DE4302399C2 - Elektronische Einrichtung und Verfahren zur Überprüfung derselben - Google Patents

Elektronische Einrichtung und Verfahren zur Überprüfung derselben

Info

Publication number
DE4302399C2
DE4302399C2 DE4302399A DE4302399A DE4302399C2 DE 4302399 C2 DE4302399 C2 DE 4302399C2 DE 4302399 A DE4302399 A DE 4302399A DE 4302399 A DE4302399 A DE 4302399A DE 4302399 C2 DE4302399 C2 DE 4302399C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
values
sensor
electronic device
acceleration
sensor arrangements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4302399A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4302399A1 (de
Inventor
Bernhard Mattes
Hartmut Schumacher
Norbert Crispin
Michael Henne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE4302399A priority Critical patent/DE4302399C2/de
Priority to JP23062593A priority patent/JP3426295B2/ja
Priority to US08/126,948 priority patent/US5440913A/en
Publication of DE4302399A1 publication Critical patent/DE4302399A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4302399C2 publication Critical patent/DE4302399C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/017Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including arrangements for providing electric power to safety arrangements or their actuating means, e.g. to pyrotechnic fuses or electro-mechanic valves
    • B60R21/0173Diagnostic or recording means therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application
    • G01D1/18Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application with arrangements for signalling that a predetermined value of an unspecified parameter has been exceeded
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer elektronischen Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Elektronische Einrichtungen dieser Art dienen der Sicherheit von Fahrzeuginsassen, insbesondere der Insassen von Kraftfahrzeugen. Sie umfassen beschleunigungsempfind­ liche Sensoren, die die auf das Fahrzeug einwirkenden Beschleuni­ gungen registrieren und bei auf eine Gefahr hinweisenden hohen Beschleunigungswerten rechtzeitig die Auslösung von Sicherungs­ mitteln für die Fahrzeuginsassen, wie beispielsweise Gurtstraffer und/oder Airbag veranlassen. Gefahrbringende hohe Beschleunigungs­ werte treten insbesondere bei Fahrzeugkollisionen oder bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf feststehende Hindernisse auf. Für sicherheitsrelevante elektronische Einrichtungen der eingangs genannten Art, denen im Gefahrenfall das Leben von Fahrzeuginsassen anvertraut ist, wird eine außerordentlich hohe Betriebssicherheit gefordert. Diese hohe Betriebssicherheit kann praktisch nur dann garantiert werden, wenn alle Komponenten der elektronischen Einrichtung überprüfbar sind und zumindest in regelmäßigen Abständen überprüft werden. Ein besonderes Problem bieten hierbei die beschleunigungsempfindlichen Sensoren, die ohne größeren Aufwand während des normalen Fahrzustands eines Fahrzeugs nicht ohne weiteres überprüfbar sind. Ein Hauptgrund hierfür ist die Tatsache, daß bei normalen Fahrzuständen des Fahrzeugs die für einen Unfall charakteristischen Kurvenverläufe der Beschleunigung als Funktion der Zeit und auch die hohen Amplitudenwerte nicht auftreten. Zwar ist eine Prüfung der beschleunigungsempfindlichen Sensoren in einem Nichtbereitschaftszustand des Fahrzeugs grundsätzlich möglich. Dazu müssen beispielsweise die beschleunigungsempfindlichen Sensoren demontiert und auf einem Prüfstand einem Beschleunigungstest unter­ zogen werden. Alternativ könnte das Fahrzeug mit eingebauten beschleunigungsempfindlichen Sensoren in einem simmulierten Crash-Test realitätsnahen Beschleunigungswerten ausgesetzt werden. Auch wenn die beschleunigungsempfindlichen Sensoren bei derartigen, sehr aufwendigen Testverfahren als brauchbar befunden werden, ist jedoch nicht sichergestellt, daß die Funktionsfähigkeit über längere Zeit während des normalen Fahrbetriebs aufrechterhalten bleibt.
Aus US-A-4 873 452 ist eine überprüfbare elektronische Einrichtung mit einem piezoelektrischen beschleunigungsempfindlichen Sensor bekannt, bei der der Sensor für Diagnosezwecke mit einem elek­ trischen Testimpuls beaufschlagt wird. Als Reaktion auf diesen elektrischen Testimpuls gibt der piezoelektrische Sensor ein Ausgangssignal ab, das von einer Auswerteschaltung analysierbar ist. Abgesehen davon, daß die zusätzliche Testeinrichtung sehr aufwendig ist und eine solche elektronische Einrichtung sehr aufwendig und teuer macht, kann mit dieser bekannten Testmethode keine den wirk­ lichen Einsatzbedingungen entsprechende Prüfung des Sensors durch­ geführt werden. Zwar sind die elektrischen Eigenschaften des Sensors überprüfbar. Nicht überprüfbar ist jedoch, ob der Sensor in der gewünschten Weise auf eine mechanische Kraftwirkung infolge einer Beschleunigungsbeaufschlagung reagiert. Nicht überprüfbar ist auch die mechanische Verbindung des beschleunigungsempfindlichen Sensors mit dem Fahrzeug.
Aus US-A-4 950 915 ist ein beschleunigungsempfindlicher Sensor mit einer Prüfeinrichtung bekannt. Die Prüfeinrichtung umfaßt eine Schallquelle, die den beschleunigsempfindlichen Sensor zum Zwecke der Überprüfung mit Schallwellen beaufschlagt. Die Einkopplung der Schallwellen auf den beschleunigungsempfindlichen Sensor erfolgt einerseits unmittelbar, andererseits mittelbar über ein den Sensor und die Schallquelle umgebendes Gehäuse. Auf diese Weise soll neben der grundsätzlichen Überprüfung der Wandlereigenschaften des beschleunigungsempfindlichen Sensors noch die Befestigung des Sensors im Fahrzeug überprüfbar sein. Abgesehen davon, daß die zusätzliche Schallquelle und deren Ansteuerungschaltung die bekannte elektronische Einrichtung aufwendiger und teurer machen, besteht ein erhöhtes Risiko darin, daß, bedingt durch die größere Anzahl von Bauelementen, auch Fehler in der Testeinrichtung auftreten können.
Aus DE-AS 24 54 424 ist es weiter bekannt, daß bei einer Sicher­ heitsvorrichtung für Fahrzeuginsassen Beschleunigungswerte unter einem vorgebbaren Minimalwert, unter den beispielsweise auch normale Fahrerschütterungen fallen, nicht ausgewertet werden. Begründet wird dies in der Regel damit, daß derart niedrige Beschleunigungswerte keine Gefahr für die Fahrzeuginsassen darstellen. Auf derart niedrige Beschleunigungswerte zurückzuführende Ausgangssignale der beschleunigungsempfindlichen Sensoren werden daher unterdrückt. Aus DE-C2-26 12 215 ist es beispielsweise bekannt, daß erst oberhalb eines Grenzwertes von 4 g liegende Beschleunigungswerte von Sicher­ heitseinrichtungen ausgewertet werden. Darunterliegende Beschleuni­ gungswerte bleiben unberücksichtigt.
Schließlich ist aus DE-A1-39 20 091.4 eine zwei beschleunigungs­ empfindliche Sensoren umfassende Sicherheitseinrichtung für Fahr­ zeuginsassen bekannt, die zwecks Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Sensoren einen Vergleich der Sensorausgangssignale vornimmt. Die bekannte Einrichtung macht sich die Tatsache zunutze, daß auch im normalen Fahrbetrieb zeitweilig hohe Beschleunigungswerte auftreten, die nicht unfallspezifisch sind, sondern auf starke Beanspruchungen des Fahrzeugkörpers und der Sensoren beispielsweise infolge des Überfahrens von Schlaglöchern, Bodenunebenheiten oder dergleichen zurückzuführen sind. Allerdings treten diese Beschleunigungs­ beanspruchungen sehr unregelmäßig auf, so daß eine zuverlässige Überprüfung darauf nicht aufgebaut werden kann. Die bekannte Einrichtung setzt weiter voraus, daß beschleunigungsempfindliche Sensoren mit im wesentlichen übereinstimmendem Ausgangssignal­ verhalten eingesetzt werden. Dies macht aber einen aufwendigen Selektionsprozeß mit vergleichsweise geringer Ausbeute an Sensoren mit übereinstimmendem Ausgangssignalverhalten notwendig. Derart selektierte Sensoren sind aber vergleichsweise teuer.
DE 37 36 296 C1 zeigt eine Sensorschaltung mit einem Beschleunigungssensor. Es ist ein Prüfzyklus vorgesehen, währenddessen der Beschleunigungssensor typische Vibrationen bei Motorlauf und/oder Fahren aufnimmt. Aus DE 37 36 294 C2 ist eine Einrichtung zur Funktionskontrolle von Beschleunigungssensoren bekannt. Dabei sind mehrere Beschleunigungssensoren vorgesehen, die derart miteinander mechanisch gekoppelt sind und durch beispielsweise elektrische Anregung so stimuliert werden, dass einer der Beschleunigungssensoren als Körperschallsender wirkt, dessen Signale der oder die anderen, mit ihm gekoppelten Beschleunigungssensoren, empfangen, um einen Prozessor im Hinblick auf Funktion, Eichung und Ankopplung an die Gehäusestruktur zu überprüfen. Aus DE 39 20 091 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuginsassen bekannt. Dabei werden Signale von beschleunigungsempfindlichen Sensoren summiert bzw. Integrationseinrichtungen zugeführt. Darüber hinaus ist eine Vergleichseinrichtung vorhanden, die zum Vergleich der Summations- und Integrationswerte vorgesehen ist. Die Vergleichseinrichtung steuert eine Warneinrichtung an, sobald der Vergleichswert einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Aus DE 38 11 217 A1 ist ein Sensorbussystem bekannt. Dabei werden defekte Sensoren erkannt und entsprechende Maßnahmen eingeleitet. Aus DE 39 38 777 A1 ist eine Schaltungsanordnung zur Erkennung von Signalstörungen bekannt. Dabei ist eine Fehlererkennung der Funktionsweise von Beschleunigungssensoren vorgesehen. Die DE 40 16 644 A1 nennt eine redundante Anordnung von mindestens zwei Beschleunigungsaufnehmern, die annähernd am gleichen Ort eingebaut sind, so dass auf sie während eines Unfalls im Wesentlichen die gleichen Kräfte bzw. Verzögerungen wirken. Eine Überprüfung der Beschleunigungssensoren erfolgt anhand derselben Fahr- bzw. Störgeräusche. Aus DE 41 34 902 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen eines Aufpralls eines Fahrzeugs bekannt. Dabei sind unterschiedliche Beschleunigungssensoren vorgesehen, wobei die zur Funktionsüberprüfung gemessenen Signale daraufhin untersucht werden, ob eine Kohärenz zwischen ihnen besteht.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektronische Einrichtung und das Verfahren zur Überprüfung derselben bieten demgegenüber insbesondere den Vorteil, daß eine ständige Überprüfung der beschleunigungsempfindlichen Sensoren während eines regulären Fahrzustandes des Fahrzeugs ermög­ licht wird, bei dem nur vergleichsweise niedrige Beschleunigungs­ werte auftreten. So findet eine Überprüfung schon bei weit unterhalb eines Grenzwertes von 4 g liegenden Beschleunigungswerten statt, die bei herkömmlichen elektronischen Einrichtungen dieser Art durch Vor­ gabe eines Mindestschwellwertes der Beschleunigung überhaupt von einer Bewertung ausgenommen wurden. Für die Überprüfung der Sensoren ist die Einrichtung daher auch nicht auf die Auswertung von Beschleunigungsspitzenwerten angewiesen, die sporadisch, etwa bei Durchfahren von Schlaglöchern und/oder bei Schlagbeanspruchungen der Karosserie oder sogar erst im Zusammenhang mit einem Unfallereignis auftreten. Durch die praktisch ständig gegebene Überprüfbarkeit der beschleunigungsempfindlichen Sensoren ist sichergestellt, daß ent­ stehende Fehler sehr schnell erkannt werden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht daher eine außerordentlich große Sicherheit und Zuverlässigkeit des die Fahrzeuginsassen schützenden Sicherungs­ systems.
Zeichnung
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Hierbei zeigt Fig. 1 ein erstes Aus­ führungsbeispiel der elektronischen Einrichtung, wobei diese im wesentlichen als Blockschaltbild dargestellt ist, Fig. 2 ein etwas detaillierter ausgeführtes Blockschaltbild der elektronischen Ein­ richtung, Fig. 3 ein weiteres Blockschaltbild der elektronischen Einrichtung, Fig. 4 eine typische Beschleunigungs-Zeit-Kurve eines in Betrieb befindlichen Kraftfahrzeugs, Fig. 5 in einem Beschleuni­ gungs-Zeit-Diagramm Beschleunigungen repräsentierende Ausgangs­ signale von zwei beschleunigungsempfindlichen Sensoren, Fig. 6 in einem Diagramm aufintegrierte Sensorausgangssignale als Funktion der Zeit, Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens, Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Abweichung des Sensorausgangsignals von dem Beschleunigungssignal, Fig. 9 bis Fig. 12 Beschleunigungs-Zeit-Diagranme zur Erläuterung der näherungsweisen Darstellung der wahren Beschleunigung durch ein Sensorausgangssignal.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt eine elektronische Einrichtung, die zwei im wesentlichen identisch ausgestaltete Sensoranordnungen S1 und S2 aufweist. Jede Sensoranordnung umfaßt einen Beschleunigungsaufnehmer, insbesondere piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmer 10, 20, ein Widerstands-Kondensator-Netz­ werk mit den Widerständen R1, R2 und den Kondensatoren CK1 und CK2 sowie die Verstärker 11 und 21. Die Verstärker, vorzugsweise Operationsverstärker 11, 21, haben Eingangswiderstände Re1, Re2, für die die Beziehung
(1) Re1, Re2 << R1, R2
gelte.
Die Beschleunigungsaufnehmer 10, 20, haben Kapazitätswerte von CP1 bzw. CP2. Die mit CK1 bzw. CK2 bezeichneten Kondensatoren sind Kompensationskondensatoren zur Kompensation des Temperaturganges der piezoelektrischen Spannungskonstante der Beschleunigungsaufnehmer 10, 20. Die Widerstände R1, R2 sind hochohmige Belastungswider­ stände, die parallel zu den Beschleunigungsaufnehmern 10, 20 geschaltet sind. Mit den genannten Größen ergeben sich folgende Beziehungen hinsichtlich der Zeitkonstante und der unteren Grenzfrequenz der Sensoranordnungen S1, S2.
Zeitkonstante Sensoranordnung S1:
(2) τ1 = R1(CP1 + CK1).
Zeitkonstante Sensoranordnung S2:
(3) τ2 = R2(CP2 + CK2).
Untere Grenzfrequenz Sensoranordnung S1:
(4) fgU1 = 1/2πτ1.
Untere Grenzfrequenz Sensoranordnung S2:
(5) fgU2 = 1/2πτ2.
Für beschleunigungsempfindliche Sensoranordnungen S1, S2 zur Aus­ wertung der mit Unfallvorgängen verbundenen Beschleunigungssignale werden im allgemeinen keine besonderen Anforderungen an die Genauig­ keit der unteren Grenzfrequenz gestellt. Die interessierenden Frequenzen liegen deutlich oberhalb einer Grenzfrequenz
(6) fgUTYP = 0,6 Hz.
In der Praxis haben sich etwa folgende Bauelementewerte als geeignet herausgestellt: R1, R2 ca. 200 Megohm; CK1, CK2 ca. 330 Pikofarad; CP1, CP2 ca. 900 Pikofarad.
Auf die Bedeutung der unteren Grenzfrequenz fgu der Sensoranordnun­ gen S1, S2 im Zusammenhang mit der Erfindung wird weiter unten noch eingegangen. Die Ausgangsanschlüsse der in Fig. 1 mit 11 und 21 bezeichneten Verstärker sind mit Eingangsanschlüssen eines Pro­ zessors, insbesondere Mikroprozessors 12 verbunden. Ein Ausgangs­ anschluß des Mikroprozessors 12 ist mit einem Sicherungsmittel für Fahrzeuginsassen, vorzugsweise einem Airbag 13, verbunden.
Fig. 2 zeigt ein etwas detaillierter ausgeführtes Blockschaltbild der elektronischen Einrichtung. Die elektronische Einrichtung umfaßt zwei Beschleunigungsaufnehmer 10, 20, deren Ausgangsanschlüsse mit einem Eingangsanschluß mindestens je eines Verstärkers 11, 21 bzw. 11', 21' verbunden sind. Die Bauelemente eines ggf. für die Beschaltung der Beschleunigungsaufnehmer 10, 20 vorgesehenen Wider­ stands-Kondensator-Netzwerks sind nicht dargestellt. Die Ausgangs­ anschlüsse der Verstärker 11, 21, 11', 21' sind mit Eingangs­ anschlüssen des Mikroprozessors 12 verbunden und führen insbesondere zu in dem Mikroprozessor vorgesehenen Analog/Digital-Wandlern (A/D-Wandler). Die A/D-Wandler sind mit A/D-1 bis A/D-4 bezeichnet. Der Mikroprozessor 12 umfaßt weiter eine Recheneinheit 14, eine Speichereinheit 15, einen Schnittstellenbaustein 16 und einen Eingabe/Ausgabe-Baustein 17. Ausgangsanschlüsse dieses Eingabe/Aus­ gabe-Bausteins sind über Leitungen Test 1, Test 2 mit Eingangs­ anschlüssen der Sensoranordnungen S1, S2 verbunden und könnten diese mit Testsignalen beaufschlagen. Zusätzlich ist ein Temperatursensor 18 vorgesehen, der mit dem Eingangsanschluß eines weiteren A/D-Wandlers A/D-5 innerhalb des Prozessors verbunden ist.
In dem Blockschaltbild der Fig. 3 sind Beschleunigungsaufnehmer 10, 20 über je ein Widerstands-Kondensator-Netzwerk mit nicht näher bezeichneten Elementen mit Eingangsanschlüssen von Verstärkern 50a, 50b verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der Verstärker 50a, 50b sind über Schaltmittel 51a, 51b mit Eingangsanschlüssen von Integrator­ bausteinen 52a, 52b verbindbar, die die an den Ausgangsanschlüssen der Verstärker 50a, 50b anliegenden Ausgangssignale aufintegrieren. Die Schaltmittel 51a, 51b sind mit einem Zeitglied 58 verbunden und werden von diesem betätigt. Die Ausgangsanschlüsse der Integrator­ bausteine 52a, 52b sind mit Eingangsanschlüssen von Frequenz­ kompensationsmitteln 53a, 53b verbunden. Mit Hilfe dieser Frequenz­ kompensationsmittel kann eine Korrektur des Frequenzgangs durch­ geführt werden. Dazu sind beispielsweise in Kennfeldern 54a, 54b Korrekturwerte K1, K2 abgespeichert, die zum Zwecke der Korrektur mit den Ausgangssignalen der Integratorbausteine 52a, 52b verknüpft werden. Die Ausgangssignale der Integratorbausteine 52a, 52b werden, ggf. nach Frequenzkompensation durch die Frequenzkompensationsmittel 53a, 53b den Eingangsanschlüssen eines Differenzglieds 55 zugeführt, das den Differenzwert ggf. mit einem von einem Referenzglied 56 gelieferten Referenzwert VREF vergleicht. Der Ausgangsanschluß des Differenzglieds 55 ist mit einem Eingangsanschluß eines Ver­ knüpfungsglieds 57 verbunden, dessen Ausgangsanschluß wiederum mit einer Auswerteschaltung 30 verbunden ist. Die Auswerteschaltung 30 ist ihrerseits mit einer Ansteuerschaltung 40 verbunden, an die ein Rückhaltemittel für Fahrzeuginsassen, insbesondere ein Airbag 41, angeschlossen ist.
Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß auch bei dem regulären Betrieb eines Kraftfahrzeugs ständig Beschleunigungen auftreten, die zu einer Überprüfung der die Sensoranordnungen umfassenden elektronischen Einrichtung ausgenutzt werden können. Unter einem regulären Betrieb des Kraftfahrzeugs werden dabei Betriebszustände verstanden, die keine Unfallsituation darstellen. Im Verlauf eines derartigen regulären Betriebszustands treten derartige Beschleunigungen beispielsweise im Zusammenhang mit einem Bremsvorgang auf, dessen typischer Verlauf anhand des in Fig. 4 dargestellten Diagramms erläutert ist. Dieses Diagramm stellt eine Beschleunigungs-Zeit-Kurve dar, bei der also die Beschleunigung a als Funktion der Zeit t aufgetragen ist. In dem Diagramm sind verschiedene charakteristische Zeiten und Beschleunigungswerte her­ vorgehoben, die folgende Bedeutung haben. as ist der Sollwert der gewünschten Vollverzögerung, der unterhalb der maximal möglichen Verzögerung liegt. Mit Tr ist die Reaktionszeit bezeichnet, die ein Fahrer vom Erkennen eines Hindernisses bis zum Betätigen des Brems­ pedals benötigt. Ta ist die Anprechzeit der Bremse. Tsr ist die Bremsschwellenzeit in der Anstiegsphase, also diejenige Zeitdauer, die im Bremsfall vergeht, um ausgehend vom Verzögerungswert 0,1 as den Verzögerungswert 0,9 as zu erreichen. Analog ist mit Tsf die Bremsschwellenzeit in der Abfallphase der Bremsbetätigung bezeich­ net. Die Bremsschwellenzeit Tsr ist u. a. von der Pedalcharakte­ ristik des Fahrzeugs abhängig. Für kleine Beschleunigungswerte in der Größenordnung zwischen etwa 0,1 bis 0,2 g (g = Erdbeschleuni­ gung) beträgt Tsr ca. 150 bis 250 Millisekunden. Für größere Ver­ zögerungen in der Größenordnung von etwa 0,2 bis 0,8 g beträgt Tsr ca. 250 bis 450 Millisekunden. Die bei üblichen Bremsvorgängen während regulärer Betriebszustände des Kraftfahrzeugs auftretenden Verzögerungswerte in der Größenordnung zwischen etwa 0,1 und 1 g liegen somit wesentlich unter dem in dem Diagramm auch noch einge­ tragenen Verzögerungsgrenzwert von -4 g, der bei herkömmlichen elektronischen Einrichtungen als unterer Schwellwert für die Auswertung von Beschleunigungswerten vorgesehen ist. Um nun derart vergleichsweise geringe Beschleunigungswerte zum Zwecke der Über­ prüfung der elektronischen Einrichtung, insbesondere der Sensor­ anordnungen, ausnutzen zu können, müssen bestimmte Vorbedingungen erfüllt sein.
Einerseits muß es möglich sein, vergleichsweise langsame Vorgänge zu erfassen, das heißt, Vorgänge, für die gilt
(7) fguMeßsignal = 1/2 fgUsensor.
In dieser Gleichung bedeuten fguMeßsignal die untere Grenzfrequenz des zu erfassenden Beschleunigungssignals und fgusensor die untere Grenzfrequenz des das Beschleunigungssignal erfassenden Beschleunigungsaufnehmers.
Als weitere Voraussetzung muß es möglich sein, ggf. vorhandene große Unterschiede bezüglich der unteren Grenzfrequenz der verwendeten Sensoren zu berücksichtigen. Weiterhin müssen die im regulären Betriebs des Fahrzeugs auftretenden vergleichweise niedrigen Beschleunigungswerte sehr gut auflösbar sein. Schließlich müssen ggf. noch weitere Einflußgrößen, wie zum Beispiel Temperatur­ einflüsse auf die Empfindlichkeit der Sensoren, berücksichtigt werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Diagramme und anhand des in Fig. 7 dargestellten Ablaufdiagramms weiter erläutert.
Die Ausgangssignale der Sensoranordnungen S1, S2, also die an den Ausgangsanschlüssen der Verstärker 50a, 50b der Fig. 3 anstehenden Signale werden zum Zwecke der Prüfung durch Abtastung erfaßt, indem die Schaltmittel 51a, 51b betätigt werden und dabei die Ausgangsanschlüsse der Verstärker 50a, 50b mit den jeweils nachfolgenden Stufen der Schaltungsanordnung verbinden. Für die Abtastzeit TA gilt dabei die Beziehung
(8) TA << 1/2fgoMeßsignal,
hierin bedeutet fgoMeßsignal die obere Grenzfrequenz des von der jeweiligen Sensoranordnung zu erfassenden Meßsignals. Zweckmäßig liegt die Abtastzeit TA in einem Bereich zwischen etwa 1 und 50 Millisekunden, insbesondere bei 10 Millisekunden.
Bei der Erfassung der Beschleunigungswerte a ist in der Praxis eine Auflösungsgrenze zu beachten, d. h. für die kleinste auflösbare Beschleunigung gilt
(9) âmin(Grenze) = 10.10-3 g = 0,01 g.
Eine mit akzeptabler Genauigkeit in der Praxis noch erfaßbare Amplitude ist beispielsweise
(10) âmin = 100.10-3 g = 0,1 g,
wenn man von einem Fehler von ±1 LSB (least significant bit) bei der Analog/Digital-Wandlung ausgeht und einen Erfassungsfehler in der Größenordnung von etwa ±10% bei der Erfassung von âmin ausgeht. Befinden sich die Beschleunigungswerte repräsentierenden Ausgangssignale aS1 bzw. aS2 der Sensoranordnung S1, S2 also die an den Ausgangsanschlüssen der Verstärker 50a, 50b anliegenden Signale, innerhalb eines vorgebbaren Amplitudenfensters, dann wird nach folgender Beziehung
ein Grundwert GW1/2 gebildet.
Der Wert nmax ist dabei so zu wählen, daß langsame Änderungen des max Grundwertes GW1/2 durch Offsetdrift, beispielsweise in Folge langsamer Temperaturänderungen, in den hochverstärkenden Meßkanälen der Sensoranordnungen S1, S2 ausgeglichen werden. Beispielsweise wird
(12) nmax = 255
gewählt. Das Amplitudenfenster ist hierbei von der Empfindlichkeit der in den Sensoranordnungen S1, S2 angeordneten Beschleunigungsaufnehmer 10, 20 abhängig.
Nach Ermittlung der Grundwerte GW1/2 wird geprüft, ob diese Grund­ werte in einem Bereich liegen, der es noch ermöglicht, Beschleuni­ gungsänderungen der erwarteten Größenordnung zu übertragen. Ist dies nicht der Fall, wird keine Prüfung der elektronischen Einrichtung durchgeführt. Nach Erfüllung bestimmter vorgebbarer Kriterien, bei­ spielsweise Fortdauer des zuvor beschriebenen Zustandes, über eine vorgebbare Zeitdauer hinaus, wird eine Fehlermeldung abgegeben.
Die Abtastung der von den Sensoranordnungen S1, S2 abgegebenen Aus­ gangssignale aS1, aS2 wird anhand von Fig. 5 erläutert. Der obere Teil des in Fig. 5 dargestellten Diagramms zeigt Beschleuni­ gungs-Zeit-Kurven; in dem unteren Teil ist zusätzlich eine Zeitachse dargestellt. Solange die Beschleunigungssignale aS1, aS2 ihrem Betrag nach einen vorgebbaren Mindestschwellwert, der in dem Diagramm mit a1 bezeichnet ist, nicht überschreiten, werden die Signale nicht abgetastet und nicht zu einer Auswertung herangezogen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn die während des regu­ lären Betriebs eines Kraftfahrzeuges auftretenden Brems- und/oder Beschleunigungsvorgänge und/oder Schaltvorgänge derart gering sind, daß die entsprechenden Ausgangssignale der Beschleunigungsaufnehmer 10, 20 im Rauschen untergehen und nicht mehr auswertbar sind. Überschreitet das Ausgangssignal aS1, aS2 der Sensoranordnungen S1, S2 jedoch von seinem Betrag her den vorgebbaren Mindestschwellwert a1, der beispielsweise bei etwa 0,1 g liegt, so wird eine Auswertung der Sensorausgangssignale begonnen. Die Auswertung beginnt dabei, sobald mindestens ein Signal aS1, aS2 in einem der beiden Signal­ kanäle den vorgebbaren Mindestschwellwert a1 überschreitet. Dies ist in Fig. 5 zum Zeitpunkt T1 der Fall, da dort das Signal aS2 be­ tragsmäßig den vorgegebenen Grenzwert a1 überschreitet. In diesem Zeitpunkt T1 wird ein erstes Zeitfenster T1-T2 geöffnet (siehe die Zeitachse in dem unteren Teil des Diagramms gemäß Fig. 5), inner­ halb dessen die Signale aS1, aS2 kanalweise abgetastet und aus­ gewertet werden. Die Auswertung umfaßt einen Integrationsvorgang, der für die beiden Kanäle der Sensorordnungen S1 und S2 in dem Diagramm gemäß Fig. 6 dargestellt ist. In beiden, in Fig. 6 dargestellten, Kurvenverläufen, wird ein Integralwert I als Funktion der Zeit t gebildet. Und zwar wird in dem oberen Teil der Dar­ stellung der Fig. 6 der Integralwert a*S1 des Signals aS1 gebildet. Dieser Integralwert erreicht zum Zeitpunkt T2, also am Ende des ersten Zeitfensters oder Abtastintervalls T1-T2 den Wert IS1. Die untere Kurve stellt den Integralwert a*S2 des Signals aS2, ebenfalls für das Zeitintervall T1-T2 dar. Am Ende des Zeitfensters, also zum Zeitpunkt T2, wird der Integralwert IS2 erreicht. Zum Zeitpunkt T'1 beginnt ein neues Zeitfenster oder Abtastintervall T'1-T'2; der Endpunkt dieses Zeitfensters, also der Zeitpunkt T'2, ist in dem Diagramm gemäß Fig. 6 nicht mehr dargestellt.
Die Erfassung und Auswertung der Signale aS1, aS2 erfolgt während einer vorgebbaren Meßdauer TM, die 100 bis 500 Millisekunden, vor­ zugsweise 200 bis 300 Millisekunden beträgt. Die Abtastintervalle innerhalb der Meßdauer TM, also die Zeitfenster oder Zeitintervalle T1-T2, T'1-T'2, haben eine Dauer von 5 bis 50 Millisekunden, vor­ zugsweise von 10 bis 20 Millisekunden. Sofern die Signale aS1, aS2 während der Meßzeit TM die vorgebbaren Grenzwerte -a1, a1 unter­ schreiten, also in das in dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungs­ beispiel symmetrisch um die T-Achse den Rauschuntergrund dar­ stellende Wertefenster von a wiedereintauchen, wird die Messung nicht gewertet. Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, in den Signalkanälen für die Verarbeitung der Signale aS1, aS2 Tief­ pässe anzuordnen, die in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 1 mit Bezugsziffern 19, 22 bezeichnet sind. Mit Hilfe dieser Tiefpässe lassen sich ggf. das Meßergebnis verfälschende Spitzenwerte unterdrücken. Die Grenzfrequenz des Tiefpasses 19, 22 liegt vorzugsweise zwischen etwa 30 bis 40 Hz.
Im folgenden wird unter Bezug auf Fig. 8 bis Fig. 12 dargestellt, daß bei Beschleunigungsaufnehmern bzw. Sensoranordnungen der Einfluß der unteren Grenzfrequenz fgu, bis auf deren Toleranz ausgeglichen werden kann, sofern sich die Auflösung des Meßsignals für die Meßwerte genügend steigern läßt. In realen Systemen sind dabei einer Steigerung der Auflösung Grenzen gesetzt, da es nicht möglich ist, für eine beliebig lange Meßzeit TM, unabhängig von dem zu messenden Signal, den Einfluß der unteren Grenzfrequenz fgu zu beseitigen. Zur weiteren Erläuterung wird zunächst auf Fig. 8 Bezug genommen, in deren oberer Teil eine Sensoranordnung S dargestellt ist, der eingangsseitig ein Beschleunigungssignal a(t) zugeführt wird und die ausgangsseitig ein beschleunigungsabhängiges Ausgangssignal b(t) liefert. Die Sensoranordnung habe eine untere Grenzfrequenz fgu, eine obere Grenzfrequenz fgo, wobei gilt:
(13) fgo << fgu und
(14) fgu = 1/2πτ.
Mit E ist die Empfindlichkeit der Sensoranordnung S bezeichnet. Handelsübliche Sensoren haben beispielsweise eine Empfindlichkeit von
(15) E = 100 mV/g.
Charakteristische Kurvenverläufe der Signale a, b als Funktion der Zeit sind beispielhaft in dem unteren Teil der Fig. 8 dargestellt. Ist nun âmin die kleinste mit einem noch tolerierbaren Fehler erfaßbare Amplitude des Meßsignals und wählt man
(16) |b (t)| dt ≧ E.âmin,
so läßt sich das unverfälschte Integral des Meßsignals a(t) aus dem durch die untere Grenzfrequenz des Sensors S verfälschten Signal b(t) wiedergewinnen.
Den idealen Meßwert MWi
erhält man durch Anwendung einer mathematischen Vorschrift V auf das Signal b(t), d. h. es gilt
(18) MWi = V{b(t)},
falls die Beziehung (16) erfüllt ist und falls weiterhin gilt
(19) tε[T1, T1 + TM].
Im Idealfall ließe sich das Meßsignal gemäß Fig. 9 durch direkte Abtastung ermitteln, falls das Meßsignal keine höhere Frequenz als die obere Grenzfrequenz fgo aufwiese und falls man die Abtastzeit gemäß Beziehung (8) wählte:
(8) TA << 1/2fgoMeßsignal.
Mit T1 ist in Fig. 9 der Beginn der Messung und mit T1 + TM der Endpunkt der Messung bezeichnet. TM ist die gesamte Meßdauer, während die Abtastzeit mit TA bezeichnet ist. Aus den in Fig. 9 dargestellten Abtastwerten ergibt sich die in Fig. 10 dargestellte ideale Treppenfunktion a+(t), die aufgrund des Abtasttheorems weitgehend angenähert das Beschleunigungssignal a(t) wiedergibt. Wird nun das Signal a+(t) einem Sensor S mit der Filtercharakteristik eines Bandpasses (untere Grenzfrequenz fgu, obere Grenzfrequenz fgo) zugeführt, wobei gilt
(20) fgoMeßsignal << fgo,
so werden die Treppensprünge in der Funktion a+(t) nahezu ideal durch den Sensor S im betrachteten Zeitmaßstab wiedergegeben. Da aber gilt
(21) fguMeßsignal ≦ fgu,
nimmt die Treppenhöhe innerhalb der Abtastzeiten TA, wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, stark ab. In Fig. 11 bedeuten:
a(t): Meßsignal,
b(t): Sensor-Ausgangssignal,
a+(t): durch Abtastung im Abstand TA des Sensorausgangssignals gewonnene Treppenfunktion
bH(t): Hilfsfunktion zur Konstruktion von b(t).
b(t) ist das Ausgangssignal des Sensors, wenn die Treppenfunktion a+(t) als Eingangssignal wirkt.
Läßt sich die Bandpaßcharakteristik des Sensors S im Bereich seiner unteren Grenzfrequenz fgu durch ein Filter erster Ordnung beschreiben, so gilt:
(22) Usp(t) = E.â.e-t/,
für
mit
(25) τ = 1/2fgu.
Darin bedeuten E = Empfindlichkeit des Sensors und â = Sprunghöhe des Meßsignals.
Aufgrund der Kenntnis dieser Sprungantwort (oder ggf. jeder anders gearteten Antwort auf einen Sprung bei Filtern höherer Ordnung), läßt sich das Sensorsignal b(t) aus der Treppenfunktion a+(t) des abgetasteten Meßsignals berechnen. Wie die Darstellung dieser Funktionen in Fig. 12 zeigt, weicht das abgetastete Sensorsignal am Ende der Meßzeit TM schon erheblich von dem abgetasteten Ursprungssignal ab. Daraus ergibt sich, daß die Meßzeiten TM nicht zu groß gewählt werden dürfen.
Aus Gründen der Vereinfachung wird im folgenden T1 = 0 gesetzt; weiterhin werden folgende Abkürzungen eingeführt:
Durch konsequente Anwendung der Beziehung (22) auf die Funktion
Bei integraler Auswertung gilt mit:
Unter Verwendung der Simpsonregel (n, gerade) gilt:
Unter Verwendung der Gleichungen (32) und (33) folgt aus (34):
Mit Gleichung (35) ist damit die Vorschrift V gegeben, die es ermöglicht, durch Abtastung des Sensor-Ausgangssignals b(t), trotz beschränkter unterer Grenzfrequenz fgo des Sensors s, langsame physikalische Meßsignale (mit fgoMeß < fgo) richtig zu erfassen, solange die zu erfassenden Signalwerte nicht zu stark durch das endliche Auflösungsvermögen des Meßkanals verfälscht werden. Da in Gleichung (35) neben den jeweiligen Abtastwerten des Sensor-Ausgangssignals b+(t) lediglich Konstanten vorkommen, die einmal festgelegt werden müssen, ist diese Beziehung besonders vorteilhaft für vergleichsweise einfache Mikroprozessorsysteme, wie sie in Steuergeräten eingesetzt werden. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist es beispielsweise möglich, mit einem Beschleunigungssensor eines Airbagsystems, der eine Zeitkonstante von ca. 250 Millisekunden aufweist, noch Bremsvorgänge zu erfassen, die mit Beschleunigungsänderungen in der Größenordnung von etwa 0,5 g pro 300 Millisekunden einher gehen.
Zu den nur einmal neu zu ermittelnden und dann abzuspeichernden Termen gehören die in den folgenden Gleichungen (36) und (37) aufgeführten Abklingfaktoren AF1 für die Sensoranordnung S1 und AF2 für die Sensoranordnung S2:
TA ist die bereits mehrfach erwähnte Abtastzeit. E steht allgemein für die Empfindlichkeit eines Sensors S. Für die Sensoranordnung S1 ist anstelle von E der Wert E1 zu setzen und für die Sensoranordnung S2 entsprechend der Wert E2.
Die Empfindlichkeiten E1, E2 der Sensoranordnungen S1, S2 sind Funktionen der Temperatur ϑ und lassen sich, gemäß den folgenden Beziehungen (38), (39) als eine entsprechende Reihenentwickung darstellen:
(38) E1 = E1(ϑ) = e12 + e11ϑ + e1o,
(39) E2 = E2(ϑ) = e22 + e22.ϑ + e2o.
Auch die im Exponenten der Abklingfaktoren AF1, AF2 gemäß (36) und (37) erscheinenden Größen 1 und 2 sind temperaturabhängig und lassen sich entsprechend als Reinentwicklung darstellen:
(40) 1 = 1(ϑ) = f12.ϑ2 + f11.ϑ + f10,
(41) 2 = 2(ϑ) = f22.ϑ2 + f21.ϑ + f20.
Auf besonders zweckmäßige Art und Weise wird die Temperaturabhängig­ keit der vorgenannten Größen schon bei der Herstellung des elektro­ nischen Gerätes in der Weise berücksichtigt, daß das elektronische Gerät, insbesondere dessen Sensoranordnungen S1, S2 (vgl. dazu ins­ besondere Fig. 2 und Fig. 3) zum Zwecke der Prüfung unterschied­ lichen Umgebungstemperaturen ausgesetzt werden. Zweckmäßig werden mindestens drei Temperaturwerte RT, HT und TT eingestellt, wobei RT der mittleren Raumtemperatur entspricht und HT sowie TT extrem hohe bzw. niedrige Temperaturwerte darstellen, denen das elektronische Gerät während seines Einsatzes in einem Kraftfahrzeug ausgesetzt ist. Gemäß Fig. 2 und Fig. 3 umfaßt das elektronische Gerät einen Temperatursensor 59, der diese Testtemperaturen erfaßt und ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt, das dann, wie beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlich ist, auch über einen A/D-Wandler A/D-5 in ein digitales Signal umgesetzt wird. Aus den Prüftemperaturen wird zweckmäßig mit Hilfe eines externen Rechners ein Interpolations­ polynom beispielsweise zweiter Ordnung ermittelt, dessen Konstanten in einem Speicherbereich des geräteeigenen Prozessors 12, also beispielsweise in der Speichereinheit 15 des Prozessors 12 in Fig. 2 abgelegt werden. Im regulären Betrieb greift dann das elektro­ nische Gerät nach Maßgabe der vom Temperatursensor 59 jeweils festgestellten Umgebungstemperatur auf diese abgespeicherten Werte zurück, um temperaturabhängige Korrekturen durchführen zu können.
Die in den Abklingfaktoren AF1, AF2 gemäß Gleichung (36) und (37) auftretenden Zeitkonstanten τ1, τ2 der unteren Grenzfrequenzen fgu der Sensoranordnungen S1, S2 werden zweckmäßig wie folgt ermittelt. Bei der Herstellung des elektronischen Geräts werden den Sensor­ anordnungen S1, S2 (vgl. Ausführungsbeispiel nach Fig. 2) über Testleitungen Test1, Test2 zu jeweils zwei verschiedenen Meßzeit­ punkten sprungförmige Testsignale zugeleitet. Die an den Ausgangs­ anschlüssen der Sensoranordnungen S1, S2 entstehenden Ausgangs­ spannungen werden über Verstärker 11', 21' A/D-Wandlern A/D-3 und A/D-4 zugeleitet und in digitale Signale umgewandelt. Diese Messungen werden ebenfalls bei mindestens 3 unterschiedlichen Umgebungstemperaturen RT, HT und TT durchgeführt. Die Sensor­ anordnungen S1, S2 antworten auf die Testsignale Test1, Test2 mit einem Ausgangssignal, das die Gestalt einer abklingenden e-Funktion hat. Aus dieser e-Funktion lassen sich die Zeitkonstanten τ1, τ2 bestimmen. Diese Zeitkonstanten werden, wie bereits erwähnt, für drei unterschiedliche Temperaturwerte ermittelt. Aus diesen Größen kann dann wiederum mit Hilfe eines ggf. externen Rechners ein Inter­ polationspolynom zweckmäßig von maximal zweiter Ordnung für den Abklingfaktor, siehe Gleichungen (36) und (37), ermittelt werden. Die Konstanten dieser Interpolationspolynome werden wiederum in der Speichereinheit 15 des Prozessors 12 abgespeichert.
Die auf die zuvor beschriebene Weise gewonnenen Korrekturfaktoren werden in der regulären Betriebsweise des elektronischen Gerätes für eine Korrektur der Sensorausgangssignale herangezogen. Dies wird anhand der schematischen Darstellung der Fig. 6 erläutert. Oben wurde bereits ausgeführt, daß die Sensorausgangssignale aS1, aS2 integriert werden, so daß sich die Signale a*S1 und a*S2 ergeben. Einen korrigierten Signalverlauf erhält man aus diesen Integrations­ werten beispielsweise dadurch, daß im Zeitpunkt T2, also am Ende eines Abtastintervalls TA Korrekturwerte K1 zu dem Signal a*S1 bzw. K2 zu dem a*S2 hinzugeführt werden. Mit derart korrigierten Meß­ werten MWi, also bei beiden Sensoranordnungen S1, S2 mit den Meß­ werten MW1 und MW2, wird dann gemäß der folgenden Beziehung (42)
(42) D = ||MW1| - |MW2||
eine Differenzbildung durchgeführt, um den Differenzwert D zu erhalten. Im Anschluß daran wird abgefragt, vgl. Beziehung (43),
(43) D = ||MW1| - |MW2|| ≦ F
ob dieser Differenzwert D unterhalb eines vorgebbaren Sollwertes F liegt. Sofern das der Fall ist, wird auf eine ordnungsgemäße Funktion der Sensoranordnungen S1, S2 geschlossen, andernfalls wird eine Fehlermeldung veranlaßt.
Der gesamte Prüfungsablauf der Sensoranordnungen S1 und S2 wird nochmals anhand des Ablaufdiagramms der Fig. 7 kurz erläutert. Der Schritt 100 startet die Prüfung und gibt ggf. Mindestwerte -a1, a1 der Beschleunigung vor, die für eine Auswertung überschritten werden müssen. Im Schritt 200 werden die Ausgangssignale aS1 und aS2 der Sensoranordnungen S1 und S2 erfaßt. Im Schritt 300 wird überprüft, ob wenigstens eines der Ausgangssignale aS1, aS2 der Sensoranordnun­ gen S1, S2 betragsmäßig den vorgebbaren Mindestwert a1 der Beschleu­ nigung übersteigt. Falls das zutrifft wird im Schritt 400 ein Zeit­ fenster, beispielsweise das Zeitfenster T1-T2 geöffnet und während einer Abtastzeit das Ausgangssignal der Sensoranordnung S1, S2 erfaßt. In einem Schritt 500 werden die Integralwerte I der Sensor­ ausgangssignale, also Is1 und Is2 gebildet. In dem Schritt 600 wird das Zeitfenster geschlossen. Im Schritt 700 werden die er­ mittelten Integralwerte Is1 und Is2 mit Korrekturwerten K1, K2 verknüpft. Die derart korrigierten Integralwerte werden anschließend in einem Schritt 800 einer Differenzbildung unterzogen, um den Differenzwert D zu erhalten. In einem Schritt 900 wird anschließend festgestellt, ob der ermittelte Differenzwert D unterhalb eines vorgebbaren Sollwertes F liegt. Sollte das der Fall sein, wird in einem Schritt 1000 bestätigt, daß die Sensoranordnungen S1, S2 in Ordnung sind. Sollte der Differenzwert D größer als der vorgebbare Sollwert F sein, dann wird in dem Schritt 2000 eine Fehlermeldung veranlaßt und darauf hingewiesen, daß die Sensoranordnungen S1, S2 fehlerhaft sind.
Durch das beschriebene Verfahren ist es möglich, ein zwei Sensor­ anordnungen S1, S2 umfassendes elektronisches Gerät auch durch Aus­ wertung vergleichsweise langsamer Regelvorgänge, wie sie übliche Bremsvorgänge im Straßenverkehr darstellen, mit hoher Güte zu über­ wachen und auftretende Fehler, beispielsweise zu große Empfindlich­ keitsabweichungen zwischen den Sensorkanälen, unverzüglich zu er­ kennen. Auf diese Weise wird eine außerordentlich hohe Betriebs­ sicherheit des elektronischen Gerätes erreicht, da die bisher nur schwer überprüfbaren Sensoren jetzt einer ständigen Kontrolle unter­ liegen.

Claims (14)

1. Verfahren zur Überprüfung einer mindestens zwei beschleunigungsempfindliche Sensoranordnungen (S1, S2) umfassenden elektronischen Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mindestbeschleunigungswert (a1, -a1) vorgegebenen wird, dass die Ausgangssignale (aS1, aS2) von mindestens zwei Sensoranordnungen (S1, S2) den Mindestbeschleunigungswert (a1, -a1) überschreiten, dass bei Überschreitung des Mindestbeschleunigungswertes (a1, -a1) ein Zeitfenster bzw. Zeitintervall (T1-T2) geöffnet wird, dass in dem Zeitfenster (T1-T2) die Ausgangssignale (aS1, aS2) beider Sensoranordnungen (S1, S2) integriert werden, dass die nach dem Schließen des Zeitfensters (T1-T2) gewonnenen Integratorwerte (IS1, IS2) mit Korrekturwerten (K1, K2) verknüpft werden, um die Differenz der korrigierten Integratorwerte (IS1*, IS2*) zu bilden, dass die Differenz der korrigierten Integratorwerte (IS1*, IS2*) gebildet wird, um dass geprüft wird, ob diese Differenz einen vorgebbaren Schwellwert (F) überschreitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrekturwerte (K1, K2) konstante Werte verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Korrekturwerte (K1, K2) variable Werte verwendet werden, wobei gilt K1, K2 = f (P1, P2, . . . Pn), mit P1 bis Pn als Betriebsparametern, insbesondere der Umgebungstemperatur.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrekturwerte (K1, K2) in einer Tabelle oder in einem Kennfeld abgespeichert sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtmessdauer™ vorgesehen ist und dass innerhalb dieser Gesamtmessdauer™ mindestens ein Zeitfenster (T1-T2, T1'-T2') vorgesehen ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Gesamtmessdauer™ zwischen 100 bis 500 Millisekunden, vorzugsweise 200 bis 300 Millisekunden beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer eines Zeitfensters (T1-T2, T1'-T2') zwischen 5 und 50 Millisekunden, vorzugsweise zwischen 10 und 20 Millisekunden beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale (aS1, aS2) der Sensoranordnungen (S1, S2) bzw. daraus abgeleitete Größen, mit Korrekturfaktoren (K1, K2) verknüpft werden, um störende Toleranzschwankungen der Sensorausgangssignale insbesondere aufgrund unterschiedlicher Grenzfrequenzen der Sensoranordnungen (S1, S2) zu kompensieren.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung der Korrekturfaktoren (K1, K2) die elektronische Einrichtung im Verlauf ihrer Herstellung einem Testlauf unterzogen wird, bei dem die Empfindlichkeit der Sensoranordnungen (S1, S2) der elektronischen Einrichtung und ggf. die Temperaturabhängigkeit der Empfindlichkeit ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung von Korrekturfaktoren (K1, K2) die elektronische Einrichtung während ihres Herstellungsgangs einem Testlauf unterzogen wird, in dem Sensoranordnungen (S1, S2) der elektronischen Einrichtung mit Testsignalen (Test 1, Test 2) beaufschlagt und bei dem die Abklingkonstanten (τ1, τ2) der Sensoranordnungen (S1, S2) und ggf. die Temperaturabhängigkeit der Abklingkonstanten ermittelt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung während des Testlaufs mindestens drei verschiedenen Temperaturwerten (HT; RT; TT) ausgesetzt wird, wobei mit RT die Raumtemperatur bezeichnet ist und HT bzw. TT extreme Temperaturgrenzwerte bedeuten, denen die elektronische Einrichtung während ihres Einsatzes im Kraftfahrzeug ausgesetzt ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus den während des Testlaufs ermittelten Messwerten ein Interpolationspolynom, insbesondere ein Interpolationspolynom zweiter Ordnung, berechnet wird und dass die Konstanten dieses Interpolationspolynoms in Form einer Tabelle und/oder Kennfeldes in einer Speichereinheit der elektronischen Einrichtung abgespeichert werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssignale (aS1, aS2) der Sensoranordnungen (S1, S2) über Tiefpassfilter (19, 22) geleitet werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Tiefpassfilter (19, 22) verwendet werden, deren Grenzfrequenz zwischen 30 und 40 Hz liegt.
DE4302399A 1992-09-25 1993-01-28 Elektronische Einrichtung und Verfahren zur Überprüfung derselben Expired - Fee Related DE4302399C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4302399A DE4302399C2 (de) 1992-09-25 1993-01-28 Elektronische Einrichtung und Verfahren zur Überprüfung derselben
JP23062593A JP3426295B2 (ja) 1992-09-25 1993-09-17 電子装置を検査する方法および装置
US08/126,948 US5440913A (en) 1992-09-25 1993-09-27 Electronic device for safeguarding occupants of a vehicle and method for testing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4232108 1992-09-25
DE4302399A DE4302399C2 (de) 1992-09-25 1993-01-28 Elektronische Einrichtung und Verfahren zur Überprüfung derselben

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4302399A1 DE4302399A1 (de) 1994-03-31
DE4302399C2 true DE4302399C2 (de) 2003-12-24

Family

ID=6468797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4302399A Expired - Fee Related DE4302399C2 (de) 1992-09-25 1993-01-28 Elektronische Einrichtung und Verfahren zur Überprüfung derselben

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4302399C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012152473A1 (de) 2011-05-10 2012-11-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur überprüfung eines sensorsignals und zur ansteuerung eines insassenschutzmittels eines fahrzeugs
DE102015220823B4 (de) 2015-10-26 2024-01-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen einer Fehlfunktion zumindest eines Sensors zum Steuern einer Rückhaltevorrichtung eines Fahrzeugs, Steuergerät und Fahrzeug

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4425846A1 (de) * 1994-07-21 1996-01-25 Telefunken Microelectron Verfahren zur Auslösung von Seitenairbags einer passiven Sicherheitseinrichtung für Kraftfahrzeuge
DE19519677A1 (de) * 1995-05-30 1996-12-05 Telefunken Microelectron Verfahren zur Reduzieruzng der Auswirkung von Drift auf Signal-Nullpegel bei Ansteuerungen von Insassen-Schutzsystemen
DE19525131C2 (de) * 1995-07-12 1997-09-18 Thyssen Industrie Meßverfahren zur sicheren Bestimmung des Abstandes einer leitfähigen Reaktionsschiene von einer sich relativ zur Reaktionsschiene bewegenden Funktionsfläche und hierfür geeigneter Sensor
DE19637607A1 (de) * 1996-09-16 1998-03-19 Trw Fahrzeugelektrik Druckschalteinrichtung, insbesondere für die Kraftfahrzeugtechnik
JP2000255373A (ja) * 1999-03-02 2000-09-19 Mitsubishi Electric Corp 車両衝突検出装置
DE10050956A1 (de) * 2000-10-13 2002-05-02 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Auslösung von wenigstens einem Rückhaltemittel
DE10155659A1 (de) 2001-11-13 2003-06-18 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Bestimmen der für das Auslösen einer passiven Sicherheitseinrichtung in einem Fahrzeug maßgeblichen Crasphasen
DE10306707B4 (de) * 2003-02-18 2011-02-10 Robert Bosch Gmbh Anordnung zum Ansteuern von Rückhaltemitteln
DE10317212A1 (de) 2003-04-15 2004-11-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines Steuergerätes und Diagnosevorrichtung
DE102005048790A1 (de) * 2005-10-12 2007-04-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Detektion eines Fußgängeraufpralls
DE102008017354A1 (de) * 2008-04-04 2009-11-12 Johannes Bachmann Aufpralldetektionssystem
DE102010008954A1 (de) * 2010-02-23 2011-08-25 Continental Automotive GmbH, 30165 Verfahren zur Überschlagserkennung aus der Beschleunigung in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2454424B2 (de) * 1974-11-16 1978-02-16 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Schaltung fuer einen elektronischen sensor zur ausloesung einer sicherheitsvorrichtung
DE2612215C2 (de) * 1976-03-23 1989-02-23 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Vorrichtung zum Auslösen passiver Insassenschutzsysteme für Fahrzeuge bei deren Aufprall
DE3736296C1 (de) * 1987-10-27 1989-03-16 Messerschmitt Boelkow Blohm Sensorschaltung fuer eine passive Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug
US4873452A (en) * 1987-12-23 1989-10-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Collision detector for a vehicle
DE3811217A1 (de) * 1988-04-02 1989-10-12 Bosch Gmbh Robert Elektronische einrichtung
DE3736294C2 (de) * 1987-10-27 1990-07-19 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De
US4950915A (en) * 1987-03-03 1990-08-21 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh Impact sensor with a testing circuit for a vehicle
DE3920091A1 (de) * 1989-04-06 1990-10-11 Bosch Gmbh Robert Sicherheitseinrichtung fuer fahrzeuginsassen
DE3938777A1 (de) * 1989-11-23 1991-05-29 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zur erkennung von signalstoerungen
DE4016644A1 (de) * 1990-05-23 1991-11-28 Messerschmitt Boelkow Blohm Ausloeseschaltung fuer eine sicherheitsvorrichtung in kraftfahrzeugen
DE4134902A1 (de) * 1990-11-29 1992-06-04 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung zum erfassen des aufpralls eines fahrzeuges

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2454424B2 (de) * 1974-11-16 1978-02-16 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Schaltung fuer einen elektronischen sensor zur ausloesung einer sicherheitsvorrichtung
DE2612215C2 (de) * 1976-03-23 1989-02-23 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Vorrichtung zum Auslösen passiver Insassenschutzsysteme für Fahrzeuge bei deren Aufprall
US4950915A (en) * 1987-03-03 1990-08-21 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh Impact sensor with a testing circuit for a vehicle
DE3736296C1 (de) * 1987-10-27 1989-03-16 Messerschmitt Boelkow Blohm Sensorschaltung fuer eine passive Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug
DE3736294C2 (de) * 1987-10-27 1990-07-19 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De
US4873452A (en) * 1987-12-23 1989-10-10 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Collision detector for a vehicle
DE3811217A1 (de) * 1988-04-02 1989-10-12 Bosch Gmbh Robert Elektronische einrichtung
DE3920091A1 (de) * 1989-04-06 1990-10-11 Bosch Gmbh Robert Sicherheitseinrichtung fuer fahrzeuginsassen
DE3938777A1 (de) * 1989-11-23 1991-05-29 Bosch Gmbh Robert Schaltungsanordnung zur erkennung von signalstoerungen
DE4016644A1 (de) * 1990-05-23 1991-11-28 Messerschmitt Boelkow Blohm Ausloeseschaltung fuer eine sicherheitsvorrichtung in kraftfahrzeugen
DE4134902A1 (de) * 1990-11-29 1992-06-04 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung zum erfassen des aufpralls eines fahrzeuges

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012152473A1 (de) 2011-05-10 2012-11-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und vorrichtung zur überprüfung eines sensorsignals und zur ansteuerung eines insassenschutzmittels eines fahrzeugs
DE102011075545A1 (de) 2011-05-10 2012-11-15 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung eines Sensorsignals und zur Ansteuerung eines Insassenschutzmittels eines Fahrzeugs
DE102015220823B4 (de) 2015-10-26 2024-01-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen einer Fehlfunktion zumindest eines Sensors zum Steuern einer Rückhaltevorrichtung eines Fahrzeugs, Steuergerät und Fahrzeug

Also Published As

Publication number Publication date
DE4302399A1 (de) 1994-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4302399C2 (de) Elektronische Einrichtung und Verfahren zur Überprüfung derselben
DE102004035784B4 (de) Vorrichtung zur Erfassung einer physikalischen Größe unter Verwendung eines kapazitiven Sensors, Airbagsystem hiermit, sowie Verfahren zum Testen der Vorrichtung
EP1157898B1 (de) Verfahren zur Detektion von Überrollvorgängen bei Kraftfahrzeugen mit Sicherheitseinrichtungen
DE4316263C2 (de) System und Verfahren zum Diagnostizieren von Charakteristiken eines Beschleunigungssensors
DE4034975A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum abfuehlen eines fahrzeugzusammenstosses mit frequenzdomaenenverstaerkung
DE4403502A1 (de) Passagierrückhaltesystem mit elektronischem Unfallsensor
DE4113316A1 (de) Anschlussschaltung fuer eine lambdasonde und pruefverfahren fuer eine solche schaltung
DE3334603A1 (de) Verstaerkeranordnung fuer einen beschleunigungsaufnehmer
DE3915563C1 (de)
DE102016105016A1 (de) Verfahren zur Erkennung eines Ausfalls eines Sensors einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung
DE3627241A1 (de) Schaltung und verfahren zur ueberpruefung elektronischer sensoren
EP1387153A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Fahrzeugmasse
DE10133170A1 (de) Beschleunigungssensor-Fehlerdetektor
DE3809299C2 (de)
DE102004014479A1 (de) Sensor für eine dynamische Größe
DE3606567A1 (de) Pruefverfahren fuer airbag-system-ausloeseschaltungen
DE102004005691A1 (de) Sensor für eine physikalische Grösse zur Ausgabe eines zeit-seriellen Signals, welches eine Mehrzahl von Bereichen der physikalischen Grösse angibt
EP2215440A2 (de) Schaltung für einen mikromechanischen körperschallsensor und verfahren zu dessen betrieb
DE3910454A1 (de) Vorrichtung zur erfassung eines drehmomentes fuer ein elektrisches oszillationsdynamometer
DE10123627B4 (de) Sensorvorrichtung zum Erfassen einer mechanischen Deformation eines Bauelementes im Kraftfahrzeugbereich
DE102004011698B4 (de) Verfahren zum Erkennen eines Sensortyps
WO2001060663A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum überprüfen einer sensoreinrichtung, insbesondere einer in einem fahrzeuginsassen-schutzsystem enthaltenen beschleunigungssensoreinrichtung
DE102010002680A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Abweichung eines Drehratensignals eines Drehratensensors
DE10015586A1 (de) Gewichtsbestimmung
DE102015224736A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Funktionsfähigkeit einer Sensoreinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8304 Grant after examination procedure
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee