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Die
Erfindung betrifft einerseits einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz
oder einen Kraftfahrzeugsitz, mit einem Sitzteil und mit einer Einrichtung
zum Erkennen einer Belegung des Sitzes, bei welchem mittels der
Erkennungseinrichtung erkannt werden kann, ob eine Person auf dem
Sitzteil Platz genommen hat. Andererseits betrifft die Erfindung
ein Verfahren zum Erkennen einer Belegung eines Sitzes, insbesondere
eines Fahrzeugsitzes oder eines Kraftfahrzeugsitzes, bei welchem
erkannt werden kann, ob eine Person auf einem Sitzteil des Sitzes Platz
genommen hat.
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Gattungsgemäße Sitze
werden insbesondere im Kraftfahrzeugwesen oftmals bereits serienmäßig eingesetzt,
um betriebssicher zu erkennen, ob eine Person auf dem Sitz Platz
genommen hat, um beispielsweise Funktionen von Airbags optimal steuern
zu können.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung gattungsgemäße Sitze bzw. diesbezüglich verwendete
Erkennungseinrichtungen für
eine Sitzbelegung weiterzuentwickeln.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird von einem Sitz, insbesondere von einem
Fahrzeugsitz oder von einem Kraftfahrzeugsitz, mit einem Sitzteil
und mit einer Einrichtung zum Erkennen einer Belegung des Sitzes
gelöst,
bei welchem mittels der Erkennungseinrichtung erkannt werden kann,
ob eine Person auf dem Sitzteil Platz genommen hat, wobei die Erkennungseinrichtung
am Sitzteil Mittel zum optischen Erkennen einer personenbezogenen
Sitzbelegung umfasst.
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Dadurch,
dass die optischen Erkennungsmittel unmittelbar am Sitzteil vorgesehen
sind, ist stets ein besonders betriebssicheres Erkennen einer Sitzbelegung
gewährleistet,
sodass die Gefahr von Fehlfunktionen wesentlich verringert werden
kann. Ein zuverlässiges
Erkennen der Sitzbelegung kann unter Umständen sogar lebenswichtig sein,
wenn von einer eindeutigen und zuverlässigen Erkennung der Sitzbelegung
eine Steuerung bzw. Regelung von sicherheitsrelevanten Einrichtungen
abhängt.
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Der
Begriff „Sitz” erfasst
hierbei jegliche Sitzvorrichtungen, auf welchen Personen Platz nehmen können. Beispielsweise
kann ein derartiger Sitz auch in einem Flugzeug zum Einsatz kommen.
Bevorzugt wird der vorliegende Sitz jedoch in Gestalt eines Fahrzeugsitzes
oder eines Kraftfahrzeugsitzes in Landfahrzeugen eingesetzt. Der
Sitz verfügt
zudem immer über
ein Sitzteil, auf welchem eine Person unmittelbar Platz nehmen kann.
Vorzugsweise umfasst der Sitz des Weiteren eine Rückenlehne,
an welche sich die Person anlehnen kann, sodass sie sicher von dem
Sitz aufgenommen wird.
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Es
versteht sich, dass die Mittel zum optischen Erkennen, kurz auch
optische Erkennungsmittel genannt, in vielfältiger Gestalt am Sitzteil
des Sitzes realisiert sein können.
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Eine
bevorzugte Ausführungsvariante
sieht vor, dass die optischen Erkennungsmittel wenigstens einen
deformierbaren Lichtleiter umfassen. Mittels des deformierbaren
Lichtleiters können
die optischen Eigenschaften der optischen Erkennungsmittel baulich
auf besonders einfache Weise verändert
bzw. moduliert werden, wobei der Grad der Veränderung der optischen Eigenschaften
als Anzeichen für
eine Sitzbelegung oder eine Nicht-Sitzbelegung herangezogen werden
kann.
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Darüber hinaus
kann vorliegend mittels der optischen Erkennungsmittel, insbesondere
mittels des deformierbaren Lichtleiters, baulich besonders einfach
und betriebssicher festgestellt werden, ob eine Einrichtung zum
Erkennen einer personenbedingten Sitzbelegung defekt ist oder nicht.
Ein solcher Defekt kann beispielsweise auf Grund einer gebrochenen
Leitung zum Leiten von elektromagnetischen Wellen einer entsprechenden
Erkennungseinrichtung vorliegen. Werden jedoch, wie vorliegend vorgesehen,
optische Mittel zum Erkennen einer Sitzbelegung, wie beispielsweise
ein deformierbarer Lichtleiter, eingesetzt, kann vorteilhafter Weise
unmittelbar ermittelt werden, ob ein derartiger deformierbarer Lichtleiter
gebrochen ist oder nicht. Im Falle eines Bruchs kann kein Licht
mehr durch den Lichtleiter hindurch geleitet und demzufolge am Ausgang des
Lichtleiters auch nicht detektiert werden. Ist der deformierbare
Lichtleiter jedoch nicht gebrochen, sondern nur gebogen oder geknickt,
gelangt zumindest immer noch eine Restlichtmenge bis an den Ausgang
des deformierbaren Lichtleiters. Sobald eine derartige Restlichtmenge
ausgangsseitig detektiert werden kann, kann davon ausgegangen werden, dass
die Mittel zum optischen Erkennen einer Sitzbelegung intakt sind.
Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber aus dem Stand der Technik
bekannten herkömmlichen
Methoden. Insofern können
die vorliegenden optischen Erkennungsmittel auch als Mittel zum
Prüfen
einer Erkennungseinrichtung für
eine personenbezogene Sitzbelegung herangezogen werden.
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Idealerweise
weist der deformierbare Lichtleiter eine oder mehrere optische Fasern
auf, mittels welchen elektromagnetische Wellen, vorzugsweise sichtbares
Licht, durch den deformierbaren Lichtleiter hindurch geleitet werden
können.
Bei einer derartigen optischen Faser kann es sich beispielsweise
um eine Stufenindexfaser handeln, welche besonders preiswert ist.
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Beispielsweise
ist eine solche optische Faser derart kontaktbehaftet mit einer
flexiblen Hülle umgeben,
dass ein eingangsseitig des deformierbaren Lichtleiters eingekoppeltes
Licht innerhalb des Lichtleiters idealerweise nach dem Prinzip einer
Totalreflexion etwa bis an einen Ausgang des deformierbaren Lichtleiters
gelangt, an welchem es detektiert werden kann. Wird nun durch eine
personenbezogene Sitzbelegung der deformierbare Lichtleiter ausreichend
stark deformiert bzw. gebogen und hierbei ein erforderlicher Grenzwinkel
für diese
Totalreflexion kritisch unterschritten, wird zumindest ein Teil des
Lichts innerhalb des deformierbaren Lichtleiters nicht derart reflektiert,
dass es bis an den Ausgang des deformierbaren Lichtleiters gelangen
kann. Unterschreitet das detektierbare Licht einen vorbestimmten
Schwellenwert, kann vorteilhafter Weise auf eine Sitzbelegung durch
eine Person geschlossen werden. Hiermit können die optischen Erkennungsmittel
konstruktiv besonders einfach bereitgestellt werden.
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Darüber hinaus
ist es auch möglich,
dass eine derartige optische Faser innerhalb einer flexiblen Hülle eines
deformierbaren Lichtleiters derart eingebettet ist, dass die optische
Faser im Normalzustand, also in einem unbelegten Zustand eines Sitzteils,
nur an wenigen Stützstellen
mit der flexiblen Hülle
in Kontakt steht. Hierbei kann ein eingangsseitig des deformierbaren
Lichtleiters eingekoppeltes Licht nahezu zur Gänze ausgangsseitig des deformierbaren
Lichtleiters detektiert werden. Wird jedoch der deformierbare Lichtleiter
durch eine Person auf dem Sitzteil deformiert, kann die optische
Faser an vielen Kontaktstellen bzw. großflächiger mit der flexiblen Hülle in Kontakt
treten, wodurch das eingangsseitig eingekoppelte Licht innerhalb
aus der optischen Faser ausgekoppelt werden kann. Insofern kann
ausgangsseitig des deformierbaren Lichtleiters das zuvor eingekoppelte
Licht eben nicht mehr zur Gänze
sondern nur noch gedämpft
detektiert werden. Ein derart ausgangsseitig detektiertes gedämpftes Licht
kann vorteilhafter Weise als Maß für die auf einem
Sitzteil wirkende Last herangezogen werden. Insofern kann hierdurch
eine Sitzbelegung zuverlässig
erkannt werden.
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Eine
Auskopplung des Lichtes aus der optischen Faser wird vorzugsweise
dann erreicht, wenn die die optische Faser bzw. den Lichtleiter
durchlaufenden Lichtstrahlen mit einem kleineren Winkel als dem
Grenzwinkel der Totalreflexion auf einen Mediumsübergang bzw. auf Grenzflächen zwischen
zwei Medien treffen. Hierbei gibt es die drei Grenzflächen-Situationen Faser → Luft, Faser → Faserhülle und
Faser → Fasermantel.
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Für jeden
dieser beschriebenen Grenzflächenübergänge besteht
jeweils ein individueller Grenzwinkel der Totalreflexion, welcher
vorrangig von den optischen Brechzahlen der an den Grenzflächen angrenzenden
unterschiedlichen Medien, insbesondere beim Übergang von einem optisch dichteren
zu einem optisch dünneren
Medium, abhängen.
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Eine
derartige Auskopplung bei einem kleineren Winkel als dem Grenzwinkel
der Totalreflexion kann vorteilhaft dann genutzt werden, wenn es schwierig
ist, eine optische Faser in der Sitzfläche zu verlegen, ohne das diese
bereits in einem Zustand der Nichtbelegung der Sitzfläche ihre
Faserhülle
berührt.
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Insofern
wird die Erfindung auch von einem Verfahren zum Erkennen einer Belegung
eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes oder eines Kraftfahrzeugsitzes,
gelöst,
bei welchem erkannt werden kann, ob eine Person auf einem Sitzteil
des Sitzes Platz genommen hat, wobei eine personenbezogene Sitzbelegung
optisch erkannt wird, indem im Bereich des Sitzteils ein durch einen
Lichtleiter hindurch geleitetes Licht moduliert wird.
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Eine
geeignete Modulation kann vorliegend vorteilhafter Weise auch dadurch
erzielt werden, indem beispielsweise Moden innerhalb des vorstehend bereits
beschriebenen deformierbaren Lichtleiters derart gestreut werden,
dass diese ausgangsseitig nicht mehr hinsichtlich einer Hauptintensität des Lichtes
beitragen können.
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Neben
einer Dispersion bzw. Pulsverbreiterung des durch den deformierbaren
Lichtleiter hindurch geleiteten Lichtes kann am Ende des deformierbaren
Lichtleiters somit gut ebenfalls eine noch erreichte Intensität des Lichtes
als Indiz für
eine Nichtbelegung eines Sitzes, eine Belegung des Sitzes durch
eine Person und/oder einen Defekt an optischen Erkennungsmitteln,
wie eben der deformierbare Lichtleiter, sein
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Mittels
einer solchen Modulation kann somit zuverlässig und vorteilhafter Weise
besonders schnell erkannt werden, ob eine Person auf dem Sitzteil
des Sitzes Platz genommen hat. Insbesondere wenn ein eingangsseitig
eingekoppeltes Licht ausgangsseitig einen kritischen Schwellenwert
unterschreitet, kann verfahrenstechnisch besonders einfach auf eine
Sitzbelegung durch eine Person geschlossen werden.
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Es
kann des Weiteren bereits ausreichend für eine herausragende Erkennung
sein, wenn etwa drei Erkennungsbereiche vorgesehen sind. Zum Beispiel
wird ein erster Schwellenwert für
eine Nichtbelegung des Sitzes festgelegt, etwa anhand hinsichtlich
einer Minimalintensität
einer Dispersion des Lichtes. Jenseits einer zuvor festgelegten
Maximalintensität
der Dispersion des Lichtes gilt der Sitz als durch eine Person belegt.
Ein Defekt kann, wie vorstehend bereits beschrieben, leicht dadurch
erkannt werden, dass kein Licht mehr detektiert werden kann.
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Vorzugsweise
werden die Mittel zum optischen Erkennen einer Sitzbelegung vor
der Auslieferung initialisiert, sodass vorteilhafter Weise ein individueller
kritischer Schwellenwert bestimmt werden kann. Denn allein schon
auf Grund einer kurvigen Verlegung des deformierbaren Lichtleiters
an oder in dem Sitzteil, kann es eingangsseitig und ausgangsseitig
des deformierbaren Lichtleiters zu Unterschieden hinsichtlich des
durch den deformierbaren Lichtleiters geleiteten Lichtes kommen.
Somit ist es vorteilhaft, wenn entsprechende Schwellenwerte hinsichtlich
eines Fertigungsprozesses abschließend gemessen, abgeglichen
und gespeichert werden, wenn eine Grundschwächung der durch einen Einbau,
eine Verlegung und eine Vorbelastung des deformierbaren Lichtleiters
bedingten Lichtintensität
berücksichtigt
werden soll.
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Eine
bevorzugte Verfahrensvariante sieht somit auch vor, dass das Licht
in wenigstens eine optische Faser eines deformierbaren Lichtleiters
des Sitzteils eingekoppelt wird, wobei im Falle einer Sitzbelegung
ein Teil des eingekoppelten Lichtes innerhalb des deformierbaren
Lichtleiters nicht ausreichend gut reflektiert bzw. aus der wenigstens
einen optischen Faser ausgekoppelt wird. Wird zumindest ein Teil
des eingekoppelten Lichtes innerhalb des deformierbaren Lichtleiters
aus der wenigstens einen optischen Faser ausgekoppelt, kann verfahrenstechnisch
besonders einfach und zuverlässig
eine entsprechende Sitzbelegung optisch erkannt werden.
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Das
am deformierbaren Lichtleiter eingangsseitig eingekoppelte Licht
kann ausgangsseitig nur unzureichend detektiert werden, wenn beispielsweise
ein Grenzwinkel für
eine Totalreflexion innerhalb des deformierbaren Lichtleiters unterschritten
wird. Nach dem Prinzip einer derartigen Totalreflexion können vorliegend
die optischen Erkennungsmittel besonders vorteilhaft eingesetzt
und betrieben werden.
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Kumulativ
oder alternativ kann das am deformierbaren Lichtleiter eingangsseitig
eingekoppelte Licht in einem ausreichenden Maße und somit bereits vorteilhaft
aus der wenigstens einen optischen Faser auch ausgekoppelt werden,
wenn die flexible Hülle des
deformierbaren Lichtleiters derart deformiert wird, dass die flexible
Hülle über die
zuvor beschriebenen wenigen Stützstellen
hinaus intensiver mit der wenigstens einen optischen Faser in Kontakt
kommt. Da solche deformierbaren Leiter aus dem Stand der Technik
bereits bekannt sind, wird auf eine weiterführende Funktionsbeschreibung
solcher Lichtleiter verzichtet.
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Um
darüber
hinaus außergewöhnlich sicher eine
tatsächliche
Sitzbelegung durch eine Person erkennen und gegebenenfalls auch
von einer anderen Sitzbelegung, etwa die durch eine Tasche oder
dergleichen, betriebssicher unterscheiden zu können, ist es vorteilhaft, wenn
zum teilweisen Auskoppeln des Lichtes aus der wenigstens einen optischen
Faser der Lichtleiter mehrfach deformiert, vorzugsweise gebogen
oder geknickt, wird. Insbesondere wenn der deformierbare Lichtleiter
idealerweise mehrfach gebogen oder geknickt wird, kann eine tatsächliche
Belegung des Sitzteils durch eine Person besonders zuverlässig erkannt
werden. Speziell mittels eines mehrfachen Biegens oder Knickens
des deformierbaren Lichtleiters kann garantiert werden, dass ein Grenzwinkel
für eine
Totalreflexion innerhalb des deformierbaren Lichtleiters, wie vorstehend
bereits beschrieben, unterschritten wird und/oder die wenigstens
eine optische Faser mehrfach und damit insgesamt auch ausreichend
großflächig mit
der flexiblen Hülle
des deformierbaren Leiters in Kontakt steht und hierdurch das eingekoppelte
Licht auch in einem ausreichend hohen Maß aus der wenigstens einen
optischen Faser ausgekoppelt werden kann, sodass ausgangsseitig
zuverlässig
ein kritischer Schwellenwert unterschritten werden kann.
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In
diesem Zusammenhang sieht eine besonders vorteilhafte Verfahrensvariante
vor, dass zum Erkennen der Sitzbelegung ein Differenzwert einer Lichtquantität und/oder
einer Lichtqualität
hinsichtlich eines Eingangs des deformierbaren Lichtleiters und eines
Ausgangs des deformierbaren Lichtleiters ermittelt wird.
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Beispielsweise
kann eine Sitzbelegung durch eine Person vorteilhaft daran erkannt
werden, dass ausgangsseitig des deformierbaren Lichtleiters nur
noch ein Teil des eingangsseitig eingekoppelten Lichtes detektiert
werden kann, wobei anhand der hierbei ermittelten Differenz hinsichtlich
der Lichtquantität
Rückschlüsse auf
die Sitzbelegung gezogen werden können.
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Kumulativ
oder alternativ hierzu kann zur Sicherung einer zuverlässigen Erkennung
einer entsprechenden Sitzbelegung ausgangsseitig auch die Lichtqualität ermittelt
werden. Beispielsweise wird mittels geeigneter Deformationen des
Lichtleiters ein bestimmtes Frequenz- bzw. Wellenlängenspektrum ausgekoppelt,
sodass es ausgangsseitig des deformierbaren Lichtleiters nicht mehr
detektiert werden kann.
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Es
versteht sich, dass die vorliegende Erkennungseinrichtung eine geeignete
Einrichtung zum Ermitteln eines derartigen Differenzwertes und/oder zum Überwachen
eines entsprechenden kritischen Schwellenwertes umfassen kann.
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Um
bei einer Sitzbelegung durch eine Person ausgangsseitig des deformierbaren
Lichtleiters zuverlässig
andere Werte bezüglich
des eingangsseitig eingekoppelten Lichtes ermitteln zu können, ist es
vorteilhaft, wenn die Erkennungseinrichtung Mittel zum Modulieren
einer optischen Leitfähigkeit
der optischen Erkennungsmittel umfasst.
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In
diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Erkennungseinrichtung
Mittel zum mechanischen Betätigen
der optischen Erkennungsmittel, insbesondere Mittel zum Deformieren
der optischen Erkennungsmittel, umfasst. Derartige mechanische Betätigungsmittel
und/oder Deformationsmittel können
vorteilhafter Weise baulich einfach eine Deformation bzw. Biegung
oder Knickung des deformierbaren Lichtleiters unterstützen bzw.
verstärken.
Insofern können
hierdurch selbst leichtere Personen auf dem Sitzteil des Sitzes
erkannt werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsvariante
sieht vor, dass die mechanischen Betätigungsmittel und/oder die
Deformationsmittel Erhebungen aufweisen, welche den optischen Erkennungsmitteln
zugewandt sind. Beispielsweise können
die optischen Erkennungsmittel, wie eben der deformierbare Lichtleiter,
mittels der Erhebungen hinreichend gut gebogen werden, indem der
deformierbare Lichtleiter in zwischen den Erhebungen vorhandene
Senken hinein gedrückt
wird. Insbesondere kann mittels der Erhebungen eine lokal begrenzte
Deformation erzielt werden, wodurch die Genauigkeit der Sitzbelegungserkennung
weiter verbessert werden kann.
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Geeignete
mechanische Betätigungsmittel bzw.
geeignete Deformationsmittel können
in unterschiedlichsten Ausführungsgestalten
bereitgestellt werden. Ein konstruktiv einfacher Aufbau im Hinblick auf
einen herkömmlichen
Sitz kann vorliegend weitestgehend beibehalten, wenn die mechanischen
Betätigungsmittel
und/oder die Deformationsmittel von einem Bodenblech des Sitzteils
ausgestaltet sind.
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Dementsprechend
sieht eine diesbezüglich einfach
gestaltete Ausführungsvariante
vor, dass eine Schaltleiste zum Schalten der optischen Erkennungsmittel
von einer wellenförmig
gestalteten Blechschale bzw. von einem wellenförmig gestalteten Bodenblech
des Sitzteils ausgestaltet ist. Hierbei braucht die Bodenschale
bzw. das Bodenblech nur wellenförmig
ausgestaltet werden. Mittels der Gestalt der Wellenform kann die
Sensibilität
der vorliegenden Erkennungseinrichtung eingestellt werden.
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Sind
die optischen Erkennungsmittel zwischen einem Bodenblech des Sitzteils
und einer Sitzteiloberfläche
angeordnet, kann beispielsweise ein deformierbarer Lichtleiter der
optischen Erkennungsmittel problemlos gegen ein geeignet ausgeformtes Bodenblech
gedrückt
und hierbei gebogen werden, wenn auf der Sitzteiloberfläche eine
Person Platz genommen hat.
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Auch
die optischen Erkennungsmittel lassen sich vorteilhaft in einem
Sitz integrieren, wenn die optischen Erkennungsmittel zumindest
teilweise innerhalb eines Sitzpolsters des Sitzteils angeordnet
sind. Hierbei kann speziell ein deformierbarer Lichtleiter, beispielsweise
als Schlaufe, durch das Sitzpolster hindurchgeführt sein.
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Hinsichtlich
einer anderen Konstruktion kann ein deformierbare Lichtleiter auch
unterhalb eines Sitzpolsters und damit zwischen dem Sitzpolster
eines Sitzteils und einem Bodenblech des Sitzteils angeordnet sein.
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Ein
Verlegen des deformierbaren Lichtleiters kann jedoch vorteilhafter
innerhalb des Sitzpolsters erfolgen, da der deformierbare Lichtleiter
innerhalb des Sitzpolsters wesentlich besser vor mechanischen Beschädigungen
gestützt
ist.
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Um
insbesondere einen deformierbaren Lichtleiter bereits mittels eines
geringen Kraftaufwands umbiegen bzw. knicken zu können, ist
es vorteilhaft, wenn das Sitzteil ein Sitzpolster umfasst, wobei
das Sitzpolster Polstermaterialaussparungen aufweist, in welchen
Erhebungen von mechanischen Betätigungsmitteln
und/oder von Deformationsmitteln für die optischen Erkennungsmittel
angeordnet sind.
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Um
einerseits Licht eingangsseitig des deformierbaren Lichtleiters
einkoppeln und andererseits ausgangsseitig des deformierbaren Lichtleiters
ermitteln zu können,
ist es vorteilhaft, wenn die Erkennungseinrichtung eine Sende- und/oder
Empfangseinrichtung umfasst, wobei insbesondere die Sendeeinrichtung
einen Lichtemitter und die Empfangseinrichtung einen Lichtdetektor
aufweist. Eine derartige Sende- und/oder Empfangseinrichtung kann
auch losgelöst
von einer Erkennungseinrichtung des vorliegenden Sitzes als eigenständiges Bauteil
vorgesehen sein, wobei dann der vorliegende Lichtleiter in geeigneter
Weise bis zu einer derartigen eigenständigen Sende- und/oder Empfangseinrichtung
verlegt sein muss.
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Weitere
Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden
anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher
beispielhaft ein Kraftfahrzeugsitz mit Mitteln zum optischen Erkennen
einer Sitzbelegung dargestellt ist.
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Es
zeigen:
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1 schematisch
eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem
Sitzteil, mit einer Rückenlehne
und mit einem dem Sitzteil zugeordneten Erkennungseinrichtung umfassend
Mittel zum optischen Erkennen einer personenbezogenen Sitzbelegung;
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2 schematisch
eine teilweise geschnittene Aufsicht eines Sitzpolsters des Sitzteils
aus der 1, wobei innerhalb des Sitzpolsters
die optischen Erkennungsmittel integriert sind;
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3 schematisch
eine teilweise geschnittene Ansicht des Sitzpolsters aus der 2;
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4 schematisch
eine teilweise geschnittene Ansicht des durch eine Person belasteten
Sitzpolsters aus den 2 und 3;
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5 schematisch
eine Ansicht einer Unterseite eines weiteren Sitzpolsters mit einer
möglichen Anordnung
eines deformierbaren Lichtleiters und mit einer möglichen
Anordnung von Kontaktzugangsbereichen für einen erleichterten Zugang
zu dem deformierbaren Lichtleiter;
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6 schematisch
eine deformierbare Lichtleiterschlaufe mit einer Sende- und Empfangseinrichtung
für Licht;
und
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7 schematisch
eine Unteransicht eines anderen Sitzpolsters mit einem integrierten
deformierbaren Lichtleiter.
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Bei
dem in der 1 gezeigten Sitz 1 handelt
es sich um einen Kraftfahrzeugsitz 2, wie er speziell in
Nutzkraftfahrzeugen (hier nicht gezeigt) eingesetzt werden kann.
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Der
Sitz 1 weist ein Sitzteil 3, eine daran sich anschließende Rückenlehne 4 sowie
zwei Armlehnen 5 und 6 auf. Der Sitz 1 ist
an einem Tragegestell 7 montiert, welches mit einem Fahrgastzellenboden (hier
nicht gezeigt) fest verbunden werden kann.
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Wie
speziell aus den Darstellungen der 3 und 4 gut
ersichtlich ist, umfasst das Sitzteil 3 ein Bodenblech 8,
an welchem ein Sitzpolster 9 appliziert ist. Mittels des
Sitzteils 3 bzw. des Sitzpolsters 9 wird eine
bequeme Sitzoberfläche 10 ausgebildet,
auf welche eine Person 11, beispielsweise ein Fahrer des
hier nicht gezeigten Nutzkraftfahrzeugs, Platz nehmen kann.
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Um
nun automatisch erkennen zu können, ob
die Person 11 tatsächlich
auf dem Sitzteil 3 des Sitzes 1 Platz genommen
hat und somit der Sitz 1 auch personenbezogen belegt ist,
verfügt
der Sitz 1 des Weiteren über eine Einrichtung 12 zum
Erkennen der personenbezogenen Sitzbelegung.
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Wie
weiter anhand der Darstellungen der 2 bis 4 gut
zu sehen ist, umfasst die Erkennungseinrichtung 12 erfindungsgemäß Mittel 13 zum optischen
Erkennen einer personenbezogenen Sitzbelegung, welche in diesem
Ausführungsbeispiel
als deformierbarer Lichtleiter 14 ausgestaltet sind. Speziell
mittels der als deformierbarer Lichtleiter 14 ausgestalteten
optischen Erkennungsmittel 13 gelingt es konstruktiv einfach
und extrem betriebssicher zu erkennen, ob einerseits eine Sitzbelegung
vorliegt, nämlich
dadurch, dass dann der deformierbare Lichtleiter 14 durch
die Last der Person 11 deformiert wird, wodurch das durch
den deformierbaren Lichtleiter 14 geleitete Licht auf seinem
Weg durch den deformierbaren Lichtleiter 14, vorteilhafter
Weise insbesondere gemäß dem Prinzip
einer Grenzwinkelunterschreitung einer Totalreflexion, entsprechend
verändert wird.
Oder aber, ob andererseits ein Bruch des deformierbaren Lichtleiters 14 vorliegt,
wobei in diesem Fall der Lichtfluss durch den deformierbaren Lichtleiter 14 vollständig unterbrochen
ist.
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Zum
Erzeugen und Detektieren des für
den deformierbaren Lichtleiter 14 erforderlichen Lichtes ist
die Erkennungseinrichtung 12 des Weiteren mit einer Sende-
und Empfangseinrichtung 15 ausgerüstet. Mittels einer Sendeeinheit
der Sende- und Empfangseinrichtung 15 wird das Licht in
einen Eingang 16 des deformierbaren Lichtleiters 14 emittiert
und mittels einer Empfangseinheit der Sende- und Empfangseinrichtung 15 wird
das durch den deformierbaren Lichtleiter 14 geleitete Licht
an einem Ausgang 17 des deformierbaren Lichtleiters 14 detektiert.
Zumindest bei einer personenbezogenen Sitzbelegung kann sich das
Licht am Eingang 16 und am Ausgang 17 auf Grund
einer Deformation des Lichtleiters 14 hinsichtlich seiner
Lichtquantität
und/oder seiner Lichtqualität
unterschieden, wodurch von der Sende- und Empfangseinrichtung 15 beispielsweise
einer nachgeschalteten Auswerteeinrichtung (hier nicht dargestellt)
entsprechende elektrische Signale übermittelt werden können.
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Damit
der deformierbare Lichtleiter 14 entsprechend deformiert
und die Leitfähigkeit
des deformierbaren Lichtleiters 14 hierdurch verändert werden kann,
verfügt
die Erkennungseinrichtung 12 noch über Mittel 18 zum
Modulieren einer optischen Leitfähigkeit
der optischen Erkennungsmittel 13.
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Zwar
kann eine ausreichend gute Deformation des deformierbaren Lichtleiters 14 allein
schon dadurch erzielt werden, dass sich das Sitzpolster 9 des
Sitzteils 3 auf Grund einer Last durch die Person 11 bereits
hinreichend stark verformt. In diesem Fall kann das Sitzpolster 9 die
Modellierungsmittel 18 bilden. Dies kann insbesondere dann
zutreffen, wenn der deformierbare Lichtleiter 14 innerhalb
des Sitzpolsters 9 eingelassen ist, wie es in diesem Ausführungsbeispiel
gezeigt ist.
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Um
den deformierbaren Lichtleiter 14 jedoch hinsichtlich einer
personenbezogenen Sitzbelegung stets besonders betriebssicher deformieren
zu können,
ist die Erkennungseinrichtung 12 zusätzlich noch mit Mitteln 19 zum
mechanischen Betätigen
der optischen Erkennungsmittel 13 ausgestattet, wobei die
mechanischen Betätigungsmittel 19 hierbei
auch als Mittel zum Deformieren der optischen Erkennungsmittel 13 angesehen
werden können.
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Die
mechanischen Betätigungsmittel 19 sind bei
diesem Ausführungsbeispiel
konstruktiv besonders einfach mittels eines wellenförmig gestalteten Bodenblechs 20 realisiert,
sodass vorteilhafter Weise ein bestehendes Bauteil des Sitzes 1 hierfür verwendet
werden kann.
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Das
wellenförmig
gestaltete Bodenblech 20 bildet hierbei Erhebungen 21 aus,
welche den optischen Erkennungsmitteln 13 zugewandt sind.
Somit steht sogleich sehr platzsparend eine Schaltleiste 22 zum
Schalten des deformierbaren Lichtleiters 14 an dem Sitzteil 3 des
Sitzes 1 zur Verfügung.
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Die
Erhebungen 21 sind in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich von
Polstermaterialaussparungen 23 angeordnet, sodass die Erhebungen 21 besonders
gut mit dem deformierbaren Lichtleiter 14 in Wirkkontakt
treten können.
Insofern kann der deformierbare Lichtleiter 14 zumindest
partiell mehrfach deformiert bzw. um die vorgesehenen Erhebungen 21 herum
gebogen werden, wenn die Person 11 insbesondere das Sitzpolster 9 gemäß der Lastpfeile 24 belastet,
wodurch sich die Leitfähigkeit
des deformierbaren Lichtleiters 14, insbesondere die Leitfähigkeit
wenigstens einer optischen Faser (hier nicht dargestellt) des deformierbaren
Lichtleiters 14 verändern
kann.
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Nach
der Darstellung gemäß der 5 ist eine
Unterseite 125 eines anderen Sitzpolsters 109 offenbart,
an welcher schematisch eine mögliche Verlegung
einer deformierbaren Lichtleiterschlaufe 126 angedeutet
ist. Hierbei können
an vier schemenhaft hervorgehobenen Wirkbereichen 127 (nur
exemplarisch beziffert) entsprechende Polstermaterialaussparungen 23 (siehe 3 und 4)
vorgesehen sein, um eine personenbezogene Deformation der deformierbaren
Lichtleiterschlaufe 126 zu begünstigen.
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Eine
gattungsgemäße deformierbare
Lichtleiterschlaufe 226 ist mittels der 6 dargestellt. Die
deformierbare Lichtleiterschlaufe 226 stellt eine Lichtleiterlänge von
ca. 2 m bereit, wobei ein Eingang 216 und ein Ausgang 217 des
deformierbaren Lichtleiters 214 in eine Sende- und Empfangseinrichtung 215 münden und
dort entsprechend angeschlossen sind.
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Auf
Grund der kurzen Lichtleiterlänge
von ca. 2 m kann als optische Faser (nicht gezeigt) problemlos eine
kostengünstige
Stufenindexfaser verwendet werden.
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Bei
dem in der 7 gezeigten Sitzpolster 309 ist
ein deformierbarer Lichtleiter 314 bereits mäanderförmig in
das Sitzpolster 309 eingearbeitet und der deformierbare
Lichtleiter 314 ist im Wesentlichen nur noch an Polstermaterialaussparungen 323 direkt von
außen
erkennbar. Insofern kann der deformierbare Lichtleiter 314 im
Bereich der Polstermaterialaussparungen 323 besonders gut
deformiert werden. Gut erkennbar ist an dem Sitzpolster 309 auch
noch eine Ausformung 330, in welche hinein ein korrespondierendes
Bodenblech eines Sitzes eingelegt werden kann. Hierbei können dann
Erhebungen des Bodenblechs unmittelbar bis an den deformierbaren Lichtleiter 314 heran
reichen, wodurch eine mehrfache Deformation des Lichtleiters 314 begünstigt werden
kann, wie vorstehend bereits beschrieben ist.
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Abwandlungen
des Grundgedankens dieser Erfindung sind grundsätzlich denkbar. Beispielsweise kann
anstelle eines deformierbaren Lichtleiters eine so genannte Schaltleiste
oder Mehrzahl an Schaltleisten verwendet werden. Derartige Schaltleisten sind
länglich
ausgebildet und weisen in ihrem Inneren eine in ihrem Profil integrierte
Schaltkammer auf. Hierbei sind zwei voneinander getrennte, leitfähige Bereiche,
die streifenartig übereinander
angeordnet sein können,
derart angeordnet, dass bereits bei geringem Druck bzw. bei geringer
Deformierung der Schaltleiste die leitfähigen Bereiche miteinander
in Kontakt kommen und hierdurch kurzgeschlossen werden. Hierdurch
entsteht ein Signal für
eine angeschlossene Auswerteeinrichtung.
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Derartige
Schaltleisten können
ebenso wie Lichtleiter im Schaummaterial einer Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes
verlegt werden und durchaus Prägungen
im Blechbereich der Sitzfläche
an gezielten Stellen deformiert bzw. der elektrische Kontakt an diesen
Stellen geschlossen werden. Eine derartige Kontaktierung bzw. ein
Kurzschluss innerhalb der Schaltleiste könnte dann durch eine Belegung
der Sitzfläche
stattfinden.
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Die
derartigen Schaltleisten arbeiten elektrisch betrachtet nach dem
Ruhestromprinzip, d. h. ein Kabelbruch wird erkannt und die gefahrbringende Bewegung
wird gestoppt. Üblicherweise
arbeiten derartige Schaltleisten mit einer Spannung bis zu max.
24 V DZ und einer Stromstärke
von max. 10 mA. Sie bestehen außenseitig
aus einem thermoplastischem Elastomer mit einem TPE-Mantel mit kundenspezifischer
Formgebung.
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Ein
Ansprechwinkel auf Belastungen und damit Herbeiführung eines Kurzschlusses kann
bei mehr als 90° abhängig von
der äußeren Profilform der
Schaltleiste stattfinden. Die darauf einwirkende Betätigungskraft
kann 25 N oder weniger betragen. Als Abschlusswiderstand wird beispielsweise
1,2 kΩ und
eine Leistung von max. 250 mW angewendet. Ein Kontaktübergangswiderstand
kann weniger als 400 Ω betragen.
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Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination miteinander
gegenüber
dem Stand der Technik neu sind.
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- 1
- Sitz
- 2
- Kraftfahrzeugsitz
- 3
- Sitzteil
- 4
- Rückenlehne
- 5
- rechte
Armlehne
- 6
- linke
Armlehne
- 7
- Tragegestell
- 8
- Bodenblech
- 9
- Sitzpolster
- 10
- Sitzoberfläche
- 11
- Person
- 12
- Erkennungseinrichtung
- 13
- optische
Erkennungsmittel
- 14
- deformierbarer
Lichtleiter
- 15
- Sende-
und Empfangseinrichtung
- 16
- Eingang
- 17
- Ausgang
- 18
- Mittel
zum Modulieren einer optischen Leitfähigkeit
- 19
- Mittel
zum mechanischen Betätigen
- 20
- Bodenblech
- 21
- Erhebungen
- 22
- Schaltleiste
- 23
- Polstermaterialaussparungen
- 24
- Lastpfeile
- 109
- Sitzpolster
- 125
- Unterseite
- 126
- deformierbare
Lichtleiterschlaufe
- 127
- Wirkbereiche
- 215
- Sende-
und Empfangseinrichtung
- 216
- Eingang
- 217
- Ausgang
- 226
- deformierbare
Lichtleiterschlaufe
- 309
- Sitzpolster
- 314
- deformierbarer
Lichtleiter
- 323
- Polstermaterialaussparungen
- 330
- Ausformung