DE19817199C1 - Mit einem Insassenpositionssensor ausgestattetes Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Mit einem Insassenpositionssensor ausgestattetes Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug

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Abstract

Bei dem Insassenschutzsystem ist ein Insassenpositionssensor (5, 6) in der Kopfstütze (2) angeordnet. Durch die schräg nach unten gerichtete Positionsmessung sind Meßfehler aufgrund von dicker, faltenwerfender Bekleidung oder von vor dem Insassen befindlicher Gegenstände vermeidbar. Bei einem Unfall kann zusätzlich, oder alternativ, zur Auslösung des Insassenschutzsystems auch die Sitzlehne und/oder die Kopfstütze näher an den Insassen herangefahren werden. In der Kopfstütze kann ein weiterer Empfänger (4) zur automatischen Anpassung der Kopfstützenhöhe vorgesehen sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug, das mit einem die Position eines Insassen er­ fassenden Sensor ausgestattet ist.
Aus der EP 0 656 283 B1 ist ein als Airbagsystem ausgestalte­ tes Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem die Position des Fahrers durch mehrere Ultraschall- Sensoren abgetastet wird. Einer der Sensoren ist im Bereich der Armaturentafel angeordnet und mißt den Abstand zum Fah­ rer-Frontbereich, während ein weiterer Sensor in der Sitz- Rückenlehne angebracht ist und den Abstand zum Rücken des Fahrers mißt. Der von dem letztgenannten Sensor gemessene Ab­ stand zwischen der Sitzlehne und dem Fahrer-Rückenbereich kann allerdings in manchen Fällen fehlerhaft sein. Der Sensor mißt nämlich effektiv den Abstand zwischen der Sensorposition und dem nächsten, im Sensorpfad liegenden Hindernis, das in aller Regel die Bekleidung des Insassen ist. Insbesondere in der kälteren Jahreszeit kann der Insasse mit einem dickeren Wintermantel oder Anorak bekleidet sein, so daß eine ver­ meintlich kürzere Distanz zum Insassen gemessen wird. Hierbei besteht zudem die Gefahr, daß sich das Bekleidungsstück dann, wenn sich der Insasse nach vorne lehnt, nach hinten ausbaucht und/oder Falten wirft und im ungünstigsten Fall den Sensor vollständig abdeckt. Der Sensor mißt in einem solchen Fall trotz stark nach vorne geneigtem Insassen den Abstand Null und signalisiert dem Steuergerät fehlerhaft einen nach hinten gelehnten, das heißt ausreichend weit von dem Airbag entfern­ ten Insassen.
Das Sensorausgangssignal kann ferner durch einen nachträglich eingebrachten Sitzüberzug oder eine Sitzauflage verfälscht werden. In diesem Fall signalisiert der Sensor völlig unab­ hängig von der tatsächlichen Sitzhaltung des Insassen eine nach hinten gelehnte Haltung. Die auch auf dem Ausgangssignal dieses Sitzlehnen-Sensors aufbauende Auslösestrategie des Steuergeräts erhält damit verfälschte Eingangssignale, was die Gefahr einer nicht optimalen Auslösung des Insassen­ schutzsystems bei einem Unfall mit sich bringt.
Aus der die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 offenbarenden DE 44 33 601 C1 ist ein Insassenschutzsystem bekannt, bei dem der in der Kopfstütze angeordnete Sensor ei­ nen im wesentlichen horizontal gerichteten Sendekegel er­ zeugt, wobei das Sensorsignal auch zur Kopfstützensteuerung ausgewertet wird.
In der DE 195 47 333 A1 ist ein Insassenschutzsystem für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei dem in der Kopfstütze ein In­ frarotsensor zur Erkennung des Vorhandensein eines Fahrzeu­ ginsassen angeordnet ist. Der Infrarotsensor ist schräg nach unten gerichtet und enthält einen strahlungsempfindlichen De­ tektor, der auf die Körperwärmestrahlung anspricht. Neben dem Detektor ist ein zweiter, gegenüber der Körperwärmestrahlung abgeschatteter Referenzempfänger vorhanden, der zur Kompensa­ tion des Eigenrauschens und der Eigentemperatur dient. Dieser Kompensations-Referenzempfänger wertet keine vom Insassen, dessen Körpergröße, Haltung oder dergleichen abhängige Größe aus.
Die DE 689 11 428 T2 betrifft ein Airbagsystem mit einer De­ tektoreinrichtung zum Erfassen des Neigungswinkels und der Längsposition eines Fahrgastsitzes, wobei die Zeitspanne zwi­ schen dem Unfallzeitpunkt und dem Abschluß des Aufblasens des Airbags in Abhängigkeit von diesen Größen gesteuert wird.
Aus der US 5 186 494 ist ein Insassenschutzsystem mit Rück­ haltegurten bekannt, bei dem die Rückenlehne bei einem Unfall verflacht wird, um hierdurch den Passagier nach hinten zu verlagern und damit seinen Abstand zu den Frontkomponenten, beispielsweise Lenkrad, zu vergrößern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Insassenschutz­ system für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das eine verhält­ nismäßig zuverlässige Erfassung der Position eines Kraftfahr­ zeuginsassen und damit eine gute positionsabhängige Steuerung des Insassenschutzsystems erlaubt.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Insassenschutzsystem ist der Posi­ tionssensor an oder in der Kopfstütze des Kraftfahrzeugsitzes angeordnet und mißt den Abstand zu dem Kopf, Nacken oder ge­ gebenenfalls auch Schulterbereich des Insassen. Bei dieser Anordnungsposition ist die Gefahr einer Verfälschung der Ab­ standsmessung durch gegebenenfalls ausgebauchte Kleidungs­ stücke deutlich verringert, so daß eine gute, durch die Klei­ dung (zum Beispiel Winterkleidung) kaum beeinflußte Meßgenau­ igkeit erzielbar ist. Weiterhin wird die Messung auch nicht durch einen die Sitzlehne überspannenden, nachträglich aufge­ brachten Sitzüberzug oder durch eine Sitzauflage verfälscht. Die Hauptempfangsrichtung des einen Empfängers ist schräg nach unten gerichtet. Damit kann ein Insasse unabhängig von seiner Körpergröße und momentanen Sitzhaltung zuverlässig de­ tektiert werden, da die Sensor-Empfangscharakteristik sich mit der auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Person kreuzt. Die Empfänger sind vom Sender getrennt, so daß Sende- und Emp­ fangs-Hauptrichtung getrennt voneinander einstellbar und op­ timierbar sind. Der zweite Empfänger dient zur automatischen Einstellung der Kopfstützenhöhe. Für die beiden Empfänger ist nur ein einziger Sender vorgesehen, was nicht nur zur kon­ struktiven Vereinfachung beiträgt, sondern auch eine effekti­ vere Signalauswertung der beiden Empfänger-Signale ermög­ licht. Da die Empfangssignale durch dieselben Sendeimpulse hervorgerufen werden, stehen sie in einer zeitlichen Bezie­ hung, die unter anderem von dem momentanen Abstand zum Insas­ sen abhängig ist. Es ist damit eine Triangulationsmessung möglich. Die Hauptempfangsrichtung des zweiten Empfängers ist im wesentlichen horizontal ausgerichtet, so daß z. B. erfaßbar ist, ob die Sensorposition höhenmäßig mit dem höchsten Kopf­ punkt des Insassen ausgerichtet ist. Die Kopfstütze läßt sich dann abhängig vom Ausgangssignal dieses Empfängers höhenmäßig so einstellen, daß der Sensor mit dem höchsten Kopfpunkt aus­ gerichtet und eine optimale Kopfstützenposition erreicht ist.
Der Sensor arbeitet vorzugsweise in einer für den Insassen nicht wahrnehmbaren Weise, insbesondere auf Ultraschallbasis oder Infrarotbasis.
Zur Verbesserung der Erfassung der relativ zum Armaturenbrett vorhandenen, aktuellen Position des Insassen sind vorzugswei­ se zusätzliche Sensoren zur Erfassung der Sitzlehnenneigung und/oder der Auszugslänge der Kopfstütze vorgesehen, wobei das Steuergerät ein eventuelles Auslösen des Insassenschutz­ systems in zusätzlicher Abhängigkeit von diesen Parametern trifft. Zusätzlich kann auch die Sitzlehnenneigung und/oder die Kopfstützneigung bei Erfassung eines Unfalls, insbesonde­ re eines Heckaufpralls, automatisch verstellt und dabei näher an den Insassen herangebracht werden. Hierdurch läßt sich die Verletzungsgefahr und -schwere bei einem Heckaufprall verrin­ gern. Diese Maßnahme kann gegebenenfalls auch unabhängig von den anderen, vorstehend diskutierten Merkmalen, vorgesehen sein.
Das erfindungsgemäße Insassenschutzsystem ist vorzugsweise durch ein Airbagsystem gebildet, kann aber auch in anderer Form, zum Beispiel als Gurtstraffersystem, ausgelegt sein. Das Airbagsystem kann ein Front-, Seiten- und/oder bei einem Heckaufprall oder einem Überschlag gezündetes Airbagsystem sein.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung eines Sensors, der einen Sender und zwei Empfänger enthält,
Fig. 2(a), (b) und (c) zeigen drei schematische Seitenansich­ ten eines Insassen mit unterschiedlicher Körperhaltung, und
Fig. 3(a) und (b) zeigen zwei schematische Seitenansichten eines Insassen mit unterschiedlicher Körperhaltung, wobei zusätzlich die von einem Ultraschallsensor empfangenen Signale dar­ gestellt sind.
In den Figuren ist lediglich der Sensor des Insassenschutzsy­ stems dargestellt. Die übrigen Komponenten, beispielsweise das mit dem Sensor verbundene Steuergerät und die beim Unfall aktivierten Komponenten, zum Beispiel Zündpille und Airbag, besitzen herkömmliche Gestaltung und sind daher nicht im ein­ zelnen gezeigt.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist an einem in der Kraftfahrzeug-Fahrgastzelle angebrachten Kraftfahrzeugsitz 1 eine höhenverstellbare Kopfstütze 2 angebracht. Bei dem Kraftfahrzeugsitz kann es sich beispielsweise um den Fahrer­ sitz, aber auch, wie in Fig. 2 gezeigt, um den Beifahrersitz handeln. In dem vor dem Insassen befindlichen Armaturenbrett (Konsolenabschnitt) 3 befindet sich ein nicht dargestellter Airbag, der bei Erfassung eines Unfalls ausgelöst wird. Die Erfindung kann aber auch bei einem im Fond befindlichen, mit Kopfstütze ausgestatteten Sitz (Sitzbank) zum Einsatz kommen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind in der Kopfstütze 2 ein erster Empfänger 4, ein Sender 5 und ein zweiter Empfänger 6 vorgesehen. Der Sender 5 erzeugt einen Sendekegel 5' mit ei­ nem solchen Öffnungswinkel, daß die von einem Objekt reflek­ tierten Sendesignale auf beide Empfänger 4 und 6 auftreffen können. Der Empfänger 4 ist flächig und im wesentlichen ver­ tikal angeordnet, so daß seine Haupt-Empfangsachse in hori­ zontaler Richtung verläuft. Demgegenüber ist der Empfänger 6, der gleichfalls flächig ausgebildet ist, geneigt so angeord­ net, daß seine Haupt-Empfangsachse und damit seine Empfang­ scharakteristik, schräg nach unten und vorne gerichtet ist. Der Empfänger 6 kann beispielsweise so geneigt sein, daß sei­ ne senkrecht auf seiner Empfangsfläche in deren Mitte stehen­ de Mittelachse mit der Horizontalen einen Winkel von 20° bis 70°, vorzugsweise ca. 30° bis 40°, einschließt. Der jeweils tatsächlich vorliegende Winkel hängt auch von der jeweiligen Kopfstützendrehstellung ab.
Mit dem Empfänger 6 wird der Abstand zum Insassen und damit die (relative) Position des Insassen im Kraftfahrzeug ermit­ telt. Hierzu wird die Verzögerungszeit, die zwischen dem Aus­ senden eines Impulses durch den Sender 5 und dem Empfang ei­ nes Echosignals durch den Empfänger 6 verstreicht, ausgewer­ tet. Diese Laufzeit beinhaltet eine klare Aussage über den Abstand zwischen dem Insassen und dem Empfänger 6. Wenn sich der Insasse nach hinten lehnt und sein Kopf auf der Kopfstüt­ ze 2 ruht, ist die Laufzeit am geringsten. Wenn sich aber, wie in den Fig. 2(a) bis 2(c) gezeigt, der Insasse in unter­ schiedlichem Maße nach vorne neigt, verstreicht ein längeres Zeitintervall zwischen der Impulsaussendung und dem Echoemp­ fang durch den Empfänger 6. Diese unterschiedliche Laufzeit beinhaltet eine klare Aussage über die Körperhaltung des auf den Sitz befindlichen Insassen. Da der Sender 5 und der Emp­ fänger 6 auf den oberen Bereich der Rückseite des Insassen gerichtet sind, wird der Abstand auch bei den in den Fig. 2(b) und 2(c) gezeigten Situationen korrekt gemessen, bei de­ nen sich der Insasse mit der Hand an der frontseitigen Konso­ le abstützt (zum Beispiel bei einem scharfen Bremsmanöver vor einem Aufprall) oder eine Zeitung liest. Bei den in den Fig. 2(b) und 2(c) gezeigten Situationen würde ein von der Front­ seite messender Positionssensor durch die Arme oder die Zei­ tung getäuscht werden und somit ein falsches Meßsignal erzeu­ gen, das die Rumpfhaltung des Insassen nicht korrekt wieder­ gibt.
Zusätzlich (oder alternativ) zur Laufzeitmessung kann die das Sensorsignal des Sensors 5, 6 auswertende Auswerteschaltung auch den zeitlichen Verlauf des empfangenen Echosignals be­ werten und hieraus noch genauere Aussagen über die Position und Haltung des Insassen gewinnen. In den Fig. 3(a) und (b) ist dies für einen Ultraschallsensor bei zwei unterschiedli­ chen Sitzhaltungen des Insassen näher dargestellt. Gemäß Fig. 3(a) sitzt der Insasse im wesentlichen aufrecht, wobei der Abstand zwischen dem Sensor 5' einerseits und dem Kopf und Torso (Rumpf) andererseits im wesentlichen gleich ist. In der rechten Hälfte der Fig. 3(a) und (b) sind jeweils die vom Empfänger 6 erhaltenen Echoanteile, die vom Kopf und Torso herrühren, zur Verdeutlichung getrennt dargestellt, wobei in der oberen Hälfte jeweils das Kopfechosignal und in der unte­ ren Hälfte das Torsoechosignal gezeigt sind. Das vom Ultra­ schallempfänger 6 tatsächlich abgegebene und der Auswerte­ schaltung zugeführte Echosignal besteht selbstverständlich aus einer Überlagerung der einzelnen Echosignalanteile, die vom Kopf, Torso und von weiteren Komponenten, beispielsweise vom Nacken, herrühren.
Da bei der in Fig. 3(a) gezeigten Sitzhaltung die Laufzeit (vom Sender 5 zum Empfänger 6) für alle empfangenen Ultra­ schallsignale im wesentlichen gleich groß ist, treten diese im wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt beim Empfänger 6 auf, so daß dieser einen relativ scharfen, kurzzeitigen Echoimpuls hoher Amplitude empfängt.
Bei dem in Fig. 3(b) schematisch dargestellten Fall lehnt sich der Insasse weit nach vorne und stützt sich auf dem Ar­ maturenbrett 3 ab. Die vom Kopf reflektierten Echoanteile des durch den Sender 5 ausgesandten Sendeimpulses haben in diesem Fall insgesamt eine große Wegstrecke zurückzulegen und treten daher zu einem relativ späten Zeitpunkt auf, wie dies in Fig. 3(b) in der rechten oberen Hälfte dargestellt ist. Auch die vom Torso erhaltenen Echosignalanteile treten aufgrund der vorgeneigten Haltung etwas später als bei dem in Fig. 3(a) dargestellten Fall auf, jedoch früher als die vom Kopf emp­ fangenen Echoanteile. Zudem sind die vom Torso erhaltenen Echoanteile wegen der schrägen Insassenhaltung stärker aus­ einandergezogen und hinsichtlich ihrer Maximalamplitude ver­ ringert, das heißt zeigen einen verschliffenen Verlauf, wie dies aus Fig. 3(b) ersichtlich ist.
Die im Fall der Fig. 3(b) vom Empfänger 6 erzeugten Ausgangs­ signale zeigen damit einen charakteristisch anderen Verlauf als die bei der Sitzhaltung gemäß Fig. 3(a) erzeugten Signa­ le, nämlich einen sehr viel stärker auseinandergezogenen Ver­ lauf mit zwei lokalen Maxima.
Die Auswerteschaltung kann daher aus der Gesamtbreite des Echosignals sowie gegebenenfalls zusätzlich aus dem Amplitu­ denverlauf klare zusätzliche Rückschlüsse über die tatsächli­ che Körperhaltung des Insassen erzielen. Dies liegt an der Anordnung von Sender 5 und Empfänger 6 in der Kopfstütze, durch die eine gleichzeitige Überwachung sowohl der Kopf- als auch der Rumpfhaltung des Insassen ermöglicht, wie dies auch durch den in den Figuren gezeigten Sendekegel 5' veranschau­ licht ist.
Wenn der Sender auf Infrarotbasis arbeitet, kann die Position zum Beispiel nach dem Prinzip der Triangulation gemessen wer­ den, wobei der Infrarotempfänger mehrere räumlich nebeneinan­ derliegende Empfängerabschnitte aufweisen kann, deren refle­ xionswinkelabhängige Ausgangssignale ausgewertet werden.
Über den in der Kopfstütze angeordneten Sensor läßt sich er­ findungsgemäß die Rumpfhaltung des Insassen zuverlässig de­ tektieren und die Auslösung des Insassenschutzsystems (zum Beispiel des Airbags) bei einem Unfall in Abhängigkeit von der erkannten Sitzhaltung steuern oder auch völlig sperren.
In weiterer Ausgestaltung können zusätzliche Sensoren zur Er­ kennung der aktuellen Sitz-Längseinstellposition, der Sitz­ lehnenneigung und/oder der Position der Kopfstütze 2 (Auszugslänge und/oder Neigungswinkel) vorgesehen sein. Auf der Grundlage dieser zusätzlichen Parameter läßt sich in Ver­ bindung mit dem durch den Sensor 5, 6 gemessenen Abstand zum Insassen dessen Entfernung gegenüber dem Armaturenbrett 3 noch genauer ermitteln. Damit kann die Auslösestrategie des Insassenschutzsystems diesen Parameter (Entfernung des Insas­ sen vom Armaturenbrett 3) bei der Entscheidung über die Aus­ lösung noch genauer berücksichtigen.
Das die Sitzhaltung des Insassen wiedergebende Ausgangssignal des Sensors 5, 6 kann zusätzlich, oder alternativ, auch dazu benutzt werden, die Sitzlehnenneigung automatisch so anzupas­ sen, daß der Abstand zum Insassenrücken verringert wird. Wenn zum Beispiel durch die Unfallsensoren ein in Fahrzeug- Längsrichtung wirksamer Aufprall, zum Beispiel ein Heckauf­ prall, detektiert wird, kann die Sitzlehne bei einem nach vorne gelehnten Insassen aufgrund einer mechanischen Vorspan­ nung, durch pyrotechnische Mittel oder motorisch rasch nach vorne geklappt werden, so daß der Abstand zwischen der Sitz­ lehne und dem Insassenrücken minimiert oder zumindest ver­ kleinert wird. Das Insassenschutzsystem umfaßt in diesem Fall die den Aufprall, zum Beispiel Heckaufprall, erfassenden Un­ fallsensoren, den Sensor 5, 6 und den Sitzlehnen- Verstellantrieb sowie das zugehörige, den Sitzlehnen- Verstellantrieb steuernde und die Sensorsignale empfangenden Steuergerät. Selbstverständlich kann das Insassenschutzsystem auch noch weitere Komponenten, zum Beispiel ein Airbag-System oder ein Gurtstraffersystem oder dergleichen, enthalten.
Bei Erfassung eines Aufpralls (Frontaufprall oder Heckauf­ prall) kann alternativ oder zusätzlich zu der automatischen Verstellung der Sitzlehne auch die Kopfstütze 2 nach vorne gefahren, das heißt näher an den Kopf des Insassen heran ge­ bracht werden, wenn zum Unfallerfassungszeitpunkt zwischen Kopf und Kopfstütze ein Abstand detektiert wird. In diesem Fall ist die Kopfstütze 2 so angebracht, daß sie motorisch oder durch andere mechanische Mittel nach vorne bewegbar ist.
Die vom Sensor 5, 6 gemessene Haltungsposition läßt sich auch dazu auswerten, einen sich selbst einstellenden Sitz zu schaffen, bei dem die Sitzlehne motorisch stets so bewegt wird, daß sie am Rücken des Insassen anliegt.
Es ist ferner möglich, die Insassengröße aktiv zu detektie­ ren, wobei hierzu Größenklassen vorgegeben werden können (5% bis 95% Insassen-Standardgröße). Die Insassengröße kann zum Beispiel durch die Erfassung des Kopfstützenauszugs mittels eines Sensors gemessen werden. Diese Größeninformation läßt sich ferner auch dazu verwenden, die Sitzhöhe motorisch anzu­ passen. Wenn über den Kopfstützenauszugs-Sensor beispielswei­ se erfaßt wird, daß der Insasse eine kleine Körpergröße be­ sitzt, kann der Kraftfahrzeugsitz automatisch in eine dieser Größenklasse zugeordnete Sollhöhe hochgefahren werden.
Mit dem in der Kopfstütze 2 integrierten Sensor 5, 6 läßt sich nicht nur der Abstand zum Insassen (zu dessen Kopf bzw. Nacken- und Schulterbereich) messen, sondern auch erkennen, ob der Sitz belegt/nicht belegt ist. Es ist auch möglich zu erkennen, ob ein Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz angebracht ist und ob der Kindersitz nach vorne oder nach hinten ausge­ richtet ist. Hierzu ist eine entsprechende Signalauswertung vorgesehen, die anhand der speziellen, bei unbelegtem Sitz oder einem nach vorne oder nach hinten gewandten Kindersitz charakteristisch unterschiedlichen Empfangssignalverläufe die entsprechende Aussage ermittelt.
Der in der Kopfstütze 2 oberhalb des Senders 5 angeordnete Empfänger 4 dient dazu, die Kopfstützen-Auszugshöhe automa­ tisch an die Kopfhöhe des Insassen anzupassen, derart, daß die Kopfstütze in optimaler Position hinter dem Insassenkopf positioniert wird. Hierzu wird das Ausgangssignal des Empfän­ gers 4 überwacht. Wenn sich der Kopfscheitelpunkt des Insas­ sen deutlich unterhalb der horizontalen Empfangsebene des Empfängers 4 befindet, empfängt dieser nur relativ schwache Reflexionssignale. Die Kopfstütze wird dann mittels eines entsprechenden Stellmotors und dem zugehörigen Steuergerät nach unten gefahren, bis die Empfangssignalstärke des Empfän­ gers 4 deutlich zunimmt.
Das vom Empfänger 4 erzeugte Signal kann alternativ oder zu­ sätzlich auch zur genaueren Erfassung des Abstands zwischen dem Insassenkopf und der Kopfstütze 2 ausgewertet werden. Hierzu kann eine reine Laufzeitauswertung vorgesehen sein, bei der die Laufzeit zwischen dem Zeitpunkt der Aussendung eines Impulses durch den Sender 5 und den Empfang des Echoim­ pulses durch den Empfänger 4 gemessen wird. Zusätzlich oder alternativ können auch die durch dieselben Sendeimpulse her­ vorgerufenen, durch die Empfänger 4 und 6 erzeugten Ausgangs­ signale in ihrer zeitlichen Lage miteinander verglichen, zum Beispiel korreliert, werden, so daß eine Abstandsmessung nach dem Prinzip der Triangulation erfolgt.
Der Sender 5 und die Empfänger 4, 6 können als Ultraschall­ sender und -Empfänger ausgestaltet sein. Alternativ ist es auch möglich, einen Infrarotsender und Infrarotempfänger zu benutzen.
Mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung läßt sich somit nicht nur der Abstand zum Rücken, sondern auch der Abstand zum Kopf des Insassen präzise messen.

Claims (6)

1. Insassenschutzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit einem an oder in der Kopfstütze (2) des Kraftfahrzeugsitzes (1) ange­ ordneten Sensor (5, 6) zum Erfassen der Position eines Insas­ sen, einem Steuergerät zum Steuern der Auslösung des Insassen­ schutzsystems in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Sen­ sors (5, 6) und einer in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sensors (5, 6) gesteuerten Kopfstützen-Antriebseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor (5, 6) einen Sender (5) und zwei getrennt hiervon angeordnete Empfänger (4, 6) enthält,
daß der Sendekegel (5') des Senders so ausgerichtet ist, daß er sowohl den Kopfbereich als auch mindestens den oberen Rumpfbereich eines auf dem Fahrzeugsitz sitzenden In­ sassen überdeckt,
daß die Hauptempfangsrichtung des einen Empfängers (6) schräg nach unten gerichtet ist,
daß die Hauptempfangsrichtung des anderen Empfängers (4) im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, und
daß die Kopfstützen-Antriebseinrichtung in Abhängig­ keit vom Ausgangssignal des anderen Empfängers (4) angesteuert wird.
2. Insassenschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5, 6) auf Ultra­ schallbasis arbeitet.
3. Insassenschutzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (5, 6) auf Infra­ rotbasis arbeitet.
4. Insassenschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren zur Erfassung der Sitz-Längseinstellungsposition, der Sitzlehnenneigung und/oder der Auszugslänge der Kopfstütze (2) vorgesehen sind, und daß das Steuergerät die Entscheidung über das Auslösen des Insas­ senschutzsystems in zusätzlicher Abhängigkeit von den Aus­ gangssignalen dieser Sensoren trifft.
5. Insassenschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Entschei­ dung über ein Auslösen, und gegebenenfalls auch über die Stär­ ke des Auslösens, eines insbesondere für einen Heckaufprall vorgesehenen Insassenschutzsystems in Abhängigkeit von dem Sensorausgangssignal trifft.
6. Insassenschutzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Sitzleh­ nenneigung und/oder die Kopfstützenposition bei Erfassung ei­ nes Unfalls in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Sensors (5, 6) nach vorne verstellt.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2895342A1 (fr) * 2005-12-22 2007-06-29 Renault Sas Dispositif de detection d'un occupant dans un vehicule automobile et procede pour declencher un coussin gonflable utilisant ce dispositif
DE102006023102A1 (de) * 2006-05-16 2007-11-22 Grammer Ag Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz
DE102014117794A1 (de) * 2014-12-03 2016-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug sowie dazugehöriges Verfahren
CN108791180A (zh) * 2017-04-28 2018-11-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 约束***状态的检测和分类
DE102018202086A1 (de) * 2018-02-12 2019-08-14 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Insassenschutz eines Fahrzeugs

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5186494A (en) * 1990-07-11 1993-02-16 Nissan Motor Co., Ltd. Passenger restraint system for use in automotive vehicle
DE4433601C1 (de) * 1994-09-21 1996-04-04 Kurt Bruse Verfahren und Vorrichtung zur Aktivierung bzw. Deaktivierung von sicherheitsrelevanten Systemen innerhalb der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs
DE19547333A1 (de) * 1995-12-19 1997-06-26 Telefunken Microelectron Insassenschutzsystem für Fahrzeuge zur Personenbeförderung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5186494A (en) * 1990-07-11 1993-02-16 Nissan Motor Co., Ltd. Passenger restraint system for use in automotive vehicle
DE4433601C1 (de) * 1994-09-21 1996-04-04 Kurt Bruse Verfahren und Vorrichtung zur Aktivierung bzw. Deaktivierung von sicherheitsrelevanten Systemen innerhalb der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs
DE19547333A1 (de) * 1995-12-19 1997-06-26 Telefunken Microelectron Insassenschutzsystem für Fahrzeuge zur Personenbeförderung

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2895342A1 (fr) * 2005-12-22 2007-06-29 Renault Sas Dispositif de detection d'un occupant dans un vehicule automobile et procede pour declencher un coussin gonflable utilisant ce dispositif
DE102006023102A1 (de) * 2006-05-16 2007-11-22 Grammer Ag Kopfstütze für einen Fahrzeugsitz
US7967377B2 (en) 2006-05-16 2011-06-28 Grammer Ag Auto-adjust vehicle headrest
DE102014117794A1 (de) * 2014-12-03 2016-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs, Kraftfahrzeug sowie dazugehöriges Verfahren
CN108791180A (zh) * 2017-04-28 2018-11-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 约束***状态的检测和分类
DE102018202086A1 (de) * 2018-02-12 2019-08-14 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Insassenschutz eines Fahrzeugs

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