專利名稱：用于觸發(fā)車輛人員保護(hù)裝置的方法和控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求前序部分所述的用于觸發(fā)車輛人員保護(hù)裝置 的方法和控制裝置。
背景技術(shù)：
由DE 102 45 780 Al已知一種用于借助于車輛中的固體聲進(jìn)行碰撞識別的裝置， 所述裝置具有以下特點(diǎn)，所述裝置借助于至少一個(gè)探測器產(chǎn)生固體聲，所述固體聲被傳輸 給至少一個(gè)用于碰撞識別的振動傳感器。所述來自這些探測器的表示特征的固體聲信號也 可以用于判斷碰撞類型。因此，可以例如推斷出與可變形障礙物或不可變形障礙物的碰撞。

發(fā)明內(nèi)容
具有獨(dú)立權(quán)利要求特征的用于觸發(fā)車輛人員保護(hù)裝置的依據(jù)本發(fā)明的方法以及 依據(jù)本發(fā)明的控制裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，現(xiàn)在根據(jù)固體聲信號在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的振幅變 化進(jìn)行碰撞類型識別。本發(fā)明的構(gòu)思在于，對特別是在正面碰撞例如所謂的AZT碰撞、ODB 碰撞或所謂的保險(xiǎn)杠8km/h碰撞中的不同碰撞類型在其時(shí)間特性方面進(jìn)行辨別。所謂的 AZT(安聯(lián)技術(shù)中心)碰撞是一種硬碰撞，然而在所述碰撞中不應(yīng)觸發(fā)人員保護(hù)裝置。但在 所述AZT碰撞中會產(chǎn)生非常大的信號，所述信號例如大于在所謂的ODB碰撞(偏置變形壁 障碰撞)中的信號，在所述ODB碰撞中應(yīng)根據(jù)碰撞速度很可能進(jìn)行觸發(fā)。用于碰撞類型識 別的規(guī)定的方法或建議的模塊是一種用于碰撞類型識別的附加功能。在AZT碰撞中，前部 結(jié)構(gòu)元件橫梁和碰撞盒相對較早地，例如在碰撞開始后10至15毫秒變形，從而在此產(chǎn)生相 應(yīng)大小的信號振幅。這個(gè)振幅在短時(shí)間后劇烈降低。與此相反，在ODB碰撞中由于剛度較 大的車輛前部結(jié)構(gòu)主要是障礙物發(fā)生變形，從而使橫梁、碰撞盒以及縱梁在這個(gè)早期階段 中顯示出很小的變形或者甚至無變形，并且在碰撞開始后大約25至40毫秒的后期階段中 才發(fā)生變形，該變形又產(chǎn)生小的固體聲信號。碰撞開始這一概念在本發(fā)明中是指事故雙方 之間的接觸時(shí)間點(diǎn)，也就是說在AZT碰撞中和在ODB碰撞中的固體聲信號的最大振幅的相 對降低量相差非常大，從而為了區(qū)別碰撞類型依據(jù)本發(fā)明對該特征進(jìn)行考慮。在AZT碰撞 的情況下，碰撞能量完全通過橫向和碰撞盒的變形而耗盡，從而使產(chǎn)生的固體聲在劇烈增 強(qiáng)之后又迅速地衰減。觸發(fā)人員保護(hù)裝置如氣囊、安全帶收緊器、碰撞主動式頭枕、座椅元件等意味著激 活這些人員保護(hù)裝置。所述至少一個(gè)固體聲信號由固體聲傳感裝置發(fā)出，而且是根據(jù)檢測到的固體聲發(fā) 出。為此，可以應(yīng)用例如按微機(jī)械方式制成的加速度傳感器，所述加速度傳感器也能夠檢測 例如位于1到50千赫之間的固體聲。固體聲是車輛結(jié)構(gòu)的高頻振動。由于車輛結(jié)構(gòu)塑性 或彈性地受到影響，產(chǎn)生固體聲。代替加速度傳感器，也可以使用其他傳感器如爆震傳感器 用于獲取固體聲。碰撞類型是指各種不同的碰撞形式，如例如正面碰撞、側(cè)面碰撞、成角度碰撞或尾部碰撞，但也指規(guī)定的碰撞類型，如已前面提到的AZT碰撞或ODB碰撞。碰撞類型的識別對 于人員保護(hù)裝置的合理觸發(fā)是決定性的。特別地，也可以借助于碰撞類型對事故傳感器信 號處理進(jìn)行影響，以確定碰撞嚴(yán)重程度。所述碰撞嚴(yán)重程度確定了以多大程度觸發(fā)多少人 員保護(hù)裝置，以及觸發(fā)哪些人員保護(hù)裝置。在從屬權(quán)利要求中對預(yù)設(shè)的時(shí)間段進(jìn)行了詳細(xì)定義。所述時(shí)間段從表示特征的信 號時(shí)間點(diǎn)開始，該時(shí)間點(diǎn)通過例如由固體聲信號導(dǎo)出的信號的信號曲線確定。但是所述時(shí) 間段也可以在預(yù)設(shè)的時(shí)間點(diǎn)開始，其中，終點(diǎn)同樣可以通過信號特征或預(yù)設(shè)值確定。振幅變化在如前面給出的預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)是從固體聲信號導(dǎo)出的信號的振幅的 變化。上面已經(jīng)描述，不同的碰撞類型特別是在振幅的降低方面差別很大且很明確。在本發(fā)明中，控制裝置是一種電氣裝置，該裝置對傳感器信號，如固體聲信號進(jìn)行 處理并且根據(jù)處理結(jié)果引起對人員保護(hù)裝置的觸發(fā)。在此，接口可以按照硬件方式以及/或者按照軟件方式設(shè)計(jì)。特別地，可以將接口 構(gòu)造為，提供多個(gè)固體聲信號。在按照硬件方式構(gòu)造的情況下，所述接口可以是所謂的系統(tǒng) 專用集成電路(ASIC)的一部分。也可以將所述接口構(gòu)造為單獨(dú)的集成電路或由分立的部 件制成或由前兩者的結(jié)合制成。在按照軟件方式的設(shè)計(jì)方案中，特別地所述接口可以是處 理器上的軟件模塊。在本發(fā)明中，在這里特別地可以考慮的是構(gòu)造為微控制器上的軟件模 塊。評價(jià)電路通常是具有一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)核的處理器。特別地可以考慮使用微控制 器作為處理器類型。但是，代替處理器，也可以設(shè)置ASIC或其他不是基于軟件而工作的電路。碰撞類型確定模塊、觸發(fā)模塊以及分析模塊也可以相應(yīng)地按照硬件或軟件方式設(shè) 計(jì)。所述觸發(fā)電路同樣可以是上述系統(tǒng)ASIC的一部分。所述觸發(fā)電路具有一個(gè)用于 處理觸發(fā)信號的相應(yīng)的邏輯電路，所述觸發(fā)信號指出是否觸發(fā)、何時(shí)觸發(fā)以及觸發(fā)哪些人 員保護(hù)裝置。觸發(fā)電路的其他部件為例如可電控的功率開關(guān)，用于將觸發(fā)能量接通到人員 保護(hù)裝置。通過在從屬權(quán)利要求中所述的措施和改進(jìn)方案，可以對在獨(dú)立權(quán)利要求中給出的 用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置的方法和控制裝置進(jìn)行有利的改進(jìn)。在此有利的是，根據(jù)振幅變化確定一個(gè)工作信號并且將這個(gè)工作信號與至少一個(gè) 用于碰撞類型識別的第一閾值進(jìn)行比較，其中根據(jù)該比較設(shè)置標(biāo)記。該標(biāo)記顯示是否已識 別出一個(gè)確定的碰撞類型。該工作信號用于通過與第一閾值的閾值比較確定碰撞類型。在 這里，可以特別地使用兩個(gè)閾值，用于確定是否工作信號在一個(gè)確定的時(shí)間段內(nèi)位于這兩 個(gè)閾值之間。這特別被用于識別所謂的ODB碰撞。在本發(fā)明中，在控制裝置中這是通過分 析模塊執(zhí)行，所述分析模塊是碰撞確定模塊的一部分。所述分析模塊具有將至少一個(gè)閾值 與工作信號進(jìn)行比較的閾值決策器。根據(jù)該比較設(shè)置標(biāo)記，用于由此使碰撞類型識別信號 化。設(shè)置標(biāo)記最后通過碰撞類型識別模塊執(zhí)行。此外，有利的是，根據(jù)該標(biāo)記的狀態(tài)設(shè)置在主算法中的觸發(fā)特征曲線。對事故傳感 器信號例如加速度信號進(jìn)行處理的主算法使用至少一條觸發(fā)特征曲線，用于借助于與經(jīng)過 處理的信號進(jìn)行的特征曲線比較來確定是否應(yīng)進(jìn)行對人員保護(hù)裝置的觸發(fā)。通過所述特征曲線例如發(fā)生偏移而被改變，所述碰撞類型識別對所述觸發(fā)特征曲線產(chǎn)生影響。如由現(xiàn)有 技術(shù)已知，主算法是一種觸發(fā)算法。在這里，在一圖表中規(guī)定用于判斷觸發(fā)的特征曲線，其 中，橫坐標(biāo)為速度降低量，并且縱坐標(biāo)為加速度。但也可以規(guī)定基于時(shí)間的主算法，其中，對 于速度降低量，在此所述觸發(fā)特征曲線也隨時(shí)間變化受到影響。此外，該觸發(fā)特征曲線也根 據(jù)事故傳感器信號而自動改變。此外，有利的是，當(dāng)經(jīng)預(yù)處理的固體聲信號已經(jīng)超過預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)才執(zhí)行碰 撞類型識別。由此通過檢驗(yàn)固體聲信號或例如經(jīng)積分的固體聲信號是否超過最小閾值，來 保證碰撞類型識別。為了保證所述固體聲信號不會過大，還可以確定所述固體聲信號是否 低于一個(gè)預(yù)設(shè)閾值。也可以替代地或附加地通過由加速度信號導(dǎo)出的信號實(shí)現(xiàn)上述保證。這也可以隨 后通過閾值比較來實(shí)施。所述導(dǎo)出的信號就是加速度信號本身、經(jīng)過濾的加速度信號、經(jīng)一 次或兩次積分的加速信號或以其他方式經(jīng)處理的信號。有利地通過確定在所述時(shí)間段內(nèi)在由固體聲信號導(dǎo)出的信號和第四閾值之間的 面積來產(chǎn)生所述工作信號。這個(gè)第四閾值是通過由固體聲導(dǎo)出的信號本身以下面的方式確 定，即，記錄所述信號的最大值并隨后將該最大值重新確定為閾值。也就是通過將所述時(shí)間 段確定為在最大值出現(xiàn)的時(shí)刻和預(yù)設(shè)的后面的時(shí)間點(diǎn)之間，確定所述時(shí)間段。這個(gè)預(yù)設(shè)的 后面的時(shí)間點(diǎn)是由從達(dá)到最大值的時(shí)刻開始必須經(jīng)過的一段時(shí)間預(yù)設(shè)的。也就是說當(dāng)達(dá)到 最大值時(shí)，啟動計(jì)數(shù)器并且當(dāng)所述計(jì)數(shù)器到達(dá)一個(gè)預(yù)定值時(shí)，所述時(shí)間段終止。此外有利的是，使用固體聲信號本身或經(jīng)過濾的固體聲信號或經(jīng)積分的固體聲信 號作為由固體聲信號導(dǎo)出的信號。在此，所述經(jīng)積分的固體聲信號特別可以是窗口積分。


在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并且將在下面進(jìn)行詳細(xì)闡述。其中圖1示出了在車輛中的本發(fā)明的控制裝置以及連接的部件的框圖，圖2示出了信號流圖，圖3示出了固體聲信號時(shí)間圖，圖4示出了另一個(gè)固體聲信號時(shí)間圖，并且圖5示出了工作信號時(shí)間圖，以及圖6示出了本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1以框圖示出了在車輛FZ中的本發(fā)明的控制裝置SG和連接的部件，即固體聲 傳感裝置KS和人員保護(hù)裝置PS。在此，僅示出了對于理解本發(fā)明來說必要的部件。其他對于控制裝置工作所需的 部件，若對于理解本發(fā)明沒有作用，則為了簡化而將其省略。在本發(fā)明中，所述固體聲傳感裝置KS被設(shè)置在控制裝置SG外部并且因此被設(shè)置 在所述控制裝置SG的殼體外部。在此，可以將所述固體聲傳感裝置KS設(shè)置在例如傳感器 控制裝置中。然而所述固體聲傳感裝置KS也可以被安裝在車輛中的獨(dú)立的殼體中。作為替代，也可以將所述固體聲傳感裝置KS設(shè)置在所述控制裝置SG的內(nèi)部。特別地規(guī)定，依據(jù) 本發(fā)明使用多個(gè)固體聲傳感器。所述固體聲傳感裝置KS通常是加速度傳感裝置，在所述加速度傳感裝置中可以 對高頻信號進(jìn)行評價(jià)。在本發(fā)明中，高頻是指最大為50千赫的頻率。關(guān)于這方面，還可以 進(jìn)行信號處理。加速度傳感裝置通常是按照微機(jī)械方式制成，其中還為該加速度傳感裝置 分配了預(yù)處理裝置，例如測量信號放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及在必要時(shí)還有過濾器。所述信號以數(shù)字方式從固體聲傳感裝置KS傳輸?shù)娇刂蒲b置SG，并且在那里傳輸 到接口 IF。本發(fā)明中，所述接口是被構(gòu)造為集成電路的系統(tǒng)ASIC的一部分。所述接口 IF 的任務(wù)是將固體聲傳感裝置KS的有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成傳感器數(shù)據(jù)，并且將傳輸格式轉(zhuǎn)換為對 于作為評價(jià)電路的微控制器μ C可理解的傳輸格式。還可以在接口 IF中設(shè)置信號放大器寸。所述微控制器μ C隨后通過碰撞類型確定模塊CB對這些固體聲信號進(jìn)行處理。 在這里，所述碰撞類型確定模塊使用分析模塊AM來分析從固體聲信號導(dǎo)出的信號的振幅 變化，所述碰撞類型確定模塊在本發(fā)明中和所有其他模塊一樣被實(shí)施為軟件模塊。這種導(dǎo) 出可以在微控制器μ C本身中進(jìn)行。導(dǎo)出也可以在事先例如通過固體聲傳感裝置KS進(jìn)行。 在本發(fā)明中，經(jīng)積分的固體聲信號，特別是窗口積分被用作導(dǎo)出信號。在分析模塊AM中對 該經(jīng)積分的固體聲信號的振幅變化進(jìn)行檢查。為此，特別地計(jì)算出經(jīng)積分的加速度信號和 一個(gè)閾值之間的面積，其中，該閾值由固體聲信號的最大值確定。所述最大值例如通過下述 方式識別，即，總是將一個(gè)值確定為最大值，直到這個(gè)值被新的值取代。執(zhí)行上述過程直到 一個(gè)確定的時(shí)刻，在該時(shí)刻必須開始碰撞類型分析。隨后在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)，例如通過求和 確定在經(jīng)積分的加速度信號和該閾值之間的面積。在本發(fā)明中確定所述預(yù)設(shè)的時(shí)間段，使 得該時(shí)間段從最大值的時(shí)間點(diǎn)開始并且隨后計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)直到一個(gè)預(yù)設(shè)值并 且隨后該時(shí)間段結(jié)束。一個(gè)例子是35ms，其中，最大值是在從與事故對方接觸時(shí)間點(diǎn)開始 的5ms處被識別出。作為接觸時(shí)間點(diǎn)的替代，也可以將噪聲閾值的超過或通過插值法的反 算定義為碰撞開始。因此，這個(gè)面積代表在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)的振幅變化。由此，存在一個(gè)工作信號，閾 值決策器SE將所述工作信號與至少一個(gè)閾值進(jìn)行比較。隨后所述閾值決策器SE的輸出信 號確定通過碰撞確定模塊CB設(shè)置哪種標(biāo)記FL。隨后，主算法HA借助于這個(gè)標(biāo)記影響其觸 發(fā)特征曲線。然后，所述觸發(fā)信號借助于主算法HA的處理由觸發(fā)模塊AMM產(chǎn)生并傳輸?shù)接| 發(fā)電路FLIC上。所述觸發(fā)電路FLIC對所述觸發(fā)信號進(jìn)行評價(jià)并根據(jù)該評價(jià)相應(yīng)的電功率開關(guān)， 如MOSFET進(jìn)行觸發(fā)，用于向相應(yīng)的人員保護(hù)裝置輸送觸發(fā)能量。圖2以信號流圖示出了本發(fā)明的方法在一種實(shí)施例中可以如何進(jìn)行。固體聲信號 BSS在積分器200中被構(gòu)造成經(jīng)積分的加速度信號INT(BSS)，所述積分器也可以被構(gòu)造成 窗口積分器。在方框201中，求出在這個(gè)積分的確定的時(shí)間內(nèi)的最大值。如果找到最大值， 則啟動計(jì)數(shù)器202直到一個(gè)預(yù)設(shè)值204。與此同時(shí)，在方框203中，在時(shí)間曲線INT(BSS)中 自動地確定在由最大值確定的閾值和經(jīng)積分的加速度信號之間的面積。一旦計(jì)數(shù)器已到達(dá) 閾值，則終止面積計(jì)算203。隨后，面積的值輸入閾值決策器205中，所述閾值決策器將這個(gè)值與一個(gè)預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較。根據(jù)這個(gè)比較設(shè)置標(biāo)記206，用于指明例如AZT或ODB碰撞。作為面積的替 代，也可以確定其他參數(shù)，用于確定在所述預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)的振幅變化。圖3在經(jīng)積分的加速度信號時(shí)間圖中通過實(shí)線示出了 AZT碰撞的典型曲線，并且 示出了由虛線表示的ODB碰撞的典型曲線。在此確定了兩個(gè)閾值，即THD1_L0和THD1_HI。 低閾值THD1_L0必須至少被信號超過，以便確實(shí)地開始碰撞類型識別。高閾值THD1_HI必 須保持未被超過，因?yàn)榉駝t碰撞嚴(yán)重程度很大，以至于碰撞類型識別就不再有意義。明顯可 見，AZT碰撞首先具有非常高的振幅，并且隨后下降，但卻總是位于所謂的ODB碰撞的高度 之上。這是非常關(guān)鍵的，因?yàn)樗鯝ZT碰撞通常不是觸發(fā)碰撞，而ODB碰撞可能是觸發(fā)碰撞。圖4在另外的經(jīng)積分的固體聲-時(shí)間圖中示出了相同的時(shí)間曲線，其中，閾值 THD1_L0以及AZT信號又是由實(shí)線表示，而ODB信號用虛線表示。新增加的是從到達(dá)最大值 的時(shí)刻Tazt和由計(jì)數(shù)器確定的時(shí)間界限40ms之間的面積，以及從到達(dá)最大值的時(shí)刻Tm直 到40ms之間的面積。在這些時(shí)間段內(nèi)，計(jì)算出所述信號(例如實(shí)線)和通過信號的最大值 確定的閾值之間的面積。該面積在本發(fā)明中通過BsPeakDif (AZT)或BsPeakDif (ODB)確定 并且通過下列等式描述
權(quán)利要求
1.一種用于觸發(fā)車輛(FZ)人員保護(hù)裝置(PS)的方法，其中借助于至少一個(gè)固體聲信 號對碰撞類型進(jìn)行識別并且根據(jù)所述碰撞類型進(jìn)行觸發(fā)，其特征在于，為了識別碰撞類型， 在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)在振幅變化方面對所述固體聲信號進(jìn)行評價(jià)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)振幅變化確定一個(gè)工作信號，并且將 這個(gè)工作信號與至少一個(gè)用于識別碰撞類型的第一閾值進(jìn)行比較，其中，根據(jù)這個(gè)比較設(shè) 置標(biāo)記。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述標(biāo)記的狀態(tài)設(shè)置在主算法(HA) 中的觸發(fā)特征曲線。
4.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，只有當(dāng)經(jīng)預(yù)處理的固體聲 信號已經(jīng)超過一個(gè)預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)才執(zhí)行碰撞類型識別。
5.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，只有當(dāng)從加速度信號導(dǎo)出 的至少一個(gè)第一信號超過至少一個(gè)第三閾值時(shí)才執(zhí)行碰撞類型識別。
6.按照權(quán)利要求2至5中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過確定在所述時(shí)間段內(nèi) 在一個(gè)由所述固體聲信號導(dǎo)出的第二信號和一個(gè)第四閾值之間的面積產(chǎn)生所述工作信號， 其中，這個(gè)第四閾值是第二信號的最大值并且將所述時(shí)間段確定為在達(dá)到最大值的時(shí)刻與 一個(gè)預(yù)設(shè)的后面的時(shí)間點(diǎn)之間。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二信號是所述固體聲信號或經(jīng)過 濾的固體聲信號或經(jīng)積分的固體聲信號。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述經(jīng)積分的固體聲信號是窗口積分。
9.用于觸發(fā)車輛(FZ)人員保護(hù)裝置(PS)的控制裝置(SG)，具有-用于提供至少一個(gè)固體聲信號的接口(IF)，-評價(jià)電路(μC)，所述評價(jià)電路具有根據(jù)至少一個(gè)固體聲信號的碰撞類型確定模塊 (CB)和用于根據(jù)碰撞類型產(chǎn)生觸發(fā)信號的觸發(fā)模塊(ANM)，-用于根據(jù)觸發(fā)信號觸發(fā)人員保護(hù)裝置(PS)的觸發(fā)電路(FLIC)，其特征在于，所述用于識別碰撞類型的碰撞類型確定模塊(CB)具有用于評價(jià)在預(yù)設(shè) 時(shí)間段內(nèi)的振幅變化的分析模塊(AM)。
10.按照權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述分析模塊(AM)具有閾值決策器 (SE)，所述閾值決策器將一個(gè)根據(jù)振幅變化確定的工作信號與至少一個(gè)用于識別碰撞類型 的第一閾值進(jìn)行比較，其中，所述碰撞類型確定模塊(CB)根據(jù)該比較設(shè)置標(biāo)記(FL)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于觸發(fā)車輛人員保護(hù)裝置的方法和控制裝置，其中借助于至少一個(gè)固體聲信號對碰撞類型進(jìn)行識別并且根據(jù)所述碰撞類型進(jìn)行觸發(fā)。為了識別碰撞類型，在預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)在振幅變化方面對所述固體聲信號進(jìn)行評價(jià)。
文檔編號B60R21/0134GK102099226SQ200980128551
公開日2011年6月15日 申請日期2009年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者G·朗, H·特林, W·尼奇克 申請人:羅伯特·博世有限公司