DE102005054738B4

DE102005054738B4 - Verfahren zum Überwachen einer Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102005054738B4
Application number: DE102005054738.9A
Authority: DE
Inventors: Werner Nitschke; Thomas Nitschke; Michael Kaupp; Munir Ganbour; Juergen Kriebel; Franz A. Bierbrauer; Andreas Diehl
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Johnson Controls Components GmbH and Co KG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Adient US LLC
Priority date: 2005-08-16
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2025-11-18
Also published as: DE102005054738B8; DE102005054738A1

Abstract

Verfahren zum Schützen von Insassen eines Fahrzeugs bei einem Erreichen eines kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs durch in dem Fahrzeug angebrachte Rückhaltemittel (401, 402), mit den folgenden Schritten: a) Ansteuern einer Auslöseeinrichtung (200), die mindestens eine Auslöseeinheit (201a, 201b) aufweist, die für eine Auslösung des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) ausgelegt ist, mit einem Überwachungssignal; b) Anregen der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mit einem Strompuls in Abhängigkeit von dem Überwachungssignal; c) Beenden des Anregens der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mit dem Strompuls, bevor das Rückhaltemittel (401, 402) ausgelöst wird; d) Erfassen eines Abklingverhaltens einer an der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) anliegenden Messspannung (708) als Funktion einer Messzeit (701) nach einem Beenden des Anregens der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mit dem Strompuls; und e) Klassifizieren des Abklingverhaltens an der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) anliegenden Messspannung (708) zu einem Messzeitpunkt (717) in unterschiedliche Bestimmungsbereiche (711, 712, 713, 714), welche die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) anzeigen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Sicherheitssysteme für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, und betrifft insbesondere Sicherheitsvorrichtungen, die durch Schalteinrichtungen hinsichtlich ihrer Funktionsweise überwacht werden können.
Spezifisch betrifft die vorliegende Erfindung eine Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens einem Rückhaltemittel zum Schutz von Insassen des Fahrzeugs während eines kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs, einer Auslöseeinrichtung zur Auslösung des mindestens einen Rückhaltemittels und einer Ansteuereinrichtung zur Ansteuerung der Auslöseeinrichtung bei einem Auftreten des kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs.
STAND DER TECHNIK
Rückhaltesysteme, welche Rückhaltemittel wie beispielsweise Airbags und Gurtstraffer, etc. umfassen, werden üblicherweise mit einer Ansteuereinrichtung (Steuergerät) angesteuert. Das Steuergerät empfängt Eingangssignale von Beschleunigungssensoren, einer vorausschauenden Sensorik, wie beispielsweise Kameras, IR-Sensoren, Ultraschallsensoren etc., und verarbeitet derartige Signale, um entsprechende Auslösesignale für die Rückhaltemittel bereitzustellen.
Die Deutsche Patentanmeldung DE 198 02 042 A1 offenbart eine Schaltung zur Überwachung eines Zündkreises für eine Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug. Die Schaltung umfasst Schaltmittel zum Auf- und Entladen einer Kapazität des Zündmittels und eine Messeinrichtung, welche die Spannungen im Zündkreis ermittelt, um daraus den Widerstand und die Kapazität des Zündmittels zu bestimmen.
Durch die immer komplexer gestaltete Sicherheitstechnik in Fahrzeugen ist es insbesondere wichtig, dass Auslöseeinheiten für derartige Rückhaltemittel hinsichtlich ihrer Funktionsfähigkeit überwacht werden, auch wenn diese über längere Zeit nicht eingesetzt werden.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problematik besteht darin, eine Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche eine Überwachungsmöglichkeit für in dem Fahrzeug angeordnete reversible Rückhaltemittel bereitstellt. Derartige reversible Rückhaltemittel können beispielsweise crash-aktive Kopfstützen, Gurtstraffer etc. sein.
Die Erfindung ist durch ein Verfahren mit den in dem Patentanspruch 1 angegebenen Schritten gekennzeichnet. Ferner wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 bereitgestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, Auslöseeinheiten für Rückhaltemittel wie beispielsweise crash-aktive Kopfstützen durch eine kurzzeitige Bestromung dadurch zu testen, dass ein Abklingverhalten nach einer Beendigung der Bestromung untersucht wird. Vorzugsweise resultiert die Untersuchung des Abklingverhaltens in einer Einteilung von möglichen Fehlern der entsprechenden Auslöseeinheit für ein Rückhaltemittel in unterschiedliche Fehlerklassen. Vorzugsweise werden die zu überprüfenden Auslöseeinheiten für Rückhaltemittel für eine vorgegebene Haltezeitperiode angesteuert, um dadurch einen Stromfluss durch die Auslöseeinheit für das Rückhaltemittel zu erzeugen, ohne dass dieses ausgelöst wird.
Die erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug weist im Wesentlichen mindestens ein Rückhaltemittel zum Schutz von Insassen des Fahrzeugs während eines kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs, eine Auslöseeinrichtung zur Auslösung des mindestens einen Rückhaltemittels, eine Ansteuereinrichtung zur Ansteuerung der Auslöseeinrichtung bei einem Auftreten des kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs, und eine Schalteinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit des mindestens einen Rückhaltemittels auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Schalteinrichtung Strombegrenzungseinheiten und Schalteinheiten auf.
Es sei darauf hingewiesen, dass unter einem ”kritischen Betriebszustand” jeglicher Betriebszustand eines Fahrzeugs verstanden wird, der für die in dem Fahrzeug befindlichen Insassen ohne eine Auslösung von Rückhaltemitteln Schädigung verursachen würde. Somit bezieht sich der Ausdruck ”kritischer Betriebszustand” auf sämtliche Vorgänge vor oder während eines Fahrzeugunfalls, bei welchen eine Entscheidung über eine Auslösung von Rückhaltemitteln getroffen werden muss. ”Kritische Betriebszustände” umfassen auch Zustände mit hohen negativen Beschleunigungswerten (Verzögerungen), ohne dass eine tatsächliche Berührung des mit Rückhaltemitteln ausgestatteten Fahrzeugs mit einem Objekt stattfinden muss.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das mindestens eine Rückhaltemittel als eine crash-aktive Kopfstütze ausgebildet.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Schalteinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Auslöseeinheit des mindestens einen Rückhaltemittels mindestens eine Strombegrenzungseinheit und/oder mindestens eine Schalteinheit auf. Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Ansteuereinrichtung eine Diagnoseeinheit zur Erfassung eines Messspannungsverlaufs auf.
Ferner weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Schützen von Insassen eines Fahrzeugs bei einem Erreichen eines kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs durch in dem Fahrzeug angebrachte Rückhaltemittel im Wesentlichen die folgenden Schritte auf:

a) Ansteuern einer Auslöseeinrichtung, die Auslöseeinheiten aufweist, die für eine Auslösung des mindestens einen Rückhaltemittels ausgelegt sind, mit einem Schaltsignal;
b) Anregen der Auslöseeinheiten der Auslöseeinrichtung des mindestens einen Rückhaltemittels mit einem Strompuls in Abhängigkeit von dem Überwachungssignal;
c) Beenden des Anregens der Auslöseeinheiten der Auslöseeinrichtung des mindestens einen Rückhaltemittels mit dem Strompuls, bevor das Rückhaltemittel ausgelöst wird;
d) Erfassen eines Abklingverhaltens einer an mindestens einer der Auslöseeinheiten der Auslöseeinrichtung anliegenden Messspannung als Funktion einer Messzeit nach einem Beenden des Anregens der mindestens einen Auslöseeinheit der Auslöseeinrichtung des mindestens einen Rückhaltemittels mit dem Strompuls; und
e) Klassifizieren des Abklingverhaltens der an der Auslöseeinrichtung anliegenden Messspannung in unterschiedliche Bestimmungsbereiche, welche die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Auslöseeinheit für das mindestens eine Rückhaltemittel anzeigen.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird in der Schalteinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Auslöseeinheit des mindestens einen Rückhaltemittels mittels mindestens einer Strombegrenzungseinheit ein Strom durch eine zu überprüfende Auslöseeinheit für ein Rückhaltemittel derart begrenzt, dass eine Auslösung des Rückhaltemittels ermöglicht wird. Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die Auslöseeinheit für das mindestens eine Rückhaltemittel mittels der Schalteinrichtung kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeitpunkten überwacht. Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Bestimmung eines Fehlers mittels der Schalteinrichtung durch eine Fehlerklassifizierung in vier Bestimmungsbereiche durchgeführt.
Vorzugsweise wird die Fehlerbestimmung auf der Grundlage eines Ausschaltverhaltens einer Induktivität durchgeführt.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die Auslöseeinrichtung von der Schalteinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Auslöseeinheit für das mindestens eine Rückhaltemittel für eine vorgegebene Haltezeitperiode eingeschaltet.
In zweckmäßiger Weise wird die vorgegebene Haltezeitperiode in einem Bereich zwischen 400 Mikrosekunden (μs) und 500 Mikrosekunden (μs) eingestellt.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die Auslöseeinrichtung von der Schalteinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Auslöseeinheit für das mindestens eine Rückhaltemittel zyklisch angesteuert. In vorteilhafter Weise wird die zyklische Ansteuerung mit einer Wiederholrate von 500 Millisekunden (ms) durchgeführt.
Auf diese Weise wird der wesentliche Vorteil der Erfindung genutzt, welcher darin besteht, eine Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine Schalteinrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Auslöseeinheit für das mindestens eine Rückhaltemittel auf eine einfache und zuverlässige Weise aufweist.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Zeitfenster für einen Auslösefall eines Rückhaltemittels, wobei eine Beschleunigung als Funktion einer Zeit und unterschiedliche Bereitstellungs- bzw. Einstellzeiten dargestellt sind;
2 den Verlauf einer Magnethaltekraft als Funktion eines Auslösestroms für ein als eine crash-aktive Kopfstütze ausgelegtes Rückhaltemittel;
3 ein Blockbild der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
4 einen Messspannungsverlauf als Funktion einer Messzeit vor, während und nach einem Beenden eines Anregens einer Auslöseeinheit eines Rückhaltemittels mit einem Strompuls, bevor das Rückhaltemittel ausgelöst wird, zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In 1 ist ein typischer Verlauf des Betrages einer Beschleunigung als Funktion einer Zeit bei einem Auftreten eines Crashs veranschaulicht. Das in 1 gezeigte Zeitfenster betrifft den Auslösefall vom Anfang eines jeweilig definierten Crashereignisses, wie beispielsweise der Berührung der Stoßstange des Fahrzeugs mit einem Objekt, auf welches das Fahrzeug aufprallt, bis zum Beginn des Auslöseprozesses am Ausgang der Ansteuervorrichtung 100 (siehe untenstehend unter Bezugnahme auf 3). Eine derartige Zeit, die beispielsweise 25 ms beträgt, wird als eine Auslöseimpuls-Bereitstellungszeit unter Bezugnahme auf 1 bezeichnet.
Der mit dem Bezugszeichen 507 bezeichnete Zeitpunkt t₀ bezeichnet den Aufprallzeitpunkt. Ein typischer Beschleunigungsverlauf ist durch die mit dem Bezugszeichen 503 bezeichnete Kurve gegeben. Circa 35 ms nach dem Aufprallzeitpunkt erreicht der Betrag der Beschleunigung 502 in dem gezeigten Beispiel einen nahezu konstanten Wert, wobei zusätzlich zu der Auslöseimpuls-Bereitstellungszeit 504 eine Auslöseeinrichtung-Einstellzeit 505 verstrichen ist. Der nahezu konstante Verlauf der Beschleunigung 503 dauert in dem gezeigten Beispiel etwa bis zu einer Zeit von 75 ms nach dem Aufprallzeitpunkt 507 an, wobei die mit dem Bezugszeichen 506 bezeichnete Zeitperiode eine Rückhaltemittel-Einstellzeit bezeichnet. Die durch die Summe der Auslöseimpuls-Bereitstellungszeit 504, der Auslöseeinrichtung-Einstellzeit 505 und der Rückhaltemittel-Einstellzeit 506 definierte Zeitperiode stellt eine Gesamteinstellzeit 508 dar. Somit beträgt die Zeit vom Anfang eines jeweilig definierten Crashereignisses, d. h. der Berührung der Stoßstange mit beispielsweise einem Objekt, bis zum Erreichen der Endstellung der crash-aktiven Kopfstütze maximal 75 Millisekunden (ms), für einen optimalen Insassenschutz 55–60 ms.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun das Auslöseprinzip einer crash-aktiven Kopfstütze beschrieben werden. 2 zeigt eine Magnethaltekraft 611 als Funktion eines Auslösestroms (Impulsstroms) 601.
Wie in 2 veranschaulicht, ergibt sich ein Verlauf einer Magnetkraftkennlinie 610 als Funktion des Auslösestroms (Impulsstroms) 601. In 2 ist mit einem Bezugszeichen 607 ein Federkraftbereich bezeichnet, welcher eine untere Grenze in Form einer Kompensationskraft 608 und eine obere Grenze in Form einer Haltekraft 609 aufweist.
Die Schnittpunkte der Magnetkraftkennlinie 610 mit der Kompensationskraft 608 definieren einen Schaltbereich 604. Der Schaltbereich 604 legt den Bereich einer Auslösung der crash-aktiven Kopfstütze fest. Eine Ansteuerung eines Elektromagneten, der in dem als crash-aktive Kopfstütze ausgebildeten Rückhaltemittel angeordnet ist, hat zur Folge, dass ein Permanentmagnetfeld eines darin angeordneten Dauermagneten derart geschwächt wird, dass die Magnethaltekraft 611 kleiner als die Federkraft ist. Nach maximal 3 ms ist das Magnetfeld dieses Elektromagneten der crash-aktiven Kopfstütze aufgebaut und die Magnethaltekraft 611 wird somit kleiner als die Federkraft. Der Betrag der Federkraft 607 liegt zwischen den Beträgen der Kompensationskraft 608 und der Haltekraft 609.
Um die Auslösung der crash-aktiven Kopfstütze sicherzustellen, muss der Elektromagnet des als crash-aktive Kopfstütze ausgebildeten Rückhaltemittels von der Ansteuereinrichtung 100 (siehe 3 untenstehend) solange angesteuert werden, bis die resultierende Resthaltekraft des Magneten kleiner als die Federkraft 607a ist. Durch eine Ansteuerzeit von t₁ = 15 ms ± 0,5 ms wird die Auslösung über den gesamten möglichen Spannungsbereich (9–16 V) sichergestellt. t₁ = 15 ms ± 0,5 ms während eine Ansteuerzeit für eine Testung in einem Bereich von 400–500 μs (Mikrosekunden) zugelassen ist.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug unter Bezugnahme auf das in 3 gezeigte Blockbild beschrieben werden.
3 veranschaulicht eine Ansteuereinrichtung 100, eine Auslöseeinrichtung 200 und Rückhaltemittel 401, 402. Die Auslöseeinrichtung 200 umfasst eine erste Auslöseeinheit 201a und mindestens eine zweite Auslöseeinheit 201b, welche wie obenstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, Rückhaltemittel 401, 402 auslösen. In diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Rückhaltemittel 401, 402 als crash-aktive Kopfstützen ausgebildet.
Die erste und/oder zweite Auslöseeinheit 201a, 201b dienen hiermit der Erzeugung eines Magnetfelds, wobei die Ansteuerung der ersten und/oder zweiten Auslöseeinheiten 201a, 201b ein Permanentmagnetfeld eines Dauermagneten derart schwächt, dass die Magnethaltekraft 611 kleiner als die Federkraft (Kompensationskraft 608) wird, wodurch die als crash-aktive Kopfstützen ausgebildeten Rückhaltemittel 401, 402 ausgelöst werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass mehr als zwei Rückhaltemittel 401, 402 ausgelöst werden können, wobei in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Rückhaltemittel 401, 402 eine crash-aktive Kopfstütze jeweils für Fahrer und Beifahrer darstellen. In dem schematischen Blockdiagramm der 3 umfasst die Auslöseeinrichtung 200 ferner eine Sicherungseinheit 202, welche eine Überlastung durch einen übermäßigen Stromfluss durch die ersten und/oder zweiten Auslöseeinheiten 201a, 201b im Fehlerfall verhindert. Die Energieversorgung zur Auslösung der crash-aktiven Kopfstützen wird über einen Energieversorgungsanschluss 112 (beispielsweise die Klemme 15 R) bereitgestellt.
Unter Bezugnahme auf 3 wird im Folgenden die Ansteuereinrichtung 100 zur Ansteuerung der crash-aktiven Kopfstützen über die Auslöseeinrichtung 200 näher erläutert. Die Ansteuereinrichtung 100 weist eine Signalanpassungseinheit 103 und eine Schalteinrichtung 300 als wesentliche Komponenten auf. Erfindungsgemäß dient die Schalteinrichtung 300 einer Überwachung der Funktionsfähigkeit der Auslöseeinheiten 201a, 201b. Ferner umfasst die Ansteuereinrichtung 100 eine Controllereinheit 101, welche eine Diagnoseeinheit 102 aufweist, um erste und zweite Messsignale 109a bzw. 109b analysieren zu können. Zwischen der Controllereinheit 101 und einer externen Speichereinheit 111 wird eine Kommunikation über einen Controller-Datenbus 110 bereitgestellt.
Im Folgenden wird das Zustandekommen der ersten und zweiten Messsignale 109a, 109b beschrieben werden. Ein wesentliches Element der Ansteuereinrichtung 100 stellt die Schalteinrichtung 300 dar, die in diesem Ausführungsbeispiel durch erste und zweite Schalteinheiten 301a bzw. 301b und erste und zweite Strombegrenzungseinheiten 302a bzw. 302b ausgebildet ist. Erfindungsgemäß wird ein Rückhaltemittel 401, 402 durch einen entsprechenden Pfad 301a, 302a bzw. 301b, 302b mit einem Strompuls in Abhängigkeit von einem Überwachungssignal (nicht gezeigt) angeregt bzw. angesteuert. Ein Beenden des Anregens der mindestens einen Auslöseeinheit 201a, 201b mit dem Strompuls erfolgt, bevor das Rückhaltemittel 401, 402 ausgelöst wird.
Nach einem Beenden des für die Überwachung der entsprechenden Auslöseeinheit 201a, 201b eingeführten Schaltvorgangs wird ein Messspannungsverlauf 708 (siehe untenstehende Beschreibung unter Bezugnahme auf 4) zu einem Messzeitpunkt 717 aufgezeichnet und analysiert. Um einen derartigen Messspannungsverlauf zu dem Messzeitpunkt 717 der Controllereinheit 101 zuführen zu können, ist eine als Spannungsteiler ausgelegte Signalanpassungseinheit 103 vorgesehen. Für jeden Pfad, d. h. für den Auslösepfad für die Auslöseeinheit 201a und für den Auslösepfad für die Auslöseeinheit 201b sind jeweilige Spannungsteiler angeordnet. In dem ersten Auslösepfad ist jeweils eine erste Spannungsteilereinheit 104a bestehend aus zwei Widerständen angeordnet, während für den zweiten Pfad eine zweite Spannungsteilereinheit 104b angeordnet ist.
Für beide Überwachungspfade werden Messsignale ausgegeben, d. h. ein erstes Messsignal 109a für den ersten Überwachungspfad und ein zweites Messsignal 109b für den zweiten Überwachungspfad. Die in der Controllereinheit 101 angeordnete Diagnoseeinheit 102 analysiert das Abklingverhalten der Messspannungen 708 zu dem Messzeitpunkt 717, das durch eine Zusammenwirkung von induktiven Komponenten wie der ersten Auslöseeinheit 201a bzw. der zweiten Auslöseeinheit 201b und ohmschen Widerständen zustande kommt.
In den ersten und zweiten Pfaden sind ferner eine erste Verpolschutzdiode 107a und eine zweite Verpolschutzdiode 107b angeordnet. Ferner sind beide Pfade über jeweilige Kondensatoren 106a, 106b mit Masse 105 verbunden, um zum Beispiel ETW/EID-Anforderungen erfüllen zu können. Hierbei ist der erste Pfad über einen ersten Kondensator 106a mit Masse 105 verbunden, während der zweite Pfad über einen zweiten Kondensator 106b mit Masse 105 verbunden ist. Um ein Auftreten von Überspannungen zu verhindern, sind ferner Spannungsbegrenzungsdioden 108a, 108b in den ersten bzw. zweiten Pfaden vorgesehen. Vorzugsweise sind die Spannungsbegrenzungsdioden als Zenerdioden ausgelegt, wobei die Zenerspannung einen oberen Grenzwert des Messspannungsverlaufs 708 darstellt (siehe 4).
Untenstehend wird beschrieben, wie Schlussfolgerungen (z. B. Fehlerzustände, Fehlerfreiheit) gezogen werden.
4 veranschaulicht eine Messspannung 702 als Funktion einer Messzeit 701, wobei auf der Zeitachse 701 unterschiedliche Zeitpunkte angegeben sind. Zunächst (Zeit t = 0) wird die Auslöseeinheit 201a, 201b bis zu einem Einschaltzeitpunkt 703 (Zeit t₀) nicht angeregt.
Es sei darauf hingewiesen, dass die unter Bezugnahme auf 4 gezeigten Messspannungsverläufe 708 beispielhaft für eine Auslöseeinheit 201a, 201b angegeben sind. Zur Verdeutlichung der Erfindung sei darauf hingewiesen, dass ein derartiger Messspannungsverlauf für das weiter crash-aktive Kopfstütze ausgebildete weitere Auslöseeinheiten ebenso herangezogen werden kann.
In einer Zeitperiode bis zu dem Einschaltzeitpunkt 703 wird eine Messspannung 702 in der Höhe einer verpolgeschützten Batteriespannung 707 über den jeweiligen Pfad 1 bzw. 2 der Signalanpassungseinheit 103 zugeführt. Zu dem Einschaltzeitpunkt 703 wird der jeweilige Pfad (1 bzw. 2) mit Hilfe der ersten bzw. zweiten Schalteinheit 30la bzw. 301b der Schalteinrichtung 300 auf Masse 105 gelegt. Dadurch ergibt sich bis zu dem Ausschaltzeitpunkt 704 über eine Haltezeitperiode 710, d. h. bis zu dem Zeitpunkt t₀ + t₂, eine Messspannung 702, die auf nahezu Massepotential (etwa 0 Volt) liegt.
Nach einem Ausschalten der ersten bzw. zweiten Schalteinheit 301a, 301b der Schalteinrichtung 300 erfolgt ein von den induktiven, ohmschen und kapazitiven Komponenten abhängiger Verlauf der Messspannung 708 über eine Messzeitperiode 705. Die Messzeitperiode ist beispielsweise durch einen Zeitbereich von t₀ + t₂ bis t₀ + 4t₂ definiert. Die Höhe der Messspannung 702 zu dem Messzeitpunkt 717 ist ein Maß für die Funktionsfähigkeit des als crash-aktive Kopfstütze ausgebildeten Rückhaltemittels. Nachdem die Messspannung 702 auf einen Wert eingestellt wird, erfolgt erfindungsgemäß ein Klassifizieren der an den Pfaden 1 bzw. 2 anliegenden Messspannungen in unterschiedliche Bestimmungsbereiche 711, 712, 713 und 714, welche die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Auslöseeinheit 201a, 201b anzeigen. Die mindestens eine Auslöseeinheit 201a, 201b kann hierbei kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeitpunkten überwacht werden.
Typischerweise 30 Mikrosekunden nach dem Ausschaltezeitpunkt 704 wird die Messspannung 702 den durch die erste bzw. zweite Spannungsbegrenzungsdiode 108a bzw. 108b definierte Zenerspannung 406 als ein Maximalwert erreichen. Ferner kann eine erste Schwellenspannung 709 vorgegeben werden, die eine Bereichsgrenze zwischen dem ersten Bestimmungsbereich 711 und dem zweiten Bestimmungsbereich 712 definiert. Die Grenze zwischen dem zweiten Bestimmungsbereich 712 und dem dritten Bestimmungsbereich 713 ist durch eine zweite Schwellenspannung 715 definiert, während die Grenze zwischen dem dritten Bestimmungsbereich 713 und dem vierten Bestimmungsbereich 714 durch eine dritte Schwellenspannung 716 definiert ist. Die in der Figur mit dem Bezugszeichen 709, 715 und 716 bezeichneten Schwellenspannungen können durch die Controllereinheit 101 softwaremäßig angepasst vorgegeben werden.
Im Folgenden wird auf die Fehlerklassifizierung mittels der ersten bis vierten Bestimmungsbereiche 711 bis 714 eingegangen. Hierbei wird angenommen, dass eine Messung der Messspannung 708 zu dem Messzeitpunkt 717 vorgenommen wird, wie in 4 veranschaulicht. Folgende Fehler können klassifiziert werden, wenn sich die Messspannung 708 zu dem Messzeitpunkt 717 in den einzelnen Bereichen (den ersten bis vierten Bestimmungsbereichen 711, 712, 713, 714) befindet.
Erster Bestimmungsbereich 711:
Befindet sich die Messspannung 708 zu dem Messzeitpunkt 717 in dem ersten Bestimmungsbereich 711, so wird auf eine fehlerfreie Funktion geschlossen.
Zweiter Bestimmungsbereich 712:
Befindet sich die Messspannung 708 zu den Messzeitpunkten 717 in dem zweiten Bestimmungsbereich 712, so wird auf eine defekte Spule der ersten bzw. zweiten Auslöseeinheit 201a bzw. 201b oder auf eine Batterie- bzw. Energieversorgungsspannungs-Störung geschlossen. Ein derartiger Überwachungstest wird für die Auslöseeinheit 201a, 201b für das Rückhaltemittel 401 und das Rückhaltemittel 402, d. h. die crash-aktive Kopfstütze für Fahrer und Beifahrer zeitunabhängig durchgeführt. Eine derartige Diagnosemethode ist durch eine zyklische Testanregung permanent möglich.
Dritter Bestimmungsbereich 713:
Befindet sich die Messspannung 708 zu dem Messzeitpunkt 717 in dem dritten Bestimmungsbereich 713, d. h. in einem Bereich zwischen der zweiten Schwellenspannung 715 und der dritten Schwellenspannung 716, so wird auf eine nicht vorhandene Spule der ersten Auslöseeinheit 201a bzw. der zweiten Auslöseeinheit 201b bzw. auf einen Kurzschluss zu dem Energieversorgungsanschluss 112 (d. h. der Batterie siehe auch 3) geschlossen. Ein derartiger Test ist durch eine zyklische Testanregung permanent durchführbar.
Vierter Bestimmungsbereich 714:
Befindet sich die Messspannung 708 zu dem Messzeitpunkt 717 oder während einer zyklischen Spannungsüberwachung in dem vierten Bestimmungsbereich 714, d. h. in einem Spannungsbereich zwischen nahezu Masse (etwa 0 Volt) und der dritten Schwellenspannung 716, so wird auf einen Kurzschluss nach Masse bzw. eine Unterbrechung geschlossen. Ein derartiger Test ist durch eine zyklische Testanregung oder während einer zyklischen Spannungsüberwachung permanent durchführbar.
Ferner ist es möglich, eine Plausibilitätsüberprüfung durchzuführen, d. h. festzustellen, ob überhaupt Auslöseeinheiten 201a, 201b vorhanden sind. Ein derartiger Test ist ebenfalls durch eine zyklische Testanregung permanent möglich. Werden Auslöseeinheiten für die unterschiedlichen Rückhaltemittel 401, 402 zeitversetzt mit einem gemäß 4 veranschaulichten Spannungsverlauf angeregt bzw. analysiert, so ist weiter die Erkennung von Verkopplungsfehlern der Auslöseeinheiten 201a, 201b der als crash-aktive Kopfstützen ausgebildeten Rückhaltemittel 401, 402 möglich. Ein derartiger Test ist ebenfalls durch eine zyklische Testanregung permanent bereitstellbar.

Claims

Verfahren zum Schützen von Insassen eines Fahrzeugs bei einem Erreichen eines kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs durch in dem Fahrzeug angebrachte Rückhaltemittel (401, 402), mit den folgenden Schritten: a) Ansteuern einer Auslöseeinrichtung (200), die mindestens eine Auslöseeinheit (201a, 201b) aufweist, die für eine Auslösung des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) ausgelegt ist, mit einem Überwachungssignal; b) Anregen der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mit einem Strompuls in Abhängigkeit von dem Überwachungssignal; c) Beenden des Anregens der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mit dem Strompuls, bevor das Rückhaltemittel (401, 402) ausgelöst wird; d) Erfassen eines Abklingverhaltens einer an der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) anliegenden Messspannung (708) als Funktion einer Messzeit (701) nach einem Beenden des Anregens der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mit dem Strompuls; und e) Klassifizieren des Abklingverhaltens an der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) anliegenden Messspannung (708) zu einem Messzeitpunkt (717) in unterschiedliche Bestimmungsbereiche (711, 712, 713, 714), welche die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) anzeigen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schalteinrichtung (300) zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mittels mindestens einer Strombegrenzungseinheit (302a, 302b) ein Strom durch eine zu überprüfende Auslöseeinheit (201a, 201b) eines Rückhaltemittel (401, 402) derart begrenzt wird, dass eine Auslösung des Rückhaltemittels (401, 402) ermöglicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mittels der Schalteinrichtung (300) kontinuierlich oder zu vorgebbaren Zeitpunkten überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmung eines Fehlers mittels der Schalteinrichtung (300) durch eine Fehlerklassifizierung in vier Bestimmungsbereiche (711, 712, 713, 714) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlerbestimmung auf der Grundlage eines Ausschaltverhaltens einer Induktivität durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (200) von der Schalteinrichtung (300) zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) für eine vorgegebene Haltezeitperiode (710) eingeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Haltezeitperiode (710) in einem Bereich zwischen 400 μs und 500 μs eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung (200) von der Schalteinrichtung (300) zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) zyklisch angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zyklische Ansteuerung mit einer Wiederholrate von 500 ms durchgeführt wird.
Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug, mit: a) mindestens einem Rückhaltemittel (401, 402) zum Schutz von Insassen des Fahrzeugs während eines kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs; b) mindestens einer Auslöseeinheit (201a, 201b) zur Auslösung des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402); und c) einer Ansteuereinrichtung (100) zur Ansteuerung der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) bei einem Auftreten des kritischen Betriebszustands des Fahrzeugs, wobei die Ansteuereinrichtung (100) eine Schalteinrichtung (300) zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinrichtung (100) dazu ausgelegt ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Rückhaltemittel (401, 402) als eine Crash-aktive Kopfstütze ausgebildet ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (300) zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Auslöseeinheit (201a, 201b) des mindestens einen Rückhaltemittels (401, 402) mindestens eine Schalteinheit (301a, 301b) aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuereinrichtung (100) eine Diagnoseeinheit (102) zur Erfassung eines Messspannungsverlaufs (708) zu einem Messzeitpunkt (717) aufweist.