DE4441184A1 - Car safety system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsicherheitssystem mit einer Airbagsteuereinheit und zumindest einer Sensorbaueinheit.The invention relates to a vehicle safety system with a Airbag control unit and at least one sensor module.
Es ist in der Fahrzeugtechnik bereits üblich, zu überprüfen, ob ein Fahrzeuggurt angelegt ist oder nicht. Hierzu dienen einfache Schalter im Fahrzeugsitz und im zugeordneten Gurtschloß. Wenn beide Schalter geschlossen sind, d. h. wenn einerseits der Fahr zeugsitz besetzt ist und das Gurtschloß geöffnet ist, wird ein Alarmsignal erzeugt.It is already common in vehicle technology to check whether a vehicle belt is worn or not. Simple ones serve this purpose Switches in the vehicle seat and in the assigned belt buckle. If both switches are closed, d. H. if on the one hand the driving the seat is occupied and the belt buckle is open Alarm signal generated.
Es gibt eine Reihe von Ausführungsformen von Fahrzeugsicherheits systemen, in welchen ein Airbag über Sensoren steuerbar ist, die den Status des Fahrzeuginsassen angeben. Das bedeutet, daß über Sensoren festgestellt wird, ob der Fahrzeuginsasse auf einem Sitz sitzt, gegebenenfalls in welcher Position er sitzt und ob er angeschnallt ist. Je nach dem entsprechend festgestellten Status wird dann der Airbag mehr oder weniger stark aufgeblasen. Dies wird beispielsweise in der DE 40 32 757 A1, der DE 40 16 610 A1, der DE 38 09 074 A1 und der DE 42 14 222 beschrieben. In den meisten Fällen handelt es sich bei dem Sensor um einen ein fachen elektromechanischen Schalter, der nur die Signale "Ein" oder "Aus" an die Airbageinheit sendet. In den bekannten Ausfüh rungsformen wird das Signal hinsichtlich des Status des Fahrzeug insassen beispielsweise dazu genutzt, festzulegen, wann der Gas generator für den Airbag gezündet wird, mit wieviel Gas der Air bag aufgeblasen wird und wie leicht der Airbag wieder zusammenge drückt werden kann. Stellen entsprechende Lagesensoren beispiels weise fest, daß der Fahrzeuginsasse nach vorne verlagert auf dem Fahrzeugsitz sitzt, kann über die Steuerschaltung des Airbags der Airbag beim Aufblasen derart gesteuert werden, daß er nur teilweise entfaltet wird. Hierdurch wird verhindert, daß es durch eine explosionsartige volle Entfaltung des Airbags zu einer Verletzung des schon nach vorne verlagerten Fahrzeuginsas sen kommt.There are a number of embodiments of vehicle safety systems in which an airbag can be controlled via sensors that state the status of the vehicle occupant. That means about Sensors determine whether the vehicle occupant is on a Seat sits, if applicable in which position it sits and whether he is buckled up. Depending on what is found Status, the airbag is then inflated to a greater or lesser extent. This is described, for example, in DE 40 32 757 A1, DE 40 16 610 A1, DE 38 09 074 A1 and DE 42 14 222. In in most cases the sensor is a one fold electromechanical switch that only signals "on" or "Off" to the airbag unit. In the known version The signal regarding the status of the vehicle is used occupants, for example, used to determine when the gas generator for the airbag is ignited with how much gas the air bag is inflated and how easily the airbag is put together again can be pressed. Set appropriate position sensors for example firmly state that the vehicle occupant shifts forward on the Vehicle seat sits, can via the control circuit of the airbag the airbag can be controlled during inflation so that it only is partially unfolded. This prevents it through an explosive full deployment of the airbag an injury to the vehicle insa that has already been moved forward sen is coming.
Bei den vorbekannten Systemen kann es leicht vorkommen, daß es zu Fehlübertragungen in den Signalleitungen der einfachen Schalt elemente kommt. So kann beispielsweise durch einen Kurzschluß innerhalb der Signalleitung das System fälschlich annehmen, daß ein Schalter geschlossen ist. Andererseits kann durch Abtrennen der Signalleitung die falsche Annahme entstehen, daß der entspre chende Schalter geöffnet sei. Derartige Fehlinformationen könn ten dadurch ausgeschaltet werden, daß parallel zum Schalter ein Widerstand geschaltet wird. Das wiederum führt aber zu einer we sentlich komplizierteren Entschlüsselung des Signals seitens der Airbagsteuereinheit.With the previously known systems it can easily happen that it to incorrect transmissions in the signal lines of simple switching elements is coming. For example, a short circuit within the signal line the system incorrectly assume that a switch is closed. On the other hand, by separating the signal line the wrong assumption arise that the correspond switch is open. Such misinformation can ten be switched off by turning on parallel to the switch Resistance is switched. This in turn leads to a we considerably more complicated decoding of the signal on the part of the Airbag control unit.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fahrzeugsicherheits system an die Hand zu geben, bei welchem in einfacher und siche rer Art und Weise sichergestellt ist, daß entsprechende von Sen soren aufgenommene Signale an eine Steuereinheit für einen Air bag abgegeben werden können.The object of the invention is therefore a vehicle safety system to hand, with which in simple and safe rer way is ensured that appropriate by Sen sensors recorded signals to a control unit for an Air bag can be delivered.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß in einem Fahrzeugsicherheitssystem mit einer Airbagsteuereinheit und zumindestens einer Sensorbaueinheit, mittels der der aktuel le Status eines Fahrzeuginsassen feststellbar ist, die Airbag steuereinheit einen digitalen Mikroprozessor enthält und mit der Sensorbaueinheit über eine Übertragungsleitung verbunden ist und daß die Sensorbaueinheit wiederholt in bestimmten Zeitabständen digitale Informationen über den Status des Fahrzeuginsassen an die Airbagsteuereinheit sendet. Dadurch, daß die Airbagsteuerein heit einen digitalen Mikroprozessor nutzt, kann sie unmittelbar digitale Wörter von der Sensoreinheit in vorbestimmten Zeitein heiten aufnehmen. Dadurch wird die Signalübertragungsleitung automatisch überprüft.The solution to the problem is that a vehicle safety system with an airbag control unit and at least one sensor module, by means of which the current Status of a vehicle occupant can be determined, the airbag control unit contains a digital microprocessor and with the Sensor module is connected via a transmission line and that the sensor module repeats at certain time intervals digital information about the status of the vehicle occupants the airbag control unit sends. In that the airbag control uses a digital microprocessor, it can immediately digital words from the sensor unit in predetermined times record. This will make the signal transmission line automatically checked.
Das erfindungsgemäße Fahrzeugsicherheitssystem kann vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, daß die Sensorbaueinheit über die Übertragungsleitung mit Gleichstrom versorgbar ist. Beim derar tigen System ist nur eine Leitung zur Übertragung der Sensorsig nale und zur Zuführung des Gleichstroms neben der Erdungsleitung notwendig.The vehicle safety system according to the invention can be advantageous be designed in that the sensor module via the Transmission line can be supplied with direct current. With derar system is only one line for transmitting the sensor signal and for supplying the direct current next to the ground line necessary.
Jede Statusinformation kann von der Sensorbaueinheit als digita les Wort, das zumindest aus zwei binären Bits besteht, an die Airbagsteuereinheit übertragen werden. Soweit ein digitales Wort aus zwei binären Bits zusammengesetzt ist, besteht dieses aus einem Startbit und einem Datenbit. Eine bessere Redundanz wird dadurch erreicht, daß das digitale Wort aus einem Startbit, zwei Datenbits und einem Stopbit besteht.Each status information can be digita by the sensor module les word consisting of at least two binary bits to which Airbag control unit are transmitted. So much for a digital word is composed of two binary bits, this consists of a start bit and a data bit. Better redundancy will achieved in that the digital word from one start bit, two Data bits and a stop bit.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann die Sensorbaueinheit ein Sensorelement aufweisen, das kontinuierlich ein Statussignal ausgibt. Weiterhin kann sie einen Zeitglied und einen digitalen Signalgenerator, der vom Zeitglied gesteuert wird umfassen. Der digitale Signalgenerator erzeugt dann entsprechend dem Ausgang des Sensorelementes digitale Wörter.According to a special embodiment, the sensor module have a sensor element that continuously receives a status signal issues. It can also have a timer and a digital one Include signal generator, which is controlled by the timing element. Of the digital signal generator then generates according to the output the sensor element digital words.
Das Gurtsystem kann ein Gurtschloß umfassen und es ist in diesem Fall über die Sensorbaueinheit feststellbar, ob der Gurt ange legt ist oder nicht. Diese Überprüfung des Gurtes kann einer seits dadurch erfolgen, daß über die Sensorbaueinheit überprüft wird, ob das Gurtschloß geöffnet oder geschlossen ist. Alterna tiv dazu kann aber auch über die Sensorbaueinheit der Gurtretrak tor dahingehend überprüft werden, ob der Gurt ausgezogen ist oder nicht.The belt system can include and is in a buckle Case can be determined via the sensor module whether the belt is attached is or is not. This check of the belt can be done by one on the one hand by checking via the sensor module whether the buckle is open or closed. Alterna It can also be used with the belt retractor via the sensor module gate to be checked whether the belt is pulled out or not.
Das Sensorelement kann gemäß einer Ausführung der Erfindung als Schalter mit den Schaltstufen "Ein" und "Aus" ausgebildet sein. Dabei kann das Sensorelement einerseits ein Hallgenerator sein, bei welchem die Position seines Magneten den Zustand des zu über prüfenden Teils anzeigt. Falls das Sensorelement ein Hallgenera tor ist, kann das Ausgangssignal des Hallgenerators über einen Schmitt-Trigger geleitet werden, bevor es dem digitalen Signal generator zugeführt wird. Alternativ hierzu kann das Sensorele ment aber auch als einfacher elektromechanischer Schalter ausge bildet sein. Schließlich kann das Sensorelement auch als Reed Relay ausgebildet sein.According to one embodiment of the invention, the sensor element can be a Switches with the switching stages "On" and "Off" should be designed. The sensor element can be a Hall generator on the one hand, where the position of its magnet is about the state of the part to be checked. If the sensor element is a Hallgenera is the output signal of the Hall generator via a Schmitt triggers are routed before it receives the digital signal generator is supplied. Alternatively, the sensor element ment as a simple electromechanical switch be educated. Finally, the sensor element can also be used as a reed Relay be formed.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein volldigitalisiertes System an die Hand gegeben, das leicht an Airbagsysteme anpaßbar ist. Über eine kontinuierliche Protokollierung kann die Funk tionstüchtigkeit bestätigt werden. Die entsprechenden Signale sind einfach zu entschlüsseln.With the present invention, a fully digitized System that is easily adaptable to airbag systems is. The Funk fitness to be confirmed. The corresponding signals are easy to decrypt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Fahrzeugsicherheitssystems
ergeben sich aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs
beispiels. Es zeigen
Further details and advantages of the vehicle safety system result from the embodiment shown in the drawing, for example. Show it
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des erfindungs gemäßen Fahrzeugsicherheitssystems, Fig. 1 is a schematic block diagram of the modern fiction, vehicle security system,
Fig. 2 zwei Beispiele für digitale Wörter, die den Schal terzustand angeben, Fig. 2 shows two examples of digital words that indicate the scarf terzustand,
Fig. 3 den Schaltplan für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugsystems und Fig. 3 shows the circuit diagram for an embodiment of the vehicle system according to the invention and
Fig. 4 das zeitliche Ineinandergreifen der jeweils anlie genden Spannungswerte bzw. Signale. Fig. 4 shows the temporal interlocking of the respective voltage values or signals.
Im Blockschaltbild gemäß Fig. 1 ist die Sensorbaueinheit 10 dar gestellt. Diese ist über eine Leitung 12, die als Stromversor gungs- und Datenleitung dient, mit einer hier nicht näher darge stellten Airbagsteuereinheit verbunden. Die Steuerbaueinheit 10 umfaßt einen Sensor, der von einem Spannungsregler 16 mit der notwendigen Betriebsspannung versorgt wird. Das Sensorelement 14 gibt kontinuierlich ein Statussignal an einen digitalen Signal generator 18 ab, der über ein Zeitglied 20 steuerbar ist. Die im digitalen Signalgenerator erzeugten digitalen Wörter werden über einen Ausgang 22 in die Leitung 12 gespeist. Während ein Signal in die Leitung 12 eingespeist wird, kann die Sensorbaueinheit 10 nicht über diese Leitung mit Strom versorgt werden. Für diesen Fall kann die Signalbaueinheit aus einer Energiequelle 24 gespeist werden.In the block diagram of FIG. 1, the sensor module 10 is shown. This is connected via a line 12 , which serves as a power supply and data line, to an airbag control unit, not shown here. The control unit 10 comprises a sensor which is supplied with the necessary operating voltage by a voltage regulator 16 . The sensor element 14 continuously outputs a status signal to a digital signal generator 18 , which can be controlled via a timing element 20 . The digital words generated in the digital signal generator are fed into line 12 via an output 22 . While a signal is being fed into line 12 , sensor module 10 cannot be supplied with current via this line. In this case, the signal module can be fed from an energy source 24 .
In Fig. 3 ist eine spezielle Ausführungsform des Fahrzeugsicher heitssystems dargestellt. Hier ist die Sensorbaueinheit 10 und die Airbagsteuereinheit 26 jeweils durch einen punktierten Ka sten eingegrenzt. Die Sensorbaueinheit 10 und die Airbagsteuer einheit 26 sind über die Leitung 12 und eine Erdungsleitung 28 miteinander verbunden. Von der hier nicht dargestellten Autobat terie wird die 12 V Versorgungsspannung über einen Widerstand 30, der in der Airbagsteuereinheit angeordnet ist und die Lei tung 12 dem Spannungsregler 16 in der Signalbaueinheit zuge führt. Vom Spannungsregler 16 werden der Sensor 14, eine Rück setzbaueinheit 32 und alle Schaltkreise mit einer 5 V Spannung versorgt. Mit der Resetlogik 32 sind ein Taktgenerator 34, ein Zeitglied 36 und ein digitaler Signalgenerator 18 verbunden. Die se drei erhalten gleichzeitig ein Signal von der Resetlogik, wenn das System eingeschaltet wird, d. h. mit Strom versorgt wird. Das entsprechende Signal aus der Resetlogik ist mit RES bezeichnet und als Puls in Fig. 4 dargestellt. Nach Erhalt dieses Resetsignals wird vom Taktgenerator 34 kontinuierlich ein Taktpuls CLK erzeugt, der ebenfalls in Fig. 4 dargestellt ist. Dieses Signal wird an das Zeitglied 36 weitergegeben, der die entsprechenden Signal "LOAD" und "DCLK" erzeugt und an den digitalen Signalgenerator 18 weitergibt. Diese Signale sind eben falls in Fig. 4 dargestellt. Das entsprechende LOAD wird in vor bestimmten Zeitintervallen, beispielsweise alle 250 ms wieder holt. Für das Zeitintervall, in dem das "LOAD"-Signal abgegeben wird, werden vom digitalen Signalgenerator 18 die vom Sensorele ment stammenden Signale 14 verarbeitet (vgl. Fig. 4).In Fig. 3, a special embodiment of the vehicle safety system is shown. Here, the sensor module 10 and the airbag control unit 26 are each delimited by a dotted box. The sensor module 10 and the airbag control unit 26 are connected to one another via the line 12 and an earth line 28 . From the Autobat terie not shown here, the 12 V supply voltage via a resistor 30 , which is arranged in the airbag control unit and the Lei device 12 leads the voltage regulator 16 in the signal unit. From the voltage regulator 16 , the sensor 14 , a reset unit 32 and all circuits are supplied with a 5 V voltage. A clock generator 34 , a timing element 36 and a digital signal generator 18 are connected to the reset logic 32 . The three of them receive a signal from the reset logic at the same time when the system is switched on, ie when it is supplied with power. The corresponding signal from the reset logic is designated RES and shown as a pulse in FIG. 4. After receiving this reset signal, the clock generator 34 continuously generates a clock pulse CLK, which is also shown in FIG. 4. This signal is passed on to the timer 36 , which generates the corresponding signals "LOAD" and "DCLK" and passes them on to the digital signal generator 18 . These signals are just shown in Fig. 4. The corresponding LOAD is repeated at certain time intervals, for example every 250 ms. For the time interval in which the "LOAD" signal is emitted, the signals 14 originating from the sensor element are processed by the digital signal generator 18 (cf. FIG. 4).
Das Sensorelement 14 ist im hier dargestellten Ausführungsbei spiel ein Hallgenerator, dessen aufgenommenes Signal X von einem Verstärker 38 verstärkt wird und von einem Schmitt-Trigger 40 in ein digitales Signal umgeformt wird. Dieses digitale Signal X wird einmal direkt und einmal invertiert als /X an den Signal generator 18 weitergegeben. In dem Signalgenerator wird ein digi tales Wort aus vier Bit erzeugt, das aus vier binären Bits be steht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Auf das Startbit folgt ein erstes Datenbit, in welchem der Wert X wiedergegeben ist. Als nächstes Bit folgt wieder ein Datenbit, bei dem der in vertierte Signalwert /X steht. Schließlich folgt wieder ein Stop bit. Fig. 2a) zeigt das digitale Wort für die geöffnete Schalter stellung und Fig. 2b) zeigt das digitale Wort für die geschlosse ne Schalterstellung. Diese beiden Stellungen sind alternativ auch in Fig. 4 dargestellt. Das digitale Wort wird über einen Transistor T1 an die Leitung 12 abgegeben. Während der Übertra gungszeit der Daten über die Leitung 12 wird keine Spannung an das System weitergegeben, was sich aus dem zeitlichen Verlauf der Spannung innerhalb der Leitung 12, die mit "pwr" bezeichnet ist, aus Fig. 4 ergibt. Für dieses Zeitintervall, das beispiels weise 20 ms dauert, wird die Spannungsversorgung über einen Kon densator C1 (entspricht der Energiequelle 24 gemäß Fig. 1) si chergestellt. Eine Diode D1 dient zur Entkopplung des Kondensa tors C1 von der Leitung 12 (vgl. Fig. 3).In the embodiment shown here, the sensor element 14 is a Hall generator, the recorded signal X of which is amplified by an amplifier 38 and is converted into a digital signal by a Schmitt trigger 40 . This digital signal X is passed on directly and once inverted as / X to the signal generator 18 . In the signal generator, a digital word is generated from four bits, which consists of four binary bits, as shown in Fig. 2. The start bit is followed by a first data bit in which the value X is reproduced. The next bit is followed by a data bit with the inverted signal value / X. Finally a stop bit follows. Fig. 2a) shows the digital word for the open switch position and Fig. 2b) shows the digital word for the closed switch position. These two positions are alternatively shown in Fig. 4. The digital word is delivered to line 12 via a transistor T1. During the transmission time of the data via line 12 , no voltage is passed on to the system, which results from the time profile of the voltage within line 12 , which is denoted by "pwr", from FIG. 4. For this time interval, which lasts, for example, 20 ms, the voltage supply is ensured via a capacitor C1 (corresponds to the energy source 24 according to FIG. 1). A diode D1 is used to decouple the capacitor C1 from the line 12 (see FIG. 3).
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