DE69414042T2 - Verfahren zur Eichung eines Einpunktaufprallsensors - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur "Kalibrierung" bzw. Abgleichung von Aufprallsensoren in einem Rückhaltemechanismus für Fahrzeuginsassen, und insbesondere auf ein Verfahren zur Abgleichung von Aufprallsensoren mit Beschleunigungsmessern, welche das Auftreten einer Bedingung eines heftigen Fahrzeugaufpralles erfassen.
• Passive Rückhaltesysteme wie z. B. Luftsäcke (sog: Airbags) oder automatische Sicherheitsgurtstraffer-Vorrichtungen werden zunehmend in Fahrzeugen zum Schutze der Fahrzeuginsassen bei einem Frontalzusammenstoß eingesetzt. Diese Art von Fahrzeuginsassen- Schutz- und -Sicherheitsvorrichtungen erfordern keine besondere Handlung von seiten des Insassen, um die Schutzwirkung zu erzielen. Die passive Rückhaltevorrichtung wird statt dessen im Falle einer aktivierungswürdigen Aufprallbedingung automatisch aktiviert. Zur Bestimmung dessen, ob eip gegebener Vorfall aktivierungswürdig ist, ermittelt ein Aufprall-Sensorsystem im Fahrzeug solche Aufprallsituationen und unterscheidet zwischen aktivierungswürdigen und nicht aktivierungswürdigen Aufprallbedingungen.
• Ein derartiges Aufprall-Sensorsystem verwendet mehrere Schwellenschalter im Frontbereich des Fahrzeuges. Diese Schalter senden ein Signal zum Aufblasen eines Luftsackes, wenn ein heftiger Aufprall stark genug ist, die Schalter zu schließen. Auf mechanischen Sensoren beruhende Systeme dieser Art bauen in der Regel auf die Redundanz der Sensoren, um die negativen Auswirkungen irgendwelcher möglicherweise auftretenden Sensorfunktionsstörungen zu minimieren. Dies erfordert eine große Anzahl von Schaltern im Fahrzeug, die alle einzeln abgeglichen werden müssen, womit sich der Gesamtaufwand des Aufprall-Sensorsystems und des Abgleichvorganges desselben erhöht. Zur Sicherung einer ordnungsgemäßen Funktion müssen die Schwellenschalter an strategischen Stellen im Fahrzeug angebracht werden, wo sie am ehesten einen Aufprall erfassen und die verschiedenen Aufpralltypen unterscheiden können. Die Bestimmung dieser Stellen bei der Abgleichung des Aufprall-Sensorsystems erfordert ausgiebige Aufprallversuche, sog. Crash-Tests, und die Studie der Aufpralleffekte auf das Fahrzeug, um so die beste Anordnung für die Schwellenschalter zu ermitteln.
• Eine andere Art eines Aufprall-Sensorsystems verwendet einen einzelnen Einpunkt-Aufprallsensor anstatt mehrerer Schalter. Diese Art von Sensorsystem enthält einen innerhalb des Fahrgastraumes des Fahrzeuges angeordneten Beschleunigungsmesser, welcher kontinuierlich die Fahrzeugbeschleunigung überwacht und jede plötzliche Verzögerung erfaßt. Der Ausgang des Beschleunigungsmessers wird kontinuierlich ausgewertet, um zu bestimmen, ob und wann eine Verzögerung auftritt, und ob die Verzögerung durch einen Aufprall hervorgerufen wird, der stark genug ist, eine Aktivierung des Luftsackes (Airbag) oder einer anderen Insassen-Rückhaltevorrichtung erforderlich zu machen. Diese Art von Aufprall-Sensorsystem ist leichter abzugleichen, da der Sensor keine große Anzahl einzeln abzugleichender Teile beinhaltet. Nur der Beschleunigungsmesser und die Diskriminatorschaltung müssen hier abgeglichen werden.
• Die meisten Sensoren erfordern das Anlegen einer Meßgröße an den Sensor während der Abgleichung. Eine Meßgröße wird als diejenige Art von Wert definiert, die der Sensor messen soll. Für den Aufprallsensor ist die Meßgröße ein Beschleunigungswert, eine Meßgröße kann jedoch auch jede andere Art von physikalischem oder chemischem Phänomen sein. Die Abgleichung ist einer der kosten- und zeitaufwendigsten Schritte in der Sensorherstellung, da die Anlegung der Meßgröße einen hohen Grad an Genauigkeit erfordert.
• In zahlreichen Aufprall-Sensorsystemen werden dünne Widerstandsfilm-Netze im Sensor bei der Herstellung durch Laser getrimmt, so daß eine korrekte Abgleichung erzielt wird. Allerdings muß diese Art von Abgleichung als Zwischenschritt im Herstellungsprozeß erfolgen, und nicht als abschließender Schritt, da das Sensorpaket bei der Abgleichung noch offen sein muß, so daß der Laserstrahl Zugang zu dem Widerstandsnetz hat. Die Meßgröße muß dann zur Abgleichung dieser noch unvollständigen Vorrichtung an diese angelegt werden. Nach dem Trimmen durch den Laser wird ein Deckel angebracht, um den Sensor vollständig zu verschließen, und die Meßgröße wird ein zweites Mal angelegt, um so die Genauigkeit der Sensorabgleichung zu bestätigen. Dieses Verfahren erfordert zusätzliche Herstellungsschritte, die nach der ursprünglichen Abgleichung erfolgen müssen, so z. B. Einlöten, Herstellen eines Epoxydkerns oder Einbrennen. Folglich wird der Sensor nach dem Abgleich zusätzlichen Beanspruchungen durch diese nachfolgenden Verfahrensschritte ausgesetzt. Diese Beanspruchungen gefährden die Einwandfreiheit des ersten Abgleiches und erhöhen die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Sensors vor der abschließenden Freigabeprüfung des Sensors.
• Es sind mehrere Abgleichverfahren für Sensoren entwickelt worden, um die mit den herkömmlichen Abgleichverfahren verbundenen Probleme zu minimieren. Die US-Patentschrift Nr. 4,669,052 von Bianco offenbart ein Verfahren und ein Gerät zur Abgleichung eines Sensorausganges, welche den herkömmlichen Trimmvorgang ausschließt, und andere interne Abgleichtechniken, welche die physikalischen Eigenschaften des Sensors ändern.
• Dieses Abgleichverfahren wird über eine Datenbank zur Ausführung gebracht, welche für jeden Sensor empirisch erstellt wird, so daß der Sensorausgang mit bekannten Umwelteinflüssen in Relation gesetzt werden kann. Dann wird die Datenbank im Sensorspeicher abgespeichert. Steigungswerte, welche die Steigung zwischen den verschiedenen Prüfpunkten angeben, können ebenfalls berechnet und in der Datenbank gespeichert werden, um die Relationen zwischen den Werten externer Vorfälle und den Sensor-Ausgangswerten zu definieren. Bei dieser Art von Abgleich werden die empirisch bestimmten Daten als richtig angenommen und als Bezugspunkt für nachfolgende Messungen eingesetzt. Es ist in diesem Abgleichverfahren keine Vorkehrung zur Überprüfung vorgesehen, bei der eine abschließende Prüfung nach erfolgtem Abgleich vorgenommen wird, bei der der Sensorausgang mit einem festen Normwert zu vergleichen, um sicherzustellen, daß der kalibrierte Ausgang des Sensors auch tatsächlich der gewünschte Ausgang ist.
• Der vorliegenden Erfindung zufolge wird ein Verfahren zum Abgleichen eines die Aktivierung eines Insassen-Rückhaltemechanismus in einem Kraftfahrzeug steuernden Aufprallsensors gestellt, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellung, innerhalb des Sensors, eines Sensorelementes, welches auf Beschleunigung anspricht, sowie von Mitteln zur Erzeugung eines elektrischen Signals mit einem Wert, welcher eine Funktion der Sensorelement-Reaktion ist, und einer Aktivierungs-Entscheidungsschaltung mit Zählermitteln zur Bestimmung, ob das elektrische Signal einen für das Insassen-Rückhaltesystem aktivierungswürdigen Vorfall anzeigt; Anlegen einer Beschleunigung an das Sensorelement, die zwischen einem Wert von Null-Beschleunigung und maximaler Beschleunigung liegt; inkrementales Nachstellen der an das Sensorelement angelegten Beschleunigung; Programmieren der Generatormittel zur Einstellung des elektrischen Signales in einem vorgegebenen Bereich für jeden inkrementalen Beschleunigungswert; und Überprüfen der Abgleichung des Aufprallsensors.
• Zusätzlich dazu bestimmt eine Selbsttestschaltung die Zeit zwischen einer simulierten Beschleunigung und der Anzeige eines ak tivierungswürdigen Vorfalles.
• Ein die vorliegende Erfindung verkörperndes Verfahren erfordert keinen Zwischenschritt zur Abgleichung während der Sensorherstellung. Außerdem ermöglicht es einen Vergleich zwischen dem abgeglichenen Ausgabewert des Sensors und einer festen Norm akzeptabler Ausgabewerte.
• Das die Erfindung verkörpernde Abgleichverfahren betrifft also die Integrierung von Aufprallsensor-Abgleich und dem Abgleich der Entscheidungsschaltungen für die Aktivierung der Insassen-Rückhaltevorrichtung. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren abgeglichene bzw. "kalibrierte" Aufprallsensor weist vorzugsweise ein kapazitives Sensorelement auf, dessen Kapazitanz sich in Abhängigkeit von Änderungen der Beschleunigung ändert. Diese Änderungen der Kapazitanzdifferenz des Sensorelementes werden von einem Signalprozessor in ein Ausgangssignal umgewandelt, welches Änderungen einer analogen Gleichspannung aufweist, oder aber vorzugsweise Änderungen der Pulsdichte einer digitalen Impulsreihe. Eine Aktivierungs-Entscheidungsschaltung wägt das Ausgangssignal ab und interpretiert es. Ist es eine Impulsreihe, dann zählt die Entscheidungsschaltung die Impulsanzahl in einem festen vorgegebenen Zeitraum in verschiedenen Zeitintervallen; übersteigt die Impulszahl in einem ausgewählten Zeitintervall einen vorgegebenen Schwellenwert, zeigt das Sensorsystem an, daß ein aktivierungswürdiger Vorfall aufgetreten ist und aktiviert die passive Rückhaltevorrichtung.
• Das Abgleichverfahren wird nach Abschluß der Sensorherstellung ausgeführt. Vorzugsweise wird der Sensor in einer Zentrifuge stufenweise bis auf einen vorbestimmten Maximalwert beschleunigt. Bei jedem Aufstocken der Beschleunigung werden Abgleichwerte in den Sensorspeicher eingegeben. Diese Werte werden dann zum Abgleichen des Sensorausganges verwendet. Die Beschleunigung wird vorzugsweise auf den Sensor aufgebracht, während dieser mit der Schaltung verbunden ist, welche die Digitalworte in den Speicher lädt.
• Der Abgleich der Aktivierungs-Entscheidungsschaltung wird dadurch erreicht, daß die Zähler und Zeitgeber in der Aktivierungs- Entscheidungsschaltung vorab mit digitalen Werten geladen werden, welche eine geeignete Berechnung des gewünschten Ausganges durch den Entscheidungsalgorithmus in der Schaltung ermöglichen.
• Nach Abschluß des Sensorabgleiches wird der Abgleich überprüft, indem die Beschleunigung schrittweise bzw. "inkremental" von Null ausgehend erhöht wird, wobei das Ausgangssignal, d. h. die Pulsdichte der Impulsfolge, gemessen und dabei geprüft wird, ob eine im wesentlichen lineare Relation zwischen der Beschleunigung und der Impulsdichte besteht.
• "Fest verdrahtete" Sicherheitscodes sind ebenfalls in dem Sensor vorgesehen, um unbeabsichtigte Veränderungen der gespeicherten Digitalworte durch Programmbeeinflussung wie z. B. durch Strahlung zu vermeiden. Diese Codes verhindern auch ein Herumbasteln an den Abgleichdaten oder den gespeicherten Digitalwerten durch Unbefugte.
• Die Erfindung wird nun beispielartig unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter im einzelnen beschrieben; dabei zeigt:
• Fig. 1: ein Blockdiagramm der Hardware einer Beschleunigungsmeßschaltung, welche für den Einsatz in Verbindung mit dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
• Fig. 2a und 2b: Graphen der am Sensor angelegten Beschleunigung über dem Pulszählergebnis, das von dem Signalprozessor geliefert wird, und zwar gemäß der vorliegenden Erfindung; und
• Fig. 3a und 3b sind Flußdiagramme des Abgleichverfahrens für einen Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches ein Einpunkt-Aufprall-Sensorsystem zur Erfassung und Analyse der Beschleunigung veranschaulicht, welcher das Fahrzeug unterliegt. Das Aufprall- Sensorsystem hat einen Aufprallsensor 20, der durch das erfindungsgemäße Verfahren kalibriert, d. h. abgeglichen wird. Der Aufprallsensor 20 weist ein Sensorelement 22 auf, welches auf Beschleunigung anspricht; vorzugsweise ein Typ, der sich biegt oder in anderer Weise physisch auf die Beschleunigung reagiert. Das Sensor element 22 kann jeder Art sein, die ein mechanisches Ansprechverhalten zeigt, und deren Reaktion und entsprechendes Signal sich je nach dem Grad der Beschleunigung verändert. Das Sensorelement 22 ist vorzugsweise eine kapazitives Sensorelement.
• Der Ausgang des Sensorelements 22 wird einem Signalprozessor 24 zugeführt, der den Ausgang des Sensorelementes in eine Form umwandelt, die leicht analysiert werden kann. Dieser Signalprozessor 24 führt vorzugsweise eine Umwandlung Kapazitanz-Impulszählwert aus, welche Änderungen des Signals vom Sensorelement 22 in Änderungen der Impulsdichte eines modulierten digitalen Impulsfolgesignals umsetzt; es sind jedoch auch andere Signalausgänge in dem Signalprozessor 24 des Aufprallsensors 20 üblich. Die Zahl der Impulse in einem vorgegebenen Zeitintervall ist vorzugsweise proportional zur von dem Sensorelement 22 gemessenen Beschleunigung.
• Der Aufprallsensor 20 beinhaltet des weiteren eine Aktivierungs-Entscheidungsschaltung und deren Algorithmus, 26, welche die Impulsreihe oder ein anderes Ausgangssignal vom Signalprozessor 24 empfangen. Die Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 beinhaltet eine Rangfolge von Zählwerken und Zeitgebern, welche die Pulsdichte des digitalen Impulsreihensignals einem Satz vorgegebener Parameter entsprechend überwachen, um so zu bestimmen, ob das Signal einen für die Insassen-Rückhaltevorrichtung aktivierungswürdigen Vorfall anzeigt. Die Pulsdichte wird als die Anzahl an Impulsen definiert, die innerhalb einer Zeiteinheit auftreten, und ist vorzugsweise in ungefähr linearer Weise proportional zur mittleren Beschleunigung über diese Zeiteinheit. Die Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 beinhaltet außerdem einen Aktivierungsmerker (AF) 28, dessen Zustand sich ändert, wenn die Zahl der Impulse in einem vorgegebenen Zeitraum einen Schwellenwert überschreitet. Der Ausgang des Signalprozessors 24 zeigt dann das Auftreten eines starken Aufpralles an, d. h. einen aktivierungswürdigen Vorfall. Diese Zustandsänderung des Aktivierungsmerkers 28 wiederum aktiviert die Insassen-Rückhaltevorrichtung 30 durch Aussenden eines Aktivierungssignals.
• Ein nichtflüchtiger programmierbarer Speicher 32 ist vorzugsweise im Sensor 20 angebracht und ist über eine Mikroprozessor- Schnittstelle 34 zugänglich. Die Schwellenparameter für die Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 werden vorzugsweise im nichtflüchtigen programmierbaren Speicher 32 abgelegt. Der nichtflüchtige programmierbare Speicher 32 beinhaltet eine fälschungssichere Sicherheitsschaltung 42, so daß jede Information, die durch die Mikroprozessor-Schnittstelle 34 läuft, elektronisch durch die Sicherheitsschaltung 42 laufen muß, unter Verwendung einer Reihe von materiellen, d. h. "fest verdrahteten" Zugangscodes. Diese Schaltung 42 verhindert damit unbeabsichtigte Änderungen eines beliebigen digital gespeicherten Speicherwertes durch Programmstörungen, wie z. B. durch elektromagnetische Interferenzen oder ionisierende Strahlung. Dadurch verhindert die Sicherheitsschaltung 42 eine Verstümmelung des Sensors 20 oder Funktionsstörungen, und verhindert ebenso ein Herumbasteln an den Abgleichdaten oder gespeicherten Digitalwerten durch Unbefugte.
• Zusätzlich ist eine Selbsttestschaltung 36 und ein Sicherungssystem 38 in dem Sensor 20 vorgesehen. Die Selbsttestschaltung 36 ist dazu programmiert, den Sensor 20 periodisch zu prüfen, so z. B. beim Motorstart, wohingegen das Sicherungssystem 38 sicherstellt, daß die Insassen-Rückhaltevorrichtung 30 nicht während des Selbsttests aktiviert wird, indem sie den Signalweg für das Aktivierungssignal während des Selbsttests blockiert.
• Der Signalprozessor 24 beinhaltet eine Nachstellschaltung, welche die Bewegungen des Sensorelements 22 analysiert und das digitale Pulsreihensignal erzeugt. Das Sensorelement 22 erzeugt vorzugsweise eine Ausgangsspannung, die sich in voraussagbarer Weise mit den Beschleunigungsänderungen ändert. Die Pulsdichte der Impulsreihe variiert mit sich ändernder Ausgangsspannung. Im Idealfalle ist die Impulszahl pro Zeiteinheit linear proportional zur von dem Sensorelement 22 gemessenen Beschleunigung.
• Vor der Einstellung ist die Zahl der Impulse in der Impulsreihe bei Null Gs (womit eine Null-Beschleunigung angezeigt wird) gleich einem Versatzwert bzw. versetzten Ursprung 50, der für jeden Sensor 20 wegen solcher Faktoren wie Herstellungstoleranzen und Schwankungen der einzelnen Komponenten untereinander leicht ver schieden ist, wie dies in Fig. 2a dargestellt ist. Die Zahl der Impulse in der Impulsreihe zu diesem Zeitpunkt ist größer als der versetzte Ursprung 50, wenn der Sensor 20 eine positive G-Kraft erfährt, d. h. eine positive Beschleunigung, bis hinauf zu einer maximalen G-Kraft (+G), und ist kleiner als der versetzte Ursprung 50, wenn der Sensor 20 eine negative G-Kraft erfährt, d. h. eine negative Beschleunigung, wobei optimal Null Impulse pro Zeiteinheit bei einer maximalen negativen G-Kraft (-G) 52 vorliegen.
• Die Auswertung der Impulsreihe ließe sich erheblich vereinfachen, wenn die Null-Beschleunigung mit Null Impulsen pro Zeiteinheit gleichgesetzt werden könnte. Auf diese Weise kann eine Einstellschaltung in dem Signalprozessor 24 die Pulsdichte der Impulsreihe um einen Betrag verändern, der gleich dem Wert des versetzten Ursprunges 50 ist, so daß die Impulsreihe einen optimal flachen Verlauf bei Null-Beschleunigung 54 erhält, wie dies in den Fig. 2a und 2b dargestellt ist.
• In der in Fig. 1 dargestellten Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 mit ihrem Algorithmus überwacht eine hierarchisch geordnete Reihe von Zeitgebern und Zählwerken die Impulsdichte der · Impulsreihe und wägt sie ab. Da Änderungen nur in dem Impuls-Zählwert pro Zeiteinheit in der Impulsreihe auftreten, braucht die Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 nur die Zahl der Impulse in einem gegebenen Zeitraum zu messen, und nicht die Pulsbreite oder die Frequenz der Impulsreihe. Die Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 wägt die Impulsreihe ab und interpretiert sie, indem sie die Zahl der Impulse in einem festen Zeitintervall zu verschiedenen Zeitpunkten zählt. Vorzugsweise wird jedesmal dann ein Merker gesetzt, wenn die Impulszahl einen bestimmten Schwellenwert in dem Zeitintervall überschreitet. Übersteigt die Anzahl der innerhalb eines ausgewählten Zeitraumes gesetzten Merker eine bestimmte Grenze, wird ein Aktivierungssignal erzeugt, mit dem die Insassen- Rückhaltevorrichtung 30 aktiviert wird.
• Die richtige Funktion des Signalprozessors 24 und der Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 wird mittels eines Abgleich- und Prüfverfahrens bestimmt, welches Gegenstand der vorliegenden Erfin dung ist. Die Abgleichung des Signalprozessors 24 beinhaltet die Bestimmung des Versatzes und des Verstärkungsfaktors des Signalprozessors 24, und die Einprogrammierung dieses Versatzes und des Verstärkungswertes in den nichtflüchtigen programmierbaren Speicher 32 durch die Mikroprozessor-Schnittstelle 34, um so ein optimal flaches Ansprechverhalten des Impulsreihensignals bei Null-Beschleunigung 54 zu erzwingen, wie dies in Fig. 2b dargestellt ist. Diese Programmierung berücksichtigt dann die Abweichungen von einem Sensor zum anderen aufgrund von Herstellungstoleranzen. Eine Abgleichung der Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 und deren Algorithmus beinhaltet die Einprogrammierung fahrzeugspezifischer Parameter in den Speicher 32 über die Mikroprozessor-Schnittstelle 34, wodurch derselbe Aufprallsensor 20 in verschiedenen Fahrzeugen mit unterschiedlichen Anforderungen an die Insassen-Rückhaltevorrichtung verwendet werden kann. Die Prüfung erfolgt nach dem Abgleich des Aufprallsensors 20 und wird zur Prüfung der Leistung des Sensors eingesetzt.
• Ein Verfahren zur Abgleichung jedes Sensors ist in den Fig. 3a und 3b dargestellt. Zur Abgleichung des Signalprozessors 24 wird der komplett montierte Aufprallsensor 20 einer Beschleunigung unterworfen. Diese Beschleunigung wird vorzugsweise unter Einsatz einer Zentrifuge erzeugt, es kann jedoch auch ein Rüttler oder eine andere Beschleunigungsvorrichtung verwendet werden. Der zu prüfende Sensor 20 wird in der Beschleunigungsvorrichtung 70 angebracht und die Impulsdichte bei einer Null-Beschleunigung 72 gemessen, indem sie wie in Fig. 1 dargestellt an einer Beschleunigungsausgangs-Schnittstelle 40 abgegriffen wird. Diese Messung bestimmt dann den Punkt der Vorzeichenumkehr, der nun bei 74 eingestellt werden kann. Ist die Impulsdichte bei 74 nicht im wesentlichen gleich Null, kann die Impulsdichte bei 78 nachgestellt werden, und dieser Wert wird dann in den Speicher 80 einprogrammiert. Die Beschleunigungsrate wird bei 82 schrittweise bzw. "inkremental" erhöht, und die Impulsdichte wird bei 84 gemessen, und dies bis auf einen vorgegebenen Beschleunigungs-Maximalwert 86. Das Verhältnis von Beschleunigungsrate zu Impulsdichte der Impulsreihe wird dann bei jedem Inkrement aufgezeichnet, so daß Prüfpunkte 58 wie in Fig. 2a dargestellt erzeugt werden. Der Versatz und Verstärkungsfaktor des Signalprozessors 24 kann dann ausgehend von den so aufgezeichneten Informationen bestimmt und bei 80 im Speicher festgeschrieben werden, und zwar vorzugsweise solange der Sensor 20 noch der Beschleunigung unterworfen ist. Somit kann der Sensor 20 sofort nach der Abgleichung einer abschließenden Prüfung unterzogen werden, da der Sensor nicht aus der Zentrifuge genommen zu werden braucht. Dadurch werden Ausschuß und Beschädigungen verringert, und es ergibt sich eine engere Streuung der Enddaten des Sensors.
• Die Aktivierungs-Entscheidungsschaltung 26 wird dadurch abgeglichen, daß fahrzeugspezifische Parameter im Speicher 88 abgespeichert werden. Diese Abgleichung wird dadurch bewerkstelligt, daß Zählwerke und Zeitgeber im Speicher 32 mit Digitalwerten vorab geladen werden, welche es dem Entscheidungsalgorithmus 26 ermöglichen, die Impulsfolge richtig zu analysieren und zwischen aktivierungswürdigen und nicht aktivierungswürdigen Vorfällen zu unterscheiden. Die im Speicher 32 abgelegten Werte sind vorzugsweise · gleich der Gesamtgröße des Registers bzw. Speicherplatzes, minus den gewünschten Digitalwert. Auf diese Weise kann der Ausgang freigegeben werden, sobald der gewünschte Zähler- oder Zeitgeberwert den Speicherplatz vollständig ausfüllt.
• Der Sensorabgleich wird dadurch geprüft, daß zunächst die Pulsdichte des Signalprozessorausganges bei Null-Beschleunigung bei 90 überprüft wird. Bei Null-Beschleunigung bei 92 muß dann die Impulsreihe praktisch flach sein, oder aber der Sensor ist bei 94 außer Toleranz.
• Als nächstes wird der Sensor 20 überprüft, um sicherzustellen, daß ein lineares Verhältnis zwischen der Beschleunigungsrate und der Pulsdichte der Impulsreihe besteht. Die Beschleunigungsrate des Aufprallsensors 20 wird dann um vorbestimmte Inkremente aufgestockt, und die Pulsdichte wird bei jedem Inkrement zur Erstellung neuer Prüfpunkte 62 gemessen, wie in Fig. 2b dargestellt ist. Diese Schritte liefern Daten, welche das Verhältnis zwischen Be schleunigungsrate und Pulsdichte für diesen bestimmten Sensor 20 bei den verschiedenen neuen Testpunkten darstellen. Dieses Verhältnis wird dann bei 96 mit einer linearen Schnittlinie durch den Vorzeichenumkehrpunkt verglichen, um so den Linearitätsfehler in jedem neuen Prüfpunkt zu berechnen. Der Fehler wird dadurch berechnet, daß die Differenz zwischen dem jeweils gemessenen Wert und einer Linie 98 der kleinsten Quadrate gemessen wird. Die Linie 60 der kleinsten Quadrate und der Vorzeichenumkehrpunkt 56 sind in Fig. 2b dargestellt. Überschreitet der Absolutwert des Linearitätsfehlers eine vorgegebene Toleranz 100, wird der Aufprallsensor 20 bei 102 außer Toleranz ausgewiesen.
• Ein zusätzlicher Test der Hysterese-Charakteristik kann ebenfalls ausgeführt werden. Dieser Test beinhaltet, daß jeder Aufprallsensor 20 einzeln genommen und bei 104 die Beschleunigung inkremental erhöht wird, ausgehend von Null bei 106, bis hin zu einem spezifischen Maximalwert (+G) bei 108, während gleichzeitig die Pulsdichte bei jedem Inkrementalschritt 110 gemessen wird; und daß dann die Beschleunigung bei 112 inkremental zurückgenommen wird bis auf Null, bei 114, wobei auch hier wieder gleichzeitig die Pulsdichte jedes Inkrementalschrittes bei 116 gemessen wird. Ein Hysteresefehler wird berechnet, indem entsprechende Pulsdichtenwerte von den jeweiligen entsprechenden Beschleunigungsinkrementen bei 118 abgezogen werden. Liegt die Differenz bei irgendeinem Beschleunigungsinkrement außerhalb einer vorbestimmten Grenze 120, dann ist der Sensor bei 122 außer Toleranz.
• Ein weiterer Abgleichtest wird für den Aufprallsensor 20 mit einer Selbsttestschaltung 36 ausgeführt. Der Zeitpunkt (T&sub1;), wenn die Selbsttestschaltung 36 eine crash-mäßige Beschleunigung am Sensorelement 22 simuliert, wird bei 124 aufgezeichnet. Dann wird bei 126 der Zeitpunkt (T&sub2;) aufgezeichnet, bei welchem der Aktivierungsmerker 28 seinen Zustand ändert und ein Aktivierungssignal an die Insassen-Rückhaltevorrichtung 30 sendet. Der Zeitraum (T&sub2; - T&sub1;) ist bei 128 die zu erwartende Reaktionszeit des Aufprallsensors. Diese zu erwartende Reaktionszeit wird in dem nichtflüchtigen programmierbaren Speicher 130 über die Mikroprozessor- Schnittstelle aufgezeichnet. Dann kann, nachdem der Sensor in ein Fahrzeug eingebaut wurde, wenn die Selbsttestschaltung 36 ein Selbsttestprogramm abzuspulen beginnt, die zu erwartende Reaktionszeit mit der tatsächlichen Reaktionszeit verglichen werden, und eine über einem zulässigen Betrag liegende Differenz zwischen diesen beiden Zeiträumen zeigt dann einen Fehler im Aufprall-Sensorsystem an.

Claims (9)

1. Verfahren zum Abgleichen eines die Aktivierung eines Insassen-Rückhaltemechanismus in einem Kraftfahrzeug steuernden Aufprallsensors, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Bereitstellung, innerhalb des Sensors, eines Sensorelementes, welches auf Beschleunigung anspricht, sowie von Mitteln zur Erzeugung zählbarer Impulse zur Bildung eines elektrischen Signals mit einem Wert, welcher eine Funktion der Sensorelement-Reaktion ist, und einer Aktivierungs-Entscheidungsschaltung mit Zählermitteln zur Bestimmung, ob das elektrische Signal einen für das Insassen-Rückhaltesystem aktivierungswürdigen Vorfall anzeigt;

Anlegen einer Beschleunigung an das Sensorelement, die zwischen einem Wert von Null-Beschleunigung und maximaler Beschleunigung liegt;

inkrementales Nachstellen der an das Sensorelement angelegten Beschleunigung;

Programmieren der Generatormittel derart, daß der Wert des elektrischen Signales für jedes Beschleunigungswert-Inkrement in einem vorgegebenen Bereich nachgestellt wird;

und Überprüfen der Abgleichung des Aufprallsensors;

und weiterhin folgende Schritte aufweisend:

die Anordnung einer Selbsttestschaltung;

Simulieren einer Beschleunigung des Sensorelementes zu einem ersten Zeitpunkt;

Bestimmen eines zweiten Zeitpunktes, zu dem das elektrische Signal einen für das Insassen-Rückhaltesystem aktivierungswürdigen Vorfall anzeigt;

Berechnen der Differenz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt; und

Programmieren der Selbsttestschaltung mit dieser Differenz.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schritt der Prüfung folgende Schritte aufweist:

Messen des Wertes des elektrischen Signales bei Null-Beschleunigung;

Messen des Wertes des elektrischen Signales bei voller Beschleunigung;

Messen des Wertes des elektrischen Signales für wenigstens eine Beschleunigung, die zwischen der Null-Beschleunigung und der vollen Beschleunigung liegt; und

Prüfen, ob das Verhältnis zwischen dem elektrischen Signalwert und der Beschleunigung im wesentlichen linear verläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem der Schritt der Prüfung folgende Schritte aufweist:

Messen des Wertes des elektrischen Signales bei Null-Beschleunigung;

inkrementales Erhöhen der Beschleunigung;

Messen des Wertes des elektrischen Signales bei jedem Inkrement;

Erstellen eines Vorzeichenumkehrpunktes auf der Grundlage des elektrischen Signalwertes bei Null-Beschleunigung;

Berechnen einer Linie der kleinsten Quadrate auf der Grundlage dieser Meßwerte, und Anlegen derselben mit Durchgang durch den Vorzeichenumkehrpunkt; und

Berechnen einer Differenz zwischen jedem Meßwert und der Linie der kleinsten Quadrate, wobei der Aufprallsensor dann außer Toleranz ist, wenn die Differenz einen vorgegebenen Wert überschreitet und so ein nichtlineares Verhältnis zwischen dem elektrischen Signalwert und der von dem Sensorelement gemessenen Beschleunigung anzeigt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, außerdem den Schritt der Programmierung der Aktivierungs-Entscheidungsschaltung beinhaltend, so daß diese einen für die Insassen-Rückhaltevorrichtung aktivierungswürdigen Vorfall anzeigt, wenn der Wert des elektrischen Signales einen vorbestimmten Wert erreicht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin der Programmierungsschritt beinhaltet, daß ein zweiter Wert in die Aktivierungs-Entscheidungsschaltung geladen wird, der gleich dem Gesamtumfang der Zählermittel abzüglich des gewünschten Wertes des elektrischen Signales ist, so daß ein für die Insassen-Rückhaltevorrichtung aktivierungswürdiger Vorfall angezeigt wird, wenn die Zählermittel den zweiten Wert innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes erreichen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, außerdem den Schritt der Anbringung von Sicherheitscodes in den Generatormitteln im Aufprallsensor beinhaltend, um so unbefugtes Herumspielen zu verhindern.

7. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Programmierschritt außerdem die Programmierung der Generatormittel beinhaltet, noch während das Sensorelement einer Beschleunigung unterliegt.

8. Verfahren nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, außerdem die vollständige Herstellung des Sensors beinhaltend, bevor die Abgleichung ausgeführt wird.

9. Verfahren nach einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche, außerdem folgende Schritte aufweisend:

inkrementales Erhöhen der an dem Sensorelement angelegten Beschleunigung bis auf einen vorgegebenen Maximalwert;

Aufzeichnen der Pulsdichte des besagten elektrischen Signales bei jedem Inkrement;

inkrementales Verringern der an dem Sensorelement angelegten Beschleunigung;

Vergleichen der Pulsdichte bei jedem Inkrement während der Rücknahme der Beschleunigung mit der Pulsdichte bei entsprechenden Inkrementen, die bei der Erhöhung der Beschleunigung aufgezeichnet wurden, und erfassen einer Differenz in der Pulsdichte, wobei der Aufprallsensor außer Toleranz ist, wenn die Differenz der Pulsdichten einen vorgegebenen Wert übersteigt.