-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Sicherheitsgurtstatus-Überwachungssystem und insbesondere auf ein Sicherheitsgurtstatus-Überwachungssystem für einen Sitz im Inneren eines Kraftfahrzeugs, das eine Vielzahl von Sitzen aufweist, die an im Wesentlichen beliebigen Stellen im Inneren des Fahrzeugs installiert sind.
-
Stand der Technik
-
Sicherheitsgurt-Erinnerungssysteme sind heutzutage in Kraftfahrzeugen und insbesondere in Automobilen die übliche Ausstattung, um einen Fahrzeuginsassen daran zu erinnern, seinen Sicherheitsgurt anzulegen. Da es verpflichtend ist, dass jeder Fahrzeuginsassensitz, auch hinten im Fahrzeug, über einen Sicherheitsgurt verfügt, ist es selbstverständlich, für jeden Sitz ein Sicherheitsgurt-Erinnerungssystem zu haben, welches ein Signal erzeugt, das zumindest für den Fahrer sichtbar ist.
-
Im Allgemeinen beinhalten Sicherheitsgurt-Erinnerungssysteme Sensoren, die die Anwesenheit eines Insassen und die Feststellung, ob der Schnappverschluss des Sicherheitsgurtes in die Sicherheitsgurtschnalle eingeführt ist, miteinander verknüpfen. Der Sensor erzeugt dann Signale an ein Steuergerät. Aus den Signalen ermittelt das Steuergerät, ob die tatsächliche Sitzbelegung ein Schließen eines nicht geschlossenen Sicherheitsgurtes erfordert, und gibt demgemäß ein entsprechendes Warnsignal ab.
-
Parallel zu den Weiterbildungen der Sicherheitsgurterinnerungen haben die Kraftfahrzeuge auch neue Lösungen für die Innenanordnung entwickelt. Zum Beispiel Anordnungen, bei denen die Rücksitze leicht montierbar und entfernbar sind, so dass das Fahrzeug alternativ zur Beförderung von mehr Personen oder für einen größeren Kofferraum für Waren genutzt werden kann. In einigen Fahrzeugen werden die Rücksitze auf Gestellen oder anderen Systemen installiert, was ihnen noch mehr Flexibilität verleiht und die Möglichkeit bietet, an im Wesentlichen beliebigen Stellen im Fahrzeuginneren befestigt zu werden.
-
Flexible Fahrzeuginnenraumanordnungen schaffen neue Einschränkungen bei der Installation von Sicherheitsgurt-Erinnerungssystemen. Das heißt, jede physische Verbindung mit Kabeln zwischen dem Sicherheitsgurt-Erinnerungssystem und dem Fahrzeug ist nicht mehr erwünscht.
-
Im Stand der Technik sind Lösungen für drahtlose Sicherheitsgurtwarnsysteme bekannt. So sind beispielsweise in dem Dokument
DE 19919158 A1 die Sicherheitsgurte mit reflektierenden Bezugspunkten ausgestattet, und das Kraftfahrzeug weist ein Sicherheitsgurtüberwachungsgerät auf, das an der Decke montiert und konfiguriert ist, um einen Abstand zwischen der Vorrichtung und den Bezugspunkten der Sicherheitsgurte zu messen. Die Messung erfolgt durch optische Lokalisierung der reflektierenden Punkte unter Verwendung des Messgeräts.
-
Bei der letztgenannten Lösung müssen die Sicherheitsgurte nicht mit einer elektrischen Vorrichtung ausgestattet sein, welche jegliches Problem mit Kabelverbindungen oder Stromversorgung beseitigt. Dennoch ist die oben genannte Lösung teuer in der Umsetzung und optische Messungen werden von den Insassen selbst leicht gestört, wenn sie die reflektierenden Punkte abdecken, was das System unzuverlässig macht, da es einen großen Messfehler bedingt.
-
In einer weiteren, in der
DE 10200706060317 A1 offenbarten Lösung befindet sich ein Sicherheitsgurtsensorsystem in drahtloser Verbindung mit einem unter dem Sitz befestigten elektronischen Steuergerät. Der Sitz ist somit ohne problematische Kabelverbindung ausbaubar.
-
Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass jeder Sitz mit einem entsprechenden elektronischen Steuergerät ausgestattet werden muss. Dies führt zu hohen Produktionskosten und einer begrenzten Flexibilität, da die Sitze ausreichend nahe am elektronischen Steuergerät bleiben müssen.
-
Andere Lösungen, die in der
US 2004119599 A1 oder der
US 8902057 offenbart sind, schlagen ähnliche Lösungen vor, welche die gleichen Nachteile aufweisen, nämlich mangelnde Flexibilität und relativ hohe Produktionskosten.
-
In wieder einer anderen Lösung gemäß dem Stand der Technik ist in dem Dokument
US 7,639,125 ,B2 ein Sicherheitsgurtwarnsystem offenbart, das ein einem Fahrzeugsitz zugeordnetes Sensorsystem zum Erfassen eines den Sicherheitsgurt betreffenden Status in Bezug auf den Fahrzeugsitz und eine mit dem Sensorsystem kommunizierende Steuereinheit aufweist. Die Steuereinheit ist konfiguriert, um ein von dem Sensorsystem ermitteltes Warnsignal zu erzeugen, wenn ein belegter Sitz festgestellt wird, bei dem sich der Sicherheitsgurt in einem nicht angelegten Zustand befindet. Das Sensorsystem weist darüber hinaus eine akustische Oberflächenwellenvorrichtung mit einem akustischen Oberflächenwellen-Resonator und einer Antenne auf, und die Steuereinheit weist eine Radiofrequenzantenne zur Fernverbindung mit der akustischen Oberflächenwellenvorrichtung auf.
-
Das in diesem Dokument gemäß dem Stand der Technik vorgeschlagene System ermöglicht eine drahtlose Verbindung zwischen den Sitzsensoren und einer einzelnen Basiseinheit. Es ist nicht erforderlich, dass eine Basiseinheit einem einzelnen Sitz zugeordnet ist. Die Feststellung des Sitzes, der beispielsweise eine Meldung entsprechend einem Warnsignal sendet, ist jedoch nur möglich, weil die Sitze eine bestimmte Position zueinander haben. Die Flexibilität des Systems ist hier wieder eingeschränkt, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit austauschbaren oder beliebig montierbaren Sitzen.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Es ist daher wünschenswert, ein Sicherheitsgurtstatus-Überwachungssystem bereitzustellen, das die im Stand der Technik offenbarten Lösungen verbessert, und insbesondere ein Sicherheitsgurtstatus-Überwachungssystem, das zuverlässig und hochflexibel in Bezug auf die Sitzanordnung im Fahrzeuginneren ist.
-
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
-
Die Erfindung beseitigt zumindest einige der oben genannten Mängel und Nachteile, indem sie ein Sitzüberwachungssystem zum Überwachen eines mit der Belegung im Zusammenhang stehenden Status von mindestens einem Sitz in einem Kraftfahrzeuginnenraum vorsieht. Das Sitzüberwachungssystem weist ein im Innenraum montiertes Steuermodul und mindestens ein in den mindestens einen Sitz integriertes Sensormodul auf. Das Sensormodul weist ein Sensorsystem zum Erfassen eines mit der Belegung im Zusammenhang stehenden Status bezüglich des Sitzes auf. Das Steuermodul und das Sensormodul sind so konfiguriert und angeordnet, dass das Steuermodul drahtlos mit dem Sensormodul in Verbindung stehen kann.
-
Gemäß der Erfindung weist das Steuermodul mindestens drei übertragende Radiofrequenzantennen auf, die konfiguriert und angeordnet sind, ein Anforderungssignal in mindestens drei Richtungen innerhalb des Fahrzeuginnenraums zu übermitteln. Das Sensormodul ist darüber hinaus konfiguriert, die Anforderungssignale aus den mindestens drei Richtungen zu empfangen, um Empfangsparameter der Anforderungssignale zu bestimmen und eine auf die Empfangsparameter reagierende Information an das Steuermodul zu übermitteln.
-
Als Folge empfängt das Sensormodul mindestens drei Signale aus drei verschiedenen Richtungen und/oder Positionen des Fahrzeuginnenraums und ist konfiguriert, um Empfangsparameter für jedes empfangene Signal zu bestimmen. Diese auf den Empfangsparameter reagierende Information kann darüber hinaus berechnet werden, um die Position des Sitzes im Fahrzeuginnenraum zu bestimmen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass selbst wenn der Sitz an einer beliebigen Stelle innerhalb des Innenraums platziert wird, das Sitzüberwachungssystem in der Lage ist, zu erkennen, welcher Sitz im Innenraum ein Signal übermittelt, indem es beispielsweise die Position des Sitzes kennt, von dem aus das Signal übermittelt wird. Es ist zu beachten, dass das System gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung von unidirektionalen Antennen beschränkt ist. Tatsächlich verlangt das System nur, dass das Anforderungssignal von drei verschiedenen Stellen aus übermittelt wird, so dass aus der Sicht des Sensormoduls die Signale aus verschiedenen Richtungen stammen. Somit können die verwendeten Radiofrequenzantennen ungerichtet sein, ohne dass dabei die Funktionalität des Systems beeinträchtigt wird.
-
Durch die Verwendung einer drahtlosen Verbindung entfällt die Notwendigkeit einer Verkabelung zwischen den Modulen und damit zwischen dem Sitz und dem Fahrzeuginnenraum. Die Sitze können an beliebiger Stelle im Fahrzeuginnenraum platziert werden, was der Sitzanordnung im Innenraum eine vollständige Flexibilität verleiht.
-
Ein typischer Fahrzeuginnenraum weist eine Vielzahl von Sitzen auf. In diesem Fall weist das Überwachungssystem ein Steuermodul und eine Vielzahl von Sensormodulen auf, wobei ein Sensormodul in jeden Sitz im Innenraum integriert ist.
-
In Ausführungsformen umfassen die Empfangsparameter Intensitäten des elektromagnetischen Feldes, die von den Anforderungssignalen übermittelt werden. Da sich die Intensitäten der Signale auf den Abstand von der übermittelnden Quelle beziehen, ist es möglich, den Abstand zwischen dem Sitz und jeder übermittelnden Antenne zu bestimmen.
-
Die Empfangsparameter können jedes Merkmal des Signals sein, das die Richtung und/oder den Abstand zwischen dem Sensormodul und der übermittelnden Antenne unterscheidet. Das Sensormodul kann ein Element umfassen, das konfiguriert ist, die Empfangsparameter nach jedem empfangenen Anforderungssignal zu speichern, zum Beispiel einen Mikrocontroller oder ein geeignetes Element.
-
Die drahtlose Verbindung zwischen dem Steuer- und dem Sensormodul kann durch geeignete Mittel gewährleistet werden, z. B. durch die Verwendung von übermittelnden und empfangenden Radiofrequenzantennen (RF-Antennen) in dem Steuermodul und/oder einer dem Sensormodul zugeordneten, fernabfragbaren akustischen Oberflächenwellenvorrichtung. Vorteilhafterweise verwendet das System sowohl niederfrequente (LF) als auch hoch-/ultrahochfrequente Radiofrequenzantennen (RF-Antennen), je nach Komplexität der ausgetauschten Nachricht.
-
Vorzugsweise sind die mindestens drei übertragenden Antennen NF-Übertragungsantennen. NF-Antennen sind kostengünstiger als Hochfrequenzantennen und effizient in der Übertragung des Anforderungssignals mit einfacher Nachrichteninformation.
-
Vorteilhafterweise werden die Antennen an drei verschiedenen Positionen des Fahrzeuginnenraums montiert, z. B. entlang drei verschiedenen Randwänden des Fahrzeuginnenraums. Die Positionen und Ausrichtungen der Antennen werden so bestimmt, dass das Sensormodul in der Lage ist, das von den Antennen gesendete Signal unabhängig von seiner Position im Fahrzeuginnenraum zu empfangen.
-
In bevorzugten Ausführungsformen ist das Steuermodul konfiguriert, die Sitzposition anhand der vom Sensormodul übermittelten Informationen zu bestimmen.
-
In anderen Ausführungsformen ist das Sensormodul konfiguriert, die Sitzposition unter Verwendung der Empfangsparameter zu bestimmen und die Sitzposition in der auf die Empfangsparameter reagierende Information zu übertragen.
-
Die gesendete Nachricht enthält weniger Informationen und das Steuermodul benötigt weniger Rechenleistung, wenn die Position durch das Sensormodul bestimmt wird. Wenn das Steuermodul für eine andere Anwendung als die vorliegende Erfindung gemeinsam genutzt wird, erweist sich diese Lösung als Vorteil, da sie für das Steuermodul die Last der Rechenleistung reduziert. Dennoch ist es bei diesen Ausführungsformen erforderlich, dass jeder Sensor eine Recheneinheit aufweist, was ein kostspieliges System zur Folge hat.
-
Wenn die Position durch das Steuermodul bestimmt wird, enthält die an das Steuermodul gesendete Nachricht mehr Information, was die Verwendung von zumindest Hochfrequenzantennen für die Verbindung erfordert. Diese Lösung erfordert jedoch weniger Rechenmittel in jedem Sensormodul und ist somit kostengünstiger als in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
-
Vorteilhafterweise kann die Bestimmung der Position des Sitzes unter Verwendung der Empfangsparameter mittels eines typischen, im Stand der Technik üblichen Triangulationsverfahrens durchgeführt werden. Werden mehr als drei Antennen zur Übermittlung des Anforderungssignals verwendet, wird ein Triangulationsverfahren mehrmals wiederholt, wobei verschiedene Kombinationen von drei empfangenen Signalen verwendet werden. Dadurch kann das System die Position des Sitzes genauer bestimmen. Dieses Merkmal ist für den Fall von Bedeutung, wenn die Sitze im Fahrzeuginnenraum beliebig bewegbar und gegebenenfalls in kompakten Anordnungen befestigt sind, wie z. B. wenn sich zwei Sensormodule nebeneinander in Kontakt befinden.
-
In Ausführungsformen umfasst der mit der Belegung im Zusammenhang stehende Status einen Sicherheitsgurtschloss-Status, der darauf hinweist, ob ein Sicherheitsgurt des Sitzes angelegt oder nicht angelegt ist.
-
In weiteren Ausführungsformen umfasst der mit der Belegung im Zusammenhang stehende Status einen Belegungsstatus, der darauf hinweist, ob ein Insasse auf dem Sitz sitzt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der mit der Belegung im Zusammenhang stehende Status eine Kombination aus einem Sicherheitsgurtschnallen-Status und einem Sitzbelegungsstatus. Diese Ausführungsformen bieten eine höhere Zuverlässigkeit des mit der Belegung im Zusammenhang stehenden Status. So weist beispielsweise der mit der Sitzbelegung im Zusammenhang stehende Status zwei Status von Interesse auf: einen ersten Status, wenn der Sitz unbesetzt ist oder wenn der Sitz besetzt und der Sicherheitsgurt angelegt ist; und einen zweiten Status, wenn der Sitz besetzt und der Sicherheitsgurt nicht angelegt ist.
-
In Ausführungsformen prüft das Sensorsystem beim Empfangen eines Steueranforderungssignals nur den mit der Belegung im Zusammenhang stehenden Status. Dadurch kann das Sensorsystem inaktiv bleiben, wenn kein Anforderungssignal empfangen wird, und Batterieleistung einsparen.
-
Das Sensormodul kann konfiguriert sein, die auf die Empfangsparameter reagierende Information und den mit der Belegung im Zusammenhang stehenden Status in getrennten Teilen der Übertragungsinformation zu übertragen. In Ausführungsformen ist das Sensormodul konfiguriert, die auf die Empfangsparameter reagierende Information nur dann zu übertragen, wenn der mit der Belegung im Zusammenhang stehende Status einem besetzten Sitz mit nicht angelegtem Sicherheitsgurt entspricht. Ähnlich wie bei den obigen Ausführungsformen führt das Sensormodul nur bei Bedarf eine Übertragung durch und bleibt die restliche Zeit teilweise inaktiv.
-
Das Sensormodul aufweist vorzugsweise eine Batterie auf, um das Modul mit Strom zu versorgen. Die Batterie kann bei der Bereitstellung elektrischer Energie unterstützt werden, indem das von der Antenne empfangene Signal zum Laden der Batterie oder direkt zur Versorgung des Systems mit zusätzlicher Energie verwendet wird. Vorteilhafterweise kann das Sensormodul passive Sensorvorrichtungen umfassen, die keine Batterieleistung benötigen.
-
In Ausführungsformen weist das Sensormodul eine eindeutige Kennung auf und das Sensormodul ist konfiguriert, die Information, welche die Sitzposition anzeigt, an das Steuermodul nur dann zu übertragen, wenn ein Steueranforderungssignal, das seine eindeutige Kennung aufweist, empfangen wird.
-
Folglich kann das Steuermodul jedes Sensormodul unter Verwendung eindeutiger Kennungen separat abfragen, so dass es, wenn ein Sensor nicht abgefragt wird, inaktiv bleibt.
-
In Ausführungsformen weist das Sensormodul darüber hinaus eine 3D-Spiralantenne auf. Dieser Antennentyp hat effiziente Empfangseigenschaften in allen Richtungen und ermöglicht eine größere Vielfalt bei der Anordnung der mindestens drei übertragenden Antennen des Steuermoduls.
-
In Ausführungsformen ist das Steuermodul ein Teil einer „Passive Entry/Passive Start“-Basissteuereinheit. Eine „Passive Entry/Passive Start“-Basissteuereinheit wird in einigen Kraftfahrzeugen verwendet, um es dem Benutzer zu ermöglichen, eine Fahrzeugtür zu entriegeln, beispielsweise indem er sich dem Fahrzeug nähert und dabei einen Schlüsselanhänger mit sich führt. So wird beispielsweise die Tür automatisch entriegelt, wenn sich der Schlüsselanhänger nahe genug am Fahrzeug befindet. Ein solches System erfordert es, dass das Fahrzeug mit einem Mittel zum Bestimmen des Abstands zwischen dem Schlüsselanhänger und dem Fahrzeug ausgestattet ist.
-
Ein Beispiel für „Passive Entry/Passive Start“ ist im Dokument
EP 1189306 A1 beschrieben. „Passive Entry/Passive Start“ weist typischerweise eine Basissteuereinheit auf, die ein Anforderungssignal in ähnlicher Weise wie die Steuereinheit der Erfindung übermittelt. Dementsprechend könnte die Erfindung konfiguriert sein, Funktionalitäten der Basissteuereinheit eines „Passive Entry/Passive Start“-Systems zu nutzen, um die Vorgänge der Steuereinheit der vorliegenden Erfindung durchzuführen. In einem Fahrzeug, das bereits mit dem „Passive Entry/Passive Start“-System ausgestattet ist, führt dies dazu, dass eine Reduzierung der Elemente des Sitzüberwachungssystems erreicht werden kann, was zu einer Reduzierung der Systemkosten und der Implementierungskomplexität führt.
-
Figurenliste
-
Weitere Details und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung von nicht einschränkenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Draufsicht eines typischen Kraftfahrzeuginnenraums, der mit einem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist.
- 2 ein Layout einer Ausführungsform einer Sensormodulschaltung gemäß der Erfindung.
- 3 ein Layout einer Ausführungsform einer Steuermodulschaltung gemäß der Erfindung.
-
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
1 zeigt schematisch einen Innenraum eines Fahrzeugs 10, das mit einem Sitzüberwachungssystem 11 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist. Der Innenraum weist einen vorderen Teil 12 mit zwei Vordersitzen 14 und einen hinteren Teil 16 auf, in dem sechs Rücksitze 18 angeordnet sind. Hier sind die Rücksitze 18 in zwei Reihen von drei Sitzen angeordnet, aber es wird davon ausgegangen, dass die Rücksitze 18 beweglich und austauschbar sind.
-
Die Rücksitze 18 sind auf nicht abgebildeten Befestigungsmitteln montiert, die es ermöglichen, sie an im Wesentlichen beliebigen Positionen innerhalb des Innenraums 10 zu befestigen. So können die Rücksitze beispielsweise auf Schienen montiert werden, so dass sie über die gesamte Länge des Innenraums beweglich sind, was zu Anordnungen führt, die nicht unbedingt geraden Linien in Bezug auf die Breite des Fahrzeugs folgen.
-
Der Fahrzeuginnenraum weist darüber hinaus ein Steuermodul 20 auf, das sich vorzugsweise in dem vorderen Teil des Fahrzeugs befindet. Das Steuermodul 20 ist mit einem Anzeigesystem 22 des Fahrzeugs verbunden, das zumindest für den Fahrer sichtbar ist. Das Anzeigesystem 22 ist konfiguriert, eine Warnung anzuzeigen, die die Position eines Sitzes 14, 18 mit einem Insassen anzeigt, der seinen Sicherheitsgurt nicht angelegt hat. Die Verbindung zwischen dem Anzeigesystem 22 und dem Steuermodul 20 kann mit jedem geeigneten Mittel und/oder Verfahren erfolgen.
-
Das Steuermodul 20 ist weiterhin mit einer Vielzahl von Hochfrequenz(HF)-Antennen 24 verbunden, die an verschiedenen Stellen innerhalb des Innenraums 10 angeordnet sind. In der Ausführungsform gemäß 1 sind drei Antennen 24 an verschiedenen Stellen im Fahrzeuginnenraum installiert. Zwei Antennen 24 befinden sich jeweils an jeder Seitenfläche des hinteren Teils 16 des Fahrzeugs 10, und eine Antenne 24 befindet sich etwa in der Mitte des Fahrzeugs 10 zwischen den Vordersitzen 14 und den Rücksitzen 18.
-
Alle drei Antennen 24 sind so konfiguriert, dass sie ein Signal zur Innenseite des Innenraums übermitteln. Vorzugsweise ermöglicht die Konfiguration der Antennen 24 den Empfang des Signals an jeder beliebigen Stelle im Innenraum 10. Wie in 1 dargestellt ist, stehen sich zwei übertragende Antennen gegenüber und sind konfiguriert, ein Signal in entgegengesetzter Richtung zu übertragen, und die dritte Antenne überträgt in einer Ausrichtung senkrecht zu den anderen.
-
Die Radiofrequenzantennen 24 sind Niederfrequenz-Antennen (NF-Antennen), aber es wird davon ausgegangen, dass die Radiofrequenzantennen 24 jede geeignete Frequenz verwenden können. In der folgenden Beschreibung werden die Radiofrequenzantennen 24 gleichartig als NF-Antennen 24 bezeichnet. Der Frequenzbereich der NF-Übertragung liegt zwischen 5 kHz und 10 MHz und liegt vorzugsweise im 125 kHz industriellen, wissenschaftlichen und medizinischen (ISM) Funkbereich.
-
Die NF-Antennen 24 sind konfiguriert, ein NF-Signal an Sensormodule 26 zu senden, die in jedem der Vorder- und Rücksitze 14, 18 integriert sind. Die Integration des Sensormoduls 26 kann überall im Sitz erfolgen, mit der Einschränkung, dass der Sensor am Sitz befestigt ist. Das Sensormodul 26 ist konfiguriert, einen mit der Belegung im Zusammenhang stehenden Status seines jeweiligen Sitzes zu erfassen und an das Steuermodul 20 zu übertragen. Die Bauteile des Sensormoduls 26 werden im Folgenden erläutert.
-
Das Sensormodul 26 ist auch konfiguriert, aus den von den NF-Antennen 24 gesendeten Signalen Empfangsparameter zu bestimmen und ein Signal mit Informationen, die auf die Empfangsparameter reagieren, weiter an das Steuermodul 20 zu übermitteln.
-
Das Steuermodul 20 ist konfiguriert, das Signal zu empfangen, das Information aufweist, die auf die Empfangsparameter reagiert, und mit der empfangenen Information, die auf die Empfangsparameter reagiert, die Position eines Sitzes zu bestimmen, auf dem ein Insasse sitzt, der seinen Sicherheitsgurt nicht angelegt hat.
-
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Bauteile des Sensormoduls 26, das in jeden Sitz 14, 18 integriert ist, um den mit der Belegung im Zusammenhang stehenden Status der Sitzplätze zu überwachen. Der mit der Sitzbelegung im Zusammenhang Status kann jede nützliche Information sein, die das Fahrzeug in Bezug auf die Sitzbelegung verwendet. Hier ist der mit der Sitzbelegung im Zusammenhang stehende Status der Sitzbelegungsstatus, der anzeigt, ob der Sitz von einem Fahrgast besetzt ist, in Kombination mit dem Zustand der Sicherheitsgurtschnalle, der angibt, ob der Sicherheitsgurt angelegt ist.
-
Das Sensormodul 26 weist ein erstes Steuer- und Auswertungssystem 28 auf, das mit einem Sensorsystem 30, einem Anforderungssignalempfänger 32 und einem Antwortsignalgeber 34 verbunden ist. Das Sensormodul 26 weist auch eine Stromversorgungsschaltung 36 zur Stromversorgung der anderen Elemente des Moduls 26 auf.
-
Das Sensorsystem 30 weist einen Schnallensensor 38 auf, der in 2 als ein Schalter dargestellt ist, der zwischen einer geöffneten Position mit nicht angelegtem Sicherheitsgurt und einer geschlossenen Position mit angelegtem Sicherheitsgurt betätigt werden kann. Das Sensorsystem 30 weist darüber hinaus ein Schnallenbestimmungssystem 40, das mit dem Schnallensensor 38 verbunden und konfiguriert ist, um ein Signal an das Sitzsteuer- und Auswertungssystem 28 zu senden, welches den Zustand der Gurtschnalle anzeigt.
-
Das Sensorsystem 30 weist auch einen Belegungssensor 42 auf. Der Belegungssensor 42 kann beispielsweise ein kapazitiver Sensor, ein Beschleunigungssensor oder ein in der Technik bekannter Sensor zum Bestimmen des Belegungszustands des Sitzes sein. In 2 wird der Belegungssensor 42 durch einen Schalter dargestellt, der zwischen einer offenen Position, wenn der Sitz unbesetzt ist, und einer geschlossenen Position, wenn der Sitz besetzt ist, betätigt werden kann.
-
Ähnlich wie der Schnallensensor 38 weist das Sensorsystem 30 ein Belegungsbestimmungssystem 44 auf, das mit dem Belegungssensor 42 verbunden ist und konfiguriert ist, ein Signal an das Sitzsteuer- und Auswertungssystem 28 zu senden, das den Sitzbelegungszustand anzeigt.
-
Der Anforderungssignalempfänger 32 ist mit einer 3D-Spulen-NF-Antenne 46 mit drei Empfangsspulen 48 verbunden, die physikalisch senkrecht zueinander ausgerichtet sind, um ein Trihedron zu bilden.
-
Der Empfänger 32 ist darüber hinaus konfiguriert, eine in dem empfangenen Anforderungssignal modulierte Nachricht zu demodulieren und die jeweiligen Intensitäten des von jeder der drei Spulen 48 empfangenen Anforderungssignals zu messen. Der Empfänger 32 sendet dann die Nachricht zusammen mit den gemessenen Intensitäten an das erste Steuer- und Auswertungssystem 28.
-
Das erste Steuer- und Auswertungssystem 28 weist darüber hinaus einen ersten Mikrocontroller 50 auf, der eine eindeutige Kennung speichert, die dem Sensormodul 26 entspricht, das dem jeweiligen Sitz 14, 18 zugeordnet ist. Das erste Steuer- und Auswertungssystem 28 ist auch mit dem Antwortsignalgeber 34 verbunden, und der Antwortsignalgeber 34 ist mit einer Ultrahochfrequenz (UHF)-Antenne 52 verbunden, die konfiguriert ist, um ein Antwortsignal mit modulierten Nachrichten an das Steuermodul 20 zu senden.
-
Die Stromversorgungsschaltung 36 verwendet die Energie einer Batterie 54, um das Sensormodul 26 mit elektrischer Energie zu versorgen. Wie in 2 dargestellt ist, wird durch einen Gleichrichter 56 das von der 3D-NF-Antenne 46 empfangene Signal gleichgerichtet und eine gleichgerichtete Gleichspannung an die Stromversorgungsschaltung 36 geliefert. Die Stromversorgungsschaltung 36 ist darüber hinaus konfiguriert, die Batterie 54 mit dem vom Gleichrichter 56 empfangenen elektrischen Strom zu laden.
-
In Ausführungsformen wird der vom Gleichrichter 56 empfangene elektrische Strom verwendet, um den Rest der Schaltung zusätzlich zur Leistung der Batterie 54 direkt mit Strom zu versorgen, wodurch die Leistungsabgabe der Batterie 54 reduziert wird.
-
In Ausführungsformen wird die Batterie 54 durch einen Kondensator ersetzt, der durch den vom Gleichrichter 56 aufgenommenen elektrischen Strom geladen wird.
-
Im Betrieb, wenn ein eine Nachricht enthaltenes Anforderungssignal von den 3D-Spulen-NF-Antennen 46 empfangen wird, demoduliert der NF-Empfänger 32 die im Signal modulierte Nachricht und speichert die Intensitäten der von jeder Spule 48 der 3D-Antenne 46 empfangenen Signale. Der NF-Empfänger 32 sendet die gesamte empfangene Information an die erste Steuer- und Auswertungsschaltung 28. Der erste Mikrocontroller 50 in der ersten Steuer- und Auswertungsschaltung 28 dekodiert die vom NF-Empfänger 32 gesendete demodulierte Nachricht und prüft, ob die empfangene Nachricht eine Sitzstatusanforderung und eine eindeutige Sitzkennung enthält. Wenn eine Anforderung und eine Kennung, die der im ersten Mikrocontroller 50 gespeicherten Sitzkennung entspricht, im Anforderungssignal enthalten sind, fordert der erste Mikrocontroller 50 die Schnallen- und Sitzbelegungsstatus an, die an die Schnallen- und Belegungsbestimmungssysteme 40, 44 gesendet wurden, und liest den ermittelten Status aus, der als Reaktion von den Schnallen- und Belegungsfeststellungssystemen 40, 44 gesendet wurde. Wenn der Sitz besetzt und der Sicherheitsgurt nicht angelegt ist, liest der erste Mikrocontroller 50 weiter die Intensitäten der Signale, die von den drei Spulen 48 der NF-Antennen 46 empfangen werden. Dann bestimmt er die gesamte empfangene Intensität, indem er z. B. das geometrische oder arithmetische Mittel der drei Intensitäten berechnet. Die empfangenen Intensitäten werden schließlich über den Sender 34 und die UHF-Antenne 52 an das Steuermodul 20 übertragen.
-
In Ausführungsformen startet das erste Steuer- und Auswertungssystem 28 in einem „Stand-by-Zustand“, d. h. wenn der NF-Empfänger 32 ein magnetisches NF-Feld-Anforderungssignal von einer Fahrzeug-NF-Antenne 24 erkennt, sendet der NF-Empfänger 32 ein Signal zum Aufwecken des ersten Mikrocontrollers 50 des ersten Steuer- und Auswertungssystems 28, die folgenden Vorgänge sind dann wie vorstehend beschrieben identisch.
-
Wie in 3 dargestellt ist, weist das Steuermodul 20 ein zweites Steuer- und Auswertungssystem 58 auf, umfassend einen zweiten Mikrocontroller 60, der einen Anforderungssignal-Niederfrequenzgeber 62 steuert, der mit den drei NF-Antennen 24 verbunden ist. Der zweite Mikrocontroller 60 speichert eine Liste aller Kennungen der Vorder- und Rücksitze 14, 18, die im Fahrzeug 10 enthalten sind. Das Steuermodul 20 weist darüber hinaus einen Antwortsignalempfänger 64 auf, der mit dem zweiten Steuer- und Auswertungssystem 58 und mit einer UHF-Antenne 66 verbunden ist.
-
Der Frequenzbereich der UHF-Übertragung liegt vorzugsweise zwischen 50 MHz und 10 GHz und vorzugsweise innerhalb eines der ISM-Bänder von 443 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 2,45 GHz oder 5,08 GHz.
-
Im Betrieb senden die NF-Sendeantennen 24 nacheinander ein Anforderungssignal, das eine modulierte Nachricht aufweist, durch jede der NF-Antennen 24. Die modulierte Nachricht weist eine im Zusammenhang mit der Belegung stehende Statusanforderung auf, die einer Sitzkennung zugeordnet ist, die aus der Liste der im zweiten Mikrocontroller 60 enthaltenen Kennungen ausgewählt wurde.
-
Die Übertragungssequenz läuft durch alle Antennen mit einer vorgegebenen Kennung und schaltet dann auf eine andere Kennung um. Die Sequenz beginnt beispielsweise mit einer ersten Antenne 24, die ein Anforderungssignal übermittelt, das eine Nachricht mit der ersten Kennung in der Liste aufweist, dann übermittelt eine zweite Antenne 24 das gleiche Anforderungssignal, das die erste Kennung in der Liste enthält, und schließlich übermittelt eine dritte Antenne 24 das Anforderungssignal, das die erste Kennung in der Liste enthält. Anschließend werden die gleichen Vorgänge mit der zweiten Kennung in der Liste und der dritten usw. bis zur letzten Kennung in der Liste wiederholt.
-
Nach jeder Übertragung überprüft der zweite Mikrocontroller 60, ob eine Nachricht vom UHF-Empfänger 64 durch die UHF-Empfangsantenne 66 empfangen wird. Wie vorstehend erläutert wurde, sendet das Sensormodul 26 nur dann eine Meldung, wenn die beiden folgenden Bedingungen erfüllt sind: Das empfangene Anforderungssignal weist die eindeutige Kennung auf, welche dem Sensormodul 26 und damit dem Sitz entspricht, in den das Modul 26 integriert ist; und wenn der dem Steuermodul 26 zugeordnete Sitz besetzt und der Gurt nicht angelegt ist.
-
Dementsprechend sind alle Signale, die von der UHF-Antenne 66 von einem Sensormodul 26 empfangen werden, ein Indikator für einen Sitz, der besetzt ist und bei dem der Sicherheitsgurt nicht angelegt ist. Beim Empfangen einer Nachricht liest der zweite Mikrocontroller 60 die empfangenen Intensitäten aus der modulierten Nachricht und speichert sie im Speicher. Sobald jede der Intensitäten eines bestimmten Steuermoduls 26, die allen drei NF-Sendeantennen 24 entspricht, empfangen und gespeichert wurde, verwendet der zweite Mikrocontroller 60 die gespeicherten Intensitäten, um die Position des entsprechenden Sitzes innerhalb des Innenraums 10 zu bestimmen. Die Bestimmung der Position des Sitzes erfolgt durch Triangulation. Die Triangulation ist ein in der Technik übliches Verfahren zur Bestimmung des Quellorts eines übertragenen Signals und wird hier nicht erläutert. Es versteht sich auch, dass die Bestimmung des Orts nicht auf Triangulationsmethoden beschränkt ist, sondern auf jede andere in der Technik bekannte Methode.
-
In Ausführungsformen sind mehr als drei Antennen 24 installiert. In diesem Fall wird die Triangulation mehrmals angewendet, und beispielsweise wird die mittlere Position oder Mittelposition als Position des Sitzes verwendet.
-
In Ausführungsformen weist der Fahrzeuginnenraum bereits ein „Passive Entry/Passive Start“-System auf, mit dem ein Benutzer eine Tür oder einen Kofferraum ohne Hand öffnen kann, indem er sich nur dem Fahrzeug mit einem Schlüsselanhänger nähert. Ein solches System ist konfiguriert, die Position des Schlüsselanhängers zu erfassen und eine oder mehrere Funktionen zu aktivieren, wenn sich der Schlüsselanhänger nahe genug am Fahrzeug befindet. Ein Fachmann wird feststellen, dass die meisten Bauteile aus 3 bereits im Steuermodul „Passive Entry/Passive Start“-Steuermodul enthalten sind, wie es in bestimmten Kraftfahrzeugen üblicherweise verwendet wird. In diesen Ausführungsformen verwendet das erfindungsgemäße System das gleiche Sensormodul wie vorstehend beschrieben in Verbindung mit dem bereits im Fahrzeug vorhandenen „Passive Entry/Passive Start“-Modul. Diese Ausführungsformen ermöglichen es, die Vielfalt der Bauteile des Systems zu reduzieren und damit die Gesamtkosten zu senken.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Fahrzeuginnenraum
- 11
- Sitzüberwachungssystem
- 12
- vorderer Teil
- 14
- Vordersitze
- 16
- hinterer Teil
- 18
- Rücksitze
- 20
- Steuermodul
- 22
- Anzeigesystem
- 24
- Radiofrequenzantennen
- 26
- Sensormodul
- 28
- erstes Steuer- und Auswertungssystem
- 30
- Sensorsystem
- 32
- Anforderungssignalempfänger
- 34
- Antwortsignalgeber
- 36
- Stromversorgungsschaltung
- 38
- Schnallensensor
- 40
- Schnallenbestimmungssystem
- 42
- Belegungssensor
- 44
- Belegungsbestimmungssystem
- 46
- 3D-Spulen-NF-Antennen
- 48
- Spulen
- 50
- erster Mikrocontroller
- 52
- UHF-Antenne
- 54
- Batterie
- 56
- Gleichrichter
- 58
- zweites Steuer- und Auswertungssystem
- 60
- zweiter Mikrocontroller
- 62
- Anforderungssignalgeber
- 64
- Antwortsignalempfänger
- 66
- UHF-Antenne
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 19919158 A1 [0006]
- DE 10200706060317 A1 [0008]
- US 2004119599 A1 [0010]
- US 8902057 [0010]
- US 7639125 [0011]
- EP 1189306 A1 [0039]
