DE102007051827B4 - Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp - Google Patents

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Abstract

Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) vom Kapazitätstyp eines Fahrzeugs, mit einem Fahrzeugkörper (12), einem Sitzrahmen (11), der an dem Fahrzeugkörper (12) befestigt ist und elektrisch mit diesem verbunden ist, und mit einem Sitz, der an dem Sitzrahmen (11) befestigt ist, welches System folgendes aufweist:
eine elektrische Energieversorgungsquelle (8), um eine Wechselspannung zu liefern;
eine Hauptelektrode (21), die an dem Sitz angeordnet ist, um zwischen der Hauptelektrode (21) und dem Fahrzeugkörper (12) ein elektrisches Feld auszubilden;
einen Hauptdraht (28a), der mit elektrischen Energieversorgungsquellen (8) und der Hauptelektrode (21) verbunden ist;
einer Schutzelektrode (guard elektrode) (23), die zwischen dem Sitzrahmen (11) und der Hauptelektrode (21) angeordnet ist;
eine Schaltereinrichtung (4) zum Aufbauen einer Fühlschaltung, um wenigstens einen Sitzbelegungs-Fühlmodus vorzusehen;
eine Impedanzberechnungseinrichtung (5), um eine Impedanz (Z1, Z2, Z3) der Fühlschaltung basierend auf der Wechselspannung und einem Betrag des Stromes, der durch die Fühlschaltung fließt, zu berechnen;
eine RI-Berechnungseinrichtung...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp, welches in einem Fahrzeug installiert ist.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Die DE 601 22 159 T2 offenbart ein Insassensensor zum Erfassen eines Insassen in einem Sitz mit einem leitfähigen Heizelement. Ein sitzbasierter kapazitiver Sensor kann durch eine Sitzeinrichtung beeinträchtigt werden, wenn er auch in demselben Bereich des Sitzes wie die Sitzeinrichtung angeordnet ist. Daher wird ein Insassensensor zum Erfassen eines Insassen in einem Sitz mit einem leitfähigen Heizelement, das mit einer Stromquelle verbunden ist, vorgeschlagen., wobei eine Elektrode entweder zwischen dem Heizelement und einem Sitzbereich oder benachbart zu dem Heizelement angeordnet ist. Ferner ist ein erster und zweiter Induktor mit einer relativen hohen Strombelastbarkeit in Reihe mit dem Heizelement zwischen dem Heizelement und der Leistungsquelle bzw. zwischen dem Heizelement und der Leistungssenke platziert, wobei die Induktivität des ersten und des zweiten Induktors derart ausgewählt wird, dass ihre entsprechenden Impedanzen bei der Frequenz oder den Frequenzen des abgelegten Signals relativ hoch sind, so dass der erste und der zweite Induktor darin als Drosseln wirken. Wegen der hohen Impedanz des ersten und des zweiten Induktors kann das aktive Abschirmungssignal demgemäß mit dem Heizelement wechselstromgekoppelt sein, ohne dass es von der Leistungsquelle oder Leistungssenke wesentlich belastet wird.
  • Die DE 197 24 168 C1 offenbart ein Verfahren zur Verbesserung einer Vorrichtung zur Detektion der Anwesenheit eines Körpers, insbesondere eines menschlichen Körpers, in einem Detektionsbereich, mit einem kapazitiven Sensor, welcher eine Elektrodenanordnung umfasst, die an eine Detektionsschaltung anschließbar ist und deren Kapazität durch Einbringen des Körpers in den Detektionsbereich veränderbar ist, dass durch das Einbringen eines zu detektierenden Körpers in den Detektionsbereich eine höhere Kapazitätsänderung der Elektrodenanordnung erreichbar ist. Hierin wird vorgeschlagen, dass der kapazitive Sensor einen Influenzkörper aus elektrisch leitfähigem Material umfasst, der von der Elektrodenanordnung elekrisch getrennt ist und an dem elektrische Influenzladungen durch an der Elektrodenanordnung angeordnete Ladungen erzeugbar sind.
  • Die DE 198 12 626 A1 offenbart, dass bei einem Verfahren zur kapazitiven Belegungserkennung bei Fahrzeugen, bei der zwei Kondensatorelektroden mit Wechselspannung beaufschlagt werden und die Anwesenheit eines Objekts durch eine Änderung der Gesamtkapazität des Kondensators bemerkt wird, werden die beiden Elektroden separat mit zwei Wechselspannungen beaufschlagt, die gegenphasig zueinander sind. Die in den Zuleitungen der beiden Elektroden sich ergebenden Wechselströme werden addiert.
  • Die DE 60 2004 001 516 T2 offenbart ein System zur Erfassung einer Sitzbelegung in einem Fahrzeug. Insbesondere ist das System auch zur Klassifizierung einer Sitzbelegung in der Lage. Dabei umfasst das System eine erste und zweite kapazitive Elektrode, die im Innenraum des Fahrzeugs angeordnet sind, sowie eine mit den Elektroden verbundene Treiber- und Auswerteschaltung. Die erste kapazitive Elektrode ist in einem Sitz angeordnet während die zweite in einem Fußbereich angeordnet ist. Die Treiber- und Auswerteschaltung umfasst Mittel zum Treiben der ersten kapazitiven Elektrode und Ermitteln einer kapazitiven Kopplung mit einem Körper oder Gegenstand, der auf dem Sitz platziert ist, sowie Mittel zum Treiben der zweiten Elektrode und Ermitteln einer kapazitiven Kopplung zwischen der zweiten Elektrode und der ersten Elektrode. Das System arbeitet dabei in zwei verschiedenen Betriebsmodi, nämlich Lastmodus und Kopplungsmodus. Die Kombination der Ergebnisse aus beiden Modi lässt eine zuverlässige Klassifizierung der Sitzbelegung zu.
  • Die EP 1 048 534 A1 offenbart ein kapazitives Sensorelement (31), welches durch ein breitbandiges Treibersignal erregt wird und ein Meßsignal erzeugt, das einer Autokorrelation mit dem Treibersignal unterzogen wird. Das Treibersignal ist vorzugsweise ein binäres Pseudozufallsrauschsignal. Hierdurch lässt sich guter Störabstand erreichen. Die Autokorrelation kann bei binärem Treibersignal und Meßsignal im einfachsten Fall durch ein einfaches UND-Glied (36) realisiert werden.
  • Die JP-Hei-11-271463-A offenbart ein Sitzbelegungs-Sensorsystem, welches einen Sensor vom Kapazitätstyp enthält, und offenbart ein elektronisches Steuersystem.
  • Der Sensor vom Kapazitätstyp umfasst eine Hauptelektrode, die innerhalb eines Sitzes eines Fahrzeugs angeordnet ist, um eine Änderung in einem elektrischen Feld zu detektieren, welches zwischen der Hauptelektrode und einem Abschnitt eines Fahrzeugkörpers gebildet wird.
  • Wenn auf dem Sitz kein Insasse sitzt, befindet sich in dem elektrischen Feld nur Luft. Wenn jedoch ein Teil eines Kind-Rückhaltesystems (CRS) auf dem Sitz vorhanden ist, gelangt das Teil in das elektrische Feld. Wenn sich ein Passagier auf den Sitz setzt, gelangt der menschliche Körper in das elektrische Feld. Die Dielektrizitätskonstante von Luft liegt bei etwa 1, die Dielektrizitätskonstante des Kindersitzes liegt gewöhnlich zwischen 2 und 5 und die Dielektrizitätskonstante des menschlichen Körpers liegt bei etwa 50. Daher ändert sich die Kapazität des Kondensators, der zwischen dem Sitz und dem Fahrzeugkörper gebildet ist, wenn sich eine Person auf den Sitz setzt und sich damit eine Änderung der Luft am Sitz ergibt, oder wenn ein Kindersitz oder ein menschlicher Körper auf den Sitz gelangt. Somit unterscheidet das Insassen-Erfassungssystem einen Insassen basierend auf der Änderung in der Kapazität.
  • Abhängig vom Ergebnis der Diskriminierung wird ein Airbagsystem in Betrieb gesetzt. Wenn sich beispielsweise auf dem Sitz keine Person befindet, wird verhindert, dass ein Airbag in Betrieb gesetzt wird. Andererseits kann der Airbag aufgeblasen werden, wenn eine erwachsene Person auf dem Sitz Platz genommen hat.
  • Da die Dielektrizitätskonstante von Wasser bei 80 liegt und dicht bei der Dielektrizitätskonstanten des menschlichen Körpers liegt, ist es schwierig, eine Diskriminierung in Bezug auf den menschlichen Körper durchzuführen ohne Verwendung eines zusätzlichen Sensors, wenn der Sitz durch Wasser feucht geworden ist. Um eine Unterscheidung zwischen einer Platz genommenen Person und einem feuchten Sitz durchführen zu können, wird in der JP-2006-27591-A ein Sensorsystem vom Kapazitätstyp vorgeschlagen, welches einen zusätzlichen Sensor verwendet, um einen feuchten Zustand eines Sitzes zu detektieren.
  • Die JP-2006-201129 offenbart ein Insassen-Sensorsystem vom Kapazitätstyp, welches den Strombetrag erhöht, der zwischen einem Paar von Elektroden fließt und zwar nur dann, wenn eine Person auf dem Sitz Platz genommen hat.
  • Die JP-2006-27591 offenbart ein Insassen-Sensorsystem vom Kapazitätstyp, welches eine Schutzelektrode enthält, um einen anormalen Zustand eines Kondensators zu detektieren, der zwischen der Schutzelektrode und der Hauptelektrode gebildet ist.
  • Solch ein Insassen-Sensorsystem vom Kapazitätstyp detektiert einen Insassen mit Hilfe der Spannung der Kapazität oder mit Hilfe des Strombetrages, der zwischen einem Paar von Elektroden der Kapazität fließt. Der Strombetrag ist auf eine Komponente bezogen, die zwischen die Elektroden hinein gelangt und auf den Widerstand des Schaltkreises, der den Insassensensor vom Kapazitätstyp bildet. Mit anderen Worten enthält solch ein Widerstand die Widerstände des menschlichen Körpers, von Wasser, von Luft und so weiter. Diese Widerstände sind zu der Kapazität bzw. Kondensator parallel geschaltet.
  • Daher enthält der detektierte Strombetrag einen Betrag des Stromes, der zwischen dem Paar der Elektroden fließt, und einen Betrag des Stromes, der durch den menschli chen Körper, Wasser, Luft und so weiter fließt. Es ist daher schwierig einen Insassen, der auf dem Sitz sitzt, mit hoher Genauigkeit unterscheiden zu können.
  • Die der Erfindung zugrundliegende Aufgabe besteht darin, ein Insassen-Sensorsystem vom Kapazitätstyp zu schaffen, die einen auf einem Sitz befindlichen Insassen mit hoher Genauigkeit diskriminieren kann.
  • Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin ein Insassen-Sensorsystem vom Kapazitätstyp zu schaffen, welches eine Fehlfunktion des Systems und auch einen feuchten Sitz detektieren kann.
  • Gemäß einem Merkmal der Erfindung enthält das Insassen-Sensorsystem vom Kapazitätstyp eine elektrische Wechselstromversorgungsquelle, eine Hauptelektrode, die an dem Sitz angeordnet ist, um ein elektrisches Feld zwischen der Hauptelektrode und einem Fahrzeugkörper zu erzeugen, eine Schutzelektrode, die zwischen einem Sitzrahmen und der Hauptelektrode angeordnet ist, eine Schaltereinrichtung zum Aufbauen einer Sendeschaltung, um wenigstens einen Sitzbelegungs-Erfassungsmodus vorzusehen, ferner eine Impedanzberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Impedanz der Erfassungsschaltung basierend auf der Wechselspannung und basierend auf dem Betrag des Stromes, der durch die Erfassungsschaltung fließt, eine RI-Berechnungseinrichtung zum Berechnen des realen Anteils und des imaginären Anteils der Impedanz; und eine Beurteilungseinrichtung, um die Diskriminierung hinsichtlich der auf dem Sitz befindlichen Person durchzuführen und zwar basierend auf wenigstens dem imaginären Anteil der Impedanz. Wenn in der Impedanzberechnungseinrichtung die Schaltereinrichtung den Sitzbelegungs-Erfassungsmodus erzeugt, bildet die Schaltereinrichtung für die Hauptelektrode in die Erfassungsschaltung und veranlasst, dass die Schutzelektrode das gleiche Potenzial wie die Hauptelektrode erreicht, sodass die Schutzelektrode verhindern kann, dass ein elektrisches Feld zwischen dem Sitzrahmen und der Hauptelektrode gebildet wird.
  • Der menschliche Körper und Wasser können als eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und einem Kondensator betrachtet werden, die eine Impedanz bilden, die einen realen Anteil und einen imaginären Anteil aufweist. Es wurde durch den Erfinder herausgefunden, dass ein durch einen Insassen belegter Sitz und ein feuchter Sitz exakter erfasst werden können, indem der imaginäre Anteil der Impedanz berechnet wird.
  • Bei dem zuvor erläuterten Sitzbelegungs-Sensorsystem kann die Beurteilungseinrichtung einen Insassen auf dem Sitz basierend auf sowohl dem realen Anteil als auch dem imaginären Anteil unterscheiden; eine Sub-Elektrode kann auf der Seite der Hauptelektrode vorgesehen sein, und ein Sub-Draht kann vorgesehen sein, um die Sub-Elektrode mit Masse oder Erde zu verbinden, sodass die Impedanzberechnungseinrichtung einen Betrag des Stromes detektieren kann, der von der Hauptelektrode zu der Sub-Elektrode fließt, um eine Impedanz zu berechnen, die sich auf einen feuchten Sitz bezieht, der durch Wasser feucht geworden ist; die Schaltereinrichtung kann die Schutzelektrode mit Masse oder Erde (dem Fahrzeugkörper) verbinden, um ein elektrisches Feld zwischen der Hauptelektrode und der Schutzelektrode auszubilden, um eine Impedanz zu berechnen, welche auf eine Fehlfunktion des Sensorsystems bezogen ist.
  • Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung enthält das Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp eine elektrische Wechselstromenergiequelle, eine Hauptelektrode, die an dem Sitz angeordnet ist, um zwischen der Hauptelektrode und einem Fahrzeugkörper ein elektrisches Feld aufzubauen, eine Sub-Elektrode, die auf der Seite der Hauptelektrode angeordnet ist, eine Schaltereinrichtung, um einen Feuchtsitz-Fühlmodus zu realisieren, eine Impedanzberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Impedanz zwischen der Hauptelektrode und der Sub-Elektrode, wenn die Schaltereinrichtung den Feuchtsitz-Fühlmodus liefert, eine RI-Berechnungseinrichtung zum Berechnen des realen Anteiles und des imaginären Anteiles der Impedanz, und die Beurteilungseinrichtung, um eine Diskriminierung durchzuführen, ob es sich um einen feuchten Sitz handelt und zwar basierend auf wenigstens dem imaginären Anteil der Impedanz.
  • Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung enthält das Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp eine elektrische Wechselstromenergiequelle, eine Hauptelektrode, die an dem Sitz angeordnet ist, um zwischen der Hauptelektrode und dem Fahrzeugkörper ein elektrisches Feld auszubilden, eine Schutzelektrode, die zwischen dem Sitzrahmen und der Hauptelektrode angeordnet ist, eine Schaltereinrichtung, um eine Verbindung zu schalten und zwar von der Schutzelektrode von der elektrischen Stromversorgungsquelle her, um einen Sitzbelegungs-Fühlmodus zu realisieren, um die Schutzelektrode mit dem Fahrzeugkörper zu verbinden, um einen Fehlfunktions-Fühlmodus zu realisieren, eine Impedanzberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Impedanz einer elektrischen Schaltung, die einen Hauptdraht, die Hauptelektrode und einen Schutzdraht enthält, wenn die Schaltereinrichtung den Fehlfunktions-Fühlmodus erzeugt, die RI-Berechnungsschaltung dazu dient, um den realen Anteil und den imaginären Anteil der Impedanz zu berechnen und mit der Beurteilungseinrichtung, um eine Fehlfunktion basierend auf wenigstens einem der Anteile gemäß dem realen Anteil der ersten Impedanz und dem imaginären Anteil der ersten Impedanz zu beurteilen.
  • Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung enthält das Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp eine elektrische Wechselstromenergieversorgungsquelle, eine Hauptelektrode, die an dem Sitz angeordnet ist, um zwischen der Hauptelektrode und einem Fahrzeugkörper ein elektrisches Feld aufzubauen, eine Sub-Elektrode, die auf einer Seite der Hauptelektrode angeordnet ist, eine Schutzelektrode (guard electrode), die zwischen dem Sitzrahmen und der Hauptelektrode angeordnet ist, sodass sie der Hauptelektrode in einem Abstand gegenüberliegt, eine Schaltereinrichtung, um einen Sitzbelegungs-Fühlmodus zu realisieren, einen Feuchtsitz-Fühlmodus und einen Fehlfunktions-Fühlmodus zu realisieren, wobei bei dem Schaltmodus eine Verbindung von der Schutzelektrode aufgebaut wird, sodass diese das gleiche Potenzial wie beim Vorsehen des Sitzbelegungs-Fühlmodus hat, jedoch die Sub-Elektrode mit dem Fahrzeugkörper zu verbinden, um ein elektrisches Feld zwischen der Hauptelektrode und der Sub-Elektrode zu bilden, um den Feuchtsitz-Fühlmodus zu realisieren und um die Schutzelektrode mit dem Fahrzeugkörper zu verbinden, um ein elektrisches Feld zwischen der Hauptelektrode und der Schutzelektrode zu bilden, um einen Fehlfunktions-Fühlmodus zu realisieren, eine Impedanzberechnungseinrichtung zum Berechnen einer ersten Impedanz einer elektrischen Schaltung, welche die Hauptelektrode enthält, wenn die Schaltereinrichtung den Sitzbelegungs-Fühlmodus realisiert, eine zweite Impedanz einer elektrischen Schaltung zu berechnen, welche die Hauptelektrode und die Sub-Elektrode enthält, wenn die Schaltereinrichtung den Feuchtsitz-Fühlmodus realisiert, und um eine dritte Impedanz einer elektrischen Schaltung zu berechnen, welche die Hauptelektrode und die Schutzelektrode enthält, eine RI-Berechnungseinrichtung zum Berechnen des realen Anteiles und des imaginären Anteiles von einer der Impedanzen, und die Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen einer Sitzbelegung, eines feuchten Sitzes und einer Fehlfunktion basierend auf wenigstens einem Anteil gemäß dem realen Anteil der ersten, der zweiten und der dritten Impedanz und des imaginären Anteiles derselben.
  • Weitere Ziele, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung als auch Funktionen von damit in Beziehung stehenden Teilen der Erfindung ergeben sich klarer anhand des Studiums der folgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Ansprüche und der beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein schematisches Diagramm, welches ein Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
  • 2 ein schematisches Diagramm, welches das Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp, welches in 1 gezeigt, mehr in Einzelheiten darstellt;
  • 3 ein schematisches Diagramm, welches einen Sensor und einen Verbinder oder Stecker des Sitzbelegungs-Sensorsystems wiedergibt;
  • 4 eine Querschnittsansicht des Sensors, der in 3 gezeigt ist, entlang der Schnittlinie IV-IV;
  • 5A, 5B und 5C ein Schaltungsdiagramm des Insassen-Sensorsystems vom Kapazitätstyp, welches in unterschiedlichen Detektions-Modi arbeitet;
  • 6 einen Graphen, der die Widerstands- und Kapazitäts-Komponenten einer Impedanz veranschaulicht;
  • 7 einen Graphen, der verschiedene Impedanzen eines sitzenden Insassen zeigt, berechnet in dem Insassen-Detektionsmodus;
  • 8 einen Graphen, der verschiedene Impedanzen des Platz genommenen Insassen wiedergibt, und zwar berechnet in einem Feuchtsitz-Fühlmodus;
  • 9 einen Graphen, der verschiedene Impedanzen darstellt, die durch Fehlfunktionen in dem Feuchtsitz-Fühlmodus hergerufen werden;
  • 10 einen Graphen, der verschiedene Impedanzen veranschaulicht, die durch Fehlfunktionen in dem Fehlfunktion-Detektionsmodus hervorgerufen werden;
  • 11 ein Flussdiagramm eines Hauptbetriebes;
  • 12 ein Flussdiagramm eines Anfangsprüfvorganges; und
  • 13 ein Flussdiagramm eines normalen Betriebes.
  • Ein Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird unter Hinweis auf die anhängenden Zeichnungen im Folgenden beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp 1 eine Sensoreinheit 2, einen Verbinder oder Stecker 3, eine elektrische Energieversorgungsquelle 8, eine Impedanz-Detektoreinheit 14 und eine Belegungs-Erfassungs-ECU 15. Die Sensoreinheit 2 ist in einem Sitz eines Fahrzeugs angeordnet.
  • Der Sitz umfasst einen Sitzabschnitt 9, eine Sitzlehne 10 und einen Sitzrahmen 11. Die Sensoreinheit 2 ist innerhalb des Sitzabschnittes 9 angeordnet und der Sitzrahmen 11 ist am Boden des Sitzabschnittes 9 angeordnet und liegt der Sensoreinheit 2 in einem gewissen Abstand gegenüber. Der Sitzrahmen 11 ist elektrisch mit einem Fahrzeugkörper 12 verbunden.
  • Gemäß der Darstellung in 2 enthält die Sensoreinheit 2 eine Hauptelektrode 21, eine Sub-Elektrode 22 und eine Schutzelektrode 23. Die Hauptelektrode 21 und die Sub-Elektrode 22 sind Seite an Seite in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet. Die Schutzelektrode 23 ist zwischen der Hauptelektrode 21 und dem Sitzrahmen 11 angeordnet und liegt der Hauptelektrode 21 gegenüber. Der Verbinder oder Stecker 3 verbindet die Sensoreinheit 2 mit der Impedanz-Detektoreinheit 14. Der Verbinder oder Stecker 3 ist gewöhnlich in der Sitzlehne bzw. Sitzrücken des Sitzes angeordnet. Es kann jedoch ein Abstand des Verbinders oder Steckers in die Innenseite des Sitzes eingeschoben sein. Die elektrische Energieversorgungsquelle 8 legt an die Hauptelektrode 21 eine Wechselspannung an und zwar über einen Hauptdraht 28a (wie in 5 gezeigt ist).
  • Die Impedanz-Detektoreinheit 14 enthält einen Schalterabschnitt 4, einen Impedanzberechnungsabschnitt 5, einen Realanteil- und Imaginäranteil-Berechnungsabschnitt (im Folgenden als RI-Berechnungsabschnitt bezeichnet) 6 und einen Beurteilungsabschnitt 7. Der Schalterabschnitt 4 enthält drei Analogschalter, das heißt einen ersten Schalter 41, einen zweiten Schalter 42 und einen dritten Schalter 43, die durch die Belegungs-Erfassungs-ECU 15 gesteuert werden, welche an die Impedanz-Detektoreinheit 14 angeschlossen ist. Der erste Schalter 41 besitzt einen Anschluss auf einer Seite, der mit der Sub-Elektrode 22 verbunden ist, und zwei Anschlüsse a, b auf der anderen Seite. Der zweite Schalter 42 besitzt einen Anschluss auf einer Seite, der mit einer Strom-Detektorschaltung 52 des Impedanzberechnungsabschnitts 5 verbunden ist, und besitzt zwei Anschlüsse a, b auf der anderen Seite. Der dritte Schalter 43 besitzt einen Anschluss auf einer Seite, der mit der Schutzelektrode 23 verbunden ist, und besitzt zwei Anschlüsse a, b auf der anderen Seite. Der erste, der zweite und der dritte Schalter 41, 42, 43 verbinden jeweils den einen Anschluss auf der einen Seite mit einem der Anschlüsse a, b auf der anderen Seite gemäß einem Fühlmodus, der noch an späterer Stelle beschrieben wird.
  • Der Impedanzberechnungsabschnitt 5 enthält eine Spannungs-Detektorschaltung 51, einen ersten Widerstand R1, der zwischen die elektrische Energieversorgungsquelle 8 und dem Anschluss b des ersten Schalters 41 geschaltet ist, einen ersten Operationsverstärker 5a, dessen Eingangsanschlüsse über dem Widerstand R1 geschaltet sind und dessen Ausgangsanschluss mit dem Anschluss des zweiten Schalters 42 verbunden ist, enthält die Strom-Detektorschaltung 52 und einen dritten Operationsverstärker 5c, dessen Eingangsanschluss mit einem Ende des ersten Widerstandes R1 verbunden ist und dessen Ausgangsanschluss mit dem Anschluss a des dritten Schalters 43 verbunden ist, und eine Impedanzberechnungsschaltung 53. Die Strom-Detektorschaltung 52 enthält den zweiten Operationsverstärker 2b und einen zweiten Widerstand R2. Die Spanungs-Detektorschaltung 51 und die Strom-Detektorschaltung 52 sind jeweils geerdet bzw. mit Masse verbunden (oder elektrisch mit dem Fahrzeugkörper verbunden). Der erste Schalter 41 und der zweite Schalter 42 sind miteinander über den Anschluss b derselben verbunden. Der Anschluss b des dritten Schalters 43 ist ebenfalls geerdet oder mit Masse verbunden.
  • Die Impedanzberechnungsschaltung 53 ist mit der Spannungs-Detektorschaltung 51 und der Strom-Detektorschaltung 52 auf einer Seite und mit dem RI-Berechnungsabschnitt 6 auf der anderen Seite verbunden. Die Impedanzberechnungsschaltung 53 berechnet eine Impedanz basierend auf der Spannung, die durch die Spannungs-Detektorschaltung 51 detektiert wird, und anhand des Betrages des Stromes, der durch die Strom-Detektorschaltung 52 detektiert wird.
  • Der RI-Berechnungsabschnitt 6 ist mit dem Impedanzberechnungsabschnitt auf einer Seite verbunden und ist mit der Belegungs-Erfassungs-ECU 15 auf der anderen Seite verbunden. Der Beurteilungsabschnitt 7 kann eine Diskriminierung durchführen und zwar zwischen dem besetzten Sitz, einem feuchten Sitz und einer Fehlfunktion basierend auf den Werten, die mit Hilfe des RI-Berechnungsabschnitts 6 berechnet werden. Die Werte können zu einer Airbag-ECU (nicht gezeigt) gesendet werden, um die Diskriminieroperation direkt auszuführen. Nebenbei bemerkt können die Impedanzberechnungsschaltung 53, der RI-Berechnungsabschnitt 6 und der Beurteilungsabschnitt 5 aus Schaltungen oder aus Betriebsprogrammen gebildet sein.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, besteht die Sensoreinheit 2 aus einem Blatt-Element, welches eine Hauptelektrode 21, die Sub-Elektrode 22 und die Schutzelektrode 23, einen Basisfilm 24, einen Film 25 gemäß einer oberen Schicht und einen Film 26 gemäß einer unteren Schicht enthält. Der Verbinder 3 enthält einen Abschirm-Drahtverbinder 31, abgeschirmte Drähte 32 und einen Schalt-Stecker oder -Verbinder 33. Der Basisfilm 24, der Film 25 gemäß der oberen Schicht und der Film 26 gemäß der unteren Schicht können aus isolierendem Material wie beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt sein und sind mit Hilfe eines Klebemittels 7 aneinander gebondet.
  • Die Sub-Elektrode 22 ist aus einer Kohlenstoffelektrode 220 und einer Silberelektrode 211 konstruiert und ist um die Hauptelektrode 21 in einem bestimmten Abstand ausgebildet. Daher ist die Silberelektrode 221 innerhalb der Kohlenstoffelektrode 220 an der Mitte der Weite derselben angeordnet und erstreckt sich entlang der Kohlenstoffelektrode. Die Schutzelektrode 23 ist aus einer Kohlenstoffelektrode 230 und einer Silberelektrode 231 gebildet. Die Schutzelektrode 23 ist zwischen dem Basisfilm 24 und dem Film 26 gemäß der unteren Schicht in Gegenüberlage zur Hauptelektrode 21 angeordnet. Die Kohlenstoffelektrode 230 besitzt eine rechteckförmige Fläche, während die Silberelektrode 231 eine Gestalt eines rechteckförmigen Rahmens aufweist, der innerhalb der Kohlenstoffelektrode 230 angeordnet ist. Die Hauptelektrode 21 und die Schutzelektrode 23 sind voneinander durch den Basisfilm 24 isoliert.
  • Der abgeschirmte Drahtverbinder 31 und der Schalter-Verbinder 33 sind an der Sitzlehne bzw. dem Sitzrücken des Sitzes angeordnet. Die Hauptelektrode 21, die Sub-Elektrode 22 und die Schutzelektrode 23 sind innerhalb des Sitzes angeordnet und sind mit dem Abschirmdraht-Verbinder 31 über Löcher (nicht gezeigt) verbunden. Der Abschirmdraht-Verbinder 31 ist mit dem Schalter-Verbinder 33 über Abschirmdrähte 32 verbunden. Der Schalter-Verbinder 33 ist mit dem Schalterabschnitt 4 der Impedanz-Detektoreinheit 14 verbunden.
  • Das Sitzbelegungs-Sensorsystem arbeitet in den folgenden drei Modi: einem Insassen-Erfassungsmodus, einem Feuchtsitz-Fühlmodus und einem Fehlfunktion-Fühlmodus.
  • Der Insassen-Erfassungsmodus wird gestartet, wenn alle Schalter 41 bis 43 umgeschaltet werden, um mit dem Anschlüssen a verbunden zu werden. Wie in 5A gezeigt ist, legt die elektrische Stromversorgungsquelle 8 eine Wechselspannung an die Hauptelektrode 21 an, um zwischen der Hauptelektrode 21 und dem Fahrzeugkörper 12 ein elektrisches Feld aufzubauen. Dann egalisiert der dritte Operationsverstärker 5c das Potenzial der Hauptelektrode 21 mit demjenigen der Schutzelektrode 23. Die elektrische Stromversorgungsquelle 8 legt auch eine Wechselspannung an die Sub-Elektrode 22 über den ersten Schalter 41 an. Die Spannungs-Detektorschaltung 51 detektiert die Wechselspannung.
  • Wenn auf dem Sitz kein Insasse Platz genommen hat, befindet sich lediglich Luft zwischen der Hauptelektrode 21 und dem Fahrzeugkörper 12. Wenn andererseits eine erwachsene Person auf dem Sitz Platz genommen hat, gelangt der menschliche Körper der erwachsenen Person zwischen die Hauptelektrode 21 und dem Fahrzeugkörper 12. Wie in 5A dargestellt ist, fließt ein elektrischer Strom von der elektrischen Stromversorgungsquelle 8 in die Belegungs-Erfassungsschaltung, die den Hauptdraht 28a, die Hauptelektrode 21 und einen elektrischen Pfad enthält, der von der Hauptelektrode 21 zu dem Fahrzeugkörper 11 gebildet ist, wie durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist. Nebenbei bemerkt erstreckt sich der Hauptdraht 28a von der Stromversorgungsquelle 8 über den ersten Widerstand R1 zu der Hauptelektrode 21 hin. Die Strom-Detektorschaltung 52 detektiert den Betrag des Stromes, der durch den Widerstand R1 fließt.
  • Die Impedanzberechnungsschaltung 53 berechnet eine erste Impedanz Z1 der Insassen-Erfassungsschaltung basierend auf der Spannung, die durch die Spannungs-Detektorschaltung 51 detektiert wird, und basierend auf dem Betrag des Stromes, der durch die Strom-Detektorschaltung 52 detektiert wird. Die erste Impedanz Z1 enthält eine Impedanz Za zwischen der Hauptelektrode 21 und dem Fahrzeugkörper. Ein Element, welches zwischen die Hauptelektrode 21 und den Fahrzeugkörper eindringt, wie beispielsweise ein menschlicher Körper, Luft oder ein Teil von CRS, enthält nicht nur eine kapazitive Komponente, sondern auch eine Widerstandskomponente. Mit anderen Worten besteht die Impedanz Za aus einer Impedanz einer Parallelschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand.
  • Die erste Impedanz Z1 wird durch den RI-Berechnungsabschnitt 6 in einen realen Anteil und einen imaginären Anteil aufgeteilt. Das heißt es ergibt sich Z1 = 1/Re + j·1/Im, worin Re der reale Anteil ist und Im der imaginäre Anteil ist.
  • Wenn, wie in 6 gezeigt, die Widerstandskomponente groß wird, wird der reale Teil Re kleiner und der imaginäre Teil Im wird größer, wenn die kapazitive Komponente größer wird. Die Länge des Vektors vom Punkt 0 zu dem Punkt X zeigt einen Wert der Impedanz Z an. In dem Sitz-Belegungs-Erfassungsmodus führt der Beurteilungsabschnitt 7 eine Diskriminierung hinsichtlich einer Sitzbelegung durch und zwar basierend auf den realen und imaginären Anteilen der ersten Impedanz, die durch den RI-Berechnungsabschnitt 6 berechnet werden.
  • Wenn, wie in 7 gezeigt ist, eine erwachsene Person auf dem Sitz Platz genommen hat, wird der reale und der imaginäre Anteil der ersten Impedanz Z1 größer als diejenigen, wenn keine Person auf dem Sitz Platz genommen hat. Das heißt wenn eine erwachsene Person Platz genommen hat, werden der reale und der imaginäre Anteil über einer Zweipunkt-Strichlierungslinie aufgetragen, die im Folgenden als eine Schwellenwertlinie bezeichnet wird, und sie werden unterhalb der Schwellenwertlinie aufgetragen mit Ausnahme eines leeren Sitzes, der durch Salzwasser feucht geworden ist.
  • Wenn auf dem Sitz keine Person sitzt, bildet die Schutzelektrode 23 ein elektrisches Feld mit dem Sitzrahmen 11. Da die Schutzelektrode 23 den gleichen Potenzialwert wie die Hauptelektrode 21 aufweist, wird die Kapazität, die zwischen der Hauptelektrode 21 und dem Sitzrahmen 11 gebildet ist, nahezu aufgehoben oder wird sehr viel kleiner, wie dies auch in der JP-2006-201129-A beschrieben ist.
  • Es wird nun im Folgenden unter Hinweis auf die 5B, 8 und 9 der Feuchtsitz-Fühlmodus beschrieben.
  • Der Feuchtsitz-Fühlmodus wird gestartet, wenn der erste und der zweite Schalter 41, 42 umgeschaltet werden, um eine Verbindung mit den Anschlüssen b herzustellen, und wenn der dritte Schalter 43 umgeschaltet wird, um eine Verbindung mit dem Anschluss a herzustellen. Wie in 5B gezeigt ist, wird die Sub-Elektrode 22 mit der Strom-Detektorschaltung 52 verbunden, sodass ein elektrisches Feld zwischen der Hauptelektrode 21 und der Sub-Elektrode 22 ausgebildet wird. Die Impedanz Zb zwischen der Hauptelektrode 21 und der Sub-Elektrode 22 besteht aus einer Impedanz aus einer Parallelschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand. Die Kapazität des Kondensators und der Widerstand des Widerstandes ändern sich, wenn frisches Wasser oder Salzwasser zwischen die Hauptelektrode 21 und die Subelektrode gelangt. Diese Änderung wird durch die Strom-Detektorschaltung 52 detektiert. Ein in 5B vorhandener Pfeil zeigt eine Richtung (die normale Richtung) des Wechselstromes an. Mit anderen Worten fließt Strom von der Stromversorgungsquelle 8 nach Masse oder Erde (Fahrzeugkörper) über den Hauptdraht 28a, der den zweiten Widerstand R2, enthält, fließt über die Hauptelektrode 21, die Sub-Elektrode 22 und einen Sub-Draht 28b. Der Betrag des Stromes, der durch den zweiten Widerstand R2 fließt, wird durch die Strom-Detektorschaltung 52 detektiert. Nebenbei bemerkt erstreckt sich der Sub-Draht 28b von der Sub-Elektrode 22 nach Masse (dem Fahrzeugkörper).
  • In dem Feuchtsitz-Fühlmodus berechnet die Impedanzberechnungsschaltung 53 die zweite Impedanz Z2 basierend auf der Spannung, die durch die Spannungs-Detektorschaltung 51 detektiert wird, und basierend auf dem Betrag des Stromes, der durch die Stromdetektorschaltung 52 detektiert wird.
  • Der RI-Berechnungsabschnitt 6 berechnet den realen Anteil der zweiten Impedanz Z2 und den imaginären Anteil derselben in der gleichen Weise wie in dem Sitzbelegungs-Erfassungsmodus. Der Beurteilungsabschnitt 7 führt eine Diskriminierung hinsichtlich eines feuchten Sitzes durch und zwar basierend auf dem realen und dem imaginären Anteil der zweiten Impedanz Z2, und einer Fehlfunktion der Feuchtsitz-Erfassungsschaltung (im Folgenden als erste Fehlfunktion bezeichnet) basierend auf dem imaginären Teil.
  • Wenn der Sitz durch Salzwasser feucht geworden ist, wird der reale Anteil und der imaginäre Anteil der zweiten Impedanz Z2 größer als eine Zweipunkt-Strichlierungslinie oder Schwellenwertlinie, wie in 8 gezeigt ist. Andererseits wird der reale Anteil und der imaginäre Anteil der zweiten Impedanz Z2 kleiner als die Schwellenwertlinie und zwar für die folgenden Fälle: (1) es befindet sich keine Person auf dem Sitz; (2) es befindet sich eine erwachsene Person auf dem Sitz; und (3) es befindet sich eine erwachsene Person auf dem Sitz, der durch frisches Wasser feucht geworden ist.
  • Der Beurteilungsabschnitt 7 führ eine Diskriminierung durch und zwar hinsichtlich des durch Salzwasser feucht gewordenen Sitzes basierend auf den Werten der realen und imaginären Anteile. Nebenbei gesagt kann der Beurteilungsabschnitt 7 auch eine Diskriminierung hinsichtlich eines durch frisches Wasser feucht gewordenen Sitzes durchführen, wenn die Schwellenwertlinie in geeigneter Weise eingestellt ist.
  • Die Fehlfunktion der Feuchtsitz-Fühlschaltung in dem Feuchtsitz-Fühlmodus wird nun unter Hinweis auf 9 beschrieben. Die Feuchtsitz-Fühlschaltung ist durch die Hauptelektrode 21, die Sub-Elektrode 22 und den Sub-Draht 28b gebildet.
  • Wenn die Feuchtsitz-Fühlschaltung normal arbeitet, liegt der reale Anteil Re der zweiten Impedanz Z2 bei etwa 2 [1/MΩ] und der imaginäre Anteil Im liegt bei etwa 14 [1/MΩ], wie in 9 dargestellt ist. Wenn die Hauptelektrode 21 oder die Sub-Elektrode 22 einen Kurzschluss bilden oder wenn der Sub-Draht 28b bricht bzw. unterbrochen wird, werden der reale Anteil Re und der imaginäre Anteil Im nahezu zu 0. Hierbei wird der Schwellenwertpegel der Diskriminierung in der folgenden Weise eingestellt: Im = 6 [1/MΩ]
  • Wenn die Feuchtsitz-Fühlschaltung normal arbeitet, liegt der imaginäre Anteil Im der zweiten Impedanz über dem Schwellenwertpegel.
  • Wenn die Hauptelektrode 21 oder die Sub-Elektrode 22 einen Kurzschluss aufweisen oder wenn der Sub-Draht 28b gebrochen ist, liegt der imaginäre Teil Im der zweiten Impedanz unter dem Schwellenwertpegel. Es kann daher eine Kurzschlussbildung der Hauptelektrode 21 und der Sub-Elektrode und ein Gebrochensein des Sub-Drahtes 28b in einfacher Weise detektiert werden.
  • Der Fehlfunktion-Fühlmodus wird initialisiert, wenn der erste und der zweite Schalter 41, 42 umgeschaltet werden, um eine Verbindung mit den Anschlüssen a herzustellen, und wenn der dritte Schalter 43 umgeschaltet wird, um eine Verbindung mit dem Anschluss b herzustellen. Wie in 5C gezeigt ist, ist die Schutzelektrode 23 mit Masse verbunden oder geerdet. Dann legt die elektrische Stromversorgungsquelle 8 eine Wechselspannung an die Hauptelektrode 21 an, um ein elektrisches Feld zwischen der Hauptelektrode 21 und der Schutzelektrode 23 auszubilden. Die Impedanz Zc zwischen der Hauptelektrode 21 und der Schutzelektrode 23 besteht aus Impedanz einer Parallelschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand.
  • In 5C zeigt ein Pfeil eine normale Richtung des Wechselstromes an. Mit anderen Worten fließt Strom in eine Fehlfunktion-Fühlschaltung, die den elektrischen Pfad enthält und zwar von der elektrischen Stromversorgungsquelle 8 nach Masse oder Erde (Fahrzeugkörper) und zwar über den Hauptdraht 28a, die Hauptelektrode 21, die Schutzelektrode 23 und einen Schutzdraht 28c. Der Betrag des Stromes wird auch durch die Strom-Detektorschaltung 52 detektiert.
  • Daher berechnet die Impedanzberechnungsschaltung 53 die dritte Impedanz Z3, welche die Impedanz Zc enthält, basierend auf der Spannung, die durch die Spannungs-Detektorschaltung 51 detektiert wird, und basierend auf dem Betrag des Stromes, der durch die Strom-Detektorschaltung 52 detektiert wird. Nebenbei gesagt kann selbst dann, wenn kein Strom durch die anormale Stromfühlschaltung fließt, solch eine Fehlfunktion detektiert werden, da nämlich der Betrag des Stromes, der durch den Widerstand R2 fließt, sich ebenfalls von dem Betrag des normalen Stromes aus ändert.
  • Der RI-Berechnungsabschnitt 6 berechnet den realen Teil der zweiten Impedanz Z3 und den imaginären Teil derselben in der gleichen Weise wie in dem Sitzbelegungs-Erfassungsmodus. Der Beurteilungsabschnitt 7 beurteilt die Fehlfunktion (im Folgenden als zweite Fehlfunktion bezeichnet) wie beispielsweise ein Bruch des Hauptdrahtes 28a oder des Schutzdrahtes 28c basierend auf dem realen Anteil und dem imaginären Anteil der dritten Impedanz Z3.
  • Wenn die die Fehlfunktion fühlende Schaltung normal arbeitet, liegt der reale Anteil Re der zweiten Impedanz Z3 bei 280 [1/MΩ] und der imaginäre Anteil Im liegt bei etwa 45 [1/MΩ], wie in 10 dargestellt ist. Wenn der Hauptdraht 28a oder der Schutzdraht 28c gebrochen sind oder unterbrochen sind, wird der reale Anteil Re angenähert zu 0 und der imaginäre Anteil Im fällt in einen Bereich zwischen 22 [1/MΩ] und 38 [1/MΩ]. Hierbei ist der Schwellenwertpegel der Diskriminierung in der folgenden Weise eingestellt: Re = 150 [1/MΩ]
  • Wenn daher die Fehlfunktion-Fühlschaltung normal arbeitet, ist der imaginäre Anteil Im der zweiten Impedanz auf der ersten Seite des Schwellenwertpegels gelegen.
  • Wenn der Hauptdraht 28a oder der Schutzdraht 28c gebrochen sind, ist der reale Anteil Re der dritten Impedanz Z3 auf der linken Seite des Schwellenwertpegels gelegen. Daher kann der Beurteilungsabschnitt 7 eine Fehlfunktion beurteilen, ausgenommen für einen Bruch des Sub-Drahtes 28b, indem er den realen Teil Re dritten Impedanz mit dem Schwellenwert vergleicht.
  • In einem Fall, bei dem der Sub-Draht 28b gebrochen ist, ist der reale Anteil der dritten Impedanz Re auf der rechten Seite des Schwellenwertes gelegen, es wird somit möglich das Gebrochensein in dem Feuchtsitz-Fühlmodus zu detektieren, wie oben beschrieben ist.
  • Es wird nun als nächstes die Betriebsweise des Sitzbelegungs-Sensorssystems vom Kapazitätstyp unter Hinweis auf die 11 bis 13 beschrieben.
  • Das Sitzbelegungs-Sensorsystem vom Kapazitätstyp startet seinen Betrieb, wenn ein Zündschalter eines Fahrzeugs eingeschaltet wird, wie in 11 dargestellt ist. Zuerst wird ein Anfangs-Prüfvorgang bei dem Schritt S1 durchgeführt.
  • Wenn der Anfangs-Prüfvorgang gestartet wird, schaltet der Schalterabschnitt 4 in den Fehlfunktion-Modus und zwar bei dem Schritt S101, wie in 12 gezeigt ist. Dann wird bei einem Schritt S102 eine Beurteilung hinsichtlich der zweiten Fehlfunktion durchgeführt. Wenn dabei beurteilt wird, dass eine zweite Fehlfunktion vorliegt (JA) und zwar bei einem Schritt S103, wird ein zweites Fehlfunktions-Flag bei dem Schritt S104 gesetzt und der Schalterabschnitt 4 schaltet in den Feuchtsitz-Fühlmodus, was bei dem Schritt S105 erfolgt. Andererseits folgt der Schritt S105 unmittelbar, wenn beurteilt wurde, dass keine zweite Fehlfunktion aufgetreten ist, und zwar bei dem Schritt S103.
  • In dem Feuchtsitz-Fühlmodus wird die Beurteilung hinsichtlich der ersten Fehlfunktion bei einem Schritt S106 durchgeführt. Wenn dabei beurteilt wird, dass die erste Fehlfunktion aufgetreten ist (JA) und zwar bei dem Schritt S107, wird ein erstes Fehlfunktions-Flag bei dem Schritt S108 gesetzt (eingeschaltet) und der Anfangs-Prüfvorgang S1 wird beendet. Andererseits folgt die Beendigung des Anfangs-Prüfvorganges S1 unmittelbar, wenn bei dem Schritt S107 beurteilt wurde, dass keine erste Fehlfunktion aufgetreten ist.
  • Danach wird bei einem Schritt S2 geprüft, ob das erste Fehlfunktions-Flag oder das zweite Fehlfunktions-Flag gesetzt wurde bzw. eingeschaltet wurde oder nicht. Wenn das Ergebnis JA lautet, schaltet die Belegungs-Erfassungs-ECU 15 eine Alarmlampe bei dem Schritt S6 ein und stoppt den Betrieb des Sitzbelegungs-Sensorsystems. Wenn das Ergebnis bei dem Schritt S2 NEIN lautet, startet die Belegungs-Erfassungs-ECU 15 einen normalen Betrieb des Sitzbelegungs-Sensorsystems und zwar bei dem Schritt S3.
  • Es wird nun im Folgenden der normale Betrieb unter Hinweis auf ein Flussdiagramm beschrieben, welches in 13 gezeigt ist. In dem normalen Betrieb schaltet der Schalterabschnitt 4 in den Sitzbelegungs-Erfassungsmodus, und zwar bei dem Schritt 301. Danach wird bei einem Schritt S302 der Sitzbelegungs-Erfassungsvorgang ausgeführt, also geprüft, ob ein Insasse auf dem Sitz sitzt. Wenn kein Insasse auf dem Sitz Platz genommen hat und dies bei dem Schritt S303 gefühlt wird, wird NEIN zum Beenden des normalen Betriebes ausgegeben.
  • Andererseits wird ein Signal gemäß JA durch die Belegungs-Erfassungs-ECU 15 an eine Airbag-ECU gesendet, um beispielsweise ein Airbagsystem auslösen zu können. Das heißt das Airbagsystem eines Fahrzeugs bläst einen Airbag automatisch auf, wenn das Fahrzeug in eine Kollision mit einem Objekt oder einem anderen Fahrzeug verwickelt ist.
  • Danach wird geprüft, ob eine voreingestellte Zeit verstrichen ist, und zwar bei dem Schritt S304. Wenn das Ergebnis bei dem Schritt S304 JA lautet, schaltet der Schalterabschnitt 4 den Sitzbelegungs-Erfassungsmodus in den Feuchtsitz-Fühlmodus und zwar bei dem Schritt S305, um die Feuchtsitz-Erfassung durchzuführen. Wenn der Sitz durch Wasser feucht geworden ist, wird bei dem Schritt S307 JA ausgegeben, um ein Feuchtsitz-Flag bei dem Schritt S308 zu setzen oder einzuschalten.
  • Wenn bei dem Schritt S307 andererseits NEIN ausgegeben wird, wird das Feuchtsitz-Flag bei dem Schritt S309 ausgeschaltet, wenn der Sitz somit nicht feucht geworden ist.
  • Nach den Schritten S308 und S309 wird bei einem Schritt S310 eine Fehlfunktion-Detektion ausgeführt und es wird bei dem Schritt S311 überprüft, ob eine erste Fehlfunktion vorliegt oder nicht. Wenn das Ergebnis bei dem Schritt S311 JA lautet, wird das zweite Fehlfunktions-Flag bei dem Schritt S312 eingeschaltet oder gesetzt und der normale Betrieb wird beendet. Andererseits endet der normale Betrieb unmittelbar, wenn das Ergebnis bei dem Schritt S311 NEIN lautet.
  • Nachdem der normale Betrieb bei dem Schritt S3 gestartet ist, wird bei dem Schritt S4 geprüft, ob das erste Fehlfunktions-Flag gesetzt bzw. eingeschaltet wurde oder nicht. Wenn das Ergebnis bei dem Schritt S4 NEIN lautet, wird bei dem Schritt S5 geprüft, ob der Zündschalter ausgeschaltet wurde oder nicht. Wenn das Ergebnis bei dem Schritt S4 JA lautet, schaltet die Belegungs-Erfassungs-ECU 15 die Alarmlampe bei dem Schritt S7 ein, bevor das Ende des Betriebes des Sitzbelegungs-Sensorsystems auftritt. Wenn jedoch das Ergebnis bei dem Schritt S5 JA lautet, wird die Betrieb des Sitzbelegungs-Sensorsystems 1 beendet.
  • Bei der oben erläuterten Ausführungsform ist es möglich die zweite Fehlfunktion basierend auf sowohl dem realen Anteil als auch dem imaginären Anteil der dritten Impedanz zu detektieren.
  • DA die Widerstände des Hauptdrahtes 28a, de Sub-Drahtes 28b und des Schutzdrahtes 28c vernachlässigbar klein sind, ist die erste Impedanz angenähert gleich der Impedanz zwischen der Hauptelektrode 21 und dem Körper 12, die zweite Impedanz ist angenähert gleich der Impedanz zwischen der Hauptelektrode 21 und der Subelektrode 22 und die dritte Impedanz ist angenähert gleich der Impedanz zwischen der Hauptelektrode 21 und der Schutzelektrode 23.
  • Bei der vorangegangenen Beschreibung der vorliegenden Erfindung wurde der Gegenstand der Erfindung unter Hinweis auf spezifische Ausführungsformen derselben offenbart. Es ist jedoch offensichtlich, dass vielfältige Abwandlungen und Änderungen an den spezifischen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er sich aus den anhängenden Ansprüchen ergibt.

Claims (19)

  1. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) vom Kapazitätstyp eines Fahrzeugs, mit einem Fahrzeugkörper (12), einem Sitzrahmen (11), der an dem Fahrzeugkörper (12) befestigt ist und elektrisch mit diesem verbunden ist, und mit einem Sitz, der an dem Sitzrahmen (11) befestigt ist, welches System folgendes aufweist: eine elektrische Energieversorgungsquelle (8), um eine Wechselspannung zu liefern; eine Hauptelektrode (21), die an dem Sitz angeordnet ist, um zwischen der Hauptelektrode (21) und dem Fahrzeugkörper (12) ein elektrisches Feld auszubilden; einen Hauptdraht (28a), der mit elektrischen Energieversorgungsquellen (8) und der Hauptelektrode (21) verbunden ist; einer Schutzelektrode (guard elektrode) (23), die zwischen dem Sitzrahmen (11) und der Hauptelektrode (21) angeordnet ist; eine Schaltereinrichtung (4) zum Aufbauen einer Fühlschaltung, um wenigstens einen Sitzbelegungs-Fühlmodus vorzusehen; eine Impedanzberechnungseinrichtung (5), um eine Impedanz (Z1, Z2, Z3) der Fühlschaltung basierend auf der Wechselspannung und einem Betrag des Stromes, der durch die Fühlschaltung fließt, zu berechnen; eine RI-Berechnungseinrichtung (6) zum Berechnen des realen Anteiles und des imaginären Anteiles der Impedanz (Z1, Z2, Z3); und eine Beurteilungseinrichtung (7), um eine Diskriminierung hinsichtlich eines Insassen auf dem Sitz basierend auf wenigstens dem imaginären Anteil der Impedanz (Z1, Z2, Z3) durchzuführen, wobei: dann, wenn die Schaltereinrichtung (4) den Sitzbelegungs-Fühlmodus aufbaut, die Schaltereinrichtung (4) den Hauptdraht (28a) und die Hauptelektrode (21) in die Fühlschaltung einschaltet und die Schutzelektrode (23) auf das gleiche Potenzial wie dasjenige der Hauptelektrode (21) bringt.
  2. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 1, bei dem die Beurteilungseinrichtung (7) eine Diskriminierung hinsichtlich eines Insassen auf einem Sitz basierend auf sowohl dem realen Anteil als auch dem imaginären Anteil einer ersten Impedanz (Z1) durchführt.
  3. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 1, ferner mit einer Sub-Elektrode (22), die auf einer Seite der Hauptelektrode (21) angeordnet ist, und mit einem Sub-Draht (28b), um die Sub-Elektrode (22) mit dem Fahrzeugkörper (12) zu verbinden, wobei: dann, wenn die Schaltereinrichtung (4) einen Feuchtsitz-Fühlmodus liefert, die Schaltereinrichtung (4) die Hauptelektrode (21) und die Sub-Elektrode (22) in die Fühlschaltung einbaut bzw. mit einbezieht; und die Beurteilungseinrichtung (7) beurteilt, ob der Sitz durch Wasser feucht ist oder nicht feucht ist, indem sie den imaginären Anteil der Impedanz (Z1, Z2, Z3) mit einem Schwellenwert vergleicht.
  4. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 3, bei dem die Beurteilungseinrichtung (7) beurteilt, ob der Sitz durch Wasser feucht geworden ist oder nicht, indem sie den realen Anteil der Impedanz (Z2) mit einem Schwellenwert vergleicht.
  5. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 3, bei dem Beurteilungseinrichtung (7) dafür ausgebildet ist zu beurteilen, ob eine Fehlfunktion in einer der Vorrichtungen gemäß der Hauptelektrode (21), dem Hauptdraht (28a), der Sub-Elektrode (22), dem Sub-Draht (28b) aufgetreten ist oder nicht, indem sie den imaginären Anteil der Impedanz (Z2) mit einem Schwellenwert vergleicht.
  6. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 5, bei dem die Beurteilungseinrichtung (7) dafür ausgebildet ist zu beurteilen, ob eine Fehlfunktion in einer der Vorrichtungen gemäß der Hauptelektrode (21), dem Hauptdraht (28a), der Sub-Elektrode (22), dem Sub-Draht (28b) aufgetreten ist, wenn der imaginäre Anteil der Impedanz (Z2) kleiner ist als der Schwellenwert.
  7. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 6, bei dem die zu beurteilende Fehlfunktion aus einem Kurzschluss der Hauptelektrode (21), einem Kurzschluss der Sub-Elektrode (22) und einem Bruch des Sub-Drahtes (28b) besteht.
  8. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 1, ferner mit einem Schutzdraht (28c) (guard wire), der die Schutzelektrode (23) mit dem Fahrzeugkörper (12) verbindet, wobei: dann, wenn die Schaltereinrichtung (4) einen Fehlfunktions-Fühlmodus herbeiführt, die Schaltereinrichtung (4) die Hauptelektrode (21), die Schutzelektrode (23) und den Schutzdraht (28c) in die Fühlschaltung mit einbezieht oder mit einschaltet; und die Beurteilungseinrichtung (7) dafür ausgebildet ist zu beurteilen, ob eine Fehlfunktion in der Fühlschaltung vorhanden ist oder nicht indem sie wenigstens einen Anteil gemäß dem realen Anteil der Impedanz (Z1, Z2, Z3) und gemäß dem imaginären Anteil derselben mit einem Schwellenwert vergleicht.
  9. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 8, bei dem die Beurteilungseinrichtung (7) dafür ausgebildet ist, zu beurteilen, dass eine Fehlfunktion in einer der Vorrichtungen gemäß der Hauptelektrode (21), dem Hauptdraht (28a), der Schutzelektrode (23), dem Schutzdraht (28c) aufgetreten ist, wenn der reale Anteil der Impedanz (Z1, Z2, Z3) kleiner ist als der Schwellenwert.
  10. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 9, bei dem die zu beurteilende Fehlfunktion einen Bruch des Hauptdrahtes (28a) und einen Bruch des Schutzdrahtes (28c) umfasst.
  11. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) vom Kapazitätstyp für ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugkörper (12) einem Sitzrahmen (11), der an dem Fahrzeugkörper (12) befestigt ist und elektrisch an diesen geschlossen ist, und mit einem Sitz, der an dem Sitzrahmen (11) fixiert ist, welches System folgendes aufweist: eine elektrische Energieversorgungsquelle (8), um eine Wechselspannung vorzusehen; eine Hauptelektrode (21), die an dem Sitz angeordnet ist, um zwischen der Hauptelektrode (21) und dem Fahrzeugkörper (12) ein elektrisches Feld aufzubauen; einen Hauptdraht (28a), der die elektrische Energieversorgungsquelle (8) mit der Hauptelektrode (21) verbindet; eine Sub-Elektrode (22), die auf der Seite der Hauptelektrode (21) angeordnet ist; einen Sub-Draht (28b), der mit Masse oder Erde verbunden ist; eine Schaltereinrichtung (4), um die Sub-Elektrode (22) mit dem Sub-Draht (28b) zu verbinden, um zwischen der Hauptelektrode (21) und Sub-Elektrode (22) ein elektrisches Feld aufzubauen, um dadurch einen Feuchtsitz-Fühlmodus zu realisieren; eine Impedanzberechnungseinrichtung (5), um eine Impedanz (Z2) zwischen der Hauptelektrode (21) und der Sub-Elektrode (22) zu berechnen, wenn die Schaltereinrichtung (4) den Feuchtsitz-Fühlmodus herbeiführt; eine RI-Berechnungseinrichtung (6) zum Berechnen des realen Anteiles und des imaginären Anteiles der Impedanz (Z2); und eine Beurteilungseinrichtung (7), um eine Diskriminierung hinsichtlich eines feuchten Sitzes durchzuführen, basierend auf wenigstens dem imaginären Anteil der Impedanz (Z2).
  12. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) vom Kapazitätstyp nach Anspruch 11, bei dem die Beurteilungseinrichtung (7) dafür ausgebildet ist eine Diskriminierung hinsichtlich des feuchten Sitzes basierend auf sowohl dem realen Anteil als auch dem imaginären Anteil durchzuführen.
  13. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 12, bei dem die Beurteilungseinrichtung (7) dafür ausgebildet ist zu beurteilen, ob eine Fehlfunktion in einer der Vorrichtungen gemäß der Hauptelektrode (21), dem Hauptdraht (28a), der Subelektrode (22) und dem Sub-Draht (28b) vorhanden ist oder nicht indem sie den imaginären Anteil der Impedanz (Z1, Z2, Z3) mit einem Schwellenwert vergleicht.
  14. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 12, bei dem die Beurteilungseinrichtung (7) dafür ausgebildet ist zu beurteilen, dass eine Fehlfunktion in einer der Vorrichtungen gemäß der Hauptelektrode (21), dem Hauptdraht (28a), der Sub-Elektrode (22) und dem Sub-Draht (28b) vorhanden ist, wenn der imaginäre Anteil der Impedanz (Z1, Z2, Z3) kleiner ist als der Schwellenwert.
  15. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 14, bei dem die zu beurteilende Fehlfunktion einen Kurzschluss der Hauptelektrode (21), einem Kurzschluss der Sub-Elektrode (22) und einen Bruch des Subdrahtes (28b) umfasst.
  16. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) vom Kapazitätstyp für ein Fahrzeug, welches einen Fahrzeugkörper (12), einem Sitzrahmen (11), der an dem Fahrzeugkörper (12) befestigt ist und elektrisch mit diesem verbunden ist, und einen Sitz aufweist, der an dem Sitzrahmen (11) befestigt ist, welches System folgendes aufweist: eine elektrische Energieversorgungsquelle (8), um eine Wechselspannung zu liefern; eine Hauptelektrode (21), die an dem Sitz angeordnet ist, um zwischen der Hauptelektrode (21) und dem Fahrzeugkörper (12) ein elektrisches Feld auszubilden; einen Hauptdraht (28a), der die elektrische Energieversorgungsquelle (8) mit der Hauptelektrode (21) verbindet; eine Schutzelektrode (23), die zwischen dem Sitzrahmen (11) und der Hauptelektrode (21) angeordnet ist; einen Schutzdraht (28c), der elektrisch mit dem Fahrzeugkörper (12) verbunden ist; eine Schaltereinrichtung (4), um eine Verbindung der Schutzelektrode (23) von der elektrischen Energieversorgungsquelle (8) her zu schalten, um einen Sitzbelegungs-Fühlmodus zu realisieren und eine Verbindung der Schutzelektrode (23) mit dem Schutzdraht (28c) zum Vorsehen eines Fehlfunktion-Fühlmodus herzustellen; eine Impedanzberechnungseinrichtung (5), um eine Impedanz (Z3) einer elektrischen Schaltung zu berechnen, die den Hauptdraht (28a), die Hauptelektrode (21) und den Schutzdraht (28c) enthält, wenn die Schaltereinrichtung (4) den Fehlfunktion-Fühlmodus herbeiführt; eine RI-Berechnungseinrichtung (6) zum Berechnen des realen Anteiles und des imaginären Anteiles der Impedanz (Z3); und eine Beurteilungseinrichtung (7), um eine Fehlfunktion von einer der Vorrichtungen gemäß dem Hauptdraht (28a), der Hauptelektrode (21), dem Schutzdraht (28c) und der Schutzelektrode (23) basierend auf wenigstens einem Anteil gemäß dem realen Anteil der ersten Impedanz (Z1) und dem imaginären Anteil der ersten Impedanz (Z1) zu beurteilen.
  17. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 16, bei dem die Beurteilungseinrichtung (7) dafür ausgebildet ist zu beurteilen, dass eine Fehlfunktion in einer der Vorrichtungen gemäß der Hauptelektrode (21), dem Hauptdraht (28a), der Schutzelektrode (23) und dem Schutzdraht (28c) aufgetreten ist, wenn der imaginäre Anteil der Impedanz (Z1, Z2, Z3) kleiner ist als ein Schwellenwert.
  18. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) nach Anspruch 17, bei dem die zu beurteilende Fehlfunktion einen Bruch der Hauptelektrode (21), einen Bruch des Schutzdrahtes (28c) umfasst.
  19. Sitzbelegungs-Sensorsystem (1) vom Kapazitätstyp für ein Fahrzeug, mit einem Fahrzeugkörper (12), einem Sitzrahmen (11), der an dem Fahrzeugkörper (12) befestigt ist und elektrisch mit diesem geschlossen ist, und mit einem Sitz, der an dem Sitzrahmen (11) fixiert ist, wobei das System folgendes aufweist: eine elektrische Energieversorgungsquelle (8), zum Vorsehen einer Wechselspannung; eine Hauptelektrode (21), die an dem Sitz angeordnet ist, um zwischen der Hauptelektrode (21) und dem Fahrzeugkörper (12) ein elektrisches Feld aufzubauen; einen Hauptdraht (28a), der die elektrische Energieversorgungsquelle (8) mit der Hauptelektrode (21) verbindet; einer Sub-Elektrode (22), die auf einer Seite der Hauptelektrode (21) angeordnet ist; einen Sub-Draht (28b), der mit dem Fahrzeugkörper (12) verbunden ist; eine Schutzelektrode (23), die zwischen dem Sitzrahmen (11) und der Hauptelektrode (21) angeordnet ist und in einem Abstand der Hauptelektrode (21) gegenüberliegt; einen Schutzdraht (28c), der mit dem Fahrzeugkörper (12) verbunden ist; eine Schaltereinrichtung (4), um einen Sitzbelegungs-Fühlmodus, einen Feuchtsitz-Fühlmodus und einen Fehlfunktion-Fühlmodus einzuschalten, wobei die Schaltereinrichtung (4) eine Verbindung der Schutzelektrode (23) realisiert, sodass diese das gleiche Potenzial erreicht, um den Sitzbelegungs-Fühlmodus vorzusehen, und wobei die Schaltereinrichtung (4) die Subelektrode (22) mit dem Sub-Draht (28b) verbindet, um zwischen der Hauptelektrode (21) und der Sub-Elektrode (22) ein elektrisches Feld auszubilden, um den Feuchtsitz-Fühlmodus zu realisieren, und wobei die Schaltereinrichtung (4) die Schutzelektrode (23) mit dem Schutzdraht (28c) verbindet, um ein elektrisches Feld zwischen der Hauptelektrode (21) und der Schutzelektrode (23) zu erzeugen, um dadurch den Fehlfunktion-Fühlmodus zu realisieren; eine Impedanzberechnungseinrichtung (5), um eine erste Impedanz (Z1) einer elektrischen Schaltung zu berechnen, die den Hauptdraht (28a) und die Hauptelektrode (21) mit enthält, wenn die Schaltereinrichtung (4) den Sitzbelegungs-Fühlmodus realisiert, eine zweite Impedanz (Z2) der elektrischen Schaltung zu berechnen, die die Hauptelektrode (21) und die Sub-Elektrode (22) enthält, wenn die Schaltereinrichtung (4) den Feuchtsitz-Fühlmodus realisiert, und um eine dritte Impedanz (Z3) einer elektrischen Schaltung zu berechnen, die die Hauptelektrode (21) und die Schutzelektrode (23) enthält; eine RI-Berechnungseinrichtung (6), um den realen Anteil und den imaginären Anteil von einer der Impedanzen (Z1, Z2, Z3) zu berechnen; und eine Beurteilungseinrichtung (7), um zu beurteilen, ob es sich um eine Sitz-Besetzung, einen feuchten Sitz um eine Fehlfunktion handelt, basierend auf wenigstens einem Anteil gemäß dem realen Anteil der ersten, der zweiten und der dritten Impedanz (Z1, Z2, Z3) und dem imaginären Anteil derselben.
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