EP2114732A2 - Verfahren und steuergerät zur ansteuerung von personenschutzmitteln - Google Patents

Verfahren und steuergerät zur ansteuerung von personenschutzmitteln

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Publication number
EP2114732A2
EP2114732A2 EP07858210A EP07858210A EP2114732A2 EP 2114732 A2 EP2114732 A2 EP 2114732A2 EP 07858210 A EP07858210 A EP 07858210A EP 07858210 A EP07858210 A EP 07858210A EP 2114732 A2 EP2114732 A2 EP 2114732A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
crash
feature
functions
classification
variable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07858210A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Kolatschek
Marcus Hiemer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2114732A2 publication Critical patent/EP2114732A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/34—Protecting non-occupants of a vehicle, e.g. pedestrians
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0132—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to vehicle motion parameters, e.g. to vehicle longitudinal or transversal deceleration or speed value
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • B60R21/0134—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over responsive to imminent contact with an obstacle, e.g. using radar systems

Definitions

  • the invention relates to a method or a control device for controlling personal protection means according to the preamble of the independent claims.
  • Claims have the advantage that the sequence control, which activates or deactivates and / or determines a plurality of functions for the crash classification as a function of a course variable, which uses at least one feature for the respective function, gives better consideration to the fact is that a crash classification is a time-variant process. Some crashes require very fast triggering, while leaving more time for other classifications. For example, a drive decision for a fast impact against a hard obstacle must be taken already after about 10 to 12 ms. For a slow impact against a yielding obstacle, on the other hand, it is not to make an activation decision in such a short time. The decision crash against yielding obstacle / no crash against yielding obstacle can therefore be made later in the crash, as the decision hard impact / no hard impact.
  • a means of making this decision zeitvari- ant exists by means of the method or control device by virtue of the flow control, which ensures that depending on a history variables functions for the crash classification are activated or deactivated depending on the history variable different features used for the functions. This means in terms of features that they are also turned on or off and thus a
  • Time slices or state machines can also be used for this purpose.
  • classification calculation time can be saved, which can be used for other calculations, for example, for the merger of various additional functions.
  • Another advantage is the reduction of the runtime, which will be reflected in a simple and thus cheaper hardware. Furthermore, it is possible to react more flexibly to events during the crash, because some control decisions are made later.
  • the filtered sensor signal a once, twice or three times integrated sensor signal, an average of a sensor signal, a
  • Window integral, derivatives of various types, sums, etc. can be used. Likewise, the most diverse types of filtering are possible. These methods are used to extract the feature. If the features are switched on and off, then the determination of the switched-off features can be omitted and thus computing time can be saved.
  • Crash classification is the process that classifies the present crash into a class.
  • Such classes are for example hard front crash, soft front crash, hard side crash, offset crash, etc., which are divisible into arbitrary gradations. With this classification it is then possible to control suitable personal protective equipment.
  • the sequence control can be designed according to the invention as a software module, or as a hardware element.
  • the sequence control ensures that the majority of functions for the crash classification are activated or deactivated as a function of the at least one course variable.
  • the sequence control is therefore to be understood in terms of a control unit.
  • the functions are there to perform these different crash classifications.
  • the invention makes it possible to calculate only the necessary functions at predetermined times or events. This means efficient use of existing resources.
  • An interface is to be understood as either a hardware or software implemented interface unit. A combination of software and hardware can also be used to form the interface. If the interface is implemented only in terms of hardware, it is possible to discretely build, integrate or construct it from a mixture of discrete and integrated elements. In an integrated solution, it is also possible to use several integrated circuits. The interface can in particular tene inputs and also have several data outputs. Under the evaluation circuit is usually a microcontroller or another processor to understand. However, there are also simpler circuits that can be designed in the form of ASICs possible. Even a discrete solution is possible. A drive circuit is to be understood as a circuit which is suitable for the
  • this drive circuit in particular circuit breaker, which are turned on in response to the drive signal. Also for the drive circuit, it is possible to provide a discrete or integrated solution. A mixture of these is possible in the present case. For an integrated
  • the at least one course variable is a time from the beginning of the crash or that is at least one feature or another event.
  • the gradient has a discontinuity, it is replaced by a value that restores a monotony of the gradient.
  • the event is advantageous for the event to be an error state of a sensor of a control device or a personal protection system.
  • such events can also be included in the determination of the crash classification.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the control device according to the invention with connected components
  • Figure 2 shows a selection of software modules on the microcontroller of
  • FIG. 3 shows a flow chart of the method according to the invention
  • FIG. 4 shows a block diagram of the sequence control
  • FIG. 5 shows a first example of a time-controlled sequence control
  • Figure 6 shows a second example of a timed sequence control
  • FIG. 7 shows an example of an event-controlled sequence control.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the control device SG according to the invention with connected components.
  • elements of the control unit which are necessary for the essence of the invention are shown here around the corresponding connected components.
  • the control unit has further components that are necessary for the operation of the control unit SG on. They have been omitted here for the sake of simplicity.
  • the acceleration sensor system BS1 is arranged, for example, in a sensor cluster in the vehicle sides, in the region of the vehicle front, behind the bumper.
  • the acceleration sensor system BS1 has a sensor element, which is usually produced by micromechanical means, and which has an electrically evaluable signal. result in a delay, which is then amplified and digitized. This digital signal is then transmitted to the interface I Fl in the control unit SG.
  • the interface I Fl is formed here in terms of hardware. In the present case, it is present as an integrated circuit.
  • an environment sensor system US is connected, which may be a radar, Lidar-, ultrasonic, video and / or infrared sensors.
  • the sensors may have individual ones of these sensors or combinations thereof. These sensors are usually installed in the front of the vehicle or in the rear of the vehicle. But other installation locations are possible in the present case.
  • the surrounding area sensor system has an environmental sensor element, for example an ultrasound sensor or radar sensor or image sensor, and subsequent signal processing and possibly also signal processing, which then digitally transmits the signal to interface I F1.
  • an accident sensor system CS which has other accident sensors, such as for example a structure-borne noise sensor system, an air pressure sensor system or a contact sensor, is connected to the interface IF1.
  • the accident sensor system CS corresponding sensing elements, amplifies these signals and transmits them digitally to the interface I Fl. It is possible that only the acceleration sensor system BS1 or only the environmental sensor system US or only the accident sensor system CS are connected to the interface I F1. Any combination of these sensors is possible.
  • the controller SG2 transmits calculated quantities such as a page impact plausibility determination determined by the float angle. Other sizes are possible.
  • the interface IF1 converts the received sensor data into a format suitable for the microcontroller .mu.C and then transmits the signals to the microcontroller .mu.C for further processing.
  • the interface I F1 uses the so-called SPI bus, ie. H. the Serial Peripheral Interface Bus, which can be used for the transmission of data in the ECU and the microcontroller.
  • SPI bus ie. H. the Serial Peripheral Interface Bus
  • an acceleration sensor system BS2 which is located in the control unit SG2.
  • different sensitivity directions can absorb delays and a rotation rate sensor DR, which may also have different sensitivity axes.
  • These internal ECU sensors BS2 and DR may be connected to analog inputs of the microcontroller .mu.C, but it is possible that they are instead connected to digital ports of the microcontroller .mu.C, for example, even to output a digital signal itself.
  • the microcontroller .mu.C is connected via a data input / output to a memory S, from which it can load its evaluation algorithm and other functions.
  • This memory can use the microcontroller ⁇ C as a working memory.
  • the memory S may consist of a memory module or a plurality of differently designed memory.
  • the microcontroller .mu.C has a software interface, with which it provides the signals of the control unit-internal sensors BS2 and DR. The features are then extracted from the sensor signals, for example, as indicated above, the simply integrated sensor signal, for example in a time window. This feature is then evaluated by threshold comparison to determine if personal protection can be controlled. However, this also requires a crash classification. For this purpose, according to the invention, there is now a sequence control which, for example, depends on the time as
  • History variable activates and deactivates functions used for crash classification. By this efficient flow control resources are saved with respect to the microcontroller and its memory S and the term is increased. If the microcontroller ⁇ C comes to the conclusion that a drive decision has been made, it generates a drive signal and transmits it to the drive circuit FLIC.
  • This drive circuit FLIC which in the present case consists of a plurality of integrated components, provides activation of the personal protection means PS as a function of this activation signal. If it is pyrotechnically activated personal protective equipment such as airbags or belt tensioners, then the
  • FIG. 2 schematically illustrates relevant software modules which the microcontroller ⁇ C may have.
  • the second interface I F2 which is used to provide the sorsignale the acceleration sensor BS2 and the rotation rate sensor DR is present, here denoted by IF2.
  • Another software module 20 is used to extract the at least one feature, so for example an integrator.
  • the crash classification is provided.
  • the latter itself has a sequence controller 22 and a function pool 23 whose functions are activated or deactivated by the sequence controller as a function of the sequence variable.
  • the module 24 the activation decision is made regarding which personal protection means to be controlled.
  • the corresponding drive signal is generated by the module 25.
  • This module 25 This module
  • FIG. 3 explains in a flow chart the sequence of the method according to the invention.
  • the at least one sensor signal or the previous classification result or another process variable is provided.
  • the extraction is carried out in the manner described above of the at least one feature from the at least one sensor signal or the at least one progression variable or the at least one previous classification result.
  • the sequence control takes place, for example, as a function of the time from the beginning of the crash, wherein, for example, exceeding a noise threshold can be regarded as the start of the crash, wherein the noise threshold can be approximately 1.5 to 4 g.
  • the crash classification is then performed by the individual functions.
  • the activation decision is formed in method step 305. This decision does not only include the fact that personal protective equipment is controlled or not, but also which and, if applicable, how much.
  • the drive then takes place as a result of the drive signal which has been transmitted to the drive circuit.
  • FIG. 4 shows a flowchart for the sequence control.
  • the beginning of the crash is detected, for example by exceeding a noise threshold. This then activates a timer 402. This timer transmits a start signal at 410 to a control unit 430.
  • the control unit 430 is the central element of the flow control.
  • the control unit 430 activates or deactivates the functions of the function pool 400. Illustrated here are, by way of example, three functions 441, 442 and 443, which are used for different crash classifications.
  • the control unit 430 controls the activation or deactivation of the individual functions as a function of time from the beginning of the crash. A control depending on other process variables or a combination of process variables or previous classification results is possible in the present case.
  • FIG. 5 shows a first exemplary embodiment for a time control of the sequence according to the invention.
  • the first or second integral of the acceleration or any other monotone size could be used as well.
  • the current time relative to the beginning of the crash flows into the control unit 430 via 410.
  • the start of the crash can be determined, for example, by means of a module which detects the noise threshold violation. If in a rapid impact against a hard obstacle since the beginning of the crash, for example, more than tl ms have passed, as shown in FIG. 5 by t 1, then no triggering of the corresponding restraint means must take place. In the same way, all functions of the
  • Impacts against a subsequent obstacle are masked out for the crash types occurring at time t3 or later.
  • FIG. 5 schematically shows the described time-based algorithm processing. Furthermore, FIG. 5 shows how, with the described method, transit time T
  • the example described relates to a front crash. In principle, however, the same method can also be applied to side, rollover, pedestrian or rear crashes or to a combination of these
  • Figure 5 shows three sections characterized by the activation and deactivation of different functions. Until time t1, functions 1, 2 and 3 are activated. This results in a total runtime for the microcontroller from T
  • T
  • Tu + T
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment for the time control.
  • three functions 1, 2 and 3 are provided in the section 0 to tl, so that the running time correspondingly results in the sum T
  • the control unit 430 replaces the function 3 with the function 4.
  • the transit time changes accordingly as the sum of T
  • the control unit 430 replaces the functions 2 and 4 by the functions 5 and 6. Accordingly, the running time becomes J ⁇ i + T
  • the signal path 420 of FIG. 4 includes a classification result from the last classification section.
  • the control unit 430 makes the decision as to which functions of the function pool 400 should be added and which can be deactivated.
  • Figure 7 illustrates the methodology taking into account the transit time. At time J e ] -_, it can be ruled out on the basis of the previous classification result, for example, that it is a quick crash against a hard obstacle. Then, based on this event 1, all functions used to classify fast crashes against hard obstacles can be disabled. In Figure 7, this would be, for example, function 3.
  • a function could now be loaded to help in separating slow crashes against a yielding barrier of the same crash type with angle component. This could be the function 7 shown in FIG. For the latter, the
  • Triggering namely usually can be done later.
  • T e 2 z. B. classifies that it is not a slow crash with angular component against a yielding barrier. For this reason, function 2 could be deactivated. To better separation of z. Slow crashes against a yielding barrier and slow ones
  • the function 8 could be loaded alternatively to crashes against a partly covered yielding barrier.
  • the two times J e ] -_ and T e 2 are determined exclusively by the classification results from the previous classification section. They do not coincide with the timed sequence from the previous figures.
  • the example described relates to a frontal crash. In principle, other crash or rollover events are applicable.
  • Dashed is a timed history shown and pulled through the event-driven history.
  • the three functions 1, 2 and 3 are active, so that the transit time accordingly results as the sum of the transit times, ie T ⁇ + T
  • the transition 700 triggered by the event, now a faster
  • the control unit 430 replaces the function 3 by the function 7. Accordingly, the running time changes, so that the total running time is Tu + T

Landscapes

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Abstract

Es wird ein Verfahren und ein Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln vorgeschlagen, wobei aus wenigstens einer Größe wenigstens ein Merkmal extrahiert wird. Anhand dieses wenigstens einen Merkmals erfolgt eine Crashklassifizierung und die Crashklassifizierung führt zur Bildung einer Ansteuerungsentscheidung. Die Personenschutzmittel werden dann in Abhängigkeit von der Ansteuerungsentscheidung angesteuert. Die Ansteuerungsentscheidung wird dadurch gebildet, dass eine Ablaufsteuerung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von wenigstens einer Verlaufsgröße eine Mehrzahl von Funktionen für die Crashklassifizierung aktiviert oder deaktiviert und/oder bestimmt wird, welches mindestens eine Merkmal für die jeweilige Funktion verwendet wird.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. ein Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
Aus DE 102 52 227 Al ist bereits ein Verfahren zur Ansteuerung von Rückhaltemitteln bekannt. Dabei werden ab Erkennen eines Aufpralls zeitlich definierte Crashphasen vorgegeben und für jede Crashphase wird anhand des Signals ein Crashtyp und eine Crashschwere bestimmt. In Abhängigkeit von der Crashschwere und/oder des Crashtyps werden die entsprechenden Rückhaltemittel angesteuert.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Ablaufsteuerung, die in Abhängigkeit von einer Verlaufsgröße eine Mehrzahl von Funktionen für die Crashklassifizierung aktiviert oder deaktiviert und/oder festgelegt wird, welches mindestens eine Merkmal für die jeweilige Funktion verwendet werden, eine bessere Berücksichtigung der Tatsache gegeben ist, dass eine Crashklassifizierung ein zeitvarianter Prozess ist. Einige Crashs erfordern eine sehr schnelle Auslösung, während für andere Klassifizierungen mehr Zeit verbleibt. Beispielsweise muss eine Ansteuerungsentscheidung für einen schnellen Aufprall gegen ein hartes Hindernis bereits nach etwa 10 bis 12 ms getroffen werden. Für einen langsamen Aufprall gegen ein nachgebendes Hindernis dagegen ist es nicht nö- tig, bereits in so kurzer Zeit eine Ansteuerungsentscheidung zu treffen. Die Entscheidung Crash gegen nachgebendes Hindernis/kein Crash gegen nachgebendes Hindernis kann also später innerhalb des Crashs erfolgen, als die Entscheidung harter Aufprall/kein harter Aufprall. Ein Mittel, diese Entscheidung zeitvari- ant zu treffen, besteht mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. Steuergeräts vermöge der Ablaufsteuerung, die dafür sorgt, dass in Abhängigkeit von einer Verlaufsgröße Funktionen für die Crashklassifizierung aktiviert oder deaktiviert werden beziehungsweise in Abhängigkeit von der Verlaufsgröße werden unterschiedliche Merkmale für die Funktionen verwendet. Dies bedeutet bezüglich der Merkmale, dass sie ebenfalls zu- oder abgeschaltet werden und somit ein
Ressourcengewinn entsteht. Dazu können auch Zeitscheiben oder Zustandsma- schinen eingesetzt werden.
Durch eine Flexibilisierung der Algorithmusentscheidungsfindung kann Klassifi- zierungsrechenzeit gespart werden, die für andere Berechnungen, beispielsweise für die Fusion verschiedener Zusatzfunktionen, genutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist die Reduktion der Laufzeit, was sich in einfacher und damit kostengünstigerer Hardware niederschlagen wird. Weiterhin ist es möglich, flexibler auf Ereignisse während des Crashs zu reagieren, weil manche Ansteuerungs- entscheidungen erst später erfolgen.
Als Personenschutzmittel kommen hier aktive und passive Personenschutzmittel in Frage. Dazu zählen Airbags, Gurtstraffer, crashaktive Kopfstützen, Überrollbügel, Fußgängerschutzmittel, aber auch Eingriffe in die Fahrdynamik. Als die we- nigstens eine Größe kommen vorliegend vor allem Sensorsignale aller unfallrelevanten Sensoren eines Fahrzeugs in Frage, wozu insbesondere Verzögerungssensoren, Körperschallsensoren, Luftdrucksensoren, Kontaktsensoren und Umfeldsensoren in Frage kommen. Auch ist es denkbar, messbare und nicht messbare Größen zu verwenden, die in anderen Steuergeräten wie im ABS/ESP- oder im ACC-Steuergerät berechnet werden. Dies kann insbesondere bei Mehrfach- crashes von Vorteil sein: Nach einer ersten weniger starken Kollision schleudert das Fahrzeug mit einem 90°-Schwimmwinkel, der im ESP-Steuergerät berechnet wird. Dann kann die für die Plausibilisierung der Seitenkollision die Algorithmus- Seitenkollision abgeschaltet werden, da die Größe Schwimmwinkel=90° bereits die Plausibilität liefert. Die eingesparte Zeit kann wie oben angegeben für andere Funktionen bereitgestellt werden.
Als Merkmal kann beispielsweise das gefilterte Sensorsignal, ein einmal, zweimal oder dreimal integriertes Sensorsignal, ein Mittelwert eines Sensorsignals, ein
Fensterintegral, Ableitungen verschiedenster Art, Summen usw. verwendet werden. Ebenso sind die verschiedensten Arten von Filterungen möglich. Durch diese Methoden erfolgt die Extraktion des Merkmals. Werden die Merkmale zu- und abgeschaltet, dann kann die Bestimmung der abgeschalteten Merkmale entfallen und somit Rechenzeit eingespart werden.
Crashklassifizierung ist der Vorgang, der den vorliegenden Crash in eine Klasse einordnet. Solche Klassen sind beispielsweise harter Frontcrash, weicher Frontcrash, harter Seitencrash, Offsetcrash, usw., die in beliebigen Abstufungen ein- teilbar sind. Mit dieser Klassifizierung ist es dann möglich, geeignete Personenschutzmittel anzusteuern.
Die Ablaufsteuerung kann erfindungsgemäß als Softwaremodul, oder auch als Hardwareelement ausgebildet sein. Die Ablaufsteuerung sorgt dafür, dass in Ab- hängigkeit von der wenigstens einen Verlaufsgröße die Mehrzahl von Funktionen für die Crashklassifizierung aktiviert oder deaktiviert werden. Die Ablaufsteuerung ist daher im Sinne einer Steuereinheit zu verstehen.
Die Funktionen sind dafür da, diese unterschiedlichen Crashklassifizierungen durchzuführen. Die Erfindung ermöglicht es, das zu vorgegebenen Zeitpunkten oder Ereignissen nur die notwendigen Funktionen berechnet werden. Dies bedeutet eine effiziente Nutzung vorhandener Ressourcen.
Unter einer Schnittstelle ist entweder eine hardwaremäßig oder softwaremäßig realisierte Schnittstelleneinheit zu verstehen. Auch eine Kombination von Software und Hardware kann zur Ausbildung der Schnittstelle verwendet werden. Wird die Schnittstelle lediglich hardwaremäßig realisiert, ist es möglich, sie diskret, integriert oder aus einer Mischung von diskreten und integrierten Elementen aufzubauen. Bei einer integrierten Lösung ist es auch möglich, mehrere integrier- te Schaltungen zu verwenden. Die Schnittstelle kann insbesondere mehrere Da- teneingänge und auch mehrere Datenausgänge aufweisen. Unter der Auswerteschaltung ist üblicherweise ein Mikrocontroller oder ein anderer Prozessor zu verstehen. Es sind jedoch auch einfachere Schaltungen, die in Form von ASICs ausgebildet sein können, möglich. Auch eine diskrete Lösung ist möglich. Unter einer Ansteuerungsschaltung ist eine solche Schaltung zu verstehen, die für die
Aktivierung der Personenschutzmittel sorgt. Bei passiven Schutzmitteln weist diese Ansteuerungsschaltung insbesondere Leistungsschalter auf, die in Abhängigkeit von dem Ansteuerungssignal durchgeschaltet werden. Auch für die Ansteuerungsschaltung ist es möglich, eine diskrete oder integrierte Lösung vorzu- sehen. Auch eine Mischung daraus ist vorliegend möglich. Bei einer integrierten
Lösung ist es auch möglich, dass mehrere integrierte Bausteine vorgesehen sind.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiter- bildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Verfahrens bzw. Steuergeräts zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die wenigstens eine Verlaufsgröße eine Zeit ab Crashbeginn oder das wenigstens eine Merkmal oder ein anderes Ereignis ist.
Auch eine Kombination aus dieses Möglichkeiten ist möglich. Diese Steuerung mittels der Verlaufsgröße ermöglicht die Adaption auf bestimmte Unfallvorgänge in besonders effektiver Weise. Damit ist eine noch bessere Schutzwirkung für die Fahrzeuginsassen und auch andere Unfallteilnehmer möglich.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass wenn die Verlaufsgröße eine Unstetigkeit aufweist, diese durch einen Wert ersetzt wird, der eine Monotonie der Verlaufsgröße wiederherstellt. Damit ist eine stabile Ablaufsteuerung bezüglich der Aktivierung und Deaktivierung der Funktionen möglich.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass das Ereignis als ein Fehlerzustand einer Senso- rik eines Steuergeräts oder eines Personenschutzsystems ist. Damit können insbesondere auch solche Ereignisse in die Bestimmung der Crashklassifizierung eingehen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Steuergeräts mit an- geschlossenen Komponenten,
Figur 2 eine Auswahl von Softwaremodulen auf den Mikrocontroller des
Steuergeräts,
Figur 3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 4 ein Blockschaltbild der Ablaufsteuerung,
Figur 5 ein erstes Beispiel für eine zeitgesteuerte Ablaufsteuerung,
Figur 6 ein zweites Beispiel für eine zeitgesteuerte Ablaufsteuerung und
Figur 7 ein Beispiel für eine ereignisgesteuerte Ablaufsteuerung.
Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Steuergeräts SG mit angeschlossenen Komponenten. Beispielhaft sind hier nur für das Wesen der Erfindung notwendige Elemente des Steuergeräts um die entsprechenden angeschlossenen Komponenten dargestellt. Das Steuergerät weist weitere Komponenten, die für den Betrieb des Steuergeräts SG notwendig sind, auf . Sie sind der Einfachheit halber vorliegend weggelassen worden.
An das Steuergerät SG sind drei externe Sensoriken BSl, US und CS und beispielhaft ein weiteres Steuergerät SG2, das vorliegend das Steuergerät zur Fahrdynamikregelung ist, angeschlossen. Weiterhin kann das Steuergerät SG Größen verarbeiten, die von wenigstens einem anderen Steuergerät gemessen und verarbeitet wurden und die dem Steuergerät zu Verfügung gestellt werden. Die Beschleunigungssensorik BSl ist beispielsweise in einem Sensorcluster, in den Fahrzeugseiten, im Bereich der Fahrzeugfront, hinter dem Stoßfänger angeordnet. Die Beschleunigungssensorik BSl weist dafür ein zumeist mikromecha- nisch hergestelltes Sensorelement auf, das ein elektrisch auswertbares Signal in- folge einer Verzögerung ausgibt, welches dann verstärkt und digitalisiert wird. Dieses digitale Signal wird dann zur Schnittstelle I Fl im Steuergerät SG übertragen. Die Schnittstelle I Fl ist vorliegend hardwaremäßig ausgebildet. Sie liegt vorliegend als integrierter Schaltkreis vor. An die Schnittstelle IFl ist weiterhin eine Umfeldsensorik US angeschlossen, bei der es sich um eine Radar-, Lidar-, Ultraschall-, Video- und/oder Infrarotsensorik handeln kann. Die Sensorik kann einzelne dieser Sensoren aufweisen oder auch Kombinationen daraus. Diese Sensoren sind üblicherweise in der Fahrzeugfront oder im Fahrzeugheck eingebaut. Aber auch andere Einbauorte sind vorliegend möglich. Auch hier weist die Um- feldsensorik ein Umfeldsensorelement, beispielsweise einen Ultraschallsensor oder Radarsensor oder Bildsensor auf und eine anschließende Signalaufbereitung und gegebenenfalls auch Signalverarbeitung, die das Signal dann digital an die Schnittstelle I Fl überträgt. Weiterhin ist an die Schnittstelle IFl eine Unfall- sensorik CS angeschlossen, die andere Unfallsensoren aufweist, wie beispiels- weise eine Körperschallsensorik, eine Luftdrucksensorik oder eine Kontaktsenso- rik. Auch bezüglich dieser Sensoren weist die Unfallsensorik CS entsprechende Sensierungselemente auf, verstärkt diese Signale und überträgt sie digital an die Schnittstelle I Fl. Es ist möglich, dass nur die Beschleunigungssensorik BSl oder nur die Umfeldsensorik US oder nur die Unfallsensorik CS an die Schnittstelle I Fl angeschlossen sind. Auch jede Kombination dieser Sensoren ist möglich.
Das Steuergerät SG2 überträgt berechnete Größen wie beispielsweise eine Sei- tenaufprallplausibilisierung, die durch den Schwimmwinkel bestimmt wurde. Weitere Größen sind möglich.
Die Schnittstelle IFl wandelt die empfangenen Sensordaten in ein für den Mikro- controller μC geeignetes Format um und überträgt dann die Signale an den Mik- rocontroller μC zur weiteren Verarbeitung. Dafür verwendet beispielsweise die Schnittstelle I Fl den sogenannte SPI-Bus, d. h. den Serial Peripherial Interface Bus, der für die Übertragung von Daten im Steuergerät und den Mikrocontroller verwendet werden kann. Nicht dargestellt ist, weil es für das Verständnis der Erfindung nicht notwendig ist, eine parallele Verarbeitung der Sensordaten durch einen Sicherheitsbaustein.
Vorliegend sind jedoch auch noch zwei weitere Sensoriken im Steuergerät SG selbst vorhanden, und zwar eine Beschleunigungssensorik BS2, die in unter- schiedlichen Empfindlichkeitsrichtungen Verzögerungen aufnehmen kann und eine Drehratensensorik DR, die ebenfalls verschiedene Empfindlichkeitsachsen aufweisen kann. Diese steuergeräteinternen Sensoriken BS2 und DR können an analoge Eingänge des Mikrocontrollers μC angeschlossen sein, es ist jedoch möglich, dass sie anstatt auch an digitale Ports des Mikrocontrollers μC angeschlossen sind, um beispielsweise bereits selbst ein digitales Signal auszugeben.
Der Mikrocontroller μC ist über ein Datenein-/ausgang mit einem Speicher S verbunden, aus dem er seinen Auswertealgorithmus und andere Funktionen laden kann. Diesen Speicher kann der Mikrocontroller μC auch als Arbeitsspeicher verwenden. Der Speicher S kann dabei aus einem Speicherbaustein oder einer Mehrzahl auch unterschiedlich gestalteter Speicher bestehen. Der Mikrocontroller μC weist eine Softwareschnittstelle auf, mit der er die Signale der steuergeräteinternen Sensoren BS2 und DR bereitstellt. Aus den Sensorsignalen werden dann die Merkmale extrahiert, beispielsweise, wie oben angegeben, das einfach integrierte Sensorsignal, beispielsweise in einem Zeitfenster. Dieses Merkmal wird dann durch Schwellenvergleich ausgewertet, um festzustellen, ob Personenschutzmittel angesteuert werden können. Dazu muss jedoch auch eine Crashklassifizierung erfolgen. Hierfür ist nunmehr erfindungsgemäß eine Ab- laufsteuerung vorhanden, die beispielsweise in Abhängigkeit von der Zeit als
Verlaufsgröße das Aktivieren und Deaktivieren von Funktionen, die zur Crashklassifizierung verwendet werden, vornimmt. Durch diese effiziente Ablaufsteuerung werden Ressourcen bezüglich des Mikrocontrollers und seines Speichers S eingespart und die Laufzeit wird erhöht. Kommt der Mikrocontroller μC zu dem Ergebnis, dass eine Ansteuerungsentscheidung gebildet wurde, dann erzeugt er ein Ansteuerungssignal und überträgt es zur Ansteuerungsschaltung FLIC. Diese Ansteuerungsschaltung FLIC, die vorliegend aus einer Mehrzahl von integrierten Bausteinen besteht, sorgt in Abhängigkeit von diesem Ansteuerungssignal für eine Aktivierung der Personenschutzmittel PS. Handelt es sich um pyrotechnisch aktivierbare Personenschutzmittel wie Airbags oder Gurtstraffer, dann erfolgt die
Bestromung der Zündelemente für diese Personenschutzmittel und damit kommt es zu Explosionen, die zur Aktivierung der Personenschutzmittel führen.
Figur 2 erläutert schematisch relevante Softwaremodule, die der Mikrocontroller μC aufweisen kann. Die zweite Schnittstelle I F2, die zur Bereitstellung der Sen- sorsignale der Beschleunigungssensorik BS2 und der Drehratensensorik DR vorhanden ist, ist hier mit IF2 bezeichnet. Ein weiteres Softwaremodul 20 dient zur Extraktion des wenigstens einen Merkmals, also beispielsweise eines Integrators. In Block 21 ist die Crashklassifizierung vorgesehen. Diese weist selbst eine Ablaufsteuerung 22 und einen Funktionspool 23 vor, dessen Funktionen von der Ablaufsteuerung in Abhängigkeit von der Verlaufsgröße aktiviert oder deaktiviert werden. Durch die Crashklassifizierung 21 wird ein Crash klassifiziert und damit wird im Modul 24 dann die Ansteuerungsentscheidung getroffen bezüglich welche Personenschutzmittel angesteuert werden sollen. Dafür wird dann das entsprechende Ansteuerungssignal durch das Modul 25 erzeugt. Dieses Modul
25 sorgt dann für die Übertragung zur Ansteuerungsschaltung FLIC.
Figur 3 erläutert in einem Flussdiagramm den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Verfahrensschritt 300 wird das wenigstens eine Sensorsignal oder das bisherige Klassifizierungsergebnis oder eine andere Verlaufsgröße bereitgestellt. In Verfahrensschritt 301 erfolgt die Extraktion in der oben beschriebenen Weise des wenigstens einen Merkmals aus dem wenigstens einem Sensorsignal oder der wenigstens einen Verlaufsgröße oder des wenigstens einen bisherigen Klassifizierungsergebnisses. Mittels der Ablaufsteuerung 302 erfolgt dann in Ver- fahrensschritt 303 die Aktivierung und Deaktivierung der Funktionen sowie das
Aktivieren beziehungsweise Deaktivieren der jeweils benötigten Merkmale für die Crashklassifizierung. Die Ablaufsteuerung erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit von der Zeit ab Crashbeginn, wobei als Crashbeginn beispielsweise das Überschreiten einer Rauschschwelle angesehen werden kann, wobei die Rausch- schwelle bei ungefähr 1,5 bis 4 g liegen kann. In Verfahrensschritt 304 erfolgt dann durch die einzelnen Funktionen die Crashklassifizierung. In Abhängigkeit von dieser Crashklassifizierung wird in Verfahrensschritt 305 die Ansteuerungsentscheidung gebildet. Diese Entscheidung beinhaltet nicht nur, dass Personenschutzmittel angesteuert werden oder nicht, sondern auch welche und gegebe- nenfalls wie stark. In Verfahrensschritt 306 erfolgt dann die Ansteuerung infolge des Ansteuerungssignals, das an die Ansteuerungsschaltung übertragen wurde.
Figur 4 zeigt ein Ablaufdiagramm für die Ablaufsteuerung. In Block 403 wird der Beginn des Crashs, beispielsweise durch das Überschreiten einer Rausch- schwelle erkannt. Damit wird dann ein Timer 402 aktiviert. Dieser Timer überträgt ein Startsignal an 410 an eine Steuereinheit 430. Die Steuereinheit 430 ist das zentrale Element der Ablaufsteuerung. Die Steuereinheit 430 aktiviert oder deaktiviert die Funktionen des Funktionspools 400. Dargestellt sind hier beispielhaft drei Funktionen 441, 442 und 443, die für unterschiedliche Crashklassifizierun- gen verwendet werden. Vorliegend steuert die Steuereinheit 430 in Abhängigkeit von der Zeit ab Crashbeginn die Aktivierung bzw. Deaktivierung der einzelnen Funktionen. Eine Steuerung in Abhängigkeit von anderen Verlaufsgrößen oder einer Kombination von Verlaufsgrößen beziehungsweise bisherigen Klassifizierungsergebnissen ist vorliegend möglich.
Die Funktionen 441, 442 und 443, wobei auch weitere Funktionen vorhanden sein können, sorgen dann für die Klassifizierung 401 des vorliegenden Crashs.
Figur 5 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Zeitsteuerung des erfin- dungsgemäßen Ablaufs. Anstatt der Zeitsteuerung könnte auch das erste oder das zweite Integral der Beschleunigung oder jede andere monotonisierte Größe verwendet werden.
Wie in Figur 4 dargestellt, fließt über 410 in die Steuereinheit 430 die gegenwär- tige Zeit relativ zum Crashbeginn ein. Der Crashbeginn kann beispielsweise mittels eines Moduls bestimmt werden, das die Rauschschwellenüberschreitung feststellt. Sind bei einem schnellen Aufprall gegen ein hartes Hindernis seit Crashbeginn beispielsweise mehr als tl ms vergangen, so wie in Figur 5 durch tl dargestellt, vergangen, so darf keine Auslösung des entsprechenden Rückhalte- mittels mehr erfolgen. In derselben Weise können ab tl alle Funktionen des
Funktionspools 400 deaktiviert werden, die zur Klassifizierung eines schnellen Aufpralls gegen ein hartes Hindernis benötigt werden. Bis zum Zeitpunkt t2 muss spätestens die Auslöseentscheidung für einen langsamen Aufprall gegen ein nachgehendes Hindernis erfolgen. Andernfalls darf nicht mehr ausgelöst werden. Entsprechend können alle Funktionen für die Klassifizierung eines langsamen
Aufpralls gegen ein nachgehendes Hindernis ausgeblendet werden für die zum Zeitpunkt t3 oder später stattfindenden Crashtypen.
Figur 5 zeigt schematisch die beschriebene zeitbasierte Algorithmusbearbeitung. Weiterhin stellt Figur 5 heraus, wie mit der beschriebenen Methode Laufzeit T| eingespart werden kann. Dieser Laufzeitgewinn stellt einen wesentlichen Vorteil der beschriebenen Methode im Hinblick auf Kosteneinsparung durch eine einfachere Hardware dar. Das beschriebene Beispiel bezieht sich auf einen Frontcrash. Prinzipiell lässt sich dieselbe Methode jedoch auch auf Seiten-, Rollover-, Fußgänger- oder Heckcrashes anwenden oder auf einen Kombination dieser
Crashtypen.
Figur 5 zeigt drei Abschnitte, die durch die Aktivierung bzw. Deaktivierung verschiedener Funktionen gekennzeichnet sind. Bis zum Zeitpunkt tl sind die Funk- tionen 1, 2 und 3 aktiviert. Damit ergibt sich eine Gesamtlaufzeit für den Mikro- controller von T| = T|]_+ T|2 + Tß. Zum Zeitpunkt tl ist, wie oben dargestellt, der Crashbeginn. Daher wird der Übergang 500 durch die Steuereinheit 430 die Funktion 3 gestrichen. Damit sind im Zeitabschnitt tl bis t2 als Laufzeit T| = Tu + T|2 vorgesehen. Beim nächsten Übergang 501 für den Zeitabschnitt t2 bis t3 streicht die Steuereinheit 430 die Funktion 2, so dass sich die Laufzeit auf Tu für den Mikrocontroller μC reduziert. Damit ist zum Zeitpunkt t3 der Laufzeitgewinn 502 festzustellen.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Zeitsteuerung. Wiederum sind im Abschnitt 0 bis tl drei Funktionen 1, 2 und 3 vorgesehen, so dass sich entsprechend die Laufzeit als die Summe T|]_, Tß und Tß ergibt. Beim Übergang in den nächsten Zeitabschnitt zwischen tl und t2, der hier mit dem Bezugszeichen 600 gekennzeichnet ist, ersetzt die Steuereinheit 430 die Funktion 3 durch die Funktion 4. Dadurch ändert sich die Laufzeit entsprechend als Summe aus T|]_, T|2 und T^. Beim Übergang in den nächsten Zeitabschnitt zwischen t2 und t3, der mit dem Bezugszeichen 601 gekennzeichnet ist, ersetzt die Steuereinheit 430 die Funktionen 2 und 4 durch die Funktionen 5 und 6. Entsprechend ergibt sich die Laufzeit zu J\i + T|5 + T|g.
Der Signalpfad 420 aus Figur 4 beinhaltet ein Klassifizierungsergebnis aus dem letzten Klassifizierungsabschnitt. Auf Basis dieser bestehenden Klassifizierung trifft die Steuereinheit 430 die Entscheidung, welche Funktionen des Funktionspools 400 hinzugeschaltet werden sollen und welche deaktiviert werden können. Figur 7 veranschaulicht die Methodik unter Berücksichtigung der Laufzeit. Zum Zeitpunkt Je]-_ kann auf Basis des bisherigen Klassifizierungsergebnisses beispielsweise ausgeschlossen werden, dass es sich um einen schnellen Crash gegen ein hartes Hindernis handelt. Dann können auf Basis dieses Events 1 alle Funktionen, die zur Klassifizierung schneller Crashs gegen harte Hindernisse verwendet werden, abgeschaltet werden. In Figur 7 wäre dies beispielsweise die Funktion 3. Im Gegenzug könnte aufgrund des Gewinns an Laufzeit nun eine Funktion geladen werden, die bei der Trennung langsamer Crashs gegen eine nachgebende Barriere von derselben Crashart mit Winkelkomponente helfen. Dies könnte die in Figur 7 dargestellte Funktion 7 sein. Für letztere würde die
Auslösung nämlich im Regelfall später erfolgen können. Zu einem späteren Zeitpunkt Te2 wird z. B. klassifiziert, dass es sich nicht um einen langsamen Crash mit Winkelkomponente gegen eine nachgebende Barriere handelt. Aus diesem Grund könnte die Funktion 2 deaktiviert werden. Um eine bessere Trennung von z. B. langsamen Crashs gegen eine nachgebende Barriere und langsamen
Crashs gegen eine teilüberdeckte nachgebende Barriere zu erhalten, könnte auf Basis des Event 2 zum Zeitpunkt Te2 daher alternativ die Funktion 8 geladen werden.
Die beiden Zeitpunkte Je]-_ und Te2 werden ausschließlich durch die Klassifizierungsergebnisse aus dem vorherigen Klassifizierungsabschnitt bestimmt. Sie decken sich nicht mit dem zeitgesteuerten Ablauf aus den vorhergehenden Figuren. Das beschriebene Beispiel bezieht sich auf einen Frontcrash. Prinzipiell sind auch andere Crash- oder Rolloverereignisse anwendbar.
Die Laufzeiten entwickeln sich hier entsprechend. Gestrichelt ist ein zeitgesteuerter Verlauf dargestellt und durchgezogen der ereignisgesteuerte Verlauf. Im ersten Zeitabschnitt bis Tei sind die drei Funktionen 1, 2 und 3 aktiv, so dass sich die Laufzeit entsprechend als Summe der Laufzeiten ergibt, also T^ + T|2 + Tß. Beim Übergang 700, getriggert durch das Ereignis, das nunmehr ein schneller
Crash gegen ein hartes Hindernis ausgeschlossen werden kann, ersetzt die Steuereinheit 430 die Funktion 3 durch die Funktion 7. Entsprechend ändert sich die Laufzeit, so dass die Gesamtlaufzeit sich ergibt aus Tu + T|2 + T17. Zum Zeitpunkt Te2 tritt ein weiteres Ereignis auf, das nämlich ein langsamer Crash gegen ein weiches Hindernis ausgeschlossen werden kann. Daraufhin wird beim Übergang 701 die Steuereinheit 430 die Funktion 2 durch die Funktion 8 ersetzt. Folglich ist die Laufzeit nunmehr die Summe als J\i + J\j + T^.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln (PS) mit folgenden
Verfahrensschritten:
Extrahieren wenigstens eines Merkmals aus wenigstens einer Größe - Bilden einer Ansteuerungsentscheidung in Abhängigkeit von einer Crashklassifizierung, wobei die Crashklassifizierung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen Merkmal erfolgt
Ansteuern der Personenschutzmittel (PS) in Abhängigkeit von der Ansteuerungsentscheidung, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerungsent- Scheidung dadurch gebildet wird, dass eine Ablaufsteuerung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von wenigstens einer Verlaufsgröße eine Mehrzahl von Funktionen für die Crashklassifizierung aktiviert oder deaktiviert und/oder festlegt, welches mindestens eine Merkmal für die jeweilige Funktion verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verlaufsgröße eine Zeit ab Crashbeginn und/oder das wenigstens eine Merkmal und/oder ein Ereignis ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einer Verlaufsgröße eine Unstetigkeit durch einen Wert ersetzt wird, der eine Monotonie der Verlaufsgröße herstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als das Ereignis ein Fehlerzustand einer Sensorik eines Steuergeräts und/oder eines Personenschutzsystems verwendet wird.
5. Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln (PS) mit:
- einer Schnittstelle (IFl, I F2), die wenigstens eine Größe bereitstellt einer Auswerteschaltung (μC), die in Abhängigkeit von wenigstens einem Merkmal, das aus der wenigstens einen Größe abgeleitet wird, eine Crashklassifizierung durchführt und in Abhängigkeit von der Crashklassifizierung eine Ansteuerungsentscheidung bildet, wobei die Auswerteschaltung (μC) eine Ablaufsteuerung (430) aufweist, wobei die Ablaufsteuerung (430) in Abhängigkeit von wenigstens einer Verlaufsgröße eine Mehrzahl von Funktionen aktiviert oder deaktiviert und/oder bestimmt, welches mindestens eine Merkmal für die jeweilige Funktion verwendet wird - einer Ansteuerungsschaltung, die in Abhängigkeit von einem Ansteue- rungssignal von der Auswerteschaltung die Personenschutzmittel (PS) ansteuert.
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