Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für ein in einem Innenraum mehrere in zumindest zwei Sitzreihen angeordnete Fahrzeugsitze aufweisendes

Fahrzeug, mit mehreren Sensormodulen, die zur Erfassung einer Sitzbelegung der Fahrzeugsitze in dem Innenraum des Fahrzeugs angeordnel anordenbar sind. Stand der Technik

Das Vorsehen von Sicherheitseinrichtungen in Fahrzeugen zur Erhöhung des Schutzes der Fahrzeuginsassen oder auch von Fußgängern ist weit verbreitet. Zur Detektion von Fußgängerunfällen sind Systeme bekannt, die zwei oder mehr Beschleunigungssensoren aufweisen und/oder ein druckschlauchbasiertes

System umfassen. Diese Systeme sind dann beispielsweise in einem Stoßfänger des Fahrzeugs angeordnet, um die Kollision des Fahrzeugs mit einem Objekt aus der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Für die Erfassung von

Kollisionen an einer Fahrzeuglängsseite werden heutzutage Druck- oder Beschleunigungssensoren verwendet, die an der B-, C- oder D-Säule des

Fahrzeugs insbesondere als Beschleunigungssensor oder in der Fahrzeugtür insbesondere als Drucksensor angeordnet werden. Für die Erkennung von Kollisionen mit Objekten im Frontbereich werden heutzutage

Beschleunigungssensoren verwendet, die sich beispielsweise im

Zentralsteuergerät und/oder entlang eines Biegequerträgers des Fahrzeugs befinden. Die von den Sensoren ausgegebenen Signale werden durch

Algorithmen eines Steuergeräts, insbesondere eines Airbagsteuergeräts, weiter verarbeitet, um über das Auslösen von Rückhaltemitteln des Fahrzeugs, wie beispielsweise Airbageinrichtungen, Gurtstraffer oder dergleichen, zu

entscheiden. Weiterhin ist es bekannt, eine Insassenerkennung durchzuführen, wozu in der Regel Sensormodule in den Fahrzeugsitzen eingebaut werden, die

beispielsweise mithilfe einer Masseschätzung die Sitzbelegung erkennen. Auch wird über Gurtschlusssensoren erkannt, ob ein Fahrzeuginsasse während einer Fahrt angegurtet oder ungegurtet ist. Das Ziel der Insassenerkennung liegt dabei in der gezielten beziehungsweise selektiven Auslösung von Rückhaltesystemen des Fahrzeugs bei einem Unfall, sodass die Fahrzeuginsassen bei dem Unfall optimal geschützt sind. So sollte beispielsweise ein Beifahrerairbag nicht gezündet werden, wenn sich ein Kleinkind in einer Sitzschale auf dem

Beifahrersitz des Fahrzeugs befindet. Hierzu ist es jedoch notwendig, das Kleinkind zuverlässig auf dem Beifahrersitz zu erkennen.

Aus der Offenlegungsschrift DE 103 45 558 AI ist bereits eine

Sicherheitseinrichtung mit einer Mehrzahl von Lastsensoren bekannt, die jeweils im Fahrzeugsitz angeordnet sind. Auch die Patentschrift DE 10 2008 044 903 B4 offenbart bereits eine Sicherheitseinrichtung, bei welcher im Fahrzeugsitz Sensormodule angeordnet sind, welche die Sitzbelegung erfassen.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Sitzbelegung aller Fahrzeugsitze auf einfache Art und Weise sicher gewährleistet ist. Insbesondere ermöglicht die

erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung eine im Vergleich zu bekannten Sicherheitseinrichtungen kostengünstige Erfassung der Sitzbelegung.

Erfindungsgemäß ist dazu vorgesehen, dass jeder Sitzreihe zumindest ein berührungsfrei arbeitendes Sensormodul zugeordnet ist, wobei die

Sensormodule an einer dem Innenraum zugewandten Innenwand des Fahrzeugs angeordnet sind, um die Sitzbelegung der Fahrzeugsitze zu erfassen. Die Sitzbelegung wird somit berührungsfrei ermittelt, sodass auf teure Sensoren in den Fahrzeugsitzen selbst verzichtet werden kann. Die berührungsfreie

Erfassung der Sitzbelegung ermöglicht außerdem beispielsweise durch

Bildauswertung, dass die Art der Sitzbelegung festgestellt wird. Insbesondere kann durch die berührungsfreie Sitzbelegungserfassung ermittelt werden, ob es sich bei einer auf dem jeweiligen Fahrzeugsitz befindlichen Person um ein Kleinkind oder einen Erwachsenen handelt. Entsprechend können dann die Rückhaltemittel des Fahrzeugs beziehungsweise der Sicherheitseinrichtung optimal angesteuert werden, um den bestmöglichen Schutz für die

Fahrzeuginsassen zu gewährleisten.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass jeder Sitzreihe zumindest zwei Sensormodule zugeordnet sind, die an einander gegenüberliegenden Innenwänden des Fahrzeugs angeordnet sind. Dadurch wird jede Sitzreihe von zwei Seiten aus erfasst, um die Sitzbelegung der

Fahrzeugsitze zu ermitteln. Hierdurch ist insbesondere eine dreidimensionale Erfassung der Sitzreihenbelegung möglich, durch welche auch das Ermitteln der Art der Sitzbelegung vereinfacht wird. Die Innenwände, an welchen die

Sensormodule jeweils angeordnet sind, werden insbesondere durch die

Seitenwände, durch die A-, D-, C- oder D-Säule und/oder durch Türen des Fahrzeugs gebildet.

Vorzugsweise weisen die Sensormodule jeweils zumindest einen Radar-, Laser-, Ultraschall- oder Kamerasensor auf. Dabei können die Sensormodule auch mit unterschiedlichen Sensoren ausgestattet sein, sodass ein Sensormodul beispielsweise einen Radarsensor und ein anderes Sensormodul, das

insbesondere der gleichen Sitzreihe zugeordnet ist, einen Laser- oder

Kamerasensor aufweist. Mittels der genannten Sensoren ist die

Sitzbelegungserfassung auf kostengünstige Art und Weise möglich. Dabei sind die Anforderungen an die jeweiligen Sensoren beispielsweise nicht so hoch, wie die an Sensoren, die zur Erfassung der Umgebung des Kraftfahrzeugs verwendet werden, wie beispielsweise in Systemen zur Abstandswarnung zu vorausfahrenden Objekten. Somit können auch kostengünstigere Radar-, Laseroder Kamerasensoren zur Überwachung des Innenraums eingesetzt werden, die weniger Bauraum beanspruchen und daher einfach in das jeweilige Sensormodul integrierbar sind.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Sensormodule als Airbag- Sensormodule oder jeweils in eine Airbageinrichtung integriert ausgebildet sind. Die Sensormodule weisen somit insbesondere auch Mittel zum Erfassen eines Aufpralls oder einer Kollision mit einem Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs auf. Derartige Airbag-Sensormodule werden mittlerweile ohnehin, wie eingangs bereits erwähnt, in Fahrzeugen eingesetzt. Durch die Weiterbildung zu den Sensormodulen, wie zuvor beschrieben, mittels Einsatz kostengünstiger Radar-, Laser-, Ultraschall- oder Kamerasensoren zur Überwachung des Innenraums des

Fahrzeugs, sind die Airbag-Sensormodule kostengünstig um die gewünschte Funktion erweiterbar. Da die Sensormodule keinen besonderen Bauraum beanspruchen, sind sie auch einfach in die vorhandenen Airbag-Sensormodule integrierbar. Wichtig ist, dass die Sensormodule dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt sind, um diesen erfassen zu können. Dies bedeutet, dass der Sensor des Sensormoduls für die Sitzbelegungserfassung dem Innenraum zugewandt ist, während der Sensor des Airbags-Sensormoduls zur Kollisionsüberwachung insbesondere der Außenwand des Fahrzeugs zugeordnet ist. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Sensormodule jeweils zumindest einen Aufprallsensor, insbesondere Beschleunigungssensor oder Drucksensor, als Mittel zur Kollisionserfassung aufweisen. Damit weist jedes Sensormodul einen Aufprallsensor sowie einen Sensor zum Bestimmen der Sitzbelegung auf. Durch das Vorsehen des Sensors und des Aufprallsensors wird das

Sensormodul somit zum Airbag-Sensormodul erweitert.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest einem der Fahrzeugsitze eine Bewegungsvorrichtung zugeordnet ist, die dazu ausgebildet ist, den Fahrzeugsitz bei Erfassen eines Aufpralls mit einem Objekt in Abhängigkeit von der erfassten Sitzbelegung in eine Schutzposition zu bewegen. Auch wenn autonom fahrende Fahrzeuge noch nicht zugelassen und auf dem Markt erhältlich sind, weist jedoch die derzeitige Entwicklung darauf hin, dass in Zukunft autonom fahrende Fahrzeuge angeboten und auf den Straßen bewegt werden. Diese haben den Vorteil, dass der bisher als Fahrer zuständige Insasse nicht mehr eine Überwachungsfunktion ausüben muss und sich daher beispielsweise auch vom Armaturenbrett für längere Zeit abwenden darf.

Hierdurch müssen durch die Fahrzeughersteller neue Bedürfnisse befriedigt werden, wie beispielsweise die variable Ausrichtung der Fahrzeugsitze, beispielsweise derart, dass der Fahrersitz um 180° verdreht werden kann, sodass sich der Fahrer mit weiteren Insassen des Fahrzeugs besser unterhalten kann. Diese Variabilität hat jedoch den Nachteil, dass die bisherigen

Rückhaltemittel nicht ohne weiteres weiter verwendet werden können.

Insbesondere Airbageinrichtungen, die in die Fahrzeugwand integriert sind, müssen sich dann an die neue Sitzposition des Fahrers anpassen können, oder es müssten entsprechend viele Airbageinrichtungen vorgehalten werden, um in jeder Position des Fahrzeugsitzes eine optimale Sicherheit für die Insassen bei einer Kollision zu bieten. Durch die vorteilhafte Bewegungsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Fahrzeugsitz selbst bewegt wird, um im Falle einer Kollision die auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person in eine für die Auslösung der Rückhaltemittel optimale oder optimierte Position zu verlagern. Dadurch kann beispielsweise eine auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person vor der Kollision in eine Position bewegt werden, in welcher die Rückhaltemittel optimal auf die Person wirken können. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs eine Kollision mit einem Objekt in der Umgebung voraussagen kann.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest ein weiteres Sensormodul an einem Dachhimmel oder an einem Mitteltunnel des Fahrzeugs dem

Innenraum zugewandt angeordnet ist. Durch das weitere Sensormodul wird die Überwachung des Innenraums verbessert und insbesondere die Genauigkeit der Personenerfassung erhöht.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest ein Steuergerät vorgesehen ist, das speziell dazu ausgebildet ist, die von den Sensormodulen bereitgestellten Daten zur Feststellung der Sitzbelegung auszuwerten und die

Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Auswertung anzusteuern. Das Steuergerät ermittelt somit anhand der von den Sensormodulen bereitgestellten Daten die Sitzbelegung und steuert im Falle einer drohenden oder erfolgenden Kollision die Rückhaltemittel und insbesondere die Bewegungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Auswertung an, wie zuvor bereits beschrieben.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzige Figur ein Fahrzeug mit einer vorteilhaften Sicherheitseinrichtung in einer vereinfachten Draufsicht.

Die Figur zeigt in einer vereinfachten Draufsicht ein Fahrzeug 1, das eine vorteilhafte Sicherheitseinrichtung 2 aufweist. Das Fahrzeug 1 ist als

Kraftfahrzeug ausgebildet, das drei Sitzreihen 3, 4, 5 aufweist, wobei die erste in Vorwärtsfahrt vorne liegende Sitzreihe 3 zwei Fahrzeugsitze 3_1 und 3_2 aufweist, und die dahinter liegenden Sitzreihen 4 und 5 jeweils drei

Fahrzeugsitze 4_1 bis 4_3 beziehungsweise 5_1 bis 5_3. Den außenliegenden Fahrzeugsitzen 3_1, 3_3, 4_1, 4_3 und 5_1 und 5_3, sind jeweils

Airbageinrichtungen 6 zugeordnet, die im Fall einer Kollision des Kraftfahrzeugs ausgelöst werden können, um die Fahrzeuginsassen vor Verletzungen zu schützen. Die Anordnung und Position der Airbageinrichtungen 6 ist vorliegend in der Figur lediglich beispielhaft gezeigt. Zweckmäßigerweise sind die

Airbageinrichtungen 6 jedoch in jeweils einer Seitenwand des Fahrzeugs 1 angeordnet, um als Seitenairbags die Insassen zu schützen.

Die Sicherheitseinrichtung 2 weist vorteilhafterweise noch weitere

Rückhaltemittel zum Schutz der Fahrzeuginsassen auf, wie beispielsweise Gurtstraffer, insbesondere auch an den mittleren Sitzen 4_2 und 5_2, welche den Schutz für die Fahrzeuginsassen weiter erhöhen.

Die Sicherheitseinrichtung 2 weist weiterhin Aufprallsensoren 7 beziehungsweise Kollisionssensoren auf, die beispielsweise an einer Fahrzeuglängsseite oder im Stoßfänger des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, um eine Kollision des Fahrzeugs 1 mit einem Objekt in der Umgebung zu erfassen. Dazu sind die Aufprallsensoren 7 der Außenseite des Fahrzeugs 1 zugeordnet. Bei den Aufprallsensoren 7 kann es sich um Beschleunigungssensoren handeln, die insbesondere in der B-, C- oder D-Säule des Fahrzeugs angeordnet sind, oder um Drucksensoren, die in einer oder mehreren Fahrzeugtüren des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Die in den Stoßfängern 7 integrierten Aufprallsensoren 7 sind insbesondere als Beschleunigungssensoren oder druckschlauchbasierte Sensoren ausgebildet, die eine Kollision mit Fußgängern erfassen. Weiterhin weist die Sicherheitseinrichtung 1 eine Umfeldsensorik 8 auf, welche insbesondere optisch die Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst, um drohende Kollisionen zu erfassen, noch bevor die Kollision erfolgt. Ein Steuergerät 9 wertet die Daten der Aufprallsensoren 7 und der

Umfeldsensorik 8 aus, um über das Auslösen der in dem Fahrzeug 1

befindlichen Rückhaltemittel, insbesondere der Airbageinrichtungen 6 und der genannten Gurtstraffer zu entscheiden.

Die Sicherheitseinrichtung 2 weist weiterhin mehrere Sensormodule 10, 11 und 12 auf, von denen die Sensormodule 10 und 11 an einer Innenwand des Fahrzeugs 1 dem Innenraum des Fahrzeugs 1 zugewandt angeordnet sind. Dabei ist das Sensormodul 10 der Sitzreihe 4 und das Sensormodul 11 der Sitzreihe 5 zugeordnet. Das weitere Sensormodul 12 ist am Dachhimmel mittig im vorderen Bereich des Innenraums angeordnet und in Richtung der vorderen Sitzreihe 3 ausgerichtet.

Jedes Sensormodul 10, 11, 12 weist einen berührungsfrei arbeitenden Sensor 13, 14 beziehungsweise 15 auf, welcher insbesondere als Radarsensor, Ultraschallsensor, Kamerasensor oder Lasersensor ausgebildet ist und den Innenraum des Fahrzeugs 1 abtastet. Die Sensoren 13 und 14 sind jeweils mit einem der Sensoren 7 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und bilden mit diesen zusammen das jeweilige Sensormodul 11 beziehungsweise 10. Der Sensor 15 ist gegebenenfalls zusammen mit einem Kameramodul der

Umfeldsensorik 8 in einem Gehäuse angeordnet und kann insofern ebenfalls einen integrierten Sensor darstellen. Die Sensormodule 10 und 11 stellen insbesondere Airbag-Sensormodule dar, die um die Funktion des zusätzlichen Sensors 13 beziehungsweise 14 erweitert sind. Die Sensormodule 10, 11, 12 werden somit einerseits zur Kollisionsüberwachung genutzt, und andererseits zur Überwachung des Innenraums und insbesondere zur Erfassung der Sitzbelegung der Fahrzeugsitzreihen 3, 4 und 5. Mittels der jeweiligen Sensoren 13, 14 und 15 werden die Anzahl, Position und Lage der Fahrzeuginsassen im Innenraum des Fahrzeugs 1 ermittelt. Bei den hier genannten Sensoren handelt es sich insbesondere nicht um vollwertige Radar-, Ultraschall-, Laser- oder Kamerasensoren, wie sie beispielsweise für eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Abstandsregelung verwendet werden, sondern vielmehr um verkleinerte Ausführungsformen dieser, die sich für die Integration in die peripheren Airbag-Sensormodule 10, 11, 12 eignen. Die Sensoren benötigen ein nur geringen Sensorbereich von wenigen Metern, da sie nur den Innenraum des Fahrzeugs erfassen müssen, und können daher entsprechend klein

dimensioniert sein. Die Insassenerfassung erfolgt bevorzugt zwei- oder dreidimensional mittels der Sensormodule 10, 11 und 12. Aus der

Insassenerfassung beziehungsweise der Erfassung der Sitzplatzbelegung erfolgt in einem zweiten Schritt durch das Steuergerät 9 eine Bestimmung der aktuellen Position der Insassen sowie deren Lage.

Es ergibt sich hierdurch der Vorteil, dass die Sitzplatzbelegung noch

zuverlässiger und genauer durchführbar ist als bisher. Rückhaltemittel des Fahrzeugs 1, wie beispielsweise Airbageinrichtungen oder Gurtstraffer, können auf diese Weise noch gezielter gezündet werden, wodurch die Sicherheit im Straßenverkehr für die Insassen des Fahrzeugs 1 erhöht wird.

Ist das Fahrzeug 1 außerdem als autonomes oder teilautonomes Fahrzeug ausgebildet, das also autonom oder teilautonom eine beispielsweise

vorbestimmte Fahrstrecke zurücklegen kann, weist zumindest einer der

Fahrzeugsitze 3_1 bis 5_3 eine Bewegungsvorrichtung 16 auf, in der Figur beispielhaft für den Fahrersitz gezeigt, welche den Fahrersitz aus einer

Fahrerposition in eine um 180° verdrehte Passagierposition verstellen kann. Vorzugsweise ist die Bewegungsvorrichtung 16 durch das Steuergerät 9 ansteuerbar, um im Falle einer drohenden Kollision den Fahrersitz 3_1 in kurzer Zeit in eine Position zu verlagern, in welcher die auf dem Fahrersitz befindliche Person so gut wie möglich geschützt ist. Die genaue Kenntnis und Lage der Position zum Zeitpunkt der Fahrt ist daher von großem Vorteil. Mittels der vorteilhaften Sicherheitseinrichtung 2 lässt sich die Position erfassen und bei Bedarf mittels der Bewegungsvorrichtung 16 rechtzeitig anpassen. Mittels der Sicherheitseinrichtung 2 ist außerdem beispielsweise eine Plausibilisierung einer optional im Fahrzeug 1 verbauten Insassenerkennungseinrichtung, die beispielsweise Belegungssensoren in den Fahrzeugsitzen aufweist, möglich. Mithilfe des vorteilhaften Sicherheitssystems 2 ist es außerdem möglich, festzustellen, in welcher Position und Lage sich die Fahrzeuginsassen vor, während und nach einem Unfall befinden. Dadurch kann ein Unfallverlauf einfach rekonstruiert werden, beispielsweise um festzustellen, weshalb bestimmte Insassen bestimmte Verletzungen davontrugen. Darüber hinaus ist es mittels der

Sicherheitseinrichtung 2 möglich, die Lage und Position der Fahrzeuginsassen nach einem Unfall zu bestimmen, wenn beispielsweise die letzte Position und Lage der Insassen vor einem Umfall gespeichert wurde. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Insassen im Fahrzeug eingeklemmt sind und von den Rettungskräften aus dem Fahrzeug befreit werden müssen. Die

Sicherheitseinrichtung 2, insbesondere das Steuergerät 9, weist dazu

vorteilhafterweise eine Funkschnittstelle auf, insbesondere in der Art einer Fahrzeug-zu-X-Kommunikationsschnittstelle, mittels welcher Rettungskräfte die gespeicherten Informationen über die Lage und Position der Insassen auslesen können. Darüber hinaus ist es denkbar, über die Kommunikationsschnittstelle die

Kräfte, die während des Unfalls auf die Insassen gewirkt haben, an die

Rettungskräfte zu übermitteln, sodass bereits bei der Anfahrt zur Unfallstelle eine Abschätzung der Verletzungen der Insassen durchgeführt werden kann und gegebenenfalls notwendige Behandlungsmaßnahmen vorbereitet werden können.

Darüber hinaus ist auch ein Einsatz der Sicherheitseinrichtung 2 in

Behördenfahrzeugen denkbar, um Lage und Position von insbesondere in Haft befindlichen Personen während des Transports zu überwachen. Mithilfe von intelligenten Algorithmen können eventuelle Fluchtversuche der Personen vorausschauend erkannt und verhindert werden. Während in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sensormodule 10, 11 an nur einer Seitenwand des Fahrzeugs 1 angeordnet sind, ist es gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass entsprechende Sensormodule auch an der

gegenüberliegenden Seitenwand des Fahrzeugs dem Innenraum zugewandt angeordnet sind, um die jeweiligen Sitzreihen 4 und 5 auch von der anderen Seite zu erfassen, wodurch die Sitzbelegungsbestimmung noch genauer durchführbar ist. Es ist hierbei auch möglich, Fahrzeugbereiche abzudecken, welche von einer bisher vorhandenen Insassenerkennung bisher nicht abgedeckt wurden. Auch ist es denkbar, ein weiteres Sensormodul auf dem Mitteltunnel des Fahrzeugs, beispielsweise zwischen den Sitzreihen 3 und 4 oder 4 und 5 anzuordnen, dessen berührungsfrei arbeitender Sensor nach oben gerichtet ist, um eine Sitzbelegung zu ermitteln oder zu plausibilisieren.