DE102016105016A1

DE102016105016A1 - Verfahren zur Erkennung eines Ausfalls eines Sensors einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung

Info

Publication number: DE102016105016A1
Application number: DE102016105016.4A
Authority: DE
Inventors: Dominik WEILAND; Paul Melton; Carl A. Munch; Oliver Buntz; Matthias Webert
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: ZF Automotive Germany GmbH
Priority date: 2016-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-09-21
Also published as: CN107202907B; US10234478B2; CN107202907A; US20170269121A1

Abstract

Ein Verfahren zur Erkennung eines Ausfalls oder Defekts eines Sensors (12) einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung (10) mit einer Steuereinheit (14) der Fahrzeugsicherheitseinrichtung (10) und wenigstens einem von der Steuereinheit (14) getrennten, sich selbst testendem Sensor (12), der Messwerte an die Steuereinheit (14) übermittelt, umfasst die folgenden Schritte: a) Durchführen des Selbsttests des Sensors (12), bei dem die Messstrecke des Sensors (12) künstlich angeregt wird, um einen Testmesswert in Reaktion auf die künstliche Anregung zu erzeugen, b) Übermitteln eines Signals an die Steuereinheit (14), das das Verhältnis von Testmesswert zur Stärke der künstlichen Anregung, die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung und/oder den Testmesswert umfasst, c) Überprüfen durch die Steuereinheit (14), ob das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert plausibel ist, d) Feststellen, dass der Sensor (12) ausgefallen oder defekt ist, wenn das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert von der Steuereinheit (14) als nicht plausibel angesehen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Ausfalls eines Sensors einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung.
In der Fahrzeugsicherheitstechnik werden mithilfe von Sensoren Daten über die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs gesammelt. Diese Daten werden den Fahrzeugsicherheitseinrichtungen zur Verfügung gestellt, beispielsweise Airbag-Systemen oder Fahrdynamikregelungen, wie ESP oder ESC, die anhand dieser Daten das Fahrzeug oder Teile davon steuern können.
Die Messstrecke dieser Sensoren ist beispielsweise ein Mikrosystem wie ein mikroelektromechanisches System (MEMS-Element) oder ein mikrooptoelektromechanisches System (MOEMS-Element).
Fällt einer dieser Sensoren aus oder liefert aufgrund eines Defekts falsche Messwerte, müssen die Messwerte dieses ausgefallenen Sensors durch andere Messwerte ersetzt oder wenigstens angenähert werden, sodass die Fahrzeugsicherheitseinrichtungen weiterhin wie vorgesehen arbeiten können. Hierzu muss jedoch mit Sicherheit erkannt werden, ob ein Sensor ausgefallen oder defekt ist, damit die Sicherheitseinrichtung in diesem Fall auf die Ersatzwerte zurückgreift. Werden falsche Messwerte nicht erkannt oder ein intakter Sensor als fehlerhaft qualifiziert, können die Fahrzeugsicherheitseinrichtungen fehlerhaft oder nicht optimal arbeiten.
Verfahren zur Erkennung, ob ein Ausfall oder Defekt eines Sensors vorliegt, sind bekannt und werden bereits innerhalb des Sensors, d. h. der Baueinheit aus Messstrecke und Sensorsteuerung, die zusammen den verbauten Sensor bilden, durchgeführt und liefern als Ausgabe einen logischen Wert, ob der Sensor einwandfrei funktioniert oder nicht.
In 1 ist ein bekanntes Fahrzeugsicherheitseinrichtung 110 mit einem sich selbst testenden Sensor 112 und einer Steuereinheit 114 schematisch dargestellt. Zum Selbsttest des Sensors regt eine Sensorsteuerung (nicht gezeigt), die Teil des Sensors 112 ist, in einem ersten Schritt I die Messstrecke (nicht gezeigt) des Sensors 112 an und erzeugt dadurch einen Testmesswert in Reaktion auf die künstliche Anregung. Dieser Testmesswertes wird anschließend in Schritt II durch die Sensorsteuerung ausgewertet, die schließlich in Schritt III den logischen Wert bzw. den Fehlermarker erzeugt, der angibt, ob der Sensor 112 einwandfrei funktioniert oder nicht. Der Fehlermarker wird dann vom Sensor 112 an die Steuereinheit 114 der Fahrzeugsicherheitseinrichtung 110 übermittelt (Schritt IV). Diese Art des Selbsttests kann kontinuierlich erfolgen.
Die Ausfallerkennung dieser sich selbst testenden Sensoren ist jedoch unter Umständen nicht genau genug.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Genauigkeit eines Verfahrens zur Erkennung eines Ausfalls oder Defekts eines sich selbst testenden Sensors einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung eines Ausfalls oder Defekts eines Sensors einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung mit einer Steuereinheit der Fahrzeugsicherheitseinrichtung und wenigstens einem von der Steuereinheit getrennten, sich selbst testenden Sensor, der Messwerte an die Steuereinheit übermittelt, mit den folgenden Schritten:

a) Durchführen des Selbsttests des Sensors, bei dem die Messstrecke des Sensors künstlich angeregt wird, um einen Testmesswert in Reaktion auf die künstliche Anregung zu erzeugen,
b) Übermitteln eines Signals an die Steuereinheit, das das Verhältnis von Testmesswert zur Stärke der künstlichen Anregung, die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung und/oder den Testmesswert umfasst,
c) Überprüfen durch die Steuereinheit, ob das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert plausibel ist,
d) Feststellen, dass der Sensor ausgefallen oder defekt ist, wenn das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert von der Steuereinheit als nicht plausibel angesehen werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch direkt auf die Messergebnisse des Selbsttests des sich selbst testenden Sensors zurückgegriffen werden kann, um zu erkennen, ob der Sensor ausgefallen ist oder nicht, obwohl der sich selbst testende Sensor bereits einen Fehlermarker ausgibt, mit der sich der Sensor als funktionstüchtig oder fehlerhaft qualifiziert. Dies ermöglicht, das Verfahren zur Erkennung eines Ausfalls oder Defekts des Sensors an den jeweiligen Einsatz in einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung genauer anzupassen, zum Beispiel eine Anpassung des Verfahrens an spezifische Fahrsituationen des Fahrzeugs. Die Bedingungen, wann das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert nicht mehr plausibel sind bzw. von der Steuereinheit als nicht plausibel angesehen werden, sind vorbestimmt und in der Steuereinheit hinterlegt. Auf diese Weise kann die Anzahl an Falschmeldungen über den Ausfall oder Defekt des Sensors deutlich verringert und echte Fehler schneller und zuverlässiger erkannt werden.
Vorzugsweise weist der Sensor ein MEMS-Element und/oder ein MOEMS-Element auf, das die Messstrecke umfasst, sodass durch die Anregung des MEMS- oder MOEMS-Element erkannt wird, ob die Messstrecke ausgefallen oder defekt ist.
Beispielsweise ist der Sensor ein Beschleunigungssensor, sodass auf einfache Weise die Funktionstüchtigkeit eines in der Fahrzeugsicherheitseinrichtung verbauten Beschleunigungssensors überprüft werden kann.
Der Sensor kann die künstliche Anregung selbst erzeugen, wodurch die Fahrzeugsicherheitseinrichtung nicht über Komponenten verfügen muss, die den Sensor bzw. die Messstrecke künstlich anregen können. Dadurch ist die Fahrzeugsicherheitseinrichtung einfacher und kostengünstiger herzustellen.
Zum Beispiel kann im Falle eines Beschleunigungssensors eine im Sensor integrierte Sensorsteuerung Messelektroden der Messstrecke mit einer Wechselspannung mit einer Testfrequenz beaufschlagen, die die Messelektroden in Schwingung versetzt, d.h. anregt. Die Messstrecke erzeugt dann einen Testmesswert mit der Frequenz dieser Schwingung.
Vorzugsweise wird das Signal zur Überprüfung der Plausibilität in der Steuereinheit einem Integrator zugeführt, wobei das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert von der Steuereinheit als nicht plausibel angesehen wird, wenn der Ausgangswert des Integrators einen vorbestimmten Schwellwert passiert. Auf diese Weise werden kurzzeitige starke Änderungen des Testmesswertes berücksichtigt, ohne dass sie jedoch sofort dazu führen, dass der Sensor als ausgefallen oder defekt erkannt wird. Das Verfahren wird somit robust gegen kurzzeitige Auslenkung, was zur Verringerung der Zahl der falschen Qualifizierungen führt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung passiert das Signal in der Steuereinheit zunächst einen Tiefpassfilter, bevor es dem Integrator zugeführt wird, damit für die Messung irrelevante hohe Frequenzen, beispielsweise Rauschen, bei der Messung nicht berücksichtigt werden. Dadurch wird die Genauigkeit der Qualifizierung weiter gesteigert.
In einer Ausgestaltung der Erfindung zählt die Steuereinheit, wie oft das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert einen vorbestimmten Schwellwert unter- oder überschreitet, wobei das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert von der Steuereinheit als nicht plausibel angesehen wird, wenn die von der Steuereinheit ermittelte Anzahl in einem vorbestimmten Zeitintervall größer als ein vorbestimmter Maximalwert ist. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, den Ausfall oder einen Defekt des Sensors zu bestimmen, ohne dass sofort eine Qualifikation als Ausfall oder Defekt erfolgt, sobald der Schwellwert nur wenige Male über- oder unterschritten wird. Somit wird das Verfahren robuster. Dieses Verfahren kann als Alternative oder Ergänzung zum Verfahren mittels Integrator verwendet werden.
Ob solche Ereignisse gezählt werden, bei denen das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert unter oder über dem Schwellwert liegen, hängt von der betrachteten Größe ab. Beispielsweise werden bei der Betrachtung der Abweichung solche Ereignisse gezählt, bei denen die Abweichung oberhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegt.
In einer Ausführungsvariante der Erfindung erfolgt die künstliche Anregung der Messstrecke des Sensors auf wenigstens zwei Arten, beispielsweise durch die Anregung mittels zweier Testfrequenzen, und zu jeder Art der Anregung wird ein Signal an die Steuereinheit übermittelt, das das Verhältnis von Testmesswert zur Stärke der künstlichen Anregung der entsprechenden Art, die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung der entsprechenden Art und/oder den Testmesswert zu der entsprechenden Art der Anregung umfasst, wobei durch die Steuereinheit in Bezug auf jede Art der Anregung überprüft wird, ob das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert plausibel ist, und wobei durch die Steuereinheit festgestellt wird, dass der Sensor ausgefallen ist, wenn das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert zu jeder Art der Anregung bzw. Testfrequenz von der Steuereinheit als nicht plausibel angesehen wird und zusätzlich das Produkt aus den einzelnen Signalen der entsprechenden Arten der Anregung bzw. Testfrequenzen positiv ist. Auf diese Weise wird ein sehr robustes und zugleich präzises Verfahren zur Ausfall- oder Defekterkennung erreicht, da zufällige Schwankungen bei einer Art der Anregung bzw. auf einer Teilfrequenz keine falsche Qualifikation verursachen und außerdem zufällige Schwankungen bei beiden Arten bzw. auf beiden Testfrequenzen, die jedoch entgegengesetzte Auslenkungen erzeugen, ebenfalls nicht zu einer falschen Qualifikation führen. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem echten Ausfall oder Defekt die Auslenkung bei beiden Arten der Anregung bzw. bei beiden verwendeten Testfrequenzen immer gleich ist. Beispielsweise erfolgt die künstliche Anregung auf genau zwei Testfrequenzen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Fahrzeugsicherheitseinrichtung ein Airbag-System und/oder eine Fahrdynamikregelung, sodass die Betriebssicherheit dieser Systeme erhöht werden kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
1 schematisch ein Verfahren zur Erkennung eines Ausfalls oder Defekts eines Sensors aus dem Stand der Technik,
2 ein schematisches Schaubild der verschiedenen Komponenten zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
3 schematisch ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung eines Ausfalls oder Defekts eines Sensors, und
4 ein Ablaufschema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 2 ist schematisch eine Fahrzeugsicherheitseinrichtung 10 dargestellt, die einen sich selbst testenden Sensor 12, eine Steuereinheit 14 und ein Sicherheitsbauteil 16 umfasst.
Die Fahrzeugsicherheitseinrichtung 10 ist zum Beispiel ein Airbag-System oder eine Fahrdynamikregelung, auch ESP, ESC, etc. genannt. Entsprechend ist dann das Sicherheitsbauteil 16 beispielsweise ein Airbag oder eine Bremse.
Die Steuereinheit 14 steuert die Fahrzeugsicherheitseinrichtung 10 und damit das Sicherheitsbauteil 16. Auch kann die Steuereinheit 14 in einer zentralen Steuereinheit des Fahrzeugs integriert sein.
Der Sensor 12 weist eine Messstrecke 18 und eine Sensorsteuerung 20 auf, die miteinander elektrisch verbunden sind. Die Messstrecke 18 und die Sensorsteuerung 20 befinden sich innerhalb des Sensors 12, der als fertige Einheit verbaut wird.
Die Messstrecke 18 ist ein Mikrosystem, wie ein mikroelektromechanisches System (MEMS) oder ein mikrooptoelektromechanisches System (MOEMS) und dient zur Erfassung eines bestimmten Messwertes.
Beispielsweise ist der Sensor 12 ein Beschleunigungssensor eines Fahrzeugs. In diesem Fall ist die Messstrecke 18 als MEMS-Element ausgeführt, das ein Signal in Abhängigkeit der erfahrenen Beschleunigung erzeugt. Hierzu werden zum Beispiel bewegliche Messelektroden verwendet, die einen Messwert in Abhängigkeit ihrer Auslenkung erzeugen.
Der Sensor 12 kann derart angeordnet sein, dass er die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung oder die Beschleunigung des Fahrzeugs um seine Hochachse messen kann. Üblicherweise ist zur Messung der Beschleunigung in jeder dieser Richtungen ein Sensor 12 vorgesehen.
Die Sensorsteuerung 20 steuert die Messstrecke 18, empfängt die Signale der Messstrecke 18 und gibt den ermittelten Messwert an die Steuereinheit 14 der Fahrzeugsicherheitseinrichtung 10 weiter.
Die Steuereinheit 14 der Fahrzeugsicherheitseinrichtung 10 ist vom Sensor 12 und somit von der Sensorsteuerung 20 getrennt.
Der Sensor 12 ist als sich selbst testender Sensor ausgebildet, d. h., dass die Sensorsteuerung 20 die Messstrecke 18 künstlich anregen kann. Durch diese künstliche Anregung erzeugt die Messstrecke 18 einen Testmesswert, der von der Sensorsteuerung 20 gemessen wird (Schritt A). Die Anregung kann auf verschiedene Arten erfolgen.
Zum Beispiel kann im Falle eines Beschleunigungssensors die Sensorsteuerung 20 die Messelektroden der Messstrecke 18 mit einer Wechselspannung mit einer oder mehreren Testfrequenzen beaufschlagen, die die Messelektroden in Schwingung versetzen, d.h. auf verschiedene Arten anregen. Die Messstrecke 18 erzeugt dann Testmesswerte mit der Frequenz dieser Schwingungen.
Die Sensorsteuerung 20 kann mithilfe des Testmesswertes und der Information darüber, wie stark sie die Messstrecke 18 künstlich angeregt hat, das Verhältnis von Testmesswert zu Stärke der künstlichen Anregung und/oder die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung bestimmen.
Wie in den 3 und 4 zu erkennen ist, wird ein Signal 22 vom Sensor 12, genauer gesagt von der Sensorsteuerung 20, an die Steuereinheit 14 der Fahrzeugsicherheitseinrichtung 10 übermittelt (Schritt B).
Das Signal 22 umfasst das Verhältnis vom Testmesswert zur Stärke der künstlichen Anregung, die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung und/oder den Testmesswert selbst. In den Zeichnungen sind diese drei Informationen zusammen mit dem Bezugszeichen T gekennzeichnet, wobei das Bezugszeichen T auf eine einzelne dieser Information oder eine beliebige Kombination dieser Informationen hindeutet.
Das Signal 22 mit dem Verhältnis, der Abweichung und/oder dem Testmesswert T wird von der Steuereinheit 14 empfangen und auf Plausibilität überprüft (Schritt C). Ergibt die Plausibilitätsprüfung durch die Steuereinheit 14, dass das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert nicht plausibel sind, so stellt die Steuereinheit 14 fest, dass der Sensor ausgefallen oder defekt ist (Schritt D).
Ist der Sensor 12 als ausgefallen oder defekt qualifiziert worden, verwendet die Steuereinheit 14 den Messwert dieses Sensors 12 nicht weiter zur Steuerung der Sicherheitsbauteile 16, sondern greift auf Ersatzmesswerte zurück. Wird jedoch festgestellt, dass der Sensor nicht ausgefallen oder defekt ist, wird der Messwert dieses Sensors 12 wie gewohnt durch die Steuereinheit 14 zur Steuerung der Sicherheitsbauteile 16 herangezogen.
In dem in 4 dargestellten Ablauf zur Feststellung, ob das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert T plausibel ist, werden zunächst vom Sensor 12 zwei verschiedene Verhältnisse, Abweichungen und/oder Testmesswerte T₁, T₂ erzeugt.
Dies geschieht dadurch, dass die Sensorsteuerung 20 die Messstrecke 18 mit zwei verschiedenen Arten der künstlichen Anregung beaufschlagt, beispielsweise wird im Falle, dass der Sensor 12 ein Beschleunigungssensor ist, dieser von der Sensorsteuerung 20 mit elektrischen Signalen 22 verschiedener Testfrequenzen angeregt.
Die Sensorsteuerung 20 erhält somit zwei verschiedene Testmesswerte und bestimmt aufgrund der verschiedenen Testmesswerte für jede Art der Anregung getrennt, z. B. für jede Testfrequenz, die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung und/oder das Verhältnis von Testmesswert zur Stärke der künstlichen Anregung.
Zu jeder Art der Anregung, beispielsweise zu jeder Testfrequenz, wird ein Signal 22 von der Sensorsteuerung 20 an die Steuereinheit 14 übermittelt, das das Verhältnis vom Testmesswert zur Stärke der künstlichen Anregung, die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung und/oder den Testmesswert zu dieser Art der Anregung T₁, T₂ umfasst. Beispielsweise gibt die Sensorsteuerung 20 die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung in Prozent in einem Bereich von –100% bis +100% an.
Diese Signale 22 werden von der Steuereinheit 14 empfangen und zunächst einzeln auf Plausibilität geprüft.
Die Prüfung auf Plausibilität ist für jedes Signal 22 die gleiche, sodass die Prüfung im Folgenden nur einmal beschrieben ist.
Des Weiteren werden in der in 4 gezeigten Ausführungsform zur Plausibilitätsprüfung jedes Signals 22, d.h. zu jeder Art der Anregung, zwei Prüfverfahren durchgeführt, die im Folgenden ebenfalls getrennt voneinander behandelt werden.
Im ersten Prüfverfahren passiert das Signal 22 zunächst einen Tiefpassfilter 24, um unerwünschtes Rauschen vom Signal 22 zu entfernen.
Danach wird das Signal 22 einem Integrator 26 zugeführt.
Der Integrator 26 summiert das Signal 22 auf und gibt ein integriertes Signal als Ausgangswert 28 aus. Der Ausgangswert entspricht beispielsweise einem über 2000 ms integrierten Signal 22.
Das Signal wird anschließend mit einem vorbestimmten Schwellwert S_i, beispielsweise 40000, verglichen (Bezugszeichen 30) und als nicht plausibel angesehen, wenn der Ausgangswert 28 den Schwellwert S_i passiert hat. Dabei soll „passieren“ bedeuten, dass der Ausgangswert 28 den Schwellwert S_i überschritten hat, wenn der Sollwert des Ausgangswertes 28 unterhalb des Schwellwertes S_i liegt, und dass der Ausgangswert 28 den Schwellwert S_i unterschritten hat, wenn der Sollwert des Ausgangswertes 28 oberhalb des Schwellwertes S_i liegt.
Auf diese Weise wird überprüft, ob eines der Signale 22 bzw. das Verhältnis, die Abweichung oder der Testmesswert zu einer Art der Anregung (T₁oder T₂), beispielsweise zu einer Testfrequenz, plausibel ist.
Das gleiche Verfahren wird auch mit dem anderen Signal 22 der anderen Art der Anregung, beispielsweise der anderen Testfrequenz, durchgeführt. Es werden also zu jeder Art der Anregung, hier Testfrequenzen, das Verhältnis, die Abweichung oder der Testmesswert T₁und T₂ dahingehend überprüft, ob es plausibel ist.
Zusätzlich werden beide Signale 22 miteinander multipliziert und überprüft, ob das Ergebnis positiv ist (Schritt 32).
Die Steuereinheit 14 stellt nun fest, dass der Sensor ausgefallen oder defekt ist, wenn durch das Prüfverfahren festgestellt wurde, dass das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert T₁und T₂zu jeder Art der Anregung, beispielsweise zu jeder Testfrequenz, nicht plausibel ist und zusätzlich das Produkt aus den einzelnen Signalen 22 zu den einzelnen Arten der Anregung, beispielsweise zu den verschiedenen Testfrequenzen, positiv ist (Schritt 34).
In dem zweiten in der Ausführungsform nach 4 verwendeten Prüfverfahren werden die Signale 22 jeweils einer Zähleinheit 36 der Steuereinheit 14 zugeführt. Diese zählt, wie oft das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert T₁oder T₂ einen vorbestimmten Schwellwert S_z unter- oder überschreitet. Ob die Unterschreitungen oder Überschreitungen des Schwellwertes S_z gezählt werden, hängt von der Art und dem Sollwert der betrachteten Größe ab.
Beispielsweise liegt der Schwellwert S_z für die absolute Abweichung vom Testmesswert von der Stärke der künstlichen Anregung bei 60 %, wobei ein Überschreiten dieses Schwellwertes S_z gezählt wird.
Wenn nun innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls, beispielsweise 2 Sekunden, oder direkt aufeinanderfolgend mehr Über- oder Unterschreitungen des Schwellwertes S_zals ein vorbestimmter Maximalwert, beispielsweise 60, gezählt, so werden das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert T₁oder T₂ von der Steuereinheit 14 als nicht plausibel angesehen.
Wie beim ersten Prüfverfahren stellt auch in diesem Prüfverfahren die Steuereinheit 14 fest, dass der Sensor 12 ausgefallen oder defekt ist, wenn das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert T_1,T₂ zu jeder Art der Anregung, beispielsweise zu jeder Testfrequenz, nicht plausibel ist und zusätzlich das in Schritt 32 ermittelte Produkt positiv ist (Schritt 38).
Werden beide Prüfverfahren gleichzeitig angewandt, so genügt es, dass in einem der Prüfverfahren (Schritt 34 oder Schritt 38) festgestellt wird, dass der Sensor ausgefallen oder defekt ist, damit die Steuereinheit 14 den Sensor 12 als fehlerhaft qualifiziert und die Messwerte dieses Sensors 12 nicht weiter zur Steuerung der Sicherheitsbauteile 16 heranzieht (Schritt 40).
Selbstverständlich ist es möglich, dass der Sensor 12 mehr als zwei Signale 22 zu verschiedenen Arten der Anregung erzeugt und an die Steuereinheit 14 übergibt, die entsprechend der Ausführungsform nach 4 verfährt.
Ebenso ist es denkbar, dass der Sensor 12 nur ein Signal 22 entsprechend einer Art der Anregung erzeugt. In diesem Fall vereinfacht sich das in 4 gezeigte Verfahren, da die Multiplikation der Signale 22 (Schritt 32) entfällt.
Denkbar ist es auch, dass nur jeweils eines der beiden in 4 gezeigten Prüfverfahren angewandt wird, um die Komplexität des Verfahrens zu verringern.

Claims

Verfahren zur Erkennung eines Ausfalls oder Defekts eines Sensors (12) einer Fahrzeugsicherheitseinrichtung (10) mit einer Steuereinheit (14) der Fahrzeugsicherheitseinrichtung (10) und wenigstens einem von der Steuereinheit (14) getrennten, sich selbst testenden Sensor (12), der Messwerte an die Steuereinheit (14) übermittelt, mit den folgenden Schritten: a) Durchführen des Selbsttests des Sensors (12), bei dem die Messstrecke (18) des Sensors (12) künstlich angeregt wird, um einen Testmesswert in Reaktion auf die künstliche Anregung zu erzeugen, b) Übermitteln eines Signals (22) an die Steuereinheit (14), das das Verhältnis von Testmesswert zur Stärke der künstlichen Anregung, die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung und/oder den Testmesswert (T; T₁, T₂) umfasst, c) Überprüfen durch die Steuereinheit (14), ob das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert (T; T₁, T₂) plausibel ist, d) Feststellen, dass der Sensor (12) ausgefallen oder defekt ist, wenn das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert (T; T₁, T₂) von der Steuereinheit (14) als nicht plausibel angesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) ein MEMS-Element oder ein MOEMS-Element aufweist, das die Messstrecke (18) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) ein Beschleunigungssensor ist, der insbesondere die Längsbeschleunigung, die Querbeschleunigung oder die Beschleunigung um die Hochachse des Fahrzeugs misst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (12) die künstliche Anregung selbst erzeugt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (22) zur Überprüfung der Plausibilität in der Steuereinheit (14) einem Integrator (26) zugeführt wird, wobei das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert (T; T₁, T₂) von der Steuereinheit (14) als nicht plausibel angesehen werden, wenn der Ausgangswert (28) des Integrators (26) einen vorbestimmten Schwellwert (S_i) passiert.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal (22) in der Steuereinheit (14) zunächst einen Tiefpassfilter (24) passiert, bevor es dem Integrator (26) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (14) zählt, wie oft das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert (T; T₁, T₂) einen vorbestimmten Schwellwert (S_z) unter- oder überschreitet, wobei das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert (T) von der Steuereinheit (14) als nicht plausibel angesehen werden, wenn die von der Steuereinheit (14) ermittelte Anzahl in einem vorbestimmten Zeitintervall größer als ein vorbestimmter Maximalwert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die künstliche Anregung der Messstrecke (18) des Sensors (12) auf wenigstens zwei Arten, insbesondere durch zwei Testfrequenzen, erfolgt und zu jeder Art der Anregung ein Signal (22) an die Steuereinheit (14) übermittelt wird, das das Verhältnis von Testmesswert zur Stärke der künstlichen Anregung der entsprechenden Art der Anregung, die Abweichung des Testmesswertes von der künstlichen Anregung der entsprechenden Art der Anregung und/oder den Testmesswert (T₁, T₂) umfasst, wobei durch die Steuereinheit (14) in Bezug auf jede Art der Anregung überprüft wird, ob das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert (T₁, T₂) plausibel sind, und wobei durch die Steuereinheit (14) festgestellt wird, dass der Sensor (12) ausgefallen oder defekt ist, wenn das Verhältnis, die Abweichung und/oder der Testmesswert zu jeder Art der Anregung (T₁, T₂) von der Steuereinheit (14) als nicht plausibel angesehen werden und zusätzlich das Produkt aus den einzelnen Signalen (22) der entsprechenden Arten der Anregung positiv ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugsicherheitseinrichtung (10) ein Airbag-System und/oder eine Fahrdynamikregelung ist.