Stand der TechnikState of the art
DieErfindung betrifft ein Steuergerät bzw. ein Verfahren zurAnsteuerung von Personenschutzmitteln nach der Gattung der unabhängigenPatentansprüche.TheThe invention relates to a control device or a method forControl of personal protection devices according to the type of independentClaims.
Aus
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Daserfindungsgemäße Steuergerät bzw. daserfindungsgemäße Verfahren zur Ansteuerung vonPersonenschutzmitteln mit den Merkmalen der unabhängigenPatentansprüche haben demgegenüber den Vorteil,dass ein solcher Offset-Crash nunmehr anhand einer Drehbewegungum die Fahrzeughochachse erkannt wird. Das Sensorsignal, das zur Ermittlungdes Offset-Crash und damit zur Entscheidung, ob die Personenschutzmittelangesteuert werden sollen oder nicht, kennzeichnet dabei unmittelbar eineDrehbewegung um die Fahrzeughochachse. Damit ist eine zuverlässigereOffset-Crash-Erkennung möglich. Insbesondere hilft diesbei der Interpretation anderer Crash-Signale wie der Beschleunigungssignale,die zur Entscheidung der Ansteuerung der Personenschutzmittel auchherangezogen werden. Auch der Kollisionstyp kann für eineSteigerung der Leistungsfähigkeit des Personenschutzsystems verwendetwerden.TheControl unit according to the invention or theinventive method for controllingPersonal protective equipment with the characteristics of independentClaims have the advantage overthat such an offset crash now based on a rotary motionaround the vehicle vertical axis is detected. The sensor signal used to determinethe offset crash and thus to decide if the personal securityto be controlled or not, it indicates immediately oneTurning around the vehicle's vertical axis. This is a more reliableOffset crash detection possible. In particular, this helpsin the interpretation of other crash signals such as the acceleration signals,the decision on the activation of the personal protective equipment alsobe used. The collision type can also be used for aIncreasing the performance of the personal protection system usedbecome.
EineMöglichkeit, eine zentrale Kollision von einer Offset-Kollisionzu unterscheiden, stellt die Messung oder Bestimmung der Drehungum die Hochachse des Fahrzeugs während der Kollision dar.Eine Drehung um diese Hochachse ist korreliert mit einem asymmetrischen,d. h. nicht zentralen Zusammenstoß (Offset-Crash).APossibility of a central collision of an offset collisionto distinguish, provides the measurement or determination of the rotationaround the vertical axis of the vehicle during the collision.A rotation about this vertical axis is correlated with an asymmetric,d. H. non-central collision (offset crash).
Vorliegendist unter einem Steuergerät eine Vorrichtung zu verstehen,die Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davonAnsteuersignale erzeugt, die zur Ansteuerung der Personenschutzmittel verwendetwerden. Ein Steuergerät ist insbesondere durch eine Auswerteschaltunggekennzeichnet. Bei dieser Auswerteschaltung kann es sich um einenMikrocontroller oder einen anderen Prozessortyp handeln. Auch einanwendungsspezifischer, integrierter Schaltkreis (ASIC) oder einediskret aufgebaute Auswerteschaltung sind vorliegend möglich.Unter einer Ansteuerung der Personenschutzmittel ist eine Aktivierungdieser Personenschutzmittel zu verstehen. Unter Personenschutzmittelnsind Schutzmittel in der Fahrgastzelle wie Airbag, Gurtstrafferoder crashaktive Kopfstützen und auch Außenschutzmittelwie Fußgängerairbags oder eine anhebbare Fronthaube zuverstehen.presentis a device under a control device to understandthe sensor signals processed and in responseGenerates control signals used to control the personal protectionbecome. A control device is in particular by an evaluation circuitcharacterized. This evaluation circuit may be aAct microcontroller or other type of processor. Also aapplication specific integrated circuit (ASIC) or aDiscretely constructed evaluation circuit are possible in the present case.Under an activation of the personal protection means is an activationto understand this personal protective equipment. Under personal protectionare protective agents in the passenger compartment such as airbags, belt tensionersor crash-active headrests and also exterior protective equipmentlike pedestrian airbags or a liftable front hood toounderstand.
Unterder Schnittstelle ist eine hard- oder softwaremäßigeRealisierung zu verstehen, an die der Sensor logisch und/oder physikalischangekoppelt wird, um sein Sensorsignal an die Schnittstelle zu übertragen.Die Schnittstelle hat dann die Funktion, das Sensorsignal bereitzustellen.Bei der Schnittstelle kann es sich ebenfalls um einen oder mehrere integriertenSchaltkreise handeln oder auch um eine diskrete Ausführungoder eben um ein Softwareelement, das beispielsweise auf dem Mikrocontrollerabläuft.Underthe interface is a hardware or software-basedRealization to understand the sensor to the logical and / or physicalis coupled to transmit its sensor signal to the interface.The interface then has the function of providing the sensor signal.The interface can also be one or more integratedCircuits act or even a discrete executionor even a software element, for example, on the microcontrollerexpires.
Unterden Sensorsignalen wird ein oder mehrere Signale von einer Sensorikverstanden, die gemäß den abhängigenAnsprüchen ausgeführt ist. D. h. das Sensorsignalkann auch aus mehreren Signalen bestehen, mit denen dann die Drehbewegung unmittelbargekennzeichnet werden kann.UnderThe sensor signals will be one or more signals from a sensorunderstood, that according to the dependent onesClaims is executed. Ie. the sensor signalcan also consist of several signals, with which then the rotational movement immediatelycan be marked.
Untereinem Offset-Crash ist eine solche Kollision zu verstehen, die versetztzur Fahrzeugmittellinie in Längsrichtung zu sehen ist.D. h. zwischen den beiden Fahrzeugen ist bei der Kollision eineTeilüberdeckung gegeben und kein reiner Frontcrash mitvoller Überdeckung zu verstehen. Durch das versetzte Zusammenprallen,zudem auch ein Schrägaufprall gehört, wird denKollisionsgegnern jeweils ein Drehmoment aufgeprägt. Durchdieses Drehmoment werden die Fahrzeuge jeweils einer Drehbewegungunterzogen. Es kann jedoch sein, dass auch ein Fahrzeug gegen einstehendes Hindernis versetzt aufprallt und so ein Drehmoment erhält.Teilüberdeckung heißt, dass zumindest das sogenannte Ego-Fahrzeug,d. h. das Fahrzeug, das das erfindungsgemäße Steuergerätaufweist, bezüglich der Front bei einem Aufprall mit demAufprallobjekt nur eine Teilüberdeckung erreicht.UnderAn offset crash is to be understood as a collision that displacesto the vehicle centerline can be seen in the longitudinal direction.Ie. between the two vehicles is a collisionPart coverage provided and no pure front crash withto understand full coverage. By the staggering clash,also an oblique impact is heard, theCollision opponents each imprinted a torque. ByThis torque, the vehicles each a rotational movementsubjected. However, it can also be a vehicle against astanding obstacle bounces staggered and so receives a torque.Part coverage means that at least the so-called ego vehicle,d. H. the vehicle, the control unit according to the inventionhas, with respect to the front in an impact with theImpact object reached only a partial overlap.
DasAnsteuersignal wird einer Ansteuerschaltung übertragen,die beispielsweise mit einem oder mehreren Leistungsschaltern, diebeispielsweise in integrierten Schaltkreisen vorgesehen sind, versehenist, und die Ansteuerschaltung wertet das Ansteuersignal derartaus, dass es in Abhängigkeit von dem Ansteuersignal diePersonenschutzmittel beispielsweise durch Bestromung ansteuert.TheDrive signal is transmitted to a drive circuit,For example, with one or more circuit breakers, theFor example, provided in integrated circuits, providedis, and the drive circuit evaluates the drive signal sofrom that it depends on the drive signal thePersonal protection, for example, energized by energizing.
Durchdie in den abhängigen Ansprüchen aufgeführtenMaßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungendes in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenenSteuergeräts zur Ansteuerung von Personenschutzmittelnbzw. des in den unabhängigen Patentansprüchenangegebenen Verfahrens zur Ansteuerung von Personenschutzmittelnmöglich.The measures and refinements recited in the dependent claims, advantageous improvements of the specified in the independent claims control device for controlling personal protective equipment or specified in the independent claims method for controlling persons protection possible.
Dabeiist es vorteilhaft, dass das Sensorsignal zumindest die Drehrateund/oder die Drehbewegung und/oder den Drehwinkel aufweist. DerDrehwinkel und die Drehbeschleunigung und auch die Drehrate könnenalle unmittelbar gemessen werden. Es ist jedoch möglich,diese die Drehbewegung kennzeichnenden Größenauch aus anderen Sensorsignalen zu berechnen.thereit is advantageous that the sensor signal at least the rotation rateand / or the rotational movement and / or the angle of rotation. Of theAngle of rotation and the spin and also the rotation rate canall are measured directly. It is possible, however,these variables characterizing the rotational movementalso from other sensor signals.
EinBeispiel hierfür ist die Verwendung von Raddrehzahlen.Dafür sind mindestens zwei Raddrehzahlen notwendig. Ausdem Verhältnis von gegenüberliegenden Raddrehzahlenist es möglich, eine Drehbewegung zu erkennen. Die Raddrehzahlenwerden für die Bestimmung der Eigengeschwindigkeit desFahrzeugs, beispielsweise für die Fahrdynamikregelung sowiesoverwendet.OneExample of this is the use of wheel speeds.This requires at least two wheel speeds. Outthe ratio of opposite wheel speedsit is possible to detect a rotational movement. The wheel speedsbe used for the determination of the airspeed of theVehicle, for example, for the vehicle dynamics control anywayused.
VorteilhafterWeise kann das Sensorsignal zusätzlich ein Steuerungssignal,das im wesentlichen die Beschleunigung in Fahrzeugquerrichtung repräsentiert,aufweisen. Beschleunigungssensoren, die in Fahrzeugquerrichtungempfindlich sind, sehen ein Signal, falls eine Drehung des Fahrzeugschwerpunktsum den Aufprallpunkt stattfindet. Dafür könnendiese Beschleunigungssensoren beispielsweise in einem zentralenSteuergerät zur Ansteuerung der Personenschutzmittel integriertsein oder extern als periphere Sensoren, beispielsweise in der B-Säule eingebautsein. Weiterhin kann zu diesem Zweck die Synergie mit sogenanntenNieder-g-Sensoren genutzt werden, die in y-Richtung delegieren undzur Eruierung der Fahrdynamik für ein ESP-System verwendetwerden.FavorableWay, the sensor signal may additionally include a control signal,which essentially represents the acceleration in the vehicle transverse direction,exhibit. Acceleration sensors in the vehicle transverse directionare sensitive, see a signal if a turn of the vehicle's center of gravitytakes place around the point of impact. For that you canthese acceleration sensors, for example, in a centralIntegrated control unit for controlling the personal protective equipmentbe or externally incorporated as peripheral sensors, for example in the B-pillarbe. Furthermore, for this purpose, the synergy with so-calledLow-g sensors are used, which delegate in y-direction andused to determine the driving dynamics for an ESP systembecome.
VorteilhafterWeise wird das Sensorsignal im Millisekundenbereich abgetastet.Dies ist eine entsprechende Abtestung, um ein zuverlässigaktuelles Signal zu erhalten.FavorableWay, the sensor signal is sampled in the millisecond range.This is a corresponding test to a reliablereceive current signal.
Ausführungsbeispieleder Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in dernachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodimentsThe invention are illustrated in the drawings and in theexplained in more detail below description.
EszeigenItdemonstrate
ImFolgenden werden nur die für die Erfindung wesentlichenElemente dargestellt und erläutert. Ein Steuergerätwie auch ein Personenschutzsystem insgesamt haben jedoch eine Mehrzahlvon Komponenten, die für den Betrieb notwendig sind. Dieseweiteren Komponenten tragen jedoch zum Verständnis derErfindung nichts bei. Daher wurden sie der Einfachheit halber imFolgenden weggelassen. Dies gilt ebenso für Softwareelemente,so dass vorliegend nur die für das Verständnisder Erfindung notwendigen Softwareelemente dargestellt wurden. Auchdas Flussdiagramm wird auf das Notwendigste beschränkt,wobei ein wahrer Ablauf des erfindungsgemäßenVerfahrens komplexer ausgestaltet sein kann.in theFollowing are only essential to the inventionElements shown and explained. A control unitas well as a personal protection system as a whole, however, have a majorityof components that are necessary for operation. TheseHowever, other components contribute to the understanding ofInvention nothing. Therefore, they were in theThe following are omitted. This also applies to software elements,so here's just for understandingthe invention necessary software elements have been shown. Alsothe flowchart is limited to the essentials,being a true expiry of the inventionProcess can be configured more complex.
DieSchnittstelle IF überträgt die von den RaddrehzahlsensorenR1 und R2 sowie vom Steuergerät ESP übertragenenDaten über einen steuergeräteinternen Sensorbus,dem SPI (serial peripherial interface) zum Mikrocontroller μCals der Auswerteschaltung.TheInterface IF transmits those from the wheel speed sensorsR1 and R2 and transmitted by the control unit ESPData via a sensor-internal sensor bus,the SPI (serial peripheral interface) to the microcontroller μCas the evaluation circuit.
DerMicrocontroller μC lädt aus seinem vorliegenden,nicht dargestellten Speicher das Softwareprogramm, um die Sensorsignaleauszuwerten. Dabei wertet der Mikrocontroller µC die Sensorsignaledahingehend aus, dass eine Drehbewegung erkannt wird. Gleichzeitigwertet der Mikrocontroller µC die Signale der Beschleunigungssensorenx und y die im Steuergerät SG angeordnet sind aus. DerBeschleunigungssensor x ist dabei in Fahrzeuglängsrichtungempfindlich wenn der Beschleunigungssensor y in Fahrzeugquerrichtungempfindlich ist. Es ist möglich, dass die Beschleunigungssensorenin anderen Raumrichtungen empfindlich sind.Of theMicrocontroller μC loads from its present,not shown memory the software program to the sensor signalsevaluate. In doing so, the microcontroller μC evaluates the sensor signalsto the effect that a rotational movement is detected. simultaneouslythe microcontroller μC evaluates the signals of the acceleration sensorsx and y are arranged in the control unit SG off. Of theAcceleration sensor x is in the vehicle longitudinal directionsensitive if the acceleration sensor y in the vehicle transverse directionis sensitive. It is possible that the acceleration sensorssensitive in other spatial directions.
DerMirocontroller µC wird das Ansteuersignal in Abhängigkeitvon den Beschleunigungssignalen der Beschleunigungssensoren x undy unter Berücksichtigung einer möglicherweiseerkannten Drehbewegung anhand der Raddrehzahlsensoren R1 und R2und/oder dem Signal des Fahrdynamiksteuergerätes ESP beispielsweiseder Drehrate bewerten. Diese Bewertung kann beispielsweise dahingehenderfolgen dass anhand der Drehrate der Kollisionstyp bestimmt wirdund entsprechend dieses Kollisionstyps eine optimale Entscheidung überdie Auslösung der Personenschutzmittel PS erfolgt. Die Kenntnisdes Kollisionstyps Offset-Crash ist wichtig für die Interpretationder im Steuergerät SG gemessenen Crashsignale, da bei einemOffset-Crash im Vergleich zu einem Crash mit Vollüberdeckungam Anfang schwächere Beschleunigungssignale gemessen werdenund auch weniger Energie in der Fahrzeugstruktur absorbiert wird.Ausserdem wird die Insassenbewegung durch einen nichtzentralen Stoß beeinflusst.Die Identifikation von Offset-Crashes ist beispielsweise aus
EinDrehraten-, Drehbeschleunigungs- oder Drehwinkelsensor kann sichauch in Steuergerät SG befinden oder beispielweise in einemSensorcluster dass an das Steuergerät SG oder an das FahrdynamiksteuergerätESP angeschlossen ist. Es ist möglich aus der Drehratedie Drehbeschleunigung durch der Ableitung nach der Zeit oder denDrehwinkel durch eine Integration der Drehrate zu bestimmen.OneRate of rotation, spin or rotation angle sensor may varyare also in control unit SG or, for example, in oneSensor cluster that to the control unit SG or the vehicle dynamics control unitESP is connected. It is possible from the rotation ratethe spin by the derivative after the time or theTo determine the angle of rotation by integrating the rotation rate.
DerMicrocontroller µC erzeugt ein Ansteuersignal wenn dieAuswertung der Sensorsignale in Grenze einen solchen Kollisionstypmit einer entsprechenden Crashschwere ergeben hat die eine Ansteuerungder Personenschutzmittel notwendig macht. Dieses Ansteuersignalwird von dem Microcontroller µC über eine SPI-Leitungzur Ansteuerschaltung FLIC übertragen. Die AnsteuerschaltungFLIC beinhaltet wie oben angegeben beispielsweise zwei Leistungsschalterdie auf einem integrierten Schaltkreis angeordnet sind und derenSchließen eine Bestromung eines Zündelements dasaußerhalb des Steuergeräts zwischen den Leistungsschalterngeschaltet ist. Diese Bestromung führt bei einem Zündelement zumZünden des Zündelements und in Folge dieser Explosionzu einer Aufblähung beispielsweise eines Airbags. Es istmöglich mehr als zwei Leistungsschalter zu verwenden unddiese auf unterschiedliche, integrierte Schaltkreise zu verteilen.Die Zündenergie wird üblicherweise von einem hierder Einfachheit halber nicht dargestellten Kondensator oder einer Mehrzahlvon Kondensatoren bereit gestellt. Neben solchen pyrotechnisch auslösbaren Personenschutzmittelnsind auch elektromagnetisch oder elektromotorisch ansteuerbare Personenschutzmittelmöglich.Of theMicrocontroller μC generates a drive signal when theEvaluation of the sensor signals in limit such a collision typewith a corresponding crash severity has the one controlwhich makes personal protection necessary. This drive signalis supplied by the microcontroller μC via an SPI linetransferred to the drive circuit FLIC. The drive circuitAs indicated above, FLIC includes, for example, two power switcheswhich are arranged on an integrated circuit and whoseClose an energization of an ignition elementoutside the controller between the circuit breakersis switched. This energization leads to an ignition element forIgniting the ignition element and as a result of this explosionfor example, an inflation of an airbag. It ispossible to use more than two circuit breakers anddistribute them to different, integrated circuits.The ignition energy is usually from one herefor simplicity, not shown capacitor or a pluralityprovided by capacitors. In addition to such pyrotechnic triggerable personal protection productsare also electromagnetic or electric motor controllable personal protectionpossible.
Esist möglich, dass erfindungsgemäße Steuergerätmit mindestens einem Beschleunigungssensor und zusätzlichmindestens aus einem die Drehrate in Fahrzeugvertikalrichtung messenden Drehratensensorzu konfigurieren. Alternativ ist es möglich diese Konfigurationaus mindestens einem Beschleunigungssensor und mindestens zwei Drehzahlsensorenzu realisieren. Eine weitere Alternative besteht aus mindestenszwei Beschleunigungssensoren die in unterschiedlichen Sensierrichtungen empfindlichsind.Itis possible that inventive control unitwith at least one acceleration sensor and additionallyat least one of the yaw rate in the vehicle vertical direction measuring yaw rate sensorto configure. Alternatively it is possible this configurationfrom at least one acceleration sensor and at least two speed sensorsto realize. Another alternative consists of at leasttwo acceleration sensors sensitive in different Sensierrichtungenare.
Mitdem Softwaremodul AN wird im Falle einer Ansteuerungsentscheidungdas Ansteuersignal erzeugt. Weitere hier nicht dargestellt Softwaremodulekönnen vorgesehen sein, wobei die hier vorgestellten Softwaremodulealle in einem Programm oder Algorithmus der umfangreich ist alsSubmodule vorhanden sein können.Withthe software module AN is in the case of a drive decisiongenerates the drive signal. Other software modules not shown herecan be provided, with the software modules presented hereall in a program or algorithm that is extensive asSubmodules can be present.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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