DE102018211699A1

DE102018211699A1 - Verfahren zum Überwachen eines elektromotorisch verstellbaren Kindersitzes im Kraftfahrzeug, sowie System zum Ausführen des Verfahrens

Info

Publication number: DE102018211699A1
Application number: DE102018211699.7A
Authority: DE
Inventors: Michael Ketterer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2020-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und ein System (100) zum Überwachen eines Kindersitzes (10) im Kraftfahrzeug (9), bei dem eine Sitzschale (12) elektromotorisch gegenüber einem Sitzrahmen (14) verstellbar ist, wobei eine Kamera (35) am Kraftfahrzeug (9) befestigt ist, und die von der Kamera (35) aufgenommenen Daten einer Auswerteeinheit (37) zugeführt werden, und die Auswerteeinheit (37) Informationen über den Zustand des Kindersitzes (10) und/oder eines sich darin befindenden Kindes (8) ermittelt, um diese an einen Passagier und/oder an ein Steuergerät (64) des Kindersitzes (10) zu melden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines elektromotorisch verstellbaren Kindersitzes im Kraftfahrzeug, sowie ein System zum Ausführen des Verfahrens nach den unabhängigen Ansprüchen.
Stand der Technik
Mit der US 7,073,859 B1 ist ein motorisch verstellbarer Kindersitz bekannt geworden, der mittels Fernbedienung verstellt werden kann. Der motorische Antrieb verstellt hierbei die Rückenlehne bis zu einem mechanischen Anschlag, wobei die Sitzschale durch eine Verrastung fest fixierbar ist.
Aus der EP 1 737 697 B1 sind Kindersitze zur Verwendung im Kraftfahrzeug bekannt, bei denen beim Erkennen einer Pre-Crash-Situation Aktuatoren im Kindersitz angesteuert werden, die die Sicherheit des Kindes im Falle eines Crashs erhöhen sollen. Beispielsweise werden Luftpolster aufgeblasen oder Seitenwangen verstellt. Dabei werden die Daten für den Pre-Crash-Fall von einer Umfeld-Sensorik geliefert, die auch die Airbags der normalen Fahrzeugsitze ansteuert.
Die Schwierigkeit bei diesen Ausführungen besteht darin, den exakten Zustand des Kindersitzes und des darin befindlichen Kindes zuverlässig zu erfassen, damit die Sitzposition des Kindes sicher und maximal bequem eingestellt werden kann. Der Fahrer soll ohne abgelenkt zu werden Informationen bekommen, die notwendig sind, um sich um das Wohl des Kindes zu kümmern. Außerdem soll dem Fahrer ein komfortableres Be- und Entladen des Kindersitzes ermöglicht werden.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überwachen eines elektromotorisch verstellbaren Kindersitzes im Kraftfahrzeug, sowie das System zum Ausführen des Verfahrens mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Überwachung des Kindersitzes mittels einer im Fahrzeug angeordneten Kamera sehr exakte Informationen über das Befinden des Kindes im Fahrzeugsitz ermittelt werden können. Ebenso kann auch eine exakte Position der Sitzschale gegenüber dem Sitzrahmen des Kindersitzes mittels der Kamera erfasst werden, so dass eine weitere Positionssensorik für die beweglichen Teile im Kindersitz entfallen kann. Dadurch, dass auch bereits vorhandene Innenraumkameras im Fahrzeug für andere Funktionen verwendet werden, fallen für die Überwachung des Kindersitzes keine zusätzlichen Hardware-Kosten für die Sensorik des Kindes (Kindersitzes) an. Durch die intelligente Auswertung der aufgenommenen Daten der Kamera können vielfältige Informationen über den Zustand des Kindes und des Sitzes ermittelt werden. Daraufhin kann der Fahrer, bzw. Beifahrer (Passagier) informiert werden, um gegebenenfalls Einfluss auf den Kindersitz oder das Kind zu nehmen. Andererseits ist es durch die Auswertung der Kameradaten auch möglich, direkt mit dem Steuergerät für die elektromotorische Verstellung der Drehbewegung und der Sitzneigungsverstellung zu kommunizieren, um dadurch den Fahrer zu entlasten.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen vorgegebenen Ausführungen möglich. Das Überwachungsverfahren kann vorteilhaft aufgrund der Bildauswertung erkennen, ob der Kindersitz korrekt auf dem Fahrzeugsitz befestigt ist. Es kann ebenfalls überwacht werden, ob der Sicherheitsgurt des Kindes richtig geschlossen ist, bzw. ob das Kind den Gurt selbsttätig öffnet. Durch diese Überwachungsfunktion kann der Fahrer informiert werden, dass ein Fahrzeugstopp empfohlen wird, um den Kindersitz bzw. den Sicherheitsgurt korrekt zu befestigen.
Die Überwachungsfunktion kann mittels der Bildverarbeitung auch erkennen, ob der Kindersitz überhaupt belegt ist. Falls ein Kind erkannt wird, kann aus den Bilddaten die Größe und/oder das Gewicht des Kindes näherungsweise ermittelt werden. Dadurch können beispielsweise Airbags für den Fahrzeugsitz, auf dem der Kindersitz befestigt ist, deaktiviert werden, oder das Kind kann in einer Precrash-Situation entsprechend seiner Größe und seinem Gewicht in eine ideale Position für einen bevorstehenden Crash bewegt werden.
Da die Kamera auch die Position der Sitzschale gegenüber dem Sitzrahmen detektieren kann, kann bei diesem Überwachungssystem auf eine Kindersitz-interne Positionssensorik komplett verzichtet werden. Dabei übermittelt die Auswerteeinheit kontinuierlich die aktuelle Position der Sitzschale an das Steuergerät der motorisch verstellbaren Sitzschale, so dass die Positionsüberwachung der Sitzschale optisch über die Kamera erfolgt. Dadurch kann beispielsweise auf Hallsensoren in den Elektromotoren oder auf eine Strommessung für ein Ripple-Count-Verfahren verzichtet werden. Ausgehend von der aktuell detektierten Position der Sitzschalte kann die Auswerteeinheit aufgrund des ermittelten Zustandes des Kindes eine bequemere oder sicherere Position der Sitzschale dem Fahrer empfehlen. Alternativ kann die Auswerteeinheit auch direkt über das Steuergerät die Elektromotoren ansteuern, um die Position der Sitzschale zu optimieren.
Dabei kann der Zustand des Kindes beispielsweise über eine Gestenerkennung oder eine Temperaturmessung des Kindes erkannt werden. Dabei kann zusätzlich zu den Bilddaten auch ein Infrarotsensor zur Erfassung der Temperatur des Kindes verwendet werden. Durch moderne Bildverarbeitung kann auch direkt der Herzschlag, bzw. die Pulsfrequenz des Kindes ermittelt werden, und in Verbindung mit der Auswertung der Gestenerkennung des Kindes auf dessen Befinden rückgeschlossen werden. Dadurch kann der Fahrer beispielsweise auf eine notwendige Pause zur Beruhigung des Kindes oder zur Bewegung des Kindes aufmerksam gemacht werden, oder eine dem aktuellen Zustand des Kindes angepasste Sitzschalenposition empfohlen werden.
In einer weiteren Anwendung wird nicht nur der Kindersitz im Innenraum überwacht, sondern auch der Außenbereich an der Fahrzeugtür, an der das Kind in den Kindersitz ein- bzw. aussteigt. Dadurch kann beispielsweise bei einer Parkplatzsuche erkannt werden, ob der Parkplatz ausreichend Platz für das Öffnen der Fahrzeugtür bietet, um bequem an den Kindersitz zu gelangen. Wird eine Parksituation erkannt und/oder der Willen zum Entladen des Kindes erfasst, kann die Fahrzeugtür über die Auswerteeinheit auch automatisch über einem entsprechenden Türantrieb geöffnet werden. Der Kindersitz kann dabei zusätzlich in eine Drehposition gefahren werden, bei der das Kind bequem aus der Sitzschale entnehmbar ist. Dazu kann beispielweise die Sitzschale gegenüber dem Sitzrahmen näherungsweise um 90° aus der Fahrtrichtung zur Seitentür des Fahrzeugs hingedreht werden.
Soll hingegen ein Kind bei einem stehenden Fahrzeug in den Kindersitz im Fahrzeug gesetzt werden, kann die Auswerteeinheit den Kindersitz beispielsweise in eine Easy-Entry-Position fahren, indem die leere Sitzschale um etwa 90° zur offenen Fahrzeugtür hin gedreht wird. Auch bei der Easy-Entry-Funktion kann die Fahrzeugtür aufgrund einer Gestenerkennung oder eines Schlüsselsignals oder einem Handy-Befehl automatisch geöffnet werden, damit der Fahrer das Kind zum Einladen nicht absetzen muss, um die Fahrzeugtür zur öffnen.
Für die Erkennung einer Gefahrensituation für die Insassen - und im Speziellen für das Kind im Kindersitz - können zusätzlich zu den Kameradaten weitere Sensoren für die Umfelderkennung herangezogen werden. Die Auswerteeinheit des Überwachungssystems kann dabei dem Fahrer wieder Vorschläge mitteilen, welches die optimale Sitzposition für die bevorstehende Gefahr entspricht. Da der Fahrer in einer solchen Gefahrensituation gewöhnlich eher überfordert ist, kann die Auswerteeinheit auch direkt die Elektromotoren zur Verstellung der Sitzschale oder andere Sicherheitsaktuatoren ansteuern, um das Kind optimal auf die Gefahrensituation zu positionieren. Eine solche Funktion für die Meldung an den Fahrer oder die direkte Verstellung der Elektromotoren kann jedoch auch für den erhöhten Komfort und Sicherheit des Kindes genutzt werden. Wenn die Kamera beispielsweise erkennt, dass das Kind eingeschlafen ist, kann das Kind in eine Schlaf- oder Liegeposition gebracht werden. Hierdurch wird ein „nach vorne kippen“ des Kopfes und damit ein Strecken des Nackens verhindert, was im (Pre-)Crashfall einem Überstrecken des Nackens und ernsthaften Verletzungen entgegenwirkt. Dadurch kann das Überstrecken des Nackens verhindert werden, was statistisch eine häufige Verletzung bei Säuglingen und Kleinkindern bei KFZ-Unfällen darstellt.
Durch die kontinuierliche Überwachung des Kindes mittels der Kamera, kann die Auswerteeinheit dem Fahrer - oder auch anderen Insassen - auch jederzeit Informationen übermitteln, aufgrund derer der Fahrer entscheiden kann ob, es notwendig ist das Auto zu stoppen, um die Fixierung des Kindes oder dessen Positionierung zu korrigieren.
Durch das Überwachungsfahren ist es auch möglich, bei der Parkplatzsuche direkt vorzugeben, dass nur Parkplätze angezeigt werden, die ausreichend Platz für die Entnahme des Kindes, insbesondere über eine Seitentür des Fahrzeugs, bietet. Eine solche Unterstützungsfunktion schont die Nerven des Fahrers insbesondere im Stadtverkehr.
Eine solche Parkplatzsuchfunktion kann auch mit einer Komfortfunktion zur Entnahme oder zum Beladen des Kindes in den Kindersitz gekoppelt werden. Dabei kann die Sitzschale zur bequemeren Zugänglichkeit motorisch quer zur Fahrzeugrichtung zur Fahrzeugtür hingedreht werden. Optional kann zusätzlich die Fahrzeugtür motorisch direkt von der Auswerteeinheit angesteuert werden, um diese zu öffnen oder zu schließen.
In einer weiteren Ausführung kann die Überwachungsfunktion auch selbsttätig die Sitzschale auf das Kind angepasst gegenüber dem Sitzrahmen automatisch einstellen, wenn die Kamera die Größe und das Gewicht des Kindes erkennt. Insbesondere kann diese Funktion dafür genutzt werden, dass gesetzliche Vorschriften eingehalten werden, wonach beispielweise kleine Kinder mit dem Rücken in Fahrtrichtung transportiert werden müssen, wohingegen größere Kinder auch in Fahrtrichtung mitfahren können.
Bei der Abschätzung der Größe oder des Gewichts des Kindes, kann das Steuergerät die Position der Sitzschale automatisch in oder gegen die Fahrtrichtung voreinstellen und sicher fixieren. Durch eine solche Funktion können die gesetzlichen Vorgaben zur Sicherheit des Kindes zuverlässig eingehalten werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem ist beispielsweise eine Innenraumkamera an der Decke des Fahrzeugs, insbesondere in den Rückspiegel integriert, installiert. Dabei ist der Überwachungsbereich der Kamera so eingestellt, dass der vollständige Kindersitz, und das darin sich befindende Kind, erfasst wird. Die Kamera sendet ihre aufgenommenen Daten an ein Daten-Gateway, das vorzugsweise fest im Fahrzeug installiert ist. Dieses Daten-Gateway kann die aufgenommenen Daten beispielsweise drahtlos an eine Daten-Cloud senden, in der die Daten verarbeitet werden. Dazu ist die Auswerteeinheit für die Kameradaten vorteilhaft direkt in der Daten-Cloud realisiert. Alternativ kann die Auswerteeinheit teilweise oder vollständig in dem Daten-Gateway innerhalb des Fahrzeugs oder gar in der Kamera direkt angeordnet sein. Nach der Auswertung der Daten in der Daten-Cloud werden entsprechende Informationen oder Befehle wieder an das Daten-Gateway im Fahrzeug gesendet und von diesem an den Fahrer, bzw. an die Passagiere übermittelt. Dabei kann das Daten-Gateway auch direkt Stellbefehle an die Elektromotoren für die Sitzschale oder die Seitentür übermitteln, um eine automatisierte Positionsoptimierung der Sitzschale oder die Easy-Entry-Funktion zu realisieren.
In einer weiteren Ausführung sind zusätzlich zu der Innenraumkamera auch zusätzliche Umfeldsensoren an der Außenseite des Kraftfahrzeugs angeordnet, die ebenfalls Daten an die Auswerteeinheit liefern. Dies können beispielweise Ultraschallsensoren, oder Radarsensoren oder LIDAR-Sensor, oder auch ein oder mehrere Außenkameras sein, die die Umgebung des Fahrzeugs überwachen. Wird beispielsweise festgestellt, dass die Verkehrssituation um das Fahrzeug herum - insbesondere um die Fahrzeugtür an dem die der Kindersitz angeordnet ist - sicher ist, kann dies dem Fahrer angezeigt werden. Des Weiteren kann auch direkt die Komfort-Ausstiegs-Funktion ausgelöst werden, indem die Sitzschale motorisch zur Fahrzeugtür gedreht wird, und gegebenenfalls die Fahrzeugtür automatisch geöffnet werden kann. Die Kamera kann zusätzlich zu den Bilddaten gegebenenfalls auch weitere Daten aufnehmen, wie beispielweise über einen integrierten Infrarotsensor und/oder ein Bewegungsmelder. Dabei kann die Kamer und/oder auch die Auswerteeinheit Teil eines umfassenderen Sicherheits- oder Warnungs-System sein, das für die Sicherheit des Fahrzeugs verantwortlich ist.
Besonders vorteilhaft ist die Überwachung eines Kindersitzes, bei dem die Sitzschale gegenüber einem fest auf dem Fahrzeugsitz fixierten Sitzrahmen angeordnet ist. Dabei kann die Sitzschale mittels eines ersten Elektromotors einerseits mittels einer Drehbewegung in und gegen und quer zur Fahrtrichtung gedreht werden. Ein zweiter Elektromotor kann für eine Verstellung der Sitzschalenneigung genutzt werden, so dass sich die Rückenlehne Kindersitzes beispielsweise von einer Sitzposition in eine Schlafposition bewegen lässt. Diese beiden Elektromotoren können beispielsweise von einer zentralen Steuereinheit angesteuert werden, die im Kindersitz integriert ist. Diese Steuereinheit kommuniziert bevorzugt kabellos mit der Auswerteeinheit des Überwachungssystems. Dies wird insbesondere durch das zentrale Daten-Gateway im Kraftfahrzeug realisiert, das einerseits insbesondere kabellos mit dem Steuergerät des Kindersitzes, und andererseits beispielsweise mit der Auswerteeinheit in der Daten-Cloud kommuniziert. Ebenso kommuniziert das Daten-Gateway bevorzugt kabellos oder mittels Kabel mit der Kamera des Überwachungssystems und/oder mit weiteren Sensoren der Umfeldsensorik. Bevorzugt ist ein solches Daten-Gateway beispielsweise mit der Pre-Crash-Sensorik des Fahrzeugs verbunden. Ebenso kann ein solches Daten-Gateway über ein Türsteuergerät einen Verstellmotor für die Kraftfahrzeugtür ansteuern.
In einer alternativen Ausführung sind die Elektromotoren über eine Fernbedienung ansteuerbar, wobei die Fernbedienung beispielweise auch über eine Handy-APP oder ein anderes tragbares Kommunikationsmittel betätigbar ist. Dadurch kann der Fahrer die Sitzschale auch während der Fahrt elektromotorisch verstellen, ohne abgelenkt zu sein.
Figurenliste
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel eines elektromotorisch verstellbaren Kindersitzes,
2 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Systems zur elektromotorischen Verstellung eines Kindersitzes.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 zeigt einen Kindersitz 10 für ein Baby oder ein Kleinkind 8, wie er zum Transport von Kindern in Kraftfahrzeugen verwendet werden kann. Der Kindersitz 10 weist einen Sitzrahmen 14 auf, in dem eine Sitzschale 12 drehbar und neigbar gelagert ist. Damit kann die Position der Sitzschale 12 mittels einer Drehbewegung 84 bezüglich der Fahrtrichtung und einer Neigungsverstellung 86 einer Kindersitzlehne 28 elektromotorisch gegenüber dem Fahrzeug 9 verstellt werden. Der Kindersitz 10 wird beispielsweise mit dem Sitzrahmen 14 auf einen Kraftfahrzeugsitz 11 gestellt und bevorzugt mittels eines Sicherheitsgurts 7 befestigt. Zur Befestigung am Fahrzeugsitz 11 ist beispielsweise am Sitzrahmen 14 ein Befestigungselement 15 angeordnet, das direkt mit einer Einrastvorrichtung 16 oder einem Gurtsystem des Fahrzeugsitzes 11 verbindbar ist. Für eine Drehbewegung 84 des Kindersitzes 10 ist an der Sitzschale 12 ein Zahnkranz 70 angeordnet, der am äußeren Umfang eine Außenverzahnung 74 aufweist. Dabei ist die Außenverzahnung 74 beispielsweise an der Umfangsfläche eines axialen Fortsatzes 73 angeordnet. Die Sitzschale 12 weist hier ein Zwischenteil 13 auf, an dem die Außenverzahnung 74 ausgebildet ist. Das Zwischenteil 13 ist einerseits drehbeweglich im Sitzrahmen 14 gelagert, der fest mit dem Kraftfahrzeugsitz 11 verbindbar ist. Andererseits lässt sich die Sitzschalenlehne 28 der Sitzschale 12 gegenüber dem Zwischenteil 13 in ihrer Neigung motorisch verstellen. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel ein zweiter Elektromotor 20' am Zwischenteil 13 angeordnet, der über eine Mechanik 21 die Sitzschalenlehne 28 in einer Ebene verstellen kann, die beispielsweise durch die Fahrtrichtung 42 und die Vertikalrichtung 41 aufgespannt wird. In dieser Ebene ist bevorzugt die gesamte Sitzschale 12 entlang eines veränderlichen Lehnenneigungswinkel 31 verkippbar oder verdrehbar.
Die Außenverzahnung 74 kämmt mit einem Abtriebsritzel 52 eines ersten Elektromotors 20, der bei dieser Ausführung radial außerhalb des Verzahnungsrings 70 angeordnet ist. Dabei ist eine Achse 59 des Abtriebsritzels 52 vertikal, insbesondere parallel zu einer Drehachse 25 der Sitzschale 12, angeordnet. Der Elektromotor 20 ist am Sitzrahmen 14 des Kindersitzes 10 befestigt, so dass das Abtriebsritzel 52 die Sitzschale 12 über die Außenverzahnung 74 gegenüber dem Sitzrahmen 14 verdreht. Das Zwischenteil 13 ist dabei drehfest bezüglich einer Rotation um die Drehachse 25 mit der Sitzschale 12 verbunden. Der erste Elektromotor 20 ist zusammen mit seinem nachfolgenden Getriebe 48 und einer Verzahnung 51 zwischen dem Abtriebsritzel 52 und der Außenverzahnung 74 selbsthemmend ausgebildet, so dass beim Einwirken eines äußeren Drehmoments auf die Sitzschale 12 durch den Verzahnungseingriff des ersten Elektromotors 20 eine Drehung der Sitzschale 12 gegenüber dem Sitzrahmen 14 blockiert wird. In einer bevorzugten Ausführung ist auf einer Ankerwelle 50 des Elektromotors 20 eine Schnecke 77 drehfest angeordnet, die mit einem Schneckenrad 78 der Getriebestufe 48 zusammenwirkt. Der erste Elektromotor 20 bildet zusammen mit der Getriebestufe 48 den Antriebsmotor 46. Ein solches Schneckengetriebe 79 ist dabei selbsthemmend ausgebildet, um eine selbstständige Drehung der Sitzschale 12 gegenüber dem Sitzrahmen 14 zu verhindern. Die Gestaltung der Zahnform der Außenverzahnung 74 in Verbindung mit den Zähnen 51 des Abtriebsritzels 52 kann auch derart ausgeformt werden, dass die Selbsthemmung einer solchen Verzahnung 51, 74 erhöht wird. Das Getriebe 48 des Antriebsmotors 46 kann insbesondere als einfaches Schneckengetriebe 79 ausgebildet sein, bei dem das Abtriebsritzel 52 mit der gleichen Drehzahl dreht, wie das Schneckenrad 78. In einer alternativen Ausführung kann der Antriebsmotor 46 ein zweistufiges Getriebe aufweisen. Dabei kann nach einem ersten Schneckengetriebe 79 als zweite Getriebestufe eine Stirnradverzahnung oder ein Planetengetriebe angeordnet sein. Hierbei ist dann das Abtriebsritzel 52 nach der zweiten Getriebestufe, also nach der Stirnradverzahnung oder dem Planetengetriebe, angeordnet. Ein zweistufiges Getriebe weist eine höhere Übersetzung und damit auch eine höhere Selbsthemmung auf. Anstelle der Schnecke 77 kann direkt auf der Ankerwelle 50 auch ein Stirnrad angeordnet sein, das als Antrieb für ein Planetengetriebe dient. Somit kann auch ohne eine Schneckengetriebestufe direkt mittels einem Planetengetriebe oder einem Stirnradgetriebe ein selbsthemmender Antriebsmotor 46 realisiert werden.
In weiteren Ausführungen, die nicht in der 1 dargestellt sind, kann das Getriebe 48 auch durch andere Getriebebauformen variiert werden. Beispielsweise kann anstelle der Außenverzahnung 74 ein Getrieberad für einen Riemen, oder für einen Kettenantrieb angeordnet sein. Alternativ kann die Sitzschale 12 mittels einer Kegelradverzahnung oder einer Steigwendel oder einem Spindelantrieb verstellt werden. In einer weiteren Variation der Verstellvorrichtung kann der Antriebsmotor 46 auch eine Lastmomentsperre aufweisen, die dazu führt, dass beim Einwirken eines lastseitigen Drehmoments auf die Sitzschale 12 das Getriebe 48 und/oder der Elektromotor 20, 20' blockiert. Eine solche Lastmomentsperre kann entweder als passive Baueinheit, beispielsweise mittels einer Schlingfeder ausgebildet werden, oder als aktive Sperre, bei dem ein Sperrelement elektronisch aktiviert wird, um eine Drehbewegung der Sitzschale 12 zu verriegeln.
Die beiden Elektromotoren 20, 20' werden über eine Elektronikeinheit angesteuert, die jeweils in den Elektromotor 20, 20' integriert sein kann, oder bevorzugt als separates Steuergerät 64 ausgebildet ist. Dabei kann ein einziges Steuergerät 64 auch mehrere - insbesondere genau einen für die Drehbewegung 84 und genau einen für die Neigungsverstellung 86 - Elektromotoren 20, 20' ansteuern. Das Steuergerät 64 ist beispielsweise im Sitzrahmen 14 angeordnet und weist Bedienschalter 57 und ein Display 56 für die Position der Sitzschale 12 auf. Das Steuergerät kann jedoch auch kabellos mit einer Bedieneinheit 56 kommunizieren, beispielsweise mit einem mobilen Kommunikationsgerät (Smartphone) oder mit einem im Fahrzeug installierten Gateway 38. Das Steuergerät 64 weist einen Mikroprozessor auf, in dem eine Positionserfassung 65 und vorzugsweise eine Einklemmschutzfuktion 67 realisiert sind. Des Weiteren ist im Steuergerät 64 eine Pulsweitenmodulation (PWM) 66 angeordnet, mittels der Endstufen der Elektromotoren 20, 20' geschwindigkeitsabhängig angesteuert werden können.
In 2 ist ein System 100 dargestellt, mittels dem ein Kindersitz 10 elektromotorisch verstellbar ist. Dazu ist beispielsweise im Innenraum 101 des Kraftfahrzeugs 11 eine Kamera 35 angeordnet, deren Überwachungsbereich 36 vollständig den Kindersitz 10, sowie das darinsitzende Kind umfasst. Durch ein entsprechendes Bildverarbeitungsprogramm können die aufgenommenen Daten in einer Auswerteeinheit 37 bearbeitet werden, um Informationen über die Einstellung des Kindersitzes 10 und die Verfassung und die Positionierung des Kindes 8 zu ermitteln. Dabei kann die Kamera 35 überprüfen, ob der Kindersitz 10 korrekt auf dem Fahrzeugsitz 11 befestigt ist. Des Weiteren erfasst die Kamera 35 die Position der Sitzschale 12 gegenüber dem Sitzrahmen 14. Diese Positionserfassung der Sitzschale 12 mittels der Kamera 35 kann auch für die Ansteuerung der Elektromotoren 20, 20' verwendet werden, um eine neue Position der Sitzschale 12 anzufahren. Die Kamera 35 erfasst jedoch nicht nur die Einstellung des Kindersitzes 10 und die Position der Sitzschale 12, sondern liefert beispielsweise auch Bildaufnahmen des Kindes 8, aus denen die Auswerteeinheit 37 Informationen über die Position und über die Verfassung des Kindes 8 ermittelt. Zusätzlich zu den Bildaufnahmen kann die Kamera 35 beispielsweise auch die Temperatur des Kindes 8 mittels Infrarotsensoren 44 erfassen. Die Auswerteeinheit 37 kann aus den Daten der Kamera 35 erkennen, ob das Kind 8 wach ist oder schläft, ob es unruhig oder entspannt ist, oder beispielsweise auch direkt den Herzschlag oder den Puls ermitteln. Die von der Kamera 35 aufgenommenen Daten werden bevorzugt an eine Daten-Gateway 38 übertragen, das fest im Kraftfahrzeug 9 installiert ist. Diese Daten können von der Kamera 35 kabellos oder mittels im Kraftfahrzeug 9 verlegten Kabel übermittelt werden. Vom Daten-Gateway 38 werden die Daten kabellos bevorzugt an eine Daten-Cloud 39 weitergeleitet. Dabei kann die Auswerteeinheit 37 - zumindest in Teilen - in der Kamera 35, in dem Daten-Gateway 38 oder in der Daten-Cloud 39 angeordnet sein. Aufgrund der aufgenommenen Datenmengen werden diese bevorzugt in der Daten-Cloud 39 bearbeitet. Daher werden die ermittelten Informationen von der Daten-Cloud 39 wieder kabellos zum Daten-Gateway 38 im Fahrzeug 11 gesandt. Je nach Art der Information werden diese entweder dem Fahrer oder einem weiteren Passagier im Fahrzeug 9 gemeldet. So kann beispielsweise der Fahrer/Passagier darauf aufmerksam gemacht werden, dass der Kindersitz 10 nicht korrekt auf dem Fahrzeugsitz 11 befestigt ist, oder dass ein Sicherheitsgurt 7 des Kindes 8 nicht korrekt geschlossen ist. Oder die Auswerteeinheit 37 hat ermittelt, dass das Kind 8 eingeschlafen ist, und empfiehlt nun die Sitzschale 12 in eine Schlafposition zu verstellen. Die Auswerteeinheit 37 kann jedoch auch feststellen, dass das Kind 8 sehr unruhig wird, und dem Fahrer eine Fahrpause empfehlen. Es ist auch möglich, dass das Daten-Gateway 38 direkt Stellbefehle an die Elektromotoren 20, 20' des Kindersitzes 10 übermittelt, um die Sitzposition des Kindes 8 zu optimieren. Liegen der Auswerteeinheit 37 über weiteren Sensoren 89 beispielsweise auch Precrash-Daten vor, kann die Sitzschale 12 unmittelbar durch das Daten-Gateway 38 schnellstmöglich in eine Sicherheitsposition für einen bevorstehenden Crash gefahren werden. Bei dem darstellten System 100 kann unter Umständen komplett auf eine Positionserfassung 65 innerhalb des Steuergeräts 64 und eine entsprechende Positionssensorik am Kindersitz 10 verzichtet werden, da die Positionserfassung der Sitzschale 12 vollständig über die Kamera 35 und der damit verbundenen Auswerteeinheit 37 realisiert werden kann. Dabei werden in Echtzeit die aktuellen Positionsdaten der Sitzschale 12 an die Steuereinheit 64 übermittelt, um die gewünschte Position der Sitzschale 12 anzusteuern. Die Kamera 35 kann auch erkennen, ob der Kindersitz 10 mit einem Kind 8 besetzt ist oder gegebenenfalls mit Hilfe der Auswerteeinheit 37 die Größe oder das Gewicht des Kindes 8 ermitteln. Aus dem Gewicht und der Größe des Kindes 8 kann die Auswerteeinheit 37 auch die korrekte und/oder optimale Position der Sitzschale 12 automatisch einstellen, sobald das Kind 8 in den Kindersitz 10 gesetzt wird. Dabei kann die Größe und das Gewicht ebenfalls über eine Bildverarbeitungssoftware abgeschätzt werden.
In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Systems 100 werden auch Umgebungsdaten des Fahrzeugs 9 mittels weiterer externen Umfeldsensoren 90 erfasst. Dazu kann beispielsweise auch eine weitere Kamera 91 an der Außenseite des Fahrzeugs 9 angeordnet sein. Die Umfeldsensoren 90 können beispielsweise auch Ultraschall- oder Radar- oder LIDAR-Sensoren sein, um den Abstand zu einem nächsten Fahrzeug oder zu einem Hindernis für die dem Kindersitz 10 nächstgelegene Fahrzeugtür 92 zu erfassen. Aufgrund dieser Umfelddaten kann die Auswerteeinheit 37 ermitteln, ob beispielweise ein anvisierter Parkplatz genügend Raum für das Einsteigen oder das Aussteigen des Kindes 8 bietet. Die Umfeldsensoren 90 oder die Außenkamera 91 kann in Verbindung mit der Auswerteeinheit 37 auch erkennen, ob beispielsweise eine Person mit einem Kind 8 auf die Fahrzeugtür 92 zuläuft, um das Kind 8 in den Kindersitz 10 zu setzen. Somit kann nach den Anhalten des Fahrzeugs 9 auch die Sitzschale 12 automatisch durch die Drehbewegung 84 der Sitzschale 12 zur Fahrzeugtür 92 hin gedreht werden, um das Kind 8 leichter aus dem Kindersitz 10 zu entnehmen. Zusätzlich kann dabei auch die Fahrzeugtür 92 neben dem Kindersitz 10 automatisch mittels eines Türantriebs 93 geöffnet werden. Hierzu kann beispielweise auch wieder das Datengateway 38 einen Stellbefehl an diesen Türantrieb 93 übermitteln, um die Fahrzeugtür 92 zum Entnehmen des Kindes 8 automatisch zu öffnen. Ebenso kann auch eine Easy-Entry-Funktion realisiert werden, wobei automatisch die Fahrzeugtür 92 geöffnet wird und der leere Kindersitz 10 in eine Easy-Entry-Position verfährt. Hierzu wird bevorzugt die Sitzschale 12 um näherungsweise 90° zur offenen Fahrzeugtür 92 hin mittels des Elektromotors 20 verstellt. Der Türantrieb 92 wird bevorzugt mittels eines Türsteuergeräts 94 angesteuert, das die Stellbefehle auch direkt vom Daten-Gateway 38 bekommt. Dabei wird auch die Information über den Öffnungszustand der Fahrzeugtür 92 wiederum an das Daten-Gateway 38 rückgemeldet. Die Easy-Entry-Funktion kann auch aktiv durch ein Smartphone oder eine Gestensteuerung ausgelöst werden. Diese Funktion kann dabei entweder nur auf die Verstellung der Sitzschale 12 des Kindersitzes 10 beziehen, oder auch auf das Öffnen (und Schließen) der Fahrzeugtür 92 umfassen.
Das Steuergerät 64 für die Elektromotoren 20, 20' kann optional eine Einklemmschutzfunktion 67 aufweisen, bei der ein Einklemmfall zwischen der Sitzschale 12 und dem Sitzrahmen 14 oder einem Kraftfahrzeugteil erkannt wird, falls das Drehmoment oder der Motorstrom der Elektromotoren 20, 20' in einem vorgebbaren Verstell-Bereich unerwartet ansteigt. Weiterhin kann das Steuergerät 64 eine Pulsweitenmodulation 66 aufweisen, mittels der die Endstufen des mindestens einen Elektromotors 20, 20' getaktet betrieben werden, um die effektive Motorspannung gegenüber einer Sollspannung zu reduzieren, um dadurch beispielsweise einen Soft-Start oder einen Soft-Stopp der Sitzschale 12 zu realisieren.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise der Elektromotor 20, 20' mit unterschiedlichen Getriebebauformen, wie einem Schneckengetriebe, einem Exzentergetriebe, einem Stirn- oder Kegelradgetriebe kombiniert werden. Ebenso kann über das Steuergerät 64 vorgegeben werden, dass die Sitzschale 12 beispielsweise während der Fahrt nur in oder gegen die Fahrtrichtung 42 ausgerichtet sein darf. Eine abweichende Ausrichtung der Sitzschale 12 während der Fahrt kann somit unterbunden werden. Dabei kann in Abhängigkeit des Alters und/oder der Größe des Kindes 8 auch vorgegeben werden, ob eine Ausrichtung der Sitzschale 12 nur in Fahrtrichtung 42, oder nur entgegen der Fahrtrichtung zulässig ist. Das Steuergerät 64 für die Elektromotoren 20, 20' kann in den Elektromotoren 20, 20' integriert sein, oder als separat ausgebildetes Steuergerät 64 örtlich getrennt von den Elektromotoren 20, 20' angeordnet sein. Dabei kann bevorzugt ein einziges Steuergerät 64 die beiden Elektromotoren 20, 20' für eine Verschwenkung der Sitzschalenlehne 28 und für die Verdrehung der Sitzschale 12 bezüglich der Fahrtrichtung 42 ansteuern. Der Kindersitz 10 kann bevorzugt mit einem eigenen aufladbaren Akku 19 betrieben werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7073859 B1 [0002]
EP 1737697 B1 [0003]

Claims

Verfahren zum Überwachen eines Kindersitzes (10) im Kraftfahrzeug (9), bei dem eine Sitzschale (12) elektromotorisch gegenüber einem Sitzrahmen (14) verstellbar ist, wobei eine Kamera (35) am Kraftfahrzeug (9) befestigt ist, und die von der Kamera (35) aufgenommenen Daten einer Auswerteeinheit (37) zugeführt werden, und die Auswerteeinheit (37) Informationen über den Zustand des Kindersitzes (10) und/oder eines sich darin befindenden Kindes (8) ermittelt, um diese an einen Fahrer und/oder Beifahrer und/oder an ein Steuergerät (64) des Kindersitzes (10) zu melden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) erkennt, ob der Kindersitz (10) richtig auf dem Fahrzeugsitz (11) eingebaut ist und/oder ob das Kind (8) im Kindersitz (10) richtig angeschnallt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) erkennt, ob der Kindersitz (10) belegt ist und das Gewicht und die Größe des Kindes (8) im Kindersitz (10) abschätzt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) die Position der Sitzschale (12) gegenüber dem Sitzrahmen (14) des Kindersitzes (10) erkennt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) erkennt, was das Kind (8) gerade tut, und hierzu insbesondere die Gestik oder der Herzschlag oder der Puls oder die Temperatur des Kindes (8) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) erkennt, ob am Außenbereich der Fahrzeugtür (92) der der Kindersitz (10) zugeordnet ist, genügend Platz und/oder ein sicherer Zustand für den Ausstieg des Kindes (8) gewährleistet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) erkennt, ob sich ein Passagier mit einem Kind (8) von außen der Fahrzeugtür (92) nähert, der der Kindersitz (10) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) dem Fahrer und/oder Beifahrer im Fahrzeug (9) vorschlägt, wie die Sitzschale (12) verstellt werden soll, um den optimalen Komfort und/oder die maximale Sicherheit des Kindes (8) zu gewährleisten, und dass insbesondere in sicherheitsrelevanten Situationen die Auswerteeinheit (37) direkt einem Steuergerät (64) Stellbefehle für die elektromotorische Verstellung der Sitzschale (12) übermittelt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) dem Fahrer und/oder Beifahrer im Fahrzeug (9) vorschlägt, das Fahrzeug (9) anzuhalten, um den Kindersitz (10) und/oder das Kind (8) in der Sitzschale (12) richtig zu positionieren, beziehungsweise zu fixieren oder um auf die Bedürfnisse des Kindes (8) einzugehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) dem Fahrer und/oder Beifahrer im Fahrzeug (9) einen Parkplatz anzeigt, der genügend Platz zum Aussteigen oder Einsteigen eines Kindes (8) in den Kindersitz (10) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (37) einen Stellbefehl an den Elektromotor (20) für die Drehung der Sitzschale (12) zur Fahrzeugtür (92) hin erteilt, und vorzugsweise auch die motorische Öffnung dieser Fahrzeugtür (92) veranlasst, damit das Kind (8) bequem in den Kindersitz (10) gesetzt oder aus diesem entnommen werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Easy-Entry-Position der Sitzschale (12) drahtlos mittels einer Gestensteuerung oder eines mobilen Kommunikationsgeräts angesteuert wird - und insbesondere damit auch das automatische Öffnen der zugeordneten Fahrzeugtür (92) gekoppelt ist, und vorzugsweise die Auswerteeinheit (37) die Sitzschale (12) aufgrund der von der Kamera (37) erfassten Daten des Kindes (8) die Sitzschale (12) automatisch richtig konfiguriert.
System zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer am Fahrzeug (9) installierten Kamera (35), die einen auf einem Fahrzeugsitz (11) angeordneten Kindersitz (10) überwacht, wobei im Fahrzeug (9) ein zentrales Daten-Gateway (38) angeordnet ist und die Kamera (35) Daten an das Daten-Gateway (38) übermittelt und die Daten vom Daten-Gateway (38) drahtlos an eine Auswerteeinheit (37) - insbesondere in einer Daten-Cloud (39) - übermittelt werden, und die Auswerteeinheit (37) Informationen über den Zustand des Kindersitzes (10) und/oder eines sich darin befindenden Kindes (8) oder Stellbefehle für die motorische Verstellung der Sitzschale (12) an das Daten-Gateway (38) zurückmeldet.
System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (35) im Innenraum (101) und/oder an der Außenseite (102) des Fahrzeugs (9) angeordnet ist, und die Kamera (35) insbesondere zusätzlich zur sichtbaren Bildaufnahme einen Infrarotsensor (44) zur Temperaturmessung aufweist - und die Kamera (35) vorzugsweise Bestandteil eines integrierten Sicherheitssystems des Fahrzeugs (9) ist, das auch Precrash-Aktuatoren und eine Warnanlage ansteuert.
System nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Daten-Gateway (38) mit einem Steuergerät (64) des Kindersitzes (10) kommuniziert, um die Position der Sitzschale (12) mittels eines ersten Elektromotors (20) bezüglich der Fahrtrichtung (42) entlang einer Drehbewegung (84) zu verstellen, sodass eine Sitzschalenlehne (28) der Sitzschale (12) vorwärts und rückwärts und quer zur Fahrtrichtung (42) ausgerichtet werden kann, und/oder die Sitzschalenlehne (28) mittels eines zweiten Elektromotors (20') mittels einer Neigungsverstellung (86) einstellbar ist - und insbesondere das Daten-Gateway (38) auch mit einem Türsteuergerät (94) kommuniziert, das motorisch die dem Kindersitz (10) zugeordnete Fahrzeugtür (92) öffnet und/oder schließt.