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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Passagier-Erfassungssysteme
und insbesondere auf Passagier-Erfassungssysteme, die ein Attribut
eines Passagiers eines Automobils klassifizieren, in dem eine Airbagvorrichtung
installiert ist.
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Airbagvorrichtungen
lindern den Aufprall, den ein Passagier während der Kollision des Automobils
erleidet. Airbags können
vor den Fahrer- und Passagiersitzen angebracht sein. Airbags können an anderen
Orten, wie etwa an der Seite eines Passagiers, angebracht sein.
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Zahlreiche
Airbags sind dazu bestimmt, sich vor dem Oberkörper eines erwachsenen Passagiers zu
entfalten, der in einem Sitz sitzt. Befindet sich ein rückwärts gewandter
Kindersitz (im folgenden RFIS genannt) auf dem vorderen Passagiersitz,
ist es erwünscht,
dass sich der Passagier-Seitenairbag nicht entfaltet. Es kann ebenfalls
erwünscht
sein, dass sich der Airbag bei einem vorwärts gewandten Kindersitz (im
folgenden "FFCS" genannt), einem
Kind oder einem kleinen Erwachsenen nicht entfaltet. In ähnlicher
Weise kann die Entfaltung für
die Seitenaufprall-Airbags basierend darauf eingeschränkt sein, ob
sich ein Kind oder eine kleine Person an den Airbag lehnt. Es können andere
Gründe
existieren, um die Entfaltung zu verhindern oder zu begrenzen (wie etwa
das Entfalten mit einer geringeren Kraft).
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Es
wurden Passagier-Erfassungssensoren vorgeschlagen, die einen RFIS,
einen FFCS oder Kinder erfassen. Systeme, die elektrische Felder
verwenden, um die Eigenschaften einer Belastung des Sitzes zu erfassen,
sind in den US-Patenten No. 5.948031, 6.329.913, 6.329.914 (Seriennummer 09/798,788,
eingereicht am 2. Mai 2001) und (Seriennummer 10/033.585, eingereicht
am 2. November 2001) beschrieben. Andere Systeme, die von einer kapazitiven
Erfassung Gebrauch ma chen, wie etwa Systeme zur Erfassung einer Änderung
der Phase oder der Frequenz infolge der Gegenwart eines Passagiers,
wurden ebenfalls vorgeschlagen. Beide Typen von Systemen greifen
auf die Sendung und/oder den Empfang einer oder mehrerer Antennen
oder Elektroden zurück.
Andere Passagier-Erfassungssysteme
verwenden Ultraschall, leichte elektromagnetische Energie oder andere
Sendungs- und Empfangsarten, um eine oder mehrere Eigenschaften
von Insassen zu erfassen. Schließlich verwendet ein weiterer
Typ eines Erfassungssystems Gewichtssensoren, Dehnungsmessstreifen,
die Mustererkennung oder andere Techniken oder Vorrichtungen.
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Die
Insassen-Erfassungssensoren sind sich verändernden Umgebungsbedingungen
ausgesetzt. Die Beschleunigung, Verzögerung, Stöße von Unebenheiten oder Schlaglöchern oder
andere Faktoren können
dazu führen,
dass sich die Sensormessungen häufig ändern. Die Änderung
wird durch einen direkten Einfluss auf den Sensor oder die Verschiebung
der Position eines Insassen in Abhängigkeit der sich ändernden
Bedingungen hervorgerufen. Infolgedessen ändert sich die Beurteilung
oder blinken Indikatoren, obwohl der erfasste Insasse derselbe ist. Die
Beurteilung durch den Sensor kann sich sogar noch häufiger oder
in Abhängigkeit
geringerer Änderungen
in der Umgebung für
Insassen in der Nähe von
Schwellenwerten ändern,
wie etwa für
ein Kind, das gerade groß genug
ist, um als Erwachsener klassifiziert zu werden, oder für einen
Erwachsenen, der klein genug ist, um sich in der Nähe eines
Schwellenwertes für
ein Kind zu befinden. Fahrer können
davon ausgehen, dass die sich ändernde
Beurteilung mit einem fehlerhaften System in Verbindung steht, und versuchen,
das System zu reparieren, obwohl es in Ordnung ist.
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Um
häufige Änderungen
bei der Erfassung eines Insassen auf der Basis von sich ändernden Umgebungsbedingungen
zu vermeiden, wurde eine Hysterese von fünf Sekunden verwendet. Die
abschließende
Beurteilung oder Messungsfolgerung ändert sich nur dann, wenn für fünf aufeinander
folgende Sekunden der Messungen die unterschiedliche Beurteilung
angezeigt werden. Einige Bewegungen des Insassen oder Umgebungsbedingungen, wie
etwa langgezogene Kurven auf Autobahnauffahrten oder eine Beschleunigung
auf einen langen Hügel
hinauf, können
für mehr
als 5 Sekunden andauern.
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Die
Druckschrift
US 6.636.792 ,
die als dem Stand der Technik nächstgelegen
angesehen wird, beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, die
einen Insassen in eine von unterschiedlichen Gewichtsklassen auf
der Basis eines Schätzwertes
des Gewichtes des Insassen klassifizieren.
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ÜBERSICHT
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Es
wird ein Fahrzeugpassagier-Erfassungsverfahren gemäß Anspruch
1 und ein Fahrzeugpassagier-Erfassungssystem gemäß Anspruch 13 angegeben.
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Die
vorliegende Erfindung ist durch die folgenden Ansprüche definiert,
wobei nichts in diesem Abschnitt als Einschränkung dieser Ansprüche betrachtet
werden sollte. Einleitend umfassen die bevorzugten Ausführungsformen
Systeme und Verfahren zum Steuern der Erfassung eines Insassen in
einem Sitzbereich. Der Insasse wird als Erwachsener, Kind oder einer
anderen Kategorie zugehörig
charakterisiert. Ein Charakterisierungs-Änderungsparameter, wie etwa
eine Hysterese-Zeitdauer oder Schwellenwerte für die Charakterisierung, werden
für eine erste
Zeitdauer angewendet. Nach dieser Zeitdauer wird der Charakterisierungs-Änderungsparameter geändert. Wenn
beispielsweise die Charakterisierung für zehn Sekunden unverändert bleibt,
wird die Hysterese von fünf
auf zehn Sekunden geändert. Wenn
als weiteres Beispiel die Charakterisierung für eine Minute unverändert bleibt,
werden die Schwellenwerte, die mit dieser Charakterisierung in Verbindung
stehen, erweitert, um die Wahrscheinlichkeit einer Änderung
der Charakterisierung zu verringern.
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Bei
einigen bevorzugten Ausführungsformen werden
ein Vertrauensparameter oder eine Wahrscheinlichkeit, die mit der
Charakterisierung in Verbindung steht, verwendet, um die Änderungen
des Charakterisierungs-Änderungsparameters
zu steuern. Bei einigen Systemen oder Verfahren wird der Charakterisierungs-Änderungsparameter in Abhängigkeit
(a) einer Charakterisierung keines Insassen oder (b) einer Charakterisierung
rückgesetzt,
dass der Insasse keiner der wenigstens zwei Kategorien ununterbrochen
für eine
momentane Hysterese-Zeitdauer
entspricht.
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Weitere
Aspekte und Vorteile sind im folgenden beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform
eines Fahrzeugpassagier-Erfassungssystems zum Steuern der Erfassung
eines Insassen in einem Sitzbereich.
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2 ist
ein Flussdiagramm einer Ausführungsform
zum Steuern der Erfassung eines Insassen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Um
sich häufig ändernde
Charakterisierungen eines Insassen zu vermeiden, wird die Charakterisierung
stufenweise erschwert. Die Schwierigkeit wird durch eine längere Hysterese-Zeitdauer und/oder
die Änderung
der Schwellenwerte oder des Algorithmus' erhöht,
der zur Charakterisierung des Insassen verwendet wird, damit eine
momentane Charakterisierung umfassender ist. Ein Vertrauen der momentanen
Charakterisierung kann verwendet werden, um den Grad oder den Umfang
der Schwierigkeit für
eine Änderung
zu bestimmen. Die erhöhte Schwierigkeit
wird entweder durch Erfassen eines nicht belegten Sitzes oder durch
konsistente Bestimmung einer anderen Charakterisierung unter Verwendung
der längeren
Hysterese oder umfassenderer Schwellenwerte verringert.
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1 zeigt
ein Fahrzeugpassagier-Erfassungssystem 10 einer Ausführungsform
für die
Steuerung der Erfassung eines Insassen in einem Sitzbereich. Das
System 10 enthält
einen oder mehrere Sensoren 12, einen Steuerprozessor 14,
eine Airbag-Steuereinheit 16 sowie einen Airbag 18.
Es können
zusätzliche,
andere oder weniger Komponenten verwendet werden, wie etwa dass
der Steuerprozessor 14 und die Airbagsteuereinheit 16 kombiniert sind.
Das Fahrzeugpassagier- Erfassungssystem wird
verwendet, um einen Passagier in einem Automobil oder Fahrzeug zu
charakterisieren oder zu erfassen. Bei einer Ausführungsform,
die unten beschrieben ist, wird das Fahrzeugpassagier-Erfassungssystem
zum Steuern, Begrenzen, oder zur Veränderung der Entfaltung von
Airbags verwendet. Das Fahrzeugpassagier-Erfassungssystem kann für andere
Zwecke, wie etwa das Steuern von Einstellungen oder den Betrieb
eines beliebigen Fahrzeugsystems auf der Basis einer Insassencharakteristik
verwendet werden.
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Das
System 10 kann mit unterschiedlichen Schaltungen und/oder
Verfahren implementiert werden. Einige beispielhafte Schaltungen
und Verfahren auf der Basis eines elektrischen Feldes sind in den US-Patenten
No. 5.948.070, 6.329.914 (Seriennummer 091798.788, eingereicht am
2. März
2001) und Seriennummer (10/033.585, eingereicht am 2. November 2001)
beschrieben. Bei alternativen Ausführungsformen enthält das Fahrzeugpassagier-Erfassungssystem 10 Gewichts-,
Kapazitanz-, Ultraschall-, Infrarot-, Sichtbar-Licht- oder andere
Erfassungssysteme für
die Erfassung der Gegenwart eines Passagiers. Es kann eine beliebige
Vorrichtung, die derzeit bekannt ist oder später entwickelt wird, zur Erfassung
eines Insassen verwendet werden.
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Der
Sensor 12 beinhaltet einen passiven oder aktiven Sensor
zum Senden oder Empfangen von Energie als Teil eines Insassenerfassungssystems.
Bei einer Ausführungsform
enthält
der Sensor 12 wenigstens eine Elektrodenantenne. Bei einer weiteren
Ausführungsform
umfasst der Insassenerfassungssensor 12 eine Vielzahl von
Elektroden. Die Elektroden haben eine beliebige Form und Position. Beispielsweise
sind rechteckige Streifen von Elektroden in zwei oder mehr Schichten
angeordnet, die durch Luft oder ein Trennmittel (z.B. Schaumisolator) getrennt
sind. Elektroden beinhalten einen Einzeldraht, eine einzige leitfähige Schicht,
zwei oder mehr Leiter, Kapazitanzsensoren, eine Antenne oder einen anderen
Aufbau zum Senden oder Empfangen elektromagnetischer Energie. Bei
alternativen Ausführungsformen
beinhaltet der Sensor 12 einen Gewichtssensor, einen Dehnungsmessstreifen,
ein piezoelektrisches Material, eine Mikrofabrikationskomponente,
einen Ultraschallwandler, eine Diode, einen Lichtsensor, eine Kamera,
einen Halbleiter oder andere Vorrichtung für die Erzeugung oder Erfassung von
Energie, wie etwa Ultraschall, Infrarot, Licht oder Energie.
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Der
Sensor 12 ist benachbart zu einem Sitzbereich 20 angeordnet.
Beispielsweise befindet sich der Sensor 12 in einem Sitz 22.
Als weiteres Beispiel befindet sich der Sensor 12 in einer
Lenksäule
oder Armaturenbrett vor dem Sitz 22, im Dach über dem Sitz 22,
an einer Tür
neben dem Sitz 22 oder auf einem Boden unter dem Sitz 22.
Es können
anderer Positionen vorgesehen sein. Mehrere Sensoren desselben oder
eines unterschiedlichen Typs können
am selben Ort oder an unterschiedlichen Orten angeordnet sein. Es
können
dieselben oder unterschiedliche Sensoren zum Erfassen eines Insassen
oder mehrerer Insassen an unterschiedlichen Sitzbereichen verwendet
werden.
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Bei
einer Ausführungsform
werden mit Hilfe der kapazitiven und/oder der elektrischen Felderfassung
winzige elektrische Felder zwischen zwei Elektroden erfasst, die
sich im Fahrzeugsitz befinden. Ein elektrisches Feld wird infolge
der Potentialdifferenz zwischen den Elektroden erzeugt, wenn ein
hochfrequentes Niederspannungssignal an einer Elektrode angelegt
wird und die andere Elektrode mit Erde verbunden ist. Dieses elektrische
Feld erzeugt einen Strom (den Empfangsstrom), der von einer Elektrode (die
nicht sendet) zur Erde fließt.
Wenn sich ein Körper
(Passagier oder Insasse) im elektrischen Feld befindet, verändern Störungen im
elektrischen Feld den Strom. In ähnlicher
Weise wird ein Strom (der Ladestrom), der der Sendeelektrode zugeführt wird,
ebenfalls in Abhängigkeit
der Gegenwart eines Körpers verändert. Ein
Ladestrom kann ohne einen Empfangsstrom oder eine Messung in einer
weiteren Elektrode verwendet werden.
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Der
Körper
verhält
sich wie ein Kondensator, dessen einer Anschluss geerdet ist. Die
Impedanz (Widerstand und Kapazitanz) des Körpers zweigt das elektrische
Feld zur Erde ab. Befindet sich der Körper im Fahrzeugsitz, treten Änderungen
im Strom, der an der Sendeelektrode und einer beliebigen Empfangselektrode
fließt,
in Abhängigkeit
der elektrischen Eigenschaften des Körper auf. Beispielsweise ist
der Ladestrom für
nähere
und/oder schwerere Körper größer. Als
weiteres Beispiel ändert
sich das Frequenzansprechverhalten, die Phase oder eine andere Signalcharakteristik
in Abhängigkeit
des Insassen. Mit Hilfe dieses Phänomens wird die Gegenwart eines
Passagiers im Sitz 22 durch Vergleichen des erfassten Stroms
mit einem bekannten Wert erfasst. Insbesondere erhält man eine
oder mehrere Charakteristika des Objektes im Sitz, einschließlich der
Tatsache, ob das Objekt eine Person erwachsener Größe ist,
die normal im Sitz sitzt. Durch Verwendung von Elektroden in bekannten
oder vorhersagbar anderen Abständen
vom Objekt erhält
man sogar umfangreichere Informationen. Somit werden die Gegenwart,
der Ort und andere Charakteristika des Insassen im Sitz 22 jeweils
präzise
erfasst.
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Der
Steuerprozessor 14 ist mit dem Insassenerfassungssensor 12 eines
oder mehrerer Sitzbereiche verbunden, um eine Charakteristik eines
oder mehrerer Insassen zu erfassen. Der Steuerprozessor 14 enthält eine
anwendungsspezifische integrierte Schaltung und/oder einen Prozessor,
einen digitalen Signalprozessor, analoge Komponenten, eine digitale
Vorrichtung oder Kombinationen derselben. Es wird beispielsweise
ein Mikroprozessor, der von der NEC Corporation aus Japan hergestellt
wird, verwendet, der Analog-Digitalwandler enthält. Bei einer Ausführungsform
enthält
der Steuerprozessor 14 die Treiber und Schaltungen für die Messung
der Signale zu oder vom Insassenerfassungssensor 12. Der
Insassenerfassungssensor 12 enthält lediglich die passive Antenne
oder die Antenne und einige zugehörige Schaltungen. Der Steuerprozessor 14 befindet sich
im Fahrzeugsitz 22 oder an anderer Stelle im Fahrzeug.
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Der
Steuerprozessor 14 charakterisiert den Insassen im Sitzbereich
in einer von wenigstens zwei Kategorien, wie etwa als Erwachsenen,
kleinen Erwachsenen, Kind, rückwärts gewandten
Kindersitz, vorwärts
gewandten Kindersitz oder andere Kategorie. Die Kategorien können zudem
Positionsinformationen umfassen, wie etwa dass ein Kind sich zur
Tür lehnt,
ein Kind steht oder ein Kind ordnungsgemäß sitzt. Unter Verwendung einer
oder mehrerer Beurteilungen wird eine abschließende Charakterisierung ausgegeben.
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Der
Steuerprozessor 14 wendet einen Charakterisierungs-Änderungsparameter
für eine
erste Zeitdauer an und verändert
den Charakterisierungs-Änderungsparameter
nach der ersten Zeitdauer. Beispielsweise gestattet der Steuerprozessor 14 zu
Beginn eine Änderung
der Charakterisierung nachdem Messungen oder Beurteilungen die unterschiedliche
Charakterisierung für
fünf Sekunden, eine
andere Zeitdauer oder eine Anzahl von Beurteilungen kennzeich nen.
Dieser Charakterisierungs-Änderungsparameter
ist ein Hystereseparameter oder eine Zeitdauer. Die Charakterisierungsänderung
basiert auf einem weiteren Charakterisierungs-Änderungsparameter, wobei die
Schwellenwerte angewendet werden, um den Insassen zu kategorisieren. Es
können
andere Charakterisierungs-Änderungsparameter
verwendet werden. Ein beliebiger Parameter zum Charakterisieren
des Insassen kann als ein Charakterisierungs-Änderungsparameter
verändert
werden, wodurch eine beliebige Änderung
der Charakterisierung unterschiedlich begrenzt wird.
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Nach
einer bestimmten Zeitdauer, einem Ereignis, einer Messung, einer
Wahrscheinlichkeit oder einer anderen Bestimmung werden ein oder
mehrere Charakterisierungs-Änderungsparameter
geändert, wie
etwa dass die Hysterese-Zeitdauer
oder die Zahl aufeinanderfolgender Beurteilungen erhöht wird,
bevor eine Änderung
der Charakterisierung zugelassen wird. Als weiteres Beispiel wird
ein Charakterisierungsschwellenwert, wie etwa die Größe und/oder das
Gewicht, der Oberflächenbereich
oder eine andere Beurteilungskennzeichnung derart verändert, dass
die momentane Charakterisierungskategorie umfassender ist. Diese
Veränderungen
machen eine Fortführung
der momentanen Charakterisierungen wahrscheinlicher, wodurch häufige Änderungen
bei der Charakterisierung vermieden werden. Jede Beurteilung stimmt
mit höherer
Wahrscheinlichkeit mit der momentanen Charakterisierung überein,
die ausgegeben wird. Es können
anderer Auslöser
verwendet werden, um einen selben oder andere Charakterisierungs-Änderungsparameter
zu anderen Zeitpunkten weiter einzustellen.
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Der
Steuerprozessor 14 kann zudem derart betätigt werden,
dass er einen Vertrauensparameter bestimmt, der eine Wahrscheinlichkeit
kennzeichnet, dass die momentane Charakterisierung korrekt ist. Beispielsweise
wird die Wahrscheinlichkeit oder das Vertrauen als ein Verhältnis des
Auftretens der momentanen Beurteilung zu einer Gesamtzahl von Beurteilungen
in einer Zeitdauer berechnet. Die Länge der Zeit vor einer Änderung
kann auf dem Vertrauensparameter basieren. Beispielsweise werden
die Schwellenwerte einer Charakterisierung früher eingestellt, um umfassender
zu sein, wenn die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Charakterisierung
hoch ist. Ist die Wahrscheinlichkeit gering, werden die Schwellenwerte
lediglich nach einer längeren
Zeitdauer von Beurteilungen eingestellt, die in der Charakterisierung
konsistent sind. Bei alternativen Ausführungsformen wird der Vertrauensparameter
nicht berechnet.
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Der
Steuerprozessor 14 kann darüber hinaus so betätigt werden,
dass er den Charakterisierungs-Änderungsparameter
zurücksetzt.
Beispielsweise werden die Hysterese oder die Schwellenwerte auf
Startpegel rückgesetzt
(eine Hysterese von 10 Sekunden wird beispielsweise auf eine Hysterese von
5 Sekunden zurückgesetzt),
wenn ein leerer Sitz erfasst wird. Verlässt der Insasse den Sitz, kann
ein anderer Insasse den Sitz einnehmen, so dass die Charakterisierungs-Änderungsparameter zurückgesetzt
oder entriegelt werden. Als weiteres Beispiel werden die Hysterese
oder die Schwellenwerte auf Startpegel rückgesetzt, wenn der Insasse
trotz der veränderten
Charakterisierungs-Änderungsparameter
fortwährend
als einer anderen Kategorie zugehörig beurteilt wird. Wird der
Insasse konsistent als Kind erfasst, nachdem die Hysterese-Zeitdauer
erhöht und/oder
Schwellenwerte auf der Basis einer vorherigen Charakterisierung
des Insassen als Erwachsener geändert
wurden, werden die Charakterisierungs-Änderungsparameter
entriegelt oder auf Startpegel rückgesetzt.
Es können
andere Rücksetzauslöser verwendet
werden.
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Die
Airbag-Steuereinheit 16 ist mit dem Steuerprozessor 14 verbunden.
Die Airbag-Steuereinheit 16 spricht auf Aufprallsensoren
und den Steuerprozessor 14 an, um die Entfaltung des Airbag 18 auszulösen. Wird
ein Aufprall erfasst, der Steuerprozessor 14 jedoch ein
Kind oder einen anderen Insassen einer eingeschränkten Klasse erfasst, kann
die Airbag-Steuereinheit 16 den Airbag 18 möglicherweise nicht
entfalten. Wenn ein Aufprall erfasst wird und der Steuerprozessor 14 einen
Erwachsenen oder einen ordnungsgemäß positionierten Insassen anzeigt, kann
die Airbag-Steuereinheit 16 bewirken, dass sich der Airbag 18 entfaltet.
Die Airbag-Steuereinheit 16 kann zudem die Kraft, die Geschwindigkeit
oder eine andere Charakteristik der Entfaltung in Abhängigkeit einer
Kennzeichnung der Kategorie eines Insassen vom Steuerprozessor 14 steuern.
Bei anderen Ausführungsformen
werden der Steuerprozessor 14 und der Sensor 12 verwendet,
um einen Aufprall etwa auf der Basis der Erfassung einer plötzlichen
Kopfbewegung zu erfassen und zu bewirken, dass sich der Airbag 18 entfaltet.
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Bei
einer Ausführungsform
ist eine LED, eine Flüssigkristallanzeige
oder eine andere Ausgabevorrichtung vorgesehen, um den Status der
Charakterisierung anzuzeigen. Beispielsweise leuchtet die LED, wenn
der Airbag infolge einer Charakterisierung eines Kindes, eines kleinen
Erwachsenen, eines Kindersitzes oder einer anderen Kategorie außer Kraft
gesetzt ist. Durch Verriegeln der Charakterisierung oder Ändern der
Charakterisierungs-Änderungsparameter
ist es weniger wahrscheinlich, dass sich diese Ausgabe ändert oder
blinkt.
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2 zeigt
ein Fahrzeugpassagier-Erfassungsflussdiagramm einer Ausführungsform
zur Steuerung der Erfassung eines Insassen in einem Sitzbereich.
In 2 ist der Begriff "Zustandsvorhersage" die Ausgabeentscheidung oder Charakterisierung
des Systems nach Durchschnittsermittlungs-, Hysterese- oder anderen
Vorgängen
auf der Basis einer oder mehrerer Beurteilungen. Der Begriff "unverzüglich" ist eine Systembeurteilung
für einen
diskreten Messzyklus, einschließlich
einer beliebigen Durchschnittsermittlung mit vorherigen Zyklen,
um die momentane Beurteilung auszugeben.
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Im
allgemeinen wird ein Insasse in einem Sitzbereich charakterisiert,
wie etwa dass eine Kategorisierung als Kind oder Erwachsener erfolgt.
Beurteilungen für
die Charakterisierung wiederholen sich fortwährend, wie etwa dreimal oder
in einer anderen Zahl pro Minute. Zu Beginn sind Änderungen
der Charakterisierung durch die Hysterese beschränkt. Die neue oder andere Beurteilung
der Charakterisierung erfolgt über
fünf Sekunden
oder in einer Häufigkeit
bevor eine neue Charakterisierung angewendet oder erkannt wird.
Sind die Beurteilungen der Charakterisierung für eine erste Zeitdauer oder
eine Zahl von Charakterisierungen, wie etwa 10 Sekunden oder 30
Charakterisierungen konsistent, wird eine schwache Verriegelung
angewendet. Es wird ein Charakterisierungs-Änderungsparameter
geändert, wie
etwa durch Erhöhen
der Hysterese-Zeitdauer auf 10 Sekunden oder 30 Charakterisierungen.
Sind nach einer Minute oder einer anderen Zeitdauer die Beurteilungen
der Charakterisierung weiterhin konsistent, wird eine starke Verriegelung
für Charakterisierungen
mit hoher Wahrscheinlichkeit angewendet. Ist das Vertrauen in der
Charakterisierung hoch, werden einer, mehrere oder sämtliche
der Schwellenwerte, die mit der momentanen Charakterisierung in Verbindung
stehen, erweitert, wie etwa erhöht
oder verringert, so dass mit Wahrscheinlichkeit mehr Messungen beurteilt
werden können
als die momentane Charakterisierung. Sind die Beurteilungen der
Charakterisierung nach einer weiteren Minute oder einer anderen
Zeitdauer weiterhin konsistent, wird eine starke Verriegelung für die Charakterisierung
unabhängig
von der Wahrscheinlichkeit angewendet. Ändert sich die Charakterisierung
sogar mit den momentanen Charakterisierungs-Änderungsparameter-Einstellungen,
werden die Charakterisierungs-Änderungsparameter
rückgesetzt,
und der Vorgang beginnt erneut.
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Bei
Schritt 30 wird die Zündung
des Fahrzeugs eingeschaltet. Es können andere Anfangsauslöser verwendet
werden. Bei Schritt 32 wird eine Anfangszustandsvorhersage-
oder Beurteilung vorgenommen. Diese Anfangsbeurteilung wird als
Ausgabecharakterisierung verwendet. Ist der Sitzbereich leer, fahren
die Beurteilungen der Charakterisierung mit einer Hysterese von
fünf Sekunden
in Schritt 34 fort. Eine beliebige von unterschiedlichen
Informationen kann einen leeren Sitzbereich kennzeichnen, wie etwa
der Vergleich tatsächlicher
Strom- oder Phasenmesswerte des Sensors 12 mit einem Schwellenwert
(z.B. Strommesswerte innerhalb eines Schwellenwertumfangs eines
kalibrierten leeren Messwertes), die Berechnung eines Wertes für den Vergleich eines
Schwellenwertes (z.B. die Gesamtkapazitanz, die berechnet und mit
einem Schwellenwert verglichen wird) oder Kombinationen daraus.
Die Charakterisierung bleibt leer, bis die Beurteilungen einer nicht
leeren Charakterisierung für
fünf Sekunden oder
für 15
Vorkommnisse wiederholt werden. Es können eine andere Hysteresezeit
oder Zahl von Beurteilungswerten verwendet werden.
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Nach
einer Änderung
der Charakterisierung für
eine leere oder anfängliche
Bestimmung eines Insassen wird der Insasse als zu wenigstens einer
von zwei Kategorien zugehörig
in Schritt 36 charakterisiert. Beispielsweise wird der
Insasse als Kind oder Erwachsener kategorisiert. Bei anderen Ausführungsformen
wird der Insasse als (1) ein Erwachsener in einer oder mehreren
Positionen, (2) Kind oder kleiner Erwachsener in einer oder mehreren
Positionen, (3) ein Kind in einem nach vorne gewandten Kindersitz,
(4) ein Kind in einem rückwärts gewandten Sitz,
oder (5) als ein weiteres Objekt kategorisiert. Es können zusätzliche
oder andere Kategorisierungen verwendet werden. Die Charakterisierung
wird vorzugs weise durch Vergleich mit erwarteten Messungen bestimmt.
Alternativ wird ein Algorithmus, der die Verteilung der Last bestimmt,
verwendet, um den Insassen als groß genug für eine Aktivierung des Airbag
oder als zu klein für
eine Aktivierung des Airbag zu klassifizieren. Bei einer weiteren
Ausführungsform bestimmt
eine Funktion der Messungen die Klassifizierung.
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Bei
einer Ausführungsform
führt das
System die folgenden Funktionen nacheinander aus, um den Insassen
zu bewerten oder zu charakterisieren: 1) Ausgabemessungen werden
für die
Kabellänge
kompensiert, 2) Berechnungen werden ausgeführt, um den Zustand eines geerdeten
Insassen zu korrigieren, 3) die komplexe Impedanz der Last wird
unter Verwendung von Frequenzdaten berechnet, die unterschiedlichen
Frequenzen zugeordnet sind, 4) ein Abstand zwischen Schichten von
Elektroden wird berechnet, 5) der effektive Oberflächenbereich
des Insassen wird berechnet, 6) der Abstand des Insassen über einer
obersten Schicht von Elektroden wird berechnet, 7) es werden die
Beurteilungsparameter berechnet, die für die Kategorisierung des Insassen
verwendet werden, und 8) es werden die Beurteilungsparameter verwendet,
um den Insassen auf der Basis zu Beginn festgelegter Schwellenwerte
zu charakterisieren. Bei einer Ausführungsform beinhalten die Beurteilungsparameter
das Gewicht, den Durchschnitt effektiver Oberflächenbereiche, das Maximum effektiver
Oberflächenbereiche,
die relative Masse, das Gewicht, das mit der relativen Masse multipliziert
wird (d.h. das Massenprodukt), die Gesamtkapazitanz einer Ladung
und/oder andere Werte. Wenn einer der Beurteilungsparameter unter
dem zugehörigen
Schwellenwert liegt, wird der Insasse als Kind beurteilt. Bei alternativen
Ausführungsformen
werden andere Schwellenwerte verwendet, und/oder es sind zwei oder
mehr Beurteilungsparameter erforderlich, um den Insassen als Kind
zu kategorisieren.
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Sobald
der Insasse charakterisiert ist, wird die Charakterisierung für eine Zeitdauer,
wie etwa eine Hysterese-Zeitdauer von 5 Sekunden, verriegelt. Da
die Vorgänge
für die
Beurteilungen der Charakterisierung des Insassen aufeinander folgend
wiederholt werden, werden anschließende andere Beurteilungen
bis nach der Hysterese-Zeitdauer verworfen oder gemittelt und ignoriert.
Die Charakterisierung, die als Steuersignal bereitgestellt wird,
darf sich bis nach der Hysterese-Zeitdauer
nicht ändern.
Die Charakterisierung wird nicht geändert, bis eine be stimmte Zahl
aufeinander folgender oder im wesentlichen aufeinander folgender
Beurteilungen kennzeichnet, dass sich die Charakteristik geändert hat. Bei
einer alternativen Ausführungsform ändert sich die
Charakterisierung ohne die Einschränkung einer Zeit oder einer
Zahl von Vorkommnissen.
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In
Schritt 38 wird eine Zähleinrichtung
gestartet. Beispielsweise wird ein Zeitgeber gestartet oder die
Zahl von Beurteilungen gezählt.
Bei Schritt 40 zählt
der Zeitgeber 10 Sekunden, eine andere Zeitdauer oder die
Zahl von Beurteilungen als eine erste Zeitdauer. Die anfängliche
Hysterese, die anfänglichen
Charakterisierungsschwellenwerte und anderen Charakterisierungs-Änderungsparameter werden
während
dieser Zeitdauer angewendet. Ändert
sich die Charakterisierung mit diesen momentanen oder anfänglichen Änderungsparametern,
kehrt der Vorgang zu einem der Schritte 34 oder 36 zurück. Wenn
beispielsweise ein mit einem Fenster versehener Durchschnittswert
oder sämtliche
der Beurteilungen eine Charakterisierung eines Kindes anstelle eines
ursprünglichen
Erwachsenen für
fünf aufeinander
folgende Sekunden auf der Basis eines Vergleiches mit momentanen
Charakterisierungsschwellenwerten anzeigen, wird die Charakterisierung
auf ein Kind geändert.
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Ändert sich
die Charakterisierung während dieser
ersten Zeitperiode nicht, werden die Hysterese, die Charakterisierungsschwellenwerte
oder andere Charakterisierungs-Änderungsparameter
in den Schritten 42 und 44 erhöht. In beiden Schritten 42 und 44 der
Ausführungsform
von 2 wird die Hysterese-Zeitdauer von fünf Sekunden
auf zehn Sekunden oder von 15 Beurteilungen auf 30 Beurteilungen erhöht. Wenn
alternativ eine bestimmte Zahl von Beurteilungen von Charakterisierungen
während
der Zeitperiode keine Änderung
aufweist, werden ein oder mehrere Charakterisierungs-Änderungsparameter
geändert.
Es wird das Verhältnis
der Beurteilungen von Erwachsenen zur Gesamtzahl von Beurteilungen
(z.B. 30) während
der ersten Zeitperiode ermittelt. Ist das Verhältnis größer oder gleich 0,6, wird die
Kategorie in Schritt 42 als Erwachsener eingestellt oder
bleibt als solche bestehen. Ist das Verhältnis kleiner gleich 0,4, wird
die Kategorie in Schritt 42 als Kind eingestellt oder bleibt
als solche bestehen. Wenn in Schritt 44 das Verhältnis größer als
0,4 und kleiner als 0,6 ist, wird die Ausgabecharakterisierung nicht
geändert.
Für Verhältnisse,
die nicht innerhalb dieser Grenzen lie gen, wird die Charakterisierung
geändert,
und der Vorgang kehrt zu den Schritten 34 oder 36 zurück. Alternativ
wird das Verhältnis nicht
verwendet und der Charakterisierungsparameter ohne Rücksicht
auf das Vertrauen bei der momentanen Charakterisierung geändert.
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Bei
Schritt 46, fährt
die Zähleichrichtung
mit der Zählung
fort. Während
dieser zusätzlichen
Zeitdauer werden die zusätzliche
Hysterese (z.B. die veränderte
10-Sekunden-Hysterese),
die Charakterisierungsschwellenwerte und andere Charakterisierungs-Änderungsparameter
angewendet. Ändert sich
die Charakterisierung selbst bei diesen momentanen Charakterisierungs-Änderungsparametern, kehrt
der Vorgang zu einem der Schritte 34 oder 36 zurück und werden
die Charakterisierungs-Änderungsparameter
zurückgesetzt.
Bei Schritt 48 zählt die
Zähleinrichtung
bis zu einer Minute, zu einer anderen Zeitdauer oder einer Zahl
von Beurteilungen (z.B. 180 Beurteilungen).
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Ändert sich
die Charakterisierung während dieser
zusätzlichen
Zeitperiode nicht, werden eine Hysterese, Charakterisierungsschwellenwerte
oder ein anderer Charakterisierungs-Änderungsparameter in Schritt 50 geändert oder
in Schritt 52 beibehalten. In Schritt 50 werden Änderungen
der Ausgabecharakterisierung weiter begrenzt. Derselbe oder ein anderer
Charakterisierungs-Änderungsparameter als
der Charakterisierungs-Änderungsparameter,
der in der Schritten 42 oder 44 verändert wurde,
wird nach der zusätzlichen
Zeitperiode geändert.
Bei der Ausführungsform
von 2 werden ein, mehrere oder sämtliche der Charakterisierungsschwellenwerte
um 20% oder einen anderen Umfang geändert. Die Schwellenwerte werden
geändert,
um umfassender die momentane Charakterisierung zu definieren, wie etwa
dass die Schwellenwerte erhöht
werden, so dass eine größere Zahl
von Messungen mit Wahrscheinlichkeit ein Kind anzeigen, oder dass
die Schwellenwerte verringert werden, so dass eine größere Zahl
von Messungen mit Wahrscheinlichkeit einen Erwachsenen anzeigen.
Beispielsweise werden die Schwellenwerte des Gewichtes, der relativen Masse,
des durchschnittlichen Oberflächenbereiches,
des maximalen Oberflächenbereiches
und des Massenproduktes derart verringert, dass zukünftige Beurteilungen
mit größerer Wahrscheinlichkeit
die Charakterisierung eines Erwachsenen kennzeichnen. Es können unterschiedliche
Schwellenwerte durch unterschiedliche Ausmaße erhöht oder verringert werden.
Alternativ oder zusätzlich
werden die zuvor veränderte
Hysterese oder andere Charakterisierungs-Änderungsparameter weiter verändert.
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Ein
Vertrauensparameter wird berechnet, um zwischen einer starken Verriegelung
oder der Veränderung
von Schritt 50 oder dem fortgeführten Betrieb ohne weitere Änderung
der Charakterisierungs-Änderungsparameter
von Schritt 52 zu wählen.
Der Vertrauensparameter kennzeichnet die Wahrscheinlichkeit, dass
der Insasse korrekt kategorisiert wird. Beispielsweise wird das
Verhältnis
der Beurteilungen von Erwachsenen zur Gesamtzahl von Beurteilungen während der
ersten (z.B. 10 Sekunden oder 30 Beurteilungen), der zusätzlichen
oder der ersten plus der zusätzlichen
Zeitdauer bestimmt. Bei einer Ausführungsform beinhalten die Beurteilungen
sämtliche oder
die meisten gültigen
Beurteilungen (z.B. 180 Beurteilungen), die seit der Initialisierung
des Zählers
in Schritt 38 bezogen wurden. Das Verhältnis, das für die Schritte 50 und 52 berechnet
wurde, tastet über eine
längere
Zeitdauer ab als das Verhältnis
der Schritte 42 und 44. Es können andere Verhältnisse oder
Kennzeichnungen des Vertrauens oder der Wahrscheinlichkeit verwendet
werden. Ist das Verhältnis
größer oder
gleich 0,6, wird die Charakterisierung eingestellt oder bleibt bei
Erwachsener in Schritt 50. Ist das Verhältnis kleiner gleich 0,4, wird
die Charakterisierung eingestellt oder bleibt bei Kind in Schritt 50.
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Liegt
das Verhältnis
zwischen 0,4 und 0,6, wird ein geringeres Vertrauen oder eine geringere Wahrscheinlichkeit
einer korrekten Charakterisierung angezeigt. Die Charakterisierung
ist grenzwertiger. Bei Schritt 52 werden die Ausgabecharakterisierung oder
die Kategorie und die Charakterisierungs-Änderungsparameter nicht verändert, sondern
es wird die momentane Charakterisierung beibehalten. Alternativ
werden die Charakterisierungs-Änderungsparameter
rückgesetzt,
geändert,
um die momentane Charakterisierung weiter, jedoch nicht so weit
wie bei Schritt 50, zu verriegeln, oder geändert, um
die schwache Verriegelung der Schritte 42 und 44 zu
verringern, ohne die Charakterisierungs-Änderungsparameter zurückzusetzen.
Durch beibehalten derselben Charakterisierungs-Änderungsparameter in Schritt 50 wird
die Zeitdauer zur Anwendung der momentanen Charakterisierungs-Änderungsparameter (die
beispielsweise in den Schritten 42 und 44 ver ändert wurden),
erhöht.
Diese Zeitperiode ist eine Funktion des Vertrauensparameters.
-
Bei
Schritt 54 fährt
die Zähleinrichtung
mit der Zählung
fort, wenn bei Schritt 50 die Charakterisierungs-Änderungsparameter
nicht weiter verändert oder
stark verriegelt wurden. Während
dieser zusätzlichen
Zeitdauer werden die momentane Hysterese (beispielsweise die veränderte 10-Sekunden-Hysterese),
die Charakterisierungsschwellenwerte und andere Charakterisierungs-Änderungsparameter
angewendet. Ändert
sich die Charakterisierung selbst mit diesen momentanen Charakterisierungs-Änderungsparametern,
kehrt der Vorgang zu einem der Schritte 34 oder 36 zurück und werden
die Charakterisierungs-Änderungsparameter
zurückgesetzt.
In Schritt 56 zählt
die Zähleinrichtung
bis zwei Minuten, eine andere Zeitdauer oder Zahl von Beurteilungen.
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Bei
Schritt 58 werden die Charakterisierungs-Änderungsparameter
als eine Funktion des Vertrauens bei der momentanen Charakterisierung verändert. Der
Umfang des Vertrauens wird im Vergleich zu den Schritten 50 und 52 verringert.
Wenn das Verhältnis
beispielsweise geringer als 0,5 ist, wird die Charakterisierung
auf Kind eingestellt oder bleibt als solche unverändert. Ist
das Verhältnis
größer als
0,5, wird die Charakterisierung auf Erwachsener eingestellt oder
bleibt als solche unverändert.
Ist das Verhältnis
gleich 0,5, wird die momentane Charakterisierung verwendet. Unabhängig von
der Charakterisierung werden die Charakterisierungsschwellenwerte
um 20% oder einen anderen Umfang geändert. Für die Charakterisierung eines
Kindes werden die Schwellenwerte um 20% erhöht. Für die Charakterisierung eines
Erwachsenen werden die Schwellenwerte um 20% verringert. Es können andere
Ausmaße
der Änderung
oder der Charakterisierungs-Änderungsparameter,
die geändert
werden sollen, verwendet werden.
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Andere
Vorgänge,
als jene, die in 2 gezeigt sind, können angewendet
werden. Beispielsweise können
drei oder mehr alternative Änderungen (z.B.
Schritt 42 gegenüber 44 oder
Schritt 50 gegenüber 52)
der Charakterisierungs-Änderungsparameter
als eine Funktion unterschiedlicher Grade des Vertrauens verwendet
werden. Eine beliebige Zahl von Änderungen,
wie etwa nur eine, zwei, drei oder mehr kann verwendet werden. Die
Zeit, die Zahl der Beurteilungen, das Vertrauen, die Wahrscheinlichkeit oder
andere Informationen können
für die
Auslösung der Änderung
verwendet werden. Der Vertrauenswert kann als Funktion eines sich
bewegenden Fensters einer vorherigen Zahl von Beurteilungen, für sämtliche
Beurteilungen, die seit der Initiierung der Zähleinrichtung in Schritt 38 vorgenommen
wurden, oder eine andere Zahl von Beurteilungen berechnet werden.
Der Vertrauenswert kann auf anderen statistischen Berechnungen basieren,
die die Zahl der Beurteilungen beinhalten oder nicht beinhalten.
Das Verhältnis
der Beurteilungen eines Kindes zu den gesamten Beurteilungen kann
anstelle des Verhältnisses
der Beurteilungen von Erwachsenen zu den gesamten Beurteilungen
verwendet werden.
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Der
(die) Charakterisierungs-Änderungsparameter
wird (werden) auf Ausgangsgrößen in Abhängigkeit:
(a) der Beurteilung keines Insassen oder (b) der fortwährenden
Beurteilung des Insassen als ein anderer von wenigstens zwei Kategorien
für eine momentane
Hysterese-Zeitdauer unter Verwendung der momentanen Charakterisierungs-Schwellenwerte
rückgesetzt.
Die Beurteilung kein Insasse beinhaltet entweder einen leeren Sitzbereich
oder einen beinahe leeren Sitzbereich. Beispielsweise wird ein zurückgelassenes
Objekt auf einem Sitz als beinahe leerer Sitzbereich beurteilt.
Bei diesem Beispiel können
drei Schwellenwerte derart eingestellt werden, dass die Rücksetzung
für eine Änderung
auf einen Insassen oder ein Objekt mit ähnlichen Charakteristika wie
ein dreijähriges
oder kleineres Kind erfolgt, wobei die Kindkategorie auf einem sechsjährigen oder
kleinerem Kind basiert. Es können
andere Schwellenwerte verwendet werden. Bei einer Ausführungsform
wird die Beurteilung kein Insasse zweimal aufeinanderfolgend vor
dem Rücksetzen
wiederholt. Bei alternativen Ausführungsformen führen eine oder
drei oder mehr aufeinanderfolgende Beurteilungen kein Insasse zu
einem Rücksetzen.
Bei weiteren alternativen Ausführungsformen
basiert die Zahl von Beurteilungen für ein Rücksetzen auf der Basis keines
Insassen auf der Zeit, die ein Insasse benötigt, den Sitz 22,
den Sitzbereich oder das Automobil zu verlassen. Nach dem Rücksetzen
kehrt der Vorgang zu Schritt 34 oder 36 zurück.
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Es
können
zusätzliche
Sensoreingaben verwendet werden. Beispielsweise wird das Sicherheitsgurtsignal
in den Steuerprozessor 14 eingegeben. Wenn der Insasse
sitzt und den Sicherheitsgurt anlegt, ist es wahrscheinlich, dass
sich der Insasse ohne Abschnallen nicht ändert. Das Anschnallen kann
der Auslöser
der Zähleinrichtung
von Schritt 38 oder einer Änderung der Charakterisierungs-Änderungsparameter sein. Das
Abschnallen kann ein Rücksetzen
oder eine Änderung
der Charakterisierungs-Änderungsparameter
auslösen.
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Die
Airbag-Steuereinheit 16 unterdrückt die Entfaltung des Airbags 18,
wenn die Ausgabe-Charakterisierung in Verbindung mit einem Objekt
oder Kind leer ist. Eine Objekt-Beurteilung wird als Kind-Beurteilung
für die
Charakterisierung des Insassen gezählt. Die Entfaltung des Airbags 18 wird
in Kraft gesetzt, wenn die Ausgabe-Charakterisierung ein Erwachsener
ist.
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Bei
einer Ausführungsform
sind die Charakterisierungsschwellenwerte dieselben für die Unterscheidung
zwischen einem Erwachsenen und einem Kind. Bei anderen Ausführungsformen
werden überlappende
Schwellenwerte verwendet, um einem Typ einer Klassifizierung Priorität zu verleihen.
Die Schwellenwerte werden so eingestellt, dass die Klassifizierung
von einem Erwachsenen zu einem Kind einfacher geändert werden kann, als von
einem Kind zu einem Erwachsenen. Ist die Klassifizierung beispielsweise
ein Erwachsener, wird der Schwellenwert der maximalen Last zum Klassifizieren
des Insassen als ein Kind höher
eingestellt, als wenn die Klassifizierung als ein Kind begonnen
hätte.
In ähnlicher
Weise kann sich der Schwellenwert für die Klassifizierung eines
Autositzes als eine Funktion der jüngst vorhergegangenen Klassifizierung
unterscheiden, was zum Verleihen einer Priorität zwischen einem Erwachsenen
und/oder einem Kind und einem Autositz führt. Dies Priorität erzeugt
eine Grauzone oder einen Graubereich zwischen den Schwellenwerten.
Beispielsweise kann der untere Schwellenwert auf dem Gewicht eines
durchschnittlichen 6 Jahre alten Kindes basieren und der obere Schwellenwert
auf einem fünften
Perzentil einer erwachsenen Frau basieren. Ein beliebiger Insasse,
der innerhalb der Grauzone klassifiziert wird, wird gemäß der Priorität klassifiziert,
wie etwa der Klassifikation als Kind. Bei dieser Ausführungsform
können
die Schwellenwerte verändert
werden, um eine breitere, schmalere oder keine Überlappung als eine Funktion
der Zeit oder des Vertrauensparameters zu erzeugen.
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Wenngleich
hier unterschiedliche Ausführungsformen
beschrieben wurden, können
an diesen Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Geltungsbereich
der Erfindung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen definiert ist.