CN109996701A - 用于识别安全带的正常的佩戴状态的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于识别机动车中的安全带设备(14)的安全带(12)的正常的佩戴状态的设备(10)，该设备包括：至少部分地布置在安全带(12)中或上的传感器装置(40)，传感器装置设计成，给出至少一个与安全带(12)的布置相关的传感器值；以及评估装置(44)，评估装置被设置成，根据借助于传感器装置(40)给出的传感器值确定机动车的乘员(16)是否正常地佩戴了安全带(12)。此外，本发明涉及一种具有用于识别安全带设备(14)的安全带(12)的正常佩戴的设备(10)的机动车。此外，本发明涉及一种用于识别机动车中的安全带设备(14)的安全带(12)的正常佩戴状态的方法。

Description

用于识别安全带的正常的佩戴状态的设备
技术领域
本发明涉及一种用于识别机动车中的安全带设备的安全带的正常/按规定佩戴状态的设备。
背景技术
普遍已知的是，在正确使用安全带设备时，在车辆、尤其是机动车中的乘员在事故中暴露在尤其低的伤害风险中。为了保证尽可能每个机动车乘员都正确地使用了安全带设备，在现代化的机动车中使用监控机动车的乘员是否正确使用安全带设备的设备。尽管如此，机动车的一些乘员部分由于舒适性的原因、部分由于其它原因而回避这种设备，以不使用安全带设备。因此，开发出了能够可靠地确定相应的乘员是否正确使用了安全带设备的设备。
从现有技术中，尤其是从批量的汽车制造中，长期以来已经已知确定安全带设备的正确使用的监控和/或控制装置。例如，专利文献US 4 885 566公开了一种具有安全带电极和座椅电极的安全带设备，在安全带电极和座椅电极之间建立电场，该电场穿过就坐乘员的至少一部分。此外，存在电容测量单元，其获取由安全带电极和座椅电极形成的电容。电容测量单元与监控单元相连接，监控单元根据尤其低的或尤其高的电容确定，安全带是否在就坐乘员身上伸延。
在此，缺点是，在车辆座椅中使用另外的电构件。从现有技术中，已知多种利用光学识别的文献。即，专利文献DE 101 42 792A1给出了一种用于识别就坐乘员是否正常使用了安全带的图像处理系统。
在此不利的是，就坐乘员穿着的衣服可能具有使图像处理系统与安全带混淆的图案。
发明内容
因此，本发明的目的是，尽可能可靠地识别出机动车中安全带设备的正确使用。
根据本发明，该目的通过具有独立权利要求所述的特征的设备以及方法实现。在其它权利要求中给出了具有本发明的合适改进方案的有利的设计方案。
根据本发明，提出一种用于识别机动车中的安全带设备的安全带的正常的佩戴状态的设备，该设备包括至少部分地布置在安全带中或上的传感器装置，传感器装置设计成，给出至少一个与安全带的布置/姿态相关的传感器值，并且该设备包括评估装置，评估装置设置成，根据借助于传感器装置给出的传感器值确定机动车的乘员是否正常地佩戴了安全带。
除了目前通常实施成具有自动卷入机构的三点安全带的安全带之外，安全带设备包括多个其它系统，例如电子安全带张紧轮，火药式安全带拉紧器以及用于减少安全带松动的装置。为安全带分配至少一个部分地卷到自动卷入机构的卷筒上的安全带带子、下部的外固定点、上部的外固定点以及内固定点。内固定点通常在车辆侧构造成安全带锁，安全带锁被设置成，容纳布置在安全带带子上的安全带锁舌。当乘员在车辆中坐在车辆座椅中，安全带带子在乘员的正面上身上在乘员身上伸延并且安全带锁舌锁止在安全带锁中时，则正常地佩戴了安全带，也就是说，实现了安全带的正常佩戴状态。在正常佩戴状态中，安全带带子的在上部的外固定点和内固定点之间伸延的部分被称为胸部安全带，并且在正常佩戴状态中安全带带子的在内固定点和下部的外固定点之间伸延的另一部分被称为腰部安全带。
至少部分地布置在安全带中或上的传感器装置例如可构造成布置在安全带锁中的开关。根据安全带锁舌是否锁止在安全带锁中，闭合或断开开关所在的电流回路。因此，开关输出与安全带的布置相关的并且可被评估装置评估的传感器值。例如，评估装置可构造成电子单元，该电子单元能够当电流回路断开时也就是说安全带锁舌未锁止在安全带锁中时给出警报信号。
由此，提供了可靠地识别机动车中的安全带设备的正确使用的设备。
在根据本发明的另一实施方式中，传感器装置包括具有两个电极的电容器，其中，一个电极布置在安全带中或上，并且另一电极构造成座椅加热部的加热丝装置的形式，其中，评估装置被设置成，根据在电容器上测得的状态值来确定，乘员是否正常地佩戴了安全带。换句话说，在安全带带子上和/或中布置形成电容器的电极的导电元件。例如，在安全带带子的织物中织入多个相互接触的金属纤维，或者在安全带带子的织物上施加金属层。这种类型的安全带侧的电极可分别布置在腰部安全带和/或胸部安全带上。电容器的另一电极布置在车辆座椅中并且由座椅加热垫形成。这种类型的座椅加热垫可分别布置在车辆座椅的坐垫中和/或车辆座椅的靠背中。安全带侧的电极分别被分配给座椅侧的电极，也就是说胸部安全带的安全带电极被分配给车辆座椅的靠背中的电极或座椅加热垫，并且腰部安全带的安全带电极被分配给车辆座椅的坐垫的电极或座椅加热垫。此外，电极分别与评估单元相连接，从而评估单元能够获得电容器的电容。电容器的电容与在布置在安全带带子上的电极和布置在车辆座椅中的电极之间的材料相关。也就是说，当安全带带子未被正确、也就是说正常使用时，电容具有第一值。例如，安全带锁舌已经被锁止在安全带锁中，其中，乘员未坐在车辆座椅中。因此，在这种情况中，在相应的彼此关联的电极之间存在空气。当正确地、也就是说合规地使用了安全带带子时，电容具有与第一值不同的第二值。这意味着，乘员位于布置在安全带上的电极和布置在车辆座椅中的电极之间，其中，安全带锁舌锁止在安全带锁中。评估装置例如可包括电容测量装置，从而评估装置能够明确且可靠地确定，坐在车辆座椅中的乘员是否正常佩戴了安全带，这意味着，确定安全带带子是在乘员的身体的前侧上伸延还是在车辆座椅与乘员之间伸延。
在此有利的是，通过由座椅加热垫形成电容器的电极，在机动车中的座椅加热垫具有双重功能。由此，该设备尤其有经济效益并且可在没有附加的工作步骤的情况下制造。
此外，证实为有利的是，传感器装置包括至少一个布置在安全带上的麦克风，麦克风设计成，给出与至少一个获取的声信号对应的麦克风信号，其中，评估装置被设置成，根据麦克风信号确定，乘员是否正常佩戴了安全带。布置在安全带、尤其是安全带带子上的麦克风例如可构造成带麦克风，其例如属于车辆侧的免提通话装置。麦克风被布置成，接收至少一个在麦克风的环境中产生的声信号，并且给出与声信号对应的麦克风信号。通过麦克风与评估装置相连接，评估装置能够根据麦克风信号的特征来确定，机动车中的乘员是否正常佩戴了安全带。
该实施方式给出的优点是，布置在安全带上的带麦克风具有双重功能，由此实现了尤其具有经济效益的设备。
本发明的另一构造方式规定，声信号包括环境噪声和/或机动车的噪声。换句话说，声信号可通过机动车产生。例如，由机动车的发动机产生并进入机动车的内部中的噪声形成声信号。此外，声信号例如可借助于在行驶期间机动车的轮胎的滚动噪声产生。
在该设计方案中不使用单独的声源，从而能够实现有经济效益的所述设备。
在本发明的另一有利的设计方案中规定，机动车的至少一个扬声器产生声信号。在此，扬声器可例如为机动车的娱乐系统的一部分。备选地或附加地，扬声器也可构造成独立的、与所述设备相关联的扬声器。声信号可以是音调或包括至少两种不同频率的音调的混合音调。
通过使用机动车的扬声器来产生声信号，得到多种借助于该设备可靠地识别安全带的正确佩戴状态的方案。
根据本发明的另一有利的实施方式规定，评估装置被设置成，根据测量声信号从扬声器到麦克风的行进时间来确定乘员是否正常佩戴了安全带。换句话说，借助于扬声器在第一时刻产生声信号。声信号以至少一个波的形式穿过空气运动并且尤其向麦克风的方向运动，其中，声信号的波在与第一时刻不同的第二时刻到达带麦克风上。因此，在(产生声信号的)第一时刻到(麦克风接收声信号的)第二时刻之间经过的持续时间被称为声信号的行进时间。根据该行进时间，评估装置可确定在第二时刻麦克风或带麦克风与扬声器相距的距离。由此，评估装置可确定麦克风、也就是说安全带带子与扬声器是否足够接近以便使车辆的乘员正确佩戴。如果通过评估装置确定，麦克风、即安全带带子与扬声器相距过大的距离，则乘员显然未正常佩戴安全带。
因此，在该有利的实施方式中，可尤其准确地确定安全带在机动车中的位置。
在本发明的另一实施方式中规定，如此控制扬声器，使得周期地发送声信号。由扬声器循环地、也就是说时间上反复地发送声信号给出的优点是，可随时间重复地监控乘员对安全带的正确佩戴状态。这意味着，可检查，乘员是否正常佩戴了安全带，并且乘员是否改变安全带的正常佩戴状态，例如解锁安全地带锁并且不再使用安全带。由此，不能例如通过乘员在开始行驶机动车时正确地系上安全带并且在一定时间之后例如在第一次检查佩戴状态之后再次解开安全带而避开该设备。
此外证实为有利的是，声信号构造成超声波信号。在这种情况中尤其是可行的是，产生声信号的扬声器是机动车的防盗报警系统的车内监控装置的一部分。由于人的耳朵不能感觉到超声波范围内的声波，所以尤其是在周期性监控安全带佩戴状态时保证尤其高的舒适性。此外，在使用防盗报警系统的扬声器时，不设置单独的扬声器，由此，可实现尤其具有经济效益的所述设备。
本发明的另一构造方式规定，评估装置被设置成，根据表征声信号的参数的至少一个变化确定，乘员是否正常佩戴了安全带。换句话说，通过评估装置确定，例如在确定的时间期间、例如在行进时间期间声信号的振幅是否有减弱。如果扬声器发送了以混合声调的形式的声信号，评估装置可确定，是否混合声调的例如仅仅低频分量到达麦克风，即，是否进行了声波改变。总地来说，当在声源、即扬声器与声音接收器、即麦克风之间存在障碍物、尤其是声音障碍物时，出现衰减和/或声音改变。由此，评估装置能够确定，乘员是否坐在之前已经系上的安全带上，以避开该设备。在此，通过乘员的上身至少部分地覆盖带麦克风，乘员形成这种声音障碍物。
通过该实施方式，借助于该设备保证尤其可靠地识别正常的佩戴状态。
此外，本发明提出一种具有用于识别安全带设备的安全带的正常佩戴状态的设备的机动车。该机动车提供乘员的尤其高的保护，因为借助于该设备可靠地识别机动车中的安全带设备的正确使用。
此外，本发明提出一种用于识别机动车中的安全带设备的安全带的正常佩戴状态的方法，其具有步骤：借助于至少部分地布置在安全带中或上的传感器装置给出至少一个与安全带的布置相关的传感器值，借助于评估装置根据给出的传感器确定，机动车的乘员是否正常佩戴了安全带。根据本发明的设备的有利的设计方案被视为根据本发明的方法的有利的设计方案，其中，该方法尤其包括借助于该设备实施的方法步骤。
附图说明
从以下对优选实施例以及根据附图的描述中得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在描述中阐述的特征和特征组合以及以下在附图描述中所述的特征和特征组合在此不仅可独立地使用而且可相互组合地使用，只要不离开本发明的范围。
其中：
图1以示意图示出了用于识别机动车中的安全带设备的安全带的正常的佩戴状态的设备；
图2以示意图示出了该设备，其中，应用了电容式识别的原理；
图3以示意图示出了该设备，其中，应用了声学识别的原理；
图4以示意图示出了在图3中示出的设备，其中，应用了扬声器；
图5以示意图示出了具有用于识别安全带设备的安全带的正常的佩戴状态的设备的机动车；以及
图6示出了用于识别机动车中的安全带设备的安全带的正常的佩戴状态的方法步骤的流程图。
具体实施方式
在图中相同的或功能相同的元件设有相同的附图标记。
在图1中示出了用于识别在未示出的机动车中的安全带设备14的安全带12的正常的佩戴状态的设备10。在图1中此外示出了乘员16，乘员坐在车辆座椅24上，车辆座椅具有头枕18、靠背20和坐垫22。安全带12形成胸部安全带26，胸部安全带在上部的外固定点28和内固定点30之间伸延。内固定点30通常实施成安全带锁32，安全带锁舌34布置、例如锁止在安全带锁中。安全带12的被称为腰部安全带38的部分在内固定的30和下部的外固定点36之间伸延。安全带12的该布置方案相应于所谓的三点安全带，其中，安全带锁32包括未详细示出的按钮，乘员16可借助于该按钮将安全带锁舌34从安全带锁32中解锁并且取出，从而实现方便地从车辆座椅中下车。
此外，在图1中示出了传感器装置40，传感器装置至少部分地布置在安全带中或上，并且借助于传输单元42与评估单元44相连接。传感器装置40能够给出至少一个与安全带的布置、也就是说定位相关的传感器值。例如，在未合上安全带锁32(也就是说乘员未将安全带锁舌34锁止在安全带锁32中)时的传感器值与在合上了安全带锁(也就是说乘员正确地佩戴了安全带12)时的另一传感器值不同。传感器值通过传输单元42提供给评估装置44。评估装置44设定成，根据为其提供的传感器值确定，机动车的乘员是否正常佩戴了安全带。评估装置44例如可包括能够引起乘员16注意到未正常佩戴安全带12的器件。为此，例如可激活警报信号，例如警报灯和/或警报音，和/或阻止机动车发动。
在图2中示出了设备10，其中，可借助于电容式识别进行安全带12的正常佩戴状态的识别。为此，在机动车中使用电容器或与电容器相似的设备。第一电极46例如安装在腰部安全带38上。第一电极46可以以金属纤维的形式被编织到腰部安全带38中和/或以金属层的形式施加到安全带12的带子的织物上。在车辆座椅24中、尤其是在车辆座椅24的坐垫22中构造用于为车辆座椅加热的加热丝装置的形式的、与第一电极46对应的第二电极48。电极46和电极48基本上彼此相对置并且分别借助于例如实施成缆线50的传输单元42与评估装置44相连接。由此，两个电极46和48彼此相对置，形成电容器式的组件，该组件具有电容。在该实施方式中，电容、即传感器值尤其与两个电极48和46彼此的距离远近和在两个电极46和48之间存在哪种材料相关。即，也就是说，根据借助于评估装置44测得的电容器式的组件的电容可确定，腰部安全带38是正常地延伸到乘员16的下身上还是直接在乘员16的下身与坐垫22之间的坐垫22的面上伸延。
如同样在图2中示出的那样，备选地或附加地，在设备10中可应用另一电容器式的组件，以根据电容的距离识别乘员16是否正常佩戴了安全带12。为此，在胸部安全带26中和/或上可布置另一电极52。在车辆座椅24的座椅靠背20中可集成另一座椅加热垫或电极54，其与相关联的电极52一起形成另一电容器式的组件。座椅加热垫或电极54和电极52分别借助于线缆50与评估装置44相连接。通过评估装置44测量通过电极52和54形成的电容器式的组件的电容，可确定，安全带12是在乘员16的上身上伸延还是在乘员16的上身和车辆座椅24的靠背20之间的乘员16的背部上伸延。例如通过在电容器式的组件上施加交变电压并且测量电流，可借助于评估装置44测量装置10的电容器式的组件的电容。由于在交变电流回路中电容和电流直接彼此成比例，可借助于简单的物理公式确定电容器式的组件的电容。
在图3中示出了设备10，在设备10中，传感器装置40具有至少一个布置在安全带上的麦克风或带麦克风56。带麦克风56设定成，获取声信号58并且给出与声信号58对应的麦克风信号。麦克风信号通过传输单元42提供给评估装置44。评估装置44设定成，如下评估麦克风信号，即，安全带12是否正常地布置在乘员16身上。这意味着，如果安全带12正常地布置在乘员16身上，则借助于带麦克风56根据声信号58产生第一麦克风信号，该第一麦克风信号与当乘员16错误地使用或者甚至未使用安全带12时借助于带麦克风56根据声信号58产生的第二麦克风信号不同。
声信号58可包括环境噪声和/或机动车的噪声。这意味着，尤其是在机动车行驶期间，例如由于机动车的发动机运行和/或机动车的轮胎在道路上滚动产生的噪声可能进入机动车的内部中。这种进入机动车的内部的噪声可被带麦克风56获取并且转换成麦克风信号。如果借助于评估装置44确定，进入机动车的内部中的噪声被评定成尤其轻，评估装置44确定，乘员16没有正确佩戴安全带12。
在图4中示出，在设备10中可通过机动车的至少一个扬声器60产生声信号58。通过借助于扬声器60主动地产生声信号58，可借助于评估装置44测量行进时间，其中，测量在借助于扬声器60产生声信号58到借助于带麦克风56获取声信号58之间的时间。基于行进时间的测量，评估装置44能够获得在扬声器60和带麦克风56之间的距离。由此，评估装置44可确定，乘员16是否正确地使用了安全带12、尤其是胸部安全带。如果在腰部安全带38上同样应用了带麦克风56，评估装置44能够确定，乘员16是否正确使用了腰部安全带38。
此外，在设备10中，可如此控制扬声器60，使得循环地、也就是说时间上重复地发送声信号58。由此，不仅能够一次、例如在扣上之后直接监控安全带12的正常佩戴状态，而且在乘员应系上安全带的整个期间监控安全带12的正常佩戴状态。
此外，声信号58可构造成超声波信号。由于通过人的耳朵不能察觉超声波范围内的声信号，所以可在不影响乘员16的舒适性的情况下在机动车中应用设备10。此外，构造成超声波信号的声信号58可借助于扬声器60产生，其中，扬声器60例如可为机动车的车内监控装置或防盗报警装置的一部分。但是，同样可设想的是，扬声器60为车辆的娱乐系统的一部分。声信号使带麦克风56与扬声器60产生声信号58的频率范围相协调，从而带麦克风56可获取由扬声器60产生的声信号58。
此外，评估装置能够确定表征声信号58的参数中的至少一个参数并且根据该参数确定，乘员16是否正常佩戴了安全带12。表征声信号58的参数可以是声信号58的振幅或频率。如果由扬声器60产生的声信号58遇到障碍，在带麦克风56中出现与所产生的声信号58在其振幅和/或频率方面不同的声信号。换句话说，在借助于带麦克风56获取声信号之前，声信号58被衰减和/或被改变。评估装置44设定成，根据声信号58的改变或衰减来确定，乘员16是否正常佩戴了安全带12。例如，当乘员16将安全带12、尤其是胸部安全带26在乘员16的背后穿过、也就是说在乘员16和车辆座椅24之间穿过时，在借助于带麦克风56获取声信号之前，声信号58被减弱。备选地或附加地，当乘员16直接将腰部安全带38直接放到车辆座椅24的坐垫22上由此乘员16坐在腰部安全带38上时，声信号58被衰减和/或被改变。
在图5中示出了机动车62，其包括用于识别安全带设备的安全带12的正常的佩戴状态的设备10。
在图6中，示出了用于识别机动车中的安全带设备安全带的正常的佩戴状态的方法。在该方法中，在第一步骤S1中，借助于至少部分地布置在安全带中或上的传感器装置给出与至少一个安全带的布置相关的传感器信号，并且在第二步骤S2中，借助于评估装置根据给出的传感器值确定机动车的乘员是否正常佩戴了安全带。
附图标记清单
10 设备
12 安全带
14 安全带设备
16 乘员
18 头枕
20 靠背
22 坐垫
24 车辆座椅
26 胸部安全带
28 上部的外固定点
30 内固定点
32 安全带锁
34 安全带锁舌
36 下部的外固定点
38 腰部安全带
40 传感器装置
42 传输单元
44 评估装置
46 电极
48 电极或座椅加热垫
50 缆线
52 电极
54 电极或座椅加热垫
56 麦克风
58 声信号
60 扬声器
62 机动车

Claims (11)

1.一种用于识别机动车中的安全带设备(14)的安全带(12)的正常佩戴状态的设备(10)，所述设备包括：
-至少部分地布置在安全带(12)中或上的传感器装置(40)，所述传感器装置被设置成，给出至少一个与安全带(12)的布置相关的传感器值，以及
-评估装置(44)，所述评估装置被设置成，根据借助于传感器装置(40)给出的传感器值确定，机动车的乘员(16)是否正常地佩戴了安全带(12)。
2.根据权利要求1所述的设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(40)包括具有两个电极(46、48、52、54)的电容器，其中，一个电极(46、52)布置在所述安全带中或上，并且另一电极(58、54)构造成座椅加热部的加热丝装置的形式，其中，所述评估装置(44)被设置成，根据在电容器上测得的状态值确定，乘员(16)是否正常地佩戴了安全带(12)。
3.根据权利要求1或2所述的设备(10)，其特征在于，所述传感器装置(40)包括布置在安全带(12)上的至少一个麦克风(56)，该至少一个麦克风被设置成，给出与至少一个获取的声信号(58)对应的麦克风信号，其中，所述评估装置(44)被设置成，根据所述麦克风信号确定，乘员(16)是否正常佩戴了安全带(12)。
4.根据权利要求3所述的设备(10)，其特征在于，所述声信号(58)包括环境噪声和/或机动车的噪声。
5.根据权利要求3或4所述的设备(10)，其特征在于，机动车的至少一个扬声器(60)产生所述声信号(58)。
6.根据权利要求5所述的设备(10)，其特征在于，评估装置(44)被设置成，根据测量声信号(28)从扬声器(60)到麦克风(56)的行进时间确定，乘员(16)是否正常佩戴了安全带(12)。
7.根据权利要求5或6所述的设备(10)，其特征在于，所述扬声器(60)被设置成，周期地发送所述声信号(58)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的设备(10)，其特征在于，所述扬声器(60)被设置成，作为超声波信号发送所述声信号(58)。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的设备(10)，其特征在于，评估装置(44)被设置成，根据表征声信号(58)的参数的至少一个变化确定，乘员(16)是否正常佩戴了安全带(12)。
10.一种具有根据上述权利要求中任一项所述的用于识别安全带设备(14)的安全带(12)的正常佩戴状态的设备(10)的机动车(62)。
11.一种用于识别机动车(62)中的安全带设备(14)的安全带(12)的正常佩戴状态的方法，该方法具有如下步骤：
-借助于至少部分地布置在安全带(12)中或上的传感器装置(40)给出至少一个与安全带(12)的布置相关的传感器值，
-借助于评估装置(44)根据给出的传感器值确定，机动车(62)的乘员(16)是否正常佩戴了安全带(12)。
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