinheit (11) eine Freigabe von Ausgabewerten der ersten Auswerteeinheit (10) erst nach dem Empfang einer vorgegebenen Anzahl von als gültig erkannten Daten einer Sensoreinheit (2; 2') bewirkt.