DE102004020927A1

DE102004020927A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines Sensors

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Publication number: DE102004020927A1
Application number: DE102004020927A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl.-Math. Larice; Helmut Dipl.-Ing. Steurer; Hermann Dipl.-Phys. Küblbeck; Christof Dr.-Ing. Behmenburg
Original assignee: Continental AG; Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH; Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-11-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines ersten Sensors, der in einem Fahrzeug, insbesondere einem Personenkraftfahrzeug, angeordnet ist und der zur Messung einer ersten physikalischen Messgröße dient. Hierzu ist in dem Fahrzeug ferner wenigstens ein zweiter Sensor zur Messung wenigstens einer zweiten physikalischen Messgröße angeordnet, wobei die erste Messgröße und die zweite Messgröße jeweils in eine gemeinsame Zustandsgröße des Fahrzeugs überführbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Verfahrensschritte, dass für einen Fahrzeugzustand ein Messwert des ersten Sensors und ein Messwert des wenigstens einen zweiten Sensors ermittelt wird. Ausgehend von dem ersten Messwert wird ein erster Zustandswert der Zustandsgröße des Fahrzeugs ermittelt und ausgehend von dem wenigstens einen zweiten Messwert wird ein zweiter Zustandswert der Zustandsgröße des Fahrzeugs ermittelt. Die ermittelten Zustandswerte werden miteinander verglichen und bei Überschreiten eines Differenzwertes zwischen dem ersten Zustandswert und dem zweiten Zustandswert wird eine Fehlfunktion eines Sensors registriert. DOLLAR A Ferner betrifft die Erfindung eine Bewertungsvorrichtung zur Durchführung und Bewertung einer Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines ersten Sensors, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines Sensors.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines in einem Fahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen, angeordneten Sensors, speziell eines Sensors, dessen Sensorsignale zur Ansteuerung eines sicherheitskritischen Systems weiterverarbeitet werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Bewertungsvorrichtung zur Durchführung und Bewertung einer Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines Sensors.

In heutigen Kraftfahrzeugen, insbesondere in Personenkraftwagen (PKW), aber auch in Bussen oder Lastkraftwagen (LKW), sind in stetig zunehmendem Umfang Sensoren zur Messung von Fahrzeugzustandsparametern angeordnet. Die sensorisch erfassten Fahrzeugzustandsparameter werden beispielsweise zur Generierung von Steuersignalen, zur Steuerung und/oder Aktivierung eines oder mehrerer sicherheitskritischer Systeme weiterverarbeitet. Sicherheitskritische Systeme sind insbesondere Fahrdynamikregelsysteme, wie beispielsweise Bremsregelsysteme oder Antriebs-Schlupf-Regelungen, oder auch Insassenschutzsysteme, wie beispielsweise Überrollschutzsysteme oder Airbags.

So ist aus der DE 196 32 363 C1 ein Verfahren zur Detektion von Winkelbeschleunigungen eines Kraftfahrzeugs bezüglich dessen Längs- und Querachse bekannt, bei dem zur Messung von Beschleunigungen wenigstens drei Beschleunigungssensoren im Fahrzeug angeordnet sind. Die Sensoren sind mit jeweils senkrecht stehender Empfindlichkeitsachse ausgerichtet, wobei der erste und der zweite Sensor in einer zur Längsachse des Kraftfahrzeugs senkrechten, ersten Ebene so angeordnet sind, dass die Empfindlichkeitsachsen in dieser ersten Ebene liegen und der dritte und ggf. ein weiterer, vierter Sensor in einer zur ersten Ebene parallelen zweiten Ebene liegen. Durch Verknüpfung der Sensorsignale und Vergleich mit Schwellenwerten kann ein kritischer Bewegungszustand, beispielsweise ein Überschlagen des Fahrzeugs, erkannt und ein Insassenschutzsystem, beispielsweise ein Überrollschutzsystem, aktiviert werden. Die Verknüpfung der Sensorsignale umfasst eine zweifache Integration des Sensorsignals. Liegt ein Ruhewertfehler oder ein anderweitiger Messfehler des Sensors vor, so führt dies zu einer entsprechend großen Fehlerabweichung des Integrationsergebnisses.

Aus der EP 1 104 732 A2 ist ein Verfahren zur Verhinderung des Umkippens eines Fahrzeugs bekannt, bei welchem sensorisch die Innendrücke der Luftfederbalge und die Querbeschleunigung des Fahrzeugs gemessen und diese Messwerte zur Erkennung eines kritischen Fahrzustandes des Fahrzeugs verwendet werden. Im Falle eines kritischen Fahrzustandes wird dann beispielsweise eine automatische Einbremsung des Fahrzeugs veranlasst.

Bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird vorausgesetzt, dass die Sensoren, die zur Ermittlung der Fahrzeugzustandsparameter vorgesehen sind, die Zustandswerte der jeweils zu messenden Zustandsgrößen fehlerfrei oder mit einer nur geringen Fehlertoleranz messen.

Auch ist es aus dem Stand der Technik bekannt, eine Nullpunktdrift eines Sensors zu berücksichtigen. So ist beispielsweise in der DE 100 00 535 A1 vorgeschlagen, einen Überrollsensor, der zur Messung einer Neigung eines Fahrzeugs in wenigstens einer Achse in dem Fahrzeug angeordnet ist, während des Betriebs des Fahrzeugs neu zu kalibrieren, um so Driftabweichungen des Überrollsensors zu kompensieren. Hierzu wird die Neigung in der wenigstens einen Achse fortwährend über eine bestimmte Wegstrecke ermittelt und der gebildete Mittelwert als Nulllage angenommen.

In der DE 39 07 111 A1 wird ferner vorgeschlagen, eine Nullpunktdrift eines Beschleunigungssensors, mit dem eine Querbeschleunigung eines Fahrzeugs gemessen wird, mittels einer Korrektureinrichtung zu korrigieren.

Auch ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Elektronik eines Sensors mittels eines Selbsttests auf elektronische Funktionsfähigkeit zu überprüfen.

Eine Abweichung der Messfunktionstüchtigkeit eines Sensors von einer ordnungsgemäßen Messfunktionstüchtigkeit bleibt in den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen jedoch unberücksichtigt. Fällt beispielsweise im Betrieb des Fahrzeugs der Sensor aus oder weicht das ermittelte Messergebnis aufgrund einer Fehlfunktion des Sensors von den tatsächlichen Zustandswerten ab, so kann hierdurch eine Fehlfunktion des angesteuerten sicherheitskritischen Systems verursacht werden. Eine derartige Fehlansteuerung ist insbesondere dann kritisch, wenn die Ansteuerung oder Aktivierung des sicherheitskritischen Systems durch das Über- oder Unterschreiten eines Schwellenwertes erfolgt. Dies ist bei vielen derzeit im Markt verfügbaren Regelsystemen zur Ansteuerung von Insassenschutzsystemen der Fall.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines in einem Fahrzeug angeordneten Sensors zur Verfügung zu schaffen, mit dem die physikalische Messfunktionstüchtigkeit des Sensors auch während des Betriebs des Fahrzeugs überprüft werden kann. Das Verfahren soll insbesondere durchführbar sein, ohne einen Mehraufwand oder einen nur geringen Mehraufwand zu erfordern.

Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Bewertungsvorrichtung zur Durchführung und Bewertung einer Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines in einem Fahrzeug angeordneten Sensors zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 und 17, die Bewertungsvorrichtung gemäß Anspruch 19 sowie das Fahrzeugsystem gemäß Anspruch 20 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung bzw. Plausibilisierung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines ersten Sensors, der zur Messung einer ersten physikalischen Messgröße in einem Fahrzeug angeordnet ist, ist in dem Fahrzeug zusätzlich wenigstens ein zweiter Sensor zur Messung wenigstens einer zweiten physikalischen Messgröße angeordnet. Die erste Messgröße und die zweite Messgröße sind jeweils in eine gemeinsame Zustandsgröße des Fahrzeugs überführbar, wobei die gemeinsame Zustandsgröße auch die erste Messgröße oder die zweite Messgröße sein kann. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Verfahrensschritte, dass für einen Fahrzeugzustand ein Messwert des ersten Sensors und ein Messwert des wenigstens einen zweiten Sensors ermittelt wird und ausgehend von dem ersten Messwert ein erster Zustandswert der Zustandsgröße des Fahrzeugs ermittelt wird und ausgehend von dem wenigstens einen zweiten Messwert ein zweiter Zustandswert der Zustandsgröße des Fahrzeugs ermittelt wird. Anschließend werden die ermittelten Zustandswerte miteinander verglichen, und bei Überschreiten eines maximal zulässigen Differenzwertes zwischen dem ersten Zustandswert und dem zweiten Zustandswert wird eine Fehlfunktion eines Sensors registriert.

Das Verfahren eignet sich insbesondere, um in einem PKW zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines Sensors zum Einsatz zu kommen, wobei ausgehend vom Messsignal des Sensors eine Ansteuerung oder Aktivierung eines sicherheitskritischen Systems, wie beispielsweise eines oder mehrerer Insassenschutzsysteme und/oder eines oder mehrerer Fahrdynamikregelsysteme, vorgenommen wird. Die Ansteuerung oder Aktivierung des sicherheitskritischen Systems erfolgt hierbei üblicherweise so, dass ausgehend vom Messwert eine Zustandsgröße des Fahrzeugs ermittelt wird. Deutet die so gewonnene Zustandsgröße auf einen kritischen Fahrzeugzustand hin, beispielsweise einen Crash des Fahrzeugs oder einen Überschlag des Fahrzeugs, so wird ein Steuersignal zur Aktivierung und Auslösung des sicherheitskritischen Systems, beispielsweise eines Insassenschutzsystems, generiert und das sicherheitskritische System hierdurch angesteuert oder aktiviert.

Das Fahrzeug kann aber auch ein Lastkraftwagen oder ein Omnibus oder dergleichen sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit, mit einem nur geringen Aufwand eine physikalische Messfunktionstüchtigkeit eines in einem Fahrzeug verbauten Sensors kontinuierlich auch während des Betriebs des Fahrzeugs zu überprüfen. Insbesondere muss die Funktionalität des zu prüfenden Sensors nicht erweitert werden, um seine funktionale physikalische Messfunktionstüchtigkeit zu testen. Des weiteren ist es besonders vorteilhaft, einen bereits in dem Fahrzeug angeordneten Sensor als den zweiten Sensor zur Messung der zweiten physikalischen Messgröße zu nutzen. Hierdurch entsteht zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kein oder ein nur geringer apparativer Mehraufwand. Besonders vorteilhaft wird hierzu das Sensorsignal des zweiten Sensors mittels eines üblicherweise in heutigen Fahrzeugen vorhandenen Kommunikationsnetzes, beispielsweise einem Bussystem, von einem anderen Steuergerät übermittelt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich die Betriebszuverlässigkeit eines sicherheitskritischen Systems, das ausgehend von dem Sensorwert angesteuert wird, wesentlich erhöhen. Wird bei der Durchführung des Verfahrens eine Fehlfunktion des ersten Sensors registriert, so wird zweckmäßig die Generierung und/oder Auslösung eines Steuersignals zur Steuerung und/oder Auslösung des sicherheitskritischen Systems gesperrt. Es kann somit keine fehlerhafte Ansteuerung oder Aktivierung des sicherheitskritischen Systems erfolgen, auch wenn gemäß dem fehlerhaft ermittelten Sensorsignal das Kriterium zur Ansteuerung oder Aktivierung des sicherheitskritischen Systems erfüllt ist. Insbesondere wird gleichzeitig zur Sperrung der Steuerung und/oder Aktivierung des sicherheitskritischen Systems ein Warnsignal generiert, das auf diese Sperrung hinweist und von einem Fahrer wahrgenommen wird. Dies kann beispielsweise mittels einer Warnlampe erfolgen, die in einem Anzeigendisplay angeordnet ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Sensor wenigstens ein Drehratensensor zur Messung einer Drehrate und zur Bestimmung einer Drehrate des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung. Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist der Drehratensensor vorzugsweise als Signalgeber eines Überrollschutzsystems des Fahrzeugs zur Erzeugung eines Aktivierungssignals zur Aktivierung des Überrollschutzsystems im Falle eines Fahrzeugüberschlags ausgebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren wird dann zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit auf wenigstens einen der Drehratensensoren, vorzugsweise auf alle verwendeten Drehratensensoren angewendet.

Vorzugsweise werden der erste Messwert und der zweite Messwert zu demselben Zeitpunkt ermittelt. Hierdurch ist sichergestellt, dass beide Messwerte ein- und denselben Fahrzeugzustand des Fahrzeugs wiedergeben.

Die Ermittlung des ersten und zweiten Zustandswertes und das Vergleichen der beiden Zustandswerte kann nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Ermittlung der Messwerte des ersten und des wenigstens einen zweiten Sensors durchgeführt werden. Dadurch ist keine Echtzeitverarbeitung der Messwerte der Sensoren erforderlich.

Besonders bevorzugt wird das Verfahren zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit des ersten Sensors zyklisch während des Betriebs des Fahrzeugs wiederholt. Somit wird während des Betriebs des Fahrzeugs kontinuierlich die physikalische Messfunktionstüchtigkeit des ersten Sensors überprüft. Hierdurch wird sichergestellt, dass auch während eines längeren Betriebs des Fahrzeugs eine besonders hohe Betriebszuverlässigkeit des sicherheitskritischen Systems gegeben ist, das ausgehend von dem gemessenen Sensorwert des ersten Sensors angesteuert und/oder aktiviert wird.

Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren in einer definierten Situation des Fahrzeugs durchgeführt werden.

Insbesondere können bei unterschiedlichen definierten Situationen des Fahrzeugs unterschiedliche Auswertungsverfahren der Messwerte des ersten und des wenigstens einen zweiten Sensors durchgeführt werden.

Eine bevorzugte definierte Situation des Fahrzeugs, insbesondere zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines Drehratensensors, ist eine Standsituation des Fahrzeugs, bei der wenigstens ein Fahrzeuginsasse dem Fahrzeug zusteigt oder das Fahrzeug beladen wird oder ein Fahrzeuginsasse aus dem Fahrzeug aussteigt bzw. Beladung aus dem Fahrzeug entnommen wird. Als ein zweiter Sensor ist hier bevorzugt an wenigstens einem der Räder ein Federwegsensor zur Ermittlung des Federwegs angeordnet. Insbesondere ist an jedem der Räder jeweils ein Federwegsensor zur Ermittlung des jeweiligen Federwegs angeordnet. Dass eine Standsituation des Fahrzeugs gegeben ist und die Fahrzeugbewegung nicht durch Fahrdynamikkräfte verursacht ist, kann z. B. über ein oder mehrere Geschwindigkeitssensoren ermittelt und überwacht werden.

Eine weitere bevorzugte definierte Situation des Fahrzeugs, insbesondere zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines Drehratensensors, ist eine Fahrsituation des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt auf waagrechter, ebener Fahrbahn. Als ein zweiter Sensor ist hier vorzugsweise an wenigstens einem der Räder ein Federwegsensor zur Ermittlung des Federwegs angeordnet. Bevorzugt ist an jedem der Räder jeweils ein Federwegsensor zur Ermittlung des jeweiligen Federwegs angeordnet.

Eine weitere bevorzugte definierte Situation des Fahrzeugs, insbesondere zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines Drehratensensors, ist eine Fahrsituation, in der keine Beschleunigung in Lateralrichtung auf das Fahrzeug einwirkt. Hier wirken somit lediglich Kräfte auf das Fahrzeug, die über die Räder und die Federn in das Fahrzeug eingeleitet werden. Eine solche Fahrsituation des Fahrzeugs liegt beispielsweise bei Geradeausfahrt auf unebener Fahrbahn vor. Soll nun die physikalische Messfunktionstüchtigkeit eines Drehratensensors, der an der Karosserie des Fahrzeugs in der Nähe einer Radaufhängung befestigt ist, überprüft werden, so kann als zweiter Sensor ein Karosseriebeschleunigungsgeber verwendet werden. Über die Messung der Karosseriebeschleunigung und dem somit bekannten Einfederungszustand der Karosserie lässt sich jeweils ein Anteil der Drehmomente auf das Fahrzeug berechnen und dieser Wert mit dem über den Drehratensensor ermittelten Wert vergleichen. Vorzugsweise ist hierzu in der Nähe einer jeden Radaufhängung ein Karosseriebeschleunigungsgeber angeordnet.

Zur Erhöhung der Genauigkeit der Ermittlung des zweiten Zustandswerts werden als zweite Sensoren vorzugsweise zusätzlich wenigstens ein Beschleunigungsaufnehmer in Lateralrichtung zur Ermittlung der Beschleunigung des Fahrzeugs in Lateralrichtung und/oder wenigstens ein Beschleunigungsaufnehmer in Vertikalrichtung zur Ermittlung der Beschleunigung des Fahrzeugs in Vertikalrichtung und/oder ein Lenkwinkelsensor zur Ermittlung eines Lenkwinkels des Fahrzeugs und/oder ein Gierratensensor zur Ermittlung einer Gierrate des Fahrzeugs verwendet.

In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung eine Bewertungsvorrichtung zur Durchführung und Bewertung einer Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines in einem Fahrzeug angeordneten ersten Sensors zur Verfügung. Der erste Sensor dient zur Messung einer ersten physikalischen Messgröße. Die erfindungsgemäße Bewertungsvorrichtung umfasst ferner wenigstens einen in dem Fahrzeug angeordneten zweiten Sensor zur Messung wenigstens einer zweiten physikalischen Messgröße, wobei sowohl die erste Messgröße als auch die wenigstens eine zweite Messgröße in eine Zustandsgröße des Fahrzeugs überführbar sind. Die gemeinsame Zustandsgröße kann aber auch die erste Messgröße oder die zweite Messgröße sein. Des weiteren umfasst die Bewertungsvorrichtung ein Erfassungsmittel zur Ermittlung und Erfassung eines Messwertes des ersten Sensors und eines Messwert des wenigstens einen zweiten Sensors, wobei die Erfassung der Messwerte für einen Fahrzeugzustand erfolgt. Ferner umfasst die Bewertungsvorrichtung ein Berechnungsmittel zur Ermittlung eines ersten Zustandswertes der Zustandsgröße des Fahrzeugs ausgehend von dem ersten Messwert und zur Ermittlung eines zweiten Zustandswertes der Zustandsgröße des Fahrzeugs ausgehend von dem zweiten Messwert, sowie ein Vergleichsmittel zum Vergleichen der ermittelten Zustandswerte und zum Registrieren einer Fehlfunktion des ersten Sensors, sobald zwischen dem ersten Zustandswert und dem zweiten Zustandswert ein maximal zulässiger Differenzwert überschritten wird.

Die Bewertungsvorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Vorzugsweise ist die Bewertungsvorrichtung als Komponente eines Fahrzeugsystems ausgeführt, das ferner ein Insassenschutzsystem, wenigstens einen ersten Sensor zur Messung der ersten physikalischen Messgröße sowie einen zweiten Sensor zur Messung der zweiten physikalischen Messgröße umfasst, wobei das Insassenschutzsystem ausgehend vom Messwert des ersten Sensors angesteuert und/oder aktiviert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Ablaufschema einer ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
2 ein Ablaufschema einer zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den Fig. sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente und Bauteile dargestellt.
Gleiche oder gleichwirkende Bauteile sind weitgehend mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die physikalische Messfunktionstüchtigkeit eines in einem Fahrzeug angeordneten Drehratensensors während des Betriebs des Fahrzeugs überprüft. Der Drehratensensor dient hier dazu, die Drehrate des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung zu bestimmen. Ist das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt und überschlägt sich, so übersteigt die Drehrate einen vorgegebenen zulässigen Maximalwert. Bei Übersteigen dieses vorgegebenen Maximalwertes wird ein Insassenschutzsystem, hier ein Überrollschutzsystem, aktiviert.
Die erfindungsgemäße Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit des Drehratensensors wird nach dem Starten des Fahrzeugs (Verfahrensschritt 1) während des Betriebs des Fahrzeugs unmittelbar nach dem Starten des Fahrzeugs und danach zyklisch in jeweils gleichen Zeitabständen durchgeführt.
Das Fahrzeug ist hier mit zwei Achsen, die jeweils über ein Federungssystem gefedert sind, ausgerüstet.
Zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit des Drehratensensors wird in Verfahrensschritt 2 zunächst abgefragt, ob sich das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt in einem definierten Fahrzustand befindet. Als ein solcher definierter Fahrzustand kann beispielsweise eine Geradeausfahrt über eine waagerechte, unebene Fahrbahn ohne das Einwirken von Lateralkräften definiert sein. Wird hingegen während der Messung eine Kurve gefahren, so muss die auf das Fahrzeug wirkende Lateralbeschleunigung und/oder die auf das Fahrzeug wirkende Vertikalbeschleunigung berücksichtigt werden.
Wird durch die Abfrage ermittelt, dass kein definierter Fahrzustand vorliegt, so wird erneut abgefragt, ob ein definierter Fahrzustand gegeben ist. Ist ein definierter Fahrzustand gegeben, so wird gleichzeitig das Drehratensensorsignal des zu überprüfenden Drehratensensors als auch die Einfederung des Fahrzeugs erfasst (Verfahrensschritte 4a und 4b).
Zur Messung der Einfederung des Fahrzeugs ist hier in jedem Radkasten des Fahrzeugs jeweils ein Karosseriebeschleunigungsgeber angeordnet. Die Karosseriebeschleunigungsgeber können aber auch jeweils im nahen Umfeld des jeweiligen Radkastens angeordnet sein, ohne dass hierdurch die Qualität der Überprüfung der physikalische Messfunktionstüchtigkeit des Drehratensensors erheblich verschlechtert würde.
Alternativ zur Messung der Einfederung des Fahrzeugs kann auch wenigstens ein Luftfederbalgdruck und/oder wenigstens eine Radlast und/oder wenigstens ein Abstand eines Rades vom Fahrzeugaufbau jeweils an beiden Seiten der Achse erfasst werden. Vorzugsweise werden die Werte für alle an dem Fahrzeug angeordneten Luftfederbälge und/oder Räder getrennt voneinander sensorisch erfasst.
In Verfahrensschritt 6a wird aus dem erfassten Drehratensensorsignal die Drehbeschleunigung I ermittelt. Parallel hierzu wird in Verfahrensschritt 6b aus der Messung der Einfederung des Fahrzeugs die Drehbeschleunigung II des Fahrzeugs in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung ermittelt.
In Verfahrensschritt 7 werden die so ermittelten Drehbeschleunigungen I und II miteinander verglichen. Überschreitet die Differenz zwischen der von dem Drehratensensor gemessenen und hieraus ermittelten Drehbeschleunigung I und der aus der Einfederung ermittelten Drehbeschleunigung II einen maximal zulässigen Differenzwert, so wird in Verfahrensschritt 9 eine Fehlfunktion eines der Sensoren in einem Fehlerspeicher registriert und diese Fehlfunktion dem Fahrer über eine im Cockpit aufleuchtende Warnleuchte angezeigt. Weiterhin wird die Ansteuerung und Auslösung des Insassenschutzsystems gesperrt, so dass es nicht zu einer Fehlauslösung des Insassenschutzsystems infolge der fehlerhaften physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines der Sensoren kommen kann.
Überschreitet die Differenz zwischen der von dem Drehratensensor gemessenen und hieraus ermittelten Drehbeschleunigung I und der aus der Einfederung ermittelten Drehbeschleunigung II den maximalen Differenzwert jedoch nicht, so bedeutet dies, dass die Sensoren physikalisch funktionstüchtig sind. Die Ansteuerung bzw. Aktivierung des Insassenschutzsystems auf Basis des Drehratensensorsignals bleibt freigeschaltet. Die Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit des Drehratensensors erfolgt kontinuierlich, sofern das Fahrzeug noch in Betrieb ist.
In dem in 2 dargestellten, zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Überprüfung der physikalischen Funktionstüchtigkeit eines Drehratensensors, der in einem Personenkraftfahrzeug zur Bestimmung einer Drehrate in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung eingesetzt wird, wird aus Messwerten eine Drehbeschleunigung des Fahrzeugs ermittelt.
Vor der sensorischen Erfassung der Messwerte wird jedoch auch hier in Verfahrensschritt 2 zunächst abgefragt, ob zu diesem Zeitpunkt ein definierter Fahrzustand gegeben ist. Wird hier ermittelt, dass kein definierter Fahrzustand vorliegt, so ermittelt das Verfahren erneut, ob ein definierter Fahrzustand gegeben ist. Liegt ein definierter Fahrzustand vor, so wird die Messung der Einfederung und der Drehrate gestartet.
Zur Erfassung der Messwerte wird hier zeitgleich in den Verfahrenschritten 4a und 4b einerseits die Drehrate mittels dem zu überprüfenden Drehratensensor als auch andererseits die Einfederung des Fahrzeugs mittels der vier Karosseriebeschleunigungsgeber erfasst. In jedem Radkasten ist hierzu in gleicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel jeweils ein Karosseriebeschleunigungsgeber in der nahen Umgebung der Radaufhängung an der Fahrzeugkarosserie angeordnet.
Aus dem mittels des Drehratensensors gemessenen Drehratensensorsignal wird in Verfahrensschritt 5a die Drehrate ermittelt.
Parallel hierzu wird in Verfahrensschritt 5b aus der gemessenen Einfederung des Fahrzeugs durch zeitliche Ableitung die Änderungsgeschwindigkeit der Einfederung bestimmt.
Wird alternativ oder ergänzend zur Einfederung des Fahrzeugs als Messgröße wenigstens ein Luftfederbalgdruck und/oder wenigstens eine Radlast und/oder wenigstens ein Abstand eines Rades vom Fahrzeugaufbau jeweils an beiden Seiten der Achse gemessen, so ist hier analog die Änderungsgeschwindigkeit des Luftfederbalgdruckes und/oder die Änderungsgeschwindigkeit der Radlast und/oder die Änderungsgeschwindigkeit des Abstandes eines Rades vom Fahrzeugaufbau jeweils an beiden Seiten der Achse zu ermitteln.
Aus der wenigstens einen ermittelten Messgröße Änderungsgeschwindigkeit der Einfederung und/oder Änderungsgeschwindigkeit des Luftfederbalgdruckes und/oder Änderungsgeschwindigkeit der Radlast und/oder Änderungsgeschwindigkeit des Abstandes eines Rades vom Fahrzeugaufbau wird dann in Verfahrensschritt 6b eine Drehrate II ermittelt.
In Verfahrensschritt 7 werden die so ermittelten Drehraten I und II miteinander verglichen.
Überschreitet die Differenz zwischen der mittels dem Drehratensensor gemessene und hieraus ermittelte Drehrate I und der aus der Einfederung ermittelten Drehrate II einen maximal zulässigen Differenzwert, so wird gemäß Verfahrensschritt 9 eine Fehlfunktion eines der Sensoren in einem Fehlerspeicher registriert und diese Fehlfunktion dem Fahrer über eine im Cockpit aufleuchtende Warnleuchte angezeigt. Weiterhin wird die Ansteuerung und Auslösung des Insassenschutzsystems gesperrt, so dass es nicht zu einer Fehlauslösung des Insassenschutzsystems infolge der fehlerhaften physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines der Sensoren kommen kann.
Überschreitet die Differenz zwischen der aus der Einfederung ermittelten Drehrate und der von dem Drehratensensor gemessenen und hieraus ermittelten Drehrate den maximalen Differenzwert jedoch nicht, so bedeutet dies, dass der Sensor physikalisch funktionstüchtig ist. Die Ansteuerung bzw. Aktivierung des Insassenschutzsystems auf Basis des Drehratensensorsignals bleibt freigeschaltet. Die Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit des Drehratensensors wird erneut gestartet, sofern das Fahrzeug noch in Betrieb ist.

Claims

Verfahren zur Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines ersten Sensors, der in einem Fahrzeug, insbesondere einem Personenkraftfahrzeug, angeordnet ist und der zur Messung einer ersten physikalischen Messgröße dient, wobei in dem Fahrzeug ferner wenigstens ein zweiter Sensor zur Messung einer zweiten physikalischen Messgröße angeordnet ist und die erste Messgröße und die zweite Messgröße in eine Zustandsgröße des Fahrzeugs überführbar sind, umfassend die Verfahrensschritte, dass für einen Fahrzeugzustand ein Messwert des ersten Sensors und ein Messwert des wenigstens einen zweiten Sensors ermittelt wird und ausgehend von dem Messwert des ersten Sensors ein erster Zustandswert der Zustandsgröße des Fahrzeugs ermittelt wird und ausgehend von dem Messwert des wenigstens einen zweiten Sensors ein zweiter Zustandswert der Zustandsgröße des Fahrzeugs ermittelt wird und die ermittelten Zustandswerte miteinander verglichen werden und bei Überschreiten eines maximal zulässigen Differenzwertes zwischen dem ersten Zustandswert und dem zweiten Zustandswert eine Fehlfunktion eines Sensors registriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass, der erste Sensor ein Drehratensensor zur Messung einer Drehrate des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung ist, wobei die gemessene Drehrate vorzugsweise als Eingangsgröße zur Steuerung und/oder Aktivierung eines Insassenschutzsystems des Fahrzeugs, insbesondere eines Überrollschutzsystems des Fahrzeugs, verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, der erste Messwert und der zweite Messwert zeitgleich ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, die Ermittlung des ersten und zweiten Zustandswertes und das Vergleichen der beiden Zustandswerte nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach der Ermittlung der Messwerte des ersten und des wenigstens einen zweiten Sensors durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, das Verfahren zur Überprüfung der physikalischen Messfunktionstüchtigkeit des ersten Sensors zyklisch während des Betriebs des Fahrzeugs wiederholt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, das Verfahren in einer definierten Situation des Fahrzeugs durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei unterschiedlichen definierten Situationen des Fahrzeugs unterschiedliche Auswertungsverfahren der Messwerte des ersten und des wenigstens einen zweiten Sensors durchgeführt werden
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass, eine definierte Situation eine Fahrsituation des Fahrzeugs bei Kurvenfahrt auf waagrechter, ebener Fahrbahn ist, wobei als zweite Sensoren vorzugsweise an den Rädern angeordnete Federwegsensoren zur Ermittlung der Federwege verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass, eine definierte Situation eine Standsituation des Fahrzeugs ist, bei der wenigstens ein Fahrzeuginsasse oder dergleichen dem Fahrzeug zusteigt oder aussteigt, wobei als zweite Sensoren vorzugsweise an den Rädern angeordnete Federwegsensoren zur Ermittlung der Federwege verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass, die definierte Situation des Fahrzeugs eine Fahrsituation ist, in der keine Beschleunigung in Lateralrichtung auf das Fahrzeug einwirkt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass, die definierte Situation eine Fahrsituation des Fahrzeugs auf unebener Fahrbahn ohne Lateralbeschleunigung ist, wobei als zweite Sensoren vorzugsweise nahe der Radaufhängungen angeordnete Karosseriebeschleunigungsgeber zur Ermittlung der Karosseriebeschleunigung verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass, die definierte Situation eine Fahrsituation des Fahrzeugs mit Lateralbeschleunigung ist, wobei als zweite Sensoren vorzugsweise nahe der Radaufhängungen angeordnete Karosseriebeschleunigungsgeber zur Ermittlung der Karosseriebeschleunigung verwendet werden und zusätzlich als zweite Sensoren wenigstens ein Beschleunigungsaufnehmer in Lateralrichtung zur Ermittlung der Beschleunigung des Fahrzeugs in Lateralrichtung und/oder wenigstens ein Beschleunigungsaufnehmer in Vertikalrichtung zur Ermittlung der Beschleunigung des Fahrzeugs in Vertikalrichtung und/oder ein Lenkwinkelsensor zur Ermittlung eines Lenkwinkels des Fahrzeugs und/oder ein Gierratensensor zur Ermittlung einer Gierrate des Fahrzeugs verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet dass, das Fahrzeug mit wenigstens einer Achse mit Federungssystem ausgerüstet ist und mittels des wenigstens einen zweiten Sensors eine der Messgrößen Luftfederbalgdruck und/oder Einfederung und/oder Radlast und/oder Abstand eines Rades vom Fahrzeugaufbau jeweils an beiden Seiten der Achse erfasst wird, und aus der Messgröße Luftfederbalgdruck und/oder Einfederung und/oder Radlast und/oder Abstand eines Rades die Drehrate des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung ermittelt wird, und diese aus der Messgröße Luftfederbalgdruck und/oder Einfederung und/oder Radlast und/oder Abstand eines Rades ermittelte Drehrate des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung mit der mittels dem Drehratensensor gemessenen und hieraus ermittelten Drehrate des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet dass, das Fahrzeug mit wenigstens einer Achse mit Federungssystem ausgerüstet ist und mittels des wenigstens einen zweiten Sensors eine der Messgrößen Änderungsgeschwindigkeit des Luftfederbalgdruckes und/oder Änderungsgeschwindigkeit der Einfederung und/oder Änderungsgeschwindigkeit der Radlast und/oder Änderungsgeschwindigkeit des Abstandes eines Rades vom Fahrzeugaufbau jeweils an beiden Seiten der Achse erfasst wird, und aus der einen Messgröße Änderungsgeschwindigkeit des Luftfederbalgdruckes und/oder Änderungsgeschwindigkeit der Einfederung und/oder Änderungsgeschwindigkeit der Radlast und/oder Änderungsgeschwindigkeit des Abstandes eines Rades vom Fahrzeugaufbau eine Drehbeschleunigung des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung ermittelt wird, und ferner aus der mittels des Drehratensensors gemessenen Drehrate die Drehbeschleunigung des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung ermittelt wird, die aus der Messgröße Änderungsgeschwindigkeit des Luftfederbalgdruckes und/oder Änderungsgeschwindigkeit der Einfederung und/oder Änderungsgeschwindigkeit der Radlast und/oder Änderungsgeschwindigkeit des Abstandes eines Rades vom Fahrzeugaufbau ermittelte Drehbeschleunigung des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung mit der mittels dem Drehratensensor gemessenen und hieraus ermittelten Drehbeschleunigung des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und/oder Fahrzeugquerrichtung verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet dass, der wenigstens eine zweite Sensor zur Erfassung der Einfederung wenigstens ein Karosseriebeschleunigungsgeber ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, je Radaufhängung jeweils ein Karosseriebeschleunigungsgeber angeordnet ist.
Verfahren zur Ansteuerung und/oder Aktivierung eines sicherheitskritischen, in einem Fahrzeug angeordneten Systems, insbesondere eines Insassenschutzsystems, wobei ein erster Sensor zur Messung einer ersten physikalischen Messgröße sowie wenigstens ein zweiter Sensor zur Messung einer zweiten physikalischen Messgröße in dem Fahrzeug vorgesehen ist, und das sicherheitskritische System ausgehend von dem Messwert des ersten Sensors angesteuert und/oder aktiviert wird, wobei die physikalische Messfunktionstüchtigkeit des ersten Sensors gemäß dem Verfahren zur Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 16 während des Betriebs des Fahrzeugs überprüft wird und bei Registrieren einer Fehlfunktion des ersten Sensors die Ansteuerung und/oder Aktivierung des sicherheitskritischen Systems ausgehend von dem Messwert des ersten Sensors gesperrt wird.
Verfahren zur Ansteuerung und/oder Aktivierung eines sicherheitskritischen, in einem Fahrzeug angeordneten Systems nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet dass, die physikalische Messfunktionstüchtigkeit des ersten Sensors zyklisch während des Betriebs des Fahrzeugs überprüft wird.
Bewertungsvorrichtung zur Durchführung und Bewertung einer Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit eines ersten Sensors, der in einem Fahrzeug, insbesondere einem Personenkraftfahrzeug, angeordnet ist und der zur Messung einer ersten physikalischen Messgröße dient, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewertungsvorrichtung ferner umfasst: wenigstens einen, in dem Fahrzeug angeordneten zweiten Sensor zur Messung einer zweiten physikalischen Messgröße, wobei die erste Messgröße und die zweite Messgröße in eine Zustandsgröße des Fahrzeugs überführbar sind, ein Erfassungsmittel zur Erfassung eines Messwertes des ersten Sensors und zur Erfassung eines Messwert des wenigstens einen zweiten Sensors für einen Fahrzeugzustand, ein Berechnungsmittel zur Ermittlung eines ersten Zustandswertes der Zustandsgröße des Fahrzeugs ausgehend von dem ersten Messwert und zur Ermittlung eines zweiten Zustandswertes der Zustandsgröße des Fahrzeugs ausgehend von dem zweiten Messwert, sowie ein Vergleichsmittel zum Vergleichen der ermittelten Zustandswerte miteinander und zum Registrieren einer Fehlfunktion des ersten Sensors, sobald zwischen dem ersten Zustandswert und dem zweiten Zustandswert ein maximal zulässiger Differenzwert überschritten wird.
Fahrzeugsystem umfassend ein Insassenschutzsystem, wenigstens einen ersten Sensor zur Messung einer ersten physikalischen Messgröße sowie einen zweiten Sensor zur Messung wenigstens einer zweiten physikalischen Messgröße, wobei das Insassenschutzsystem ausgehend von dem Messwert des ersten Sensors angesteuert und/oder aktiviert wird, ferner umfassend eine Bewertungsvorrichtung zur Durchführung und Bewertung einer Überprüfung einer physikalischen Messfunktionstüchtigkeit des ersten Sensors gemäß Anspruch 19.