DE2226742B2 - Kontrollvorrichtung zur Überwachung des Gebrauchs eines Sicherheitsgurtes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrollvorrichtung zur Überwachung des Gebrauchs eines einem: Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtes, durch die' Warn- und/oder Betriebsvorrichtungen eines Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Gebrauchszustand des Sicherheitsgurtes steuerbar sind, mit mindestens einem in oder an den Sicherheitsgurt angeordneten elektrischen Leiter.

Eine derartige Kontrollvorrichtung ist bekannt (US-PS 35 21 723). Die beiden Leiter der Gurthälften dieser Vorrichtung sind mit dem Zündkreis des Fahrzeuges verbunden, welcher nur beim Schließen der beiden Gurtschloßteile geschlossen ist Nachteilig hierbei ist, daß der bestimmungsgemäße Gebrauch des Sicherheitsgurtes nicht erzwungen werden kann. Durch , Schließen der Gurtschloßteile, ohne daß der Gurt um den Körper der sich auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person herumgelegt ist wird die Kontrolle umgangen.

Es sind ferner Kontrollvorrichtungen bekanntgeworden, die auf die Spannung des Sicherheitsgurtes

ι» ansprechen (US-PS 3437 993 und 3340523). Die von der Gurtspannung betätigbaren mechanischen Schalter sind wiederum mit dem Zündkreis bzw. dem Anlaßkreis des Fahrzeuges gekoppelt Auch hierdurch kann der bestimmungsgemäße Gebrauch des Gurtes nicht über-

H wacht werden. Ein Spannen des Gurtes um den Sitz selbst oder die Befestigung eines gespannten GurtteUes an einem geeigneten Teil des Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Kleiderhaken, führt ohne weiteres zu einer Umgehung des Kontrollzweckes. Nachteilig bei den

2t) bekannten Gurten ist außerdem, daß die erforderliche fehlende Gurtbefestigung eine Beeinträchtigung der mit

dem Sicherheitsgurt erzielbaren Schutzwirkung mit sich bringen kann.

Schließlich ist auch bekannt, die Haltung bzw.

Bewegung menschlicher oder tierischer Körper dadurch zu überwachen, daß diese als bewegliche Sendeantenne konstanter Sendeleistung verwendet werden, um ihren Abstand gegenüber festen Empfangsantennen mit Hilfe von Änderungen von den empfangenen Feldstärken zu erfassen (US-PS 31 77 481 und 34 39 358). Eine derartige Vorrichtung setzt voraus, daß der zu überwachende Körper nicht durch einen anderen als Antenne geeigneten Gegenstand ersetzt oder die Empfangsantenne in die Nähe einer die Sendeleistung erzeugenden Vorrichtung gebracht wird. Zur Verwendung als Kontrollvorrichtung für die Überwachung des Gebrauchs eines Sicherheitsgurtes sind die bekannte Vorrichtungen in der vorgeschlagenen Art und Weise nicht geeignet

Der Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Kontrollvorrichtung zur Überwachung des Gebrauchs eines Sicherheitsgurtes zu schaffen, die nur bei bestimmungsgemäßem Gebrauch anspricht

v> Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß der mit einer sich ändernden Spannung gespeiste Gurtleiter mit einem Oszillatorkreis verbunden ist der eine Änderung der Impedanz des Gurtleiters in Abhängigkeit von einer

■so Änderung der induktiven bzw. kapazitiven Eigenschaften der näheren Umgebung des Gurtleiters erfaßt und ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, das in eine Auswerteschaltung eingegeben wird, die die Warn- und/oder die Betriebsvorrichtungen betätigt, wenn die

w Impedanz des Gurtleiters einen vorgegebenen Wert erreicht hat

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der bestimmungsgemäße Gebrauch des Sicherheitsgurtes durch eine von Sitzinsassen des Fahrzeugs bewirkten

Änderung der induktiven und kapazitiven Eigenschaften in der näheren Umgebung des Sicherheitsgurtes erfaßt. Sie verhindert, daß die Kontrolle dadurch überspielt wird, daß der Sicherheitsgurt um irgendwelche Gegenstände, wie beispielsweise einem Fahrzeug-

b > sitz oder ein anderes Teil des Fahrzeugs herumgelegt wird bzw. daß die Gurtschloßteile zusammengebracht werden, ohne daß der Gurt an dem zu sichernden Insassen anliegt.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Schaltung entweder eine Änderung des kapazitiven Anteils der Impedanz oder eine Änderung des induktiven Anteils der Impedanz erfasset). In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Oszillatorkreis einen Hochfrequenzoszillator vorgegebener aber veränderbarer Frequenz aufweist, daß der Gurtleiter derart mit dem Hochfrequenzoszillator gekoppelt ist, daß eine Änderung insbesondere des induktiven Anteils der Impedanz eine Änderung der Frequenz bewirkt, und daß die Änderung der Frequenz von der Auswerteschaltung erfaßt wird. Die bei der Beaufschlagung eines Leiters mit sich ändernden Spannungen, beispielsweise Wechselspannungen, wirksame Impedanz ist bekanntlich auch von den kapazitiven und induktiven Eigenschaften (Dielektrizitätskonstante, Permeabilität) von Materialien in der Umgebung des Leiten bestimmt Wird ein solcher Leiter als frequenzbestimmendes Koppelglied eines Oszillators eingesetzt, so resultiert aus einer Änderung der wirksamen Impedanz des Leiters eine entsprechende Änderung der Frequenz des Oszillators. Weist der Leiter beispielsweise eine gegenüber der Frequenz der an ihn gelegten Spannung ausreichende Länge auf, so wirkt er induktiv, wobei der Wert der wirksamen Induktivität dadurch veränderbar ist, daß der Gurt um einen Fahrzeuginsassen geschnallt wird, wobei die elektrischen Eigenschaften des Fahrzeuginsassen an die Stelle derjenigen der Luft oder des Sitzes treten.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Hochfrequenzoszillator derart ausgelegt und abgestimmt ist, daß die Frequenz bei der durch eine bestimmungsgemäße Benutzung des Sicherheitsgurtes durch einen Insassen des Fahrzeugsitzes bewirkten Änderung insbesondere des induktiven Anteils der Impedanz zu Null wird. Eine Beeinträchtigung des Insassen durch elektrische Spannung läßt sich daher völlig ausschalten.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung ergibt sich durch die Anordnung eines zusätzlichen Leiters unter der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung an einem Fahrzeugsitz mit Sicherheitsgurten, und

F i g. 2 ein Schaltbild der Kontrollvorrichtung nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Kontrolle des Gebrauchs eines Sicherheitsgurtes dargestellt in Verbindung mit einem Fahrzeugsitz 12 und einem Sicherheitsgurt 14, der aus zwei miteinander verbindbaren Teilen besteht Der Sicherheitsgurt 14 kann ein Sitzgurt, ein Schultergurt, eine Kombination beider oder anderen Aufbaues sein. Die Vorrichtung 10 enthält eine elektrische Schaltungsanordnung 16, ein Paar von Leitern 18, nachfolgend mit Sitzleiter bezeichnet, welche vorzugsweise in den Sicherheitsgurt 14 eingewebt sind, einen großen Oberflächenleiter 20, nachfolgend mit Gurtleiter bezeichnet, der in die Sitzfläche 21 des Sitzes unter einer äußeren Bedeckung eingelegt ist, und zugeordneten Leitern, welche die Leiter 18 und 20 mit der Schaltungsanordnung 16 verbinden und mit Strichindizes versehen sind. Die Gurtleiter 18 sind elektrisch mit den Gurtschloßteilen 19 des Sicherheitsgurtes 14 verbunden, so daß die Gurtleiter 18 über die Schloßteile 19 des Sicherheitsgurtes miteinander verbindbar sind. Der Sitzleiter 20 kann aus Metallfolie oder einem Gitter bestehen.

In der Schaltungsvorrichtung nach Fig.2 ist zu

erkennen, daß die Schaltungsanordnung 16 einen

Hochfrequenzoszillator 22, einen Verstärker 24, einen Relaisschalter 26 und eine Warn- oder Zündverriege-

lungs vorrichtung 28 aufweist

Der Hochfrequenzoszillator 22 enthält einen Transistor 30, der im Radiofrequenzbereich schwingen kann. In der dargestellten Anordnung wird ein Kondensator 32 dazu benutzt, eine Basisfrequenz für den Transistor

ίο 30 vorzugeben, wenn die Leiter 18 und 20 verbunden sind, um eine Abstimmung des Oszillators 22 zu bewirken. Der Oszillator 22 ist vorzugsweise bis zur Frequenz Null, d. h. Gleichstrom verstimmt, wenn der Sicherheitsgurt 14 ordnungsgemäß über dem Sitzleiter 20 um den auf dem Sitz sitzenden Passagier geschlossen ist

Es ist zu erkennen, daß der Gurtleiter 18 mit dem Sitzleiter 20 eine Kapazität bildet, die im Oszillator 22 zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 30

2i) parallel mit dem Kondensator 32 liegt Weiterhin ist zu sehen, daß der Gurtleiter 18 zwischen die Basis und den Kollektor des Transistors 30 geschaltet ist über einen festen Kondensator 34 und einen Abstimmkondensator 36, wobei der letztere dazu geeignet ist, die Empfindlich keit der Schaltungsanordnung 16 zu justieren. Die Schleife, die von dem vervollständigten Gurtleiter 18 gebildet wird, kann in erster Linie als Induktivität bezeichnet werden. Die Schleife hat jedoch auch einen gewissen kapazitiven Wert Dementsprechend stellen

■io der Gurtleiter 18 allein und die Leiter 18 und 20 in Kombination für den Oszillatorkreis 22 eine Impedanz dar.

Der Oszillator 22 enthält weiterhin einen Kondensator 38 zur Formung des Oszillatorausgangssignals und

3> insbesondere zur Vergrößerung der Breite der Ausgangsimpulse. Zum Entfernen niederfrequenter Spannungskomponenten aus den Ausgangsimpulsen ist eine Filterspule 40 vorgesehen. Der Oszillator 22 ist außerdem mit Strombegrenzungswiderständen 42 und

-to 44 sowie Vorwiderständen 46 und 48 ausgestattet

Ober die Ausgangsleitung 50 des Transistors 22 kann ein Gleichstromsignal übertragen werden, welches beim Verstimmen des Oszillators 22 auftritt Das Gleichstromsignal wird im Verstärker 24 verstärkt, um auf der

« Leitung 52 ein verstärktes Ausgangssignal bereitzustellen. Bei einer Ausführungsmöglichkeit des Verstärkers 24 sind ein Transistorverstärker 24 in Emitterschaltung und ein Darlington-Verstärker in Tandem geschaltet Die Konstruktion dieser beiden Verstärker ist gut bekannt, weshalb sie nicht näher beschrieben wird. Es versteht sich jedoch, daß der Verstärker 24 auch auf andere Weise aufgebaut sein kana

Die Ausgangsleitung 52 des Verstärkers 2* ist mit der Spule 58 eines Schaltrelais verbunden, so daß ein durch die Leitung 52 fließender Strom das Schließen des Relaisschalters 26 bewirkt Damit wird eine Warnvorrichtung und/oder eine Zündblockiervorrichtung abgeschaltet Die Spule 58 des Schaltrelais ist mit einer Diode 60 parallelgeschaltet, welche übergroße Schalt-

stoße beim öffnen des Schaltrelais verhindert Weiterhin liegt parallel zur Spule 58 ein Kondensator 62,welcher das Schließen des Schaltrelais verzögert, um ein Flattern des Schaltkontaktes während des Beginns eines Cignals zu verhindern.

Wenn der Sicherheitsgurt 14 ordnungsgemäß um einen Passagier geschlossen ist, bildet der Gurtleiter 18 eine geschlossene Schleife. Die Radiofrequenzenergie, die am Kollektor des Transistors 30 erzeuct wird, wird

in den Gurtleiter 18 eingespeist und in einem gewissen Umfang in den den Gurtleiter 18 umgebenden Raum Übertragen, so daß die Energie verändert, bewirkt durch die Gegenwart oder Abwesenheit eines Passagiers innerhalb der Schleife, zur Basis des Transistors 30 zurückgeführt wird, wodurch der Oszillator 22 seine Verstimmung erfährt. Es ist verständlich, daß der vorherrschende Effekt eine Änderung der Induktivität der Impedanz des Gurtleiters 18 ist, obwohl auch ein kapazitiver Effekt auftritt Weiterhin zeigen die Kapazität der Impedanz des Gurtleiters 18 und des Sitzleiters 20 die Anordnung des Sicherheitsgurtes 14 bei Überdeckung des Passagiers an. In dieser Hinsicht wird die kapazitive Komponente der Impedanz durch Änderung des dielektrischen Mediums zwischen dem Gurtleiter 18 und dem Sitzleiter 20 und durch die Änderung des Abstandes zwischen Gurtleiter 18 und Sitzleiter 20 beeinflußt. Der Kreis kann auf eine bestimmte Lage des Sicherheitsgurtes 14 um einen menschlichen Körper abgestimmt werden, im Gegensatz zur Befestigung eines dielektrisch anderen Körpers, wie einem Koffer mit Wäsche. Der kapazitive Anteil der Impedanz des aus dem Gurtleiter 18 und dem Sitzleiter 20 gebildeten Kondensators hat die Tendenz, den Oszillator 22 bei einer richtigen Benutzung des Sicherheitsgurtes so zu verstimmen, daß die kombinierten Wirkungen von um und über dem Passagier geformter Abstimmschleife durch Befestigen des Sicherheitsgurtes 14 und durch Anordnung des Gurtes über dem Schoß des Passagiers gebildeten Kondensator, geeignete Bedingungen schafft für eine vollständige Verstimmung des Oszillators 22, damit sich auf der Leitung SO ein Gleichstromsignal ergibt. Das Gleichstromsignal auf der Leitung 50, welches in dem Verstärker 24 verstärkt wird, betätigt die Warn- und/oder Zündblockierungsvorrichtung 28. Im Hinblick '< auf die obigen Erläuterungen der Funktionsweise der Vorrichtung 10 wird klar, daß mit dieser ein ordnungsgemäßer Gebrauch des Sicherheitsgurtes 14 auf einfache Weise kontrolliert werden kann.
Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die

κι Verstimmung des Oszillators 22 den hochfrequenten Strom in den Leitern 18 und 20 in Gleichstrom verwandelt. Die Leiter 18 und 20 werden damit von dem Oszillator 22 in bezug auf den Gleichstrom isoliert durch die Kondensatoren 34 und 36 und die Kapazität

' :> zwischen Sitzleiter 20 und dem Gurtleiter !S. Dementsprechend wird ein Passagier bei Benutzung des Sicherheitsgurtes 14 kaum elektrischen Feldern ausgesetzt. Da die Vorrichtung darüber hinaus mit der Impedanzänderung arbeitet, ist nur eine geringe Stromstärke erforderlich. Aus diesem Grunde kann der Gurtleiter 18 äußerst dünn und dementsprechend von hohem Widerstand sein. Das Schloß 19 des Sicherheitsgurtes kann dementsprechend auch einen relativ großen Widerstand aufweisen, ohne die Arbeitsweise der

: j Vorrichtung 10 zu beeinträchtigen.

Die Vorrichtung 10 ist einfach, aber wirkungsvoll aufgebaut und der Aufwand wegen der angewendeten Halbleitertechnik gering. Darüber hinaus kann die Vorrichtung so klein gehalten werden, daß sie an

in verschiedenen geeigneten Stellen des Fahrzeuges untergebracht werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kontrollvorrichtung zur Überwachung des Gebrauchs eines einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtes, durch die Warn- und/oder Betriebsvorrichtungen eines Fahrzeugs in Abhängigkeit vom Gebrauchszustand des Sicherheitsgurtes steuerbar sind mit mindestens einem in oder an dem Sicherheitsgurt angeordneten elektrischen Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer sich ändernden Spannung gespeiste Gurtleiter (18) mit einem OszUlatorkreis (22) verbunden ist, der eine Änderung der Impedanz des Gurtleiters (18) in Abhängigkeit von einer Änderung der induktiven bzw. kapazitiven Eigenschaften der näheren Umgebung des Gurtleiters (18) erfaßt und ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, das in eine Ausv/erteschaltung (24, 26) eingegeben wird, die die Warri- und/oder die Betriebsvorrichtungen (28) betätigt wenn die Impedanz des Gurtleiters (18) einen vorgegebenen Wert erreicht hat

2. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Oszillatorkreis (22) eine Änderung des kapazitiven Anteils der Impedanz erfaßt

3. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Oszillatorkreis (22) eine Änderung des induktiven Anteils der Impedanz erfaßt

4. Kontrollvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillatorkreis (22) einen Hochfrequenzoszillator vorgegebener aber veränderbarer Frequenz aufweist daß der Gurtleiter (18) derart mit dem Hochfrequenzoszillator gekoppelt ist, daß eine Änderung, insbesondere des induktiven Anteils der Impedanz, eine Änderung der Frequenz bewirkt, und daß die Änderung der Frequenz von der Auswerteschaltung (24,26) erfaßt wird.

5. Kontrollvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzoszillator des Oszillatorkreises (22) derart ausgelegt und abgestimmt ist daß die Frequenz bei der durch eint: bestimmungsgemäße Benutzung des Sicherheitsgurtes (14) durch einen Insassen des Fahrzeugsitze» bewirkte Änderung, insbesondere des induktiven Anteils der Impedanz, zu Null wird.

6. Kontrollvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillatorkreis (22) mit mindestens! einem unter der Sitzfläche (21) des Fahrzeugsitzes; (12) angeordneten zusätzlichen, kapazitiv wirkenden Leiter (20) verbunden ist