这里介绍了一种固体声信号，尤其是汽车中固体声信号的信号处理方法以及一种相应的乘客保护系统。在此方法中把一阶高通滤波器规定为滤波器，其中所述滤波器的-3dB角频率设置在下工作频率和上工作频率之间。这样，不仅滤波器中的信号延迟明显降低，而且在工作范围内的频率也变得不同，更确切地说角频率之下的部分相应衰减更强，由此不仅能提早识别触发情况，也能可靠识别非触发情况。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分的固体声信号的信号处理方法，尤其是汽车中固体声信号的信号处理方法，以及一种带相应信号处理单元的乘客保护系统。
技术介绍
在识别轿车事故情况中，固体声测量展示了一种新技术。气囊控制装置分析碰撞中产生的结构声或固体声振动，并能快速、有针对性地触发乘客保护装置。例如在DE 10015273A1中已由一个宽带传感器捕捉到作为高频振动的固体声分析求值，并从中生成一个低频加速度信号部分和一个高频固体声信号部分。在此，超过4kHz 的频率由一个高通滤波器传输到固体声信号的分析路径中。但在简单的滤波器中，高通滤波器的通带范围前提条件是在4kHz或低于4kHz时具有-3dB的角频率，否则信号会明显衰减。或者必须使用复杂程度明显更高的高阶高通滤波器。迄今为止，固体声信号的过滤通常是通过带通、检波和低通滤波器进行的，并有一些其他的缺点。其中包括传感器中过滤时间相对较长，这在快速触发侧面碰撞试验中可能是一个问题。通过当前信号处理中的低通滤波器，信号还将进一步延迟。整个滤波环节导致高频信号延迟，并且只有经过非常强平滑处理的高频信号才能进入乘客保护系统的评估逻辑部分。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是，进一步开发乘客保护系统以及信号处理方法，以便在不增加错误触发危险的情况下能更快识别触发情况。所述任务通过独立的权利要求特征解决。本专利技术的其它优选方式从附属权利要求中得出，其中也能对各单一特征进行相互组合和其他方式的处理。本专利技术的主要理念在于，应用一阶高通滤波器使信号延迟明显减小。此外，_3dB角频率处于工作频率范围内，也就是说设置在下工作频率的上方。这导致所述3dB角频率处的频率分量已刚好以-3dB衰减，所述工作范围内较低频率的衰减更强，然而较高频率部份的衰减更弱，由此在工作范围内的频率分量之间进行不同的加权。这一认识的根据是，一个信号的频率本身以二次幂的形式接受其能量。已经证实，特别的优选方式是将_3dB角频率设置在工作频率范围的上半部分，甚至设在上面三分之一处。在此， 这一工作频率范围通过不断增加的高通滤波器衰减向下确定，向上通过扫描频率，更确切地说主要是一个频率很高的抗混叠滤波器加以限制。通过这种技术上能够简单实现的滤波器设计和角频率调整可确保，触发情况虽然会导致信号处理单元中明显更快地作出触发决定，但能够充分区分非触发情况。这样，向下的工作范围限制主要通过高通滤波器进行，向上的工作范围限制，即上工作范围频率限制尤其可通过模数转换装置的扫描频率进行，在此，所述模/数转换可在过滤前，也可在过滤后进行，也就是说，可实施模拟过滤或数字过滤。附图说明接下来结合一个实施案例并借助示意图对本专利技术进一步说明。下面对功能相同和 /或相同的器件可能标注相同的附图标记。图1 固体声原信号以及按传统方法和按本专利技术方法过滤的信号比较，图2 —个非触发情况的过滤信号相互比较，图3 —个非触发情况的过滤信号相互比较，图4 按本专利技术的滤波器频率响应曲线。具体实施例方式图Ia是未经过滤的固体声原信号。图Ib用示意图比较说明采用传统方法(虚线 F2)以及按本专利技术建议的高通滤波器(连续线Fl)过滤后分别从中获得的能量信号。通过比较可清楚看到，能量信号比传统方法体现出更好的固体声原信号包络线。图3以更好的分辨率显示图lb。可清楚看到，用高通滤波器(连续线Fl)的过滤提供了一个非常强的第一个局部最大值，在该值积分时，确实提早超过触发阈值，与此相比，在信号F2中最大值明显要弱得多，此外还延迟出现。如果触发情况较高的灵敏度可能还不是特别令人惊讶时，那么按本专利技术过滤方法的特殊作用在图2中以非触发情况，例如侧面路边石撞击为例，则变得更加清楚。也就是说在非触发情况时固体声信号的能量在初始阶段总体相对很高，但频率分布不同。这样，在非触发情况时低频部分对首先可见的高固体声能量起决定作用。通过设计高通滤波器的尺寸，使其在要分析的工作频率范围内部不恒定，而在低频部分那里明显衰减，这使得即使在非触发情况时也能得到改进。这样高通滤波器(连续线Fl)中评估的能量虽然再次提早增加，但比传统滤波器(虚线F2)中低得多。之所以这样，是因为滤波器是一阶高通滤波器，并且其_3dB角频率置于下工作频率上方，主要在下工作频率和上工作频率之间。从而在非触发情况时频繁出现的、_3dB角频率以下的工作频率以3dB甚至更大的量衰减，与此同时，能量更强和触发情况时出现的较高频率几乎不被衰减。在一个实施案例中，下工作频率和上工作频率在2. 5kHz和15KHz之间，优选在 5kHz和IOkHz之间，并且_3dB角频率在5kHz和IOkHz之间，优选在大约7kHz处。但这些值根据不同的车型各有不同，因为汽车质量、悬架和减震以及车身刚性方面的差异也导致不同的振动情况和不同的固体声信号特点。在另一个实施案例中，下工作频率和上工作频率在2. 5kHz和25KHz之间，优选在 5kHz和18kHz之间，并且_3dB角频率在8kHz和18kHz之间，优选在大约16kHz处。在所述实施案例中，工作范围内的固体声低频部分衰减更强，例如，在5kHz处已达到_12dB，如图4 所示，根据这类频率响应曲线再次用简图对此加以说明。为了将低频信号范围的影响保持在特别小的状态，以避免信号分析中车辆结构以及传感器所在的外壳的共振频率，对进入分析部分的信号能量，根据频率通过不同的、即不恒定的加权进行评估。较高频率含量的信号在振幅相同情况下在时间范围内具有更多能量。因此，包含较高频率分量的信号通过过滤特点在数量上比包含较低频率分量的信号具有更大影响。从一定的频率范围起，高频信号部分的影响在传输到传感器外壳时由于信号的衰减应忽略不计，这在实践中常使频率上限变得多余。必要时也可选用角频率在工作范围上方的低通滤波器来替代，这主要只适合在特别高的频率信号中接入。过滤后，接下来可进行不连续的平均值计算。它结合了绝对值计算、信号过滤和将信号减小到4kHz。在此，主要应注意，通过将一定数量的值相加到一个加速信号处理所规定的频率， 例如每微秒4个值GkHz)，原始信号的数据率将大量减少。滤波环节的构架既可以模拟方式也可以数字方式进行。通过按本专利技术的方法以及一个相应的乘客保护系统，实现信号频率含量评估的改进。通过使用极平的一阶边，低频信号的分析值小于高频信号。这样对信号的频率含量进行能量上更正确的评估。所述过滤装置非常简单，因此可经济合理地加以实现，并且在传感器的ASIC上所占位置很少。此外，通过一阶滤波器与不连续平均值计算相结合，与一个低通滤波器相比减少了过滤时间。恰好在侧面碰撞范围内，通过原始信号的更好再现实现了提早识别碰撞和区分非触发情况的优势。此外，通过对整个频带上信号频率的评估，可分析碰撞中的信号部分，这部分信号到目前为止成了非常强的滤波器牺牲品。这部分信号既在前端碰撞数据中，也在侧面碰撞数据中表现出来。在过滤(新的过滤器和迄今为止的滤波器)以及原状态下侧面碰撞数据的附图1中可以看到，通过迄今为止的过滤器这类信号的平滑处理有多强，以及与之相比， 新过滤器可明显更好地评估信号中短时出现的高频信号上升。与碰撞试验相比，通过改进信号中的能量评估，还可更好地识别非触发情况。这些非触发情况常常在低频范围内具有较高的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.08.14 DE 102009037619.41.一种固体声信号的信号处理方法，尤其是汽车中固体声信号的信号处理方法，其中所述固体声被测量，由滤波器提供所述固体声的频率分量，这个频率分量在上工作频率和下工作频率之间被分析，其特征在于，所述滤波器是一阶高通滤波器，其中所述滤波器的-3dB角频率位于上工作频率和下工作频率之间。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在工作范围内所述频率分量之间进行不同加权，尤其是工作范围内在所述_3dB角频率以下的频率被衰减强于-3dB，工作范围内所述-3dB角频...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·斯迈卡拉，
申请(专利权)人：大陆汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：
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