DE102007060317A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von Fahrzeuginsassen - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Fahrzeuginsassen, insbesondere eines Kraftfahrzeuges.
- Verfahren und Vorrichtungen für Sicherheitsgurte bzw. für deren Benutzung bzw. Verfahren und Vorrichtungen zur berührungslosen Positionserfassung eines Gegenstandes sind an sich bekannt, beispielsweise aus den Druckschriften
DE 697 21 815 T2 ,EP 1 588 908 A1 ,DE 102 03 139 A1 ,DE 199 23 376 A1 oderDE 203 16 887 U1 . Nachteilig hieran ist, dass in der Regel eine spezielle Stromversorgung für die Sitzbelegungsüberwachung in dem zu überwachenden Sitz erforderlich ist. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anwesenheit eines Sitzinsassen und/oder dessen Benutzung des betreffenden Sicherheitsgurts derart zu erfassen, dass eine Datenübertragung vom Fahrzeugsitz zum Fahrzeug nicht erforderlich ist bzw. dass eine eigens dafür vorgesehene Stromversorgung im Fahrzeugsitz nicht erforderlich ist. Diese Aufgabe stellt sich insbesondere bei entnehmbaren Fahrzeugsitzen, bei denen üblicherweise eine aufwendige und sichere Steckverbindung zum Fahrzeug erforderlich ist.
- Die Aufgabe wird durch ein System zur Sitzbelegungserkennung und/oder zur Gurtbetätigungserkennung für einen Fahrzeugsitz in einem Fahrzeug gelöst, wobei das System eine Sendeempfangseinrichtung, eine Sendeelektrode, eine Detektionseinrichtung und eine Empfangselektrode aufweist, wobei die Detektionseinrichtung in oder an dem Fahrzeugsitz vorgesehen ist und wobei die Sendeempfangseinrichtung außerhalb des Fahrzeugsitzes vorgesehen ist. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass zum Betrieb des Systems keinerlei Stromversorgung für eine Komponente des Systems in den Fahrzeugsitz integriert werden muss, so dass bei demontierbaren Fahrzeugsitzen – insbesondere die Sitze einer zweiten und/oder dritten Fahrzeugsitzreihe – keinerlei elektrische Verbindung, beispielsweise ein Stecker oder dergleichen, bei der Demontage des Fahrzeugsitzes separat entfernt bzw. gelöst werden muss und entsprechend auch bei der Montage des Fahrzeugsitzes auch nicht separat verbunden werden muss. (Erfindungsgemäß wird automatisch (bzw. mechanisch zwingend, jedoch ohne separates Kabel, d. h. „kabellos") ein Massekontakt zwischen dem Fahrzeugsitz und der Karosserie hergestellt bzw. gelöst.) Dies wird in vorteilhafter Weise beispielsweise durch einen im Fahrzeuginnenraum integrierten Sender realisiert, der ein hochfrequentes elektromagnetisches Nahfeld (etwa im Bereich von 450 MHz, insbesondere im GHz-Bereich, oder auch um Bereich von etwa 128 kHz) erzeugt, welches mittels mindestens einer Antenne empfangen wird. Durch die Anwesenheit eines Sitzinsassen und/oder die Benutzung seines Sicherheitsgurts verändert sich das empfangene Signal. Die daraus gewonnenen Informationen können zur Aktivierung eines Gurtwarners (Sitz besetzt -> Ja, Gurt angelegt -> nein) oder zur Abschaltung bestimmter Airbags (Sitz besetzt -> nein) genutzt werden.
- Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, wenn die Detektionseinrichtung zum stromlosen Betrieb vorgesehen ist bzw. wenn die Detektionseinrichtung drahtgebunden, insbesondere über eine Masseleitung, mit der Sendeempfangseinrichtung verbunden ist. Hierdurch reicht ein einziger drahtgebundener elektrischer Kontakt aus, um die Übertragung des Rücksignals von der Detektionseinrichtung zur Sendeempfangseinrichtung zu bewerkstelligen. Unter einem stromlosen Betrieb wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass zur Energieversorgung der Detektionseinrichtung keine zusätzlichen Stromversorgungsleitungen vorgesehen sind oder sonstige dezidiert lediglich zur Stromversorgung vorgesehene Maßnahmen ergriffen werden. Erfindungsgemäß wird der (zwangsläufig vorhandene) Energiebedarf zum Betrieb der Detektionseinrichtung jedoch dem elektromagnetischen Feld entnommen bzw. das elektromagnetische Feld hierfür herangezogen, welches zwischen den Elektroden vorhanden ist bzw. welches durch die Sendeempfangseinrichtung erzeugt wird.
- Ferner ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass in oder an dem Fahrzeugsitz ein Gurtbetätigungsschalter vorgesehen ist, wobei der Gurtbetätigungsschalter zwischen der Empfangselektrode und einer Masseleitung insbesondere parallelgeschaltet zur Detektionseinrichtung vorgesehen ist. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine Gurtwarner-Funktionalität realisiert werden, wobei auch rückwärtige Fahrzeugsitze die entnehmbar sind und daher gemäß der vorliegenden Erfindung mit Vorteil ohne einen Stromanschluss ausgestattet sind, in ein Fahrzeugsystem zur Sitzbelegungserkennung mit einbezogen werden können. Durch die Parallelschaltung des Gurtbetätigungsschalters und der Detektionseinrichtung zwischen der Empfangselektrode und einer Masseleitung ist es vorteilhaft möglich, dass bei eingerasteter Gurtschnalle (d. h. der Situation in der eine Fahrzeuginsasse angeschnallt ist) der Gurtbetätigungsschalter geschlossen ist und damit die Detektionseinrichtung kurz geschlossen ist. Andernfalls ist es selbstverständlich auch möglich, dass der Gurtbetätigungsschalter und die Detektionseinrichtung in Reihe geschaltet sind und dass der Gurtbetätigungsschalter bei eingerasteter Gurtschnalle (d. h. der Situation in der eine Fahrzeuginsasse angeschnallt ist) geöffnet ist oder aber geschlossen ist.
- Weiterhin ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Empfangselektrode in einem Sitzteil des Fahrzeugsitzes und/oder in einem Lehnenteil des Fahrzeugsitzes angeordnet ist und/oder dass die Sendeelektrode in einem in üblicher Blickrichtung eines Insassen des Fahrzeugsitzes vor dem Fahrzeugsitz angeordneten weiteren Fahrzeugsitz, insbesondere in einer Rückenlehne des weiteren Fahrzeugsitzes angeordnet ist, und/oder die Sendeelektrode in einem Dachhimmel im Bereich des Fahrzeugsitzes und/oder in einem Fußraum im Bereich des Fahrzeugsitzes und/oder in einer Seitenwand im Bereich des Fahrzeugsitzes, insbesondere in einer Türseitenverkleidung im Bereich des Fahrzeugsitzes angeordnet ist. Hierdurch sind vielfältige Anordnungsmöglichkeiten sowohl der Empfangselektrode als auch der Sendeelektrode möglich, die auch miteinander kombinierbar sind, so dass vielfältige Variationsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems möglich sind und ferner auch durch die unterschiedliche Anordnung verschiedener solcher Systemkomponenten die Funktionsweise des Systems besonders sicher gestaltet werden kann.
- Erfindungsgemäß ist ferner bevorzugt, dass zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode ein elektromagnetisches Feld mit einer Frequenz im Bereich von etwa 80 kHz bis etwa 200 kHz vorgesehen ist, bevorzugt mit einer Frequenz im Bereich von etwa 100 kHz bis etwa 160 kHz, besonders bevorzugt mit einer Frequenz im Bereich von etwa 120 kHz bis etwa 140 kHz, ganz besonders bevorzugt mit einer Frequenz im Bereich von etwa 125 kHz bis etwa 130 kHz, insbesondere mit einer Frequenz von etwa 128 kHz. Hierdurch kann erfindungsgemäß der besondere Vorteil realisiert werden, dass die Anwesenheit von lebenden Objekten, insbesondere Personen und/oder Tiere, mit einer besonders großen Signalveränderung des von der Detektionseinrichtung empfangenen Signals verbunden ist, so dass solche lebende Objekte in besonders sicherer Weise erkannt und detektiert werden können.
- Weiterhin ist es erfindungsgemäß auch bevorzugt, dass die Detektionseinrichtung zur Generierung eines von der Sendeempfangseinrichtung empfangbaren Modulationssignals, insbesondere über die Masseleitung, vorgesehen ist, wobei das Modulationssignal einen gegenüber der Frequenz des zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode vorgesehenen elektromagnetischen Feldes frequenzverschobenen Signalanteil aufweist, wobei der Signalanteil insbesondere zu niedrigeren Frequenzen verschoben ist. Beispielsweise können so mittels aufmodulierter Frequenzanteile mit Frequenzen im Bereich von etwa 1 bis etwa 10 kHz, bevorzugt im Bereich von etwa 2 bis etwa 8 kHz, besonders bevorzugt im Bereich von etwa 2 bis etwa 6 kHz, die an die Sendeempfangseinrichtung zurückgesandten Signale der Detektionseinrichtung derart kodiert werden, dass eine Mehrzahl verschiedener Detektionseinrichtungen (sich unterscheidend beispielsweise hinsichtlich der Frequenz bzw. der Frequenzanteile der aufmodulierten Signalanteile) voneinander (mittels der Sendeempfangseinrichtung) unterschieden werden können, so dass beispielsweise für eine dreisitzige Rücksitzbank für jeden der einzelnen Sitze eine individuelle Sitzbelegungserkennung erfolgen kann, ohne dass für jeden solchen Sitz eine eigene Sendeempfangseinrichtung vorhanden sein muss.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes in einem Kraftfahrzeuginnenraum, welcher mit einem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist. -
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Blockschaltdiagramms des erfindungsgemäßen Systems. -
3 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorderansicht einer Rücksitzbank in einem Kraftfahrzeuginnenraum, welche mit einem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist. -
4 zeigt in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines mit einem erfindungsgemäßen System ausgestatteten Fahrzeugsitzes und eines weiteren Fahrzeugsitzes in einem Kraftfahrzeuginnenraum. - In
1 ist in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes1 in einem Kraftfahrzeuginnenraum dargestellt, welcher mit einem erfindungsgemäßen System10 zur Sitzbelegungserkennung und/oder zur Gurtbetätigungserkennung für den Fahrzeugsitz1 ausgestattet ist. Der Fahrzeugsitz1 weist in üblicher Weise ein Sitzteil2 und ein Lehnenteil3 auf. Ferner ist in1 schematisch durch das Bezugszeichen6 angedeutet, dass der Fahrzeugsitz1 lösbar vom Fahrzeug ausgebildet sein kann. Hierzu sind bekannte Verriegelungseinrichtungen vorgesehen, die eine mechanisch ausreichend stabile sowie leicht lösbare sowie einfach zu handhabende Verankerung des Fahrzeugsitzes1 im Fahrzeug gewährleisten. Der Fahrzeugsitz1 ist ferner insbesondere mit einem Fahrzeuggurt ausgestattet, was lediglich durch die Gurtschnalle5 in1 angedeutet ist. Das erfindungsgemäße System10 zur Sitzbelegungserkennung und/oder zur Gurtbetätigungserkennung umfasst ferner eine Sendeempfangseinrichtung11 und eine Empfangselektrode13 . Die Empfangselektrode13 ist in1 schematisch innerhalb des Fahrzeugsitzes1 dargestellt. Die Sendeempfangseinrichtung11 ist in1 alternativ im unteren Bereich des Fahrzeugsitzes1 angeordnet oder alternativ im Bereich eines Dachhimmels4 . - In
2 ist eine schematische Darstellung eines Blockschaltdiagramms des erfindungsgemäßen Systems dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße System10 zur Sitzbelegungserkennung und/oder zur Gurtbetätigungserkennung neben der Sendeempfangseinrichtung11 und der Empfangselektrode13 ferner auch eine Sendeelektrode12 und eine Detektionseinrichtung14 umfasst. Hierbei ist die Sendeelektrode12 drahtgebunden über eine Signalleitung (d. h. eine elektrisch leitfähige Drahtverbindung) mit der Sendeempfangseinrichtung11 verbunden. Zwischen der Sendeelektrode12 und der Empfangselektrode13 besteht eine galvanische Trennung dahingehend, dass unterhalb der schematisch eingezeichneten gestrichelten Linie in2 der Bereich der Sendeempfangseinrichtung11 , etwa innerhalb eines weiteren Fahrzeugsitzes7 angeordnet, vorliegt und oberhalb der gestrichelten Linie in2 der Bereich der Detektionseinrichtung14 vorliegt, die in den Fahrzeugsitz1 integriert ist, dessen Sitzbelegung mit dem erfindungsgemäßen System vorrangig detektiert werden soll. Ersichtlich ist aus2 ferner, dass im Bereich des Fahrzeugsitzes1 lediglich die Detektionseinrichtung14 , die Empfangselektrode13 und ein Gurtbetätigungsschalter15 am Fahrzeuggurt5 bzw. an der Gurtschnalle5 angeordnet ist. Ferner ist die Detektionseinrichtung14 über eine Masseleitung (in2 gepunktet gezeichnet) mit der Sendeempfangseinrichtung11 verbunden, wobei in dieser Masseleitung ein Massekontakt16 vorliegen kann, der für den Fall eines wiederholt einbaubaren und ausbaubaren Fahrzeugsitzes1 beim Einbau des Fahrzeugsitzes in einfacher Weise zwangskontaktiert wird, beispielsweise mittels eines federbeaufschlagten Kontakts. - Das erfindungsgemäße System
10 funktioniert folgendermaßen: Die Sendeempfangseinrichtung11 beaufschlagt die Sendeelektrode12 , die insbesondere in Form einer Art Kondensatorplatte vorgesehen ist, mit einer Wechselspannung von 80 kHz bis 200 kHz, bevorzugt von etwa 100 kHz bis etwa 160 kHz, besonders bevorzugt von etwa 120 kHz bis etwa 140 kHz, ganz besonders bevorzugt 125 kHz bis 130 kHz. Die Empfangselektrode13 ist derart angeordnet, dass ein Fahrzeuginsasse, der sich in normaler Sitzposition auf dem Fahrzeugsitz1 befindet, zwischen beiden Elektroden12 ,13 angeordnet ist und bevorzugt einen vergleichsweis großen Teil des Volumens zwischen den Elektroden12 ,13 einnimmt. Ohne die Präsenz eines Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz1 wird durch die an der Sendeelektrode12 anliegenden Wechselspannung und der Ausbildung eines elektromagnetischen Nahfeldes (im wesentlichen ein quasistatisches elektrisches Feld) im Bereich zwischen den Elektroden12 ,13 in der Empfangselektrode13 eine Spannung induziert, die von der Detektionseinrichtung14 detektiert und verarbeitet wird. Mit der Präsenz eines Fahrzeuginsassen auf dem Fahrzeugsitz1 fällt die in der Empfangselektrode13 induzierte Spannung anders aus, so dass die Präsenz des Fahrzeuginsassen in einfacher Weise durch die Detektionseinrichtung14 detektiert werden kann. Je nach Fallgestaltung beaufschlagt die Detektionseinrichtung14 die Masseleitung (insbesondere über einen Massekontakt16 ) bzw. eine Rückleitung zur Sendeempfangseinrichtung11 mit einem Modulationssignal, wobei das Modulationssignal einen gegenüber der Frequenz des zwischen den Elektroden12 ,13 vorgesehenen elektromagnetischen Feldes frequenzverschobenen Signalanteil aufweist und wobei die Frequenz des Signalanteils insbesondere zu niedrigeren Frequenzen verschoben ist. Dieser Signalanteil wird in der Sendeempfangseinrichtung11 erkannt so dass der Zustand der Sitzbelegung zur weiteren Verarbeitung (nicht dargestellt) zur Verfügung gestellt werden kann. - In
3 ist in schematischer Darstellung eine Vorderansicht einer mit einem erfindungsgemäßen System10 ausgestatteten Rücksitzbank in einem Kraftfahrzeuginnenraum dargestellt. Die Rücksitzbank umfasst die Fahrzeugsitze1 ,1' und1'' (wobei die Fahrzeugsitze1 und1'' jeweils äußere Fahrzeugsitze der Rücksitzbank sind und wobei der Fahrzeugsitz1' ein mittlerer Fahrzeugsitz ist) mit entsprechenden Sitzteilen2 ,2' ,2'' und Rückenlehnen3 ,3' ,3'' . Auch in3 sind zwei alternative Anordnungsmöglichkeiten für die Sendeempfangseinrichtung11 (nämlich einmal im Fußbereich des Fahrzeugsitzes1 ,1' ,1'' und einmal im Bereich des Dachhimmels4 ) dargestellt. - In
4 ist in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines mit einem erfindungsgemäßen System10 ausgestatteten Fahrzeugsitzes1 und eines weiteren Fahrzeugsitzes7 in einem Kraftfahrzeuginnenraum dargestellt. Erkennbar sind in dieser schematischen Darstellung verschiedene Einbauorte für die Empfangselektrode13 und für die Sendeelektrode12 . Weiterhin ist als Einbauort für die Sendeempfangseinrichtung11 der weitere Fahrzeugsitz7 dargestellt. -
- 1, 1', 1''
- Fahrzeugsitz
- 2, 2', 2''
- Sitzteil
- 3, 3', 3''
- Lehnenteil
- 4
- Dachhimmel
- 5
- Gurtschnalle/Fahrzeuggurt
- 7
- weiterer Fahrzeugsitz
- 10
- System
- 11
- Sendeempfangseinrichtung
- 12
- Sendeelektrode
- 13
- Empfangselektrode
- 14
- Detektionseinrichtung
- 15
- Gurtbetätigungsschalter
- 16
- Massekontakt
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19923376 A1 [0002]
- - DE 20316887 U1 [0002]
Claims (9)
- System (
10 ) zur Sitzbelegungserkennung und/oder zur Gurtbetätigungserkennung für einen Fahrzeugsitz (1 ) in einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das System (10 ) eine Sendeempfangseinrichtung (11 ), eine Sendeelektrode (12 ), eine Detektionseinrichtung (14 ) und eine Empfangselektrode (13 ) aufweist, wobei die Detektionseinrichtung (14 ) in oder an dem Fahrzeugsitz (1 ) vorgesehen ist und wobei die Sendeempfangseinrichtung (11 ) außerhalb des Fahrzeugsitzes (1 ) vorgesehen ist. - System (
10 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (14 ) zum stromlosen Betrieb vorgesehen ist. - System (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (14 ) drahtgebunden, insbesondere über eine Masseleitung, mit der Sendeempfangseinrichtung (11 ) verbunden ist. - System (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Fahrzeugsitz (1 ) ein Gurtbetätigungsschalter (15 ) vorgesehen ist, wobei der Gurtbetätigungsschalter (15 ) zwischen der Empfangselektrode (13 ) und einer Masseleitung insbesondere parallelgeschaltet zur Detektionseinrichtung (14 ) vorgesehen ist. - System (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangselektrode (13 ) in einem Sitzteil (2 ) des Fahrzeugsitzes (1 ) und/oder in einem Lehnenteil (3 ) des Fahrzeugsitzes (1 ) angeordnet ist. - System (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeelektrode (12 ) in einem in üblicher Blickrichtung eines Insassen des Fahrzeugsitzes (1 ) vor dem Fahrzeugsitz (1 ) angeordneten weiteren Fahrzeugsitz (7 ), insbesondere in einer Rückenlehne des weiteren Fahrzeugsitzes (7 ) angeordnet ist. - System (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeelektrode (12 ) in einem Dachhimmel im Bereich des Fahrzeugsitzes (1 ) und/oder in einem Fußraum im Bereich des Fahrzeugsitzes (1 ) und/oder in einer Seitenwand im Bereich des Fahrzeugsitzes (1 ), insbesondere in einer Türseitenverkleidung im Bereich des Fahrzeugsitzes (1 ) angeordnet ist. - System (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sendeelektrode (12 ) und der Empfangselektrode (13 ) ein elektromagnetisches Feld mit einer Frequenz im Bereich von etwa 80 kHz bis etwa 200 kHz vorgesehen ist, bevorzugt mit einer Frequenz im Bereich von etwa 100 kHz bis etwa 160 kHz, besonders bevorzugt mit einer Frequenz im Bereich von etwa 120 kHz bis etwa 140 kHz, ganz besonders bevorzugt mit einer Frequenz im Bereich von etwa 125 kHz bis etwa 130 kHz, insbesondere mit einer Frequenz von etwa 128 kHz. - System (
10 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (14 ) zur Generierung eines von der Sendeempfangseinrichtung (11 ) empfangbaren Modulationssignals, insbesondere über die Masseleitung, vorgesehen ist, wobei das Modulationssignal einen gegenüber der Frequenz des zwischen der Sendeelektrode (12 ) und der Empfangselektrode (13 ) vorgesehenen elektromagnetischen Feldes frequenzverschobenen Signalanteil aufweist, wobei der Signalanteil insbesondere zu niedrigeren Frequenzen verschoben ist.
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