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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen der
Sitzbelegung eines Sitzes, insbesondere zum Erkennen der Sitzbelegung eines
in einem Kraftfahrzeug angeordneten Beifahrersitzes.
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Eine
derartige Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise, obwohl nicht
ausschließlich,
zum Steuern der Betätigung
bzw. der Öffnung
eines Fahrzeug-Airbags verwendet werden, so dass der Airbag-Aktuator nur
aktiviert wird, wenn der entsprechend zugeordnete Sitz in dem Fahrzeug,
beispielsweise der vordere Beifahrersitz, von einem Insassen besetzt
ist.
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Es
wird zunehmend üblich,
Fahrzeuge mit sogenannten Airbag-Rückhalteeinrichtungen
für sowohl
den Fahrer als auch den Beifahrer auszustatten. Da man annehmen
kann, dass der Fahrersitz eines Fahrzeuges stets besetzt ist, wenn
das Fahrzeug in Bewegung ist, ist es im allgemeinen erwünscht, dass der
Airbag auf der Fahrerseite betätigt
wird, falls das Fahrzeug einer negativen Beschleunigung oberhalb einer
bestimmten Schwelle unterworfen ist. Häufig ist dabei der Fahrer allein
in dem Fahrzeug, und demzufolge ist eine Betätigung des Airbags auf der
Beifahrerseite nicht notwendig. Da eine unnötige Betätigung des Airbags auf der
Beifahrerseite erhöhte
Reparaturkosten zur Neuinstallation des Airbags zur Folge hat, gibt
es eine Forderung von i.a. Versicherungsunternehmen, mit Doppel-Airbag
ausgerüstete Fahrzeuge
mit einer Einrichtung zum Deaktivieren des beifahrerseitigen Airbags
auszustatten, wenn der Beifahrersitz sich im unbelegten Zustand
befindet.
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Ferner
ist es aufgrund von Kundenwünschen oder
gesetzlichen Bestimmungen wünschenswert, das
Kraftfahrzeug mit einem System auszurüsten, welches eine Klassifizierung
einer sich auf dem Sitz befindlichen Person oder eines Gegenstandes durchführt. Dadurch
kann beispielsweise die Airbag-Rückhalteeinrichtung
für den
Beifahrersitz lediglich dann aktiviert werden, wenn eine erwachsene Person
auf dem Beifahrersitz erkannt wird. Hingegen ist es wünschenswert,
die Airbag-Rückhalteeinrichtung
nicht auszulösen,
wenn das System ein Kind bzw. ein sich in einem Kindersitz befindliches
Kleinkind erfasst, um Verletzungen des Kleinkindes bei einem Auslösen des
Airbags zu verhindern.
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Natürlich gibt
es viele verschiedene Arten zur Bestimmung, ob ein Fahrzeugsitz
besetzt ist. Beispielsweise kann das Fahrzeug mit einem einfachen Ein-Aus-Schalter
versehen werden, der manuell durch den Fahrer oder Beifahrer aktivierbar
ist. Solch ein System ist jedoch nicht bevorzugt, da der Fahrer oder
Beifahrer vergessen könnte,
den Airbag-Aktuator zu aktivieren, wenn der Sitz besetzt wird. Dementsprechend
wird eine Erfassungseinrichtung gesucht, welche ohne menschlichen
Eingriff funktioniert.
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Aus
der US-A-3 863 209 ist ein Fahrzeugsitz mit einem lastabhängigen Schalter
bekannt, welcher in dem Sitzkissen angeordnet ist. Wenn der Sitz
von einer Person hinreichenden Gewichts besetzt ist, wird der Schalter
aktiviert, um den Airbag-Sensor zu aktivieren. Ein Nachteil bei
solch einem System besteht darin, dass der lastabhängige Schalter
nicht zwischen einem Lebewesen und einem schweren Gegenstand unterscheiden
kann, welcher sich auf dem Sitz befinden kann.
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Es
ist ebenfalls bekannt, optische oder auf Ultraschall basierende
Sender und Sensoren zur Erfassung der Gegenwart eines auf dem Sitz
sitzenden Insassen zu verwenden, obwohl solche Systeme relativ schwierig
zu installieren sind. Sie erfordern, dass Komponenten an verschiedenen
Orten innerhalb der Fahrzeugkabine montiert werden. Ein Beispiel
eines solchen Systems ist beispielsweise in der DE-A-4 023 109 offenbart.
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An
den obigen Ansätzen
gemäß dem Stand der
Technik hat sich jedoch die Tatsache als nachteilig herausgestellt,
dass sie lediglich mit einem großen Aufwand oder unter hohen
Kosten realisiert werden können.
Auch ist bei manchen Ansätzen
die Störanfälligkeit
und die Leistungsfähigkeit
derartiger Systeme nicht optimal.
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Ein
neuartiges, derzeit von der Anmelderin entwickeltes, noch nicht
veröffentlichtes
System zur Sitzbelegungserkennung ist das sogenannte HOBBIT-System
(= Human-Observation-by-Beam-Interference-Technology).
Das HOBBIT-System besteht aus einer zentralen Basisstation und einzelnen
Reflektoren im Sitz zur Erkennung einer jeweiligen Sitzbelegung.
Bei dem HOBBIT-System wird eine Beugung, Dämpfung und/oder Reflektion
von hochfrequenten Signalen (zum Beispiel 2,45 GHz Wellen) nutzbringend
angewandt, um die Belegung des Sitzes mit Personen zu erkennen.
Bei dem HOBBIT-System wird ein Raum aller zu überwachenden Sitzplätze innerhalb
einer Fahrgastzelle eines Fahrzeuges mit dem hochfrequenten, elektromagnetischen
Wellenfeld ausgeleuchtet. Dazu sendet die Basisstation Signale aus,
die auf die Reflektoren treffen, an welchen sie moduliert, reflektiert
und von der Basisstation wiederum empfangen werden.
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Die
so erhaltenen Reflektorantworten werden hinsichtlich ihres Pegels
ausgewertet. Dazu wird im allgemeinen eine sogenannte Dämpfungsdicke
d für jeden
Reflektor des Sitzes bestimmt, welche ein Maß für die Dämpfung durch ein Material mit
vorgegebener Dicke d darstellt. Die Dämpfungsdicke d bezeichnet beispielsweise
den Logarithmus aus dem Verhältnis
aus empfangenem Pegel des Antwortsignals und gesendetem Pegel oder
aus dem Verhältnis aus
empfangenem Pegel des Antwortsignals und einem zugeordneten Referenzpegel
bzw. Referenzwert, welcher im folgenden als Antwortsignal-Referenzwert
bezeichnet wird. Der Wert der Dämpfungsdicke
d ist umso größer, je
geringer der Pegel des von der Basisstation empfangenen reflektierten
Signals ist. Die Dämpfungsdicke
d ist also ein Maß für die Sitzbelegung,
so dass aus der Dämpfungsdicke
d auf die Belegung des Sitzes mit einer Person oder einem Gegenstand
geschlossen werden kann.
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Bisher
ist bei dem HOBBIT-System vorgesehen, die zentrale Basisstation
vorzugsweise in dem Kraftfahrzeugdach und die Reflektoren im Sitz
des Kraftfahrzeuges zu integrieren.
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Manchmal
kann es von den Fahrzeugherstellern zur Reduzierung des Abstimmungsaufwandes
und der Herstellungskosten erwünscht
sein, die Basisstation nicht im Dachelement bzw. in dem Cockpit
des Kraftfahrzeuges vorzusehen. Zudem entstehen bei dem HOBBIT-System
zusätzliche
Kosten dadurch, dass die Bauelemente an den Reflektoren vorgesehen
werden müssen,
welche die Modulation des Reflektorsignals erzeugen.
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Die
Druckschrift WO 97/30864 A1 und die Druckschrift
US 6,043,743 A beschreiben
jeweils ein System zum Erkennen der Sitzbelegung eines Sitzes mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten
Sitzbelegungs-Erkennungssysteme weiter zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe vorrichtungsseitig durch die Vorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin,
dass die Vorrichtung zum Erkennen der Sitzbelegung des Sitzes mindestens eine
Sendeeinrichtung zum Aussenden von Signalen, wobei die mindestens
eine Sendeeinrichtung an einer ersten Position in dem Sitz angeordnet
ist; mindestens eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der ausgesendeten
Signale, wobei die mindestens eine Empfangseinrichtung an einer
zweiten derart von der ersten Position beabstandeten Position in dem
Sitz angeordnet ist, dass sich eine auf dem Sitz befindliche Person
zumindest teilweise in dem Signalweg zwischen der mindestens einen
Sendeeinrichtung und der mindestens einen Empfangseinrichtung für eine Beeinflussung
der Signale in Abhängigkeit
der Sitzbelegung befindet; und mindestens eine Basisstation, welche
zum Erzeugen der ausgesendeten Signale mit der mindestens einen
Sendeeinrichtung und zum Auswerten der empfangenen Signale mit der
mindestens einen Empfangseinrichtung verbunden ist, aufweist, wobei
die Vorrichtung mindestens eine Sensoreinrichtung zum Ermitteln
der Sitzeinstellung des Sitzes aufweist, wobei die erfassten Sitzpositionsdaten
bei der Auswertung der empfangenen Signale mit berücksichtigt
werden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit
der Vorrichtung weiter erhöht.
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Somit
besitzt die vorliegende Erfindung gegenüber den bekannten Ansätzen gemäß dem Stand der
Technik den Vorteil, dass in dem Kraftfahrzeugdach keine Basisstation
installiert werden muss. Dadurch unterliegt die Basisstation nicht
mehr den hohen Temperaturanforderungen wie bei einer Installation
im Dachbereich.
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Zudem
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
durch die vollständige
Integration in den Kraftfahrzeugsitz karosserie- bzw. kraftfahrzeugtyp-unabhängig. Dadurch
muss der Kraftfahrzeugsitz mit integrierter erfindungsgemäßer Vorrichtung
lediglich einmalig im Laufe der Fertigung eingestellt werden. Somit
kann der Kraftfahrzeugsitz mit integrierter Vorrichtung in jeglichem
Kraftfahrzeug ohne eine Neueinstellung der Vorrichtung auf einfache
und kostengünstige
Weise integriert werden.
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Ferner
weist die vorliegende Erfindung gegenüber dem Stand der Technik den
Vorteil auf, dass die ausgesendeten Signale lediglich eine Signalstrecke
und keine zusätzliche
Reflektionsstrecke zurücklegen
müssen.
Dadurch kann die mindestens eine Empfangseinrichtung Signale mit
einer verhältnismäßig höheren Leistung
erfassen, was für
den nachfolgenden Auswertungsvorgang vorteilhaft ist. Es ergibt sich
daraus eine gute Diagnostizierbarkeit der ermittelten Daten, da
eine ausreichende und zuverlässige Kommunikation
selbst bei einem belegten Sitzzustand möglich ist.
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Aufgrund
der fehlenden Reflektion der einzelnen Signale kann die mindestens
eine Empfangseinrichtung mit geringeren Anforderungen ausgebildet
werden, da die empfangenen Signale, wie oben bereits erläutert, eine
verhältnismäßig größere Leistung
aufgrund der geringeren Dämpfung
aufweisen.
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Da
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine
Reflektoren im Vergleich zu dem bisher entwickelten HOBBIT-System
vorgesehen sind, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit weniger
Bauteilen und somit einfacher und kostengünstiger aufgebaut werden. Die
Sende- bzw. Empfangseinrichtungen können in dem Sitz beispielsweise
als Folienstruktur, textile Antennen, oder dergleichen, integriert
werden.
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Aufgrund
der fehlenden Reflektion und der geringeren Dämpfung weisen, wie oben bereits
erläutert,
die empfangenen Signale eine verhältnismäßig größere Leistung auf. Dadurch
können
Verluste in den Zuleitungen zu den Sende- und Empfangseinrichtungen
eher in Kauf genommen werden. Ebenfalls beeinträchtigen Verluste aufgrund verschiedener
Typen von Sitzheizungen die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht wesentlich.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass man aufgrund des einfachen
Signalweges auch gegebenenfalls die Sendeleistung vorteilhaft herabsetzen kann,
wobei immer noch ausreichende Empfangssignale aufgrund der geringeren
Dämpfung
zu erwarten sind.
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In
den Unteransprüchen
finden sich vorteilhafte Verbesserungen und Ausgestaltungen der
im Patentanspruch 1 angegebenen Vorrichtungen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist die mindestens eine Sendeeinrichtung
als Sendeantenne ausgebildet und in der Rückenlehne des Sitzes integriert.
Analog ist die mindestens eine Empfangseinrichtung vorzugsweise
als Empfangsantenne ausgebildet und in der Sitzfläche des
Sitzes integriert. Allerdings ist es für einen Fachmann offensichtlich, dass
die mindestens eine Sendeantenne und die mindestens eine Emp fangsantenne
auch an anderen Positionen in dem Sitz beabstandet voneinander angeordnet
sein können.
Insbesondere kann die mindestens eine Sendeeinrichtung auch in der
Sitzfläche und
die mindestens eine Empfangsantenne hingegen in der Rückenlehne
des Sitzes integriert sein.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die mindestens eine Sendeeinrichtung
in der Rückenlehne
oder der Sitzfläche
des Sitzes derart angeordnet, dass eine sich auf dem Sitz befindliche
Person, die mindestens eine Sendeeinrichtung zumindest teilweise
nicht direkt abdeckt. Beispielsweise wird die mindestens eine Sendeeinrichtung
in der Rückenlehne
des Sitzes in Schaum eingelassen, so dass eine direkte Abdeckung
verhindert wird. Es ist auch denkbar, dass die mindestens eine Sendeeinrichtung
beispielsweise derart in dem Sitz integriert ist, dass eine kleinere
oder schmächtigere
Person die Sendeeinrichtung lediglich teilweise abdeckt und eine
größere bzw.
fülligere
Person die Sendeeinrichtung vollständig abdeckt. Dadurch kann
eine zusätzliche
Klassifizierung der sich auf dem Sitz befindlichen Person erreicht
werden. Bei einer nicht direkten Abdeckung der mindestens einen
Sendeeinrichtung durch die sich auf dem Sitz befindlichen Person wird
gewährleistet,
dass die von der mindestens einen Sendeeinrichtung ausgesendeten
Signale nicht so stark gedämpft
werden, das sie von der mindestens einen Empfangseinrichtung nicht
mehr erfasst werden können.
In analoger Weise ist die mindestens eine Empfangseinrichtung vorzugsweise
in der Sitzfläche
oder der Rückenlehne
des Sitzes derart angeordnet, dass eine sich auf dem Sitz befindliche
Person die mindestens eine Empfangseinrichtung zumindest teilweise
abdeckt. Dadurch wird gewährleistet,
dass das Wellenfeld der ausgesendeten Signale in Abhängigkeit
der Sitzbelegung verändert
wird. Somit wird eine zuverlässige
Erfassung einer Sitzbelegung durch eine Person geschaffen. Alternativ
kann dieser Gedanke auch vice versa Anwendung dahingehend finden,
dass die mindestens eine Empfangseinrichtung durch eine sich auf
dem Sitz befindliche Person zumin dest teilweise nicht abdeckt und
eine sich auf dem Sitz befindliche Person die mindestens eine Sendeeinrichtung
zumindest teilweise abdeckt. Durch den großen räumlichen Abstand zwischen Sende-
und Empfangseinrichtung tritt das Problem des Übersprechens zwischen diesen
nicht weiter auf, das heißt
aufgrund der Entkopplung der elektromagnetischen Wechselwirkungen
zwischen Sende- und Empfangseinrichtungen kann die Sendeleistung
in einem größeren Bereich
variiert werden. Dadurch kann die optimale Abwägung aus Sendeleistung und Signalqualität getroffen
werden.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist die Vorrichtung eine Sendeeinrichtung in der Rückenlehne
und mehrere Empfangseinrichtungen in der Sitzfläche des Sitzes auf. Es ist allerdings
für einen
Fachmann offensichtlich, dass auch mehrere Sendeeinrichtungen in
der Rückenlehne
und lediglich eine oder mehrere Empfangseinrichtungen in der Sitzfläche des
Sitzes oder vice versa angeordnet werden können. Dadurch ist das System unempfindlicher
gegen andere störende
Hochfrequenzsender, da diese Störsignale
durch die Körperdicke
der sich auf dem Sitz befindlichen Person gedämpft werden.
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Vorteilhaft
weist die Basisstation eine Schalteinrichtung zum Auswählen der
jeweils auszuwertenden Empfangseinrichtungen auf. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn die einzelnen Empfangseinrichtungen über eine
gemeinsame Funkverbindung mit der Basisstation verbunden sind. Dadurch ist
für die
Basisstation jederzeit erkennbar, von welcher Empfangseinrichtung
die auszuwertenden Signale übermittelt
werden.
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Die
mindestens eine Basisstation erzeugt vorzugsweise das ausgesendete
Signal und übermittelt
das selbe moduliert an die mindestens eine Empfangseinrichtung über eine
geeignete Verbindung, beispielsweise eine Funkverbindung oder dergleichen.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Einrichtungen jeweils
sowohl als Sende- als auch als Empfangseinrichtungen verwendbar,
wobei die Basisstation vorzugsweise eine Umschalteinrichtung zum
Umschalten der mindestens einen Sendeeinrichtung in mindestens eine Empfangseinrichtung
und zum Umschalten der mindestens einen Empfangseinrichtung in mindestens eine
Sendeeinrichtung umfasst. Dadurch können die Messergebnisse beispielsweise
auf Plausibilität überprüft werden
und etwaige Fehlfunktionen der Vorrichtung auf einfache und kostengünstige Weise erfasst
werden.
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Die
Basisstation weist vorteilhaft einen für die mindestens eine Sendeeinrichtung
und die mindestens eine Empfangseinrichtung gemeinsamen Lokaloszillator
für eine
Aufbereitung der Signale auf. Dadurch müssen die kostspieligen Lokaloszillatoren lediglich
einmalig in der Basisstation für
eine gemeinsame Benutzung desselben vorgesehen werden.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind die mehreren Sendeeinrichtungen und/oder die mehreren Empfangseinrichtungen über jeweils
einzelne Hochfrequenzleitungen mit der Basisstation verbunden. Dadurch
ist für
die Basisstation jederzeit erkennbar, von welcher Empfangseinrichtung
die empfangenen Signale stammen bzw. zu welcher Sendeeinrichtung
die erzeugten und modulierten Signale übermittelt wurden. Alternativ
können
jedoch die mehreren Sendeeinrichtungen auch über eine gemeinsame Hochfrequenzleitung
und/oder die mehreren Empfangseinrichtungen ebenfalls über eine
gemeinsame Hochfrequenzleitung mit der Basisstation verbunden werden.
Dies stellt insbesondere eine kostengünstigere Variante dar. In diesem
Fall müssen
andere bekannte Maßnahmen
getroffen werden, um die einzelnen Einrichtungen zu kennzeichnen.
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Gemäß einem
weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist jede Sendeeinrichtung und/oder jede Empfangseinrichtung jeweils
eine eigene Basisstation auf. Dadurch wird eine zuverlässige Erkennung
der jeweiligen Einrichtungen gewährleistet,
wobei die ausgewerteten Signale anschließend für eine Plausibilitätsüberprüfung gemeinsam
ausgewertet werden können.
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Die
mindestens eine Sendeeinrichtung ist beispielsweise als quadratische,
lang gestreckte, drahtförmige
oder andersartig strukturierte Sendeantenne ausgebildet. Vorteilhaft
weist die mindestens eine Sendeeinrichtung und die mindestens eine Empfangseinrichtung
die gleiche Struktur auf, sodass eine Umschaltung mittels der Umschalteinrichtung
ohne einer Leistungsminderung gewährleistet wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren
der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigen
dabei:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht eines Sitzes mit integrierter erfindungsgemäßer Vorrichtung
gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht eines Sitzes mit integrierter erfindungsgemäßer Vorrichtung
gemäß einem
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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3 eine
schematische Querschnittsansicht eines Sitzes mit integrierter erfindungsgemäßer Vorrichtung
gemäß einem
dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche
Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
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Im
Vorhergehenden und im Nachfolgenden gilt für den Begriff "sich auf dem Sitz
befindliche Person" eine
erwachsene Person, ein Kind oder ein sich in einem Kindersitz befindliches
Kleinkind.
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1 illustriert
eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erkennen der
Sitzbelegung eines Sitzes 1, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes 1,
gemäß einem
ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 1 dargestellt ist, weist die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel eine
gemeinsame Basisstation 2 auf, welche beispielsweise unterhalb
der Rückenlehne 10 und
hinter der Sitzfläche 11 des
Sitzes 1 angeordnet ist. Die Basisstation 2 ist
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
vorzugsweise über
eine Hochfrequenzleitung 3 mit einer zugeordneten Sendeeinrichtung 4 verbunden,
welche beispielsweise im oberen Bereich der Rückenlehne 10 in dem
Sitz 1 integriert ist.
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Die
Sendeeinrichtung 4 ist vorzugsweise als Sendeantenne derart
ausgebildet und in der Rückenlehne 10 des
Sitzes 1 integriert, dass eine sich auf dem Sitz 1 befindliche
Person zumindest einen Teil der Sendeantenne 4 nicht abdeckt.
Die Sendeantenne 4 kann beispielsweise als rechteckige
oder lang gestreckte Antenne ausgebildet sein, welche horizontal
im oberen Bereich der Rückenlehne 10 eingebaut
ist. Selbstverständlich
können
auch mehrere Sendeeinrichtungen an beliebi gen Stellen und mit beliebigen
Ausgestaltungen in dem Sitz 1 integriert werden.
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Wie
in 1 ferner ersichtlich ist, ist die Sendeantenne 4 vorzugsweise
derart geneigt in der Rückenlehne 10 des
Sitzes 1 eingebaut, dass die Sendeantenne 4 für eine optimale
Aussendung von Signalen von der Sendeantenne 4 zu zugeordneten Empfangseinrichtungen
ausgerichtet ist.
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Die
Basisstation 2, wie in 1 illustriert
ist, ist gemäß dem vorliegenden
Beispiel über
jeweils separate Leitungen 5a, 5b, 5c mit
zugeordneten Empfangseinrichtungen 6a, 6b, 6c verbunden.
Die Leitungen 5a, 5b, 5c sind dabei wiederum
vorzugsweise als Hochfrequenzleitungen für eine Übertragung von Hochfrequenzsignalen
ausgebildet. Wie oben bereits erläutert, werden als Signale vorteilhaft
Wellen mit einer Frequenz von 2,45 GHz verwendet. Allerdings ist für einen
Fachmann offensichtlich, dass andere Frequenzen selbstverständlich ebenfalls
Verwendung finden können,
welche vorzugsweise ähnliche
Beugungs-, Dämpfungs-
und/oder Reflexionseigenschaften in Bezug auf sich auf dem Sitz
befindliche Personen oder Gegenstände aufweisen.
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Die
Empfangseinrichtungen 6a, 6b, 6c sind vorteilhaft
als Empfangsantennen 6a, 6b, 6c ausgebildet.
Die Empfangsantennen 6a, 6b, 6c, wie
in 1 ebenfalls dargestellt ist, sind gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
in der Sitzfläche 11 des
Sitzes 1 integriert. Beispielsweise können fünf Empfangsantennen in der
Sitzfläche 11 des
Sitzes 1 vorgesehen sein, wobei jeweils eine Empfangsantenne
einem Eck der Sitzfläche 11 zugeordnet
ist und die weitere Empfangsantenne mittig in der Sitzfläche 11 vorgesehen
ist. Vorzugsweise sind die einzelnen Empfangsantennen derart in
der Sitzfläche 11 angeordnet,
dass sich eine auf dem Sitz 1 befindliche Person mindestens
eine der Empfangsantennen für
eine Beeinflussung des empfangenen Wellenfeldes vollständig abdeckt.
Es ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass zum Gewährleisten der oben beschriebenen
Funktion die Empfangsantennen auch auf unterschiedlichste Art und
Weise in der Sitzfläche positioniert
werden können.
Die Empfangseinrichtungen 6a, 6b, 6c können beispielsweise
ebenfalls als rechteckige oder lang gestreckte Antenne ausgebildet
sein. Selbstverständlich
können
beliebig viele Empfangsantennen an beliebigen Stellen und mit beliebigen
Ausgestaltungen in dem Sitz 1 integriert werden.
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Im
Betrieb erzeugt und moduliert die Basisstation 2 Sendesignale 7a, 7b, 7c,
welche von der Basisstation 2 an die Sendeantenne oder
-antennen 4 über
die Hochfrequenzleitung 3 gesendet und durch die Sendeantennen 4 ausgesendet
werden.
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Die
ausgesendeten Sendesignale 7a, 7b, 7c werden
von den zugeordneten Empfangseinrichtungen 6a, 6b, 6c empfangen
und über
die jeweils zugeordneten Leitungen 5a, 5b, 5c jeweils
an die gemeinsame Basisstation 2 für eine Auswertung der Empfangssignale
weitergeleitet.
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In
der Basisstation 2 ist vorzugsweise ein gemeinsamer Lokaloszillator
(nicht dargestellt) integriert, welcher durch Hinzuschalten eines
Lokaloszillatorsignals von beispielsweise 2 GHz die Frequenz des
Empfangssignals auf ein Frequenzband mit einer niedrigeren Frequenz
konvertiert. Dies ist für
eine anschließende
Frequenzanalyse und Leistungsmessung vorteilhaft, da einfacherer
und kostengünstigere Bauteile
für die
Auswertung der empfangenen Signale verwendet werden können und
auf teure Analog-Digital-Auswertbauteile verzichtet werden kann.
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Da
sowohl die Sendeantenne 4 als auch die Empfangsantennen 6a, 6b, 6c mit
der gemeinsamen Basisstation und somit mit dem gemeinsamen Lokaloszillator
verbunden sind, besteht ein Vorteil aus hochfrequenztechnischer
Sicht ferner darin, dass durch äußere Störeinflüsse bedingte
Schwankungen der einzelnen Frequenzbereiche aufgrund der gemeinsamen
Basisstation bei Differenzauswertungen ausgeglichen werden. Dadurch
wird eine gute Korrelation des Rauschens und somit eine vorteilhafte Rauschunterdrückung gewährleistet.
Da gegebenenfalls auch das Lokaloszillatorsignal von den äußeren Störeinflüssen betroffen
ist, liegt bei einer Differenzanalyse das konvertierte Mischsignal
aus Empfangssignal und Lokaloszillatorsignal wiederum in dem vorgegebenen
Frequenzband. Dadurch ist auch bei äußeren Störeinflüssen eine optimale Auswertung
der Empfangssignale gewährleistet.
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Wie
in 1 ferner dargestellt ist, sind vorzugsweise eine
Sensoreinrichtung 8 zum Messen der Position der Rückenlehne 10 des
Sitzes 1 und eine Sensoreinrichtung 9 zum Messen
der Position der Sitzfläche 11 des
Sitzes 1 vorgesehen und über geeignete Datenverbindungen
mit der Basisstation 2 verbunden. Dadurch können die
durch die Basisstation 2 empfangenen Empfangssignale unter
Berücksichtigung
der jeweiligen Sitzposition zuverlässiger ausgewertet werden.
Es ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass Sensoreinrichtungen zum Messen sämtlicher
Variationen der Sitzposition vorgesehen werden können. In modernen Kraftfahrzeugen
existieren bereits Sensoreinrichtungen zum Detektieren augenblicklicher
Sitzpositionen, wobei auf derartige Sensoreinrichtungen vorteilhaft
zurückgegriffen
wird.
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2 illustriert
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird bezüglich nicht
erläuterter
Bauteile und Funktionen auf die Ausführungen hinsichtlich des ersten
Ausführungsbeispiels
gemäß 1 verwiesen.
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Im
Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
sind gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel mehrere
Sendeantennen 4a, 4b, 4c vorgesehen, welche
jeweils in der Sitzfläche 11 des
Sitzes 1 integriert sind. Dabei können die einzelnen Einbaupositionen der
Empfangsantennen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
in der Sitzfläche 11 beibehalten werden.
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Auf
analoge Weise ist gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
eine Empfangsantenne 6 im oberen Bereich der Rückenlehne 10 des
Sitzes 1 integriert.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
wie in 2 dargestellt ist, werden die von der Basisstation 2 erzeugten
und modulierten Signale über
die Hochfrequenzleitungen 5a, 5b, 5c an
die jeweils zugeordneten Sendeantennen 4a, 4b, 4c übermittelt
und von den Sendeantennen 4a, 4b, 4c in Richtung
der Empfangsantenne 6 ausgesendet.
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Analog
zum ersten Ausführungsbeispiel
sind die Sendeantennen 4a, 4b, 4c und
die Empfangsantenne 6 vorzugsweise derart zueinander positioniert, dass
sich eine auf dem Sitz befindliche Person zumindest teilweise in
dem Signalweg der Signale 7a, 7b, 7c zwischen
Sendeantennen und Empfangsantenne für eine Beeinflussung des entsprechenden Wellenfeldes
befindet.
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Bezüglich der übrigen Komponenten
und Funktionsweisen wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen.
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3 illustriert
eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem dritten
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Bereits im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
beschriebene Komponenten und deren Funktionsweisen werden nicht
weitergehend erläutert,
sondern es wird auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen.
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Wie
in 3 ersichtlich ist, ist im Unterschied zu den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen
die Sendeantenne 4 als horizontal lang erstreckte Sendeantenne
ausgebildet, wobei vorzugsweise zwei derartige Sendeantennen im
Seitenbereich der Rückenlehne 10 des
Sitzes 1 parallel zueinander integ riert sind. Dadurch wird
gewährleistet,
dass die Sendeantennen 4 durch eine sich auf dem Sitz 1 befindliche
Person zumindest teilweise nicht abgedeckt werden, sodass eine genügend hohe
Sendeleistung erzielt werden kann.
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Ein
weiterer Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen besteht darin,
dass die Empfangseinrichtungen 6a, 6b, 6c über eine letztendlich
gemeinsame Signalleitung 5 mit der Basisstation 2 verbunden
sind. Dadurch können
die Signalleitungen kostengünstiger
und technisch mit einem geringeren Aufwand realisiert werden.
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Zum
Zuordnen der einzelnen empfangenen Signale zu den entsprechenden
Empfangsantennen 6a, 6b, 6c weist die
Basisstation 2 vorzugsweise eine Schalteinrichtung (nicht
dargestellt) auf, mittels welcher die Basisstation die einzelnen
Empfangseinrichtungen 6a, 6b, 6c zu-
bzw. abschaltet. Dadurch erkennt die Basisstation 2 zu
jedem Zeitpunkt, von welcher der angeschlossenen Empfangsantennen 6a, 6b, 6c die
augenblicklich empfangenen Empfangssignale stammen, so dass eine
zuverlässige
Auswertung gewährleistet
ist.
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Es
ist für
einen Fachmann offensichtlich, dass die oben genannten Ausführungsbeispiele
auch miteinander kombiniert werden können. Ferner sind weitere Modifikationen
selbstverständlich
von dem Schutzumfang des vorliegenden Erfindungsgedankens mit umfasst.
Beispielsweise können
sowohl in der Sitzfläche 11 als
auch in der Rückenlehne 10 eine oder
mehrere Antennen vorgesehen sein, welche sowohl als Sendeantenne
als auch als Empfangsantenne verwendbar sind. In diesem Fall kann
die Basisstation 2 beispielsweise zunächst die in der Rückenlehne 10 vorgesehenen
Antennen als Sendeantennen und die in der Sitzfläche 11 vorgesehenen
Antennen als Empfangsantennen schalten, wobei für eine Plausibilitätsüberprüfung die
Antennen in der Rückenlehne 10 als
Empfangsantennen und die Antennen in der Sitzfläche 11 des Sitzes 1 als
Sendeantennen für
eine weitere Messung geschaltet wer den. Die Ergebnisse der einzelnen
Messungen können
für eine
gemeinsame, zuverlässige
Auswertung miteinander kombiniert werden.
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Die
einzelnen Antennen können
beispielsweise als quadratisch, rechteckig, lang gestreckt, oder
andersartig geformte Antennen ausgebildet sein und in beliebigen
Positionen in dem Sitz 1 angeordnet werden. Entscheidend
ist lediglich, dass die Sendeantennen und Empfangsantennen derart
zueinander positioniert und voneinander beabstandet sind, dass eine
auf dem Sitz befindliche Person das Wellenfeld zwischen den Sendeantennen
und den Empfangsantennen in Abhängigkeit
der Sitzbelegung messbar beeinflusst. Diese Signaldämpfung wird durch
die Basisstation 2 erfasst und für eine Erkennung einer Sitzbelegung
ausgewertet. Im Falle einer erkannten Sitzbelegung durch eine beispielsweise erwachsene
Person kann eine mit der Basisstation 2 verbundene Einrichtung,
beispielsweise ein Beifahrer-Airbag oder eine andere Personenschutzmaßnahme,
für eine
Funktionsfähigkeit
aktiviert werden.
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Somit
schafft die vorliegende Erfindung eine vorteilhafte Vorrichtung
zum Erkennen einer Sitzbelegung eines beispielsweise Kraftfahrzeugsitzes.
Neben den oben bereits angesprochenen Vorteilen gegenüber den
Ansätzen
gemäß dem Stand
der Technik, liefert die vorliegende Erfindung zusätzlich den Vorteil,
dass das System unempfindlicher gegenüber anderen, störenden Hochfrequenzsender
ist. Eine sich auf dem Sitz befindliche Person mit einer vorbestimmten
Körperdicke
dämpft
die im Allgemeinen vor der Person angeordneten zusätzlichen
störenden Hochfrequenzsender,
so dass die von diesen Sendern ausgehenden Signale durch die Körperdicke der
Person gedämpft
werden. Dies ist insbesondere bei einer Anordnung der Empfangsantennen
in der Sitzfläche
des Sitzes vorteilhaft.
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Bei
einer Anordnung der einzelnen Antennen in der Sitzfläche bzw.
der Rückenlehne
des Sitzes 1 wird zudem der Vorteil ge schaffen, dass durch
den großen
räumlichen
Abstand zwischen den Sende- und Empfangsantennen das Problem von
elektromagnetischen Wechselwirkungen zwischen den Sende- und Empfangsantennen
vermieden wird. Dadurch kann die Sendeleistung in einem größeren Bereich variiert
werden, so dass eine Abwägung
zwischen der Sendeleistung und der Signalqualität je nach gewünschter
Anwendung und in Abhängigkeit
der Kundenpräferenzen
getroffen werden kann.
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Das
erfindungsgemäße System
beruht im Unterschied zu vielen Ansätzen im Stand der Technik nicht
auf einer Messung mechanischer Veränderungen bzw. Belastungen.
Dies ist bezüglich
der Lebensdauer des Systems von Vorteil, da Verschleißerscheinungen
aufgrund mechanischer Belastungen entfallen.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern
auf vielfältige
Weise modifizierbar.
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Beispielsweise
können
auch Antennen in der Kopfstütze 12 des
Sitzes 1 oder an anderen Positionen in dem Sitz integriert
werden.
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Ferner
kann jede Empfangs- und/oder Sendeeinrichtung eine eigene Basisstation
aufweisen oder mit einer eigenen jeweils zugeordneten Basisstation
verbunden sein. Dadurch können
die einzelnen Signale direkt bei den Empfangs- und/oder Sendeeinrichtungen
verarbeitet werden, wodurch etwaige Verbindungsleitungen hochfrequenztechnisch einfacher
und kostengünstiger
ausgestaltet werden können.
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Eine
weitere Modifikation kann beispielsweise darin bestehen, dass weitere
Kommunikationseinrichtungen, z.B. eine Bluetooth-Schnittstelle oder dergleichen,
die Sende- und/oder
die Empfangseinrichtung nutzen, um sich beispielsweise für Servicemaßnahmen
in das Kraftfahrzeugsystem einzu koppeln, so dass die Sende- und/oder
die Empfangseinrichtung als Funktionsbestandteil des gesamten zusätzlichen
Kommunikationssystems dient. Beispielsweise könnte sich auch ein Mobiltelefon über eine Bluetooth-Schnittstelle
mittels der Sende- und/oder Empfangseinrichtung in das Kraftfahrzeugsystem einloggen,
so dass der Kraftfahrzeugnutzer lediglich das Handy irgendwo in
dem Kraftfahrzeug platzieren muss, um eine Verbindung zu der in
dem Kraftfahrzeug integrierten Freisprechanlage herzustellen.