DE19908166A1 - Vorrichtung zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs weist ein Auswahlmittel (3, 4) zum wahlweisen Bestimmen einer Wirkungsrichtung (W) eines Sensors (2) zur Objekterfassung auf. Die Wirkungsrichtung (W) ist dabei auswählbar aus zumindest zwei sich voneinander unterscheidenden Wirkungsrichtungen (W1, W2). Damit kann mit einer einzigen Vorrichtung in jedem Fall die Beifahrerseite abgetastet werden, unabhängig davon, ob das Fahrzeug rechtslenkend oder linkslenkend ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs.

Weit in Richtung Armaturenbrett vorverlagerte Personen wie auch Kinder in sogenannten Reboard-Kindersitzen auf dem Bei­ fahrersitz sind während des Fahrzeugbetriebes eines mit Air­ bag versehenen Kraftfahrzeuges der Gefahr ausgesetzt, durch die Aufblaswucht des Airbags bei einem Unfall Verletzungen zu erleiden. Moderne Steuerungssysteme für den Personenschutz sind bestrebt, den Airbag in derartigen Situationen abzu­ schalten oder mit verminderter Wucht aufzublasen, um die Ge­ fahr einer Verletzung eines Insassen abzuwenden. Zur Ermitt­ lung der Insassenposition im Fahrzeug werden vorzugsweise be­ rührungslose, optische Sensoren eingesetzt.

Eine Vorrichtung zum berührungslosen Erkennen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs ist aus der EP 0 669 227 A1 bekannt. Dabei wird der Beifahrersitz durch eine Anzahl von Leuchtdioden bestrahlt. Vom Sitz bzw. einer Person oder einem Objekt auf dem Sitz reflektierte Strahlen werden durch ein Fotodetektorfeld aufgenommen. Die Vorrich­ tung kann dabei im Bereich des Beifahrerrückspiegels oder im Dachhimmelbereich angeordnet sein.

Die zu überwachende Seite im Innenraum des Fahrzeugs ist je­ doch von der Anordnung des Lenkrades im Kraftfahrzeug abhän­ gig. Bei linksgelenkten Kraftfahrzeugen ist die rechte Seite im Fahrzeuginnenraum die Beifahrerseite, welche auf das Er­ kennen eines Objektes hin abgetastet werden muß. Bei rechts­ gelenkten Fahrzeugen ist die linke Seite die Beifahrerseite, jeweils bezogen auf die Fahrzeuglängsachse. Kfz-Zulieferer, die aufgrund ihrer überregionalen Tätigkeit Vorrichtungen für beide Kraftfahrzeugvarianten bereitstellen wollen, sind dazu gezwungen, die Vorrichtung je nach Fahrzeugvariante unter­ schiedlich im Kraftfahrzeug auszurichten. Dies geschieht durch das Bereitstellen zweier konstruktiv unterschiedlich ausgebildeter Vorrichtungsvarianten je nach Fahrzeugtyp. Va­ riantenvielfalt wiederum hat einen erhöhten Aufwand in der Lagerhaltung, der Logistik und bei Überwachungsmitteln für den korrekten Einbau einer Vorrichtung zur Folge.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die bekannte Vorrich­ tung zum Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innen­ raum eines Fahrzeugs derart weiterzubilden, daß sie aufwands­ arm sowohl für ein rechtsgelenktes wie auch für ein linksge­ lenktes Fahrzeug verwendet werden kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 ge­ löst.

Die Vorrichtung enthält ein Auswahlmittel zum wahlweisen Be­ stimmen einer Wirkungsrichtung des im Gerät verbauten Sen­ sors. Das Auswahlmittel legt eine Wirkungsrichtung aus zumin­ dest zwei sich voneinander unterscheidenden Wirkungsrichtun­ gen fest.

Damit kann in vorteilhafter Weise ein einziges Gerät/Modul in derselben Einbauposition sowohl für rechtsgelenkte wie auch für linksgelenkte Fahrzeuge montiert werden. Die Ausrichtung des Sensors zum Erkennen eines Objektes wird durch das Aus­ wahlmittel direkt an der Vorrichtung selbst bestimmt. Dabei ist keine Befestigungsvariantenvielfalt erforderlich. Alleine das der Vorrichtung zugeordnete Auswahlmittel bestimmt, ob der Sensor - z. B. bei einem Einbauort auf der Fahrzeuglängs­ achse im Fahrzeuginnenraum - den in Fahrtrichtung rechtssei­ tigen oder linksseitigen Bereich überwacht. Fertigungsauf­ wand, Bauteileanzahl, Lagerhaltungs- und Logistikaufwand sind verringert. Die Sicherheit einer korrekten Montage ist er­ höht.

Als bevorzugtes Auswahlmittel hat sich ein am Gerät angeord­ netes optisches Element erwiesen, das je nach seiner Anord­ nung/Ausrichtung eine erste Wirkungsrichtung des Sensors er­ wirkt oder aber eine weitere Wirkungsrichtung. Dabei wird durch das optsiche Element der von einem Sender des Sensors erzeugte Strahl in einem vorgegebenen Winkel abge­ lenkt/polarisiert. Wird das Element/die Linse in einer ande­ ren Position am Gerät angeordnet, so wird die weitere, sich von der ersten Wirkungsrichtung unterscheidende Wirkungsrich­ tung erzielt. So wird auf äußerst einfache Art und Weise eine für rechts- wie auch linksgelenkte Fahrzeuge ausgebildete Vorrichtung geschaffen, die stets die jeweilige Beifahrersei­ te überwachen kann, ohne daß sich baulich unterscheidende Vorrichtungen bereitgestellt werden müssen. Beim Einbau ist lediglich auf die Ausrichtung des optischen Elements bezüg­ lich der Vorrichtung zu achten.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind a priori zwei Sensorelemente mit an sich unterschiedlich ausge­ richteten Wirkungsrichtungen im Sensor vorgesehen. Durch den Betrieb des Sensors hinsichtlich Ansteuerung oder Auswertung wird nur eines der beiden Sensorelemente betrieben. Der Sen­ sor entfaltet Wirkung nur in einer einzigen Wirkungsrichtung. Die Fahrzeugvariante (rechtsgelenkt, linksgelenkt) bestimmt die Auswahl des Sensorelements.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Weiterbildungen werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein linksgelenktes und ein rechtsgelenktes Kraftfahrzeug,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung und

Fig. 3 ein weiteres Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt in seinen beiden Schaubildern a) und b) eine Draufsicht auf ein symbolisches Kraftfahrzeug, bei dem die Windschutzscheibe, die Heckscheibe sowie die Seitenscheiben als Ausschnitte ersichtlich sind. Im in Fahrtrichtung vorde­ ren Bereich des Fahrzeuginnenraums ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 angeordnet. Ferner ist aus den Schaubildern die linke Fahrzeugseite LS und die rechte Fahrzeugseite RS im Fahrzeuginnenraum ersichtlich. Diese Seitendefinition bezieht sich auf die Lage der Fahrzeughälften zur Fahrzeuglängsachse in Fahrtrichtung, die mit einem Pfeil angedeutet ist.

Im Schaubild a) ist das Lenkrad L linksseitig angeordnet. Auf der rechten Seite RS ist ein Beifahrersitz vorgesehen. Der Bereich vor dem Beifahrersitz bzw. der Gefahrenbereich vor einem sich entfaltenden Airbag soll mittels eines in der Vor­ richtung 1 angeordneten Sensors überwacht werden. Der Sensor in der Vorrichtung 1 und damit die Vorrichtung 1 sind auf die rechte Fahrzeugseite RS ausgerichtet ist. Die Wirkungsrich­ tung W besagt, daß der Sensor in dieser Raumrichtung bzw. in einem Wirkungsrichtungssektor befähigt und damit empfindlich genug ist, ein Objekt oder eine Person zu erkennen.

Gemäß Schaubild 1b) ist das Lenkrad L rechtsseitig angeord­ net. Es handelt sich damit um ein rechtsgelenktes Fahrzeug, wie es bevorzugt für Länder mit Linksverkehr angeboten wird. Der Beifahrersitz ist auf der linken Fahrzeugseite LS ange­ ordnet. Der Sensor ist auf die linke Fahrzeugseite LS - die Beifahrerseite - gerichtet.

In beiden Schaubildern 1a) und 1b) ist die Wirkungsrichtung W des Sensors durch ein gestricheltes Gebiet zum Ausdruck ge­ bracht. Jeder Strich innerhalb des Wirkungssektors W kenn­ zeichnet dabei einen optischen Vorhang V. Jeder Vorhang V übt die Funktion einer Lichtschranke aus. Wird ein Objekt inner­ halb des Wirkungssektors W des Sensors gebracht, so schneidet das Objekt zumindest einen der optischen Vorhänge V. Durch Laufzeit- oder Triangulationsauswertungen des reflektierten Signals kann das Vorhandensein eines Objektes oder einer Per­ son erkannt und ggf. auch seine Lage mehr oder weniger genau bestimmt werden.

Die Vorrichtung enthält einen Sensor zum Erkennen eines Ob­ jektes oder einer Person. Der Sensor kann vorzugsweise aus einem vorbeschriebenen optischen Sender und Empfänger ausge­ bildet sein, wobei bevorzugt Infrarotstrahlung zum Beleuchten verwendet wird. Die Objekterkennung ist jedoch weder auf eine bestimmte optische Wellenlänge beschränkt noch auf die vorbe­ schriebene Sender- und Empfängeranordnung. Es kann zum Bei­ spiel auch eine Kamera zum Aufnehmen eines Bildes verwendet werden. Es kann ferner auch ein Wärmefühler in Form eines In­ frarotaufnehmers zum Erkennen einer Person als Sensor vorge­ sehen sein. Der Sensor kann sich auch Ultraschallmessungen oder Mikrowellenmessungen durchführen.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße, symbolisch gezeichnete Vorrichtung 1 mit einem Sensor 2, bei dem lediglich ein opti­ scher Sender 23, nicht aber ein gleichsam vorhandener opti­ scher Empfänger eingezeichnet ist. Aufgrund der Anordnung des Sensors 2 würde der Sender 23 ohne das Vorhandensein eines optischen Elements 4, das zum Ablenken eines Lichtstrahls ausgebildet ist, Licht in einer ersten Wirkungsrichtung W ab­ strahlen. Ein in dieser Wirkungsrichtung W vorhandenes Objekt würde zu einer Reflexion oder Steuerung der ausgesendeten Strahlung führen, die durch den Empfänger der Vorrichtung 1 aufgenommen werden würde. Erfindungsgemäß ist nun als Aus­ wahlmittel zum wahlweisen Bestimmen einer Wirkungsrichtung des Sensors 2 das optische Element 4 vorgesehen, das dem Sen­ der 23 optisch nachgeschaltet wird und dessen Strahlung aus ihrer ursprünglichen Wirkungsrichtung W in eine andere, erste Wirkungsrichtung W1 ablenkt. Das optische Element 4 ist dazu in geeigneter Weise an der Vorrichtung 1 befestigt. Das opti­ sche Element 4 ist aufgrund der optischen Ablenkungswirkung asymmetrisch ausgebildet. Ein Sensor 2 mit der Wirkungsrich­ tung W 1 nach Fig. 2 ist für den Einbau in ein linksgelenk­ tes Kraftfahrzeug nach Fig. 1a) zum Abtasten des rechtssei­ tigen Beifahrerraumes vorgesehen.

Wird gemäß Fig. 2 das optische Element 4 spiegelverkehrt an der Vorrichtung 1 befestigt, so wird eine Sensor- Wirkungsrichtung W2 erzielt. Der Sensor 2 mit einem derart aufgesetzten optischen Element 4 ist zum Einbau in ein rechtsgelenktes Kraftfahrzeug gemäß Fig. 1b) vorgesehen, wo­ bei der Sensor 2 die linke Fahrzeugseite abtastet.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung 1 konstruktiv derart ausge­ bildet, daß ein Anbringen des optischen Elements 4 an der Vorrichtung oder ggf auch an einer sonstigen Fahrzeugstruktur lediglich in vorbeschriebenen zwei Einbaupositionen möglich ist. Dazu werden mechanische Befestigungs- oder Codierungs­ elemente wie Rasthaken, zusammenwirkende Nute und Stifte oder ähnliches bereitgestellt.

Fig. 3 zeigt in seinen Schaubildern a) und b) eine Vorrich­ tung 1, die mehrere erste Sensorelemente 21 eines Sensors 2 und mehrere weitere Sensorelemente 22 des Sensors 2 enthält. Die ersten Sensorelemente 21 weisen dabei eine erste Wir­ kungsrichtung W1 auf, wohingegen die weiteren Sensorelemente 22 eine weitere, sich von der ersten Wirkungsrichtung W1 un­ terscheidende Wirkungsrichtung W2 aufweisen. Dabei sind in jedem Gerät/jeder Vorrichtung beide Sensorelemente 21 und 22 mit ihren vorgegebenen Wirkungsrichtungen W1 und W2 verbaut. Im Betrieb der Vorrichtung 1 werden jedoch nur ausgewählte Sensorelemente aktiviert - eben diejenigen Sensorelemente, die auf die Beifahrerseite gerichtet sind. Bei Einbau der Vorrichtung 1 in ein linksgelenktes Kraftfahrzeug werden ge­ mäß Fig. 3a) die gestrichelt gekennzeichneten, weiteren Sen­ sorelemente 22 zum Erkennen eines Objektes oder einer Person auf der Beifahrerseite in der Wirkungsrichtung W2 aktiviert.

Die auf die Fahrerseite gerichteten ersten Sensorelemente 21 mit der Wirkungsrichtung W1 sind während des Betriebs der Vorrichtung 1 nicht aktiviert.

Unter gleichen Bedingungen ist die Vorrichtung 1 nach Fig. 3b) für ein rechtsgelenktes Kraftfahrzeug nach Fig. 1b) aus­ gebildet.

Eine Aktivierung der Sensorelemente kann abhängig von der Ausbildung der Sensorelemente auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen: So kann die Energieversorgung von nicht benö­ tigten Sensorelementen unterbrochen werden. Weiter können nicht benötigte Sensorelemente nicht zum Aussenden von Sende­ signalen angeregt werden. Das Aussenden von Sendesignalen nicht benötigter Sensorelemente kann auch verhindert werden. Eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit 3 gemäß Fig. 3 fun­ giert dabei als Steuereinheit für die Aktivierung von Sensor­ elementen.

Ferner kann von einer Auswertung von nicht benötigten Sensor­ signalen abgesehen werden. Dabei ist die Steuer- und/oder Auswerteinheit 3 als Auswerteeinheit ausgebildet. Die Steuer- und/oder Auswerteeinheit 3 ist vorzugsweise als Mikroprozes­ sor ausgebildet. Das Auswahlmittel für die Sensorelemente wird dabei durch Software-Funktionen der Steuer- und/oder Auswerteeinheit 3 gebildet, ggf. in Kombination mit Schalt­ mitteln, die zum Abtrennen der Energieversorgung von nicht benötigten Sensorelementen dienen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum berührungslosen Erfassen eines Objektes oder einer Person im Innenraum eines Fahrzeugs,

• - mit einem Sensor (2) dafür und
• - mit einem Auswahlmittel (3, 4) zum wahlweisen Bestimmen ei­ ner Wirkungsrichtung (W) des Sensors (2), auswählbar aus zu­ mindest zwei sich voneinander unterscheidenden Wirkungsrich­ tungen (W1, W2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die zur Befestigung an einer zwischen Fahrer- und Beifahrerseite befindlichen Einbauposi­ tion im Fahrzeuginnenraum ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der der Sensor (2) zum optischen Erkennen eines Objektes oder einer Person ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Auswahlmittel (3, 4) als optisches Element (4) ausgebildet ist, das je nach Ausrichtung eine erste Wirkungsrichtung (W1) des Sensors (2) erwirkt oder eine weitere Wirkungsrichtung (W2).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Sensor (2) zwei Sensorelemente (21, 22) mit sich von­ einander unterscheidenden Wirkungsrichtungen (W1, W2) enthält, und bei der nur eines der Sensorelemente (21, 22) betrieben wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit (3) vorgesehen ist, und bei der nur das Si­ gnal eines der Sensorelemente (21, 22) ausgewertet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der jedes Sensorelement (21, 22) einen Sender (23) oder Empfänger ent­ hält, und bei der nur der Sender (23) oder der Empfänger ei­ nes der Sensorelemente (21, 22) aktiviert wird.