DE102007032171A1

DE102007032171A1 - Vorrichtung zur Erkennung des Belegungszustandes eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE102007032171A1
Application number: DE102007032171A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht; Thomas Kilian
Original assignee: Joyson Safety Systems Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-07-11
Also published as: WO2009008949A1; DE102007032171B4; US8013727B2; US20090015394A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Erkennung des Belegungszustandes eines Fahrzeugsitzes mit einer elektrischen Kapazitätssensoreinrichtung 2, welche in einem dem Fahrzeugsitz zugeordneten Gurtschloss 1 angeordnet ist und deren elektrische Kapazität gegen ein Referenzpotential (Masse, Erde) durch die Präsenz einer den Fahrzeugsitz belegenden Person geändert wird und welche demzufolge ein elektrisches Präsenzausgangssignal liefert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung des Belegungszustandes eines Fahrzeugsitzes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus DE 10 2005 025 963 A1 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird mit Hilfe optischer Sensoreinrichtungen die Erfassung der Präsenz einer Person auf dem Fahrzeugsitz durchgeführt und das Sensorsignal einer bildauswertenden Auswerteeinrichtung zugeleitet. Ferner ist es bekannt, die Sitzbelegung durch eine ein Gewichtssignal abgebenden Sitzbelegungssensorik zu erfassen ( DE 10 2006 005 047 B3 ). Ferner ist aus DE 20 2004 001 895 U1 bekannt, den Belegungszustand eines Fahrzeugsitzes mit einer Detektormatte zu erfassen, um Auskunft über eine lokale Lasteinwirkung auf dem Sitz zu erhalten.
Die bekannten Einrichtungen erfordern den Einbau zusätzlicher aufwendiger Sensoreinrichtungen am Fahrzeugsitz oder im Fahrzeuginnenraum.
Aufgabe der Erfindung ist es, dem gegenüber eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit geringem apparativen Aufwand und somit geringem Platzbedarf im Fahrzeug oder an Innenraumkomponenten des Fahr zeugs die Erkennung des Belegungszustandes des Fahrzeugssitzes erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der Erfindung ist in oder an dem dem Fahrzeugsitz zugeordneten Gurtschloss, welches Bestandteil des Sicherheitsgurtsystems, insbesondere Drei-Punkt-Sicherheitsgurtsystems im Fahrzeug ist, eine elektrische Kapazitätssensoreinrichtung angeordnet, deren elektrische Kapazität gegen ein Referenzpotential, beispielsweise Masse- oder Erdpotential durch die Präsenz einer den Fahrzeugsitz belegenden Person geändert wird und welche demzufolge ein elektrisches Präsenzsignal liefert. Die Präsenzerfassung erfolgt auf der Grundlage der elektrischen Leitfähigkeit des menschlichen Körpers. Durch Annäherung des menschlichen Körpers an eine Signalelektrode, welche eine elektrische Spannung gegenüber dem Referenzpotential (Masse, Erde) aufweist, wird das hiervon ausgehende elektrische Feld beeinflusst. Die Signalelektrode kann in bekannter Weise für das Erfassungssystem frequenzbestimmend sein, so dass durch Frequenzmessung die Präsenz des Körpers eines Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz detektiert wird. Der Schaltungsaufbau einer hierfür geeigneten Kapazitätssensoreinrichtung ist aus DE 10 2006 051 184 A1 bekannt. Die Auswerteeinrichtung der bekannten Kapazitätssensoreinrichtung beinhaltet einen Schwingkreis, dessen Kapazität durch die körperpräsenzerfassende Kapazität verändert bzw. beeinflusst werden kann. Eine Auswerteschaltung kann zur Bildung eines Präsenzausgangssignals eine Phasenverschiebung und/oder Amplitudenänderungen, Änderungen des zeitlichen Stromverlaufs oder der Spannung im Schwingkreis auswerten. Die erforderlichen Sensorelektroden und die vorzugsweise in einem Mikrocontroller oder ASIC implementierte Auswerteeinrichtung lassen sich Platz sparend im oder am Gehäuse des Gurtschlosses anordnen.
Ferner kann in bekannter Weise am Gurtschloss oder im Gurtschloss ein Verrieglungsdetektor vorgesehen sein, welcher die Verriegelung einer mit dem Sicherheitsgurt verbundenen Schlosszunge im Gurtschloss detektiert und ein entsprechendes elektrisches Verrieglungssignal liefert. Derartige Verrieglungsdetektoren sind beispielsweise aus DE 44 41 184 A1 und EP 0 870 653 A1 bekannt.
Das von der elektrischen Kapazitätssensoreinrichtung erzeugte Präsenzausgangssignal und das elektrische Verriegelungssignal können zur Steuerung weiterer Funktionseinheiten im Kraftfahrzeug ausgewertet werden. Hierzu können diese beiden Signale einer Logikschaltung zugeführt werden. Die Auswertung dieser beiden Signale kann in der Weise erfolgen, dass bei vorhandenem Präsenzausgangssignal, welches die Sitzbelegung anzeigt, eine dem belegten Sitz zugeordnete Airbageinrichtung, beispielsweise der Fahrerairbag im Lenkrad und der Seitenairbag zum seitlichen Kopfschutz des Fahrers im Bereitstellung gebracht werden. In der gleichen Weise können die dem Beifahrersitz und den Fondsitzen zugeordneten Airbageinrichtungen in Bereitstellung gebracht werden. Diese Bereitstellung erfolgt bereits vor dem Starten des Motors, um sicherzustellen, dass bei einem Auffahrunfall auf das stehende Fahrzeug der oder die im Fahrzeug befindlichen Fahrzeuginsassen den erforderlichen Schutz durch Zünden der bereitgestellten Airbags erhalten.
Ferner kann bei vorhandenen Präsenzausgangssignal und fehlendem Verriegelungssignal insbesondere nach dem Starten des Motors ein Gurtanlegesignal in optischer und/oder akustischer Form veranlasst werden. Hierdurch wird der jeweilige Fahrzeuginsasse darauf aufmerksam gemacht, dass er den zugeordneten Sicherheitsgurt anlegt.
Ferner kann bei vorhandenem Präsenzsignal und fehlendem Verrieglungssignal eine Blockierung des Motorstarts veranlasst werden. Das Starten des Motors kann erst dann erfolgen, wenn sowohl das Präsenzausgangssignal als auch das Verrieglungssignal für den jeweils belegten Fahrzeugsitz und insbesondere für den Fahrersitz vorhanden sind.
In vorteilhafter Weise wird die Kapazitätssensoreinrichtung mit dem Öffnen der Fahrzeugtür ggf. durch Fernbedienung aktiviert. Beim Schließen der Fahrzeugtür beispielsweise durch Fernbedienung kann die Kapazitätssensoreinrichtung deaktiviert werden, natürlich kann während des Parkens des Fahrzeugs auch eine Standby-Situation für die Kapazitätssensoreinrichtung beibehalten werden.
Anhand der Figur, welche schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wird die Erfindung noch näher erläutert.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel beinhaltet ein Gurtschloss 1 einer Sicherheitsgurteinrichtung, insbesondere eines Drei-Punkt-Sicherheitsgurtes in einem Fahrzeug. Das Gurtschloss 1 ist einem nicht näher dargestellten Fahrzeugsitz zugeordnet und seitlich am Fahrzeugsitz vorgesehen. In das Gurtschloss wird beim Anlegen des Sicherheitsgurtschlosses eine Schlosszunge 4, welche mit dem Sicherheitsgurt verbunden ist, eingesteckt und in bekannter Weise im Gurtschloss verriegelt. Der Verriegelungszustand und insbesondere der gesicherte Verrieglungszustand wird mittels eines Verrieglungsdetektors 3, welcher am oder im Gurtschloss vorgesehen sein kann, erfasst und ein entsprechendes elektrisches Verriegelungssignal am Ausgang des Verrieglungsdetektors 3 erzeugt.
Ferner ist im oder am Gurtschloss 1 eine elektrische Kapazitätssensoreinrichtung 2 angeordnet. Diese kann im oder am Gehäuse des Gurtschlosses 1 vorgesehen sein. Diese elektrische Kapazitätssensoreinrichtung beinhaltet Sensorelektroden 8, 9 zwischen denen mittels eines Generators 6 ein elektrisches Feld mit einer bestimmten Kapazität gegen ein Referenzpotential (Masse- oder Erdpotential) erzeugt wird. An die Sensorelektrodenanordnung 8, 9 ist eine Auswerteschaltung 7 angeschlossen, welche eine Änderung der elektrischen Kapazität zwischen den Sensorelektroden 8, 9 erfasst. Eine derartige Kapazitätsänderung wird durch den Körper eines Fahrzeuginsassen veranlasst, wenn dieser sich auf dem Fahrzeugsitz befindet. In diesem Fall erzeugt die Auswerteschaltung 7 ein elektrisches Präsenzausgangssignal. In vorteilhafter Weise beinhaltet die Auswerteschaltung 7 einen Schwingkreis insbesondere ein LC-Netzwerk, dessen Kapazität durch die Kapazität zwischen den Sensorelektroden 8, 9 beeinflusst wird. Ausführungsbeispiele für die Kapazitätssensoreinrichtung 2 sind in DE 10 2006 051 184 A1 im Einzelnen beschrieben.
Die Ausgänge des Verriegelungsdetektors 3 und der Kapazitätssensoreinrichtung 2 sind mit einer Logikschaltung 5 verbunden. In dieser Logikschaltung 5 werden das Präsenzausgangssignal der Kapazitätssensoreinrichtung 2 und des Verrieglungssignal des Verriegelungsdetektors 3 im Hinblick auf die Ansteuerung weiterer Funktionseinheiten im Fahrzeug ausgewertet. Die Logikschaltung 5 kann im Bordcomputer des Fahrzeugs implementiert sein. Es ist jedoch auch möglich die Logikschaltung 5 in den Mikroprozessor der Auswerteeinrichtung 7 zu implementieren.
Durch die Logikschaltung 5 kann eine dem jeweiligen Fahrzeugsitz zugeordnete Airbageinrichtung 10, welche einen oder mehrere dem Fahrzeugsitz zugeordnete Airbags aufweist, angesteuert werden. Ferner kann eine Signaleinrichtung 11 von der Logikschaltung zur Abgabe eines Gurtanschnallsignals in akustischer und/oder optischer Form angesteuert werden. Ferner kann von der Logikschaltung 5 eine Motorstarteinrichtung 13 angesteuert werden. Die Ansteuerung dieser Funktionseinheiten im Fahrzeug erfolgt in Abhängigkeit von dem Präsenzausgangssignal und dem Verriegelungssignal. Die Ansteuerung der Airbageinrichtung 10 kann in der Weise erfolgen, dass bereits beim Vorhandensein des Präsenzausgangssignals der Kapazitätssensoreinrichtung 2, d. h. dann wenn der Fahrzeuginsasse auf dem Sitz Platz genommen hat, die zugeordneten Airbags der Airbageinrichtung 10 in Bereitstellung gebracht werden. Die Ansteuerung der Signaleinrichtung 11 kann in der Weise erfolgen, dass bei vorhandenen Präsenzausgangssignal und fehlendem Verriegelungssignal das akustische und/oder optische Gurtanschnallsignal vorzugsweise vor dem Motorstart erzeugt wird. Ferner kann die Motorstarteinrichtung 13 in der Weise angesteuert werden, das nur dann ein Motorstart erlaubt wird, wenn beide Signale, nämlich das Präsentausgangssignal und das Verriegelungssignal in der Logikschaltung 5 vorhanden sind. Wenn eines der beiden Signale, insbesondere das Verriegelungssignal fehlt, wird der Motorstart blockiert.
Ferner kann in erfinderischer Weise an der Schlosszunge 4, insbesondere im Kunststoffteil der Schlosszunge 4 ein Transponder 12 angeordnet sein, welcher einen der Schlosszunge 4 und dem Gurtschloss 1 zugeordneten Code aufweist. Beim Transponder handelt es sich vorzugsweise um einen passiven Transponder, insbesondere RFID-Transponder. Die Code-Anfrage erfolgt über Funk und kann mit Hilfe eines entsprechend ausgebildeten Detektors, welcher am Gurtschloss 1 vorgesehen ist, erfasst werden. Es kann sich hier um den Verriegelungsdetektor 3 handeln, welcher zusätzlich zu der oben beschriebenen Funktion noch eine RFID(Radio Frequency Identification)-Funktion aufweist. Das Verriegelungssignal wird an die Logikschaltung 5 nur dann geliefert, wenn die dem Gurtschloss 1 zugeordnete Schlosszunge 4 im Gurtschloss 1 verriegelt ist. Nur dann werden, wie oben beschrieben, die entsprechenden weiteren Funktionen für die zugeordnete Airbageinrichtung, das Gurtanlegen und den Motorstart veranlasst.

1: Gurtschloss
2: Kapazitätssensoreinrichtung
3: Verriegelungsdetektor
4: Schlosszunge
5: Logikschaltung
6: Generator
7: Auswerteschaltung
8, 9: Sensorelektroden
10: Airbageinrichtung
11: Signaleinrichtung
12: Transponder
13: Motorstarteinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005025963 A1 [0001]
- DE 102006005047 B3 [0001]
- DE 202004001895 U1 [0001]
- DE 102006051184 A1 [0005, 0013]
- DE 4441184 A1 [0006]
- EP 0870653 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zur Erkennung des Belegungszustandes eines Fahrzeugsitzes mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung der Präsenz einer Person auf dem Fahrzeugsitz und einer das Sensorsignal auswertenden Auswerteeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem Fahrzeugsitz zugeordneten Gurtschloss (1) eine elektrische Kapazitätssensoreinrichtung (2) angeordnet ist, deren elektrische Kapazität gegen ein Referenzpotential durch die Präsenz einer den Fahrzeugsitz belegenden Person geändert wird und welche demzufolge ein elektrisches Präsenzausgangssignal liefert
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Gurtschloss (1) ferner ein Verriegelungsdetektor (3) vorgesehen ist, welcher die Verriegelung einer Schlosszunge (4) im Gurtschloss detektiert und ein elektrisches Verriegelungssignal liefert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge der elektrischen Kapazitätssensoreinrichtung (2) und des Verriegelungsdetektors (3) an eine Logikschaltung (5) angeschlossen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorhandenem Präsenzausgangssignal eine dem belegten Fahrzeugsitz zugeordnete Airbageinrichtung (10) in Bereitstellung gebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorhandenem Präsenzausgangssignal und fehlendem Verriegelungssignal eine Signaleinrichtung (11) zur Abgabe eines Gurtanschnallsignals von der Logikschaltung (5) angesteuert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorhandenem Präsenzausgangssignal und fehlendem Verrieglungssignal eine Motorstarteinrichtung (12) zur Blockierung eines Motorstarts von der Logikschaltung (5) angesteuert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die die Präsenz einer auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person erfassenden Kapazität zwischen Sensorelektroden (8, 9) der Kapazitätssensoreinrichtung (2) die Kapazität eines in einer Auswerteschaltung (7) der Kapazitätssensoreinrichtung (2) vorhandenen Schwingkreises änderbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitätssensoreinrichtung (2) mit dem Öffnen der Fahrzeugtür, insbesondere durch Fernbedienung aktivierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazitätseinrichtung mit dem Schließen der Fahrzeugtür, insbesondere durch Fernbedienung deaktivierbar ist.
Vorrichtung zur Erkennung des Belegungszustandes eines Fahrzeugsitzes mit einer Sensoreinrichtung zur Erfassung der Präsenz einer Person auf dem Fahrzeugsitz und einer das Sensorsignal auswertenden Auswerteeinrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlosszunge (4) einen Transponder (12) aufweist, der einen der Schlosszunge (4) zugeordneten Code trägt, welcher von einem am Gurtschloss (1) vorgesehenen Detektor erfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsdetektor (3) den Code erfasst.