(57)【要約】  本発明は少なくとも１つの非同期センサ（１０）から或る伝送速度（Ｔｐａｓ）で伝送されたセンサデータを処理する方法に関するものであり、所定のサンプリングレート（Ｔｓｇ）でセンサデータを読み出し、読み出した所定数のセンサデータから平均値（ＳM）を計算するようにした方法において、前記平均値を計算するために、前記伝送速度（Ｔｐａｓ）に対する前記サンプリングレート（Ｔｓｇ）のサンプリング比を評価し、該サンプリングレートを評価するために、伝送されたデータ値の個数2008517487.tif 000013と事前設定可能な期間の間のサンプリングパルスの個数（ＺＡ）とを求め、相互に関連付けることを特徴とする。
2008517487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの非同期センサ（１０）から或る伝送速度（Ｔｐａｓ）で伝送されたセンサデータを処理する方法であって、所定のサンプリングレート（Ｔｓｇ）でセンサデータを読み出し、読み出した所定数のセンサデータから平均値（ＳＭ）を計算するようにした方法において、前記平均値を計算するために、前記伝送速度（Ｔｐａｓ）に対する前記サンプリングレート（Ｔｓｇ）のサンプリング比を評価し、その際、該サンプリングレートを評価するために、伝送されたデータ値の個数
2008517487.tif 000011
と予め決められた期間内のサンプリングパルスの個数（ＺＡ）とを求め、相互に関連付ける、ことを特徴とするセンサデータを処理する方法。
【請求項２】
サンプリング周期中の平均したセンサデータの個数はｎまたは（ｎ＋１）であり、読み出されたセンサデータの平均値（ＳM）はサンプリングレート（Ｔｓｇ）に対して固定的な同期された位相シフト（Ｔａ）を以て計算され、平均値形成の際の位相シフト（Ｔａ）は（ｎ＋１）個のセンサデータから求められ、ここで、ｎは２以上の自然数である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
（ｎ＋１）個のセンサデータから計算された各平均値（ＳM）はｎ個のセンサデータから計算される後続の平均値（ＳM）の補間のための初期値として使用される、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記補間のために、それぞれ読み出されたｎ個のセンサデータから平均値を形成する連続した平均値形成プロセスの回数（ＺＳ）を求め、（ｎ＋１）個のセンサデータから平均値を形成する場合には、前記回数（ＺＳ）をゼロにリセットする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
サンプリング周期（Ｔｓｇ）中に生じるｎ個のセンサデータの平均値（ＳM）を前記回数（ＺＳ）に依存して線形補間式
【数１】
2008517487.tif 000012
により補間する、請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
処理済みセンサデータを乗員保護手段のトリガ方法の入力値として使用する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの非同期センサ（１０）をアップフロントセンサ系および／または周囲センサ系および／または歩行者保護のための接触センサ系の一部として実施する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
非同期センサを利用した方法によるシステムでは、センサデータ値の古さは原理的にそれぞれ異なる。サンプリング変動に関するシミュレーションを考慮すれば、センサデータは激しく増大する。このため、例えば乗員保護のためのトリガ方法などの処理済みセンサデータ値を使用する方法は、これらのセンサデータ変動に対して相応してロバストに設計されなければならないが、これにより顧客の要求の充足は明らかに困難になり、システムコストも高くなってしまう。
【０００２】
これらの効果を補償するためには、非同期センサデータ値をアルゴリズムラスタへの補間により準同期化してもよい。しかしながら、補間のための係数はセンサの伝送速度とサンプリングレートに依存している。すべての構成要素と同様に、オシレータも、したがってまた、結果として生じる伝送速度とサンプリングレートも、補間結果の品質ひいては処理済み信号の品質を劣化させる許容差の影響を受ける。
【０００３】
発明の利点
独立請求項に記載された特徴を備えた本発明によるセンサデータの処理方法は、伝送速度に対するサンプリングレートのサンプリング比を評価することにより、平均値の計算がサンプリングレートおよび／または伝送速度の許容差に依存しなくなるという利点を有している。これにより、構成要素において避けられないサンプリング許容差が補償され、測定結果はもはや劣化することがない。さらに、有利には、非同期センササンプリングの際の信号変動と伝送速度およびサンプリングレートの許容差とによって生じるセンサデータのばらつきが小さくなる。これにより、処理済みデータを例えばエアバッグ、安全ベルトなどのような乗員保護手段のトリガのための入力値として使用する方法のロバストネスが改善される。
【０００４】
また、原理的に実際に生じる信号変動に関して、非同期センサと評価方法を備えた制御装置とから成るシステムの全体が改善される。信号のばらつきを小さくすることにより、顧客の要求をより容易に満たすことができ、システムコストも低減される。サンプリング比の評価のために、伝送されたデータ値の個数と予め決められた期間内のサンプリングパルスの個数とが求められ、相互に関連付けられる。
【０００５】
独立請求項に示されたセンサデータの処理方法の有利な改善は従属請求項において実施される措置と発展形態とにより可能である。
【０００６】
特に有利には、本発明による方法では、サンプリング周期内の平均したセンサデータの個数はｎまたは（ｎ＋１）であり、読み出されたセンサデータの平均値はサンプリングレートに対して固定的な同期された位相シフトを以て計算され、平均値形成の際の位相シフトは（ｎ＋１）個のセンサデータから求められ、ここで、ｎは２以上の自然数である。
【０００７】
さらに、有利には、（ｎ＋１）個のセンサデータから計算される平均値は、ｎ個のセンサデータから計算される後続の平均値の補間、有利には線形補間のための初期値として使用され、この補間は伝送速度およびサンプリングレートの許容差には依存しない。
【０００８】
補間のために、有利には、それぞれ読み出されたｎ個のセンサデータから平均値を形成する連続した平均値形成プロセスの回数が求められ、（ｎ＋１）個のセンサデータから平均値が形成される場合には、この回数はゼロにリセットされる。
【０００９】
サンプリング周期中に生じるｎ個のセンサデータの平均値は、例えば、平均値形成の回数に依存して線形補間式（１）により補間することができる。
【００１０】
【数１】
2008517487.tif 000003
ここで、
ＳM：平均値
ＺＳ：ｎ個のセンサデータ値による平均値形成プロセスの回数
2008517487.tif 000004
ＺＡ：サンプリングパルスの個数
Ｄｉｖ：剰余なしの整数除算
【００１１】
処理済みのセンサデータは、例えば、乗員保護手段のトリガ方法の入力値として使用することができ、その際、少なくとも１つの非同期センサは例えばアップフロントセンサ系および／または周囲センサ系および／または側面衝突センサ系および／または歩行者保護のための接触センサ系の一部として実施される。
【００１２】
図面
本発明の実施例を図に示し、以下の説明においてより詳細に解説する。
図１  本発明による方法を実行するための装置のブロック回路図
図２  ある処理方法における信号を表示する時間推移図
図３  本発明による処理方法における信号を表示する時間推移図
図４  許容差のない伝送速度およびサンプリングレートを用いた種々の処理方法の信号分散の概略図
図５  負の最大偏差をもつ伝送速度と正の最大偏差をもつサンプリングレートとを用いた種々の処理方法の信号分散の概略図
図６  正の最大偏差をもつ伝送速度と負の最大偏差をもつサンプリングレートとを用いた種々の処理方法の信号分散の概略図
図７  負の最大偏差をもつ伝送速度と正の最大偏差をもつサンプリングレートとを用いた本発明による処理方法の信号分散の概略図
図８  正の最大偏差をもつ伝送速度と負の最大偏差をもつサンプリングレートとを用いた本発明による処理方法の信号分散の概略図
【００１３】
実施例の説明
現在の従来技術によれば、配置された周辺センサ１０は線路を介して制御装置１００に接続される。図２から分かるように、従来の処理方法においては、少なくとも１つの非同期センサ１０が例えば２２８μｓの固定された間隔をもってセンサデータを制御装置１００に送信する。データはバッファ記憶され、例えば５１２μｓのサンプリングレートＴｓｇでサンプリングされる。その際、さらなる処理のために、読み出されたセンサデータの平均値はサンプリングレートＴｓｇに対して固定的な同期した位相シフトＴａで計算される。サンプリング周期中に生じるｎ個のセンサデータの平均値は例えば式（２）により回数に依存して求めることができる：
SM(ZS)=(t(ZS)/Tpas)*(SMneu-SMalt)+SMalt       (2)
ここで、
ＳM：平均値
ＺＳ：ｎ個のセンサデータ値による平均値形成プロセスの回数
Ｔｐａｓ：伝送速度
【００１４】
これが制御装置において最適実行時間で実施されるように、例えば回数ＺＳに依存した係数（ｔ(ZS)／Ｔｐａｓ）を前もって計算し記憶しておいてもよい。前もって計算された係数は、例えば、そのときそのときの回数ＺＳに応じたインデックスを有する配列に格納することもできる。時間間隔ｔ(ZS)は一般に、補間された値と直前に伝送されたセンサデータ値との間の時間的距離を表しており、例えば、式（３）により計算することができる：
t(ZS)=(Tgs-Tpas*Div(Tgs/Tpas))*ZS           (3)
ここで、
Ｔｓｇ：サンプリングレート
Ｄｉｖ：剰余なしの整数除算
【００１５】
線形補間の一般式（４）は式（２）および（３）から得られる：
SM(ZS)=((Tgs/Tpas)-Div(Tgs/Tpas))*ZS*(SMneu-SMalt)+SMalt    (4)
【００１６】
しかし、補間のための係数はセンサの伝送速度と制御装置のサンプリングレートに依存しており、これらはそれぞれ、補間の結果を、ひいては後に続くトリガ方法の入力データの結果を劣化させる許容差を有している可能性がある。
【００１７】
それゆえ、本発明によれば、伝送速度Ｔｐａｓに対するサンプリングレートＴｓｇのサンプリング比が平均値計算のために評価され、その際、サンプリング比の評価のために、伝送されたデータ値の個数
2008517487.tif 000005
と予め決められた期間内のサンプリングパルスの個数ＺＡが求められ、相互に関連付けられる。サンプリング比を評価することにより、平均値の計算がサンプリングレートおよび／または伝送速度の許容差に依存しなくなる。
【００１８】
図１には、センサデータを処理する本発明による方法を実行するための装置のブロック回路図が示されており、図３には、本発明による処理方法における信号を表示するための時間推移図が示されている。以下では、図１および３を参照して本発明による方法を説明する。
【００１９】
図１から分かるように、装置は少なくとも１つの非同期センサを有するセンサ系１０を有しており、センサ系１０は線路を介して制御装置１００に接続されている。センサ系１０は±１２μｓの許容差を有する固定的な時間間隔Ｔｐａｓで、例えば２２８μｓで、制御装置１００にセンサデータを伝送する。伝送されたセンサデータはバッファメモリ１１０にバッファ記憶される。制御装置１００は評価・制御ユニット１２０を有している。評価・制御ユニット１２０は例えばマイクロプロセッサとして実施されており、±６μｓの許容差を有するサンプリングレートＴｓｇで、例えば５１２μｓで、周期的にバッファメモリ１１０からデータを読み出して処理し、例えばトリガユニット１３０の入力値を形成する。トリガユニット１３０は、エアバッグ、安全ベルトなどのような図示されていない乗員保護手段を駆動制御する。センサデータの読み出しによりバッファメモリ１１０は空になる。伝送速度Ｔｐａｓが２２８μｓの場合、読出し周期Ｔｓｇ＝５１２μｓは、平均値形成のためにサンプリング周期中に２つまたは３つのセンサデータ値が読み出されるように選ばれている。評価・制御ユニット１２０は、サンプリング周期Ｔｓｇ中に伝送された２つのセンサデータ値から平均値を形成する平均値形成プロセスをカウントする第１のカウンタ１２２と、予め決められた期間内に伝送されたセンサデータの個数
2008517487.tif 000006
をカウントする第２のカウンタ１２４と、所定期間内のサンプリングパルスの個数ＺＡをカウントする第３のカウンタ１２６を有している。サンプリング周期Ｔｓｇ中に３つのセンサデータが伝送されると、相応する平均値形成プロセスはカウンタ１２２をゼロにリセットする。カウンタ１２２、１２４、１２６のカウンタ状態
2008517487.tif 000007
は平均値の補間に、有利には線形補間に使用される。
【００２０】
図３には、例として、サンプリングレートＴｓｇに対する伝送速度Ｔｐａｓの比により、サンプリング周期中に２つまたは３つのセンサデータ値が伝送されることが示されている。最初のサンプリング周期Ｔｓｇの間には、例えば３つのセンサデータ信号がサンプリングされ、カウンタ１２２のカウンタ状態ＺＳはゼロにセットされる。サンプリング周期Ｔｓｇ中に３つのセンサデータ値が読み出される場合、本方法は、これらのセンサデータ値がサンプリングパルスとサンプリングパルスの間で同心状に並んでいることを前提としている。後に続く補間により、センサ信号の平均値は、サンプリングパルスに対して一定の位相シフトで、例えばＴａ＝２５６μｓの位相シフトで計算される、すなわち、サンプリング信号の周期Ｔｓｇの半分の周期で計算される。
【００２１】
伝送された２つのセンサデータ値のみを考慮する後続の平均値計算の平均値の補間は、例えば式（１）による線形補間により計算される：
【数２】
2008517487.tif 000008
ここで、
ＳM：平均値
ＺＳ：ｎ個のセンサデータ値による平均値形成プロセスの回数
2008517487.tif 000009
ＺＡ：サンプリングパルスの個数
Ｄｉｖ：剰余なしの整数除算
【００２２】
さらに図３から分かるように、第１のカウンタ１２２のカウンタ状態ＺＳは、２つのセンサデータを用いるそれぞれの平均値形成プロセスにより、３まで上昇する。すると、カウンタ１２２は３つのセンサ値による平均値形成プロセスにより再びゼロにリセットされる。第２のカウンタ１２４のカウンタ状態
2008517487.tif 000010
は伝送された各データ値によって上がり、第３のカウンタ１２６のカウンタ状態ＺＡはそれぞれのサンプリングパルスによって上がる。第２および第３のカウンタが動作する期間は所望の精度に依存する。平均値計算のために、線形補間の代わりに、より高次の補間を適用してもよい。
【００２３】
図４〜８は、様々な偏差を有する伝送速度とサンプリングレートのもとでの様々な信号変動を示したものであり、それぞれ例えば、異なる処理方法による約４００周期のサンプリング周期にわたる衝突シミュレーションが、正規化された信号振幅で示されている。なお、上記の約４００周期のサンプリング周期は約９００周期の伝送周期に相当する。図４は、様々な処理方法に関して信号の分散を概略的に示したものであり、ここで、伝送速度Ｔｐａｓ＝２２８μｓであり、サンプリングレートＴｓｇ＝５１２μｓは許容差のない所望の値に相当する。比較のため、点線で、原則的に分散のない同期システムの信号の推移を示してある。太線で示された信号推移Ｙｉｎｔは、補間式（４）により平均されたセンサデータ値のサンプリングレートＴｓｇに対して固定的な同期した位相シフトＴａを用いた処理方法の信号分散を示しており、破線で示された枠は、それぞれ古さの異なるセンサデータ値を用いた従来の方法の信号分散の領域Ｙを示している。
【００２４】
図５は、図４に示されている方法の信号分散を概略的に示したものであり、ここでは、伝送速度Ｔｐａｓ＝２２８μｓ−１２μｓ＝２１６μｓであり、サンプリングレートＴｓｇ＝５１２μｓ＋６μｓ＝５１８μｓである。図５から分かるように、水平の細かい平行線で示された、固定的な同期した位相シフトＴａを用いた処理方法の信号分散Ｙｉｎｔは悪化している。というのも、補間式（４）はつねに所望の値Ｔｐａｓ＝２２８μｓおよびＴｇｓ＝５１３μｓで計算を行い、許容差の発生は考慮されないからである。
【００２５】
図６は、図４に示されている方法の信号分散を概略的に示したものであり、ここでは、伝送速度Ｔｐａｓ＝２２８μｓ＋１２μｓ＝２４０μｓであり、サンプリングレートＴｓｇ＝５１２μｓ−６μｓ＝５０６μｓである。図６から分かるように、水平な細かい平行線で示された、固定的な同期した位相シフトＴａを用いた処理方法の信号分散Ｙｉｎｔは著しく悪化している。というのも、補間式（４）はつねに所望の値Ｔｐａｓ＝２２８μｓおよびＴｇｓ＝５１３μｓで計算を行い、許容差の発生は考慮されないからである。
【００２６】
図７には、比較のために、本発明による処理方法の黒で示された信号分散Ｙｉｎｔ２が示されており、ここでは、伝送速度Ｔｐａｓは＝２２８μｓ−１２μｓ＝２１６μｓであり、サンプリングレートＴｓｇ＝５１２μｓ＋６μｓ＝５１８μｓである。図７から分かるように、本発明による方法によれば、信号分散Ｙｉｎｔ２は図５の信号分散Ｙｉｎｔに比べて容易に低減される。
【００２７】
図８には、比較のために、本発明による処理方法の黒で示された信号分散Ｙｉｎｔ２が示されており、ここでは、伝送速度Ｔｐａｓは＝２２８μｓ＋１２μｓ＝２４０μｓであり、サンプリングレートＴｓｇ＝５１２μｓ−６μｓ＝５０６μｓである。図８から分かるように、本発明による方法によれば、信号分散Ｙｉｎｔ２は図５の信号分散Ｙｉｎｔに比べて著しく低減される。図７および８からは、伝送速度および／またはサンプリングレートの許容差が結果に与える影響は従来の方法の場合よりも明らかに弱いということが読み取れる。
【００２８】
本発明による方法は、原則的に、例えば乗員保護手段への入力値を形成するために非同期センサのセンサデータを処理するすべてのシステムで使用することができる。非同期センサを用いたセンサ系は、例えば、アップフロントセンサ系および／または周囲センサ系および／または側面衝突センサ系および／または歩行者保護のための接触センサ系の一部として実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による方法を実行するための装置のブロック回路図
【図２】ある処理方法における信号を表示する時間推移図
【図３】本発明による処理方法における信号を表示する時間推移図
【図４】許容差のない伝送速度およびサンプリングレートを用いた種々の処理方法の信号分散の概略図
【図５】負の最大偏差をもつ伝送速度と正の最大偏差をもつサンプリングレートとを用いた種々の処理方法の信号分散の概略図
【図６】正の最大偏差をもつ伝送速度と負の最大偏差をもつサンプリングレートとを用いた種々の処理方法の信号分散の概略図
【図７】負の最大偏差をもつ伝送速度と正の最大偏差をもつサンプリングレートとを用いた本発明による処理方法の信号分散の概略図
【図８】正の最大偏差をもつ伝送速度と負の最大偏差をもつサンプリングレートとを用いた本発明による処理方法の信号分散の概略図
【図１】
2008517487.tif 000014
【図２】
2008517487.tif 000015
【図３】
2008517487.tif 000016
【図４】
2008517487.tif 000017
【図５】
2008517487.tif 000018
【図６】
2008517487.tif 000019
【図７】
2008517487.tif 000020
【図８】
2008517487.tif 000021
【国際調査報告】
2008517487.tif 000022
2008517487.tif 000023
2008517487.tif 000024
2008517487.tif 000025