DE19908165A1 - Gerät zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Ein Gerät zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs enthält ein erstes Sensorelement (21), das in einer Einbauposition der Vorrichtung (1) im Fahrzeuginnenraum (FI) zum Erkennen eines fahrerseitig (FS) angeordneten Objektes ausgebildet ist, sowie ein zweites Sensorelement (22), das in der Einbauposition des Gerätes (1) zum Erkennen eines beifahrerseitig (BFS) angeordneten Objektes ausgebildet ist. Mit einem einzigen Modul kann damit die Fahrer- und die Beifahrerposition erkannt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs.

Weit in Richtung Armaturenbrett vorverlagerte Personen wie auch Kinder in sogenannten Reboard-Kindersitzen auf dem Bei­ fahrersitz sind während des Fahrzeugbetriebes eines mit Air­ bag versehenen Kraftfahrzeuges der Gefahr ausgesetzt, durch die Aufblaswucht des Airbags bei einem Unfall Verletzungen zu erleiden. Moderne Steuerungssysteme für den Personenschutz sind bestrebt, den Airbag in derartigen Situationen abzu­ schalten oder mit verminderter Wucht aufzublasen, um die Ge­ fahr einer Verletzung eines Insassen abzuwenden. Zur Ermitt­ lung der Insassenposition im Fahrzeug werden vorzugsweise be­ rührungslose, optische Sensoren eingesetzt.

Ein Gerät zum berührungslosen Erkennen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs ist aus der EP 0 669 227 A1 bekannt. Dabei wird der Beifahrersitz durch eine Anzahl von Leuchtdioden bestrahlt. Vom Sitz bzw. einer Person oder einem Objekt auf dem Sitz reflektierte Strahlen werden durch ein Fotodetektorfeld aufgenommen.

Es kann jedoch auch ein Fahrzeuglenker auf dem Fahrersitz durch einen sich aus dem Lenkrad entfaltenden Fahrerairbag verletzt werden für den Fall, daß der Fahrzeuglenker den Kopf in geringer Entfernung vom Lenkrad hält. Gefährdet sind hier­ bei insbesondere kleinwüchsige Personen, die während des Fah­ rens dauerhaft eine Position nahe am Lenkrad einnehmen.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1.

Dabei enthält das Gerät einen Sensor zum Erfassen eines Ob­ jektes oder einer Person. Der Sensor weist ein erstes und ein zweites Sensorelement auf. Das erste Sensorelement ist zum Erfassen eines fahrerseitig angeordneten Objektes oder einer fahrerseitig angeordneten Person bestimmt, das zweite Senso­ relement zum Erkennen eines beifahrerseitig angeordneten Ob­ jektes oder einer beifahrerseitig angeordneten Person.

Erfindungsgemäß ist also ein einziges Gerät vorgesehen, das sowohl die Fahrerseite wie auch die Beifahrerseite eines Fahrzeugs auf ein Objekt oder eine Person hin überwachen kann. Das Gerät kann dabei als bauliche Einheit verstanden werden, die im Fahrzeug befestigt wird. Diese bauliche Ein­ heit weist vorzugsweise ein gemeinsames Gehäuse für die Sen­ sorelemente auf, das als Blechmantel oder als Kunststoffum­ spritzung ausgebildet sein kann. Die bauliche Einheit des Ge­ räts kann auch durch einen gemeinsamen Träger für die beiden Sensorelemente hergestellt werden. Zur Herstellung des Geräts sind einheitliche Verfahrensschritte vorgesehen. So wird bei­ spielsweise der Träger zeitgleich oder zeitlich nacheinander in den gleichen Verfahrensschritten mit den Sensorelementen oder Bestandteilen der Sensorelemente bestückt. Vorteile bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Gerätes gegenüber der Herstellung jeweils separate Geräte für Fahrer- und Beifah­ rerseite sind hinsichtlich des Aufwandes und der Anzahl an Herstellungsschritten der zu verwendenden Bauteile sowie der Herstellungskosten evident. Im übrigen weist das erfindungs­ gemäße Gerät Vorteile bei der Lagerhaltung, der Logistik und der Montage hinsichtlich des bereitzustellenden Aufwandes auf.

Die Funktion des Gerätes kann das bloße Erfassen des Objektes oder der Person beinhalten, oder aber auch das weitergehende Erkennen eines Objektes oder einer Person durch Auswertung oder Klassifizierung von von dem Sensor gelieferten Signalen.

Das Gerät ist vorzugsweise zur berührungslosen Objekt- oder Personenerkennung ausgebildet, vorzugsweise durch optische Sensormittel. Die Sensorelemente sind bevorzugt auf die Fahr­ zeugsitze ausgerichtet und weisen dementsprechend unter­ schiedliche Wirkungsrichtungen ausgehend von der Einbauposi­ tion des Geräts im Fahrzeuginnenraum auf. Jedes Sensorelement kann dabei das Vorhandensein und die Position eines Objektes oder einer Person auf dem zugeordneten Fahrzeugsitz erfassen, insbesondere auch Positionsänderungen.

Unter einer Wirkungsrichtung eines Sensorelements wird dieje­ nige Raumrichtung verstanden, für die der Sensor empfindlich ist. Als Richtung kann auch ein ggf dreidimensionales Gebiet verstanden werden.

Alternativ können die Sensorelemente auch auf die Gefahrenbe­ reiche vor den gefalteten Airbags gerichtet sein. Als Gefah­ renbereich wird derjenige räumliche Bereich verstanden, in den sich der Airbag beim Aufblasen entfaltet. Der Gefahrenbe­ reich wird hierbei auf das Vorhandensein oder das Nichtvor­ handensein eines Objektes oder einer Person überwacht.

Entscheidend für die Ausrichtung der Sensorelemente ist die Einbauposition des Geräts im Fahrzeug. Bevorzugt wird das Ge­ rät zwischen der Fahrer- und der Beifahrerseite am Rückspie­ gel oder am Dachhimmel angebracht oder integriert.

Das Sensorelement kann nach unterschiedlichen physikalischen Wirkungsprinzipien arbeiten:
So kann das Sensorelement seinen Wirkungsbereich vorzugsweise mittels optischer Strahlung, insbesondere infraroter Strah­ lung abtasten. Es sind aber auch Strahlungen mit anderen Wel­ lenlängen anwendbar. Das Sensorelement enthält dabei eine Leuchtdiode, insbesondere einen Infrarotsender in Form einer Laserdiode, die eine oder mehrere Strahlen oder Strahlungs­ vorhänge ausgibt. Der Sensor enthält ferner ein oder mehrere optische Empfangselemente in Form von Fotozellen, die die an einem Objekt oder einer Person reflektierte oder gestreute Strahlung aufnehmen. Durch Auswertung der reflektierten Strahlung kann der Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt sowie gegebenenfalls eine Konturierung und genaue Positions­ bestimmung im zwei- oder dreidimensionalen Raum bestimmt wer­ den. Vorzugsweise spannt der Sensor mehrere in Fahrtrichtung hintereinandergestaffelte Strahlenvorhänge in der vertikalen Ebene auf und enthält hinsichtlich der Querachse des Fahr­ zeugs mehrere Empfangselemente je Strahlenvorhang. So ist ei­ ne dreidimensionale Personen- oder Objekterkennung gewährlei­ stet, da jedes Empfangselement eine Information zweidimensio­ naler Wertigkeit liefert und die dritte, vertikale Dimension durch eine Auswertung der Stärke, der Leistung oder des Ener­ gieinhalts der reflektierten Strahlung mittels Triangulation gewonnen wird.

Der Sensor kann auch als Kamera ausgebildet sein und Bilder liefern, die im folgenden Verfahren der Mustererkennung un­ terzogen werden.

Der Sensor kann auch als Wärmefühler in Form eines Infrarot­ aufnehmers ausgebildet sein, der das Vorhandensein und die Position einer lebenden Person durch die von ihr abgegebene Wärmestrahlung ermitteln kann.

Ferner sind auch Ultraschallsensoren oder Mikrowellensensoren einsetzbar.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Un­ teransprüche gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Weiterbildungen sind anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein symbolisches Kraftfahrzeug, enthaltend das erfindungsgemäße Gerät, und

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Gerätes.

Fig. 1 zeigt in der Draufsicht ein Kraftfahrzeug, bei dem Front- und Heckscheibe wie auch die Seitenfenster als Ausspa­ rungen deutlich sichtbar sind. Im Fahrzeuginnenraum FI ist ein erfindungsgemäßes elektrisches Gerät 1 angeordnet. Der Begriff Fahrzeuginnenraum FI setzt nicht notwendigerweise ei­ ne geschlossene Fahrgastzelle voraus sondern ist im wesentli­ chen durch den Aufenthaltsort von Personen im Fahrzeug be­ stimmt. Durch strichierte Umrandungen eingezeichnete Felder im Fahrzeuginnenraum FI kennzeichnen die Fahrerseite FS und die Beifahrerseite BFS. Das Gerät 1 ist etwa zwischen der Fahrerseite FS und der Beifahrerseite BFS angeordnet, etwa entlang der Fahrzeuglängsachse. Gemäß Fig. 1 ist das Gerät 1 im unteren Bereich der Windschutzscheibe angeordnet. Eine weitere vorzugsweise Einbauposition am Fahrzeughimmel ist durch ein strichiertes Kästchen mit dem Bezugszeichen 1 ge­ kennzeichnet.

Ein in Fig. 1 nicht eingezeichneter Sensor im Gerät 1 tastet sowohl die Fahrerseite FS wie auch die Beifahrerseite BFS be­ rührungslos ab. Dazu erzeugt der Sensor wie in Fig. 1 einge­ zeichnet sowohl fahrerseitig als auch beifahrerseitig opti­ sche Vorhänge V, die durch durchgezogene Linien symbolisiert sind. Ist ein Objekt im vorderen Fahrzeugraum vorhanden, so durchschneidet dieses Objekt zumindest einen dieser Vorhänge und wird damit erfaßt.

Vorzugsweise ist das Gerät 1 zwischen der Fahrer- und der Beifahrerseite FS und BFS angeordnet, sodaß jeder Sender eine etwa gleiche Sendeleistungen verwenden kann.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen elektrischen Gerätes 1 mit einem symbolisch dargestellten Ge­ häuse 4. Das Gerät 1 enthält erste Sensorelemente 21, die zum Abtasten der Fahrerseite FS bestimmt sind, und zweite Senso­ relemente 22, die zum Abtasten der Beifahrerseite BFS be­ stimmt sind. Jedes Sensorelement 21, 22 enthält dabei zumin­ dest einen optischen Empfänger. Ein optische Sender wird da­ bei zum gesteuerten Aussenden von Strahlung angeregt. Die Ge­ samtheit der Sensorelemente 21 und 22 bildet den Sensor 2. Weiterhin kann jedes Sensorelement weitere optische Vorrich­ tungen wie Linsen, Spiegel, Blenden etc. enthalten, die er­ forderlich sind, um ein ggf. vorhandenes Objekt in geeigneter Weise abzutasten. Vorzugsweise ist eine gemeinsame optische Blende für alle Sensorelemente 21, 22 vorgesehen.

Die Sensorelemente 21 und 22 liefern die empfangenen Signale an eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit 3, die eine Auswer­ tung dieser Signale vornimmt und dabei relevante Informatio­ nen zu Insassen- oder Objektpositionen aus den Signalen ex­ trahiert. Diese relevanten Informationen werden in codierter Form an eine physikalische Schnittstelle 5 gegeben. Das elek­ trische Gerät 1 ist über die Schnittstelle 5 und eine Daten­ leitung mit einer Insassenschutzsteuerung verbunden, die auf­ prallabhängig und abhängig von den von dem Gerät 1 übermit­ telten Daten Schutzmittel wie Airbags, Gurtstraffer etc. se­ lektiv auswählt, ansteuert und damit auch dosiert bzw. in einzelnen Stufen aktivieren kann. Die Steuer- und Auswerte­ einheit 3 übernimmt ferner die Ansteuerung der Sensorelemente 21 und 22.

Vorzugsweise sind sowohl die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 3 wie auch der Sensor 2 im selben Gehäuse 4 angeordnet.

Claims (7)

1. Gerät zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im In­ nenraum eines Fahrzeugs,

• - mit einem Sensor (2) dafür,
• - mit einem ersten Sensorelement (21) des Sensors (2), das in einer Einbauposition des Geräts (1) im Fahrzeuginnenraum (FI) zum Erfassen eines fahrerseitig (FS) angeordneten Objektes oder einer fahrerseitig (FS) angeordneten Person ausgebildet ist, und
• - mit einem zweiten Sensorelement (22) des Sensors (2), das in der Einbauposition des Geräts (1) zum Erfassen eines bei­ fahrerseitig (BFS) angeordneten Objektes oder einer beifah­ rerseitig (FS) angeordneten Person ausgebildet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, das zum Befestigen in einer Einbau­ position im Fahrzeuginnenraum (FI) zwischen Fahrer- und Bei­ fahrerseite (FS, BFS) ausgebildet ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem jedes Sen­ sorelement (21, 22) einen optischen Sender und/oder einen op­ tischen Empfänger enthält.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste und das zweite Sensorelement (21, 22) unterschiedliche Wirkungsrichtungen aufweisen.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine mit den Sensorelementen (21, 22) zusammenwirkende Steuer- und/oder Auswerteeinheit (3) enthält.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein Ge­ häuse (4) für den Sensor (2) enthält.

7. Gerät nach Anspruch 5, das ein gemeinsames Gehäuse (4) für den Sensor (2) und die Steuer- und/oder Auswerteeinheit (3) enthält.