DE102005014526A1

DE102005014526A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Unterscheiden einer Person von einem Gegenstand auf einem Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102005014526A1
Application number: DE102005014526A
Authority: DE
Inventors: Erwin Hetzenecker; Peter Karges; Reinhard Schmid; Gerd Winkler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-05
Also published as: WO2006103237A1; EP1863684A1; US7817056B2; US20080191856A1; WO2006103237A8; JP2008535719A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Unterscheiden einer Person (6) auf einer Sitzfläche (2) eines Fahrzeugsitzes (1) von einem Gegenstand (4), insbesondere einem Kindersitz. Die Vorrichtung umfasst eine Sitzmatte (3) mit flächig auf der Sitzfläche (2) verteilt angeordneten Gewichtssensoren (S¶R¶, S¶M¶), mit ersten Gewichtssensoren (S¶M¶) in einem mittigen Bereich (M) und zweiten Gewichtssensoren (S¶R¶) in einem randseitigen Bereich der Sitzfläche (2). Ein oder mehrere mittige Gewichtssensoren (S¶M¶) unterscheidet/unterscheiden sich dadurch von mehreren zweiten randseitigen Gewichtssensoren, dass er/sie bei gleicher Gewichtsbelastung stets ein vergleichsweise niedrigeres Sensorsignal ausgibt/ausgeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterscheiden, ob sich eine Person auf der Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes befindet oder ein Gegenstand mit mindestens einer weitgehend ebenen Auflagefläche, die über einem großen Teil der Sitzfläche einschließlich eines mittigen Bereichs angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst einen Fahrzeugsitz, eine Sitzmatte mit flächig auf der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes verteilt angeordneten Gewichtssensoren und eine Auswerteeinheit, der die Signale der Gewichtssensoren zugeführt sind.

Bei einer Vielzahl von technischen Anwendungen in Kraftfahrzeugen ist die Sitzbelegung durch Kraftfahrzeuginsassen eine wichtige Eingangsgröße. In besonderem Maße gilt dies für Insassenrückhaltesysteme, deren effizienter, d.h. einen Personenschaden vermeidender, Einsatz von Insassenrückhaltemitteln oft von der Sitzposition des Fahrzeuginsassen abhängt.

Aus der Druckschrift DE 200 14 200 U1 ist es bekannt, zur Sitzbelegungserkennung in einem Kraftfahrzeug eine so genannte Sensorsitzmatte zu verwenden, die aus einer Vielzahl von druckempfindlichen Sensorelementen besteht. Diese sind über die Sitzfläche des Fahrzeugsitzes verteilt angeordnet und können somit die Kraft erfassen, die durch eine auf dem Fahrzeugsitz aufsitzende Person oder ein dort befindliches Objekt auf die Sitzfläche aufgebracht werden. Die Sensorelemente sind Widerstandselemente, die je nach dem auf sie einwirkenden Gewicht ihren Widerstand ändern. Diese Widerstandsände rungen können als gewichtsabhängige Sensorsignale an den Widerstandselementen abgegriffen werden.

Durch eine Auswertung der Sensorsignale in einer Auswerteeinheit kann damit ein Sitzprofil erstellt werden, anhand dessen auf die Sitzposition eines Fahrzeuginsassen zurückgeschlossen werden kann, aber auch auf Gegenstände, die auf dem Sitz abgestellt wurden. In Abhängigkeit von der ermittelten Sitzbelegung wird das Auslöseverhalten eines Insassenrückhaltemittels, beispielsweise eines Airbags, durch die Steuereinheit des Insassenschutzsystems gegebenenfalls verändert, so dass ein bestmöglicher Schutz für den Fahrzeuginsassen je nach seiner momentanen Sitzposition gewährleistet ist. Dabei kann es unter Umständen notwendig sein, die Auslösung eines Insassenrückhaltemittels wie z.B. die eines Airbags gänzlich zu unterdrücken, wenn sich beispielsweise ein Fahrzeuginsasse zu nah an dem auszulösenden Insassenrückhaltemittels (Airbag) befindet.

Besonders wichtig bei der Sitzbelegungserkennung für Insassenschutzsysteme ist es oftmals, Objekte von Gegenständen zu unterscheiden. Beispielsweise muss in der Regel die Auslösung eines dem betreffenden Fahrzeugsitz zugeordneten Insassenrückhaltemittels (Airbags) bei einem Fahrzeugunfall unterdrückt werden, falls ein Kindersitz, insbesondere ein Rückwärts entgegen der Fahrtrichtung gerichteter Kindersitz durch die Sitzbelegungserkennung erkannt wird. Systeme zum Erkennen der Sitzbelegung auf einem Fahrzeugsitz, die lediglich die Sensorsignale einer Sensorsitzmatte verwenden, können oftmals nur schlecht beispielsweise einen Kindersitz von einer sehr leichten Person unterscheiden, beispielsweise einer so genannten 5% Frau, d.h. einer Frau, die als leichter und kleiner als 95% einer repräsentativen Vergleichsgruppe von Frauen angenommen wird. Allerdings sollte vor allem bei einem rückwärts gerichteten Kindersitz die Auslösung insbesondere eines Airbags unterbleiben, da dies ein Kind in dem Kindersitz verletzen könnte; bei einer 5%-Frau sollte jedoch der Airbag im Normalfall ausgelöst werden.

Zum sicheren Erkennen eines Objekts auf einem Fahrzeugsitz, insbesondere eines Kindersitzes, werden deshalb oft aufwändige zusätzliche Erkennungssysteme verwendet. Aus der Druckschrift DE 296 19 668 U1 ist es beispielsweise bekannt, Transponder in einem Kindersitz anzuordnen und Sende- und Empfangsantennen in dem Fahrzeugsitz, auf dem der Kindersitz montiert worden ist. Über eine Kommunikation der Sende- und Empfangsantennen auf dem Fahrzeugsitz mit den Transpondern im Kindersitz kann der Kindersitz eindeutig erkannt werden.

Ein solches zusätzliches Erkennungssystem zum Erkennen eines Objekts auf einem Fahrzeugsitz, insbesondere eines Kindersitzes, macht ein Insassenschutzsystem jedoch technisch aufwändiger, wodurch üblicherweise höhere Kosten für ein Insassenschutzsystem entstehen und die Ausfallwahrscheinlichkeit unter Umständen erhöht wird.

Auf besonders geeignete Weise kann eine Person auf einem Fahrzeugsitz von einem dortigen Gegenstand unterschieden werden, der – wie bei den meisten Kindersitzen der Fall – eine zumindest teilweise ebene Auflagefläche aufweist, wenn die Sitzfläche des Fahrzeugsitzes konkav in Richtung des Fahrzeugbodens gewölbt ausgeformt ist. Die Erkennung erfolgt dabei mit Hilfe einer Sensorsitzmatte, die sich sowohl über die mittig konkav gewölbte Sitzfläche erstreckt als auch über in einen Bereich um diese Konkavwölbung herum. Dabei wird ausgenutzt, dass das Gewicht eines Fahrzeuginsassen bei normaler Sitzhaltung anotomiebedingt ganz unterschiedlich verteilt auf die Sitzfläche aufgebracht wird als das Gewicht eines Gegenstands mit einer weitgehend ebenen Auflagefläche: Ein Fahrzeuginsasse bringt üblicherweise den größten Teil seines Gewichts in einem mittigen Bereich der Sitzfläche über sein Gesäß auf den Kraftfahrzeugsitz auf; ein Gegenstand mit einer weitgehend ebenen Auflagefläche hingegen kann jedoch sein Gewicht gleichmäßig über die ebene Auflagefläche verteilt auf die Sitzfläche aufbringen. Diese Gewichtsverteilung kann durch die Sensoren der Sitzmatte erfasst werden und so zur Unterscheidung einer Person von einem Gegenstand auf dem Sitz dienen.

Viele Fahrzeugsitze sind jedoch nicht in einem mittigen Bereich ihrer Sitzfläche konkav zum Fahrzeugboden hin gewölbt ausgeformt, so dass diese Methode, eine auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person von einem Gegenstand mit einem flachen Unterboden zu unterscheiden, nicht anwendbar ist. Viele Sitzflächen sind beispielsweise sehr flach oder sogar konvex gewölbt, und folglich prinzipiell ungeeignet, die beschriebene Messmethode zu verwenden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine einfache alternative Vorrichtung und ein einfaches alternatives Verfahren zu schaffen zum Unterscheiden, ob sich eine Person auf der Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes befindet oder ein Gegenstand mit einer mindestens weitgehend ebenen Auflagefläche, insbesondere ein Kindersitz.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Diese Vorrichtung dient zum Unterscheiden, ob sich eine Person auf der Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes befindet oder ein Gegenstand, insbesondere ein Kindersitz, mit mindes tens einer weitgehend ebenen Auflagefläche, die über einen großen Teil der Sitzfläche einschließlich eines mittigen Bereichs angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst eine Sitzmatte mit flächig auf der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes verteilt angeordneten Gewichtssensoren, mit ersten Gewichtssensoren in dem mittigen Bereich und zweiten Gewichtssensoren in dem von dem Gegenstand überdeckten Bereich der Sitzfläche außerhalb des mittigen Bereichs. Erfindungsgemäß unterscheidet sich mindestens ein erster Gewichtssensor dadurch von mehreren zweiten Gewichtssensoren, dass er innerhalb eines durch die Vorrichtung zu erfassenden Gewichtsbereichs bei gleicher Gewichtsbelastung ein stets um mehr als die Messungenauigkeit der Vorrichtung niedrigeres Sensorsignal ausgibt.

Der durch die Vorrichtung zu erfassende Gewichtsbereich ist dabei bevorzugt ein Teilbereich der gewichtsabhängigen Kennlinie von Sensorwerten mindestens eines Gewichtssensors mit einer bevorzugt großen, annähernd linearen Steigung.

Mindestens ein, vorzugsweise mehrere flächenmittig auf der Sitzfläche angeordnete Gewichtssensoren geben bei einem aufliegenden Gegenstand mit flachem Unterboden weniger Signal aus als randseitige Sensoren. Das bei den eingangs beschriebenen konkav gewölbten Sitzflächen ermöglichte Messprinzip wird so gewissermaßen anhand der Kennlinien der Sensoren nachempfunden.

Dabei muss der messbare Signalunterschied der solchermaßen unterschiedlichen flächenmittigen Gewichtssensoren und der randseitigen Gewichtssensoren jedoch größer sein als die Messungenauigkeit, die von der Messelektronik herrührt. Andernfalls wären die unterschiedlichen Sensorsignale lediglich zufällig und der gemessene Signalunterschied könnte nicht für eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einem Gegenstand und einer Person auf dem Fahrzeugsitz dienen.

Durch einen einfachen Vergleich des Signals des ersten Gewichtssensors oder der Signale mehrerer erster Gewichtssensoren mit dem Signal mehrerer zweiter Gewichtssensoren lässt sich auf diese Weise eine sehr sichere Unterscheidung eines Gegenstands mit zumindest teilweise flachem Unterboden, insbesondere eines Kindersitzes, von einer Person ermöglichen.

Eine sichere Person-Gegenstand-Unterscheidung, insbesondere eine Person-Kindersitz-Unterscheidung, kann beispielsweise dann gegeben sein, wenn der erste oder mehrere erste Gewichtssensoren bei einer gleichen Gewichtsbelastung weniger als 50% der Signalamplitude mindestens eines der mehreren zweiten Gewichtssensoren ausgeben: Dieser Signalunterschied macht im allgemeinen weit mehr als die üblichen Messtoleranzen bei einer solchen Sensorvorrichtung aus. Typischerweise genügt aber bereits eine um 30% oder – bei sehr genauen Messanordnungen – oft sogar eine lediglich um 5% niedrigere Signalhöhe als die Signalhöhe mindestens eines der mehreren zweiten Gewichtssensoren.

Ist ein Teil der Sitzfläche, die durch den Gegenstand überdeckt wird, außerdem zum Fahrzeugboden hin konkav gewölbt, so verteilt sich das Gewicht des Gegenstands nicht gleichmäßig über die Sitzfläche, sondern nur auf die Stellen der Sitzfläche um die Konkavwölbung. Falls der erste Gewichtssensor oder die ersten Gewichtssensoren innerhalb des konkav gewölbten mittigen Teilbereichs der Sitzfläche angeordnet ist bzw. sind, wird er bzw. werden sie folglich außerdem mit sehr viel weniger Gewicht beaufschlagt, als solche zweite Gewichtssensoren, die außerhalb dieses konkav gewölbten mittigen Be reichs angeordnet sind, die zwar gleichermaßen von dem Gegenstand überdeckt werden, jedoch in direkten Kontakt mit der weitgehend ebenen Auflagefläche des Gegenstands treten. Dadurch verringert sich das Sensorsignal bzw. die Sensorsignale zusätzlich. Umgekehrt werden gerade der erste oder die ersten Gewichtssensoren mit mehr Gewicht beaufschlagt als die zweiten Gewichtssensoren außerhalb des gewölbten mittigen Bereichs der Sitzfläche. Dies kann die Personen-Objekt-Unterscheidung zusätzlich erheblich erleichtern.

Für eine erfindungsgemäße sichere Erkennung eines beschriebenen Gegenstands, insbesondere eines Kindersitzes, ist es weiterhin von Vorteil, dass die Wölbung der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes dergestalt ausgebildet ist, dass auf den ersten Gewichtssensor, oder auf die ersten Gewichtssensoren weniger als 50% vorzugsweise weniger als 30% oder sogar weniger als 5% der Gewichtsbelastung durch den Gegenstand einwirkt, als auf mindestens einen zweiten Gewichtssensor, der vollständig durch den Gegenstand überdeckt wird.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der erste Gewichtssensor oder die ersten Gewichtssensoren keine Gewichtsbelastung durch einen solchen Gegenstand erfahren. Dann ist die Unterscheidung der Signale der belasteten zweiten Gewichtssensoren von den Signalen von einem oder mehreren unbelasteten ersten Gewichtssensoren besonders einfach.

Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6 gelöst.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 6 zum Unterscheiden, ob sich eine Person auf der Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes befindet oder ein Gegenstand mit mindestens einer weitgehend ebenen Auflagefläche, die über einem großen Teil der Sitzfläche einschließlich eines mittigen Bereichs angeordnet ist, wobei das Verfahren eine Vorrichtung mit einer Sitzmatte mit flächig auf der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes verteilt angeordneten Gewichtssensoren und eine Auswerteeinheit, der die Signale der Gewichtssensoren zugeführt sind, einsetzt. Außerdem laufen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und folgende Verfahrenschritte ab:

– Erfassen des Signals mindestens eines ersten Gewichtssensors, der im mittigen Bereich der Sitzfläche angeordnet ist,
– Erfassen der Signale mehrerer zweiter Gewichtssensoren, die in dem von dem Gegenstand überdeckten Bereich der Sitzfläche außerhalb des mittigen Bereichs angeordnet sind,
– Vergleichen des Signals des ersten Gewichtssensors mit Signalen der zweiten Gewichtssensoren,
– Erkennen des Gegenstands, sobald das Signal des ersten Gewichtssensors weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 30%, insbesondere weniger als 5% mindestens eines Signals eines zweiten Gewichtssensors beträgt.

Der Vergleich der Signale der Gewichtssensoren kann beispielsweise als Vergleich eines ersten Gewichtssensors mit einem Mittelwert der Signale der zweiten Gewichtssensoren ausgeführt werden. Bei mehreren ersten Gewichtssensoren kann stattdessen auch ein Mittelwert der Signale der ersten Gewichtssensoren für den Vergleich verwendet werden. Allerdings können die Signale der ersten und zweiten Gewichtssensoren untereinander auch jeweils einzeln verglichen werden, ggf. auch kombiniert mit einem Vergleich von Mittelwerten. Das Erkennen des Gegenstands erfolgt anhand des Ergebnisses aus diesen Vergleich bzw. diesen Vergleichen der Signale der Gewichtssensoren.

Ein weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 7 bis 9 angegeben.

Auch wenn das Einsatzgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht auch den Bereich der Kraftfahrzeugtechnik beschränkt ist, so ist dieses sichere und einfache Verfahren jedoch dort besonders vorteilhaft zum Einsatz in Insassenschutzsystemen, bei denen beim Erkennen eines Gegenstands mit einer weitgehend ebenen Auflagefläche die Aktivierung eines Insassenrückhaltemittels stets unterdrückt werden sollte, vorzugsweise, wenn als Gegenstand ein Kindersitz erkannt wird. Denkbar ist es allerdings auch, dass andere erkannte Gegenstände zur Deaktivierung eines Insassenrückhaltemittels führen sollen: Beispielsweise könnte das Verfahren auch Vorteilhaft eingesetzt werden zur Erkennung von großen Paketen oder ähnlichem, die ebenfalls eine weitgehend ebene Auflagefläche aufweisen. Die Auslösung eines Insassenrückhaltemittels wäre bei einem solchen Gegenstand unnötig und würde nur hohe Folgekosten durch eine Reparatur des Fahrzeugs nach Auslösen des Insassenrückhaltemittels nach sich ziehen. Eine Nichtauslösung des Rückhaltemittels ist deshalb zu bevorzugen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Figuren erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Kraftfahrzeugsitz mit einer Sitzlinie und einer Sitzfläche in Draufsicht,
2 den Kraftfahrzeugssitz aus Figur im Querschnitt mit einem Kindersitz auf seiner Sitzfläche,
3 einen Fahrzeugsitz wie in Figur, jedoch mit einer Person auf der Sitzfläche,
4 den schematischen Verlauf von gewichtsabhängigen Kennlinien von Gewichtssensoren einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
5 einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Kraftfahrzeugsitz 1 mit einer Sitzlehne 11 und einer Sitzfläche 2 in Draufsicht; darauf ist eine Sitzmatte 3 angeordnet, die gewichtsempfindliche Sensoren S_R, S_M aufweist, an denen je ein Sensorsignal von einer Auswerteeinheit 7 abgegriffen werden kann, was Aufschluss über die auf die Sensoren S_R und S_M wirkenden Gewichtskräfte gibt. Ein umrandeter, mit dem Bezugszeichen M versehener Bereich stellt einen flächenmittigen Bereich der Sitzfläche 2 dar, in dem flächenmittige Gewichtssensoren S_M angeordnet sind.
Die Auswerteeinheit 7 ist mit einer Auslöseeinheit 8 verbunden, die die Auslösung eines Insassenschutzmittels 9 beispielsweise eines Frontairbags bewirken kann, wenn die Signale von (nicht dargestellten) Aufprallsensoren beispielsweise Beschleunigungs- oder Drucksensoren, für einen Aufprallunfall charakteristisch sind.
Ein strichliert dargestellter quadratischer Flächenbereich 10 auf der Sitzfläche 2 stellt die weitgehend ebene Auflagefläche eines Kindersitzes 4 dar. Je nach Ausführungsform des Kindersitzes 4 muss die weitgehend ebene Auflagefläche dabei nicht zwingend die gesamte geschlossene Fläche 10 einnehmen. Die ebene Fläche 10 kann durch eine Ausnehmung unterbrochen sein.
2 zeigt den Kraftfahrzeugsitz 1 aus 1 im Querschnitt entlang der Querschnittslinie A-A. Auf der Sitzfläche 2 ist der Kindersitz 4 angeordnet, in dem sich ein Kind befindet. Das Gewicht des Kindersitzes 4 mit dem darauf sitzenden Kind 5 verteilt sich gleichmäßig auf den größten Teil der Sitzmatte 3; auch auf den flächenmittigen Bereich M der Sitzfläche. Die dort befindlichen Gewichtssensoren S_M und die randseitig auf der Sitzfläche angeordneten Sensoren S_R liefern jeweils ein durch die Auswerteeinheit 7 messbares gewichtabhängiges Signal. Allerdings liefern die Sensoren S_M im mittigen Bereich M, die mit einem vergleichsweise gleichen Gewicht beaufschlagt sind wie die randseitigen Gewichtssensoren S_R, ein vergleichsweise geringeres Signal als die randseitigen Gewichtssensoren S_R.
3 zeigt eine Person 6 auf dem Fahrzeugsitz. Das Gesäß der Person 6 belastet den mittigen Bereich M der Sitzfläche 2 des Fahrzeugsitzes 1 wesentlich stärker als die umliegenden randseitigen Teile der Sitzfläche 2. Es wird dort vergleichsweise mehr Gewicht auf die Sitzfläche 2 aufgebracht als außerhalb dieses mittigen Bereichs M, so dass sich der mittige Bereich M der Sitzfläche 2 des Fahrzeugsitzes 1 konkav in Richtung des Fahrzeugbodens wölbt. Einen weiteren Teil des Gewichts der Person 6 nimmt üblicherweise der Boden des Fahrzeuginnenraums auf, da sich dort üblicherweise die Beine der Person befinden; des Weiteren nimmt auch die Sitzlehne 11 Gewicht auf, da sich die Person 6 üblicherweise an die Sitzlehne 11 anlehnt. Oftmals nehmen auch die Armlehnen, das Steuerrad usw. einen Teil des Gewichts des Fahrzeuginsassen auf, da dieser dort bevorzugt seine Arme ablegt oder sich festhält usw.
4 zeigt jeweils eine Kennlinie eines randseitigen Sensorelements S_R und eines mittigen Sensorelements S_M anhand einer schematischen Darstellung. Entlang der Abszisse ist das Sensorsignal sig aufgetragen. Die Ordinate zeigt die Gewichtskraft G, die auf die Sensorzelle wirkt.
Die durchgezogenen Linie s_R stellt die Kennlinie für einen randseitigen Gewichtssensor S_R dar: erst nach Erreichen einer minimalen Gewichtskraft PS_R, die beispielsweise abhängig ist von der Größe der Sensorzelle des Gewichtssensors S_R, steigt die Kurve S_R zu höheren Gewichtskräften E hin kontinuierlich und nahezu linear an, bis das Sensorsignal auf einen konstanten Wert zuläuft. Danach kann auch bei einer weiteren Erhöhung der Gewichtskraft G kein zusätzliches Sensorsignal erzeugt werden.
Die gestrichelte Linie s_M zeigt schematisch die charakteristische Kennlinie des mittigen Sensorelements S_R: bis zum einsetzen eines Mindestsignals PS_M muss bei diesem Sensorelement mehr Gewichtskraft G aufgebracht werden als bei dem randseitigen Sensorelement S_R. Danach steigt auch diese Kennlinie kontinuierlich mit zunehmender Gewichtskraft G an, bis sie auf einen ebenfalls konstanten Wert zuläuft. Auch bei weiterer Erhöhung der Gewichtskraft G übersteigt das Sensorsignal sig des mittigen Gewichtssensors S_M diesen Wert nicht. Dieser maximale Signalwert des mittigen Gewichtssensors S_M ist jedoch vergleichsweise niedriger als für den randseitigen Gewichtssensor S_R.
Im Unterschied zur Kurve s_R ist die Steigung der Kennlinie s_M allerdings steiler. Das Signal des mittigen Gewichtssensors S_M reagiert wesentlich empfindlicher auf eine Änderung der Gewichtskraft G als das Signal des randseitigen Gewichtssensor S_R. Dadurch sinkt die Auflösungsgenauigkeit für die auf die Gewichtssensoren wirkenden Gewichtskräfte.
Eine unterschiedliche Kennlinie von Gewichtssensoren kann auf unterschiedliche Weise bewirkt werden und hängt von dem Aufbau des Gewichtssensors ab. Ein typischer Gewichtssensor wie er beispielsweise auch oft in einem Gegenstand gemäß der eingangs erwähnten Druckschrift DE 214 200 U1 verwendet wird, besteht aus zwei leitfähigen Flächen die auf zwei gegenüberliegenden Folien auflaminiert sind. Die beiden Folien werden durch Abstandshalter, sogenannte spacer, voneinander auf Abstand gehalten. Unter Krafteinwirkung nähern sich die beiden leitfähigen Flächen bis sie sich schließlich berühren. Nimmt die Kraft weiter zu, so vergrößert sich auch die Berührungsfläche. Durch Kontaktierung der beiden leitfähigen Flächen, wird der Widerstand der Berührungsfläche bestimmt.
Der Widerstand eines solchermaßen aufgebauten Gewichtssensors ist folglich abhängig von der Gewichtskraft, die auf die beiden zugehörigen Folien einwirkt. Eine Veränderung der Kennlinie eines Gewichtssensors kann dabei beispielsweise durch eine größere oder kleinere leitfähige Fläche bewirkt werden oder auch durch eine Veränderung des Abstands der Folien zueinander im Ruhestand, was jedoch aufwändiger ist. Dies ist weiter unten näher ausgeführt.
Der nahezu lineare Bereich einer Sensorkennlinie ist der bevorzugte Arbeitsbereich für einen Gewichtssensor. Der Bereich des Gewichts, in dem sich zumindest ein Sensorsignal kontinuierlich gerade noch so stark gewichtsabhängig verändern kann, dass es zur sicheren Erkennung eines Gewichts verwendet werden kann, ist der üblicherweise maximale durch die Vorrichtung zu erfassende, aussagekräftige Gewichtsbereich. Je nach gewünschter Signalauflösung und je nach dem gewünschten zu erfassenden Gewichtsbereich kann dieser Gewichtsbereich jedoch auch kleiner gewählt werden. Sollte ein größerer zu er fassender Gewichtsbereich erforderlich sein, so muss zumeist die Sensorgeometrie entsprechend angepasst werden, also beispielsweise die Sensorzellen vergrößert oder verkleinert werden, wie bereits weiter oben beschrieben wurde.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren.
In einem ersten Verfahrensabschnitt I erfasst die Auswerteeinheit 7 in einem Verfahrensschritt 400 die Signale der flächenmittigen ersten Gewichtssensoren S_M. Aus diesen Sensorsignalen wird im Verfahrensschritt 600 ein Gewichtswert GWM abgeleitet, der charakteristisch ist für die Gewichtsbelastung auf dem flächenmittigen Bereich M der Sitzfläche 2. Beispielsweise kann ein, nötigenfalls zusätzlich gewichteter, Mittelwert der Sensorsignale der flächenmittigen Gewichtssensoren S_M gebildet werden. Der gewonnene Wert GWM wird in einem weiteren Verfahrensschritt 800 mit einem Schwellwert TH verglichen.
In einem zweiten Verfahrensabschnitt II, der zeitgleich oder zeitlich versetzt zum ersten Verfahrensabschnitt I stattfindet, werden in einem Verfahrensschritt 400' die Sensorsignale der zweiten Gewichtssensoren S_R außerhalb des mittigen Bereichs M der Sitzfläche 2 ermittelt und die Sensorsignale der ersten Gewichtssensoren, falls dies nicht schon im Verfahrensschritt 400 geschehen ist.
In einem nächsten Verfahrensschritt 600' wird, wenn nicht schon im Verfahrensschritt 600 geschehen, ein Wert GWM aus den Signalen der ersten Gewichtssensoren abgeleitet, der charakteristisch ist für die Gewichtsbelastung auf der Flächenmitte ist. Gleichermaßen wird ein entsprechender Wert GWR aus den Signalen der zweiten Gewichtssensoren S_R ermittelt, der charakteristisch ist für die Gewichtsbelastung außerhalb des mittigen Bereichs M der Sitzfläche 2.
In einem nächsten Verfahrensschritt 800 wird die Differenz der beiden Werte GWM und GWR mit einem Schwellwert TH' verglichen. Übersteigt diese Differenz den Schwellwert TH', beispielsweise um 5%, 30%, 50% oder gar mehr, so ist dies ein Hinweis darauf, dass sich eine Person 6 auf der Sitzfläche 2 befinden könnte und kein Gegenstand. Übersteigt der Wert GWM außerdem den Schwellwert TH, so ist dies ein weiterer Hinweis auf eine Person 6 auf dem Fahrzeugsitz. In einem Verfahrensschritt 900 werden diese beiden Hinweise miteinander logisch verknüpft und als Ergebnis, in einem weiteren Verfahrensschritt 1100, die Anwesenheit einer Person 6 auf der Sitzfläche 2 erkannt.
Unterschreitet jedoch die Differenz der beiden Werte GWM und GWR den Schwellwert TH', so ist anzunehmen, dass sich beispielsweise ein Kindersitz 4 auf der Sitzfläche 2 befindet. Unterschreitet gleichzeitig der Wert GWM den Schwellwert TH, so ist dies als weiterer Hinweis darauf anzusehen. In einem Verfahrensschritt 1000 werden diese beiden Informationen deshalb miteinander logisch verknüpft und das Vorhandensein eines Kindersitzes 4 auf der Sitzfläche 2 in einem weiteren Verfahrensschritt 1200 festgestellt.
Die Information, ob eine Person 6 oder ein Kindersitz 4 auf der Sitzfläche 2 des Kraftfahrzeugsitzes vorhanden ist, werden der Auswerteeinheit 7 zur Bewertung durch einen gespeicherten speziellen Algorithmus zugeführt. Dies ist in der 5 durch den Verfahrensschritt 1400 dargestellt. Dem Algorithmus der Auswerteeinheit werden außerdem Crashsignale von geeigneten Crashsensoren zugeführt, die durch den Algorithmus bewertet werden können. Anhand dieser Bewertung liegt in der Auswerteeinheit die Information vor, ob eine Unfallsituation vorhanden ist oder nicht.
Der Algorithmus trifft in einem weiteren Verfahrensschritt 1500 deshalb die Entscheidung, ob die Zündung, beispielsweise eines Airbags, erforderlich ist oder nicht. Ist keine Zündung eines Airbags aufgrund der Crashsignale erforderlich, so entscheidet die Auswerteeinheit 17 in einem weiteren Verfahrensschritt 1600, dass keine Zündung des Airbags erfolgt.
Wurde ein Kindersitz 4 auf der Sitzfläche 2 erkannt, so wird in keinem Fall ein Airbag ausgelöst, selbst dann nicht, wenn Crashsignale auf einem Fahrzeugunfall hindeuten. Dies ist in der 5 durch den Pfeil angedeutet, der durch das Kästchen hinweggeführt ist, dass den Verfahrensschritt 1400 für den Algorithmus darstellt.
Ist jedoch die Zündung eines Airbags erforderlich und wurde gleichzeitig eine Person auf dem Fahrzeugsitz erkannt, so entscheidet die Auswerteeinheit 7 in einem weiteren Verfahrensschritt 1700, dass ein Airbag ausgelöst werden soll.

Claims

Vorrichtung zum Unterscheiden, ob sich eine Person (6) auf der Sitzfläche (2) eines Fahrzeugsitzes (1) befindet oder ein Gegenstand (4) mit mindestens einer weitgehend ebenen Auflagefläche (10), die über einem großen Teil der Sitzfläche (2) einschließlich eines mittigen Bereichs (11) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung – eine Sitzmatte (3) mit flächig auf der Sitzfläche (2) des Fahrzeugsitzes (1) verteilt angeordneten Gewichtssensoren (S_R, S_M) aufweist, mit ersten Gewichtssensoren (S_M) in dem mittigen Bereich und zweiten Gewichtssensoren (S_R) in dem von dem Gegenstand (4) überdeckten Bereich der Sitzfläche (2) außerhalb des mittigen Bereichs (11), dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens ein erster Gewichtssensor (S_M) dadurch von mehreren zweiten Gewichtssensoren (S_R) unterscheidet, dass er innerhalb eines durch die Vorrichtung zu erfassenden Gewichtsbereichs bei gleicher Gewichtsbelastung ein stets um mehr als die Messungenauigkeit der Vorrichtung niedrigeres Sensorsignal ausgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gewichtssensor (S_M) bei einer gleichen Gewichtsbelastung ein um 50%, 30% oder zumindest um 5% niedrigeres Sensorsignal als mindestens einer der mehreren zweiten Gewichtssensoren (S_R) ausgibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere erste Gewichtssensoren mit den Merkmalen des ersten Gewichtssensor (S_M) gemäß Anspruch einem der Ansprüche 1 oder 2 aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (4) ein Kindersitz ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Auswerteeinheit (7), der die Signale der Gewichtssensoren (S_R, S_M) zugeführt sind.
Verfahren zum Unterscheiden, ob sich eine Person (6) auf der Sitzfläche (2) eines Fahrzeugsitzes (1) befindet oder ein Gegenstand (4) mit mindestens einer weitgehend ebenen Auflagefläche (10), die über einem großen Teil der Sitzfläche (2) einschließlich eines mittigen Bereichs (11) angeordnet ist, wobei das Verfahren eine Vorrichtung mit – einer Sitzmatte (3) mit flächig auf der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes verteilt angeordneten Gewichtssensoren (S_M, S_R) und – eine Auswerteeinheit (7), der die Signale der Gewichtssensoren (S_M, S_R) zugeführt sind, einsetzt und wobei folgende Verfahrenschritte ablaufen: – Erfassen des Signals mindestens eines ersten Gewichtssensors (S_M), der im mittigen Bereich der Sitzfläche (2) angeordnet ist, – Erfassen der Signale mehrerer zweiter Gewichtssensoren (S_R), die in dem von dem Gegenstand überdeckten Bereich der Sitzfläche (2) außerhalb des mittigen Bereichs (11) angeordnet sind, – Vergleichen des Signals des ersten Gewichtssensors (S_M) mit Signalen der zweiten Gewichtssensoren (S_R), – Erkennen des Gegenstands (4), sobald das Signal des ersten Gewichtssensors (S_M) weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 30%, insbesondere weniger als 5% mindestens eines Signals eines zweiten Gewichtssensors (S_R) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6 mit folgenden Verfahrenschritten ablaufen: – Erfassen der Signals mehrerer erster Gewichtssensoren (S_M), – Erfassen der Signale mehrerer zweiter Gewichtssensoren (S_R), die in dem von dem Gegenstand überdeckten Bereich der Sitzfläche (2) außerhalb des mittigen Bereichs (11) angeordnet sind, – Vergleichen der Signale der ersten Gewichtssensoren (S_M) mit Signalen der zweiten Gewichtssensoren (S_R), – Erkennen des Gegenstands (4), sobald das Signal des ersten Gewichtssensors (S_M) weniger als 50%, vorzugsweise weniger als 30%, insbesondere weniger als 5% mindestens eines Signals eines zweiten Gewichtssensors (S_R) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem bei Erkennen des Gegenstands (4) die Aktivierung eines Insassenrückhaltemittels (9) stets unterdrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 verwendet wird.