DE102008039474A1

DE102008039474A1 - Konverter für Signale zwischen einer Sicherheitseinrichtung und einem Sicherheitssteuergerät für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102008039474A1
Application number: DE102008039474A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lake Orion Müller
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: US8489289B2; DE102008039474B4; US20110196577A1

Abstract

Stand der Technik ist ein Konverter (200) für Signale zwischen einer Sicherheitseinrichtung (300) und einem universellen Sicherheitssteuergerät (100) für ein Fahrzeug, wobei an den Konverter (200) an einer Steuergeräteschnittstelle (200.1) das Sicherheitssteuergerät (100) und an zumindest einer Sicherheitseinrichtungsschnittstelle (200.2) zumindest ein Typ von Sicherheitseinrichtungen (300.2) anschließbar sind und der Konverter (200) ein Signal des Sicherheitssteuergeräts (100) in ein für den jeweils angeschlossenen Typ von Sicherheitseinrichtung (300.2) passendes Signal an die jeweilige Sicherheitseinrichtungsschnittstelle (200.2) umsetzt.
Es wird vorgeschlagen, den Konverter (200) so auszubilden, dass er einen Zustand an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle (200.2), insbesondere ein Diagnosezustandssignal, erfasst und in einen entsprechend vorgegebenen Zustand an der Steuergeräteschnittstelle (200.1) umsetzt, vorzugsweise in einer Weise, die keine Anpassung des Steuergerätes oder dessen Software erfordert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Konverter für Signale zwischen einer Sicherheitseinrichtung und einem Sicherheitssteuergerät für ein Fahrzeug.
Sicherheitssteuergeräte aktivieren bei Zusammenstössen Sicherheitseinrichtungen, wie beispielsweise Airbags, Gurtstrammer oder andere Fangvorrichtungen zur Energieabsorbtion für Fahrzeuginsassen oder auch Fußgänger.
So ist beispielsweise auch eine Fahrzeugmotorhaube bekannt, die als Reaktion auf einen Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Fußgänger nach oben entfaltbar ist, um zusätzlichen Knautschraum zwischen der Motorhaube und den Bauteilen unter der Haube bereitzustellen.
Im modernen Kraftfahrzeugdesign ist es aus Gründen der Sicht, der Aerodynamik und der Ästhetik wünschenswert, die Motorhaubenlinie so flach wie möglich zu halten. Im Ergebnis gibt es im Allgemeinen sehr wenig Spielraum zwischen der Haube und dem Inhalt des Motorraums des Kraftfahrzeugs. Im Ergebnis kann die Haube nicht ausreichend nachgeben, um eine wesentliche Dämpfung bereitzustellen, wenn ein Fußgänger während eines Unfalls auf die Haube aufprallt. Die Sicherheitsleistung für Fußgänger kann durch Vergrößern des Spielraums zwischen der Haube und den Fahrzeugteilen unter der Haube verbessert werden.
Eine Möglichkeit, einen größeren Spielraum zu erzielen und gleichzeitig während des normalen Fahrzeugbetriebs eine flache Haubenlinie beizubehalten, besteht darin, eine Vorrichtung bereitzustellen, um die Haube als Reaktion auf oder unmittelbar vor dem Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Fußgänger zu erhöhen.
Es ist zu beachten, dass die ausführliche Beschreibung und die speziellen Beispiele zwar erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele darstellen, aber nur zum Zweck der Veranschaulichung gedacht sind und nicht dazu, den Geltungsbereich der Erfindung einzuschränken.
Das deutsche Patent DE 10 2006 043 539 B3 offenbart ein Fahrzeugsicherheitssystem mit einem Fußgängerschutzsystem mit pyrotechnischen Aktuatoren. Um anstelle der pyrotechnischen Aktuatoren Magnetaktuatoren verwenden zu können, wird ein Konverter vorgeschlagen, welcher ein Signal des Sicherheitssteuergeräts in ein für den jeweils angeschlossenen Typ von Sicherheitseinrichtung passendes Signal an die jeweilige Sicherheitseinrichtungsschnittstelle umsetzt. Der Nachteil dieses System sind die begrenzten diagnostischen Fähigkeiten. Beispielsweise kann die offene Leitung zwischen dem Konverter und der Sicherheitseinrichtung nicht durch die elektronische Steuereinheit diagnostiziert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die Diagnose des Systems zu ermöglichen und dabei auch Fehler an der Sicherheitseinrichtung oder an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle zu erkennen. Dazu ist der Konverter so ausgebildet ist, dass er einen Zustand an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle, insbesondere ein Diagnosezustandssignal, in einen für diesen Zustand an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle vorgegebenen Zustand an der Steuergeräteschnittstelle umsetzt. So wird der Zustand der Ausgabeschleife durch den Konverter in die Eingabeschleife übertragen. In einer Ausführungsform ruft ein Fehler in der Ausgabeschleife den gleichen Fehler in der Eingabeschleife und somit dessen Erfassung durch die elektronische Steuereinheit hervor. Der Fehler in der Eingangsschleife kann so ausgebildet werden, dass er den Fehler der Ausgangsschleife so abbildet, dass die Erkennungsmethode des Eingangskreises nicht auf die Zwischenschaltung des Konverters abgestimmt werden muss, so dass die Software und Hardware wie auch Konfiguration im universellen Sicherheitssteuergerät nicht an den Konverter angepasst werden muss.
Dieses Verfahren verhindert, dass Fehler in der Ausgabeschleife unbemerkt bleiben, und mildert so den Nachteil eines zusätzlichen Moduls gemäß dem Patent DE 10 2006 043 539 B3 .
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger durch die ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen verständlich. Es zeigt:
1 eine Steuereinheit für einen Haubenaktuator,
2 Konverter mit verbesserten diagnostischen Fähigkeiten.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen ist rein beispielhaft und ist nicht zu Einschränkung der Erfindung, ihrer Anwendung oder Verwendungen gedacht.
1 skizziert ein universelles Sicherheitssteuergerät 100 für ein Fahrzeug mit einer universellen Schnittstelle 100.1. Während bestimmte Typen von Sicherheitseinrichtungen 300.1 unmittelbar an die Schnittstelle 100.1 anschließbar sind, ist für einen anderen Typ von Sicherheitseinrichtungen 300.2 ein Konverter 200 vorgesehen, um die Signale des Sicherheitssteuergeräts 100 in ein für den jeweils angeschlossenen Typ von Sicherheitseinrichtung 300.2 passendes Signal an die jeweilige Sicherheitseinrichtungsschnittstelle 200.2 umzusetzen. Während die direkt am Steuergerät 100 angeschlossenen Sicherheitseinrichtungen 300.1 durch das Steuergerät 100 diagnostiziert werden können, fällt diese Möglichkeit bei den über den Konverter 200 verbundenen Sicherheitseinrichtungen 300.2 weg.
Gerade bei Fußgängerschutzsystemen, jedoch nicht ausschließlich dort, sind derart unterschiedliche Typen von Sicherheitseinrichtungen denkbar.
2 skizziert nun eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konverters 200 eingebaut in einem Fahrzeug zwischen der Sicherheitseinrichtung 300.2 und dem universellen Sicherheitssteuergerät 100. An der Steuergeräteschnittstelle 200.1 des Konverters 200 ist das Sicherheitssteuergerät 100 angeschlossen und an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle 200.2 zumindest eine Sicherheitseinrichtung 300.2 desjenigen Typs, welcher nicht direkt an das Steuergerät 100 anschließbar ist. Natürlich können eine Mehrzahl derartiger Sicherheitseinrichtungen 300.2 über einen oder jeweils separate, eigene Konverter 200 angeschlossen sein, insbesondere die Konverter 200 auch baulich in die Sicherheitseinrichtungen 300.2 integriert werden.
Der Konverter 200 setzt ein Signal des Sicherheitssteuergeräts 100, beispielsweise einen Aktivierungsbefehl in ein für den jeweils angeschlossenen Typ von Sicherheitseinrichtung 300.2 passendes Signal an die jeweilige Sicherheitseinrichtungsschnittstelle 200.2 um.
Der Konverter 200 ist dabei so ausgebildet, dass er einen Zustand an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle 200.2, also einen elektrischen Zustand wie einen Kurzschluß oder eine Unterbrechung, vorzugsweise aber auch ein Diagnosezustandssignal, erfasst und in einen dafür vorgegebenen Zustand an der Steuergeräteschnittstelle 200.1 umsetzt.
Der Konverter weist eine Diagnoseeinheit 200.3 zur Diagnose zumindest, vorzugsweise mehrerer vorgegebenen Zustände an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle 200.2 sowie zumindest ein Schaltmittel S zur Erzeugung eines vorgegebenen Zustands an der Steuergeräteschnittstelle 200.1 auf. Erkennt beispielsweise die Diagnoseeinheit 200.3 eine Abweichung des elektrischen Widerstands bzw. Spannungsabfalls auf der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle von einem Vorgabebereich, insbesondere einen Kurzschluss oder/und eine Unterbrechung, erzeugt der Konverter 200 daraufhin mittels der Schaltmittel S eine Veränderung des elektrischen Widerstands bzw. Spannungsabfalls auf der Steuergeräteschnittstelle 200.1 erzeugt.
Zumindest ein vorgegebener Fehler an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle 200.2, beispielsweise ein Kurzschluß oder eine Unterbrechung, rufen den gleichen Fehler an der Steuergeräteschnittstelle hervor.
Wenn also der Konverter einen offenen Stromkreis in der Ausgabeschleife erfasst, öffnet es, wie in 2 dargestellt, einen Umschalter in der Eingabeschleife, so dass die alte elektronische Steuereinheit einen offenen Stromkreis erfasst. Diese Diagnostik gilt sowohl für die Eingabe- als auch die Ausgabeschleife – dies muss bei Wartungsarbeiten berücksichtigt werden. Dieser Umschalter kann jede Umschaltvorrichtung sein, wie z. B. ein Transistor, Feldeffekttransistor, Relais usw.
Bei Erfassung der Unterbrechung in der Ausgabeschleife wird der Umschalter S (normalerweise geschlossen) geöffnet und die alte elektronische Steuereinheit erfasst auch die Unterbrechung.
Diode D ist hauptsächlich bereitgestellt, um eine Zündung auch dann zu ermöglichen, wenn eine Unterbrechung erfasst wird; sein Spannungsabfall beim Diagnosestrom ist stark genug, um als offener Stromkreis erfasst zu werden. Der Diagnosestrom kann beispielsweise von 20 bis 50 mA betragen.
Dies heißt, dass der Konverter 200 die Veränderung des elektrischen Widerstands bzw. Spannungsabfalls auf der Steuergeräteschnittstelle 200.1 derart realisiert, dass das Signal vom Sicherheitssteuergerät 100 weiterhin empfangen wird.
R ist in 2 der erwartete Lastwiderstand für die alte elektronische Steuereinheit (Modell 2 Ohm, der Drain-Source-Widerstand oder Spannungsabfall des Umschalters ist zu berücksichtigen).
In ähnlicher Form sind Kurzschlüsse, Ableitung zur Masse oder Ableitungen zu einer Batterie entsprechend diagnostizierbar. Außerdem kann das System Kurzschlüsse des Aktuators selbst diagnostizieren oder Fehler bei den Aktuatorparametern können erfasst und übertragen werden.
In diesem Beispiel wird die allgemeine Fähigkeit, den Aktuator 8 einzuschalten und die Haube anzuheben, nicht durch das diagnostische Verfahren beeinflusst. Der in 2 dargestellte Vorteil ist die Fähigkeit, die Diagnostik von der Ausgabe- auf die Eingabeschleife zu übertragen.
Eine Lösung ohne programmierbare Vorrichtungen (Steuereinheiten, FPGAs usw.) ist möglich und senkt durch vollständige Vermeidung von Softwarevorgängen Aufwand und Dauer der Entwicklung wesentlich.
Es wird vorausgesetzt, dass die voranstehende Beschreibung der Erfindung nur beispielhaft ist und daher Abwandlungen von dieser innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung liegen. Beispielsweise kann der Aktuator 8 verschiedenen mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Bauarten entsprechen. Oder der Verbindungsmechanismus kann durch hydraulische oder pneumatische Zylinder oder durch aufblasbare Luftkissen oder einen pyrotechnischen Aktuator ersetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006043539 B3 [0007, 0009]

Claims

Konverter (200) für Signale zwischen einer Sicherheitseinrichtung (300) und einem universellen Sicherheitssteuergerät (100) für ein Fahrzeug, wobei an den Konverter (200) an einer Steuergeräteschnittstelle (200.1) das Sicherheitssteuergerät (100) und an zumindest einer Sicherheitseinrichtungsschnittstelle (200.2) zumindest ein Typ von Sicherheitseinrichtungen (300.2) anschliessbar sind und der Konverter (200) ein Signal des Sicherheitssteuergeräts (100) in ein für den jeweils angeschlossenen Typ von Sicherheitseinrichtung (300.2) passendes Signal an die jeweilige Sicherheitseinrichtungsschnittstelle (200.2) umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass der Konverter (200) so ausgebildet ist, dass er einen Zustand an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle (200.2), insbesondere ein Diagnosezustandssignal, erfasst und in entsprechend vorgegebenen Zustand an der Steuergeräteschnittstelle (200.1) umsetzt.
Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konverter eine Diagnoseeinheit (200.3) zur Diagnose zumindest eines Zustands an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle (200.2) sowie zumindest ein Schaltmittel (S) oder andere Vorrichtung zur Erzeugung eines vorgegebenen Zustands an der Steuergeräteschnittstelle (200.1) aufweist.
Konverter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (200.3) eine Abweichung des elektrischen Widerstands bzw. Spannungsabfalls auf der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle von einem Vorgabebereich, insbesondere einen Kurzschluss oder/und eine Unterbrechung, erkennt und daraufhin mittels der Schaltmittel (S) oder anderer Methoden eine Veränderung des elektrischen Widerstands bzw. Spannungsabfalls auf der Steuergeräteschnittstelle (2.1) erzeugt.
Konverter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des elektrischen Widerstands bzw. Spannungsabfalls auf der Steuergeräteschnittstelle (2.1) derart erfolgt, dass das Signal des Sicherheitssteuergeraetes (100) vom Konverter (200) weiterhin empfangen wird.
Konverter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein vorgegebener Fehler an der Sicherheitseinrichtungsschnittstelle (2.2) den gleichen Fehler (2.1) an der Steuergeräteschnittstelle hervorruft.
Sicherheitseinrichtung (3.2) für ein Fahrzeug, wobei die Sicherheitseinrichtung einen Konverter (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.