專利名稱：用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如獨(dú)立權(quán)利要求所述類型的用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置 的裝置及方法。
背景技術(shù)：
DE 102 30 485 Al公開了一種乘客保護(hù)裝置，在該裝置中，第 一傳感器信號(hào)的可信度測(cè)試是通過第二傳感器信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中， 可信度測(cè)試是借助另外一個(gè)傳感器與第 一傳感器信號(hào)的產(chǎn)生比較來(lái)進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的用于觸發(fā)人員保 護(hù)裝置的本發(fā)明裝置和方法具有如下優(yōu)點(diǎn)傳感器模塊現(xiàn)在具有至 少兩個(gè)傳感器，所述傳感器位于一個(gè)殼體內(nèi)，以及所述至少兩個(gè)傳 感器的信號(hào)處理是在分開的硬件路徑上進(jìn)行。因此，可以以有利的 方式抵制所謂的共模誤差。所謂的共模誤差指的是一種誤差，該誤 差對(duì)第 一 傳感器和可信度測(cè)試傳感器產(chǎn)生相同的消極影響。這樣的 誤差可能引起錯(cuò)誤動(dòng)作。然而，通過本發(fā)明采取不同硬件路徑的措 施可實(shí)現(xiàn)傳感器模塊可位于一個(gè)殼體內(nèi)，甚至是位于一個(gè)集成電 路上。但是，在所述一個(gè)殼體中可設(shè)有兩個(gè)分開的基片。這實(shí)現(xiàn)了 與在空間上分開且必須具有自己的殼體的傳感器相比明顯節(jié)省了面 積和成本。
在本發(fā)明中，人員保護(hù)裝置是指氣嚢、安全帶拉緊器、碰撞激 活頭枕以及主動(dòng)式人員保護(hù)裝置(例如制動(dòng)裝置和行駛動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)裝 置)。但是，在此沒有提到的其他人員保護(hù)裝置也可按照本發(fā)明進(jìn)
3行觸發(fā)。
在本發(fā)明中，傳感器模塊是一種結(jié)構(gòu)單元，該結(jié)構(gòu)單元具有唯 一的殼體，所述至少兩個(gè)傳感器位于該殼體內(nèi)。該殼體例如可以是 一個(gè)集成電路。傳感器模塊可以位于控制裝置的內(nèi)部或外部。特別 地，傳感器模塊也可以改裝成傳感器組。傳感器例如是加速度傳感 器和/或轉(zhuǎn)速傳感器。信號(hào)處理例如具有模擬和數(shù)字信號(hào)處理部分， 以對(duì)用于傳輸給控制裝置或傳輸給分析電路的實(shí)際傳感器信號(hào)進(jìn)行 預(yù)處理。
分開的硬件路徑在物理上相互分開，也就是說，硬件路徑不具 有兩個(gè)硬件路徑的信號(hào)都經(jīng)過的共同元件。但是，信號(hào)在終端處可 以匯合。此后，這些硬件路徑終止。硬件路徑之間的連接也是可能 的，但是信號(hào)不能被耦合輸出。由從屬權(quán)利要求可得知這樣的硬件 路徑連接的有利例子。
通常位于控制裝置內(nèi)的分析電路指的是 一 種這樣的電路，該電 路根據(jù)傳感器信號(hào)產(chǎn)生用于人員保護(hù)裝置的觸發(fā)信號(hào)。該觸發(fā)信號(hào) 通常由觸發(fā)人員保護(hù)裝置的觸發(fā)電路使用。通?？煽紤]微控制器或 其他處理器類型作為觸發(fā)電路。但是，也可采用專用集成電路或甚 至是分立的分析電路。
由在從屬權(quán)利要求中給出的措施和改進(jìn)方案可知，在獨(dú)立權(quán)利 要求中給出的用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置的裝置以及在獨(dú)立權(quán)利要求中 給出的用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置的方法可以有許多有利的改進(jìn)方案。
有利的是，在每個(gè)硬件路徑中分別設(shè)置模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器在各硬件路徑中分別工作在不同的頻率下。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器 以及數(shù)字濾波器需要時(shí)間基準(zhǔn)，這也適用于在所謂的開關(guān)電容技術(shù) 中的模擬濾波器。該時(shí)間基準(zhǔn)必須在傳感器內(nèi)產(chǎn)生或者由外部供給。 時(shí)間基準(zhǔn)的誤差必然導(dǎo)致信號(hào)的誤差。
此外還有利的是，針對(duì)傳感器分別產(chǎn)生各自的時(shí)鐘脈沖。對(duì)于 轉(zhuǎn)速傳感器，時(shí)鐘脈沖例如可由這些傳感器本身的固有頻率產(chǎn)生， 因?yàn)檗D(zhuǎn)速可通過振動(dòng)系統(tǒng)中的科里奧利加速度來(lái)確定。這種時(shí)鐘脈
4沖產(chǎn)生方式對(duì)于可信度測(cè)試加速度傳感器也是可行的。在這里，時(shí) 鐘脈沖可以由外部供給，例如由控制裝置內(nèi)的微控制器或者在內(nèi)部 通過電子振蕩器來(lái)產(chǎn)生。
另外還有利的是，第 一硬件路徑監(jiān)視第二硬件路徑的時(shí)鐘脈沖。
行相互監(jiān)視。在這里，對(duì)各自的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)的兩個(gè)計(jì)數(shù)器必 須相互比較并調(diào)試至一 固定關(guān)系。
此外還有利的是，針對(duì)硬件路徑分別設(shè)置各自的電源。也就是 說，每個(gè)硬件路徑存在一個(gè)電源。該電源例如可以是借助集成電路 實(shí)現(xiàn)。該集成電路獲得電池電壓并將電池電壓轉(zhuǎn)換成硬件路徑所需 的電壓。
另外還有利的是，第一硬件路徑監(jiān)視第二硬件路徑的電源。由 此在這里也實(shí)現(xiàn)了硬件路徑的交叉監(jiān)視，從而保證了高程度的可靠 性。
有利地，硬件路徑最后可以在通信接口中連接。該通信接口例 如可以是電流接口，在電流接口中數(shù)據(jù);陂施加到-睜?wèi)B(tài)電流上。該電 流接口優(yōu)選設(shè)計(jì)成單向的，從而數(shù)據(jù)只能沿著一個(gè)方向傳輸。這樣
的電流接口由申請(qǐng)人作為型號(hào)PS15來(lái)提供。通信接口的實(shí)現(xiàn)方案的 另一個(gè)例子是SPI (串行外圍設(shè)備接口 )傳輸裝置，該SPI傳輸裝置 實(shí)現(xiàn)了主機(jī)與控制裝置內(nèi)的 一 個(gè)或多個(gè)從機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。
此外還有利的是，通信接口被設(shè)計(jì)成冗余的。在傳感器中設(shè)置 通信邏輯電路(PS15, SPI )。該通信邏輯電路按照要求的協(xié)議從 內(nèi)部存儲(chǔ)器傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，再設(shè)置一個(gè)所述通信邏輯電路， 并進(jìn)行修改，使得第二通信邏輯電路例如具有自己的地址。如果這 是不可行的，比如在電流接口 PS15中，那么第二通信邏輯電路必須 分析第 一 通信邏輯電路的數(shù)據(jù)流并將其與待發(fā)送的數(shù)據(jù)比較。
另外還有利的是，設(shè)有可信度測(cè)試裝置，該可信度測(cè)試裝置將 傳感器模塊的信號(hào)與至少一個(gè)另外的傳感器的可信度測(cè)試信號(hào)進(jìn)行 比較并根據(jù)該比較影響觸發(fā)。因此，形成了傳感裝置的冗余，冗余在不同部位彼此不同，以及充分利用了在汽車中由于行駛動(dòng)態(tài)控制 裝置和氣嚢裝置的共同存在而可設(shè)有多個(gè)傳感器這一特點(diǎn)。在這里，
例如電子穩(wěn)定程序(ESP)傳感器模塊和用于識(shí)別翻車過程的翻車感 知系統(tǒng)(ROSE)傳感器模塊之間的數(shù)據(jù)相互比較，以進(jìn)行可信度測(cè) 試。為了提高抑制共模誤差的魯棒性，可通過汽車中冗余的傳感器 通過比較對(duì)共同的轉(zhuǎn)速加速度傳感器組件的感知信道進(jìn)行可信度測(cè) 試。有利的是，對(duì)共同的傳感器組功能塊中盡可能多的傳感元件， 最好是對(duì)所有需要的傳感元件進(jìn)行可信度測(cè)試。
對(duì)于翻車設(shè)計(jì)功能，也就是翻車識(shí)別，甚至可以在相應(yīng)的布置 中通過冗余的傳感裝置對(duì)所有三個(gè)需要的變量進(jìn)行可信度測(cè)試，如 從下面可看出
-轉(zhuǎn)速傳感器通過主動(dòng)式減震控制器的轉(zhuǎn)速傳感器和/或通過 ESP內(nèi)的轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行可信度測(cè)試。汽車橫向，即Y方向的所謂的 低g加速度傳感器是通過ESP系統(tǒng)的Y方向低g加速度傳感器進(jìn)行 可信度測(cè)試。Z方向低g加速度傳感器是通過用于行駛機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)的底 盤控制器區(qū)域的Z方向低g加速度傳感器進(jìn)行可信度測(cè)試。


附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，在下面的描述中將對(duì)這些實(shí)施例 進(jìn)4亍詳細(xì)i兌明。 附圖中
圖1示出了本發(fā)明裝置的第一方框圖2示出了本發(fā)明的傳感器模塊的方框圖3示出了本發(fā)明的傳感器模塊的第二方框圖4示出了本發(fā)明的傳感器模塊的第三方框圖5示出了本發(fā)明的傳感器模塊的第四方框圖6示出了汽車中的傳感器分布圖7示出了本發(fā)明的方法的流程框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了在汽車fz中的本發(fā)明裝置。傳感器模塊s具有兩個(gè) 傳感器，它們分別由傳感元件se1或se2、傳感器信號(hào)的模擬處理器 Al或a2和數(shù)字處理器Dl或d2組成。這兩個(gè)傳感器具有不同的硬件 路徑hw1和hw2，從而傳感元件se1和se2的信號(hào)在經(jīng)過處理之后也 不經(jīng)過共同的元件。根據(jù)本發(fā)明，這會(huì)避免所謂的共模誤差。硬件 路徑與用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置ps的控制裝置sg的接口功能塊if連 接。傳感器信號(hào)在控制裝置sg中通過內(nèi)部總線，例如所謂的spi(串 行外圍設(shè)備接口總線)傳輸?shù)椒治鲭娐?在本發(fā)明中為微控制器n C)。該微控制器yC以已知的方式對(duì)信號(hào)分析，以判定是否應(yīng)當(dāng)觸 發(fā)人員保護(hù)裝置PS。為此，微控制器y C從這里未示出的存儲(chǔ)器中 裝入其分析算法。這里，僅示出本發(fā)明的主要元件。為了清楚起見， 略去對(duì)于運(yùn)行所需的其他元件。
如果微控制器n C判定需要觸發(fā)人員保護(hù)裝置，那么微控制器)a c又通過spi總線將觸發(fā)信號(hào)傳輸?shù)接|發(fā)電路flic。觸發(fā)電路flic 是一個(gè)或多個(gè)集成電路(ic),這些集成電路優(yōu)選具有至少兩個(gè)功 率開關(guān)，這些功率開關(guān)根據(jù)觸發(fā)信號(hào)閉合并因此激活人員保護(hù)裝置。 觸發(fā)電路flic可以分立地或由多個(gè)ic構(gòu)成。接口 if也可以以硬件 和/或軟件方式形成。
圖2示出了傳感器模塊s的另一個(gè)方框圖。上方的硬件路徑hw1 又是具有傳感元件se1和作為模擬處理器Al的帶有連接在其后的低 通濾波器tp1的放大器vi。在這里，也可以使用該濾波器和該放大 器的替代方案。順序也可以互換。
然而，硬件路徑hw1還具有數(shù)字部分Dl,該數(shù)字部分由模/數(shù)轉(zhuǎn) 換器ad1和集成電路ic1組成。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ad1將由Al經(jīng)過模擬 處理的傳感器信號(hào)數(shù)字化。集成電路ic1執(zhí)行另一次信號(hào)處理并以 預(yù)定格式將傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇涌?if1。
硬件路徑hw2的元件具有相同的功能，硬件路徑hw2具有傳感 元件se2、帶有放大器v2和低通濾波器tp2的模擬部分a2以及帶有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器AD2和集成電路IC2的數(shù)字部分D2。
同樣也可以使用多個(gè)集成電路，而不是僅使用一個(gè)集成電路。 這里，也可以使用處理器。
圖3示出了傳感器模塊S的另一種方框圖。然而，為了清楚起 見，這里僅示出相應(yīng)的硬件路徑HW1和HW2的時(shí)鐘脈沖發(fā)生器Tl和 T2。時(shí)鐘脈沖發(fā)生器Tl可以是基于RC元件(電阻電容元件)或石 英的電子振蕩電路，而時(shí)鐘脈沖發(fā)生器T2是基于微機(jī)械振蕩器的諧 振頻率。但是，現(xiàn)在在硬件路徑HW1和HW2之間設(shè)有連接器，即分 析電路AUS1和AUS2。分析電路AUS1對(duì)硬件路徑HW2中的時(shí)鐘脈沖 進(jìn)行分析，分析電路AUS2對(duì)時(shí)鐘脈沖發(fā)生器Tl的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行分 析。由此可實(shí)現(xiàn)交叉監(jiān)視。此外，時(shí)鐘脈沖Tl和T2是不同的，以 同樣抑制共模誤差。計(jì)數(shù)器Zl基于時(shí)鐘脈沖發(fā)生器Tl,相應(yīng)地，計(jì) 數(shù)器Z2基于時(shí)鐘脈沖發(fā)生器T2。當(dāng)Zl達(dá)到預(yù)定值時(shí)，邏輯電路將 計(jì)數(shù)器Z2的計(jì)數(shù)器狀態(tài)控制到固定范圍內(nèi)。然后，計(jì)數(shù)器Z1和Z2 被歸零。因此可以連續(xù)地監(jiān)視這兩個(gè)計(jì)數(shù)器。
圖4又示出了傳感器模塊S的一種簡(jiǎn)化方框圖。在這里，兩個(gè) 硬件路徑HW1和冊(cè)2分別具有不同的電源UV1和UV2。還是進(jìn)行交叉 檢驗(yàn)，更具體地說是通過電路Ul和U2進(jìn)行。
在圖3和4中的交叉檢驗(yàn)在出現(xiàn)偏差時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，該信 號(hào)通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)娇刂蒲b置SG。
圖5示出了本發(fā)明的傳感器模塊S的另一種簡(jiǎn)化的方框圖。在 這里，傳感元件SE1和SE2的硬件路徑與通信接口 K連接，該通信 接口可以如上述進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，在傳感器模塊S中就已經(jīng)將硬件 路徑相互聯(lián)合。
圖6示出了實(shí)現(xiàn)相互可信度測(cè)試的不同傳感器的示意圖。在汽 車FZ中存在車輪轉(zhuǎn)速傳感器RD1至4以及豎直方向定向的加速度傳 感器azl和az2。從車輪轉(zhuǎn)速傳感器RD1至4的信號(hào)可以確定圍繞汽 車豎軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。這可以用于對(duì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行可 信度測(cè)試，該相應(yīng)的轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量圍繞汽車豎軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。豎直方向定向的加速度傳感器azl和az2可以用于例如對(duì)i殳置 在氣嚢控制裝置ABSG內(nèi)的加速度傳感器az3進(jìn)行可信度測(cè)試，該加 速度傳感器的靈敏度同樣是沿著汽車豎軸的方向定向，如傳感器az 那樣。
在傳感器組SC中的加速度傳感器Bl和在氣嚢控制裝置ABSG中 的加速度傳感器B2可以例如通過關(guān)于汽車縱向的前部傳感器UFS1 和UFS2進(jìn)行可信度測(cè)試。在汽車橫向上，加速度傳感器B1和B2可 以通過傳感器B4和B5進(jìn)行可信度測(cè)試，傳感器B4和B5安裝在汽 車側(cè)部?jī)?nèi)并沿著汽車橫向方向定向。在這里，ESP控制裝置的傳感裝 置也可以借助已有的傳感器進(jìn)行可信度測(cè)試，例如通過側(cè)傾角速度 傳感裝置RR和RR2以及所謂的俯仰角速度傳感裝置PR,對(duì)于測(cè)量圍 繞汽車縱軸和橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的用于識(shí)別翻車的ROSE傳感裝置也是如 此。加速度傳感器B3可以通過前部傳感器UFS1和UFS2或加速度傳 感器Bl和B2進(jìn)行可信度測(cè)試。在傳感器組SC中的橫擺角速度傳感 器y例如可以通過車輪轉(zhuǎn)速傳感器RD1至4進(jìn)行可信度測(cè)試。
因此，示出了在汽車中存在相互進(jìn)行可信度測(cè)試的多種可能方案。
圖7說明了本發(fā)明方法的流程框圖。在兩條線路中并行地對(duì)不 同的硬件路徑HW1和HW2進(jìn)行處理。在方法步驟700中，在硬件3吝 徑HW1中，通過以微機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)的傳感元件SE1產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)， 在方法步驟701中對(duì)該測(cè)量信號(hào)模擬處理，例如進(jìn)行放大和濾波處 理。在方法步驟703中進(jìn)行數(shù)字化和預(yù)處理，從而使這些數(shù)據(jù)可以 被傳輸。這也適用于第二硬件路徑，該硬件路徑經(jīng)過相應(yīng)的方法步 驟704， 705和706。傳輸步驟707可與控制裝置SG —起或分開進(jìn)行。 然后，在方法步驟708中，傳感器信號(hào)可以由微控制器iaC處理并通 過方法步驟7G9產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。
傳感器模塊也可以位于控制裝置SG內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置(PS)的裝置，該裝置包括傳感器模塊(S)，該傳感器模塊的信號(hào)被用于觸發(fā)人員保護(hù)裝置，其中，該傳感器模塊(S)為此能夠與分析電路(μC)連接，其特征在于，所述傳感器模塊(S)具有位于一個(gè)殼體內(nèi)的至少兩個(gè)傳感器，其中，所述至少兩個(gè)傳感器的信號(hào)處理是在分開的硬件路徑上進(jìn)行。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述硬件路徑(HWl, HW2)的信號(hào)處理分別具有模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(AD1, AD2)，所述模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換器分別工作在不同的頻率下。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，針對(duì)所述傳感 器分別產(chǎn)生各自的時(shí)鐘脈沖。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，第一硬件路徑(HW1 ) 監(jiān)視第二硬件路徑(HW2)的時(shí)鐘脈沖。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，針對(duì)每 個(gè)硬件路徑分別設(shè)置各自的電源。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一硬件路徑 (HW1)監(jiān)視所述第二硬件路徑(HW2)的第一電源。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述硬 件路徑(HW1, HW2)分別與通信接口 (K)連接。
8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述通 信接口 (K)被設(shè)計(jì)成冗余的。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，設(shè)有可 信度觀'J試裝置，該可信度觀'H式裝置比較所述傳感器模塊的信號(hào)與至 少一個(gè)另外的傳感器的可信度測(cè)試信號(hào)，并根據(jù)該比較來(lái)影響觸發(fā)。
10. 用于根據(jù)傳感器模塊(S)的信號(hào)來(lái)觸發(fā)人員保護(hù)裝置的方 法，其特征在于，使用所述傳感器模塊(S)位于一個(gè)殼體內(nèi)的至少 兩個(gè)傳感器，以及所述至少兩個(gè)傳感器的信號(hào)處理是在分開的硬件 路徑(HW1， HW2)上進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于根據(jù)傳感器模塊的信號(hào)來(lái)觸發(fā)人員保護(hù)裝置的裝置和方法。對(duì)于該傳感器模塊，在一個(gè)殼體內(nèi)安置至少兩個(gè)傳感器，且這兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)處理是在分開的硬件路徑上進(jìn)行。
文檔編號(hào)B60R21/013GK101652273SQ200880011581
公開日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月19日
發(fā)明者M·韋爾赫費(fèi)爾, V·弗雷澤 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司