(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車における固体伝搬音信号の信号処理方法であって、固体伝搬音が測定され、フィルタにより固体伝搬音の１つの周波数成分が供給され、この周波数成分が下の動作周波数と上の動作周波数との間で評価されるものにおいて、フィルタが一次の高域フィルタであり、このフィルタの−３ｄＢ遮断周波数が下の動作周波数と上の動作周波数との間にあることを特徴とする方法。
【請求項２】
周波数成分の間の不等な重み付けが、動作範囲内で行われ、動作範囲内にあるけれどもこの−３ｄＢ遮断周波数より下の周波数が、−３ｄＢより強く減衰され、この−３ｄＢ遮断周波数より上の動作範囲にある周波数が、−３ｄＢより小さい強さで減衰されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−３ｄＢ遮断周波数が、下の動作周波数と上の動作周波数との間で上半分にあることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
下及び上の動作周波数が２．５ｋＨｚと２５ｋＨｚとの間にあることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の方法。
【請求項５】
−３ｄＢ遮断周波数が８ｋＨｚと１８ｋＨｚとの間にあることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の方法。
【請求項６】
少なくとも固体伝搬音信号に対して敏感なセンサ、及び請求項１〜５の１つに記載の方法を実施するためのフィルタを持つ信号処理装置を有する乗客保護システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は、請求項１の上位概念に記載の特に自動車における固体伝搬音信号の信号処理方法及び対応する信号処理装置を持つ乗客保護システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  乗用車の事故状況の確認において、固体伝搬音測定が新しい技術を示している。エアバッグ制御装置は、衝突の際生じる構造振動又は固体伝搬音振動を評価して、拘束手段の速やかで目的に適った始動を可能にする。【０００３】  例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１００１５２７３号明細書において、広帯域センサにより、固体伝搬音が高周波振動として検出され、それから低周波加速度成分及び高周波の固体伝搬音成分が発生される。その際４ｋＨｚ以上の周波数が、高域フィルタにより固体伝搬音信号用評価通路へ通される。しかし高域フィルタの通過範囲は、簡単なフィルタでは、４ｋＨｚ又はそれ以下の−３ｄＢ遮断周波数を前提としている。なぜならば、そうでないと信号が既に著しく減衰されているからである。【０００４】  固体伝搬音の今までの濾波は、一般に帯域フィルタ、整流及び低域フィルタを介して行われ、若干の欠点を持っている。それにはセンサにおいて比較的長い濾波時間が属するが、この濾波時間は速く開始すべき側面衝突試験では問題となる。現在の信号処理における低域フィルタにより、信号が更に遅延される。全フィルタ連鎖は、結果として高周波信号が、遅延されかつ非常に強く平滑化されて、乗客保護システムの評価論理回路へ達する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  従って本発明の課題は、乗客保護システム及び信号処理方法を発展させて、誤始動の危険を高めることなく、始動事例の一層速やかな確認を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  この課題は、独立請求項の特徴によって解決される。本発明の有利な展開は従属請求項から明らかになり、個々の特徴の組合わせ及び展開も考えられる。【０００７】  本発明の重要な思想は、著しく少ない信号遅延を持つ一次の高域フィルタが使用される点にある。【０００８】  更に−３ｄＢ遮断周波数が、動作周波数範囲内、即ち下の周波数より上に置かれる。その結果、ちょうどこの３ｄＢ遮断周波数にある周波数成分が既に−３ｄＢで減衰され、動作範囲にあるもっと低い周波数が一層強く減衰されるけれども、高周波成分は小さい強さで減衰され、それにより動作周波数範囲内の周波数成分の間で等しくない重み付けが行われる。信号の周波数がそのエネルギへ実際に２乗で入るという知識が基礎になっている。−３ｄＢ遮断周波数を動作周波数範囲の上半分又は上の３分の１へ置くと、特に有利なことが分かった。動作周波数範囲は、高域フィルタのますます増大する減衰により下方に対して決定され、サンプル周波数又はなるべく非常に高周波のエイリアス除去フィルタにより上方に対して限定される。【０００９】  この技術的に簡単に実現可能なフィルタの大きさ設定及び遮断周波数の調整により、始動事例が信号処理装置における著しく速い始動決定を行うけれども、非始動事例が十分区別されるようにすることができる。【００１０】  従って下方に対する動作範囲の限定は、大体において高域フィルタにより行われ、上方に対する動作範囲の限定従って動作範囲の上の頻度は、特にアナログ−ディジタル変換の走査度数によって行われ、このＡ／Ｄ変換は濾波の前又は後にも行うことができ、即ち濾波はアナログ又はディジタルで行うことができる。【００１１】  本発明が、図を使用して実施例により以下に詳細に説明される。以下機能的に同じかつ／又は同じ素子は同じ符号で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】  固体伝搬音の原信号と従来の方法及び本発明による方法で濾波される信号とを示す。
【図２】  非始動事例の濾波される信号を互いに比較して示す。
【図３】  非始動事例の濾波される信号を互いに比較して示す。
【図４】  本発明によるフィルタの周波数応答を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  図１ａは濾波されない固体伝搬音を示す。図１ｂは、従来の方法（破線Ｆ２）及び本発明により提案される高域フィルタ（実線Ｆ１）による濾波後に得られるエネルギ信号を示す。この比較で明らかに認められるように、エネルギ信号は、従来の方法におけるより著しくよく固体伝搬音の包絡線を表している。
【００１４】  図３は、図１ｂを一層良い精細度で示す。これから明らかにわかるように、高域フィルタによる濾波（実線Ｆ１）は、すでに非常に強い第１の局部的最大値を与え、この最大値の積分の際始動閾値は早期に超過され、これに対し信号Ｆ２では、最大値は著しく弱くかつ更に遅れて現れる。
【００１５】  始動の場合一層高い感度はまだ格別に驚くほどでもないかも知れないが、本発明による濾波方法の特別な効果は、図２に非始動事例例えば側方衝突の例において明らかになる。即ち非始動の場合、初期段階における固体伝搬音信号のエネルギは全体として比較的高いが、周波数分布は異なっている。非始動の場合低周波成分は、さしあたって明らかな高い固体伝搬音エネルギに対して決定的である。
【００１６】  しかし高域フィルタが評価すべき動作周波数範囲内で一定でなく、低周波数成分を感じられるほど減衰するように、高域フィルタが設定されていることによって、非始動の場合にも改善が行われる。高域フィルタ（実線Ｆ１）では、評価されるエネルギが再び一層早く増大するが、従来のフィルタ（破線Ｆ２）におけるより著しく低い。
【００１７】  これは、フィルタが一次の高域フィルタであり、その−３ｄＢ遮断周波数が下の動作周波数より上、なるべく下の動作周波数と上の動作周波数との間にあるからである。
【００１８】  従って非始動の場合しばしば現れる−３ｄＢ遮断周波数以下の動作周波数は、３ｄＢ以上で減衰され、一方一層強いエネルギで始動の場合現れる一層高い周波数は、ほとんど減衰されない。
【００１９】  １つの実施例では、下及び上の動作周波数は２．５ｋＨｚと１５ｋＨｚの間なるべく５ｋＨｚと１０ｋＨｚの間にあり、−３ｄＢ遮断周波数は５ｋＨｚと１０ｋＨｚの間なるべく約７ｋＨｚの所にある。しかしこれらの値は、車両形式から車両形式へ相違している。なぜならば車両質量、はね懸架、減衰及び車体強度の相違は、異なる振動挙動及び異なる固体伝搬音信号特性を生じるからである。
【００２０】  別の実施例では、下及び上の動作周波数は２．５ｋＨｚと２５ｋＨｚの間なるべく５ｋＨｚと１８ｋＨｚの間にあり、３ｄＢ遮断周波数は８ｋＨｚと１８ｋＨｚの間なるべく約１６ｋＨｚの所にある。この実施例では、動作範囲にある固体伝搬音の低周波成分の減衰がなお一層強く作用し、例えば５ｋＨｚにおいて−１２ｄＢが、図４にこのような周波数応答によりもう一度図示されているように強く作用する。
【００２１】  低周波信号範囲の影響を特に小さく保ち、こうしてセンサが存在する車両構造及びハウジングの共振周波数を信号評価の際回避するために、評価される信号のエネルギが、変わり易く従って一定でない重み付けにより周波数に従って評価される。
【００２２】  同じ振幅で一層高い周波数を含む信号が、時間範囲において一層多くのエネルギを持っている。従って高い方の周波数成分を含む信号が、フィルタ特性を介して一層低い方の周波数を持つ信号より質的に大きい影響を与えるであろう。特定の周波数から、センサのハウジングへの伝搬の際、信号の減衰のため高周波信号成分の影響が無視可能であり、それにより上限周波数が実際にしばしば不要である。その代わりに必要な場合、動作範囲より上の遮断周波数を持つ低域フィルタを使用し、特に高周波においてなるべく適合的にのみ接続することもできるであろう。
【００２３】  濾波後に、飛躍的な平均値形成が続いてもよい。この平均値形成が絶対値形成、信号の濾波及び４ｋＨｚへ信号の激減を合わせる。
【００２４】  その際なるべく注意すべきことは、最初の信号のデータ転送速度が、特定数の値の加算により、加速度信号の信号処理のために意図される周波数例えばミリ秒当たり４の値（４ｋＨｚ）に激減されることである。フィルタ連鎖のアーキテクチャはアナログでもディジタルでも行うことができる。
【００２５】  本発明による方法及び対応する乗客保護システムによって、信号の周波数内容の評価が改善される。一次の非常に平らな信号辺の使用によって、低周波信号が高周波信号より少なく評価される。こうして信号の周波数内容のエネルギ的に正しい評価が行われる。濾波は非常に簡単であり、従って有利に実現可能であり、センサのＡＳＩＣ上に僅かな場所しか使用しない。更に飛躍的な平均値形成と関連して、一次のフィルタによる濾波時間は、低域フィルタに比べて小さい。まさに側面衝突の範囲では、原信号の一層良好なシミュレーションによって、衝突の早期の確認及び非始動事例の区別に対する利点が生じる。
【００２６】  更に全帯域にわたる信号の周波数評価によって、今まで非常に強いフィルタの犠牲になっていた衝突の信号成分が評価可能になる。これは、正面衝突のデータにおいても側面衝突のデータにおいても現れる。濾波される（新しい及び今までのフィルタ）状態及び原状態にある側面衝突データの図１において、今までの濾波により信号がどんな強さで平滑にされたか、またそれと比較して新しい濾波が信号のおける短い高周波信号立上がりを一層よく評価できることがわかる。
【００２７】  更に信号における改善されたエネルギ評価を介して、低い周波数範囲において比較的高いエネルギを持つ非始動事例を、衝突試験と比較して一層よく確認することが可能である。
【図１ａ】
0005581483.tif 000002
【図１ｂ】
0005581483.tif 000003
【図２】
0005581483.tif 000004
【図３】
0005581483.tif 000005
【図４】
0005581483.tif 000006