DE19812745B4

DE19812745B4 - Vorrichtung zur Sitzbelegungserkennung in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE19812745B4
Application number: DE1998112745
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Funkler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2018-03-25
Also published as: DE19812745A1

Abstract

Vorrichtung zur Sitzbelegungserkennung in einem Fahrzeug, wobei Sensoren vorhanden sind, welche die Größe und Lage eines Objektes auf einem Fahrzeugsitz erfassen, und ein Steuergerät zu dem Fahrzeugsitz gehörende Rückhaltemittel außer Funktion setzt, wenn für das Objekt eine solche Lage und Größe sensiert worden ist, bei der eine Aktivierung der Rückhaltemittel ausgeschlossen werden muß, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (SS1, SS2) mindestens zwei eine Zone (4) abgrenzende Schranken (SH1, SH2) mittels Infrarotstrahlung oder Ultraschall oder Mikrowellen erzeugen, und daß die Zone (4) über dem Fahrzeugsitz (1) durch entsprechende Ausrichtung der Schranken (SH1, SH2) so plaziert und dimensioniert ist, daß die Rückhaltemittel (RH1) außer Funktion gesetzt werden, wenn entweder das Objekt gar nicht in die Zone (4) eindringt, und zumindest ein Front-Airbag (RH1) außer Betrieb geschaltet wird, wenn sich das Objekt aus der Zone (4) heraus in Richtung auf den Front-Airbag (RH1) zu bewegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sitzbelegungserkennung in einem Fahrzeug, wobei Sensoren vorhanden sind, welche die Größe und Lage eines Objektes auf einem Fahrzeugsitz erfassen, und ein Steuergerät zu dem Fahrzeugsitz gehörende Rückhaltemittel außer Funktion setzt, wenn für das Objekt eine solche Größe und Lage sensiert worden ist, bei der eine Aktivierung der Rückhaltemittel ausgeschlossen werden muß.

Untersuchungen, z.B. durch die NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration) in den USA haben ergeben, daß Kinder, die auf dem Beifahrersitz des Fahrzeugs in einem rückwärts gerichteten Kindersitz saßen, durch Auslösen des Airbags tödliche Verletzungen erlitten haben. Diese Todesfälle hätten vermieden werden können, wenn der Beifahrerairbag bei Belegung des Sitzes mit einem Kindersitz außer Funktion gesetzt worden wäre. Der Beifahrerairbag sollte generell außer Funktion gesetzt werden, wenn eine Person auf dem Fahrzeugsitz einen zu geringen Abstand vom Airbag hat, sei es, daß sie eine nicht ausreichende Körpergröße hat oder daß sie sich in Richtung des Armaturenbretts vorneigt. Eine Aktivierung des Beifahrerairbags sollte auch verhindert werden, wenn irgendwelche Gegenstände auf dem Beifahrersitz deponiert worden sind. Um Belegungsarten des Beifahrersitzes erkennen zu können, bei denen der Beifahrerairbag nicht aktiviert werden darf, gibt es verschiedene Systeme zur Sitzbelegungserkennung. Sehr aufwendig sind Bildverarbeitungssysteme, die erkennen können, ob der Beifahrersitz mit einem Kindersitz oder einer Person oder einem Gegenstand belegt ist und welchen Abstand die Person vom Airbag hat, so daß bei Belegungsarten, bei denen ein ausgelöster Airbag keinen Schutz bieten kann, der Airbag außer Betrieb gesetzt wird. Eine solche auf dem Prinzip der Bildverarbeitung basierende Sitzbelegungserkennung ist z.B. aus der DE 44 00 664 C2 oder der DE 196 17 405 A1 bekannt. Aus der DE 40 23 109 A1 ist ein Verfahren bekannt, das die Sitzposition eines Fahrzeuginsassen in Relation zu Schutzvorrichtungen (z.B. Frontairbag) permanent mittels Sensoren erfaßt. Dabei richten die Sensoren ihre Meßstrahlen (Infrarot oder Ultraschall oder Mikrowelle) aus unterschiedlichen Richtungen auf den Insassen, um damit die Abstände bestimmter Körperregionen des Insassen gegenüber den Schutzvorrichtungen laufend zu messen und aus den Abstandsmeßergebnissen eine Entscheidung über die Aktivierung von Schutzvorrichtungen abzuleiten. Bei diesem Verfahren ist eine umfangreiche Meßsignalauswertung erforderlich. Da die bekannten Verfahren, um eine möglichst zuverlässige Sitzbelegungserkennung durchführen zu können, einen sehr hohen technischen Aufwand erfordern, liegt der Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die mit einem möglichst geringen technischen Aufwand eine Sitzbelegungserkennung mit hoher Zuverlässigkeit durchführt.

Vorteile der Erfindung

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß Sensoren vorhanden sind, die mindestens zwei eine Zone abgrenzende Schranken mittels Infrarotstrahlung oder Ultraschall oder Mikrowellen erzeugen. Die Zone wird über dem Fahrzeugsitz durch entsprechende Ausrichtung der Schranken so plaziert und dimensioniert, daß die Rückhaltemittel außer Funktion gesetzt werden, wenn das auf dem Fahrzeugsitz befindliche Objekt gar nicht in die Zone eindringt und zumindest ein Front-Airbag außer Bertrieb geschaltet wird, wenn sich das Objekt aus der Zone heraus in Richtung auf den Front-Airbag zu bewegt.

Um die Größe und Lage eines auf einem Fahrzeugsitz befindlichen Objektes mit dem Ziel, die Auslösung eines Rückhaltemittels nur dann zuzulassen, wenn es dem Schutz eines Fahrzeuginsassen dient, zu erfassen, werden gemäß der Erfindung lediglich einige Licht- oder Ultraschall- oder Mikrowellen-Schranken mit herkömmlichen Sensoren erzeugt. Eine aufwendige Bildsignalverarbeitung ist hierbei nicht notwendig.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein erster Sensor, der vorzugsweise am Armaturenbrett oder in einer A-Säule des Fahrzeugs installiert ist, erzeugt eine erste Schranke, die zumindest annähernd horizontal zur Sitzfläche des Fahrzeugsitzes verläuft. Ein zweiter Sensor, der vorzugsweise am Dachhimmel oder in der B-Säule des Fahrzeugs installiert ist, erzeugt eine zweite Schranke, die zumindest annähernd vertikal zur Sitzfläche verläuft.

Das Steuergerät versetzt die Rückhaltemittel (z.B. Beifahrerairbag) nur dann in Bereitschaft, wenn der erste Sensor eine Unterbrechung seiner ersten Schranke und der zweite Sensor keine Unterbrechung seiner zweiten Schranke detektiert. Dabei weist die erste Schranke einen solchen Abstand von der Sitzfläche auf, daß sie ausschließlich von Insassen mit einer solchen Größe unterbrochen wird, für die ausgelöste Rückhaltemittel einen wirksamen Schutz bieten können.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
1 die Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit einer Sitzbelegungssensorik,
2 ein Blockschaltbild einer Auswerteschaltung der Sitzbelegungssensorik und
3 einen Funktionsablauf der Sitzbelegungssensorik.
Die 1 zeigt einen Beifahrersitz 1 in einem Fahrzeug 2. Um einen Beifahrer auf dem Fahrzeugsitz 1 bei einem Unfall zu schützen, sind im Bereich des Sitzes 1 Rückhaltemittel RH1 installiert. Die Rückhaltemittel RH1 bestehen zumindest aus einem im Armaturenbrett 3 installierten Front-Airbag. Dieser als Beifahrerairbag RH1 bezeichnete Front-Airbag bietet einem Beifahrer nur dann einen wirklichen Schutz, wenn sein Kopf und Oberkörper einen günstigen Abstand zum Front-Airbag RH1 haben. D.h. der Beifahrer muß eine bestimmte Größe haben und darf nicht so weit in Richtung zum Front-Airbag RH1 vorgebeugt sein, daß er einen kritischen Abstand zu diesem Airbag unterschreitet. Weicht nämlich die Position, d.h. die Größe und Lage, des Beifahrers zu stark von einer idealen Position relativ zum Front-Airbag RH1 ab, so besteht die Gefahr, daß der Beifahrer durch den ausgelösten Airbag RH1 verletzt wird. Wenn nun die Größe und Position des Beifahrers keinen Schutz durch den ausgelösten Airbag RH1 gewährleistet, sondern eher die Gefahr einer Verletzung besteht, sollte der Front-Airbag RH1 außer Funktion gesetzt werden. Das gilt ebenso bei einer Sitzbelegung durch z.B einen rückwärts gerichteten Kindersitz. Auch sollte der Airbag RH1 nicht auslösen, wenn auf dem Beifahrersitz ein Kind mit nicht ausreichender Körpergröße sitzt. Eine Auslösung des Front-Airbags RH1 sollte außerdem verhindert werden, wenn sich gar keine Person auf dem Sitz befindet oder dort andere Gegenstände, z.B. Gepäckstücke, befinden.
In der 1 ist eine Zone 4, gekennzeichnet durch eine Punkt-strichlierte Schraffierung, eingezeichnet. Falls sich der Kopf und ein Teil des Oberkörpers eines Fahrzeuginsassen in dieser Zone 4 aufhält, bietet ein ausgelöster Front-Airbag RH1 dem Fahrzeuginsassen den optimalsten Schutz. Es ist nun eine Vorrichtung vorgesehen, mit der feststellbar ist, ob der Fahrzeuginsasse sich aufgrund seiner Lage und Größe in dieser Zone 4 aufhält. Die Zone ist durch eine erste Schranke SH1, die in etwa parallel zu der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes 1 verläuft und durch eine zweite Schranke SH2, die in etwa vertikal zur Fahrzeugsitzfläche verläuft, abgegrenzt. Die erste Schranke SH1 gibt vor, welche Größe der Fahrzeuginsasse mindestens haben muß, daß er mit seinem Kopf in die besagte Zone 4 eindringt. Die zweite Schranke SH2 gibt durch ihre Lage den kleinst zulässigen Abstand des Fahrzeuginsassen gegenüber dem Front-Airbag RH1 an. Beugt sich der Fahrzeuginsasse so weit in Richtung des Front-Airbag RH1 vor, daß er die Schranke SH2 durchbricht, muß der Front-Airbag RH1 außer Betrieb gesetzt werden.
Die beiden Schranken SH1 und SH2 der Zone 4 werden von zwei Sensoren SS1 und SS2 entweder durch Infrarotstrahlung oder durch Ultraschall oder durch Mikrowellen erzeugt. Es handelt sich hierbei um hinlänglich bekannte Infrarot- oder Ultraschall- oder Mikrowellen-Sensoren, auf deren detaillierte Beschreibung hier verzichtet wird.
Der erste Sensor SS1, der die Schranke SH1 bildet, befindet sich vorzugsweise am Armaturenbrett 3 über dem Airbag RH1. Der zweite Sensor SS2, der seine Schranke SH2 annähernd vertikal zur Sitzfläche 1 abstrahlt, ist vorzugsweise am Dachhimmel des Fahrzeugs 2 angeordnet. Der erste Sensor SS1 kann z.B. auch in einer A-Säule und der zweite Sensor SS2 in einer B-Säule des Fahrzeugs installiert sein.
Beide Sensoren SS1 und SS2 weisen ein die Infrarot- oder Ultraschall- oder Mikrowellen-Strahlen aussendendes Sendeelement und ein Empfangselement auf, das die an einem Hindernis reflektierten Strahlen aufnimmt. Durch Wellenlaufzeitmessungen können die Sensoren SS1 und SS2 feststellen, ob die von ihnen ausgesendeten Schranken SH1 und SH2 von einem auf dem Fahrzeugsitz 1 befindlichen Objekt unterbrochen werden. Ein Fahrzeuginsasse von einer bestimmten Größe wird die Schranke SH1 unterbrechen, d.h. der Sensor SS1 wird die kürzere Laufzeit der an dem Fahrzeuginsassen reflektierten Strahlen detektieren. Ebenso detektiert der zweite Sensor SS2, wenn der Fahrzeuginsasse die Schranke SH2 in Richtung zum Front-Airbag RH1 durchbricht, die dadurch entstehende kürzere Laufzeit der am Kopf oder Körper des Fahrzeuginsassen reflektierten Strahlung. Weicht der Fahrzeuginsasse mit seinem Kopf wieder durch die Schranke SH2 zurück in die sichere Zone 4, so detektiert der Sensor SS2 diesen Vorgang wegen der veränderten Laufzeit der reflektierten Strahlen.
In der 2 ist ein schematisches Blockschaltbild für die Verarbeitung der Sensorsignale dargestellt. Die beiden Sensoren SS1 und SS2 geben bei Unterbrechung ihrer Schranken SH1 und SH2 Signale S1 und S2 ab, die in einem Steuergerät SG für die Ansteuerung von mindestens einem Rückhaltemittel RH1, ..., RHn verarbeitet werden. Z.B. auf den Beifahrersitz bezogen, handelt es sich in der Regel um den Beifahrerairbag RH1, dessen Funktion in den beschriebenen Situationen außer Funktion gesetzt werden muß. Es können aber genausogut auch andere Rückhaltemittel, z.B. weitere Airbags oder Gurtstraffer, in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeuginsassen betriebsbereit oder außer Betrieb geschaltet werden. Sollte der betreffende Sitz gar nicht belegt sein oder ein Objekt auf dem Sitz die waagerechte Schranke SH1 nicht durchbrechen, sollten alle für diesen Sitz vorgesehenen Rückhaltemittel außer Funktion gesetzt werden. Ist allerdings eine Person auf dem Sitz durch die Schranke SH1 in die Zone 4 eingedrungen, aber durch die Schranke SH2 zum Front-Airbag RH1 wieder ausgetreten, so sollte von all den Rückhaltemitteln zumindest die Auslösung des Front-Airbags gesperrt werden. Die beschriebene Vorrichtung zur Sitzbelegungserkennung ist nicht nur auf den Beifahrersitz beschränkt, sondern kann für jeden anderen Sitz im Fahrzeug angewendet werden.
In der 3 ist ein Funktionsdiagramm dargestellt, nach dem das Steuergerät SG die Sensorsignale S1 und S2 verarbeitet. Die beiden Blöcke 5 und 6 symbolisieren die Aufnahme der beiden Ausgangssignale S1 und S2 der Sensoren SS1 und SS2. Im Block 7 findet eine Abfrage statt, ob das Ausgangssignal S1 des ersten Sensors SS1 gesetzt und gleichzeitig das Ausgangssignal S2 des zweiten Sensors SS2 nicht gesetzt ist. Wenn das Ausgangssignal S1 des ersten Sensors SS1 gesetzt ist, bedeutet das, daß die Schranke SH1 unterbrochen worden ist, d.h. das Objekt (Fahrzeuginsasse) auf dem Fahrzeugsitz 1 hat eine solche Größe, daß es in die sichere Zone 4 eindringt. Das nicht gesetzte Ausgangssignal S2 des zweiten Sensors SS2 besagt, daß die Schranke SH2 nicht durchbrochen worden ist; der Fahrzeuginsasse hat also die sichere Zone 4 nicht in Richtung des Front-Airbag RH1 verlassen. wenn also die logische Bedingung S1 & S2 erfüllt ist, der Beifahrer aufgrund seiner Größe und Lage sich mit seinem Kopf und einem Teil seines Oberkörpers in der sicheren Zone 4 befindet, bleibt das Rückhaltemittel RH1 betriebsbereit, wie der Block 8 verdeutlicht. Ist die Bedingung S1 & S2 nicht erfüllt, weil z.B. der Fahrzeuginsasse die sichere Zone 4 in Richtung des Front-Airbag RH1 verlassen hat (horizontal schraffierte Zone) oder ein Objekt oder eine Person von seiner Größe her außerhalb (vertikal schraffierte Zone) der sicheren Zone 4 bleibt, schaltet das Steuergerät SG gemäß Block 9 die Rückhaltemittel RH1 außer Betrieb.

Claims

Vorrichtung zur Sitzbelegungserkennung in einem Fahrzeug, wobei Sensoren vorhanden sind, welche die Größe und Lage eines Objektes auf einem Fahrzeugsitz erfassen, und ein Steuergerät zu dem Fahrzeugsitz gehörende Rückhaltemittel außer Funktion setzt, wenn für das Objekt eine solche Lage und Größe sensiert worden ist, bei der eine Aktivierung der Rückhaltemittel ausgeschlossen werden muß, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (SS1, SS2) mindestens zwei eine Zone (4) abgrenzende Schranken (SH1, SH2) mittels Infrarotstrahlung oder Ultraschall oder Mikrowellen erzeugen, und daß die Zone (4) über dem Fahrzeugsitz (1) durch entsprechende Ausrichtung der Schranken (SH1, SH2) so plaziert und dimensioniert ist, daß die Rückhaltemittel (RH1) außer Funktion gesetzt werden, wenn entweder das Objekt gar nicht in die Zone (4) eindringt, und zumindest ein Front-Airbag (RH1) außer Betrieb geschaltet wird, wenn sich das Objekt aus der Zone (4) heraus in Richtung auf den Front-Airbag (RH1) zu bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Sensor (SS1) eine erste Schranke (SH1) erzeugt, die zumindest annähernd horizontal zur Sitzfläche des Fahrzeugsitzes (1) verläuft, und daß ein zweiter Sensor (SS2) eine zweite Schranke (SH2) erzeugt, die zumindest annähernd vertikal zur Sitzfläche verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (SG) die Rückhaltemittel (RH1) nur dann in Bereitschaft versetzt, wenn der erste Sensor (SS1) eine Unterbrechung seiner ersten Schranke (SH1) und der zweite Sensor (SS2) keine Unterbrechung seiner zweiten Schranke (SH2) detektiert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schranke (SH1) einen solchen Abstand von der Sitzfläche (1) aufweist, daß sie ausschließlich von Insassen mit einer solchen Größe unterbrochen wird, für die ausgelöste Rückhaltemittel (RH1) einen wirksamen Schutz bieten können.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sensor (SS1) am Armaturenbrett (3) oder an einer A-Säule und der zweite Sensor (SS2) am Dachhimmel oder an einer B-Säule des Fahrzeugs installiert ist.