DE60104298T2

DE60104298T2 - Fehlertolerantes Airbag-Bussystem ohne Transformator

Info

Publication number: DE60104298T2
Application number: DE60104298T
Authority: DE
Inventors: Hendrik Boezen; J. Aloysius BOOMKAMP; Martinus Bredius; Peter Buehring; W. Patrick HEUTS; K. Abraham VAN DEN HEUVEL; Egon Joehnk; T. Maarten VISSER; A. Ruurd VISSER
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: NXP BV
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: EP1276643A1; US6512308B2; DE60104298D1; EP1276643B1; ATE270983T1; WO2001081122A1; CN1366500A; JP2003531061A; CN1227122C; KR20020022707A; KR100742413B1; US20010054846A1

Description

Die Erfindung betrifft Airbagsysteme für Autos. 1 zeigt ein herkömmliches Airbagsystem, das aus einer Anzahl Auslösestufen 2, 4, einem Mikrocontroller 6 und einem Crashsensor 8 besteht. Die Auslösestufen 2, 4 schalten Zündströme über Zündladungen 10, 12, um bei einem Unfall des Autos den Airbag zum richtigen Zeitpunkt auszulösen. Eine große Anzahl Zündladungen erfordert eine große Zahl Drähte, da zwei Drähte pro Zündladung benötigt werden. Kurzschlüsse dieser Drähte mit Erde oder der Batteriespannung können ein unerwünschtes Auslösen der Airbags bewirken.
Bei einem Unfall können die elektrischen Verbindungen zu der Autobatterie verloren gehen. Daher enthalten alle Airbagsysteme einen Energiereservekondensator (ERC) 14, um das System während des Unfalls für eine begrenzte Zeit in Betrieb zu halten. Dieser ERC-Kondensator 14 wird auf eine relativ hohe Spannung aufgeladen, beispielsweise 30 V, und zwar mit Hilfe eines Aufwärtswandlers 16, der die 12-V-Batteriespannung der Batterie 18 in die hohe Spannung umwandelt. Die hohe Spannung wird zum Speisen der Auslösestufen 2, 4 verwendet. Ein Abwärtswandler 20 wandelt die hohe Spannung in eine Arbeitsspannung, üblicherweise 5 V, für den Mikrocontroller 6 und den Crashsensor 8 um.
2 zeigt ein herkömmliches vernetztes Airbagsystem, das einen Zweidraht-Auslösebus verwendet, der mehrfache intelligente Zündladungen 22, 24 mit einem Bustreiber 26 verbindet. Die zwei Drähte führen das Datenübertragungssignal und die Stromversorgung zu den intelligenten Zündladungen 22, 24. Die Zündladungen 10, 12 sind die Zünder, die tatsächlich die Airbags auslösen. Die Energie zum Auslösen der Zündladung wird in einem lokalen Kondensator innerhalb der intelligenten Zündladungen 22, 24 gespeichert. Die Energiereserve zum Auslösen der Zündladungen befindet sich jetzt in den intelligenten Zündladungen, aber es wird noch immer eine Energiereserve für den Crashsensor 8 und den Mikrocontroller 6, der den Bustreiber 26 steuert, benötigt.
Einer der Vorteile eines vernetzten Airbagsystems ist, dass ein Fehler auf einem der Busdrähte nicht zu einem unerwünschten Einsatz einer Zündladung führt. Wenn der gesamte Auslösebus von einer schwebende Stromversorgung aus gespeist wird, ist die Gleichtaktspannung auf dem Bus undefiniert. Das bedeutet, dass bei einem mit Erde oder der Batteriespannung kurzgeschlossenen Busdraht das System noch immer korrekt arbeitet. Um eine schwebende Stromversorgung herzustellen, wird ein Gleichspannungswandler 28 mit einem Transformator 30 benötigt. Ein Transformator ist jedoch ein kostspieliges Bauteil.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, ein transformatorloses Airbagsystem zu verschaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe verschafft die Erfindung ein Airbagsystem nach Anspruch 1. Der Energiereservekondensator wird in zwei Teile aufgeteilt: einem Hauptteil zum Speisen des Mikrocontrollers und des Crashsensors und einem weiteren Teil zum Speisen des schwebenden Bustreibers. Der weitere Teil ist mit dem Hauptteil mit Hilfe von Schaltern verbunden, die sich bei einem Unfall öffnen. Der Energiegehalt des weiteren Teils reicht aus, um den Bustreiber während des Unfalls zu speisen. Die Schalter koppeln den weiteren Teil des Energiereservekondensators und alle damit verbundenen Bauelemente vom Rest des Systems los und so wird während des Unfalls eine schwebende Stromversorgung hergestellt.
Die vorstehenden und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 ein Blockschaltbild eines ersten herkömmlichen Airbagsystems;
2 ein Blockschaltbild eines zweiten herkömmlichen Airbagsystems und
3 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Airbagsystems. In der Zeichnung haben einander entsprechende Merkmale gleiche Bezugszeichen.
3 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Airbagsystems. Das System hat einen Zweidraht-Auslösebus 32, der mehrfache intelligente Zündladungen 22, 24 mit einem Bustreiber 26 verbindet. Die zwei Drähte führen das Datenübertragungssignal und die Stromversorgung zu den intelligenten Zündladungen 22, 24. Die Zündladungen 10, 12 sind die Zünder, die tatsächlich die Airbags auslösen. Die Energie zum Auslösen der Zündladung wird in einem lokalen Kondensator (nicht abgebildet) innerhalb der intelligenten Zündladungen 22, 24 gespeichert. Die Energiereserve zum Auslösen der Zündladungen 10, 12 befindet sich jetzt in den intelligenten Zündladungen 22, 24. Weil während eines Unfalls die elektrischen Verbindungen zur Autobatterie verloren gehen können, hat das Airbagsystem einen Hauptenergiereservekondensator (ERC) 14, um das System während des Unfalls für eine begrenzte Zeit in Betrieb zu halten. Dieser ERC-Kondensator 14 wird auf eine relativ hohe Spannung aufgeladen, beispielsweise 30 V, und zwar mit Hilfe eines Aufwärtswandlers 16, der die 12-V-Batteriespannung der Batterie 18 in die hohe Spannung umwandelt. Ein Abwärtswandler 20 wandelt die hohe Spannung in eine Arbeitsspannung, üblicherweise 5 V, für den Crashsensor 8 und den Mikrocontroller 6 um, der den Bustreiber 26 steuert. Das System hat weiterhin einen weiteren Energiereservekondensator 34, der mit zwei normalerweise geschlossenen Schaltern 36 und 38 parallel zum Hauptenergiereservekondensator 14 geschaltet ist. Die relativ hohe Spannung des weiteren Energiereservekondensators 34 wird mit einem Abwärtswandler 40 in eine Arbeitsspannung für den Bustreiber 26 umgewandelt.
Der Energiegehalt des weiteren Energiereservekondensators 34 reicht aus, um den Bustreiber 26 während des Unfalls zu speisen, wenn die Schalter 36 und 38 beispielsweise unter Steuerung eines Steuersignals 42 aus dem Mikrocontroller 6 geöffnet sind. Auf diese Weise werden der weitere Energiereservekondensator 34 und alle damit verbundenen Bauelemente vom Rest des Systems losgekoppelt und wird so während des Unfalls eine schwebende Stromversorgung hergestellt. Das bedeutet, dass bei einem mit Erde oder der Batteriespannung kurzgeschlossenen Busdraht das System noch immer korrekt arbeitet.

Claims

Airbagsystem mit: Zündern (10, 12) zum Auslösen von Airbags; einem Auslösebus (32), um die Zünder (10, 12) miteinander zu verbinden; einem Bustreiber (26) zum Aktivieren des Auslösebusses (32); einem Hauptenergiereservekondensator (14), um an das Airbagsystem eine Speisespannung anzulegen, dadurch gekennzeichnet, dass das Airbagsystem weiterhin umfasst: einen weiteren Energiereservekondensator (34), um den Bustreiber (26) zu speisen, wenn die Schalter (36, 38) geöffnet sind, welcher Energiereservekondensator mittels Schaltern (36, 38) zum Hauptenergiereservekondensator (14) parallel geschaltet ist, um die Speisespannung zu empfangen; und einer Stromversorgung (40) zum Umwandeln der Speisespannung in eine Arbeitsspannung für den Bustreiber (26).
Airbagsystem nach Anspruch 1, weiterhin mit Mitteln (6, 42) zum Öffnen der Schalter (36, 38) im Fall eines Unfalls.