Verfahren zur Signalverarbeitung, insbesondere zur Auslösung eines Insassenschutzsystems, sowie entsprechende Vorrichtung Method for signal processing, in particular for triggering an occupant protection system, and corresponding device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalverarbeitung, insbesondere zur Auslösung eines Insassenschutzsystems, sowie eine entsprechende Vorrichtung.The invention relates to a method for signal processing, in particular for triggering an occupant protection system, as well as a corresponding device.
Um das Auslöseverhalten für Rückhaltesysteme im Fahrzeug zu verbessern, ist es bekannt, zur Bildung eines Auslösekriteriums ein Beschleunigungssignal zu messen, dieses Beschleunigungssignal durch zeitliche Integration in ein Geschwindigkeitssignal umzuwandeln und einen veränderlichen Schwellenwert für die Geschwindigkeit vorzugeben. Dadurch kann erreicht werden, dass sich das Beschleunigungssignal einem bestimmten Unfall- oder Fahrereignis zuordnen lässt und dass die Auslöseentscheidung der Unfall- oder Fahrsituation angepasst wird.In order to improve the release behavior for restraint systems in the vehicle, it is known to measure an acceleration signal to form a triggering criterion, to convert this acceleration signal into a speed signal by temporal integration and to specify a variable threshold for the speed. It can thereby be achieved that the acceleration signal can be assigned to a specific accident or driving event and that the triggering decision is adapted to the accident or driving situation.
Aus der EP 0 458 796 B2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem der als Auslösekriterium verwendete Schwellwert in Abhängigkeit von einer oder mehreren vom Crashvorgang abgeleiteten Zustandsgrößen des Fahrzeuges verändert werden kann.From EP 0 458 796 B2, a method is known in which the threshold value used as the triggering criterion can be changed as a function of one or more state variables of the vehicle derived from the crash process.
Trotz der Anpassung des Schwellwertes und damit des Auslösekriteriums an die Fahr- oder Unfallsituation bleibt die Einordnung von Fahr- oder Unfallereignissen problematisch, die nicht einem einfachen Frontalaufprall entsprechen. Bei Zusammenstößen mit Hindernissen (Baum oder Fußgänger) oder Schräg- und Seitencrashs ist eine eindeutige Crash- Erkennung oft erschwert. Der Übergang zwischen einem Unfallereignis, das ein Auslösen erfordert wie ein Crash, und einem Fahrereignis, das kein Auslösen erfordert wie z.B. das Überfahren einer Bordsteinkante ist in der Regel schmal. Dies führt daher unter Umständen zu einer Fehlentscheidung und damit zum unerwünschten Auslösen des Insassenschutzsystems.Despite the adaptation of the threshold value and thus the triggering criterion to the driving or accident situation, the classification of driving or accident events remains problematic, which does not correspond to a simple frontal impact. When colliding with obstacles (tree or pedestrian) or slanted and side crashes, a clear crash detection is often difficult. The transition between an accident event requiring deployment such as a crash and a driving event that does not require deployment such as Driving over a curb is usually narrow. This may therefore lead to a wrong decision and thus to the unwanted triggering of the occupant protection system.
Darüber hinaus gibt in verschiedenen technischen Anwendungsgebieten die grundsätzlich ähnliche Problemstellung, dass mehrere für eine Auswertung erforderliche Signale verarbeitet und in geeigneter Weise logisch verknüpft werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Signalverarbeitung, insbesondere zur Auslösung eines Insassenschutzsystems, sowie eine geeignete Vorrichtung vorzuschlagen, die eine einfache Verknüpfung der verschiedenen Arbeitssignale ermöglicht, insbesondere die Auslöseentscheidung des Insassenschutzsystems an die Fahr¬ oder Unfallsituation verbessert.In addition, in various technical application areas, the basically similar problem is that several signals required for an evaluation have to be processed and logically linked in a suitable manner. The object of the present invention is to propose a method for signal processing, in particular for triggering an occupant protection system, as well as a suitable device, which enables a simple combination of the different working signals, in particular improves the triggering decision of the occupant protection system to the Fahr¬ or accident situation.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is solved by the features of the independent claims. Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, aus dem Eingangssignal bzw. den Eingangssignalen zumindest zwei Arbeitssignale zu erzeugen und diese miteinander zu einer Korrelations-Kurve bzw. bei weiteren zusätzlichen Arbeitssignalen zu einer Korrelations-Raumkurve zu verknüpfen und diese Korrelations-Kurve bzw. Korrelations- Raumkurve mit einer oder mehreren Trennkurven bzw. Trennflächen zu vergleichen. Dadurch können technisch unterschiedliche Signale in einfacher Weise miteinander korreliert und durch entsprechend vorgegebene Trennkurven bzw. Trennflächen besonders einfach diese ausgewertet, also bspw. Auslöseentscheidungen abgeleitet werden.An essential idea of the invention is to generate at least two operating signals from the input signal or the input signals and to link these together to form a correlation curve or, in the case of further additional working signals, to form a correlation space curve and to determine this correlation curve or correlation curve. To compare the space curve with one or more separation curves or separation surfaces. As a result, technically different signals can be correlated with one another in a simple manner and, by means of correspondingly predetermined separating curves or separating surfaces, these can be evaluated particularly simply, ie, for example, triggering decisions can be derived.
Dadurch ist es möglich, ein zusätzliches Auslösekriterium durch Frequenzanalyse und Korrelation von einem oder mehreren Sensorsignalen zu erzeugen. Dadurch ist es möglich, eine bessere, insbesondere genauere Anpassung des Auslöseschwellwerts an die Fahrsituation, insbesondere eine Unfallsϊtuation, zu erreichen. Dies gilt vor allem für Unfallereignisse, die nahe am Übergang zwischen einem Unfallereignis, das ein Auslösen erfordert, und einem Fahrereignis, das kein Auslösen erfordert, liegen.This makes it possible to generate an additional trigger criterion by frequency analysis and correlation of one or more sensor signals. This makes it possible to achieve a better, in particular more accurate adaptation of the tripping threshold to the driving situation, in particular an accident situation. This is especially true for accident events that are close to the transition between an accident event that requires firing and a driving event that does not require firing.
Die Erfindung findet Anwendung in einer Vorrichtung zum Auslösen eines Insassenschutzsystems in einem Fahrzeug, die ausgebildet ist, mindestens ein erstes Sensorsignal zum Bilden eines ersten Arbeitssignals zu integrieren, mindestens ein zweites Sensorsignal zum Bilden mindestens eines zweiten Arbeitssignals auszuwerten und ein Auslösekriterium für Insassenschutzmittel aus dem ersten Arbeitssignal und dem mindestens einen zweiten Arbeitssignal zu erzeugen. Die Erzeugung des Auslösekriterium erfolgt über eine Frequenzanalyseeinheit zur Auswertung des mindestens einen zweiten Arbeitssignals und eine Korrelationseinheit zum Korrelieren des ersten Arbeitssignals mit dem mindestens einen zweiten Arbeitssignal.
Es hat sich herausgestellt, dass durch eine Frequenzanalyse und anschließende Korrelation von mindestens zwei Signalen ein sehr genaues und an die jeweilige Fahrsituation angepasstes Auslösekriterium gebildet werden kann. Hierbei können das erste und das mindestens eine Sensorsignal (Sensorsignale) aus einer Quelle wie beispielsweise von einem einzigen Sensor, insbesondere Beschleunigungssensor stammen. Die Sensorsignale können in diesem Fall zwei unterschiedliche Ausgangssignale des einen Sensors oder auch das gleiche Ausgangssignal dieses Sensors sein. Alternativ können die Sensorsignale aber auch von verschiedenen Sensoren stammen, die unabhängige Ausgangssignale erzeugen, z.B. von einem Beschleunigungssensor im Front- und von einem Beschleunigungssensor im Zentralbereich eines Kraftfahrzeugs oder von zwei in einem zentralen Steuergerät eines Insassenschutzsystems angeordneten Sensoren. Bei der Verarbeitung der Signale von mehreren verschiedenen Sensoren können diese Sensoren als am gleichen Ort oder an unterschiedlichen Orten in einem Fahrzeug angeordnet sein.The invention finds application in a device for triggering an occupant protection system in a vehicle, which is designed to integrate at least one first sensor signal to form a first working signal, to evaluate at least one second sensor signal to form at least one second working signal and a triggering criterion for occupant protection means from the first Working signal and the at least one second working signal to generate. The triggering criterion is generated via a frequency analysis unit for evaluating the at least one second operating signal and a correlation unit for correlating the first operating signal with the at least one second operating signal. It has been found that by means of a frequency analysis and subsequent correlation of at least two signals, a very accurate tripping criterion adapted to the respective driving situation can be formed. In this case, the first and the at least one sensor signal (sensor signals) can originate from a source such as, for example, a single sensor, in particular an acceleration sensor. The sensor signals may in this case be two different output signals of one sensor or the same output signal of this sensor. Alternatively, however, the sensor signals may also originate from different sensors which generate independent output signals, eg from an acceleration sensor in the front and from an acceleration sensor in the central area of a motor vehicle or from two sensors arranged in a central control unit of an occupant protection system. In processing the signals from a plurality of different sensors, these sensors may be located at the same location or at different locations in a vehicle.
Insbesondere die Frequenzanalyseeinheit ist ausgebildet, um zur Erzeugung des mindestens einen zweiten Arbeitssignals mindestens einen Spektralanteil zu verarbeiten. Die Verarbeitung von mindestens einem Spektralanteil ist weniger rechenintensiv und verringert den Aufwand für die Korrelation der mindestens zwei Arbeitssignale.In particular, the frequency analysis unit is designed to process at least one spectral component for generating the at least one second operating signal. The processing of at least one spectral component is less computationally intensive and reduces the effort for the correlation of the at least two working signals.
Die Korrelationseinheit ist vorzugsweise ausgebildet, um durch die Korrelation des ersten Arbeitssignals mit dem zweiten Arbeitssignal eine Kurve oder bei zusätzlichen Arbeitssignalen eine Raumkurve zu erzeugen, und mit vorgegebenen Trennkurven bzw. Trennflächen zu vergleichen, die einen auslöserelevanten Bereich begrenzen.The correlation unit is preferably designed to generate a curve by the correlation of the first working signal with the second operating signal or to generate a spatial curve for additional working signals, and to compare it with predetermined separating curves which delimit a trigger-relevant region.
Femer kann die Korrelationseinheit ausgebildet sein, um bei einem Verlauf der aus den Arbeitssignalen gebildeten Kurve bzw. Raumkurve durch den auslöserelevanten Bereich eine Auslöseanforderung zu erzeugen.Furthermore, the correlation unit can be designed to generate a triggering request during a course of the curve or space curve formed by the operating signals through the trigger-relevant area.
Die Korrelationseinheit kann weiterhin ausgebildet sein, lineare oder nichtlineare Trennkurven bzw. ebene oder unebene Trennflächen für die Bestimmung des auslöserelevanten Bereiches zu verwenden. . •The correlation unit can furthermore be designed to use linear or non-linear separation curves or flat or uneven interfaces for the determination of the trigger-relevant area. , •
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung wird das erste Sensorsignal bzw. das mindestens eine zweite Sensorsignal durch einen Beschleunigungssensor zur Verfügung gestellt.
Das erste Sensorsignal bzw. das mindestens eine zweite Sensorsignal kann auch von einem Drucksensor, einem Deformationssensor oder einem magnetostriktiver Sensor zur Verfügung gestellt werden.In a preferred embodiment of the device, the first sensor signal or the at least one second sensor signal is provided by an acceleration sensor. The first sensor signal or the at least one second sensor signal can also be provided by a pressure sensor, a deformation sensor or a magnetostrictive sensor.
Die Sensoren, die das erste Sensorsignal bzw. das mindestens eine zweite Sensorsignal zur Verfügung stellen, sind vorzugsweise an unterschiedlichen Montageorten im Fahrzeug angeordnet, beispielsweise im Frontbereich.The sensors which make the first sensor signal or the at least one second sensor signal available are preferably arranged at different mounting locations in the vehicle, for example in the front area.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Auslösung eines Insassenschutzsystems in einem Fahrzeug, bei dem mindestens ein erstes Sensorsignal zum Bilden eines ersten Arbeitssignals integriert, mindestens ein zweites Sensorsignal zum Bilden mindestens eines zweiten Arbeitssignals ausgewertet und ein Auslösekriterium für Insassenschutzmittel aus dem ersten Arbeitssignal und dem mindestens einen zweiten Arbeitssignal erzeugt wird. Dabei wird das mindestens eine zweite Arbeitssignal ausgewertet, indem es spektral analysiert wird, und das Auslösekriterium durch Korrelation des ersten Arbeitssignals mit dem mindestens einen zweiten Arbeitssignal erzeugt. Es hat sich herausgestellt, dass durch eine Frequenzanalyse und anschließende Korrelation von mindestens zwei, insbesondere aus unabhängigen Quellen stammenden Signalen ein sehr genaues und an die jeweilige Fahrsituation angepasstes Auslösekriterium gebildet werden kann.Furthermore, the invention relates to a method for triggering an occupant protection system in a vehicle, in which at least one first sensor signal integrated to form a first working signal, at least a second sensor signal for forming at least one second working signal and a triggering criterion for occupant protection means from the first working signal and the at least a second working signal is generated. In this case, the at least one second operating signal is evaluated by being spectrally analyzed, and the triggering criterion is generated by correlating the first operating signal with the at least one second operating signal. It has been found that by means of a frequency analysis and subsequent correlation of at least two signals, in particular from independent sources, a very accurate triggering criterion adapted to the respective driving situation can be formed.
Zur Auswertung des mindestens einen zweiten Arbeitssignals wird bevorzugt mindestens ein Spektralanteil verarbeitet.For evaluating the at least one second operating signal, at least one spectral component is preferably processed.
Die Korrelation des ersten Arbeitssignals mit dem zweiten Arbeitssignal bildet eine Kurve bzw. bei zusätzlichen Arbeitssignalen eine Raumkurve, die mit vorgegebenen Trennlinien bzw. Trennflächen verglichen werden kann, die einen auslöserelevanten Bereich begrenzen.The correlation of the first working signal with the second working signal forms a curve or, in the case of additional working signals, a space curve which can be compared with predetermined dividing lines or separating surfaces which delimit a trigger-relevant region.
Weiterhin kann die Auslöseanforderung erzeugt werden, wenn im Entscheidungszeitpunkt die aus den Arbeitssignalen gebildete Kurve oder Raumkurve durch den auslöserelevanten Bereich verläuft.Furthermore, the triggering request can be generated if, at the time of decision, the curve or space curve formed from the operating signals runs through the trigger-relevant area.
Es kann sich bei den Trennkurven bzw. Trennflächen, die den auslöserelevanten Bereich bestimmen, um lineare oder nichtlineare Trennkurven um ebene oder unebene Trennflächen handeln.
Das erste Arbeitssignal kann durch ein- oder mehrfache Integration der Beschleunigung bzw. Beschleunigungsänderung erzeugt werden.The separation curves or separation surfaces which determine the trigger-relevant region can be linear or non-linear separation curves around flat or uneven parting surfaces. The first working signal can be generated by single or multiple integration of the acceleration or acceleration change.
Das mindestens eine zweite Arbeitsignal kann durch Spektralanalyse der Beschleunigung bzw. Beschleunigungsänderung erzeugt werden.The at least one second operating signal can be generated by spectral analysis of the acceleration or acceleration change.
Weiterhin können als Eingangsgröße zur Erzeugung der Arbeitssignale nicht nur das Beschleunigungssignal eines Beschleunigungssensors, sondern auch Signale verwendet werden, die am Ausgang von Drucksensoren, Deformationssensoren oder magnetostriktiven Sensoren zur Verfügung stehen.Furthermore, not only the acceleration signal of an acceleration sensor but also signals which are available at the output of pressure sensors, deformation sensors or magnetostrictive sensors can be used as an input variable for generating the operating signals.
Die Arbeitssignale können sowohl aus einem Sensorsignal erzeugt werden als auch aus unterschiedlichen Sensorsignalen.The operating signals can be generated both from a sensor signal and from different sensor signals.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiteη der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.Further advantages and possible uses of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the embodiments illustrated in the drawings.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.In the description, in the claims, in the abstract and in the drawings, the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals recited below are used.
Die Zeichnungen zeigen in:The drawings show in:
Fig. 1 eine Darstellung der auslöserelevanten und nicht auslöserelevanten Bereiche, welche mittels linearer Trennkurven voneinander getrennt sind, anhand eines Diagramms, in dem die zu verschiedenen Störgrößen gehörenden Korrelationskurven eingetragen sind; Fig. 2 einen typischen Verlauf der gemessenen Beschleunigung und Geschwindigkeit bei einem Störereignis, das durch einen Hammerschlag hervorgerufen wurde; Fig. 3 einen typischen Verlauf der gemessenen Beschleunigung und Geschwindigkeit bei einem Störereignis, das durch einen tatsächlichen Unfall hervorgerufen wurde; Fig. 4 einen typischen Verlauf der gemessenen Beschleunigung und Geschwindigkeit bei einem Störereignis, das durch eine Fahrt über einen Bordstein hervorgerufen wurde;
Fig. 5 eine Darstellung der auslöserelevanten und nicht auslöserelevanten Bereiche, welche mittels nicht linearer Trennkurven voneinander getrennt sind, anhand eines Diagramms, in dem die zu verschiedenen Störgrößen gehörenden Korrelationskurven eingetragen sind; Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Auslösen eines Insassenschutzsystems gemäß der Erfindung, bei dem ein Ausgangssignal eines einzigen Sensors als erstes und zweites Sensorsignal verarbeitet wird.1 shows a representation of the trigger-relevant and not trigger-relevant areas, which are separated from each other by means of linear separation curves, using a diagram in which the belonging to different disturbances correlation curves are entered; FIG. 2 shows a typical course of the measured acceleration and velocity in the event of a disturbance caused by a hammer blow; FIG. FIG. 3 shows a typical course of the measured acceleration and speed in the event of a disturbance caused by an actual accident; FIG. 4 shows a typical course of the measured acceleration and speed in the case of a disturbance event which was caused by driving over a curb; 5 shows a representation of the trigger-relevant and non-trigger-relevant areas, which are separated from one another by means of non-linear separation curves, with reference to a diagram in which the correlation curves belonging to different disturbance variables are plotted; Fig. 6 shows an embodiment of the device for triggering an occupant protection system according to the invention, in which an output signal of a single sensor is processed as first and second sensor signal.
In der nachfolgenden Beschreibung werden die Begriffe Frequenzanalyseeinheit und Korrelationseinheit verwendet. Bei der Frequenzanalyseeinheit 6.2 handelt es sich um eine Einheit, die mindestens ein Sensorsignal 5.1 oder alternativ 6.1 in dessen Spektralanteile 6.3 zerlegt und mindestens einen Spektralanteil der Korrelationseinheit 7 zuführt. In der Korrelationseinheit wird eine Korrelation des integrierten Sensorsignals (erstes Arbeitssignal) mit dem spektral analysierten Sensorsignal (zweites Arbeitssignal) durchgeführt und mit vorgegebenen Kurvenwerten verglichen.In the following description, the terms frequency analysis unit and correlation unit will be used. The frequency analysis unit 6.2 is a unit which decomposes at least one sensor signal 5.1 or alternatively 6.1 into its spectral components 6.3 and supplies at least one spectral component to the correlation unit 7. In the correlation unit, a correlation of the integrated sensor signal (first working signal) with the spectrally analyzed sensor signal (second working signal) is performed and compared with predetermined curve values.
Fig. 6 zeigt das Blockschaltbild einer Auswerteeinheit gemäß dem Stand der Technik 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, welche um die erfindungsgemäße Korrelationsbildung zweier Arbeitssignale 6.2, 6.3, 7, 5.3, 8, 8.1 erweitert wurde.6 shows the block diagram of an evaluation unit according to the prior art 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, which has been extended by the inventive correlation formation of two working signals 6.2, 6.3, 7, 5.3, 8, 8.1.
Hierbei wird das Ausgangssignal eines Sensors 5.1 zum Erfassen von Beschleunigungen einer Vorrichtung zum Integrieren 5.2 zugeführt. Am Ausgang der Integrationsvorrichtung 5.2 steht eine Geschwindigkeitsinformation 5.3 zur weiteren Verwertung zur Verfügung. Die Geschwindigkeitsinformation 5.3 wird einer Vergleichsvorrichtung 5.4, z.B. einer Komparatorschaltung, zugeführt, welche eine Auslöseschwelle besitzt, die durch eine Einstellvorrichtung 5.5 variabel den Erfordernissen entsprechend angepasst werden kann. Am Ausgang der Vergleichsvorrichtung 5.4 wird bei Überschreiten der Auslöseschwelle eine Auslöseanforderung für die Insassenschutzvorrichtung 8 erzeugt, welche mit mindestens einer weiteren Auslöseanforderung mittels einer logischen Schaltung 8.1 verknüpft wird, die durch die Korrelationsbildung der zwei Arbeitssignale erzeugt wird.Here, the output signal of a sensor 5.1 for detecting accelerations of a device for integrating 5.2 is supplied. At the output of the integration device 5.2, speed information 5.3 is available for further utilization. The speed information 5.3 is sent to a comparator 5.4, e.g. a comparator circuit, which has a triggering threshold, which can be adjusted by a setting device 5.5 variable according to the requirements. At the output of the comparison device 5.4, a trigger request for the occupant protection device 8 is generated when the trigger threshold is exceeded, which is linked to at least one further trigger request by means of a logic circuit 8.1, which is generated by the correlation formation of the two operating signals.
Das Ausgangssignal des Sensors 5.1 zum Erfassen von Beschleunigungen wird einem weiteren Pfad 6.2, 6.3, 7 zur Auswertung zugeführt. Hierbei sei angemerkt, dass nicht unbedingt das Ausgangssignal des Sensors 5.1 , sondern ebenso ein Ausgangssignal eines anderen Sensors 6.1 zum Erfassen von Beschleunigungen oder anderer auslöserelevanter Größen verwendet werden kann.
Der Pfad umfasst eine Frequenzanalyseeinheit 6.2, um die Beschleunigung oder die Beschleunigungsänderung in ihre Spektralanteile 6.3 zu zerlegen. Mindestens eine Kenngröße, beispielsweise ein bestimmter Spektralanteil der Beschleunigung oder Beschleunigungsänderung, wird dann der Korrelationseinheit als zweites Arbeitsignal zugeführt. Dieser für das zweite Arbeitssignal herangezogene Spektralanteil wird aufgrund in den Fahrzeugtypen doch recht stark unterschiedlichen Signalcharakteristiken vorzugsweise für den jeweiligen Fahrzeugtyp angepasst. Als Eingangsgröße zur Erzeugung der Arbeitsignale können auch andere Signale verwendet werden, die beispielsweise von Drucksensoren, Deformationssensoren oder magnetostriktiven Sensoren stammen. In der Korrelationseinheit 7 wird dass Arbeitssignal mit einem ersten Arbeitssignal, das der Geschwindigkeit 5.3 entspricht, korreliert und mit vorgegebenen Werten verglichen, um ein zusätzliches Auslösekriterium für das Insassenschutzsystem zu bilden. Die Korrelations-Kurve oder bei zusätzlichen Arbeitssignalen die Korrelations-Raumkurve wird also erzeugt, indem für vorgegebene Zeitpunkte jeweils die Werte der Arbeitssignale zu den jeweiligen Zeitpunkten jeweils einen Punkt der Korrelations-(Raum)-Kurve bilden. Über diese Punkte wird vorzugsweise durch Interpolation die Kurve bzw. Raumkurve gebildet.The output signal of the sensor 5.1 for detecting accelerations is fed to a further path 6.2, 6.3, 7 for evaluation. It should be noted that not necessarily the output signal of the sensor 5.1, but also an output signal of another sensor 6.1 for detecting accelerations or other trigger-relevant variables can be used. The path includes a frequency analysis unit 6.2 in order to decompose the acceleration or the acceleration change into its spectral components 6.3. At least one parameter, for example a specific spectral component of the acceleration or acceleration change, is then fed to the correlation unit as a second operating signal. This spectral component used for the second working signal is preferably adapted to the respective vehicle type due to the vehicle types, which are quite different in their signal characteristics. As an input for generating the working signals, other signals can be used, for example, come from pressure sensors, deformation sensors or magnetostrictive sensors. In the correlation unit 7, the working signal is correlated with a first working signal which corresponds to the speed 5.3 and compared with predetermined values in order to form an additional triggering criterion for the occupant protection system. The correlation curve or, in the case of additional working signals, the correlation space curve is thus generated in that the values of the working signals at the respective times each form one point of the correlation (space) curve for given times. The curve or space curve is preferably formed by interpolation via these points.
Sind die Sensorsignale beispielsweise aufgrund unterschiedlicher Positionen im Fahrzeug oder unterschiedlicher Signallaufzeiten zeitlich zueinander versetzt, bietet sich neben der Erzeugung bereits auf eine Zeitbasis korrigierter Arbeitssignale auch an, die Werte der Arbeitsignale der zeitverzögerten Sensorsignale in der Korrelation mit denjenigen Werten der Arbeitssignale mit entsprechendem zeitlichen Versatz zu korrelieren.If the sensor signals are offset in time, for example due to different positions in the vehicle or different signal propagation times, then the values of the working signals of the time-delayed sensor signals in correlation with those values of the working signals with a corresponding time offset are suitable in addition to the generation already on a time base of corrected working signals correlate.
Es können so in einem Modell eines n-dimensionaien Raumes auch sehr viele Arbeitssignale zu einer gemeinsamen Auslöseentscheidung verknüpft werden, indem über diesen n-dimensionalen Raum aus den n Arbeitssignalen die n-dimensionale Raumkurve gebildet und diese mit entsprechend n-dimensionalen Trennflächen verglichen wird. So können diverse Spektralanteile, Wavelet-analysierte Arbeitssignale oder Signale diverser anderer Sensoren und einer komplexen Auslöseentscheidung verknüpft werden.Thus, in a model of an n-dimensional space, a large number of working signals can also be linked to a common triggering decision by forming the n-dimensional space curve from the n working signals over this n-dimensional space and comparing these with corresponding n-dimensional separation surfaces. Thus, various spectral components, wavelet-analyzed working signals or signals of various other sensors and a complex triggering decision can be linked.
Fig. 1 zeigt eine Darstellung der unterschiedlichen auslöserelevanten und nicht auslöserelevanten Bereiche, welche mittels linearer Trennkurven 4 voneinander getrennt sind, und die zu verschiedenen Störgrößen gehörenden Korrelationskurven. Im Fall einer einwirkenden Störgröße beschreibt der aus den beiden Arbeitssignalen durch , Korrelation entstandene Korrelationswert zu jedem Zeitpunkt einen bestimmten
Korrelationskurvenwert beginnend bei Null mit Beginn der Störeinwirkung, sodass entsprechend dem zeitlichen Ablauf eine Korrelationskurve entsteht, die als zusätzliches Auslösekriterium verwendet wird. Grundsätzlich ist denkbar, dass die Auslöseanforderung erzeugt wird, sobald die aus den Arbeitssignalen gebildete Korrelations-Kurve oder Raumkurve durch den auslöserelevanten Bereich verläuft.1 shows a representation of the different trigger-relevant and non-trigger-relevant areas, which are separated from one another by means of linear separation curves 4, and the correlation curves belonging to different disturbance variables. In the case of an acting disturbance, the correlation value resulting from the two working signals by correlation describes a specific one at each time Correlation curve value starting at zero with the beginning of the disturbance, so that according to the time sequence a correlation curve is created, which is used as an additional triggering criterion. In principle, it is conceivable that the triggering request is generated as soon as the correlation curve or space curve formed from the operating signals passes through the trigger-relevant region.
Vorzugsweise wird aber eine Auslösefreigabe für ein oder mehrere Insassenschutzsysteme nur dann gegeben, wenn sich der Korrelationskurvenwert der beiden Arbeitssignale zu einem vorgegebenen Entscheidungszeitpunkt im auslöserelevanten Bereich befindet. Der vorgegebene Entscheidungszeitpunkt bestimmt sich beispielweise anhand der Zeitdauer seit dem Auftreten erster Crashanzeichen, seit dem Überschreiten bestimmter Signalschwellen oder dergleichen. Alternativ ist denkbar, dass die Auslöseanforderung erzeugt wird, wenn ab einem vorgegebenen Startzeitpunkt eines auslösekritischen Zeitbereichs die aus den Arbeitssignalen gebildete Korrelations-Kurve oder Raumkurve durch den auslöserelevanten Bereich verläuft. Hintergrund dieser Maßnahmen ist, die zum Teil stark störanfälligen Signalanteile zu Beginn zu eliminieren bzw. nicht unmittelbar darauf eine Auslösung zu aktivieren. Alternativ könnten selbst auch die Trennkurven bzw. Flächen so gestaltet werden, dass verhältnismäßig niedrige Signalanteile komplett dem nichtauslöserelevanten Bereich zugeordnet werden unabhängig von der Korrelation mit dem jeweils anderen Arbeitssignal.Preferably, however, a trigger release for one or more occupant protection systems is only given if the correlation curve value of the two working signals is located at a predetermined decision time in the trigger-relevant area. The predetermined decision time is determined, for example, on the basis of the time since the occurrence of the first crash indication, since the exceeding of certain signal thresholds or the like. Alternatively, it is conceivable that the trigger request is generated if, starting from a predetermined start time of a trigger-critical time range, the correlation curve or space curve formed from the operating signals extends through the trigger-relevant range. The background to these measures is to eliminate the signal components which are in some cases highly susceptible to interference at the beginning, or not to activate a trigger immediately afterwards. Alternatively, even the separation curves or areas could be designed so that relatively low signal components are completely assigned to the non-trigger-relevant area regardless of the correlation with the other working signal.
Der erste Bereich 1 zeigt die Korrelationskurven 1.x, die bei einer einwirkenden Störgröße entstehen, wie sie bei einer Bordsteinüberfahrt oder bei sogenannten No-Fire-Crash-Tests (z.B. Frontal bis 20 km/h) hervorgerufen werden. Je nach Überfahrtgeschwindigkeit und Bordsteinhöhe entsteht dabei ein hoher Anstieg der Korrelationskurve, die in diesem Beispiel aus einem Geschwindigkeitsintegrationssignal bzw. Delta-Geschwindigkeitsintegrationssignal und einem weiteren von Beschleunigung abgeleiteten Arbeitssignal gebildet wird, das durch eine Analyse der Spektralanteile ermittelt wird. Die bei Null beginnenden Korrelationskurven zeichnen sich durch einen hohen Geschwindigkeitssignalanteil bzw. eines hohen Delta-Geschwindigkeitssignalanteil und einen relativ geringen Schwingungsanteil aus. Der zweite Bereich 2 zeigt die Korrelationskurven 2.x, die bei einer einwirkenden Störgröße entstehen, wie sie bei einem tatsächlichem Crash hervorgerufen wird. Je nach Unfallgeschwindigkeit und Unfallhindernis entsteht dabei ein gemäßigter Anstieg der Korrelationskurve. Die bei Null beginnenden Korrelationskurven zeichnen sich durch einen gemäßigten Geschwindigkeitssignalanteil bzw. einen gemäßigten Delta-Geschwindigkeitssignalanteils und einen stark ausgeprägten
Schwingungsanteil aus. Der dritte Bereich 3 zeigt die Korrelationskurven 3.x, die bei einer einwirkenden Störgröße entstehen, wie sie beispielsweise bei einem Hammerschlag hervorgerufen wird. Je nach Hammergröße und Aufschlagposition entsteht dabei kein oder ein sehr geringer Anstieg der Korrelationskurve, da die Geschwindigkeit bzw. die Geschwindigkeitsänderung sehr gering oder Null ist. Die bei Null beginnenden Korrelationskurven zeichnen sich durch einen sehr geringen oder fehlenden Geschwindigkeitssignalanteil bzw. eines sehr geringen oder fehlenden Delta-Geschwindigkeitssignalanteils und einen stark ausgeprägten Schwingungsanteil aus. Anstelle des Geschwindigkeitssignals, welches in diesem Ausführungsbeispiel durch einfache Integration der Beschleunigung oder der Beschleunigungsänderung ermittelt wird, können auch andere Arbeitssignale wie Weggrößen verwendet werden, die durch mehrfache Integration der Beschleunigung oder der Beschleunigungsänderung ermittelt werden.The first area 1 shows the correlation curves 1.x, which arise at an acting disturbance variable, as they are caused in a curb crossing or in so-called no-fire crash tests (eg frontal to 20 km / h). Depending on the crossing speed and curb height, this results in a high increase in the correlation curve, which in this example is formed from a velocity integration signal or a delta velocity integration signal and a further acceleration-derived working signal, which is determined by an analysis of the spectral components. The starting at zero correlation curves are characterized by a high speed signal component or a high delta speed signal component and a relatively low vibration component. The second area 2 shows the correlation curves 2.x, which arise at an acting disturbance variable, as it is caused in an actual crash. Depending on the accident speed and the accident obstacle, a moderate increase in the correlation curve occurs. The correlation curves beginning at zero are characterized by a moderate velocity signal component or a moderate delta velocity signal component and a strongly pronounced one Vibration component off. The third area 3 shows the correlation curves 3.x, which arise at an acting disturbance, as it is caused for example in a hammer blow. Depending on the size of the hammer and the impact position, there is no or very little increase in the correlation curve, since the speed or the speed change is very low or zero. The correlation curves starting at zero are characterized by a very low or missing speed signal component or a very small or missing delta velocity signal component and a pronounced oscillation component. Instead of the speed signal, which is determined in this embodiment by simple integration of the acceleration or the acceleration change, other operating signals such as path variables can be used, which are determined by multiple integration of the acceleration or acceleration change.
Ebenso sei angemerkt, dass bei Einbeziehung von mehr als zwei Arbeitssignalen die entstehende Korrelationskurve einen Raumkoordinatensystem folgt, somit eine Raumkurve bildet, und entsprechend mit Trennflächen verglichen wird.It should also be noted that when more than two working signals are included, the resulting correlation curve follows a spatial coordinate system, thus forming a space curve and correspondingly compared with separating surfaces.
Fig. 2 zeigt einen zeitlichen Beschleunigungsverlauf sowie den dazugehörenden integrierten Geschwindigkeitsverlauf, wie er aufgrund einer Störbeeinflussung durch Hammerschlag entsteht. Der Verlauf der Beschleunigungskurve zeichnet sich durch einen stark ausgeprägten Schwingungsanteil aus, das aus dem Beschleunigungssignalverlauf resultierende Geschwindigkeitssignal ist nahezu bzw. Null.Fig. 2 shows a temporal acceleration curve and the associated integrated velocity curve, as it arises due to interference by hammer blow. The course of the acceleration curve is characterized by a pronounced proportion of vibration, the speed signal resulting from the acceleration signal course is almost or zero.
Fig. 3 zeigt einen zeitlichen Beschleunigungsverlauf sowie den dazugehörenden integrierten Geschwindigkeitsverlauf, wie er durch einen tatsächlichen Crash entsteht. Der Verlauf der Beschleunigungskurve zeichnet sich durch einen stark ausgeprägten Schwingungsanteil aus, das aus dem Beschleunigungssignalverlauf resultierende Geschwindigkeitssignal hat insbesondere zum Zeitpunkt der erforderlichen Auslöseentscheidung einen geringen Anstieg.Fig. 3 shows a temporal acceleration curve and the associated integrated speed curve, as it results from an actual crash. The course of the acceleration curve is characterized by a pronounced oscillation component, the velocity signal resulting from the acceleration signal profile has a small increase, in particular at the time of the required triggering decision.
Fig. 4 zeigt einen zeitlichen Beschleunigungsverlauf sowie den dazugehörenden integrierten Geschwindigkeitsverlauf, wie er aufgrund einer Störbeeinflussung durch eine Bordsteinüberfahrt entsteht. Der Verlauf der Beschleunigungskurve zeichnet sich durch einen geringen Schwingungsanteil aus, das aus dem Beschleunigungssignalverlauf resultierende Geschwindigkeitssignal weist einen großen Anteil auf.
Fig. 5 zeigt analog zur Fig. 1 eine Darstellung der unterschiedlichen auslöserelevanten und nicht auslöserelevanten Bereiche, die anstatt mit linearen Trennkurven mit nicht linearen Trennkurven getrennt sind. Die nicht linearen Trennlinien eignen sich immer dann, wenn der Übergangsbereich zwischen auslöserelevantem und nicht auslöserelevantem Bereich sehr schmal ist und die Definition der Trennkurven durch empirische Versuche erfolgt. Ebenso werden unebene Trennflächen verwendet, wenn die Korrelationskurve bei Verwendung von mehr als zwei Arbeitssignalen durch ein mehrdimensionales Raumkoordinatensystem verläuft.
BezugszeichenFig. 4 shows a temporal acceleration curve and the associated integrated speed curve, as it arises due to interference by a curb crossing. The course of the acceleration curve is characterized by a small amount of vibration, the velocity signal resulting from the acceleration signal course has a large share. FIG. 5 shows, analogously to FIG. 1, a representation of the different trigger-relevant and non-trigger-relevant regions, which are separated with non-linear separation curves instead of with linear separation curves. The non-linear separation lines are always suitable when the transition region between the trigger-relevant and non-trigger-relevant region is very narrow and the definition of the separation curves is carried out by empirical experiments. Likewise, uneven interfaces are used when the correlation curve passes through a multi-dimensional space coordinate system when more than two working signals are used. reference numeral
1 Nicht auslöserelevanter Bereich 1.x Korrelationskurven 2 Auslöserelevanter Bereich 2.x Korrelationskurven 3 Nicht auslöserelevanter Bereich 3.x Korrelationskurven 4 Trennkurven sowie Speicher für diese 5.1 Ausgangssignal eines Sensors, bspw. eines Beschleunigungssensors 5.2 Vorrichtung zum Integrieren 5.3 Beschleunigungsintegral als 1. Arbeitssignal 5.4 Vorrichtung zum Vergleich 5.5 Vorrichtung zur Erzeugung eines variablen Schwellenwertes 6.1 alternatives zweites Sensorsignal 6.2 Frequenzanalyseeinheit (FFT) 6.3 Spektralanteiie des Sensorsignals als 2. Arbeitssignal 7 Korrelationseinheit 8 Insassenschutzvorrichtung 8.1 Einheit zur logischen Verknüpfung
1 Non-trigger-relevant range 1.x Correlation curves 2 Trigger-relevant range 2.x Correlation curves 3 Non-trigger-relevant range 3.x Correlation curves 4 Separation curves and memory for this 5.1 Output signal of a sensor, eg of an acceleration sensor 5.2 Integrating device 5.3 Acceleration integral as 1st working signal 5.4 Device for comparison 5.5 device for generating a variable threshold value 6.1 alternative second sensor signal 6.2 frequency analysis unit (FFT) 6.3 spectral component of the sensor signal as second operating signal 7 correlation unit 8 occupant protection device 8.1 unit for logic operation