DE3829784A1

DE3829784A1 - Auswerteverfahren fuer sensorausgangssignale

Info

Publication number: DE3829784A1
Application number: DE3829784A
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1990-03-15
Also published as: EP0432182B1; JPH04500188A; DE58902724D1; US5101115A; EP0432182A1; WO1990002952A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Auswerteverfahren für Ausgangssig nale eines Sensors nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der US-A- 37 01 903 ist ein Auswerteverfahren für Ausgangssig nale eines beschleunigungsempfindlichen Sensors bei Rückhaltesyste men für Fahrzeuginsassen bekannt, bei dem die Sensorausgangssignale nach einer Amplitudenbegrenzung aufintegriert werden und eine End stufe auslösen, wenn der aufintegrierte Wert einen Schwellwert über schreitet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß sehr große Datenmengen zuverlässig erfaßt und verarbeitet werden können und daß bei Vermeiden von Fehl auslösungen eine zuverlässige und rechtzeitige Aktivierung der Rück haltesysteme im Notfall erfolgt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteil hafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des in Anspruch 1 genann ten Verfahrens möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Rückhaltesystems für Fahrzeuginsas sen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein erstes Impulsdiagramm,

Fig. 3 ein zweites Impulsdiagramm,

Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 graphische Darstellungen des Sensorausgangssig nals als Funktion der Zeit,

Fig. 7, Fig. 8 und Fig. 9 Ablaufdia gramme zur Verdeutlichung des Verfahrensablaufs bei verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Blockschaltbild eines Rückhaltesystems für Fahrzeuginsassen ist in Fig. 1 dargestellt. Das Rückhaltesystem umfaßt mindestens einen beschleunigungsempfindlichen Sensor 10, der mit einer Auswerteschal tung 11 zur Erfassung und Auswertung des vom Sensor 10 abgegebenen Ausgangssignals Sa verbunden ist. Mit dem Ausgang der Auswerteschal tung 11 sind mehrere Rückhaltemittel 12 a, 12 b, 12 c verbunden, bei denen es sich um aufblasbare Gassäcke (Airbag) und/oder Gurtstraffer handeln kann. Bei Einwirkung einer Beschleunigung auf das Fahrzeug gibt der beschleunigungsempfindliche Sensor 10 ein vorzugsweise be schleunigungsproportionales Ausgangssignal Sa ab, das von der Aus werteschaltung 11 erfaßt und ausgewertet wird, um festzustellen, ob eine Unfallsituation vorliegt. Eine Unfallsituation (Crash), die den Fahrzeuginsassen gefährlich werden könnte, kündigt sich beispiels weise dadurch an, daß die auf das Fahrzeug einwirkende Beschleuni gung einen bestimmten Grenzwert überschreitet. Wenn die Auswerte schaltung 11 durch Auswertung des Ausgangssignals Sa des Sensors 10 eine solche Unfallsituation erkennt, werden von ihr die Rückhalte mittel 12 a, 12 b, 12 c aktiviert, um die Fahrzeuginsassen zu schützen. Auswerteschaltungen 11 nach dem neuesten Entwicklungsstand umfassen digitale Signalverarbeitungsmittel, z.B. Digitalrechner, die das vom Sensor 10 abgegebene, in analoger Form vorliegende Ausgangssignal Sa nach Umwandlung in digitale Form weiterverarbeiten. Da bei der Sig nalverarbeitung außerordentlich große Datenmengen anfallen, aber nur ein Rechner begrenzter Leistungsfähigkeit zur Verfügung steht, ist es zweckmäßig, die Ausgangssignale Sa des Sensors 10 nicht kontinuier lich, sondern nur nach relativ langen Zeitintervallen T, 2 T, 3 T zu erfassen und weiterzuverarbeiten. Dabei kann ein großer Teil der vorhandenen Rechnerkapazität ausschließlich für die Erfassung und Auswertung der Sensorausgangssignale Sa bereitgestellt werden, wäh rend in den dazwischenliegenden Zeiträumen, in denen also kein Sen sorsignal ausgewertet wird, die freie Rechnerkapazität für andere Zwecke, beispielsweise für die Überprüfung aller Komponenten des Rückhaltesystems, zur Verfügung steht. Diese Arbeitsweise ist cha rakteristisch für einen unkritischen Betriebszustand des Rückhalte systems, bei dem keine Notfallsituation vorliegt. Diese Arbeitsweise ist schematisch durch den in Fig. 2 dargestellten Impulsplan erläu tert. Jeweils nach Ablauf eines relativ langen Zeitintervalls T, 2 T, 3 T wird ein Erfassungs- und Auswertungsvorgang des Sensorausgangs signals Sa durchgeführt, der eine gewisse Zeit andauert, die durch die schraffierten Balken des Impulsdiagramms angedeutet ist. In den nicht von den schraffierten Balken belegten Zeitintervallen steht die gesamte Rechnerkapazität für andere Zwecke zur Verfügung. Sobald nun aber bei der Auswertung des Sensorausgangssignals Sa anhand von nachfolgend noch weiter erläuterten Kenngrößen auf einen kritischen Betriebszustand des Rückhaltesystems, d.h. auf eine zu einem Unfall führende Notfallsituation zu schließen ist, werden Erfassung und Auswertung des Sensorausgangssignals Sa in kürzeren Zeitintervallen T′, 2 T′, 3 T′ durchgeführt, um möglichst aktuelle Daten des sich an kündigenden Unfallgeschehens verwerten zu können. Hierdurch wird dafür gesorgt, daß die vorhandene Rechnerkapazität im Vergleich zur Normalsituation in verstärktem Umfang zur Auswertung der Sensoraus gangssignale Sa zur Verfügung steht. Diese Betriebsweise des Rück haltesystems wird anhand des Impulsdiagramms der Fig. 3 schematisch dargestellt. Zum Zeitpunkt t=0, beispielsweise beim Start eines mit dem Rückhaltesystem ausgerüsteten Kraftfahrzeugs werde das Rückhal tesystem in Betrieb genommen. Nach Ablauf eines ersten Zeitinter valls T, wird, genau wie in der Darstellung gemäß Fig. 2, angedeu tet durch einen einfach schräg schraffierten Balken, ein Erfas sungs- und Auswertevorgang des Ausgangssignals Sa des Sensors 10 durchgeführt. Während dieses Auswertevorgangs wird anhand gewisser Kenngrößen erkannt, daß sich ein kritischer Betriebszustand abzeich net und ein Unfallvorgang droht. Zur besseren Erfassung und Auswer tung der für die Auslösemittel 12 a, 12 b, 12 c relevanten Ausgangssig nale Sa des Sensors 10 wird daraufhin veranlaßt, daß diese Ausgangs signale Sa in zweiten, kürzeren Zeitintervallen T′, 2 T′, 3 T′ erfaßt und ausgewertet werden. Die Auswertungszeiten nach diesen kürzeren Intervallen sind durch die doppeltschraffierten Balken des Impuls diagramms der Fig. 3 gekennzeichnet. In einem ersten Ausführungs beispiel der Erfindung wird gemäß Fig. 4 der Zeichnung als kriti sche Kenngröße die Amplitude des Ausgangssignals Sa des Sensors 10 ausgewertet. Wenn beispielsweise anläßlich der nach dem Zeitinter vall T ablaufenden Erfassung und Auswertung des Sensorausgangs signals Sa von der Auswerteschaltung 11 festgestellt wird, daß das Sensorausgangssignal Sa eine vorgebbare Amplitude a 1 überschreitet, wird die anschließende Auswertung und Erfassung des Sensorausgangs signals Sa nach Ablauf kürzerer Zeitintervalle T′, 2 T′, 3 T′ durchge führt. Die den vorgebbaren Grenzwert a 1 übersteigende Amplitude des Sensorausgangssignals Sa ist nämlich ein Hinweis darauf, daß eine Crashsituation vorliegt, die durch eine starke Beschleunigungsbe anspruchung des Fahrzeugs gekennzeichnet ist. Zur weiteren Erläute rung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dient das Ablauf diagramm gemäß Fig. 7. Im Ablaufschritt 70, der dem Zeitpunkt t=0 der Fig. 3 entspricht, wird das Rückhaltesystem durch Inbetrieb nahme des Fahrzeugs eingeschaltet. Im Ablaufschritt 71 wird ein Zeitablauf überwacht und festgestellt, ob das Ende des Zeitinter valls T erreicht ist. Bei Erreichen von T beginnt die Erfassung und Auswertung des Sensorausgangssignals Sa (Schritt 72). Wenn dabei im Schritt 73 festgestellt wird, daß die Amplitude des Sensorausgangs signals Sa den vorgegebenen Grenzwert a 1 überschritten hat, wird die Erfassung und Auswertung nach Ablauf kürzerer Zeittakte T′, 2 T′, 3 T′ durchgeführt (Schritt 74). Hierbei kann es allerdings vorkommen, daß infolge nur einer kurzzeitig andauernden Störung die Amplitude des Sensorausgangssignals Sa den Grenzwert a 1 übersteigt, obwohl keine Notfallsituation vorliegt. Diese nachteilige Situation wird mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung bewältigt, das in folgendem unter Bezugnahme auf Fig. 5 und das Ablaufdiagramm von Fig. 8 beschrieben wird.

Fig. 5 zeigt wiederum die Darstellung des Sensorausgangssignals Sa als Funktion der Zeit t. Es ist wiederum ein Grenzwert a 1 vorgegeben und bei der Erfassung und Auswertung des Sensorausgangssignals Sa, die zum Zeitpunkt T beginnt, wird festgestellt, ob die Amplitude des Sensorausgangssignals Sa diesen Grenzwert a 1 überschreitet. Im Diagramm nach Fig. 5 wird der Grenzwert a 1 zum Zeitpunkt T 0 über schritten. Dieses weitere Ausführungsbeispiel der Erfindung begnügt sich nun nicht ausschließlich mit der Überwachung der Amplitude des Sensorausgangssignals Sa und der Überprüfung, ob die Amplitude dieses Signals den Grenzwert a 1 überschreitet, sondern sieht eine zusätzliche Zeitüberwachung vor und überprüft, ob die Überschreitung des Grenzwertes a 1 mindestens für ein Zeitintervall Δ T=T 0-T 1, das also zum Zeitpunkt T 0 beginnt, andauert. Erst wenn dies der Fall ist, wenn also die Amplitude des Sensorausgangssignals Sa den Grenz wert a 1 länger als das vorgebbare Zeitintervall Δ T überschreitet, wird die Erfassung und Auswertung des Sensorausgangssignals Sa in kürzeren Zeitabständen T′, 2 T′, 3 T′ durchgeführt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß kurzzeitige, eher zufällige Überschreitun gen des Grenzwerts a 1 durch die Amplitude des Sensorausgangssignals Sa nicht zu einer Änderung des normalen Auswerteablaufs führen. Der Verfahrensablauf bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ergibt sich auch aus den in Fig. 8 dargestellten Ablaufschritten 80 bis 84.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei der Er fassung und Auswertung des Sensorausgangssignals Sa überprüft, ob die Steigung der Tangente TA 1, TA 2 an den Kurvenverlauf des Sensor ausgangssignals Sa einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet (Fig. 6, Fig. 9). Eine steil verlaufende Tangente deutet auf eine schnel le Amplitudenänderung des Ausgangssignals Sa des Sensors 10 hin und läßt einen Trend zur Amplitudenvergrößerung erkennen, der ein An zeichen für eine starke Beschleunigungsbeanspruchung des Fahrzeugs ist. Aus der Darstellung der Fig. 6 geht hervor, daß zum Zeitpunkt T 0 die an den Kurvenverlauf des Sensorausgangssignals Sa gelegte Tangente TA 2 wesentlich steiler verläuft, also eine größere Steigung hat, als die zu einem früheren Zeitpunkt an die Kurve Sa gelegte Tangente TA 1. Da die Steigung der Tangente TA 2 einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, wird auf das Vorhandensein eines kritischen Betriebszustands geschlossen und die Erfassung und Auswertung des Sensorausgangssignals Sa in kürzeren Zeitintervallen T′, 2 T′, 3 T′ (vgl. Fig. 3) durchgeführt. Wie aus dem Ablaufplan der Fig. 9 her vorgeht, der dieses dritte Ausführungsbeispiel erläutert, kann die Steigung der Tangente TA auf relativ einfache Weise nach bekannten mathematischen Methoden durch Bildung des Differenzenquotienten er mittelt werden, indem die Differenz zeitlich aufeinanderfolgender Funktionswerte des Sensorausgangssignals Sa durch die Differenz der zugeordneten Abszissenwerte (Zeit t) dividiert wird.

Falls erforderlich, kann in weiteren komplexeren Ausführungsbeispie len der Erfindung eine Kombination der zuvor beschriebenen Kenn größen gewählt werden, um ein Kriterium für den Wechsel des Erfas sungs- und Auswertungsintervalls des Sensorausgangssignals Sa zu finden.

Claims

1. Auswerteverfahren für Ausgangssignale eines Sensors, insbesondere eines beschleunigungsempfindlichen Sensors bei Rückhaltesystemen für Fahrzeuginsassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale (Sa) des Sensors (10) periodisch erfaßt und ausgewertet werden, wo bei die Erfassung und Auswertung der Ausgangssignale (Sa) in einem unkritischen Betriebszustand jeweils nach Ablauf eines ersten Zeit intervalls (T, 2 T, 3 T ...) und in Abhängigkeit von auf einen kriti schen Betriebszustand hindeutenden Kenngrößen jeweils schon nach Ab lauf eines zweiten, kürzeren Zeitintervalls (T′, 2 T′, 3 T′) durchge führt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfas sung und Auswertung der Ausgangssignals (Sa) dann in kürzeren Zeit intervallen (T′, 2 T′, 3 T′, ...) durchgeführt werden, wenn die Ampli tude des Ausgangssignals (Sa) des Sensors (10) einen vorgebbaren Grenzwert (a 1) überschreitet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeich net, daß die Erfassung und Auswertung der Ausgangssignale (Sa) des Sensors (10) dann in kürzeren Zeitintervallen (T′, 2 T′, 3 T′, ...) durchgeführt werden, wenn die Amplitude des Ausgangssignals (Sa) des Sensors (10) einen vorgebbaren Grenzwert (a 1) während eines vorgeb baren Zeitintervalls (T 1-T 0=T) überschreitet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, daß die Erfassung und Auswertung des Ausgangssignals (Sa) des Sensors (10) dann in kürzeren Zeitintervallen (T′, 2 T′, 3 T′, ...) durchgeführt werden, wenn die Steigung der Tangente (TA 1, TA 2) an die Kurve des Ausgangssignales (Sa) des Sensors (10) einen vorgeb baren Grenzwert überschreitet.