用于触发人员保护系统的控制装置及方法

专利名称：用于触发人员保护系统的控制装置及方法
技术领域：
本发明涉及根据独立权利要求的类型的用于触发人员保护系统的控制 装置及方法。
背景技术：
由DE 103 42 625 Al已公知了，扩展地由控制装置来运行碰撞传感器 以及这样地配置碰撞传感器，即它借助电流脉冲向控制装置传输其传感器 数据。通过该数据线路传感器由控制装置通过直流电流供给能量。

发明内容
相比之下，具有独立权利要求的特征的、用于触发人员保护系统的、 根据本发明的控制装置及根据本发明的方法具有其优点，即通过在传感器 信号处理方面特殊构成的接口实现对于提供传感器信号用于在控制装置中 的其它处理而言传感器信号完整性的改善，尤其鉴于由于温度影响的静电 流分量的变化。
尤其当在线路上连接着多于一个传感器时，外围传感器的静电流相加 并且由此相应的静电流容差也相加。这些容差的和可以达到调制信号的电 流幅度(Stromhub)的大小。对此的自适应是本发明的控制装置及方法的 一大优点。也可用该方式方法特别简单地消除部件容差。
本发明基于这样的构思，即通过两个不同的信号处理单元分别对信号 进行处理，以便由此得到两个比较信号，这两个比较信号通过一个比较装 置来比较。因此尤其在曼彻斯特编码的情况下能够可靠地检测所传输的传 感器信号的边沿变化。最后根据本发明可实现相对静电流波动的非依赖性。 根据本发明的控制装置及根据本发明的方法自适应于当前消耗的静电流。 因此甚至可以使具有不同的静电流消耗的传感器彼此互换，而由此无需硬 件或软件的适配。所有由制造引起的传感器静电流波动均根据本发明被补偿。
在此接口可由硬件构成，但它们也可由软件构成。分析处理电路通常
是微控制器，但它也可以是其它常用的控制单元，如微处理器、ASICs或 其它的计算单元。作为人员保护系统可使用主动或被动的人员保护装置， 如制动器、行驶动态调节装置、气囊、安全带张紧器或碰撞主动响应头枕。 传感器信号通常以数字形式由传感器传输给控制装置。比较装置、第一及 第二信号处理单元、解码器及分析处理电路可以分别由硬件和/或软件构 成。为此可使用不同的处理器、硬件结构或软件结构。
通过从属权利要求中所述的措施和进一步构型可实现独立权利要求中 给出的控制装置和独立权利要求中给出的用于触发人员保护装置的方法的 有利改进。
特别有利的是，第一信号处理单元具有一个迟滞电路。借助一个这样 的迟滞电路能够实现边沿变化的可靠检测，尤其在曼彻斯特编码信号的情 况下。该迟滞电路可由硬件和/或软件来构成。优选的是，迟滞电路具有与 比较装置的输出端以及与比较装置的输入端的连接。由此形成反馈。在该 反馈路径中可以优选地包括一个乘法器单元，以便使比较装置的输出信号 相应地加权。该加权可通过一个常数或自适应地构成的系数来实现。在此 情况下自适应也可由信号本身或者与时间或其它信号相关地来进行。反馈 信号通过加法器单元反馈到比较装置的输入端。通过加法器单元使被反馈 和被加权的信号与到来的传感器信号相加。
优选的是，第二信号处理单元具有低通滤波器。该低通滤波器在最简 单的情况下被构造为RC网络。但也可以设置复杂的硬件低通滤波器，也 可设置数字低通滤波器，尤其是该低通滤波器也可由软件实现。该低通滤 波器提供被低通滤波的传感器信号，该信号被传输到比较装置的第二输入 端。由此将受到迟滞电路影响的传感器信号与被低通滤波的传感器信号进 行相互比较。
比较装置以有利的方式具有至少一个比较器。因此设有一个阈值开关, 该阈值开关将受到迟滞电路影响的信号与作为阈值的、被低通滤波的传感 器信号进行比较。根据该比较，产生相应的输出信号。该至少一个比较器 也可由软件构成。优选的是，接口被构造为一个集成电路。由此能够既简单又可靠地制 造根据本发明的接口。


在附图中示出了本发明的实施例并且在以下的说明中对其进行详细地
描述o
附图示出
图l:具有所连接的部件的、根据本发明的控制装置的第一电路框图， 图2:第二控制装置结构，
图3:根据本发明的传感器信号的信号处理的一部分， 图4:根据本发明的方法的流程图，及 图5:电压随时间变化的波形图。
具体实施例方式
图1以电路框图的形式示出本发明的第一实施例。在此传感器3 -通 常为压力传感器、加速度传感器和/或固体声传感器-将其信号通过线路2 传输给用于触发人员保护装置PS的控制装置1。传感器3例如被安装在机 动车侧面或机动车正面。在机动车中控制装置1通常被容纳在机动车通道 (Fahrzeugtunnel)上。传感器3具有一个并联电路，其一个支路由电压调 节器5组成而另一支路由电流发生器6以及可控开关7组成。可控开关7 由一个未示出的控制电路控制，以便由此产生具有预给定的脉冲电流强度 Ihub的电流脉冲。在此情况下，数据信息通常用曼彻斯特码来编码。这样产 生的电流脉冲然后通过数据传输线路2来传输，更确切地，在此该电流脉 冲叠加传感器3的一个连续的静电流。在控制装置1中，在电压源4 -例 如一个储能器、一个电压调节器-与数据传输线路2之间设有测量电阻10。 在该测量电阻上下降的正比于流过数据传输线路2的电流Isig的信号电压 U^通过放大器11输送给比较器12并且通过该比较器与一个参考电压Uref 比较。在相应地选择了"ef的情况下，可在比较器12上估计传输线路的状 态。如果信号电压U^小于参考电压U^，则表明当前未传输数据，因此 通过数据传输线路2仅流过静电流。在此情况下，比较器12的输出端具有一个低电平。此外比较器的输出端被采样并且数字地由解码器15继续处理， 以便估计作为传输线路2上的电流调制波列的基础的发送频率。
根据本发明，借助第二信号处理单元13及第一信号处理单元14来产 生参考电压。通过所述信号处理单元，可以补偿由温度变化及部件变化引 起的Isig中的静电流的波动。这里使用迟滞电路作为第一信号处理单元以及 使用低通滤波器作为第二信号处理单元。也可取代低通滤波器而使用限时 元件(Zeitglieder)、软件形式的其它信号滤波器、数字滤波器及技术人员 公知的其它方案。可能的话也可取消迟滞电路。
低通滤波器平滑曼彻斯特编码的传感器信号的快速边沿变化。在比较 器12上将原始的曼彻斯特信号与其本身的低通滤波的信号相比较。在通信 信号的正或负的边沿变化后，被低通滤波的信号需要一定的时间来跟随该 边沿变化。在该时间期间，比较器的输出信号为正或者负并且可以由解码 器15进行分析处理。比较器12的翻转(Zuriickkippen)借助迟滞电路14 来防止。然后被解码的信号可从解码器15到达微控制器pC并且在那里被 分析处理算法分析处理。根据该分析处理产生出一个控制信号，该控制信 号传输给另外设有功率开关的触发电路FLIC，以使得触发电路FLIC导致 人员保护装置PS通电。这里也可分别处理其它的信号，例如来自其它传感 器或其它分析处理单元的信号。
图2示出由控制装置及所连接的传感器Sl、 S2及S3组成的一个结构 方案。这些传感器可相互串联，以致控制装置SG相继地得到通常为加速 度传感器的传感器S1、 S2及S3的数据。也可以连接多于或少于三个传感 器。也可以使用并联连接来取代传感器Sl至S3的串联连接。
图3示出两个信号处理单元、比较装置及输入与输出信号。这里信号 处理单元30及31为迟滞电路30及低通滤波器31。设有一个比较器作为比 较装置35。输入信号U、ig—方面进入低通滤波器31并且在此首先到达电
阻R上和接地的电容器C上。被这样低通滤波的信号被称为Uref并且输入
到比较器35的下输入端上。而输入信号U，sig也进入到迟滞电路30并且在 此到达加法器单元33，该加法器单元将输入信号U，sig与Uhyst相加。这样得 到的信号Usig被输入到比较器35的上输入端。比较器35将U^与U^相互 比较并且输出一个相应的信号34。该输出信号34也被称为UE，它一方面输出到输出端上而另一方面通过迟滞电路30反馈到输入端上。在此情况下， 该输出信号34在反馈路径中借助乘法器单元32与一个常数相乘。也可使 用一个变化构成的系数来代替该常数。乘积然后输入到加法器单元33。 以此方式方法可以自适应于静电流波动。
图4示出根据本发明的方法的流程图。在方法步骤400中在传感器中 产生传感器信号。在方法步骤401中该传感器信号在放大和数字化以及可 能少许的预处理之后通过线路2被传输到控制装置1。在方法步骤402中在 控制装置中为了进一步的信号处理进行电流电压变换。在方法步骤403中 这样形成的传感器信号被第一和第二信号处理单元以上述方式方法处理。 在方法步骤404中将由第一和第二信号处理单元产生的比较信号进行比较。 在方法步骤405中将由比较装置这样形成的信号解码。在方法步骤406中 将该解码信号输入到分析处理算法单元。据此，在方法步骤407中判断 是否产生控制信号。 -
图5借助一个梯形的输入信号U，sig示出本发明的功能。如果使用了上 述的低通滤波器，则存在一个具有时间常数^R+C的RC网络。在经过低 通滤波器后，同样在图5中示出的信号Uef被输入到比较器35的负输入端 上。在以上信号路径中输入信号U、根据比较器的输出状态被增高或降低 电压Uhyst，以致比较器35得到一个显著的迟滞特性。可以看出，当曲线 Uhya与Uref正好相交时，比较器35才翻转。因此能可靠地识别输入信号、 即传感器信号的边沿变化并将其转换成一个稳定的二进制输出信号。因为
参考信号Uref直接由输入信号U、ig导出，所以不需要预调节并且热静电流 波动被立即在T的数量级上补偿。
在本发明实施时重要的是良好适配地确定参数T及Uhyst。在此情况下 应注意以下的利弊权衡
1. 高的时间常数tau意味着参考电压Uref的慢的自适应性能，这可对数 据包的最先的位起干扰的作用。为此借助高的tau可以达到在最先的 数据位后阈值的小的变化。
2. 小的时间常数taii意味着参考电压LW的快速适配，但也意味着起振 状态下更大的波动，这减小从Usig到Uref的平均间隔并且使传输更易 受干扰。3. 大的迟滞值Uh"t使传输系统对干扰具有更大的抵抗能力。另一方面
存有危险，即比较器35在迟滞过大时可不再翻转。在t小的情况下，
这种趋势变得更大。
4. 大的迟滞值Uhyst能使比较器方便地翻转，但意味着更缺乏对于干扰
的抵抗力。
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权利要求
1.用于触发一人员保护系统(PS)的控制装置，包括至少一个接口，它提供一传感器信号，一分析处理电路(μC)，它根据该传感器信号来触发所述人员保护系统(PS)，其特征在于用于提供传感器信号的所述至少一个接口具有一比较装置(35)与一第一及一第二信号处理单元(14，13)，该第一及第二信号处理单元用于该传感器信号来产生一第一及一第二比较信号，其中该比较装置将第一比较信号与第二比较信号进行比较以产生一用于一解码器(15)的输入信号并且该解码器(15)可与该分析处理电路(μC)连接以处理被解码的输入信号。
2. 根据权利要求1的控制装置，其特征在于所述第一信号处理单元(14)具有一迟滞电路。
3. 根据权利要求l或2的控制装置，其特征在于所述第二信号处理单元具有一低通滤波器。
4. 根据以上权利要求中任一项的控制装置，其特征在于所述比较装置具有至少一个比较器。
5. 根据以上权利要求中任一项的控制装置，其特征在于所述接口被构造为集成电路。
6. 根据权利要求2至5中任一项的控制装置，其特征在于所述迟滞电路通过一加法器单元与所述比较装置的一输出端及一输入端相连接，其 中所述迟滞电路具有用于所述比较装置的输出信号的一乘法器单元。
7. 用于触发一人员保护系统(PS)的方法，包括以下方法步骤提供一传感器信号，根据该传感器信号来触发所述人员保护系统(PS)，其特征在于 为了所述提供，借助一第一及一第二信号处理对该传感器信号分别 进行处理以产生一第一及一第二比较信号，将第一比较信号与第二比较信号相互比较以产生一用于一解码器(15)的输入信号并且该解码器(15)提供用于触发所述人员保护系统的被解码的输入信号。
8. 根据权利要求7的方法，其特征在于所述第一信号处理(14)使用一迟滞。
9. 根据权利要求7或8的方法，其特征在于所述第二信号处理(13) 使用一低通滤波。
10. 根据权利要求8或9的方法，其特征在于所述第一信号处理这样来产生所述迟滞，即用于第一比较信号， 一比较装置的一输出信号被乘并 且被加成为所述第一比较信号。
全文摘要
本发明涉及一种用于触发人员保护系统的装置及方法。在此，提供一传感器信号，其中，根据该传感器信号触发人员保护系统。该传感器信号被第一及第二信号处理单元分别处理以产生第一及第二比较信号。第一比较信号及第二比较信号被相互比较以产生用于解码器的输入信号，并且解码器提供用于触发人员保护系统的被解码的输入信号。
文档编号B60R21/01GK101588942SQ200780050411
公开日2009年11月25日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年1月24日
发明者T·魏斯 申请人:罗伯特·博世有限公司