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Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung für ein Sicherheitssystem eines Kraftfahrzeugs, die einen Schlauch mit zwei Enden aufweist, wobei an zumindest einem der Enden ein Drucksensor angeordnet ist, um eine Druckänderung in dem Schlauch zu erfassen, sowie eine Testeinrichtung zum Prüfen der Funktionsfähigkeit der Sensorvorrichtung.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Sensorvorrichtung, wobei zum Prüfen der Funktionsfähigkeit der Sensorvorrichtung ein Ausgangssignal zumindest eines Sensors überwacht wird.
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Stand der Technik
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Sensorvorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift
DE 10 2011 007 881 A1 eine Sensorvorrichtung für ein Sicherheitssystem eines Kraftfahrzeugs, die einen Schlauch aufweist, der über die Breite eines Karosserieabschnitts eines Kraftfahrzeugs angeordnet und an zumindest einem seiner Enden mit einem Drucksensor abgeschlossen ist. Der Schlauch ist dabei derart angeordnet, dass bei einem Aufprall eines Objekts an dem Kraftfahrzeug durch die Verformung des Schlauchs eine Druckänderung in dem Schlauchinneren erzeugt wird, welche von dem Drucksensor erfasst wird, sodass sich die Druckänderung in dem Ausgangssignal des Drucksensors wiederfindet. Zweckmäßigerweise ist dabei der Schlauch beidseitig beziehungsweise an seinen beiden Enden verschlossen, wobei an dem dem Drucksensor abgewandten Ende des Schlauchs entweder ein weiterer Drucksensor oder ein Schlauchverschluss vorhanden ist. Erfasst der Drucksensor beispielsweise eine kritische Druckänderung, so kann in Abhängigkeit von der Druckänderung durch das Sicherheitssystem eine Sicherheitsmaßnahme eingeleitet werden, wie beispielsweise das Auslösen eines Airbags, das Hochstellen einer Motorhaube für einen verbesserten Fußgängerschutz oder dergleichen.
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Um sicherzustellen, dass die Sensorvorrichtung einwandfrei funktioniert, ist es vorteilhaft, wenn diese auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft werden kann. In der oben genannten Druckschrift wird dazu vorgeschlagen, eine Störquelle an dem Schlauch vorzusehen, die von dem Kraftfahrzeug ausgehende Schwingungen in den Schlauch einkoppelt, sodass diese von dem Drucksensor registriert werden können. Ist der Schlauch defekt, gelangen diese Schwingungen nicht in erwartungsgemäßer Weise an den Drucksensor, sodass die Fehlfunktion anhand des Ausgangssignals des Drucksensors feststellbar ist.
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Nachteilig bei der bekannten Lösung ist es, dass dadurch, dass Schwingungen in Kraftfahrzeugen nicht regelmäßig auftreten, die Prüfung nicht zu jedem beliebigen Zeitpunkt durchgeführt werden kann. Darüber hinaus erfordert sie eine mechanische Verformung des Schlauchs.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Prüfung jederzeit durchführbar ist, und dass auf eine aufwendige mechanische Verformung des Schlauchs verzichtet werden kann. Dadurch erhöht sich die Betriebssicherheit der Sensorvorrichtung, wobei diese bauraumsparend ohne großen Mehraufwand in dem Kraftfahrzeug vorsehbar ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Testeinrichtung einen Impulsgeber zur Erzeugung eines akustischen Impulses aufweist, wobei der Impulsgeber an oder in dem Druckschlauch angeordnet ist. Durch das Erzeugen des akustischen Impulses in oder an dem Schlauch wird der Impuls in den Schlauch eingekoppelt und gelangt dadurch zum Beispiel zu dem zumindest einen Drucksensor. Dadurch, dass der Impuls ein akustischer Impuls ist, ist eine mechanische Verformung des Schlauchs zur Einkupplung des Impulses in den Schlauch nicht notwendig. Dadurch ist die Energie, die benötigt wird, um eine Reaktion an dem Drucksensor zur Prüfung der Funktionsfähigkeit der Sensorvorrichtung auszulösen, gering gehalten. Der akustische Impuls kann jederzeit durch den Impulsgeber erzeugt und damit die Funktionsfähigkeit der Sensorvorrichtung geprüft werden. In einer ersten Ausführungsform ist somit bevorzugt zum Erfassen des akustischen Impulses der Drucksensor als Bestandteil der Testeinrichtung vorgesehen und übernimmt insoweit eine Doppelfunktion, indem er einerseits für die Prüfung der Funktionsfähigkeit und andererseits für das Erfassen einer Kollision genutzt wird. Alternativ zu dem Drucksensor kann die Testeinrichtung einen zum Erfassen eines akustischen Impulses gesonderten Sensor, insbesondere Akustiksensor, aufweisen, der beispielsweise an oder in einem der Enden des Schlauchs, insbesondere dem zumindest einen Drucksensor zugeordnet, angeordnet ist. Der Impulsgeber kann außerhalb des Schlauchs an dem Schlauch angeordnet sein oder im Schlauchinneren.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der Impulsgeber als Lautsprecher ausgebildet ist. Dadurch kann der akustische Impuls besonders einfach und kostengünstig erzeugt werden. Dabei bedarf es keines besonderen Lautsprechers, vielmehr kann auch auf dem Markt bereits befindliche Lautsprecher zurückgegriffen werden. Zweckmäßigerweise ist der Lautsprecher direkt an oder in dem Schlauch befestigt, um eine vorteilhafte Einkupplung des akustischen Impulses in den Schlauch zu gewährleisten.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Testeinrichtung eine Einrichtung, insbesondere Steuergerät, aufweist, die dazu ausgebildet ist, den Impulsgeber anzusteuern und ein Ausgangssignal des zumindest einen Drucksensors zu erfassen. Damit ist es der Einrichtung möglich, den Impuls auszulösen und die Reaktion an dem Drucksensor auf den Impuls zu überwachen. Dazu ist die Einrichtung zweckmäßigerweise mit dem Impulsgeber und dem Drucksensor signaltechnisch verbunden. Insbesondere weist die Einrichtung eine Recheneinheit, beispielsweise einen Mikroprozessor, auf.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Einrichtung dazu ausgebildet ist, das erfasste Ausgangssignal mit einem erwarteten Ausgangssignal zu vergleichen. Dazu weist die Einrichtung bevorzugt einen nicht-flüchtigen Speicher auf, in welchen das erwartete Ausgangssignal beziehungsweise ein erwarteter Ausgangssignal-Verlauf hinterlegt ist und für den Vergleich zur Verfügung steht. Optional ist die Einrichtung dazu ausgebildet, unterschiedliche akustische Impulse zu erzeugen, und diese mit unterschiedlichen erwarteten Ausgangssignalen zu vergleichen. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit einer Fehlmessung oder Fehlprüfung reduziert bis ausgeschlossen werden. Bevorzugt ist die Einrichtung außerdem mit dem Sicherheitssystem und/oder einer Sicherheitseinrichtung des Sicherheitssystems des Kraftfahrzeugs verbunden, um bei Erkennen einer Fehlfunktion eine geeignete Sicherheitsmaßnahme einzuleiten. Dazu kann die Einrichtung beispielsweise mit einem akustischen oder visuellen Signalgeber gekoppelt sein, um dem Fahrer des Kraftfahrzeugs bei Erkennen einer Fehlfunktion eine Warnmeldung anzuzeigen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 zeichnet sich dadurch aus, dass zum Prüfen der Funktionsfähigkeit ein akustischer Impuls in dem Schlauch erzeugt und das Ausgangssignal zumindest eines Sensors auf eine Reaktion auf den Impuls überwacht wird. Es ergeben sich hierdurch die oben bereits genannten Vorteile. Insbesondere wird das Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung durchgeführt. Bevorzugt wird das Ausgangssignal des Drucksensors auf eine Reaktion auf den akustischen Impuls überwacht. Alternativ wird das Ausgangssignal eines separaten Sensors, insbesondere Akustiksensors, auf eine Reaktion auf den akustischen Impuls überwacht.
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Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Ausgangssignal des Sensors mit einem erwarten Ausgangssignal verglichen wird, um auf eine Fehlfunktion der Sensorvorrichtung zu erkennen.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Funktionsfähigkeit der Sensorvorrichtung erkannt wird, wenn das erfasste Ausgangssignal dem erwarteten Ausgangssignal entspricht.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einem Vergleich ein vorgebbarer Toleranzbereich für eine Abweichung des erfassten Ausgangssignals von dem erwarteten Ausgangssignal berücksichtigt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass nicht bei einer kleinen, unbedeutenden Abweichung von dem erfassten Ausgangssignal zu dem erwarteten Ausgangssignal bereits eine Fehlfunktion erkannt wird. Durch das Vorgeben des Verfahrensbereichs wird damit das Risiko einer Fehlmessung reduziert.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass dann, wenn das erfasste Ausgangssignal von dem erwarteten Ausgangssignal über den vorgebbaren Toleranzbereich hinaus abweicht, auf eine Fehlfunktion der Sensorvorrichtung erkannt wird. Insbesondere wird das erfasste Ausgangssignal mit einem in einem nicht-flüchtigen Speicher hinterlegten erwarteten Ausgangssignal verglichen. Wobei das erwartete Ausgangssignal bevorzugt dem erzeugten Impuls zugeordnet ist. Optional werden unterschiedliche akustische Impulse erzeugt, denen jeweils ein eigenes erwartetes Ausgangssignal zugeordnet wird, sodass bei dem anschließenden Vergleich stets das zugehörige Paar von erzeugtem Impuls und erwartetem Ausgangssignal miteinander verglichen wird. Vorzugsweise wird der akustische Impuls oder werden unterschiedliche akustische Impulse zur Prüfung der Funktionsfähigkeit regelmäßig, insbesondere in zeitlich vorgegebenen Abständen regelmäßig erzeugt und das Ausgangssignal des Sensors entsprechend überwacht. Auch kann vorgesehen sein, dass das Verfahren alternativ oder zusätzlich mit jedem Neustart des Kraftfahrzeugs oder bei jedem Stillstand des Kraftfahrzeugs durchgeführt wird.
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Weicht das erfasste Ausgangssignal von dem erwarteten Ausgangssignal über den vorgebbaren Toleranzbereich hinaus ab, wird bevorzugt eine Sicherheitsmaßnahme, insbesondere das Erzeugen einer Warnmeldung, eingeleitet, damit zumindest der Fahrer des Kraftfahrzeugs darauf aufmerksam gemacht wird, dass eine Fehlfunktion vorliegt.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 eine vorteilhafte Sensorvorrichtung in einer vereinfachten Darstellung und
- 2 ein Diagramm zur Erläuterung eines vorteilhaften Verfahrens zum Betreiben der Sensorvorrichtung.
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1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Sensorvorrichtung 1 für ein Sicherheitssystem eines hier nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Die Sensorvorrichtung 1 weist einen Schlauch 2 auf, der an seinen beiden Enden 3 und 4 verschlossen ist. Dabei werden beide Enden 3 und 4 durch jeweils einen Drucksensor 5 beziehungsweise 6 abgeschlossen. Die Drucksensoren 5, 6 sind mit einer Einrichtung 7, die insbesondere als Steuergerät, beispielsweise des Sicherheitssystems, ausgebildet ist, signaltechnisch verbunden.
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Die Einrichtung 7 ist außerdem mit einem Impulsgeber 8 verbunden, der vorliegend als Lautsprecher ausgebildet ist. Der Impulsgeber 8 ist an dem Ende 3 des Schlauchs 2 angeordnet, kann aber alternativ auch an anderer Stelle an dem Schlauch 2 angeordnet sein, wie gestrichelt gezeigt. In jedem Fall ist der Impulsgeber 8 derart an dem Schlauch 2 angeordnet, dass ein von ihm erzeugter akustischer Impuls in den Schlauch 2 erzeugt wird. Dazu ist der Impulsgeber 8 beispielsweise, wie in 1 gezeigt, an dem Ende 3 des Schlauchs 2 in dem Schlauch angeordnet, oder, wie gestrichelt gezeigt, an der Außenseite des Schlauchs 2 mittig angeordnet, wobei dann der Impuls durch die Schlauchwand in den Schlauch 2 eingekoppelt wird.
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Dem Ende 4 des Schlauchs 2 ist weiterhin ein Sensor 9 zugeordnet, der als akustischer Sensor ausgebildet ist, um die von dem Impulsgeber 8 erzeugten akustischen Impulse zu erfassen. Bei dem Sensor 9 kann es sich um einen separaten akustischen Sensor handeln oder um den Drucksensor 6.
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Im Normalbetrieb erfassen die Drucksensoren 5, 6 Druckschwankungen im Schlauch 2, wenn bei einer Kollision der Schlauch 2 durch die Kollision verformt wird.
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Um die Funktionsfähigkeit der Sensorvorrichtung 1 zu prüfen, ist vorliegend vorgesehen, dass die Einrichtung 7 den Impulsgeber 8 dazu ansteuert, einen akustischen Impuls oder mehrere akustische Impulse zu erzeugen. Gleichzeitig überwacht die Einrichtung 7 das Ausgangssignal des Sensors 9 auf eine Reaktion auf den oder die erzeugten Impulse.
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Die Einrichtung 7 bildet somit zusammen mit dem Impulsgeber 8 und dem Sensor 9, sei es als Drucksensor oder als separater akustischer Sensor, eine Testeinrichtung 10 der Sensorvorrichtung 1, die es erlaubt, die Funktionsfähigkeit der Sensorvorrichtung 1 zu jeder beliebigen Zeit zu überprüfen.
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2 zeigt hierzu in einem vereinfachten Diagramm aufgetragen ein erwartetes Ausgangssignal S1, das sich in Abhängigkeit von dem erzeugten akustischen Impuls einstellen müsste, wenn der Schlauch 2 intakt und beispielsweise nicht gerissen ist. Das erwartete Ausgangssignal, das auch als Referenzsignal bezeichnet werden kann, wird bevorzugt durch vorherige Tests ermittelt und/oder berechnet.
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Durch den Impulsgeber 8 können gleiche oder unterschiedliche akustische Impulse ausgegeben werden, die damit entsprechend gleichen und unterschiedlichen erwarteten Ausgangssignalen verglichen werden, um die Funktionsfähigkeit der Sensorvorrichtung 1 zu erkennen. Insbesondere wird bei einem Vergleich geprüft, ob das erfasste Ausgangssignal in relevanten Parametern, beispielsweise in Amplitude, der Länge des erfassten Impulses, oder der Frequenz von dem erwarteten Signal S1 abweicht oder ganz ausbleibt.
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Um das erwartete akustische Signal S1 herum wird ein Toleranzbereich (gestrichelte Linien) T vorgegeben, innerhalb dessen eine Abweichung des durch den Sensor 9 erfassten Signals als zulässige Abweichung erkannt wird. Liegt somit das von dem Sensor 9 erfasste Signal innerhalb des Toleranzbereichs T, so wird davon ausgegangen, dass die Sensorvorrichtung 1 ordnungsgemäß funktioniert. Liegt jedoch das erfasste akustische Signal außerhalb des Toleranzbereichs, so wird darauf erkannt, dass eine Fehlfunktion vorliegen muss. Beispielsweise wird dann davon ausgegangen, dass der Schlauch 2 gerissen ist oder zerquetscht ist. In jedem Fall wird davon ausgegangen, dass der Schlauch 2 mechanisch derart beeinflusst ist, dass der erzeugte Impuls nicht erwartungsgemäß den Empfänger beziehungsweise den Sensor 9 erreicht hat. In Folge dessen wird durch die Einrichtung 7 eine Sicherheitsmaßnahme eingeleitet, wie beispielsweise das Anzeigen einer Warnmeldung für den Fahrer des Kraftfahrzeugs, sodass dieser über die Fehlfunktion der Sensorvorrichtung 1 informiert ist und beispielsweise eine Werkstatt anfahren kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011007881 A1 [0003]
