DE102006047521A1 - Functional test method for acceleration sensor unit involves inverting acceleration signal before comparison with another acceleration signal - Google Patents

Functional test method for acceleration sensor unit involves inverting acceleration signal before comparison with another acceleration signal Download PDF

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Abstract

Input units (1a,1b) input acceleration signals (s2a,s2b) to main sensitivity axles (2a,2b). A signal inverter unit (4) inverts the acceleration signal (s2a) to produce an inverted acceleration signal (negative s2a) for comparison with the acceleration signal (s2b). An independent claim is included for the use of the functional test method for an acceleration sensor unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsprüfung einer Beschleunigungssensoreinheit mit zumindest zwei Hauptempfindlichkeitsachsen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a method for functional testing of an acceleration sensor unit with at least two main sensitivity axes according to the preamble of claim 1.

Bei den heutigen Beschleunigungsaufnehmern werden zum Nachweis der Funktionalität desselben, im Regelfall bei der Inbetriebnahme (Power On/Zündschlüssel passiv → aktiv) durch eine initiierte Testphase geprüft, ob der Beschleunigungsaufnehmer, ein auf eine Testanregung an einem dafür vorgesehenen Eingang, am Ausgang ein entsprechendes erwartetes Signal zeigt/erzeugt, um Aufgrund dessen Form und Amplitude auf die korrekte Funktionalität, insbesondere den Verstärkungsfaktor und Filtereigenschaften, des Beschleunigungssensors schließen zu können.at Today's accelerometers are used to prove the functionality of the same, usually during commissioning (Power On / ignition key passive → active) checked by an initiated test phase, whether the accelerometer, on a test stimulation at a designated entrance, on Output shows / generates a corresponding expected signal to Due its shape and amplitude to the correct functionality, in particular the amplification factor and filter characteristics of being able to close the acceleration sensor.

Zwar ist es denkbar, für jede der zumindest zwei Hauptempfindlichkeitsachsen eine individuelle Testanregung durchzuführen und die Signale für diese gerade getestete Hauptempfindlichkeitssachse auszuwerten, jedoch ist der materielle und zeitliche Aufwand dafür nicht unerheblich. Daher soll bevorzugt eine gemeinsame Anregung beider Hauptempfindlichkeitsachsen erfolgen. Aufgrund der gleichzeitigen Anregung sind die Signale der Hauptempfindlichkeitssachsen an sich identisch und können Einfachfehler nicht erkannt werden.Though it is conceivable for each of the at least two main sensitivity axes is an individual test stimulus perform and the signals for to evaluate this main sensitivity axis being tested, however, the material and time effort is not irrelevant. Therefore, preferably a common suggestion of both Hauptempfindlichkeitsachsen done. Due to the simultaneous Stimulation is the signals of the main sensitivity axes per se identical and can Single errors can not be detected.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Funktionsprüfung einer Beschleunigungssensoreinheit mit zumindest zwei Hauptempfindlichkeitsachsen anzugeben, welches mit geringem materiellen und zeitlichen Aufwand durchführbar ist und dennoch zumindest Einfachfehler sicher erkennt..The Object of the present invention is therefore to provide a method for functional test an acceleration sensor unit having at least two main sensitivity axes indicate which is feasible with little material and time and yet at least single error certainly recognizes ..

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sind aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.These The object is solved by the features of the independent claims. advantageous Developments of the invention will become apparent from the dependent claims, wherein also combinations and developments of individual features with each other are conceivable.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass für den Funktionstest für zumindest ein Beschleunigungssignal einer Hauptempfindlichkeitsachse eine aktivierbare Signalverformungseinheit vorgesehen ist, welche bei Aktivierung das entsprechende Beschleunigungssignal unterscheidbar verformt und das verformte Beschleunigungssignal mit einer Vorgabe verglichen wird. Selbst bei einer nachfolgenden zeitversetzten Übertragung beider Signale über einen Multiplexer auf einem gemeinsamen Kanal kann durch die Signalverformung eindeutig erkannt werden, welches Signal gerade verarbeitet wird. Selbst eine Funktionsstörung des Multiplexers, bspw. eine Übertragung immer nur eines Kanals ist erkennbar.One essential idea of the invention is that for the functional test for at least one Acceleration signal of a main sensitivity axis an activatable Signal deformation unit is provided which upon activation the corresponding acceleration signal is distinguishably deformed and the deformed acceleration signal compared to a default becomes. Even with a subsequent delayed transmission both signals over a multiplexer on a common channel may be due to signal distortion be clearly recognized, which signal is currently being processed. Even a malfunction of the multiplexer, for example a transmission Only one channel is recognizable.

Als Signalverformung kommt dabei bspw. eine Invertierung, Filterung, Amplitudenveränderung und/oder Zeitverzögerung in Frage, auf die jeweils ein Vergleich mit einer angepassten Vorgabe folgt.When Signal deformation comes here, for example, an inversion, filtering, Amplitude change and / or Time Delay in question, to each of which a comparison with an adapted specification follows.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der 1 bis 2 näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein. Es zeigenThe invention will now be described below with reference to an embodiment with the aid of 1 to 2 explained in more detail. Hereinafter, for functionally identical and / or identical elements may be denoted by the same reference numerals. Show it

1: Beschleunigungssensoreinheit mit zwei Hauptempfindlichkeitsachsen und zwei gemeinsam steuerbaren Anregungseinheiten 1 : Acceleration sensor unit with two main sensitivity axes and two jointly controllable excitation units

2: Beschleunigungssensoreinheit mit zwei Hauptempfindlichkeitsachsen und einer gemeinsamen Anregungseinheiten 2 : Acceleration sensor unit with two main sensitivity axes and one common excitation unit

1 zeigt skizzenhaft eine Beschleunigungssensoreinheit mit zwei Hauptempfindlichkeitsachsen entsprechend der Empfindlichkeitsrichtung des jeweiligen Sensorelements (2a, 2b), wobei die Beschleunigungssensoreinheit für jede der Hauptempfindlichkeitsachsen ein Beschleunigungssignal (s2a, s2b) erzeugt. Die Sensorelemente und Hauptempfindlichkeitsachsen sind unterschiedlich gerichtet, vorzugsweise 90 Grad zueinander versetzt, bspw. in Fahrtrichtung des Fahrzeugs und in Querrichtung ausgerichtet oder aber jeweils 45 Grad zu den X- und Y-Achsen versetzt. Die Sensorelemente können beispielsweise piezoelektrische oder kapazitiv auswertbare mikromechanische Beschleunigungssensorelemente sein. 1 schematically shows an acceleration sensor unit with two main sensitivity axes corresponding to the sensitivity direction of the respective sensor element ( 2a . 2 B ), wherein the acceleration sensor unit generates an acceleration signal (s2a, s2b) for each of the main sensitivity axes. The sensor elements and Hauptempfindlichkeitsachsen are directed differently, preferably 90 degrees offset from each other, for example, in the direction of travel of the vehicle and aligned in the transverse direction or each offset 45 degrees to the X and Y axes. The sensor elements can be, for example, piezoelectric or capacitively evaluable micromechanical acceleration sensor elements.

Zur Funktionsprüfung erfolgt eine gemeinsame Anregung für beide Hauptempfindlichkeitsachsen (2a, 2b). In 1 ist für jede Hauptempfindlichkeitsachsen (2a, 2b) jeweils eine entsprechende Anregungseinheit 1a, 1b vorgesehen und entsprechend der Hauptempfindlichkeitsachsen (2a, 2b) gerichtet, d.h. erzeugt am Sensorelement eine entsprechende Auslenkung in diese Richtung.For functional testing, a common excitation for both main sensitivity axes ( 2a . 2 B ). In 1 is for each major sensitivity axis ( 2a . 2 B ) in each case a corresponding excitation unit 1a . 1b provided and corresponding to the main sensitivity axes ( 2a . 2 B ), ie generates on the sensor element a corresponding deflection in this direction.

Die Anregungseinheiten stehen also in mechanischer Kopplung mit den Sensorelementen 2a, 2b, wie durch den dicken Pfeil angedeutet werden soll.The excitation units are thus in mechanical coupling with the sensor elements 2a . 2 B as indicated by the thick arrow.

Für zumindest ein Beschleunigungssignal einer Hauptempfindlichkeitsachse, hier den oberen Pfad s2a, ist eine aktivierbare Signalverformungseinheit 4 vorgesehen, welche bei Aktivierung das entsprechende Beschleunigungssignal unterscheidbar verformt, d.h. s2a invertiert in => –s2a. Das so verformte Beschleunigungssignal –s2a ist damit eindeutig vom Signal des anderen Pfads s2b unterscheidbar, selbst wenn die Signale s2a und s2b aufgrund der gemeinsamen Anregung identisch sein sollten. Das so verformte Beschleunigungssignal –s2a wird mit einer Vorgabe verglichen, die gegenüber den Normalwerten entsprechend ebenfalls angepasst, also bspw. invertiert ist.For at least one acceleration signal of a main sensitivity axis, here the upper path s2a, is an activatable signal deformation unit 4 provided, which deforms the corresponding acceleration signal distinguishable when activated, ie s2a inverted in => -s2a. The thus deformed acceleration signal -s2a is thus clear is distinguishable from the signal of the other path s2b, even if the signals s2a and s2b should be identical due to the common excitation. The thus deformed acceleration signal -s2a is compared with a default, which is also adjusted accordingly to the normal values, that is, for example, inverted.

Alternativ kann als Signalverformungseinheit auch eine Verstärkereinheit, Filtereinheit oder Verzögerungseinheit vorgesehen sein. Die Signalverformungseinheit ist für den Funktionstest aktivierbar, d.h. durch das Signal s4 zuschaltbar und im Normalbetrieb inaktiv, bspw. überbrückt. So kann bspw. auch ein erster Test ohne Signalverformung erfolgen und nachfolgend erst die Signalverformung für einen Pfad aktiviert werden. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass beide Pfade derartige Signalverformungseinheiten aufweisen, die dann vorzugsweise alternierend verwendet werden.alternative can also be an amplifier unit as a signal-shaping unit, Filter unit or delay unit be provided. The signal deformation unit is for the functional test activatable, i. by the signal s4 switchable and in normal operation inactive, eg bridged. So For example, a first test without signal deformation can take place and below first the signal deformation for to activate a path. Of course, it is also conceivable that both paths have such Signalverformungseinheiten, the then preferably used alternately.

Die Verwendung der Erfindung erweist sich als besonders vorteilhaft für eine Beschleunigungssensoreinheit, bei der die Signale beider Hauptempfindlichkeitsachsen s2a,s2b über einen Multiplexer 3 auf einem Kanal s3 zeitversetzt an eine Auswerteeinheit übermittelt werden. Hier kann nur durch die zuschaltbare Signalverformungseinheit bei gemeinsamer Anregung sichergestellt werden, dass ein Fehler einer Signalstrecke, also eines Anregungselements oder Beschleunigungssensorelements oder aber des Multiplexers sicher erkannt wird. Ebenso erweist sich die Verwendung der Erfindung als vorteilhaft, wenn die Signale der beiden parallel in zwei unabhängigen Signalverarbeitungspfaden, bspw. bei zwei DSPs verarbietet werden.The use of the invention proves to be particularly advantageous for an acceleration sensor unit, in which the signals of both main sensitivity axes s2a, s2b via a multiplexer 3 be transmitted on a channel s3 time-offset to an evaluation unit. Here it can be ensured only by the switchable signal deformation unit with common excitation that a fault of a signal path, ie an excitation element or acceleration sensor element or the multiplexer is reliably detected. Likewise, the use of the invention proves to be advantageous if the signals of the two are procured in parallel in two independent signal processing paths, for example two DSPs.

2 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Weiterbildung, bei der die gemeinsame Anregung auch durch eine gemeinsame Anregungseinheit 1 erfolgt, die auf beide Hauptempfindlichkeitsachsen 2a, 2b wirkt. 2 illustrates a particularly advantageous development in which the common suggestion also by a common excitation unit 1 done on both major sensitivity axes 2a . 2 B acts.

Claims (10)

Verfahren zur Funktionsprüfung einer Beschleunigungssensoreinheit mit zumindest zwei Hauptempfindlichkeitsachsen (2a, 2b), wobei die Beschleunigungssensoreinheit für jede der Hauptempfindlichkeitsachsen ein Beschleunigungssignal (s2a, s2b) erzeugt und zur Funktionsprüfung eine gemeinsame Anregung (1, 1a, 1b) für beide Hauptempfindlichkeitsachsen (2a, 2b) erfolgt und die Signale in die Hauptempfindlichkeitsachsen (s2a, s2b) mit einer Vorgabe verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest ein Beschleunigungssignal (s2a) einer Hauptempfindlichkeitsachse eine aktivierbare Signalverformungseinheit (4) vorgesehen ist, welche (4) bei Aktivierung das entsprechende Beschleunigungssignal unterscheidbar verformt (s2a => –s2a) und das verformte Beschleunigungssignal (–s2a) mit einer Vorgabe verglichen wird.Method for functional testing of an acceleration sensor unit with at least two main sensitivity axes ( 2a . 2 B ), wherein the acceleration sensor unit generates an acceleration signal (s2a, s2b) for each of the main sensitivity axes and, for the function test, a common excitation ( 1 . 1a . 1b ) for both main sensitivity axes ( 2a . 2 B ) and the signals in the main sensitivity axes (s2a, s2b) are compared with a preset, characterized in that for at least one acceleration signal (s2a) of a main sensitivity axis an activatable signal deformation unit ( 4 ) which ( 4 ) upon activation, the respective acceleration signal is distinguishably deformed (s2a => -s2a) and the deformed acceleration signal (-s2a) is compared with a default. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktivierbare (s4) Invertierung (4) vorgesehen ist, welche bei Aktivierung das entsprechende Beschleunigungssignal invertiert (s2a => –s2a) und das invertierte Beschleunigungssignal (–s2a) mit einem Vorgabewert verglichen wird.Method according to claim 1, characterized in that an activatable (s4) inversion ( 4 ) which, when activated, inverts the corresponding acceleration signal (s2a => -s2a) and the inverted acceleration signal (-s2a) is compared with a default value. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Aktivierung der Invertierung (4) auch ein Vorgabewert verwendet wird, der gegenüber Vorgabewert im nicht-invertierten Fall ebenfalls invertiert ist.Method according to claim 2, characterized in that upon activation of the inversion ( 4 ) also a default value is used, which is also inverted compared to the default value in the non-inverted case. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktivierbare Verstärkereinheit vorgesehen ist, welche bei Aktivierung das entsprechende Beschleunigungssignal in seiner Amplitude und das verstärkte Beschleunigungssignal mit einem Vorgabewert verglichen wird. A method according to claim 1, characterized in that a activatable amplifier unit provided which, when activated, the corresponding acceleration signal in its amplitude and the amplified acceleration signal is compared with a default value. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktivierbare Verzögerungseinheit vorgesehen ist, welche bei Aktivierung das entsprechende Beschleunigungssignal in seinem zeitlichen Verlauf verzögerte und das verzögerte Beschleunigungssignal mit einem Vorgabeverlauf verglichen wird.A method according to claim 1, characterized in that a activated delay unit provided which, when activated, the corresponding acceleration signal delayed in its time course and the delayed acceleration signal is compared with a default course. Beschleunigungssensoreinheit mit zumindest zwei Hauptempfindlichkeitsachsen (2a, 2b), wobei die Beschleunigungssensoreinheit für jede der Hauptempfindlichkeitsachsen ein Beschleunigungssignal (s2a, s2b) erzeugt und zur Funktionsprüfung zumindest eine gemeinsam ansteuerbare Anregungseinheit (1, 1a, 1b) für beide Hauptempfindlichkeitsachsen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass für zumindest ein Beschleunigungssignal (s2a) einer Hauptempfindlichkeitsachse eine aktivierbare (s4) Signalverformungseinheit (4) vorgesehen ist, welche bei Aktivierung das entsprechende Beschleunigungssignal unterscheidbar verformt (s2a => –s2a) und eine Vergleichseinheit, welche das verformte Beschleunigungssignal mit einer Vorgabe vergleicht.Acceleration sensor unit with at least two main sensitivity axes ( 2a . 2 B ), wherein the acceleration sensor unit generates an acceleration signal (s2a, s2b) for each of the main sensitivity axes and, for functional testing, generates at least one jointly controllable excitation unit ( 1 . 1a . 1b ) for both main sensitivity axes, characterized in that for at least one acceleration signal (s2a) of a main sensitivity axis an activatable (s4) signal deformation unit ( 4 ) is provided, which upon activation, the corresponding acceleration signal distinguishable deformed (s2a => -s2a) and a comparison unit which compares the deformed acceleration signal with a default. Beschleunigungssensoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aktivierbare Signalverformungseinheit als Invertiereinheit (4) ausgestaltet ist.Acceleration sensor unit according to claim 6, characterized in that the activatable signal deformation unit as inverting unit ( 4 ) is configured. Beschleunigungssensoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass genau eine gemeinsam ansteuerbare Anregungseinheit (1) für beide Hauptempfindlichkeitsachsen (2a, 2b) vorgesehen ist.Acceleration sensor unit according to claim 6, characterized in that exactly one jointly controllable excitation unit ( 1 ) for both main sensitivity axes ( 2a . 2 B ) vorgese hen is. Beschleunigungssensoreinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Hauptempfindlichkeitsachse (2a, 2b) jeweils eine Anregungseinheit (1a, 1b) vorgesehen ist, wobei die Anregungseinheiten über ein gemeinsames Steuersignal (s1) gemeinsam ansteuerbar sind. Accelerometer unit according to claim 6, characterized in that for each main axis of sensitivity ( 2a . 2 B ) each one excitation unit ( 1a . 1b ) is provided, wherein the excitation units via a common control signal (s1) are jointly controllable. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder einer Beschleunigungssensoreinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 9 für eine Beschleunigungssensoreinheit, bei der die Signale beider Hauptempfindlichkeitsachsen über einen Multiplexer (3) auf einem Kanal (s3) zeitversetzt an eine Auswerteeinheit übermittelt werden oder in zwei zueinander parallelen Signalauswertepfaden verarbeitet werden.Use of a method according to any one of claims 1 to 5 and / or an acceleration sensor unit according to one of claims 6 to 9 for an acceleration sensor unit, in which the signals of both main sensitivity axes via a multiplexer ( 3 ) are transmitted on a channel (s3) with a time delay to an evaluation unit or processed in two mutually parallel Signalauswertepfaden.
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