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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems für einen Kraftwagen sowie ein Sicherheitssystem für einen Kraftwagen.
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Die
DE 10 2006 007 960 A1 offenbart ein Sicherheitssystem für einen Kraftwagen, bei welchem ein Airbag-Steuergerät über eine Steuerleitung oder ein Bussystem mit einer Motorsteuerung verbunden ist. Bei Erfassung eines Unfallereignisses, wie beispielsweise einer Kollision, gibt das Airbag-Steuergerät ein Unfallwarnsignal an das Bussystem oder die Steuerleitung aus. Das Bussystem oder die Steuerleitung überträgt dieses Unfallwarnsignal an die Motorsteuerung. Das Erfassen des Unfallwarnsignals durch eine Sensoreinrichtung der Motorsteuerung bewirkt daraufhin eine Reduzierung der an einem Antriebsmotor bereitgestellten Betriebsspannung oder ein Unterbrechen der Spannungsversorgung des Antriebsmotors.
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Die
DE 197 47 708 A1 zeigt eine Sicherheitseinrichtung zur Verhinderung der Auslösung wenigstens eines Airbags. Wesentlicher Bestandteil der Sicherheitseinrichtung ist eine Notschalteranordnung, durch die wenigstens eine zu einem Airbag-Steuerungssystem gehörende Leitung oder Leitungsanordnung unterbrechbar und/oder zur Übertragung eines Abschaltsignals an ein Airbag-Steuergerät schaltbar ist. Ein von wenigstens einem Crashsensor geliefertes Auslösesignal wird dabei nicht nur zur gezielten Aktivierung eines Airbags oder einer Gruppe von Airbags genutzt, sondern löst gleichzeitig auch die dauerhafte Abschaltung der nicht gezündeten Airbags aus.
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Die
EP 0 791 942 A2 offenbart ein Sicherheitssystem für einen Kraftwagen, bei welchem eine Motorelektronik über eine Verbraucherleitung parallel zu einer Batterieleitung über einen Trennschalter an einen Energiespeicher angeschlossen ist. Nach einem Unfall wird der Trennschalter beispielsweise durch ein Airbag-Steuergerät ausgelöst und trennt die Batterieleitung vom Energiespeicher ab.
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Die
DE 10 2009 039 913 A1 zeigt ein Sicherheitssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Hochvoltsystem. Eine Sensorik dient dabei zur Bereitstellung eines Sensorsignals und ein Steuergerät zum Abschalten des Hochvoltsystems in Abhängigkeit von dem Sensorsignal. Die Sensorik und das Steuergerät sind ausschließlich zum Abschalten des Hochvoltsystems im Kraftfahrzeug eingesetzt.
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Die
DE 10 2009 051 293 A1 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems für einen Kraftwagen, bei welchem zyklisch ein Signal durch eine Kollisionserfassungseinrichtung über ein Bussystem des Kraftwagens an eine Mehrzahl von Steuergeräten des Kraftwagens ausgesendet wird, solange von der Kollisionserfassungseinrichtung nicht mindestens eine Kollision des Kraftwagens mit einer Stärke über einem vorgegebenem Schwellwert detektiert worden ist. Des Weiteren wird überwacht, ob das Signal von den jeweiligen Steuergeräten innerhalb jeweiliger steuergerätspezifisch vorgegebener Zeitspannen empfangen wird.
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Allgemein ist es aufgrund der Vernetzung einer Vielzahl von Steuergeräten in einem Kraftwagen oftmals nicht möglich, sämtliche Busleitungen in einem Fahrzeug bei einem Unfall vor Beschädigungen zu schützen. Eine Vielzahl der Steuergeräte benötigt jedoch gerade die entsprechenden Informationen über die Bussignale, dass ein Unfall stattgefunden hat, um entsprechende Funktionen, wie beispielsweise eine Deaktivierung jeweiliger sicherheitskritischer Steuergeräte, überhaupt auszuführen zu können.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems für einen Kraftwagen sowie ein solches Sicherheitssystem bereitzustellen, mittels welchen eine erhöhte Zuverlässigkeit des Sicherheitssystems gewährleistet wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Sicherheitssystem für einen Kraftwagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Sicherheitssystems für einen Kraftwagen umfasst die folgenden Schritte:
- – zyklisches Aussenden eines Signals durch eine Kollisionserfassungseinrichtung über ein Bussystem des Kraftwagens an eine Mehrzahl von Steuergeräten des Kraftwagens, solange von der Kollisionserfassungseinrichtung nicht mindestens eine Kollision des Kraftwagens mit einer Stärke über einem vorgegebenen Schwellwert detektiert wurde;
- – Überwachen, ob das Signal von den jeweiligen Steuergeräten innerhalb jeweiliger steuergerätespezifisch vorgegebener Zeitspannen empfangen wird;
- – Deaktivieren derjenigen Steuergeräte, bei welchen das Signal innerhalb der jeweils vorgegebenen Zeitspanne nicht empfangen wurde.
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Im Gegensatz zu den im Stand der Technik gezeigten Verfahren ist es also gerade erfindungsgemäß vorgesehen, eine Unfalldetektion dadurch zu gewährleisten, dass ein zyklisch ausgesendetes Signal überwacht wird und sobald dieses Signal von den entsprechenden Steuergeräten nicht mehr empfangen wird, auf einen Unfall geschlossen wird, wonach die jeweiligen Steuergeräte deaktiviert werden. Mit anderen Worten wird, falls das zyklisch ausgesendete Signal bei den jeweiligen Steuergeräten ausbleibt, ein so genannter „Timeout” generiert, wodurch eine Deaktivierung der entsprechenden Steuergeräte erfolgt. Eine Erkennung von Crashs bzw. Kollisionen ist dabei auch bei abgerissenen oder beschädigten Busleitungen gegeben, da die Crashdetektion bzw. Unfalldetektion gerade dadurch erfolgt, dass ein zuvor innerhalb vorgegebener Zeitabstände von den jeweiligen Steuergeräten empfangenes Signal dann ausbleibt. Zusätzlich kann dadurch, dass für jeweilige Steuergeräte jeweils steuergerätespezifisch vorgegebene Zeitspannen vorgegeben werden können, innerhalb welcher das Signal empfangen bzw. detektiert werden muss, bevor es zu einer Deaktivierung des Steuergeräts kommt, unerwünschten Deaktivierungen von Steuergeräten vorgebeugt werden. Insbesondere kann für solche Steuergeräte, welche für einen Antrieb des Kraftwagens notwendig sind, eine längere Zeitspanne vorgegeben werden als bei weniger kritischen Steuergeräten. Einem ungewollten Liegenbleiben des Kraftwagens wird dadurch sicher vorgebeugt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Kollisionserfassungseinrichtung ein Airbag-Steuergerät, wobei das Signal durch das Airbag-Steuergerät ausgesendet wird. Das Airbag-Steuergerät hat die wichtige Aufgabe, die Airbags rechtzeitig auszulösen und die Gurtstraffer im richtigen Moment anzuziehen. Dazu ist das Airbag-Steuergerät mit Sensoren verbunden, die im Falle eines Aufpralls ein Signal an das Airbag-Steuergerät senden. Teilweise sind auch direkt im Airbag-Steuergerät Sensoren verbaut, die ebenfalls Daten erfassen und zum Auslösen relevant sind. Durch Nutzung des Airbag-Steuergeräts zum zyklischen Aussenden des Signals wird ein ohnehin in dem Kraftwagen zur Kollisionserfassung genutztes Steuergerät verwendet, sodass kein weiteres Steuergerät für das Sicherheitssystem zum zyklischen Aussenden des Signals notwendig ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die steuergerätespezifisch vorgegebenen Zeitspannen in Abhängigkeit von einem jeweiligen Gefährdungspotential von bei einer Kollision des Kraftwagens abzuschaltenden Funktionen der jeweiligen Steuergeräte vorgegeben werden. Beispielsweise werden bei solchen Steuergeräten, durch deren weiteren Betrieb nach einer Kollision des Kraftwagens eine erhöhte Gefahr, beispielsweise in Form eines Brandes oder dergleichen, ausgeht, mit einer kürzeren Zeitspanne versehen als solche Steuergeräte, bei welchen im Falle einer Kollision des Kraftwagens und deren weiterem Betrieb ein geringeres Gefährdungspotential vorliegt. Durch eine unterschiedliche Vorgabe jeweiliger Zeitspannen in Abhängigkeit von einem jeweiligen Gefährdungspotential der jeweiligen Steuergeräte wird einem unnötigen Deaktivieren der jeweiligen Steuergeräte, beispielsweise bei einem fehlerhaften Aussenden des Signals oder fehlerhaften Empfangen des ausgesendeten Signals, vorgebeugt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eines der Steuergeräte ein Motorsteuergerät ist, an welches die Signale ausgesendet werden und mittels welchem eine Kraftstoffversorgung eines Motors des Kraftwagens unterbrochen wird, sobald das Signal innerhalb einer motorsteuergerätespezifisch vorgegebenen Zeitspanne von dem Motorsteuergerät nicht empfangen und dieses abgeschaltet wurde. Im Falle einer Kollision des Kraftwagens wird dadurch der Gefahr eines Brandes aufgrund von austretendem Treibstoff vorgebeugt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine motorsteuergerätespezifische Zeitspanne derart gewählt wird, dass eine innerhalb dieser Zeitspanne maximal bereitstellbare Kraftstoffmenge einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Je nach Kraftwagen bzw. Motor kann somit die motorsteuergerätespezifische Zeitspanne zumindest so groß gewählt werden, dass während dieser Zeitspanne eine kritische Kraftstoffmenge im Falle einer Kollision nicht austreten würde, da zuvor das Motorsteuergerät deaktiviert und somit die Kraftstoffversorgung unterbrochen werden würde. Durch die entsprechend lange wählbare Zeitspanne kann die Wahrscheinlichkeit einer Fehlauslösung, also einer Deaktivierung des Motorsteuergeräts, minimiert werden, wobei die Deaktivierung trotz beispielsweise eines Abreißens der Busleitung gegeben ist, was zu einer höheren Robustheit der Funktion führt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eines der Steuergeräte ein Hochvoltsteuergerät ist, an welches die Signale zyklisch ausgesendet werden und mittels welchem eine Spannungsversorgung eines Hochvoltsystems des Kraftwagens unterbrochen wird, sobald das Signal innerhalb einer hochvoltsteuergerätespezifisch vorgegebener Zeitspanne von dem Hochvoltsteuergerät nicht empfangen und dieses abgeschaltet wurde. Bei einem Unfall werden Fahrzeuginsassen und auch Helfer im Umfeld des Kraftwagens somit sicher geschützt, da das Hochvoltsystem in diesem Fall unterbrochen ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Signale über ein Flexray und/oder einen CAN-Bus des Bussystems oder ein anderes Bussystem an die Steuergeräte ausgesendet werden. Es wird eine somit ohnehin im Kraftwagen vorhandene Infrastruktur zur Signalübermittlung genutzt, sodass für das Sicherheitssystem keine zusätzlichen Verbindungen zwischen den einzelnen Steuergeräten erforderlich sind.
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Ein erfindungsgemäßes Sicherheitssystem für einen Kraftwagen umfasst eine Kollisionserfassungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, ein Signal zyklisch über ein Bussystem des Kraftwagens an eine Mehrzahl von Steuergeräten des Kraftwagens auszusenden, solange von der Kollisionserfassungseinrichtung nicht mindestens eine Kollision des Kraftwagens mit einer Stärke über einem vorgegebenen Schwellwert detektiert wurde, und eine Überwachungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, zu überwachen, ob das Signal von den jeweiligen Steuergeräten innerhalb jeweiliger steuergerätespezifisch vorgegebener Zeitspannen empfangen wird und diejenigen Steuergeräte zu deaktivieren, bei welchen das Signal innerhalb der jeweils vorgegebenen Zeitspanne nicht empfangen wurde.
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Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausführungen des Sicherheitssystems anzusehen, wobei hier insbesondere das Sicherheitssystem Mittel umfasst, mit welchen die Verfahrensschritte durchführbar sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die einzige Figur zeigt einen Kraftwagen mit einem Sicherheitssystem, welches eine Kollisionserfassungseinrichtung umfasst, die über Leitungen eines Bussystems des Kraftwagens mit jeweiligen Steuergeräten verbunden ist.
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Eine schematische Darstellung eines Kraftwagens 10 ist in der einzigen Figur gezeigt. Der Kraftwagen 10 umfasst ein Sicherheitssystem 12, welches eine Kollisionserfassungseinrichtung 14, ein Motorsteuergerät 16 und ein Hochvoltsteuergerät 18 aufweist. Ferner umfasst die Kollisionserfassungseinrichtung 14 ein Airbag-Steuergerät 20, wobei das Motorsteuergerät 16 und das Hochvoltsteuergerät 18 jeweils eine Überwachungseinheit 22, 24 aufweisen.
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Die Kollisionserfassungseinrichtung 14 bzw. das Airbag-Steuergerät 20 sind über ein nicht näher bezeichnetes Bussystem des Kraftwagens 10 mit dem Motorsteuergerät 16 und dem Hochvoltsteuergerät 18 verbunden. Die Kollisionserfassungseinrichtung 14 bzw. das Airbag-Steuergerät 20 sind dabei dazu ausgelegt, ein Signal zyklisch über das Bussystem des Kraftwagens 10 an das Motorsteuergerät 16 und das Hochvoltsteuergerät 18 auszusenden, solange von der Kollisionserfassungseinrichtung 14 bzw. dem Airbag-Steuergerät 20 nicht mindestens eine Kollision des Kraftwagens 10 mit einer Stärke über einem vorgegebenen Schwellwert detektiert wurde. Die Signale werden dabei über einen Flexray und/oder einen CAN-Bus des Bussystems oder beispielsweise auch über LIN, MOST oder auch andere Bussysteme an die jeweiligen Steuergeräte 16, 18 ausgesendet. Das Sicherheitssystem 12 kann darüber hinaus eine Mehrzahl weiterer, hier nicht dargestellter Steuergeräte des Kraftwagens 10 umfassen, welche ebenfalls über das Bussystem mit der Kollisionserfassungseinrichtung 14 bzw. mit dem Airbag-Steuergerät 20 verbunden sein können.
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Das Sicherheitssystem 12 dient dazu, in einem Crashfall bzw. bei einer entsprechenden Kollision des Kraftwagens 10 mit anderen Objekten durch ein rechtzeitiges Deaktivieren der entsprechenden Steuergeräte 16, 18 bzw. weiterer Steuergeräte insbesondere kritische Funktionen des Kraftwagens 10 im Falle einer Kollision zu deaktivieren. Nachfolgend wird ein Verfahren zum Betreiben des Sicherheitssystems 12 für den Kraftwagen 10 erläutert. Durch das Airbag-Steuergerät 20 wird zyklisch ein Signal über das Bussystem des Kraftwagens 10 an das Motorsteuergerät 16 und das Hochvoltsteuergerät 18 ausgesendet, solange von dem Airbag-Steuergerät 20 nicht mindestens eine Kollision des Kraftwagens 10 mit einer Stärke über einem vorgegebenen Schwellwert detektiert wurde. Dabei können beispielsweise unterschiedliche Kollisionstypen vorgegeben werden, beispielsweise ein Frontalaufprall, ein Seitenaufprall, ein Heckaufprall, ein Überschlag oder dergleichen, für welche unterschiedliche Schwellwerte beispielsweise in Form von Kraft- oder Beschleunigungswerten vorgegeben werden. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass für unterschiedliche Kollisionstypen unterschiedliche Steuergeräte des Kraftwagens 10 frühzeitiger oder später nicht mehr mit dem Signal versorgt werden.
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Mittels der Überwachungseinheiten 22 bzw. 24 wird durchgehend überwacht, ob das Signal von den jeweiligen Steuergeräten 16, 18 innerhalb jeweiliger steuergerätespezifisch vorgegebener Zeitspannen empfangen wird. Die Überwachungseinheiten 22, 24 deaktivieren diejenigen Steuergeräte 16, 18, bei welchen das Signal innerhalb der jeweils vorgegebenen Zeitspanne nicht empfangen wurde. Sobald also eine hinreichend starke Kollision durch das Airbag-Steuergerät 20 detektiert wurde, stoppt das Airbag-Steuergerät 20 die Aussendung des Signals, wodurch den Steuergeräten 16, 18 signalisiert wird, dass es zu einem Crashfall gekommen ist, wonach die jeweiligen Steuergeräte 16, 18 abgeschaltet werden. Üblicherweise wird nach wie vor auch eine Crashbotschaft bei einem detektierten Unfall oder einer entsprechenden Kollision an die Steuergeräte 16, 18 gesendet, was ebenfalls eine Deaktivierung der Steuergeräte 16, 18 bewirkt. Die Überwachung der zyklisch ausgesendeten Signale ist somit eine zusätzliche Lösung, um im Falle einer Nichtübertragbarkeit des Crashsignals eine redundante Sicherheitsvorkehrung bereitzustellen, sodass die Steuergeräte 16, 18 auch in solch einem Fall zuverlässig deaktiviert werden.
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Die steuergerätespezifisch vorgegebenen Zeitspannen können dabei in Abhängigkeit von einem jeweiligen Gefährdungspotential von bei einer Kollision des Kraftwagens 10 abzuschaltenden Funktionen der jeweiligen Steuergeräte 16, 18 vorgegeben werden. Für das Motorsteuergerät 16 wird beispielsweise die motorsteuergerätespezifische Zeitspanne derart gewählt, dass eine innerhalb dieser Zeitspanne maximal bereitstellbare Kraftstoffmenge einen vorgegebenen Wert unterschreitet. Bei dieser Kraftstoffmenge kann es sich beispielsweise um eine Leckmenge von 5 × 10–4 l handeln, wobei eine entsprechende motorsteuergerätespezifische Zeitspanne beispielsweise auf bis zu 2 s eingestellt werden könnte. Die motorsteuergerätespezifische Zeitspanne, bei welcher die maximal bereitstellbare Kraftstoffmenge den vorgegebenen Wert noch unterschreitet, ist natürlich kraftfahrzeugspezifisch, insbesondere hängt sie davon ab, was für ein Motor in dem Kraftwagen 10 verbaut ist. Durch eine entsprechende Vorgabe der motorsteuergerätespezifischen Zeitspanne wird sichergestellt, dass das Motorsteuergerät 16 nicht unnötig früh deaktiviert wird, sodass es beispielsweise bei einer kurzzeitigen Fehlfunktion der Signalaussendung nicht zu einem unerwünschten Liegenbleiben des Kraftwagens 10 aufgrund einer unterbrochenen Kraftstoffverbindung kommt.
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Ferner kann bei einem Ausbleiben des Signals innerhalb einer hochvoltsteuergerätspezifisch vorgegebenen Zeitspanne das Hochvoltsteuergerät 18 deaktiviert werden, sodass eine Spannungsversorgung eines hier nicht gezeigten Hochvoltsystems des Kraftwagens 10 unterbrochen wird. Im Falle einer Kollision wird dadurch sichergestellt, dass Fahrzeuginsassen oder Helfer, welche die Fahrzeuginsassen aus dem Kraftwagen 10 befreien, nicht durch das Hochvoltsystem gefährdet werden.
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Insgesamt wird durch das Sicherheitssystem 12 eine besonders robuste Lösung zur Deaktivierung entsprechender Steuergeräte 16, 18 des Kraftwagens 10 in einem Crashfall bereitgestellt, da eine Deaktivierung der Steuergeräte 16, 18 gerade dann erfolgt, wenn ein zuvor noch zyklisch ausgesendetes Signal von den jeweiligen Steuergeräten 16, 18 nicht mehr empfangen wird. Somit ist die Deaktivierungsfunktion auch bei abgerissenen Busleitungen oder beschädigten Busleitungen gegeben, was zu einem insgesamt sehr zuverlässigen Sicherheitssystem 12 führt.
