用于触发人员保护装置的装置和方法

专利名称：用于触发人员保护装置的装置和方法
技术领域：
本发明涉及如独立权利要求所述类型的用于触发人员保护装置 的装置及方法。
背景技术：
DE 102 30 485 Al公开了一种乘客保护装置，在该装置中，第 一传感器信号的可信度测试是通过第二传感器信号来实现，其中， 可信度测试是借助另外一个传感器与第 一传感器信号的产生比较来进行。

发明内容
相对于现有技术，具有独立权利要求的特征的用于触发人员保 护装置的本发明装置和方法具有如下优点传感器模块现在具有至 少两个传感器，所述传感器位于一个壳体内，以及所述至少两个传 感器的信号处理是在分开的硬件路径上进行。因此，可以以有利的 方式抵制所谓的共模误差。所谓的共模误差指的是一种误差，该误 差对第 一 传感器和可信度测试传感器产生相同的消极影响。这样的 误差可能引起错误动作。然而，通过本发明采取不同硬件路径的措 施可实现传感器模块可位于一个壳体内，甚至是位于一个集成电 路上。但是，在所述一个壳体中可设有两个分开的基片。这实现了 与在空间上分开且必须具有自己的壳体的传感器相比明显节省了面 积和成本。
在本发明中，人员保护装置是指气嚢、安全带拉紧器、碰撞激 活头枕以及主动式人员保护装置(例如制动装置和行驶动态调节装 置)。但是，在此没有提到的其他人员保护装置也可按照本发明进
3行触发。
在本发明中，传感器模块是一种结构单元，该结构单元具有唯 一的壳体，所述至少两个传感器位于该壳体内。该壳体例如可以是 一个集成电路。传感器模块可以位于控制装置的内部或外部。特别 地，传感器模块也可以改装成传感器组。传感器例如是加速度传感 器和/或转速传感器。信号处理例如具有模拟和数字信号处理部分， 以对用于传输给控制装置或传输给分析电路的实际传感器信号进行 预处理。
分开的硬件路径在物理上相互分开，也就是说，硬件路径不具 有两个硬件路径的信号都经过的共同元件。但是，信号在终端处可 以汇合。此后，这些硬件路径终止。硬件路径之间的连接也是可能 的，但是信号不能被耦合输出。由从属权利要求可得知这样的硬件 路径连接的有利例子。
通常位于控制装置内的分析电路指的是 一 种这样的电路，该电 路根据传感器信号产生用于人员保护装置的触发信号。该触发信号 通常由触发人员保护装置的触发电路使用。通常可考虑微控制器或 其他处理器类型作为触发电路。但是，也可采用专用集成电路或甚 至是分立的分析电路。
由在从属权利要求中给出的措施和改进方案可知，在独立权利 要求中给出的用于触发人员保护装置的装置以及在独立权利要求中 给出的用于触发人员保护装置的方法可以有许多有利的改进方案。
有利的是，在每个硬件路径中分别设置模/数转换器，其中，模 /数转换器在各硬件路径中分别工作在不同的频率下。模/数转换器 以及数字滤波器需要时间基准，这也适用于在所谓的开关电容技术 中的模拟滤波器。该时间基准必须在传感器内产生或者由外部供给。 时间基准的误差必然导致信号的误差。
此外还有利的是，针对传感器分别产生各自的时钟脉沖。对于 转速传感器，时钟脉冲例如可由这些传感器本身的固有频率产生， 因为转速可通过振动系统中的科里奥利加速度来确定。这种时钟脉
4沖产生方式对于可信度测试加速度传感器也是可行的。在这里，时 钟脉沖可以由外部供给，例如由控制装置内的微控制器或者在内部 通过电子振荡器来产生。
另外还有利的是，第 一硬件路径监视第二硬件路径的时钟脉冲。
行相互监视。在这里，对各自的时钟脉冲进行计数的两个计数器必 须相互比较并调试至一 固定关系。
此外还有利的是，针对硬件路径分别设置各自的电源。也就是 说，每个硬件路径存在一个电源。该电源例如可以是借助集成电路 实现。该集成电路获得电池电压并将电池电压转换成硬件路径所需 的电压。
另外还有利的是，第一硬件路径监视第二硬件路径的电源。由 此在这里也实现了硬件路径的交叉监视，从而保证了高程度的可靠 性。
有利地，硬件路径最后可以在通信接口中连接。该通信接口例 如可以是电流接口，在电流接口中数据;陂施加到-睁态电流上。该电 流接口优选设计成单向的，从而数据只能沿着一个方向传输。这样
的电流接口由申请人作为型号PS15来提供。通信接口的实现方案的 另一个例子是SPI (串行外围设备接口 )传输装置，该SPI传输装置 实现了主机与控制装置内的 一 个或多个从机之间的数据传输。
此外还有利的是，通信接口被设计成冗余的。在传感器中设置 通信逻辑电路(PS15, SPI )。该通信逻辑电路按照要求的协议从 内部存储器传输数据。根据本发明，再设置一个所述通信逻辑电路， 并进行修改，使得第二通信逻辑电路例如具有自己的地址。如果这 是不可行的，比如在电流接口 PS15中，那么第二通信逻辑电路必须 分析第 一 通信逻辑电路的数据流并将其与待发送的数据比较。
另外还有利的是，设有可信度测试装置，该可信度测试装置将 传感器模块的信号与至少一个另外的传感器的可信度测试信号进行 比较并根据该比较影响触发。因此，形成了传感装置的冗余，冗余在不同部位彼此不同，以及充分利用了在汽车中由于行驶动态控制 装置和气嚢装置的共同存在而可设有多个传感器这一特点。在这里，
例如电子稳定程序(ESP)传感器模块和用于识別翻车过程的翻车感 知系统(ROSE)传感器模块之间的数据相互比较，以进行可信度测 试。为了提高抑制共模误差的鲁棒性，可通过汽车中冗余的传感器 通过比较对共同的转速加速度传感器组件的感知信道进行可信度测 试。有利的是，对共同的传感器组功能块中尽可能多的传感元件， 最好是对所有需要的传感元件进行可信度测试。
对于翻车设计功能，也就是翻车识别，甚至可以在相应的布置 中通过冗余的传感装置对所有三个需要的变量进行可信度测试，如 从下面可看出
-转速传感器通过主动式减震控制器的转速传感器和/或通过 ESP内的转速传感器进行可信度测试。汽车横向，即Y方向的所谓的 低g加速度传感器是通过ESP系统的Y方向低g加速度传感器进行 可信度测试。Z方向低g加速度传感器是通过用于行驶机构调节的底 盘控制器区域的Z方向低g加速度传感器进行可信度测试。


附图示出了本发明的实施例，在下面的描述中将对这些实施例 进4亍详细i兌明。 附图中
图1示出了本发明装置的第一方框图2示出了本发明的传感器模块的方框图3示出了本发明的传感器模块的第二方框图4示出了本发明的传感器模块的第三方框图5示出了本发明的传感器模块的第四方框图6示出了汽车中的传感器分布图7示出了本发明的方法的流程框图。
具体实施例方式
图1示出了在汽车fz中的本发明装置。传感器模块s具有两个 传感器，它们分别由传感元件se1或se2、传感器信号的模拟处理器 Al或a2和数字处理器Dl或d2组成。这两个传感器具有不同的硬件 路径hw1和hw2，从而传感元件se1和se2的信号在经过处理之后也 不经过共同的元件。根据本发明，这会避免所谓的共模误差。硬件 路径与用于触发人员保护装置ps的控制装置sg的接口功能块if连 接。传感器信号在控制装置sg中通过内部总线，例如所谓的spi(串 行外围设备接口总线)传输到分析电路(在本发明中为微控制器n C)。该微控制器yC以已知的方式对信号分析，以判定是否应当触 发人员保护装置PS。为此，微控制器y C从这里未示出的存储器中 装入其分析算法。这里，仅示出本发明的主要元件。为了清楚起见， 略去对于运行所需的其他元件。
如果微控制器n C判定需要触发人员保护装置，那么微控制器)a c又通过spi总线将触发信号传输到触发电路flic。触发电路flic 是一个或多个集成电路(ic),这些集成电路优选具有至少两个功 率开关，这些功率开关根据触发信号闭合并因此激活人员保护装置。 触发电路flic可以分立地或由多个ic构成。接口 if也可以以硬件 和/或软件方式形成。
图2示出了传感器模块s的另一个方框图。上方的硬件路径hw1 又是具有传感元件se1和作为模拟处理器Al的带有连接在其后的低 通滤波器tp1的放大器vi。在这里，也可以使用该滤波器和该放大 器的替代方案。顺序也可以互换。
然而，硬件路径hw1还具有数字部分Dl,该数字部分由模/数转 换器ad1和集成电路ic1组成。模/数转换器ad1将由Al经过模拟 处理的传感器信号数字化。集成电路ic1执行另一次信号处理并以 预定格式将传感器数据传输到接口 if1。
硬件路径hw2的元件具有相同的功能，硬件路径hw2具有传感 元件se2、带有放大器v2和低通滤波器tp2的模拟部分a2以及带有模/数转换器AD2和集成电路IC2的数字部分D2。
同样也可以使用多个集成电路，而不是仅使用一个集成电路。 这里，也可以使用处理器。
图3示出了传感器模块S的另一种方框图。然而，为了清楚起 见，这里仅示出相应的硬件路径HW1和HW2的时钟脉冲发生器Tl和 T2。时钟脉冲发生器Tl可以是基于RC元件(电阻电容元件)或石 英的电子振荡电路，而时钟脉沖发生器T2是基于微机械振荡器的谐 振频率。但是，现在在硬件路径HW1和HW2之间设有连接器，即分 析电路AUS1和AUS2。分析电路AUS1对硬件路径HW2中的时钟脉沖 进行分析，分析电路AUS2对时钟脉沖发生器Tl的时钟脉沖进行分 析。由此可实现交叉监视。此外，时钟脉冲Tl和T2是不同的，以 同样抑制共模误差。计数器Zl基于时钟脉冲发生器Tl,相应地，计 数器Z2基于时钟脉沖发生器T2。当Zl达到预定值时，逻辑电路将 计数器Z2的计数器状态控制到固定范围内。然后，计数器Z1和Z2 被归零。因此可以连续地监视这两个计数器。
图4又示出了传感器模块S的一种简化方框图。在这里，两个 硬件路径HW1和冊2分别具有不同的电源UV1和UV2。还是进行交叉 检验，更具体地说是通过电路Ul和U2进行。
在图3和4中的交叉检验在出现偏差时产生相应的信号，该信 号通过数据线传输到控制装置SG。
图5示出了本发明的传感器模块S的另一种简化的方框图。在 这里，传感元件SE1和SE2的硬件路径与通信接口 K连接，该通信 接口可以如上述进行设计。因此，在传感器模块S中就已经将硬件 路径相互联合。
图6示出了实现相互可信度测试的不同传感器的示意图。在汽 车FZ中存在车轮转速传感器RD1至4以及竖直方向定向的加速度传 感器azl和az2。从车轮转速传感器RD1至4的信号可以确定围绕汽 车竖轴的转动。这可以用于对相应的转速传感器的测量信号进行可 信度测试，该相应的转速传感器测量围绕汽车竖轴的转动。竖直方向定向的加速度传感器azl和az2可以用于例如对i殳置 在气嚢控制装置ABSG内的加速度传感器az3进行可信度测试，该加 速度传感器的灵敏度同样是沿着汽车竖轴的方向定向，如传感器az 那样。
在传感器组SC中的加速度传感器Bl和在气嚢控制装置ABSG中 的加速度传感器B2可以例如通过关于汽车纵向的前部传感器UFS1 和UFS2进行可信度测试。在汽车横向上，加速度传感器B1和B2可 以通过传感器B4和B5进行可信度测试，传感器B4和B5安装在汽 车侧部内并沿着汽车横向方向定向。在这里，ESP控制装置的传感装 置也可以借助已有的传感器进行可信度测试，例如通过侧倾角速度 传感装置RR和RR2以及所谓的俯仰角速度传感装置PR,对于测量围 绕汽车纵轴和横轴的转动的用于识别翻车的ROSE传感装置也是如 此。加速度传感器B3可以通过前部传感器UFS1和UFS2或加速度传 感器Bl和B2进行可信度测试。在传感器组SC中的横摆角速度传感 器y例如可以通过车轮转速传感器RD1至4进行可信度测试。
因此，示出了在汽车中存在相互进行可信度测试的多种可能方案。
图7说明了本发明方法的流程框图。在两条线路中并行地对不 同的硬件路径HW1和HW2进行处理。在方法步骤700中，在硬件3吝 径HW1中，通过以微机械方式实现的传感元件SE1产生测量信号， 在方法步骤701中对该测量信号模拟处理，例如进行放大和滤波处 理。在方法步骤703中进行数字化和预处理，从而使这些数据可以 被传输。这也适用于第二硬件路径，该硬件路径经过相应的方法步 骤704， 705和706。传输步骤707可与控制装置SG —起或分开进行。 然后，在方法步骤708中，传感器信号可以由微控制器iaC处理并通 过方法步骤7G9产生触发信号。
传感器模块也可以位于控制装置SG内。
权利要求
1.用于触发人员保护装置(PS)的装置，该装置包括传感器模块(S)，该传感器模块的信号被用于触发人员保护装置，其中，该传感器模块(S)为此能够与分析电路(μC)连接，其特征在于，所述传感器模块(S)具有位于一个壳体内的至少两个传感器，其中，所述至少两个传感器的信号处理是在分开的硬件路径上进行。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述硬件路径(HWl, HW2)的信号处理分别具有模/数转换器(AD1, AD2)，所述模/ 数转换器分别工作在不同的频率下。
3. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，针对所述传感 器分别产生各自的时钟脉沖。
4. 如权利要求3所述的装置，其特征在于，第一硬件路径(HW1 ) 监视第二硬件路径(HW2)的时钟脉沖。
5. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，针对每 个硬件路径分别设置各自的电源。
6. 如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一硬件路径 (HW1)监视所述第二硬件路径(HW2)的第一电源。
7. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述硬 件路径(HW1, HW2)分别与通信接口 (K)连接。
8. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述通 信接口 (K)被设计成冗余的。
9. 如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，设有可 信度观'J试装置，该可信度观'H式装置比较所述传感器模块的信号与至 少一个另外的传感器的可信度测试信号，并根据该比较来影响触发。
10. 用于根据传感器模块(S)的信号来触发人员保护装置的方 法，其特征在于，使用所述传感器模块(S)位于一个壳体内的至少 两个传感器，以及所述至少两个传感器的信号处理是在分开的硬件 路径(HW1， HW2)上进行。
全文摘要
本发明提出一种用于根据传感器模块的信号来触发人员保护装置的装置和方法。对于该传感器模块，在一个壳体内安置至少两个传感器，且这两个传感器的数据处理是在分开的硬件路径上进行。
文档编号B60R21/013GK101652273SQ200880011581
公开日2010年2月17日 申请日期2008年2月25日 优先权日2007年4月19日
发明者M·韦尔赫费尔, V·弗雷泽 申请人:罗伯特·博世有限公司