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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus
DE 102 34 624 A1 ist es bereits bekannt, in Abhängigkeit von Signalen einer Precrashsensorik und einer Beschleunigungssensorik Personenschutzmittel anzusteuern. Mittels des Signals der Precrashsensorik wird ein Prognosefenster ermittelt und entsprechende Signale für die Beschleunigung bzw. den Geschwindigkeitsverlust geschätzt. Diese Daten im Prognosefenster werden dann mit gemessenen Daten bei einem tatsächlichen Aufprall korreliert. In Abhängigkeit von der Korrelation erfolgt eine Auslösung der Personenschutzmittel.
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Aus der
DE 197 29 960 A1 ist ein Verfahren zur Aufprallerkennung, insbesondere bei Kraftfahrzeugen zur Aktivierung von Insassenschutzeinrichtungen bekannt, bei dem ein Beschleunigungssignal eines Beschleunigungssensors gemessen und direkt das Beschleunigungssignal oder ein daraus abgeleitetes Signal, insbesondere das Beschleunigungsintegralsignal, mit einer Auslöseschwelle verglichen wird, welche veränderbar ist, bei dem zunächst ein Precrash-Sensor vorgesehen ist, welcher die Änderung der Relativgeschwindigkeit bzw. des Relativabstandes von Objekten innerhalb eines Nahbereichs der Fahrzeugumgebung registriert und, falls der Precrash-Sensor einen sicherheitskritischen Zustand erkennt, die Auslöseschwelle herabgesetzt wird. Vorzugsweise wird jeder Fahrzeugseite ein solcher Precrash-Sensor zugeordnet und mittels diesem insbesondere die Auslöseschwelle des auf dieser Seite liegenden Seiten-Airbags reduziert. Der Precrash-Sensor erkennt dabei sicherheitskritische Zustände vorzugsweise ebenfalls mittels eines Schwerwellvergleichs.
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Aus der
DE 199 46 407 A1 ist ein System zur gezielten Aktivierung von passiven Rückhaltemitteln in einem Kraftfahrzeug bekannt. Das System detektiert mittels eines Precrash-Sensors nicht nur, dass ein Aufprall mit einem Hindernis unmittelbar bevorsteht, sondern es trifft auch eine Aussage über die Masse bzw. Ortsfestigkeit des Hindernisses. Hierzu veranlasst der Precrash-Sensor das Herausfahren mindestens eines Masse- bzw. Ortsfestigkeitserkennungssensors aus der Fahrzeugkarosserie, und zwar in Richtung auf das detektierte Hindernis. Das Hindernis kommt sodann in Kontakt mit dem Masse- bzw. Ortsfestigkeitssensor und übt auf diesen in Abhängigkeit von seinen Eigenschaften eine Beschleunigung, Druck eine Kraft etc. aus, die in einer Steuerungseinheit ausgewertet werden. Übersteigen diese Werte vorgebbare Werte, so werden die Rückhaltekomponenten aktiviert. Jede Rückhaltekomponente kann bei für sie gesondert vorgebbaren Werten ausgelöst werden. Stellt das System fest, dass eine Aktivierung einer Rückhaltekomponente unnötig ist, da das Hindernis bspw. ein Pappkarton ist, so wird das System wieder deaktiviert und die Masse- bzw. Ortsfestigkeitserkennungssensoren wieder in die Fahrzeugkarosserie zurückgefahren.
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Aus der
DE 103 48 386 A1 ist eine Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutzmittel mit einer Umfeldsensorik und einer Kontaktsensorik bekannt. Die Vorrichtung beeinflusst in Abhängigkeit von einem ersten Signal der Umfeldsensorik einen Fußgängerschutzalgorithmus und in Abhängigkeit von einem zweiten Signal des Fußgängerschutzalgorithmus, der dabei ein drittes Signal der Kontaktsensorik berücksichtigt, einen Precrash-Algorithmus, wobei die Vorrichtung in Abhängigkeit von einem vierten Signal des Fußgängerschutzalgorithmus und einem fünften Signal des Precrash-Algorithmus die Fußgängerschutzmittel ansteuert.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben dem gegenüber den Vorteil, dass es durch gegenseitige Beeinflussung des Precrashalgorithmus und des Beschleunigungsalgorithmus eine Auslösung der Personenschutzmittel gelingt, bei einem Nichtauslösecrash robuster zu unterdrücken, ohne die Auslösung bei einem Auslösecrash weniger sensibel zu gestalten. Die Beeinflussung kann in den einzelnen Stufen der Algorithmen jeweils vorgenommen, oder es können auch die Signale selbst beeinflusst werden, die in den Algorithmus jeweils eingehen. Der Einfluss wird über wenigstens eine Schwelle vorzugsweise durchgeführt, die in Abhängigkeit von einem Signal des jeweiligen Algorithmus verändert wird. Eine Einflussnahme ist jedoch auch bei der Fusionierung der Ausgangssignale des Precrashalgorithmus und des Beschleunigungsalgorithmus möglich.
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Insbesondere bei günstigen Precrashsensorsystemen wie einem Ultraschallsystem stehen die benötigten Precrashinformationen wie zum Beispiel die so genannte Closing Velocity, also die Aufprallgeschwindigkeit, nur für einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich zur Verfügung. Derzeit ist dies bei Ultraschall bis 40 km/h möglich. Daher wäre dann der Precrashalgorithmus nur in diesen Geschwindigkeitsbereich einsetzbar.
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Eine typische Schwierigkeit stellt beispielsweise die Trennung eines so genannten AZT-Reparaturcrashes bei beispielsweise 15 km/h als Nichtauslösecrash von einem ODB-Crash bei beispielsweise 64 km/h als Auslösecrash dar, da die Beschleunigungssignale sehr ähnlich sind. Unter einem AZT-Reparaturcrash versteht man, wenn ein Fahrzeug mit 15 km/h gegen eine starre Barriere fährt. Die Barriere ist derart geformt, dass 40% der Fahrzeugfront durch die Barriere überdeckt sind. Im Gegensatz dazu bezeichnet ein ODB-Crash (Offset Deformable Barrier) einen Crashversuch, bei welchem ebenfalls gegen eine Barriere mit 40% Überdeckung gefahren wird, aber diese Barriere ist nicht starr, sondern deformierbar. Dabei wird die Geschwindigkeit in 8 km/h-Schritten erhöht. Als EURONCAP wird ein ODB-Crash bezeichnet, bei welchem die Kollisionsgeschwindigkeit 64 km/h beträgt.
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Ein anderer Fall ist die Unterscheidung zwischen einem 26 km/h und einem 32 km/h Crash auf eine starre Barriere, wobei bei ersterem Crash die zweite Airbagstufe nicht ausgelöst werden darf und bei dem zweiten Crash muss sie ausgelöst werden. Weitere Fälle bei denen zwischen Auslösung und Nichtauslösung eines Personenschutzmittels wie Airbag, Gurtstrafer, Überrollbügel oder ansteuerbare Sitzkomponenten oder einer Stufe eines Personenschutzmittels unterschieden werden muss, sollen ebenso im folgenden berücksichtigt sein. Auch eine Unterscheidung zwischen einem AZT und einem EURONCAP-Crash ist erfindungsgemäß möglich.
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Da ein oben beschriebener Precrashsensor für den ODB-Crash aufgrund der zu hohen Geschwindigkeit kein Messsignal liefert, wird der Precrashalgorithmus für den ODB-Crash nicht durchgerechnet und der rein beschleunigungsbasierte Algorithmus muss die Auslösung alleine fällen. Dies hat zu Konsequenz, dass dieser Algorithmus empfindlich eingestellt werden muss. Aber wenn der Algorithmus empfindlich eingestellt wird, so besteht die Gefahr, dass im Fall AZT-Crash die Airbags ausgelöst werden, was nicht gewünscht wird. Unter zur Hilfenahme der Geschwindigkeitsinformation muss diese Auslöseentscheidung unterdrückt werden. Dabei muss beachtet werden, dass die Geschwindigkeitsinformation falsch sein kann. Daher darf die Unterdrückung der Auslöseentscheidung oder Ansteuerentscheidung des Gesamtalgorithmus bestehend aus Precrash- und Beschleunigungsalgorithmus sowie der Fusion nur erfolgen falls der Precrashalgorithmus sowohl aus dem Beschleunigungssignal oder daraus abgeleiteten Merkmalen als auch die Geschwindigkeitsinformation den Nichtauslösecrash anzeigen.
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Beispielsweise handelt es sich vorliegend um einen ODB-Crash mit 50 km/h. Der Precrashsensor teilt dem Precrashalgorithmus jedoch fälschlicherweise eine Geschwindigkeit von 15 km/h mit. Würde der Precrashalgorithmus nur auf Grund der Geschwindigkeit eine Entscheidung über die Unterdrückung des Gesamtalgorithmus fällen, würde es in diesem Fall zu keiner Auslösung der Airbags kommen, obwohl diese Ansteuerentscheidung zwingend erforderlich ist.
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Die Lösung dieses Problems stellt sich wie folgt dar: Im Precrashalgorithmus wird eine Schwelle eingeführt, die aufgrund der Beschleunigungssignale oder daraus abgeleiteter Merkmale eine Plausibilität der Geschwindigkeit einführt. Im oben dargestellten Fall eines ODB-Crash mit 50 km/h würde diese Schwelle überschritten werden, und der Precrashalgorithmus gibt trotz einer ihm fälschlicherweise gemeldeten Geschwindigkeit von 15 km/h die Ansteuerentscheidung des Gesamtalgorithmus frei. Daraus folgt, dass der Airbag richtigerweise ausgelöst wird.
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Für den Fall das es sich tatsächlich um einen AZT-Crash mit 15 km/h handelt, wird die oben genannte Schwelle im Precrashalgorithmus nicht überschritten und der Precrashalgorithmus erteilt dem Gesamtalgorithmus keine Freigabe. Daraus folgt, dass der Airbag richtigerweise nicht ausgelöst wird.
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Für den Fall das der Precrashsensor einwandfrei arbeitet, würde dieser im oben genannten Falle eines 50 km/h ODB-Crashes keine Meldung an den Precrashalgorithmus senden. Dieser wird in diesem Fall keine Berechnung durchführen und die Auslösung der Airbags mit alleine aus dem Gesamtalgorithmus heraus gefällt. Daraus folgt, dass der Airbag richtigerweise ausgelöst wird.
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Im folgenden werden zwei besondere Varianten vorgestellt, die diese Unterdrückung berechnen. Weitere Varianten sind möglich.
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Gemeinsam ist all diesen Varianten, dass die Unterdrückung mindestens auf der Basis der Beschleunigungssingale oder daraus abgeleiteter Größen und einer Precrashinformation wie beispielsweise der Relativgeschwindigkeit ermittelt wird.
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Eine Möglichkeit die Unterdrückungsentscheidung zu ermitteln, besteht darin, dass die Bedingung abgeprüft wird, dass die Geschwindigkeit unterhalb einer bestimmten Grenze liegt und dass das aus dem Beschleunigungssignal abgeleitete Merkmal kleiner als diese Grenze ist.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Precrashalgorithmus zu benutzen und bei der Nichtauslöseentscheidung den Fall zu unterscheiden, dass der Algorithmus auf Nichtauslösung entschieden hat, weil er kein aufprallendes Objekt erkannt hat, und den Fall, dass er zwar ein aufprallendes Objekt erkannt hat, dass aber die Kombination aus Beschleunigungsinformation und Precrashinformation anzeigt, dass es sich um einen leichten Crash handelt, bei dem nicht ausgelöst werden muss. Wenn der zweite Fall vorliegt, kann die Auslöseentscheidung des rein beschleungigungsbasierten Algorithmus unterdrückt werden.
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Wird davon ausgegangen, dass der Precrashsensor für die niedrigen Geschwindigkeiten das Crashobjekt erkennt, so kann in diesem Fall der rein beschleunigungsbasierte Algorithmus bewusst unempfindlich geschaltet werden. Damit wird verhindert, dass dieser Algorithmus eine Auslösung erzeugt, obwohl der Precrashalgorithmus dies als nicht notwendig erkennt, wenn in der Zusammenführung der Auslöseentscheidung also der Fusion eine Oder-Verknüpfung realisiert wird.
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Die Unempfindlichkeitsschaltung des rein beschleunigungsbasierten Algorithmus lässt sich auf verschiedenen Ebenen im Algorithmus realisieren.
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Eine Möglichkeit stellt beispielsweise die Einführung einer Schwelle dar, welche eine Freigabebedingung für den Gesamtalgorithmus durch den Precrashalgorithmus aufweist.
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Eine weitere Möglichkeit ist die Manipulation der Eingangsdaten, also der Beschleunigungsdaten für den rein beschleunigungsbasierten Algorithmus für den Fall, dass eine entsprechende Precrashinformation vorliegt.
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Als weitere Ausführungsform kann auch die Aktivierung von speziellen Funktionen und/oder Parametersätzen im Beschleunigungsalgorithmus in Abhängigkeit von einem Signal des Precrashalgorithmus sein.
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Vorliegend wurde die aktive Unterdrückung der Ansteuerungsentscheidung unter der Annahme betrachtet, dass der Precrashsensor eine eingeschränkten Bereich der Geschwindigkeit, beispielsweise 0–40 km/h messen kann. Die Idee der Freigabe des Gesamtalgorithmus durch den Precrashalgorithmus kann ebenso auf Precrashsensoren ausgedehnt werden, welche für den gesamten Geschwindigkeitsbereich ein Messsignal liefern. Dazu zählen Radar und Lidar.
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Zeichnung
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen
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1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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2 ein erstes Flussdiagramm,
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3 ein zweites Flussdiagramm und
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4 ein drittes Flussdiagramm.
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Beschreibung
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Zunehmend werden vorausschauende Sensorsysteme entwickelt, die bereits vor einem Crash Informationen über das Crashobjekt sammeln. Insbesondere sollen auch Airbagauslösealgorithmen diese Information verarbeiten. Da jedoch bei einem vorausschauenden Sensorsystem nicht garantiert werden kann, dass alle Crashsituationen erkannt werden, ist zur Auslösung der Personenschutzmittel im Fahrzeug ein Algorithmus notwendig, der auch ohne Precrashinformation eine Auslöseentscheidung ausschließlich auf Basis von Beschleunigungssignalen fällen kann.
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Erfindungsgemäß wird ein Precrashalgorithmus und ein Beschleunigungsalgorithmus verwendet, deren jeweilige Ausgangssignale fusioniert werden, um eine Auslöseentscheidung zutreffen. Es ist eine gegenseitige Beeinflussung der Algorithmen vorgesehen, um Fehlauslösungen sicherer zu unterdrücken und den Schutz für die Fahrzeuginsassen zu verbessern.
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1 zeigt in einem Blockschaltbild die erfindungsgemäße Vorrichtung. In einem Fahrzeug ist ein Steuergerät SG zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln RHS vorgesehen. Dieses Steuergerät kann beispielsweise zentral auf den Fahrzeugtunnel in einen Fahrzeug eingebaut sein. Es ist jedoch möglich, dass auch andere Einbauorte im Fahrzeug vorgesehen seien können. Das Steuergerät SG steuert Personenschutzmittel RHS in Abhängigkeit von Sensorsignalen an. Dazu sind an der Fahrzeugfront Precrashsensoren US1 und US2 vorgesehen, die über eine Leitung mit dem Steuergerät SG verbunden sind. Die Precrashsensoren US1 und US2 sind hier als Ultraschallsensoren ausgebildet. Es kann sich jedoch auch um Radar oder Lidar oder andere Umfeldsensoren wie auch einem Kamerasystem handeln. Ebenfalls in der Fahrzeugfront ist eine Beschleunigungssensorik B1 eingebaut die ebenfalls an das Steuergerät SG eingeschlossen ist. Die Beschleunigungssensorik B1 kann am Fahrzeugkühler also im Bereich des Motorraums unter der Motorhaube oder am Stoßfänger oder auch bei den Precrashsensoren US1 und US2 eingebaut sein. Weiterhin sind hier Beschleunigungssensoren B2 und B3 vorgesehen, die jeweils eine Seitenaufprallsensorik repräsentieren. Diese Beschleunigungssensoren B2 und B3 können in der A, B oder C Säule in den Fahrzeugseitenteile oder an eine Querträger unter einem Sitz eingebaut sein. Auch der Türschweller und andere Einbauorte sind hier möglich. Auch diese Sensoren liefern ihre Signale an das Steuergerät SG. Zusätzlich ist noch eine Zentralsensorik B4 vorgesehen, die beispielsweise ebenfalls aus dem Fahrzeugtunnel entweder innerhalb oder außerhalb des Steuergeräts SG vorgesehen ist. Die Beschleunigungssensoren B1, B2, B3 und B4 können in einer Richtung empfindlich sein; es ist jedoch möglich, dass sie auch in zwei oder drei Richtungen empfindlich sein können. Dafür können auch biaxial oder triaxial ausgebildete Beschleunigungssensoren verwendet werden. Die Beschleunigungssensoren und auch die Ultraschalsensoren US1 und US2 können mit dem Steuergerät über ein Bus einem Quasibus oder Punkt zu Punkt Verbindung verbunden sein. Dabei ist eine leitungsgebunde Verbindung üblich, es ist auch jedoch möglich, dass eine Funkverbindung vorgesehen seien kann. Auch eine Lichtleitfaser ist hier möglich.
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Das Steuergerät weist einen Prozessor, Interface-Bausteine, Speicher, Plausibilitätssensoren und Ansteuerschaltungen auf, um seine Aufgaben zu bewältigen. Die folgenden drei 2, 3 und 4 zeigen unterschiedliche Varianten, wie die Sensorsignale verarbeitet werden können.
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2 zeigt in einer ersten Variante das Zusammenspiel des Precrashalgorithmus und des Beschleunigungsalgorithmus und der Fusion der Ausgangssignale der beiden Algorithmen. Die Precrashsignale der Sensoren US1 und US2 werden im Verfahrenschritt 200 hier als Precrashinformation dem Precrashalgorithmus in Verfahrenschritt 203 zugeführt. Diese Signale werden aber weiterhin auch Verfahrenschritt 202 zugeführt, in dem die Beschleunigungsinformation verarbeitet wird. Aus Verfahrenschnitt 201 werden auch in Verfahrenschnitt 202 die Beschleunigungsdaten zugeführt, um die Beschleunigungsdaten in Abhängigkeit von der Precrashinformation zu beurteilen, ob tatsächlich ein Crash vorliegt. Dazu wird beispielsweise in Abhängigkeit von der Precrashinformation eine Schwelle eingestellt, die die Beschleunigungsdaten oder die davon abgeleitete Daten wie beispielsweise die einfach oder zweifache Integration oder auch die differenzierte Beschleunigungsdaten nach der Zeit verglichen werden und überschreiten müssen, so dass dies anzeigt das ein Crash vorliegt. Im Verfahrenschritt 204 wird dann in einem Normal-Algorithmus mittels Merkmalsanalyse oder anderer Methoden eine Auswertung der Beschleunigungsdaten vorgenommen. Die Ausgangssignale des Precrashalgorithmus und des Beschleunigungsalgorithmus (Normal-Algorithmus) werden dann in einer Auslösefusion im Verfahrenschritt 205 miteinander kombiniert, um zu bestimmen, ob ein Aufprall vorliegt. Dies führt dann ggf. den Verfahrenschritt 206 zu einer Airbagauslösung.
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3 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. Verfahrens. Die Precrashinformation im Verfahrenschritt 300 wird wiederum dein Precrashalgorithmus 302 zugeführt, der in Abhängigkeit von Beschleunigungsdaten aus dem Verfahrenschritt 301 beeinflusst wird. Beispielsweise werden hier Schwellen in Abhängigkeit von den Beschleunigungsdaten verändert. Die Beschleunigungsdaten aus Verfahrenschritt 301 werden auch als Beschleunigungsinformation in Verfahrenschritt 303, beispielsweise als Geschwindigkeitsabbauinformation durch einfache Integration umgewandelt. Diese Beschleunigungsinformation wird dann in Verfahrenschritt 304 im Normal-Algorithmus, also dem Beschleunigungsalgorithmus zugeführt, der wiederum in Abhängigkeit von Precrashinformationen aus Verfahrenschritt 300 beeinflusst wird. Auch hier kann eine Beeinflussung über Schwellwerte geschehen. Im Verfahrenschritt 305 werden dann die Ausgangssignale des Precrashalgorithmus 302 und des Beschleunigungsalgorithmus 304 fusioniert, um dann ggf. im Verfahrenschritt 306 zu einer Airbagauslösung zugelangen.
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4 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Precrashinformation 400 wird wiederum den Precrashalgorithmus 402 zugeführt. Die Precrashinformation 400 wird jedoch auch der Fusion 405 der Ausgangsdaten des Precrashalgorithmus 402 und des Normal-Algorithmus 404, also des Beschleunigungsalgorithmus zugeleitet. Die Fusion wird daher in Abhängigkeit von der Precrashinformation verändert. Dies kann über eine Schwellwertbeeinflussung geschehen. Weiterhin werden die Beschleunigungsdaten aus Verfahrenschritt 401 dem Precrashalgorithmus 402 zugeführt, um auch hier beispielsweise über Schwellwerte eine Beeinflussung durchzuführen. Weiterhin werden die Beschleunigungsdaten 401 als Beschleunigungsinformation 403 vorverarbeitet, um dann dem Beschleunigungsalgorithmus 404 zugeführt zu werden.
