[发明专利]对固体声信号进行信号处理以实现事故检测的方法和单元

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

因此，本发明的任务是，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。本发明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。

本发明的主要理念在于，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发明进一步说明。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发明方法过滤的信号比较，

图2：一个非触发情况的过滤信号相互比较，

图3：一个非触发情况的过滤信号相互比较，

图4：按本发明的滤波器频率响应曲线。

具体实施方式

图1a是未经过滤的固体声原信号。图1b用示意图比较说明采用传统方法(虚线F2)以及按本发明建议的高通滤波器(连续线F1)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1b。可清楚看到，用高通滤波器(连续线F1)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，那么按本发明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F1)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。