[发明专利]具有至少一个微机械传感器元件的用于车辆中的乘员保护系统的加速度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆中的乘员保护系统的加速度传感器，其具有用于加速度采集的至少一个微机械传感器元件并且具有电子分析处理单元，所述分析处理单元对于每一个传感器元件具有一个冗余的信号路径，所述信号路径分别具有一个A/D转换器，其中为了合理性验证加速度传感器的输出信号设有用于监视至少一个A/D转换器的对于功能性而言重要相关的参数的装置。

背景技术

例如由DE 103 06 707 B4已知一种根据所述分类的加速度传感器。

普遍已知的是，为了在碰撞时保护车辆乘员借助车辆中的不同位置处的加速度传感器来检测加速度值并且根据所检测的加速度值借助控制设备触发约束装置——如安全气囊和安全带。然而，必须在干扰方面监视所述保护系统，因为尤其在行驶期间约束装置的由干扰决定的、不期望的触发可能随之带来车辆成员和其他人员的危害。所述误触发的原因可能已经在加速度传感器的层面上出现——例如电磁入射、热负载或者传感器的供电电压的干扰。

为了防止已经在加速度传感器的层面上发生安全气囊的误触发，通常在传感器中设置两个冗余的微机械传感器元件(MEMS：MicroElectro-Mechanical Systems：微机电系统)，它们相互进行合理性验证。然而，当由两个传感器元件输出的信号借助共同使用的传感器自身的A/D转换器读取到控制设备的微控制器中时，在A/D转换器的干扰时尽管传感器元件冗余仍发生误触发。为了防止这些，以上描述的根据分类的现有技术提出，将加速度传感器中的冗余扩展到整个信号路径上，从而对于每一个传感器元件提供一个自身的A/D转换器。因为A/D转换器对其周围环境条件或者运行条件——例如供电电压波动、温度或老化敏感地做出反应，所以还需要在特定极限保持方面(例如在欠压或EMV干扰(EMV：电磁兼容性)方面)监视共同用于两个A/D转换器的、对于功能性而言重要相关的参数。偏离所述极限(尽管不存在加速度)可能在两个信号路径中导致共模信号并且因此导致有错误的加速度信号。然而，例如对于欠压识别、EMV识别、用于A/D转换器的参考电压和电流识别而言，这种冗余在A/D转换器的供电方案中的实现或者所需的监视装置或者监视器的实现是成本耗费并且芯片面积耗费的。

发明内容

因此，本发明的任务是，实现一种开始所述类型的改善的、尤其简化的加速度传感器。

本发明的任务通过根据权利要求1所述的加速度传感器来解决。由从属权利要求和说明书得到本发明的其他有利构型。

在根据本发明的加速度传感器中，监视装置包括集成在分析处理单元中的用于传感器元件的等效电路和冗余的另一A/D转换器，所述冗余的另一A/D转换器对对于功能性而言重要相关的参数的变化做出与至少一个A/D转换器(4，5)相同方向的反应。所述另一A/D转换器(9)转换等效电路的固定的、与加速度无关的输出信号，其中用于确定所有A/D转换器的对于功能性而言重要相关的参数的变化的所述另一A/D转换器(9)的数字输出信号的值借助比较器(13)与预给定的、固定的极限(12)进行比较。

本发明所基于的构思在于，实现冗余的监视信号路径，其监视A/D转换器或安全A/D转换器对干扰作出与信号A/D转换器相同方向的反应，所述干扰同样地涉及所有A/D转换器的对于功能性而言重要相关的参数。但在监视A/D转换器的输出信号上施加的干扰可以容易地探测到(与在信号A/D转换器的输出信号的情况下不同)，因为其可能不源于真实的加速度信号而是根据监视A/D转换器的固定的、与加速度无关的输入信号直接映射干扰，所述输入信号由等效电路生成，所述等效电路拷贝或者模仿真实的微机械传感器元件的特性(更准确地说：其静止状态)。只要在监视A/D转换器的输出信号中出现这种干扰或者只要超过可预给定的公差阈值，则随后不再将信号A/D转换器的输出信号评估为“合理的”而评估为“有错误的”。

本发明的加速度传感器具有以下优点：通过简单的方式——基本上通过在分析处理单元中实现另一个结构相同的A/D转换器——实现供电或者监视方面的冗余，或者在预给定的极限的保持方面合理性验证A/D转换器的共同情况。由此可以节省由研发开销导致的成本并且节省分析处理单元的ASIC上的面积。

根据本发明的第一扩展方案，加速度传感器或者提供合理性检验的结果连同用于外部评估的分析处理信号或者防止加速度传感器的内部评估为“有错误”的输出信号的输出。因此有利地可选地可以在外部的控制设备中或者在加速度传感器自身中进行合理性的评估。