CN103171509A - 用于对至少一个车辆乘员进行乘员重量确定的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对机动车（1）的至少一个车辆乘员进行乘员重量确定的方法，所述机动车具有设置在行驶机构上并且对所述行驶机构施加负荷的车身，其中，在所述至少一个车辆乘员登上机动车（1）之前的第一时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第一重量值；在所述至少一个车辆乘员登上机动车（1）之后的第二时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第二重量值，其中，对所述第一重量与所述第二重量求差以确定出所述至少一个车辆乘员的乘员重量。

Description

用于对至少一个车辆乘员进行乘员重量确定的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对机动车的至少一个车辆乘员进行乘员重量确定的方法，所述机动车具有一布置在行驶机构/底盘上且对行驶机构施加负荷的车身。
背景技术
由现有技术已知了具有可逆和/或不可逆的乘员保护装置的机动车。例如，可逆的乘员保护装置包括安全带拉紧器，该安全带拉紧器在直接面临的机动车碰撞情况下被驱控，以便禁止车辆乘员身体的危险的前倾。不可逆的乘员保护装置一般由烟火技术触发并且尤其可以包括安全气囊。为了触发乘员保护装置，由现有技术已知一种乘员保护系统，该乘员保护系统在识别出并且是直接面临的碰撞危险时相应地驱控乘员保护装置。
DE10249440A1描述了一种乘员保护系统，其借助于力传感器检测乘员相关的重力。为了针对个人地驱控乘员保护系统而设有乘员重量检测装置。在此可以基于检测到的乘员重量控制安全气囊，从而当触发安全气囊时最小化乘员受伤的危险。力传感器设计为伸缩带力传感器（Dehnungsstreifenkraftaufnehmer）、感应式传感器和/或压电传感器。
此外，DE10047193C2描述了一种用于给机动车中乘员分类的方法。为了给乘员分类而确定坐在车辆座椅上的车辆乘员的乘员重量。车辆座椅配备有具有传感器阵列的座椅垫。借助于该传感器阵列至少可以估计出车辆乘员的乘员重量。如此获得的关于乘员重量的信息可被输入用于乘员保护装置的控制单元中，从而可基于乘员重量来控制该乘员保护装置。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的在于，提供一种经改进的、用于对机动车的至少一个车辆乘员进行乘员重量确定的方法，该方法尤其可在机动车中价廉地实施。
为了实现该目的，对于前述类型的方法，在至少一个车辆乘员登上机动车之前的第一时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第一重量值；在所述至少一个车辆乘员登上机动车之后的第二时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第二重量值，其中，对所述第一重量与所述第二重量求差以确定出所述至少一个车辆乘员的乘员重量。
引起作用于行驶机构的负荷的有：包括整个车体结构的车身的重量、机动车的可能的有效负载以及乘员重量的总和。
根据本发明的方法避免了在车辆座椅中布置昂贵的重量传感器。此外，利用本方法确定的乘员重量具有提高的精度，因为避免了由于车辆乘员坐在车辆座椅上的同时还例如利用脚支承在其它位置上而导致的干扰作用。
在本发明的一个实施例中，借助于至少一个传感器连续检测作用于行驶机构上的负荷。如果连续测得的重量值在一可预定的时间段中足够迅速地变化，那么该如此检测到的变化认为是有至少一个车辆乘员登上机动车。在此例如可以规定，在该时间段内检测到的重量值的变化足够大且足够迅速，使得机动车的添加燃料不被错误地分析为至少一个车辆乘员的登车。
即使在连续检测重量值时，也检测第一时刻的第一重量值和第二时刻的第二重量值。相应地，第一时刻被认为是检测到重量变化之前的时间段，而第二时刻被认为是检测到变化之后的时间段。因此从第二重量值减去第一重量值，如此形成的差值被视作登车的车辆乘员的乘员重量。
在本发明的优选实施例中设有其它的传感器，用于检测至少一个车辆乘员的登车过程并进而确定第一和第二时刻。
优选以如下方式定义第一时刻，即机动车从关闭状态过渡至至少部分打开的状态。如此定义机动车的关闭状态，即所有车门必要时除了行李舱盖或后门之外都关闭。例如，借助于其它设计为、门接触传感器（Tuerkontaktsensoren）的传感器可检测这种状态。替代地或附加地，检查配属于各个车门的至少一个锁设备的状态。配属于车门的锁设备的开启带来的车门的解锁视作至少一个车辆乘员即将发生登车并确定第一重量值。
优选通过机动车从所述至少部分打开的状态向所述关闭状态过渡定义所述第二时刻。此处也可以规定，检查配属于车门的锁设备的状态。尤其是，对具有门锁自动装置——该门锁自动装置在机动车起动之后自动操纵一自动的锁紧装置——的机动车来说，第二时刻可被认为是车门的再关闭时刻。
在本发明的一备选实施例中，第二时刻被认为是对机动车的启动器实施操纵或者机动车起动（的时刻）。
对于具有中央锁设备的机动车规定，根据设计用于中央锁设备的中央控制器的工作状态来检查至少一个车门的状态。
如果多个车辆乘员同时登上机动车，那么根据测得的重量值的变化来确定单个乘员的重量会很困难。因此规定，确定或者至少根据可信假设来估计乘员重量在车辆内部空间中的重量分布。为此有利地检测车辆内的座椅占用情况。为此，所有车辆座椅配备有相应的座椅占用传感器，借助于所述座椅占用传感器可以检测出在相应的车辆座椅上是否有车辆乘员。例如，座椅占用传感器可以设计成简单的开关、安全带锁传感器或者电容传感器。替代地或附加地，可以借助于在车辆内侧布置的光学检测单元，例如尤其是摄相机来检测座椅占用情况。这样做的额外优点在于，借助相应的图像检测可以借助光学检测的数据执行关于相应乘员的乘员重量的可信假设。例如，如果光学检测到一成年人占据了驾驶员座位且一个孩子占据了后排座椅，那么按照标准给成年的驾驶员分配例如相当于第一和第二重量值差值的2/3的乘员重量。在另一实施例中，如此设计图像识别和图像检测，即借助于车辆乘员的相应的光学外表图估计出车辆乘员的相应的乘员重量。相应地，将所确定的第一、第二重量值的差值分成所存在的各车辆乘员的单个重量份额。
借助于传感器可检测出机动车的车身重量。传感器布置在机动车的行驶机构和车身之间，尤其是在轮悬架结构的区域中。这样实现了对在行驶期间出现的且作用于车身的动态负荷的检测。动态负荷决定了车身相对于行驶机构的振动特性，其中对所出现的动态负荷进行分析以确定车辆内部空间中的重量分布。尤其可以执行对所出现的振动模式的分析。
在确定重量分布时，优选考虑之前由车辆存储的行驶参数值和/或与乘员相关的参数值，尤其是用于确定可信假设。尤其考虑在机动车之前的行驶中出现的动态负荷作为行驶参数值。相应地，考虑在机动车之前的行驶中确定的乘员重量作为与乘员相关的参数值。通过把之前检测到的行驶参数值和/或之前检测到的与乘员相关的参数值与相应的当前值相比较可以简化用于确定重量分布的分析。因此，例如尤其当之前检测到的数据表明：机动车大多由同一个驾驶员驾驶时，可以将之前确定的驾驶员的乘员重量首先按照标准地分配给驾驶员座位。这样降低了在确定重量分布时的自由参数的数量，从而在该可信假设下可以对各个车辆座椅上的乘员重量分布快速地分配。随后借助于对实际测得的动态负荷的分析来检查：所分配的重量分布是否一致。必要时对重量分布进行匹配直至出现的动态负荷与所确定的重量负荷相一致。
基于所确定出的乘员重量来控制至少一个乘员保护装置。乘员保护装置可以是可逆的或不可逆的，尤其可以设计为安全气囊或安全带拉紧器。配属于车辆座椅或车辆座椅位置的乘员保护装置具有根据位于车辆座椅或车辆座椅位置处的车辆乘员的乘员重量而被改变的触发特性。例如，当坐在车辆座椅上的车辆乘员特别轻时，气体流入安全气囊的填充量或者速度被降低。在这种情况下相应地同样可以规定，降低配属于车辆座椅的安全带拉紧器的约束力。由此可以把乘员保护装置触发时使乘员受伤的危险减至最低。
此外，该目的还能够通过一种机动车实现，该机动车包括设置在行驶机构上并且对所述行驶机构施加负荷的车身以及用于对至少一个车辆乘员进行乘员重量确定的装置。该乘员重量确定装置设计用于执行根据本发明的方法。在此情况下，所述装置具有至少一个传感器用来确定作用于行驶机构的负荷，所述传感器与用于确定所述至少一个车辆乘员的乘员重量的分析单元作用连接。上文中针对方法的说明相应地适用于该机动车和装置。传感器在轮悬架结构的区域中布置在机动车的减振单元上、尤其是在缓冲器上，因此可检测出车身的弹簧行程。这样实现了对静态负荷以及在行驶期间出现的动态负荷的检测。
为了检测出至少一个乘员的登车，在一优选的实施例中分别设置有至少一个另外的传感器。因此尤其可检测用于确定第一和/或第二重量值的第一和/或第二时刻。
在一个实施例中，所述另外的传感器中的至少一个设计为电磁检测设备，尤其为红外接收器或无线电接收器，其具有覆盖机动车的紧邻环境的检测范围。例如，如此设计的另外的传感器是机动车的中央锁设备的一部分。借助于所述的另外的传感器可检测出便携式且设计用于进入控制/通入控制的操作单元的信号。便携式操作单元的操纵与机动车的至少一个锁设备的解锁相关联，进而与至少一个乘员即将发生的登车相关联。第一时刻与对便携式操作单元的操纵相关联。
在一备选实施例中，电磁检测设备设计用于在检测范围内检测便携式识别单元的存在以用于确定第一和/或第二时刻，该识别单元尤其可以作为无源应答器集成在钥匙链中。因此例如可以在乘员接近机动车时自动确定第一时刻，进而自动开始用于乘员重量确定的方法。如果相应地检测到在车辆内部空间中存在有便携式识别单元，那么确定第二时刻。
在另一个实施例中，所述另外的传感器中的至少一个被设计成这样用于检测第一和/或第二时刻，能检查至少一个车门的打开状态和/或至少一个配属于车门的锁设备的状态。相对地，所述另外的传感器可以是门接触传感器或门锁传感器。因此，尤其是可确定出在车辆乘员登车时打开和关闭的车门的数量，从而至少能做出关于登车的乘员的数量的可信假设。该信息尤其可用于确定在各个车辆座椅上或车辆位置上的重量分布，从而借助所检测到的重量值的变化可确定出单个的乘员重量。
在一优选的实施例中，所述另外的传感器中的至少一个被设计成光学检测单元，尤其是摄相机。光学检测单元如此检测车辆内部空间，即能确定出乘员的登车。优选地，可借助由光学检测单元提供的光学数据确定，在车辆内部空间中哪些车辆座椅或那些车辆座椅位置被车辆乘员占据。相应地，借助于光学数据，必要时在使用相应设计的图像检测装置的情况下可确定各个车辆乘员的尺寸，这允许了可靠地推断出车辆乘员的乘员重量。尤其可以借助于光学检测单元避免由于位于车辆座椅上的行李而错误地导致的、乘员重量的错误分配。
为了准确地确定重量分布，在车辆座椅或车辆座椅位置中设有座椅位置占用传感器用于检测机动车中的座椅占用情况。例如当多个车辆乘员同时登上机动车时，对由座椅位置占用传感器产生的数据的分析尤其是简化了在车辆内部空间中的重量分布的确定。
设置用于检测第一和第二重量值的传感器优选布置在机动车具有的所有轮悬架结构上，从而可精确且准确地检测出作用于车身的动态负荷。例如，传感器测量弹簧行程，从而可精确地确定车身的振动特性。这至少一个传感器与分析单元相连接，该分析单元设计用于尤其在所出现的振动模式方面分析车身的振动特性。这样实现了对车辆内部空间中的重量分布的确定，尤其是对座椅占用情况和各个乘员重量的确定。
为了简化对动态负荷的分析，分析单元与一存储器单元相连接，在该存储器单元上可存储有行驶参数值和/或与乘员相关的参数值。由此实现了，尤其可存储在之前的行驶中确定的乘员重量值和/或至少一个在之前的行驶中检测到的动态负荷值。这样实现了对可能的重量分布的可信假设，这显著简化了为确定乘员重量、尤其是为确定重量分布而对当前检测到的传感器数据进行的分析。
分析单元与可逆的或不可逆的乘员保护装置的至少一个控制单元相连接。分析单元优选与存在于机动车中的乘员保护装置的所有控制单元相连接，从而可以根据相关的乘员重量对各个乘员保护装置进行控制。根据重量对乘员保护装置实施控制降低了尤其在乘员保护装置触发时存在的、使车辆乘员受伤的危险。
附图说明
下面根据实施例并参考附图描述本发明的其它优点和细节。附图中：
图1示出根据第一实施例的具有用于乘员重量确定的装置的机动车的示意性俯视图；
图2示出根据第二实施例的具有用于乘员重量确定的装置的机动车的示意性俯视图；
图3示出根据第三实施例的具有用于乘员重量确定的装置的机动车的示意性俯视图。
具体实施方式
彼此对应的部件在所有附图中具有相同的附图标记。
图1示意性示出机动车1的俯视图。机动车1具有车身和行驶机构。借助于布置在行驶机构与自承载式车身之间的车轮悬架结构的区域中的传感器2来检测作用于行驶机构的负荷。
在此作用于行驶机构的静态负荷由车体结构的重量、有效负载（车辆载重重量）和总乘员重量确定。
为了重量确定以及确定在行驶期间作用于车身的动态负荷，可以借助于传感器2检测机动车1的设计为减振器的减振单元的相应的弹簧行程。传感器2与设计用于确定乘员重量的分析单元3连接。此外，机动车1具有车门4，该车门具有另外的传感器5，该传感器5设计为门接触传感器。借助于门接触传感器可检测机动车1的打开状态。该另外的传感器5与分析单元3作用连接，因此当车门4之一打开时可由配设给车门的门接触传感器向分析单元3输入相应的信号。因此，至少实现了关于登车的车辆乘员的数量的可信假设。
在车辆乘员登上机动车1时，可借助于传感器2检测的、作用于行驶机构的负荷改变了登车的车辆乘员的乘员总量总和。为了确定在车辆内部空间中的重量分布，车辆座椅6和/或后排座7的座椅位置配备有座椅占用传感器8，在此处描述的实施例中该座椅占用传感器8设计为未详细示出的安全带的安全带锁传感器。根据由传感器、另外的传感器5和座椅占用传感器8提供的数据可以由分析单元3确定位于车辆座椅6或车辆座椅位置上的车辆乘员的各自的乘员重量。如此确定的乘员重量可被输入不可逆的乘员保护装置10的控制单元9中，该乘员保护装置10在此是可用烟火技术触发的安全气囊。这样实现了基于所确定的乘员重量来触发不可逆的乘员保护装置10。
图2示出用于乘员重量确定的装置的第二实施例，该装置基本上对应于图1中已经示出的第一实施例。第二实施例具有一另外的传感器5，该另外的传感器5设计为光学检测单元11且对机动车1的车辆内部空间进行检测。光学检测单元11与设计用于分析光学图像数据的分析单元3连接。为此在分析单元3中执行相应的图像识别软件。根据光学检测得到的数据实现了对登车的车辆乘员的尺寸的确定，所述尺寸在借助于分析单元3确定乘员重量时被考虑。
第二实施例的乘员保护装置10设计为可逆的安全带拉紧器。安全带拉紧器可基于所确定的乘员重量被控制，从而可避免在触发时作用于车辆乘员的力过大。
第二实施例的座椅占用传感器8设计为电容传感器，其安装在车辆座椅6和/或后排座7中。借助于该电容传感器可检测出作用于车辆座椅6和/或后排座7的座椅面上的压力，从而可确定机动车中的座椅占用情况。
图3示出本发明的第三实施例，其中主要部件对应于已经描述的图1和图2中示出的实施例的主要部件。
在第三实施例中设有外部的便携式操作单元12，其设计用于进入控制。当使用者进行操纵时，借助于操作单元12可确定出一用于机动车1解锁的相应的信号。以未详细描述的方式为车门4分派有锁设备，该锁设备可借助于对外部操作单元12的操纵而锁定和解锁。为了检测出由操作单元12发出的信号，其中一个另外的传感器5被设计为无线电接收器13。
在用于乘员重量确定的方法中，在第一时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第一重量值，且相应地在第二时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第二重量值。该第一时刻确定为在车辆乘员登车之前。第一时刻以如下方式定义：即机动车从所有车门4关闭且锁定的关闭状态向至少其中一个车门4解锁并打开的部分打开状态过渡。
相应地第二时刻确定为机动车1从部分打开状态向返回到关闭状态过渡。
为了确定第一时刻和第二时刻，对由另外的传感器5提供的数据进行分析。
首先，根据第一重量值与第二重量值的差来确定登车的车辆乘员的乘员重量总和。接着确定每个单独的乘员重量，并使之与汽车座椅6或汽车位置相关联。在此情况下，尤其是对由座椅占用传感器8提供的信号进行分析。除该分析外还对行驶参数和与人员相关的参数进行分析，这些参数在之前的行驶中已经被确定并且被存储在分析单元3的未详细描述的存储器单元中。所述的行驶参数值或与人员相关的参数值提供了对车辆内部空间中的重量分布的可信假设。行驶参数的值尤其是表征出车身的振动特性和/或在行驶中一般地出现的动态负荷。
在行驶中借助于传感器2来检测动态负荷，并在重量分布方面对动态负荷进行分析。这一点借助于在考虑所存储的行驶参数和与人员相关的参数的情况下对所出现的车身振动的分析而实现。
在设有光学检测单元11的实施例中，借助于图像识别来确定登车的车辆乘员的尺寸。由此得到对单个乘员重量的额外的可信假设，在确定重量分布时考虑该可信假设。
当然此处描述的实施例仅是示例性的，且不应理解为限制性的。尤其规定，尤其在图1至3中示出的、为了确定乘员的登车过程而设置的部件能以其它方式合适地组合。

Claims (16)

1.一种用于对机动车（1）的至少一个车辆乘员进行乘员重量确定的方法，所述机动车具有设置在行驶机构上并且对所述行驶机构施加负荷的车身，其特征在于，在所述至少一个车辆乘员登上机动车（1）之前的第一时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第一重量值；在所述至少一个车辆乘员登上机动车（1）之后的第二时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第二重量值，其中，对所述第一重量与所述第二重量求差以确定出所述至少一个车辆乘员的乘员重量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过机动车（1）从关闭状态向一至少部分打开的状态过渡，定义所述第一时刻。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过机动车（1）从所述至少部分打开的状态向所述关闭状态过渡，定义所述第二时刻。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了检测出所述第一时刻和/或所述第二时刻，对至少一个车门（4）的打开状态和/或配设给车门（4）的至少一个锁设备的状态进行检查。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了确定出重量分布，对座椅占用情况或在行驶期间出现并且作用于车身上的动态负荷进行检测并且——必要时在可信假设的情况下——进行分析。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定重量分布时考虑之前由车辆存储的行驶参数值和/或与乘员相关的参数值、尤其是为了确定可信假设而考虑至少一个在之前的行驶中确定出的乘员重量值和/或至少一个在之前的行驶中检测出的动态负荷值。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于所确定出的乘员重量来控制至少一个乘员保护装置。
8.一种机动车（1），包括设置在行驶机构上并且对所述行驶机构施加负荷的、具有车身重量的车身以及用于对至少一个车辆乘员进行乘员重量确定的装置，该用于乘员重量确定的装置被设计用于执行根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于至少一个传感器（2）能检测出作用于所述行驶机构的负荷，所述传感器（2）与用于确定所述至少一个车辆乘员的乘员重量的分析单元（3）作用连接。
9.根据权利要求8所述的机动车（1），其特征在于，借助于至少一个另外的传感器（5）能确定出所述至少一个车辆乘员登上所述机动车（1），从而能借助于所述至少一个传感器（2）在一处于所述登上之前的第一时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第一重量值，并且能在一处于所述登上之后的第二时刻检测作用于行驶机构的负荷作为第二重量值，其中所述第一重量值和第二重量值能被输入所述分析单元（3）用于确定所述至少一个车辆乘员的乘员重量。
10.根据权利要求9所述的机动车（1），其特征在于，所述另外的传感器（5）中的至少一个具有与机动车（1）的环境相关的检测范围并且如此设计，即在所述检测范围中能检测出一便携式操作单元（12）的信号或者是便携式识别单元的存在以用于确定所述第一时刻和/或第二时刻。
11.根据权利要求9或10所述的机动车（1），其特征在于，为了检测出所述第一时刻和/或第二时刻，借助于所述另外的传感器（5）中的至少一个能对至少一个车门（4）的打开状态和/或配设给车门（4）的至少一个锁设备的状态进行检查。
12.根据权利要求9至11中的一项所述的机动车（1），其特征在于，所述另外的传感器（5）中的至少一个被设计为光学检测单元（11），所述光学检测单元（11）对车辆内部空间进行光学检测。
13.根据权利要求8至12中的一项所述的机动车（1），其特征在于，为了确定出重量分布而设有座椅占用传感器（8）用以检测出在所述机动车（1）中的座椅占用情况，所述座椅占用传感器与所述分析单元（3）作用连接。
14.根据权利要求8至13中的一项所述的机动车（1），其特征在于，能借助于所述至少一个传感器（2）检测出在行驶期间出现并且作用于车身的动态负荷。
15.根据权利要求8至14中的一项所述的机动车（1），其特征在于，所述分析单元（3）与一存储器单元连接，在所述存储器单元上能存储有行驶参数值和/或与乘员相关的参数值，尤其是在行驶期间确定出的乘员重量值和/或至少一个在行驶期间检测出的动态负荷值。
16.根据权利要求8至15中的一项所述的机动车（1），其特征在于，所述分析单元与可逆式或不可逆式的乘员保护装置（10）的至少一个控制单元（9）如此连接，即能基于所确定的、所述至少一个车辆乘员的乘员重量来控制所述乘员保护装置（10）。
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