DE102006042454A1 - Combined control system for brake and passenger protection actuators, has control unit containing power-output stages for operation of actuators, where power-output stages are controlled based on control instructions - Google Patents

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Abstract

The system has a common controller provided in a common housing, where the controller detects sensor signals, which are evaluated based on given algorithms and control instructions for the brake and passenger protection actuators. An actuator control unit (3.1.2, 3.2.2) is provided for the brake and/or passenger protection actuators and is separated from the controller. The control unit contains power-output stages for operation of the actuators. The control instructions are received by the controller via a data link and the power-output stages are controlled based on the instructions.

Description

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Steuersystem für Brems- und Insassenschutzaktoren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a combined control system for brake and occupant protection actuators according to the preamble of claim 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.electronic ECUs or control devices for Automotive systems, such as ABS brake systems or airbag systems are extensive are known and are constantly improved in their functioning, or subject a constant Improvement process.

Der Optimierungs- bzw. Verbesserungsprozess ist neben den angestrebten Funktionsverbesserungen auch auf die Nutzung von Synergien gerichtet, damit Optimierungen im Herstellungsprozess erlangt werden können.Of the Optimization or improvement process is in addition to the desired Functional improvements also aimed at the use of synergies, so that optimizations in the manufacturing process can be achieved.

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.Under The term synergies are, for example, a standardization or integration of several functions in a control device, or sharing of signals from / contacted on / in the system To understand sensors.

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.From the Scriptures DE 37 37 554 A1 an arrangement for occupant protection in vehicles is known, in which the information that is present in an anti-lock system, are evaluated in a trigger processor to trigger the safety measures for occupant protection.

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.From the Scriptures EP 0 649 777 B1 discloses a triggering device for automotive safety systems, in which a desired standard system is disclosed, in which both the airbag functionality as well as an accident data recorder functionality are combined in a control unit, with synergies with other control devices, such as ABS control unit or the use of ABS Abregelungs signals are shown.

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.From the Scriptures DE 101 07 949 B4 another motor vehicle control system is disclosed in which a combined brake and airbag control unit is shown, which shows at least two different control devices, which are connected to a data bus, wherein at least one control device has a sensor component that includes at least one sensor device, and thereby characterized in that at least one sensor device of a control device is attached to or in another control device.

Auch die DE 4212337 A1 lehrt eine Kombination von Brems- und Insassenschutzsystem zu einem gemeinsamen Steuergerät.Also the DE 4212337 A1 teaches a combination of brake and occupant protection system to a common controller.

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.When Disadvantage of the solutions disclosed by the writings be considered that in a unification / combination the airbag, ABS & ESP functionality to one System (of a unit) during assembly of the assembly in the vehicle a problem arises that is that the chosen mounting location, only ever for a functionality represents an optimum, since the preferred mounting location for the airbag control unit on the Tunnel in the passenger compartment is (because of the acceleration sensing), whereas the preferred installation site for the ABS / ESP control unit in the engine room in the immediate vicinity of the brake booster or the mechanical valve control is.

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.The The object of the invention is therefore to provide a solution by means of this a combination of the individual functionalities in a common system allows without any restrictions on the individual system functionalities.

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.These The object is solved by the features of the independent claims. advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims, wherein also combinations and developments of individual features with each other are conceivable.

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.One essential idea of the invention is that to avoid above-mentioned disadvantages / problems, a system design (partition) is created that is essentially enables a combination of the airbag, ABS & ESP functionality in a common control unit, being to avoid a variety of lines, through these In case of operation (braking) high currents flow and corresponding faults would send out the environment (EMC), according to the invention at least an outsourced intelligent actuator control unit (eg locally in the engine compartment) is proposed to solve the problem of different to solve the required installation locations.

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.The subsequent solution describes a realization in which the common housing of the combined system is located on the tunnel in the passenger compartment, because at this point an optimal acceleration detection (sensing) is possible.

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.In one not closer could be shown realization form instead of the tunnel as a mounting location also in contrast to the area chosen locally in the engine compartment be passed, and the required sensor signals in the engine compartment be, with this installation due to the increased ambient temperatures is not preferable, which is why this solution in the further description not closer either is explained.

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:The Invention will now be described below with reference to an embodiment with the aid closer to the figures explained. In the following can for functional same and / or same elements with the same reference numerals be provided. Show it:

1: Realisierung von Airbag- und ABS-/ESP-Systemen gemäß dem Stand der Technik. 1 : Realization of airbag and ABS / ESP systems according to the prior art.

2: Realisierung eines gemeinsamen Airbag- und ABS-/ESP-Systems (Funktionalität) durch Kombination der einzelnen Systeme unter Nutzung einer intelligenten Aktuatorik. 2 : Realization of a common airbag and ABS / ESP system (functionality) by combining the individual systems using intelligent actuators.

3: Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen intelligenten Aktuatorik. 3 : Detail representation of an inventive intelligent actuator.

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.The 1 shows a realization of airbag and ABS / ESP systems according to the prior art. As can be seen from the figure, the two systems (functionalities) ABS / ESP and airbag are implemented in separate systems.

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.The upper half shows a classic ABS system with its essential components, such as the ECU ( 1.1 ) (Electronic Central Unit), the corresponding wheel sensors ( 2.1 ), as well as the actuators ( 3.1 ) for controlling the brake valves, not shown, wherein the actuators ( 3.1 ) directly with the ECU ( 1.1 ) are joined together to form a unit.

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.The lower half shows a classic airbag system with its essential components, such as the ECU ( 1.2 ) (Electronic Central Unit), the corresponding acceleration sensors ( 2.2 ), as well as the actuators ( 3.2 ) for controlling the ignition means and restraint systems, not shown, wherein the actuators ( 3.2 ) by means of lines ( 3.2.1 ) with the ECU ( 1.2 ) are connected.

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. 2 shows a realization of a common airbag and ABS / ESP system (functionality) by combining the individual systems using a smart actuator control unit ( 3.1.2 ). As can be seen from the figure, for reasons of synergy, the two functionalities are in a common microprocessor (ECU 1.3 ) or are managed by a common ECU ( 1.3 ). The corresponding sensor signals required for the function, from the wheel sensors ( 2.1 ) as well as the acceleration sensors ( 2.2 ), which may be both ECU-internal and external to the ECU, are connected by means of interface connections ( 2.1.1 . 2.2.1 ) of the common ECU ( 1.3 ).

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.Like from the 2 It can also be seen that the actuation of the actuators ( 4.1 - 4.4 ) for the braking system, not directly by means of a switched current for the actuators of the ECU ( 1.3 ), but according to the invention by means of an intelligent actuator control unit ( 3.1.2 ), which via an interface ( 4.0 ) for communication with the ECU ( 1.3 ) as well as the power switching elements eg. For the valve control has, so that by means of an interface connection ( 3.1.1 ) a digital communication and thus a spatial separation of the two units ( 1.3 . 3.1.2 ) (without a variety of current-carrying, EMC-generating connecting lines) is possible.

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.Analogously to the control of the valves of the brake system, in a preferred embodiment, as indicated in the figure, the actuators (not shown) for the occupant protection system instead of a direct Zündstromimpulses also by means of a digitized interface connection ( 3.1.2 ) via an actuator control unit ( 3.2.2 ) can be controlled locally.

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. 3 shows a detailed representation of an inventive intelligent actuator control unit ( 3.1.2 ), which can be easily placed according to the required location in the engine compartment. As can be seen from the figure, the intelligent actuator control unit has an interface ( 4.0 ), by means of this via the interface connection ( 3.1.1 ) incoming signals / control commands of the control unit are evaluated. As can be further seen from the figure, by means of the valve coils ( 4.1 . 4.2 . 4.3 . 4.4 ) the valves of the valve block, not shown in detail, according to the control signals received via the interface in a known manner.

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.Preferably, exactly one common actuator control unit 3.1.2 for the brake system, so the ABS and ESP functions provided. In addition, furthermore, a second common actuator control unit 3.2.2 be provided for the occupant protection system.

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.For the sake of clarity, it should be added that in the solution according to 3 is only one possible solution variant of many, since, in contrast to the illustrated realization, deviating solution possibilities (such as, for example, a different number of valve coils ( 4.x ) each intelligent actuator control unit) are possible, and in Exremfall each valve coil has its own intelligent actuator control unit.

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.For the sake of clarity, was at the 3 only the essential components required for the explanation of the function are shown and, for example, the power supply and other switches for supplying the energy are dispensed with. Decisive is the realization that just the power supply and corresponding power output stages in the locally outsourced actuator control unit, while the processor-consuming sensor signal processing takes place in the common control unit. The sometimes quite high currents for the ABS and ESP actuators are locally generated directly on the engine, but the signal processing takes place spatially separated from it in the control unit in the vehicle tunnel.

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.The On the other hand, concept does not require high in the actuator control unit Microprocessor performance, as required in the controller, since only here the control commands must be implemented and not the complex algorithms is processed for sensor signal processing.

Claims (3)

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.Combined control system for brake and occupant protection actuators, consisting of a common control unit in a common housing, wherein the control unit Sensor signals detected, these on the basis of predetermined algorithms evaluates and control commands for generates the brake and occupant protection actuators, characterized that For the brake actuators and / or the occupant protection actuators at least one from the control unit spatially separated Actuator control unit is provided, which the power output stages for the Operation of the brake or occupant protection actuators contains and over a Data connection from the common control unit receives the control commands and controls the power output stages accordingly. 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.Combined control system according to claim 1, characterized indicates that the control unit in the central area of the vehicle, preferably in the vehicle tunnel is arranged and for the brake actuators provided a common actuator control unit in the engine compartment is. 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.Combined control system according to claim 1, characterized indicates that a first common actuator control unit for the brake actuators and a second common actuator control unit for the occupant protection actuators are provided.
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