DE102007032742B4 - Method and control device for controlling personal protective equipment for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln (PS) für ein Fahrzeug (Fz) mit folgenden Verfahrensschritten: – Erzeugen von einem Vektor (300) mit mindestens zwei unterschiedlich, von wenigstens einem Beschleunigungssignal (a) abgeleiteten Größen – Ansteuern der Personenschutzmittel (PS) in Abhängigkeit von einem Vergleich des Vektors (300) mit einer Schwellenfunktion (SF) – Verändern der Schwellenfunktion (SF) in Abhängigkeit von einer Addonfunktion (302), die in Abhängigkeit von wenigstens einem Precrashsignal eingestellt wird.Method for controlling personal protective equipment (PS) for a vehicle (Fz) with the following method steps: - Generating a vector (300) with at least two variables derived from at least one acceleration signal (a) - driving the personal protection device (PS) as a function of a comparison of the vector (300) with a threshold function (SF) - changing the threshold function (SF) in dependence on an addon function (302), which is set in dependence on at least one precrash signal.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method and a control device for controlling personal protective equipment for a vehicle according to the preamble of the independent claims.
Aus
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass ein Vektor mit mindestens zwei unterschiedlichen, von wenigstens einem Beschleunigungssignal abgeleiteten Größen als Crashsignal verwendet wird und damit eine zeitunabhängigere und genauere Entscheidung zur Ansteuerung der Personenschutzmittel möglich ist. Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuergerät den Vorteil, dass die Schwellenfunktion mit der die Ansteuerungsentscheidung durch Vergleich mit dem Vektor getroffen wird, in Abhängigkeit von einer Addonfunktion verändert wird, die in Abhängigkeit von wenigstens einem Precrashsignal eingestellt wird.The inventive method and the control device according to the invention for controlling personal protection means for a vehicle with the features of the independent claims have the advantage that a vector with at least two different, derived from at least one acceleration signal variables is used as a crash signal and thus a zeitunabhängigere and more accurate Decision to control the personal protection is possible. In addition, the method according to the invention or the control unit according to the invention has the advantage that the threshold function with which the drive decision is made by comparison with the vector is changed as a function of an addon function which is set as a function of at least one precrash signal.
Hiermit wird demnach vermieden, dass ein eigener Precrashalgorithmus berechnet werden muss. Damit muss nicht jeder Algorithmus eine eigenständige Auslöse- bzw. Ansteuerungsentscheidung treffen. Durch die Addonfunktionen kann das erfindungsgemäße Verfahren den Gegebenheiten besser angepasst werden. Die Geschwindigkeit ist nämlich ein Maß für die Crashschwere. Bei einer hohen Aufprallgeschwindigkeit ist die Crashschwere hoch. Auch die Unterscheidung zwischen Voll- und Teilüberdeckung kann anhand des Precrashsignals verbessert werden.Thus, this avoids that a separate Precrashalgorithmus must be calculated. Thus, not every algorithm has to make its own trigger or control decision. By means of the addon functions, the method according to the invention can be better adapted to the circumstances. Speed is a measure of crash severity. At a high impact speed, the crash severity is high. The distinction between full and partial coverage can also be improved on the basis of the precrash signal.
Vorteilhaft ist, dass nur ein Algorithmus implementiert und berechnet werden muss. Dies führt zu Einsparungen an Rechenzeit, wodurch ein kleinerer Prozessor als Auswerteschaltung benutzt werden kann. Die Addonfunktionen lassen sich auch einfach applizieren, da die Auswirkung der Precrashsignale auf den Hauptalgorithmus direkt abgelesen werden kann. Die Verknüpfung der Precrashsignale erfolgt dabei im gleichen Verfahren wie die Fusion mit anderen Sensorinformationen wie beispielsweise Signalen von externen Beschleunigungssensoren.It is advantageous that only one algorithm has to be implemented and calculated. This leads to savings in computation time, whereby a smaller processor can be used as an evaluation circuit. The addon functions can also be applied simply because the effect of the precrash signals on the main algorithm can be read directly. The combination of the precrash signals is carried out in the same method as the fusion with other sensor information such as signals from external acceleration sensors.
Vorliegend bedeutet Ansteuern von Personenschutzmitteln das Aktivieren dieser Personenschutzmittel beispielsweise die Bestromung eines Zündelements für einen Airbag. Personenschutzmittel sind vorwiegend Airbags, Gurtstraffer, crashaktive Kopfstützen, Außenschutzmittel wie Fußgängerschutzmittel, crashaktive Sitzkomponenten usw. Zu den Personenschutzmitteln können auch aktive Schutzmittel, wie Bremsen oder eine Fahrdynamikregelung zählen.In the present case, activation of personal protection means activating this personal protection means, for example, the energization of an ignition element for an airbag. Personal protection means are mainly airbags, belt tensioners, crash-active headrests, external protection means such as pedestrian protection, crash-active seat components, etc. The personal protection means can also include active protection means, such as brakes or a vehicle dynamics control.
Die zwei unterschiedlichen, von wenigstens einem Beschleunigungssignal abgeleiteten Größen sind beispielsweise die Beschleunigung selbst, die Geschwindigkeit, die durch Integration des Beschleunigungssignal erzeugt wurde oder die Vorverlagerung, die durch zweifache Integration des Beschleunigungssignals erzeugt wird. Mit Integrieren ist hier pragmatisch und rechentechnisch ein Integrieren zu verstehen. Gleichbedeutend ist eine Mittelwertbildung, eine Aufsummierung oder ähnliche Mittel. Der Vektor wird üblicher Weise mit zwei Komponenten verwendet, es ist jedoch möglich, mehrere Komponenten zu verwenden. Das Beschleunigungssignal kann von einer Beschleunigungssensorik oder mehreren Beschleunigungssensoriken stammen, die im Fahrzeug angeordnet sind. Diese Beschleunigungssensoriken können sich innerhalb und/oder außerhalb des Steuergeräts befinden. Die Beschleunigungssensoren sind üblicher Weise elektronische Beschleunigungssensoren, die mikromechanisch hergestellt werden. Zusätzlich oder anstatt ist es möglich, mechanisch hergestellte Beschleunigungssensoren, zu denen auch Beschleunigungsschalter gehören, zu verwenden.The two different quantities derived from at least one acceleration signal are, for example, the acceleration itself, the speed generated by integration of the acceleration signal or the forward displacement generated by two-fold integration of the acceleration signal. Integrating here means pragmatic and computational integration. Equally meaningful is an averaging, a summation or similar means. The vector is commonly used with two components, but it is possible to use multiple components. The acceleration signal can come from an acceleration sensor system or several acceleration sensor systems that are arranged in the vehicle. These acceleration sensor systems may be located inside and / or outside the controller. The acceleration sensors are usually electronic acceleration sensors, which are manufactured micromechanically. Additionally or instead, it is possible to use mechanically manufactured acceleration sensors, which include acceleration switches.
Die Schwellenfunktion ist eine im zweidimensionalen Fall vorgegebene Schwellwertkurve, die formelmäßig oder datenmäßig vorliegt. Bei einem höherdimensionalen Vektor ist es möglich, eine entsprechende Schwellenfläche oder einen Schwellenkörper vorzusehen.The threshold function is a threshold value curve given in the two-dimensional case, which is present in terms of formula or data. For a higher dimensional vector, it is possible to provide a corresponding threshold area or a threshold body.
Unter einer Addonfunktion ist eine solche Funktion gemeint, die zu einer Veränderung der Schwellenfunktion führt. Das heißt, es kann im einfachsten Fall ein fester Wert zu jedem Wert der Schwellenfunktion hinzuaddiert werden. Es ist jedoch möglich, dass dieser Wert nicht für alle Werte der Schwellenfunktion gleich ist. Unter einem Precrashsignal wird vorliegend ein einziges oder eine Mehrzahl von Daten von einer Precrashsensorik, die auch verteilt im Fahrzeug sein kann, verstanden. Eine Precrashsensorik ist üblicher Weise eine Radarsensorik, aber auch Lidar, Ultraschall und/oder Video sind möglich.By an addon function is meant such a function which leads to a change of the threshold function. That is, in the simplest case, a fixed value can be added to each value of the threshold function. However, it is possible that this value is not the same for all values of the threshold function. In the present case, a single or a plurality of data is understood by a precrash signal to be from a precrash sensor system, which can also be distributed in the vehicle. A precrash sensor is usually a radar sensor, but also lidar, ultrasound and / or video are possible.
Sind die Sensoriken außerhalb des Steuergeräts angeordnet, dann sind im Steuergerät Schnittstellen vorgesehen, die die Signale dieser außerhalb des Steuergeräts befindlichen Sensoriken bereitstellen. Solche Schnittstellen können hard- und/oder softwaremäßig ausgeführt sein. Bei einer hardwaremäßigen Realisierung sind integrierte Schaltkreise üblich. Es ist jedoch möglich, mehrere integrierte Schaltkreise für eine Schnittstelle oder auch eine Kombination aus integrierten Schaltkreisen und diskreten Bauelementen vorzusehen. Auch ein Aufbau aus lediglich diskreten Bauelementen ist möglich. If the sensors are arranged outside the control unit, then interfaces are provided in the control unit which provide the signals of these sensors located outside the control unit. Such interfaces can be designed in hardware and / or software. In a hardware implementation, integrated circuits are common. However, it is possible to provide a plurality of integrated circuits for an interface or even a combination of integrated circuits and discrete components. A construction of only discrete components is possible.
Die Auswerteschaltung ist üblicher Weise ein Prozessor und dabei in beispielsweise Airbagsteuergeräten ein Mikrocontroller. Aber auch andere Prozessortypen sind möglich. Es ist auch möglich, einen ASIC, also eine Anwenderorientierte Schaltung vorzusehen, die entsprechende Funktionen, die zur Auswertegröße genügen, hardwaremäßig aufweist. Die Auswerteschaltung kann beispielsweise auch als Softwareprogramm auf einem Prozessor vorhanden sein, der auch andere Funktionen ausführt.The evaluation circuit is usually a processor and in this example in airbag control units, a microcontroller. But other types of processors are possible. It is also possible to provide an ASIC, that is to say a user-oriented circuit, which has corresponding functions, which satisfy the evaluation value, in terms of hardware. The evaluation circuit can also be present, for example, as a software program on a processor which also performs other functions.
Das Vektormodul, das Vergleichsmodul, das Veränderungsmodul sind beispielsweise als Softwaremodule ausgeführt. Es kann sich jedoch auch dabei um Hardwaremodule handeln, das sind also Abschnitte der Auswerteschaltung, die voneinander getrennt sind. Auch eine Kombination aus Hardware und Software ist vorliegend möglich.The vector module, the comparison module, the modification module are designed, for example, as software modules. However, these may also be hardware modules, ie these are sections of the evaluation circuit that are separated from one another. A combination of hardware and software is possible in the present case.
Bei der Ansteuerschaltung kann es sich ebenfalls um eine Zusammenschaltung von mehreren integrierten Schaltkreisen, wie beispielsweise Leistungsschaltern aufweisen, handeln. Auch hier ist ein einziger integrierter Schaltkreis oder eine Kombination mit diskreten Bauelementen oder weitere, leicht verständliche Varianten möglich. Die Ansteuerschaltung führt zum Aktivieren der Personenschutzmittel, indem beispielsweise Zündelemente, die den Personenschutzmitteln zugeordnet sind, durch das Schließen der Leistungsschalter mit Zündenergie bestromt werden.The drive circuit may also be an interconnection of several integrated circuits, such as circuit breakers. Again, a single integrated circuit or a combination with discrete components or other, easily understood variants is possible. The drive circuit leads to activating the personal protection means, for example, by ignition elements, which are assigned to the personal protection means, are energized by the closing of the circuit breaker with ignition energy.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des erfindungsgemäßen Steuergeräts bzw. Verfahrens zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims make possible advantageous improvements of the control device or method according to the invention for controlling personal protection devices.
Vorteilhaft ist, dass als das wenigstens eine Precrashsignal eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und wenigstens einem Aufprallobjekt und/oder ein Aufprallwinkel und/oder ein Überlappungsbereich und/oder ein Offset und/oder eine Masse des Objekts verwendet werden. Der Überlappungsbereich bedeutet, dass beispielsweise bei einem 40% Fahrzeug-Fahrzeug-Crash 40% des Fahrzeugs getroffen werden. Unter einem Offset ist bei einem Pfahlcrash zu verstehen, wo der Pfahl auf das Fahrzeug trifft, Mitte, rechts, links. Der Aufprallwinkel lässt sich folgendermaßen erklären: An einer Kreuzung bewegen sich die Fahrzeuge typischerweise nicht gerade aufeinander, sondern in einem Winkel zueinander.It is advantageous that a relative speed between the vehicle and at least one impact object and / or an impact angle and / or an overlap area and / or an offset and / or a mass of the object are used as the at least one precrash signal. The overlap area means that, for example, 40% of the vehicle is hit in a 40% vehicle-to-vehicle crash. An offset is to be understood in a pile crash where the pile meets the vehicle, center, right, left. The impact angle can be explained as follows: At an intersection, the vehicles typically do not move in a straight line but at an angle to each other.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Addonfunktion nur dann zur Veränderung der Schwellenfunktion verwendet wird, wenn wenigstens eine der wenigstens zwei Größen einem jeweiligen Schwellwert für eine vorgegebene Zeit überschritten hat. Damit liegt eine Relevanzprüfung vor, womit vorliegend ein Schalter im Steuergerät in der Auswerteschaltung dann betätigt wird, wenn das Beschleunigungssignal oder eine davon abgeleitete Größe einen gewissen Wert erreicht hat. Dies spart Rechenzeit und führt zu einer besseren Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Steuergeräts. Dies sollte insbesondere für eine vorgegebene Zeit vorliegen und zwar das Überschreiten der Schwelle, damit nicht kurzfristige Ereignisse bereits zu einem Aktivieren der Addonfunktionen führen. Der Schalter kann dabei software- und/oder hardwaremäßig ausgebildet sein.Furthermore, it is advantageous that the addon function is only used for changing the threshold function if at least one of the at least two variables has exceeded a respective threshold value for a predetermined time. This is a relevance test, which in the present case a switch in the control unit in the evaluation circuit is then actuated when the acceleration signal or a value derived therefrom has reached a certain value. This saves computing time and leads to a better efficiency of the method according to the invention or the control device according to the invention. This should be present, in particular, for a given time, namely the crossing of the threshold, so that short-term events do not lead to activation of the add-on functions. The switch can be designed software and / or hardware.
Vorteilhafter Weise kann das wenigstens eine Precrashsignal klassifiziert werden und die Addonfunktion wird in Abhängigkeit von dieser Klassifizierung eingestellt. Dabei kann eine Klassifizierung von fünf Klassen vorgesehen sein, die eine einfache Implementierung und ein effizientes Ergebnis beim Ablauf des Verfahrens bewirkt. Mit Klassifizierung ist gemeint, dass beispielsweise die Relativgeschwindigkeit in Bereiche unterteilt wird. Innerhalb eines Bereichs wird die Schwellfunktion mit dem selben Wert verändert. Es kommt somit eine Stufenfunktion zustande.Advantageously, the at least one precrash signal can be classified and the addon function is set in dependence on this classification. In this case, a classification of five classes can be provided which brings about a simple implementation and an efficient result in the course of the method. By classification is meant, for example, that the relative velocity is divided into regions. Within a range the threshold function is changed with the same value. It thus comes about a step function.
Die Addonfunktion wird erst während des Crashs auf die Schwellfunktion addiert. Es muss auch erst ein Mindestwert, beispielsweise an Beschleunigung vorhanden sein, bevor der Zuschlag gemäß der Addonfunktion addiert wird. Der Zuschlag kann auch negativ sein.The addon function is only added to the threshold function during the crash. Also, there must first be a minimum value, for example acceleration, before the addition is added according to the add-on function. The surcharge can also be negative.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen
Die Precrashsensorik PC1 und PC2 als Radarsensorik ist über Datenleitungen an eine Schnittstelle IF2 im Steuergerät SG angeschlossen. Diese Datenleitung ermöglichen eine Punkt-zu-Punkt-Übertragung von der Precrashsensorik PC1, PC2 an die Schnittstelle IF2. Dabei kann beispielsweise eine Modulation des Ruhestroms zur Ausprägung der Daten vorliegen.The precrash sensor system PC1 and PC2 as radar sensor system is connected via data lines to an interface IF2 in the control unit SG. This data line enables a point-to-point transmission from the precrash sensor system PC1, PC2 to the interface IF2. In this case, for example, there may be a modulation of the quiescent current for the expression of the data.
In Abhängigkeit von diesen Sensorsignalen und von einem Beschleunigungssignal innerhalb des Steuergeräts SG von einer in Steuergerät SG befindlichen Beschleunigungssensorik ACC2 bestimmt der Mikrocontroller μC als Auswerteschaltung, ob die Personenschutzmittel anzusteuern sind oder nicht. Gelangt der Mikrocontroller μC zu dem Ergebnis, dass eine Ansteuerung der Personenschutzmittel und gegebenenfalls welcher erfolgen soll, dann überträgt er einen entsprechenden Softwarebefehl, der hardwaremäßig abgesichert ist, an die Ansteuerschaltung FLIC.As a function of these sensor signals and of an acceleration signal within the control unit SG from an acceleration sensor ACC2 located in the control unit SG, the microcontroller .mu.C determines as the evaluation circuit whether the personal protection means are to be controlled or not. If the microcontroller .mu.C reaches the conclusion that an activation of the personal protection means and possibly which should take place, then it transmits a corresponding software command, which is secured in hardware, to the drive circuit FLIC.
Die Ansteuerschaltung FLIC bewirkt dann die Aktivierung der Personenschutzmittel PS in der oben beschriebenen Art und Weise.The drive circuit FLIC then causes the activation of the personal protection means PS in the manner described above.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Mikrocontroller den Auslöseralgorithmus anhand eines Vektors mit mindestens zwei Größen, die vom Beschleunigungssignalen abgeleitet wurden, berechnet. Anhand der Precrashsignale PC1 und PC2, die beispielsweise die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug FZ und dem Aufprallobjekt beschreiben, wird eine Addonfunktion eingestellt, die zu einer Änderung der Schwellenfunktion führt, wobei die Schwellenfunktion im Hauptalgorithmus mit dem Vektor verglichen wird, um festzustellen ob ein oder mehrere Personenschutzmittel anzusteuern sind oder nicht.According to the invention, the microcontroller calculates the triggering algorithm on the basis of a vector having at least two variables derived from the acceleration signals. Using the precrash signals PC1 and PC2, which describe, for example, the relative speed between the vehicle FZ and the impact object, an addon function is set, which leads to a change of the threshold function, wherein the threshold function is compared in the main algorithm with the vector to determine whether one or more Personal protection products are to be controlled or not.
Es ist alternativ möglich, dass zumindest Teile dieser Module auf getrennten oder gemeinsamen Hardwarestrukturen aufgebaut sind.It is alternatively possible that at least parts of these modules are based on separate or common hardware structures.
Je nach dem Wert des Precrashsignals kann die Schwelle im Hauptalgorithmus (Modul
In den Hauptalgorithmus
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