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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Fehlbenutzung eines Sicherheitsgurts in einem Fahrzeug sowie ein Sicherheitsgurtsystem eines Fahrzeugs.
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In vielen Ländern ist in Personenkraftwagen das Anlegen von Sicherheitsgurten während der Fahrt Plicht. Um einen Fahrgast auf das Versäumen des Anlegens des Sicherheitsgurts hinzuweisen, sind daher Sensoren bekannt, die ein Einstecken einer Steckzunge in das Gurtschloss oder auch einen Gurtbandauszug vom Gurtaufroller erfassen. Unterbleibt beispielsweise eine dieser Aktionen, so wird eine Warnung ausgegeben oder sogar die Benutzung des Fahrzeugs unterbunden (dies ist als SBI oder seat belt interlock bekannt).
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Obwohl nachweislich die Verwendung des Sicherheitsgurtes die Verkehrssicherheit für den Fahrzeuginsassen deutlich erhöht, kommt es immer wieder zu willentlichen Fehlbenutzungen des Sicherheitsgurtsystems, bei denen der Sicherheitsgurt nicht bestimmungsgemäß angelegt wird. Beispielsweise kann der Insasse die Steckzunge in das Gurtschloss stecken und sich dann auf den Sicherheitsgurt setzen. Um den Gurtschlosssensor zu umgehen, kommt es auch vor, dass eine separate Steckzunge, die nicht mit dem Gurtband verbunden ist, in das Gurtschloss eingesteckt wird. Die Verwendung solcher „Schummel-Zungen“ (cheating tongues) soll ein bestimmungsgemäßen Anlegen des Gurtbandes vortäuschen. Die Sensorsignale alleine geben daher keine verlässliche Auskunft darüber, ob eine Fehlbenutzung des Sicherheitsgurtes vorliegt oder nicht.
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Aus der
DE 10 2007 025 702 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung der ungewollten Fehlbenutzung eines Sicherheitsgurtes durch einen zuvor im Fahrzeug registrierten Benutzer bekannt. Dazu werden spezifische Daten für diesen registrierten Benutzer gesammelt und hinterlegt. Das Verfahren arbeitet mit gemessenen Referenzwerten eines spezifischen Fahrers, d.h. die Referenzwerte werden personenspezifisch in einer Lernphase nach erstmaliger Fahrzeugbenutzung ermittelt.
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Die
DE 10 2010 008 898 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Gurtanschnallwarnung, bei dem verschiedene Fahrzeugdaten und Signale erfasst und ausgewertet werden. Dabei wird die Anwesenheit eines Fahrzeuginsassen durch Auswertung von Signalen eines Airbag-Sensors detektiert. Weitere Signale umfassen dabei insbesondere die eines Sitzbelegungssensors und eines Türschlossschalters.
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Aus der
DE 10 2012 001 472 A1 ist darüber hinaus es bekannt, zur Überwachung einer korrekten Gurtbenutzung auch die Daten eines Türsensors zu erfassen und auszuwerten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Weise die Erkennung einer Fehlbenutzung des Sicherheitsgurtes zu verbessern.
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Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zur Erkennung einer willentlichen Fehlbenutzung eines Sicherheitsgurts in einem Fahrzeug durch nicht bestimmungsgemäßes Anlegen des Sicherheitsgurtes vorgesehen, bei dem Fahrzeugdaten erfasst werden und mit diesen Daten eine Plausibilitätsüberprüfung vorgenommen wird, mit der festgestellt wird, ob der Sicherheitsgurt bestimmungsgemäß angelegt ist. Dabei werden Signale wenigstens eines Gurtschlosssensors und wenigstens eines Gurtbandauszugssensors erfasst. Es wird eine Plausibilitätsüberprüfung zur Fehlbenutzung durchgeführt, indem der zeitliche Verlauf der Signale und/oder der Zeitpunkt des Eingangs der Signale herangezogen werden bzw. wird, um einen Vergleich mit vorgegebenen Referenzdaten durchzuführen. Erfindungsgemäß wird also nicht nur darauf abgestellt, dass der Gurtschlosssensor und der Gurtbandauszugssensor eine Betätigung gemeldet haben, sondern darüber hinausgehend werden weitere Daten erfasst, die mit diesen Sensorsignalen in Zusammenhang stehen, und diese werden zusätzlich herangezogen, um zu überprüfen, ob der Sicherheitsgurt bestimmungsgemäß genutzt wird, oder ob eine Fehlbenutzung vorliegt.
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Zusätzlichen Daten lassen sich beispielsweise aus dem Zeitpunkt des Eingangs der Sensorsignale gewinnen. Daraus kann unter anderem eine zeitliche Abfolge des Eingangs der Sensordaten und damit der vom Fahrzeuginsassen vorgenommenen Handgriffe rekonstruiert werden.
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Außerdem kann ein zeitlicher Verlauf der Signale eines Sensors erfasst und ausgewertet werden, indem aufeinanderfolgende Signale eines Sensors in ihrem zeitlichen Abstand sowie gegebenenfalls in ihren zurückgemeldeten Werten erfasst werden.
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Es ist möglich, aber nicht notwendig, eine kontinuierliche Aufzeichnung in gleichmäßigen Zeitintervallen für die Sensoren durchzuführen, es ist meist ausreichend, nur die Sensorsignale abzuspeichern, in denen der Sensor eine Veränderung eines Zustands meldet. Beim Gurtbandauszugssensor wird insbesondere neben dem Ereignis „Gurtbandauszug“ auch die Länge des ausgezogenen Gurtbandes erfasst. Vorzugsweise erfasst der Gurtbandauszugssensor positive wie negative Gurtbandauszüge, also eine Gurtbandausgabe wie auch einen Gurtbandeinzug. Der Begriff „Gurtbandauszug“ umfasst daher in dieser Anmeldung eine Bewegung des Gurtbangs in beide Bewegungsrichtungen, wenn nicht ausdrücklich eine Unterscheidung getroffen wird.
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Um die Plausibilitätsüberprüfung zu verbessern, können weitere Fahrzeugdaten herangezogen werden, wobei die Fahrzeugdaten beispielsweise Signale zumindest eines Sitzbelegungssensors und/oder Signale eines Türsensors und/oder zumindest eine Fahrzeugbeschleunigung und eine Fahrzeuggeschwindigkeit umfassen können. Auch in diesem Fall wird bei allen Sensorsignalen vorzugsweise der Zeitpunkt des Eingangs des Signals sowie gegebenenfalls der aktuelle Wert des Signals, beispielsweise bei der Beschleunigung oder Fahrzeuggeschwindigkeit, erfasst und abgespeichert.
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Generell kann die Plausibilitätsüberprüfung, ob der Sicherheitsgurt bestimmungsgemäß angelegt ist, eine Überprüfung darüber umfassen, ob eine Steckzunge des Sicherheitsgurts korrekt in ein zugeordnetes Gurtschloss eingesteckt ist sowie ob das Gurtband bestimmungsgemäß geführt wird, also z.B. um den Oberkörper des Fahrzeuginsassen geschlungen ist.
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Die abgespeicherten Sensorsignale lassen sich jeweils einem Ereignis zuordnen. Als Ereignis wird beispielsweise angesehen, dass der Gurtschlosssensor ein Einstecken der Steckzunge meldet, der Geschwindigkeitssensor ein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit für Fahren ohne Sicherheitsgurt, der Gurtbandauszugssensor einen Gurtbandeinzug oder Gurtbandauszug, ein Sitzbelegungssensor eine Sitzbelegung durch eine Person, ein Beschleunigungssensor eine Querbeschleunigung nach rechts oder links bzw. eine Fahrzeugverzögerung oder Fahrzeugbeschleunigung, oder wenn ein Türsensor meldet, dass die Fahrzeugtür geöffnet oder geschlossen wurde.
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Aus dem Zeitpunkt des Signaleingangs kann eine zeitliche Reihenfolge von Ereignissen erstellt und/oder Zeitabstände zwischen den Ereignissen berechnet werden, die weitere Rückschlüsse auf das tatsächliche Verhalten des Fahrzeuginsassen erlauben und so die Qualität der Plausibilitätsabschätzung erhöhen.
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Wenn das Sensorsignal einen konkreten Wert umfasst, z.B. einen konkreten Gurtbandauszug oder einen Geschwindigkeitswert, kann dieser Wert als Parameter zu einem Ereignis betrachtet und mit diesem verknüpft werden. Nicht alle Ereignisse müssen auch einen Parameterwert aufweisen, beispielsweise liefern Türsensor und Gurtschlosssensor normalerweise nur ein Signal, das aussagt, dass die Tür geöffnet oder geschlossen bzw. die Steckzunge eingesteckt oder entfernt ist, das heißt, hier sind nur Werte „0“ und „1“ zu erfassen, aber keine Parameter.
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In einer vorteilhaften Variante wird zur Plausibilitätsüberprüfung, ob der Sicherheitsgurt bestimmungsgemäß angelegt ist, eine zeitliche Reihenfolge von Ereignissen ausgewertet und mit einer Referenzreihenfolge verglichen. Alternativ oder zusätzlich können Parameter zu Ereignissen ausgewertet werden und mit Referenzparameterwerten verglichen werden. Eine Referenzreihenfolge kann beispielsweise einer plausiblen Reihenfolge entsprechen. Genauso können natürlich die Referenzreihenfolgen entsprechend von Fehlbenutzungen angelegt sein. Ein Beispiel für das Heranziehen von Parametern ist beispielsweise, dass direkt nach dem Einstecken der Steckzunge in das Gurtschloss nur ein kleiner Gurtbandeinzug erwartet wird, weil sich der Insasse nach dem Einstecken in die normale Sitzposition zurückdreht, was einen geringen Gurtbandeinzug nach sich zieht. Wird jedoch ein großer Einzug bis in die Parkstellung des Sicherheitsgurtes bei einem Gurtauszugssensorsignal direkt nach dem Gurtschlosssignal zum Ereignis „Einstecken der Steckzunge“ detektiert, so spricht dies dafür, dass der Sicherheitsgurt bis in seine Parkstellung zurückgezogen wurde, also eine Fehlbenutzung unter Verwendung einer nicht mit dem Gurtband verbundenen Schummel-Zunge vorliegt, oder dass der Insasse sich auf den Gurt gesetzt hat.
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Nach diesem Muster lassen sich aus der Kombination von Sensorsignalen, der zeitlichen Reihenfolge der Sensorsignale und gegebenenfalls von Parametern der Sensorsignale eine Vielzahl von Szenarien konstruieren, die jeweils mit Referenzreihenfolgen oder Referenzparametern verglichen werden können, und die eine wesentlich genauere Bewertung erlauben, ob eine Fehlbenutzung plausibel ist oder nicht, als die alleinige Betrachtung der jeweiligen Sensorsignale.
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Vorzugsweise sind einige Plausibilitätsabfragen miteinander kombiniert, sodass erst bei Vorliegen von mehreren Ergebnissen, die zu Zweifeln an der korrekten Gurtbandbenutzung Anlass geben, ein Ausgabesignal, das bis zum SBI gehen kann, generiert wird.
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Der Rechenaufwand für die Auswertung lässt sich beispielsweise dadurch reduzieren, dass nur Ereignisse berücksichtigt werden, die vor einem vorbestimmten Ereignis oder einer Ereigniskombination liegen, das oder die als Bedingung dient. Vorzugsweise werden alle Signaleingänge und damit alle Ereignisse abgespeichert. Zur Bewertung herangezogen werden jedoch nur eine vorbestimmte Anzahl von Ereignissen vor Erfüllen der vorbestimmten Bedingung oder nur Ereignisse, die in einer vorbestimmten Zeitspanne vor Erfüllen der Bedingung liegen. Als Bedingung eignet sich z.B. eine Kombination aus einem Signal des Gurtschlosssensors, das ein Einstecken der Steckzunge ausgibt, mit einem Signal des Geschwindigkeitsmessers, das ein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit zum Anlegen des Sicherheitsgurtes anzeigt.
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Das Signal des Geschwindigkeitsmessers, das ein Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit zum Anlegen des Sicherheitsgurtes anzeigt, wird standardmäßig bei der Überschreitung dieser Grenzgeschwindigkeit ausgegeben und führt dazu, dass ein Erinnerungssignal vom Fahrzeug erzeugt wird, normalerweise in Form einer Anzeige im Cockpit sowie eines nichtabschaltbaren Tonsignals.
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Eine mögliche zeitliche Abfolge von Ereignissen umfasst beispielsweise „Tür geöffnet“, „Gurtbandauszug“, „Steckzunge eingesteckt“. Auf eine Fehlbenutzung kann geschlossen werden, wenn die zeitliche Reihenfolge der erfassten Ereignisse von dieser Referenzreihenfolge abweicht.
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Zur Erhöhung der Genauigkeit können jedoch auch weitere Fahrzeugdaten herangezogen werden, beispielsweise das Entriegeln des Fahrzeugs, das Öffnen der Tür, das Setzen auf den Sitz bei einem Beifahrersitz, die bei korrekter Gurtbenutzung dem Gurtbandauszug und dem Einstecken der Steckzunge in das Gurtschloss vorangehen müssen.
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Nach dem Einstecken der Steckzunge kann ausgewertet werden, ob ein kleiner Gurtbandeinzug, der nicht bis in die Parkstellung zurückführt, vorliegt. Entspricht die erfasste Ereignisreihenfolge einer derartigen Referenzreihenfolge, so ist sehr wahrscheinlich, dass eine korrekte Benutzung des Sicherheitsgurtes vorliegt. Erfolgt jedoch beispielsweise das Einstecken der Steckzunge bereits mit Öffnen der Tür und vor dem Gurtbandauszug, so kann davon ausgegangen werden, dass eine Schummel-Zunge verwendet wird und ein Gurtbandauszug vorgetäuscht wird. Dies gilt insbesondere, wenn das Gurtband bis in die Parkstellung, das heißt abgelegte Stellung des Gurtes, zurückgezogen wird.
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Auf eine Fehlbenutzung kann beispielsweise auch geschlossen werden, wenn bei Feststellung einer Fahrzeugquerbeschleunigung und/oder einer Fahrzeugverzögerung kein oder nur ein geringer Gurtbandauszug festgestellt wird, insbesondere wenn die Fahrzeugbeschleunigung einen Referenzwert überschreitet, bei dem durch die Bewegung des Insassen relativ zum Fahrzeug ein höherer Gurtbandauszug zu erwarten wäre, weil sich der Oberkörper des Insassen seitlich aufgrund der Querbeschleunigung bewegen müsste.
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Ein anderer Weg, auf eine Fehlbenutzung zu schließen, ist, wenn während einer von null verschiedenen Geschwindigkeit über einen vorbestimmten Zeitraum die Gurtbandbewegungen, die nicht mit Fahrzeugbeschleunigungsereignissen korrelieren, von einem Referenzwert abweichen. Derartige Gurtbandbewegungen beruhen auf den ständig auftretenden, üblichen Eigenbewegungen der Fahrzeuginsassen. Beispielsweise entsteht eine Gurtbandbewegung von Auszug und Einzug bei der Bedienung eines Navigationsgeräts, eines Radios, beim Öffnen und Schließen des Handschuhfaches und Verstellen des Spiegels. Plausible Werte und/oder Referenzwerte für eine Fehlbenutzung, die beispielsweise durch ein Sitzen auf einem eingesteckten Gurt beruhen, werden vorher in Testabläufen erfasst und als Referenzwerte abgespeichert. Derartige Referenzwerte können auch für Kindersitze sowie andere Objekte aufgenommen werden, die typischerweise auf dem Beifahrersitz oder auf dem Rücksitz platziert werden.
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Das beschriebene Verfahren lässt sich prinzipiell nur mit den Daten des Gurtschlosssensors und des Gurtbandauszugssensors durchführen. Die Qualität der Auswertung kann jedoch durch die Verwendung weiterer Sensoren und weiterer Fahrzeugdaten verbessert werden.
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Ein Sicherheitsgurtsystem eingerichtet zur Durchführung eines oben beschriebenen Verfahrens umfasst zumindest einen Gurtschlosssensor und zumindest einen Gurtbandauszugssensor sowie zumindest einen Sitzbelegungssensor, einen Türsensor, einen Fahrzeugbeschleunigungssensor und/oder einen Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser. Das Sicherheitsgurtsystem umfasst außerdem eine Steuereinheit, in der die Signale der Sensoren abgespeichert und ausgewertet werden. Es hat sich gezeigt, dass sich mit diesen an sich bekannten Sensoren durch Verknüpfungen der zeitlichen Reihenfolge des Eingangs der Sensorsignale sowie der Auswertung von in den Sensorsignalen enthaltenen Parametern wie beispielsweise der Gurtbandauszuglänge oder der Höhe der Beschleunigung eine deutlich verbesserte Bewertung einer Fehlbenutzung des Sicherheitsgurtes erreichen lässt als nur durch die Betrachtung der Sensorsignale alleine.
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Um zu verhindern, dass Steckzungen in nicht zugeordnete Gurtschlösser eingesteckt werden oder dass Schummel-Zungen verwendet werden, ist vorzugsweise an zumindest einer Steckzunge eine Codierung vorgesehen, die genau auf ein einziges Gurtschloss des Sicherheitsgurtsystems abgestimmt ist. Eine derartige Codierung kann zumindest für Fahrer- und Beifahrersitz vorgesehen sein, kann aber auch auf den Rücksitzen eingesetzt werden. Vorzugsweise ist die Codierung so ausgelegt, dass die Steckzunge nur in genau diesem Gurtschloss verrastet und in jedem anderen Gurtschloss nicht korrekt eingesteckt werden kann oder dass über ein RFID-Tag an der Steckzunge diese individualisiert ist. In diesem Fall melde das Gurtschloss vorzugsweise auch kein „Steckzunge eingesteckt“-Signal zurück.
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Die Codierung ist vorzugsweise mechanisch, beispielsweise in einer bestimmten Geometrie der Steckzunge, könnte aber auch optisch, akustisch oder elektronisch verwirklicht werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
- - 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung einer Fehlbenutzung eines Sicherheitsgurtes in einem Fahrzeug;
- - 2 eine schematische Darstellung der Bewertung von Fahrzeugdaten zur Erkennung einer Fehlbenutzung;
- - 3 ein erstes Beispiels einer Fehlbenutzungserkennung;
- - 4 ein zweites Beispiel einer Fehlbenutzungserkennung; und
- - 5 ein drittes Beispiel einer Fehlbenutzungserkennung.
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1 zeigt schematisch ein Sicherheitsgurtsystem 10, bei dem eine Vielzahl von Fahrzeugbauteilen mit Sensoren verbunden sind, die eine Bewegung, einen Zustand oder einen Parameter des Fahrzeugbauteils erfassen können.
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In diesem Beispiel ist unter anderem eine Fahrzeugtür 12 vorgesehen, die mit einem Türsensor 14 verbunden ist, wobei der Türschlosssensor 14 ein Öffnen und ein Schließen der Fahrzeugtür 12 erkennen kann und dies jeweils mit einem Signal an eine Steuereinheit 16 meldet.
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In der Steuereinheit 16 werden alle eingehenden Sensorsignale abgespeichert, wobei außerdem stets der Zeitpunkt des Signaleingangs abgelegt wird. Es wird eine Auswertung durchgeführt, bei der jedes spezifische Sensorsignal als ein eigenes Ereignis betrachtet wird.
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Das Sicherheitsgurtsystem 10 hat außerdem mehrere Gurtschlösser 18, die jeweils einen Gurtschlosssensor 20 aufweisen (aus Gründen der Darstellung ist nur ein Gurtschloss dargestellt). Der Gurtschlosssensor 20 erfasst ein Einstecken und ein Lösen einer Steckzunge und meldet dieses Signal an die Steuereinheit 16. Ein derartiges „Steckzunge eingesteckt“-Signal wird vom Gurtschlosssensor 20 nur ausgegeben, wenn die Steckzunge korrekt im Gurtschloss 18 verrastet ist.
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Weiterhin ist ein Gurtaufroller 22 mit einem Gurtbandauszugssensor 24 vorgesehen. Der Gurtbandauszugssensor 24 registriert Gurtbandbewegungen, und zwar sowohl in die positive als auch in die negative Auszugsrichtung. Bewegungsrichtung sowie Länge des jeweils erfolgten Gurtbandauszugs werden ebenfalls an die Steuereinheit 16 gemeldet, wo sie abgespeichert werden, oder entsprechende Signale werden an die Steuereinheit 16 gesandt, die dann selbst die Bewegungsrichtung und die Länge des erfolgten Gurtbandauszugs bestimmt.
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In diesem Beispiel ist außerdem ein Fahrzeugsitz 26 mit einem Sitzbelegungssensor 28 vorgesehen, wobei der Sitzbelegungssensor 28 an die Steuereinheit 16 meldet, wenn der Fahrzeugsitz 26 mit einer Last oberhalb eines vorbestimmten Grenzwertes belastet wird. Auch dies wird in der Steuereinheit 16 zusammen mit dem Signaleingangszeitpunkt abgelegt. Ein Sitzbelegungssensor 28 ist insbesondere für einen Beifahrersitz vorgesehen, kann aber auch für andere Sitze im Fahrzeug vorhanden sein.
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Außerdem werden hier noch Daten von Beschleunigungssensoren 30 sowie eines Geschwindigkeitsmessers 32 erfasst und ebenfalls an die Steuereinheit 16 gemeldet. Beschleunigungssignale werden zusammen mit dem Zeitpunkt des Signaleingangs in der Steuereinheit vermerkt. Dabei ist es möglich, nur Beschleunigungen oberhalb eines vorbestimmten Grenzwertes zu berücksichtigen.
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Die Fahrzeuggeschwindigkeit kann kontinuierlich erfasst und aufgezeichnet werden, auch hier ist es aber möglich, eine Erfassung auf bestimmte Grenzwerte zu beschränken. Insbesondere wichtig ist die Erfassung des Überschreitens einer Grenzgeschwindigkeit, ab der ein Anlegen des Sicherheitsgurtes vorgeschrieben ist und ab der nicht näher dargestellte Kontrollinstanzen im Fahrzeug die Ausgabe eines Sicherheitsgurtwarnsignals ausgeben. Das Überschreiten dieser Grenzgeschwindigkeit wird zusammen mit dem Zeitpunkt des Signaleingangs ebenfalls in der Steuereinheit 16 abgelegt.
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Die Steuereinheit 16 ist mit einem SBI-System 34 verbunden, das bei einer Fehlbenutzung des Sicherheitsgurtes eine Benutzung und Bewegung des Fahrzeugs insgesamt verhindern kann oder zumindest eine nicht abschaltbare Warnung ausgibt.
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Zur Erkennung einer Fehlbenutzung wird eine Plausibilitätsüberprüfung in der Steuereinheit durchgeführt. Das bedeutet, dass nicht lediglich die Sensorsignale betrachtet werden, insbesondere die Signale des Gurtschlosssensors 20 sowie des Gurtbandauszugssensors 24, um zu bestimmen, ob der Sicherheitsgurt bestimmungemäß angelegt ist, sondern dass weitere Daten zur Abschätzung herangezogen werden, ob es plausibel ist, dass der Sicherheitsgurt bestimmungsgemäß getragen wird.
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So wird zum einen aus dem abgespeicherten Zeitpunkt des Signaleingangs eine Reihenfolge von Ereignissen berechnet, in der dargestellt ist, in welcher zeitlichen Abfolge die einzelnen Sensorsignale eingegangen sind und somit in welcher zeitlichen Abfolge die einzelnen Ereignisse erfolgt sind. Außerdem lässt sich der Zeitabstand zwischen den Ereignissen bestimmen und zur Bewertung heranziehen. Schließlich können Parameter der einzelnen Ereignisse, insbesondere eine Länge eines Gurtbandauszugs sowie Beschleunigungswerte in die Bewertung mit eingehen.
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Die Überprüfung einer Fehlbenutzung umfasst zwei generell unterschiedliche Wege. Zum einen muss bewertet werden, ob die richtige Steckzunge in das dazu passende Gurtschloss gesteckt wurde und zum anderen muss bewertet werden, ob das Gurtband bestimmungsgemäß angelegt bzw. bestimmungsgemäß geführt ist.
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Um zu erkennen, ob die richtige Steckzunge in das richtige Gurtschloss 18 gesteckt wurde, werden hier mechanisch und/oder elektronisch codierte Steckzungen verwendet, die jeweils nur in ein einziges Gurtschloss 18 im Fahrzeug passen. Nur, wenn diese Steckzunge in das jeweilige Gurtschloss 18 eingesteckt ist, meldet der Gurtschlosssensor 20 das Signal „Steckzunge eingesteckt“, das dann in der Steuereinheit 16 abgelegt wird.
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Die Codierung ist beispielsweise durch eine spezifische Geometrie an der Steckzunge realisiert, die so ausgelegt ist, dass nur mit dieser Steckzunge ein Verrasten der Steckzunge im Gurtschloss 18 erfolgen kann. Andere Arten der Codierung können selbstverständlich auch eingesetzt werden.
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Damit angenommen wird, dass die passende Steckzunge korrekt eingesteckt wurde, wird außerdem noch überprüft, ob der Gurt, der zu dieser Steckzunge gehört, tatsächlich benutzt wird. Beispielsweise wird überprüft, ob überhaupt ein Gurtbandauszug erfolgt, oder weitergehend, ob einem Gurtbandauszug maximal ein geringer Gurtbandeinzug, nicht aber ein Gurtbandeinzug bis zurück in die Parkstellung des Sicherheitsgurtes erfolgt.
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Sind beide Bedingungen erfüllt, kann darauf geschlossen werden, dass der korrekte Gurt mit daran angebrachter Steckzunge im korrekten Gurtschloss fixiert wurde (siehe 2).
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Zur Erkennung, ob das Gurtband bestimmungsgemäß angelegt und geführt wird, werden weitere Fahrzeugdaten herangezogen. Dieser Zweig ist in 2 auf der rechten Seite dargestellt. Die dort genannten Fahrdynamikdaten sind eine Untergruppe der allgemeinen Fahrzeugdaten.
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Hier geht insbesondere die Auswertung der Gurtbandbewegung ein, also der Gurtbandausgabe und des Gurtbandeinzuges über der Zeit. Dabei wird zum einen überprüft, ob die Gurtbandbewegungen zu den erfassten Fahrzeugbeschleunigungen passen. Außerdem wird anhand von vorher erstellten und in der Steuereinheit 16 hinterlegten Referenzprofilen überprüft, ob die gemessenen Gurtbandbewegungen plausibel sind für eine Insassenbewegung bei Abwesenheit von Fahrzeugbeschleunigungen. Hierunter ist beispielsweise eine Betätigung von Radio oder Navigationssystem, ein Griff ins Handschuhfach, das Schalten bei Handschaltung oder zum Spiegel sowie etwa ein Lockern der Kleidung zu verstehen. Derartige Bewegungen erfolgen statistisch betrachtet mit einer gewissen Häufigkeit und haben jeweils einen charakteristischen Gurtbandauszug zur Folge. Bei der Betrachtung der nicht fahrzeugbeschleunigungskorrelierten Gurtbandbewegungen über einen bestimmten Zeitpunkt, beispielsweise einige Minuten bis zu einer Stunde, kann daher erfasst werden, ob eine natürliche Gurtbandbewegung vorliegt, die darauf schließen lässt, dass tatsächlich ein Insasse den Gurt umgelegt hat, oder ob beispielsweise praktisch keine oder gar keine Gurtbandbewegung stattfindet, was darauf schließen lässt, dass der Gurt nicht um den Oberkörper gelegt ist.
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Es können auch typische Referenzprofile für unbewegte Objekte oder Kindersitze angelegt werden, die auf dem Beifahrer- oder Rücksitz festgeschnallt werden, und die sich naturgemäß in nicht fahrzeugbeschleunigungskorrelierten Gurtbandbewegungen von lebendigen Personen unterscheiden.
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Aus den Sensorsignalen wird außerdem eine Ereignisreihenfolge durch Auswertung des Signaleingangszeitpunkts erstellt, die ebenfalls dazu herangezogen werden kann um zu erkennen, ob tatsächlich ein Gurtanlegen erfolgt ist oder ob ein Gurtanlegen lediglich vorgetäuscht wurde.
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2 zeigt, dass beide Wege zusammengenommen in die Plausibilitätsüberprüfung zur Erkennung der Fehlbenutzung eingehen. Wird eine Fehlbenutzung erkannt, wird diese an das SBI-System 34 weitergegeben und gegebenenfalls das Bewegen des Fahrzeugs verhindert oder es wird ein Signal an den Fahrer abgegeben.
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Bei der Überprüfung, ob der Sicherheitsgurt korrekt geschlossen ist, wird dementsprechend auch überprüft, ob die Steckzunge mit dem Gurtband verbunden ist oder als Schummel-Zunge verwendet wird. Während dem Einstecken einer mit dem Gurtband verbundenen Steckzunge ein Gurtbandauszug vorausgeht und gegebenenfalls ein geringer Gurtbandeinzug folgt, ist beides beim Einstecken einer Schummel-Zunge nicht der Fall. Eine Auswertung der Gurtbandbewegung vor und nach dem Stecken gibt also ein Indiz dafür, ob das betreffende Gurtband mit der Steckzunge verbunden ist oder nicht.
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Auch die Gurtbandauszuglänge kann auf Plausibilität geprüft werden. Beispielsweise hat ein ungenutzter Sicherheitsgurt in seiner sogenannten Parkstellung die Auszugslänge von null, dies ist jedoch natürlich nicht vereinbar mit einem Signal des Gurtschlosssensors, dass die Steckzunge eingesteckt ist.
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Erfolgen während der Fahrt keine weiteren Gurtbandbewegungen, ist auch dies ein Hinweis darauf, dass eine Schummel-Zunge verwendet wird und das Gurtband nicht mit der Steckzunge verbunden ist oder dass der Insasse auf dem ausgezogenen Gurt sitzt.
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Die Vorgehensweise des Fahrzeuginsassen und somit die Ereignisreihenfolge der eingehenden Sensorsignale unterscheiden sich beim richtigen Anlegen des Gurtbandes normalerweise von der Vorgehensweise bei einer Fehlbenutzung.
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Das normale Anschnallen erfolgt nach dem Entriegeln des Fahrzeugs, dem Öffnen der Tür, dem Platznehmen auf dem Sitz, mit einem Gurtbandauszug gefolgt vom Einstecken der Schlosszunge in das Gurtschloss.
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Beim Einstecken der Steckzunge ohne Anschnallen des Insassen verbleibt die Steckzunge normalerweise ähnlich wie bei der Verwendung einer Schummel-Zunge üblicherweise dauerhaft im Gurtschloss und erzeugt dementsprechend dauerhaft das Gurtschlosssensorsignal „Steckzunge gesteckt“, unabhängig vom Fahrzustand. Auch dies kann zur Erkennung einer Fehlbenutzung herangezogen werden. Beispielsweise ist bei bestimmungsgemäßem Gebrauch beim Öffnen der Tür die Steckzunge noch nicht eingesteckt. Fallen also Signalzeitpunkte von „Tür öffnen“ und „Steckzunge gesteckt“ zusammen oder in einen sehr kleinen Zeitraum, so ist dies ein Indiz für eine Fehlbenutzung.
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Bei der Verwendung eines Sitzbelegungssensors lässt sich erkennen, ob der Sicherheitsgurt bestimmungsgemäß angelegt wurde, indem überprüft wird, ob ein Insasse Platz nimmt, obwohl bereits eine Steckzunge in das Gurtschloss eingesteckt ist. Dies ist nicht kompatibel mit der korrekten Signalreihenfolge, dass der Insasse zuerst Platz nimmt und sich dann anschnallt.
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Eine komplette Überprüfung sämtlicher Kombinationen benötigt viel Zeit und Rechenkapazität. Daher wird hier nur eine begrenzte Anzahl an Sensorsignalen zur Entscheidung herangezogen. Nur Sensorsignale in einer Zeitspanne vor dem Erfüllen einer spezifischen Bedingung werden ausgewertet und gehen in die Plausibilitätsüberprüfung ein. Diese Bedingung ist beispielsweise die Kombination der Ereignisse „Steckzunge eingesteckt“ und das Überschreiten der Grenzgeschwindigkeit, ab der der Sicherheitsgurt angelegt werden muss, das vom Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser geliefert wird.
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Die 3 bis 5 zeigen Beispiele für Abfrageschemata zur Erkennung einer Fehlbenutzung.
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3 und 4 zeigen insbesondere Beispiele um zu erkennen, ob das Gurtband richtig angelegt wurde, also ein korrekter Anschnallvorgang durchgeführt wurde.
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Zum einen wird überprüft, ob die tatsächliche Ereignisreihenfolge, die aus dem Eingangszeitpunkt der Sensorsignale und Fahrzeugdaten ermittelt wurde, mit einer vorgegebenen Referenzreihenfolge übereinstimmt. Die Referenzreihenfolge ist hier: „Tür öffnen“- bzw. „Tür schließen“-Signal des Türsensors 14, Gurtbandauszugsignal des Gurtbandauszugssensor 24, Gurtschlosssensorsignal „Steckzunge eingesteckt“.
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Außerdem sollte der Gurtbandauszugssensor 24 maximal eine geringe Gurtbandbewegung direkt nach dem Gurtschlosssensorsignal melden. Eine große Bewegung deutet auf eine Fehlbenutzung hin, während eine kleine Bewegung plausibel ist, wenn sich das Gurtband direkt nach dem Anschnallen dicht an den Körper anlegt. Zusätzlich kann noch überprüft werden, ob der Gurtbandauszug plausibel ist, also beispielsweise ob eine ausreichende Menge an Gurtband abgezogen wurde, um einen Fahrzeuginsassen anschnallen zu können.
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Auch wenn das Gurtschlosssensorsignal, das eine eingesteckte Steckzunge meldet, bereits mit dem Türsensorsignal zum Öffnen bzw. Schließen der Tür vorliegt, lässt dies auf eine Fehlbenutzung schließen.
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Für den Beifahrersitz kann zusätzlich, wie in 4 dargestellt, überprüft werden, ob der Sitzbelegungssensor 28 eine Sitzbelegung vor dem Eingang des Gurtschlosssensorsignal ausgegeben hat, oder ob angeblich erst die Steckzunge eingesteckt wurde, bevor sich der Insasse überhaupt auf den Sitz 26 gesetzt hat.
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Eine bestimmungsgemäße Führung des Gurtbands lässt ich beispielsweise durch das Abfrageschema der 5 überprüfen.
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Hier wird zusätzlich zum Überprüfen auf ein Gurtschlosssensorsignal für eine eingesteckte Steckzunge und eine Überprüfung, ob der dabei gemeldete Gurtbandauszug plausibel ist, über einen gewissen Zeitraum beim fahrenden Fahrzeug die Querbeschleunigung des Fahrzeugs mit den ausgegebenen Sensorsignalen des Gurtbandauszugssensors korreliert und die bei Querbeschleunigen auftretenden Gurtbandbewegungen gemessen und abgespeichert. Dasselbe erfolgt für Längsbeschleunigungen des Fahrzeugs, wobei sowohl Gurtbandausgabe bei Fahrzeugverzögerungen als auch Gurtbandeinzug bei positiven Fahrzeugbeschleunigungen erfasst werden.
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In beiden Fällen wird erwartet, dass eine Beschleunigung über einem gewissen Grenzwert eine Gurtbandbewegung zur Folge hat, wenn Trägheitskräfte auf den Fahrzeuginsassen wirken und dieser den Gurt um den Oberkörper geführt hat. Sitzt der Fahrzeuginsasse hingegen auf dem Gurt, oder ist der Gurt überhaupt nicht eingesteckt und es wird eine Schummel-Zunge verwendet, so werden allerhöchstens kleine Gurtbandbewegungen erwartet. Durch den Vergleich der über einen gewissen Zeitraum gesammelten Gurtbandbewegungen oder bei der Überprüfung für jedes einzelne Beschleunigungsereignis mit vorher ermittelten Referenzwerten kann so während der Fahrt überprüft werden, ob der Sicherheitsgurt korrekt angelegt ist.
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Außerdem wird hier überprüft, ob die Gurtbandbewegung plausibel für die Eigenbewegungen des Fahrzeuginsassen ist. Hierbei werden nicht mit Fahrzeugbeschleunigungen korrelierte Gurtbandbewegungen ausgewertet. Es wird erwartet, dass sich ein Fahrzeuginsasse im Laufe der Zeit bewegt, beispielsweise zur Bedienung des Radios, des Schalthebels oder zum Öffnen des Handschuhfachs, wodurch Gurtbandbewegungen erfolgen. Auch hier wird in diesem Beispiel ein Vergleich mit vorher ermittelten, hinterlegten Referenzwerten durchgeführt. Ist die gesamte Gurtbandbewegung kleiner als dieser Grenzwert, so lässt dies auf eine Fehlbenutzung schließen.
