Für das Fahrdynamikregelungssystem EPS wird ein Sensor zur Messung des vom Fahrer eines Kraftfahrzeuges gewünschten Bremsdruckes benötigt. Da sich der Fahrerbremswunsch auf die Fahrsituation und damit auf die Fahrsicherheit auswirken kann, werden an diese Meßgröße besondere Sicherheitsanforderungen gestellt. Diese können z.B. durch redundante Auslegung der Drucksensierung oder durch Einsatz eines selbstdiagnosefähigen Drucksensors erfüllt werden. Die im von Bosch entwickelten Drucksensor DS2 ergriffenen Maßnahmen zur Fehlervermeidung bzw. Fehlererkennung sind Gegenstand dieses Berichtes. Wegen der rauhen Umweltbedingungen von Kraftfahrzeugen wurde ein Aufbau aus Stahl gewählt. Das der Bremsflüssigkeit und dem Druck ausgesetzte Stahlteil (Druckaufnehmer) besteht aus zwei miteinander verschweißten Teilen, dem Druckanschluß mit Gewinde etc. und dem Sensorelement mit Stahlmembran und Dünnschichtsystem zur Drucksensierung. Dieses Dünnschichtpaket besteht im wesentlichen aus Isolationsschicht, Dehnungsmeßstreifen, Goldkontakten und Passivierungsschicht. Die Funktionsweise wird näher erläutert. Zur Erkennung von Kabelbaumfehlern wurde eine entsprechende Beschaltung vorgenommen. Zur Erkennung von internen Fehlern, wie Offset- oder Empfindlichkeitsfehlern (z.B. Bondabrisse, Widerstandsänderungen, IC-Fehler) werden zwei Drucksignale benötigt, die miteinander verglichen werden. Das Funktionsprinzip und die Anordnung des hier verwendeten Selbstdiagnoseverfahrens wird erklärt. Die Selbstdiagnose muß bei den hohen Sicherheitsanforderungen des ESP-Systems während des Betriebes von Zeit zu Zeit geprüft werden. Diese erfolgt hier direkt nach dem Einschalten in der Einschaltsequenz. Nach dem Einschalten findet zunächst ein Vergleich der redundant im EEPROM abgelegte Kalibrierdaten statt. Anschließend wird am Signal-IC-Eingang ein definierter Fehler generiert, der zur Auslösung des Fehlersignals führen muß. Sollte der Sensor nicht in das obere Fehlerband schalten, ist die Selbstdiagnose fehlerhaft. Als nächstes wird die Versorgungsspannung an den Ausgang angelegt. Sollte auf dem Weg von Steuergerät zum Sensor und zurück z.B. Übergangswiderstände diesen Wert reduzieren, so kann dies vom Steuergerät erfaßt werden.
Hochdrucksensoren mit Selbstüberwachung für sicherheitsrelevante Systeme im Kraftfahrzeug
Self-testing high pressure sensors for automotive applications
Tagung der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik, Sensoren und Meßsysteme, 2000 ; 707-714
VDI-Berichte ; 1530
2000
8 Seiten, 6 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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