DE19547842A1

DE19547842A1 - Detection of occupancy especially of passenger seat in motor vehicle

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Publication number: DE19547842A1
Application number: DE1995147842
Authority: DE
Inventors: Juergen Gerstenmeier; Georg Haubner; Bernhard Pirkl; Rainer Bonss; Dieter Faber; Hans-Dieter Dr Schmid
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1997-06-26

Abstract

The method involves measurement of the capacitances (C1-C7) between electrodes within the seat (3) and at various strategic points on the bodywork (1) and floor of the vehicle. The capacitance (C) of the seat itself is part of an oscillatory circuit whose resonant frequency is monitored over time. Variations of the resonant frequency are compared with a threshold, and when this is exceeded there is deemed to be a passenger (2) in the seat. Peak values of these variations are checked for temporal correspondence with those of measured acceleration of the vehicle.

Description

State of the art

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Belegungserkennung, insbesondere eines Fahrzeugsitzes und auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a method for Occupancy detection, in particular of a vehicle seat and to a facility for carrying out the method.

Ein Airbagsystem ist aus der Zeitschrift 1141 Ingenieurs de l′Automobile (1982) No. 6, Seiten 69-77 bekannt. Airbagsysteme dieser Art umfassen mindestens einen für Fahrzeugbeschleunigungen empfindlichen Sensor, ein elektronisches Steuergerät für die Auswertung der Signale des Sensors und die Ansteuerung von Rückhaltemitteln, sowie mindestens ein Rückhaltemittel, vorzugsweise in Gestalt eines Airbagmoduls und/oder eines Gurtstraffers. Der beschleunigungsempfindliche Sensor erfaßt Beschleunigungswerte des Fahrzeugs und gibt diese an das elektronische Steuergerät weiter, das diese Ausgangssignale des Beschleunigungssensors auswertet. Beim Auftreten von für die Fahrzeuginsassen gefährlichen Beschleunigungswerten, beispielsweise im Zusammenhang mit einem Unfall, steuert das Steuergerät die für den Schutz der Fahrzeuginsassen vorgesehenen Rückhaltemittel wie beispielsweise Airbag und/oder Gurtstraffer an, so daß diese die Fahrzeuginsassen schützen können. Aus US-PS 5,411,289 ist weiterhin ein Airbagsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem eine Mehrzahl von Rückhaltemitteln in Gestalt von Airbagmodulen vorgesehen ist. So ist je mindestens ein Airbagmodul für den Fahrer und den Beifahrer des Kraftfahrzeugs vorgesehen. In jüngster Zeit zeichnen sich nun Entwicklungen ab, die darauf hinauslaufen, die Zahl der Rückhaltemittel noch weiter zu erhöhen. So werden für neue Fahrzeuggenerationen nicht nur Airbagmodule für den Fahrer und den Beifahrer, sondern auch Seitenairbagmodule für diese Personen vorgesehen. Weiterhin ist geplant, auch die übrigen Fahrzeuginsassen durch Airbagmodule zu schützen.An airbag system is from the magazine 1141 engineers de l'Automobile (1982) No. 6, pages 69-77. Airbag systems of this type include at least one for Vehicle accelerations sensitive sensor, a electronic control unit for the evaluation of the signals of the Sensors and the control of restraint devices, as well at least one restraint, preferably in the form of a Airbag module and / or a belt tensioner. Of the acceleration sensitive sensor detects acceleration values of the vehicle and passes them on to the electronic control unit further that these output signals from the acceleration sensor evaluates. When occurs for the vehicle occupants dangerous acceleration values, for example in In connection with an accident, the control unit controls the for the protection of vehicle occupants provided restraint such as For example, airbag and / or belt tensioner, so that the Can protect vehicle occupants. From U.S. Patent 5,411,289 also known an airbag system for a motor vehicle, at which a plurality of restraining means in the form of Airbag modules is provided. So there is at least one each Airbag module for the driver and front passenger of the motor vehicle intended. Recently there have been developments which boil down to the number of restraint devices further increase. So will not be for new vehicle generations only airbag modules for the driver and front passenger, but also Side airbag modules are provided for these people. Still is planned to also use airbag modules to close the other vehicle occupants protect.

Bei mit mehreren Airbagmodulen ausgestatteten Fahrzeugen ergibt sich nun die Notwendigkeit, diese Airbagmodule nur dann zu aktivieren, wenn der jeweils zugeordnete Fahrzeugsitz auch tatsächlich von einem Fahrzeuginsassen besetzt ist. Anderenfalls würden unnötige Reparaturkosten entstehen, wenn sich ein Airbag vor einem unbesetzten Fahrzeugsitz entfaltet. Insbesondere bei der Belegung des Beifahrersitzes ist auch noch eine Unterscheidung erwünscht, ob dieser Beifahrersitz tatsächlich von einem Fahrzeuginsassen oder eventuell von einem Kindersitz belegt ist. Auch bei Vorhandensein eines Kindersitzes auf dem Beifahrersitz ist unter bestimmten Umständen eine Entfaltung eines gegebenenfalls vorhandenen Airbags unerwünscht. Schließlich soll auch noch eine Unterscheidung möglich sein, ob ein Fahrzeugsitz von einem Fahrzeuginsassen eingenommen oder lediglich mit einem Gepäckstück belastet ist.For vehicles equipped with several airbag modules now the need to use these airbag modules only activate if the assigned vehicle seat also is actually occupied by a vehicle occupant. Otherwise unnecessary repair costs would arise if there was an airbag unfolded in front of an unoccupied vehicle seat. Especially at the occupancy of the passenger seat is also one Differentiation desirable if this passenger seat actually from a vehicle occupant or possibly from a child seat is occupied. Even if there is a child seat on the The front passenger seat is an unfolding under certain circumstances of an possibly existing airbag undesirable. Finally, it should also be possible to differentiate whether a vehicle seat is occupied by a vehicle occupant or is loaded with only one piece of luggage.

Aus DE 38 09 074 A1 ist es bekannt, die Sitzposition eines Insassen, insbesondere seine Schwerpunktlage, durch in dem Fahrzeugsitz angeordnete elektrische Kontakte festzustellen, die bei Belastung einen Signalstromkreis schließen. Aus DE 38 03 426 A1 ist es weiter bekannt, die fiktive Sitzposition eines Fahrzeuginsassen, insbesondere seine Vorverlagerung infolge Beschleunigungseinwirkung, aus dem physikalischen Weg-Zeit- Gesetz abzuleiten. Dabei wird unterstellt, daß sich ein Fahrzeuginsasse als gegenüber dem Fahrzeug frei bewegliche Masse darstellt und sich bei Krafteinwirkung in eine bestimmte Richtung zu dem Fahrzeug bewegt.From DE 38 09 074 A1 it is known the seating position of a Inmates, particularly its center of gravity, through in the Determine electrical contacts arranged vehicle seat, the close a signal circuit when loaded. From DE 38 03 426 A1 it is also known the fictitious sitting position of a Vehicle occupants, in particular its advance as a result Acceleration effect, from the physical path-time To derive law. It is assumed that a Vehicle occupant as a freely movable mass relative to the vehicle represents and with force in a certain Moved towards the vehicle.

Aus der auf die Anmelderin zurückgehenden US-PS 5,118, 134 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Feststellung der exakten Sitzposition eines Fahrzeuginsassen bekannt, bei denen berührungslos arbeitende Sensoren eingesetzt werden. Diese Einrichtung arbeitet außerordentlich genau, ist jedoch vergleichsweise aufwendig, so daß sich ihr Einsatz aus Kostengründen nur schwer realisieren läßt.U.S. Patent 5,118,134 attributed to the assignee a method and a device for determining the exact Seat position of a vehicle occupant is known in which non-contact sensors are used. This Facility works extremely accurately, but is comparatively complex, so that their use Difficult to realize due to cost reasons.

Weiterhin ist aus DE 36 35 644 C2 eine Einrichtung zur Belegungserkennung eines Fahrzeugsitzes bekannt, die die Streukapazität zwischen dem Fahrzeugsitz und der Fahrzeugkarosserie für die Erkennung eines Fahrzeuginsassen ausnutzt. Fahrzeugsitz und Fahrzeugkarosserie gehören dabei zu einem elektrischen Schwingkreis, dessen Schwingungsfrequenz durch die Streukapazität beeinflußbar ist. Diese Streukapazität ist aber abhängig von der Anwesenheit eines Fahrzeuginsassen, so daß aufgrund eines anderen Schwingungsverhaltens auf die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Fahrzeuginsassen geschlossen werden kann. Diese, auf Kapazitätsänderungen basierenden Einrichtungen sind empfindlich gegenüber Änderungen der Umgebungsbedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit und dergleichen, und müssen in der Regel häufig kalibriert werden, um eine eindeutige Aussage treffen zu können. Dennoch sind Fehlmessungen nicht mit Sicherheit auszuschließen, da beispielsweise die Durchfeuchtung eines Sitzes aufgrund eines verschütteten Getränks oder dergleichen die Anwesenheit eines Fahrzeuginsassen vortäuschen kann. Furthermore, DE 36 35 644 C2 describes a device for Occupancy detection of a vehicle seat known, the Stray capacity between the vehicle seat and the Vehicle body for the detection of a vehicle occupant exploits. The vehicle seat and vehicle body are part of it an electrical resonant circuit whose vibration frequency can be influenced by the stray capacitance. This stray capacity but is dependent on the presence of a vehicle occupant, so that due to a different vibration behavior on the Presence or absence of a vehicle occupant closed can be. These are based on changes in capacity Facilities are sensitive to changes in the Environmental conditions such as temperature, humidity and the like, and usually have to be calibrated frequently, to be able to make a clear statement. Still are Incorrect measurements cannot be excluded with certainty because for example, the dampening of a seat due to a spilled beverage or the like the presence of a Can fake vehicle occupants.

Advantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bietet insbesondere den Vorteil, daß durch Verbesserung der Erkennungssicherheit der Sitzbelegung die Betriebssicherheit des Fahrzeugs wesentlich erhöht wird und Fehlauslösungen von Airbagmodulen bei nicht besetzten Fahrzeugsitzen mit Sicherheit verhinderbar sind. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß, insbesondere beim Fahrbetrieb des Fahrzeugs, die einem Fahrzeugsitz zugeordneten Kapazitätswerte sich in charakteristischer Weise verändern, je nachdem, ob der Fahrzeugsitz unbesetzt oder mit einem Insassen besetzt ist. So wurde beispielsweise festgestellt, daß bei einem mit einem Fahrzeuginsassen besetzten Sitz eine wesentlich stärkere Schwankung der Kapazitätswerte als bei einem unbesetzten Fahrzeugsitz zu verzeichnen ist. Dies ist möglicherweise dadurch erklärbar, daß ein Fahrzeuginsasse, unter dem Einfluß der Fahrzeugbeschleunigungen, denen er ausgesetzt ist, zu Bewegungen veranlaßt wird, die seine Sitzposition und damit letztlich auch die Kapazitätswerte verändern. Die Änderungen der Kapazitätswerte sind so markant, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Unterscheidung ermöglicht wird, ob ein Sitz mit einem Fahrzeuginsassen oder mit irgendeiner anders gearteten Last, beispielsweise einem Getränkekasten, belastet ist. Ein überaus deutlicher Unterschied ergibt sich auch insbesondere gegenüber einem lediglich durchfeuchteten aber sonst unbesetzten Sitz, dessen Kapazitätswert bei einer lediglich statischen Kapazitätsmessung durchaus das Vorhandensein eines Fahrzeuginsassen vortäuschen kann. Zweckmäßig ist die Kapazität des Fahrzeugsitzes Bestandteil eines Schwingkreises, dessen Schwingungsfrequenz von der Kapazität des Sitzes beeinflußbar ist. Frequenzänderungen der Schwingungsfrequenz des Schwingkreises lassen sich vergleichsweise einfach messen, als Funktion der Zeit darstellen und mit einem vorgegebenen Schwellwert vergleichen. Überschreitet der Meßwert einen vorgegebenen Schwellwert, dann kann auf die Belegung des Fahrzeugsitzes mit einem Fahrzeuginsassen erkannt werden. Um die Auswertesicherheit zu erhöhen, kann in einer weiteren Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens erst ein mehrmaliges Überschreiten des vorgegebenen Schwellwertes als Kriterium für die Belegung des Sitzes mit einem Fahrzeuginsassen festgelegt werden. Dadurch werden zufällige Überschreitungen des Schwellwertes ausgeschlossen.The method according to the invention with the characteristic features of claim 1 has the particular advantage that Improving the detection reliability of the seat occupancy Operational safety of the vehicle is significantly increased and Incorrect triggering of airbag modules when not occupied Vehicle seats can be prevented with certainty. The invention is based on the knowledge that, especially with Driving operation of the vehicle associated with a vehicle seat Capacitance values change in a characteristic manner, depending according to whether the vehicle seat is vacant or with an occupant is busy. For example, it was found that one a seat occupied by a vehicle occupant is essential more fluctuation in capacity values than in one unoccupied vehicle seat is recorded. This is possibly explainable by the fact that a vehicle occupant, under the influence of vehicle accelerations to which it is exposed is caused to make movements that change its sitting position and thus ultimately also changing the capacity values. The Changes in the capacity values are so striking that with the The method according to the invention also enables the differentiation whether a seat with a vehicle occupant or with some other kind of load, for example one Beverage crate is loaded. A very clear difference in particular also only results from one moistened but otherwise vacant seat, whose Capacity value for a static capacity measurement only fake the presence of a vehicle occupant can. The capacity of the vehicle seat is expedient Part of an oscillating circuit, the oscillation frequency of the capacity of the seat can be influenced. Frequency changes the oscillation frequency of the oscillation circuit comparatively easy to measure, as a function of time and compare with a predetermined threshold. If the measured value exceeds a predetermined threshold, then can be assigned to the vehicle seat with a Vehicle occupants are recognized. To ensure the evaluation reliability can increase this in a further embodiment the method according to the invention is only exceeded several times the specified threshold value as a criterion for the assignment the seat with a vehicle occupant. Thereby become random violations of the threshold locked out.

Bei einer weiteren Lösung des erfindungsgemäßen Problems mit den Merkmalen des Verfahrens nach Anspruch 2 wird zusätzlich eine Korrelation mit gemessenen Werten der Fahrzeugbeschleunigung durchgeführt. Hierbei geht man von der Erkenntnis aus, daß insbesondere bei Auftreten eines Extremwertes der Fahrzeugbeschleunigung auch ein auf einem Fahrzeugsitz sitzender Insasse verstärkt Bewegungen ausführt, die sich, wie oben schon erläutert, auf die Kapazität des Fahrzeugsitzes auswirken. Sofern daher auch der zeitliche Verlauf des oben erläuterten Meßwerte Extremwerte aufweist, die mit Extremwerten der Fahrzeugbeschleunigung korreliert sind, kann mit großer Sicherheit auf eine Belegung des Fahrzeugsitzes mit einem Fahrzeuginsassen geschlossen werden. Um die Erkennungssicherheit weiter zu vergrößern und zufällige Korrelationen auszuschließen, kann weiterhin, in einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Verfahrens, vorgesehen werden, daß ein Zeitintervall vorgegeben wird und zusätzlich die Häufigkeit der Übereinstimmungen der Extremwerte in diesem Zeitintervall als zusätzliches Entscheidungskriterium für das Vorhandensein eines Fahrzeuginsassen genommen wird.In a further solution to the problem according to the invention with the Features of the method according to claim 2 is additionally a Correlation with measured values of vehicle acceleration carried out. Here one starts from the knowledge that especially when an extreme value occurs Vehicle acceleration also one sitting on a vehicle seat Inmate increases movements that, as above explained, affect the capacity of the vehicle seat. If, therefore, the chronological course of the above explained Measured values has extreme values that correspond to extreme values of Vehicle acceleration can be correlated with large Security on occupancy of the vehicle seat with a Vehicle occupants are closed. For the recognition security continue to zoom in and eliminate random correlations, can further, in an advantageous embodiment of this Procedure, be provided that a time interval is specified and in addition the frequency of the matches of the Extreme values in this time interval as an additional Decision criterion for the existence of a Vehicle occupants is taken.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den Unteransprüchen erläutert.Advantageous further developments and refinements of The inventive method are in the subclaims explained.

drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei zeigtEmbodiments of the invention are in the drawing shown and explained in the following description. It shows

Fig. 1 eine schematisierte Schnittdarstellung der Fahrgastzelle eines Fahrzeuges mit einem von einem Fahrzeuginsassen besetzten Fahrzeugsitz, Fig. 1 is a schematic sectional view of the passenger compartment of a vehicle having an occupied by a vehicle occupant vehicle seat,

Fig. 2 ein Funktionsdiagramm mit Darstellung der Frequenzänderung Δf als Funktion der Zeit bei einem unbesetzten Fahrzeugsitz, Fig. 2 is a functional diagram showing the change in frequency .DELTA.f as a function of time at an unoccupied vehicle seat,

Fig. 3 ein Funktionsdiagramm mit Darstellung der Frequenzänderung Δf als Funktion der Zeit bei einem besetzten Fahrzeugsitz, Fig. 3 is a functional diagram showing the change in frequency .DELTA.f as a function of time at an occupied vehicle seat,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 is a block diagram of a device for performing the method according to the invention,

Fig. 5 ein erstes Ablaufdiagramm, Fig. 5 is a first flow chart,

Fig. 6 eine Ergebnistabelle für das Ablaufdiagramm nach Fig. 5, Fig. 6 shows a result table for the flow diagram of FIG. 5,

Fig. 7 ein weiteres Funktionsdiagramm mit Darstellung der Fahrzeugbeschleunigung und der Frequenzänderung Δf als Funktion der Zeit, Fig. 7 shows a further functional block diagram showing the vehicle acceleration and the change in frequency .DELTA.f as a function of time,

Fig. 8 ein zweites Ablaufdiagramm und Fig. 8 is a second flow chart, and

Fig. 9 ein drittes Ablaufdiagramm. Fig. 9 shows a third flow chart.

Description of the invention

Fig. 1 zeigt eine schematisierte Schnittdarstellung der Fahrzeuggastzelle 1a eines Fahrzeuges 1 mit einem Sitz 3 und einem auf diesen Sitz 3 sitzenden Fahrzeuginsassen 2. Zwischen dem Sitz 3 und der Karosserie des Fahrzeugs 1, als auch zwischen dem Sitz 3 und dem Fahrzeuginsassen 2 bilden sich zahlreiche Kapazitäten aus, die, wie insbesondere im rechten Teil der Fig. 1 gezeigt, modellhaft als elektrische Schaltbilder dargestellt werden können. In Abhängigkeit von der Sitzbelegung ergeben sich unterschiedliche Kapazitätswerte. So konnten bei einem unbesetzten Sitz 3 Kapazitätswerte in der Größenordnung von etwa 20 bis 50 pF gemessen werden, während bei einem mit einem Fahrzeuginsassen 2 besetzten Sitz 3 Kapazitätswerte in der Größenordnung von etwa 50 bis 120 pF festgestellt worden sind. Die Größe des Kapazitätswertes läßt also einen Rückschluß auf die Belegung des Sitzes mit einem Fahrzeuginsassen 2 zu. In der Praxis wird die Erkennung der Sitzbelegung zweckmäßig dadurch realisiert, daß die Kapazität des Sitzes 3 Bestandteil eines elektrischen Schwingkreises ist, dessen Schwingungsfrequenz von dem Kapazitätswert abhängt. Kapazitätsänderungen äußern sich demzufolge in meßtechnisch relativ leicht erfaßbaren Frequenzänderungen des Schwingkreises. Diese Frequenzänderungen können von einem für die Steuerung des Airbagsystem vorgesehenen Steuergerät (Fig. 4) erfaßt, und ausgewertet werden, um eine Auslösung eines Airbagmoduls bei einem unbesetzten Sitz 3 zu verhindern. Fig. 1 is a schematic sectional view of the vehicle host cell 1a of a vehicle 1 having a seat 3 and a person sitting on that seat 3 vehicle occupant. 2 Between the seat 3 and the body of the vehicle 1 , as well as between the seat 3 and the vehicle occupant 2 , numerous capacitances are formed which, as shown in particular in the right part of FIG. 1, can be modeled as electrical circuit diagrams. Depending on the seat occupancy, there are different capacity values. Thus, in an unoccupied seat could be measured in the order of about 20 to 50 pF capacitance values 3, while an occupied with a vehicle occupant seat 3 2 capacitance values have been found in the order of about 50 to 120 pF. The size of the capacity value therefore allows a conclusion to be drawn about the occupancy of the seat with a vehicle occupant 2 . In practice, the detection of the seat occupancy is expediently realized in that the capacitance of the seat 3 is part of an electrical resonant circuit, the oscillation frequency of which depends on the capacitance value. Changes in capacitance are therefore expressed in frequency changes of the resonant circuit that are relatively easy to measure. These frequency changes can be detected and evaluated by a control device ( FIG. 4) provided for controlling the airbag system in order to prevent an airbag module from being triggered when the seat 3 is not occupied .

Bei herkömmlichen Systemen mit Kapazitätserfassung des Fahrzeugsitzes, bei denen dieser Kapazitätswert quasistatisch beispielsweise einmal, jeweils beim Starten des Fahrzeugs, erfaßt wird, konnte nicht in allen Fällen die hohe Betriebssicherheit erreicht werden. Es hat sich nämlich gezeigt, daß in der Praxis relativ häufig auftretende Sondereinflüsse durchaus zu Fehlmessungen führen, die die Anwesenheit eines Fahrzeuginsassen vortäuschen. Beispielsweise kann durch hohe Luftfeuchtigkeit oder auch durch eine Durchfeuchtung des Fahrzeugsitzes ein zu hoher Kapazitätswert in Erscheinung treten, der fälschlich zu der Feststellung führt, daß ein Fahrzeuginsasse vorhanden sei. Die Erfindung vermeidet dieses Problem auf einfache Weise gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch, daß die Sitzkapazität nicht nur statisch gemessen wird, sondern daß, zumindest über ein längeres vorgegebenes Zeitintervall, eine Kenngröße in Abhängigkeit von der Zeit beobachtet wird. Als geeignete Kenngröße hat sich die Frequenzänderung Δf erwiesen. Dabei bedeutet Δf die Frequenzänderung des Schwingkreises, dessen Bestandteil die Kapazität C des Fahrzeugsitzes ist. Bei einem unbesetzten Fahrzeugsitz zeigt Frequenzänderung im wesentlichen den in Fig. 2 dargestellten Verlauf in Abhängigkeit von der Zeit t. Es treten nur geringfügige, kaum feststellbare Abweichungen von einem Grundwert auf. Ist der Fahrzeugsitz 3 dagegen besetzt, so ergeben sich gemäß Fig. 3 größere Schwankungen in dem zuvor erläuterten Kurvenverlauf. Zweckmäßig wird ein Schwellwert DQ vorgegeben. Ein Überschreiten dieses Schwellwertes DQ läßt auf das Vorhandensein eines Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz schließen. Erklärbar ist dieses Phänomen dadurch, daß der Fahrzeuginsasse das Dielektrikum des Kondensators beeinflußt, das zwischen Fahrzeugsitz und Fahrzeugkarosserie besteht. Bewegungen des Fahrzeuginsassen führen zu einer zeitlichen Änderung des Kapazitätswertes des Kondensators, die sich in der vorbeschriebenen charakteristischen Zeitabhängigkeit der Frequenzänderung äußern. Bei einem unbesetzten Fahrzeugsitz dagegen ist diese Erscheinung nicht festzustellen. Das grundsätzliche Meßprinzip wird nun unter Bezugnahme auf das erste in Fig. 5 dargestellte Ablaufdiagramm und die zugeordnete Ergebnistabelle in Fig. 6 erläutert. Der Meßvorgang wird mit Schritt 50 gestartet. Bei Schritt 51 wird festgestellt, ob die Frequenz des Schwingkreises in dem durch die Frequenzen f1, f2 begrenzten Frequenzbereich liegt. Ist das nicht der Fall, erfolgt mit Schritt 52 eine Fehlerausgabe, die dem Fahrer des Fahrzeugs beispielsweise durch eine geeignete Anzeigelampe signalisiert werden kann. Es liegt hier die Alternative A gemäß Ablaufdiagramm in Fig. 5 und gemäß Ergebnistabelle in Fig. 6 vor. Bei diesem Zustand ist das System nicht in der Lage, einen ordnungsgemäßen Meßvorgang durchzuführen. Wird in Schritt 51 dagegen festgestellt, daß die Frequenz des Schwingkreises in dem definierten Frequenzbereich zwischen den Frequenzen f1 und f2 liegt, wird zu Schritt 53 verzweigt. In diesem Schritt 53 wird festgestellt, ob die gemessene Frequenz des Schwingkreises in einem der Frequenz f1 benachbarten Frequenzbereich liegt. Sollte das der Fall sein, wird zu dem Schritt 54 verzweigt, in dem festgestellt wird, ob keine oder nur eine langsame Änderung des Kapazitätswertes der Sitzkapazität stattfindet. Sollte das der Fall sein, wird im Schritt 55 festgestellt, daß keine Sitzbelegung vorliegt. Die Kapazität des Sitzes liegt hierbei in der Größenordnung von etwa 20 bis 50 pF, was, gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Schaltungsmodell darauf schließen läßt, daß der Sitz nicht besetzt ist. Gegebenenfalls findet zusätzlich in dem Schritt 56 noch eine Korrektur des Frequenzgrundwertes f1 statt, um eine bessere Anpassung an die tatsächlichen Gegebenheiten zu erhalten. Insgesamt gesehen liegt dann hier die Alternative B gemäß Ablaufdiagramm in Fig. 5 und Ergebnistabelle in Fig. 6 vor. Sollte im Schritt 54 jedoch festgestellt werden, daß sich der Kapazitätswert tatsächlich und mit nennenswerter Geschwindigkeit ändert, dann wird zu dem Schritt 57 verzweigt, in dem geprüft wird, ob die Welligkeit in dem Frequenzbereich f1 gering ist oder nicht. Das heißt, es wird geprüft, ob größere Amplitudenwerte der Frequenzänderung vorliegen oder nicht. In den Schritten 58 und 59 wird zusätzlich die Umschaltverzögerung geprüft. Falls diese den Wert 0 annimmt, wird im Schritt 61 erkannt, daß keine Sitzbelegung vorliegt. Es liegt dann hier die Alternative C gemäß Ablaufdiagramm von Fig. 5 und Ergebnistabelle von Fig. 6 vor. Liegt dagegen eine große Welligkeit im Frequenzbereich f1 vor (Schritt 62), dann wird zusätzlich geprüft (Schritt 63), ob der Frequenzhub gegebenenfalls bis hin den Bereich um die Frequenz f2 hineinreicht. Sollte dies nicht der Fall sein, wird im Schritt 65 erkannt, daß keine Sitzbelegung vorliegt. Es liegt hier die Alternative E des Ablaufdiagramms nach Fig. 5 und der Ergebnistabelle nach Fig. 6 vor. In diesem Fall könnte der Sitz beispielsweise mit einem Karton beladen sein. Reicht dagegen der Frequenzhub bis in den Bereich der Frequenz f2 hinein, dann wird im Schritt 64 auf eine zumindest zeitweise Belegung des Sitzes erkannt. Es liegt hier die Alternative D gemäß Ablaufdiagramm in Fig. 5 und Ergebnistabelle in Fig. 6 vor, bei der mit großer Wahrscheinlichkeit gerade ein Sitzwechsel, zum Beispiel durch nicht angeschnallte Kinder, stattfindet. Für die Diskussion der weiteren Alternativen wird nun zu dem Schritt 53 zurückgegangen. Es wird festgestellt, daß die gemessene Frequenz nicht in den Frequenzbereich um die Frequenz f1 fällt. In dem weiteren Schritt 66 wird zusätzlich festgestellt, ob die im Frequenzbereich um die Frequenz f2 liegende Frequenz eine Welligkeit aufweist oder nicht. Liegt eine Welligkeit vor, dann kann im Schritt 67 festgestellt werden, daß der Sitz für eine bestimmte Zeitdauer belegt ist. Es liegt die Alternative F gemäß Ablaufdiagramm nach Fig. 5 und Ergebnistabelle nach Fig. 6 vor. Liegt dagegen keine Welligkeit der Meßfrequenz im Bereich um die Frequenz f2 vor, dann wird im Schritt 68 festgestellt, daß der Sitz von einem Fahrzeuginsassen belegt ist, daß jedoch das Fahrzeug offensichtlich sehr ruhig fährt oder sogar steht. Es liegt die Alternative G des Ablaufdiagramms nach Fig. 5 und der Ergebnistabelle nach Fig. 6 vor.In conventional systems with capacity detection of the vehicle seat, in which this capacity value is recorded quasi-statically, for example once, each time the vehicle is started, the high level of operational safety could not be achieved in all cases. It has been shown that special influences which occur relatively frequently in practice certainly lead to incorrect measurements which simulate the presence of a vehicle occupant. For example, excessive air humidity or moisture in the vehicle seat can result in an excessively high capacity value, which incorrectly leads to the finding that a vehicle occupant is present. The invention avoids this problem in a simple manner according to the first exemplary embodiment of the invention in that the seat capacity is not only measured statically, but that a characteristic variable is observed as a function of time, at least over a longer predetermined time interval. The frequency change Δf has proven to be a suitable parameter. Δf means the change in frequency of the resonant circuit, the component of which is the capacitance C of the vehicle seat. With an unoccupied vehicle seat, frequency change essentially shows the course shown in FIG. 2 as a function of time t. There are only minor, barely detectable deviations from a basic value. On the other hand, if the vehicle seat 3 is occupied, there are greater fluctuations in the curve profile explained above, as shown in FIG . A threshold value DQ is expediently specified. Exceeding this threshold value DQ indicates the presence of a vehicle occupant in the vehicle seat. This phenomenon can be explained by the fact that the vehicle occupant influences the dielectric of the capacitor which exists between the vehicle seat and the vehicle body. Movements of the vehicle occupant lead to a change in the capacitance value of the capacitor over time, which is expressed in the above-described characteristic time dependence of the frequency change. However, this phenomenon cannot be ascertained in an unoccupied vehicle seat. The basic measuring principle will now be explained with reference to the first flow diagram shown in FIG. 5 and the associated result table in FIG. 6. The measuring process is started with step 50. At step 51, it is determined whether the frequency of the resonant circuit is in the frequency range delimited by the frequencies f1, f2. If this is not the case, an error is output at step 52, which can be signaled to the driver of the vehicle, for example, by a suitable indicator lamp. Here there is alternative A according to the flow chart in FIG. 5 and according to the result table in FIG. 6. In this condition, the system is unable to perform a proper measurement. If, on the other hand, it is determined in step 51 that the frequency of the resonant circuit lies in the defined frequency range between the frequencies f1 and f2, the process branches to step 53. In this step 53 it is determined whether the measured frequency of the resonant circuit is in a frequency range adjacent to the frequency f1. If this is the case, a branch is made to step 54, in which it is determined whether there is no or only a slow change in the capacity value of the seat capacity. If this is the case, it is determined in step 55 that there is no seat occupancy. The capacity of the seat is of the order of about 20 to 50 pF, which, according to the circuit model shown in FIG. 1, suggests that the seat is not occupied. If necessary, a correction of the basic frequency value f1 is also carried out in step 56 in order to obtain a better adaptation to the actual circumstances. Seen overall, the alternative B according to the flow chart in FIG. 5 and the result table in FIG. 6 is present here. If, however, it is determined in step 54 that the capacitance value actually changes and at an appreciable speed, then a branch is made to step 57, in which it is checked whether the ripple in the frequency range f1 is small or not. That is, it is checked whether there are larger amplitude values of the frequency change or not. In steps 58 and 59, the switchover delay is also checked. If this assumes the value 0, it is recognized in step 61 that there is no seat occupancy. Alternative C according to the flow chart of FIG. 5 and result table of FIG. 6 is then available here. If, on the other hand, there is a large ripple in the frequency range f1 (step 62), then an additional check is carried out (step 63) as to whether the frequency sweep possibly extends into the range around the frequency f2. If this is not the case, it is recognized in step 65 that there is no seat occupancy. Here there is the alternative E of the flow chart according to FIG. 5 and the result table according to FIG. 6. In this case, the seat could be loaded with a box, for example. If, on the other hand, the frequency sweep extends into the range of frequency f2, then in step 64 an at least temporary occupancy of the seat is recognized. Here there is the alternative D according to the flow chart in FIG. 5 and the results table in FIG. 6, in which there is a high probability that a seat change is taking place, for example due to children not wearing seat belts. For the discussion of the further alternatives, step 53 is now returned to. It is found that the measured frequency does not fall in the frequency range around the frequency f1. In a further step 66, it is additionally determined whether or not the frequency lying in the frequency range around the frequency f2 has a ripple. If there is a ripple, it can be determined in step 67 that the seat has been occupied for a certain period of time. There is the alternative F according to the flow chart according to FIG. 5 and the result table according to FIG. 6. If, on the other hand, there is no ripple in the measurement frequency in the range around the frequency f2, then it is determined in step 68 that the seat is occupied by a vehicle occupant, but that the vehicle is obviously driving very quietly or even standing still. Alternative G of the flow chart according to FIG. 5 and the result table according to FIG. 6 is available.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird weiter anhand des Ablaufdiagramms in Fig. 8 erläutert. In einem ersten Schritt 82 wird die Frequenzänderung Δf gemessen. In dem Schritt 84 wird geprüft, ob dieser Quotient einen vorgebbaren Schwellwert DQ überschreitet, der in einem Schritt 83 festgelegt wird. Überschreitet der Quotient diesen Schwellwert DQ, dann wird in dem Schritt 85 festgestellt, daß der Fahrzeugsitz besetzt ist. The method according to the invention is further explained on the basis of the flow chart in FIG. 8. In a first step 82, the frequency change Δf is measured. In step 84 it is checked whether this quotient exceeds a predeterminable threshold value DQ, which is determined in step 83. If the quotient exceeds this threshold value DQ, it is determined in step 85 that the vehicle seat is occupied.

Überschreitet der Quotient diesen Schwellwert DQ nicht, dann wird in dem Schritt 86 festgestellt, daß der Fahrzeugsitz nicht besetzt ist.If the quotient does not exceed this threshold DQ, then it is determined in step 86 that the vehicle seat is not is busy.

In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur Verbesserung der Erkennungsgenauigkeit ein Zeitintervall T festgelegt und geprüft, ob in diesem Zeitintervall T eine Überschreitung des vorgebbaren Schwellwertes DQ mehrfach vorkommt oder nicht. Dadurch wird ausgeschlossen, daß ein zufälliges Überschreiten des Schwellwertes DQ fälschlich als Sitzbelegung erkannt wird. Überschreitet innerhalb des Zeitintervalls T der Meßwert Δf dagegen mehrfach den Schwellwert DQ, dann kann mit großer Sicherheit auf die Anwesenheit eines Fahrzeuginsassen, also eine Sitzbelegung, geschlossen werden.In an advantageous further embodiment of the invention a time interval T to improve the recognition accuracy determined and checked whether in this time interval T a The predeterminable threshold value DQ is exceeded several times occurs or not. This rules out that a accidental exceeding of the threshold DQ incorrectly as Seat occupancy is recognized. Exceeds within the Time interval T, however, the measured value Δf several times the Threshold DQ, then it can be determined with great certainty Presence of a vehicle occupant, i.e. seat occupancy, getting closed.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf das Funktionsdiagramm in Fig. 7 und das dritte Ablaufdiagramm in Fig. 9 erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Fahrzeugbeschleunigungen sich unmittelbar auf die Sitzposition des Fahrzeuginsassen auswirken, da dieser den dabei entstehenden Kraftwirkungen ausgesetzt ist und sich unter Einwirkung dieser Kräfte bewegt. Diese Bewegung des Fahrzeuginsassen äußert sich aber wiederum in einer Frequenzänderung Δf. Findet man nun zu einem bestimmten Zeitpunkt einen Extremwert der Fahrzeugbeschleunigung a und einen Extremwert des Meßwertes Δf vor, dann kann mit großer Sicherheit auf die Anwesenheit eines Fahrzeuginsassen auf einem Fahrzeugsitz geschlossen werden. In dem Funktionsdiagramm in Fig. 7 sind zwei Kurven dargestellt. Zunächst die Fahrzeugbeschleunigung a als Funktion der Zeit t und zusätzlich die Frequenzänderung Δf als Funktion der Zeit t. Zu Zeitpunkten t1, t2, t3, t4 usw. läßt sich feststellen, daß sowohl Extremwerte der Beschleunigung a als auch Extremwerte von Δf vorliegen. Es kann daher der Schluß gezogen werden, daß ein Fahrzeuginsasse auf einem Fahrzeugsitz vorhanden ist. Der Ablauf der Messung wird im folgenden anhand des dritten Ablaufdiagramms nach Fig. 9 erläutert. In einem ersten Schritt 92 wird die Änderung der Frequenz Δf gebildet. In dem Schritt 94 wird die Fahrzeugbeschleunigung a gebildet. In einem Schritt 95 werden die Meßwerte gegebenenfalls mit vorgebbaren Schwellwerten verglichen. In einem Schritt 96 wird festgestellt, ob Extremwerte der beiden Funktionen eventuell gleichzeitig vorliegen. Sollte dies der Fall sein, dann wird im Schritt 97 auf eine Belegung des Fahrzeugsitzes erkannt. Sollte dies nicht der Fall sein, dann wird in einem Schritt 98 auf Nichtbelegung des Fahrzeugsitzes erkannt.Another exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the functional diagram in FIG. 7 and the third flow diagram in FIG. 9. This exemplary embodiment of the invention is based on the knowledge that vehicle accelerations have a direct effect on the seating position of the vehicle occupant, since the latter is exposed to the force effects that arise and moves under the influence of these forces. However, this movement of the vehicle occupant is again expressed in a frequency change Δf. If an extreme value of the vehicle acceleration a and an extreme value of the measured value Δf are found at a certain point in time, the presence of a vehicle occupant in a vehicle seat can be concluded with great certainty. Two curves are shown in the functional diagram in FIG. 7. First, the vehicle acceleration a as a function of time t and additionally the frequency change Δf as a function of time t. At times t1, t2, t3, t4 etc. it can be determined that there are both extreme values of the acceleration a and extreme values of Δf. It can therefore be concluded that a vehicle occupant is present on a vehicle seat. The course of the measurement is explained below with reference to the third flow chart according to FIG. 9. In a first step 92, the change in frequency Δf is formed. In step 94, vehicle acceleration a is formed. In a step 95, the measured values are optionally compared with predeterminable threshold values. In a step 96 it is determined whether extreme values of the two functions are possibly present at the same time. If this is the case, then an occupancy of the vehicle seat is recognized in step 97. If this is not the case, then step 98 detects that the vehicle seat is not occupied.

In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser erfindungsgemäßen wird wiederum ein Zeitintervall T festgelegt und festgestellt, ob diese Korrelation zwischen diesen beiden Funktionen mehrfach vorkommt oder nicht. Erst wenn diese Korrelation mehrfach vorkommt, insbesondere zwischen 2- und 10mal, vorzugsweise 5mal, wird die Entscheidung gemäß Schritt 97 getroffen, daß der Fahrzeugsitz besetzt ist. Auf diese Weise werden zufällige Korrelationen zwischen den beiden Funktionen ausgeschlossen.In an advantageous development of this invention again a time interval T is determined and determined, whether this correlation between these two functions is multiple occurs or not. Only if this correlation occurs several times occurs, in particular between 2 and 10 times, preferably 5 times, the decision is made in accordance with step 97 that the Vehicle seat is occupied. This way they become random Correlations between the two functions are excluded.

In vorteilhaften weiteren Ausgestaltungen der Erfindung können auch, anstelle der gemessenen Frequenzänderung, davon abgeleitete Größen, wie beispielsweise die Kapazitätsänderung ΔC oder der Quotient ΔC/Δf beider Größen für die Bewertung in dem zuvor beschriebenen Sinne herangezogen werden.In advantageous further developments of the invention also, instead of the measured frequency change, of it derived quantities, such as the change in capacity ΔC or the quotient ΔC / Δf of both quantities for the evaluation in the sense described above can be used.

In besonders vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch einen zuverlässigen Rückschluß auf den Wachzustand eines Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrers. Dadurch läßt sich ein erheblicher Sicherheitsgewinn für den Straßenverkehr erzielen. Ein ermüdeter Fahrer zeigt nämlich regelmäßig eine andere Motorik als ein Fahrer im Wachzustand. Er zeigt sich zum Beispiel wesentlich träger und reagiert nicht mehr spontan auf Kraftwirkungen, denen er infolge der Fahrzeugbewegung ausgesetzt ist. Dieses unterschiedliche Verhalten läßt sich durch die oben beschriebene Messung der Frequenzänderung objektiv erfassen.This enables the invention in a particularly advantageous manner Procedures also a reliable conclusion on the Awake state of a vehicle occupant, in particular the driver. This allows a significant gain in security for the Achieve road traffic. A tired driver shows regularly a different motor skills than a driver when awake. He for example, is much slower and does not react more spontaneously on the effects of force that he as a result of Vehicle movement is exposed. This different Behavior can be measured by measuring the Record frequency change objectively.

Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt einen Schwingkreis, dessen Schwingungsfrequenz von der Kapazität des Fahrzeugsitzes 3 abhängig ist; ferner umfaßt sie Meßmittel für die Messung von Schwingungsfrequenzen f1, f2, sowie von Frequenzänderungen Δf. Schließlich umfaßt sie weiter noch Mittel zum Vergleich der Frequenzänderung Δf mit einem Schwellwert DQ.A device for performing the method according to the invention comprises an oscillating circuit, the oscillation frequency of which is dependent on the capacity of the vehicle seat 3 ; it also includes measuring means for measuring oscillation frequencies f1, f2 and frequency changes Δf. Finally, it also includes means for comparing the frequency change Δf with a threshold value DQ.

Claims

1. Method for occupancy detection, in particular of a vehicle seat, in which the seat capacity is part of an electrical resonant circuit, the oscillation frequency of which is dependent on the seat capacity, characterized by the following features:

- Changes in the oscillation frequency (Δf) of the oscillating circuit are detected as a function of time (t);
- The changes in the oscillation frequency (Δf) are compared with a predetermined threshold value (DQ);
- If the threshold value is exceeded, an occupancy of the vehicle seat is recognized.

2. Method for occupancy detection, in particular of a vehicle seat, in which the seat capacity is part of an electrical resonant circuit whose oscillation frequency is dependent on the seat capacity, characterized by the following features:

- Changes in the oscillation frequency (Δf) of the oscillating circuit are detected as a function of time (t);
- It is determined whether and if so when extreme values (Δf) occur;
- The acceleration (a) of the vehicle as a function of time (t) is measured;
- The temporal position of extreme values of the acceleration (a) of the vehicle is determined;
- The temporal correspondence between extreme values of the acceleration (a) of the vehicle and the value (Δf) is determined.

3. The method according to claim 1, characterized in that a Time interval (T) is specified and that for the purpose of improvement the evaluation reliability is checked whether the threshold value (DQ) is exceeded several times within the time interval (T), an occupancy of the vehicle seat with a Vehicle occupants are only accepted if the threshold within the time interval between 2 and 10 times, preferably 5 times.

4. The method according to claim 2, characterized in that a Time interval (T) is specified that testing continues, whether within the time interval (T) there is a match of Extreme values of the acceleration (a) of the vehicle and the value (Δf) can be determined several times, an assignment of the Vehicle seat with a vehicle occupant only accepted if there is a match within the time interval between 2 and 10 times, preferably 5 times.

5. Application of the method according to one of claims 1 to 4 for checking the waking state of a vehicle occupant, especially the driver.

6. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5, characterized by the following features:

- The device comprises an oscillating circuit, the oscillation frequency of which is dependent on the capacity of the seat ( 3 );
- It also includes measuring means for measuring vibration frequencies (f1, f22) and frequency changes (Δf)
- It also includes means for comparing the frequency change (Δf) with a threshold (DQ).