DE69927709T2

DE69927709T2 - Sitzbelegungserkennung

Info

Publication number: DE69927709T2
Application number: DE69927709T
Authority: DE
Inventors: G. James STANLEY; A. Robert STOPPER; G. Judson MCDONNELL
Original assignee: Automotive Systems Laboratory Inc
Current assignee: Automotive Systems Laboratory Inc
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-30
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2019-12-31
Also published as: JP2002534306A; US6283504B1; DE19983956T1; EP1140575B1; WO2000038958A1; EP1140574A1; WO2000038958A8; US6563231B1; DE69940170D1; JP2002533696A; DE69935803D1; JP2002533697A; EP1373030A4; EP1140575A1; EP1140576A4; EP1140575A4; EP1373030A1; EP1140574A4; WO2000038955A1; EP1373030B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Insassenerfassungssysteme zum Steuern der Aktivierung von Fahrzeugssicherheitsrückhaltesystemen und insbesondere zum Bestimmen der Anwesenheit und der Position eines Insassens zum Zwecke des Beeinflussens der Auslösung eines Sicherheitsrückhaltesystems als Reaktion auf einen Unfall.
Hintergrund der Erfindung
Ein Fahrzeug kann automatische Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtungen enthalten, die als Reaktion auf einen Fahrzeugunfall zum Zwecke des Verringerns einer Verletzung eines Insassen aktiviert werden. Beispiele solcher automatischer Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtungen umfassen Airbags, Sicherheitsgurtvorspanneinrichtungen und ausfahrbare Kniepolster. Eine Aufgabe eines automatischen Rückhaltesystems ist, eine Verletzung eines Insassen zu verringern, um dadurch mit dem automatischen Rückhaltesystem nicht eine größere Verletzung als diejenige zu verursachen, die durch den Unfall verursacht worden wäre, wenn das automatische Rückhaltesystem nicht aktiviert worden wäre. Im Allgemeinen ist es wünschenswert, die automatischen Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtungen wegen der Kosten zum Ersetzen der zugehörigen Bauteile des Sicherheitsrückhaltesystems und wegen der Möglichkeit, dass solche Aktivierungen die Insassen verletzen, nur zu aktivieren, wenn es zum Reduzieren einer Verletzung erforderlich ist. Das trifft insbesondere auf Airbagrückhaltesysteme zu, bei denen Insassen, die sich zum Auslösezeitpunkt zu nahe am Airbag befinden, d.h. Insassen außerhalb der richtigen Position, aufgrund des Auslösens des Airbags verletzungsgefährdet sind oder sich in Lebensgefahr befinden, selbst wenn der entsprechende Fahrzeugunfall relativ schwach ist. Beispielsweise sind nicht angegurtete Insassen, die einem starken Abbremsvorgang vor dem Unfall ausgesetzt sind, besonders anfällig dafür, sich zum Auslösezeitpunkt außerhalb der richtigen Position zu befinden. Insassen, die eine kleine Statur oder einen schwachen Körperbau haben, beispielsweise Kinder, kleine Erwachsene oder Leute mit gebrechlichen Knochen, sind zudem besonders anfällig für eine durch die Airbagaufblaseinrichtung verursachte Verletzung. Kleinkinder, die in der Nähe eines beifahrerseitigen Airbags auf dem Vordersitz in einem normal positionierten, rückwärts gewandten Kleinkindersitz (RFIS, rear facing infant seat) ordnungsgemäß gesichert sind, sind außerdem auch aufgrund des auslösenden Airbags wegen der engen Nähe der hinteren Fläche des Kleinkindersitzes zu dem Aufblasmodul des Airbags verletzungs- oder todesgefährdet.
Noch eine weitere Technik zur Verletzungsverringerung bei Insassen durch die Airbagaufblaseinrichtung ist, die Aktivierung der Aufblaseinrichtung entsprechend der Anwesenheit und der Position des Insassen zu steuern, um so die Aufblaseinrichtung nur zu aktivieren, wenn sich ein Insasse außerhalb der entsprechenden Gefahrenzone der Aufblaseinrichtung befindet. Daten der NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration, US-Verkehrssicherheitsbehörde) deuten an, dass schwere Verletzungen aufgrund der engen Nähe zu der Aufblaseinrichtung reduziert oder eliminiert werden können, falls der Airbag deaktiviert wird, wenn sich der Insasse näher als etwa 4 bis 10 Inch von der Aufblaseinrichtungsklappe befindet. Ein derartiges System zum Deaktivieren der Airbagaufblaseinrichtung erfordert einen Insassensensor, der zum Durchführen einer derartigen Erfassung ausreichend empfindlich und robust ist und zugleich nicht bewirkt, dass die Airbagaufblaseinrichtung deaktiviert wird, wenn sie eigentlich zum Bereitstellen eines Insassenrückhalts benötigt wird.
Außer bei einigen Fällen von schrägen Kollisionen oder Seitenaufprallkollisionen ist es allgemein wünschenswert, eine automatische Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtung nicht zu aktivieren, falls ein entsprechender Insasse nicht anwesend ist, und zwar wegen der anderenfalls unnötigen Kosten und den unnötigen Umständen, die mit dem Ersetzen eines ausgelösten Airbagaufblassystems verbunden sind. Der Stand der Technik lehrt verschiedene Einrichtungen zum Erfassen der Anwesenheit eines Insassens oder zum Erkennen eines leblosen Gegenstandes in dem Fahrgastsitz eines Fahrzeuges zum Zwecke der Implementierung eines derartigen Systems. Beispielsweise können Gewichtssensoren in den Sitz eingebaut werden, um die Anwesenheit eines Insassens zu detektieren.
Noch eine andere Technik zum Verringern einer Insassenverletzung durch die Airbagaufblaseinrichtung besteht darin, die Aufblasrate oder das Aufblasvolumen der Airbagaufblaseinrichtung entsprechend der Anwesenheit und der Position eines Insassen zu steuern. Ein derartiges Steuerungssystem würde höchst vorzugsweise in Verbindung mit einem steuerbaren Aufblassystem verwendet werden, das auf die Unfallschwere, beispielsweise wie zuvor beschrieben, anspricht, wobei die Eingangssignale über die Position des Insassen dazu verwendet werden können, anderenfalls übermäßig aggressive Airbagaufblassteuerungseinrichtungen außer Kraft zu setzen, die ansonsten durch den speziellen Grad der Unfallschwere angezeigt sein könnten, aber Insassen mit einer kleinen Statur oder einem niedrigen Gewicht oder Kleinkinder in rückwärts gerichteten Kleinkindersitzen verletzen könnten. Ein derartiges System zum Steuern der Airbagaufblaseinrichtung benötigt einen Insassenpositionssensor, der robust und ausreichend genau ist und der verschiedene Konfigurationen und Bedingungen, wie sich ein Insasse im Sitz befindet, differenzieren und unterscheiden kann.
Die US-Patente 5,071,160 und 5,118,134 lehren die Kombination des Erfassens einer Insassenposition und/oder -geschwindigkeit und einer Fahrzeugbeschleunigung zum Zwecke des Steuerns einer Aufblaseinrichtung. Beide dieser Patente lehren exemplarisch die Verwendung einer Ultraschallabstandsmessung, um die Insassenposition zu erfassen. Das US-Patent 5,071,160 lehrt auch beispielhaft die Verwendung eines passiven Infrarot-Insassenpositionssensors, wohingegen das US-Patent 5,118,134 die Verwendung eines Mikrowellensensors lehrt. Das US-Patent 5,398,185 lehrt die Verwendung mehrerer Insassenpositionssensoren in einem System zum Steuern der Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtungen in Reaktion auf sie.
Der Stand der Technik lehrt die Verwendung eines oder mehrerer Ultraschallstrahlen, die von der Oberfläche eines Objektes wegreflektiert werden, um den Ort der Oberfläche des Objektes zu erfassen. Das US-Patent 5,330,226 lehrt die Kombination eines in dem Armaturenbrett angebrachten Ultraschallabstandssensors und eines über Kopf angebrachten passiven Infrarotsensors zum Erfassen der Insassenposition, um eine mehrstufige Airbagaufblaseinrichtung oder ein daran angeschlossenes Durchlassventil zu steuern. Die US-Patente 5,413,378, 5,439,249 und 5,626,359 lehren die Kombination von im Armaturenbrett und im Sitz angebrachten Ultraschallsensoren mit anderen Sitzsensoren, um die Position und das Gewicht des Insassen zum Zwecke der Steuerung eines Airbagaufblasmoduls zu erfassen. Das US-Patent 5,482,314 lehrt die Kombination eines Ultraschallsensors und eines passiven Infrarotsensors mit einer zugeordneten Signalverarbeitung zum Zwecke der Ermittlung, ob ein passives Rückhaltesystem zu deaktivieren ist oder nicht.
Der Stand der Technik lehrt auch die Verwendung von Infrarotstrahlen, die von der Oberfläche eines Objektes wegreflektiert werden, zum Erfassen des Ortes der Oberfläche des Objektes. Die US-Patente 5,446,661 und 5,490,069 lehren einen Infrarotstrahl, der von einem Sender auf einen Reflektionspunkt auf dem Objekt gerichtet ist. Ein Empfänger detektiert die von dem Reflektionspunkt gestreute Strahlung und misst den Abstand des Reflektionspunktes von dem Sender basierend auf einer Triangulation der gesendeten und empfangenen Strahlen zum Zwecke der Steuerung der Aktivierung eines Sicherheitsrückhaltesystems. Diese Patente lehren auch die Kombination eines Infrarotstrahl-Insassenpositionssensors mit einem Beschleunigungssensor zum Zwecke des Steuerns eines Airbagaufblassystems. Das US-Patent 5,549,322 lehrt die Einbeziehung eines Lichtstrahl-Insassensensors in eine Airbagklappe. Ferner werden Infrarotstrahlsensoren üblicherweise als Abstandsbestimmungseinrichtungen in automatisch fokussierenden Kameras verwendet.
Der Stand der Technik aus den US-Patenten 4,625,329, 5,528,698 und 5,531,472 lehrt die Verwendung von Bildverarbeitungssystemen zum Erfassen der Insassenposition, wobei die beiden letzteren diese Information zum Zwecke der Steuerung einer Airbagaufblaseinrichtung verwenden. Die US-Patente 5,528,698, 5,454,591, 5,515,933, 5,570,903 und 5,618,056 lehren verschiedene Mittel zum Detektieren des Vorhandenseins eines rückwärts gewandten Kleinkindersitzes zum Zwecke des Deaktivierens einer zugeordneten Airbagaufblaseinrichtung.
Der Stand der Technik lehrt auch die Verwendung einer kapazitiven Erfassung, um die Anwesenheit, die Nähe oder die Position eines Insassens zu erfassen. Das US-Patent 3,740,567 lehrt die Verwendung von Elektroden, die im Unterteil bzw. in der Lehne des Sitzes eingebaut sind, zusammen mit einer auf eine Kapazität ansprechenden Schaltung zum Zwecke der Unterscheidung zwischen menschlichen Insassen und Tieren oder Paketen, die sich auf einem Kraftfahrzeugsitz befinden. Das US-Patent 3,898,472 lehrt eine Insassenerfassungsvorrichtung, die eine metallische Elektrode, die zum Zusammenwirken mit der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet ist, um einen Insassenerfassungskondensator zu bilden, zusammen mit einer zugehörigen Schaltung umfasst, die Veränderungen der entsprechenden Kapazität entsprechend der Anwesenheit eines Insassens erfasst. Das US-Patent 4,300,116 lehrt die Verwendung eines kapazitiven Sensors, um Menschen in der Nähe des Außenbereichs eines Fahrzeuges zu erfassen. Das US-Patent 4,796,013 lehrt einen kapazitiven Insassendetektor, wobei die Kapazität zwischen dem Sitzunterteil und dem Dach des Fahrzeuges erfasst wird. Das US-Patent 4,831,279 lehrt eine auf eine Kapazität ansprechende Steuerungsschaltung zum Erfassen vorübergehender kapazitiver Änderungen, die mit der Anwesenheit einer Person zusammenhängen. Die US-Patente 4,980,519 und 5,214,388 lehren die Verwendung einer Anordnung aus kapazitiven Sensoren zum Detektieren der Nähe eines Objektes. Das US-Patent 5,247,261 lehrt die Verwendung eines auf ein elektrisches Feld ansprechenden Sensors, um die Position eines Punktes bezüglich wenigstens einer Achse zu messen. Das US-Patent 5,411,289 lehrt die Verwendung eines in die Rückenlehne des Sitzes eingebauten kapazitiven Sensors zum Erfassen der Anwesenheit eines Insassen. Das US-Patent 5,525,843 lehrt die Verwendung von in den Träger und die Lehne des Sitzes eingebauten Elektroden zum Erfassen der Anwesenheit eines Insassen, wodurch die Elektroden im Wesentlichen von dem Fahrzeugchassis isoliert sind, wenn die Erfassungsschaltung aktiv ist. Die US-Patente 5,602,734 und 5,802,479 lehren eine Anordnung von über dem Insassen angebrachten Elektroden zum Erfassen einer Insassenposition basierend auf dem Einfluss des Insassen auf die Kapazität zwischen den Elektroden. Das US-Patent 5,166,679 lehrt einen kapazitiven Näherungssensor mit einem Reflektor, der mit der gleichen Spannung bezüglich des Erfassungselementes angesteuert wird, um die Erfassungscharakteristik des Sensors zu modifizieren. Das US-Patent 5,770,997 lehrt ein kapazitives Fahrzeuginsassenpositionserfassungssystem, wobei der Sensor zum Generieren eines Ausgangssignals ein reflektiertes elektrisches Feld erzeugt, das auf das Vorhandensein eines Objektes hinweist. Die US-Patente 3,943,376, 3,898,472, 5,722,686 und 5,724,024 lehren ebenfalls kapazitätsbasierte Systeme zum Erfassen von Insassen in Motorfahrzeugen.
Zusätzlich zu den Verfahren, die von den US-Patenten gelehrt werden, auf die vorstehend Bezug genommen wurde, lehrt der Stand der Technik auch verschiedene Mittel zum Messen einer Kapazität, wie sie beispielsweise in "The Standard Handbook for Electrical Engineers", 12. Auflage, Verfasser: D. G. Fink und H. W. Beaty, McGraw Hill, 1987, Seiten 3–57 bis 3–65 oder in "Reference Data for Engineers: Radio, Electronics, Computer, and Communications", 7. Auflage, Chefredakteur E. C. Jordon, Howard W. Sams, 1985, Seiten 12–3 bis 12–12, angegeben sind, die beide hierin per Bezugnahme aufgenommen sind.
Die technische Veröffentlichung "Field mice: Extracting hand geometry from electric field measurements" von J. R. Smith, veröffentlicht in IBM Systems Journal, Band 35, Nr. 3 und 4, 1996, Seiten 587 bis 608, die hierin per Bezugnahme aufgenommen ist, beschreibt das Konzept einer Erfassung eines elektrischen Feldes, wie es zum Durchführen berührungsloser dreidimensionaler Positionsmessungen und insbesondere zum Erfassen der Position einer menschlichen Hand zum Zwecke des Bereitstellens dreidimensionaler Positionseingangsdaten für einen Computer verwendet wird. Was üblicherweise als kapazitives Erfassen bezeichnet wurde, umfasst tatsächlich die verschiedenen Mechanismen, die die Autoren als "Lademodus", "Nebenschlussmodus" und "Sendemodus" bezeichnen, die verschiedenen möglichen elektrischen Strompfaden entsprechen. Im Nebenschlussmodus wird eine mit niedriger Frequenz oszillierende Spannung an die Sendeelektrode angelegt, und der an der Empfangs elektrode induzierte Verschiebestrom wird mit einem Stromverstärker gemessen, wodurch der Verschiebestrom durch den zu erfassenden Körper modifiziert werden kann. Im "Lademodus" modifiziert das zu erfassende Objekt die Kapazität einer Sendelektrode gegenüber Masse. Im Sendemodus wird die Sendeelektrode mit dem Körper des Verwenders in Kontakt gebracht, der dann bezüglich eines Empfängers ein Sender wird, entweder durch eine direkte elektrische Verbindung oder über eine kapazitive Kopplung.
Bei einer Ausführungsform wird eine Mehrzahl kapazitiver Sensoren zum Erfassen der Abstände zu dem Insassen verwendet, die zusammen mit den bekannten Orten der festen Sensorelemente trianguliert werden, um die Position des Insassen festzustellen. Ein Problem bei derartigen kapazitiven Sensoranordnungen ist, dass sie die Dielektrizitätskonstante mit einer bekannten Stabilität verwenden, um den Abstand zwischen einem Sensor und dem Insassen zu erfassen. Ferner hängt die Insassenpositionsmessung tendenziell mit dem Schwerpunkt des erfassten Objektes zusammen. Jedoch kann der Sensor von großen Metallgegenständen oder Armen/Gliedmaßen in enger Nähe in die Irre geführt werden. Obwohl diese Sensoren zufriedenstellend als ein automatischer "Ein/Aus"-Schalter arbeiten, um entweder die Airbagaufblaseinrichtung basierend auf der Insassenposition zu deaktivieren oder zu ermöglichen, dass die Airbagaufblaseinrichtung ansprechend auf das Aktivierungssignal von dem Fahrzeugunfallsensor ausgelöst wird, können daher die heutigen Ausführungsformen kapazitiver Insassenpositionssensoren nicht ausreichend genau und robust sein, um ein steuerbares Aufblasen basierend auf der Insassenposition bereitzustellen.
Insassenerfassungssysteme, die kapazitive Sensoren verwenden, haben erhebliche Probleme, falls der Sensor feucht ist und insbesondere falls das Wasser in der Nähe des Sensors eine gute Kopplung mit Masse hat. Die frequenzabhängige Antwort feuchter Objekte wird in einem kapazitive Erfassungstechniken beschreibenden Artikel von H. Philipp mit dem Titel "The Charge Transfer Sensor" in der Ausgabe vom November 1996 des "Sensors"-Magazin diskutiert, der hierin per Bezugnahme aufgenommen ist. Ein kapazitives Erfassungssystem des Standes der Technik, das Sensoren in der Sitzlehne und in dem Sitzunterteil verwendet, hat Berichten zufolge Probleme, weil der Sitzlehnenwinkel Änderungen in den Sensorsignalen in Abhängigkeit von der Stellung des Insassen erzeugt.
Sensoren, die den Abstand zwischen einem Referenzpunkt und der Oberfläche eines Objektes messen, beispielsweise Ultraschallsensoren oder Infrarotstrahlsensoren, sind auch anfällig für fehlerhafte Messungen, wie sie beispielsweise durch die Anwesenheit der Extremitäten eines Insassens oder durch das Vorhandensein eines Objektes, beispielsweise eines Schals oder einer Zeitung, der bzw. die von ihm gehalten wird, in der Nähe des Sensors verursacht wird. Diese Sensortypen können verwendet werden, um die Gefahrenzone in der Nähe der Aufblaseinrichtungsklappe zu überwachen, aber sie unterliegen mehreren Nachteilen. Insbesondere umfassen infrarotbasierte Systeme üblicherweise einen Strahl, der viel schmäler als das Volumen der Gefahrenzone ist, so dass mehrere Strahlen erforderlich sein können, um zuverlässig ein Objekt irgendwo innerhalb der Gefahrenzone zu erfassen. Die Einbeziehung mehrerer Strahlen führt zu zusätzlichen Kosten, zusätzlicher Komplexität und potentiell verlangsamtem Ansprechen. Ferner benötigen sowohl infrarotstrahlbasierte Sensoren als auch ultraschallbasierte Sensoren einen erheblichen Umfang an Hardware in der Nähe der Aufblaseinrichtungsklappe, falls der Gefahrenbereich in der Nähe der Aufblaseinrichtung überwacht werden soll.
Einige Insassenerfassungssysteme des Standes der Technik versuchen, die Art des Insassen oder den Typ des Objektes in dem Fahrgastsitz zu identifizieren, um beispielsweise einen rückwärts gerichteten Kleinkindersitz von einem normal sitzenden Erwachsenen in dem Fahrgastsitz zu unterscheiden. Das ist eine sehr herausfordernde Aufgabe, da es eine große Vielfalt möglicher Situationen gibt. Sensorsysteme, die Abstandsmessungen verwenden, um Stellungen von Insassen zu identifizieren, versuchen, Information über relativ wenige Punkte im Raum zu verwenden, um die Art des Insassen in dem Sitz von vielen anderen Möglichkeiten zu unterscheiden. Da sich die äußere Oberfläche einer speziellen Situation grundlegend ändern kann, indem so etwas einfaches wie das Werfen einer Decke über den Insassen oder das Ändern der Sitzposition getan wird, sind die Ergebnisse manchmal unzuverlässig. Erfassungssysteme, die eine Art von Abstandserfassung über erhebliche Entfernungen innerhalb des Fahrgastraumes verwenden, können durch Objekte, beispielsweise Zeitungen, Landkarten oder schwebende Ballone, blockiert werden. Einige Insassenerfassungssysteme umfassen einen komplexen Algorithmus, der ein nicht vorhersagbares oder anormales Verhalten verursachen kann, obwohl er manchmal das Fehlen einer direkten Sensorinformation ausgleichen kann.
Ein Nachteil vieler Insassenerfassungssysteme ist, dass sie nicht die relevanteste Information sammeln, um zu bestimmen, ob sich der Insasse in einem Gefahrenbereich um das Aufblasmodul befindet. Insassenerfassungssysteme, die über dem Fahrgast angebracht und nach unten auf den Sitz gerichtet sind, haben die falsche körperliche Perspektive, um direkt den Bereich um die Aufblaseinrichtungsklappe zu überwachen. Selbst wenn ein idealer Satz von an der Decke angebrachten Sensoren zuverlässig die grobe Position des Insassen bestimmen kann, was eine sehr herausfordernde Aufgabe ist, kann das tatsächliche Volumen zwischen der Aufblaseinrichtungsklappe und dem Insassen für die Sensoren durch den Körper des Insassen blockiert sein. Falls das Kriterium zum Steuern der Aktivierung einer Airbagaufblaseinrichtung teilweise auf der Nähe des Körpers des Insassen zu der Airbagaufblaseinrichtungsklappe basieren würde, dann können über Kopf befindliche Sensoren schlichtweg die relevante Information nicht zuverlässig beschaffen. Systeme, die lediglich Ultraschallerfassungsmechanismen und optische Erfassungsmechanismen verwenden, können durch Zeitungen blockiert werden. Ultraschallsensoren werden in manchen Anordnungen durch Umgebungsbedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit, Höhe) beeinträchtigt, weil sich die Schallgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Umgebung ändert. Ein beliebiges Erfassungssystem, das eine freie Sichtlinie zwischen dem Sensor und dem Insassen benötigt, erfordert, dass der Sensor für den Insassen sichtbar ist.
Die NHTSA empfiehlt die Verwendung von Handtüchern unter Kindersitzen, um sie zu stabilisieren. Einige Erfassungssysteme des Standes der Technik unterscheiden zwischen Kindersitzen und Insassen, die direkt auf dem Sitz sitzen, durch ihre entsprechenden Druckmuster. Ein Handtuch oder ein anderes Objekt, das unter einem Kindersitz platziert ist, könnte dazu führen, dass das Druckmuster des Kindersitzes wie das eines Insassens erscheint, der direkt auf dem Sitz sitzt, aber es hätte eine relativ kleine Auswirkung auf den elektrischen Feldsensor des kapazitiven Erfassungsuntersystems.
Die US-A-5 624 132 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung überwindet die zuvor erwähnten Probleme durch Bereitstellen eines Insassenerfassungssystems, wie es im Anspruch 1 definiert ist. Der Gewichtssensor stellt eine Messung des Gewichts eines Insassen auf dem Sitz bereit. Alternativ kann der Gewichtssensor auch eine Messung der Verteilung des Gewichts auf dem Fahrzeugsitz bereitstellen. Die Steuereinheit deaktiviert das Rückhaltesystem entweder dann, wenn kein normal sitzender Insasse auf den Fahrzeugsitz erfasst wird oder falls ein Insasse nicht genügend wiegt, um als Erwachsener betrachtet zu werden. Das Sicherheitsrückhaltesystem wird aktiviert, falls ein Erwachsener unmittelbar auf dem Fahrzeugsitz sitzt.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Insassenerfassungssystem bereitzustellen, das normal sitzende Insassen von anderen Sitzbelegungszuständen unterscheiden kann.
Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um ein Insassenerfassungssystem bereitzustellen, das aufgrund des Gewichts eines Insassens erfassen kann, ob der Insasse für eine Verletzung durch eine Rückhaltebetätigungseinrichtung eines Sicherheitsrückhaltesystems anfällig ist.
Das Insassenerfassungssystem kann eine Rückhaltebetätigungseinrichtung deaktivieren, falls kein normal sitzender Insasse auf einem Fahrzeugsitz vorhanden ist oder falls ein Insasse weniger als ein Schwellenwert wiegt.
Der elektrische Feldsensor in dem Sitzunterteil erfasst, ob sich ein großer Körper direkt über dem Sitzunterteilbezug befindet, beispielsweise im Gegensatz zu einem Kindersitz, der auf dem Fahrgastsitz angebracht ist. Der elektrische Feldsensor deaktiviert den Airbag, sobald kein vorwärts gerichteter Insasse in der Nähe des Sitzunterteils erfasst wird, wie es der Fall wäre, wenn ein beliebiger Kindersitz (einschließlich eines RFIS, vorwärts gerichtete Kindersitze und Sitzerhöhungen) auf dem Sitz vorhanden ist oder wenn der Sitz leer ist. Demgemäß stellt der elektrische Feldsensor eine einfache direkte Messung bereit, ob sich ein normal sitzender vorwärts gerichteter Insasse in dem vorderen Fahrgastsitz befindet. Der elektrische Feldsensor in dem Sitzunterteil hat eine kurze Reichweite und erfasst einen Insassen nur, falls sich eine große Oberfläche des Insassen sehr nahe an dem Sensor befindet.
Normal unmittelbar auf dem Sitzbezug sitzende Insassen befinden sich immer mit einer großen Oberfläche ihres Körpers sehr nahe am Sensor. Bei Kleinkindern oder Kindern in Kindersitzen befindet sich der gesamte oder der größte Teil ihrer Körper um mehrere Inch von der Sitzunterteiloberfläche weg angehoben, was eine relativ kleine Auswirkung auf den Sensor hat, wodurch ein Nichterfassen eines normal sitzenden Insassen dazu führt, dass der Airbag deaktiviert wird. Der elektrische Feldsensor erfasst Merkmale der normal sitzenden Insassen, die ohne weiteres von einem Kind in einem Kindersitz auf dem Fahrgastsitz zu unterscheiden sind. Dieses Erfassungsverfahren ist insofern in hohem Maße vorteilhaft, als dass das Sensorsignal von dielektrischen Merkmalen des Fahrgastes abhängt und es nicht einfach das äußere Profil des Insassen auf die gleiche Weise wie optische Sensoren oder Ultraschallsensoren erfasst, welches Profil sich lediglich durch Werfen einer Decke über den Insassen oder durch Ändern der Sitzposition erheblich ändern kann. Das trifft sogar auf eine Situation mit einem leeren Sitz zu. Die dielektrischen Merkmale in der Nähe des Sitzunterteils werden durch Änderungen des Profils des Insassen und der Objekte auf dem Sitz, wie sie beispielsweise durch Decken verursacht werden, relativ wenig beeinträchtigt. Der Sensor bewegt sich mit dem Sitzunterteil, daher beeinträchtigt die Sitzposition oder der Sitzlehnenwinkel nicht die Auslöseentscheidung.
Objekte, die unter Kindersitze zum Stabilisieren der Kindersitze platziert werden, beeinträchtigen die Auslöseentscheidung durch den elektrischen Feldsensor in dem Sitzunterteil nicht, was bei Systemen, die Sitzgewichtssensoren umfassen, der Fall sein kann. Ein Handtuch oder ein anderes Objekt, das unter einem Kindersitz platziert ist, hat eine relativ kleine Auswirkung auf das elektrische Feld des elektrischen Feldsensors in dem Sitzunterteil.
Der elektrische Feldsensor ist vorzugsweise als ein kapazitiver Sensor implementiert, wobei die entsprechende Erfassungsschaltung die Kapazität zumindest einer Elektrode des Sensors innerhalb des Fahrzeugsitzunterteils zu messen vermag. Es können mehrere Elektroden verwendet und getrennt gemessen werden, um eine Messung der Verteilung eines Objektes auf dem Fahrzeugsitzunterteil bereitzustellen. Die Kapazität der Elektroden ist relativ klein, und die Erfassungsschaltung vermag kalibrierte Kapazitätsmessungen der Elektrode durch wiederholtes Vergleichen der Messung der Sensorelektrode mit Messungen von einem oder mehreren temperaturstabilen Referenzkondensatoren bereitzustellen. Beispielsweise wird ein erster Referenzkondensator für einen Zeitraum der Messschaltung zugeschaltet. Dann wird ein zusätzlicher zweiter Kondensator für einen zusätzlichen Zeitraum der Messschaltung zugeschaltet, und die Übergangsantwort auf die kombinierte Kapazität wird gemessen. Schließlich werden die Referenzkondensatoren von der Messschaltung weggeschaltet, und die zumindest eine Erfassungselektrode wird der Messschaltung zugeschaltet, um ein Maß für die Kapazität der zumindest einen Sensorelektrode bereitzustellen. Die Erfassungsschaltung kann die absolute Kapazität der Sensorelektrode aus dieser Kalibrierung messen, die zwei getrennte und bekannte Referenzkondensatoren in der Messschaltung einbezieht. Die Erfassungsschaltung ist relativ robust und unempfindlich gegenüber einer Temperaturdrift oder einer zeitlichen Drift der zugehörigen elektronischen Bauteile, außer den Referenzkondensatoren, weil die Erfassungsschaltung Gleichstrom-Offsets zu filtern vermag und die Messungen während Übergängen durchgeführt werden. Außerdem umfasst die Erfassungsschaltung einen Spannungsfolger und zugeordnete FET-Schalter in einer Weise, bei der die kapazitiven Elemente, die nicht gemessen werden, wirksam von jenen isoliert werden können, die gemessen werden.
Der elektrische Feldsensor kann mit zusätzlichen Elektroden ausgebildet sein, beispielsweise in der Form eines potentialgesteuerten Schirmes, um den Einfluss von Flüssigkeiten, die den Fahrzeugsitz befeuchten, auf die Kapazität der Sensorelektrode zu reduzieren.
Ein Gewichtssensor allein kann üblicherweise feststellen, ob der Insasse in dem Fahrgastsitz ein Erwachsener oder ein Kind ist, falls dieser Insasse direkt auf dem Sitzunterteil sitzt. Falls ein Kind in einem Kindersitz untergebracht ist, kann jedoch das Gewicht des Kindersitzes, die zusätzliche abwärts gerichtete Kraft auf den Sitz durch einen straffen Beckengurt oder durch zusätzliche Objekte, die auf den Fahrzeugsitz gelegt werden, dazu führen, dass das Kind einem Gewichtssensor als ein Erwachsener erscheint. Die Verwendung eines elektrischen Feldsensors in dem Sitzunterteil versetzt das System in die Lage, zwischen Situationen, bei denen ein Kindersitz verwendet wird, und Situationen zu unterscheiden, bei denen sich der Insasse nicht in einem Kindersitz befindet. Der Gewichtssensor kann Dehnungsmesseinrichtungen oder andere bekannte Systeme und Verfahren zum Erfassen des Gewichtes eines Sitzes oder auf einem Sitz umfassen. Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes System und ein verbessertes Verfahren zur Sitzgewichtserfassung bereit, wobei die Gewichtsinformation zum Erfassen des Insassen verwendet wird, nachdem zuerst mit dem elektrischen Feldsensor bestätigt wird, dass sich kein Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz befindet.
Der Gewichtssensor kann zusammen mit dem elektrischen Feldsensor verwendet werden, um Fehler in dem Gewichtssensor zu diagnostizieren. Falls der elektrische Feldsensor einen Insassen direkt auf dem Sitzunterteil feststellt und der Gewichtssensor kein signifikantes Gewicht erfasst, ist der Gewichtssensor wahrscheinlich fehlerhaft. Der elektrische Feldsensor kann auch verwendet werden, um Situationen festzustellen, in denen es wahrscheinlich ist, dass nur ein sehr niedriges Gewicht auf dem Sitz vorhanden ist. Dies könnte zum Überprüfen des Offsets des Gewichtssensors verwendet werden.
Da der elektrische Feldsensor und der Gewichtssensor in dem Sitz angebracht sind, kann ein einziges Elektronikmodul von beiden Sensoren gemeinsam verwendet werden, um den Gesamtaufwand des Systems zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung misst unmittelbar Merkmale, die wichtig sind um abzuschätzen, ob die Airbagauslösung gefährlich sein könnte, d.h., ob ein direkt auf dem Sitzunterteil sitzender Insasse vorhanden ist, und ob der Insasse größer als ein klei nes Kind ist. Die Airbagauslöseentscheidung basiert auf direkten Messungen und nicht auf wahrscheinlichkeitstheoretischen Vorhersagen, die indirekte Messungen verwenden, was zu einem besser vorhersagbaren und einem zuverlässigeren Verhalten führt. Die vorliegende Erfindung deaktiviert den Airbag für Kleinkinder oder Kinder, die in Kleinkinder- oder Kindersitzen auf dem Fahrgastsitz nahe dem Airbag sitzen. Die vorliegende Erfindung stellt ein relativ einfaches System, das von der Sitzposition oder von dem Sitzlehnenwinkel nicht beeinträchtigt wird, zum Deaktivieren des Beifahrerairbags in nahezu allen Situationen bereit, bei denen der Airbag eine Gefahr darstellen kann. Der Kopf und der Körper des Insassen muss nicht gegen die Sitzlehne gerichtet sein, damit das System den Insassen genau bestimmt. Ferner beeinträchtigen Objekte, die unter den Kindersitzen zum Stabilisieren der Kindersitze platziert sind, nicht die Auslöseentscheidung der Airbagaufblaseinrichtung.
Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach dem Lesen der vorliegenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger verstanden und in Übereinstimmung mit den anhängenden Ansprüchen betrachtet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine mögliche Umgebung der vorliegenden Erfindung dar.
2 ist ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung.
3 stellt einen Algorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
4 stellt ein Kind in einem typischen rückwärts gerichteten Kindersitz dar, der auf einem Fahrzeugsitz platziert ist, der einen elektrischen Feldsensor gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
5 stellt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines elektrischen Feldsensors gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
6 stellt eine Erfassungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
7 stellt die Funktionsweise von verschiedenen Elementen der Erfassungsschaltung aus 6 dar.
8 stellt eine alternative Anordnung der vorliegenden Erfindung dar, wobei ein Sitzgewichtssensor auch als ein kapazitiver Sensor fungiert.
9a bis j stellen verschiedene Sitzbelegungsszenarien dar, die von der vorliegenden Erfindung erfasst werden.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen)
Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Insassenerfassungssystem 10 einen elektrischen Feldsensor 100 zum Feststellen, ob sich ein normal sitzender, vorwärts gerichteter Insasse 5 auf dem Sitz 3 eines Fahrzeuges 1 befindet, und einen Sitzgewichtssensor 200 zum Messen der Kraft auf den Sitz 3.
Der elektrische Feldsensor 100 ist in dem Sitzunterteil 42 unter dem Sitzbezug 43 und nahe der Oberseite des Schaumstoffpolsters 44 untergebracht. Typischerweise ist der elektrische Feldsensor 100 in dem Sitzunterteil 42 des Fahrgastsitzes 3 angeordnet, obwohl er auch an anderen Sitzstellen angeordnet sein kann, wo sich ein Kindersitz befinden könnte, der zu erfassen ist. Der elektrische Feldsensor 100 umfasst beispielsweise ein kapazitives Sensorkissen 102, das zumindest eine Elektrode 103 umfasst, die an ein elektronisches Modul 104 angeschlossen ist, das eine Erfassungsschaltung 106 enthält, die erforderlich ist, um die Kapazitätsmessung durchzuführen, wobei vorzugsweise die Kapazität der zumindest einen Elektrode 103 bezüglich einer Schaltungsmasse 105 gemessen wird. Der elektrische Feldsensor 100 ist betriebsmäßig mit einer Steuereinheit 50 gekoppelt, die die Betätigung des Sicherheitsrückhaltesystems 38 in Reaktion auf eine erfasste Art und Sitzkonstellation eines Objektes oder eines Insassens 5 auf dem Sitz 3 steuert.
Der Sitzgewichtssensor 200 misst die Kraft auf den Sitz 3. Der Sitzgewichtssensor 200 kann Dehnungsmesseinrichtungen oder andere Technologien, einschließlich druckempfindlicher Widerstandskontakte und Druckmustersensoren (d.h. kraftempfindliche Widerstände oder Biegesensoren von IEE), umfassen, die entweder den gesamten Sitz oder lediglich das Gewicht auf dem Sitzunterteil 42 wägen. Bei einem Druckerfassungssystem, das eine Schätzung des Druckmusters auf dem Sitz durchführt, kann der elektrische Feldsensor 100 als eine zusätzliche Informationsquelle verwendet werden, die das System gegenüber verkomplizierenden Situationen, beispielsweise falls Handtücher unter den Kindersitzen platziert sind, robust macht. Der Sitzgewichtssensor 200 kann entweder in der Sitzstruktur oder dem Sitzunterteil integriert sein. Der elektrische Feldsensor 100 in dem Sitzunterteil 42 ist leicht an Systeme anzupassen, die Krafterfassungswiderstände oder Biegesensoren umfassen, weil beide Sensortechnologien die gleiche Erfassungsmatte verwenden könnten.
Im Betrieb erhöht ein Insasse 5, der auf dem Sitzunterteil 42 des Sitzes 3 sitzt, die Kapazität des elektrischen Feldsensors 100 ausreichend, um anzuzeigen, dass ein Insasse 5 auf dem Sitz 3 sitzt. Der Sitzgewichtssensor 200 bestimmt das Gewicht des Insassen 5. Die Signale von dem elektrischen Feldsensor 100 und dem Sitzgewichtssensor 200 sind betriebsmäßig mit einem Signalprozessor 50 gekoppelt, der gemäß bekannten Analog-, Digital- oder Mikroprozessorschaltungen und bekannter Software arbeitet. Ein Unfallsensor 60 ist ebenfalls betriebsmäßig mit dem Signalprozessor 50 gekoppelt. In Reaktion auf einen von dem Unfallsensor 60 erfassten Unfall erzeugt der Signalprozessor 50, falls ein Insasse 5 auf dem Sitz 3 sitzt, ein Signal 70, das betriebsmäßig mit einem oder mehreren Zündern 72 eines oder mehrerer Gasgeneratoren 74 gekoppelt ist, die in dem Airbagaufblasmodul 76 angebracht sind, um dadurch die Aktivierung des Airbagaufblasmoduls 76 zu steuern, um so den Airbag 78 aufzublasen, wie es notwendig ist, um den Insassen 5 vor einer Verletzung zu schützen, die anderenfalls durch den Unfall verursacht werden könnte. Die zum Ausführen dieser Vorgänge erforderliche elektrische Leistung wird von einer Stromquelle 32, vorzugsweise der Fahrzeugbatterie, bereitgestellt.
2 illustriert das allgemeine Prinzip der vorliegenden Erfindung. Ein elektrischer Feldsensor 100 erfasst, ob ein Insasse 5 auf dem Sitz 3 sitzt, und gibt ein dafür repräsentatives Signal 108 an die Steuereinheit 50 aus. Ein Sitzgewichtssensor 200 erfasst das Gewicht des Insassen 5, um zu bestimmen, ob der Insasse 5 ein Erwachsener normaler Größe, für den eine Betätigung der Sicherheitsrückhalteeinrichtung bei einem Unfall erwünscht ist, oder ein Kind oder ein kleiner Erwachsener ist, für das bzw. den Sicherheitsrückhalteeinrichtungen vorzugsweise deaktiviert werden, und gibt ein Sitzgewichtssignal 202 an die Steuereinheit 50 aus. Die Steuereinheit 50 bestimmt ausgehend von dem Sitzgewichtssensor 200 und dem elektrischen Feldsensor 100, ob das Sicherheitsrückhaltesystem 38 zu aktivieren ist oder nicht. Alternativ wird, falls die von dem elektrischen Feldsensor 100 erfasste Kapazität niedriger als ein Schwellenwert ist, die Aktivierung des Sicherheitsrückhaltesystems 38 auch verhindert. Erfasst ein Unfallsensor 60 eine hinreichend schwere Kollision, so dass das Sicherheitsrückhaltesystem 38 aktiviert werden sollte, erzeugt andernfalls die Steuereinheit 50 anschließend ein Aktivierungssignal 110, um das Sicherheitsrückhaltesystem 38 zu aktivieren. Der Fachmann versteht, dass der Unfallsensor 60 in dem Steuerungsprozessor 26 enthalten sein kann.
Gemäß den in 3 dargestellten Schritten liest das Insassenerfassungssystem 10 im Schritt (302) den elektrischen Feldsensor 100 aus, und falls im Schritt (304) die Kapazität C_meas, die von dem zugehörigen kapazitiven Sensorkissen 102 gemessen wird, niedriger ist als ein Schwellenwert, was anzeigt, dass keine Person auf dem Sitzunterteil sitzt, wird anschließend das Airbagaufblasmodul 76 im Schritt (306) deaktiviert. Anderenfalls liest im Schritt (308) das Insassenerfassungssystem 10 den Sitzgewichtssensor 200 aus, um zu bestimmen, ob der Insasse 5 ein kleines Kind sein könnte, und falls im Schritt (310) das Sitzgewicht niedriger ist als ein Schwellenwert, was die Wahrscheinlichkeit für ein kleines Kind anzeigt, wird das Airbagaufblasmodul 76 im Schritt (306) deaktiviert. Anderenfalls wird, falls im Schritt (312) die Kapazität C_meas des kapazitiven Sensorkissens 102 größer oder gleich einem Schwellenwert C_norm ist, ansprechend auf das Vorhandensein einer großen Oberfläche eines menschlichen Körpers, der direkt auf den Sitzträger 40 sitzt, und falls das von dem Sitzgewichtssensor 200 gemessene Gewicht größer als ein Schwellenwert ist, der anzeigt, dass der Insasse 5 wahrscheinlich ein Erwachsener ist, das Airbagaufblasmodul 76 anschließend im Schritt (314) aktiviert. Anderenfalls wird das Airbagaufblasmodul 76 im Schritt (306) deaktiviert.
Das Insassenerfassungssystem 10 ist beim Erfassen eines rückwärts gerichteten Kinder- oder Kleinkindersitzes (RFIS) 600 wirkungsvoll, weil sich niemals eine große Oberfläche des Körpers des Kindes 602 in einem rückwärts gerichteten Kindersitz sehr nahe an dem Sitzunterteil 42 und dem darin enthaltenen kapazitiven Sensorkissen 102 befindet. Beispielsweise stellt 4 die Orientierung eines Kindes 602 in einem typischen rückwärts gerichteten Kleinkindersitz 600 dar. Die Sitzkontur 604 innerhalb des rückwärts gerichteten Kinder- oder Kleinkindersitzes 600 ist so, dass sich das Gesäß des Kindes 602 am nächsten zum Sitzunterteil 42 des Fahrzeugsitzes 3 befindet. Üblicherweise gibt es einen erheblichen Spalt 606, der bis zu mehreren Inch beträgt, zwischen dem Kind 602 und dem Sitzunterteil 42 des Fahrzeugsitzes 3. Da Kindersitze 600 aus Kunststoff gemacht sind, werden die Sitze selbst nicht direkt von dem elektrischen Feldsensor 100 erfasst. Selbst bei rückwärts gerichteten Kleinkindersitzen 600, bei denen der Spalt 606 zwischen dem Kind 602 und dem Sitzunterteil 42 des Fahrzeugsitzes 3 relativ klein ist, erzeugt die innere Sitzkontur 604 immer noch einen erheblichen Spalt zwischen dem kapazitiven Sensorkissen 102 und allen Körperteilen des Kindes 602, außer dem Gesäß. Da sich nur ein kleiner Bereich der Oberfläche des Kindes 602 nahe dem kapazitiven Sensorkissen 102 befindet, ist die von dem elektrischen Feldsensor 100 gemessene Kapazität relativ niedrig und insbesondere niedriger als die Schwellenwertkapazität C_norm.
Eine mögliche Schwäche eines elektrischen Feldsensors 100 ist die erhebliche Auswirkung, die Flüssigkeiten in der Nähe der Elektrode 103 auf die Kapazität der Elektrode 103 bezüglich der Schaltungsmasse 105 oder bezüglich einer zweiten Elektrode haben können. Beispielsweise können Flüssigkeiten, die auf das Schaumpolster 44 geschüttet werden und von diesem aufgenommen werden, die Kapazität der Elektrode 103 bezüglich der Schaltungsmasse 105 erhöhen. Bezugnehmend auf 5 kann der elektrische Feldsensor 100 zum Reduzieren der Auswirkung einer Feuchte des Schaumpolsters 44 ausgebildet sein, indem er einen potentialgesteuerten Schirm 704 und/oder eine Masseebene 706 unter der Sensorelektrode 702 in einem alternativen kapazitiven Sensorkissen 102.1 umfasst. Der potentialgesteuerte Schirm 704 ist einfach ein zweiter Leiter unter dem Leiter der Sensorelektrode 702, der mit dem gleichen Potential wie die Sensorelektrode 702 angesteuert wird. Das Ergebnis ist, dass es kein elektrisches Feld zwischen der Sensorelektrode 702 und dem potentialgesteuerten Schirm 704 gibt. Der potentialgesteuerte Schirm 704 eliminiert die Fähigkeit des kapazitiven Sensorkissens 102.1 zum Erfassen einer Kapazität auf der Seite der Sensorelektrode 702, auf der der potentialgesteuerte Schirm 704 angeordnet ist. Das kapazitive Sensorkissen 102.1 wird ferner durch eine Masseebene 706 unter dem potentialgesteuerten Schirm 704 verbessert, so dass die Schaltung, die den potentialgesteuerten Schirm 704 ansteuert, eine gleichbleibende Last ansteuert.
Im Unterschied zum kapazitiven Näherungssensor des US-Patents 5,166,679 sind der potentialgesteuerte Schirm 704 und/oder die Masseebene 706 beispielsweise nahe an der oder geringfügig größer als die Sensorelektrode 702 und sind vorgesehen, um die Auswirkungen einer Flüssigkeit in dem Schaumpolster 44 unter dem potentialgesteuerten Schirm 704 und/oder der Masseebene 706 auf die Kapazität der Sensorelektrode 702 zu minimieren, statt den Bereich oder die Empfindlichkeit des elektrischen Feldsensors zu erweitern. Der potentialgesteuerte Schirm 704 und die Erfassungselektrode 702 bedecken im Wesentlichen die gesamte auf dem Sitz 3 zu erfassende Fläche.
Alternativ sind die Elemente des kapazitiven Sensorkissens 102 spärlich über den Sitz 3 verteilt, um dadurch einen kleineren Bereich als den gesamten zu erfassenden Sitzbereich auf dem Sitz 3 abzudecken. Der Fachmann erkennt, dass das kapazitive Sensorkissen 102 und deren Elemente in einer Vielzahl von Formen ausgeführt werden können, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Kapazität des kapazitiven Sensorkissens 102 gegenüber der Schaltungsmasse 105 ist relativ niedrig, beispielsweise niedriger als etwa 300 pF. Der Temperaturbe reich, der in einer Automobilumgebung möglich ist, kann die Bauteile der Erfassungsschaltung 106 erheblich beeinflussen, was eine Drift verursacht, die fehlerhafterweise als eine Messung interpretiert werden könnte, die das Sicherheitsrückhaltesystem 38 durch die Steuereinheit 50 irrtümlicherweise aktivieren lassen könnte. Die Auswirkungen dieser Drift können durch Einbeziehen eines temperaturstabilen Referenzkondensators in die Erfassungsschaltung 106 abgeschwächt werden, der anstelle der Sensorelektrode 103 zugeschaltet wird, um ein Mittel zum Durchführen von kapazitiven Vergleichsmessungen bereitzustellen. Da der Referenzkondensator derart ausgewählt werden kann, dass sein Wert über die Temperatur sehr stabil ist, kann jede Drift identifiziert und quantifiziert werden, und diese Information kann zum Ändern des Entscheidungsschwellenwertes verwendet werden.
Bezugnehmend auf 6, die eine beispielhafte Erfassungsschaltung 106 darstellt, erzeugt ein Oszillator 802 ein Schwingungssignal, beispielsweise ein sinusförmiges Signal, das von einem ersten Bandpassfilter 804 gefiltert wird, um ein erstes Schwingungssignal 806 zu erzeugen. Das erste Schwingungssignal 806 wird an einen kapazitiven Spannungsteiler 808 angelegt, der einen Kondensator C1, Widerstände R1 und R2 und eine oder mehrere zu messende kapazitive Elemente umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus dem kapazitiven Sensorkissen 102, einem ersten Referenzkondensator CR1 und einem zweiten Referenzkondensator CR2 besteht, wobei die zu messenden kapazitiven Elemente ansprechend auf die Zustände von entsprechenden FET-Schaltern Q1a, Q1b, Q2a, Q2b, Q3a und Q3b hinzugefügt oder entfernt werden. Der Kondensator C1, die Widerstände R1 und R2 und die FET-Schalter Q1a, Q2a und Q3a, die, wenn sie aktiv sind, die entsprechenden zu messenden kapazitiven Elemente zuschalten, sind alle an einem ersten Knoten 810 miteinander verbunden, der an den Eingang 812 eines Spannungsfolgers U1 angeschlossen ist. Der Ausgang 814 des Spannungsfolgers U1 ist an die FET-Schalter Q1b, Q2b und Q3b angeschlossen, die, wenn sie aktiv sind, die entsprechenden kapazitiven Elemente wegschalten, um nicht gemessen zu werden. Die Aktivierung der FET-Schaltelemente der FET-Schalterpaare Q1a und Q1b, Q2a und Q2b und Q3a und Q3b sind jeweils gegenseitig ausschließend. Falls beispielsweise der FET-Schalter Q1a aktiviert oder geschlossen ist, dann ist der FET-Schalter Q1b deaktiviert oder offen. Ein zu messendes kapazitives Element trägt zu der Kapazität an dem ersten Knoten bei, wodurch die Stärke des Signals an dem Eingang 812 des Spannungsfolgers U1 beeinflusst wird. Ein nicht zu messendes kapazitives Element wird von dem ersten Knoten durch sein jeweiliges erstes FET-Schaltelement getrennt und mit dem Ausgang 814 des Spannungsfolgers U1 durch sein entsprechendes zweites FET-Schaltelement verbunden, wobei gemäß den Kenndaten des zugeordneten Operati onsverstärkers des Spannungsfolgers U1 der Ausgang 814 des Spannungsfolgers U1 dem Signal des ersten Knotens folgt, ohne dass das zugehörige kapazitive Element angeschlossen ist, und der Spannungsfolger U1 einen Strom durch das zugehörige kapazitive Element durch das zweite entsprechende FET-Schaltelement bereitstellt. Wenn ferner das entsprechende zweite FET-Schaltelement aktiviert wird, werden außerdem die Sourceelektrode und die Drainelektrode des entsprechenden ersten FET-Schaltelementes separat mit den entsprechenden Operationsverstärkereingängen gekoppelt, so dass an jedem das gleiche Potential angelegt wird, wodurch die Auswirkung der Kapazität des entsprechenden ersten FET-Schalters auf die Kapazitätsmessung eliminiert wird.
Der Ausgang 814 des Spannungsfolgers U1 wird anschließend mit einem zweiten Bandpassfilter 816 mit dem gleichen Durchlassband wie das erste Bandpassfilter 804 gekoppelt, dessen Ausgangssignal von einem Detektor 818 detektiert wird, der eine Diode D1, einen Widerstand R3 und einen Kondensator C2 enthält, und von einem ersten Tiefpassfilter 820 gefiltert wird. Das Ausgangssignal 822 des ersten Tiefpassfilters 820 hat einen Gleichstromanteil, der der Kapazität an dem ersten Knoten 810 entspricht. Dieser Gleichstromanteil wird von einem Sperrkondensator C3 gefiltert, und das resultierende Signal wird von einem zweiten Tiefpassfilter 824 gefiltert, um die Amplitude 826 des Schwingungssignals an dem ersten Knoten 810 bereitzustellen, die mit der Gesamtkapazität an dieser Stelle korreliert ist. Der Sperrkondensator C3 vermag eine Übergangsmessung der Amplitude 826 bereitstellen.
Ein Mikroprozessor U2 steuert im Betrieb die Aktivierung der FET-Schalter Q1a, Q1b, Q2a, Q2b, Q3a und Q3b, beispielsweise gemäß der in 7 dargestellten Steuerungslogik. Ist der erste Referenzkondensator CR1 durch den Mikroprozessor U2 zugeschaltet, d.h. Q2a ist aktiviert und Q2b ist deaktiviert, misst die Steuereinheit eine erste Amplitude. Ist dann der zweite Referenzkondensator CR2 ebenfalls durch den Mikroprozessor U2 zugeschaltet, misst anschließend die Steuereinheit eine zweite Amplitude, die einer inkrementellen Zunahme der Kapazität an dem ersten Knoten durch die Kapazität des Kondensators CR2 entspricht. Dann berechnet die Steuereinheit einen Empfindlichkeitsfaktor in V/pF bei den gegebenen bekannten Werten der Kapazität der Kondensatoren CR1 und CR2. Anschließend schaltet der Mikroprozessor U2 den ersten Referenzkondensator CR1 und den zweiten Referenzkondensator CR2 weg, schaltet das kapazitive Sensorkissen 102 zu, misst eine dritte Amplitude und berechnet die Kapazität des kapazitiven Sensorkissens 102 unter Verwendung des berechneten Empfindlichkeitsfaktors. Die Steuereinheit 50 vergleicht diese Kapazität mit einem Schwellenwert, um normal sitzende Insassen von anderen Sitzbelegungs zuständen zu unterscheiden. Falls ein normal sitzender Insasse 5 vorhanden ist und falls der Sitzgewichtssensor 200 das Sicherheitsrückhaltesystem nicht deaktiviert, wird die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 in Reaktion auf die Erfassung eines Unfalls durch den Unfallsensor 60 betätigt. Obwohl 6 den Mikroprozessor U2 und die Steuereinheit 50 als getrennte Elemente darstellt, die miteinander kommunizieren, sind andere Anordnungen möglich. Beispielsweise können beide in einer Steuereinheit kombiniert werden oder der Mikroprozessor kann dazu ausgebildet sein, die Amplitudenmessungen zu erfassen, die Kapazität des kapazitiven Sensorkissens zu berechnen und dann lediglich diesen Kapazitätswert an die Steuereinheit 50 auszugeben.
Das kapazitive Sensorkissen 102 wird als eine erste Kapazität CS1 modelliert, die sich in Parallelschaltung mit einer Reihenschaltungskombination aus einer zweiten Kapazität CS2 und einem Widerstand RS befindet, wobei der Widerstand RS invers mit der Feuchte des Sitzes korreliert ist. Die Kapazität des kapazitiven Sensors wird bei einem trockenen Sitz von CS1 bestimmt, wird aber von CS2 und RS in dem Maße beeinflusst, in dem die Feuchte des Sitzes zunimmt.
Die Kapazitätswerte der Kondensatoren C1, CR1 und CR2 sind derart ausgelegt, dass sie den Dynamikbereich der Kapazitätsmessung über den Bereich der erwarteten Kapazitäten des kapazitiven Sensors 102 maximieren.
Während ein Sitzgewichtssensor 200 Schwierigkeiten haben kann, zwischen einem Kind von 27,2 kg (60 lb) auf einem Erhöhungssitz von 4,5 kg (10 lb) und einem kleinen Erwachsenen zu unterscheiden, stellt der elektrische Feldsensor 100 fest, dass kein Erwachsener direkt auf dem Sitzunterteil 42 sitzt, und die Steuereinheit 50 deaktiviert die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39. Auch kann, falls der Beckengurt eng an einem rückwärts gerichteten Kleinkindersitz angelegt wäre, die Kraft auf den Sitz sehr hoch sein, aber der elektrische Feldsensor 100 erkennt, dass kein Erwachsener direkt auf dem Sitzunterteil 42 sitzt, und die Steuereinheit 50 deaktiviert die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39. Falls ein Kind direkt auf dem Sitzunterteil 42 sitzt, stellt der Sitzgewichtssensor 200 eine zuverlässige Messung bereit, die verwendet werden kann, um die Auslöseentscheidung zu treffen.
Bezugnehmend auf 8 kann die vorliegende Erfindung derart ausgebildet sein, dass ein gemeinsames Sensorelement sowohl als Sitzgewichtssensor 200 als auch als kapazitiver Sensor 100 dient. Beispielsweise kann ein kraftempfindliches Widerstandselement oder ein Biegesensor als Sitzgewichtssensor 200 verwendet werden.
Diese Gewichtssensoren sind kommerziell erhältlich, beispielsweise von Bosch, Siemens, IEE und Flexpoint Inc., und umfassen eine Mehrzahl von Elektroden oder Anschlüssen, die betriebsmäßig an das zugeordnete Gewichtserfassungselement angeschlossen sind. Entweder die Anschlüsse oder die Elektroden oder die Sensoren selbst können als eine Elektrode des zugeordneten kapazitiven Sensors 100 verwendet werden. Alternativ kann eine zusätzliche leitende Bahn 204 auf der zugrunde liegenden Sensormatte angeordnet werden, wobei die zusätzliche leitende Bahn an einen der Signalanschlüsse zu dem Gewichtssensor angeschlossen ist. Diese zusätzliche leitende Bahn 204 beeinträchtigt nicht die Gewichtsmessung und ist auf dem Sitz für bestes kapazitives Verhalten positioniert, beispielsweise zur besten Unterscheidung zwischen einem Kindersitz und einem normal sitzenden Insassen 5. Demgemäß stellt der Widerstand zwischen den Signalanschlüssen des kombinierten Sitzgewichtssensors/kapazitiven Sensors ein Maß des Sitzgewichts bereit. Die Kapazität zwischen den Signalanschlüssen oder zwischen einem der Signalanschlüsse und einem separaten Massebezugspunkt stellt ein Maß der Kapazität des kapazitiven Sensors 100 bereit, das von den dielektrischen Eigenschaften der Objekte oder der Insassen auf dem Sitz beeinflusst wird. Die Signalanschlüsse werden einer entsprechenden Widerstands- und Kapazitätsmessschaltung durch entsprechende Schalter zugeschaltet, typischerweise durch Halbleiterschalter, beispielsweise Feldeffekttransistoren. Die Widerstands- und Kapazitätsmessschaltungen sind entsprechend betriebsmäßig mit einer Steuerungs- und Diagnoseschaltung zum Steuern des Sicherheitsrückhaltesystems gekoppelt. Demgemäß schafft die vorliegende Erfindung die kombinierte Funktionalität sowohl eines Sitzgewichtssensors 200 als auch eines elektrischen Feldsensors 100 durch Hinzufügen einer zusätzlichen Schaltung zu einem bestehenden Sitzgewichtserfassungssystem.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, eine größere Fehlfunktion des Sitzgewichtssensors 200 zu diagnostizieren. Falls der elektrische Feldsensor 100 einen großen Insassen 5 und der Sitzgewichtssensor 200 kein signifikantes Gewicht erfasst, dann liegt wahrscheinlich eine Fehlfunktion des Sitzgewichtssensors 200 vor.
Bezugnehmend auf 9a bis j stellt das Insassenerfassungssystem 10 der vorliegenden Erfindung die geeignete Aktivierungsentscheidung für nahezu alle typischen Situationen bereit. Beispielsweise würde in 9a, die einen leeren Sitz darstellt, und in 9b, die einen rückwärts gerichteten Kleinkindersitz auf dem Fahrzeugsitz darstellt, der elektrische Feldsensor 100 die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 deaktivieren. In 9c, die einen normal sitzenden Erwachsenen darstellt, in 9h, die einen Erwachsenen in einer zurückgelehnten Position sitzend darstellt, in 9d, die einen normal sitzenden Erwachsenen beim Lesen einer Zeitung darstellt, und in 9e, die einen normal sitzenden Erwachsenen mit einer Hand in dem Gefahrenbereich darstellt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 aktiviert werden, weil der elektrische Feldsensor 100 einen auf den Sitzunterteil 42 sitzenden Insassen 5 und der Sitzgewichtssensor 200 das Vorhandensein eines Erwachsenen detektieren würde. In 9f, die einen kleinen Insassen 5 in der Nähe der Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 stehend zeigt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 sowohl durch den elektrischen Feldsensor 100 als auch durch den Sitzgewichtssensor 200, die beide einen leeren Sitz erfassen, deaktiviert werden. In 9g, die einen normal sitzenden Erwachsenen und ein stehendes Kind darstellt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 inkorrekterweise aktiviert werden, was darauf hinweist, dass zusätzliche Einrichtungen zum Erfassen dieses Zustandes erforderlich sind, um ein Verletzen des stehenden Kindes zu vermeiden. In 9j, die einen vorne sitzenden und nach vorne geneigten Erwachsenen darstellt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 durch den Sitzgewichtssensor 200, falls das von den Sitzgewichtssensor 200 erfasste Gewicht niedriger als ein Schwellenwert ist, oder durch den elektrischen Feldsensor 100, falls sich die entsprechende Kapazität ausreichend von der eines normal sitzenden Insassens unterscheidet, oder, falls entweder der elektrische Feldsensor 100 oder der Sitzgewichtssensor 200 die Verteilung des Gewichtes auf dem Sitzunterteil 42 zu messen vermögen, deaktiviert werden. In 9i schließlich, die einen sitzenden, nach vorne geneigten Erwachsenen darstellt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 von dem elektrischen Feldsensor 100 aktiviert werden, aber möglicherweise mit einer reduzierten Kraft, falls entweder der elektrische Feldsensor 100 oder der Sitzgewichtssensor 200 die Verteilung des Gewichtes auf dem Sitzunterteil 200 zu messen vermögen.

Claims

System (10) zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug (1) mit einem Sicherheitsrückhaltesystem (38), umfassend: a. einen in einem Sitzunterteil (42) eines Fahrzeugsitzes (3) anbringbaren ersten Sensor (100) mit mindestens einer ersten Elektrode (103), wobei der erste Sensor auf mindestens eine Eigenschaft eines Objekts (5) auf dem Fahrzeugsitz anspricht; b. eine erste Erfassungsschaltung (106), welche betriebsmäßig mit der mindestens einen ersten Elektrode (103) des ersten Sensors gekoppelt ist, wobei die erste Erfassungsschaltung ein erstes Signal in Abhängigkeit von der mindestens einen Eigenschaft eines zu dem ersten Sensor nahen Objekts erzeugt; c. einen in dem Fahrzeugsitz anbringbaren Gewichtssensor (200) zum Messen des Gewichts eines Objekts auf dem Fahrzeugsitz sowie d. eine Steuereinheit (50), welche betriebsmäßig mit dem ersten Sensor und dem Gewichtssensor gekoppelt ist, wobei die Steuereinheit auf das erste Signal und auf den Gewichtssensor anspricht und den Typ eines Objekts auf dem Fahrzeugsitz ermittelt und wobei die Steuereinheit die Betätigung des Sicherheitsrückhaltesystems abhängig von dem Objekttyp steuert; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (100) ein elektrischer Feldsensor ist, dass die mindestens eine Eigenschaft eines Objekts (5) eine ein elektrisches Feld beeinflussende Eigenschaft ist und dass die erste Erfassungsschaltung (106) ferner umfasst: e. einen Bezugskondensator, wobei die Kapazität des Bezugskondensators in einem Bereich von Temperaturen stabil ist, und f. einen Schalter zum Umschalten zwischen dem Bezugskondensator und dem ersten elektrischen Feldsensor, wobei die erste Erfassungsschaltung die Messung des Bezugskondensators mit der Messung des ersten elektrischen Feldsensors vergleicht, das erste Signal abhängig von diesem Vergleich kalibriert und eine Entscheidungsschwelle abhängig von dem Vergleich anpasst.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste Elektrode (103) so ausgestaltet ist, dass die Kapazität der mindestens einen ersten Elektrode gegenüber einer Schaltungsmasse wesentlich größer in einem ersten Belegungszustand ist, welcher darin besteht, dass ein Insasse (S) in einer im wesentlichen normalen Sitzposition auf dem Fahrzeugsitz sitzt oder sich ein großer Körper unmittelbar über dem Sitzunterteil befindet, als sie es in einem zweiten Belegungszustand ist, welcher darin besteht, dass der Fahrzeugsitz (3) frei ist, sich ein Babysitz (600) auf dem Fahrzeugsitz befindet, sich ein Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz befindet, sich eine Sitzerhöhung auf dem Fahrzeugsitz befindet, ein Baby in einem Babysitz auf dem Fahrzeugsitz sitzt, ein Kind in einem Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz sitzt, ein Kind in einer Sitzerhöhung auf dem Fahrzeugsitz sitzt oder sich ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz in einer Position befindet, die sich wesentlich von einer normalen Sitzposition unterscheidet.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die Größe der mindestens einen ersten Elektrode im wesentlichen gleich einer zu erfassenden Fläche auf dem Fahrzeugsitz ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeugsitz mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Feldsensor (100) im wesentlichen nicht auf ein Objekt anspricht, das sich mehr als 50 mm über dem Sitzunterteil befindet.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste Elektrode (103) nahe zum Ort eines Objekts angebracht ist, welches aus einem Babysitz auf dem Fahrzeugsitz, einem Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz, einer Sitzerhöhung auf dem Fahrzeugsitz oder einem auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen besteht.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste Elektrode unter einem Sitzbezug des Fahrzeugsitzes angebracht ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine erste Elektrode über einem Schaumpolster (44) in dem Fahrzeugsitz angebracht ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine ein elektrisches Feld beeinflussende Eigenschaft ein dielektrisches Merkmal umfasst.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der Fahrzeugsitz einen Sitzrahmen umfasst und der Sitzrahmen mit der Schaltungsmasse (105) verbunden ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der elektrische Feldsensor (100) dazu ausgelegt ist, die Wirkung einer den Fahrzeugsitz benässenden Flüssigkeit auf eine Impedanz zwischen der mindestens einen Elektrode (103) und einer Masse (105) abzuschwächen.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei mehrere erste Elektroden vorhanden sind und wobei die erste Erfassungsschaltung betriebsmäßig mit jeder ersten Elektrode gekoppelt ist, um so eine Messung für die Verteilung eines Objekts auf dem Fahrzeugsitz zu erhalten.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Feldsensor (100) ferner mindestens eine zweite Elektrode (704) sowie mindestens eine dritte Elektrode (706) umfasst, wobei die mindestens eine dritte Elektrode zwischen der mindestens einen ersten Elektrode (702) und einem Schaumpolster des Fahrzeugsitzes angeordnet ist und die mindestens eine zweite Elektrode (702) zwischen der mindestens einen ersten Elektrode (702) und der mindestens einen dritten Elektrode (706) angeordnet ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine zweite Elektrode im wesentlichen die gleiche Größe wie die mindestens eine erste Elektrode aufweist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 12, wobei die mindestens eine dritte Elektrode elektrisch mit einer Schaltungsmasse verbunden ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 12, wobei die erste Erfassungsschaltung betriebsmäßig mit der mindestens einen zweiten Elektrode verbunden ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 15, wobei die erste Erfassungsschaltung ein erstes Anlegungssignal an die erste Elektrode anlegt und ein zweites Anlegungssignal die zweite Elektrode anlegt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 16, wobei das zweite Anlegungssignal gleich dem ersten Anlegungssignal ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 12, wobei die erste Erfassungsschaltung betriebsmäßig mit der mindestens einen dritten Elektrode gekoppelt ist und die erste Erfassungsschaltung ein drittes Anlegungssignal an die dritte Elektrode anlegt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 18, wobei das dritte Anlegungssignal ein Schaltungsmassepotential ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei das erste Signal von der Kapazität zwischen der mindestens einen ersten Elektrode und einer Schaltungsmasse abhängig ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die erste Erfassungsschaltung ein erstes Anlegungssignal an die mindestens eine erste Elektrode anlegt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 21, wobei das erste Anlegungssignal ein erstes Schwingungssignal umfasst.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der Gewichtssensor (200) einen Sensor umfasst, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem in dem Fahrzeugsitz anbringbaren hydrostatischen Gewichtssensor, mindestens einem Dehnungsmessstreifen in einem den Fahrzeugsitz stützenden Element und einem in dem Fahrzeugsitz anbringbaren druckempfindlichen Widerstandselement besteht.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Feldsensor (100) in den Gewichtssensor (200) integriert ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 24, wobei mindestens ein Leiter des Gewichtssensors die mindestens eine erste Elektrode umfasst.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 24, wobei die mindestens eine erste Elektrode betriebsmäßig mit einem Leiter des Gewichtssensors gekoppelt ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 24, wobei die erste Erfassungsschaltung die Kapazität eines ersten Leiters des Gewichtssensors misst, um so mindestens eine ein elektrisches Feld beeinflussende Eigenschaft eines Objekts auf dem Fahrzeugsitz zu erfassen.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 27, wobei die Kapazität gegenüber einer Schaltungsmasse gemessen wird.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 27, wobei die Kapazität gegenüber einem zweiten Leiter des Gewichtssensors gemessen wird.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die erste Erfassungsschaltung eine gewichtsabhängige Eigenschaft zwischen zwei Leitern des Gewichtssensors misst, um so das Gewicht eines Objekts auf dem Fahrzeugsitz zu messen.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 30, wobei die gewichtsabhängige Eigenschaft einen kraftabhängigen Widerstandswert umfasst.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine Betätigungscharakteristik des Sicherheitsrückhaltesystems abhängig von einer Messung anpasst, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer Gewichtsmessung des Gewichtssensors und einer Messung des ersten elektrischen Feldsensors besteht.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 32, wobei das Sicherheitsrückhaltesystem (38) gesperrt ist, wenn der erste elektrische Feldsensor einen Zustand erfasst, der darin besteht, dass der Fahrzeugsitz frei ist, sich ein Babysitz auf dem Fahrzeugsitz befindet, sich ein Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz befindet, sich eine Sitzerhöhung auf dem Fahrzeugsitz befindet oder ein Insasse nicht direkt auf einem Sitzunterteil des Fahrzeugsitzes sitzt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 32, wobei das Sicherheitsrückhaltesystem freigegeben ist, wenn der erste elektrische Feldsensor einen direkt auf dem Fahrzeug sitzenden Insassen erfasst und die Gewichtsmessung größer als eine Schwelle ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei sich die Steuereinheit auf den Gewichtssensor verlässt, wenn die erste Erfassungsschaltung einen nassen Zustand des Fahrzeugsitzes erkennt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei ein Versagen eines Sensors, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus dem Gewichtssensor und dem ersten elektrischen Feldsensor gewählt ist, abhängig davon erkannt wird, dass der erste elektrische Feldsensor einen auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Insassen erkennt und der Gewichtssensor ein Gewicht misst, das geringer als eine Schwelle ist.