DE102006012336A1

DE102006012336A1 - Einrichtung und Verfahren zur Berührungsdetektion für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102006012336A1
Application number: DE102006012336A
Authority: DE
Inventors: Thomas Wohllebe; Tycho Von Jan; Katharina Dr.-Ing. Seifert; Bernhard Dr. Sepeur-Zeitz; Lutz-Herbert Dr. Kindermann; Matthias König
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2026-03-18
Also published as: DE102006012336B4

Abstract

Die Erfindung betrifft Einrichtungen und Verfahren zur Berührungsdetektion für ein Kraftfahrzeug mit einem Berührungssensor (1) und einer fahrzeugeigenen Auswerteeinrichtung (2). Der Berührungssensor (1) ist dabei beispielsweise als ein auf einem Kraftfahrzeugteil aufgebrachter und elektrisch mit der Auswerteeinrichtung (2) kontaktierter piezoelektrischer Lack ausgebildet, wobei die Auswerteeinrichtung (2) bei Berührung des piezoelektrischen Lacks mit einem Objekt mindestens ein Ausgangssignal erzeugt. Ebenso kann die Berührungsdetektion auch über eine Piezofolie (C) oder über einen Körperschallsensor (D1, D2) ausgeführt werden. Des Weiteren kann ein Objekt innerhalb eines Umgebungsbereichs (G) des Fahrzeugs auch von einer kapazitiven Objekterfassungseinrichtung (E) nachgewiesen werden.

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen und Verfahren zur Berührungsdetektion für ein Kraftfahrzeug.

Aus der DE 299 02 607 U1 ist eine Geräteanordnung zum Nachweis von Verkehrssündern bekannt, die Schäden, verursacht durch so genannte Parkplatzrempler oder Schäden durch Einbrüche am Fahrzeug dokumentiert. Dabei löst ein Erschütterungssensor einen Fotoapparat aus, der im Bereich der Hutablage des Fahrzeugs angeordnet ist und den Erschütterungsverursacher bildlich festhalten soll.

Aus der EP 0 962 359 A2 ist ein Aufzeichnungsgerät für einen Zustand unmittelbar nach einem Unfall und für in das Fahrzeug einbrechende Personen bekannt. Dieser Zustand wird nach Detektion einer Erschütterung mit einer optischen Aufnahme- und Aufzeichnungseinrichtung dokumentiert. Gleiches gilt für die Detektion von in das Fahrzeug einbrechenden Personen.

In der Veröffentlichung „Der Lack ist die Lösung" aus der Zeitschrift Elektromechanik, April 2002, Seite 72 bis 75 ist ein piezoelektrischer Lack beschrieben, der zur Erzeugung eines Spannungsimpulses in einem Schalter unter einer Tastatur angeordnet ist. Der piezoelektrische Lack wird derart hergestellt, dass piezoelektrische Kristalle in den Lack eingebracht werden, um ein druckfähiges Materialgemisch zu erhalten. Zur Herstellung der Schalter werden Leiterbahnen zum Anschluss der Schalter auf isolierende Folien gedruckt und der piezoelektrische Lack wird dann selektiv auf die Leiterpositionen aufgetragen. Das piezoelektrische Material ist sodann noch zu polarisieren, indem eine Spannung an die Leiter angelegt wird, nachdem der Schalter zusammengebaut wurde. Derartige Schalter sind in der Lage membranartige, galvanische schaltende Schaltelemente mit einem Kontakthub und kapazitiv wirkende Schaltelemente zu ersetzen.

Zur Vermeidung von Kabelleitungen und zugehörigen Kupplungselementen zwischen einer beweglichen Handhabe und dem zugehörigen Fahrzeug wird in der DE 103 09 148 A1 vorgeschlagen, in der Handhabe mindestens eine Sendeeinheit und im Fahrzeug die dazugehörige Empfangseinheit zu integrieren, wobei die Sendeeinheit die Sendeenergie aus einem piezoelektrischen Element, beispielsweise einem in der Handhabe angebrachten piezoelektrischen Lack, bezieht. Ein piezoelektrischer Lack ist auch Bestandteil des Sitzbelegungssensors gemäß der DE 103 33 986 A1 .

Ein Verfahren zur Überwachung eines im Freien abgestellten Objekts, wie Flugzeug oder Kraftfahrzeug, ist Gegenstand der DE 33 15 831 A1 . Das Verfahren beruht auf einer kapazitiven Berührungsmeldeschaltung zur Erfassung einer Frequenzänderung bei einem Berühren des Objekts. Die Assistenzvorrichtung in einem Fahrzeug zur Einstellung verschiedener Fahrzeugkomponenten nach dem Benutzerprofil des jeweiligen Fahrers erfasst über eine Kamera und/oder über einen Sprachprozessor die spezifischen Merkmale einer auf dem zugehörigen Fahrersitz sitzenden Person.

Aus der DE 102 57 125 A1 ist eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Fußgängern und Zweiradfahrern beim Aufprall auf eine Fronthaube eines Personenkraftwagens als bekannt zu entnehmen, bei welcher die Stellglieder zum Verstellen der Fronthaube über ein Signal eines piezoelektrischen Foliensensors gesteuert werden.

DE 35 42 697 A1 beschreibt ein Aufnahmegerät für einen Auffahrunfall mit einer Fotokamera, welche durch ein Beschleunigungsmessgerät bei Überschreitung eines vorgegebenen Beschleunigungswerts aktiviert wird. Bei dem Verkehrsunfalldokumentationssystem gemäß der DE 299 18 812 U1 findet die Aktivierung durch einen Schock-Sensor statt. Die Erfassungsvorrichtung gemäß der DE 102 23 123 A1 umfasst mindestens einen Sensor zum Erfassen eines Zusammenstoßens mit einem Fahrzeug und einer Kameravorrichtung zur optischen Erfassung des betreffenden Fahrzeugs. Demgegenüber ist das aus der DE 197 02 363 A1 bekannte Kamerasystem fahrzeugzustandsbedingt automatisch oder manuell aktivierbar.

Auch die DE 101 11 421 A1 betrifft ein Fahrzeugüberwachungssystem mit einer Bildaufnahmeanordnung zur Erzeugung von wenigstens einem Bereich einer Umgebung des Fahrzeugs entsprechenden Bildinformation, einer Sensoranordnung zur Erzeugung von den Zustand oder/und die Umgebung des Fahrzeugs charakterisierenden Sensorinformationen und eine Steuereinrichtung, welche beruhend auf der Sensorinformation das Bereithalten wenigstens von mit Bildinformation in Zusammenhang stehenden Daten auf einem Speichermedium zur nachfolgenden Auswertung veranlasst.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Berührungsdetektion für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, um ein verbessertes Überwachen und/oder Aufzeichnen der Ursache einer Berührung eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Berührungsdetektionseinrichtung für ein schlüsselloses Fahrzeug zugangssystem (so genanntes „keyless entry"-System) zu schaffen. Ein schlüsselloses Zugangssystem ist aus der EP 1 120 518 A1 bekannt.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Vorrichtungs- und Verfahrensansprüche 1, 16, 19 und 25 bis 27 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen genannt.

Eine der vorgeschlagenen Lösungen, wonach der Berührungssensor als ein auf einem Kraftfahrzeugteil aufgebrachter und mit der Auswerteeinrichtung elektrisch kontaktierter piezoelektrischer Lack ausgebildet ist und die Auswerteeinrichtung bei Berührung des piezoelektrischen Lacks mit einem Objekt mindestens ein Ausgangssignal erzeugt, ermöglicht es, die komplette Lackfläche des Fahrzeugs als Sensorfläche auszubilden. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, nur Teile des Fahrzeugs als Sensorfläche auszubilden. Diese Signale dieser Sensorteilflächen laufen in der Auswerteeinrichtung zusammen und führen zu einem Ausgangssignal, welches aufgrund des Ortes der Berührung eine Aktion auslöst, beispielsweise die Auslösung einer Kameraaufzeichnung in Richtung des Ortes der Berührung. In dem Ausgangssignal kann auch die Ortsinformation (gleich Ort der Berührung oder Berührungsbereich am Fahrzeug) zur weiteren Verarbeitung für andere Steuergeräte zur Verfügung stehen. In einem bestehenden Lackierprozess wird der piezoelektrische Lack während der Produktion des Kraftfahrzeugs aufgebracht. Später zu kontaktierende piezoelektrische Lackbereiche werden in den weiteren Lackierteilschritten freigelassen oder sind in Bereichen angeordnet, in denen kein weiterer normaler Lack aufgetragen wird. Dabei ist es auch denkbar, dass die elektrische Kontaktierung über mindestens eine elektrische Isolierschicht an einem Fahrzeugteil angebracht und danach der piezoelektrische Lack aufgetragen wird, so dass die elektrischen Anschlusskontakte mit dem piezoelektrischen Lack übersprüht werden und dadurch jeweils ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Vorteil der vorgeschlagenen Berührungsdetektionseinrichtung ist, dass diese Art der Sensorik keinen Ruhestrom verbraucht, um. in Betriebsbereitschaft gehalten zu werden. Damit ist die vorgeschlagene Berührungsdetektionseinrichtung optimal für ein Kraftfahrzeug verwendbar, welches eine in einer Fahrzeugbatterie begrenzte Energiereserve enthält.

Um einen Spannungsimpuls des piezoelektrischen Berührungssensors auszuwerten kann eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung beispielsweise aus einem Stand-by-Modus mit geringem Energieverbrauch aufgeweckt werden, um die weitere Auswertung vornehmen zu können. Somit kann mit geringstem Energiebedarf eine Überwachung des Fahrzeugs gewährleistet werden.

Nach Fertigstellung des Fahrzeugs gibt der piezoelektrische Lack bei Berührung oder bei Beaufschlagung mit einer Kraft aufgrund der piezoelektrischen Eigenschaften mindestens einen elektrischen Impuls ab, der an eine Auswerteeinrichtung weitergeleitet und dort analysiert wird. Die Auswerteeinrichtung erzeugt danach abhängig von der Art der Berührung mindestens ein Ausgangssignal, welches von einer Amplitude und/oder eines Ortes und/oder von einem zeitlichen Verlauf der Berührung des Fahrzeugs abhängig ist. Da insbesondere Blechteile an Fahrzeugen bei Beaufschlagung mit einer Kraft federnd nachgeben, wird auch mindestens ein Spannungsimpuls erzeugt, sofern eine Berührung außerhalb des piezoelektrischen Lacks stattfindet, der jedoch auch zu einer Kraftbeaufschlagung des piezoelektrischen Lacks führt. Somit muss nicht die gesamte Fahrzeugaußenfläche mit einem piezoelektrischen Lack versehen sein, um Berührungen des Fahrzeugs zu detektieren. Da beispielsweise auch Wind und Regen Kräfte auf Fahrzeugteile ausüben, können diese in der Auswerteeinrichtung durch ihre charakteristischen Merkmale ausgeblendet bzw. gefiltert werden.

Insbesondere bei einem parkenden Fahrzeug, in dem sich keine Insassen befinden, lässt sich oft nach einem Parkrempler nicht feststellen, wer oder was eine beschädigende Berührung des Fahrzeugs verursacht hat. Unter Parkrempler wird in dieser Anmeldung eine leichte Beschädigung eines Fahrzeugs durch ein einparkendes, weiteres Fahrzeug verstanden. Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag können auch Berührungen des Kraftfahrzeugs erfasst werden, welche beispielsweise durch Parkrempler mit sehr geringer Fahrgeschwindigkeit ohne wesentliche Erschütterungen stattfinden. Diese Parkrempler führen insbesondere bei flächigen Blechteilen (z.B. Seitentüren) oft zu Eindellungen. Das Vorhandensein eines Erschütterungssensors ist somit nicht erforderlich. Auch durch Vandalismus am Fahrzeug verursachte Schäden sind durch die im piezoelektrischen Lack erzeugten Spannungen detektierbar. Hierunter fallen beispielsweise Lackkratzer, verursacht durch spitze Gegenstände. Auch das Abstellen von Gegenständen auf einer Motorhaube, wie beispielsweise von Einkaufskartons, ist mit der vorgeschlagenen Einrichtung detektierbar. Kartons können durch metallische Klammern, Sandpartikel etc. beim Absetzen oder Verrücken Kratzschäden am Lack verursachen. Auch eine Berührung mit einem Einkaufswagen, einem Fahrrad oder Roller, das Anlehnen von Personen oder Gegenständen an das Fahrzeug oder das Aufspringen von Tieren auf das Fahrzeug (z.B. Katzen auf Motorhauben) sind mit der erfindungsgemäßen Einrichtung detektierbar.

Das Ausgangssignal wird in einer vorteilhaften Ausprägung der Erfindung durch die Detektionseinrichtung fahrsituationsabhängig erzeugt. So kann die Krafterfassung beispielsweise während der Fahrt deaktiviert werden, wohingegen im Stand oder beim Abstellen des Fahrzeugs die Detektion wieder aktiviert wird. Nach Abstellen des Fahrzeugs kann die Detektion dabei beispielsweise erst nach einer definierten Wartezeit aktiviert werden, um Berührungen der Fahrzeuginsassen beim oder kurz nach dem Aussteigen aus dem Fahrzeug auszublenden.

Dadurch, dass mindestens eine am und/oder im Fahrzeug angeordnete Bilderfassungseinrichtung aufgrund des Ausgangssignals mindestens ein Bild aufzeichnet, lässt sich leicht nachvollziehen, wer oder was eine Berührung verursacht hat. Die Berührung und ggf. Beschädigung wird dabei mit einer Bildaufzeichnungsvorrichtung erfasst und gespeichert. Die Bildaufzeichnungsvorrichtung kann dabei kontinuierlich oder in definierten Zeitabständen nach erfolgter Berührung den Vorgang dokumentieren. Dabei kann es nützlich sein, eine aktuelle Uhrzeit, z.B. eine empfangene Funkuhrzeit mit Datum und/oder Standort aus einem Navigationssystem mit abzuspeichern (ggf. in fälschungssicherer Art), um umfassende Dokumentationsdaten vorliegen zu haben. Sofern mehrere Kameras am oder im Fahrzeug angeordnet sind (z.B. Rear-View-Kamera, Front-View-Kamera, Side-view-Kamera, Insassenerkennungskamera etc.) zeichnet die Kamera vorrangig mindestens ein Bild auf, die den Ort oder Bereich der Berührung am Fahrzeug am besten aufzeichnen kann, dieses heißt mit anderen Worten, dass die Kamera vorrangig ein Bild aufzeichnet, bei der der Ort der Berührung oder die Verursachung der Berührung am besten auf dem Bild sichtbar ist. Dieser Ort oder ein Berührungsbereich ist durch die Auswerteeinrichtung ermittelbar, indem beispielsweise elektrisch unterscheidbare Piezolackzonen vorhanden sind, deren elektrische Signale einzeln durch die Auswerteeinrichtung erfassbar sind. Auch ist es möglich eine Kamera einzusetzen, welche in der Lage ist eine 360°-Aufnahme vorzunehmen, so dass das gesamte Fahrzeugumfeld erfassbar ist. Dabei kann die Kamera auch ein zusammensetzbares Panoramabild erzeugen, welches überlappende oder nebeneinander liegende Bilder des Umfelds aufzeichnet, oder es kann auch eine Videofilmaufnahme erzeugt werden, welche innerhalb kurzer Zeit (um die Herkunft oder Ursache der Berührung möglichst schnell zu erfassen) eine 360°-Aufnahme erzeugt.

Wenn zusätzlich Audiosignale über mindestens eine. Schallaufzeichnungsvorrichtung, beispielsweise ein Mikrofon, aufgenommen werden, stehen weitere Informationen zur Vorgangsherleitung, -verfolgung und Identifizierung von Personen oder Kraftfahrzeugen oder allgemein zur Plausibilitätsprüfung zur Verfügung. Dazu kann beispielsweise ein bereits im Fahrzeug für eine Freisprecheinrichtung vorhandenes Mikrofon verwendet werden.

Sofern die Auswerteeinrichtung eine Berührung detektiert, kann in einer vorteilhaften Ausprägung eine Signalübermittlungseinrichtung aufgrund des Ausgangssignals ein Signal vom Kraftfahrzeug aussenden. Wird beispielsweise ein Parkrempler festgestellt, so kann die Signalübermittlungseinrichtung beispielsweise über eine vorhandene Telefonanlage einen Telefonanruf tätigen, eine sms-Kurzmitteilung (Short Message Service) oder email senden. Unter einer Signalübermittlungseinrichtung wird in diesem Zusammenhang auch eine Lichtquelle am Fahrzeug verstanden, welche beispielsweise aufgrund des Ausgangssignals eingeschaltet wird. Die Signalübermittlungseinrichtung kann zusätzlich auch die aufgezeichneten Bild- und/oder Ton- und/oder Standortdaten z.B. über eine Funk- oder Telefonverbindung, übermitteln. Auch ist es möglich, dass die Stärke einer Berührung mit übertragen wird.

Der piezoelektrische Lack kann nicht nur auf, zwischen oder unter mindestens einer weiteren Lackschicht des Fahrzeugs angeordnet oder integriert werden, es ist auch denkbar, dass eine piezoelektrische Lackschicht auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrzeugaußenhaut angeordnet wird. Dadurch ist die Lackschicht optimal geschützt, stört nicht das visuelle Erscheinungsbild des Fahrzeugs und kann auf einfache Art und Weise elektrisch kontaktiert werden, ohne dass die elektrischen Anschlüsse sichtbar sind. Die bei Verformung eines Blechteils auftretenden Kräfte können auch auf der Fahrzeuginnenseite, also der von der Fahrzeugaußenseite abgewandten Blechseite, gemessen werden.

Dadurch, dass die Auswerteeinrichtung aufgrund einer detektierten Berührung des piezoelektrischen Lacks ein Ausgangssignal erzeugt, mit dem mindestens eine Vorkonditionierung mindestens eines Fahrzeugsicherheitssystems durchführbar ist und/oder durchgeführt wird, kann in einer früher Kollisionsphase mit einem Objekt ein optimaler Fahrzeuginsassenschutz eingestellt werden. Dieses gilt im Falle eines Fußgängers zusätzlich auch für eine Fußgängerschutzmaßnahme, sofern diese von dem Ort der Berührung aus sinnvoll ist. Die Anstellung einer Motorhaube zur Minderung von Unfallfolgen beim Zusammenstoß eines fahrenden Fahrzeugs mit einem Fußgänger macht nur Sinn, wenn eine Chance besteht die Unfallfolgen zu mindern. Dieses ist von dem Ort der Berührung durch den Fußgängerabhängig. Da die Berührung unmittelbar beim Kontakt detektierbar ist, kann der piezoelektrische Lack wesentlich früher als andere Kollisionssensoren, beispielsweise Beschleunigungssensoren ansprechen. Der Zeitvorteil kann somit zur Bereitstellung oder Auslösung weiterer Schutzmaßnahmen genutzt werden.

Da der Ort der Berührung bekannt ist, kann abhängig von dem Ort der Berührung und der Fahrsituation eine optimale Vorkonditionierung oder Auslösung erfolgen. Wird beispielsweise eine seitliche Berührung während der Fahrt detektiert, können die seitlichen Airbagsysteme vorkonditioniert oder – sofern erforderlich – ausgelöst werden. Das Berührungssignal kann weiterhin herangezogen werden, um die Aussagekraft von Precrashsystemen zu verbessern. Sofern ein Precrashsystem einen Zusammenstoß als wahrscheinlich einstuft, eine Auslösung eines nicht reversiblen Schutzsystems jedoch aus Sicherheitsgründen noch nicht vor dem Zusammenstoß erfolgen kann, kann dieses Schutzsystem unmittelbar dann auslösen, wenn beispielsweise eine Berührung im Bereich des prognostizierten Zusammenstosses und ggf. auch in dem prognostizierten Zeitfenster erfolgt. Die Detektion der Berührung durch den piezoelektrischen Lack wird dann als Bestätigung des prognostizierten Zusammenstosses gewertet, so dass dann unmittelbar eine Auslösung erfolgen kann. Im Sinne dieser Anmeldung lässt sich jeder Zusammenstoß des Fahrzeugs mit einem Objekt (Unfall) zunächst als Berührung des piezoelektrischen Lacks erfassen.

Derzeit gibt es etliche schlüssellose Fahrzeugzugangssysteme auf dem Markt. Der Fahrzeugführer besitzt dabei zwar immer noch einen Schlüssel, dieser ist jedoch beispielsweise in elektronischer Form vorhanden und kann draht- und kontaktlos, z.B. über eine Funkverbindung, abgefragt und ggf. ausgetauscht werden. Diese Abfrage erfolgt nicht ständig, sondern nur, wenn fahrzeugseitig ein Wunsch des Fahrzeugführers erkannt wird, das Fahrzeug zu öffnen. Dazu sind beispielsweise Schalter oder induktive oder kapazitive Näherungssensoren im Bereich des Fahrzeuggriffs vorhanden. Sobald der Fahrzeugführer den Türgriff betätigt, wird die Funkabfrage gestartet und sofern der vorhandene elektronische Schlüssel zum Öffnen des Fahrzeugs berechtigt, dass heißt, wenn die weiteren Voraussetzungen zum schlüssellosen Zugang des Kraftfahrzeugs erfüllt sind, wird das Fahrzeug komplett oder nur die jeweilige Kraftfahrzeugöffnung entriegelt. Denkbar ist, dass die Fahrzeugöffnung nur entriegelt wird, wenn der Fahrzeugführer im Bereich des Türgriffs den piezoelektrischen Lack berührt. Es ist aber auch denkbar, dass der Fahrzeugführer den piezoelektrischen Lack an irgendeiner Stelle des Fahrzeugs zum Entriegeln berühren kann.

Eine weitere Möglichkeit zum Erfassen einer Berührung eines Fahrzeugs durch ein Objekt bietet eine erfindungsgemäße Berührungsdetektionseinrichtung mit mindestens einem Körperschallsensor. Mit dem mindestens einen Körperschallsensor kann eine Schwingung an mindestens einer Komponente des Fahrzeugs, beispielsweise an einem Teil der Fahrzeugkarosserie oder an einer Zierleiste, erfasst werden. Dabei weisen Körperschallsensoren als Vorteile eine hohe Sensitivität, eine hohe Resistenz gegenüber einer Beschädigung durch Feuchtigkeit und eine gute Wärmebeständigkeit auf. Somit kann ein Druck, eine Kontaktstelle und/oder ein zeitlicher Verlauf der Berührung durch den mindestens einen Körperschallsensor erfassbar sein.

Beispielsweise kann in Abhängigkeit des Sensorsignals eine Alarmeinrichtung aktivierbar sein. Durch das Aktivieren der Alarmeinrichtung können Diebe oder Vandalierer abgeschreckt werden. Auch für Early-Crash-Sensoren können Körperschallsensoren verwendet werden. Zusätzlich kann eine Signalübermittlungseinrichtung so an die Körperschallsensoren gekoppelt sein, dass sie bei Erfassung eines Stoßes am Fahrzeug sofort eine SMS auf das Handy oder eine Warnnachricht auf den ID-Geber übermittelt.

Die oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem für ein Fahrzeug zur Erfassung einer Bild-, Ton- und/oder Funk-Information umfassend eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines sich in einem Nahbereich des Fahrzeugs befindendes Objekts und zur Bereitstellung eines entsprechenden Sensor signals, eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Bild-, Ton- und/oder Funk-Information und eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Erfassungsvorrichtung in Abhängigkeit des Sensorsignals der Berührungsdetektionseinrichtung, wobei die Erfassungseinrichtung als Berührungsdetektionseinrichtung mit einem als Piezofolie und/oder einem als Körperschallsensor ausgebildeten Berührungssensor und/oder als kapazitive Objekterfassungseinrichtung ausgebildet ist.

Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem für ein Fahrzeug zur Erfassung einer Bild-, Ton- und/oder Funk-Information umfassend eine Berührungsdetektionseinrichtung zur Erfassung eines sich in einem Nahbereich des Fahrzeugs befindendes Objekts und zur Bereitstellung eines entsprechenden Sensorsignals, eine Erfassungsvorrichtung zur Erfassung der Bild-, Ton- und/oder Funk-Information und eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Erfassungsvorrichtung in Abhängigkeit des Sensorsignals der Berührungsdetektionseinrichtung, wobei die Berührungsdetektionseinrichtung einen als Piezofolie oder als Körperschallsensor ausgebildeten Berührungssensor und/oder eine kapazitive Objekterfassungseinrichtung aufweist. Dies gewährleistet eine hohe Sensitivität bei der Erfassung des Objekts und damit eine vorteilhafte Steuerung der Erfassungsvorrichtung.

Weist die Berührungsdetektionseinrichtung als Berührungssensor eine Piezofolie auf, so ist die Piezofolie so an dem Fahrzeug anordenbar, dass bei einer Berührung des Fahrzeugs durch das Objekt eine Kraft auf die Piezofolie übertragbar ist und ein entsprechendes Sensorsignal durch die Berührungsdetektionseinrichtung bereitstellbar ist. Eine Berührungsdetektionseinrichtung mit einer Piezofolie gewährleistet dabei die schon genannten Vorteile einer Berührungsdetektionseinrichtung mit mindestens einem piezoelektrischen Lackbereich. Zusätzlich weisen Piezofolien den Vorteil auf, dass sie einfach und schnell an einer Fahrzeugkomponente befestigbar sind. Die Form einer Piezofolie kann an das entsprechende Bauteil angepasst werden. Die Piezofolien können dabei flächendeckend an einer dem Fahrzeuginneren zugewandten Seite eines Karosserieteils angeordnet werden. Pro Karosserieteil kann aber auch nur ein langer, schmaler Streifen einer Piezofolie zur Detektion eingesetzt werden. Ein Piezofolienstreifen kann dabei auch über eine Zierleiste von Wettereinflüssen geschützt werden.

Bei vielen kommerziell erhältlichen Piezofolien sind die zur Erfassung eines Spannungssignals der Piezofolie benötigten Elektroden schon angebracht. Dies kann zu einer kostenreduzierenden Vereinfachung bei der Herstellung und beim Anbringen eines Fahrzeug-Umgebungserfassungssystems genutzt werden.

Des Weiteren kann ein Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem auch eine kapazitive Objekterfassungseinrichtung zur Erfassung des Objekts in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs und zur Bereitstellung eines entsprechenden Sensorsignals aufweisen. Dabei gewährleistet eine kapazitive Objekterfassungseinrichtung dem Besitzer eines Fahrzeugs die Möglichkeit, dass das Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem schon vor einer Berührung des Fahrzeugs durch eine Person oder einen Gegenstand auf einen Diebstahlversuch oder eine versuchte Fahrzeugbeschädigung reagiert.

Insbesondere kann eine Größe, eine Position, ein Bewegungsverlauf und/oder ein Objekttyp des Objekts durch die kapazitive Objekterfassungseinrichtung erfasst werden. Die daraus ermittelte Information kann von dem Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem genutzt werden. Beispielsweise kann eine kapazitive Objekterfassungseinrichtung zwischen einem Erwachsenen, einem Kind, einem Tier, einem nicht leitenden Gegenstand und/oder einem metallischen Gegenstand in dem Umgebungsbereich des Fahrzeugs unterscheiden. Diese Information kann für eine entsprechende Reaktion des Fahrzeug-Umgebungserfassungssystems genutzt werden. Beispielweise kann eine Fahrzeug-Alarmanlage in einer ersten Warnstufe durch das Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem aktiviert werden, sobald sich eine Person mit einem größeren metallischen Gegenstand dem Fahrzeug nähert.

Eine Erfassungsvorrichtung kann eine Bildaufzeichnungsvorrichtung aufweisen, wobei eine Winkelausrichtung, eine Bildweite und/oder eine Bildschärfe der Bildaufzeichnungsvorrichtung durch eine Steuervorrichtung in Abhängigkeit des Sensorsignals steuerbar ist. Auf diese Weise kann die Qualität der Bilder, welche über ein erfindungsgemäßes Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem aufgenommen werden, verbessert werden.

Ebenso kann die Erfassungsvorrichtung eine Schallaufzeichnungsvorrichtung aufweisen, wobei eine Winkelausrichtung und/oder ein Verstärkungsgrad der Schallaufzeichnungsvorrichtung durch die Steuervorrichtung in Abhängigkeit des Sensorsignals steuerbar ist. Damit sind auch die Tonaufnahmen eines Fahrzeug-Umgebungserfassungssystems verbesserbar.

Bei einem Fahrzeug mit einem „keyless entry"-System kann die Erfassungsvorrichtung eine Antenneneinrichtung zur Erfassung eines ID-Gebers aufweisen. Die von der Erfassungsvorrichtung bereitgestellte Funk-Information ist dabei beispielsweise die Erfassung eines ID-Gebers oder ein Fehlen eines ID-Gebers bei einer sich dem Fahrzeug nähernden Person. Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem lässt sich damit auch zur Verbesserung der Berührungsdetektion bei einem „keyless entry"-System nutzen.

Vorteilhafterweise kann ein Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem auch mit einer Informationsübermittlungseinrichtung zur Übermittlung zumindest eines Teils der erfassten Bild-, Ton- und/oder Funk-Information an ein Handy und/oder einen ID-Geber ausgestattet sein. Beispiels weise können die mit einer Bildaufzeichnungsvorrichtung des Fahrzeugs aufgenommenen Bilder dem Besitzer des Fahrzeugs auf sein Handy oder einen Display seines ID-Gebers übertragen werden. Somit hat auch ein abwesender Fahrer die Möglichkeit zur Reaktion auf einen Diebstahlversuch oder einem Vandalismus an seinem Fahrzeug. Beispielsweise kann der Fahrer in einer entsprechenden Situation über sein Handy die Polizei verständigen.

Die oben genannte Aufgabe ist ebenfalls lösbar durch ein Verfahren zum Detektieren von Berührungen eines Fahrzeugs mittels einer Berührungsdetektionseinrichtung durch Erfassen einer Schwingung an mindestens einer Komponente des Fahrzeugs mittels eines Körperschallsensors und Bereitstellen eines entsprechenden Sensorsignals. Dabei bietet dieses Verfahren die Vorteile der schon beschriebenen Berührungsdetektionseinrichtung mit einem Körperschallsensor.

Weitere Vorteile bietet ein Verfahren zum Erfassen einer Bild-, Ton- und/oder Funk-Information über ein sich in einem Nahbereich eines Fahrzeugs befindendes Objekt mit einer Erfassungsvorrichtung durch Erfassen einer Berührung des Fahrzeugs durch das Objekt mittels eines Körperschallsensors oder einer Piezofolie oder Erfassen des Objekts in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs mittels einer kapazitiven Objekterfassungseinrichtung, Bereitstellen eines entsprechenden Sensorsignals und Steuern der Erfassungsvorrichtung in Abhängigkeit des Sensorsignals.

Insbesondere kann bei einem Erfassen des Objekts in einer ersten Position des Umgebungsbereichs die Erfassungsvorrichtung voraktiviert und bei einem Erfassen des Objekts in einer zweiten Position des Umgebungsbereichs die Erfassungsvorrichtung aktiviert werden. Beispielsweise wird die Erfassungsvorrichtung schon bei einer Annäherung eines Objekts so eingestellt, dass sie bei einem unterschrittenen Mindestabstand zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug sofort aktivierbar ist. Dies gewährleistet eine schnellere Reaktion auf einen Diebstahlversuch oder eine Beschädigung am Fahrzeug.

Die in dieser Anmeldung beschriebenen Fahrzeug-Umgebungserfassungssysteme weisen zusätzlich einen verringerten Ruhestromverbrauch auf. Eine Reduktion des Energiebedarfs im geparkten Zustand des Fahrzeugs kann erreicht werden, wenn die Erfassungsvorrichtung erst bei Erfassung einer Berührung des Fahrzeugs durch ein Objekt oder bei Erfassung eines Objekts innerhalb eines Umgebungsbereichs des Fahrzeugs voraktiviert oder aktiviert wird.

Die in dieser Anmeldung beschriebenen Sensoreinrichtungen zum Nachweis einer Berührung eines Fahrzeugs durch ein Objekt oder zur Erfassung eines Objekts in einem Umgebungsbereich des Fahrzeugs können auch miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann ein Fahrzeug an seiner Karosserie sowohl piezoelektrische Lackbereiche als auch Piezofolien aufweisen. Ebenso kann ein Fahrzeug sowohl mit einem Körperschallsensor als auch mit einem kapazitiven Objekterfassungssensor ausgestattet sein.

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben:
1: Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit piezoelektrischen Lackbereichen;
2: Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit piezoelektrischen Lackbereichen;
3: Blockschaltbild der Berührungsdetektionseinrichtung;
4: Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit Piezofolienstreifen;
5: Vordere Seitenansicht des Kraftfahrzeugs mit Piezofolienstreifen;
6: Hintere Seitenansicht des Kraftfahrzeugs mit Piezofolienstreifen;
7: Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit Körperschallsensoren;
8 und 9: Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit kapazitiven Objekterfassungssensoren; und
10: Blockschaltbild einer mehrstufigen Fahrzeugüberwachung mit kapazitiven Objekterfassungssensoren.
In 1 ist eine Draufsicht eines Kraftfahrzeugs mit piezoelektrischen Lackbereichen B dargestellt. Diese umfassen Teilbereiche von Kraftfahrzeugaußenteilen, und zwar Teilbereiche des vorderen und hinteren Stoßfängers, Teilbereiche der Türen und Kotflügel. Bei einer Berührung der bzw. Kraftausübung auf die piezoelektrischen Lackbereiche wird mindestens ein Spannungsimpuls erzeugt, der einer in 3 dargestellten Auswerteeinrichtung 2 zugeführt wird. Dabei ist auch eine Berührung außerhalb der piezoelektrischen Lackbereiche detektierbar, sofern diese Berührung zu einer Kraftbeaufschlagung des piezoelektrischen Lackbereichs führt.
In dem Kraftfahrzeug ist eine Bildaufzeichnungsvorrichtung K1, z.B. eine CCD-Kamera, angeordnet, welche nach Berührungsdetektion mindestens eine Bildaufzeichnung vornimmt. Dabei kann ein Bild, eine Bildfolge mit definierten Zeitabständen zwischen den Bildern oder ein Video film erstellt werden. Zusätzlich kann über eine Schallaufzeichnungsvorrichtung 4, beispielsweise ein Mikrofon M einer im Fahrzeug angeordneten Telefonfreisprecheinrichtung, ein Audiosignal aufgezeichnet werden. Dabei kann die Schallaufzeichnungsvorrichtung 4 auch außerhalb der Fahrzeugkabine angeordnet sein. Die Schallaufzeichnung dient dazu, die Ursache oder den Verursacher der Berührung genauer zu ermitteln, indem sie weitere Daten zur Verfügung stellt, welche beispielsweise für eine Plausibilitätsprüfung herangezogen werden können. Damit die Aufzeichnungen genauen Zeiten und Orten zugeordnet werden können, werden zusätzlich die Ortsdaten des Navigationssystems (Standort des Fahrzeugs), das Datum und die Uhrzeit, die beispielsweise aus den Empfangsdaten einer fahrzeuginternen Funkuhr stammen, mit aufgezeichnet.
Sofern weitere Bildaufzeichnungsvorrichtungen 3 am Fahrzeug vorhanden sind, zeichnen auch diese Bilder auf. So können beispielsweise auch die Daten einer Front-View-Kamera K4 oder K2, die Daten einer Rear-View-Kamera K3 und auch Side-View-Kameras K5, K6 zur Aufzeichnung verwendet werden. Die Bildaufzeichnungsvorrichtung K1 ist im Ausführungsbeispiel als ein um 360° drehbare Kamera ausgeführt und nimmt bei einem horizontalen Drehvorgang Bilder auf.
2 stellt die Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit piezoelektrischen Lackbereichen B dar, welche gestrichelt dargestellt sind. Erkennbar ist in diesem Ausführungsbeispiel, dass die piezoelektrischen Lackbereiche B Teilbereiche der Türen, der Kotflügel und der Stoßfänger sind. Dabei ist es nicht notwendig, dass diese Lackbereiche auf der Fahrzeugaußenseite oder der Fahrzeugaußenhaut angeordnet sind. Auch eine Anordnung auf der von der Fahrzeugsaußenseite abgewandten Seite zur Signalerfassung ist möglich.
3 zeigt ein Blockschaltbild der Berührungsdetektionseinrichtung, welche zusammen mit weiteren Fahrzeugsteuergeräten zusammenwirkt. Einer Auswerteeinrichtung 2 werden elektrische Signale von Berührungssensoren 1 zugeführt, die als piezoelektrische Lackbereiche B auf Kraftfahrzeugteilen ausgeführt sind. Sofern eine Person das Fahrzeug berührt, wird zunächst geprüft, ob das Fahrzeug entriegelt werden soll. Hierzu wird beispielsweise ein elektronischer Fahrzeugschlüssel abgefragt, den der Berührende bei sich trägt. Wird dieser Schlüssel als fahrzeugeigener Schlüssel erkannt, d.h. als Schlüssel, mit dem eine Öffnung des Fahrzeugs durchgeführt werden darf, wird das Fahrzeug über das Fahrzeugsteuergerät 6 entriegelt.
Wir der Fahrzeugschlüssel nicht detektiert, zeichnet mindestens eine jeweils am oder im Fahrzeug vorhandene Bildaufzeichnungsvorrichtung 3 und mindestens eine Schallaufzeichnungsvorrichtung 4 Signale auf und übermittelt diese optional an eine Signalübermittlungseinrichtung 5. Die Signalsübermittlungseinrichtung 5 informiert beispielsweise den Fahrzeughalter über ei nen automatischen Telefonanruf über den Vorgang, z.B. einen Parkrempler und übermittelt die aufgezeichneten Daten. Dabei ist es möglich, dass die Auswerteeinrichtung 2 je nach Art der Berührung und ggf. auch je nach Standort unterschiedliche Aktionen durchführt. Wird nur eine leichte Berührung erkannt, welche in der Regel zu keiner Beschädigung führt, wird nur eine fahrzeuginterne Aufzeichnung veranlasst. Bei stärkeren Berührungen wird ein erster Anruf getätigt, welcher beispielsweise eine Serviceleitstelle und/oder den Fahrzeughalter informiert. Bei stärkeren Berührungen, welche zu stärkeren Beschädigungen führten, kann z.B. zusätzlich noch automatisch ein Service- oder Sicherheitsunternehmen oder eine Polizeidienststelle informiert werden. Die einzelnen Informationsstufen sind dabei durch Schwellwerte und/oder Signalcharakteristika in der Auswerteeinrichtung festgelegt.
In 3 ist weiterhin eine Signalverbindung zu einem Kraftfahrzeugsicherheitssystem 7 dargestellt. Sofern eine Berührung mit einem Objekt erkannt wird, kann durch das Fahrzeugsicherheitssystem fahrsituationsabhängig eine Vorkonditionierung oder eine Auslösung unterschiedlichster Sicherheitssysteme (reversibel, irreversibel) vorgenommen werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um Airbags, Gurtstraffer; Fußgängerschutzmaßnahmen (z.B. Anstellung der Motorhaube) etc. handeln. Eine Vorkonditionierung im Sinne dieser Anmeldung ist beispielsweise aus der DE 103 25 163 A1 bekannt.
In den 4 bis 6 ist ein weiteres Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Berührungsdetektionseinrichtung in Draufsicht, vorderer Seitenansicht und hinterer Seitenansicht dargestellt. Als Berührungssensoren weist das Fahrzeug Piezofolienstreifen C auf. Alle relevanten Bauteile der Fahrzeugkarosserie, wie die Türen, die Seitenteile, die Stoßfänger, die Hauben, das Dach und die Außenspiegel, sind auf ihren dem Fahrzeuginneren zugewandten Seiten mit diesen Piezofolienstreifen C beklebt. Als Alternative dazu können die Piezofolienstreifen C auch auf der Außenseite hinter den Zier- oder Schutzleisten angeordnet sein.
Die Anordnung der Piezofolienstreifen C an den zugehörigen Karosserieteilen ist so gewählt, dass möglichst jede Berührungen der Fahrzeugkarosserie durch ein Objekt oder eine Person bei mindestens einem Piezofoliensteifen ein Signal auslöst. Dieses mindestens eine Signal ist anschließend durch eine Auswerteeinrichtung detektierbar. Die Ansprechschwelle eines Piezofolienstreifens C, d.h. das Verhältnis zwischen dem Druck einer Berührung und dem dafür von dem Piezofolienstreifen C bereitgestellten Signal, kann in bezug auf die Anbringstelle in Abhängigkeit von den zu erwartenden Einwirkungen unterschiedlich eingestellt werden.
Bei einer Berührung eines Karosserieteils durch ein Objekt kann die Auswerteeinrichtung erkennen, an welchem Karosserieteil der Berührungskontakt stattgefunden hat. Ebenso kann die Auswerteeinrichtung in dem Beispiel der 4 bis 6 jedem Berührungskontakt eine Scha densstufe zuordnen. Unterschieden wird dabei zwischen einer wetterbedingten Berührung, wie beispielsweise auf das Dach fallende Regentropfen, einer ungefährlichen Berührung des Karosserieteils durch eine das Fahrzeug zufällig streifende Person und einer Berührung, die mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Beschädigung des Fahrzeugs führt. Die das Fahrzeug beschädigenden Berührungen können in weitere Schadensstufen unterteilt werden. Beispielsweise erkennt die Auswerteeinrichtung ein Kratzen eines spitzen Gegenstands am Fahrzeuglack. Unterschieden wird ebenso zwischen Berührungen, welche eine leichte Deformation eines Karosserieteils verursachen, beispielsweise bei einem Türaufschlagen eines neben dem Fahrzeug geparkten Fahrzeugs oder bei einem Crash mit einem Einkaufswagen, und solchen, bei denen das Fahrzeug schwer beschädigt wird. Die Reaktion der Auswerteeinrichtung auf eine detektierte Berührung entspricht der dabei gemessenen Schadensstufe. Die schon in 3 vorgestellten Möglichkeiten zur Reaktion auf eine detektierte Berührung an einem Fahrzeug sind auch bei einem Fahrzeug mit Piezofolienstreifen C als Berührungssensoren möglich.
Beispielsweise kann die Auswerteeinrichtung eine Bildaufzeichnungsvorrichtung 3 und/oder eine Schallaufzeichnungsvorrichtung 4 aktivieren. Die Bildaufzeichnungsvorrichtung 3 kann wie in den 1 bis 3 schon beschrieben eine um 360° schwenkbare Kamera K1 im Außen- oder Innenraum sein, die sofort nach ihrer Aktivierung durch die Auswerteeinrichtung auf den Ort des Berührungskontakts schwenkt und diesen aufnimmt. Ebenso kann die Bildaufzeichnungsvorrichtung 3 mehrere Kameras K1 bis K6 an verschiedenen Positionen des Fahrzeugs, beispielsweise an den Außenspiegeln, umfassen. Die Kameras K1 bis K6 der Bildaufzeichnungsvorrichtung 3 können auch zu anderen Funktionen, beispielsweise als Rückfahrkameras, verwendbar sein. Zusätzlich kann die Auswerteeinrichtung eine Signalübermittlungseinrichtung 5 aktivieren, so dass dem Fahrer des Fahrzeugs eine SMS oder ein Bild auf sein Handy oder seinen als Smart-Key bezeichenbaren ID-Geber zugesandt wird.
Bei einem Fahrzeug mit einem keyless entry"-System wird nach einer Erfassung einer Berührung an einer Fahrzeugtür oder einem Türgriff das „keyless entry"-Verfahren gestartet. Dazu wird zuerst überprüft, ob das Fahrzeug noch verschlossen ist. Trifft dies zu, so wird ein häufig als ID-Geber bezeichneter elektronischer Fahrzeugschlüssel abgefragt. Wird der ID-Geber dabei in einer Teilumgebung einer Fahrzeugtür detektiert, so kann die betreffende Fahrzeugtür durch das Fahrzeugsteuergerät 6 entriegelt werden.
Das in 7 in Draufsicht gezeigte Fahrzeug weist eine Berührungsdetektionseinrichtung auf, bei der Körperschallsensoren D1 und D2 als Berührungssensoren eingesetzt sind. Ein Körperschallsensor D1 oder D2 kann beispielsweise als Kontaktmikrofon oder als Körperschallmikrofon aisgebildet sein. Der Körperschallsensor D1 oder D2 nimmt demgemäß keinen Raumschall, sondern eine Körperschwingung auf, die sich innerhalb mindestens eines Fahrzeugkarosserieteils ausbreitet, auf.
Dabei können die einzelnen Körperschallsensoren D1 als Satelliten an ausgewählten Karosserieteilen, wie beispielsweise den Türen, den Kotflügeln und/oder den Stoßfängerquerträgern, angeordnet sein. Die Anordnung der einzelnen Körperschallsensoren D1 ist vorzugsweise so gewählt, dass eine Berührung eines Objekts an einem Teil der gesamten Fahrzeugkarosserie durch mindestens einen der einzelnen Körperschallsensoren D1 erfassbar ist. Als Ergänzung oder als Alternative dazu ist auch ein zentraler Körperschallsensor D2 möglich. Die Anbringposition des zentralen Körperschallsensors D2 ist vorzugsweise so gewählt, dass eine Übertragung des Körperschalls durch ein Karosserieteil zu dem zentralen Körperschallsensor D2 möglich ist.
Zur Auswertung ihrer Signale sind die einzelnen Körperschallsensoren D1 und der zentrale Körperschallsensor D2 mit einer Auswerteeinrichtung verbunden. Die Auswerteeinrichtung kann auch in den zentralen Schallsensor D2 integriert sein.
Auf diese Weise kann eine Berührung der Karosserie durch eine Person oder ein Objekt über den dabei ausgelösten Körperschall von den Körperschallsensoren D1 und D2 erfasst werden. Die Sensitivität der Körperschallsensoren D1 und D2 ist vorzugsweise so gewählt, dass zwischen einer wetterbedingten Berührung, wie auf das Fahrzeugdach fallende Regentropfen, einer zufallsbedingten Berührung durch ein versehentliches Streifen der Karosserie und einem Stoß gegen die Fahrzeugkarosserie unterschieden werden kann. Zusätzlich kann die Auswerteeinrichtung über die Signale der Körperschallsensoren D1 und D2 erfassen, in welchem Ausmaß bei einem Stoß gegen die Fahrzeugkarosserie Teile von dieser beschädigt werden.
Die in 7 eingezeichnete Erfassungsvorrichtung 8 stellt eine Kamera als Möglichkeit zur Reaktion auf eine detektierte Berührung dar. Als Alternative oder als Ergänzung zu einer schwenkbaren Kamera sind als Erfassungsvorrichtung 8 auch die in der vorliegenden Erfindung schon beschriebenen Bildaufzeichnungsvorrichtungen 3 und/oder Schallaufzeichnungsvorrichtungen 4 anwendbar. Ebenso kann bei einer detektierten Berührung mit einer entsprechenden Berührungsstärke die in ihrer Funktion schon beschriebene Signalübermittlungseinrichtung 5 aktiviert werden.
Mit den Körperschallsensoren D1 und D2 kann auch ein Ziehen an einem Türgriff erfasst werden. Bei einem Fahrzeug mit einem „keyless entry"-System kann anschließend das oben schon beschriebene „keyless entry"-Verfahren gestartet werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Aktivierung einer Bildaufzeichnungsvorrichtung 3, einer Schallaufzeichnungsvorrichtung 4, einer Signalübermittlungseinrichtung 5, eines Kraftfahrzeugsicherheitssystems 7 oder eines Fahrzeugsteuergeräts 6 für ein „keyless entry"-System ist in den 8 bis 10 dargestellt. In den A- und C-Säulen des Fahrzeugs der 8 sind Antennen als kapazitive Objekterfassungseinrichtungen E eingebaut. Diese kapazitive Objekterfassungseinrichtungen E dienen zur Erfassung eines Objekts innerhalb der Antennen-Felder F. Man bezeichnet die von den kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E erzeugten Antennen-Felder F deshalb häufig auch als kapazitive Felder. Entsprechend der Fahrzeuggeometrie kann selbstverständlich auch ein anderer Einbauort zusätzlich oder als Alternative zur Anbringung der kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E gewählt werden.
Da sich in dem Beispiel aus 8 die Antennen-Felder F der kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E überschneiden, kann die Auswerteeinrichtung über Triangulation aus den Signalen der kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E die genaue Position P1 oder P2 einer Person oder eines leitenden Gegenstands bestimmen. Damit bietet sich die Möglichkeit, eine Bildaufzeichnungsvorrichtung 3 und/oder eine Schallaufzeichnungsvorrichtung 4, wie sie in dieser Anmeldung schon vorgestellt wurden, auf die genaue Position P1 oder P2 eines sich dem Fahrzeug nähernden Objekts zu fokussieren.
Die 9 und 10 stellen ein mehrstufiges Sicherheitskonzept zur Überwachung eines Fahrzeugs vor, welches sich über das Anbringen von kapaziviten Objekterfassungseinrichtungen E an einem Fahrzeug realisieren lässt. Bei dem Fahrzeug aus 9 wurden die nicht eingezeichneten kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E so angeordnet, dass um das Fahrzeug herum ein Umgebungsbereich G als „Schutzkorridor" definiert ist. Innerhalb dieses Umgebungsbereichs G ist ein Objekt, beispielsweise eine Person oder ein leitender Gegenstand, durch die kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E nachweisbar. Die Auswerteeinrichtung zur Auswertung der Signale der einzelnen kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E ist so programmiert, dass sie bei Erfassen eines Objekts innerhalb des Umgebungsbereichs G die genaue Position P1 oder P2 des Objekts bestimmt. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine Position P1 bestimmen, in welcher das Objekt in den als „Schutzkorridor" definierten Umgebungsbereich G eindringt. Ebenso lässt sich eine Position P2 bestimmen, in welcher eine Berührung des Objekts mit dem Fahrzeug stattfindet.
Das mehrstufige Sicherheitskonzept wird gestartet indem der Fahrer nach dem Einparken den Fahrzeugmotor abstellt. Mit dem Abschalten des Motors werden die kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E und die Auswerteeinrichtung automatisch aktiviert. Zur Überwachung des Fahrzeugs sind anfangs allerdings ausschließlich die kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E und die Auswerteeinrichtung aktiviert. Alle anderen Komponenten des Schutzsystems des Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Innenraumüberwachung, Kameras K1 bis K6, Mikrofone M oder ein „keyless entry"-System zur Erfassung eines ID-Gebers, sind vorerst deaktiviert. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der häufig auch als Ruhestrom bezeichnete Energiebedarf des Fahrzeugs in dieser Phase sehr gering ist. Ein Entladen der Fahrzeugbatterie muss deshalb auch während einer längeren Parkzeit nicht befürchtet werden.
In einem Verfahrensschritt 11 des Blockdiagramms der 10 dringt ein Objekt, beispielsweise eine Person oder ein leitender Gegenstand, in den als „Schutzkorridor" definierten Umgebungsbereich G ein. Die Auswerteeinrichtung erfasst über die Signale der kapazitiven Objekterfassungseinrichtungen E sofort die genaue Position P1 oder P2 des Objekts und beginnt in dem Verfahrensschritt 12 mit einer Voraktivierung des Schutzsystems des Fahrzeugs, beispielsweise über ein Signal an den CAN-Fahrzeugbus (Controller Area Network). Das Schutzsystem kann dabei eine Bildaufzeichnungsvorrichtung 3, eine Schallaufzeichnungsvorrichtung 4, eine Signalübermittlungseinrichtung 5, ein Fahrzeugsteuergerät 6, ein Kraftfahrzeugsicherheitssystem 7 und/oder ein Alarmgerät umfassen. Bei diesem „Aufwecken" der einzelnen Komponenten des Schutzsystems werden diese in Betriebsbereitschaft versetzt, aber noch nicht vollständig aktiviert. Die Komponenten des Schutzsystems werden dabei so geschaltet, dass sie auf ein Signal hin sofort ihre Funktionen ausführen können. Beispielsweise kann während dieser Phase eine verschwenkbare Kamera K1 schon so eingestellt werden, dass sich das in dem Umgebungsbereich G eingedrungene Objekt in ihrem Erfassungsbereich befinden. Ebenso kann die Alarmanlage in eine erste Stufe geschaltet werden. Beispielsweise sind in dieser ersten Stufe die Blinker des Fahrzeugs aktiviert. Auf diese Weise ist es möglich, einer sich dem Fahrzeug nähernden Person anzuzeigen, dass das Fahrzeug über ein Schutzsystem verfügt.
Bei einem Fahrzeug mit einem „keyless entry"-System kann vor einer Voraktivierung der Schutzsysteme eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines ID-Gebers aktiviert werden. Auf diese Weise lässt sich feststellen, ob eine sich dem Fahrzeug nähernde Person einen ID-Geber mit sich trägt. Ist dies der Fall, so kann auf eine Aktivierung der Bildaufzeichnungsvorrichtung 3, der Schallaufzeichnungsvorrichtung 4, der Signalübermittlungseinrichtung 5 und/oder der Alarmeinrichtung verzichtet werden. Stattdessen wird das Fahrzeugsteuergerät 6 so geschaltet, dass es die Fahrzeugtür, welcher sich die Person mit dem ID-Geber nähert, entriegelt.
In dem Verfahrensschritt 13 der 10 stellt die Auswerteeinrichtung fest, dass das Objekt das Fahrzeug berührt, obwohl kein ID-Geber innerhalb des Umgebungsbereichs G ermittelt wurde. Dies löst sofort die nachfolgenden Verfahrensschritte 14, 15 und 16 aus. In dem Verfahrensschritt 14 werden die schon voraktivierten ortsunabhängigen Schutzsysteme, wie beispielsweise die Alarmeinrichtung, ausgelöst.
Gleichzeitig wird in dem Verfahrensschritt 15 die genaue Position P2 des Objekts bestimmt. Anschließend wird in einem weiteren Verfahrensschritt 16 die bestimmte Position P2 an die ortaufgelösten Schutzsysteme weitergeleitet und die ortaufgelösten Schutzsysteme werden aktiviert. Beispielsweise kann auf diese Weise die Einstellung einer Kamera oder eines Mikrofons M bezüglich der Position P2 optimiert werden. Die von der Kamera K1 bis K6 oder einem Mikrofon M aufgenommenen Daten werden sofort auf einer Datenspeichereinheit abgespeichert. Gleichzeitig kann die voraktivierte Signalübermittlungseinrichtung 5 zum Senden einer Nachricht an den Fahrzeughalter aktiviert werden. Dabei können Daten, die eben mit der Kamera K1 bis K6 aufgenommen werden, sofort an den Fahrzeughalter weitergegeben werden.
Verlässt das Objekt hingegen wieder den Umgebungsbereich G, ohne dass eine Berührung mit dem Fahrzeug stattgefunden hat, so werden alle voraktivierten Schutzsysteme wieder deaktiviert. Auf diese Weise wird der Stromverbrauch der Schutzsysteme des Fahrzeugs so gering wie nötig gehalten.

1: Berührungssensor
2: Auswerteeinrichtung
3: Bildaufzeichnungsvorrichtung
4: Schallaufzeichnungsvorrichtung
5: Signalübermittlungseinrichtung
6: Fahrzeugsteuergerät
7: Kraftfahrzeugsicherheitssystem
8: Erfassungsvorrichtung
11 bis 16: Verfahrensschritte
B: piezoelektrischer Lackbereich
C: Piezofolienstreifen
D1, D2: Körperschallsensoren
E: kapazitive Objekterfassungseinrichtungen
F: Antennen-Felder
G: Umgebungsbereich
K1, K2, K3,
K4, K5, K6: Kamera
M: Mikrofon
P1, P2: Positionen

Claims

Berührungsdetektionseinrichtung für Kraftfahrzeug mit einem Berührungssensor (1) und einer fahrzeugeigenen Auswerteeinrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Berührungssensor (1) als ein auf einem Kraftfahrzeugteil aufgebrachter und elektrisch mit der Auswerteeinrichtung (2) kontaktierter piezoelektrischer Lack ausgebildet ist und die Auswerteeinrichtung (2) bei Berührung des piezoelektrischen Lacks mit einem Objekt mindestens ein Ausgangssignal erzeugt.
Berührungsdetektionseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal abhängig von der Amplitude und/oder eines Ortes der Berührung am Kraftfahrzeug von der Auswerteeinrichtung (2) erzeugbar ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal abhängig von einem zeitlichen Verlauf der Berührung des Kraftfahrzeugs von der Auswerteeinrichtung (2) erzeugbar ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal fahrsituationsabhängig erzeugbar ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine am und/oder im Fahrzeug angeordnete Bilderfassungseinrichtung (K1, K2, K3, K4, K5, K6) aufgrund des Ausgangssignals mindestens ein Bild aufzeichnet.
Berührungsdetektionseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Bilderfassungseinrichtung (K1, K2, K3, K4, K5, K6) ein Bild in Richtung des Berührungsortes oder -bereichs aufzeichnet.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine am und/oder im Fahrzeug angeordnete Schallaufzeichnungsvorrichtung (4) aufgrund des Ausgangssignals mindestens ein Audiosignal aufzeichnet.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Signalübermittlungseinrichtung (5) aufgrund des Ausgangssignals ein Signal vom Kraftfahrzeug aussendet.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Lack auf, zwischen oder unter mindestens einer weiteren Lackschicht angeordnet oder in diese integriert ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Lack auf einer der Fahrzeugaußenhaut gegenüberliegenden Seite angebracht ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Ausgangssignals der Ort und/oder der zeitliche Verlauf der Berührung ermittelbar und/oder speicherbar ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung des piezoelektrischen Lacks außerhalb des äußeren Sichtbereichs des Kraftfahrzeugs vorgenommen ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (2) ein Ausgangssignal erzeugt, mit dem mindestens eine Vorkonditionierung mindestens eines Fahrzeugsicherheitssystems (7) durchführbar ist und/oder durchgeführt wird.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (2) ein Ausgangssignal erzeugt, mit dem mindestens ein Fahrzeugsicherheitssystem (7) allein oder zusammen mit anderen Fahrzeugsensorsignalen auslösbar ist und/oder ausgelöst wird.
Berührungsdetektionseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Öffnung des Kraftfahrzeugs aufgrund des Ausgangssignals schlüssellos entriegelt wird, sobald eine Berührung des piezoelektrischen Lacks detektiert ist und eine Berechtigung zum schlüssellosen Zugang des Kraftfahrzeugs durch ein Fahrzeugsteuergerät (6) festgestellt ist.
Berührungsdetektionseinrichtung mit mindestens einem Berührungssensor zur Erfassung einer Berührung eines Fahrzeugs durch ein Objekt, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Berührungssensor als an dem Fahrzeug anzuordnender Körperschallsensor (D1, D2) ausgebildet ist, mit dem eine Schwingung an mindestens einer Komponente des Fahrzeugs zu erfassen und ein entsprechendes Sensorsignal zu erzeugen ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach Anspruch 16, wobei ein Druck, eine Kontaktstelle und/oder ein zeitlicher Verlauf der Berührung durch den mindestens einen Körperschallsensor (D1, D2) erfassbar ist.
Berührungsdetektionseinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei in Abhängigkeit des Sensorsignals eine Alarmeinrichtung aktivierbar ist.
Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem für ein Fahrzeug zur Erfassung einer Bild-, Ton- und/oder Funk-Information umfassend – eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines sich in einem Nahbereich des Fahrzeugs befindendes Objekts und zur Bereitstellung eines entsprechenden Sensorsignals, – eine Erfassungsvorrichtung (8) zur Erfassung der Bild-, Ton- und/oder Funk-Information und – eine Steuervorrichtung zur Steuerung der Erfassungsvorrichtung (8) in Abhängigkeit des Sensorsignals der Berührungsdetektionseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass – die Erfassungseinrichtung als Berührungsdetektionseinrichtung mit einem als Piezofolie (C) und/oder einem als Körperschallsensor (D1, D2) ausgebildeten Berührungssensor und/oder als kapazitive Objekterfassungseinrichtung (E) ausgebildet ist.
Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem nach Anspruch 19, wobei eine Größe, eine Position, ein Bewegungsverlauf und/oder ein Objekttyp des Objekts durch die kapazitive Objekterfassungseinrichtung (E) erfassbar ist.
Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Erfassungsvorrichtung (8) eine Bildaufzeichnungsvorrichtung (3) aufweist, und wobei eine Winkelausrichtung, eine Bildweite und/oder eine Bildschärfe der Bildaufzeichnungsvorrichtung (3) durch die Steuervorrichtung in Abhängigkeit des Sensorsignals steuerbar ist.
Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei die Erfassungsvorrichtung (8) eine Schallaufzeichnungsvorrichtung (4) aufweist, und wobei eine Winkelausrichtung und/oder ein Verstärkungsgrad der Schallaufzeichnungsvorrichtung (4) durch die Steuervorrichtung in Abhängigkeit des Sensorsignals steuerbar ist.
Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei die Erfassungsvorrichtung (8) eine Antenneneinrichtung zur Erfassung eines ID-Gebers aufweist.
Fahrzeug-Umgebungserfassungssystem nach einem der Ansprüche 19 bis 23 mit einer Informationsübermittlungseinrichtung (5) zur Übermittlung zumindest eines Teils der erfassten Bild-, Ton- und/oder Funk-Information an ein Handy und/oder einen ID-Geber.
Verfahren zum Detektieren von Berührungen eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug zumindest einen mit einer Auswerteinrichtung (2) elektrisch kontaktierten Lackbereich auf einem Kraftfahrzeugteil mit piezoelektrischen Eigenschaften (B) aufweist, wobei bei Berührung des Kraftfahrzeugteils oder des piezoelektrischen Lackbereichs (B) ein elektrisches Signal durch den piezoelektrischen Lackbereich (B) erzeugt wird, welches einer Auswerteeinrichtung (2) zugeführt wird und wobei mit der Auswerteeinrichtung (2) abhängig von der Art der Berührung ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt wird.
Verfahren zum Detektieren von Berührungen eines Fahrzeugs mittels einer Berührungsdetektionseinrichtung gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Erfassen einer Schwingung an mindestens einer Komponente des Fahrzeugs mittels eines Körperschallsensors (D1, D2) und – Bereitstellen eines entsprechenden Sensorsignals.
Verfahren zum Erfassen einer Bild-, Ton- und/oder Funk-Information über ein sich in einem Nahbereich eines Fahrzeugs befindendes Objekt mit einer Erfassungsvorrichtung (8) gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Erfassen einer Berührung des Fahrzeugs durch das Objekt mittels eines Körperschallsensors (D1, D2) oder einer Piezofolie (C) oder Erfassen des Objekts in einem Umgebungsbereich (G) des Fahrzeugs mittels einer kapazitiven Objekterfassungseinrichtung (E), – Bereitstellen eines entsprechenden Sensorsignals und – Steuern der Erfassungsvorrichtung (8) in Abhängigkeit des Sensorsignals.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei bei einem Erfassen des Objekts in einer ersten Position (P1) des Umgebungsbereichs (G) die Erfassungsvorrichtung (8) voraktiviert und bei einem Erfassen des Objekts in einer zweiten Position (P2) des Umgebungsbereichs (G) die Erfassungsvorrichtung (8) aktiviert wird.