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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Relativposition
eines zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Position
bewegbaren Fahrzeugsitzes gegenüber
einem benachbarten stationären
Teil mit
- a) mindestens einer an einem mit dem
Fahrzeugsitz bewegbaren Teil oder dem stationären Teil angebrachten Sensoreinrichtung,
welche ein magnetfeldempfindliches Sensorelement umfaßt und mit
dem stationären
Teil oder dem bewegbaren Teil zusammenarbeitet;
wobei
- b) durch das Sensorelement unterschiedlichen Relativpositionen
des Fahrzeugsitzes zuordenbare Signale erzeugbar sind.
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Eine
solche Vorrichtung ist aus der
US 6 053 529 A bekannt. Zur Bestimmung der
Relativposition des Fahrzeugsitzes läuft dort eine mit dem Fahrzeugsitz
verbundene gestufte Schiene zwischen den beiden Schenkeln eines
Uförmigen
magnetempfindlichen Sensors, der an einer stationären Befestigungsschiene
angebracht ist. Abhängig
von der vertikalen Erstreckung desjenigen Stufenabschnitts dieser Schiene,
der sich jeweils zwischen den Schenkeln des Uförmigen Sensors befindet, erzeugt
der Sensor verschiedene Signale, welche der Stellung der gestuften
Schiene und dadurch der Position des damit verbundenen Fahrzeugsitzes
zugeordnet werden können.
Dabei wird auch dasjenige Signal des Sensors einer Sitzposition
zugeordnet, welches erzeugt wird, wenn sich die gestufte Schiene
nicht zwischen den Schenkeln des U-förmigen Sensors befindet.
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Insbesondere
dient diese Vorrichtung dazu, die ermittelte Position des Fahrzeugsitzes
an eine Steuerelektronik weiterzugeben, die mit der Steuerung eines
mehrstufigen Airbags kommuniziert. Wird nämlich die Position des Fahrzeugsitzes
als "vorne" ermittelt, so wird
der mehrstufige Airbag derart eingestellt, daß er im Falle seines Auslösens nicht
auf sein volles Volumen gebracht wird. Wird die Position des Fahrzeugsitzes
dagegen als "hinten" bestimmt, so wird
der Airbag derart gesteuert, daß er
bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs auf sein größtmögliches
Volumen gebracht wird.
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Bei
der in der
US 6 053
529 A beschriebenen Vorrichtung kann es jedoch zu einer
falschen Signalauswertung und damit zu einer Fehlfunktion kommen,
wenn sich der Sensor aus seiner Befestigung löst und unbemerkt auf den Boden
des Fahrzeuges zu liegen kommt. In diesem Fall würde der Sensor ein Signal erzeugen,
welches der hintersten Sitzposition zugeordnet ist, während der
Sitz tatsächlich
in der vordersten Position steht. Bei einem Unfall des Kraftfahrzeuges
und dem damit verbundenen Auslösen des
Airbags würde
dieser folglich auf sein volles Volumen gebracht, obwohl der Sitz
in der vordersten Position steht. Dies kann für einen Insassen des Kraftfahrzeuges,
welcher auf dem betreffenden Sitz Platz genommen hat, gesundheitsschädliche Folgen haben.
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Ebenso
ist es denkbar, daß ein
heruntergefallener ferromagnetischer Gegenstand, wie eine Münze oder
ein Schlüssel,
von dem magnetischen Sensor angezogen wird und an diesem haftet.
Dann erzeugt der Sensor – durch
den Gegenstand beeinflußt – ein Signal,
welches für
die vorderste Position des Fahrzeugsitzes steht, während der
Sitz tatsächlich
in eine weiter hinten liegende Position gebracht ist. So würde der
Airbag bei einem Unfall nicht mit ausreichend Gas beaufschlagt,
um den Insassen sicher vor Verletzungen zu schützen.
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Den
zuletzt erläuterten
Mangel sucht die in der
DE
101 36 820 A1 offenbarte Vorrichtung zu beheben. Dort arbeitet
ein an einer beweglichen, mit dem Fahrzeugsitz verbundenen Schiene
angebrachter Hall-Sensor mit einem an einer unteren stationären Schiene
des Sitzes befestigten Magnetstreifen zusammen. Um dem Problem der
Erzeugung eines falschen Signals durch Fremdkörper Rechnung zu tragen, sind
die Komponenten bei der Vorrichtung der
DE 101 36 820 A1 derart
aufeinander abgestimmt, daß zwischen
dem freiliegenden, dem Magnetstreifen zugewandten Sensorkopf und
dem Magnetstreifen möglichst
kein Zwischenraum verbleibt. So wird verhindert, daß sich ein
Gegenstand, wie eine Münze oder
ein Schlüssel,
an den Magnetstreifen anlagern kann, wodurch ein falsches, nicht
der tatsächlichen Sitzposition
entsprechendes Signal erzeugt würde, wenn
der Sensor sich auf Höhe
des an dem Magnetstreifen haftenden Gegenstandes befindet.
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Diese
Lösung
ist jedoch kostenintensiv, da sowohl der Sensor als auch der Magnetstreifen
als separate Bauteile gefertigt und jeweils an der beweglichen bzw.
stationären
Schiene montiert werden müssen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, welche den oben genannten Problemen Rechnung trägt und kostengünstig herzustellen
ist.
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Dies
wird dadurch erreicht, daß
- c) die einer bestimmten Relativposition des
Fahrzeugsitzes zuordenbaren Signale des Sensorelements innerhalb
eines Signalbereiches des Sensorelements liegen, der kleiner als
der Gesamt-Signalbereich des Sensorelements ist und durch einen
untersten Schwellenwert und einen davon verschiedenen obersten Schwellenwert
begrenzt ist; und
- d) verarbeitungsmittel vorgesehen sind, welche ein für eine Unregelmäßigkeit
stehendes Signal erzeugen, wenn das Signal des Sensorelements außerhalb
des durch den untersten Schwellenwert und den obersten Schwellenwert
begrenzten Signalbereichs liegt.
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Auf
diese weise wird ermöglicht,
daß das Sensorelement
wenigstens ein Signal erzeugen kann, welches ober- oder unterhalb
des zur Zuordnung der Sitzposition verwendeten Signalbereichs liegt.
Ein solches Signal kann als Fehlfunktion der Sensoreinrichtung erkannt
werden, da offensichtlich ist, daß die Sensoreinrichtung ein
Signal erzeugt, welches nicht im Zusammenhang mit der Position des
Fahrzeugsitzes steht.
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Aufgrund
des durch die Verarbeitungsmittel erzeugten, für eine Unregelmäßigkeit
stehenden Signals kann beispielsweise ein akustisches und/oder visuelles
Warnsignal aktiviert werden.
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Dabei
kann der unterste Schwellenwert mit dem Minimal-Signal des Sensorelements übereinstimmen.
In diesem Fall weist der Gesamt-Signalbereich des Sensorelements
einen einzigen Bereich auf, in den ein eine Fehlfunktion bedeutendes
Signal des Sensorelements fallen kann, nämlich den jenigen Bereich über dem
obersten Schwellenwert.
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Unter
Minimal-Signal ist das Ansprechsignal des Sensorelements zu verstehen,
also das Signal, welches mit geringster Intensität überhaupt als Sensorsignal erfassbar
ist. In diesem Fall läßt sich
nur ein Anhaften eines Fremdgegenstands an das Sensorelement feststellen.
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Alternativ
kann der oberste Schwellenwert mit einem Maximalwert des Signals übereinstimmen, welchen
das Sensorelement bei gegebener Bauart und gegebenem Betriebsstrom
zu erzeugen im Stande ist. In diesem Fall läßt sich nur ein Fehler in der Anbringung
des Sensorelements detektieren.
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Bevorzugt
wird jedoch, wenn der Gesamt-Signalbereich des Sensorelements zwei
Bereiche aufweist, die außerhalb
des durch den untersten und den obersten Schwellenwert begrenzten
Signalbereichs des Sensorelements liegen. In anderen Worten liegt
der unterste Schwellenwert oberhalb des Minimal-Signals, während der
oberste Schwellenwert unterhalb des oben erläuterten Maximal-Signals des Sensorelements
liegt. Dadurch sind die Möglichkeiten
zur Bestimmung einer Unregelmäßigkeit
der Sensoreinrichtung erhöht.
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Technisch
vorteilhaft ist es, wenn das Sensorelement ein Hall-Element ist.
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Insbesondere
umfaßt
die Sensoreinrichtung dann einen Magneten und bildet einen vorgespannten
Hall-Sensor, wobei das bewegliche Teil und/oder das stationäre Teil
aus den magnetischen Fluß leitendem
Material ist.
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Unter
einem vorgespannten Hall-Sensor versteht man einen Hall-Sensor,
bei dem der Magnet in den Hall-Sensor integriert ist. Somit entfällt vorteilhaft eine
Montage und Justierung eines externen Magneten, was den Montageaufwand
erhöhen
würde.
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Ein
für die
Anwendung zur Bestimmung der Relativposition eines Fahrzeugsitzes
gut geeignete Geometrie des vorgespannten Hall-Sensors liegt vor, wenn
der Magnet zylindrisch ausgebildet ist und das Hall-Element in einer
Nut in einer Stirnseite des Magneten und über der Öffnung einer koaxialen Sackbohrung
des Magneten angeordnet ist. Bei dieser Anordnung erzeugt der Hall-Sensor
auf Grund der Wechselwirkung mit entweder dem bewegbaren Teil oder
dem stationären
Teil gut auswertbare Signale.
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Bevorzugt
handelt es sich bei dem beweglichen Teil um eine an dem Fahrzeugsitz
angebrachte bewegliche Befestigungsschiene und bei dem stationären Teil
um eine stationäre
Befestigungsschiene. Die bewegliche Befestigungsschiene ist in dem
Sinne beweglich, als sie sich beim Verschieben des Fahrzeugsitzes
mit diesem mitbewegt.
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Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert; es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Sitzbefestigung mit einer beweglichen Befestigungsschiene und
einer damit zusammenarbeitenden stationären Befestigungsschiene eines
Fahrzeugsitzes sowie einer Sensoreinrichtung;
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2 einen
Schnitt durch die Sensoreinrichtung von 1 entlang
der Schnittlinie II-II in 3;
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3 einen
Schnitt durch die Sensoreinrichtung von 2 entlang
der dortigen Schnittlinie III-III;
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4 eine
schematische Darstellung der durch einen Magneten der Sensoreinrichtung
erzeugten Magnetfeldlinien ohne Einfluß der stationären Befestigungsschiene
der 1 oder eines Fremdkörpers;
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5 eine
schematische Darstellung entsprechend 4, wobei
die stationäre
Befestigungsschiene das Magnetfeld beeinflußt;
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6 eine
perspektivische Ansicht der beiden Befestigungsschienen mit Sensoreinrichtung
in einer ersten Relativposition;
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7 eine
perspektivische Ansicht der beiden Befestigungsschienen mit Sensoreinrichtung
in einer zweiten Relativposition;
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8 eine
Seitenansicht der in 7 gezeigten beweglichen Befestigungsschiene
in ihrer ersten Relativposition;
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9 eine
Seitenansicht der in 6 gezeigten beiden Befestigungsschienen
in ihrer zweiten Relativposition;
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10 eine
schematische, der 8 entsprechende Darstellung
mit einem an der Sensoreinrichtung haftenden Fremdkörper; und
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11 ein
schematisches, die Funktionsweise der Vorrichtung zur Bestimmung
der Relativposition eines Fahrzeugsitzes veranschaulichendes Diagramm.
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In 1 sind
eine stationäre
Befestigungsschiene 10 sowie eine darin in üblicher
Weise, beispielsweise über
Rollen (nicht dargestellt), laufende bewegliche Befestigungsschiene 12 einer
Sitzbefestigung 14 gezeigt. Ein mit der beweglichen Befestigungsschiene 12 verbundener
Fahrzeugsitz ist der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt. Beide Befestigungsschienen 10, 12 bestehen
aus einem ferromagnetischen Material.
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Die
bewegliche Befestigungsschiene 12 trägt seitlich außen eine
Sensoreinrichtung 16, die in den 2 und 3 im
Schnitt gezeigt ist. Die Sensoreinrichtung 16 umfaßt ein Gehäuse 18 aus
den magnetischen Fluß nicht
leitendem Material, vozugsweise aus Kunststoff, welches einen zylindrischen Permanentmagneten 20 aufnimmt.
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In
einer Stirnseite 22 des Magneten 20 ist eine durchgehende
Nut 24 vorgesehen. Vom Grund dieser Nut 24 ausgehend
weist der Magnet 20 eine koaxiale Sackbohrung 26 auf,
deren Durchmesser etwas geringer ist als die Breite der Nut 24.
Die Sackbohrung 26 ist in 3 durch
eine gestrichelte Linie angedeutet.
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In
die Nut 24 des Magneten 20 ist ein Hall-Element 28 derart
eingeschoben und fixiert, daß es über der
Sackbohrung 26 des Magneten 20 liegt. Das Hall-Element 28 und
die Nut 24 des Magneten 20 sind so aufeinander
abgestimmt, daß eine
Außenfläche des
Hall-Elements 28 mit der Stirnfläche 22 des Magneten 20 fluchtet,
wenn das Hall-Element 28 in der Nut 24 sitzt.
Der Magnet 20 zusammen mit dem Hall-Element 28 ist derart in dem
Gehäuse 18 der
Sensoreinrichtung 16 angeordnet, daß das Hall-Element 28 an
der Unterseite des Gehäuses 18 anliegt,
wie es in 2 zu erkennen ist.
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Das
Hall-Element 28 ist über
drei Leitungen 30, 32 und 34 mit einer
Platine 36 verbunden. Über die
Leitung 30 wird das Hall-Element 28 mit Gleichstrom
versorgt und über
die Leitung 32 ist es mit Masse verbunden. Die verbleibende
Leitung 34 des Hall-Elements 28 dient der Übertragung
des von dem Hall-Element 28 erzeugten Sensorsignals, das
die Form eines analogen Spannungssignals aufweist.
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Die
Platine 36 ist mit einer üblichen Schutzbeschaltung 38 versehen,
die beispielsweise einen geeigneten Kondensator und einen entsprechenden Widerstand
umfaßt.
Von der Platine 36 geht eine Leitung 40 ab, mittels
der die Signale des Hall-Elements 28 an eine Auswerteelektronik 29 geleitet
werden. Letztere ist Teil der Steuerelektronik 31 des Kraftfahrzeuges.
Alternativ kann die Auswerteelektronik 29 bereits auf der
Platine 36 vorgesehen und in dem Gehäuse 18 angeordnet
sein. Es ist auch möglich,
die Auswerteelektronik 29 mit dem magnetfeldempfindlichen
Hall-Element 28 in einem integrierten Schaltkreis zusammenzufassen.
Die Auswerteelektronik 29 umfaßt insbesondere in üblicher
Weise einen A/D-Wandler, einen Prozessor und einen Speicher sowie
gegebenenfalls weitere zur elektronischen Verarbeitung eines analogen
Spannungssignals notwendige elektronische Bauteile, die hier nicht
extra dargestellt sind.
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Das
Gehäuse 18 ist
zusammen mit den darin untergebrachten Komponenten mit einer den
magnetischen Fluß nicht
leitenden Vergußmasse
ausgegossen, so daß die
Sensoreinrichtung 16 insgesamt als kompakter vorgespannter
Hall-Sensor 16 gefertigt ist. Unter einem vorgespannten
Hall-Sensor ist ein Hall-Sensor zu verstehen, bei dem der mit dem
magnet feldempfindlichen Hall-Element zusammenarbeitende Permanentmagnet
in den fertigen Hall-Sensor integriert ist.
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Die
an dem Hall-Element 28 anliegende Wand des Gehäuses 18 der
Sensoreinrichtung 16 bildet eine Sensorfläche 42 der
Sensoreinrichtung 16. Die Sensoreinrichtung 16 ist
derart an der beweglichen Befestigungsschiene 12 der Sitzbefestigung 14 angebracht,
daß ihre
Sensorfläche 42 bei
einer entsprechenden Relativposition der beiden Befestigungsschienen 10, 12 parallel
zu einem Profilbereich 44 der stationären Befestigungsschiene 10 der
Sitzbefestigung 14 angeordnet ist. Dabei verbleibt zwischen
der Sensoreinrichtung 16 und dem Profilbereich 44 der
stationären
Befestigungsschiene 10 ein Luftspalt L.
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4 zeigt
den Magneten 20 mit in dessen Nut 24 sitzendem
Hall-Element 28 sowie die durch den Magneten 20 erzeugten
Feldlinien 46. Die Feldlinien 46 entsprechen dabei
denjenigen, welche vorliegen, wenn sich kein metallischer, insbesondere ferromagnetischer
Gegenstand in der Nähe
der Sensorfläche 42 der
Sensoreinrichtung 16 befindet und die Sensoreinrichtung 16 von
der beweglichen Befestigungsschiene 12 abgenommen ist.
Wie in 4 zu erkennen ist, wird das Hall-Element 28 dann
von relativ wenigen Feldlinien 46 durchdrungen. Das Hall-Element 28 erzeugt
eine verhältnismäßig kleine analoge
Ausgangsspannung.
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Im
Gegensatz dazu stellt 5 denjenigen Zustand dar, welcher
vorliegt, wenn ein metallischer Gegenstand im Abstand L2 parallel
zur Sensorfläche 42 der
Sensoreinrichtung 16 angeordnet ist. Dies ist funktionsmäßig dann
gegeben, wenn die Sensoreinrichtung 16 sich über dem
Profilbereich 44 der stationären Befestigungsschiene 10 befindet.
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Der
metallische Profibereich 44 der stationären Befestigungsschiene 10 beeinflusst
das Magnetfeld des Magneten 20, wodurch die von den Feldlinien 46 der 4 verschiedenen
Feldlinien 48 erzeugt werden. Wie in 5 zu
erkennen ist, ist die Magnetfeldstärke innerhalb des Hall-Elements 28 bei
Anwesenheit des Profilbereichs 44 der stationären Befestigungsschiene 10 gegenüber der
in 4 gezeigten Magnetfeldstärke erhöht. Dies wiederum vergrößert das
analoge Ausgangssignal des Hall-Elements 28 im Vergleich
zu demjenigen, welches das Hall-Element 28 erzeugt, wenn
das Magnetfeld des Magneten 20 unbeeinflußt ist.
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Die 6 und 7 zeigen
die stationäre Befestigungsschiene 10 und
die bewegliche Befestigungsschiene 12 der Sitzbefestigung 14 in
zwei unterschiedlichen Relativpositionen. Dabei entspricht die in 6 gezeigte
Relativposition einem zurückgeschobenen
Fahrzeugsitz, wogegen die in 7 gezeigte
Relativposition einen vorgeschobenen Fahrzeugsitz repräsentiert.
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In 6 befindet
sich die Sensoreinrichtung 16 oberhalb des Profilbereichs 44 der
stationären
Befestigungsschiene 10. Diese Relativposition ist in 9 schematisch
in einer Seitenansicht verdeutlicht.
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Bei
vorgeschobener beweglicher Befestigungsschiene 12, wie
in den 7 und 8 dargestellt, befindet sich
unterhalb der Sensorfläche 42 der Sensoreinrichtung 16 nur
noch der mit 50 gekennzeichnete Profilbereich der beweglichen
Befestigungsschiene 12. Dies ist in 8 schematisch
in einer Seitenansicht gezeigt, wobei zur Verdeutlichung des Luftspaltes
L1 zwischen Profilbereich 50 und Sensoreinrichung 16 auf
die Darstellung der in 8 hinter der Zeichenebene liegenden
stationären Befestigungschiene 10 verzichtet
wurde.
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Bei
vorgeschobener beweglicher Befestigungsschiene 12 ist der
Luftspalt L1 (vgl. 7 und 8) zwischen
der Sensoreinrichtung 16 und dem deren Sensorfläche 42 gegenüberliegenden
Profilbereich 50 der beweglichen Befestigungsschiene 12 größer als
der Luftspalt L2 (vgl. 6 und 9) zwischen
der Sensorfläche 42 der
Sensoreinrichtung 16 und dem Profilbereich 44 der
stationären
Befestigungsschiene 10 bei zurückgeschobener beweglicher Befestigungsschiene 12.
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In
letzterem Fall erzeugt das Hall-Element 28 ein analoges
Ausgangssignal, welches aufgrund seiner Größe von der Auswerteektronik 29 einer
zurückgeschobenen
Position zugeordnet wird. Die mit der Auswerteelektronik 29 kommunizierende
Steuerelektronik 31 erzeugt dann beispielsweise ein Signal, aufgrund
dessen ein steuerbarer Airbag vollständig freigegeben wird. Befindet
sich der Fahrzeugsitz dagegen in der in den 7 und 9 dargestellten vorgeschobenen
Position, so erzeugt das Hall-Element 28 wegen der in ihm
vorliegenden geringeren Feldstärke
ein Signal, welches aufgrund seiner geringeren Größe von der
Auswerteektronik 29 einer vorgeschobenen Sitzposition zugeordnet
wird. Die Steuerelektronik 31 steuert den Airbag dann derart,
daß dieser
im Falle einer Kollision des Fahrzeugs nur bis zu einer gewissen
Stufe betätigt
wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß das
analoge Ausgangssignal des Hall-Elements 28 nicht allein von
der Größe des Luftspalts
L zwischen der Sensorfläche 42 der
Sensoreinrichtung 16 und einem ferromagnetischen Teil abhängt. Auch
die Ausbildung, und insbesondere die Materialstärke, des ferromagnetischen
Teils spielen eine Rolle. Je mehr ferromagnetisches Material in
die Nähe
der Sensoreinrichtung 16 bzw. ihrer Sensorfläche 42 kommt,
desto stärker ist
das analoge Ausgangssignal des Hall-Elements 28 gegenüber einer
geringeren Menge ferromagnetischen Materials im gleichen Abstand
zur Sensorfläche 42.
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Wie
aus dem oben Gesagten hervorgeht, erzeugt das Hall-Element 28 von
der Steuerelektronik auswertbare analoge Signale abhängig davon,
wie groß der
Abstand zwischen der Sensoreinrichtung 16, insbesondere
seiner Sensorfläche 42,
und einem ferromagnetischen Teil ist. Bei betriebsmäßig an der beweglichen
Befestigungsschiene 12 montierten Sensoreinrichtung 16 wird
das Magnetfeld des Magneten 20 der Sensoreinrichtung 16 immer
durch entweder den Profilbereich 50 der beweglichen Befestigungsschiene 12 oder
durch den Profilbereich 44 der stationären Befestigungsschiene 10 beeinflusst.
Dies bedeutet, daß der
für die
Bestimmung der Relativposition des Fahrzeugsitzes auswertbare Signalbereich des
Hall-Elements 28 kleiner ist als der Gesamt-Signalbereich,
der durch das Hall-Element 28 abgedeckt wird.
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Dies
sei anhand des Diagramms der 11 erläutert. Dort
ist das idealisierte analoge Spannungs-Ausgangsignal 52 des
Sensor-Elements 28 abhängig
von der in dem Hall-Element 28 vorherrschenden
Magnetfeldstärke
B gezeigt. Das Hall-Element 28 erzeugt bei einer linearen
Erhöhung
der in ihm vorliegenden Magnetfeldstärke ein im wesentlichen linear
wachsendes Spannungssignal I.
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Die
mit P0, P1, P2 und P3 bezeichneten
Punkte auf der idealisierten Spannungskurve 52 verdeutlichen
das hier verwendete Prinzip und stellen die von dem Hall-Element 28 erzeugten
Ausgangssignale bei unterschiedlichen Positionen bzw. Zuständen P der Sensoreinrichtung 16 dar.
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Dabei
bedeutet P0 eine Position bzw. einen Zustand
der Sensoreinrichtung 16 ohne jeden anwesenden ferromagnetischen
Gegenstand, der das Magnetfeld des Magneten 20 beeinflussen
würde,
also auch ohne jede Befestigungsschiene 10, 12.
Das Hall-Element 28 erzeugt dann das Spannungssignal I0, welches dem Minimal-Signal des Hall-Elements 28 entspricht.
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Die
Position P1 repräsentiert die in den 7 und 8 gezeigte
Position der Sensoreinrichtung 16, in der sie an der beweglichen
Befestigungsschiene 12 angebracht ist und das Magnetfeld
des Magneten 20 im wesentlichen lediglich durch deren Profilbereich 50 beeinflußt wird.
In diesem Fall erzeugt das Hall-Element 28 das Signal I1.
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P2 stellt diejenige Position der Sensoreinrichtung 16 dar,
in der die Befestigungsschienen 10, 12 die in
den 6 und 9 gezeigte Relativposition einnehmen,
wobei das Hall-Element 28 das Signal I2 erzeugt.
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Schließlich entspricht
P3 einem Zustand, den die Sensoreinrichtung 16 mit
an ihr haftendem Fremdkörper 54 (vgl. 10)
innehat. Der in größtmöglicher
Nähe der
Sensoreinrichtung 16 vorliegende Gegenstand 54 beeinflußt das Magnetfeld
des Magneten 20 am stärksten,
so daß das
Hall-Element 28 das
größte Signal
I3 erzeugt.
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Die
Signale I1, I2 und
I3 des Hall-Elements 28 liegen
innerhalb von vier Signalbereichen des Hall-Elements 28,
die durch einen untersten Schwellenwert S1,
einen mittleren Schwellenwert S2 und einen
obersten Schwellenwert S3 voneinander abgegrenzt
sind.
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Die
Auswerteektronik 29 vergleicht die von der Sensorein richtung 16 empfangenen
Signale mit den beispielsweise in dem oben angesprochenen Speicher
abgelegten Schwellenwerten S1, S2 und S3.
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Ist
die Sensoreinheit 16 ordnungsgemäß an der beweglichen Befestigungsschiene 12 montiert und
befindet sich der Fahrzeugsitz in seiner in den 7 und 8 illustrierten
vorderen Relativposition, was dem Punkt P1 in 11 entspricht,
so erzeugt das Hall-Element 28, wie bereits erwähnt, das Signal
I1.
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Die
Auswerteektronik 29 erfaßt, daß das Signal I1 oberhalb
des Schwellenwerts S1 und unterhalb des
Schwellenwertes S2 liegt. Solange dies für das von
dem Hall-Element 28 empfangenen Signal gilt, erkennt die
Auswerteektronik 29 als Ergebnis, daß der Fahrzeugsitz sich in
seiner vorderen Position befindet.
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Wird
der Sitz nun nach hinten verschoben, beeinflußt der Profibereich 44 der
stationären
Befestigungsschiene 10 das Magnetfeld des Magneten 20 der
Sensoreinrichtung 16, die Magnetfeldstärke innerhalb des Hall-Elements 28 wird
erhöht
und das Hall-Element 28 erzeugt das Signal I2.
Dieses liegt oberhalb des Schwellenwertes S2 und
unterhalb des Schwellenwertes S3, was von
der Auswerteektronik 29 einer zurückgeschobenen Position des
Fahrzeugsitzes zugeordnet wird.
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Löst sich
nun die Sensoreinrichtung 16 unbemerkt aus ihrer Befestigung,
wird das Magnetfeld ihres Magneten 20 nicht mehr durch
den entsprechenden Profilbereich 50 oder 44 der
beweglichen Befestigungsschiene 12 bzw. der stationären Befestigungsschiene 10 beeinflußt, wobei
innerhalb des Hall-Elements 28 die
in 4 gezeigten Magnetfeldlinien 46 vorliegen.
Das Hall-Element 28 erzeugt dann das Signal I0,
welches unterhalb des Schwellenwertes S1 liegt.
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Kommt
es dazu, dass ein ferromagnetischer Gegenstand, wie es anhand einer
Münze 54 in 10 beispielhaft
gezeigt ist, an der Sensoreinrichtung 16 haftet, gibt es
keinen Luftspalt mehr zwischen dem Gegenstand 54 und der
Sensoreinrichtung 16. Das Magnetfeld des Magneten 20 wird
am stärksten
beeinflußt
und innerhalb des Hall-Elements 28 liegt die höchste Magnetfeldstärke vor.
Das von dem Hall-Element 28 erzeugte
Signal entspricht dann dem Signal I3 in 11,
welches oberhalb des Schwellenwertes S3 liegt.
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Der
durch den untersten Schwellenwert S1 und
den obersten Schwellenwert S3 begrenzte,
für die
Bestimmung der Sitzposition verwendete Signalbereich des Hall-Elementes 28 ist
folglich kleiner, als der Gesamt-Signalbereich des Hall-Elements 28,
der sich zwischen dem Minimal-Wert I0 und
einem Maximal-Wert erstreckt, der abhängig von der Bauart des Hall-Elements 28 und
dessen Betriebsstrom ist.
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Liegt
das von dem Hall-Element 28 erzeugte Signal unterhalb des
untersten Schwellenwertes S1 oder oberhalb
des obersten Schwellenwertes S3, so erkennt
die Auswertelektronik 29, daß das Signal der Sensoreinrichtung 16 außerhalb
des Signalbereichs des Hall-Elements 28 liegt, der für die Bestimmung der
Relativposition des Fahrzeugsitzes verwendet wird. Aufgrund dieser
Tatsache erzeugt die Auswerteektronik 29 ein Signal, welches
für eine
Unregelmäßigkeit
der Sensoreinrichtung 16 steht, worauf beispielsweise eine
Warnleuchte im Blickfeld des Fahrzeug-Fahrers aktiviert wird.
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Würde der
gesamte nutzbare Signalbereich des Hall-Elements 28 zur
Bestimmung der Relativposition des Fahrzeugsitzes genutzt, so würde das Hall-Element 28 auch
dann noch ein von der Auswerteektronik 29 als Positionssignal
verstandenes Signal erzeugen, wenn die Sensoreinrichtung 16 nicht
mehr korrekt befestigt ist oder das Magnetfeld des Magneten 20 anderweitig
als gewollt durch äußere Gegenstände beeinflußt wird.
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Die
Festlegung der Schwellenwerte S1, S2 und S3 erfolgt
bei der Fertigung der Sensoreinrichtung 16. Somit kann
ein Monteur bereits bei der Montage der Sensoreinrichtung 16 an
einer beweglichen Befestigungsschiene 12 einer Sitzbefestigung 14 überprüfen, ob
die Sensoreinrichtung 16 ordnungsgemäß an dem Fahrzeugsitz angebracht
wurde und korrekt funktioniert. Liegt das nach der Montage der Sensoreinrichtung 16 erzeugte
Signal beispielsweise unterhalb des untersten Schwellenwertes S1, so wurde die Sensoreinrichtung 16 entweder
nicht richtig angebracht oder der voreingestellte Schwellenwert S1 nicht geeignet gewählt. Dies kann dann von dem Monteur überprüft und korrigiert
werden.
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Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, die Schwellenwerte erst nach der Montage der Sensoreinrichtung 16 an
der beweglichen Befestigungsschiene 12 festzulegen, indem
der Fahrzeugsitz zwischen seinen Endpositionen verschoben wird und
an die resultierenden Signale des Hall-Elements 28 entsprechend
angepasste Schwellenwerte S1, S2 bzw. S3 in dem Speicher der Auswerteektronik 29 abgelegt werden.
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Bei
der oben beschriebenen Vorrichtung sind lediglich zwei Bewegungszonen
des Fahrzeugsitzes voneinander unterscheidbar, und zwar abhängig davon,
ob sich die Sensoreinrichtung 16 oberhalb des Profilbereichs 44 der
statio nären
Befestigungsschiene 10 befindet oder nicht.
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Durch
eine entsprechende Ausgestaltung des Systems und insbesondere des
mit der Sensoreinrichtung 16 zusammenarbeitenden Profilbereichs 44 der
stationären
Befestigungsschiene 10 ist es jedoch auf einfache Weise
möglich,
eine Vielzahl von Positionen des Fahrzeugsitzes zu erfassen, wobei
im verwendeten Signalbereich des Hall-Elements 28 entsprechend
mehr Schwellenwerte definiert und zur Auswertung herangezogen werden.