CN101918247A - 用于触发车辆的人员保护装置的方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于触发车辆人员保护装置的方法和控制装置，其中依据借助恒比甄别方法的对至少一个事故信号的分析进行所述触发。

Description

用于触发车辆的人员保护装置的方法和控制装置

技术领域

本发明涉及一种依据独立权利要求所述类型的用于触发车辆的人员保护装置的方法以及控制装置。

背景技术

在DE 10134331C 1中公开了在低车速情况下碰撞类型的区分的问题。美国官方NHTSA在规定中尤其要求所谓的低风险展开，在所述低风险展开情况下应该区分在26km/h和在32km/h的情况下相对于以刚性的壁障作为障碍物的碰撞。作为这一问题的解决办法提出，如此得出碰撞速度，即测量在碰撞开始与加速度从微小的加速度转入大的加速度的时间点之间的时间差。由此随后能够进行这两种碰撞类型之间的区分。

发明内容

相比之下，具有独立权利要求所述特征的、用于触发车辆的人员保护装置的依据本发明的方法及依据本发明的控制装置具有如下优点：找到了用于实现26km/h的正面碰撞和32km/h的正面碰撞的区分的可靠的解决办法。为此依据本发明采用恒比甄别方法(Constant-Fraction-Discrimination-Methode)。

在此有利的是，加速度信号的峰值的时间点能够几乎不依赖于信号幅度而得出。所述恒比甄别方法是电子信号处理中的一种方法，所述方法使得将精确的时间标记置于在上升时间总是相同的情况下具有变化的信号强度的宽脉冲成为可能。借助所述恒比甄别方法的所述事故信号的分析不仅能够被应用所述于加速度信号，也能够被应用于所述加速度信号的推导信号或者其他的事故传感器信号。这些信号包括在各种安装位置和各种敏感方向上的加速度传感器的加速度信号。此外还包括来自用于侧面碰撞传感的空气压力传感器的、来自固体声传感器的和来自环境传感器的信号。此外可能的是，在优选设计方案中，该方法被应用于区分最不同的类型的碰撞严重程度或者碰撞类型。

在本发明中，触发人员保护装置意味着激活该人员保护装置，如安全气囊、安全带拉紧器、碰撞激活的头枕、或者其他被动人员保护装置，但也包括主动人员保护装置，如制动器或者行驶动力学调节装置。借助所述恒比甄别方法的对所述至少一个事故信号例如加速度信号或者积分的加速度信号或者二次积分的加速度信号的分析，使得在所述事故信号中得到时间标记成为可能。由此随后能够非常可靠地得到表征所述事故信号的时间点，以致依据该分析进行的触发将同样可靠。所述恒比甄别方法将在从属权利要求中的表现形式中定义。

在本发明中，控制装置理解为一种电气装置，其处理传感器信号，并据此产生用于人员保护装置的触发信号。这样的控制装置尤其是特有构建单元。然而其也能够以与其他控制装置共居的方式被安置在壳体内。

在此所述接口能够以硬件和/或软件方式呈现。所述接口尤其能够是ASICs***的一部分，其将控制装置的多个功能包含在芯片上。这些功能包括例如触发电路，它是一种逻辑电路，所述逻辑电路处理触发信号并据此闭合电控功率开关，以便例如将点火电流接通到安全气囊的点火元件，以致使所述点火元件点火并由此给安全气囊充气。然而所述触发电路也能够作为特有构建单元存在，例如作为特有的ASIC或者多个电气和/或电子构件的组合。此外分析电路也如分析模块能够以硬件和/或软件方式呈现。优选的设计方案是例如微控制器的处理器，其使得在该微控制器的软件中实现所述分析电路的功能以及在此尤其是所述分析模块的功能成为可能。除了所述分析模块还存在其他的模块，例如还存在接口模块，以便将用于触发电路的触发信号通过分析电路中的输出端传递至触发电路。所述触发信号在此能够作为软件指令传递，但也能够通过硬件线路冗余地传递，以保证该触发信号的可靠传递。由此得到该触发信号的尤其可靠的传递。

通过在从属权利要求中列举出的措施和改进方案能够有利地改进在独立权利要求中给出的用于触发车辆的人员保护装置的方法以及控制装置。

在此有利的是，如上所述，恒比甄别方法尤其被应用于区分26km/h和32km/h的正面碰撞，其中人员保护装置的触发仅在32km/h的正面碰撞的情况下进行。所述触发仅在其他条件如各个车辆乘客的最小重量被满足时实现。该应用示出了该方法的有效性。

此外有利的是，依据与对车辆的自身速度的检验以及与碰撞类型识别相结合的所述分析实现所述触发。即，只有当车辆的自身速度和该触发结果的碰撞类型识别也为开启时，所述分析作为结果才导致触发。例如接着能够检验自身速度是否位于预先给定的速度区内。对于碰撞类型识别，能够接着实现检验，是否存在需要进行人员保护装置的触发的碰撞类型。

除此之外有利的是，为了至少一个事故信号的分析，采用事故信号的第一和第二分量，且所述第一分量被延迟而所述第二分量被反相且被评估，且被如此改变的分量再被叠加，其中一阶导数为正的第一过零点被识别为碰撞时间，且依据该碰撞时间实现触发。在这里，所述分量仅是事故信号本身，所述事故信号在一路径上被延迟，并在第二路径中被反相且被评估，即例如被衰减。再将这些信号求和，则这一信号在例如加速度信号的峰值处显示一阶导数为正的过零点。由此得到碰撞时间，所述碰撞时间例如在该时间标记与噪声阈值被所述至少一个事故信号超过之间被给出。该碰撞时间随后例如被用作区分26km/h的正面碰撞和32km/h的正面碰撞的量。所述碰撞时间相应地是第一特征的变形事件出现的时间，如例如由于在正面碰撞情况下撞在发动机组上而导致的延迟的上升。该时间从碰撞开始被确定，其中所述碰撞开始是这样定义的，即例如3-6g的噪声阈值被加速度信号超过。然而也给出了其他的可能性来定义所述碰撞开始。

此外有利的是，通过在噪声阈值被所述至少一个事故信号超过和所述第一过零点之间的持续时间来确定所述碰撞时间，正如其被给出的那样。然而除了噪声阈值的超过还能够将其他的标准用作持续时间的开始。

所述至少一个事故信号有利地在所述分析之前被低通滤波和/或在其上升沿方面被限幅。这减少了能干扰所述分析的信号分量。由此依据本发明的方法被设计得更可靠。

如上所述，采用恒比甄别方法的分析能够有利地被应用于碰撞类型确定和/或碰撞程度确定，以便在此实现相邻的碰撞分类或碰撞类型之间准确的分辨。碰撞类型理解为例如正面-/、斜角-/、偏置-/、侧面碰撞-/或翻滚过程或者尾部碰撞。碰撞程度理解为在车辆乘员上的影响的大小，即车辆乘员由于事故承受怎样的加速度。

此外有利的是，加速度信号和/或其第一或第二积分被应用为所述至少一个事故信号。在第一积分的情况下确定速度减小量而在第二积分的情况下确定车辆乘员的前移量。所述前移量是在如下假设的情况下被确定的，即乘员被理想化为自由活动的重心。

最后还有利的是，针对第二安全气囊等级的不依赖于时间的开启阈值被应用于所述至少一个事故信号。例如对于算法中的参考时间有错误的情况例如在后续事件中，这使得实现不依赖于时间的复位阈值成为可能，以便在高碰撞强度的情况下确定不抑制该第二安全气囊等级或其他合适的人员保护装置。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出，并在下面的说明书中对其进行详细解释。附图中：

图1示出了车辆中具有相连接的元件的依据本发明的控制装置，

图2示出了依据本发明的方法的流程图，

图3示出了加速度时间图，

图4示出了另一个加速度时间图，

图5示出了电路方框图，

图6示出了另一个电路方框图，

图7示出了另一个电路方框图，

图8示出了另一个电路方框图，

图9示出了另一个电路方框图，以及

图10示出了另一个电路方框图。

具体实施方式

图1在电路方框图中示出了车辆FZ，示意性地示出具有依据本发明的控制装置SG以及人员保护装置PS，在所述控制装置SG上连接有事故传感装置US。在这里仅示出了对于本发明的理解不可缺少的组件。其他对于依据本发明的控制装置的运行必要的、但对于本发明的理解没有贡献的组件出于简化原因被省去。其中包括例如电源或冗余的分析路径。

所述控制装置SG通过接口IF获得来自事故传感装置US的事故信号，所述接口IF能够是例如控制装置SG中的ASICs***的一部分。所述事故传感装置US能够涉及所有可能类型的事故传感器，尤其也能够涉及这些传感器的组合，所述传感器包括在车辆侧面、在车辆正面、在车辆通道处的加速度传感器、用于低加速度情况的ESP加速度传感器、在所有空间方向上的旋转运动传感器、固体声传感装置、用于记录侧面碰撞的空气压力传感器以及各种类型的环境传感装置如雷达、光雷达或者超声波。在此也能包含视频。

来自这些环境传感装置的数据优选地被数字式地传递，例如通过点对点连接，但在这里也能够通过传感器总线。所述传感装置的一部分能够位于所述控制装置SG自身的内部。尤其是，固体声传感装置、用于高的和低的加速度的加速度传感器以及旋转运动传感器能够位于所述控制装置SG自身的内部并能够在此以较高的采样频率进行采样。然而这里所述传感装置示例性地被示出在所述控制装置SG的外部。

所述接口IF将接收到的数据转换成适合于控制装置内传递方法的格式。例如通过所谓的SPI(串行外设接口总线)的传递。微控制器μC作为分析电路随后从接口IF获得这些数据。微控制器μC将这些事故信号尤其提供给分析模块AM，以便用恒比甄别方法确定时间标记，以便由此推导出自碰撞开始的碰撞时间。所述事故信号在该分析之前例如已在事故传感装置US自身中或在接口IF中或在微控制器μC中被预处理。该预处理包括例如低通滤波和/或通过信号上升沿的限幅滤波，所述低通滤波也能够以软件技术即数字式地实现，所述限幅滤波被公知为所谓的转换速度限幅。其他的预处理，例如在频域和时域中最不同的滤波，也是可能的。

所述分析模块AM随后在所述事故信号上执行恒比甄别方法并由此确定时间标记，随后从所述时间标记中最终能够推导出碰撞时间。所述碰撞时间随后例如确定，涉及26km/h还是32km/h的正面碰撞。在32km/h的正面碰撞情况下，由微控制器μC产生触发信号，并传输给触发电路FLIC，如上所述，所述触发电路FLIC能够是所述ASICs***的一部分。

依据这一触发信号所述触发电路FLIC导致确定的人员保护装置的激活，所述激活通过所述触发信号表明并且如有可能也通过所述触发的强度表明。时间上的顺序也能够被存放在所述触发信号中。

这随后导致人员保护装置的可靠的并且时间上优化的触发，以保护车辆乘员。

图2在流程图中示出了依据本发明的方法。在方法步骤200中由接口IF在从事故传感装置US接收之后提供事故信号。这在方法步骤201中被预处理，其中所述预处理能够已经在所述传感装置中或在所述接口IF或者其他其间连接的构件或者作为分析电路的微控制器μC中实现。如上所述，所述预处理通常是低通滤波。然而其也能够涉及上升沿的限幅或者其他的信号预处理，例如带通滤波。

随后在方法步骤202中在分析模块AM中实现恒比甄别方法在被如此预处理的事故信号上的应用。由此能够确定碰撞时间，并且接着在方法步骤203中检验该碰撞时间，看是否存在人员保护装置PS的触发情况。如果不存在触发情况，则本方法在方法步骤204中结束。然而如果存在触发情况，则在方法步骤205中实现人员保护装置的相应的触发。

图3示出了加速度时间图，以说明各种信号和恒比甄别方法的应用。例如通过低通滤波预处理的车辆纵向上的加速度信号用作输入信号300，其在控制装置SG内部通过加速度传感器或者传感装置得到。其替代方案已在上文给出。

在两条并行路径中，所述输入信号300一方面借助延迟元件在时间上被延迟，301。该延迟能够作为应用参数被调整。其也能够在运行中自适应地被调节。

在另一个子路径中，所述输入信号被反相并以＜1的因数衰减，304。衰减因数同样也是能够作为应用参数或者自适应地被调整。

通过信号301和304的叠加产生恒比甄别信号302。借助恒比甄别信号302检测所述输入信号300中的峰值的时间点，即当恒比甄别信号302具有正的过零点时。这通过与坐标轴平行的虚线305表示。在此要注意的是，所述峰值和所述过零点并不完全重合。至少所述过零点的时间点相对于峰值保持近似恒定，即不依赖于输入信号的信号幅度。

用于不同的车辆平台的所述碰撞信号的分析示出：在32km/h的正面碰撞情况下，待检测的峰值比在26km/h的正面碰撞情况下时间上出现得早，即在较小的作为碰撞开始的参考时间的算法计时器的值时出现。

图4在另一个加速度时间图示出这一点。曲线400示出了32km/h的正面碰撞，其第一峰值在时间T1处。与之相反，曲线401示出了具有峰值T2的26km/h的正面碰撞，所述峰值T2在时间T1之后出现。

如果检测到的峰值的时间点位于适用的最小-最大-间隔之内或之外，则实现将各个事故类型分配到所述两个类型26km/h的正面碰撞以及32km/h的正面碰撞中的一个。

图5示出了具有用于依据本发明的控制装置的各种子路径的电路方框图。仅当所有子路径500至504具有相应的预先确定的逻辑信号时，通过“与”门509将标识510置位，所述标识510导致人员保护装置的触发。这一在触发算法中被应用于抑制第二安全气囊等级的所谓的低风险标识510仅在所有子路径均已满足时才得到满足。

当车辆的自身速度处于适用的速度区内时，路径500示出逻辑1。

当由车辆纵向上的加速度信号自碰撞开始积分而得到的速度减小量小于适用的上限时，路径501示出逻辑0。该逻辑0或者当所述情况没有出现时逻辑1随后在其到达“与”门509之前通过反相器506反相。

路径502排除斜角-和偏置碰撞，以使得其涉及正面碰撞、所谓的完全正面碰撞，其引起相应的触发。即如果检测到偏置或者斜角，则得到逻辑1，所述逻辑1通过反相器505反相。

路径503涉及依据本发明的分析，当检测到32km/h的正面碰撞时，所述分析输出逻辑1。这随后被反相并随后相应地导致在低风险标识501中不抑制第二安全气囊等级。在路径504中设置有复位级，其具有与不依赖于时间的复位阈值，以便在高的碰撞阈值情况下最终不抑制第二安全气囊等级。即如果该阈值被超过，则得到逻辑1。这在反相器508中反相并随后同样导致不将所述低风险标识置位，即第二安全气囊等级不被抑制。

图6示出了依据本发明的用于分析事故信号的恒比甄别方法的电路方框图。依据本发明的分析在例如被低通滤波的控制装置中的加速度传感器在车辆纵向上测量的加速度信号中寻找特征峰值，并检验所述峰值的时间点是否位于适用的时间窗内。该加速度的原始信号首先被低通滤波，其中这里也能用截止频率。通过多路转换器605从信号源600至604中选出相应的信号。所述信号源600至604是用各自不同的截止频率低通滤波的控制装置中的加速度传感器的加速度信号。简化地能够用代表低通-/转换速度或者其他滤波的单一模块取代预处理600-605。紧接着的信号限幅装置606向上和向下(下限＝0以抑制负的信号分量)对所述信号进行限幅。所述经低通滤波的和被限幅的加速度信号随后能够被给到路径608和输出612上。

在路径608中在模块611中实现信号延迟，以致随后得到时间延迟的信号613。

在图7中在另一个电路方框图中说明了另一种信号处理。在此，采用经低通滤波的加速度信号701和经时间延迟的加速度信号700。这随后进入块702，其进行恒比甄别信号的计算。这将在图8中进一步解释。在阈值比较器706中将所述加速度信号701与阈值705比较，以便去掉加速度信号中不期望的峰值。

在从模块702接收恒比甄别信号的模块703中，接着关于正的过零点检验该信号。这将在图9中进一步解释。来自模块703的该过零点随后被给到“与”门704，阈值比较器706的输出信号也进入所述“与”门704，所述阈值比较器706仅在阈值705被超过时开启所述“与”门。所述“与”门704的输出信号随后到达模块707，其确定时间标记，其中附加地信号708和709也进入其中。所述信号708是算法计时器，其例如随着噪声阈值被超过而启动。所述信号709是输出信号710在时间上被延迟一个周期的值，所述输出信号710对应于在图5中示出的信号503。在此其涉及当检测到32km/h的正面碰撞时输出逻辑1的那个信号。

图8在电路方框图中示出了恒比甄别信号的确定。经低通滤波的加速度信号800到达乘法器802并在此与衰减因数801相乘，其中该衰减因数801＜1，以致得到衰减。该经衰减的信号随后首先进入反相器805，以致得到反相。

在反相器805之后经反相的信号随后在加法器807中与延迟的加速度信号806相加。由此随后得到待求值808。

图9详细地解释模块703。在此计算所得的恒比甄别信号900到达延迟元件901和阈值比较器904。在阈值比较器904中进行与0值的比较。经延迟的值901进入阈值比较器902，在此用阈值0检验经延迟的阈值是否＞0。阈值比较器902和904的输出进入“与”门906。由此实现，当信号900的符号由-向+变化时准确地得到正的过零点。

在成功的峰值识别之后，相对于可用的阈值对算法计时器708进行分析。这将在图10中进一步解释。在过零点识别信号101假定为逻辑值1的情况下，开关106在此允许算法计时器100通过，否则，开关106输出恒定输出值105＝0。开关106的输出信号在阈值判决器112中相对于阈值107被检验以及同时在阈值判决器113中相对于阈值108被检验。这些阈值判决器的输出信号在“与”门114中相互组合，并且该“与”门114的输出信号进入“或”门115。所述“或”门115此外接收信号109作为第二输入，其由“或”门115的信号116的时间上的延迟，直到下一次转变到算法复位，在转变到算法复位时信号109被复位至0。出于简化原因未详细示出信号109至0的复位。总的来说，“或”门的输出116说明算法计时器100的当前值是否位于适用的时间范围内，所述适用的时间范围通过阈值107和108限定。如果是这种情况，则标识116一直被置为真，即逻辑1。

Claims (10)

1.一种用于触发车辆(FZ)的人员保护装置(PS)的方法，其特征在于，依据借助恒比甄别方法的对至少一个事故信号的分析实现所述触发。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒比甄别方法被应用于区分26km/h的正面碰撞和32km/h的正面碰撞，其中仅在所述32km/h的正面碰撞的情况下进行所述触发。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，依据与对车辆的自身速度的检验和/或与碰撞类型识别相结合的所述分析实现所述触发。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了所述至少一个事故信号的分析，所述至少一个事故信号被分为第一和第二分量，所述第一分量被延迟而所述第二分量被反相且被评估，且所述被如此改变的分量再被叠加，其中一阶导数为正的第一过零点被识别为碰撞时间，且依据此碰撞时间实现所述触发。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过在噪声阈值被所述至少一个事故信号超过和所述第一过零点之间的持续时间来确定所述碰撞时间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个事故信号在所述分析之前被低通滤波和/或在上升沿方面被限幅。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析被应用于碰撞类型确定和/或碰撞程度确定。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，加速度信号和/或其第一和/或第二积分被应用为所述至少一个事故信号。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针对第二安全气囊等级的不依赖于时间的开启阈值被应用于所述至少一个事故信号。

10.一种用于触发车辆(FZ)的人员保护装置的控制装置(SG)，具有：

-接口(IF)，其提供至少一个事故信号，

-分析电路(μC)，其具有分析模块(AM)，所述分析模块(AM)依据借助恒比甄别方法的对所述至少一个事故信号的分析产生触发信号，

-触发电路(FLIC)，其依据所述触发信号触发所述人员保护装置(PS)。

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