DE102018129047B3

DE102018129047B3 - Vehicle interior monitoring using ultrasound transducers integrated in the ventilation system

Info

Publication number: DE102018129047B3
Application number: DE102018129047.0A
Authority: DE
Inventors: Sylvio Salomon; Felix Haering
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2038-11-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Innenraumes eines Fahrzeuges mittels mindestens eines Ultraschallwandlers (4) mit den Schritten: Aussenden von Ultraschallsignalen (5) in den Innenraum des Fahrzeuges; Empfangen der aus dem Innenraum reflektierten Ultraschallsignale; und Auswerten der empfangenen Ultraschallsignale, wobei das Aussenden (5) und das Empfangen der Ultraschallsignale mittels eines oder mehrerer innerhalb eines Luftkanals (3) im Fahrzeuginnenraum angeordneter Ultraschallwandler (4) erfolgt. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Diebstahlschutz, zur Gestensteuerung, Erzeugen eines haptischen Feedbacks, Erzeugen eines akustischen Feedbacks, Mensch/Maschine-Kommunikation, eine Vorrichtung sowie ein System zur Innenraumüberwachung und ein Fahrzeug mit einem ebensolchen System.The invention relates to a method for monitoring the interior of a vehicle by means of at least one ultrasound transducer (4), comprising the steps of: sending ultrasound signals (5) into the interior of the vehicle; Receiving the ultrasound signals reflected from the interior; and evaluating the received ultrasound signals, the transmission (5) and the reception of the ultrasound signals using one or more ultrasound transducers (4) arranged within an air duct (3) in the vehicle interior. Furthermore, the present invention relates to the use of the method according to the invention for theft protection, for gesture control, generating haptic feedback, generating acoustic feedback, man / machine communication, a device and a system for interior monitoring and a vehicle with the same system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung des Innenraumes eines Fahrzeuges mittels mindestens eines Ultraschallwandlers mit den Schritten: Aussenden von Ultraschallsignalen in den Innenraum des Fahrzeuges; Empfangen der aus dem Innenraum reflektierten Ultraschallsignale; und Auswerten der empfangenen Ultraschallsignale, wobei das Aussenden und das Empfangen der Ultraschallsignale mittels eines oder mehrerer innerhalb eines Luftkanals im Fahrzeuginnenraum angeordneter Ultraschallwandler erfolgt. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Diebstahlschutz, zur Gestensteuerung, Erzeugen eines haptischen Feedbacks, Erzeugen eines akustischen Feedbacks, Mensch/Maschine-Kommunikation, sowie ein System zur Innenraumüberwachung und ein Fahrzeug mit einem ebensolchen System.The present invention relates to a method for monitoring the interior of a vehicle by means of at least one ultrasound transducer, comprising the steps of: sending ultrasound signals into the interior of the vehicle; Receiving the ultrasound signals reflected from the interior; and evaluating the received ultrasound signals, the transmission and the reception of the ultrasound signals being carried out by means of one or more ultrasound transducers arranged within an air duct in the vehicle interior. Furthermore, the present invention relates to the use of the method according to the invention for theft protection, for gesture control, for generating haptic feedback, for generating acoustic feedback, for man / machine communication, as well as for a system for interior monitoring and a vehicle with the same system.

Die genaue und automatisierte Erfassung des Zustandes in Innenräumen von Fahrzeugen hat in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. In der Vergangenheit war der Nutzer eines Fahrzeuges in der Regel damit zufrieden, Fahrzeugeinstellungen selbst aktiv ändern zu können. Diese Erwartungshaltung hat sich aber immer mehr dazu gewandelt, dass nicht nur die prinzipielle Möglichkeit zur Beeinflussung der Umgebungsbedingungen gewünscht ist, sondern dass diese vom Fahrzeug selbst vorgeschlagen, selbst initiiert und/oder mit einem Mindestmaß an Eingriffen durchgeführt werden kann. Um letzteres sicher und mit einem hohen Maß an Komfort durchführen zu können, sind verlässliche Informationen über den Innenraum eines Fahrzeuges notwendig. Die präzise Erfassung des Fahrzeuginnenraumzustandes ist für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen erforderlich. Dazu zählen zum Beispiel der Diebstahlschutz, die Steuerung einer von der Insassenanzahl abhängigen Klimaautomatik und/oder die berührungslose Steuerung von Fahrzeug- und Kommunikationsfunktionen allgemein. In all diesen Fällen kann ein robustes und verlässliches Verfahren zur Überwachung des Fahrzeuginnenraumes helfen, den Komfort und die Sicherheit zu erhöhen.The exact and automated recording of the condition in the interior of vehicles has become increasingly important in recent years. In the past, the user of a vehicle was generally satisfied with being able to actively change vehicle settings themselves. However, this expectation has increasingly changed to the fact that not only the basic possibility of influencing the ambient conditions is desired, but that this can be proposed by the vehicle itself, initiated itself and / or carried out with a minimum amount of intervention. In order to be able to carry out the latter safely and with a high degree of comfort, reliable information about the interior of a vehicle is necessary. The precise detection of the vehicle interior condition is required for a large number of different applications. These include, for example, theft protection, the control of an automatic climate control system depending on the number of occupants and / or the contactless control of vehicle and communication functions in general. In all of these cases, a robust and reliable method for monitoring the vehicle interior can help to increase comfort and safety.

Zur automatisierten Umgebungskontrolle wurden in der Patentliteratur eine Vielzahl unterschiedlicher Lösungen vorgeschlagen.A number of different solutions have been proposed in the patent literature for automated environmental control.

So offenbart beispielsweise die DE 38 02 159 C2 eine Schalteinrichtung zur Freigabe bzw. zum Unterbinden einer Aktivierung wenigstens einer, einem verstellbaren Fahrzeugsitz zugeordneten Zusatzeinrichtung eines Fahrzeugs, wie z. B. einem oder mehreren Personen-Rückhalteelementen (einem Gaskissen und/oder einem Gurtstraffer usw.) eines Personen- Rückhaltesystems, einer Sitzheizung, usw., welche eine Freigabe einer Aktivierung der Zusatzeinrichtung vom Zustand der Belegung eines Fahrzeugsitzes abhängig macht, derart, dass bei einem nicht besetzten oder nicht belegten Fahrzeugsitz die Aktivierung der Zusatzeinrichtung durch die Schalteinrichtung unterbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der Belegung des Fahrzeugsitzes mittels einer die Schalteinrichtung ansteuernden Vergleichseinrichtung, Weggebern zur Erfassung von Positionen (I) des Fahrzeugsitzes relativ zum Fahrzeug und von Positionen (alpha) von Sitzteilen relativ zueinander und einem eine Entfernung (e) einer Oberfläche von einem, in Richtung eines Oberflächenbereiches oder Oberflächenpunktes eines bestimmten Sitzteiles messenden, an einem fahrzeugfesten, dem bestimmten Sitzteil gegenüberliegend angeordneten, berührungsfrei arbeitenden Entfernungsmesssensor ermittelt wird, wobei die Vergleichseinrichtung aus Positionsdaten (I, alpha) der Weggeber eine Distanz (d) zwischen dem Oberflächenbereich oder Oberflächenpunkt des Fahrzeugsitzes und dem Entfernungsmesssensor errechnet, die Distanz (d) mit der vom Entfernungsmesssensor gemessenen Entfernung (e) vergleicht und bei bis auf einen bestimmten Toleranzbereich(d-dd, d+dd) übereinstimmenden Werten (d, e) die Schalteinrichtung ansteuert.For example, the DE 38 02 159 C2 a switching device for releasing or for preventing activation of at least one additional device of a vehicle assigned to an adjustable vehicle seat, such as, for. B. one or more person restraint elements (a gas cushion and / or a belt tensioner, etc.) of a person restraint system, a seat heater, etc., which makes a release of an activation of the additional device dependent on the state of occupancy of a vehicle seat, such that at an unoccupied or unoccupied vehicle seat is prevented from activating the additional device by the switching device, characterized in that the state of the occupancy of the vehicle seat by means of a comparison device which controls the switching device, displacement sensors for detecting positions (I) of the vehicle seat relative to the vehicle and of positions (Alpha) of seat parts relative to one another and a distance (e) of a surface from a, in the direction of a surface area or surface point of a specific seat part, working on a vehicle-fixed, arranged opposite the specific seat part, contact-free the distance measuring sensor is determined, the comparison device calculating a distance (d) between the surface area or surface point of the vehicle seat and the distance measuring sensor from position data (I, alpha), comparing the distance (d) with the distance (e) measured by the distance measuring sensor and if the values (d, e) match up to a certain tolerance range (d-dd, d + dd), the switching device is activated.

In einem weiteren Patentdokument, der DE 10 2014 117 794 A1 , wird eine Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts in einem Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit einer Sensoreinrichtung zum Bestimmen eines Abstandswerts offenbart, welcher einen Abstand zwischen der Sensoreinrichtung und dem Objekt beschreibt, und mit einem Innenverkleidungsteil für das Kraftfahrzeug, wobei die Sensoreinrichtung derart an dem Innenverkleidungsteil angeordnet ist, dass die Sensoreinrichtung in der bestimmungsgemäßen Einbaulage der Vorrichtung in dem Kraftfahrzeug auf einer dem Innenraum abgewandten Seite des Verkleidungsteils angeordnet ist, wobei die Sensoreinrichtung einen Ultraschallwandler umfasst, welcher dazu ausgelegt ist, zum Bestimmen des Abstandswerts ein Ultraschallsignal durch das Innenverkleidungsteil hindurch auszusenden und das von dem Objekt reflektierte Ultraschallsignal durch das Innenverkleidungsteil hindurch zu empfangen.In another patent document, the DE 10 2014 117 794 A1 , A device for detecting an object in an interior of a motor vehicle is disclosed with a sensor device for determining a distance value, which describes a distance between the sensor device and the object, and with an interior trim part for the motor vehicle, the sensor device being arranged on the interior trim part in this way that the sensor device is arranged in the intended installation position of the device in the motor vehicle on a side of the trim part facing away from the interior, the sensor device comprising an ultrasound transducer which is designed to transmit an ultrasound signal through the interior trim part to determine the distance value and from to receive the ultrasound signal reflected by the object through the interior trim part.

Des Weiteren offenbart die DE 10 2014 207917 A1 ein in einem Fahrzeug verbauten Ultraschallwandler, mit einem Ultraschallgeber, der eine Ultraschallwelle in einen Raum aussendet, und die Ultraschallwelle empfängt, einen Sensorsignal-Verarbeitungsabschnitt, der aus einer Wellenform der ausgesandten und empfangenen Ultraschallwelle eine Zielinformation erfasst, und einen reflektierenden Spiegel, der die von dem Ultraschallgeber ausgesandte Ultraschallwelle derart in den Raum reflektiert, dass die Abstrahlungs-Richtwirkung der Ultraschallwelle in einer Vorwärtsrichtung eines Fahrzeugs verbessert ist. Eine Lagebeziehung des Ultraschallgebers bezüglich des reflektierenden Spiegels ist dadurch gegeben, dass der Ultraschallgeber aus einer Hauptabstrahlungsachse der Ultraschallwelle zur Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs, die von dem reflektierenden Spiegel ausgebildet ist, winkelig versetzt ist. Durch diesen Aufbau soll es möglich sein, einen im Fahrzeug verbauten Ultraschallwandler zu erhalten, der einfach zu warten ist und eine hohe Erfassungsleistung aufweist.Furthermore, the DE 10 2014 207917 A1 an in-vehicle ultrasonic transducer, having an ultrasonic transmitter that emits an ultrasonic wave into a room and receives the ultrasonic wave, a sensor signal processing section that detects target information from a waveform of the transmitted and received ultrasonic wave, and a reflecting mirror that detects that of the ultrasound wave emitted from the ultrasound transmitter is reflected in the room in such a way that the radiation directivity of the ultrasound wave is improved in a forward direction of a vehicle. A positional relationship of the The ultrasound transmitter with respect to the reflecting mirror is given in that the ultrasound transmitter is angularly offset from a main radiation axis of the ultrasound wave to the forward direction of the vehicle, which is formed by the reflecting mirror. This structure should make it possible to obtain an ultrasound transducer installed in the vehicle which is easy to maintain and has a high detection power.

Aus der DE 10 2014 210 962 A1 ist eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die eine Mehrzahl von jeweils ein Körperbereich eines Fahrzeuginsassen zugeordneten Klimaparameterbeeinflussungsorganen und eine Mehrzahl von Sensoren aufweist, die eine Eigenschaft des jeweiligen zugeordneten Insassenkörperbereichs ermitteln können.From the DE 10 2014 210 962 A1 An air conditioning device for a motor vehicle is known, which has a plurality of climate parameter influencing elements each associated with a body region of a vehicle occupant and a plurality of sensors which can determine a property of the respective associated occupant body region.

Aus der DE 10 2016 005 001 B3 ist eine Vorrichtung zum Einstellen eines Luftstroms mit mindestens einer ersten Lamelle bekannt, welche zur Variation der Strömungsrichtung um eine erste Schwenkachse schwenkbar gelagert ist. Ferner weist die Vorrichtung einen Näherungssensor 30 auf, der ein Eintreten eines Objekts in seinen Erfassungsbereich erkennt und ein korrespondierendes Sensorsignal ausgibt.From the DE 10 2016 005 001 B3 A device for adjusting an air flow with at least one first lamella is known, which is mounted so as to be pivotable about a first pivot axis in order to vary the flow direction. The device also has a proximity sensor 30th which detects the entry of an object into its detection area and outputs a corresponding sensor signal.

Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen können noch weiteres Verbesserungspotential bieten, insbesondere hinsichtlich der Funktionalität des verwendeten Verfahrens und des Aufbaus, sowie einer gezielten Adaption an die Nutzung in Fahrzeuginnenräumen.Such solutions known from the prior art can offer further potential for improvement, in particular with regard to the functionality of the method used and the structure, and also a targeted adaptation to use in vehicle interiors.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lösung bereitzustellen, welche einfach und kostengünstig zu realisieren ist und welche mit einem Mindestmaß an Wartung und einem umfassenden mechanischen Schutz der verwendeten Ultraschallwandler gegenüber den bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik vorteilhaft ist.It is therefore the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art. It is in particular the object of the present invention to provide a solution which is simple and inexpensive to implement and which is advantageous over the known solutions from the prior art with a minimum of maintenance and extensive mechanical protection of the ultrasonic transducers used.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß ferner durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 6. Des Weiteren wird die Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen System nach Anspruch 9 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschrieben, wobei weitere in den Unteransprüchen oder in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.According to the invention, the object is achieved by a method having the features of claim 1. The object is also achieved by using the method according to the invention according to claim 6. Furthermore, the object is achieved by a system having the features of claim 8 and a vehicle solved with the system according to the invention according to claim 9. Preferred embodiments of the invention are described in the subclaims, in the description or in the figures, further features described or shown in the subclaims or in the description or in the figures, individually or in any combination, being able to represent an object of the invention, if they result from the Context does not clearly result in the opposite.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Überwachung des Innenraumes eines Fahrzeuges mittels mindestens eines Ultraschallwandlers vorgeschlagen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

- Aussenden von Ultraschallsignalen in den Innenraum des Fahrzeuges;
- Empfangen der aus dem Innenraum reflektierten Ultraschallsignale; und
- Auswerten der empfangenen Ultraschallsignale,

wobei das Aussenden und das Empfangen der Ultraschallsignale mittels eines oder mehrerer innerhalb eines Luftkanals im Fahrzeuginnenraum angeordneter Ultraschallwandler erfolgt.According to the invention, a method for monitoring the interior of a vehicle by means of at least one ultrasound transducer is proposed, the method comprising the steps:

- sending ultrasonic signals into the interior of the vehicle;
- receiving the ultrasound signals reflected from the interior; and
- evaluation of the received ultrasound signals,

wherein the transmission and reception of the ultrasound signals takes place by means of one or more ultrasound transducers arranged within an air duct in the vehicle interior.

Es hat sich gezeigt, dass ein derartiges Verfahren gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik signifikante technische Vorteile aufweist. Durch das vorgeschlagene Verfahren wird das Fahrzeuginnenraumdesign nicht durch sichtbare oder hervorstehende Sensoren beeinträchtigt. Das Verfahren ist kostengünstig zu realisieren, da durch den geschützten und nicht einsehbaren Einbau auch mechanisch weniger robuste oder hinsichtlich des Designs weniger optimierte Sensoren verbaut werden können. Der Verbau in der geschützten und zumeist nicht einsehbaren Umgebung mit bekannten akustischen Randbedingungen (Reflexionsflächen, Lufttemperatur, Strömungsgeschwindigkeit) ermöglicht dabei sowohl den Einsatz von Standard-Ultraschallwandlern aus dem Parkhilfebereich als auch die Verwendung mechanisch weniger robuster MEMS-Ultraschallwandler. Insofern ist das vorgestellte Verfahren äußerst flexibel in Bezug auf die Sensorauswahl. Dadurch ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren wiederum unterschiedliche Anwendungen, die über eine einfache Objektdetektion hinausgehen. So ist es beispielsweise möglich, ein 3D-Bild des Fahrzeuginnenraums mittels Beamforming zu erfassen oder mittels des Verfahrens ein haptisches oder akustisches Feedback mittels Ultraschall auf eine bestimmte Person oder eine bestimmte Stelle im Fahrzeug gerichtet auszugeben. Das Verfahren kann ein Bestandteil weiterer, unter Umständen komplexerer Verfahren, wie beispielsweise des Diebstahlschutzes mittels Innenraumüberwachung, der automatischen Detektion der Personenanzahl im Fahrzeug, der (teil-)automatisierten Steuerung der Luftauslässe zur Beeinflussung der Luftstromrichtung und des Volumenstroms, der intuitiven Einstellung der Fahrzeugbelüftung, etwa durch Gestensteuerung mittels entsprechender Handbewegungen vor dem Luftauslass oder der Realisierung einer Gestensteuerung im Allgemeinen, sein.It has been shown that such a method has significant technical advantages over the solutions from the prior art. The proposed method does not impair the interior design of the vehicle by visible or protruding sensors. The method can be implemented inexpensively, since the protected and invisible installation means that sensors that are mechanically less robust or less optimized in terms of design can also be installed. The installation in the protected and mostly invisible environment with known acoustic boundary conditions (reflection surfaces, air temperature, flow velocity) enables both the use of standard ultrasonic transducers from the parking aid area and the use of less mechanically robust MEMS ultrasonic transducers. In this respect, the method presented is extremely flexible in terms of sensor selection. As a result, the method according to the invention in turn enables different applications that go beyond simple object detection. For example, it is possible to capture a 3D image of the vehicle interior using beamforming or to output haptic or acoustic feedback using ultrasound aimed at a specific person or a specific location in the vehicle. The method can be a component of other, possibly more complex, methods, such as theft protection by means of interior monitoring, the automatic detection of the number of people in the vehicle, the (partially) automated control of the air outlets to influence the air flow direction and the volume flow, the intuitive setting of the vehicle ventilation, for example, by gesture control using appropriate hand movements in front of the air outlet or the implementation of gesture control in general.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Innenraum eines Fahrzeuges überwacht. Dies bedeutet insbesondere, dass mittels mindestens eines Ultraschallwandlers eine Fahrgastkabine eines Fahrzeuges überwacht wird. Der Innenraum des Fahrzeugs wird dabei von der Karosserie des Fahrzeuges umschlossen, kann aber auch Verbindungsleitungen zum Fahrzeugäußeren aufweisen. Mit dem Innenraum eines Fahrzeugs ist dabei insbesondere nicht gemeint, dass die äußere Umgebung des Fahrzeuges überwacht wird, wie dies beispielsweise über Parksensoren an Kraftfahrzeugen realisiert wird. Der Innenraum, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, ist üblicherweise der Bereich, in welchem sich der Fahrzeugführer aufhält. Die Überwachung des Innenraumes kann dabei zeitlich gesehen punktuell oder kontinuierlich, innerhalb bestimmter Zeitabstände oder mit variierender Frequenz erfolgen. Die Überwachungsfrequenz kann dabei eine Funktion der gewählten Anwendung sein. So ist es beispielsweise möglich, dass im Rahmen eines Diebstahlschutzes, das erfindungsgemäße Verfahren nur dann zur Anwendung kommt, wenn der Motor des Fahrzeuges ausgeschaltet ist. Will man mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens allerdings die Anzahl der im Fahrzeug befindlichen Personen bestimmen, so ist eine Überwachung des Innenraumes nach dem Start des Motors oder innerhalb einer kurzen Zeitspanne nach dem Anfahren des Fahrzeuges sinnvoll. Als Fahrzeuge kommen dabei sowohl motorisierte wie auch nicht motorisierte Fahrzeuge in Frage. Mögliche Fahrzeugkategorien, in welchen das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommen kann, sind beispielsweise Kraftfahrzeuge, LKWs, Schienenfahrzeuge, Luftfahrzeuge oder ähnliches. The interior of a vehicle is monitored by means of the method according to the invention. This means in particular that a passenger cabin of a vehicle is monitored by means of at least one ultrasound transducer. The interior of the vehicle is enclosed by the body of the vehicle, but can also have connecting lines to the exterior of the vehicle. In particular, the interior of a vehicle does not mean that the external environment of the vehicle is monitored, as is implemented, for example, by parking sensors on motor vehicles. The interior, for example in motor vehicles, is usually the area in which the driver is. The monitoring of the interior can take place punctually or continuously, within certain time intervals or with a varying frequency. The monitoring frequency can be a function of the selected application. It is possible, for example, that the method according to the invention is only used in the context of theft protection when the engine of the vehicle is switched off. However, if one wants to use the method according to the invention to determine the number of people in the vehicle, monitoring the interior after starting the engine or within a short period of time after starting the vehicle makes sense. Both motorized and non-motorized vehicles can be considered as vehicles. Possible vehicle categories in which the method according to the invention can be used are, for example, motor vehicles, trucks, rail vehicles, aircraft or the like.

Die Überwachung des Innenraumes erfolgt mittels mindestens eines Ultraschallwandlers. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf Basis eines einzelnen oder mehrerer Ultraschallwandler durchgeführt werden. Ultraschallwandler sind dabei aus dem Stand der Technik bekannt und in dem hier vorgestellten Verfahren können sowohl einzelne Ultraschallwandler oder aber auch komplexere Ultraschallwandler-Arrays eingesetzt werden. Des Weiteren ist es möglich, den Innenraum des Fahrzeuges über nur einen in einem Luftkanal des Fahrzeuges angeordneten Ultraschallwandler zu überwachen. Es ist aber auch möglich, zur Überwachung des Innenraumes in mehreren unterschiedlichen Luftkanälen Ultraschallwandler zu platzieren. Letzteres eignet sich insbesondere dann, wenn eine höhere Ortsauflösung des Innenraumes des Fahrzeuges gewünscht wird. Die Sensorinformationen des oder der Ultraschallwandler können dabei entweder jeweils einzeln oder im Verbund ausgewertet werden.The interior is monitored by means of at least one ultrasound transducer. The method according to the invention can be carried out on the basis of a single or a plurality of ultrasonic transducers. Ultrasonic transducers are known from the prior art and both individual ultrasonic transducers or more complex ultrasonic transducer arrays can be used in the method presented here. Furthermore, it is possible to monitor the interior of the vehicle using only one ultrasound transducer arranged in an air duct of the vehicle. However, it is also possible to place ultrasound transducers in several different air channels to monitor the interior. The latter is particularly suitable when a higher spatial resolution of the interior of the vehicle is desired. The sensor information of the ultrasonic transducer or transducers can be evaluated either individually or in a group.

Das Verfahren beinhaltet als ersten Verfahrensschritt das Aussenden von Ultraschallsignalen in den Innenraum des Fahrzeuges hinein. Die Ultraschallsignale werden also von einem Ultraschallwandler im Luftkanal des Fahrzeuges erzeugt und vom Ultraschallwandler in Richtung des Fahrzeuginnenraumes abgestrahlt. Dabei ist vorgesehen, dass die ausgesendeten Ultraschallwellen erst auf eine Innenwand des Luftkanals treffen und als an dieser Oberfläche reflektierte Wellen in den Innenraum gelangen.The method includes, as a first method step, the transmission of ultrasound signals into the interior of the vehicle. The ultrasound signals are thus generated by an ultrasound transducer in the air duct of the vehicle and emitted by the ultrasound transducer in the direction of the vehicle interior. It is provided that the emitted ultrasound waves only hit an inner wall of the air duct and reach the interior as waves reflected on this surface.

Im nächsten Schritt werden die aus dem Innenraum reflektierten Ultraschallsignale empfangen. Die Ultraschallwellen wechselwirken also zumindest zum Teil mit den Oberflächen des Fahrzeuginnenraumes und werden durch diese Oberflächen wieder in Richtung des Ultraschallwandlers reflektiert. Geeignete Oberflächen sind beispielsweise die Sitzoberflächen oder gegebenenfalls vorhandene Insassen des Fahrzeuges. Zumindest ein Teil der reflektierten Ultraschallwellen kann indirekt, d.h. erst nach einer oder mehreren Reflektionen an den Luftkanaloberflächen detektiert werden. Der Empfänger des Ultraschallwandlers bzw. des Ultraschallwandlersystems muss nicht ortsgleich zum Sender des Ultraschallwandlers bzw. des Ultraschallwandlersystems angeordnet sein, wobei jedoch beide Funktionen innerhalb eines Fahrzeuginnenraum-Luftkanals ausgeführt werden.In the next step, the ultrasound signals reflected from the interior are received. The ultrasonic waves thus interact at least in part with the surfaces of the vehicle interior and are reflected by these surfaces in the direction of the ultrasonic transducer. Suitable surfaces are, for example, the seat surfaces or possibly existing occupants of the vehicle. At least part of the reflected ultrasonic waves can be indirect, i.e. can only be detected after one or more reflections on the air duct surfaces. The receiver of the ultrasound transducer or the ultrasound transducer system does not have to be arranged in the same location as the transmitter of the ultrasound transducer or the ultrasound transducer system, but both functions are carried out within a vehicle interior air duct.

Die empfangenen Ultraschallsignale werden im Rahmen des Verfahrens ausgewertet. Aus der Literatur sind dazu verschiedene Ansätze bekannt.The ultrasound signals received are evaluated as part of the method. Various approaches to this are known from the literature.

Das Aussenden und das Empfangen der Ultraschallsignale erfolgt mittels eines oder mehrerer innerhalb eines Luftkanals im Fahrzeuginnenraum angeordneter Ultraschallwandler. Der erfindungsgemäße Vorteil ergibt sich insbesondere durch die Position des Ultraschallwandlers innerhalb eines Luftkanals des Fahrzeuges. Ein Luftkanal ist dabei insbesondere eine Zuleitung oder Röhre, durch welche der Innenraum des Fahrzeuges belüftet wird. Der Luftkanal besteht dabei üblicherweise aus einem Luftkanalgehäuse und einem Luftkanalinneren, wobei im Luftkanalinneren die eigentliche Luftführung zum Innenraum erfolgt. Es ist auch möglich, dass Luftkanäle verwendet werden, welche keinen direkten Zugang zur Außenluft aufweisen, sondern nur zur Umwälzung von Luft innerhalb des Fahrzeuges genutzt werden. Üblicherweise sind Luftkanäle durch weitere Einbauten wie zum Beispiel Filter, von der äußeren Umgebung des Fahrzeuges separiert. Der Ultraschallwandler ist dabei innerhalb des Luftkanals angeordnet. Dies bedeutet insbesondere, dass die Komponenten des Ultraschallwandlers sich innerhalb oder direkt in Kontakt mit dem Luftkanal befinden. Es ist also möglich, dass der gesamte Wandler im Luftkanalinneren oder aber das nur ein Teil des Wandlers im Luftkanalinneren angeordnet ist. Im ersteren Fall können beispielsweise die Signale über eine Leitung aus dem Luftkanal nach au-ßen geleitet werden. Im letzteren Fall durchstößt der Wandler das Luftkanalgehäuse und liegt, zumindest teilweise, im Luftkanalinneren. Diese Teile können insbesondere die Sende- und die Empfangseinheit des Ultraschallwandlers sein, welche ein Aussenden von Signalen in das Luftkanalinnere und ein Empfangen von Signalen aus dem Luftkanalinneren ermöglichen. Es werden vom Ultraschallwandler innerhalb eines Luftkanals also nur Schallwellen empfangen, welche eine gewisse Wegstrecke innerhalb des Luftkanals zurückgelegt haben. Die von dem Ultraschallwandler ausgesendeten Signale passieren zumindest einen Teil des Luftkanalinneren bevor sie aus dem Luftkanal heraus in den Fahrzeuginnenraum gelangen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, dass die Ultraschallwandler vom Innenraum des Fahrzeuges aus nicht unmittelbar sichtbar sind. Letzteres schließt allerdings nicht aus, dass wenn man in den Luftkanal hineinschaut, der Ultraschallwandler sichtbar sein kann. Ein Ultraschallwandler kann innerhalb eines Luftkanals angeordnet sein, wenn der Ultraschallwandler sich mindestens 1 cm, bevorzugt 2,5 cm und des Weiteren bevorzugt 5 cm von der Innenraumöffnung des Luftkanals entfernt im Luftkanal befindet. Insbesondere ist der Abstand zwischen Ultraschallwandler und Luftkanalauslass kleiner als die Strecke vom Ultraschallwandler zum Luftkanaleinlass, beispielsweise der Lufteinlass in einem Motorraum. Der Wandler befindet sich erfindungsgemäß im Fahrzeuginnenraum, wenn der Abstand des Wandlers entlang des Luftkanals zum Innenraum kleiner ist als der Abstand des Wandlers entlang des Luftkanals zur Fahrzeugumgebung (beispielsweise dem Außenvolumen vor einem Fahrzeug-Kühlergrill).The ultrasound signals are transmitted and received by means of one or more ultrasound transducers arranged within an air duct in the vehicle interior. The advantage according to the invention results in particular from the position of the ultrasound transducer within an air duct of the vehicle. An air duct is in particular a feed line or tube through which the interior of the vehicle is ventilated. The air duct usually consists of an air duct housing and an air duct interior, the actual air routing to the interior taking place inside the air duct. It is also possible for air ducts to be used which have no direct access to the outside air, but are only used to circulate air inside the vehicle. Air ducts are usually separated from the external environment of the vehicle by further internals such as filters. The ultrasound transducer is arranged inside the air duct. This means in particular that the components of the ultrasound transducer are located inside or directly in contact with the air duct. It is therefore possible for the entire transducer to be arranged in the interior of the air duct or only part of the transducer to be arranged in the interior of the air duct. In the former case, for example, the signals can be routed outwards from the air duct via a line become. In the latter case, the converter penetrates the air duct housing and, at least partially, lies inside the air duct. These parts can in particular be the transmitter and receiver unit of the ultrasound transducer, which enable signals to be sent into the interior of the air duct and signals from the interior of the air duct to be received. Only ultrasonic waves are received by the ultrasonic transducer within an air duct, which have covered a certain distance within the air duct. The signals emitted by the ultrasonic transducer pass through at least part of the interior of the air duct before they reach the vehicle interior from the air duct. In particular, it can be advantageous that the ultrasound transducers are not directly visible from the interior of the vehicle. However, the latter does not rule out that if you look into the air duct, the ultrasound transducer can be visible. An ultrasound transducer can be arranged within an air duct if the ultrasound transducer is located at least 1 cm, preferably 2.5 cm and further preferably 5 cm from the interior opening of the air duct in the air duct. In particular, the distance between the ultrasonic transducer and the air duct outlet is smaller than the distance from the ultrasonic transducer to the air duct inlet, for example the air inlet in an engine compartment. According to the invention, the converter is located in the vehicle interior if the distance of the converter along the air duct to the interior is smaller than the distance of the converter along the air duct to the vehicle surroundings (for example the outside volume in front of a vehicle radiator grille).

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens die Anordnung des Ultraschallwandlers im Luftkanal eine Detektion aus dem Innenraum des Fahrzeuges reflektierter Schallwellen nur unter Wechselwirkung dieser Schallwellen mit den Wänden des Luftkanales ermöglichen. Diese indirekte Anordnung, in welcher nur Wellen auf den Ultraschallwandler treffen, welche vorher zumindest einmal an anderen Stellen des Luftkanals reflektiert wurden, ist besonders zur „integralen“ Überwachung von Fahrzeuginnenräumen geeignet. Durch die Reflektion kann es zwar möglich sein, dass die Ortsauflösung des Messverfahrens etwas verringert ist, jedoch lassen sich anhand der kumulierten reflektierten Signale große Messbereiche realisieren. Auf diese Art und Weise lassen sich mit einer relativ kleinen Anzahl an Ultraschallwandlern große Innenraumvolumina zuverlässig überwachen.According to the invention, it is provided that in a preferred embodiment of the method, the arrangement of the ultrasound transducer in the air duct makes it possible to detect sound waves reflected from the interior of the vehicle only when these sound waves interact with the walls of the air duct. This indirect arrangement, in which only waves hit the ultrasonic transducer, which were previously reflected at least once at other points in the air duct, is particularly suitable for "integral" monitoring of vehicle interiors. The reflection may make it possible for the spatial resolution of the measurement method to be somewhat reduced, but large measurement ranges can be realized on the basis of the cumulative reflected signals. In this way, large interior volumes can be reliably monitored with a relatively small number of ultrasonic transducers.

Innerhalb eines weiteren Aspektes des Verfahrens kann als Ultraschallwandler ein Ultraschallwandler-Array genutzt werden. Durch den Einbau des Ultraschallwandler-Arrays in einen mechanisch geschützten Bereich innerhalb eines Luftkanals lässt sich auch ein solch vergleichsweise mechanisch sensibles System zuverlässig zur Überwachung des Innenraums einsetzen. Diese Arrays sind üblicherweise deutlich weniger mechanisch belastbar als beispielsweise Ultraschallwandler, welche zur Überwachung von Parkvorgängen eingesetzt werden. In den üblichen Einbausituationen, bei denen Ultraschallwandler im Innenraum sichtbar sind und zumindest teilweise in den Innenraum des Fahrzeuges hineinragen, könnte ein Ultraschallwandler-Array schnell beschädigt werden, weshalb sich eine verlässliche Innenraumüberwachung so kaum garantieren ließe. Die Arrays bestehen aus einer Mehrzahl von Ultraschallwandlern, welche elektrisch zusammengeschaltet sind. Der Einsatz von Arrays kann die Innenraumüberwachung weniger fehleranfällig machen und kann zusätzlich dazu beitragen, die Ortsauflösung des Verfahrens deutlich zu erhöhen.In a further aspect of the method, an ultrasound transducer array can be used as the ultrasound transducer. By installing the ultrasonic transducer array in a mechanically protected area within an air duct, such a comparatively mechanically sensitive system can also be used reliably for monitoring the interior. These arrays are usually significantly less mechanically resilient than, for example, ultrasonic transducers, which are used for monitoring parking processes. In the usual installation situations in which ultrasound transducers are visible in the interior and at least partially protrude into the interior of the vehicle, an ultrasound transducer array could be quickly damaged, which is why reliable interior monitoring can hardly be guaranteed. The arrays consist of a plurality of ultrasonic transducers which are electrically connected together. The use of arrays can make interior monitoring less prone to errors and can also help to significantly increase the spatial resolution of the method.

In einem weiteren Aspekt des Verfahrens kann das Ultraschallwandler-Array ein MEMS-Ultraschall-Array sein. Der Einsatz mikrosystemtechnisch gefertigter Ultraschallwandler (microelectromechanical systems - MEMS) kann die Funktionalität und insbesondere die Ortsauflösung des erfindungsgemäßen Verfahrens noch einmal deutlich steigern. Der vorteilhafte Einsatz dieser Wandlerklasse ist hier nicht nur deshalb möglich, weil der Verbau in einem mechanisch geschützten Bereich erfolgt, sondern auch weil die Umgebungsbedingungen im hohen Maße kontrollierbar und/oder bekannt sind.In a further aspect of the method, the ultrasound transducer array can be a MEMS ultrasound array. The use of ultrasonic transducers manufactured by microsystems technology (microelectromechanical systems - MEMS) can again significantly increase the functionality and in particular the spatial resolution of the method according to the invention. The advantageous use of this converter class is possible here not only because it is installed in a mechanically protected area, but also because the ambient conditions are highly controllable and / or known.

Im Rahmen einer weiteren Ausführung des Verfahrens können in mindestens zwei Luftkanälen des Fahrzeuginnenraumes Ultraschallwandler angeordnet sein. Der Einsatz mindestens zweier Ultraschallwandler in Fahrzeuginnenräumen hat sich für viele Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens als besonders geeignet herausgestellt. Für die üblichen Abmessungen von Innenräumen lässt sich der Innenraum des Fahrzeuges besonders gut überwachen und der Einbau in unterschiedlichen Luftkanälen kann dazu beitragen, dass komplementäre Richtungsinformationen von den an unterschiedlichen Stellen eingebauten Ultraschallwandlern erhalten werden. Dadurch lassen sich die einzelnen Ultraschallwandler gegeneinander abgleichen und somit kann die Fehleranfälligkeit des Systems deutlich reduziert werden.As part of a further embodiment of the method, ultrasound transducers can be arranged in at least two air channels in the vehicle interior. The use of at least two ultrasound transducers in vehicle interiors has proven to be particularly suitable for many applications of the method according to the invention. The interior of the vehicle can be monitored particularly well for the usual dimensions of interior spaces, and installation in different air ducts can help to ensure that complementary directional information is obtained from the ultrasound transducers installed at different points. This allows the individual ultrasonic transducers to be compared with one another and the susceptibility of the system to errors can be significantly reduced.

In einem weiteren Aspekt des Verfahrens kann auf gegenüberliegenden Seiten eines Luftkanals mindestens jeweils ein Ultraschallwandler angeordnet sein. Der Einsatz zweier voneinander beabstandeter Ultraschallwandler innerhalb ein und desselben Luftkanals kann zu einer Verbesserung der räumlichen Auflösung der Ultraschallmessungen beitragen. Der Einsatz zweier Wandler innerhalb ein und derselben Umgebung, d.h. unter im Wesentlichen gleichen Bedingungen wie Temperatur sowie Luftstromgeschwindigkeit und -Richtung, kann zudem dazu beitragen, dass die Fehleranfälligkeit des Systems deutlich reduziert wird. Durch die Anordnung der beiden Wandler an jeweils gegenüberliegenden Seiten des Luftkanals kannauf der Basis gemessener Laufzeiten und/oder Phasenverschiebungen eine Lokalisation eines die ausgesendeten Schallwellen reflektierenden Objektes erfolgen. Übliche Abstände zwischen beiden Wandlern können dabei größer oder gleich 0,5 cm, bevorzugt größer oder gleich 1,5 cm und des Weiteren bevorzugt größer oder gleich 2,0 cm sein.In a further aspect of the method, at least one ultrasonic transducer can be arranged on opposite sides of an air duct. The use of two ultrasound transducers spaced apart from one another within the same air duct can contribute to an improvement in the spatial resolution of the ultrasound measurements. The use of two transducers within the same environment, ie under essentially the same conditions as temperature and air flow speed and direction, can also help to significantly reduce the system's susceptibility to errors. Due to the arrangement of the two transducers on opposite sides of the air duct in each case, an object reflecting the emitted sound waves can be localized on the basis of measured transit times and / or phase shifts. Usual distances between the two transducers can be greater than or equal to 0.5 cm, preferably greater than or equal to 1.5 cm and furthermore preferably greater than or equal to 2.0 cm.

Weiterhin erfindungsgemäß ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Realisierung eines Diebstahlschutzes, zur Gestensteuerung, zum Erzeugen eines ultraschallbasierten haptischen Feedbacks, zum Erzeugen eines akustischen Feedbacks, zur Mensch/Maschine-Kommunikation oder Kombinationen daraus. Gerade diese Anwendungen profitieren von der erhöhten Genauigkeit und der höheren Robustheit des Verfahrens durch die Platzierung der Wandler in den Luftkanälen eines Fahrzeuginnenraums. Innerhalb der Anwendungen kann dabei entweder nur der Innenraum des Fahrzeuges durch die Ultraschallwandler überwacht werden. Es ist aber auch möglich, mittels der eingebauten Ultraschallwandler akustische Signale an die Insassen des Fahrzeuges auszugegeben, wenn die Ultraschallwandler die Erzeugung eines für den Menschen wahrnehmbaren Schalls erlauben. Das akustische Feedback kann in Abhängigkeit des Wandlertyps und der Positionierung der Wandler prinzipiell auch gerichtet erfolgen.Furthermore, the use of the method according to the invention for realizing anti-theft protection, for gesture control, for generating an ultrasound-based haptic feedback, for generating acoustic feedback, for human / machine communication or combinations thereof. These applications in particular benefit from the increased accuracy and the greater robustness of the method by placing the transducers in the air ducts of a vehicle interior. Within the applications, either only the interior of the vehicle can be monitored by the ultrasonic transducers. However, it is also possible to emit acoustic signals to the occupants of the vehicle by means of the built-in ultrasound transducers if the ultrasound transducers allow the generation of sound that is perceptible to humans. Depending on the type of transducer and the positioning of the transducers, the acoustic feedback can in principle also be directed.

Innerhalb einer bevorzugten Verwendung kann das Verfahren zum Einstellen der Innenraumklimatisierung mittels Gestensteuerung genutzt werden. Die unmittelbare Nähe der in einen Luftkanal oder in mehrere Luftkanäle integrierten Ultraschallwandler zu der Handposition des Anwenders kann dabei zu einer besonders intuitiven, präzisen und wenig fehleranfälligen Steuerung der Luftstromgeschwindigkeit, der Temperatur und/oder weiterer Einstellmöglichkeiten der Klimatisierung beitragen.In a preferred use, the method for setting the interior air conditioning by means of gesture control can be used. The immediate proximity of the ultrasonic transducers integrated in one air duct or in several air ducts to the hand position of the user can contribute to a particularly intuitive, precise and less error-prone control of the air flow speed, the temperature and / or further setting options for the air conditioning.

Weiterhin beispielhaft ist eine Vorrichtung zur Überwachung des Innenraumes eines Fahrzeuges, welche mindestens eine Kombination aus mindestens einem Ultraschallwandler und einem Luftkanal umfasst, wobei der Ultraschallwandler innerhalb des Luftkanals angeordnet und dazu ausgelegt ist, Signale in den Innenraum des Fahrzeugs zu senden und Signale aus dem Innenraum des Fahrzeuges zu empfangen. Diese Ausgestaltung der Vorrichtung hat sich als besonders effizient zur Überwachung des Innenraumes von Fahrzeugen erwiesen. Die Wandlerkomponenten sind durch die Anordnung innerhalb des Luftkanales für die Fahrzeuginsassen optisch nicht direkt erkennbar und geschützt angeordnet, sodass eine ungewollte mechanische Beschädigung erschwert wird.Another example is a device for monitoring the interior of a vehicle, which comprises at least a combination of at least one ultrasound transducer and an air duct, the ultrasound transducer being arranged within the air duct and designed to send signals into the interior of the vehicle and signals from the interior to receive the vehicle. This configuration of the device has proven to be particularly efficient for monitoring the interior of vehicles. Due to the arrangement within the air duct, the converter components are not directly recognizable and protected for the vehicle occupants, so that unwanted mechanical damage is made more difficult.

Des Weiteren erfindungsgemäß ist ein System zur Überwachung des Innenraumes eines Fahrzeuges, wobei das System dazu ausgelegt ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen und mindestens einen, innerhalb eines Luftkanals im Fahrzeuginnenraum angeordneten Ultraschallwandler aufweist. Für die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems sei explizit auf die vorstehend angegebenen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen. Das System kann neben den innerhalb eines Luftkanals angeordneten Ultraschallwandlern noch weitere Komponenten wie eine Speichereinheit, eine Auswerteeinheit, eine Anzeigeeinheit, eine Energieversorgung und Schnittstellen zu anderen Fahrzeugkomponenten aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass die Steuerung des erfindungsgemäßen Systems über andere Komponenten erfolgt, welche dieselben Funktionalitäten aufweisen aber originär anderen Funktionen des Fahrzeuges zugeordnet sind. In diesen Fällen erfolgt die Steuerung des erfindungsgemäßen Systems durch diese anderen Systeme, wobei diese anderen Systeme auf das erfindungsgemäße Verfahren mit den erfindungsgemäß angeordneten Wandlern zurückgreifen.Furthermore, a system for monitoring the interior of a vehicle is according to the invention, the system being designed to carry out the method according to the invention and having at least one ultrasound transducer arranged within an air duct in the vehicle interior. For the advantages of the system according to the invention, reference is made explicitly to the advantages of the method according to the invention specified above. In addition to the ultrasound transducers arranged within an air duct, the system can also have further components such as a storage unit, an evaluation unit, a display unit, an energy supply and interfaces to other vehicle components. However, it is also possible for the system according to the invention to be controlled via other components which have the same functionalities but are originally assigned to other functions of the vehicle. In these cases, the system according to the invention is controlled by these other systems, these other systems using the method according to the invention with the transducers arranged according to the invention.

Weiterhin im Sinne der Erfindung ist ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen System zur Überwachung des Innenraumes. Für die Vorteile eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges mit dem erfindungsgemäßen System zur Überwachung des Innenraums wird explizit auf die oben genannten Vorteile des erfindungsgemäßen Systems und die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.A vehicle with the system for monitoring the interior according to the invention is also within the meaning of the invention. For the advantages of a vehicle according to the invention with the system for monitoring the interior according to the invention, reference is made explicitly to the above-mentioned advantages of the system according to the invention and the advantages of the method according to the invention.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.Further advantages and advantageous configurations of the objects according to the invention are illustrated by the drawings and explained in the following description. It should be noted that the drawings are only descriptive and are not intended to limit the invention in any way.

Es zeigen die

1 einen beispielhaften Aufbau (1) mit einem Ultraschallwandler (4) in einem Luftkanal (3), wobei der Ultraschallwandler (4) dazu ausgelegt ist, Schallwellen direkt und ohne nennenswerte Reflektion an den Luftkanalwänden auszusenden und zu detektieren;
2 einen erfindungsgemäßen Aufbau (1) mit einem Ultraschallwandler (4) in einem Luftkanal (3), wobei der Ultraschallwandler (4) dazu ausgelegt ist, im Wesentlichen von den Wänden des Luftkanales (3) reflektierte Wellen zu detektieren und zu diesen hin auszusenden.

They show

1 an exemplary structure ( 1 ) with an ultrasonic transducer ( 4th ) in an air duct ( 3rd ), the ultrasonic transducer ( 4th ) is designed to emit and detect sound waves directly and without any appreciable reflection on the air duct walls;
2nd a structure according to the invention ( 1 ) with an ultrasonic transducer ( 4th ) in an air duct ( 3rd ), the ultrasonic transducer ( 4th ) is designed essentially from the walls of the air duct ( 3rd ) to detect reflected waves and to emit them.

In der 1 ist ein möglicher Aufbau dargestellt, welcher für ein beispielhaftes Verfahren geeignet ist. Der Aufbau umfasst eine Einheit (1) aus Luftkanal (3) und integrierten Ultraschallwandler (4), wobei der Luftkanal (3) zum Innenraum des Fahrzeuges hin durch einen Luftkanalauslass (2) begrenzt ist. In diesem Fall ist der Auslass ein Lüftungsgitter, mit welchem üblicherweise die aus dem Kanal austretenden Luftströme gelenkt werden können. Zudem ist es möglich, über das Gitter durch Verdrehen der Lamellen eine Mengenregelung des Luftstromes vorzunehmen. Der Ultraschallwandler (4) ist innerhalb des Luftkanals (3) angeordnet und wird von den Luftkanalwänden umschlossen oder ist in diese integriert. Normalerweise ist in der Draufsicht die Anordnung des Ultraschallwandlers nicht sichtbar. Dieser ist aber in dieser Figur zur Verdeutlichung der Anordnung eingezeichnet. Des Weiteren ist der wesentliche Detektionsbereichsverlauf des Ultraschallwandlers (4) durch eine gepunktete Linie und die Mittellinie des Wandlers über eine gestrichelte Linie angezeigt. Der Ultraschallwandler (4) sendet seine Signale im Wesentlichen in Richtung des Luftkanalauslasses (2) und empfängt im Wesentlichen auch aus dieser Richtung die reflektierten Wellen. Es ist auch möglich, dass ein Teil der Wellen an den Innenwänden des Luftkanales (3) gestreut und dann am Wandler empfangen wird. Dieser Anteil ist in der dargestellten Konfiguration aber deutlich geringer als der direkt gesendete/empfangene Wellenanteil. Durch die Anordnung im Luftkanal (3) ist der Wandler (4) vor mechanischen Beschädigungen geschützt und die Oberfläche des Ultraschallwandlers (4) wird zudem durch den gegebenenfalls vorhandenen Luftstrom gereinigt. Des Weiteren sind die Lufttemperatur und die Strömungsbedingungen der Luft im Luftkanal (3) bekannt, sodass der Ultraschallwandler (4) mit einer höheren Genauigkeit betrieben werden kann. Die Stellung möglicherweise vorhandener Lamellen am Luftkanalauslass (2) und durch diese verursachte Ultraschallechos können über übliche Rechenmethoden oder eine Kalibrierung von den Signalen des Innenraumes unterschieden und so herausgerechnet werden. Zur Überwachung des Innenraumes können also die verbleibenden Signale, welche auf Reflektionen von Gegenständen des Innenraumes basieren, genutzt werden. Dies können beispielsweise Personen auf Sitzplätzen und/oder ein Kindersitz auf dem Beifahrersitz sein. Als mögliche Schaltoption ergibt sich beispielsweise das An- und/oder Ausschalten des Beifahrerairbags.In the 1 A possible structure is shown which is suitable for an exemplary method. The structure comprises one unit ( 1 ) from air duct ( 3rd ) and integrated ultrasonic transducer ( 4th ), the air duct ( 3rd ) to the interior of the vehicle through an air duct outlet ( 2nd ) is limited. In this case, the outlet is a ventilation grille with which the air flows emerging from the duct can usually be directed. In addition, it is possible to regulate the air flow via the grille by turning the slats. The ultrasonic transducer ( 4th ) is inside the air duct ( 3rd ) is arranged and is enclosed by the air duct walls or is integrated into them. The arrangement of the ultrasound transducer is normally not visible in the top view. However, this is shown in this figure to clarify the arrangement. Furthermore, the essential detection area profile of the ultrasonic transducer ( 4th ) is indicated by a dotted line and the center line of the transducer by a dashed line. The ultrasonic transducer ( 4th ) essentially sends its signals towards the air duct outlet ( 2nd ) and essentially receives the reflected waves from this direction. It is also possible that part of the waves on the inner walls of the air duct ( 3rd ) is scattered and then received at the converter. In the configuration shown, however, this portion is significantly lower than the directly transmitted / received wave portion. The arrangement in the air duct ( 3rd ) is the converter ( 4th ) protected from mechanical damage and the surface of the ultrasonic transducer ( 4th ) is also cleaned by the air flow that may be present. Furthermore, the air temperature and the flow conditions of the air in the air duct ( 3rd ) known so that the ultrasonic transducer ( 4th ) can be operated with higher accuracy. The position of any fins on the air duct outlet ( 2nd ) and ultrasound echoes caused by these can be distinguished from the signals of the interior using conventional calculation methods or calibration and can thus be calculated out. The remaining signals, which are based on reflections of objects in the interior, can thus be used to monitor the interior. This can be, for example, people in seats and / or a child seat in the front passenger seat. A possible switching option is, for example, switching the front passenger airbag on and / or off.

In der 2 ist ein erfindungsgemäßer Aufbau mit in einem Luftkanal integrierten Ultraschallwandler (4) gezeigt. Der Luftkanalauslass (2) wird in diesem Fall nicht durch ein Lüftungsgitter begrenzt. Die Detektion und die Aussendung der Ultraschallwellen des Ultraschallwandlers (4) erfolgt in dieser Konfiguration nicht direkt, sondern über eine Reflektion an den Luftkanalwänden (3). Angedeutet ist dies durch die teils gestrichelten Linien, welche den Sende- und Empfangskegel des Ultraschallwandlers darstellen sollen. Es ist, wie hier gezeigt möglich, dass der Ultraschallwandler (4) mehr oder weniger außerhalb des Luftkanals (3) angeordnet ist, wobei der Ultraschallwandler (4) mindestens partiell den Luftkanal (3) durchstößt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise, dass die Luftströmung innerhalb des Kanals nur sehr gering beeinflusst wird. Gleichzeitig ist aber eine effektive Reinigung des Ultraschallwandlers durch den vorbeiziehenden Luftstrom gewährleistet. Diese Ausgestaltung kann Verwirbelungen des Luftstromes im Luftkanal (3) entgegenwirken. Anhand der Signale des Ultraschallwandlers (4) lässt sich zum Beispiel die Belegung der hinteren Plätze eines Fahrzeuges sicher und einfach detektieren.In the 2nd is a construction according to the invention with an ultrasonic transducer integrated in an air duct ( 4th ) shown. The air duct outlet ( 2nd ) is not limited by a ventilation grille in this case. The detection and transmission of the ultrasonic waves from the ultrasonic transducer ( 4th ) does not take place directly in this configuration, but via a reflection on the air duct walls ( 3rd ). This is indicated by the partly dashed lines, which are intended to represent the transmit and receive cone of the ultrasonic transducer. As shown here, it is possible that the ultrasonic transducer ( 4th ) more or less outside the air duct ( 3rd ) is arranged, the ultrasonic transducer ( 4th ) at least partially the air duct ( 3rd ) pierces. This advantageously enables the air flow within the duct to be influenced only very slightly. At the same time, however, an effective cleaning of the ultrasound transducer is ensured by the air flow passing by. This configuration can cause turbulence in the air flow in the air duct ( 3rd ) counteract. Based on the signals from the ultrasonic transducer ( 4th ), for example, the occupancy of the rear seats in a vehicle can be detected safely and easily.

BezugszeichenlisteReference list

11: Luftkanal mit UltraschallwandlereinheitAir duct with ultrasonic transducer unit
22nd: LuftkanalauslassAir duct outlet
33rd: LuftkanalAir duct
44th: UltraschallwandlerUltrasonic transducer
55: Erfassungsfeld UltraschallwandlerDetection field of ultrasonic transducers

Claims

Method for monitoring the interior of a vehicle by means of at least one ultrasound transducer (4) comprising the steps: - emitting ultrasound signals (5) into the interior of the vehicle; - receiving the ultrasound signals reflected from the interior; and - evaluating the received ultrasound signals; wherein the transmission and reception of the ultrasound signals takes place by means of one or more ultrasound transducers (4) arranged inside an air duct (3) in the vehicle interior, characterized in that the arrangement of the ultrasound transducer (4) in the air duct (3) enables detection from the interior of the vehicle reflected sound waves only possible when the sound waves interact with the walls of the air duct (3).

Procedure according to Claim 1 , an ultrasound transducer array being used as the ultrasound transducer (4).

Procedure according to Claim 2 , wherein the ultrasound transducer array is a MEMS ultrasound array.

Method according to one of the preceding claims, wherein ultrasound transducers (4) are arranged in at least two air channels (3) of the vehicle interior.

Method according to one of the preceding claims, wherein at least one ultrasonic transducer (4) is arranged on opposite sides of an air duct (3).

Use of a method according to one of the preceding claims, the use being selected from the group consisting of theft protection, gesture control, generating haptic feedback, generating acoustic feedback, human / machine communication or combinations thereof.

Use after Claim 6 , wherein the gesture control is used to adjust the interior air conditioning.

System for monitoring the interior of a vehicle, characterized in that the system is designed to carry out the method according to one of the Claims 1 - 5 and has at least one ultrasound transducer (4) arranged within an air duct (3) within a vehicle.

Vehicle with a system for monitoring the interior of a vehicle Claim 8 .