DE102006042454A1

DE102006042454A1 - Kombiniertes Steuersystem für Brems- und Insassenschutzaktoren

Info

Publication number: DE102006042454A1
Application number: DE102006042454A
Authority: DE
Inventors: Frank Gerald
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2006-09-09
Filing date: 2006-09-09
Publication date: 2008-03-27

Abstract

Es wird ein kombiniertes Steuersystem für Brems- und Insassenschutzaktoren vorgestellt. Dieses besteht aus einem gemeinsamen Steuergerät in einem gemeinsamen Gehäuse, wobei das Steuergerät Sensorsignale erfasst, diese anhand von vorgegebenen Algorithmen auswertet und Ansteuerbefehle für die Brems- und Insassenschutzaktoren erzeugt.
Für die Bremseinrichtungen und/oder die Insassenschutzaktoren ist zumindest eine vom Steuergerät räumlich getrennte Aktorsteuereinheit vorgesehen, welche die Leistungsendstufen für den Betrieb der Brems- bzw. Insassenschutzaktoren enthält und über eine Datenverbindung von dem gemeinsamen Steuergerät die Ansteuerbefehle empfängt und die Leistungsendstufen entsprechend steuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Steuersystem für Brems- und Insassenschutzaktoren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Elektronische Steuergeräte bzw. Steuervorrichtungen für Kraftfahrzeugsysteme, wie ABS-Bremssysteme oder Airbagsysteme, sind weitläufig bekannt und werden in deren Funktionsweise ständig verbessert, bzw. unterliegen einem ständigem Verbesserungsprozess.
Der Optimierungs- bzw. Verbesserungsprozess ist neben den angestrebten Funktionsverbesserungen auch auf die Nutzung von Synergien gerichtet, damit Optimierungen im Herstellungsprozess erlangt werden können.
Unter dem Begriff Synergien sind beispielsweise eine Vereinheitlichung bzw. Integration von mehreren Funktionen in eine Steuervorrichtung, oder eine gemeinsame Nutzung von Signalen der am/im System kontaktierten/vorhandenen Sensoren zu verstehen.
Aus der Schrift DE 37 37 554 A1 ist eine Anordnung zum Insassenschutz bei Fahrzeugen bekannt, bei der die Informationen, die in einem Anti-Blockiersystem vorliegen, in einem Auslöse-Prozessor zur Auslösung der Sicherheitsmaßnahmen für den Insassenschutz ausgewertet werden.
Aus der Schrift EP 0 649 777 B1 ist eine Auslösevorrichtung für Kfz-Sicherheitssysteme bekannt, bei dieser ein angestrebtes Standartsystem offenbart wird, in welchem sowohl die Airbagfunktionalität wie auch eine Unfalldatenschreiberfunktionalität in einem Steuergerät vereint sind, wobei Synergien zu weiteren Steuergeräten, wie z.B. ABS-Steuergerät bzw. die Verwendung der ABS-Abregelungs-Signalen, gezeigt sind.
Aus der Schrift DE 101 07 949 B4 ist ein weiteres Kraftfahrzeugsteuersystem offenbart, bei diesem ein kombiniertes Brems- und Airbag-Steuergerätes gezeigt wird, welches zumindest zwei unterschiedliche Steuergeräte, die mit einen Datenbus verbunden sind zeigt, wobei mindestens ein Steuergerät eine Sensorkomponente aufweist, die mindestens eine Sensorvorrichtung beinhaltet, und sich dadurch auszeichnet, dass zumindest eine Sensorvorrichtung des einen Steuergerätes an oder in einem anderen Steuergerät angebracht ist.
Auch die DE 4212337 A1 lehrt eine Kombination von Brems- und Insassenschutzsystem zu einem gemeinsamen Steuergerät.
Als Nachteil bei den durch die Schriften offenbarten Lösungen kann betrachtet werden, dass bei einer Vereinheitlichung/Kombination der Airbag-, ABS- & ESP-Funktionalität zu einem System (einer Baueinheit) bei der Montage der Baugruppe im Fahrzeug ein Problem entsteht, dass darin besteht, dass der gewählte Montageort, nur immer für eine Funktionalität ein Optimum darstellt, da der bevorzugte Montageort für das Airbagsteuergerät auf dem Tunnel im Fahrgastraum ist (wegen der Beschleunigungs-Sensierung), wohingegen der bevorzugte Montageort für das ABS-/ESP-Steuergerät im Motorraum in unmittelbarer Nähe des Bremskraftverstärkers bzw. der mechanischen Ventilansteuerung ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lösung zu schaffen, mittels dieser eine Kombination der einzelnen Funktionalitäten in einem gemeinsamen System ermöglicht wird, ohne dass hierdurch Einschränkungen an den einzelnen System-Funktionalitäten entstehen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale untereinander denkbar sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass zur Vermeidung oben angeführter Nachteile/Probleme, eine System-Auslegung (Partition) geschaffen wird, die im wesentlichen eine Kombination der Airbag-, ABS- & ESP-Funktionalität in einem gemeinsamen Steuergerät ermöglicht, wobei zur Vermeidung von einer Vielzahl von Leitungen, durch diese im Betriebsfall (Bremsfall) hohe Ströme fließen und entsprechende Störungen an die Umgebung aussenden würden (EMV), erfindungsgemäß mindestens eine ausgelagerte intelligente Aktorsteuereinheit (bspw. vor Ort im Motorraum) vorgeschlagen wird, um das Problem der unterschiedlichen erforderlichen Montageorte zu lösen.
Die nachfolgende Lösung beschreibt eine Realisierung, bei dieser das gemeinsame Gehäuse des kombinierten Systems auf dem Tunnel im Fahrgastraum angeordnet ist, da an dieser Stelle eine optimale Beschleunigungserfassung (Sensierung) möglich ist.
In einer nicht näher gezeigten Realisierungsform könnte anstatt des Tunnels als Montageort auch im Gegensatz der Bereich vor Ort im Motorraum gewählt werden, und die erforderlichen Sensorsignale in den Motorraum geleitet werden, wobei dieser Montageort infolge der erhöhten Umgebungstemperaturen nicht zu bevorzugen ist, weshalb diese Lösung in der weiteren Beschreibung auch nicht näher erläutert wird.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Im folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Es zeigen:
1: Realisierung von Airbag- und ABS-/ESP-Systemen gemäß dem Stand der Technik.
2: Realisierung eines gemeinsamen Airbag- und ABS-/ESP-Systems (Funktionalität) durch Kombination der einzelnen Systeme unter Nutzung einer intelligenten Aktuatorik.
3: Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen intelligenten Aktuatorik.
Die 1 zeigt eine Realisierung von Airbag- und ABS-/ESP-Systemen gemäß dem Stand der Technik. Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind hierbei die beiden Systeme (Funktionalitäten) ABS/ESP sowie Airbag in voneinander getrennten Systemen realisiert.
Die obere Hälfte zeigt hierbei ein klassisches ABS-System mit dessen wesentlichen Komponenten, wie der ECU (1.1) (Electronic-Central-Unit), den entsprechenden Radsensoren (2.1), sowie den Aktoren (3.1) zur Ansteuerung der nicht näher dargestellten Bremsventile, wobei die Aktoren (3.1) direkt mit der ECU (1.1) zu einer Einheit örtlich zusammengefügt sind.
Die untere Hälfte zeigt ein klassisches Airbag-System mit dessen wesentlichen Komponenten, wie der ECU (1.2) (Electronic-Central-Unit), den entsprechenden Beschleunigungssensoren (2.2), sowie den Aktoren (3.2) zur Ansteuerung der nicht näher dargestellten Zündmittel bzw. Rückhaltesysteme, wobei die Aktoren (3.2) mittels Leitungen (3.2.1) mit der ECU (1.2) verbunden sind.
2 zeigt eine Realisierung eines gemeinsamen Airbag- und ABS-/ESP-Systems (Funktionalität) durch Kombination der einzelnen Systeme unter Nutzung einer intelligenten Aktorsteuereinheit (3.1.2). Wie aus der Figur ersichtlich ist, sind hierbei aus Synergiegründen die beiden Funktionalitäten in einem gemeinsamen Mikroprozessor (ECU 1.3) zusammengefasst bzw. werden von einer gemeinsamen ECU (1.3) abgebildet. Die entsprechenden für die Funktion erforderlichen Sensorsignale, von den Radsensoren (2.1) sowie den Beschleunigungssensoren (2.2), welche sowohl ECU-intern als auch ECU-extern angeordnet sein können, werden mittels Schnittstellen-Verbindungen (2.1.1, 2.2.1) der gemeinsamen ECU (1.3) zugeführt.
Wie aus der 2 weiter ersichtlich ist, erfolgt hierbei die Ansteuerung der Aktoren (4.1–4.4) für das Bremssystem nicht direkt mittels eines geschalteten Stromes für die Aktoren aus der ECU (1.3), sondern erfindungsgemäß mittels einer intelligenten Aktorsteuereinheit (3.1.2), welche über eine Schnittstelle (4.0) zur Kommunikation mit der ECU (1.3) sowie den Leistungsschaltelementen bspw. für die Ventilansteuerung verfügt, so dass mittels einer Schnittstellenverbindung (3.1.1) eine digitale Kommunikation und somit eine räumliche Trennung der beiden Einheiten (1.3, 3.1.2) (ohne einer Vielzahl von stromführenden, EMV-erzeugenden Verbindungsleitungen) möglich ist.
Analog zur Ansteuerung der Ventile des Bremssystems, können in einer bevorzugten Ausführungsform, wie in der Figur angedeutet, die (nicht dargestellten) Aktoren für das Insassenschutzsystem anstelle eines direkten Zündstromimpulses ebenfalls mittels einer digitalisierten Schnittstellenverbindung (3.1.2) über eine Aktorsteuereinheit (3.2.2) vor Ort angesteuert werden.
3 zeigt eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen intelligenten Aktorsteuereinheit (3.1.2), welche einfach entsprechend am benötigten Ort im Motorraum platziert werden kann. Wie aus der Figur ersichtlich ist, verfügt die intelligente Aktorsteuereinheit über eine Schnittstelle (4.0), mittels dieser die über die Schnittstellenverbindung (3.1.1) ankommenden Signale/Steuerbefehle des Steuergeräts ausgewertet werden. Wie aus der Figur weiter ersichtlich, werden mittels den Ventilspulen (4.1, 4.2, 4.3, 4.4) die Ventile des nicht näher gezeigten Ventilblocks entsprechend der über die Schnittstelleempfangenen Steuersignale in bekannter Weise angesteuert.
Vorzugsweise ist genau eine gemeinsame Aktorsteuereinheit 3.1.2 für das Bremssystem, also die ABS- und ESP-Funktionen vorgesehen. Darüber hinaus kann des weiteren eine zweite gemeinsame Aktorsteuereinheit 3.2.2 für das Insassenschutzsystem vorgesehen sein.
Der Klarheit wegen sei angefügt, dass es sich bei der Lösung gemäß 3 nur um eine mögliche Lösungsvariante von vielen handelt, da abweichend zu der dargestellten Realisierung auch abweichende Lösungsmöglichkeiten (wie z.B. einer abweichenden Zahl von Ventilspulen (4.x) je intelligenter Aktorsteuereinheit) möglich sind, sowie im Exremfall jede Ventilspule über eine eigene intelligente Aktorsteuereinheit verfügt.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit, wurde bei der 3 nur die zur Funktionserläuterung erforderlichen wesentlichen Komponenten dargestellt, und beispielsweise auf die Spannungsversorgung sowie weiteren Schaltern zur Zuführung der Energie verzichtet. Entscheidend ist aber die Erkenntnis, dass gerade die Energieversorgung und entsprechenden Leistungsendstufen in der vor Ort ausgelagerten Aktorsteuereinheit erfolgen, während die prozessoraufwändige Sensorsignalverarbeitung im gemeinsamen Steuergerät erfolgt. Die teilweise recht hohen Ströme für die ABS- und ESP-Aktoren werden lokal unmittelbar am Motor erzeugt, die Signalverarbeitung aber erfolgt räumlich getrennt davon im Steuergerät im Fahrzeugtunnel.
Das Konzept erfordert andererseits in der Aktorsteuereinheit keine hohe Mikroprozessorleistung, wie dies im Steuergerät erforderlich ist, da hier nur die Steuerbefehle umgesetzt werden müssen und nicht die aufwändige Algorithmik zur Sensorsignalverarbeitung abgearbeitet wird.

Claims

Kombiniertes Steuersystem für Brems- und Insassenschutzaktoren, bestehend aus einem gemeinsamen Steuergerät in einem gemeinsamen Gehäuse, wobei das Steuergerät Sensorsignale erfasst, diese anhand von vorgegebenen Algorithmen auswertet und Ansteuerbefehle für die Brems- und Insassenschutzaktoren erzeugt, dadurch kennzeichnet, dass für die Bremsaktoren und/oder die Insassenschutzaktoren zumindest eine vom Steuergerät räumlich getrennte Aktorsteuereinheit vorgesehen ist, welche die Leistungsendstufen für den Betrieb der Brems- bzw. Insassenschutzaktoren enthält und über eine Datenverbindung von dem gemeinsamen Steuergerät die Ansteuerbefehle empfängt und die Leistungsendstufen entsprechend steuert.
Kombiniertes Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass das Steuergerät im Zentralbereich des Fahrzeugs, vorzugsweise im Fahrzeugtunnel angeordnet ist und für die Bremsaktoren eine gemeinsame Aktorsteuereinheit im Motorraum vorgesehen ist.
Kombiniertes Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass eine erste gemeinsame Aktorsteuereinheit für die Bremsaktoren und eine zweite gemeinsame Aktorsteuereinheit für die Insassenschutzaktoren vorgesehen sind.