JP2000241547A - 車両の室内空間における対象物又は乗員人物を検出するための装置及び方法 - Google Patents

車両の室内空間における対象物又は乗員人物を検出するための装置及び方法

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JP2000241547A JP2000047942A JP2000047942A JP2000241547A JP 2000241547 A JP2000241547 A JP 2000241547A JP 2000047942 A JP2000047942 A JP 2000047942A JP 2000047942 A JP2000047942 A JP 2000047942A JP 2000241547 A JP2000241547 A JP 2000241547A
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ロート クリストフ
Alexander Waldmann
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ハンパール ラインハルト
Thomas Stierle
シュティールレ トーマス
Reinhard Roesl
レスル ラインハルト
Gerhard Mader
マーダー ゲールハルト
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 公知装置のエネルギ供給が損なわれた場合に
も、なお十分なデータを乗員保護手段に対する制御装置
に対して生成し得ること。 【解決手段】 車両の室内空間における対象物又は乗員
人物を検出するため通常作動モード(32)では、セン
サ(1)は、第1の平均電力を消費する。エネルギパワ
ー供給源(2)の給電電圧を監視する。通常作動モード
には不十分なエネルギ供給が検出されたとき、センサ
(1)は、第1の平均電力に比して減少された第2の平
均電力で作動される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の室内空間に
おける対象物又は人物を検出するための装置及び方法に
関す。
【0002】
【従来の技術】ダッシュボードの方向でずっと前のほう
に位置する人物、例えば車両前部座席における所謂リボ
ード(Reboard)チャイルドシートに坐っている子供
は、エアバッグを装備した車両の運行中事故の際に、エ
アバッグのインフレーション膨張のため怪我をする危険
にさらされる。乗員人物の保護のための最新のコントロ
ールシステムは、そのような状況においてエアバッグを
遮断したり、又は、乗員の怪我の危険を回避しようとす
るものである。車両内での乗員の位置を検出するため有
利に、無接触の光学的センサが使用される。
【0003】車両の室内空間における対象物又は人物の
無接触識別のための公知の装置は、EP 066922
7A1から公知である。ここで、車両座席は複数の発光
ダイオードにより照射される。車両室内空間にける対象
物又は人物から反射されたビームが、フォトデテククタ
フィールドにより検出される。
【0004】通常、対象物−及び人物識別のためのその
ような公知の装置は、乗員保護手段に対する本来の制御
装置とは別個に構成された機器として設けられ、ここで
車両座席上の乗員の識別又は危険ゾーンのスキャニング
が、畳込まれたエアバッグの前方で行われ得るように本
来の制御装置とは別個に構成された機器として設けられ
る。後者の場合には、特に、車両室内空間又は、その一
部が対象物又は人物の存否についてしらべられる。チャ
イルドシート又は乗員の身体部分が当該の危険ゾーンで
識別されると、エアバッグは、トリガされないか、又は
定量化された限られた程度にしかトリガされない。
【0005】本発明の装置は、エネルギパワー供給源に
より作動される。殊に乗員の位置を識別しなければなら
ないような衝突の場合、場合によりエアバッグの展開に
影響を及ぼし得るため、機械的作用に基づき装置へのエ
ネルギパワー供給を遮断し得るのであり、さもないとパ
ワーのリーク漏れ放電の形態の不都合な影響を受け、電
気装置の作動に必要な給電電圧を永続的に確保できない
ことになりかねないのである。従って、衝突の場合、装
置が、衝突の際丁度相応のmsに亘り作動不能になる危
険が存する。低減された給電電圧を以てのエネルギ供給
が維持されている場合でも装置は、もはや、所要のデー
タを収集して、乗員保護手段に対する制御装置に送出す
ることをもはやなし得ないようになる、それというの
は、装置は、通常例えばレーザダイオードのような高い
所要エネルギの負荷であるからである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは公知装置のエネルギ供給が損なわれた場合にも、
なお十分なデータを、乗員保護手段に対する制御装置に
対して生成し得ることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の、装置に係わる
課題の部分は請求項1の構成要件により解決される。方
法に係わる課題の部分は請求項11の構成要件により解
決される。
【0008】ここにおいて、装置の制御ユニットにより
下記のことが達成される、即ち、エネルギ供給が通常作
動がもはや十分でない限り、対象物又は人物乗員の検出
のためのセンサが比較的わずかなパワー電力で作動され
ることが達成される。
【0009】個々で当該の所謂非常緊急時作動モードに
おいてセンサは、通常作動モード時に比して減少された
平均電力で作動される。
【0010】本発明の利点とするところは、残留してい
るエネルギ余裕を経済的に利用でき、ここで、最大限達
成可能なセンサ情報の相当の割合を省き得、しかも、減
少された利用可能なエネルギに基づき、それでも、ほぼ
150msの時間間隔に亘り、少なくとも乗員位置の基
本的イメージを乗員保護手段に対する制御装置に供給し
得るセンサデータを生成し得ることである。
【0011】本発明の装置は、必ずしも別個の、ハウジ
ング内収容の機器として構成しなくてもよい。パワー供
給源ないし電源は、外部から供給される給電電圧、殊
に、車両電池電圧の源として形成され得る。エネルギパ
ワー給電源としては、外部から供給されて、機器内で変
換される給電電圧を使用してもよい。さらにエネルギ給
電源として電池の形態の電気機器に対する自律的給電源
を設けてもよい。更に、エネルギパワー給電源は、電気
機器内のエネルギ蓄積コンデンサにより形成してもよ
く、このエネルギ蓄積コンデンサは、永続的に外部から
供給される給電電圧を供給され、そして、車両搭載電池
からの標準エネルギ給電が中断されると装置に対するエ
ネルギ供給を引継ぐものである。まさにそのようなと
き、本発明の装置の、リソースをセービングする作動法
が有利なのである。
【0012】対象物又は人物の検出のための装置は、イ
ンフレーションの方向で畳込まれたエアバッグモジュー
ルの前の危険領域に向けられ、そして、対象物又は人物
の存在を報知するのがよい。但し、亦、車両座席に向け
られ、乗員のその通常の座席位置からのずれを検出し得
る検出装置を使用適用してもよい。亦、前方の車両室内
空間全体をスキャンし、対象物又は乗員位置のいずれの
態様様子をも識別し得る検出装置をも適用できる。要す
るに、本発明は、或1つの対象物又は乗員のイメージの
具体的な検出に限定されるものでなく、車両の室内空間
内の所定領域を、そして対象物又は乗員が存在するか否
かについて監視するために適用可能である。ここで、装
置は無接触検出をするよう構成されている。
【0013】そのような検出装置のセンサは、種々の物
理的作動原理に立脚し得る。
【0014】而して、センサは、有利にそれの作用領域
を、光ビーム、殊に、赤外ビームを用いてスキャンし得
る。但し、他の波長のビームも可能である。ここで、セ
ンサは、発光ダイオード、殊にレーザーダイオードの形
態の赤外送信器を有し、この赤外送信器は、1つ又は複
数のビーム又はビームカーテンを送出するものである。
更に、センサは、フォトセルの形態の1つ、又は複数の
受信器素子を有し、この受信器素子は、1つの対象物又
は乗員にて反射された、又は、散乱されたビームを受信
する。反射されたビームの評価により、センサと対象物
との間の間隔、及び場合により、輪郭付け及び精確な位
置決定を、2次元及び3次元空間内で求めることができ
る。有利には、センサは、走行方向で順次配列した複数
のビームカーテンを垂直平面内に張っており、車両の横
軸に関して、各ビームカーテンごとに複数の受信エレメ
ントを有する。而して、3次元の乗員又は対象物識別が
確保される、それというのは、各受信素子は、情報の2
次元のアイテムを供給し、3次元アイテムが、反射され
たビームの強さ、パワー又はエネルギ内容により取得さ
れるからである。簡単な技術的手段を有する検出装置
は、例えば、エアバッグの展開空間をスキャンする光電
検出系等を有する。
【0015】検出装置のセンサは、カメラとして構成さ
れ得、画像を送出し得、この画像は、後続するプロセス
でパターン識別を受ける。
【0016】センサは、赤外線検出器の形態の熱センサ
として構成することもでき、前記熱センサは、生存して
いる人物の存在及び位置を、この人物から送出される熱
ビームにより検出し得るものである。
【0017】更に、超音波センサ又はマイクロ波センサ
を使用することもできる。
【0018】対象物又は人物へのアクティブな照射の際
の対象物又は人物の位置が、有利に、走行伝搬時間、遅
延の手法又は3角法を用いて検出される。
【0019】センサに対する通常作動モードの特徴とす
るところは、エネルギ供給源が装置、殊に、センサの所
定の作動に十分なエネルギを供給できるということであ
る。ここでセンサは夫々それの構成に応じて、有利に
は、所定のスキャンレート、所定の送信パワー及び/又
は複数のスキャンゾーン領域−これらスキャンゾーン領
域は、衝突の際の乗員位置の決定には十分なものである
−を以て作動される。要するにセンサは、所定の平均パ
ワーで作動される。ここで、平均パワーは、センサのエ
ネルギ供給をするすべてのセンサ素子に亘っての時間的
に平均化された消費電力パワーにより定る−複数のセン
サ素子が設けられている限り−。センサはパルス的に作
動されるので、平均パワーを検出するには、時間的に配
される複数のパルスを関与させると有利である。
【0020】非常時緊急作動モードの特徴とするところ
は、エネルギ供給が、前述の通常作動モードにはもはや
十分でないということである。有利には、そのために、
エネルギ供給のパラメータ、殊にそれの給電電圧が監視
される。
【0021】当該の電気的パラメータが限界値を下回る
とマイクロプロセッサとして構成された制御ユニットに
より通常作動モードが終了され、非常時緊急作動モード
が作動化されるようにするのである。
【0022】要するに、作動モードの切換えが行なわれ
るのである。両作動モードは、有利には、或1つのソフ
トウエアコードでのプログラムセクションの形態でそれ
の有利な構成手法により実現される。前記非常時緊急作
動モードでは、センサは通常作動モードにおける平均パ
ワー電力に比して減少された平均パワー電力で作動され
る。
【0023】ここで、有利には、センサの1つ又は複数
の送信器からの送信パワー、殊に、レーザダイオードか
らの送信パワーは低減される。ここで、低減されたパワ
ーは次のように選定すべきである、即ち、センサがなお
測定可能な信号を供給するように選定すべきである。そ
のために十分なパワーが、通常、メーカにより指定され
る。通常作動モードでは、送信ユニットは、いずれにし
ろ十分感度のある信号を得るため、当該の最小送信パワ
ーより大のパワーで作動される。
【0024】本発明のさらなる有利な発展形態によれ
ば、センサは、複数のセンサ素子を有し、各センサ素子
は、1つの所属の領域を監視するように構成されている
のである。その種のセンサ素子が多ければ多い程、対象
物位置の分解能はそれだけ益々大になる。非常時緊急作
動モードでは、唯一のセンサ素子のみ、又は、センサ素
子の総数より少数のセンサ素子のみの作動が設定される
ように構成されている。非常時緊急作動モードにおける
個々のセンサ素子の遮断により、更新された乗員位置識
別が有利になされるよう、分解能が低減される。有利に
は、エアバッグの前の危険領域のスキャンの際、ただ、
畳み込まれたエアバッグに最も近いゾーンのみが余計に
スキャンされる。よって、総じて、センサの平均作動パ
ワーが低減される。
【0025】本発明の有利な発展形態では、通常作動モ
ードでの所定のスキャンレートが低減される。ここで、
非常時緊急作動モードでのスキャンレートを、なお、利
用可能なエネルギ余裕分に依存して定めることができ
る。極端な場合、たんに1つのイメージ像をピックアッ
プできるだけである。エネルギを消費する複数のセンサ
素子がある場合、すべてのセンサ素子のスキャンレート
を低減するとよい。然し、亦個々のセンサ素子のスキャ
ンレートを低減させてもよく、特に、エアバッグの直ぐ
前の安全上クリティカルな領域をセンシングしないセン
サ素子のスキャンレートを低減するとよい。スキャンレ
ートの低減により、対象物又は乗員の撮像イメージング
のための平均パワーも低減される。
【0026】本発明のさらなる発展形態によればパワー
低減の混合した実現形態が創出される。而して、例えば
周辺領域をスキャンする、センサのセンサ素子を遮断で
きる。比較的高い優先度の情報を提供するセンサ素子
は、たんに低減されたスキャンレートで作動するとよ
い。
【0027】非常時緊急作動モードにおけるエネルギ供
給は次のような形態をとり得るものである;給電電圧が
平均を下回る場合、車両電池を介して作動されるエネル
ギ供給源が遮断される。さらなるエネルギ供給は、エネ
ルギパワー蓄積コンデンサによるようなものの非常時緊
急電流ユニットにより確保される。代替選択的に所定の
給電電圧を下回ったとき、電気機器は、さらに搭載電源
から作動される。
【0028】要するに、本発明により得られる利点とす
るところは、エネルギパワー源が不利な影響を受けたと
きでも、特に、事故の場合に、それでも、室内空間内の
対象物について、チャイルドシートの位置又は乗員の位
置について、そして、殊に、エアバッグの危険領域にお
ける対象物又は乗員の所在についての情報、即ち、乗員
保護制御に十分な当該の情報が与えられることにある。
【0029】本発明のさらなる発展形態が引用請求項に
記載されている。
【0030】
【実施例】次に図を用いて本発明の実施例及び発展形態
を示す。
【0031】図1は、車両の助手席側の室内空間をシン
ボリックに示す平面図である。ここで参照番号ABは、
ダッシュボードのカバーの背後に配されたエアバッグモ
ジュールを示し、このエアバッグモジュールは、ガス発
生器及び畳み込まれたエアバッグを含む。前記の乗員保
護手段は電気的に、記入されていない制御装置と接続さ
れており、この制御装置はエアバッグを実質的に衝突及
び乗員位置に依存して制御する。エアバッグモジュール
から間隔をおいて略示的に記入されているのは、平面図
で示された座席面S及びバックレストLを有する座席で
ある。畳み込まれたエアバッグABの直ぐ前の領域に
は、乗員の頭部Kが略示的に記入してある。ここで、危
険領域GBは、破線で記入してあり、エアバッグをそれ
のインフレートされた状態で示してある。右側には、対
象物の検出のためのセンサ1が配されている。センサ1
は、3つの光電的送信器11及び3つの光電的受信器1
3を有する。各1つの光電的送信器11及び各1つの光
電的受信器13は、1つのセンサユニットを成す。ここ
で、送信器11から赤外光が出力され、この赤外光は、
場合によりエアバッグABの危険領域GB内に配された
対象物Kにより反射され、所属の受信器13により受信
される。受信器13は、光電素子として構成されてい
る。センサ1と対象物Kとの間の間隔は、遅延時間測定
により、又は、3角法により求められる。設けられた複
数のセンサ素子に基づき、エアバッグABの前の、領域
の少なくとも2次元的なイメージングが確保される。
【0032】図2は、車両の室内空間における対象物又
は乗員人物を検出するための装置のブロック接続図を示
す。ここで、電気機器は、各1つの送信レンズ12を有
する2つの送信器11及び各1つの受信レンズ14を有
する2つの受信器13を備えた1つのセンサ1を有して
いる。さらに電気機器は、エネルギ給電源2と制御ユニ
ット3と、インターフェース4とを有する。エネルギ給
電源2は、電圧変換器として構成されており、供給され
た車両電池電圧Ubatを電気機器の作動に適する電圧に
変換する。前記の変換された電圧は、殊にマイクロプロ
セッサとして構成された制御ユニット3にも供給され
る。さらに、エネルギ給電源2は、エネルギ蓄積コンデ
ンサ21にも給電する。給電電圧Uは、電気的に可制御
のスイッチ51,52にも加わり、前記の電気的に可制
御のスイッチ51,52は、殊に、スイッチング可能な
パワートランジスタとして構成されている。電気的に可
制御のスイッチ51,52は、同じく光学的、ないし光
送信器11に接続されている。制御ユニット3から供給
される制御信号ST1,ST2により、電気的に可制御の
スイッチ51,52が制御される。電気的に可制御のス
イッチ51,52の閉成状態において、光送信器11は
光を発する。従って、可制御スイッチ51,52のうち
の1つの短時間の閉成により、光パルスが、所属の送信
器11により発せられる。光受信器13は、受信された
光信号を、電気量Oe1,Oe2として制御ユニット3に
供給する。光受信器13は、光送信器の捕捉領域内の対
象物を識別し、前記光送信器の捕捉領域は、実質的に送
信パワーと放射角度とにより定まる。
【0033】制御ユニット3は、可制御スイッチ51,
52を制御するよう、そして、受信された信号Oe1
びOe2を処理するよう構成されている。制御ユニット
3は、このために、実質的に2つのプログラム又はプロ
グラムセクションを有し、それらは、シンボリックに、
通常作動モードに対しては32で、そして、非常時緊急
作動モードに対しては33で示されている。通常作動モ
ードに対する当該のソフトウエアは、次のように設計さ
れている、即ち、可制御のスイッチ51がサイクリック
に導通制御され、それにより、送信器11から光パルス
が送出されるように設計されている。反射された光ビー
ムは、第1の受信器13により受信され、電気信号に変
換される。所属の信号Oe1は、先ず制御ユニット3
の、図示してないメモリ内に格納される。次に、さらな
る可制御のスイッチ52が閉成され、その後短時間再び
開かれ、その結果第2の送信器11が光パルスを送出す
る。次いで、さらなる受信器13は、信号Oe2を制御
ユニットへ送出し、この信号Oe2は、同じくそこに一
時記憶される。それぞれ1つの送信器と1つの受信器と
から成る複数のセンサ素子を設けることもできる。その
数は、得られるイメージ像の所望の分解能次第である。
さらなるセンサ素子の制御は、前述の原理、方式に従っ
て行なわれる。
【0034】すべてのセンサ素子の時間的にずれた、オ
フセットした制御の後、制御ユニット3により、データ
Oe1,Oe2に基づき1つのバーチャルなイメージ像が
生成される。データOe1,Oe2の他の評価を行なうこ
ともできる。制御ユニット3は、そのような評価結果
を、有利にはコード化された信号データの形態で送出す
る。インターフェース4は、有利には、データ線路を介
して、乗員保護手段に対する制御装置に接続されてい
る。乗員保護手段に対する制御装置は、伝送されたデー
タを、それの必要性に応じて評価し、当該のデータに依
存して、接続された乗員保護手段、例えばエアバッグと
かシートベルト、ロールオーバ防止手段を制御する。
【0035】制御ユニット3は、ソフトウエアにより実
現された比較器31を有し、この比較器31は、給電電
圧U又は搭載電源電圧Ubatを限界値Gと比較する。給
電電圧Uが限界値Gを越えると、電気機器は、通常作動
モード32で作動される(信号1)。給電電圧Uが限界
値Gを下回ると、電気機器は、非常時緊急作動モード
(33)で作動される(比較器の信号0)。通常作動モ
ードと緊急作動モードとの間の高周波的切換えを回避す
るため、制御ユニットは、次のように設計、構成すると
よい、即ち、いずれにしろ、識別された作動モードが所
定の時間適用されるように設計、構成するとよい。比較
器は、このために、ヒステリシス特性付きのスイッチン
グ特性を有するとよい。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、エネルギ供給が通常作
動にもはや十分でない限り、対象物又は人物乗員の検出
のためのセンサが比較的わずかなパルス電力で作動され
ることが達成され、さらに、残留しているエネルギ余裕
を経済的に利用でき、ここで、最大限達成可能なセンサ
情報の相当の割合を省き得、しかも、減少された利用可
能なエネルギに基づき、それでも、ほぼ150msの時
間間隔に亘り、少なくとも乗員位置の基本的イメージを
乗員保護手段に対する制御装置に供給し得るセンサデー
タを生成し得るという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図1】車両の室内空間の断面図。
【図2】本発明の装置のブロック接続図。
【符号の説明】
1 センサ、 2 エネルギパワー供給源、 3 制御
ユニット、 4 インターフェース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラインハルト ハンパール ドイツ連邦共和国 ケーフェリング ブー ヘンシュトラーセ 5 (72)発明者 トーマス シュティールレ ドイツ連邦共和国 レーゲンスブルク ラ ッパースドルファー シュトラーセ 29 (72)発明者 ラインハルト レスル ドイツ連邦共和国 ヴェンツェンバッハ ウルメンヴェーク 2アー (72)発明者 ゲールハルト マーダー ドイツ連邦共和国 タルマッシング リン グシュトラーセ 21

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の室内空間における対象物又は乗員
    人物を検出するための装置において、 当該の検出のためのセンサ(1)を有し、 エネルギパワー供給源(2)を有し、 センサ(1)に対する制御ユニット(3)を有し、 前記制御ユニット(3)により十分なエネルギ供給が検
    出されたとき、前記センサ(1)に対する通常作動モー
    ド(32)をとるものであり、前記通常作動モード(3
    2)では、センサ(1)は、第1の平均電力を消費する
    ものであり、 前記制御ユニット(3)により不十分なエネルギ供給が
    検出されたとき、前記センサ(1)に対する非常時緊急
    作動モード(33)をとるものであり、前記非常時緊急
    作動モード(33)では、センサ(1)は、第1の平均
    電力に比して減少された第2の平均電力を消費するよう
    に構成されていることを特徴とする車両の室内空間にお
    ける対象物又は人物を検出するための装置。
  2. 【請求項2】 前記制御ユニット(3)は、エネルギパ
    ワー供給源(2)の給電電圧(U)を監視するように構
    成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記制御ユニット(3)は、次のように
    構成されている、即ち、エネルギパワー供給源(2)の
    給電電圧(U)が限界値(G)を下回ると直ちに、非常
    時緊急作動モード(33)が作動化されるように構成さ
    れていることを特徴とする請求項2記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記制御ユニット(3)は、次のように
    構成されている、即ち、エネルギパワー供給源(2)の
    給電電圧(U)が限界値(G)を上回ると直ちに、通常
    作動モード(32)が作動化されるように構成されてい
    ることを特徴とする請求項2記載の装置。
  5. 【請求項5】 センサ(1)は、対象物又は人物を所定
    のスキャンレートでスキャンするように構成されている
    ことを特徴とする請求項1から4項までのうち何れか1
    項記載の装置。
  6. 【請求項6】 非常時緊急作動モード(33)では、セ
    ンサ(1)に対して所定のスキャンレートに比して低減
    されたスキャンレートが設定されることを特徴とする請
    求項5記載の装置。
  7. 【請求項7】 センサ(1)は、複数のセンサ素子(1
    1、13)を有し、各センサ素子(11、13)は、1
    つの所属の領域を監視するように構成されていることを
    特徴とする請求項1から6項までのうち何れか1項記載
    の装置。
  8. 【請求項8】 非常時緊急作動モード(33)では、唯
    一のセンサ素子(11、13)のみ、又は、センサ素子
    (11、13)の総数より少数のセンサ素子(11、1
    3)のみの作動が設定されるように構成されていること
    を特徴とする請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 センサ(1)は、信号を送信するための
    送信器(11)を有し、ここで、通常作動モード(3
    2)では、第1の送信出力での作動が設定され、非常時
    緊急作動モード(33)では、第1の送信出力に比して
    低減された送信出力での作動が設定されるように構成さ
    れていることを特徴とする請求項1から8項までのうち
    何れか1項記載の装置。
  10. 【請求項10】 センサ(1)は、1つの光学的送信装
    置及び1つの光学的受信装置を有することを特徴とする
    請求項1から9項までのうち何れか1項記載の装置。
  11. 【請求項11】 車両の室内空間における対象物又は乗
    員人物を検出するための方法において、 そのために設けられたセンサ(1)が、前記通常作動モ
    ード(32)では、第1の平均電力を消費するように
    し、ここで、センサ(1)のエネルギパワー供給のため
    のエネルギパワー供給源(2)が監視されるようにし、
    エネルギ供給が前記通常作動モード(32)にはもはや
    十分でないことが検出されたとき、前記センサ(1)
    は、第1の平均電力に比して減少された第2の平均電力
    を消費するようにしたことを特徴とする車両の室内空間
    における対象物又は乗員人物を検出するための方法。
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