DE102008036220B4

DE102008036220B4 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008036220B4
Application number: DE102008036220.4A
Authority: DE
Inventors: Richard Baur; Oliver Wronn; Michael Stöckl; Peter Riedl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2008-08-02
Filing date: 2008-08-02
Publication date: 2021-10-14
Anticipated expiration: 2028-08-03
Also published as: DE102008036220A1

Abstract

Kraftfahrzeug- mit einer Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU),- mit einer Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC),- mit einer Vielzahl von Airbag-Sensorelementen (AS), welche mit der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) gekoppelt sind, und- mit einer Vielzahl von Fahrdynamik-Sensorelementen (FDS), welche mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) gekoppelt sind,- wobei zumindest ein Fahrdynamik-Sensorelement (FDS) mit der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) gekoppelt ist und/oder zumindest ein Airbag-Sensorelement (AS) mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) gekoppelt ist, und- wobei ein Sensorelement, das für die Erfassung der Drehrate um die x-Achse vorgesehen ist, mit der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) und der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Sicherheits-Steuereinrichtung und einer Fahrdynamik-Steuereinrichtung.
Es sind Kraftfahrzeuge KFZ bekannt, die - wie in 2 gezeigt - eine Sicherheits-Steuereinrichtung AECU, insbesondere eine Airbag-Steuereinrichtung, und eine Fahrdynamik-Steuereinrichtung DSC beispielsweise für ein an sich bekanntes elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP, DSC) aufweisen.
Der Sicherheits-Steuereinrichtung AECU ist eine Vielzahl von Airbag-Sensorelementen AS zugeordnet. Der Fahrdynamik-Steuereinrichtung DSC ist eine Vielzahl von Fahrdynamik-Sensorelementen FDS zugeordnet. Die beiden Steuereinrichtungen AECU, DSC greifen jeweils auf ein Fahrzeug-Bussystem BUS1,BUS2 zu. Die Fahrzeug-Bussysteme BUS1,BUS2 können über ein geeignetes Gateway miteinander gekoppelt sein.
Für die Bestimmung der Beschleunigung in Y-Richtung im niedrigen Beschleunigungsbereich (beispielsweise +/- 2g oder +/- 1g bis 5g) ist ein Airbag-Sensorelement SE1 und ein Fahrdynamik-Sensorelementen SE2 vorgesehen.
Zur aktiven Beeinflussung der Fahrdynamik in den letzten Jahren ein Trend zur verstärkten Fahrdynamik-Sensierung zu beobachten. Damit erhöht sich die Anzahl und Vielfalt der in einem Kraftfahrzeug untergebrachten Fahrdynamiksensoren.
Aus den Veröffentlichungen DE102007038427A1 , DE19910596A1 und DE19632836C1 sind ebenfalls verschiedene Fahrzeug-Sicherheitssysteme bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Kraftfahrzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung beruht demnach auch auf der Erkenntnis, dass zur Fahrdynamiksensierung erforderliche Beschleunigungs- oder Drehratensensortypen schon als Airbagsensoren im Kraftfahrzeug vorhanden sind, oder als Airbagsensoren genützt werden können.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug weist eine Sicherheits-Steuereinrichtung und eine Fahrdynamik-Steuereinrichtung auf. Eine Vielzahl von Airbag-Sensorelementen ist mit der Sicherheits-Steuereinrichtung gekoppelt. Eine Vielzahl von Fahrdynamik-Sensorelementen ist mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung gekoppelt. Zumindest ein Fahrdynamik-Sensorelement ist mit der Sicherheits-Steuereinrichtung gekoppelt und/oder zumindest ein Airbag-Sensorelement ist mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung gekoppelt. Die Sicherheits-Steuereinrichtung steuert eine Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzeuges an und umfasst oder ist beispielsweise eine Airbag-Steuereinrichtung und/oder eine Pre-Crash-Steuereinrichtung.
Durch diese Mehrfachnutzung zumindest eines Fahrdynamik-Sensorelement und/oder Airbag-Sensorelementes kann ein entsprechendes Sensorelement eingespart werden, wodurch das Kraftfahrzeug kostengünstiger produziert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist dabei die Variante, gemäß welcher ein Fahrdynamik-Sensorelement mit der Sicherheits-Steuereinrichtung gekoppelt ist. Denn dadurch kann die Anzahl der häufig in der Mittelkonsole eines Kraftfahrzeuges angeordneten Airbag-Sensorelemente reduziert werden. Dadurch kann der „wertvolle“ Bauraum in der Mittelkonsole anderweitig genützt werden.
Vorzugsweise umfasst dabei eine Kopplung eines Sensorelementes mit einer Steuereinrichtung eine Übertragung von Sensorsignalen, von Sensorrohdaten und/oder von aufbereiteten Sensordaten von dem entsprechenden Sensorelement zu der entsprechenden Steuereinrichtung und eine Verarbeitung der Sensorsignale, Sensorrohdaten und/oder der aufbereiteten Sensordaten durch die Steuereinrichtung, um eine Airbagauslösung zu bewirken oder zu beeinflussen oder um die Fahrdynamik zu beeinflussen.
Die Sicherheits-Steuereinrichtung und die Fahrdynamik-Steuereinrichtung können kommunikationstechnisch an einen gemeinsamen Fahrzeugbus oder an verschiedene Fahrzeugbussysteme angebunden sein. Vorzugsweise sind zumindest ein Fahrdynamik-Sensorelement mit der Sicherheits-Steuereinrichtung und/oder zumindest ein Airbag-Sensorelement mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung energietechnisch und/oder kommunikationstechnisch über eine, insbesondere um Fahrzeugbus parallele, Schnittstelle verbunden.
Dadurch ist gewährleistet, dass die Sensorsignale oder Sensordaten zuverlässig und schnell genug an die entsprechende Steuereinrichtung übertragen werden können.
Vorzugsweise umfassen die Sicherheits-Steuereinrichtung und/oder die Fahrdynamik-Steuereinrichtung einen Energiespeicher, wie beispielsweise einen Kondensator. Zumindest kurzfristig können, beispielsweise in einem Crashfall in dem die reguläre Energieversorgung eines mehrfach genutzten Sensorelementes unterbrochen wird, zumindest ein Fahrdynamiksensorelement durch den Energiespeicher der Sicherheits-Steuereinrichtung und/oder zumindest ein Airbag-Sensorelement durch den Energiespeicher der Fahrdynamik-Steuereinrichtung mit Energie versorgt werden.
Dadurch kann auch bei einer Mehrfachnutzung eines Sensorelementes die Sicherheitsklasse gewährleistet werden, die der sicherheitskritischsten Nutzungsart entspricht.
Es ist vorgesehen, dass ein Sensorelement, das für die Erfassung der Drehrate um die x-Achse vorgesehen ist, mit der Sicherheits-Steuereinrichtung und der Fahrdynamik-Steuereinrichtung gekoppelt ist und damit mehrfach genutzt wird. Ergänzend dazu ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Sensorelement, das für die Erfassung der Drehrate um die y-Achse oder z-Achse vorgesehen ist, mit der Sicherheits-Steuereinrichtung und der Fahrdynamik-Steuereinrichtung gekoppelt ist und damit mehrfach genutzt wird. Das Sensorelement kann ein Airbag-Sensorelement oder ein Fahrdynamik-Sensorelement sein oder im Sinne der Erfindung als Airbag-Sensorelement oder als Fahrdynamik-Sensorelement aufgefasst werden.
Alternativ oder ergänzend dazu ist vorzugsweise ein Sensorelement, das für die Erfassung von Beschleunigungswerten in einem niedrigen (ca. +/- 2g) und/oder einem hohen (ca. +/- 50g) Beschleunigungsbereich in X- und/oder Y- und/oder Z-Richtung vorgesehen ist, mit der Sicherheits-Steuereinrichtung und der Fahrdynamik-Steuereinrichtung gekoppelt und damit mehrfach genutzt. Dieses Sensorelement kann wieder ein Airbag-Sensorelement oder ein Fahrdynamik-Sensorelement sein oder im Sinne der Erfindung als Airbag-Sensorelement oder als Fahrdynamik-Sensorelement aufgefasst werden.
Vorzugsweise ist zumindest ein Airbag-Sensorelement in einem Gehäuse der Fahrdynamik-Steuereinrichtung enthalten und/oder zumindest ein Fahrdynamik-Sensorelement in einem Gehäuse der Sicherheits-Steuereinrichtung enthalten.
Um durch die Mehrfachnutzung nicht die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems zu schwächen, ist vorteilhafterweise die Schnittstelle energietechnisch und/oder kommunikationstechnisch im Wesentlichen rückkopplungsfrei ausgeführt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren näher erläutert:

1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Teils eines Kraftfahrzeuges;
2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Teils eines Kraftfahrzeuges (Stand der Technik).

1 zeigt - wie schon anhand von 2 beschrieben - ein Kraftfahrzeug KFZ mit einer Sicherheits-Steuereinrichtung AECU und einer Fahrdynamik-Steuereinrichtung DSC beispielsweise für ein an sich bekanntes elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP, DSC).
Der Sicherheits-Steuereinrichtung AECU ist eine Vielzahl von Airbag-Sensorelementen AS zugeordnet. Der Fahrdynamik-Steuereinrichtung DSC ist eine Vielzahl von Fahrdynamik-Sensorelementen FDS zugeordnet. Die beiden Steuereinrichtungen AECU,DSC greifen jeweils auf ein Fahrzeug-Bussystem BUS1,BUS2 zu. Die Fahrzeug-Bussysteme BUS1,BUS2 können über ein geeignetes Gateway miteinander gekoppelt sein.
Die Sensordaten der Fahrdynamik-Sensorelemente FDS (FDS1,FDS2) werden über das Fahrzeug-Bussystem BUS2 zu der Fahrdynamik-Steuereinrichtung DSC übertragen. Die Airbag-Sensorelementen AS (AS1,AS2) sind in diesem Beispiel Teil der Sicherheits-Steuereinrichtung AECU. Es ist aber auch möglich, dass die Fahrdynamik-Sensorelemente und/oder die Airbag-Sensorelemente zumindest teilweise, insbesondere die mehrfachgenutzten Sensorelemente, in einer gemeinsamen zentralen Sensorplattform untergebracht sind. Diese Sensorplattform kann auch Teil eines zentralen Fahrwerk-Steuergerätes sein oder diesem zugeordnet sein.
Für die Bestimmung der Beschleunigung in Y-Richtung im niedrigen Beschleunigungsbereich (beispielsweise +/- 2g oder +/- 1g bis 5g) ist nun anders als im Stand der Technik nur noch ein mehrfach genutztes Sensorelement vorgesehen, das in diesem Beispiel als Fahrdynamik-Sensorelement SE2 bezeichnet wird.
Die Sensordaten des Fahrdynamik-Sensorelement SE2 werden über die Schnittstelle SS an die Sicherheits-Steuereinrichtung AECU übertragen.
Um dieses Fahrdynamik-Sensorelement SE2 im Crashfall, in dem die reguläre Energieversorgung der Fahrdynamik-Sensorelemente FDS unterbrochen oder gestört ist, zuverlässig mit Energie zu versorgen, ist in der Sicherheits-Steuereinrichtung AECU ein Kondensator vorgesehen, der dieses Fahrdynamik-Sensorelement SE2 zumindest bis zur Beendigung des Crashfalles, beispielsweise 100 ms, über die geeignet ausgeführte Schnittstelle SS mit Energie versorgt. So kann auch bei Nutzung eines abgesetzt ausgeführten Fahrdynamik-Sensorelementes SE2 als Airbag-Sensorelement die für die Airbagsteuerung erforderliche Sicherheitsklasse erreicht werden.
Die Schnittstelle SS ist derart rückwirkungsfrei ausgeführt, dass beispielsweise bei Kurzschluss gegen Masse oder VCC, bei Masseabriss oder bei fehlerbedingter Abschaltung/Reset einer Steuereinrichtung der Einfluss auf die andere Steuereinrichtung begrenzt und eine weitere Betriebsfähigkeit der anderen Steuereinrichtung gewährleistet ist.
Die Schnittstelle SS ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation (z.B. Abfrage Status) und kann auch galvanisch trennend ausgeführt sein. Dazu kann sie auf folgenden an sich bekannten Technologien basieren:

- iCoupler (Digitaler Isolations-Baustein)
- Optokoppler
- Ausgleich der Spannungsschwankungen zwischen den Steuereinrichtungen über schaltungstechnische Maßnahmen, wie beispielsweise eine Aufspreizung der Signalpegel

Die Masse und Versorgungsflächen im Layout für die beiden Steuereinrichtungen sind getrennt voneinander umgesetzt. Durch diese Maßnahme kann sichergestellt werden, dass eine EMV Verbesserung erzielt wird und gleichzeitig die Robustheit bei oben genannten Fehlerfällen vorhanden ist.

Claims

Kraftfahrzeug - mit einer Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU), - mit einer Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC), - mit einer Vielzahl von Airbag-Sensorelementen (AS), welche mit der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) gekoppelt sind, und - mit einer Vielzahl von Fahrdynamik-Sensorelementen (FDS), welche mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) gekoppelt sind, - wobei zumindest ein Fahrdynamik-Sensorelement (FDS) mit der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) gekoppelt ist und/oder zumindest ein Airbag-Sensorelement (AS) mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) gekoppelt ist, und - wobei ein Sensorelement, das für die Erfassung der Drehrate um die x-Achse vorgesehen ist, mit der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) und der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) gekoppelt ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, bei dem eine Kopplung eines Sensorelementes mit einer Steuereinrichtung eine Übertragung von Sensorsignalen, von Sensorrohdaten und/oder von aufbereiteten Sensordaten von dem Sensorelement zu der Steuereinrichtung und eine Verarbeitung der Sensorsignale, Sensorrohdaten und/oder der aufbereiteten Sensordaten durch die Steuereinrichtung umfasst.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Fahrdynamik-Sensorelement (FDS) mit der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) und/oder zumindest ein Airbag-Sensorelement (AS) mit der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) energietechnisch und/oder kommunikationstechnisch über eine Schnittstelle (SS) verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) und/oder die Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) einen Energiespeicher umfassen, und bei dem ein Fahrdynamiksensorelement (FDS) durch den Energiespeicher der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) und/oder ein Airbag-Sensorelement (AS) durch den Energiespeicher der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) mit Energie versorgt wird oder versorgbar ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Sensorelement, das für die Erfassung von Beschleunigungswerten in einem niedrigen und/oder einem hohen Beschleunigungsbereich in X- und/oder Y- und/oder Z-Richtung vorgesehen ist, mit der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) und der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) gekoppelt ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein Airbag-Sensorelement (AS) in einem Gehäuse der Fahrdynamik-Steuereinrichtung (DSC) enthalten ist und/oder bei dem zumindest ein Fahrdynamik-Sensorelement (FDS) in einem Gehäuse der Sicherheits-Steuereinrichtung (AECU) enthalten ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schnittstelle (SS) energietechnisch und/oder kommunikationstechnisch im Wesentlichen rückkopplungsfrei ausgeführt ist.