DE102009048922A1

DE102009048922A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102009048922A1
Application number: DE102009048922A
Authority: DE
Inventors: Stefan Franek
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2009-10-10
Filing date: 2009-10-10
Publication date: 2011-04-21
Also published as: DE202009018513U1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Ansteuerung eines Verstellantriebs (4) eines Kraftfahrzeugs, werden biometrische Daten (D_n) eines Fahrzeuginsassen (F_n) von mindestens einem biometrischen Sensor (S_n) erfasst und durch einen Vergleich mit Referenzdaten (R_n) hinsichtlich der Autorisierung des Fahrzeuginsassen (F_n) zu einer uneingeschränkten, eingeschränkten oder keiner Ansteuerung des jeweiligen Verstellantriebs (4) ausgewertet. Eine Authentifizierungs- und Autorisierungsvorrichtung (1) zur Ansteuerung des Verstellantriebs (4) umfasst mindestens einen biometrischen Sensor (S_n) sowie eine Auswerte- und Steuereinrichtung (8) zur Verarbeitung und Auswertung der erfassten biometrischen Daten (D_n) sowie zur Erzeugung eines differenzierten Steuersignals (ST_n) für eine uneingeschränkte oder eingeschränkte Aktivierung im Falle einer uneingeschränkten bzw. eingeschränkten Autorisierung des Fahrzeuginsassen (F_n) und zu keiner Aktivierung des Verstellantriebs (4), wenn der Fahrzeuginsasse (F_n) hierzu unberechtigt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ansteuerung eines Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs unter Berücksichtigung biometrischer Daten eines Fahrzeuginsassen. Sie bezieht sich weiter auf eine Authentifizierungs- und Autorisierungsvorrichtung zur Ansteuerung eines solchen Verstellantriebs. Unter Verstellantrieb wird hierbei insbesondere ein Fensterheber eines Kraftahrzeugs verstanden.
Verstellantriebe sind elektromotorisch angetriebene Stelleinrichtungen (Stellelemente), die im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik vielfältig zum Einsatz kommen. So werden Verstellantriebe zur Verstellung beweglicher Fahrzeugteile, insbesondere Schiebedächer, Fahrzeugtüren, Heckklappen, Ladebodenverstellungen, Sitze und/oder Fahrzeugscheiben eingesetzt. Verstellantriebe für Fenster- oder Fahrzeugscheiben werden allgemein als Fensterheber bezeichnet.
Ein solcher Verstellantrieb wird üblicherweise manuell betätigt, indem ein Stellvorgang ausgelöst wird, wenn eine Bedienperson (Fahrzeuginsasse) eine entsprechende Bedientaste betätigt. Der Stellvorgang wird dabei entweder während der Dauer der manuellen Betätigung oder aber im so genannten Automatikbetrieb auch dann aufrecht erhalten, wenn die Bedienperson die Bedientaste lediglich kurzzeitig betätigt hat und anschließend nicht mehr berührt.
Aus Sicherheitsgründen ist insbesondere für den Automatikbetrieb gefordert, dass zur Minimierung eines Verletzungsrisikos für den Fahrzeuginsassen ein so genannter Einklemmschutz vorgesehen ist. Dieser stellt sicher, dass ein Schließvorgang eines mittels des Verstellantriebs betätigten Stellelementes, beispielsweise der Fahrzeugscheibe, nicht nur gestoppt, sondern auch reversiert wird, wenn innerhalb eines vorgegebenen Öffnungsbereiches der Scheibe deren Vorschub ein Widerstand von maximal 100 N entgegensteht.
Ein elektrisch betriebener Fensterheber mit Einklemmschutz ist beispielsweise aus der DE 20 2006 002 527 U1 bekannt. Die DE 101 25 748 A1 und die DE 103 40 286 A1 offenbaren zudem elektronische Steuerungen für derartige Fensterheber.
Um den zunehmenden Anforderungen an derartige Einklemmschutzsysteme mit dem Bestreben einer Minimierung der Verletzungsgefahr für eine Bedienperson (Anwender, Fahrzeuginsasse) gerecht zu werden, ist ein im Vergleich zu den Leistungsverbesserungen überproportionaler Anstieg des konstruktiven Aufwandes erkennbar. Insbesondere sind derzeitige Verstellantriebe und insbesondere die bisher eingesetzten Fensterhebersysteme nicht in der Lage, spezielle Benutzergruppen, beispielsweise Kinder, mit gegenüber anderen Benutzergruppen vergleichsweise hoher Sicherheit vor Verletzungen zu schützen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung (Steuerung) eines Verstellantriebes, insbesondere eines Fensterhebers, eines Kraftfahrzeuges anzugeben, das unter Vermeidung der genannten Nachteile einen zuverlässigen Verletzungsschutz bietet. Des Weiteren soll eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.
Hierzu werden die biometrischen Daten eines Körperteils eines Fahrzeuginsassen (Anwender, Bedienperson) von mindestens einem biometrischen Sensor erfasst. Die erfassten biometrischen Daten werden mittels Referenzdaten ver- oder abgeglichen. Dabei können die Referenzdaten auch Schwellwerte zur Differenzierung großer und kleiner Körperteile, insbesondere Finger, sein oder beinhalten.
Die Auswertung erfolgt hinsichtlich der Autorisierung des Fahrzeuginsassen entweder zu einer uneingeschränkten oder zu einer eingeschränkten oder zu keiner Ansteuerung des jeweiligen Verstellantriebs.
Führt die anhand des Vergleiches der erfassten biometrischen Daten mit den Referenzdaten durchgeführte Auswertung zu einer Identifizierung des Fahrzeuginsassen bzw. der Bedienperson als uneingeschränkt autorisiert, so führt ein Bedienbefehl, beispielsweise ein Tastendruck, diese Fahrzeuginsassen zur Ansteuerung des Verstellantriebs. Wird analog der Fahrzeuginsasse als eingeschränkt autorisiert identifiziert, so führt ein entsprechender Bedienbefehl (Tastendruck) dieses Fahrzeuginsassen zu einer nur eingeschränkten Ansteuerung des Verstellantriebs. Die Einschränkung kann beispielsweise darin bestehen, dass der Antrieb mit verminderter Leistung arbeitet und eine entsprechend verminderte Verstellkraft erzeugt, die ihrerseits zu einer gegenüber einem robusten Normalbetrieb abgesenkten Einklemmkraft führt.
Wird hingegen der Fahrzeuginsasse, beispielsweise ein Kind, als zur Ansteuerung nicht autorisiert identifiziert, so führt ein Bedienbefehl dieses Fahrzeuginsassen zu keiner Ansteuerung des Verstellantriebs. Hierbei wird eine durch den nicht autorisierten Fahrzeuginsassen infolge dessen Bedienbefehls (Tastendruck) initiierte Ansteuerung unterdrückt oder abgebrochen. Die Verweigerung der Autorisierung kann beispielsweise anhand der sensorischen Erfassung und Erkennung des beispielsweise für ein Kind gegenüber einer erwachsenen Person kleinen Fingers erfolgen.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass in besonders einfacher und zuverlässiger Art und Weise eine Verbesserung von Einklemmschutzsystemen von mit Verstellantrieben ausgerüsteten Kraftfahrzeugen erzielt werden kann, wenn die im Fahrzeug bereits vorhandenen oder verfügbaren Informationen umfangreich genutzt werden. Insbesondere zur personenspezifischen Differenzierung von Benutzergruppen, die derartige Verstellantriebe typischerweise betätigen, können im Kraftfahrzeug bereits vorhandene oder hier zur Verfügung gestellte Identifikations- und Autorisierungssysteme herangezogen werden, die auf der Erfassung und Auswertung biometrischer Daten und/oder Merkmale basieren.
Ein System und ein Verfahren zur Identifikation eines Fahrzeuginsassen hinsichtlich dessen Zugangsberechtigung zum Fahrzeug oder bestimmter Fahrzeugräume, wie beispielsweise dem Handschuhfach, durch eine Authentifizierung zum Öffnen oder Schließen des entsprechenden Fahrzeugraumes sind beispielsweise aus der DE 103 21 750 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2007 023 140 A1 ist es darüber hinaus bekannt, zur Erkennung und/oder Identifizierung einer Person ein Kamerasystem zur Aufnahme und Analysierung von Bewegungsdaten der Person einzusetzen. Die Identifizierung einer berechtigten Zugangsperson mittels eines biometrischen Sensors zur Ermittlung eines Abbildes des Fahrzeuginsassen zur Einstellung voreingestellter Memorywerte, insbesondere einer Sitz-, Spiegel-, Radio- oder Klimaanlagenvoreinstellung, ist beispielsweise aus der DE 103 21 750 A1 bekannt.
Die auf einer Wiedererkennung einer bestimmten Person basierenden bekannten Identifikationssysteme sind allerdings weder geeignet, noch dazu vorgesehen, zur Erhöhung des Verletzungsschutzes bestimmter Personengruppen biometrische Daten heranzuziehen, um einen Fahrzeuginsassen oder bestimmte Benutzergruppen zur Ansteuerung eines Verstellantriebes zu autorisieren. Indem für die eingeschränkte oder uneingeschränkte Autorisierung zur Ansteuerung des Verstellantriebs die biometrischen Daten lediglich im Hinblick auf einen personenspezifisch normalen oder erhöhten Verletzungsschutz ausgewertet werden, spielt die Identifikation einer konkreten Person praktisch keine Rolle.
Gemäß einer bevorzugten Variante wird zur Authentifizierung für eine Ansteuerung des Verstellantriebs der Fingerabdruck des Fahrzeuginsassen eingelesen. Dies erfolgt geeigneterweise unmittelbar bei der Berührung eines entsprechenden Bedienelementes (Taster oder Schalter) zur Verstellung des mittels des Verstellantriebs betätigten Stell- oder Verstellelementes, beispielsweise der Fahrzeugscheibe. Alternativ können auch andere biometrische Daten, insbesondere ein Abbild eines Körperteils, die Körpergröße oder die Gewichtskraft des Fahrzeuginsassen erfasst werden. Hierzu bieten sich mittels einer Kamera, eines Kopfstützensensors bzw. eines Gewichtssensors im Sitzbereich erfasste biometrische Merkmale bzw. Daten an.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden jedoch alle oder mehrere im Fahrzeug bereits erfassten biometrischen Daten miteinander und mit den üblicherweise vorhandenen elektronischen Steuerungen in Form von zentralen oder dezentralen Steuergeräten der entsprechenden Verstellantriebe, wie beispielsweise einem Türsteuergerät, verknüpft. Die Verknüpfungen können über einen drahtlosen oder drahtgebundenen Datenaustausch erfolgen.
Vorzugsweise erfolgt dann die Ansteuerung des von dem Fahrzeuginsassen aktuell angewählten Verstellantriebs funktional dahingehend, dass bestimmte Benutzergruppen mit gewissen erkannten Eigenschaften den entsprechenden Verstellantrieb nicht aktivieren können und damit ein zuverlässiger Schutz vor Verletzung sichergestellt ist. Die Erkennung der Eigenschaften definierter Benutzergruppen, die keine oder nur eine eingeschränkte Autorisierung erhalten, können durch Referenzdaten in Form von Schwellwerten charakterisiert werden, die vergleichsweise kleinen Fahrzeuginsassen mit entsprechend kleinen oder kleinsten Körperteilen (Finger, Hand, Arm und/oder Hals) zugeordnet werden.
Die logische Verknüpfung der erfassten Sensordaten erfolgt geeigneterweise zentral. Dabei werden die Sensordaten einerseits sowie hieraus abgeleitete Steuersignale andererseits geeigneterweise über fahrzeugseitig bereits installierte Datenbussysteme transportiert.
Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 7. Hierzu umfasst eine Authentifizierungs- und Autorisierungsvorrichtung zur Ansteuerung des Verstellantriebs mindestens einen biometrischen Sensor sowie eine Auswerte- und Steuereinrichtung zur Verarbeitung und Auswertung der erfassten biometrischen Daten sowie zur Erzeugung eines differenzierten Steuersignals für eine mehr oder weniger eingeschränkte Aktivierung oder für eine Nicht- oder Deaktivierung des Verstellantriebs, wenn der Fahrzeuginsasse hierzu mehr oder weniger berechtigt bzw. unberechtigt ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.
Vorzugsweise umfasst die Authentifizierungs- und Autorisierungsvorrichtung zur Ansteuerung eines Verstellantriebs eines Kraftfahrzeugs eine Anzahl von biometrischen Sensoren, deren Daten bzw. Sensorsignale vorzugsweise miteinander (logisch) verknüpft werden. Die Auswerteeinrichtung ist vorgesehen und eingerichtet, um die von dem oder jedem biometrischen Sensor erfassten Daten zu verarbeiten und dabei ggf. logisch zu verknüpfen. Bei der Auswertung wird anhand der erfassten Daten eine Auswahl getroffen zwischen einer uneingeschränkten, einer eingeschränkten oder keine Autorisierung des Fahrzeuginsassen zur Ansteuerung des betreffenden Antriebs. Mit anderen Worten wird im Rahmen der Authentifizierung mittels der Auswerteeinrichtung anhand von aus den erfassten biometrischen Daten abgeleiteten Charakteristika geprüft, ob die einen Bedienbefehl ausführende Bedienperson (Fahrzeuginsasse) zur Ansteuerung des ausgewählten Verstellantriebs berechtigt, d. h. entsprechend der genannten Abstufung autorisiert ist.
Der Auswerteeinrichtung ist eine Steuereinrichtung nachgeschaltet, die infolge eines Bedien- oder Steuerbefehls durch den Fahrzeuginsassen, beispielsweise durch Betätigung einer Bedientaste ein Steuersignal generiert. Dabei wird ein Steuersignal nur bei uneingeschränkter und bei eingeschränkter Autorisierung des Fahrzeuginsassen generiert. Eine eingeschränkte Autorisierung führt beispielsweise zu einer Reduzierung der Antriebskraft des Verstellantriebs und damit zu einer vorgebbar reduzierten Einklemmkraft. Im Falle der Verweigerung einer Autorisierung des Fahrzeuginsassen wird kein Steuersignal zur Aktivierung des Verstellantriebs erzeugt oder ein bereits erfolgter Steuerbefehl wird abgebrochen (unterbrochen), bleibt also wirkungslos.
Geeigneterweise ist der biometrische Sensor ein Fingerabdrucksensor, der an einem Bedienelement (elektrischer Bedienschalter oder -taster) zur Betätigung des Verstellantriebs angeordnet ist. Der Fingerabdrucksensor ist dazu eingerichtet, die biometrischen Strukturen oder dergleichen des menschlichen Fingers im Wesentlichen im Hinblick auf dessen Größe zu erfassen. Biometrische Sensoren sind beispielsweise aus der DE 198 31 570 A1 , aus der EP 1 431 905 A2 und aus der DE 199 03 568 B4 bekannt.
Als weitere, häufig in einem Kraftfahrzeug bereits vorhandene Sensoren zur Erfassung biometrischer Daten oder Merkmale sind Kopfstützensensoren, üblicherweise im Fahrzeugsitz angeordnete Gewichtssensoren, akustische Spracherkennungseinrichtungen bzw. Kameras besonders geeignet. Die erfassten biometrischen Daten und Merkmale können dann durch UND- oder ODER-Verknüpfungen für eine besonders zuverlässige Authentifizierung des Fahrzeuginsassen bzw. einer bestimmten Bediengruppe und damit für eine besonders fehlersichere Berechtigungsbestimmung zur Ansteuerung des jeweiligen Verstellantriebs herangezogen werden. Bei mehreren Sensoren eignet sich besonders ein Datenbus bzw. eine Datenbusstruktur zur Übermittlung der erfassten biometrischen Daten von den Sensoren an die Auswerteeinrichtung.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Einbindung bereits weniger sensorisch erfasster biometrischer Daten in die üblicherweise bereits vorhandene Steuerung von Verstellantrieben in Kraftfahrzeugen praktisch ohne oder mit nur sehr geringem zusätzlichem Hardware-Aufwand ein verbesserter Verletzungsschutz für Benutzer von automatisch, insbesondere elektromotorisch angetriebener Verstellelemente (Stelleinrichtungen) erzielt wird.
Der Aufwand kann gegebenenfalls weiter reduziert werden, indem bereits vorhandene biometrische Sensoren für diese zusätzliche Schutzfunktion verwendet werden. Insbesondere kann die Ansteuerung zumindest solcher Verstellelemente gezielt unterbrochen und zuverlässig unterbunden werden, die eine Verletzungsgefahr für ausgewählte und somit bestimmte Personengruppen darstellen. Da entsprechende Personen oder Personengruppen anhand bestimmter Körpermerkmale relativ präzise bestimmt und die entsprechenden Charakteristika sensorisch zuverlässig erfassbar sind, ist in einfacher Art und Weise lediglich ein üblicherweise bereits vorhandener Steueralgorithmus der softwaremäßig realisierten Steuerlogik entsprechend zu ertüchtigen. Dabei kann letztendlich jeder bereits vorhandene biometrische Sensor, der für die Person oder Personengruppe charakteristische biometrische Daten oder Merkmale liefert, geeignet sein, um eine Ansteuerberechtigung zu autorisieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich daher besonders auch für eine sehr differenzierte Ansteuerberechtigung durch eine gezielte Verknüpfung der Funktionslogik von Antriebssystemen im und am Kraftfahrzeug für beispielsweise Fensterheber, Sitzverstellungen, Ladebodenverstellungen, Sonnenrollos, Fahrzeugtüren, Ausstellscheiben und/oder Verdecksysteme.
Als Systeme bzw. Sensoren für biometrische und sonstige personenspezifische Daten eignen sich besonders Fingerprintsensoren, Kamerasysteme im Fahrzeuginnenraum und im Fahrzeugaußenbereich (Rückfahrkamera), gewichtserkennende Sensoren in den Sitzen und akustische Informationen durch spracherkennende Systeme sowie deren Kombination zur Realisierung von funktionslogikbedingten Sicherheitsfunktionen. Diese sind bevorzugt eine Änderung, insbesondere Verringerung der Einklemmkräfte, eine Unterdrückung von Fahrbefehlen oder ein Abbruch von bereits aktivierten, laufenden Ansteuerungen.
Hierdurch wird insgesamt die Sicherheit für Benutzer von Verstellsystemen in und am Fahrzeug erhöht. Ein besonders geringer Aufwand bei zumindest annähernd neutralen Kosten wird zudem erzielt, wenn die biometrischen Daten in Fahrzeugen mit entsprechenden Datenbussystemen in einfacher Weise den jeweiligen Steuergeräten der Verstellantriebe zur Verfügung gestellt werden. Eine Einsparung ist zudem bei den betreffenden Verstellantrieben im und am Kraftfahrzeug – insbesondere bei aufwändigen Einklemmschutzsystemen – durch Einsatz von vergleichsweise kostengünstigen Elektroniken, Motoren und Verstellmechaniken realisierbar.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
1 schematisch Funktionselemente einer Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung biometrischer Daten einer zur Ansteuerung eines Verstellantriebs autorisierten Person,
2 in einer Darstellung gemäß 1 eine zur Ansteuerung des Verstellantriebs bedingt autorisierten Person, und
3 in einer Darstellung gemäß den 1 und 2 eine zur Ansteuerung des Verstellantriebs unberechtigte Person.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 bis 3 zeigen schematisch einen Innenraumausschnitt eines Kraftfahrzeugs mit einer Authentifizierungs- bzw. Autorisierungsvorrichtung 1 sowie mit einem nachfolgend auch als Bedienperson bezeichneten Fahrzeuginsassen F_n auf einem Fahrzeugsitz 2. Der Fahrzeuginsasse F_n befindet sich in Reichweite eines Bedien- oder Betätigungselementes in Form einer Bedientaste 3 für einen Verstellantrieb 4. Die Bedientaste 3 dient im Ausführungsbeispiel zur Betätigung des Fensterheberantriebs 4. Dieser verfährt über eine Verstellmechanik 5 eine Fahrzeugscheibe 6 entlang eines Verstellweges 7 zwischen einer gestrichelt dargestellten (oberen) Offenstellung und einer ebenfalls gestrichelt dargestellten (unteren) Schließstellung automatisch, wenn die Bedientaste 3 vom Fahrzeuginsassen F_n betätigt wird und dieser zur Ansteuerung des Verstellantriebs 4 autorisiert ist.
Die Bedientaste 3 ist mit einem biometrischen Sensor S₁ in Form eines Fingerabdrucksensor versehen, der auf der Bedientaste 3 angeordnet ist. Dieser detektiert den Fingerabdruck eines auf die Bedientaste 3 aufgelegten oder sich diesem nähernden Fingers. Der Sensor S₁ ist über eine Signalleitung L₁ mit einer Auswerte- und Steuereinrichtung 8 verbunden, die funktional und/oder schaltungstechnisch aus einer Auswerteeinrichtung 8a und einer dieser nachgeschalteten Steuereinrichtung 8b aufgebaut ist. Der Sensor S₁ liefert an die Auswerteeinrichtung 8a ein Sensorsignal mit sensorspezifischen biometrischen Daten D₁ des Fahrzeuginsassen F_n.
Ein weiterer Sensor S₂ in Form eines im Fahrzeugsitz 2 angeordneten Gewichtssensors ist ebenfalls über eine Signalleitung L₂ mit der Auswerteeinrichtung 8a verbunden. Der Sensor S₂ liefert an die Auswerteeinrichtung 8a ein Sensorsignal mit sensorspezifischen biometrischen Daten D₂ des Fahrzeuginsassen F_n.
Ferner befindet sich in einer mit dem Fahrzeugsitz 2 verbundenen Kopfstütze 9 ein Sensor S₃ in Form eines kapazitiven Kopfstützensensors. Dieser Sensor S₃ dient zur Einstellung der Position der Kopfstütze 9 relativ zum Kopf des Fahrzeuginsassen F_n. Der Sensor S₃ ist wiederum über eine Signalleitung L₃ mit der Auswerteeinrichtung 8a verbunden und liefert an die Auswerte- und Steuereinrichtung 8 ein Sensorsignal mit sensorspezifischen biometrischen Daten D₃ des Fahrzeuginsassen F_n.
Eine Kamera als Sensor S₄ dient zur Aufnahme eines Abbildes bestimmter Körperteile des Fahrzeuginsassen F₁ und ist im Ausführungsbeispiel innerhalb des Fahrzeuginnenraumes auf den Kopf und den Oberkörper des Fahrzeuginsassen F_n ausgerichtet. Dieser Sensor S₄ ist ebenfalls über eine Signalleitung L₄ mit der Auswerteeinrichtung 8a verbunden und liefert an diese ein Sensorsignal mit biometrischen Daten oder Merkmalen D₄ des Fahrzeuginsassen F_n.
Die der Auswerteeinrichtung 8a nachgeschaltete Steuereinrichtung 8b ist über eine Steuer- oder Datenleitung 10 mit dem Verstellantrieb 4 verbunden. Obwohl es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei dem Verstellantrieb 4 um einen Fensterheber handelt, kann die Steuereinrichtung 8b jedoch ebenso mit einem anderen Verstellantrieb oder im Fall eines Datenbussystems auch mit mehreren Verstellantrieben des Fahrzeugs verbunden sein. Derartige Verstellantriebe, wie auch der Fensterheberantrieb 4, sind bevorzugt modular aufgebaut und umfassen üblicherweise einen Elektromotor (Gleichstrom- oder Komutatormotor) und ein Getriebe sowie eine Elektronik. Die Elektronik des Verstellantriebs 4 dient einerseits zur Steuerung des Elektromotors hinsichtlich dessen Drehrichtung und Drehzahl sowie andererseits zur Verarbeitung direkt oder indirekt erfasster Drehzahl- und Drehrichtungsinformationen bzw. -daten.
Als Signalleitungen L_n können auch ein Datenbus(-system) oder sonstige Schnittstellen vorgesehen sein, um die biometrischen Daten D_n von den Sensoren S_n an die Auswerte- und Steuereinrichtung 8 zu übermitteln. Die Auswerte- und Steuereinrichtung 8 erzeugt anhand der sensorisch erfassten biometrischen Daten bzw. Merkmale D_n ein Steuersignal ST_n, das über die Steuer- bzw. Datenleitung 10 an den Verstellantrieb 4 geführt wird, um diesen bzw. dessen Elektromotor entsprechend anzusteuern.
Die 2 und 3 zeigen jeweils einen Fahrzeuginsassen F₂ bzw. F₃ mit im Vergleich zum Fahrzeuginsassen F₁ nach 1 kleiner Körpergröße bei ansonsten übereinstimmendem Fahrzeuginnenraum und gleicher Authentifizierungs- und Autorisierungsvorrichtung 1. So sind dort wiederum eine Anzahl von biometrischen Sensoren S_n, nämlich ein Fingerabdrucksensor S₁, ein Gewichtssensor S₂, ein Kopfstützensensor S₃ und eine Kamera S₄ signaltechnisch mit der Auswerte- und Steuereinrichtung 8 verbunden. Die Steuereinrichtung 8b ist wiederum über die Steuerleitung 10 mit dem Verstellantrieb 4 verbunden. Dieser ist analog zu 1 als Fensterheber mit einer entsprechenden Verstellmechanik 5 für die Fahrzeugscheibe 6 gekoppelt, die entlang des Verfahrweges 7 zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verfahrbar ist.
So ist der in 2 dargestellte Fahrzeuginsasse F₂ zwar kleiner als der Fahrzeuginsasse F₁ gemäß 1, jedoch größer als der in 3 gezeigte Fahrzeuginsasse F₃. Die unterschiedliche Körpergröße der Fahrzeuginsassen F₁, F₂ und F₃ spiegelt sich in den sensorisch erfassten biometrischen Daten D_n wieder, die im Zuge einer Auswertung mittels der Auswerteeinrichtung 8a mit entsprechenden Referenzdaten R_n verglichen werden. Die Referenzdaten R_n sind dabei geeigneterweise Schwellwerte für beispielsweise eine bestimmte Fingergröße, ein bestimmtes Gewicht bzw. eine bestimmte Gewichtskraft, ein bestimmtes Abbildmuster eines Körperteils oder eines bestimmten, insbesondere vertikalen Abstandes des Kopfes des Fahrzeuginsassen F_n zur Kopfstütze 9.
Die Auswertung mittels der Auswerteeinrichtung 8a anhand des Daten-, Schwellwert- und/oder Mustervergleiches führt zu einem Auswerteergebnis mit beispielsweise keiner, einer geringen oder einer großen Abweichung aller oder einzelner sensorisch erfassten biometrischen Daten D_n von den entsprechenden Referenzdaten R_n. Die anhand der Erfassung und Auswertung der biometrischen Daten D_n des jeweiligen Fahrzeuginsassen F_n durchgeführte Bedien- und/oder Ansteuerberechtigung (Authentifizierung) führt zu einer uneingeschränkten, einer eingeschränkten oder keiner Autorisierung des entsprechenden Fahrzeuginsassen F₁, F2 und/oder F₃ zur Ansteuerung des Verstellantriebs 4.
So ist der in 1 dargestellte Fahrzeuginsasse F₁ aufgrund der erfassten biometrischen Daten D_n als zur Ansteuerung des Verstellantriebs 4 autorisiert authentifiziert. Dabei prüft die Auswerteeinrichtung 8a anhand der aus den sensorisch erfassten biometrischen Daten D_n abgeleiteten Charakteristika des Fahrzeuginsassen F_n, ob es sich hierbei – beispielsweise gemäß 1 – um eine erwachsene Person oder um ein Kind oder Kleinkind gemäß den 2 bzw. 3 handelt. Davon wiederum abhängig wird anhand der von der Auswerteeinrichtung 8a abgeprüften Funktionslogik bestimmt, ob der Fahrzeuginsasse F_n normal, überdurchschnittlich oder erheblich verletzungsgefährdet ist und demzufolge zur Ansteuerung des Verstellantriebs 4 uneingeschränkt, eingeschränkt bzw. nicht berechtigt wird. Dabei wird beispielsweise ein Fahrzeuginsasse F₁ gemäß 1 als Erwachsener erkannt und uneingeschränkt autorisiert mit der Folge, dass ein von dieser Bedienperson infolge einer Betätigung des Bedientasters 3 ausgeführter Bedienbefehl zu einem entsprechenden Steuersignal oder -befehl ST₁ führt, der einen Normalbetrieb des Verstellantriebs 4 ermöglicht.
Bei einem als eingeschränkt autorisiert erkannten Fahrzeuginsassen F₂, wie dieser beispielhaft in 2 dargestellt ist, führt ein über die Bedientaste 3 ausgelöster Bedienbefehl zu einem nur eingeschränkten Betrieb des Verstellantriebs 4. Hierzu generiert die Auswerte- und Steuereinrichtung 8 anhand des Ergebnisses des Vergleichs der erfassten biometrischen Daten D_n mit den Referenzdaten R_n ein Steuersignal ST₂ für eine derart reduzierte Antriebsleistung, dass die maximal erzielten Einklemmkräfte, die die Fahrzeugscheibe 6 in der Nähe der Schließstellung ausüben kann, geringfügig verringert oder erheblich verringert sind.
Die Authentifizierung der im Vergleich zur in 1 veranschaulichten, uneingeschränkt autorisierten Bedienperson F₁ nur eingeschränkt autorisierten Bedienperson F₂ gemäß 2 kann anhand des mittels des Sensors S₁ erfassten Fingerabdrucks erfolgen, der einen im Vergleich zum Fahrzeuginsassen F₁ nach 1 kleinen Finger detektiert. Alternativ oder zusätzlich können die vom Gewichtssensor S₂ erfassten biometrischen Daten D₂, Signale oder Daten D₃ des Kopfstützensensors S₃ und/oder die Merkmale D₄ der Kamera S₄ herangezogen und mittels der Auswerteeinrichtung 8a beispielsweise durch logische Verknüpfungen analysiert werden.
So kann beispielsweise ein erfasster Fingerabdruck der in 2 veranschaulichten Bedienperson F₂ bei Unterschreiten eines als Referenzwert R_n vorgegebenen Schwellwertes in einer UND-Verknüpfung mit den biometrischen Daten D_n mindestens eines weiteren Sensors S_n als Bedingung für eine Authentifizierung zur Ansteuerberechtigung des Verstellantriebs 4 herangezogen werden. Ebenso können weitere UND- und/oder ODER-Verknüpfungen bei der Prüfung der Bedienungs- und Ansteuerberechtigung des jeweiligen Fahrzeuginsassen F₂ zugrunde gelegt werden.
Die Charakterisierung einer beispielhaft in 3 veranschaulichten Bedienperson F₃ als zur Ansteuerung des Verstellantriebs 4 unberechtigt kann analog sowohl anhand des mittels des Sensors S₁ erfassten Fingerabdrucks als auch anhand der biometrischen Daten D₂ des Gewichtssensors S₂, der Daten D₃ des Kopfstützensensors S₃ und/oder der Merkmale D₄ der Kamera S₄ erfolgen. Eine entsprechende Analyse erfolgt wiederum mittels der Auswerteeinrichtung 8a, beispielsweise durch logische Verknüpfungen verschiedener sensorisch erfasster biometrischer Merkmale und Daten D₁ bis D₄.
Als weiteres biometrisches Merkmal zur Authentifizierung eines Fahrzeuginsassen F₂ für eine Ansteuerung des Verstellantriebs 4 kann in nicht näher dargestellter Art und Weise, vorzugsweise lediglich zusätzlich, auch eine akustische Spracherkennung herangezogen werden.
Bezugszeichenliste

1: Authentifizierungs-/Autorisierungsvorrichtung
2: Fahrzeugsitz
3: Bedientaste
4: Verstell-/Fensterheberantrieb
5: Verstellmechanik
6: Fahrzeugscheibe
8: Auswerte-/Steuereinrichtung
9: Kopfstütze
10: Steuer-/Datenleitung
Dn: biometrische Daten
Fn: Fahrzeuginsasse
Ln: Signalleitung
Rn: Referenzdaten/Schwellwerte
Sn: biometrischer Sensor
S1: Fingerabdrucksensor
S2: Gewichtssensor
S3: Kopfstützensensor
S4: Kamera
STn: Steuersignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202006002527 U1 [0005]
DE 10125748 A1 [0005]
DE 10340286 A1 [0005]
DE 10321750 A1 [0014, 0015]
DE 102007023140 A1 [0015]
DE 19831570 A1 [0024]
EP 1431905 A2 [0024]
DE 19903568 B4 [0024]

Claims

Verfahren zur Ansteuerung eines Verstellantriebs (4) eines Kraftfahrzeugs, – wobei biometrische Daten (D_n) eines Fahrzeuginsassen (F_n) von mindestens einem biometrischen Sensor (S_n) erfasst werden, und – wobei die erfassten biometrischen Daten (D_n) durch einen Vergleich mit Referenzdaten (R_n) hinsichtlich der Autorisierung des Fahrzeuginsassen (F_n) zu einer uneingeschränkten, eingeschränkten oder keiner Ansteuerung des jeweiligen Verstellantriebs (4) ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Identifizierung eines Fahrzeuginsassen (F_n) als zu keiner oder zu einer eingeschränkten Ansteuerung des Verstellantriebs (4) autorisiert eine Antriebsansteuerung unterdrückt, eine bereits initiierte Antriebsansteuerung abgebrochen oder die Antriebskraft reduziert wird.
Verfahren Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Authentifizierung für eine Ansteuerung des Verstellantriebs (4) der Fingerabdruck des Fahrzeuginsassen (F_n) eingelesen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Authentifizierung für eine Ansteuerung des Verstellantriebs (4) ein Abbild eines Körperteils des Fahrzeuginsassen (F_n) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Authentifizierung für eine Ansteuerung des Verstellantriebs (4) die auf ein Fahrzeugteil (2) ausgeübte Gewichtskraft des Fahrzeuginsassen (F_n) erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass biometrische Daten (D_n) des Fahrzeuginsassen (F_n) mittels einer Anzahl von unterschiedlichen biometrischen Sensoren (S_n) erfasst und die erfassten Sensordaten (D_n) für die Authentifizierung des Fahrzeuginsassen (F_n) miteinander logisch verknüpft werden.
Authentifizierungs- und Autorisierungsvorrichtung (1) zur Ansteuerung eines Verstellantriebs (4) eines Kraftfahrzeugs durch einen Fahrzeuginsassen (F_n), – mit mindestens einem biometrischen Sensor (S_n), – mit einer Auswerteeinrichtung (8a), die zur Verarbeitung und Auswertung von mittels des oder jedes biometrischen Sensors (S_n) erfassten Daten (D_n) eingerichtet ist, um anhand der Daten (D_n) eine Auswahl zu treffen zwischen einer uneingeschränkten, einer eingeschränkten oder keine Autorisierung des Fahrzeuginsassen (F_n), und – mit einer der Auswerteeinrichtung (8a) nachgeschalteten Steuereinrichtung (8b), die bei uneingeschränkter Autorisierung des Fahrzeuginsassen (F_n) ein Steuersignal (ST_n) zur uneingeschränkten Aktivierung, bei eingeschränkter Autorisierung des Fahrzeuginsassen (F_n) ein Steuersignal (S_n) zur eingeschränkten Aktivierung und im Falle keiner Autorisierung des Fahrzeuginsassen kein Steuersignal zur Aktivierung des Verstellantriebs (4) erzeugt.
Authentifizierungs- und Autorisierungssystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der biometrische Sensor (S_n) ein an einem Bedienelement (3) zur Betätigung des Verstellantriebs (4) angeordneter Fingerabdrucksensor (S₁) ist.
Authentifizierungs- und Autorisierungssystem (1) nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine Kamera (S₄), einen Kopfstützensensor (S₃), einen Gewichtssensor (S₂) und/oder eine Spracherkennungseinrichtung zur Erfassung biometrischer Daten (D_n) des Fahrzeuginsassen (F_n).
Authentifizierungs- und Autorisierungssystem (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch eine bei mehreren Sensoren (S_n) vorgesehene Datenbusstruktur (L_n) zur Übermittlung der erfassten biometrischen Daten (D_n) an die Auswerteeinrichtung (8a).