DE102010002504A1

DE102010002504A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung

Info

Publication number: DE102010002504A1
Application number: DE102010002504A
Authority: DE
Inventors: Marcus T. Kandler; Jan Michael Salziger
Original assignee: Takata Petri AG
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: US9733298B2; CN102782455B; US20130229191A1; JP2013521484A; WO2011107381A1; DE102010002504B4; CN102782455A; EP2542864A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Bestimmen mindestens einer Größe des Systems, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a) Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes der Größe; b) Erfassen der Größe des Systems und Erzeugen eines elektrischen Signals durch die elektronische Einrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Größe; c) Ermitteln mindestens eines Wertes (x, y) einer Kenngröße (X, Y) des erzeugten elektrischen Signals; d) Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwerts der Kenngröße (X, Y) in Abhängigkeit von dem festgelegten Minimal- und/oder Maximalwert der Größe des Systems; e) Überprüfen, ob der ermittelte Wert der Kenngröße (X, Y) größer als der für die Kenngröße festgelegte Minimalwert und/oder kleiner als der Maximalwert ist; f) Bestimmen anhand des Ergebnisses aus Schritt e), ob eine Störung der elektronischen Einrichtung vorliegt.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung, die zum Bestimmen mindestens einer Größe dient, gemäß den Ansprüche 1 und 16 sowie eine Vorrichtung zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Bestimmen mindestens einer Größe gemäß den Ansprüchen 18 und 20.
Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, um Störungen elektronischer Einrichtungen, z. B. in Form von Sensoren, zu detektieren oder zu simulieren. Insbesondere sind Vorrichtungen bekannt, um Störungen, die durch äußere elektrische Störquellen hervorgerufen werden, möglichst gering zu halten, d. h. eine möglichst gute elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der elektronischen Einrichtung zu erzielen.
Allerdings ist es kaum möglich, Störungen durch äußere Störquellen vollständig zu vermeiden, insbesondere, wenn die elektronische Einrichtung beweglich ist. Beispielsweise kann die elektronische Einrichtung in Form eines Sensor eines Kraftfahrzeugs ausgebildet und demzufolge während der Fahrt unterschiedlichen externen elektromagnetischen Feldern ausgesetzt sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die einen möglichst robusten Betrieb einer elektronischen Einrichtung ermöglicht.
Dieses Problem wird durch die Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 bzw. 16 sowie durch die Vorrichtungen mit den Merkmalen gemäß Anspruch 18 bzw. 20 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Danach wird ein Verfahren zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Erfassen mindestens einer Größe eines (z. B. physikalischen, insbesondere mechanischen) Systems zur Verfügung gestellt, mit den Schritten

a) Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes der Größe;
b) Erfassen der Größe des Systems und Erzeugen eines elektrischen Signals durch die elektronische Einrichtung;
c) Ermitteln mindestens eines Wertes mindestens einer Kenngröße (Messgröße) des erzeugten elektrischen Signals;
d) Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwerts der Kenngröße in Abhängigkeit von dem festgelegten Minimal- und/oder Maximalwert der Größe;
e) Überprüfen, ob der ermittelte Wert der Kenngröße größer als der für die Kenngröße festgelegte Minimalwert und/oder kleiner als der Maximalwert ist;
f) Bestimmen anhand des Ergebnisses aus Schritt e), ob eine Störung der elektronischen Einrichtung vorliegt.

Somit wird basierend auf einer Größe, die mit der elektronischen Einrichtung erfasst werden kann und die kennzeichnend für das System ist, ein Plausibilitätsbereich für eine Kenngröße des von der elektronischen Einrichtung bei Erfassen der Größe des Systems erzeugten elektrischen Signals festgelegt. Zur Festlegung dieses Plausibilitätsbereiches wird zunächst ein Plausibilitätsbereich für die erfassbare Größe festgelegt, der sich insbesondere aus der vorgesehenen Anwendung der elektronischen Einrichtung ergibt. Beispiele von (insbesondere physikalischen) Größen des Systems und das Festlegen ihres Plausibilitätsbereiches werden weiter unten diskutiert. Es wird darauf hingewiesen, dass die Schritte a) bis f) natürlich nicht notwendigerweise in dieser Reihenfolge ausgeführt werden müssen. Beispielweise kann das Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes auch nach dem Erfassen der Größe des Systems und Erzeugen eines elektrischen Signals durch die elektronische Einrichtung erfolgen.
Das System ist insbesondere in Form eines physikalischen Systems ausgebildet, d. h. in Form eines Systems, das Komponenten aufweist, die miteinander in physikalischer (insbesondere mechanischer) Wirkbeziehung stehen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf physikalische Systeme beschränkt, sondern sie kann z. B. auch mit einem chemischen System verwendet werden. Das „elektrische Signal” liegt insbesondere in Form einer an der Einrichtung abgreifbaren Spannung oder eines durch die Einrichtung erzeugten Stromes vor.
Beispielsweise werden der Minimal- und/oder der Maximalwert der Kenngröße dadurch bestimmt wird, dass ausgehend von einem Referenzwert (z. B. einem Mittelwert) der Kenngröße und in Abhängigkeit von der erfassten Größe eine zu erwartende maximale Abweichung der Kenngröße von dem Referenzwert ermittelt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Werte der Kenngrößen bzw. der zeitliche Verlauf der Kenngrößen des elektrischen Signals anwendungsspezifisch klassifiziert werden, wobei insbesondere entschieden werden kann, ob eine Störung des durch die elektronische Einrichtung erzeugten elektrischen Signals durch eine äußere Störquelle, die z. B. ein elektrisches Störfeld generiert) oder eine durch einen Defekt der elektronischen Einrichtung hervorgerufene Störung vorliegt. Insbesondere kann durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden, dass aufgrund eines Wertes der Kenngröße, der zwar weit von einem Referenzwert abweicht, jedoch im Hinblick auf die spezielle Anwendung der elektronischen Einrichtung noch plausibel ist, fälschlicherweise auf einen Defekt der elektronischen Einrichtung geschlossen wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei der zu überprüfenden elektronischen Einheit auch um einen Bestandteil (z. B. einem Mikrochip) einer größeren elektronischen Schaltung handeln kann und ein „äußeres elektromagnetisches Störfeld”, das auf die elektronische Einrichtung wirkt, z. B. auch durch einen anderen Bestandteil der elektronischen Schaltung hervorgerufen werden kann.
Natürlich kann das „äußere elektromagnetische Störfeld” auch durch eine Quelle erzeugt werden, die unabhängig von der elektronischen Schaltung, die die zu prüfenden elektronische Einrichtung beinhaltet, angeordnet ist und sich beispielsweise außerhalb eines Gehäuses befindet, in dem die elektronische Schaltung zusammen mit der elektronischen Einrichtung untergebracht ist. Das elektromagnetische Störfeld gelangt z. B. über eine galvanische Verbindung oder als elektromagnetische Welle zu der elektronischen Einrichtung.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden der Minimal- und/oder der Maximalwert der Kenngröße dadurch bestimmt, dass ausgehend von einem Referenzwert der Kenngröße eine zu erwartende maximale Abweichung der Kenngröße von dem Referenzwert ermittelt wird. Beispielsweise wird der Referenzwert der Kenngröße bei zumindest näherungsweise konstanter Größe des Systems ermittelt, d. h. in einem stationären Zustand der Größe und ohne Einfluss einer Störquelle. Somit erfolgt gewissermaßen eine „Kalibrierung” der elektronischen Einrichtung, so dass auf das Vorliegen eines externen Störfeldes geschlossen werden kann, wenn die bestimmte Kenngröße des elektrischen Signals stärker von dem Referenzwert abweicht als im Hinblick auf die betrachtete Anwendung der elektronischen Einrichtung erwartet werden kann.
Beispielsweise handelt es sich bei der elektronischen Einrichtung um einen nicht oder nur unzureichend gegenüber einer äußeren Störquelle abgeschirmten Wegaufnehmer zum Detektieren einer Wegänderung eines bewegbaren Teiles, wobei der Wegaufnehmer ein elektrisches Signal erzeugt, dessen Amplitude von der Position des bewegbaren Teiles abhängt. Aus der vorgesehenen Verwendung des Wegaufnehmers ergibt sich nun beispielsweise, dass die Wegänderung, die mit dem Wegaufnehmer gemessen werden soll, nicht mit beliebiger Geschwindigkeit erfolgen kann, sondern anwendungsgemäß ein Bereich existiert, in dem die Geschwindigkeit der Wegänderung liegen wird oder liegen muss. Ausgehend von diesem Geschwindigkeitsbereich kann ein Bereich festgelegt werden, in dem z. B. die Geschwindigkeit, mit der sich eine Amplitude eines von dem Wegaufnehmer erzeugten elektrischen Signals ändert, liegen wird. Liegt die Geschwindigkeit der Amplitudenänderung außerhalb dieses Bereichs, liegt eine Störung vor.
Somit kann anwendungsspezifisch ein Plausibilitätsbereich für die Größe des Systems und von diesem abgeleitet ein Plausibilitätsbereich für eine oder mehrere Kenngrößen des elektrischen Signals festgelegt werden. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass unter einer „Größe des Systems” auch die zeitliche Änderung einer Größe verstanden wird, d. h. im obigen Beispiel wird die Änderung des Weges als eigene Größe angesehen. Entsprechend wird auch eine zeitliche Änderung einer Kenngröße als eigene Kenngröße betrachtet, z. B. wird die zeitliche Änderung (Ableitung) der Signalamplitude als eigene Kenngröße behandelt.
Zur Bestimmung eines Referenzwertes für die Geschwindigkeit der Amplitudenänderung des elektrischen Signals kann z. B. das bewegbare Teil mit konstanter und für die Verwendung des bewegbaren Teiles vorgegebener Geschwindigkeit bewegt und das entsprechende elektrische Signal erfasst und die Kenngröße in Form der Signalamplitude bestimmt werden. Zur Ermittlung insbesondere einer Obergrenze für die Geschwindigkeit der Änderung der Signalamplitude wird das bewegbare Teil so schnell bewegt, wie es die Verwendung des bewegbaren Teils vorgibt oder zulässt.
Es ist selbstverständlich möglich, dass mehr als eine Kenngröße, z. B. eine erste und eine zweite Kenngröße, des elektrischen Signals in Abhängigkeit von der Größe des Systems, die mit der zu überprüfenden Einrichtung erfasst werden soll, ermittelt werden. Beispielsweise kann die erste Kenngröße der Realteil und die zweite Kenngröße der Imaginärteil des von der elektronischen Einrichtung erzeugten elektrischen Signals sein, d. h. es werden die Amplitude und die Phase des Signals bestimmt und ausgehend von der Festlegung der Grenzen der zu erfassenden Größe entsprechende Grenzen für die Amplitude und die Phase festgelegt.
Es ist möglich, dass Kenngrößen innerhalb ihrer Plausibilitätsgrenzen (d. h. der zu erwartende Minimal- und/oder Maximalwerte) unabhängig voneinander Werte annehmen können. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Kenngrößen voneinander abhängen. Insbesondere kann in Abhängigkeit von der erfassbaren Größe des Systems ein zu erwartender Wertebereich für die erste und zweite Kenngröße festgelegt werden, der sich aus einem funktionalen Zusammenhang zwischen der ersten und der zweiten Kenngröße ergibt, so dass jedem Wert der ersten Kenngröße genau ein Wert der zweiten Kenngröße zugeordnet ist.
Beispielsweise besteht zwischen den beiden Kenngrößen ein linearer Zusammenhang, so dass die plausiblen Werte der ersten und der zweiten Kenngröße Koordinaten einer Geraden in einem durch die beiden Kenngrößen aufgespannten Koordinatensystem bilden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann nun vorsehen, dass auch geprüft wird, ob die (z. B. zu unterschiedlichen Zeitpunkten) ermittelten Werte der Kenngröße zu dem festgelegten Wertebereich gehören oder nicht.
Gemäß einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden

– die Schritte a) bis e) für eine erste Größe des Systems durchgeführt; und
– in Abhängigkeit vom Ergebnis für die erste Größe die Schritte a) bis f) für eine zweite Größe des Systems und eine zweite Kenngröße durchgeführt, wobei die zweite Größe verschieden von der ersten Größe ist und gemäß Schritt d) ein Minimal- und/oder Maximalwert der zweiten Kenngröße in Abhängigkeit von dem festgelegten Minimal- und/oder Maximalwert der zweiten Größe bestimmt wird.

Demzufolge wird eine hierarchische (taxonometrische) Überprüfung der elektronischen Einrichtung durchgeführt. Diese hierarchische erfolgt beispielsweise so, dass, wenn sich nach dem ersten Durchlauf der Verfahrensschritte a) bis e) ergibt, dass die erste Kenngröße außerhalb des plausiblen Bereichs liegt, eine weitere Prüfung anhand einer anderen Kenngröße erfolgt, deren Plausibilitätsgrenzen anhand einer anderen erfassbaren Größe festgelegt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass unter verschiedenen Größen des Systems in diesem Zusammenhang auch die Rede sein kann, wenn die beiden Größen sich zwar auf dieselben physikalischen Größen (z. B. eine Geschwindigkeit) beziehen, die Größen jedoch z. B. unterschiedliche Teile oder Zustände des Systems betreffen, z. B. kann sich die „erste Größe” des Systems auf die Geschwindigkeit, mit der sich ein Fahrzeuginsasse aus eine Fahrzeugsitz heraus bewegt, beziehen, und die „zweite Größe” auf eine Geschwindigkeit, mit der sich ein Fahrzeuginsasse in den Sitz hinein bewegt. Natürlich können sich „unterschiedliche Größen” des Systems auch auf unterschiedliche physikalische Größen beziehen.
In einem Beispiel ist die erste Kenngröße eine Amplitude des elektrischen Signals und die zweite Kenngröße eine zeitliche Änderung der Amplitude des elektrischen Signals. Demnach wird zunächst geprüft, ob die ermittelte Signalamplitude innerhalb ihrer Plausibilitätsgrenzen liegt. Sollte dies nicht der Fall sein, erfolgt eine weiterer Überprüfung anhand der Geschwindigkeit, mit der sich die Amplitude ändert. Es ist denkbar, dass ein externes Störfeld (etwa ein näherungsweise statisches Feld) zwar die Signalamplitude, aber nicht die zeitliche Änderung der Signalamplitude (d. h. die zeitliche Ableitung der Signalamplitude) beeinflusst, so dass, wenn zwar die Signalamplitude, nicht aber die Änderung der Signalamplitude, außerhalb der jeweiligen Plausibilitätsgrenzen liegt, auf das Vorhandensein eines externen Störfeldes (und nicht auf einen Defekt der elektronischen Einrichtung) geschlossen werden kann.
Es ist natürlich auch möglich, dass in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Größe zu erwartende Minimal- und/oder Maximalwerte jeweils für zwei Kenngrößen bestimmt werden, d. h. es werden für die erste und eine erste weitere Kenngröße ein Minimal- und/oder Maximalwert in Abhängigkeit von der ersten Größe und für die zweite und eine zweite weitere Kenngröße ein Minimal- und/oder Maximalwert in Abhängigkeit von der zweiten Größe bestimmt.
Beispielsweise werden als Kenngrößen jeweils der Real- und der Imaginärteil (d. h. Amplitude und Phase) des elektrischen Signals oder jeweils eine von dem Real- bzw. Imaginärteil des elektrischen Signals abhängige Kenngröße bestimmt.
Beispielsweise sind die beiden Kenngrößen, deren zu erwartende Minimal- und/oder Maximalwerte in Abhängigkeit von der ersten Größe des Systems bestimmt werden (d. h. die erste und die erste weitere Kenngröße), der Real- und der Imaginärteil des mittels der elektronischen Einrichtung bestimmten elektrischen Signals sind, und/oder die beiden Kenngrößen, deren zu erwartende Minimal- und/oder Maximalwerte in Abhängigkeit von der zweiten Größe bestimmt werden (die zweite und die zweite weitere Kenngröße), die zeitliche Änderung des Real- und der Imaginärteil des elektrischen Signals sind. Insbesondere werden zur Ermittlung des jeweiligen Real- und Imaginärteils die Amplitude und die Phase bzw. die zeitliche Änderung dieser Größen bestimmt.
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird mindestens eine weitere elektronische Einrichtung bereitgestellt, die analog (insbesondere identisch) zur zu überprüfenden elektronischen Einrichtung ausgebildet ist, wobei in Abhängigkeit vom Ergebnis des Schrittes e) die Schritte a) bis f) (d. h. insbesondere, wenn die ermittelten Werte außerhalb des Plausibilitätsbereiches liegen) mit der weiteren elektronischen Einrichtung durchgeführt werden. Ergibt die Überprüfung mit der zweiten elektronischen Einrichtung ebenfalls, dass die Kenngröße außerhalb ihres Plausibilitätsbereiches liegt, kann sehr sicher darauf geschlossen werden, dass eine Störung durch eine äußeres elektromagnetische Quelle vorliegt und kein Defekt der zu überprüfenden elektronischen Einrichtung. Natürlich können mehr als eine weitere elektronische vorgesehen werden.
Zur Absicherung, ob tatsächlich lediglich eine Störung durch eine äußere Störquelle vorliegt, kann für den Fall, dass die Kenngrößenwerte außerhalb der festgelegten Grenzen liegen, eine (herkömmliche) Schaltungsprüfung der elektronischen Einrichtung eingeleitet werden, z. B. eine Durchgangsprüfung. Eine derartige Schaltungsprüfung wird z. B. eingeleitet, wenn die Differenz zwischen einem mit der zu überprüfenden elektronischen Einrichtung bestimmten Wert der Kenngröße und einem (zum gleichen Zeitpunkt) mit der weiteren elektronischen Einrichtung bestimmten Wert der Kenngröße einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.
Es ist auch denkbar, dass anstelle einer weiteren elektronischen Einrichtung, die analog zur überprüfenden elektronischen Einrichtung ausgebildet ist, ein anders gearteter Referenzschaltkreis, z. B. in Form eines einfachen RC-Gliedes, vorgesehen wird. Mit diesem Referenzschaltkreis werden dann die Schritte a) bis f) durchgeführt, wenn die mit der zu überprüfenden elektronischen Einrichtung ermittelte Kenngröße außerhalb des Plausibilitätsbereiches liegt. Insbesondere kann anstelle einer weiteren elektronischen Einrichtung auch die weiter unten beschriebene Vorrichtung gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der zu überprüfenden elektronischen Einrichtung um einen Sensor, der z. B. zum Bestimmen einer Belegung eines Fahrzeugsitzes durch einen Fahrzeuginsassen ausgebildet ist. Derartige Sensoren sind insbesondere als Bestandteil eines Fahrzeugsitzes ausgestaltet und mit einer Auswerteeinheit zur Analyse eines elektrischen Signals, dass sie aufgrund einer Interaktion des Fahrzeuginsassen mit dem Fahrzeugsitz erzeugen, verbunden.
Beispielsweise ist ein solcher Sensor in Form eines kapazitiven Sensors ausgebildet, der insbesondere mit einer Wechselspannung beaufschlagt wird. Als Kenngrößen des mit dem Sensor erzeugten elektrischen Signals werden z. B. der Wirkstromanteil (also der mit der eingespeisten Wechselspannung phasengleiche Anteil bzw. Realteil des Wechselstromes), insbesondere als Grundlage für die Bestimmung einer Phasenverschiebung, und/oder der Blindstromanteil (Imaginärteil des Wechselstromes) und/oder der Quadraturanteil bzw. Effektivwert des Stromes, insbesondere als Grundlage für die Bestimmung der Amplitude, ermittelt.
Bei der von einem derartigen Sensor erfassbaren Größe des Systems (d. h. des Systems Fahrzeugsitz-Fahrzeuginsasse) handelt es sich z. B. um eine Geschwindigkeit, mit der sich der Fahrzeuginsasse in den Fahrzeugsitz hinein, aus dem Fahrzeugsitz heraus oder auf dem Fahrzeugsitz bewegt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Formulierung, dass eine Größe „erfasst” wird, nicht unbedingt bedeutet, dass der Hauptzweck des Sensors die Bestimmung dieser Größe sein muss, sondern lediglich, dass die Größe (zumindest qualitativ) anhand des Sensorsignals bestimmbar ist und vorliegend zur Plausibilitätsprüfung des Sensorsignals benutzt werden kann.
Insbesondere die Geschwindigkeit, mit der sich der Fahrzeuginsassen in dem Sitz hinein bzw. vom Sitz weg bewegt, beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der sich eine mit dem Sensor bestimmte Kenngröße ändert, beispielsweise ist die zeitliche Änderung der Amplitude (bzw. des Quadraturanteils des Sensorsignals) von der Geschwindigkeit des Fahrzeuginsassen beim Hinsetzen bzw. Aufstehen abhängig. Selbstverständlich können auch andere Kenngrößen von der Geschwindigkeit des Fahrzeuginsassen in Bezug auf den Fahrzeugsitz abhängen, z. B. auch der Blindstromanteil des Sensorsignals.
Da der Fahrzeuginsasse sich nicht beliebig schnell und auch nicht beliebig langsam in den Sitz hinein oder heraus bewegen kann, können ein Minimal- und ein Maximalwert für die Geschwindigkeit, mit der er sich in den Fahrzeugsitz hinein und/oder aus dem Fahrzeugsitz heraus bewegt, angegeben werden. Aus diesen Grenzwerten lassen sich wiederum Minimal- und Maximalwerte der Kenngrößen (z. B. für den Blindstrom und den Quadraturanteil) des mit dem Sensor erzeugten elektrischen Signals angeben.
Für den Fall eines Fahrzeugsitzsensors kann die vom Sensor erfasste Größe z. B. auch der Betrag einer Kraft (bzw. einer Wegänderung eines Sitzteiles, z. B. der Sitzoberfläche) sein, mit der sich der Fahrzeuginsasse in den Fahrzeugsitz hinein, aus dem Fahrzeugsitz heraus bewegt oder beim Sitzen auf den Fahrzeugsitz wirkt. Von dieser Kraft kann insbesondere die Amplitude des Sensorsignals anhängen, so dass durch Festlegen eines plausiblen Bereiches für diese Kraft ein Plausibilitätsbereich für die Signalamplitude festgelegt werden kann. Es ist jedoch z. B. auch möglich, dass der Sitzsensor anstelle einer Kraft oder Wegänderung den Betrag oder eine Veränderung eines elektrischen Feldes im Bereich des Sitzes erfasst (insbesondere bei Verwendung eines kapazitiven Sensors).
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Fahrzeugsitzsensoren beschränkt, sondern es können z. B. auch andere Arten von Sensoren überprüft werden, z. B. Airbagsensoren, Temperatursensoren (d. h. Sensoren, die nicht unbedingt mechanische Größen erfassen) oder z. B. auch Belegungssensoren eines Lenkrads (Lenkradsensoren), die eine Berührung des Lenkrads durch den Fahrer des Fahrzeugs überwachen. Die Erfindung ist jedoch auch nicht darauf beschränkt, elektronische Einrichtungen in Form eines Sensors überprüfen zu können, sondern das erfindungsgemäße Verfahren kann mit im Prinzip beliebig gestalteten elektronischen Einrichtung verwendet werden, z. B. in Form eines Hardwarebauteils einer programmierbaren Vorrichtung. Allgemein werden als Kenngrößen des mit der elektronischen Einrichtung erzeugten Signals z. B. eine Amplitude, eine Frequenz oder eine Phase des elektrischen Signals oder eine Änderung dieser Größen herangezogen.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Erfassen mindestens einer Größe eines (wie oben erläutert insbesondere physikalischen) Systems, mit den Schritten:

a) Erzeugen eines ersten, vorgegebenen elektrischen Referenzsignals und eines zweiten, vorgegebenen elektrischen Referenzsignals;
b) Bestimmen mindestens eines ersten Wertes mindestens einer ersten Kenngröße des ersten elektrischen Referenzsignals und mindestens eines ersten Wertes einer zweiten Kenngröße des zweiten elektrischen Referenzsignals;
c) Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes der ersten und der zweiten Kenngröße;
d) Überprüfen, ob der erste und/oder der zweite Wert größer als der Minimalwert und kleiner als der Maximalwert ist;
e) Bestimmen anhand des Ergebnisses aus Schritt e), ob eine Störung der elektronischen Einrichtung (insbesondere durch eine außerhalb der elektronischen Einrichtung vorhandene Störquelle) vorliegt.

Das erste und das zweite Referenzsignal werden insbesondere mittels eines ersten und eines zweiten Referenzschaltkreises erzeugt, wobei darauf hingewiesen wird, dass selbstverständlich auch mehr als zwei Referenzsignale verwendet werden können.
Demnach wird die zu überprüfende elektronische Einrichtung nicht unbedingt mit in das Überprüfungsverfahren einbezogen, sondern die Prüfung, ob eine Störung durch eine äußere Störquelle vorliegt, erfolgt mittels mindestens eines ersten und eines zweiten Referenzschaltkreises. Die Referenzschaltkreise werden insbesondere mit einer Wechselspannung beaufschlagt, so dass z. B. die weiter oben erläuterten Kenngrößen (z. B. Quadraturanteil und Blindstrom) des von den Referenzschaltkreisen erzeugten elektrischen Signals bestimmt werden können. Generell kommen auch hier wie oben erläutert Kenngrößen in Form einer Amplitude, einer Frequenz oder einer Phase des elektrischen Signals oder eine Änderung dieser Größen in Betracht.
Beispielsweise sind die Referenzschaltkreise anders (insbesondere einfacher) ausgestaltet als die zu überprüfende elektronischen Einrichtung (die wie oben beschrieben ein z. B. Sensor sein kann), z. B. in Form eines RC-Gliedes oder eines RL-Gliedes.
Es ist jedoch natürlich auch denkbar, dass der erste und/oder der zweite Schaltkreis analog zur zu überprüfenden elektronischen Einrichtung zum Bestimmen einer Größe ausgebildet sind und der Minimal- und/oder Maximalwerte der Kenngröße in Abhängigkeit von einem festgelegten Minimal- und/oder Maximalwert der Größe des Systems (z. B. in Form einer der in Bezug auf den ersten Erfindungsaspekt erwähnten Größen) festgelegt wird.
Selbstverständlich können die Verfahrensschritte der erfindungsgemäßen Verfahren jeweils in Form eines Programms formuliert sein, das auf einer programmierbaren Einrichtung ausführbar ist. Auf diese Weise kann ein erfindungsgemäßer softwareimplementierter EMV-Filter realisiert werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Bestimmen mindestens einer Größe eines Systems, mit

– Ermittlungsmitteln zum Ermitteln mindestens eines Wertes einer Kenngröße eines durch die elektronischen Einrichtung erzeugten elektrischen Signals;
– Festlegungsmitteln zum Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes der Kenngröße in Abhängigkeit von einem Minimal- und oder Maximalwert der mittels der elektronischen Einrichtung bestimmbaren Größe;
– Überprüfungsmitteln zum Überprüfen, ob ein durch die Ermittlungsmittel ermittelte Wert der Kenngröße größer als der durch die Festlegungsmittel festgelegte Minimalwert und/oder kleiner als der festgelegte Maximalwert ist;
– Bestimmungsmitteln zum Bestimmen anhand eines Signals der Überprüfungsmittel, ob eine Störung der elektronischen Einrichtung vorliegt, insbesondere, ob eine durch eine außerhalb der elektronischen Einrichtung vorhandene Störquelle bedingte Störung vorliegt.

Die Festlegungs-, die Überprüfungs- und/oder die Bestimmungsmittel sind insbesondere in Form einer programmierten Einrichtung ausgebildet; z. B. in Form eines Mikrochips, eines ASICs oder als Bestandteil einer ECU eines Kraftfahrzeuges.
Die Vorrichtung kann darüber hinaus auch Korrekturmittel aufweisen, die dazu dienen, ein elektrisches Signal der elektronischen Einrichtung (die z. B. in Form eines Sensors ausgebildet ist) in Abhängigkeit von dem ermittelten Kennwert oder den mehreren ermittelten Kennwerten zu korrigieren, um den Einfluss eines äußeren Feldes auf das Sensorsignal möglichst zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren. Eine derartige Vorrichtung arbeitet somit als EMV-Filter.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Bestimmen mindestens einer Größe eines Systems, mit

– Signalerzeugungsmitteln zum Erzeugen mindestens eines ersten und eines zweiten Referenzsignals;
– Ermittlungsmitteln zum Ermitteln mindestens eines ersten Wertes mindestens einer ersten Kenngröße des ersten elektrischen Signals und mindestens eines zweiten Wertes mindestens einer zweiten Kenngröße (d. h. einer von der ersten Kenngröße verschiedenen Kenngröße) des zweiten elektrischen Signals sowie einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert;
– Festlegungsmitteln zum Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und oder Maximalwertes der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert;
– Überprüfungsmitteln zum Überprüfen, ob die Differenz größer als der Minimalwert und kleiner als der Maximalwert ist;
– Bestimmungsmitteln zum Bestimmen anhand eines Signals der Überprüfungsmittel, ob eine Störung der elektronischen Einrichtung vorliegt, insbesondere, ob eine durch eine außerhalb der elektronischen Einrichtung vorhandene Störquelle bedingte Störung vorliegt.

Insbesondere weisen die Signalerzeugungsmittel einen ersten und einen zweiten Referenzschaltkreis zum Erzeugen des ersten bzw. des zweiten Referenzsignals auf.
Diese Vorrichtung ist insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens gemäß dem zweiten Erfindungsaspekt ausgebildet, d. h. die Referenzschaltkreise sind insbesondere anders als die zu untersuchende elektronische Einrichtung gestaltet, z. B. in Form eines einfachen Schaltkreises, etwa eines RC-Gliedes, eines Hall-Sensors oder eines ASICs.
Die Festlegungs-, die Überprüfungs- und/oder die Bestimmungsmittel auch dieses Erfindungsaspektes können natürlich insbesondere in Form einer programmierten Einrichtung ausgebildet sein und insbesondere eine gemeinsame Einheit bilden.
Auch diese Vorrichtung kann ebenfalls Korrekturmittel aufweisen, um einen EMV-Filter zu realisieren. Insbesondere sind die Korrekturmittel ausgebildet, ein elektrisches Signal der elektronischen Einrichtung in Abhängigkeit von der ersten und/oder dem zweiten Referenzsignal zu korrigieren.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 schematisch die Klassifizierung von Kenngrößen eines elektrischen Signals gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ein Ablaufdiagramm für ein Überprüfungsverfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4 schematisch die Klassifizierung von Kenngrößen eines von der Vorrichtung aus 3 erzeugten elektrischen Signals.
1 zeigt ein Koordinatensystem in dem Werte (x₁, x₂) einer ersten Kenngröße X und Werte (y₁, y₂) einer zweiten Kenngröße Y eines elektrischen Signals, das von einer zu überprüfenden elektronischen Einrichtung erzeugt wird, aufgetragen werden. Beispielsweise handelt es sich bei der ersten Kenngröße um einen Quadraturanteil eines von der elektronischen Einrichtung erzeugten Wechselstromsignals und bei der zweiten Kenngröße um einen Blindstrom des Wechselstromsignals. Die betrachtete elektronische Einrichtung ist insbesondere in Form eines Sensors ausgebildet, der entsprechend mit einer Wechselspannung beaufschlagt wird.
Zu einem ersten Zeitpunkt t₁ befindet sich das System, dem die zu überprüfende elektronische Einrichtung zugeordnet ist, in einem näherungsweise stationären Zustand, so dass Größen des Systems nur wenig um einen stationären Wert schwanken. Ausgehend von der konkreten Anwendung der elektronischen Einrichtung, d. h. von dem ihr zugeordneten System, das im Beispiel der 1 in Form eines physikalischen Systems ausgebildet ist, und dessen Verwendung, lassen sich für den stationären Zustand Unter- und/oder Obergrenzen von Größen des System angeben, die einen für den stationären Zustand gültigen Plausibilitätsbereich in Bezug auf die jeweilige Größe kennzeichnen.
Dies ermöglicht wiederum die Angabe von Unter- bzw. Obergrenzen der mit der elektronischen Einrichtung ermittelbaren Kenngrößen, so dass ein „stationärer” Plausibilitätsbereich 1 angegeben werden kann, in dem sich die Werte der Kenngrößen bewegen werden, solange sich das System im stationären Zustand befindet und keine Störung der elektronischen Einrichtung vorliegt. Ein Herauswandern zumindest einer der Kenngrößen aus dem Bereich 1 muss jedoch nicht zwangsläufig bedeuten, dass eine Störung vorliegt, sondern kann auch lediglich dadurch entstehen, dass das physikalische System aus dem stationären Zustand in einen dynamischen Zustand übergeht.
Beispielsweise handelt es sich bei der elektronischen Einrichtung um einen Fahrzeugsitzsensor, der wie oben bereits erwähnt, dazu dient, eine Belegung eines Fahrzeugsitzes durch einen Fahrzeuginsassen zu detektieren, d. h. das „physikalische System”, dem der Fahrzeugsitzsensor zugeordnet ist, umfasst den Fahrzeugsitz und den Fahrzeuginsassen. In einem stationären Zustand dieses Systems aus Fahrzeugsitz und Fahrzeugsitz befindet sich der Fahrzeuginsasse auf dem Fahrzeugsitz (bzw. nicht in dem Sitz), wobei dennoch gewisse Bewegungen des Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz erfolgen werden, so dass auch die ermittelten Kenngrößen gewisse zeitliche Fluktuationen aufweisen werden.
Eine Unter- und eine Obergrenze solcher Fluktuationen kann nun dadurch angegeben werden, dass eine Unter- und eine Obergrenze für zumindest eine diese Kenngrößen beeinflussende Größe des Systems Fahrzeugsitz-Fahrzeuginsasse festgelegt wird. Beispielsweise lässt sich eine maximale Auslenkung der Sitzoberfläche angeben, die ein auf dem Fahrzeugsitz befindlicher Fahrzeuginsasse hervorrufen kann. Diese maximale Auslenkung der Sitzoberfläche begrenzt z. B. die Amplitude des elektrischen Signals, d. h. im vorliegenden Beispiel den Wert der ersten Kenngröße. Analog kann für den stationären Fall eine Untergrenze für die zweite Kenngröße und eine Unter- und eine Obergrenzen für die erste Kenngröße festgelegt werden. Die ermittelten Kenngrößen können also dahingehend klassifiziert werden, ob sie innerhalb der Plausibilitätsgrenzen, d. h. innerhalb des Bereiches 1, liegen oder nicht. Liegen sie in diesem Bereich, kann daraus geschlossen werden, dass sich das betrachtete physikalische System in einem stationären Zustand befindet. Insbesondere werden Werte der Kenngrößen zu mehreren Zeitpunkten ermittelt, z. B. quasi-kontinuierlich.
Analog zum stationären Zustand des physikalischen Systems können auch für einen dynamischen Zustand des Systems, in dem sich Größen des Systems zeitlich verändern, Minimal- und/oder Maximalwerte zumindest einer Größe des Systems angegeben werden, die diese Größe aufgrund der Beschaffenheit des Systems sehr wahrscheinlich nicht unter- bzw. überschreiten wird oder kann. Basierend auf diesen Minimal- und/oder Maximalwerten können Grenzen für die erste und die zweite Kenngröße angegeben werden, die den dynamischen Zustand des physikalischen Systems kennzeichnen. Der so festgelegte Plausibilitätsbereich ist in Figur als Bereich „2” bezeichnet. Verlässt zumindest eine der beiden Kenngrößen den Bereich 2, kann von einer Störung durch eine äußere Störquelle ausgegangen werden.
Im Beispiel eines physikalischen Systems bestehend aus einem Fahrzeugsitz und einem Fahrzeugsitzsensor besteht ein dynamischer Zustand des Systems insbesondere darin, dass sich der Fahrzeuginsasse aus dem Fahrzeugsitz heraus- oder in den Fahrzeugsitz hinein bewegt. Beide Bewegungen des Fahrzeuginsassen sind durch eine minimale und eine maximale Krafteinwirkung auf den Sitz gekennzeichnet, so dass sich analog zum stationären Zustand Unter- und Obergrenzen für die Werte der ersten und der zweiten Kenngröße angeben lassen, die in 1 den Bereich 2 definieren.
Gemäß 1 befindet sich das System zu einem Zeitpunkt t₂ wieder in einem stationären Zustand, z. B. hat sich der Fahrzeuginsasse zu diesem Zeitpunkt vollständig aus dem Sitz erhoben. Dieser Zustand ist gekennzeichnet durch den Punkt P₂ im X-Y-Koordinatensystem, d. h. durch ein entsprechendes Wertepaar der ersten und der zweiten Kenngröße. Um den Punkt P₂ herum erstreckt sich ein stationärer Bereich 1', der nicht unbedingt dieselben „Abmessungen” wie der stationäre Bereich 1 zum Zeitpunkt t₁ haben muss.
Zusätzlich zu der ersten Größe, z. B. die Krafteinwirkung des Fahrzeuginsassen auf den Fahrzeugsitz, kann der dynamische Zustand des physikalischen Systems durch eine oder mehrere weitere Größen bestimmt sein, die sich auf die von dem elektronischen System bestimmten Signal auswirken. Basierend auf diesen weiteren Größen können für weitere Kenngröße Unter- und Obergrenzen angegeben werden, die ebenfalls zur Klassifizierung der Kenngrößen verwendet werden können.
Beispielsweise kann für den Fall des Fahrzeugsitzsensors auch eine Geschwindigkeit angegeben werden, mit der sich der Fahrzeuginsasse aus dem Sitz heraus oder in den Sitz hinein bewegt, die nicht unterschritten bzw. überschritten werden wird. Analog lassen sich basierend auf der minimalen und maximalen Fahrzeuginsassengeschwindigkeit Unter- und Obergrenzen für die zeitliche Änderung der ersten und der zweiten Kenngröße angeben, d. h. eine Unter- und Obergrenze für die Geschwindigkeit, mit der sich z. B. ein Quadraturanteil des elektrischen Signals ändert, und eine Unter- und Obergrenze, mit der sich ein Blindstromanteil des elektrischen Signals ändert, angeben werden.
In 1 ist das Zeitintervall, das vergeht, um die erste und die zweite Kenngröße (x₁, y₁) zum Zeitpunkt t₁ in die zweite Kenngröße (x₂, y₂) zum Zeitpunkt t₂, d. h. in den Punkt P₂, zu überführen, mit „Δt” angedeutet. Je kleiner Δt, desto größer ist die Änderungsgeschwindigkeit der ersten und der zweiten Kenngröße. Die zeitliche Abhängigkeit der Kenngrößen könnte auch dadurch dargestellt werden, dass das in 1 gezeigte Koordinatensystem um eine Zeitdimension erweitert wird, d. h. von einer zwei- auf eine dreidimensionale Darstellung erweitert wird.
Insbesondere kann nicht nur anhand eines Kriteriums, z. B. die Grenzen des Bereiches 2, überprüft werden, ob eine Störung vorliegt, sondern es kann ein weiteres Kriterium, nämlich die Geschwindigkeit, mit der sich die Kenngrößen verändern, herangezogen werden. Insbesondere kann die Prüfung hierarchisch erfolgen, so dass erst, wenn eines der Kriterien nicht erfüllt ist, auch eine Überprüfung anhand des zweiten Kriteriums erfolgt. Beispielsweise wird erst geprüft, ob die Geschwindigkeit, mit der sich eine Kenngröße ändert, in ihrem Plausibilitätsbereich liegt, wenn festgestellt wurde, dass zumindest eine Kenngröße den Plausibilitätsbereich 2 verlassen hat, d. h. z. B. die Signalamplitude größer als erwartbar ist.
Es können natürlich weitere Größen, die das physikalische System und/oder die elektrische Einrichtung kennzeichnen, herangezogen werden. Beispielsweise können das physikalische System und die zu überprüfende Einrichtung so ausgestaltet und zueinander angeordnet sein, dass Kenngrößen des elektrischen Signals voneinander abhängig sind, wobei insbesondere ein funktionaler Zusammenhang bestehen kann, so dass einem Wert der ersten Kenngröße eindeutig ein Wert der zweiten Kenngrößen zugeordnet ist. Im Beispiel der 1 etwa liegen die im dynamischen Zustand des physikalischen Systems erwartbaren Werte der ersten und der zweiten Kenngröße auf einer Geraden G. Zusätzlich kann nun überprüft werden, ob die erste und/oder die zweite Kenngröße dem durch die Gerade G definierten Wertebereich zugehört oder nicht (d. h. ob die gemessenen Werte der erwartbaren „Richtung” der Änderung entsprechen). Selbstverständlich muss der funktionale Zusammenhang zwischen der ersten und der zweiten Kenngröße X, Y nicht linear sein, sondern kann allgemein durch eine Kurve im X-Y-Raum gebildet werden.
Die Schwere der Störung kann durch weitere Grenzen für die ersten und die zweite Kenngröße weiter klassifiziert werden. Gemäß 1 werden hierfür die zusätzlichen Bereiche 3 und 4 festgelegt. Insbesondere können die Grenzen des Bereichs 4 so gesetzt werden, dass ein Hardwaredefekt und keine bloße EMV-Störung vorliegen muss, wenn Kenngrößen in diesen Bereich fallen.
2 illustriert ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wonach zur Überprüfung der elektronischen Einrichtung hierarchisch unterschiedlicher Kenngrößen anhand unterschiedlicher Kriterien auf Plausibilität geprüft werden.
Zunächst wird in einem ersten Schritt „SPA1a” innerhalb einer ersten Entscheidungslinie 100 geprüft, ob eine erste Kenngröße innerhalb eines ersten Plausibilitätsbereiches liegt, wobei „SPA” für das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip steht, nämlich der „Signalanalyse eines physikalischen Anwendungsgrenze”. Beispielsweise handelt es sich bei der ersten Kenngröße um die zeitliche Änderung einer Kenngröße, etwa der Signalamplitude. Der Plausibilitätsbereich wurde, wie oben erläutert in Abhängigkeit von Grenzen der zugrunde liegenden Größe, z. B. die Geschwindigkeit, mit der sich ein Fahrzeuginsasse in einen Fahrzeugsitz hinein (d. h. von einem Startpunkt A zu einem Endpunkt B) bewegt, festgelegt. Mit anderen Worten wird für eine erste Größe des physikalischen Systems Fahrzeuginsasse-Fahrzeugsitz, nämlich die Zeit, die der Fahrzeuginsasse minimal benötigen kann, um sich in den Sitz hinein, d. h. sich von A nach B, zu bewegen, ein Plausibilitätswert in Form einer unteren Grenze t_min festgelegt.
Darüber hinaus wird für eine zweite Größe des physikalischen Systems Fahrzeuginsasse-Fahrzeugsitz, nämlich die Zeit, die der Fahrzeuginsasse maximal benötigen kann, um sich in den Sitz hinein zu bewegen, ein zweiter Plausibilitätswert in Form einer oberen Grenze t_max bestimmt. Anstelle der Zeiten t_min und t_max kann als zugrundezulegender Plausibilitätswert z. B. auch die Differenz Δt_min/max = t_max – t_min verwendet werden.
In Abhängigkeit von t_min oder t_max bzw. Δt_min/max wird ein zu erwartender Minimal- und Maximalwert der Kenngrößen X, Y und somit der Plausibilitätsbereich 2 festgelegt.
Liegt die Kenngröße nicht innerhalb des Plausibilitätsbereiches, wird dieselbe Größe in einem Schritt „SPA1b” anhand eines anderen Kriteriums überprüft, beispielsweise, indem überprüft wird, ob die Kenngröße nicht in dem Plausibilitätsbereich liegt, der sich aus der Geschwindigkeit ergibt, mit der sich ein Fahrzeuginsasse aus dem Fahrzeugsitz heraus bewegt. Mit anderen Worten werden analog zum obigen Fall „SPA1a” eine untere und eine obere Grenze t_min und t_max für eine Bewegung des Fahrzeuginsassen von einem Startpunkt B' (Fahrzeuginsasse befindet sich im Sitz) zu einem Endpunkt A' angegeben, wobei die Punkte A', B' nicht unbedingt identisch sein müssen mit den Punkten A, B des Falles „SPA1a”.
Ist das Kriterium „SPA1b” ebenfalls erfüllt, kann ein weiteres Kriterium („SPA1n”) abgefragt werden, wobei die Anzahl der innerhalb der Entscheidungslinie 100 verwendeten Kriterien im Prinzip beliebig ist und anwendungsspezifisch gewählt werden wird. Ist eines der Kriterien der ersten Entscheidungslinie 100 nicht erfüllt, kann auf eine zweite Entscheidungslinie 200 übergegangen werden, die sich z. B. auf eine andere Klasse der Größen des physikalischen Systems, die zur Setzung der Plausibilitätsgrenzen herangezogen wird, bezieht. Beispielsweise bezieht sich die Entscheidungslinie 200 auf die elektrische Feldstärke in der Umgebung des Sitzsensors. Für diese Feldstärke können analog zu den obigen Fällen „SPA1a” und „SPA1b” Plausibilitätsgrenzen festgelegt werden, aus denen entsprechende Plausibilitätsgrenzen einer oder mehrerer Kenngrößen des Sensorsignals abgeleitet werden können.
Beispielsweise hängt die Amplitude des Sensorsignals von der Feldstärke in Sitznähe ab, so dass sich basierend auf der Festlegung von Plausibilitätsgrenzen für die Feldstärke Plausibilitätsgrenzen für die Signalamplitude festlegen lassen, und zwar ebenfalls für die Fälle „Fahrzeuginsasse bewegt sich in den Sitz hinein” („SPA2a”) und „Fahrzeuginsasse bewegt sich aus dem Sitz hinaus” („SPA2a”). Diese Kriterien, d. h. die Überprüfung, ob die Sensorkennwerte in dem jeweiligen Plausibilitätsbereich liegen, können nun analog zur Entscheidungslinie 100 durchlaufen werden.
Beispielsweise kann anhand der Anzahl oder der Art der erfüllten Kriterien, eine Beurteilung erfolgen, ob eine EMV-Störung vorliegt oder nicht. Vorliegend ist etwa möglich, dass eine EMV-Störung mit einer hohen Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann, wenn sämtliche Kriterien der zweiten Entscheidungslinie 200 erfüllt waren, obwohl zumindest ein anderer Kennwert außerhalb der Plausibilitätsgrenzen der ersten Entscheidungslinie 100 lag, d. h. zumindest ein anderes Kriterium der ersten Entscheidungslinie nicht erfüllt war.
Natürlich können sich der ersten und der zweiten Entscheidungslinie weitere Entscheidungslinien (z. B. eine Entscheidungslinie 300) anschließen, wobei die Anzahl der Entscheidungslinien grundsätzlich beliebig gewählt werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass 2 selbstverständlich nur beispielhaft ist. Die Erfindung umfasst im Prinzip beliebige hierarchische Abfrageabläufe.
3 bezieht auf eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt. Eine Vorrichtung 10 zur Überprüfung einer elektronischen Einrichtung in Form eines Sensors 20 weist eine Mehrzahl von Referenzschaltkreisen 102–104 auf, wobei die Anzahl der Referenzschaltkreise im Prinzip beliebig ist.
Die Vorrichtung 10 wird über eine Wechselspannungsquelle 30 mit einer Wechselspannung versorgt, wobei die Wechselspannungsquelle 30 auch zur Speisung des Sensors 20 dient. An einem Ausgang der Vorrichtung 10 wird von einer Auswerteeinheit 40 ein elektrisches Signal in Form einer Ausgangswechselspannung abgegriffen.
Die Referenzschaltkreise 102–104 können im Prinzip beliebig gestaltet werden, beispielsweise in Form von RC-, LC- oder RLC-Gliedern. Allerdings ist die Erfindung natürlich nicht auf diese Art von Referenzschaltkreisen beschränkt, sondern es können Referenzsignale verwendet werden, die von im Prinzip beliebigen Quellen erzeugt werden kann. Das von der Vorrichtung erzeugte elektrische Signal, das von der Auswerteeinheit abgegriffen wird, kann insbesondere durch eine extern zur Vorrichtung 10 und zum Sensor 20 angeordnete Störquelle (nicht dargestellt) beeinflusst werden, so dass eine Analyse des Ausgangssignals einen Rückschluss auf das Vorliegen einer Störquelle zulässt. Somit kann durch Analyse der Signale der Referenzschaltkreise 102–104 erkannt werden, ob ein von dem Sensor generiertes Ausgangsignal, das z. B. ebenfalls der Auswerteeinheit 40 zugeführt wird, nur durch eine äußere Störung verfälscht ist, oder ob ein Sensordefekt vorliegt. Es ist auch möglich, anhand des Signals der Referenzschaltkreise 102–104 ein Sensorsignal zu korrigieren.
Die Auswerteeinheit 40 umfasst insbesondere Ermittlungsmittel zum Ermitteln mindestens eines ersten Wertes einer Kenngröße eines mit dem ersten Referenzschaltkreis 101 erzeugten ersten elektrischen Signals und mindestens eines zweiten Wertes einer Kenngröße eines mit dem zweiten Referenzschaltkreis 102 erzeugten zweiten elektrischen Signals. Beispielsweise handelt es sich bei der Kenngröße um den Quadratanteil des Ausgangssignals, der jeweils für das Ausgangssignal des erste und des zweiten Sensors ermittelt wird. Die Ermittlungsmittel können entsprechend auch Werte der Kenngröße für die Ausgangssignale der übrigen Referenzschaltkreise ermitteln. Die Ermittlungsmittel ermitteln darüber hinaus eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert der Kenngröße.
Des Weiteren umfasst die Auswerteeinheit Festlegungsmitteln zum Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und oder Maximalwertes der Differenz zwischen dem durch die Ermittlungsmittel ermittelten ersten und zweiten Wert der Kenngröße sowie Überprüfungsmitteln zum Überprüfen, ob die Differenz größer als der Minimalwert und kleiner als der Maximalwert ist. Bestimmungsmittel der Auswerteeinheit bestimmen schließlich anhand eines Signals der Überprüfungsmittel, ob eine Störung der elektronischen Einrichtung durch ein außerhalb der elektronischen Einrichtung erzeugtes Störfeld vorliegt. Insbesondere erkennt die Auswerteeinheit einen Fehler, wenn die Differenz kleiner oder größer als die festlegten Minimal- und Maximalwerte sind.
Insbesondere wird die Differenz des ersten und des zweiten Wertes zu mehreren Zeitpunkten ermittelt und jeweils die Plausibilität überprüft. In einer Variante werden die Differenzen, die zu einigen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ermittelt wurden, aufsummiert, und die resultierende Summe mit entsprechend angepassten Minimal- und Maximalwerten verglichen.
Die Auswerteeinheit, d. h. insbesondere deren Ermittlungsmittel, Bestimmungsmittel und Überprüfungsmittel, kann zusätzlich weitere Differenzen ermitteln und zur Analyse verwenden, z. B. Differenzen zwischen Werten, die mit dem ersten und dem dritten Referenzschaltkreis 101, 103 oder mit dem zweiten und dem dritten Referenzschaltkreis 102, 103 bestimmt wurden, etc.
4 illustriert die Ermittlung der Signalkenngrößen mit der Vorrichtung aus 3, wobei wie in 1 eine erste und eine zweite Kenngröße x, y aufgetragen sind.
Danach werden vier Referenzsignale (z. B. mit den Referenzschaltkreisen 101–104 aus 3) erzeugt, wobei jedem dieser Referenzsignale ein Punkt 1010, 1020, 1030, 1040 (d. h. jeweils zwei Kenngrößen) im X-Y-Koordinatensystem zugeordnet ist. Für die EMV-Prüfung werden insbesondere die Differenzen Δ₁, Δ₂, Δ₃, Δ₄ der Kenngrößen 1010, 1020, 1030, 1040 betrachtet.
Analog zu 1 kann für die Kenngrößen 1010, 1020, 1030, 1040 ein „stationärer” Bereich 1 angegeben werden. Des Weiteren kann für die Kenngrößen 1010, 1020, 1030, 1040 selber oder für die Differenzen Δ₁, Δ₂, Δ₃, Δ₄ der Kenngrößen ein Plausibilitätsbereich 2 festgelegt werden, im dem sich die Kenngrößen aufhalten werden, wenn keine Störung durch ein äußeres Feld vorliegt. Ebenso können weitere Bereiche 3, 4 im X-Y-Diagramm ausgewiesen werden, die z. B. eine Klassifizierung der EMV-Störung und/oder eine Einstufung der Störung als Hardwaredefekt erlauben.
Es wird darauf hingewiesen, dass natürlich auch denkbar ist, neben den Referenzsignalen der Referenzschaltkreise 101–104 auch das Signal des zu überwachenden Sensors 20 mit in die Analyse einzubeziehen, so dass das Diagramm der 4 mindestens eine weitere Kenngröße des Sensorsignals enthalten würde.

Claims

Verfahren zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Erfassen mindestens einer Größe eines Systems, mit den Schritten: a) Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes der Größe; b) Erfassen der Größe des Systems und Erzeugen eines elektrischen Signals durch die elektronische Einrichtung in Abhängigkeit von der erfassten Größe; c) Ermitteln mindestens eines Wertes (x, y) einer Kenngröße (X, Y) des erzeugten elektrischen Signals; d) Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwerts der Kenngröße (X, Y) in Abhängigkeit von dem festgelegten Minimal- und/oder Maximalwert der Größe des Systems; e) Überprüfen, ob der ermittelte Wert der Kenngröße (X, Y) größer als der für die Kenngröße festgelegte Minimalwert und/oder kleiner als der Maximalwert ist; f) Bestimmen anhand des Ergebnisses aus Schritt e), ob eine Störung der elektronischen Einrichtung vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Werte einer ersten und einer zweiten Kenngröße (X, Y) des elektrischen Signals ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kenngröße der Realteil und die zweite Kenngröße der Imaginärteil des elektrischen Signals sind oder von dem Realteil bzw. dem Imaginärteil des elektrischen Signals abhängen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kenngröße eine Amplitude des elektrischen Signals und die zweite Kenngröße eine zeitliche Änderung der Amplitude und/oder der Phase des elektrischen Signals ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Größe ein zu erwartender Wertebereich für die erste und zweite Kenngröße (X, Y) festgelegt wird, der sich aus einem funktionalen Zusammenhang zwischen der ersten und der zweiten Kenngröße (X, Y) ergibt, so dass jedem Wert (x) der ersten Kenngröße (X) genau ein Wert (y) der zweiten Kenngröße (Y) zugeordnet ist, wobei zusätzlich überprüft wird, ob die ermittelte Kenngröße diesem Wertebereich zugehört oder nicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schritte a) bis e) für eine erste Größe des Systems durchgeführt werden; und – in Abhängigkeit vom Ergebnis für die erste Größe die Schritte a) bis f) für eine zweite Größe des Systems und eine zweite Kenngröße durchgeführt werden, wobei die zweite Größe verschieden von der ersten Größe ist und gemäß Schritt d) ein Minimal- und/oder Maximalwerts der zweiten Kenngröße in Abhängigkeit von dem festgelegten Minimal- und/oder Maximalwert der zweiten Größe bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der ersten und der zweiten Größe zu erwartende Minimal- und/oder Maximalwerte jeweils für zwei Kenngrößen bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kenngrößen, deren zu erwartende Minimal- und/oder Maximalwerte in Abhängigkeit von der ersten Größe bestimmt werden, der Real- und der Imaginärteil des elektrischen Signals sind, und/oder die beiden Kenngrößen, deren zu erwartende Minimal- und/oder Maximalwerte in Abhängigkeit von der zweiten Größe bestimmt werden, die zeitliche Änderung des Real- und der Imaginärteil des elektrischen Signals sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens eine weitere elektronische Einrichtung (101–103) bereitgestellt wird, die insbesondere analog zur zu überprüfenden elektronischen Einrichtung zum Bestimmen der Größe ausgebildet ist; und – in Abhängigkeit vom Ergebnis des Schrittes e) die Schritte a) bis f) mit der weiteren elektronischen Einrichtung durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Differenz zwischen einem mit der zu überprüfenden elektronischen Einrichtung bestimmten Wert der Kenngröße und einem mit der weiteren elektronischen Einrichtung zum gleichen Zeitpunkt bestimmten Wert der Kenngröße einen vorgebbaren Wert überschreitet, eine Schaltungsprüfung der elektronischen Einrichtung eingeleitet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Einrichtung in Form eines Sensors (20) oder eines ASICs ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) zum Bestimmen einer Belegung eines Fahrzeugsitzes durch einen Fahrzeuginsassen oder in Form eines Lenkradsensors ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Sensor (20) erfassbare Größe der Betrag einer Verschieben eine Teiles des Fahrzeugsitzes ist, die der Fahrzeuginsasse erzeugt, während er sich in den Fahrzeugsitz hinein oder aus dem Fahrzeugsitz heraus bewegt.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Sensor (20) erfassbare Größe eine Geschwindigkeit ist, mit der sich der Fahrzeuginsasse in den Fahrzeugsitz hinein, aus dem Fahrzeugsitz heraus oder auf dem Fahrzeugsitz bewegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngröße (X, Y) eine Amplitude, eine Frequenz, eine Impedanz oder eine Phase des elektrischen Signals oder eine Änderung dieser Größen kennzeichnet.
Verfahren zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Erfassen mindestens einer Größe eines Systems, insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: a) Erzeugen eines ersten und eines zweiten elektrischen Signals; b) Bestimmen mindestens eines ersten Wertes (x) einer ersten Kenngröße (X) des ersten elektrischen Signals und mindestens eines zweiten Wertes (y) einer zweiten Kenngröße (Y) des zweiten elektrischen Signals; c) Bestimmen einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert; d) Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes der Differenz; e) Überprüfen, ob der erste und/oder der zweite Wert größer als der Minimalwert und kleiner als der Maximalwert ist; f) Bestimmen anhand des Ergebnisses aus Schritt f), ob eine Störung der elektronischen Einrichtung vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrische Signal durch einen ersten Referenzschaltkreis (101) und das zweite elektrische Signal durch einen zweiten Referenzschaltkreis (102) erzeugt werden, wobei der erste und oder der zweite Referenzschaltkreis (101, 102) analog zur zu überprüfenden elektronischen Einrichtung (20) ausgebildet ist und der Minimal- und/oder Maximalwerte der Kenngröße (X, Y) in Abhängigkeit von einem festgelegten Minimal- und/oder Maximalwert der Größe festgelegt wird.
Vorrichtung zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Bestimmen mindestens einer Größe eines Systems, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17, mit a) Ermittlungsmitteln zum Ermitteln eines Wertes (x, y) mindestens einer Kenngröße (X, Y) eines durch die elektronische Einrichtung erzeugten elektrischen Signals; b) Festlegungsmitteln zum Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes der Kenngröße (X, Y) in Abhängigkeit von einem Minimal- und oder Maximalwert der mittels der elektronischen Einrichtung bestimmbaren Größe; c) Überprüfungsmitteln zum Überprüfen, ob ein durch die Ermittlungsmittel ermittelte Wert der Kenngröße (X, Y) größer als der durch die Festlegungsmittel festgelegte Minimalwert und/oder kleiner als der festgelegte Maximalwert ist; d) Bestimmungsmitteln zum Bestimmen anhand eines Signals der Überprüfungsmittel, ob eine Störung der elektronischen Einrichtung durch ein außerhalb der elektronischen Einrichtung erzeugtes Störfeld vorliegt vorliegt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Festlegungs-, die Überprüfungs- und/oder die Bestimmungsmittel in Form einer programmierten Einrichtung, eines ASICs oder einer Kombination aus beidem ausgebildet sind.
Vorrichtung zum Überprüfen einer elektronischen Einrichtung zum Bestimmen mindestens einer Größe des Systems, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 16 und 17, mit – Signalerzeugungsmittel zum Erzeugen mindestens eines ersten und eines zweiten Referenzsignals; – Ermittlungsmitteln zum Ermitteln eines ersten Wertes (x) mindestens einer ersten Kenngröße (X) des ersten elektrischen Signals und eines zweiten Wertes (y) mindestens einer zweiten Kenngröße (Y) des zweiten elektrischen Signals sowie einer Differenz zwischen der ersten und der zweiten Kenngröße; – Festlegungsmitteln zum Festlegen eines zu erwartenden Minimal- und/oder Maximalwertes der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert; – Überprüfungsmitteln zum Überprüfen, ob die Differenz größer als der Minimalwert und kleiner als der Maximalwert ist; – Bestimmungsmitteln zum Bestimmen anhand eines Signals der Überprüfungsmittel, ob eine Störung der elektronischen Einrichtung vorliegt.