CN101652273A - 用于触发人员保护装置的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于根据传感器模块的信号来触发人员保护装置的装置和方法。对于该传感器模块，在一个壳体内安置至少两个传感器，且这两个传感器的数据处理是在分开的硬件路径上进行。

Description

用于触发人员保护装置的装置和方法

技术领域

本发明涉及如独立权利要求所述类型的用于触发人员保护装置的装置及方法。

背景技术

DE 10230485A1公开了一种乘客保护装置，在该装置中，第一传感器信号的可信度测试是通过第二传感器信号来实现，其中，可信度测试是借助另外一个传感器与第一传感器信号的产生比较来进行。

发明内容

相对于现有技术，具有独立权利要求的特征的用于触发人员保护装置的本发明装置和方法具有如下优点：传感器模块现在具有至少两个传感器，所述传感器位于一个壳体内，以及所述至少两个传感器的信号处理是在分开的硬件路径上进行。因此，可以以有利的方式抵制所谓的共模误差。所谓的共模误差指的是一种误差，该误差对第一传感器和可信度测试传感器产生相同的消极影响。这样的误差可能引起错误动作。然而，通过本发明采取不同硬件路径的措施可实现：传感器模块可位于一个壳体内，甚至是位于一个集成电路上。但是，在所述一个壳体中可设有两个分开的基片。这实现了与在空间上分开且必须具有自己的壳体的传感器相比明显节省了面积和成本。

在本发明中，人员保护装置是指气囊、安全带拉紧器、碰撞激活头枕以及主动式人员保护装置(例如制动装置和行驶动态调节装置)。但是，在此没有提到的其他人员保护装置也可按照本发明进行触发。

在本发明中，传感器模块是一种结构单元，该结构单元具有唯一的壳体，所述至少两个传感器位于该壳体内。该壳体例如可以是一个集成电路。传感器模块可以位于控制装置的内部或外部。特别地，传感器模块也可以改装成传感器组。传感器例如是加速度传感器和/或转速传感器。信号处理例如具有模拟和数字信号处理部分，以对用于传输给控制装置或传输给分析电路的实际传感器信号进行预处理。

分开的硬件路径在物理上相互分开，也就是说，硬件路径不具有两个硬件路径的信号都经过的共同元件。但是，信号在终端处可以汇合。此后，这些硬件路径终止。硬件路径之间的连接也是可能的，但是信号不能被耦合输出。由从属权利要求可得知这样的硬件路径连接的有利例子。

通常位于控制装置内的分析电路指的是一种这样的电路，该电路根据传感器信号产生用于人员保护装置的触发信号。该触发信号通常由触发人员保护装置的触发电路使用。通常可考虑微控制器或其他处理器类型作为触发电路。但是，也可采用专用集成电路或甚至是分立的分析电路。

由在从属权利要求中给出的措施和改进方案可知，在独立权利要求中给出的用于触发人员保护装置的装置以及在独立权利要求中给出的用于触发人员保护装置的方法可以有许多有利的改进方案。

有利的是，在每个硬件路径中分别设置模/数转换器，其中，模/数转换器在各硬件路径中分别工作在不同的频率下。模/数转换器以及数字滤波器需要时间基准，这也适用于在所谓的开关电容技术中的模拟滤波器。该时间基准必须在传感器内产生或者由外部供给。时间基准的误差必然导致信号的误差。

此外还有利的是，针对传感器分别产生各自的时钟脉冲。对于转速传感器，时钟脉冲例如可由这些传感器本身的固有频率产生，因为转速可通过振动***中的科里奥利加速度来确定。这种时钟脉冲产生方式对于可信度测试加速度传感器也是可行的。在这里，时钟脉冲可以由外部供给，例如由控制装置内的微控制器或者在内部通过电子振荡器来产生。

另外还有利的是，第一硬件路径监视第二硬件路径的时钟脉冲。由此可对通过硬件路径的时钟脉冲以及在此特别设计的监视电路进行相互监视。在这里，对各自的时钟脉冲进行计数的两个计数器必须相互比较并调试至一固定关系。

此外还有利的是，针对硬件路径分别设置各自的电源。也就是说，每个硬件路径存在一个电源。该电源例如可以是借助集成电路实现。该集成电路获得电池电压并将电池电压转换成硬件路径所需的电压。

另外还有利的是，第一硬件路径监视第二硬件路径的电源。由此在这里也实现了硬件路径的交叉监视，从而保证了高程度的可靠性。

有利地，硬件路径最后可以在通信接口中连接。该通信接口例如可以是电流接口，在电流接口中数据被施加到静态电流上。该电流接口优选设计成单向的，从而数据只能沿着一个方向传输。这样的电流接口由申请人作为型号PS15来提供。通信接口的实现方案的另一个例子是SPI(串行***设备接口)传输装置，该SPI传输装置实现了主机与控制装置内的一个或多个从机之间的数据传输。

此外还有利的是，通信接口被设计成冗余的。在传感器中设置通信逻辑电路(PS15，SPI)。该通信逻辑电路按照要求的协议从内部存储器传输数据。根据本发明，再设置一个所述通信逻辑电路，并进行修改，使得第二通信逻辑电路例如具有自己的地址。如果这是不可行的，比如在电流接口PS15中，那么第二通信逻辑电路必须分析第一通信逻辑电路的数据流并将其与待发送的数据比较。

另外还有利的是，设有可信度测试装置，该可信度测试装置将传感器模块的信号与至少一个另外的传感器的可信度测试信号进行比较并根据该比较影响触发。因此，形成了传感装置的冗余，冗余在不同部位彼此不同，以及充分利用了在汽车中由于行驶动态控制装置和气囊装置的共同存在而可设有多个传感器这一特点。在这里，例如电子稳定程序(ESP)传感器模块和用于识别翻车过程的翻车感知***(ROSE)传感器模块之间的数据相互比较，以进行可信度测试。为了提高抑制共模误差的鲁棒性，可通过汽车中冗余的传感器通过比较对共同的转速加速度传感器组件的感知信道进行可信度测试。有利的是，对共同的传感器组功能块中尽可能多的传感元件，最好是对所有需要的传感元件进行可信度测试。

对于翻车设计功能，也就是翻车识别，甚至可以在相应的布置中通过冗余的传感装置对所有三个需要的变量进行可信度测试，如从下面可看出：

-转速传感器通过主动式减震控制器的转速传感器和/或通过ESP内的转速传感器进行可信度测试。汽车横向，即Y方向的所谓的低g加速度传感器是通过ESP***的Y方向低g加速度传感器进行可信度测试。Z方向低g加速度传感器是通过用于行驶机构调节的底盘控制器区域的Z方向低g加速度传感器进行可信度测试。

附图说明

附图示出了本发明的实施例，在下面的描述中将对这些实施例进行详细说明。

附图中：

图1示出了本发明装置的第一方框图；

图2示出了本发明的传感器模块的方框图；

图3示出了本发明的传感器模块的第二方框图；

图4示出了本发明的传感器模块的第三方框图；

图5示出了本发明的传感器模块的第四方框图；

图6示出了汽车中的传感器分布图；

图7示出了本发明的方法的流程框图。

具体实施方式

图1示出了在汽车FZ中的本发明装置。传感器模块S具有两个传感器，它们分别由传感元件SE1或SE2、传感器信号的模拟处理器A1或A2和数字处理器D1或D2组成。这两个传感器具有不同的硬件路径HW1和HW2，从而传感元件SE1和SE2的信号在经过处理之后也不经过共同的元件。根据本发明，这会避免所谓的共模误差。硬件路径与用于触发人员保护装置PS的控制装置SG的接口功能块IF连接。传感器信号在控制装置SG中通过内部总线，例如所谓的SPI(串行***设备接口总线)传输到分析电路(在本发明中为微控制器μ

C)。该微控制器μC以已知的方式对信号分析，以判定是否应当触发人员保护装置PS。为此，微控制器μC从这里未示出的存储器中装入其分析算法。这里，仅示出本发明的主要元件。为了清楚起见，略去对于运行所需的其他元件。

如果微控制器μC判定需要触发人员保护装置，那么微控制器μC又通过SPI总线将触发信号传输到触发电路FLIC。触发电路FLIC是一个或多个集成电路(IC)，这些集成电路优选具有至少两个功率开关，这些功率开关根据触发信号闭合并因此激活人员保护装置。触发电路FLIC可以分立地或由多个IC构成。接口IF也可以以硬件和/或软件方式形成。

图2示出了传感器模块S的另一个方框图。上方的硬件路径HW1又是具有传感元件SE1和作为模拟处理器A1的带有连接在其后的低通滤波器TP1的放大器V1。在这里，也可以使用该滤波器和该放大器的替代方案。顺序也可以互换。

然而，硬件路径HW1还具有数字部分D1，该数字部分由模/数转换器AD1和集成电路IC1组成。模/数转换器AD1将由A1经过模拟处理的传感器信号数字化。集成电路IC1执行另一次信号处理并以预定格式将传感器数据传输到接口IF1。

硬件路径HW2的元件具有相同的功能，硬件路径HW2具有传感元件SE2、带有放大器V2和低通滤波器TP2的模拟部分A2以及带有模/数转换器AD2和集成电路IC2的数字部分D2。

同样也可以使用多个集成电路，而不是仅使用一个集成电路。这里，也可以使用处理器。

图3示出了传感器模块S的另一种方框图。然而，为了清楚起见，这里仅示出相应的硬件路径HW1和HW2的时钟脉冲发生器T1和T2。时钟脉冲发生器T1可以是基于RC元件(电阻电容元件)或石英的电子振荡电路，而时钟脉冲发生器T2是基于微机械振荡器的谐振频率。但是，现在在硬件路径HW1和HW2之间设有连接器，即分析电路AUS1和AUS2。分析电路AUS1对硬件路径HW2中的时钟脉冲进行分析，分析电路AUS2对时钟脉冲发生器T1的时钟脉冲进行分析。由此可实现交叉监视。此外，时钟脉冲T1和T2是不同的，以同样抑制共模误差。计数器Z1基于时钟脉冲发生器T1，相应地，计数器Z2基于时钟脉冲发生器T2。当Z1达到预定值时，逻辑电路将计数器Z2的计数器状态控制到固定范围内。然后，计数器Z1和Z2被归零。因此可以连续地监视这两个计数器。

图4又示出了传感器模块S的一种简化方框图。在这里，两个硬件路径HW1和HW2分别具有不同的电源UV1和UV2。还是进行交叉检验，更具体地说是通过电路U1和U2进行。

在图3和4中的交叉检验在出现偏差时产生相应的信号，该信号通过数据线传输到控制装置SG。

图5示出了本发明的传感器模块S的另一种简化的方框图。在这里，传感元件SE1和SE2的硬件路径与通信接口K连接，该通信接口可以如上述进行设计。因此，在传感器模块S中就已经将硬件路径相互联合。

图6示出了实现相互可信度测试的不同传感器的示意图。在汽车FZ中存在车轮转速传感器RD1至4以及竖直方向定向的加速度传感器az1和az2。从车轮转速传感器RD1至4的信号可以确定围绕汽车竖轴的转动。这可以用于对相应的转速传感器的测量信号进行可信度测试，该相应的转速传感器测量围绕汽车竖轴的转动。

竖直方向定向的加速度传感器az1和az2可以用于例如对设置在气囊控制装置ABSG内的加速度传感器az3进行可信度测试，该加速度传感器的灵敏度同样是沿着汽车竖轴的方向定向，如传感器az那样。

在传感器组SC中的加速度传感器B1和在气囊控制装置ABSG中的加速度传感器B2可以例如通过关于汽车纵向的前部传感器UFS1和UFS2进行可信度测试。在汽车横向上，加速度传感器B1和B2可以通过传感器B4和B5进行可信度测试，传感器B4和B5安装在汽车侧部内并沿着汽车横向方向定向。在这里，ESP控制装置的传感装置也可以借助已有的传感器进行可信度测试，例如通过侧倾角速度传感装置RR和RR2以及所谓的俯仰角速度传感装置PR，对于测量围绕汽车纵轴和横轴的转动的用于识别翻车的ROSE传感装置也是如此。加速度传感器B3可以通过前部传感器UFS1和UFS2或加速度传感器B1和B2进行可信度测试。在传感器组SC中的横摆角速度传感器y例如可以通过车轮转速传感器RD1至4进行可信度测试。

因此，示出了在汽车中存在相互进行可信度测试的多种可能方案。

图7说明了本发明方法的流程框图。在两条线路中并行地对不同的硬件路径HW1和HW2进行处理。在方法步骤700中，在硬件路径HW1中，通过以微机械方式实现的传感元件SE1产生测量信号，在方法步骤701中对该测量信号模拟处理，例如进行放大和滤波处理。在方法步骤703中进行数字化和预处理，从而使这些数据可以被传输。这也适用于第二硬件路径，该硬件路径经过相应的方法步骤704，705和706。传输步骤707可与控制装置SG一起或分开进行。然后，在方法步骤708中，传感器信号可以由微控制器μC处理并通过方法步骤709产生触发信号。

传感器模块也可以位于控制装置SG内。

Claims (10)

1.用于触发人员保护装置(PS)的装置，该装置包括传感器模块(S)，该传感器模块的信号被用于触发人员保护装置，其中，该传感器模块(S)为此能够与分析电路(μC)连接，其特征在于，所述传感器模块(S)具有位于一个壳体内的至少两个传感器，其中，所述至少两个传感器的信号处理是在分开的硬件路径上进行。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硬件路径(HW1，HW2)的信号处理分别具有模/数转换器(AD1，AD2)，所述模/数转换器分别工作在不同的频率下。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，针对所述传感器分别产生各自的时钟脉冲。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，第一硬件路径(HW1)监视第二硬件路径(HW2)的时钟脉冲。

5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，针对每个硬件路径分别设置各自的电源。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一硬件路径(HW1)监视所述第二硬件路径(HW2)的第一电源。

7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述硬件路径(HW1，HW2)分别与通信接口(K)连接。

8.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述通信接口(K)被设计成冗余的。

9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设有可信度测试装置，该可信度测试装置比较所述传感器模块的信号与至少一个另外的传感器的可信度测试信号，并根据该比较来影响触发。

10.用于根据传感器模块(S)的信号来触发人员保护装置的方法，其特征在于，使用所述传感器模块(S)位于一个壳体内的至少两个传感器，以及所述至少两个传感器的信号处理是在分开的硬件路径(HW1，HW2)上进行。

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