DE102005063128A1 - Pressure sensor device for use in side door of passenger car, has measuring signal-processing device providing information signals, which is based on modification of detected pressure, and absolute value of pressure, respectively - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit barometrischer Druckmessung im Kraftfahrzeug und insbesondere mit der Verwendung von Druckmesssensoren zur Ansteuerung von Sicherheits- und von Motormanagementsystemen.The The present invention is concerned with barometric pressure measurement in the motor vehicle and in particular with the use of pressure measuring sensors for controlling safety and engine management systems.
Im Kraftfahrzeug ist die Bestimmung des Umgebungsdrucks bzw. des barometrischen Drucks unter anderem für die Imple mentierung sicherheitsrelevanter Funktionen und für die Ansteuerung des Motors erforderlich. Für das Motormanagement ist dabei die präzise Kenntnis des absoluten (barometrischen) Druckes erforderlich, die gemäß dem Stand der Technik durch separate, im Motorraum angebrachte Drucksensoren ermittelt wird.in the Motor vehicle is the determination of the ambient pressure or the barometric Pressure among others for the implementation of safety-relevant functions and for control of the engine required. For The engine management is the precise knowledge of the absolute (barometric) pressure required according to the prior art by separate, mounted in the engine compartment pressure sensors is determined.
Zur Auslösung von Airbags bzw. anderen Sicherheitssystemen, wie Gurtstraffern, wird ebenfalls auf Informationen zurückgegriffen, welche ein Signal aufgrund einer Änderung des Umgebungsdrucks erzeugen. Eine Messung eines Druckanstiegs bzw. einer relativen Druckänderung ist insbesondere für die Auslösung von Seitenairbagsystemen vorteilhaft, da die Knautschzone beim Seitenaufprall wesentlich geringer ist als beim Frontalaufprall eines Pkws. Mittels eines Drucksensors kann ein Aufprall wesentlicher schneller detektiert werden als mittels eines Beschleunigungssensors, weshalb insbesondere für die Sensorik zur Seitenairbagsteuerung überwiegend auf Drucksensoren zurückgegriffen wird. Die Drucksensoren bestimmen dabei eine relative Druckänderung wenn die Drucksensoren in einen Hohlraum des Kraftfahrzeuges eingebaut sind, da dann eine Deformation des Hohlraums eine Druckerhöhung nach sich zieht (beispielsweise ΔP/P0, wobei P0 den momentanen Absolutdruck und ΔP die gemessene Änderung des Drucks pro Messintervall bezeichnet).To trigger airbags or other security systems, such as belt tensioners, also resort to information that generate a signal due to a change in ambient pressure. A measurement of a pressure rise or a relative change in pressure is particularly advantageous for the triggering of side airbag systems, since the crumple zone during side impact is substantially lower than in the case of a frontal collision of a passenger car. By means of a pressure sensor, an impact can be detected much more quickly than by means of an acceleration sensor, which is why, in particular for the sensors for side airbag control, pressure sensors are predominantly used. The pressure sensors thereby determine a relative change in pressure when the pressure sensors are installed in a cavity of the motor vehicle, since then a deformation of the cavity causes an increase in pressure (for example, ΔP / P 0 , where P 0 is the instantaneous absolute pressure and ΔP the measured change in the pressure per Measuring interval).
Um eine Fehlauslösung eines Seitenairbags zu verhindern, ist das von einem Sensor gelieferte Druckanstiegssignal einer geeigneten Überprüfung zu unterziehen, was beispielsweise durch Vergleich des Druckanstiegssignals mit unterschiedlichen Schwellwerten geschehen kann. So beschreibt die deutsche Patentschrift 19619468C1 ein Verfahren zum Auslösen eines Rückhaltemittels zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug, bei dem ein Rückhaltemittel eines Kraftfahrzeugs ausgelöst wird, wenn ein in einem Fahrzeugseitenteil aufgenommenes Druckanstiegssignal einen Schwellwert überschreitet, oder ein aus dem Druckanstiegsignal durch Mittelwertbildung berechnetes mittleres Drucksignal einen zweiten Schwellwert und gleichzeitig ein durch die Steigung des Druckanstiegsignals bestimmtes Differenzdrucksignal einen dritten Schwellwert überschreitet.Around a false trip to prevent a side airbag is the pressure increase signal provided by a sensor an appropriate review undergo what, for example, by comparing the pressure increase signal can happen with different thresholds. So describes German Patent 19619468C1 discloses a method for triggering a Retaining means for side impact protection in a vehicle in which a restraint means of a motor vehicle when a pressure increase signal received in a vehicle side member exceeds a threshold, or a calculated from the pressure rise signal by averaging mean pressure signal a second threshold and at the same time a differential pressure signal determined by the slope of the pressure increase signal exceeds a third threshold.
Die deutsche Patentschrift 19830835C2 beschreibt dazu ein Verfahren zum Auslösen eines Rückhaltemittels, insbesondere zum Seitenaufprallschutz in einem Fahrzeug, bei dem von einer Sensoreinrichtung ein Drucksignal geliefert wird, von dem das Auslösen des Rückhaltemittels abhängt, und bei dem ein Algorithmus zum Festlegen eines sich ändernden Schwellwerts gestartet wird, sobald das Drucksignal in vorbestimmter Weise zunimmt, und das Rückhaltemittel ausgelöst wird, sobald das Drucksignal den Schwellwert übersteigt.The German Patent 19830835C2 describes a method for this purpose to trigger a restraint, in particular for side impact protection in a vehicle, in which from a sensor device, a pressure signal is supplied from the triggering of the restraint depends and an algorithm for setting a changing one Threshold is started as soon as the pressure signal in a predetermined Way increases, and the retention means triggered becomes as soon as the pressure signal exceeds the threshold value.
Ein Nachteil der bisherigen Implementierungen ist dabei, dass für jede Anwendung, die eine Druckmessung erfordert, unterschiedliche Sensorsysteme und diesen zugeordnete Auswerteanordnungen innerhalb eines einzelnen Kraftfahrzeugs verwendet werden, was kostenintensiv ist und darüber hinaus das Fahrzeuggewicht erhöht bzw. den insbesondere im Fahrzeug geringen zur Verfügung stehenden Raum weiter einschränkt. Allgemein ist bei Verwendung mehrerer unabhängiger Systeme ein erhöhter technischer Aufwand erforderlich.One Disadvantage of the previous implementations is that for each application, which requires a pressure measurement, different sensor systems and their associated evaluation arrangements within a single Motor vehicle used, which is costly and beyond the vehicle weight increased or the low in particular in the vehicle available Room further restricts. In general, when using multiple independent systems is an increased technical Effort required.
Bei Motormanagementsystemen, die einen Absolutdrucksensor verwenden, kann darüber hinaus eine Fehlfunktion desselben nur schwer erkannt werden, da gemäß dem Stand der Technik keine redundante Information bezüglich des Absolutdrucks zur Verfügung steht.at Engine management systems using an absolute pressure sensor, can over it In addition, a malfunction of the same are difficult to recognize because according to the state the technique no redundant information regarding the absolute pressure for disposal stands.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die es ermöglichen, auf eine effiziente Weise unterschiedliche elektronische Systeme eines Kraftfahrzeugs mit druckabhängigen Steuerinformationen zu versorgen.The The object of the present invention is a device and to create a procedure that makes it possible to be efficient Way different electronic systems of a motor vehicle with pressure dependent Supply tax information.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 18 gelöst und durch ein Druckverarbeitungssystem gemäß Anspruch 20 gelöst.These The object is achieved by a device according to claim 1, a method according to claim 18 solved and solved by a printing processing system according to claim 20.
Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass ein druckabhängiges Informationssignal für ein Sicherheitssystem und ein Motorsteuerungssystem eines Kraftfahrzeuges effizienter zur Verfügung gestellt werden kann, wenn eine einzige Druckerfassungseinrichtung, welche eine von einem barometrischen Druck abhängige physikalische Messgröße erfasst mit einer Messsignal-Verarbeitungseinrichtung kombiniert wird, welche das bereitgestellte Messsignal verarbeitet, um ein erstes und ein zweites Informationssignal zu liefern, wobei das erste Informationssignal auf einer relativen Änderung des erfassten Drucks basiert und wobei das zweite Informationssignal auf einem Absolutwert des erfassten barometrischen Drucks basiert.Of the The present invention is based on the finding that a pressure dependent Information signal for a safety system and an engine control system of a motor vehicle more efficient can be provided if a single pressure sensing device, which detects a barometric pressure dependent physical quantity with a measuring signal processing device combined, which processes the provided measurement signal, to provide a first and a second information signal, wherein the first information signal on a relative change based on the detected pressure and wherein the second information signal based on an absolute value of the detected barometric pressure.
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Drucksensorvorrichtung also aus eine Druckerfassungseinrichtung und einer Messsignal-Verarbeitungseinrichtung. Die Druckerfassungseinrichtung liefert eine druckabhängige physikalische Messgröße an die Messsignalverarbeitungseinrichtung, die beispielsweise eine Kapazität oder einen elektrischer Widerstand sein kann. Die Messsignal-Verarbeitungseinrichtung leitet aus dem bereitgestellten Messsignal ein erstes Informationssignal ab, welches die relative Druckänderung ΔP/P0 beschreibt (P0 bezeichnet den Absolutdruck). Gleichzeitig liefert die Messsignal-Verarbeitungseinrichtung ein zweites Informationssignal, das den absoluten Druck P0 beschreibt. Mittels eines einzelnen Drucksensors ist es somit möglich, sowohl ein Informationssignal, das geeignet ist, ein Sicherheitssystem auszulösen, zu liefern, als auch ein zweites Informationssignal, welches für eine Motorsteuerung verwendet werden kann.In a first embodiment of the present invention, a pressure sensor comprises Device thus a pressure detection device and a measurement signal processing device. The pressure detection device supplies a pressure-dependent physical measured variable to the measurement signal processing device, which may be, for example, a capacitance or an electrical resistance. From the measurement signal provided, the measurement signal processing device derives a first information signal which describes the relative pressure change ΔP / P 0 (P 0 denotes the absolute pressure). At the same time, the measuring signal processing device supplies a second information signal which describes the absolute pressure P 0 . By means of a single pressure sensor, it is thus possible to provide both an information signal capable of triggering a safety system and a second information signal which can be used for motor control.
Bei einem komplexen System verschiedenster Komponenten, wie es ein modernes Fahrzeug darstellt, ist es ein großer Vorteil, wenn einzelne Baugruppen eingespart werden können. Dies ist erfindungsgemäß zumindest für den das Motorsteuerungssystem versorgenden Drucksensor der Fall. Dadurch können zum einen Kosten gesenkt werden, ebenso wichtig ist jedoch die damit einhergehende Platz- bzw. Gewichtsersparnis.at a complex system of different components, as it is a modern one Vehicle represents, it is a big advantage, if individual Assemblies can be saved. This is at least according to the invention for the the engine control system supplying pressure sensor the case. Thereby can On the one hand costs are reduced, but equally important is the one with it accompanying space and weight savings.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Druckerfassungseinrichtung und die Messsignalverarbeitungseinrichtung gemeinsam auf einem Halbleiterchip angebracht, was zum Einen Signalwege zwischen den einzelnen Baugruppen spart und zum Anderen die Bauteilgröße und die Produktionskosten reduziert. Eine solche single-chip Lösung zur Ansteuerung mehrerer im Fahrzeug verteilter Systeme reduziert also auch die Komplexität des Gesamtsystems.at an advantageous embodiment of the Present invention, the pressure detection device and the Measurement signal processing device together on a semiconductor chip attached, resulting in a signal paths between the individual modules saves and on the other hand the component size and the production costs reduced. Such a single-chip solution for controlling several The distribution of distributed systems in the vehicle also reduces the complexity of the overall system.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße Drucksensorvorrichtung angepasst, um in einem Hohlraum eines Fahrzeugs, wie z.B. in den Türen, angebracht zu werden. Dies hat den großen Vorteil, dass mittels eines ersten Informationssignals, welches die Druckänderung beschreibt, die Auslösung von Sicherheitssystemen des Fahrzeugs unterstützt werden kann.at a further embodiment According to the present invention, the pressure sensor device according to the invention is adapted, in a cavity of a vehicle, e.g. in the doors, attached to become. This has the big one Advantage that by means of a first information signal, which the pressure change describes the triggering of Security systems of the vehicle can be supported.
Solche Sicherheitssysteme können z.B. Airbags, Gurtstraffersysteme oder auch Systeme sein, bei denen bei einem Aufprall die Lenksäule aus dem Fahrgastraum gezogen wird oder das Schiebedach eines Fahrzeugs automatisch verschlossen wird. Durch die mehrfache Anbringung erfindungsgemäßer Drucksensorvorrichtungen kann eine Deformation des Fahrzeugs bzw. eines Hohlraums aus verschiedenen Richtungen detektiert werden. Die Deformation kann dabei durch Auftreffen eines Hindernisses auf das stehende Fahrzeug oder durch das Auftreffen des Fahrzeugs auf ein Hindernis verursacht werden, wobei in jedem Fall eine Auslösung des Sicherheitssystems gewährleistet ist. Jede erfindungsgemäße Drucksensorvorrichtung liefert darüber hinaus ein zweites Informationssignal, welches auf einem Absolutwert des barometrischen Druckes basiert und das zur Motorsteuerung verwendet werden kann.Such Security systems can e.g. Airbags, belt tensioner systems or systems in which in an impact, the steering column is pulled out of the passenger compartment or the sunroof of a vehicle is automatically closed. By the multiple attachment of pressure sensor devices according to the invention can a deformation of the vehicle or a cavity of different Directions are detected. The deformation can be due to impact an obstacle to the stationary vehicle or by the impact the vehicle to be caused to an obstacle, taking in each Case a trip of the security system is. Each pressure sensor device according to the invention delivers about it In addition, a second information signal, which on an absolute value based on barometric pressure and used for engine control can be.
Dies hat den großen Vorteil, dass die den absoluten Druck beschreibenden Signale redundant vorhanden sind, was zum einen die Messgenauigkeit erhöht und daher die Qualität der Verbrennung im Motor steigert und was zum anderen dazu führt, dass bei der Fehlfunktion eines Sensors diese Fehlfunktion automatisch erkannt werden kann, so dass es zu keiner Fehlsteuerung des Motors kommen kann. Ist beispielsweise bei einem zweitürigen Fahrzeug die erfindungsgemäße Drucksensorvorrichtung in den Seitentüren verbaut, so lässt sich zumindest eine Fehlfunktion eines Sensors feststellen, wobei eine Aussage darüber, welcher spezifische Sensor defekt ist, bereits eingeschränkt möglich ist. Bei einem viertürigen Fahrzeug, bei dem die erfindungsgemäße Drucksensorvorrichtung in jeder Seitentür verbaut ist, lässt sich eindeutig feststellen, welcher Sensor einen Defekt aufweist, so dass bei einem Werkstattaufenthalt die Fehlersuchzeit und die damit verbundenen Kosten stark reduziert werden können.This has the big one Advantage that the absolute pressure descriptive signals redundant which, on the one hand, increases the measuring accuracy and therefore the quality of the combustion in the engine boosts and what the other leads to that in the malfunction a sensor can automatically detect this malfunction, so that there can be no malfunction of the engine. For example at a two-door Vehicle, the pressure sensor device according to the invention in the side doors blocked, so lets identify at least one malfunction of a sensor, wherein a statement about which specific sensor is defective is already limited possible. In a four-door Vehicle in which the pressure sensor device according to the invention in every side door is installed, leaves clearly identify which sensor has a defect, so that during a workshop visit the troubleshooting time and the associated costs can be greatly reduced.
Somit kann also eine Erhöhung der Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Sensorsystems dadurch erreicht werden, dass durch die Funktion der Absolutdruckmessung in jeder Drucksensoranordnung und deren Auswertung beispielsweise mittels einer Steuereinheit immer mehrere Sensoren verglichen werden können. So können beispielsweise mehrere Aufprallsensoren (z.B. Seitenairbagsensoren in zwei oder mehr Türen) gegeneinander verglichen werden, oder es können Aufprallsensor(en) und Motormanangementsensor(en) miteinander verglichen werden.Consequently So can an increase the reliability the sensor system according to the invention be achieved by the function of the absolute pressure measurement in each pressure sensor arrangement and their evaluation, for example By means of a control unit always several sensors are compared can. So can for example, multiple impact sensors (e.g., side airbag sensors in two or more doors) or impact sensor (s) and engine management sensor (s) compared with each other.
Als Hohlraum kommen dabei nicht nur die Türen in betracht, sondern auch beliebige andere teilweise abgeschlossene Volumina, die von Karosseriebauteilen begrenzt werden. Dies könnte beispielsweise der Motorraum sein, der von der Motorhaube und Seitenteilen begrenzt wird oder auch ein Bereich in einem der Radhäuser, der von Teilen des Kotflügels abgetrennt wird. Im Fall der Anbringung im Motorraum kann der ursprüngliche Absolutdrucksensor des Motormanagements durch einen erfindungsgemäßen Sensor ersetzt werden, wobei die Funktionalität zusätzlich um eine Möglichkeit zur Detektion eines Aufpralls des Fahrzeugs bzw. auf das Fahrzeug erweitert wird. Die höhere Auslösegeschwindigkeit im Vergleich zu Beschleunigungssensoren kann dabei unter anderem beim Fußgängerschutz von Vorteil sein, um beim Frontalaufprall eines Passanten eine aktive Sicherheitsmassnahmen, wie beispielsweise das öffnen der Motorhaube, noch rechtzeitig auslösen zu können.As a cavity not only the doors come into consideration, but also any other partially closed volumes, which are limited by body components. This could be, for example, the engine compartment, which is delimited by the bonnet and side parts, or also an area in one of the wheel arches, which is separated from parts of the fender. In the case of mounting in the engine compartment, the original absolute pressure sensor of the engine management can be replaced by a sensor according to the invention, wherein the functionality is additionally extended by a possibility for detecting an impact of the vehicle or on the vehicle. The higher release speed compared to acceleration sensors can be an advantage in pedestrian protection, among other things be in order to trigger in the frontal collision of a passerby active safety measures, such as the opening of the hood, in time.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden sowohl das erste als auch das zweite Informationssignal gemeinsam an einem Datenausgang der Drucksensorvorrichtung in digitaler Form zur Verfügung gestellt. Dies hat den großen Vorteil, dass die bereits existierenden Bussysteme bzw. Steuerleitungen, welche zu im Fahrzeug verbauten Airbag-Auslösesensoren führen, verwendet werden können, um das zusätzliche Signal zu übertragen. Dabei kann das erste und das zweite Informationssignal in einzelnen Paketen hintereinander übertragen werden, wobei die Taktreihenfolge geeignet variiert werden kann. Dies bedeutet, dass nicht zwingend abwechselnd ein erstes Datenpaket mit dem ersten Informationssignal auf ein zweites Datenpaket mit dem zweiten Informationssignal folgen muss. Die Information, die ein Auslösen eines Airbags verursachen kann, hat höhere Priorität, als die Absolutdruckinformation für die Motorsteuerung, so dass bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das erste Informationssignal mehrmals hintereinander bereitgestellt wird, bevor ein Bereitstellen des zweiten Informationssignals für die Motorsteuerung erfolgt.at a further embodiment In the present invention, both the first and the second information signal in common to a data output of the pressure sensor device available in digital form posed. This has the big one Advantage that the already existing bus systems or control lines, which lead to installed in the vehicle airbag trigger sensors used can be around the extra Signal to transmit. In this case, the first and the second information signal in individual Transfer packages in a row be, wherein the clock order can be varied suitably. This means that not necessarily alternately a first data packet with the first information signal to a second data packet with the must follow second information signal. The information that a Trigger can cause an airbag has higher priority than the Absolute pressure information for the engine control, so that in a further embodiment of the present invention, the first information signal several times is provided in succession before providing the second information signal for the Motor control takes place.
Alternativ ist es auch möglich, beide Informationen innerhalb eines Datenpakets zu senden.alternative it is also possible to send both information within a data packet.
Die Informationssignale können dabei auf vorteilhafte Art und Weise codiert bereitgestellt werden, wie es beispielsweise mit einer Manchester-Codierung möglich ist.The Information signals can thereby being coded in an advantageous manner, as is possible, for example, with a Manchester encoding.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Drucksensorsystem aus einer Mehrzahl von Drucksensorvorrichtungen mit einer Steuereinrichtung kombiniert, wobei die Steuereinrichtung mit jeder Drucksensorvorrichtung verbunden ist, um aus den ersten und den zweiten Informationssignalen ein erstes Kombinationssignal und ein zweites Kombinationssignal zu bilden. Aufgrund der Kombinationssignale kann von der Steuereinrichtung auf die Fehlfunktion einer einzelnen Drucksensorvorrichtung geschlossen werden, so dass entweder das zur Verfügung stehende Signal bei der weiteren Signalaufbereitung ignoriert werden kann oder eine Fehlermeldung ausgegeben werden kann, um einen Austausch der defekten Drucksensorvorrichtung zu veranlassen.at a further embodiment The present invention is a pressure sensor system of a A plurality of pressure sensor devices with a control device combined, the controller connected to each pressure sensor device is to from the first and the second information signals a first combination signal and a second combination signal too form. Due to the combination of signals may by the controller closed on the malfunction of a single pressure sensor device so that either the signal available at the signal processing can be ignored or an error message can be issued to replace the defective pressure sensor device to induce.
Sehr vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Konzept als Druckverarbeitungssystem zur Messwertverarbeitung für ein Sicherheitssystem und ein Motorsteuerungssystem eines Kraftfahrzeugs einsetzbar. Dabei wird eine erfindungsgemäße Drucksensorvorrichtung mit einem Sicherheitssystem und ei nem Motorsteuerungssystem über eine Datenverbindung verbunden. Die Daten eines einzigen Sensors können so vorteilhaft dazu genützt werden, sowohl die Motorsteuerung als auch sicherheitsrelevante Systeme bedienen.Very the concept according to the invention is advantageous as a print processing system for measured value processing for a safety system and an engine control system of a motor vehicle used. In this case, a pressure sensor device according to the invention with a safety system and an engine management system via a Data connection connected. The data of a single sensor can do so advantageously used to be both the engine control and safety-related Operate systems.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments The present invention will be described below with reference to FIG the enclosed drawings, closer explained. Show it:
Die
Die
Druckerfassungseinrichtung
Das
erste Informationssignal
Ein
Hohlraum, in den die Druckerfassungseinrichtung
Dabei
wird sowohl das erste Informationssignal als auch das zweite Informationssignal über die Übertragungsstrecke
Das
erste Informationssignal und das zweite Informationssignal können dabei,
wie es anhand der
Die
Unabhängig von
der Art und Weise wie das erste und das zweite Informationssignal über die Übertragungsstrecke
An
einem Datenausgang
Die
Steuereinrichtung
Dadurch kann beispielsweise durch zeitliche Mittelung der individuellen empfangenen zweiten Informationssignale die Genauigkeit der Absolutdruckmessung verbessert werden, so dass das so erzeugte zweite Kombinationssignal eine präzisere Messung des absoluten barometrischen Drucks ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann durch Mittelung einzelner Signale bzw. durch Vergleich individueller Signale ein Kombinationssignal gebildet werden, welches ein fehlerhaftes Verhalten einer der Drucksensorvorrichtungen anzeigt.Thereby can, for example, by temporal averaging of the individual received second information signals, the accuracy of the absolute pressure measurement be improved, so that the second combination signal thus generated a more precise one Measurement of the absolute barometric pressure allows. Alternatively or additionally by averaging individual signals or by comparing individual signals a combination signal is formed, which is a faulty Behavior of one of the pressure sensor devices indicates.
Der Einsatz eines erfindungsgemäßen Drucksensorsystems im Fahrzeug hat dabei den großen Vorteil, dass als defekt erkannte Sensoren bzw. Drucksensorvorrichtungen entweder durch redundante Informationen der verbleibenden funktionsfähigen Sensoren substituiert werden können oder dass beispielsweise eine Fehlauslösung eines Airbags oder einer sonstigen Sicherheitseinrichtung vermieden werden kann, wenn der zuständige Sensor rechtzeitig als defekt erkannt wird.Of the Use of a pressure sensor system according to the invention in the vehicle has the big one Advantage that recognized as defective sensors or pressure sensor devices either by redundant information of the remaining operational sensors can be substituted or that, for example, a false triggering of an airbag or a other safety device can be avoided if the competent Sensor is detected in time as defective.
Die
Drucksensoreinrichtung
Zur
Kommunikation weist die Drucksensoreinrichtung
Werden
die Signale direkt an das Sicherheitssystem
Alternativ
können
die Informationssignale zunächst
an die Steuereinrichtung
In den folgenden Absätzen soll noch einmal kurz die der Erfindung zugrunde liegende Problematik sowie die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung derselben zusammengefasst werden.In the following paragraphs should briefly again the problem underlying the invention as well as the invention proposed solution be summarized.
Für unterschiedliche Aufgaben in Automobilen sind derzeit unterschiedliche Drucksensoren erforderlich. Erfindungsgemäß stellt ein Sensor (Drucksensor) unterschiedliche Druckinformationen (barometrischer Druck und differenzieller relativer Druck) zur Verfügung. Derzeit wird innerhalb eines einzigen Automobils für jedwede Anwendung, die eine druckabhängige Information als Eingangsgröße benötigt, ein spezifischer Sensor verwendet. Daher werden unterschiedliche Sensoren benötigt, welche alle die im Wesentlichen selbe Information zur Verfügung stellen. Dies ist kostenintensiv, platzverschwendend und verursacht eine unnötige Gewichtserhöhung.For different Tasks in automobiles are currently different pressure sensors required. According to the invention provides a sensor (pressure sensor) different pressure information (barometric Pressure and differential relative pressure). Currently is used within a single automobile for any application that has a pressure-dependent Information required as an input, a specific sensor used. Therefore, different sensors needed which all provide the substantially same information. This is costly, wasting space and causing a unnecessary Weight increase.
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Mehrfachverwendung eines einzelnen Drucksensors. Das bedeutet, dass ein einzelner Sensor die Möglichkeit bietet, anwendungsspezifisch verschiedene Druckinformationen zu liefern. Daher trägt die vorliegende Erfindung dazu bei, Sensoren wirtschaftlicher auszugestalten und somit Kosten, Gewicht und Platz zu sparen.The The present invention describes a multiple use of a single Pressure sensor. That means a single sensor has the option offers application-specific printing information deliver. Therefore contributes the present invention to design sensors more economical and thus save costs, weight and space.
Der Kern der Erfindung ist dabei eine Möglichkeit zu schaffen, einen einzigen Sensor innerhalb eines Kraftfahrzeugs zu verwenden, der unterschiedliche Typen von Druckinformationen mit unterschiedlichen Protokollen zur Verfügung stellt (barometrischer Druck für Motorsteuerungssysteme und differenzieller relativer Druck für Seitenaufpralldetektion). Of the The essence of the invention is to create a way, a single sensor to use within a motor vehicle, the different types of printing information with different Protocols available represents (barometric pressure for Engine control systems and differential relative pressure for side impact detection).
Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein Druck nachweisender Satelliten-Sensor zur Seitenaufpralldetektion verwendet. Solch ein Modul wird im Türhohlraum angebracht. Das bevorzugte Ausgangssignal eines solchen Satellitensensors ist eine differenzielle relative Druckinformation (ΔP/P0), um auf Basis dieses Signals eine Seitenaufprallentscheidung treffen zu können. Die bevorzugte Art der Übertragung dieses Ausgangssignals sind Datenblöcke, die in Form einer Manchester-codierten Modulation, z.B. einer Strommodulation, erzeugt werden.In one embodiment, a pressure sensing satellite sensor is used for side impact detection. Such a module is installed in the door cavity. The preferred output of such a satellite sensor is a differential relative pressure information (ΔP / P 0 ) to make a side impact decision based on this signal. The preferred mode of transmission of this output signal is data blocks which are generated in the form of a Manchester-coded modulation, for example a current modulation.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein barometrischer Luftdrucksensor (BAP, barometric air pressure) benutzt. Dieser Sensor wird für die Messung des barometrischen Höhendrucks verwendet. Mit Hilfe dieser Information kann eine Motorsteuerung die Verbrennung von Benzin an die aktuellen atmosphärischen Druckbedingungen anpassen. Dadurch läuft ein Motor wesentlich störungsfreier und ökonomischer, sogar in großen Höhen. Die Neuheit ist, dass der Seitenaufprallsensor neben dem Seitenaufprallsignal eine barometrische Druckinformation für BAP-Anwendungen zur Verfügung stellt. Im Rahmen dieser Erfindung ist ein typischer Platz im Fahrzeug, um beide unterschiedlichen Druckinformationen zu erhalten, der Hohlraum innerhalb der Fahrzeugtüren.at a further embodiment is a barometric air pressure sensor (BAP, barometric air pressure) used. This sensor is for the measurement of barometric altitude pressure used. With the help of this information can be a motor control the combustion of gasoline to the current atmospheric Adjust pressure conditions. As a result, a motor runs much trouble-free and more economical, even in big ones Heights. The novelty is that the side impact sensor is next to the side impact signal provides a barometric pressure information for BAP applications. In the context of this invention is a typical place in the vehicle, to get both different pressure information, the cavity inside the vehicle doors.
Bevorzugt wird die zusätzliche Übertragung der barometrischen Druckinformation mittels Manchester-codierter Ladungsmodulation. Dabei ist bei einem Ausführungsbeispiel die aufeinander zeitlich abfolgende Übermittlung von barometrischer und differenzieller relativer Druckinformation vorgesehen. Die zeitliche Abfolge bzw. die Rate mit der die unterschiedlichen Druckinformationen übertragen werden, ist dabei nicht festgelegt. Bevorzugt werden insbesondere beide Informationen zu einer elektronischen Kontrolleinheit (ECU, electronic control unit) übertragen.Prefers will the additional transfer of barometric pressure information by means of Manchester-coded charge modulation. It is in one embodiment the successive transmission of barometric and differential relative pressure information. The temporal Sequence or the rate at which the different pressure information is transmitted be, is not fixed. In particular, preference is given both information about an electronic control unit (ECU, electronic control unit).
In einer alternativen Ausführung wird ein größerer Datenframe gebildet, in welchen beide Druckinformationen integriert und übertragen werden. Dabei enthält jeder übermittelte Datenframe sowohl Information über den barometrischen Druck als auch über den differenziellen relativen Druck. Eine elektronische Kontrolleinheit (ECU) ist dabei in der Lage, die unterschiedlichen Druckinformationen zu identifizieren und zu trennen um die jeweilige Information an die bestimmungsgemäße Anwendung zu übertragen.In an alternative embodiment becomes a larger data frame formed in which both integrated and transmitted pressure information become. It contains each submitted Data frame both information about the barometric pressure as well as the differential relative Print. An electronic control unit (ECU) is in the Able to identify the different pressure information and to separate the respective information to the intended application transferred to.
In einer alternativen Ausführungsform besitzt der Drucksensor ein zweites Ausgabeinterface. Somit hat jede Art der Druckinformation ein eigenes Interface, um mit einer elektronischen Kontrolleinheit (ECU) zu kommunizieren. Dabei kann die von den verschiedenen Interfaces adressierte ECU dieselbe sein oder es kann für jedes Interface eine unterschiedliche ECU verwendet werden. Beispielsweise kann für die differenzielle relative Druckinformation eine Übertragung mittels eines Manchester-Codes und für die Übertragung des barometrischen Drucks eine Übertragung mittels eines SPI-Interfaces gewählt werden.In an alternative embodiment the pressure sensor has a second output interface. Thus has Each type of printing information has its own interface to one with electronic control unit (ECU). It can the ECU addressed by the various interfaces would be the same or it may be for Each interface uses a different ECU. For example, can for the differential relative pressure information transmission using a Manchester code and for the transmission the barometric pressure a transmission selected by means of an SPI interface become.
Die Art und Weise, wie eine Druckerfassungseinrichtung innerhalb einer erfindungsgemäßen Drucksensorvorrichtung die von einem barometrischen Druck abhängige physikalische Messgröße bestimmt, ist für eine Implementierung des erfindungsgemäßen Konzepts unerheblich. So kann beispielsweise ein kapazitiver Sensor, der eine Änderung des Druckes durch eine Kapazitätsänderung einer Oberfläche eines abgeschlossenen Volumens zur Umgebung misst, verwendet werden. Ebenso sind Sensoren, die auf dem piezoresistiven Effekt beruhen, also eine Widerstandsänderung zur Druckmessung verwenden, denkbar.The Way, such as a pressure detection device within a Pressure sensor device according to the invention determines the physical quantity dependent on a barometric pressure, is for an implementation of the inventive concept irrelevant. So For example, a capacitive sensor that has a change the pressure due to a capacity change a surface of a closed volume to the environment. Likewise, sensors based on the piezoresistive effect are So a resistance change to use for pressure measurement, conceivable.
Auch die Art und Weise, wie die Informationssignale gebildet und über eine Übertragungsstrecke übertragen werden, ist nicht festgelegt. Das erfindungsgemäße Konzept kann also in beliebigen Fahrzeugtypen mit unterschiedlichsten Ü bertragungsprotokollen bzw. Bussystemen zum Einsatz gebracht werden.Also the way in which the information signals are formed and transmitted over a transmission link is not set. The inventive concept can therefore in any Vehicle types with a wide variety of transmission protocols or Bus systems are used.
Abhängig von den Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Messwertverarbeitung für ein Sicherheitssystem und ein Motorsteuerungssystem eines Kraftfahrzeugs in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Implementierung kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Messwertverarbeitung für ein Sicherheitssystem und ein Motorsteuerungssystem eines Kraftfahrzeugs ausgeführt wird. Allgemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computer-Programm-Produkt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computer-Programm-Produkt auf einem Rechner oder Prozessor abläuft. In anderen Worten ausgedrückt kann die Erfindung somit als ein Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Computer-Programm auf einem Computer bzw. Prozessor abläuft.Depending on the circumstances can the method according to the invention for measured value processing for a Safety system and an engine control system of a motor vehicle be implemented in hardware or in software. The implementation can be on a digital storage medium, especially a floppy disk or CD with electronically readable control signals, the so can interact with a programmable computer system that the inventive method for measured value processing for a safety system and an engine control system of a motor vehicle accomplished becomes. Generally, the invention thus also consists in a computer program product with a program code stored on a machine-readable carrier to carry out of the method according to the invention, if the computer program product runs on a computer or processor. In in other words Thus, the invention can be thought of as a computer program with a program code to carry out the process can be realized when the computer program is up a computer or processor runs.
- 1010
- DrucksensorvorrichtungPressure sensor device
- 1212
- DruckerfassungseinrichtungPressure sensing device
- 1414
- Messsignal-VerarbeitungseinrichtungMeasurement signal processing device
- 1616
- physikalische Messgrößephysical measurand
- 2020
- erstes Informationssignalfirst information signal
- 2222
- zweites Informationssignalsecond information signal
- 2626
- DrucksensorvorrichtungPressure sensor device
- 2828
- erste fahrzeugseitige Informationsverarbeitungseinrichtungfirst vehicle-side information processing device
- 3030
- zweite fahrzeugseitige Informationsverarbeitungseinrichtungsecond vehicle-side information processing device
- 3232
- DatenausgabeeinrichtungData output means
- 3434
- Datenausgangdata output
- 3636
- Übertragungsstrecketransmission path
- 38a, 38b38a, 38b
- Datenpaketedata packets
- 4040
- zweites Datenpaketsecond data packet
- 42a, 42b42a, 42b
- gemeinsame Datenpaketecommon data packets
- 4646
- Datenausgangdata output
- 4848
- zweite Übertragungsstreckesecond transmission path
- 100100
- DrucksensorsystemPressure Sensor System
- 102a – 102d102a-102d
- DrucksensorvorrichtungPressure sensor device
- 104104
- Steuereinrichtungcontrol device
- 200200
- Sicherheitssystemsecurity system
- 202202
- MotorsteuerungssystemEngine control system
- 204204
- Steuereinrichtungcontrol device
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