Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erkennung der
Belegung eines Sitzes, insbesondere in einem Fahrzeug, der
eine aus Schaumstoff gefertigte Sitzfläche aufweist, wobei
an dieser Anordnung bei Belegung des Sitzes ein elektrisches
Signal abnehmbar ist, das sich von einem elektrischen Signal
bei einem unbelegten Sitzes diskriminierbar unterscheidet.
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Zur Vermeidung einer unnötigen Auslösung von
Rückhaltesystemen in Kraftfahrzeugen, wie Front-Airbags,
Seiten-Airbags, Gurtstraffern und dergleichen, ist es
erforderlich, festzustellen, ob ein Sitz, dem solche
Rückhaltesysteme zugeordnet sind, auch belegt ist. Darüber
hinaus ist es zweckmäßig, feststellen zu können, ob auf dem
Sitz eine kleine oder eine große Person sitzt, oder ein
definierbarer Gegenstand, wie ein Kindersitz oder eine
Babytrage, angeordnet ist, da im gegebenen Fall das Auslösen
eines bestimmten Rückhaltesystems oder eine bestimmte Art
des Auslösens gefährlich sein könnten. Beispielsweise ist es
zweckmäßig, das Auslösen eines Rückhaltesystems an die
Kleinwüchsigkeit oder Großwüchsigkeit eines Fahrzeuginsassen
anpassen zu können.
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Eine typische bekannte Anordnung ist aus der EP-A1-1002690
bekannt. Ein in den Sitzbereich eines Sitzes eingebautes
leitfähiges Teil ändert im Belegungszustand seinen Abstand
gegenüber einer im Sitz eingebauten Schaltungsanordnung mit
einer Sende/Empfangsantenne. Ein Oszillator strahlt über die
Antenne eine schwache Hochfrequenzwelle aus und der für
einen Belegungszustand kennzeichnende Abstand zwischen dem
leitenden Teil und der Antenne beeinflusst die durch die
gleiche Antenne erfassbare Spannung. Die Spannung kann
erfasst und hinsichtlich des Pegels dahingehend ausgewertet
werden, ob der Sitz belegt oder nicht belegt ist. Die
bekannte Anordnung ist ziemlich kompliziert und erfordert
einen festen Einbau des leitenden Teils in den Sitzbereich.
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Es ist auch vorgeschlagen worden, in der Rückenlehne und dem
Sitzbereich Kapazitätselektroden vorzusehen und eine
Kapazitätsänderung durch Messung einer Elektrofeldänderung
auszuwerten. Es ist ferner schon vorgeschlagen worden,
mehrere Drucksensoren in dem Sitzbereich und/oder der
Rückenlehne vorzusehen (JP-B-2669656).
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Schließlich sind auch an Vermessungssysteme erinnernde
optische Systeme unter Verwendung von Infrarotlasern
vorgeschlagen worden, wobei diese auch die Erkennung der
Kopfposition eines Insassen ermöglichen. Alle diese Systeme
sind ebenfalls außerordentlich kompliziert und damit auch
störungsanfällig und kostspielig.
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Vorteile der Erfindung
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Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Anordnung zur Erkennung der Belegung eines Sitzes anzugeben,
die einfach aufgebaut ist und bei der erhaltene elektrische
Signale mittels einer einfachen Schaltungsanordnung
diskriminierbar sind.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als
Schaumstoff ein elektrisch leitfähiger Schaumstoff verwendet
ist, der ober- und unterseitig jeweils eine Elektrode
aufweist, zwischen denen das zu diskriminierende elektrische
Signal abnehmbar ist.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass
leitfähige Schaumstoffe vor kurzem entwickelt worden sind
und dass insbesondere bei Fahrzeugen insbesondere die
Sitzflächen der Sitze im wesentlichen aus Schaumstoff
bestehen.
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Im einfachsten Fall genügt es also, den Sitz statt aus
herkömmlichem Schaumstoff aus leitfähigen Schaumstoff
herzustellen und ein elektrisches Signal zwischen den beiden
Elektroden zu erfassen, das dem Widerstandswert des
leitfähigen Schaumstoffes zwischen den Elektroden bei
unbelegtem Sitz oder bei belegtem Sitz entspricht. Durch
mehrstufige Auswertung, also den Vergleich des erfassten
Signals mit verschiedenen Schwellenwert-Signalen kann auch
das Gewicht der belegenden Person oder des belegenden
Gegenstandes bewertet werden.
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Es kann zweckmäßig sein, nur einen Abschnitt des Sitzes aus
leitfähigen Schaumstoff zu fertigen, nämlich denjenigen
Abschnitt, der belegt wird.
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Durch Anordnung von Streifen leitfähigen Schaumstoffes in
einer Sitzfläche, und zwar bei einem Fahrzeug parallel zur
Fahrtrichtung, kann durch getrennte Auswertung die erfassten
elektrischen Signale und deren Bewertung von Streifen zu
Streifen beurteilt werden, ob ein Gegenstand oder eine
Person den Sitz belegt und im letzteren Fall, welchen
Abstand die Sitzbeinhöcker der Person besitzen woraus
wiederum auf den Typ der Person (zierlich, und damit eher
kleinwüchsig, kräftig, und damit eher großwüchsig)
geschlossen werden kann.
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Von weiterem Vorteil ist eine matrixförmige Anordnung von
Flecken von elektrisch leitendem Schaumstoff in der
Sitzfläche, da dann bei der Auswertung der elektrischen
Signale von Flecken zu Flecken diskriminierbare
Abdruckprofile, etwa von Gegenständen wie Kindersitzen oder
Babytragen erfassbar sind.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist auch bei der Rücklehne
und/oder der Kopfstütze des Sitzes anwendbar.
Zeichnung
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Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
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Fig. 1 schematisch im Teil-Schnitt in Seitenansicht
einen mit einer erfindungsgemäßen Anordnung versehenen Sitz
in einem Fahrzeug,
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Fig. 2 und Fig. 3 schematisch die Funktionsweise der
erfindungsgemäßen Anordnung,
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Fig. 4 in Ansicht eine Weiterbildung der Erfindung mit
parallel angeordneten Streifen leitfähigen Schaums,
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Fig. 5 in Ansicht eine Weiterbildung der Erfindung mit
matrixförmig angeordneten Flecken leitfähigen Schaums.
Beschreibung
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Ein Sitz 1 in einem schematisch angedeuteten Fahrzeug 2
weist eine Sitzfläche 3, eine Rücklehne 4 und eine
Kopfstütze 5 auf. Es können auch Armlehnen vorgesehen sein
(nicht dargestellt). Die Sitzfläche 3 ist im wesentlichen
aus einem Schaumstoff gefertigt, wobei die Sitzfläche 3 eine
bestimmte nicht dargestellte Konturierung aufweist. Ferner
ist der Schaumstoff 6 mit einer Abdeckung aus textilem
Material oder Leder versehen. Der Schaumstoff 6 der
Sitzfläche 3 kann darüber hinaus wie ansich üblich Stütz-
und Trageinrichtungen, sowie Verbindungseinrichtungen 7 zum
Chassis 2, bzw. zu einer mit dem Chassis 2 verbundenen
Schienen 8 aufweisen.
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Gemäß der Erfindung ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
der Fig. 1 die Sitzfläche 3 zwar überwiegend aus elektrisch
nicht leitendem herkömmlichen Schaumstoff 6 gefertigt, weist
jedoch über einen wesentlichen Abschnitt einen elektrisch
leitenden Schaumstoff 9 auf, wobei dieser Abschnitt im
wesentlichen dem Flächenbereich entspricht, den eine Person
beim Sitzen auf der Sitzfläche 3 des Sitzes 1 einnimmt.
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Selbstverständlich kann die Sitzfläche 3 des Sitzes 1
vollständig aus elektrisch leitendem Schaumstoff 9 bestehen,
was nicht im einzelnen dargestellt ist.
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Der elektrisch leitende Schaumstoff 9 ist oberseitig und
unterseitig jeweils mit einer Elektrode 10 bzw. 11 versehen,
was in Fig. 1 nicht detailliert dargestellt ist, was jedoch
anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert wird.
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Zwischen den Elektroden 10 und 11, die den elektrisch
leitenden Schaumstoff 9 ober- und unterseitig abdecken, kann
ein dem Widerstand zwischen den Elektroden 10 und 11
entsprechendes elektrisches Signal abgenommen werden. Im
unbelasteten Zustand, der der Situation entspricht, bei der
der Sitz 1 nicht belegt ist, wird ein Widerstandswert R0
erfasst. Wird durch Belegung des Sitzes der elektrisch
leitende Schaumstoff 9 zusammmengedrückt, wird also auf den
Schaumstoff eine Kraft F ausgeübt (Fig. 3), so ändert sich
der Widerstandswert. Durch das Zusammendrücken der Poren
oder Zellen des elektrisch leitenden Schaumstoffs 9 nimmt
die Kontaktfläche zu und damit der elektrische Widerstand RF
ab gegenüber dem Widerstandswert R0 bei nicht belegtem Sitz
1.
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Der Widerstandswert RF ist somit abhängig von dem Gewicht
der belegenden Person bzw. des belegenden Gegenstandes und
kann somit auch innerhalb der Diskriminierungsgrenzen durch
Vergleich mit verschiedenen Schwellenwerten in üblicher
Weise klassifiziert werden. Es kann somit erkannt werden, ob
der Sitz 1 belegt ist, und auch, ob die Belegung durch eine
Person oder einen Gegenstandes leichten oder schweren
Gewichtes erfolgt. Bereits abhängig davon ist es möglich,
dass Auslösen eines bestimmten Rückhaltesystems zu
verhindern, etwa bei unbelegtem Sitz, oder abhängig vom
erfassten Gewicht unterschiedlich anzusteuern.
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Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung bei der statt eines
kompletten eine Fläche aufweisenden Abschnittes mehrere
Streifen 12 bis 16 leitfähigen Schaumstoffs mit jeweiligen
Elektroden in die Sitzfläche 3 des Sitzes 1 eingebaut sind.
Die Anordnung der Streifen 12 bis 16 ist derart, dass sie im
wesentlichen parallel ist und zwar parallel zur
Fahrtrichtung des Fahrzeuges, in dem sich der Sitz 1
befindet. Die für die einzelnen Streifen 12 bis 16 erfassten
Widerstandswerte
RF12 bis RF16 erlauben es, Rückschlüsse zu ziehen, ob der
Sitz 1 durch einen Gegenstand oder durch eine Person mit
niedrigem oder hohem Abstand der Sitzbeinhöcker der Person
belegt ist.
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Fig. 5 zeigt schematisch eine Anordnung, bei der der
elektrisch leitende Schaumstoff 9 in Form von in einer
Matrix 17 angeordneten Flecken 18 mit jeweiligen Elektroden
in die Sitzfläche 3 des Sitzes 1 eingebaut ist. Damit kann
gegenüber der Anordnung gemäß Fig. 4 eine noch feinere
Verteilung der verschiedenen Angriffspunkte des die
Sitzfläche 3 belegenden Gegenstandes, bzw. der die
Sitzfläche 3 belegenden Person erfasst werden, wodurch
beispielsweise bei Gegenständen darauf geschlossen werden
kann, ob es sich um einen wohl definierten Gegenstand, wie
einen Kindersitz oder eine Babytrage handelt.
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Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Anordnung auch
bei der Rücklehne 4 und/oder der Kopfstütze 5 anwendbar, so
dass insgesamt bei der Auswertung auf die Kontur einer
sitzenden Person rückgeschlossen werden kann, insbesondere
auch auf die Position des Kopfes dieser Person.
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Als Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist anzusehen,
dass insbesondere dann, wenn sich bei dem nichtleitenden
Schaumstoff 6 und dem leitenden Schaumstoff 9 um
Schaumstoffe gleichen Typs handelt, ein späteres Recycling
erleichtert ist.
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Ferner ist die Anordnung des leitfähigen Schaums 9 in der
Sitzfläche 3, bzw. auch Rücklehne 4 und Kopfstütze 5,
bereits bei der Fertigung möglich, wodurch sich eine
Verringerung der Herstellungskosten ergibt.
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Darüber hinaus ist festzuhalten, dass die erfindungsgemäße
Anordnung auch zusätzlich mit üblichen anderen nachträglich
einbaubaren Anordnungen zur Erkennung der Belegung, bzw. zur
Erkennung des Gegenstandes oder der Person verwendbar ist.
Im gegebenen Fall könnte die metallische Sitzschale, in der
die Sitzfläche 3 aufgenommen ist, als untere Elektrode 11,
und könnte die Sendeantenne einer herkömmlichen OC/AKSE-
Matte als obere Elektrode verwendet werden.
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Die zwischen den Elektroden 10, 11 des leitfähigen
Schaumstoffs 9 abnehmbaren elektrischen Signale können in
ansich bekannter Weise in ein fahrzeuginternes Netzwerk,
nicht dargestellt, eingespeist werden, das unter der
Bezeichnung CAN bekannt geworden ist, und können so der
Weiterverarbeitung zwecks Erkennung der Sitzbelegung und
zwecks Verwertung in Auslösesteuerschaltungen genutzt
werden.
Bezugszeichen-Liste
1 Sitz
2 Fahrzeug
3 Sitzfläche
4 Rückenlehne
5 Kopfstütze
6 Schaumstoff
7 Verbindungseinrichtung
8 Schiene
9 elektrisch leitender Schaumstoff
10 Elektroden
11 Elektroden
12-16 Streifen
17 Matrix
18 Flecken