JP2008534366A - 車両シート上の人と対象物とを識別するための装置および方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、車両シート(1)の着座面(2)に人(6)が位置しているのかまたは中心の範囲(M)を含む着座面(2)の大きな部分にわたって配置されたほぼ平らな少なくとも1つの載着面(10)を備えた対象物(4)が位置しているのかを識別するための装置に関する。当該装置は、車両シート(1)と、面状に車両シート(1)の着座面(2)に分配されて配置された重量センサ(S,S)を備えたシートマット(3)と、重量センサ(S,S)の信号が供給されている評価ユニット(7)とを有している。当該装置は、着座面(2)の中心の範囲(M)が、凹状に車両フロアの方向に湾曲させられて成形されており、これによって、そこに配置された少なくとも1つの第1の重量センサ(S)が、中心の範囲(M)以外の着座面(2)の、対象物(4)によってカバーされる範囲に配置された複数の第2の重量センサ(S)よりも車両フロアの近くに配置されていることによって特徴付けられている。人(6)と対象物(4)との間のこのような識別は、特に対象物(4)がチャイルドシートである場合に重要となる。つまり、この場合、乗員拘束手段(9)の作動が決して生ぜしめられてはならない。

Description

本発明は、車両シートの着座面に人が位置しているのかまたは中心の範囲を含む着座面の大きな部分にわたって配置されたほぼ平らな少なくとも1つの載着面を備えた対象物が位置しているのかを識別するための装置であって、当該装置が、車両シートと、面状に車両シートの着座面に分配されて配置された重量センサを備えたシートマットと、重量センサの信号が供給されている評価ユニットとを有している形式のものに関する。
さらに、本発明は、車両シートと、面状に車両シートの着座面に分配されて配置された重量センサを備えたシートマットと、重量センサの信号が供給されている評価ユニットとを備えた装置を使用して、車両シートの着座面に人が位置しているのかまたは中心の範囲を含む着座面の大きな部分にわたって配置されたほぼ平らな少なくとも1つの載着面を備えた対象物が位置しているのかを識別するための方法に関する。
自動車における多数の技術的な使用事例において、自動車乗員によるシート使用は重要な入力量である。特にこれは乗員拘束システムに適用される。この乗員拘束システムの乗員拘束手段の効率的な使用、すなわち、人的被害を回避する使用は、しばしば車両乗員の着座位置に関連している。
ドイツ連邦共和国実用新案第20014200号明細書に基づき、自動車におけるシート使用認識のために、いわゆる「センサ付きシートマット」を使用することが公知である。このセンサ付きシートマットは、圧力に対して感応性の多数のセンサ素子から成っている。これらのセンサ素子は車両シートの着座面にわたって分配されて配置されていて、したがって、車両シートに着座している人またはそこに位置する物体によって着座面に加わる力を検出することができる。センサ素子は抵抗素子である。この抵抗素子は、これに作用する重量に応じて、その抵抗を変化させる。この抵抗変化は、抵抗素子における重量に関連したセンサ信号として検出することができる。
これによって、評価ユニットでのセンサ信号の評価により、着座分布を作成することができる。この着座分布につき、車両乗員の着座位置を逆推測することができるものの、シートに置かれた対象物も逆推測することができる。検出されたシート使用に関連して、乗員拘束手段、たとえばエアバッグの作動特性が、乗員保護システムの制御ユニットによって場合により変化させられ、これによって、車両乗員の目下の着座位置に応じた車両乗員に対する最良の保護が保証されている。この場合、事情により、たとえば1人の車両乗員が、作動させたい乗員拘束手段(エアバッグ)の過度に近傍に位置している場合には、1つの乗員拘束手段、たとえば1つのエアバッグの作動を完全に抑圧することが必要となり得る。
しばしば、物体を対象物と識別することは、乗員保護システムに対するシート使用認識時に特に重要である。たとえば、一般的に、車両事故時の、該当する車両シートに対応配置された乗員拘束手段(エアバッグ)の作動は、チャイルドシート、たとえば走行方向に対して後方に向けられたチャイルドシートがシート使用認識によって認識される事例では抑圧されなければならない。センサ付きシートマットのセンサ信号しか使用しない、車両シートにおけるシート使用を認識するためのシステムは、たとえばチャイルドシートと、極めて軽量の人、たとえばいわゆる「5%女性」、すなわち、女性の代表的な比較群の95%よりも軽量で小さいと仮定される女性とをしばしば不都合にしか識別することができない。ただし、5%女性の場合には、エアバッグは通常事例で作動させられることが望ましい。しかし、特に後方に向けられたチャイルドシートでは、特にエアバッグの作動が生ぜしめられないことが望ましい。なぜならば、これは、チャイルドシート内の子供を怪我させる恐れがあるからである。
したがって、車両シート上の物体、特にチャイルドシートの確実な認識のためには、しばしば手間のかかる付加的な認識システムが使用される。ドイツ連邦共和国実用新案第29619668号明細書に基づき、たとえば、トランスポンダをチャイルドシートに配置し、送受信アンテナを、チャイルドシートが組み付けられた車両シートに配置することが公知である。車両シートに設けられた送受信アンテナと、チャイルドシートに設けられたトランスポンダとの通信を介して、チャイルドシートを明確に認識することができる。
しかし、車両シート上の物体、特にチャイルドシートを認識するためのこのような付加的な認識システムは、乗員保護システムに技術的に手間をかけさせる。これによって、通常、より高いコストが乗員保護システムに対して生ぜしめられ、故障確率が事情により高められる。
本発明の課題は、車両シートの着座面に人が位置しているのかまたはほぼ平らな少なくとも1つの載着面を備えた対象物、特にチャイルドシートが位置しているのかを識別するための簡単な装置および簡単な方法を提供することである。
この課題を解決するために本発明の装置では、着座面の中心の範囲が、凹状に車両フロアの方向に湾曲させられて成形されており、これによって、そこに配置された少なくとも1つの第1の重量センサが、中心の範囲以外の着座面の、対象物によってカバーされる範囲に配置された複数の第2の重量センサよりも車両フロアの近くに配置されているようにした。
本発明による装置の有利な構成によれば、対象物によってカバーされる少なくとも1つの別の第2の重量センサよりも第1の重量センサに、対象物による割合的な重量負荷の50%よりも少ない、有利には30%よりも少ない、特に5%よりも少ない重量負荷がかかるようになっている。
本発明による装置の有利な構成によれば、第1の重量センサが、対象物の重量によって負荷されていない。
本発明による装置の有利な構成によれば、当該装置が、複数の第1の重量センサを有している。
本発明による装置の有利な構成によれば、対象物が、チャイルドシートである。
さらに、前述した課題を解決するために本発明の方法では、以下の方法ステップ:すなわち、着座面の中心の範囲に配置された少なくとも1つの第1の重量センサの信号の検出、中心の範囲以外の着座面の、対象物によってカバーされる範囲に配置された複数の第2の重量センサの信号の検出、第1の重量センサの信号と第2の重量センサの信号との比較、第1の重量センサの信号が、1つの第2の重量センサの少なくとも1つの信号の5%よりも少なくなる、有利には30%よりも少なくなる、特に50%よりも少なくなるやいなや、対象物の認識:を実行するようにした。
本発明による方法の有利な実施態様によれば、複数の第1の重量センサが設けられており、以下の方法ステップ:すなわち、複数の第1の重量センサの信号の検出、第1の重量センサの信号と第2の重量センサの信号との比較、1つの第1の重量センサの少なくとも1つの信号が、1つの第2の重量センサの少なくとも1つの信号の5%よりも少なくなる、有利には30%よりも少なくなる、特に50%よりも少なくなるやいなや、対象物の認識:を実行する。
本発明による方法の有利な実施態様によれば、対象物の認識時に乗員拘束手段の作動を常に抑圧する。
本発明による方法の有利な実施態様によれば、対象物が、チャイルドシートである。
前述した課題は、請求項1記載の装置によって解決される。この装置は、車両シートの着座面に人が位置しているのかまたは中心の範囲を含む着座面の大きな部分にわたって配置されたほぼ平らな少なくとも1つの載着面を備えた対象物、特にチャイルドシートが位置しているのかを識別するために働く。当該装置は、車両シートと、面状に車両シートの着座面に分配されて配置された重量センサを備えたシートマットと、重量センサの信号が供給されている評価ユニットとを有している。本発明によれば、着座面の中心の範囲が、凹状に車両フロアの方向に湾曲させられて成形されており、これによって、そこに配置された少なくとも1つの第1の重量センサが、中心の範囲以外の着座面の、対象物によってカバーされる範囲に配置された複数の第2の重量センサよりも車両フロアの近くに配置されている。
本発明は、車両乗員の重量が通常の着座姿勢では解剖学に起因して、ほぼ平らな載着面を備えた対象物の重量と完全に異なって着座面に分配されて加えられることを使用している。車両乗員は、通常、自身の重量の大部分を着座面の中心の範囲に自身の臀部を介して自動車シートに加える。しかし、これに対して、ほぼ平らな載着面を備えた対象物はその重量を平らな載着面を介して均一に分配して着座面に、特にこの着座面が同じく十分に平らに成形されている場合に加えることができる。
しかし、対象物によってカバーされる着座面の一部が車両フロアに向かって凹状に湾曲させられている場合には、対象物の重量が着座面に均一に分配されず、凹状湾曲を取り囲む着座面の箇所にしか分配されない。したがって、着座面の、凹状に湾曲させられた中心の部分範囲の内部に配置された1つの第1の重量センサは、凹状に湾曲させられた中心の範囲の外部に配置されたような第2の重量センサよりも極めてかなり少ない重量で負荷される。中心の範囲は、確かに、対象物によって同様にカバーされるが、しかし、対象物のほぼ平らな載着面と直接接触しない。第1の重量センサの信号または複数の第1の重量センサの信号と、対象物による比較的多くの重量負荷を受ける複数の第2の重量センサの信号との簡単な比較によって、人に比べて、このような対象物、特にチャイルドシートの極めて確実な認識を可能にすることができる。この場合、人は、逆に、まさに1つまたはそれ以上の第1の重量センサを、着座面の、湾曲させられた中心の範囲の外部の第2の重量センサよりも多い重量で負荷するようになっている。
前述した対象物、特にチャイルドシートの本発明による確実な認識のためには、完全に対象物によってカバーされる少なくとも1つの第2の重量センサよりも1つまたはそれ以上の第1の重量センサに、対象物による重量負荷の5%よりも少ない、有利には30%よりも少ないかまたは50%よりも少ない重量負荷すら作用するように、車両シートの着座面の湾曲が形成されていると有利である。
この場合、1つまたはそれ以上の第1の重量センサが、このような対象物による重量負荷を受けないと特に有利である。この場合、負荷された第2の重量センサの信号と、負荷されていない1つまたはそれ以上の第1の重量センサの信号との識別が特に簡単となる。
さらに、前述した課題は、車両シートと、面状に車両シートの着座面に分配されて配置された重量センサを備えたシートマットと、重量センサの信号が供給されている評価ユニットとを備えた装置を使用して、車両シートの着座面に人が位置しているのかまたは中心の範囲を含む着座面の大きな部分にわたって配置されたほぼ平らな少なくとも1つの載着面を備えた対象物が位置しているのかを識別するための請求項6記載の方法によって解決される。本発明による方法では、以下の方法ステップ:すなわち、着座面の中心の範囲に配置された少なくとも1つの第1の重量センサの信号を検出し;さらに、着座面の、対象物によってカバーされる範囲であるものの、中心の範囲以外に配置された複数の第2の重量センサの信号を検出し;1つまたはそれ以上の第1の重量センサの信号と、第2の重量センサの信号との比較を行い;1つまたはそれ以上の第1の重量センサの信号が、たとえば個々にまたは合計して、1つの第2の重量センサの少なくとも1つの信号の信号の5%よりも少なくなる、有利には30%よりも少なくなる、特に50%よりも少なくなるやいなや、対象物の認識:が実行される。
重量センサの信号の比較は、たとえば1つの第1の重量センサと、第2の重量センサの信号の平均値との比較として実施されてよい。その代わりに、複数の第1の重量センサの場合には、第1の重量センサの信号の平均値も比較のために使用することができる。しかし、第1の重量センサの信号と第2の重量センサの信号とは互いにそれぞれ個々に比較されてもよく、場合により、平均値の比較と組み合わされてもよい。対象物の認識は、重量センサの信号のこの比較もしくはこれらの比較に基づく結果につき行われる。
複数の第1の重量センサの使用時の別の有利な方法は請求項7に記載してある。
本発明による方法の使用分野を自動車技術の別の分野に使用することができない場合でも、この確実なかつ簡単な方法は、有利には、対象物としてチャイルドシートが認識される場合、ほぼ平らな載着面を備えた対象物の認識時に乗員拘束手段の作動が常に抑圧されることが望ましい乗員保護システムでの使用のために特に有利である。しかし、認識される別の対象物が乗員拘束手段の作動阻止に繋がるようにすることも可能である。たとえば、当該方法は、有利には、同じくほぼ平らな1つの載着面を有する大きな積層体またはこれに類するものの認識のために使用されてもよい。乗員拘束手段の作動は、このような対象物の場合には恐らく不要であり、乗員拘束手段の作動後の車両の修復による高い追加コストしかもたらさない。したがって、拘束手段を作動させないことが優遇されなければならない。
以下に、本発明を複数の図面につき説明する。
図1には、本発明による装置に対する1つの実施例が、シートレスト11と着座面2とを備えた自動車シート1と共に平面図で示してある。着座面2には、シートマット3が配置されている。このシートマット3は、重量に対して感応性のセンサS,Sを有している。このセンサS,Sでは、それぞれ1つのセンサ信号を評価ユニット7によって検出することができる。これは、センサS,Sに作用する重さについて説明している。符号Mを備えた縁付けられた範囲は、着座面2の面中心の範囲を成している。この範囲には、面中心の重量センサSが配置されている。
評価ユニット7は作動ユニット8に接続されている。この作動ユニット8は、衝突センサ(図示せず)、たとえば加速度センサまたは圧力センサの信号が、衝突事故に対して特徴的である場合に、乗員保護手段9,たとえばフロントエアバッグの作動を生ぜしめることができる。
着座面2における、破線で図示した正方形の面範囲10は、チャイルドシート4のほぼ平らな載着面を成している。この場合、チャイルドシート4の構成に応じて、ほぼ平らな載着面が必ずしも、閉じられた面10全体をとる必要はない。平らな面10は切欠きによって中断されていてよい。
図2には、図1に示した自動車シート1が横断線A−Aに沿った横断面図で示してある。着座面2には、チャイルドシート4が配置されている。このチャイルドシート4には、1人の子供5が位置している。中心の範囲Mでは、着座面が車両フロアの方向に凹状に湾曲させられて成形されている。チャイルドシート4の載着面10は、湾曲させられた着座面2の範囲Mよりも十分に多くの範囲をカバーしており、これによって、チャイルドシートの重量が、着座面2の、湾曲させられた範囲Mの外部に位置するような範囲にしか作用しない。したがって、チャイルドシート4と子供5との重量は、中心の範囲M以外の重量センサSによってしか検出されない。したがって、この重量センサSしか、重量に関連した、評価ユニット7によって測定可能なそれぞれ1つの信号を供給しない。
中心の範囲Mに設けられたセンサSは、チャイルドシート4と子供5との重量によって負荷されないかまたは中心の範囲M以外の複数の重量センサSに比べて極めて僅かしか負荷されない。
図3には、車両シート上の1人の人6が示してある。この人6の臀部は、車両シート1の着座面2の中心の範囲Mを、着座面2の、周辺の縁側の部分よりも著しく強く負荷している。そこには、中心の範囲M以外よりも比較的多くの重量が着座面2に加えられ、これによって、着座面の中心の範囲Mにおける中心の凹状湾曲が車両フロアの方向に付加的に増加させられる。
人6の重量の別の部分を、通常、車両内室のフロアが吸収する。なぜならば、そこには、通常、人の脚が位置しているからである。さらに、シートレスト11も重量を吸収する。なぜならば、人6は、通常、シートレスト11に寄り掛かっているからである。しばしば、アームレスト、コントロールホイール等も車両乗員の重量の一部を吸収する。なぜならば、車両乗員がそこに、有利には自身の腕を置いたり、掴まったりしているからである。
図4には、本発明による方法に対する実施例が示してある。
第1の方法区分Iでは、評価ユニット7が方法ステップ400で面中心の第1の重量センサSの信号を検出する。このセンサ信号から、方法ステップ600で重量値GWMが導き出される。この重量値GWMは、着座面2の面中心の範囲Mにおける重量負荷に対して特徴的である。たとえば、面中心の重量センサSのセンサ信号の、必要な場合に付加的な重み付き平均値が形成されてよい。得られた値GWMは、後続の方法ステップ800で閾値THと比較される。
第1の方法区分Iに対して同時にまたは時間的にずらされて行われる第2の方法区分IIでは、方法ステップ400’で着座面2の中心の範囲M以外の第2の重量センサSのセンサ信号が検出され、すでに方法ステップ400で行われていない事例において、第1の重量センサのセンサ信号が検出される。
次の方法ステップ600’では、すでに方法ステップ600で行われていない場合、面中心における重量負荷に対して特徴的である値GWMが、第1の重量センサの信号から導き出される。同じく、着座面2の中心の範囲M以外の重量負荷に対して特徴的である相応の値GWRが、第2の重量センサSの信号から検出される。
次の方法ステップ800’では、両値GWM,GWRの差が閾値TH’と比較される。この差が閾値TH’を、たとえば5%、30%、50%またはそれ以上のパーセントだけ上回る場合、これは、1人の人6が着座面2に恐らく位置していて、対象物ではないことの示唆である。さらに、値GWMが閾値THを上回る場合、これは、車両シート上の1人の人6の別の示唆である。方法ステップ900では、この両示唆が互いに論理的に結合され、結果として、後続の方法ステップ1100で着座面2上の1人の人6の存在が認識される。
しかし、両値GWM,GWRの差が閾値TH’を下回る場合には、たとえば1台のチャイルドシート4が着座面2に位置していることが仮定され得る。同時に値GWMが閾値THを下回る場合、これは、着座面2上の1台のチャイルドシート4の別の示唆と見なされ得る。したがって、方法ステップ1000で、この両情報が互いに論理的に結合され、着座面2上の1台のチャイルドシート4の存在が、後続の方法ステップ1200で確認される。
1人の人6または1台のチャイルドシート4が自動車シートの着座面2に存在しているかどうかという情報は、記憶された固有のアルゴリズムによって評価するために評価ユニット7に供給される。このことは、図5に方法ステップ1400によって示してある。さらに、評価ユニットのアルゴリズムには、適切なクラッシュセンサからクラッシュ信号が供給される。このクラッシュ信号はアルゴリズムによって評価することができる。この評価につき、評価ユニットに、事故状況が存在しているか否かの情報が付与される。
したがって、アルゴリズムは、後続の方法ステップ1500で、たとえば所定のエアバッグの点火が必要であるか否かを決定する。クラッシュ信号に基づく所定のエアバッグの点火が不要である場合には、評価ユニット7が後続の方法ステップ1600で、エアバッグの点火が行われないことを決定する。
1台のチャイルドシート4が着座面2に認識された場合には、クラッシュ信号が車両事故を示唆している場合でなくても、決してエアバッグは作動させられない。このことは、図5に、アルゴリズムに対する方法ステップ1400を成す欄を通って案内されている矢印によって示してある。
しかし、所定のエアバッグの点火が必要であり、同時に1人の人が車両シートに認識された場合には、評価ユニット7が後続の方法ステップ1700で、所定のエアバッグが作動させられるべきであることを決定する。
本発明による装置を、着座線と着座面とを備えた自動車シートと共に示す平面図である。 着座面に1台のチャイルドシートを備えた、図1に示した自動車シートの横断面図である。 図2と同様の車両シートを示す図であるものの、着座面に1人の人が存在している。 本発明による方法を示す図である。
符号の説明
1 車両シート、 2 着座面、 3 シートマット、 4 チャイルドシート、 5 子供、 6 人、 7 評価ユニット、 8 作動ユニット、 9 乗員保護手段、 10 載着面、 11 シートレスト、 M 範囲、 S 重量センサ、 S 重量センサ

Claims (9)

  1. 車両シート(1)の着座面(2)に人(6)が位置しているのかまたは中心の範囲(11)を含む着座面(2)の大きな部分にわたって配置されたほぼ平らな少なくとも1つの載着面(10)を備えた対象物(4)が位置しているのかを識別するための装置であって、
    当該装置が、
    −車両シート(1)と、
    −面状に車両シート(1)の着座面(2)に分配されて配置された重量センサ(S,S)を備えたシートマット(3)と、
    −重量センサ(S,S)の信号が供給されている評価ユニット(7)と
    を有している形式のものにおいて、
    着座面(2)の中心の範囲(11)が、凹状に車両フロアの方向に湾曲させられて成形されており、これによって、そこに配置された少なくとも1つの第1の重量センサ(S)が、中心の範囲(11)以外の着座面(2)の、対象物(4)によってカバーされる範囲に配置された複数の第2の重量センサ(S)よりも車両フロアの近くに配置されていることを特徴とする、車両シートの着座面に人が位置しているのかまたは対象物が位置しているのかを識別するための装置。
  2. 対象物(4)によってカバーされる少なくとも1つの別の第2の重量センサ(S)よりも第1の重量センサ(S)に、対象物(4)による割合的な重量負荷の50%よりも少ない、有利には30%よりも少ない、特に5%よりも少ない重量負荷がかかるようになっている、請求項1記載の装置。
  3. 第1の重量センサ(S)が、対象物(4)の重量によって負荷されていない、請求項1または2記載の装置。
  4. 当該装置が、複数の第1の重量センサ(S)を有している、請求項1から3までのいずれか1項記載の装置。
  5. 対象物(4)が、チャイルドシートである、請求項1から4までのいずれか1項記載の装置。
  6. −車両シート(1)と、
    −面状に車両シートの着座面に分配されて配置された重量センサ(S,S)を備えたシートマット(3)と、
    −重量センサ(S,S)の信号が供給されている評価ユニット(7)と
    を備えた装置を使用して、車両シート(1)の着座面(2)に人(6)が位置しているのかまたは中心の範囲(11)を含む着座面(2)の大きな部分にわたって配置されたほぼ平らな少なくとも1つの載着面(10)を備えた対象物(4)が位置しているのかを識別するための方法において、
    以下の方法ステップ:すなわち、
    −着座面(2)の中心の範囲に配置された少なくとも1つの第1の重量センサ(S)の信号の検出、
    −中心の範囲(11)以外の着座面(2)の、対象物によってカバーされる範囲に配置された複数の第2の重量センサ(S)の信号の検出、
    −第1の重量センサ(S)の信号と第2の重量センサ(S)の信号との比較、
    −第1の重量センサ(S)の信号が、1つの第2の重量センサ(S)の少なくとも1つの信号の5%よりも少なくなる、有利には30%よりも少なくなる、特に50%よりも少なくなるやいなや、対象物(4)の認識:
    を実行することを特徴とする、車両シートの着座面に人が位置しているのかまたは対象物が位置しているのかを識別するための方法。
  7. 複数の第1の重量センサ(S)が設けられており、以下の方法ステップ:すなわち、
    −複数の第1の重量センサ(S)の信号の検出、
    −第1の重量センサ(S)の信号と第2の重量センサ(S)の信号との比較、
    −1つの第1の重量センサ(S)の少なくとも1つの信号が、1つの第2の重量センサ(S)の少なくとも1つの信号の5%よりも少なくなる、有利には30%よりも少なくなる、特に50%よりも少なくなるやいなや、対象物(4)の認識:
    を実行する、請求項6記載の方法。
  8. 対象物(4)の認識時に乗員拘束手段(9)の作動を常に抑圧する、請求項6または7記載の方法。
  9. 対象物(4)が、チャイルドシートである、請求項6から8までのいずれか1項記載の方法。
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