DE102006013495A1 - Passenger mass determining method for use during crash fall of vehicle, involves determining belt force acting on passenger by belt force sensor, where value for passenger mass is derived from division of belt force by sum of accelerations - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Bestimmung einer Insassenmasse eines durch ein Sicherheitsgurtsystem gesicherten Insassen in einem Fahrzeug, insbesondere im Crashfall. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann mittels dieses Verfahrens und dieses Systems auch eine Insassenbeschleunigung bestimmt werden.The The present invention relates to a method and a system for Determining occupant mass by a seat belt system secured occupants in a vehicle, especially in the event of a crash. In one embodiment of the invention, by means of this method and this system also determines an occupant acceleration.
Eine Kenntnis der Insassenmasse und/oder der Insassenbeschleunigung eines durch ein Sicherheitsgurtsystem gesicherten Insassen in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, ist insbesondere im Crashfall zu verschiedenen Zwecken sinnvoll. Diese Daten können beispielsweise dazu verwendet werden, um ein geregeltes Rückhaltesystem (geregeltes oder adaptives Sicherheitsgurtsystem, Airbag) optimal auf den Insassen abzustimmen. Hierdurch kann das Schutzpotential des Rückhaltesystems verbessert werden, indem entsprechend der unterschiedlichen personenbezogenen Eigenschaften (Insassenmasse, Insassenbeschleunigung) das Rückhaltesystem geregelt wird. Auf diese Weise kann eine leichte kleine Frau mit geringeren Kräften durch das Rückhaltesystem aufgefangen werden, als ein großer schwerer Mann, der durch den Sicherheitsgurt mit höheren Kräften zurückgehalten werden muss. Im Gegensatz zu nicht-adaptiven Rückhaltesystemen, bei denen die Rückhaltekräfte nicht gesteuert werden können, lässt sich mit derartigen Regelstrategien das Verletzungsrisiko zum Schutz des Insassen deutlich verringern.A Knowledge of the occupant mass and / or the occupant acceleration of a seat belt occupants secured in a vehicle by a seat belt system, In particular motor vehicle, in particular in the event of a crash to different Purposeful. This data can For example, be used to a regulated restraint system (regulated or adaptive seat belt system, airbag) optimal to vote on the inmates. This allows the protection potential of the restraint system be improved by according to the different personal Properties (occupant mass, occupant acceleration) the restraint system is regulated. In this way, a light little woman can be with lower forces through the restraint system be caught as a big one heavy man being held back by the seat belt with higher forces must become. Unlike non-adaptive restraint systems where the restraining forces are not can be controlled let yourself with such control strategies the risk of injury for protection of the occupant decrease significantly.
Eine mögliche Regelstrategie zur Herabsetzung des Verletzungsrisikos wäre beispielsweise, den Insassen möglichst geringen und konstanten Kräften während eines Crashs auszusetzen. Hierzu könnte eine Freigabe des Gurtbandes des Sicherheitsgurtsystems oder eine Abbremsung des Gurtbandes des Sicherheitsgurtsystems derart vorgenommen werden, dass sich als Sollwert eine möglichst konstante Insassenbeschleunigung ergibt. Hierzu ist es notwendig, den Istwert der Insassenbeschleunigung zu kennen. Bei bekannter Insassenmasse ließe sich zusätzlich oder alternativ die Gurtkraft während eines Crashs regeln. Die Kenntnis der Insassenmasse ist jedoch auch für andere Anwendungen sinnvoll.A possible The rule strategy for reducing the risk of injury would be, for example, the Inmates as possible low and constant forces while to suspend a crash. This could be a release of the webbing of the seat belt system or a deceleration of the webbing of the Safety belt system be made such that as setpoint one possible Constant occupant acceleration results. For this it is necessary to know the actual value of the occupant acceleration. At known Occupant mass would let in addition or alternatively the belt force during to fix a crash. However, the knowledge of the occupant mass is also for others Applications make sense.
Im Stand der Technik ist die Messung der Insassenmasse und der Insassenbeschleunigung schwierig, aufwendig und zudem ungenau und meist nur mit hohem Aufwand in einem Fahrzeug realisierbar. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit soll in vorliegender Anmeldung als Beispiel für ein Fahrzeug ein Kraftfahrzeug dienen.in the In the prior art, the measurement of occupant mass and occupant acceleration is difficult consuming and also inaccurate and usually only with great effort in one Vehicle feasible. Without restriction of generality in the present application as an example of a vehicle a motor vehicle serve.
Folgende
bekannte Messmethoden können zur
Messung der Beschleunigung eines Insassen (insbesondere während eines
Crahs) herangezogen werden. Diese Methoden arbeiten über die
Messung der Insassenposition, woraus sich die Insassenbeschleunigung
als zweite Ableitung nach der Zeit ergibt:
Als optische Messmethoden
sind Innenraumkameras, die über
eine Bildverarbeitung Objekte erkennen können, oder Stereokameras, die
räumliche
Strukturen erkennen können,
bekannt. Hierbei können
zur Vereinfachung auf das Gurtband Marken angebracht werden, die
von den Kameras erkannt werden. Es kann sich hierbei um für den Insassen
sichtbare oder unsichtbare Marken handeln. Die Kameras können auch
menschliche Strukturen (Gesicht oder Außenfläche des Insassen) erkennen.
Weiterhin kann durch Triangulation von per Funk übertragenen Sensorsignalen
die Position des Gurtbandes und damit des Insassen bestimmt werden.
Schließlich
können
beispielsweise RFID-Chips
durch ein Feld zum Senden angeregt werden. Befindet sich mindestens
ein solcher Chip auf dem Gurtband, können durch Triangulation die
abgegebenen Signale ausgewertet und die räumliche Position des Insassen
bestimmt werden.The following known measuring methods can be used to measure the acceleration of an occupant (in particular during a crawl). These methods work by measuring occupant position, which results in occupant acceleration as a second derivative over time:
As optical measuring methods are indoor cameras that can recognize objects through image processing, or stereo cameras that can detect spatial structures known. In this case, brands can be attached to the strap for simplicity, which are recognized by the cameras. It may be visible to the occupant or invisible brands. The cameras can also detect human structures (face or outer surface of the occupant). Furthermore, by triangulation of radio-transmitted sensor signals, the position of the belt and thus the occupant can be determined. Finally, for example, RFID chips can be excited by a field for transmission. If at least one such chip is located on the webbing, the emitted signals can be evaluated by triangulation and the spatial position of the occupant can be determined.
In einer älteren, nicht vorveröffentlichten Anmeldung der Anmelderin ist vorgeschlagen, die Insassenbeschleunigung über einen am Gurtband vorhandenen Beschleunigungssensor zu ermitteln.In an older, not pre-published Registration of the applicant is proposed to accelerate the occupant via a to determine existing on the webbing acceleration sensor.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Messmethoden basieren auf der Erfassung der Insassenposition, wobei aus einer Änderung der Insassenposition eine Insassenbeschleunigung errechnet werden kann. Hierbei erscheint es sinnvoll, mehrere Sensoren oder Marken auf einem Gurtband zu verteilen. Abgesehen von der genannten Voranmeldung der Anmelderin ist eine unmittelbare Messung der Insassenbeschleunigung – soweit ersichtlich – nicht vorgeschlagen worden.The Measurement methods known from the prior art are based on the Detecting the occupant position, resulting from a change in occupant position an occupant acceleration can be calculated. This appears It makes sense to use multiple sensors or marks on a webbing too to distribute. Apart from the aforementioned application of the applicant is an immediate measurement of occupant acceleration - so far apparent - not suggested Service.
Zur Bestimmung des Insassengewichts sind sehr aufwendige Mechaniken bekannt, die beispielsweise über Sitzmatten, Kraftsensoren am Sitz oder Ähnlichem arbeiten. Beispielsweise wird eine Sitzmatte produziert, um die Schwere eines Insassen über den Sitzabdruck zu schätzen und eine Kindersitzerkennung zu implementieren. Eine Ermittlung der Insassenmasse ohne eigens am Sitz angebrachte Sensoren ist – soweit ersichtlich – nicht bekannt.to Determining the occupant weight are very elaborate mechanics known, for example, about Seat mats, force sensors on the seat or similar work. For example A seat mat is produced to reduce the severity of an occupant over the seat Estimate seatprint and to implement a child seat recognition. A determination the occupant mass without specially attached to the seat sensors is - so far apparent - not known.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, insbesondere im Crashfall die Insassenmasse und/oder die Insassenbeschleunigung eines durch ein Sicherheitsgurtsystem gesicherten Insassen in einem Fahrzeug mit ausreichender Genauigkeit und möglichst ohne zeitliche Verzögerungen zu bestimmen.Of the The present invention is therefore based on the object, in particular in the event of a crash the occupant mass and / or the occupant acceleration of a seat occupant secured in a vehicle by a seat belt system with sufficient accuracy and preferably without any time delays to determine.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 und durch ein System gemäß Anspruch 8 oder 9 gelöst. Ein Sicherheitsgurtsystem mit einem solchen System ist Gegenstand des Anspruchs 15. Ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt zur Implementierung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 16 bzw. 17 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by a method according to claim 1 or 2 and solved by a system according to claim 8 or 9. A safety belt system with such a system is the subject of claim 15. A computer program and a computer program product for implementing the method are given in claims 16 and 17, respectively. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
Erfindungsgemäß wird zunächst mittels eines Sensors im Fahrzeuginnenraum eine Fahrzeugbeschleunigung aWKS (WKS = World Koordinate System) bestimmt, wobei sich diese Fahrzeugbeschleunigung auf das ortsfeste Umgebungskoordinatensystem bezieht. Mit Hilfe eines Sensors, der vorzugsweise am Sicherheitsgurtsystem angeordnet ist, wird eine Beschleunigung aCKS (CKS = Car Korrdinate System) des den Insassen sichernden Gurtbandes bestimmt. In einem weiteren Schritt wird mittels eines Gurtkraftsensors eine Gurtkraft FGurt bestimmt, die auf den Insassen wirkt. Zur Bestimmung der Insassenmasse wird anschließend die Gurtkraft durch die Summe aus Fahrzeugbeschleunigung und Gurtbandbeschleunigung dividiert, woraus ein Wert für die Insassenmasse abgeleitet wird.According to the invention, a vehicle acceleration a WKS (WKS = World Coordinate System) is first determined by means of a sensor in the vehicle interior , with this vehicle acceleration relating to the stationary environmental coordinate system. With the aid of a sensor, which is preferably arranged on the safety belt system, an acceleration a CKS (CKS = Car Corridinate System) of the occupant securing webbing is determined. In a further step, a belt force F belt is determined by means of a belt force sensor , which acts on the occupant. To determine the occupant mass, the belt force is then divided by the sum of vehicle acceleration and acceleration of the belt, from which a value for the occupant mass is derived.
Gemäß Erfindung kann mittels der genannten Sensoren und einer entsprechenden Recheneinheit zur Vornahme der notwendigen Berechnungen in einfacher Weise insbesondere während eines Crashs die Insassenmasse in Echtzeit mit guter Genauigkeit bestimmt bzw. geschätzt werden.According to the invention can by means of said sensors and a corresponding arithmetic unit to make the necessary calculations in a simple way in particular while a crash the occupant mass in real time with good accuracy determined or estimated become.
Als Sensor für die Messung einer Fahrzeugbeschleunigung aWKS wird vorzugsweise ein in Kraftfahrzeugen häufig bereits vorhandener ESP-Sensor verwendet. Mit Hilfe solcher Sensoren wird im Rahmen des sogenannten elektronischen Stabilitätsprogramms (ESP) ein Ausbrechen des Fahrzeugs in schneller Kurvenfahrt verhindert. Es ist sinnvoll, den (ESP-) Sensor zur Messung der Fahrzeugbeschleunigung möglichst in der Fahrgastzelle anzuordnen, da insbesondere im Crashfall die Fahrgastzelle, in der sich der Insasse befindet, anderen Beschleunigungen ausgesetzt sein kann als die übrigen Fahrzeugteile. Der (ESP-) Sensor ist so auszulegen, dass er nicht nur in der Lage ist, die regulären fahrdynamischen Beschleunigungen (bis ca. 2g) zu detektieren, sondern auch die bei einem Crash auftretenden, viel höheren Beschleunigungen von bis zu 80g.As a sensor for the measurement of a vehicle acceleration a WKS , an ESP sensor, which is often already present in motor vehicles, is preferably used. With the help of such sensors, a breaking of the vehicle in fast cornering is prevented in the context of the so-called electronic stability program (ESP). It makes sense to arrange the (ESP) sensor for measuring the vehicle acceleration as possible in the passenger compartment, since in particular in the event of a crash, the passenger compartment in which the occupant is located may be exposed to other accelerations than the other vehicle parts. The (ESP) sensor should be designed so that it is not only able to detect the regular dynamic acceleration (up to approx. 2 g), but also the much higher accelerations of up to 80 g occurring in the event of a crash.
Als weitere Komponente benötigt die Erfindung einen Sensor zur Messung und Bestimmung einer Gurtbandbeschleunigung. Hier ist es sinnvoll, einen Sensor vorzusehen, der die Abwickelbe wegung des Gurtbandes sensiert. Ein solcher Gurtbandauszugs-Sensor ist mit Vorteil im Sicherheitsgurtsystem integriert. Hierzu eignet sich beispielsweise ein Gurtrollenwinkelgeber, der eine Winkelbewegung der Gurtrolle detektiert. Die Beschleunigung des Gurtbandes wird aus der zeitlichen Änderung des Gurtbandauszugs berechnet, indem beispielsweise mittels eines Mikrocontrollers die zweite Ableitung des Gurtbandauszugs nach der Zeit gebildet wird. Im Falle eines Gurtrollenwinkelgebers, der eine Winkelgeschwindigkeit der Gurtrolle detektieren kann, ergibt sich mit Hilfe des Gurtrollenradius die Gurtauszugsgeschwindigkeit, aus der durch einfache zeitliche Differentiation eine Gurtbandbeschleunigung bestimmt werden kann.When additional component needed the invention provides a sensor for measuring and determining a Gurtbandbeschleunigung. Here, it makes sense to provide a sensor that the Abwickelbe movement of the Webbing senses. Such a belt pull-out sensor is advantageously integrated in the seat belt system. For example, a Gurtrollenwinkelgeber, the detects an angular movement of the belt reel. The acceleration of the webbing is from the temporal change of the webbing extension calculated by, for example by means of a microcontroller second derivative of the webbing extension is formed over time. In the case of a Gurtrollenwinkelgebers, the angular velocity the belt reel can detect results with the help of Gurtrollenradius the belt pullout speed, from which by simple temporal Differentiation a Gurtbandbeschleunigung can be determined.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Bestimmung der Gurtbandbeschleunigung die die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Bestimmung der Insassenmasse am stärksten beeinflussende Größe ist, da das Insassenbeschleunigungs-Signal in der Praxis stark verrauscht ist. Wie im weiteren erläutert, lassen sich dennoch gute Werte für die Insassenmasse ableiten.It it should be noted that the determination of the belt acceleration the accuracy of the determination of the occupant mass according to the invention the strongest influencing size is, because the occupant acceleration signal is very noisy in practice is. As explained below, can still be good values for derive the occupant mass.
Anstelle eines Sensors zur Bestimmung der Fahrzeugbeschleunigung und eines weiteren Sensors zur Bestimmung der Gurtbandbeschleunigung kann im Rahmen vorliegender Erfindung alternativ auch ein einziger Sensor verwendet werden, der bereits die Summe aus Fahrzeugbeschleunigung und Gurtbandbeschleunigung detektiert. Dies kann der in der Beschreibungseinleitung bereits genannte Beschleunigungssensor sein, der vorzugsweise am Gurtband vorhanden ist und die Insassenbeschleunigung als absolute Größe gegenüber dem ortsfesten das Fahrzeug umgebenden Inertialsystem misst. Diese Insassenbeschleunigung setzt sich nämlich zusammen aus der Fahrzeugbeschleunigung (Beschleunigung des Fahrzeugs gegenüber dem ortsfesten Inertialsystem) und der Gurtbandbeschleunigung (gleich der Insassenbeschleunigung gegenüber dem nicht ortsfesten Inertialsystem der Fahrgastzelle des Fahrzeugs). Da für die anschließende Bestimmung der Insassenmasse ohnehin die Summe aus Fahrzeugbeschleunigung und Gurtbandbeschleunigung benötigt wird, kann ein solcher Sensor zur Bestimmung der Insassenbeschleunigung die Sensoren zur Bestimmung der Fahrzeugbeschleunigung bzw. der Gurtbandbeschleunigung ersetzen.Instead of a sensor for determining the vehicle acceleration and a another sensor for determining the Gurtbandbeschleunigung can in the context of the present invention alternatively also a single sensor used, which is already the sum of vehicle acceleration and Gurtbandbeschleunigung detected. This can be in the description introduction be already mentioned acceleration sensor, preferably on the webbing is present and the occupant acceleration as an absolute size over the fixed the vehicle surrounding inertial system measures. This occupant acceleration namely, gets together from the vehicle acceleration (acceleration of the vehicle relative to the fixed inertial system) and the Gurtbandbeschleunigung (equal the occupant acceleration against the non-stationary inertial system of the passenger compartment of the vehicle). Therefore the subsequent one Determining the occupant mass anyway the sum of vehicle acceleration and webbing acceleration is needed Such a sensor can be used to determine occupant acceleration the sensors for determining the vehicle acceleration or the Replace webbing acceleration.
Als weitere Komponente benötigt die Erfindung einen Gurtkraftsensor, der die im Gurtband auftretenden Kräfte misst. Diese Kräfte wirken auf den durch das Sicherheitsgurtsystem gesicherten Insassen. Es ist zweckmäßig, den Gurtkraftsensor beispielsweise am Gurtschloss anzubringen.When additional component needed The invention relates to a belt force sensor, which occurs in the webbing personnel measures. These forces act on the secured by the seat belt occupants. It is appropriate to the Belt force sensor, for example, to be attached to the buckle.
Beiden Konzepten liegt die gemeinsame Idee zugrunde, aus einer Beschleunigung eines Fahrzeuginsassen relativ zu dem „Inertialsystem", in dem sich das Fahrzeug bei nahezu gleich bleibender Geschwindigkeit befindet, dessen Masse zu ermitteln.Both Concepts are based on the common idea, from an acceleration a vehicle occupant relative to the "inertial system" in which the Vehicle is at almost constant speed, to determine its mass.
In vorliegender Anmeldung sollen die Begriffe "Messen", "Ermitteln", "Bestimmen", "Ableiten" sowie "Schätzen" in äquivalenter Weise verwendet werden. Dem Fachmann ist klar, dass Sensoren in erster Linie Messsignale abgeben, die einer späteren Auswertung bedürfen. Je nach Realisierung der Auswerteeinheit (Recheneinheit) werden die Messwerte direkt verarbeitet und daraus ein Wert für die Insassenmasse, wie unten erläutert, abgeleitet oder aus den Messwerten werden zunächst die entsprechenden Größen (Fahrzeugbeschleunigung, Gurtbandbeschleunigung, Gurtkraft) bestimmt, aus denen anschließend ein Wert für die Insassenmasse abgeleitet wird. Weiterhin ist dem Fachmann klar, dass die gewonnenen Größen keine exakten Werte darstellen, sondern Messwerte bzw. aus Messungen erhaltene Größen, die natürlicherweise mit (Mess-)Fehlern behaftet sind.In In the present application, the terms "measuring", "determining", "determining", "deriving" and "estimating" in equivalent Be used way. It is clear to the person skilled in the art that sensors in first of all deliver measuring signals which require a later evaluation. ever After realization of the evaluation unit (arithmetic unit), the Measured values directly processed and from this a value for the occupant mass, as explained below, derived from the measured values, the corresponding variables (vehicle acceleration, Gurtbandbeschleunigung, belt force) determines, from which subsequently a Value for the occupant mass is derived. Furthermore, it is clear to the person skilled in the art that the won sizes no represent exact values but measured values or obtained from measurements Sizes that naturally are subject to (measurement) errors.
Aus
der Gurtkraft, der (errechneten) Gurtbandbeschleunigung sowie der
Fahrzeugbeschleunigung wird nun die Masse des Insassen wie folgt
abgeleitet:
In obigen Gleichungen ist aWKS = aESP, wenn zur Messung der Fahrzeugbeschleunigung ein ESP-Sensor verwendet wird.In the above equations, a is WKS = a ESP when an ESP sensor is used to measure vehicle acceleration.
Die Bestimmung der Insassenmasse erfolgt vorzugsweise im niedrigen Frequenzbereich. Hierzu ist vorteilhafterweise ein Filter in der entsprechenden Recheneinheit vorgesehen, der mittlere und hohe Frequenzbereiche aus dem erhaltenen Signal für die Insassenmasse herausfiltert. Diese Filterung führt jedoch zu guten Ergebnissen, da die Masse des Insassen als eine sehr konstante und nicht veränderbare Größe angenommen werden kann.The Determination of the occupant mass is preferably carried out in the low frequency range. For this purpose, advantageously, a filter in the corresponding arithmetic unit provided, the medium and high frequency ranges from the obtained Signal for the occupant mass filters out. However, this filtering leads to good results, given the mass of the inmate as a very constant and unalterable size assumed can be.
Folglich ist nach Filterung des Signals die Insassenmasse mInsasse mit ausreichender Genauigkeit bestimmt. Dieser Wert kann nun zur Bestimmung der Insassenbeschleunigung weiterverarbeitet werden.Consequently, after filtering the signal, the occupant mass m inmate is determined with sufficient accuracy. This value can now be further processed to determine the occupant acceleration.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird daher aus der Insassenmasse mInsasse und der Gurtkraft FGurt, welche vom Gurtkraftsensor gemessen wird, auf die Insassenbeschleunigung zurückgerechnet. Sie ergibt sich zu: In a particularly preferred embodiment of the invention is therefore from the occupant mass m occupant and the belt force F belt , which is measured by the belt force sensor, calculated back to the occupant acceleration. It results to:
Bezüglich der Bestimmung der Insassenbeschleunigung sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass im Rahmen vorliegender Anmeldung das Verfahren und das System zur Bestimmung der Insassenbeschleunigung auch unabhängig vom Verfahren und System zur Bestimmung der Insassenmasse unter Schutz gestellt werden können, wenn nämlich die Insassenmasse anderweitig bestimmt wird. In diesem Fall wird aus der mittels eines Gurtkraftsen sors gemessenen Gurtkraft und einem (beispielsweise aus dem Insassengewicht berechneten) Wert für die Insassenmasse eine Insassenbeschleunigung gemäß oben genanntem Zusammenhang berechnet.Regarding the Determination of the occupant acceleration is at this point on it pointed out that in the present application, the method and the system for determining the occupant acceleration also independent of Method and system for determining occupant mass under protection can be provided if indeed the occupant mass is otherwise determined. In this case will from the measured by means of a Gurtkraftsen sors belt force and a value (calculated, for example, from the occupant weight) for the Occupant measures an occupant acceleration according to the above context calculated.
Damit kann gemäß Erfindung die Insassenmasse und die Insassenbeschleunigung bei einem Fahrzeugcrash oder allgemeiner immer dann, wenn die für die Erfindung notwendigen Komponenten Signale liefern, wie z. B. im Falle einer Vollbremsung, unter Umgehung der im Stand der Technik auftretenden Probleme berechnet werden. Insbesondere ist keine unmittelbare Messung der Insassenmasse notwendig. Die Insassenbeschleunigung kann sicher, hochdynamisch und sehr genau, bei den meisten Kraftfahrzeugen ohne weiteren Hardwareaufwand, bestimmt werden.In order to can according to the invention the occupant mass and the occupant acceleration in a vehicle crash or more generally whenever necessary for the invention Components provide signals such. B. in the case of full braking, bypassing the problems encountered in the prior art become. In particular, there is no immediate measurement of occupant mass necessary. The occupant acceleration can be safe, highly dynamic and very accurately, on most motor vehicles without any further hardware, be determined.
Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Sicherheitsgurtsystem mit einem erfinderungsgemäßen System
zur Bestimmung der Insassenmasse. Ergänzend sei darauf hingewiesen,
dass das genannte System auch zur Bestimmung der Insassenbeschleunigung
(wie oben ausgeführt)
eingesetzt werden kann. Sicherheitsgurtsysteme an sich sind aus dem
Stand der Technik bekannt. Eine mögliche Ausführungsform eines adaptiven
Sicherheitsgurtsystems ist in der Voranmeldung
Dieses Sicherheitsgurtsystem umfasst eine durch einen Aktuator (Elektromotor) betätigbare Bremsanordnung (Keilbremse) zur Abbremsung einer Bewegung des Gurtbandes. Diese Bremsanordnung ist als selbstverstärkende Anordnung der vom Aktuator erzeugten Betätigungskraft ausgestaltet. Weiterhin ist der Aktuator mit einer elektronischen Steuereinheit verbunden, die dazu eingerichtet ist, den Aktuator in Abhängigkeit mindestens eines insassenspezifischen und/oder situationsspezifischen Parameters zu steuern. Solche Parameter stellen beispielsweise die Insassenmasse (mInsasse) die Sitzposition des Insassen, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einen Crashpuls bei einem Crash oder die Umgebungssituation charakterisierende Parameter (z.B. Temperatur, Straßenbeschaffen heit, Beschaffenheit eines Hindernisses) dar. In Abhängigkeit von einem oder mehreren dieser Parameter ermittelt die elektronische Steuereinheit beispielsweise eine zeitabhängige Sollkennlinie, gemäß derer der Vorgang der Abbremsung der Abwickelbewegung des Gurtbandes von der Gurtrolle (oder allgemeiner die Ausgabe des Gurtbandes) gesteuert wird. Ein solches adaptives Sicherheitsgurtsystem kann insbesondere die den Fahrzeuginsassen zurückhaltende Gurtkraft in Abhängigkeit von leicht- oder schwergewichtigen Fahrzeuginsassen optimal regeln, so dass zum einen überhöhte Krafteinwirkungen des Gurtes mit der Folge einer gesteigerten Verletzungsgefahr des Kopf- und Brustbereichs vermindert werden und zum anderen das Risiko, dass eine Person bei einem Crash auf das Lenkrad prallt, minimiert wird.This safety belt system comprises an actuatable by an actuator (electric motor) brake assembly (wedge brake) for braking a movement of the webbing. This brake assembly is designed as a self-energizing arrangement of the actuating force generated by the actuator. Furthermore, the actuator is connected to an electronic control unit, which is set up to control the actuator as a function of at least one occupant-specific and / or situation-specific parameter. Such parameters represent, for example, the occupant mass (m occupant ) the seating position of the occupant, the speed of the motor vehicle, a crash pulse in the event of a crash, or parameters characterizing the surrounding situation (eg temperature, road condition, nature of an obstacle). Depending on one or more of these Parameter determines the electronic control unit, for example, a time-dependent setpoint characteristic, according to which the Process of decelerating the unwinding movement of the webbing from the belt reel (or more generally the output of the webbing) is controlled. Such an adaptive safety belt system can optimally regulate in particular the vehicle occupant restrained belt force as a function of light or heavy vehicle occupants, so that on the one hand excessive force effects of the belt with the consequence of an increased risk of injury to the head and chest area are reduced and on the other hand the risk that a person crashes in a crash on the steering wheel is minimized.
Ist ein derartiges adaptives Sicherheitsgurtsystem mit einem erfindungsgemäßen System zur Bestimmung der Insassenmasse und/oder der Insassenbeschleunigung ausgestattet, so wird es beispielsweise möglich, die Abbremsung der Gurtbandbewegung bzw. die Ausgabe des Gurtbandes in Abhängigkeit von der bestimmten Insassenmasse und/oder Insassenbeschleunigung vorzunehmen. Ein Beispiel eines solchen adaptiven Sicherheitsgurtsystems wird im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen näher besprochen werden.is Such an adaptive safety belt system with a system according to the invention for determining occupant mass and / or occupant acceleration equipped, it is possible, for example, the deceleration of the webbing movement or the output of the webbing depending on the particular Occupant mass and / or occupant acceleration. An example Such an adaptive safety belt system is related with the embodiments discussed in more detail become.
Um das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Insassenmasse und/oder der Insassenbeschleunigung möglichst effizient zu automatisieren, ist es sinnvoll, dieses Verfahren mittels eines Computerprogramms zu implementieren, das insbesondere auf einer Recheneinheit des erfindungsgemäßen Systems gestartet und ausgeführt wird. Hierbei kann für die Bestimmung der Gurtbandbeschleunigung aus den entsprechenden Sensordaten, beispielsweise den Daten eines Gurtrollenwinkelgebers, sowie zur Bestimmung eines Wertes für die Insassenmasse aus der Gurtkraft, der Fahrzeugbeschleunigung und der Gurtbandbeschleunigung sowie schließlich zur Bestimmung der Insassenbeschleunigung aus der Gurtkraft und dem ermittelten Wert für die Insassenmasse jeweils eine eigene Recheneinheit vorhanden sein oder aber vorzugsweise ein und die selbe Recheneinheit diese Berechnungen ausführen.Around the inventive method for determining occupant mass and / or occupant acceleration preferably to automate efficiently, it makes sense to use this procedure to implement a computer program, in particular an arithmetic unit of the system according to the invention is started and executed. This can be for the determination of the belt acceleration from the corresponding Sensor data, such as the data of Gurtrollenwinkelgebers, as well as for determining a value for the occupant mass from the belt force, the vehicle acceleration and the Gurtbandbeschleunigung and finally to determine the occupant acceleration from the belt force and the determined value for the occupant mass respectively its own arithmetic unit be present or preferably one and the same arithmetic unit perform these calculations.
Das Computerprogramm kann als Computerprogrammprodukt auf Datenträgern, wie CD-ROMs, EEPROMs oder auch in Form von Flash-Memories gespeichert sein, oder aber als reines Computerprogramm über diverse Rechnernetze (wie Intranet oder Internet) in den Arbeitsspeicher herunterladbar sein. Als Computerprogramm und Computerprogrammprodukt werden auch Mikrocontrollerprogramme bzw. Mikrocontrollerprogrammprodukte verstanden.The Computer program can be used as a computer program product on data carriers, such as CD-ROMs, EEPROMs or even be stored in the form of flash memories, or else as a pure computer program over various computer networks (such as intranet or internet) in the main memory be downloadable. As a computer program and computer program product Microcontroller programs or microcontroller program products are also understood.
Im folgenden sollen die Erfindung sowie ihre Vorteile in Ausführungsbeispielen, die durch die beigefügten Figuren illustriert sind, näher erläutert werden.in the The following are the invention and its advantages in embodiments, which by the attached Figures are illustrated, closer explained become.
Der
Insasse
Obgleich
in
Im
folgenden soll anhand von
Im
vorliegend betrachteten Fall eines Fahrzeugcrashs sollen zunächst die
Insassenmasse und dann die Insassenbeschleunigung bestimmt werden. Im
Schritt
Nach
dem Schritt
In
der Praxis zeigt sich aufgrund des verrauschten Gurtbandbeschleunigungs-
bzw. Insassenbeschleunigungs-Signals ein mehr oder weniger verrauschtes
Ergebnis für
die Insassenmasse im Schritt
In
diesem Beispiel soll weiterhin die Insassenbeschleunigung bestimmt
werden. Hierzu schließt
sich an den Schritt
Sämtliche
Berechnungen zur Bestimmung der Insassenmasse und/oder Insassenbeschleunigung
werden vorzugsweise in einer Recheneinheit
Eine
Bremsanordnung
An
seinem Außenumfang
ist der zweite Abschnitt
Der
Elektromotor
Eine
Mehrzahl von ersten Keilen
Auf
seiner der Bremsscheibe
Im
Folgenden wird die Funktion des Gurtaufrollers
Wenn
das Fahrassistenzsystem oder ein entsprechender Sensor
Beim
Crash selbst wird zunächst
die durch den Gurtstraffer bewirkte Drehbewegung der Welle
Die
elektronische Steuereinheit
Das
in
Bei
der Betätigung
des Elektromotors
Zur
besseren Veranschaulichung der Wirkung der ersten und zweiten Keile
Obwohl
die in
Wenn
sich das erste Reibelement
Bei
dem in
Der
Insasse
Weiterhin
ist in diesem Ausführungsbeispiel zur
Messung einer Gurtkraft ein Gurtkraftsensor
In
diesem Ausführungsbeispiel
werden die Daten des Beschleunigungssensors
Es
ist auch möglich,
mehrere Sensoren
Weiterhin
kann es vorteilhaft sein, insbesondere bei Verwendung einer Funkverbindung
Es
sei ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die vorliegend in Zusammenhang mit
Zur
Bestimmung der Insassenmasse gemäß Erfindung
wird in diesem Ausführungsbeispiel
die Insassenbeschleunigung in bezug auf die ortsfeste Fahrzeugumgebung
mittels des Insassenbeschleunigungssensors
Zur
Energieversorgung des Beschleunigungssensors
Zur
erfindungsgemäßen Bestimmung
der Insassenmasse wird parallel zum ersten Schritt der Messung der
Insassenbeschleunigung in einem zweiten Schritt die Gurtkraft mittels
des Gurtkraftsensors gemessen. Hierzu wird auf das Ausführungsbeispiel
gemäß
Nach diesen Schritten liegen die für die Bestimmung der Insassenmasse notwendigen Größen aInsasse sowie FGurt vor. In einem nächsten Schritt erfolgt hierauf eine Bestimmung (oder besser Schätzung) der Insassenmasse aInsasse gemäß der Gleichung After these steps, the necessary for the determination of the occupant mass sizes a occupant and F belt are available. In a next step, this is followed by a determination (or better estimation) of the occupant mass a occupant according to the equation
Da es sich bei der Insassenmasse um eine sehr konstante und nicht veränderbare Größe handelt, kann durch eine anschließende Filterung des Signals der Insassenmasse in einem nächsten Schritt eine Bestimmung der Insassenmasse aus den in der Praxis verrauschten Signalen der Gurtbandbeschleunigung und der Insassenbeschleunigung mit ausreichender Genauigkeit vorgenommen werden.There it is in the occupant mass to a very constant and unchangeable Size acts, can through a subsequent Filtering the signal of the occupant mass in a next step Determination of occupant mass from the noise in practice Signals of the belt acceleration and the occupant acceleration be made with sufficient accuracy.
Wie
im Ausführungsbeispiel
gemäß
- 11
- Sicherheitsgurtsystemseat belt system
- 22
- Sensor, ESP-SensorSensor, ESP sensor
- 33
- Sensor, GurtrollenwinkelgeberSensor, Gurtrollenwinkelgeber
- 44
- Gurtkraftsensorbelt force sensor
- 55
- Recheneinheitcomputer unit
- 66
- Sensor, InsassenbeschleunigungssensorSensor, Occupants accelerometer
- 1010
- Gurtaufrollerretractor
- 1212
- Wellewave
- 1414
- Gurtrollebelt roller
- 1616
- Gurtbandwebbing
- 1717
- Bremsanordnungbrake assembly
- 1818
- Bremsscheibebrake disc
- 2020
- Trägerteilsupport part
- 20', 20''20 ', 20' '
- erster Abschnitt, zweiter Abschnittfirst Section, second section
- 2222
- erstes Reibelementfirst friction
- 22'22 '
- zweites Reibelementsecond friction
- 2424
- Außenverzahnungexternal teeth
- 2626
- Außenverzahnungexternal teeth
- 2828
- Zahnradgear
- 3030
- Motorwellemotor shaft
- 3232
- Elektromotorelectric motor
- 3434
- ortsfestes Gehäuseteilstationary housing part
- 3535
- Steuereinheitcontrol unit
- 3636
- Sensor, SignalleitungSensor, signal line
- 3737
- Funkverbindungradio link
- 3838
- erster Keilfirst wedge
- 4040
- zweiter Keilsecond wedge
- 42, 42', 42''42 42 ', 42' '
- zweites Trägerteil, erster Abschnitt, zweitersecond Supporting part, first section, second
- Abschnittsection
- 4444
- RückstellfederReturn spring
- 4646
- Keilflächewedge surface
- 4848
- Keilflächewedge surface
- 102102
- Insasseinmate
- 106106
- Fahrzeugsitzvehicle seat
- 108108
- Fahrgastzelle, Fahrzeuginnenraumpassenger compartment, Vehicle interior
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006013495A DE102006013495A1 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Passenger mass determining method for use during crash fall of vehicle, involves determining belt force acting on passenger by belt force sensor, where value for passenger mass is derived from division of belt force by sum of accelerations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102006013495A DE102006013495A1 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Passenger mass determining method for use during crash fall of vehicle, involves determining belt force acting on passenger by belt force sensor, where value for passenger mass is derived from division of belt force by sum of accelerations |
Publications (1)
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---|---|
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Family
ID=38438349
Family Applications (1)
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DE102006013495A Withdrawn DE102006013495A1 (en) | 2006-03-23 | 2006-03-23 | Passenger mass determining method for use during crash fall of vehicle, involves determining belt force acting on passenger by belt force sensor, where value for passenger mass is derived from division of belt force by sum of accelerations |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102006013495A1 (en) |
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-
2006
- 2006-03-23 DE DE102006013495A patent/DE102006013495A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |
Effective date: 20130326 |