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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme und spezieller
ein System und ein Verfahren zum Bestimmen, ob ein Rückhaltesystem
ausgelöst
werden soll.
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Hintergrund
der Erfindung
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Fahrzeuginsassenrückhaltesysteme
beinhalten einen oder mehrere Sensor(en), welche r) Ereignisse erkennt/erkennen,
die unter Umständen
die Auslösung
eines Rückhaltesystems
erforderlich machen. Derzeit bekannte Sensorsysteme umfassen lokale
Sensoren, die jeweils einen Beschleunigungssensor und eine Signalmess-
und -filtervorrichtung beinhalten können. Jeder lokale Sensor enthält zudem
einen Prozessor, der die Ausgaben des Beschleunigungssensors nach
einem Algorithmus auswertet, um zu ermitteln, ob diese Ausgabe einen
Aufprall oder ein sonstiges Ereignis repräsentiert, das die Auslösung des
Rückhaltesystems
erforderlich macht. Wenn dies der Fall ist, veranlasst das Modul eine
Auslösungsanforderung
zum Auslösen
eines Rückhaltesystems.
Bei dem Rückhaltesystem
selbst kann es sich um ein Rückhaltesystem
beliebiger Art handeln, beispielsweise einen Airbag.
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Obwohl
lokale Sensoren in der Lage sind, Ereignisse zu erkennen, die möglicherweise
die Auslösung
eines Rückhaltesystems
rechtfertigen, ist ein gegebener lokaler Sensor nicht in der Lage,
Ereignisse zu erkennen, die an anderen Stellen im Fahrzeug eintreten.
Daher trifft der Sensor seine Auslösungsentscheidung ausschließlich auf
der Grundlage der Informationen, die er aus einem begrenzten Bereich des
Fahrzeugs bezieht. Mithin besteht die Möglichkeit, dass ein Rückhaltesystem
ausgelöst
wird, obwohl das von dem Sensor erkannte Ereignis diese Auslösung nicht
rechtfertigt. Ohne Daten von anderen Punkten im Fahrzeug besteht
keine Möglichkeit für den lokalen
Sensor, die Plausibilität
zu beurteilen, dass eine gegebene Auslösungsanforderung tatsächlich auf
einen Aufprall zurückzuführen ist.
Ferner gibt es keine Möglichkeit,
anhand eines einzigen lokalen Sensors ein Aufprallereignis zu bestätigen.
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Die
US-amerikanische Patentschrift
US6487482 beschreibt
ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem,
welches Beschleunigungsmessungen von einem Beschleunigungssensor
mit zwei verschiedenen Empfindlichkeitsachsen erfasst und das Rückhaltesystem
ausgelöst,
wenn beide Signale gleichzeitig an einer logischen UND-Schaltung
anliegen.
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Die
US-amerikanische Patentschrift US-B1-6487482, welche als der nächstgelegene
bisherige Stand der Technik zu betrachten ist, beschreibt ein Sensorsystem
für ein
Fahrzeuginsassenrückhaltesystem,
welches Folgendes umfasst: eine Mehrzahl von Sensoren; eine Steuereinheit,
welche eine Mehrzahl von Sensormodulen aufweist, wobei jedes Sensormodul
einem aus der besagten Vielzahl von Sensoren entspricht; wobei das
besagte mindestens eine Sensormodul einen Algorithmus für eine Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung
beinhaltet, mit dessen Hilfe die Entscheidung getroffen wird, ob
eine Auslösungsanforderung
ausgegeben werden soll; eine Auslösungsvorrichtung, welche als
Reaktion auf das Auslösungssignal
ein Rückhaltesystem
auslöst; sowie
eine Plausibilitätsprüfung.
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Es
besteht ein Bedarf an einem Rückhaltesystem,
welches die Zuverlässigkeit
einer Entscheidung, ein Rückhaltesystem
auszulösen,
verbessert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Sensorsystem für ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem
eine Mehrzahl von Sensoren; eine Steuereinheit, welche eine Mehrzahl
von Sensormodulen aufweist, wobei jedes Sensormodul einem aus der besagten
Vielzahl von Sensoren entspricht; wobei das besagte mindestens eine
Sensormodul einen Algorithmus für
eine Auslösen/Nicht-Auslösen-Entscheidung
beinhaltet, mit dessen Hilfe die Entscheidung getroffen wird, ob
eine Auslösungsanforderung ausgegeben
werden soll; eine Auslösungsvorrichtung,
welche als Reaktion auf das Auslösungssignal ein
Rückhaltesystem
auslöst;
sowie eine Plausibilitätsprüfung; wobei
die Mehrzahl von Sensoren symmetrisch in mindestens einer Reihe
angeordnet ist und jede dieser Reihen einen Sensor auf der Fahrerseite
und einen Sensor auf der Beifahrerseite beinhaltet; wobei jedes
Sensormodul eine Auslösungsanforderung
generiert, die von der Steuereinheit geprüft wird, um zu ermitteln, ob
ein Auslösungssignal
generiert werden soll; wobei die Plausibilitätsprüfung einen Plausibilitätsprüfungs-Algorithmus
beinhaltet, welcher ein Plausibilitätskennzeichen in einem Statusfeld,
das eine Mehrzahl von Plausibilitätskennzeichen aufweist, kontrolliert,
wobei das Plausibilitätskennzeichen
für einen
gegebenen Sensor gesetzt wird, wenn die von dem Sensor gelieferten
Daten einen Plausibilitätsschwellwert übersteigen;
wobei das System ferner einen Übertragungskontroll-Algorithmus
beinhaltet, um zu überprüfen, ob
das Sensormodul von dem entsprechenden Sensor gültige Sensordaten empfängt, wobei
der Übertragungskontroll-Algorithmus einen
Zähler
beinhaltet, der erhöht
wird, wenn die Sensordaten einen Übertragungskontroll-Schwellwert übersteigen,
und wobei der Übertragungskontroll-Algorithmus
ein Übertragungskontroll-Kennzeichen
setzt, anhand dessen bestimmt wird, ob die Auslösungsanforderung gesendet wird, wenn
der Zähler
einen Zählerschwellwert
erreicht, sowie einen Korrelations-Beschleunigungs-Differenz (Correlation
Acceleration Difference, CAD) -Algorithmus, welcher einen CAD-Term errechnet, der
eine Differenz zwischen den Daten von einem Sensor auf der Fahrerseite
und einem Sensor auf der Beifahrerseite in einer Reihe repräsentiert;
wobei die Steuereinheit das Auslösungssignal
sendet, wenn ein erster Sensor eine Auslösungsanforderung sendet und wenn
ein Plausibilitätskennzeichen,
welches einem zweiten Sensor entspricht, anzeigt, dass ein Aufprallereignis
plausibel ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein verteiltes Sensorsystem
zum Erkennen eines Ereignisses, welches unter Umständen die
Auslösung eines
Rückhaltesystems
veranlasst. Das verteilte Sensorsystem verbessert die Erkennung
von Ereignissen, die möglicherweise
die Auslösung
eines Rückhaltesystems
erforderlich machen, indem anhand von Daten von mehr als einem Sensor
zwischen auslösenden
Ereignissen und nicht auslösenden
Ereignissen unterschieden wird.
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Die
Erfindung betrifft ein System, das in einem verteilten Sensorsystem
die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten Auslösung des
Rückhaltesystems
aufgrund nicht erkennbarer Übermittlungsfehler verringert.
Das System prüft
eine ausgewählte
Anzahl von Datenstichproben und verfolgt die Anzahl von Datenstichproben,
die einen ausgewählten
Wert übersteigen,
mithilfe eins Zählers.
Wenn der Zählerwert
einen ausgewählten
Schwellwert übersteigt, zeigt
das System an, dass die Übertragungskontrolle beendet
ist, und lässt
die Auslösung
des Rückhaltesystems
zu. Der Übertragungskontrollprozess
gewährleistet,
dass ein Rückhaltesystem
nur dann ausgelöst
wird, wenn das Auslösungssignal
den Anforderungen der Übertragungskontrolle
entspricht, wodurch die Gefahr einer Auslösung infolge von Übertragungsfehlern
verringert wird.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein verteiltes Sensorsystem, welches eine
Korrelations-Beschleunigungs-Differenz (Correlation Acceleration
Difference, CAD) berechnet, die dem Grad des Eindringens eines Fremdkörpers in
ein Fahrzeug zu einem gegebenen Zeitpunkt entspricht. Der CAD-Wert
wird anhand verschiedener Sensoren in dem System berechnet. Beschleunigungsdaten
von Sensoren, die an unterstützenden
Seiten, beispielsweise etwa einander gegenüberliegenden Seiten, des Fahrzeugs angeordnet
sind, werden daraufhin geprüft,
ob sie eine Reaktion auf ein Ereignis darstellen, und die absoluten
Werte der Beschleunigungsdaten werden voneinander abgezogen, um
eine absolute Differenz zu erhalten. Diese absolute Differenz wird
anschließend
integriert, um den CAD-Term zu erhalten, indem der Einfluss der
Zeit in dem Signal herausgenommen wird. Der Wert der absoluten Differenz
liefert Informationen, welche dazu herangezogen werden können, die
Art des Eindringens des Fremdkörpers
von Ereignissen anderer Art abzugrenzen. Die Integration kann erfolgen,
indem ein Versatz verwendet wird, der eingestellt werden kann, um
die Verwendung des CAD-Terms zu steuern; je höher der Versatz ist, desto
eher nimmt der CAD-Term wieder den Wert Null an.
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Eine
(nicht beanspruchte) Ausführungsform der
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verkürzen der Laufzeit in einem
Algorithmus, welcher in einem Rückhaltesystem
zum Einsatz kommt, welches ein verteiltes Sensorsystem mit Rohdatenübertragung beinhaltet.
In einem Beispiel schaltet eine Steuereinheit in dem Rückhaltesystem
zwischen symmetrischen Berechnungen auf jeder Seite des Rückhaltesystems
um. Das System verkürzt
die Laufzeit, indem die einzelnen Ausführungen des Algorithmus priorisiert
werden, sodass sie jeweils an derjenigen Seite erfolgen, die eine
größere Wahrscheinlichkeit aufweist,
dass dort Bedingungen vorliegen, die die Auslösung des Rückhaltesystems erforderlich machen.
Durch das Priorisieren der Berechnungen kann auch ein erneutes Auslösen an einer
Seite vermieden werden, an der bereits ein Rückhaltesystem ausgelöst worden
ist, sodass die Gesamtzahl der Berechnungen, die das System durchzuführen hat,
sinkt.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung betrifft ein verteiltes Sensorsystem, welches die
Plausibilität beurteilt,
dass eine Auslösungsentscheidung
eines gegebenen Sensors das Ergebnis eines Ereignisses ist, welches
die Auslösung
eines Rückhaltesystems erforderlich
macht. Ein parametrierbarer Plausibilitätspfad ermöglicht die Beurteilung einer
gegebenen Sensorreaktion in Bezug auf einen oder mehrere Parameter,
um zu ermitteln, ob die Reaktion mit einem die Auslösung rechtfertigenden
Ereignis übereinstimmt.
In einem Beispiel führt
der Sensor, der ein Auslösungssignal
generiert, eine Plausibilitätsprüfung durch,
indem er die Zustände
eines oder mehrerer anderer Sensoren im System in Bezug auf einen oder
mehrere ausgewählte(n)
feste(n) Parameter prüft.
Die speziellen, für
die Plausibilitätsprüfung herangezogenen
Parameter können
entsprechend der Hardware des Fahrzeugs, der Konstruktion des Fahrzeugs
und Anforderungen angepasst werden. Die Erfindung verbessert somit
die Abgrenzung bei der Auslösung
eines Rückhaltesystems,
da sie zusätzliche
Freiheitsgrade für
die Auslösungsentscheidung in
der Plausibilitätsprüfung bereitstellt,
wodurch gewährleistet
wird, dass die letztendliche Entscheidung über die Auslösung nicht
auf einer Ausgabe von einem einzigen Sensor beruht.
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Indem
eine Mehrzahl von Sensoren an verschiedenen Punkten im Fahrzeug
ausgewertet wird, bevor die endgültige
Entscheidung über
die Auslösung
getroffen wird, verbessert das erfindungsgemäße System und Verfahren die
Genauigkeit der Auslösungsentscheidung
und optimiert gleichzeitig die Systemressourcen für die Ausführung der
Algorithmen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein repräsentatives
Diagramm eines verteilten Sensorsystems gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
ein repräsentatives
Diagramm eines Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzungssystems gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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Die 3A, 3B und 3C sind
grafische Beispiele eines ersten Ereignisabgrenzungs-Modus, bei
dem ein Beschleunigungssensor verwendet wird;
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Die 4A, 4B und 4C sind
grafische Beispiele eines ersten Ereignisabgrenzungs-Modus, bei
dem ein Drucksensor verwendet wird;
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5 ist
ein repräsentatives
Diagramm eines zweiten Ereignisabgrenzungs-Modus;
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6 ist
ein Ablauf diagram eines Übertragungskontroll-Prozesses gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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7 ist
ein Ablauf diagram eines Korrelations-Beschleunigungs-Differenz (CAD) -Algorithmus gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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Die 8A und 8B sind
zwei der Veranschaulichung dienende Beispiele für Ergebnisse des CAD-Algorithmus;
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9 ist
ein der Veranschaulichung dienender Graph, der die Ergebnisse eines
Integrationsprozesses im CAD-Algorithmus darstellt;
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10 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Verkürzung der Laufzeit des Algorithmus gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt;
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11 ist
ein Ablaufdiagramm einer Plausibilitätsprüfung gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Ausführliche
Beschreibung der Ausführungsformen
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Die
Erfindung betrifft allgemein ein verteiltes Sensorsystem 100 für ein Fahrzeug 101.
Das verteilte Sensorsystem 100 enthält eine Mehrzahl von Sensoren 102a, 102b, 102c, 102d an
verschiedenen Positionen im Fahrzeug. Die Sensoren 102 können jeder
beliebige geeignete Sensortyp sein, beispielsweise ein Beschleunigungssensor
oder ein Luftdrucksensor, mit dem ermittelt werden kann, ob ein
oder mehrere Rückhaltesystem(e)
(nicht dargestellt), beispielsweise Airbags, im Fahrzeug ausgelöst werden müssen. Zu
beachten ist, dass innerhalb ein und desselben Sensorsystems 100 verschiedene
Typen von Sensoren 102 eingesetzt werden können. Ferner kann
die Sensoranordnung in Bezug auf die Fahrerseite und die Beifahrerseite
des Fahrzeugs symmetrisch angeordnet werden, sofern dies gewünscht wird.
Beispielsweise können
die Sensoren in Reihen angeordnet sein, wobei die Sensoren jeder
Reihe von demselben Typ sind und denselben Erfassungsbereich aufweisen.
Der spezielle Typ des Sensors 102, der an einer gegebenen
Position und/oder in einem gegebenen Fahrzeug verwendet wird, ist
beispielsweise abhängig
von der Systemkonfiguration, der gewünschten Systemreaktion und/oder
den individuellen Eigenschaften einer gegebenen Fahrzeugplattform.
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Bei
einer Ausführungsform
ist eine zentrale Steuereinheit 105 integriert, die Rohdaten
von den Sensoren 102 aufnimmt und auf der Grundlage dieser
Rohdaten entscheidet, ob ein Rückhaltesystem ausgelöst werden
soll, indem ein Auslösungssignal an
eine Auslösungsvorrichtung 106 gesendet
wird. Indem das Auslösungssignal
durch die Steuereinheit 105 und nicht durch die einzelnen
Sensoren 102 generiert wird, kann das verteilte Sensorsystem 100 Auslösungsentscheidungen
auf der Grundlage der Daten von mehreren Sensoren statt nur von
einem einzelnen Sensor 102 treffen. Die Steuereinheit 105 kann
Daten von Frontalaufprallsensoren 107 ebenso berücksichtigen
wie von den Seitenaufprallsensoren 102, um die Ereignisabgrenzung
noch weiter zu verfeinern. Es ist anzumerken, dass das verteilte
Sensorsystem 100 Daten von Sensoren jedes beliebigen Typs
und an jeder beliebigen Position auswerten kann und nicht auf die
hier beschriebenen beschränkt ist.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
beinhaltet die Steuereinheit 105 die Sensormodule 108a, 108b, 108c, 108d,
die jeweils einem Sensor 102a-d zugeordnet sind. Jeder
Sensor 102 sendet Rohdaten an das entsprechende Sensormodul 108,
sodass sie in Bezug auf verschiedene Kriterien ausgewertet werden
können,
von denen an späterer
Stelle in dieser Patentschrift mehrere beschrieben werden. Die Sensormodule 108 in
der Steuereinheit 105 können die
Ausgaben der Sensoren 102 vergleichen, addieren, subtrahieren
oder in anderer Weise analysieren, um die Zuverlässigkeit der letztendlichen
Entscheidung über
die Auslösung
zu verbessern.
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Bei
einer Ausführungsform
kann jedes Sensormodul 108 basierend auf den Rohdaten,
die es von dem entsprechenden Sensor 102 empfangen hat,
ein Plausibilitätskennzeichen 110 setzen und/oder
eine Auslösungsanforderung 112 generieren.
Diese Information wird von der Steuereinheit 105 dazu verwendet
zu bestimmen, ob das Auslösungssignal
gesendet werden soll. Wenn die Steuereinheit 105 mithilfe
ihrer Sensormodule 108 feststellt, dass die Rohdaten von
den Sensoren 102 das Auftreten eines Aufpralls oder eines
anderen Ereignisses, welches die Auslösung des Rückhaltesystems rechtfertigt,
repräsentieren,
sendet die Steuereinheit 105 das Auslösungssignal an die Auslösungsvorrichtung 106, um
als Reaktion auf die Daten das entsprechende Rückhaltesystem auszulösen.
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Durch
das Prüfen
von mehr als einem Sensor 102 wird die Zuverlässigkeit
der letztendlichen Auslösungsentscheidungen
des Systems verbessert und gewährleistet,
dass Rückhaltesysteme
nur dann ausgelöst
werden, wenn sie auch tatsächlich
benötigt werden.
In den nachstehend beschriebenen Beispielen wird davon ausgegangen,
dass jedes Sensormodul 108 für seine Berechnungen gültige Sensordaten verarbeitet.
Wenn ein beliebiger der Sensoren 102 ungültige Sensordaten
ausgibt (beispielsweise wenn ein Sensormodul Sensordaten empfängt, bei
denen das Diagnosekennzeichen auf 1 gesetzt ist), führt das
Sensormodul 108, das die ungültigen Daten empfängt, seine
Berechnungen für
diesen Zyklus mit dem Standardwert für den defekten Sensor 102 durch,
um zu vermeiden, dass auf der Grundlage der fehlerhaften Daten eine
Auslösungsentscheidung
getroffen wird. Der Standardwert ist beispielsweise Null, sodass
der Einfluss des defekten Sensors 102 auf die Ausgabe ebenfalls
gleich Null ist. Zu beachten ist jedoch, dass das Sensormodul 108 seinen
Algorithmus weiter ausführt,
auch wenn der Fehler erkannt wird, da der Fehler vorübergehender
Natur sein kann und im nächsten
Zyklus unter Umständen
gar nicht mehr auftritt.
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Indem
die Entscheidung über
die Auslösung von
den einzelnen Sensoren 102 weg und auf eine zentrale Steuereinheit 105 verlagert
wird, verbessert das erfindungsgemäße verteilte Sensorsystem 100 die
Zuverlässigkeit
einer gegebenen Entscheidung über
die Auslösung
eines Rückhaltesystems,
da sich die Entscheidung auf Daten von einer Mehrzahl von Sensoren
statt von einem einzigen Sensor stützt. Dieser zentrale Entscheidungsprozess
bewirkt, dass in das verteilte Sensorsystem 100 mehrere
Systemfunktionen aufgenommen werden können.
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Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung
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2 veranschaulicht
einen Algorithmus 118 für
die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung,
in dem die Sensormodule 108 unter Umständen auf der Grundlage von
Beschleunigungssignalen entscheiden, ob eine Auslösungsanforderung 112 generiert werden
soll. In der dargestellten Ausführungsform kann
jedes Sensormodul 108 die Entscheidung basierend auf einem
von zwei Modi treffen. Wenn ein Sensormodul 108 Rohdaten
von seinem entsprechenden Sensor 102 empfängt, prüft das Sensormodul 108,
ob diese Daten einen Geschwindigkeitsversatz repräsentieren,
der größer ist
als ein Schwellwert für
das Ermöglichen
der Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung 120,
was auf eine strukturelle Bewegung des Fahrzeugs zur selben Zeit
wie die Entscheidung zur Auslösung
hinweist. Das Sensormodul 108 wertet darüber hinaus
die Rohdaten gemäß zwei möglichen
Modi 122, 124 aus. Der erste Modus 122 analysiert
eine Pulshöhe
und -breite aus den Rohdaten des Sensors gemäß einem festen oder dynamischen
Schwellwert, wohingegen der zweite Modus 124 prüft, ob der Energiepegel ΔV (d. h.
eine Änderung
der Geschwindigkeit) einen dynamischen Schwellwert überschreitet,
der sich auf Grundlage verschiedener Terme ändert, worauf an späterer Stelle
noch ausführlicher
eingegangen wird. In einer Ausführungsform
ist der Energiepegel ΔV
ein Integral des von dem Sensor 102 generierten Beschleunigungssignals,
das gefiltert wird, um die Auswirkungen des normalen Betriebs des
Fahrzeugs auf das Signal auszugleichen. Der Energiepegel ΔV kann berechnet
werden, indem beispielsweise ein Filter mit endlicher Impulsantwort
(FIR, Finite Impulse Response) verwendet wird, welches eine einstellbare/kalibrierbare
Länge hat.
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In
einer Ausführungsform
ist der erste Modus 122 zu Beginn eines Ereignisses aktiv
und wird beendet, wenn ein ausgewählter Energiepegel über einen vorab
festgelegten Zeitraum hinweg vorhanden ist, während der zweite Modus 124 aktiv
ist, nachdem der ausgewählte
Energiepegel über
einen vorab festgelegten Zeitraum hinweg vorhanden ist. Dies gewährleistet,
dass der erste Modus 122 ein Ereignis schnell zu Beginn
des Ereignisses anhand der Ausgabe eines einzigen Sensors abgrenzen
kann, wohingegen der zweite Modus 124 über einen längeren Zeitraum hinweg und
auf der Grundlage der Ausgaben von einer Mehrzahl von Sensoren abgrenzen kann,
während
sich das Ereignis im Verlauf befindet.
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Die 3A, 3B und 3C sind
Beispiele für
Reaktionen von Beschleunigungssensoren, die in den Sensormodulen 108 dafür herangezogen
werden, gemäß dem ersten
Modus 122 Ereignisse gegeneinander abzugrenzen und ein
Ereignis zu erkennen, das eine Auslösungsanforderung 112 rechtfertigt.
Diese Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind
nicht als Einschränkung
zu betrachten. Allgemein sendet ein gegebenes Sensormodul 108 eine
Auslösungsanforderung 112, wenn der
entsprechende Beschleunigungssensor 102 einen Impuls ausgibt,
welcher sowohl hoch als auch breit ist, was anzeigt, dass die Fahrzeugbeschleunigung
in diesem Teil des Fahrzeugs sich über einen längeren Zeitraum hinweg sehr
schnell ändert.
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3A veranschaulicht
ein Beispiel, in dem ein Sensor 102 eine abrupte Änderung
von kurzer Dauer (beispielsweise einen heftigen Schlag mit hoher
Geschwindigkeit gegen die Karosserie des Fahrzeugs) erkennt. In
diesem Beispiel ist der hieraus resultierende Impuls des Beschleunigungssensors hoch, über einen
Höhenschwellwert 150 hinaus,
aber schmal, was anzeigt, dass das Ereignis, welches die Spitze
in der Reaktion des Sensors verursacht hat, nicht schwerwiegender
Natur und/oder nicht auf einen Aufprall bezogen ist. Da die Breite
des Impulses geringer ist als ein Breitenschwellwert 154,
generiert der Algorithmus 118 für die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung im Sensormodul 108 keine
Auslösungsanforderung 112.
In ähnlicher
Weise stellt die 3B ein Beispiel dar, in dem
der Beschleunigungssensor einen Impuls generiert, der breit ist
(den Breitenschwellwert 154 erreicht), aber niedrig, was anzeigt,
dass das Ereignis eine Einwirkung mit relativ niedriger Geschwindigkeit
und von relativ geringer Intensität auf das Fahrzeug ist (beispielsweise
eine Bodenwelle in der Straße),
welche zu geringfügig
ist, um die Auslösung
eines Rückhaltesystems
zu rechtfertigen.
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Wenn
jedoch der Beschleunigungssensor 102 einen Impuls ausgibt,
der sowohl den Höhen-
als auch den Breitenschwellwert 150, 152, die
von dem Sensormodul 108 definiert wurden (3C) übersteigt,
interpretiert der Algorithmus 118 für die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung
die Rohdaten von dem Sensor 102 dahingehend, dass sie ein
Ereignis repräsentieren,
welches die Auslösung
eines Rückhaltesystems
rechtfertigt. Das Sensormodul 108 generiert aus diesem
Grunde eine Auslösungsanforderung 112 entsprechend
dem ihm zugeordneten Sensor 102.
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Die 4A, 4B und 4C sind
Beispiele für
Reaktionen von Luftdrucksensoren, die in den Sensormodulen 108 dafür herangezogen
werden, gemäß dem ersten
Modus 122 Ereignisse gegeneinander abzugrenzen und ein
Ereignis zu erkennen, das eine Auslösungsanforderung rechtfertigt. Wie
auch die vorstehenden Beispiele dienen diese Beispiele lediglich
der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung zu betrachten. In diesem Beispiel
können
die Reaktionen von den Luftdrucksensoren die Funktion von zwei verschiedenen
Auslösungsanforderungen 112a, 112b steuern,
die beide der Reaktion auf ein Seitenaufprallereignis zugeordnet
sind. In diesem Beispiel wird, wenn ein Frontalaufprallereignis
und ein Seitenaufprallereignis gleichzeitig eintreten, nur die Auslösungsanforderung 112b zugelassen.
Hierdurch soll verhindert werden, dass der Druckanstieg, der durch
die Auslösung
eines Front-Airbags verursacht wird, die Auslösung eines seitlichen Rückhaltesystems
veranlasst.
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Drucksensoren
können
beispielsweise in der Tür
des Fahrzeugs oder im vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie angeordnet
werden, um Veränderungen
des Luftdrucks zu erkennen, die durch einen Aufprall verursacht
werden. 4A veranschaulicht eine relative
Veränderung
des Luftdrucks ΔP/P0 130 mithilfe eines dynamischen
Druckschwellwerts 132. Der Druckschwellwert 132 kann
sich auf der Grundlage beispielsweise der erkannten Veränderungen des
Luftdrucks ändern.
Wenn die relative Veränderung
des Luftdrucks ΔP/P0 den dynamischen Schwellwert 132 übersteigt,
generiert das Sensormodul 108 die Auslösungsanforderung. Dieses Beispiel wird
häufig
verwendet, um Kollisionen zwischen einem Objekt und einer der Türen des
Fahrzeugs zu erkennen.
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4B zeigt
ein Beispiel, bei dem ein mittlerer Druck bezogen auf einen dynamischen
Druckschwellwert 136 und einen Differenzdruck 138 bezogen
auf einen festen Schwellwert 140 prüft. Wenn entweder der mittlere
Druck 134, der Differenzdruck 138 oder beide ihre
jeweiligen Schwellwerte übersteigen,
generiert das Sensormodul 108 die Auslösungsanforderung. Obwohl 4B einen
UND-Operator darstellt, der den mittleren Druck 134 und
den Differenzdruck 138 auswertet, kann das System derart
kalibriert werden, dass es die Auslösungsanforderung auch dann
generiert, wenn nur einer der beiden Druckterme 134, 138 den
entsprechenden Schwellwert übersteigt,
je nach der gewünschten
Funktionsweise des Systems. Dieses Beispiel wird häufig verwendet,
um Kollisionen zwischen einem Objekt und einer B-Säule eines
Fahrzeugs oder eine gewinkelte Kollision zwischen Fahrzeugen zu
erkennen.
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4C stellt
ein Beispiel dar, bei dem die relative Veränderung des Luftdrucks ΔP/P0 bezogen auf einen festen Schwellwert 142 verglichen
wird. Dieses Beispiel wird häufig
verwendet, um Kollisionen zu erkennen, die die Auslösung eines
Front-Airbags rechtfertigen. Der Schwellwert 142 in diesem Beispiel
ist vorzugsweise auf einen ausreichend hohen Wert eingestellt, sodass
er keine Auslösungsanforderung
aufgrund von Luftdruckveränderungen
im Fahrzeuginnern, die auf die Auslösung eines Front-Airbags zurückzuführen sind,
generiert, und ist dabei gleichzeitig niedrig genug, um ein Seitenaufprallereignis
mit hoher Geschwindigkeit zu erkennen und abzugrenzen.
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Zu
beachten ist, dass unabhängig
von dem spezifischen Sensor 102, der für die Abgrenzung von Ereignissen
gegeneinander verwendet wird, eine Auslösungsanforderung von einem Sensormodul 108 nicht
automatisch das Senden eines Auslösungssignals an die Auslösevorrichtung 106 veranlasst.
Stattdessen werden unter Umständen
die Rohdaten von dem Sensor 102 weiter analysiert, entweder
einzeln oder mit Bezug aufeinander, bevor bestimmt wird, ob letztendlich
das Auslösungssignal
an die Auslösungsvorrichtung 106 gesendet
wird. Ferner kann die spezifische Auslösungsanforderung 112a, 112b,
welche generiert wird, variieren je nachdem, welches Rückhaltesystem
die geeignetste Reaktion darstellt. Beispielsweise neigt das Erkennungsverfahren,
das in den 4A und 4B dargestellt
ist, dazu, empfindlich zu sein, was es wünschenswert macht, die Auslösungsanforderung 112a zu
ignorieren, wenn innerhalb eines ausgewählten Zeitfensters ab der Anforderung 112a (beispielsweise
innerhalb von 50 Millisekunden) das Aufblasen eines Front-Airbags
erkannt wird. Dies gewährleistet, dass
Veränderungen
des Luftdrucks, die durch das Aufblasen des Front-Airbags verursacht
werden, nicht die Auslösungsanforderung 112a veranlassen. Andererseits
kann das Erkennungsverfahren, das in 4C dargestellt
ist, von jeder erkannten Auslösung
eines Front-Airbags unabhängig
gehalten werden, da es aufgrund seines hohen Schwellwerts unwahrscheinlich
ist, dass die Veränderungen
des Luftdrucks, die durch die Auslösung des Front-Airbags verursacht
werden, hoch genug sind, um die Auslösungsanforderung 112b zu
veranlassen. Die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung
kann durch weitere Sensorsignale unterstützt werden, sodass die Auslösung 106 auf
mindestens zwei verschiedenen Sensorsignalen basiert.
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5 ist
ein repräsentatives
Diagramm eines zweiten Abgrenzungs-Modus 124, der verwendet
wird, um Ausgaben von Beschleunigungssensoren auszuwerten. Zu beachten
ist, dass der zweite Abgrenzungs-Modus 124 in diesem Beispiel
nicht nur eine Ausgabe von dem Sensor 102 berücksichtigt, welcher
dem Sensormodul 108 entspricht, sondern auch von einem
unterstützenden
Sensor, beispielsweise einem Sensor auf der gegenüberliegenden Seite
des Fahrzeugs, sowie von einem zentralen Sensor 107. Allgemein
kann sich ein dynamischer Schwellwert 150, bei dem der
Energiepegel als ausreichend für
eine Auslösungsanforderung 112 gilt, aufgrund
verschiedener Terme ebenso wie der allgemeinen Reaktion des Sensors
innerhalb eines gegebenen Zeitfensters ändern. Die relative Gewichtung der
Terme und ihre Auswirkung auf den dynamischen Schwellwert 150 kann
variieren, je nachdem, wie der Verlauf des erkannten Ereignisses über die
Zeit ist. Wenn beispielsweise die Terme eine höhere Wahrscheinlichkeit anzeigen,
dass die Reaktion von Sensor 102 auf einen Aufprall zurückzuführen ist,
kann das Sensormodul 108 gegebenenfalls den dynamischen
Schwellwert 150 ändern,
sodass der Energiepegel ΔV
mit größerer Wahrscheinlichkeit
den Schwellwert 150 früher übersteigt,
wodurch das Sensormodul 108 empfindlicher wird.
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Neben
den in 5 gezeigten Termen existieren diverse Verfahren
zum Verbessern der Zuverlässigkeit
einer Entscheidung zum Senden eines Auslösungssignals an die Auslösungsvorrichtung 106.
Verschiedene dieser Verfahren werden nachstehend ausführlicher
beschrieben.
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Signalübertragungskontrolle
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6 stellt
ein Verfahren dar, das die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten
Auslösung
aufgrund von nicht erkennbaren Übertragungsfehlern
in einem verteilten Sensorsystem verringert. Dieses Verfahren kann
beispielsweise in ein Übertragungskontrollmodul 200 integriert
sein, das in einer UND-Schaltung mit der Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung 120 verknüpft ist,
sodass die Auslösungsanforderung 112 nur dann
gesendet wird, wenn das Übertragungskontrollmodul 200 anzeigt,
dass die Auslösungsanforderung 112 auf
gültigen übertragenen
Daten basiert.
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In
vielen Fällen
ist ein Fehler in der Datenübertragung
erkennbar, und die Daten können
in der fehlerhaften Übertragung
anhand einer redundanten Übertragung
wiederhergestellt werden. Beispielsweise gewährleistet ein Synchronisationsimpuls,
dass die übertragenen
Daten synchron sind, verbessert ein Manchester-Code die Leistung
und die Zuverlässigkeit
und zeigt ein Paritätsbit
an, ob ein interner Fehler im Sensor vorliegt. Die wiederhergestellten Daten
können
anschließend
von dem Sensormodul 108 in der normalen Art und Weise ausgewertet
werden, um zu entscheiden, ob eine Auslösungsanforderung 112 generiert
werden soll. Durch diese derzeit bekannten Vorkehrungen ist es jedoch
nicht möglich, Fälle zu erkennen,
in denen beispielsweise Daten durch einen Bitkipper (Bit-Flip) oder
auf andere Weise beschädigt
werden. Das Übertragungskontrollmodul 200 wird
eingesetzt, um Fehler in der Datenübertragung zu erkennen, die
bei den derzeit bekannten Verfahren normalerweise unerkannt bleiben
würden. Das Übertragungskontrollmodul 200 stellt
ein zusätzliches
Maß an
Zuverlässigkeit
für den
Fall bereit, dass alle diese Vorkehrungen eine fehlerhafte Datenübertragung
nicht erkennen. Wenn das Übertragungskontrollmodul 200 anzeigt,
dass die Daten ungültig
sind, hindert das Übertragungskontrollmodul 200 das
Sensormodul 108 daran, eine Auslösungsanforderung oder irgendeinen
anderen Befehl zu senden, der die letztendliche Entscheidung über die Auslösung eines
Rückhaltesystems
beeinflussen könnte.
-
Spezieller
kann, wenn der Übertragungsfehler
in einem gekippten Bit oder einer sonstigen Anomalie (beispielsweise
einem vorübergehenden
hohen Wert in den Daten, die das Sensormodul 108 empfängt) resultiert,
der Sensor 102 dem Sensormodul 108 anzeigen, dass
die von ihm übertragenen
Daten einen internen Fehler enthalten, indem beispielsweise das
höchstwertige
Bit (Most Significant Bit, MSB) in der Datenstichprobe gesetzt wird.
Daraufhin wird der Sensor 102 immer noch in der Lage sein,
ein Signal zu übertragen,
jedoch modifiziert das gesetzte höchstwertige Bit MSB das Sensormodul 108 so, dass
die Auslösung
eines Rückhaltesystems
auf der Grundlage dieses Signals unterbunden wird, um zu verhindern,
dass das Sensormodul 108 die Auslösungsanforderung 112 auf
der Grundlage ungültiger Daten
generiert.
-
Um
eine zusätzliche
Signalprüfung
innerhalb des Systems bereitzustellen und die Plausibilität der von
den Sensoren 102 eingehenden Daten zu verifizieren, führt das Übertragungskontrollmodul 200 das in 6 dargestellte
Verfahren aus. Allgemein stellt das Übertragungskontrollmodul 200 sicher,
dass eine ausgewählte
Anzahl von aufeinander folgenden Sensorsignalen für die Dauer
eines gegebenen Zeitfensters oberhalb eines ausgewählten Übertragungskontroll-Schwellwerts liegen.
Wenn die erkannten Sensordaten tatsächlich auf eine Anomalie zurückzuführen sind
(beispielsweise eine einzelne Spitze in den Sensordaten), ist die
Wahrscheinlichkeit erheblich geringer, dass sich diese Anomalie
innerhalb des Zeitfensters wiederholt. Noch spezieller kann das Sensormodul 108 in
regelmäßigen Abständen die Daten
von dem ihm entsprechenden Sensor 102 stichprobenartig überprüfen (Block 201),
um festzustellen, ob eines der Signale einen Schwellwert übersteigt,
was auf einen möglichen
Aufprall hinweist (Block 202). Das Übertragungskontrollmodul 200 kann
gegebenenfalls jedes Mal eine Übertragungsprüfung durchführen, wenn
das Sensormodul 108 eine neue Datenstichprobe empfängt, und/oder
jedes Mal, wenn das Übertragungskontrollmodul
aufgefordert wird, einen Überprüfungsprozess
auszuführen.
-
Wenn
das Sensormodul 108 ein solches Signal empfängt, erhöht das Übertragungskontrollmodul 200 in
einem internen Pufferspeicher den Zähler 203 (Block 204).
Danach prüft
das Übertragungskontrollmodul 200,
ob der Zähler
einen Zählerschwellwert
erreicht hat (Block 206). Der Zählerschwellwert kann auf einen
beliebigen Wert eingestellt werden, von dem angenommen wird, dass
er die Merkmale eines Aufprallereignisses repräsentiert. In einer Ausführungsform
prüft das Übertragungskrontrollmodul 200 die
Reaktion des Sensormoduls 108 innerhalb eines beweglichen
Zeitfensters, das sich mit der Zeit vorwärts bewegt. Zu beachten ist,
dass der Zähler unter
Umständen
zurückgesetzt
oder auf einen niedrigeren Wert heruntergezählt werden kann, wenn Zählererhöhungsereignisse
außerhalb
des Zeitfensters fallen und/oder wenn auf eine Datenstichprobe oberhalb
des Schwellwerts eine andere Datenstichprobe folgt, welche unter
den Schwellwert fällt
(Block 207).
-
Wenn
der Zähler
den zählerschwellwert
innerhalb des Zeitfensters nicht erreicht, weist dies darauf hin,
dass die Sensorsignale, welche den Signalschwellwert übersteigen,
Anomalien sind und wahrscheinlich durch ansonsten nicht erkennbare Übertragungsfehler
verursacht wurden statt durch einen tatsächlichen Aufprall. Auf diese
Weise bewirkt das Übertragungskontrollmodul 200,
dass ein Übertragungskontroll-Kennzeichen nicht
gesetzt wird, was verhindert, dass das Sensormodul 108 eine
Auslösungsanforderung 112 sendet,
selbst wenn die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung 120 ansonsten anzeigt,
dass die Sensordaten ein Profil aufweisen, welches zu dem eines
Aufprallereignisses passt. Daher fährt das Sensormodul 108 fort,
die Sensordaten zu überwachen
(Block 201), wenn sich das Zeitfenster vorwärts bewegt.
-
Wenn
jedoch der Zähler
innerhalb des Zeitfensters den Zählerschwellwert
erreicht, setzt das Übertragungskontrollmodul 200 ein Übertragungskontroll-Kennzeichen (Block 210),
welches anzeigt, dass die Übertragungsprüfung ausgeführt wurde. Dies
erlaubt dem Sensormodul 108, als Reaktion auf die erkannten
Sensordaten die Auslösungsanforderung 112 zu
senden. Der Zählerschwellwert
selbst kann beispielsweise mittels einer statistischen Berechnung
einer Wahrscheinlichkeit, welche einer akzeptablen Anzahl von fehlerhaften
Signalübertragungen
entspricht, gewählt
werden.
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Bei
diesem Verfahren ist der Prozess der Prüfung des übertragenen Signals von dem
eigentlichen Erkennungsprozess abgekoppelt, was es dem Sensorsystem 100 erlaubt,
das Deaktivieren von Sensoren 102 zu vermeiden und dennoch
zu verhindern, dass fehlerhafte Sensorsignale die Auslösungsentscheidung
beeinflussen. Indem die Sensoren 102 aktiv bleiben, auch
wenn sie eine fehlerhafte Übertragung
gesendet haben, hält
das Verfahren die Möglichkeit
offen, dass die fehlerhafte Übertragung vorübergehender
Natur war und nicht auf einen fehlerhaften Sensor zurückgeht.
Ferner reduziert die Übertragungskontrolle
die Wahrscheinlichkeit einer unbeabsichtigten Auslösung, indem
ein Zähler
verwendet wird statt einer Einzelentscheidungslogik, was die Auslösung eines
Rückhaltesystems
so lange verhindert, bis ein Sensor über einen ausgewählten Zeitraum
ein Aufprallereignis angezeigt hat.
-
Berechnung
der Korrelations-Beschleunigungs-Differenz (CAD) Wie weiter oben
bereits unter Bezugnahme auf 5 beschrieben,
kann die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung 120 von
dem Sensormodul 108 gemäß einem
zweiten Modus 124 vorgenommen werden, welcher eine Mehrzahl
von Termen berücksichtigt,
um einen dynamischen Schwellwert 150 zu ändern. Durch Ändern des
dynamischen Schwellwerts 150 kann das Sensormodul 108 die
Wahrscheinlichkeit steuern, dass die Sensorausgabe zu einem gegebenen
Zeitpunkt den Schwellwert übersteigt.
-
Ein
Term, der zum Variieren des dynamischen Schwellwerts herangezogen
werden kann, ist eine Korrelations-Beschleunigungs-Differenz (CAD). Die
Korrelations-Beschleunigungs-Differenz
(CAD) wird in Systemen berechnet, in denen Beschleunigungssensoren
zum Einsatz kommen. Der CAD-Term 250 kann bei Aktivierung
des Sensormoduls 108 berechnet und während jedes Zyklus des Algorithmus
ständig
aktualisiert werden. Ein Algorithmus im Sensormodul 108 berechnet
den CAD-Term 250,
der einem Grad des Eindringens eines Fremdkörpers in das Fahrzeug zu einem
gegebenen Zeitpunkt entspricht. Für die Fahrerseite und die Beifahrerseite
ist jeweils ein eigener entsprechender CAD-Term vorhanden. Auf der
Grundlage dieser Information kann das Sensormodul 108 Objekteindringereignisse
und Ereignisse anderer Art gegeneinander abgrenzen, um die Geschwindigkeit
und den Grad zu beeinflussen, in dem der dynamische Schwellwert 150 geändert werden
sollte, wenn alle übrigen
Terme berücksichtigt
werden, die für
die Berechnung des dynamischen Schwellwerts 150 genutzt
werden (5). Der CAD-Term selbst wird
immer größer als
oder gleich Null sein, und der Wert und die Gewichtung des CAD-Terms
bestimmen den Grad des Einflusses auf den dynamischen Schwellwert 150.
Wenn beispielsweise der CAD-Term 250 anzeigt, das ein Objekt
in den Fahrzeuginnenraum eindringt, kann der CAD-Term den dynamischen Schwellwert 150 dahingehend
anpassen, dass die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, mit der die Sensordaten
das Sensormodul 108 veranlassen, eine Auslösungsanforderung 112 früher zu generieren.
Wenn der CAD-Term den Wert Null hat, ist sein Einfluss auf den dynamischen
Schwellwert ebenfalls gleich Null.
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Allgemein
spiegelt der CAD-Term den Grad wider, in dem ein absoluter Wert
der Daten von einem Sensor 102 an einer Seite des Fahrzeugs
von den Daten eines Sensors 102 an einer unterstützenden Position,
beispielsweise einer gegenüberliegenden Position
in derselben Reihe 252 (1), abweicht. Bezug
nehmend auf die 7, 8A, 8B und 9 beinhaltet
das Berechnen des CAD-Terms 250 in diesem Beispiel das
Erhalten von Sensordaten, welche eine Beschleunigung auf der Beifahrerseite
(Block 256) und eine Beschleunigung auf der Fahrerseite
(Block 258) in einer gegebenen Reihe repräsentieren,
das Erhalten der absoluten Werte der Sensordaten in der Reihe (Block 260)
und anschließend
das Subtrahieren des Werts der Beifahrerseite von dem Wert der Fahrerseite,
um einen Differenzwert zu erhalten (Block 262). Der Differenzwert
wird anschließend
geprüft,
um zu ermitteln, ob er größer ist
als Null (Block 264).
-
Zu
beachten ist, dass während
des normalen Betriebs des Fahrzeugs ein Sensor 102 an der
Fahrerseite vorn Daten ausgibt, die im wesentlichen identisch sind
mit den Daten von einem Sensor 102 auf der Beifahrerseite
vorn (8B). In der Praxis muss bei
der Montage sorgfältig
darauf geachtet werden, jegliche Abweichungen der Montagepositionen der
Sensoren 102 im Fahrzeug zu vermeiden, da diese unter Umständen bewirken
können,
dass der Sensor auf der Fahrerseite und derjenige auf der Beifahrerseite
kein hundertprozentiges Spiegelbild voneinander sind, um sicherzustellen,
dass die Daten der beiden Sensoren ausgehend von derselben Basis ausgewertet
werden.
-
Wenn
ein Objekt auf das Fahrzeug auftrifft, wird wahrscheinlich eine
Seite des Fahrzeugs anders reagieren als die andere Seite, sodass
die Sensoren 102 in derselben Reihe unterschiedlich reagieren (8A).
Wenn beispielsweise ein Pfahl die Beifahrerseite des Fahrzeugs trifft
wie in dem dargestellten Beispiel gezeigt, reagiert der Sensor 102 der
Beifahrerseite, der der Aufprallstelle am nächsten gelegen ist, indem er
ein Datensignal mit hohem Pegel ausgibt. Der unterstützende Sensor
in derselben Reihe jedoch (beispielsweise ein Sensor auf der Fahrerseite)
reagiert erheblich anders, da er weiter von der Aufprallstelle entfernt
ist. Als Ergebnis führen
die verschiedenen Sensorreaktionen dazu, dass die Differenz zwischen
den absoluten Werten der Rohdaten von den entsprechenden Sensoren
auf der Fahrerseite und auf der Beifahrerseite unterschiedlich ist, sodass
ein CAD-Term mit einem anderen Wert als Null generiert wird. Zu
beachten ist, dass, wenn das gesamte Fahrzeug infolge eines Aufpralls
schleudert, der CAD-Term nahe Null sein kann, da die Bewegung des
Fahrzeugs mit Wahrscheinlichkeit bewirkt, dass die Sensoren auf
beiden Seiten des Fahrzeugs ähnliche
Messdaten ausgeben; in diesem Fall hat der CAD-Term geringen bis
gar keinen Einfluss auf den dynamischen Schwellwert 150,
sodass sich der dynamische Schwellwert 150 auf andere Terme
stützen muss,
um den Aufprall zu erkennen.
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Es
wird nun wieder Bezug genommen auf 7; wenn
der Differenzwert nicht größer ist
als Null (Block 264), wird keine Integration durchgeführt und
ein Vergessensfaktor (Forgetting Factor) auf den CAD-Term der Fahrerseite
angewandt (Block 266). Der Vergessensfaktor vermindert
den Wert des endgültigen
CAD-Terms der Fahrerseite um einen ausgewählten Betrag (Block 268)
und damit den Einfluss dieses Terms auf die Berechnung des dynamischen Schwellwerts 150 über die
Zeit.
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Wenn
der Differenzwert größer ist
als Null, dann prüft
das Sensormodul 108, ob der Beschleunigungsterm für die Fahrerseite
größer ist
als Null. Ist dies der Fall, weist es darauf hin, dass auf der Fahrerseite
des Fahrzeugs mehr Aktivität
(beispielsweise Aufprallaktivität)
vorliegt. Der Differenzterm wird demnach zu dem CAD-Term für die Fahrerseite
hinzu addiert (Block 272), was dem positiven Integrationsbereich
in 9 entspricht. Wenn der Differenzterm kleiner ist
als Null, wird der Differenzterm von dem CAD-Term für die Fahrerseite
subtrahiert (Block 274). Dadurch ist sichergestellt, dass
keine CAD-Integration über
die Zeit erfolgt für
rein periodische Signale von dem Sensor der Fahrerseite, wenn der
Sensor der Beifahrerseite ein Null-Pegel-Signal aufweist. Dies kann beispielsweise
der Fall sein unter Missbrauchbedingungen wie etwa einem harten
Schlag oder dem Zuschlagen einer Tür auf der Fahrerseite. Ein
Schwellwert kann angewandt werden, um minimale und maximale Werte
für den
CAD-Term festzulegen und so Überläufe zu vermeiden,
die zu unrealistischen Ergebnissen führen würden.
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Nachdem
der CAD-Term für
die Fahrerseite um den Differenzwert bereinigt ist (Blöcke 272 und 274),
wird der Vergessensfaktor auf den CAD-Term für die Fahrerseite angewandt
(Block 266), um den endgültigen CAD-Term für die Fahrerseite
zu erhalten (Block 268). In einer Ausführungsform wendet der CAD-Algorithmus den Vergessensfaktor
an, indem der Differenzterm integriert wird. Wie in 9 gezeigt,
kann die Integration eine positive Integration sein, wenn der Differenzterm
größer ist
als Null, bzw. eine negative Integration sein, wenn der Differenzterm
kleiner ist als Null. Zu beachten ist, dass in dem Integrationsschritt
Spitzen in den Sensorsignalen herausgefiltert und Informationen
zu dem CAD-Term über
die Zeit bereitgestellt werden. Das gewährleistet, dass eine Entscheidung über die
Auslösung
auf der Reaktion eines Sensors über
ein ausgewähltes Zeitfenster
beruht und nicht auf einem einzelnen Moment. Außerdem wird der Einfluss von
Sensorreaktionen während
des normalen Fahrbetriebs herausgefiltert und schließlich der
CAD-Wert wieder auf Null zurückgeführt, nachdem
die Sensoren 102 ein Aufprallereignis oder eine Anomalie
während
des normalen Fahrbetriebs erkannt haben.
-
Das
Sensormodul 108 kann dann den CAD-Term, zusammen mit anderen
Termen, bei der Änderung
des dynamischen Schwellwerts 150 berücksichtigen. Wenn beispielsweise
der CAD-Term über
einen längeren
Zeitraum nahe Null ist und wenn andere Terme anzeigen, dass sich
das Fahrzeug im normalen Betrieb befindet (8B), kann
das Sensormodul 108 den dynamischen Schwellwert 150 anheben,
um die Empfindlichkeit des Sensormoduls 108 herabzusetzen
und damit die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass es zu einem
gegebenen Zeitpunkt eine Auslösungsanforderung 112 sendet.
Anders herum kann, wenn der CAD-Term sehr schnell zu einem hohen
Wert tendiert und wenn andere Terme anzeigen, dass unter Umständen ein
Aufprall erfolgt (8A), das Sensormodul den dynamischen Schwellwert 150 verringern,
um die Empfindlichkeit des Sensormoduls 108 heraufzusetzen
und die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die Reaktion von
dem Sensor 102 den Schwellwert 150 schneller übersteigt
und eine Auslösungsanforderung 112 veranlasst.
Der CAD-Term repräsentiert
die Art des Aufpralls ebenso wie seine Existenz, wobei zusätzliche Informationen
für den
dynamischen Schwellwert 150 bereitgestellt werden, welcher
angepasst werden muss, um angemessen auf die Sensorreaktionen zu reagieren.
-
Verkürzen der
Laufzeit des Algorithmus
-
10 stellt
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung dar, die ein Verfahren zur Verkürzung der Laufzeit des Algorithmus
eines Rückhaltesystems
betrifft. Wie vorstehend bereits erwähnt, können die Sensormodule 108 Ausgaben
auch von anderen Sensoren 102 als demjenigen Sensor 102,
der dem gegebenen Sensormodul 108 jeweils speziell zugeordnet
ist, berücksichtigen.
Der vorstehend beschriebene CAD-Algorithmus und ein an späterer Stelle noch
zu beschreibender Plausibilitätsprüfungs-Algorithmus
beispielsweise können
für jeden
Sensor 102 im System berechnet werden. Allerdings kann
die Durchführung
dieser Berechnung und/oder anderer Berechnungen in jedem Sensor 102 die
begrenzten Systemressourcen übermäßig belasten,
insbesondere weil sich alle Sensormodule 108 des Sensorsystems 100 eine
endliche Anzahl von Ressourcen teilen müssen.
-
Um
die Systemressourcen zu optimieren und die Belastung durch das Ablaufen
von Algorithmen in jedem Sensormodul 108 während jedes
Zyklus zu verringern, reduziert das in 10 dargestellte
Verfahren die Gesamtzahl der Berechnungen, die von dem gesamten
Sensorsystem 100 durchgeführt werden, indem alle Berechnungen
eliminiert werden, die womöglich
redundant sind und/oder mit geringerer Wahrscheinlichkeit zur Auslösung eines
Rückhaltesystems
führen.
Allgemein beinhaltet das Verfahren zur Laufzeitverkürzung 300 das
Prüfen
einer Geschwindigkeitsänderung
(ΔV), die
jedem Sensor 102 zugeordnet ist, und das Durchführen von
Berechnungen ausschließlich
in den Modulen 108 auf der Seite des Fahrzeugs, die den
höheren
Energiepegel ΔV aufweist,
in dem betreffenden Zyklus, statt die Algorithmen symmetrisch für beide
Seiten auszuführen. Zu
beachten ist, dass die Seite mit dem höheren Energiepegel von Zyklus
zu Zyklus wechseln kann; somit kann es beispielsweise vorkommen,
dass Algorithmen in dem einen Zyklus nur auf der Beifahrerseite
und im nächsten
Zyklus auf der Fahrerseite ausgeführt werden.
-
Bei
dem in 10 dargestellten Verfahren kann
die Steuereinheit 105 zunächst den ΔV-Wert, der jedem Sensor 102 im
Sensorsystem 100 zugeordnet ist, für die Fahrerseite und für die Beifahrerseite
berechnen (Block 302). Dieser Schritt ist optional und
kann entfallen, wenn andere Auswahlkriterien verwendet werden, um
eine Seite für
die Durchführung
der Berechnungen auszuwählen.
-
Anschließend prüft die Steuereinheit 105 den
Auslösungsstatus
der Rückhaltesysteme
auf jeder Seite des Fahrzeugs (Block 304). Wenn die Steuereinheit 105 erkennt,
dass die Rückhaltesysteme sowohl
der Fahrerseite als auch der Beifahrerseite bereits ausgelöst worden
sind (Block 306), weiß die Steuereinheit 105,
dass sie keine weiteren Berechnungen durchführen muss, da hierdurch Verarbeitungszeit
verschwendet und bestenfalls einfach eine Auslösungsanforderung 112 an
bereits ausgelöste Rückhaltesysteme
gesendet würde.
Alle Berechnungen zur Auslösung
werden daher angehalten, bis das Sensorsystem 100 zurückgesetzt
wird (Block 308).
-
Wenn
die Steuereinheit 105 erkennt, dass die Rückhaltesysteme
auf einer Seite des Fahrzeugs ausgelöst worden sind (Block 310),
führt die
Steuereinheit 105 den gewünschten Algorithmus nur in
den Sensormodulen 108 auf der nicht ausgelösten Seite aus
(Block 312). Auf der Seite mit den ausgelösten Rückhaltesystemen
werden keine Berechnungen zur Auslösung durchgeführt, da
dies redundant wäre
und bestenfalls einfach ein Auslösungssignal
an ein bereits ausgelöstes
Rückhaltesystem
gesendet würde. Durch
das Verlagern der Systemressourcen ausschließlich auf die nicht ausgelöste Seite
spart das verfahren 300 Systemressourcen ein, indem die
verfügbaren
Ressourcen verlagert werden, um die Möglichkeit auszuschließen, dass
eine bereits ausgelöste Seite
erneut ausgelöst
wird.
-
Wenn
die Steuereinheit 105 feststellt, dass auf keiner Seite
Rückhaltesysteme
ausgelöst
wurden, obwohl das erkannte Ereignis gravierend genug ist, um die
Auslösung
zu rechtfertigen (Block 314), ermittelt die Steuereinheit 105,
an welcher Seite die Wahrscheinlichkeit größer ist, dass eine Auslösung eines
Rückhaltesystems
erforderlich ist, indem sie den ΔV-Wert
oder andere Auswahlkriterien, die von den Sensoren auf jeder Seite
des Fahrzeugs ausgegeben werden, vergleicht (Block 316).
Beispielsweise kann die Steuereinheit 105 diejenige Seite
auswählen,
deren Sensoren 102 höhere
Energiepegel, höhere
Geschwindigkeiten oder höhere
Beschleunigungswerte aufweisen.
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Nachdem
die Steuereinheit 105 die Seite gewählt hat, die den höheren Wert
für das
Auswahlkriterium aufweist, werden die ausgewählten Algorithmusteile (beispielsweise
eine Summe der Terme für den
dynamischen Schwellwert) in dem aktuellen Zyklus ausschließlich an
dieser Seite ausgeführt
(Block 318). Der Prozess kann sich anschließend in
späteren
Zyklen wiederholen. In einer Ausführungsform wird ein kompletter
Satz von Berechnungen (beispielsweise sowohl eine Plausibilitätsprüfung als auch
eine Auslösen/Nicht-Auslösen-Berechnung)
für die
ausgewählte
Seite ausgeführt,
wohingegen für die
nicht ausgewählte
Seite lediglich grundlegende Berechnungen (beispielsweise die Plausibilitätsprüfung oder
die Berechnung der Geschwindigkeit) durchgeführt werden. Indem ein kompletter
Satz von Berechnungen lediglich auf einer Seite des Fahrzeugs für eine gegebene
Reihe durchgeführt
wird, kann das Verfahren von 10 die
Laufzeit einer Entscheidung über
die Auslösung
während
jedes Zyklus erheblich verkürzen.
-
Zu
beachten ist, dass die Sensoren 102 in benachbarten Reihen
ein unterschiedliches Verhalten zeigen können; somit kann die Steuereinheit 105 gegebenenfalls
einen separaten Laufzeitverkürzungsprozess
für die
Sensoren in jeder Reihe berechnen. Als Ergebnis kann die Steuereinheit 105 in ein
und demselben Ausführungszyklus
des Algorithmus in einer Reihe die Fahrerseite und in einer anderen
Reihe die Beifahrerseite auswählen.
-
Prüfung der
Plausibilität
von Ereignissen
-
Die
Prüfung
der Plausibilität
von Ereignissen stellt eine separaten Entscheidungspfad für die Bestimmung
bereit, ob eine Auslösung
erfolgen soll oder nicht, indem die Reaktionen von mehr als einem Sensor
in die Entscheidung mit einfließen.
Dadurch, dass die Entscheidung über
die Auslösung
eines Rückhaltesystems
auf die Ausgaben von mehr als einem Sensor gestützt wird, stellt die Plausibilitätsprüfung sicher,
dass die Auslösungsentscheidung
nicht von der Ausgabe eines einzigen Sensors diktiert wird. Dies
erhöht
die Zuverlässigkeit,
dass eine gegebene Entscheidung über
die Auslösung
auf einen tatsächlichen
Aufprall zurückzuführen ist
und nicht auf fehlerhaften Daten beruht.
-
Wie
in 1 dargestellt, kann jedes Sensormodul 108 eine
Plausibilitätsprüfung 110 durchführen, die
anzeigt, ob ein oder mehrere Merkmal e) (beispielsweise die Änderung
der Geschwindigkeit ΔV)
die Möglichkeit
repräsentiert/repräsentieren, dass
das Fahrzeug einen Aufprall erleidet. Wenn der ΔV-Wert einen ausgewählten Plausibilitätsschwellwert übersteigt,
zeigt dies allgemein an, dass es plausibel ist, dass der Sensor 102 auf
ein tatsächliches Aufprallereignis
reagiert. Mit anderen Worten: Plausibilität wird angezeigt, wenn ein
Integral der absoluten Beschleunigungswerte über einen ausgewählten Zeitraum
einen Schwellwert übersteigt.
Zu beachten ist, dass verschiedene Sensormodule 108 verschiedene
Plausibilitätsschwellwert
haben können,
falls dies gewünscht
ist, abhängig
beispielsweise von der Hardware des Fahrzeugs, der Konstruktion
des Fahrzeugs, Anforderungen etc.
-
Zu
beachten ist, dass, wie in 1 gezeigt, die
Plausibilitätsprüfung 110 vollständig unabhängig von
der Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung 120 ist
und nicht dieselben Algorithmen umfasst, obwohl beide, die Plausibilitätsprüfung 110 ebenso
wie die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung 120,
anhand der Rohdaten von den Sensoren 102 durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform
ist der Schwellwert für
die Erfüllung
einer Plausibilitätsprüfung 110 niedriger
als der Schwellwert für
die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung 120,
um anzuzeigen, das die Sensordaten zwar bedenklich sind, aber nicht
hoch genug, um das Senden der Auslösungsanforderung 112 zu
rechtfertigen. Zu beachten ist, dass wie bei allen anderen Entscheidungen,
die auf Rohdaten von den Sensoren beruhen, das Sensormodul 108 die
Rohdaten mit einem Versatz filtern kann, um die Wirkung des normalen
Fahrbetriebs auf die Sensordaten zu eliminieren. Das Sensormodul 108 kann,
sofern gewünscht,
für jeden
Sensor 102 einen eigenen entsprechenden Schwellwert bereitstellen.
Ferner kann auch jedem Sensor 102 ein Vergessensfaktor
zugeordnet werden, sodass die Plausibilitätsprüfung eine über ein bewegliches Zeitfenster ständig aktualisierte
Sensorreaktion repräsentiert.
-
11 veranschaulicht
ein Verfahren, bei dem ein gegebenes Sensormodul 108 eine
Plausibilitätsprüfung 110 durchführen kann.
Zu beachten ist, dass, wie vorstehend beschrieben, die Plausibilitätsprüfung 110 und
die Auslösen/Nicht-Auslösen-Abgrenzung 120 vollständig unabhängig voneinander sind,
sodass sie zu unterschiedlichen Zeiten innerhalb eines Durchlaufs
des Algorithmus durchgeführt werden
können.
während
des Betriebs des Systems werten die Sensormodule 108 ständig die
Daten von ihren eigenen entsprechenden Sensoren 102 in
Bezug auf ihre Plausibilitätsschwellwerte
aus (Block 400). Wenn die Daten von einem gegebenen Sensor 102 den
entsprechenden Schwellwert übersteigen (Block 401),
wird das Plausibilitätskennzeichen
gesetzt (Block 402).
-
In
einer Ausführungsform
beinhaltet das Sensorsystem 100 ein Statusfeld 404,
beispielsweise etwa ein Byte oder Wort, das jedem Sensor 102 ein Bit 406 zuweist.
Wenn ein gegebenes Sensormodul 108 feststellt, dass ein
Aufprall wahrscheinlich ist, nachdem es die eingehenden Sensordaten
geprüft und
die Plausibilitätsberechnungen
durchgeführt
hat, setzt es das zugewiesene Plausibilitätskennzeichen-Bit 406 auf „1". Das Statusfeld 404 ist
für alle Sensormodule 108 als
Referenz zugänglich.
Zu beachten ist, dass das Statusfeld 404 die Feststellung der
Plausibilität
unabhängig
von der Technologie ermöglicht;
das heißt,
dass verschiedene Arten von Sensoren eingesetzt werden können, die
sich gegenseitig unterstützen
bei der Entscheidung, ob ein Rückhaltesystem
ausgelöst
werden sollte, da das Statusfeld 404 global für alle Sensoren
des Systems zugänglich
ist. So können
Daten von Beschleunigungssensoren und Drucksensoren ebenso wie Daten
von Sensoren anderer Typen genutzt werden, um zu bestimmen, ob die
Bits 406 im Statusfeld 404 gesetzt werden sollen.
-
Das
Sensormodul 108 für
einen gegebenen Sensor 102 veranlasst einen Plausibilitätsprüfungs-Prozess 407,
wenn es erkennt, das eine Auslösungsanforderung 112 generiert
worden ist (Block 408). Die Auslösungsanforderung 112 resultiert
jedoch nicht in der Auslösung
eines Rückhaltesystems, ehe
nicht das Sensormodul 108 auch das Statusfeld 404 geprüft hat,
um festzustellen, ob für
einen der anderen Sensoren das Plausibilitätskennzeichen 406 gesetzt
ist (Block 410). In einer Ausführungsform prüft das Sensormodul 108 lediglich
Plausibilitätskennzeichen 406,
welche bestimmten Sensoren 102 entsprechen. Mit anderen
Worten kann der spezifische Plausibilitätsprüfungs-Algorithmus von Modul zu
Modul variieren, beispielsweise je nach der Position des Sensors,
der einem gegebenen Modul entspricht, der Art vor Ereignis, das
mit dem Modul erkannt werden soll, der Eigenschaften oder Anforderungen
des Fahrzeugs etc. Bezogen auf das dargestellte Beispiel kann jedes
Modul 108a, 108b, 108c und 108d eine
eigene, unabhängige
Plausibilitätsprüfung haben,
deren Durchführung
nicht von den Plausibilitätsprüfungen der
anderen Module abhängt oder
beeinflusst wird. Dies gewährleistet,
dass das Sensormodul 108 eine Entscheidung über die
Auslösung
auf der Grundlage von ausgewählten
Plausibilitätskennzeichen
trifft, welche aus physikalischer Sicht sinnvoll sind und anderen
Sensoren entsprechen, die tatsächlich
zusammen mit dem Sensor reagieren, der bei einem gegebenen Aufprallereignis die
Auslösungsanforderung 112 generiert.
-
Beispielsweise
könnte
eine Auslösungsanforderung 112 von
einem Beschleunigungssensor die Überprüfung des
Plausibilitätskennzeichens
des entsprechenden anderen Beschleunigungssensors veranlassen. In
einem anderen denkbaren Beispiel könnte eine Auslösungsanforderung 112 eines
fahrerseitigen Beschleunigungssensors die Überprüfung des Plausibilitätskennzeichens
eines fahrerseitigen Luftdrucksensors veranlassen. In einer Ausführungsform
könnten
die spezifischen Plausibilitätskennzeichen,
die von der zentrale Steuereinheit 105 im Verlauf der Plausibilitätsbestimmung überwacht und
ignoriert werden, durch Kalibrierung (z.B. als ein EEPROM-Parameter)
ausgewählt
werden und einen parametrierbaren Plausibilitätspfad bilden.
-
Unabhängig von
dem spezifisch verwendeten Algorithmus für die Durchführung der
Plausibilitätsprüfung 110 sollte
das Sensormodul 108, welches die Auslösungsanforderung 112 generiert
hat, nicht in der Lage sein, sein eigenes Plausibilitätskennzeichen 406 zu
verwenden, um eine Entscheidung über
die Auslösung
zu treffen. Dies verhindert, dass der auslösende Sensor sich selbst über die Plausibilitätsprüfung 110 die
Erlaubnis erteilt, ein Rückhaltesystem
auszulösen.
Anders ausgedrückt sollten
Ereignisse, die von einem Sensor erkannt wurden, welcher eine Auslösungsanforderung 112 veranlasst,
durch mindestens einen anderen Sensor im Sensorsystem 100 bestätigt werden.
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Wenn
die von dem auslösenden
Sensor 102 durchgeführte
Plausibilitätsprüfung 110 anzeigt,
dass eine ausreichende Anzahl von Plausibilitätskennzeichen an dem Speicherplatz
gesetzt ist (Block 412), was darauf hindeutet, dass die
anderen Sensoren 102 ebenfalls ein Ereignis erkannt haben,
welches eine Auslösung
rechtfertigt, und die Erlaubnis zur Auslösung erteilen, sendet die zentrale
Steuereinheit 105 ein Auslösungssignal an die Auslösungsvorrichtung 106,
um ein Rückhaltesystem
(nicht dargestellt) auszulösen,
welches dem Sensormodul 108 entspricht, von dem die Auslösungsanforderung 112 gesendet
wurde (Block 414). Ist dies nicht der Fall, wird die Auslösungsanforderung 112 ignoriert
(Block 416) und werden die Sensordaten weiterhin in Bezug
auf ein bewegliches Zeitfenster überwacht
und mit ihren entsprechenden Plausibilitätsschwellwerten verglichen
(Block 400).
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Es
versteht sich von selbst, dass bei der Realisierung der Erfindung
verschiedene Alternativen zu den in dieser Patentschrift beschriebenen
Ausführungsformen
der Erfindung implementiert werden können. Es ist beabsichtigt,
dass die folgenden Patentansprüche
den Schutzbereich der Erfindung definieren sollen und dass das Verfahren
und die Vorrichtung im Bereich dieser Patentansprüche oder
gleichwertiger Ansprüche
dadurch abgedeckt sein sollen.