JP4431614B2 - 車両座席の占有状態を識別するシステム - Google Patents

Description

本発明は車両座席の占有状態を識別するシステムに関する。そのために、車両座席の座席面上には複数の測定素子が平面状に配置されており、これらの測定素子において重量に応じた電気信号がタップされる。これらの測定素子は複数のネットワーク内に配置されており、それぞれのネットワーク内では、各ネットワークに関しての全電気信号が求められるように相互に接続されている。そのため、例えば各ネットワークに接続されている評価ユニットは、ネットワークが占有されているのか占有されていないのかを判定することができる。車両乗員をできるだけ良好に保護するために、衝突事故の際に乗員拘束手段のトリガが必要であるならば、乗員拘束手段のトリガはこの判定に応じて適合化される。

刊行物ＤＥ １０１ ６０ １２１ Ｃ２およびＤＥ １０２ ２３ ２１８ Ａ１からは、測定素子として、例えば、重量を感知する抵抗素子を使用することが公知である。なお、これらの刊行物では、抵抗素子は座席マットの表面に配置されており、座席マット自体は車両座席の座席面上に配置されている。例えば物体または車両乗員に起因する重量が抵抗素子に対して作用すると、評価ユニット内に格納されている依存関係（特性曲線）に従って測定素子の電気抵抗が変化する。電気抵抗の変化は適切な評価電子装置によって検出され、抵抗値と印加された重量との間の既知の依存関係に基づいて、ほぼ抵抗素子に作用する重量に相当する１つの値に変換される。車両乗員を最適に保護するために、乗員拘束手段のトリガは、場合によっては、作用する重量による力の大きさ及び／又は分布に依存して制御される。

さらに、公開公報ＵＳ ２００１／００４００５６ Ａ１と特許ＥＰ ０ ８５０ １５４ Ｂ１とからは、座席マットの抵抗素子からさまざまな値を得るために、複数のネットワーク内で重量感知抵抗素子を接続することが公知であり、抵抗素子からのさまざまな値はさらに、場合によっては、車両乗員の着座位置に関する上記の意味で有益な情報を提供することができる。

公開公報ＤＥ １０１ ４２ ８１３ Ａ１からは、さらに、車両座席の安全ベルトが着用されているか否かをベルトバックルセンサが識別するシステムが公知である（［０００２］）。相応する信号は評価ユニットに伝達され、評価ユニットはそれにしたがって例えば警報ランプを点灯させる又は警報音を出すなどして車両乗員に警告を発する。

しかし、車両において安全ベルトがベルトバックルにはまっていないことが検出された場合にはいつもすぐに警報信号が出されるのであれば、これは乗客にとって不要又は邪魔でさえありうる。つまり、自動車の座席に乗客がいない場合には、これは不要又は邪魔である。それゆえ、普通は相応する警報を発する前に、車両座席がそもそも人によって占有されているか否かが検査される。そのためには、例えば、既知のセンサ座席マットの信号又は他の座席占有状態識別システムの信号の評価を利用してもよい。

車両乗員の健康および生命さえもが乗員拘束手段のトリガに左右される場合がありうる。それゆえ、通常は、衝突発生の際、疑わしければ、車両座席に乗員が検出されたら、いずれにせよ乗員保護手段をトリガすべきである。それも、あまり発生することのない、したがってまた乗員検出にとっての情報的価値の低い信号だけに基づいて車両乗員の存在が検出される場合でさえ、乗員拘束手段をトリガすべきである。

それに対して、安全ベルト未着用の警報を発する前には、比較的確実に車両乗員を検出すべきである。例えば、助手席に荷物が置かれただけでこのような警報がトリガされるようであってはならない。

それゆえ、本発明の課題は、車両座席の占有状態を識別する公知のシステムを改良して、必要な場合には、着座している車両乗員の検出が低い信頼性で為された場合でも乗員拘束手段のトリガ動作が変更されるようにする一方で、安全ベルト未着用の警報を発するにはさらに、実際に車両乗員が存在していることの確認が要求されるようにすることである。

上記課題は請求項１記載のシステムにより解決される。

本発明による車両座席の占有状態を検出するシステムは、車両座席の座席表面に、それぞれ印加された重量による力を検出することのできる測定素子を有しており、これらの測定素子は、各ネットワークについて全電気信号が求められるように、複数のネットワーク内で相互に接続されており、評価ユニットが、この全電気信号から、ネットワークが占有されているか否かを判定することができる。例えば、フロントエアバッグ、サイドエアバッグ、膝エアバッグ、カーテンエアバッグ、拘束ベルトなどの乗員拘束手段のトリガは、少なくとも１つのネットワークまたはいくつかのネットワークの組合せが占有されている場合に制御される。さらに、本発明による評価ユニットは、ベルトバックルセンサの信号から、車両座席の安全ベルトが着用されているか否かを識別する。これに基づいて、本発明によるシステムでは、安全ベルトが着用されておらず、かつ同時に、車両の縦方向または横方向において既に識別されたネットワークに隣接して配置されている別のネットワークが占有されている場合にのみ、車両室内に安全ベルト未着用の警報を発する。

本発明にしたがってセンサマットをいくつかのネットワークに分割すれば、各ネットワークについて、車両座席の占有状態を求めることができる。しかし、多くの組合せは車両乗員による占有としては妥当でない。例えば、占有された２つのネットワークが測定素子の平面的配置において対角線上で向き合う端部にある場合、それは車両乗員を示唆するというよりも、むしろ物体の２つの支持点を示唆する。しかし、このような場合でも、例えばこの車両座席のエアバッグをトリガすべきであろう。というのも、人が車両座席において異常な姿勢になることもあり得るからである。しかしながら、その場合、安全ベルトが締められていなくても、それに対する警告を行わなくてもよい。

本発明の有利な実施形態は従属請求項に示されており、請求項１とさまざまな特徴との有意義な組合せが可能となっている。

有利には、占有されている各ネットワークにとって、または占有されているネットワークの各グループにとっても、乗客室に対して安全ベルト未着用の警報を発するためには必ず検出されなければならない別の占有ネットワーク、または別の占有ネットワークのグループが、制御規則から知られる。こうすることで、乗員保護手段のトリガの制御と安全ベルト警報の発令の判断が特に容易になる。この規則は、例えば、評価ユニットのメモリ内の割当てテーブルに格納することができる。

本発明によるシステムは、測定素子が並列接続された抵抗であり、その抵抗値が印加された重量による力により特性曲線にしたがって変化するものである場合に、特に有利である。重量に応じて変化する測定素子の抵抗は、抵抗ネットワークを通る電流が一定に保たれている間に、例えば、抵抗素子または抵抗素子のネットワークにおける電圧の形で検出することができる。同様に、もちろん抵抗または抵抗ネットワークを通る重量に応じて変化する電流も、抵抗または抵抗回路の供給電圧が一定に保たれている間に測定することができる。まさに抵抗素子のこのような並列回路において、抵抗ネットワークは占有状態を求めることのできる最小の面積を定めている。車両座席の占有状態を識別する他のシステムは座席表面上に平面的に分布して配置されたセンサ素子を有しており、これらのセンサ素子は個別に扱われる。上記の他のシステムでは、座席占有状態を評価するために利用することのできる最小の面積単位は単に個々のセンサ素子のアクティブなセンサエリアであるにすぎない。本発明によるさまざまな検査段階は単に評価ユニットにおいて比較的大きな計算コストをかければ求めることができる。

さらに、並列の抵抗素子の場合には、ネットワークの前に直列に保護抵抗を挿入すると特に有利である。このような保護抵抗は関連するネットワークの短絡検出のために使用することができる。

以下では本発明を実施例に基づき詳細に説明する。 Es zeigen:
図１は、本発明によるシステムの実施例を示しており、
図２は、個々のネットワークの組合せに対する制御テーブルを示しており、
図３は、本発明によるシステムの実施例を方法の流れとして示しており、
図４は、本発明によるシステムの測定素子の配置の実施例を示している。

図１は車両座席２を平面図で示したものであり、車両座席には、見易さの理由から例えば図４の可変抵抗のような測定素子の４つのネットワーク３，４，５，６だけから成るセンサ座席マット２１が配置されている。

ネットワーク３および４は車両の縦方向（走行方向）において２つのネットワーク５および６の前に配置されている。さらに、ネットワーク３および４は横方向においては互いに隣り合って配置されている、つまり、車両座席２上で２つのネットワーク３および４を覆っている重量感知面が座席マット２１の線に沿って互いに境を接している。後方の２つのネットワーク５および６についても同じことが言える。

ネットワーク３，４，５，６はそれぞれ端子Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を有しており、各ネットワーク３，４，５，６の全信号はそれぞれこれらの端子を介して評価ユニット７に伝送される。評価ユニット７はこれに相応して信号の評価に適した評価電子装置を含んでおり、センサ座席マット２１の上に配置されている。しかし、同様に、評価ユニット７を車両の別の箇所に、例えば、図示されている中央制御ユニット８の中に配置してもよい。評価ユニット７にはさらに、車両座席２に配置された安全ベルト１０がはめられているかを判定するベルトバックルセンサ１２の信号が供給される。同様に、車両座席２においてベルトを締めた車両乗員１１も図示されている。

評価ユニット７は、例えば２進コード化されたデータパケットなどの信号を、図示された接続ラインを介して、中央制御ユニット８に伝送する。伝送された信号は、一方では、安全ベルト１０が着用されていない場合に、それを車両乗員に示す車両客室内の警報ランプ１５を作動させるべきか否かを中央制御ユニット８に知らせ、他方では、中央制御ユニット８に対して、例えば、加速度センサおよび／または圧力センサから供給された信号によって、深刻な衝突事故の示唆がなされるとすぐに、中央制御ユニット８に接続されているトリガユニット９によりエアバッグ１４を作動させるべきか否かを中央制御ユニット８に知らせる。

図２には、乗員拘束手段のトリガ動作の制御および／または安全ベルト未着用１０に関する警報１５の発令のための判断テーブル１６が示されている。

テーブルの第１行には、ネットワーク３，４，５および６が記入されており、その下の行には占有状態が、すなわち、ネットワーク３，４，５，６が占有されていれば論理値１が、ネットワーク３，４，５，６が占有されていなければ論理値０が記入されている。最後の２つの列には、拘束手段１１のトリガ動作の制御に関して、座席占有状態識別に関するそれぞれの推論が"ＰＰＤ"（乗員存在検出）という概念のもとに記入されており、安全ベルト１０の未着用に対する警報１５の発令に関する相応する推論は"ＳＢＲ"（シートベルトリマインダ）として表示されている。

テーブルの第２行では、すべてのネットワーク３，４，５，６が占有（１）の状態で示されており、フィールド"ＳＢＲ"および"ＰＰＤ"も同様である。したがって、ここでは、自動車座席２上の車両乗員１１が確実に検出される；この状態は図1に示されている。したがって、フィールド"ＳＢＲ"および"ＰＰＤ"はそれぞれ１で占められている。"ＳＢＲ"が１であるということは、安全ベルト１０が着用されていない場合に、相応する警報１５を発するべきであることを意味している。"ＰＰＤ"は、場合によっては乗員拘束手段のトリガ動作を発動する可能性があるということを意味する。しかし、乗員は車両座席上にいるのであるから、通常はそれに加えて、例えば検出された車両乗員の大きさおよび重量に関して、信号のさらに広範な評価が行われる。それどころか、必要ならば、利用可能な他の信号、例えば、車両室内カメラ、非活性、容量性、または類似の重量センサなどの信号も考慮される。通常、そうしてはじめて、例えばフロントエアバッグを場合によって部分的にトリガするのか、またはまったくトリガしないのかが決定される。

テーブル１６の続く４つの行は、０の記入によって分かるように、少なくとも１つのネットワーク３，４，５，６が占有さていない場合にも、これらの推論が導き出されることを示している。

しかし、対角線上で向き合ったネットワーク３と６、または４と５だけが占有されている場合には、安全ベルト１４が着用されなかった場合でも、安全ベルト警報１５は出されない。このことは、"ＳＢＲ"で表されている列の中の２回の０によって示されている。冒頭で既に述べたように、占有されたネットワークのこのような組合せが車両乗員によって引き起こされるということはとてもありそうにないことである。それにもかかわらず、必要ならば乗員拘束手段のトリガ動作を適合させる。というのも、この目的のためには、車両座席２上の乗員１１はそれでも検出されたものと見なされるからである。このことは、列"ＰＰＤ"の中の２回の数字１によって示されている。

テーブル１６の行９および１０は、車両縦方向において前方および後方に配置された２つのネットワーク３と４または５と６の組合せを示している。これらのネットワークはそれぞれ車両の横方向においては互いに隣り合って配置されている。この実施例によれば、両方の組合せにおいて、必要ならば乗員保護手段１４のトリガ動作の制御が行われ、また必要ならば安全ベルト警報ランプ１５も点灯されなければならない。

テーブル１６の行１１および１２は、車両縦方向において前後に隣り合って配置された２つのネットワーク４と６または３と５の組合せを示している。両方の組合せにおいて、乗員保護手段１４のトリガ動作の制御は行われなければならない。なぜならば、念のため、乗客１２は存在するものと仮定されなければならないからである。ただし、安全ベルト警報ランプは作動させない。なぜならば、普通は車両座席の片側だけの荷重が車両乗員１１によって生じることはないからである。しかし、択一的に、この両方の組合せにおいても、妥当な理由から望まれるのであれば、安全ベルト警報ランプ１５を作動させてもよい。

ネットワーク３，４，５，６のうちの１つだけが占有（１）されている場合、この実施例では、安全ベルト警報は決して発令されない。しかし、それにもかかわらず、乗員保護手段１４のトリガストラテジは選択されるが、これは車両座席２が占有されているならば適切であると思われる。

４つのネットワーク３，４，５，６のうちのどれも占有されていないならば、安全ベルト警報１５がトリガされることも、乗員保護手段１４のトリガ動作が適合化されることもない。

図２の記述からは、本発明によるシステムを方法として構成することも可能であることが明らかとなる。図３はこのような方法の実施例を示したものである。第１のステップ２００において、システムは開始される、または、エラーの検出後にシステムの再スタートを実行しなければならない場合には、新たに開始される。第２の処理ステップ４００では、ネットワーク３，４，５，６の占有状態が求められ、図２のテーブル１６から、占有または非占有のネットワーク３，４，５，６のそれぞれの組合せに対して、 "ＰＰＤ"および"ＳＢＲ"に関するシステムのそれぞれの推論が読み出される。ステップ６００では、ベルトバックルセンサ１２の状態が問い合わされる。安全ベルト１０が着用されていれば、ステップ８０１において、テーブルフィールド"ＰＰＤ"の論理状態の問い合わせが続く。このフィールドが論理値１で占められており、中央制御ユニット８が同時に相応する深刻な衝突事故を確認していれば、ステップ１００１において、ベルトを締めている車両乗員１１に対する乗員保護手段１４のトリガが行われる。

車両に応じて、衝突事故が検出された後、ならびに、１つまたは複数の乗員拘束手段をトリガした後に、車両座席の占有状態を識別するシステムもスイッチオフされる。しかし、システムがまだアクティブである間は、処理ステップ４００にしたがってネットワーク３，４，５，６の新たな測定値で現在のテーブル１６が作成される。

それに対して、処理ステップ６００において、安全ベルトが着用されていないと判断されれば、２つの並列するブランチＩおよびＩＩが実行される。

一方では、ブランチＩにおいて、既に述べたように処理ステップ８０１，１００１および１００２が実行されるが、次のような違いがある。すなわち、処理ステップ１００１においては、乗員拘束手段１４のトリガはベルトを締めていない車両乗員１１（図１には図示されていない）に対してのみ行われる。

他方では、安全ベルトが着用されているので、もう一方のブランチＩＩが実行される。処理ステップ８０２では、テーブル１６のフィールド"ＳＢＲ"のステータスが問い合わされる。このフィールドが１で占められていれば、車両乗員１１に安全ベルト１０の着用を促すために、別の処理ステップ１００２において安全ベルト警報ランプ１５（図１）の形で警告が出される。しかし、処理ステップ１２０２において、フィールド"ＳＢＲ"が０で占められていることが確認されれば、処理ステップ４００にしたがってテーブル１６の新たな作成が開始される。

しかしながら、並列する２つのブランチＩおよびＩＩにおいて、処理ステップ１２０１および１２０２では、フィールド"ＰＰＤ"または"ＳＢＲ"が０によっても１によっても占められていないケースも確かめられる。このようなエラーは各ブランチＩ，ＩＩにおいてそれぞれエラーカウンタ１４０１または１４０２に報告される。エラーカウンタ１４０１または１４０２は、図示されている実施例では、最大で３つのエラー報告が既に行われているか否かをチェックする。最大で３つのエラーが既に生じている場合には、処理ステップ２００においてシステムが新たに開始される。しかし、エラーカウンタ状態が３にまだ達していないのであれば、処理ステップ４００において現在のテーブル１６の作成が続行される。しかしながら、エラーの検出は他のやり方で行ってもよい。

図４は、本発明によるシステムの実施形態を回路図で示したものである。図１の４つのネットワーク３，４，５，６は、図１と同じように、それぞれ端子Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６を有する形で図示されている。さらに、アース端子ＧＮＤも図示されている。第１のネットワーク３は、端子Ｐ３とＧＮＤとの間に並列接続された重量を感知する抵抗素子Ｒ３１，Ｒ３２およびＲ３ｎから成っている。同様に、第２のネットワーク４も、端子Ｐ４とアースＧＮＤとの間に並列接続された抵抗素子Ｒ４１，Ｒ４２およびＲ４ｎを有している。同様に、残りのネットワーク５および６も、端子Ｐ４またはＰ５とＧＮＤとの間に接続された抵抗素子Ｒ５１，Ｒ５２，Ｒ５ｎまたはＲ６１，Ｒ６２，Ｒ６ｎと接続されている。抵抗素子Ｒ３ｎ，Ｒ４ｎ，Ｒ５ｎ，Ｒ６ｎにおける文字ｎは、ネットワーク３，４，５，６のうちの１つに原則的に任意数の重量に依存する抵抗を接続することができることを示唆している。

ここでは、第１のネットワーク３の動作様式を例示的に説明する。しかし、この説明は他のネットワーク４，５，６に対して同じように当てはまるものである。

評価ユニット７の定電流源が端子Ｐ３に定電流を供給する。抵抗素子Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３ｎは重量が印加されるとすぐにその値を変える。これにより、評価ユニット７によって端子Ｐ３とアースＧＮＤとの間でタップされる電圧が変化する。印加された重量は評価ユニット７に格納されている特性曲線に基づいて推測することができる。

残りの抵抗に対して並列に接続された固定抵抗Ｒ３_Fixは破線で記入されている。この固定抵抗は上限電圧測定値を定める。抵抗素子Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３ｎの間の接続ラインが遮断されると、端子Ｐ３においてタップすることのできる電圧が抵抗Ｒ３_Fixによって決まる上限値を上回る。このようにして、ラインの遮断は評価ユニット７によって突きとめられる。

端子Ｐ３と抵抗Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３ｎとの間には、直列に別のオプショナルな抵抗Ｒ３_vorが記入されている。有利には、この固定抵抗Ｒ３_vorは、重量感知抵抗素子Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３ｎが短絡スイッチとして構成されている場合に導入される。この場合、Ｒ３_vorは、Ｒ３_vorにおいて降下しなければならない最小電圧を定める。端子に短絡が生じた場合、タップ可能な電圧はアース電位まで下がるので、評価ユニット７によって検出することができる。

図示された実施例では、固定抵抗Ｒ３_vorと重量感知抵抗素子Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３ｎとの間にさらに別の重量感知抵抗素子Ｒ３_SBRが記入されており、この抵抗素子Ｒ３_SBRの信号は、自動車座席２に車両乗員１１が着座していることを検査するためのものとして、付加的にオプションとして使用することができる。通常、このようなベルト警報抵抗素子Ｒ３_SBRは車両乗員１１の寛骨が来る場所に配置されているので、この抵抗素子Ｒ３_SBRに大きく影響される電圧信号が着座している車両乗員に起因するものである確率は非常に高い。ライン遮断検出のためには、ベルト警報抵抗素子Ｒ３_SBRに対して並列にさらに別の固定抵抗Ｒ３_parが挿入される。

本発明によるシステムの実施例を示している。 個々のネットワークの組合せに対する制御テーブルを示している。 本発明によるシステムの実施例を方法の流れとして示している。 本発明によるシステムの測定素子の配置の実施例を示している。

Claims (6)

1. 車両座席（２）の占有状態を識別するシステムであって、車両座席（２）の座席表面には、それぞれ印加された重量による力に応じて変化する電気信号をタップすることのできる測定素子（Ｒ３１．．．Ｒ３ｎ，Ｒ６１．．．Ｒ６ｎ）が平面状に配置されており、該測定素子は、各ネットワークについてそれぞれ全電気信号（Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｇ６）が求められるように、複数のネットワーク（３，４，５，６）内で相互に接続されており、評価ユニット（７）が、前記全電気信号から、ネットワーク（３，４，５，６）が占有状態（１）なのか非占有状態（０）なのかを判定することができるように構成されている形式のシステムにおいて、
   衝突事故の際に、少なくとも１つのネットワーク（３，４，５，６）が占有（１）されていると識別された場合、車両乗員が存在している場合のように乗員保護手段（１４）をトリガし、
   安全ベルトが着用されておらず、かつ同時に、車両の縦方向または横方向において既に識別されたネットワークに隣接して配置されている別のネットワーク（３，４，５，６）が占有（１）されている場合にのみ、車両乗員に対して相応する警報（１５）を発する、ことを特徴とする車両座席（２）の占有状態を識別するシステム。
2. 車両乗員（１１）に対して警報（１５）を発するためには必ず検出されなければならない別の占有されたネットワーク（３，４，５，６）は、前記評価ユニット（７）に格納されている規則にしたがって決定される、請求項１記載のシステム。
3. 前記ネットワーク（３，４，５，６）の測定素子（Ｒ３１．．．Ｒ３ｎ，Ｒ６１．．．Ｒ６ｎ）は並列接続された抵抗素子であり、その抵抗値は印加された重量による力によって特性曲線にしたがって変化する、請求項１または２記載のシステム。
4. 前記タップ可能な信号は、電流が既知のときに前記抵抗（Ｒ３１．．．Ｒ３ｎ，Ｒ６１．．．Ｒ６ｎ）において降下する電圧である、請求項１から３のいずれか１項記載のシステム。
5. 前記ネットワーク（３，４，５，６）の前に保護抵抗（Ｒ３_vor，Ｒ４_vor，Ｒ５_vor，Ｒ６_vor）が直列に接続されている、請求項３または４記載のシステム。
6. 各ネットワーク（３，４，５，６）の前にそれぞれ１つの保護抵抗（Ｒ３_vor，Ｒ４_vor，Ｒ５_vor，Ｒ６_vor）が直列に配置されている、請求項５記載のシステム。

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