JP5124577B2 - 人員保護手段をドライブ制御するための装置および方法 - Google Patents

Description

従来の技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の人員保護手段をドライブ制御するための装置および方法に関する。

M.Feser, C.Wieand, C.Schmid および T.Brandmeier: Crash Impact Sound Sensing (CIS)-Higher Crash Discrimination Performance at Lower Cost, Airbag 2004 から、人員保護手段を加速度をベースとしたアルゴリズムおよび固体伝搬音信号に依存してドライブ制御することが公知である。これによりフロントクラッシュをよりよく検知しかつクリチカルな状況に対するドライブ制御決定がよりロバストになるようにするものである。更に、固体伝搬音センサ系の導入によりシステムを全体として安価なものにしようとするものである。

発明の開示
これに対して、独立請求項の特徴部分に記載の構成を有する本発明の人員保護手段をドライブ制御するための装置もしくは本発明の人員保護手段をドライブ制御するための方法は、事故識別、事故重さ決定および精度に関する特別なＱを有している、加速度信号に対する時間に無関係なアルゴリズムが使用されるという利点を有している。このことは、構成要素として、時間ではなく、加速度信号から導出される特徴を有しているベクトルが使用されることにある。

本発明の装置もしくは本発明の方法により、今日のアルゴリズムとの良好なコンパチビリティ、高度なモジュール性が可能になる。その理由は、固体伝搬音信号の影響をしいき値変化によって使用することができるかまたはできないかかであるからである。すなわち、固体伝搬音を考慮するシステムから固体伝搬音を考慮しないシステムへの切換は非常に僅かな手間で可能である。

ロバストさも本発明によれば改善される。その理由は、メインの決定は次の理由で、加速度信号の信頼のできる低周波信号に基づいているからである。すなわちこの低周波信号は信号と乗員の怪我の重さとの間の因果関係を表している。

つまり本発明の核心は、加速度をベースとしたアルゴリズムにおける特性曲線を固体伝搬音信号に依存して変更することである。その際加速度信号の特徴からのベクトルが特性曲線と比較されて、ドライブ制御決定が導き出される。すなわち、低周波加速度信号から導出される少なくとも２つの特徴を有するフィールドが形成される。このフィールドにおいて特性曲線によって、ドライブ制御時にあたる少なくとも１つの区間が定義される。それはすなわち、値対がこの区間にあるときである。

従属請求項に記載されている構成および発展形態によって、独立請求項に記載の、乗員保護手段をドライブ制御するための装置もしくは独立請求項に記載の乗員保護手段をドライブ制御するための方法の有利な改良形態が可能である。

有利には２つの特徴を形成するための加速度信号の１回または２回の積分値の形成のために積分器が使用される。というのは、これは、大きな経験知識が存在している良好に評価できる量だからである。

更に、固体伝搬音信号からの特徴をバンドパスフィルタおよび引き続く包絡線形成によって生成すると有利である。その際包絡線形成は絶対値形成およびローパスフィルタリングによって実現することができる。

積分器、フィルタおよび絶対値形成はそれぞれ、評価回路上のソフトウエアモジュールとしてまたはハートウエアとして実現されていてよい。ハードウエア構成要素はソフトウエアモジュールより高速だが、整合面でのフレキシビリティは比較的低い。

加速度センサ系および固体伝搬音センサ系が共通のセンサ系に実現されていると特別有利である。この場合信号の分離はフィルタにより行われる。それは、加速度信号が低周波信号でありかつ固体伝搬音信号が高周波信号であるからである。択一的に、異なっているセンサを使用することも可能である。その場合これらセンサはその使用領域に応じて制御装置または車両に配置されるようにすることができる。これら分離されたセンサを構造的に一体のユニットに組み込むと有利であり、その場合このユニットは制御装置ケーシングでありかつセンサは共通のプリント基板に配置されている。

更に、センサ出力信号が低減された標本化レートで出力され得るように固体伝搬音信号を前処理すると有利である。この前処理は例えば有利なバンドパスフィルタリングおよび適当な包絡線形成であってよい。これによりその場合には、最終的にドライブ制御例および非ドライブ制御例を分離するための特性曲線を低周波信号成分から導出される特徴の空間に変更する信号が生成される。

この明細書において積分と言うとき、このことは計算機によって可能な積分、すなわち累算またはそれがここで時間によって分割されるべきであるとき平均値形成も意味している。

包絡線の上に述べた決定の適当な実施は有利には、絶対値形成の連続的な実施および後続のローパスフィルタリング形成によって行うことができる。

更に、評価回路が加速度信号および１回または２回積分された加速度信号の値対に基づいて付加的に、別のとの比較により、そもそもトリガ状況が生じているのかまたは所謂ミスゼ（Ｍｉｓｕｓｅ）状況、すなわち乗員保護手段のトリガが行われてはならない衝突が生じているかを決定すると有利である。

更に、適当な手法で、高周波の信号成分を付加的に考慮することでＭｉｓｕｓｅに対するロバストネスを改善することができる。

有利には、加速度信号に基づいて車両の乗員の動きを決定することができ、その際評価回路、すなわちマイクロコントローラはこの動きに依存して乗員保護手段に対するトリガ時間を決定する。乗員の動きのこの予測は殊にテイラー級数展開を介して求めることができる。このテイラー級数展開は第３の項の後に止めてよい。その際テイラー級数展開は途中で正規化されているので、速度、すなわち第１の積分加速度は時間と乗算されかつ加速度は時間の二乗と乗算される。

本発明の実施例は図面に図示されており、次に本発明を図面に即して詳細に説明する。

本発明の装置のブロック線図 フローチャート図 信号経過特性を示す線図 加速度と、前方への移動との関係を示す線図 加速度と、前方への移動との関係を示す別の線図

図１には、車両における本発明の装置をブロック線図にて示されている。車両１０は前側に２つの加速度センサＢＳ１およびＢＳ２を有している。これらはバンパジャケットの後方に適当な仕方で配置されている。これら加速度センサＢＳ１およびＢＳ２は例えば加速度の影響を受けてその容量を変化するマイクロメカニカルエレメントを有しており、その場合この容量変化は増幅されかつデジタル化される。こうして生じたデータは車両１０における制御装置、つまりそのインタフェースモジュールＩＦに伝送される。２つの加速度センサＢＳ１およびＢＳ２に代わって、これら２つの加速度センサより多くの数の、例えば３つまたは４つの加速度センサまたは唯一の加速度センサだけが車両フロントに組み込まれるようにしてもよい。フロントに加速度センサを全く設けないことも可能である。この場合には、付加的に車両フロントには加速度センサでもある固体伝搬音センサＫ１が組み込まれている。固体伝搬音信号は固体伝搬音センサＫ１から制御装置ＳＧのインタフェースモジュールＩＦに伝送される。この場合も１より多くの固体伝搬音センサを使用することが可能であるが、固体伝搬音センサＫ１を完全使用しなくてもよい。

センサの、制御装置ＳＧへの伝送路は、通例はパワーラインデータ伝送路であり、ここではそれぞれのセンサに対して個別線路が存在している。しかしセンサがバスまたは準バスに配置されていることも可能である。１つより多くあってもよいインタフェースモジュールからセンサデータは例えばＳＰＩバスを介して評価回路、すなわちマイクロコントローラμＣに伝送される。マイクロコントローラに代わって、ＡＳＩＣまたはマイクロプロセッサを使用することもできる。マイクロコントローラμＣは制御装置ＳＧ内のセンサからも、つまり例えば車両長手方向における加速度を検出する加速度センサＢＳ３および固体伝搬音センサＫ２からもデータを受け取る。これらすべてのデータに依存して、マイクロコントローラμＣは以下に説明するように、ドライブ制御アルゴリズムを計算しかつそれに依存して点弧回路ＦＬＩＣをドライブ制御する。マイクロコントローラμＣは少なくとも、センサ信号を処理するための本発明の方法に対するソフトウエアモジュールとして積分器、バンドパスフィルタ、ローパスフィルタおよび絶対値形成部を有している。更に、ベクトルを形成するためのモジュールが設けられている。

この点弧回路ドライブ制御部ＦＬＩＣがドライブ制御されると、点弧ドライブ制御回路はエアバックまたはベルトテンショナーのような乗員保護手段に点弧電流を伝送する。このために点弧回路ドライブ制御部ＦＬＩＣは車両に分配されている乗員保護手段ＰＳに接続されている。乗員保護手段ＰＳは開放可能なボンネットもしくはエアバッグのような歩行者保護手段も含んでいることができる。相応の加速度センサに結合されていてもよい固体伝搬音センサ系Ｋ１およびＫ２の使用により、フィルタを介して固体伝搬音信号を低周波である加速度信号から分離することができる。

図２には、本発明の方法のシーケンスが示されている。ステップ２００において、信号がピックアップされる。ステップ２０１において、加速度信号および固体伝搬音信号を検出するために同じセンサが使用されるとき、フィルタリングが行われる。それから加速度信号はアルゴリズム部２０２に供給される。アルゴリズム部は場合によってはドライブ制御部２０５に導かれる。高周波の固体伝搬音信号はステップ２０３において以下に説明する仕方で処理されかつそれから第１の特性曲線を変更するためのステップ２０４に導かれる。これにより、アルゴリズム部への任意の介入操作を容易に行うことができかつ、固体伝搬音センサ系のこの機能がモジュラー構造にできることは明らかである。

フィルタリングの際に合理性判断の理由から、２つのセンサが使用されるように設定することができる。

図３には、別のシーケンスにおいて本発明の方法が示されている。ステップ３００において高周波信号がフィルタリングにより取り出されて、ステップ３０１においてバンドパスフィルタリングが行われる。それからステップ３０２において信号に対して絶対値形成が行われる。バンドパスフィルタリングが行われるステップ３０３においてこの信号のローパスフィルタリングが行われる。それから有利にも、こうして生じた信号がステップ３０４において積分されて、これにより第３の信号もしくは特徴が生じる。それからステップ３０５においてこうして生じた第３の信号は、前方移動‐加速度グラフにおいて表される。この比較に基づいて（１つの特性曲線との比較）、主アルゴリズムに対する特性曲線がどのように変更されるかが決定される。前方への移動（Vorverlagerung）または速度３７は、低周波信号に対する速度を供給するブロック３１３から到来する。相応の加速度はブロック３１４において用意される。これら２つの量はブロック３１２にも供給される。ブロック３１２は加速度３０９の、前方への移動３０８に対する関係を表している。２つの曲線３１０および３１１が明らかに見て取れ、その際曲線３１１はブロック３０５からの信号に依存して持ち上げられた。

図４には、加速度‐前方移動グラフが示されている。特性曲線４２がクラッシュ４０と非クラッシュ４１とを分けている。図５には別の加速度‐前方移動グラフが示されており、ここでは乗員保護手段ＰＳがトリガされてはならない誤トリガ事例５２とトリガ事例５０とが区別される。これら２つの領域は特性曲線５１によって区別される。

Claims (15)

1. 加速度センサ系（ＢＳ１，ＢＳ２）の第１の信号および固体伝搬音センサ系（Ｋ１，Ｋ２）の第２の信号に依存して乗員保護手段（ＰＳ）をドライブ制御する評価回路（μＣ）を備えている乗員保護手段（ＰＳ）をドライブ制御するための装置であって、
   前記評価回路（μＣ）は、前記第１の信号の低周波成分から導出された少なくとも２つの第１の特徴から成るベクトルの、特性曲線を基準とする位置に依存して、前記乗員保護手段（ＰＳ）をドライブ制御すべきか否かを決定する装置において、
   前記評価回路（μＣ）は、前記乗員保護手段（ＰＳ）をドライブ制御すべきか否かの決定前に、前記特性曲線を前記第２の信号に依存して変更することを特徴とする装置。
2. 前記評価回路（μＣ）は少なくとも２つの第１の特徴を形成するために、前記第１の信号の１回または２回の積分のために使用することができる積分器を有している
   請求項１記載の装置。
3. 前記特性曲線は前記第２の信号の少なくとも１つの第２の特徴に依存して変更され、ここで前記評価回路（μＣ）は少なくとも１つの第２の特徴を形成するためにバンドパスフィルタおよび引き続く包絡線形成部を有している
   請求項１または２記載の装置。
4. 前記評価回路（μＣ）は包絡線形成のために絶対値形成部およびローパスフィルタリング形成部を有している
   請求項３記載の装置。
5. 前記加速度センサ系（ＢＳ１，ＢＳ２）および固体伝搬音センサ系（Ｋ１，Ｋ２）は共通のセンサ系に具現化されており、ここで前記第１の信号と前記第２の信号との分離はフィルタにより実現されている
   請求項１記載の装置。
6. 前記加速度センサ系（ＢＳ１，ＢＳ２）および固体伝搬音センサ系（Ｋ１，Ｋ２）は別個のセンサ系に具現化されており、ここで加速度センサ系（ＢＳ１，ＢＳ２）および固体伝搬音センサ系（Ｋ１，Ｋ２）は一体構造のユニットに設けられている
   請求項１記載の装置。
7. 前記評価回路（μＣ）は付加的にベクトルに基づいて第２の特性曲線との比較にもより、トリガ事例が生じているかどうかを決定する
   請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 前記評価回路（μＣ）は前記第１の信号に基づいて乗員の動きを決定し、ここで評価回路（μＣ）は該動きに依存して前記乗員保護手段に対するトリガ時点を決定する
   請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 加速度センサ系の第１の信号および固体伝搬音センサ系の第２の信号に依存して乗員保護手段をドライブ制御するための方法であって、
   前記第１の信号の低周波成分から導出された少なくとも２つの第１の特徴から成るベクトルの、特性曲線を基準とする位置に依存して、前記乗員保護手段をドライブ制御すべきか否かを決定する方法において、
   前記乗員保護手段をドライブ制御すべきか否かの決定前に、前記特性曲線を前記第２の信号に依存して変更する
   ことを特徴とする方法。
10. 前記少なくとも２つの第１の特徴は、１回または２回の積分を用いて決定される
    請求項９記載の方法。
11. 前記特性曲線は前記第２の信号の少なくとも１つの第２の特徴に依存して変更され、ここで該少なくとも１つの第２の特徴は該第２の信号からバンドパスフィルタリングおよび引き続く包絡線形成を用いて生成される
    請求項９または１０記載の方法。
12. 前記包絡線形成は絶対値形成部およびローパスフィルタリングにより実現される
    請求項１１記載の方法。
13. 前記加速度センサ系および固体伝搬音センサ系が共通のセンサ系に具現化されている場合、前記第１の信号と前記第２の信号との分離はフィルタリングにより実現される
    請求項９記載の方法。
14. 付加的にベクトルと第２の特性曲線との比較により、トリガ事例が生じているかどうかが決定される
    請求項９から１３までのいずれか１項記載の方法。
15. 前記第１の信号に基づいて乗員の動きが決定され、ここで該動きに依存して前記乗員保護手段に対するトリガ時点が決定される
    請求項９から１３までのいずれか１項記載の方法。

Images