DE112009001956B4

DE112009001956B4 - Zuverlässiger Selbsttest für Bewegungssensormodule

Info

Publication number: DE112009001956B4
Application number: DE112009001956.0T
Authority: DE
Inventors: Michael Babala; Greg Morningstar
Original assignee: ZF Active Safety US Inc
Current assignee: ZF Active Safety US Inc
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2023-05-04
Anticipated expiration: 2029-08-08
Also published as: US8650930B2; DE112009001956T5; US20110146369A1; WO2010017431A3; WO2010017431A2

Abstract

Verfahren zur zuverlässigen Selbstprüfung eines Bewegungssensormoduls (10), das die Schritte aufweist:(a) Bereitstellen eines Bewegungssensormoduls (10) mit einem Ausgangssignalanschluss (16) und einem Testaktivierungsanschluss (18), wobei das Bewegungssensormodul (10) auf eine erste Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses (18) anspricht, um eine Folge Selbsttests mit dem Sensormodul (10) zu veranlassen, wobei die Selbsttests ein Testantwortsignal am Ausgangssignalanschluss (16) bereitstellen, wobei die erste Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses (18) eine erste vorgegebene Dauer hat, um die Beendigung der Selbsttestfolge zu gestatten, wonach der Testaktivierungsanschluss (18) in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wobei das Bewegungssensormodul (10) ebenfalls einen Teststatusanschluss (12) hat, der seinen Zustand als Antwort auf die Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses (18) ändert, wobei der Zustand des Teststatusanschlusses (12) als Antwort auf die Rückkehr des Testaktivierungsanschlusses (18) in seinen ursprünglichen Zustand in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte:(b) Anwenden einer zweiten Zustandsänderung auf den Testaktivierungsanschluss (18), wobei die zweite Zustandsänderung eine zweite vorgegebene Dauer hat, die kürzer ist als die erste vorgegebene Dauer der ersten Zustandsänderung;(c) Überwachen des Teststatusanschlusses (12) auf eine Zustandsänderung als Antwort auf die zweite Zustandsänderung, die auf den Testaktivierungsanschluss (18) angewendet wird; und(d) Erzeugen eines Fehlersignals, wenn der Teststatusanschluss (12) seinen Status nicht als Antwort auf die zweite Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses (18) ändert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft allgemein Bewegungssensoren und insbesondere eine zuverlässige Testaktivierung für Bewegungssensormodule.
Elektronische Sicherheitssteuersysteme für Fahrzeuge werden immer ausgefeilter. Solche Sicherheitssysteme können ein Anti-Blockier-Bremssystem (Anti-Lock Brake System (ABS)), ein Antriebs-Schlupf-Regelungs- (Traction Control (TC))-System, ein Fahrzeug-Stabilitätsprogramm- (Vehicle Stability Control (VSC))-System und Luftsack- bzw. Airbag-Steuereinheiten mit Überrolldetektion umfassen. Das Sicherheitssteuersystem überwacht typischerweise Fahrzeugbewegungsparameter und kann so arbeiten, dass es die Fahrzeug-Radbremsen selektiv aktiviert und/oder die Motorleistung modifiziert, um potentielle unerwünschte Fahrzeugbewegungen wie beispielsweise ein Überschlagen des Fahrzeugs zu verhindern. Das Sicherheitssteuersystem kann auch so arbeiten, dass Airbags zu einer angemessenen Zeit eingesetzt werden. Eine Mehrzahl Bewegungssensoren wie Beschleunigungsmesser und Winkelgeschwindigkeitssensoren werden zum Erfassen der Fahrzeugbewegung genutzt. Die von Elementen in den Bewegungssensoren erzeugten Signale werden typischerweise von einer Signalaufbereitungsschaltung modifiziert und dann einem Mikroprozessor in einer elektronischen Steuereinheit (Electronic Control Unit (ECU)) des elektronischen Sicherheitssteuersystems bereitgestellt. Der ECU-Mikroprozessor verwendet einen gespeicherten Algorithmus zum Überwachen der Fahrzeugbewegungsparameter, und bei Erkennen eines potentiellen Fahrzeug-Stabilitätsproblems oder einer Kollisions-/Überschlagbedingung veranlasst der Mikroprozessor eine Korrekturmaßnahme, indem die Radbremsen selektiv aktiviert und/oder die Airbags ausgelöst werden.
Die Bewegungssensoren sind typischerweise in einem Modul mit unterstützender Signalaufbereitungs-Beschaltung integriert, wobei das Modul einen oder mehrere Beschleunigungsmesser und/oder einen oder mehrere Winkelgeschwindigkeitssensoren enthält. Der Schlüssel zu einem erfolgreichen Betrieb des Sicherheitssteuersystems ist die einwandfreie Funktion der Bewegungssensoren und der Signalaufbereitungs-Beschaltung. Demnach ist es für ausfallsichere Bewegungssensormodule bekannt, das Sensormodul einem Selbsttest zu unterziehen. Beispielsweise offenbart die DE 11 2006 003 237 T5 ein Verfahren zum Selbsttest von Bewegungssensoren. Derartige Selbsttests enthalten typischerweise das Anlegen eines Eingangssignals an jeden der Bewegungssensoren. Das Selbsttest-Eingangssignal wird vom Mikroprozessor des Sicherheitssteuersystems erzeugt und an einen Selbsttest-Eingang gelegt, der am Bewegungssensormodul vorgesehen ist. Wenn der Bewegungssensor ordnungsgemäß arbeitet, erscheint ein fester Offset am Sensorausgangsignal, das an einem Ausgang des Sensormoduls vorliegt. Wenn der Mikroprozessor nach dem Anlegen des Selbsttest-Aktivierungssignals den Offset nicht erkennt, ist dies ein Hinweis auf eine Sensorfehlfunktion und der Mikroprozessor erzeugt ein Fehlersignal oder einen Fehlercode. Während der Selbsttestaktivierung kann jedoch das Selbsttestsignal das Gerät sättigen, wodurch die Nützlichkeit des Sensors während des Selbsttests begrenzt ist. Außerdem kann die Frequenz der Selbsttesttechnik durch die Bandbreite des Bewegungssensormoduls begrenzt sein. Deshalb wird dieser Selbsttesttyp meistens angewendet, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, etwa wie beim Starten des Fahrzeugs.
Manche Bewegungssensormodule wie das in 1 dargestellte Modul 10 haben einen Teststatus-Anschluss 12, der mit einem Mikroprozessor (nicht dargestellt) verbunden ist. Der Teststatusanschluss 12 ändert den Zustand entweder während eines Selbsttests oder wenn ein interner Fehler erkannt wird. In 1 ist außerdem ein Spannungsversorgungsanschluss 14 für das Sensormodul dargestellt, der mit der Fahrzeug-Spannungsversorgung verbunden ist. Ein Ausgangsanschluss 16, an dem das Sensorausgangssignal vorliegt, und ein Testaktivierungsanschluss 18 sind ebenfalls mit dem Mikroprozessor verbunden. Der Mikroprozessor kann ein Selbsttestsignal wie oben beschrieben an den Testaktivierungsanschluss 18 legen. Schließlich ist ein Masseanschluss 20 mit der Fahrzeugmasse verbunden.
Die Funktionsweise eines typischen Selbsttests für das Bewegungssensormodul 10 wird durch die in 2 dargestellten Kurven gezeigt, die an den Sensormodulanschlüssen 12, 14, 16 und 18 vorliegende Spannungen in Abhängigkeit von der Zeit repräsentieren. Bei t₀ wird die Versorgungsspannung V+, die durch die mit 24 gekennzeichnete Kurve dargestellt ist, an den Spannungsversorgungsanschluss 14 gelegt. Als Antwort baut sich eine Ausgangsspannung, die durch die mit 26 gekennzeichnete Kurve dargestellt ist, am Ausgangsanschluss 16 auf, die einen stationären Zustandswert bei t₁ erreicht. Nachdem der Ausgangsanschluss 16 seinen stationären Zustandswert erreicht hat, geht der Teststatusanschluss 12 bei t₂ auf High, wie mit der mit 28 gekennzeichneten Kurve dargestellt ist. Bei t₃ wird ein Selbsttest-Aktivierungssignal, wie mit der mit 30 gekennzeichneten Kurve dargestellt ist, vom Mikroprozessor an den Testaktivierungsanschluss 18 gelegt, wodurch der Teststatusanschluss 12 auf Low geht. Als Antwort auf das Test-Aktivierungssignal 30 steigt die Ausgangsspannung an, wie durch eine Offset-Spannung ersichtlich ist, die am Ausgangsspannungsanschluss 16 vorliegt und mit 32 gekennzeichnet ist. Die Offset-Spannung 30 am Ausgangsspannungsanschluss 16 wird vom Mikroprozessor mit einem zulässigen Offset-Spannungsbereich verglichen, und wenn die Offset-Spannung innerhalb des zulässigen Bereichs bleibt, gilt der Sensor als einwandfrei. Das Test-Aktivierungssignal endet bei t₄, wobei der Testaktivierungsanschluss 18 auf Low geht. Da beim Sensor 10 kein Problem erkannt worden ist, geht der Teststatusanschluss 12 auf High, während die Ausgangsspannung auf den ursprünglichen Wert abfällt, der bei t₅ erreicht wird.
2 zeigt außerdem das Ergebnis eines Selbsttests, wenn im Sensormodul 10 ein Fehler vorhanden ist. Der Fehler resultiert darin, dass die Offset-Spannung am Ausgangsanschluss 16 den zulässigen Offset-Spannungsbereich überschreitet, wenn das Test-Aktivierungssignal angelegt wird, wie mit dem mit 34 gekennzeichneten Strichlinienabschnitt der Ausgangsspannung dargestellt ist. Da ein Fehler vorhanden ist, bleibt der Teststatusanschluss 12 nach Abschluss des Selbsttests auf Low, wie mit dem mit 36 gekennzeichneten Strichlinienabschnitt der Teststatus-Spannung dargestellt ist. Wenn die Teststatus-Spannung auf Low bleibt, setzt der Mikroprozessor ein Fehler-Flag.
Außer dem oben beschriebenen Selbsttest, der darauf beschränkt ist, nur dann angewendet zu werden, wenn sich das Fahrzeug im Stillstand befindet, zeigt er möglicherweise nicht ordnungsgemäß an, dass der Rest der Komponenten immer noch funktionsfähig ist, wenn der Teststatusanschluss 12 einen Fehler entwickelt. Wenn der Teststatusanschluss 12 z. B. einen externen oder internen Kurzschluss zur Versorgungsspannung hat, würde er auf High bleiben und dadurch nicht anzeigen können, dass ein Fehler vorhanden ist. Es wäre deshalb wünschenswert, eine alternative Vorgehensweise für einen zuverlässigen Test der Bewegungssensormodule bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft die zuverlässige Testaktivierung für Bewegungssensormodule.
Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur zuverlässigen Selbstprüfung eines Bewegungssensormoduls, das einen Ausgangssignalanschluss und einen Testaktivierungsanschluss enthält. Das Bewegungssensormodul spricht auf eine erste Statusänderung des Testaktivierungsanschlusses an, um eine Selbsttestfolge des Sensormoduls zu veranlassen, wobei die Selbsttests ein Testantwortsignal am Ausgangssignalanschluss bereitstellen. Außerdem hat die erste Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses eine erste vorgegebene Dauer, um die Folge der Selbsttestaktivierungen abschließen zu können, wonach der Testaktivierungsanschluss zu seinem ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Das Sensormodul hat auch einen Teststatusanschluss, dessen Zustand sich ändert, wenn sich der Zustand des Testaktivierungsanschlusses ändert, wobei der Statusanschluss in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wenn der Testaktivierungsanschluss in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt.
Das Verfahren ist gekennzeichnet durch Anwenden einer zweiten Zustandsänderung auf den Testaktivierungsanschluss, wobei die zweite Zustandsänderung eine zweite vorgegebene Dauer hat, die kürzer ist als die erste vorgegebene Dauer entsprechend der ersten Zustandsänderung. Der Teststatusanschluss wird dann als Antwort auf die zweite Zustandsänderung auf eine Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses überwacht und ein Fehlersignal erzeugt, wenn der Teststatusanschluss den Status nicht als Antwort auf die zweite Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses ändert.
Außerdem wird das Fehler-Flag gesetzt, wenn sich der Status des Teststatusanschlusses nicht als Antwort auf die zweite Zustandsänderung innerhalb einer dritten Zeitperiode mit einer vorgegebenen Dauer ändert, die kürzer ist als die vorgegebene Dauer der zweiten Zustandsänderung.
Verschiedene Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung erschließen sich für den Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines typischen Bewegungssensormoduls im Stand der Technik.
2 zeigt Spannungen, die während eines typischen Selbsttests des Bewegungssensormoduls von 1 auftreten.
3 zeigt Spannungen, die während eines Selbsttests des in 1 dargestellten Bewegungssensormoduls gemäß der Erfindung auftreten.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus zur Ausführung des Selbsttests von 3 darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine alternative Ausführungsform des Algorithmus von 4 darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine alternative Ausführungsform der Erfindung darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die vorliegende Erfindung beschreibt die Ausführung eines Selbsttests innerhalb einer sehr kurzen Periode, die gerade lang genug gewählt wird, so dass der Teststatusanschluss 12 des Bewegungssensors seinen Zustand ändert, und wesentlich kürzer als die Zeit, die für den in 2 dargestellten Selbsttest erforderlich wäre. Es wird z. B. davon ausgegangen, dass der Selbsttest gemäß der Erfindung kürzer als 10 ms ist, im Vergleich zu ca. 200 ms, die für den in 2 dargestellten Selbsttest erforderlich sind. Dieser verkürzte Selbsttest verifiziert die Funktionalität des Teststatusanschlusses, der seinerseits die Funktion der Mehrzahl der im Bewegungssensor 10 enthaltenen Komponenten verifiziert. Durch eine sehr rasche Ausführung des Selbsttests hat der normale Ausgangsspannungs-Offset 32 nicht genug Zeit, in Sättigung zu gehen. Deshalb kann der Selbsttest gemäß der vorliegenden Erfindung kontinuierlich angewiesen werden, selbst dann, wenn sich das das Bewegungssensormodul tragende Fahrzeug bewegt.
Unter erneuter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 3 die Funktionsweise des Selbsttests gemäß der vorliegenden Erfindung. In einer idealen Schaltung ändert sich die Spannung am Teststatusanschluss 12, wenn die Testaktivierungsspannung entweder an den Testaktivierungsanschluss 18 angelegt oder davon entfernt wird, wie in 2 dargestellt ist. Die vorliegende Erfindung berücksichtigt jedoch, dass eine kurze Verzögerung stattfinden kann, bevor sich die Teststatusanschlussspannung ändert. Deshalb wird wie in 3 dargestellt eine kurzzeitige Testspannung 30 bei t₁₀ angelegt, wobei die Teststatusspannung 28 den Zustand in einem späteren Zeitpunkt t₁₂ ändert. Die vorliegende Erfindung vergleicht die Verzögerung zwischen den Zeiten t₁₂ und t₁₀ mit einem Verzögerungsschwellenwert ΔT, um zu bestimmen, ob der Selbsttest einwandfrei funktioniert hat. Der Verzögerungsschwellenwert ΔT wird in Abhängigkeit von der Ansprechzeit des Teststatusanschlusses gewählt.
Demzufolge sieht die Erfindung die Überwachung des Teststatusanschlusses auf eine Spannungsänderung vor. Wenn die Spannungsänderung nicht vor Ablauf einer Zeitperiode gleich t₁₀ + ΔT erfolgt, ist dies ein Hinweis darauf, dass im Sensormodul 10 ein Fehler vorliegt, und es wird ein Fehler-Flag gesetzt.
Alternativ sieht die Erfindung die Bestimmung der Differenz zwischen der Zeit t₁₀ des Anliegens des Testaktivierungssignals und der Ansprechzeit t₁₂ des Teststatusanschlusses vor. Wenn die Differenz kleiner oder gleich dem Verzögerungsschwellenwert ΔT ist, ist dies ein Hinweis darauf, dass der Teststatusanschluss 12 einwandfrei funktioniert. Wenn jedoch die Differenz zwischen der Zeit t₁₀ des Anliegens des Testaktivierungssignals und der Ansprechzeit t₁₂ des Teststatusanschlusses den Verzögerungsschwellenwert ΔT überschreitet, ist dies ein Hinweis darauf, dass im Sensormodul 10 ein Fehler vorliegt, und es wird ein Fehler-Flag gesetzt.
Die Änderung der Ausgangsspannung, die sich ergäbe, wenn die Testspannung 30 nach t₁₃ noch am Testaktivierungsanschluss 18 anliegen würde, ist durch die mit 32 in 3 gekennzeichnete Kurve dargestellt. Wie aus der Figur zu ersehen ist, hat die Ausgangsspannung 32 am Ausgangsanschluss 16 einen Anfangswert, der mit dem Ausgang des Sensors in Beziehung steht. In 3 hat der Anfangs-Ausgang des Sensors eine Spannung entsprechend einem Wert von 0°/Sekunde, wie er von einem Gierwinkel-Sensor erzeugt werden würde. Alternativ kann die Ausgangsspannung eine von einem Beschleunigungsmesser (nicht dargestellt) erfasste Beschleunigung repräsentieren. Der Wert der Änderung der Ausgangsspannung 32 wird nach t₁₅ signifikant, was deutlich später ist als der Zeitpunkt, in dem die Testspannung 30 tatsächlich auf null zurückgeht. Vor t₁₂ ist die Änderung der Ausgangsspannung 32 geringer als der Umgebungs-Rauschpegel, wie mit der Strichlinie in 3 dargestellt ist. Der Selbsttest gemäß der vorliegenden Erfindung beeinflusst also die Ausgangsspannung 32 nicht. Typischerweise beträgt die Dauer des Testsignals t₁₃ bis t₁₀ 2 Millisekunden; andere Zeitperioden können jedoch vorgesehen werden. Außerdem beträgt die Zeitperiode zwischen dem Start des Selbsttests t₁₀ und dem potentiellen Ansprechen der Sensor-Ausgangsanschlussspannung bei t₁₅ typischerweise 3 Millisekunden; jedoch kann auch hier eine andere Zeitperiode angewendet werden.
Um einen zufälligen Spannungsfehler oder Rauschen zu verhindern, wodurch ein Fehler-Flag gesetzt werden würde, sieht die Erfindung außerdem vor, die Häufigkeit zu zählen, mit der Fehler erkannt werden. Die Erfindung sieht demnach die Verwendung von vier oder fünf aufeinanderfolgenden Fehlerereignissen als Kriterium zum Setzen eines Fehler-Flag vor. Die Erfindung kann jedoch auch mit mehr oder weniger aufeinanderfolgenden Fehlerereignissen verwirklicht werden, bei denen ein Fehler-Flag gesetzt wird, oder das Fehler-Flag kann auch nach Auftreten nur eines Fehlers gesetzt werden. Außerdem liegen die Testaktivierungssignale typischerweise im Bereich von 0 bis 5 V, die von einer geregelten Spannungsversorgung (nicht dargestellt) bereitgestellt werden. Der Mikroprozessor kann jedoch auf maximale Eingangsspannungen von ca. 3,3 V begrenzt sein. In diesem Fall sieht die Erfindung die Bereitstellung eines Pegelschiebers oder eines Spannungsteilers (nicht dargestellt) vor, der zwischen dem Ausgangsanschluss 16 des Bewegungssensors und dem entsprechenden Eingangsanschluss des Mikroprozessors geschaltet ist. Der Pegelschieber hätte die Aufgabe, die Spannung am Ausgangsanschluss des Bewegungssensors auf einen geeigneten Pegel zum Anlegen an den Mikroprozessor zu verringern.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Algorithmus zur Ausführung der Erfindung. Der Algorithmus wird über Block 40 aufgerufen und geht zu Funktionsblock 42 weiter, wo ein Zähler T auf null gesetzt wird. Der Algorithmus geht dann zu Funktionsblock 44 weiter, wo eine Testspannung an den Testaktivierungsanschluss 18 bei t₁₀ gelegt wird. Wie oben beschrieben hat die Testspannung eine kurze Dauer und endet bei t₁₃. Der Algorithmus geht dann zu Funktionsblock 46 weiter, wo eine Zeitverzögerung implementiert und der Zähler inkrementiert wird. Das Inkrement kann eins sein, wenn Iterationen gezählt werden, oder eine Zeitperiode wie z. B. 0,5 Millisekunden. Der Algorithmus geht dann zu Entscheidungsblock 48 weiter, wo der aktuelle Wert des Zählers T mit einem Schwellenwert ΔT verglichen wird, der die erwartete Zeitverzögerung für eine Statusänderung am Teststatusanschluss 12 repräsentiert, d. h. die Differenz zwischen t₁₂ und t₁₀, wenn ein Zeitinkrement im Funktionsblock 46 verwendet wird. Wenn im Funktionsblock 46 ein Inkrementzähler verwendet wird, würde der Schwellenwert die Anzahl der Iterationen repräsentieren, die zum Erreichen der erwarteten Zeitverzögerung für eine Statusänderung am Teststatusanschluss erforderlich sind. Wenn der aktuelle Wert des Zählers T kleiner als der Schwellenwert ΔT ist, geht der Algorithmus zu Funktionsblock 46 zurück, wo der Zähler erneut inkrementiert wird.
Wenn der Wert des Zählers T im Entscheidungsblock 48 größer oder gleich ist dem Schwellenwert ΔT, ist ausreichend Zeit für eine Änderung des Teststatusanschlusses vergangen, wenn das Sensormodul einwandfrei arbeitet, und der Algorithmus geht zu Funktionsblock 50 weiter. Im Funktionsblock 50 wird die am Teststatusanschluss 12 liegende Spannung auf eine Statusänderung geprüft. Der Algorithmus geht dann zu Entscheidungsblock 52 weiter, wo bestimmt wird, ob eine Statusänderung am Teststatusanschluss 12 stattgefunden hat oder nicht. Wenn sich der Status geändert hat, arbeitet das Sensormodul einwandfrei, und der Algorithmus geht zum Exit-Block 54 weiter. Wenn sich der Status im Entscheidungsblock 52 nicht geändert hat, arbeitet das Sensormodul nicht einwandfrei und der Algorithmus geht zu Funktionsblock 56 weiter, wo ein Fehler-Flag gesetzt wird. Der Algorithmus wird dann über Block 54 beendet.
Wie oben beschrieben sieht die Erfindung auch das Zählen einer vorgegebenen Anzahl aufeinanderfolgender Fehler vor, bevor ein Fehler-Flag gesetzt wird. Eine alternative Ausführungsform des oben beschriebenen Algorithmus mit diesem Merkmal ist in 5 dargestellt, in der alle Blöcke, die gleich sind denen von 4, identische Bezugszeichen haben. Der Algorithmus wird wieder über Funktionsblock 40 aufgerufen und geht zu Funktionsblock 58 weiter, wo ein Zähler C, der die Anzahl der erfassten aufeinanderfolgenden Fehler zählt, auf null gesetzt wird. Der Algorithmus geht dann zu Funktionsblock 44 weiter, wo eine Testspannung an den Testaktivierungsanschluss 18 bei t₁₀ gelegt wird. Der Algorithmus geht dann zu Funktionsblock 60 weiter, wo eine Zeitverzögerung wie oben beschrieben implementiert wird. Alternativ kann ein zweiter Zähler mit den Blöcken 46 und 48 aus 4 verwendet werden, die den Funktionsblock 60 ersetzen. Der Algorithmus wird mit Funktionsblock 50 fortgesetzt.
Im Funktionsblock 50 wird die am Teststatusanschluss 12 liegende Spannung auf eine Statusänderung geprüft. Der Algorithmus geht dann zu Entscheidungsblock 52 weiter, wo bestimmt wird, ob eine Statusänderung am Teststatusanschluss 12 stattgefunden hat oder nicht. Wenn sich der Status geändert hat, arbeitet das Sensormodul einwandfrei, und der Algorithmus geht zu Funktionsblock 58 zurück, wo der Zähler C erneut auf null gesetzt wird und ein neues Testinkrement beginnt. Wenn sich der Status im Entscheidungsblock 52 nicht geändert hat, arbeitet das Sensormodul nicht einwandfrei, und der Algorithmus geht zu Funktionsblock 62 weiter, wo der Zähler C inkrementiert wird. Der Algorithmus geht dann zu Entscheidungsblock 64 weiter.
Im Entscheidungsblock 64 wird der Zähler C mit einem Fehler-Schwellenwert ΔC verglichen, der die maximal zulässige Anzahl aufeinanderfolgender Fehler repräsentiert. Der Fehler-Schwellenwert C_max wird im Voraus gewählt, um ein falsches Setzen des Fehler-Flag auszuschließen. Der Wert kann also z. B. 5 sein; die Erfindung kann jedoch auch mit anderen Werten für C_max verwirklicht werden. Wenn der Zähler C kleiner als C_max ist, geht der Algorithmus zu Funktionsblock 44 zurück, um eine weitere Iteration zu beginnen. Wenn der Zähler C im Entscheidungsblock 62 größer oder gleich C_max ist, geht der Algorithmus zu Funktionsblock 54 weiter, wo ein Fehler-Flag gesetzt wird. Der Algorithmus wird dann über Block 54 beendet.
Wie 5 zeigt, läuft der Algorithmus nach dem Aufrufen kontinuierlich ab, bis das Fehler-Flag gesetzt wird. Die Erfindung kann auch mit einem Entscheidungsblock zur Fortsetzung angewendet werden, der in 5 hinzugefügt wird (nicht dargestellt), um ein Beenden des Algorithmus zu gestatten, ohne dass ein Fehler-Flag gesetzt worden ist. Die Fortsetzung könnte auch durch andere Faktoren bestimmt werden, z. B. durch die Gesamtlaufzeit des Algorithmus oder eine Betriebsbedingung des Fahrzeugs, wie z. B. laufender Motor des Fahrzeugs, Gang eingelegt, oder Zündung eingeschaltet; allerdings können auch andere Kriterien angewendet werden.
Eine andere alternative Ausführungsform der Erfindung wird mit dem Algorithmus in 6 dargestellt, wo Blöcke, die gleich sind denen der 4 und 5, identische Bezugszeichen haben. Bei der Ausführungsform von 6 wird die abgelaufene Zeitperiode zwischen dem Zeitpunkt des Anlegens der Testspannung an den Testaktivierungsanschluss 18 und dem Zeitpunkt, in dem sich der Status der Spannung am Teststatusanschluss 12 ändert, mit einem Schwellenwert ΔT der Zeitverzögerung verglichen. Wenn die abgelaufene Zeitperiode größer als ΔT ist, wird angenommen, dass das Sensormodul nicht einwandfrei arbeitet.
Der in 6 dargestellte Algorithmus wird über Block 40 aufgerufen und geht zu Funktionsblock 58 weiter, wo ein Zähler C für aufeinanderfolgende Fehler auf null gesetzt wird. Der Algorithmus geht dann zu Funktionsblock 44 weiter, wo die Testspannung bei t₁₀ an den Testaktivierungsanschluss 18 gelegt wird. Wie oben beschrieben hat die Testspannung eine kurze Dauer und endet bei t₁₃. Der Algorithmus geht dann zu Funktionsblock 70 weiter, wo die Spannung am Teststatusanschluss 12 überwacht wird und der Wert t₁₂, der die Zeit repräsentiert, zu der die Teststatusantwort erfasst wird, aufgezeichnet wird. Außerdem wird die Differenz zwischen t₁₂ und t₁₀ im Funktionsblock 70 berechnet. Der Algorithmus geht dann zum Entscheidungsblock 72 weiter.
Im Entscheidungsblock 72 wird die Differenz zwischen t₁₂ und t₁₀ mit dem Verzögerungs-Schwellenwert ΔT verglichen. Wenn die Differenz den Verzögerungs-Schwellenwert ΔT überschreitet, geht der Algorithmus zu Funktionsblock 62 weiter, wo der Zähler C für aufeinanderfolgende Fehler um eins inkrementiert wird. Der Algorithmus geht dann zu Entscheidungsblock 64 weiter. Wenn im Entscheidungsblock 72 die Differenz kleiner oder gleich ist dem Verzögerungs-Schwellenwert ΔT, geht der Algorithmus zu Funktionsblock 76 weiter, wo der Zähler auf null zurückgesetzt wird. Der Algorithmus geht dann zu Entscheidungsblock 64 weiter.
Im Entscheidungsblock 64 wird der Wert des Zählers mit der maximal zulässigen Anzahl aufeinanderfolgender Fehler C_MAX verglichen. Wenn der Wert des Zählers größer oder gleich ist der maximal zulässigen Anzahl aufeinanderfolgender Fehler C_MAX, geht der Algorithmus zu Funktionsblock 54 weiter, wo ein Fehler-Flag gesetzt wird. Der Algorithmus wird dann über den mit 56 gekennzeichneten Block beendet. Wenn der Wert des Zählers im Entscheidungsblock 64 kleiner ist als die maximal zulässige Anzahl aufeinanderfolgender Fehler C_MAX, geht der Algorithmus zu Entscheidungsblock 80 weiter.
Im Entscheidungsblock 80 bestimmt der Algorithmus, ob er fortzusetzen ist oder nicht. Die Kriterien für eine Fortsetzung können durch Beobachten einer Fahrzeugbetriebsbedingung, wie z. B. Laufen des Fahrzeugmotors, eingelegter Gang oder eingeschaltete Zündung bestimmt werden. Alternativ könnte die Fortsetzung auch durch die Gesamtzeit des ablaufenden Algorithmus bestimmt werden; andere Kriterien könnten jedoch ebenfalls herangezogen werden. Wenn eine Fortsetzung im Entscheidungsblock 80 bestimmt wird, geht der Algorithmus zu Funktionsblock 82 weiter, wo eine Zeitverzögerung vor Beginn der nächsten Iteration des Algorithmus festgelegt wird. Eine typische Iterationszeitverzögerung kann 50 Millisekunden betragen; es können jedoch längere oder kürzere Zeitverzögerungen vorgesehen werden. Es ist zu beachten, dass typische Selbsttests im Stand der Technik ca. 140 Millisekunden dauern, so dass erneut darauf hingewiesen wird, dass der von der Erfindung vorgesehene Selbsttest ausgeführt werden kann, während sich das Fahrzeug bewegt, ohne die Genauigkeit des Sensormodul-Ausgangssignals zu beeinflussen. Sobald die Zeitverzögerung abgelaufen ist, kehrt der Algorithmus zu Funktionsblock 44 zurück und beginnt die nächste Testiteration. Wenn im Entscheidungsblock 80 keine Fortsetzung bestimmt wird, wird der Algorithmus dann über den mit 56 gekennzeichneten Block beendet.
Es versteht sich, dass die in den 4 bis 6 dargestellten Algorithmen beispielhaft sind und dass die Erfindung auch mit Variationen der Algorithmen oder mit anderen Algorithmen verwirklicht werden kann. So können z. B. in 6 die mit 62 und 76 gekennzeichneten Funktionsblöcke sowie der mit 74 gekennzeichnete Entscheidungsblock entfernt werden, wenn gewünscht wird, das Fehler-Flag bei der Detektion des Auftretens eines einzigen Fehlers zu setzen (nicht dargestellt). Auf ähnliche Weise können die Blöcke 30 und 82 entfernt und der Algorithmus wie in 5 dargestellt so strukturiert werden, dass der JA-Zweig des Entscheidungsblocks mit dem Funktionsblock 44 verbunden wird, um kontinuierliches Testen zu veranlassen (nicht dargestellt).
Wie oben für den in 6 dargestellten Algorithmus beschrieben nutzt die Erfindung die Anfangsantwort auf das Anlegen der Testaktivierungsspannung um zu bestimmen, ob der Sensor 10 einwandfrei arbeitet. Die Erfindung sieht jedoch ebenfalls vor, die Antwort, die am Teststatusanschluss 12 nach dem Ende des Testaktivierungssignals bei t₁₃ erkannt wird, zu nutzen. Somit kann die Differenz zwischen der Zeit, die zwischen dem bei t₁₃ auf null zurückgehenden Testaktivierungssignal 30 und der Zeit, zu der das Teststatussignal 28 bei t₁₄ wieder auf High geht, mit dem Ende des Schwellenwertes der Testverzögerung verglichen werden, der dem obigen Verzögerungs-Schwellenwert ΔT gleich sein kann oder nicht. Außerdem kann nur das Ende der Testverzögerungskriterien oder eine Kombination mit dem Start der obigen Testverzögerungskriterien angewendet werden.
Das Prinzip und die Funktionsweise dieser Erfindung sind gemäß den Vorschriften der Patentgesetze bei dieser bevorzugten Ausführungsform erläutert und dargestellt worden. Es versteht sich jedoch, dass diese Erfindung anders als speziell erläutert und dargestellt verwirklicht werden kann, ohne von ihrem Geist oder Gültigkeitsbereich abzuweichen. Während die Erfindung mit Spannungen dargestellt ist, die von Low nach High und von High nach Low gehen, kann die Erfindung also auch mit Spannungen verwirklicht werden, die sich in der entgegengesetzten Richtung ändern, d. h. die Erfindung nutzt eine Zustandsänderung der Spannung. Des Weiteren sieht die Erfindung vor, Spannungen zu nutzen, die sich zwischen null und einem negativen Wert oder zwischen positiven und negativen Werten ändern.

Claims

Verfahren zur zuverlässigen Selbstprüfung eines Bewegungssensormoduls (10), das die Schritte aufweist: (a) Bereitstellen eines Bewegungssensormoduls (10) mit einem Ausgangssignalanschluss (16) und einem Testaktivierungsanschluss (18), wobei das Bewegungssensormodul (10) auf eine erste Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses (18) anspricht, um eine Folge Selbsttests mit dem Sensormodul (10) zu veranlassen, wobei die Selbsttests ein Testantwortsignal am Ausgangssignalanschluss (16) bereitstellen, wobei die erste Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses (18) eine erste vorgegebene Dauer hat, um die Beendigung der Selbsttestfolge zu gestatten, wonach der Testaktivierungsanschluss (18) in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wobei das Bewegungssensormodul (10) ebenfalls einen Teststatusanschluss (12) hat, der seinen Zustand als Antwort auf die Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses (18) ändert, wobei der Zustand des Teststatusanschlusses (12) als Antwort auf die Rückkehr des Testaktivierungsanschlusses (18) in seinen ursprünglichen Zustand in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte: (b) Anwenden einer zweiten Zustandsänderung auf den Testaktivierungsanschluss (18), wobei die zweite Zustandsänderung eine zweite vorgegebene Dauer hat, die kürzer ist als die erste vorgegebene Dauer der ersten Zustandsänderung; (c) Überwachen des Teststatusanschlusses (12) auf eine Zustandsänderung als Antwort auf die zweite Zustandsänderung, die auf den Testaktivierungsanschluss (18) angewendet wird; und (d) Erzeugen eines Fehlersignals, wenn der Teststatusanschluss (12) seinen Status nicht als Antwort auf die zweite Zustandsänderung des Testaktivierungsanschlusses (18) ändert.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Fehlersignal in Schritt (d) erzeugt wird, wenn der Teststatusanschluss (12) seinen Status nicht innerhalb einer dritten Zeitperiode mit einer vorgegebenen Dauer, die kürzer ist als die zweite vorgegebene Dauer, als Antwort auf die zweite Zustandsänderung entsprechend der zweiten Zustandsänderung ändert.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die dritte Zeitperiode ab dem Beginn der zweiten Zeitperiode gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die dritte Zeitperiode ab dem Ende der zweiten Zeitperiode gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem Schritt (c) außerdem das Zählen aufeinanderfolgender Male, bei denen sich der Status des Teststatusanschlusses (12) nicht innerhalb der dritten Zeitperiode ändert, enthält und nur dann zu Schritt (d) weitergeht, wenn die Anzahl aufeinanderfolgender Male, bei denen sich der Status des Teststatusanschlusses (12) nicht innerhalb der dritten Zeitperiode ändert, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Bewegungssensor (10) mindestens einen Schwerkraftsensor enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Bewegungssensor (10) mindestens einen Beschleunigungsmesser enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Bewegungssensor (10) mindestens einen Winkelgeschwindigkeitssensor enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Schritt (c) außerdem das Zählen aufeinanderfolgender Male, bei denen sich der Status des Teststatusanschlusses (12) nicht als Antwort auf die zweite Zustandsänderung ändert, die am Testaktivierungsanschluss (18) angewendet wird, und nur dann zu Schritt (d) weitergeht, wenn die Anzahl aufeinanderfolgender Male, bei denen sich der Status des Teststatusanschlusses (12) nicht innerhalb einer dritten Zeitperiode ändert, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner die Bereitstellung eines Spannungspegelschiebers enthält, der zwischen dem Sensormodul-Ausgangssignalanschluss (16) und einem entsprechenden Mikroprozessor-Eingangsanschluss geschaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Fehlersignal nur dann erzeugt wird, wenn der Teststatusanschluss (12) den Status nicht als Antwort auf die zweite Zustandsänderung am Testaktivierungsanschluss (18) innerhalb einer dritten vorgegebenen Zeitperiode ändert, die kürzer ist als die zweite vorgegebene Zeitdauer.