專利名稱：識別碰撞的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明以按照獨立權(quán)利要求種類的、用于識別碰撞的方法為出發(fā)點。
從DE 100 57 258 C1中公開了一個借助于一個溫度傳感器的用于側(cè)面碰撞識別的方法，該傳感器測量在汽車側(cè)面變形時絕熱的溫度升高。對此確定絕對的溫度升高和溫度梯度。該值與預(yù)先確定的閾值進行對比，以便確定是否是一個側(cè)面碰撞。如果超過這兩個閾值，則當然存在側(cè)面碰撞，其中用一個加速傳感器實施合理化(Plau-sibilisierung)。根據(jù)該合理化和碰撞信號也許能夠控制保持裝置(Rueckhaltemittel)。
從EP 667 822 B1中公開了一個壓力傳感器，該傳感器把在汽車車身的盡可能封閉的側(cè)面上絕熱的壓力增高識別為一個碰撞的評估參數(shù)。在此也設(shè)置一個合理性傳感器(Plausibilitaetssensor)。對此可以設(shè)置一個一千赫茲以下的信號濾波裝置。
從DE 198 30 835 C2中公開了一種用于觸發(fā)保持裝置的方法，其中傳感器設(shè)備提供一個壓力信號。識別碰撞的算法應(yīng)用一個根據(jù)壓力信號的變化的可變閾值。
從DE 196 19 468 C1中公開了一個用于觸發(fā)一個保持裝置的方法，該保持裝置用于防止汽車的側(cè)面碰撞，在該方法中根據(jù)壓力信號的平均值信號和壓力信號的升高來觸發(fā)一個保持裝置。
在
背景技術(shù)：
中建議的、用于分析壓力信號或者溫度信號的算法的缺點是，存在一些非觸發(fā)情況，它們很難與真正的碰撞相區(qū)別。特別是足球擊中、腳踢、自行車碰撞或至少非常猛烈的敲門所產(chǎn)生壓力或者溫度信號，該信號一般很難與較低速度的樁碰撞(Pfahl-aufprall)分開。

發(fā)明內(nèi)容
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的具有獨立權(quán)利要求特征的、用于識別碰撞的方法的優(yōu)點是，首先對壓力信號或者溫度信號進行大約400Hz的低通濾波，因為在壓力或者溫度信號中與碰撞有關(guān)的數(shù)據(jù)處在信號的低頻部分。此外低通濾波是絕對必要的，以便使信號導(dǎo)數(shù)的靈敏度與關(guān)心的信號特征的標度相諧調(diào)。特別是用第一對比來確定所述算法的靈敏度。如此調(diào)整閾值在正方向上而且在負方向上超過閾值的數(shù)值導(dǎo)致啟動具有另外對比的算法。剩余的對比可以是不同形式的，其中最簡單的對比是壓力或溫度信號本身。如果是與較硬的物體的快速碰撞或是斜碰撞、在該碰撞中稍后才擊中門，則這例如導(dǎo)致觸發(fā)或?qū)е聦τ谂鲎驳淖R別。如果應(yīng)用所述壓力改變或溫度改變，則因此識別快速的樁碰撞、也就是相對無阻礙的僅僅局部撞入汽車的碰撞。在第三路徑中一階導(dǎo)數(shù)和延遲的二階導(dǎo)數(shù)的積與一個閾值進行對比。這兩個導(dǎo)數(shù)、也就是一階和二階導(dǎo)數(shù)必須大于0。該路徑的目標是檢測較大的、由較強的升高產(chǎn)生的正曲率。一種可能性是描述的變型，可以考慮另外的變型。
通過低通濾波器和求導(dǎo)算符的一次或者二次應(yīng)用的組合產(chǎn)生所謂的具有一個或者兩個極小瞬間的子波濾波。粗略地說，具有一個極小瞬間的子波檢測具有某一標度的信號改變，而具有兩個極小瞬間的子波更確切地說檢測信號的曲率。如果正在撞入的物體撞到堅硬的結(jié)構(gòu)上、比如撞到一個B立柱或加固管上并由此減緩撞入，也就是減緩撞入到汽車中，則如此的信號曲線產(chǎn)生由較大升高得出的正曲率。如果相應(yīng)的結(jié)構(gòu)塌陷，則物體撞入越快。這種結(jié)果也可能由于要撞入物體的變形引起，在此如較軟的柵欄。在所謂的誤用-也就是由于足球、腳踢或自行車的錯誤觸發(fā)的情況下很少出現(xiàn)這種結(jié)果，因此給出一個非常好的標準以便分開臨界的誤用和例如緩慢的樁碰撞和軟的柵欄碰撞。所述誤用和觸發(fā)碰撞的分開必須通過算法實現(xiàn)，因為在所謂誤用的情況下合理性傳感器也會釋放。在靈敏度檢查導(dǎo)致超過靈敏度閾值之后，只需觸發(fā)這些路徑之一。也就是說或者信號本身、一階導(dǎo)數(shù)、或二階導(dǎo)數(shù)與一階導(dǎo)數(shù)相乘。
通過在從屬權(quán)利要求中提及的措施和改進方案能夠有益地改善在獨立權(quán)利要求中給出的、用于識別碰撞的方法。
特別有益的是，在時間變化過程中調(diào)整第一或至少第二閾值。也就是說根據(jù)壓力或溫度信號或其導(dǎo)數(shù)可以調(diào)整閾值，以便可以相應(yīng)地對某種情況做出反應(yīng)。例如如果識別了一種情況，該情況導(dǎo)致壓力或溫度升高并因此引起錯誤觸發(fā)，則在如此情況下可以對于某時間能夠提高閾值，以便然后再度降低該閾值。根據(jù)本發(fā)明的方法特別適合于識別側(cè)面碰撞。如果根據(jù)本發(fā)明的方法用于側(cè)面碰撞檢測，則正面碰撞信號也許可能影響到靈敏度。因此在碰撞的情況下可以防止正面碰撞無意地導(dǎo)致觸發(fā)側(cè)面碰撞保護裝置。


在附圖中示出了本發(fā)明的實施例，并且在下面的說明中進行詳細闡述。
附圖示出圖1根據(jù)本發(fā)明方法所使用的一個裝置的方框圖，圖2用于評估壓力傳感器的根據(jù)本發(fā)明的方法的方框圖，圖3用于評估溫度信號的根據(jù)本發(fā)明的方框圖，圖4一個典型的信號曲線。
具體實施例方式
圖1示出了一個裝置的方框圖，在該裝置上執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。用于評估絕熱的狀態(tài)改變的兩個碰撞傳感器1和2分別連接在控制設(shè)備3上。此外在控制設(shè)備3上經(jīng)過一個第三數(shù)據(jù)輸入端連接一個合理性傳感器4?？刂圃O(shè)備3經(jīng)過一個數(shù)據(jù)輸出端與一個保持系統(tǒng)連接?？刂圃O(shè)備3也可以最佳地與一個乘客分類裝置連接，如此僅僅觸發(fā)適合于各自乘客的保持裝置。
根據(jù)汽車部件中絕熱的狀態(tài)改變來提供信號的碰撞傳感器1和2是壓力傳感器或者是溫度傳感器。在此，傳感器布置在汽車部件中，該部件大部分是封閉的，如此在汽車部件變形時可以引起絕熱的壓力升高。這種碰撞傳感方式是最快的并且例如考慮加速度傳感器的信號。傳感器1和2具有一個信號處理機構(gòu)、一個模-數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個把信號傳輸給控制設(shè)備3的發(fā)送器組件。傳感器1和2由于其功能與控制設(shè)備3分散布置。如果傳感器1和2用作側(cè)面碰撞傳感器，那么將它們布置在汽車的側(cè)面，例如布置在門中。代替兩個側(cè)面碰撞傳感器也可以使用多個傳感器，例如用于每個側(cè)面、也就是四個。附加地還可以使用如此的傳感器用于尾部碰撞和正面碰撞。然后在控制設(shè)備3中評估傳感器信號，為此該控制設(shè)備具有一個處理器?？墒菫榱擞|發(fā)保持裝置、例如安全氣囊或安全帶，必須通過另一個傳感器4使傳感器1和2的信號合理化。為此應(yīng)用一個加速度傳感器?？蛇x擇地也能夠應(yīng)用固體聲傳感器或環(huán)境傳感器。傳感器4也可以具有一個信號處理機構(gòu)、一個模-數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個發(fā)送器組件，以便把其測量信號傳輸給控制設(shè)備3。可以分別微機械地實施傳感器1、2和4，因為這是一種以較高準確度生產(chǎn)較多件數(shù)的生產(chǎn)技術(shù)?？赡艿氖牵瑢鞲衅?布置在控制設(shè)備3中，更確切地說布置在同一外殼內(nèi)。分散的傳感器1、2和4在此經(jīng)過單向連接機構(gòu)與控制設(shè)備3相連接，也就是說傳感器1、2和4分別把其數(shù)據(jù)發(fā)送給控制設(shè)備，然后控制設(shè)備評估這些數(shù)據(jù)?？墒强刂圃O(shè)備3不向傳感器1、2和4發(fā)送數(shù)據(jù)。為此控制設(shè)備3把直流電流分別置于傳輸線上，傳感器1、2和4分別從該直流電流中獲取其能量。然后通過電流調(diào)制、例如幅度或脈寬調(diào)制將傳感器值調(diào)制到直流電流上?？蛇x擇地能夠分別應(yīng)用雙向連接裝置或一個總線，所述傳感器連接在該總線上。
圖2以方框圖示出了用于評估壓力信號的根據(jù)本發(fā)明的方法。壓力信號P提供給低通濾波器21中，因為在壓力信號中與碰撞有關(guān)的數(shù)據(jù)處于信號的低頻部分。因此在這個第一步驟中實施直到大約400Hz的低通濾波。對此該低通濾波主要是三級低通濾波，以便到達相應(yīng)的準確度。因為在該算法或方法中應(yīng)用一階和二階導(dǎo)數(shù)，所以低通濾波是絕對必要的，以便使導(dǎo)數(shù)的靈敏度與關(guān)心的信號特性的時間標度相一致。
然后低通濾波器201的信號到達一個靈敏度控制塊(Empfindlich-keitsblock)202、一個用于已濾波的壓力信號的閾值比較器203、另一個閾值比較器204-該比較器把壓力的時間導(dǎo)數(shù)與一個閾值進行對比、以及一個第三閾值比較器205-該比較器把壓力的二階導(dǎo)數(shù)和壓力的一階導(dǎo)數(shù)相乘后與另外的閾值進行對比。控制塊204和205分別具有微分功能，以便進行壓力在時間上的求導(dǎo)或者壓力在時間上的二階求導(dǎo)?？刂茐K202至205具有與時間有關(guān)的閾值，信號與這些閾值進行對比。閾值根據(jù)信號本身改變。對此考慮，在某一信號特征下必須考慮確定的物理情況，以便避免錯誤觸發(fā)。在靈敏度控制塊202中壓力信號P必須超過一個與時間有關(guān)的閾值，以便使控制塊203至205有效。所應(yīng)用的與時間有關(guān)的閾值在算法啟動后升高，并且可以在此后的過程中再度降低。這是合理的，因為特別是在這種碰撞的情況下-首先沒有撞到門并且在緩慢的碰撞中門變形持續(xù)稍長時間，因此信號由于門始終存在的未密封而沒有達到相應(yīng)于體積變化的壓力改變。
在控制塊203中應(yīng)用根據(jù)壓力信號本身的簡單的、與時間有關(guān)的閾值，并且另外用于觸發(fā)與堅硬物體的快速碰撞，即使在斜碰撞的情況下也是如此—在該碰撞中稍后才擊中門并且雖然不是絕對需要觸發(fā)安全氣囊，可是大多數(shù)情況下還是期望觸發(fā)，因為汽車可能損壞非常嚴重。對此一般可能導(dǎo)致徹底損壞。
在控制塊204中已濾波的壓力信號首先對時間進行一次微分。因此當然存在壓力改變、也就是說梯度。在控制塊204中根據(jù)這個壓力改變應(yīng)用另外與時間有關(guān)的閾值，該閾值根據(jù)壓力改變也可以再次改變。因此首先識別快速的樁碰撞，也就是識別與相對無阻礙地、僅僅局部撞入汽車中的物體進行的碰撞。
在控制塊205中設(shè)置根據(jù)壓力信號的一階導(dǎo)數(shù)與延遲的二階導(dǎo)數(shù)乘積的、與時間有關(guān)的閾值，這兩個導(dǎo)數(shù)必須大于0。為此控制塊205具有相應(yīng)的、壓力信號的一次和二次時間微分功能。對此應(yīng)當檢測由較大升高得出的較大正曲率。如果撞入的物體撞到堅硬的結(jié)構(gòu)、例如B立柱或加固管并且由此減緩撞入，則出現(xiàn)如此的信號曲線。如果相應(yīng)結(jié)構(gòu)塌陷，則物體撞擊越快，也可以通過撞擊物體、軟柵欄、汽車的變形引起這種結(jié)果。在例如由于足球、腳踢或自行車引起的錯誤觸發(fā)的情況下很少出現(xiàn)這樣的結(jié)果，這樣由此得出一種非常好的標準以便區(qū)分嚴格的錯誤觸發(fā)和例如緩慢的樁碰撞和軟的柵欄碰撞。必須通過算法區(qū)分錯誤觸發(fā)和觸發(fā)碰撞，因為在上述錯誤觸發(fā)的情況下釋放合理性傳感器、比如傳感器4。
通過低通濾波器201和在控制塊205中求導(dǎo)算符的一次或者二次應(yīng)用的組合產(chǎn)生具有一個或者兩個極小瞬間的子波濾波。粗略地說具有一個極小瞬間的子波檢測具有確定標度的信號變化，而具有兩個極小瞬間的子波檢測信號曲率。
控制塊202連接在一個與門207上，而控制塊203至205連接在一個或門206上?；蜷T206的輸出端然后連接在與門207的第二輸入端上。也就是說僅僅如果靈敏度202在其閾值對比時識別壓力信號高于第一閾值，并且至少控制塊203至205之一識別超過閾值，則在與門207的輸出端上存在邏輯1并且在控制塊208中做出觸發(fā)判斷，其中將合理性傳感器的信號共同包含在內(nèi)。
在圖3中示出了一個第二方框圖。在此示出了根據(jù)本發(fā)明的用于一個溫度傳感器的方法。由于上述原因?qū)囟刃盘朤提供給低通濾波器9。在此與碰撞有關(guān)的數(shù)據(jù)也處于低頻部分，例如在此也進行在大約400Hz處的低通濾波。同樣的濾波器適用于低通濾波，因為在此也使用一階和二階導(dǎo)數(shù)識別碰撞。已濾波的信號然后從低通濾波器9的輸出端發(fā)送給控制塊11至14。在控制塊11中確定根據(jù)本發(fā)明方法的靈敏度。在控制塊12中溫度和一個與時間有關(guān)的閾值對比。該閾值也可以根據(jù)當前的溫度信號進行改變。在控制塊13中溫度的導(dǎo)數(shù)再度和一個另外的、也與時間有關(guān)的閾值進行對比。在控制塊14中類似于壓力評估地形成溫度的一階導(dǎo)數(shù)與時間偏移的溫度的二階導(dǎo)數(shù)的乘積?？刂茐K12、13、和14連接在或門15的數(shù)據(jù)輸入端。或門15的輸出端連接與門16的第一數(shù)據(jù)輸入端，在與門的第二數(shù)據(jù)輸入端上連接靈敏度控制塊11。在控制塊17中進行合理化與碰撞識別。此外靈敏度控制塊11從正面安全氣囊10中獲得信號。
如果靈敏度11識別出信號超過閾值，而且根據(jù)數(shù)值、也就是在正向或負向上，那么控制塊12至14開始進行對比。如果未超過一個負的閾值，取決于這僅僅在關(guān)門時可能發(fā)生，因為門的內(nèi)殼由于其慣性輕輕地與門分離，如此在門的內(nèi)部產(chǎn)生負壓、也就是冷卻，這樣也開始對比。反回震動引起壓力升高、也就是溫升。如果這發(fā)生在啟動算法之后，該溫度升高很容易選出，因為一般不靈敏地調(diào)整閾值。
在控制塊11中確定算法的靈敏度，其中溫度必須超過與時間有關(guān)的閾值，以便使另外的三個控制塊12至14有效。該與時間有關(guān)的閾值受到一個附加的參數(shù)10影響，更確切地說受是否觸發(fā)正面安全氣囊的標記的影響。在這種情況下產(chǎn)生壓力波，該壓力波導(dǎo)致門體積的壓縮并因此導(dǎo)致溫度升高，由溫度傳感器記錄該溫度升高。由此該系統(tǒng)對于可能的側(cè)面撞擊較為靈敏。為了即使在緊接著的側(cè)面碰撞中也正確觸發(fā)，在控制塊11中對于壓力波的持續(xù)時間相應(yīng)地使與時間有關(guān)的閾值上升。
所應(yīng)用的與時間有關(guān)的閾值在啟動算法之后升高并且在此后過程中也可以再度降低。這是合理的，因為特別是在這種碰撞的情況下-該碰撞首先沒有撞到門并且在緩慢的碰撞中門變形持續(xù)稍長時間，因此信號由于門始終存在的未密封而沒有達到所期望的溫度改變。
在控制塊11中根據(jù)溫度信號應(yīng)用簡單的與時間有關(guān)的閾值，并且此外用于觸發(fā)與堅硬物體的快速碰撞，并且即使在斜碰撞的情況下-在該碰撞中稍后才擊中門并且雖然不是絕對需要觸發(fā)安全氣囊，可是大多數(shù)情況下還是期望觸發(fā)，因為汽車可能損壞非常嚴重。一般可能導(dǎo)致徹底損壞。
在控制塊13中根據(jù)溫度改變使用與時間有關(guān)的閾值。該路徑首先用于觸發(fā)快速的樁碰撞，也就是與這種物體的碰撞，該物體相對無阻礙地、僅僅局部撞入汽車中。
接下來的控制塊14是根據(jù)一階導(dǎo)數(shù)與延遲的二階導(dǎo)數(shù)乘積的、與時間有關(guān)的閾值，這兩個導(dǎo)數(shù)必須大于0。該控制塊14的目的是，檢測由強烈升高得出的較大正曲率。通過低通濾波器和求導(dǎo)算符的一次或者二次應(yīng)用的組合產(chǎn)生具有一個或者兩個極小瞬間的子波濾波。粗略地說具有一個極小瞬間的子波檢測具有某一標度的信號變化，而一個具有兩個極小瞬間的子波用于檢測信號曲率。如果撞入的物體撞到堅硬的結(jié)構(gòu)、例如B立柱或加固管，則出現(xiàn)如此的信號曲線。由此減緩撞入。如果相應(yīng)結(jié)構(gòu)塌陷，那么物體撞擊地越快。也可以通過撞入的物體、軟柵欄的變形引起這種結(jié)果。在足球、腳踢或自行車的錯誤觸發(fā)的情況下很少出現(xiàn)這樣的結(jié)果，這樣由此得出一種非常好的標準以便區(qū)分臨界的誤用、也就是錯誤觸發(fā)-例如緩慢的樁碰撞和軟的柵欄碰撞。必須通過算法來區(qū)分錯誤觸發(fā)和觸發(fā)碰撞，因為即使在上述錯誤觸發(fā)的情況下也釋放合理性傳感器。控制塊12至14可以彼此獨立地作出觸發(fā)決定，然后與另外在汽車中使用的傳感器的合理性信號一起確認該判別，以便達到?jīng)Q定性的判別。至少控制塊12至14之一表明碰撞，然后或門15在與門15上輸出一個邏輯1，其中靈敏度控制塊11也輸出一個邏輯1，因為僅僅控制塊12至14是有效的。在這種情況下與門16然后在控制塊17上輸出一個邏輯1，如此控制塊17根據(jù)傳感器4的合理性信號使該碰撞識別導(dǎo)致觸發(fā)保持裝置5。
在圖4中以一個簡圖示出了側(cè)面的壓力與時間的關(guān)系。在橫坐標18上標注時間并且在縱坐標19上標注壓力。曲線100是在25km/h自行車碰撞的情況下的壓力曲線，曲線2是在20km/h樁碰撞時B立柱附近的壓力曲線。只借助于控制塊14或者5能夠?qū)@兩種情況正確分類并且及時做出觸發(fā)決定。
權(quán)利要求
1.用于識別碰撞的方法，其中根據(jù)至少一個體現(xiàn)絕熱狀態(tài)改變的信號(P、T)來識別所述碰撞，其中所述至少一個信號(P、T)與至少一個第一閾值進行第一對比，其特征在于，該至少一個信號(B、T)在第一對比之前進行低通濾波，根據(jù)所述第一對比和由所述至少一個信號推導(dǎo)出的量與至少一個第二閾值的至少一個第二對比來識別所述碰撞，并且所述第一對比用于通過僅僅在超過第一閾值的數(shù)值之后進行所述至少一個第二對比，以此來調(diào)整本方法的靈敏度。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在時間變化過程中調(diào)整第一和/或第二閾值。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，將所述至少一個信號(P、T)的時間導(dǎo)數(shù)用作所述至少一個量。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征在于，進行所述第二對比以便檢驗一階和二階時間導(dǎo)數(shù)的乘積。
5.按照上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，該方法用于識別側(cè)面碰撞。
6.按照權(quán)利要求4的方法，其特征在于，根據(jù)正面碰撞改變第一閾值。
7.按照權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，首先提高所述至少一個第二閾值，然后再度降低該閾值。
8.按照上述權(quán)利要求中任一項的方法，其特征在于，根據(jù)所述對于碰撞的識別使用至少一個合理性信號作出保持裝置的觸發(fā)決定。
9.一個控制設(shè)備在按照權(quán)利要求1至7之一的方法中的應(yīng)用。
全文摘要
建議一種用于識別一個側(cè)面碰撞的方法，在該方法中設(shè)置溫度傳感器或者壓力傳感器，用于識別絕熱的壓力或者溫度升高。以一個低通濾波器對于傳感器的信號進行濾波，然后根據(jù)一個靈敏度控制塊的一個信號根據(jù)不同標準對于信號的檢查進行初始化。除了純的溫度信號和壓力信號之外信號的一階時間導(dǎo)數(shù)和二階時間導(dǎo)數(shù)也屬于此。
文檔編號B60R22/46GK1620376SQ03802419
公開日2005年5月25日 申請日期2003年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
發(fā)明者R·-J·雷克納格爾 申請人:羅伯特-博希股份公司