DE10037260A1 - Einrichtung zur Überwachung der Schließstellung mindestens eines Schlosses eines Aufsatzkindersitzes für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Einrichtung zur Überwachung der Schließstellung mindestens eines Schlosses eines Aufsatzkindersitzes für ein KraftfahrzeugInfo
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Abstract
Die Einrichtung dient zur Überwachung der Schließstellung eines Schlosses eines Aufsatzkindersitzes für ein Kraftfahrzeug. Innerhalb des Kindersitzes ist ein Transponder vorgesehen, der durch ein fahrzeugseitiges Lesegerät induktiv mit Energie versorgt wird und der Daten über die Schließstellung der Schlösser des Kindersitzes drahtlos an das Lesegerät übermittelt, das entsprechend fahrzeugseitige Anzeigen aktiviert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung der Schließstellung
mindestens eines Schlosses eines Aufsatzkindersitzes für ein Kraftfahrzeug.
Es ist bekannt, in Kraftfahrzeugen Gurtschlösser bezüglich ihrer Schließstellung
zu überwachen, damit der Fahrer vor Fahrtantritt auf einfache Weise feststellen
kann, ob die Gurtbandrückhaltesysteme bestimmungsgemäß angelegt sind.
Hierzu ist im Gurtschloss ein Schalter vorgesehen, der entsprechend der Schließ
stellung des Schlosses geschaltet wird, der also beispielsweise schließt, wenn
auch das Gurtschloss geschlossen ist oder umgekehrt. Dieser Schalter ist mit
einer entsprechenden Anzeigevorrichtung im Armaturenbrett gekoppelt.
Soweit es die heute in Kraftfahrzeugen zum Transport von Kindern üblichen
Aufsatzkindersitze oder -schalen betrifft, ist eine solche Kontrollfunktion jedoch
nicht vorgesehen. Dabei ist hier eine solche Kontrollfunktion von besonderer
Bedeutung, da nämlich mehrere Schlösser zu überwachen sind, zum einen die,
mit denen der Kindersitz am Fahrzeug befestigt ist, und zum anderen auch das
meist zentrale Gurtschloss des kindersitzeigenen Gurtbandrückhaltesystems.
Dies ist umso wichtiger, als die Fehlbefestigung eines dieser Schlösser in der
Regel vom Kind selbst nicht festgestellt und gemeldet werden kann.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ein
richtung zu schaffen, die es auch bei Verwendung von Aufsatzkindersitzen im
Kraftfahrzeug erlaubt, die Schließstellung mindestens eines Schlosses dieses
Sitzes zu überwachen, insbesondere die Schließstellung der den Aufsatzkinder
sitz mit dem Fahrzeug befestigenden Schlösser als auch die Schließstellung des
zentralen Gurtschlosses zu überwachen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 aufgeführten
Merkmale erfüllt. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen,
der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schlossüberwachung
beim Aufsatzkindersitz vorzusehen, die keine eigene kindersitzseitige Energie
versorgung benötigt. Die Energieübertragung erfolgt gemäß der Erfindung
induktiv, wobei auch die Signalübertragung vom Kindersitz zum Fahrzeug
wiederum induktiv, vorzugsweise durch Belastungsmodulation erfolgt. In
einfachster Form kann eine solche Überwachung mittels eines im Kindersitz
vorgesehenen elektrischen Stromkreises erfolgen, der eine Induktivität, bei
spielsweise eine Spule, aufweist, und einen Schalter, der entsprechend der
Schließstellung des Schlosses geöffnet oder geschlossen ist. Sobald die Indukti
vität in dem Bereich der zugehörigen fahrzeugseitigen Induktivität gelangt und
ein Strom in diesen Stromkreis induziert wird, kann fahrzeugseitig diese indukti
ve Belastung ermittelt und daraus auf die Schaltstellung des Schalters und somit
die Schließstellung des Schlosses geschlossen und ggf. ein entsprechendes
Signal erzeugt werden. Die Energieversorgung erfolgt also ausschließlich über
das fahrzeugseitig vorhandene Bordnetz, wobei die zur Verfügung stehende
Gleichspannung in an sich bekannter Weise in eine Wechselspannung umge
formt einer fahrzeugseitigen Spule zugeführt wird und eine entsprechende
Auswerteinrichtung zur Ermittlung des Lastzustandes vorzusehen ist.
Bevorzugt sind dabei nicht nur ein Schalter für das zentrale Gurtschloss des
Kindersitzes, sondern zwei weitere Schalter für die Schlösser vorgesehen, mit
denen der Kindersitz am Fahrzeug befestigt ist. Derartige Befestigungen sind
heute weitgehend genormt und beispielsweise aus DE 198 48 231 A1 bekannt.
Dabei sind üblicherweise für einen Aufsatzkindersitz zwei Bügel fahrzeugseitig
in vorgegebenem Abstand im Bereich zwischen Sitz und Rückenlehne an
geordnet, die von entsprechenden kindersitzseitigen Schlössern umfasst werden.
Zweckmäßigerweise werden auch diesen Schlössern mechanische Schalter,
beispielsweise Mikroschalter, zugeordnet, welche durch die erfindungsgemäße
Einrichtung hinsichtlich ihrer Schaltstellung überwacht werden.
Besonders zuverlässig und störunanfällig arbeitet die erfindungsgemäße Ein
richtung, wenn hierzu ein an sich bekanntes Radio-Frequency-IDentification-
System (RFID-System) eingesetzt wird, wobei kindersitzseitig ein Transponder
und fahrzeugseitig ein Lesegerät vorzusehen sind. Derartige Systeme bzw. die
dafür erforderlichen Komponenten sind von diversen Anbietern verfügbar,
beispielsweise von der Darda System Technik GmbH in Blumberg. Diese
Systeme bedürfen einer gewissen Anpassung für den vorgenannten Verwen
dungszweck. Die induktive Kopplung erfolgt dabei vorzugsweise im Bereich der
Rückenlehnen sowohl kindersitzseitig als auch fahrzeugsitzseitig. Dabei ist es
zweckmäßig, den Transponder im Full-Duplex-Modus (FDX-Modus) zu betrei
ben, d. h. gleichzeitig mit Energie zu versorgen und Daten von ihm zu emp
fangen. Die in diesem Zusammenhang angewandte Technik ist hinlänglich
bekannt und wird daher hier auch nicht im Einzelnen beschrieben.
Bevorzugt wird dabei ein Transponder mit einem Logikbauteil eingesetzt, der
einen analogen Eingang für beispielsweise einen veränderbaren Widerstand
aufweist, wobei der oder die Schalter für die Schlossüberwachung so verschaltet
werden, dass bei deren Schließen jeweils diesem Eingang ein vorbestimmter
Widerstand aufgeschaltet wird oder auch bei deren Öffnen, je nach gewünschter
Schaltungsauslegung.
Zweckmäßigerweise ist die Einrichtung so aufgebaut, dass das Lesegerät bzw.
die diesem zugeordnete Auswertelektronik im Fahrzeug zunächst in einem
ersten Schritt feststellt, ob ein Transponder vorhanden ist, d. h. ob ein Aufsatz
kindersitz auf einem Fahrzeugsitz angeordnet ist. Wenn dies der Fall ist, wird
der Transponder über das Lesegerät induktiv energieversorgt, was im Lesegerät
registriert wird. Darüber hinaus kann eine zusätzliche Abfrage dahingehend
vorgesehen sein, ob es sich bei dem ermittelten Transponder auch um einen
bestimmungsgemäßen, nämlich den eines Aufsatzkindersitzes handelt. Hierzu
ist es bekannt, einen entsprechenden (vorher abgespeicherten) digitalen Datenco
de aus dem Transponder auszulesen. Die Datenübertragung zwischen Trans
ponder und Lesegerät erfolgt bevorzugt belastungsmoduliert, kann jedoch auch
in anderer Weise erfolgen.
Wenn fahrzeugseitig also ein zugehöriger Transponder ermittelt worden ist, wird
in einem zweiten Schritt ermittelt, ob die Schalter, deren Schaltstellung den den
Kindersitz am Fahrzeug befestigenden Schlössern zugeordnet sind, in einer die
Schließstellung dieser Schlösser repräsentierenden Schaltstellung sind. Wenn
dies der Fall ist, wenn also fahrzeugseitig durch die Auswertelektronik fest
gestellt worden ist, dass ein Kindersitz vorhanden und dieser über seine Schlös
ser ordnungsgemäß mit dem Fahrzeug verbunden ist, dann wird in einem dritten
Schritt ermittelt, ob das kindersitzseitige Gurtschloss geschlossen ist. Wenn die
erste Abfrage positiv war, d. h. ein Transponder bzw. Kindersitz mit einem
solchen Transponder ermittelt worden ist, und die zweite und/oder dritte Ab
frage negativ war, d. h. festgestellt worden ist, dass nicht sämtliche Schlösser
des Kinderrückhaltesystems ordnungsgemäß geschlossen sind, dann wird ein
akustisches und/oder optisches Signal im Fahrzeug erzeugt, um auf eine solche
Fehlfunktion aufmerksam zu machen.
Die vorerwähnten Schritte werden zweckmäßigerweise in kurzen zeitlichen
Abständen wiederholt, um eine quasi kontinuierliche Überwachung des Systems
zu gewährleisten. Es können somit nicht nur Fehlverriegelungen eines Schlosses,
sondern auch das unbeabsichtigte Öffnen eines Schlosses während der Fahrt
detektiert und angezeigt werden.
Um sicherzustellen, dass beispielsweise eine optische Anzeige im Armaturen
brett, die über die Schließstellung der kindersitzseitigen Schlösser informiert,
nur dann aktiv ist, wenn auch ein Kindersitz auf dem entsprechenden Fahr
zeugsitz vorhanden ist, sollte die Aktivierung dieser Anzeige erst nach Detektion
des Transponders erfolgen.
Da die Fehlbefestigung des Aufsatzkindersitzes im Fahrzeug besonders fatale
Folgen hat, ist es zweckmäßig, hierfür ein zusätzliches akustisches Signal
vorzusehen, und zwar primär für den Fall der Fehlbefestigung, d. h. wenn eines
der beiden Schlösser oder beide Schlösser nicht ordnungsgemäß verriegelt sind.
Zur Vereinfachung der Handhabung kann zusätzlich auch ein davon abweichen
des Signal als Bestätigung einer ordnungsgemäßen Befestigung abgegeben
werden.
Da die Schlösser, mit denen der Aufsatzkindersitz im Fahrzeug befestigt ist,
formschlüssig um fahrzeugseitige Bügel verriegeln und dieser Verriegelungs
vorgang eine gewisse Druckkraft in Richtung auf den Bügel erfordert, ist es
zweckmäßig, gewisse Zeitfenster für die Schließfunktionen in einer vorbestimm
ten Reihenfolge festzulegen und dann, wenn diese Zeitfenster überschritten
werden, ebenfalls ein Signal als Zeichen für eine nicht ordnungsgemäße Be
festigung abzugeben, um dann ggf. den Befestigungsvorgang noch einmal
wiederholen zu müssen.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in stark vereinfachter schematischer Darstellung den Aufbau der
erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 2 den Funktionsablauf innerhalb der Einrichtung in Bezug auf eine
optische Anzeige und
Fig. 3 den Funktionsablauf innerhalb der Einrichtung in Bezug auf eine
akustische Signalgabe.
In Fig. 1 ist mit I der fahrzeugseitige Teil und mit II der aufsatzkindersitzseitige
Teil der Einrichtung gekennzeichnet. Fahrzeugseitig ist ein RFID-Lesegerät
(Radio-Frequency-IDentification) 1 vorgesehen, das eine Spule 2 aufweist, mit
der kontakt- und drahtlos Energie in einen kindersitzseitig angeordneten Trans
ponder übertragen und vom Transponder 3 gesendete Daten empfangen werden.
Dem Lesegerät 1 ist weiterhin eine hier nicht im Einzelnen dargestellte und
beschriebene Auswertelektronik zugeordnet mit einer akustischen Signalein
richtung 4 und einer optischen Anzeige 5 im Bereich des Armaturenbretts des
Fahrzeugs. Die Energieversorgung des RFID-Lesegeräts 1 sowie der Auswert
elektronik erfolgt über das Bordnetz 6 des Kraftfahrzeugs.
Der Transponder 3 besteht im Wesentlichen aus einer Spule 7 und einem Kon
densator 8, die zu einem Schwingkreis geschaltet sind, dessen Resonanzfrequenz
auf die Sendefrequenz des Lesegeräts 1 abgestimmt ist, die im vorliegenden
Ausführungsbeispiel 125 kHz beträgt. Der durch Spule 7 und Kondensator 8
gebildete Resonanzkreis empfängt das über die Spule 2 induktiv übertragene
Hochfrequenzsignal des Lesegeräts, das sogenannte Trägersignal, das zur
Energieversorgung des Transponders 3 dient. Der anhand von Fig. 1 dargestellte
Transponder arbeitet im Full-Duplex, d. h. die Energieübertragung in Richtung
vom Lesegerät 1 zum Transponder 3 erfolgt gleichzeitig mit der Rücküber
tragung der Daten vom Transponder 3 zum Lesegerät 1. Es kann allerdings auch
ein im Half-Duplex-Verfahren arbeitender Transponder eingesetzt werden.
Das im Schwingkreis empfangene HF-Trägersignal wird mittels einer Diode 9
gleichgerichtet und speist einen Logikbaustein 10, der einerseits als berührungslos
auslesbarer Datenträger sowie andererseits als digitaler Schaltbaustein
ausgebildet ist und einen analogen Eingang 11 aufweist, über den beispielsweise
ein veränderbarer Widerstand anschließbar und mittels des Transponders abfrag
bar ist.
Die Datenübertragung vom Transponder 3 zum Lesegerät 1 erfolgt ebenfalls
induktiv, und zwar durch Belastungsmodulation. Hierzu weist der Transponder
einen Schalter S0 auf, der vom Logikbaustein 10 entsprechend der Größe des am
Eingang 11 anliegenden Widerstands gesteuert wird. Da bei geschlossenem
Schalter S0 die Belastung des Schwingkreises größer als bei geöffnetem Schalter
ist, kann durch gezielte Schaltvorgänge ein digitales Signal aufmoduliert wer
den, das aufgrund der entsprechend wechselnden Belastung auch lesegerätseitig
ansteht und somit dort auswertbar ist.
Über Schalter S1, S2 und S3 können parallel zum Widerstand R0 Widerstände R1,
R2 und R3 dem analogen Eingang 11 aufgeschaltet werden. Der sich jeweils
ergebende Gesamtwiderstand wird im Logikbaustein 11 in ein digitales Signal
umgesetzt, in Form der durch den Schalter S0 erzeugten Belastung aufmoduliert
und mittels des Lesegerätes 1 ermittelt. Innerhalb des Lesegerätes 1 kann also
bei geeigneter Wahl der Widerstandswerte jedem Signal eindeutig die Schalt
stellung der Schalter S1 bis S3 zugeordnet werden und damit auch, ob der Trans
ponder 3 mit dem Lesegerät 1 in induktiver Verbindung steht und welche der
Schalter S1 bis S3 geschlossen sind und welche nicht.
Bei den Schaltern S1 bis S3 handelt es sich um Mikroschalter, die kindersitzseitig
vorgesehen sind. Die Schalter S1 und S2 sind jeweils an den Schlössern vor
gesehen, welche den Kindersitz mit dem Fahrzeug verbinden, der Schalter S3 ist
im zentralen Gurtschloss des Gurtbandrückhaltesystems des Kindersitzes
vorgesehen. Dabei repräsentiert die geschlossene Schaltstellung die Schließ
stellung eines Schlosses, dies kann jedoch auch umgekehrt realisiert werden.
Der Transponder 3 kann an beliebiger Stelle des Aufsatzkindersitzes angeordnet
sein, die Schalter S1 bis S3 sind den entsprechenden Schlössern zugeordnet, die
Spule 7 ist vorzugsweise im Bereich der Rückenlehne angeordnet, so dass diese
möglichst nahe an der Spule 2 des Lesegerätes liegt, die zweckmäßigerweise im
Rückenlehnenbereich des Fahrzeugsitzes angeordnet ist. Das Lesegerät 1 selbst
kann an praktisch beliebiger Stelle im Fahrzeug sitzen.
Wie das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 2 verdeutlicht, ist die dem Lesegerät 1
zugeordnete Auswertelektronik so ausgelegt, dass zunächst einmal ermittelt
wird, ob ein Transponder 3 im Lesebereich des Lesegerätes 1 ist. Ist dies nicht
der Fall, ist die Signallampe 5 im Armaturenbrett ausgeschaltet. Wird jedoch
erstmals ein Transponder, also ein Aufsatzkindersitz detektiert, so wird die
Signallampe 5 zunächst einmal eingeschaltet, danach wird in einem zweiten
Schritt von der Auswertelektronik überprüft, ob die Schalter S1 und S2 ge
schlossen sind, d. h. die den Kindersitz am Fahrzeugsitz befestigenden Schlösser
verriegelt sind. Sind die Schalter S1 und S2 nicht geschlossen, so leuchtet die
Signallampe 5 weiter. Sind sie hingegen geschlossen, so wird in einem dritten
Schritt geprüft, ob der Schalter S3, d. h. das zentrale Gurtschloss, geschlossen ist.
Ist dies der Fall, wird die Signallampe 5 abgeschaltet. Ist der Schalter S3 hin
gegen nicht geschlossen, so bleibt die Signallampe an. Dieser Vorgang wird so
lange wiederholt, bis die Schalter S1 bis S3 geschlossen sind, erst dann erlischt
die Signallampe 5. Im Übrigen erfolgt die Abfrage gemäß den Schritten 2 und 3
nach Fig. 2 auch kontinuierlich während des Fahrbetriebs, um die Schlösser des
Kindersitzes zu überwachen.
Anhand von Fig. 3 ist eine Ablaufsteuerung für das akustische Signal, das durch
die im Fahrzeug vorgesehene Signaleinrichtung 4 erzeugt wird, dargestellt.
Während das optische Signal insbesondere vor Fahrtantritt und während der
Fahrt dem Fahrer die ordnungsgemäße Verriegelung der Schlösser anzeigen soll,
ist das akustische Signal im Wesentlichen für das Befestigen des Aufsatz
kindersitzes im Fahrzeug vorgesehen, um schon während dieser Tätigkeiten auf
etwaige Fehlfunktionen aufmerksam zu machen. Auch hier ist zunächst einmal
eine erste Abfrage dahingehend vorgesehen, ob sich der Transponder 3 im
Lesebereich des Lesegerätes 1 befindet oder nicht. Ist dies nicht der Fall, erfolgt
keine weitere Signalgabe. Ist dies der Fall, so verbleiben 15 Sekunden, um die
beiden Schlösser, welche den Kindersitz mit dem Fahrzeug verbinden, zu
schließen. Innerhalb dieser 15 Sekunden erfolgt ein Bestätigungssignal, wenn
eine ordnungsgemäße Befestigung erfolgt ist. Erfolgt dies hingegen nicht oder
nicht innerhalb der vorgesehenen Operationszeit, so wird ein fünf Sekunden
dauernder Alarmton gegeben, der die Fehlbefestigung signalisiert. Hiernach
erfolgt eine erneute Abfrage, ob der Transponder im Lesebereich ist, allerdings
nur, wenn dieser zwischenzeitlich aus dem Lesebereich entfernt worden ist.
Parallel zu dieser akustischen Signalfolge ist die optische, die anhand von Fig. 2
vorbeschrieben worden ist.
1
RFID-Lesegerät
2
Spule
3
Transponder
4
akustische Signaleinrichtung
5
optische Anzeige
6
Bordnetz
7
Spule
8
Kondensator
9
Diode
10
Logikbaustein
11
analoger Eingang
S0
S0
bis S3
Schalter
R0
R0
bis R3
Widerstände
Claims (10)
1. Einrichtung zur Überwachung der Schließstellung mindestens eines
Schlosses eines Aufsatzkindersitzes für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekenn
zeichnet, dass kindersitzseitig (II) mindestens ein eine Induktivität (7) auf
weisender elektrischer Stromkreis vorgesehen ist, der einen Schalter (S1, S2, S3)
aufweist, dessen Schaltstellung von der Schließstellung des Schlosses abhängig
ist, und dass fahrzeugsitzseitig (I) Mittel (I) vorgesehen sind, welche den
Stromkreis induktiv kontaktlos energieversorgen, anhand der Energieabgabe
mindestens die Schaltstellung des Schalters (S1, S2, S3) ermitteln und im Fahr
zeuginneren ein der ermittelten Schließstellung entsprechendes Signal erzeugen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster
Schalter (S3) dem Gurtschloss des Kindersitzes zugeordnet ist und dass zwei
weitere Schalter (S1, S2) den Schlössern zugeordnet sind, mit denen der Kinder
sitz am Fahrzeug befestigt ist.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass kindersitzseitig ein Transponder (3) eines Radio-Frequency-
IDentification-Systems angeordnet ist, dessen Lesegerät (I) fahrzeugseitig (I),
vorzugsweise in mindestens einen Sitz des Fahrzeugs angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Transponder (3) ein belastungsmodulierter Full-Duplex-
Transponder ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Transponder (3) einen Logikbauteil (10) mit einem
analogen Eingang (11) aufweist, wobei durch Schließen eines Schalters (S1, S2,
S3) diesem Eingang ein vorbestimmter Widerstand aufgeschaltet wird.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Einrichtung in einem ersten Schritt feststellt, ob ein
Transponder (3) und somit ein Kindersitz vorhanden ist, dass bejahendenfalls in
einem zweiten Schritt ermittelt wird, ob die Schalter (S1, S2), deren Schalt
stellung den den Kindersitz am Fahrzeug befestigenden Schlössern zugeordnet
sind, in einer die Schließstellung der Schlösser repräsentierenden Schaltstellung
sind und dass bejahendenfalls in einem dritten Schritt ermittelt wird, ob der
Schalter (S3), dessen Schaltstellung dem Gurtschloss zugeordnet ist, in einer die
Schließstellung des Schlosses repräsentierenden Schaltstellung ist, und das dann,
wenn beim zweiten oder dritten Schritt die Schließstellung nicht festgestellt
wird, ein akustisches und/oder optisches Signal im Fahrzeug erzeugt wird.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass Schritte nach Anspruch 6 zur quasi kontinuierlichen Überwa
chung in zeitlichem Abstand wiederholt werden.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass dann, wenn ein Transponder (3) ermittelt worden ist, eine
optische Anzeige (5) im Fahrzeug eingeschaltet wird, die erlischt, wenn alle von
der Einrichtung überwachten Schlösser geschlossen sind.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass dann, wenn ein Transponder (3) und nicht die Schließ
stellung der den Kindersitz am Fahrzeug befestigenden Schlösser ermittelt wird,
ein akustisches Warnsignal erzeugt wird.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, dass nach dem Schließen der den Kindersitz am Fahrzeug be
festigenden Schlösser ein akustisches Bestätigungssignal erzeugt wird.
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