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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sitzbelegungserkennung für ein Kraftfahrzeug
mit wenigstens einem Stellmotor zur Sitzverstellung.
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Aus
der
DE 102 23 218
A1 ist eine Einrichtung zur Sitzbelegungserkennung in einem
Fahrzeug mit sogenannten Sensorsitzmatten bekannt, die aus einer
Vielzahl von druckempfindlichen Sensorelementen bestehen. Die Sensorsitzmatten
sind über die
Sitzfläche
eines Fahrzeugsitzes verteilt angeordnet und können die Druckeinwirkung einer
Person oder eines Objekts auf eine Sitzfläche erfassen. Eine Auswerteeinheit,
der die Signale der Sensorelemente zugeführt werden, nimmt eine Bewertung
der Sensorsignale vor, die eine Klassifizierung des auf die Sitzfläche wirkenden
Gewichts zur Folge hat. Je nach Art der verwendeten Sensorelemente
der Sensorsitzmatte kann eine Gewichtsklassifizierung im einfachsten
Fall eine Aussage belegt/nicht belegt beinhalten, aber auch eine
Klassifizierung nach dem Gewicht, beispielsweise durch eine Unterscheidung
von leichten, mittleren oder sehr schweren Personen. Es kann außerdem eine
Klassifizierung anhand der Gewichtsverteilung auf dem Fahrzeugsitz
erfolgen. Eine solche Klassifizierung kann beispielsweise den Abstand der
Beckenknochen vermessen und Gewichtsverlagerungen unterscheiden.
Insbesondere kann eine schlanke Person von einer kräftigen Person
anhand des Beckenknochenabstandes unterschieden werden, ebenso wie
eine Vorverlagerung einer Person anhand der ungleichmäßig belasteten
Sitzfläche
abgeschätzt
werden kann. Die klassifizierte Gewichtsinformation wird an eine
der Auswerteeinheit nachgeschaltete Steuereinheit eines Insassenrückhaltemittels übermittelt.
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Außerdem wird
in der
DE 41 32 499
A1 eine Betätigungseinrichtung
für Verstelleinrichtungen
in einem Kraftfahrzeug, insbesondere für Motoren, für Schiebedächer, Fenster
und Sitze beschrieben. Dabei wird ein verstellbares Kraftfahrzeugteil
von einem Stellmotor bewegt. Der Stellmotor erhält über eine Steuerleitung entsprechende
Ansteuersignale, die eine Drehung des Stellmotors in die eine oder
andere Richtung bewirken. Die Steuersignale werden in einer Hauptsteuerschaltung
erzeugt, die mit der Batteriespannung und andererseits mit Masse
verbunden ist. Die Hauptsteuerschaltung ist mit mehreren Eingangsklemmen
versehen, die beispielsweise mit der Zündung, einem Türkontakt
oder mit der Zentralverriegelung verbunden sind. Des weiteren ist
eine Rückstelleinrichtung
vorgesehen, die den Stellmotor bzw. das von diesem angetriebene
Kraftfahrzeugteil in eine Ruhestellung verlagern kann.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein alternatives oder
ergänzendes
Verfahren zur Sitzbelegungserkennung für ein Kraftfahrzeug anzugeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zur Sitzbelegungserkennung für ein Kraftfahrzeug mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Erfindungsgemäß wird die
Leistungszufuhr für
einen Stellmotor zur Sitzverstellung während seiner Ansteuerung erfasst
und als Maß für die Sitzbelegung
ausgewertet. Die dem Stellmotor für eine Sitzverstellung zuzuführende elektrische
Leistung bzw. der entsprechende elektrische Motorstrom hängt von der
Last und damit von der tatsächlichen
Sitzbelegung ab. Ist der Sitz mit einer größeren Masse belegt, so ist
die aufzuwendende Leistung für
die Sitzverstellung größer als
bei einer Sitzbelegung mit einer kleineren Masse. Ist ein Sitz nicht
mit einem Passagier oder einem Gegenstand belegt, so ist eine Sitzverstellung
mit nur geringer Leistungszufuhr zu erreichen, welche in ein vorgegebenes
Leistungsband fällt.
Die Leistungszufuhr für
die Sitzverstellung ist somit ein Maß für die Massenbelegung des Sitzes
und kann für
eine Gewichtsabschätzung
herangezogen werden. Jedem Wert der dem Stellmotor zugeführten elektrischen
Leistung bzw. jedem Wert des vom Stellmotor erzeugten Drehmoments
zur Sitzverstellung, welcher über
eine spezifische Kennlinie des Stellmotors berechnet wird, kann
beispielsweise eine Gewichtsklasse wie leichter, schwerer oder mittelschwerer
Passagier zugeordnet werden. Durch geeignete Parametrierung kann
jedem Wert der dem Stellmotor zugeführten elektrischen Leistung
ein Wert zugeordnet werden, der dem Gewicht des den Sitz belegenden
Passagiers entspricht. Die Sitzbelegungserkennung erfolgt durch
eine Erfassung von direkt zu messenden elektrischen Größen, die
keinen zusätzlichen apparativen
Aufwand erforderlich machen. Das Verfahren erweist sich als besonders
unempfindlich gegenüber äußeren Störungen und
gewährleistet
einen zuverlässigen
Einsatz.
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In
einer Ausgestaltung, bei der ein Einsatz von mehreren Stellmotoren
zur Sitzverstellung vorgesehen ist, wird aus der Verteilung der
Leistungszufuhren auf die jeweiligen Stellmotoren auf die Sitzposition
des Passagiers geschlossen. Dabei ist es von Vorteil, wenn möglicht viele
Sitzkomponenten, wie Sitzbereich, Rückenlehne, Seitenlehnen oder
-Führungen
und Kopfstützen
einteilig oder mehrteilig mit jeweils einem Stellmotor elektrisch
verstellbar sind. Eine genaue Bestimmung der Sitzposition wird ermöglicht,
wodurch eine individuellere Ansteuerung von Rückhaltemitteln im Einsatzfall
erfolgen kann.
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Es
ist von Vorteil, wenn die Leistungszufuhr für den Stellmotor zur Sitzverstellung
vor Beginn einer Fahrt, z. B. während
einer durch den Passagier willkürlich
angeforderten Sitzvoreinstellung oder eines automatisch eingeleiteten
Testlaufes, erfasst wird. Bei einer ersten Erfassung vor Fahrtbeginn,
z. B. bei einer willkürlichen
Anforderung in Verbindung mit der automatisierten Sitzvoreinstellung,
kann ohne gesonderten Aufwand eine Gewichtsklassifizierung der Passagiere
vorgenommen werden. Ein auf der Gewichtsklassifizierung basierender
umfassender Schutz der Insassen steht dadurch mit Fahrtbeginn bereits
zur Verfügung.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels
in der Figur näher
erläutert,
wobei die Figur eine Schaltungsanordnung für einen Sitz eines Fahrzeugs
in schematischer Darstellung zeigt.
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Ein
in der Figur veranschaulichter Sitz 1 eines nicht weiter
dargestellten Kraftfahrzeugs umfasst einen auf einem Bodengruppenelement 2 des
Kraftfahrzeugs angeordneten Sitzbereich 3, eine Rückenlehne 4 und
eine Kopfstütze 5.
In diesem Ausführungsbeispiel
kann der Sitzbereich 3 mit Stellmotoren 6, 7 in
seiner Höhe
und Neigung relativ zum Bodengruppenelement 2 verändert werden.
Ein weiterer Stellmotor 8 dient zur Verstellung der Rückenlehne 4 und
ein Stellmotor 9 zur Positionierung der Kopfstütze 5.
In Abhängigkeit
von der Ausstattung des Sitzes 1 können weitere Stellmotoren zur
Sitzverstellung vorgesehen sein.
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Die
Stellmotoren 6 bis 9 zur Sitzverstellung werden
mit einer Steuereinheit 10 angesteuert, die mit der Batteriespannung
UB und andererseits mit Masse 11 verbunden ist. Weitere
Eingänge 12 bis 14 versorgen
die Steuereinheit 10 mit steuerungsrelevanten Informationen
bzw. Warnsignalen, beispielsweise über Zustand der Zündung, Türkontakte,
Zentralverriegelung und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs.
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Bei
dem Verfahren zur Sitzbelegungserkennung für den Sitz 1 wird
die den Stellmotoren 6 bis 9 aus der Batteriespannung
UB über
die Steuereinheit 10 zugeführte Leistung zur Sitzverstellung
während der
Ansteuerung der Stellmotoren 6 bis 9 mit der Steuereinheit 10 erfasst
und als Maß für die Sitzbelegung
ausgewertet. Ein auf dem Sitz 1 befindlicher Passagier
setzt mit seinem Gewicht als Last den Stellmotoren 6 bis 9 einen
Widerstand bei einer stellmotorverursachten Sitzverstellung entgegen,
der umso größer ist,
je stärker
die vom Stellmotor 6 bis 9 zu bewegende Sitzkomponente
vom Passagier gewichtsmäßig belastet
wird. Die von der Steuereinheit 10 für die Stellmotoren 6 bis 9 aufzubringende
elektrische Leistung ist daher ein Maß für die gewichtsmäßige Belastung
des Sitzes 1.
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Die
elektrische Leistungszufuhr für
die Stellmotoren 6 bis 9 kann während einer
willkürlich
durch den Passagier angeforderten Sitzverstellung oder während eines
automatisch eingeleiteten Testlaufes erfasst werden. Bei einem Testlauf
beispielsweise, kann durch kurzzeitiges Anheben und Absenken des Sitzes
oder umgekehrt aus der Differenz der zugeführten Leistungen auf das Gewicht
des Passagiers geschlossen werden.
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In
Abhängigkeit
von der Anzahl und der Anordnung der Stellmotoren 6 bis 9 kann
eine Gewichtsklassifizierung erfolgen, die verschiedene Aussagen über die
Art und Weise der Sitzbelegung ermöglicht. Bei einem Einsatz von
mehreren Stellmotoren 6 bis 9 zur Sitzverstellung
kann aus der Verteilung der Leistungszufuhren für die jeweiligen Stellmotoren 6 bis 9 und
damit aus der Gewichtsverteilung auf die Sitzposition des auf dem
Sitz 1 befindlichen Passagiers geschlossen werden. Als
weitere Informationen ist beispielsweise die Einordnung des Passagiers
in ein Schema von vorgegebenen Gewichtsklassen möglich. Auch eine Grobinformation, ob
der Sitz 1 belegt ist oder nicht, oder eine genaue Gewichtszuordnung
kann erfolgen. Die aus der Auswertung der den Stellmotoren 6 bis 9 zugeführten elektrischen
Leistungen erhaltene Information über die Gewichtsverteilung
wird einem Rückhaltemittel 15,
beispielsweise einem Airbagsystem oder einem Gurtstraffersystem,
für eine
individuelle gewichtsabhängige
Ansteuerung zugeführt.
Da die Leistungszufuhr für
die Stellmotoren 6 bis 9 über den elektrischen Motorstrom
gesteuert wird, kann auch dieser anstelle der Leistungszufuhr erfasst
werden und als Maß für die gewichtsmäßige Belastung
des Sitzes 1 verwendet werden.
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Die
Leistungszufuhr für
die Stellmotoren 6 bis 9 zur Sitzverstellung kann
vor Beginn einer Fahrt erfasst werden. Die Erfassung kann beispielsweise im
Zusammenhang mit einer automatisierten Sitzvoreinstellung durchgeführt werden,
bei welcher der Sitz 1 automatisch in eine vorgegebene
und abgespeicherte Grundposition eingestellt wird. Die Information über die
Gewichtsverteilung liegt dadurch bereits zu Beginn der Fahrt vor.
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Die
Bestimmung der elektrischen Leistungszufuhr für die Stellmotoren 6 bis 9 zur
Sitzverstellung kann ebenfalls während
der Fahrt erfolgen und wird in vorgegebenen Zeitschrit ten wiederholt,
womit die aktuelle Sitzposition erfasst werden kann.
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Die
Erfassung der elektrischen Leistungszufuhr für die Stellmotoren 6 bis 9 kann
außerdem durch
eine Aufforderungsmeldung veranlasst werden. Hierbei könnte es
sich beispielsweise um eine Statusänderung der Zentralverriegelung
handeln, um größere Verzögerungswerte
der Fahrzeugbeschleunigung oder das Absinken oder Überschreiten
unter bzw. über
eine vorgegebenen Schwelle für
die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Auch bestimmte Aktionen
des Passagiers im Kraftfahrzeug, wie das Einschalten des Abblendlichts,
welche unter Umständen
mit einer Änderung
der Sitzposition verbunden ist, können eine Aufforderungsmeldung
generieren.
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Das
Verfahren zur Sitzbelegungserkennung kann in Verbindung mit einer
vom Insassen willkürlich angeforderten
Sitzverstellung erfolgen oder in einem Testlauf auch ohne resultierende
Sitzverstellung durchgeführt
werden. Die Messung der elektrischen Leistungszufuhr bzw. der elektrischen
Motorströme für die Stellmotoren 6 bis 9 muss
für die
jeweilige Erfassung zu einem definierten Zeitpunkt während der Ansteuerung
derselbigen erfolgen, um die erhaltenen Messwerte miteinander vergleichen
zu können.
Die Messung erfolgt zu dem Zeitpunkt während der Ansteuerung der Stellmotoren 6 bis 9,
da die Sitzverstellung konkret einsetzt, d.h. zu dem Zeitpunkt,
da sich der Sitz gerade zu bewegen beginnt. Letztere Situation tritt
ein, wenn vom den Sitz 1 belegenden Passagier zum Zeitpunkt
der Messung keine Sitzverstellung angefordert wird und der Sitz 1 in
seiner Position verbleiben soll. Der Zeitpunkt der Messung könnte auch
so gewählt
werden, dass die den Stellmotoren 6 bis 9 zugeführte elektrische
Leistung für
eine geringfügige
Sitzverstellung erfasst wird, die vom Passagier nicht spürbar ist.
Die geringfügige
Sitzverstellung, welche nur zum Zwecke der Messung durchgeführt wird
und nicht vom Passagier veranlasst wurde, könnte nach erfolgter Messung
wieder rückgängig gemacht
werden. Für
die Messung muss daher wenigstens der Zeitpunkt des Ansprechens
der Sitzverstellung abgewartet werden, da zu diesem Zeitpunkt den
Stellmotoren 6 bis 9 jeweils eine elektrische
Leistung zugeführt
wird, die eine Bewegung der jeweiligen Komponente des Sitzes 1,
d.h. für
dieses Ausführungsbeispiel
eine Bewegung des Sitzbereiches 3, der Rückenlehne 4 und/oder
der Kopfstütze 5,
unter Einwirkung der aktuellen Gewichtsverteilung des Passagiers
ermöglicht.
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Das
Verfahren zur Sitzbelegungserkennung basiert auf einer einfachen
Messung von der den Stellmotoren 6 bis 9 zugeführten elektrischen
Leistung. Es kann ohne Einsatz von zusätzlichen druckempfindlichen
Sensoren mit entsprechender Auswerteeinheiten durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren
kann aber auch mit bekannten Methoden der Sitzbelegungserkennung
kombiniert werden, um die Genauigkeit insgesamt zu erhöhen. Insbesondere
erscheint eine Kombination mit der eingangs dargestellten Sensormatte,
welche eine grobe Gewichtsklassifizierung anhand einer Beckenausmessung
vorsieht, vorteilhaft, weil damit das Ergebnis der Gewichtsklassifizierung
anhand eines gemessenen Gewichtes überprüft werden kann.