DE19538337A1 - Sicherheitssystem, insbesondere für Fahrzeuge zur Personenbeförderung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem, insbesondere für Fahrzeuge zur Personenbeförderung, mit zumindest zwei Si­ cherheitseinrichtungen und einer entsprechenden Anzahl von Schaltungskomponenten, von denen jede im Bedarfsfall ein Aus­ lösesignal an die zugeordnete Sicherheitseinrichtung ausgibt.

In Fahrzeugen zur Personenbeförderung, insbesondere in neuen Personenkraftfahrzeugen sind heute Sicherheitssysteme mit in­ sassenschützenden Sicherheitseinrichtung wie Front-Airbags, die Fahrer und Beifahrer bei einem Frontalaufprall schützen, zum Standard geworden.

Derartige bekannte Sicherheitssysteme (vgl. Kraftfahrtechni­ sches Taschenbuch/Bosch, 21. Auflage, VDI-Verlag, Düsseldorf, 1991, Seite 719 f.) weisen dabei ein zentrales, elektroni­ sches Auslösegerät mit einer Beschleunigungsfühlereinrichtung auf, das die bei einem Aufprall entstehende Beschleunigung mißt, um einen gefährlichen Aufprall zu erkennen, und im Fal­ le eines derartigen Aufpralls zur Betätigung des Airbags den entsprechenden Zündkreis ansteuert. Neben der Aufprallerken­ nung und Airbagauslösung führt das Auslösegerät noch weitere Funktionen aus, z. B. die selektive Auslösung von Gurtstraf­ fern durch Gurtschloßabfrage, das Einstellen zweier Auslöse­ schwellen in Abhängigkeit davon, ob der Fahrzeuginsasse ange­ schnallt ist oder nicht, Spannungswandlung und Bereitstellung einer Energiereserve zur Gewährleistung einer Funktionsver­ längerungszeit nach einem Batterieausfall oder -verlust.

Dabei werden insbesondere auch geräteinterne und -externe Funktionen und Schaltungselemente und -komponenten auf mögli­ che Fehler hin überwacht und das Diagnoseergebnis (Fehlerarten und Fehlerdauer) wird ebenso wie ein sogenanntes Crashprotokoll nichtflüchtig abgespeichert. Gegebenenfalls wird mittels einer Warnlampe angezeigt, daß das Sicherheits­ system infolge eines Fehlers nicht vollständig betriebsbereit ist. Die gespeicherten Fehlerdaten können über eine Diagnose­ leitung in der Werkstatt abgefragt werden, um aufgetretene Fehler zu beheben.

Da immer mehr Wert auf einen erweiterten Schutz der im Fahr­ zeug befindlichen Personen bei einem Unfall gelegt wird, wer­ den neben Frontairbag und Gurtstraffer weitere insassenschüt­ zende Einrichtungen gewünscht. Zur Zeit liegt das Interesse auf einem verbesserten Seitenaufprallschutz. Hierfür werden Seitenairbag-Systeme entwickelt.

Neben zentralen Airbag-Systemen, bei denen einem zentralen Auslösegerät, das sowohl die Front- als auch die Seitenair­ bags auslöst, von ausgelagerten Beschleunigungsaufnehmern die zur Erkennung eines Aufpralls und einer Aufprallrichtung er­ forderlichen Signale zugeführt werden, sind auch dezentrale Systeme gefragt, bei denen den Seitenairbags separate Auslö­ segeräte zugeordnet sind. Derartige dezentrale Systeme eignen sich insbesondere zum Nachrüsten oder Ergänzen der serienmä­ ßigen Ausstattung von Fahrzeugen, die bereits mit einem Frontairbag-System ausgestattet sind.

Da bei einem Seitenairbag-System wegen der geringen seitli­ chen "Knautschzone" sehr kurze Auslösezeiten erforderlich sind, weist ein separates Seitenairbag-System mit zumindest zwei Seitenairbags für gewöhnlich zwei möglichst nah im äuße­ ren Seitenbereich angeordneten Auslösegeräten auf, denen zur Aufprallerkennung von einer Beschleunigungsaufnehmeranordnung geeignete Beschleunigungssignale zugeführt werden. Im Be­ darfsfall gibt eines der beiden Auslösegeräte ein Auslösesi­ gnal für einen zugeordneten Seitenairbag aus.

Ein derartiges separates Sicherheitssystem mit wenigstens zwei Sicherheitseinrichtungen (Seitenairbags) verfügt dabei nur über einen Diagnoseanschluß, an den ein externes Diagno­ segerät zur Abfrage von gespeicherten Fehlerdaten und/oder Testprotokollen angeschlossen werden kann. Daher ist es er­ forderlich, die beiden Schaltungskomponenten (Auslösegeräte) so aufzubauen, daß das eine als Hauptkomponente (Master) und das andere als Nebenkomponente (Slave) fungiert, wenn eine Datenabfrage mit einem externen Diagnosegerät erfolgt.

Für ein derartiges Sicherheitssystem sind also zwei verschie­ dene Schaltungskomponenten erforderlich, was sich nachteilig auf die Kosten und die Lagerhaltung auswirkt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Sicherheitssystem der eingangs genannten Art bereit­ zustellen, das insbesondere einfacher aufgebaut und kosten­ günstig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Sicherheitssy­ stem nach Anspruch 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung jeder Schaltungskompo­ nente des Sicherheitssystems mit einem Diagnoseanschluß und mit Mitteln zum Senden von Testdaten wird erreicht, daß die Schaltungskomponenten schaltungstechnisch gleich aufgebaut werden können, daß also die im Sicherheitssystem vorgesehenen Schaltungskomponenten als elektrische Gleichteile ausgebildet werden können, wobei ihre jeweilige Funktion als Haupt- oder Nebenkomponente bei einer Datenabfrage mittels eines externen Diagnosegeräts nur vom Anschluß des Diagnosegeräts abhängt.

Dies hat den Vorteil, daß für jede Schaltungskomponente die gleiche Software und die gleiche Schaltungsplatine verwendet werden kann. Hierdurch wird einerseits erreicht, daß für die sicherheitskritischen Schaltungskomponenten im Sicherheitssy­ stem die selben Schaltungsspezifikationen gelten, wodurch de­ ren Fertigung und Prüfung vereinfacht wird. Anderseits lassen sich mit der Erfindung die Stückzahlen erhöhen und die Lager­ haltung vereinfachen, was zu einer kostengünstigeren Ferti­ gung führt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Aus­ führungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitssy­ stems der Erfindung,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicher­ heitssystems der Erfindung und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines im Sicherheits­ system nach Fig. 1 oder 2 vorgesehenen Mikroprozes­ sors.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander ent­ sprechende Bauteile und Schaltungselemente mit gleichen Be­ zugszeichen versehen.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt das erfindungsgemäße Si­ cherheitssystem zwei Sicherheitseinrichtungen, insbesondere zwei personenschützende Einrichtungen, wie z. B. als Seiten­ aufprallschutz vorgesehene Seitenairbags 10, von denen im Notfall, also im Falle eines gefährlichen seitlichen Auf­ pralls, üblicherweise nur einer betätigt zu werden braucht. Jeder Sicherheitseinrichtung, also jedem Seitenairbag 10, ist dabei als jeweilige Schaltungskomponente des Sicherheitssy­ stems ein eigenes Auslösegerät 11 zugeordnet, das eine vor­ zugsweise in einem Mikroprozessor (µP) 12 integrierte Auf­ prallerkennungsschaltung, einen Zündsignaltreiber 13 und eine Beschleunigungssignaleingangsschaltung 14 umfaßt. Zur Span­ nungsversorgung ist jedes Auslösegerät 11 über eine Pluslei­ tung 15 mit der Plusklemme einer nicht dargestellten Fahr­ zeugbatterie und über eine Masseleitung 16 mit der Fahrzeug­ masse verbunden.

Um einen Aufprall erkennen zu können, werden jedem Mikropro­ zessor 12 von einer zugeordneten Beschleunigungsaufnehmeran­ ordnung 17 über die Beschleunigungssignaleingangsschaltung 14 und eine Eingangsanschluß 14′ Beschleunigungssignale zuge­ führt, die der jeweiligen auf das Fahrzeug wirkenden Be­ schleunigung entsprechen. Erkennt die jeweilige Aufprall­ erkennungsschaltung einen gefährlichen seitlichen Aufprall, so gibt sie ein Auslösesignal über eine Ausgangsanschluß 13′ an den zugehörigen Zündsignaltreiber 13 aus, der zur Betäti­ gung des entsprechenden Seitenairbags 10 ein Zündsignal an eine entsprechende Betätigungseinrichtung 18, z. B. einen py­ rotechnischen Gasgenerator, liefert.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt der Mikroprozessor 12 neben der nicht gezeigten Aufprallerkennungseinrichtung eine Selbsttesteinrichtung 20, der erste und zweite Speicherberei­ che 21 bzw. 22 zum Aufzeichnen von Testprotokollen und Feh­ lerdaten zugeordnet sind. Zur externen Abfrage von in den Speicherbereichen 21, 22 nichtflüchtig gespeicherten Feh­ lerdaten oder -protokollen weist der Mikroprozessor 12 einen Diagnoseanschluß D auf. Zusätzlich ist jeder Mikroprozessor 12 mit einem weiteren Datenanschluß 23 versehen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, sind die beiden Auslösegeräte 12 über eine Datenaustauschleitung 24, die an die Datenanschlüsse 23 der Mikroprozessoren 12 angeschlossen ist, miteinander ver­ bunden, um ihre Informationen, also aufgezeichnete Fehlerda­ ten und -protokolle, insbesondere Fehlerarten, Fehlerhäufig­ keit, Fehlerdauer und dergleichen, auszutauschen.

Sollen bei der Wartung des Sicherheitssystems Fehlerinforma­ tionen oder nach einem gefährlichen Aufprall die während des gefährlichen Aufpralls aufgezeichneten Daten, ein sogenanntes Crashprotokoll, mittels eines externen Diagnosegerät abge­ fragt werden, so wird das Diagnosegerät an einen Diagnoseaus­ gang D eines der beiden Auslösegeräte 12 angeschlossen. Auf die Datenanforderung des Diagnosegeräts hin sendet dann das mit dem Diagnosegerät verbundene Auslösegerät 11 bzw. der Mi­ kroprozessor 12 die eigenen Fehlerinformationen als Hauptin­ formationen (Master-Informationen) während er die Informatio­ nen vom anderen Auslösegerät 11 als nebengeordnete Informa­ tionen (Slave-Informationen) sendet.

Hierzu weist jedes Auslösegerät 11 Mittel zum Senden von Test­ daten, also von während eines Selbsttests erfaßter Fehlerda­ ten auf, die bewirken, daß zunächst die Testdaten von ihrer eigenen Selbsttesteinrichtung 20 und anschließend die von der anderen Selbsttesteinrichtungen 20 über ihren Diagnosean­ schluß D zum externen Diagnosegerät übertragen werden.

Da der Benutzer des Diagnosegeräts weiß, an welches Auslöse­ gerät 11 er das Diagnosegerät angeschlossen hat, kann er die ausgelesenen Fehler eindeutig zuordnen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 arbeitet nach dem glei­ chen Prinzip und unterscheidet sich von dem anhand von Fig. 1 beschriebenen Sicherheitssystem nur dadurch, daß für den Da­ tenaustausch zwischen den Mikroprozessoren 12 der beiden Aus­ lösegeräte 11 jedem Mikroprozessor 12 eine eigene Sendelei­ tung 25 zugeordnet ist, die sendeseitig mit dem Diagnoseaus­ gang D und empfangsseitig mit dem Datenanschluß 23 verbunden ist.

Das beschriebene erfindungsgemäße Sicherheitssystem ermög­ licht also das Auslesen von Fehlerinformationen von beiden Auslösegeräten 11 über eine einzige Diagnoseleitung, ohne daß dabei beide Schaltungskomponenten des Sicherheitssystem, also beide Auslösegeräte 11 einzeln behandelt werden müssen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß jede Schaltungskomponente für den Anschluß des Diagnosegeräts benutzt werden kann. Ins­ besondere ist es von Vorteil, daß nach einem Unfall, bei dem möglicherweise einer der beiden Mikroprozessoren 12 zerstört wurde, dessen zuvor gespeicherten Fehlerinformationen und das Crashprotokoll aus dem anderen Mikroprozessor 12 ausgelesen werden können und damit für eine Funktions- und Unfallanalyse zur Verfügung stehen.

Neben der beschriebenen Auslegung der Mikroprozessoren 12 mit Speicherbereichen 21, 22 kann aber auch vorgesehen sein, daß jeder Mikroprozessor 12 nur seine eigenen Fehlerinformationen speichert. Hierbei sendet dann der Mikroprozessor 12, der die Datenanforderung vom externen Diagnosegerät über den Diagno­ seausgang D erhält seine eigenen Fehlerinformationen an das Diagnosegerät und leitet die Datenanforderung als Hauptkompo­ nente (Master) an den anderen Mikroprozessor 12 weiter, der, da er die Datenanforderung über den Datenanschluß 23 erhält, erkennt, daß er als Nebenkomponente (Slave) betrachtet wird. Der als Nebenkomponente fungierende Mikroprozessor 12 sendet dann seine Fehlerinformationen entweder über den Datenan­ schluß 23 (Fig. 1) oder über den Diagnoseausgang D (Fig. 2) an den als Hauptkomponente fungierenden Mikroprozessor 12, der diese Fehlerinformationen in beiden Fällen über den Da­ tenanschluß 23 empfängt und als der Nebenkomponente zugeord­ nete Fehlerinformationen über seinen Diagnoseausgang D an das Diagnosegerät weiterleitet.

Für diesen Abfragebetrieb weist jedes Auslösegerät 11 der Selbsttesteinrichtung 20 im Mikroprozessor 12 zugeordnete Mittel zum Weiterleiten der Datenanforderung zum anderen Aus­ lösegerät 11 sowie Mittel zum Empfangen von Datenanforderun­ gen über ihren Datenanschluß 23 auf.

Bei beiden beschriebenen Sicherheitssystemen werden schal­ tungstechnisch gleich aufgebaute Auslösegeräte 11 verwende­ tet, die sowohl als Hauptkomponente als auch die untergeord­ nete Nebenkomponente arbeiten können. Welches der beiden Aus­ lösegeräte 11 oder der beiden Mikroprozessoren 12 jeweils nach außen hin zur Haupt- oder zur Nebenkomponente erklärt wird hängt nur davon ab, welches Auslösegerät 11 bzw. welcher Mikroprozessor 12 an das Diagnosegerät angeschlossen wird.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Sicherheitssystems wird erreicht, daß für den Datenaustausch zwischen den beiden Auslösegeräten 11 oder den beiden Mikroprozessoren 12 nur ei­ ne einzige Verbindung benötigt wird, die nicht anderweitig belegt werden darf.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines Sicherheitssy­ stems für ein Kraftfahrzeug mit zwei unabhängig voneinander zu betätigenden, insassenschützenden Seitenairbags, beschrie­ ben wurde, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt, son­ dern kann auch mit anderen Systemen verwirklicht werden, bei denen zwei Schaltungskomponenten für eine externe Abfrage nur mit einer einzigen Abfrageleitung verbunden werden sollen, so daß anstelle zweier elektrisch unterschiedlich aufgebauter, als Haupt- und Nebenkomponenten ausgelegter Schaltungskompo­ nenten zwei elektrisch gleich aufgebaute eingesetzt werden können.

Die vorliegende Erfindung läßt sich auch für den Aufbau von Systemen einsetzen, bei denen drei oder mehr Schaltungskompo­ nenten mit einer einzigen Abfrageleitung für eine externe Ab­ frage verbunden werden sollen. Dabei wird zwar eine entspre­ chend der Anzahl von Schaltungskomponenten größere Anzahl von Verbindungsleitungen benötigt, das Gesamtsystem läßt sich je­ doch aufgrund der elektrisch gleich aufgebauten Schaltungs­ komponenten wesentlich vereinfachen.

Claims (5)

1. Sicherheitssystem, insbesondere für Fahrzeuge zur Perso­ nenbeförderung,
mit zumindest zwei Sicherheitseinrichtungen,
mit einer entsprechenden Anzahl von Schaltungskomponen­ ten, von denen jede im Bedarfsfall ein Auslösesignal an die zugeordnete Sicherheitseinrichtung ausgibt und eine Selbsttesteinrichtung mit zugeordneten Speicherbereichen zum Speichern von Testdaten umfaßt,
wobei die Schaltungskomponenten über eine Datenleitungs­ anordnung miteinander verbunden sind, und
mit einem Diagnoseanschluß zum Anschließen eines exter­ nen Diagnosegeräts zum Abfragen gespeicherter Testdaten,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Schaltungskomponente (11) einen Diagnosean­ schluß (D) aufweist und zum Übertragen von Testdaten ih­ rer eigenen Selbsttesteinrichtung (20) zu jeder anderen Schaltungskomponente (11) mit diesen verbunden ist, und
daß jede Schaltungskomponente (11) Mittel zum Senden von Testdaten umfaßt, um auf Anforderung von einem externen Diagnosegerät Testdaten sowohl von ihrer eigenen Selbst­ testeinrichtung (20) als auch von fremden Selbsttestein­ richtungen (20) über ihren Diagnoseanschluß (D) zu über­ tragen.

2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Schaltungskomponente (11) einen Datenanschluß (23) zum Empfangen von Testdaten von einer anderen Schaltungskomponente (11) aufweist und daß jede Schaltungskomponente (11) über jeweils eine Leitung (24; 25) zum Übertragen eigener Testdaten mit den jeweiligen Datenanschlüssen (23) der anderen Schal­ tungskomponenten (11) verbunden ist.

3. Sicherheitssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Schaltungskomponente (11) Mittel zum Weiterleiten oder Senden einer Datenanforde­ rung zu anderen Schaltungskomponenten (11) sowie Mittel zum Empfangen von Datenanforderungen über ihren Datenan­ schluß (23) umfaßt.

4. Sicherheitssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Datenanschlüsse (23) der Schaltungskomponenten (11) miteinander verbunden sind.

5. Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß jede Schaltungskompo­ nente (11) zumindest einen Speicherbereich (22) zum Speichern von Testdaten von anderen Schaltungskomponen­ ten aufweist.