DE112020006739B4

DE112020006739B4 - Verfahren zur erfassung von sensorsignalen in einem fahrzeug zu nichtäquidistanten zeitpunkten

Info

Publication number: DE112020006739B4
Application number: DE112020006739.4T
Authority: DE
Inventors: Sergey Azarkevich
Original assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2024-01-11
Anticipated expiration: 2040-12-04
Also published as: WO2021164801A1; DE112020006739A5; DE102020202078A1

Abstract

Verfahren zur Erfassung von ersten Sensorsignalen von einem in einem Fahrzeug angeordneten ersten Sensor zu nichtäquidistanten Zeitpunkten (Ti(x), Ti(x+1),..), wobei ausgehend von einem vorgegebenen mittleren Erfassungsabstand (DT0) der konkrete jeweilige Zeitpunkt der Erfassung mittels eines variierenden, vorzugsweise quasi zufällig bestimmten, zeitlichen Versatzwerts (dt(x), dt(x+1),...) innerhalb einer ebenfalls vorgegebenen Grenze vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenze der zeitlichen Versatzwerte (dt(x)) verändert oder eine Mehrzahl von Grenzen (DTR0, DTR1, DTR2, DTR3) vorgesehen sind und zwischen diesen gewechselt wird in Abhängigkeit von vorgegebenen Eigenschaften eines zweiten Sensorsignals eines von dem ersten Sensor verschiedenen zweiten Sensors oder einer daraus abgeleiteten Fahrsituation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von ersten Sensorsignalen von einem in einem Fahrzeug angeordneten ersten Sensor zu nichtäquidistanten Zeitpunkten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
So ist beispielsweise aus der DE 10 2005 002 240 A1 eine Signalabtastung eines an einem Rad angeordneten Beschleunigungssensors bekannt, bei welcher ebenfalls das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors mit einer unregelmäßigen Abtastrate abgetastet wird. Die Abtastzeitpunkte können z. B. mittels eines Zufallsgenerators generiert sein, um sogenannte Aliasing-Effekte zu reduzieren bzw. zu vermeiden.
Eine grundsätzliche Regel bei der Signalabtastung ist nämlich das sogenannte Abtasttheorem, welches besagt, dass die Abtastfrequenz Doppel so hoch sein soll, wie die höchste Frequenz im abgetasteten Signal ist. Es tritt in der Praxis jedoch der Wiederspruch auf, dass von einer Seite die Höhe der Abtastrate des Steuergeräts bzw. dessen ACU begrenzt ist, da eine Erhöhung dieser Abtastrate zusätzliche Ressourcen erfordert. Von der anderen Seite erfüllen oft die abzutastenden Signale die Anforderungen des Abtasttheorems nicht, da ein mit einem realen Filter gefiltertes Signal noch, wenn auch gedämpfte, Signalanteile beinhalten, die über der halben Abtastrate liegen. Eine zusätzliche, stärkere Filterung wäre vor der Abtastung notwendig, was aber zur zusätzlichen Signalverzögerung führen würde. Zudem die Aktualisierungsrate von Sensoren, d.h. bspw. in sein Übergaberegister bspw. an einen SPI-Datenbus für die Anforderungen des Abtasttheorems an sich zu niedrig. Durch Integration der Sensorsignale im Algorithmus kumulieren sich diese Fehler.
Daher ist vorgesehen, dass von einem vorgegebenen mittleren Erfassungsabstand der konkrete jeweilige Zeitpunkt der Erfassung mittels eines variierenden, vorzugsweise quasi zufällig bestimmten, zeitlichen Versatzwerts vorgegeben wird. Gegenüber einer zyklischen Erfassung in äquidistanten Abständen ist der jeweilige Erfassungszeitpunkt also aufgrund des variierenden Versatzwerts nichtäquidistant, bleibt aber natürlich im Mittel der deshalb eben mittlere Erfassungsabstand dennoch gleich.
Der zulässige Bereich zeitlichen Versatzwerte kann dabei jedoch nicht beliebig groß sein, sondern muss dabei innerhalb einer ebenfalls vorgegebenen Grenze liegen. Dadurch können im Mittel Einflüsse durch Fehler, insbesondere bspw. Effekte wie eine Offsetdrift odgl. reduziert werden. Neben dem höheren Aufwand für eine solche Erfassung zu nichtäquidistanten Zeitpunkten sind aber auch Störeinflüsse gerade in entscheidungserheblichen kritischen Verkehrssituationen nicht völlig auszuschließen und hat sich ein solches Verfahren bisher kaum durchgesetzt.
Die DE 10 2012 208 281 A1 beschreibt ein Verfahren zur Entstörung eines Abtastprozesses, bei dem ein analoges Nutzsignal mit einer Abtastfrequenz abgetastet wird, und wobei bestimmt wird, ob eine Störamplitude vorliegt. Bei Vorliegen einer Störamplitude wird eine stochastische Verschiebung der durch die Abtastfrequenz bestimmten zeitlich äquidistanten Abtastzeitpunkte innerhalb eines zeitlichen Bereichs um die äquidistanten Abtastzeitpunkte herum vorgenommen. Das analoge Nutzsignal wird dann zu den stochastisch verschobenen Abtastzeitpunkten erneut abgetastet und daraufhin wird erneut bestimmt, ob immer noch eine Störamplitude vorliegt. Bei weiterem Vorliegen einer Störamplitude wird eine Veränderung des Betrags der maximalen Verschiebung vorgenommen, wodurch sich der zeitliche Bereich um die äquidistanten Abtastzeitpunkte herum entsprechend verändert, und es wird erneut der Verfahrensschritt der stochastischen Verschiebung der Abtastzeitpunkte innerhalb des nun veränderten zeitlichen Bereichs sowie dann erneut der Verfahrensschritt der Abtastung des analogen Nutzsignals zu den stochastisch verschobenen Abtastzeitpunkten durchgeführt. Dies wird so lange durchgeführt bzw. entsprechend wiederholt, bis keine Störamplitude mehr bestimmt werden kann.
Aus der DE 10 2004 042 191 B3 ist ein Verfahren zur Lokalisierung eines Rades eines Fahrzeuges bekannt, bei dem eine Radposition ermittelt wird basierend auf einer Auswertung von Signalen eines am Rad angeordneten Beschleunigungssensors, welcher eine Beschleunigung in Radumfangsrichtung erfasst, wobei diese Auswertung zur Lokalisierung des Rads in Abhängigkeit einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs erfolgt. Bei dem Verfahren wird zudem ein eventuell vorhandener Verstärkungs- oder Offsetfehler des Beschleunigungssensors bestimmt und bei der Ermittlung der Radposition berücksichtigt. Hierbei wird ein entsprechender Fehler mittels Messung der Beschleunigung bei einer konstanten Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, wobei, um bei der Messung nicht zufällig immer gleiche Winkelpositionen zu erfassen, die jeweiligen Zeitabstände bzw. Pausen zwischen den Abtastzeiten zufällig innerhalb eines bestimmten Zeitbereichs, beispielsweise eines Zeitbereichs von 20 bis 80 ms, gewählt werden. Die mittlere Pausenzeit dieser Pausen kann dabei an die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Qualität in der Signalerfassung weiter zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wobei auch Kombinationen und Weiterbildungen einzelner Merkmale miteinander denkbar sind.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, dass die Grenzen, innerhalb denen die zeitlichen Versatzwerte variierend, also insbesondere quasi zufällig liegen können, einen entscheidenden Einfluss einerseits auf die Wirksamkeit der Reduzierung mittlerer Fehler haben, da die Grenzen auch schon die Anzahl der praktisch ja nur diskret darstellbaren Versatzwerte bestimmen, wenn man von einem technisch zwingend vorgegebenen Grundtakt ausgeht. Andererseits beeinflussen die Grenzen auch mögliche Störeinflüsse in einzelnen Signalsituationen. Aus diesem Grunde wird festgestellt, dass durch Anpassung dieser Grenze wiederum noch bessere Ergebnisse erzielt werden können. Daher ist vorgesehen, dass diese Grenze(n), in denen also zu einem jeweiligen Erfassungszeitpunkt die zeitlichen Versatzwerte variieren können, auch selbst angepasst werden und zwar in Abhängigkeit von vorgegebenen Eigenschaften eines zweiten Sensorsignals, d.h. eines Sensorsignals eines anderen, von dem ersten Sensor verschiedenen, zweiten Sensors, oder einer daraus abgeleiteten Fahrsituation.
Es ist dabei als gleichwirkend zu betrachten, ob nun der Bereich einer Grenze verändert oder eine Mehrzahl von Grenzen mit unterschiedlichem Bereich vorgesehen und zwischen diesen gewechselt wird.
Verschiedene geeignete Methoden zur Bewertung des zu berücksichtigenden zweiten Sensors oder daraus abgeleiteter Fahrsituationen werden in den Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
Bei dem zweiten Sensor handelt es sich vorzugsweise um einen Beschleunigungssensor oder einen Drucksensor, insbesondere um einen in der Fahrzeugfront als sogenannten Upfront-Sensor verbauten Beschleunigungssensor, Drucksensor oder Aufprallsensor mit einem deformierbaren Hohlraum, in dem eine Druckänderung erfasst wird. Auch kann über einen entsprechenden zweiten Sensor rein die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs herangezogen werden, um eine geeignete Bestimmung der Grenzen vorzunehmen. Der zweite Sensor ist dabei vorteilhafterweise ortsfest an der Karosserie des Fahrzeugs verbaut, also gerade nicht in einem sich ja bzgl. der Karosserie drehenden Rad odgl.
Das zweite Sensorsignal des zweiten Sensors wird vorzugsweise entweder als solches oder es werden daraus abgeleitete Parameter bewertet, insbesondere daraus eine Fahrsituation abgeleitet.
Bei niedrigen Signalamplituden, geringen Signalveränderungen und unkritischen Situationen kann über längere Zeiträume mit größeren Grenzen und stärker variierenden zeitlichen Versatzwerten gearbeitet werden.
Bei plötzlichen hohen Signalamplituden und damit starken Signalveränderungen des zweiten Sensorsignals und insbesondere daraus abgeleiteten kritischen Verkehrs- bzw. Fahrsituationen wird die Grenze jedoch reduziert oder gar zu Null gesetzt, um insbesondere für eine Auslöseentscheidung von Insassenschutzeinrichtungen möglichst wenig bzw. keinen Einfluss durch zeitliche Versatzwerte in der Erfassung des ersten Sensorsignals zu erhalten.
In den im Fahrbetrieb oft lang andauernden Phasen eher statischer, niedriger Signalverläufe können daher mittels entsprechend großer Grenzen Aliaseffekte besser eliminiert werden, in kritischen Fahrsituationen die Grenzen und damit die Variabilität der Erfassung aber reduziert oder ganz zu Null gesetzt werden, d.h. die Erfassung für einen solchen, insbesondere kritischen Bereich jedoch auf eine konventionelle zyklische Erfassung exakt auf den sonst ja nur im Mittel zutreffenden Erfassungsabstand gesetzt. Ein solches zu Null setzen der Grenze entspricht auch der Abschaltung der variierenden Versatzwerte, ist jedoch in dieser Erfindung eben nicht dauerhaft, sondern insbesondere nur in besonderen Betriebs- bzw. Fahrsituationen vorgesehen.
Die Grenzen werden also beispielsweise im Stillstand des Fahrzeugs bzw. unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle auf eine vorgegebene größere, also immer von Null abweichende Grenze der zeitlichen Versatzwerte gesetzt und die Grenze auf eine demgegenüber kleinere Grenze oder Null reduziert, wenn das zweite Sensorsignal des zweiten Sensors oder eine daraus abgeleitete Größe eine vorgegebene Schwelle übersteigt, insbesondere eine kritische und auf einen drohenden oder beginnenden Unfall hindeutende Fahrsituation anzeigt. Vorzugsweise wird die Grenze wieder erhöht, also auf eine größere und von Null abweichende Grenze der zeitlichen Versatzwerte gesetzt, sofern das zweite Sensorsignal des zweiten Sensors oder eine daraus abgeleitete Größe eine vorgegebene Schwelle für eine vorgegebene Zeitdauer unterschreitet, insbesondere eine unkritische Fahrsituation anzeigt.
Das Verfahren eignet sich nach derzeitiger Analyse insbesondere für einen im Fahrzeug als Beschleunigungs-, Drehraten- oder Drucksensor ausgebildeten ersten Sensor, insbesondere auch wenn dieser ortsfest an der Karosserie des Fahrzeugs verbaut ist, also gerade nicht in einem sich ja bzgl. der Karosserie drehenden Rad odgl.
Beschleunigungs-, Drehraten- als auch Drucksensoren weisen in normalen ruhigen Fahrsituationen über eine lange Zeitdauer relativ gleichmäßige erste Sensorsignale niedriger Amplitude auf, welche entsprechend anfällig für sich kumulierende Fehler durch zyklische Erfassung sind. Das gilt insbesondere dann, wenn der erste Sensor mit einer im ersten Sensor selbst erzeugten, also eigenen Sensordatenerneuerungsrate die ersten Sensorsignale in ein Übergaberegister einem Steuergerät bereitgestellt, vom Steuergerät aus jedoch aus dem Übergaberegister des ersten Sensors die Daten nur mit einem Erfassungsabstand erfasst werden können, bei welchem der jeweilige Erfassungszeitpunkt nicht mit dem Zeitpunkt der Sensordatenerneuerung synchronisiert ist. Bleibt dann noch der Erfassungsabstand über lange Zeit konstant, häufen sich potentiell die Einflüsse durch Aliaseffekte.
Dementsprechend ist gerade in diesen Anwendungsfällen vorgesehen, das erste Sensorsignal mit variierendem zeitlichen Versatz um den mittleren Erfassungsabstand zu erfassen.
Vorzugsweise wird das zweite Sensorsignal hinsichtlich seiner Varianz oder Fourier-Transformation innerhalb eines Zeitfensters bewertet wird und die Grenze der zeitlichen Versatzwerte in Abhängigkeit von diesem ermittelten Wert angepasst.
Als praktische Umsetzung des Verfahrens wird in einem Ausführungsbeispiel ausgeführt, dass im Steuergerät ein Zähler vorgesehen ist, welcher mit einem gegenüber dem mittleren Erfassungsabstand hochfrequenten Takt getaktet wird. Ein dem mittleren Erfassungsabstand ist als ein entsprechender Zählergrundwert vorgegeben und wird die vorgegebene Grenze der zeitlichen Versatzwerte als ein Vielfaches des hochfrequenten Taktes durch einen maximalen Zähleränderungswert bestimmt.
Der zeitliche Versatzwert ist nun als ein variabler Zähleränderungswert als ein Vielfaches des hochfrequenten Taktes innerhalb dieser vorgegebenen Grenze zu bestimmen.
Dabei sind bereits eine Vielzahl von Methoden zur Erzeugung quasi zufälliger Werte wie eines Pseudozufallsgenerators, wie bspw. arithmetische oder rekursive Generatoren an sich bekannt. Die Zufälligkeit muss aber ja auch ausschließlich in Bezug auf die für die weitere Signalverarbeitung maßgebliche Zeitfenster hinreichend variierend sein, um keine Aliaseffekte zu erzeugen und eignen sich daher durchaus auch an sich begrenzte Methoden, wie Lookup-Tabellen usw. für die Bereitstellung der variierenden zeitlichen Versatzwert, sofern eben nur eine über die Messzeitfenster hinweg hinreichende Variabilität sichergestellt ist.
Der für den folgenden Erfassungszeitpunkt anzuwendende zeitliche Versatzwert wird als ein variabler Zähleränderungswert bestimmt und der Zählerstartwert aus Zählergrundwert und Zähleränderungswert bestimmt. Dies erfolgt natürlich vorzugsweise immer zwischen den eigentlichen Erfassungszeitpunkten für den jeweils folgenden Erfassungszeitpunkt.
Durch einen Interrupt wird nun einerseits die Erfassung des ersten Sensorsignals aus dem Übergaberegister als auch der Neustart des Zählers mit diesem für diesem für den folgenden Erfassungszeitpunkt festgelegten Zählerstartwert gestartet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das erste Sensorsignal nach der Erfassung zu nichtäquidistanten Zeitpunkten interpoliert. Es wird also eine Interpolation an dem erfassten ersten Sensorsignal ausgeführt. Bei der Interpolation handelt es sich vorzugsweise um eine lineare Interpolation, insbesondere um eine lineare Interpolation 1. Ordnung, wobei auch Interpolationsverfahren höherer Ordnung möglich sind. Vorzugsweise werden interpolierte Werte dabei jeweils für einen zeitlichen Mittelpunkt zwischen zwei benachbarten, konkreten (nichtäquidistanten) Zeitpunkten der Erfassung bzw. Abtastung berechnet. Alternativ kann das erste Sensorsignal nach der Erfassung zu nichtäquidistanten Zeitpunkten mittels eines FIR-Filters (Finite Impulse Response Filter) mit gewichteten Koeffizienten gefiltert werden. Durch eine solche Interpolation oder Filterung kann das erste Sensorsignal nach der Erfassung bzw. Abtastung zu nichtäquidistanten Zeitpunkten quasi zu einem Signal „umgewandelt“ werden, welches einem Signal mit einer (ursprünglich) äquidistanten Erfassung bzw. Abtastung entspricht. Auf diese Weise kann ein das erste Sensorsignal nach der Erfassung zu nichtäquidistanten Zeitpunkten insbesondere mit einer üblichen Abtastrate eines Steuergeräts abgetastet und so beispielsweise Algorithmen zum Insassenschutz bzw. zur Unfallfolgenminimierung in gewohnter Weise zur Verfügung gestellt werden.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Verwendung in einem Steuergerät für ein Insassenschutzsystem, welches zumindest einen internen ersten Sensor oder einen Sensoranschluss zum Anschließen eines externen ersten Sensors aufweist sowie einen Speicher mit einem Algorithmus zur Erfassung von dessen ersten Sensorsignalen gemäß des Verfahrens nach einem der Ansprüche sowie einen Mikroprozessor zur Durchführung des Verfahrens und weiteren Verarbeitung des ersten Sensorsignals und Steuerung von Insassenschutzeinrichtungen und natürlich ein solches Steuergerät zum Einbau und der Verwendung in einem Kraftfahrzeug.
Die Erfindung wird nachfolgend noch anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1 Skizzierung dreier aufeinander folgender Erfassungszeitpunkte sowie der unterschiedlichen Grenzen der zeitliche Versatzwerte

Die 1 skizziert sowohl drei aufeinanderfolgende Erfassungszeitpunkte Ti(x), Ti(x+1) und Ti(x+2) als auch den zugrunde liegenden mittleren Erfassungsabstand DT0 und die sich daraus zunächst theoretisch ergebenden Erfassungszeitpunkte T0 bei zyklischer Erfassung.
Der konkrete jeweilige Zeitpunkt der Erfassung Ti(x), Ti(x+1) und Ti(x+2) ergibt sich dabei jeweils mittels eines variierenden, vorzugsweise quasi zufällig bestimmten, zeitlichen Versatzwerts, also Ti(x)= T0(x)+dt(x), Ti(x+1)= T0(x+1) + dt(x+1),.... Somit ist der jeweilige Abstand zwischen zwei Erfassungszeitpunkten eben gerade manchmal kürzer und manchmal länger als der mittlere Erfassungsabstand, wird jedoch im Mittelwert über eine entsprechende Vielzahl von Erfassungszeitpunkten der mittlere Erfassungsabstand eingehalten. Eine solche Erfassung zu nichtäquidistanten Zeitpunkten ist dabei an sich bereits bekannt und unterhalb der gezeigten Zeitachse dargestellt.
Für diese drei Erfassungszeitpunkte gilt dabei als Beispiel die Grenze DTR2 als aktiv und können die jeweiligen aktuellen Erfassungszeitpunkte innerhalb dieser Grenze DTR2 variieren, also beispielsweise mittels eines Pseudozufallsgenerators oder auch Look up Tabellen bestimmt werden.
Zudem sind in 1 bereits die davon abweichenden Grenzen DTR1 und DTR3 sowie DTR0, jedoch nicht aktiv und daher nur gestrichelt zur Veranschaulichung zusätzlich mit dargestellt. Das besondere Wesen der Erfindung liegt nun nämlich darin, dass gerade neben der einen aktiven Grenze, hier also DTR2, zumindest eine weitere davon abweichende Grenze vorgesehen ist, wobei hier mit DTR3 der größtmögliche Bereich der Versatzwerte eröffnet wird, generell also DTR3>DTR2>DTR1 gilt und zudem mit DTR0 auch bereits die Variante skizziert werden soll, an welcher die Grenze zu Null wird, also die Erfassung auf eine zyklische Erfassung exakt an dem sich aus dem mittleren Erfassungsabstand ergebenden Zeitpunkten T0 erfolgt.
Eine solche Grenze DTR0 wird im vorliegenden Verfahren jedoch nie dauerhaft eingesetzt, sondern ausschließlich zeitlich befristet werden. Diese Varianz der Grenzen, in 1 oberhalb der Zeitachse dargestellt, ist somit der wesentliche Aspekt der Erfindung.
Der mittlere Erfassungsabstand, die hier gewählten Versatzwerte und damit die Abstände der Erfassungszeitpunkte als auch die Größen der Grenzen sind natürlich hier in der Figur ausschließlich skizzenhaft vergrößert dargestellt und auch in Bezug auf den sich aus dem mittleren Erfassungsabstand zunächst theoretisch ergebenden Erfassungszeitpunkt T0 variabel d. h. können natürlich wie hier dargestellt symmetrisch angeordnet sein oder entsprechend verschoben, beispielsweise die Grenze beim Erfassungszeitpunkt T0 beginnen, sodass sämtliche Versatzwerte tatsächlich als mathematisch positive Zähleränderungswert zum Zählergrundwert addiert den Zählerstartwert ergeben.
Für die Entscheidung, wann genau welche der Grenzen exakt eingesetzt werden soll und wie diese optimal dimensioniert werden ergeben sich für die Praxis eine Vielzahl geeigneter Möglichkeiten, welche nachfolgend noch etwas näher erläutert werden sollen.
Einfluss auf die Veränderung der Grenzen können dabei zum Beispiel vorgegebene Eigenschaften eines zweiten Sensorsignals eines zweiten Sensors sein. So kann beispielsweise das zweite Sensorsignal des zweiten Sensors hinsichtlich seiner Varianz oder Fourier-Transformation innerhalb eines Zeitfensters bewertet werden.
Die Varianz kann dabei bestimmt werden als Moving variance V gemäß: $V = \frac{1}{N - 1} {\sum_{i = 1}^{N} | A_{i} - μ |}^{2}$
mit $μ = \frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} A_{i} .$
wobei

N: Breite eines Fensters in dem die Varianz berechnet wird (Anzahl der Abtastwerte)
A_i: Datenwerte des abgetasteten zweiten Sensorsignals
µ: Mittelwert über Datenwerte im Fenster N entspricht.

Die Anpassung der Grenzen der zeitlichen Versatzwerte in Abhängigkeit von diesem ermittelten Wert erfolgt nun wiederum definiert, wobei auch hierfür eine Vielzahl von Möglichkeiten existiert. So kann beispielsweise ein Schwellwertvergleich erfolgen, d.h. sofern die Varianz unterhalb eines unteren Schwellwertes ist, die Grenze erhöht, insbesondere auf eine von Null abweichende gesetzt wird und sofern die Varianz oberhalb eines oberen Schwellwertes ist, die Grenze der zeitlichen Versatzwerte reduziert oder auf Null gesetzt wird.
Alternativ können für verschiedene Werte der Varianz über eine Look up Tabelle die Grenzen vorgegeben werden oder sich über eine Rechenfunktion direkt aus dem Wert der Varianz oder aber die Anpassung der Grenze in Abhängigkeit der Varianz und der bisherigen Grenze ermitteln.
Alternativ bietet sich zur Bewertung des zweiten Sensorsignals bspw. die Fourier Transformation an: $X_{k} = \sum_{n = 0}^{N - 1} x_{n} e^{- \frac{2 π i}{N} n K}$
wobei:

x_n: Datenwerte des abgetasteten Signals
N: Fensterbreite
X_k: Berechnungsergebnis von FFT

Auch für das Ergebnis der FFT bieten sich wieder verschiedene Auswertungsmöglichkeiten und Ableitungen der Grenzen:

Es wird beispielsweise wieder ein Schwellvergleich vom FFT-Ergebnis durchgeführt wenn X_L>Schwelle, dann die Grenzen der Abtastvarianz reduziert oder wenn der Mittelwert über FFT Werte im vordefinierten Frequenzbereich L:M mean(|X_L:M|)>Schwelle, dann die Grenzen der Abtastvarianz reduziert - bei entsprechend niedrigeren Werten die Grenze vorzugsweise wieder erhöht.

Es sind geeignete zweite Sensorsignale denkbar, welche analog dem eigentlich auszuwertenden ersten Sensor für die Bewertung der Fahrsituation in gewisser Weise redundant, aber evtl. mit anderen Erfassungseigenschaften ausgestattet sind.
So sind beispielweise in der Fahrzeugfront heutzutage sogenannte Upfront-Sensoren verbaut, beispielsweise ebenfalls Beschleunigungssensoren oder aber Drucksensoren oder Aufprallsensoren mit einem deformierbaren Hohlraum, in welchem dann die Druckänderung erfasst wird. Auch kann rein die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs herangezogen werden, um eine geeignete Bestimmung der Grenzen vorzunehmen.
Die zweiten Sensorsignale dieser zweiten Sensoren werden entweder als solche oder es werden daraus abgeleitete Parameter bewertet bzw. daraus eine Fahrsituation abgeleitet, also beispielsweise eine insgesamt kritische und auf einen drohenden oder beginnenden Unfall hindeutende Fahrsituation abgeleitet und in einem solchen Falle die Grenzen reduziert bzw. für einen beschränkten Zeitabschnitt auf Null gesetzt, jedoch wieder erhöht, wenn die kritische Fahrsituation vorüber ist.
Einfluss auf die Veränderung der Grenzen können zusätzlich vorgegebene Eigenschaften des ersten Sensorsignals selbst sein, also beispielsweise für einen im Steuergerät des Fahrzeugs verbauten, als Beschleunigungs- oder Drehratensensor ausgebildeten ersten Sensor dessen eigenes erstes Sensorsignal. In diesem Fall kann sowohl das zweite Sensorsignal als auch das erste Sensorsignal jeweils hinsichtlich seiner Varianz oder Fourier-Transformation innerhalb eines Zeitfensters entsprechend der obigen Ausführungen bewertet werden.

Claims

Verfahren zur Erfassung von ersten Sensorsignalen von einem in einem Fahrzeug angeordneten ersten Sensor zu nichtäquidistanten Zeitpunkten (Ti(x), Ti(x+1),..), wobei ausgehend von einem vorgegebenen mittleren Erfassungsabstand (DT0) der konkrete jeweilige Zeitpunkt der Erfassung mittels eines variierenden, vorzugsweise quasi zufällig bestimmten, zeitlichen Versatzwerts (dt(x), dt(x+1),...) innerhalb einer ebenfalls vorgegebenen Grenze vorgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenze der zeitlichen Versatzwerte (dt(x)) verändert oder eine Mehrzahl von Grenzen (DTR0, DTR1, DTR2, DTR3) vorgesehen sind und zwischen diesen gewechselt wird in Abhängigkeit von vorgegebenen Eigenschaften eines zweiten Sensorsignals eines von dem ersten Sensor verschiedenen zweiten Sensors oder einer daraus abgeleiteten Fahrsituation.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu erfassende erste Sensorsignal von einem im Fahrzeug ortsfest verbauten ersten Sensor erzeugt und mit einer Sensordatenerneuerungsrate in ein Übergaberegister einem Steuergerät bereitgestellt wird, vom Steuergerät aus jedoch aus dem Übergaberegister des ersten Sensors mit variierendem zeitlichen Versatz um den mittleren Erfassungsabstand erfasst wird, wobei der jeweilige Erfassungszeitpunkt nicht mit dem Zeitpunkt der Sensordatenerneuerung synchronisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Stillstand des Fahrzeugs bzw. unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle eine vorgegebene und von Null abweichende Grenze der zeitlichen Versatzwerte vorgegeben ist und die Grenze auf eine demgegenüber kleinere Grenze oder Null reduziert wird, wenn das zweite Sensorsignal des zweiten Sensors oder eine daraus abgeleitete Größe eine vorgegebene Schwelle übersteigt, insbesondere eine kritische und auf einen drohenden oder beginnenden Unfall hindeutende Fahrsituation anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenze wieder erhöht, also auf eine größere und von Null abweichende Grenze der zeitlichen Versatzwerte gesetzt wird, sofern das zweite Sensorsignal des zweiten Sensors oder eine daraus abgeleitete Größe eine vorgegebene Schwelle für eine vorgegebene Zeitdauer unterschreitet, insbesondere eine unkritische Fahrsituation anzeigt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sensorsignal des zweiten Sensors hinsichtlich seiner Varianz oder Fourier-Transformation innerhalb eines Zeitfensters bewertet wird und die Grenze der zeitlichen Versatzwerte in Abhängigkeit von diesem ermittelten Wert angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuergerät ein Zähler vorgesehen ist, welcher mit einem gegenüber dem mittleren Erfassungsabstand hochfrequenten Takt getaktet wird, ein dem mittleren Erfassungsabstand entsprechender Zählergrundwert vorgegeben ist, die vorgegebene Grenze der zeitliche Versatzwerte als ein Vielfaches des hochfrequenten Taktes durch einen maximalen Zähleränderungswert bestimmt ist und der zeitliche Versatzwert (dt(x)) als ein variabler Zähleränderungswert als ein Vielfaches des hochfrequenten Taktes innerhalb dieser vorgegebenen Grenze (DTR0,DTR1,DTR2,DTR3) bestimmt ist, entsprechend einer vorgegebenen Vorschrift, vorzugsweise eines Pseudozufallsgenerators der für den folgenden Erfassungszeitpunkt anzuwendende zeitliche Versatzwert (dt(x)) als ein variabler Zähleränderungswert bestimmt ist, ein Zählerstartwert aus Zählergrundwert und Zähleränderungswert bestimmt ist, durch einen Interrupt einerseits die Erfassung des ersten Sensorsignals des ersten Sensors aus dem Übergaberegister als auch der Neustart des Zählers mit diesem für diesem für den folgenden Erfassungszeitpunkt festgelegten Zählerstartwert gestartet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sensorsignal nach der Erfassung zu nichtäquidistanten Zeitpunkten, vorzugsweise mittels einer linearen Interpolation, interpoliert wird.
Steuergerät für ein Insassenschutzsystem, welches zumindest einen als internen Sensor ausgebildeten ersten Sensor oder einen Sensoranschluss zum Anschließen eines als externer Sensor ausgebildeten ersten Sensors aufweist sowie einen Speicher mit einem Algorithmus zur Erfassung von dessen ersten Sensorsignalen gemäß des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche sowie einen Mikroprozessor zur Durchführung des Verfahrens und weiteren Verarbeitung des ersten Sensorsignals und Steuerung von Insassenschutzeinrichtungen.
Kraftfahrzeug mit einem Steuergerät nach Anspruch 8.