DE10212483A1 - Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeuges und Sicherheits-Einrichtung sowie Verwendung eines Magneto-Widerstands-Sensors am Kraftfahrzeug - Google Patents
Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeuges und Sicherheits-Einrichtung sowie Verwendung eines Magneto-Widerstands-Sensors am KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeuges (2) umfasst wenigstens ein Magnetfeld-Sensorelement (1), wobei die Umgebung über eine Detektion von Magnetfeldern durch das wenigstens eine Magnetfeld-Sensorelement (1) sowie eine zur Verarbeitung der Magnetfelder ausgebildete Signalverarbeitungs-Einrichtung erfasst wird und unter Einbeziehung einer Relativbewegung des Kraftfahrzeuges (2) zu weiteren ortsfesten und/oder beweglichen Gegenständen aufgenommen wird. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine Magnetfeld-Sensorelement (1) dem Kraftfahrzeug (2) zugeordnet ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem Magnetfeld-Sensorelement, wobei die Umgebung über eine Detektion von Magnetfeldern durch das wenigstens eine Magnetfeld-Sensorelement sowie eine zur Verarbeitung der Magnetfelder ausgebildete Signalverarbeitungs-Einrichtung erfasst wird und unter Einbeziehung einer Relativbewegung des Kraftfahrzeuges zu weiteren ortsfesten und/oder beweglichen Gegenständen aufgenommen wird. Weiterhin betrifft die Erfindung zum einen eine Sicherheits-Einrichtung zur Erkennung der Sitzplatzbelegung in einem Kraftfahrzeug und zum anderen eine Verwendung von Magneto-Widerstands-Sensoren. Diese Sensoren werden in der Fachwelt als Giant-Magneto-Resistive-Sensor und im Folgenden als GMR-Sensor bezeichnet.
- Magnetfeldsensoren werden in Kraftfahrzeugen bereits für unterschiedliche Funktionen, wie der Einbruchswarnung aber auch bei Sicherheits-Einrichtungen oder Einparksystemen, eingesetzt. Bei Verkehrsüberwachungsmaßnahmen werden Magnetfeldsensoren ebenfalls eingesetzt. Dabei sind diese Sensoren allerdings ortsfest angebracht. In Kraftfahrzeugen werden darüber hinaus weitere unterschiedliche Typen von Magnetfeldsensoren, wie im Folgenden erläutert, für unterschiedliche Aufgaben verwendet.
- Die DE 43 00 653 A1 beschreibt einen Kollisionssensor zur Auslösung einer Insassen-Schutzvorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit Einrichtungen, die eine Geschwindigkeit eines Einbeulvorgangs eines Karosserieteils erfassen. Die Einrichtungen weisen eine der Erzeugung eines Magnetfeldes dienende Vorrichtung und einen Leiter auf. Dabei sind die Vorrichtung und der Leiter beweglich und ändern ihre Lage bei dem Einbeulvorgang. Zusätzlich kann eine auf Grund einer solchen Bewegung in dem Leiter induzierte Spannung amplitudenmäßig erfasst werden.
- Weiterhin ist ein Verfahren zur Belegungserkennung von Einzelparkplätzen, bei dem eine Änderung des Erdmagnetfeldes durch die Eisenmasse eines in der Nähe eines Magnetfeldsensors geparkten Kraftfahrzeuges erfasst wird, aus der DE 43 41 695 A1 bekannt. Das Sensorsignal wird dabei als elektrisches Signal erfasst und die Anwesenheit eines Kraftfahrzeuges bei einem Überschreiten einer voreingestellten Signalschwelle angezeigt.
- Ferner ist aus der EP 0 675 421 B1 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position eines bewegbaren Kraftfahrzeuges relativ zu einer Ortsmarkierungsvorrichtung bekannt. Die Ortsmarkierungsvorrichtung umfasst eine Spule und eine Anregungseinrichtung zur Anregung eines Magnetfeldes einer bestimmten Frequenz. Auf dem Fahrzeug ist eine Sensoreinheit mit vier Detektionsspulen, die auf die Frequenz des Magnetfeldes ansprechen. Die Detektionsspulen sind dabei an dem Kraftfahrzeug paarweise derart angeordnet, dass jeweils eine Hauptachse eines Paares in einer von zwei parallelen Ebenen so ausgerichtet ist, dass sich die Hauptachsen transversal zu einer longitudinalen Achse der Ortsmarkierungsvorrichtung erstrecken. Es ist weiterhin eine Schaltungseinrichtung zum Erhalten eines Positionssignals der vier Detektionsspulen in Antwort auf deren Durchlauf durch das Magnetfeld vorgesehen. Aus den Positionssignalen und aus den Winkelbeziehungen der Detektionsspulen werden mit Hilfe einer Berechnungseinrichtung X-, Y-Koordinaten berechnet, die die Position der Sensoreinheit relativ zu der Ortsmarkierungsvorrichtung angeben. Hierbei muss die Ortsmarkierungsvorrichtung zusätzlich zu den am Kraftfahrzeug angebrachten Detektionsspulen eine spezielle magnetische Einrichtung aufweisen. Das ist aufwendig und kostenintensiv.
- Darüber hinaus sind unterschiedliche sicherheitsrelevante Einrichtungen bekannt und werden vielfältig eingesetzt. So gibt es für die Aufnahme, beziehungsweise Erfassung, von Umgebungen eines im Straßenverkehr befindlichen Kraftfahrzeuges RADAR- und mit Laserlicht optisch arbeitende so genannte LIDAR-unterstützte (Light Detection and Ranging) Systeme. Diese Systeme vermögen Abstände zu Begrenzungseinrichtungen, wie etwa Leitplanken, genau zu ermitteln. Auch ist mit ihnen die Bestimmung des Abstands vorausfahrender oder auch entgegenkommender Fahrzeuge relativ gut zu ermitteln. Bei RADAR- Anwendungen ist jedoch eine gewisse Strahlenbelastung der Umwelt nicht vollständig vermeidbar. Bei optischen Systemen, wie dem LIDAR, sind negative Beeinflussungen der Genauigkeit durch ungünstige Außenbedingungen, wie Regen, Schnee oder Nebel, gegeben.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung einer Umweltbelastung die Umgebung eines Kraftfahrzeuges auch bei ungünstigen Wetterbedingungen hinreichend genau zu erfassen. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, die Sitzbelegung in einem Kraftfahrzeug zu erfassen, um die Sicherheit der Fahrzeuginsassen weitestgehend zu gewährleisten.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Magnetfeld-Sensorelement dem Kraftfahrzeug zugeordnet ist. Die Sicherheit der Fahrzeuginsassen wird erfindungsgemäß dadurch gewährleistet, dass ein Magnetfeld-Sensorelement innerhalb des Kraftfahrzeuges zur Erfassung der Sitzplatzbelegung und außerhalb des Kraftfahrzeuges zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist.
- Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass sowohl bewegliche als auch unbewegliche Gegenstände bzw. Umgebungen außerhalb des Kraftfahrzeuges erfasst werden können. Dadurch können Unfälle vermieden oder zumindest in ihren negativen Auswirkungen, insbesondere auf die Verkehrsteilnehmer, reduziert werden. Zudem können sicherheitsrelevante Vorgänge in Abhängigkeit von der Erfassung der Innenraumbesetzung, d. h. der Sitzplatzbelegung, eingeleitet werden.
- Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird die große Genauigkeit von Magnetfeld-Sensorelementen zur Erkennung von einer äußeren weitreichenden Umgebung eines Kraftfahrzeuges ausgenutzt. Gleichzeitig dienen Magnetfeldsensoren auch der Erkennung der Sitzplatzbelegung im Inneren des Kraftfahrzeugs. Diese Erkennungen sollen den Fahrzeugführer im Verkehr unterstützen und dienen insgesamt der Erhöhung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen. So wird bei der erfindungsgemäßen Sicherheits-Einrichtung ein Sicherungsmittel bei einem Aufprall am Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von einer Sitzplatzbelegung in dem Kraftfahrzeug ausgelöst. Dabei wird die Erkennung der Sitzplatzbelegung in der Sicherheits-Einrichtung über sehr empfindliche Magnetfeld-Sensorelemente durchgeführt. Im Rahmen der Erfindung ist eine Kombination der erfindungsgemäßen Sicherheits-Einrichtung mit einer Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeuges besonders hinsichtlich der Gewährleistung der Insassensicherheit relevant.
- Bevorzugt ist mindestens ein Magnetfeld- Sensorelement an Längsseiten, der Heckpartie und/oder an der Frontpartie des Kraftfahrzeuges angebracht. Mit Vorteil kann sonach das gesamte Umfeld des Kraftfahrzeuges abdeckt werden. Vorteilhafterweise ist die Signalverarbeitungs-Einrichtung zur Weiterverarbeitung der aufgenommenen Magnetfelder zu Bildinformationen der Umgebung des Kraftfahrzeuges ausgebildet. So können dreidimensionale Bildinformationen von der Umgebung des Kraftfahrzeuges gewonnen werden. Insgesamt können über Abstandsmessungen Auffahrunfälle vermieden werden. Von der Seite auf das Kraftfahrzeug zukommenden anderen Fahrzeugen kann gegebenenfalls ausgewichen werden.
- Die Signalverarbeitungs-Einrichtung weist vorzugsweise eine Einheit zur Magnetfeldmustererkennung über korrelative Auswerteverfahren auf. Zweckmäßigerweise umfasst die Signalverarbeitungs-Einrichtung eine Einheit zur Differenzbildauswertung und/oder eine Einheit zur Durchführung von Bildverarbeitungsalgorithmen. Durch jede dieser Einheiten ist es möglich, aus den Magnetfeldmessungen Informationen zu gewinnen, die mit optisch gewonnenen Informationen durchaus vergleichbar sind.
- Erfindungsgemäß werden als Magnetfeld-Sensorelemente GMR-Sensoren verwendet. Der Vorteil liegt hier sowohl in der großen Empfindlichkeit als auch in den geringen Kosten dieser Sensoren.
- Die Vorrichtung kann in einer weiteren Ausführung dazu ausgelegt sein, mit einem Einparksystem des Kraftfahrzeuges gekoppelt zu werden. Ebenso ist es denkbar, die Vorrichtung als automatisches Abstandsmess- und/oder Abstandskontroll-System auszuführen bzw. die von der Vorrichtung gewonnenen Umgebungsinformationen derartigen Systemen zuzuführen und deren Funktion dadurch zu erhöhen und/oder zu gewährleisten.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheits-Einrichtung ist das Sicherungsmittel als aufblasbarer Luftsack (Airbag) ausgeführt.
- Das Magnetfeld-Sensorelement ist bei der erfindungsgemäßen Sicherheits-Einrichtung vorzugsweise in einer Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes zugeordnet. Zweckmäßigerweise ist der Magnetfeldsensor als GMR-Sensor ausgeführt. Mit Vorteil können hier Informationen über die Größe der auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person gewonnen werden. So kann festgestellt werden, ob ein Kind oder etwa eine sehr große Person auf dem Fahrzeugsitz Platz genommen hat. Hier können in Gefahrensituationen in Abhängigkeit von der Größe der Person unterschiedliche Sicherungs- bzw. Sicherheitsmaßnahmen eingeleitet werden.
- Weiterhin ist bevorzugt das vorzugsweise als GMR-Sensor ausgeführte Magnetfeld-Sensorelement zur Erkennung einer Sitzposition einer auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person ausgebildet. Das Sicherungsmittel kann dann in Abhängigkeit von der Sitzposition ausgelöst werden. Dabei ergibt sich als Vorteil, dass das Sicherungsmittel in verschiedener Stärke ausgelöst werden kann, um der Sitzposition Rechnung zu tragen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Sicherungsmittel nicht ausgelöst, wenn der Fahrzeugsitz unbesetzt ist.
- Vorteilhafterweise werden GMR-Sensoren zur Erfassung von Gegenständen verwendet, die sich auf das Kraftfahrzeug zubewegen. Auch können die GMR-Sensoren zur Erfassung der Umgebung und zur Erfassung des Innenraums zum Informationsaustausch mit einer Steuerungseinheit verbunden sein. Des Weiteren löst in anderer Art der erfindungsgemäßen Verwendung die Steuerungseinheit ein Sicherungsmittel in Abhängigkeit von einer Gefahreninformation von dem GMR-Sensor für die Erfassung der Umgebung und/oder in Abhängigkeit von der Sitzplatzbelegung aus.
- Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeuges.
- Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeuges 2 sind Magnetfeld-Sensorelemente 1 als GMR-Sensoren ausgeführt. Bei solchen Sensoren wird eine Änderung des elektrischen Widerstandes einer Viellagenschicht aus ferromagnetischen und nicht ferromagnetischen, jeweils nur einige Nanometer-dicken, abgeschiedenen Schichten bei Annährung eines Magnetfeldes beobachtet. Ein bestimmter GMR-Sensortyp, der so genannte spin valve sensor, enthält vier dünne Schichten. Dabei befinden sich mit einer ersten magnetischen Sensor-Schicht, einer nicht-magnetischen aber elektrisch leitenden Zwischenschicht und einer zweiten magnetischen Schicht drei dünne Schichten übereinander.
- Die Magnetisierung der zweiten Schicht ist dabei durch eine diese benachbarende weitere magnetische Schicht vorgegeben und festgehalten. Dagegen wird die Magnetisierung der Sensor-Schicht durch ein externes Magnetfeld beeinflusst und gegebenenfalls geändert. Diese Änderung der Magnetisierung der Sensor-Schicht führt zu einer Änderung des elektrischen Widerstands. Dabei wird eine extrem große Empfindlichkeit beobachtet. Es können normale Magnetfelder in großen Entfernungen sowie extrem schwache Magnetfelder etwa vom menschlichen Körper oder durch ihn induzierte Magnetfeldänderungen in einem Nahbereich noch hinreichend erfasst werden.
- Diese Magnetfeld-Sensorelemente 1 werden zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeuges 2 außen an Karosserieteilen befestigt. Sie können verdeckt hinter den Seitenspiegeln 3 oder hinter Kunststoffleisten an Seitenflächen der Karosserie angebracht werden. Dabei sind je Längsseite 4 des Kraftfahrzeuges 2 zwei Magnetfeld- Sensorelemente 1 vorhanden. Ein Magnetfeld-Sensorelement 1 ist dabei jeweils im Bereich von den Fahrgastraum parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeuges 2 begrenzenden Säulen 5 angebracht. Am Fahrzeugheck 6 sind in einem Stossfänger 7 drei Magnetfeld-Sensorelemente 1 vorgesehen. Dabei ist ein Magnetfeld-Sensorelement 1 etwa unterhalb des Kennzeichenschildes angebracht. Zu jeder Fahrzeuglängsseite 4 hin ist jeweils ein weiteres Magnetfeld- Sensorelement 1 in dem Stossfänger 7 angeordnet. Darüber hinaus werden Magnetfeld-Sensorelemente 1 auch an der Frontpartie 8 des Kraftfahrzeuges 2 etwa in dem Stossfänger 9 angebracht. Dabei befindet sich dort auch jeweils zu einer Längsseite 4 hin ein Magnetfeld-Sensorelement 1. Entlang der Längsachse des Kraftfahrzeuges 2 kann an der Frontpartie 8 mittig zwischen den beiden Magnetfeld-Sensorelementen 1 ein weiteres Magnetfeld-Sensorelement 1etwa am Kühlergrill oder an einer vorderen Kante oder Rundung der Motorhaube angebracht werden.
- Die Sensoren 1 weisen dabei eine kegelartig nach außen verlaufende räumliche Einfangcharakteristik auf. Dabei können die von den Magnetfeld-Sensorelementen 1 erfassten Raumwinkel je nach der Position der Magnetfeld-Sensorelemente 1 unterschiedlich sein. So sind die von den Magnetfeld-Sensorelementen 1 an den Längsseiten 4 erfassten Raumwinkel größer, da je Längsseite 4 nur zwei Magnetfeld-Sensorelemente 1 vorgesehen sind. An der Heck- 6 und Frontpartie 8 sind die von den jeweiligen Magnetfeld-Sensorelementen 1 erfassten Raumwinkel zur Vermeidung einer zu großen Überlappung bei gleichzeitiger Erhöhung der Empfindlichkeit kleiner.
- Die Magnetfeld-Sensorelemente 1 erfassen Magnetfelder von Gegenständen, die das Kraftfahrzeug 2 umgeben oder sich relativ zum Kraftfahrzeug 2 bewegen. Die von den Magnetfeld-Sensorelementen 1 erfassten Magnetfelder oder Magnetfeldänderungen werden in elektrische Signale umgewandelt und in elektronische, vorzugsweise prozessorgesteuerte Auswerteeinrichtungen eingegeben. In den Auswerteeinrichtungen werden die Signale mit Hilfe von numerischen Auswerteverfahren, die ähnlich üblichen Verarbeitungsalgorithmen für optisch gewonnene Bilder sind, verarbeitet. Dabei werden verschiedenartige Verfahren, wie korrelative Erkennungsverfahren, zur Identifikation von einzelnen Fahrzeugtypen benutzt. Ferner werden über Differenzbildauswertungen über zwischengespeicherte Signale Informationen über Umgebungsänderungen ermittelt. So wird etwa eine Änderung des Abstandes eines sich auf das Kraftfahrzeug zubewegenden anderen Fahrzeuges ermittelt.
- Abgespeicherte Umgebungsinformationen können in Bildverarbeitungsalgorithmen zur Objektdetektion benutzt werden. So können etwa im Straßenverkehr häufig wiederkehrende Umgebungen hinsichtlich des von ihnen verursachten Magnetfeldes erfasst und als Referenzumgebungen abgespeichert werden. Dabei sind das Abspeichern von magnetischen Signalen von Leitplanken, Ampelanlagen, Verkehrsschildern oder Brückenpfeilern vorgesehen. Bei der Aufnahme und Abspeicherung kann dabei ein vielfältiger Datensatz hinterlegt werden. So sind die Aufnahme und Speicherung von Bewegungen des Kraftfahrzeuges mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und mit unterschiedlichen Abständen an den vorgenannten Umgebungsgegenständen, wie Leitplanken, vorgesehen. Dadurch wird die Ermittlung eines unbekannten Gegenstandes bei einer späteren Signalmessung durch das Magnetfeld-Sensorelement über numerische Extrapolations- oder Zwischenwertberechnungsverfahren wesentlich erleichtert.
- Bei einer Aufnahme eines Signals durch Magnetfeld-Sensorelemente 1 wird ein Abgleich der gewonnenen magnetischen Bilddaten mit den gespeicherten Referenzbildern unter Verwendung üblicher Abtast- und/oder Pixelerkennungsverfahren durchgeführt. So kann etwa ermittelt werden, dass sich das Kraftfahrzeug 2 in einem Tunnel mit einer gewissen Geschwindigkeit in einem gewissen Abstand von der Tunnelwandung bewegt.
- In Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges 2 und/oder in der dazu entgegengesetzten Richtung ausgerichtete Magnetfeld-Sensorelemente 1 sind diejenigen mit der höchsten Auflösung. In Fahrtrichtung oder in entgegengesetzter Richtung muss in der Regel ein weitreichender Raum beobachtet werden. Zur Erfassung von vorbeifahrenden und/ oder entgegenkommenden Kraftfahrzeugen oder sonstigen Verkehrsteilnehmern wird hier mit korrelativen Verfahren zur Erkennung gearbeitet. Es ist dabei sogar möglich, die Fahrzeugart, d. h. Lastkraftwagen, Personenkraftwagen oder Motorrad, zu ermitteln.
- Es ist auch der Einsatz unterschiedlicher Sensoren-Typen für die Beobachtung unterschiedlicher Entfernungsbereiche vorgesehen. In Fahrtrichtung und der dazu entgegengesetzten Richtung ist ein größerer Entfernungsbereich zu erfassen, insbesondere im Hinblick auf die sich mit großen Relativgeschwindigkeiten bewegenden anderen Kraftfahrzeuge. Im Bereich seitlich des Fahrzeugs ist eine Beobachtung eines näheren Umfeldes von Bedeutung. Bei einem Einsatz der Magnetfeld-Sensorelemente 1 in einem Einparkassistenzsystem ist ein Entfernungsbereich von bis zu fünf Metern zweckmäßig. Hier kommt es dann mehr auf höhere Ortsauflösung als auf Geschwindigkeitserfassung an.
- Mit einer Kombination einer Sicherheits- Einrichtung und der Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeugs 2 wird die Sicherheit der Insassen gewährleistet. Dabei wird diese etwa durch eine vor einem wahrscheinlichen Aufprall eines anderen Fahrzeugs erfolgende Auslösung von Sicherungsmitteln, wie z. B. den Airbags, erhöht. Hierbei erfolgt eine Beobachtung des Fahrzeugumfeldes durch die Magnetfeld- Sensorelemente 1 der Vorrichtung. Wird dabei ein auf das Kraftfahrzeug 2 zukommender Gegenstand erfasst und/oder hinsichtlich seiner Relativ-Geschwindigkeit und seiner Größe ermittelt, so können im Innenraum des Kraftfahrzeuges 2 weitere Sicherheitsmerkmale aktiviert werden.
- Das von jedem äußeren Magnetfeld-Sensorelement 1 erfasste Bild wird an eine elektronische Steuerungseinheit gegeben, die mit der Sicherheits-Einrichtung verbunden ist. Ein von der Steuerungseinheit ausgegebener Impuls aktiviert dann die Sicherheits-Einrichtung im Inneren des Kraftfahrzeuges. Diese überprüft dann, ob sich in dem Fahrzeugteil, etwa der Fahrer- oder Beifahrerseite, auf welchen sich der Gegenstand zubewegt, Personen befinden. Es werden dann den entsprechenden Fahrzeugsitzen zugeordnete GMR-Sensoren angesteuert und hinsichtlich des Besetzungsgrades abgefragt. Dabei untersucht der Sensor im Falle einer Sitzbelegung die Position der Person. Befindet sich die Person dabei in einer normalen, bei angelegtem Sicherheitsgurt einnehmbaren Position und meldet das Magnetfeld-Sensorelement, dass ein Aufprall unmittelbar bevorsteht, dann löst die Sicherheits-Einrichtung den entsprechenden Airbag aus.
- Die Sicherheits-Einrichtung kann dabei den Airbag bereits vor dem Aufprall schon teilweise, d. h. nur bis zu einem geringen Druck, aufblasen, um eine aufprallbedingte Körperbewegung der Person bereits von Anfang an abzufangen. Erst beim Aufprall wird dann der Airbag auf den vollen Enddruck entweder über den Drucksensor in der Karosserie oder die Sicherheits-Einrichtung veranlasst aufgeblasen.
- Bei einem vorab von den außen angebrachten Magnetfeld-Sensorelementen 1 angekündigten Aufprall, etwa von vorne, und einer auf dem Beifahrersitz sitzenden, mit dem Kopf nach vorn gebeugten Person, kann eine möglicherweise durch ein sofortiges Aufblasen des Airbags auf den vollen Enddruck erfolgende Prellung an der Person vermieden werden. Hier wird dann von dem im Fahrzeugsitz befindlichen Magnetfeld-Sensorelement die Sitzposition der Person ermittelt und der Airbag stufenweise schon vor dem Aufprall leicht aufgeblasen. Dadurch wird einerseits eine mögliche Verletzung etwa der Halswirbel durch den im vollaufgeblasenen vergleichsweise harten Airbag vermieden. Andererseits kann durch den teilaufgeblasenen und somit weicheren und kleineren Airbag eine Verlagerung der Person weg von der Windschutzscheibe bereits vor dem eigentlichen Aufprall erreicht werden.
- Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die in vielfacher Art und Weise abgewandelt werden können. So können die Magnetfeld-Sensensorelemente 1 mit einer vorgebbaren Wiederholfrequenz regelmäßig Informationen ermitteln und weitergeben. Denkbar ist auch, dass die Magnetfeld-Sensorelemente 1 auch quasikontinuierlich Umgebungsinformationen sammeln. Dies ist insbesondere bei einer möglichen Integration der Vorrichtung in ein Auto-Pilotsystem oder Fahrerassistenzsystem notwendig. Die äußeren Magnetfeld- Sensorelemente 1 müssen insbesondere auf Grund der Vielfalt von zu verarbeitenden Umgebungsinformationen quasi kontinuierlich arbeiten. Bei den inneren Magnetfeld- Sensorelementen ist in einem reduzierten Betriebsmodus auch lediglich eine Belegungsermittlung direkt nach dem Starten des Fahrvorganges denkbar.
- Es ist auch möglich, an den Längsseiten 4 des Kraftfahrzeuges auf eine größere Entfernung gerichtete Magnetfeld-Sensorelemente 1 vorzusehen. Dadurch kann ein seitlich auf das Kraftfahrzeug zurasendes anderes Fahrzeug so frühzeitig erkannt werden, dass durch ein Ausweichmanöver ein Seitenaufprall mit diesem Fahrzeug vermieden wird. Bezugszeichenliste 1 Magnetfeld-Sensorelement
2 Kraftfahrzeug
3 Seitenspiegel
4 Längsseite von 2
5 Säule
6 Heckpartie
7 Stossfänger
8 Frontpartie
9 Stossfänger
Claims (22)
1. Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines
Kraftfahrzeuges (2) mit wenigstens einem Magnetfeld-
Sensorelement (1), wobei die Umgebung über eine
Detektion von Magnetfeldern durch das wenigstens eine
Magnetfeld-Sensorelement (1) sowie eine zur
Verarbeitung der Magnetfelder ausgebildete
Signalverarbeitungs-Einrichtung erfassbar ist und unter
Einbeziehung einer Relativbewegung des Kraftfahrzeuges
(2) zu weiteren ortsfesten und/oder beweglichen
Gegenständen aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet,
dass das wenigstens eine Magnetfeld-Sensorelement
(1) dem Kraftfahrzeug (1) zugeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens ein Magnetfeld-Sensorelement (1) an
Längsseiten (4), der Heckpartie (6) und/oder der
Frontpartie (8) des Kraftfahrzeuges (2) angebracht
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungs-Einrichtung
zur Weiterverarbeitung der aufgenommenen
Magnetfelder zu Bildinformationen der Umgebung des
Kraftfahrzeuges (2) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungs-
Einrichtung eine Einheit zur
Magnetfeldmustererkennung über korrelative Auswerteverfahren aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch
gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungs-
Einrichtung eine Einheit zur Differenzbildauswertung
umfasst.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungs-
Einrichtung eine Einheit zur Durchführung von
Bildverarbeitungsalgorithmen aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeld-Sensoren
(1) als Giant-Magneto-Resistive-Sensoren (GMR-
Sensoren) ausgeführt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplung mit einem
Einparksystem des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als
automatisches Abstandsmess-System ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur
Verbindung mit einem automatischen Abstandskontroll-
System ausgebildet ist.
11. Sicherheits-Einrichtung zur Auslösung eines
Sicherungsmittels bei einem Aufprall am Kraftfahrzeug (2)
in Abhängigkeit von einer Sitzplatzbelegung in dem
Kraftfahrzeug (2), wobei zur Erkennung der
Sitzplatzbelegung ein Magnetfeldsensor (1) innerhalb des
Kraftfahrzeuges (2) angeordnet ist.
12. Sicherheits-Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sicherungsmittel ein
aufblasbarer Luftsack ist.
13. Sicherheits-Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetfeldsensor
(1) einer Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes zugeordnet
ist.
14. Sicherheits-Einrichtung nach einem der Ansprüche 11
bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der
Magnetfeldsensor (1) als Giant-Magneto-Resistive-Sensor (GMR-
Sensor) ausgeführt ist.
15. Sicherheits-Einrichtung nach einem der Ansprüche 11
bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der
Magnetfeldsensor (1) zur Erkennung einer Sitzposition einer
auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person ausgebildet
ist.
16. Sicherheits-Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sicherungsmittel in
Abhängigkeit von der Sitzposition ausgelöst wird.
17. Sicherheits-Einrichtung nach einem der Ansprüche 11
bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das
Sicherungsmittel nicht ausgelöst wird, wenn der Fahrzeugsitz
unbesetzt ist.
18. Sicherheits-Einrichtung nach einem der Ansprüche 11
bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sicherheits-Einrichtung mit einer Vorrichtung nach
einem der Ansprüche 1 bis 10 kombinierbar ist.
19. Verwendung von Giant-Magneto-Resistive-Sensoren
(GMR-Sensoren) zu einer sicherheitsrelevanten
Umgebungs- und Innenraumerfassung eines Kraftfahrzeuges
(2), wobei jeweils wenigstens ein GMR-Sensor
innerhalb des Kraftfahrzeuges (2) zur Erfassung der
Sitzplatzbelegung und außerhalb des Kraftfahrzeuges (2)
zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeuges (2)
verwendet wird.
20. Verwendung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
dass der GMR-Sensor zur Erfassung von Gegenständen
verwendet wird, die sich auf das Kraftfahrzeug (2)
zu bewegen.
21. Verwendung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch
gekennzeichnet, dass die GMR-Sensoren zur Erfassung der
Umgebung und zur Erfassung des Innenraums zum
Informationsaustausch mit einer Steuerungseinheit
verbunden sind.
22. Verwendung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerungseinheit ein innerhalb des
Kraftfahrzeuges (2) vorgesehenes Sicherungsmittel in
Abhängigkeit von einer Gefahreninformation von den
GMR-Sensoren für die Erfassung der Umgebung und/oder
in Abhängigkeit von der Sitzplatzbelegung auslöst.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2002112483 DE10212483A1 (de) | 2002-03-21 | 2002-03-21 | Vorrichtung zur Erfassung der Umgebung eines Kraftfahrzeuges und Sicherheits-Einrichtung sowie Verwendung eines Magneto-Widerstands-Sensors am Kraftfahrzeug |
Applications Claiming Priority (1)
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