DE102007048843A1

DE102007048843A1 - Sicherheitsgurt mit integriertem Sensor für Herzschlag und Atmung

Info

Publication number: DE102007048843A1
Application number: DE200710048843
Authority: DE
Inventors: Andrej Durech
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2007-10-11
Publication date: 2009-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug mit einem Sicherheitsgurt (B) zum Rückhalten eines Insassens des Fahrzeugs und zumindest einem mit dem Sicherheitsgurt (B) verbundenen Sensor (SENS) zur Erfassung von zumindest einer Lebensfunktion des Insassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug, welches einen Sicherheitsgurt zum Rückhalten eines Insassen des Fahrzeugs umfasst.
Ein Sicherheitsgurt ist ein Rückhaltemittel für Automobile, Flugzeuge oder sonstige Verkehrsmittel. Die Fahrzeuginsassen werden hierdurch bei durch Unfälle hervorgerufenen Fahrzeugverzögerungen von stabilen, mit der Karosserie des Fahrzeuges verbundenen Gurten gehalten. Herkömmliche Sicherheitsgurte umfassen im Wesentlichen einen elektrischen Multifunktionsaufwickler bzw. -aufroller, einen Gurtstraffer und einen Gurtkraftbegrenzer. Der Aufroller rollt nach dem Anlegen des Sicherheitsgurtes diesen derart auf, dass er für den Fahrzeuginsassen bequem anliegt. Wenn sich der Fahrer anschließend während der Fahrt bewegt und damit den Sicherheitsgurt lockert, wird diese so genannte Gurtlose durch den Aufroller ausgeglichen, indem der gelockerte Gurt wieder aufgerollt wird.
Unter dem Begriff der Fahrerassistenzsysteme (englisch: ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) werden Funktionen zusammengefasst, welche der Unterstützung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges dienen. Ziel der Fahrerassistenzsysteme ist häufig die Steigerung der Sicherheit durch die Vermeidung von Gefahrensituationen vor deren Entstehung und durch die Unterstützung des Fahrers zur Unfallvermeidung in kritischen Situationen. Weitere Ziele sind die Steigerung des Komforts durch Stressreduktion und Entlastung des Fahrers in Standardsituationen, die Erleichterung der Orientierung durch situationsabhängig aufbereitete und fahrergerecht vermittelte Umfeld-Informationen, sowie die Erhöhung des Fahrspaßes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug aufzuzeigen, welches sich z. B. für den Einsatz im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems eignet.
Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitsgurtsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug umfasst einen Sicherheitsgurt zum Rückhalten eines Insassen des Fahrzeugs, sowie zumindest einen mit dem Sicherheitsgurt verbundenen Sensor zur Erfassung von zumindest einer Lebensfunktion des Insassen.
Es kommen bei dem erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystem ein oder mehrere Sensoren zum Einsatz, welche geeignet sind, eine oder mehrere Lebensfunktionen des Insassen zu erfassen. Als Lebensfunktionen kommen insbesondere Herzschlag bzw. Puls und/oder Atmung in Betracht. Zur Erfassung der Lebensfunktionen nimmt der Sensor bzw. die Sensoren Daten auf. Diese können von dem Sensor bzw. den Sensoren ausgewertet werden, wodurch Aussagen betreffend die Lebensfunktionen gewonnen werden; alternativ können die Daten auch an eine Einrichtung weitergeleitet werden, welche für die Datenauswertung und die Ableitung von Aussagen betreffend die Lebensfunktionen zuständig ist.
Der mindestens eine Sensor ist mit dem Sicherheitsgurt verbunden. Hierbei kann es sich um eine durch den Insassen trennbare oder untrennbare Verbindung handeln. Aufgrund der Verbindung zwischen Sensor und Sicherheitsgurt wird der Sensor durch Anlegen des Sicherheitsgurtes automatisch in die Nähe des Insassen gebracht. Es ist somit nicht erforderlich, dass der Insasse den zumindest einen Sensor eigens, d. h. unabhängig von dem Sicherheitsgurt, anlegt.
Es eignen sich für das erfindungsgemäße Sicherheitsgurtsystem an sich verschiedenartige Typen von Sicherheitsgurten, z. B. Zwei- oder Dreipunkt-Sicherheitsgurte. Vorteilhaft ist die Verwendung von Sicherheitsgurten, welche über den Brustkorb des Insassen verlaufen, da in dieser Körperregion eine besonders einfache Erfassung von Lebensfunktionen möglich ist.
Der mindestens eine Sensor umfasst in Weiterbildung der Erfindung einen druckempfindlichen Sensor. Dieser reagiert auf eine Druckänderung, welche vom Insassen bzw. von Körperregionen/-teilen des Insassen durch eine Bewegung in Richtung des Sicherheitsgurtes bewirkt wird. Es ist möglich, dass ausschließlich einer oder mehrere druckempfindliche Sensoren zum Einsatz kommen, oder auch einer oder mehrere druckempfindliche Sensoren und einer oder mehrere andersartige Sensoren. Als andersartige Sensoren kommen z. B. Strahlungssensoren in Betracht.
Die Verbindung zwischen dem Sicherheitsgurt und dem mindestens einen Sensor kann auf verschiedenartige Weisen erfolgen. Z. B. kann der mindestens eine Sensor auf der Oberfläche des Sicherheitsgurtes angebracht sein, z. B. durch Kleben oder Nähen. Vorzugsweise befindet sich der mindestens eine Sensor hierbei auf der dem Insassen zugewandten Seite des Sicherheitsgurtes. Ferner kann der zumindest eine Sensor in den Sicherheitsgurt integriert sein, z. B. indem dieser in das Material des Sicherheitsgurtes eingewebt oder auf andere Weise eingearbeitet ist. In diesem Fall ist es möglich, dass der zumindest eine Sensor keine Oberfläche nach außen aufweist.
Der zumindest eine Sensor kann sich über einen bestimmten Längenabschnitt des Sicherheitsgurtes erstrecken. Es ist auch möglich, dass der zumindest eine Sensor sich über die gesamte Länge des Sicherheitsgurtes erstreckt. Dies ist insofern vorteilhaft, als die Positionierung des zumindest einen Sensors relativ zum Insassen hierdurch unabhängig von den Abmaßen des Insassen ist.
In Weiterbildung der Erfindung befindet sich der zumindest eine Sensor in einem Bereich des Sicherheitsgurtes, welcher sich bei angelegtem Sicherheitsgurt üblicherweise auf dem Brustkorb des Insassen befindet. Üblicherweise bedeutet hierbei, dass ein Insasse mit durchschnittlichen Abmaßen zugrunde gelegt wird.
In Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Sicherheitsgurtsystem über einen Auswertebestandteil zum Auswerten von von dem zumindest einen Sensor erfassten Daten zur Feststellung einer Abweichung der zumindest einen Lebensfunktion von einem Normalzustand. Auf ein Vorliegen einer Abweichung von dem Normalzustand kann z. B. entschieden werden, wenn die aktuellen Werte der Lebensfunktion signifikant oder einen bestimmten Schwellenwert übersteigend von einem Normalwert abweichen. Vorzugsweise wir die Abweichung vom Normalzustand derart definiert, dass diese Abweichung einem medizinischen Notfall entspricht. Ein Beispiel hierfür ist der Atem- und/oder Herzstillstand. Der Auswertebestandteil kann in unmittelbarer Nähe des mindestens einen Sensors angeordnet sein, d. h. am Sicherheitsgurt; alternativ kann sich der Auswertebestandteil örtlich getrennt von dem zumindest einen Sensor befinden. Die Verbindung zwischen dem Auswertebestandteil und dem mindestens einen Sensor kann z. B. über Leitung oder Funk erfolgen.
In Ausgestaltung der Erfindung ist ein Entscheidungsbestandteil vorhanden zum Entscheiden über die Ausgabe eines Ausgabesignals unter Verwendung von von dem Auswertebestandteil ermittelten Informationen, und ein Ausgang zum Ausgeben des Ausgangssignals, sowie eine an den Ausgang angeschlossene Schnittstelle zu einer Kontrollvorrichtung des Fahrzeugs, wobei die Kontrollvorrichtung ausgebildet ist zum Abbremsen des Fahrzeugs auf das Ausgabesignal hin. Das Abbremsen erfolgt in diesem Fall autonom, d. h. ohne Mitwirkung des Fahrers. Neben den Informationen des Auswertebestandteils können andere Größen das Ausgabesignal beeinflussen, so z. B. Bilder der Fahrzeugumgebung, welche von Kameras aufgenommen wurden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist ein Entscheidungsbestandteil vorhanden zum Entscheiden über die Ausgabe eines Ausgabesignals unter Verwendung von von dem Auswertebestandteil ermittelten Informationen, und ein Ausgang zum Ausgeben des Ausgangssignals, sowie eine an den Ausgang angeschlossene Schnittstelle, wobei über die Schnittstelle auf das Ausgabesignal hin per Funk Informationen betreffend einen medizinischen Notfall versendbar sind. Durch diese Schnittstelle kann Kontakt zu einem medizinischen Notfalldienst o. ä. aufgenommen werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist ein Entscheidungsbestandteil vorhanden zum Entscheiden über die Ausgabe eines Ausgabesignals unter Verwendung von von dem Auswertebestandteil ermittelten Informationen, und ein Ausgang zum Ausgeben des Ausgangssignals, sowie eine an den Ausgang angeschlossene Schnittstelle zum Insassen, wobei über die Schnittstelle Informationen des Ausgabesignals an den Insassen übertragbar sind. Die Informationsübertragung an den Insassen kann z. B. akustisch, optisch oder haptisch erfolgen. Durch diese Informationsübertragung wird der Insasse auf einen medizinischen Zustand aufmerksam gemacht und kann gegebenenfalls geeignete Maßnahmen ergreifen.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug verfügt über ein Sicherheitsgurtsystem der beschriebenen Art, wobei der Sicherheitsgurt für den Fahrer des Fahrzeugs vorgesehen ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1: einen Autofahrer mit angelegtem Sicherheitsgurt,
2: einen Ausschnitt aus einem Fahrerassistenzsystem.
Immer wieder kommt es zu Unfällen im Straßenverkehr, welche durch eine akute Störung des Herz-Kreislauf-Systems des Fahrers eines Kraftfahrzeugs bedingt sind. Erleidet beispiels weise ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs einen Herzinfarkt, ist er oftmals nicht in der Lage, sein Fahrzeug zum Stand zu bringen, ohne hierbei einen Unfall zu verursachen. Des weiteren vergeht in der Regel eine Weile, bevor der kritische Zustand des Fahrers festgestellt und ein Arzt verständigt wird.
1 zeigt einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs mit angelegtem Sicherheitsgurt B. Dieser verläuft im angelegten Zustand wie in 1 dargestellt üblicherweise quer über den Oberkörper des Fahrers; es handelt sich also um einen Dreipunkt-Sicherheitsgurt. Ein Sicherheitsgurt ist hierbei ein verbreitetes Rückhaltemittel in Kraftfahrzeugen, welches den Zweck erfüllt, den jeweiligen Fahrzeuginsassen im Falle von Fahrzeugverzögerungen durch einen stabilen, mit der Karosserie verbundenen Gurten zu halten, so dass dieser somit nicht durch das Fahrzeug oder aus diesem heraus geschleudert werden kann.
Der Sicherheitsgurt B der 1 ist mit einem Drucksensor SENS versehen. Dieser erfasst Druckänderungen, welche durch ein Heben und Senken des Brustkorbes des Fahrers verursacht werden. Da sowohl die Atmung als auch der Herzschlag des Fahrers in einem Heben bzw. Senken seines Brustkorbs resultieren, können durch Auswertung der von dem Drucksensor SENS erfassten Daten Informationen über den aktuellen Zustand von Herzschlag und Atmung des Fahrers gewonnen werden.
Es kann wie in 1 dargestellt ein einzelner Drucksensor SENS zum Einsatz kommen, welcher an einer bestimmten Stelle des Sicherheitsgurtes B angebracht ist. In diesem Falle ist eine Anbringung des Drucksensors SENS an einer Position vorteilhaft, welche bei angelegtem Sicherheitsgurt B in etwa über der Herzgegend des Fahrers liegt. Es ist auch möglich, mehrere Drucksensoren SENS entlang des Sicherheitsgurtes B anzubringen. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Drucksensoren entlang der gesamten Länge des Sicherheitsgurtes B. Dies hat den Vorteil, dass sich unabhängig von den Ma ßen des Fahrers zumindest ein Drucksensors SENS an einer für die Herzschlagmessung günstige Lage befindet.
Als Drucksensor SENS kommen verschiedene an sich bekannte Sensoren in Betracht, z. B. piezoresistive Drucksensoren, piezoelektrische Drucksensoren, frequenzanaloge Drucksensoren, Drucksensoren mit Hallelementen, kapazitive Drucksensoren, induktive Drucksensoren.
2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Fahrerassistenzsystem. Die von dem Drucksensor SENS erfassten Daten DatSENS werden einer Auswertevorrichtung S zur Verfügung gestellt. Diese ermittelt anhand der Daten DatSENS, ob Herzschlag und Atmung des Fahrers normal sind. Hierbei ist es möglich, nur den Herzschlag oder nur die Atmung zu betrachten, oder auch sowohl Herzschlag als auch Atmung.
Zur Prüfung, ob Herzschlag und Atmung normal sind, können z. B. die aktuell erfassten Daten DatSENS mit gespeicherten Daten, welche den Normalfall repräsentieren, verglichen werden. Die dem Normalfall entsprechenden Daten können fahrerspezifische Daten sein, welche zuvor erfasst wurden. Diese vorhergehende Erfassung kann für jeden Fahrer einmalig erfolgen, oder auch zu Beginn einer jeden Fahrt. Weiterhin ist es möglich, die Normalfall-Daten ständig zu aktualisieren, indem die zuletzt erfassten Daten DatSENS als Normalfall-Daten herangezogen werden. Auf ein Abweichen vom Normalfall kann dann erkannt werden, wenn ein bestimmtes Maß an Abweichung vom Normalfall vorhanden ist.
Alternativ oder ergänzend zum Einsatz von Normalfall-Daten können Daten gespeichert sein, welche ein Abweichen vom Normalfall einzeigen. Auf diese Weise kann z. B. auf ein Abweichen vom Normalfall erkannt werden, wenn ein bestimmter Höchstpuls oder eine bestimmte Höchstatemfrequenz überschritten wird, oder wenn ein bestimmter Mindestpuls oder eine bestimmte Mindestatemfrequenz unterschritten wird. In jedem Fall sollte dann für das Vorliegen eines Notfalls entschieden werden, wenn Atmung und/oder Puls nicht feststellbar sind.
Bei einer festgestellten Abweichung von Herzschlag und Atmung des Fahrers vom Normalfall gibt die Auswertevorrichtung S ein Signal über die Schnittstellen I1 oder I2 aus. Die Schnittstelle I1 ist hierbei eine Funkschnittstelle. Hierdurch kann eine Verbindung zu einem Notfalldienst, Krankenhaus oder Arzt aufgebaut werden, womit über den Notfall informiert wird. Es ist möglich, dass diese Information lediglich angibt, dass ein Notfall vorliegt; ferner können auch detailliertere Angaben über die Art der aufgetretenen Störung enthalten sein. Vorzugsweise enthält die Information auch die Position des Fahrzeugs, welche z. B. über ein Satellitennavigationssystem des Fahrzeugs ermittelbar ist. Für die Funkschnittstelle I1 kann ein übliches Funkkommunikationssystem, z. B. nach dem Standard GSM oder UMTS zum Einsatz kommen.
Bei der Schnittstelle I2 handelt es sich um eine Schnittstelle zur autonomen Kontrolle des Fahrzeugs. Über diese Schnittstelle I2 wird vorzugsweise eine Geschwindigkeitsreduktion initiiert, durch welche das Fahrzeug zum Stand kommt. Diese Geschwindigkeitsreduktion ist autonom, denn es bedarf nicht der Mitwirkung des Fahrers. Ferner kann auch autonom in die Lenkung des Fahrzeugs eingegriffen werden. Um das Fahrzeug sicher zum Stand kommen zu lassen, ist es vorteilhaft, wenn Daten von Sensoren, welche die Umgebung des Fahrzeugs erfassen, berücksichtigt werden. Hierfür eignen sich z. B. Kameras, welche sensitiv für sichtbares Licht und/oder Infrarot-Strahlung sind. Auf diese Weise kann z. B. verhindert werden, dass das Fahrzeug an einer ungünstigen Position auf der Fahrbahn oder auf einem Bahnübergang zum Stehen kommt.
Die Verwendung eines Sicherheitsgurtes B mit integriertem Drucksensor SENS zur Detektion von Herzschlag und/oder Atmung eignet sich insbesondere für ältere Fahrer. Von Vorteil ist, dass außer dem Sicherheitsgurt B keine weiteren Sensoren, welche eine Überwachung von Herzschlag und Atmung ermögli chen, nötig sind bzw. von dem Fahrer angelegt werden müssen. Für den Fahrer ergibt sich somit kein Zusatzaufwand.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims

Sicherheitsgurtsystem für ein Fahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt (B) zum Rückhalten eines Insassen des Fahrzeugs, und zumindest einem mit dem Sicherheitsgurt (B) verbundenen Sensor (SENS) zur Erfassung von zumindest einer Lebensfunktion des Insassen.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, wobei die zumindest eine Lebensfunktion Herzschlag und/oder Atmung umfasst.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest eine Sensor (SENS) einen druckempfindlichen Sensor umfasst.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zumindest eine Sensor (SENS) auf der Oberfläche des Sicherheitsgurtes (B) angebracht ist.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zumindest eine Sensor (SENS) in den Sicherheitsgurt (B) integriert ist.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich der zumindest eine Sensor (SENS) über einen bestimmten Längenabschnitt des Sicherheitsgurtes (B) erstreckt.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sich der zumindest eine Sensor (SENS) über die gesamte Länge des Sicherheitsgurtes (B) erstreckt.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zumindest eine Sensor (SENS) sich in einem Bereich des Sicherheitsgurtes (B) befindet, welcher sich bei angelegtem Sicherheitsgurt (B) üblicherweise auf dem Brustkorb des Insassen befindet.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Auswertebestandteil (S) zum Auswerten von von dem zumindest einen Sensor (SENS) erfassten Daten zur Feststellung einer Abweichung der zumindest einen Lebensfunktion von einem Normalzustand.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 9, mit einem Entscheidungsbestandteil (S) zum Entscheiden über die Ausgabe eines Ausgabesignals unter Verwendung von von dem Auswertebestandteil (S) ermittelten Informationen, einem Ausgang zum Ausgeben des Ausgangssignals, einer an den Ausgang angeschlossenen Schnittstelle (I2) zu einer Kontrollvorrichtung des Fahrzeugs, wobei die Kontrollvorrichtung ausgebildet ist zum Abbremsen des Fahrzeugs auf das Ausgabesignal hin.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 9 oder 10, mit einem Entscheidungsbestandteil (S) zum Entscheiden über die Ausgabe eines Ausgabesignals unter Verwendung von von dem Auswertebestandteil (S) ermittelten Informationen, einem Ausgang zum Ausgeben des Ausgangssignals, einer an den Ausgang angeschlossenen Schnittstelle (I1), wobei über die Schnittstelle (I1) auf das Ausgabesignal hin per Funk Informationen betreffend einen medizinischen Notfall versendbar sind.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, mit einem Entscheidungsbestandteil (S) zum Entscheiden über die Ausgabe eines Ausgabesignals unter Verwendung von von dem Auswertebestandteil (S) ermittelten Informationen, einem Ausgang zum Ausgeben des Ausgangssignals, einer an den Ausgang angeschlossenen Schnittstelle zum Insassen, wobei über die Schnittstelle Informationen des Ausgabesignals an den Insassen übertragbar sind.
Fahrzeug mit einem Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Sicherheitsgurt (B) für den Fahrer des Fahrzeugs vorgesehen ist.