DE60012022T2

DE60012022T2 - Kalibrierung für einen fahrzeugsitzsensor

Info

Publication number: DE60012022T2
Application number: DE60012022T
Authority: DE
Inventors: Harold Lichtinger; Ralf Oestreicher; Ken Francis
Original assignee: Siemens VDO Automotive Corp
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2020-08-30
Also published as: DE60012022D1; WO2001018508A1; US6502048B1; EP1208362A1; KR20020026580A; EP1208362B1; JP2003508777A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Gewichtsklassifizierungssysteme für Fahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Eichverfahren zum Eichen von Sensoren, die in einem für Fahrzeugsitze bestimmten Gewichtsklassifizierungssystem verwendet werden.
Die der Fahrzeugsicherheit dienenden Rückhaltesysteme haben sich im Laufe der Jahre verändert. Sicherheitsgurte haben sich als wirksames Mittel zur Minimierung der Verletzungen bei Unfällen erwiesen. Es wurden zusätzliche Sicherheitseinrichtungen eingeführt, wie etwa Airbags. Obwohl Airbags zusätzlichen Nutzen bringen, ist es offensichtlich geworden, dass eine individualisierte Airbag-Steuerung vorteilhaft wäre. In jüngerer Vergangenheit wurden Systeme zum Klassifizieren des Gewichts einer auf einem Sitz sitzenden Person entwickelt, die eine individualisierte Airbag-Steuerung ermöglichen.
Ein Beispiel eines Gewichtsklassifizierungssystems umfasst eine Vielzahl von Sensoren im Inneren eines Sitzflächenteils des Sitzes. Die Sensoren liefern elektrische Signale, die Informationen über das Gewicht der auf dem Sitz sitzenden Person enthalten. Diese Signale werden verarbeitet und benutzt, um eine Strategie der Airbag-Auslösung nach vorgegebenen Richtlinien zu bestimmen.
Ein Problem, das bei solchen Gewichtsklassifizierungssystemen auftritt, ist die Möglichkeit, dass sich die Genauigkeit der Sensoren im Laufe der Zeit verringert. Ein Problem, welches berücksichtigt werden muss, besteht in der Möglichkeit einer Drift infolge einer Verschiebung des Materials, welche Auswirkungen auf die Genauigkeit der Gewichtsbestimmung haben kann. Da sich die charakteristischen Merkmale eines Fahrzeugsitzes im Laufe der Zeit ändern, können sich auch die Betriebseigenschaften der mit diesem Sitz gekoppelten Sensoren verändern. Deshalb besteht Bedarf an der Durchführung einer Nacheichung oder einer Anpassung an Veränderungen, die im Laufe der Zeit im System auftreten.
Die vorliegende Erfindung dient der Erfüllung des Bedarfs an einer automatischen Nacheichung eines Gewichtsklassifizierungssystems zur Kompensation von Veränderungen der Betriebseigenschaften des Systems, wie etwa einer Drift infolge einer Verschiebung des Materials.
Aus US-A-5.474.327 ist ein Verfahren zur Erkennung von Kleinkindern auf einem Sitz vor der Verwendung eines Airbags bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Allgemein ausgedrückt, betrifft die vorliegende Erfindung ein System und ein Verfahren zum Nacheichen eines Gewichtsklassifizierungssystems für Fahrzeugsitze. Ein entsprechend dieser Erfindung konstruiertes System umfasst eine Vielzahl von Sensoren im Fahrzeugsitz, welche Signale liefern, die Informationen über das Gewicht einer auf dem Sitz befindlichen Last enthalten. Ein Steuergerät kommuniziert mit den Sensoren. Das Steuergerät bestimmt auch, wann eine Eichungsbedingung vorliegt. Das Steuergerät tastet die Ausgangssignale der einzelnen Sensoren ab, vorzugsweise dann, wenn sich keine Last auf dem Sitz befindet. Die Abtastungen der Sensorausgänge werden vorzugsweise periodisch über eine vorgegebene Zeit hinweg durchgeführt. Das Steuergerät bestimmt einen Mittelwert der Sensorausgänge. Der Mittelwert wird anschließend mit einem aktuellen Eichwert verglichen, und falls vorgegebene Bedingungen erfüllt sind, wird der Eichwert durch den neuen Mittelwert ersetzt. Dementsprechend kann jeder Sensor des Gewichtsklassifizierungssystems individuell nachgeeicht werden, um im Laufe der Zeit eingetretene Veränderungen des Systems zu kompensieren.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst mehrere grundlegende Schritte. Das Verfahren beginnt vorzugsweise damit, dass bestimmt wird, wann eine Eichungsbedingung vorliegt. Wenn die Eichungsbedingung vorliegt, wird eine Vielzahl von Ausgängen der Sensoren des Systems über eine vorgegebene Zeit hinweg abgetastet. Unter Verwendung der abgetasteten Ausgänge wird für jeden Sensor ein mittlerer Ausgang bestimmt. Falls der Mittelwert innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, wird der entsprechende Sensor unter Verwendung des Mittelwertes nachgeeicht.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform offensichtlich. Die Zeichnungen, welche der ausführlichen Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt schematisch das gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierte System.
2 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschreibt.
3 ist ein Flussdiagramm, welches weitere Einzelheiten eines Teils des Flussdiagramms von 2 zeigt.
4 ist eine grafische Darstellung eines Teils des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt schematisch ein Gewichtsklassifizierungssystem 20 für Fahrzeugsitze. Ein Sitz 22 umfasst eine Rückenlehne 24 und eine Sitzfläche 26. Eine Vielzahl von Sensoren 28 ist vorzugsweise in der Sitzfläche 26 vorgesehen. Die Sensoren 28 sind vorzugsweise Sensoren mit Dehnungsmessstreifen, welche jeweils elektrische Ausgangssignale liefern, die Informationen über eine Durchbiegung im Material der Sitzfläche 26 enthalten. Die Sensoren 28 liefern somit Signale, welche Informationen über das Gewicht einer Last auf der Sitzfläche 26 enthalten.
Ein Steuergerät 30 kommuniziert mit den Sensoren 28. Das Steuergerät 30 empfängt Ausgangssignale von den Sensoren 28 und steuert vorzugsweise die Stromversorgung der Sensoren. Das Steuergerät 30 überwacht vorzugsweise den Ausgang jedes einzelnen Sensors, um das Vorhandensein einer Last auf dem Sitz 22 zu bestimmen. Das Steuergerät 30 steuert vorzugsweise auch die Nacheichung der Sensoren 28 gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 enthält ein Flussdiagramm 40, welches den allgemeinen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens des Eichens des Gewichtsklassifizierungssystems 20 zeigt. Ein erster Schritt 42 umfasst die Bestimmung, wann es an der Zeit ist, die Eichung der Sensoren 28 zu aktualisieren. Dies erfolgt vorzugsweise unter Verwendung eines Ereignisses, welches wiederholt eintritt, und indem überwacht wird, wie oft dieses Ereignis eintritt, um dann einen Nacheichungs-Vorgang auszulösen. In einem Beispiel überwacht das Steuergerät 30 die Anzahl der Ein- und Ausschaltungen der Zündung des Fahrzeugs. Durch das Zählen der Anzahl der Ein-Aus-Zyklen der Zündung ist das Steuergerät 30 in der Lage zu bestimmen, wann es Zeit ist, die Sensoren 28 nachzueichen. In einem Beispiel leitet das Steuergerät 30 jeweils nach zwanzig Ein-Aus-Zyklen der Zündung einen Eichvorgang ein.
In 44 bereitet das Steuergerät 30 das System 20 für eine Nacheichung vor. Sobald das System für die Nacheichung bereit ist, werden in 46 die einzelnen Sensorausgänge abgetastet. Bevor dann der Eichvorgang durchgeführt wird, überprüft das Steuergerät 30 vorzugsweise in 48, ob die Bedingungen für die Eichung noch immer vorliegen. Wenn zum Beispiel Anzeichen dafür vorhanden sind, dass sich eine Last auf dem Sitz befindet, wird der Eichvorgang vorzugsweise abgebrochen, und das Steuergerät wartet den nächsten Zeitpunkt ab und zeigt an, dass eine Eichung fällig ist.
Angenommen, dass die Bedingungen für eine Eichung noch immer gegeben sind, bestimmt das Steuergerät 30 vorzugsweise in 50 für jeden Sensor einen mittleren Ausgang. In 52 wird vorzugsweise auch die Standardabweichung für jeden Sensorausgang bestimmt.
Der nächste Schritt in 54 besteht darin, dass das Steuergerät 30 vorzugsweise den mittleren Ausgangswert jedes Sensors mit dem aktuellen Eichwert vergleicht, der im Speicher (nicht dargestellt) gespeichert ist. Falls eine Differenz zwischen dem ermittelten Mittelwert und dem gegenwärtig gespeicherten Eichwert vorhanden ist, so aktualisiert das Steuergerät 30 vorzugsweise die Eichung des Sensors unter Verwendung des neu bestimmten Mittelwertes. Falls keine Differenz zwischen dem ermittelten Mittelwert und dem gegenwärtig gespeicherten Wert eines Sensors vorhanden ist, so besteht keine Notwendigkeit, den betreffenden Sensor nachzueichen, und die neu bestimmten Daten werden vorzugsweise ignoriert. Schließlich werden in 56 die neuen Eichungsdaten vorzugsweise im Speicher abgelegt, ohne die vorhergehenden Eichungsinformationen zu überschreiben. Ein gemäß der vorliegenden Erfindung konstruiertes System verfolgt vorzugsweise die Eichungsinformationen über einen längeren Zeitraum und bewahrt alte Eichungsinformationen für spätere Vergleiche und andere Bestimmungen auf.
Es gibt vielfältige Möglichkeiten, das Steuergerät 30 zu programmieren, um zu bestimmen, wann eine Eichungsbedingung vorliegt. Wie erwähnt, ist eine Möglichkeit das Zählen der Ein-Aus-Zyklen der Zündung. In einem anderen Beispiel führt das Steuergerät 30 automatisch einen Eichvorgang durch, wenn eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist. Anhand dieser Beschreibung sind Fachleute in der Lage, eine geeignete Strategie zu entwickeln und ein Steuergerät 30 entsprechend zu programmieren, um den Erfordernissen einer speziellen Situation gerecht zu werden.
Wie in 3 dargestellt ist, bereitet das Steuergerät 30 vorzugsweise das System 20 für die Nacheichung auf eine Art und Weise vor, welche die Energieerhaltung im System maximiert. Bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform umfasst der Schritt 44 des Vorbereitens des Systems für die Nacheichung vorzugsweise mehrere Teilschritte. Vorzugsweise überprüft das Steuergerät 30 in 60, ob das gewählte Ereignis, welches einen Nacheichungs-Vorgang auslöst, eingetreten ist. Anschließend startet das Steuergerät 30 in 62 vorzugsweise einen Zeitgeber und versetzt das System in 64 in den Sleep-Modus. Nachdem die Zeit des Zeitgebers abgelaufen ist, "weckt" das Steuergerät 30 in 66 vorzugsweise das System auf.
Sobald sich das System wieder im aktiven Zustand befindet, werden die Sensoren 28 vorzugsweise mit Strom versorgt, indem eine minimale Menge an Energie für sehr kurze Zeitintervalle verwendet wird. In Abhängigkeit von der Art der tatsächlichen verwendeten Sensoren 28 ist die Häufigkeit der Versorgung der Sensoren mit Energie und die Häufigkeit der entsprechenden Ausgangssignale variabel. Fachleute, die von der vorliegenden Beschreibung profitieren, sind in der Lage, geeignete Parameter zu wählen.
4 enthält eine grafische Darstellung 70 eines Sensorausgangs über eine bestimmte Zeit hinweg. In diesem Beispiel hat der Sensor einen aktuellen Eichwert in 72. Während des Eichvorgangs wird vom Steuergerät 30 eine Vielzahl von Sensorausgängen erkannt. In 76 ist ein Mittelwert des Ausgangs 74 dargestellt. Da eine Differenz zwischen dem gegenwärtig gespeicherten Eichwert 72 und dem ermittelten Mittelwert 76 vorhanden ist, bestimmt das Steuergerät 30 vorzugsweise anschließend, ob der Sensor unter Verwendung des Wertes 76 nachgeeicht werden sollte. Unter der Voraussetzung, dass sich der Wert 76 innerhalb des Bereiches 78 befindet, ersetzt das Steuergerät 30 vorzugsweise den zuvor gespeicherten Eichwert 72 durch den Mittelwert 76. Der Sensor 28 wird dementsprechend mit dem neuen Wert 76 nachgeeicht. Der Wert 72 wird vorzugsweise für spätere Vergleiche und andere Bestimmungen im Speicher aufbewahrt.
Der Bereich 78 wird vorzugsweise genügend klein gehalten, um zu vermeiden, dass innerhalb des Eichprozesses irgendwelche unerwünschten Sensorausgänge verwendet werden. Am meisten ist zu bevorzugen, die Sensoren zu eichen, wenn sich keine Last auf dem Sitz 22 befindet. Falls ein Sensorausgang während eines Eichvorgangs durch eine Last auf dem Sitz 22 beeinflusst wird, so wäre die Eichung nicht genau. Dementsprechend wird das Steuergerät 30 vorzugsweise so programmiert, dass es nur einen Sensor-Mittelwert 76 als möglichen Wert für die Nacheichung anerkennt, welcher innerhalb des Bereiches 78 liegt. Fachleute, die von der vorliegenden Beschreibung profitieren, sind in der Lage, anhand der Parameter des speziellen Systems, mit dem sie arbeiten, einen geeigneten Bereich 78 zu wählen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird auch die Standardabweichung des Ausgangswertes 74 bestimmt. Falls die Standardabweichung außerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, ist das Steuergerät 30 vorzugsweise so programmiert, dass es die betreffenden Daten nicht als Bestandteil des Nacheichungsprozesses verwendet. Auch hierdurch werden von dem Sensor gelieferte Spitzen oder Ausgänge, welche von einer Last auf dem Sitz beeinflusst sind, vorzugsweise während des Eichprozesses vermieden.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine genaue und zuverlässige Art und Weise des Nacheichens von Sensoren in einem Gewichtsklassifizierungssystem bereitgestellt. Da sich die Eigenschaften der in einem Fahrzeugsitz verwendeten Werkstoffe im Laufe der Zeit ändern können (z. B. die Steifigkeit oder Elastizität in einem Sitzpolster), ist eine gewisse Nacheichung der Sensoren von Zeit zu Zeit nützlich. Gegenwärtig bekannte Gewichtsklassifizierungssysteme umfassen Sensoren, welche Verbiegungen im Material des Sitzes in der Größenordnung von Mikrometern messen. Daher ist eine gesteuerte Genauigkeit bei der Eichung der Sensoren höchst wünschenswert.
Die vorstehende Beschreibung hat den Charakter eines Beispiels und stellt keine Einschränkung dar. Für Fachleute können Änderungen und Modifikationen der offenbarten Beispiele offensichtlich sein, die nicht notwendigerweise vom Wesen dieser Erfindung abweichen. Der für diese Erfindung festgelegte Schutzbereich kann nur durch das Studium der folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Verfahren zum Eichen eines Gewichtsklassifizierungssystems, das wenigstens einen Sensor aufweist, welcher eine Last auf einem Fahrzeugsitz erkennt, welches die folgenden Schritte umfasst: (A) Bestimmen, wann eine Eichungsbedingung vorliegt; (B) Abtasten einer Vielzahl von Ausgängen des Sensors während einer vorgegebenen Zeitspanne; (C) Bestimmen eines mittleren Ausgangs des Sensors unter Verwendung der abgetasteten Ausgänge von Schritt (B); (D) Bestimmen, ob der Mittelwert von Schritt (C) innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt; und (E) Eichen des Sensors unter Verwendung des Mittelwertes von Schritt (C), wenn der Mittelwert innerhalb des vorgegebenen Bereiches von Schritt (D) liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (A) das Erkennen einer Betriebsbedingung des Fahrzeugs beinhaltet, welche darauf hinweist, dass sich keine Last auf dem Sitz befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (A) beinhaltet zu bestimmen, wann eine Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet worden ist, und eine vorgegebene Zeit zu warten, bevor mit Schritt (B) begonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, welches beinhaltet zu zählen, wie viele Male die Zündung seit einem vorhergehenden Eichvorgang ausgeschaltet worden ist, und die Schritte (A) bis (E) erst auszuführen, nachdem diese Anzahl eine vorgegebene Anzahl überschritten hat.
Verfahren nach Anspruch 1, welches beinhaltet, das System für eine vorgegebene Zeitspanne in einen Sleep-Modus zu versetzen und dann Schritt (B) nach der vorgegebenen Zeitspanne auszuführen, indem dem Sensor mit einer vorgegebenen Häufigkeit eine minimale Menge an Energie zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das System eine Vielzahl von Sensoren umfasst und die Schritte (B) bis (E) jeweils für jeden Sensor ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (D) die Verwendung eines aktuellen Eichwertes umfasst und der Bereich innerhalb eines Bereiches erwarteter Schwankungen um den aktuellen Eichwert liegt, welcher Ausgangswerte des Sensors für den Sitz ohne eine auf ihm befindliche Last umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, welches die Bestimmung einer Standardabweichung der Sensorausgänge unter Verwendung des ermittelten Mittelwertes und die Nacheichung des Sensors unter Verwendung des Mittelwertes nur dann, wenn die Standardabweichung innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, umfasst.
Gewichtsklassifizierungssystem für einen Fahrzeugsitz, welches umfasst: eine Vielzahl von Sensoren, welche jeweils einen Ausgang erzeugen, der Informationen über eine Last auf dem Sitz enthält; und ein Steuergerät, welches mit den Sensoren kommuniziert und so beschaffen ist, dass es bestimmt, wann eine Eichungsbedingung vorliegt, um eine Vielzahl von Ausgängen eines jeden Sensors während einer vorgegebenen Zeitspanne abzutasten, einen Mittelwert der abgetasteten Ausgänge eines jeden Sensors zu bestimmen, zu bestimmen, ob der Mittelwert eines jeden Sensors innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegt, und einen jeden Sensor entsprechend dem ermittelten Mittelwert zu eichen, wenn der Mittelwert für den entsprechenden Sensor innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt.
System nach Anspruch 9, wobei das Steuergerät so beschaffen ist, dass es bestimmt, wann eine Eichungsbedingung vorliegt, indem es bestimmt, wie viele Male eine Zündung des Fahrzeugs seit einem vorhergehenden Eichvorgang ausgeschaltet worden ist.
System nach Anspruch 9, wobei das Steuergerät so beschaffen ist, dass es das System für eine vorgegebene Zeitspanne in einen Sleep-Modus versetzt, nachdem bestimmt wurde, dass eine Eichungsbedingung vorliegt, und anschließend nach der Zeitspanne jedem Sensor mit einer vorgegebenen Häufigkeit eine minimale Menge an Energie zuführt.
System nach Anspruch 9, wobei das Steuergerät so beschaffen ist, dass es automatisch einen Eichvorgang abbricht, wenn das Steuergerät ermittelt, dass sich während irgendeines Teils eines Eichvorgangs eine Last auf dem Sitz befunden hat.