WO2004030998A1 - Vorrichtung zum schutz eines fahrzeuginsassen - Google Patents

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WO2004030998A1
WO2004030998A1 PCT/DE2003/001772 DE0301772W WO2004030998A1 WO 2004030998 A1 WO2004030998 A1 WO 2004030998A1 DE 0301772 W DE0301772 W DE 0301772W WO 2004030998 A1 WO2004030998 A1 WO 2004030998A1
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vehicle occupant
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vehicle
gravity
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PCT/DE2003/001772
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Marc Theisen
Frank Mack
Thomas Lich
Reiner Marchthaler
Michael Roelleke
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60R21/01544—Passenger detection systems detecting seat belt parameters, e.g. length, tension or height-adjustment

Definitions

  • the invention relates to a device for protecting a vehicle occupant according to the preamble of the independent claim.
  • Vehicle occupant is located depending on the impact signals.
  • the occupant detection is designed to determine the seating position of the vehicle occupant, the seating position being used to predict the Movement is taken into account. If the exact seating position is available, then a more precise prediction of the movement of the vehicle occupant in connection with and knowledge of the center of gravity, which gives information about the posture of the vehicle occupant, is possible. 5
  • the device can be connected to a sensor system for detecting a belt extension length, the device taking the belt extension length into account when predicting the movement.
  • the belt extension length provides information about how far the respective occupant is prevented. This is also an important one
  • the device determines an upper body size by means of the height of the center of mass and the sitting position and takes the upper body size into account when predicting the movement.
  • the upper body size gives an important indication of how the vehicle occupant is under the influence
  • the upper body is mainly rotated around the hip, i.e. around the hip joint, the length of the upper body makes it possible to estimate how far the head of the vehicle occupant is moved towards the dashboard. This is also an important parameter to accurately predict the movement of the vehicle occupant. 5
  • the current seating position during the crash is determined from the forward displacement and the starting seating position.
  • the device has a memory which has a relationship between the mass of the vehicle occupant and further antrophometric data.
  • the mass the determination of the center of gravity and other directly measured quantities, it is possible to get an exact picture of the body of the vehicle occupant.
  • a statistical relationship can be used to draw conclusions about the entire body of the person concerned.
  • To a certain mass and to a certain center of mass belong with a high correlation a certain body size and also certain body dimensions of individual limbs of the vehicle occupant. This also leads to a very precise prediction of the movement of the respective vehicle occupant in the event of an impact.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the device according to the invention
  • FIG. 3 is a flowchart
  • Figure 4 shows another flow chart.
  • the smart bag should be adaptable to people and situations in its inflation behavior.
  • Inflation of the airbag acts to the detriment of the occupant. This is then, for example given when a child is sitting in the front passenger seat or when a person is too close to the dashboard.
  • a device for protecting a vehicle occupant which calculates an individual deployment strategy in the vehicle and determines an airbag deployment time-dependent deployment time in the event of an accident, or else prevents deployment if the occupant is too close to the dashboard.
  • a method is presented how the occupant's forward displacement can be predicted.
  • occupant sensing such as an absolute weight measurement, a sensor mat, a video sensor or an ultrasound sensor
  • a sensor mat In the simplest case generally gives 4 signals which provide the absolute weight in kg of each sensor.
  • this information can be used for position detection.
  • Other seat-based processes such as the seat mat can possibly provide an entire pressure profile.
  • the position of the seat can be detected, for example, via a seat position sensor or the information is on the CAN bus. This is usually the case if the seats are electrically adjustable. So you have the position of the Ihsassens while driving.
  • the device according to the invention is able to determine or predict the trajectory on the basis of the knowledge of the position of the occupant on the respective seats (driver, front passenger and driving passengers) and to adapt the restraint means individually on the basis of the respective trajectory.
  • the trajectory of each individual occupant can be determined Adapt the restraint device individually depending on the trajectory and the respective accident situation. This provides optimal protection for the occupants in the event of an accident.
  • the current position of each occupant is recorded using a sensor, for example a video camera or weight-based systems.
  • the forces acting on the occupants are in X- and / or Y- and / or Z-
  • Direction detected e.g. through acceleration sensors.
  • the individual trajectory can be calculated or predicted.
  • the relative speed to the vehicle derived from the change in the position of the occupant over time and the relative speed
  • Acceleration to the vehicle can be used.
  • the restraint devices are controlled individually and optimally. Knowing where the head or upper body of the person is at any particular point in time of an accident makes it possible to optimally use the restraint devices to protect the person. This includes an optimal ignition timing and a corresponding inflation characteristic for the airbag.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention in a block diagram.
  • An occupant detection system 1 is connected to a control unit 2 via a data output
  • An impact sensor system 3 is connected to the control unit 2 via a second data input.
  • Control unit 2 is connected to restraint means 4 via a data output.
  • the occupant detection 1 is in particular weight-based here, so it can
  • Pressure sensors in the seat cushion or force measuring bolts on the seat can be used, or wave-based occupant detection means, such as video or ultrasound, can be used.
  • This occupant recognition enables the determination of the seating position and the characterization of the person, that is, an occupant classification.
  • the occupant classification is mainly based on weight. Different classes are defined for which a different inflation behavior of Airbags is attached. For example, the use of airbags is not indicated for people under 45 kg in order to avoid the risk of injury.
  • the impact sensor system 3 is usually designed as an inertial sensor system. Above all, these include acceleration sensors that are arranged in the X, Y, and possibly also the Z direction in the vehicle.
  • This sensor system can be arranged centrally in the control unit 2 itself, but it can also be outsourced in satellite sensors, for example in the B-pillar and / or as upfront sensors which are fastened in the vicinity of the vehicle radiator.
  • the impact sensors 3 also include a pre-crash sensor system, that is to say radar or video or ultrasound, which enable environmental monitoring. With these sensors it is possible to determine the impact speed or the relative speed between the vehicle and the impact object.
  • the impact sensors also include deformation sensors or indirect deformation sensors such as pressure and temperature sensors.
  • the control device 2 is usually mounted on the vehicle tunnel, but it can also be arranged at other locations in the vehicle. As shown above, the control unit 2 also has its own sensors, which are either used for
  • Impact detection and impact assessment is used, or only for the plausibility check of signals from outsourced impact sensors.
  • a combination of the plausibility check and the impact detection is possible with a sensor system in the control unit 2.
  • the restraint means 4 are usually airbags, but belt tensioners, active seats and / or a roll bar can also be used
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the device according to the invention.
  • a person 201 is shown here as a vehicle occupant sitting on a vehicle seat 210.
  • the person is shown three times in order to show the course of a
  • the person 201 has a center of gravity 202, which is determined by the occupant detection.
  • a pressure sensor 205 for example a seat mat, is fitted in the seat cushion.
  • Force measuring bolts 206 can be arranged in the carriers of the seat 210 in order to determine the weight of the vehicle occupant 201. With the force measuring pin 206 is also the
  • a weight distribution possible and thus the analysis of the sitting position. It is also possible to provide a seat position sensor 208 which detects the position of the seat 210. This can also be called up via an identification signal if it is an electrical seat adjustment.
  • the person 201 is protected by a belt, in which a belt extension length sensor 204 is provided in order to measure the forward movement of the person 201.
  • the belt extension length sensor is in the B- Column 203 arranged. In the event of an accident, person 201 will usually shift forward, that is, toward the dashboard with airbag module 209.
  • a reference table can be kept in a memory of the control unit 2, by means of which different body masses and masses for the individual body parts can be determined from the measured sizes. If such a table is stored in the memory for different types of people, the closest table for the occupant can be determined based on the measured mass of the occupant with reference to the mass and height of the center of mass.
  • the reference table can be a database designed for humans, which includes mass, body size, mass of the center of gravity and antrophometric data such as Body dimensions of individual limbs of different people.
  • plausibility values can be derived from this, and on the other hand the head size can also be extracted. The plausibility could, for example, be carried out in such a way that the calculated torso length should match the value in the reference table within a certain tolerance band. If this is the case, the head size can be assumed with a certain probability, if necessary this is corrected.
  • the occupants and the path signal can be used to estimate where the occupant will be at time T.
  • Control unit measured acceleration signal integrated twice.
  • the value of the 2-fold integral reflects the advance of a free mass and thus corresponds in a first approximation to the advance of the occupant.
  • the value of this second integral is compared with a threshold which is dependent both on the impact speed and on the seating position of the occupant before the crash. This makes it possible, for example, not to ignite the airbag if the occupant is at or close to Dashboard is located. Deploy the airbag earlier if the occupant is bent forward from the normal position, or deploy the airbag later if the occupant is leaning further back than normal. This means that the triggering decision can be controlled.
  • This triggering decision can include, for example, the decision as to whether the restraint device should be triggered, if so at what stage and at what point in time.
  • Other models can be used for the forward displacement calculation, the route described above via the double integral is only an exemplary calculation.
  • Figure 3 shows the sequence of the inventive method.
  • the mass of the person is determined via the occupant recognition 1.
  • the seat position of vehicle seat 210 is determined.
  • the belt extension length is determined with the belt extension length sensor 204.
  • the acceleration in the X or Y direction is determined. The total mass and the position of the
  • step 306 the seat, upper body or head position is determined from this.
  • step 308 a plausibility check is carried out, specifically via stored body measurements or a reference table from step 307. This data can be stored, for example, in an EEPROM. If necessary, a correction is carried out in method step 309.
  • method step 310 the position in the event of a crash is estimated on the basis of the current sitting position and the forward displacement, which was determined in method step 311 from the signal of the pre-crash sensor or the acceleration sensor.
  • the impact sensor system 3 also carries out a plausibility in method step 312, which is supplied to method step 310. If the plausibility check has been passed, the airbag control unit 313 determines the triggering time for the releasing means and in method step 314 the selected restraining means 4 are triggered accordingly.
  • FIG. 4 shows in a flow chart the sequence that is carried out to determine the trajectory of the occupant, that is to say the occupant of the movement.
  • the acceleration or the forces acting on the occupant or the motor vehicle are determined by the sensor system 3.
  • the position of the occupant is determined by means of the occupant recognition 1.
  • the trajectory of the occupant is predicted from this in method step 403. From the acceleration from process step

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Schutz von einem Fahrzeuginsassen (201) vorgeschlagen, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Fahrzeuginsassen bei einem Unfall die Rückhaltemittel auslöst. Die Bewegung wird dadurch vorhergesagt, dass mittels einer Insassenerkennung (1) und einer Aufprallsensorik (3) eine Höhe des Massenschwerpunkts des Fahrzeuginsassen und eine Kraftaufwirkung auf den Fahrzeuginsassen bestimmt und damit die Bewegung des Fahrzeuginsassen vorhergesagt wird.

Description

L0 VORRICHTUNG ZUM SCHUTZ EINES FAHRZEUGINSASSEN
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Schutz von einem Fahrzeuginsassen nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs.
Aus DE 4212421 AI ist es bereits bekannt, dass eine Vorrichtung zum Schutz des Fahrzeuginsassen in Abhängigkeit von seiner geschätzten Bewegung Rückhaltemittel auslöst. 0
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schutz von einem Fahrzeuginsassen mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass eine
.5 exaktere Vorhersage der Bewegung des Fahrzeuginsassen möglich ist. Dies führt letztlich zu einer optimaleren Ansteuerung der Rückhaltemittel. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass die Insassenerkennung derart konfiguriert ist, dass sie die Höhe des Fahrtmassenschwerpunktes des Fahrzeuginsassen bestimmt, wobei aus diesem Parameter dann über die anderen Körperdaten des Fahrzeuginsassen eine genaue Abschätzung
> 0 getroffen werden kann. Dies führt zu einer genauen Vorhersage, wo sich der
Fahrzeuginsasse in Abhängigkeit von den Aufprallsignalen befinden wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
! 5 Besonders vorteilhaft ist, dass die Insassenerkennung zur Bestimmung der Sitzposition des Fahrzeuginsassen ausgebildet ist, wobei die Sitzposition bei der Vorhersage der Bewegung berücksichtigt wird. Liegt die genaue Sitzposition vor, dann ist eine genauere Vorhersage der Bewegung des Fahrzeuginsassen in Verbindung und Erkenntnis des Massenschwerpunktes, der Informationen über die Haltung des Fahrzeuginsassen gibt, möglich. 5
Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung mit einer Sensorik zur Erfassung einer Gurtauszuglänge verbindbar ist, wobei die Vorrichtung die Gurtauszuglänge bei der Vorhersage der Bewegung berücksichtigt. Die Gurtauszuglänge gibt Informationen darüber, wie weit der jeweilige Insasse vorgebeugt ist. Auch dies ist ein wichtiger
L 0 Parameter bei der Bestimmung der Bewegung des Fahrzeuginsassens. Ist der
Fahrzeuginsasse bereits beim Aufprall weit vorgebeugt, dann wird er durch die Bewegung des Aufpralls noch weiter nach vorne geschleudert, so dass hier eine Auslösung eines Frontairbags ggf. zu gefährlich ist, da die Auslösung den Fahrzeuginsassen mit voller Wucht am Kopf treffen würde.
L5
Weiterhin ist es von Vorteil, dass die Vorrichtung mittels der Höhe des Massenschwerpunkts und der Sitzposition eine Oberkörpergröße bestimmt und die Oberkörpergröße bei der Vorhersage der Bewegung berücksichtigt. Die Oberkörpergröße gibt einen wichtigen Hinweis darüber, wie sich der Fahrzeuginsasse unter demEinfluss
20 des Aufpralls bewegen wird. Da der Oberkörper hauptsächlich um die Hüfte gedreht wird, also um das Hüftgelenk, ist durch die Länge des Oberkörpers eine Abschätzung möglich, wie weit der Kopf des Fahrzeuginsassen in Richtung auf das Amaturenbrett bewegt wird. Auch dies ist ein wichtiger Parameter, um die Bewegung des Fahrzeuginsassen genau vorherzusagen. 5
Auch von Vorteil ist es, dass aus der Vorverlagerung und der Ausgangssitzposition die aktuelle Sitzposition während des Crashes bestimmt wird.
Schließlich ist es auch von Vorteil, dass die Vorrichtung einen Speicher aufweist, der 0 eine Beziehung zwischen der Masse des Fahrzeuginsassen und weiteren antrophometrischen Daten aufweist. Für die Masse, die Bestimmung des Massenschwerpunkts und andere, direkt gemessene Größen ist es möglich, sich ein genaues Bild über den Körper des Falirzeuginsassen zu machen. Dies ist darin begründet, dass für eine bestimmte Masse und einen bestimmten Masseschwerpunkt über eine 5 statistische Beziehung ein Rückschluss auf den gesamten Körper der betreffenden Person möglich ist. Zu einer bestimmten Masse und zu einem bestimmten Masseschwerpunkt gehören mit hoher Korrelation eine bestimmte Körpergröße und auch bestimmte Körpermaße einzelner Glieder des Fahrzeuginsassen. Auch dies führt zu einer sehr genauen Vorhersage der Bewegung des jeweiligen Falirzeuginsassen bei einem Aufprall.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Blockschaltbild der erfmdungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 2 eine schematische Darstellung der erfmdungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 3 ein Ablaufdiagramm und
Figur 4 ein weiteres Ablaufdiagramm.
Beschreibung
Im Rahmen der Einführung des Beifahrerairbags ist die Notwendigkeit entstanden, aus sicherheitstechnischen und versicherungstechnischen Gründen einen mit einer Person belegten Beifahrersitz zu erkennen. Bei einem Unfall und nicht belegtem Beifahrersitz ist kein Insasse zu schützen, und es würden unnötige Reparaturkosten entstehen, wenn sich der Airbag entfaltet.
Für die Sitzbelegungserkennung existieren technische Lösungen, wie auch für die automatische Kindersitzerkennung. Bei den neu einzuführenden Smart-Bags sind größere
Anforderungen an eine Belegungserkennung des Automobilsitzes nötig. Der Smart-Bag soll personen- und situationsadaptiv in seinem Aufblasverhalten sein.
Es soll also eine intelligente Sitzbelegungserkennung vorliegen. Die Auslösung des Beifahrer-Airbags muss verhindert werden, wenn sich in bestimmten Situationen die
Entfaltung des Airbags zum Nachteil des Insassen aufwirkt. Dies ist beispielsweise dann gegeben, wenn ein Kind auf dem Beifahrersitz sitzt, oder wenn sich eine Person zu nahe am Amaturenbrett befindet.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Schutz von einem Fahrzeuginsassen vorgeschlagen, die eine individuelle Auslösestrategie im Fahrzeug berechnet und eine msassenpositionsabhängige Auslösezeit des Airbags im Falle eines Unfalls bestimmt oder aber die Auslösung verhindert, falls der Insasse zu dicht am Amaturenbrett ist. Hierzu wird unter Zuhilfenahme unterschiedlicher Sensoren eine Methode vorgestellt, wie die Vorverlagerung des Insassen vorhergesagt werden kann.
Durch die Insassensensierung, wie eine beispielsweise absolute Gewichtsmessung, eine Sensormatte, eine Videosensierung oder eine Ultraschallsensierung erhält man im einfachsten Fall über die absolute Gewichtsmessung in der Regel 4 Signale, welche das absolute Gewicht in kg von jedem Sensor liefern. Diese Information kann neben der Bestimmung des Schwerpunkts zur Positionserkennung herangezogen werden. Andere sitzbasierte Verfahren wie die Sitzmatte können ggf. ein gesamtes Druckprofil liefern. Unabhängig von der Sensorik ist es jedoch möglich, über die Bewegungsänderung und über die Lage des Schwerpunkts in x- und y -Richtung die Höhe dessen Masseschwerpunkt zu bestimmen. D.h. die Information über den Schwerpunkt des Insassen in X-, Y- und Z-Richtung liegt vor.
Ausgehend hiervon hat man zusätzlich die Information über die Position des Insassen. Da aufgrund gewisser Doppeldeutigkeiten des Schwerpunkts nicht eindeutig unterschieden werden kann, ob die Person auf dem Sitz sitzt oder ggf. extrem nach vorne gebeugt ist, kann beispielsweise die Gurtauszugslänge und der Position des Sitzes relativ zum
Fahrzeug als Korrekturgrößen mit einbezogen werden. Die Position des Sitzes kann beispielsweise über einen Sitzpositionensensor erfasst werden oder aber die Information liegt auf dem CAN-Bus. Dies ist in der Regel der Fall, falls es sich um elektrisch verstellbare Sitze handelt. Damit verfügt man über die Position des Ihsassens während der Fahrt.
Weiterhin ist die erfmdungsgemäße Vorrichtung in der Lage, aufgrund der Kenntnisse der Position des Insassen auf den jeweiligen Sitzen (Fahrer, Beifahrer sowie Fahrpassagieren) die Trajektorie zu bestimmen bzw. vorherzusagen und die Rückhaltemittel aufgrund der jeweiligen Trajektorie individuell anzupassen. Durch die
Bestimmung der Trajektorie eines jeden einzelnen Insassen lassen sich die Rückhaltemittel individuell in Abhängigkeit der Trajektorie und der jeweiligen Unfallsituation anpassen. Man erhält somit einen optimalen Schutz der Insassen im Falle eines Unfalls. Die aktuelle Position eines jeden Insassen wird mit Hilfe eines Sensors erfasst, beispielsweise durch eine Videokamera oder gewichtsbasierte Systeme. Desweiteren werden die auf die Insassen wirkenden Kräfte in X- und/oder Y- und/oder Z-
Richtung erfasst, z.B. durch Beschleunigungssensoren. Aufgrund der Kenntnis, der auf den Insassen wirkenden Kräfte und der aktuellen Position des Insassen lässt sich die individuelle Trajektorie berechnen bzw. vorhersagen. Für die Berechnung der Insassentrajektorie kann z.B. auch die aus der zeitlichen Änderung der Position des Insassen abgeleitete, relative Geschwindigkeit zum Fahrzeug und die relative
Beschleunigung zum Fahrzeug benutzt werden. Mit dieser für jeden Insassen individuell berechneten Trajektorie in Abhängigkeit der jeweiligen Unfallsituation werden die Rückhaltemittel individuell und optimal angesteuert. Durch das Wissen, an welchem Ort der Kopf bzw. Oberkörper der Person zu jedem bestimmten Zeitpunkt eines Unfalls ist, ist es möglich, die Rückhaltemittel optimal zum Schutz der Person einzusetzen. Dazu zählen ein optimaler Zündzeitpunkt und eine entsprechende Aufblascharakteristik beim Airbag.
Demnach wird gemäß der Anmeldung unter dem Begriff Bewegung die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen, aber auch die Trajektorie, also den Bewegungsverlauf des
Fahrzeuginsassen unter Einwirkung von Kräften, die bei einem Unfall auftreten, verstanden.
Figur 1 zeigt in einem Blockschaltbild die erfindungsgemäße Vorrichtung. Eine Insassenerkennung 1 ist über einen Datenausgang mit einem Steuergerät 2 für
Rückhaltemittel verbunden. Über einen zweiten Dateneingang ist an das Steuergerät 2 eine Aufprallsensorik 3 angeschlossen. Über einen Datenausgang ist das Steuergerät 2 mit Rückhaltemitteln 4 verbunden.
Die Insassenerkennung 1 ist hier insbesondere gewichtsbasiert, es können also
Drucksensoren im Sitzpolster oder Kraftmessbolzen am Sitz verwendet werden, oder es können wellenbasierte Insassenerkennungsmittel verwendet werden, wie Video oder Ultraschall. Diese Insassenerkennung ermöglicht die Bestimmung der Sitzposition und die Charakterisierung der Person, also eine Insassenklassifikation. Die Insassenklassifikation wird vorwiegend nach dem Gewicht durchgeführt. Dabei werden unterschiedliche Klassen definiert, für die ein unterschiedliches Aufblasverhalten von Airbags angebracht ist. Bei Personen unter 45 kg ist beispielsweise der Einsatz von Airbags nicht angezeigt, um hier ein Verletzungsrisiko zu vermeiden. Die Aufprall sensorik 3 ist üblicherweise als Inertialsensorik ausgebildet. Dazu zählen vor allem Beschleunigungssensoren, die in X- ,Y-, ggf. auch Z-Richtung im Fahrzeug angeordnet sind. Diese Sensorik kann zentral im Steuergerät 2 selbst angeordnet sein, aber sie kann auch zusätzlich in Satellitensensoren ausgelagert sein, beispielsweise in der B-Säule und/oder als Upfrontsensoren, die in der Nähe des Fahrzeugkühlers befestigt sind. Zu den Aufprallsensoren 3 zählt auch eine Precrash-Sensorik, also Radar oder Video oder Ultraschall, die eine Umfeldüberwachung ermöglichen. Mit diesen Sensoren ist es möglich, die Aufprallgeschwindigkeit bzw. die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Aufprallobjekt zu bestimmen. Zu den Aufprallsensoren gehören auch Verformungssensoren oder indirekte Verformungssensoren wie Druck- und Temperatursensoren. Das Steuergerät 2 ist üblicherweise auf dem Fahrzeugtunnel angebracht, es kann jedoch auch an anderen Orten im Fahrzeug angeordnet sein. Das Steuergerät 2 weist wie oben dargestellt auch eine eigene Sensorik auf, die entweder zur
Aufprallerkennung und Aufprallbeurteilung verwendet wird, oder auch nur zur Plausibilisierung von Signalen von ausgelagerten Aufprallsensoren. Auch eine Kombination der Plausibilisierung und der Aufprallerkennung ist bei einer Sensorik im Steuergerät 2 möglich. Die Rückhaltemittel 4 sind üblicherweise Airbags, es können jedoch auch Gurtstraffer, aktive Sitze und/oder ein Überrollbügel unter den
Rückhaltemitteln 4 verstanden werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine Person 201 ist hier als Fahrzeuginsasse auf einem Fahrzeugsitz 210 sitzend dargestellt. Insbesondere ist die Person hier 3-fach dargestellt, um den Verlauf bei einer
Vorverlagerung unter Einwirkung eines Aufpralls darzustellen. Die Person 201 weist einen Masseschwerpunkt 202 auf, der durch die lhsassenerkennung bestimmt wird. Im Sitzkissen ist ein Drucksensor 205, beispielsweise eine Sitzmatte, angebracht. In den Trägern des Sitzes 210 können Kraftmessbolzen 206 angeordnet sein, um das Gewicht des Fahrzeuginsassen 201 zu bestimmen. Mit den Kraftmessbolzen 206 ist auch die
Bestimmung einer Gewichtsverteilung möglich und damit die Analyse der Sitzposition. Es ist weiterhin möglich, einen Sitzpositionssensor 208 vorzusehen, der erkennt, an welcher Stelle sich der Sitz 210 befindet. Dies kann auch über ein Kennsignal abgerufen werden, wenn es sich um eine elektrische Sitzverstellung vorliegt. Die Person 201 ist über einen Gurt geschützt, bei dem ein Gurtauszugslängensensor 204 vorhanden ist, um die Vorverlagerung der Person 201 zu messen. Der Gurtauszugslängensensor ist in der B- Säule 203 angeordnet. Die Person 201 wird sich bei einem Unfall üblicherweise nach vorne verlagern, also in Richtung auf das Armaturenbrett mit dem Airbagmodul 209.
Es ist bekannt, dass die Höhe des Schwerpunkts 202 einer sitzenden Person 201 bei ca. 25 bis 30 % seiner Oberkörperlänge liegt. Da die Höhe des Schwerpunkts 202 bekannt ist, kann beispielsweise auf die Oberkörperlänge über die Formel Oberkörperlänge in cm = Schwerpunkt dividiert durch 0,275 geschlossen werden. Es kann in einem Speicher des Steuergeräts 2 eine Referenztabelle vorgehalten werden, mittels der unterschiedliche Körpermasse sowie Massen für die einzelnen Körperteile aus den gemessenen Größen ermittelt werden können. Wird eine derartige Tabelle für unterschiedliche Personentypen im Speicher hinterlegt, so lässt sich, ausgehend von der gemessen Masse des Insassen die für ihn nächstliegende Tabelle bezugnehmend auf Masse und Höhe des Massenschwerpunkts ermitteln. Alternativ kann die Referenztabelle eine für Menschen ausgelegte Datenbasis sein, welche neben Masse, Körpergröße, Masse des Schwerpunkts sowie antrophometrische Daten beinhaltet wie z.B. Körpermaße einzelner Glieder von unterschiedlichen Personen. Hieraus lassen sich zum einen Plausibilitätswerte ableiten, zum anderen kann auch die Kopfgröße daraus extrahiert werden. Die Plausibilität könnte beispielsweise dahingehend durchgeführt werden, dass die berechnete Oberkörperlänge mit dem Wert in der Referenztabelle in einem gewissen Toleranzband übereinstimmen sollte. Ist dies der Fall, so kann die Kopfgröße mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit angenommen werden, ggf. wird diese korrigiert . Bei der Berechnung der Oberkörperlänge und der Kopfgröße hat man hier ein Maß für die aktuelle Position des Kopfes im Fahrzeug. Im Falle eines Crashes erfolgt über den Beschleunigungssensor bzw. über den Precrash-Sensor eine zweifache Integration des Beschleunigungssignals. Dadurch erhält man ein Maß für den zurückgelegten Weg. Aus der aktuellen Position des
Insassen und dem Wegsignal kann hieraus eine Schätzung erfolgen, wo der Insasse zum Zeitpunkt T sein wird.
Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es somit möglich, die Ausgangsposition des Insassen vor dem Crash zu bestimmen. Ab dem Zeitpunkt des Crash-Kontakts wird das im zentralen
Steuergerät gemessene Beschleunigungssignal 2-fach integriert. Der Wert des 2-fachen Integrals gibt die Vorverlagerung einer freien Masse wider und entspricht damit in erster Näherung der Vorverlagerung des Insassen. Der Wert dieses zweiten Integrals wird mit einer Schwelle verglichen, die sowohl von der Aufprallgeschwindigkeit, als auch von der Sitzposition des Insassen vor dem Crash abhängig ist. Damit ist es beispielsweise möglich, den Airbag nicht zu zünden, falls sich der Insasse am oder nahe am Armaturenbrett befindet. Den Airbag früher zu zünden, falls der Insasse sich von der Normalposition ausgesehen nach vome gebeugt befindet, oder den Airbag später zu zünden, falls der Insasse weiter als normal nach hinten gelehnt ist. Somit ist also eine Steuerung der Auslöseentscheidung möglich. Diese Auslöseentscheidung kann beispielsweise die Entscheidung umfassen, ob das Rückhaltemittel gezündet wird, wenn ja mit welcher Stufe und zu welchem Zeitpunkt. Alternativ können andere Modelle für die Vorverlagerungsberechnung verwendet werden, der oben beschriebene Weg über das 2-fache Integral ist nur eine beispielhafte Berechnung.
Figur 3 zeigt den Ablauf des erfmdungsgemäßen Verfahrens. Im Verfahrensschritt 301 wird die Masse der Person über die Insassenerkennung 1 bestimmt. Im Verfahrens schritt 302 wird die Sitzposition des Fahrzeugsitzes 210 bestimmt. Im Verfahrensschritt 303 wird die Gurtauszugslänge mit dem Gurtauszugslängensensor 204 bestimmt. Im Verfahrensschritt 304 wird die Beschleunigung in X- bzw. Y-Richtung bestimmt. Aus diesen Parametern wird im Verfahrensschritt 305 die gesamte Masse und die Position des
Masseschwerpunkts bestimmt. Daraus wird in Verfahrensschritt 306 die Sitz-, Oberkörper- bzw. Kopfposition bestimmt. In Verfahrensschritt 308 wird eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt, und zwar über abgespeicherte Körpermaße bzw. eine Referenztabelle aus Verfahrensschritt 307. Diese Daten können beispielsweise in einem EEPROM abgespeichert sein. In Verfahrensschritt 309 wird ggf. eine Korrektur durchgeführt. In Verfahrensschritt 310 erfolgt die Schätzung der Position im Crash-Fall auf Basis der aktuellen Sitzposition und der Vorverlagerung, die im Verfahrensschritt 311 aus dem Signal des Precrash-Sensors oder des Beschleunigungssensors bestimmt wurde. Mittels der Aufprallsensorik 3 wird auch in Verfahrensschritt 312 eine Plausibilität durchgeführt, die Verfahrensschritt 310 zugeführt wird. Wurde die Plausibilitätsprüfung bestanden, dann wird vom Airbagsteuergerät 313 die Auslösezeit für die Rücklialtemittel bestimmt und im Verfahrensschritt 314 wird eine entsprechende Auslösung der ausgewählten Rückhaltemittel 4 durchgeführt.
Figur 4 zeigt in einem Flussdiagramm den Ablauf, der zur Bestimmung der Trajektorie des Insassen, also des Bewegungsinsassen, durchgeführt wird. In Verfahrensschritt 401 werden die Beschleunigung bzw. die Kräfte, die auf den Insassen bzw. das Kraftfahrzeug wirken, durch die Sensorik 3 bestimmt. In Verfahrensschritt 402 wird die Position des Insassen mittels der Insassenerkennung 1 bestimmt. Daraus wird in Verfahrensschritt 403 die Trajektorie des Insassen vorhergesagt. Aus der Beschleunigung aus Verfahrensschritt
401 wird in Verfaln-ensschritt 404 die Bestimmung der Unfallsituation bzw. Unfallschwere durchgeführt. Aus der Trajektorie des Insassen und der Unfallschwere wird in Verfahrensschritt 405 eine individuelle Ansteuerang der Rückhaltemittel 4 vorgenommen.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Schutz von einem Fahrzeuginsassen (201), wobei die Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Vorrichtung zum Schutz des Fahrzeuginsassen (201) in Abhängigkeit von seiner Bewegung Rückhaltemittel (4) auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Vorrichtung mittels einer lhsassenerkennung (1) und einer Aufprallsensorik (3) eine Höhe des Massenschwerpunkts (202) des Fahrzeuginsassen (201) und eine Krafteinwirkung auf den Fahrzeuginsassen (201) bestimmt und damit die Bewegung des Fahrzeuginsassen (201) vorhersagt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Insassenerkennung (1) zur Bestimmung der Sitzposition des Fahrzeuginsassen (201) ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung der Sitzposition bei der Vorhersage der Bewegung berücksichtigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Sensorik zur Erfassung einer Gurtauszugslänge verbindbar ist, wobei die Vorrichtung die Gurtauszugslänge bei der Vorhersage der Bewegung berücksichtigt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Vorrichtung mittels der Höhe des Massenschwerpunkts (202) der Sitzposition eine Oberkörpergröße bestimmt und die Oberkörpergröße bei der Vorhersage der Bewegung berücksichtigt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vomchtung einen Speicher aufweist, der eine Beziehung zwischen der Masse des Fahrzeuginsassen (201) und weiteren antrophometrischen Daten aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart konfiguriert ist, dass die Vorrichtung mittels der Aufprallsensorik (3) die Vorverlagerung bestimmt und mit der Ausgangsposition die aktuelle Sitzposition während des Crashes bestimmt.
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