DE102005017421A1

DE102005017421A1 - Sicherheitssystem

Info

Publication number: DE102005017421A1
Application number: DE102005017421A
Authority: DE
Inventors: Michael Roelleke; Alexander Otte; Patrick Elgner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem 1 für Fahrzeuginsassen mit wenigstens einem für Beschleunigung empfindlichen Sensor 2, mit einem Steuergerät und mit wenigstens einem Rückhaltemittel 13, wie Airbag und dergleichen. Das Sicherheitssystem 1 umfasst ein Funktionsmodul 8 für die Bildung von Mittelwerten aus Signalwerten eines Eingangssignals sowie eine Speichereinrichtung 9 mit gespeicherten Funktionswerten, die zur Bildung eines Ausgangssignals aus den Mittelwerten mit den Mittelwerten verknüpfbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sicherheitssysteme der gattungsgemäßen Art werden in Fahrzeugen, insbesondere für den Schutz von Fahrzeuginsassen eingesetzt. Denkbar ist jedoch auch eine Anwendung bei fahrzeuggebundenen Systemen für den Fußgängerschutz.

Ein Sicherheitssystem der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus dem Aufsatz von W. Suchowerskyj, „Evolution en matiere de detecteurs de choc", in 1141 Ingenieurs de l'Automobile (1982) No.6, 5.69-77, Paris, bekannt. In einem derartigen Sicherheitssystem werden im Wesentlichen beschleunigungsempfindliche Sensoren als Crashsensoren eingesetzt. Die Auswertung ihrer Ausgangssignale soll die möglichst frühzeitige Erkennung von gefährlichen Crashs ermöglichen, um im Falle von Gefahr Sicherungsmaßnahmen, wie insbesondere die Auslösung von Sicherungsmitteln für die Fahrzeuginsassen oder auch Fußgänger zu bewirken. Um die Erkennung von kritischen Unfallsituationen zu verbessern, ist es bei Sicherheitssystemen bereits bekannt, Funktionsmodule einzusetzen, die eine Begrenzung des Signalanstiegs bewirken. Beispielsweise umfassen diese Funktionsmodule wenigstens ein Zeitfenster für die Erfassung eines Zeitbereichs eines auszuwertenden Signals. Innerhalb eines solchen Zeitfensters wird dann der maximale Signalanstieg zwischen zwei aufeinander folgenden Datenpunkten begrenzt. Wenn nun aber hohe Amplitudenwerte auftreten, ist damit keine optimale Signalverarbeitung mehr möglich.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung schlägt eine neue, dynamische Lösung für das Problem vor. Es werden nur relative Größen erfasst und nach einer Mittelwertbildung einer in einer Speichereinrichtung gespeicherten Tabelle zugeführt. Diese Tabelle stellt einen funktionalen Zusammenhang zwischen den ihr zugeführten Eingangssignalen und den von ihr ausgegebenen Ausgangssignalen her. Die Ausgangssignale beschreiben dann eine zu der Signaldynamik proportionale Größe, die für die Steuerung des Sicherheitssystems verwendbar ist. Der wesentliche Vorteil besteht in einer automatischen zeitunabhängigen Analyse des Eingangssignals. Die Signaldynamik, die die Änderung von aufeinander folgenden Datenwerten beschreibt, wird kontinuierlich gebildet. Durch die Mittelung über eine feste Anzahl von Werten kann so eine Glättung oder Filterung erreicht werden. Das so bereitgestellte Ausgangssignal steht in einem direkten Zusammenhang mit dem Auftreten von hochfrequenten Signalanteilen. Bedingt durch die Länge der Mittelung kann es zu einer gewissen zeitlichen Verzögerung in der Auswertung kommen. Das Ausgangssignal kann dann durch eine Konvertierung, vorzugsweise über eine in einer Speichereinrichtung abgelegte Tabelle, ausgewertet werden.

Dabei können z.B. auch dynamische Auswertungen gemacht werden.

Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung erläutert. Dabei zeigt
1 ein Blockschaltbild eines Sicherheitssystems;
2 in einem Diagramm verschiedene Kurvenverläufe.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein Blockschaltbild eines Sicherheitssystems 1. Das Sicherheitssystem 1 umfasst wenigstens einen Sensor 2, insbesondere einen Beschleunigungssensor, der mit einem ersten Funktionsmodul 3 verbunden ist. Das Funktionsmodul 3 ist einerseits mit einem Funktionsmodul 4 und andererseits mit einem Funktionsmodul 5 verbunden. Auch das Funktionsmodul 4 ist mit dem Funktionsmodul 5 verbunden. Das Funktionsmodul 5 ist mit dem Funktionsmodul 6 verbunden. Das Funktionsmodul 6 ist mit dem Funktionsmodul 7 und dem Funktionsmodul 8 verbunden. Das Funktionsmodul 8 ist mit einer Speichereinrichtung 9 und dem Funktionsmodul 11 verbunden. Die Speichereinrichtung 9 ist mit dem Funktionsmodul 10 verbunden. Das Funktionsmodul 10 ist mit einer Endstufe 12 verbunden. Die Endstufe 12 ist mit einem Rückhaltemittel 13 verbunden.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Sicherheitssystems 1 beschrieben. Der für Beschleunigung empfindliche Sensor 2 erzeugt ein von der erfassten Beschleunigung abhängiges Ausgangssignal, das zunächst dem Funktionsmodul 3 zugeleitet und dann von diesem an die Funktionsmodule 4 und 5 weitergeleitet wird. Während ein erster Eingang des Funktionsmoduls 5 den jeweils aktuellen Signalwert ohne Umweg von dem Funktionsmodul 3 erhält, wird einem zweiten Eingang des Funktionsmoduls 5 ein durch das Funktionsmodul 4 um eine vorgebbare Zeitdauer verzögerter Signalwert zugeführt. In dem Funktionsmodul 5 wird die Differenz dieser Signalanteile gebildet, die dem Eingang des Funktionsmoduls 6 zugeleitet wird. Das Funktionsmodul 6 bildet den absoluten Betrag der in dem Funktionsmodul 5 berechneten Differenz der Signalanteile. Der in dem Funktionsmodul 6 gebildete Betragswert wird einerseits dem Funktionsmodul 7 zugeführt und steht über diese Schnittstelle für weitere Steuerungszwecke zur Verfügung. Weiterhin wird der in dem Funktionsmodul 6 gebildete Betragswert dem Funktionsmodul 8 zugeleitet, das aus einer vorgebbaren Anzahl von Betragswerten einen Mittelwert bildet. Dieser Mittelwert wird einerseits dem Funktionsmodul 11 und andererseits der Speichereinrichtung 9 zugeführt. In der Speichereinrichtung 9 sind Funktionswerte nach Art einer Tabelle oder eines Kennfelds abgelegt, die, in Abhängigkeit von den am Eingang der Speichereinrichtung zugeführten Werten, Ausgangswerte bereitstellen. Diese Ausgangswerte können, beispielsweise, über ein Funktionsmodul 10 einer Endstufe 12 des Sicherheitssystems 1 zugeführt werden, die wenigstens ein Rückhaltemittel 13, wie beispielsweise einen Airbag, steuert. Weiterhin kann das an dem Ausgang der Speichereinrichtung 9 bereitgestellte Signal, wie durch die Leitung 14 angedeutet, an das in dem Eingangsbereich des Sicherheitssystems 1 angeordnete Funktionsmodul 3 zurückgeführt und dort mit dem Eingangssignal verknüpft werden. Vorzugsweise kann diese Verknüpfung eine Differenzbildung beinhalten. In diesem Fall sind in der Speichereinrichtung 9 beispielsweise Funktionswerte der Funktion F(x) = 1/xabgelegt. Darin bedeuten x das der Speichereinrichtung zugeführte Eingangssignal und F(x) das an dem Ausgang der Speichereinrichtung 9 bereitgestellte Ausgangssignal. F(x) repräsentiert hierbei eine zu der Dämpfung des Eingangssignals proportionale Größe.
Die Funktionsweise des in 1 dargestellten Sicherheitssystems 1 wird im Folgenden unter Bezug auf das in 2 dargestellte Diagramm erläutert, das diverse Signalverläufe wiedergibt. Auf der x-Achse des Diagramms ist die Zeit T in beliebigen Einheiten aufgetragen. Auf der y-Achse des Diagramms ist die Amplitude in beliebigen Einheiten aufgetragen. Die Kurve 15.1 stellt das Ausgangssignal des Sensors 2 dar, das bei einem Frontalaufprall mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 km/h entstanden ist. Ein Bereich 17 des Signalverlaufs mit besonders starken Schwankungen der Amplitude A, also großer Dynamik, ist durch eine elliptische Umrahmung markiert. Durch die oben beschriebene Mittelwertbildung in dem Funktionsmodul 8 entsteht an dem Ausgang des Funktionsmoduls 8 bzw. an dem Funktionsmodul 11 der in 2 mit 15.2 bezeichnete Signalverlauf. Dieser Signalverlauf weist in den mit den Pfeilen P1 und P2 markierten Bereichen Extremwerte auf. Im Vergleich dazu entsteht der mit 16.1 bezeichnete Signalverlauf etwa durch eine ungebremste Auffahrt auf einen Sandhaufen mit einer Geschwindigkeit von etwa 40 km/h. Die oben beschriebene Mittelwertbildung ergibt den in 2 mit 16.2 bezeichneten Signalverlauf.

1: Sicherheitssystem
2: Sensor
3: Funktionsmodul
4: Funktionsmodul
5: Funktionsmodul
6: Funktionsmodul
7: Funktionsmodul
8: Funktionsmodul
9: Speichereinrichtung
10: Funktionsmodul
11: Funktionsmodul
12: Endstufe
13: Rückhaltemittel
14: Leitung
15.1: Signalverlauf
15.2: Signalverlauf
16.1: Signalverlauf
16.2: Signalverlauf
17: Bereich
A: Amplitude
F(x): Funktionswert
X: Eingangssignal
P1: Pfeil
P2: Pfeil
T: Zeit

Claims

Sicherheitssystem (1) für Fahrzeuginsassen mit wenigstens einem für Beschleunigung empfindlichen Sensor (2), mit einem Steuergerät und mit wenigstens einem Rückhaltemittel (13), wie Airbag und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (1) ein Funktionsmodul (8) für die Bildung von Mittelwerten aus Signalwerten eines Eingangssignals (x) sowie eine Speichereinrichtung (9) mit gespeicherten Funktionswerten (F(x)) umfasst, die zur Bildung eines Ausgangssignals aus den Mittelwerten mit den Mittelwerten verknüpfbar sind.
Sicherheitssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (1) ein Funktionsmodul (4) für die Verzögerung eines Signalwerts eines Eingangssignals (x) umfasst.
Sicherheitssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (1) ein Funktionsmodul (5) für die Differenzbildung von Signalwerten eines Eingangsignals (x) umfasst.
Sicherheitssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem (1) ein Funktionsmodul (6) für die Betragsbildung eines Signalwerts umfasst.
Sicherheitssystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Speichereinrichtung (9) Funktionswerte der Funktion F(x) = 1/x gespeichert sind, wobei x Signalwerte des Eingangssignals (x) sind.
Sicherheitssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangssignal (x) von einem für Beschleunigung empfindlichen Sensor (2) stammt.
Verfahren für die Steuerung eines Sicherheitssystems (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingangssignal (x) durch Bildung eines Mittelwerts geglättet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem Eingangssignal (x) zeitlich beabstandete Signalwerte entnommen werden, das aus diesen Signalwerten eine Differenz und ein Absolutbetrag gebildet werden, dass aus den Absolutbeträgen ein Mittelwert gebildet wird und dass aus dem Mittelwert durch Verknüpfung mit einem in einer Speichereinrichtung (9) gespeicherten Funktionswert (F(x)) ein Ausgangssignal gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal an den Eingang des Sicherheitssystems (1) zurückgeführt (Leitung 14) und dort mit dem Eingangssignal (x) verknüpft wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal von dem Eingangssignal subtrahiert wird.