DE102023112065A1

DE102023112065A1 - Biometrische schwachstellen-kontrolle eines fahrgast-rückhaltesystems an bord eines kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102023112065A1
Application number: DE102023112065.4A
Authority: DE
Inventors: Lisa M. Furton; Scott D. Thomas; Dorel M. Sala; George D. Allen; Sean T. Coughlin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2022-10-13
Filing date: 2023-05-09
Publication date: 2024-04-18
Also published as: CN117885673A; US11884233B1

Abstract

Ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrgastrückhaltesystems an Bord eines Kraftfahrzeugs umfasst Empfangen eines oder mehrerer biometrischer Schwachstellen-Klassifizierungssignale über eine Steuereinheit, die auf Gefährdungsmerkmale eines in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs sitzenden Fahrgastes hinweisen. Als Reaktion auf das (die) biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) und ein erfasstes Fahrzeugereignis, das eine Betätigung des Fahrgastrückhaltesystems erfordert, umfasst das Verfahren die automatische Anpassung einer tatsächlichen Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems über die Steuereinheit. Ein Kraftfahrzeug umfasst eine Fahrzeugkarosserie, die einen Fahrzeuginnenraum definiert, ein Fahrgastrückhaltesystem, das im Fahrzeuginnenraum positioniert ist, und eine Steuereinheit, das die tatsächliche Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems in Übereinstimmung mit dem Verfahren steuert. Das Insassenrückhaltesystem kann einen Sicherheitsgurt, einen Sitz und ein oder mehrere Airbagsysteme umfassen.

Description

EINFÜHRUNG
In einem Fahrgastraum oder Innenraum eines Kraftfahrzeugs sind ein Fahrersitz und ein oder mehrere Beifahrersitze an einer Bodenwanne befestigt und von einer Vielzahl von Insassenrückhaltesystemen umgeben oder an diesen befestigt. Fahrer und andere Fahrzeuginsassen werden beispielsweise durch einen Sicherheitsgurtmechanismus vor plötzlichen Verzögerungen oder externen Kräften/Aufprallereignissen geschützt. Ein typischer „Dreipunkt“-Schoß- und Schultersicherheitsgurt sichert einen Insassen auf der Oberfläche eines Fahrzeugsitzes und verteilt gleichzeitig die Energie auf Brust, Schultern und Becken des Insassen. Zusätzlich zu solchen Sicherheitsgurten kann ein modernes Fahrzeuginterieur auch betätigbare Insassenrückhaltesysteme in Form von Gurtstraffern, motorisierten Sicherheitsgurten, Sicherheitsgurt- und energieabsorbierenden Vorrichtungen, aufblasbaren Airbagsystemen, verstellbaren Kopfstützen, beweglichen oder aufgeblasenen Kniepolstern, mechanischen oder betätigbaren energieabsorbierenden Sitzvorrichtungen und anderen möglichen Vorrichtungen umfassen.
BESCHREIBUNG
Die im Folgenden detailliert beschriebenen Steuerungslösungen beziehen sich auf Hardware, computergestützte Systeme und zugehörige Steuerungsverfahren zur Anpassung des Betriebs eines oder mehrerer Fahrgastrückhaltesysteme an Bord eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere sind die vorliegenden Lehren darauf ausgerichtet, eine auf biometrischen Daten basierende Bewertung der „Verletzlichkeit“ und eine Klassifizierung der Fahrgäste vorzunehmen, um individuell die jeweilige Anfälligkeit oder Verletzlichkeit jedes Fahrgastes gegenüber Kräften zu ermitteln, die andernfalls durch die Rückhaltesysteme während einer typischen Betätigung oder Entfaltung derselben auf den Fahrgast einwirken würden. Der hier verwendete Begriff „Betätigung“ bezieht sich auf die Aktivierung eines Systems, das entweder reversible oder nicht reversible Rückhalteelemente haben kann, während „Entfaltung“ sich auf die Aktivierung eines Systems bezieht, das im Allgemeinen nicht reversible Rückhalteelemente hat.
Orthopädische, neuromuskuläre oder muskuloskelettale Gebrechlichkeit ist beispielsweise eine beispielhafte Art von Verletzlichkeit. Das Alter, die Krankheit, die Verletzung, die körperliche Statur, der Körperumfang, das Verhältnis zwischen Körperumfang und Statur und verschiedene andere innere oder äußere charakteristische Merkmale können mit einer erhöhten Gebrechlichkeit einhergehen. Eine gebrechliche Person, die als Insasse diese charakteristischen, messbaren Merkmale aufweist, ist wiederum tendenziell anfälliger für einwirkende Kräfte, unabhängig von deren Quelle, als eine gesunde Person. Wie bereits erwähnt, umfassen die einwirkenden Kräfte im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenlegung insbesondere die Arten von Kräften, die durch die fast augenblickliche, energiereiche Betätigung der verschiedenen Fahrgastrückhaltesysteme in einem modernen Fahrzeuginnenraum entstehen. Zu diesem Zweck helfen Aspekte der hier vorgestellten Lösungen bei der Identifizierung und Einstufung potenzieller oder tatsächlicher Fahrgäste in eine geeignete Gefährdungsklasse. Die tatsächlichen Kapazitätseinstellungen eines oder mehrerer Fahrzeugsysteme, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Fahrgastrückhaltesysteme, werden dann bei einem nachfolgenden Auslöseereignis entsprechend der Gefährdungsklasse des Fahrgastes angepasst.
In einer repräsentativen Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrgastrückhaltesystems an Bord eines Kraftfahrzeugs den Empfang eines oder mehrerer biometrischer Schwachstellen-Klassifizierungssignale, die ein oder mehrere Gefährdungsmerkmale eines im Innenraum des Kraftfahrzeugs sitzenden Fahrgastes anzeigen, durch eine Steuereinheit. Als Reaktion auf das (die) biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) und ein erfasstes Rückhalteauslöseereignis passt die Steuereinheit automatisch mindestens eine tatsächliche Kapazitätseinstellung des (der) Fahrgastrückhaltesystems (-systeme) an. Auf diese Weise ist die Steuereinheit besser in der Lage, die biometrischen Schwachstellen jedes einzelnen Fahrgastes individuell zu berücksichtigen.
Das Verfahren kann in einer oder mehreren Ausführungsformen die Erkennung der Schwachstellen-Merkmale unter Verwendung eines bordeigenen Sensorensystems umfassen, wobei die einzelnen Sensoren des bordeigenen Sensorensystems möglicherweise mindestens einen Sitzsensor umfassen, der mit einem Fahrzeugsitz im Innenraum des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die bordeigene Sensorreihe kann auch oder alternativ dazu mindestens einen Fernsensor und/oder mindestens einen biometrischen Sensor umfassen, wobei solche Sensoren die Schwachstellen-Merkmale möglicherweise durch Erkennung der physischen Erscheinung oder bewegungsbasierter Merkmale des Fahrgastes, wie z. B. Atemfrequenz oder Reaktion auf eine Art von Impuls, oder eines implantierten medizinischen Geräts erkennen.
Die Erkennung des physischen Erscheinungsbildes des Fahrgastes kann optional auch die Erkennung eines Gipses, einer Schiene und/oder eines Korsetts an einem Körperteil des Fahrgastes oder möglicherweise die Erkennung eines Kinderrückhaltesitzes (CRS) umfassen.
Das Fahrgastrückhaltesystem in einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst einen Sicherheitsgurt. In einem solchen Fall kann das Verfahren das Erkennen eines Anschnallzustands des Sicherheitsgurts und das automatische Anpassen der tatsächlichen Kapazitätseinstellung zumindest teilweise auf der Grundlage des Anschnallzustands umfassen. Das Einstellen der Kapazität kann auch das Einstellen der Kapazität eines Gurtstraffers und/oder einer energieabsorbierenden Vorrichtung, die mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist, umfassen.
In einigen Konfigurationen enthält der Sicherheitsgurt ein Schultergurtband, dessen Position von einem Fernsensor erfasst werden kann. Das Verfahren in einer solchen Ausführungsform kann die Erkennung der Position des Schultergurtbandes und die automatische Anpassung der tatsächlichen Kapazitätseinstellung umfassen, die zumindest teilweise auf der Position des Schultergurtes in Bezug auf den Beifahrer basiert, z. B. ein Energieadsorptions-Lastbegrenzer oder die Kapazität des Gurtstraffers, der Zeitpunkt der Betätigung des Gurtstraffers, usw.
Das Fahrgast-Rückhaltesystem kann optional ein entfaltbares Airbagsystem umfassen, wobei die Einstellung der Kapazität die Einstellung einer oder mehrerer der folgenden Größen umfasst: Leistung der Aufblasvorrichtung, Tiefe des aufgeblasenen Kissens, Entfaltungszeit und/oder Größe der Entlüftungsöffnung des entfaltbaren Airbagsystems.
Das Fahrgastrückhaltesystem kann ein betätigbares Sitzsystem umfassen, wobei in diesem Fall die Anpassung der Kapazitätseinstellung die Änderung der Betätigungsmerkmale einer oder mehrerer Sitzflächenpositionen und einer Kopfstützenposition des verstellbaren Sitzsystems umfasst.
In einer möglichen Implementierung kann die Steuereinheit eine Airbag-Unterdrückungszone (ASZ) in einer definierten Nähe zum entfaltbaren Airbagsystem erzwingen. Die Anpassung der tatsächlichen Kapazitätseinstellung kann in einem solchen Fall die Anpassung der Leistung der Aufblasvorrichtung, der Tiefe des aufgeblasenen Kissens, der Entfaltungszeit und/oder der Größe der Entlüftungsöffnung umfassen, je nachdem, ob sich mindestens ein Teil des Beifahrers innerhalb der ASZ befindet.
Das Verfahren in einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst die Klassifizierung einer Vielzahl von Fahrgästen des Kraftfahrzeugs in eine entsprechende biometrische Gefährdungsklasse sowie die Einstellung der tatsächlichen Rückhaltekapazität über die Steuereinheit auf der Grundlage der entsprechenden biometrischen Gefährdungsklasse für den jeweiligen Fahrgast, für den die Rückhalteeinrichtung funktionieren soll.
Ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugkarosserie, die einen Fahrzeuginnenraum definiert, einem Fahrgastrückhaltesystem, das im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist, und einer Steuereinheit wird hier ebenfalls offenbart. Die Steuereinheit ist in der Lage, eine aktuelle Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems zu steuern. Die Ausführung von Anweisungen durch einen Prozessor der Steuereinheit veranlasst den Prozessor, ein oder mehrere biometrische Schwachstellen-Klassifizierungssignale zu empfangen, die auf Schwachstellen-Merkmale eines im Fahrzeuginnenraum sitzenden Fahrgastes hinweisen. Als Reaktion auf das/die biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) und ein erfasstes Fahrzeugereignis, das eine Betätigung des Fahrgastrückhaltesystems erfordert, ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass es eine tatsächliche Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems automatisch anpasst.
Das Verfahren zur Steuerung eines Fahrgastrückhaltesystems an Bord eines Kraftfahrzeugs gemäß einer anderen offengelegten Ausführungsform umfasst das Erfassen von Schwachstellen-Merkmalen eines oder mehrerer Fahrgäste des Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer Sensoranordnung, wobei die Sensoranordnung mindestens einen (d. h. einen oder mehrere) mit einem Fahrgastsitz des Kraftfahrzeugs verbundenen Sitzsensor, einen Fernsensor und einen im Innenraum des Kraftfahrzeugs positionierten biometrischen Sensor umfasst. Das Erkennen der Schwachstellen-Merkmale in dieser Ausführungsform umfasst das Erkennen eines oder mehrerer physischer Merkmale des Fahrgastes, eines internen Merkmals des Fahrgastes oder beider Merkmale unter Verwendung der Sensorreihe.
Das Verfahren umfasst auch das Erzeugen eines oder mehrerer biometrischer Schwachstellen-Klassifizierungssignale, die Schwachstellen-Merkmale des Fahrgastes anzeigen, und das Empfangen des/der biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignale(s) über eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs. Als Reaktion auf das (die) biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) und ein erfasstes Fahrzeugereignis, das eine Betätigung des Fahrgastrückhaltesystems erfordert, umfasst das Verfahren die automatische Anpassung einer tatsächlichen Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems über die Steuereinheit, wobei das Fahrgastrückhaltesystem einen Sicherheitsgurt, einen Sitz und ein entfaltbares Airbagsystem umfasst.
Das Anpassen der Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems in einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst mindestens eine der folgenden Maßnahmen: Reduzieren einer Komponentenleistung des Fahrgastrückhaltesystems, Reduzieren einer Größe eines aktivierten Rückhaltesystems des Fahrgastrückhaltesystems, Reduzieren eines angelegten Kraftniveaus eines aktivierten Rückhaltesystems des Fahrgastrückhaltesystems und Unterdrücken der Aktivierung eines Rückhaltesystems des Fahrgastrückhaltesystems.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehre sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger der bevorzugten Ausführungsformen und anderer Ausführungsformen zur Durchführung der vorliegenden Lehre, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, in Verbindung mit den beigefügten Figuren leicht ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die beigefügten Figuren, die Bestandteil dieser Beschreibung sind, veranschaulichen Ausführungsformen der Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der Offenbarung.

1 zeigt schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem Innenraum mit Fahrgastrückhaltesystemen, deren individuelle Kapazitätseinstellungen gemäß der vorliegenden Offenbarung eingestellt und gesteuert werden.
2 ist ein schematischer Schaltplan, der ein beispielhaftes Steuersystem zur Verwendung an Bord des in 1 dargestellten Kraftfahrzeugs bei der Steuerung von Fahrgastrückhaltesystemen auf der Grundlage von Schwachstellen-Merkmalen zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zur dynamischen Anpassung der tatsächlichen Kapazitäten der verschiedenen in 1 und 2 gezeigten Fahrgastrückhaltesysteme darstellt.

Die beigefügten Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und können eine vereinfachte Darstellung verschiedener bevorzugter Merkmale der vorliegenden Offenbarung darstellen, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich z. B. bestimmter Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen. Details, die mit solchen Merkmalen verbunden sind, werden zum Teil durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Komponenten der hier beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen können in einer Vielzahl unterschiedlicher Konfigurationen angeordnet sein. Daher soll die folgende detaillierte Beschreibung den Umfang der beanspruchten Offenbarung nicht einschränken, sondern ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen davon. Darüber hinaus werden in der folgenden Beschreibung zwar zahlreiche spezifische Details aufgeführt, um ein umfassendes Verständnis der hier offenbarten Ausführungsformen zu ermöglichen, doch können einige Ausführungsformen auch ohne einige dieser Details ausgeführt werden. Im Interesse der Klarheit wurde außerdem auf eine detaillierte Beschreibung bestimmter technischer Einzelheiten verzichtet, die im Stand der Technik bekannt sind, um die Offenbarung nicht unnötig zu verkomplizieren. Darüber hinaus kann die Offenbarung, wie sie hierin dargestellt und beschrieben ist, auch ohne ein Element oder mit einem Element, das hierin nicht ausdrücklich offenbart ist, ausgeführt werden.
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen sich gleiche Referenznummern auf gleiche Merkmale in den verschiedenen Ansichten beziehen, zeigt 1 ein repräsentatives mobiles System in Form eines Kraftfahrzeugs 10. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst eine Fahrzeugkarosserie 12, die einen Fahrzeuginnenraum 14 und einen damit verbundenen Satz von Straßenrädern 16 bildet. Das Kraftfahrzeug 10 umfasst außerdem ein oder mehrere Fahrgastrückhaltesysteme 18 und ein damit verbundenes Steuergerät 50. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ist die Steuereinheit 50 so konfiguriert, dass es computerlesbare/ausführbare Befehle im Verlauf der Durchführung eines Verfahrens 100 ausführt, von dem eine nicht einschränkende Beispielausführung nachstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wird. Bei der Durchführung der verschiedenen Schritte oder Logikblöcke des Verfahrens 100 kann die Steuereinheit 50 schließlich eine tatsächliche Kapazitätseinstellung eines oder mehrerer Fahrgastrückhaltesysteme 18 anpassen, wobei die Steuereinheit 50 dies auf der Grundlage einer identifizierten oder klassifizierten fahrgastspezifischen Anfälligkeit gegenüber Kräften tut, die durch die Betätigung des Fahrgastrückhaltesystems 18 ausgeübt werden.
Der in 1 dargestellte Fahrzeuginnenraum 14 umfasst vordere und hintere Fahrzeugsitze 20, auf denen, wie dargestellt, jeweils ein vorderer und hinterer Fahrgast 11F und 11R Platz nehmen kann. Einer oder mehrere der Fahrgäste 11F, 11R, wie z. B. der hintere Fahrgast 11R in der nicht einschränkenden Beispielkonfiguration von 1, haben eine oder mehrere körperliche Einschränkungen, die den Fahrgast 11R anfälliger für Kräfte machen könnten, die durch eine Betätigung der Fahrgastrückhaltesysteme 18 entstehen. Beispielsweise könnte der hintere Fahrgast 11R einen verletzten Hals haben, wie durch eine Halskrause 230 angezeigt, ein verletztes Glied, wie durch einen Gips 23 angezeigt, oder der hintere Fahrgast 11R könnte andere Schwachstellen haben, die durch Krankheit, Verletzung, Alter, Größe, wie z. B. das Verhältnis von Körpergröße zu Körperumfang, und ähnliches verursacht werden, wie nachstehend im Einzelnen dargelegt. Jeder Fahrzeugsitz 20 und eine verstellbare Kopfstütze 22 können wiederum in einer oder mehreren Ausführungsformen Teil eines betätigbaren Sitzsystems 24 sein, das wiederum in einer oder mehreren Ausführungsformen als Teil des bzw. der Fahrgastrückhaltesysteme 18 der vorliegenden Offenbarung betrachtet werden kann. Eine Kapazitätseinstellung des betätigbaren Sitzsystems 24 kann in einer solchen Ausführungsform in Form einer einstellbaren Sitzflächenposition des Sitzes 20 und einer Kopfstützenposition der einstellbaren Kopfstütze 22 erfolgen. Das heißt, der Sitz bzw. die Sitze 20 und die entsprechenden Kopfstützen 22 haben möglicherweise eine einstellbare Kapazitätseinstellung, die es den Sitzen 20 und den Kopfstützen 22 ermöglicht, als eines der Fahrgastrückhaltesysteme 18 im Rahmen der Offenbarung zu funktionieren. In einer typischen Konfiguration des Kraftfahrzeugs 10 umfassen die Insassen-Rückhaltesysteme 18 einen Dreipunkt-Sicherheitsgurt 18A und ein oder mehrere aufblasbare Airbagsysteme 18B. Wie in der Technik bekannt, können solche Sicherheitsgurte 18A mit einstellbaren Vorrichtungen ausgestattet sein, wie z. B. einem motorisierten Vorspanner 180 und einer energieabsorbierenden Vorrichtung 280, wie in 2 schematisch dargestellt, für die Sicherheitsgurte 18A, und einer Aufblasvorrichtung 380 und einem oder mehreren Airbag-Entlüftungsöffnungen 480 (2) oder einem oder mehreren lösbaren oder dehnbaren Airbagbändern 580 (2), die auch mit den aufblasbaren Airbagsystemen 18B verwendet werden können.
Pyrotechnisch auslösbare, aufblasbare Airbags, wie die verschiedenen in 2 gezeigten Airbagsysteme 18B, gibt es in einer Vielzahl von Formen, wobei ein bestimmter Fahrzeuginnenraum 14 je nach der besonderen Konfiguration des Kraftfahrzeugs 10 mit einem oder mehreren der Airbagsysteme 18B ausgestattet ist. Beispielsweise können sich die aufblasbaren Airbagsysteme 18B an oder in der Nähe eines Armaturenbretts 21 befinden, typischerweise verpackt in einem Lenkrad 19 und einer oder mehreren daran angrenzenden Platten oder entlang/unter/auf einem Armaturenbrett 21, entlang der Seiten des Fahrzeuginnenraums 14, in einem Fahrzeugsitz 20, in einer Fahrzeugtür und möglicherweise innerhalb des Gewebes der Sicherheitsgurte 18A. Airbags in einem Sitz 20 können mehrere Konfigurationen haben, die dazu dienen, den Insassen auf dem Sitz 20 oder den Beifahrer 11 in einer benachbarten Sitzposition zurückzuhalten. So kann der Fahrzeuginnenraum 14 mit Frontairbags, Vorhangairbags, Knieairbags, sitzmontierten Airbags, türmontierten Airbags, Sicherheitsgurt-Airbags und/oder anderen Airbags im Rahmen der Offenbarung ausgestattet sein. Solche aufblasbaren Airbagsysteme 18B werden schnell aufgeblasen, z. B. innerhalb von etwa 50 Millisekunden oder weniger, wobei das Aufblasen typischerweise als Reaktion auf eine chemische Ladung erfolgt, damit das aufblasbare Airbagsystem 18B schnell ein bestimmtes Volumen des Fahrzeuginnenraums 14 ausfüllen kann.
Wie in 2 dargestellt, kann die Steuereinheit (C) 50 ein oder mehrere biometrische Schwachstellen-Klassifizierungssignale (Pfeil CC_I) empfangen, die auf Schwachstellen-Merkmale eines im Fahrzeuginnenraum 14 von 1 sitzenden Fahrgastes 11 hinweisen. Die Steuereinheit 50 kann sich an Bord des Fahrzeugs oder außerhalb des Fahrzeugs befinden und mit dem Fahrzeug kommunizieren. Die Steuereinheit 50 kann das/die biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) (Pfeil CC_I) in Echtzeit erzeugen, wenn der Fahrgast 11 im Fahrzeuginnenraum 14 Platz genommen hat. Alternativ kann ein biometrisches Schwachstellen-Klassifizierungssignal (Pfeil CC_I*) auch offline erzeugt werden, wobei beide Optionen weiter unten beschrieben werden. Bei der Ausführung des Verfahrens 100 kann die Steuereinheit 50 mit jedem der Fahrgastrückhaltesysteme 18 kommunizieren, d. h. durch Anpassung der entsprechenden Aktivierungsstufen oder Kapazitätseinstellungen innerhalb eines Bereichs oder Kontinuums möglicher Werte. Wie gezeigt, kann die tatsächliche Kapazität jedes der Insassenrückhaltesysteme 18 durch die Steuerung eines Aktivierungszustands oder einer Kapazität des Sicherheitsgurts 18A reguliert werden, z. B. über einen motorisierten Vorspanner („PT“) 180 und/oder eine energieabsorbierende („EA“) Vorrichtung 280, z. B. auszahlungsbasierte kraftbegrenzende Sicherheitsgurte oder einen aufblasbaren Sicherheitsgurt-Airbag wie oben erwähnt. Insbesondere motorisierte Gurtstraffer oder motorisierte auszahlungsbasierte kraftbegrenzende Sicherheitsgurte können im Rahmen der Offenbarung aufgrund ihrer Einstellbarkeit von Vorteil sein, z. B. im Gegensatz zu pyrotechnischen Vorrichtungen für den einmaligen Gebrauch oder anderen Lösungen.
Die aufblasbaren Airbagsysteme 18B können das Inflatormodul („INF“) 380 und/oder die Entlüftungsöffnungen („V“) 480 und die lösbaren/dehnbaren Haltegurte („T“) 580 umfassen. Insbesondere bei mehrstufigen Airbags sind zwei oder mehr solcher Aufblasmodule 380 mit einem einzigen aufblasbaren Airbagsystem 18A verbunden, wobei jedes Aufblasmodul 380 eine entsprechende Aufblasleistung aufweist. Die Aufblasmodule 380 können in einigen Ausführungsformen so gestaffelt sein, dass sie sich zu unterschiedlichen Zeiten innerhalb eines einstellbaren Intervalls entfalten, oder eines der Aufblasmodule 380 kann aktiviert werden und das andere nicht. Die Airbag-Entlüftungsöffnungen 480 können sich ihrerseits stärker öffnen, um einen weicheren Airbag 18B zu erzeugen, oder weniger stark, um einen steiferen Airbag 18B zu erzeugen. Die lösbaren/dehnbaren Bänder 580 können den Airbag auf eine kleinere aufgeblasene Form beschränken oder eine größere aufgeblasene Form ermöglichen.
Die Sitze 20 können motorisierte oder pyrotechnische Mechanismen enthalten, mit denen der Sitz 20 bei einem Aufprall in eine günstigere Lage gebracht werden kann. Die Kopfstütze 22 kann sich bei einem solchen Ereignis ebenfalls motorisch oder pyrotechnisch in Richtung des Insassen bewegen. Darüber hinaus kann jede der Rückhaltevorrichtungen ein Auslöseereignis haben, bei dem die Rückhaltevorrichtungen vor einem Aufprall, in Erwartung desselben oder während des Ereignisses ausgelöst werden können. Einige der rückstellbaren Vorrichtungen können beim Bremsen oder anderen bedeutenden Fahrzeugmanövern ausgelöst werden oder wenn von außen Situationen erkannt werden, die zu einem Aufprall oder einem bedeutenden Fahrzeugmanöver führen können. Darüber hinaus könnten einige der rückstellbaren Vorrichtungen aktiviert werden oder über Rückhaltekapazitäten verfügen, die in Abhängigkeit von der erkannten Position des Insassen eingestellt werden.
In einem Offline-Szenario könnte die Steuereinheit 50 Informationen über die Gefährdung von Fahrgästen von einem Benutzergerät 25, von im Kraftfahrzeug 10 oder anderswo gespeicherten historischen Daten, von Fahrzeugpersonalisierungseinträgen, aus der Cloud, aus externen Datenbanken mit früheren Gefährdungsdaten usw. erhalten. In einer möglichen Implementierung könnte die Steuereinheit 50 das/die biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) (Pfeil CC_I*) von dem Benutzergerät 25, z. B. einem Tablet-Computer, Laptop, Smartphone usw., direkt oder über die Cloud oder von einer gespeicherten Datenbank einer Population von Personen empfangen, die Schwachstellenindikatoren enthält, wie sie im Stand der Technik anerkannt sind. Beispielsweise könnte ein Benutzer auf eine Softwareanwendung („App“) 26 zugreifen und mit einer Reihe relevanter Abfragen zu Körpergröße, Gewicht, Alter, Verletzungsstatus, Krankheitsstatus und anderen charakteristischen Merkmalen oder Markern konfrontiert werden, wobei die Steuereinheit 50 das/die biometrische(n) Klassifizierungssignal(e) (Pfeil CC_I*) vom Benutzergerät 25 oder von einem entfernten Server (nicht gezeigt) empfängt.
In einem Echtzeit-/Fahrzeugszenario kann die Steuereinheit 50 das/die biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) (Pfeil CC_I) von einer bordeigenen Sensoreinheit 30 empfangen, deren Ausführungsformen nachstehend beschrieben werden. Als Reaktion auf das/die biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) (Pfeile CC_I oder CC_I*) und das/die Auslösesignal(e) (Pfeil CC_T), wobei letztere von Aufprallvorhersage-, Kraft- oder Energiesensoren 40 erzeugt werden, z. B., (Pfeil CC) erzeugt werden, passt die Steuereinheit 50 als Reaktion auf ein Fahrzeugereignis, das eine Betätigung des (der) Fahrgastrückhaltesystems (-systeme) 18 erfordert, eine tatsächliche Kapazitätseinstellung eines oder mehrerer Fahrgastrückhaltesysteme 18 automatisch an ein entsprechendes klassifikationsgerechtes maximal zulässiges Betätigungs- oder Entfaltungsniveau an. Das heißt, die Steuereinheit 50 passt die Kapazitätseinstellung über ein Kontinuum anstelle einer binären EIN/AUS-Einstellung an, die auf der Anfälligkeit/Gebrechlichkeit und optional auf der Schwere des Aufpralls basiert, anstatt rein gewichtsbezogene Schwellenwerte zu verwenden.
In einem möglichen Offline-Ansatz kann ein Nutzer über die App 26 eine erste Selbsteinschätzung abgeben, die wiederum als voreingestellte Werte im Speicher 54 der Steuereinheit 50 gespeichert wird. Es werden ein oder mehrere Passagiere 11 berücksichtigt oder bewertet, z. B. Mitglieder desselben Haushalts, Verwandte, Freunde oder andere Personen, deren Anwesenheit im Kraftfahrzeug 10 zu einem bestimmten Zeitpunkt erwartet wird. Jedes Mal, wenn ein beurteilter Fahrgast 11 den Fahrzeuginnenraum 14 betritt, könnte die Steuereinheit 50 den Fahrgast 11 auf Gefährdungsattribute untersuchen, diese mit den anfänglichen Basiswerten vergleichen und anschließend eine oder mehrere Kapazitätseinstellungen der Fahrgastrückhaltesysteme 18 nach Bedarf anpassen, um die Gefährdungen zu berücksichtigen. Spezifische Attribute könnten gesammelt und verwendet werden, um einen Referenzdatensatz zu füllen, mit anderen Worten, der Referenzdatensatz könnte im Laufe der Zeit auf der Grundlage von tatsächlich beobachteten Merkmalen, die auf eine erhöhte Gefährdung hinweisen, aktualisiert werden.
Der in 1 gezeigte Fondpassagier 11R kann z. B. einen Ausgangswert für Gebrechlichkeit oder eine andere Schwachstelle haben, wobei die Steuereinheit 50 automatisch die tatsächlichen Kapazitätsgrenzen für die Fahrgastrückhaltesysteme 18 in der Nähe des Passagiers auf der Grundlage dieses Ausgangswertes anwendet. Für den Fall, dass derselbe Fahrgast 11R eine orthopädische Verletzung erleidet, wie in 1 durch den Gips 23 dargestellt, könnte die Steuereinheit 50 den Gips 23 automatisch erkennen und möglicherweise die tatsächlichen Kapazitätseinstellungen für den Sicherheitsgurt 18A, den der Fahrgast 11R trägt, und/oder ein Airbagsystem 18B, das sich in der Nähe des Fahrgastes 11R befindet, anpassen.
Die Sensoren 40 eines typischen Sensor- und Rückhaltesystems sind so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Variablen überwachen oder messen, einschließlich, aber nicht notwendigerweise beschränkt auf externe Stöße, Radgeschwindigkeiten, Quer- und Längsbeschleunigungen, den Zustand der Insassen, den Zustand des Gurtschlosses, den Bremsdruck, den Lenkwinkel, die Neigung, das Gieren, das Rollen, den Innendruck der Einstiegstür usw. Die Sensoren 40 geben elektronische Signale als Auslösesignal an die Steuereinheit 50 weiter (Pfeil CC_T). Die Steuereinheit 50 analysiert das Auslösesignal (Pfeil CC_T) und steuert daraufhin die Bordfunktionen der Fahrgastrückhaltesysteme 18, z. B. das Vorspannen der Sicherheitsgurte 18A, das Aufblasen eines oder mehrerer aufblasbarer Airbags 18B, die Steuerung des Verriegelungs-/Entriegelungszustands der Türschlösser (nicht dargestellt), die Steuerung der Rückhaltekapazität usw. Auf diese Weise werden der Steuereinheit 50 die Messwerte der Sensoren 40 während der laufenden Funktion der Steuereinheit 50 während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 10 bekannt gemacht.
In Bezug auf die in 2 gezeigte Onboard-Sensoreinheit 30 können repräsentative Sensorvorrichtungen ohne Einschränkung einen im Sitz befindlichen Sensor 30A, wie eine druckerkennende Blase, eine widerstandserkennende Oberfläche, die ihren Zustand ändert, wenn die Oberfläche zusammengedrückt wird, ein Kraftzellensystem und/oder einen kapazitiven Sensor umfassen. Wie hierin verwendet, bezieht sich „im Sitz“ auf die Integration mit einem der Fahrzeugsitze 20 von 1, zum Beispiel eingebettet in die Sitze 20 und/oder damit verbunden.
Die bordeigene Sensoreinheit 30 kann auch einen oder mehrere entfernte Sensoren 30B umfassen, d. h. „entfernt“ in Bezug auf den Fahrgast 11 und die Fahrzeugsitze 20. Solche Fernsensoren 30B können sich im Fahrzeuginnenraum 14 von 1 befinden, indem sie z. B. an einem Rückspiegel (nicht abgebildet) angebracht sind, auf dem Dach (nicht abgebildet) montiert sind oder am Armaturenbrett 21 von 1 angebracht sind. In verschiedenen möglichen Ausführungsformen könnten die Fernsensoren 30B Radar-, Lidar- und/oder Ultraschallsensoren, eine Kamera, z. B. Rot-Grün-Blau (RGB), RGB-Infrarot (IR), IR, Flugzeit (TOF), strukturiertes Licht, Wärmebild, Stereosicht usw. umfassen.
Zu den anderen möglichen Sensoren der in 2 gezeigten Sensorreihe 30 gehören biometrische Sensoren 30C, die im Fahrzeuginnenraum 14 angebracht und/oder vom Fahrgast 11 getragen werden könnten. Zu den beispielhaften biometrischen Daten, die von den biometrischen Sensoren („Biosensoren“) 30C gemessen und gemeldet werden könnten, gehören der Herzschlag oder die Atemfrequenz des Fahrgasts 11 oder deren Mikrobewegungen, die Stimme, die Körpertemperatur, die Gehirnströme, die Fingerabdrücke, der Alkoholpegel, der Konsum von Drogen, das Vorhandensein eines getragenen medizinischen Geräts, das Vorhandensein implantierter medizinischer Geräte wie Herzschrittmacher, andere Metallinhalte innerhalb oder außerhalb des Körpers, Wärme, Muskelaktivierung usw., wobei die meisten dieser erfassten Werte interne Merkmale des Fahrgasts 11 oder 11R sind.
Der kollektive Satz von Informationen aus der bordseitigen Sensoreinheit 30 könnte Positionsdaten von einem oder mehreren Positionssensoren 30D enthalten, z. B, wie z. B. eine weitere Kamera oder ein Näherungsdetektor, der zur Bestimmung der Position des Fahrgastes 11 im Fahrzeuginnenraum 14 von 1 eingesetzt werden kann. Wie unten erwähnt, könnten solche Daten mit Daten von den anderen Sensoren 30A, 30B und/oder 30C oder mehreren anderen Sensoren, wie durch 30N dargestellt, kombiniert werden, um die Vorhersagegenauigkeit der Steuereinheit 50 bei der Ermittlung der Anfälligkeit des Fahrgastes 11 für Kräfte während der Betätigung der Fahrgastrückhaltesysteme 18 „fein abzustimmen“.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung führt die Steuereinheit 50 computerlesbare Anweisungen aus, die das Verfahren 100 verkörpern, um die verschiedenen hier beschriebenen Funktionen auszuführen. Der Begriff „Steuergerät“ und verwandte Begriffe wie Mikrocontroller, elektronische Steuereinheit usw. beziehen sich auf eine oder verschiedene Kombinationen von anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASIC), feldprogrammierbaren Gate-Arrays (FPGA), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten, z. B. Mikroprozessoren und zugehörigen transitorischen und nichttransitorischen Speicher-/Speicherkomponenten.
Die Steuereinheit 50 der 1 und 2 ist schematisch mit einem Prozessor 52 eines oder mehrerer solcher Typen sowie mit einem Speicher 54 dargestellt, der einen nichttransitorischen Speicher oder greifbare Speichervorrichtungen (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Halbleiterspeicher, Direktzugriffsspeicher, optischer Speicher, Magnetspeicher usw.) enthält. Der Speicher 54, auf dem computerlesbare Anweisungen, die das Verfahren 100 verkörpern, aufgezeichnet werden können, ist in der Lage, maschinenlesbare Anweisungen in Form von einem oder mehreren Software- oder Firmware-Programmen oder -Routinen, kombinatorischen Logikschaltungen, Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -vorrichtungen, Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und anderen Komponenten zu speichern, auf die ein oder mehrere Prozessoren zugreifen können, um eine beschriebene Funktionalität bereitzustellen.
Zu den Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -geräten gehören Analog-Digital-Wandler und verwandte Geräte, die Eingänge von Sensoren überwachen, wobei diese Eingänge mit einer voreingestellten Abtastfrequenz oder als Reaktion auf ein auslösendes Ereignis überwacht werden. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Steuerroutinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bezeichnen von Steuergeräten ausführbare Befehlssätze einschließlich Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Jedes Steuergerät führt Steuerroutine(n) aus, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Letztendlich gibt die Steuereinheit 50 ein Steuersignal (Pfeil CC_O) an eines oder mehrere der hier beschriebenen Fahrgastrückhaltesysteme 18 aus, um deren tatsächliche Kapazitätseinstellung zu regulieren. Ein beispielhafter Ansatz wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Bezug nehmend auf 3 wird das Verfahren 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung durch den Prozessor 52 von 1 aus nicht-transitorischen Elementen des Speichers 54, z.B. aus dem ROM, ausgeführt, um die tatsächlichen Kapazitätseinstellungen eines oder mehrerer der verschiedenen oben beschriebenen Fahrgastrückhaltesysteme 18 situationsabhängig anzupassen. In Anbetracht einer Reihe von Eingaben, die den Grad der Gefährdung oder Gebrechlichkeit eines jeden Fahrgastes angeben, kann die Steuereinheit 50 den verschiedenen Faktoren Gewichtungen zuweisen, um potenzielle oder tatsächliche Fahrgäste individuell in eine von mehreren biometrischen Gefährdungsklassen einzustufen. Die Kapazitätseinstellungen für die Fahrgast-Rückhaltesysteme 18 von 2 werden anschließend von der Steuereinheit 50 auf der Grundlage der entsprechenden biometrischen Gefährdungsklasse angepasst.
Wie zu erkennen ist, kann das Verfahren 100 auf verschiedene Weise durchgeführt werden, um ein gewünschtes Maß an Kontrolle über ein mögliches Kontinuum tatsächlicher Kapazitätseinstellungen der Rückhaltesysteme 18 bereitzustellen. Im Allgemeinen umfasst das Verfahren 100 das Empfangen von biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignalen über die Steuereinheit 50, die auf Gefährdungsmerkmale eines in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs sitzenden Fahrgastes hinweisen. Als Reaktion auf das (die) biometrische(n) Schwachstellen-Klassifizierungssignal(e) und ein erfasstes Fahrzeugereignis, das eine Betätigung des (der) Fahrgastrückhaltesystems (-systeme) 18 erfordert, umfasst das Verfahren 100 auch die automatische Anpassung einer tatsächlichen Kapazitätseinstellung des (der) Fahrgastrückhaltesystems (-systeme) 18 über die Steuereinheit 50.
Ein Beispiel für das Verfahren 100 beginnt nach der Initialisierung (*) der Steuereinheit 50, z. B. nach einem Tastendruck, mit Block B102. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Block“ auf die entsprechende Logik, den Code, die Algorithmen oder Unterprogramme, die zur Implementierung der entsprechenden Funktionen verwendet werden. In Block B 102 bestimmt die Steuereinheit 50 der 1 und 2, ob die Schwachstellenbewertung und die Zwangssteuerung vollständig aktiviert werden sollen („ENBL ?“). Beispielsweise kann die Steuereinheit 50 eine oder mehrere Bewertungsbedingungen auswerten. Zu den beispielhaften Bewertungsbedingungen kann ein aktueller dynamischer Zustand des Kraftfahrzeugs 10 gehören, was wiederum bedeuten kann, dass festgestellt wird, ob sich das Kraftfahrzeug 10 in einem Fahrmodus befindet und gerade in Bewegung ist, usw. Andere mögliche Bewertungsbedingungen können in verschiedenen Ausführungsformen verwendet werden, einschließlich der möglichen Verwendung von Gewicht, visuellen, Infrarot- (IR) oder thermischen Signaturen, Position, maschinellem Sehen und/oder anderen verfügbaren sensorischen Daten, die auf die Anwesenheit eines oder mehrerer Passagiere 11, 11R im Fahrzeuginnenraum 14 von 1 hinweisen, unabhängig von ihrem aktuellen Gefährdungsstatus. Das Verfahren 100 kehrt zu Block B102 zurück, wenn Bewertung und Kontrolle nicht aktiviert sind, und alternativ zu Block B104.
In Block B104 („VC“?) bestimmt die Steuereinheit 50 als Nächstes, ob ein erkannter Fahrgast 11, 11R eine besondere Schwachstelle aufweist, die eine Kapazitätsanpassung gemäß der vorliegenden Offenbarung rechtfertigt, z. B. eine Gebrechlichkeit des Bewegungsapparats oder eine geringe Größe des Insassen, wie oben als Beispiele angeführt. Block B104 kann auf verschiedene Weise implementiert werden. Wie bereits erwähnt, kann ein Benutzer optional für jeden potenziellen Fahrgast 11 des in 1 dargestellten Kraftfahrzeugs 10 ein Grundniveau der Verletzlichkeit programmieren. Alternativ könnten die Fahrgäste 11 neue/erstmalige Fahrgäste sein, für die eine solche Basislinie fehlt. In jedem Fall kann der Block B104 die Verwendung der Sensoreinheit 30 von 2 beinhalten, um einen oder mehrere „charakteristische Marker“ zu erkennen, die in gewissem Maße mit der Verletzlichkeit oder Schwäche jedes einzelnen Fahrgastes 11 in Verbindung stehen oder diese vorhersagen, verglichen mit gespeicherten Daten oder Daten aus der Ferne.
Zu den beispielhaften charakteristischen Merkmalen gehören äußere Merkmale wie das Vorhandensein des Gipses 23 aus 1 oder einer Halskrause 230, von Schlingen, Schienen oder anderen medizinischen Vorrichtungen am Passagier 11. Zu den charakteristischen Merkmalen gehören z. B. Haarfarbe, Haaransatz, Falten oder schlaffe Haut, Körpergröße, Körperhaltung, Gewicht, Verhältnis von Körpergröße zu Gewicht/Größe, Geschlecht nach Körperform usw. Die Erkennung der Schwachstellen-Merkmale kann unter Verwendung des bordeigenen Sensorensystems 30 von 2 erfolgen, z. B. unter Verwendung des/der Fernsensors/en 30B zur Erkennung des physischen Aussehens des Fahrgastes 11, wie oben erwähnt, oder zur Erkennung des Gipses 23 oder einer Schiene, eines Korsetts, einer Ruhigstellungsvorrichtung usw., die sich an einem Körperteil des Fahrgastes 11 befinden. Diese Informationen können optional durch Daten von den optionalen Biosensoren 30C oder einem der anderen Sensoren 30A, 30D-N von 2 ergänzt werden (siehe oben).
Da diese und andere charakteristische Marker bei der Vorhersage der Gefährdung eines bestimmten Fahrgastes 11 einen größeren oder geringeren Wert haben können, kann die Steuereinheit 50 in einigen Implementierungen jedem charakteristischen Marker ein relatives Gewicht zuweisen. Zum Beispiel könnte die Steuereinheit 50 für einen nominellen Satz von Merkmalsmarkern M₁, M₂ und M₃ optional eine Gefährdungsbewertung (S) berechnen, z. B. S = w M₁₁ + w M₂₂ + w M₃₃. Die zugehörigen Gewichtungen w₁, w₂ und w₃ könnten offline bestimmt und im Speicher 54 der Steuereinheit 50 gespeichert werden, z. B. in einer Datennachschlagetabelle. Die Steuereinheit 50 könnte dann in einer solchen Ausführungsform die charakteristischen Markierungen M₁, M₂ und M3 innerhalb des Fahrzeuginnenraums 14 von 1 oder offline / ferngesteuert über eine entfernte Quelle, z. B. das Benutzergerät 25 und die App 26, messen oder anderweitig erfassen, die zugehörigen Gewichtungen w₁, w₂ und w₃ extrahieren und die oben zusammengefasste Schwachstellenbewertung berechnen.
Zusätzlich könnte die Steuereinheit 50 in dieser und anderen möglichen Ausführungsformen optional mehrere verschiedene biometrische Gefährdungskategorien einrichten, wobei das Verfahren 100 die automatische Klassifizierung einer Vielzahl potenzieller Passagiere 11 in eine entsprechende biometrische Gefährdungskategorie umfassen kann. Beispielsweise könnte die Steuereinheit 50 in diesem vereinfachten Beispiel für jeden nominalen Merkmalsmarker M₁, M₂ und M₃ die gesammelten Daten in einen einheitslosen Wert zwischen 0 und 1 normalisieren. Die zugehörigen Gewichtungen w₁, w₂ und w₃ können anschließend auf solche normalisierten Werte angewendet werden, um die Gefährdungsbewertung für einen bestimmten Passagier 11 zu berechnen. Jede der biometrischen Gefährdungskategorien könnte einen zugewiesenen Gefährdungswertbereich haben, wobei jede der Kategorien auch ein entsprechendes Kapazitätsanpassungsniveau hat, das auf das/die Fahrgastrückhaltesystem(e) 18 anzuwenden ist, wie unten dargelegt. Das Verfahren 100 fährt mit Block B106 fort, wenn ein potenziell gefährdeter Fahrgast 11 erkannt wird. Das Verfahren 100 geht alternativ zu Block B105 über, wenn der Fahrgast 11, 11A als eine Klasse mit geringer Gefährdung eingestuft wird.
Block B105 („CA #1“) umfasst die Ausführung einer ersten Steueraktion als Reaktion auf die Feststellung in Block B104, dass der Fahrgast 11 nicht gefährdet ist. Wie hierin vorgesehen, kann Block B105 die Betätigung oder den Einsatz eines oder mehrerer der Fahrgast-Rückhaltesysteme 18 in uneingeschränkter Weise umfassen, d. h. in einer Weise, die normalerweise ohne die Steuerungsverfeinerungen der vorliegenden Lehren erfolgen würde. Zu den in Block B105 durchgeführten Aktionen könnte z. B. die Betätigung oder Entfaltung eines oder mehrerer der hier beschriebenen Insassenrückhaltesysteme 18 gehören, wobei eine maximale Standardeinstellung für die Aufprallschwere verwendet wird, wie z. B. für den Sicherheitsgurtstraffer 180 und/oder die energieabsorbierende Vorrichtung 280, die mit dem Sicherheitsgurt 18A verbunden ist (siehe 2), einen Airbag, eine betätigbare oder entfaltbare Sitzvorrichtung usw.
Obwohl der Einfachheit halber weggelassen, kann Block B105 in einer oder mehreren Ausführungsformen auch eine Version der Logik der unten beschriebenen Blöcke B108-B115 enthalten, ohne dass die Sicherheitseinstellungen vorgenommen werden. Das heißt, alle beschriebenen Aktionen würden normalerweise für einen nicht gefährdeten Insassen durchgeführt.
Block B106 von 3 („REC CC_I, CC_I*“) umfasst den Empfang des/der biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignals/e, das/die die Schwachstellen-Merkmale des im Fahrzeuginnenraum 14 sitzenden Fahrgastes 11 gemäß 1 anzeigt/anzeigen. Block B106 kann die Übermittlung des/der biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignals/e (Pfeile CC_I, CC_I* ) an die Steuereinheit 50, z. B. von der bordeigenen Sensoreinheit 30, oder die Selbsterzeugung des/der biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignals/e (Pfeile CC_I, CC_I*) in Reaktion auf die in Block B104 durchgeführte Auswertung umfassen.
Das Verfahren 100 geht in der dargestellten Ausführungsform des Verfahrens 100 zum Block B108 über, wobei andere mögliche/vereinfachte Ausführungsformen alternativ zum Block B114 übergehen.
Im Block B108 („DET P₁₁“) kann die Steuereinheit 50 optional eine Position des Fahrgastes 11 im freien Raum innerhalb des Fahrzeuginnenraums 14 bestimmen. Beispielsweise können ein oder mehrere Sensoren der in 2 dargestellten Sensorreihe 30 verwendet werden, um den Fahrgast 11 zu erfassen und eine entsprechende Position zu ermitteln. Die Position kann einem Massenschwerpunkt entsprechen, die Position kann eine Oberfläche des Insassen sein, die dem Sensorpaket 30 am nächsten ist, oder die Position kann eine Punktwolke sein, die eine Schätzung des gesamten vom Insassen 11 eingenommenen Raums liefert.
Wenn das Fahrgast-Rückhaltesystem 18 einen oder mehrere der Sicherheitsgurte 18A aus 1 umfasst, kann das Verfahren 100 im Block B108 optional die Erfassung des Anschnallzustands des Sicherheitsgurts 18A beinhalten, z. B. durch einen darin oder darauf angeordneten Sicherheitsgurtschloss-Sensor (nicht dargestellt), wie er in der Technik geschätzt wird. Die Steuereinheit 50 passt dann automatisch die tatsächliche Kapazitätseinstellung des Sicherheitsgurts 18A zumindest teilweise auf der Grundlage seines Anschnallzustands an. Ein positiver Zustand des Gurtschlosses könnte es ermöglichen, dass die am Sicherheitsgurt befestigten Rückhalteeinrichtungen bei einem Aufprall ab einer bestimmten Schwere ausgelöst oder entfaltet werden. Ein positiver Verschlußzustand könnte die Erkennung der Position eines Schultergurtes relativ zum Rumpf des Beifahrers auslösen, z.B. mit Hilfe des Positionssensors oder eines im Gurtband eingebetteten Sensors. Es könnten Maßnahmen ergriffen werden, wenn der Schultergurt nicht richtig positioniert ist oder wenn sich der Beifahrer in einer prekären Position befindet, z. B. wenn er nicht in einer senkrechten Position zum Fahrzeugsitz sitzt. Das Verfahren 100 fährt mit Block B110 fort, wenn die Position des Beifahrers 11, 11A bestimmt wurde und wenn der Zustand des Sicherheitsgurtschlosses und die Position des Schultergurts bestimmt wurden, falls dieser Schritt enthalten ist.
In Block B110 („P₁₁ = DEF?“) wird festgestellt, ob die Position des Fahrgastes 11 eindeutig ist, d. h., ob der Fahrgast 11 nicht verdeckt ist. Block B110 könnte einen Vergleich der Auflösung von Kamerabildern oder anderen Positionsdaten mit Klarheitsschwellen beinhalten, um beispielsweise festzustellen, ob die Position des Fahrgastes 11 innerhalb einer zulässigen Toleranz liegt oder ein bestimmter Oberflächenbereich des Fahrgastes direkt vom Sensor eingesehen werden kann. Das Verfahren 100 fährt mit Block B112 fort, wenn die Position feststeht/der Fahrgast 11 nicht eindeutig zu erkennen ist, und mit Block B111, wenn dies nicht der Fall ist.
Block B111 („11 = S?“) kann optional die Feststellung beinhalten, ob der erkannte Fahrgast 11 unterhalb eines kalibrierten Größenschwellenwerts liegt, d. h. objektiv „klein“ ist. Eine solche Feststellung ist möglicherweise ein Hinweis auf die Anwesenheit eines Kindes oder einer anderen kleinwüchsigen Person. Die Erkennung der Gefährdungsmerkmale des Fahrgastes 11 gemäß Block B111 kann die Erkennung eines Kinderrückhaltesystems (CRS) umfassen, z. B. eines nach vorn gerichteten CRS, eines nach hinten gerichteten CRS oder eines Kinderbett-CRS. Dies kann z. B. auf der Grundlage von Signalen oder Antworten von einem RF-Tag oder einem Schlüsselschalter-Deaktivierungsstatus erfolgen. Das Verfahren 100 fährt mit Block B113 fort, wenn der erkannte Fahrgast 11 unter dem Größenschwellenwert liegt, und mit Block B115 in der Alternative.
Im Block B112 („ASZ?“) kann die Steuereinheit 50 feststellen, ob sich der Beifahrer 11 zumindest teilweise innerhalb einer definierten Airbag-Unterdrückungszone (ASZ) befindet. Beispielsweise kann die Steuereinheit 50 mit 3D-Grenzen innerhalb des Fahrzeuginnenraums 14 von 1 in unmittelbarer Nähe zu einem verstauten Airbagsystem 18B programmiert werden. Das Verfahren 100 geht zum Block B114 über, wenn sich ein Kopf, Rumpf, Hals oder ein anderer gefährdeter Teil des Beifahrers 11 teilweise innerhalb einer solchen definierten ASZ befindet. Wenn jedoch festgestellt wird, dass sich der Beifahrer 11, wie z. B. der Kopf, der Hals und die Körperregionen des Beifahrers, außerhalb der ASZ befindet, geht das Verfahren 100 stattdessen zum Block B115 über.
Block B113 („CA #3“) umfasst die Ausführung einer Steueraktion als Reaktion auf die Erkennung eines kleinen/untergroßen Fahrgastes 11 mit einer unbestimmten 3D-Position im Fahrzeuginnenraum 14. Wenn ein nach vorne gerichtetes CRS bei Block B111 vorhanden ist, könnte die Steuereinheit 50 beispielsweise eines oder mehrere der Rückhaltesysteme 18 unterdrücken oder einen Ausgang für einen Airbag ändern oder einen niedrigen Ausgang für eine betätigbare oder entfaltbare Sicherheitsgurtvorrichtung aktivieren, z. B. durch Einstellen der Einstellung des Sicherheitsgurtstraffers 180 und/oder der energieabsorbierenden Vorrichtung 280, die mit dem in 2 gezeigten Sicherheitsgurt 18A verbunden ist, auf weniger als eine maximal mögliche Einstellung. Aktionen zur Änderung der Airbagleistung können die Einstellung einer oder mehrerer der folgenden Größen umfassen: Leistung der Aufblasvorrichtung, Tiefe des aufgeblasenen Kissens, Entfaltungszeit und/oder Größe der Entlüftungsöffnung des entfaltbaren Airbagsystems 18B. So könnte die Steueraktion in Block B113 dazu führen, dass das Kapazitätsniveau eines oder mehrerer der Fahrgastrückhaltesysteme 18 auf ein kalibriertes Niveau oder ein für diese Fahrgäste 11 geeignetes Niveau ohne Auslösung oder Entfaltung unterdrückt wird. Die Anpassung der tatsächlichen Kapazitätseinstellung in Block B113 könnte über die Steuereinheit 50 auf der Grundlage der oben erwähnten entsprechenden biometrischen Gefährdungsklasse erfolgen, wobei z. B. eine aggressivere Steuerung und höhere Aufblas-/Auslösestufen für weniger gefährdete Fahrgäste 11 und eine weniger aggressive Steuerung und niedrigere Aufblas-/Auslösestufen für gefährdete Fahrgäste 11 verwendet werden.
Bei einer zweistufigen Ausführung des aufblasbaren Airbagsystems 18B kann Block B113 beispielsweise dazu führen, dass nur eine Aufblasstufe ausgelöst wird, um eine geringere Gesamtaufblaskraft zu erzeugen, z. B. etwa 70 % einer möglichen Gesamtaufblaskraft. Block B113 könnte beinhalten, dass die Entlüftungsöffnungen 480 von 2 auf eine vorbestimmte Entlüftungsgröße geöffnet werden, um eine schnellere/größere Entlüftung und damit einen weicheren Aufprall mit dem entfalteten Airbagsystem 18B zu gewährleisten. Darüber hinaus könnte Block B113 beinhalten, dass die ausfahrbaren Haltegurte 580 von 2 entweder nicht gelöst oder gelöst werden, um den Kontakt des Insassen mit dem entfalteten Airbagsystem 18B anzupassen. Andere Reaktionen könnten für verschiedene Rückhaltesysteme 18 erfolgen, einschließlich der Einstellung des in 2 gezeigten Gurtstraffers 180 und/oder der energieabsorbierenden Vorrichtung 280 und/oder der Einstellung einer energieabsorbierenden oder betätigbaren/auslösbaren Vorrichtung im Sitz, entweder allein oder in Verbindung mit einer größenabhängigen Unterdrückung des/der aufblasbaren Airbagsystems/Airbagsysteme 18B.
In Block B114 („CA #2A“) kann die Steuereinheit 50 eine Steueraktion ausführen, die der von Block B113 ähnelt, wobei in diesem Fall jedoch Anpassungen in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Zustand des Fahrgasts 11 vorgenommen werden. Das heißt, Block B114 wird ausgeführt, wenn der Fahrgast 11 nicht verdeckt ist und sich ein gefährdeter Teil des Fahrgastes 11 in der ASZ befindet, wie in den Blöcken B110 bzw. B112 ermittelt. Alternativ kann das Verfahren 100 in einigen Ausführungsformen ohne Bestimmung der Position des Fahrgasts 11 im Fahrzeuginnenraum 14 durchgeführt werden.
Unter solchen Bedingungen kann die Steuereinheit 50 die Leistung der Aufblasvorrichtung, die Tiefe des aufgeblasenen Kissens, die Entfaltungszeit und/oder die Größe der Entlüftungsöffnung anpassen, je nachdem, ob sich mindestens ein Teil des Insassen 11 innerhalb der ASZ befindet. Dies könnte dazu führen, dass das Aufblasen eines oder mehrerer aufblasbarer Airbagsysteme 18B unterdrückt wird, und zwar entweder auf der Grundlage der festgestellten Position des Insassen in Bezug auf die ASZ-Grenze oder auf der Grundlage des Signals bzw. der Signale des biometrischen Schwachstellen-Klassifizierers und eines festgestellten Fahrzeugereignisses, das eine Auslösung des bzw. der Insassenrückhaltesysteme 18 erfordert. Wie bei den Blöcken B113 und B115 kann die Durchführung von Block B114 die automatische Anpassung einer tatsächlichen Kapazitätseinstellung des (der) Fahrgastrückhaltesystems (-systeme) 18 über die Steuereinheit 50 in einem geringeren Ausmaß als die in Block B105 vorgenommenen Stufen beinhalten.
Zu den Kapazitätsanpassungen in Block B114 könnte beispielsweise die Unterdrückung der Aktivierung bestimmter Fahrgast-Rückhaltesysteme 18 in unmittelbarer Nähe des Fahrgastes 11 gehören, dessen gefährdete Körperregionen teilweise innerhalb der ASZ von Block B112 liegen. Wenn Block B114 direkt von Block B106 erreicht wird, könnten die in Block B114 durchgeführten Steuerungsmaßnahmen möglicherweise die Auswahl der geeigneten Kapazitäten aus einer Nachschlagetabelle umfassen, die durch den Fahrgast 11 und seine entsprechende biometrische Gefährdungsklasse indiziert ist, wie oben erwähnt. Die Steuereinheit 50 könnte anschließend die tatsächliche(n) Kapazitätseinstellung(en) auf der Grundlage der entsprechenden biometrischen Gefährdungsklasse anpassen.
Block B115 („CA #2B“) ist analog zu Block B114 und kann durchgeführt werden, wenn kein Fahrgast 11 von geringer Größe/Statur vorhanden ist, d. h. ab Block B111, oder wenn bestätigt wird, dass sich ein Fahrgast mit einer definitiv festgestellten Position nicht innerhalb der ASZ befindet (Block B112). In einem solchen Fall könnte die in Block B115 durchgeführte Kontrollmaßnahme die Anpassung der tatsächlichen Kapazitätseinstellung(en) der Fahrgastrückhaltesysteme 18 in einem geringeren Ausmaß umfassen als die in Block B105 durchgeführten Kontrollmaßnahmen.
Im Vergleich zu Block B111, in dem der Fahrgast 11 vom Steuergerät 50 als nicht klein eingestuft wird, verfügt Block B115 über zusätzliche Informationen über die unklare Position und Größe des Fahrgastes 11. Infolgedessen können sich die in Block B115 durchgeführten Maßnahmen in einigen Ausführungsformen von denen der Blöcke B105 unterscheiden, oder die Blöcke B105 und B115 können identisch sein. Da die hier in Betracht gezogenen Kapazitätsanpassungen als Teil eines Reaktionskontinuums als „abstimmbar“ angesehen werden und nicht nur als abgestufte oder binäre EIN/AUS-Entscheidungen, wird ein Fachmann verstehen, dass die Steueraktionen der Blöcke B105 und B113-B115 für eine bestimmte Konstruktion des Kraftfahrzeugs 10 und seiner verschiedenen Fahrgastrückhaltesysteme 18 kalibrierbar sein können.
Ebenso kann die Steuereinheit 50 für jeden Block B105, B113, B114 und B115 die tatsächliche Kapazitätseinstellung auf der Grundlage der entsprechenden biometrischen Schwachstellenklasse wie oben beschrieben anpassen. Das heißt, dass Fahrgastrückhaltesysteme 18, die sich in der Nähe eines Fahrgastes 11 mit einer ersten Gruppe klassifizierter Schwachstellen befinden, möglicherweise höhere oder niedrigere Aktivierungskräfte im Vergleich zu einem anderen Fahrgastrückhaltesystem 18 ausüben, das sich in der Nähe eines anders positionierten Fahrgastes mit einer zweiten Gruppe von Schwachstellen befindet. Ein programmierter Betriebspunkt würde während des Betriebs des Kraftfahrzeugs 10 entlang eines zulässigen Kontinuums oder Betriebsbereichs möglicher Einstellungen gewählt, mit anderen Worten, um die Leistung der verschiedenen Fahrgast-Rückhaltesysteme 18 fein abzustimmen, um den tatsächlichen Einschränkungen oder Schwachstellen der Fahrgäste 11, für die diese Rückhaltesysteme 18 bestimmt sind, Rechnung zu tragen.
Wie dem Fachmann klar sein wird, ermöglichen die obigen Lehren eine fahrgastspezifische Kontrolle während der Betätigung oder Entfaltung eines Fahrgastrückhaltesystems 18 an Bord eines Kraftfahrzeugs 10. Im Gegensatz zu Systemen nach dem Stand der Technik, die bestimmte Vorrichtungen wie Frontairbags auf der Grundlage statischer Gewichtsschwellen selektiv deaktivieren, bietet der vorliegende Ansatz eine Verfeinerung, indem er die einzigartige biometrische Verletzlichkeit der Insassen 11 des Kraftfahrzeugs 10 klassifiziert und die Kapazitäten der Rückhaltesysteme 18 entlang eines zulässigen Kontinuums in Übereinstimmung mit der Klassifizierung steuert.
Andere Verfeinerungen können im Rahmen der Offenbarung einbezogen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Klassifizierung und Berücksichtigung nicht-menschlicher Insassen wie Haustiere oder Gegenstände, wobei die Steuereinheit 50 möglicherweise für jeden dieser möglichen Passagiertypen kalibrierbar ist. Die hier beschriebenen Lösungen ermöglichen es letztlich, den Schutz, den die verschiedenen Fahrgastrückhaltesysteme 18 einem bestimmten Fahrgast 11 bieten, genau auf dessen besondere Schwachstellen im Falle einer Betätigung oder Auslösung des Rückhaltesystems abzustimmen. Diese und andere damit verbundene Vorteile werden von Fachleuten in Anbetracht der vorstehenden Ausführungen leicht erkannt.
Im Rahmen dieser Anmeldung bedeutet der Begriff „mindestens eine“ je nach Ausführungsform eine beliebige Position, mehr als eine Position, aber weniger als alle referenzierten Positionen, oder alle referenzierten Positionen können verwendet werden, und bedeutet nicht unbedingt, dass alle referenzierten Positionen verwendet werden müssen.
Die ausführliche Beschreibung und die Figuren oder Abbildungen sind unterstützend und beschreibend für die vorliegende Lehre, aber der Umfang der vorliegenden Lehre wird ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Während einige der besten Modi und andere Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehre im Detail beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen für die Durchführung der vorliegenden Lehre in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Claims

Ein Verfahren zum Steuern eines Fahrgastrückhaltesystems an Bord eines Kraftfahrzeugs mit einem Fahrzeuginnenraum, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen, über eine Steuereinheit, eines oder mehrerer biometrischer Schwachstellen-Klassifizierungssignale, die Schwachstellen-Merkmale eines in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs sitzenden Fahrgastes anzeigen; und als Reaktion auf das eine oder die mehreren biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignale und ein erkanntes Fahrzeugereignis, das eine Betätigung des Fahrgastrückhaltesystems erfordert, automatisches Anpassen einer tatsächlichen Kapazitätseinstellung von mindestens einem Teil des Fahrgastrückhaltesystems über die Steuereinheit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren ferner umfasst: Erfassen der Schwachstellen-Merkmale unter Verwendung eines bordeigenen Sensorensatzes, wobei der bordeigene Sensorensatz mindestens einen der folgenden Sensoren umfasst: einen Sitzsensor, der mit einem Fahrzeugsitz im Fahrzeuginnenraum verbunden ist, einen Fernsensor, der mit einer Struktur im Fahrzeuginnenraum verbunden ist, und einen biometrischen Sensor, der sich im Fahrzeuginnenraum befindet.
Ein Kraftfahrzeug, umfassend: eine Fahrzeugkarosserie, die einen Fahrzeuginnenraum definiert; einen Fahrzeugsitz, der im Fahrzeuginnenraum positioniert ist; und eine Sensoreinheit mit mindestens einem mit dem Fahrzeugsitz verbundenen Sitzsensor, einem mit einer Struktur im Fahrzeuginnenraum verbundenen Fernsensor und einem im Fahrzeuginnenraum befindlichen biometrischen Sensor; ein Fahrgastrückhaltesystem, das im Fahrzeuginnenraum angeordnet ist; und eine Steuerung, die zum Steuern einer tatsächlichen Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems betreibbar ist, wobei die Ausführung von Anweisungen durch einen Prozessor der Steuerung den Prozessor veranlasst, zu: Erkennen der Schwachstellen-Merkmale mit Hilfe der Sensor-Suite; Erzeugen eines oder mehrerer biometrischer Schwachstellen-Klassifizierungssignale, die die Schwachstellen-Merkmale anzeigen; und als Reaktion auf das eine oder die mehreren biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignale und ein erkanntes Fahrzeugereignis, das eine Betätigung des Fahrgastrückhaltesystems erfordert, automatisch eine tatsächliche Kapazitätseinstellung von mindestens einem Teil des Fahrgastrückhaltesystems anpassen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Sensoranordnung einen Fernsensor umfasst und wobei die Ausführung der Anweisungen den Prozessor veranlasst, die Schwachstellen-Merkmale zumindest teilweise durch Erfassen eines physischen Erscheinungsbildmerkmals des Fahrgastes unter Verwendung des Fernsensors zu erkennen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Ausführung der Anweisungen den Prozessor veranlasst, ein Kinderrückhaltesystem, Child Restraint System, CRS, als mindestens eines der Schwachstellen-Merkmale zu erkennen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Fahrgastrückhaltesystem einen Sicherheitsgurt umfasst und wobei die Ausführung der Befehle den Prozessor veranlasst: einen geschlossenen Zustand des Sicherheitsgurtes zu erkennen; und die tatsächliche Kapazitätseinstellung auf der Grundlage des angeschnallten Zustands anpassen, wobei die tatsächliche Kapazitätseinstellung mindestens eine Einstellung eines Sicherheitsgurtstraffers und einer energieabsorbierenden Vorrichtung des Sicherheitsgurts umfasst.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Fahrgastrückhaltesystem ein Airbagsystem umfasst und wobei die Ausführung der Befehle den Prozessor veranlasst: die tatsächliche Kapazitätseinstellung anzupassen, indem eine oder mehrere der folgenden Einstellungen vorgenommen werden: Leistung der Aufblasvorrichtung, Tiefe des aufgeblasenen Kissens, Entfaltungszeit und/oder Größe der Entlüftung des Airbagsystems.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, wobei das Fahrgastrückhaltesystem ein betätigbares Sitzsystem umfasst und wobei das Einstellen der Kapazitätseinstellung das Ändern der Betätigungsmerkmale einer Sitzflächenposition und einer Kopfstützenposition des verstellbaren Sitzsystems umfasst.
Verfahren zum Steuern eines Fahrgastrückhaltesystems an Bord eines Kraftfahrzeugs, das Folgendes umfasst: Erfassen von Schwachstellen-Merkmalen eines oder mehrerer Insassen des Kraftfahrzeugs unter Verwendung eines Sensorensatzes, wobei der Sensorensatz mindestens einen Sitzsensor, der mit einem Beifahrersitz des Kraftfahrzeugs verbunden ist, einen Fernsensor und einen biometrischen Sensor, der in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, umfasst, wobei das Erfassen der Schwachstellen-Merkmale das Erfassen mindestens eines physischen Merkmals und eines internen Merkmals jedes der Insassen unter Verwendung des Sitzsensors bzw. des Fernsensors umfasst; Erzeugen eines oder mehrerer biometrischer Schwachstellen-Klassifizierungssignale, die auf Schwachstellen-Merkmale des Passagiers hinweisen; Empfangen der ein oder mehreren biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignale über eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs; und als Reaktion auf das eine oder die mehreren biometrischen Schwachstellen-Klassifizierungssignale und ein erfasstes Fahrzeugereignis, das eine Auslösung des Fahrgastrückhaltesystems erfordert, automatische Anpassung einer tatsächlichen Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems über die Steuereinheit, wobei das Fahrgastrückhaltesystem einen Sicherheitsgurt und ein auslösbares Airbagsystem umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Anpassen der Kapazitätseinstellung des Fahrgastrückhaltesystems mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: Verringern der Leistung einer Komponente des Fahrgastrückhaltesystems, Verringern der Größe des Fahrgastrückhaltesystems, Verringern des Niveaus der angewendeten Kraft des Fahrgastrückhaltesystems und Unterdrücken der Aktivierung des Fahrgastrückhaltesystems.