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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug, auf ein Verfahren zur Diagnose des Auslösemittels, ein Verfahren zum Auslösen des Auslösemittels, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Personenschutzsysteme wie beispielsweise Airbag-Zündkreise werden standardmäßig mit einer pyrotechnischen Zündpille beschaltet, welche bei Bestromung einen Gasgenerator betätigt und damit einen Airbag auslöst. Eine pyrotechnische Zündpille entspricht dabei elektrisch einem ohmschen Widerstand. Neuerdings können jedoch Zündkreise auch mit Induktivitäten beschaltet werden, z. B. mit LEA-Magnetaktuatoren für aktive Kopfstützen oder Überrollbügel-Aktivierung. LEA steht hierbei als Abkürzung für den englischsprachigen Begriff “low energy actuator“. Bei einem LEA-Magnetaktuator findet keine Explosion einer Zündpille statt, sondern ein durch Zündstrom aufgebautes Magnetfeld bewegt einen Aktuator.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug, auf ein Verfahren zur Diagnose des Auslösemittels, ein Verfahren zum Auslösen des Auslösemittels, eine Vorrichtung zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel, die das Verfahren zum Erkennen verwendet, weiterhin eine Vorrichtung zum Auslösen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel, die das Verfahren zum Auslösen verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass unterschiedliche Typen von Auslösemitteln für ein Personenschutzmittel unterschiedliche Lastbedingungen des Zündkreises beziehungsweise Auslösekreises und somit unterschiedliche Auslösestromverläufe aufweisen. Mittels einer Auslösestromdetektion kann der Auslösestromverlauf charakterisiert werden und darüber der Typ des Auslösemittels bestimmt werden. Bei bekanntem Typ des Auslösemittels kann durch optimal kurze Stromflusszeiten eine geringere Verlustleistung beziehungsweise Chiptemperatur erreicht werden.
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Ein Verfahren zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug umfasst den folgenden Schritt:
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Auswerten eines Verlaufs eines Auslösesignals für das Auslösemittel, um einen Typ des Auslösemittels zu bestimmen.
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Ein Personenschutzmittel kann in einem Fahrzeug eingesetzt werden. Dabei kann es sich bei dem Fahrzeug um einen Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug oder ein Kraftrad handeln. Unter einem Personenschutzmittel kann beispielsweise ein Airbag, ein Gurtstraffer, eine aktive Kopfstütze oder ein aktivierbarer Überrollbügel verstanden werden. Ein Personenschutzmittel kann von einem Auslösemittel aktiviert werden beziehungsweise kann von einem Auslösemittel zum Auslösen gebracht werden. Unter einem Auslösemittel kann beispielsweise eine Zündpille, eine pyrotechnische Zündpille, eine Kombination von pyrotechnischer Zündpille und Gasgenerator, ein LEA-Magnetaktuator oder ein Magnetaktor verstanden werden. LEA kann als Abkürzung für den englischsprachigen Begriff „low energy actuator“ stehen, auf Deutsch „niederenergetischer Aktor“, wobei ein LEA es erlauben kann, magnetische Felder mit nur geringem Energieeinsatz zu schalten. Der Typ eines Auslösemittels kann sich vom elektrischen Verhalten aus gesehen als ein ohmscher Widerstand oder eine Induktivität darstellen. Der Typ eines Auslösemittels kann somit durch charakteristische Merkmale eines ohmschen Widerstands oder einer Induktivität gekennzeichnet sein. Insbesondere kann sich das Auslösemittel beim Anlegen des Auslösesignals abhängig vom Typ des Auslösemittels, entweder wie ein ohmscher Widerstand oder wie eine Induktivität verhalten. Das Auslösesignal kann ein Auslösestrom sein. Das Auslösesignal kann alternativ eine Auslösespannung sein. Der Verlauf des Auslösesignals kann ein Verlauf einer Stromstärke eines durch das Auslösemittel fließenden Stroms über die Zeit darstellen. Ein erster Verlauf des Auslösesignals kann einem ersten Typ des Auslösemittels zugeordnet sein und ein zweiter Verlauf des Auslösesignals kann einem zweiten Typ des Auslösemittels zugeordnet sein. Der erste Verlauf und der zweite Verlauf können sich beispielsweise durch unterschiedliche Steilheiten einer Anstiegsflanke nach einer Aktivierung oder Bereitstellung des Auslösesignals voneinander unterscheiden. Für jeden relevanten Typ eines Auslösemittels kann ein charakteristischer Verlauf des Auslösesignals oder ein charakteristisches Merkmal des charakteristischen Verlaufs des Auslösesignals bekannt sein. Somit kann der Verlauf des Auslösesignals mit bekannten, beispielsweise gespeicherten, charakteristischen Verläufen oder charakteristischen Merkmalen verglichen werden, um den Typ des Auslösemittels zu bestimmen.
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Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann sich der Typ des Auslösemittels elektrisch als ein ohmscher Widerstand oder als eine Induktivität darstellen. Ein Auslösemittel wie beispielsweise eine Zündpille kann als elektrisches Ersatzschaltbild mit einem Widerstand charakterisiert werden. Ein LEA-Magnetaktuator oder ein Magnetaktor kann als elektrisches Ersatzschaltbild mit einer Spule charakterisiert werden. Das Auslösemittel kann in zwei Typen unterschieden werden. Eine pyrotechnische Zündpille kann elektrisch einem ohmschen Widerstand entsprechen. Ein Magnetaktor kann einer Induktivität entsprechen.
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Beispielsweise kann im Schritt des Auswertens ein Erkennungs-Zeitpunkt eines Erreichens oder Überschreitens einer Erkennungsschwelle durch das Auslösesignal ausgewertet werden. Der Typ des Auslösemittels kann unter Verwendung des Erkennungs-Zeitpunkts bestimmt werden. Eine Erkennungsschwelle kann ein Grenzwert sein. Beispielsweise kann die Erkennungsschwelle einen Stromwert oder einen Spannungswert darstellen. Der Verlauf des Auslösesignals kann die Erkennungsschwelle erreichen oder überschreiten. Als Erkennungs-Zeitpunkt kann der Zeitpunkt definiert werden, an dem der Verlauf des Auslösesignals das erste Mal die Erkennungsschwelle erreicht oder überschreitet. Unter Überschreiten kann auch ein Überschreiten des Betrags der Erkennungsschwelle durch den Betrag des Verlaufs des Auslösesignals bezeichnet werden. Der Erkennungs-Zeitpunkt kann zeitlich nach einem Start-Zeitpunkt liegen, zu dem das Auslösesignal bereitgestellt wird, also beispielsweise von einem inaktiven Zustand oder Wert auf einen aktiven Zustand oder Wert wechsel. Der Erkennungs-Zeitpunkt kann in einem Toleranzbereich zeitlich gleichzeitig zu dem Start-Zeitpunkt liegen. Als Start-Zeitpunkt kann ein Zeitpunkt bezeichnet werden, an dem eine erste Signaländerung des Verlaufs des Auslösesignals eintritt. Als eine Signaländerung kann eine Änderung des Auslösesignals größer als ein vorabdefinierter Toleranzbereich betrachtet werden.
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Der Typ des Auslösemittels kann als ohmscher Widerstand bestimmt werden, wenn der Erkennungs-Zeitpunkt innerhalb eines ersten Zeitintervalls liegt. Ferner kann der Typ des Auslösemittels als Induktivität bestimmt werden, wenn der Erkennungs-Zeitpunkt innerhalb eines zweiten Zeitintervalls liegt. Dabei kann das zweite Zeitintervall zeitlich nach dem ersten Zeitintervall angeordnet sein. Das erste Zeitintervall kann bei dem Start-Zeitpunkt beginnen. Das erste Zeitintervall und das zweite Zeitintervall können beabstandet zueinander angeordnet sein.
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Auch ist es günstig, wenn ein Fehlersignal bereitgestellt wird, wenn das Auslösesignal zu einem weiteren Zeitpunkt unterhalb der Erkennungsschwelle ist, wobei der weitere Zeitpunkt nach dem Erkennungs-Zeitpunkt liegt. Der weitere Zeitpunkt kann zeitlich nach dem zweiten Zeitintervall angeordnet sein. Das Fehlersignal kann bereitgestellt werden, wenn das Auslösesignal zwischen dem Start-Zeitpunkt und dem weiteren Zeitpunkt permanent unterhalb der Erkennungsschwelle liegt. Ferner kann das Fehlersignal bereitgestellt werden, wenn das Auslösesignal beim Erreichen des weiteren Zeitpunkts unter die Erkennungsschwelle abgefallen ist. Anstelle eines weiteren Zeitpunkts kann auch ein weiteres Zeitintervall verwendet werden, das zeitlich nach dem zweiten Zeitintervall angeordnet sein kann. Ein Fehlersignal kann ein elektrisches Signal sein. Ein Fehlersignal kann einen Defekt des Personenschutzmittels repräsentieren.
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Ein Verfahren zur Diagnose eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel umfasst die folgenden Schritte:
Ausführen der Schritte eines Verfahrens zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug, um den Typ des Auslösemittels zu erkennen;
Auswählen eines auf den Typ des Auslösemittels abgestimmten Diagnoseverfahrens; und
Durchführen des Diagnoseverfahrens, um das Auslösemittel zu diagnostizieren.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Bereitstellens des Auslösesignals umfassen. Das Auslösesignal kann dabei auf einen Wert gesetzt werden, der für eine tatsächliche Auslösung des Personenschutzmittels unzureichend, beispielsweise zu gering ist. Das Verfahren zur Diagnose des Auslösemittels für das Personenschutzmittel kann mit einem geringen Strom als Auslösesignal durchgeführt werden. Für die Diagnose kann ein Strom mit einer Stromstärke kleiner 100mA eingesetzt werden. Wenn als Auslösemittel ein elektrisch sich als ohmscher Widerstand darstellendes Auslösemittel erkannt wird, kann das Auslösesignal nach einer ersten Zeitspanne zurückgenommen werden. Wenn dagegen eine Induktivität als Auslösemittel erkannt wird, kann das Auslösesignal erst nach einer zweiten Zeitspanne zurückgenommen werden, die größer als die erste Zeitspanne ist. Dadurch kann ein Einschwingverhalten des Auslösesignals berücksichtigt werden. Somit kann beispielsweise ein Strom im Falle eines sich als Induktivität darstellenden Auslösemittels für eine längere Zeitspanne anliegen, als wenn ein elektrisch sich als ohmscher Widerstand darstellendes Auslösemittel erkannt wird. Ziel des Verfahrens zur Diagnose eines Auslösemittels kann eine möglichst kurze Zeit sein, in der das Auslösesignal anliegt, also beispielsweise ein Strom anliegt und/oder fließt. Wenn der Strom nur für eine kurze Zeit anliegt und/oder fließt, kann eine Erwärmung der Einrichtung, in der das Verfahren zur Diagnose eines Auslösemittels ausgeführt wird, gering gehalten werden. Kürzere Stromflusszeiten bei einer Zündkreiswiderstandmessung können auch zu einer geringeren Verlustleistung beitragen. Durch kürzere Stromflusszeiten können relativ kleine Siliziumflächen für Verlustleistungs-Produzenten verwendet werden, im Vergleich zu einem Verfahren, welches längere Stromflusszeiten bedingt. Diese Lösung hat den Vorteil, dass ein Stromregler nur solange leitfähig gehalten wird, wie für eine Diagnose des jeweils zu diagnostizierenden Auslösemittels notwendig ist. Hierdurch kann eine Chiptemperatur eines Chips mit einer integrierten Schaltung, die im Zusammenhang mit der Ausführung des Verfahrens betrieben wird, niedrige gehalten werden.
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Ein Verfahren zum Auslösen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Auslösesignals für das Auslösemittel zu einem ersten Zeitpunkt;
Ausführen der Schritte eines Verfahrens zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug, um den Typ des Auslösemittels zu erkennen; und
Beenden des Auslösesignals zu einem auf den Typ des Auslösemittels abgestimmten zweiten Zeitpunkt.
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Durch das Auslösen des Auslösemittels kann das Personenschutzmittel aktiviert werden, also beispielsweise ein Airbag gezündet oder ein Überrollbügel ausgefahren werden. Durch das Beenden des Auslösesignals kann das Auslösesignal zurückgenommen werden oder auf einen inaktiven Zustand oder Wert gesetzt werden. Beispielsweise kann ein als Auslösesignal fungierender Auslösestrom beim Beenden des Auslösesignals unterbrochen werden. Das Verfahren zum Auslösen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel kann mit dem Verfahren zur Diagnose eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel kombiniert werden.
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Eine Vorrichtung zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel ist ausgebildet ist, um die Schritte eines Verfahrens zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug in entsprechend ausgebildeten Einrichtungen durchzuführen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel kann vorliegend ein elektrisches Gerät, beispielsweise ein Steuergerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Eine Vorrichtung zum Ansteuern eines Auslösemittels weist die folgenden Einrichtungen auf:
eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Auslösesignals;
eine Einrichtung zum Bereitstellen des Auslösesignals an das Auslösemittel; und
eine Vorrichtung zum Erkennen eines Auslösemittels.
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Die Einrichtung zum Bereitstellen eines Auslösesignals kann beispielsweise eine Stromquelle oder eine Spannungsquelle oder ein Schalter, beispielsweise ein Transistor zum Freischalten, also Bereitstellen des Auslösesignals sein. Die Einrichtung zum Bereitstellen des Auslösesignals an das Auslösemittel kann zumindest einen Anschlusskontakt aufweisen, an den ein elektrischer Kontakt des Auslösemittels angeschlossen werden kann. Die Einrichtung zum Bereitstellen des Auslösesignals an das Auslösemittel kann somit eine Schnittstelle zu dem Auslösemittel darstellen.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Ansteuern eines Auslösemittels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 einen Verlauf eines Auslösesignals über die Zeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 eine schematische Darstellung von möglichen Beschaltungsvarianten für Auslösemittel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4a den Verlauf von zwei voneinander unabhängigen Auslösesignalen als Stromstärke über die Zeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4b den Verlauf von zwei voneinander unabhängigen Auslösesignalen als binäre Darstellung über die Zeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 ein Verfahren zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ein Verfahren zur Diagnose eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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7 ein Verfahren zum Auslösen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem gezeigten Fahrzeug 100 sind zwei Personenschutzmittel 110.a, 110.b angeordnet, denen jeweils ein Auslösemittel 120.a, 120.b zugeordnet ist. Ferner weist das Fahrzeug 100 eine Vorrichtung 130 zum Ansteuern der Auslösemittel 120.a, 120.b auf. Eine Vorrichtung 140 zum Erkennen eines Auslösemittels 120.a, 120.b ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel Teil der Vorrichtung 130 zum Ansteuern der Auslösemittel 120.a, 120.b. Das Personenschutzmittel 110.a sowie das zugehörige Auslösemittel 120.a für das Personenschutzmittel 110.a sind miteinander verbunden. Das Auslösemittel 120.a ist mit der Vorrichtung 130 zum Ansteuern des Auslösemittels 120.a verbunden. Entsprechend sind das weitere Personenschutzmittel 110.b sowie das zugehörige weitere Auslösemittel 120.b für das weitere Personenschutzmittel 110.b miteinander verbunden. Das weitere Auslösemittel 120.b ist mit der Vorrichtung 130 zum Ansteuern des weiteren Auslösemittels 120.b verbunden.
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Als Auslösemittel 120.a, 120.b können gleiche und/oder unterschiedliche Typen von Auslösemitteln 120.a, 120.b eingesetzt werden. Beispielsweise kann das Auslösemittel 120.a von einem Typ sein, der elektrisch einem ohmschen Widerstand entspricht und das weitere Auslösemittel 120.b kann von einem Typ sein, der elektrisch einer Induktivität entspricht. In diesem Fall kann beispielsweise das Auslösemittel 120.a eine pyrotechnische Zündpille und das Personenschutzmittel 110.a ein Airbag sein und das weitere Auslösemittel 120.b kann ein LEA-Magnet und das weitere Personenschutzmittel 110.b ein Überrollbügel sein.
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Die Vorrichtung 130 zum Ansteuern der Auslösemittel 120.a, 120.b weist zumindest eine Schnittstelle zur Ausgabe eines Auslösesignals 150.a an das Auslösemittel 120.a und eines weiteren Auslösesignals 150.b an das weitere Auslösemittel 120.b auf. Das Auslösemittel 120.a sowie das weitere Auslösemittel 120.b weisen jeweils eine Schnittstelle zum Empfangen und/oder Einlesen des Auslösesignals 150.a und des weiteren Auslösesignals 150.b auf.
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Die Vorrichtung 140 zum Erkennen eines Auslösemittels 120.a, 120.b ist ausgebildet, um das Auslösesignal 150.a, 150.b über eine Schnittstelle an ein Auslösemittel 120.a, 120.b bereitzustellen. Je nach Zündkreislast, das heißt je nach Typ des Auslösemittels 120.a, 120.b, treten unterschiedliche Zündstromverläufe, das heißt Verläufe der Auslösesignale 150.a, 150.b auf. Der Verlauf der Auslösesignale 150.a, 150.b wird von der Vorrichtung 140 zum Erkennen eines Auslösemittels 120.a, 120.b ausgewertet, um das im Zündstromkreis befindliche Auslösemittel 120.a, 120.b zu erkennen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 140 zum Erkennen eines Auslösemittels nutzt eine Zündstromdetektion, um den Verlauf der Auslösesignale 150.a, 150.b zu charakterisieren. Bei einem sich elektrisch als ohmschen Widerstand darstellenden Auslösemittel 120.a weist der Verlauf des Auslösesignals 150.a, der einen durch das Auslösemittel 120.a fließenden Strom darstellt, einen annähernd rechteckförmigen Verlauf auf. Das Auslösesignal 150.a, das beispielsweise durch die in 3 gezeigte Transistorschaltung gesteuert werden kann, entspricht in diesem Fall genähert einem Rechtecksignal.
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Bei einem sich elektrisch als Induktivität darstellenden Auslösemittel 120.b kann der Strom nach einer Bereitstellung des Auslösesignals 150.b nicht unmittelbar aufgebaut werden, sodass der Stromanstieg des Auslösesignals 150.a langsamer als bei einem sich elektrisch als ohmschen Widerstand darstellenden Auslösemittel 120.a erfolgt. Eine Steilheit des Anstiegs des Auslösesignals 150.b ist dabei von einer Größe der Induktivität des Auslösemittels 120.b abhängig.
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Die Vorrichtung 140 zum Erkennen eines Auslösemittels 120.a, 120.b ist ausgebildet, um einen Zeitpunkt eines Erreichens oder einer Überschreitung einer Erkennungsschwelle nach einer Bereitstellung des Auslösesignals 150.a, 150.b an das Auslösemittel 120.a, 120.b zu detektieren. Die Vorrichtung 140 ist ausgebildet, um den Typ des Auslösemittels 120.a, 120.b abhängig von dem Zeitpunkt zu bestimmen. Liegt der Zeitpunkt nahe an dem Zeitpunkt der Bereitstellung des Auslösesignals 150.a, 150.b, so handelt es sich um ein Auslösemittel 120.a vom Typ eines ohmschen Widerstand. Liegt der Zeitpunkt entfernt von dem Zeitpunkt der Bereitstellung des Auslösesignals 150.a, 150.b, so handelt es sich um ein Auslösemittel 120.b vom Typ einer Induktivität. Dabei können die zum Erkennen beider Typen von Auslösemitteln 120.a, 120.b eingesetzten Auslösesignale 150.a, 150.b einander entsprechen.
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Wenn die Vorrichtung 140 zum Erkennen eines Auslösemittels 120.a, 120.b während einer Diagnose eines Auslösemittels 120.a, 120.b eingesetzt wird, so wird die zum Erkennen des Typs des Auslösemittels 120.a, 120.b verwendete Erkennungsschwelle niedrig angesetzt. Die Erkennungsschwelle liegt zur Diagnose in einem Ausführungsbeispiel bei 50mA. Das Auslösesignal 150.a, 150.b weist bei der Diagnose einen niedrigen Maximalwert von beispielsweise unter 100mA auf, sodass ein unbeabsichtigtes Auslösen des zu diagnostizierenden Auslösemittels 120.a, 120.b sicher verhindert wird. Entsprechend ist die Erkennungsschwelle zur Diagnose niedrig angesetzt.
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Wenn die Vorrichtung 140 zum Erkennen eines Auslösemittels 120.a, 120.b während einer tatsächlichen Auslösung eines Auslösemittels 120.a, 120.b eingesetzt wird, so wird die Erkennungsschwelle höher als beim Einsatz zur Diagnose angesetzt. Die Erkennungsschwelle liegt in einem Ausführungsbeispiel bei 2A. Entsprechend weist das Auslösesignal 150.a, 150.b im Vergleich zur Diagnose einen erhöhten Maximalwert auf, der eine tatsächliche Auslösung des Auslösemittels 120.a, 120.b ermöglicht.
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2 zeigt den Verlauf eines Auslösesignals 150 über die Zeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse ein Wert des Auslösesignals 150 dargestellt. Auf der Ordinatenachse ist eine Erkennungsschwelle 210 markiert. Der konstante, vorabdefinierte Wert für die Erkennungsschwelle 210 ist als eine gestrichelte Linie parallel zur Abszissenachse in dem Koordinatensystem dargestellt. Bei dem Auslösesignal 150 kann es sich um das anhand von 1 beschriebene Auslösesignal handeln, das unter Verwendung eines niedrigen Maximalwerts zur Diagnose eines Auslösemittels und unter Verwendung eines hohen Maximalwerts zur tatsächlichen Auslösung eines Auslösemittels eingesetzt werden kann. Bei der Erkennungsschwelle 210 kann es sich um die anhand von 1 beschriebene Erkennungsschwelle handeln, die ansprechend auf die Bereitstellung des Auslösesignals 150 zur Erkennung des Typs des Auslösemittels eingesetzt wird.
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Der in dem Koordinatensystem eingezeichnete Verlauf des Auslösesignals 150 steigt zu einem Start-Zeitpunkt t0 von einem ersten Wert, der einen inaktiven Zustand des Auslösesignals 150 charakterisiert, auf einen zweiten Wert an, der einen aktiven Zustand des Auslösesignals 150 charakterisiert. Dabei übersteigt das Auslösesignal 150 zu einem Erkennungs-Zeitpunkt t0a die Erkennungsschwelle 210 und verläuft dann oberhalb der Erkennungsschwelle 210 parallel zur Abszissenachse bis zum zweiten Zeitpunkt t1, an welchem das Auslösesignal 150 ausgehend von dem zweiten Wert steil abfällt, die Erkennungsschwelle 210 unterschreitet und sich auf den ersten Wert einstellt.
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In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel überschreitet das Auslösesignal 150 die Erkennungsschwelle 210 zum Zeitpunkt t0a, welcher in einem ersten Zeitintervall 220 liegt. Das erste Zeitintervall 220 erstreckt sich vom Start- Zeitpunkt t0 an und stellt den Toleranzbereich für den Erkennungs-Zeitpunkt t0a dar, in dem das Auslösesignal 150 ein sich elektrisch als ohmschen Widerstand darstellendes Auslösemittel darstellt. Zeitlich nach dem ersten Zeitintervall 220 ist ein zweites Zeitintervall 230 dargestellt. Wenn der Erkennungs-Zeitpunkt t0a sich im Bereich des zweiten Zeitintervalls 230 befindet, so zeigt das Auslösesignal einen typischen Verlauf für ein induktives Auslösemittel. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Zeitintervall 220 und das zweite Zeitintervall 230 beabstandet angeordnet. In einem weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind das erste Zeitintervall 220 und das zweite Zeitintervall 230 direkt aneinander anschließend angeordnet.
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Zeitlich nach dem zweiten Intervall 230 ist ein weiterer Zeitpunkt t0b angeordnet. Wenn das Auslösesignal 150 zum weiteren Zeitpunkt t0b nicht oberhalb der Erkennungsschwelle 210 verläuft, so kann von einem fehlerhaften Auslösemittel oder einer fehlerhaften Vorrichtung zum zum Ansteuern des Auslösemittels oder einer fehlerhaften Vorrichtung zum Erkennen des Auslösemittels ausgegangen werden. Von einem entsprechenden Verfahren wird ein Fehlersignal ausgegeben, wenn zum weiteren Zeitpunkt t0b das Auslösesignal 150 unterhalb der Erkennungsschwelle 210 verläuft. Ab einem zweiten Zeitpunkt t1 verläuft das Auslösesignal 150 wieder in einem der Toleranzbereich auf der Abszissenachse.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Auslösesignal 150 einen elektrischen Strom darstellen, der dem Auslösemittel zugeführt wird. Bis zu dem Zeitpunkt t0 kann der Strom gleich Null sein, es kann also kein Strom fließen. Der Strom kann ab dem Zeitpunkt t0 auf einen Wert ansteigen, der entweder zum tatsächlichen Auslösen des Auslösemittels ausreichend ist, oder der zum Durchführen einer Diagnose des Auslösemittels geeignet ist, ohne das Auslösemittel auszulösen. Der Strom kann ab dem Zeitpunkt t0 somit entweder einen Auslösestrom oder einen Diagnosestrom darstellen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung von möglichen Beschaltungsvarianten für Auslösemittel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 3 gezeigte Schaltung weist vier Verknüpfungspunkte oder Außenkontakte auf, die mit ER, IGH, IGL und mit PGND bezeichnet sind. An dem ersten Verknüpfungspunkt kann beispielsweise eine Stromquelle oder eine Spannungsquelle angeschlossen werden. Der vierte Verknüpfungspunkt PGND kann beispielsweise mit einem Bezugsspannungspotenzial, beispielsweise einem Massepotenzial verbunden werden.
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Der erste Verknüpfungspunkt ER ist über einen zwischen den ersten Verknüpfungspunkt ER und den zweiten Verknüpfungspunkt IGH geschalteten Transistor mit dem zweiten Verknüpfungspunkt IGH verbunden. Der Transistor ist dabei Teil einer Highside-Leistungsstufe 310, die ferner einen Highside-Treiber und einen Zündstrom-Regler umfasst. Durch den Highside-Treiber kann der Transistor geschaltet werden und somit ein Stromfluss zwischen dem ersten Verknüpfungspunkt ER und dem zweiten Verknüpfungspunkt IGH ermöglicht oder unterbrochen werden.
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Der dritte Verknüpfungspunkt IGL ist über einen zwischen den dritten Verknüpfungspunkt IGL und den vierten Verknüpfungspunkt PGND geschalteten weiteren Transistor mit dem vierten Verknüpfungspunkt PGND verbunden. Der weitere Transistor ist dabei Teil einer Lowside-Leistungsstufe 320, die ferner einen Lowside-Treiber umfasst. Durch den Lowside-Treiber kann der weitere Transistor geschaltet werden und somit ein Stromfluss zwischen dem dritten Verknüpfungspunkt IGL und dem vierten Verknüpfungspunkt PGND ermöglicht oder unterbrochen werden.
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Als Auslösemittel 120 können unterschiedliche Typen 120.a, 120.b von Auslösemitteln 120 eingesetzt werden. Gemäß dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem zweiten Verknüpfungspunkt IGH und dem dritten Verknüpfungspunkt IGL ein Auslösemittel 120 von einem Typ angeordnet, der elektrisch einen ohmschen Widerstand 120.a repräsentiert. Ein sich elektrisch als ohmscher Widerstand 120.a darstellendes Auslösemittel 120 ist in in 3 als ein Kreis mit ohmscher Zündpille RSquib dargestellt. Alternativ kann zwischen dem zweiten Verknüpfungspunkt IGH und dem dritten Verknüpfungspunkt IGL ein Auslösemittel 120 von einem anderen Typ angeordnet werden, der elektrisch einer Induktivität 120.b entspricht. In 3 ist das elektrisch als Induktivität 120.b sich darstellende Auslösemittel 120 als ein Kreis mit LEA-Magnet dargestellt.
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Der zweite Verknüpfungspunkt IGH und der dritte Verknüpfungspunkt IGL stellen somit Anschlusskontakte für das Auslösemittel 120 dar. Das Auslösemittel 120 kann somit zwischen den zweiten Verknüpfungspunkt IGH und den dritten Verknüpfungspunkt IGL geschaltet werden. Sind der Transistor und der weitere Transistor der gezeigten Schaltung leitend geschaltet, so kann ein Strom, der in diesem Ausführungsbeispiel das Auslösesignal repräsentiert, von dem ersten Verknüpfungspunkt ER über den Transistor der einer Highside-Leistungsstufe 310, den zweiten Verknüpfungspunkt IGH, das Auslösemittel 120, den dritten Verknüpfungspunkt IGL und den weiteren Transistor der Lowside-Leistungsstufe 320 zu dem vierten Verknüpfungspunkt PGND fließen. Dabei kann der Strom zum einen zum Bestimmen eines Typs 120.a, 120.b des Auslösemittels 120 und zum anderen zur Durchführung einer Diagnose des des Auslösemittels 120 oder zum Auslösen des Auslösemittels 120 eingesetzt werden.
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Die Schaltung weist ferner eine Einrichtung zum Erfassen eines Verlaufs des Auslösesignals, hier des durch das Auslösemittel 120 fließenden Stroms auf. Beispielsweise kann die Einrichtung zum Erfassen eines Verlaufs des Auslösesignals als eine Strommesseinrichtung oder eine Spannungsmesseinrichtung ausgeführt sein, die an einer beliebigen geeigneten Position der gezeigten Schaltung angeordnet sein kann. Beispielsweise kann die Einrichtung zum Erfassen eines Verlaufs des Auslösesignals als eine Einrichtung zur Zündstromdetektion in der Highside-Leistungsstufe 310 integriert sein.
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4a zeigt den Verlauf von zwei voneinander unabhängigen Auslösesignalen als Stromstärke über die Zeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das eine Auslösesignal 150.a und das davon unabhängige zweite Auslösesignal 150.b sind analog zu dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel in einem kartesischen Koordinatensystem eingetragen.
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Das erste Auslösesignal 150.a kann einem durch die in 3 gezeigte Schaltung fließenden Strom entsprechen, wenn das Auslösemittel vom Typ des ohmschen Widerstands verwendet wird. Das zweite Auslösesignal 150.a kann einem durch die in 3 gezeigte Schaltung fließenden Strom entsprechen, wenn das Auslösemittel vom Typ der Induktivität verwendet wird.
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Der Zeitpunkt t0 entspricht dabei einem Zeitpunkt, zu dem die beiden in 3 gezeigten Transistoren ausgehend von einem Zustand, in dem zumindest einer der Transistoren nicht leitend ist, beide leitend geschaltet werden.
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Der Zeitpunkt t1 entspricht dabei einem Zeitpunkt, zu dem die beiden in 3 gezeigten Transistoren ausgehend von einem Zustand, in dem beide Transistoren leitend sind, zumindest einer der Transistoren gesperrt wird.
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Das eine Auslösesignal 150.a weist eine fast ideale Form eines Rechtecksignals auf. Zum Zeitpunkt t0 steigt das eine Auslösesignal 150.a senkrecht an, übersteigt die Erkennungsschwelle 210 bis es auf einem Wert oberhalb der Erkennungsschwelle waagrecht, parallel zur Abszissenachse bis zum zweiten Zeitpunkt t1 verläuft und zum zweiten Zeitpunkt t1 senkrecht abfällt bis zur Nulllinie. Der Erkennungs-Zeitpunkt t0a entspricht für das eine Auslösesignal 150.a dem Startzeitpunkt t0.
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Das zweite Auslösesignal 150.b steigt mit einer konstanten Steigung ab dem Zeitpunkt t0, übersteigt die Erkennungsschwelle 210 zu einem zu dem Zeitpunkt t0 späteren Erkennungs-Zeitpunkt t0a und erreicht den Wert oberhalb der Erkennungsschwelle wie das eine Auslösesignal 150.a. Mit einem Überschwingen stellt sich das zweite Auslösesignal 150.b auf den gleichen Wert ein, wie das eine Auslösesignal 150.a. Zum zweiten Zeitpunkt t1 fällt das Auslösesignal 150.b senkrecht oder sehr steil ab bis zur Nulllinie.
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Die 3 zeigt schematisch die beiden möglichen Beschaltungsvarianten von Airbag-Kreisen. Je nach Zündkreislast treten unterschiedliche Zündstromverläufe auf. Es werden die beiden in 3 gezeigten alternativen eines Kreises mit ohmscher Zündpille (R_Squib) und eines Kreises mit LEA-Magnet gezeigt. Die Erfindung nutzt eine Zündstromdetektion, um den Zündstromverlauf zu charakterisieren. Abhängig davon wird die Zündzeit variiert und damit auch der Zündmode festgelegt.
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4b zeigt den Verlauf von zwei voneinander unabhängigen Auslösesignalen als binäre Darstellung über die Zeit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem kartesischen Koordinatensystem ist auf der Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse ein Schaltzustand des Auslösesignals dargestellt. Die Zeitachse entspricht der der Zeitachse der 4a. Das Auslösesignal ist auf der Nulllinie eingetragen, solange es sich in 4a unterhalb der Erkennungsschwelle 210 befindet und ist auf dem oberen Wert eingetragen, wenn es in 4a sich oberhalb der Erkennungsschwelle 210 bewegt. Es ergib sich für die beiden Auslösesignale 150.a, 150.b ein ideales Rechtecksignal. Das eine Auslösesignal 150 steigt zum Start-Zeitpunkt t0 von dem unteren Wert auf den oberen Wert und fällt zum zweiten Zeitpunkt t1 wieder zurück auf die Nulllinie. Das zweite Auslösesignal 150.b steigt zum Erkennungs- Zeitpunkt t0a auf den oberen Wert und sinkt zum zweiten Zeitpunkt t1 zurück auf die Nulllinie. Für das eine Auslösesignal 150.a entspricht der Start-Zeitpunkt t0 dem Erkennungs-Zeitpunkt t0a.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist zum Startzeitpunkt t0 der Beginn des Strompulses des Auslösesignals. Zum Erkennungs-Zeitpunkt t0a wird die Stromschwelle für die Zündstromdetektion überschritten. Der weitere Zeitpunk t0b stellt einen Plausibilierungszeitpunkt dar. Zum Zeitpunkt des zweiten Zeitpunkts t1 ist das Ende des Strompulses des Auslösesignals erreicht.
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Bei der Beschaltung mit einer Zündpille kann der Strom sofort aufgebaut werden, sodass das Auslösesignal einen rechteckförmigen Verlauf aufweist, wie es anhand des Verlaufs des Auslösesignals 150.a gezeigt ist. Die Zündstromdetektion erkennt ab Start-Zeitpunkt t0 einen Stromfluss. Bei einer Beschaltung mit einem LEA-Magnetaktor kann der Strom aufgrund des induktiven Verhalten des LEA-Magnetaktors nicht unmittelbar aufgebaut werden, wie es anhand des Verlaufs des Auslösesignals 150.b gezeigt ist. Die Zündstromdetektion erkennt erst ab dem Startzeitpunkt t0a einen Stromfluss. Der Startzeitpunkt t0a hängt davon ab, wie groß die Induktivität des LEA-Moduls ist (typisch 2mH). Wird der Strom jedoch bei dem weiteren Zeitpunkt t0b noch immer nicht erkannt, kann dies als unplausibles Ergebnis gewertet werden.
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Die Erkennungsschwelle 210 entspricht einer Schwelle zur Zündstromdetektion. Der in 4a gezeigte Stromverlauf von Auslösesignalen 150 über die Zeit entspricht einem Stromverlauf aus dem in 3 gezeigten Verknüpfungspunkt IGH. Die Darstellung der Ordinatenachse in 4b stellt einen Ausgang der Zündstromdetektion dar. Dabei entspricht ein niedrigerer Signallevel einer Stromschwelle beziehungsweise Erkennungsschwelle nicht überschritten und ein höherer Signallevel einer Stromschwelle beziehungsweise Erkennungsschwelle überschritten. Das eine Auslösesignal 150.a repräsentiert eine Zündpille (ohmsch) und das zweite Auslösesignal 150.b repräsentiert einen LEA-Aktor (induktiv).
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5 zeigt ein Verfahren 500 zum Erkennen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 500 zum Erkennen eines Auslösemittels weist auf einen Schritt 510 des Bereitstellens eines Verlaufs eines Auslösesignals, einen Schritt 520 des Auswertens des Verlaufs des Auslösesignals für das Auslösemittel und einen Schritt 530 des Ausgebens eines Typs des Auslösemittels. Im Schritt 510 des Bereitstellens eines Verlaufs eines
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Auslösesignals wird ein Verlauf eines Auslösesignals eingelesen und dem folgenden Schritt 520 des Auswertens des Verlaufs des Auslösesignals bereitgestellt. Im Schritt 520 des Auswertens des Verlaufs des Auswertesignals wird der Typ des Auslösemittels bestimmt. Bei dem Typ des Auslösemittels handelt es sich elektrisch um einen ohmschen Widerstand oder um eine Induktivität. Um den Typ des Auslösemittels zu bestimmen, wird im Schritt 520 des Auswertens ein Erkennungs-Zeitpunkt eines Erreichens oder Überschreitens einer Erkennungsschwelle durch das Auslösesignal ausgewertet. Je nachdem, ob der Erkennungs-Zeitpunkt in einem ersten Zeitintervall oder in einem zweiten Zeitintervall liegt, wird der Typ als ohmscher Widerstand oder als Induktivität bestimmt. In einem besonderen Ausführungsbeispiel wird ein Fehlersignal bereitgestellt, wenn zu einem weiteren Zeitpunkt das Auslösesignal unterhalb der Erkennungsschwelle ist, wobei der weitere Zeitpunkt nach dem Erkennungs-Zeitpunkt liegt.
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Das in 5 gezeigte Verfahren 500 schafft ein Verfahren zur automatischen Erkennung von einer Airbag-Zündkreis-Beschaltung für Diagnose und Zündung. Das Verfahren kann sowohl bei der Zündung als auch bei der Diagnose angewendet werden. Bei einer Anwendung bei der Zündung wird „automatisch" erkannt, ob eine LEA-Beschaltung vorliegt und entsprechend im LEA-Mode gezündet. Bei einer Anwendung bei der Diagnose wird abhängig von der Beschaltung Normal- oder LEA-Diagnose gewählt. Die LEA-Diagnose hat den Nachteil, dass Prüfstrom für längere Zeit fließen muss, um ein eingeschwungenes Signal zu erhalten. Dies bedeutet eine höhere mittlere Verlustleistung und damit Chiptemperatur und auch einen höheren Strombedarf pro Zeit im Steuergerät. Durch die Erkennung werden jedoch alle anderen Kreise, welche Zündpillen verwenden, nicht mit längerer Prüfstromzeit belastet. Das Verhalten der automatischen Lasterkennung kann bei Variation der Zündkreisbeschaltung beobachtet werden.
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Bei dem in 5 gezeigten Verfahren 500 ist es von Vorteil, dass die Zündung unabhängig von der Zündkreisbeschaltung möglich (Zündbetrieb) ist, die Lastbedingungen des Zündkreises können automatisch erkannt werden (Diagnosebetrieb), kürzere Stromflusszeiten bei Zündkreiswiderstandsmessung führen zu einer geringeren Verlustleistung und damit einer geringeren Chiptemperatur, wodurch sich eine kleinere Silizium-Fläche für Verlustleistung-Produzenten ergibt. Weiterhin findet eine Verringerung des Strombedarfs während Diagnosebetrieb für LEA-Kreise statt.
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6 zeigt ein Verfahren 600 zur Diagnose eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 600 zur Diagnose eines Auslösemittels weist auf einen Schritt 610 des Ausführens der Schritte des Verfahrens zum Erkennen eines Auslösemittels, um einen Typ des Auslösemittels zu erkennen, einen Schritt 620 des Auswählens eines auf den Typ des Auslösemittels abgestimmten Diagnoseverfahrens sowie einen Schritt 630 des Durchführens des Diagnoseverfahrens, um das Auslösemittel zu diagnostizieren.
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7 zeigt ein Verfahren 700 zum Auslösen eines Auslösemittels für ein Personenschutzmittel für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 700 zum Auslösen eines Auslösemittels weist auf einen Schritt 710 des Bereitstellens eines Auslösesignals für das Auslösemittel zu einem ersten Zeitpunkt, einen Schritt 720 des Ausführens der Schritte des Verfahrens zum Erkennen eines Auslösemittels, um einen Typ des Auslösemittels zu erkennen, sowie einen Schritt 730 des Beendens des Auslösesignals zu einem auf den Typ des Auslösemittels abgestimmten zweiten Zeitpunkt.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
