CN101600602B - 用于控制人员保护装置的方法和控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出用于控制人员保护装置的方法和控制器,其中,从至少一个参数提取至少一个特征。借助于所述至少一个特征进行碰撞分类并且该碰撞分类导致形成控制决策。然后根据控制决策来控制人员保护装置。该控制决策通过以下方式形成:设置一进程控制,该进程控制根据至少一个过程参数激活或禁用多个对于碰撞分类的函数和/或确定用于相应函数的至少一个特征。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于控制人员保护装置的方法和控制器。
背景技术
由DE 102 52 227A1已知一种用于控制约束装置的方法。在此,从检测到碰撞开始,设定多个在时间上定义的碰撞阶段并且借助于信号确定每个碰撞阶段的碰撞类型和碰撞严重程度。根据碰撞严重程度和/或碰撞类型来控制相应的约束装置。
发明内容
根据本发明,提出一种用于控制人员保护装置的方法,其具有以下方法步骤:-从至少一个参数中提取至少一个特征;-根据碰撞分类形成控制决策,其中,根据所述至少一个特征进行碰撞分类;-根据该控制决策来控制该人员保护装置,其中,该控制决策通过以下方式形成:设置一进程控制,该进程控制根据至少一个过程参数激活或禁用多个用于碰撞分类的函数和/或确定将哪个或哪些特征用于当时的函数,其特征在于,所述至少一个过程参数是一个事件,该事件由碰撞分类的结果确定。
根据本发明,还提出一种用于控制人员保护装置的控制器,其具有:-接口,该接口提供至少一个参数;-分析评估电路,其根据至少一个从所述至少一个参数推导出来的特征来执行碰撞分类并且根据碰撞分类形成控制决策,其中,所述分析评估电路具有进程控制,其中该进程控制根据至少一个过程参数激活或禁用多个函数和/或确定哪个或哪些特征用于当时的函数,其中,所述至少一个过程参数是一个事件,该事件由碰撞分类的结果确定;-控制电路,其根据分析评估电路的控制信号来控制该人员保护装置。
与之相比,具有本发明特征的、用于控制人员保护装置的按照本发明的方法和按照本发明的控制器具有如下优点:进程控制根据过程参数来激活或禁用多个用于碰撞分类的函数和/或确定哪个或哪些特征用于当前的函数,通过该进程控制更好地考虑碰撞分类是随时间变化的过程这一事实。一些碰撞需要特别快速地触发,而对于另一些分类则留有更多的时间。例如,对于快速碰撞到硬的障碍物上而言,在约10至12ms之后就必须已经做出控制决策。而对于缓慢地碰撞到柔顺的障碍物上而言,则不必在如此短的时间内就做出控制决策。也就是说,与硬碰撞/非硬碰撞的决策相比,碰撞到柔顺的障碍物上/非碰撞到柔顺的障碍物上的决策可以在碰撞过程内更迟地进行。利用按照本发明的、借助进程控制的方法或控制器,存在随时间变化地做出该决策的装置,所述进程控制负责根据过程参数来激活或禁用用于该碰撞分类的函数或者说根据过程参数将不同的特征用于这些函数。就特征而言,这意味着,这些特征同样被接通或关断并由此节省资源。为此也可以使用时间片或状态机。
由于决策寻求算法的灵活性,可以节省分类计算时间,节省下来的时间可以用于其它的计算,例如用于合并不同的附加函数。另一优点是运行时间的减少,这以简单且由此成本更有利的硬件表现出来。此外,因为稍后才进行某些控制决策,所以能够在碰撞期间更灵活地对事件做出反应。
在此,作为人员保护装置可以考虑主动和被动的人员保护装置。属于人员保护装置的有气囊、安全带张紧器、碰撞主动响应的头垫、翻滚防护架、行人保护装置,还有对行驶动力学的干预。作为所述至少一个参数目前首先考虑机动车的与事故关系重大的所有传感器的传感器信号,为此尤其可以考虑减速传感器固体声传感器、气压传感器、接触传感器和环境传感器。也可以想到使用可测量和不可测量的参数,这些参数在其他控制器如ABS/ESP控制器或ACC控制器中计算出。这尤其在多次碰撞的情况下可能是有利的:机动车在受到强度较低的第一次碰撞后以90°的侧滑角(Schwimmwinkel)打滑,该侧滑角在ESP控制器中计算。然后关断用于对侧面碰撞进行真实性检查(Plausibilisierung)的侧面碰撞算法,因为侧滑角=90°这一参数已经提供了真实性。节省下来的时间可以如上所述供其它函数使用。
作为特征例如可以使用经滤波的传感器信号、一次或二次或三次积分的传感器信号、传感器信号的平均值、窗口积分、不同形式的导数、求和等。同样可以实现不同形式的滤波。通过这些方法进行特征的提取。如果这些特征被接通和关断,则可以省去对已关断特征的确定并由此节省计算时间。
碰撞分类是把当前碰撞分类归入一个类别的过程。这些类别例如是硬的正面碰撞、软的正面碰撞、硬的侧面碰撞、偏置碰撞等,它们可以分成任意的阶段。然后可以通过这种分类来启动合适的人员保护装置。
按照本发明,所述进程控制可以构造成软件模块或者也可以构造成硬件。该进程控制负责根据至少一个过程参数激活或禁用多个用于碰撞分类的函数。因此,该进程控制被理解为控制单元。
所述函数用于执行这些不同的碰撞分类。本发明能够实现:在给定的时刻或事件只对必要的函数进行计算。这意味着对现有资源的有效利用。
接口应理解成在硬件方面实现的或者在软件方面实现的接口单元。软件和硬件的组合也可以用于构成接口。如果仅仅在硬件方面实现接口,则能够使接口离散地、集成地构成或者由离散的和集成的元件混合构成。在集成的解决方案中也可以使用多个集成电路。接口尤其可以具有多个数据输入口并且也可以具有多个数据输出口。分析评估电路一般指的是微控制器或其它的处理器。但是也可以是更简单的电路,这些更简单的电路可以被构造成ASIC形式。离散的解决方案也是可行的。控制电路指的是负责激活人员保护装置的电路。就被动的保护装置而言,控制电路尤其具有功率开关,该功率开关根据控制信号接通。对于控制电路也可以使用离散的或集成的解决方案。在此,它们的混合也是可行的。在集成的解决方案中也可以使用多个集成的模块。
通过在改进技术方案中列出的措施和扩展方案能够有利地改善以上给出的、用于控制人员保护装置的方法和控制器。
特别有利的是,所述至少一个过程参数是从碰撞开始起的时间或所述至少一个特征或一个另外的事件。这些可能性的组合也是可行的。借助过程参数的控制能够以特别有效的方式与确定的事故过程适配。由此能够实现对机动车乘员和其它的事故参与者的更好保护作用。
此外有利的是,如果过程参数具有不稳定性,则用一个值替换该过程参数,该值恢复过程参数的单调性。由此能够在激活和禁用这些函数方面实现稳定的进程控制。
此外有利的是,所述事件是控制器的传感器的或人员保护***的故障状态。由此尤其也可以在确定碰撞分类时考虑这些事件。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明书中详细解释。附图中:
图1示出按照本发明的具有连接的组件的控制器的方框图,
图2示出在控制器的微控制器上的软件模块选择,
图3示出按照本发明的方法的流程图,
图4示出进程控制的方框图,
图5示出时间控制的进程控制的第一示例,
图6示出时间控制的进程控制的第二示例,
图7示出事件控制的进程控制的示例。
具体实施方式
图1示出按照本发明的具有连接的组件的控制器SG的方框图。在此仅示例性地示出对于理解本发明必需的、围绕相应连接的组件的控制器元件。该控制器具有其它组件,这些组件对于控制器SG的运行是必需的。这些组件出于简化的目的在此被省掉。
在控制器SG上连接有三个外部的传感装置BS1、US和CS并且示例地连接有另一控制器SG2,该另一控制器SG2在此是用于行驶动力学调节的控制器。此外控制器SG能够处理参数,这些参数已经由至少一个其他控制器测量和处理并且供该控制器使用。加速度传感装置BS1例如设置在传感装置组中、在机动车侧面中、在机动车正面区域中、在保险杠后面。加速度传感装置BS1为此具有大多以微机械方式制成的传感器元件,该传感器元件由于减速而输出可电分析评价的信号,所述信号然后被放大并且数字化。所述数字信号然后被传输到控制器SG中的接口IF1。接口IF1当前是在硬件方面设计的。接口IF1当前以集成电路呈现。在接口IF1上还连接有环境传感装置US,该环境传感器US可以是雷达传感装置、激光雷达传感装置、超声波传感装置、视频传感装置和/或红外传感装置。传感装置可以具有这些传感器中的个别传感器或者具有这些传感器的组合。这些传感器一般安装在机动车前部或机动车尾部中。但是其它的安装位置在当前也是可行的。在此,环境传感装置也具有环境传感器元件,例如超声波传感器或雷达传感器或图像传感器并且具有与之连接的信号处理装置和必要时具有信号加工装置,其然后以数字方式将信号传输到接口IF1。此外在接口IF1上连接有事故传感装置CS,该事故传感装置CS具有其它的事故传感器,例如固体声传感装置、气压传感装置或接触传感装置。就传感器而言,事故传感装置CS也具有相应的传感元件,放大所述信号并且以数字方式将所述信号传输到接口IF1。也可以只将加速度传感装置BS1或只将环境传感装置US或者只将事故传感装置CS连接在接口IF1上。这些传感装置的各种组合也是可行的。控制器SG2传输计算出的参数,例如侧面碰撞真实性,它已经通过侧滑角确定。其它参数也是可行的。
所述接口IF1将接收的传感器数据转换成适合于微控制器μC的格式并且然后将信号传输到微控制器μC以供进一步处理。为此,接口IF1例如使用所谓的SPI总线,即串联***接口总线,它可以用于控制器和微控制器内的数据传输。因为就理解本发明而言通过安全组件并行地处理传感器数据不是必需的,所以没有示出。
但是当前在控制器SG本身中还存在两个另外的传感装置,即加速度传感装置BS2和角速率传感装置(Drehratensensorik)DR,所述加速度传感装置BS2可以以不同的敏感方向接收减速度,所述角速率传感装置DR同样可以具有不同的灵敏度轴。这些控制器内部的传感装置BS2和DR可以连接在微控制器μC的模拟输入上,但是也可以取而代之连接在微控制器μC的数字端口上,以便例如自行输出数字信号。
所述微控制器μC通过数据输入/输出口与储存器S连接,微控制器可以从该储存器加载其分析评价算法和其它函数。微控制器μC也可以将该储存器作为工作储存器使用。储存器S在此可以由一个储存器组件或多个不同设计的储存器组成。微控制器μC具有软件接口,微控制器通过该软件接口提供控制器内部的传感装置BS2和DR的信号。然后从传感器信号中提取特征,例如如上所述,一次积分的传感器信号,例如在一个时间窗口中。然后通过阈值比较对该特征进行分析评价,以便确定是否可以控制人员保护装置。但是为此也必需进行碰撞分类。为此现在按照本发明存在进程控制,该进程控制例如根据作为过程参数的时间来激活和禁用用于碰撞分类的函数。通过有效的进程控制节省与微控制器和其储存器S有关的资源并且增加运行时间。如果微控制器μC得到已经形成控制决策的结果,则微控制器产生控制信号并且将控制信号传输到控制电路FLIC。这个当前由多个集成组件组成的控制电路FLIC负责根据控制信号激活人员保护装置PS。如果涉及可烟火技术地激活的人员保护装置如气囊或安全带张紧器,则使用于这些人员保护装置的点火元件通电并由此导致***,所述***导致激活人员保护装置。
图2示意性地解释了微控制器μC可以具有的重要的软件模块。第二接口IF2在此以IF2表示,该第二接口IF2设置用于提供加速度传感装置BS2和角速率传感装置DR的传感器信号。另一软件模块20用于提取至少一个特征,即例如一个积分器。在方框21中设置有碰撞分类。该碰撞分类本身表明具有进程控制22和函数池23,由进程控制根据过程参数激活或禁用该函数池23的函数。通过碰撞分类21对碰撞进行分类并由此在模块24中做出关于要控制哪些人员保护装置的控制决策。为此通过模块25产生相应的控制信号。该模块25负责到控制电路FLIC的传输。
图3以流程图解释按照本发明的方法的流程。在方法步骤300中提供至少一个传感器信号或者到目前为止的分类结果或者其它的过程参数。在方法步骤301中以上述方式从至少一个传感器信号或者至少一个过程参数或者至少一个到目前为止的分类结果中提取至少一个特征。然后利用进程控制302在方法步骤303中实现这些函数的激活和禁用以及实现对于碰撞分类必需的特征的激活或禁用。所述进程控制例如依据从碰撞开始起的时间进行,其中,例如超过噪声阈值可以视为碰撞开始,其中噪声阈值可以位于约1.5至4g之间。然后在方法步骤304中通过各个函数进行碰撞分类。在方法步骤305中根据该碰撞分类形成控制决策。该决策不仅包括是否对人员保护装置进行控制,而且包括控制哪些人员保护装置以及在必要时包括控制强度。然后在方法步骤306中根据传输到控制电路上的控制信号而进行控制。
图4示出用于进程控制的流程图。在框图403中识别到碰撞开始,例如通过超过噪声阈值来识别。然后由此激活定时器402。该定时器402通过410将起始信号传输到控制单元430。该控制单元430是进程控制的中央元件。该控制单元430激活或禁用函数池400的函数。在此示例地示出三个函数441、442和443,这些函数用于不同的碰撞类别。现在控制单元430根据从碰撞开始起的时间来控制对各个函数的激活或禁用。现在能够根据其它一些过程参数或这些过程参数的组合或到目前为止的分类结果进行控制。
然后这些函数441、442和443负责当前碰撞的分类401,其中,也可能存在其它函数。
图5示出用于对按照本发明的程序进行时间控制的第一实施例。代替时间控制也可以使用加速度的一次或二次积分或者任何其它的单调性参数。
如图4所示,相对于碰撞开始的当前时间通过410流入到控制单元430中。碰撞开始例如可以借助一模块确定,该模块确定超过噪声阈值。如果在快速碰撞到硬的障碍物上的情况下从碰撞开始起例如已经过去大于t1ms,如同在图5中通过t1所示的那样,则不再允许对相应的约束装置进行触发。从t1开始可以以相同的方式禁用函数池400的所有对于快速碰撞到硬的障碍物上的类别来说是必需的函数。最迟直到时刻t2必需实现用于缓慢碰撞到柔顺的障碍物上的触发决策。否则不再允许触发。相应地,对于在时刻t3或以后发生的碰撞类型,所有用于缓慢碰撞到柔顺的障碍物上的分类的函数可以消退(ausblenden)。
图5示意性地示出基于时间的所述处理算法。图5还示出如何通过所述的方法可以节省运行时间T1。该运行时间的收益展现了所述方法由于硬件更简单而在节省成本方面具有重要优点。所述示例涉及正面碰撞。但是相同的方法在原则上也允许应用于侧面碰撞、翻滚碰撞、行人碰撞或尾部碰撞或者应用于这些碰撞类型的组合。
图5示出三个区段,这些区段通过激活或禁用不同的函数来表征。函数1、2和3直到时刻t1为止是激活的。由此得到微控制器的总运行时间T1=Tl1+Tl2+Tl3。如上所述,在时刻t1是碰撞开始。因此在过渡区500通过控制单元430删去函数3。由此在时间区段t1至t2中,运行时间设定为T1=Tl1+Tl2。在用于时间段t2至t3的下一个过渡区501中控制单元430删去函数2,由此将微控制器μC的运行时间减少到Tl1。由此对于时刻t3确定运行时间收益502。
图6示出用于时间控制的另一实施例。在区段0至t1仍然具有三个函数1、2和3,从而运行时间相应地以Tl1、Tl2和Tl3的和给出。在t1与t2之间的下一个时间区段中的过渡区(在此以附图标记600表示)中,控制单元430用函数4替代函数3。运行时间由此相应地变成Tl1、Tl2和Tl4的和。在t2与t3之间的下一个时间区段中的过渡区(以附图标记601表示)中,控制单元430用函数5和6替代函数2和4。相应地得到运行时间Tl1+Tl5+Tl6。
图4中的信号路径420包括来自上一分类区段的分类结果。控制单元430以该现有分类为基础做出应该接通函数池400的哪些函数以及可以禁用哪些函数的决策。
图7示出在考虑运行时间条件下的方法。在时刻Te1可以基于到目前为止的分类结果例如排除所涉及的是快速碰撞到硬的障碍物。然后可以基于该事件1关断所有用于快速碰撞到硬的障碍物的分类的函数。在图7中关断的例如是函数3。作为对抗措施,由于运行时间的收益现在可以加载一个函数,该函数有助于将缓慢碰撞到柔顺的栅栏与相同类型的、具有角度分量的碰撞区分开。这可以是在图7中示出的函数7。对于后者在通常情况下可以更迟地进行触发。在更迟的时刻Te2例如被分类为:不是具有角度分量地缓慢碰撞到柔顺的障碍物。出于这个原因可以禁用函数2。因此,为了更好地区分例如缓慢碰撞到柔顺的栅栏与缓慢地碰撞到局部遮盖的柔顺的栅栏,可以基于事件2在时刻Te2替代地加载函数8。
两个时刻Te1和Te2仅仅通过来自先前的分类区段的分类结果确定。所述时刻Te1和Te2与前面的附图中的时间控制的流程不重合。所述示例涉及正面碰撞。原则上也可使用其它的碰撞或翻滚事件。
运行时间在此相应地展开。以虚线示出了时间控制的过程并且以实线示出事件控制的过程。在直到Te1的第一时间区段中三个函数1、2和3是激活的,从而使运行时间相应地由这些运行时间的和得到,即Tl1+Tl2+Tl3。在通过事件触发的过渡区700中,通过“现在可以排除快速碰撞到硬的障碍物上”的事件触发控制单元430用函数7替换函数3。运行时间相应地改变,从而总运行时间由Tl1+Tl2+Tl7得到。在时刻Te2出现另一事件,即可以排除缓慢碰撞到软的障碍物上。接着在过渡区701中控制单元430用函数8替换函数2。因此运行时间现在是Tl1+Tl7+Tl8的和。
Claims (4)
1.一种用于控制人员保护装置(PS)的方法,其具有以下方法步骤:
-从至少一个参数中提取至少一个特征;
-根据碰撞分类形成控制决策,其中,根据所述至少一个特征进行碰撞分类;
-根据该控制决策来控制该人员保护装置(PS),其中,该控制决策通过以下方式形成:设置一进程控制,该进程控制根据至少一个过程参数激活或禁用多个用于碰撞分类的函数和/或确定将哪个或哪些特征用于当时的函数,其特征在于,所述至少一个过程参数是一个事件,该事件由碰撞分类的结果确定。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对于至少一个过程参数用一个值替代不稳定性,该值建立该至少一个过程参数的单调性。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,使用控制器的传感装置的和/或人员保护***的故障状态作为所述事件。
4.一种用于控制人员保护装置(PS)的控制器,其具有:
-接口(IF1,IF2),该接口提供至少一个参数;
-分析评估电路(μC),其根据至少一个从所述至少一个参数推导出来的特征来执行碰撞分类并且根据碰撞分类形成控制决策,其中,所述分析评估电路(μC)具有进程控制(430),其中该进程控制(430)根据至少一个过程参数激活或禁用多个函数和/或确定哪个或哪些特征用于当时的函数,其中,所述至少一个过程参数是一个事件,该事件由碰撞分类的结果确定;
-控制电路,其根据分析评估电路的控制信号来控制该人员保护装置(PS)。
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