DE69935803T2

DE69935803T2 - Sitzbelegungserkennung

Info

Publication number: DE69935803T2
Application number: DE69935803T
Authority: DE
Inventors: James G. Novi Stanley; Robert A. Plymouth STOPPER; Judson G. Farmington Hills 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: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2019-12-31
Also published as: DE19983956B4; EP1140574A1; JP2002534306A; WO2000038957A1; EP1140575A4; DE69935804T2; EP1373030B1; JP2003520344A; US6563231B1; WO2000038958A8; JP2002533259A; EP1140574A4; EP1140576B1; WO2000038959A1; WO2000038958A1; WO2000038956A1; EP1373030A4; JP2002533696A; US6577023B1; DE69927709T2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Insassendetektionssysteme zum Steuern der Aktivierung von Fahrzeugsicherheitsrückhaltesystemen und insbesondere zum Bestimmen des Vorhandenseins und der Position eines Insassen zum Zwecke der Beeinflussung der Auslösung eines Sicherheitsrückhaltesystems in Reaktion auf einen Unfall.
Hintergrund der Erfindung
Ein Fahrzeug kann automatische Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtungen aufweisen, die in Reaktion auf einen Fahrzeugunfall zum Zwecke der Verringerung einer Verletzung eines Insassen aktiviert werden. Beispiele solcher automatischer Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtungen umfassen Airbags, Sicherheitsgurtvorspanneinrichtungen und auslösbare Kniepolster. Eine Aufgabe eines automatischen Rückhaltesystems besteht darin, die Verletzung eines Insassen zu verringern, um so mit dem automatischen Rückhaltesystem nicht eine größere Verletzung zu verursachen, als durch den Unfall verursacht worden wäre, wäre das automatische Rückhaltesystem nicht aktiviert worden. Im Allgemeinen ist es wegen der Austauschkosten der zugeordneten Bauteile des Sicherheitsrückhaltesystems und der Möglichkeit, dass eine solche Betätigung Insassen verletzt, wünschenswert, die automatischen Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtungen nur zu aktivieren, wenn dies zum Verringern einer Verletzung erforderlich ist. Dies trifft insbesondere bei Airbagrückhaltesystemen zu, wobei Insassen, die sich zum Auslösezeitpunkt zu nahe am Airbag befinden – d.h. Insassen außerhalb der korrekten 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 einer starken Vorkollisionsbremsung ausgesetzt sind, insbesondere dafür anfällig, dass sie sich zum Auslösezeitpunkt außerhalb der korrekten Position befinden. Außerdem sind Insassen mit einer kleinen Statur oder einer schwachen Konstitution, beispielsweise Kinder, kleine Erwachsene oder Leute mit gebrechlichen Knochen, besonders für eine Verletzung anfällig, die durch die Airbagaufblaseinrichtung verursacht wird. Ferner sind Kleinkinder, die in einem normal positionierten, rückwärts gewandten Kleinkindersitz (RFIS: rear facing infant seat) nahe einem beifahrerseitigen Airbag für einen Frontsitz ordnungsgemäß gesichert sind, aufgrund der Auslösung des Airbags wegen der engen Nähe der hinteren Oberfläche des Kleinkindersitzes zum Airbagaufblasmodul ebenfalls verletzungs- oder tötungsgefährdet.
Noch eine weitere Technik zum Verringern einer Verletzung bei Insassen durch die Airbagaufblaseinrichtung besteht darin, die Aktivierung der Aufblaseinrichtung ansprechend auf das Vorhandensein und die 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: nationale Verkehrssicherheitsbehörde der Vereinigten Staaten von Amerika) deuten an, dass schwere Verletzungen aufgrund der engen Nähe zur Aufblaseinrichtung reduziert oder eliminiert werden können, falls der Airbag deaktiviert wird, wenn sich der Insasse näher als etwa 4 bis 10 inch (10 bis 25 cm) von der Klappe der Aufblaseinrichtung entfernt befindet. Ein derartiges System zum Deaktivieren der Airbagaufblaseinrichtung erfordert einen Insassensensor, der ausreichend empfindlich und robust ist, um eine solche Bestimmung durchzuführen, und zugleich nicht bewirkt, dass die Airbagaufblaseinrichtung deaktiviert wird, falls sie andernfalls zum Bereitstellen eines Rückhalts für den Insassen erforderlich ist.
Außer bei einigen Fällen von Schrägzusammenstößen oder Seitenaufprallunfällen ist es im Allgemeinen wünschenswert, eine automatische Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtung wegen der andernfalls unnötigen Kosten und Unbequemlichkeiten, die mit dem Ersetzen eines ausgelösten Airbagaufblassystems verbunden sind, nicht zu aktivieren, falls ein entsprechender Insasse nicht vorhanden ist. Der Stand der Technik lehrt verschiedene Einrichtungen zum Detektieren des Vorhandenseins eines Insassen oder der Erkennung eines leblosen Objekts im Beifahrersitz eines Fahrzeuges zum Zwecke der Implementierung eines solchen Systems. Beispielsweise können Gewichtssensoren im Sitz eingebaut werden, um das Vorhandensein eines Insassen zu detektieren.
Noch eine weitere Technik zum Verringern einer Verletzung von Insassen durch die Airbagaufblaseinrichtung besteht darin, die Aufblasrate oder die Aufblasleistung der Airbagaufblaseinrichtung in Reaktion auf das Vorhandensein und die Position eines Insassen zu steuern. Ein solches Steuerungssystem würde höchst bevorzugt in Verbindung mit einem steuerbaren Aufblassystem verwendet werden, das auf die Schwere des Unfalls, beispielsweise wie zuvor beschrieben, reagiert, wobei die Insassenpositionseingangssignale verwendet werden können, um die ansonsten zu aggressiven Airbagaufblassteuerungseinrichtungen außer Kraft zu setzen, die ansonsten aufgrund des speziellen Schweregrades des Unfalles angezeigt sein könnten, die aber Insassen mit einer kleinen Statur oder einem niedrigen Gewicht oder Kleinkinder in rückwärts gewandten Kleinkindersitzen verletzen könnten. Ein solches System zum Steuern der Airbagaufblaseinrichtung erfordert einen Insassenpositionssensor, der robust und ausreichend genau ist und der verschiedene Sitzkonfigurationen und Sitzzustände eines Insassen abgrenzen und unterscheiden kann.
Die US-Patente 5,071,160 und 5,118,134 lehren die Kombination des Erfassens der Position und/oder der Geschwindigkeit eines Insassen und der Fahrzeugbeschleunigung zum Zwecke der Steuerung einer Aufblaseinrichtung. Beide dieser Patente lehren beispielhaft die Verwendung einer Ultraschallentfernungsmessung, um die Position des Insassen zu erfassen. Das US-Patent 5,071,160 lehrt beispielhaft die Verwendung eines passiven Infrarotinsassenpositionssensors, während das US-Patent 5,118,134 die Verwendung eines Mikrowellensensors lehrt. Das US-Patent 5,398,185 lehrt die Verwendung einer Mehrzahl von Insassenpositionssensoren in einem System zum Steuern der Sicherheitsrückhaltebetätigungseinrichtungen in Reaktion darauf.
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 im Armaturenbrett angebrachten Ultraschallabstandssensors und eines passiven Überkopfinfrarotsensors, um die Position des Insassen zum Steuern einer mehrstufigen Airbagaufblaseinrichtung oder eines daran angeschlossenen Auslassventils zu erfassen. Die US-Patente 5,413,378, 5,439,249 und 5,626,359 lehren die Kombination von Ultraschallsensoren, die im Armaturenbrett oder im Sitz angeordnet sind, in Verbindung mit anderen Sitzsensoren, um die Position und das Gewicht des Insassen zum Zwecke des Steuerns eines Airbagaufblasmoduls zu detektieren. Insbesondere das US-Patent 5,413,378 beschreibt ein System zum Detektieren eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem, das einen Entfernungs/Näherungssensor zum Erfassen des Vorhandenseins eines Objekts in einem Bereich nahe einer Rückhaltebetätigungseinrichtung des Sicherheitsrückhaltesystems in Kombination mit einem Sitzsensor aufweist, um die Position und das Gewicht des Insassen zum Zwecke der Steuerung eines Airbagaufblasmoduls zu detektieren. Das US-Patent 5,482,314 lehrt die Kombination aus einem Ultraschallsensor und einem passiven Infrarotsensor zusammen mit einer zugeordneten Signalverarbeitung zum Zwecke der Bestimmung, ob ein passives Rückhaltesystem zu aktivieren ist oder nicht.
Der Stand der Technik lehrt auch die Verwendung von Infrarotstrahlen, die von der Oberfläche eines Objektes wegreflektiert werden, um den Ort der Oberfläche des Objektes zu erfassen. Die US-Patente 5,446,661 und 5,490,069 lehren einen Infrarotstrahl, der von einem Sender auf einen Reflexionspunkt auf dem Objekt gerichtet ist. Ein Empfänger detektiert die vom Reflexionspunkt gestreute Strahlung und misst den Abstand des Reflexionspunktes vom Sender basierend auf einer Triangulation der gesendeten und empfangenen Strahlen zum Zwecke des Steuerns der Aktivierung eines Sicherheitsrückhaltesystems. Diese Patente lehren auch die Kombination aus einem Infrarotstrahlinsassenpositionssensor mit einem Beschleunigungssensor zum Zwecke des Steuerns eines Airbagaufblassystems. Das US-Patent 5,549,322 lehrt den Einbau eines Lichtstrahl-Insassensensors in eine Airbagklappe. Ferner werden Infrarotstrahlsensoren üblicherweise als Abstandsbestimmungseinrichtungen in automatisch fokussierenden Kameras verwendet.
Der Stand der Technik der US-Patente 4,625,329, 5,528,698 und 5,531,472 lehrt die Verwendung eines Bildverarbeitungssystems, um die Position eines Insassen zu detektieren, 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 Einrichtungen 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 das Vorhandensein, die Nähe oder die Position eines Insassen zu detektieren. Das US-Patent 3,740,567 lehrt die Verwendung von Elektroden, die in der Basis bzw. im Rücken des Sitzes eingebaut sind, zusammen mit einer auf eine Kapazität reagierenden Schaltung zum Zwecke des Unterscheidens zwischen menschlichen Insassen und Tieren oder Packungen, die auf einem Autositz liegen. Das US-Patent 3,898,472 lehrt eine Insassendetektionsvorrichtung, die eine metallische Elektrode aufweist, die so angeordnet ist, dass sie mit der Karosserie eines Automobils zusammenwirkt, um einen Insassenerfassungskondensator zu bilden, zusammen mit einer zugeordneten Schaltung, die die Abweichungen der zugeordneten Kapazität in Reaktion auf das Vorhandensein eines Insassen erfasst. Das US-Patent 4,300,116 lehrt die Verwendung eines kapazitiven Sensors, um Personen in der Nähe des Außenbereichs eines Fahrzeuges zu detektieren. Das US-Patent 4,796,013 lehrt einen kapazitiven Belegungsdetektor, wobei die Kapazität zwischen der Basis des Sitzes und dem Dach des Fahrzeuges erfasst wird. Das US-Patent 4,831,279 lehrt eine auf eine Kapazität reagierende Steuerungsschaltung zum Detektieren vorübergehender kapazitiver Änderungen, die mit dem Vorhandensein einer Person zusammenhängen. Die US-Patente 4,980,519 und 5,214,388 lehren die Verwendung einer Anordnung kapazitiver Sensoren zum Detektieren der Nähe eines Objekts. Das US-Patent 5,247,261 lehrt die Verwendung eines auf ein elektrisches Feld reagierenden Sensors, um die Position eines Punktes bezüglich zumindest einer Achse zu messen. Das US-Patent 5,411,289 lehrt die Verwendung eines in der Rückenlehne des Sitzes eingebauten kapazitiven Sensors, um das Vorhandensein eines Insassen zu detektieren. Das US-Patent 5,525,843 lehrt die Verwendung von Elektroden, die in der Basis oder der Rückenlehne des Sitzes zum Zwecke des Detektierens des Vorhandenseins eines Insassen eingebaut sind, wobei die Elektroden von dem Fahrzeugchassis im Wesentlichen isoliert sind, wenn die Detektionsschaltung aktiv ist. Es lehrt auch einen Sitzsensor in der Form eines Kapazitätssensors. Die US-Patente 5,602,734 und 5,802,479 lehren eine Anordnung von Elektroden, die über dem Insassen zum Zwecke des Erfassens der Insassenposition basierend auf dem Einfluss des Insassen auf die Kapazität der Elektroden angebracht sind. Das US-Patent 5,166,679 lehrt einen kapazitiven Näherungssensor mit einem Reflektor, der mit der gleichen Spannung wie diejenige für das Erfassungselement angesteuert wird, um die Erfassungscharakteristik des Sensors zu modifizieren. Das US-Patent 5,770,997 lehrt ein kapazitives Fahrzeuginsassenpositionserfassungssystem, wobei der Sensor ein reflektiertes elektrisches Feld zum Erzeugen eines Ausgangssignals erzeugt, das auf das Vorhandensein eines Objekts hinweist. Die US-Patente 3,943,376, 3,898,472, 5,722,686 und 5,724,024 lehren auch kapazitätsbasierte Systeme zum Erfassen von Insassen in Kraftfahrzeugen.
Zusätzlich zu den Verfahren, die von den US-Patenten gelehrt werden, auf die zuvor Bezug genommen wurde, lehrt der Stand der Technik auch verschiedene Einrichtungen zum Messen einer Kapazität, wie sie beispielsweise in dem "the Standards Handbook for Electrical Engineers", 12. Ausgabe, Herausgeber: 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. Ausgabe, E.C. Jordon (Chefre dakteur), Howard W. Sams, 1985, Seiten 12–3 bis 12–12 angegeben sind, deren Inhalt hier per Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die technische Veröffentlichung "Field mice: Extracting hand geometry from electric field measurements" von J.R. Smith, veröffentlicht im IBM Systems Journal, Band 35, Nr. 3 & 4, 1996, Seiten 587–608 beschreibt das Konzept zur 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 Positionseingangssignale für einen Computer verwendet wird. Was üblicherweise als ein kapazitives Erfassen bezeichnet wurde, umfasst tatsächlich die unterschiedlichen Mechanismen, die der Autor als "Lademodus", "Nebenschlussmodus" und "Sendemodus" bezeichnet, die verschiedenen möglichen elektrischen Strompfaden entsprechen. Im Nebenschlussmodus wird eine bei einer niedrigen Frequenz oszillierende Spannung an die Sendeelektrode angelegt und der an einer Empfangselektrode 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 Sendeelektrode gegenüber Masse. Im Sendemodus wird die Sendeelektrode mit dem Körper des Anwenders in Kontakt gebracht, der dann ein Sender gegenüber einem Empfänger entweder durch eine direkte elektrische Verbindung oder über eine kapazitive Kopplung wird.
Bei einer Ausführungsform wird eine Mehrzahl kapazitiven Sensoren verwendet, um die Abstände zum Insassen zu erfassen, die in Verbindung mit den bekannten Orten der festen Sensorelemente trianguliert werden, um die Position des Insassen aufzufinden. 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 detektieren. Ferner sind die Insassenpositionsmessungen tendenziell dem Massenzentrum des erfassten Objektes zugeordnet. Jedoch kann der Sensor durch große metallische Einrichtungen oder durch Arme/Gliedmaßen in enger Nähe verwirrt werden. Obwohl diese Sensoren zufriedenstellend als ein automatischer "Ein/Aus"-Schalter arbeiten, um entweder die Airbagaufblaseinrichtung basierend auf der Insassenposition zu deaktivieren oder die Airbagaufblaseinrichtung zu aktivieren, damit sie in Reaktion auf das Aktivierungssignal von einem Fahrzeugunfallsensor ausgelöst wird, können daher die vorliegenden Ausführungsformen kapazitiver Insassenpositionssensoren nicht ausreichend genau und robust sein, um ein steuerbares Aufblasen basierend auf der Insassenposition bereitzustellen.
Insassenerfassungssysteme, die kapazitive Sensoren verwenden, haben signifikante Probleme, wenn der Sensor feucht ist und insbesondere, wenn das Wasser in der Nähe des Sensors eine gute Kopplung mit der Masse hat. Die frequenzabhängige Antwort nasser Objekte wird in einem Artikel, der kapazitive Erfassungstechniken beschreibt, von H. Philipp mit dem Titel "The Charge Transfer Sensor" von der Ausgabe des "Sensors"-Magazin vom November 1996 diskutiert. Ein kapazitives Erfassungssystem des Standes der Technik, das Sensoren in der Sitzrückenlehne und im Sitzunterteil verwendet, hat Berichten zufolge Probleme, weil der Sitzrückenlehnenwinkel Änderungen in den Sensorsignalen unabhängig von der Stellung des Insassen erzeugt.
Sensoren, die den Abstand zwischen einem Bezugspunkt und der Oberfläche eines Objektes messen, beispielsweise Ultraschallsensoren oder Infrarotstrahlsensoren, sind auch für Fehlmessungen anfällig, wie sie beispielsweise durch das Vorhandensein der Extremitäten eines Insassen oder durch das Vorhandensein eines Objektes, beispielsweise eines Schals oder einer von ihm gehaltenen Zeitung, in der Nähe des Sensors verursacht werden. Diese Sensortypen können verwendet werden, um die Gefahrenzone in der Nähe der Aufblasklappe zu überwachen, aber sie unterliegen mehreren Nachteilen. Insbesondere umfassen infrarotbasierte Systeme üblicherweise einen Strahl, der viel enger als das Volumen der Gefahrenzone ist, so dass mehrere Strahlen erforderlich sein könnten, um zuverlässig ein Objekt irgendwo innerhalb der Gefahrenzone zu erfassen. Die Einbeziehung mehrerer Strahlen führt zu einem zusätzlichen Aufwand, zusätzlicher Komplexität und möglicherweise zu einer verlangsamten Reaktion. Ferner würden sowohl Infrarotstrahlsensoren als auch ultraschallbasierte Sensoren eine signifikante Menge von Hardware nahe der Aufblaseinrichtungsklappe erfordern, falls die Gefahrenzone nahe der Aufblaseinrichtung zu überwachen ist.
Einige Insassendetektionssysteme des Standes der Technik versuchen, die Art des Insassen oder den Objekttyp auf dem beifahrerseitigen Sitz zu identifizieren, um beispielsweise einen rückwärts gewandten Kleinkindersitz von einem normal sitzenden Erwachsenen auf dem Beifahrersitz zu unterscheiden. Dies ist eine sehr herausfordernde Aufgabe, da es eine große Vielzahl möglicher Situationen gibt. Sensorsysteme, die Abstandsmessungen verwenden, um Belegungssituationen zu identifizieren, versuchen Informationen über relativ wenige Punkte im Raum zu verwenden, um die Art des Insassen auf dem Sitz aus vielen Möglichkeiten zu identifizieren. Da sich die Außenoberfläche einer beliebigen speziellen Situation stark ändern kann, indem etwas Einfaches wie das Legen einer Decke über den Insassen oder das Ändern der Sitzposition durchgeführt wird, sind die Ergebnisse manchmal unzuverlässig. Erfassungssysteme, die eine beliebige Art von Abstandsmessung über signifikante Abstände im Passagierabteil verwenden, können durch Objekte, beispielsweise Zeitungen, Landkarten oder schwebende Ballons, blockiert werden. Einige Insassendetektionssysteme umfassen einen komplexen Algorithmus, der, obwohl er manchmal das Fehlen direkter sensorischer Information kompensiert, zu einem nicht vorhersagbaren und anormalen Verhalten führen kann.
Ein Nachteil vieler Insassendetektionssysteme ist, dass sie nicht die relevanteste Information einbeziehen, um zu bestimmen, ob sich der Insasse in einer Gefahrenzone um das Aufblaseinrichtungsmodul befindet. Insassendetektionssysteme, die über dem Fahrgast angebracht sind und auf den Sitzbereich herunterschauen, haben die falsche physikalische Perspektive, um direkt den Bereich um die Klappe der Aufblaseinrichtung zu überwachen. Selbst wenn ein idealer Satz von an der Decke angebrachten Sensoren zuverlässig die Grobposition des Insassen bestimmen kann – was eine sehr herausfordernde Aufgabe ist – kann das tatsächliche Volumen zwischen der Klappe der Aufblaseinrichtung und dem Insassen in Richtung zu den Sensoren durch den Körper des Insassen blockiert sein. Falls die Kriterien zum Steuern der Aktivierung einer Airbagaufblaseinrichtung teilweise auf der Nähe des Körpers des Insassen zur Airbagaufblaseinrichtungsklappe basieren würden, dann könnten Überkopfsensoren einfach nicht zuverlässig die relevante Information erhalten. Systeme, die lediglich Ultraschallerfassungsmechanismen und optische Erfassungsmechanismen verwenden, können von Zeitungen blockiert werden. Ultraschallsensoren werden bei einigen Ausgestaltungen durch die Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, 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 diese zu stabilisieren. Einige Erfassungssysteme des Standes der Technik unterscheiden zwischen Kindersitzen und direkt auf dem Sitz sitzenden Insassen durch ihre entsprechenden Druckmuster. Ein Handtuch oder ein anderes Objekt, das unter einem Kin dersitz platziert ist, kann bewirken, dass das Druckmuster des Kindersitzes wie dasjenige eines Insassen erscheint, der direkt auf dem Sitz sitzt, aber es hätte eine relativ kleine Auswirkung auf den elektrischen Feldsensor des kapazitiven Erfassungsuntersystems.
Ein anderes Problem bei einigen Insassendetektionssystemen des Standes der Technik ist, dass sie nicht in der Lage sind, den Airbag während eines Vorkollisionsbremsereignisses zu deaktivieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein System zum Detektieren eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem bereitgestellt, wie es im beigefügten Anspruch 1 definiert ist.
Die vorliegende Erfindung überwindet die zuvor erwähnten Probleme durch Bereitstellen eines Insassendetektionssystems mit einem elektrischen Feldsensor und einem Entfernungs-/Nährungssensor. Der elektrische Feldsensor umfasst zumindest eine Elektrode, die in einem Sitzunterteil eines Fahrzeugsitzes anbringbar ist. Der Entfernungs-/Näherungssensor umfasst entweder einen Entfernungssensor oder einen Näherungssensor, der das Vorhandensein eines Objektes in einem Bereich nahe einer Rückhaltebetätigungseinrichtung des Sicherheitsrückhaltesystems, insbesondere innerhalb einer Gefahrenzone, innerhalb der Insassen durch das Auslösen der Rückhaltebetätigungseinrichtung verletzungsgefährdet sein könnten, erfasst. Eine mit der zumindest einen Elektrode des elektrischen Feldsensors betriebsmäßig gekoppelte Erfassungsschaltung erzeugt ein Signal, das auf eine ein elektrisches Feld beeinflussende Eigenschaft eines Objektes auf dem Fahrzeugsitz reagiert. Eine betriebsmäßig mit dem elektrischen Feldsensor und dem Entfernungs-/Näherungssensor gekoppelte Steuerungseinrichtung unterscheidet den Objekttyp auf dem Fahrzeugsitz mittels des Signals von dem elektrischen Feldsensor und steuert die Aktivierung des Sicherheitsrückhaltesystems in Reaktion auf den Objekttyp und in Reaktion auf ein Signal von dem Entfernungs-/Näherungssensor, der anzeigt, ob sich ein Bereich eines Insassen innerhalb der Gefahrenzone nahe dem Sicherheitsrückhaltesystem befindet. Die Steuerungseinrichtung deaktiviert insbesondere das Rückhaltesystem, falls entweder kein normal sitzender Insasse auf dem Fahrzeugsitz detektiert wird oder falls sich ein Insasse zu nahe am Rückhaltesystem befindet.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Insassendetektionssystem bereitzustellen, das normal sitzende Insassen von anderen Sitzbelegungszuständen unterscheiden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Insassendetektionssystem bereitzustellen, das detektieren kann, ob ein Insasse dadurch verletzungsgefährdet ist, dass er sich innerhalb einer Gefahrenzone einer Rückhaltebetätigungseinrichtung eines Sicherheitsrückhaltesystems befindet.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Insassendetektionssystem bereitzustellen, das eine Rückhaltebetätigungseinrichtung deaktivieren kann, falls kein normal sitzender Insasse auf einem Fahrzeugsitz vorhanden ist oder falls sich ein Insasse innerhalb einer Gefahrenzone nahe der Rückhaltebetätigungseinrichtung befindet.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Einrichtung zum Erfassen der Kapazität einer Elektrode in einem Fahrzeugsitz eines elektrischen Feldsensors zum Unterscheiden von Objekten auf einem Fahrzeugsitz bereitzustellen.
Der elektrische Feldsensor im Sitzunterteil detektiert, ob sich ein großer Körper direkt über dem Sitzunterteilbezug befindet, beispielsweise im Gegensatz zu einem auf dem Beifahrersitz angebrachten Kindersitz. Der elektrische Feldsensor deaktiviert den Airbag immer dann, wenn kein vorwärts gewandter Insasse nahe dem Sitzunterteil detektiert wird, was auftreten könnte, wenn ein beliebiger Kindersitz (einschließlich RFIS, vorwärts gewandter Kindersitze und Sitzerhöhungen) auf dem Sitz vorhanden sind oder wenn der Sitz leer ist. Demgemäß stellt der elektrische Feldsensor ein einfaches direktes Maß bereit, ob ein normal sitzender vorwärts gewandter Insasse im vorderen Beifahrersitz vorhanden ist. Der elektrische Feldsensor in dem Sitzunterteil hat eine kurze Reichweite und erfasst lediglich einen Insassen, falls sich eine große Oberfläche des Insassen sehr nahe zum Sensor befindet. Normal unmittelbar auf dem Sitzbezug sitzende Insassen haben immer eine große Oberfläche ihres Körpers sehr nahe am Sensor. Bei Kleinkindern oder Kindern in Kindersitzen ist der gesamte oder der größte Teil ihres Körpers um mehrere Inch von der Sitzunterteiloberfläche angehoben, was eine relativ kleine Auswirkung auf den Sensor hat, wodurch ein Fehler beim Detektieren eines normal sitzenden Insassen bewirkt, dass der Airbag deaktiviert wird, wobei ein Inch gleich 2,54 cm ist. Der elektrische Feid sensor erfasst die Merkmale des normal sitzenden Insassen, die einfach von einem Kind in einem Kindersitz auf dem Beifahrersitz zu unterscheiden sind. Dieses Erfassungsverfahren ist dahingehend hoch vorteilhaft, dass das Sensorsignal von den dielektrischen Eigenschaften des Beifahrers abhängt und nicht einfach das äußere Profil des Insassen auf die gleiche Weise erfasst wird, wie es optische Sensoren oder Ultraschallsensoren tun. Beispielsweise kann sich das Profil stark ändern, indem einfach eine Decke über den Insassen geworfen wird oder die Sitzposition geändert wird. Dies trifft selbst bei Situationen mit einem leeren Sitz zu. Die dielektrischen Eigenschaften in der Nähe des Sitzunterteils werden durch Änderungen des Profils der Insassen und der Objekte auf dem Sitz, wie sie beispielsweise durch Decken verursacht werden, relativ wenig beeinträchtigt. Der Sensor bewegt sich mit dem Sitzunterteil, so dass die Sitzposition oder der Sitzrückenlehnenwinkel die Auslöseentscheidung nicht beeinträchtigt.
Objekte, die unter Kindersitzen platziert sind, um die Kindersitze zu stabilisieren, beeinträchtigen die Auslöseentscheidung durch den elektrischen Feldsensor im Sitzunterteil nicht, wie es bei Systemen der Fall sein kann, die Sitzgewichtssensoren umfassen. Ein Handtuch oder ein anderes Objekt, das unter einem Kindersitz platziert ist, hat eine relativ kleine Auswirkung auf das elektrische Feld des elektrischen Feldsensors im Sitzunterteil.
Der elektrische Feldsensor ist als ein kapazitiver Sensor implementiert, wobei die zugehörige Erfassungsschaltung die Kapazität der zumindest einen Elektrode des Sensors innerhalb des Fahrzeugsitzunterteils zu messen vermag. Eine Mehrzahl von Elektroden kann verwendet werden und separat gemessen werden, um ein Maß 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 Bezugskondensatoren) bereitzustellen. Beispielsweise wird ein erster Bezugskondensator in die Messschaltung für einen Zeitraum zugeschaltet. Dann wird ein zusätzlicher zweiter Kondensator in die Messschaltung für einen zusätzlichen Zeitraum zugeschaltet und das Übergangsverhalten der kombinierten Kapazität wird gemessen. Schließlich werden die Bezugskondensatoren aus der Messschaltung weggeschaltet und die zumindest eine Erfassungselektrode wird in die Messschaltung zugeschaltet, um ein Maß der Kapazität der zumindest einen Erfassungselektrode bereitzustellen. Die Erfassungsschaltung ist in der Lage, die absolute Kapazität der Erfassungselektrode aus dieser Kalibrierung zu messen, die zwei unterschiedliche und bekannte Bezugskondensatoren in der Messschaltung umfasst. Die Messschaltung ist relativ robust und unempfindlich gegenüber einer Temperaturdrift oder einer zeitlichen Drift der zugeordneten elektrischen Bauteile – außer der Bezugskondensatoren – da die Erfassungsschaltung Gleichstromoffsets herauszufiltern vermag und die Messungen während Übergängen durchgeführt werden. Außerdem umfasst die Erfassungsschaltung einen Spannungsfolger und zugehörige FET-Schalter in einer Weise, durch die die kapazitiven Elemente, die nicht gemessen werden, von denen wirksam isoliert werden können, die gemessen werden.
Der elektrische Feldsensor kann mit zusätzlichen Elektroden ausgebildet werden, beispielsweise in Form einer aktiven Abschirmung, um den Einfluss auf die Kapazität der Erfassungselektrode durch den Fahrzeugsitz benässende Flüssigkeiten zu reduzieren.
Die vorliegende Erfindung kann bei einem beliebigen betätigbaren Sicherheitsrückhaltesystem verwendet werden, insbesondere bei Airbagrückhaltesystemen, wobei der Entfernungs-/Näherungssensor Objekte innerhalb der Gefahrenzone des Airbagaufblasmoduls detektiert. Der Entfernungs-/Näherungssensor bestimmt unter Verwendung kapazitiver Technologien, Ultraschalltechnologien, optischer Technologien (die Infrarotsysteme oder bildverarbeitungsbasierte Systeme umfassen) oder Radarerfassungstechnologien, ob sich ein Insasse innerhalb einer vorbestimmten Gefahrenzone nahe dem zugeordneten Airbagaufblasmodul befindet.
Der Entfernungs-/Näherungssensor arbeitet unabhängig, um den Airbag zu deaktivieren, falls sich der Körper einer Person zum Auslösezeitpunkt zu nahe an der Aufblaseinrichtungsklappe befindet. Dieser Sensor detektiert das Vorhandensein des Beifahrers nahe der Aufblaseinrichtung in einem ausreichend kurzen Zeitraum, um den Airbag zu deaktivieren, während der Beifahrer während dieses Vorkollisionsbremsereignisses noch durch die Luft "fliegt". Der Entfernungssensor kann unter Verwendung verschiedener Erfassungstechnologien realisiert werden, die ein kapazitives Erfassen, eine optische Entfernungsbestimmung oder eine Ultraschallentfernungsbestimmung, eine Radarerfassung oder eine beliebige andere Technik, die die Entfernung zwischen der Aufblaseinrichtungsklappe und dem Insassen detektieren kann, umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Falls der Sensor auf oder sehr nahe der Aufblaseinrichtungsklappe selbst angeordnet ist, kann die Gefahrenzone ständig überwacht werden. Die Antwort des Sensors ist ausreichend schnell, um den Airbag zu deaktivieren, falls der Insasse in eine "Gefahrenzone" unmittelbar vor dem Auslösen eintritt, wie es während eines Vorkollisionsbremsens auftreten könnte. Der Entfernungssensor in oder nahe der Airbagaufblaseinrichtungsklappe erzeugt ein direktes Maß dahingehend, ob sich ein Insasse innerhalb der Gefahrenzone der Airbagaufblaseinrichtung befindet. Vorzugsweise reagiert dieser Sensor auf einen Bereich des Körpers des Insassen, der sich in der Nähe der Aufblaseinrichtung befindet, aber er reagiert nicht auf Objekte niedriger Dichte, beispielsweise Zeitungen. Beispielsweise zeigen sowohl kapazitive Sensoren als auch einige niederfrequente Radarsensoren diese Art von Verhalten. Entweder deaktiviert das System der vorliegenden Erfindung den Airbag oder modifiziert dessen Aufblascharakteristik, beispielsweise durch Reduzieren der Aufblasrate der Airbagaufblaseinrichtung, in Reaktion darauf, dass der Entfernungssensor detektiert, dass sich eine große Masse des Körpers des Insassen in der Nähe der Aufblaseinrichtung befindet.
Demgemäß misst die vorliegende Erfindung unmittelbar die Eigenschaften, die wichtig sind, um zu beurteilen, ob die Airbagauslösung gefährlich sein könnte, d.h., ob ein Insasse direkt auf dem Sitzunterteil sitzt und ob sich der Insasse ausreichend nahe an der Airbagaufblaseinrichtung befindet, so dass eine Verletzungsgefahr durch ein Aufblasen des Airbags besteht. Die Airbagauslöseentscheidung basiert auf direkten Messungen und nicht auf Wahrscheinlichkeitsvoraussagen, die indirekte Maße verwenden, was zu einem besser vorhersagbaren und zu einem zuverlässigeren Verhalten führt. Die vorliegende Erfindung deaktiviert den Airbag für Kleinkinder oder Kinder, die in einem Kleinkinder- oder Kindersitz auf dem Beifahrersitz nahe dem Airbag sitzen. Die vorliegende Erfindung detektiert auch, ob sich zum Auslösezeitpunkt ein Teil des menschlichen Körpers innerhalb einer vordefinierten "Gefahrenzone" befindet und falls das zutrifft, deaktiviert sie entweder den Airbag oder modifiziert dessen Aufblasrate. Die vorliegende Erfindung schafft ein relativ einfaches System – das nicht durch die Sitzposition oder den Sitzrückenlehnenwinkel beeinträchtigt wird – zum Deaktivierten des Beifahrerairbags in fast allen Situationen, bei denen der Airbag eine Gefahr sein kann. Der Kopf und der Torso des Insassen müssen nicht an der Sitzrückenlehne anliegen, damit das System den Insassen genau identifiziert. Ferner beeinträchtigen Objekte, die unter den Kindersitzen platziert werden, um die Kindersitze zu stabilisieren, nicht die Auslöseentscheidung der Airbagaufblaseinrichtung.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach dem Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Aus führungsform unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger verstanden und gemäß den beigefügten Ansprüchen gesehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 stellt eine mögliche Umgebung der vorliegenden Erfindung dar.
2 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeuges, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die einen Infrarotstrahlpositionssensor umfasst.
3 ist eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die einen Ultraschallpositionssensor umfasst.
4 ist ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung.
5 stellt einen erfindungsgemäßen Algorithmus dar.
6 stellt ein Kind in einem typischen rückwärts gewandten Kindersitz dar, der auf einem Fahrzeugsitz platziert ist, der einen erfindungsgemäßen elektrischen Feldsensor umfasst.
7 stellt einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Feldsensors dar.
8 stellt eine erfindungsgemäße Erfassungsschaltung dar.
9 stellt die Arbeitsweise verschiedener Elemente der Erfassungsschaltung aus 8 dar.
10a–j stellen verschiedene Sitzbelegungsszenarien dar, die von der vorliegenden Erfindung erfasst werden.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen) Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Insassendetektionssystem 10 einen elektri schen Feldsensor 100 zum Identifizieren, ob sich auf dem Sitz 3 eines Fahrzeuges 1 ein normal sitzender vorwärts gewandter Insasse 5 befindet, und einen Entfernungs/Näherungssensor 200 zum Bestimmen, ob sich ein Teil des Insassen 5 innerhalb eines Bereichs 204 – der auch als eine Gefahrenzone 204 bekannt ist – nahe einer Rückhaltebetätigungseinrichtung eines zugeordneten Sicherheitsrückhaltesystems 38 befindet. Insassen innerhalb der Gefahrenzone 204 des zugeordneten Sicherheitsrückhaltesystems 38 sind aufgrund der Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 des Sicherheitsrückhaltesystems 38 verletzungsgefährdet, das in 1 so dargestellt ist, dass es ein Airbagaufblasmodul 76 aufweist.
Der elektrische Feldsensor 100 ist in dem Sitzunterteil 42 unter dem Sitzbezug 43 und nahe der Oberseite des Schaumkissens 44 platziert. Typischerweise ist der elektrische Feldsensor 100 im Sitzunterteil 42 des Beifahrersitzes 3 angeordnet, obwohl er an anderen Sitzorten angeordnet sein kann, wo sich ein Kindersitz befinden könnte, der detektiert werden soll. Der elektrische Feldsensor 100 umfasst beispielsweise ein kapazitives Erfassungskissen 102, das zumindest eine Elektrode 103 aufweist, die an ein Elektronikmodul 104 angeschlossen ist, das eine Erfassungsschaltung 106 enthält, die zum Durchführen der Kapazitätsmessung erforderlich ist, wobei vorzugsweise die Kapazität der zumindest einen Elektrode 103 bezüglich einer Schaltungsmasse 105 gemessen wird. Der elektrische Feldsensor 100 ist mit einer Steuerungseinrichtung 50 betriebsmäßig gekoppelt, die die Betätigung des Sicherheitsrückhaltesystems 38 in Reaktion auf eine detektierte Art oder Sitzkonfiguration eines Objektes oder eines Insassen 5 auf dem Sitz 3 steuert.
Der Entfernungs-/Näherungssensor 200 bestimmt, ob sich der Insasse 5 innerhalb einer vorbestimmten Gefahrenzone 204 nahe dem Airbagaufblasmodul 76 befindet. Beispielsweise umfasst der Entfernungs-/Näherungssensor 200 einen Abstandssensor 202, der den Abstand zwischen dem Insassen 5 und dem Airbagaufblasmodul 76 entweder direkt oder indirekt misst. Alternativ umfasst der Entfernungs-/Näherungssensor 200 einen Näherungssensor, der die Nähe eines Objektes oder eines Insassen 5 zur Rückhaltebetätigungseinrichtung beispielsweise unter Verwendung eines zweiten elektrischen Feldsensors, wie von dem US-Patent 5,964,478 gelehrt wird, erfasst. Der Entfernungs-/Näherungssensor 200 arbeitet gemäß bekannter Abstandserfassungstechnologien, die elektrische Feldsensoren, kapazitive Sensoren, Ultraschallsensoren, optische Sensoren (die Infrarotsysteme oder bildverarbeitungsbasierte Systeme umfassen), Radarsensoren oder induktive Sensoren, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Im Betrieb erhöht ein auf dem Sitzunterteil 42 des Sitzes 3 sitzender Insasse 5 die Kapazität des elektrischen Feldsensors 100 ausreichend, um der Steuerungseinrichtung 50 ausgehend von der Erfassungsschaltung 106 anzuzeigen, dass ein Insasse 5 im Sitz 3 sitzt. Der Entfernungs-/Näherungssensor 200 bestimmt, ob sich ein Teil des Insassen 5 innerhalb der Gefahrenzone 204 des Airbagaufblasmoduls 76 befindet. Die Signale vom elektrischen Feldsensor 100 und vom Entfernungs-/Näherungssensor 200 sind mit einer Steuerungseinrichtung 50 betriebsmäßig gekoppelt, die in Übereinstimmung mit einer bekannten Analog-, Digital- oder Mikroprozessorschaltung und Software arbeitet. Ein Unfallsensor 60 ist auch mit der Steuerungseinrichtung 50 betriebsmäßig gekoppelt. Die Steuerungseinrichtung 50 erzeugt in Reaktion auf einen durch den Unfallsensor 60 detektierten Unfall, falls ein Insasse 5 auf dem Sitz 3 sitzt und sich nicht innerhalb der Gefahrenzone 204 des Airbagaufblasmoduls 76 befindet, ein Signal 70, das mit einer oder mehreren Auslöseeinrichtung(en) 72 eines oder mehrerer Gasgeneratoren 74 betriebsmäßig gekoppelt ist, die in einem Airbagaufblasmodul 76 angebracht sind und dadurch die Betätigung des Airbagaufblasmoduls 76 steuern, um den Airbag 78 aufzublasen wie erforderlich, um den Insassen 5 vor einer Verletzung zu schützen, die andernfalls durch den Unfall verursacht werden könnte. Die zum Durchführen dieser Schritte erforderliche elektrische Leistung wird durch eine Stromquelle 32, vorzugsweise die Fahrzeugbatterie, bereitgestellt.
Bezugnehmend auf 2 ist ein Fahrzeug 1 mit einem Insassendetektionssystem 10 zum Steuern der Aktivierung einer Airbagaufblaseinrichtung des Sicherheitsrückhaltesystems 38 zum Zwecke des Schützens eines Insassen 5 bei einem Unfall ausgestattet. Ein elektrischer Feldsensor 100 und ein Entfernungs-/Näherungssensor 200 sind an die Steuerungseinrichtung 50 angeschlossen, die ein Signal 70 in Reaktion auf die Ausgangssignale von dem elektrischen Feldsensor 100 und dem Entfernungs/Näherungssensor 200 zum Steuern des Sicherheitsrückhaltesystems 38 erzeugt und die ein Ausgangssignal 30 zum Aktivieren einer Warneinrichtung 40, beispielsweise eines Lichts oder eines Summers, erzeugt.
Der Entfernungs-/Näherungssensor 200 umfasst gemäß dem US-Patent 5,490,069 einen aktiven Infrarotpositionssensor 12, der einen Modulator 14, der an einen optischen Sender 16 angeschlossen ist, der von einer Stromquelle 32 mit Strom versorgt wird, und einen optischen Empfänger 18 aufweist, der an einen synchronen Demodulator 20 angeschlossen ist. Der Demodulator 20 erzeugt ein Ausgangssignal 22, das auf den Abstand zwischen einem Insassen 5 und einem möglichen Aufschlagpunkt innerhalb des Fahrzeuges in Reaktion auf die Detektion der Reflexion eines vom optischen Sender 16 erzeugten Infrarotstrahls von der Oberfläche eines Insassen 5 hinweist. Das Ausgangssignal 22 wird an eine Steuerungseinrichtung 50 zum Speichern in einem Speicher 36 geliefert. Der aktive Infrarotpositionssensor 12 arbeitet in Übereinstimmung mit bekannten Prinzipien, Verfahren und Strukturen aktiver Infrarotstrahlpositionssensoren, die vom Durchschnittsfachmann verstanden werden.
Bezugnehmend auf 3 wird ein Ultraschallabstandssensor 52 durch den aktiven Infrarotpositionssensor 12 von 2 als Entfernungssensor 202 ersetzt, wobei die Arbeitsweise des Insassendetektionssystems 10 in Verbindung mit dem elektrischen Feldsensor 100 ansonsten die gleiche wie diejenige ist, die zuvor in Verbindung mit dem aktiven Infrarotpositionssensor 12 von 2 beschrieben wurde.
4 stellt das allgemeine Prinzip der vorliegenden Erfindung dar. Ein Entfernungs/Näherungssensor 200 erfasst, ob sich ein Teil des Insassen 5 innerhalb der Gefahrenzone 204 des Sicherheitsrückhaltesystems 38 befindet, und gibt ein dies darstellendes Signal 208 an eine Steuerungseinrichtung 50 aus. Ein elektrischer Feldsensor 100 erfasst, ob ein Insasse 5 auf dem Sitz 3 sitzt, und gibt ein dies darstellendes Signal 108 an die Steuerungseinrichtung 50 aus. Die Steuerungseinrichtung 50 bestimmt ausgehend vom Entfernungs-/Näherungssensor 200 und vom elektrischen Feldsensor 100, ob das Sicherheitsrückhaltesystem 38 zu aktivieren ist oder nicht. Falls sich ein Insasse 5 innerhalb der Gefahrenzone 204 des Sicherheitsrückhaltesystems 38 befindet, so dass es wahrscheinlich ist, dass er durch die Aktivierung des Sicherheitsrückhaltesystems 38 verletzt wird, dann wird eine solche Aktivierung verhindert. Alternativ wird, falls die von dem elektrischen Feldsensor 100 erfasste Kapazität kleiner als ein Schwellenwert ist, die Aktivierung des Sicherheitsrückhaltesystems 38 auch verhindert. Andernfalls erzeugt die Steuerungseinrichtung 50, falls ein Unfallsensor 60 einen Unfall ausreichender Schwere detektiert, so dass das Sicherheitsrückhaltesystem 38 aktiviert werden sollte, dann ein Aktivierungssignal 110, um das Sicherheitsrückhaltesystem 38 zu aktivieren. Der Durchschnittsfachmann versteht, dass der Unfallsensor 60 Teil der Steuerungseinrichtung 50 sein kann.
Gemäß der in 5 dargestellten Schritte liest im Schritt 502 das Insassendetektionssystem 10 den Entfernungs-/Näherungssensor 200, um zu bestimmen, ob sich ein großes Körperteil nahe dem Airbagaufblasmodul 110 befindet. Falls sich im Schritt 504 ein großes Körperteil innerhalb der Gefahrenzone 204 des Airbagaufblas moduls 110 befindet, wird im Schritt 512 das Airbagaufblasmodul 110 deaktiviert. Andernfalls liest im Schritt 506 das Insassendetektionssystem 10 den elektrischen Feldsensor 100, um zu bestimmen, ob eine große Oberfläche eines menschlichen Körpers direkt auf dem Sitzunterteil 42 sitzt. Falls im Schritt 508 die Kapazität C_meas des elektrischen Feldsensors 100 größer oder gleich einem Schwellenwert C_norm ist – was das Vorhandensein eines sitzenden Insassen 5 anzeigt – dann wird das Airbagaufblasmodul 110 im Schritt 510 aktiviert. Andernfalls wird im Schritt 512 das Airbagaufblasmodul 110 deaktiviert.
Das Insassendetektionssystem 10 erfasst wirksam einen rückwärts gewandten Kinder- oder Kleinkindersitz (RFIS) 600, weil das Kind 602 in einem rückwärts gewandten Kindersitz nie eine große Oberfläche seines Körpers sehr nahe am Sitzunterteil 42 und dem darin enthaltenen kapazitiven Erfassungskissen 102 hat. Beispielsweise stellt 6 die Orientierung eines Kindes 602 in einem typischen rückwärts gewandten Kleinkindersitz 600 dar. Die Sitzkontur 604 innerhalb des rückwärts gewandten 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 signifikanten Spalt 606 bis zu mehreren Inch, wobei ein Inch gleich 2,54 cm ist, 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 gewandten 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 signifikanten Spalt zwischen dem kapazitiven Erfassungskissen 102 und allen Körperteilen des Kindes 602 außer dem Gesäß. Da sich nur ein kleiner Teil der Oberfläche des Kindes 602 nahe dem kapazitiven Erfassungskissen 102 befindet, ist die vom elektrischen Feldsensor 100 gemessene Kapazität relativ niedrig und insbesondere niedriger als die Schwellenwertkapazität C_norm.
Ein potentieller Schwachpunkt eines elektrischen Feldsensors 100 ist die signifikante Auswirkung, die Flüssigkeiten nahe der Elektrode 103 auf die Kapazität der Elektrode 103 gegenüber der Schaltungsmasse 105 oder gegenüber einer zweiten Elektrode haben können. Beispielsweise können auf das Schaumkissen 44 geschüttete und von diesem absorbierte Flüssigkeiten die Kapazität der Elektrode 103 gegenüber der Schaltungsmasse 105 erhöhen. Unter Bezugnahme auf 7 kann der elektrische Feldsensor 100 dazu ausgebildet sein, die Auswirkung eines Benässens des Schaumkissens 44 durch Einbeziehen einer aktiven Abschirmung 704 und/oder einer Masse ebene 706 unter der Sensorelektrode 702 bei einem alternativen kapazitiven Erfassungskissen 102.1 reduzieren. Die aktive Abschirmung 704 ist einfach ein zweiter Leiter unter dem Leiter der Erfassungselektrode 702, der mit dem gleichen Potential wie die Erfassungselektrode 702 angesteuert wird. Die Folge ist, dass es kein elektrisches Feld zwischen der Erfassungselektrode 702 und der aktiven Abschirmung 704 gibt. Die aktive Abschirmung 704 eliminiert die Kapazitätserfassungsfähigkeit des kapazitiven Erfassungskissens 102.1 auf der Seite der Erfassungselektrode 702, auf der die aktive Abschirmung 704 angeordnet ist. Das kapazitive Erfassungskissen 102.1 wird durch eine Masseebene 706 unter der aktiven Abschirmung 704 weiter verbessert, so dass die die aktive Abschirmung 704 treibende Schaltung eine konsistente Last treibt.
Im Unterschied zum kapazitiven Näherungssensor des US-Patents 5,166,679 befinden sich die aktive Abschirmung 704 und/oder die Masseebene 706 beispielsweise nahe der Erfassungselektrode 702 oder sind geringfügig größer als diese und sind so vorgesehen, dass sie die Auswirkung einer Flüssigkeit in dem Schaumkissen 44 unter der aktiven Abschirmung 704 und/oder der Masseebene 706 auf die Kapazität der Erfassungselektrode 702 minimieren, statt den Bereich und die Empfindlichkeit des elektrischen Feldsensors zu erhöhen. Die aktive Abschirmung 704 und die Erfassungselektrode 702 bedecken im Wesentlichen den gesamten auf dem Sitz 3 zu erfassenden Bereich.
Alternativ sind die Elemente des kapazitiven Erfassungskissens 102 spärlich über den Sitz 3 verteilt, um dadurch einen kleineren Bereich als den auf dem Sitz 3 zu erfassenden Gesamtbereich zu bedecken. Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass das kapazitive Erfassungskissen 102 und dessen Elemente in einer Vielzahl von Formen ausgeführt werden können, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die Kapazität des kapazitiven Erfassungskissens 102 gegenüber der Schaltungsmasse 105 ist relativ klein, beispielsweise kleiner als etwa 300 pF. Der in einer Automobilumgebung mögliche Temperaturbereich kann die Bauteile der Erfassungsschaltung 106 signifikant beeinträchtigen, was eine Drift verursacht, die irrtümlicherweise als eine Messung interpretiert werden kann, die bewirken kann, dass das Sicherheitsrückhaltesystem 38 irrtümlicherweise durch die Steuerungseinrichtung 50 aktiviert wird. Die Auswirkungen dieser Drift können durch Einbeziehen eines temperaturstabilen Bezugskondensators in die Erfassungsschaltung 106 verringert werden, der anstelle der Erfassungselektrode 103 geschaltet wird, um so eine Einrichtung zum Durchführen kapazitiver Vergleichsmessungen bereitzustellen. Da der Bezugskondensator so ausgewählt werden kann, dass sein Wert über die Temperatur sehr stabil ist, kann jegliche Drift erkannt und quantifiziert werden, und diese Information kann zum Verändern des Entscheidungsschwellenwerts verwendet werden.
Bezugnehmend auf 8, die eine exemplarische Erfassungsschaltung 106 darstellt, erzeugt ein Oszillator 802 ein oszillierendes Signal, beispielsweise ein sinusförmiges Signal, das durch ein erstes Bandpassfilter 804 gefiltert wird, um so ein erstes oszillierendes Signal 806 zu erzeugen. Das erste oszillierende Signal 806 wird an einen kapazitiven Spannungsteiler 808 angelegt, der einen Kondensator C1, Widerstände R1 und R2 und ein oder mehrere zu messendes) kapazitives) Elemente) aufweist, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus dem kapazitiven Erfassungskissen 102, einem ersten Referenzkondensator CR1 und einem zweiten Referenzkondensator CR2 besteht, wobei die zu messenden kapazitiven Elemente in Reaktion auf die Zustände entsprechender FET-Schalter 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 miteinander an einen ersten Knoten 810 angeschlossen, 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, so dass sie nicht gemessen werden. Die Aktivierung der FET-Schaltelemente der FET-Schaltpaare Q1a und Q1b, Q2a und Q2b sowie Q3a und Q3b ist entsprechend gegenseitig ausschließend. Falls beispielsweise der FET-Schalter Q1a aktiviert oder geschlossen ist, ist der FET-Schalter Q1b deaktiviert oder offen. Ein zu messendes kapazitives Element erhöht die Kapazität am ersten Knoten, was dadurch die Stärke des Signals am Eingang 812 des Spannungsfolgers U1 beeinflusst. Ein nicht zu messendes kapazitives Element wird vom ersten Knoten durch sein entsprechendes erstes FET-Schaltelement getrennt und mit dem Ausgang 814 des Spannungsfolgers U1 durch sein entsprechendes zweites FET-Schaltelement angeschlossen, wobei in Übereinstimmung mit den Eigenschaften des zugeordneten Operationsverstärkers der Spannungsfolger U1, der Ausgang 814 des Spannungsfolgers U1 dem Signal des ersten Knotens folgt, ohne dass ein entsprechendes kapazitives Element angeschlossen ist, und der Spannungsfolger U1 einen Strom durch das zugeordnete kapazitive Element durch das zweite entsprechende FET-Schaltelement bereitstellt. Wenn das entsprechende zweite FET-Schaltelement aktiviert ist, sind der Source-Bereich und der Drain-Bereich des entsprechenden ersten FET-Schaltelements separat mit den entsprechenden Operationsverstärkereingängen gekoppelt, so dass an jeden das gleiche Potential angelegt wird, um dadurch die Auswirkung der Kapazität des entsprechenden ersten FET-Schalters auf die Kapazitätsmessung zu eliminieren.
Der Ausgang 814 des Spannungsfolgers U1 wird dann mit einem zweiten Bandpassfilter 816 mit dem gleichen Durchlassband wie das erste Bandpassfilter 804 gekoppelt, dessen Ausgangssignal von einem Detektor 818 mit einer Diode D1, einem Widerstand R3 und einem Kondensator C2 detektiert wird und durch ein erstes Tiefpassfilter 820 gefiltert wird. Das Ausgangssignal 822 des ersten Tiefpassfilters 820 hat einen Gleichstromanteil, der der Kapazität am ersten Knoten 810 entspricht. Dieser Gleichstromanteil wird durch einen Sperrkondensator C3 gefiltert, und das resultierende Signal wird durch ein zweites Tiefpassfilter 824 gefiltert, um die Amplitude 826 des oszillierenden Signals am ersten Knoten 810 bereitzustellen, die mit der Gesamtkapazität an diesem Ort zusammenhängt. Der Sperrkondensator C3 vermag eine Übergangsmessung der Amplitude 826 bereitzustellen.
Im Betrieb steuert ein Mikroprozessor U2 die Aktivierung der FET-Schalter Q1a, Q1b, Q2a, Q2b, Q3a und Q3b beispielsweise in Übereinstimmung mit der in 9 dargestellten Steuerungslogik. Ist der erste Bezugskondensator CR1 durch den Mikroprozessor U2 dazugeschaltet, d.h. Q2a ist aktiviert und Q2b ist deaktiviert, misst die Steuerungseinrichtung eine erste Amplitude. Wird der zweite Bezugskondensator CR2 auch durch den Mikroprozessor U2 hinzugeschaltet, misst die Steuerungseinrichtung eine zweite Amplitude, die einer inkrementellen Zunahme der Kapazität am ersten Knoten durch die Kapazität des Kondensators CR2 entspricht. Die Steuerungseinrichtung berechnet anschließend einen Empfindlichkeitsfaktor in Volt/pF aus den gegebenen Werten der Kapazität der Kondensatoren CR1 und CR2. Der Mikroprozessor U2 schaltet dann den ersten Bezugskondensator CR1 und den zweiten Bezugskondensator CR2 weg, schaltet das kapazitive Erfassungskissen 102 hinzu, misst eine dritte Amplitude und berechnet die Kapazität des kapazitiven Erfassungskissens 102 unter Verwendung des berechneten Empfindlichkeitsfaktors. Die Steuerungseinrichtung 50 vergleicht diese Kapazität mit einem Schwellenwert, um normal sitzende Insassen von anderen Sitzbelegungszuständen zu unterscheiden. Falls ein normal sitzender Insasse 5 vorhanden ist und falls der Entfernungs-/Näherungssensor 200 nicht das Sicherheitsrückhaltesystem deaktiviert, wird die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 in Reaktion auf die Detektion eines Unfalls durch den Unfallsensor 60 betätigt. Ob wohl 8 den Mikroprozessor U2 und die Steuerungseinrichtung 50 als separate Elemente darstellt, die miteinander kommunizieren, sind andere Anordnungen möglich. Beispielsweise können beide in einer Steuerungseinrichtung kombiniert werden oder der Mikroprozessor vermag die Amplitudenmessungen zu erfassen, die Kapazität des kapazitiven Erfassungskissens zu berechnen und dann lediglich diesen Kapazitätswert an die Steuerungseinrichtung 50 auszugeben.
Das kapazitive Erfassungskissen 102 wird als eine erste Kapazität CS1 in Parallelschaltung mit einer Reihenkombination einer zweiten Kapazität CS2 und einem Widerstand R2 modelliert, wobei der Widerstand RS invers mit der Feuchtigkeit des Sitzes zusammenhängt. Die Kapazität des kapazitiven Sensors wird für einen trockenen Sitz durch CS1 dominiert und wird jedoch durch CS2 und RS beeinflusst, während die Feuchtigkeit des Sitzes zunimmt.
Die Kapazitätswerte für die Kondensatoren C1, CR1 und CR2 sind daran angepasst, den Dynamikbereich der Kapazitätsmessung über den Bereich der erwarteten Kapazitäten des kapazitiven Sensors 102 zu maximieren.
Die Information von dem Entfernungs-/Näherungssensor 200 kann eine nützliche Information bereitstellen, um das Verhalten des elektrischen Feldsensors 100 zu verifizieren oder zu diagnostizieren.
Bezugnehmend auf 10a–j stellt das Insassendetektionssystem 10 der vorliegenden Erfindung die geeignete Aktivierungsentscheidung für nahezu alle typische Situationen bereit. Beispielsweise in 10a, die einen leeren Sitz darstellt, und in 10b, die einen rückwärts gewandten Kleinkindersitz auf einem Fahrzeugsitz darstellt, würde der elektrische Feldsensor 100 die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 deaktivieren. In 10c, die einen normal sitzenden Erwachsenen darstellt, und in 10h, die einen Erwachsenen in einer nach hinten geneigten Position sitzend darstellt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 aktiviert werden, weil der elektrische Feldsensor 100 einen Insassen 5 detektieren würde, der auf dem Sitzunterteil 42 sitzt, und der Entfernungs-/Näherungssensor 200 würde nicht das Vorhandensein eines Objekts innerhalb der Gefahrenzone detektieren. In 10d, die einen normal sitzenden Erwachsenen darstellt, der eine Zeitung liest, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 aktiviert werden, weil der elektrische Feldsensor 100 einen auf dem Sitzunterteil 42 sitzenden Insassen 5 detektieren würde und der Entfernungs/Näherungssensor 200 – beispielsweise ein kapazitiver Sensor, ein elektrischer Feld sensor oder ein Radarsensor – nicht das Vorhandensein eines Objekts ausreichender Dichte in der Gefahrenzone detektieren würde. Falls jedoch der Entfernungs/Näherungssensor 200 ein Infrarotentfernungssensor oder ein Ultraschallentfernungssensor wäre, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 in dieser Situation durch diesen Sensor deaktiviert werden, was mit der Fähigkeit des Sensors, solche Objekte zu unterscheiden, zusammenhängt. In 10e, die einen normal sitzenden Erwachsenen mit einer Hand in der Gefahrenzone darstellt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 aktiviert werden, falls der Entfernungs-/Näherungssensor 200 vorzugsweise so kalibriert wäre, dass er nicht auf ein Objekt der Größe einer menschlichen Hand reagiert. In 10f, die einen nahe der Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 stehenden kleinen Insassen 5 darstellt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 sowohl durch den elektrischen Feldsensor 100, die einen leeren Sitz erfasst, als auch durch den Entfernungs-/Näherungssensor 200 deaktiviert werden, der ein Objekt in der Gefahrenzone erfasst. In 10g, die einen normal sitzenden Erwachsenen und ein stehendes Kind darstellt, und in 10j, die einen Erwachsenen darstellt, der nach vorne geneigt ist und vorne sitzt, würde die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 durch den Entfernungs-/Näherungssensor 200 deaktiviert werden. Schließlich würde in 10i, die einen sitzenden, nach vorne geneigten Erwachsenen darstellt, die Rückhaltebetätigungseinrichtung 39 durch den elektrischen Feldsensor 100 aktiviert werden, aber möglicherweise mit einer reduzierten Leistung, falls der Entfernungs-/Näherungssensor 200 Entfernungen außerhalb der Gefahrenzone zu quantifizieren vermag.
Falls es verpflichtend ist, dass der Airbag für alle kleine Insassen ausgeschaltet wird, kann das Erfassen der Gefahrenzone Verletzungen vermeiden, wenn sich ein außerhalb der korrekten Position positioniertes Kind zwischen dem Airbag und einem erwachsenen Insassen 5 (Kind auf dem Schoss) befindet oder wenn sich ein Erwachsener außerhalb der korrekten Position befindet. Falls es akzeptabel ist, den Airbag auszulösen, wenn Kinder weit von dem Airbagmodul entfernt sitzen, dann könnte der elektrische Feldsensor im Sitzunterteil zusammen mit dem Gefahrenzonensensor verwendet werden, um ein komplett dynamisches Ausschaltsystem zu bilden.

Claims

System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem (38), umfassend: a. einen ersten elektrischen Feldsensor (100) mit mindestens einer in einem Sitzunterteil (42) eines Fahrzeugsitzes (3) anbringbaren ersten Elektrode (103), wobei der erste elektrische Feldsensor (100) auf mindestens eine ein elektrisches Feld beeinflussende Eigenschaft eines Objekts auf dem Fahrzeugsitz (3) anspricht, b. einen ersten Entfernungs-/Näherungssensor (200) zum Erfassen des Vorhandenseins eines Objekts innerhalb eines Bereichs nahe einer Rückhaltebetätigungseinrichtung (76) des Sicherheitsrückhaltesystems (38), c. einen ersten Erfassungsschaltkreis (106), der betriebsfähig mit zumindest einer ersten Elektrode (103) des ersten elektrischen Feldsensors (100) gekoppelt ist, wobei der erste Erfassungsschaltkreis (106) ein erstes Signal reagierend auf zumindest eine ein elektrisches Feld beeinflussende Eigenschaft des Objekts nahe dem ersten elektrischen Feldsensor (100) erzeugt, und d. ein Steuergerät (50), das betriebsfähig mit dem ersten Entfernungs/Näherungssensor (200) gekoppelt ist, wobei das Steuergerät (50) reagierend auf den ersten Entfernungs-/Näherungssensor (200) den Typ eines Objekts auf dem Sitz (3) ermittelt und das Steuergerät (50) reagierend auf den Objekttyp die Betätigung des Sicherheitsrückhaltesystems (38) steuert, wobei der erste Erfassungsschaltkreis (106) ferner aufweist: i. einen Bezugskondensator (CRI), wobei die Kapazität des Bezugskondensators (CRI) über einen Temperaturbereich stabil ist, und ii. einen Schalter (Q1a) zum Schalten des Bezugskondensators (CRI) anstelle des ersten elektrischen Feldsensors (100), wobei der erste Erfassungsschaltkreis (106) die Messung des Bezugskondensators (CRI) mit der Messung des ersten elektrischen Feldsensors (100) vergleicht und das erste Signal abhängig von diesem Vergleich kalibriert, und wobei: das Steuergerät betriebsfähig mit dem ersten elektrischen Feldsensor (100) gekoppelt ist und den Typ eines Objekts auf dem Sitz (3) reagierend auf den ersten Entfernungs-/Näherungssensor (200) und das erste Signal unterscheidet.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem die zumindest eine erste Elektrode (103) so ausgestaltet ist, dass die Kapazität der mindestens einen ersten Elektrode (103) gegenüber einer Schaltungsmasse wesentlich größer für einen Belegungszustand ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Insassen in im Wesentlichen normaler Sitzposition auf dem Fahrzeugsitz (3) sitzend und einem großen Körper unmittelbar über dem Sitzunterteil, als für einen Belegungszustand, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem leeren Fahrzeugsitz (3), einem Babysitz auf dem Fahrzeugsitz (3), einem Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz (3), einer Sitzerhöhung auf dem Fahrzeugsitz (3), einem in einem Babysitz sitzenden Baby auf dem Fahrzeugsitz (3), einem in einem Kindersitz sitzenden Kind auf dem Fahrzeugsitz (3), einem auf einer Sitzerhöhung sitzenden Kind auf dem Fahrzeugsitz (3) und einem Insassen auf dem Fahrzeugsitz (3) in einer Stellung, die sich wesentlich von einer normalen Sitzposition unterscheidet.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem die Größe der mindestens einen ersten Elektrode (103) im Wesentlichen gleich einer zu erfassenden Fläche auf dem Fahrzeugsitz (3) ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät (50) ferner das erste Signal mit einem Schwellenwert vergleicht und der Schwellenwert so ausgeführt ist, dass das System im Wesentlichen nicht auf Objekte anspricht, die sich mehr als 50 mm oberhalb des Sitzunterteils befinden.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine erste Elektrode (103) nahe dem Ort eines Objekts angebracht ist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Babysitz auf dem Fahrzeugsitz (3), einem Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz (3), einer Sitzerhöhung auf dem Fahrzeugsitz (3) und einem auf dem Fahrzeugsitz (3) sitzenden Insassen.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine erste Elektrode (103) unter einem Sitzbezug des Fahrzeugsitzes angebracht ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine erste Elektrode (103) über einem Schaumpolster in dem Fahrzeugsitz (3) angebracht ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem 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, bei dem der Fahrzeugsitz (3) einen Sitzrahmen aufweist und der Sitzrahmen mit der Schaltungsmasse verbunden ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste elektrische Feldsensor (100) die Wirkung einer den Fahrzeugsitz (3) benässenden Flüssigkeit auf eine Impedanz zwischen der mindestens einen ersten Elektrode (103) und einer Masse abzuschwächen vermag.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Erfassungsschaltkreis (106) betriebsfähig mit jeder ersten Elektrode (103) gekoppelt ist, um ein Maß der Verteilung eines Objekts auf dem Fahrzeugsitz (3) anzugeben.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste elektrische Feldsensor (100) ferner mindestens eine zweite Elektrode und mindestens eine dritte Elektrode umfasst, wobei die mindestens eine dritte Elektrode zwischen der mindestens einen ersten Elektrode (103) und einem Schaumpolster des Fahrzeugsitzes (3) angeordnet ist und die mindestens eine zweite Elektrode zwischen der mindestens einen ersten Elektrode (103) und der mindestens einen dritten Elektrode angeordnet ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 12, bei dem die mindesten eine zweite Elektrode im Wesentlichen dieselbe Größe wie die mindestens eine erste Elektrode (103) hat.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 12, bei dem die mindestens dritte Elektrode elektrisch mit einer Schaltungsmasse verbunden ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 12, bei dem der erste Erfassungsschaltkreis (106) betriebsfähig mit mindestens einer zweiten Elektrode gekoppelt ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 15, bei dem der erste Erfassungsschaltkreis (106) ein erstes Anlegungssignal an die erste Elektrode (103) anlegt und ein zweites Anlegungssignal an die zweite Elektrode anlegt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 16, bei dem das zweite Anlegungssignal gleich dem ersten Anlegungssignal ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 12, bei dem der erste Erfassungsschaltkreis (106) betriebsfähig mit mindestens einer dritten Elektrode gekoppelt ist und der erste Erfassungsschaltkreis (106) ein drittes Anlegungssignal an die dritte Elektrode anlegt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 18, bei dem das dritte Anlegungssignal ein Schaltungsmassepotenzial ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem das erste Signal von der Kapazität zwischen der mindestens einen ersten Elektrode (103) und einer Schaltungsmasse abhängt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei der der erste Erfassungsschaltkreis (106) ein erstes Anlegungssignal an die mindestens eine erste Elektrode (103) anliegt.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 21, bei dem das erste Anlegungssignal ein erstes Schwingungssignal umfasst.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Entfernungs /Näherungssensor (200) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem elektrischen Feldsensor, einem Kapazitätssensor, einem Radarsensor, einem optischen Entfernungsmesssensor, einem aktiven Infrarotsensor, einem passiven Infrarotsensor, einem Sichtsensor, einem Ultraschallentfernungsmesssensor und einem induktiven Sensor.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 23, bei dem der Kapazitätssensor auf die Kapazität zwischen mindestens einer ersten Elektrode (103) und einer Schaltungsmasse anspricht.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 23, bei dem der Kapazitätssensor eine Mehrzahl Elektroden nahe einer Rückhaltebetätigungseinrichtung (76) des Sicherheitsrückhaltesystems (38) aufweist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Entfernungs/Näherungssensor (200) nahe einer Rückhaltebetätigungseinrichtung (76) des Sicherheitsrückhaltesystems (38) angeordnet ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Entfernungs/Näherungssensor (200) auf einen Teil des Körpers des Insassen innerhalb eines Bereichs nahe einer Rückhaltebetätigungseinrichtung (76) des Sicherheitsrückhaltesystems (38) anspricht.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Entfernungs/Näherungssensor (200) im Wesentlichen nicht auf Objekte mit niedriger Dichte anspricht.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät das erste Signal des ersten elektrischen Feldsensors (100) mit einem zweiten Signal vergleicht, welches von mindestens einer Messung des ersten Entfernungs-/Näherungssensors (200) abhängt, um festzustellen, ob der erste elektrische Feldsensor (100) ordnungsgemäß funktioniert.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät (50) das Sicherheitsrückhaltesystem inaktiviert, falls ein Insasse von dem ersten elektrischen Feldsensor (100) als nicht auf dem Fahrzeugsitz (3) sitzend erkannt wird.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät das Sicherheitsrückhaltesystem inaktiviert, falls ein Insasse von dem ersten elektrischen Feldsensor (100) für eine Zeitdauer größer als ein Schwellenwert nicht als auf dem Fahrzeugsitz (3) sitzend erkannt wird.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät (50) das Sicherheitsrückhaltesystem aktiviert, falls der erste elektrische Feldsensor (100) einen Insassen als auf dem Fahrzeugsitz (3) sitzend erkennt und der erste Entfernungs/Näherungssensor (200) keinen Teil des Insassen innerhalb des Bereichs nahe der Rückhaltebetätigungseinrichtung erfasst.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Entfernungs/Näherungssensor (200) eine Entfernungsmessung generiert und das Steuergerät (50) eine Betätigungscharakteristik des Sicherheitsrückhaltesystems anpasst, falls die Entfernungsmessung kleiner als ein Schwellenwert ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 33, bei dem die Betätigungscharakteristik zu einem Kollisionszeitpunkt abhängig von der Entfernungsmessung angepasst wird.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 33, bei dem der Schwellenwert einer Entfernung von einer Rückhaltebetätigungseinrichtung entspricht, innerhalb derer ein Insasse wahrscheinlich eine Verletzung durch das Sicherheitsrückhaltesystem erleidet, wobei die Verletzung größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Entfernungs /Näherungssensor (200) mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit arbeitet, um auf die Wirkungen einer Vorkollisionsbremsung auf den Insassen zu reagieren.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem das Steuergerät (50) ferner auf das erste Signal von dem ersten elektrischen Feldsensor (100) reagiert, falls das erste Signal angibt, dass ein Insasse nicht auf dem Fahrzeugsitz (3) sitzt, wobei das erste Signal die Kapazität des Insassen auf dem Fahrzeugsitz (3) ist und das Sicherheitsrückhaltesystem inaktiviert wird, falls die Kapazität kleiner als ein Schwellenwert ist.
System zum Erfassen eines Insassen in einem Fahrzeug mit einem Sicherheitsrückhaltesystem nach Anspruch 1, bei dem der erste Erfassungsschaltkreis (106) einen Entscheidungsschwellenwert abhängig vom Vergleich der Messung des Bezugskondensators (CRI) mit der Messung des ersten elektrischen Feldsensors (100) anpasst.