DE10161898C2 - Variabel positionierbarer Fahrzeugsitz mit integrierten Personenrückhaltesystemen - Google Patents

Description

Im Kraftfahrzeugbau wird hinsichtlich der Bestuhlung von Kraftfahrzeugen immer mehr Va­ riabilität hinsichtlich der möglichen Sitzpositionen verlangt. Insbesondere in Bussen oder in sogenannten Vans, Minivans oder Compact Vans wird für die Fondsitze immer öfter eine möglichst feinstufige Verstellung der Sitzposition in Längsrichtung zum Fahrzeug gefordert. Zusätzlich will man die Sitze möglichst leicht und bequem ausbauen können, lull Platz für Ladefläche zu schaffen. Deshalb wird für den Fahrzeuginnenboden auch die Tauglichkeit zur Ladefläche verlangt. Der Fahrzeuginnenboden soll deshalb möglichst frei von Unebenheiten sein und die fahrzeugseitigen Sitzbefestigungen sollen möglichst in den Fahrzeugboden ei­ gelassen sein, unter anderem deshalb, damit sie gegen Beschädigungen und gegen Ver­ schmutzung durch mögliches Ladegut geschützt sind.

In einem bekannten Sitzsystem hat man deshalb in der DE 199 24 579 A1 vorgeschlagen, in den Fahrzeugboden Schienen einzulassen, in denen ein Schlitten in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist. Der Schlitten kann mit Bolzen, die in auf die Bolzenköpfe angepaßte Aus­ sparungen entlang der fahrzeugseitigen Schiene eingreifen, in vielen verschiedenen Positio­ nen entlang des Schienensystems arretiert werden. Die Aussparungen bilden die Bolzenwi­ derlager. Der Abstand der Bolzenwiderlager von einander bestimmt die Abstufung der ver­ schiednen, möglichen Sitzpositionen und die Anzahl der Bolzenwiderlager im wesentlichen die Anzahl der verschiedenen möglichen Sitzpositionen. Der Sitz selbst ist mit einer lösbaren Rastvorrichtung jeweils mit einem hinteren und einem vorderen Fuß auf dem Schlitten, der sich in dem Schienensystem befindet, befestigt. Pro Fahrzeugsitz werden, zwei Schienen mit jeweils einem Schlitten für jede der zwei Längsseiten des Sitzes benötigt.

Dieses Sitzsystem ermöglicht eine variable Bestuhlung von Kraftfahrzeugen. Sofern in dem Kraftfahrzeug für die Sitze Sicherheitsgurte vorgesehen sind, müssen die Sicherheitsgurte in die Fahrzeugsitze integriert werden, damit mit der Sitzverstellung auch die Befestigungs­ punkte der Sicherheitsgurte mitverschoben werden. Würden die Sicherheitsgurte an dem Chasis des Kraftfahrzeuges befestigt, könnte bei einem Verschieben der Sitze in dem Schienensystem die Funktionalität der Sicherheitsgurte nicht mehr in zufriedenstellender Weise aufrechterhalten werden.

Das vorgenannte Sitzsystem erlaubt lediglich den Einsatz passiver Personensicherheitssyste­ me. Aktive Sicherheitssysteme, wie z. B Gurtstraffer oder Airbags benötigen nämlich eine Energieversorgung und müssen mit Steuerbefehlen angesteuert werden können. Die große Variabilität der Bestuhlung läßt eine herkömmliche Energieversorgung von in den Fahrzeug­ sitzen integrierten Systemen mit herkömmlichen auf Steckkontakten basierenden Verkabe­ lungen der Sitze als zu aufwendig erscheinen. Insbesondere wenn man die Sitze ausbaut, würden dann die Kabelanschlüsse immer noch im Laderaum verbleiben und dort Beschädi­ gungen und Verschmutzungen ausgesetzt sein.

Im Zusammenhang mit der variablen Bestuhlung von Flugzeugen hat man in der US 4,914,539 A ein induktives Energieverteilungssystem vorgeschlagen, mit dem Unterhaltungs­ systeme in den Flugzeugsitzen mit Energie versorgt werden können. Die Energieversorgung der Flugzeugsitze arbeitet damit gewissermaßen drahtlos und ohne elektrische Steckkontakte zwischen Flugzeugsitz und Flugzeugrumpf. Die Fahrgastsitze werden mit einem Resonanz­ schwingkreis induktiv an eine Primärleiterschleife am Kabinenboden angekoppelt.

In der US 4,428,078 A hat man im Zusammenhang mit der Gewichtsreduzierung von Flugzeu­ gen vorgeschlagen, kabelbaumgebundene Energie- und Informationssysteme für Flugzeugsit­ ze durch ein induktives Energie- und Informationsübertragungssystem zu ersetzen. Mittels eines Aufnehmerschwingkreises werden die Flugzeugsitze an einen im Kabinenboden einge­ lassenen Primärleiterweg gekoppelt. Im Primärleiter fließt ein niedrigfrequenter Wechsel­ strom, dem ein Radiosignal überlagert ist. Der niedrigfrequente Wechselstrom dient der E­ nergieversorgung von in den Flugzeugsitzen integrierten Audiogeräten, während das überla­ gerte Radiosignal der Übertragung von Radioprogrammen dient.

In KELLEY, Arthur W. u. a.: "Connectorless Power Supply for an Aircraft-Passenger Entertainment System". IEEE Transactions an Power Electronics, Vol. 4, No. 3, July 1989, S. 348-354 ist ein Sitzsystem für Flugzeuge mit einem mechanischen Befestigungs­ system und einem Energie- und Informationssystem bekannt. Das mechanische Befestigungssystem ist zur lösbaren und verschieb­ baren Befestigung der Sitze im Flugzeugboden ausgebildet. Ebenfalls im Flugzeugboden ausgebildet, ist die Primärleiter­ schiene des induktiven Energie- und Informationssystems für die Übertragung von Audio- und Videosignalen auf die Unterhaltungs­ geräte im Flugzeugsitz.

Die zuvorgenannten Fahrgastsitze oder Bestuhlungssysteme dienten hauptsächlich der Unter­ haltung des Fahrgastes und der Verschiebbarkeit der einzelnen Fahrgastsitze.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich die erfindungsgemäße Aufgabe, ein Sitzsystem für Kraftfahrzeuge vorzuschlagen, bei dem die Sitze möglichst frei verschiebbar, bequem herausnehmbar sind, ohne daß auf aktive Personenrückhaltesysteme verzichtet werden muß.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des unabhängigen An­ spruchs. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Lösung gelingt mit einem Sitzsystem aus einem Fahrzeugsitz, in den mindestens ein ak­ tives Personenrückhaltesystem, insbesondere ein Gurtstraffer oder mindestens ein Airbag­ system, integriert ist. Das Sitzsystem beinhaltet eine induktive Energie- und Informations­ übertragung vom Kraftfahrzeugchassis auf die in den Sitzen integrierten Personenrückhalte­ systeme und ein mechanisches Befestigungssystem für die Sitze, wobei sowohl das Energie- und Informationssystem als auch das mechanische Befestigungssystem als Schienensystem ausgebildet ist.

Mit der Erfindung werden hauptsächlich die folgenden Vorteile erzielt:
Mit der Erfindung wird die Sicherheit von Personen, die auf herausnehmbaren Sitzen Platz nehmen, verbessert. Es ist nun auch möglich, für herausnehmbare Fahrgastsitze in Kraftfahr­ zeugen aktive Personenrückhaltesystem wie Gurtstraffer oder Airbags einzusetzen. Damit wird auch bei herausnehmbaren Sitzen der gleiche Sicherheitsstandard erreicht wie er bisher lediglich für festeingebaute Sitze möglich war.

Die Variabilität der einstellbaren Sitzpositionen bleibt dabei voll erhalten.

In einer Ausführungsform des Sitzsystems ist das Schienensystem für die Energie- und In­ formationsübertragung und das Schienensystem für die Befestigung der Sitze einheitlich ausgebildet. Der Schlitten, auf dem die Fahrgastsitze befestigt sind, enthält dann sowohl die me­ chanischen Befestigungsmittel als auch den magnetischen Rückschluß für die Energie- und Informationsübertragung. Die mechanische Gleitschiene in der der Schlitten arretiert wird, ist dann als Primärleiterweg aus einem E-förmigen Aluminiumprofil ausgebildet. Dies hat den Vorteil, daß in den Boden des Fahrgastraumes nur ein Schienensystem eingelassen werden muß. Auch können mit einem einheitlichen Schienensystem, dessen Abmessungen durch die mechanischen Befestigungselemente bestimmt ist, die elektrischen und magnetischen Über­ tragungsvorrichtungen relativ großzügig dimensioniert werden, so daß elektrische Leistungen übertragen werden können, die nicht nur den Betrieb von Personenrückhaltesystemen erlau­ ben, sondern die auch für zukünftige Weiterentwicklungen der ausbaubaren Sitze genügend Spielraum lassen. Zum Beispiel könnten in den Sitz auch Sitzheizungen oder elektrische Stellmotoren für die individuelle Sitzverstellung integriert werden und mit dem induktiven Energieübertragungssystem betrieben werden. Mit dem einteiligen Schienensystem können mühelos Leistungen bis in den 100 Watt Bereich übertragen werden. Bei entsprechender Di­ mensionierung des einteiligen Schienensystems können auch Leistungen bis zu 3 Kilowatt übertragen werden.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind das mechanische Schienensystem zur Befestigung der Sitze und das induktive Übertragungssystem voneinander getrennt. Dies er­ fordert zwar ein zusätzliches Einarbeiten der getrennten Primärleiter in den Fahrzeugboden, hat aber Kostenvorteile, wenn lediglich kleine Leistungen übertragen werden sollen. Der Primärleiter kann dann als preiswerter Flachleiter ausgebildet werden. Der Flachleiter kann gegebenenfalls als laminierter flexibler Folienleiter ausgebildet sein. Für einen im Sitz integ­ rierten Controller und zwei Zündpillen für zwei Airbagsysteme und eine Zündpille für einen Gurtstraffer ist eine Leistungsübertragung von 100 Milliwatt ausreichend. Wenn in dem Sitz noch ein Energiespeicher vorgesehen ist, kann die erforderliche Leistungsübertragung auch auf 10 Milliwatt reduziert werden. Die aktiven Sicherheitssysteme könnten dann erst in Be­ trieb genommen werden, wenn der Energiespeicher voll aufgeladen wurde. Dies würde nach dem Einschalten des Bordnetzes zwar eine gewisse Zeit dauern, wäre aber unter Umständen hinnehmbar, sofern die Aufladedauer des Energiespeichers noch im Bereich kleiner einer Minute bleibt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Sitzsystems ist in die Energie- und Informati­ onsübertragung eine Detektoranordnung integriert, mit der es möglich ist, zu erkennen, mit welcher Ausrichtung der Sitz auf dem Schienensystem befestigt ist. Der Sitz kann in Fahrt­ richtung und gegen die Fahrtrichtung eingebaut sein. Die Ausrichtung des Sitzes relativ zur Fahrtrichtung ist bedeutsam für die Zündung der Airbagsysteme. Mit der Änderung der Ein­ baurichtung des Sitzes relativ zur Fahrtrichtung ändert sich nämlich die Zuordnung von linker und rechter Sitzseite zu dem Chassisaufbau, insbesondere zu den Seitenwänden des Fahrzeu­ ges. Die Zündung eines Seitenairbags macht nur dann Sinn, wenn der aufgeblasene Luftsack gegen eine Fläche abgestüzt wird. Im Falle von Seitenairbags ist dies eine Seitenwandfläche des Fahrzeugaufbaus. Eine Erkennung der Sitzausrichtung relativ zur Fahrtrichtung ist daher bedeutsam, um entscheiden zu können, welcher der beiden Seitenairbags, die gegebenenfalls in den Fahrzeugsitz integriert sind, im Falle eines Unfalls gezündet werden soll. Nämlich stets derjenige Airbag, der sich auf einer Sitzseite befindet, die einer Fahrzeugwand zuge­ wandt ist. Ein Seitenairbag in der Fahrzeugmitte soll bei einem Unfall nicht gezündet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist in den Sitz eine Sitzbelegungserkennung mit alternativer Gurtschloßabfrage integriert. Solche Sitzbelegungserkennungssysteme mit alter­ nativer Gurtschloßabfrage sind von fest installierten Sitzen bekannt. Sie dienen der Erken­ nung, ob der Sitz mit einer Person besetzt ist oder nicht. Ist der Sitz nicht besetzt, werden die dem nicht besetzten Sitz zugeordneten Airbagsysteme nicht aktiviert und können bei einem Unfall auch nicht gezündet werden. Analog zu der Sitzbelegungskennung dient die Gurtschloßabfrage der Aktivierung des Gurtstraffers, für den Fall, daß ein Sicherheitsgurt auch in das Gurtschloß eingerastet wurde. Ist kein Sicherheitsgurt in das Gurtschloß einge­ rastet, wird der Gurtstraffer auch nicht gezündet. Sitzplatzerkennung und Gurtschloßabfrage waren bisher bei ausbaubaren Sitzen nicht vorhanden, da man bisher keine zufriedenstellende Energie- und Informationssysteme für die Versorgung solcher Erkennungssysteme auf aus­ baubaren Sitzen gefunden hatte. Mit dem hier offenbarten Sitzsystem werden solche Erken­ nungssysteme auch für ausbaubare Sitze möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Zeichnungen darge­ stellt und näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eile schematische Übersichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen Sitzsystems, bei dem das Schienensystem für die Energie- und Informationsübertragung vom Bordnetz auf die Sitze mit dem Schienensystem für die Befestigung der Sitze einheitlich ausge­ bildet ist,

Fig. 2 eine schematische Übersichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen Sitzsystems, bei dem das Schienensystem für die Energie- und Informationsübertragung vom Bordnetz auf die Sitze und das Schienensystem für die Befestigung der Sitze voneinander ge­ trennt ausgebildet ist,

Fig. 3a) eine Detaildarstellung des einheitlichen Schienensystems entsprechend dem Aus­ führungsbeispiel der Fig. 1,
b) und c) zwei mögliche Ausführungsformen eines separaten Schienensystems aus Flachleitern für die Energie und Informationsübertragung entsprechend dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 2,

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines geeigneten Energie- und Informationsübertragungssystems.

In Fig. 1 ist in stark vereinfachter schematischer Darstellung der aufgeschnittene Fond eines Kraftfahrzeuges 1, insbesondere eines Busses, eines Vans, eines Compakt Vans oder eines Mini Vans dargestellt. Im Fond sind ausbaubare und verschiebbare Sitze 2 in einem Schie­ nensystem 3 befestigt und arretiert. Das Schienensystem 3 ist in den Fahrzeugboden eingelas­ sen. Das mechanische Schienensystem zu Befestigung der Sitze ist beispielhaft in der DE 199 24 579 A1 offenbart worden. Der Inhalt der DE 199 24 579 A1 wird deshalb ausdrücklich in die hier beschriebene Erfindung mit einbezogen. Das mechanische Schienensystem wird er­ gänzt durch ein induktives Energie- und Informationsübertragungssystem. Das induktive In­ formationsübertragungssystem besteht aus je einer Primärleiterschiene 4, einem sekundären Aufnehmerschwingkreis 5 und zugehöriger primärseitiger Leistungselektronik 6 und sekundärseitiger Leistungselektronik 7. Je einem zweispurigen mechanischen Schienensystem 3 für die Befestigung der Fahrzeugsitze ist eine Primärleiterschiene 4 zugeordnet. In dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 1 ist die Primärleiterschiene 4 in eine der beiden Schienen des mecha­ nischen Schienensystems integriert. Ein Detaildarstellung dieser Ausführungsform findet sich weiter unten im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig. 3a.

Pro Fahrzeugsitz sind zwei Aufnehmerschwingkreise 5 vorhanden. Ein Aufnehmerschwing­ kreis für je eine linke oder rechte Seite des Fahrzeugsitzes. Der Aufnehmerschwingkreis ist vorzugsweise in jeweils einen linken oder rechten Sitzfuß integriert. Eine Energie- und In­ formationsübertragung ist nur auf derjenigen Seite des Sitzes möglich, auf der der Sitzfuß in die Schiene 3 mit einer integrierter Primärleiterschiene 4 eingreift. Da lediglich eine der bei­ den Schienen des Befestigungssystems über eine integrierte Primärleiterschiene verfügt, er­ hält immer genau ein Aufnehmerschwingkreis 5 eine induktive Kopplung, während der zweite Aufnehmerschwingkreis in dem gegenüberliegenden Sitzfuß keine induktive Kopp­ lung mit der Primärleiterschiene erhält. Dies ermöglicht eine elektronische Erkennung, ob die Sitze in Fahrtrichtung oder gegen die Fahrtrichtung in dem Schienensystem befestigt wurden. Durch Feststellung, welche Sitzseite über die induktive Kopplung Strom erhält, läßt sich die Ausrichtung des Sitzes relativ zur Primärleiterschiene 4 detektieren. Da die Primärleiter­ schiene 4 relativ zur Fahrtrichtung "Voraus" konstruktionsbedingt entweder an der linken oder an der rechten Schiene 3 des Sitzbefestigungssystem angeordnet ist, ist durch die An­ ordnung der Primärleiterschiene eine linke und eine rechte Fahrzeugseite relativ zur Voraus­ fahrtrichtung bereits festgelegt. Mit dem Energie- und Informationsübertragungssystem wird mittels des Controllers der primärseitigen Leistungselektronik 6 eine Kennung auf die Sitze übertragen, in welchem Schienensystem sie eingebaut sind. Die Kennung besteht aus einem codierten Spannungssignal, das das eine Schienensystem als in Fahrtrichtung linkes Schie­ nensystem 1 und das andere System als in Fahrtrichtung rechtes Schienensystem r codiert. Die Kennung wird von der sekundärseitigen Leistungselektronik 7 aufgenommen und in einem Controller weiterverarbeitet. Ein Blockschaltbild der primärseitigen und sekundärseitigen Leistungselektronik folgt im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig. 4. Durch Aus­ wertung des codierten Signals erkennt der sekundärseitige Controller in welchem Schienen­ system der Fahrgastsitz eingebaut ist und durch Auswertung der Richtungsinformation, ob die Energie- und Informationsübertragung über die linke oder die rechte Seite des Fahrgastsitzes erfolgt, ergibt sich eine Kennung dafür, ob der Sitz in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärts­ richtung eingebaut ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sitz in Vorwärtsrichtung eingebaut, wenn die Stromversorgung über die mit R bezeichnete Sitzhälfte erfolgt. Durch Kombination der Kennung r, l des jeweiligen Schienensystem mit der Richtungsinformation R, L der Einbaulage des Sitzes, läßt sich im sekundärseitigen Controller durch einen einfa­ chen programmtechnisch realisierten Abfragealgorithmus eindeutig entscheiden, in welchem Schienensystem der Sitz mit welcher Ausrichtung eingebaut ist. Aus der Kombination beider Kennungen läßt sich durch den Abfragealgorithmus ebenfalls entscheiden, welcher Seitenair­ bag im Sitz aktiviert werden soll.

Für die Erkennung der Einbaulage der Fahrzeugsitze, ob sie in Vorwärtsrichtung oder in Rückwärtsrichtung eingebaut sind, können in einer alternativen Ausführung der Erfindung auch Detektoranordnungen vorgesehen sein, die vom Energieversorgungssystem getrennt sind. Beispielsweise können die Primärleiterschienen oder die mechanischen Befestigungs­ schienen mit einer magnetischen Codierung versehen sein, die von Hallsensoren ausgelesen wird. Magnetische Codierungen können sehr umfangreiche Informationsinhalte haben, so daß mit solchen Codierungen auch eine eindeutige Erfassung der Einbaulage der Sitze sowohl hinsichtlich Ausrichtung zur Fahrtrichtung als auch hinsichtlich Positionserkennung, in wel­ cher Befestigungsschiene der Sitz eingebaut ist, möglich sind. Bei der Verwendung einer ge­ trennten Detektoranordnung kann gegebenenfalls auf einen zweiten Aufnehmerschwingkreis am Sitz verzichtet werden. Dafür müßte allerdings die getrennte Detektoranordnung in den Sitz integriert werden.

Ein Beispiel für einen Abfrage- und Entscheidungsalgorithmus ergibt sich wie folgt:
Detektiert der sekundärseitige Controller die Kennungskombination (r, R) so ist der Sitz in dem rechten Schienensystem in Vorwärtsrichtung eingebaut und es wird der rechte Seitenair­ bag 8 des Sitzes aktiviert.

Detektiert der sekundärseitige Controller die Kennungskombination (l, R), so ist der Sitz in dem linken Schienensystem in Vorwärtsrichtung eingebaut und es wird der linke Seitenairbag 9 des Sitzes aktiviert.

Detektiert der sekundärseitige Controller die Kennungskombination (r, L), so ist der Sitz in dem rechten Schienensystem in Rückwärtsrichtung eingebaut und es wird der linke Seitenair­ bag 9 des Sitzes aktiviert.

Detektiert der sekundärseitige Controller die Kennungskombination (l, L), so ist der Sitz in dem linken Schienensystem in Rückwärtsrichtung eingebaut und es wird der rechte Seitenair­ bag 8 des Sitzes aktiviert.

Die ersten beiden Einbaumöglichkeiten sind in Fig. 1 dargestellt, die letzten beiden Situatio­ nen ergeben sich durch Durchspielen der möglichen Einbaukombinationen.

Grundsätzlich ist die hier vorgestellte elektronische Einbauerkennung nicht auf zwei parallel nebeneinander liegende Schienensystemen aus jeweils zwei Befestigungsschienen be­ schränkt. Sollen z. B. drei Sitzreihen im Fond eines Fahrzeuges eingebaut werden, so müssen drei Schienensysteme aus je zwei Befestigungsschienen nebeneinander im Boden des Fahr­ zeug eingelassen werden und jedes der Schienensysteme mit einer eindeutigen Kennung ver­ sehen werden, z. B. l, m, r für links, mitte, rechts. Durch Erweiterung des programmtechni­ schen Abfragealgorithmus auf drei Schienensysteme läßt sich dann wieder durch die Kombi­ nation der Kennung für das Schienensystem mit der Richtungsinformation der Einbaulage des Sitzes durch einfaches Abzählen aller möglichen Kombinationen eindeutig ermitteln, in wel­ cher Schiene der Sitz mit welcher Einbaulage eingebaut ist und demzufolge läßt sich auch entscheiden, welcher Seitenairbag des Sitzes aktiviert werden soll oder nicht. Bei drei neben­ einander angeordneten Sitzen ergibt sich lediglich die Besonderheit, daß die Airbags im mittleren Sitz nicht aktiviert werden sollen, da mangels Seitenwand diese Airbags bei einer Zündung im Crashfall keine positive Rückhaltewirkung entfalten könnte.

Für größere Busse ist in induktiver Fortschreibung des Abfragealgorithmuses auch eine elekt­ ronische Erkennung von vier nebeneinander liegenden Sitzreihen möglich, u. s. w.

Von dem sekundärseitigen Controller, der in den Sitz integriert ist werden mittels Steuerlei­ tungen 10 die beiden Seitenairbags 8, 9 in den Seitenlehnen des Sitzes und der Gurtstraffer 11 angesteuert. Sowohl der Gurtstraffer als auch die beiden Seitenairbags werden je nach den zuvor beschriebenen Auswahlregeln bei Bedarf gezündet. Genau genommen werden soge­ nannte Zündpillen 12 gezündet, die eine kleine Sprengladung zur Explosion bringen. Im Fall des Gurtstraffers erfolgt noch eine Abfrage, ob im Gurtschloß 13 auch ein Sicherheitsgurt eingeführt ist. Wenn ja, wird der Gurtstraffer gezündet. Das Zündsignal selbst wird primär­ seitig von einem sogenannten CRASH Sensor geliefert und zunächst an die primärseitige Leistungs- und Steuerungselektronik 6 übertragen. Über die induktive Energie- und Informa­ tionskopplung zwischen Primärleiterschiene und sekundärseitigem Aufnehmerschwingkreis wird von der primärseitigen Leistungs- und Steuerelektronik sowohl die Energie für die Zün­ dung der angeschlossenen Airbags und Gurtstraffer geliefert als auch das Steuersignal zur Zündung der Systeme auf die sekundärseitige Steuerelektronik 7 übertragen.

In Fig. 2 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Ausführungsbei­ spiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Sitzsystem durch die ge­ trennte Anordnung von Primärleiterschiene 4b und mechanischem Schienensystem 3 zur Be­ festigung der Sitze. Demzufolge können auch die beiden sekundärseitige Aufnehmer­ schwingkreise des Energie- und Informationssystem an jeder Seite des Sitzes nicht mehr in einen Sitzfuß integriert werden, sondern müssen jeweils an jeder Seite des Sitzes mit einer am Sitz befestigten Halterung 14 angebracht werden. Die Halterung ist dabei so auszulegen, daß je nach Einbaulage der Sitze entweder der linke oder der rechte Aufnehmerschwingkreis über der Primärleiterschiene 4b zu liegen kommt. Die übrigen Elemente des Sitzsystem und das Erkennungssystem zur Einbaulage der Sitze und die Kennung für die Primärleiterschie­ nen bleiben identisch mit dem Ausführungsbeispiel wie im Zusammenhang mit Fig. 1 be­ schrieben. Eine Detaildarstellung der möglichen getrennten Primärleiterschienen 4b findet sich in den Fig. 3b und Fig. 3c. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 hat zwar den Nachteil, daß im Kabinenboden des Fahrzeuges eine weiteres Schienensystem, nämlich die Primärleiterschiene, verlegt werden muß und daß an den Fahrgastsitzen eine zusätzliche Halterung 14 zur Aufnahme des sekundärseitigen Aufnehmerschwingkreises notwendig wird, hat aber den Vorteil, daß mit einer getrennten Ausführung der Schienensysteme bereits bestehende rein mechanische Sitzsysteme, wie sie aus der DE 199 24 579 A1 bereits bekannt sind, um die induktive Energie- und Informationsübertragung nachgerüstet werden können. Ein weiterer Vorteil besteht in der preiswerteren Ausgestaltung der Erfindung, wenn für die Primärleiter­ schienen 4b preiswerte Flachleiter, möglichst flexible Folienkabel verwendet werden. Solche einfachen Folienleiterkabel sind brauchbar, wenn lediglich Leistungen bis zu 100 Milliwatt übertragen werden sollen. Für den Betrieb eines sekundärseitigen Controllers und für die Zündung der Zündpillen eines Seitenairbags und eines Gurtstraffers ist diese Leistung ausrei­ chend, zumal wie im Zusammenhang mit der Fig. 4 noch erläutert wird, sekundärseitig ein Energiespeicher vorgesehen sein kann, so daß keine Dauerleistung von 100 Milliwatt über­ tragen werden muß, sondern eine Leistungsübertragung von 10 Milliwatt als ausreichend an­ gesehen wird, um den Energiespeicher über einen gewissen Zeitraum auf die im Crashfall benötigte Energiemenge zu laden.

In Fig. 3 sind in drei Teildarstellungen a), b) und c) verschiedene Schienensysteme darge­ stellt, die für das erfindungsgemäße Sitzsystem geeignet sind. Teildarstellung a) zeigt ein integriertes Schienensystem, bei dem die Primärleiterschiene 4 des Energie- und Informati­ onssystems in das mechanische Schienensystem zur Sitzbefestigung aus der DE 199 24 579 A1 integriert ist. In den Kabinenboden 15 des Kraftfahrzeugs ist eine U-förmige Aluminium- Profilschiene 4 eingelassen. Das U-Profil endet oberhalb des Fahrzeugbodens in einer über­ hängenden dachförmigen Abdeckung 16, die in Längsrichtung der Profilschiene in der Mitte einen Führungsschlitz enthält, in den die Sitzuntergestelle bei der Befestigung des Sitzes ein­ greifen können. Zusammen mit der dachförmigen Abdeckung bildet das U-Profil der Alumi­ niumschiene einen kastenförmigen Kanal. In dem Kanal läuft ein Schlitten 18, auf dem der Sitz, wie in der DE 199 24 579 A1 offenbart, befestigt wird. Um den Schlitten arretieren zu können, sind auf dem Schlitten durch Federkraft gespannte Haltebolzen 19 eingearbeitet. Die Haltebolzen rasten zur Arretierung des Schlittens in kreisförmige Erweiterungen des Füh­ rungsschlitzes 17 ein. Soll der Schlitten bzw. der Sitz verschoben werden, werden die Halte­ bolzen heruntergedrückt und damit die Arretierung gelöst. Die erfindungsgemäße Erweiterung dieses an sich bekannten Systems erfolgt nun mit der Ausbildung der U-förmigen Alu­ minium Profilschiene zu einer E-förmigen Primärleiterschiene. Hierzu wird das U-Profil durch einen mittigen Steg 20 auf dem Joch des U-Profils innerhalb und entlang der Schiene ergänzt. Der Steg besteht in seiner unteren Hälfte, mit der er mit dem U-förmigen Alumini­ umprofil verbunden ist, zunächst aus einem elektrisch isolierenden Distanzstück 21. Auf dem Distanzstück trägt der Steg den Mittenleiter bzw. die Hinleitung 22 als ersten Teil des Pri­ märleiters des Energie- und Informationssystems. Die Rückleitung des Primärleiters wird durch das Aluminiumprofil des mechanischen Schienensystem gebildet, was in der Fig. 3a zeichnerisch durch die Strompfade 23 in den Schenkeln des U-Profils dargestellt ist. An den Schlitten 18 wird an dessen Stirnseite innerhalb der U-förmigen Aluminium-Profilschiene 4 ein magnetischer Rückschluß 24 aus zwei magnetischen ebenfalls U-förmigen Jochs 24a, 24b angeordnet und befestigt. Der magnetische Rückschluß umschließt den Mittenleiter 22 bis auf einen oberen Schlitz, in den die Induktionsspule 25 des sekundärseitigen Aufnehmer­ schwingkreises 5 eingreift. Zur Verbesserung des Übertragungsverhältnisses kann die Induk­ tionsspule 25 auf einen Ferritkern 26 gewickelt sein. Ferritkern 26 und Induktionsspule 25 sind wie in Fig. 1 gezeigt an den Sitzfüßen befestigt. Damit sie zusammen mit den Sitzfüßen durch den Führungsschlitz 17 mechanischen Schienensystems eingeführt und wieder heraus­ genommen werden können, müssen sie entsperchend konstruktiv gestaltet werden. D. h. sie dürfen nicht breiter als die lichte Weite des Führungsschlitzes 17 sein.

In Fig. 3b) ist die einfachste Ausführung einer Primärleiterschiene 4b gezeigt, wie sie im Zu­ sammenhang mit dem in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel eingesetzt wird. Neben dem mechanischen Schienensystem zur Sitzbefestigung wird unterhalb des Kabinenteppich­ bodens 15 eine Flachleiteranordnung aus zwei Folienleitern, einem Hinleiter 22b, einem Rückleiter 23b und einem magnetischen Rückschluß 24bb verlegt. Oberhalb des Teppichbo­ dens wird das Magnetfeld der Primärleiterschiene 4b mit der Induktionsspule 25b des sekun­ därseitigen Aufnehmerschwingkreises 5b abgegriffen. Zur Verbesserung des Übertragungs­ verhältnisses ist auch die Sekundärseite mit einem magnetischen Rückschluß 26b ausgebil­ det.

In Fig. 3c) ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3b) eine etwas aufwendigere Pri­ märleiterschiene 4c gezeigt, die hinsichtlich unerwünschter magnetischer Streufelder Vorteile gegenüber einer Zweileiteranordnung der Teilfigur b) hat. Bei der Dreileiteranordnung aus einem Mittenleiter 22c in dem der Gesamtstrom fließt und zwei Außenrückleitern, in denen in guter Näherung jeweils der halbe Gesamtstrom fließt, sind die magnetischen Streufelder in die Umgebung der Leiteranordnung kleiner. Die Induktionsspule 25c ist bei einer Dreilei­ teranordnung sinnvollerweise als sogenannter Doppelschleifenübertrager 5c ausgebildet. Auch der Doppelschleifenübertrager hat eine sekundärseitige magnetische Rückführung 26c zur Verbesserung der Leistungsübertragung. Ein primärseitiger Rückschluß 24cc verbessert das Übertragungsverhalten der Anordnung.

Ein primärseitiger Rückschluß erlaubt es auch mit den im Verhältnis zu dem Ausführungs­ beispiel der Fig. 3a) einfacheren Primärleiterausführungen Leistungen im Bereich von 10 Watt bis 100 Watt zu übertragen. Sofern die Flachleiterausführungen der Ausführungsbei­ spiele der Fig. 3b und 3c als Folienleiter ausgebildet sind, wird der magnetische Rückschluß zweckmäßigerweise durch ein Kunststofflaminat gebildet, in dessen Kunststoff­ masse weichmagnetische oder ferritische Pulverwerkstoffe eingelassen sind.

In Fig. 4 ist exemplarisch ein Blockschaltbild eines möglichen Energie- und Informations­ übertragungssystems dargestellt, wie es für das erfindungsgemäße Sitzsystem zur Anwendung gelangen kann. Ein primärseitiges Teilsystem 40 ist im Fahrzeuginnenraum angeordnet und an die Primärleiterschiene 4 angeschlossen. Auf dem bewegbaren Sitz befindet sich das Teil­ system 41, das über den Aufnehmerschwingkreis 5 aus Induktionsspule 25 und Kondensator 43 an die Primärleiterschiene 4 gekoppelt ist.

Das primärseitige Teilsystem wird aus dem Fahrzeug-Bordnetz mit Energie versorgt. Die in Kraftfahrzeugen übliche Gleichspannung wird mit einem Wechselrichter in einen Wechsel­ strom mit vorzugsweise 100 kHz Trägerfrequenz gewandelt. Mit einem Controller der pri­ märseitigen Leistungs- und Steuerelektronik wird der Energieträgerfrequenz ein Informati­ onssignal überlagert. Vorzugsweise besteht das Informationssignal aus einer modulierten Informationsträgerfrequenz, die um den Faktor 10 größer ist als die Energieträgerfrequenz. In einer weniger bevorzugten Ausführung kann auch die Energieträgerfrequenz direkt moduliert werden. Der Informationsgehalt ist beide Male in der Modulation enthalten. Im bevorzugten Fall einer separaten Informationsträgerfrequenz ist in den zweikanaligen Modula­ tor/Demodulator noch ein Frequenzgenerator integriert, der die Informationsträgerfrequenz bereitstellt. Das Informationssignal wird mit Trenn-/Überlagerungslilter der Energieträger­ frequenz überlagert. Der Controller der primärseitigen Leistungselektronik 6 ist an den Da­ tenbus des Kraftfahrzeuges angeschlossen und steht über diesen Datenbus mit dem Crashsen­ sor in Verbindung.

Sekundärseitig besteht das Energie- und Informationssystem aus dem bereits mehrfach er­ wähnten Aufnehmerschwingkreis 5 mit Induktionsspule 25 und Resonanzkapazität 43. Der Aufnehmerschwingkreis ist zweimal vorhanden, einmal für die linke Sitzhälfte und einmal für die rechte Sitzhälfte. Die von den Aufnehmerschwingkreisen aufgenommene Wechsel­ spannung wird in einem sekundärseitigen Gleichrichter wieder in eine Gleichspannung um­ gewandelt. Mit dieser Gleichspannung werden die aktiven Elemente auf dem Sitz mit der notwendigen Betriebsspannung versorgt. Außerdem wird mit dieser Gleichspannung die Zündenergie für die im Sitz integrierten Airbagsysteme und Gurtstraffer zur Verfügung ge­ stellt. Diese Zündenergie kann entweder direkt von dem Gleichrichter abgegriffen werden oder in einer alternativen Ausführung kann zwischen Gleichrichter und Airbagsystemen so­ wie Gurtstraffer ein Energiespeicher zwischengeschaltet sein. Der Energiespeicher kann im einfachsten Fall ein geeignet dimensionierter Kondensator oder besser ein Akkumulator sein.

Mit induktiven Aufnehmern 44 wird aus den Aufnehmerschwingkreisen das aufmodulierte Informationssignal erfaßt und mit einem Trenn-/Überlagerungsfilter von der Energieträger­ frequenz getrennt. Anschließend wird das modulierte Informationssignal in einem zweikana­ ligen Modulator/Demodulator demoduliert und in den Controller der sekundärseitigen Leistungs- und Steuerungselektronik 7 eingespeist. Weitere Abfrageeingänge des sekundär­ seitigen Controllers sind mit Sensoren für die Sitzbelegungserkennung, für die Gurtschloss­ abfrage und mit Stromsensoren 45 verbunden, mit denen detektiert wird, welcher der beiden Aufnehmerschwingkreise aktiv ist. Mit der Abfrage, welcher Schwingkreis an die Primärleiterschiene angekoppelt ist, wird mit einem programmtechnisch realisierten Abfrage- und Ent­ scheidungalgorithmus im sekundärseitigen Controller entschieden, welche Airbagsysteme zu aktivieren sind. Ein möglicher Entscheidungsalgorithmus wurde bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.

Mit dem induktiven Energie- und Informationsübertragungssystem wird neben der Energie­ versorgung der Datenaustausch zwischen der primärseitigen und sekundärseitigen Steue­ rungselektronik bewerkstelligt. Insbesondere werden die Steuerungsbefehle zur Aktivierung und zur Zündung der aktiven Personenrückhaltesystem in den Sitzen mit dem induktiven E­ nergie- und Informationssystem übertragen.

Claims (9)

1. Sitzsystem aus einem Fahrzeugsitz, in den mindestens ein aktives Personenrückhaltesystem, insbesondere ein Gurtstraf­ fer (11) oder mindestens ein Airbagsystem (8, 9), integriert ist, enthaltend:
eine Primärleiterschiene (4, 4b) für ein induktives Ener­ gie- und Informationsübertragungssystem (40, 41), mit dem über mindestens einen Aufnehmerschwingkreis (5) Energie und Steuerbefehle vom Kraftfahrzeugchassis auf die in den Sitzen integrierten Personenrückhaltesysteme übertragen werden,
ein mechanisches Befestigungssystem (3, 18) zur lösbaren und verschiebbaren Befestigung der Sitze am Fahrzeugboden,
wobei sowohl die Primärleiterschiene als auch das mecha­ nische Befestigungssystem als Schienensystem (3, 4, 4a, 4b) im Fahrzeugboden ausgebildet sind,
und eine Detektoranordnung (45, 4, 5, 6, 7) zur Erkennung der Einbaulage des Sitzes hinsichtlich Orientierung zur Fahrt­ richtung und Positionierung im Fahrzeug.

2. Sitzsystem nach Anspruch 1, bei dem die Primärleiterschiene (4) des Energie- und Informationssystem mit dem mechanischen Befestigungssystem (3, 18) einheitlich ausgebildet ist.

3. Sitzsystem nach Anspruch 1, bei dem die Primärleiterschiene (4b, 4c) des Energie- und Informationssystem von dem mechani­ schen Befestigungssystem (3, 18) getrennt ist.

4. Sitzsystem einem der Ansprüche 1 bis 3, bei die Aufnehmer­ schwingkreise (5) des Energie- und Informationssystems die Detektoranordnung bilden.

5. Sitzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Detektoranordnung aus einer magnetischen Codierung des me­ chanischen Befestigungssystem (3, 18) und einem induktiven Sensor, mit dem die magnetische Codierung ausgelesen wird, besteht.

6. Sitzsystem nach Anspruch 3, bei dem die Primärleiterschiene (4b) aus einer Zweileiter-Flachleiteranordnung (22b, 23b) besteht.

7. Sitzsystem nach Anspruch 3, bei dem die Primärleiterschiene (4b) aus einer Dreileiter-Flachleiteranordnung (22c, 23c) be­ steht.

8. Sitzsystem nach Anspruch 7, bei dem die Induktionsspule des Aufnehmerschwingkreises (5) als Doppelschleifenübertrager (25c) ausgebildet ist.

9. Sitzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem auf dem Sitz ein Energiespeicher integriert ist.