DE102005057806B4

DE102005057806B4 - Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005057806B4
Application number: DE102005057806.3A
Authority: DE
Inventors: Richard Baur; Karsten Henze
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-12-03
Filing date: 2005-12-03
Publication date: 2016-04-14
Anticipated expiration: 2025-12-04
Also published as: DE102005057806A1

Abstract

Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine im Sitz (S) angebrachte erste Elektrode (E1) und eine in der Kopfstütze (S2) des Sitzes (S) integrierte zweite Elektrode (E2) umfasst, wobei mittels eines zwischen den Elektroden (E1, E2) angelegten elektrischen Feldes (eF) eine elektrische Kopplungsgröße (eK) erfasst und zur Ermittlung einer einen Insassen (I) kennzeichnenden Größe (IG) herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kopplungsgröße (eK) zur automatischen Positionierung der Kopfstütze (S2) herangezogen wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Insassenerfassungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind seit langem bekannt. Sie dienen vor allem zum Erkennen und Unterscheiden von Personen und Kindersitzen auf den Sitzen des Kraftfahrzeugs. Diese Vorrichtungen können insbesondere dazu verwendet werden, in Abhängigkeit von der Sitzbelegung Sicherheitseinrichtungen, wie beispielsweise ein Airbagsystem, Warneinrichtungen, wie beispielsweise ein Gurtwarnanzeige, oder weitere Einrichtungen des Kraftfahrzeugs zu aktivieren.
Die wohl am häufigsten in Kraftfahrzeugen verwendeten Insassenerfassungsvorrichtungen sind sog. Sensormatten, die in der Sitzfläche des jeweiligen Sitzes verbaut sind. Derartige Sensormatten umfassen bspw. eine Vielzahl von Drucksensoren, wodurch eine Belegung des Sitzes erkannt werden kann. Durch eine Auswertung der Anordnung der Druckpunkte in der Sitzfläche kann zusätzlich eine Unterscheidung zwischen Personen einerseits und Kindersitzen bzw. Gegenständen andererseits vorgenommen werden. Zusätzlich oder Alternativ können als Insassenerfassungsvorrichtungen auch auf Innenraumkameras oder Ultraschallsensoren basierende bildgebende Systeme verwendet werden.
Eine weitere Technologie zum Erfassen von Insassen auf Fahrzeugsitzen im Kraftfahrzeug basiert auf physikalischen Messverfahren, welche mittels eines Sender-Empfänger-Systems eine Ortung von Körpergewebe bzw. „menschlichen” Massen ermöglicht.
Ein derartige Insassenerfassungsvorrichtung ist beispielsweise aus der DE 695 02 091 T2 bekannt. Hierbei ist in einer besonderen Ausgestaltung die Sitzfläche des Fahrzeugsitzes mit einer ersten Elektrode, und die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes mit einer zweiten Elektrode ausgestattet. Die beiden Elektroden sind derart angeordnet, dass sie einen Kondensator bilden, der eine bestimmte Kapazität hat, wobei zumindest ein Abschnitt des Sitzenden die Kapazität zwischen den Elektroden beeinflusst. Anhand der Kapazität kann somit eine Sitzbelegung durch eine Person erfasst werden.
Schließlich ist aus der DE 102 35 881 A1 eine Insassenerfassungsvorrichtung bekannt, die eine im Fahrzeugsitz angeordnete erste Elektrode und eine im Fußraum angeordnete zweite Elektrode umfasst. Mittels eines zwischen den Elektroden angelegten elektrischen Feldes kann eine elektrische Kopplungsgröße, beispielsweise die elektrische Kapazität, eine Dielektrizitätskonstante, eine Feldstärke oder ein Verschiebungsfeld erfasst und zur Ermittlung einer einen Insassen kennzeichnenden Größe, beispielsweise die Körpergröße oder die Alterklasse des Insassen, herangezogen werden. Um die genaue Position des Insassen erfassen zu können, wird diese Insassenerfassungsvorrichtung mit einer weiteren Insassenerfassungsvorrichtung, beispielsweise einer Sitzbelegungserkennungseinrichtung in Form einer Sitzmatte kombiniert, um somit die Position des Insassen auf dem Sitz erfassen zu können.
Aus der nachveröffentlichten DE 10 2004 050 884 B3 ist bereits eine Vorrichtung zum Erkennen einer Sitzbelegung bekannt, wobei im Sitz mindestens eine Sendeeinrichtung und eine Empfangseinrichtung integriert und derart positioniert sind, so dass sich eine auf dem Sitz befindliche Person zumindest teilweise im Signalweg zwischen der Sendeeinheit und Empfangseinheit befindet, wodurch bei einer Sitzbelegung der Signalfluss beeinträchtigt wird.
Der Vollständigkeit halber ist auch auf die DE 199 16 804 C1 hinzuweisen, welche ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Justieren einer Fahrzeugkopfstütze offenbart, wobei die Vorrichtung einen aus zwei Kondensatorplatten ausgebildeten Sensor in der Kopfstütze umfasst, und der Sensor derart angeordnet ist, dass der Kopf als Dielektrikum wirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Insassenerfassungsvorrichtung anzugeben, welche mit einfachen Mitteln eine Sitzbelegungserkennung und gleichzeitig eine genaue Positionserkennung der Person auf dem Sitz ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Insassenerfassungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine im Sitz angebrachte erste Elektrode und eine zweite Elektrode umfasst, wobei mittels eines zwischen den Elektroden angelegten elektrischen Feldes eine elektrische Kopplungsgröße erfasst und zur Ermittlung einer einen Insassen kennzeichnenden Größe herangezogen wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die zweite Elektrode in der Kopfstütze des Sitzes integriert ist.
Die Anordnung der Elektroden bietet den Vorteil, dass somit nicht nur ein Teil des Oberköpers des Insassen in Wechselwirkung mit dem zwischen den Elektroden befindlichen elektrischen Feld steht, sondern dass zusätzlich auch der Kopf des Insassen als Dielektrikum zwischen den Elektroden herangezogen wird. Der Einfluss des Insassen bzw. des Kopfes des Insassen auf das elektrische Feld kann mittels einer hierzu vorgesehenen Beschaltung erfasst und dahin gehend ausgewertet werden, dass eine vorgebbare den Insassen kennzeichnende Größe ermittelt wird. Die erste Elektrode ist vorteilhafterweise in der Sitzfläche des Sitzes angeordnet, sie kann aber auch in der Rückenlehne des Sitzes implementiert sein.
Bei der elektrischen Kopplungsgröße handelt es sich um eine Größe, die durch die Wechselbeziehung eines Gegenstands oder einer Person innerhalb des elektrischen Feldes unterschiedliche Werte annehmen kann und somit einen Schluss auf das jeweilige Medium bzw. die Masse des jeweiligen Mediums im Bereich des elektrischen Feldes zulässt. Dadurch ist eine eindeutige Unterscheidung zwischen Gegenständen und Personen, und auch zwischen Kleinkindern in Kindersitzen und erwachsenen Personen möglich. Vorteilhafterweise kann als elektrische Kopplungsgröße eine Dielektrizitätskonstante, eine Feldstärke, ein Verschiebungsfeld oder dergleichen erfasst werden. Durch die elektrische Kopplungsgröße kann eine Klassifizierung der Person auf dem Sitz vorgenommen werden. Des Weiteren kann festgestellt werden, ob die Person in einem sog. „out of Position” Bereich sitzt, so dass eine mögliche Airbagauslösung verhindert werden sollte.
Kann anhand der elektrischen Kopplungsgröße festgestellt werden, dass sich auf dem Sitz eine Person befindet, wird die Kopplungsgröße zur Ermittlung einer einen Insassen kennzeichnenden Größe herangezogen. Die den Insassen kennzeichnende Größe gibt einen Hinweis auf die biometrischen Daten des Insassen. Bei der den Insassen kennzeichnenden Größe kann es sich vorteilhafterweise um die Klassifikation des Insassen, als um einen Hinweis welcher Personenklasse der Insasse zugewiesen werden kann, um die Köpergröße des Insassen und/oder das Gewicht des Insassen und/oder um die Sitzposition bzw. Kopfposition des Insassen handeln. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vor allem die Erfassung der Kopfposition relevant, da diese den Insassen kennzeichnende Größe ein wesentliches Kriterium bei der Ansteuerung des Airbags ist. Ist der Kopf des Insassen in einer Position, bei der bei einem Auslösen des Airbags ggf. kein optimaler Schutz für den Insassen gewährleistet sein kann, ist es möglicherweise sinnvoll, das Auslösen des Airbags zu unterdrücken.
Vorteilhafterweise kann die elektrische Kopplungsgröße bzw. die dadurch ermittelte Kopfposition zur automatischen Positionierung der Kopfstütze herangezogen werden. Dies bietet den Vorteil, dass bei einem Fahrzeug, das von verschiedenen Personen benutzt wird, sich die die Kopfstütze automatisch an den jeweiligen Insassen bzw. an dessen Kopfposition anpasst. Eine Positionierung der Kopfstütze kann derart vorgenommen werden, dass die Kopfstütze so positioniert wird, dass die Kopplungsgröße einen Wert annimmt, der auf eine maximale Leitfähigkeit des elektrischen Feldes durch den Insassen schließen lässt.
Vorteilhafterweise erfolgt die Positionierung der Kopfstütze somit in Abhängigkeit von der Kopplungsgröße derart, dass die Höhe der Kopfstütze an die Höhe des Insassenkopfes angepasst und/oder der Abstand der Kopfstütze zum Hinterkopf des Insassen optimal eingestellt wird. Der Abstand der Kopfstütze zum Hinterkopf des Insassen ist vor allem im Rahmen der Airbagansteuerung relevant, da bei einem Unfall bzw. bei einem Auslösen des Airbags der Abstand zwischen der Kopfstütze und dem Hinterkopf des Insassen möglichst gering sein sollte. Durch diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Kopfstütze somit bereits bevor eine Unfallsituation eintritt an die Kopfposition des Insassen angepasst werden.
Vorteilhafterweise kann diese erfindungemäße Vorrichtungen insbesondere dazu verwendet werden, in Abhängigkeit von der Art der Sitzbelegung Sicherheitseinrichtungen, wie beispielsweise ein Airbagsystem, Warneinrichtungen, wie beispielsweise ein Gurtwarnanzeige, oder weitere Einrichtungen des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise eine Heizung oder Klimaanlage zu aktivieren.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Dabei zeigt die einzige Figur eine vereinfachte Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
In der Figur ist ein Sitz S eines Kraftfahrzeugs mit einem Insassen I auf dem Sitz S dargestellt. Die Insassenerfassungsvorrichtung umfasst eine erste Elektrode E1, die in der Sitzfläche S1 des Sitzes S angeordnet ist, und eine zweite Elektrode E2, die in der Kopfstütze S2 des Sitzes S angeordnet ist. Zwischen den beiden Elektroden E1 und E2 ist ein elektrisches Feld eF angelegt. Der auf dem Sitz S befindliche Insasse I steht zum einen durch den Oberkörper und die Beine, und zum anderen durch den Kopf K in Wechselwirkung mit dem zwischen den Elektroden E1 und E2 befindlichen elektrischen Feld eF. Der Einfluss des Insassen I bzw. des Kopfes K des Insassen I auf das elektrische Feld eF kann mittels einer hierzu vorgesehenen Steuereinheit SE in Form zumindest einer elektrischen Kopplungsgröße eK erfasst und dahin gehend ausgewertet werden, dass zumindest eine den Insassen I kennzeichnende Größe IG ermittelt wird. Bei der elektrischen Kopplungsgröße eK kann es sich beispielsweise um die Dielektrizitätskonstante oder die Feldstärke des elektrischen Feldes eF handeln. Bei der den Insassen I kennzeichnenden Größe IG kann es sich beispielsweise um die Körpergröße des Insassen I und/oder um das Gewicht des Insassen I und/oder um die Sitzposition des Insassen I und/oder um die Kopfposition des Insassen I handeln.
In Abhängigkeit von der elektrischen Kopplungsgröße eK bzw. der dadurch ermittelten den Insassen I kennzeichnenden Größe IG sendet die Steuereinheit SE ein Signal h' an einen zum Ansteuern eine die Höhe h der Kopfstütze einzustellenden Aktuator und ein Signal a' an einen zum Ansteuern eines die waagrechte Position a der Kopfstütze S2 einzustellenden Aktuator. Die beiden hier nicht dargestellten Aktuatoren können somit Abhängigkeit von der elektrischen Kopplungsgröße die Höhe h und die waagrechte Position a der Kopfstütze derart einstellen, dass die Höhe der Kopfstütze S2 an die Höhe des Insassenkopfes K angepasst wird, und der Abstand d der Kopfstütze S2 zum Hinterkopf K des Insassen I minimal wird. Eine derartige Ansteuerung der Kopfstütze S2 stellt einerseits eine Komfortfunktion dar, da der Insasse die Kopfstütze nicht mehr manuell einstellen muss, und andererseits eine Sicherheitsfunktion für eine mögliche Airbagauslösung dar, da bei einer Airbagauslösung ein optimaler Schutz des Insassen I nur dann gegeben ist, wenn der Hinterkopf möglichst nahe an der Kopfstütze anliegt.
Die Steuereinheit SE kann in Abhängigkeit von der elektrischen Kopplungsgröße ek bzw. der dadurch ermittelten den Insassen I kennzeichnenden Größe IG zusätzlich ein Signal A an eine hier nicht dargestellte Steuereinheit zum Auslösen eines Airbags senden. Dieses Signal A, das wiederum einen Hinweis auf die Sitzbelegung bzw. die Position des Insassen bzw. die Körpergröße oder das Gewicht des Insassen gibt, kann für die Ansteuerung des Airbags hinzugezogen werden. Ist der Sitz beispielsweise durch eine große und/oder schwere Person belegt, sollte der Airbag mit voller Kraft ausgelöst werden. Ist der Sitz jedoch nur mit einer kleinen und/oder leichten Person belegt, sollte der Airbag nur mit verminderter Kraft ausgelöst werden. Wird gar keine Person oder ein Kindersitz erkannt, sollte der Airbag nicht ausgelöst werden.

Claims

Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine im Sitz (S) angebrachte erste Elektrode (E1) und eine in der Kopfstütze (S2) des Sitzes (S) integrierte zweite Elektrode (E2) umfasst, wobei mittels eines zwischen den Elektroden (E1, E2) angelegten elektrischen Feldes (eF) eine elektrische Kopplungsgröße (eK) erfasst und zur Ermittlung einer einen Insassen (I) kennzeichnenden Größe (IG) herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kopplungsgröße (eK) zur automatischen Positionierung der Kopfstütze (S2) herangezogen wird.
Insassenschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Insassen (I) kennzeichnende Größe (IG) die Körpergröße des Insassen (I) und/oder das Gewicht des Insassen (I) und/oder die Sitzposition des Insassen (I) und/oder die Position des Kopfes (K) des Insassen (I) ist.
Insassenschutzeinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Kopfstütze (S2) derart erfolgt, dass in Abhängigkeit von der Kopplungsgröße (eK) die Höhe (h) der Kopfstütze (S2) an die Höhe des Insassenkopfes (K) und/oder der Abstand (d) der Kopfstütze (S2) zum Hinterkopf des Insassen (I) angepasst wird.