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Die
Erfindung bezieht sich auf die Insassenabfühlung, und insbesondere richtet
sich die Erfindung auf ein Insassensensorsystem und ein Verfahren
zum Abfühlen
eines Insassen.
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Fahrzeuginsassenschutzsysteme
mit einer betätigbaren
Schutzvorrichtung sind wohlbekannt auf dem Gebiet der Technik. Eine
besondere Bauart eines betätigbaren
Schutzsystems umfaßt
ein aufblasbares Schutzmodul. Eine aufblasbare Schutzvorrichtung
des Moduls wird üblicherweise
als ein Airbag oder Gassack bezeichnet und ist derart angeordnet, um
in ein Fahrzeugabteil eines Fahrzeugs hinein aufgeblasen zu werden.
Das aufblasbare Schutzmodul weist eine Quelle von Aufblasströmungsmittel
auf, sowie einen elektrisch betätigbaren
Zünder,
der als Squib oder Zündelement
bezeichnet wird.
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Das
Insassenschutzsystem weist ferner einen Kollisions/Zusammenstoß-Sensor auf zum Abfühlen des
Auftretens eines Fahrzeugzusammenstoßzustandes und zum Vorsehen
eines Signals, welches den Zusammenstoßzustand anzeigt. Wenn der
Sensor anzeigt, daß das
Fahrzeug sich in einem Zusammenstoßzustand befindet, der das
Aufblasen des Airbags erforderlich macht, um beim Schutz des Fahrzeuginsassen
mitzuhelfen (d. h. ein Einsatzzusammenstoßzustand), so wird ein elektrisches
Signal zum Zünder
zum Zwecke des Zündens
des Zünders geliefert.
Wenn der Zünder
gezündet
ist, so aktiviert er die Aufblasströmungsmittelquelle beispielsweise die
Zündung
eines brennbaren Gases oder einer Wärmeerzeugungszusammensetzung
und/oder bewirkt die Öffnung
eines Behälters
von unter Druck stehendem Gas. Die Aufblasströmungsmittelquelle ist betriebsmäßig mit
dem Airbag gekoppelt und bläst,
wenn aktiviert, den Airbag auf.
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Verschiedene
bekannte Insassenschutzsysteme weisen einen Insassenpositionssensor
auf, der die Position des Insassen bezüglich eines zugehörigen aufblasbaren
Schutzmoduls abfühlt.
Der Insassenpositionssensor für
ein solches System ist ein Ultraschallsensor, ein Infrarotsensor,
ein kapazitiver Sensor oder ein Gewichtssensor. Eine Steuervorrichtung
ist betriebsmäßig mit dem
Sensor verbunden und steuert das zugehörige aufblasbare Schutzmodul
ansprechend auf die abgefühlte
Position des Fahrzeuginsassen. Speziell können ansprechend auf die abgefühlte Insassenposition
einer oder mehrere Einsatzaspekte des Airbags berücksichtigt
oder eingestellt werden. Die Einsatzaspekte des Airbags umfassen
folgende: Unterdrückung
des Einsatzes des Airbags insgesamt, Einstellen der Zeitsteuerung
des Airbageinsatzes, Einstellen des Druckes des aufgeblasenen Airbags,
und Zielen des Airbags. Die einstellbaren Aspekte, die sich auf
einen Einsatz des Airbags beziehen, werden insgesamt als Einstellungen
des dynamischen Profils des Airbags bezeichnet. Ein Schutzsystem
mit einstellbaren Aspekten wird üblicherweise
als ein "adaptives" Schutzsystem bezeichnet.
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Was
nun die Unterdrückung
des Airbageinsatzes unter gewissen Umständen anlangt, so kann es selbst
dann, wenn die bestimmten Einsatzzusammenstoßbedingungen auftreten, erwünscht sein,
das Insassenschutzmodul des Schutzsystems nicht zu betätigen (d.
h. das Aufblasen des Airbags nicht vorzusehen). Speziell dann, wenn
der mit dem Insassenschutzmodul assoziierte Insasse in einer Position angeordnet
ist, derart, daß die
Betätigung
des Schutzmoduls und der Einsatz des Airbags den Schutz des Insassen
nicht verbessert, so kann es erwünscht
sein, die Betätigung
des Insassenschutzmoduls zu unterdrücken. Ein Insasse, der sich
sehr nahe zum Schutzmodul befindet, wird als ein außerhalb der
Positionierungszone befindlicher Insasse bezeichnet. Der Einsatz
des Airbags für
einen Insassen, der sich innerhalb der Insassenaußerpositionszone befindet,
kann den Schutz des Insassen nicht verbessern. Idealerweise hängt die
Bestimmung, ob sich ein Insasse innerhalb einer Insassenaußerpositionszone befindet,
von einer Position des Oberkörpers
und Kopfes des Insassen bezüglich
des Schutzmoduls ab. Die Bestimmung kann auch von der Fahrzeuginnengeometrie
abhängen,
dem Zusammenstoßzustand,
der Art des Zurückhaltesystems
und/oder der Größe des Insassen.
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Das
Dokument
DE 199 07
199 A1 ist Stand der Technik im Sinne von Paragraph 3,
Absatz 2, Nr. 1 PatG. Das Dokument offenbart eine Vorrichtung und Verfahren
zur Beurteilung bestimmter Insassencharakteristika unter Verwendung
einer Vielzahl von kapazitiven Sensoren. Das System besitzt vier
kapazitive Sensoren, die einzeln im Fahrgastraum um einen Insassen
herum angeordnet sind. Jeder Einzelne der Sensoren hat als Funktion
das Abfühlen
des Vorhandenseins eines Insassen, sowie die Funktion des Abfühlens des
Abstandes zwischen dem entsprechenden kapazitiven Sensor und dem
Insassen, und zwar zur Verwendung bei der Bestimmung der Art oder
des Typs des Insassen sowie bestimmter Insassencharakteristika.
Es werden Insassencharakteristika definiert als der Typ des Insassen
(Kind oder Erwachsener), die Größe und das
Gewicht des Insassen. Die gewonnene Information wird zu einer Insassenpositionscharakterisierung
benutzt.
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Das
Dokument
DE 195 47
842 A1 befasst sich mit einem Verfahren zur Belegungserkennung eines
Fahrzeugsitzes und es wird versucht die Erkennungssicherheit der
Sitzbelegung zu verbessern, um ein Airbagmodul nur dann zu aktivieren,
wenn der jeweils zugeordnete Fahrzeugsitz auch tatsächlich von einem
Fahrzeuginsassen besetzt ist. In dem Dokument wird hierzu die Änderung
der Schwingungsfrequenz eines Schwingkreises in Abhängigkeit
von der Zeit t erfasst. Übersteigt
die Änderung
der Schwingungsfrequenz einen vorgegebenen Schwellenwert, wird eine
Belegung des Sitzes angenommen.
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Dieser
Stand der Technik weist jedoch den Nachteil auf, dass die Entscheidung,
ob in einer Unfallsituation eine Aktivierung eines Airbagmoduls
erfolgen soll, lediglich in Abhängigkeit
von der Besetzung bzw. Nichtbesetzung eines Sitzes erfolgt.
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Es
kann jedoch wünschenswert
sein, ein Airbagsystem in einer Unfallsituation nicht auszulösen, selbst
wenn sich ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz befindet.
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Die
folgende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren
und System vorzusehen, das in der Lage ist, zu bestimmen, ob die
gegenwärtige
Sitzposition des Insassen eine Aktivierung eines Airbagmoduls erlaubt.
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
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Die
obigen und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann
des Gebietes, auf die sich die Erfindung bezieht, bei Betrachtung der
folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen;
in der Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Systems gemäß der Erfindung innerhalb eines
Fahrzeugs, in dem sich ein Insasse befindet;
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2 eine
schematische Veranschaulichung einer Sensormatrix des Systems der 1;
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3 eine
Darstellung der Arbeitsweise eines Teils des Systems gemäß 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Sensormatrix angeordnet an einem Lenkrad
des in 1 gezeigten Fahrzeugs;
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5–8 Ansichten ähnlich 4,
wobei zusätzlich
der Insasse in verschiedenen Positionen bezüglich der Sensormatrix sich
befindet; und
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10 eine
Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der Sensormatrix.
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Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Ein
Insassenschutzsystem 10 ist schematisch in 1 innerhalb
eines Fahrzeugs 12 gezeigt. Das Schutzsystem 10 ist
für einen
Fahrzeuginsassen 14 vorgesehen, der der Fahrzeugführer ist
und auf einem Fahrersitz sitzt. Es sei bemerkt, daß das Schutzsystem 10 unterschiedlich
konfiguriert sein kann und für
einen Fahrzeugpassagier vorgesehen sein kann, der auf einem Passagier- oder Beifahrersitz
sitzt.
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Innerhalb
des Schutzsystems 10 ist ein betätigbares Insassenschutzmodul 16 gezeigt
(gestrichelt dargestellt, um zu zeigen, daß es nicht sichtbar ist), welches
eine aufblasbare Insassenschutzvorrichtung 18 umfaßt (gestrichelt
gezeigt, um eine bestimmte Position anzudeuten). Die aufblasbare
Insassenschutzvorrichtung 18 wird üblicherweise als ein Airbag
bezeichnet. Viele andere betätigbare
Fahrzeuginsassenschutzvorrichtungen könnten erfindungsgemäß verwendet
werden, wobei zu diesen beispielsweise die folgenden gehören: Betätigbare Sitzgurte,
betätigbare
Kniepolster, betätigbare
Kopfauskleidungen oder Seitenvorhänge, und Kniepolster betrieben
durch aufblasbare Airbags.
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Das
Insassenschutzmodul 16 ist innerhalb einer Nabe 20 eines
Lenkrads 22 des Fahrzeugs 12 angebracht. Vor dem
Aufblaseinsatz wird der Airbag 18 gefaltet und innerhalb
der Lenkradnabe 20 aufbewahrt, wie es im Stand der Technik
bekannt ist. Innerhalb des Insassenschutzmoduls 16 ist
eine Aufblasströmungsmittelquelle
betriebsmäßig mit
dem Airbag 18 verbunden. Das Aufblasströmungsmittel von der Quelle,
das durch die Verbrennung pyrotechnischem Materials erzeugt und/oder
aus einem Druckbehälter freigesetzt
werden kann, füllt
den Airbag 18 in einen aufgeblasenen Zustand (vgl. 1)
an, und zwar innerhalb eines Insassenabteils 24 des Fahrzeugs 12. Sobald
der Airbag aufgeblasen ist, wie dies während eines Fahrzeugzusammenstoßes auftritt,
hilft der Airbag 18 beim Schutz des Insassen 14.
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Das
Insassenschutzsystem 10 gehört zu der Bauart, die in der
Technik als "adaptives Schutz"-System bezeichnet
wird, insofern, als sein Betrieb mindestens einen einstellbaren
Aspekt besitzt. Anders ausgedrückt,
ist der Betrieb des Systems änderbar,
um eine Anpassung an ein oder mehrere bestimmte Auftretensverhältnisse
oder -umstände
angepaßt
zu werden. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel
besteht der Aspekt darin, daß der
Einsatz des Airbags 18 auf dessen Unterdrückung einstellbar
ist. Ein Durchschnittsfachmann erkennt, daß andere einstellbare Aspekte
beispielsweise die folgenden sind: Einstellung der Aufblaszeitsteuerung; Einstellung
des Aufblasdruckes; Einstellung der Aufblasrate und Einstellung
der Lage des aufgeblasenen Airbags 18 bezüglich des
Insassen 14, usw..
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Die
Steuerung des Insassenschutzmoduls 16 erfolgt durch eine
Steuervorrichtung 30 zum Zwecke der Einstellung des einstellbaren
Aspektes und zur Bewirkung der Betätigung des Insassenschutzmoduls.
Die Steuervorrichtung 30 sieht eines oder mehrere Steuersignale 32 für das Insassenschutzmodul 16 vor.
In einem Beispiel ist die Steuervorrichtung 30 ein Mikrocomputer.
Die Steuervorrichtung 30 empfängt eine Abfühleingangsgröße von mehreren Quellen
und unter Verwendung der Abfühleingangsgröße macht
die Steuervorrichtung 30 Bestimmungen bezüglich der
Insassenschutzmodulsteuerung.
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Eine
der Abfühleingangsgrößenquellen
für die
Steuervorrichtung 30 ist ein Sensor 34, der einen Fahrzeugzustand
abfühlt,
für den
das Insassenschutzmodul 16 betätigt werden muß, um beim Schutz
des Insassen 14 zu helfen.
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Der
Sensor liefert ein Signal 36 an die Steuervorrichtung 30,
welches eine Anzeige für
den abgefühlten
Fahrzeugzustand bildet. In einem in 1 dargestellten
Beispiel ist der Sensor 34 ein Kollisions/Zusammenstoßsensor
und fühlt
einen Zustand ab, der eine Anzeige für eine Fahrzeugkollision oder ein
Zusammenstoß bildet.
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Vorzugsweise
ist der Kollisionssensor 34 ein Beschleunigungsmesser,
und das Signal 36 ist ein elektrisches Signal, welches
eine Charakteristik (beispielsweise Spannung, Frequenz) besitzt,
die eine Anzeige für
die abgefühlte
Zusammenstoßverzögerung bildet.
In einem weiteren Beispiel fühlt
der Sensor 34 einen Zustand ab, der eine Anzeige bildet
für einen
Fahrzeugüberschlag.
Der Fachmann erkennt, daß das
Insassenschutzsystem 10 eine Vielzahl von Sensoren haben
könnte,
die Signale an die Steuervorrichtung 30 liefern, welche
eine Anzeige bilden für unterschiedliche
Fahrzeugzustände,
für die
das aufblasbare Fahrzeuginsassenschutzmodul 16 betätigt werden
soll. Im Folgenden wird aus Gründen
der Klarheit nur der einzige Kollisionssensor 34 und sein Kollisionsanzeigesignal 36 diskutiert.
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Die
Steuervorrichtung 30 analysiert das Signal vom Kollisionssensor 34 und
bestimmt, ob ein Einsatzzusammenstoßzustand auftritt (beispielsweise
verwendet die Steuervorrichtung einen Zusammenstoßalgorithmus).
Der Einsatzzusammenstoßzustand
ist einer, bei dem der Einsatz des Airbags 18 erwünscht ist,
um beim Schutz des Insassen 14 zu helfen. Es wird ins Auge
gefaßt,
daß irgendeiner
von mehreren bekannten Zusammenstoßalgorithmen für die Bestimmung
des Einsatzzusammenstoßzustandes
verwendet werden kann. Beispiele solcher Algorithmen sind im Stand
der Technik bekannt und werden hier aus Gründen der Kürze nicht diskutiert.
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Die
Abfühleingangsgröße zur Steuervorrichtung 30 wird
auch durch ein kapazitives Insassen-Sensorsystem 40 geliefert.
Das Insassensensorsystem 40 weist eine kapazitive Sensoranordnung oder
-matrix 42 vor dem Insassen auf. Es sei bemerkt, daß die Sensormatrix 42 irgendwo
anders angeordnet sein könnte.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Sensormatrix 42 am Lenkrad 22 angeordnet.
In einem Ausführungsbeispiel
(2) ist die Sensormatrix 42 in eine Nabenabdeckung 44 integriert,
welche das aufblasbare insassenschutzmodul 16 innerhalb
der Lenkradnabe 20 umschließt. Die Nabenabdeckung 44 ist
aus einem elastischem Material (beispielsweise flexiblem Kunststoff)
hergestellt und besitzt einen Reißsaum 46, um das Ausdehnen des
Airbags 18 zu gestatten, wie der Fachmann erkennt.
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Die
Sensormatrix 42 weist eine Vielzahl von Kondensatorplattengliedern 48 auf.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
der 2 sind vier Kondensatorplatten mit 48I –48IV identifiziert. Obwohl die Glieder als
Kondensatorplatten bezeichnet werden, sind die Glieder vorzugsweise
aus einer leitenden Folie hergestellt. Die Folie ist flexibel und
in den Kunststoff der Nabenabdeckung 44 eingebettet. Man
erkennt, daß irgendein
leitendes Material verwendet werden könnte, wie beispielsweise Filme,
Schichten, Tinten, usw.. Im Folgenden wird auf die Platten kollektiv
und allgemein als Platten 48 Bezug genommen, und sie werden
speziell bezeichnet (beispielsweise 48I )
für die plattenspezifische
Diskussion.
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Wie
im Stand der Technik bekannt, steht der Kapazitätswert eines Kondensators funktionsmäßig mit
der Dielektrizitätskonstante
des Materials, welches sich zwischen den zwei Platten, die einen
Kondensator bilden, in Beziehung. Innerhalb der Sensormatrix 42 wird
ein Kondensator zwischen jedem Paar von Kondensatorplatten 48 gebildet.
Demgemäß werden
sechs effektive Kondensatoren durch die sechs einzigartigen Kombinationspaare
der Kondensatorplatten 48 gebildet.
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Die
kapazitive Wirkung zwischen den ersten und zweiten Kondensatorplatten 48I und 48II wird
in 2 durch einen durch den Buchstaben A identifizierten
Phantom- oder Ersatzkondensator repräsentiert. Der kapazitive Effekt
zwischen den ersten und dritten Kondensatorplatten 48I und 48II wird
durch den Phantom- oder Ersatzkondensator B repräsentiert. Die kapazitive Wirkung
zwischen den zweiten und vierten Kondensatorplatten 48I und 48IV wird durch
den durch den Buchstaben C identifizierten Phantomkondensator repräsen tiert.
Der kapazitive Effekt zwischen den dritten und vierten Kondensatorplatten 48III und 48IV wird
durch den Phantom- oder Ersatzkondensator, der mit dem Buchstaben
D identifiziert ist, repräsentiert.
Der kapazitive Effekt zwischen den zweiten und dritten Kondensatorplatten 48II und 48III wird
durch den Phantomkondensator E repräsentiert. Der kapazitive Effekt
zwischen den ersten und vierten Kondensatorplatten 48I und 48IV wird durch
den Phantomkondensator F repräsentiert.
Der Fachmann erkennt, daß jeder
Phantomkondensator für
das entsprechende elektrostatische Feld repräsentativ ist, welches sich
zwischen dem entsprechenden Paar von Kondensatorplatten erstreckt.
Im Folgenden wird für
die Zwecke leichter Identifizierung der durch jedes Paar von kapazitiven
Platten gebildete Kondensator durch den gleichen Buchstaben (beispielsweise
A) bezeichnet, wie in 2 zur Identifikation der Phantom-
oder Ersatzkondensatoren verwendet.
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Für jedes
Paar von Kondensatorplatten 48 weist das effektive Dielektrikum
zwischen den Platten die Luft zwischen den Platten auf. Auch wird
für jedes Paar
von Kondensatorplatten 48 irgendein Teil des Körpers des
Insassen, der nahe dem entsprechenden Paar von Kondensatorplatten
sich befindet, Teil des effektiven Dielektrikums für das entsprechende Paar
von kapazitiven Platten. Die Dielektrizitätskonstante zwischen jedem
Paar von Kondensatorplatten 48 steht mit der Nähe des Körperteils
des Insassen bezüglich
des entsprechenden Paares von Platten in Beziehung. Je näher der
Körperteil
zu dem Paar von Platten 48 ist, um so größer ist
der Wert des effektiven Dielektrikums. Wenn der Wert der Dielektrizitätskonstanten
ansteigt, so steigt der Kapazitätswert
an. Irgendein Körperteil,
der nahe einem Paar von Kondensatorplatten 48 angeordnet
ist, ist auch nahe dem aufblasbaren Insassenschutzmodul 16 angeordnet, da
die Nabenabdeckung 44 das aufblasbare Insassenschutzmodul
umschließt.
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Das
Insassensensorsystem 40 (1) weist eine
Vielzahl von kapazitiven Sensorantriebs/Überwachungschaltungen 52 auf.
Eine Antriebs/Überwachungsschaltung 52 ist
mit jedem Paar von Kondensatorplatten 48 assoziiert. Die
Antriebs- oder Treiber/Überwachungsschaltungen 52 liefern
Antriebs- oder Treibersignale
(beispielsweise eine elektrische Erregung) an die Kondensatorplattenpaare 48 und empfangen
kapazitätsanzeigende
Werte über
Signale 50. Jede Treiber/Überwachungsschaltung 52 mißt den variablen
Kapazitätswert
des zugehörigen
Kondensators (beispielsweise des durch die Platten 48I und 48II definierten
Kondensators A) und gibt ein Signal aus, welches eine Anzeige für den gemessenen Kapazitätswert bildet.
Die Treiber/Überwachungsschaltungen 52 haben
irgendeine geeignete Struktur zur Messung der Kapazität. Beispiele
solcher Schaltungen sind im Stand der Technik bekannt. Einige Beispiele
solcher Schaltungen werden in der U.S-Patentanmeldung Seriennummer 442,190
für Blackburn et
al., eingereicht am 16. Mai 1995 und übertragen auf die TRW Vehicle
Safety Systems Inc. und TRW Technar Inc. beschrieben. Demgemäß werden
Einzelheiten der Treiber/Überwachungsschaltung 52 hier
aus Gründen
der Kürze
nicht diskutiert.
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Die
Kapazitätswerte
werden über
Verbindungssignale 54 als Maße durch die Treiber/Überwachungsschaltung 52 an
die Steuervorrichtung 30 geliefert. Ein Teil des Betriebs
der Steuervorrichtung 30 umfaßt eine Einsatzunterdrükkungsbestimmungsfunktion 58.
Die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion 58 kann
durch diskrete "hart-verdrahtete" Komponenten ausgeführt werden,
kann aber auch durch eine Software-Implementation ausgeführt werden,
oder kann ausgeführt
werden durch eine Kombination von "hart-verdrahteten" Komponenten und Software. Die Funktion 58 führt die
folgenden Aufgaben aus: (1) Überwache
die Signale 54 von den Treiber/Überwachungsschaltungen 52,
(2) bestimme welche der Signale, wenn überhaupt, eine Anzeige für den Kapazitätswert oberhalb
eines vorbestimmten Schwellenwertes gespeichert in der Steuervorrichtung 30 bilden,
(3) führe
eine Charakterisierung der Lage, der Bauart, der Größe, usw.
irgendeines Teils des Körpers
des Insassen durch, der sich nahe der Sensormatrix 42 befindet,
und zwar basierend auf der Anzahl der überschrittenen Schwellenwerte, und
(4) gestatte, ändere
oder unterdrücke
den Einsatz des Airbags 18 abhängig von der Charakterisierung.
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Die
Unterdrückung
des Airbageinsatzes erfolgt, weil unter gewissen Umständen, selbst
wenn der vorbestimmte Zusammenstoßzustand auftritt, der Einsatz
des Airbags 18 den Schutz des Insassen 14 nicht
erhöhen
kann. Speziell dann, wenn der Insasse 14 assoziiert mit
dem aufblasbaren Insassenschutzmodul 16 in einer Position
derart angeordnet ist, daß die
Betätigung
des aufblasbaren Insassenschutzmoduls und der Einsatz des Airbags 18 den
Schutz des Insassen nicht erhöhen
kann, wird die Betätigung
des Moduls nicht erfolgen.
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Ein
Beispiel einer Position des Insassen 14, für die die
Betätigung
des aufblasbaren Insassenschutzmoduls 16 den Schutz des
Insassen nicht erhöhen
kann, ist eine Position, wo der Torso (Oberkörper) und/oder Kopf des Insassen
sehr nahe zu dem aufblasbaren Insassenschutzmodul 16 angeordnet ist.
Ein Insasse 14 in einer solchen dem Modul nahen Position
(Nahemodulposition) wird als ein Insasse bezeichnet innerhalb einer
Zone in der der Insasse sich "außer Position" befindet Insassenaußerpositionszone
(im Folgenden als OOP-Zone bezeichnet). Der Einsatz des Airbags
für ein
Insassen, der sich innerhalb der Insassen-OOP-Zone befindet, kann
den Schutz des Insassen nicht verbessern.
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Einige
bestimmte Körperteile
des Insassen 14 können
sehr nahe an dem aufblasbaren Insassenschutzmodul 16 angeordnet
sein, und doch befindet sich der Insasse nicht innerhalb der OOP-Zone.
Die Körperteile,
die sehr nahe dem Schutzmodul 16 angeordnet sein können, während der
Insasse 14 sich noch nicht als innerhalb der OOP-Zone befindlich
angesehen wird, sind beispielsweise die Arme und Hände des
Insassen. Die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion 58 unterscheidet
erfindungsgemäß zwischen
in der Nähe
angeordneten Objekten und, kann insofern eine Hand- bzw. Hände und/oder
einen Arm bzw. Arme des Insassen gegenüber einem in der Nähe angeordneten
Torso/Oberkörper
und/oder Kopf charakterisieren, und diese Funktion steuert die Betätigung des
Airbags demgemäß. Mit anderen
Worten, ein Körperteil,
der als nahe der Sensormatrix 42 abgefühlt wird und sich somit nahe
dem aufblasbaren Insassenschutzmodul 16 befindet, wird
als ein Hand/Arm (Insasse nicht in OOP-Zone) oder Kopf/Oberkörper (Insasse
in OOP-Zone) charakterisiert, und die Charakterisierung wird bei
der Airbagsteuerung verwendet. Eine breitere Möglichkeit der Definition des
Körpercharakterisierungskonzeptes besteht
darin, daß der
abgefühlte
Körperteil
als der Kopf/Oberkörper
oder eine Extremität
(nicht Kopf/Oberkörper)
charakterisiert wird.
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3 zeigt
eine Vielzahl von Treiber/Überwachungs-Schaltungen 52 (jede
identifiziert durch einen Buchstaben A-F entsprechend ihrem entsprechenden
Kondensator), die Signale 54 für die Steuervorrichtung 30 vorsehen.
Innerhalb der Steuervorrichtung 30 macht die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion 58 (repräsentiert
in 3 durch eine Vielzahl von Schwellenbestimmungsfunktionen)
die Bestimmungen hinsichtlich der Tatsache, ob jeder entsprechende
Schwellenwert überschritten
wird. Eine logische 1 repräsentiert
eine Bestimmung, daß der
entsprechende Schwellenwert überstiegen
wird, und eine logische 0 repräsentiert
eine Bestimmung, daß der
Schwellenwert nicht überstiegen
wird. Durch Analyse der überschrittenen
Schwellen (beispielsweise Zählen
der Anzahl) charakterisiert die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion 58 der Steuervorrichtung 30 den
abgefühlten
Körperteil
(beispielsweise Oberkörper/Kopf
oder nicht Oberkörper/Kopf)
und steuert den Einsatz der Unterdrückung demgemäß. In dem
hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
haben drei oder weniger überschrittene Schwellen
die Folge, daß der
Airbageinsatz beim Auftreten eines Zusammenstoßzustandes gestattet wird.
Vier oder mehr Schwellen, die überschritten werden,
haben zur Folge, daß der
Einsatz des Airbags 18 beim Auftreten eines Zusammenstoßzustandes
unterdrückt
wird. Somit ist die Zahl "drei" die Schwellenzahl,
die überstiegen
werden muß.
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Die
Tabelle 1 ist eine Wahrheitstabelle, die die möglichen Körperteildetektionsszenarios
für die sechs
Kondensatoren A-F (d. h. die sechs einzigartigen Paare von Platten)
anzeigt, in denen der Einsatz des Airbags
18 noch gestattet
ist. Anders ausgedrückt,
selbst wenn ein bestimmter Teil (beispielsweise ein Arm) des Insassen
14 in
enger Nachbarschaft zur Sensormatrix
42 ange ordnet ist,
und somit in enger Nachbarschaft zu dem aufblasbaren Insassenschutzmodul
16,
wird der Airbag
18 während
eines Zusammenstoßzustandes
zum Einsatz gebracht. Wenn, speziell, drei oder weniger der insgesamt sechs
Schwellen überschritten
werden, so ist der Einsatz noch immer gestattet. Tabelle 1: Einsatz
A | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
B | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
C | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
D | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
E | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
F | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
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Umgekehrt
ist die Tabelle 2 eine Wahrheitstabelle, in der der Einsatz des
Airbags
18 selbst dann unterdrückt wird, wenn ein Zusammenstoßzustand auftritt.
Wenn speziell vier oder mehr der sechs Sensoren (d. h. Paare von
Platten) Signale haben, die ihren entsprechenden Schwellenwert übersteigen,
wird die Betätigung
des Airbags
18 unterdrückt. Tabelle 2: Unterdrücken
A | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
B | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
C | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
D | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
E | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
F | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
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Um
mögliche
Positionen von Körperteilen des
Insassen 14 relativ zum Schutzmodul zu veranschaulichen,
sei die Aufmerksamkeit des Lesers auf 4 geleitet,
in der eine perspektivische Darstellung des Lenkrades 22 dargestellt
ist, zusammen mit vier Kondensatorplatten 48I ,
und 48IV . Es sei erinnert, daß das Insassenschutzmodul 16 unmittelbar
hinter (im Bezugsrahmen der 4) der Nabenabdeckung 44 sich
befindet, der die Sensormatrix 42 enthält.
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5 veranschaulicht
den Insassen 14 (d. h. den Fahrer) angeordnet in einer
normalen Fahrposition (d. h. der Fahrer befindet sich nicht in der OOP-Zone).
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In 5 sind
die Hände
des Fahrers in der Zehnuhr- und Zweiuhrposition am Lenkrad 22 angeordnet.
Die Arme des Insassen 14 sind nahe den Außenkanten
der Sensormatrix 42 angeordnet. Demgemäß haben die meisten oder alle
der Kondensatoren A-F (3; die Kondensatoren A-F sind
in 3 durch ausgezogene Verbindungslinien dargestellt) keinen
Kapazitätswert,
der einen in der Nähe
angeordneten Körperteil
anzeigt. In einigen Umständen wird
nur der Kapazitätswert
zwischen den Sensorplatten 48I und 48III (d. h. der Kondensator B) und der Kapazitätswert zwischen
den Platten 48II und 48IV (d. h. der Kondensator C) eine Anzeige
eines in der Nähe
angeordneten Körperteils
bilden. Der abgefühlte
Körperteil
ist innerhalb der Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion 58 der
Steuervorrichtung 30 als ein Nichtoberkörper/Nichtkopf gekennzeichnet. Wenn
ein Zusammenstoßzustand
auftreten sollte für den
Insassen 14 gemäß 5,
so ist es zweckmäßig, den Airbag zum Einsatz zu bringen und beim Schutz
des Insassen 14 zu helfen.
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6 veranschaulicht
einen Insassen 14, der das Lenkrad 12 in einer
rechten Kurvendrehung verdreht. Der linke Arm des Insassen 14 erstreckt sich über die
Sensormatrix 42. Der Insasse ist noch immer in einer Position
angeordnet, die nicht innerhalb der Insassen-OOP-Zone liegt. Wenn
demgemäß ein Zusammenstoßzustand
auftreten würde,
so wäre
es möglicherweise
erwünscht,
den Airbag 18 zu betätigen.
Nur einige wenige (d. h. eine Minorität) der Kondensatoren A-F könnte einen
Kapazitätswert
besitzen, der zur Folge hat, daß das
entsprechende Signal 54 die entsprechende Schwelle übersteigt
(d. h. anzeigt, daß ein
Körperteil
in enger Nachbarschaft angeordnet ist), und zwar teilweise infolge
der kleinen relativen Größe (beispielsweise
Masse) des Armes des Insassen 14 verglichen mit dem Torso
oder Kopf des Insassen. Der abgefühlte Körperteil wird innerhalb der
Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion 58 der
Steuervorrichtung 30 als kein Oberkörper/kein Kopf charakterisiert.
Wenn für
die Situation gemäß 6 ein
Zusammenstoßzustand
auftreten würde,
so würde
die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion
den Einsatz des Airbags nicht unterdrücken.
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7 ist ähnlich der 6,
zeigt aber den Fahrer bei einer Linkswendung. Ähnlich wie bei der Situation
gemäß 6 kann
der Arm des Insassen nur bewirken, daß einige wenige der Kondensatoren A-F
einen Kapazitätswert
besitzen, der zur Folge hat, daß das
entsprechende Signal 54 die entsprechende Schwelle übersteigt
(d. h. anzeigt, daß ein
Körperteil in
enger Nachbarschaft angeordnet ist). Auch ist der Insasse 14 in
einer Position angeordnet, die nicht innerhalb der OOP-Zone liegt.
Deshalb wird ähnlich der
Situation gemäß 6 dann,
wenn ein Zusammenstoßzustand
auftreten würde,
die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion
den Einsatz des Airbags nicht unterdrücken.
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8 veranschaulicht
den Insassen 14 in einer Position, die innerhalb der OOP-Zone
liegt. Der Oberkörper
des Insassen 14 ist in einer relativ engen Nähe zur Sensormatrix 42 angeordnet.
Eine Majorität (beispielsweise
alle) der Kondensatoren A-F liefern ein Signal, welches eine Anzeige
für den
eng angeordneten Insassenoberkörper
bildet. Eine Majorität (beispielsweise
alle) Schwellen werden überschritten,
und die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion 58 der
Steuervorrichtung 30 charakterisiert den abgefühlten Körperteil
als ein Oberkörper/Torso/Kopf.
Demgemäß ist es,
würde ein
Fahrzeugzusammenstoßzustand
auftreten, erwünscht,
die Betätigung
des Airbags zu unterdrücken.
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9 veranschaulicht
den Kopf und Oberkörper
des Insassen in enger Nachbarschaft zu der Sensormatrix 42. Ähnlich 8 ist
der Insasse in der OOP-Zone
befindlich. Somit liefern, ähnlich
wie in 8 alle oder die meisten der Sensorpaare ein Signal,
welches eine Anzeige für
den dicht angeordneten Insassenkörperteil
liefert, und der abgefühlte
Körperteil
wird als ein Torso/Oberkörper/Kopf
charakterisiert. Wenn ein Fahrzeugzusammenstoß auftreten würde, so
ist es erwünscht,
die Betätigung
des Airbags zu unterdrücken.
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10 veranschaulicht
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung, welches sieben Kondensatorplatten 62 für das Näheabfühlen von
Körperteilen zeigt.
Eine kapazitive Kopplung kann zwischen jeder Platte 62 und
den anderen sechs Platten abgefühlt
werden. Die Platten 62 sind benachbart zu einer anderen
Struktur, angeordnet innerhalb einer Nabenabdeckung 64.
Die andere Struktur kann eine Hornkissenschaltung 66 aufweisen
und Geschwindigkeitssteuer/Radiosteuerschaltungen 68 oder
andere verschiedene Steuerungen/Elemente. Diese Steuerungen/Elemente
können
duale Funktion besitzen und als eine der kapazitiven Platten wirken.
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Als
eine Alternative zu dem kapazitiven Kopplungseffekt verwendet durch
die Sensormatrix der 2 und die Sensormatrix der 10 könnte ein
erfindungsgemäßes System
eine Vielzahl von Platten als Kapaziflektoren verwenden. Beispielsweise
würde beim
Ausführungsbeispiel
der 2 jede der vier Sensorplatten als eine Platte
für einen
Kapaziflektor wirken. Demgemäß wird jede
Platte allein verwendet, um einen in der Nähe angeordneten Körperteil
abzufühlen
(d. h. vier Nähe
anzeigende Signale für
das Vierplattensystem und sieben Signale für das Siebenplattensystem).
Kapaziflektoren sind im Stand der Technik bekannt, und somit wird
eine spezielle Struktur hier aus Gründen der Kürze nicht diskutiert. Die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion
der Steuervorrichtung verwendet geeignete Wahrheitstabellen für die Verwendung
des Kapaziflektors. Wenn beispielsweise eine Majorität der Schwellen überschritten
wird, so wird der Einsatz des Airbags unterdrückt. Wenn die Anzahl der Schwellen, die überschritten
wird, keine Majorität
(d. h. 3 oder weniger) ist, so wird der Einsatz des Airbags beim Auftreten
eines Zusammenstoßzustandes
gestattet.
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Aus
der obigen Beschreibung der Erfindung erkennt der Fachmann Verbesserungen, Änderungen
und Abwandlungen. Beispielsweise könnte das Schutzsystem 10 andere
Insassensensorsysteme besitzen, zusätzlich zu dem Insassensensorsystem 40.
Ein Beispiel solcher anderen Insassensensorsysteme ist ein Insassengewichtssensor.
Auch könnte das
Insassensensorsystem 40 derart modifiziert werden, daß die Einsatzunterdrückungsbestimmungsfunktion 58 der
Steuervorrichtung 30 nicht eine Vielzahl von diskreten
Schwellenbestimmungen vornimmt (d. h. eine für jeden Sensor). Anstatt dessen könnten die Werte
der Signale 54 kontinuierlich überwacht werden, und ein Algorithmus
verarbeitet die Signalinformation in einem kontinuierlichen Format,
um einen Insgesamtüberschußwert (Ventil)
zu bestimmen. Ferner, da die vorliegende Erfindung für Passagiersensorsysteme
verwendet werden kann, kann die Charakterisierung des abgefühlten Körperteils
für andere
Körperteile,
wie beispielsweise Bein/Fuß sein.
Anders ausgedrückt,
würde das
Sensorsystem ein Glied anders als Arm/Hand abfühlen. Dies wäre der Fall,
wenn ein Passagier ein Bein vor einer Sensormatrix übereinander
legt. Derartige Verbesserungen, Änderungen
und Modifikationen im Rahmen fachmännischen Handelns sind durch
die beigefügten
Ansprüche
abgedeckt.