DE10334063A1 - Fahrzeug-Rückhaltesystem mit einer dynamischen Klassifikation des Insassen sowie Verfahren zum Verwenden desselben - Google Patents
Fahrzeug-Rückhaltesystem mit einer dynamischen Klassifikation des Insassen sowie Verfahren zum Verwenden desselben Download PDFInfo
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen der Aufblasrate für einen Airbag in einem Fahrzeug. Das Verfahren umfasst Schritte zum Vorsehen von wenigstens einem Massensensor, zum Vorsehen von wenigstens einem Verfolgungssensor, zum Bestimmen von Masse, Position und physikalischen Eigenschaften eines Insassen, zum Klassifizieren des Insassen und zum Aufblasen des Airbags mit einer vorbestimmten Rate. Außerdem wird ein System angegeben, das dieses Verfahren verwendet.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Rückhaltesystem mit einer dynamischen Klassifikation eines Fahrzeuginsassen sowie ein Verfahren zum Verwenden desselben.
- Die Verwendung von Airbags in Fahrzeug-Rückhaltesystemen zum Schutz der Insassen bei einem Aufprall ist wohlbekannt. Wenn ein Aufprall auftritt, sendet ein Unfallsensor ein Signal zu einer Steuereinrichtung. Wenn der Aufprall entsprechend stark ist, sendet die Steuereinrichtung ein Signal zu einem Airbag-Modul, um zu signalisieren, dass der Airbag aufgeblasen werden soll. Es sind zahlreiche Beschwerden beim National Transportation Board (US-amerikanische Verkehrsbehörde) eingegangen, die behaupten, dass die Airbags unter bestimmten Umständen mit einer übermäßigen Kraft aufgeblasen werden und zu größere Verletzungen verursachen als sie hätten verhindern können.
- Dementsprechend sind Rückhaltesysteme entwickelt worden, die ein Aufblasen der Airbags unter bestimmten Umständen verhindern. Diese Systeme umfassen Sensoren, die die Masse des Insassen bestimmen. Außerdem können einige Systeme ein unabhängiges System umfassen, das die Position des Insassen feststellt. Wenn das Rückhaltesystem feststellt, dass sich der Insasse außerhalb der Position befindet oder zu leicht ist, dann wird der Airbag entweder mit reduzierter Rate oder überhaupt nicht aufgeblasen.
- Die Systeme aus dem Stand der Technik haben jedoch Schwierigkeiten, die richtige Rate für das Aufblasen des Airbags zu bestimmen, weil sie den Typ des Insassen auf der Basis der durch die Systeme gesammelten Informationen nicht genau klassifizieren können. Dementsprechend besteht ein Bedarf für ein Fahrzeug-Rückhaltesystem, das den Fahrzeuginsassen auf der Basis der durch die Sensoren gesammelten Informationen richtig klassifizieren kann und den Airbag mit einer entsprechenden Rate aufbläst.
- Die vorliegende Erfindung löst das Problem der Klassifikation von Insassen, indem sie wichtige physikalische Eigenschaften wie etwa die Distanz zwischen dem Insassen und dem Armaturenbrett, die Distanz zwischen dem Kopf des Insassen und der Sitzfläche und die Distanz zwischen den Schultern des Insassen und dem Kopf des Insassen misst.
-
1 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit dem Fahrzeug-Rückhaltesystem der vorliegenden Erfindung und einem an der richtigen Position sitzenden Insassen. -
2 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit dem Fahrzeug-Rückhaltesystem der vorliegenden Erfindung und einem außerhalb der Position sitzenden Insassen. -
3 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit dem Fahrzeug-Rückhaltesystem der vorliegenden Erfindung und einem nach hinten ausgerichteten Babysitz. -
4 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit dem Fahrzeug-Rückhaltesystem der vorliegenden Erfindung und einem nach vorne ausgerichteten Babysitz. -
5 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Klassifizieren eines Insassen auf der Basis des Fahrzeug-Rückhaltesystems der vorliegenden Erfindung zeigt. - Im Folgenden wird auf
1 Bezug genommen, die ein Fahrzeug10 mit einem Dach13 , einem Innenraum11 , einem Insassen12 und einem Fahrzeug-Rückhaltesystem2 im Querschnitt zeigt. Wie weiter unten näher erläutert, umfasst das System2 wenigstens einen Massensensor40 , einen Verfolgungssensor50 und eine Steuereinrichtung25 . Das Fahrzeug kann ein Auto, ein Lieferwagen, ein Lastwagen, ein Bus oder ein anderes Fahrzeug sein, das Airbags zum Schutz der Insassen verwendet. Der Insasse12 ist auf dem Sitz14 sitzend gezeigt, wobei der Sitz14 an dem Fahrzeug befestigt ist. Der Sitz14 hat eine Sitzfläche16 und eine Sitzlehne18 , die um ein Schwenkgelenk20 relativ zu der Sitzfläche16 gedreht werden kann. Der Sitz14 ist ein in Fahrzeugen üblicher Sitz der nach vorne, hinten, oben, unten und schwenkend relativ zu dem Fahrzeug bewegt werden kann. Bei dem Sitz14 kann es sich um einen Fahrersitz, einen Beifahrersitz, einen Rücksitz oder einen anderen Sitz in einem Fahrzeug handeln. - Das Innere des Fahrzeugs ist mit einem Armaturenbrett
22 ausgestattet gezeigt, das ein Airbag-Modul24 mit einem Airbag26 umfasst. Eine Edelgasquelle (nicht gezeigt) füllt den Airbag26 zu einem gefüllten bzw. aufgeblasenen Zustand. Das Aufblasen des Airbags26 dauert gewöhnlich ungefähr 60 Millisekunden und erzeugt eine beträchtliche auf den Insassen wirkende Kraft. Es wurden zahlreiche Verletzungen beim National Transportation Board gemeldet, die durch Airbags entstanden sein sollen, die unter bestimmten Umständen mit einer zu großen Kraft aufgeblasen wurden. - Die vorliegende Erfindung funktioniert gleich gut für den Fahrer des Fahrzeugs oder für Insassen in anderen Sitzen. In diesen Fällen ist das Airbag-Modul
24 an einer anderen Position wie etwa in der Lenksäule (nicht gezeigt) für den Fahrer des Fahrzeugs angeordnet. Weiterhin unterstützt die Erfindung zusätzliche Airbag-Module24 oder Airbag-Module, die an verschiedenen Positionen wie etwa in den Türen, Sitzen oder Kopfstützen angeordnet sind. - Der Innenraum des Fahrzeugs
10 kann auch eine Kopfstütze29 , A-Streben32 und B-Streben33 umfassen, die alle aus dem Stand der Technik bekannt sind. Ein Unfallsensor36 ist vorgesehen, um die Stärke eines Unfalls zu bestimmen. Der Unfallsensor sendet ein Signal zu der Steuereinrichtung35 , um anzugeben, dass ein Unfall aufgetreten ist. Wenn der Unfall entsprechend schwer ist, signalisiert die Steuereinrichtung35 dem Airbag-Modul24 , dass der Airbag26 aufgeblasen werden soll. - Wenigstens ein Massensensor
40 kann in, unter oder in der Nähe des Sitzes14 angeordnet sein, um die Masse des Insassen12 zu bestimmen. Zum Beispiel ist die Verwendung von Belastungsmessern bekannt, die an Komponenten des Sitzes angebracht sind, um die durch den Insassen12 auf dem Sitz14 verursachte Belastung für die Sitzkomponenten und dadurch die Masse des Insassen12 zu bestimmen. Vorzugsweise ist wenigstens eine Belastungszelle in dem Sitz14 oder darunter angeordnet, um die Masse des sitzenden Insassen zu bestimmen. - Der Massensensor steht in elektrischer Kommunikation mit der Steuereinrichtung
35 . Der Fachmann kann alternative Verfahren zum Bestimmen der Masse des Insassen bestimmen. Alternativ hierzu können mehrere Massensensoren40 verwendet werden, um genauere Messungen vorzusehen. - Der Verfolgungssensor oder eine Verfolgungssensoreinheit
50 ist in dem Innenraum11 des Fahrzeugs platziert, um die Position und die physikalischen Eigenschaften des Insassen11 zu bestimmen und um diese Informationen an die Steuereinrichtung35 zu leiten. Vorzugsweise ist eine Verfolgungssensoreinheit50 auf oder in der Kopfstütze28 oder auf dem Fahrzeugdach13 ungefähr über dem sitzenden Insassen12 vorgesehen. Noch besser ist es, wenn die Verfolgungssensoreinheit50 einen Radarsender50a und wenigstens einen Radarempfänger50b umfasst. Ein Radarempfänger50b sieht gewöhnlich ausreichende Informationen vor, wobei die Verfolgungssensoreinheit50 jedoch vorzugsweise auch mehrere Radarempfänger50b aufweisen kann. Es werden vorzugsweise mehrere Sensoren50 verwendet, um eine Triangulation zur genauen Messung des reflektierten Signals zu ermöglichen und dadurch eine detaillierte dreidimensionale Messung des Insassen vorzusehen. Es werden bevorzugt Radareinrichtungen für die Sensoren verwendet, weil die durch die Verfolgungssensoreinheit50 gesendeten und empfangenen Signale durch Objekte wie etwa eine Zeitung, eine Karte, einen Hut oder eine Brieftasche dringen können, die einen Teil des Insassen bedecken und falsche Positionssignale verursachen könnten. Der Fachmann kann Verfolgungssensoren50 an anderen oder mehreren Positionen vorsehen, um Informationen zur Position und den physikalischen Eigenschaften des Insassen zu erhalten. Es werden bevorzugt Radarsender und -empfänger als Sensoren verwendet, wobei die Verfolgungssensoren50 jedoch auch z.B. Ultraschallsensoren, optische Sensoren, elektrische Kapazitätssensoren, passive Infrarotsensoren oder Thermosensoren sein können. Die Position der Verfolgungssensoren50 muss für unterschiedliche Fahrzeuge variiert werden. Der Fachmann kann alternative Positionen finden, die ausreichende Informationen vorsehen. - Die Verfolgungssensoren
50 stellen das Vorhandensein und die Position des Insassen12 fest und bestimmen weiterhin wichtige physikalische Eigenschaften des Insassen. Zum Beispiel können die Verfolgungssensoren50 feststellen, ob der Insasse12 wie in1 gezeigt korrekt sitzt oder ob der Insasse wie in2 gezeigt außerhalb der Position bzw. „in der roten Zone" sitzt. - Außerhalb der Position oder „in der roten Zone" bedeutet, dass sich der Insasse
12 an einer Position befindet, wo das Aufblasen des Airbags mehr Schaden als Nutzen bringen kann. Wenn der Insasse zum Beispiel auf der Kante des Sitzes14 sitzt und sich nach vorne beugt, kann der Insasse zu nahe am Airbag26 sein. In dieser Position kann der aufgeblasene Airbag den Insassen12 mit übermäßiger Kraft kontaktieren. Dementsprechend ist das System derart beschaffen, dass es entweder die Aufblasrate des Airbags26 reduziert oder überhaupt verhindert, dass der Airbag26 aufgeblasen wird. Bei der reduzierten Aufblasrate bietet der Airbag26 einen gewissen Schutz für den Insassen, aber minimiert potenzielle nachteilige Effekte. - Entsprechend sollte die Aufblasrate für den Airbag
26 verlangsamt werden oder sollte das Aufblasen des Airbags verhindert werden, wenn der Insasse in dem Sitz wie in3 gezeigt ein Kind in einem nach hinten ausgerichteter Kindersitz70 oder wie in4 gezeigt ein Kind in einem nach vorne ausgerichteten Kindersitz80 ist. Das Triangulationsverfahren sieht eine genaue dreidimensionale Wiedergabe des Bereichs in der Nähe des Kindersitzes vor und kann bestimmen, ob ein Kindersitz vorhanden ist und in welcher Richtung er ausgerichtet ist. - Es gibt andere Situationen, in denen die Aufblasrate für den Airbag
26 verlangsamt werden sollte oder in denen das Aufblasen des Airbags26 überhaupt verhindert werden sollte, zum Beispiel wenn der Insasse die Beine auf das Armaturenbrett gelegt hat oder wenn sich ein großes Objekt auf dem Schoß des Insassen befindet. Außerdem sollte der Airbag26 nicht aufgeblasen werden, wenn sich kein Insasse auf dem Vordersitz befindet. - Die Verfolgungssensoren
50 messen auch wichtige physikalische Eigenschaften des Insassen12 wie etwa die Distanz hs vom Kopf12h zur Schulter12s und die Distanz h vom Sitz14 zum Kopf12h . Wie weiter oben erläutert, können die Radarsender50a und -empfänger50b durch Objekte wie etwa Hüte, Zeitungen und Kleidungsstücke dringen, um die wirkliche Position des Insassen in drei Dimensionen festzustellen. Untersuchungen haben gezeigt, dass ein sehr genaues Verfahren zum Klassifizieren eines Insassen darin besteht, dass entweder die Distanz hs vom Kopf12b des Insassen zur Schulter12s des Insassen oder die Distanz h vom Sitz14 zur Schulter12s des Insassen bestimmt wird. Alternativ hierzu kann der Insasse auch unter Verwendung beider Distanzen hs und h klassifiziert werden, um eine genauer Bestimmung vorzusehen. - Weiterhin kann ein Sensor
51 an dem Schwenkpunkt20 vorgesehen werden, um die Neigung der Sitzlehne18 zu bestimmen. Andere Sensoren (nicht gezeigt) könnten entlang des Sitzes14 oder der Sitzschienen (nicht gezeigt) vorgesehen werden, um die Position des Sitzes zu bestimmen. Wie die anderen Sensoren können auch diese Sensoren elektrisch mit der Steuereinrichtung35 verbunden sein. - Um einen umfassenderen Schutz vorzusehen, kann die Steuereinrichtung
35 mit anderen Fahrzeugsystemen verbunden werden, um zum Beispiel die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, den Zustand der Sitzgurtschließen, die Sitzposition oder den Fahrzeugfahrzustand zu bestimmen. - Die Steuereinrichtung
35 empfängt die Informationen von den Verfolgungssensoren50 und dem Massensensor40 und bestimmt, ob eine Person auf dem Sitz14 sitzt. Wenn eine Person auf dem Sitz sitzt, bestimmt die Steuereinrichtung35 eine Distanz d, mit welcher der Insasse12 von dem Armaturenbrett22 entfernt ist. Wenn der Insasse zu nahe ist, bläst das Airbag-Modul24 den Airbag26 entweder mit reduzierter Geschwindigkeit auf oder verhindert, dass der Airbag aufgeblasen wird. Die Steuereinrichtung bestimmt auch die Größe des Insassen, indem sie die Masse des Insassen und wenigstens eine der Distanzen hs und h des Insassen auswertet. Wie zuvor erläutert, können andere Sensoren vorgesehen werden, um zusätzliche Informationen zu geben. Ein Algorithmus bestimmt die Aufblasrate des Airbags auf der Basis dieser spezifischen Eigenschaften und einer Datentabelle. - Die vorliegende Erfindung gibt auch ein Verfahren zum Bestimmen der Aufblasrate für einen Airbag an, dass in
5 allgemein durch das Bezugszeichen100 angegeben ist. In Block110 wird wenigstens ein Massensensor zur Bestimmung der Masse eines Insassen vorgesehen. In Block120 wird wenigstens ein Verfolgungssensor zur Bestimmung der Position und anderer physikalischer Eigenschaften des Insassen vorgesehen. In Block130 bestimmt das Verfahren die Position und die physikalischen Eigenschaften des Insassen unter Verwendung des wenigstens einen Massensensors und des wenigstens einen Verfolgungssensors. In Block140 wird der Insasse auf der Basis der Distanz zwischen dem Airbag und dem Insassen, der Masse des Insassen und wenigstens der Distanz zwischen dem Kopf des Insassen und den Schultern oder der Distanz zwischen dem Kopf des Insassen und der Sitzfläche klassifiziert. Schließlich wird in Block150 der Airbag mit einer vorbestimmten Rate aufgeblasen, die in Abhängigkeit von der Klassifikation des Insassen gewählt wird. - Es wurden Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Die Beschreibung ist vielmehr beispielhaft, wobei verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass dadurch der Erfindungsumfang verlassen wird.
- Beschriftungen zu
5 - 110
- Vorsehen von wenigstens einem Massensensor
- 120
- Vorsehen von wenigstens einem Verfolgungssensor
- 130
- Bestimmen der Massenposition und der physikalischen
- Eigenschaften des Insassen
- 140
- Klassifizieren des Insassen
- 150
- Aufblasen des Airbags
Claims (11)
- Verfahren zum Bestimmen der Aufblasrate für einen Airbag in einem Fahrzeug, das einen Sitz mit einer Sitzfläche umfasst, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Vorsehen von wenigstens einem Massensensor, um die Masse eines Insassen zu bestimmen, Vorsehen von wenigstens einem Verfolgungssensor, um die Position und physikalische Eigenschaften des Insassen zu bestimmen, Bestimmen von Masse, Position und physikalischen Eigenschaften des Insassen unter Verwendung des wenigstens einen Massensensors und des wenigstens einen Verfolgungssensors, Klassifizieren des Insassen auf der Basis der Distanz zwischen dem Airbag und dem Insassen, der Masse des Insassen und wenigstens der Distanz zwischen dem Kopf des Insassen und den Schultern oder der Distanz zwischen dem Kopf des Insassen und der Sitzfläche, und Aufblasen des Airbags mit einer vorbestimmten Rate, die in Abhängigkeit von der Klassifikation des Insassen gewählt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Klassifizieren des Insassen auch auf der anderen Distanz zwischen dem Kopf des Insassen und den Schultern bzw. der Distanz zwischen dem Kopf des Insassen und der Sitzfläche basiert.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug einen Sitz umfasst, wobei der Schritt zum Vorsehen des wenigstens einen Massensensors das Vorsehen von wenigstens einem Massensensor in dem Sitz umfasst.
- Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Vorsehen des wenigstens einen Verfolgungssensors das Anbringen von wenigstens einem Verfolgungssensor in dem Innenraum des Fahrzeugs über dem Insassen umfasst.
- System zum Bestimmen der Aufblasrate für einen Airbag in einem Fahrzeug, um einen Insassen zu schützen, wobei das Fahrzeug einen Innenraum (
11 ) und einen Sitz (14 ) mit einer Sitzfläche (16 ) aufweist, wobei das System umfasst: ein Airbag-Modul(24 ), das in dem Innenraum (11 ) des Fahrzeugs angebracht ist, wobei das Airbag-Modul (24 ) einen Airbag (26 ) umfasst, wenigstens einen Massensensor (40 ) in dem Innenraum (11 ) des Fahrzeugs, um die Masse eines Insassen (12 ) zu bestimmen, wenigstens einen Verfolgungssensor (50 ) in dem Innenraum (11 ) des Fahrzeugs, um die Position und die physikalischen Eigenschaften des Insassen (12 ) zu bestimmen, und ein Berechnungssystem, das elektrisch mit dem wenigstens einen Massensensor (40 ), dem wenigstens einen Verfolgungssensor (50 ) und dem Airbag-Modul (24 ) verbunden ist, wobei das Berechnungssystem: Informationen zu der Position und zu physikalischen Eigenschaften des Insassen (12 ) von dem wenigstens einen Sensor (40 ,50 ) empfängt, die Klassifikation des Insassen (12 ) auf der Basis der Distanz zwischen dem Airbag (26 ) zu dem Insassen (12 ), der Masse des Insassen (12 ) und wenigstens der Distanz zwischen dem Kopf (12h) des Insassen (12 ) und den Schultern (12s ) oder der Distanz zwischen dem Kopf (12h) des Insassen (12 ) und der Sitzfläche (16 ) bestimmt, und die Aufblasrate des Airbags (26 ) auf der Basis der Klassifikation des Insassen (12 ) bestimmt. - System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfolgungssensoren (
50 ) Radarsensoren sind. - System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfolgungssensoren (
50 ) aus der Gruppe ausgewählt werden, die Ultraschallsensoren, Kurzimpuls-Radarsensoren oder optische Strahlsensoren umfasst. - System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verfolgungssensor (
50 ) einen Radarsender und eine Vielzahl von Radarempfängern umfasst. - System nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Massensensor (
40 ) wenigstens eine Belastungszelle ist, die in der Sitzfläche (16 ) angeordnet ist. - System nach einem der Ansprüche 5 bis 9, weiterhin gekennzeichnet durch einen Unfallsensor (
36 ), der an dem Fahrzeug angebracht ist und elektrisch mit der Steuereinrichtung (35 ) verbunden ist. - System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Berechnungssystem die Klassifikation des Insassen (
12 ) auch auf der Basis von der anderen Distanz zwischen dem Kopf (12h ) des Insassen (12 ) und den Schultern (12s ) bzw. zwischen dem Kopf (12h ) des Insassen (12 ) und der Sitzfläche (16 ) bestimmt.
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |