DE102005009102A1

DE102005009102A1 - System zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Sensoreinrichtung

Info

Publication number: DE102005009102A1
Application number: DE102005009102A
Authority: DE
Inventors: Thomas Fischer; Helmuth Orlogi
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2025-03-01
Also published as: EP1853467A1; JP2008513278A; US20070277584A1; WO2006092357A1; DE102005009102B4; CN101031458A; KR20070088530A; CN100475616C

Abstract

Es wird ein System zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer mit zumindest einem Sensorelement (2) gebildeten, mit einer ersten Auswerteeinheit (3) zur Erzeugung eines einen Aufprall anzeigenden Signals verbundenen Sensoreinrichtung (1) vorgeschlagen, bei dem eine zweite, mit der Sensoreinrichtung (1) verbundene Auswerteeinheit (4) zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung (1) vorgesehen ist, wobei die Auswerteeinheiten (3, 4) mit einer zentralen Steuereinheit (5) zur Auslösung eines Fußgängerschutzmittels (7) verbunden und derart synchronisiert sind, dass sie die Sensoreinrichtung (1) im Zeitmultiplexbetrieb ansteuern.

Description

Im Bereich der Schutzsysteme in Kraftfahrzeugen wird seit geraumer Zeit zusätzlich zum Insassenschutz die Einführung eines Fußgängerschutzsystems diskutiert. Durch ein solches System soll erkannt werden, ob ein Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Fußgänger vorliegt und es sollen gegebenenfalls geeignete Schutzmechanismen aktiviert werden. Solche Schutzmechanismen können beispielsweise Airbags auf der Motorhaube oder an den A-Säulen des Fahrzeugs sein oder ein Aufstellen der Motorhaube um einige Zentimeter, um den Aufprall des Fußgängerkopfes auf die Motorhaube weicher zu gestalten.

Zur Detektion eines Fußgängeraufpralls schlägt die DE 100 30 465 A1 vor, an der Stoßstange und an der Motorhaube des Fahrzeugs Sensoren vorzusehen, die einen typischen Fußgängeraufprall in seinem zeitlichen Ablauf detektieren können. Als Sensoren werden dort Dehnungsmessstreifen oder piezoresistive Folien aber auch optische Sensoren, die eine vom Druck abhängige Lichtdurchlässigkeit aufweisen, vorgeschlagen. Um die Zuverlässigkeit dieses Systems zu erhöhen, wird neben der Aufprallerkennung ein weiteres Entscheidungskriterium gebildet, indem die durch einen Aufprall verursachten Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsänderungen des Fahrzeugs ermittelt werden und dann diese Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsänderungen mit Referenzgrößen verglichen werden, welche für einen Fußgängeraufprall typisch sind. Die Sensoren dieser Fußgängeraufprallvorrichtung – und zwar sowohl die optischen Sensoren als auch die Beschleunigungssensoren – sind mit ihren Datenleitungen direkt mit der zentralen Steuereinheit verbunden, so dass ein hoher Verkabelungsaufwand erforderlich ist, der tatsächlich noch größer ist aufgrund des Erfordernisses von Versorgungsspannungsleitungen für die einzelnen Sensoren. Außerdem ist die Verwendung von zwei Senso ren zur Erhöhung der Zuverlässigkeit aufwendig und damit teuer.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein System mit einer mit zumindest einem Sensorelement gebildeten Sensoreinrichtung, die mit einer Auswerteeinheit zur Erzeugung eines einen Aufprall anzeigenden Signals verbunden ist, anzugeben, das auf einfache Art und Weise auf die Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung überprüft werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es ist folglich eine zweite, mit der ersten Auswerteeinheit derart synchronisierte Auswerteeinheit vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung von den beiden Auswerteeinheiten im Zeitmultiplexbetrieb angesteuert werden kann. Hierdurch kann in einfacher Weise die Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung überprüft werden und in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bei mangelnder Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung zu einer mit den Auswerteeinheiten verbundenen zentralen Steuereinheit ein Fehlersignal übertragen werden, das die Auslösung eines Fußgängerschutzmittels sperrt.

Falls die Sensoreinrichtung mit mehreren Sensorelementen gebildet ist, ist in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung jedes Sensorelement getrennt überprüfbar. Im Falle, dass ein Sensorelement defekt ist, kann das System mit den restlichen funktionsfähigen Sensorelementen in einem Notbetrieb weiter betrieben werden, wobei in Weiterbildung der Erfindung jedes nicht funktionsfähige Sensorelement einzeln deaktivierbar ist.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, die Übertragung des Fehlersignals durch Modulation des Stroms auf einer Versorgungs spannungsleitung zwischen den Auswerteeinheiten und der zentralen Steuereinheit zu bewerkstelligen. Hierdurch kann eine Datenübertragungsleitung eingespart werden.

Für eine besonders hohe Sicherheit hinsichtlich der Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung kann vorgesehen werden, die Sensoreinrichtung periodisch zu überprüfen, wobei in einer vorteilhaften Ausbildung die einzelnen Sensorelemente nacheinander abgefragt werden können. Hierdurch lassen sich einzelne defekte Sensorelemente identifizieren und somit einzeln deaktivieren.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen System und
2 eine Prinzipdarstellung der zeitlichen Abfolge von Sensoreinrichtungsabfragen.
1 zeigt eine Sensoreinrichtung 1, die im dargestellten Beispiel mit vier Sensorelementen 2 gebildet ist. Die Sensoreinrichtung ist einerseits mittels vier Leitungen mit einer ersten Auswerteeinheit 3 und andererseits mittels ebenfalls vier Leitungen mit einer zweiten Auswerteeinheit 4 verbunden. Es ist als jedes Sensorelement 2 mit einer eigenen Leitung sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Auswerteeinheit 3, 4 verbunden.
Die erste Auswerteeinheit 3 kann einerseits die Funktionsfähigkeit der Sensorelemente 2 der Sensoreinrichtung 1 überprüfen andererseits jedoch auch durch Auswertung der Signale der Sensorelemente 2 feststellen, ob eine Kraft beispielsweise durch den Aufprall auf den Stoßfänger eines Fahrzeugs, in dem die Sensoreinrichtung 1 angeordnet ist, stattgefunden hat. Die Sensorelemente 2 der Sensoreinrichtung 1 können dabei mit jeder Art von druckempfindlichen Sensoren gebildet sein, wo bei in besonders vorteilhafter Weise ein faseroptischer Sensor verwendet wird, dessen Lichtleitfähigkeit sich durch Einwirkung einer Kraft verändert, so dass durch Messung der Lichtintensität in der ersten Auswerteeinheit 3 festgestellt werden kann, ob die Lichtleitfaser deformiert wurde. Die ersten Auswerteeinheit 3 kann dabei in vorteilhafter Weise mit einem Mikroprozessor gebildet sein.
Die zweite Auswerteeinheit 4 soll lediglich die Funktionsfähigkeit der Sensorelemente 2 der Sensoreinrichtung 1 überprüfen und kann daher einfacher ausgebildet sein. Es ist jedoch gleichfalls möglich, auch hierfür einen Mikroprozessor zu verwenden. Eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Sensorelemente 3 der Sensoreinrichtung 1 kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass im Falle der Verwendung von Lichtleitfasern als Sensorelemente 2 überprüft wird, ob die empfangene Lichtintensität einer erwarteten Lichtintensität entspricht.
Die erste Auswerteeinheit 3 und die zweite Auswerteeinheit 4 liefern entsprechend der von ihnen vorgenommenen Auswertung der Signale der Sensoreinrichtung 1 Ausgangssignale an eine zentrale Steuereinheit 5. Diese ist über eine Versorgungsspannungsleitung 8 mit den beiden Auswerteeinheiten 3, 4 verbunden, wodurch diese mit einer Versorgungsspannung versorgt werden. In der zentralen Steuereinheit 5, die in vorteilhafter Weise mit einem Mikroprozessor gebildet ist, werden die Ausgangssignale der beiden Auswerteeinheiten 3 und 4 miteinander verknüpft, was durch ein logisches Gatter 6 angedeutet ist, wodurch die Auslösung eines Fußgängerschutzmittels 7, das im dargestellten Ausführungsbeispiel als aufklappbare Motorhaube dargestellt ist, bei Vorliegen einer mangelnden Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung 1 gesperrt werden kann.
In einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Systems kann die Funktionsfähigkeit jedes einzelnen Sensorelements 2 festgestellt werden und, falls nur wenige Sensorele mente 2 als defekt erkannt werden, ein Notbetrieb mit den restlichen Sensorelementen 2 aufrecht erhalten werden. Entsprechend kann die Verarbeitung der Signale der ersten Auswerteeinrichtung 3 aufgrund der defekten Sensorelemente 2 im zentralen Steuergerät 5 unterbunden werden.
Statt der Übermittlung des Ausgangssignals aus der zweiten Auswerteeinheit 4 auf einer gesonderten Leitung, wie im Ausführungsbeispiel der 1 dargestellt, kann das Signal der zweiten Auswerteeinheit 4 alternativ durch Modulation des Stroms auf der Versorgungsleitung 8 erfolgen. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Leitung eingespart werden. Die Modulation kann in der zweiten Auswerteeinheit 4 durch Beschalten der Versorgungsspannungsleitung 8 mit einem veränderbaren Widerstand, beispielsweise der Laststrecke eines Transistors, erfolgen. Eine Detektion dieser Strommodulation kann im zentralen Steuergerät 5 mittels Messung des Spannungsabfalls an einem Längswiderstand in der Versorgungsspannungsleitung 8 erfolgen.
Da beide Auswerteeinheiten 3, 4 mit den Sensorelementen 2 der Sensoreinrichtung 1 verbunden sind, erfolgt die Abfrage der Sensorelemente 2 in erfindungsgemäßer Weise im Zeitmultiplexbetrieb, was in 2 schematisch dargestellt ist. So wird zunächst während einer Zeitperiode 10 ein Sensorwert von der ersten Auswerteeinheit 3 gemessen. Während einer Zeitperiode 20 wird dann der Sensor auf korrekte Funktion durch die zweite Auswerteeinheit 4 überprüft. Dieser Vorgang kann in vorteilhafter Weise periodisch wiederholt werden. Die Sensorelemente 2 können prinzipiell alle gleichzeitig abgefragt werden oder, wie im Beispiel der 2 dargestellt ist; in aufeinander folgenden Zeitschlitzen.
Durch das erfindungsgemäße System wird erreicht, dass ein durch die erste Auswerteeinheit 3 ermitteltes Signal von der Sensoreinheit 1, das auf einen Aufprall hindeutet, nur dann zur Auslösung eines Fußgängerschutzmittels 7 führt, wenn auch die zweite Auswerteeinheit 4 die korrekte Funktion der Sensorelemente 2 der Sensoreinrichtung 1 festgestellt hat.

Claims

System zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer mit zumindest einem Sensorelement (2) gebildeten Sensoreinrichtung (1), die mit einer ersten Auswerteeinheit (3) zur Erzeugung eines einen Aufprall anzeigenden Signals verbunden ist, gekennzeichnet durch eine zweite, mit der Sensoreinrichtung (1) verbundenen Auswerteeinheit (4) zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung (1), wobei die Auswerteeinheiten (3, 4) derart synchronisiert sind, dass sie die Sensoreinrichtung (1) im Zeitmultiplexbetrieb ansteuern und mit einer zentralen Steuereinheit (5) zur Auslösung eines Fußgängerschutzmittels (7) verbunden sind.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der zweiten Auswerteeinheit (4) bei mangelnder Funktionsfähigkeit der Sensoreinrichtung (1) zur zentralen Steuereinheit (5) ein Fehlersignal übertragen wird, das die Auslösung des Fußgängerschutzmittels (7) sperrt.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Sensorelementen jedes Sensorelement (2) getrennt überprüfbar ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Sensorelementen (2) jedes nicht funktionsfähige Sensorelement einzeln deaktivierbar ist.
System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung des Fehlersignals durch Modulation des Stroms auf einer Versorgungsspannungsleitung (8) zwischen den Auswerteeinheiten (3, 4) und der zentralen Steuereinheit (5) erfolgt.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheiten (3, 4) die Sensoreinrichtung (1) periodisch im Zeitmultiplexbetrieb abfragen.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Sensorelementen (2) die Sensorelemente nacheinander abgefragt werden.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Sensorelementen (2) die Sensorelemente gleichzeitig abgefragt werden.