-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fortbewegungsmittel, einen Kabelbaum sowie eine elektrische Schaltungsanordnung zur Erkennung einer aktuellen Sitzbelegung in einem Fortbewegungsmittel. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine hardwaretechnisch vereinfachte Möglichkeit zur differenzierten Erkennung einer aktuellen Sitzbelegung im Fortbewegungsmittel.
-
Für die Gurtwarnung kommen in Fahrzeugen mitunter Foliensensoren zum Einsatz. Diese weisen einen Drucksensor auf, welcher eine Widerstandsänderung bewirken kann, wenn der ihm zugeordnete Sitzplatz belegt wird. Für die Gurtwarnung auf der zweiten Sitzreihe werden drei Sensoren verbaut und jeder Sensor ist mit einer Punkt-Zu-Punkt-Verbindung mit dem Airbagsteuergerät oder einem anderen Steuergerät (ECU) oder einer anderen Auswerteeinheit verbunden. Durch die vielen Leitungen werden die Steckkontakte unverhältnismäßig groß und teuer. Insbesondere sind durch die vielen Leitungen Kosten, Masse und Bauraum bedingt. Eine individuelle Erkennung des jeweils belegten Sitzplatzes ist jedoch mitunter wünschenswert, weshalb eine gesammelte Erkennung für die gesamte Sitzreihe nicht ohne weiteres möglich ist.
-
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu lindern oder gänzlich zu beheben.
-
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Schaltungsanordnung zur Erkennung einer aktuellen Sitzbelegung in einem Fortbewegungsmittel gelöst.
-
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
-
Die elektrische Schaltungsanordnung kann zur Verwendung in einem PKW, Transporter, Motorrad, LKW, Luft- und/oder Wasserfahrzeug vorgesehen sein. Sie weist einen ersten Belegungssensor in einem ersten (elektrischen) Strang für einen ersten Sitzplatz des Fortbewegungsmittels auf. Der Belegungssensor ist somit logisch, insbesondere auch räumlich, dem ersten Sitzplatz zugeordnet. In entsprechender Weise ist ein zweiter Belegungssensor in einem zweiten (elektrischen) Strang für einen zweiten Sitzplatz des Fortbewegungsmittels vorgesehen. Der erste Strang und der zweite Strang können parallel zueinander angeordnet sein. Mit anderen Worten können sie extern ein und denselben ersten Anschluss sowie andererseits ein und denselben zweiten Anschluss verwenden. Die Sitzbelegungssensoren sind eingerichtet, in Abhängigkeit eines Belegungszustandes des ihnen zugeordneten Sitzplatzes einen elektrischen ohmschen Widerstand zu generieren. Beispielsweise können sie einen zuvor vergleichsweise hohen ohmschen Widerstand in Reaktion auf die Belegung des ihnen zugeordneten Sitzplatzes verringern. Der erste Strang und der zweite Strang sind (beispielsweise durch Steckkontakte, Lötfahnen, Schneid-/Klemmverbindungen, o.ä.) dazu eingerichtet, zwischen einem ersten Anschluss und einem zweiten Anschluss eines Kabelbaums des Fortbewegungsmittels angeschlossen zu werden. Die elektrische Schaltungsanordnung weist somit insbesondere genau zwei elektrische externe Anschlüsse auf, so dass dritte oder weitere Leitungen zur Verbindung mit dem verwendeten elektronischen Steuergerät ausbleiben können. Die Schaltungsanordnung ist nun eingerichtet, zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss ein elektrisches Wechselsignal durch eine jeweilige elektrische Größe (z.B. Strom, Spannung, Widerstand, o.ä.) in Abhängigkeit einer Sitzbelegung zu quittieren. Mit anderen Worten wird das elektrische Wechselsignal, welches zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angelegt wird, in Abhängigkeit des Belegungszustandes bzw. des Ansprechzustandes der Belegungssensoren eine charakteristische elektrische Größe in Reaktion auf die angelegten Wechselsignale zeigen. Die elektrische Größe kann beispielsweise einen Strom darstellen, welcher zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss fließt. Alternativ oder zusätzlich kann das elektrische Wechselsignal einen (komplexen) elektrischen Widerstand darstellen, welcher zwischen dem ersten und zweiten Anschluss zu messen ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Wechselsignal einen stromrichtungsabhängigen elektrischen Widerstand vorfinden, welcher beispielsweise durch ein nichtlineares elektrisches Bauelement (z.B. eine Diode) bereitgestellt wird. Somit können unterschiedlichste Schaltzustände erkannt werden, obwohl die Informationen lediglich über eine elektrische Messung an zwei Anschlüssen ermittelt werden.
-
Der erste Strang kann ein in Reihe zum ersten Belegungssensor geschaltetes erstes Bauteil aufweisen und/oder der zweite Strang kann ein in Reihe zum zweiten Belegungssensor geschaltetes zweites Bauteil aufweisen. Das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil kann beispielsweise als Diode bzw. stromrichtungsabhängiger Widerstand ausgestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das erste Bauteil und/oder das zweite Bauteil in Abhängigkeit einer Frequenz eine variable Impedanz aufweisen. Somit kann durch das Wechselsignal insbesondere dann eine Belegung der Sitzgelegenheiten eines Fortbewegungsmittels ermittelt werden, wenn die Charakteristika der beiden Bauteile unterschiedlich sind. Beispielsweise können die Bauteile unterschiedlich orientiert sein und/oder unterschiedlich zueinander dimensioniert sein. Je nachdem, welches der beiden Bauteile durch eine Sitzbelegung elektrisch aktiv bzw. „sichtbar“ wird, kann über das an die beiden Anschlüsse angelegte Wechselsignal und anhand einer vordefinierten Referenz ermittelt werden, welcher Sitzbelegungssensor aktiviert/belegt worden ist.
-
Das erste Bauteil kann einen ersten Kondensator und/oder eine erste Induktivität und/oder eine erste Diode aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann dies für das zweite Bauteil gelten. Das erste Bauteil und das zweite Bauteil müssen nicht dieselbe Natur/Gattung von Bauteilen aufweisen. Das erste Bauteil und das zweite Bauteil müssen nicht dieselbe Dimensionierung aufweisen, wenn ihre Gattung identisch ist. Beide Bauteile können unterschiedlich zueinander orientiert sein, sofern sie eine stromrichtungsabhängige Impedanz aufweisen. Somit bietet sich eine Vielzahl Möglichkeiten, den aktivierten Belegungssensor zu codieren und über die beschriebene elektrische Messung zu identifizieren.
-
Insbesondere für den Fall, dass die Bauteile frequenzabhängige Impedanzen aufweisen, kann in Abhängigkeit eines frequenz-variablen elektrischen Wechselsignals ermittelt werden, welcher Belegungssensor aktuell aktiviert/belegt ist.
-
Um einen weiteren elektrischen Sitzbelegungssensor zur Ermittlung eines weiteren Belegungszustandes eines weiteren Sitzplatzes einbinden zu können, kann entweder ein dritter Strang parallel zum ersten und zweiten Strang geschaltet werden, für welchen die obigen Ausführungen in entsprechender Weise gelten. In diesem Zusammenhang ist lediglich zu beachten, dass die ermittelte elektrische Größe hinreichend charakteristisch für jeden Belegungszustand ist. Mit anderen Worten müssen die Belegungszustände hinreichend zueinander beabstandete elektrische Größen im Ansprechen auf das Wechselsignal bewirken. Alternativ oder zusätzlich kann auch dem ersten, dem zweiten (und jedem weiteren) Strang ein weiterer Strang in Reihe geschaltet werden. Dieser dritte Strang kann einen dritten Belegungssensor aufweisen, welcher logisch (insbesondere auch räumlich) einem dritten Sitzplatz des Fortbewegungsmittels zugeordnet ist. Hierbei ist zu beachten, dass der in Reihe geschaltete Strang jeder Sitzbelegungskonfiguration einen endlichen Widerstand aufweist, um die Belegungszustände der parallel geschalteten Belegungssensoren über die Anschlüsse überhaupt ermitteln zu können. Insbesondere ist daher eine Diode für die Verwendung als drittes Bauteil (sofern vorhanden) nicht ratsam. Beispielsweise können jedoch zwei unterschiedliche, insbesondere um den Faktor 10 oder um den Faktor 2 unterscheidende Widerstände dafür sorgen, dass in jedem Fall ein endlicher Strom als Antwort auf das Wechselsignal zu messen und aus diesem der Belegungszustand innerhalb des Fortbewegungsmittels abzuleiten ist. Der komplexe Widerstand des jeweiligen Strangs muss sich nicht lediglich im Betrag unterscheiden, um eine eindeutige Sitzbelegung ermitteln zu können. Auch die Phasenlage der elektrischen Größe bezüglich des elektrischen Wechselsignals kann als Indikator für die aktuelle Sitzbelegung verwendet werden.
-
Bevorzugt kann die elektrische Schaltungsanordnung eine Wechselspannungsquelle und/oder eine elektrische Auswerteeinheit aufweisen, welche eingerichtet ist, ein elektrisches Wechselsignal zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss anzulegen. Mittels einer elektrischen Messung, welche insbesondere durch die elektrische Auswerteeinheit automatisch vorgenommen werden kann, kann die elektrische Größe in Reaktion auf das elektrische Wechselsignal gemessen werden und in Abhängigkeit der elektrischen Größe und einer vordefinierten (insbesondere elektrisch komplexen) Referenz eine Sitzbelegung ermittelt werden. Insbesondere im Fortbewegungsmittel sind die Niedervolt-Bordnetze als Gleichstromnetze ausgelegt. In erfindungsgemäßer Weise ist daher gegebenenfalls aus einer Gleichspannung (12 Volt, 24 Volt, 48 Volt oder höher) eine Wechselspannung zu erzeugen, wodurch gegebenenfalls ein gewisser Hardwareaufwand bedingt wird (Wechselrichter). Die Einsparungen bezüglich der Leitungsführung sowie der verminderten Komplexität elektrischer Verbindungen und die hierdurch verringerte Masse, das verringerte Volumen und die insgesamt verringerten Kosten rechtfertigen diesen etwaigen Mehraufwand jedoch insbesondere dann, wenn eine dritte Sitzreihe oder weitere Sitzreihen im Fortbewegungsmittel hinzukommen und in erfindungsgemäßer Weise bezüglich ihrer Sitzbelegung automatisch untersucht werden können.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kabelbaum vorgeschlagen, welcher eine elektrische Schaltungsanordnung gemäß den obigen Ausführungen aufweist. Eine erste elektrische Leitung ist zum ersten Anschluss geführt und eine zweite elektrische Leitung ist zum zweiten elektrischen Anschluss geführt. Über diese Leitungen des Kabelbaums ist die elektrische Schaltungsanordnung mit ihrer Peripherie innerhalb des Kabelbaums elektrisch und informationstechnisch verbunden. Insbesondere sind keine weiteren elektrischen Leitungen erforderlich, um die Belegungszustände der elektrischen Schaltungsanordnung mittels der wie oben beschrieben ausgeführten elektrischen Messung zu ermitteln. Auch im Falle weiterer Belegungssensoren kann die Anzahl der insgesamt erforderlichen elektrischen Leitungen deutlich reduziert werden, wodurch sich die obigen Vorteile noch besser nutzen lassen.
-
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine elektrische Schaltungsanordnung und/oder einen Kabelbaum gemäß den obigen Erfindungsaspekten aufweist. Bezüglich der Merkmale, Merkmalskombinationen und der sich daraus ergebenden Vorteile des erfindungsgemäßen Kabelbaums sowie des erfindungsgemäßen Fortbewegungsmittels wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen.
-
Es ist ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung, im Stand der Technik grundsätzlich bekannte Sitzbelegungssensoren durch die Hinzufügung nichtlinearer elektrischer Bauelemente (Halbleiterbausteine, wie z.B. Sperrdioden und Transistoren, gegebenenfalls auch Kondensatoren und Spulen) zu ergänzen und verschachtelt zu betreiben. Bei für den Fachmann ersichtlich geeigneter Dimensionierung können für jeden Sitzbelegungszustand des Fortbewegungsmittels somit elektrisch hinreichend voneinander unterscheidbare elektrische Ströme und/oder Spannungen und/oder Widerstände gemessen und anhand vordefinierter Referenzen eindeutig einer Sitzbelegungssituation zugeordnet werden.
-
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fortbewegungsmittel gemäß dem Stand der Technik;
- 2 eine Schaltungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
- 3 eine Schaltungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt eine Draufsicht auf einen PKW als Fortbewegungsmittel 10, innerhalb dessen in der zweiten Sitzreihe drei Sitze S1, S2, S3 durch jeweilige Belegungssensoren 8, 9, 12 hinsichtlich ihres Belegungszustandes mittels einer elektrischen Schaltungsanordnung 11 überwacht werden. Eine gemeinsame Masseleitung ist für die Belegungssensoren 8, 9, 12 zwar vorgesehen, die jeweiligen positiven Zuleitungen bedingen jedoch einen erheblichen Verkabelungsaufwand im Kabelbaum 5 und in den Steckkontakten 6 sowie in der Auswerteeinheit 4. Nur so konnten im Stand der Technik die Belegungszustände durch Auswertung der Widerstände bzw. Ströme durch die Belegungssensoren 8, 9, 12 eindeutig einem Sitz S1, S2, S3 zugeordnet werden.
-
2 zeigt eine elektrische Schaltungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Von einer Auswerteeinheit 4, welche auch als Wechselspannungsquelle fungiert, geht ein zwei Leitungen umfassender Kabelbaum 5 an einen Steckkontakt 6. Hier sind ein erster elektrischer Anschluss 13 und ein zweiter elektrischer Anschluss 14 vorgesehen, über welchen die Anordnung 11 die Stränge 1, 2, 3 mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagen kann. In Reaktion auf die Beaufschlagung mit dem elektrischen Wechselsignal kann die Auswerteeinheit 4 ein eindeutig einer Sitzbelegungssituation zugeordnetes komplexes Verhalten zwischen dem ersten Anschluss 13 und dem zweiten Anschluss 14 beobachten bzw. messen. Mit anderen Worten antwortet die Zusammenschaltung der Stränge 1, 2, 3 mit einer elektrischen Größe bzw. Kenngröße, welche die Auswerteeinheit mit vordefinierten Einträgen in einer Referenz (z.B. Lookup-Table o.ä.) vergleichen und somit eindeutig einer Sitzbelegungssituation zuordnen kann.
-
3 zeigt eine der 2 entnommene Sektion der elektrischen Schaltungsanordnung 11, in welcher die Stränge 1, 2, 3 exemplarisch durch konkrete elektrische Widerstände R1, R11, R2, R22, R3, R33, Belegungssensoren 8, 9, 12 sowie ein erstes Bauteil D1 in Form einer ersten Diode und ein zweites elektrisches Bauteil D2 in Form einer zweiten Diode ausgestaltet sind. Die Dioden weisen unterschiedliche Orientierungen auf, so dass beim Anlegen eines Wechselsignals unterschiedliche Halbwellen die Widerstände R1, R11 bzw. R2, R22 durchfließen. In Abhängigkeit des Belegungszustandes ist somit immer lediglich zu einem Zeitpunkt einer der Widerstände R1, R11, R2, R22 elektrisch aktiv bzw. elektrisch sichtbar bzw. elektrisch wirksam und hierbei entweder dem Widerstand R3 oder dem Widerstand R33 des dritten Stranges 3 in Reihe geschaltet. Im dargestellten Zustand seien die Belegungssensoren 8, 12 belegt, während der Belegungssensor 9 unbelegt ist. In einer ersten Halbwelle des elektrischen Wechselsignals ist daher der Widerstand R11 in Reihe mit dem Widerstand R33 an den Anschlüssen 13, 14 zu messen, während in einer zweiten Welle des Wechselsignals eine Reihenschaltung aus dem Widerstand R2 und dem Widerstand R33 zu messen ist. Wäre hingegen der dritte Sitz bzw. der dritte Belegungssensor 3 unbelegt, wäre in dem vorstehenden Satz der Widerstand R33 durch den Widerstand R3 zu ersetzen. Entsprechendes gilt für andere Sitzbelegungen.
-
Bezugszeichenliste:
-
- 1, 2, 3
- Strang
- 4
- Auswerteeinheit
- 5
- Kabelbaum
- 6
- Steckkontakt
- 8, 9
- Belegungssensor
- 10
- Fortbewegungsmittel
- 11
- elektrische Anordnung
- 12
- Belegungssensor
- 13, 14
- Anschlüsse
- D1, D2
- Bauteile
- R1, R11, R2, R22, R3, R33
- elektrische ohmsche Widerstände
- S1, S2, S3
- Sitzplätze
