DE10124915A1 - Anordnung zur Erfassung des Belegungszustandes eines Sitzes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung des Belegungszustandes eines Sitzes (1) insbesondere in Fahrzeugen. Sie umfaßt einen Sender (2) eines schwachen hochfrequenten Signals und mindestens einen Empfänger dieses Signals. Die empfangene Leistung hängt davon ab, ob sich eine Person (P) zwischen Sender (2) und Empfänger (3) befindet und wird gemessen und hinsichtlich ihrer Größe ausgewertet, insbesondere durch Vergleich mit mindestens einem Schwellenwert. Einem Sitz (1) können mehrere Empfänger (3A, 3B, 3C) zugeordnet sein, wobei einem Sitz oder mehreren Sitzen in einem Raum oder Fahrzeug ein einziger Sender (2) zugeordnet sein kann. In Anwendung der Erfindung kann nicht nur der Belegungszustand des Sitzes (1) als solches, sondern auch die Sitzposition einer Person (P) in dem Sitz (1) hinsichtlich wesentlicher Kriterien für die Auslösung von Rückhaltesystemen (Airbags, Gurtstraffer) erfaßt werden.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung des Belegungszustandes eines Sitzes insbesondere in Fahrzeugen.

Zur Vermeidung einer unnötigen Auslösung von Rückhaltesystemen in Kraftfahrzeugen wie Front-Airbags, Seiten-Airbags, Gurtstraffern und dgl. ist es erforderlich, festzustellen, ob ein Sitz, dem solche Rückhaltesysteme zugeordnet sind, auch belegt ist. Darüber hinaus ist es zweckmäßig, feststellen zu können, ob die Person auf dem Sitz, Fahrer oder Beifahrer, in aufrechter Position, also in idealer Sitzposition, sitzt oder in einer davon abweichenden Position, bei der das Auslösen eines bestimmten Rückhaltesystems oder eine bestimmte Art des Auslösens gefährlich sein könnten. Ferner ist es zweckmäßig feststellen zu können, in welcher Position der Kopf der Person sich befindet, um das Auslösen eines Rückhaltesystems an die Kleinwüchsigkeit oder Großwüchsigkeit eines Passagiers anpassen zu können.

Insbesondere für diesen Anwendungsfall ist eine einfach aufgebaute und leicht überwachbare Anordnung erwünscht, die insbesondere auch leicht nachrüstbar oder austauschbar ist.

Eine typische bekannte Anordnung ist aus der EP-A2-1 002 690 bekannt. Ein in den Sitzbereich eines Sitzes eingebautes leitfähiges Teil ändert im Belegungszustand seinen Abstand gegenüber einer im Sitz eingebauten Schaltungsanordnung mit einer Sende/Empfangsantenne. Ein Oszillator strahlt über die Antenne eine schwache Hochfrequenzwelle aus und der für einen Belegungszustand kennzeichnende Abstand zwischen dem leitenden Teil und der Antenne beeinflußt die durch die gleiche Antenne erfaßbare Spannung. Die Spannung kann erfaßt und hinsichtlich des Pegels dahingehend ausgewertet werden, ob der Sitz belegt oder nicht belegt ist. Die bekannte Anordnung ist ziemlich kompliziert und erfordert einen festen Einbau des leitenden Teils in den Sitzbereich.

Es ist auch vorgeschlagen worden, in der Rückenlehne und dem Sitzbereich Kapazitätselektroden vorzusehen und eine Kapazitätsänderung durch Messung einer Änderung des elektrischen Feldes auszuwerten. Es ist ferner schon vorgeschlagen worden, mehrere Drucksensoren in dem Sitzbereich und/oder der Rückenlehne vorzusehen (JP-B- 2669656).

Es sind auch an Vermeßungssysteme erinnernde optische Systeme unter Verwendung von Infrarotlasern vorgeschlagen worden (wobei diese auch die Erkennung der Kopfposition ermöglichen). Alle diese Systeme sind ebenfalls außerordentlich kompliziert und damit auch störungsanfällig und kostspielig.

Demgegenüber ist es also Aufgabe der Erfindung eine Anordnung zur Erfassung des Belegungszustandes eines Sitzes anzugeben, die einfach ausgebildet ist und eine sichere Erfassung, insbesondere in Fahrzeugen ermöglicht.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das Vorhandensein eines Körpers zwischen einem Sender und einem Empfänger die am Empfänger empfangene bzw. empfangbare Leistung beeinflußt, nämlich erniedrigt, wobei das Ausmaß der Erniedrigung der Leistung von der Ist-Position des Körpers zwischen Sender und Empfänger abhängt. Von wesentlichem Vorteil ist dabei, daß weder Sender noch Empfänger in einen zu überwachenden Sitz integriert sein müssen. Weiter ist von besonderem Vorteil, daß für mehrere Sitze und/oder für mehrere zu überwachende Bereiche eines Sitzes lediglich ein einziger Sender vorgesehen sein muß. Falls eine empfangene Leistung nicht festgestellt werden kann, kann darauf geschlossen werden, daß der Sender ausgefallen ist.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre erlaubt es auch festzustellen, ob sich der Körper in einer idealen Sitzposition befindet, bzw. in welcher Position sich der Kopf des Passagiers befindet.

Unter Berücksichtigung der so erhältlichen Information über den Belegungszustand und die Sitzposition sowie anderer Parameter kann nicht nur das unnötige Auslösen eines Rückhaltesystems sondern auch eine für den jeweiligen Unfall (Crash) zweckmäßigste Auslösung der Rückhaltesysteme erreicht werden, etwa durch gesteuerte zeitversetzte Zündung der Treibladungen von Front-Airbags und Seiten-Airbags und dgl..

Zeichnung

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch die erfindungsgemäße Anordnung bei Anwendung auf einen Sitz eines Kraftfahrzeuges.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

In einem Raum, insbesondere in einem Kraftfahrzeug befindet sich mindestens ein Sitz 1 in dem eine Person P, ein Passagier wie der Beifahrer oder der Fahrer, Platz nehmen kann. Sitz 1 und Person P sind zwischen einem Sender 2 und einem oder mehreren Empfängern, im Bild beispielhaft 3A, 3B und 3C angeordnet.

Der Sitz weist ein Sitzpolster 11, eine Rücklehne 12 und eine Kopfstütze 13 in an sich bekannter Weise auf.

Der Sender 2 weist eine Sendeantenne 21, einen Verstärker 22, ggf. einen Modulator 23 sowie einen Oszillator 24 auf, wobei Verstärker, Modulator und Oszillator in einem schematisch dargestellten Modulgehäuse 25 enthalten sind. Jeder Empfänger weist eine Empfangsantenne 31, einen Verstärker 32, im gegebenen Fall einen Demodulator 33 sowie eine Auswerteschaltung 34 auf, wobei Verstärker 32, Demodulator 33 und Auswerteschaltung 34 in einem schematisch dargestellten Modulgehäuse 35 angeordnet sind. Die Empfänger 3A, 3B und 3C weisen im wesentlichen gleichen Aufbau auf, so daß es genügt, einen davon zu schildern.

Im Betrieb strahlt die Sendeantenne 21, vom Oszillator 24 angesteuert, ein hochfrequentes elektromagnetisches Feld ab, das von jeder der Antennen 31 empfangen wird, wobei in der jeweiligen Auswerteschaltung 34 hinsichtlich der empfangenen Leistung ausgewertet wird. Befindet sich eine Person P bzw. ein Teil einer solchen Person P zwischen Sendeantenne 21 und Empfangsantenne 31 ändert sich die jeweils empfangene Leistung gegenüber derjenigen ohne einer solchen Person P, insbesondere wird die empfangene Leistung erniedrigt.

Die Auswerteschaltung 34 wertet hinsichtlich dieser Erniedrigung aus und gibt eine entsprechende Information bzw. ein entsprechendes Informationssignal ab, das in der im jeweiligen Fall erwünschten Weise weiterverarbeitet werden kann.

Bei Anwendung in einem Kraftfahrzeug wird diese Information einer Ansteueranordnung 4 zugeführt, zweckmäßig über ein Bussystem 41 oder über getrennte Leitungen (nicht dargestellt). Die Ansteueranordnung 4 dient dazu, aus den von den Empfängern 3A, 3B, 3C. . . empfangenen Informationssignalen sowie weiteren Informationssignalen 42 durch Verarbeitung Ausgangssignale 43 zu erzeugen, die zum Auslösen von Rückhaltesystemen in einem Kraftfahrzeug dienen. Als weitere Eingangssignale 42 dienen beispielsweise Signale über die Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges, über die Relativgeschwindigkeit zu einem anderen Fahrzeug, über den Schließzustand von Gurtschlössern usw. Die Ausgangssignale 43 dienen zur Ansteuerung von Gurtstraffern und von verschiedenen Treibladungen verschiedener Airbags, wie das an sich bekannt ist.

Jede Auswerteschaltung 34 dient wie erwähnt zunächst der Feststellung, ob eine Person P bzw. ein Teil der Person P sich zwischen Sendeantenne 21 und zugeordneter Empfangsantenne 31 befindet. Zur Vermeidung von Störeinflüssen ist die Auswerteschaltung 34 zweckmäßig so angelegt, daß bei Unterschreiten eines bestimmten ersten Schwellenwertes der empfangenen Leistung auf das Vorhandensein einer Person P bzw. eines Teils dieser Person geschlossen werden kann.

Befindet sich die Person P bzw. der entsprechende Teil dieser Person nur teilweise zwischen der gedachten gradlinigen Verbindung zwischen den beiden Antennen 21 und 31, so ist die Erniedrigung der empfangenen Leistung geringer als wenn sich der Teil dieser Person in idealer Weise zwischen den beiden Antennen 21 und 31 befindet. Ist also die Erniedrigung der empfangenen Leistung besonders groß, etwa unterhalb eines zweiten Schwellenwertes, so hat die Person P bzw. der entsprechende Teil dieser Person P die entsprechende ideale Position eingenommen. Somit läßt sich durch die Auswerteschaltung 34 und durch geschickte Zuordnung zwischen Sendeantenne 21, Sitzelement 11, 12 bzw. 13 und Empfangsantennen 31 der Empfänger 3C, 3B bzw. 3A nicht nur eine Information darüber erhalten, ob die Person P den Sitz 1 belegt hat sondern auch, ob diese Person P in dem Sitz 1 eine ideale Sitzposition eingenommen hat, insbesondere ob der Kopf der Person P die ideale Position zur Kopfstütze 13 besitzt.

Falls aus irgendwelchen Gründen der Sender 2 ausgefallen ist, hat selbstverständlich die in jedem Empfänger 3A, 3B, 3C. . . empfangene Leistung den Wert 0. Dies kann ebenfalls mittels der Auswerteschaltung 34 erkannt werden. Um zu verhindern, daß über die Empfangsantenne 31 eingekoppelte Rauschsignale versehentlich als vom Sender 2 empfangene Signale interpretiert werden, obgleich dieser Sender 2 ausgefallen ist, ist es zweckmäßig, den Ausfall des Senders 2 dann festzustellen, wenn die empfangene Leistung einen sehr niedrigen dritten Schwellenwert unterschreitet. Dieser sehr niedrige dritte Schwellenwert ist jedenfalls so zu bemessen, daß dieser durch keine Person P zwischen Sendeantenne 21 und Empfangsantenne 31 erreicht werden kann.

Der gleiche Effekt ist erreichbar, wenn ein Modulator 23 vorgesehen ist und ein eindeutiges Modulationsmuster aufmoduliert, das von dem Demodulator 33 diskrimierbar ist.

Die schematische Darstellung zeigt, daß weder Sender 2 noch Empfänger 3A, 3B oder 3C in den Sitz 1 integriert werden müssen, was eine leichte Zugänglichkeit für Wartungszwecke, Austauschzwecke aber auch Nachrüstzwecke erlaubt.

Da die empfangene Leistung erfaßt wird, ist der Schaltungsaufbau vergleichsweise einfach, zumal die Auswerteschaltung 34 im wesentlichen eine Vergleicherschaltung zum Vergleich mit einem oder mehreren Schwellenwerten umfaßt. Es kann zweckmäßig sein, die Auswerteschaltung 34 so auszugestalten, daß sie über den Bus 41 an die Ansteueranordnung 4 einen Datensatz abgibt, der eine Information über den Sitz, das Sitzelement, das Nichtunterschreiten eines Schwellenwertes, das Unterschreiten des ersten Schwellenwertes, das Unterschreiten des zweiten Schwellenwertes und das Unterschreiten des dritten Schwellenwertes enthält. Aus den Datensätzen aller einem Sitz 1 zugeordneten Empfänger kann hinreichend genau auf die Sitzposition einer Position P geschlossen werden und können somit im Bedarfsfall die zugeordneten Rückhaltesysteme in geeigneter Weise zur Auslösung angesteuert werden.

Selbstverständlich können einem Sitz 1 noch mehr Empfänger zugeordnet sein, beispielsweise können der Kopfstütze 13 mehrere räumlich verteilte Empfänger zugeordnet sein, um die genaue Position des Kopfes der Person P erfassen zu können.

In einem Fahrzeug befinden sich normalerweise mehrere Sitz die unterschiedlich belegt sein können. Jedem der Sitze sind entsprechende Empfänger zugeordnet, wobei es ausreicht, allen Sitzen eines Fahrzeuges einen einzigen Sender 2 zuzuordnen. Selbstverständlich können auch mehrere Sender vorgesehen sein.

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, bei dem es nicht nur notwendig ist, den Belegungszustand des Sitzes festzustellen, sondern ferner zweckmäßig wenn nicht notwendig ist, weitere Informationen über die Position der Person P in dem Sitz 1 zu erhalten.

Falls es im Anwendungsfall ausreicht, festzustellen, ob sich eine Person P in einem Sitz 1 befindet, genügt ein einziger Empfänger 3C, dessen Auswerteschaltung 34 dann lediglich hinsichtlich des ersten Schwellenwertes und vorzugsweise auch hinsichtlich des dritten Schwellenwertes auswertet. Eine solche Ausführungsform ist dann ausreichend, wenn es beispielsweise nur darauf ankommt, festzustellen, ob, und ggf. welche Sitze 1 in einem Fahrgastraum, oder auch einem anderen Raum, belegt sind. Es zeigt sich, daß die Auslegung des Senders hinsichtlich Sendeleistung und Sendefrequenz und dgl. und die entsprechende Auslegung des mindestens einen Empfängers 3 in weiten Grenzen frei wählbar ist, so daß gesetzliche Bestimmungen für den jeweiligen Anwendungsfall in einfacher Weise eingehalten werden können. Es zeigt sich ferner, daß durch den modularen Aufbau Erweiterungen und/oder Änderungen in einfacher Weise durchführbar sind. Darüber hinaus kann beispielsweise die Auswerteschaltung 34 als austauschbares Submodul ausgebildet sein, um auch in dieser Hinsicht eine einfache Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall erreichen zu können.

Claims (10)

1. Anordnung zur Erfassung des Belegungszustandes eines Sitzes (1), insbesondere in Fahrzeugen, gekennzeichnet durch
einen Sender (2) mit einem Oszillator (24), einem Verstärker (22) und einer Sendeantenne (21) und
einen dem Sitz (1) zugeordneten Empfänger (3) mit einer Empfangsantenne (31) und einer Meßeinrichtung (32, 34) zum Messen der empfangenen Leistung und Abgabe eines entsprechenden Signals.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßeinrichtung des Empfängers (3) eine Vergleichseinrichtung aufweist, die die empfangene Leistung mit einem ersten Schwellenwert vergleicht und bei Unterschreiten des Schwellenwertes ein den Belegungszustand anzeigendes Signal abgibt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung die empfangene Leistung ferner mit einem weiteren sehr niedrigen Schwellenwert vergleicht, und bei Unterschreiten dieses weiteren sehr niedrigen Schwellenwerts ein den Ausfall des Senders (2) anzeigendes Signal abgibt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (2) einen Modulator (23) und der Empfänger (3) einen daran angepaßten Demodulator (33) aufweist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einem Sitz (1) mehrere Empfänger (3A, 3B, 3C) zugeordnet sind, die verschiedenen Sitzelementen wie Sitzpolster (11), Rückenlehne (12), Kopfstütze (13) jeweils zugeordnet sind und die entsprechenden vom jeweiligen Empfänger (3A, 3B, 3C) abgegebenen Signale bei gemeinsamer Weiterverarbeitung eine Aussage über nicht nur den Belegungszustand des Sitzes (1) sondern auch die Sitzposition bzw. die Abweichung von einer idealen Sitzposition erlauben.

6. Anordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fahrzeug oder einem Raum mit mehreren Sitzen (1) ein einziger Sender (2) vorgesehen ist, während jeder der Sitze (1) einen oder mehrere Empfänger (3A, 3B, 3C) aufweist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Fahrzeug mit einer Anordnung (4) zur Ansteuerung der Auslösung (43) mindestens eines Rückhaltesystems pro Sitz (1) diese Auslösung nur ansteuerbar ist, wenn bei dem entsprechenden Sitz (1) die empfangsseitige Leistung zumindest der Belegung des Sitzes (1) entspricht.

8. Anordnung nach Anspruch 7 soweit auf einen der Ansprüche 2 bis 6 zurückbezogen, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsantenne dem Sitz (1) bzw. im entsprechenden Bereich eines Sitzelementes des Sitzes (1) im wesentlichen im Hinblick auf die Sendeantenne (21) zentral zugeordnet ist, wobei die Vergleichseinrichtung des Empfängers (3A, 3B, 3C) bei knapper Unterschreitung des ersten Schwellenwertes auf lediglich die Belegung des Sitzes (1) bei deutlicher Unterschreitung dieses Schwellenwertes oder Unterschreitung eines weiteren zweiten Schwellenwertes jedoch auch auf im wesentlichen aufrechte, der Ideal-Sitzposition im wesentlichen entsprechende Position einer sitzenden Person (P) schließt und ein entsprechendes Informationssignal an die Ansteueranordnung (4) abgibt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteueranordnung (4) für die Beurteilung der tatsächlichen Situation und der entsprechenden Ansteuerung von Rückhaltesystemen weitere erfaßbare Parameter (42) heranzieht.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch modularen Aufbau.