JP2005534035A - シートを占有する対象を分類する際の方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、例えば分類に依存して車両（５）における拘束システムのトリガを確実に制御するためにシート（４）を占有する対象を分類する際の方法および装置に関する。シート（４）を占有する人間（６）に作用する加速力に基づくこの人間（６）のダイナミクスが使用される。これらの力の物理量、シート（４）の着座面（１）に人間（６）の質量によって及ぼされる力ならびにこの力の変化から、冗長的な物理量として使用するために、質量、重心（７）の位置ならびに別の身体的な物理量を求めることができ、確実な分類に使用される。

Description

従来技術
本発明は、例えば分類に依存して車両における拘束システムを制御するためにシートを占有する対象を分類する際の方法および装置に関する。

事故の際に車両の乗員を保護するために、通常一般的には、車両のシートはシートベルトのような可逆性の拘束手段だけでなく、事故を検知するとトリガされる、例えば火工技術的に点火されるエアバッグのような非可逆性の拘束手段も装備している。

しかしながら事故が発生した場合でさえも、誤りのある点火または不適当な時点の点火は、エアバッグが点火されない、または多段式のエアバッグにおいて異なるやり方で点火される場合には生じないであろう危険な負傷に繋がる可能性がある。さらには、例えばシートが占有されていない場合、または人間ではなく単に物体が載せられている場合には不必要な点火は回避されるべきである。

従来技術によれば例えば、シートの着座面に配置されているセンサを用いてチャイルドシートを識別すること（ＵＳ−Ａ−５，５７０，９０３）、またはビデオモニタリングによって占有状態を識別すること（ＵＳ−Ａ−５，９８３，１４７）が公知である。

もっともこれらは未だ十分なものではない。むしろ、その都度の状況によっては好適ではないトリガ、それどころか場合によっては危険なトリガを回避するためには、シートを占有している人間が大きいか小さいか、体重は重いか軽いか、計器盤の近くにいるか否か、またはシートにもたれているか否かを識別することが必要である。その都度の状況に依存して事故時には拘束手段が多様に制御されるべきであり、このことは殊に多段式に点火可能なエアバッグにとって、また殊に同乗者のエアバッグに該当する。グループ分け、分類が十分なものであることが証明された。

これに関して今日のところいわゆるＯＣシステム（乗員分類システム）が開発されている。このシステムは体重と人間の坐骨結節間隔との間の経験的に確定された関係を基礎とする。したがって例えばマトリクス状に配置されているシート内の圧力センサを用いて圧力プロフィールを検知して分析することができる。この分析は第一にシートが占有状態であるか非占有状態であるかを検知することもできる。さらにはシートが占有されている場合には、チャイルドシートかその他の物体か人間が存在するかを判別することができる。

対象として人間が識別された場合には、圧力プロフィールの相応の分によって経験的な知識に基づきさらなる分類を行うことができ、この分類は着座している人間の身体の大きさおよび体重に対応する。さらには適切なセンサを用いてシートにおける対象の絶対的な重さを識別することもできる。例えば対象が載っているシートの重さを、例えば歪みゲージを用いて測定することができる。他方では圧力シートのようなシート自体に取り付けられているセンサを用いて、占有状態のシートと非占有状態のシートとの圧力の差、したがって対象の絶対的な重さも検知することができる。

従来の分類は経験的な知識を利用するが、もっともその都度の関心の対象となる個々の具体的な事例においては、拘束手段の制御時に誤りのある結果が生じる可能性がある。

発明の利点
したがってこれに基づく本発明の課題は分類の精度を改善することである。

本発明の別の課題は、相応の方法を実施するための装置を提供することである。

この課題は請求項１の特徴により解決される。本発明は従属請求項の特徴によりさらに構成される。

本発明は先ず、求められる物理量の比較的高い冗長性が所望の改善につながるという認識を基礎とする。さらに、考察するシートにおける対象も車両のダイナミクスに基づき対象に動的に作用する力にさらされているという認識も基礎とする。さらにはこの動的な力は測定することができる。すなわち、その物理量に応じて確定することができる。この力の知識およびこの力に起因する対象の位置の変化の性質によって、公知の物理的な法則に基づき対象、殊にシートに着座している人間の身体的な物理量、例えば質量、（シート上の）質量体の重心の高さ、この重心の高さ／幅比を非常に正確に推定することができる。これらの物理量は、事故発生時にトリガ手段の制御を実施する際に基礎とされる関連のある物理量を検出する際の冗長性を高め、殊にシートを占有する人間の区別また必要に応じて分類はトリガ手段の制御にとって重要である物理量を考慮して改善されている。これに関して、ここで関連する（付加的な）物理量を求めるために従来の内部空間システムまた可能であれば既存の内部空間システムを使用することができるので付加的なセンサは必要とされない、または僅かに新たな付加的なセンサが必要とされるだけである。そのような内部空間識別システムはビデオモニタリング、歪みゲージを用いる絶対的な重量の検知、超音波、レーダシステム、ＯＣ格子マットなどである。

以前の出願（内部書類番号Ｒ．３９５３１）からは、着座している人間によってシートに加えられる圧力プロフィールのダイナミクスを検知し、このダイナミクスに基づき対象ないし人間が静止しているか動いているかを表すダイナミクスファクタを導出することが公知である。この情報はダイナミクスファクタが動かない対象または人間に由来するかを、人間であれば別の動的な特性を有するということに基づき評価することができ、したがってトリガ手段が制御されるべきか否かという問いの際にこの情報を相応に考慮することができる。

図面
本発明を図面に示した概略的な実施例に基づき以下詳細に説明する。ここで、
図１は本発明による構成を実施するための装置の概略図であり、
図２は本発明による構成の機能の原理を略示したものである。

実施例の説明
図１は略示された自動車５における、着座面１、シートバック２およびヘッドレスト３からなるシート４を示す。図１はさらに、シート４に着座している対象としての人間６およびこの人間６の重心７を示す。シート４には事故または他の危険な状況の際に人間６を保護するための拘束システムがそれ自体公知のやり方で配属されている。非可逆性に制御される拘束システム８、例えばエアバッグ、火工技術的に点火可能なシートベルトプリテンショナなどがブロックによって概略的に示されている。この拘束システム８は、判定基準が検知および算出されたことに基づいて人間６にとって危険な事象を仮定できる場合には、制御装置９によってトリガないし点火される。

周知であるので詳細には説明しないが、シート４ないしこのシート４の着座面１がそもそも占有されているか否かが先ず検査される。何故ならばシート４が占有されていない場合には、制御装置９による拘束システム８のトリガは問題にならないからである。

さらに拘束システム８は人間６がシート４に存在する場合のみトリガされるシート４に対象、例えばチャイルドシートが存在する場合にはトリガされないことが重要である。シート４に存在する人間６とシート４に存在する対象の区別は例えばまた殊に、着座面１に作用する圧力分布、圧力プロフィールが検知されることによって達成でき、このことは図１に圧力センサ１０によって概略的に示されている。人間６は間隔を置く２つの坐骨結節を介して着座面１、したがって圧力センサ１０に作用を及ぼし、それに対して対象、またチャイルドシートは著しく異なる圧力プロフィールに応じて圧力センサ１０に作用を及ぼす。

そのような圧力プロフィールはシート４ないし着座面１における少なくとも２つ、有利には３つまたは４つの別個に間隔が置かれた圧力センサによって求めることができる。いわゆるＯＣマットの意味では圧力センサのマトリクス状の配置が有利である。

そのような圧力プロフィールに対応する信号Ｄないし信号の相応のグループは通常の場合、従来通りにシート４の占有状態も占有されているものとして確認することができ、またシート４ないし着座面１に作用する質量、例えば（静止している）人間６の重心７において生じる垂直方向の力成分ｚも確認できる。

例えば、圧力センサ１０を用いて求めることができる坐骨結節間隔およびその重量成分ないしｚ成分から経験的なデータに基づいて、既に人間６の物理量ないし人間６の重心７の高さの物理量を推定することができる。すなわち分類を実施することができる。

すなわち信号Ｄによって制御回路１１は人間６の質量および／または人間６の重心７に応じる信号を制御装置９に対する制御信号を計算するために、単独でまたは別の信号と組み合わせて使用することができる。後者の場合には既に冗長性が改善される。

本発明によれば、水平レベルでの人間６の加速度したがって殊に人間６の重心７の加速度が少なくとも定性に検知される場合には、人間６の重心７の位置を非常に正確に決定することができる。障害物に衝突すると、人間６したがって人間６の重心７は、矢印１２によって示されている動的な運動にさらされ、この際垂直平面におけるこの運動は制止できないものとみなすことができ、したがって車両側のセンサを用いて求められた車両５の加速度と同一視できる。

すなわち、車両５内の水平レベルでの少なくとも２つの加速度センサ（詳細には示していない）を用いて、動的な運動すなわち水平レベルにおける人間６ないし人間６の重心７の加速運動を検出することができる。このことは図１にはｘ成分およびｙ成分によって示されている。

図１においてはこのことはさらに、計算回路１３が例えば相応の加速度センサからの外部信号を受信し、またこの外部信号をｘ成分およびｙ成分の計算のために使用および評価して、制御回路１１に供給することによっても概略的に示されている。そのようなセンサを用いて場合によってはｚ成分も（付加的に）求められることが破線によって示されている。このｚ成分は前述したように信号Ｄに基づき求めることもできる。

したがって矢印１２によって示されている人間６のダイナミクスは、外部から作用する力に基づく人間６の位置の変化の性質を決定する。この力が物理量にしたがっても既知である場合には、人間６および人間６の重心７の実際の位置を非常に正確に決定することができ（例えばGillespie, T. D., Fundamentals of Vehicle Dynamics, Society of Automotiv Engineers Inc., Warrendale, USA, 1992および／またはKuypers, F., Klassische Mechanik, 3. Aufl., VHC Verlagsgesellschaft GmbH, Weinheim, 1990を参照されたい）、また冗長性によって検知が改善されているという点では拘束システム８のトリガを目的とした分類に使用することができる。さらには、いずれにせよ他の物理量と共に、実質的それどころか冗長的に、質量、重心７の高さ、しかしながらまた重心７の高さ／幅比（この際幅は傾斜運動時の重心の横方向の移動に対する尺度を表す）も決定することができ、また制御装置９を用いて拘束システム８、殊にエアバッグを可能な限り最適にその都度の危険な状況に依存する制御を目的とした分類に使用することができる。

ここで説明した機能原理を再び図２に示している。

人間６のダイナミクスの上述した使用に必要とされる信号が通常既に車両において求められると、付加的なセンサはもはや必要なくなる。

本発明によるやり方を実施するための装置の概略図である。 本発明によるやり方の機能の原理を概略的に示したものである。

Claims (9)

1. 例えば分類に依存して車両（５）における拘束システム（８）を制御するためにシート（４）を占有する対象を分類する際の方法において、
   水平レベルにおいて前記対象（６）に作用する力を物理量にしたがい検知し、
   前記水平レベルに垂直の方向における、前記対象（６）によって前記シート（４）に及ぼされる力を物理量にしたがい検知し、
   前記対象に及ぼされる力の時間的な変化を少なくとも検知し、検知された該力の物理量および該力の時間的な変化の性質から、前記対象（６）の身体的な物理量を少なくとも決定し、例えば計算し、分類に使用することを特徴とする、シート（４）を占有する対象を分類する際の方法。
2. 検知された前記力から前記対象の重心（７）の位置、質量（体重）および／または前記対象（６）の重心（７）の高さおよび／または前記対象（６）の重心（７）の高さ／幅比を計算する、請求項１記載の方法。
3. 前記対象（６）の別の特性量と共に前記身体的な物理量を分類に使用する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記対象（６）に及ぼされる外的な力は動的な力である、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 垂直方向において前記シート（４）に及ぼされる力および前記シート（４）における該力の分布に基づき、対象としての物体と人間（６）とを区別し、前記分類を前記人間（６）が対象として区別された場合にのみ実施する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記区別のために前記シート（４）ないし該シート（４）の着座面（１）に及ぼされる圧力プロフィールを検知して区別する、請求項５記載の方法。
7. 請求項１から６までのいずれか１項記載の方法を実施する際に使用する装置において、
   対象（６）に及ぼされる動的な力を検知するために車両（５）内に加速度センサが設けられていることを特徴とする、装置。
8. 前記対象（６）の圧力プロフィールを検知するために、シート（４）内に間隔をおいて配置されている少なくとも２つのセンサが設けられている、請求項７記載の装置。
9. ３つまたは４つのセンサまたはマトリクス状に配置された６つのセンサが設けられている、請求項６記載の装置。

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