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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. ein Steuergerät zur
Ansteuerung von Personenschutzmitteln für ein Fahrzeug
nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
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Aus
DE 10 2007 004 345
A1 ist ein Verfahren zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln
bekannt, bei dem wenigstens ein Merkmal aus wenigstens einer Größe
extrahiert wird und die Ansteuerungsentscheidung in Abhängigkeit
von einer Crashklassifizierung erfolgt, wobei die Crashklassifizierung in
Abhängigkeit von dem wenigstens einen Merkmal erfolgt.
Die Ansteuerung der Personenschutzmittel erfolgt in Abhängigkeit
von dieser Ansteuerungsentscheidung. 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 festlegt, welches mindestens
eine Merkmal für die jeweilige Funktion verwendet wird.
Die Verlaufsgröße kann beispielsweise die Zeit
ab Crashbeginn oder das Merkmal oder ein Ereignis sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße
Steuergerät zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln für
ein Fahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche
haben demgegenüber den Vorteil, dass nunmehr die wenigstens
zwei Merkmale, die aus dem wenigstens einen Sensorsignal gebildet
wurden, auf einen einzigen Wertebereich abgebildet werden. In Abhängigkeit
von wenigstens diesen zwei abgebildeten Merkmalen wird die Ansteuerungsentscheidung
gebildet. Dieser einzige Wertebereich für die wenigstens
zwei Merkmale ermöglicht, dass die einzelnen Merkmale gleich
gewichtet werden, was eine bessere Klassifikation eines Crashereignisses
ermöglicht, insbesondere wenn mehr als zwei Merkmale, d.
h. eine dreidimensionale oder höherdimensionale Betrachtung
erfolgt. D. h. die gleiche Gewichtung beeinflusst die Auswertung
dieser auf den einzigen Wertebereich abgebildeten Merkmale. Insbesondere
verbessert dies die Klassifizierung bei sogenannten maschinenlernbasierten
Verfahren wie neuronalen Netzen, der Fuzzy Logic, der Vektorquantisierung,
Maximum-Likelihood-Verfahren und der Support Vector Maschine sowie
anderen solchen maschinenlernbasierten Verfahren. Bezüglich
maschinenlernbasierter Verfahren wird auf eine Veröffentlichung
von Hastie et al verwiesen: T. Hastie, R. Tibshirani, J.
Friedman; The elements of statistical learning – Data mining,
Inference and Prediction, Springer Verlag Berlin, 2001
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Weiterhin
ermöglicht dieser einzige Wertebereich für die
verwendeten Merkmale einen flexiblen Austausch der Merkmale ohne
den Wertebereich dieser einzelnen Merkmale berücksichtigen
zu müssen. Hat beispielsweise ein Merkmal keinen ausreichenden
Beitrag zur Algorithmusperformance, kann ein solcher Austausch eine
Verbesserung der Funktionalität bewirken.
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Der
besondere Vorteil bei gleichgewichteten Merkmalen für lernbasierte
Verfahren liegt daran, dass solche lernbasierten Verfahren die statistischen Eigenschaften
eines Signals nutzen. Eine dieser Eigenschaften ist beispielsweise
die Signalvarianz. Ist der Wertebereich eines Merkmals deutlich
größer als der eines anderen, so werden diese
statistischen Eigenschaften verzerrt. Die besten Ergebnisse erzielt man
durch eine entsprechende Normierung, beispielsweise auf einen Wertebereich
von –1 bis +1. Vorteilhaft ist weiterhin, einen Bereich
von 0 bis 1 zu verwenden, da die Algorithmusmerkmale, die vorliegend
verwendet werden, vorwiegend positiv sind und damit ein Bit im Wertebereich
eingespart werden kann im Vergleich zum Bereich von –1
bis +1, so dass eine bessere Auflösung genutzt werden kann.
Insbesondere kann das vorliegende Verfahren auch optimiert für
Rechnerressourcen wie Laufzeit, RAM-, ROM- und vor allem EEPROM-Verbrauch
ausgelegt sein. Und dies trotz einer hohen Genauigkeit.
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Weiterhin
ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. das erfindungsgemäße Steuergerät die
Genauigkeit frei zu wählen.
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Vorliegend
versteht man unter der Ansteuerung von Personenschutzmitteln die
Aktivierung solcher Personenschutzmittel, beispielsweise die Bestromung
von Zündelementen von Airbags, die zu deren Zünden
führen und damit zum Aufblähen eines solchen Airbags.
Daher versteht man auch unter Personenschutzmitteln passive Personenschutzmittel wie
beispielsweise Airbag, Gurtstraffer, Überrollbügel,
Kopfstützen, aber auch aktive Personenschutzmittel wie
ein Fahrdynamikregelsystem oder auch ein Bremsensystem.
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Unter
dem Bereitstellen des wenigstens einen Sensorsignals einer Unfallsensorik
wird vorliegend das Zur-Verfügung-Stellen des wenigstens
einen Sensorsignals verstanden.
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Bei
dem wenigstens einen Sensorsignal einer Unfallsensorik kann es sich
um analoge oder digitale Signale, um einen Multiplex von Signalen
handeln. Bei der Unfallsensorik kommen eine Beschleunigungssensorik,
eine Luftdrucksensorik, eine Umfeldsensorik wie eine Radar-, Video-
und/oder Ultraschallsensorik sowie eine Körperschallsensorik
als Beispiele in Frage.
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Unter
dem Erzeugen der wenigstens zwei Merkmale aus dem wenigstens einen
Sensorsignal kann eine Filterung mathematischer Operationen wie eine
Ableitung, Integration oder mehrfache Integration oder mehrfache
Ableitung oder andere arithmetische Operationen verstanden werden.
Ein Beispiel für ein solches Merkmal ist beispielsweise
die integrierte Beschleunigung einer Beschleunigungssensorik. Die
zwei Merkmale sind im Allgemeinen unterschiedlich, sie können
jedoch auch identisch sein.
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Unter
dem Abbilden der wenigstens zwei Merkmale auf einen einzigen Wertebereich
ist das Normieren dieser zwei Merkmale auf diesen einzigen Wertebereich
zu verstehen. D. h. es wird ein Wertebereich von 0 bis beispielsweise
einer Zweierpotenz, z. B. 216 vorgegeben
und die Merkmale, die bezüglich ihrer wertmäßigen
Größe durch Crashs vorgegeben sind, werden auf
diesen Wertebereich normiert. Damit können dann Funktionen,
die diese Merkmale zur Auswertung für die Ansteuerung der
Personenschutzmittel bearbeiten, immer nur mit einem einzigen Wertebereich
rechnen und eine Anpassung bezüglich verschiedener Wertebereiche
ist nicht erforderlich.
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Diese
wenigstens zwei abgebildeten Merkmale gehen dann in den Ansteuerungsalgorithmus ein,
der beispielsweise durch zeitabhängige und/oder zeitunabhängige
Schwellen gekennzeichnet ist. Es ist möglich, dass auch
andere Größen wie die Merkmale Einfluss auf die
Höhe der Schwellen oder Kennlinien nehmen. Auch verschiedene
Klassifizierungsverfahren können hier zur Anwendung kommen.
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Vorwiegend
wird unter einem Steuergerät zur Ansteuerung der Personenschutzmittel
ein elektrisches Gerät verstanden, das das wenigstens eine Sensorsignal
verarbeitet und in Abhängigkeit davon ein Ansteuersignal
zur Ansteuerung der Personenschutzmittel erzeugt. Das Steuergerät
weist demnach entsprechende analoge und/oder digitale Rechenmittel
auf.
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Vorliegend
weist es auch wenigstens eine Schnittstelle auf, die das wenigstens
eine Sensorsignal der Unfallsensorik bereitstellt. Die Unfallsensorik kann
dabei innerhalb und/oder außerhalb des Steuergeräts
angeordnet sein. D. h. die Schnittstelle kann dabei hardwaremäßig
beispielsweise als Teil eines ASICs, aber auch softwaremäßig
und dabei als Softwaremodul beispielsweise auf einem Mikrocontroller ausgebildet
sein.
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Die
softwaremäßige und/oder hardwaremäßige
Ausgestaltung kann auch für die Analyseschaltung zur Erzeugung
der wenigstens zwei Merkmale aus dem wenigstens einen Sensorsignal
für die Abbildungsschaltung zur Abbildung der wenigstens zwei
Merkmale auf den einzigen Wertebereich und für die Ansteuerungsschaltung
zur Erzeugung des Ansteuersignals in Abhängigkeit von den
wenigstens zwei abgebildeten Merkmalen gelten. D. h. diese Schaltungen
können Softwaremodule auf einem Mikrocontroller sein, sie
können jedoch auch jeweils als Hardwareschaltungen, beispielsweise
auf einem ASIC, angeordnet sein. Auch eine Mischung aus hard- und
softwaremäßiger Ausgestaltung ist vorliegend möglich.
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Durch
die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen
des in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen
Verfahrens bzw. Steuergeräts zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln
für ein Fahrzeug möglich.
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Es
ist vorteilhaft, dass das Abbilden durch eine wertmäßige
Teilung der wenigstens zwei Merkmale erfolgt. Die wertmäßige
Teilung bedeutet, dass die wenigstens zwei Merkmale, die als Zahlen
beispielsweise im Mikrocontroller vorliegen, durch eine entsprechende
Teilung auf den einzigen Wertebereich abgebildet werden. Die einfachste
Teilung ist eine Halbierung, die vorzugsweise durch einen sogenannten
Bitshift erfolgen kann. Es sind jedoch auch andere Teilungen möglich.
Die Halbierung hat den Vorteil, dass sie besonders einfach ausgestaltet
werden kann, aber es geht dabei auch ein Informationsverlust einher.
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Alternativ
ist es vorteilhafter Weise möglich, die Abbildung durch
eine sogenannte Nominator-Denominator-Methode durchzuführen.
Dabei werden die wenigstens zwei Merkmale jeweils mit einem vorgegebenen
Bruch multipliziert. Damit liegt eine besondere Art der Teilung
vor. Der Nenner dieses Bruches kann vorteilhafter Weise als Zweierpotenz
ausgebildet sein. Eine Zweierpotenz kann auf einen Mikrocontroller
oder einen anderen Rechner derzeit ungefähr 80 Mal schneller
ausgeführt werden als eine Division. Ein Beispiel für
einen solchen Nenner ist 25 = 32. Der Zähler
dieses Bruches kann vorteilhafter Weise in Abhängigkeit
von einem Faktor bestimmt werden, der einen Maximalwert des jeweiligen
Merkmals auf die nächsthöhere Zweierpotenz multipliziert. Dies
bedeutet, dass der gemessene Maximalwert eines Merkmals auf die
nächsthöhere Zweierpotenz multipliziert wird.
Dieser Faktor bestimmt dann den Zähler, wobei für
den Zähler dann eine ganzzahlige Zahl verwendet werden
kann, in dem beispielsweise dieser Faktor mit dem Nenner, der eine
Zweierpotenz ist, multipliziert wird. Mit der Multiplikation des
Merkmals mit diesem so gebildeten Bruch ist man bei der nächsthöheren
Zweierpotenz und eine Division, beispielsweise durch 2, erfolgt
die endgültige Normierung bzw. Abbildung auf den einzigen
Wertebereich.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist, dass vor dem Abbilden die
wenigstens zwei Merkmale vergrößert werden oder
auch hochskaliert werden. Dies kann beispielsweise um 10% sein,
wobei vorteilhaft an diesem Hochskalieren ist, dass damit auch reale
Crashs mit abgebildet werden, denn die Trainingsdaten, die labormäßig,
insbesondere bei maschinenlernbasierten Verfahren, verwendet werden können
durch reale Crashs in der Größe der Merkmale noch übertroffen
werden. Außerdem werden durch das Hochskalieren Abweichungen
im Sensorsignal z. B. durch Temperaturdrift, Einbauungenauigkeiten
oder Alterung berücksichtigt.
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Vorteilhafter
Weise wird in Abhängigkeit von einer Auswertung der wenigstens
zwei Merkmale ein Austausch der wenigstens zwei Merkmale und/oder ein
Zuschalten und/oder Abschalten von Funktionen für diese
Merkmale durchgeführt. Durch die Abbildung auf den einzigen
Wertebereich ist die Austauschbarkeit der Merkmale einfach geworden,
so dass, wenn es sich herausstellt, dass ein funktionales Modul
keinen ausreichenden Beitrag zur Algorithmusperformance leistet,
dieses Modul leicht ausgetauscht werden kann, ohne dass der Wertebereich des
Merkmals angepasst werden muss. Dies wird durch folgende Beispiele
illustriert:
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Beispiel 1:
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Ändert
sich zum Beispiel im Fahrzeugentwicklungsprozess die Kfz-Frontstruktur
deutlich, so hat dies Auswirkungen auf die Crashmerkmale. In letzter
Zeit beobachtet man die Tendenz zur Verkürzung der Frontstruktur
bei gleichzeitiger Versteifung. Tendenziell werden dieser neuen
Struktur Merkmale besser gerecht, die hohe Frequenzen im Beschleunigungssignal
berücksichtigen. Die Anpassung an diese neuen Merkmal ist
mit dem beschriebenen Austausch leichter möglich.
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Beispiel 2:
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Im
Lauf des Entwicklungsprozesses eines Fahrzeugs kann es z. B. vorkommen,
dass ein Sensor, z. B. ein Upfrontsensor eingespart wird. Merkmale,
die durch Upfrontsensor-Paare Offsetcrashes erkennen sind dann unwirksam.
Diese Merkmale können dann durch bessere Merkmale (z. B.
aus Drehratensensoren zur Offseterkennung gewonnene) ersetzt werden,
ohne die Softwarearchitektur wesentlich zu beeinflussen.
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Beispiel 3:
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Im
Crashverlauf kann Funktionalität gezielt hinzu- oder abgeschaltet
werden: Kann etwa ein Full-Frontal Crash nach einer gewissen Crashdauer ausgeschlossen
werden, so könnte Funktionalität hinzugeschaltet
werden, die langsamere Crashes, zum Beispiel mit kleinem Überlapp
oder zentrale oder nicht zentrale Pfahlcrashes erkennt. Die letztgenannten
Crashtypen können auch später ausgelöst
werden. Dieses Beispiel wird durch die Patentanmeldung
DE 10 2007 004 345 A1 von
Hiemer und Kolatschek abgedeckt. Die vorliegende Patentanmeldung vereinfacht
die dort beschriebene Ablaufsteuerung mit zeit- und/oder ereignisgesteuertem
Abschalten und Hinzuschalten von Funktionalität wesentlich.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 ein
Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Steuergeräts
mit angeschlossenen Komponenten in einem Fahrzeug,
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2 ein
erstes Flussdiagramm,
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3 ein
erstes Blockschaltbild,
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4 ein
zweites Blockschaltbild,
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5 ein
Register,
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6 ein
Merkmalszeitdiagramm und
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7 ein
zweites Flussdiagramm.
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1 zeigt
in einem Blockschaltbild das erfindungsgemäße
Steuergerät SG in einem Fahrzeug FZ. An das Steuergerät
sind Komponenten angeschlossen, um die Funktion dieses Steuergeräts
zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln zu gewährleisten.
Vorliegend sind lediglich die für das Verständnis
der Erfindung notwendigen Komponenten dargestellt. Andere für
den Betrieb des Steuergeräts SG notwendigen Komponenten
wie beispielsweise eine Energieversorgung sind der Einfachheit halber
weggelassen worden. Die Ausbildung dieser Komponenten ist dem Fachmann
jedoch aus dem Stand der Technik bekannt.
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An
eine Schnittstelle IF1 im Steuergerät SG ist eine Luftdrucksensorik
PPSr angeschlossen. Diese Luftdrucksensorik PPSr ist im Seitenteil
des Fahrzeugs, und zwar auf der rechten Seite angeordnet. Diese
Luftdrucksensorik PPSr dient zur Erkennung von einem Seitenaufprall.
Der Einfachheit halber ist hier lediglich die Luftdrucksensorik
auf der rechten Seite des Fahrzeugs dargestellt. In Wirklichkeit
wird auch noch auf der linken Seite eine weitere Luftdrucksensorik
angeordnet sein, die jedoch der Einfachheit halber vorliegend ebenfalls
weggelassen wurde. Dies gilt auch für die Beschleunigungssensorik
PASr, die an die Schnittstelle IF2 im Steuergerät SG angeschlossen
ist und sich beispielsweise im Bereich der B-Säule des
Fahrzeugs FZ befindet. Weiterhin ist an das Steuergerät
SG ein sogenannter Sensorcluster DCU angeschlossen, der verschiedenste Sensoren
aufweist wie beispielsweise Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren
und/oder auch Körperschallsensoren. Dieses Sensorcluster
DCU ist an die Schnittstelle IF3 angeschlossen. Die Schnittstellen
IF1, IF2 und IF3 können separat als Hardwarebausteine oder
auch auf einem ASIC als einzelne Abschnitte auf diesem ASIC ausgebildet
sein. Es ist weiterhin möglich, zumindest Teile oder einige
dieser Schnittstellen als Softwaremodule darzustellen. Vorliegend
ist lediglich ein Ausschnitt der verfügbaren Sensorik dargestellt.
Es können weitere Sensoriken an das Steuergerät
SG angeschlossen sein und sich auch Sensoriken innerhalb des Steuergeräts
SG befinden.
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Die
Schnittstellen IF1, IF2 und IF3 sind an einen Mikrocontroller μC
im Steuergerät SG angeschlossen, beispielsweise über
den sogenannten SPI (Serial Peripheral Interface Bus) angeschlossen. Bei
dem SPI-Bus handelt es sich um einen seriellen Bus, der aus 5 parallelen
Leitungen besteht, wobei eine erste Leitung zur Datenübertragung
von einem Slave zu einem Master (MISO), eine zweite Leitung zur
Datenübertragung von dem Master zu dem Slave (MOST), eine
dritte Leitung zur Auswahl des Slaves (CS), eine Enable Leitung
und eine Taktleitung vorgesehen sind.
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Der
Mikrocontroller μC führt das erfindungsgemäße
Verfahren durch und erzeugt in Abhängigkeit von dem Ablauf
dieses Verfahrens ein Ansteuersignal, das beispielsweise ebenfalls über
den SPI-Bus an eine Ansteuerungsschaltung FLIC übertragen
wird, die die Aktivierung bzw. Ansteuerung der Personenschutzmittel
PS beispielsweise durch eine Bestromung bewirkt. Die Ansteuerungsschaltung FLIC
kann ebenfalls Teil eines System-ASICs sein, wie auch die Schnittstellen
IF1 bis 3.
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Wie
bereits oben angegeben, sind weitere Komponenten des Steuergeräts
SG wie auch ein separater Auswertepfad der Einfachheit halber weggelassen
worden.
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2 erläutert
in einem ersten Flussdiagramm den Ablauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens. In Verfahrensschritt 200 stellen die Schnittstellen
IF1 bis 3 das wenigstens eine Sensorsignal bereit, so dass der Mikrocontroller μC über
den SPI-Bus diese Signale vorzugsweise digital einliest und verarbeiten
kann.
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Der
Mikrocontroller μC führt in Verfahrensschritt 201 zunächst
die Erzeugung der wenigstens zwei Merkmale aus dem wenigstens einen
Sensorsignal aus. Dabei kann der Mikrocontroller μC oder
ein anderer Baustein, der die Erzeugung der wenigstens zwei Merkmale
durchführt, beispielsweise aus einem Beschleunigungssignal
als Merkmale ein gefiltertes Beschleunigungssignal, eine integrierte
Beschleunigung, eine zweifache integrierte Beschleunigung, eine
Ableitung der Beschleunigung, eine Maximalwertebeschleunigung, einen
Mittelwert der Beschleunigung oder andere Signalcharakteristiken
als Merkmale auswerten. Entsprechend kann er dies für das Luftdrucksignal
der Luftdrucksensorik PPSr, wobei aus dem Luftdrucksignal beispielsweise
auch das integrierte Luftdrucksignal usw. als Merkmale erzeugt werden
können. Auch aus Signalen einer Umfeldsensorik können
Signalmerkmale wie beispielsweise die sogenannte Closing-Velocity,
also die Aufprallgeschwindigkeit, Time to impact, also die Zeit
bis zum Aufprall und der andere Parameter als Merkmale gewonnen
werden.
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Im
Verfahrensschritt 202 erfolgt dann die Abbildung der wenigstens
zwei Merkmale auf den einzigen Wertebereich. Dies kann, wie oben
dargestellt, durch eine einfache Teilung oder die sogenannte Nominator-Denominator-Methode
erfolgen. Aber auch andere Abbildungstechniken können vorliegend
verwendet werden. Beispielsweise ein Abschneiden oder Hinzufügen
des Wertebereichs der Merkmale oder auch ein Ausschneiden des Wertebereichs
des Merkmals, der dann als Wertebereich weiter verwendet wird. Mit
diesen abgebildeten Merkmalen erfolgt dann die Bildung der Ansteuerungsentscheidung
in Verfahrensschritt 203. In Abhängigkeit von
dieser Ansteuerungsentscheidung erfolgt das Ansteuern der Personenschutzmittel,
wie oben angegeben.
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3 erläutert
in einem Blockschaltbild, wie der erfindungsgemäße
Teil des Steuergeräts im Detail abläuft. Das wenigstens
eine Sensorsignal 300 wird durch die Schnittstelle IF4
bereitgestellt, und zwar dem Mikrocontroller μC, der beispielsweise
als Softwaremodul die Analyseschaltung AS aufweist, die aus dem
wenigstens einen Sensorsignal 300 die Merkmale M1 und M2
erzeugt. Diese Merkmale M1 und M2 werden in die Abbildungsschaltung
ABS eingegeben, die die Abbildung auf den wenigstens einen Wertebereich,
wie oben angegeben, durchführt. Die so abgebildeten Merkmale
M1* und M2* werden der Ansteuerungsschaltung ANS zugeführt,
die das Ansteuerungssignal 301 in Abhängigkeit
von diesen abgebildeten Merkmalen M1* und M2* durchführt.
Vorliegend sind die zwei Merkmale nur beispielhaft. Das erfindungsgemäße
Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Steuergerät
eignen sich insbesondere für eine größere
Zahl von Merkmalen.
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4 zeigt
diesen Teil des Steuergeräts in Verbindung mit einem konkreten
Ansteuerungsalgorithmus 403. Die Erfindung kann jedoch
auch Teil des Ansteueralgorithmus selbst sein. Das wenigstens eine
Sensorsignal a, vorliegend das Beschleunigungssignal, geht in die
Analyseschaltung AS ein, wie die wenigstens zwei Merkmale M1 und
M2 beispielsweise die Vorverlagerung und den Geschwindigkeitsabbau
durch zweifache bzw. einfache Integration als Merkmale erzeugt.
Die Abbildungsschaltung ABS führt dann die Abbildung dieser
zwei Merkmale M1 und M2 auf den einzigen Wertebereich durch und
erzeugt damit die Merkmale M1* und M2*, die in die Beeinflussungsschaltung
ANSB, die Teil der Ansteuerungsschaltung ANS ist, eingehen. Diese Beeinflussungsschaltung
ANSB erzeugt ein Beeinflussungssignal 405, das eine Kennlinie 402 im
Ansteuerungsalgorithmus 403 beeinflusst. Diese Kennlinie 402 trennt
nämlich in einem Beschleunigungs-Geschwindigkeitsabbau-Diagramm
die Auslösefälle 401 von den Nichtauslösefällen 400.
In dieses Diagramm gehen Wertepaare der Beschleunigung a und des
Geschwindigkeitsabbaus dV ein. Diese Wertepaare werden dann mit
der Kennlinie 402 bezüglich ihrer Lage verglichen
und festgestellt, ob diese Wertepaare einen Auslöse- bzw.
Ansteuerungsfall anzeigen oder nicht. Daher ist klar, dass die Lage
der Kennlinie 402 bestimmt, ob ein gewisses Wertepaar einen
Ansteuerungsfall für die Airbags anzeigt oder nicht. Ist
ein Ansteuerungsfall identifiziert, dann gibt der Ansteuerungsalgorithmus 403 das
Ansteuersignal 404 aus, das dann zur Ansteuerung der Personenschutzmittel
führt.
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5 zeigt
ein Bitregister 57 mit aufeinanderfolgenden Bitstellen 50 bis 56,
wobei 50 das höchstwertige Bit ist und 56 das
niederwertigste. Durch einen einfachen Bitshift durch die Pfeile
angedeutet, gelingt eine Teilung eines Merkmals und somit eine Abbildung
auf einen einzigen Wertebereich. Dies ist eine besonders einfache
Methode, die jedoch auch einen Informationsverlust bei dem jeweiligen Merkmal
durch die Abbildung bewirkt.
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Eine
bessere Güte bezüglich der Klassifizierung weist
die sogenannte Nominator-Denominator-Methode auf, die in 6 anhand
eines Signalzeitdiagramms erläutert wird. Der Merkmalsverlauf ist
vorliegend durch das Bezugszeichen 603 dargestellt. Der
Merkmalsverlauf auf den Signalbereich begrenzt (= normiert) werden,
der durch den Maximalwert 605 bestimmt wird. Eine besonders
Ressourcen schonende Methode, um das Signal 603 in den
Bereich, der durch den Maximalwert 605 beschrieben wird,
abzubilden, besteht darin, einen einfachen Bit-Shift nach rechts
auf den Signalverlauf 603 anzuwenden. Dies resultiert in
dem durch das Bezeichnungszeichen 601 beschriebene Signal.
Durch die Klammer 600 ist der Bereich gezeigt, der durch
diese Abbildung verlorengeht. Ein Verlust einer Signalinformation
ist demnach hier gegeben, aber die Abbildung an sich wird in einfachster
Art und Weise durchgeführt und schon somit die Ressourcen
des Mikrocontrollers oder anderer Rechenmittel im Steuergerät SG.
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Eine
im Gegensatz zum einfachen Bit-Shift genauere Methode mit deutlich
geringerem Verlust einer Signalinformation ist gegeben, wenn der
Signalverlauf des Merkmals 603 auf den Signalverlauf 602 abgebildet
wird. Dann wird der Ziel-Wertebereich, der durch den Wert 605 nach
oben begrenzt wird, deutlich besser genutzt. Um das Signal 603 auf das
Signal 602 abzubilden wird aus den oben genannten Gründen
zunächst das Signal 603 um zum Beispiel 10% hochskaliert,
woraus der Signalverlauf 604 resultiert. Vorteilhafterweise
wird nun der hochskalierte Signalverlauf 604 mittels der
Nominator-Denominator-Methode weiterverarbeitet. Zunächst
wird das hochskalierte Signal 604 durch Multiplikation
mit dem Nominator bis zur zum Beispiel nächst höheren Zweierpotenz
skaliert, die durch das Bezeichnungszeichen 606 beschrieben
wird. Anschließend wird ausgehend von dem auf 606 hochmultiplizierten
Signalverlauf mittels Division durch den Denominator das Signal
auf den Zielverlauf 602 abgebildet. Vorteilhafterweise
ist der Denominator eine Potenz von 2. In diesem Fall kann die Division
auf dem Mikrocontroller oder einem anderen Rechenmittel im Steuergerät
SG kostengünstig durch eine Shift Operation abgebildet werden.
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Durch
Anwendung der Nominator-Denominator-Methode wird also der durch 604 begrenzte Wertebereich
bestmöglich genutzt.
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Für
den Fall, dass der Maximalwert des Signals 603 unter dem
Zielwertebereich 605 liegt, erfolgt der beschrieben Prozess
völlig analog. Auch in diesem Fall wird der Signalverlauf
optimal an den durch 605 vorgegebenen Wertebereich angepasst.
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Die
Nominator-Denominator-Methode funktioniert also für die
Normierung „nach oben”, wenn der Zielwertebereich
größer ist als der Maximalwert des Merkmals. Die
Nominator-Denominator-Methode funktioniert ebenso auch für
die Normierung „nach unten”, wenn der Zielwertebereich
kleiner ist als der Maximalwert des Merkmals.
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In 7 ist
in einem weiteren Flussdiagramm das erfindungsgemäße
Verfahren gezeigt. In Verfahrensschritt 700 wird die Bestimmung
des maximalen Merkmalswerts für alle ausgewählten
Merkmale während der Kallibration durchgeführt.
In Verfahrensschritt 701 erfolgt die Bestimmung des Zählers
und des Nenners mittels einer sogenannten Lookup-Tabelle. Die Zähler-
und Nennerwerte werden beispielsweise im EEPROM abgespeichert, und zwar
im Verfahrensschritt 702. Die Schritte 700 bis 702 erfolgen
laborseitig, während die folgenden Schritte 703 und 704 im
Steuergerät ablaufen. Die Merkmalswerte werden dabei im
Verfahrensschritt 703 mit dem Bruch multipliziert, und
im Verfahrensschritt 704 erfolgt mit diesen abgebildeten
Merkmalen die Klassifizierung und damit die Entscheidung, ob die
Personenschutzmittel angesteuert werden sollen oder nicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007004345
A1 [0002, 0023]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - T. Hastie,
R. Tibshirani, J. Friedman; The elements of statistical learning – Data
mining, Inference and Prediction, Springer Verlag Berlin, 2001 [0003]