DE10119621A1 - Datenbussystem für Sensoren eines Insassenschutzsystems - Google Patents

Abstract

Es wird ein Datenbussystem für Sensoren eines Insassenschutzsystems vorgestellt, bei dem für zumindest eine Aufprallrichtung zumindest zwei zueinander redundante Sensoren vorgesehen sind, die in jeweils einem anderen von zumindest zwei Datenbussträngen angeordnet sind. DOLLAR A Vorzugsweise werden dabei sowohl Sensoren der rechten als auch linken Fahrzeughälfte miteinander in einem Datenbusstrang zusammengefasst - d. h. es sind in einem ersten Datenbusstrang die Sensoren für einen Frontalaufprall aus der rechten Fahrzeughälfte und die Sensoren für einen Seitenaufprall aus der linken Fahrzeughälfte angeordnet, in einem zweiten Datenbusstrang die Sensoren für einen Frontalaufprall aus der linken Fahrzeughälfte und die Sensoren für einen Seitenaufprall aus der rechten Fahrzeughälfte. DOLLAR A Bei einem Defekt eines Datenbusstrangs erfolgt eine Auslöseentscheidung des Insassenschutzsystems auf Grundlage der Signale der redundanten Sensoren aus den nicht beschädigten Datensträngen, wobei die Bedingungen an die Signale vorzugsweise angepasst, insbesondere Auslöseschwellen herabgesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Datenbussystem für Sensoren eines Insassenschutz­ systems gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Zudem wird ein geeignetes Verfahren zum Betreiben eines Insassenschutzsystems auf Basis eines derartigen Datenbussystems vorgestellt.

Derartige Datenbussysteme sind beispielsweise aus der DE 38 11 217 C2, 198 13 963 A1 oder auch der DE 197 40 021 A1 zu entnehmen. Datenbusstränge sind dabei ein- oder mehradrige Leitungen, an denen jeweils eine Mehrzahl von Sensoren angeordnet sind und über zugeordnete Adressen mit der Zentraleinheit in einem Datenaustausch stehen. Diese ersetzen zunehmend die sternförmige Einzel­ anbindung der Sensoren an die Zentraleinheit, die bei der weiter steigenden Anzahl von Sensoren zu einem unverhältnismäßig hohen Verdrahtungsaufwand führen würde.

Neben Beschleunigungssensoren kommen dabei auch Aufprallsensoren, die ab einer vorgegebenen Stärke des Aufpralls ein Signal erzeugen, oder sogar sogenannte Precrash-Sensoren zum Einsatz, wobei letztere den Nahbereich um das Fahrzeug überwachen und bei einem unmittelbar bevorstehenden als unvermeidbar einzustufenden Zusammenstoß mit einem Objekt bereits vorab ein Signal senden. Zudem werden zunehmend Drehratensensoren für die Auslösung der Insassen­ schutzeinrichtungen auch beim Überschlag eines Kraftfahrzeugs eingesetzt.

Wie beispielsweise der WO 97/22009 A2 zu entnehmen ist, werden zudem in Kraftfahrzeugen bereits zueinander redundante Sensoren für die unterschiedlichen Aufprallrichtungen, insbesondere für den Front- und Seitencrash eingesetzt. Die Sensoranordnung ermöglicht es, dass die Signale der einen Vorrichtung zur Überprüfung der Signale der anderen Vorrichtung verwendet werden können. Dabei sind die Sensoren nicht bloß redundant ausgeführt sondern hinsichtlich einer optimierten Signalaufnahme im Fahrzeug dezentral und voneinander beabstandet verteilt (vgl. WO 97/22009 A2, S. 3, Z. 30-34). Insbesondere kann beim Ausfall eines Sensors die ausgefallene Funktion durch den redundanten Sensor erfolgen.

Gerade im Bereich der Seitencrashbeschleunigungssensoren ist dabei die redundante Auswertung der zueinander redundanten Beschleunigungssensoren im rechten und linken Fahrzeugseitenbereich bereits auch aus der DE 44 25 846 A1 bekannt.

Über einen dazu zu verwendenden Datenbus sind jedoch in keinem Fall nähere Hinweise zu entnehmen.

Wie beispielsweise der DE 197 40 021 A1 zu entnehmen ist, können dabei neben den Sensoren auch Aktoren, also Auslösemittel von Insassenschutzeinrichtungen angeordnet sein und dezentral anhand der Sensordaten über ihre Auslösung entscheiden. Als Insassenschutzeinrichtungen sind dabei Airbags, Gurtstrammer wie auch Überrollbügel etc. bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Datenbussystem für Sensoren eines Insassen­ schutzsystems vorzustellen, durch welches die Vorteile zueinander redundanter Sensoren noch besser ausgenutzt und die Auslösesicherheit im Falle eines Unfalls weiter erhöht wird. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zudem wird ein geeignetes Verfahren zum Betreiben eines Insassenschutzsystems auf Basis eines derartigen Datenbussystems vorgestellt.

Ausgangspunkt ist dabei die Gefahr für Datenbussysteme, dass während eines Unfalls der Datenbus in der Zone des Zusammenpralls unterbrochen oder gar ganz zerstört wird. Deshalb ist vorgesehen, zumindest zwei Datenbusstränge zu ver­ wenden und die zueinander redundanten Sensoren in jeweils einem anderen Datenbusstrang anzuordnen.

Insbesondere bei bezüglich einer Aufprallrichtung zueinander redundanten Sensoren, die an voneinander abweichender Position im Kraftfahrzeug angeordnet sind, besteht so eine erheblich geringere Ausfallwahrscheinlichkeit des Datenbus­ systems für diese Aufprallrichtung.

Vorzugsweise werden dabei sowohl Sensoren der rechten als auch linken Fahr­ zeughälfte miteinander in einem Datenbusstrang zusammengefasst - d. h. es sind in einem ersten Datenbusstrang die Sensoren für einen Frontalaufprall aus der rechten Fahrzeughälfte und die Sensoren für einen Seitenaufprall aus der linken Fahrzeug­ hälfte angeordnet, in einem zweiten Datenbusstrang die Sensoren für einen Frontal­ aufprall aus der linken Fahrzeughälfte und die Sensoren für einen Seitenaufprall aus der rechten Fahrzeughälfte.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert werden. Kurze Beschreibung der Figuren:

Fig. 1 Grundaufbau eines Datenbussystems mit zwei Datenbussträngen und Verteilung der redundanten Sensoren

Fig. 2 Ausgestaltung mit zwei Seitensensoren je Seite

Fig. 3 Ausgestaltung mit drei Seitensensoren je Seite

Fig. 4 Ausgestaltung mit zusätzlichen Hecksensoren

Fig. 5 Ausgestaltung mit einem dritten Datenbusstrang

Die Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Datenbus­ systems. Für vorzugsweise zwei unterschiedliche Aufprallrichtungen sind jeweils zumindest zwei zueinander redundante Sensoren vorgesehen, hier für den Frontbereich X die Sensoren 3a und 3b, bspw. Precrash- oder Aufprallsensoren und für den Seitenaufprallbereich Y die jeweils auf einer Fahrzeugseite angeordneten Sensoren 4a und 4b, insbesondere Beschleunigungssensoren, da bei diesen die Redundanz zueinander aufgrund der weitgehend starren Verbindung über die Fahrzeugkarosserie zu einem hohen Maß an Redundanz führt. Die zueinander redundanten Sensoren 3a, 3b sowie 4a, 4b werden dabei auf zwei Datenbusstränge 2a und 2b verteilt, derart daß die zueinander redundanten Sensoren 3a, 3b sowie 4a, 4b in jeweils einem anderen Datenbusstrang angeordnet sind. Wie die Fig. 1 bereits skizzenhaft andeutet, sind dabei die bezüglich einer Aufprallrichtung (X, Y) zueinander redundanten und an unterschiedlichen Datenbussträngen angeordneten Sensoren 3a, 3b/4a, 4b an voneinander abweichender Position angeordnet.

Im Kraftfahrzeug ist somit zumindest für einen Frontalaufprall und einen Seiten­ aufprall in jeder Fahrzeughälfte bezogen auf die Fahrzeuglängsachse jeweils ein Sensor angeordnet, wobei in einem ersten Datenbusstrang 2a der Sensor 3a für einen Frontalaufprall aus der rechten Fahrzeughälfte und der Sensor 4a für einen Seitenaufprall aus der linken Fahrzeughälfte angeordnet sind und in einem zweiten Datenbusstrang 2b die Sensoren 3b für einen Frontalaufprall aus der linken Fahrzeughälfte und die Sensoren 4a für einen Seitenaufprall aus der rechten Fahrzeughälfte angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt nun eine weitergebildete Ausgestaltung, bei der zwei Seitensensoren je Seite, also insgesamt vier Sensoren für den Seitencrash vorgesehen sind. Für jede Fahrzeughälfte sind zwei zueinander redundante Sensoren 4ar, 4br an voneinander abweichender Position angeordnet, wobei diese Sensoren 4ar/4br wiederum jeweils in einem anderen Datenbusstrang 2a/2b angeordnet sind.

Sind drei Seitensensoren je Seite vorhanden wie in Fig. 3 skizziert, (rechts: 4br1, 4ar, 4br2 und links 4al1, 4bl, 4al2), so wird weiterhin zumindest einer der Sensoren 4ar, 4bl im jeweils anderen Datenbusstrang 2a/2b als die anderen Sensoren der gleichen Seite 4br1, 4br2 / 4al1, 4al2 angeordnet.

Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung, bei der in Fahrzeuglängsrichtung X zusätzlich im Heckbereich weitere Sensoren 5a und 5b angeordnet sind, wobei auch diese zueinander redundanten Sensoren auf die zwei Datenbusstränge 2a und 2b verteilt werden, damit beim Ausfall eines Strangs die Sensordaten des redundanten Sensors weiter zur Verfügung stehen.

Fig. 5 zeigt nun noch eine weitere Ausgestaltung, bei er ein dritter Datenbusstrang 2c zumindest einen der redundanten Sensoren 4cr1, 4cr2, 4cl1, 4cl2 je Aufprall­ richtung Y und Fahrzeughälfte mit der Zentraleinheit 1 verbindet, während weiterhin zumindest ein weiterer Sensor je Seite 4ar, 4bl in einem anderen Datenbusstrang 2a bzw. 2b angeordnet ist.

Von der Zentraleinheit 1 wird in allen hier gezeigten Ausführungsbeispielen geprüft, ob einer der Datenbusstränge 2a, 2b, 2c einen Defekt aufweist und bei einem Defekt eines Datenbusstrangs die Signale der redundanten Sensoren in dem zumindest einen weiteren Datenbusstrang erfasst werden. Dazu wird beispielsweise der Stromfluss im Bus, die Amplitude der Busspannung auf der bzw. den Bus­ leitungen oder ggfs. bei zwei Busleitungen eines Strangs auch die Spannungs­ symmetrie zwischen diesen überwacht und mit Sollwerten verglichen. Fällt beispielsweise in der Ausgestaltung gemäß Fig. 5 der Datenbusstrang 2a aus, so wird für einen Frontaufprall der Sensor 3b aus dem Datenbusstrang 2b erfasst, für einen rechten Seitenaufprall die Sensoren 4cr1, 4cr2 über den Datenbusstrang 2c.

Dabei ändert sich vorzugsweise die Bewertung der Signale der redundanten Sensoren des weiteren Datenbusstrangs. So werden bei einem Defekt des Datenbusstrangs 2a in Fig. 1 insbesondere für die Bewertung der Signale des redundanten Sensors 4b des weiteren Datenbusstrangs 2b beim Seitencrash herabgesetzte Schwellwerte verwendet, um trotz des dort verzögert und abgeschwächt erkennbaren Signals rechtzeitig zur Auslösung zu kommen. Die Unterscheidung zu einem linksseitigen Aufprall ist dabei über das Vorzeichen des Beschleunigungssignals möglich.

Bei einem Insassenschutzsystem, bei dem in den Datenbussträngen neben den Sensoren auch Aktoren für Insassenschutzeinrichtungen angeordnet sind und bei dem die Aktoren anhand der auf dem Datenbusstrang übertragenen Signale der Sensoren dezentral über eine Auslösung der Insassenschutzeinrichtungen entscheiden, gibt die Zentraleinheit bei einem Defekt eines Datenbusstrangs die Signale derjenigen Sensoren, die redundant zu den Sensoren im ausgefallenen Datenbusstrang sind, über zumindest einen verbleibenden Datenbusstrang an die Aktoren weiter.

Claims (10)

1. Datenbussystem für Sensoren (3, 4, 5) eines Insassenschutzsystems, insbesondere in einem Kraftfahrzeug,

• a) wobei für zumindest eine Aufprallrichtung (X, Y) zumindest zwei zueinander redundante Sensoren (3a, 3b/4a, 4b) vorgesehen sind,
• b) Datenbusstränge (2) zur Verbindung der Sensoren (3) mit einer Zentraleinheit (1) vorgesehen sind, wobei mit einem Datenbusstrang jeweils wenigstens zwei Sensoren verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass
• c) zumindest zwei Datenbusstränge (2a, 2b) vorgesehen sind und die zueinander redundanten Sensoren (3a, 3b/4a, 4b) in jeweils einem anderen Datenbusstrang angeordnet sind.

2. Datenbussystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander redundanten und an unterschiedlichen Datenbussträngen (2a, 2b) angeordneten Sensoren (3a, 3b/4a, 4b, . . .) an voneinander abweichender Position angeordnet sind.

3. Datenbus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich zumindest zwei unterschiedlichen Aufprallrichtungen (X, Y) zueinander redundante Sensoren (3a, 3b/4a, 4b, . . .) in unterschiedlichen Datenbussträngen angeordnet sind.

4. Datenbus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zumindest für einen Frontalaufprall und einen Seitenaufprall in jeder Fahrzeug­ hälfte bezogen auf die Fahrzeuglängsachse jeweils ein Sensor angeordnet ist,
• b) wobei in einem ersten Datenbusstrang (2a) zumindest einer der Sensoren (3a) für einen Frontalaufprall aus der rechten Fahrzeughälfte und zumindest einer der Sensoren (4a, 4al) für einen Seitenaufprall aus der linken Fahrzeughälfte angeordnet sind und
• c) in einem zweiten Datenbusstrang (2b) zumindest einer der Sensoren (3b) für einen Frontalaufprall aus der linken Fahrzeughälfte und zumindest einer der Sensoren (4b, 4bl) für einen Seitenaufprall aus der rechten Fahrzeughälfte angeordnet sind.

5. Datenbussystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für zumindest eine Aufprallrichtung, insbesondere einen Seitenaufprall (Y), für jede Fahrzeug­ hälfte zumindest zwei zueinander redundante Sensoren (4ar, 4br) an voneinander abweichender Position angeordnet sind, wobei jeweils zumindest einer dieser Sensoren (4ar/4br) wiederum in einem anderen Datenbusstrang (2a/2b) angeordnet ist als die anderen Sensoren der gleicher Aufprallrichtung in dieser Fahrzeughälfte.

6. Datenbussystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein dritter Datenbusstrang (2c) zumindest einen der redundanten Sensoren (4cr1, 4cr2, 4cl1, 4cl2) je Aufprallrichtung (Y) und Fahrzeughälfte mit der Zentraleinheit (1) verbindet.

7) Verfahren zum Betreiben eines Insassenschutzsystems, bei dem eine Zentraleinheit (1) über mehrere Datenbusstränge (2a, 2b, 2c) mit sicherheitsrelevanten Sensoren (3, 4, 5) verbunden ist und in Abhängigkeit von den Signalen der Sensoren (3, 4, 5) über eine Auslösung von Insassenschutzeinrichtungen entscheidet,

• a) wobei für zumindest zwei unterschiedliche Aufprallrichtungen (X, Y) jeweils zumindest zwei zueinander redundante Sensoren (3a, 3b/4a, 4b, . . ..) vorgesehen sind, wobei die zueinander redundanten Sensoren in jeweils einem anderen Datenbusstrang angeordnet sind,
• b) von der Zentraleinheit (1) geprüft wird, ob einer der Datenbusstränge (2a, 2b, 2c) einen Defekt aufweist und bei einem Defekt eines Datenbusstrangs die Signale der redundanten Sensoren in dem zumindest einen weiteren Datenbusstrang erfaßt werden.

8) Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Zentraleinheit (1) bei einem Defekt eines Datenbusstrangs sich die Bewertung der Signale der redundanten Sensoren des weiteren Datenbusstrangs ändert.

9) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Defekt eines Datenbusstrangs für die Bewertung der Signale der redundanten Sensoren des weiteren Datenbusstrangs geänderte, insbesondere herab­ gesetzte Schwellwerte verwendet werden.

10) Verfahren zum Betreiben eines Insassenschutzsystems nach einem der vorangehenden Ansprüche 6 bis 8,

• a) wobei in den Datenbussträngen (2a, 2b, 2c) neben den Sensoren (3, 4, 5) auch Aktoren für Insassenschutzeinrichtungen angeordnet sind, die anhand der auf dem Datenbusstrang übertragenen Signale der Sensoren dezentral über eine Auslösung der Insassenschutzeinrichtungen entscheiden,
• b) und die Zentraleinheit (1) bei einem Defekt eines Datenbusstrangs die Signale derjenigen Sensoren, die redundant zu den Sensoren im ausgefallenen Datenbusstrang sind, über zumindest einen verbleibenden Datenbusstrang an die Aktoren weitergibt.