DE4130090C1

DE4130090C1 - Vehicle motion sensing system - samples outputs of sensors and combines them logically with further signal

Info

Publication number: DE4130090C1
Application number: DE19914130090
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Gruler (Fh), 7209 Aixheim, De; Harald Dipl.-Ing. Jeschonneck (Fh), 7730 Villingen-Schwenningen, De; Gernot Dipl.-Phys. 7218 Trossingen De Hilger
Original assignee: Mannesmann Kienzle GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1991-09-11
Publication date: 1992-09-17
Anticipated expiration: 2011-09-12

Abstract

The system automatically determines the coordination of sensors with the motion of a vehicle (6). It involves a measuring unit (2) with several sensors and also a unit for evaluating signals to be combined together, belonging to a part of the data detecting equipment (1) installed in the vehicle and suited for a reconstruction of the movement path. The course or progress of the output signals of similar sensors is detected in a given interval of time and these output signals are combined logically with another signal, which is generated by a unit on the vehicle and is allocated in a single-valued and known way to a direction of movement of the vehicle. A particular sensor is related to that movement in a definite direction, for which the course of the output signal shows significant changes in value. USE/ADVANTAGE - The assembly and mounting of the data detecting equipment has been simplified and the measuring unit has been independent of its installed position. It is suitable for `black box' designs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum selbsttätigen Festlegen der Zuordnung richtungsbezogener Sensoren zu Bewegungsrichtungen eines Fahrzeugs, wobei eine mehrere Sensoren beinhaltende Meßeinrichtung sowie eine Auswerteeinheit zur Auswertung von miteinander zu verknüpfenden Signalen Bestandteil eines für eine Bewegungsbahnrekonstruktion geeigneten und in dem Fahrzeug installierten Datenerfassungsgerätes sind.The invention relates to a method for automatic Set the assignment of directional sensors to Movement directions of a vehicle, one of several sensors measuring device and an evaluation unit for evaluating signals to be linked together Part of a suitable for a trajectory reconstruction and data acquisition device installed in the vehicle are.

Datenerfassungsgeräte der genannten Art sind hinsichtlich ihres gerätetechnischen Aufbaus bekannt. So ist aus der EP 01 18 818 B1 bekannt, wie in der Fig. 1 der genannten Schrift dargestellt, daß die oft als "black box" ausgebildeten Datenerfassungsgeräte neben Daten der Fahrzeugdynamik, wie Längs- und Querbeschleunigung, auch zeitsynchron Fahrzeugzustandsinformationen wie die Blinkerfunktion registrieren. An anderer Stelle ist vorgeschlagen worden, auch eine magnetfeldabhängige Meßeinrichtung zur sensorischen Erfassung der nicht geradlinigen Bewegung eines Fahrzeugs in ein Datenerfassungsgerät der genannten Art zu integrieren, um die Bewegungsbahn des Fahrzeugs vollständig rekonstruierbar zu machen.Data acquisition devices of the type mentioned are known with regard to their technical construction. It is known from EP 01 18 818 B1, as shown in FIG. 1 of the cited document, that the data acquisition devices, which are often in the form of a "black box", not only record vehicle dynamics data, such as longitudinal and lateral acceleration, but also time-synchronously register vehicle status information such as the turn signal function . At another point it has been proposed to also integrate a magnetic field-dependent measuring device for the sensory detection of the non-linear movement of a vehicle in a data acquisition device of the type mentioned in order to make the movement path of the vehicle completely reconstructable.

Für die sinnvolle, aufgabengemäße Signalauswertung dieser beispielhaft angeführten richtungsabhängigen Sensoren ist die Kenntnis der Einbaulage des Datenerfassungsgerätes, in welchem die Sensoren starr angeordnet sind, von entscheidender Bedeutung. Daher besteht die Notwendigkeit zur Kennzeichnung der ordnungsgemäßen Einbaulage, z. B. durch Markierungen am Gehäuse des Gerätes. Die sachgemäße Funktion des Gerätes verlangt damit die Einhaltung genauer Einbauvorschriften, wodurch an die Montage nicht unbeachtliche Anforderungen gestellt werden. Denn gerade beim nachträglichen Einbau des Datenerfassungsgerätes stößt man in der Praxis bei der notwendigen Gehäusegröße, die sich aus dem Bauraum der einzufassenden, funktional erforderlichen Baugruppen ergibt, auf nicht geringe Anordnungsprobleme. Die Platzverhältnisse sind bei den wenigen zulässigen, auch durch Sicherheitsaspekte eingeschränkten Einbauorten sehr beengt und für die Montage oft nicht leicht zugänglich. Die Folge ist zumeist eine aufwendige und damit für den Anwender teure Montage. Dieses bedeutet aber für ein auf freiwilligem Einbau beruhenden Fahrzeugdatenerfassungsgerät ein erhebliches Akzeptanzproblem.For the meaningful, task-related signal evaluation of this the directional sensors listed as examples is the Knowledge of the installation position of the data acquisition device, in which the sensors are rigidly arranged, crucial. Therefore, there is a need to label the proper installation position, e.g. B. by markings on the housing of the device. The proper function of the device is required compliance with precise installation regulations, which leads to assembly not insignificant requirements are made. Because straight one encounters the subsequent installation of the data acquisition device in practice with the necessary housing size, which results from the Installation space of the functionally required modules to be enclosed results in not a minor arrangement problems. The Space is allowed in the few, also by Safety aspects restricted installation locations and very cramped often not easily accessible for assembly. The result is usually a complex and therefore expensive for the user Assembly. But this means for a voluntary installation based vehicle data acquisition device a significant Acceptance problem.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Montage des Datenerfassungsgerätes zu vereinfachen und die sachgemäße Funktion der richtungsbezogenen Meßeinrichtung von der Einbaulage des Gerätes unabhängig zu machen.The invention is based on the task, the assembly simplify the data acquisition device and the appropriate Function of the directional measuring device from the Make the installation position of the device independent.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merk male gelöst.This task is characterized by the im Part of claim 1 specified Merk times solved.

Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösung.The subclaims show advantageous developments of solution according to the invention.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die in der Regel je Sensorart zweikanalig aufgebaute Meßeinrichtung zur Erfassung der Fahrzeugdynamik hinsichtlich ihrer Sensoren absolut identisch, d. h. richtungsneutral, aufgebaut werden kann und vom Hersteller werksseitig keine Festlegung getroffen werden muß, welcher sensorische Kanal für die Erfassung der Fahrzeuglängs dynamik oder -querdynamik vorgesehen ist. Markierungen auf dem Gehäuse des Datenerfassungsgerätes und richtungsbezogene Einbauvorschriften können entfallen. Auch wird entbehrlich, beim Ausbau des Datenerfassungsgerätes, z. B. zum Auslesen der Daten in eine externe EDV-Anlage zur Rekonstruktion eines Unfallherganges, die zum Fahrzeug richtungsbezogene Einbaulage des Gerätes zu notieren, deren Kenntnis für die Bewegungsbahnrekonstruktion unabdingbar ist.The invention has the advantage that as a rule Sensor type two-channel measuring device for detection the vehicle dynamics in terms of their sensors absolutely identical, d. H. directionally neutral, can be built and from Manufacturer does not have to make any specifications at the factory, which sensory channel for the detection of the vehicle lengthways dynamics or transverse dynamics is provided. Markings on the case of the data acquisition device and directional Installation instructions can be omitted. Also becomes unnecessary when Expansion of the data acquisition device, e.g. B. to read the data in an external computer system for the reconstruction of a The course of the accident, the installation position related to the vehicle of the device, its knowledge for the Path reconstruction is essential.

Für den Anwender des Datenerfassungsgerätes ist dieser Aspekt ebenfalls äußerst vorteilhaft. Denn dadurch ist es möglich, die Einbaurichtung für das Datenerfassungsgerät in nahezu beliebiger Weise zu den Hauptachsen des Fahrzeuges ohne Verwechslungsgefahr frei zu wählen. Das Gerät wird somit für jedermann in einfacher Weise einbaubar, ohne unbedingt eine spezielle Fachwerkstatt hinzuziehen zu müssen. Einschränkend muß jedoch angemerkt werden, daß aufgrund der in der Regel orthogonal zueinander angeordneten Sensoren Einbaulagen unzweckmäßig sind, bei denen sich die Sensorhauptachsen exakt unter 45° zu den Hauptbewegungsrichtungen des Fahrzeugs befinden. Zu bevorzugen sind die beiden in den Figuren dargestellten Anordnungen.This is for the user of the data acquisition device Aspect also extremely beneficial. Because that's it possible to change the installation direction for the data acquisition device in almost any way to the main axes of the vehicle without Free choice of confusion. The device is therefore for everyone can be easily installed without necessarily one to have to call in a specialist workshop. Restrictive However, it must be noted that due to the rule Sensors installed orthogonally to each other are unsuitable where the sensor main axes are exactly at 45 ° to the main directions of movement of the vehicle are located. The two in the figures are preferred arrangements shown.

Das Datenerfassungsgerät erkennt durch eine logische Signalverknüpfung und die Auswertung signifikanter Meßsignalformen selbsttätig, welcher Teil der sensorischen Meßeinrichtung welche Richtungskomponente erfaßt. Ein manueller Eingriff in die Hardware des Datenerfassungsgerätes ist nicht erforderlich. Auch ist bei der Installation des Gerätes in das Fahrzeug keine Einmessung oder Kalibrierung erforderlich, was gerade für Anwendungen in der breiten Öffentlichkeit, z. B. bei Geräten, die speziell als für PKW's geeignete Unfalldatenspeicher ausgebildet sind, besonders vorteilhaft ist.The data acquisition device recognizes by a logical Signal linkage and the evaluation more significant Measuring signal forms automatically, which part of the sensory Measuring device which directional component detected. A manual There is no interference with the hardware of the data acquisition device required. Also when installing the device in that Vehicle no calibration or calibration required what especially for applications in the general public, e.g. B. at Devices that are especially suitable for cars Accident data storage are designed, particularly advantageous is.

Anhand von drei Figuren soll die Erfindung nochmals kurz erläutert werden. Es zeigtThe invention is again intended to be brief with the aid of three figures are explained. It shows

Fig. 1 Verknüpfung mit Blinkersignal Fig. 1 link with blinker signal

Fig. 2 Verknüpfung mit Bremssignal Fig. 2 link with brake signal

Fig. 3 Verknüpfung mit Winkelgebersignal. Fig. 3 linkage with angle encoder signal.

In einem Datenerfassungsgerät 1 der eingangs genannten Art ist die Meßeinrichtung 2 zur sensorischen Erfassung der Fahrzeugdynamik, die durch Messung der Beschleunigung a und des das Fahrzeug umgebenden Magnetfeldes B ermittelt werden kann, in der Regel geräteintern angeordnet. Zum Schutz vor unberechtigtem Eingriff muß das Gerätegehäuse sogar oftmals vom Hersteller verplombt werden. Auf die Meßeinrichtung 2 wirkende Bedienelemente sind im allgemeinen nicht vorgesehen.In a data acquisition device 1 of the type mentioned at the outset, the measuring device 2 for sensory detection of the vehicle dynamics, which can be determined by measuring the acceleration a and the magnetic field B surrounding the vehicle, is generally arranged inside the device. To protect against unauthorized intervention, the device housing often has to be sealed by the manufacturer. Operating elements acting on the measuring device 2 are generally not provided.

Der Anwender des Datenerfassungsgerätes 1 soll, gerade wenn dieses als Unfalldatenspeicher ausgebildet ist, in die Lage versetzt werden, das Gerät 1 in nahezu beliebiger Anordnung zu den Raumachsen seines Fahrzeugs selbst zu installieren. Als Beispiel seien die Einbaupositionen 1a/2a und 1b/2b angeführt. Daher ist es erforderlich, daß das Gerät 1 bei seiner Inbetriebnahme selbsttätig erkennt, in welcher Lage es im Verhältnis insbesondere zur Fahrzeuglängsachse (3) oder -querachse (4) angeordnet wurde. Da die verkehrsrechtlichen Bestimmungen übereinstimmend für alle Fahrzeuge vorschreiben, bei Fahrtrichtungsänderungen, z. B. von Richtung der Fahrzeuglängsachse 3 in Richtung 7, den Fahrtrichtungsanzeiger 5 zu betätigen, ist beispielsweise die Verknüpfung dieses Fahrzeugzustandssignals mit der mehrkanaligen, sensorischen, zur Erfassung der Fahrzeugdynamik ausgebildeten Meßeinrichtung 2 des Datenerfassungsgerätes 1 vorteilhaft, um eine Richtungszuordnung vorzunehmen.The user of the data acquisition device 1 , especially if it is designed as an accident data memory, should be able to install the device 1 in almost any arrangement with respect to the spatial axes of his vehicle. The installation positions 1 a / 2 a and 1 b / 2 b are given as an example. It is therefore necessary for the device 1 to automatically recognize when it is started up, in which position it was arranged, in particular in relation to the vehicle's longitudinal axis ( 3 ) or transverse axis ( 4 ). Since the traffic regulations stipulate for all vehicles, changes in direction of travel, e.g. B. from the direction of the vehicle longitudinal axis 3 in the direction 7 to actuate the direction indicator 5 , for example, the linkage of this vehicle status signal with the multichannel, sensory, designed to detect the vehicle dynamics measuring device 2 of the data acquisition device 1 is advantageous to make a direction assignment.

Wird der Blinkerschalter betätigt und ändert das Fahrzeug 6 in einem durch das Blinkersignal festgesetzten Zeitintervall seine Fahrtrichtung, so liefert einer der beiden je Sensorart vorgesehenen Sensoren eine stärkere Veränderung der Meßwerte als der andere. Die Meßeinrichtung 2 besteht in der Regel aus zwei orthogonal zueinander angeordneten Sensoren je Sensorart. Sie kann aber auch um die dritte Raumachse in gleicher Weise erweitert werden. Die Meßwertveränderungen werden über einen Zeitraum, der bezüglich des durch das Blinkersignal festgelegten Zeitintervalles bestimmte Vor- und/oder Nachlaufzeiten einschließt, dadurch bewertet, daß die Signalveränderungen gleichartiger Sensoren erfaßt und ausgewertet werden. Die Längsdynamikwerte verändern sich zu ihren Werten vor und nach dem durch das Blinkersignal festgelegten Zeitintervall nicht in gleich signifikanter Weise. Aus dem Vergleich beider Sensorsignalveränderungen wird die Zuordnung getroffen, welcher Sensor der Meßeinrichtung 2 die Querdynamik erfaßt.If the turn signal switch is actuated and the vehicle 6 changes its direction of travel within a time interval determined by the turn signal, one of the two sensors provided for each type of sensor delivers a greater change in the measured values than the other. The measuring device 2 generally consists of two sensors arranged orthogonally to one another for each sensor type. However, it can also be expanded in the same way by the third spatial axis. The changes in the measured values are evaluated over a period of time, which includes certain lead and / or follow-up times with respect to the time interval defined by the blinker signal, in that the signal changes of similar sensors are detected and evaluated. The longitudinal dynamic values do not change in their values before and after the time interval defined by the turn signal in the same significant way. The comparison is made between the two sensor signal changes, which sensor of the measuring device 2 detects the transverse dynamics.

Da die Anordnung des Datenerfassungsgerätes 1 im Fahrzeug 6, nämlich die Position 1a/2a oder die Position 1b/2b, im allgemeinen nach der Erstinstallation nicht mehr geändert wird, kann nach erstmaliger Zuordnung das Zuordnungsverhältnis als konstant betrachtet werden. Nichtsdestoweniger kann aber auch, wenn besondere Umstände es erfordern, dieses Zuordnungsverhältnis von Zeit zu Zeit oder sogar fortlaufend auf die zuvor beschriebene Weise überprüft werden.Since the arrangement of the data acquisition device 1 in the vehicle 6 , namely the position 1 a / 2 a or the position 1 b / 2 b, is generally not changed after the initial installation, the assignment ratio can be regarded as constant after the first assignment. Nevertheless, if special circumstances so require, this assignment ratio can be checked from time to time or even continuously in the manner described above.

Da die Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers bei Fahrtrichtungsänderung zum gesetzteskonformen Fahrverhalten gehört und ungeradlinige Bewegungen den üblichen Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs entsprechen, gelangt das Datenerfassungsgerät nach kürzester Zeit in einen für die Bewegungsbahnrekonstruktion erforderlichen, definierten Zustand. Im allgemeinen wird dieses bereits beim Anfahren des Fahrzeugs - oder zumindest kurze Zeit danach - erreicht.Since the actuation of the direction indicator at Change of direction for driving behavior conforming to the law heard and odd movements the usual Corresponds to the operating conditions of a vehicle Data acquisition device in a short time in one for the Pathway reconstruction required, defined state. In general, this is already the case when starting the vehicle - or at least a short time later.

Außer der Verknüpfung mit dem Blinkersignal sind noch weitere, funktional gleichwirkende Signalverknüpfungen denkbar, um das Ziel der selbststätigen Festlegung der Zuordnung richtungsbezogener Sensoren zu den Bewegungsrichtungen eines Fahrzeugs zu erreichen.Besides the link with the turn signal, there are still further signal links with the same function are conceivable, around the goal of independently determining the assignment directional sensors to the directions of movement of a To reach the vehicle.

Ein zweites Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 2. Hier wird ein von der Bremseinrichtung des Fahrzeugs in eindeutiger Weise generiertes Signal zur Erkennung derjenigen Sensoren genutzt, welche der Fahrzeuglängsrichtung und damit der üblichen Hauptbewegungsrichtung des Fahrzeugs zugeordnet sind. Von welcher Komponente der Bremsanlage 8 das Signal abgegriffen wird, kann nach rein praktischen Gesichtspunkten entschieden werden.A second exemplary embodiment is shown in FIG. 2. Here, a signal generated in a clear manner by the braking device of the vehicle is used to identify those sensors which are assigned to the longitudinal direction of the vehicle and thus to the usual main direction of movement of the vehicle. Which component of the brake system 8 the signal is tapped from can be decided on the basis of purely practical considerations.

Sobald das - in diesem Beispiel ganz allgemein als Bremssignal bezeichnete - Signal ansteht und gleichzeitig die Auswerteeinheit bei einem der orthogonal zueinander angeordneten Beschleunigungssensoren eine einen vorgegebenen Schwellwert überschreitende Verzögerung von z. B. mehr als 0,2 g feststellt, erkennt die Meßeinrichtung des Datenerfassungsgerätes durch diese Verknüpfung und Auswertung der erwähnten Signale selbsttätig, welcher Sensor der Längsrichtung zuzuordnen ist, da sich während eines Bremsvorgangs die Meßsignale des der Fahrzeugfahrtrichtung zugeordneten Beschleunigungssensors signifikant anders, nämlich durch einen größeren Signalhub, verändern als die Meßsignale des dazu orthogonal angeordneten, gleichartigen Sensors.Once that - in this example, more generally than Brake signal designated - signal is present and at the same time the Evaluation unit in one of the orthogonally arranged Acceleration sensors a predetermined threshold exceeding delay of z. B. determines more than 0.2 g, recognizes the measuring device of the data acquisition device this linking and evaluation of the signals mentioned automatically which sensor is to be assigned to the longitudinal direction, because during a braking process, the measurement signals of the Acceleration sensor assigned to the vehicle travel direction significantly different, namely by a larger signal swing, change as the measurement signals of the orthogonally arranged similar sensor.

Darüber hinaus ist in der Fig. 3 noch eine dritte Möglichkeit der Signalverknüpfung dargestellt. Ist beispielsweise das Fahrzeug mit einem Drehwinkelgeber ausgerüstet und gibt dieser Geber ein Signal an die Auswerteeinheit des Datenerfassungsgerätes, so kann während der Fahrt beim Anliegen eines Signals, das einen konstanten Winkel, vorzugsweise die Hauptbewegungsrichtung des Fahrzeugs, über einem vorgegebenen Zeitintervall bedeutet, durch Verknüpfung diese Winkelsignals mit den Meßsignalen der Beschleunigungssensoren ebenfalls selbsttätig eine Zuordnung der Einbaulage der Sensoren zu den Fahrzeughauptachsen erfolgen. Als Winkelgeber 9 kommen für diese Anwendung beispielsweise Lenkwinkelgeber, elektronische Kompasse oder ähnliche Vorrichtungen in Betracht. Ein Fahrzeugbewegungssignal kann vom Tachometer 10 abgegriffen werden.In addition, a third possibility of signal linking is shown in FIG. 3. If, for example, the vehicle is equipped with a rotation angle sensor and this sensor transmits a signal to the evaluation unit of the data acquisition device, then when driving a signal that means a constant angle, preferably the main direction of movement of the vehicle, over a predetermined time interval can be linked by linking it Angle signal with the measurement signals of the acceleration sensors also automatically assign the installation position of the sensors to the main vehicle axles. For this application, for example, steering angle sensors, electronic compasses or similar devices can be considered as angle sensors 9 . A vehicle movement signal can be tapped from the speedometer 10 .

Die hier angeführten drei Beispiele bilden keine abschließende Aufzählung, sondern verdeutlichen nur exemplarisch den Erfindungsgedanken, nämlich die Signale von Mitteln, deren Zuordnungsverhältnis zu den Hauptachsen des Fahrzeugs bekannt ist, mit den Signalen der Meßeinrichtung eines Datenerfassungsgerätes über eine Auswerteeinheit miteinander zu verknüpfen, um eine selbsttätige Festlegung der richtungsbezogenen Sensoren der Meßeinrichtung zu den Bewegungsrichtungen des Fahrzeugs zu erreichen.The three examples given here do not constitute any final list, but only illustrate by way of example the idea of the invention, namely the signals from means whose Relationship to the main axes of the vehicle is known is with the signals of the measuring device Data acquisition device with each other via an evaluation unit link to an automatic determination of the directional sensors of the measuring device to the To achieve directions of movement of the vehicle.

Claims

1.A method for automatically determining the assignment of direction-related sensors to the directions of movement of a vehicle ( 6 ), a measuring device ( 2 ) comprising a plurality of sensors and an evaluation unit for evaluating signals to be linked being part of a data acquisition device which is suitable for a movement path reconstruction and is installed in the vehicle ( 1 ) are characterized ,

that the time course of the output signals of similar sensors is detected within a certain time interval,
- That these output signals are logically linked to a further signal which is generated by a vehicle unit and which is assigned in a clear, previously known manner to a direction of movement of the vehicle and
- That the sensor is assigned to a specific direction of vehicle movement for which the temporal course of the output signal has significant changes in measured values.

2. The method according to claim 1, characterized, that the signals from the sensors of the data acquisition device with the vehicle's turn signal.

3. The method according to claim 1, characterized, that the signals from the sensors of the data acquisition device with linked to the brake signal of the vehicle.

4. The method according to claim 1, characterized, that the signals from the sensors of the data acquisition device with the signal from an angle encoder under the condition be linked together that the angle encoder signal while driving in a predetermined time interval Meaning of a constant angle at which the Vehicle has moved.

5. The method according to claim 1, characterized, that the signals from the sensors of the data acquisition device with the signal of an angle encoder are linked, the Angle encoder signal with the vehicle cornering in Connection is established.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the assignment of the sensors of the data acquisition device to the directions of movement of the vehicle by detection and Evaluation of the measured value changes of the sensors via a Period before and / or after the time interval that by actuating a vehicle unit, which in a known spatial relationship to the main axes of the Vehicle stands, is determined.

7. The method according to any one of the preceding claims characterized, that the assignment ratio of the sensors of the Data acquisition device to the directions of movement Vehicle is checked from time to time or continuously.