DE3635644C2 - - Google Patents
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- DE3635644C2 DE3635644C2 DE3635644A DE3635644A DE3635644C2 DE 3635644 C2 DE3635644 C2 DE 3635644C2 DE 3635644 A DE3635644 A DE 3635644A DE 3635644 A DE3635644 A DE 3635644A DE 3635644 C2 DE3635644 C2 DE 3635644C2
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Personendetektor gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein aus der DE-OS 30 44 789 bekannter Personendetektor dieser
Art ist als Feldsensor zum Erkennen von Hindernissen
oder Personen im Bewegungsbereich von automatisch
schließenden Türen ausgelegt. Bei diesem bekannten Detektor
bilden die beiden einander an den Türöffnungsrändern gegenübergesetzten
Elektroden einen ersten Kondensator, während
eine dritte Elektrode zusammen mit einer der Elektroden
einen zweiten Kondensator bildet. Die beiden Kondensatoren
bestimmen jeweils die Resonanzfrequenz von zwei Schwingkreisen
eines Oszillators, der als Signalgebereinrichtung
zur Abgabe eines kapazitätsabhängigen Signals dient und
dessen Ausgangssignal zu einem Signal ausgewertet wird, das
die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Person oder eines
Hindernisses im Türöffnungsbereich anzeigt. Die Elektroden
werden derart angeordnet, daß durch ein Hindernis oder
eine Person im Türöffnungsbereich die beiden Schwingkreise
gegeneinander verstimmt werden, was zu einer Änderung des
Ausgangssignals des Oszillators führt, die als Anwesenheitssignal
ausgewertet wird. Falls sich andererseits im
Türöffnungsbereich kein Hindernis befindet, sollen die Resonanzfrequenzen
der beiden Schwingkreise bei dem Schließen
der Tür im gleichen Ausmaß und in gleicher Richtung geändert
werden, damit sich keine Änderung des Oszillatorausgangssignals
ergibt. Die Anordnung der Elektroden ist daher
sehr schwierig, da einerseits keinerlei Gegenstand im Türöffnungsbereich
eine gleichartige Änderung der Resonanzfrequenzen
ergeben darf und andererseits während des unbehinderten
Schließens der Tür die Änderung der Kapazitäten,
auch derjenigen gegen den Fußboden oder die Decke, zu keiner
Ungleichheit der Resonanzfrequenzen führen soll. Ferner
sind die Kapazitätswerte auch von der Temperatur und der
Luftfeuchtigkeit abhängig, was eine komplizierte und aufwendige
Korrekturschaltung erforderlich macht. Die Schwingkreise
müssen sorgfältig abgeglichen und entsprechend einer
Alterung der Komponenten nachgeglichen werden. Alle diese
Maßnahmen sind je nach dem Einsatzort unterschiedlich, so
daß der Feldsensor einzeln den jeweiligen Bedingungen anzupassen
ist.
Andere Personendetektoren werden zum Melden des Belegens
von Sitzen, z. B. von Fahrzeuginsassen, verwendet und weisen
Sitzschalter auf, die gemäß Fig. 23a und 23b jeweils in
enen Sitz derart eingebettet sind, daß sie beim Platznehmen
einer Person geschlossen werden. Die Fig. 23a zeigt
einen Schnitt durch einen Kraftfahrzeug-Beifahrersitz mit
einem Sitzpolsterbezug 30, einem Sitzpolster 31, einem Polsterauflager
32, einer Federung 33 und einem Sitzpolsterrahmen
34. In dem Sitzpolster 31 ist gemäß Fig. 23b ein
Sitzschalter 200 mit einem bewegbaren Kontakt 201 und einem
Festkontakt 202 eingebettet, der an dem Polsterauflager 32
befestigt ist. Das Sitzpolster 31 besteht aus einem federnden
Material wie Urethanschaumstoff, so daß es sich bei dem
Platznehmen einer Person zum Polsterauflager 32 hin gemäß
der Darstellung durch die gestrichelten Linien verformt und
durchbiegt. Dadurch kommt der bewegbare Kontakt 201 mit dem
Festkontakt 202 in Berührung, wodurch der Sitzschalter 200
geschlossen wird und ein Besetztsignal abgibt. Ein solcher
Schalter spricht jedoch auch auf Stöße oder das Auflegen
eines Gepäckstückes an, was zu Falschmeldungen führen kann.
Außerdem hat der Schalter wegen der mechanischen Kontakte
eine begrenzte Lebensdauer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Personendetektor
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart
auszugestalten, daß ein zuverlässiges Erfassen der Anwesenheit
einer Person im Personenaufenthaltsbereich mit einem
verhältnismäßig einfachen Aufbau und bei vielfältigen Einsatzmöglichkeiten
gewährleistet ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Mitteln gelöst.
Demnach ist erfindungsgemäß eine Speichereinrichtung vorgesehen,
in der durch eine Speicheraktualisiereinrichtung in
vorgegebenen Zeitabständen das Ausgangssignal der Signalgebereinrichtung
gespeichert wird. Die Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung
vergleicht das Ausgangssignal mit dem
gespeicherten Signal und gibt ein Anwesenheitssignal ab,
wenn der Unterschied zwischen den Signalen einen vorgegebenen
Wert überschreitet, wobei ein Bezugswert festgelegt und
entsprechend dem Ausgangssignal aktualisiert wird, wenn der
Unterschied nicht größer als ein vorgegebener Wert ist. Auf
diese Weise wird die Personenanwesenheit zuverlässig erfaßt,
da das Ausgangssignal der Signalgebereinrichtung von
dem unmittelbar zuvor gespeicherten Signal ausgehend bewertet
wird, welches den unter Umständen durch Umgebungsbedingungen
veränderten Absolutwert widergibt. Dies wird mit einem
verhältnismäßig geringen Aufwand erreicht, da auf diese
Weise alle auftretenden Abweichungen von Komponentenwerten
automatisch kompensiert werden. Da nicht der absolute Kapazitätswert,
sondern dessen momentane Änderung ausgewertet
wird, ist die Anordnung und Gestaltung der Elektroden unkritisch,
so daß sich ohne Änderungen oder Anpassungen des
Personendetektors vielerlei Einsatzmöglichkeiten ergeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Personendetektors
sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1a eine Blockdarstellung des Personendetektors gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 1b ein Schaltbild einer in Fig. 1 gezeigten
Signalgeberschaltung, aus dem deren Betriebsweise
hervorgeht,
Fig. 1c graphisch das Ansprechverhalten einer Diode,
Fig. 1d ein Blockschaltbild einer Abwandlung des ersten
Ausführungsbeispiels,
Fig. 2a eine teilweise aufgebrochene Schrägansicht eines
Fahrzeugsitzes,
Fig. 2b eine teilweise aufgebrochene Schrägansicht eines
Sitzpolsterbezuges,
Fig. 3a bis 3c und Fig. 4a bis 4c Seiten- bzw. Vorderansichten
zur Darstellung von Anordnungen einer Elektrode
in einem Sitz,
Fig. 5a ein Schaltbild eines
Steuerungssystems für motorbetriebene Fenster eines Fahrzeugs
mit dem Personendetektor nach Fig. 1a,
Fig. 5b bis 5d Schaltbilder zur Erläuterung von Einzelheiten
einer Eingabe-Schaltung des in Fig. 5a gezeigten
Systems,
Fig. 5e ein Blockschaltbild des Personendetektors des in Fig. 5a
gezeigten Systems,
Fig. 6a eine Seitenansicht eines Mechanismus in einer Tür neben
dem Beifahrersitz,
Fig. 6b eine vergrößerte Schrägansicht eines motorbetriebenen
Mechanismus nach Fig. 6a,
Fig. 6c den Schnitt entlang einer Linie VIC-VIC in Fig. 6a,
Fig. 7 einen Flußplan zur Erläuterung der allgemeinen
Arbeitsweise eines in dem System von Fig. 5a verwendeten
Mikroprozessors,
Fig. 8 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs zur Darstellung
der Anordnung einer Armstütze,
Fig. 9a und 9b eine Schräg- und eine Schnittdarstellung einer
Armstütze bei einem zweiten Ausführungsbeispiel des Personendetektors,
Fig. 10a bis 10l Vorderansichten und Querschnitte von verschiedenen
Abwandlungen der Armstütze,
Fig. 11a eine Schrägansicht des Inneren eines Fahrzeugs,
Fig. 11b bis 11e Schrägansichten einer Fußmatte des Personendetektors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 12a bis 12c Schrägansichten und eine Vorderansicht einer
Türverkleidung des Personendetektors gemäß
einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig. 13 ein Blockschaltbild des Personendetektors gemäß einem fünften
Ausführungsbeispiel,
Fig. 14a eine Blockdarstellung des Personendetektors gemäß einem sechsten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 14b ein Schaltbild einer Äquivalenzschaltung einer
Elektrode, die mit einem in Fig. 14a gezeigten
Oszillator und vom Fahrzeugaufbau gebildetem
Massepotential verbunden ist,
Fig. 15 den Verlauf der Schwingungsfrequenz des Oszillators
nach Fig. 14a und von Bezugsdaten, gegen
die Zeit aufgetragen,
Fig. 16a und 16b Flußpläne von Taktgeberunterbrechungs-
Vorgängen in einem in Fig. 14a
oder Fig. 19 gezeigten Mikrocomputer,
Fig. 17 ein Blockschaltbild einer Fenstersteuerung mit
Detektor gemäß dem in Fig. 14a gezeigten sechsten
Ausführungsbeispiel,
Fig. 18a einen Flußplan der Steuerung durch einen in Fig. 17
gezeigten Mikrocomputer,
Fig. 18b einen Flußplan einer Taktgeber-Unterbrechung
durch den in Fig. 17 gezeigten Mikrocomputer,
Fig. 19 ein Blockschaltbild des Personendetektors gemäß einem siebten
Ausführungsbeispiel, das
an einem Theatersitz zur Anwendung
kommen kann,
Fig. 20a eine Seitenansicht eines Theatersitzes,
Fig. 20b eine Seitenansicht des Aufbaus einer Hochklappmechanik
für den Sitz nach Fig. 20a,
Fig. 21 einen Flußplan der Steuerung durch einen in
Fig. 19 gezeigten Mikrocomputer,
Fig. 22 ein Blockschaltbild eines achten Ausführungsbeispiels des
Personendetektors,
Fig. 23a und 23b Querschnitte eines Sitzes
mit einem herkömmlichen Sitzschalter.
In der folgenden Beschreibung bezeichnen Indices FR, FL,
RR und RL die Frontseite rechts,
die Frontseite links, die Rückseite rechts
und die Rückseite links.
Bei dem in Fig. 1a gezeigten Ausführungsbeispiel hat ein
Fahrzeugsitz ST FR ein Sitzpolster 20, an dem eine
Elektrode EL FR befestigt ist, die dem Dach gegenübergesetzt
und von diesem durch den Bereich oberhalb des Sitzes
getrennt ist. Das Dach
besteht aus Metall und damit aus einem leitenden Material und ist
mit anderen Teilen des Fahrzeugs,
Säulen, Türen und
einem Boden aus Metall elektrisch
verbunden.
Diese Teile einschließlich des Daches werden als Fahrzeugaufbau
bezeichnet. Wenn die Elektrode EL FR zusammen
mit dem Fahrzeugaufbau einen Kondensator C FR
bildet, sind von der
Elektrode EL FR ausgehende,
zu verschiedenen Teilen des Fahrzeugaufbaus verlaufende elektrische
Feldlinien sehr komplex. Der Einfachheit halber
wird daher davon ausgegangen,
daß die Elektrode EL FR und das Dach
den Kondensator C FR bilden. In Fig. 1a
sind elektrische Feldlinien, die von der Elektrode
EL FR zum Dach gerade verlaufen, durch gestrichelte Linien
dargestellt.
Der Kondensator C FR ist an eine Signalgeberschaltung
DET FR angeschlossen, die eine Änderung
der Kapazität des Kondensators erfaßt. Das Ausgangssignal
der Anzeigeschaltung DET FR wird durch einen Gleichstrom-
Verstärker AMP verstärkt, dessen Ausgangssignal einem A/D-Wandler
BIN zugeführt wird, welcher es
in einen binären Wert umsetzt.
Die Fig. 2a ist eine
teilweise aufgebrochene Schrägansicht des Sitzes ST FR
mit einem Sitzpolster 20, einer Rückenlehne
22 und einer Kopfstütze 24. Die
Seitenränder des Sitzpolsters 20 sind zu Schenkelstützen
21 ausgebildet, die die Taille eines Insassen halten,
während die Seitenränder der Rückenlehne 22 zu
Seitenstützen 23 ausgebildet sind, die den Oberkörper des
Insassen festhalten. Das Sitzpolster 20 hat einen
Rahmen 34, an dem eine Federung 33 befestigt ist,
die von einem Polsterauflager 32 und einem Polster 31
überdeckt ist, wobei die gesamte Anordnung von einem
Bezug 30 umschlossen ist. Die Rückenlehne 22 weist
einen Rahmen 44 auf, an dem eine Federung 43
befestigt ist, die von einer Polsterauflage
42 und einem Lehnenpolster 41 abgedeckt ist,
wobei die gesamte Anordnung von einem Bezug 40
umschlossen ist.
Die Fig. 2b zeigt den Aufbau des Bezuges 30
aus einer Außenlage 50, einer Einlage 51 und einem Einlageschutz
52, die zu einem einzelnen Flachmaterialstück
zusammengefaßt sind. Die Oberfläche der Einlage 51
an der inneren Fläche der Außenlage 50 ist
mit einer gestrichelt dargestellten Elektrode EL FR
versehen, welche durch Aufsprühen einer elektrisch leitfähigen
Farbe in einem Bereich des Bezuges 30
außerhalb der Schenkelstützen 21 gebildet ist.
Wie die Fig. 3a und 3b in Seiten- und Vorderansicht
zeigen, ist bei dem Sitz ST FR die Anzeigeelektrode EL FR am
Sitzpolster nahe dessen Oberfläche über im wesentlichen den
gesamten Flächenbereich angeordnet, der von einem Insassen eingenommen
werden kann.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1b wird die Arbeitsweise der
Signalgeberschaltung DET FR zum Erfassen einer Änderung der Kapazität
des Kondensators C FR beschrieben. In Fig. 1b ist
der Kondensator C FR
als Drehkondensator dargestellt, dessen
Kapazität sich mit der An- oder Abwesenheit einer Person
MAN ändert.
Ein Oszillator OSC erzeugt eine sinusförmige Wechselspannung
mit symmetrischer Kurvenform für positive und
negative Polarität. Der Oszillator kann auch
eine dreieck- oder rechteckförmige Welle erzeugen,
sofern die Symmetrie für die positive und
negative Polarität beibehalten wird. Ferner enthält die
Schaltung einen Bezugskondensator Cs, einen
Speicherkondensator Co, ein Tiefpaßfilter LPF mit einem Widerstand
R und einem Kondensator C sowie Dioden D₁, D₂, D₃
und D₄. Der Bezugskondensator Cs hat einen Wert, der gleich
der Kapazität des Kondensators C FR ohne
eine Person auf dem Sitz ist.
Im Betrieb werden die Kondensatoren C FR, Co und Cs bei jedem
positiven und negativen Zyklus der vom Oszillator OSC abgegebenen
Wechselspannung wiederholt geladen
und entladen. Die Ströme über den Speicherkondensator Co
sind mit i₁ und i₂ in Fig. 1b
angegeben. Während der negativen Halbwelle der
Ausgangsspannung des Oszillators OSC fließt der Strom
i₁ durch die Diode D₂, um den Kondensator C FR zu laden, während
bei der positiven Halbwelle der Strom i₂ durch die Diode D₄ fließt, um den Kondensator Cs
zu laden.
Es gilt i₁=i₂, wenn C FR=Cs ist. Da die Richtung des
Stromflusses entgegengesetzt ist, wird der Kondensator Co
in gleichem Ausmaß geladen und entladen, so daß demzufolge
an diesem keine Spannung auftreten sollte. Wenn jedoch
C FR≠Cs ist, dann ist i₁≠i₂, so daß der Kondensator Co
in der einen Richtung geladen wird, um an ihm eine Spannung
zu erzeugen.
Der Kondensator Co wird über
die Dioden D₁ und D₂ oder über die
Dioden D₄ und D₃ kurzgeschlossen, so
daß am Kondensator Co theoretisch keine Spannung anliegt.
Gemäß Fig. 1c, die graphisch den Durchlaßstrom I D
gegenüber der Durchlaßspannung V D einer Diode zeigt,
fließt jedoch kein Durchlaßstrom bei einer Spannung,
die gleich oder geringer ist als eine Durchlaßgrenzspannung
V Dmin. Demzufolge wird bei dieser Schaltung
die durch
irgendeine Differenz zwischen den Kondensatoren C FR und
Cs am Kondensator Co entstehende Spannung so gewählt,
daß sie gleich oder geringer als die Durchlaßgrenzspannung
V Dmin ist. Auf diese Weise wird die Spannung
am Kondensator Co als Gleichspannung Vaus über das
Tiefpaßfilter LPF abgeleitet. Somit gibt die Signalgeberschaltung
DET FR eine positive Gleichspannung Vaus ab, wenn ein Insasse
MAN auf dem Sitz Platz genommen hat, wodurch die Kapazität
des Kondensators C FR erhöht
ist, so daß C s<C FR ist.
Der in Fig. 1a gezeigte Gleichstrom-Verstärker AMP verstärkt
die Ausgangsspannung Vaus der Signalgeberschaltung DET FR,
wobei das verstärkte Signal durch den A/D-Wandler BIN, der es
mit einem vorgegebenen Schwellenwert
vergleicht, in einen binären Wert umgesetzt wird.
Der Schwellenwert wird so gewählt, daß er geringfügig größer
ist als ein Ausgangswert des Verstärkers AMP bei
der Kapazität des Kondensators C FR bei einem stabilen Zustand,
bei dem keine Person auf dem Sitz Platz genommen
hat.
Auf diese
Weise gibt der Wandler ein Signal "0" mit niedrigem
Pegel, wodurch die Anwesenheit eines Insassen angezeigt
wird, oder ein Signal "1" mit hohem Pegel ab, womit
die Abwesenheit eines Insassen angezeigt wird.
Die Fig. 5a zeigt die Gesamtanordnung eines
Steuerungssystems für motorbetätigte Fenster eines Fahrzeugs,
in das der Personendetektor eingegliedert
ist. Das System umfaßt im wesentlichen einen Mikrocomputer
(MPU) 7, eine Eingabeschaltung 8, eine Treiberschaltung 9,
eine Stromversorgung 10, eine Strommeßschaltung 11 und
eine Signalgeberschaltung 12.
Der Mikrocomputer 7 hat Eingangskanäle R 0 bis R 7 und Ausgangskanäle
P 0 und P 1, die mit der Eingabeschaltung 8 verbunden
sind. Diese Eingabeschaltung ist im einzelnen
in den Fig. 5b bis 5d gezeigt, die zu einer Gesamtzeichnung
zusammenzufassen sind, indem eine Linie VC-VC in Fig. 5b
mit einer Linie VB-VB in Fig. 5c und eine Linie VD-VD
in Fig. 5c mit einer Linie VC-VC in Fig. 5d verbunden werden.
Die Eingabeschaltung ist mit einer Anzahl von Schaltern
verbunden, die umfassen: AUF/AB-Schalter, die dem FR-,
FL-, RR- und RL-Fenster zugeordnet sind, Endschalter MS FR,
MSFL (s. Fig. 6c), MS RR, MSRL, welche die Lage der Glasscheibe
des FR-, FL-, RR- und RL-Fensters erfassen, Türstellungsschalter
OC FR, OCFL, OCRR, OCRL, welche den Öffnungs- oder
Schließzustand der FR-, FL-, RR- und RL-Tür erfassen, Türver-/
entriegelungs-Fühlschalter DL FR, DLFL, DLRR, DLRL für die
FR-, FL-, RR- und RL-Tür sowie einen Zündschlüssel-Fühlschalter
IG, der das Einführen des Zündschlüssels
in eine zugeordnete Öffnung
feststellt.
Die Eingabeschaltung 8 hat einen Decodierer
IC 2, der mit den Ausgangskanälen P 0 und P 1 des Mikrocomputers 7
verbunden ist, um an einem von Ausgängen A bis D entsprechend
den Signalen an den Kanälen P 0 und P 1 selektiv niedrigen
Pegel "0" und
ansonsten hohen Pegel "1" abzugeben. Die Beziehung
zwischen den Eingaben und Ausgaben sind in der folgenden
Tabelle 1 angegeben.
Die Signale an den Ausgängen A
bis D werden durch Inverter
INV A bis INV D invertiert. Wenn das Signal aus einem dieser
Inverter den Pegel "1" annimmt, nimmt eine
Verbindung des Inverters mit einem Schalter, dessen Festkontakt
mit seinem beweglichen Kontakt verbunden ist,
hohen Pegel "1" an, während eine Verbindung mit einem
Schalter, dessen Festkontakt den niedrigen Pegel "0"
hat, den niedrigen Pegel "0" annimmt. Wenn dagegen
der Ausgang vom Inverter den niedrigen Pegel "0" annimmt,
bleibt seine Verbindung mit einem Schalter auf dem niedrigen
Pegel "0", wenn der Festkontakt des Schalters mit
seinem beweglichen Kontakt verbunden ist,
weil die entsprechende Diode leitet.
Auf diese Weise liest der Mikrocomputer 7 den Zustand von 29 Schaltern
über die Eingangskanäle R 0 bis R 7 ein,
indem die Pegel an den Ausgangskanälen P 0 und P 1 geändert
werden.
Beispielsweise sind mit dem gemeinsamen Eingangskanal R 0 die
AUF-Kontakte, d. h. Festkontakte,
des FR-Fenster-AUF/AB-Schalters
und des RR-Fenster-AUF/AB-Schalters, der
Kontakt des Zündschlüssel-Fühlschalters IG
und der Kontakt
des RL-Türstellungsschalters OC RL
verbunden. Wenn die beiden Ausgangskanäle P 0 und P 1 den Pegel
"0" annehmen; nimmt nur der Ausgang vom Inverter INV A
den hohen Pegel "1" an, so daß der Schließbetrieb
für das FR-Fenster bzw. der Schaltzustand des AUF-Kontaktes
angezeigt werden kann.
Gemäß Fig. 5a hat der Mikrocomputer 7 Ausgangskanäle 00 bis 07, die
mit Relaistreibern der Treiberschaltung 9 verbunden sind.
Jeder Relaistreiber hat einen Inverter und einen Schalttransistor
und ist derart aufgebaut, daß bei niedrigem Pegel "0" am Ausgangskanal
dieser Pegel
invertiert wird und den Schalttransistor durchschaltet,
um eines von angeschlossenen Relais
RY 1 bis RY 8 zu erregen.
Wenn der Ausgangskanal O
0 den niedrigen Pegel "0" annimmt,
um das Relais RY 1 zu erregen, wird der Relaiskontakt
ry 1 geschlossen, wodurch ein Motor M FR zum Verstellen
des FR-Fensters mit der +B-Zuleitung verbunden wird und ein
durch einen Pfeil AB dargestellter Strom fließt,
mit dem der Motor M FR in Rückwärtsdrehung
betrieben wird. Wenn der Ausgangskanal O 1 den niedrigen Pegel
"0" annimmt, um das Relais RY 2 zu erregen, wird
der Kontakt ry 2 geschlossen und der Motor M FR an die +B-Zuleitung
so angeschlossen, daß ein Stromfluß durch den Motor
in einer durch einen Pfeil AUF angegebenen Richtung fließt,
der Motor in Vorwärtsrichtung dreht.
Auf gleichartige Weise können die Relais RY 3 oder RY 4
selektiv erregt werden, um einen Motor M FL für das FL-Fenster
in einer Vorwärts- oder Rückwärts-Drehung
zu betreiben, was auch für die Relais RY 5 oder RY 6 für einen
Motor M RR für die Verstellung des RR-Fensters und für die
Relais RY 7 oder RY 8 für einen Motor
M RL zur Verstellung des RL-Fensters gilt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6a bis 6c wird ein Fensterstellmechanismus
beschrieben. Die Fig. 6a zeigt einen motorbetriebenen
Mechanismus, der die Scheibe 2 eines FL-Fensters
einer FL-Tür 1 auf- und abbewegt.
An der Scheibe 2 sind eine obere und eine untere Führungsschiene
befestigt, die über Stifte mit den
Enden von Lenkarmen 3₁ sowie 3₂ in Eingriff stehen. Ein Hubarm,
der mit dem anderen Ende des Lenkarmes 3₂ in Eingriff
steht, wird durch einen damit gekoppelten Zahnsektor
4 auf- und abbewegt. Der Zahnsektor 4 kämmt mit einem Rad
eines Schneckengetriebes 5,
das an die Drehwelle des Motors M FL angeschlossen
ist. Die Anordnung aus Zahnsektor 4 und Schneckengetriebe
5 mit dem Motor M FL ist in Fig. 6b gezeigt. Wenn der Motor
M FL in der Vorwärtsrichtung dreht, wird diese Drehung
durch das Schneckengetriebe 5 auf den Zahnsektor 4 zu dessen
Drehung im Uhrzeigersinn nach Fig. 6a übertragen, so daß
die Scheibe 2 angehoben und damit das Fenster geschlossen
wird. Dreht der Motor M FL in der Rückwärtsrichtung, wird
über das Schneckengetriebe 5 der Zahnsektor 4
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wodurch die Scheibe
2 gesenkt und damit das Fenster geöffnet wird.
Die Fig. 6c zeigt einen Schnitt entlang einer Linie VIC-VIC in
Fig. 6a, aus dem zu erkennen ist, daß der Endschalter
MS FL, der die Endlage der Scheibe erfaßt, in einem Hohlraum
innerhalb des oberen Randes des Türrahmens angeordnet ist.
Der Endschalter MS FL hat einen beweglichen Kontakt, der durch
den Türrahmen zu einem Dichtungsstreifen 6 hin ragt, wobei dann,
wenn die Scheibe 2 ihre obere Endlage erreicht, der Dichtungsstreifen
verformt und gegen den Kontakt
gedrückt wird, so daß der Schalter MS FL geschlossen wird.
Demzufolge bleibt der Schalter MS FL geöffnet, solange die
Scheibe 2 unterhalb der oberen Endlage ist. An den
anderen Türen ist eine gleichartige Konstruktion vorgesehen.
Nach Fig. 5a ist jede Zuleitung zu einem Fensterstellmotor
mit der Strommeßschaltung 11 verbunden.
Der Motorstrom ist zu einer am Motor wirkenden Last
proportional und wird aus dem Spannungsabfall an einem
Widerstand r ermittelt. Der Motor wird bei der unteren
Endstellung der Scheibe überlastet,
so daß damit die völlige Öffnung des Fensters festgestellt werden
kann.
Der Signalgeber 12 meldet die An- oder Abwesenheit eines
Insassen auf irgendeinem der Sitze.
Nach Fig. 5e hat der Signalgeber 12 vier
identische Blöcke 12 FR , 12 FL, 12 RR und 12 RL, denen ein einziger
Oszillator OSC gemeinsam ist. Jeder
dieser Blöcke ist auf die in Verbindung mit Fig. 1a
beschriebene Weise gestaltet und wirkend.
Elektroden EL FR, ELFL, ELRR und EL RL sind an den
Sitzpolstern der Sitze
für die Insassen angebracht
und mit Eingängen der zugeordneten Blöcke verbunden.
An Eingangskanäle R 8 bis R 11 des Mikrocomputers 7
wird jeweils ein Signal "0", wenn ein Insasse anwesend
ist, oder ein Signal "1" angelegt, wenn kein Insasse
anwesend ist.
Der Mikrocomputer 7 steuert die
Fenster in der folgenden Weise: Wenn ein AUF-Schalter eines
Fensters betätigt wird, wird das entsprechende Fenster
in der Schließrichtung über die Dauer des Einschaltens
des Schalters angetrieben. Bei Betätigung
eines AB-Schalters des Fensters wird dieses in der Öffnungsrichtung
über die Dauer des Einschaltens dieses
Schalters verstellt. Wenn ein Automatik-AUF-
Schalter (AUTO AUF) betätigt wird, wird das zugeordnete
Fenster bis zur völligen Schließstellung bewegt. In gleichartiger
Weise wird das entsprechende Fenster in die völlige
Öffnungsstellung bewegt, wenn ein Automatik-AB-Schalter
(AUTO AB) des Fensters betätigt wird. Wenn die Abwesenheit
eines Insassen und auch ein vorbestimmter Zustand des Fahrzeugs,
nämlich die Beendigung seines Betriebes,
erfaßt werden, wird jedes offene Fenster
völlig geschlossen, womit das Versäumen
des Schließens unterbunden wird. Die Fig. 7
ist ein
Flußplan zur Erläuterung der Funktion des Mikrocomputers 7
bei einem Steuervorgang zum Verhindern eines Fehlers beim
Schließen des Fensters oder der Fenster. In
der folgenden Beschreibung der Fig. 7 wird mit "S . . ." die
Nummer eines Programmschrittes angegeben.
Wenn das System mit einer Fahrzeugbatterie verbunden und
eingeschaltet wird, werden in S1 Register, Flags (Kennungen)
und Speicher initialisiert. Der Zustand der einzelnen Schalter
wird in S2 auf beschriebene Weise eingelesen.
Wenn in S3 ermittelt wird, daß der Zünschlüssel-
Fühlschalter IG
eingeschaltet ist, geht das Programm
nach S7 und S8 weiter, womit das Öffnen oder Schließen der
einzelnen Fenster in Übereinstimmung mit den Schalterbetätigungen
gesteuert wird. Im völligen Schließzustand des FR-,
des FL-, des RR- und des RL-Fensters wird jeweils ein Flag
gesetzt, das den völlig geschlossenen Zustand ("ganz zu")
des jeweiligen Fensters angibt.
Der Fahrer und Beifahrer haben das Fahrzeug
verlassen, nachdem der Zündschlüssel (Zündschlüssel-
Fühlschalter IG aus) abgezogen worden ist, nachdem alle Türen
verriegelt sind (alle Türverriegelungs-Fühlschalter sind angeschaltet)
und nachdem alle Türen geschlossen sind (alle Türstellungsschalter
sind eingeschaltet). Demzufolge verläuft
das Programm über S3, S4, S5 sowie S6 und geht nach S9 weiter,
wenn die Eingangskanäle R 8 bis R 11 den Pegel "1" annehmen,
wodurch angezeigt wird, daß sich kein Insasse auf irgendeinem
Sitz befindet.
Das Flag für "FR ganz zu" wird bei S9 geprüft. Wenn
dieses Flag gesetzt ist, so bedeutet das, daß das FR-Fenster
bereits ganz geschlossen ist, so daß folglich das Programm
zu S13 weitergeht. Ist das Flag nicht gesetzt, so heißt das,
daß das FR-Fenster noch nicht ganz geschlossen ist, weshalb
folglich der Zustand des Schalters MS
FR bei S10 geprüft
wird. Da das FR-Fenster nicht ganz geschlossen ist, ist der
Schalter MS FR offen, so daß in S11 an die
Ausgangskanäle O 0 bzw. O 1 jeweils "1 und "0" abgegeben
werden, womit der Motor M FR in
Vorwärtsdrehung betrieben wird, um das FR-Fenster in Schließrichtung
zu bewegen.
Wenn das FR-Fenster völlig geschlossen worden ist, wird anschließend,
nachdem das Programm eine S11-S13 . . . S17 . . . S21
. . . S2-S3-S4-S5-S6-S9-S10-S11-S13 . . . umfassende
Schleife durchlaufen hat, der Schalter MS FR angeschaltet,
worauf das Programm von S10 nach S12 weitergeht, in welchem
Schritt "1" an beide Ausgangskanäle O 0 und O 1 gelegt
wird, so daß der Motor M FR abgeschaltet wird und das Flag "FR ganz
zu" gesetzt wird. Nach dem Setzen dieses Flag geht
das Programm von S9 nach S13.
Das Flag "FL ganz zu" wird in S13 geprüft. Wenn
dieses Flag gesetzt ist, bedeutet das, daß das FL-Fenster
bereits völlig geschlossen ist, weshalb folglich das Programm
nach S17 weitergeht. Ist das Flag nicht gesetzt, dann heißt
das, daß das FL-Fenster nicht ganz geschlossen ist, und folglich
wird der Zustand des Schalters MS FL in S14 geprüft.
Da das FL-Fenster nicht völlig geschlossen ist, ist der Schalter
MS FL geöffnet, so daß an die Ausgangskanäle
O 2 bzw. O 3 jeweils in S15 Pegel "1" und "0" abgegeben
werden, womit der Motor M FL in
Vorwärtsdrehung betrieben wird, um das FL-Fenster in Schließrichtung
zu bewegen. Wenn das FL-Fenster völlig geschlossen
worden ist, nachdem das Programm eine S15-S17 . . . S21 . . .
S2-S3-S4-S5-S6-S9 . . . S13-S14-S15-S17 . . . einschließende
Schleife durchlaufen hat, wird der Schalter
MS FL angeschaltet, worauf das Programm von S14 nach S16 weitergeht
und in diesem Schritt "1" an die beiden Ausgangskanäle
O 2 und O 3 gelegt wird. Damit wird der Motor M FL abgeschaltet
und das Flag "FL ganz zu" gesetzt. Nach dem
Setzen des Flag "FL ganz zu" geht das Programm von
S13 nach S17.
Das Flag "RR ganz zu" wird in S17
geprüft. Wenn das Flag gesetzt ist, so bedeutet das, daß
das RR-Fenster bereits vollständig geschlossen ist, weshalb
das Programm nach S21 weitergeht. Ist das Flag jedoch nicht
gesetzt, so heißt das, daß das RR-Fenster nicht ganz geschlossen
ist, weshalb der Zustand des Schalters MS RR in S18 geprüft
wird. Da das RR-Fenster nicht völlig geschlossen ist,
ist der Schalter MS RR offen,
so daß in S19 den Ausgangskanälen O 4 bzw. O 5 jeweils
"1" und "0" zugeführt werden, womit der Motor M RR
in Vorwärtsdrehung betrieben wird, um
das RR-Fenster in Schließrichtung zu bewegen. Wenn
das RR-Fenster völlig geschlossen worden ist, wird, nachdem
das Programm eine S19-S21 . . . S2-S3-S4-S5-S6-S9 . . .
S13-S17-S18-S19-S21 . . . einschließende Schleife durchlaufen
hat, der Schalter MS RR angeschaltet, worauf das Programm
von S18 nach S20 weitergeht, in dem "1"
an die beiden Ausgangskanäle O 4 und O 5 gelegt wird, womit
der Motor M RR abgeschaltet wird, und das Flag "RR ganz zu"
gesetzt wird. Nach dem Setzen dieses Flag geht das Programm
von S17 nach S21.
Das Flag "FL ganz zu" wird in S21
geprüft. Wenn dieses Flag gesetzt ist, wird damit angezeigt,
daß das RL-Fenster bereits völlig geschlossen ist,
so daß das Programm nach S2 zurückkehrt. Ist das Flag jedoch
nicht gesetzt, so heißt das, daß das RL-Fenster noch nicht
völlig geschlossen ist, weshalb der Zustand des Schalters
MS RL in S22 geprüft wird. Da das RL-Fenster nicht völlig
geschlossen ist, ist der Schalter MS RL
offen, so daß in S23 den Ausgangskanälen
O 6 bzw. O 7 jeweils Pegel "1" und "0" zugeführt
werden, womit der Motor M RL in Vorwärtsdrehung
betrieben wird, um das RL-Fenster in der Schließrichtung
zu bewegen. Wenn das RL-Fenster ganz geschlossen worden
ist, wird, nachdem das Programm durch eine S23-S2-
S3-S4-S5-S6-S9 . . . S13 . . . S17 . . . S21-S22-S23-S2 . . .
einschließende Schleife durchlaufen hat, der Schalter MS RL
angeschaltet, worauf das Programm von S22 nach S24 weitergeht,
in welchem Schritt an beide Ausgangskanäle O 6 und O 7
"1" gelegt wird, so daß der Motor M RL abgeschaltet wird und
das Flag "RL ganz zu" gesetzt wird. Nach dem Setzen
dieses Flag geht das Programm von S21 nach S2. Der Mikrocomputer 7
steuert das Öffnen oder Schließen der einzelnen Fenster des
Fahrzeugs auf vorstehend beschriebene Weise.
Bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist die
Elektrode in einem Bereich des Sitzpolsters angeordnet worden,
der von einem Insassen belegt wird, jedoch können auch andere
Stellen für die Anordnung der Elektrode vorgesehen
werden. Die Fig. 3c zeigt einen anderen Ort für die Elektroden
EL FR, und zwar an den Schenkelstützen 21, d. h. in einem
Bereich, der die vom Insassen im Sitzen eingenommene Fläche
umgibt. Die Fig. 4a zeigt in einer Seitenansicht ein weiteres
Beispiel für den Ort der Elektrode EL FR, die in diesem
Fall längs der Rückenlehne angeordnet ist. Hierbei kann die
Elektrode in einer Fläche der Rückenlehne 22, gegen die sich
der Insasse lehnt, wie die Fig. 4b in einer Vorderansicht
zeigt, oder alternativ längs der Seitenstützen 23, d. h. in
einem den inneren Teil der Rückenlehne umschließenden Bereich,
wie die Fig. 4c in einer Vorderansicht zeigt, angeordnet sein.
Es können zwei oder mehr Elektroden zur Anwendung kommen,
die in einer Kombination dieser vier Orte oder Stellen angebracht
werden, womit der einem jeden Sitz zugeordnete Erfassungsbereich
erweitert wird. In diesem Fall könen die in
einer Mehrzahl verwendeten Elektroden parallel mit dem Erfassungsanschluß
der Signalgeberschaltung DET FR verbunden sein
oder es kann jede Elektrode für sich einer eigenen Signalgeberschaltung
DET FR, d. h. einem Gleichstrom-Verstärker AMP und A/D-
Wandler BIN, zugeordnet sein, so daß Ausgangssignale von den
einzelnen Schaltungen durch ein logisches ODER-Glied geführt
werden können, um die An- oder Abwesenheit eines Insassen
zu bestimmen.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Elektrode
durch Aufsprühen einer leitfähigen Farbe auf die Einlage
51 des Sitzpolsterbezuges 30 gebildet, jedoch kann sie
alternativ auch durch Ankleben einer Aluminiumfolie an den
Bezug oder durch die Anwendung eines Gewebes aus leitfähigen
Fasern zur Ausbildung des Einlageschutzes 52 gebildet
werden.
Die Fig. 1d zeigt eine andere Ausbildung einer Nachweisschaltung
und eines Digitalisierers. Bei dieser Ausführungsform
erzeugt ein Oszillator 13, der ein üblicherweise als Taktgeber
verwendeter Baustein 555 sein kann, ein Schwingsignal mit einer
Frequenz, die von der Kapazität eines externen Kondensators
abhängig ist, wobei die Frequenz mit ansteigender Kapazität
des Kondensators abnimmt. Das vom Oszillator 13 erzeugte
Signal wird durch einen Zähler 14 gezählt, dessen Zählwert
mit einem Bezugswert durch einen digitalen Vergleicher 15
verglichen wird. Bei dieser Ausbildung wird der Insassenanzeige-
Kondensator C FR als der externe Kondensator des Oszillators
13 geschaltet. Demzufolge vermindert sich, wenn
eine Person auf dem FR-Sitz Platz genommen hat, so daß die
Kapazität des Kondensators C FR ansteigt, die Ausgangsfrequenz
des Oszillators 13. Der Bezugswert wird so gewählt,
daß er geringfügig kleiner ist als der Zählwert,
der aus der Schwingfrequenz des Oszillators 13 resultiert,
welche dem Wert des Kondensators C FR entspricht,
wenn sich kein Insasse auf dem FR-Sitz
befindet. Damit wird ein Pendeln
vermieden. Bei Vergleich des Zählwertes des Zählers 14
mit dem Bezugswert gibt der Vergleicher 15 ein Signal
"1", das die "Abwesenheit eines Insassen" anzeigt, wann
immer der Zählwert den Bezugswert überschreitet, oder
ein Signal "0" ab, das die "Anwesenheit eines Insassen" anzeigt,
wann immer der Zählwert dem Bezugswert gleich oder
geringer als dieser ist.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel wird
eine Elektrode an einer Armstütze in einem Fahrzeug
angebracht. Eine derartige Anordnung zeigt
die Fig. 8 mit einer FR-Armstütze ARM FR.
Eine solche Armstütze ist an jeder Tür vorgesehen, um
einem Insassen, der im Beispiel von Fig. 8 der Fahrer MAN
ist, das Auflegen seines Armes, Ellbogens oder dgl. zu ermöglichen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Armstütze aus Urethanschaumstoff
gefertigt. Diese Armstütze wird durch Einstreichen
der Innenseite einer Urethanschaumstoff-Spritzgußform
mit einer Paste aus einem Vinylchlorid zur Bildung einer
Haut (alternativ kann eine Vinylchloridschicht durch Vakuum
geformt werden), durch Einsetzen eines Kernmaterials
INS (s. Fig. 9a) und durch einen Formvorgang von Polypropylenharz,
ABS-Harz od.dgl. gebildet, worauf Urethanschaum eingespritzt
und geformt wird.
Wenn die Haut geformt wird, wird in konformer Weise
eine Aluminiumfolie mit Ausnahme des Bereiches der inneren
Oberfläche für das Auflegen von Arm oder Ellbogen
eingesetzt, bevor der Urethanschaumstoff
eingespritzt und ausgeformt wird. Damit wird darin eine
Elektrode gebildet. Die Fig. 9a zeigt eine teilweise
aufgebrochene Schrägansicht einer RR-Armstütze ARM RR
in dieser Ausführungsform, während die Fig. 9b den Querschnitt
längs einer Linie IXB-IXB in Fig. 9a zeigt.
Eine Elektrode AMS RR aus einer Aluminiumfolie
ist zwischen einem Armstützenträger ARMb aus Urethanschaumstoff
und einem Armstützenbezug ARMc aus Vinylchlorid gehalten,
so daß die Elektrode AMS RR gegenüber der vom Fahrzeugaufbau
gebildeten elektrischen Masse isoliert ist.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel werden weitere Armstützen
ARM FR, ARMFL und ARM RL mit Elektroden AMS FR, AMSFL
und AMS RL jeweils in zur Armstütze ARM RR der Fig. 9a und
9b gleicher Weise ausgestattet und anstelle der Elektroden
EL FR, EL FL, EL RR und EL RL des ersten Ausführungsbeispiels
nach Fig. 5e angeschlossen. In diesem Fall ist die Arbeitsweise
der Signalgeberschaltung
wie auch des Mikrocomputers 7 die gleiche wie die
vorstehend erläuterte, weshalb von einer Wiederholung der
Beschreibung abgesehen wird.
Die Ausbildung einer in die Armstütze
eingegliederten Elektrode ist nicht auf die vorstehend
beschriebene begrenzt. Anhand Fig. 10a bis
10l werden verschiedene andere Ausführungsformen erläutert.
Die Fig. 10a, 10c, 10e, 10g,
10i sowie 10k zeigen eine Armstütze eines Fahrzeugs in Seitenansichten,
wobei das sich verjüngende Ende zur Frontseite
des Fahrzeugs zeigt,
während die Fig. 10b, 10d, 10f, 10h, 10j und 10l einen
Schnitt durch eine rechts befindliche Armstütze zeigen. In
diesen Figuren gibt die Schraffierung jeweils eine eingebaute
Elektrode an.
Die Fig. 10a und 10b zeigen eine erste Form, bei der
der rückwärtige Teil der Armstütze durch eine Elektrode
gleichförmig bedeckt ist, die eine Fläche einschließt, welche
zwei Drittel der Umfangsfläche entspricht.
Eine zweite Form ist in den Fig. 10c und 10d dargestellt,
wobei der rückwärtige Teil der Armstütze durch eine
Elektrode abgedeckt ist, die sich über zwei Drittel der Umfangsfläche
mit Ausnahme der oberen Fläche erstreckt.
Die Fig. 10e und 10f zeigen eine dritte Form, bei der
der rückwärtige Teil der Armstütze, der etwa zwei Dritteln
entspricht, mit Ausnahme der oberen Fläche von einer Elektrode
abgedeckt ist und mehrere rechteckige Fenster oder Ausschnitte
in der Elektrode ausgebildet sind.
Bei der in den Fig. 10g und 10h gezeigten vierten Form
ist die Umfangsfläche der Armstütze mit Ausnahme der oberen
Fläche vollständig und gleichförmig durch die Elektrode abgedeckt.
Die in den Fig. 9a und 9b gezeigte Ausführungsform
entspricht dieser Form.
Die Fig. 10i und 10j zeigen eine fünfte Form, bei der
die Umfangsfläche der Armstütze mit Ausnahme der oberen Fläche
durch die Elektrode abgedeckt ist und in der Elektrode
ein Paar von zur Oberfläche der Armstütze parallel verlaufenden
Schlitzen ausgebildet ist.
Die sechste Form nach Fig. 10k und 10l entspricht derjenigen
nach Fig. 10i und 10j, wobei jedoch auch die obere Fläche
der Armstütze von Elektrodenmaterial abgedeckt ist.
Die Elektroden haben
sechs unterschiedliche Formen und sind mit der Anzeigeschaltung
DET FR von Fig. 1a verbunden, um Ausgangsspannungen
Vaus zu erzeugen, die in der folgenden Tabelle 2 aufgeführt
sind. Hierbei erzeugt der Oszillator OSC
eine sinusförmige Wechselspannung mit einem
Spitze-Spitze-Wert von 20 V. In der Tabelle entspricht a
einem normalen Sitzzustand, b einem Fahrzustand, c der Haltung
eines Fahrers, der sich an die Rückenlehne lehnt, die dann
nach rückwärts verschwenkt wird, d einer völlig vorgeschobenen
Stellung des Sitzes, e einer völlig zurückgezogenen
Stellung des Sitzes, f einem Arm einer Person, der durch das
Fenster bis zu einem 5 cm von der Armstütze entfernten Punkt
eingeführt ist, g einem Arm, der durch das Fenster bis zu
einem 10 cm von der Armstütze entfernten Punkt eingeführt
ist, h einem durch das Fenster bis auf 15 cm zur Armstütze
beabstandeten Stelle eingeführten Arm und i einer Sitzstellung
mit nach vorn verschwenktem Sitz ohne einen Insassen. In
der Tabelle sind die Ausgangsspannungen in Volt angegeben.
Bei der in den Fig. 9a und 9b gezeigten Ausführungsform kann
ein Verstärkungsfaktor des Gleichstrom-Verstärkers AMP
gleich 65 gewählt werden, so daß für die Situation h ein
Signal von 5,2 V und für die Situation i ein Signal von
2,6 V erhalten wird. Durch Wahl eines Schwellenwertes am Wandler
BIN mit 5 V kann demzufolge die Situtation i von den
Situationen a bis g in der Tabelle 2 unterschieden
werden, womit es möglich ist, eine wirksame und
eindeutige Erfassung in bezug auf die An- oder Abwesenheit
einer Person zu erreichen.
Die aus einer Aluminiumfolie gebildete
Elektrode kann durch ein leitfähiges Gewebe ersetzt
werden. Alternativ kann eine leitfähige Farbe auf die
Innenseite einer innerhalb einer Urethanschaum-Spritzgußform
gebildeten Haut aufgesprüht werden, um eine Elektrode
zu bilden. Auch kann eine leitfähige Farbe auf den Kern
INS aufgesprüht oder der Kern INS aus einer Metallplatte
gebildet werden, womit eine Elektrode gebildet
wird.
Bei dem im folgenden beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel
ist eine Elektrode an jeweils
einer Fußbodenmatte des Fahrzeugs angebracht. Um Wiederholungen
zu vermeiden, wird lediglich eine Konstruktion erläutert,
die von den vorhergehenden Anordnungen abweicht. Wie die
Fig. 11a zeigt, befinden sich vor den Sitzen und unterhalb
dieser Sitze FR, FL, RR sowie RL jeweils Matten MAT FR, MATFL,
MATRR und MAT RL. Als Beispiel wird der Aufbau der Matte
MAT RR anhand der Fig. 11b erläutert, wonach die Matte MAT RR
zwei Schichten GMAT 1 und GMAT 2 aufweist, zwischen
die eine Elektrode FMS RR aus einer Aluminiumfolie
eingefügt ist. Die aus drei Lagen bestehende Konstruktion
ist in Fig. 11d in einer Schrägansicht gezeigt. Das eine
Ende der Elektrode FMS RR ist mit einem Anschluß CONN
versehen. Die anderen Fußbodenmatten MAT FR, MATFL und MAT RL
sind wie die Matte MAT RR ausgebildet. Somit
bildet jede der Elektroden FMS FR, FMSFL, FMSRR und
FMS RL einen Insassenanzeigekondensator im Zusammenwirken mit dem
gegenüberliegenden Dach, wobei in dem dazwischen
befindlichen Raum die FR-, FL-, RR- und RL-Sitze angeordnet
sind. Der Anschluß CONN einer jeden Elektrode
ist mit dem zugeordneten Anzeigeanschluß der Signalgeberschaltung
(Fig. 5e) verbunden.
Eine Abwandlung des dritten Ausführungsbeispiels ist in Fig. 11c
gezeigt, wobei die Signalgeberschaltung DET RR an ein Teilstück
FMOL RR, das schraffiert dargestellt ist, der Elektrode
FMS RR angeformt und mit dem übrigen Teil des Personendetektors
durch einen dreipoligen Stecker verbunden
ist.
Die in die Bodenmatte eingegliederte Elektrode
muß nicht aus einer Aluminiumfolie gefertigt sein,
sondern kann aus einem leitfähigen Gewebe bestehen oder eine
Elektrode sein, die durch Aufsprühen einer leitfähigen
Farbe auf die eine Schicht GMAT 1 nach
Fig. 11e gebildet ist.
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel ist
die Elektrode in eine Türverkleidung eines Fahrzeugs
eingebaut. Türverkleidungen TRM
FR, TRMFL, TRMRR und
TRM RL sind jeweils einer FR-, FL-, RR- und RL-Tür zugeordnet.
Als Beispiel zeigt die Fig. 12a die Türverkleidung TRM FR
der vorderen rechten Tür TÜR FR in einem abgebrochenen Querschnitt.
Hiernach hat die Türverkleidung TRM FR eine Verkleidungsgrundplatte
TRMb aus einer Hartpappe, auf die eine
Elektrode DMS FR aus einer Aluminiumfolie geklebt
ist, welche dann zu ihrer Abdeckung mit einem Bezug TRMc
aus einer Vinylchloridfolie beklebt ist. Die Fig. 12b zeigt
den dreilagigen Aufbau in einer auseinandergezogenen Darstellung.
Ein Ende der Elektrode DMS FR ist mit einem
nicht gezeigten Anschluß CONN gemäß Fig. 11b
versehen. Die anderen Türverkleidungen TRM FL, TRM RR und TRM RL sind auf gleiche Weise
wie die Türverkleidung TRM FR ausgebildet. Auf diese Weise
ist jede der Elektroden DMS FR, DMSFL, DMSRR und DMS RL
entgegengesetzt zum Dach mit einem dazwischenliegenden Raum
angeordnet, in welchem die FR-, FL-, RR- und RL-Sitze aufgenommen
sind, so daß an diesem ein Kondensator gebildet
wird. Der Anschluß CONN einer jeden Elektrode ist
mit dem Anschluß AMS FR, AMSFL, AMSRR und AMS RL der
Signalgeberschaltung (s. Fig. 5e) verbunden. Die in die Türverkleidung
eingegliederte Elektrode braucht ebenfalls nicht
unbedingt aus einer Aluminiumfolie zu bestehen, sondern kann
aus einer Metallplatte, einem leitfähigen Gewebe oder einer
auf die Innenseite der Verkleidungsgrundplatte TRMb, die
der Tür gegenüberliegt, wie Fig. 12c zeigt, aufgesprühten
leitfähigen Farbe bestehen.
Die Fig. 13 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel,
bei dem einem jeden Fahrzeugsitz ein Paar von Anzeigeelektroden
zugeordnet ist. Dieses Elektrodenpaar hat je
eine in die Bodenmatte und eine in die Türverkleidung eingegliederte
Elektrode. Wie bei der in der Fig. 11c gezeigten
Anordnung ist an einem Teil einer jeden einzelnen
Elektrode eine Signalgeberschaltung angeformt, die mit DMOL FR,
FMOLFR, DMOLFL, FMOLFL, DMOLRR, FMOLRR, DMOLRL und FMOL RL
bezeichnet sind. Jede Elektrode ist mit einem Verstärker
und Digitalisierer SIG über einen Dreipolstecker verbunden.
Der Verstärker und Digitalisierer SIG enthält vier Blöcke SG FR,
SGFL, SGRR und SG RL, die gleichartig aufgebaut
sind. Jeder Block hat ein Paar von Gleichstromverstärkern
AMP und Digitalisierer BIN, die den in Fig. 1a gezeigten
gleichartig sind. Die Ausgänge der einzelnen Digitalisierer BIN
sind mit einem UND-Glied AN verbunden.
Die Fig. 14a zeigt einen Personendetektor gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel, mit dem die
An- oder Abwesenheit eines Insassen MAN auf einem Fahrersitz
ST FR eines Fahrzeugs ermittelt wird.
Die dem ersten Ausführungsbeispiel gleichartigen Bauteile sind hier
mit denselben Bezugszeichen vesehen. Der in Fig. 14a
gezeigte Detektor enthält einen Mikrocomputer (MPU) 7,
eine Signalgeberschaltung 12 FR, einen 0,1 s-Taktgeber
TMR, eine Elektrode EL FR, das Dach eines Fahrzeugs
und die durch den Fahrzeugaufbau gebildete Masse Boden. Der
Mikrocomputer 7 dient auch als ein Steuergerät für ein Fenster, das
in Fig. 14a nicht gezeigt ist. Die Elektrode EL FR
ist der mit Bezug auf die Fig. 2a und 2b erläuterten Elektrode
gleichartig. Somit bildet bei dem in Fig. 14b gezeigten
Äquivalent die Kombination aus der Elektrode EL FR
und der Masse einen Kondensator mit veränderlicher Kapazität,
der als ein externes Glied an einen Oszillator OSC angeschlossen
ist, welcher dann in Abhängigkeit von der Kapazität des
Kondensators C FR ein Signal erzeugt, dessen Frequenz
mit abnehmender Kapazität zu- und mit zunehmender Kapazität
abnimmt. Der Ausgang des Oszillators OSC ist an einen 16 Bit-
Zähler CTR gelegt, der die Anstiegsflanken des Ausgangssignals
zählt. Die parallelen 16 Bit-Ausgänge
des Zählers sind mit parallelen 16 Bit-Eingängen eines
Parallel-Ein/Seriell-Aus-Schieberegisters bzw. P/S-Registers PSR
verbunden. Der Zähler CTR hat einen Rückstelleingang Rst,
der mit dem Ausgangskanal P 5 des Mikrocomputers 7 verbunden ist.
Das P/S-Register hat einen Takteingang CLK
, der mit dem
Ausgangskanal P 2 des Mikrocomputers 7 verbunden ist, einen Taktblockiereingang
CI, der an den Ausgangskanal P 3 des Mikrocomputers 7 angeschlossen
ist, und einen Schiebebefehl-Eingangsanschluß SL, der
mit dem Ausgangskanal P 4 verbunden ist. Den parallelen
Eingängen des P/S-Registers PSR zugeführte 16 Bit-
Daten werden darin im Ansprechen auf die Anstiegsflanke
eines Schiebebefehlimpulses am
Eingang SL voreingestellt.
Wenn ein dem Taktblockiereingang CI zugeführtes
Taktblockiersignal niedrigen Pegel annimmt,
werden die voreingestellten Daten an einem Ausgang
AUS zum seriellen Eingangskanal R 8 synchron mit einem
Taktimpuls am Takteingang CLK ausgegeben.
Der TaktgeberTMR gibt beispielsweise alle 0,1 s einen
Unterbrechungs-Anforderungsimpuls aus, der an einen Extern-Unterbrechungsanschluß
Int des Mikrocomputers 7 angelegt wird.
Anhand der Fig. 15 wird die Arbeitsweise
des in Fig. 14a gezeigten Detektors beschrieben.
Eine ausgezogene Linie in Fig. 15 zeigt die Frequenz
f des Oszillators OSC und eine gestrichelte Linie
Bezugswerte Ref, die sich
beide zeitlich ändern. Der Mikrocomputer 7 tastet die Anzahl der
vom Oszillator OSC mit der Frequenz f ausgegebenen Impulse durch den
Zähler CTR und das P/S-Register PSR
im Ansprechen auf die Unterbrechung vom Zeitgeber TMR
mit Zeitabständen von 0,1 s ab, womit
entsprechende Frequenzangaben geliefert werden.
Ferner bestimmt er eine Änderung der Frequenz f
auf der Grundlage
der neuen Frequenzangabe und der alten
Frequenzangabe, d. h. der Frequenzangabe, die im Ansprechen
auf die unmittelbar vorausgehende Taktgeberunterbrechung erstellt
worden sind. Wenn eine Änderung der
Frequenz f innerhalb eines gegebenen Bereiches auftritt,
entscheidet er auf "Abwesenheit eines Insassen" und
aktualisiert die Bezugswerte Ref durch Substituieren der
Frequenzangabe dafür. Wenn eine Abnahme
der Frequenz f auftritt, die über den gegebenen
Bereich hinausgeht, was bedeutet, daß die Kapazität sich
rapid erhöht hat, entscheidet der Mikrocomputer auf
"Anwesenheit eines Insassen" und hält die Bezugswerte Ref
fest. Wenn auf die "Anwesenheit eines Insassen" entschieden
wird, werden somit die Bezugswerte Ref im Ansprechen
auf die folgenden Taktgeberunterbrechungen nicht aktualisiert,
sondern es werden die momentanen Frequenzangaben
mit den festgehaltenen Bezugswerten verglichen, bis
ein durch die Frequenzangabe bestimmter Wert einen durch
die Bezugswerte Ref bestimmten Wert überschreitet,
worauf auf die "Abwesenheit eines
Insassen" entschieden wird.
Die Fig. 16a zeigt einen Flußplan zur Erläuterung eines Verarbeitungsvorganges
des Mikrocomputers 7 bei einer
Taktgeberunterbrechung, die allgemein
auf die vorangehend beschriebene Weise abläuft.
Während
einer Taktgeberunterbrechung wird der Inhalt
eines Registers R 1a in ein Register R 1b geladen.
Der Inhalt des
Registers R 1a sind Frequenzangaben, die als ein Ergebnis
der vorherigen Taktgeberunterbrechung erhalten werden, d. h.
alte Frequenzangaben, die 0,1 s vorher gelten.
Anschließend setzt beim Zuführen eines Schiebebefehlimpulses SL
das Register PSR die vom Zähler CTR
zugeführten 16 Bit-Daten in die jeweiligen Bitstellen
ein. Nachfolgend wird mit dem Rückstellimpuls
am Rückstelleingang Rst der Zähler CTR
zurückgestellt. Auf diese Weise zählt der Zähler CTR die
Anzahl von Impulsen, die vom Oszillator OSC während der Zeit
von einer Taktgeberunterbrechung bis zur nächsten
erzeugt werden.
Durch das Anlegen des niedrigen Pegels
an den Taktblockiereingang CI gibt das Register
PSR seriell die eingestellte Angabe über den Ausgangsanschluß
AUS synchron mit dem Taktimpuls aus, und
diese Signale werden am seriellen Eingangskanal R 8 gelesen
sowie als Frequenzangabe im Register R 1a gespeichert.
Ein Registerinhalt S 1 wird
zunächst zu S 1=0 angenommen. Dann
wird der Inhalt des Registers R 1b abzüglich des Inhaltes des
Registers R 1a
in einem Register R 1c als Änderungsangabe gespeichert.
Nach dem Speichern des Inhaltes des Registers R 1a als Bezugswert
in einem Register Ref 1 wird der Inhalt des Registers R 1c
mit einem ersten Schwellenwert C 1 verglichen.
Wenn der Inhalt des Registers R 1c dem ersten Schwellenwert
C 1 gleich oder geringer als dieser ist, kehrt das Programm
unmittelbar zu einem nicht gezeigten Hauptprogramm
zurück. Wenn jedoch der Inhalt des Registers R 1c den ersten
Schwellenwert C 1 übersteigt, wird in ein Register M 1
und das Register S 1 der Programmrückkehr
"1" eingegeben.
Zu dieser Zeit ist der Inhalt des Registers Ref 1 gleich dem
Inhalt des Registers R 1a. Die "Anwesenheit eines Insassen"
wird durch M 1=1 angezeigt.
Wenn "1" im Register S 1 gespeichert ist, wird der Inhalt
des Registers Ref 1 als Bezugswert nicht
aktualisiert, sondern bleibt während
der nächsten Taktgeberunterbrechung
fest, so daß ein neuer Inhalt des Registers R 1a
(Frequenzangabe) mit dem zuvor aufgenommenen Inhalt des Registers
Ref 1 (Bezugswert) verglichen wird. Wenn sich bei
diesem Vergleich herausstellt, daß der Inhalt des Registers
R 1a den Inhalt des Registers Ref 1 überschreitet, wird
in das Register M 1 und das Register S 1 vor der Programmrückkehr
zum Hauptprogramm "0" eingegeben.
Die "Abwesenheit eine Insassen" wird durch M 1=0
angezeigt.
Bei dem Flußplan nach Fig. 16a wird bei S 1=0 der Inhalt
des Registers R 1a
in das Register Ref 1 als Bezugswert
eingegeben, jedoch kann statt dessen der Inhalt des Registers R 1b, d. h. die
Frequenzangabe, bei der Unterbrechung zuvor bzw. 0,1 s
zuvor eingegeben werden.
Die Fig. 16b ist ein Flußplan einer Abwandlung des Verarbeitungsvorganges
des Mikrocomputers 7 bei einer
Zeitgeberunterbrechung. Es werden Frequenzangaben
in das Register R 1a, vorherige Frequenzangaben,
die eine Unterbrechung zuvor erhalten wurden,
in das Register R 1b und ein dem Inhalt des Registers
R 1b abzüglich des Inhalts des Registers R 1a
entsprechender Wert in das Register R 1c als Änderungsangabe
eingespeichert. Wenn S 1=0 ist, wird der Wert
im Register R 1c mit einem zweiten Schwellenwert C 2 verglichen.
Falls der Inhalt des Registers R 1c (Änderungsangabe)
den zweiten Schwellenwert C 2 übersteigt, wird "1" in
die Register M 1 und S 1 eingegeben, bevor das Programm
zum Hauptprogramm zurückkehrt.
M 1=1 zeigt die "Anwesenheit eines Insassen" an.
Wenn der Inhalt des Registers R 1c (Änderungsangabe) geringer
ist als der negative zweite Schwellenwert (-C 2),
wird "0" in die Register M 1 und S 1 eingegeben,
bevor das Programm zum Hauptprogramm zurückkehrt.
Die "Abwesenheit eines Insassen" ist durch
M 1=0 angezeigt. Somit wird bei dieser Abwandlung die
"Anwesenheit eines Insassen" festgestellt, wenn die Änderungsangabe
eine Verminderung in der Frequenz f des Oszillators
OSC bzw. einen Anstieg in der Kapazität anzeigt und
die Änderung mit dem durch die Änderungsangabe bestimmten absoluten
Wert einen ersten vorgegebenen Wert überschreitet, der dem zweiten
Schwellenwert C 2 gleich ist. Andererseits
wird die "Abwesenheit eines Insassen" festgestellt, wenn
die Änderungsangabe einen Anstieg in der Frequenz f des
Oszillators bzw. eine Verminderung der Kapazität anzeigt
und die Änderung
einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, der dem
zweiten Schwellenwert C 2 gleich ist.
Eine Anzahl von Abwandlungen des Verarbeitungsvorgangs
bei einer Taktgeberunterbrechung
nach Fig. 16a und 16b
kann durch Änderung der Art des Vergleiches erzielt werden.
In jedem Fall basiert der Vergleich auf dem Grundgedanken,
daß die "An- oder Abwesenheit eines Insassen" aus
einer zeitlichen Änderung der Kapazität zwischen
einer ersten und einer zweiten Elektrode bestimmt
wird.
Die Fig. 17 zeigt eine Fenstersteuerung eines Fahrzeugs,
in die ein Personendetektor nach Fig. 14a
eingegliedert ist. Die Anordnung ist zu der in Fig. 5a gezeigten
mit der Ausnahme des 0,1 s-Taktgebers TMR
und der Signalgeberschaltung 12 identisch. Die gleichartigen
Teile werden deshalb nicht beschrieben.
Die Signalgeberschaltung 12 nach Fig. 17 enthält vier
Signalgeber 12 nach Fig. 14a,
von denen jeder einen Oszillator OSC, einen
Zähler CRT und ein P/S-Register PSR enthält. Mit dem jeweiligen
Oszillator ist eine Elektrode EL FR, die am Fahrersitz
ST FR angebracht ist, eine Elektrode EL FL, die
am Beifahrersitz angebracht ist, eine Elektrode EL RR
bzw. eine Elektrode EL RL verbunden, die an dem hinter dem Fahrersitz
bzw. dem Beifahrersitz befindlichen Sitz angebracht
sind. Der Ausgang AUS eines jeweiligen P/S-Registers
ist mit dem seriellen Eingangskanal R 8, R 9, R 10 bzw.
R 11 des Mikrocomputers 7 verbunden, während der CLK-Eingang,
der CI-Eingang und der SL-Eingang eines jeden
P/S-Registers jeweils parallel an die Ausgangskanäle P 2, P 3 und P 4
angeschlossen sind. Die Rückstelleingänge
Rst der Zähler sind parallel mit dem Ausgangskanal
P 5 verbunden.
Die Fig. 18a zeigt einen Flußplan der Arbeitsweise des Mikrocomputers 7
zur Steuerung der Verstellung einer jeden Scheibe, während
die Fig. 18b einen Flußplan eines Verarbeitungsvorganges
bei einer Taktgeberunterbrechung
zur Ermittlung der An- oder Abwesenheit eines
Insassen an einem jeden Sitz zeigt. Die in Fig. 18a gezeigte
Steuerung der Verstellung einer jeden Scheibe
ist grundlegend die gleiche
wie die Steuerung gemäß Fig. 7,
jedoch wurde bei dieser Ausführungsform
ein Startschritt S32 für den Taktgeber TMR
hinzugefügt.
Während der Zustand der Eingangskanäle R 8 bis R 11
in der ersteren Ausführungsform bei S6 überwacht wurde,
wird bei dieser Ausführungsform zusätzlich
der Inhalt der Register M 1 bis M 4 bei S36 überwacht. Die übrigen
Schritte im Flußplan nach Fig. 18a sind die gleichen
wie die zuvor beschriebenen, so daß sie nicht nochmals
erläutert werden.
Wenn bei dieser Ausführungsform der Taktgeber TMR
alle 0,1 s
eine Unterbrechungsanforderung abgibt, führt der Mikrocomputer 7
einen Verarbeitungsvorgang
gemäß Fig. 18b aus. Dieser Verarbeitungsvorgang
ist eine Erweiterung des durch den Flußplan
von Fig. 16a dargestellten Verarbeitungsvorganges für das Ermitteln der
An- oder Abwesenheit eines Insassen auf irgendeinem der
Sitze des Fahrers, des Beifahrers und der direkt hinter diesen
gelegenen Sitze. Zu Beginn wird der Inhalt
der Register R 1a, R 2a, R 3a und R 4a jeweils in die Register R 1b, R 2b,
R 3b und R 4b eingeschrieben. Der Inhalt der Register
R 1a, R 2a, R 3a und R 4a stellt Frequenzangaben für die vier
Sitze bei dem unmittelbar vorhergehenden
Taktgeberunterbrechungsvorgang
0,1 s zuvor dar.
Nach Abgabe des Schiebebefehlsimpulses SL an den Schiebebefehlseingang
eines jeden P/S-Registers und Anlegen eines
Rückstellimpulses an den Rückstelleingang Rst eines jeden
Zählers wird an den Taktblockiereingang CI eines jeden P/S-
Registers niedriger Pegel angelegt, um die Eingaben
an den jeweiligen seriellen Eingangskanälen R 8 bis R 11 einzulesen,
deren Inhalt in den Registern R 1a, R 2a, R 3a und R 4a
als Frequenzangaben gespeichert wird.
Wenn der Inhalt des Registers S 1 nicht gleich "1" ist,
wird der Inhalt des Registers R 1a vom Inhalt des Registers
R 1b subtrahiert, um eine Änderungsangabe zu erhalten, die
im Register R 1c gespeichert wird. Der Inhalt des Registers
R 1a wird im Register Ref 1 als Bezugswert gespeichert.
Der Inhalt des Registers R 1c (Änderungsangabe) wird mit
dem ersten Schwellenwert C 1 verglichen. Wenn der Inhalt des
Registers R 1c den ersten Schwellenwert C 1 übersteigt,
wird "1" in die Register M 1 und S 1 eingegeben.
Zu dieser Zeit ist der Inhalt des Registers R 1a gleich dem
Inhalt des Registers Ref 1.
Wenn das Register S 1 auf "1" gesetzt ist, wird der
Inhalt des Registers Ref 1 (Bezugswert) nicht aktualisiert,
sondern bleibt während des Verarbeitungsvorganges bei
der nächsten Taktgeberunterbrechung der gleiche,
und der Inhalt des Registers R 1a
(neue Frequenzangabe)
wird mit dem vorherigen Inhalt des Registers Ref 1 (Bezugswert)
verglichen. Wenn sich bei diesem Vergleich herausstellt,
daß der Inhalt des Registers R 1a den Inhalt des Registers
Ref 1 übersteigt, dann wird "0" in die Register M 1
und S 1 eingegeben. Die "Anwesenheit eines Insassen"
auf dem Fahrersitz wird durch M 1=1, die "Abwesenheit eines
Insassen" auf dem Fahrersitz durch M 1=0 angezeigt.
Auf gleichartige Weise werden die Register M 2, M 3 und M 4
geladen. Im einzelnen zeigt M 2=1 die "Anwesenheit eines
Insassen auf dem Beifahrersitz" und M 2=0 die "Abwesenheit
eines Insassen auf dem Beifahrersitz" an. Desgleichen zeigt
M 3=1 die "Anwesenheit eines Insassen auf dem Sitz
hinter dem Fahrersitz" und M 3=0 die "Abwesenheit
eines Insassen" auf diesem Sitz an. Schließlich wird durch
M 4=1 bzw. M 4=0 die "An- oder Abwesenheit eines Insassen"
auf dem Sitz hinter dem Beifahrersitz angezeigt.
Der Inhalt der Register M 1 bis M 4
wird bei dem Schritt S36 überwacht, um die
Verstellung einer jeden Scheibe entsprechend
der An- oder Abwesenheit eines Insassen zu steuern.
Dieses sechste Ausführungsbeispiel
kann mit dem zweiten, dritten oder vierten Ausführungsbeispiel
kombiniert werden, so daß sich verschiedenartige Abwandlungen
ergeben. Diese Abwandlungen werden jedoch
nicht im einzelnen beschrieben, da das Wiederholungen des schon
Erläuterten darstellen würde.
Es wird nun ein siebentes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Die Fig. 20a zeigt eine Seitenansicht
eines Sitzes 100, der beispielsweise ein Theatersitz sein
kann. Dieser Sitz 100 hat ein Sitzpolster 110
und eine Rückenlehne 120, die miteinander durch
eine Hochklappmechanik 130 nach Fig. 20b
verbunden sind. Diese Hochklappmechanik 130 enthält einen
Hubarm 132, der am Rahmen 111 des Sitzpolsters 110
befestigt ist, und einen angetriebenen Zahnsektor 134, der
an der Rückenlehne 120 befestigt ist, wobei diese
durch ein Gelenk 131 schwenkbar verbunden
sind. Am Hubarm 132 ist ein Motor 133 fest angebracht,
der auf seiner Drehwelle ein Antriebsritzel
trägt, das mit dem Zahnsektor 134 kämmt. Wenn der Motor 133
angetrieben wird, bewegt sich der Hubarm 132 nach
Fig. 20b im Uhrzeigersinn, so daß das Sitzpolster
110 hochgeklappt wird. Am Zahnsektor 134 sind ein unterer
und oberer Anschlag 135 bzw. 136 angebracht, die dazu dienen,
die Drehbewegung des Hubarmes 132 zu begrenzen. Wenn der
Hubarm 132 gegen den oberen Anschlag 136 stößt, wird
ein Endschalter SWx
eingeschaltet. Eine
erste Elektrode 140, die ein Gewebe aus elektrisch
leitfähigen Fasern, eine Metallfolie oder eine aufgesprühte
leitfähige Farbe sein kann, wird am Bezug des Sitzpolsters
110 angebracht, während eine zweite Elektrode
150, die ebenfalls von einer Metallfolie, einem Gewebe aus
leitfähigen Fasern oder einer aufgesprühten leitfähigen
Farbe gebildet sein kann, auf der Bodenfläche verlegt wird.
Die Fig. 19 zeigt einen Personendetektor für
den Sitz 100 und eine
Sitz-Steuervorrichtung hierfür.
Gleichartige Teile wie in Fig. 14a, die auf dieselbe oder
gleichwertige Weise wirken, sind mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet. Die erste, am Sitz 100 angebrachte
Elektrode 140 und die zweite, auf der Bodenfläche
verlegte Elektrode 150 sind mit einem Oszillator OSC
der Signalgeberschaltung 12 verbunden. Bei diesem Beispiel
ist der Oszillator OSC ein C-MOS-IC-Oszillator, der auf gleiche
Weise arbeitet wie der in Fig. 14a gezeigte Oszillator
OSC. Ein Zähler CTR, ein P/S-Register PSR und ein 0,1 s-
Taktgeber TMR arbeiten auf gleiche Weise wie vorangehend
erläutert. Der Mikrocomputer 7 weist
einen Eingangskanal RX auf, der mit dem Endschalter
SWx verbunden ist, und ferner einen Ausgangskanal
Oa, der mit einem Treiber für den Motor 133 verbunden ist.
Der Mikrocomputer 7 betreibt den Motor 133 der
Hochklappmechanik 130 derart, daß das Sitzpolster
110 federnd angehoben wird, um einen Durchgang freizugeben,
wenn der Sitz 100 nicht
besetzt ist. Dieser Vorgang wird anhand des Flußplanes
in Fig. 21 erläutert, der die Arbeitsweise des Mikrocomputers 7
veranschaulicht.
Wenn der Strom eingeschaltet wird, findet eine Initialisierung
statt, und der Taktgeber TMR läuft an.
Der Taktgeber TMR erzeugt alle 0,1 s eine Unterbrechungsanforderung,
durch die der Mikrocomputer 7
einen Verarbeitungsvorgang ausführt, der im Flußplan
in Fig. 16a oder 16b gezeigt ist. Der
Verarbeitungsvorgang ist der gleiche und wird
deshalb nicht nochmals beschrieben. Wenn der Endschalter
SWx angeschaltet ist, dann heißt das, daß das Sitzpolster
110 bereits federnd angehoben ist, weshalb
das Programm in einer Bereitschaftsschleife umläuft.
Ist der Schalter nicht angeschaltet, wird der Inhalt
des Registers M 1 geprüft. Wenn sich eine Person auf dem
Sitz 100 befindet, wird während des Verarbeitungsvorganges
das Register M 1 auf "1" gesetzt, und das Programm läuft
in einer Schleife um, in der ein Besetztzustand festgestellt
wird. Andererseits wird die Zählung der Anzahl der Takte
durch das Register Rx initiiert. Dieses Register arbeitet
als ein interner Taktgeber und erweitert die Schleife für
den Besetztzustand um eine vorgegebene Zeitspanne. Das
heißt mit anderen Worten, daß das Sitzpolster nach
einer vorgegebenen Zeitspanne hochgeklappt wird, nachdem
eine Person vom Sitz 100 aufgestanden ist.
Wenn am Register Rx ein Überlauf auftritt, wird der
Motor 133 betrieben, während das Register Rx und ein Flag Sx
zur Zählungsanzeige gelöscht werden. Anschließend
wird das Sitzpolster federnd aufwärts geführt,
wobei der Endschalter SWx und das Register
M 1 überwacht werden. Wenn der Endschalter den AN-
Zustand annimmt, wodurch die Beendigung des Hochklappvorganges
angezeigt wird, wird der Motor 133 abgeschaltet. Wenn
das Register M 1 den Zustand "1" annimmt, bevor der Endschalter
SWx in seinen AN-Zustand gelangt, so bedeutet das, daß sich
die Person wieder gesetzt hat, so daß der Motor 133 abgeschaltet
wird, um zur Bereitschaftsschleife zurückzukehren. Bei diesem
siebenten Ausführungsbeispiel wurde das Erfassen einer
Person auf einem einzigen Theatersitz beschrieben, jedoch
kann die An- oder Abwesenheit von Personen auf
einer Vielzahl von einzelnen Sitzen oder auf jedem Sitz innerhalb
eines Theaters unter Verwendung einer zusätzlichen
Anordnung nach Fig. 17 festgestellt
werden.
Schließlich wird unter Bezugnahme auf die Fig. 22 ein achtes
Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei diesem
Ausführungsbeispiel hat die Signalgebereinrichtung einen Oszillator
OSC mit dem Baustein 555, welcher dem in Fig. 14a gezeigten
Oszillator OSC gleich ist, einen Frequenz/Spannung-Wandler
FV, eine Abtast/Halte-Schaltung SH, eine Vergleichs- und Verarbeitungsschaltung
CMP sowie eine Abtaststeuerschaltung CON.
Der Oszillator OSC ist mit der Elektrode EL FR
nach Fig. 14a verbunden und gibt ein elektrisches
Signal mit einer Frequenz ab, die von der Kapazität zwischen
der Elektrode EL FR und der vom Fahrzeugaufbau gebildeten
elektrischen Masse abhängt. Der Wandler FV gibt ein Spannungssignal
a ab, das sich mit dem Signal aus dem Oszillator OSC
ändert. Das Signal aus dem Wandler FV wird der Abtast/Halte-
Schaltung SH, der Vergleichs- und Verarbeitungsschaltung CMP sowie
der Abtaststeuerschaltung CON zugeführt.
Die Abtast/Halte-Schaltung SH hält ein vom Wandler FV ankommendes
Signal beim Auftreten eines Abtastimpulses
h bis zum Auftreten des nächsten Abtastimpulses
h fest und gibt ein Spannungssignal b an die Vergleichs-
und Verarbeitungsschaltung CMP sowie die Abtaststeuerschaltung CON ab.
Die Vergleichs- und Verarbeitungsschaltung CMP enthält einen Differenzverstärker
AMP und einen Vergleicher CP 1. Der Verstärker
AMP subtrahiert eine seinem "-"-Anschluß zugeführte
Spannung von einer seinem "+"-Anschluß zugeführten Spannung
und gibt ein Spannungssignal c, das gleich "b-a" ist, an
seinem Ausgang AUS ab. Das Spannungssignal c wird
an den "+"-Anschluß des Vergleichers CP 1 angelegt, an dessen
"-"-Anschluß ein Spannungssignal d anliegt, das dem
ersten Schwellenwert C 1 nach Fig. 16b entspricht. Wenn das
Spannungssignal c gleich dem Spannungssignal d wird oder
dieses übersteigt, wechselt ein Erfassungssignal e
vom niedrigen Pegel, der die Abwesenheit einer Person anzeigt,
auf den hohen Pegel, der die Anwesenheit einer Person anzeigt.
Das Erfassungssignal e wird einem Prozessor eines übergeordneten,
nicht gezeigten Systems und der Abtaststeuerschaltung CON
zugeführt.
Die Abtaststeuerschaltung CON enthält einen Impulserzeuger PGEN,
ein Paar von Flip-Flops FF 1 und FF 2, ein Paar von UND-Gliedern
AN 1 und AN 2 sowie einen Vergleicher CP 2. Das Erfassungssignal
e wird dem Setzeingang S des Flip-Flops FF 1 und dem Rücksetzeingang
R des Flip-Flops FF 2 zugeführt. Im Ansprechen auf
eine Änderung des Erfassungssignals e vom niedrigen auf den hohen
Pegel wird der Flip-Flop FF 1 durch die Anstiegsflanke
getriggert, um seinen Ausgangsanschluß Q auf hohen Pegel
zu bringen, während der Flip-Flop FF 2 durch die gleiche Anstiegsflanke
getriggert wird, um seinen Ausgangsanschluß
Q auf den niedrigen Pegel zurückzusetzen. Das Q-Signal des Flip-
Flops FF 1 wird an einen Eingang des UND-Gliedes AN 1 angelegt,
während das Q-Signal des Flip-Flops FF 2 an einen Eingang
des UND-Gliedes AN 2 als ein Impulssteuersignal f angelegt wird.
Der andere Eingang des UND-Gliedes AN 2 empfängt einen Ausgangsimpuls
g des Impulserzeugers PGEN. Wenn der Vergleicher die
"Anwesenheit einer Person" feststellt, sperrt das UND-
Glied AN 2 den Ausgangsimpuls g im Ansprechen
auf das Impulssteuersignal f, wodurch der Abtastimpuls
h unterdrückt wird. Demzufolge behält die Abtast/Halte-Schaltung
SH das bestehende Spannungssignal b bei.
Wenn das Spannungssignal a aus dem Wandler FV das von der Abtast/Halte-Schaltung SH gespeicherte Spannungssignal
b überschreitet, nimmt das Erfassungssignal e den
hohen Pegel an, und der Vergleicher CP 2 der Abtaststeuerschaltung
CON gibt gleichzeitig den hohen Pegel ab. Da der Q-Ausgang
des Flip-Flops FF 1 auf hohem Pegel ist, wird dieser
über das UND-Glied AN 1 an den Setzeingang S des Flip-
Flops FF 2 angelegt, wodurch dieses gesetzt
wird. Weil das Impulssteuersignal f auf den hohen Pegel
wechselt, gibt das UND-Glied AN 2 den Ausgangsimpuls
g des Impulserzeugers PGEN als Abtastimpuls h weiter,
der bewirkt, daß die Abtast/Halte-Schaltung SH das Aktualisieren
der Abtastspanung b wieder aufnimmt. Im Ansprechen auf die
Anstiegsflanke des Signals aus dem Vergleicher CP 2 wird der
Flip-Flop FF 1 rückgesetzt.
Entsprechend diesem achten Ausführungsbeispiel
können das sechste Ausführungsbeispiel nach Fig. 14a und
das siebente Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 mit einer Analogschaltung
gebildet werden.
Claims (20)
1. Personendetektor mit zwei gegeneinander isolierten
Elektroden, die zwischen sich ein elektrisches Feld bestimmen,
das zumindest einen Teil eines Personenaufenthaltsbereichs
durchsetzt, mit einer Signalgebereinrichtung, die
ein elektrisches Signal erzeugt, das von der zwischen den
beiden Elektroden gebildeten Kapazität abhängt, und einer
Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung, die abhängig vom
Ausgangssignal der Signalgebereinrichtung ein die Anwesenheit
bzw. die Abwesenheit einer Person anzeigendes elektrisches
Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Speichereinrichtung (7) zum Speichern des Ausgangssignals
der Signalgebereinrichtung (DET; 12) und eine Speicheraktualisiereinrichtung
(TMR) vorhanden sind, die die Speicherung
des Ausgangssignals der Signalgebereinrichtung in der Speichereinrichtung
in vorgegebenen Zeitabständen bewirkt, daß
die Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung (CMP) ein die
Anwesenheit einer Person anzeigendes Signal dann erzeugt,
wenn der Unterschied zwischen dem Ausgangssignal der Signalgebereinrichtung
und dem in der Speichereinrichtung (7)
gespeicherten Signal einen vorgegebenen Wert überschreitet,
und daß die Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung (CMP)
eine Einrichtung zum Festlegen eines Bezugswertes umfaßt und
diesen Bezugswert in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal
der Signalgebereinrichtung aktualisiert, wenn der Unterschied
zwischen dem Ausgangssignal der Signalgebereinrichtung
und dem in der Speichereinrichtung gespeicherten Signal
gleich groß wie oder kleiner als ein vorgegebener Wert
ist, und das Aktualisieren des Bezugwertes beendet, wenn
der Unterschied zwischen dem Ausgangssignal der Signalerzeugungseinrichtung
und dem in der Speichereinrichtung gespeicherten
Signal den vorgegebenen Wert übersteigt.
2. Personendetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung
(CMP) ein die Anwesenheit einer Person anzeigendes Signal
erzeugt, wenn der Unterschied zwischen dem Ausgangssignal
der Signalgebereinrichtung (DET; 12) und dem in der Speichereinrichtung
(7) gespeicherten Signal einen Anstieg der
Kapazität anzeigt und einen vorgegebenen Wert übersteigt,
und ein die Abwesenheit einer Person anzeigendes Signal erzeugt,
wenn der Unterschied zwischen dem Ausgangssignal der
Signalgebereinrichtung und dem in der Speichereinrichtung
gespeicherten Signal eine Abnahme der Kapazität anzeigt und
entweder dieser Unterschied einen zweiten vorgegebenen Wert
übersteigt oder das Ausgangssignal der Signalgebereinrichtung
gleich dem Bezugswert oder geringer als dieser wird.
3. Personendetektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung
(CMP) eine das die An- oder Abwesenheit einer Person anzeigende
Signal speichernde Einrichtung aufweist.
4. Personendetektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die einen Bezugswert festlegende Einrichtung
das Aktualisieren des Bezugswerts so lange unterbricht, wie
die speichernde Einrichtung das die Anwesenheit einer Person
anzeigende Signal speichert.
5. Personendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichtung
(DET) eine Vergleichsschaltung mit einem Bezugskondensator
(Cs) ist, die die Kapazität des Bezugskondensators mit der
zwischen den beiden Elektroden gebildeten Kapazität (C)
vergleicht.
6. Personendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichtung
einen Oszillator (13) zum Erzeugen eines Signals mit einer
Frequenz, die von der zwischen den Elektroden gebildeten
Kapazität abhängt, eine die erzeugte Frequenz ermittelnde
Frequenzmeßeinrichtung (14) und eine die ermittelte Frequenz
vergleichende Vergleichseinrichtung (15) enthält.
7. Personendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichtung
(DET; 12) einen Oszillator (OSC) aufweist, der ein Signal
mit von der Kapazität abhängiger Frequenz abgibt.
8. Personendetektor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Frequenz des Oszillators (OSC) mit ansteigender
Kapazität abnimmt.
9. Personendetektor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal der Signalgebereinrichtung
(DET; 12) Frequenzangaben enthält, die einen numerischen
Wert darstellen, welcher der Frequenz des Oszillators
(OSC) entspricht.
10. Personendetektor nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichtung
(DET; 12) einen Frequenz-Spannungs-Wandler (FV) enthält.
11. Personendetektor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal der Signalgebereinrichtung
(DET; 12) ein der Frequenz des Oszillators (OSC) entsprechendes
Spannungssignal (a) ist.
12. Personendetektor nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung
eine eine Abtastspannung speichernde Einrichtung (SH) enthält.
13. Personendetektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Speicheraktualisiereinrichtung eine
Einrichtung (PGEN) zum Erzeugen eines Abtastsignals (h),
das zur Abtastung der Spannung der die Abtastspannung (a)
speichernde Einrichtung (SH) zugeführt wird, sowie eine
Sperreinrichtung (AN 2) enthält, die das Erzeugen des Abtastsignals
unterbindet, wenn die Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung
(CMP) ein die Anwesenheit einer Person anzeigendes
Signal (e) erzeugt.
14. Personendetektor nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Personenaufenthaltsbereich
ein Kraftfahrzeugsitz (ST) ist.
15. Personendetektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die eine Elektrode (EL; DMS; AMS; FMS) durch
eine an dem Sitz, einer Türverkleidung (TRM), einer Armstütze
(ARM) oder einer Fußbodenmatte (MAT) angebrachte,
großflächige leitfähige Flachmateriallage und die andere
Elektrode durch den Fahrzeugaufbau gebildet ist.
16. Personendetektor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die leitfähige Flachmateriallage an der Innnenseite
eines Bezugs eines Polsterkissens (20), einer Rückenlehne
(22), von Schenkelstützen (21) oder von Seitenstützen
(23) des Fahrzeugsitzes oder eines Bezugs der Türverkleidung
(TRM) oder der Armstütze (ARM) angebracht ist.
17. Personendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Personenaufenthaltsbereich
ein Sitz (100) in einem Gebäude ist.
18. Personendetektor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die eine Elektrode (140) durch eine an dem
Sitz angebrachte großflächige leitfähige Flachmateriallage
und die andere Elektrode (150) durch eine an der Fußbodenfläche
verlegte leitfähige Flachmateriallage gebildet ist.
19. Personendetektor nach Anspruch 15, 16 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die leitfähige Flachmateriallage
jeweils eine dünne Folie aus einem elektrisch leitfähigen
Material wie eine Metallfolie, ein Gewebe aus leitfähigen
Fasern oder eine auf eine Folie aufgebrachte leitfähige
Farbe ist.
20. Personendetektor nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Baugruppen, von
denen jede einen Personenaufenthaltsbereich, zwei gegeneinander
isolierte Elektroden und eine Signalgebereinrichtung
umfaßt, wobei die Vergleichs- und Verarbeitungseinrichtung
das Ausgangssignal der jeweiligen Signalgebereinrichtung
mit dem in der der jeweiligen Signalgebereinrichtung zugeordneten
Speichereinrichtung gespeicherten Signal vergleicht
und ein die Anwesenheit einer Person in dem jeweiligen
Personenaufenthaltsbereich anzeigendes Signal erzeugt,
wenn der Unterschied einen vorgegebenen Wert übersteigt.
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