-
Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln
nach der Gattung des unabhängigen
Patentanspruchs.
-
Aus
DE 100 57 258 C1 ist
bereits eine Plausibilisierung einer Aufprallentscheidung bekannt.
Der Aufprall wird hier mittels eines Temperatursensors erkannt,
wobei ein Beschleunigungssensor als Plausibilitätssensor dient. Dies ist notwendig,
um eine mögliche
Fehlfunktion des Temperatursensors abzufangen und damit eine Fehlauslösung von
Personenschutzmitteln zu vermeiden.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln mit den Merkmalen des
unabhängigen
Patentanspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, dass die Ansteuerentscheidung auf zwei unabhängigen Ansteuerentscheidungen
basiert, wobei für
jede Ansteuerentscheidung jeweils eine Plausibilisierung vorgesehen
ist. Dies führt zu
einer sehr sicheren Ansteuerung von Personenschutzmitteln und bindet
insbesondere Umfeldinformationen, die mit einem Umfeldsensorik wie
einer Video-, Radar- oder Ultraschallsensorik erfasst werden können, in
die Ansteuerentscheidungen mit ein. Damit fließen im Wesentlichen Beschleunigungssignale und
die Relativgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem
Aufprallobjekt in die Ansteuerentscheidungen ein. Der Kern der Erfindung besteht
darin, dass einerseits die rein auf den Beschleunigungsdaten basierende
Auslöseentscheidung
für sich
plausibilisiert wird und dass andererseits die auf den Beschleunigungs-
und den Umfelddaten basierende Auslöseentscheidung plausibilisiert
wird. Für
die zuletzt genannte Plausibilisierung wird sowohl das Beschleunigungssignal,
als auch die Information aus der Umfeldsensorik überprüft.
-
Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch
angegebenen Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln
möglich.
-
Besonders
vorteilhaft ist, dass die Vorrichtung eine Plausibilisierung der
Umfeldinformation folgendermaßen
erlaubt: Die aus der Umfeldinformation vorliegenden Daten Abstand
und Relativgeschwindigkeit eines Objektes sind über die prädizierte Aufprallzeit mit dem
tatsächlichen
Kontaktzeitpunkt korreliert. In dem hier vorgestellten Verfahren wird
vorteilhafterweise durch einen Vergleich der prädizierten Aufprallzeit mit
der unabhängig
ermittelten tatsächlichen
Aufprallzeit die Plausibilität
der Umfeldinformation überprüft. Vorteilhafterweise
können
zur unabhängigen
Ermittlung der tatsächlichen
Kontaktzeit zum Beispiel im Fahrzeug verbaute Kontaktsensoren, aber
auch Beschleunigungssensoren verwendet werden.
-
Weiterhin
ist es von Vorteil, dass die Unfallsensorik zur Plausibilisierung
eine Kontaktsensorik aufweist. Eine solche Kontaktsensorik stellt
einen Kontakt eines Objekts mit dem Fahrzeug fest, so dass diese
Kontaktsensorik an der Außenhaut
des Fahrzeugs üblicher
Weise angeordnet ist. Dafür
kann beispielsweise ein piezoelektrisches Kabel verwendet werden.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass diese Unfallsensorik auch eine
Beschleunigungssensorik aufweist, die vorteilhafter Weise als Upfrontsensorik konfiguriert
ist, d.h., sie befindet sich im vorderen Teil des Fahrzeugs, üblicher
Weise am Kühlergrill.
Dabei kann nur ein Upfrontsensor oder es können mehrere Upfrontsensoren
an der Fahrzeugfront angeordnet sein.
-
Vorteilhafter
Weise wird die Plausibilisierung im reinen beschleunigungssignalabhängigen Algorithmusteil
durch eine Beschleunigungssensorik erreicht, die in Gegenrichtung
zu derjenigen Beschleunigungssensorik misst, dessen Signal zur Bildung der
Ansteuerentscheidung verwendet wird. Alternativ ist es möglich, dass
diese Beschleunigungssensorik auch einen Beschleunigungsschalter
zur Plausibilisierung aufweist.
-
Zeichnung
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
-
Es
zeigen
-
1 ein
Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
-
2 ein
Flussdiagramm.
-
Beschreibung
-
Eine
Ansteuerentscheidung für
irreversible Rückhaltemittel
wie Airbags oder pyrotechnische Gurtstraffer wird auf der Basis
von Signalen von Beschleunigungssensoren, die sich im zentralen
Airbagsteuergerät
befinden, gefällt.
Diese Ansteuerentscheidung muss mit einem zweiten Sensor zur Erhöhung der
Sicherheit überprüft werden,
um eine Auslösung
auf Grund eines falschen Sensorsignals auszuschließen. Diese
Sicherheitsüberprüfung der
Ansteuerentscheidung basiert bei solchen Systemen entweder auf einem
Upfrontsignal oder einem weiteren Sensor, der ebenfalls im zentralen
Steuergerät eingebaut
ist und die Beschleunigung in Gegenrichtung zum ersten Beschleunigungssensor
misst. Weiterhin existieren Systeme, die zusätzlich zu den Beschleunigungsdaten
Daten von einer Umfeldsensorik zur Bildung von Ansteuerentscheidungen
verwenden. Als Umfeldinformation wird dabei beispielsweise die Relativgeschwindigkeit
zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Aufprallobjekt verwendet.
Aber auch Umfeldinformationen wie der Winkel, unter dem das Aufprallobjekt
auf das eigene Fahrzeug trifft, können berücksichtigt werden.
-
Erfindungsgemäß wird eine
Vorrichtung vorgeschlagen, die zwei Teilalgorithmen aufweist. Ein erster
Algorithmus bildet eine Ansteuerentscheidung lediglich auf Basis
von Beschleunigungssignalen. Ein zweiter Algorithmus, der im Folgenden
als Presetalgorithmus bezeichnet wird, bildet die Ansteuerentscheidung
auf Basis von Umfelddaten und von Beschleunigungsdaten. Durch diese
beiden Teilentscheidungen wird dann in einem Fusionsmodul eine Gesamtentscheidung
gebildet. Es ist daher notwendig, dass die Teilentscheidungen unabhängig voneinander
plausibilisiert werden.
-
Eine
Möglichkeit
die Ansteuerentscheidung des auf zentralen Beschleunigungsdaten
basierenden Algorithmus auf ihre Sicherheit hin zu testen besteht
darin, einen einfachen, in Gegenrichtung messenden Beschleunigungssensor
zu benutzen. Weiterhin ist es möglich,
Upfrontsensoren zu verwenden. Kostengünstiger ist dabei, den Beschleunigungssensor,
der in Gegenrichtung misst, einzusetzen. Dabei ist es nicht unbedingt
günstig,
die Beschleunigungssignale hinsichtlich des Betrages miteinander
zu vergleichen, sondern von den Beschleunigungssignalen abgeleitete
Signale, wie das integrierte Beschleunigungssignal, wobei hier auch
ein Fensterintegral verwendet werden kann oder eine andere Summations- oder
Filtermethode, um punktuelle Schwankungen auszumitteln. Auch eine
Mittelwertbildung kann hier Eingang finden. Alternativ ist es möglich, andere
Signaleigenschaften heranzuziehen. Aber auch eine zweifache Integration
des Beschleunigungssignals, das zur Vorverlagerung führt, kann
für den
Plausibilitätsvergleich
verwendet werden. Der eigentliche Plausibilitätsvergleich kann beispielsweise
durch folgende Bedingung durchgeführt werden: (c1∫∫accx < ∫∫acc–x)ν(c2∫∫acc–x < ∫∫accx) (1)
-
Dabei
bezeichnet acc die Beschleunigung, die entweder mit Vorzeichen oder
als Betrag hier eingehen kann, und der Index gibt die Richtung der
Beschleunigung an. c1 und c2 sind
zwei beliebige Konstanten, die beispielsweise zu c1 =
0,5 und zu c2 = 0,5 gewählt werden können. Wenn
diese Bedingung erfüllt
ist, ist das zentrale Beschleunigungssignal plausibel und damit
die Ansteuerentscheidung dieses Teilalgorithmus auf ihre Sicherheit
hin überprüft. Eine weitere
Möglichkeit
zur Plausibilisierung bietet beispielsweise der Einsatz eines Hamlin-Schalters.
Unter einem Hamlin-Schalter ist ein Beschleunigungsschalter zu verstehen,
der ab einer bestimmten Beschleunigung schließt. Um zu einer überprüften Ansteuerentscheidung
zu gelangen, wird die Entscheidung eines rein beschleunigungsbasierten
Algorithmus und der Plausibilitätsüberprüfung miteinander verknüpft. Dies
kann im einfachsten Fall mit einem logischen UND geschehen. Jede
weitere Art, in der auch weitere Informationen, zum Beispiel über die Güte der Signale
berücksichtigt
werden, ist auch möglich.
-
Der
Presetalgorithmus trifft seine Auslöseentscheidung auf Basis von
Umfelddaten und einem Beschleunigungssignal. Für eine Plausibilisierung der
Ansteuerentscheidung müssen
sowohl die Umfelddaten, als auch das Beschleunigungssignal überprüft werden.
Für den
Test des Beschleunigungssignals kann wieder die oben genannte Bedingung
verwen det werden. Da bei den meisten im Fahrzeug eingesetzten Systemen
aus Kostengründen
kein weiterer unabhängiger
Sensor zur Messung der Relativgeschwindigkeit eingesetzt werden
wird, wird die Überprüfung der
Geschwindigkeitsinformation auf das Beschleunigungssignal zurückgeführt. Dabei
erweist es sich als vorteilhaft, dass auf Grund des bekannten Abstands
der letzten Messung der vorausschauenden Umfeldsensierung die Relativgeschwindigkeit
mit der Zeit bis zum Aufprall korreliert. Dazu kann nämlich nach
dem Aufprall des Objekts auf das eigene Fahrzeug und vor der Auslösung des Personenschutzmittels
aus dem Beschleunigungssignal der Aufprallzeitpunkt bestimmt werden.
Indem überprüft wird,
dass der von der Umfeldsensorik prädizierte und der aus dem Beschleunigungssignal
bestimmte Aufprallzeitpunkt mit einer zuvor festgelegten maximalen
Toleranz übereinstimmt,
kann die gemessene Relativgeschwindigkeit auf Plausibilität überprüft werden.
Eine weitere Möglichkeit
den prädizierten
Kontaktzeitpunkt zu verifizieren besteht darin, einen in der Fahrzeugfront
eingebauten Kontaktsensor zu benutzen. Ein solcher Kontaktsensor
kann beispielsweise als piezoelektrisches Kabel oder als Upfrontsensor
realisiert werden. Unabhängig
von der Realisierungsvariante werden die Ergebnisse der Plausibilitätsüberprüfung bezüglich des
Beschleunigungssignals bzw. der Relativgeschwindigkeit und die Ansteuerentscheidung
analog zum reinen beschleunigungsbasierten Algorithmus über ein
logisches UND miteinander verknüpft.
Auch hier sind andere Verknüpfungsvarianten
möglich.
-
Die
plausibilisierten Auslöseentscheidungen der
beiden Teilalgorithmen werden schließlich in einem Fusionsmodul
zusammengeführt,
um aus beiden Teilentscheidungen eine Gesamtentscheidung zu treffen.
-
1 erläutert in
einem Blockschaltbild die erfindungsgemäße Vorrichtung. Ein Steuergerät 10 zur
Ansteuerung von Personenschutzmitteln, wie Airbags, Gurtstraffer
oder Überrollbügel, erhält hier Sensordaten
von mehreren Sensoren. Dazu zählen eine
Kontaktsensorik 11 und eine Umfeldsensorik 12. Das
Steuergerät 10 ist über einen
Ausgang mit den Personenschutzmitteln 15 verbunden.
-
Die
Personenschutzmittel 15 werden angesteuert, wenn das Steuergerät 10 mittels
seines Mikroprozessors μC
entschieden hat, dass die Ansteuerung notwendig ist. Dafür werden
auch Signale von Beschleunigungssensoren X und –X, die im Steuergerät 10 angeordnet
sind, verwendet. Die Beschleunigungssensoren X und –X sind
in Fahrzeuglängsrichtung
angeordnet, wobei der Beschleunigungssensor X in Fahrzeuglängsrichtung
misst und der Beschleunigungssensor –X in Gegenrichtung. Das Steuergerät 10 führt mit
seinem Mikroprozessor μC zwei
Teilalgorithmen aus.
-
Der
erste Teilalgorithmus ist rein beschleunigungsbasiert, d.h., dass
hier nur Beschleunigungssignale eingehen, wie beispielsweise das
Signal des Sensors X. Hierzu können
auch weitere Signale verwendet werden, wie beispielsweise Informationen von
anderen Beschleunigungssensoren oder die Eigengeschwindigkeit. Hierbei
muss jeweils die Plausibilisierung, wie oben dargestellt, eingehalten
werden. Die andere Ansteuerentscheidung wird durch den Presetalgorithmus
gebildet. Dafür
werden die Daten der Umfeld- und der Beschleunigungssensorik verwendet.
Ist es zum Kontakt gekommen, dann kann der Kontaktzeitpunkt über wenigstens
zwei verschiedene Methoden ermittelt werden: Bei der ersten Methode
wird der Kontaktzeitpunkt aus dem zentralen Beschleunigungssignal
berechnet. Diese Berechnung kann beispielsweise retrospektiv geschehen. Dann
kann der von der Umfeldsensorik prädizierte Kontaktzeitpunkt entweder
mit dem gemessenen oder mit dem berechneten verglichen werden. Liegen diese
Kontaktzeitpunkte nahe beieinander und ist die Bedingung (1) erfüllt, dann
liegt eine Plausibilisierung der Ansteuerentscheidung des Presetalgorithmus vor.
Ist der Abstand zwischen dem präzidierten
und dem berechneten bzw. zwischen dem präzidierten dem gemessenen zu
weit, wobei dieser Abstand, der noch zulässig ist, vorgegeben ist, dann
ist die Plausibilisierung gescheitert und die Ansteuerentscheidung wird
nicht gebildet.
-
2 erläutert im
Flussdiagramm den genauen Ablauf, den die erfindungsgemäße Vorrichtung
durchläuft.
Umfelddaten und Beschleunigungsdaten 20 gehen in einen
Presetalgorithmus 24 ein, um eine Ansteuerentscheidung
zu bilden. Zusätzlich gehen
dieselben Umfelddaten, Beschleunigungsdaten und Kontaktsensorinformationen 21 in
ein Plausibilitätsmodul 25 ein,
um die Ansteuerentscheidung des Presetalgorithmus 24 zu
plausibilisieren. Nur wenn die Ansteuerentscheidung durch den Presetalgorithmus 24 und
die Plausibilität
durch das Modul 25 beide gebildet wurden, sowie eine Plausibilität für das Beschleunigungssignal 26 anhand
von Beschleunigungsdaten 22 festgestellt wurde, wird im
Block 28 durch eine UND-Verknüpfung festgestellt, dass die Ansteuerentscheidung
des Presetalgorithmus plausibilisiert ist und damit festliegt. Parallel
dazu wird in einem beschleunigungsbasierten Algorithmus 27 anhand
von Beschleunigungsdaten 23 eine Ansteuerentscheidung berechnet.
Aber auch diese Ansteuerentscheidung wird durch das Modul 26 plausibilisiert, so
dass nur, wenn die Ansteuerentscheidung des Algorithmus 27 vorliegt
und die Plausibilisierung 26 im logischen UND-Gatter 29 dann
festgestellt wird, dass auch die Ansteuerentscheidung des rein beschleunigungsbasierten
Algorithmus feststeht. Die beiden UND-Gatter 28 und 29 sind
bezüglich
ihrer Ausgänge mit
einem Fusionsmodul 200 verbunden, in dem dann die finale
Ansteuerentscheidung berechnet wird.