DE10047192A1

DE10047192A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Klassifizierung einer auf einem Fahrzeugsitz sitzenden Person

Info

Publication number: DE10047192A1
Application number: DE10047192A
Authority: DE
Inventors: Thomas Lich; Frank Mack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-23
Filing date: 2000-09-23
Publication date: 2002-05-02
Also published as: JP2002160571A; SE0103089D0; SE525395C2; US20020104367A1; SE0103089L

Abstract

Es wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Klassifizierung einer auf einem Fahrzeugsitz sitzenden Person vorgeschlagen, die dazu dienen, eine Gewichtsschätzung anhand eines Sitzprofils von einer Person mit einem weiteren Merkmal, vorzugsweise dem Sitzbeinhöckerabstand, zu kombinieren, um eine Personenklassifizierung durchzuführen. Weiterhin wird die Gewichtsschätzung mit einer Temperaturkorrektur verbessert, wobei anhand eines Temperaturwerts entweder eine abgespeicherte Kennlinie oder ein Korrekturfaktor zur Temperaturkorrektur verwendet wird. Für die Gewichtsschätzung wird die Sitzmatte in Flächenelemente eingeteilt, wobei pro Flächenelement der Gewichtsdruck ermittelt wird und darauf die Gewichtsschätzung erfolgt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Klassifizierung einer auf einem Fahrzeugsitz sitzenden Person nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.

Es ist bereits aus der Patentschrift US-5 975 565 bekannt, für ein Rückhaltesystem mittels druckabhängiger Sensoren das Gewicht für eine auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person zu bestimmen. Dabei löst erst ein Mindestgewicht der Person die Gewichtsbestimmung aus.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Klassifizierung einer auf einem Fahrzeugsitz sitzenden Person mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass eine verbesserte Personenklassifizierung möglich ist, die für den Einsatz eines Rückhaltesystems mehr Sicherheit und Zuverlässigkeit bedeutet. Insbesondere durch die Kombination der Gewichtsschätzung mit einem weiteren Merkmal wird eine, genauere Klassifizierung der auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person möglich.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des bzw. der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Verfahrens bzw. Vorrichtung zur Klassifizierung einer auf einem Fahrzeugsitz sitzenden Person möglich.

Es ist von Vorteil, dass das absolute Gewicht des Objekts auf der Sitzmatte über eine Einteilung der Sitzmatte in Flächenelemente, der Bestimmung des Gewichtsdrucks pro Flächenelement und der Aufsummation der Gewichte pro Flächenelement erfolgt. Damit ist eine sehr einfache Methode zur Gewichtsbestimmung möglich. Das Gewicht einer Person ist für ein Rückhaltesystem von entscheidender Bedeutung, denn danach richtet sich die Rückhaltekraft, die von dem Rückhaltesystem (Airbag, Gurtstraffer) angewendet wird. Hierbei ist es in einer Weiterbildung von Vorteil, dass für die einzelnen Flächenelemente eine Vorspannung bezüglich des Gewichtsdrucks einstellbar ist, um eine Druckbelastung durch den Einbau zu berücksichtigen.

Besonders vorteilhaft ist, dass als das weitere Merkmal der Sitzbeinhöckerabstand der Person bestimmt wird, so dass durch die Kombination der Gewichtsschätzung und des Sitzbeinhöckerabstands komplementäre sich ergänzende Informationen zur Charakterisierung der Person verwendet werden. Der Sitzbeinhöckerabstand gibt die Ausmaße der Person an, während die Gewichtsschätzung den Zustand der Person charakterisiert. Damit wird eine äußerst genaue Personenklassifizierung ermöglicht.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass durch eine Temperaturkorrektur der Gewichtsschätzung eine erhöhte Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen erzielt wird. Dabei wird durch den Wert eines Temperatursensors entweder eine abgespeicherte Kennlinie oder ein Korrekturfaktor zur Temperaturkorrektur der Gewichtsschätzung verwendet.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beschreibung

Durch den zunehmenden Einsatz von Rückhaltesystemen in Kraftfahrzeugen wird es immer wichtiger, die auf den Fahrzeugsitzen befindlichen Personen zu klassifizieren, um eine optimale Verwendung der Rückhaltesysteme zu ermöglichen. Dabei steht im Vordergrund, dass die auf den Fahrzeugsitzen befindlichen Personen durch die Rückhaltesysteme nicht zu Schaden kommen. Weiterhin ist es notwendig, dass die Rückhaltesysteme bei einem Aufprall des Fahrzeugs einen optimalen Schutz für die Insassen bieten.

Erfindungsgemäß wird daher eine Personenklassifizierung anhand einer Gewichtsschätzung und wenigstens einem weiteren Merkmal, das sich aus dem Sitzprofil ergibt, durchgeführt. Vorzugsweise wird als das weitere Merkmal der Abstand der Sitzbeinhöcker der sich aus dem Sitzprofil ergibt, verwendet. Weiterhin wird die Gewichtsschätzung durch eine Temperaturkorrektur verbessert, wobei entweder eine abgespeicherte Kennlinie oder ein Korrekturfaktor zur Temperaturkorrektur verwendet werden. Die Kennlinie bzw. der Korrekturfaktor werden anhand eines Wertes von einem Temperatursensor ausgewählt. Die Gewichtsschätzung wird hier anhand des Gewichtsdrucks pro vorgegebenen Flächenelement der Sitzmatte berechnet. Damit ist eine sehr einfache Methode realisiert, um das absolute Gewicht eines Objekts auf einem Fahrzeugsitz zu schätzen.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als Blockschaltbild dargestellt. Eine Sitzmatte 1 mit einer Sensormatrix aus Drucksensoren liefert Sensorwerte über einen ersten Datenein-/ausgang an einen Prozessor 2, der über einen zweiten Datenein-/-ausgang mit einem Speicher 3, über einen dritten Datenein-/-ausgang mit einem Steuergerät 5 für das Rückhaltesystem und über einen Dateneingang mit einem Temperatursensor 4 verbunden ist. Über einen zweiten Datenein-/-ausgang ist das Steuergerät 5 mit einem Rückhaltesystem 6 verbunden. Der Prozessor 2 und der Speicher 3 sind in einem Gehäuse untergebracht und bilden eine Steuereinheit für die Sitzmatte 1.

Die Sitzmatte 1 liefert sequentiell die einzelnen Sensorwerte als Stromwerte an den Prozessor 2, wobei die Sensormatte 1 einen Analog-/Digitalwandler aufweist, der diese Stromwerte digitalisiert. Die Drucksensoren sind in einer Matrix angeordnet. An den Zeilen und Spalten legt der Prozessor 2 Spannungen an, so dass nach dem Prinzip der abgeglichenen Brücke zunächst keine Ströme durch die Drucksensoren fließen. Die Drucksensoren weisen bei einem erhöhtem Druck einen geringeren Widerstand auf. Wenn der Prozessor 2 nun die einzelnen Drucksensoren in der Sensormatrix vermißt, dann ändert der Prozessor 2 die an den Zeilen und Spalten anliegenden Spannungen so, dass durch einen jeweiligen Drucksensor ein Strom fließt. Dieser Strom wird gemessen, von dem Analog-Digitalwandler digitalisiert und dann an den Prozessor 2 übertragen. Der Prozessor 2 berechnet aus den Stromwerten die Widerstände der einzelnen Drucksensoren.

Der Prozessor 2 berechnet dann aus den einzelnen Widerstandswerten ein Sitzprofil entsprechend dem zugefügten Belastungsdruck, um über dieses Sitzprofil eine Gewichtsschätzung der auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person durchzuführen. Dafür wird die Sitzmatte 1 in Flächenelemente eingeteilt. In einem Flächenelement befindet sich hier ein Drucksensor. Der von dem Drucksensor gemessene Gewichtsdruck, ausgedrückt durch den berechneten Widerstandswert, wird als konstant über das Flächenelement angenommen. Es ist alternativ möglich, mehrere Drucksensoren in einem Flächenelement unterzubringen, um dann einen gemittelten Wert für den Gewichtsdruck für dieses Flächenelement anzugeben. Der Gewichtsdruck ist gleich Kraft pro Fläche. Der Widerstandswert des Drucksensors wird anhand einer vorgegebenen Beziehung in einen Gewichtsdruck umgerechnet. Durch Multiplikation mit dem Flächenelement ergibt sich die Kraft oder das Gewicht auf diesem Flächenelement. Summiert man alle Gewichte für die einzelnen Flächenelemente auf, dann ergibt sich das gesamte Gewicht der Person oder des Objekts auf dem Fahrzeugsitz.

Anhand des Sitzprofiles wird weiterhin der Sitzbeinhöckerabstand der auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person bestimmt, um damit das weitere Merkmal zu ermitteln. Anhand des Sitzbeinhöckerabstands und des Gewichts führt der Prozessor 2 dann die Personenklassifizierung anhand im Speicher 3 abgespeicherter Werte durch. Die Personenklassifizierung übermittelt der Prozessor 2 dem Steuergerät 5, das damit die Rückhaltesysteme bei einem Fahrzeugaufprall entsprechend der klassifizierten Person auslöst. Das Steuergerät 5 führt weiterhin routinemäßig Diagnosezyklen für das Rückhaltesystem 6, das aus verschiedenen Airbags und Gurtstraffern besteht, durch.

Der Prozessor 2 erhält vom Temperatursensor 4 die aktuelle Temperatur. Da die Sensoren in der Sitzmatte 1 eine Temperaturabhängigkeit aufweisen, korrigiert der Prozessor 2 anhand des Temperaturwertes von dem Temperatursensor 4 die Sensordaten, also die Stromwerte oder später die Widerstandswerte. Dazu bestehen hier zwei Möglichkeiten: Zum einen wählt der Prozessor 2 anhand des Temperaturwerts eine Korrekturkennlinie aus dem Speicher 3 aus, um damit die Gewichtsschätzung zu gewichten und damit zu korrigieren. Zum anderen bestimmt der Prozessor 2 anhand des Temperaturwertes einen Korrekturfaktor, mit dem die Gewichtsschätzung . multipliziert wird, um die Korrektur durchzuführen. Die Verbindung zwischen dem Temperatursensor 4 und dem Prozessor 2 kann über einen CAN(Controller Area Network)-Bus durchgeführt werden, der für die Übertragung von Sensorwerten im Fahrzeug geeignet ist. Die abgespeicherten Kennlinien sind im Speicher 3 derart abgespeichert, dass für verschiedene Temperaturbereiche eine entsprechende Kennlinie verwendet wird. Der Korrekturfaktor für die Temperaturkorrektur wird anhand einer vorgegebenen Funktion, die ebenfalls im Speicher 3 abgelegt ist, berechnet.

In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren als Flußdiagramm dargestellt. In Verfahrensschritt 7 werden die Sensorwerte von der Sitzmatte 1 erfasst und digitalisiert sowie an den Prozessor 2 übertragen. In Verfahrensschritt 8 führt der Prozessor 2 mit den Sensorwerten eine Gewichtsschätzung wie oben beschrieben durch. In Verfahrensschritt 9 wird die Temperaturkorrektur durch den Prozessor 2 anhand eines Temperaturwerts von dem Temperatursensor 4 durchgeführt. Dabei wird hier anhand des Temperaturwerts eine Korrekturkennlinie aus dem Speicher 3 geladen, mit der die Gewichtsschätzung korrigiert wird. Alternativ ist es möglich, aus der ermittelten Temperatur einen Korrekturfaktor zu bestimmen. In Verfahrensschritt 10 erstellt der Prozessor 2 anhand der Sensorwerte ein Sitzprofil, aus dem der Prozessor 2 den Sitzbeinhöckerabstand bestimmt. Anhand des Sitzprofils wird in Verfahrensschritt 11 bestimmt, ob es sich um eine Person handelt oder nicht. Ist es keine Person, dann endet in Verfahrensschritt 12 das erfindungsgemäße Verfahren, da für eine Sache, ein Kasten beispielsweise, kein Rückhaltesystem ausgelöst wird. Sitzt jedoch eine Person auf dem Fahrzeugsitz, dann wird in Verfahrensschritt 13 der Sitzbeinhöckerabstand bestimmt, um dann mit der Gewichtsschätzung verknüpft zu werden. Damit wird dann in Verfahrensschritt 14 die Personenklassifizierung vorgenommen, wobei anhand des Sitzbeinhöckerabstandes und des Gewichts eine Klassifizierung vorgenommen wird. In Verfahrensschritt 15 wird die Personenklassifizierung dem Steuergerät 5 des Rückhaltesystems ermittelt, so dass das Steuergerät 5 bei einem Aufprall das Rückhaltesystem 6 optimal auslöst.

Die Personenklassifizierung kann auch anderen Fahrzeugsystemen übertragen werden.

Claims

1. Verfahren zur Auswertung von Sensorsignalen von einer Sitzmatte (1) eines Fahrzeugsitzes, wobei Sensoren in der Sitzmatte die dem Fahrzeugsitz zugefügten Belastungsdruck entsprechenden Sensorsignale liefern, wobei entsprechend der Sensorsignale ein Sitzprofil des Fahrzeugsitzes erstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Gewichtsschätzung einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person und wenigstens einem weiteren Merkmal des Sitzprofils eine Personenklassifizierung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzmatte in Flächenelemente eingeteilt wird, dass pro Flächenelement der Gewichtsdruck bestimmt wird und dass daraus die Gewichtsschätzung ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die einzelnen Flächenelemente jeweilige Gewichtsdruckschwellen vorgegeben werden, deren Überschreiten zur Gewichtsdruckbestimmung verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als das wenigstens eine weitere Merkmal der Abstand der Sitzbeinhöcker aus dem Sitzprofil ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsschätzung einer Temperaturkorrektur unterzogen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Temperaturwerts von einem Temperatursensor (4) eine abgespeicherte Kennlinie zur Temperaturkorrektur verwendet wird, wobei die Gewichtsschätzung mit dem Sitzprofil und der jeweiligen abgespeicherten Kennlinie durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Temperaturwerts von einem Temperatursensor (4) ein Korrekturfaktor für die Gewichtsschätzung zur Temperaturkorrektur verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Klassifizierung einer auf einem Fahrzeugsitz sitzenden Person, wobei die Vorrichtung eine Sitzmatte (1) mit Sensoren, einen Prozessor (2) und einen Speicher (3) aufweist, wobei der Prozessor (2) anhand von Sensorsignalen ein Sitzprofil des Fahrzeugsitzes ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (2) mit dem Sitzprofil eine Gewichtsschätzung durchführt und mit der Gewichtsschätzung und wenigstens einem weiteren Merkmal, das der Prozessor (2) aus dem Sitzprofil ermittelt, eine Klassifizierung der Person durchführt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (2) aus den Sensorsignalen den Sitzbeinhöckerabstand als das wenigstens eine weitere Merkmal ermittelt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Temperatursensor (4) verbunden ist und dass der Prozessor (2) derart ausgebildet ist, um mit Signalen von dem Temperatursensor (4) die Gewichtsschätzung zu korrigieren.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung über einen Bus mit dem Temperatursensor verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher Kennlinien aufweist, die der Prozessor (2) in Abhängigkeit von den Signalen von dem Temperatursensor (4) zur Durchführung der Gewichtsschätzung auswählt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (2) aus den Signalen von dem Temperatursensor (4) einen Korrekturfaktor für die Gewichtsschätzung bestimmt.