DE19827557A1 - Procedure for recognizing car crash - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Fahrzeug-Crashes, wobei in Abhängigkeit vom Beschleunigungsverhalten des Fahrzeugs über die Auslösung einer oder mehrerer Rückhalteeinrichtungen entschieden wird.The present invention relates to a method for Detection of a vehicle crash, depending on Acceleration behavior of the vehicle via the release one or more restraint devices is decided.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO89/11986 bekannt. Um einen Fahrzeug-Crash zuverlässig zu erkennen, sind im Fahrzeug ein oder mehrere Beschleunigungssensoren installiert, mit denen eine plötzliche Beschleunigungsveränderung bzw. eine Verzögerung des Fahrzeugs gemessen wird. Ob die Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs auf einen Fahrzeug-Crash zurückzuführen ist, der so stark ist, daß ein oder mehrere Rückhalteeinrichtungen (Airbags, Gurtstraffer) ausgelöst werden sollen, wird durch eine Schwellenwertentscheidung ermittelt, der die Ausgangssignale der Beschleunigungssensoren unterzogen werden. Durch Ausstattung des Fahrzeugs mit Sensoren, die eigens für die Crash-Erkennung vorgesehen sind, erhöht sich der Aufwand des Rückhaltesystems. Um eine möglichst hohe Zuverlässigkeit bei der Crash-Erkennung zu erzielen, kommt man nicht umhin, die Ausgangssignale der Crash-Sensoren auf Plausibilität zu untersuchen. Auch dazu wäre ein zusätzlicher Schaltungsaufwand erforderlich.Such a method is known for example from the international patent application WO89 / 11986 known. To one Vehicle crashes can be reliably detected in the vehicle or more acceleration sensors installed with which a sudden change in acceleration or a Deceleration of the vehicle is measured. If she Acceleration or deceleration of the vehicle to one Vehicle crash that is so severe that a or several restraint devices (airbags, belt tensioners) should be triggered by a Threshold decision determines the output signals the acceleration sensors are subjected. By Equipping the vehicle with sensors specially designed for the Crash detection are provided, the effort of Restraint system. To ensure the highest possible reliability to achieve the crash detection, you can not avoid the Output signals of the crash sensors for plausibility examine. That would be an additional one Circuitry required.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem der Aufwand im Bereich der Crash-Sensorik reduziert werden kann.The invention is therefore based on the object Specify the method of the type mentioned at the beginning with which the Effort in the area of crash sensors can be reduced.
Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Verhalten mindestens eines auf Beschleunigungen reagierenden, für die Motorsteuerung vorgesehenen Sensors oder Stellers erfaßt und ausgewertet wird und daß bei einem für einen Crash charakteristischen Verhalten dieses als Kriterium für ein Auslösen des (der) Rückhalteeinrichtung(en) herangezogen wird. Für die Crash- Erkennung werden also sowieso im Fahrzeug vorhandene, auf Beschleunigungen reagierende Bauelemente ausgenutzt, so daß zusätzliche Crash-Sensoren eingespart werden können.This object is achieved with the features of claim 1 solved by the behavior of at least one Accelerating responses for engine control provided sensor or actuator detected and evaluated and that is characteristic of a crash Behavior as a criterion for triggering the (the) Restraint device (s) is used. For the crash Detection will therefore be available in the vehicle anyway Accelerating components used, so that additional crash sensors can be saved.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous further developments and designs of the invention emerge from the subclaims.
Danach wird nur dann das Auslösen des (der) Rückhalteeinrichtung(en) veranlaßt, wenn mindestens zwei Sensoren oder Steller ein für einen Crash charakteristisches Verhalten zeigen.After that the triggering of the Restraint device (s) causes when at least two Sensors or actuators characteristic of a crash Show behavior.
Das Verhalten des mindestens einen Sensors oder Stellers kann auch zur Plausibilitätsprüfung von zusätzlich im Fahrzeug installierten Crash-Sensoren herangezogen werden.The behavior of the at least one sensor or actuator can also be used for the plausibility check of additionally Vehicle installed crash sensors can be used.
Für die Crash-Erkennung kann z. B. das Signal mindestens eines Klopfsensors ausgewertet werden. Oder es werden die Signale von mindestens zwei verschiedenen Zylindern zugeordneten Klopfsensoren ausgewertet und es liegt nur dann ein Auslösekriterium vor, wenn mindestens zwei Klopfsensorsignale ein gleichartiges crash charakteristisches Verhalten zeigen.For the crash detection z. B. the signal at least a knock sensor can be evaluated. Or they will Signals from at least two different cylinders assigned knock sensors evaluated and it is only then a trigger criterion if at least two Knock sensor signals a similar crash show characteristic behavior.
Zur Crash-Erkennung kann auch das Signal eines Schlechtwegstreckensensors oder das Signal eines Lastsensors (z. B. Luftmassensensor, Luftmengensensor, Saugrohrdrucksensor) oder die Bewegung der Drosselklappe, oder die Bewegung des Fahrpedals oder das Signal eines Kraftstoffdrucksensors ausgewertet werden.A signal can also be used for crash detection Rough distance sensor or the signal from a load sensor (e.g. air mass sensor, air volume sensor, Intake manifold pressure sensor) or the movement of the throttle valve, or the movement of the accelerator pedal or the signal of a Fuel pressure sensor can be evaluated.
Für die Auswertung kann der Ausgangssignalpegel des mindestens einen Sensors oder Stellers einer Schwellenwertentscheidung unterzogen werden. Oder es wird das Ausgangssignal des mindestens einen Sensors oder Stellers einer Spektralanalyse unterzogen und das ermittelte Spektrum wird mit einem oder mehreren für verschiedene Crash-Arten charakteristischen Spektren verglichen und bei einem vorgegebenen Ähnlichkeitsmaß auf Auslösung des (der) Rückhalteeinrichtung(en) entschieden.The output signal level of the at least one sensor or actuator one Threshold decision. Or it will the output signal of the at least one sensor or Stellers subjected to a spectral analysis and the determined Spectrum comes with one or more for different Crash types compared to characteristic spectra and a predetermined measure of similarity upon triggering of the Restraint device (s) decided.
Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Using several versions shown in the drawing the invention is explained in more detail below. Show it:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Sensorsignalauswertung einer ersten Art, Fig. 1 is a block diagram of a sensor signal evaluation of a first type,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Sensorsignalauswertung einer zweiten Art und Fig. 2 is a block diagram of a sensor signal evaluation of a second type and
Fig. 3 ein Blockschaltbild, das die Vernetzung mehrerer Sensorsignale zeigt. Fig. 3 is a block diagram showing the networking of several sensor signals.
Für die Motorsteuerung befinden sich in einem Fahrzeug mehrere Sensoren bzw. Steller, die unvermeidbar auch auf Beschleunigungen des Fahrzeugs reagieren, vor allem wenn diese, wie bei einem Crash, schlagartig zu- oder abnehmen. Zu solchen Sensoren bzw. Stellern gehören z. B. ein oder mehrere am Motorblock angeordnete Klopfsensoren, welche, wie in der US 4,418,567 beschrieben, dazu dienen, das durch stoßartige Verbrennung von Gemischteilen in den Zylindern entstehende Klopfen zu erkennen. Ein anderer Sensor, der auf Fahrzeugbeschleunigungen reagiert, ist ein Schlechtwegstreckensensor. Dieser sehr empfindlich auf ruckartige Fahrzeugbewegungen reagierende Sensor dient dazu, die Verbrennungsaussetzerkennung bei OBDII-Systemen auszublenden. Schlechtwegstrecksensoren sind z. B. aus der US 5,357,788 und der DE 42 29 487 A1 bekannt.For the engine control are in a vehicle several sensors or actuators, which are also inevitable Accelerations of the vehicle react, especially when as in a crash, this suddenly increases or decreases. Such sensors or actuators include e.g. B. a or several knock sensors arranged on the engine block, which, like described in US 4,418,567, serve the by intermittent combustion of mixed parts in the cylinders knock arising to recognize. Another sensor that is on Vehicle acceleration responds is a Rough distance sensor. This very sensitive to jerky vehicle movements reacting sensor serves to misfire detection in OBDII systems hide. Rough distance sensors are e.g. B. from the US 5,357,788 and DE 42 29 487 A1 known.
Ebenso reagieren Lastsensoren, die im Ansaugtrakt des Motors angeordnet sind, auf Fahrzeugbeschleunigungen. Zu den Lastsensoren gehören z. B. Luftmengen-, Luftmassen- oder Saugrohrdrucksensoren. Diese Sensortypen sind in "Bosch Technische Unterrichtung, Motormanagement Motronic", zweite Ausgabe August 93, Seiten 28 bis 32 beschrieben. Auch Steller, wie die Drosselklappe und das Fahrpedal, zeigen Reaktionen aufgrund starker Fahrzeugbeschleunigungen.Load sensors in the intake system of the engine also react are arranged on vehicle accelerations. To the Load sensors include e.g. B. air volume, air mass or Intake manifold pressure sensors. These sensor types are in "Bosch Technical briefing, engine management Motronic ", second August 93 edition, pages 28 to 32. Also Actuators such as the throttle valve and the accelerator pedal show Reactions due to strong vehicle accelerations.
Falls ein Kraftstoffdrucksensor (siehe DE 195 47 647 A1) vorhanden ist, könnte auch seine Reaktion auf Fahrzeugbeschleunigungen für die Erkennung von Crashes ausgenutzt werden.If a fuel pressure sensor (see DE 195 47 647 A1) could be present, his response to Vehicle accelerations for the detection of crashes be exploited.
In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele einer Signalauswerteschaltung SS für das Ausgangssignal s eines der zuvor genannten Sensoren bzw. Steller SE dargestellt. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Signalauswerteschaltung SS wird das Ausgangssignal s des Sensors bzw. Stellers SE zunächst einem Verstärker VS zugeführt. Darauf werden in einem Bandpaßfilter BP störende Signalanteile unterdrückt. Anschließend wird von einem Gleichrichter GR die Hüllkurve des gefilterten Signals ermittelt und diese daraufhin integriert IT. Der Integrator IT kann aber auch entfallen. Am Ende findet eine Schwellenwertentscheidung SES statt, wobei der Schwellenwertentscheider SES nur dann ein Ausgangssignal a abgibt, wenn das ihm zugeführte Eingangssignal eine vorgegebene Schwelle überschreitet. Diese Schwelle ist zuvor empirisch ermittelt worden und hängt davon ab, wie sich der Ausgangssignalpegel s des jeweiligen Sensors oder Stellers SE bei einem Crash oder auch bei verschiedenartigen Crashes verhält. Wenn also der Sensor bzw. der Steller ein für einen Crash charakteristisches Verhalten zeigt, erscheint am Ausgang des Schwellenwertentscheiders SES das Ausgangssignal a, das als Kriterium für das Auslösen eines oder mehrerer Rückhalteeinrichtungen im Fahrzeug herangezogen werden kann.In Figs. 1 and 2 two embodiments of a signal evaluation circuit SS for the output signal are shown s of the aforementioned sensors and controllers SE. In the exemplary embodiment of a signal evaluation circuit SS shown in FIG. 1, the output signal s of the sensor or actuator SE is first fed to an amplifier VS. Interfering signal components are then suppressed in a bandpass filter BP. The envelope of the filtered signal is then determined by a rectifier GR and then integrated into IT. The integrator IT can also be omitted. At the end, a threshold value decision SES takes place, the threshold value decision maker SES only outputting an output signal a if the input signal supplied to it exceeds a predetermined threshold. This threshold has previously been determined empirically and depends on how the output signal level s of the respective sensor or actuator SE behaves in the event of a crash or also in the case of different types of crashes. If the sensor or the actuator shows a characteristic characteristic of a crash, the output signal a appears at the output of the threshold value decider SES, which can be used as a criterion for triggering one or more restraint devices in the vehicle.
Bei einer zweiten in Fig. 2 dargestellten Ausführung der Signalauswerteschaltung SS wird das Signal s des jeweiligen Sensors bzw. Stellers SE nach der Verstärkung VS und der Bandpaßfilterung BP einer Spektralanalyse SA (z. B. nach der Fast Fourier Transformation) unterzogen. Das so ermittelte Spektrum des Signals s wird anschließend in einem Schaltblock SV mit ein oder mehreren für verschiedene Chrash-Arten charakteristischen Spektren verglichen. Diese charakteristischen Spektren, die das Ausgangssignal s des jeweiligen Sensors bzw. Stellers bei einem oder verschiedenartigen Crashes zeigt, werden zuvor empirisch ermittelt und in einem Speicher im Schaltblock SV abgelegt. Zwischen dem gemessenen Spektrum und dem bzw. den abgespeicherten charakteristischen Spektren findet ein Ähnlichkeitsvergleich statt. Wird ein vorgegebenes Ähnlichkeitsmaß des gemessenen Spektrums mit dem oder mit einem der abgespeicherten crash-charakteristischen Spektren erreicht, so wird ein Ausgangssignal a abgegeben, das einen erkannten Fahrzeug-Crash signalisiert und als Kriterium für das Auslösen eines oder mehrerer Rückhalteinrichtungen dient.In a second embodiment of the signal evaluation circuit SS shown in FIG. 2, the signal s of the respective sensor or actuator SE is subjected to a spectral analysis SA (for example after the Fast Fourier Transformation) after the amplification VS and the bandpass filtering BP. The spectrum of the signal s determined in this way is then compared in a switching block SV with one or more spectra characteristic of different types of crash. These characteristic spectra, which the output signal s of the respective sensor or actuator shows in one or different types of crashes, are previously determined empirically and stored in a memory in the switching block SV. A similarity comparison takes place between the measured spectrum and the stored characteristic spectra. If a predetermined degree of similarity of the measured spectrum is achieved with or with one of the stored crash-characteristic spectra, an output signal a is emitted which signals a detected vehicle crash and serves as a criterion for triggering one or more restraint devices.
Wie bereits oben ausgeführt, gibt es eine Vielzahl von für die Motorsteuerung zuständigen Sensoren bzw. Stellern, die ein beschleunigungsabhängiges Verhalten zeigen. In der Fig. 3 sind eine Reihe davon mit daran angeschlossenen Auswerteschaltungen, die nach einem der vorangehend dargestellten Ausführungsbeispielen arbeiten, dargestellt. Mit K1,. . .,KN sind Klopfsensoren gemeint, von denen pro Zylinder des Motors einer vorhanden sein kann. Daran angeschlossen sind Signalauswerteschaltungen SSK1,. . ., SSKN. SW ist ein Schlechtwegstreckensensor mit seiner Signalauswerteschaltung SSW. LM ist ein im Saugrohr des Motors angeordneter Lastsensor, z. B. ein Luftmassensensor oder ein Luftmengensensor oder ein Saugrohrdrucksensor. Daran angeschlossen ist die Signalauswerteschaltung SSLM. Der Schaltblock DK ermittelt die Bewegung der Drosselklappe. Üblicherweise wird die Bewegung der Drosselklappe mittels eines Potentiometers erfaßt. Daran angeschlossen ist die Signalauswerteschaltung SSDK. Die Auswertung der Bewegung des Fahrpedals wird durch den Schaltblock FP angedeutet. Auch die Bewegung des Fahrpedals wird üblicherweise mittels eines Potentiometers ermittelt. An den Schaltblock FP angeschlossen ist die Signalauswerteschaltung SSFP. Der Schaltblock KD steht für einen Kraftstoffdrucksensor, dessen Ausgangssignal von der Signalauswerteschaltung SSKD verarbeitet wird.As already explained above, there are a large number of sensors or actuators responsible for the motor control, which show an acceleration-dependent behavior. In FIG. 3, a number of which have connected thereto evaluation circuits which operate according to one of the embodiments previously illustrated, is shown. With K1 ,. . ., KN are knock sensors, one of which can be present per cylinder of the engine. Signal evaluation circuits SSK1,. . ., SSKN. SW is a rough road sensor with its signal evaluation circuit SSW. LM is a load sensor arranged in the intake manifold of the engine, e.g. B. an air mass sensor or an air flow sensor or an intake manifold pressure sensor. The SSLM signal evaluation circuit is connected to it. Switch block DK determines the movement of the throttle valve. The movement of the throttle valve is usually detected by means of a potentiometer. The SSDK signal evaluation circuit is connected to it. The evaluation of the movement of the accelerator pedal is indicated by the switching block FP. The movement of the accelerator pedal is also usually determined using a potentiometer. The signal evaluation circuit SSFP is connected to the switching block FP. The switching block KD stands for a fuel pressure sensor, the output signal of which is processed by the signal evaluation circuit SSKD.
Wie schon an den Fig. 1 und 2 beispielhaft erläutert, kann ein Auslösekriterium für ein oder mehrere Rückhalteeinrichtungen aus einem der Sensoren bzw. Steller alleine hergeleitet werden. Ein Fahrzeug-Crash kann aber mit erheblich höherer Zuverlässigkeit erkannt werden, wenn die Ausgangssignale der Signalauswerteschaltungen von mehreren Sensoren oder Stellern miteinander verknüpft werden, und nur wenn alle oder zumindest die Mehrzahl von denen einen Fahrzeug-Crash signalisieren, für ein Crash-Ereignis entschieden wird.As already explained by way of example in FIGS. 1 and 2, a triggering criterion for one or more restraint devices can be derived from one of the sensors or actuators alone. A vehicle crash can, however, be detected with considerably greater reliability if the output signals of the signal evaluation circuits are linked to one another by a plurality of sensors or actuators, and only if all or at least the majority of which signal a vehicle crash is decided for a crash event .
In der Fig. 3 ist beispielhaft dargestellt, daß die Ausgangssignale aK1,. . .,aKN der Signalauswerteschaltung SSK1,. . .,SSKN von mehreren Klopfsensoren K1,. . .,KN in einem UND-Gatter U1 miteinander verknüpft werden und nur dann ein Signal a1, das als Auslösekriterium verwertet werden kann, abgegeben wird, wenn alle Klopfsensoren K1,. . ., KN ein crash-charakteristisches Verhalten zeigen.In Fig. 3 is illustrated by way of example, that the output signals aK1 ,. . ., aKN of the signal evaluation circuit SSK1 ,. . ., SSKN from several knock sensors K1 ,. . ., KN are linked together in an AND gate U1 and only a signal a1, which can be used as a triggering criterion, is emitted if all knock sensors K1,. . ., KN show behavior characteristic of a crash.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind über ein zweites UND-Gatter U2 mit dem Signal a1 sämtliche anderen Ausgangssignale aSW, aLM, aDK, aFP und aKD der Signalauswerteschaltungen SSSW, SSLM, SSDK, SSFP und SSKD des Schlechtwegstreckensensors SW, des Lastsensors LM, der Drosselklappenstellung DK, der Fahrpedalstellung FP und des Kraftstoffdrucksensors KD miteinander verknüpft. Am UND- Gatter U2 erscheint also nur dann ein Ausgangssignal a2, wenn alle Sensoren bzw. Steller ein für einen Crash charakteristisches Verhalten zeigen. Das Ausgangssignal a2 kann nun als Auslösekriterium direkt einem Auslösesteuergerät für das bzw. die Rückhalteeinrichtungen zugeführt werden. Die Sensoren bzw. Steller K1,. . .,KN, SW, LM, DK, FP, KD ersetzen entweder die sonst vorhandenen eigenen Crash-Sensoren, so daß das Signal a2 direkt einem Auslösesteuergerät als Auslösekriterium zugeführt werden kann. Wie in der Fig. 3 dargestellt, kann das Signal a2 aber auch zur Plausibilitätsprüfung des Ausgangssignals as eines oder mehrerer zusätzlich vorhandener Crash-Sensoren CS herangezogen werden. Diese Plausibilitätsprüfung, welche im einfachsten Fall mittels eines UND-Gatters erfolgt, findet in dem Schaltblock PP statt. Bei erfolgreicher Plausibilitätsprüfung gibt der Schaltblock PP ein Ausgangssignal a1 ab, das letztendlich einem Auslösesteuergerät signalisiert, daß wegen eines Fahrzeug- Crashes das bzw. die Rückhalteeinrichtungen auszulösen sind.In the exemplary embodiment shown, all other output signals aSW, aLM, aDK, aFP and aKD of the signal evaluation circuits SSSW, SSLM, SSDK, SSFP and SSKD of the rough path sensor SW, the load sensor LM and the throttle valve position DK are via a second AND gate U2 with the signal a1 , the accelerator pedal position FP and the fuel pressure sensor KD linked together. An output signal a2 therefore only appears at the AND gate U2 if all the sensors or actuators exhibit behavior characteristic of a crash. The output signal a2 can now be fed directly as a triggering criterion to a triggering control device for the restraint device or devices. The sensors or actuators K1 ,. . ., KN, SW, LM, DK, FP, KD either replace the otherwise existing crash sensors, so that the signal a2 can be fed directly to a trigger control unit as a trigger criterion. As shown in FIG. 3, the signal a2 can also be used to check the plausibility of the output signal as from one or more additionally present crash sensors CS. This plausibility check, which is carried out in the simplest case by means of an AND gate, takes place in the switching block PP. If the plausibility check is successful, the switching block PP emits an output signal a1, which ultimately signals a triggering control unit that the restraint device or restraints are to be triggered due to a vehicle crash.
Abweichend von dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem die Signale sämtlicher Sensoren bzw. Steller miteinander verknüpft werden, um daraus ein Auslösekriterium zu gewinnen, können entweder einzelne oder Gruppen von Sensoren bzw. Stellern für die Herleitung eines Auslösekriteriums herangezogen werden. Es wäre also jede beliebige Kombination von Sensoren bzw. Stellern möglich, um aus deren crash-charakteristischem Verhalten ein Auslösekriterium abzuleiten.In a departure from the exemplary embodiment shown in FIG. 3, in which the signals of all sensors or actuators are linked to one another in order to obtain a triggering criterion, either individual or groups of sensors or actuators can be used to derive a triggering criterion. Any combination of sensors or actuators would therefore be possible in order to derive a triggering criterion from their crash-characteristic behavior.
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