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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsanordnung für ein Fahrzeug,
mit deren Hilfe ein angeschnallter Zustand einer in einem Fahrzeug, insbesondere
einem Kraftfahrzeug, fahrenden Person auf einfache Weise überwacht
werden kann.
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In
vielen Ländern
besteht heutzutage die Pflicht, während der Fahrt in einem Fahrzeug
sich anzuschnallen bzw. einen Sicherheitsgurt anzulegen. In modernen
Fahrzeugen macht dabei die Fahrzeugelektronik den Fahrer eines Fahrzeugs
darauf aufmerksam, dass er selbst oder ein Mitfahrer seiner Gurtpflicht
nachkommen soll. Wird der Motor bzw. die Brennkraftmaschine eines
Fahrzeugs gestartet oder befindet sich das Fahrzeug in Bewegung,
wobei der Fahrer oder evtl. Mitfahrer nicht ihrer Gurtpflicht nachgekommen
sind, so wird die Fahrzeugelektronik, insbesondere den Fahrer mittels
optischer oder akustischer Signale darauf aufmerksam machen. Die Übertragung
eines Anschnallzustands, d. h. eines Zustands in dem ein Endabschnitt
(Gurtzunge) eines Gurts in das Gurtschloss gesteckt ist oder nicht,
geschieht dabei mittels eines Schalters im Gurtschloss bzw. dem
das Gurtschloss umfassenden Anschnallgurthalters, der über ein
als Signalleitung ausgebildetes Kabel an ein Steuergerät der Fahrzeugelektronik überträgt. Dort
wird das Anschnallsignal von einem Einleseschaltkreis des elektronischen
Steuergeräts empfangen
und einer Auswerteeinrichtung weitergeleitet, um dann die oben erwähnten optischen
oder akustischen Warnsignale auszugeben. Zur Gewährleistung eines großen Sicherheitsstandards
für alle
in einem Fahrzeug mitfahrenden Personen ist es vorteilhaft, an jedem
möglichen
Sitzplatz im Fahrzeug einen oben erwähnten Schalter im Gurtschloss
vorzusehen, der im Falle eines Nichtangeschnalltseins einer Person
ein Signal an das elektronische Steuergerät ausgeben kann. Zwar wird
durch eine derartige Maßnahme,
in jedem Gurtschloss einen Schalter zum Überprüfen der Aufnahme der Gurtzunge
vorzusehen, die Sicherheit der im Fahrzeug mitfah renden Personen
erhöht,
jedoch wird der vorrichtungstechnische Aufwand, insbesondere bezüglich des
Vorsehens einer gesonderten Signalleitung von jedem Gurtschlossschalter
zu dem elektronischen Steuergerät
des Fahrzeugs beträchtlich
erhöht.
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Somit
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit
zu schaffen, die Sicherheit von in einem Fahrzeug mitfahrenden Personen
bei minimiertem verfahrens- und vorrichtungstechnischem Aufwand
zu erhöhen.
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Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Dabei
umfasst eine Sicherheitsanordnung für ein Fahrzeug, insbesondere
ein Kraftfahrzeug, folgende Merkmale. Sie hat eine Gurtaufnahmevorrichtung
bzw. ein Gurtschloss zum Aufnehmen einer Gurtzunge eines Sicherheitsgurts,
wobei die Gurtaufnahmevorrichtung eine Sensoreinrichtung zum Erfassen
eines Aufnahmezustands der Gurtzunge, sowie eine erste Funkeinrichtung
zum Aussenden eines ersten Funksignals in Abhängigkeit des erfassten Aufnahmezustands
einer Gurtzunge durch die Sensoreinrichtung umfasst. Außerdem hat
die Sicherheitsanordnung eine Steuervorrichtung, die eine zweite
Funkeinrichtung zum Empfangen des ersten Funksignals, sowie eine
Auswerteeinrichtung zum Ausgeben einer Steueranweisung in Abhängigkeit des
ersten Funksignals umfasst. Durch die Möglichkeit einer drahtlosen
Kommunikation zur Übertragung
eines Aufnahmezustands einer Gurtzunge in der Gurtaufnahmevorrichtung
ist es nicht mehr notwendig, entsprechende Kabel bzw. Leitungen
zu jeder Gurtaufnahmevorrichtung zu verlegen, so dass bei gleichbleibender
Sicherheit für
in einem Fahrzeug zu befördernden
Insassen durch die Einsparung von Signalleitungen das Gesamtgewicht
des Fahrzeugs reduziert wird, und ferner der verfahrens- und vorrichtungstechnische
Aufwand bei der Installation der Sicherheitsanordnung minimiert
wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Sicherheitsanordnung ferner
eine Anzeigevorrichtung, welche dafür eingerichtet ist, ein für einen
Benutzer wahrnehmbares Signal in Abhängigkeit der ausgegebenen Steueranweisung
auszugeben bzw. anzuzeigen. Dabei kann das für einen Benutzer wahrnehmbare
Signal ein akustisches Signal, wie ein wiederholtes Erklingen lassen
eines bestimmten Tons, ein optisches Signal, wie das Aufleuchten
eines speziellen „Anschnallbenachrichtigungsfelds" am Armaturenbrett,
oder ein mechanisches Signal, wie ein Vibrieren des Lenkrads bzw.
des entsprechenden Sitzes, auf dem ein nicht angeschnallter Insasse
sitzt, sein.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Funkeinrichtung
derart eingerichtet, dass sie selbständig bzw. automatisch das erste
Funksignal aussendet, wenn der aufgenommene Zustand der Gurtzunge
in der Gurtaufnahmevorrichtung von der Sensoreinrichtung erfasst
worden ist. Anders ausgedrückt,
kann wenn die Gurtzunge in die Gurtaufnahmevorrichtung bzw. das
Gurtschloss gesteckt wird, das erste Funksignal ausgegeben werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es ferner denkbar, dass die Sensoreinrichtung
zum Erfassen des Aufnahmezustands einen Energiegenerator aufweist,
der in der Lage ist, aus dem Vorgang des Bringens der Gurtzunge
in den aufgenommenen Zustand elektrische Energie für den Betrieb
der ersten Funkeinrichtung zu gewinnen. Das bedeutet, durch das Vorsehen
eines Energiegenerators kann die Gurtaufnahmevorrichtung sich selbst
mit Energie versorgen, um zum einen einen Aufnahmezustand einer
Gurtzunge zu erfassen, um zum anderen ein erstes Funksignal auszusenden.
Das Verlegen einer entsprechenden Energieversorgungsleitung ist
in diesem Fall somit überflüssig.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausgestaltung kann der Energiegenerator einen Piezogenerator zum
Umwandeln von mechanischer Energie (beim Einführen der Gurtzunge in die Gurtaufnahmevorrichtung)
in elektrische Energie aufweisen. Derartige Piezogeneratoren oder
auch piezokeramische Generatoren nutzen den direkten Piezoeffekt,
bei dem durch eine mechanische Deformation oder Verformung der Piezokeramik
eine elektrische Spannung erzeugt wird. Diese Spannung kann dann
als Betriebsspannung zur Versorgung der ersten Funkeinrichtung für das Aussenden
des ersten Funksignals genutzt werden. Die Vorteile derartiger Piezogeneratoren
liegen darin, dass sie größtenteils
wartungsfrei sind und eine batterie- und drahtlose Übertragungsmöglichkeit
von Signalen bzw. Informationen bieten. Somit wird der Installationsaufwand
einer gerade beschriebenen Sicherheitsanordnung bzw. der zu dieser
gehörenden
Gurtaufnahmevorrichtung in einem Fahrzeug minimiert.
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Wie
es gerade beschrieben worden ist, ist es grundsätzlich möglich, dass die Gurtaufnahmevorrichtung
bzw. die erste Funkeinrichtung selbständig ein (erstes) Funksignal
bei Einführen
der Gurtzunge in die Gurtaufnahmevorrichtung aussendet. Kommt es
jedoch zu Problemen bei der Übertragung
des ersten Funksignals, beispielsweise durch einen gestörten Übertragungsweg
oder durch unzureichende Bereitstellung der Energie zum Aussenden
des ersten Funksignals, so ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung ferner möglich,
die zweite Funkeinrichtung zum Aussenden eines zweiten Funksignals
und entsprechend die erste Funkeinrichtung zum Empfangen des zweiten
Funksignals auszubilden. Das bedeutet, die Steuervorrichtung kann
nach Ausbleiben des ersten Funksignals ein sog. „Nachtriggern" auslösen, in
dem sie durch das zweite Funksignal die erste Funkeinrichtung zum
Aussenden eines ersten Funksignals bringt bzw. auffordert. Dabei
kann das zweite Funksignal ein energiereiches niederfrequentes Funksignal
(beispielsweise mit einer Frequenz von 125 kHz) sein, durch das
bei Empfangen seitens der ersten Funkeinrichtung die entsprechende
Energie für
das Aussenden des ersten Funksignals übertragen wird. Dabei kann
die erste Funkeinrichtung einen aufladbaren Energiespeicher, wie
einen Akku oder einen Kondensator umfassen, der durch das Empfangen
des oder der energiereichen zweiten Funksignale aufgeladen wird.
Zum Aufladen des besagten Energiespeichers kann die zweite Funkeinrichtung
ein oder mehrere zweite Funksignale aussenden. Es ist dabei möglich, dass
die erste Funkeinrichtung dann das erste Funksignal aussendet, wenn
der aufladbare Energiespeicher einen gewissen vorbestimmten Ladepegel
erreicht hat. Es ist ferner denkbar, dass die erste Funkeinrichtung
das erste Funksignal dann aussendet, wenn der Energiespeicher einen
vorbestimmten Pegel aufweist und zumindest in einem der zweiten
Funksignale eine Information enthalten ist, dass die erste Funkeinrichtung
nun mit dem Aussenden des ersten Funksignals beginnen kann.
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Es
ist dabei ferner möglich,
dass die erste Funkeinrichtung dafür ausgelegt ist, ansprechend
auf den Empfang eines oder mehrerer zweiter Funksignale den aktuellen
Aufnahmezustand einer Gurtzunge in der Gurtaufnahmevorrichtung (aufgenommen oder
nicht aufgenommen) von der Sensoreinrichtung abzufragen und ein
erstes Funksignal mit dem aktuellen Aufnahmezustand auszusenden.
Durch das Zuführen
von Energie, beispielsweise durch das zweite Funksignal, ist es
nicht notwendig, die Gurtaufnahmeeinrichtung mit einer Energieversorgungsleitung zu
verbinden, um zu beliebigen Zeitpunkten den Aufnahmezustand (einer
Gurtzunge in der Gurtaufnahmevorrichtung) abfragen zu können.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hat die Sicherheitsanordnung
eine Sitzbelegungssensorvorrichtung zum Erfassen der Belegung eines
Sitzes des Fahrzeugs. Die Sitzbelegungssensorvorrichtung kann dabei
in Abhängigkeit
der Sitzbelegung, d. h. ob eine Person sich auf dem Sitz befindet
oder nicht ein entsprechendes Sitzbelegungssignal (belegt oder nicht
belegt) ausgeben. Dieses Sitzbelegungssignal kann nun an die Steuervorrichtung
bzw. die zweite Funkvorrichtung mit dem Zweck weitergegeben werden,
dass nach Erfassen eines belegten Sitzes (entsprechend einem Sitzbelegungssignal)
und insbesondere nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls,
innerhalb dem kein erstes Funksignal von der zweiten Funkeinrichtung
empfangen wurde, die zweite Funkeinrichtung das zweite Funksignal
aussendet. Anders ausgedrückt,
wenn eine Person auf einem Sitz des Fahrzeugs Platz genommen hat,
wird erwartet, dass sich diese Person innerhalb eines vorbestimmten
Zeitintervalls anschnallt. Wenn dies nicht geschehen ist, sendet
somit die zweite Funkeinrichtung das zweite Funksignal mit dem Zweck
der Abfrage des Aufnahmezustands der Gurtzunge an die Gurtaufnahmevorrichtung,
wie es oben bereits erläutert
worden ist. Das bedeutet, durch die Abfrage des Aufnahmezustands
der Gurtzunge in einer Gurtaufnahmevorrichtung, die einem belegten
Sitz zugeordnet ist, kann die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen weiter
erhöht
werden, da in diesem Fall bei Sitzbelegung eine automatische Überprüfung ihres
Anschnallzustands durchgeführt wird.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hat die Sicherheitsanordnung
eine Motorzustandserfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Betriebszustands
des Motors des Fahrzeugs. Der Motor kann dabei einerseits eine Brennkraftmaschine,
aber auch einen Elektromotor zum Antrieb des Fahrzeugs umfassen.
Wird ein Betriebszustand von der Motorzustandserfassungsvorrichtung
erfasst, so kann diese ein Betriebszustandssignal ausgeben. Ähnlich wie
nach dem Erfassen eines belegten Sitzes ist es hier bei Erfassen
eines Betriebszustands des Motors denkbar, dass nach Erfassen eines
Betriebszustands des Motors und insbesondere nach Ablauf eines vorbestimmten
Zeitintervalls, innerhalb dem kein erstes Funksignal von der zweiten
Funkeinrichtung empfangen wurde, die zweite Funkeinrichtung das
zweite Funksignal zum Abfragen des Aufnahmezustands einer Gurtzunge
in der Gurtaufnahmevorrichtung aussendet. Wenn sich der Motor des
Fahrzeugs in einem Betriebszustand befindet, d. h. wenn der Motor
läuft bzw.
aktiviert ist, sollte zumindest der Fahrer des Fahrzeugs auf seinem
Sitz sitzen, und sollte folglich von der Gurtaufnahmevorrichtung,
die dem Fahrersitz zugeordnet ist, ein erstes Funksignal empfangen
werden. Wurde kein erstes Funksignal innerhalb des vorbestimmten
Zeitintervalls erfasst, so ist davon auszugehen, dass sich der Fahrer
nicht angeschnallt hat, was getriggert durch das Aussenden des zweiten
Funksignals überprüft werden
kann, wie es oben bereits beschrieben worden ist. Jedoch ist es ferner
denkbar, dass auch die anderen Gurtaufnahmevorrichtungen, die den
Mit fahrer bzw. Beifahrersitzen zugeordnet sind, nach Erfassen eines
Betriebszustands des Motors und nach Ablauf eines vorbestimmten
Zeitintervalls überprüft werden
können.
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Es
ist ferner denkbar, dass die Sicherheitsanordnung eine Bewegungserfassungsvorrichtung zum
Erfassen eines Bewegungszustands des Fahrzeugs aufweist, wobei die
Bewegungserfassungsvorrichtung in der Lage ist, ein Bewegungssignal
(mit der Information: „Fahrzeug
in Bewegung" oder „Fahrzeug
nicht in Bewegung")
auszugeben. Wird nun ein Bewegungszustand (Fahrzeug in Bewegung)
erfasst und ein entsprechendes Bewegungssignal ausgegeben, so kann
die Steuervorrichtung bzw. die zweite Funkeinrichtung wiederum derart
ausgelegt sein, dass sie nach Erfassen eines Bewegungszustands und
insbesondere nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls, innerhalb
dem kein erstes Funksignal von der zweiten Funkeinrichtung empfangen
wurde, ein zweites Funksignal zur Abfrage des Aufnahmezustands der
Gurtzunge in der Gurtaufnahmevorrichtung (zumindest des Fahrersitzes)
aussendet. Das bedeutet, wenn sich das Fahrzeug in Bewegung setzt,
sollte zumindest der Fahrer auf seinem Sitz sitzen und angeschnallt
sein. Hat er sich nicht innerhalb des vorbestimmten Zeitintervalls
angeschnallt, so wird gemäß dieser
Ausgestaltung durch das zweite Funksignal sein Anschnallzustand überprüft, wie
es oben bereits erläutert
worden ist. Jedoch kann durch das zweite Funksignal auch wieder
der Anschnallzustand der Mitfahrer bzw. Beifahrer überprüft werden.
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Es
ist dabei möglich,
dass die Sicherheitsanordnung die Sitzbelegungssensorvorrichtung,
die im Motorzustandserfassungsvorrichtung und die Bewegungszustandserfassungsvorrichtung
separat oder in einer beliebigen Kombination aufweist.
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Wenn
nun eine der Bedingungen vorliegt, nach denen aufgrund einer erfassten
Sitzbelegung, aufgrund eines erfassten Betriebszustands eines Motors,
aufgrund eines erfassten Bewegungszustand des Fahrzeugs ein Fahrzeuginsasse
(Fahrer und/oder Mitfahrer) angeschnallt sein soll, jedoch kein
angeschnallter Zustand zumindest eines der Insassen erkannt wur de,
so ist es notwendig, dass der Fahrer oder allgemein der entsprechende
Insasse über
den nicht angeschnallten Zustand informiert wird. Somit kann die
Steuervorrichtung bzw. deren Auswerteeinrichtung derart ausgelegt
sein, dass sie entweder nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitintervalls
seit dem Aussenden des zweiten Funksignals, ohne dass ein erstes
Funksignal empfangen wurde, oder bei Empfang eines ersten Funksignals, das
angibt, dass die Gurtzunge nicht in der Aufnahmevorrichtung aufgenommen
ist, eine Steueranweisung ausgibt, die einen Nichtaufnahmezustand
der Gurtzunge anzeigt. Diese Steueranweisung kann dann von der Anzeigevorrichtung
in ein für
den Fahrer bzw. Benutzer (ganz allgemein für einen Insassen) wahrnehmbares
Signal umgewandelt (und akustisch, optisch oder mechanisch) ausgegeben werden.
Wie bereits erwähnt,
kann dieses Signal der Anzeigevorrichtung lediglich für den Fahrer
beispielsweise im Armaturenbrett sichtbar oder wahrnehmbar sein,
oder für
den jeweiligen Insassen, der seiner Anschnallpflicht nicht nachgekommen
ist.
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Vorteilhafterweise
ist die Steuervorrichtung der Sicherheitsanordnung Teil eines elektronischen Zugangs-
und/oder Startsystems des Fahrzeugs. Derartige elektronische Zugangs- und/oder Startsysteme
dienen zum Gewähren
eines Zugangs zu dem Fahrzeug bzw. zum Lösen einer Wegfahrsperre und weisen
in der Regel eine Funkeinrichtung zum Empfangen von Funksignalen
von elektronischen Schlüssen
bzw. Benutzeridentifizierungsvorrichtungen, aber auch zum Aussenden
von Funksignalen auf. Bei sogenannten aktiven Zugangssystemen bzw.
Zugangsverfahren wird eine Authentifizierung dadurch eingeleitet,
dass ein Benutzer oder Fahrer eine bestimmte für die Entriegelung des Fahrzeugs
vorgesehene Taste seiner Benutzeridentifizierungsvorrichtung drückt, welche
dann in der Funktion einer Fernbedienung ein Funksignal mit einer
Entriegelungsinformation an das Fahrzeug sendet. In einer fahrzeugseitigen
Funkeinrichtung wird das Entriegelungssignal empfangen, es wird
der in dem Entriegelungssignal enthaltene Authentifizierungscode überprüft, und
bei einer positiven oder erfolgreichen Prüfung wird die Verriegelung
der Fahrzeugtüren
aufgehoben. Bei sog.
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passiven
Zugangssystemen bzw. Verfahren wird ein Authentifizierungsvorgang
beispielsweise durch das Berühren
integrierter Näherungs-
oder Verriegelungssensoren in einem Türgriff des Fahrzeugs eingeleitet,
wobei das Fahrzeug, genauer eine fahrzeugseitige Funkeinrichtung
ansprechend auf das Berühren
ein Code-Anforderungssignal an die Benutzeridentifizierungsvorrichtung
sendet, die schließlich
nach Empfang des Anforderungssignals ein Antwortsignal mit dem entsprechenden
Authentifizierungscode zurück
zum Fahrzeug bzw. zur fahrzeugseitigen Funkeinrichtung sendet. Auch
hier findet wieder eine Authentifizierungscode-Überprüfung statt, wobei bei positiver
bzw. erfolgreicher Prüfung, wie
bereits oben erwähnt,
die Verriegelung des Fahrzeugs aufgehoben wird. Entsprechend wird
im Rahmen eines Startsystems zum Lösen einer Wegfahrsperre von
einer fahrzeugseitigen Funkeinrichtung ein Code-Anforderungssignal an die Benutzeridentifizierungsvorrichtung
gesendet, die in einem Antwortsignal einen entsprechenden Authentifizierungscode zurücksendet,
welcher dann auf seine Gültigkeit
hin überprüft wird.
In jedem der beschriebenen Fälle,
ob Zugangs- oder Startsystem ist fahrzeugseitig eine Funkeinrichtung
zum Empfangen, oder evtl. auch zum Senden eines Funksignals vorgesehen.
Diese Funkeinrichtung bzw. eine mit dieser verbundenen Steuervorrichtung
kann dann von der Sicherheitsanordnung zum Überwachen des Aufnahmezustands einer
Gurtzunge in einer Gurtaufnahmevorrichtung mitbenutzt werden.
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Folglich
umfasst ein weiterer Aspekt der Erfindung ein elektronisches Zugangs-
und/oder Startsystem für
ein Fahrzeug. Ein derartiges System hat eine Sicherheitsvorrichtung
zum Verriegeln einer Fahrzeugtür
und/oder zum Verhindern des Startens eines Motors des Fahrzeugs.
Ferner hat ein derartiges System eine Steuervorrichtung mit einer
Funkeinrichtung zum Empfang eines ersten Funksignals einer Gurtaufnahmevorrichtung,
und zum Empfang eines weiteren Funksignals mit einem Authentifizierungscode
einer elektronischen Schlüsselvorrichtung bzw.
einer Benutzeridentifizierungsvorrichtung. Die Steuervorrichtung
hat außerdem
eine Auswerteeinrichtung zum Ausgeben einer Steueranweisung in Abhängigkeit
des ersten Funksignals, und zum Ansteuern der Sicherheitsvorrichtung
in Abhängigkeit der Überprüfung des
Authentifizierungscodes. Folglich kann durch die doppelte Verwendung
eines Zugangs- und/oder Startsystems zum einen in der eigentlichen
Funktion einer Zugangs- bzw. Startkontrolleinrichtung und zum anderen
als Anschnallkontrolleinrichtung der vorrichtungstechnische Aufwand minimiert
werden, da von einem System mehrere Funktionen ausgeführt werden,
und des Weiteren kann der Installationsaufwand für sicherheitsrelevante Einrichtungen
im Fahrzeug minimiert werden, da keine zusätzlichen Leitungen (Signalleitungen
oder Energieversorgungsleitungen) für eine Anschnallkontrolleinrichtung
mehr verlegt werden müssen, wenn
hierfür
die Funkeinrichtung bzw. Auswerteeinrichtung des elektronischen
Zugangs- und/oder Startsystems verwendet werden können.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer
Sicherheitsanordnung für
ein Fahrzeug geschaffen. Dabei wird zunächst die Aufnahme einer Gurtzunge
in einer Gurtaufnahmevorrichtung erfasst. Anschließend wird der
Aufnahmezustand der Gurtzunge mittels eines Funksignals an eine
fahrzeugseitige Steuervorrichtung übertragen. Schließlich wird
eine Steueranweisung seitens der Steuervorrichtung in Abhängigkeit des
empfangenen Funksignals ausgegeben. Durch das Übertragen des Aufnahmezustands
mittels eines Funksignals kann dabei eine Signalleitung bzw. Energieversorgungsleitung
eingespart werden, wodurch auch das Gewicht des Fahrzeugs reduziert wird.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird die ausgegebene
Steueranweisung in ein für
ein Benutzer bzw. Fahrer wahrnehmbares Signal umgewandelt, damit
der Benutzer bzw. Fahrer über
seinen Anschnallzustand informiert wird. Vorteilhafterweise wird
ferner die beim Einführen
der Gurtzunge in die Gurtaufnahmevorrichtung benötigte mechanische Energie in
elektrische Energie umgewandelt. Auf diese Weise kann die Gurtaufnahmevorrichtung
auf eine externe Energie quelle verzichten, und kann selbst die elektrische
Energie zum Übertragen
des Aufnahmezustands mittels eines Funksignals erzeugen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der oben dargestellten Sicherheitsanordnung
sind, soweit im Übrigen
auch auf das elektronische Zugangs- und/oder Startsystem und das
Verfahren übertragbar,
auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des elektronischen Zugangs-
und/oder Startsystems anzusehen.
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Im
Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem elektronischen
Zugangssystem bzw. einer Sicherheitsanordnung zur Überprüfung des
Anschnallzustands eines Fahrzeugs;
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2 ein
Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Überprüfung des
Anschnallzustands gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Es
sei nun zunächst
auf 1 verweisen, in der ein Fahrzeug FZ gezeigt ist,
in dem ein Zugangssystem gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung vorgesehen ist, das mit einer Sicherheitsanordnung zum Überprüfen eines
angeschnallten Zustands eines Fahrzeuginsassen gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zusammenwirkt. Von rechts nach links betrachtet hat
das Fahrzeug FZ einen Fahrzeugsitz FZS, der zum einen einen Sitzbelegungssensor
SBS zum Erkennen einer Belegung des Sitzes durch einen Fahrzeuginsassen
und zum anderen einen Gurt GU aufweist, mit dem sich der Fahrzeuginsasse
angurten bzw. anschnallen kann. Dem Fahrzeugsitz FZS ist eine Gurtaufnahmevorrichtung GAV
zugeordnet, die zum einen ein Gurtschloss bzw. eine Aufnahme AG
aufweist, in die eine Gurtzunge GZ des Gurts GU aufgenommen und
durch einen entsprechenden Verriegelungsmechnanismus festgehalten
werden kann. Den Aufnahmezu stand der Gurtzunge GZ in der Gurtaufnahmevorrichtung
bzw. der Aufnahme AG kann durch eine Sensoreinrichtung SEG erfasst
werden, die hierzu einen Piezogenerator PI in der Form eines piezokeramischen
Biegewandlers aufweist. Mit der Sensoreinrichtung SEG ist ein Funkmodul
FMG der Gurtaufnahmevorrichtung verbunden, welche ferner eine Antenne
ANG aufweist. Zur Energieversorgung des Funkmoduls FMG kann ferner
noch ein Energiespeicher ESG vorgesehen sein. Dieser Energiespeicher
kann beispielsweise ein wiederaufladbarer Energiespeicher in der
Form eines Kondensators oder Akkus sein.
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Im
Bild auf der linken Seite des Fahrzeugs FZ ist eine Steuervorrichtung
ST vorgesehen, die ebenso ein Funkmodul FMS mit einer entsprechenden
Antenne ANS aufweist. Über
die Antenne ANS empfangene Funksignale, wie das Funksignal FS1, das
später
noch ausführlicher
erläutert
werden wird, werden einer Auswerteeinrichtung AE zugeführt, welche
dann entsprechende übertragenen
Codes (im Falle einer Zugangskontrollfunktion) bzw. Anschnallzustände (im
Falle einer Anschnallprüfung)
auch in Verbindung mit anderen ihr zugeführten Signalen auswertet und
entsprechende von einem Benutzer bzw. Fahrzeuginsassen wahrnehmbare
Signale (optisch oder akustisch) einer Anzeigeeinrichtung DSP bzw.
einem Lautsprecher LS zuführt.
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Die
von der Auswerteeinrichtung des Weiteren zu verarbeitenden Signale
können
dabei von einer Motorzustandserfassungsvorrichtung MS stammen, die
dazu dient, den Betriebszustand des Antriebsmotors (Brennkraftmaschine
oder Elektromotor) des Fahrzeugs FZ zu erfassen. Ein entsprechendes
Betriebszustandssignal (Motor aus oder Motor an) kann dann der Auswerteeinrichtung
AE zugeführt werden.
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Des
Weiteren kann auch von einer Bewegungserfassungsvorrichtung BS der
Bewegungszustand des Fahrzeugs erfasst werden und mittels eines
Bewegungszustandssignals (Fahrzeug bewegt sich oder Fahrzeug bewegt
sich nicht) der Auswerteeinrichtung AE mitgeteilt werden.
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Schließlich weist
die Auswerteeinrichtung eine Zeitmesseinrichtung ZME auf, die beispielsweise
getriggert durch ein Motorzustandssignal oder ein Bewegungszustandssignal
oder auch durch ein Sitzbelegungssignal der Sitzbelegungssensors
SBS getriggert werden kann, eine Zeitmessung zu starten.
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Die
Steuereinrichtung ST einschließlich
ihrer Hauptkomponenten, nämlich
der Funkeinrichtung FMS und der Auswerteeinrichtung AE kann dabei
im Rahmen eines Zugangssystems als auch im Rahmen einer Sicherheitsanordnung
zur Überprüfung eines
angeschnallten Zustands eines Fahrzeuginsassen verwendet werden.
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Zunächst sei
dabei kurz auf die Funktion der Steuereinrichtung ST im Rahmen eines
Zugangssystems verwiesen. Beispielsweise im Rahmen eines aktiven
Zugangssystems sendet dabei ein elektronischer Schlüssel bzw.
eine Benutzeridentifizierungsvorrichtung SV ein Funksignal FSA mit
einer entsprechenden Codeinformation an die Antenne ANS der Steuervorrichtung
ST, wobei das Funksignal FSA mit dem enthaltenen Code über die
Antenne ANS von der Funkeinrichtung FMS empfangen und zu der Auswerteeinrichtung
AE weitergeleitet wird. In der Auswerteeinrichtung AE erfolgt dann
eine Überprüfung des
Codes, um festzustellen, ob die Benutzeridentifizierungsvorrichtung
SV bzw. der entsprechende Benutzer, der beispielsweise durch Drücken einer Taste
das Funksignal FSA bei der Benutzeridentifizierungsvorrichtung SV
ausgelöst
hat, berechtigt ist, das Fahrzeug FZ zu betreten. Ist die Überprüfung erfolgreich,
so sendet die Auswerteeinrichtung AE ein Entriegelungssignal an
ein Türschloss
TS, das schließlich
eine Fahrzeugtür
FZT entriegelt. Ist der von der Benutzeridentifizierungsvorrichtung
empfangene Code nicht korrekt bzw. nicht gültig, so bleibt das Türschloss
TS bzw. die Fahrzeugtür
FZT in einem verriegelten Zustand.
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Es
ist jedoch auch denkbar, dass die Steuervorrichtung ST im Rahmen
eines passiven Zugangssystems verwendet wird, bei dem beispielsweise ausgelöst durch
einen Sensor in der Fahrzeugtür FZT
die Steuervorrichtung ST das Funkmodul FMS veran lasst, ein Code-Anforderungssignal
CAS an die Benutzeridentifizierungsvorrichtung SV zu senden, welche
dann mit einem entsprechenden Antwortsignal FSA antwortet. Wird
nach Empfangen des Antwortsignals FSA von der Auswerteeinrichtung
AE festgestellt, dass der im Antwortsignal enthaltene Code korrekt
ist, so wird wieder ein Signal an das Türschloss TS gesendet, die Fahrzeugtür FZT zu entriegeln.
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Die
Steuervorrichtung ST kann jedoch, wie bereits erwähnt, auch
im Rahmen einer Sicherheitsanordnung zur Überprüfung eines angeschnallten Zustands
eines Insassen auf dem Fahrzeugsitz FZS verwendet werden. Eine mögliche Funktionsweise
einer derartigen Sicherheitsanordnung soll nun anhand des beispielhaften
Ablaufs von 2 erläutert werden. Setzt sich ein
Fahrer des Fahrzeugs FZ in das Fahrzeug, genauer gesagt auf den
Fahrzeugsitz FZS so wird die Belegung des Fahrzeugsitzes FZS durch den
Sitzbelegungssensor SBS erfasst. Diese Erfassung der Sitzbelegung
kann nun der Steuervorrichtung ST bzw. der Auswerteeinrichtung AE
mitgeteilt werden, wobei es in diesem Stadium bereits möglich ist,
die Zeitmesseinrichtung ZME bezüglich
des Starts der Zeitmessung zu veranlassen. Im vorliegenden Beispiel
wird jedoch das Erkennen einer Sitzbelegung noch nicht als Trigger
für eine
Zeitmessung verwendet.
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Vielmehr
wird in einem ersten Schritt S1 geprüft, ob sich der Motor des Fahrzeugs
in einem aktivierten bzw. angelassenen Zustand befindet (erfassbar
durch die Motorzustandserfassungsvorrichtung MS). Es wird nun angenommen,
dass sich der Motor – erfasst
durch die Motorzustandserfassungsvorrichtung MS – in einem aktivierten oder
angelassenen Betriebszustand befindet, so dass in Schritt S2 die Auswerteeinrichtung
die Zeitmesseinrichtung ZME veranlasst, mit der Messung einer Zeit
T zu beginnen. Es sei angemerkt, dass es in diesem Zusammenhang
auch denkbar ist, anstelle oder als zusätzliches Kriterium zur Motorzustandserfassung
die Erfassung des Bewegungszustands als Trigger für die Messung
der Zeit T zu verwenden.
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Nun
wird angenommen, dass sich der der Straßenverkehrsordnung kundige
Fahrer gemäß Schritt
S3 anschnallt. Genauer gesagt wird er die Gurtzunge GZ des Gurts
GU in die Aufnahme AG der Gurtaufnahmevorrichtung GAV stecken, wodurch
der Biegewandler des Piezogenerators PI verformt wird und dadurch
ein entsprechendes Spannungssignal erzeugt. Dieses Spannungssignal
kann zum einen als Kriterium für
eine ordnungsgemäße Aufnahme der
Gurtzunge in der Aufnahme AG verwendet werden, und kann ferner zur
Energieversorgung der Funkeinrichtung FMG verwendet werden, damit
diese ein erstes Funksignal FS1 mit dem entsprechenden Aufnahmezustand
AZ der Gurtzunge an die Antenne ANG bzw. die Funkeinrichtung FMS
senden kann. Es wird davon ausgegangen, dass mit dem Funksignal FS1
der Aufnahmezustand AZ „Gurtzunge
aufgenommen" bzw. „angeschnallt" an die Funkeinrichtung FMS
in Schritt S4 übertragen
wird. In diesem Zusammenhang ist es auch denkbar, dass mit dem Funksignal
FS1 eine Kennung übertragen
wird, die angibt, von welcher Gurtaufnahmevorrichtung (bei mehreren)
das Funksignal stammt.
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Inzwischen
findet in der Auswerteeinrichtung AE eine Überprüfung gemäß Schritt S5 statt, ob die Gurtzunge
innerhalb einer Zeit T kleiner einem ersten vorbestimmten Zeitintervall
T1 nach Aktivieren des Motors in das Gurtschloss aufgenommen wurde.
Im vorliegenden Fall hat der Fahrer sich gemäß Schritt S3 unmittelbar nach
dem Starten des Motors angeschnallt, so dass sich die Gurtzunge
innerhalb des ersten vorbestimmten Zeitintervalls T1 in der Aufnahme
AG befunden hat, so dass in diesem Fall zu Schritt S6 verwiesen
wird, in der keine gesonderte Anschnallprüfung mehr durchgeführt wird.
Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass es auch möglich ist,
dass ein Fahrer, der sich auf den Fahrzeugsitz FZS setzt, sich unmittelbar
nach dem Platznehmen auf den Sitz anschnallt. Auch in diesem Fall
wird – nach
Erfassung durch die Sensoreinrichtung SEG – von der Funkeinrichtung FMG
ein erstes Funksignal FS1 an die Funkeinrichtung FMS der Steuervorrichtung
ST gesendet, so dass das Anschnallen schon registriert ist, noch
bevor beispielsweise der Motor gestartet wird oder das Fahrzeug
FZ in Bewegung versetzt wird. Erfolgt ein derartiges frühes An schnallen,
so ist es nicht mehr erforderlich, dass die Zeitmesseinrichtung
ZME zum Messen der Zeit T gestartet wird. Vielmehr kann in diesem
Fall, bei dem der angeschnallte Zustand schon bei Starten des Motors erfasst
ist, sofort zu Schritt S6 verzweigt werden, wonach keine gesonderte
Anschnallprüfung
zu erfolgen hat.
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Wurde
jedoch entgegen dem zuvor dargestellten Fall in einem anderen Fall
in Schritt S5 festgestellt, dass trotz aktiviertem Motor bzw. trotz
Bewegung des Fahrzeugs FZ die Gurtzunge GZ noch nicht im Gurtschloss
eingerastet ist (bzw. nicht innerhalb des ersten Zeitintervalls
T1 im Gurtschloss eingerastet ist) so erfolgt gemäß Schritt
S7 eine gesonderte Anschnallprüfung.
Aufgrund der Tatsache, dass gemäß dem Beispiel
von 1 der Piezogenerator PI für die Stromversorgung bzw.
Spannungsversorgung der Funkeinrichtung FMG zuständig ist, ist es denkbar, dass
evtl. aufgrund einer Funktionsstörung
des Piezogenerators PI nicht ausreichend Energie zum Aussenden eines
ersten Funksignals FS1 bereitgestellt werden konnte. Es ist ferner
denkbar, dass gerade im Zeitpunkt des Einführens der Gurtzunge GZ in die
Aufnahme AG eine Störung
der Übertragungsstrecke
vorgelegen hat. Somit wird im Rahmen der gesonderten Anschnallprüfung die
Steuervorrichtung ST die Funkeinrichtung FMS veranlassen, über die Antenne
ANS ein zweites Funksignal FS2 auszusenden, das die Gurtaufnahmevorrichtung
GAV veranlassen soll, eine Überprüfung des
Aufnahmezustands der Gurtzunge GZ in der Aufnahme AG durchzuführen. Insbesondere
kann dabei das zweite Funksignal FS2 als ein energiereiches niederfrequentes Signal
ausgelegt sein, das die Gurtaufnahmevorrichtung bzw. die Funkeinrichtung
FMG mit Energie versorgt. Die von dem zweiten Funksignal bereitgestellte
Energie kann dabei von dem Funkmodul FMG empfangen und beispielsweise
in dem Energiespeicher ESG zwischengespeichert werden. Es ist dabei auch
möglich,
dass der Energiespeicher ESG durch eine Mehrzahl von zweiten Funksignalen
FS2 aufgeladen wird. Als Kriterium für das Zurücksenden eines ersten Funksignals
FS1 mit dem entsprechenden aktuellen Aufnahmezustand einer Gurtzunge
in der Aufnahme (aufgenommen o der nicht aufgenommen) kann dann sein,
dass mittlerweile im Energiespeicher ESG ausreichend Energie vorhanden
ist, damit die Funkeinrichtung FMG das erste Funksignal FS1 absetzen
kann, oder dass in dem oder einem der zweiten Funksignal FS2 eine
Aufforderungsinformation enthalten ist, die das Funkmodul FMG anweist,
zum nächstmöglichen
Zeitpunkt das erste Funksignal FS1 zur Steuervorrichtung zurückzusenden.
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Hat
sich der Fahrer also in das Fahrzeug gesetzt, den Motor angelassen
und befindet sich das Fahrzeug FZ nun in Bewegung, ohne dass sich
der Fahrer angeschnallt hat, so wird gemäß dem Verfahren von 2 die
gerade dargestellte Anschnallprüfung
durchgeführt,
wobei in dem Fall, in dem sich der Fahrer weiterhin noch nicht angeschnallt
hat, das durch das zweite Funksignal getriggerte erste Funksignal
die Information „nicht
angeschnallt" oder „Gurtzunge
nicht aufgenommen" enthält.
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Nun
wird in Schritt S8 geprüft,
ob ein Antwortsignal in Form des ersten Funksignals zurückgesendet
wurde, bzw. wenn ein erstes Funksignal zurückgesendet wurde, welchen Aufnahmezustand
es mit sich führt.
Anders ausgedrückt,
wird innerhalb einer Zeit T kleiner einem zweiten vorbestimmten
Zeitintervall T2 nach Aussenden des zweiten Funksignals FS2 zur
Anschnallprüfung
kein Antwortsignal in Form des ersten Funksignals FS1 von der Steuervorrichtung
ST empfangen, so erfolgt in jedem Fall gemäß Schritt S10 ein Warnhinweise
(beispielsweise über
die Anzeigeeinrichtung DSP oder den Lautsprecher LS) an den Fahrer
damit dieser informiert ist, dass ein evtl. Problem bei der Sicherheitsanordnung zur
Anschnallprüfung
vorliegt. Ebenso erhält
der Fahrer einen Warnhinweis gemäß Schritt
S10, wenn das innerhalb des zweiten Zeitintervalls T2 empfangene
erste Funksignal die Information enthält, dass (immer noch) kein
Aufnahmezustand der Gurtzunge in der Aufnahme AG vorliegt bzw. dass
der Fahrer noch nicht angeschnallt ist. Es ist dabei denkbar, den Warnhinweis
gemäß Schritt
S10 ständig
anzuzeigen oder in regelmäßigen Zeitabständen wieder
auf die Anschnallprüfung
gemäß Schritt
S7 zu rückzugehen, um
regelmäßig zu überprüfen, ob
mittlerweile sich der Fahrer angeschnallt hat.
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Wird
in Schritt S8 jedoch festgestellt, dass sich der Fahrer mittlerweile
angeschnallt hat bzw. dass das durch das zweite Funksignal FS2 getriggerte
erste Funksignal FS1 einen angeschnallten Zustand signalisiert hat,
so erfolgt gemäß Schritt
S9 kein Warnhinweis (mehr).
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Die
beschriebene Ausführungsform
eines Zugangssystems für
ein Fahrzeug bietet somit die Möglichkeit,
ferner eine Sicherheitsanordnung zur drahtlosen Überprüfung eines angeschnallten Zustands
eines Fahrzeuginsassens zu realisieren, wodurch Signalleitungen
bzw. Energieversorgungsleitungen eingespart werden können, was
zum einen den vorrichtungstechnischen Aufwand im Fahrzeug als auch
das Gesamtgewicht des Fahrzeugs reduziert.