EP2114731A1 - Steuergerät und verfahren zur ansteuerung von einem personenschutzsystem - Google Patents

Steuergerät und verfahren zur ansteuerung von einem personenschutzsystem

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Publication number
EP2114731A1
EP2114731A1 EP07858204A EP07858204A EP2114731A1 EP 2114731 A1 EP2114731 A1 EP 2114731A1 EP 07858204 A EP07858204 A EP 07858204A EP 07858204 A EP07858204 A EP 07858204A EP 2114731 A1 EP2114731 A1 EP 2114731A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
comparison
control device
sensor
protection system
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07858204A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Timo Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2114731A1 publication Critical patent/EP2114731A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R2021/01204—Actuation parameters of safety arrangents

Definitions

  • the invention relates to a control device or a method for controlling a personal protection system according to the preamble of the independent claims.
  • control device or the inventive method for controlling a personal protection system with the features of the independent claims have the advantage that now by the special design of the interface with respect to the processing of the sensor signal improved integrity of the sensor signal for the provision of this sensor signal for the further processing in the control unit is achieved, in particular with regard to variations of a quiescent current component due to temperature influences.
  • the invention is based on the idea to process the signal by two different signal processing in each case, in order then to obtain two comparison signals, which are compared via a comparison device. This makes it possible, in particular in the case of Manchester coding, to reliably detect edge changes of the transmitted sensor signal. Ultimately, according to the invention, independence from quiescent current fluctuations is achieved.
  • the control device according to the invention or the method according to the invention adapts to the currently used quiescent current. This allows even sensors with different quiescent current recordings to be interchanged, without the need for hardware or software adjustments. Any production-related quiescent current fluctuation of the sensors is compensated according to the invention.
  • the interface may be present in terms of hardware, but it may also be formed by software.
  • the evaluation circuit is usually a microcontroller, but there are also other common control units, such as microprocessors, ASICs or other computing units possible. Active or passive personal protective equipment such as brakes, vehicle dynamics control, airbags, belt tensioners or crash-activated headrests can be used as a personal protection system.
  • the sensor signal is usually transmitted digitally from the sensor to the control unit.
  • the comparison device, the first and second signal processing, the decoder and the evaluation circuits may each be formed either hardware and / or software. Different processors, hardware configurations or software architectures can be used for this.
  • the first signal processing has a hysteresis circuit.
  • a hysteresis circuit With such a hysteresis circuit, it is possible to achieve a reliable detection of an edge change, in particular in the case of a Manchester-encoded signal.
  • This hysteresis circuit can be designed in hardware and / or software.
  • the hysteresis circuit preferably has a connection to the output of the comparison device and to the input of the comparison device. This creates a feedback. In this feedback path may preferably be included a multiplier to weight the output of the comparator accordingly.
  • the weighting can be effected by a constant or adaptively designed factor.
  • the adaptation can also be the signal itself or as a function of time or other signals.
  • the feedback signal is fed back by an adder to an input of the comparator. By the adder, the feedback and weighted signal is added together with the incoming sensor signal.
  • the second signal processing has a low-pass filtering.
  • This low-pass filtering can be formed in the simplest case as an RC element. However, more complex hardware low-pass filters may be provided, digital low-pass filters may be provided, in particular it is possible to implement this low-pass filtering also by software.
  • This low-pass filtering provides a low-pass filtered sensor signal which is transmitted to the second input of the comparator. This then becomes the sensor signal, which is influenced by the hysteresis circuit, and the low-pass filtered
  • the comparison device advantageously has at least one comparator.
  • This provides a threshold value switch which compares the signal influenced by the hysteresis circuit with the low-pass filtered sensor signal as a threshold. Depending on this, a corresponding output signal is generated.
  • the at least one comparator can also be designed in software.
  • the interface is formed as an integrated circuit. For a simple and reliable production of the interface according to the invention is possible.
  • FIG. 1 shows a first block diagram of the control device according to the invention with connected components
  • FIG. 2 shows a second control device sensor configuration
  • FIG. 3 shows a detail of the signal processing of the sensor signal according to the invention
  • FIG. 4 shows a flow chart of the method according to the invention.
  • Figure 5 is a voltage timing diagram.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a first exemplary embodiment of the invention.
  • a sensor 3 usually a pressure, acceleration and / or structure-borne sound sensor transmits its signals via a line 2 to a control unit 1 for controlling personal protection means PS.
  • the sensor 3 is installed, for example, in the sides of the vehicle or on the front of the vehicle.
  • the control unit 1 is usually contained in the vehicle on the vehicle tunnel.
  • the sensor 3 has a parallel circuit, on the one hand from a voltage regulator 5 and on the other hand from a current generator 6, and a controllable switch 7.
  • the controllable switch 7 is controlled by a control circuit, not shown, so as to produce the current pulses with a predetermined pulse current intensity l ⁇ ub.
  • the data information is usually coded in a Manchester code.
  • the current pulses thus generated are then transmitted via the data transmission line 2, namely, these current pulses are superimposed on a flowing quiescent current of the sensor 3.
  • a measuring resistor 10 is arranged in the control unit 1 in the control unit 1 between the voltage source 4, for example, an energy reserve, a voltage regulator and the data transmission line 2, a measuring resistor 10 is arranged.
  • the signal voltage Usig dropping thereon which is proportional to the current l sj g flowing via the data transmission line 2, is supplied to a comparator 12 via an amplifier 11 and compared by this with a reference voltage U re f. With a suitable choice of U ref , the state of the transmission line can be estimated at the comparator 12.
  • the signal voltage U sj g is smaller than the reference voltage U re f, this indicates that no data is currently being transmitted and thus only the quiescent current flows via the data transmission line 2.
  • the output of the comparator 12 has a low level in this case. Furthermore, the output of the comparator is sampled and further processed digitally by a decoder 15 in order to estimate the transmission sequence underlying the current-modulated wave train on the transmission line 2.
  • the reference voltage is generated with the aid of a second signal processor 13 and a first signal processor 14.
  • the first signal processing is the hysteresis circuit and the second signal processing
  • Low pass used. Instead of the low-pass filter, timers, other filters, software-shaping of the signal, digital filters, and other alternatives known to those skilled in the art may also be used.
  • the hysteresis circuit can be dispensed with.
  • the lowpass smoothes the fast edge changes of the Manchester coded sensor signal.
  • the comparator 12 compares the original Manchester signal with its own low-pass filtered version. After a positive or negative edge change of the communication signal, the low-pass filtered signal needs a certain time to follow the edge change.
  • the output signal of the comparator is positive or negative and can be evaluated by the decoder 15.
  • a tilting back of the comparator 12 is prevented by means of the hysteresis circuit 14.
  • the decoded signal can then reach the decoder 15 in the microcontroller ⁇ C and is evaluated there by the evaluation algorithm.
  • a drive signal is generated which transmits the drive circuit FLIC, which has power switches, inter alia, so that the drive circuit FLIC leads to an energization of the personal protection means PS. Further signals can also be processed here, for example, by other sensors or other evaluation units.
  • Figure 2 shows a variant of the configuration of control unit and connected sensors Sl, S2 and S3.
  • the sensors can be connected in series, so that the control unit SG successively receives the data of the sensors S1, S2 and S3, which are usually acceleration sensors. It can also be connected more than these three sensors or less. Instead of a serial connection of the sensors Sl to S3, a parallel connection is possible.
  • FIG. 3 shows the two signal processing, the comparison device and the
  • the signal processing 30 and 31 are here the hysteresis circuit 30 and the low-pass filter 31.
  • comparator 35 a Konnparator is provided.
  • the input signal U ' s jg goes firstly to the low-pass filter 31 and initially to a resistor R and to a capacitor C connected to ground.
  • the thus low-pass filtered signal is denoted by U re f and goes to the lower input of the comparator 35.
  • the input signal However, U ' s jg also goes into the hysteresis circuit 30 and thereby to an adder 33 which adds the input signal U' s jg to U nvs t.
  • the resulting signal U s jg is input to the upper input of the comparator 35.
  • U s jg and U re f are compared with each other by the comparator 35 and a corresponding signal 34 is output.
  • This output signal 34 which is also referred to as UE, firstly goes to the output and secondly it is coupled back to the input via the hysteresis circuit 30. In this case, it is multiplied by a multiplier 32 with a constant in the feedback path. Instead of a constant, a variable factor can also be used. The product is then supplied to the adder 33.
  • FIG. 4 shows a flow chart of the method according to the invention.
  • the sensor signal is generated in the sensor.
  • this sensor signal is transmitted to the control unit 1 via the line 2 after amplification and digitization and possibly a small preprocessing.
  • a current voltage conversion takes place for the further signal processing in the control unit.
  • the resulting sensor signal is processed by the first and the second signal processing in the manner described above.
  • the comparison signals resulting from the first and the second signal processing are compared.
  • the resulting signal from the comparison device is decoded in method step 405.
  • the input of this decoded signal takes place in an evaluation algorithm. Depending on this, it is decided in method step 407 whether or not a drive signal occurs.
  • the edge changes of the input signal, so the sensor signal can be reliably detected and converted into a stable binary output signal. Since the reference voltage U re f is derived directly from the input voltage U ' s jg, no presetting is necessary and thermal quiescent current fluctuations are immediately compensated in the order of ⁇ .
  • a high time constant tau means slow adaptivity of the reference voltage U re f, which may interfere with the first bits of a data packet. This can be achieved with a high tau a small variation of the threshold after the first data bits.
  • a small time constant tau means rapid adjustment of the reference voltage U re f, but also larger fluctuations in the steady state, which reduces the mean distance from U sj g to U re f and makes the transmission more susceptible to interference.
  • a large hysteresis value U nvs t allows a simple tipping of the connnator, but means a higher susceptibility to interference.

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Abstract

Es wird ein Steuergerät und ein Verfahren zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems vorgeschlagen. Dabei wird ein Sensorsignal bereitgestellt, wobei in Abhängigkeit von diesem Sensorsignal das Personenschutzsystem angesteuert wird. Das Sensorsignal wird zur Erzeugung eines ersten und zweiten Vergleichssignals mit einer ersten und zweiten Signalverarbeitung jeweils verarbeitet. Das erste und das zweite Vergleichssignal werden miteinander zur Erzeugung eines Eingangssignals für einen Decoder verglichen und der Decoder stellt das decodierte Eingangssignal für die Ansteuerung des Personenschutzsystems bereit.

Description

Beschreibung
Titel
Steuergerät und Verfahren zur Ansteuerung von einem Personenschutzsystem
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät bzw. ein Verfahren zur Ansteuerung eines Personenschutzsystems nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
Aus DE 103 42 625 Al ist es bereits bekannt, einen Aufprallsensor ausgelagert von einem Steuergerät zu betreiben und diesen Aufprallsensor so zu konfigurieren, dass er mittels Stromimpulsen seine Sensordaten an das Steuergerät überträgt. Über diese Datenleitung wird der Sensor vom Steuergerät mit Energie über einen Gleichstrom versorgt.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Steuergerät bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung von einem Personenschutzsystem mit den Merkmalen der unab- hängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass nunmehr durch die besondere Ausbildung der Schnittstelle hinsichtlich der Verarbeitung des Sensorsignals eine verbesserte Integrität des Sensorsignals für die Bereitstellung dieses Sensorsignals für die weitere Verarbeitung im Steuergerät erreicht wird, insbesondere im Hinblick auf Variationen eines Ruhestromsanteils durch Temperatureinflüsse.
Insbesondere wenn mehr als ein Sensor an die Leitung angeschlossen wird, addieren sich diese Ruheströme der peripheren Sensoren und damit auch die entsprechenden Ruhestromtoleranzen. Die Summe dieser Toleranzen kann die Hö- he des Stromhubs erreichen, mit dem das Signal moduliert wird. Sich darauf an- zupassen, ist ein großer Vorteil des vorliegenden Steuergeräts bzw. Verfahrens. Auch Bauteiltoleranzen können auf diese Art und Weise besonders einfach beseitigt werden.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Signal durch zwei unterschiedliche Signalverarbeitungen jeweils zu verarbeiten, um dann damit zwei Vergleichssignale zu erhalten, die über eine Vergleichseinrichtung verglichen werden. Damit ist es insbesondere bei einer Manchestercodierung möglich, Flankenwechsel des übertragenen Sensorsignals sicher zu detektieren. Letztlich wird erfindungsgemäß eine Unabhängigkeit gegenüber Ruhestromschwankungen erreicht. Das erfindungsgemäße Steuergerät bzw. das erfindungsgemäße Verfahren stellt sich auf den momentan gebrauchten Ruhestrom ein. Damit können sogar Sensoren mit unterschiedlichen Ruhestromaufnahmen gegeneinander ausgetauscht werden, ohne dass hierdurch Hardware- oder Softwareanpassungen nötig werden. Jegliche produktionsbedingte Ruhestromschwankung der Sensoren wird erfindungsgemäß ausgeglichen.
Die Schnittstelle kann vorliegend hardwaremäßig, sie kann jedoch auch softwaremäßig ausgebildet sein. Die Auswerteschaltung ist üblicherweise ein Mikro- Controller, es sind jedoch auch andere gebräuchliche Steuereinheiten, wie Mikroprozessoren, ASICs oder andere Recheneinheiten möglich. Als Personenschutzsystem können aktive oder passive Personenschutzmittel wie Bremsen, eine Fahrdynamikregelung, Airbags, Gurtstraffer oder crashaktive Kopfstützen verwendet werden. Das Sensorsignal wird üblicherweise digital vom Sensor zum Steuergerät übertragen. Die Vergleichseinrichtung, die erste und zweite Signalverarbeitung, der Decoder und die Auswerteschaltungen können jeweils entweder hardware- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein. Dafür können unterschiedliche Prozessoren, Hardwarekonfigurationen oder Softwarearchitekturen verwendet werden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Steuergeräts bzw. des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Verfahrens zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln möglich. Besonders vorteilhaft ist, dass die erste Signalverarbeitung eine Hystereseschaltung aufweist. Mit einer solchen Hystereseschaltung ist es möglich, eine sichere Detektion eines Flankenwechsels, insbesondere bei einem manchestercodierten Signal zu erreichen. Diese Hystereseschaltung kann hardware- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein. Vorzugsweise weist die Hystereseschaltung eine Verbindung mit dem Ausgang der Vergleichseinrichtung und mit dem Eingang der Vergleichseinrichtung auf. Dadurch entsteht eine Rückkopplung. In diesem Rückkoppelpfad kann vorzugsweise ein Multiplizierglied enthalten sein, um das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung entsprechend zu gewichten. Die Gewichtung kann durch einen konstanten oder adaptiv ausgebildeten Faktor bewirkt werden. Die Adaption kann dabei auch das Signal selbst oder in Abhängigkeit von der Zeit oder anderen Signalen erfolgen. Das zurückgekoppelte Signal wird durch ein Addierglied an einen Eingang der Vergleichseinrichtung zurückgekop- pelt. Durch das Addierglied wird das rückgekoppelte und gewichtete Signal mit dem ankommenden Sensorsignal zusammengezählt.
Vorzugsweise weist die zweite Signalverarbeitung eine Tiefpassfilterung auf. Diese Tiefpassfilterung kann im einfachsten Fall als ein RC-Glied ausgebildet sein. Es können jedoch komplexere Hardwaretiefpassfilter vorgesehen sein, es können digitale Tiefpassfilter vorgesehen sein, insbesondere ist es möglich, diese Tiefpassfilterung auch softwaremäßig zu implementieren. Diese Tiefpassfilterung liefert ein tiefpassgefiltertes Sensorsignal, das an den zweiten Eingang der Vergleichseinrichtung übertragen wird. Damit werden dann das Sensorsignal, das durch die Hystereseschaltung beeinflusst wird, und das tiefpassgefilterte
Sensorsignal miteinander verglichen.
Die Vergleichseinrichtung weist vorteilhafter Weise wenigstens einen Komparator auf. Damit liegt ein Schwellenwertschalter vor, der das durch die Hystereseschal- tung beeinflusste Signal mit dem tiefpassgefilterten Sensorsignal als Schwelle vergleicht. In Abhängigkeit davon wird ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Der wenigstens eine Komparator kann auch softwaremäßig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Schnittstelle als ein integrierter Schaltkreis ausgebildet. Damit ist eine einfache und zuverlässige Herstellung der erfindungsgemäßen Schnittstelle möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Steuergeräts mit angeschlossenen Komponenten,
Figur 2 eine zweite Steuergerätsensorkonfiguration,
Figur 3 einen Ausschnitt der Signalverarbeitung des Sensorsignals gemäß der Erfindung,
Figur 4 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 5 ein Spannungszeitdiagramm.
Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei überträgt ein Sensor 3, üblicherweise ein Druck-, Beschleunigungs- und/oder Körperschallsensor seine Signale über eine Leitung 2 zu einem Steuer- gerät 1 zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln PS. Der Sensor 3 ist beispielsweise in den Fahrzeugseiten oder an der Fahrzeugfront eingebaut. Das Steuergerät 1 ist üblicherweise im Fahrzeug auf dem Fahrzeugtunnel enthalten. Der Sensor 3 weist eine Parallelschaltung, einerseits aus einem Spannungsregler 5 und andererseits aus einem Stromgenerator 6, sowie einem steuerbaren Schalter 7 auf. Der steuerbare Schalter 7 wird durch eine nicht dargestellte Steuerschaltung gesteuert, um damit die Stromimpulse mit einer vorgegebenen Impulsstromstärke lηub zu erzeugen. Die Dateninformation ist dabei meist in einem Manchestercode codiert. Die so erzeugten Stromimpulse werden dann über die Datenübertragungsleitung 2 übertragen, und zwar werden diese Stromimpulse dabei einem fließenden Ruhestrom des Sensors 3 überlagert. Im Steuergerät 1 ist zwischen der Spannungsquelle 4, beispielsweise eine Energiereserve, ein Spannungsregler und der Datenübertragungsleitung 2 ein Messwiderstand 10 angeordnet. Die daran abfallende Signalspannung Usig, die proportional zu dem über die Datenübertragungsleitung 2 fließenden Strom lsjg ist, wird über einen Verstärker 11 einem Komparator 12 zugeführt und durch diesen mit einer Referenzspannung U ref verglichen. Bei entsprechender Wahl von Uref kann am Komparator 12 der Zustand der Übertragungsleitung geschätzt werden. Ist die Signalspannung Usjg kleiner als die Referenzspannung Uref, so deutet das darauf hin, dass momentan keine Daten übermittelt werden und somit über die Daten- Übertragungsleitung 2 lediglich der Ruhestrom fließt. Der Ausgang des Kompara- tors 12 weist in diesem Fall einen niedrigen Pegel auf. Weiterhin wird der Ausgang des Komparators abgetastet und digital von einem Decoder 15 weiter verarbeitet, um die dem strommodulierten Wellenzug auf der Übertragungsleitung 2 zugrunde liegende Sendesequenz zu schätzen.
Erfindungsgemäß wird die Referenzspannung mit Hilfe einer zweiten Signalverarbeitung 13 und einer ersten Signalverarbeitung 14 erzeugt. Durch diese Signalverarbeitung wird es möglich, Schwankungen des Ruhestroms in lsjg über Temperatur- und Bauteilvariationen auszugleichen. Vorliegend wird als erste Signalverarbeitung die Hystereseschaltung und als zweite Signalverarbeitung ein
Tiefpass verwendet. Anstatt des Tiefpasses können auch Zeitglieder, andere Filter eine Softwareformung des Signals, digitale Filter und andere dem Fachmann bekannte Alternativen verwendet werden. Auf die Hystereseschaltung kann gegebenenfalls verzichtet werden.
Der Tiefpass glättet die schnellen Flankenwechsel des manchestercodierten Sensorsignals. Am Komparator 12 wird dann das ursprüngliche Manchestersignal mit seiner eigenen tiefpassgefilterten Version verglichen. Nach einem positiven bzw. negativen Flankenwechsel des Kommunikationssignals benötigt das tiefpassgefilterte Signal eine bestimmte Zeit, um dem Flankenwechsel zu folgen.
Während dieser Zeit ist das Ausgangssignal des Komparators positiv bzw. negativ und kann vom Decoder 15 ausgewertet werden. Ein Zurückkippen des Komparators 12 wird mit Hilfe der Hystereseschaltung 14 verhindert. Das decodierte Signal kann dann vom Decoder 15 in den Mikrocontroller μC gelangen und wird dort vom Auswertealgorithmus ausgewertet. In Abhängigkeit von dieser Auswer- tung wird ein Ansteuersignal erzeugt, das die Ansteuerschaltung FLIC, die Leistungsschalter unter anderem aufweist, übertragen, so dass die Ansteuerschaltung FLIC zu einer Bestromung der Personenschutzmittel PS führt. Weitere Signale können hier jeweils auch verarbeitet werden, beispielsweise von anderen Sensoren oder anderen Auswerteeinheiten.
Figur 2 zeigt eine Variante der Konfiguration aus Steuergerät und angeschlossenen Sensoren Sl, S2 und S3. Die Sensoren können hintereinander geschaltet sein, so dass das Steuergerät SG sukzessive die Daten der Sensoren Sl, S2 und S3, die üblicherweise Beschleunigungssensoren sind, erhält. Es können auch mehr als diese drei Sensoren oder auch weniger angeschlossen sein. Anstatt einer seriellen Verbindung der Sensoren Sl bis S3 ist auch eine parallele Verbindung möglich.
Figur 3 zeigt die beiden Signalverarbeitungen, die Vergleichseinrichtung und die
Ein- und Ausgangssignale. Die Signalverarbeitung 30 und 31 sind hier die Hystereseschaltung 30 und der Tiefpass 31. Als Vergleichseinrichtung 35 ist ein Konnparator vorgesehen. Das Eingangssignal U'sjg geht zum einen in den Tiefpass 31 und dabei zunächst auf einen Widerstand R und einen an Masse geschalteten Kondensator C. Das so tiefpassgefilterte Signal wird mit Uref bezeichnet und geht an den unteren Eingang des Komparators 35. Das Eingangssignal U'sjg geht jedoch auch in die Hystereseschaltung 30 und dabei auf ein Addierglied 33, das das Eingangssignal U'sjg mit Unvst addiert. Das sich daraus ergebende Signal Usjg wird an den oberen Eingang des Komparators 35 eingegeben. Usjg und Uref werden miteinander durch den Komparator 35 verglichen und ein entsprechendes Signal 34 wird ausgegeben. Dieses Ausgangssignal 34, das auch mit U E bezeichnet wird, geht zum einen auf den Ausgang und zum anderen wird es über die Hystereseschaltung 30 zurück auf den Eingang gekoppelt. Dabei wird es im Rückkopplungspfad mit einem Multiplizierglied 32 mit einer Konstanten multipliziert. Anstatt einer Konstante kann auch ein variabel ausgebildeter Faktor verwendet werden. Das Produkt wird dann dem Addierglied 33 zugeführt.
Auf diese Art und Weise ist es möglich, sich auf Ruhestromschwankungen adaptiv einzustellen. Figur 4 zeigt in einem Flussdiagramm das erfindungsgemäße Verfahren. In Verfahrensschritt 400 wird das Sensorsignal im Sensor erzeugt. In Verfahrensschritt 401 wird dieses Sensorsignal nach Verstärkung und Digitalisierung und gegebenenfalls einer kleinen Vorverarbeitung über die Leitung 2 zum Steuergerät 1 ü- bertragen. In Verfahrensschritt 402 erfolgt eine Stromspannungswandlung für die weitere Signalverarbeitung im Steuergerät. In Verfahrensschritt 403 wird das so entstandene Sensorsignal durch die erste und die zweite Signalverarbeitung in der oben beschriebenen Art und Weise verarbeitet. In Verfahrensschritt 404 erfolgt der Vergleich der Vergleichssignale, die aus der ersten und der zweiten Signalverarbeitung entstehen. Das so entstandene Signal aus der Vergleichseinrichtung wird in Verfahrensschritt 405 decodiert. In Verfahrensschritt 406 erfolgt die Eingabe dieses decodierten Signals in einen Auswertealgorithmus. In Abhängigkeit davon wird in Verfahrensschritt 407 entschieden, ob ein Ansteuersignal erfolgt oder nicht.
Figur 5 zeigt anhand eines trapezförmigen Eingangssignals U'sjg die Funktion der Erfindung. Wird der oben beschriebene Tiefpass verwendet, liegt ein RC- Glied mit einer Zeitkonstanten τ= R*C vor. Nach Durchlaufen des Tiefpassfilters wird nun das Signal Uref ebenfalls in Figur 5 dargestellt, auf den negativen Ein- gang des Komparators 35 gegeben. Im oberen Signalpfad wird das Eingangssignal U'sjg in Abhängigkeit des Ausgangszustands des Komparators um die Spannung Uηyst erhöht bzw. erniedrigt, so dass der Komparator 35 ein ausgeprägtes Hystereseverhalten erhält. Es ist zu erkennen, dass der Komparator 35 genau dann umkippt, wenn die Kurven Unvst und Uref sich schneiden. Damit können die Flankenwechsel des Eingangssignals, also des Sensorsignals, sicher erkannt und in ein stabiles binäres Ausgangssignal umgesetzt werden. Da die Referenzspannung Uref direkt von der Eingangsspannung U'sjg abgeleitet wird, ist keine Voreinstellung notwendig und thermische Ruhestromschwankungen werden sofort in der Größenordnung von τ ausgeglichen.
Bei einer Implementierung der Erfindung kommt es auf gut abgestimmte Dimensionierung der Parameter τ und Unvst an. Hierbei gilt es folgende Abwägung zu beachten: 1. Eine hohe Zeitkonstante tau bedeutet langsame Adaptivität der Referenzspannung Uref, was sich störend auf die ersten Bits eines Datenpakets auswirken kann. Dafür lässt sich mit einem hohen tau eine geringe Variation der Schwelle nach den ersten Datenbits erreichen.
2. Eine geringe Zeitkonstante tau bedeutet schnelles Anpassen der Referenzspannung Uref, jedoch auch größere Schwankungen im eingeschwungenen Zustand, was den mittleren Abstand von Usjg zu U ref verringert und die Cl- bertragung störanfälliger macht.
3. Ein großer Hysteresewert UnyS^ verleiht dem Übertragungssystem eine größere Immunität gegenüber Störungen. Auf der anderen Seite besteht die Gefahr, dass der Komparator 35 bei einer zu großen Hysterese nicht mehr kip- pen kann. Diese Tendenz wird bei geringem τ größer.
4. Ein großer Hysteresewert Unvst ermöglicht ein einfaches Kippen des Konnparators, aber bedeutet eine höhere Anfälligkeit gegenüber Störungen.

Claims

Ansprüche
1. Steuergerät für die Ansteuerung von einem Personenschutzsystem (PS) mit : wenigstens einer Schnittstelle, die ein Sensorsignal bereitstellt einer Auswerteschaltung (μC), die in Abhängigkeit von dem Sensorsignal das Personenschutzsystem (PS) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schnittstelle für die Bereitstellung eine Vergleichseinrichtung (35) mit einer ersten und einer zweiten Signalverarbeitung (14, 13) für das Sensorsignal zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Vergleichssignals aufweist, wobei die Vergleichseinrichtung das erste und das zweite Vergleichssignal zur Erzeugung eines Eingangssignals für einen Decoder (15) vergleicht und der Decoder (15) mit der Auswerteschaltung (μC) zur Verarbeitung des decodierten Eingangssignals verbindbar ist.
2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sig- nalverarbeitung (14) eine Hystereseschaltung aufweist.
3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Signalverarbeitung eine Tiefpassfilterung aufweist.
4. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung wenigstens einen Komparator aufweist.
5. Steuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Schnittstelle als integrierter Schaltkreis ausgebildet ist.
6. Steuergerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hystereseschaltung mit einem Ausgang und einem Eingang der Vergleichseinrichtung über ein Addierglied verbunden ist, wobei die Hystere- seschaltung ein Multiplizierglied für das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung aufweist.
7. Verfahren zur Ansteuerung von einem Personenschutzmittel (PS) mit folgen- den Verfahrensschritten:
Bereitstellen eines Sensorsignals
Ansteuern des Personenschutzsystems (PS) in Abhängigkeit von dem Sensorsignal, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bereitstellung das Sensorsignal zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Vergleichssignals mit einer ersten und zweiten Signalverarbeitung jeweils verarbeitet wird, dass das erste und das zweite Vergleichssignal miteinander zur Erzeugung eines Eingangssignals für einen Decoder (15) verglichen werden und dass der Decoder (15) das decodierte Eingangssignal für die Ansteuerung des Personenschutzsystems bereitstellt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Signalverarbeitung (14) eine Hysterese verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Signalverarbeitung (13) eine Tiefpassfilterung verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Signalverarbeitung der Hysterese dadurch erzeugt, dass ein Ausgangssignal einer Vergleichseinrichtung für das erste Vergleichssignal multipliziert und zu dem ersten Vergleichssignal addiert wird.
EP07858204A 2007-01-24 2007-12-28 Steuergerät und verfahren zur ansteuerung von einem personenschutzsystem Withdrawn EP2114731A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007003542A DE102007003542A1 (de) 2007-01-24 2007-01-24 Steuergerät und Verfahren zur Ansteuerung von einem Personenschutzsystem
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