DE102018103008A1

DE102018103008A1 - Verfahren zur überwachung eines sicherheitssystems in einem fahrzeug und überwachungssystem

Info

Publication number: DE102018103008A1
Application number: DE102018103008.8A
Authority: DE
Inventors: Georg Schönhuber; Michael Haindl; Michael König
Original assignee: TRW Airbag Systems GmbH
Current assignee: ZF Airbag Germany GmbH
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-08-14

Abstract

Bei einem Verfahren zur Überwachung eines insbesondere pyrotechnischen Sicherheitssystems ist ein Überwachungssystem mit wenigstens einem Sensor in einem Fahrzeug vorgesehen. Der Sensor (22) erfasst zu vorbestimmten Überwachungs-Zeitpunkten einen oder mehrere Parameter, die insbesondere Umwelteinflüssen zugeordnet sind, die für eine Änderung eines Zustands zumindest einer Komponente des Sicherheitssystems relevant sind, und übermittelt den Parametern zugeordnete Daten an eine Elektronikeinheit (24) im Fahrzeug. Die übermittelten Daten werden ausgewertet, wobei ein kumulierter Zustandswert bestimmt wird, in den Daten mehrerer Überwachungs-Zeitpunkte eingehen. Der kumulierte Zustandswert wird mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen, und es wird eine Hinweismeldung ausgegeben, wenn der kumulierte Zustandswert den Schwellwert überschreitet. Ein Überwachungssystem eines Sicherheitssystems in einem Fahrzeug zur Durchführung dieses Verfahrens

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Sicherheitssystems in einem Fahrzeug sowie ein Überwachungssystem für ein Sicherheitssystem.
Allerdings ist eine direkte Überwachung von einzelnen Bauteilen innerhalb einer Baugruppe konkret vor Ort oft technisch nicht durchführbar, beispielsweise wenn Stoffzusammensetzungen bzw. zeit- oder umweltbezogene Veränderungen von Bauteilen dafür in einem laborüblichen Stil analysiert werden müssten.
Aufgabe der Erfindung ist es, trotzdem eine Bestimmung bzw. eine Abschätzung eines Zustands von Komponenten von Fahrzeugsicherheitssystemen bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, das die in Anspruch 1 genannten Schritte umfasst. Bei dem Verfahren zur Überwachung eines insbesondere pyrotechnischen Sicherheitssystems in einem Fahrzeug erfasst wenigstens ein Sensor im Fahrzeug zu vorbestimmten Überwachung-Zeitpunkten einen oder mehrere Parameter, die insbesondere Umwelteinflüssen zugeordnet sind, die für eine Änderung eines Zustands zumindest einer Komponente des Sicherheitssystems relevant sind, und übermittelt den Parametern zugeordnete Daten an eine Elektronikeinheit, die insbesondere im Fahrzeug angeordnet ist. Die übermittelten Daten werden ausgewertet, wobei zumindest ein kumulierter Zustandswert bestimmt wird, in den Daten mehrerer Überwachungs-Zeitpunkte eingehen. Der kumulierte Zustandswert wird mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen, und es wird eine Hinweismeldung ausgegeben, wenn der kumulierte Zustandswert den Schwellenwert überschreitet.
Bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird also nicht versucht, direkt und konkret eine Änderung oder Veränderung eines Zustands an einem Bauteil bzw. an der jeweiligen Komponente zu bestimmen, beispielsweise indem ein pyrotechnischer Treibstoff aus einem Gasgenerator eines pyrotechnischen Sicherheitssystems geborgen und in einem Labor analysiert wird, sondern es werden Umwelteinflüsse betrachtet und aufgezeichnet, die ein bestimmtes Zustandsverhalten bzw. eine bestimmte Änderung eines Zustands der jeweiligen Komponente erwarten lassen. Aus der Auswertung der aufgezeichneten Umwelteinflüsse lässt sich, wie sich herausgestellt hat, mit ausreichender Genauigkeit auf einen tatsächlichen Zustand der jeweiligen Komponente schließen.
Die Zusammenhänge zwischen den gemessenen Parametern und dem jeweiligen kumulierten Zustandswert werden vorzugsweise durch Laborversuche und/oder Simulationen gewonnen.
Zeigt nun der kumulierte Zustandswert, dass die jeweilige Komponente, beispielsweise ein Gasgenerator, ein Gassack oder ein Elektronikbauteil des Sicherheitssystems, Umwelteinflüssen ausgesetzt war, durch die mit hoher Wahrscheinlichkeit bei dieser Komponente eine annehmbare Zustandsveränderung als überschritten betrachtet werden könnte, so kann diese Komponente aufgrund der Hinweismeldung gezielt und bedarfsgerecht ausgetauscht werden.
Da die zu überwachenden Parameter der akkumulierten Wirkung genereller Umwelteinflüsse entsprechen, kann in der Regel auf komponentenspezifische Sensoren verzichtet werden.
Lediglich die Schwellwerte und die Auswertung der Daten sind vorzugsweise spezifisch für die einzelnen Komponenten gewählt. Auf diese Weise kann gegebenenfalls eine Austauschempfehlung spezifisch für jede einzelne Komponente ausgegeben werden.
Vorzugsweise werden für jede zu überwachende Komponente des Sicherheitssystems ein oder mehrere eigene kumulierte Zustandswerte definiert und aus den von den Sensoren gelieferten Daten bestimmt.
Die verwendeten Parameter, die der Sensor erfasst, sind beispielsweise Temperatur, Feuchtigkeit, insbesondere Luftfeuchte, eine Konzentration einer bestimmten Chemikalie, aber auch Fahrzeugbeschleunigungen und/oder Erschütterungen in Form von einzelnen Stößen oder länger anhaltenden Vibrationen und Fahrzeugschwingungen. Hierbei können beispielsweise harmlose Kollisionen erfasst werden, genauso wie Erschütterungen, die durch das Befahren einer schlechten Wegstrecke mit Schlaglöchern, Schotter oder Kopfsteinpflaster hervorgerufen werden. Außerdem können natürlich auch zeitliche Veränderungen dieser Werte, beispielsweise ein Temperatur- oder Feuchtegradient erfasst werden.
Aus diesen Parametern lassen sich Zustandsbedingungen für spezifische Komponenten ableiten. Beispielsweise gibt es für einen Gasgenerator Bedingungen, unter denen sich eine Konsistenz und/oder eine chemische Zusammensetzung von Treibstoffen verändern. Für einen Gassack existieren z.B. Bedingungen, unter denen sich eine Stabilität des Gassackgewebes ändert, und für ein Elektronikbauteil können etwa Bedingungen festgelegt werden, die eine Funktionsfähigkeit eines Mikrochips beeinflussen.
Generell wird bevorzugt eine Akkumulation von zeitlich getrennten Umwelteinflüssen betrachtet und aus dieser der Zustand der jeweiligen Komponente abgeschätzt.
Selbstverständlich sind mehrere Parameter für spezifische Umwelteinflüsse für jede einzelne Komponente erfassbar, die auch unterschiedlich gewichtet in den kumulierten Zustandswert eingehen können. Beispielsweise wird der Zustand eines Treibstoffs eines Gasgenerators sowohl von der Temperatur als auch von der Luftfeuchtigkeit sowie von Erschütterungen beeinflusst, wobei die unterschiedlichen Parameter jedoch in der Regel unterschiedlich starke Auswirkungen haben.
Es ist möglich, sämtliche Umwelteinflüsse seit dem Einsetzen der jeweiligen Komponente des Sicherheitssystems aufzuzeichnen, oder diese Parameter nur oberhalb bestimmter, vorgegebener Grenzwerte zu berücksichtigen. Beispielsweise sind viele chemische Reaktionen stark temperaturabhängig, sodass auch eine längere Einwirkung moderater Temperaturen keine nennenswerte Änderung auf den Zustand einer Komponente haben kann, jedoch eine Zustandsänderung zu erwarten ist, wenn die betreffende Komponente auch nur für eine kurze Zeitspanne einer extremen Wärmeeinwirkung ausgesetzt ist.
Um unterschiedliche Zustandseinflüsse zu erfassen, können für eine Komponente mehrere kumulierte Zustandswerte festgelegt werden. Beispielsweise kann eine lange andauernde Feuchteeinwirkung bei einem eher geringen Luftfeuchtewert eine Änderung eines Zustands für einen Treibstoff eines Gasgenerators darstellen, sodass z.B. ein erster kumulierter Zustandswert erfasst, wie lange der Gasgenerator insgesamt seit seinem Einbau einem Feuchtewert in einem bestimmten Feuchtebereich ausgesetzt ist. Eine andere Änderung eines Zustands für einen Treibstoff kann dadurch gegeben sein, dass dieser unter nicht bestimmungsgemäßen Bedingungen einem extrem hohen Feuchtewert ausgesetzt ist. Hierbei kann bereits ein einmaliges Auftreten dieses Ereignisses einen Austausch des Gasgenerators als empfehlenswert erscheinen lassen, wenn z.B. nicht bestimmungsgemäß flüssiges Wasser in den Gasgenerator eingedrungen sein sollte. Dementsprechend kann z.B. ein zweiter kumulierter Zustandswert festgelegt werden, der ein (einmaliges) Auftreten eines extrem hohen Feuchtewerts überwacht. Beispielsweise könnte dies bei einem einen Gasgenerator aufweisenden Cabriolet-Fahrzeug mit offenem Verdeck der Fall sein, wenn ein durch Regenfälle verursachter „Wasserschaden“ auftritt, der nicht einer Umweltbelastung bei einem „normalen“ bzw. bestimmungsgemäßen Lebenszyklus eines Gasgenerators hinzuzurechnen ist.
Die vorbestimmten Überwachung-Zeitpunkte können in fest definierten zeitlichen Abständen liegen oder aber durch das Auftreten eines spezifischen Ereignisses definiert sein. Als spezifisches Ereignis wird beispielsweise gewertet, wenn einer der Parameter einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Dies kann etwa ein Überschreiten eines Beschleunigungsgrenzwertes, einer Grenztemperatur, einer Grenzfeuchte oder einer Grenz-Konzentration einer bestimmten Chemikalie sein. Somit ist es möglich, auch Sensoren einzusetzen, die so ausgelegt sind, dass nur spezifische Ereignisse von Ihnen detektiert werden können.
Es ist denkbar, die Messabstände, also den zeitlichen Abstand der Überwachungs-Zeitpunkte, zu verkürzen, wenn die zum letzten Überwachungs-Zeitpunkt vom Sensor übermittelten Daten in einem bestimmten vorgegebenen Bereich liegen.
Die Elektronikeinheit, an die die Daten übermittelt werden, kann in eine Fahrzeugelektronik integriert sein oder eine separate Einheit bilden. Sie kann auch baulich mit dem jeweiligen Sensor zusammengefasst sein.
In der vorliegenden Anmeldung ist der Begriff des Sensors so aufzufassen, dass dieser eine reine Messwertaufnahme der jeweiligen Parameter vornimmt sowie Daten bereitstellt, die den jeweiligen Parameter charakterisieren, wobei der Sensor auch dazu in der Lage ist, diese Daten an die Elektronikeinheit zu übermitteln. Die Übermittlung kann kabelgebunden oder kabellos, beispielsweise in Form eines Funksignals, erfolgen. Der Sensor kann jedoch in die Elektronikeinheit integriert sein. Gegebenenfalls kann der Sensor auch einen Speicher enthalten, der die Daten zumindest bis zum nächsten Übertragungszeitpunkt zwischenspeichern kann.
Die Elektronikeinheit ist jeweils mit wenigstens einem Sensor gekoppelt und ist vorzugsweise im Fahrzeug angeordnet. Sie empfängt Daten vom Sensor und speichert diese. Gegebenenfalls wertet die Elektronikeinheit die Daten auch aus und ermittelt den kumulierten Zustandswert aus den vom Sensor übermittelten Daten. In diesem Fall kann die Auswertung der Daten direkt im Fahrzeug erfolgen.
Hierbei wird die Auswertung der Daten vorzugsweise direkt nach Übermittlung der Daten durchgeführt
Die Elektronikeinheit kann dann vorteilhaft auch den kumulierten Zustandswert mit dem Schwellwert vergleichen und die Hinweismeldung ausgeben. Hierzu kann eine Hinweisvorrichtung, z.B. eine Anzeigevorrichtung, in die Elektronikeinheit integriert sein.
Alternativ kann eine Auswertung der Daten erst zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise im Rahmen einer Wartung des Fahrzeugs, erfolgen, beispielsweise, indem ein externes Diagnosegerät auf die gespeicherten Daten zurückgreift. Hierbei kann insbesondere das Diagnosegerät per Funk mit dem Sensor kommunizieren und die einem Parameter zugeordneten Daten per Funk übermittelt bekommen. Diese Daten können gegebenenfalls nach der Auswertung gelöscht werden.
Es ist prinzipiell möglich, sämtliche Sensordaten über längere Zeit zu speichern, es ist aber auch möglich, nur die Auswertung der Daten bzw. nur den kumulierten Zustandswert permanent abzuspeichern.
Selbstverständlich kann die Elektronikeinheit so ausgelegt sein, dass sie mit anderen Elektronikeinheiten kommuniziert, beispielsweise, um die Hinweismeldung an ein Ausgabegerät zu übergeben.
Alternativ ist es natürlich auch möglich, in der Elektronikeinheit die Daten lediglich zu speichern und bei passender Gelegenheit, beispielsweise bei einem Werkstattbesuch, an eine externe Auswertungseinheit zu übertragen, in der dann die Auswertung der Daten sowie die Bestimmung des kumulierten Zustandswertes erfolgt. In diesem Fall erfolgt die Auswertung der Daten auf einem externen Gerät, beispielsweise einem Computer in der Werkstatt, einem Diagnosegerät, oder auch in einer webbasierten Anwendung auf einem entfernten Rechner.
Selbstverständlich ist es möglich, mehrere Sicherheitssysteme und/oder mehrere Komponenten eines Sicherheitssystems in einem Fahrzeug zu überwachen, wobei vorzugsweise für jedes der Sicherheitssysteme oder Komponenten wenigstens ein eigener kumulierter Zustandswert bestimmt wird. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise die Gasgeneratoren für einen Fahrergassack, einen oder mehrere Seitengassäcke, einen Beifahrergassack und/oder von Gurtstraffern einzeln überwachen.
Alternativ oder zusätzlich können auch das Material der Gassäcke bzw. Sicherheitsgurte sowie allgemein sicherheitsrelevante elektronische Systeme (beispielsweise Systeme zur Müdigkeitserkennung oder Spurhalteassistenten) überwacht werden, indem geeignete Parameter und Bedingungen festgelegt werden, die entsprechende Einflüsse für eine Änderung eines Zustands für diese Systeme beschreiben.
Um einen Umwelteinfluss bzw. eine Bedingung für eine Änderung eines Zustands zu quantifizieren, wird beispielsweise wenigstens ein Ereignis-Typ definiert, wobei zu jedem Ereignis-Typ ein Ereignis-Gesamtwert definiert wird und dieser Ereignis-Gesamtwert in den kumulierten Zustandswert eingeht.
Der Ereignis-Gesamtwert kann eine Ereignis-Gesamtanzahl und/oder eine Ereignis-Gesamtdauer enthalten, wobei Gesamtanzahl und Gesamtdauer auch mit geeigneten Gewichtungsfaktoren eingehen können. Auch zusätzliche Parameter können hier gegebenenfalls berücksichtigt werden.
Ein Ereignis-Typ ist dabei z.B. durch einen Parameter bestimmt, der einen Grenzwert überschreitet, z.B. eine vorgegebene Temperatur oder Beschleunigung. Hierbei lässt sich zum einen für jedes Auftreten dieses Ereignis-Typs ein Zähler setzen, sodass die Ereignis-Gesamtanzahl mit der Summe des Auftretens dieses spezifischen Ereignis-Typs korreliert. Zum anderen kann eine Ereignis-Gesamtdauer für diesen Ereignis-Typ bestimmt werden, indem für jedes Auftreten dieses Ereignis-Typs die Zeitdauer gemessen wird, die der jeweilige Parameter oberhalb des Grenzwertes liegt und diese Zeiten aufsummiert werden. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel ermitteln, wie lange ein Gasgenerator insgesamt bisher Temperaturen in einem bestimmten Temperaturbereich ausgesetzt war, oder wie oft in seiner bisherigen Lebensdauer Stöße oberhalb eines gegebenen Beschleunigungswertes auf ihn eingewirkt haben.
Vorzugsweise sind für jede Komponente eigene Ereignis-Typen definiert, die verschiedene Bedingungen für eine Änderung eines Zustands wiederspiegeln können.
Bei der Aktualisierung eines kumulierten Zustandswerts werden dann vorzugsweise die vom Sensor zu einem Überwachungs-Zeitpunkt übertragenen Daten einem Ereignis-Typ zugeordnet, und der jeweilige Ereignis-Gesamtwert wird entsprechend erhöht. Der so aktualisierte Ereignis-Gesamtwert geht dann in den aktualisierten kumulierten Zustandswert ein.
Der kumulierte Zustandswert kann allein aus einem einzigen Ereignis-Gesamtwert gebildet sein. Es ist aber auch möglich, eine beliebige, auch gewichtete Kombination verschiedener Ereignis-Gesamtwerte in den kumulierten Zustandswert einfließen zu lassen.
Der jeweilige Schwellwert, mit dem der kumulierte Zustandswert verglichen wird, kann proportional zu einem vorgegebenen Ereignis-Gesamtwert sein oder diesem entsprechen, sodass eine einfache Festlegung der Schwellwerte möglich ist. Der Schwellwert kann dabei auch eine aus mehreren Werten zusammengesetzte Bedingung aufweisen. Beispielsweise kann der Schwellwert sowohl eine Ereignis-Gesamtanzahl enthalten (z.B. ein n-maliges Überschreiten einer Grenztemperatur) als auch eine Ereignis-Gesamtdauer (z.B. eine bestimmte Anzahl von Stunden oberhalb eines Feuchte-Grenzwerts).
Die oben genannte Aufgabe wird auch mit einem Überwachungssystem eines Sicherheitssystems in einem Fahrzeug gelöst, das so ausgelegt ist, dass es das oben beschriebene Verfahren durchführen kann. Das Überwachungssystem umfasst zumindest einen Sensor, der Umweltflüsse erfasst, die insbesondere für eine Änderung eines Zustands des Sicherheitssystems relevant sind, und eine Elektronikeinheit, die vom Sensor Daten empfängt. Vorzugsweise arbeitet der Sensor kabellos, insbesondere nach einem Funkverfahren und vorzugsweise mittels RFID.
Generell können im Fahrzeug mehrere Sensoren vorgesehen sein, die gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind, um beispielsweise mehrere Parameter gleichzeitig aufzuzeichnen oder auch um mehrere Komponenten eines Sicherheitssystems bzw. Sicherheitssysteme an unterschiedlichen Orten im Fahrzeug gleichzeitig zu überwachen.
Jeder der Sensoren ist vorzugsweise einem spezifischen Sicherheitssystem zugeordnet und ist im Fahrzeuginnenraum, insbesondere in einer Fahrgastzelle, angeordnet. Um unnötige Kosten zu vermeiden können Sensoren auch gleichzeitig mehreren Sicherheitssystemen zugeordnet sein.
Da vorteilhaft allgemeine Umweltbedingung erfasst werden, und keine direkte Messung beispielsweise einer Temperatur eines Treibstoffs in einem Gasgenerator erforderlich ist, um den Zustand des Gasgenerators zu erfassen, kann ein Sensor, der einen Gasgenerator überwacht, beispielsweise innerhalb eines Gassackmoduls, aber außerhalb des Gasgenerators angeordnet sein.
Mögliche Plätze, um den Sensor zu platzieren, sind beispielsweise an der Innenseite einer Abdeckung des Gassackmoduls, neben dem Gasgenerator an einem Modulgehäuse oder an einem im Modulgehäuse zurückbleibenden Abschnitt des Gassacks. Ein direkter Kontakt mit dem Treibstoff ist nicht erforderlich.
Alternativ ist es aber auch möglich, den Sensor innerhalb des Gasgenerators anzuordnen, wobei dann vorzugsweise ein RFID-Chip mit dem Sensor verbunden ist, über den der Sensor mit der Elektronikeinheit, vorzugsweise per Funk, kommunizieren kann, um eine kabelgebundene Kommunikation zu vermeiden.
In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn das Gehäuse des Gasgenerators aus einem Material besteht, dass für Funkwellen relativ gut durchlässig ist, insbesondere einem nicht-metallischen Material wie einem geeigneten Kunststoff oder einem Kohlefaser-Verbundwerkstoff.
Mit einem im Gasgenerator selbst angeordneten Sensor lassen sich beispielsweise extreme Umweltbedingungen erfassen. In diesem Fall ist für jeden Gasgenerator ein separater Sensor erforderlich.
Die Abfrage des Sensors kann beispielsweise mit einem speziellen Lesegerät in der Werkstatt erfolgen, oder der Sensor kann mit einer Elektronikeinheit im Fahrzeug kommunizieren.
Generell kann der Sensor beispielsweise in einem Lenkrad, in einem Fahrzeugsitz, in einem Dachrahmen, in einer Armaturentafel, in einer Mittelkonsole, in einer Lenksäulenverkleidung, in einem Fußraum oder in einer Türverkleidung des Fahrzeugs angeordnet sein. Im Lenkrad ist eine Anordnung des Sensors insbesondere unterhalb eines Gassackmoduls, an der Lenkwelle oder in der Nabe des Lenkrads neben dem Gassackmodul möglich.
Vorzugsweise ist der Sensor in räumlicher Nähe zu der ihm zugeordneten Komponente angeordnet, sodass der Sensor grundsätzlich denselben Umwelteinflüssen ausgesetzt ist wie die zu überwachende Komponente, aber räumlich so weit von der Komponente entfernt, dass er die Funktion und Aktivierung der Komponente nicht behindert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 eine schematische Darstellung möglicher Positionen, um einen Sensor eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Lenkrad anzuordnen;
- 2 mögliche Positionen von Sensoren eines erfindungsgemäßen Überwachungssystems zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens im Fahrzeug;
- 3 Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 4 Details des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 5 weitere Details des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die 1 und 2 zeigen ein schematisch dargestelltes Überwachungssystem 10 für ein oder mehrere Sicherheitssysteme in einem Fahrzeug. Die Sicherheitssysteme enthalten hier insbesondere pyrotechnischen Treibstoff, und umfassen beispielsweise einen Gasgenerator 12 für einen Fahrergassack, der in einem Lenkrad 14 des Fahrzeugs aufgenommen ist, aber auch (nicht näher dargestellte) Gasgeneratoren für einen Beifahrergassack in einer Armaturentafel 16, für in den Fahrzeugsitzen 18 verbaute Seitengassäcke, für in einem Dachrahmen 20 angeordnete weitere Gassäcke sowie für ebenfalls nicht näher gezeigte Gurtstraffer für die Sicherheitsgurtsysteme im Fahrzeug. Ebenso können die jeweiligen Gassäcke überwacht werden.
Beliebige weitere Sicherheitssysteme können ebenso vorhanden sein, die keine pyrotechnischen Komponenten aufweisen, sondern im Wesentlichen elektronische Bauteile, beispielsweise Systeme zur Müdigkeitserkennung, Spurhalteassistenten oder Systeme zum autonomen Fahren (nicht dargestellt).
Im Fahrzeuginnenraum ist wenigstens ein Sensor 22 angeordnet. In diesem Fall ist eine Vielzahl von Sensoren 22 im Fahrzeuginnenraum vorgesehen. Jeder der Sensoren 22 kann wenigstens einen Parameter erfassen, wobei die Sensoren 22 jeweils gleiche oder aber unterschiedliche Parameter detektieren können. Jeder der Sensoren 22 ist so ausgebildet, dass er Daten an eine Elektronikeinheit 24 übermitteln kann, die dem von ihm gemessenen Parameter(n) zugeordnet sind. Die Elektronikeinheit 24 empfängt die von den Sensoren 22 übermittelten Daten.
Die Elektronikeinheit 24 ist hier im Fahrzeug angeordnet, entweder als eigenständige Baueinheit oder integriert in ein Elektroniksystem des Fahrzeugs. Es ist auch möglich, einen oder mehrere Sensoren 22 in die Elektronikeinheit 24 zu integrieren.
Die Elektronikeinheit 24 umfasst einen Speicher und gegebenenfalls auch Auswertemöglichkeiten, die die empfangenen Daten auswerten können, wobei die Daten und gegebenenfalls Auswertungen der Daten im Speicher abgelegt werden.
Die Übermittlung der Daten vom Sensor 22 zu Elektronikeinheit 24 erfolgt hier drahtlos, insbesondere über ein Funksignal. Zu diesem Zweck enthält beispielsweise jeder Sensor 22 einen RFID-Chip, über den der Sensor 22 mit der Elektronikeinheit 24 kommunizieren kann.
Die Elektronikeinheit 24 verfügt über weitere geeignete Kommunikationsmittel, über die sie Daten an andere Elektroniksysteme im Fahrzeug oder außerhalb des Fahrzeugs weitergeben kann.
Es ist auch möglich, ein externes Auslesegerät 26 vorzusehen, dass nur bei Bedarf eingesetzt wird, beispielsweise bei einem Werkstattbesuch, und das eine Kommunikation mit den Sensoren 22 und/oder der Elektronikeinheit 24 herstellt, um darin gespeicherte Daten auszulesen.
Jeder der Sensoren 22 ist einem spezifischen Sicherheitssystem zugeordnet, insbesondere einer oder mehreren Komponenten dieses Sicherheitssystems, und ist soweit möglich in direkter räumlicher Nähe zu dieser Komponente des Sicherheitssystems platziert. Komponenten des Sicherheitssystems sind z.B. der Gasgenerator 12, ein Gassack 28 oder auch ein Sicherheitsgurt oder ein elektronisches Bauteil.
Bezüglich des in 1 dargestellten Beispiels der Überwachung eines Gasgenerators 12 im Lenkrad 14 sind ein oder mehrere Sensoren 22 beispielsweise an einem Modulgehäuse 30 des Gassackmoduls neben dem Gasgenerator 12, an einer Modulabdeckung 32, die das Lenkrad 14 nach außen abschließt, im Bereich einer Lenkradnabe 34 oder einer Lenkwelle 36, ein einem Abschnitt eines Gassacks 28 des Gassackmoduls, der am Modulgehäuse 30 verbleibt, oder seitlich neben dem Gassackmodul platziert.
1 zeigt dabei verschiedene mögliche Positionen für einen Sensor 22, normalerweise wird nicht an jeder dieser Positionen ein Sensor 22 tatsächlich verbaut sein.
In einer möglichen Ausführungsform sind sämtliche Sensoren 22 außerhalb des jeweiligen Gasgenerators 12 angeordnet, also nicht in direktem Kontakt mit einem innerhalb des Gasgenerators 12 vorhandenen Treibstoff.
Es ist aber auch möglich, einen Sensor 22 innerhalb des Gasgenerators 12 vorzusehen. In diesem Fall besteht vorzugsweise das Gehäuse dieses Gasgenerators 12 ganz oder teilweise aus einem nicht-metallischen Material, beispielsweise einem Kunststoff oder einem Kohlefaser-Verbundmaterial, das von Funkwellen durchdrungen werden kann, die der Sensor 22 aussendet.
Andere mögliche Positionen für Sensoren 22 sind in 2 dargestellt und umfassen unter anderem die Armaturentafel 16, eine Mittelkonsole 38, einen Fußraum 40, eine Seitenwange des Fahrzeugsitzes 18, eine Fahrzeugtür 42 oder den Dachrahmen 20 des Fahrzeugs. Diese Aufzählung ist nur beispielhaft. Sensoren 22 können prinzipiell an jeder geeigneten Stelle, möglichst in der Nähe der jeweils zu überwachenden Komponente eines Sicherheitssystems vorgesehen sein.
Die von den Sensoren 22 erfassten Parameter sind beispielsweise eine aktuelle Temperatur, eine aktuelle Luftfeuchte, eine aktuelle Fahrzeugbeschleunigung, aktuelle Fahrzeugschwingungen und/oder eine aktuelle Konzentration einer bestimmten Chemikalie.
Sämtliche erfassten Parameter sind in diesem Beispiel Umwelteinflüssen zugeordnet, die für eine Änderung eines Zustands der jeweiligen Sicherheitssysteme relevant sind.
Aufgrund der von den Sensoren 22 ermittelten Daten lässt sich der Zustand des jeweiligen Sicherheitssystems abschätzen. Dabei ist prinzipiell eine Auswertung der Daten bezüglich eines Wertes des betreffenden Parameters genauso möglich wie bezüglich einer Zeitdauer, die ein Umwelteinfluss anhält, sich also ein Wert des Parameters innerhalb eines vorgegebenen Bereichs befindet.
In den 3 bis 5 sind Beispiele für eine derartige Abschätzung aufgeführt.
Das generelle Prinzip ist in 3 dargestellt.
Die Sensoren 22 führen Messungen den von ihnen erfassbaren Parametern zu vorbestimmten Überwachung-Zeitpunkten t_n aus und übermitteln die zu diesem Überwachung-Zeitpunkt t_n erfassten Daten D(t_n) an die Elektronikeinheit 24.
Die Überwachung-Zeitpunkte t_n sind beispielsweise fest vorgegeben und können in festgelegten Zeitintervallen aufeinanderfolgen, es ist jedoch auch möglich, die Zeitintervalle variabel zu gestalten und in Abhängigkeit der jeweiligen zuletzt gemessenen Daten D(t_n) zu verkürzen oder zu verlängern. Auf diese Weise lässt sich nicht nur der aktuelle Wert eines Parameters bestimmen, sondern auch eine Zeitdauer, die dieser Wert in einem bestimmten Wertebereich angehalten hat und/oder ein Gradient, mit dem sich der Wert des Parameters zeitlich verändert.
Insbesondere werden die Zeitintervalle zwischen zwei Überwachung-Zeitpunkten t_n verkürzt, wenn der Wert des Parameters sich in eine für die Änderung eines Zustands des Sicherheitssystems unvorteilhafte Richtung bewegt. Dies ist beispielsweise bei sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen oder bei einer hohen Luftfeuchte sowie auch bei starken Fahrzeugschwingungen der Fall.
Aus den Daten D(t_n) wird wenigstens ein kumulierter Zustandswert A_i(t_n) für die Komponente des Sicherheitssystems bestimmt, der der jeweilige Sensor 22 zugeordnet ist.
In den kumulierten Zustandswert A_i(t_n) gehen Messdaten eines oder mehrerer Sensoren 22 für einen Zeitraum seit dem Einbau der jeweiligen Komponente im Fahrzeug ein. In den jeweiligen kumulierten Zustandswert fließen also Daten D(t_n ) von mehreren Überwachung-Zeitpunkten t_n ein.
Der so bestimmte kumulierte Zustandswert A_i(t_n) wird mit einem vorgegebenen Schwellwert S_i verglichen. Der Schwellwert S_i ist dabei so gewählt, dass er einem Zustand der Komponente des Sicherheitssystems entspricht, die einen Austausch der jeweiligen Komponente bzw. des jeweiligen Sicherheitssystems als empfehlenswert betrachtet.
Dies ist beispielsweise der Fall, wenn bei einem Mikrochip eine korrekte Funktionsweise nicht mehr sichergestellt ist.
Normalerweise wird für jede Komponente jedes der Sicherheitssysteme wenigstens ein eigener kumulierter Zustandswert A _i(t_n) vorgesehen sein, gegebenenfalls könnte ein kumulierter Zustandswert A_i(t_n) aber auch für mehrere Komponenten herangezogen werden. Hier wäre es auch möglich, für unterschiedliche Komponenten unterschiedliche Schwellwerte S_i zu setzen.
Es ist auch möglich, für eine Komponente mehrere kumulierte Zustandswerte A_i(t_n) mit jeweils eigenen Schwellwerten S_i festzulegen und zu überwachen, wenn z.B. unterschiedliche Zustandsbedingungen auftreten können.
Liegt der kumulierte Zustandswert A_i(t_n) über dem Schwellwert S_i , so wird eine Hinweismeldung ausgegeben, die darauf hinweist, dass die jeweilige Komponente ausgetauscht werden sollte. Die Hinweismeldung wird beispielsweise von der Elektronikeinheit 24 ausgegeben, die hierfür z.B. ein eigenständiges Display aufweist. Genauso kann die Hinweismeldung von der Elektronikeinheit 24 aber an eine andere Elektronikeinheit im Fahrzeug übermittelt werden, die dann im Cockpit ein Hinweissignal anzeigt oder auch beim nächsten Werkstattbesuch einem spezifischen Diagnosegerät eine Hinweismeldung übergibt.
Die Änderung eines Zustands einer Komponente kann sowohl von der Größe des jeweiligen Umwelteinflusses als auch von dessen Zeitdauer beeinflusst werden. Beispielsweise ist eine schnellere Änderung des Zustands zu erwarten bei sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen, aber auch, wenn die entsprechende Komponente hohen oder niedrigen Temperaturen für eine lange Zeit ausgesetzt ist. Gleiches gilt für andere Umwelteinflüsse, wobei beispielsweise eine sehr schnelle Temperaturänderung auch eine höhere bzw. schnellere Änderung des Zustands zur Folge haben kann als eine langsame Temperaturänderung.
Um diesen Umständen Rechnung zu tragen, werden in diesem Beispiel unterschiedliche Ereignis-Typen E_k definiert, die jeweils eindeutig einem messbaren Parameter zugewiesen sind. Beispielsweise kann ein Ereignis-Typ E_k ein Überschreiten eines ersten Temperaturgrenzwerts sein und ein zweiter Ereignis-Typ E_k das Überschreiten eines zweiten Temperaturgrenzwertes, während als weitere Ereignis-Typen E_k die Dauer dieser Grenzwertüberschreitungen definiert sind. Die Ereignis-Typen E_k sind insbesondere für jeden einzelnen Sensor 22 definiert, da die Parameterwerte abhängig von der Position des Sensors 22 im Fahrzeug variieren können.
Zu jedem Ereignis-Typ E_k wird ein Ereignis-Gesamtwert E_Wk definiert, in den eine Gesamtanzahl bzw. Gesamtdauer des Auftretens des jeweiligen Ereignis-Typs E_k eingeht. Die Ereignis-Gesamtwerte E_Wk enthalten somit eine Information darüber, wie oft und wie lange ein bestimmter Umwelteinfluss seit dem Einbau der betreffenden Komponente des Sicherheitssystems aufgetreten ist.
Bei der Auswertung der Daten D(t_n) werden in diesem Beispiel die Daten einem oder mehreren Ereignis-Typen E_k zugeordnet, und der jeweilige Ereignis-Gesamtwert E_Wk wird um Anzahl bzw. Dauer des jeweiligen Ereignisses erhöht.
Entsprechend der Definition des jeweiligen kumulierten Zustandswertes A_i(t_n) gehen ein oder mehrere Ereignis-Gesamtwerte E_Wk in diesen ein. Nach jedem Überwachung-Zeitpunkt t_n werden der oder die kumulierten Zustandswerte A_i(t_n) neu aus den bisherigen kumulierten Zustandswert A_i(tn-1) und den Daten D(t_n) bestimmt, sodass sämtliche bisher aufgetretenen Umwelteinflüsse im kumulierten Zustandswert A_i(t_n) erfasst sind.
Es ist möglich, sämtliche Umwelteinflüsse in den kumulierten Zustandswert A_i(t_n) einfließen zu lassen, in diesem Beispiel sind jedoch für jeden Ereignis-Typ E_k Grenzwerte vorgesehen, unterhalb derer der Umwelteinflüsse nicht in den kumulierten Zustandswert A_i(t_n) eingeht. Genauso kann für jeden Ereignis-Typ E_k ein Wertebereich vorgegeben sein, innerhalb dessen der Umwelteinfluss berücksichtigt wird.
Beispielsweise werden etwa Temperaturwerte erst bei Über- bzw. Unterschreiten eines Grenzwertes berücksichtigt, genauso können Fahrzeugbeschleunigungen z.B. erst bei Überschreiten eines festgelegten Gradienten Eingang in den kumulierten Zustandswert A_i(t_n) eingehen.
Der kumulierte Zustandswert A_i(t_n) kann sich dabei aus diversen Ereignis-Gesamtwerten E_Wk zusammensetzen, die auch mit vorgegebenen Gewichtungen eingehen können.
Die Schwellwerte S_i sind abgestimmt auf die kumulierten Zustandswerte A_i(t_n) definiert. Dabei können die Schwellwerte S_i einem Ereignis-Gesamtwert E_Wk entsprechen oder zu diesem proportional sein.
Mögliche Beispiele für Schwellwerte S_i sind: 6000h über 60°C oder 100 Mal über 100g Beschleunigung.
Die Schwellwerte S_i können auch zusammengesetzte Bedingungen enthalten, wie die folgenden Beispiele zeigen:

3000 Mal unter -30°C und 3000 Mal über +65°C,
4000h über 45°C bei gleichzeitiger Luftfeuchte von 55%r.H., oder
3000h über 50°C bei gleichzeitiger Luftfeuchte von 55%r.H.

In geeigneten Fällen wäre es auch möglich, mehrere kumulierte Zustandswerte A_i(t_n) festzulegen und die Hinweismeldung erst auszugeben, wenn alle entsprechenden kumulierten Zustandswerte A_i(t_n) oberhalb der jeweiligen Schwellwerte S_i liegen.
Natürlich können auch einmalige Ereignisse als Schwellwert S_i definiert werden, wenn bei einem derartigen Umwelteinfluss bereits bei einmaligem Auftreten eine extreme Änderung des Zustands der Komponente zu erwarten ist. Dies kann beispielsweise eine extrem hohe Luftfeuchte sein, die auf ein nicht bestimmungsgemäßes Eindringen von flüssigem Wasser in eine Bauteilgruppe schließen lässt (z.B. „Wasserschaden“).
Generell gilt, dass für jede Komponente eines Sicherheitssystems, beispielsweise bei einem Gassackmodul für den Gasgenerator 12 und den Gassack 28, ein oder mehrere eigene kumulierte Zustandswerte A_i(t_n) festgelegt werden. Die Daten D(t_n) zu Bestimmung des jeweiligen kumulierten Zustandswertes A_i(tn) . können von denselben oder von verschiedenen Sensoren 22 geliefert werden.

Claims

Verfahren zur Überwachung eines insbesondere pyrotechnischen Sicherheitssystems in einem Fahrzeug, mit den Schritten: - wenigstens ein Sensor (22) im Fahrzeug erfasst zu vorbestimmten Überwachungs-Zeitpunkten (t_n) einen oder mehrere Parameter, die insbesondere Umwelteinflüssen zugeordnet sind, die für eine Änderung eines Zustands zumindest einer Komponente des Sicherheitssystems relevant sind, und übermittelt den Parametern zugeordnete Daten (D(t_n)) an eine Elektronikeinheit (24), die insbesondere im Fahrzeug angeordnet ist, - die übermittelten Daten (D(t_n)) werden ausgewertet, wobei zumindest ein kumulierter Zustandswert (A_i(t_n)) bestimmt wird, in den Daten (D(t_n)) mehrerer Überwachungs-Zeitpunkte (t_n) eingehen, - der kumulierte Zustandswert (A_i(t_n)) wird mit einem vorgegebenen Schwellwert (S_i) verglichen, und - es wird eine Hinweismeldung ausgegeben, wenn der kumulierte Zustandswert (A_i(t_n)) den Schwellwert (S_i) überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (22) eine Temperatur, eine Luftfeuchte, Fahrzeugbeschleunigungen, Fahrzeugschwingungen und/oder eine Konzentration von Chemikalien erfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kumulierte Zustandswert (A_i(t_n)) von der Elektronikeinheit (24) aus den vom Sensor (22) übermittelten Daten (D(t_n)) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sicherheitssysteme oder mehrere Komponenten eines Sicherheitssystems im einem Fahrzeug überwacht werden und dass für jedes Sicherheitssystem bzw. jede Komponente wenigstens ein eigener kumulierter Zustandswert (A_i(t_n)) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ereignis-Typ (E_k) definiert und zu jedem Ereignis-Typ (E_k) ein Ereignis-Gesamtwert (E_Wk) definiert wird, wobei der Ereignis-Gesamtwert (E_Wk) in den kumulierten Zustandswert (A_i(t_n)) eingeht.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Sensor (22) übertragenen Daten (D(t_n)) einem Ereignis-Typ (E_k) zugeordnet werden und der jeweilige Ereignis-Gesamtwert (E_Wk) entsprechend erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Schwellwert (Si) proportional zu einem vorgegebenen Ereignis-Gesamtwert (EWk) is
Überwachungssystem eines Sicherheitssystems in einem Fahrzeug zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem Sensor (22), der insbesondere für eine Änderung eines Zustands des Sicherheitssystems relevante Umwelteinflüsse erfasst, und mit einer Elektronikeinheit (24), die vom Sensor (22) Daten (D(t_n)) empfängt.
Überwachungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sensoren (22) vorgesehen sind, die gleich oder unterschiedlich ausgebildet sind.
Überwachungssystem nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (22) einem spezifischen Fahrzeugsicherheitssystem zugeordnet ist und im Fahrzeuginnenraum, insbesondere in einer Fahrgastzelle, angeordnet ist.
Überwachungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (22) in einem Gassackmodul und außerhalb eines Gasgenerators (12) des Gassackmoduls angeordnet ist.
Überwachungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (22) innerhalb eines Gasgenerators (12) angeordnet ist und ein RFID-Chip mit dem Sensor (22) verbunden ist, über den der Sensor (22) insbesondere mit der Elektronikeinheit (24), vorzugsweise per Funk, kommunizieren kann.
Überwachungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator (12) ein Außengehäuse aus einem nicht-metallischen Material aufweist.
Überwachungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (22) in einem Lenkrad (14), in einem Fahrzeugsitz (18), in einem Dachrahmen (20), in einer Armaturentafel (16), in einer Mittelkonsole (38), in einer Lenksäulenverkleidung, in einem Fußraum (40) oder in einer Türverkleidung des Fahrzeugs angeordnet ist.