DE10144878A1

DE10144878A1 - Insassenerkennungssystem

Info

Publication number: DE10144878A1
Application number: DE2001144878
Authority: DE
Inventors: Thomas Lich; Frank Mack
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2002-09-19

Abstract

Es wird ein Insassenerkennungssystem vorgeschlagen, bei dem sowohl Sensorsignale eines Fußraumsensors, eines Sitzmattensensors als auch eines Rückenlehnensensors miteinander verknüpft werden, um zu erkennen, um welche Person es sich handelt und ob es sich ggf. um einen Gegenstand handelt. Der Rückenlehnensensor kann vorzugsweise in wenigstens zwei Sensorfelder aufgeteilt werden. Die Ansteuerung von Rückhaltemitteln erfolgt dann in Abhängigkeit von den Sensorsignalen, wobei die Sensorsignale auch anderen Fahrzeugsystemen zur Verfügung gestellt werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Insassenerkennungssystem nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.

Aus der Offenlegungsschrift WO 01/60662 A1 ist bereits ein Insassenerkennungssystem bekannt, das einen Videosensor mit einem Fußraumsensor kombiniert.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Insassenerkennungssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Insasse anhand einer logischen Kombination eines Fußraumsensors, eines Sitzmattensensors und eines Rücklehnensensors erkannt wird. Dies ist eine einfache und robuste Art, um Aussagen über eine Person oder einen Gegenstand, der sich auf einem Fahrzeugsitz befindet, zu treffen. Die Robustheit ist insbesondere gegenüber Änderungen des Sitzverhaltens einer Person zu sehen, da das System indirekt die Größe einer Person erfasst und dies als Klassifizierungsmerkmal verwendet. Erwachsene Personen unterscheiden sich von Kindern bzw. Kindersitzen nicht nur im Gewicht, sondern auch bezüglich der Körpergröße. Während kleine Kinder oder Kindersitze keine Aktivierung im oberen Rückenlehnenbereich und Fußraum erreichen, ist dies für Erwachsene meist gegeben. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Insassenerkennung ist die Robustheit gegenüber Sitzunterlagen, Sitzpositionen, Rückenlehnenneigung, Sitztiefenverstellung und einer Sitzkissenneigung. Da das System im wesentlichen auf der eigentlichen Sensorinformation und deren auftretenden Kombinationen basiert, ist es unabhängig von Eigenschaften des Sitzes, Kleidern oder Sitzpositionen.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch angegeben Insassenerkennungssystems möglich.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Sensoren jeweils ein Feld von Sensierungselementen aufweisen. Damit können größere Bereiche der Rückenlehne, der Sitzmatte und des Fußraumes durch Sensierungselemente abgedeckt werden, so dass eine genauere Aussage über die Sitzposition einer Person möglich ist. Weiterhin ermöglicht dies eine bessere Unterscheidung zwischen Personen und Gegenständen.

Darüberhinaus ist es von Vorteil, dass diese Sensierungselemente insbesondere in Abhängigkeit von einem aufgebrachten Druck Sensorsignale erzeugen. Der aufgebrachte Druck entspricht direkt dem Gewicht der Person und indirekt seiner Größe. Damit ist es möglich, über diesen wichtigen Parameter Aussagen über die betreffende Person zu treffen. Dies ist im Hinblick darauf wichtig, wie ein Airbag in einem Crashfall ggf. anzusteuern ist.

Dabei kann es von Vorteil sein, wenn wenigstens einer der Sensoren passiv ausgebildet ist. Eine solche passive Ausführung, wie sie bspw. durch eine Oberflächenwellensensor erreicht werden kann, ermöglicht den Verzicht auf elektrische Leitungen und verringert damit den Kabelaufwand.

Eine weitere Alternative besteht darin, einen Video-, Ultraschall und/oder Frequenzsensor zu verwenden bzw. Kombinationen daraus mit einem Drucksensor. Dies ermöglicht eine größere Redundanz und ggf. bessere Unterscheidungsmöglichkeiten zwischen Personen im Hinblick auf deren Klassifizierung für die Ansteuerung eines Airbags und zwischen Personen und Gegenständen.

Schließlich ist es auch von Vorteil, dass die Steuereinheit des Insassenerkennungssystems mit Rückhaltemitteln bzw. Steuergeräten davon verbindbar ist, wobei dann eine Zündung der Rückhaltemittel in Abhängigkeit von den hier erkannten Sensorsignalen erfolgt. D. h. die Auslösung der Rückhaltemittel erfolgt individuell angepasst.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Insassenerkennungssystems.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Zukünftige Airbaggenerationen sollen laut der amerikanischen Gesetzgebung FMVSS208 in Abhängigkeit von einer Person bzw. bei der Präsenz eines Kindersitzes einen Airbag gezielt abschalten oder zünden.

Erfindungsgemäß wird nun ein Insassenerkennungssystem vorgeschlagen, das sich durch eine Kombination von Sensorsignalen aus einem Rückenlehnensensor, einem Sitzmattensensor und einem Fußraumsensor auszeichnet. Damit ist es möglich, eine auf einem Fahrzeugsitz sitzende Person bezüglich ihrer Größe, ihres Gewichts und ihrer Sitzposition zu klassifizieren. Der Klassifizierungseinsatz ermöglicht die gezielte Ansteuerung von Airbags und anderen Rückhaltemitteln für eine Person. Bspw. sollen kleine und leichte Personen, wie bspw. Kinder, bei einem Aufprall nicht notwendigerweise mit einem Airbag geschützt werden, da die Verletzungsgefahr durch den aufgeblasenen Gassack des Airbags zum Teil größer sein kann, als die durch den Crash verursachten Folgen.

Das erfindungsgemäße Insassenerkennungssystem weist dabei Sensierungselemente auf, die im einfachsten Fall nur zwischen aktiv und unbelegt unterscheiden. Dadurch kann eine Beschreibung für den Ansteuerung eines Airbags aus einer Matrix heraus erfolgen:
Ist kein Sensor aktiv, also weder der Fußraumsensor noch der Sitzmattensensor noch der Rückenlehnensensor, ist der Fahrzeugsitz unbelegt, es ist also weder eine Person noch ein Objekt vorhanden, und der Airbag wird in einem Auslösefall nicht aktiviert. Ist jedoch der Sitzmattensensor und der Rückenlehnensensor aktiv, aber der Fußraumsensor nicht, ist ein Kind oder ein Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz und der Airbag wird nicht angesteuert. Ist der Rückenlehnensensor, der Sitzmattensensor und der Fußraumsensor aktiv, ist der Fahrzeugsitz durch einen Erwachsenen belegt, wobei dann durch eine Aufteilung des Rückenlehnensensors in wenigstens zwei Felder von Sensierungselementen vorgesehen wird, so dass dann erkennbar ist, ob der untere und zusätzlich auch der obere Bereich der Rückenlehne eine Druckbelastung erfährt.

Ist nur der untere Bereich belegt, kann von einem kleinen Erwachsenen, bspw. einer 50 kg schweren Frau mit einer Körpergröße von 1,55 m, ausgegangen werden, die bei einem zweistufigen Airbag nur mit der ersten Stufe geschützt wird, um ihr persönliches Verletzungsrisiko zu minimieren. Sind jedoch alle Sensoren belegt, also das obere und/oder untere Feld des Rücklehnensensors, der Sitzmattensensor und der Fußraumsensor, ist von einem Erwachsenen durchschnittlicher Größe auszugehen, der bei einem zweistufigen Airbag auch mit der zweiten Stufe geschützt wird. Natürlich sind hier auch noch mehr Stufen für den Airbag möglich, selbst ein stufenloser. Auch andere Rückhaltemittel wie Gurtstraffer sind hier ansteuerbar.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung das erfindungsgemäße Insassenerkennungssystem. Ein Fahrzeugsitz weist eine Rückenlehne 1 und ein Sitzkissen 2 auf. In dem Sitzkissen 2 ist ein Sitzmattensensor 3 angeordnet, der auf einen auf den Sitz aufgebrachten Druck, bspw. durch eine Widerstandsänderung, reagiert. Die Rückenlehne 1 weist hier zwei Felder von Sensierungselementen als Bestandteile des Rückenlehnensensors auf, 4 und 5, die auch auf einen Anpressdruck reagieren.

Wie leicht zu sehen ist, wird bei einer kleinen Person oder einem Gegenstand nur der untere Rückenlehnensensor 4 aktiv werden. Zusätzlich ist ein Fußraumsensor 6 angeordnet, der erkennt, ob der Fußraum belegt ist. Die Rückenlehnensensoren 4 und 5, der Sitzmattensensor 3 und der Fußraumsensor 6 sind alle jeweils an Eingänge eines Steuergerätes für die Insassenklassifizierung angeschlossen. Dabei senden die einzelnen Sensoren bereits digitalisierte Werte an das Steuergerät 7. Das Steuergerät 7 übernimmt neben der Datenerfassung auch die Klassifizierung, also ob es sich um eine Person, einen Kindersitz oder ein Kind handelt, und wenn es sich um eine Person handelt, wie schwer und groß die Person ist, um einen optimalen Schutz zu ermöglichen. Wie hier nicht dargestellt, ist die Steuereinheit 7 auch mit einem Temperatursensor verbunden, um ggf. eine Korrektur der Sensorsignale vornehmen zu können.

Über einen Datenein-/ausgang ist die Steuereinheit 7 mit einem Zünd- bzw. Zünd- und Sensorbus verbunden. Dieser Zündbus 8 verbindet die Steuereinheit 7 mit einem Steuergerät 9 für Rückhaltemittel und einem weiteren Steuergerät 11 zur Einstellung von Komfortfunktionen. Diese beinhalten beispielsweise eine Klimaregelung, eine Bereitstellung des Sicherheitgurtes bei Präsenz des Beifahrers, eine automatische Anpassung des Sitzes bzgl. Höhe/Lage an die Person. Sowohl das Steuergerät 9 als auch das Steuergerät 11 sind über Datenein-/ausgänge mit dem Bus 8 verbunden. Vom Steuergerät 9 führt ein Ausgang zu Rückhaltemitteln 11, die vom Steuergerät 9 angesteuert werden. Anstatt des Busses 8 können auch jeweils zwei Drahtleitungen verwendet werden.

Es werden hier drucksensitive Sensierungselemente in den Sensoren 3, 4, 5 und 6 verwendet. Dabei können auch Felder von Sensierungselementen eingesetzt werden, um genauere Aussagen über betreffende Personen und Gegenstände zu machen. Anstatt von ja/nein-Entscheidungen bezüglich der Sensoren ist es weiterhin möglich, genaue Meßwerte der einzelnen Sensierungselemente auszuwerten. Dies ermöglicht beispielsweise, ein genaues Druckprofil anzugeben. Anstatt solcher drucksensitiver Elemente können auch einer oder mehrere der Sensoren durch Video-, Frequenz- und/oder Ultraschallsensoren und/oder kapazitive Sensoren ergänzt bzw. ersetzt werden, um so genauere Aussagen über die betreffende Person zu machen. Bspw. ist es möglich, wenn die Sensoren 4, 5 und 3, aber nicht 6, belegt sind, dass dann eine Person vorhanden ist, die die Füße nicht im Fußraum abgestellt hat, sondern sie gegen das Armaturenbrett drückt. Auch die Historie von solchen Sensorsignalverläufen ist dabei zu beachten. D. h. wenn während einer Fahrt alle Sensoren gleichzeitig belegt werden und dann während der Fahrt einzelne Sensoren, wie der Fußraumsensor 6 oder der Rückenlehnensensor 5, einmal nicht belegt sind, dass dann immer noch davon ausgegangen wird, dass eine zu schützende Person vorliegt.

Ausgehend von den Sensoren, die dann nicht belegt sind, wird auf die aktuelle Sitzposition geschlossen. Sind jedoch nur die Sensoren 3 und 4 während einer Fahrt belegt kann davon ausgegangen werden, dass ein Kind oder ein Kindersitz sich auf dem Fahrzeugsitz befindet, so dass dann eine Sperrung des Airbags erfolgt.

Anstatt zweier Rückenlehnensensierungsfelder 4 und 5 können auch noch mehr Felder verwendet werden, um zu einer genaueren Beurteilung der entsprechenden Person oder des Gegenstandes zu gelangen.

Claims

1. Insassenerkennungssystem, wobei das Insassenerkennungssystem unterschiedliche Sensoren (3, 4, 5 und 6) zur Insassenerkennung in einem Fahrzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Insassenerkennungssystem für einen Fahrzeugsitz einen Fußraumsensor (6), einen Sitzmattensensor (3) und einen Rückenlehnensensor (4, 5) aufweist, wobei eine Steuereinheit (7) vorhanden ist, die die Sensorsignale des Fußraumsensors (6), des Sitzmattensensors (7) und des Rückenlehnensensors (4, 5) miteinander verknüpft.

2. Insassenerkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (3 bis 6) jeweils wenigstens ein Feld von Sensierungselementen aufweisen.

3. Insassenerkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückenlehnensensor wenigstens zwei Sensierungsfelder (4, 5) aufweist.

4. Insassenerkennungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (3 bis 6) in Abhängigkeit von einem aufgebrachten Druck Sensorsignale erzeugt.

5. Insassenerkennungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor (3 bis 6) passiv ausgebildet ist.

6. Insassenerkennungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Sensor als Video- und/oder Hochfrequenz- und/oder Ultraschallsensor und/oder kapazitiver Sensor ausgebildet ist.

7. Insassenerkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) mit Rückhaltemitteln (9, 10) verbindbar ist, wobei eine Zündung der Rückhaltemittel (10) in Abhängigkeit von den Sensorsignalen erfolgt.