CN101616824B - 用于人身保护的控制装置及用于触发控制用于人身保护的装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于人身保护的控制装置与一种用于触发控制用于人身保护的装置的方法，其中，通过一接口提供一曼彻斯特编码的信号，该曼彻斯特编码的信号由一解码单元解码，使得一分析处理单元根据该被解码了的信号来进行用于人身保护装置的控制。所述解码单元为了解码对所述曼彻斯特编码的信号使用一移位寄存器结构和一个过采样单元。

Description

用于人身保护的控制装置及用于触发控制用于人身保护的装置的方法
技术领域
本发明涉及用于人身保护的控制装置与用于触发控制用于人身保护的装置的方法。
背景技术
由DE 10149332A1已公知了：由位于一个用于人身保护的控制装置外部的传感器对控制装置传送曼彻斯特编码数据及在那里通过接口来提供。曼彻斯特编码数据被解码及根据该解码后的数据进行对人身保护装置的触发控制。
发明内容
本发明提出了一种用于人身保护的控制装置，其包括：一接口，该接口提供一曼彻斯特编码的信号；一解码单元，该解码单元对所述曼彻斯特编码的信号解码；一分析处理单元，该分析处理单元将所述被解码了的信号用于人身保护装置的触发控制，其中，所述解码单元为了曼彻斯特解码具有一移位寄存器结构，对所述曼彻斯特编码的信号设置了一个过采样单元。
本发明还提出了一种用于触发控制用于人身保护的装置的方法，该方法包括以下方法步骤：提供曼彻斯特编码的信号；对该曼彻斯特编码的信号解码；使用该被解码了的信号来触发控制所述用于人身保护的装置；其中，为了曼彻斯特解码，使用一移位寄存器结构及所述信号的过采样。
相比之下，根据本发明的控制装置与根据本发明的用于触发控制用于人身保护的装置的方法具有其优点，即提出一个移位寄存器结构来用于曼彻斯特编码信号的解码及由此达到抗干扰如抗噪声、脉冲干扰及热效应的高度稳固性，而在此情况下没有显著提高其复杂性。并且过采样也有助于提高信号检测的稳固性。通过过采样使一个数据位分成多个采样值，这些采样值可在移位寄存器中被移位。由此可非常可靠地进行一数据位的检测。
在曼彻斯特编码中信息以边沿跳变来编码。这里，所述接口是一个集成电路，但它也可涉及分立元件或涉及由集成组件与分立元件的组合。并且接口的软件实施方式或接口至少部分地用软件实施在这里也是可以的。作为人身保护的装置可以是气囊，安全带张紧器，防撞主动的头部支撑，行人保护装置及翻滚防护架等。所述信号通常涉及传感器信号，但也可以涉及已对所述信号做预处理的其它控制装置的信号，或者涉及一个决定，该决定借助一个或多个传感器信号作出并被传送给根据本发明的控制装置。作为传感器例如可考虑碰撞传感器和/或周围环境传感器。
所述解码单元可为一个独立的电子组件。但也可以作为软件单元存在于控制装置中的一个微控制器上或一个其它的处理器上。并且这里也可以是一个可编程的集成电路。还可以是由分立元件组成的方案。
所述分析处理单元通常涉及一个微控制器或另一种处理器。但也可以是，该分析处理单元涉及所谓的ASIC或分立元件。
所述移位寄存器结构可涉及一些移位寄存器的所有可能的配置或组合。最后也可使用单个移位寄存器。
通过下述的措施及进一步构型可得到独立权利要求中给出的用于人身保护的控制装置或独立权利要求中给出的用于触发控制人身保护装置的方法的有利改进。
特别有利的是，所述移位寄存器结构具有两个相继连接的相同长度的移位寄存器。由此则可实现用于解码曼彻斯特编码的特别简单及稳固的方法。
此外有利的是，为所述两个移位寄存器各设有一个用于构成这两个移位寄存器的内容的和的加法装置。这例如意味着，各个的移位寄存器的全部内容值被连续求和，以使得这两个和接着可被继续处理，确切地借助用于这两个和的减法装置，该减法装置由这两个和形成一个差值。该差值然后输入到两个支路，即一方面输入到一个设有一个绝对值形成器及一个连接于其后的阈值判断器的支路，以便识别是否可作出明确的判断，所述被接收的位涉及该判断。第二支路具有符号识别单元并因此具有符号转换功能，以致由此最后进行所述位的检测。但阈值判断器及符号识别部分各连接到输出部分上，这些输出部分在最简单的情况下涉及以硬件或软件实现的开关。这些开关优选根据极值检索来被控制，因为所述极值说明了什么时候能最好地进行所述位的检测。这里所述的部件，如移位寄存器、加法装置、减法装置、绝对值形成器、阈值判断器及符号识别器全部可用软件来实现。并且第一及第二输出部分也可用软件来实现，但这些部件也可以部分地或全部用硬件来实现。
此外有利的是，如上所述，在移位寄存器结构上连接一个极值检索单元。该极值检索单元将影响所述解码，例如如上所述地这样影响所述解码，即，由确定应进行所述位的检测的时刻。当相应的极值被发现时，例如可使所述第一及第二输出部分导通，因为这时所述符号识别器及阈值判断器的输出必定是最优的。
连接在其后的微控制器、即所述分析处理电路接收这两个信号，即所述阈值判断器的信号与所述符号识别器的信号，以便根据这两个信号来判断：是否可开始对所述位的处理。
此外有利的是，根据一个新的采样值、即刚施加在输入端上的采样值及根据所述第一与第二移位寄存器的各自的最早的采样值来确定极值检索。由此则可以容易地确定出极值。该极值尤其可这样地确定，即确定一个时刻，在该时刻上一个先前增长的参数现在又下降。为了确定所述极值，一个精确的实施方式可满足下面的等式：所述第二移位寄存器的最早采样值加上所述新的采样值及再两次地减去所述一移位寄存器的最早的采样值。在此情况下，所述第一移位寄存器是所述新的采样值首先进入的那个移位寄存器，所述第二移位寄存器连接在该第一移位寄存器的后面，以致所述第二移位寄存器的最早的值完全是最早的值。
所述移位寄存器结构总地具有所述数据位的长度，其中，所述过采样确定了值的数目。所述过采样尤其使用反正本控制装置的已存在的工作时钟。
附图说明
在附图中表示出本发明的实施例及在以下的说明中对其详细地描述。
附图表示：
图1：控制装置与一个旁置的外围装置、优选一个传感器，
图2：表示根据本发明的解码器的结构，
图3：一个极值检索单元的结构，及
图4：表示根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
图1表示用于触发控制人身保护装置PS的控制装置SG，在其上连接了一个外围装置SAT。该外围装置SAT例如可为一个碰撞传感器如汽车侧面、汽车前部中的加速度传感器或为一个传感器组。并且其它的传感器，如固体声传感器、空气压力传感器、横摆速率传感器可附加地或替换地由外围装置SAT来表征。还可以是，其它的控制装置也通过外围装置SAT来代表。这里仅表示出一个外围装置，但可以在控制装置SG上以相同的方式连接多个外围装置。该外围装置具有一个电流发生器6，该电流发生器通过可电控的开关1来调制。该调制通过一个驱动电路来实现，该驱动电路例如根据传感器值进行该调制。这里信息以曼彻斯特码被编码。电流脉冲则简单地叠加在流过数据传输线路2的外围装置3的偏置电流上。在控制装置SG中在电压源V与所述数据传输线路之间设有一个测量电阻R。降落在该测量电阻上的、正比于流过数据传输线路2的信号电流的信号电压通过一个放大器AMP输入到一个比较器K及通过该比较器K与一个参考电压Uref相比较。在相应选择Uref的情况下，可在比较器K上评估所述传输线路的状态。如果所述信号电压小于参考电压Uref，则意味着，当前未传输数据及因此在数据传输线路2上仅流过所述偏置电流。在此情况下，在比较器K的输出端上仅具有一个低电平。
比较器K的输出被采样及数字化地被进一步处理，确切地通过解码器DEC来处理。通过该采样在处理时将估算出作为传输线路2上的调制电流的波列的基础的发送频率。因此现在必须通过解码器DEC进行曼彻斯特解码。这是根据本发明来设计的。被解码的信号输送给微控制器μC，该微处理器根据该信号及还有其它信号-为简化起见，这些其它信号及控制装置的其它部分在这里未示出-产生一个触发控制信号及将该触发控制信号传送给一个驱动电路FLIC，然后该驱动电路进行对人身保护装置PS的驱动。
根据本发明，对比较器K的二进制输出进行采样，典型地用控制装置SG的系统时钟，例如2MHz进行采样。这样形成的二进制流然后被馈入一个移位寄存器结构，该移位寄存器结构优选被分成两半。移位寄存器字组的长度各相应于采样值中的半个位的长度，例如当位持续时间为8ms及使用2MHz的采样速率时，则实现每移位寄存器字组8个采样值。因此通过整个移位寄存器结构进行一个数据位的曼彻斯特波列的采样值的存储。
用标号20指示比较器K的输出端。在这里输出比较器K的二进制输出流。这时该二进制输出流被过采样，即用频率fsample进行采样，如上所述，这里它为2MHz。在该过采样之后这些值进入一个分配器21，该分配器一方面与第一移位寄存器A连接及另一方面与一个计算单元23连接及对这两个部件分别提供新的采样值。在寄存器A的后面连接着第二寄存器B。两个寄存器A及B分别连接到加法装置28及27，它们将各个寄存器A或B的所有内容相加，以致这些和然后可供继续处理。寄存器单元A的和由加法装置28作为σa(k)输入到加法装置200。移位寄存器B的和在输出端上通过乘法器29与-1相乘，从而得到和σb(k)。在加法装置200中则构成差值σa(k)-σb(k)。该差值在图2中被称为x(k)。值x(k)既输入绝对值形成器201也输入符号识别器203。绝对值形成器201将绝对值提供给阈值判断器202，该阈值判断器将所述绝对值与一个恒定的阈值相比较。符号识别器203连接到用作输出的开关26上。阈值判断器202连接到用作输出的开关25上。如果开关25及26闭合，则在开关26的输出端上出现已识别的位205及在开关25的输出端上出现信息204，不管该位是否可靠地被识别。开关25及26由极值检索单元24控制。
从寄存器A将最早的值aold(k)输入乘法器22，该乘法器使该值与系数-2相乘。该乘法器的输出与计算装置23相连接，在该计算装置上已由分配器21传送来零值anew(k)。作为计算装置23的第三输入值，输入移位寄存器B的最早的值bold(k)。因此所述极值通过方程式bold(k)+anew(k)-2·aold(k)来形成。该值被传送给极值检索单元24。
该极值检索单元用于确定对于位判断为最佳的时刻。由值x(k)到下个值x(k+1)的改变仅通过两个寄存器单元A及B的各个最旧的位aold(k)或bold(k)及位aNEW(k)来实现，该位aNEW(k)作为下个移入移位寄存器、即移位寄存器A中的位。输出的改变δx(k)＝x(k+1)-x(k)可通过δx(k)＝anew(k)+bold(k)-2aold(k)来计算。如果δx(k)＞0，则x(k)以下一个步长上升，或如果δx(k)＜0，则x(k)下降。
借助量值δx(k)及根据图3的状态自动装置可以特别有效地进行极值检索。
图3以电路框图表示极值检索单元24。在框300中启动该极值检索单元。在框301中检验是否输入值δx(k)＞0，即，在一个单调的上升阶段后x(k+1)第一次小于其前值x(k)。同样的情况也适用于以相反的符号情况下的最小值检索。然后在输出端307上输出用于开关25及26的一个开关信号。但如果所述输入小于0，则在方法步骤302中等待一个预给定的、在下一个段落中将探讨的等待时间。在方法步骤303中则检验：是否输入＜0，即是否又出现符号的改变。如果该检验中断了，则在输出端306上输出另一触发信号。在方法步骤305中将重新等待，以便接着再跳回方法步骤301。
如果在数据中出现了逻辑零或1的序列，则在相关器的输出上得到与规则的采样时刻不对应的极值。这些副极值现在需要被过滤。一个副极值总是出现在两个规则采样点之间的中点(0.5·Tbit)上，以致它们可用简单的定时器被过滤。该过滤将由根据图3的状态自动装置中的等待状态来承担。我们最佳地将所述等待时间以额定的位持续时间的75％选择为0.5Tbit与Tbit之间的平均值。
变换地也可使用已由文献公开的用于极值检索的方法。
图4示出根据本发明的方法的一个流程图。在方法步骤400中曼彻斯特编码的信号通过所述接口被提供到控制装置中。在方法步骤401中例如通过比较器K的比较检验来进行解码。在方法步骤402中进行所述过采样，优选以本控制装置的系统时钟进行。在方法步骤403中则通过移位栅式移位寄存器(Schiebegrillschieberegister)以上述形式进行实际的编码，以便所述极值检索单元最佳地选择这样的时刻，在该时刻上将作出是否可靠地检测到所述位的判断。在方法步骤404中接着进行被解码了的信号到所述分析处理电路的输出，以便判断人身保护装置是否应被驱动。

Claims (10)

1.用于人身保护的控制装置，包括：
一接口，该接口提供一曼彻斯特编码的信号；
一解码单元(DEC)，该解码单元对所述曼彻斯特编码的信号解码；
一分析处理单元(μC)，该分析处理单元将所述被解码了的信号用于人身保护装置的触发控制，
其特征在于：所述解码单元(DEC)为了对所述曼彻斯特编码的信号进行曼彻斯特解码具有一移位寄存器结构(A，B)，对所述曼彻斯特编码的信号设置了一个过采样单元。
2.根据权利要求1的控制装置，其特征在于：所述移位寄存器结构具有两个相继连接的、相同长度的移位寄存器(A，B)。
3.根据权利要求2的控制装置，其特征在于：对所述两个移位寄存器(A，B)各设有一个用于对这两个移位寄存器(A，B)的内容形成和的加法装置(27，28)，对这两个和设有一用于形成一差值的减法装置(200，29)，设有一用于该差值的绝对值形成器(201)、一用于该绝对值的阈值判断器以及一用于该差值的符号识别单元(203)，对所述阈值判断器设有一用于错误识别的第一输出，对所述符号识别单元设有一用于输出所述被解码了的信号的第二输出。
4.根据以上权利要求之一的控制装置，其特征在于：与所述移位寄存器结构连接了一极值检索单元，其中，该极值检索单元影响所述解码。
5.根据权利要求3的控制装置，其特征在于：与所述移位寄存器结构连接了一极值检索单元，其中，该极值检索单元影响所述解码，所述极值检索单元与所述第一及第二输出的连接，使得当一极值被发现时，所述第一及第二输出引起一输出。
6.根据权利要求5的控制装置，其特征在于：所述极值检索单元的构造，使得根据一新的采样值及所述两个移位寄存器的各自的最早的采样值来确定所述极值。
7.根据权利要求6的控制装置，其特征在于：设有一个计算单元，该计算单元将所述新的采样值、乘以-2的第一移位寄存器的最早的采样值与第二移位寄存器的最早的采样值相加，其中，所述第一移位寄存器是所述新的采样值首先进入的那个移位寄存器，所述第二移位寄存器连接在该第一移位寄存器的后面。
8.根据权利要求1至3之一的控制装置，其特征在于：所述移位寄存器结构具有一个数据位的长度。
9.根据权利要求1至3之一的控制装置，其特征在于：所述过采样使用该控制装置的工作时钟。
10.用于触发控制用于人身保护的装置的方法，包括以下方法步骤：
提供曼彻斯特编码的信号，
对该曼彻斯特编码的信号解码，
使用该被解码了的信号来触发控制所述用于人身保护的装置，
其特征在于：为了曼彻斯特解码，使用一移位寄存器结构(A，B)及所述信号的过采样。
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