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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Bestimmung
eines äquivalenten
Wertes für
einen ausgefallenen Sensor und spezieller ein Verfahren zur Bestimmung
eines äquivalenten
Sensoroutput-Wertes für
einen unwirksamen Sensor, der in einem Feld innerhalb eines Fahrzeugsitzes
verwendet wird, der ein Besetzungsdetektorsystem enthält.
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Kraftfahrzeuge
verwenden Sitzsysteme, die die Passagiere des Fahrzeugs aufnehmen.
Die Sitzsysteme enthalten Arretierungssysteme, die berechnet sind,
um die Insassen im Fall einer Kollision zu halten und zu schützen. Das
hauptsächliche
Arretierungssystem, das in den meisten Fahrzeugen heutzutage verwendet wird,
ist der Sitzgurt. Sitzgurte haben üblicherweise einen Bauchgurt
und einen Schultergurt, der sich diagonal quer über den Körper des Insassen von einem
Ende des Bauchgurts zu einer Befestigungsstruktur erstreckt, die
nahe der gegenüberliegenden
Schulter des Insassen angeordnet ist.
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Außerdem können Kraftfahrzeuge
zusätzliche
Arretierungssysteme enthalten. Das am meisten übliche zusätzliche Arretierungssystem,
das in Kraftfahrzeugen heutzutage verwendet wird, ist der aufblasbare Airbag.
Im Falle einer Kollision werden die Airbags als ein zusätzliches
Mittel des Haltens und des Schutzes der Insassen des Fahrzeuges
geöffnet.
Ursprünglich
wurden die zusätzlichen
aufblasbaren Arretierungsmittel (Airbags) im Falle einer Kollision
geöffnet,
ungeachtet dessen, ob ein vorgegebener Sitz besetzt war oder nicht. Diese zusätzlichen
aufblasbaren Arretierungsmittel und ihre zugehörigen Öffnungssysteme sind teuer,
und im Laufe der Zeit wurde diese Öffnungsstrategie als nicht
kosteneffektiv betrachtet. Damit entstand ein Bedarf auf diesem
Gebiet nach einem Mittel, um die Öffnung der Airbags selektiv
zu steuern, so daß das Öffnen nur
dann auftritt, wenn der Sitz besetzt ist.
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Teilweise
als Antwort auf dieses Bedürfnis
sind Fahrzeugsicherheitssysteme vorgeschlagen worden, die Fahrzeuginsassenfühlsysteme
enthalten, die erfassen können,
ob ein vorgegebener Sitz besetzt ist oder nicht. Die Systeme wirken
als Schalter beim Steuern der Öffnung
eines zugehörigen
Airbags. Wenn somit die Besetzungsabfühlvorrichtung erfaßt, daß ein Sitz
während
einer Kollision nicht besetzt ist, kann sie das Öffnen des zugehörigen Airbags
verhindern, wodurch dem Fahrzeuginhaber die unnötigen Kosten des Ersetzens
des expandierten Airbags erspart bleiben.
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Außerdem sind
viele Airbagöffnungskräfte und
Geschwindigkeiten allgemein optimiert worden, um 180-Pfund-Männer zu
halten, weil der 180-Pfund-Mann den Durchschnitt für alle Typen
von Fahrzeuginsassen darstellt. Jedoch übersteigt die Airbagöffnungskraft
und Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um einen 180-Pfund-Mann
zu halten diejenige, die erforderlich ist, um kleinere Insassen
zu halten, wie Frauen und kleine Kinder. Somit ergab sich ein Bedarf
auf dem Gebiet nach Besetzungsabfühlsystemen, die verwendbar
sind, um selektiv das Öffnen
der Airbags zu steuern, wenn eine Person unterhalb des vorbestimmten
Gewichts den Sitz einnimmt.
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Dementsprechend
sind andere Fahrzeugsicherheitssysteme vorgeschlagen worden, die
in der Lage sind, das Gewicht eines Insassen zu erfassen. In einem
solchen Airbagsystem kann das System dann, wenn das Gewicht des
Insassen unter eine vorbestimmte Höhe fällt, das Aufblasen des Airbags
unterdrücken
oder verhindern, daß der
Airbag vollständig
geöffnet
wird. Dies verringert die Gefahr einer Verletzung, die das Aufblasen
des Airbags anderenfalls bei kleineren Insassen hervorrufen könnte.
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Außerdem sind
viele Airbagöffnungskräfte und
Geschwindigkeiten allgemein optimiert worden, um eine Person zu
halten, die allgemein aufrecht zu der Rückseite des Sitzes sitzt. Jedoch
kann die Airbagöffnungskraft
und Geschwindigkeit ungeeignet sein, um eine Person zu halten, die
auf andere Weise sitzt. Somit ergab sich ein Bedarf auf dem Gebiet
nach einem Weg, um selektiv das Öffnen
eines Airbags in Abhängigkeit von
der Sitzposition des Insassen zu steuern.
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Teilweise
auf diesen Bedarf hin sind andere Fahrzeugsicherheitssysteme vorgeschlagen
worden, die in der Lage sind, die Position eines Insassen innerhalb
eines Sitzes zu erfassen. Wenn beispielsweise die Systeme erfassen,
daß der
Insasse zu der Vorderseite des Sitzes hin positioniert ist, wird
das System das Aufblasen des Airbags abbremsen oder verhindern,
daß der
Airbag vollständig
geöffnet
wird. Dies verringert das Risiko einer Verletzung, die der sich
aufblasende Airbag anderenfalls dem Insassen zufügen könnte. Es kann anerkannt werden,
daß diese
Insassenfühlsysteme
wertvolle Daten bereitstellen, die es ermöglichen, daß die Fahrzeugssicherheitssysteme
effektiver arbeiten, um Verletzungen an Fahrzeuginsassen zu reduzieren.
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Eine
notwendige Komponente jedes der oben diskutierten bekannten Systeme
enthält
einige Mittel zum Fühlen
der Anwesenheit des Fahrzeuginsassen auf dem Sitz. Eines solcher
Mittel kann eine Sensorvorrichtung enthalten, die innerhalb des
unteren Sitzpolsters des Fahrzeugsitzes angeordnet ist. Beispielsweise offenbaren
die veröffentlichte
US-Patentanmeldung U.S. Serial No. 10/249,527 und Veröffentlichung
Nr. US 2003/0196495 A1, angemeldet im Namen von Saunders et al.,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fühlen von Sitzbesetzung einschließlich eines
Sensor/Sender-Paares, das innerhalb eines vormontierten einstückigen zylinderförmigen Gehäuses angeordnet
ist. Das Gehäuse
ist dazu vorgesehen, innerhalb eines Lochs befestigt zu werden,
das in dem Sitzpolster ausgebildet ist und sich von der B-Fläche zu der
A-Fläche
des Sitzpolsters erstreckt. Das Sensor-Sender-Paar, das in dem Gehäuse gehalten
ist, enthält
einen Sender, der innerhalb des Sitzpolsters angebracht ist, und
unter der oberen oder A-Fläche
des Sitzpolsters beabstandet ist. Außerdem wird auch der Sensor
von dem Gehäuse
innerhalb des Sitzpolsters gehalten jedoch im Abstand unter dem
Sender. Das zylindrische Gehäuse
ist aus einem kompressiblen, gummiähnlichen Material hergestellt, das
auf Lasten anspricht, die auf der Oberseite des Sitzpolsters angeordnet
sind. Das Gehäuse
wird entsprechend einer Last auf dem Sitzpolster zusammengedrückt. Die
Last wird durch Bewegung des Senders zu dem Sensor erfaßt, wenn
das Gehäuse
zusammengedrückt
wird. Das Gehäuse
ist ausreichend elastisch, um den Sender zu der vollen Höhe zurückzuführen, wenn
keine Last auf die Oberfläche
des Sitzpolsters einwirkt. Das Saunders et al. System enthält auch
einen Prozessor zum Empfangen der Sensorsignale und zum Auswerten der
Signale, um einen Output zu erzeugen, um die Anwesenheit eines Insassen
auf dem Sitz anzuzeigen.
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Die
Sensoren sind zu einem Raster oder einem Feld angeordnet, so daß die Sensoren
gemeinsam benutzt werden, um rohe Inputdaten als ein Senkungsmuster
oder Ablenkungsmuster in dem Sitzkissen bereit zu stellen. Auf diese
Weise nehmen Systeme der Art, die auf dem Gebiet bekannt sind, die
Daten von dem Sensorfeld und verarbeiten sie durch eine Anzahl von
verschiedenen Mitteln in einem Versuch, die physikalische Anwesenheit
in dem Sitz zu bestimmen. Eine Anzahl herkömmlicher Systeme fühlt die
Ablenkung von Abschnitten des Fahrzeugsitzes und versucht aus den
Sensorfelddaten ein anerkanntes Muster zu unterscheiden, das einem
der spezifizierten Insassenklassifikationen entspricht. Um diese
Mustererkennung zu bewerkstelligen, nehmen die besten dieser neueren
Systeme die Daten, die von der gefühlten Sitzbesetzung abgeleitet
sind, und verarbeiten sie durch ein künstliches Neuronennetz. Künstliche
Neuronennetze werden üblicherweise
als Neuronennetzwerke oder einfach Neuronennetze (NN) bezeichnet.
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In
allgemeinen Ausdrücken
ist ein NN im wesentlichen eine miteinander verbundene Anordnung
von einfachen Verarbeitungselementeneinheiten oder Knoten. Die Verarbeitungsfähigkeit
des Netzwerkes wird in Zwischen-Einheitverbindungs-festigkeiten
oder Gewichten gespeichert, die durch einen Adaptionsprozeß eines
Satzes von Trainingsmustern erhalten oder von diesen gelernt werden.
Das NN kann einfach eine Input- und eine Outputschicht von Einheiten
haben oder eine zusätzliche „verborgene" Schicht oder Schichten
von Einheiten, die intern die Zwischenverbindungsprozesse lenken.
Der Vorteil der Verwendung einer NN-Lösung ist,
dass – wenn
es gut ausgebildet ist – das
NN in der Lage ist, die korrekten Outputantworten aus begrenzten Inputdaten
zu erzeugen und zu entnehmen. In dem vorliegenden Fall bestimmen
die NN-basierten Sitzbesetzungssysteme, dass es eine physikalische
Präsenz
in einem Fahrzeugsitz gibt, erkennen den Typ der physikalischen
Präsenz
durch das Sensormuster, das es abgibt, und leiten diese Information
zu einer Arretierungssystemsteuerung, um zu bestimmen, ob die Musterklassifikation
das Öffnen
oder Abbremsen des Airbags oder eines anderen Haltemittels erfordert.
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In
dieser Hinsicht haben sich NNs, die auf Fahrzeugbesetzungsfühlsysteme
ausgerichtet sind, speziell solche, die ein überwachtes Lernen verwenden,
wie dies in der anhängigen
Anmeldung US Serial No 10/748,504 mit dem Titel „Verfahren zur Besetzungsklassifikation
in einem Fahrzeugsitz",
angemeldet am 30. Dezember 2003, diskutiert wird, als erfolgreich
erwiesen. Von einem physikalischen Standpunkt jedoch hängen alle
Besetzungsfühlsysteme,
die Sensoren verwenden, die als Reaktion auf eine physikalische
Anwesenheit in dem Sitz abgelenkt oder bewegt werden, grundsätzlich von
dem Empfang genauer und zuverlässiger Daten
von den Sensoren ab, um genau zu arbeiten.
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Wie
oben erwähnt,
sind verschiedene Arten und Typen von Sensoren in Besetzungsfühlsystemen
verwendet worden, wobei der Hall-Effektsensortyp der am meisten
verbreitete ist. Ungeachtet des verwendeten Typs des Sensors ist
ein Ausfall wenigstens eines der Sensoren in dem Feld während der
Nutzungsdauer des Sitzes zumindest eine Möglichkeit. Selbst bei robusten
Sensoren, die konstruiert sind, um Millionen Ablenkungen oder Kompressionen
stand zu halten, sind andere Faktoren wie Störung durch Fremdobjekte, Verlust
der Verbindung mit dem Feld, oder physikalischer Schaden des Sitzes
mögliche
störende
und schädliche
Effekte, die gültige
Sensordaten daran hindern können,
das NN zu erreichen.
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Bekannte
Besetzungsfühlsysteme
beruhen auf dem Umstand, dass der Fahrzeugsitz ein Sensorfeld zur
Insassenklassifikation verwendet und dass die Sensoren als eine
kohäsive
Gruppe funktionieren, anstatt als unabhängige Größen. Mit anderen Worten vertrauen
herkömmliche
Besetzungsklassifikationssysteme darauf, dass deshalb, weil der
Sitzschaum und der Sitzüberzug
die Sensoren veranlassen, allgemein als eine Gruppe abgelenkt zu
werden, der Output des Feldes als eine Gruppe weiterhin gültige Daten
liefert, selbst wenn einer der Sensoren ausgefallen ist. Obwohl
es zwar einigen kooperativen Einfluss auf das Feld der Sensoren
als Ganzes gibt, kann jedoch der Verlust von selbst nur einem Sensor
dazu führen,
dass eine fehlerhafte Besetzungsklassifikation auftritt. Dies trifft
insbesondere im Licht der ständig
straffer werdenden Federal Safety Standards zu, nach denen fortlaufend
eine genauere Unterscheidung zwischen den Besetzungsklassifikationsgruppen
gefordert werden. Wenn eine Besetzungsklassifikation fehlerhaft
bestimmt wird, durch Bezugnahme auf ein Sensorfeld, das einen ausgefallenen
Sensor hat, können
ernsthafte Probleme für
den aktuellen Insassen auftreten, als Folge eines ungeeigneten Abbremsens
oder Öffnens
des Haltesystems. Außerdem
sind gegenwärtige
Besetzungsfühl-
und Klassifikationssysteme nicht in der Lage, einen Sensor zu identifizieren, der
nicht genau funktioniert, und deshalb fehlen die Mittel, um den
ausgefallenen Sensor zu kompensieren. Deshalb wird nicht nur der
ausgefallene Sensor fortfahren, fehlerhafte Besetzungsklassifikationen
zu verursachen, die für
jeden jeweiligen Insassen festgelegt werden, sondern die fehlerhaften
Bestimmungen bleiben unerkannt und ermöglichen einen unsachgemäßen Öffnungsvorgang
in dem Haltesystem, der schließlich
auftritt.
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Eine
Vorrichtung zur Sitzbelegungserkennung in einem Kraftfahrzeug ist
aus der
DE 44 06 897
C1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist der sensitive Bereich
des Sitzbelegungssensors in einen vorderen und einen hinteren Sensierungsbereich
aufgeteilt, so dass die Vorrichtung insgesamt zwei, beispielsweise
als resistive Foliendrucksensoren ausgebildete Sitzbelegungssensoren
umfasst. Es ist dabei angedacht, die Funktion der beiden Drucksensoren
zu überwachen,
um dem Fahrer gegebenenfalls einen Defekt in der Sitzbelegungserkennung
signalisieren zu können.
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Aus
der
DE 195 30 092
A1 geht ein Foliendrucksensor hervor, dessen Funktionsfähigkeit
ebenfalls überprüft werden
soll. Auf Grund einer spezifischen Anordnung von Leiterbahnen soll
der Sensor auch beim Ausfall bestimmter Leiterbahnen funktionsfähig bleiben.
Allerdings ist der Erhalt der Funktionsfähigkeit nur für den belasteten
Zustand des Sensors gewährleistet.
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Ein
weiterer resistiver Foliendrucksensor ist in der
DE 42 37 072 C1 beschrieben.
Seine Funktionsfähigkeit
soll mittels einer über
eine Diode angelegten Prüfspannung überwacht
werden.
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Schließlich gehen
aus der
EP 0 891 898
B1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen verschiedener
Parameter einer auf einer Unterlage sitzenden Person hervor. Mittels
dieser Daten, beispielsweise der Größe oder dem Gewicht der Person,
soll ein Passagierrückhaltesystem
gesteuert werden, beispielsweise ein Airbag. Erkennt das System
einen Defekt des Belegungssensors, wird das Passagierrückhaltesystem
in einen Standardmodus geschaltet und der Defekt des Belegungssensors
dem Fahrer durch eine entsprechende Anzeige signalisiert.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die bisher bekannten Belegungssysteme
für Fahrzeugsitze dahingehend
zu verbessern, dass die Systeme auch bei einem Ausfall eines oder
mehrerer Sensoren noch möglichst
lange funktionsfähig
bleibt, bis das System repariert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 8
oder des Anspruchs 14. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Nachteile des Standes der Technik werden durch das Verfahren der
vorliegenden Erfindung überwunden,
das einen äquivalenten
Outputwert für
einen ausgefallenen Sensor in einem Fahrzeugsitz bestimmt, der ein
Besetzungsfühlsystem
aufweist. Das Verfahren umfaßt
die Schritte des Abfühlens
des Output eines jeden Sensors in einem Feld von Sensoren, das eine
physikalische Anwesenheit in dem Sitz anzeigt. Wenn der Output des
Sensors unter einen vorbestimmten Wert fällt, einen vorbestimmten Wert übertrifft
oder feststehend bleibt, wird der Sensor als außer Betrieb klassifiziert.
Das Verfahren errechnet dann einen äquivalenten Sensoroutputwert
für jeden
Sensor, der als außer
Betrieb klassifiziert ist, und wendet die Sensorfeldoutputwerte
für jeden
in Betrieb befindlichen Sensor in dem Feld und die errechneten äquivalenten
Outputwerte für
jeden außer
Betrieb befindlichen Sensor für
ein Neuronennetz an. Dann werden die angewandten Sensoroutputwerte
erkannt, als innerhalb eines von einer Gruppe von vorbestimmten
Klassifizierungsmustern zu fallen, das eine physikalische Anwesenheit
in dem Sitz repräsentiert,
festgelegt durch Größe, Gewicht
und körperliche
Lage.
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Somit überwindet
die vorliegende Erfindung die Begrenzungen der gegenwärtigen Besetzungsfühl- und
Klassifikationssysteme, die eine Gruppe von Sensoren in einem Feld
verwenden, durch Identifizieren, wenn ein Sensor ausgefallen ist,
durch Bereitstellen eines äquivalenten
Sensoroutputwertes für
den ausgefallenen Sensor und um dem Fahrer mitzuteilen, daß ein solcher
Ausfall stattgefunden hat. Nach dem Informieren des Fahrzeugführers über den
ausgefallenen Sensor ermöglicht
es die vorliegende Erfindung dem Besetzungsfühlsystem des bestimmten Sitzes,
weiterhin gültige
Daten an das Haltesystem abzugeben, indem ein äquivalenter Sensoroutputwert
für den
ausgefallenen Sensor bereitgestellt wird, bis der Sitz repariert
werden kann. Außerdem
sieht die vorliegende Erfindung äquivalente
Sensoroutputwerte für
einen ausgefallenen Sensor vor, die auf dynamischen Outputwerten
von Nachbarsensoren basieren, um genaue und zuverlässige Resultate
zu erzielen.
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Weitere
Gegenstände,
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn
die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine auseinandergezogene Darstellung eines Fahrzeugsitzes mit einem
Sensorfeld, das zur Besetzungsklassifikation des Typs benutzt wird,
der mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann, um eine leere Sitzbedingung vorherzusagen;
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2 ist
eine auseinandergezogene Darstellung eines Sensors aus dem Sensorfeld
der 1;
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3 ist
eine Querschnittsdarstellung des Sensors der 2;
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4 ist
ein allgemeines Blockdiagrammfließschema der Verfahrensschritte
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein detailiertes Blockdiagramm-Fließschema der Verfahrensschritte
der vorliegenden Erfindung; und
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6 ist
eine schematische Darstellung eines Sensorfeldes der in 1 dargestellten
Art, das mit der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, um die Besetzung
eines Fahrzeugsitzes zu erkennen und zu klassifizieren.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführunasform(en)
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen, in denen dieselben Bezugszeichen verwendet
werden, um in allen Figuren dieselben Strukturen zu bezeichnen,
ist in 1 eine auseinandergezogene Darstellung eines Beispiels einer
Fahrzeugsitzanordnung allgemein mit 10 bezeichnet, die
ein Besetzungsfühlsystem
enthält,
das mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden
kann. Die Fahrzeugsitzanordnung 10 enthält eine Rückenlehne, die allgemein mit 12 bezeichnet
ist, und eine untere Sitzanordnung, die allgemein mit 14 bezeichnet
ist. Die untere Sitzanordnung 14 hat ein Sitzpolster 16,
das eine obere Fläche 18 und
eine untere Fläche 20 hat,
die von der oberen Fläche 18 beabstandet
ist. Die obere Fläche 18 des
Sitzpolsters 16 kann als die „A-Fläche" bezeichnet werden, und die untere Fläche 20 kann
als die „B-Fläche" bezeichnet werden.
Das Sitzpolster 16 enthält
ferner eine Innenbordseite 22 und eine Außenbordseite 24.
Wenn ein Insasse (nicht dargestellt) auf der unteren Sitzanordnung 14 gehalten
ist, übt
das Gewicht des Insassen eine axiale Kraft aus, die allgemein durch
die Oberseite 18 des Sitzpolsters 16 zu der Unterseite 20 gerichtet
ist. Obwohl das Gewicht des Insassen in dem Sitzpolster 16 sowohl
eine axiale Kraft als auch Scherkräfte einleitet, erkennt der Fachmann
des Gebiets, daß die
primäre
Kraftbahn des Gewichtes des Insassen im wesentlichen vertikal von der
Oberseite 18 zu der Unterseite 20 durch das Sitzpolster 16 verläuft.
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Die
untere Sitzanordnung 14 enthält auch eine Sitzschale, die
allgemein mit 26 bezeichnet ist. Die Sitzschale 26 ist
allgemein unter der unteren Fläche 18 angeordnet,
um das Sitzpolster 16 abzustützen. Die Sitzschale 26 ist
ihrerseits gegenüber
dem Boden des Fahrzeugs unter Verwendung jeder geeigneten Struktur herkömmlicher
Art operativ gehalten, wie durch eine Sitzschiene (nicht dargestellt).
Außerdem
enthält
die Fahrzeugsitzanordnung 10 ein Fahrzeuginsassenfühlsystem,
das allgemein mit 28 bezeichnet ist. Das Fahrzeuginsassenfühlsystem 28 wird
verwendet zum Erfassen eines Zustandes der Fahrzeugsitzanordnung 10, wie
ob der Fahrzeugsitz 10 besetzt ist oder nicht, die Größe und die
Gewichtsklassifikation des Insassen, oder ob der Insasse in einer
bestimmten Position sitzt.
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Das
Insassenfühlsystem 28 enthält eine
Schaltkreisträgerschale,
die allgemein mit 30 bezeichnet und von der Sitzschale 26 gehalten
ist. Die Schaltkreisträgerschale 30 enthält eine
Vielzahl elastischer Befestigungsvorsprünge 32, die sich nach
oben zu der Unterseite des unteren Sitzpolsters 16 erstrecken.
Jede Befestigungsnase 32 ist wie ein teilweiser Ring geformt,
der sich von der Schale 30 nach oben erstreckt. In der bevorzugten
Ausführungsform
die in 1 dargestellt ist, sind die Befestigungsvorsprünge 32 in
spiegelbildlichen Paaren angeordnet, die intermittierend über die
Schale 30 beabstandet sind. Die Schale 30 hält Komponenten
des Fahrzeuginsassenfühlsystems 28,
was weiter unten in näheren
Einzelheiten beschrieben wird.
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Das
Insassenfühlsystem 28 enthält ferner
einen Schaltkreisträger 34,
der nahe der Unterseite 20 des Sitzpolsters 16 angeordnet
ist. Die Schale 30 trägt
den Schaltkreisträger 34,
und der Schaltkreisträger 34 enthält eine
Vielzahl von Aussparungen 36, die jeweils eine Form haben,
die der Form der Befestigungsvorsprünge 32 der Schale 30 entspricht,
so daß die
Vorsprünge 32 sich
durch den Schaltkreisträger 34 nach
oben erstrecken können.
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Das
Insassenfühlsystem 28 enthält ferner
eine elektrische Schaltung 38, die von dem Schaltungsträger 34 getragen
wird. Spezieller besteht der Schaltungsträger 34 aus einem dünnen, nicht
leitenden und korrosionsbeständigen
Material und umschließt
bekannte elektrische Komponenten, die die elektrische Schaltung 38 bilden.
Beispielsweise bildet in einer Ausführungsform eine biegsame gedruckte
Schaltung des Schaltungsträger 34 und
den elektrischen Schaltkreis 38. Der Schaltkreis 38 ist
elektrisch mit einer Steuereinrichtung verbunden, die schematisch
mit 40 bezeichnet ist. Die elektrische Schaltung 38 führt elektrische
Signale, die von dem Fahrzeuginsassenfühlsystem 28 erzeugt
werden, zu der Steuereinrichtung 40. Die Steuereinrichtung 40 ist
elektrisch an einem zusätzlichen
Haltesystem (SRS) befestigt, das schematisch mit 42 bezeichnet
ist. Das Haltesystem 42 kann von vielerlei Art sein, wie
beispielsweise ein Airbagsystem, und die Steuereinrichtung 40 steuert
das Haltesystem 42 auf der Basis der Signale, die von der
elektrischen Schaltung 38 geliefert werden. Obwohl hier
ein Airbaghaltesystem diskutiert wird, erkennt der Fachmann, daß der Typ
des Haltesystems 42, das mit der Steuereinrichtung 40 verbunden
ist, den Schutzumfang des Verfahrens der vorliegenden Erfindung nicht
beschränkt.
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Das
Insassenfühlsystem 28,
das in diesem Beispiel gezeigt ist, enthält ferner mehrere Sensoranordnungen,
die allgemein mit 44 bezeichnet sind und von der Schale 30 getragen
werden, unterhalb der Unterseite 20 des Sitzpolsters 16.
Diese mehreren Sensoranordnungen 44 bilden zusammen ein
Sensorfeld, das allgemein mit 45 bezeichnet ist. Wie weiter
unten in näheren
Einzelheiten diskutiert wird, haben die besonderen Sensoranordnungen 44,
die hier gezeigt sind, ein relativ niedriges Profil und können auf
kompaktere Weise zusammensinken als ähnliche Sensoranordnungen herkömmlicher
Art. Vorteilhafterweise ermöglichen
es diese Sensoranordnungen 44 niedrigen Profils einem Insassen,
komfortabler auf dem Fahrzeugsitz 10 zu sitzen.
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Ein
Sensor, der allgemein mit 46 bezeichnet ist, ist operativ
relativ zu jedem der Sensoranordnungen 32 niedrigen Profils
fixiert. Der Sensor 46 steht in elektrischer Verbindung
mit dem elektrischen Schaltkreis 38. Ein Beispiels einer
Niedrigprofilsensoranordnung, die bei dem Verfahren der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann, ist in größeren Einzelheiten in den 2 und 3 dargestellt.
Die Niedrigprofilsensoranordnung 44 enthält allgemein
ein Gehäuse 48 mit
einer Basis 50, ein oberes Gleitelement 52, ein
Zwischengleitelement 54 und ein Basisgleitelement 58.
Das Zwischengleitelement 54 ist zwischen dem oberen Gleitelement 52 und
der Basis 50 angeordnet. Das obere Gleitelement 52 und
das Zwischengleitelement 54 sind beide zur Bewegung zu
der Basis und von der Basis 50 weg abgestützt. Ein
Vorspannelement 56 ist wirksam, um das obere Gleitelement 52 und
das Zwischengleitelement 54 weg von der Basis 50 zu
zwängen.
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Die
Basisführung 58 ist
wie ein hohles Rohr geformt und bildet somit eine Wand 60 und
eine sich axial dadurch erstreckende Bohrung 62, um eine
axiale Bewegung des Zwischenführungselementes 54 zu
ermöglichen.
Die Basis 50 enthält
ferner einen Halteabschnitt 68, der im wesentlichen eine
Plattenform hat und an einem Ende der Basisführung 58 befestigt
ist. Zwei elastische Nasen 70 erstrecken sich radial und
nach oben von einem äußeren Umfangsrand
des Halteabschnitts 68. Die Nasen 70 sind um 180° voneinander
beabstandet. Um den Halteabschnitt 68 und die Basisführung 58 zu
verbinden, wird der Halter 68 axial in die Bohrung 62 der
Basisführung 58 bewegt,
so daß die
Nasen 70 des Halters 68 in die Öffnungen 66 der
Basisführung 58 einschnappen.
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Das
obere Gleitelement 53 enthält einen oberen Plattenabschnitt 82 und
eine Tragwand 84, die sich axial von dem Außenumfang
des oberen Plattenabschnitts 82 nach unten erstreckt. Die
Tragwand 84 hat einen kleineren Durchmesser als der Durchmesser
des Zwischenführungselementes 54,
so daß das
obere Gleitelement 52 sich axial durch das Zwischenführungselement 54 bewegen
kann. Das Vorspannungselement 56 ist zwischen der inneren
Plattform 70 der Basis 50 und dem oberen Plattenabschnitt 82 des
oberen Gleitelementes 52 angeordnet. Wie 3 zeigt,
kann die Basis 50 an den ringförmigen Befestigungsnasen 32 befestigt werden,
die sich von der Schale 30 nach oben erstrecken. Spezieller
können
Niederhalteflansche 64 der Basisführung 58 unter den
ringförmigen
Befestigungsnasen 32 der Schale 30 positioniert
werden, so daß die
ringförmigen
Befestigungsnasen 32 die Niederhalteflansche 64 halten.
Um die Basis 50 an der Schale 30 zu befestigen,
wird die Bodenfläche
der Basis 50 so auf der Schale 30 positioniert,
daß die
Niederhalteflansche 64 und die ringförmigen Befestigungsnasen 32 nicht
aufeinander ausgerichtet sind. Dann wird die Basis 30 um ihre
Achse gedreht, bis die Niederhalteflansche 64 sich vollständig unter
die ringförmigen
Befestigungsnasen 32 bewegen.
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Ein
ringförmiger
Hohlraum 72 befindet sich nahe der axialen Mitte der Basis 50.
Wie 3 zeigt, ist der Sensor 46 ein Halleffektsensor,
der an dem Schaltkreisträger 34 zwischen
jedem Paar von Nasen 32 der Schale 30 befestigt
ist. Der obere Plattenabschnitt 82 des oberen Gleitelements 52 enthält einen
Halteabschnitt 102, der einen Sender 104 wie einen
Magneten aufnimmt und hält.
Der Magnet bewegt sich somit in axialer Beziehung zu dem Sensor 46,
der auf dem elektrischen Schaltkreis angeordnet und in elektrischer
Verbindung damit steht. Somit verformt das Gewicht eines Insassen
das Sitzpolster 16 so, daß die Unterseite 20 des
unteren Sitzpolsters 16 das obere Gleitelement 52 zu
der Basis 50 drückt.
Wenn sich das obere Gleitelement 52 bewegt, entdeckt der
Sender 46 einen Anstieg bei der magnetischen Fluxdichte,
die von dem sich nähernden
Sender 104 erzeugt wird. Auf diese Weise ist der Sensor 46 tätig, um
die Bewegung des oberen Gleitelementes 52 zu der Basis 50 und
weg von dieser zu erfassen. Der Sensor 46 erzeugt seinerseits
ein ansprechendes Signal, das den Anstieg in der Fluxdichte anzeigt,
und die Steuereinrichtung 40 steuert das Haltesystem 42 auf
der Basis dieser Signale. Die Sensoranordnung 44 ist in
größeren Einzelheiten
in einer anhängigen
Anmeldung, Serial No. 10/748,536, mit dem Titel „Fahrzeuginsassenfühlsystem
mit einer Niedrigprofilsensor-anordnung" beschrieben. Die elektrische Befestigung
zwischen dem Sensor 46 und dem Schaltkreisträger 34 kann
auch auf die Weise erfolgen, die in der anhängigen US-Anmeldung Serial
No. 10/748,514 mit dem Titel „Fahrzeuginsassenfühlsystem
und Verfahren zur elektri schen Befestigung eines Sensors an einem elektrischen
Schaltkreis" beschrieben
ist.
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Auf
diese Weise bildet die Sensorfeldanordnung 45 über den
kombinierten Output der Sensoren 46 einen Teil eines Fahrzeugsitzinsassenfühlsystems,
das mit dem zusätzlichen
Haltesystem (SRS) 42 verbunden ist. Das Sensorfeld 45 wird
verwendet, um Daten für
ein Neuronennetz bereitzustellen, welches das von dem Sensorfeld 45 erzeugte
Muster klassifiziert, damit das SRS-Steuersystem das Öffnen der
Airbags aktiviert oder unterdrückt.
Spezieller erzeugen die kollektiven Sensoroutputs der Sensoren 46 in
dem Sensorfeld 45 dann, wenn eine physische Präsenz den
Fahrzeugsitz einnimmt, ein besonderes Muster, das das NN als zu einer
bestimmten Gruppe von Mustern gehörend (d.h. einer Gruppe oder
Klassifikation) erkennt. Wenn das Muster ein solches ist, das in
eine Klassifikation fällt,
bei der vorbestimmt ist, dass es wünschenswert ist, den Airbag
im Falle eines Aufpralls zu öffnen,
dann ist das SRS-Steuersystem vorbereitet, dies zu tun. Wenn das Muster
so ist, dass es in eine Klassifikation fällt, bei der vorbestimmt ist,
dass es nicht wünschenswert
ist, den Airbag im Falle eines Aufpralls zu öffnen, dann wird das SRS-Steuersystem
Schritte ergreifen, um das Öffnen zu
verhindern. Außerdem
verleiht die Klassifikation des erkannten Musters dem SRS-Steuersystem
die Fähigkeit,
die Geschwindigkeit und den Prozentsatz des Öffnens des Airbags zu steuern,
wenn das SRS-System so konstruiert ist.
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Wie
oben erwähnt,
wird die funktionale Integrität
von herkömmlichen
Besetzungsfühlsystemen
gefährdet,
wenn nur ein Sensor in dem Feld ausfällt oder auf andere Weise außer Betrieb
gerät.
Außerdem
geben herkömmliche
Besetzungsfühlsysteme
allgemein keine Warnungen an den Fahrzeugführer ab, daß dieser Teil des gesamten
Sicherheitshaltesystems ausgefallen ist. Selbst wenn dieses Merkmal
vorgesehen ist, hat ein herkömmliches
Besetzungsfühlsystem
keine Mittel, um eine adäquate
Funktion fortzusetzen, bis Reparaturen unternommen worden sind.
Während
somit eine Anzeige eines Systemausfalls vorgesehen sein kann, bedeutet
die fortgesetzte Benutzung des Fahrzeugs für den Insassen des Sitzes ein
Risiko, wenn das Fühlsystem ausgefallen
ist. Um dieses Problem zu lösen,
sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren vor, das einen äquivalenten
Outputwert für
den ausgefallenen Sensor in einem Fahrzeugsitz mit einem Besetzungsfühlsystem
bestimmt. Der äquivalente
Outputwert ersetzt den nicht-funktionalen Output des ausgefallenen
Sensors und wird verwendet, weiterhin die Besetzungsklassifikation
für den
Insassen des Sitzes zu bestimmen.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung bestimmt, wie allgemein bei 200 in 4 angezeigt,
einen äquivalenten
Outputwert für
einen ausgefallenen Sensor in einem Fahrzeugsitz, der ein Besetzungsfühlsystem hat.
Das Verfahren beginnt mit dem Starteingangsblock 202, der
den Eintritt in diese Folge von Verfahrensschritte mit einer höheren Levelsteuerung
anzeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Verfahrensschritte der vorliegenden
Erfindung eine Subroutine der Steuerung höheren Levels des Haltesystems
sein kann, so daß Verfahrensschritte
während
jeden operativen Durchgangs durch die Beobachtung der Positionierung
der Sitzsensoren des Feldes wiederholt werden, oder es kann ein
separates Durchlaufsteuerschema sein, um die Sensoroutputs zu überwachen.
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In
jedem Fall fühlt
der Prozeßblock 204 den
Output jeden Sensors in dem Feld ab, die verwendet werden, um eine
körperliche
Anwesenheit in dem Sitz zu erfassen. Wenn alle Sensoroutputs abgefühlt sind,
verifizieren die nächsten
drei Entscheidungsblocks die Outputlevels aller Sensoren, um festzustellen,
ob ein Sensoroutput charakterisiert werden kann als einer von einer
Gruppe mit einem Sensoroutput, der unter einen vorbestimmten Wert
fällt,
einen vorbestimmten Wert übersteigt
und feststehend bleibt. Spezieller stellt der Entscheidungsblock 206 fest,
ob ein Sensoroutput unter einen vorbestimmten Wert fällt. Es
wird darauf hingewiesen, daß in
Abhängigkeit
von dem verwendeten Sensortyp die Art des Outputs von verschiedenen
Typen sein kann (z.B. Spannung, Widerstand etc.). In der bevorzugten
Ausführungsform
ist der Sensoroutput als analoger Spannungslevel meßbar mit
einem minimalen vorbestimmten Schwellenwert 2.6 VDC. Wenn alle Sensoren
in dem Feld diesen Schwellenwert treffen, wird der Nein-Pfad zu
dem Entscheidungsblock 208 verfolgt, der bestimmt, ob der
Output von einem der Sensoren einen vorbestimmten Wert übersteigt.
In der bevorzugten Ausführungsform
ist das vorbestimmte Maximum für
die Outputspannung der Sensoren 4.9 VDC.
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Wenn
diese maximale Sensoroutputspannung nicht durch einen der Sensoren
in dem Feld übertroffen wird,
wird dem Nein-Pfad zu dem Entscheidungsblock 210 gefolgt,
der bestimmt, ob der Output aller Sensoren sich dynamisch ändert und
nicht bei einem feststehenden Wert stehen bleibt. Es wird darauf
hingewiesen, daß der
Entscheidungsblock 210 diese Feststellung als eine Funktion
einer vorbestimmten Zeit oder Anzahl von Durchgängen durch die Verfahrensschritte
trifft. Selbst wenn der Insasse des Sitzes mit keinerlei Änderungen in
der jeweiligen Sitzposition still sitzt, wird jeder Sensor normalerweise
einige Größe von Veränderung
anzeigen, die sich auf die Bewegung des Fahrzeugs und die daraus
resultierende Polsterungsbewegung des Sitzes bezüglich des Insassen bezieht.
Unter bestimmten Bedingungen jedoch, wenn das Fahrzeug im Ruhezustand ist
und der Insasse still bleibt, währe
es möglich,
auf unkorrekte Weise feststehende Sensorwerte in dem Entscheidungsblock 210 festzustellen,
wenn nicht ein qualifizierender Bezug zu der Zeit oder Anzahl von
Wiederholungsdurchgängen
(d.h. Sensorbeispiele) durch die Verfahrensschritte verwendet wird.
In der bevorzugten Ausführungsform
stellt der Entscheidungsblock 210 fest, ob ein Sensoroutput
feststehend ist, indem fünf
aufeinander folgende Sensorbeispiele mit ihren Sensoroutput angesehen
werden. Ein Sensor wird als feststehend festgestellt, wenn der zugehörige Sensoroutput über die
fünf Proben
nicht mehr als 0,01 VDC variiert.
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Wenn
keiner der Sensoren einen feststehenden Outputwert abgibt, wird
dem Nein-Pfad zu dem Prozeßblock 216 gefolgt,
der die abgefühlten
Outputwerte zu dem NN abgibt, zur weiteren Mustererkennung an dem
Prozeßblock 218,
wie unten diskutiert wird. Wenn irgendein Sensoroutputwert unter
dem vorbestimmten Grenzwert in dem Entscheidungsblock 206 liegt
oder das vorbestimmte Maximum bei dem Entscheidungsblock 208 übersteigt
oder bei dem Entscheidungsblock 210 feststehend bleibt,
wird der jeweilige „Ja"-Pfad" zu dem nächsten Prozeßblock,
der allgemein mit 212 bezeichnet ist. Der Prozeßblock 212 klassifiziert
den bestimmten Sensor als inoperativ, der entweder über oder
unter dem vorbestimmten Wert liegt oder feststehend ist. Dann errechnet,
wie allgemein bei 214 angezeigt, der nächste Prozeßblock einen Äquivalentsensorwert
für den
inoperativen Sensor. Der Prozeßblock 216 wird
dann den äquivalenten
Sensorwert zusammen mit dem Rest der Sensoroutputs von dem Feld
zu dem NN liefern. Die gelieferten Sensoroutputwerte werden dann
an dem Prozeßblock 218 so
erkannt, daß sie
in ein Muster einer Gruppe von vorbestimmten Klassifikationsmustern
fallen, das eine körperliche
Anwesenheit in dem Sitz wiedergibt, das durch Größe, Gewicht und körperliche
Lage definiert ist. Die Verfahrensschritte sind dann an dem Rückkehrblock 220 komplett,
der die Möglichkeit
eröffnet,
die Verfahrensschritte zu wiederholen, wie dies durch die Höher-Level-Steuerung
festgelegt ist.
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Spezieller
können
anhand eines nicht-begrenzenden Beispiels die in 4 angegebenen
Verfahrensschritte zusätzliche
Schritte enthalten, wie diejenigen, die in 5 im Detail
angegeben sind. Bei diesem Beispiels des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung bewegen sich die Verfahrensschritte, wie allgemein bei 240 in 5 angezeigt
ist, dann, wenn sie einmal an dem Startblock 242 initialisiert
sind, zu dem Prozeßblock 244, der
den Output von jedem Sensor in dem Feld, der verwendet wird, um
die körperliche
Anwesenheit in dem Sitz zu erfassen, abfühlt. Wenn alle Sensoroutputs
abgefühlt
sind, verifizieren die nächsten
drei Entscheidungsblöcke
den Outputlevel aller Sensoren, um zu bestimmen, ob ein Sensoroutput
als einer aus einer Gruppe mit einem Sensoroutput charakterisiert
werden kann, der unter einen vorbestimmten Wert fällt, einen
vorbestimmten Wert übersteigt
oder feststehend bleibt. Spezieller verifiziert der Entscheidungsblock 246 den
Outputlevel von allen Sensoren, um zu bestimmen, ob ein Sensoroutput
unter einen vorbestimmten Wert fällt.
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Wie
oben wird mit Bezug auf 4 erwähnt ist, ist in der bevorzugten
Ausführungsform
der Sensoroutput als eine analoge Spannungshöhe meßbar mit einem vorbestimmten
minimalen Grenzwert der Höhe von
2.6 VDC. Wenn alle Sensoren in dem Feld diesem Grenzwert genügen, wird
dem „Nein"-Pfad zu dem Entscheidungsblock 248 gefolgt,
der bestimmt, ob der Output irgend eines der Sensoren einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Wie oben erwähnt,
ist bei der bevorzugten Ausführungsform
das vorbestimmte Maximum für die
Outputspannung der Sensoren 4.9 VDC. Wenn dieses Maximum nicht von
einem der Sensoren des Feldes übertroffen
wird, wird dem „Nein"-Pfad zu dem Entscheidungsblock 250 gefolgt,
der feststellt, ob der Output aller Sensoren sich dynamisch ändert und
nicht bei einem festen Wert verbleibt.
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Wie
oben mit Bezug auf den Entscheidungsblock 210 der 4 erwähnt ist,
trifft der Entscheidungsblock 250 in 5 die
Bestimmung als eine Funktion einer vorbestimmten Zeit oder Anzahl
von Wiederholungsgängen,
(d.h. Sensorproben), durch die Verfahrensschritte, um ein falsches
Abfühlen
eines feststehenden Sensors während
bestimmter Operationsbedingungen zu vermeiden. In der bevorzugten
Ausführungsform
bestimmt der Entscheidungsblock 250, ob irgendein Sensoroutput
feststehend ist, durch Betrachtung der Sensoroutput über fünf aufeinanderfolgende
Sensorproben. Ein Sensor wird als feststehend bestimmt, wenn der
zugehörige
Sensoroutput über
die fünf
Proben nicht mehr als 0.01 VDC variiert. Wenn keiner der Sensoren einen
feststehenden Outputwert bereitstellt, wird dem „Nein"-Pfad zum Prozeßblock 252 gefolgt,
der die abgefühlten
Outputwerte zu dem NN zur weiteren Mustererkennung an dem Prozeßblock 254 abgibt.
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Wenn
irgendein Sensoroutputwert unter dem vorbestimmten Grenzwert in
dem Entscheidungsblock 246 liegt oder das vorbestimmte
Maximum bei dem Entscheidungsblock 248 übertrifft, oder an dem Entscheidungsblock 250 feststehend
bleibt, wird der zugehörige „Ja"-Pfad zu dem nächsten Prozeßblock 260 genommen.
Der Prozeßblock 260 klassifiziert
den zugehörigen
Sensor, der entweder unterhalb oder über dem vorbestimmten Wert
liegt oder feststehend ist, als inoperativ. Der Prozeßblock 262 aktiviert
dann eine Fahrerwarneinrichtung, um dem Fahrer anzuzeigen, daß ein Sensor
beim Abfüllen
der Besetzung inoperativ ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Anzeige
in einer Vielzahl von Formen innerhalb dem Fahrzeug erfolgen kann
und ein getrenntes Anzeigelicht oder beispielsweise ein Teil eines
integrierten Fahrzeugwarneinrichtung oder eine Indikatorpaneel sein
kann. Es wird darauf hingewiesen, daß der Indikator der Art ist,
daß der
Fahrer gewarnt wird, um einen sofortigen Service für den Sitz
in Anspruch zu nehmen, obwohl dieser noch funktionsfähig ist.
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Die
Verfahrensschritte setzen sich zu dem Entscheidungsblock 264 fort,
der bestimmt, wenn ein Sensor als inoperativ klassifiziert ist,
ob der inoperative Sensor ein solcher ist, der in eine vorbestimmte
kritische Gruppe von Sensoren fällt.
Spezieller können
innerhalb des Sensorenfeldes in Abhängigkeit von der Struktur des
zugehörigen
Sitzes bestimmte Sensoren als „kritisch" für einen
Betrieb des Besetzungsabfühlsystems
bezeichnet werden. In anderen Worten existieren in einigen Sitzkonfigurationen
kritische Sensoren innerhalb des Feldes, die vollständig funktionsfähig sein
müssen,
um eine genaue Operation des Besetzungsabfühlsystems zu erhalten. Bei
diesen Sitzkonfigurationen müssen
die aktuellen Outputs der kritischen Sensoren zu dem NN abgegeben
werden, um die Anwesenheit in dem Sitz genau zu klassifizieren.
Dies kommt daher, daß die
Unterscheidung zwischen verschiedenen Besetzungsklassifikationen,
wie sie durch die federalen Sicherheitsbestimmungen definiert sind,
sehr klein ist. Damit das NN eine genaue Erkennung des Outputs des
Sensorenfeldes erzielen kann, so daß es korrekt die Anwesenheit
in dem Sitz über
einen breiten Bereich dynamischer Bedingungen identifiziert, ist
es erforderlich, daß die „kritischen" Sensoren vollständig betriebsbereit
sind. Die Anzahl kritischer Sensoren variiert in Abhängigkeit
von der tatsächlichen
Struktur des Sitzes, wobei sie allgemein gering in der Anzahl sind.
Außerdem
kann das Sensorfeld so konfiguriert werden um die kritischen Sensoren innerhalb
des Feldes zu minimieren oder möglichst
zu eliminieren. Es sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn keine kritischen
Sensoren in dem Sensorfeld vorhanden sind, der Entscheidungsblock 264 nicht
erforderlich ist, und daß die
Verfahrensschritte unmittelbar von dem Prozeßblock 262 zu 266 fortschreiten.
Wenn jedoch kritische Sensoren in der Struktur des Feldes verwendet
werden, berücksichtigt
die vorliegende Erfindung sie an dem Entscheidungsblock 264.
Wenn der inoperative Sensor auch ein kritischer Sensor ist, wird
dem „Ja"-Pfad zu dem Prozeßblock 274 gefolgt,
der das Besetzungsabfühlsystem
für den
zugehörigen
Sitz als inoperativ klassifiziert. Dann aktiviert der Prozeßblock 276 eine
Fahrerwarnvorrichtung, um dem Fahrer anzuzeigen, daß das Besetzungsabfühlen für den fraglichen
Sitz inoperativ ist. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Anzeige
in einer Vielzahl von Formen innerhalb des Fahrzeugs erfolgen kann
und ein getrenntes Anzeigelicht oder ein Teil einer integrierten
Fahrzeugwarneinrichtung oder beispielsweise ein Indikatorpaneel
sein kann. Es wird auch darauf hingewiesen, daß der in dem Prozeßblock 276 aktivierte
Indikator ein solcher sein kann, bei dem der Fahrer gewarnt wird,
einen sofortigen Service für
den Sitz in Anspruch zu nehmen, da dessen Funktionalität schwerwiegend
begrenzt sein kann.
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Wenn
der inoperative Sensor kein kritischer Sensor ist, wird der „Nein"-Pfad zu dem Entscheidungsblock 266 genommen,
bei dem bestimmt wird, ob mehr als zwei Sensoren nun als inoperativ
klassifiziert sind. Wenn mehr als zwei Sensoren als inoperativ klassifiziert
worden sind, wird der „Ja"-Pfad zu den Prozeßblöcken 274 und 276 genommen,
wie oben beschrieben ist. Wenn in diesem Zusammenhang drei Sensoren
inoperativ werden, kann dem Feld allgemein die Integrität fehlen,
um genaue zuverlässige
Sensordaten zu dem NN zuliefern, und es ist höchstwahrscheinlich, daß andere
ernste Probleme in dem Feld auftreten, so daß ein sofortiger Service erforderlich
ist.
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Wenn
nur ein oder zwei Sensoren als inoperativ an dem Entscheidungsblock 266 klassifiziert
sind, wird der „Nein"-Pfad zu dem Prozeßblock 268 genommen,
der bestimmt, welche Sensoren dem Sensor benachbart sind, der zuletzt
als inoperativ klassifiziert wurde. Es wird darauf hingewiesen,
daß dieser
Schritt vorbereitend ist zu der Bestimmung eines äquivalenten
Sensoroutputwertes für
den inoperativen Sensor, da der äquivalente
Outputwert abgleitet wird von den verbleibenden betriebsbereiten
Sensoren. Dies ist möglich
wegen der Zwischenbeziehung jedes Sensors in dem Feld zu anderen
Sensoren. Spezieller arbeiten, wie zuvor erwähnt, die Sensoren nicht gänzlich unabhängig voneinander.
Der Sitzschaum und die Bezugmaterialien auf der Sitz „A" Fläche werden
durch die Anwesenheit in den Sitz etwas homogen abgelenkt, so daß jeder
Sensor einen gewissen Level der Ablenkung für jede gegebene Form, die auf
dem Sitz plaziert ist, hat. Somit zeigt die Ablenkung und hierdurch
der Output jedes Sensors in dem Feld eine Korrelation mit den anderen
Sensoren in der unmittelbaren Nachbarschaft. In anderen Worten hat
jeder Sensor eine bestimmte Größe einer
kooperativen Ablenkung bezüglich
der Sensoren, die in dem Feld benachbart sind. Zusätzlich zu
der Bestimmung der Sensoren, die im inoperativen Sensor benachbart
sind, speichert der Prozeßblock 268 die
Outputs der benachbarten Sensoren für weitere Berechnungen.
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Die
Verfahrensschritte setzen sich dann zu dem Prozeßblock 270 fort, der
einen vorbestimmten Gewichtsfaktor für jeden der benachbarten Sensoren
bezüglich
des inoperativen Sensors aus einer gespeicherten Datenbank wieder
erlangt. Jeder vorbestimmte Gewichtsfaktorwert für einen benachbarten Sensor
stellt die operative Korrelation zwischen dem inoperativen Sensor
und dem speziellen benachbarten Sensor dar. Wie beispielsweise in 6 gezeigt
ist, besteht ein Sensorfeld 45 der in 1 dargestellten
Art aus siebzehn (17) Sensoren 46. Die geraden Linien stellen
die relative Korrelation dar, die zwischen benachbarten Sensoren existiert.
Die dicken Linien zeigen besonders große Nachbarkorrelationen an.
Es wird darauf hingewiesen, daß die
Größe der Korrelation
zwischen den Sensoren von dem Design des Sitzes abhängt im Hinblick
auf die Anordnung der Sensoren, dem Abstand zwischen den Sensoren,
den Polstermaterialien, den Sitzbezugmaterialien und anderen pyhsikalischen
Parametern. Wegen diesen verschiedenen Einflüssen auf die Sensoren wird die
Korrelation zwischen den Sensoren empirisch getestet, und eine Korrelationsliste
wird abgeleitet, die zugeordnete Werte des Einflusses zwischen den
Sensoren enthält.
Es wird darauf hingewiesen, daß verschiedene
mathematische Prozesse verwendet werden können, um entweder die Korrelationen
abzuleiten oder eine größere Genauigkeit
bei der Bestimmung der Größe der Korrelation
zwischen den Sensoren bieten. Beispielsweise kann eine lineare Abschätzung unter
Verwendung der gesamten quadratischen Fehlerabweichungen mit Autokorrelation
verwendet werden, um die Sensorkorrelationen zueinander zu ermitteln.
Schließlich werden
die Werte des Korrelationseinflusses zwischen den Sensoren als Gewichtfaktorwerte
oder Koeffizienten ausgedrückt.
Wenn sie einmal für
die spezielle Sitzstruktur bestimmt sind, bleiben sie unverändert und
werden in dem ECU oder einer anderen Steuereinrichtung für die spätere Wiedererlangung
gespeichert.
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Wenn
der Prozeßblock 270 die
Gewichtsfaktoren für
die Sensoren wiedererlangt, die dem inoperativen Sensor benachbart
sind, führt
der Prozeßblock 272 eine
mathematische Summierung aus, um den äquivalenten Sensoroutput für den inoperativen
Sensor abzuleiten. Der Prozeßblock 252 gibt
den äquivalenten
Sensorwert zusammen mit dem Rest der gültigen Sensoroutputs aus dem
Feld an das NN weiter. Die angewendeten Sensoroutputwerte werden
dann bei dem Prozeßblock 254 durch
das NN erkannt, als in ein Muster einer Gruppe von vorbestimmten
Klassifikationsmuster fallend, das eine körperliche Anwesenheit in dem
Sitz bestimmt, durch Größe, Gewicht
und körperliche
Lage definiert. Die Verfahrensschritte enden an dem Rückkehrblock 256,
der die Möglichkeit
vorsieht, daß die
Verfahrensschritte wiederholt werden, wie dies durch die Höher-Levelsteuerung
festgelegt ist.
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Um
den äquivalenten
Sensoraoutputwert für
den inoperativen Sensor an dem Block
272 zu bestimmen wird
im einzelnen eine Summierung der Outputs jedes Nachbarsensors, der
mit dem vorbestimmten Gewichtsfaktorwert für den benachbarten Sensor (bezüglich des
inoperativen Sensors) multipliziert wird, durchgeführt, um
den äquivalenten
Sensoroutputwert zu erhalten. In der bevorzugten Ausführungsform
wird dies mathematisch ausgedrückt
durch:
wobei Xkn die Schätzung der
n-ten Probe des k-ten (inoperativen) Sensors; i die Kardinalzahl
der Sensoren, die k benachbart sind, mit M dem Maximum; a
ik (i = 1, 2... M ) sind die Gewichtsfaktoren,
die zu den Sensoren in der Nachbarschaft des k-ten Sensors gehören, und
X
in (i = 1, 2... M und i ≠ k) sind die
Outputs der Sensoren in der Nachbarschaft des k-ten Sensors.
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Die
Gleichung (1) gibt an, daß der
k-te Sensoroutput geschätzt
werden kann als der gewichtete Durchschnitt des Outputs der M Anzahl
von benachbarten Sensoren (abzüglich
des inoperativen Sensors, d. h. (M – 1)), die sich in der Nachbarschaft
des k-ten Sensors befinden. Als Beispiel wird angenommen, daß Sensor 2
des 17-Sensorfeldes, das in
6 gezeigt
ist, ausgefallen ist und als inoperativ klassifiziert wurde. Wie
6 zeigt,
haben die Sensoren 1, 3, 4 und 5 eine Nachbarkorrelation zu dem
Sensor 2. Um einen äquivalenten
Sensoroutputwert abzuleiten und den Output des inoperativen Sensors
2 zu ersetzen, wird die Gleichung (1) verwendet. In diesem Fall
ist k = 2, i wird auf 1 festgesetzt, M auf 5 festgesetzt und der äuquivalente
Sensoroutputwert wird gegeben durch:
somit
wird der Output des inoperativen Sensors 2 ersetzt durch einen äquivalenten
Sensoroutputwert, der ein gewichteter Durchschnitt (lineare Kombination)
der Outputs der Sensoren 1, 3, 4 und 5 ist. Es wird darauf hingewiesen,
daß dieser
Prozeß dynamisch
ist und sich für
jeden Durchgang (n numerierte Probe) durch die Verfahrensschritte
mathematisch ändert,
basierend auf den Änderungen
in den Outputs der benachbarten Sensoren. Auf diese Weise entspricht
der äquivalente
Sensoroutputwert dynamisch den Änderungen
in den Outputwerten der benachbarten Sensoren, wodurch ein hohes
Maß an
Genauigkeit und Zuverlässigkeit
bei dem äquivalenten
Sensoroutputwert sicher gestellt ist.
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Somit überwindet
die vorliegende Erfindung die Begrenzungen der gegenwärtigen Besetzungsabfühl- und
Klassifikationssysteme, die eine Gruppe von Sensoren in einem Feld
verwenden, durch Identifizierung, wenn ein Sensor ausgefallen ist,
Bereitstellen eines äquivalenten
Sensoroutputwertes für
den ausgefallenen Sensor und Informieren des Fahrers, daß ein solcher
Ausfall stattgefunden hat. Nach Unterrichtung des Fahrzeugführers über den
ausgefallenen Sensor ermöglicht
es die vorliegende Erfindung auf diese Weise, daß das Besetzungsabfühlsystem
des betreffenden Sitzes weiterhin gültige Daten an das Haltesystem
abgibt, durch Bereitstellen eines äquivalenten Sensoroutputwertes
für den
ausgefallenen Sensor, bis der Sitz repariert werden kann. Außerdem stellt
die vorliegende Erfindung äquivalente
Sensoroutputdaten für
einen ausgefallenen Sensor bereit, die auf dynamischen Outputwerten
von benachbarten Sensoren basieren, um genaue und zuverlässige Resultate
zu erhalten.
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Die
Erfindung ist auf eine illustrative Weise beschrieben worden. Es
versteht sich, daß die
verwendete Therminologie dazu vorgesehen ist, mit der Natur der
Wörter
zu beschreiben und nicht zu beschränken. Viele Modifikationen
und Variationen der Erfindung sind im Lichte der obigen Lehren möglich. Daher
kann die Erfindung im Rahmen der Patentansprüche anders ausgeführt werden
als speziell beschrieben worden ist.
