DE102005057807B4

DE102005057807B4 - Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005057807B4
Application number: DE102005057807.1A
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: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2025-12-04
Also published as: DE102005057807A1

Abstract

Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine im Sitz angebrachte erste Elektrode und eine im Sitz angebrachte 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, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode in der Sitzfläche des Sitzes angebracht ist und Teil einer Basisbefederung des Sitzes ist, und die zweite Elektrode in der Rückenlehne des Sitzes angebracht ist und Teil des Sitzlehnengestells ist.

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, wobei die erste Elektrode von einem im Sitz implementierten Heizelement einer Sitzheizung gebildet werden kann. 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.
Aus der DE 43 01 000 C2 ist eine als kapazitives Detektorsystem ausgebildete Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches derart aufgebaut ist, dass sich alle relevanten Elektroden in der Sitzfläche des Sitzes befinden und mittels eines zwischen den Elektroden angelegten elektrischen Feldes eine elektrische Kopplungsgröße erfasst und zur Ermittlung einer Insassen kennzeichnenden Größe herangezogen wird.
Schließlich ist aus der DE 102 35 881 A1 eine Insassenerfassungsvorrichtung bekannt, die eine im Fahrzeugsitz angeordnete erste Elektrode in Form einer metallischen Folie 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 Matte kombiniert, um somit die Position des Insassen auf dem Sitz erfassen zu können.
Des Weiteren ist aus der DE 197 24 168 C1 eine Insassenerfassungsvorrichtung mit einem kapazitiven Sensor bekannt, welche eine Elektrodenanordnung umfasst, die an eine Detektionsschaltung anschließbar ist, und deren Kapazität durch Einbringen des Körpers in den Detektionsbereich veränderbar ist. Diese Vorrichtung kann als Teil einer Sitzheizung derart verwendet werden, dass die Heizsteuerung die Heizstromzufuhr nur dann freigibt, wenn das Detektorausgangssignal anzeigt, dass ein menschlicher Körper in dem Detektionsbereich anwesend ist.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine auf einem physikalischen Messverfahren basierende alternative Insassenerfassungsvorrichtung anzugeben, welche besonders einfach und kostengünstig ausgestaltet ist.
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 erste Elektrode Teil einer Basisbefederung des Sitzes oder Teil eines Sitzlehnengestells oder Teil einer Kopfstützenhalterung ist.
Erfindungsgemäß ist die erste Elektrode in der Sitzfläche des Sitzes angebracht und Teil einer Basisbefederung des Sitzes, und die zweite Elektrode in der Rückenlehne des Sitzes angebracht und Teil des Sitzlehnengestells, oder in der Kopfstütze angebracht und Teil der Kopfstützenhalterung.
Die erfindungsgemäße Insassenvorrichtung basiert gemäß dem bekannten Stand der Technik auf einem physikalischen Messverfahren, welche mittels eines Sender-Empfänger-Systems eine Ortung von Körpergewebe bzw. „menschlichen” Massen ermöglicht. Die Elektroden sind dabei derart angeordnet, dass zumindest ein Teil des sitzenden Insassen in Wechselwirkung mit einem zwischen den Elektroden befindlichen elektrischen Feld steht. Der Insasse bildet sozusagen ein Dielektrikum zwischen den Elektroden. Der Einfluss des Insassen auf das elektrische Feld kann mittels einer hierzu vorgesehenen Beschattung erfasst und dahin gehend ausgewertet werden, dass eine vorgebbare den Insassen kennzeichnende Größe ermittelt wird.
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.
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung bietet gegenüber den bekannten auf physikalischen Messverfahren basierenden Vorrichtungen den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile für die Elektroden bzw. für zumindest eine Elektrode bereitgestellt werden müssen.
Ist die erste Elektrode beispielsweise in der Sitzfläche angeordnet, kann sie Teil der Basisbefederung des Sitzes sein, d. h. zumindest ein Teil der Basisbefederung des Sitzes ist gleichzeitig die erste Elektrode einer Insassenerfassungsvorrichtung, die auf dem oben genannten physikalischem Messverfahren beruht. Ist die erste Elektrode in der Rückenlehne des Sitzes integriert, kann sie Teil des Sitzlehnengestells des Sitzes sein, d. h. zumindest ein Teil des Sitzlehnengestells ist gleichzeitig die erste Elektrode einer Insassenerfassungsvorrichtung. Ist die erste Elektrode in der Kopfstütze des Sitzes integriert, kann sie Teil der Kopfstützenhalterung des Sitzes sein, d. h. zumindest ein Teil der Kopfstützenhalterung ist gleichzeitig die erste Elektrode einer Insassenerfassungsvorrichtung.
Vorteilhafterweise sind beide Elektroden der Insassenerfassungsvorrichtung im Sitz integriert. Dabei können dann beide Elektroden Teil eines bereits vorhandenen Sitzelements sein. Somit fallen nur sehr geringe Kosten für die Insassenerfassungsvorrichtung bzw. für die beiden Elektroden der Insassenerfassungsvorrichtung an, da die als Elektroden verwendeten Sitzelemente lediglich derart mit einander verbunden bzw. an eine Steuereinheit angeschlossen werden müssen, dass sie ein elektrisches Feld über den Sitz erzeugen können und in Abhängigkeit vom Dielektrikum die elektrische Kopplungsgröße ermittelt werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die erste Elektrode in der Sitzfläche des Sitzes integriert und Teil der Basisbefederung sein, und die zweite Elektrode in der Rückenlehne des Sitzes integriert und Teil des Sitzlehnengestells sein. Hierbei wird das elektrische Feld von der Sitzfläche über die Rückenlehne erzeugt und durch den Körper des Insassen beeinflusst.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die erste Elektrode ebenfalls in der Sitzfläche des Sitzes integriert und Teil der Basisbefederung sein, und die zweite Elektrode in der Kopfstütze des Sitzes integriert und Teil der Kopfstützenhalterung sein. Hierbei erstreckt sich das elektrische Feld von der Sitzfläche des Sitzes bis zu Kopfstütze. Durch eine geeignete Auswertung der elektrischen Kopplungsgröße, die von der Masse bzw. der Größe Insassen innerhalb des elektrischen Feldes abhängig ist, kann somit beispielsweise die Größe des Insassen als die den Insassen kennzeichnende Größe oder sogar dessen Kopfposition ermittelt werden. Diese Ausführungsführungsform ist besonders geeignet, eine Klassifikation des Insassen vorzunehmen, da anhand der Kopfposition sehr einfach festgestellt werden kann, ob es sich bei dem Insassen um ein Kleinkind im einem Kindersitz, eine erwachsene Person mit einer Durchschnittsgröße oder um eine erwachsene Person, die aufgrund ihrer Größe nicht als erwachsene Person mit einer Durchschnittsgröße gewertet werden kann, handelt. Dies ist vor allem bei der Ansteuerung des Airbags wichtig, da bspw. bei einem Kleinkind in im einem Kindersitz der Airbag nicht ausgelöst werden darf.
Diese beiden Ausführungsformen stellen jedoch nur beispielhafte Ausgestaltungen dar. Daneben sind noch viele verschiedene Ausführungsformen der Erfindung denkbar, bei denen zumindest eine Elektrode im Sitz integriert ist und als Teil eines bereits vorhandenen Sitzelements ausgestaltet ist.
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.

Claims

Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine im Sitz angebrachte erste Elektrode und eine im Sitz angebrachte 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, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode in der Sitzfläche des Sitzes angebracht ist und Teil einer Basisbefederung des Sitzes ist, und die zweite Elektrode in der Rückenlehne des Sitzes angebracht ist und Teil des Sitzlehnengestells ist.
Insassenerfassungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die eine im Sitz angebrachte erste Elektrode und eine im Sitz angebrachte 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, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode in der Sitzfläche des Sitzes angebracht ist und Teil einer Basisbefederung des Sitzes ist, und die zweite Elektrode in der Kopfstütze des Sitzes angebracht ist und Teil der Kopfstützenhalterung ist.