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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen
einer Sitzbelegung eines Sitzes. Zum Erkennen der Sitzbelegung wird
ein Messsignal mittels einer Sitzbelegungssensorik erfasst. Das
Messsignal wird mittels einer Zuordnungsvorschrift einem Gewichtssignal
zugeordnet. Das Gewichtssignal ist repräsentativ für ein Gewicht, mit dem der
Sitz belegt ist.
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Aus
der
EP 1 383 667 B1 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen und Aufbereiten von
auf einen Fahrzeugsitz wirkenden Gewichtskräften zum Bestimmen der Masse
eines auf einer Sitzfläche
des Fahrzeugsitzes sitzenden Insassen bekannt. Es werden Wägesignale
von am Fahrzeugsitz angeordneten Sensoren erfasst. Aus den Wägesignalen
wird ein absolutes Wägegesamtsignal
gebildet. Das Wägegesamtsignal
entspricht der von der Masse des Insassen auf den Sitz ausgeübten Gewichtskraft.
Bei unbelastetem Fahrzeugsitz wird eine Korrektur des Nullpunktes
der Wägesignale
basierend auf Wägesignalen
der Kraftmesszellen vorgenommen. Die Nullpunktskorrektur wird so
vorgenommen, dass für
jede Kraftmesszelle ein zuletzt gültiges Wägesignal bei unbelastetem Fahrzeugsitz
gespeichert und mit dem Wägesignal
der nachfolgenden gültigen Messung
bei unbelastetem Sitz verglichen wird. Abhängig von dem Vergleich wird
die Nullpunktskorrektur durchgeführt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu
schaffen, dass beziehungsweise die es ermöglicht, eine Sitzbelegung eines
Sitzes präzise
zu erkennen.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch die Merkmale der unabhängigen
Ansprüche.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Erkennen einer Sitzbelegung eines Sitzes. Zum Erkennen der Sitzbelegung
wird mindestens ein Messsignal mittels einer Sitzbelegungssensorik
erfasst. Das Messsignal wird mittels einer Zuordnungsvorschrift
einem Gewichtssignal zugeordnet. Das Gewichtssignal ist repräsentativ
für ein
Gewicht, mit dem der Sitz belegt ist. Die Zuordnungsvorschrift wird
angepasst, wenn das Gewichtssignal im zeitlichen Verlauf zunächst größer ist
als ein vorgegebener oberer Schwellenwert und wenn im Anschluss
daran das Gewichtssignal während
einer vorgegebenen ersten Zeitdauer in einem ersten Gewichtsintervall
um einen Gewichtsnullwert liegt. Dabei wird die Zuordnungsvorschrift derart
angepasst, dass das dann aktuelle Messsignal dem um einen vorgegebenen
prozentualen Anteil des Gewichtssignals betraglich verringerten
Gewichtssignal zugeordnet wird. Ferner wird die Zuordnungsvorschrift
angepasst, wenn das Gewichtssignal in einem vorgegebenen zweiten
Gewichtsintervall um den Gewichtsnullwert liegt während einer
vorgegebenen zweiten Zeitdauer. Dabei wird die Zuordnungsvorschrift
derart angepasst, dass das dann aktuelle Messsignal einem um einen
vorgegebenen Korrekturwert betraglich verringerten Gewichtssignal zugeordnet
wird. Die vorgegebene zweite Zeitdauer ist weit größer als
die erste Zeitdauer.
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Falls
sich die Belegung des Sitzes häufig ändert, so
ermöglicht
das Zuordnen des Messsignals zu dem um einen vorgegebenen prozentualen
Anteil des Gewichtssignals betraglich verringerten Gewichtssignal,
dass trotz eines Verschleißes
des Sitzes und/oder der Sitzbelegungssensorik die Sitzbelegung präzise erkannt
werden kann. Falls sich die Belegung des Sitzes über einen langen Zeitraum nicht ändert, so
ermöglicht
das Zuordnen des Messsignals zu dem um den vorgegebenen Korrekturwert
betraglich verringerten Gewichtssignal, dass trotz des Verschleißes des
Sitzes bzw. der Sitzbelegungssensorik die Sitzbelegung präzise erkannt
werden kann. Beide Anpassungsmöglichkeiten
der Zuordnungsvorschrift zusammen ermöglichen so bei einem sich häufig ändernden
Gewicht auf dem Sitz und/oder bei einem konstant geringen Gewicht
und/oder bei gar keinem Gewicht auf dem Sitz die Zuordnungsvorschrift
anzupassen und tragen so zu einem besonders präzisen Erkennen der Sitzbelegung
bei.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden mittels
der Sitzbelegungssensorik mehrere Messsignale erfasst. Die mehreren
Messsignale werden mittels der Zuordnungsvorschrift dem Gewichtssignal
zugeordnet. Dies trägt
zu einem besonders präzisen
Anpassen der Zuordnungsvorschrift bei.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das
Messsignal dem um einen vorgegebenen prozentualen Anteil des Gewichtssignals
betraglich verringerten Gewichtssignal zugeordnet, wenn das Gewichtssignal
im zeitlichen Verlauf zunächst
für eine
vorgegebene dritte Zeitdauer größer ist
als der vorgegebene obere Schwellenwert. Dies trägt zu einem präzisen Erkennen
des unbelegten Sitzes bei.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens liegt
die erste und/oder die dritte Zeitdauer in einem ersten Zeitbereich
von 0,1 bis fünf
Sekunden. Dies trägt
zu einem präzisen
Erkennen des unbelegten Sitzes und zu einem präzisen Anpassen der Zuordnungsvorschrift
bei.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens liegt
die zweite Zeitdauer in einem zweiten Zeitbereich von eins bis 30
Minuten. Dies trägt
zu einem präzisen
Erkennen des unbelegten Sitzes und zu einem präzisen Anpassen der Zuordnungsvorschrift
bei.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens umfasst
das erste und/oder das zweite Gewichtsintervall in etwa drei Kilogramm.
Dies trägt
zu einem präzisen
Erkennen des unbelegten Sitzes und zu einem präzisen Anpassen der Zuordnungsvorschrift
bei.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens liegt
der Korrekturwert in einem Bereich von ein bis zehn Gramm. Dies
trägt zu
einem präzisen
Erkennen des unbelegten Sitzes und zu einem präzisen Anpassen der Zuordnungsvorschrift bei.
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Die
vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens können ohne weiteres auf vorteilhafte
Ausgestaltungen der Vorrichtung zum Erkennen der Sitzbelegung des
Sitzes übertragen
werden. Die Erfindung wird im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Sitz,
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2 einen
ersten zeitlichen Verlauf eines Gewichtssignals,
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3 einen
zweiten zeitlichen Verlauf des Gewichtssignals,
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Programms zum Erkennen einer Sitzbelegung des
Sitzes.
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Elemente
gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen
Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Ein
Sitz 2 (1) umfasst eine Sitzfläche und
vorzugsweise eine Lehne. Der Sitz 2 ist an einem relativ
zu dem Sitz 2 ortsfesten Körper festgelegt. Vorzugsweise
ist der ortsfeste Körper
ein Kraftfahrzeug 6. Das Kraftfahrzeug 6 umfasst
den Sitz 2 und eine Sitzbelegungssensorik. Die Sitzbelegungssensorik
dient dazu, ein Gewicht zu erkennen, mit dem der Sitz 2 belegt
ist. Die Sitzbelegungssensorik umfasst mindestens einen, bevorzugt
mehrere Gewichtssensoren 4. Die Gewichtssensoren 4 sind
so mit dem Sitz 2 und dem Kraftfahrzeug 6 gekoppelt, dass
durch sie das Gewicht erfassbar ist, mit dem der Sitz belegt ist.
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Ferner
umfasst das Kraftfahrzeug 6 eine Auswertevorrichtung 8,
die vorzugsweise elektrisch mit den Gewichtssensoren 4 gekoppelt
ist. Die Auswertevorrichtung 8 dient zum Empfangen eines Messsignals
MASS_SIG der Gewichtssensoren 4 und zum Zuordnen des Messsignals
MASS_SIG mittels einer Zuordnungsvorschrift zu einem Gewichtssignal
MASS_TOT, das repräsentativ
ist für
das Gewicht, mit dem der Sitz 2 belegt ist. Die Auswertevorrichtung 8 kann
auch als Vorrichtung zum Erkennen der Sitzbelegung des Sitzes 2 bezeichnet
werden. Alternativ kann die Auswertevorrichtung 8 in einer
Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs
integriert sein.
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Ein
erster zeitlicher Verlauf (2) des Gewichtssignals
MASS_TOT repräsentiert
beispielsweise einen Ausstieg einer Person aus dem Kraftfahrzeug 6,
die auf dem Sitz 2 gesessen ist. Im zeitlichen Verlauf
des Gewichtssignals MASS_TOT ist zunächst das Gewichtssignal MASS_TOT
größer als ein
oberer Schwellenwert MASS_THD_HIGH. Im Anschluss daran fällt das
Gewichtssignal MASS_TOT relativ schnell ab. Befindet sich das Gewichtssignal MASS_TOT
im Anschluss an den Abfall für
eine vorgegebene erste Zeitdauer DUR_1 in einem ersten Gewichtsintervall
MASS_RNG_1, so ist dies repräsentativ
dafür,
dass der Sitz 2 nach dem Ausstieg der Person unbelegt ist.
Das erste Gewichtsintervall MASS_RNG_1 kann beispielsweise drei
Kilogramm umfassen.
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Falls
das Gewichtssignal MASS_TOT in dem ersten Gewichtsintervall MASS_RNG_1
liegt und nach dem Ausstieg der Person bei dem unbelegten Sitz 2 nicht
exakt einem Gewichtsnullwert NULL entspricht, so wird die Zuordnungsvorschrift
angepasst, die dem Messsignal MASS_SIG das Gewichtssignal MASS_TOT
zuordnet. Dabei wird die Zuordnungsvorschrift derart angepasst,
dass dem aktuellen Messsignal MASS_SIG zu einem Zeitpunkt T_0 das um
einen vorgegebenen prozentualen Anteil PERC des aktuellen Gewichtssignals
MASS_TOT betraglich verringerten Gewichtssignal MASS_TOT zugeordnet
wird. Der prozentuale Anteil PERC liegt vorzugsweise im Bereich
von zehn Prozent des aktuellen Gewichtssignals MASS_TOT oder weniger.
Beispielsweise wird, falls der prozentuale Anteil PERC zehn Prozent
beträgt,
dem aktuellen Messsignal MASS_SIG, das vor dem prozentualen Anpassen der
Zuordnungsvorschrift dem einem Kilogramm entsprechenden Gewichtsignal
MASS_OT zugeordnet wurde, nach dem Anpassen der Zuordnungsvorschrift
dem 900 Gramm entsprechenden Gewichtssignal MASS_TOT zugeordnet.
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Vorzugsweise
wird die Zuordnungsvorschrift nach dem Ausstieg der Person lediglich
dann angepasst, wenn das Gewichtssignal MASS_TOT vor dem Unterschreiten
des oberen Schwellenwerts MASS_THD_HIGH für eine vorgegebene dritte Zeitdauer
DUR_3 über
dem oberen Schwellenwert MASS_THD_HIGH liegt. Dies trägt dazu
bei, dass ein Überschreiten
des oberen Schwellenwerts MASS_THD_HIGH durch das Gewichtssignal MASS_TOT
aufgrund eines Störfaktors
nicht dem Ausstieg der Person zugeordnet wird. Dies trägt dazu bei,
die Sitzbelegung besonders präzise
zu Erkennen. Der Störfaktor
kann beispielsweise ein fehlerhaftes Messsignal MASS_SIG sein. Das
fehlerhafte Messsignal MASS_SIG kann beispielsweise durch einen
elektronischen Fehler und/oder durch ein Abruptes Bremsen hervorgerufen
werden, durch das der Sitz 2 aufgrund seiner trägen Masse
auf die Gewichtssensoren 4 wirkt.
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Bevorzugt
liegen die erste und/oder die dritte Zeitdauer DUR_1, DUR_3 in einem
ersten Zeitbereich von 0,1 bis fünf
Sekunden. Die erste und/oder die dritte Zeitdauer DUR_1, DUR_3 können aber auch
außerhalb
von dem ersten Zeitbereich liegen, wenn dies dazu dienlich ist,
den unbelegten Sitz 2 beispielsweise nach dem Aussteigen
der Person aus dem Kraftfahrzeug 6 zu erkennen.
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Falls
der Sitz 2 für
eine zweite Zeitdauer DUR_2 unbelegt ist oder nahezu unbelegt ist
(3), so wird ebenfalls die Zuordnungsvorschrift
angepasst. Nahezu unbelegt bedeutet in diesem Zusammenhang, dass
das Gewichtssignal MASS_TOT in einem zweiten Gewichtsintervall um
den Gewichtsnullwert NULL liegt. Die zweite Zeitdauer DUR_2 ist weit
größer als
die erste Zeitdauer DUR_1. Die zweite Zeitdauer DUR_2 kann beispielsweise
in einem zweiten Zeitbereich von einer bis 30 Mi nuten liegen. Die
zweite Zeitdauer DUR_2 kann aber auch außerhalb des zweiten Zeitbereichs
liegen. Beispielsweise kann die zweite Zeitdauer DUR_2 mehrere Tage
umfassen.
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Falls
der Sitz 2 für
eine zweite Zeitdauer DUR_2 unbelegt ist oder nahezu unbelegt ist,
beispielsweise weil der Sitz 2 mit einem Kindersitz belegt
ist, so wird die Zuordnungsvorschrift stückweise so angepasst, dass
jedes Mal nach Ablauf der zweiten Zeitdauer DUR_2 das Messsignal
MASS_SIG einem jeweils um einen Korrekturwert MASS_KOR verringerten
Gewichtssignal MASS_TOT zugeordnet wird. Der Korrekturwert MASS_KOR
kann beispielsweise in einem Bereich von ein bis zehn Gramm liegen.
Falls das aktuelle Gewichtssignal MASS_TOT größer als der Gewichtsnullwert
NULL ist, ist das stückweise
Anpassen der Zuordnungsvorschrift gleichbedeutend mit einem stückweisen
Anpassen der Zuordnungsvorschrift, bei dem der Gewichtsnullwert
NULL einem Messsignal MASS_SIG zugeordnet wird, dem vor dem Anpassen
der Zuordnungsvorschrift der Gewichtsnullwert Null plus dem Korrekturwert
MASS_COR zugeordnet wurde. Falls das aktuelle Gewichtssignal MASS_TOT
kleiner als der Gewichtsnullwert NULL ist, so ist das stückweise
Anpassen der Zuordnungsvorschrift gleichbedeutend mit einem stückweise
Anpassen der Zuordnungsvorschrift, bei dem der Gewichtsnullwert
NULL einem Messsignal MASS_SIG zugeordnet wird, dem vor dem Anpassen
der Zuordnungsvorschrift der Gewichtsnullwert Null minus dem Korrekturwert MASS_COR
zugeordnet wurde. Das derartige schrittweise Anpassen der Zuordnungsvorschrift
bewirkt, dass nach Ablauf von einigen Tagen beispielsweise der mit
dem Kindersitz belegte Sitz 2 als unbelegt erkannt wird.
Wird dann ein Kind auf den Kindersitz gesetzt, so wird lediglich
das Kind als Sitzbelegung des Sitzes 2 erkannt.
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Das
prozentuale Anpassen der Zuordnungsvorschrift beispielsweise nach
dem Aussteigen der Person und das schrittweise Anpassen der Zuordnungsvorschrift
ermöglichen
zusammen, einen Verschleiß der
Sitzbelegungssensorik und/oder gegebenenfalls einen Verschleiß des Sitzes 2 zu
kompensieren. Der Verschleiß des
Sitzes 2 kann beispielsweise bei einer alternativen Ausführungsform
des Sitzes 2 relevant sein, bei der die Gewichtssensoren 4 in
der Sitzfläche
des Sitzes 2 angeordnet sind. Bei der derartigen Ausbildung
des Sitzes 2 wird ein Teil der Gewichtskraft von dem Sitz 2 direkt
auf das Kraftfahrzeug 6 übertragen. Der Anteil des Gewichts,
der von den Gewichtssensoren 4 erfasst wird, hängt dann
unter anderem von den verwendeten Materialien des Sitzes 2 und
deren Verschleiß ab.
Beispielswiese können
Federn in dem Sitz 2 in neuem Zustand einen größeren Anteil
der Gewichtskraft auf das Kraftfahrzeug 6 übertragen
als beispielsweise nach Ablauf einiger Jahre.
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Ein
Programm zum Erkennen der Sitzbelegung des Sitzes 2 ist
vorzugsweise in der Auswertevorrichtung 8 gespeichert.
Das Programm wird vorzugsweise zeitnah nach einem Start der Brennkraftmaschine
in einem Schritt S1 gestartet, in dem gegebenenfalls Variablen initialisiert
werden.
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In
einem Schritt S2 wird das Gewichtssignal MASS_TOT ermittelt abhängig von
mindestens einem, bevorzugt mehreren Messsignalen MASS_SIG der Gewichtssensoren 4.
Falls mehrere Gewichtssensoren 4 angeordnet sind, so wird
das Gewichtssignal MASS_TOT vorzugsweise abhängig von einer Summe SUM der
Messsignale MASS_SIG ermittelt. Alternativ können auch Teilgewichtssignale
anhand der Zuordnungsvorschrift abhängig von den Messsignalen MASS_SIG
ermittelt werden und das Gewichts signal MASS_TOT kann dann abhängig von der
Summe SUM der Teilgewichtssignale ermittelt werden.
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Das
Gewichtssignal MASS_TOT wird anhand der Zuordnungsvorschrift ermittelt.
Die Zuordnungsvorschrift kann beispielsweise durch ein Kennfeld
vorgegeben sein. Gegebenenfalls kann zum Anpassen der Zuordnungsvorschrift
ein Ursprung des Kennfelds entlang einer Y-Achse des Kennfelds verschoben
werden. Das Kennfeld kann beispielsweise an einem Prüfstand aufgezeichnet
und in der Auswertevorrichtung 8 gespeichert werden.
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In
einem Schritt S3 wird geprüft,
ob das Gewichtssignal MASS_TOT vorzugsweise über die dritte Zeitdauer DUR_3
größer ist
als der obere Schwellenwert MASS_THD_HIGH. Ist die Bedingung des Schritts
S3 erfüllt,
so bedeutet dies beispielsweise, dass der Sitz 2 mit der
Person belegt ist. Die Bearbeitung wird dann in einem Schritt S4
fortgesetzt. Ist die Bedingung des Schritts S3 nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in einem Schritt S6 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S4 wird geprüft,
ob das Gewichtssignal MASS_TOT während
der ersten Zeitdauer DUR_1 in dem ersten Gewichtsintervall MASS_RNG_1
liegt. Ist die Bedingung des Schritts S4 nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in dem Schritt S2 fortgesetzt. Ist die Bedingung
des Schritts S4 erfüllt,
so bedeutet dies, dass der Sitz 2 wahrscheinlich unbelegt
ist. Die Bearbeitung wird dann in einem Schritt S5 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S5 wird die Zuordnungsvorschrift derart angepasst, dass
das aktuelle Messsignal MASS_SIG dem Gewichtsnullwert NULL des Gewichtssignals
MASS_TOT zugeordnet wird.
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In
dem Schritt S6 wird geprüft,
ob das Gewichtssignal MASS_TOT während
der zweiten Zeitdauer DUR_2 in dem zweiten Gewichtsintervall MASS_RNG_2
liegt. Ist die Bedingung des Schritts S6 nicht erfüllt, so
wird die Bearbeitung in dem Schritt S2 fortgesetzt. Ist die Bedingung
des Schritts S6 erfüllt,
so bedeutet dies, dass der Sitz 2 während der zweiten Zeitdauer
DUR_2 lediglich geringfügig
oder gar nicht belegt ist. Die Bearbeitung wird dann in einem Schritt
S7 fortgesetzt.
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In
dem Schritt S7 wird dem aktuellen Messsignal MASS_SIG der Gewichtssensoren 4 das
um den Korrekturwert MASS_COR verringerte Gewichtssignal MASS_TOT
zugeordnet. Die Zuordnungsvorschrift kann in diesem Zusammenhang
beispielsweise so angepasst werden, dass ein Gewicht von etwas unter
einem Kilogramm auf dem Sitz 2 innerhalb von einem halben
Jahr kompensiert wird, so dass nach einem halben Jahr der mit dem
Gewicht von etwa unter einem Kilogramm belegte Sitz 2 ein Gewichtssignal
MASS_TOT hervorruft, das repräsentativ
für den
unbelegten Sitz 2 ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die
Gewichtssensoren 4 beliebig angeordnet sein, so lange dadurch
das Erkennen der Sitzbelegung des Sitzes 2 möglich ist.
Ferner können
die Zeitdauern DUR_1, DUR_2, DUR_3 geeignet angepasst werden. Ferner
können
das erste Gewichtsintervall MASS_RNG_1 und das zweite Gewichtsintervall
MASS_RNG_2 übereinstimmen.
Ferner kann das erste Gewichtsintervall MASS_RNG_1 und/oder das
zweite Gewichtsintervall MASS_RNG_2 symmetrisch oder unsymmetrisch
zu dem Gewichtsnullwert NULL ausgebildet sein. Ferner kann beispielsweise aufgrund
des Verschleißes
das Gewichtssignal MASS_TOT kleiner als der Gewichtsnullwert NULL sein.
Die Zuordnungsvorschrift wird dann entsprechend derart angepasst,
dass durch das Anpassen der Zuordnungsvorschrift das Gewichtssignal MASS_TOT
betraglich näher
an den Gewichtsnullwert NULL heranrückt.