DE19713087A1

DE19713087A1 - Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem

Info

Publication number: DE19713087A1
Application number: DE19713087A
Authority: DE
Inventors: Koji Ito; Seiichi Shin; Katsu Hattori
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1997-11-06
Also published as: US5814897A; JPH09315265A

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugpassagier-Rückhalte system zum Schutz eines Passagiers in einem Fahrzeug, wie beispielsweise ein Airbag-System, eine Sicherheits gurt-Vorspanneinrichtung oder dergleichen, und bezieht sich insbesondere auf ein Rückhaltesystem, welches eine Wavelet-Funktion nutzt, die auf der Grundlage einer zeitlich lokalisierten Mutter-Wavelet-Funktion bereit gestellt ist.

Seit kurzem wird ein Luftsack- oder Airbag-System in ein Fahrzeug eingebaut, um als Rückhaltesysteme den Si cherheitsgurt zu unterstützen. Das heißt, der Airbag ist dazu vorgesehen, zusammen mit dem Sicherheitsgurt einen Fahrer bei einem eine vorbestimmte Stärke über schreitenden Frontalaufprall des Fahrzeugs zu schützen. In Übereinstimmung mit einem herkömmlichen Airbag- System wird dann, wenn ein Beschleunigungssensor er faßt, daß der Frontalaufprall stärker ist als ein vor bestimmtes Schwellenwertniveau, der Airbag im Innern des Lenkrads sofort aufgeblasen, um den dem Fahrer ver setzten Stoß oder Schlag zu verringern.

In diesem Rückhaltesystem ist es wichtig, den auf das Fahrzeug wirkenden Stoß genau und schnell zu erfassen, so daß Studien durchgeführt wurden, die darauf abziel ten, ein Verfahren zum Erfassen einer Aufprall- oder Stoßkraft, einer Aufprall- oder Stoßbedingung oder der gleichen in Antwort auf ein durch den Beschleunigungs sensor erfaßtes Beschleunigungssignal genau zu erfas sen. In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 6-107112 zum Beispiel wird ein Verfahren zum Erfassen der Stärke des Aufpralls mittels des an dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs angeordneten Beschleunigungs sensors vorgeschlagen, wobei die Aufprallstärke (d. h. die Stärke der Beschleunigung) in eine Vielzahl von Segmenten aufgeteilt wird, jedes Segment gewichtet wird, die Beschleunigung in jedem Segment mit dem Ge wicht jedes Segments multipliziert wird, um einen Inte gralwert bereitzustellen, und das Rückhaltesystem auf der Grundlage dieses Integralwerts betätigt wird.

In diesem Rückhaltesystem müssen auch der Beschleuni gungssensor und ebenso das Verfahren zum genauen Erfas sen der Aufprallkraft, der Aufprallbedingung oder der gleichen verbessert werden. In der japanischen Patent- Offenlegungsschrift Nr. 4-358945 zum Beispiel wird vor geschlagen, eine Kollision auch in dem Fall genau zu erfassen, in dem aufgrund eines Schrägaufpralls, eines Aufpralls auf ein stabförmiges Hindernis oder derglei chen eine große Verzögerung im Ausgangssignal des Be schleunigungssensors aufgetreten ist. Es wird dort ein Aktuator für das Fahrzeug-Rückhaltesystem vorgeschla gen, bei dem der Integralwert des Beschleunigungssi gnals für eine vorbestimmte Integrationsdauer und ein Differentialwert des Beschleunigungssignals an einem vorbestimmten Zeitpunkt innerhalb der Integrationsdauer summiert werden, um den Aufprall in Abhängigkeit von dem Summationsergebnis zu ermitteln.

In dem US-Patent Nr. 5,185,701 wird vorgeschlagen, ein Verfahren zum Unterscheiden zwischen verschiedenen Ar ten von Fahrzeugunfällen bereitzustellen, bei dem er mittelt wird, welche Frequenzkomponenten in einem Si gnal eines Verzögerungssensors bei Auftreten einer Fahrzeug-Unfallbedingung vorhanden sind.

Ferner wird in dem US-Patent Nr. 5,034,891 vorgeschla gen, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum auf elek trische Weise erfolgenden Steuern eines betätigbaren Passagier-Rückhaltesystems bereit zustellen, welches ei ne mit einer Sensoreinrichtung verbundene Filterein richtung beinhaltet zum Bereitstellen eines Signals mit einem Wert, wenn die Sensoreinrichtung ein Signal ab gibt, welches bestimmte Frequenzkomponenten enthält.

Weiter wird in dem US-Patent Nr. 5,065,322 vorgeschla gen, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrisch erfolgenden Steuern eines betätigbaren Passagier-Rück haltesystems bereitzustellen, welches das System nur dann betätigt, wenn ein Frequenzbereich-Summationsalgo rithmus das Auftreten eines vorbestimmten Unfalltyps anzeigt.

In dem US-Patent Nr. 5,036,467 wird vorgeschlagen, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum auf elektrische Wei se erfolgenden Steuern eines betätigbaren Passagier- Rückhaltesystems vorzuschlagen, bei welchen das System nur dann betätigt wird, wenn ein Frequenzbereich-Inte grations- und -Summations-Algorithmus das Auftreten ei nes vorbestimmten Unfalltyps anzeigt. Als ein Gesichts punkt der beispielsweise in dem letztgenannten US-Pa tent offenbarten Erfindung wird ein Verfahren vorge schlagen zum Steuern der Betätigung eines Passagier- Rückhaltesystems in einem Fahrzeug. Das Verfahren um faßt die Schritte des Bereitstellens eines elektrischen Vibrationssignals im Zeitbereich, welches Frequenzkom ponenten aufweist, die einen Fahrzeugaufprallzustand anzeigen, des Transformierens des elektrischen Zeitbe reich-Vibrationssignals über zumindest zwei Zeitinter valle in assoziierte Frequenzbereichsignale, des Inte grierens jedes der Frequenzbereichsignale, des Summie rens der Integrale der Frequenzbereichsignale, und des Betätigen des Passagier-Rückhaltesystems, wenn die Sum me der Integrale der Frequenzbereichsignale anzeigt, daß ein vorbestimmter Unfalltyp aufgetreten ist.

Gemäß den vorstehend beschriebenen Verfahren und Vor richtungen zum Erfassen des Aufpralls wurden jedoch der Differenzen- bzw. Differentialwert oder der Integral wert der Beschleunigung (Verzögerung), die Integral wertsumme der bestimmten Frequenz oder dergleichen ver wendet, so daß die Zeitkomponente zu Änderungen ver schiedener Bedingungen wie z. B. der Aufprallrichtung führen kann, welches in einem Fehler oder einer Verzö gerung bei der Erfassung des Aufpralls resultiert, der oder die zur Gewährleistung einer gewünschten Eigen schaft nicht durch eine gewöhnliche Art und Weise der Elimination wie beispielsweise mittels eines Rauschent fernungsverfahrens eliminiert werden können. In den in den vorstehend angegebenen US-Patenten beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen muß die Frequenzkomponente des bei der Kollision verursachten oder erzeugten elek trischen Vibrationssignals identifiziert werden. Infol gedessen ist es, soweit ein zu steuerndes Objekt (tar get) die Frequenzkomponente enthält, schwierig, jegli ches Rauschen vollständig zu entfernen, so daß dies in Abhängigkeit von der Aufprallbedingung zu einer zeitli chen Verzögerung bei der Aufprallermittlung führen kann. Selbst dann, wenn die gut bekannte Fourier-Trans formation zur Analyse des Beschleunigungssignals ver wendet werden würde, wäre es schwierig, genau die Zeit zu messen, zu der eine bestimmte Frequenzkomponente entsteht, so daß es schwierig wäre, eine genaue Zeit zum Aufblasen des Airbags vorzugeben.

Auf einem Gebiet der Signalanalyse wird als ein Verfah ren zum Teilen oder Kombinieren dieser Signale seit kurzem eine Wavelet-Transformation populär, die in un terschiedlichen Gebieten wie beispielsweise denen des Audio, der Anzeige oder dergleichen anwendbar ist, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 4-275685 offenbart. Es ist bekannt, daß die Wavelet- Transformation ein Verfahren ist zum Teilen eines Ein gangssignals in Wavelets als dessen Komponenten, und zum Wiederzusammensetzen des ursprünglichen Eingangs signals als eine lineare Kopplung der Wavelets. Die Wa velet-Transformation wird wirkungsvoll verwendet zum Analysieren eines instabilen oder unstetigen Zustands, wie z. B. einem Zustandsübergang oder dergleichen, und hat als Basis eine Mutter-Wavelet-Funktion, über welche eine Maßstab- oder Skalentransformation und eine Ver schiebetransformation ausgeführt werden. Die Mutter- Wavelet-Funktion ist eine quadratisch integrierbare Funktion, die zeitlich lokalisiert bzw. eine Funktion im Zeitbereich ist, obwohl die Basis diejenige sein muß, die begrenzt ist, oder diejenige, die in einem Entfernungsbereich schnell gedämpft oder abgeschwächt wird. Ferner kann die Mutter-Wavelet-Funktion wirkungs voll zum Identifizieren einer Position eines singulären Punkts oder Singularitätspunkts verwendet werden, weil sie verschiedene Eigenschaften hat derart, daß die Ba sis analog ist, daß die Gleichstromkomponente nicht enthalten ist, und daß eine Zerlegerate für die Analyse frei wählbar vorgesehen werden kann.

Daher wurde in der derzeit anhängigen US-Patentanmel dung Nr. 08/621,249 und ihrer entsprechenden japani schen Patentanmeldung, die am 8. Oktober 1996 als japa nische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 8-258665 veröf fentlicht wurde, ein Verfahren vorgeschlagen zum genau en Erfassen des auf das Fahrzeug wirkenden Stoßes oder Aufpralls mittels der Wavelet-Transformation, welches nicht durch Rauschen beeinträchtigt wird und welches von Aufprallbedingungen unabhängig ist. Gemäß diesem Verfahren kann beispielsweise die Stärke des Stoßes, die auftritt, wenn das Fahrzeug mit verhältnismäßig ge ringer Geschwindigkeit kollidiert, sehr leicht von der Stärke des Stoßes, die auftritt, wenn das Fahrzeug mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit kollidiert, un terschieden werden. Wenn sich das Fahrzeug jedoch auf einer unebenen Fahrbahn fortbewegt, enthält das Aus gangssignal des Beschleunigungssensors in großem Umfang eine vibratorische Komponente. Es muß daher eine große Anzahl von Skalen- oder Maßstabsparametern für die Wa velet-Operation verwendet werden, um zu Zwecken der Fehlerfreiheit die unebene Fahrbahn korrekt zu erfassen oder zu bestimmen. Mit anderen Worten können sich dann, wenn die Wavelet-Transformation durchgeführt wird, um den Wavelet-Koeffizienten bereit zustellen, die Komple xität bei der Ermittlung des Stoßes oder die Komplexi tät der Berechnung erhöhen. Außerdem wird dann, wenn ein Signal verarbeitet wird, um die Fahrzeugkollision zu ermitteln, das durch den Beschleunigungssensor aus gegebene Analogsignal während einer bestimmten Zeitdau er abgetastet. Falls die Abtastzeit nur grob festgelegt wird, wird sich daher der Wavelet-Koeffizient ändern, so daß aufgrund der Schwankung oder Änderung des Wave let-Koeffizienten die Gefahr besteht, daß eine ge wünschte Leistungsfähigkeit nicht erzielt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem bereitzustellen, wel ches wirksame Mittel zum Verringern der Komplexität der Berechnung bei der Erfassung eines auf das Fahrzeug wirkenden Stoßes aufweist.

Darüber hinaus soll die Erfindung die Leistungsfähig keit bei der Erfassung des Stoßes verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem mit einer Rückhalte- Einrichtung zum Schützen eines Passagiers in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch: eine Beschleunigungser fassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugs; eine Analog-Digital-Umsetzeinrichtung zum Umsetzen eines Ausgangssignals der Beschleunigungs erfassungseinrichtung in ein die Beschleunigung wieder gebendes digitales Signal; eine Wavelet-Transformati onseinrichtung zum Transformieren eines Ausgangssignals der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung mittels einer Wa velet-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten, wobei die Wavelet-Funktion auf der Grundlage einer zeitlich lokalisierten, in Abhängigkeit von einem Skalenparame ter skalierten und in Abhängigkeit von einem Verschie beparameter, der eine Zeitlokalisierung angibt, ver schobenen Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt wird; eine Geschwindigkeitsänderungsberechnungseinrichtung zum Festlegen einer ersten Bedingung, wenn der durch die Wavelet-Transformationseinrichtung transformierte Wavelet-Koeffizient einen vorbestimmten Wert über steigt, und Integrieren des Ausgangssignals der Analog- Digital-Umsetzeinrichtung für eine vorbestimmte Zeit dauer, um eine Geschwindigkeitsänderung bereitzustel len; und eine Betätigungseinrichtung zum Festlegen ei ner zweiten Bedingung, wenn die durch die Geschwindigkeits-Änderungsberechnungseinrichtung bereitgestellte Geschwindigkeitsänderung ein vorbestimmtes Maß über schreitet, und Betätigen der Rückhalte-Einrichtung, wenn sowohl die erste als auch die zweite Bedingung er füllt ist.

Bevorzugt umfaßt das System ferner eine Gewichtungsein richtung zum Gewichten des Ausgangssignals der Analog- Digital-Umsetzeinrichtung, wenn die Beschleunigungser fassungseinrichtung ein Signal mit einer zu einem auf das Fahrzeug wirkenden Stoß entgegengesetzten Rich tungskomponente erfaßt.

Das System kann darüber hinaus eine Filtereinrichtung umfassen zum Filtern des Ausgangssignals der Beschleu nigungserfassungseinrichtung, wobei die Wavelet-Trans formationseinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie das Ausgangssignal der Filtereinrichtung in den Wave let-Koeffizienten transformiert.

Bevorzugt transformiert die Wavelet-Transformations einrichtung das Ausgangssignal der Analog-Digital-Um setzeinrichtung in Übereinstimmung mit der finiten Im pulsantwort in den Wavelet-Koeffizienten.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird alternativ gelöst durch ein Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem mit einer Rückhalte-Einrichtung zum Schützen eines Passagiers in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch: eine Beschleuni gungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleu nigung des Fahrzeugs; eine Analog-Digital-Umsetzein richtung zum Umsetzen eines Ausgangssignals der Be schleunigungserfassungseinrichtung in ein die Beschleu nigung wiedergebendes digitales Signal; eine Fast-Wave let-Transformationseinrichtung zum Trans formieren eines Ausgangssignals der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung mittels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffi zienten, wobei die Wavelet-Funktion auf der Grundlage einer zeitlich lokalisierten, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter skalierten und in Abhängigkeit von ei nem Verschiebeparameter, der eine Zeitlokalisierung an gibt, verschobenen Mutter-Wavelet-Funktion bereitge stellt wird, und wobei die Fast-Wavelet-Transformati onseinrichtung das Ausgangssignal der Analog-Digital- Umsetzeinrichtung in Übereinstimmung mit der infiniten Impulsantwort in den Wavelet-Koeffizienten transfor miert; eine Geschwindigkeitsänderungsberechnungsein richtung zum Festlegen einer ersten Bedingung, wenn der durch die Fast-Wavelet-Transformationseinrichtung transformierte Wavelet-Koeffizient einen vorbestimmten Wert übersteigt, und Integrieren des Ausgangssignals der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung für eine vorbe stimmte Zeitdauer, um eine Geschwindigkeitsänderung be reitzustellen; und eine Betätigungseinrichtung zum Festlegen einer zweiten Bedingung, wenn die durch die Geschwindigkeitsänderungsberechnungseinrichtung bereit gestellte Geschwindigkeitsänderung ein vorbestimmtes Maß überschreitet, und Betätigen der Rückhalte- Einrichtung, wenn sowohl die erste als auch die zweite Bedingung erfüllt ist.

In dem System kann die Geschwindigkeitsänderungsberech nungseinrichtung durch die Fast-Wavelet-Transformati onseinrichtung ersetzt sein.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird daher weiter al ternativ gelöst durch ein Fahrzeugpassagier-Rückhalte system mit einer Rückhalte-Einrichtung zum Schützen ei nes Passagiers in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch: eine Beschleunigungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugs; eine Analog-Digi tal-Umsetzeinrichtung zum Umsetzen eines Ausgangssi gnals der Beschleunigungserfassungseinrichtung in ein die Beschleunigung wiedergebendes digitales Signal; ei ne Vielzahl von Fast-Wavelet-Transformationseinrichtun gen zum Transformieren eines Ausgangssignals der Ana log-Digital-Umsetzeinrichtung mittels einer Wavelet- Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten, wobei die Wa velet-Funktion auf der Grundlage einer zeitlich lokali sierten, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter ska lierten und in Abhängigkeit von einem Verschiebeparame ter, der eine Zeitlokalisierung angibt, verschobenen Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt wird, und wobei jede der Fast-Wavelet-Transformationseinrichtungen das Ausgangssignal der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung in Übereinstimmung mit der infiniten Impulsantwort in den Wavelet-Koeffizienten transformiert; und eine Betäti gungseinrichtung zum Betätigen der Rückhalte-Einrich tung, wenn der durch jede der Fast-Wavelet-Transforma tionseinrichtungen transformierte Wavelet-Koeffizient einen für jede der Fast-Wavelet-Transformationseinrich tungen bereitgestellten, vorbestimmten Wert übersteigt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Aus führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemen te bezeichnen, näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm, welches einen grundlegenden Aufbau eines Fahrzeugpassagier-Rückhal tesystems gemäß der Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine vereinfachte Zeichnung eines Gesamtaufbaus des Airbagsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm, welches die Funktionsweise des Airbagsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, welches ein Signal zeigt, das durch eine Frontalkollision eines mit geringer Ge schwindigkeit fahrenden Fahrzeugs erzeugt wird, und über welches eine Wavelet-Transformation in Überein stimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird;

Fig. 5 ein Diagramm, welches ein Signal zeigt, das durch eine unregelmäßige Kollision eines mit geringer Geschwindigkeit fahrenden Fahrzeugs erzeugt wird, und über welches eine Wavelet-Transformation in Überein stimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird;

Fig. 6 ein Diagramm, welches ein Signal zeigt, das durch eine Frontalkollision eines mit hoher Geschwin digkeit fahrenden Fahrzeugs erzeugt wird, und über wel ches eine Wavelet-Transformation in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird;

Fig. 7 ein dreidimensional dargestelltes Diagramm eines Beispiels eines Wavelet-Koeffizienten gemäß der Erfin dung;

Fig. 8 ein Diagramm, welches den Signalverlauf eines durch einen Beschleunigungssensor ausgegebenen Signals zeigt, wenn sich ein Fahrzeug auf einer unebenen Fahr bahn fortbewegt, in Übereinstimmung mit einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 ein Diagramm, welches ein Signal mit einem Si gnalverlauf gemäß Fig. 8 zeigt, über welches eine Wave let-Transformation in Übereinstimmung mit einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung ausgeführt wird;

Fig. 10 ein Diagramm, welches gemäß einem Ausführungs beispiel der Erfindung gewichtete Signale und Signale gemäß einer zu vergleichenden bekannten Einrichtung zeigt, wenn sich das Fahrzeug auf einer unebenen Fahr bahnoberfläche fortbewegt;

Fig. 11 ein Schaltungsdiagramm eines Filters gemäß ei nem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12A ein Diagramm, welches ein Ausgangssignal eines Beschleunigungssensors zeigt, das gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung einem Filter zugeführt wird;

Fig. 12B ein Diagramm, welches ein Ausgangssignal eines Filters gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 13 ein vereinfachtes Blockdiagramm, welches einen grundlegenden Aufbau eines Fahrzeugpassagier-Rückhalte systems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Er findung zeigt;

Fig. 14 ein Ablaufdiagramm, welches die Funktionsweise des Airbag-Systems gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel der Erfindung zeigt;

Fig. 15 ein vereinfachtes Blockdiagramm, welches ein System mit finiter Impulsantwort zeigt;

Fig. 16 ein vereinfachtes Blockdiagramm, welches ein System mit infiniter Impulsantwort zeigt;

Fig. 17 ein vereinfachtes Blockdiagramm, welches einen grundlegenden Aufbau eines Fahrzeugpassagier-Rückhalte systems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Er findung zeigt;

Fig. 18 ein vereinfachtes Blockdiagramm, welches einen grundlegenden Aufbau eines Fahrzeugpassagier-Rückhalte systems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Er findung zeigt;

Fig. 19 ein Diagramm, welches ein Signal zeigt, das durch eine Frontalkollision eines mit geringer Ge schwindigkeit fahrenden Fahrzeugs erzeugt wird, und welches gemäß der Erfindung einem Beschleunigungssensor zugeführt wird;

Fig. 20 ein Diagramm, welches ein Signal zeigt, das durch eine unregelmäßige Kollision eines mit geringer Geschwindigkeit fahrenden Fahrzeugs erzeugt wird, und welches gemäß der Erfindung einem Beschleunigungssensor zugeführt wird; und

Fig. 21 ein Diagramm, welches ein Signal zeigt, das durch eine Frontalkollision eines mit hoher Geschwin digkeit fahrenden Fahrzeugs erzeugt wird, und welches gemäß der Erfindung einem Beschleunigungssensor zuge führt wird.

In Fig. 1 ist vereinfacht ein Fahrzeugpassagier-Rück haltesystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Ein Beschleunigungssensor DS ist zum Erfassen einer Beschleunigung eines (nicht gezeigten) Fahrzeugs vorgesehen; und ein Analog-Digital-Umsetzer oder A/D-Umsetzer AD ist zum Umsetzen bzw. Konvertieren des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors DS in ein die Beschleunigung des Fahrzeugs angebendes digita les Signal bereitgestellt. Ein Wavelet-Transformation- Prozessor WF ist bereitgestellt, um das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers AD in einen Wavelet-Koeffizienten zu transformieren. Die Wavelet-Funktion ist auf der Grund lage einer Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt, die in Abhängigkeit von einem Maßstab- oder Skalenparameter a skaliert und in Abhängigkeit von einem Verschiebepa rameter b, der eine zeitliche Lokalisierung oder Zeit lokalisierung angibt, verschoben ist. Eine Geschwindig keitsänderungsberechnungseinrichtung VC ist derart aus gebildet, daß eine erste Bedingung festgelegt wird, wenn der Wavelet-Koeffizient einen vorbestimmten Koef fizienten übersteigt, und daß das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers AD für eine vorbestimmte Zeitdauer inte griert wird. Außerdem ist ein Aktuator bzw. eine Betä tigungseinrichtung OM derart ausgebildet, daß eine zweite Bedingung festgelegt wird, wenn die Geschwindig keitsänderung eine vorbestimmte Geschwindigkeit über steigt, und daß eine Rückhalte-Einrichtung RD betätigt wird, um den Fahrzeugpassagier bzw. Fahrzeuginsassen zu schützen, wenn sowohl die erste als auch die zweite Be dingung erfüllt bzw. festgelegt ist. Somit wird mittels der Kombination aus Wavelet-Koeffizient und Geschwin digkeitsänderung die Komplexität der Wavelet-Transfor mation oder die Komplexität der Berechnung verringert, wenn der Stoß oder Aufprall erfaßt wird.

Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Wavelet-Transformation in Übereinstimmung mit der fini ten Impulsantwort (Finite Impulse Response, FIR) wie in Fig. 15 gezeigt. In dem Fall, in dem sich das Fahrzeug auf einer unebenen Fahrbahn fortbewegt, schwingt der Ausgang bzw. das Ausgangssignal des Beschleunigungssen sors DS. Daher umfaßt das System bevorzugt ferner eine Gewichtungseinheit WM zum Gewichten des Ausgangssignals des A/D-Umsetzers AD, wenn der Beschleunigungssensor DS ein Signal mit einer dem auf das Fahrzeug wirkenden Stoß entgegengesetzten Richtungskomponente erfaßt. Mit tels der Gewichtungseinheit WM wird das die Fahrzeugbe schleunigung anzeigende Signal, welches nicht zur Er mittlung des auf das Fahrzeug wirkenden Stoß es verwen det wird, gewichtet, so daß die Geschwindigkeitsände rung verringert wird. Demzufolge wird das Schwellen wertniveau zum Ermitteln des Stoßes im Vergleich zu der bekannten Einrichtung abgesenkt und die Dauer zur Er mittlung des Stoßes verkürzt. Das System kann ferner einen (nicht gezeigten) Filter umfassen zum Filtern des Ausgangssignals des Beschleunigungssensors DS, so daß der Wavelet-Transformation-Prozessor WF das Ausgangs signal des Filters in den Wavelet-Koeffizienten trans formiert.

Im einzelnen sind die Details des in Fig. 1 offenbarten Ausführungsbeispiels in Fig. 2 veranschaulicht, gemäß der ein Beschleunigungssensor 2 an einem bestimmten Platz, beispielsweise einem Mittenabschnitt eines Fahr zeugs 1, angeordnet und elektrisch mit einer elektroni schen Steuereinheit 3 zum Steuern einer Airbag-Einrich tung 4 verbunden ist. Die Airbag-Einrichtung 4 beinhal tet ein Paar von Airbags BF, BL, die in Fig. 2 durch doppelt gepunktete Linien in ihrem aufgeblasenen Zu stand gezeigt sind, und Aufblasvorrichtungen 51, 52 zum Aufblasen derselben. Der Beschleunigungssensor 2 ist so angeordnet, daß er ein Signal in Abhängigkeit von einer Beschleunigung (oder einer Verzögerung) des Fahrzeugs 1 ausgibt. Im Hinblick auf den Beschleunigungssensor 2 können beliebige Sensortypen verwendet werden, wie bei spielsweise ein Sensor mechanischer Bauart, der einen Massenrotor verwendet, ein Sensor, der einen aus einem Halbleiter gefertigten Dehnungsmesser aufweist oder dergleichen, vorausgesetzt, daß diese die Beschleuni gung angebende elektrische Signale ausgeben. Es kann auch ein Sensor verwendet werden, der dann, wenn eine Fahrzeugkollision aufgetreten ist, ein Signal nur in dem Fall ausgibt, in dem die Verzögerung des Fahrzeugs 1 den Wert erreicht, der einer Aufprallkraft größer als ein vorbestimmtes Maß entspricht. In Bezug auf das durch den Beschleunigungssensor 2 ausgegebene Signal hat das Beschleunigungssignal einen negativen Wert, während das Verzögerungssignal, welches im Fall der Fahrzeugkollision erzeugt wird, einen positiven Wert hat. Die Fig. 19 bis 21 veranschaulichen eine Ausgangs charakteristik- bzw. kennlinie des Beschleunigungssen sors 2, welcher kontinuierliche analoge Signale aus gibt. Fig. 19 zeigt seine Charakteristik in dem Fall, in dem eine Frontalkollision verursacht wurde, während sich das Fahrzeug 1 mit einer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit fortbewegte, so daß die Airbag-Einrich tung 4 außer Betrieb war. Fig. 20 zeigt seine Charakte ristik in dem Fall, in dem eine versetzte Kollision oder eine schräg verlaufende Kollision bzw. ein Schrägaufprall verursacht wurde. In diesem Fall müssen die Airbags BF, BL aufgeblasen werden. Fig. 21 zeigt seine Charakteristik in dem Fall, in dem eine Frontal kollision verursacht wurde, während sich das Fahrzeug 1 mit hoher Geschwindigkeit fortbewegte. In diesem Fall sind die Airbags BF, BL so angeordnet, daß sie in Ab hängigkeit von der Stärke der Kollision aufgeblasen werden. Wenn das Fahrzeug 1 auf einer unebenen Fahrbahn fährt, schwingt der Ausgang bzw. das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 2 wie in Fig. 8 gezeigt. In die sem Fall darf die Airbag-Einrichtung 4 nicht betätigt werden, um eine Fehlfunktion zu vermeiden.

Der Beschleunigungssensor 2 ist derart mit der elektro nischen Steuereinheit 3 verbunden, daß das Ausgangs signal des Beschleunigungssensors 2 durch einen A/D- Umsetzer 10 einem Mikrocomputer 20 zugeführt wird. Eine Zündsteuerschaltung 30 ist mit dem Mikrocomputer 20 verbunden und wird durch diesen derart angesteuert, daß eine Zündeinrichtung 40 durch die Zündsteuerschaltung 30 gesteuert wird. Die Zündeinrichtung 40 beinhaltet Zündkapseln 41 und 42, welche die Aufblasvorrichtungen 51 und 52 zünden, um den Airbag BF, der im Lenkrad un tergebracht ist, bzw. den Airbag BL, der sich im Arma turenbrett vor dem Beifahrersitz befindet, aufzublasen. Der Mikrocomputer 20 ist auf herkömmliche Art und Weise aufgebaut, so daß ein Eingangsport 21, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 22, ein Nurlese-Speicher (ROM) 23, ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 24, ein Ausgangsport 25 etc. durch einen gemeinsamen Bus miteinander verbunden sind. Ein Signal wird über den A/D-Umsetzer 10 in den Eingangsport 21 geführt, in der CPU 22 weiterverarbeitet und dann am Ausgangsport 25 an die Zündsteuerschaltung 30 ausgegeben. In dem Mikrocom puter 20 speichert das ROM 23 ein Programm entsprechend Ablaufdiagrammen gemäß Fig. 3, führt die CPU 22 das Programm aus, während ein (nicht gezeigter) Zündschal ter geschlossen ist, und speichert das RAM 24 temporär veränderliche Daten, die zur Ausführung des Programms benötigt werden.

Die Zündsteuerschaltung 30 beinhaltet Schalttransisto ren wie beispielsweise 31 und 32, die in Antwort auf Ausgangssignale aus dem Mikrocomputer 20 ein- oder aus geschaltet werden, um dadurch die Zündkapseln 41, 42 in der Zündeinrichtung 40 zu erwärmen. Die Aufblasvorrich tungen 51, 52 sind in dieser zusammen mit den entspre chenden Zündkapseln 41, 42 bereitgestellt und auf glei che Weise aufgebaut. In jeder der Aufblasvorrichtungen 51, 52 wird dann, wenn die entsprechende der Zündkap seln 41, 42 erwärmt wird, ein in der Zündkapsel enthal tenes (nicht gezeigtes) Zündmittel gezündet, so daß sich Feuer oder ein Funke unmittelbar in ein (nicht ge zeigtes) Gaserzeugungsmittel, welches eine große Gas menge (z. B. Stickstoffgas) erzeugt, ausbreitet. Die Aufblasvorrichtungen 51, 52 sind vorgesehen, um das Gas in die Airbags BF bzw. BL zu leiten. Die Struktur und die Funktion jeder der Aufblasvorrichtungen, Airbags etc. sind im wesentlichen gleich denen, die in bereits auf dem Markt befindlichen Airbag-Systemen eingesetzt werden, so daß eine detaillierte Erklärung derselben entfallen kann.

Gemäß dem Verfahren zum Erfassen des auf das Fahrzeug 1 wirkenden Stoßes gibt der Beschleunigungssensor 2 das Beschleunigungssignal aus, über welches die Wavelet- Transformation ausgeführt wird. D.h., es wird - als ei ne Basis - eine Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt, die in Bezug auf zumindest eine "Zeit"-Domäne lokali siert ist, wie etwa eine Gabor-Funktion oder derglei chen. Dann wird mittels einer Wavelet-Funktion, die auf der Grundlage der Mutter-Wavelet-Funktion bereitge stellt wird, die Wavelet-Transformation in Übereinstim mung mit einem (nachstehend als a angegebenen) Skalen parameter, der in Abhängigkeit von dem Typ des Fahr zeugs 1 festgelegt wird, und einem (nachstehend als b angegebenen) Verschiebeparameter, d. h. einer zeitlichen Verschiebung, durchgeführt. In anderen Worten ausge drückt wird die Mutter-Wavelet-Funktion in Übereinstim mung mit dem Skalenparameter a mit dem Faktor "a", maß stabstransformiert, um die Wavelet-Funktion bereitzu stellen, durch welche das Signal in Übereinstimmung mit dem Verschiebeparameter b in einen Wavelet-Koeffizien ten F(a, b) transformiert wird. Dann wird ein bestimmter Skalenparameter für einen vorbestimmten Referenz- Skalenparameter a1 festgelegt. Auf der Grundlage des Zustands des Wavelet-Koeffizienten F(a, b) in bezug auf zumindest den Referenz-Skalenparameter a1 oder auf der Grundlage des Zeitpunkts zum Generieren desselben wird die Aufprallbedingung (Stärke, Richtung oder derglei chen) ermittelt. D.h., Referenzen zum Ermitteln der Stärke, der Richtung oder dergleichen (z. B. ein vorbe stimmter Pegel F0) können für bzw. gegen den in bezug auf den Referenz-Skalenparameter a1 transformierten Wa velet-Koeffizienten F(a1, b) bereitgestellt sein. Der Wavelet-Koeffizient F(a1, b) wird zum Zeitpunkt des Er mittelns der Aufprallbedingung mit der Referenz F0 ver glichen. In Abhängigkeit von dem Resultat dieses Ver gleichs wird das die Aufprallbedingung oder den Auf prallzustand angebende Signal ausgegeben.

Nachstehend wird die Definition der hierin verwendeten Wavelet-Transformation erklärt. Die Basis der Wavelet- Transformation wird als Mutter-Wavelet-Funktion h(t) bezeichnet, welches eine quadratisch integrierbare Transformationsfunktion ist, deren Norm normiert bzw. normalisiert wurde, und die zumindest in einem Zeitbe reich bzw. einer Zeit-Domäne lokalisiert ist. Diese Mutter-Wavelet-Funktion h(t) kann als diejenige Funkti on definiert sein, die die nachstehende Formel (1), die anzeigt, daß eine Gleichstromkomponente (oder ein Mit telwert) des Signals Null ist, erfüllt:

Dann wird die Wavelet-Funktion bereitgestellt durch a faches Skalieren der Mutter-Wavelet-Funktion und nach folgendes Versetzen oder Verschieben ihres Ursprungs punkts um b in Übereinstimmung mit der nachstehenden Formel (2):

Unter der Annahme, daß eine zu analysierende Funktion f(t) ist, ist daher die Wavelet-Transformation wie in der nachstehenden Formel (3) gezeigt definiert:

in der F(a, b) einen Wavelet-Koeffizienten, < < ein in neres Produkt und * eine komplex Konjugierte bezeich nen.

Die zum Analysieren von irgendetwas verwendete Wavelet- Funktion wird Analyse-Wavelet (Mutter-Wavelet-Funktion) genannt, wofür die Gabor-Funktion oder dergleichen ver wendet wird. Morlet′s Wavelet beispielsweise, welche eine der Gabor-Funktionen ist und welche in der nach stehenden Formel (4) definiert ist, ist als dasjenige Analyse-Wavelet bekannt, welches zum Analysieren eines Signals mit einer Singularität derart, daß ein Diffe renzenkoeffizient diskontinuierlich ist, geeignet ist:

In Übereinstimmung mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Erfassen des Aufpralls oder Stoßes durch die Wavelet-Transformation muß jedoch eine große Anzahl von Skalenparametern bereitgestellt werden, so daß die Wavelet-Transformation für jeden der Skalenparameter, beispielsweise die Skalenparameter a1, a2, etc. erfol gen muß. Infolgedessen nimmt die Komplexität bei der Durchführung der Wavelet-Transformation zu. In Überein stimmung mit der vorliegenden Erfindung und ihren Aus führungsbeispielen wird daher auch die Geschwindig keitsänderung zur Ermittlung des Aufpralls oder Stoßes durch die Wavelet-Transformation herangezogen, um die Komplexität bei der Durchführung der Wavelet-Transfor mation zu verringern und dadurch die Aufprall- oder Stoßermittlung zu verbessern.

Die durch die elektronische Steuereinheit 3 zum Steuern des Airbag-Systems ausgeführte Programmroutine wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Die dem Ablaufdiagramm gemäß Fig. 3 entsprechende Pro grammroutine beginnt, wenn ein (nicht gezeigter) Zünd schalter) eingeschaltet wird; das Programm wird mit ei nem vorbestimmten Zyklus (beispielsweise 0,5 ms) wie derholt. Wenn die Steuereinheit 3 mit Energie versorgt ist, sorgt das Programm in einem Schritt 101 für eine Initialisierung des Systems, um verschiedene Daten, die bei der Aufprallermittlung verwendet werden, zu lö schen, und stellt vorbestimmte Anfangswerte bereit. Dann schreitet das Programm zu einem Schritt 102 fort, in welchem ein Beschleunigungssignal G(t), welches pro portional zu dem Betrag oder der Stärke der Beschleuni gung generiert wird, durch den Beschleunigungssensor 2 ausgegeben wird. Wenn beispielsweise das Fahrzeug 1 kollidiert und dadurch der Aufprall oder Stoß erzeugt wird, gibt der Beschleunigungssensor 2 das eine ver hältnismäßig große Verzögerung anzeigende Beschleuni gungssignal G(t) aus, welches für die Aufprallermitt lung herangezogen wird.

Sodann schreitet das Programm zu einem Schritt 103 fort, in welchem das durch den Beschleunigungssensor 2 ausgegebene Signal durch den A/D-Umsetzer 10 in ein di gitales Signal konvertiert wird, um dem Mikrocomputer 20 in beispielsweise der Form der vorstehend erwähnten Funktion f(t) zugeführt zu werden. Dann wird in einem Schritt 104 die Wavelet-Transformation in Übereinstim mung mit einem Verschiebeparameter b (nachstehend als eine Zeitlokalisierung b bezeichnet) und einem vorbe stimmten Skalenparameter a (nachstehend als eine Skale a bezeichnet) derart durchgeführt, daß ein Wavelet-Ko effizient F(a, b) berechnet wird. Mit anderen Worten werden die Funktion f(t) und die Mutter-Wavelet-Funk tion konvolutiert bzw. gefaltet, um die Produktsumme zu berechnen (siehe Formel (3)). D.h., der Prozeß der fi niten Impulsantwort (Finite Impulse Response, FIR) wird wie in Fig. 15 gezeigt durchgeführt. Der Wavelet-Koef fizient F(a1, b) wird in Bezug auf den vorbestimmten Re ferenz-Skalenparameter a1 berechnet. Darüber hinaus wird der Wavelet-Koeffizient F(a1, b) mit einem vorbe stimmten Schwellenwertniveau F0 verglichen. Die Häufig keit oder Frequenz der Berechnungen wird in Überein stimmung mit dem Skalenparameter a und einer Abtastzeit festgelegt. In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Produktsumme für das durch den Beschleunigungssensor 2 ausgegebene Signal (ein Da tum) 33mal berechnet und zeitlich sequentiell verscho ben, um den Wavelet-Koeffizienten zu erhalten.

Die Fig. 4 bis 6 veranschaulichen Beispiele des Wave let-Koeffizienten F(a, b) in Übereinstimmung mit der Wa velet-Analyse in dem Fall, in dem verschiedene Stöße auf das Fahrzeug 1 einwirken, und Fig. 9 veranschau licht ein Beispiel des Wavelet-Koeffizienten F(a, b), wenn sich das Fahrzeug 1 auf einer unebenen Fahrbahn fortbewegt. Der Wavelet-Koeffizient F(a, b) kann dreidi mensional wie in Fig. 7 gezeigt dargestellt werden. In jeder Figur ist der Skalenparameter a logarithmisch an gegeben. Keine Figur entspricht direkt einem der Bei spiele gemäß den Fig. 8 und 19 bis 21. Die Skalen a1 und a2 sind Beispiele, die als Referenzdaten festgelegt werden, welche für die Wavelet-Transformation bereitge stellt werden, die in Übereinstimmung mit dem Ablauf diagramm gemäß Fig. 3 durchgeführt wird; in Abhängig keit von der Information über die vorstehend erwähnten Schwingungsweiterleitungssysteme (Charakteristiken ab hängig von der Art des Fahrzeugs 1) können verschiedene Werte festgelegt werden.

Erneut Bezug auf Fig. 3 nehmend, schreitet das Programm dann, wenn in einem Schritt 105 ermittelt wird, daß der Wavelet-Koeffizient F(a1, b) größer ist als das Schwel lenwertniveau F0, zu einem Schritt 106 und andernfalls zu einem Schritt 107 fort. In Schritt 107 wird ermit telt, ob der Wavelet-Koeffizient F(a2, b) in Bezug auf die Skale a2 (a2 < a1) größer ist als das Schwellen wertniveau F1. Falls der Wavelet-Koeffizient F(a2, b) das Schwellenwertniveau F1 übersteigt, schreitet das Programm zu Schritt 106 fort (entsprechend einer ersten Bedingung), in dem ein Airbag-Flag gesetzt wird, um die Airbag-Vorrichtung 4 zu betätigen. Andernfalls schrei tet das Programm zu einem Schritt 108 fort, in dem wei ter ermittelt wird, ob das Ausgangssignal G(t) des Be schleunigungssensors 2 einen negativen Wert hat, d. h., wenn das die Beschleunigung anzeigende Signal generiert wird, dem die Verzögerung anzeigenden Signal, welches generiert wird, wenn die Fahrzeugkollision auftritt, entgegengesetzt ist.

Falls das Ausgangssignal G(t) einen negativen Wert hat, schreitet das Programm zu einem Schritt 110 fort, in welchem das Ausgangssignal G(t) gewichtet wird, indem es mit einem vorbestimmten konstanten Wert K multipli ziert wird, um G′(t) (=K·G(t)) bereitzustellen. Wenn das Ausgangssignal G(t) das die Verzögerung anzeigende Signal ist, wird es nicht gewichtet, sondern das Pro gramm schreitet zunächst zu einem Schritt 109 fort, um G′(t) = G(t) bereitzustellen, und dann zu einem Schritt 111 fort. Somit wird in dem Fall, in dem das Beschleu nigungssignal, welches nicht anzeigt, daß die Fahrzeug geschwindigkeit abnimmt, durch den Beschleunigungssen sor 2 ausgegeben wird, das Signal wie durch eine ausge zogene Linie in Fig. 10 gezeigt gewichtet; eine gestri chelte Linie deutet dort eine bekannte Vorrichtung an. Daher kann in dem Fall, in dem das Ausgangssignal des Beschleunigungssensors 7 wie in Fig. 8 gezeigt schwingt, wenn sich das Fahrzeug 1 auf beispielsweise der unebenen Fahrbahn fortbewegt, die Empfindlichkeit des Rückhaltesystems verringert werden, um eine Fehl funktion des Systems zu vermeiden.

In Schritt 111 wird durch Integrieren des Werts G′(t) während einer vorbestimmten Zeitdauer (beispielsweise 30 ms) eine Geschwindigkeitsänderung ΔV berechnet. So mit schwankt die Geschwindigkeitsänderung ΔV mit der Zeit. In dem Fall, in dem das Ausgangssignal des Be schleunigungssensors 2 anzeigt, daß die Fahrzeugge schwindigkeit zunimmt, d. h. der Fahrzeuggeschwindig keit-Abnahmerichtung entgegengesetzt ist, wird das Aus gangssignal des Beschleunigungssensors 2 in der Be schleunigungsrichtung gewichtet, so daß die Geschwin digkeitsänderung ΔV verringert wird. Infolgedessen kann ein Schwellenwertniveau zum Ermitteln des Stoßes im Vergleich zu der bekannten Einrichtung niedriger einge stellt werden, um das Rückhaltesystem früher als bei der bekannten Einrichtung zu aktivieren. In einem Schritt 112 wird ermittelt, ob die Geschwindigkeitsän derung ΔV gleich oder größer ist als ein vorbestimmtes Niveau V0. Falls dies bestätigt wird, schreitet das Programm weiter zu einem Schritt 113 fort, in dem er mittelt wird, ob das Airbag-Flag gesetzt worden ist. Falls die Geschwindigkeitsänderung ΔV kleiner ist als das vorbestimmte Niveau V0, kehrt das Programm zu Schritt 102 zurück. Wenn ermittelt wird, daß das Air bag-Flag gesetzt worden ist (entsprechend einer zweiten Bedingung), schreitet das Programm zu einem Schritt 114 fort oder kehrt andernfalls zu Schritt 102 zurück, um die vorstehend beschriebenen Schritte zu wiederholen.

In Schritt 114 wird ein Signal zum Betätigen der Air bag-Einrichtung 4 ausgegeben. D.h., wenn die erste und die zweite Bedingung erfüllt sind, werden die Transi storen 31, 32 eingeschaltet, um die Zündkapseln 41, 42 zu erwärmen. Demzufolge wird das (nicht gezeigte) Zünd mittel in jeder der Aufblasvorrichtungen 51, 52 gezün det, um die Wärme in das (nicht gezeigte) Gaserzeu gungsmittel zu leiten, welches eine große Menge an Stickstoffgas erzeugt. Die Airbags BF, BL werden durch das Stickstoffgas sofort aufgeblasen und breiten sich vor dem Fahrzeuglenker bzw. dem Beifahrer aus, worauf hin das Programm mit Schritt 115 endet.

In dem Fall, in dem die Wavelet-Transformation bei der Erfassung des Aufpralls wie vorstehend beschrieben ver wendet wird, wird bevorzugt ein Tiefpaßfilter LPF mit Kondensatoren C0, C1 und einem Widerstand R verwendet, wie in Fig. 11 beispielhaft gezeigt. Wenn das Ausgangs signal des Beschleunigungssensors 2 wie in Fig. 12A ge zeigt das Tiefpaßfilter LPF passiert, wird das durch das Tiefpaßfilter LPF ausgegebene Signal gleich dem in Fig. 12B gezeigten, so daß dann, wenn das Signal gemäß Fig. 12B für die Wavelet-Transformation verwendet wird, die Streuung aufgrund der Schwankung der Abtastzeitdau er verringert wird. Außerdem wird dann, wenn die Wave let-Transformation auf das Signal, welches das Tiefpaß filter LPF passiert hat, angewandt wird, die Erfassung des Aufpralls verbessert und eine höhere Leistungsfä higkeit bereitgestellt. Das Filter LPF kann entweder durch Hardware oder Software ausgebildet sein.

Fig. 13 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 14 ist ein Ablaufdiagramm, wel ches die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbei spiels zeigt. Gemäß Fig. 13 weist ein Fahrzeugpassa gier-Rückhaltesystem eine Rückhalte-Einrichtung RDV auf zum Schutz eines Passagiers in einem (nicht gezeigten) Fahrzeug. Das System beinhaltet einen Beschleunigungs sensor DSV zum Erfassen einer Beschleunigung des Fahr zeugs, und einen A/D-Umsetzer AD′ zum Umsetzen eines Ausgangssignals des Beschleunigungssensors in ein digi tales Signal, welches die Beschleunigung des Fahrzeugs angibt. Ein Fast-Wavelet-Transformation-Prozessor WF′ ist derart ausgebildet, daß er in Übereinstimmung mit der infiniten Impulsantwort (Infinite Impulse Response, IIR) ein Ausgangssignal des A/D-Umsetzers AD′ mittels der Wavelet-Funktion in den Wavelet-Koeffizienten transformiert. Eine Geschwindigkeitsänderungsberech nungseinrichtung VC′ ist derart ausgebildet, daß eine erste Bedingung festgelegt wird, wenn der durch den Fast-Wavelet-Transformation-Prozessor WF′ transformier te Wavelet-Koeffizient einen vorbestimmten Wert über steigt, und daß das Ausgangssignal des A/D-Umsetzers AD′ für eine vorbestimmte Zeitdauer integriert wird, um eine Geschwindigkeitsänderung bereitzustellen. Darüber hinaus ist ein Aktuator OM′ derart ausgebildet, daß ei ne zweite Bedingung festgelegt wird, wenn die durch die Geschwindigkeitsänderungsberechnungseinrichtung VC′ be reitgestellte Geschwindigkeitsänderung ein vorbestimm tes Niveau übersteigt, und daß die Rückhalte-Einrich tung RD′ aktiviert wird, wenn sowohl die erste als auch die zweite Bedingung erfüllt sind. In diesem Ausfüh rungsbeispiel erfolgt daher die Wavelet-Transformation in Übereinstimmung mit dem IIR-System, und kann die Komplexität der Berechnung im Vergleich zu der Komple xität der Berechnung in Übereinstimmung mit dem FIR- System verringert werden.

In Fig. 14 sind Schritte 201 bis 203 im wesentlichen gleich den Schritten 101 bis 103 gemäß Fig. 3, und Schritte 207 bis 211 sind im wesentlichen gleich den Schritten 111 bis 115 gemäß Fig. 3. In diesem Ausfüh rungsbeispiel wird in Schritt 204 eine schnelle Wave let-Transformation oder Fast-Wavelet-Transformation durchgeführt, welche anstelle des in Fig. 15 gezeigten FIR-Systems ein IIR-System gemäß Fig. 16 verwendet und in Übereinstimmung mit der nachstehenden Formel (5) ab läuft:

F′_{a, b}(nt) = a₀f(nt) + a₁f[(n-1)t]. . . + a_Nf[(n-N)t] + b₁F′_{a, b}[(n-1)t] + b₂F′_{a, b}[(n-2)t]. . . +bMF′_{a, b}[(n-M)t] (5)

Wenn die Ordnung der vorstehenden Formel in diesem Aus führungsbeispiel auf 4 festgelegt wird, wird die Be rechnung der Produktsumme 9mal ausgeführt. Demgemäß wird die Berechnungszeit verkürzt, um den schnellen Ab lauf zu ermöglichen, wird der Speicherbedarf zum Spei chern des Ergebnisses verringert, und kann im wesentli chen dieselbe Leistungsfähigkeit wie bei dem FIR-System erhalten werden, wie nachstehend gezeigt:

In der vorstehenden Tabelle, in der die Erfassungszeit für jede Kollisionsart zwischen einem Beispiel 1, in dem die Wavelet-Transformation in Übereinstimmung mit dem FIR-System durchgeführt wird, und einem Beispiel 2, in dem die Wavelet-Transformation in Übereinstimmung mit dem IIR-System durchgeführt wird, verglichen wird, sind die Antworteigenschaften nahezu dieselben, während das Rückhaltesystem in beiden Beispielen weder bei Ge schwindigkeiten kleiner als 10 km/h noch im Falle einer unebenen Fahrbahn arbeitet. Somit ist die Belastung durch die Berechnung in dem IIR-System kleiner als die Belastung durch die Berechnung in dem FIR-System.

Fig. 17 veranschaulicht ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 18 ist ein Ablaufdiagramm, wel ches die Funktionsweise des dritten Ausführungsbei spiels zeigt. Gemäß Fig. 17 weist ein Fahrzeugpassa gier-Rückhaltesystem wie gemäß Fig. 13 die Rückhalte- Einrichtung RD′, den Beschleunigungssensor DS′ und den A/D-Umsetzer AD′ auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind ein erster Fast-Wavelet-Transformation-Prozessor WF′1 bzw. ein zweiter Fast-Wavelet-Transformation- Prozessor WF′2 bereitgestellt zum Transformieren des Ausgangssignals des A/D-Umsetzers AD′ mittels der Wave let-Funktion in den Wavelet-Koeffizienten. Jeder der Fast-Wavelet-Transformation-Prozessoren WF1, WF2 ist derart ausgebildet, daß das Ausgangssignal des A/D- Umsetzers AD′ in Übereinstimmung mit der infiniten Im pulsantwort in den Wavelet-Koeffizienten transformiert wird. Darüber hinaus ist ein Aktuator OM′ derart ausge bildet, daß die Rückhalte-Einrichtung RD′ aktiviert wird, wenn der durch jeden der Fast-Wavelet-Transfor mation-Prozessoren WF1′, WF2′ transformierte Wavelet- Koeffizient einen für jeden der Fast-Wavelet-Transfor mation-Prozessoren bereitgestellten Wert übersteigt.

Wie in Fig. 18 gezeigt, wird daher anstelle der Berech nung der Geschwindigkeitsänderung ΔV gemäß Fig. 14 ei ne zweite Fast-Wavelet-Transformation in Übereinstim mung mit dem IIR-System unter Verwendung der Gleichung (5) durchgeführt. D.h., in dem Fall, in dem der durch die erste Fast-Wavelet-Transformation-Operation erhal tene Wavelet-Koeffizient F1′(a1, b) einen zweiten vorbe stimmten Wert F′01 übersteigt, oder der durch die zwei te Fast-Wavelet-Transformation-Operation erhaltene Wa velet-Koeffizient F2′(a2, b) einen zweiten vorbestimmten Wert F′02 übersteigt, wird das Rückhaltesystem akti viert. Der erste und der zweite vorbestimmte Wert müs sen auf der Grundlage der Eigenschaften des Fahrzeugs vorab festgelegt werden. In diesem Fall wird mit der Ordnung 4 die Berechnung der Produktsumme 18mal ausge führt, so daß die Berechnungszeit verkürzt wird, um den schnellen Ablauf zu ermöglichen. Obwohl die Fast-Wave let-Transformation in Übereinstimmung mit dem Ausfüh rungsbeispiel gemäß Fig. 18 zweimal ausgeführt wird, ist die Anzahl der Fast-Wavelet-Operationen nicht auf zwei Male beschränkt.

Gemäß den vorstehenden Ausführungsbeispielen wird es daher durch Verwenden der Wavelet-Transformation bei der Erfassung des auf das Fahrzeug wirkenden Stoßes möglich, eine zeitlich betrachtete Charakteristik des Beschleunigungssignals zu definieren und dessen signi fikanten Diskontinuitäts- bzw. Unstetigkeitspunkt kor rekt zu definieren. Mit der Ermittlung anhand der Ge schwindigkeitsänderung kombiniert mit der Ermittlung durch den Wavelet-Koeffizienten wird die Komplexität der Durchführung der Wavelet-Transformation verringert, wenn der Aufprall erfaßt wird.

In dem Fall, in dem der Beschleunigungssensor 2 das Si gnal ausgibt, welches anzeigt, daß die Fahrzeugge schwindigkeit entgegen der Fahrzeuggeschwindigkeit- Abnahmerichtung zunimmt, wird die Geschwindigkeitsände rung ΔV in der Beschleunigungsrichtung gewichtet, so daß die Geschwindigkeitsänderung ΔV verringert wird. Demgemäß wird das Schwellenwertniveau zum Erfassen des Aufpralls im Vergleich zu der bekannten Einrichtung ab gesenkt, um die zum Ermitteln des Aufpralls erforderli che Zeitdauer zu verkürzen.

Darüber hinaus wird dann, wenn die Wavelet-Transfor mation auf das Ausgangssignal des Beschleunigungssen sors 2, welches den Tiefpaßfilter LPF passiert hat, an gewandt wird, die Streuung aufgrund der Variation der Abtastzeitdauer verringert, so daß die Erfassung des Aufpralls oder Stoßes im Hinblick auf eine hohe Lei stungsfähigkeit verbessert wird. In dem Fall, in dem die Wavelet-Transformation in Übereinstimmung mit dem IIR-System durchgeführt wird, kann die Komplexität der Berechnung im Vergleich zu der Komplexität der Berech nung im Vergleich zu der Komplexität der Berechnung in Übereinstimmung mit dem FIR-System verringert werden.

Vorstehend wurde somit ein Fahrzeugpassagier-Rückhalte system mit einer Rückhalte-Einrichtung zum Schutz eines Passagiers in einem Fahrzeug beschrieben. Das System umfaßt einen Beschleunigungssensor zum Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugs, und einen Analog-Digital- Umsetzer zum Umsetzen eines Ausgangssignals des Be schleunigungssensors in ein die Beschleunigung des Fahrzeugs angebendes digitales Signal. Ein Wavelet- Transformation-Prozessor transformiert das Ausgangs signal des Analog-Digital-Umsetzers mittels einer Wave let-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten. Die Wave let-Funktion wird auf der Grundlage einer zeitlich lo kalisierten, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter skalierten und in Abhängigkeit von einem eine zeitliche Lokalisierung angebenden Verschiebeparameter verschobe nen Mutter-Wavelet-Funktion bereitgestellt. Eine Ge schwindigkeitsänderungsberechnungseinrichtung legt eine erste Bedingung fest, wenn der durch den Wavelet-Trans formation-Prozessor transformierte Wavelet-Koeffizient einen vorbestimmten Wert übersteigt, und integriert das Ausgangssignal des Analog-Digital-Umsetzers über eine vorbestimmte Zeitdauer, um eine Geschwindigkeitsände rung bereitzustellen. Darüber hinaus legt ein Aktuator eine zweite Bedingung fest, wenn die durch die Ge schwindigkeitsänderungsberechnungseinrichtung bereitge stellte Geschwindigkeitsänderung ein vorbestimmtes Maß übersteigt. Der Aktuator betätigt die Rückhalte-Ein richtung, wenn sowohl die erste als auch die zweite Be dingung erfüllt ist. Die Wavelet-Transformation kann in Übereinstimmung mit der infiniten Impulsantwort durch geführt werden.

Claims

1. Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem mit einer Rückhalte-Einrichtung (RD) zum Schützen eines Passa giers in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch:
eine Beschleunigungserfassungseinrichtung (DS) zum Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugs;
eine Analog-Digital-Umsetzeinrichtung (AD) zum Um setzen eines Ausgangssignals der Beschleunigungserfas sungseinrichtung in ein die Beschleunigung wiedergeben des digitales Signal;
eine Wavelet-Transformationseinrichtung (WF) zum Transformieren eines Ausgangssignals der Analog-Digi tal-Umsetzeinrichtung mittels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffizienten, wobei die Wavelet-Funktion auf der Grundlage einer zeitlich lokalisierten, in Ab hängigkeit von einem Skalenparameter skalierten und in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter, der eine Zeitlokalisierung angibt, verschobenen Mutter-Wavelet- Funktion bereitgestellt wird;
eine Geschwindigkeitsänderungsberechnungseinrich tung (VC) zum Festlegen einer ersten Bedingung, wenn der durch die Wavelet-Transformationseinrichtung trans formierte Wavelet-Koeffizient einen vorbestimmten Wert übersteigt, und Integrieren des Ausgangssignals der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung für eine vorbestimmte Zeitdauer, um eine Geschwindigkeitsänderung bereitzu stellen; und
eine Betätigungseinrichtung (OM) zum Festlegen ei ner zweiten Bedingung, wenn die durch die Geschwindig keitsänderungsberechnungseinrichtung bereitgestellte Geschwindigkeitsänderung ein vorbestimmtes Maß über steigt, und Betätigen der Rückhalte-Einrichtung, wenn sowohl die erste als auch die zweite Bedingung erfüllt ist.

2. Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gewichtungseinrichtung (WM) zum Gewichten des Ausgangssignals der Analog-Di gital-Umsetzeinrichtung, wenn die Beschleunigungserfas sungseinrichtung ein Signal mit einer zu einem auf das Fahrzeug wirkenden Stoß entgegengesetzten Richtungskom ponente erfaßt.

3. Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Filtereinrichtung zum Fil tern des Ausgangssignals der Beschleunigungserfassungs einrichtung, wobei die Wavelet-Transformationseinrich tung das Ausgangssignal der Filtereinrichtung in den Wavelet-Koeffizienten transformiert.

4. Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wavelet-Transforma tionseinrichtung das Ausgangssignal der Analog-Digital- Umsetzeinrichtung in Übereinstimmung mit der finiten Impulsantwort in den Wavelet-Koeffizienten transfor miert.

5. Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem mit einer Rückhalte-Einrichtung (RD′) zum Schützen eines Passa giers in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch:
eine Beschleunigungserfassungseinrichtung (DS′) zum Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugs;
eine Analog-Digital-Umsetzeinrichtung (AD′) zum Umsetzen eines Ausgangssignals der Beschleunigungser fassungseinrichtung in ein die Beschleunigung wiederge bendes digitales Signal;
eine Fast-Wavelet-Transformationseinrichtung (WF′) zum Transformieren eines Ausgangssignals der Analog- Digital-Umsetzeinrichtung mittels einer Wavelet-Funk tion in einen Wavelet-Koeffizienten, wobei die Wavelet- Funktion auf der Grundlage einer zeitlich lokalisier ten, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter skalier ten und in Abhängigkeit von einem Verschiebeparameter, der eine Zeitlokalisierung angibt, verschobenen Mutter- Wavelet-Funktion bereitgestellt wird, und wobei die Fast-Wavelet-Transformationseinrichtung das Ausgangs signal der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung in Überein stimmung mit der infiniten Impulsantwort in den Wave let-Koeffizienten transformiert;
eine Geschwindigkeitsänderungsberechnungseinrich tung (VC) zum Festlegen einer ersten Bedingung, wenn der durch die Fast-Wavelet-Transformationseinrichtung transformierte Wavelet-Koeffizient einen vorbestimmten Wert übersteigt, und Integrieren des Ausgangssignals der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung für eine vorbe stimmte Zeitdauer, um eine Geschwindigkeitsänderung be reitzustellen; und
eine Betätigungseinrichtung (OM′) zum Festlegen einer zweiten Bedingung, wenn die durch die Geschwin digkeitsänderungsberechnungseinrichtung bereitgestellte Geschwindigkeitsänderung ein vorbestimmtes Maß über steigt, und Betätigen der Rückhalte-Einrichtung, wenn sowohl die erste als auch die zweite Bedingung erfüllt ist.

6. Fahrzeugpassagier-Rückhaltesystem mit einer Rückhalte-Einrichtung (RD′) zum Schützen eines Passa giers in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch:
eine Beschleunigungserfassungseinrichtung (DS′) zum Erfassen einer Beschleunigung des Fahrzeugs;
eine Analog-Digital-Umsetzeinrichtung (AD′) zum Umsetzen eines Ausgangssignals der Beschleunigungser fassungseinrichtung in ein die Beschleunigung wiederge bendes digitales Signal;
eine Vielzahl von Fast-Wavelet-Transformationsein richtungen (WF1′, WF2′) zum Transformieren eines Aus gangssignals der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung mit tels einer Wavelet-Funktion in einen Wavelet-Koeffi zienten, wobei die Wavelet-Funktion auf der Grundlage einer zeitlich lokalisierten, in Abhängigkeit von einem Skalenparameter skalierten und in Abhängigkeit von ei nem Verschiebeparameter, der eine Zeitlokalisierung an gibt, verschobenen Mutter-Wavelet-Funktion bereitge stellt wird, und wobei jede der Fast-Wavelet-Transfor mationseinrichtungen das Ausgangssignal der Analog- Digital-Umsetzeinrichtung in Übereinstimmung mit der infiniten Impulsantwort in den Wavelet-Koeffizienten transformiert; und
eine Betätigungseinrichtung (OM′) zum Betätigen der Rückhalte-Einrichtung, wenn der durch jede der Fast-Wavelet-Transformationseinrichtungen transformier te Wavelet-Koeffizient einen für jede der Fast-Wavelet- Transformationseinrichtungen bereitgestellten, vorbe stimmten Wert übersteigt.