Bei einer Vielzahl von technischen Anwendungen in Kraftfahr- zeugen ist die Sitzbelegung durch Kraftfahrzeuginsassen eine wichtige Eingangsgröße. In besonderem Maße gilt dies für In- sassenrückhaltesysteme, deren effizienter Einsatz oft von der Sitzposition des Fahrzeuginsassen abhängt.

Zur Sitzbelegungserkennung in Kraftfahrzeugen werden soge- nannte Sensorsitzmatten verwendet, die aus einer Vielzahl von druckempfindlichen Sensorelementen bestehen. Diese sind über die Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes verteilt angeordnet und können somit die Druckeinwirkung einer Person oder eines Ob- jekts auf die Sitzfläche erfassen.

Insassenerkennungssysteme, die solche Sensorsitzmatten ver- wenden, sind bekannt als Occupation Classification Systeme (OCS). Ein solches OCS ist beispielsweise beschrieben in der Druckschrift DE 200 14 200 U1 und in dem Artikel"Occupation Classification System for Smart Restraint System"aus dem Ta-

gungsband der Fachtagung Airbag 2000+, 30. November bis 2.

Dezember 1998 in Karlsruhe, Deutschland, ISSN 0722-4087.

In einem für eine nachfolgende Auswertung besonders bevorzug- ten Bereich besteht ein weitgehend linearer Zusammenhang zwi- schen der einwirkenden Gewichtskraft und dem davon abhängigen elektrischen Widerstandswert der signalgebenden Sensorelemen- te. Die veränderlichen Widerstandswerte werden durch die Sen- sorelemente in Sensorsignale umgesetzt.

Durch eine Auswertung der Sensorsignale in einer Auswerteein- heit des OCS wird ein Sitzprofil erstellt, anhand dessen auf die Sitzposition eines Fahrzeuginsassen zurückgeschlossen wird, aber auch auf Gegenstände, die auf dem Sitz abgestellt wurden.

In Abhängigkeit von der ermittelten Sitzbelegung wird das Auslöseverhalten eines Insassenrückhaltemittels durch die Steuereinheit des Insassenschutzsystems gegebenenfalls verän- dert, so dass ein bestmöglicher Schutz für den Fahrzeuginsas- sen je nach seiner momentanen Sitzposition gewährleistet ist.

Dabei kann es unter Umständen notwendig sein, die Auslösung eines Insassenrückhaltemittels wie beispielsweise die eines Airbags gänzlich zu unterdrücken, wenn sich beispielsweise ein Fahrzeuginsasse zu nah an dem auszulösenden Insassenrück- haltemittel (Airbag) befindet.

Bei der Verwendung eines OCS als Insassenerkennungssystem, muss die Wahrscheinlichkeit einer Fehlfunktion so gering wie möglich gehalten werden, da im Falle einer Fehlfunktion des Insassenerkennungssystems (OCS) eine ernsthafte Verletzung des zu schützenden Kraftfahrzeuginsassen zu befürchten ist.

Beispielsweise verfälscht ein unbemerkt erhöhter Leitungswi- derstand im Strompfad zu den Sensorelementen der Sensorsitz- matte des OCS die Widerstandswerte der Sensorelemente mögli- cherweise erheblich, wodurch die Auswerteeinheit des OCS ein falsches Gewichtssignal eines Kraftfahrzeuginsassen ermittelt

und dadurch ein falsches Ergebnis für die Auslösestrategie des Insassenerkennungssystems zugrundegelegt wird.

Das auf diese Weise falsch bestimmte Gewicht eines Fahrzeug- insassen oder gar seine falsche Klassifizierung, beispiels- weise als besonders schwere oder große Person, könnte dazu führen, dass die Steuereinheit des Insassenschutzsystems ei- nen Airbag zum vermeintlichen Schutz des Insassen auch dann auslöst, wenn dies für den tatsächlich auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen eher von Schaden ist.

Ebenso könnte eine falsche Klassifizierung als besonders leichte und kleine Person die Auslösung eines Airbags verhin- dern, obwohl dies gegebenenfalls den Insassen im Falle eines Unfalls vor Verletzungen schützen würde.

Aus dieser Betrachtung wird ersichtlich wie zuverlässig und genau das OCS die Sitzposition eines Fahrgastes ermitteln muss, um es gefahrlos im Rahmen eines Insassenschutzsystems eines Kraftfahrzeugs betreiben zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Ein- richtung zur Insassenerkennung in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dem die Signale des Insassenerkennungssystems auf ihre Richtigkeit hin überprüft werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Ein zur Lösung der Aufgabe geeignetes Verfahren ist im unab- hängigen Patentanspruch 8 wiedergegeben.

Die erfindungsgemäße Einrichtung dient zur Sitzbelegungser- kennung in einem Kraftfahrzeug und umfasst flächig auf einer Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes angeordnete Sensorelemente, insbesondere Sensorelemente innerhalb einer ersten Sensor- sitzmatte. Die Sensorelemente dieser ersten Sensorsitzmatte, im Weiteren auch als erste Sensorelemente bezeichnet, setzen

eine auf sie wirkende Gewichtskraft eines Fahrzeuginsassen o- der Gegenstands in elektrische Signale um.

Die Auswerteeinheit, der die Signale der Sensorelemente zuge- führt werden, nimmt nachfolgend eine Bewertung der Sensorsig- nale vor, die in einer Klassifizierung des auf den Sitz wir- kenden Gewichts endet. Je nach Art der verwendeten Sensorele- mente der Sensorsitzmatte kann eine Gewichtsklassifizierung im einfachsten Fall eine Aussage belegt/nicht belegt beinhal- ten, aber auch eine Klassifizierung nach dem Gewicht, bei- spielsweise durch eine Unterscheidung von leichten, mittleren oder sehr schweren Personen oder es erfolgt sogar eine Klas- sifizierung anhand der Gewichtsverteilung auf dem Fahrzeug- sitz. Eine solche Klassifizierung kann beispielsweise Gesäß- formen und Gewichtsverlagerungen unterscheiden. Beispielswei- se kann eine sehr große und hagere Person von einer dicken Person anhand der Gesäßform unterschieden werden, ebenso wie eine Vorverlagerung einer beliebigen Person anhand der un- gleichmäßig belasteten Sitzfläche.

Die in dieser Art klassifizierte Gewichtsinformation wird an die der Auswerteeinheit nachgeschaltete Steuereinheit eines Insassenrückhaltemittels übermittelt. Die Steuereinheit des Insassenrückhaltemittels, beispielsweise eines Airbags, be- rücksichtigt das Ergebnis der Klassifizierung der Gewichtsin- formation der Auswerteeinheit in einer ggf. modifizierten Auslösestrategie des Insassenrückhaltemittels (Airbags).

Zur erfindungsgemäßen Überprüfung des Ergebnisses der Klassi- fizierung der Auswerteeinheit werden nun die Sensorsignale weiterer, ebenfalls flächig auf der Sitzfläche des Fahrzeug- sitzes angeordneter Sicherheitssensorelemente hinzugezogen, die sogenannten zweiten Sensorsignale. Auch die Signale die- ser Sicherheitssensorelemente werden der Auswerteeinheit zu- geführt. Auch die Sicherheitssensorelemente ermöglichen je nach ihrem Aufbau eine Klassifizierung des auf dem Fahrzeug-

sitz befindlichen Objekts je nach dessen Gewicht oder dessen Gewichtsverteilung.

Die Auswerteeinheit kann nun das Ergebnis aus der Gewichts- klassifizierung anhand der Sensorsignale der Sicherheitssen- sorelemente mit dem Ergebnis der Klassifizierung der ersten Sensorelemente der ersten Sensorsitzmatte vergleichen. Un- gleiche Ergebnisse der beiden Klassifizierungen deuten auf eine Fehlfunktion entweder der ersten Sensorelemente oder der Sicherheitssensorelemente hin, was dazu führen kann, dass die Steuereinheit ihre Art der Auslösung des Insassenrückhalte- mittels nicht verändert oder die Veränderung des Auslösever- haltens nur in einer derart abgeschwächten Form durchführt, dass ein Fahrzeuginsasse nicht der unnötigen Gefahr einer Verletzung durch den Airbag ausgesetzt ist.

Vorteilhafterweise sind die Sicherheitssensorelemente inner- halb einer zweiten Sensorsitzmatte oberhalb oder unterhalb der ersten Sensorsitzmatte flächig auf dem Fahrzeugsitz ange- ordnet.

Vorteilhafterweise sind dabei die beiden Sensorsitzmatten miteinander verklebt. Dies verhindert ein Verrutschen der ersten Sensorelemente relativ zu den Sicherheitssensorelemen- ten, was insbesondere dann vermieden werden muss, wenn sich einzelne Sensorelemente der ersten und der zweiten Sensor- sitzmatte jeweils einzeln überwachen.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Sicherheitssensor- elemente auf der ersten Sensorsitzmatte integriert angeord- net. Beispielsweise können die ersten Sensorelemente und die Sicherheitssensorelemente im wesentlichen einen gleichen strukturellen Aufbau besitzen und nebeneinander angeordnet sein.

In einer weiteren Ausführungsform kann je ein Sicherheitssen- sorelement zur Überwachung der korrekten Funktionsweise min-

destens eines ersten Sensorelements oder sogar mehrerer ers- ter Sensorelemente dienen, die vorzugsweise benachbart ange- ordnet sind.

Vorteilhafterweise ist jedem ersten Sensorelement je ein Si- cherheitssensorelement zugeordnet, so dass jedes einzelne erste Sensorelement einzeln überwacht werden kann. Der Vor- teil einer solchen Anordnung von ersten Sensorelementen und Sicherheitssensorelementen zueinander liegt darin, dass auch eine Fehlfunktion eines einzelnen ersten Sensorelements durch das ihm zugeordnete Sicherheitssensorelement festgestellt wird, so dass bei einer korrekten Funktionsweise der übrigen ersten Sensorelemente nur diese zu einer veränderten Auslöse- strategie der Steuereinheit des Insassenrückhaltemittels bei- tragen. Die Signale des fehlerhaften ersten Sensorelements werden hingegen einfach ignoriert Bei einem gleichen oder sehr ähnlichen Aufbau der ersten Sen- sorelemente und der Sicherheitssensorelemente können neben der Überprüfung der korrekten Funktionsweise der ersten Sen- sorelemente durch die Sicherheitssensorelemente auch aufbau- bedingte Signalveränderungen der ersten Sensorelemente er- kannt werden, da diese Signalveränderungen bei beiden Sensor- elementen in gleicher Weise auftreten.

Solche aufbaubedingten Signalveränderungen können beispiels- weise durch eine Temperaturabhängigkeit des Signalverlaufs der Sensorelemente in Abhängigkeit von der auf sie wirkenden Gewichtskraft hervorgerufen werden oder auch durch den Ein- fluss von Verspannungen auf die Sensorelemente, beispielswei- se wenn beide Sensorelemente an einer Knickstelle des Fahr- zeugsitzes angeordnet sind.

Systematisch sehr stark schwankende Signale der ersten Sen- sorelemente können dann beispielsweise leicht von störungsbe- dingten Signaloszillationen der Sensorelemente unterschieden

werden, wenn die Signalschwankungen an der ersten und Sicher- heitssensorelemente gleichzeitig auftreten.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Sitzbelegungserken- nung in einem Kraftfahrzeug übermitteln flächig auf einem Fahrzeugsitz angeordnete erste Sensorelemente einer ersten Sensorsitzmatte die Information einer auf den Fahrzeugsitz wirkenden Gewichtskraft als Sensorsignale an eine Auswerte- einheit. Die Auswerteeinheit wertet die ersten Sensorsignale im Folgenden soweit aus, dass eine Klassifizierung des Ge- genstands oder der Person anhand des Gewichts auf dem Fahr- zeugsitz stattfindet.

Das Ergebnis der Klassifizierung wird anschließend an eine Steuereinheit übermittelt, die das Auslöseverhalten eines In- sassenschutzmittels, beispielsweise eines Airbags, an die er- mittelte Sitzbelegung nur dann anpasst, wenn anhand der Sig- nale einer zweiten Sensorsitzmatte, bestehend aus Sicher- heitssensorelementen, die erste Klassifizierung der Auswerte- einheit anhand der ersten Sensorsignale durch eine zweite Klassifizierung anhand der zweiten Sensorsignale der Sicher- heitssensorelemente durch die Auswerteeinheit bestätigt wird.

Wie bereits weiter oben beschrieben ist eine solche nur teil- weise Anpassung des Auslöseverhaltens des Insassenrückhalte- mittels an das Ergebnis der Gewichtsklassifizierung der er- findungsgemäßen Einrichtung zugleich auch ein Hinweis auf ei- ne fehlerhafte erste Sensorsitzmatte oder eine fehlerhafte zweite Sensorsitzmatte. Vorteilhafterweise wird diese mögli- che Fehlfunktion an den Fahrzeuginsassen mitgeteilt, bei- spielsweise durch eine Warnlampe im Armaturenbereich des Fahrzeugs. Der Fahrer kann daraufhin eine Behebung des Feh- lers in der Einrichtung zur Sitzbelegungserkennung in seinem Kraftfahrzeug durch eine Fachwerkstatt veranlassen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungs- beispielen beschrieben.

Es zeigen : Figur 1 einen Querschnitt durch und eine Draufsicht auf die Fläche einer erfindungsgemäßen Einrichtung, die als eine erste Sensorsitzmatte (OCSM) neben ersten Sen- sorelementen (SE1) nun auch Sicherheitssensorele- mente (SE2) aufweist, die auf der ersten Sensor- sitzmatte (OCSM) integriert angeordnet sind und Figur 2 einen Querschnitt durch und eine Draufsicht auf die Fläche einer erfindungsgemäßen Einrichtung, mit ei- ner ersten Sensorsitzmatte (OCSM) aus ersten Sen- sorelementen (SE1) und mit einer zweiten Sensor- sitzmatte (PPDM), die unterhalb der ersten Sensor- sitzmatte (OCSM) angeordnet ist und die aus Sicher- heitssensorelementen (SE2) besteht Im oberen Teil der Figur 1 ist ein Querschnitt einer erfin- dungsgemäßen Sensorsitzmatte OCSM mit Sensorelementen SE1 dargestellt, wobei benachbart sogenannte Sicherheitssensor- elemente SE2 angeordnet sind. Im unteren Abschnitt der Figur 1 ist die Sensorsitzmatte OCSM mit den darauf integrierten ersten Sensorelementen SE1 und den daneben befindlichen Si- cherheitssensorelementen SE2 dargestellt sowie die nachge- schaltete Auswerteeinheit A und die Steuereinheit des Insas- senschutzmittels.

In dieser Ausführungsform bewirkt ein Gegenstand mit ausrei- chend flächiger Ausdehnung eine vergleichbar große Gewichts- kraft gleichzeitig auf ein erstes Sensorelement SE1 und auf ein Sicherheitssensorelement SE2. Die Signale eines ersten Sensorelements SE1 und die Signale eines Sicherheitssensor- elements SE2 werden der Auswerteeinheit A zugeführt. Durch einen Schaltungsteil oder auch durch einen Schaltungsteil in Kombination mit einer vergleichenden Software, werden die beiden Signale nun dort miteinander verglichen. Stimmen die Signale des ersten Sensorelements (SE1) und die des Sicher-

heitssensorelements (SE2) nicht miteinander überein, so wird dies von der Auswerteeinheit A an die Steuereinheit S des In- sassenschutzmittels, beispielsweise des Airbags, gemeldet.

Der Steuereinheit S obliegt nun die Entscheidung, das Ergeb- nis nicht oder nur teilweise in seiner Auslöseentscheidung des Airbags zu berücksichtigen.

Bei einer dauerhaften Störung der Sensorsignale der Sicher- heitselemente SE2 und/oder der Signale der ersten Sensorele- mente SE1 gibt die Steuereinheit S einen Steuerbefehl zur Ausgabe eines Warnhinweises an den Fahrgast aus, und zwar in Form einer Airbagwarnlampe. Durch die Warnlampe wird der Fahrzeughalter darauf hingewiesen, dass das Insassenschutz- system nicht in seinem vollen Funktionsumfang zur Verfügung steht und ist dadurch aufgefordert, umgehend eine Vertrags- werkstatt zur Behebung des Schadens aufzusuchen.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsge- mäßen Einrichtung. Im oberen Abschnitt der Figur 2 ist ein Querschnitt zweier übereinander angeordneter Sensorsitzmatten OCSM und PPDM gezeigt. Die erste Sensorsitzmatte OCSM ist vorzugsweise mit der zweiten Sensorsitzmatte PPDM verklebt, so dass jeweils ein erstes Sensorelement SE1 über einem Si- cherheitselement SE2 auf dem Fahrzeugsitz zu liegen kommt.

Der untere Teil der Figur 2 zeigt eine Draufsicht dieser An- ordnung. Dabei sind die ersten Sensorelemente der ersten Sen- sorsitzmatte OCSM liniert eingezeichnet, die darunter liegen- den Sicherheitssensorelemente SE2 der zweiten Sensorsitzmatte PPDM hingegen strichliert. Ebenso dargestellt sind wiederum die nachgeschaltete Auswerteeinheit A sowie die Steuereinheit S des Insassenschutzmittels.

Wie im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist jeweils ein Si- cherheitssensorelement einem Sensorelement der ersten Sensor- sitzmatte OCSM zugeordnet.

Die gezeigte Anordnung von übereinander liegenden Sensorele- menten hat den Vorteil, dass sowohl auf ein erstes Sensorele- ment SE1 als auch auf ein Sicherheitssensorelement SE2 immer die gleiche Gewichtskraft wirkt, sobald ein Gewicht auf der ersten Sensorsitzmatte OCSM aufliegt.

Wie in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 werden die Sensor- signale der ersten Sensorelemente SE1 jeweils mit denen der Sicherheitssensorelemente SE2 in der nachgeschalteten Auswer- teeinheit A verglichen. Nur wenn die Messergebnisse in einem vorher festgelegten Toleranzbereich miteinander übereinstim- men, wird nachfolgend die bestätigte Gewichtsklassifizierung des auf der Sitzfläche aufliegenden Gewichts zu einer Abände- rung des Auslöseverhaltens des Airbags durch die Steuerein- heit S des Insassenschutzsystems verwendet.