-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. ein Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
-
Aus
DE 10134 331 C1 ist die Problematik der Unterscheidung von Aufprallarten bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten bekannt. Insbesondere fordert die US-Behörde NHTSA in einer Vorschrift das sogenannte Low-Risk-Deployment, bei dem ein Aufprall gegen eine starre Barriere als Hindernis bei 26km/h und bei 32km/h zu unterscheiden ist. Als Lösung für dieses Problem wird vorgeschlagen, die Aufprallgeschwindigkeit dadurch zu ermitteln, dass eine Zeitdifferenz zwischen dem Aufprallbeginn und dem Zeitpunkt, bei dem die Beschleunigung von einer geringfügigen Beschleunigung zu einer starken Beschleunigung übergeht, gemessen wird. Damit kann dann eine Unterscheidung zwischen diesen beiden Aufprallarten durchgeführt werden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass eine zuverlässige Lösung dafür gefunden wird, die Trennung zwischen einem 26km/h-Frontalaufprall von einem 32km/h-Frontalaufprall zu erreichen. Dafür wird erfindungsgemäß die Constant-Fraction-Discrimination-Methode verwendet.
-
Dabei ist es von Vorteil, dass der Zeitpunkt des Maximums des Beschleunigungssignals nahezu unabhängig von der Signalamplitude ermittelt werden kann. Die Constant-Fraction-Discrimination-Methode ist eine Methode aus der elektronischen Signalverarbeitung, die die Zuordnung exakter Zeitmarkierungen zu breiten Pulsen mit variierender Signalstärke bei immer gleichen Anstiegszeiten ermöglicht. Die Analyse des Unfallsignals mittels der Constant-Fraction-Discrimination-Methode kann jedoch nicht nur für Beschleunigungssignale, sondern auch von abgeleiteten Signalen vom Beschleunigungssignal oder von anderen Unfallsensorsignalen angewendet werden. Zu diesen Signalen gehören Beschleunigungssignale von Beschleunigungssensoren in verschiedenen Einbaupositionen und verschiedenen Empfindlichkeitsrichtungen. Es gehören weiterhin dazu die Signale von Luftdrucksensoren zur Seitenaufprallsensierung von Körperschallsensoren und auch von Umfeldsensoren. Weiterhin ist es möglich, in bevorzugten Ausgestaltungen diese Methode zur Unterscheidung von Crashtypen oder Crashschweren unterschiedlichster Art zu verwenden.
-
Ansteuern von Personenschutzmitteln bedeutet vorliegend das Aktivieren dieser Personenschutzmitteln wie Airbags, Gurtstraffer, crashaktive Kopfstützen oder andere passive Personenschutzmittel, aber auch aktive Personenschutzmittel wie Bremsen oder einer Fahrdynamikregelung. Die Analyse des wenigstens einen Unfallsignals, beispielsweise eines Beschleunigungssignals oder eines integrierten oder zweifach integrierten Beschleunigungssignals mittels der Constant-Fraction-Discrimination-Methode ermöglicht die Ermittilung von Zeitmarkierungen in dem Unfallsignal. Damit können dann Zeitpunkte, die charakteristisch für das Unfallsignal sind, sehr zuverlässig ermittelt werden, so dass die Ansteuerung, die in Abhängigkeit von dieser Analyse stattfindet, ebenso zuverlässig wird. Die Constant-Fraction-Discrimination-Methode wird in einer Ausprägung in den abhängigen Ansprüchen definiert.
-
Unter einem Steuergerät ist vorliegend ein elektrisches Gerät zu verstehen, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Ansteuersignale für die Personenschutzmittel erzeugt. Insbesondere ist ein solches Steuergerät eine eigene bauliche Einheit. Es kann jedoch auch in einer Wohngemeinschaft mit anderen Steuergeräten innerhalb eines Gehäuses angeordnet sein.
-
Dabei kann die Schnittstelle hard- und/oder softwaremäßig ausgeprägt sein. Die Schnittstelle kann insbesondere Teil eines System-ASICs sein, der viele Funktionen des Steuergeräts auf einem Chip beinhaltet. Zu dieser Funktion zählt beispielsweise die Ansteuerschaltung; das ist eine Logik, die das Ansteuersignal verarbeitet und in Abhängigkeit davon elektrisch steuerbarer Leistungsschalter schließt, um beispielsweise einen Zündstrom zu einem Zündelement eines Airbags zu schalten, so dass das Zündelement zum Zünden gebracht wird und damit der Airbag aufgeblasen wird. Die Ansteuerschaltung kann jedoch auch als eigene bauliche Einheit vorhanden sein, beispielsweise als ein eigener ASIC oder eine Kombinaton von mehreren elektrischen und/oder elektronischen Bausteinen. Weiterhin kann die Auswerteschaltung wie auch das Analysemodul hard- und/oder softwaremäßig ausgeprägt sein. Eine bevorzugte Ausgestaltung ist ein Prozessor, beispielsweise ein Mikrocontroller, der es ermöglicht, die Funktionen der Auswerteschaltung und dabei insbesondere des Analysemoduls in der Software dieses Mikrocontrollers zu realisieren. Neben dem Analysemodul sind noch weitere Module vorhanden, beispielsweise auch Schnittstellenmodule, um das Ansteuersignal für die Ansteuerschaltung über einen Ausgang in der Auswerteschaltung zur Ansteuerschaltung weiterzuleiten. Das Ansteuersignal kann dabei als Softwarebefehl, aber auch über Hardwareleitungen redundant übertragen werden, um eine zuverlässige Übertragung dieses Ansteuersignals zu gewährleisten. Damit liegt eine besonders zuverlässige Übertragung dieses Ansteuersignals vor.
-
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Verfahrens bzw. Steuergeräts zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug möglich.
-
Dabei ist es vorteilhaft, dass, wie oben bereits angedeutet, Constant-Fraction-Discrimination-Methode insbesondere zur Unterscheidung von einem 26km/h- und einem 32km/h-Frontaufprall verwendet wird, wobei die Ansteuerung der Personenschutzmittel nur bei dem 32km/h-Frontaufprall durchgeführt wird. Die Ansteuerung erfolgt nur, wenn auch andere Bedingungen wie ein Mindestgewicht der jeweiligen Fahrzeuginsassen erfüllt sind. Diese Anwendung zeigt die Leistungsfähigkeit dieser Methode.
-
Es ist weiterhin vorteilhaft, dass die Ansteuerung in Abhängigkeit von der Analyse in Verbindung mit einer Überprüfung einer Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und mit einer Crashtyperkennung erfolgt. D. h. die Analyse führt im Ergebnis nur zur Ansteuerung, wenn auch die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und eine Crashtyperkennung dieses Ansteuerergebnis freigeben. Beispielsweise kann die Eigengeschwindigkeit daraufhin überprüft werden, ob sie in einem vorgegebenen Geschwindigkeitsband liegt. Bei der Crashtyperkennung kann eine Überprüfung daraufhin erfolgen, ob solche Crashtypen vorliegen, die eine Ansteuerung der Personenschutzmittel notwendig machen.
-
Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass für die Analyse des wenigstens einen Unfallsignals eine erste und eine zweite Komponente des Unfallsignals verwendet werden und dass die erste Komponente verzögert und die zweite Komponente invertiert und bewertet wird und dass die so veränderten Komponenten wieder addiert werden, wobei der erste Nulldurchgang mit positiver erster Ableitung als Crashzeit erkannt wird und die Ansteuerung in Abhängigkeit von dieser Crashzeit erfolgt. Die Komponenten sind also vorliegend lediglich das Unfallsignal selbst, das dann in einem Pfad verzögert wird und im zweiten Pfad invertiert und bewertet wird, also beispielsweise gedämpft wird. Zählt man diese Signal wieder zusammen, dann zeigt dieses Signal einen Nulldurchgang mit positiver erster Ableitung beim Maximum beispielsweise des Beschleunigungssignals. Damit hat man die Crashzeit, die beispielsweise zwischen dieser Zeitmarkierung und dem Überschreiten einer Rauschschwelle durch das wenigstens eine Unfallsignal gegeben ist. Diese Crashzeit dient dann beispielsweise als Maß, um den 26km/h-Frontalaufprall vom 32km/h-Frontalaufprall zu unterscheiden. Die Crashzeit ist demnach die Zeit, zu der ein erstes charakteristisches Deformationsereignis auftritt, wie beispielsweise der Anstieg der Verzögerung infolge des Auftreffens auf den Motorblock bei einem Frontalcrash. Diese Zeit wird ab Crashbeginn ermittelt, wobei der Crashbeginn dadurch definiert ist, dass eine Rauschschwelle von bspw. 3-6g durch das Beschleunigungssignal überschritten wird. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten gegeben, den Crashbeginn zu definieren.
-
Es ist weiterhin vorteilhaft, dass die Crashzeit durch eine Zeitdauer zwischen einem Überschreiten einer Rauschschwelle durch das wenigstens eine Unfallsignal und dem ersten Nulldurchgang bestimmt wird, wie es eben angegeben wurde. Neben dem Überschreiten der Rauschschwelle können jedoch auch andere Kriterien als Beginn der Zeitdauer verwendet werden.
-
Das wenigstens eine Unfallsignal ist vorteilhafter Weise vor der Analyse tiefpassgefiltert und/oder hinsichtlich seiner Anstiegsflanke begrenzt. Dies eliminiert Signalanteile, die die Analyse stören können. Damit wird das erfindungsgemäße Verfahren zuverlässiger gestaltet.
-
Vorteilhafter Weise kann, wie oben bereits angedeutet, die Analyse mit der Constant-Fraction-Discrimination-Methode zur Crashtyp- und/oder Crashschwerebestimmung verwendet werden, um auch hier eine genaue Auflösung zwischen benachbarten Crashklassen oder Crashtypen zu erreichen. Unter einem Crashtyp ist beispielsweise ein Front-/, ein Schräg-/, ein Offset-/, ein Seitenaufprall-/ oder ein Überrollvorgang oder ein Heckaufprall zu verstehen. Unter einer Crashschwere ist die Größe der Einwirkung auf den Fahrzeuginsassen zu verstehen, also welche Beschleunigung der Fahrzeuginsasse aufgrund des Unfalls erfährt.
-
Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass als das wenigstens eine Unfallsignal ein Beschleunigungssignal und/oder dessen erstes oder zweites Integral verwendet wird. Bei dem ersten Integral wird der Geschwindigkeitsabbau, und bei dem zweiten Integral die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen bestimmt. Die Vorverlagerung wird unter der Annahme bestimmt, dass der Insasse als frei fliegender Massenschwerpunkt idealisiert wird.
-
Schließlich ist es auch von Vorteil, dass für das wenigstens eine Unfallsignal eine zeitunabhängige Freigabeschwelle für eine zweite Airbagstufe verwendet wird. Dies ermöglicht beispielsweise für den Fall einer fehlerhaften Referenzzeit im Algorithmus z. B. bei einem Folgeevent, dass eine zeitunabhängige Rückfallschwelle implementiert ist, um bei hohen Crashschweren diese zweite Airbagstufe oder andere geeignete Personenschutzmittel definitiv nicht zu unterdrücken.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
Es zeigen
- 1 ein erfindungsgemäßes Steuergerät mit angeschlossenen Komponenten in einem Fahrzeug,
- 2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 3 ein Beschleunigungszeitdiagramm,
- 4 ein weiteres Beschleunigungszeitdiagramm,
- 5 ein Blockschaltbild,
- 6 ein weiteres Blockschaltbild,
- 7 ein weiteres Blockschaltbild,
- 8 ein weiteres Blockschaltbild,
- 9 ein weiteres Blockschaltbild und
- 10 ein weiteres Blockschaltbild.
-
1 zeigt in einem Blockschaltbild ein Fahrzeug FZ, schematisch dargestellt, mit einem Steuergerät SG gemäß der Erfindung, an das eine Unfallsensorik US angeschlossen ist und Personenschutzmittel PS. Vorliegend sind lediglich die Komponenten dargestellt, die für das Verständnis der Erfindung unerlässlich sind. Weitere Komponenten, die für den Betrieb des erfindungsgemäßen Steuergeräts notwendig sind, aber zum Verständnis der Erfindung nicht beitragen, sind der Einfachheit halber weggelassen worden. Dazu gehören beispielweise die Energieversorgung oder ein redundanter Auswertepfad.
-
Das Steuergerät SG erhält Unfallsignale von der Unfallsensorik US über die Schnittstelle IF, die beispielsweise Teil eines System-ASICs im Steuergerät SG sein kann. Bei der Unfallsensorik US kann es sich um alle möglichen Arten von Unfallsensoren handeln, insbesondere auch aus Kombinationen von solchen Unfallsensoren, zu denen Beschleunigungssensoren in den Fahrzeugseiten, an der Fahrzeugfront, am Fahrzeugtunnel, ESP-Beschleunigungssensoren, die für niedrige Beschleunigungen ausgelegt sind, Drehbewegungssensoren in allen Raumrichtungen, Körperschallsensoriken, Luftdrucksensoren zur Erfassung eines Seitenaufpralls sowie die verschiedenen Arten der Umfeldsensorik wie Radar, Lidar oder Ultraschall. Auch Video kann hierzu gezählt werden.
-
Die Daten von dieser Umfeldsensorik werden vorzugsweise digital übertragen, beispielsweise über Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, aber auch Sensorbusse sind vorliegend möglich. Ein Teil der Sensorik kann sich auch im Steuergerät SG selbst befinden. Insbesondere Körperschallsensoren, Beschleunigungssensoren für hohe und niedrige Beschleunigung und auch Drehbewegungssensoren können sich im Steuergerät SG selbst befinden und können dabei mit einer höheren Abtastrate abgetastet werden. Beispielhaft sind jedoch hier die Unfallsensoriken außerhalb des Steuergeräts SG dargestellt.
-
Die Schnittstelle IF formatiert die empfangenen Daten in für ein Übertragungsverfahren im Steuergerät geeignetes Format um. Beispielsweise für eine Übertragung über den sogenannten SPI (serial peripherial interface bus). Der Mikrocontrller µC als AUswerteschatung erhält diese Daten dann von der Schnittstelle IF. Der Mikrocontroller µC führt diese Unfallsignale insbesondere dem Analysemodul AM zu, um mit der Constrant-Fraction-Discrimination-Methode die Zeitmarkierung zu bestimmen, um daraus die Crashzeit seit Crashbeginn abzueiten. Das Unfallsignal ist beispielsweise in der Unfallsensorik US selbst oder in der Schnittstelle IF oder im Mikrocontroller µC vor dieser Analyse bereits vorverarbeitet. Zu dieser Vorverarbeitung zählt beispielsweise eine Tiefpassfilterung, die auch softwaretechnisch, d. h. digital durchgeführt werden kann und/oder eine Filterung durch Begrenzung der Signalanstiegsflanken, die als sogenannte Slew-Rate-Begrenzung bekannt ist. Weitere Vorverarbeitungen, beispielweise unterschiedlichste Filterungen im Frequenz- und Zeitbereich sind möglich.
-
Das Analysemodul AM führt dann die Constant-Fraction-Discrimination-Methode an dem Unfallsignal durch und bestimmt damit die Zeitmarkierung, woraus dann die Crashzeit letztlich abgeleitet werden kann. Die Crashzeit bestimmt dann beispielsweise, ob es sich um einen 26- oder 32km/h-Frontalaufprall handelt. Bei einem 32km/h-Frontalaufprall wird ein Ansteuersignal vom Mikrocontroller µC erzeugt und der Ansteuerschaltung FLIC, die, wie oben dargestellt, auch Teil des SystemASICs sein kann, übermittelt.
-
In Abhängigkeit von diesem Ansteuersignal bewirkt die Ansteuerschaltung FLIC die Aktivierung bestimmter Personenschutzmittel, die durch das Ansteuersignal indiziert sind und gegebenenfalls auch die Stärke der Ansteuerung. Auch zeitliche Abfolgen können im Ansteuersignal hinterlegt sein.
-
Dies führt dann zu einer zuverlässigen und zeitlich optimierten Ansteuerung von Personenschutzmitteln, um die Fahrzeuginsassen zu schützen.
-
2 illustriert das erfindungsgemäße Verfahren in einem Flussdiagramm. Im Verfahrensschritt 200 wird das Unfallsignal von der Schnittstelle IF nach Empfang von der Unfallsensorik US bereitgestellt. Dies wird im Verfahrensschritt 201 vorverarbeitet, wobei die Vorverarbeitung bereits in der Unfallsensorik oder in der Schnittstelle IF oder einem anderen dazwischengeschalteten Baustein oder dem Mikrocontroller µC als der Auswerteschaltung erfolgen kann. Die Vorverarbeitung ist, wie oben angedeutet, meist eine Tiefpassfilterung. Es kann sich jedoch auch um eine Begrenzung der Anstiegsflanke handeln oder eine andere Signalvorverarbeitung, bspw. eine Bandpassfilterung.
-
In Verfahrensschritt 202 erfolgt dann im Analysemodul AM die Anwendung der Constant-Fraction-Discrimination-Methode auf das so vorverarbeitete Unfallsignal. Damit kann dann die Crashzeit bestimmt werden, und diese Crashzeit wird im Verfahrensschritt 203 daraufhin geprüft, ob ein Auslösefall für die Personenschutzmittel PS vorliegt oder nicht. Ist das nicht der Fall, dann endet das Verfahren in Verfahrensschritt 204. Ist es jedoch der Fall, dann wird in Verfahrensschritt 205 die entsprechende Ansteuerung der Personenschutzmittel erfolgen.
-
3 zeigt ein Beschleunigungszeitdiagramm, um die verschiedenen Signale und die Anwendung der Constant-Fraction-Discrimination-Methode zu illustrieren. Als Eingangssignal 300 dient das beispielsweise durch Tiefpassfilterung vorverarbeitete Beschleunigungssignal in Fahrzeuglängsrichtung, das innerhalb des Steuergeräts SG durch einen Beschleunigungssensor oder eine Sensorik ermittelt wurde. Die Alternativen dazu sind bereits oben angegeben worden.
-
In zwei parallelen Pfaden wird dieses Eingangssignal 300 einerseits mit Hilfe eines Verzögerungsgliedes zeitlich verzögert, 301. Diese Verzögerung ist als Applikationsparameter verstellbar. Sie kann auch im Betrieb adaptiv eingestellt werden.
-
Im anderen Teilpfad wird das Eingangssignal invertiert und mit einem Faktor <1 gedämpft, 304. Auch der Dämpfungsfaktor ist ebenfalls als Applikationsparameter oder adaptiv verstellbar.
-
Durch Addition der Signale 301 und 304 entsteht das Constant-Fraction-Discrimination-Signal 302. Der Zeitpunkt des Maximums im Eingangssignal 300 wird mit Hilfe des Constant-Fraction-Discrimination-Signals 302 detektiert, und zwar dann, wenn dieses einen positiven Nulldurchgang aufweist. Dies ist durch die gestrichelte Parallele zur Koordinate 305 dargestellt. Dabei ist zu bemerken, dass das Maximum und der Nulldurchgang nicht genau aufeinander fallen. Jedenfalls bleibt der Zeitpunkt des Nulldurchgangs relativ zum Maximum näherungsweise konstant und zwar unabhängig von der Signalamplitude des Eingangsignals.
-
Die Auswertung der Crashsignale für unterschiedliche Fahrzeugplattformen zeigt, dass der zu detektierende Peak bei 32km/h-Frontaufprall zeitlich früher, d. h. bei einem geringeren Wert des Algorithmustimers als Referenzzeit für den Crashbeginn auftritt als bei einem 26km/h-Frontaufprall.
-
Dies zeigt 4 in einem weiteren Beschleunigungszeitdiagramm. Die Kurve 400 zeigt einen 32km/h-Frontaufprall mit seinem ersten Maximum bei der Zeit T1. Die Kurve 401 dagegen zeigt einen 26km/h-Frontaufprall mit einem Maximum T2, das nach der Zeit T1 auftritt.
-
Liegt der detektierte Zeitpunkt des Maximums innerhalb oder außerhalb eines applizierbaren Minimum-Maximum-Intervalls, erfolgt die Zuordnung der jeweiligen Unfallarten in eine der beiden Klassen 26km/h-Frontalcrash bzw. 32 km/h- Frontalcrash.
-
5 zeigt ein Blockschaltbild mit verschiedenen Teilpfaden für das erfindungsgemäße Steuergerät. Nur wenn alle Teilpfade 500 bis 504 ein entsprechendes vorbestimmtes logisches Signal aufweisen, wird durch das Und-Gatter 509 eine Flagge 510 gesetzt, die die Ansteuerung der Personenschutzmittel bewirkt. Dieses sogenannte Low-Risk-Flag 510, das im Ansteuerungsalgorithmus zur Unterdrückung der zweiten Airbagstufe verwendet wird, ist nur dann erfüllt, wenn alle Teilpfade erfüllt sind.
-
Der Pfad 500 zeigt eine logische 1 an, wenn die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs innerhalb eines applizierbaren Geschwindigkeitsbands liegt.
-
Der Pfad 501 zeigt eine logische 0 an, wenn der durch Integration aus dem Beschleunigungssignal in Fahrzeuglängsrichtung seit Crashbeginn ermittelte Geschwindigkeitsabbau geringer als eine applizierbare Obergrenze ist. Diese logische 0 oder wenn der Fall nicht eingetreten ist, die logische 1 wird dann durch den Inverter 506 invertiert, bevor es an das Und-Gatter 509 geht.
-
Der Pfad 502 schließt Winkel- und Offsetcrashs aus, so dass es sich dann um einen Frontalcrash, einen sogenannten Flat-Frontalcrash handelt, der die entsprechende Ansteuerung bedingt. D. h. ist ein Offset oder ein Winkel detektiert, dann liegt eine logische 1 vor, die durch den Inverter 505 invertiert wird.
-
Beim Pfad 503 handelt es sich um die erfindungsgemäße Analyse, die eine logische 1 ausgibt, wenn ein 32km/h-Frontaufprall detektiert wurde. Dies wird dann invertiert und führt dann entsprechend zur Nichtunterdrückung der zweiten Airbagstufe im Low-Risk-Flag 510. Im Pfad 504 ist eine Rückfallebene vorgesehen, die eine zeitunabhängige Rückfallschwelle aufweist, um bei hohen Crashschwellen die zweite Airbagstufe definitiv nicht zu unterdrücken. D. h., ist diese Schwelle überschritten, liegt eine logische 1 vor. Dies wird invertiert im Inverter 508 und führt dann ebenfalls dazu, dass nicht das Low-Risk-Flag gesetzt wird, d. h. die zweite Airbagstufe wird nicht unterdrückt.
-
6 zeigt ein weiteres Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Constant-Fraction-Methode zur Analyse des Unfallsignals. Die erfindungsgemäße Analyse sucht nach einem charakteristischen Maximum im beispielsweise tiefpassgefilterten Beschleunigungssignal des Beschleunigungssensors im Steuergerät, der in Fahrzeuglängsrichtung misst und prüft, ob der Zeitpunkt des Maximums in einem applizierbaren Zeitfenster liegt. Das Rohsignal dieser Beschleunigung wird zunächst tiefpassgefiltert, wobei auch hier die Grenzfrequenz applizierbar ist. Durch den Multiplexer 605 wird das entsprechende Signal aus den Signalquellen 600 bis 604 ausgewählt. Die Signalquellen 600 bis 604 sind tiefpassgefilterte Beschleunigungssignale des Beschleunigungssensors im Steuergerät mit jeweils unterschiedlicher Grenzfrequenz. Vereinfachend könnte man 600-605 ersetzen durch einen einzigen Block Vorverarbeitung der stellvertretend für Tiefpass-/Slewrate oder eine andere Filterung steht. Eine anschließende Signalbegrenzung 606 begrenzt das Signal nach oben und nach unten (unteres Limit = 0 zur Unterdrückung negativer Signalanteile). Das tiefpassgefilterte und begrenzte Beschleunigungssignal kann dann auf den Pfade 608 und auf den Ausgang 612 gegeben werden.
-
Im Pfad 608 erfolgt die Signalverzögerung im Block 611, so dass dann das zeitverzögerte Signal 613 vorliegt.
-
Die weitere Signalverarbeitung ist in 7 in einem weiteren Blockschaltbild dargelegt. Dabei wird das tiefpassgefilterte Beschleunigungssignal 701 und das zeitverzögerte Beschleunigungssignal 700 verwendet. Dies geht dann in den Block 702, der die Berechnung des Constant-Fraction-Discrimination-Signals durchführt. Dies wird in 8 näher erläutert. Im Schwellwertvergleicher 706 wird das Beschleunigungssignal 701 mit einer Schwelle 705 verglichen, um unerwünschte Peaks im Beschleunigungssignal auszublenden.
-
Im Block 703, der das Constant-Fraction-Discrimination-Signal vom Block 702 erhält, wird dieses Signal anschließend hinsichtlich eines positiven NullDurchgangs geprüft. Dies wird näher in 9 erläutert. Dieser Nulldurchgang vom Block 703 wird dann auf ein Und-Gatter 704 gegeben, in den auch das Ausgangssignal des Schwellwertvergleichers 706 eingeht, der nur dann das Und-Gatter freigibt, wenn die Schwelle 705 überschritten wurde. Das Ausgangssignal des Und-Gatters 704 geht dann an den Block 707, der die Zeitmarkierung bestimmt, wobei darin zusätzlich die Signale 708 und 709 eingehen. Das Signal 708 ist der Algorithmustimer, der beispielweise mit dem Überschreiten der Rauschschwelle gestartet wurde. Das Signal 709 ist der zeitlich um einen Zyklus verzögerte Wert des Ausgangssignals 710, welches dem in 5 dargestellten Signal 503 entspricht. Es handelt sich hierbei um jenes Signal, das eine logische 1 ausgibt, wenn ein 32km/h-Frontaufprall detektiert wurde.
-
8 zeigt in einem Blockschaltbild die Bestimmung des Constant-Fraction-Discriminator-Signals. Das tiefpassgefilterte Beschleunigungssignal 800 geht auf einen Multiplizierer 802 und wird dabei mit einem Dämpfungsfaktor 801 multipliziert, wobei dieser Dämpfungsfaktor 801 <1 ist, so dass eine Dämpfung vorliegt. Dieses gedämpfte Signal geht dann zum Einen auf einen Inverter 805, so dass dann die Inversion vorliegt.
-
Das invertierte Signal nach dem Inverter 805 wird dann mit dem verzögerten Beschleunigungssignal 806 im Summierer 807 zusammengezählt. Damit liegt dann der gesuchte Wert 808 vor.
-
9 erläutert den Block 703 im Detail. Dabei geht das berechnete Constant-Fraction-Discriminator-Signal 900 auf ein Verzögerungsglied 901 und einen Schwellwertvergleicher 904. Im Schwellwertvergleicher 904 findet der Vergleich mit dem Wert 0 statt. Der zeitverzögerte Wert 901 geht in den Schwellwertvergleicher 902, wo mit dem Schwellwert 0 geprüft wird, ob der verzögerte Schwellwert >0 ist. Die Ausgänge der Schwellwerte 902 und 904 gehen in das Und-Gatter 906. Damit wird erreicht, dass ein positiver NullDurchgang genau dann erreicht wird, wenn das Signal 900 sein Vorzeichen von - nach + wechselt.
-
Nach erfolgreicher Maximumerkennung wird der Algorithmustimer 708 gegen applizierbare Schwellen ausgewertet. Dies wird in 10 erläutert. Der Algorithmustimer 100 wird dabei vom Schalter 106 durchgelassen, falls das Nulldurchgangserkennungssignal 101 einen logischen Wert 1 annimmt, andernfalls liefert der Schalter 106 den konstanten Ausgangswert 105=0. Das Ausgangssignal des Schalters 106 wird im Schwellwertentscheider 112 gegen die Schwelle 107 sowie gleichzeitig im Schwellwertentscheider 113 gegen die Schwelle 108 geprüft. Die Ausgangssignale dieser Schwellwertentscheider werden im Und-Gatter 114 miteinander verknüpft und das Ausgangssignal dieses Und-Gatters 114 geht in das Oder-Gatter 115. Das Oder-Gatter 115 nimmt weiterhin das Signal 109 als zweiten Eingang, welches durch zeitliche Verzögerung des Signals 116 des Oder-Gatters 115 bis zum nächsten Algorithmus-Reset Übergang, bei dem das Signal 109 auf 0 zurückgesetzt wird. Aus Vereinfachungsgründen wird das Zurücksetzen des Signals 109 auf 0 nicht explizit dargestellt. Insgesamt gibt der Ausgang 116 des Oder-Gatters an, ob der aktuelle Wert des Algorithmustimers 100 innerhalb eines applizierten Zeitbereichs, definiert durch die Schwellwerte 107 und 108 liegt. Ist das der Fall, dann wird die Flagge 116 immer auf wahr, d. h. logisch 1 gesetzt.
