DE19630769A1 - Innenraumschutz und Sitzbelegungserkennung für Fahrzeuge - Google Patents
Innenraumschutz und Sitzbelegungserkennung für FahrzeugeInfo
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Description
Die Sicherung von Innenräumen von Fahrzeugen gegen Diebstahl ist ein altbekanntes
Thema. Hierfür gibt es eine ganze Reihe von Standardverfahren, über die versucht wird,
mehr oder weniger perfekt das Eindringen von unberechtigten Personen in das Innere
eines Fahrzeugs zu verhindern.
Die meisten dieser bekannten Verfahren arbeiten so, daß in dem zu überwachenden und
gegen Eindringen zu schützenden Raum ein Feld aufgebaut und dann eine
charakteristische Feldgröße auf zeitliche Änderungen überwacht wird, wobei diese
Felder mechanischer Art (Schall, vorzugsweise Ultraschall), elektromagnetischer Art
(Hochfrequenz, Radar) oder optischer Art (Infrarot) sein können.
Die Messung selbst, meist von einem Mikroprozessor oder von einem Controller
gesteuert, wird meist in Zeitabschnitten vorgenommen, die gegeneinander einen
bestimmten zeitlichen Abstand aufweisen. Diese Art der Messung spart Energie ein, die
für den Fall der Überwachung von Kraftfahrzeugen im abgestellten Zustand des
Fahrzeugs aus der Bordbatterie geliefert werden muß.
Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß sie mit relativ aufwendigen Sensoren
arbeiten, die in der Regel an verschiedenen Stellen des zu überwachenden Innenraumes
montiert und nach dorthin verkabelt werden müssen, was einen nicht zu
unterschätzenden Aufwand darstellt. Außerdem sind diese Verfahren nur für
abgeschlossene Räume verwendbar, wobei darauf geachtet werden muß, daß von außen
möglichst keine Störungen in den zu überwachenden Raum eindringen können.
Dem hier vorgestellten und diskutierten, erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Aufgabe
zugrunde, den zu überwachenden Innenraum möglichst wirkungsvoll gegen
unberechtigtes Eindringen zu schützen und
- - hierfür möglichst einfach geartete Sensorelemente zu verwenden, die keine besonderen Ansprüche an ihre Positionierung im Innenraum stellen,
- - die Überwachungsschaltung bei möglichst niedriger Frequenz (<20kHz) betreiben zu können, was einer wirksamen Funkentstörung entgegenkommt,
- - auch noch in dem Fall anwendbar zu sein, daß nicht geschlossene Räume, etwa die Innenräume von offenen Fahrzeugen (Cabriolets), überwacht werden müssen,
- - zusätzlich die Erkennung des Belegungszustandes des Beifahrersitzes zu ermöglichen und
- - mit im wesentlichen derselben Sensoranordnung die grobe Sitzposition einer Person auf dem Beifahrersitz in Kraftfahrzeugen erkennen zu können.
Vorgeschlagen wird hierzu die Verwendung eines kapazitiven Meßverfahrens in
spezieller Ausgestaltung:
Im Fahrzeug werden mindestens zwei elektrisch gegeneinander isolierte Elektroden
untergebracht, wobei eine der beiden Elektroden im Fahrzeug von der Karosserie
gebildet werden kann. Sofern es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug handelt,
ist oder sind die weiteren Elektroden in den Sitzen oder an sonstigen Teilen im
Innenraum untergebracht.
Hierdurch entsteht, schaltungstechnisch gesehen, ein Plattenkondensator mit den
vorgenannten Elektroden als Plattenflächen. Üblicherweise wird bei Heranziehung der
gemeinsamen "Chassis-Elektrode" in jedem Sitz mindestens eine zusätzliche Elektrode
erforderlich sein, damit pro Sitz mindestens ein "Meßkondensator" gebildet werden
kann.
Der Meßeffekt besteht nun darin, daß bei geeigneter Positionierung dieser Elektroden im
Innenraum des Fahrzeugs beim Eindringen einer Person diese als "Dielektrikum"
zwischen zwei oder mehreren Kondensatorplatten erscheint. Da der menschliche Körper
zu hohen Teilen aus Wasser besteht mit einer relativen Dielektrizitätskonstanten εr»1,
ändert sich beim Eindringen einer Person in den zu überwachenden Raum die Kapazität
des aufgezeigten Kondensators bzw. der aufgezeigten Kondensatoren erheblich und
diese kann (können) zunächst über eines der vielen, möglichen Verfahren, Kapazitäten
zu messen, bestimmt werden. Diese Messung müßte sinnvollerweise im Zeitmultiplex
verfahren separat für jeden vorhandenen "Meßkondensator" durchgeführt werden.
Für die reine Diebstahlsicherung des Fahrzeugs würde es ausreichen, etwa einen solchen
Meßkondensator pro Sitzposition vorzusehen. Für detailliertere Information, etwa die
Erfassung der Position einer Person auf dem Sitz während der Fahrt sind, abhängig von
den Anforderungen an die Auflösung des Meßverfahrens, mehrere solche
Meßkondensatoren erforderlich, die dann vorzugsweise räumlich um die verschiedenen,
möglichen Sitzpositionen herum verteilt angeordnet werden.
Soweit ist dieses Verfahren vom Prinzip her nicht neu und wird verbreitet zu
Überwachungszwecken in der Form eingesetzt, daß ein im wesentlichen von der
Kapazität zwischen den Platten des "Meßkondensators" bestimmter Strom (Meßstrom)
mit einem meist einstellbaren Referenzstrom verglichen wird, wobei dieser Refe
renzstrom üblicherweise im Überwachungsgerät selbst erzeugt wird. Dieser Strom kann
ein Gleich- oder Wechselstrom sein.
Zu Beginn der Überwachungsdauer wird dieser Referenzstrom so eingestellt, daß
bezüglich des zu messenden Stromes (Meßstrom) gewisse Kriterien erfüllt sind, z. B.
können beide im Betrag gleich, aber genau gegenphasig sein, so daß sie sich zu Null
summieren.
Dringt nun eine Person in den zu überwachenden Raum ein, so ändert sich die Kapazität
zwischen den Platten und damit auch der Meßstrom; die anfänglichen Kriterien
zwischen Meß- und Referenzstrom sind nun nicht mehr erfüllt und damit ist im Prinzip
das Eindringen einer Person eindeutig detektierbar. Wird in solchen Systemen ein
derartiges Verhalten des Meß- und Referenzstromes festgestellt, so wird ein
Alarmzeichen ausgelöst.
Sehr ähnliche Überlegungen sind anzustellen, sofern nicht Ströme sondern Spannungen
auf die Einhaltung bestimmter Kriterien überwacht werden sollen.
Diese bislang hier dargestellten Meßverfahren haben einmal den Nachteil, wegen der in
den ersten Stufen verwirklichten breitbandigen Verarbeitung der Meßgröße (Strom,
Spannung) dort ein schlechtes Signal/Rauschverhältnis aufzuweisen und daher insgesamt
relativ unempfindlich zu sein. In der Praxis führt dies dazu, daß unter realistischen
Bedingungen bei den geforderten Empfindlichkeiten eines derartigen Meßsystems keine
eindeutigen Aussagen über das Eindringen einer Person in den zu überwachenden
Innenraum gemacht werden können.
Zum anderen ist bei der oben beschriebenen Vorgehensweise, wie sich später zeigen
wird, von Nachteil, daß nur die Tatsache einer Veränderung des Raumes zwischen den
Kondensatorplatten beim Eindringen einer Person detektiert werden kann. Dieses System
weist demnach nur einen Parameter auf, der durch seine Veränderung anzeigt, daß in den
zu überwachenden Raum möglicherweise gerade eine Person eindringt.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, bereits den Sensor, d. h. die sich beim
Eindringen einer Person in den zu überwachenden Raum ändernde Kapazität zu einem,
die Eigenschaften einer ersten, schmalbandigen Stufe wesentlich bestimmenden Detail
heranzuziehen; die Meßschaltung wird also erfindungsgemäß so verwirklicht, daß bereits
die sich ändernde Kapazität ein bestimmendes, frequenzabhängiges Element in dem
schmalbandig ausgelegten ersten elektronischen Detektionskreis darstellt. Die weitere
Verarbeitung des Meßsignals soll dann ebenfalls in schmalbandiger Form erfolgen.
Eine erfindungsgemäße Schaltung kann in einer ersten Form der Ausgestaltung etwa so
aussehen, daß die sich beim Eindringen einer Person ändernde Kapazität (Meßkapazität)
mit einer festen Induktivität einen Schwingkreis bildet, dessen Resonanzfrequenz sich
bei diesem Eindringen verändern würde. Steuert man dann diesen Resonanzkreis mit
einem Generator fester Frequenz an, so würde man über der Impedanz dieses
Resonanzkreises, abhängig davon, ob sich eine Person im zu überwachenden Raum
befindet oder nicht, einen jeweils veränderten Spannungsabfall messen und könnte so
eine Aussage über ein mögliches Eindringen treffen (Fig. 1).
In einer zweiten Art der Ausgestaltung würden ähnliche Überlegungen für den Fall
gelten, daß die veränderliche Meßkapazität in Verbindung mit einer festen Induktivität
als frequenzbestimmendes Element (Schwingkreis) für einen Oszillator herangezogen
würde. In diesem Fall würde man über die zu messende Frequenz des Oszillators bzw.
über deren Änderung darüber entscheiden können, ob ein Versuch, in den zu
überwachenden Raum einzudringen, vorliegt oder nicht.
Die feste Induktivität müßte durch eine entsprechende Wahl so vorgegeben werden, daß
der Oszillator z. B. bei nicht belegtem Sitz mit einer bestimmten Frequenz schwingt.
Dringt nun eine Person in den zu überwachenden Innenraum ein oder wird der Sitz
durch eine Person belegt, so würde sich aufgrund der erhöhten Kapazität des
Meßkondensators die Frequenz des Oszillators erniedrigen. Aus dem zeitlichen Verlauf
des entstehenden Frequenzhubs und seiner absoluten Größe könnte man entscheiden, ob
diese Frequenzänderung durch eine eindringende Person oder aber durch
Temperaturdrift des Systems oder ähnliche Effekte verursacht ist.
Als Problem bei den beiden oben vorgestellten Varianten der erfindungsgemäßen
Schaltung stellt sich dar, daß die Empfindlichkeit bei der Detektion einer in den zu
überwachenden Raum eindringenden Person relativ gering ist.
Dies liegt daran, daß die Änderung der Meßkapazität beim Eindringen einer Person
zwischen die Kondensatorplatten aufgrund der geringgradigen Ausfüllung des Raumes
zwischen diesen Kondensatorplatten mit der Körpersubstanz eines Menschen gering ist,
typischerweise nur einige wenige pF, je nach Ausgestaltung der als Platten verwendeten
Elektroden. Andererseits weist aber dieser Meßkondensator aufgrund seiner
Ausgestaltung und der Leitungsführung, dicht vorbei an auf Masse liegenden
Chassisteilen eine erhebliche Grundkapazität auf die ein Vielfaches der oben
angegebenen Kapazitätsänderung von einigen pF ausmacht.
Die Änderung der Schwingungsfrequenz des Oszillators bei einer sich um den Betrag
ΔC ändernder Kapazität im Schwingkreis ist aber proportional zum Quotienten ΔC/C.
Da dieser Quotient aus den oben dargelegten Gründen bei den betrachteten Schaltungen
sehr klein ist, muß auch die Frequenzverschiebung des Oszillators bei der zu
erwartenden Kapazitätsänderung gering ausfallen.
Hinzu tritt als ein weiterer Nachteil, daß die Frequenz in der Grundkonfiguration des
Oszillators, d. h. sofern sich zwischen den Kondensatorplatten nur Luft befindet, nicht
ohne weiteres auf einen festen Referenzwert nachgestellt werden kann.
Eine detaillierte Berechnung liefert das Ergebnis, daß ein derartiger Oszillator nach zwei
verschiedenen Strategien dimensioniert werden kann:
- - setzt man als frequenzbestimmenden Kreis im Oszillator einen Schwingkreis geringer Güte ein, so ist die Verschiebung der Schwingungsfrequenz bei sich ändernder Kapazität des Kreises relativ groß, wobei aber wegen der geringen Güte des Kreises die Steilheit der Phase über der Frequenz bei Resonanz relativ klein ist. Die Schwingungsfrequenz des Oszillators wird demnach in diesem Fall relativ wenig stabil sein und geringgradige Änderungen dieser Schwingungsfrequenz, wie sie z. B. bei den hier zu erwartenden Kapazi tätsänderungen auftreten, werden nur über die Bildung von zeitlichen Mittel werten eindeutig zu detektieren sein.
- - setzt man als frequenzbestimmenden Kreis im Oszillator einen Schwingkreis hoher Güte ein, so ist die Verschiebung der Schwingungsfrequenz bei sich ändernder Kapazität des Kreises relativ klein, wobei aber wegen der hohen Güte des Kreises an der Resonanzstelle die Phasenänderung über der Frequenz sehr steil verläuft. Dies bedeutet, daß die Frequenz des Oszillators sehr stabil ist und geringgradige Änderungen der Kapazität im Schwingkreis zwar nur zu sehr kleinen Änderungen der Schwingungsfrequenz des Oszillators führen, diese aber sehr stabil sind und ohne aufwendige Bildung von zeitlichen Mittelwerten eindeutig erfaßt werden können.
Diese zweite Möglichkeit der Dimensionierung des Oszillators ist also die für eine
praktische Anwendung dieses Meßprinzips zu bevorzugende. Schwingkreise sehr hoher
Güte erhält man über eine Schaltungsvariante, in der diese Meßkapazität unter Einschluß
einer Verstärkung elektronisch durch Umkehr des Vorzeichens des Stromes durch den
Meßkondensator in eine Induktivität umgesetzt wird (Gyratorprinzip) und dann unter
Hinzunahme einer zweiten Kapazität ein Schwingkreis gebildet wird, der als
frequenzbestimmendes Schaltungsteil eines VCO dient (Fig. 2).
Die Frequenz des VCO kann nun durch die Wahl der zweiten, nicht über einen Gyrator
transformierten Kapazität, auf einen bestimmten Anfangswert eingestellt werden, der, je
nach gewählter Größe dieser Kapazität, in weiten Grenzen variabel ist. Eine Änderung
der Kapazität des Meßkondensators, wie sie beim Eindringen einer Person in den zu
überwachenden Raum auftritt, bewirkt nun eine Änderung der Ausgangsfrequenz des
VCO. Die Frequenz des VCO kann über irgendeines der bekannten Standardverfahren
gemessen und ausgewertet werden.
Ähnliche Überlegungen würden gelten, würde man den so entstehenden Schwingkreis in
der vorab diskutierten Form bezüglich der Änderung seiner Impedanz mit der Frequenz
oder der Änderung der Phasenlage von zwei Teilspannungen am oder im Kreis
heranziehen.
Geht man nun davon aus, daß die Steuerung des gesamten Meß- bzw.
Überwachungssystems durch einen Mikrorechner erfolgt, so kann über diesen
Mikrorechner der oben eingeführte zweite Kondensator in seiner Kapazität eingestellt
werden. Dies ist dann möglich, wenn als Kondensator eine Kapazitätsdiode verwendet
wird, deren Kapazität über eine vom Mikrorechner auszugebende Gleichspannung
vorgegeben werden kann.
Nur durch die Wahl dieser Grundkonzeption der Schaltung ist es möglich, eine kleine
Änderung einer Kapazität (Meßkondensator) über die Frequenz eines Oszillators zu
erfassen und den Oszillatorkreis gleichzeitig über eine andere Maßnahme
(Kapazitätsdiode) elektronisch abstimmen zu können.
Die Empfindlichkeit bzw. Auflösung des Meßsystems läßt sich so optimieren:
Wird der Schwingkreis so dimensioniert, daß die sich schaltungstechnisch aus der
Kapazität des Schwingkreises ergebende Induktivität ΔL möglichst klein bleibt, so wirkt
sich eine kleine Änderung dieser Induktivität ΔL auf die Resonanzfrequenz des Kreises,
auf die sich der VCO einstellt, sehr stark aus. Die Verschiebung der Resonanzfrequenz
ist proportional zum Quotienten ΔL/L. Bleibt demnach L sehr klein, so wird dieser
Quotient sehr groß, d. h. die Resonanzfrequenz des Kreises und damit die
Schwingungsfrequenz des Oszillators ändert sich mit ΔL sehr stark.
Andererseits wird durch die Verwendung des Gyrators ein kleines, ausgangsseitiges ΔL,
verursacht durch ein ebenso kleines, eingangsseitiges ΔC des Meßkondensators, wie es
durch Eindringen einer Person in den zu überwachenden Raum entstehen kann. Hieraus
wird ersichtlich, daß sich durch eine derartige Dimensionierung die Bauteilegrößen so
wählen lassen, daß auch sehr kleine Änderungen der Kapazität des Meßkondensators
sicher erfaßt werden können.
Zusätzlich könnte, sofern sich dies als notwendig erweist, mit einfachen Mitteln die
Temperatur bzw. deren Veränderung etwa über einen Halbleiter gemessen und so die
Frequenz des Oszillatorkreises in Zeitabständen entsprechend nachgestimmt werden.
Andererseits ließe sich das System, ausgehend von der oben dargestellten
Grundeinstellung, durch Nachstimmung des zweiten Kondensators stets bei gleicher
Frequenz betreiben, wobei diese Nachstellung sehr einfach automatisiert werden könnte.
Das erfindungsgemäße Meßsystem weist also in der oben diskutierten Ausgestaltung
zwei Parameter auf, die seinen Zustand charakterisieren; anders ausgedrückt es kann
über zwei Einstell-Parameter der Zustand des Raumes um die Meßkapazität (d. h. der
Bereich um den Sitz herum) eindeutig abgefragt werden. Diese beiden Parameter sind
einmal
- - die Frequenz, mit der der VCO aktuell schwingt und
- - die Gleichspannung an der Kapazitätsdiode, die zur Erzielung eines "Grundzustandes " erforderlich ist. Der "Grundzustand" soll dabei durch den mit dem Dielektrikum Luft gefüllten Meßkondensator gegeben sein.
Die "Inbetriebnahme" des Meßsystems kann einmal im Moment der Abstellung d. h. des
Verschließens des Fahrzeugs erfolgen; dann arbeitet das Meßsystem als
Sicherungsanlage, die ein Eindringen einer Person in den überwachten Innenraum des
Fahrzeugs signalisiert.
Die "Inbetriebnahme" kann andererseits auch mit der Inbetriebsetzung des Fahrzeugs
erfolgen; dann arbeitet das Meßsystem als Detektionssystem für die Erkennung des
Belegungszustandes der überwachten Sitze bzw. der groben Position der darauf
sitzenden Person relativ zum Sitz.
Allgemein wird bei der Inbetriebnahme des Systems zunächst über die Gleichspannung
an der Kapazitätsdiode der oben beschriebene "Grundzustand" eingestellt.
Um jetzt auch in diesem Fall eindeutig über den Belegungszustand des einzelnen Sitzes
entscheiden zu können, wäre es zunächst erforderlich, statt des Meßkondensators einen
Referenzkondensator fester Kapazität in den Oszillatorkreis einzuschleifen. Eine
Messung der hierbei auftretenden Schwingungsfrequenz gibt eindeutigen Aufschluß
darüber, ob der zugehörige Sitz belegt ist oder nicht. Entsprechend dem hierbei
festgestellten Zustand müßte nun in einem folgenden Schritt der Referenzkondensator
herausgenommen und statt seiner der Meßkondensator in den Oszillatorkreis eingekop
pelt werden. War bei der ersten Messung mit dem Referenzkondensator der Sitz
unbelegt, so wird jetzt über die Kapazitätsdiode die "Grundfrequenz" des
Oszillatorkreises eingestellt. War der Sitz als belegt erkannt worden, wird eine von der
Grundfrequenz abweichende, geringere oder höhere Frequenz eingestellt.
Im obigen Fall wird die Gleichspannung für die Kapazitätsdiode vom steuernden
Mikroprozessor solange verändert, bis der VCO bei der festgelegten, konstanten
Frequenz schwingt. Über die Bewertung der hierfür notwendigen Gleichspannung ist
dann ersichtlich, ob der Sitz belegt ist oder nicht.
Über den Betrag der Abweichung gegenüber einem Sollwert können Rückschlüsse auf
die Körpermasse gezogen werden, mit der der Sitz belegt ist.
Über diese Vorgehensweise läßt sich auch erkennen, ob sich auf dem Sitz elektrisch
leitendes Material (Stahl) befindet, wie dies etwa bei einem montierten Kindersitz der
Fall wäre.
Ist diese Einstellung vorgenommen, und wird der Oszillator bei einem als "belegt"
erkannten Sitz in bestimmten Zeitintervallen immer wieder in Betrieb genommen, so
wird sich seine Frequenz entsprechend dem Grad der Füllung des Raumsegments
zwischen den Kondensatorplatten des Meßkondensators mit menschlicher Gewebemasse
verändern. Wird dann diese sich ändernde Frequenz betrachtet, so läßt sich hieraus auf
den Belegungsgrad des betrachteten Sitzes d. h. auf die Position der dort sitzenden
Person relativ zu den Elektroden des zur Messung benutzten Kondensators schließen.
Über die oben beschriebene Messung läßt sich zumindest grob die Position einer Person
reiativ zum Sitz bestimmen.
Genauere Sitzpositionsmessungen werden dann möglich, wenn mehrere Elektroden
eingesetzt werden, die im Raum um den zu vermessenden Sitz verteilt angeordnet sind.
Hierfür eignen sich insbesondere die Sonnenblenden, die Verkleidung des
Handschuhfaches, Armlehnen in den Türen und ähnliches. Sind in der räumlichen
Umgebung eines Sitzes mehrere metallisch leitende Flächen vorhanden, so können
zeitlich nacheinander über Multiplexer verschiedene Kondensatoren
zusammengeschaltet werden. Die maximale Anzahl dieser Kondensatoren ergibt sich aus
der Zahl der möglichen Kombinationen, aus einer Gesamtzahl von leitenden Flächen
durch Herausgreifen von jeweils zwei einen Kondensator zu bilden.
Diese so zu bildenden Kondensatoren werden der Reihe nach jeweils als
frequenzbestimmende Komponente in den Oszillator einbezogen und die zugehörige
Schwingungsfrequenz bestimmt. Über die anschließende Bewertung der einzelnen
Frequenzen und deren Vergleich ist die Position einer Person relativ zum Sitz zu
ermitteln.
Claims (12)
1. Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung des Eindringens von Personen in ein
Fahlzeug und/oder der Position von Personen innerhalb eines Fahrzeugs mit mindestens
zwei elektrisch gegeneinander isolierten, metallisch leitenden Flächen oder Drähten, die
als Elektroden eines oder mehrerer Plattenkondensator(en) ausgebildet und so im
Fahrzeug angeordnet sind, daß eine Person beim Eindringen in das Fahrzeug ganz oder
teilweise zwischen diese Platten gerät, dadurch gekennzeichnet, daß dieser oder diese
Plattenkondensator(en) frequenzbestimmende Elemente eines ersten, schmalbandigen
elektronischen Kreises darstellen.
2. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser
erste, schmalbandige Kreis (Schwingkreis) mit einer fest vorgegebenen Frequenz
konstanter Amplitude beaufschlagt, der Spannungsabfall über diesem Schwingkreis
gemessen und direkt dieser Meßwert zur Detektion des Eindringens einer Person in das
Fahrzeug herangezogen wird.
3. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser
erste schmalbandige Kreis das frequenzbestimmende Teil eines Oszillators darstellt und
das Eindringen einer Person in das Fahrzeug über eine Messung der augenblicklichen
Frequenz dieses Oszillators detektiert wird.
4. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß dieser erste, schmalbandige Kreis eine sehr hohe Güte aufweist.
5. Vorrichtung und Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
sich beim Eindringen einer Person in ein Fahrzeug verändernde(n) Kapazität(en) durch
eine Gyratorschaltung in eine jeweils der Kapazität proportionale Induktivität
umgewandelt werden und jeweils unter Hinzufügung einer zweiten Kapazität ein
Schwingkreis gebildet wird, der wiederum als frequenzbestimmendes Teil eines
Oszillators herangezogen wird und diese Schwingungsfrequenz zur Detektion des
Eindringens einer Person verwendet wird.
6. Vorrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Abstimmung des Oszillators auf eine
bestimmte Frequenz durchgeführt werden kann, ohne daß dabei die Empfindlichkeit der
Meßvorrichtung und Verfahren verändert wird.
7. Vorrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß diese zweite Kapazität ausschließlich oder teilweise durch
eine Kapazitätsdiode repräsentiert und so die Schwingungsfrequenz des Oszillators
durch eine variable Gleichspannung über dieser Kapazitätsdiode steuerbar und der
Oszillator so zu einem VCO wird, wobei diese Steuerung vorzugsweise über einen
Mikroprozessor vorgenommen wird.
8. Vorrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der als erster schmalbandiger Kreis ausgebildete Oszillator
mindestens einen Multiplexer enthält, mit dessen Hilfe in seinem frequenzbestimmenden
Kreis zwischen dem durch das Eindringen einer Person veränderlichen Kondensator und
einem Kondensator mit fester Kapazität umgeschaltet werden kann und so eine
Einstellung dieses Oszillators auf eine feste Frequenz möglich wird.
9. Vorrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator nicht zu kontinuierlichen Messungen seiner
Frequenz herangezogen wird, sondern diese Messungen in periodisch aufeinander
folgenden Zeitabschnitten erfolgen, die voneinander durch Pausen getrennt sind.
10. Vorrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Zeitpunkt der Inbetriebsetzung dieser Vorrichtung
und Verfahren zunächst in einem oder mehreren Meßintervallen statt des beim Ein
dringen einer Person in den Innenraum eines Fahrzeugs sich in seiner Kapazität ändern
den Kondensators ein Festkondensator mit dem Oszillator verbunden, seine Frequenz
über die Gleichspannung an der Kapazitätsdiode auf einen Sollwert oder auf einen
Sollbereich eingestellt und anhand des Betrages dieser Gleichspannung entschieden
wird, ob der in der Nähe des variablen Kondensators befindliche Sitz belegt ist oder
nicht.
11. Vorrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß aus mehreren, geometrisch um eine Sitzposition in einem
Fahrzeug herum angeordneten Kondensatorplatten bzw. Kondensatorflächen in zeitlich
wechselnder Kombination, jeweils zwei durch einen entsprechenden Multiplexer als eine
frequenzbestimmende Komponente des erforderlichen Schwingkreises mit dem
Oszillator verschaltet und aus der Folge der ermittelten Frequenzen die Belegung des
Sitzes und gegebenenfalls die Position einer Person relativ zum Sitz (Sitzposition)
ermittelt wird.
12. Vorrichtung und Verfahren nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß aus der ermittelten Sitzposition einer Person bzw. aus der
gewonnenen Erkenntnis über die Körpermasse, mit der ein Sitz belegt ist, der Grad und/
oder die Geschwindigkeit des Aufblasens des bzw. der zugeordneten Airbags gesteuert
wird.
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999048727A1 (de) * | 1998-03-23 | 1999-09-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur kapazitiven objekterkennung bei fahrzeugen |
DE19852541C1 (de) * | 1998-11-05 | 2000-03-23 | Brose Fahrzeugteile | Einrichtung und Verfahren zur Erkennung der Belegung eines Kraftfahrzeugsitzes |
DE10018014A1 (de) * | 2000-04-11 | 2001-10-25 | Siemens Ag | Meßanordnung |
DE10155083A1 (de) * | 2001-02-19 | 2002-09-12 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät und Vorrichtung zur Erfassung der Berührung eines Bedienelements sowie Bedienelement |
DE10254203B3 (de) * | 2002-11-20 | 2004-04-15 | Siemens Ag | Vorrichtung für den Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug und zur Diebstahlsicherung des Kraftfahrzeuges |
DE10300359A1 (de) * | 2003-01-09 | 2004-07-22 | Adam Opel Ag | Vorrichtung zur Abschaltung von nicht benötigten elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen |
DE102004046190A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen der Sitzbelegung eines Sitzes |
DE10232710B4 (de) * | 2001-08-28 | 2007-07-12 | Cherry Gmbh | Kochstelle mit Kochgefässerkennungssystem |
DE102009038923A1 (de) * | 2008-09-05 | 2010-05-12 | Infineon Technologies Ag | Kapazitive Erfassungssysteme und -verfahren |
DE102012025037B3 (de) | 2012-12-20 | 2014-04-30 | I.G. Bauerhin Gmbh | Verfahren und Anordnung zur kapazitiven Sitzbelegungserkennung für Fahrzeugsitze |
DE112008000902B4 (de) * | 2007-04-10 | 2017-07-27 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Kraftfahrzeug mit einem System zum Erkennen der Nähe eines Insassen |
DE112008001068B4 (de) * | 2007-04-10 | 2017-07-27 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Kraftfahrzeug mit Insassenerkennungssystem |
-
1996
- 1996-07-31 DE DE19630769A patent/DE19630769A1/de not_active Withdrawn
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19812626A1 (de) * | 1998-03-23 | 1999-09-30 | Bayerische Motoren Werke Ag | Verfahren zur kapazitiven Objekterkennung bei Fahrzeugen |
WO1999048727A1 (de) * | 1998-03-23 | 1999-09-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur kapazitiven objekterkennung bei fahrzeugen |
DE19852541C1 (de) * | 1998-11-05 | 2000-03-23 | Brose Fahrzeugteile | Einrichtung und Verfahren zur Erkennung der Belegung eines Kraftfahrzeugsitzes |
DE10018014A1 (de) * | 2000-04-11 | 2001-10-25 | Siemens Ag | Meßanordnung |
DE10018014C2 (de) * | 2000-04-11 | 2002-11-21 | Siemens Ag | Meßanordnung |
DE10155083A1 (de) * | 2001-02-19 | 2002-09-12 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren, Computerprogramm, Steuer- und/oder Regelgerät und Vorrichtung zur Erfassung der Berührung eines Bedienelements sowie Bedienelement |
US6859143B2 (en) | 2001-02-19 | 2005-02-22 | Robert Bosch Gmbh | Method, computer program, control apparatus and arrangement for detecting the touch contact of an operator-controlled element as well as the operator-controlled element |
DE10232710B4 (de) * | 2001-08-28 | 2007-07-12 | Cherry Gmbh | Kochstelle mit Kochgefässerkennungssystem |
US7320379B2 (en) | 2002-11-20 | 2008-01-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for occupant protection in a motor vehicle and for anti-theft protection of the motor vehicle |
DE10254203B3 (de) * | 2002-11-20 | 2004-04-15 | Siemens Ag | Vorrichtung für den Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug und zur Diebstahlsicherung des Kraftfahrzeuges |
DE10254203B8 (de) * | 2002-11-20 | 2004-08-12 | Siemens Ag | Vorrichtung für den Insassenschutz in einem Kraftfahrzeug und zur Diebstahlsicherung des Kraftfahrzeuges |
DE10300359A1 (de) * | 2003-01-09 | 2004-07-22 | Adam Opel Ag | Vorrichtung zur Abschaltung von nicht benötigten elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen |
DE102004046190A1 (de) * | 2004-09-23 | 2006-04-06 | Siemens Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen der Sitzbelegung eines Sitzes |
DE112008000902B4 (de) * | 2007-04-10 | 2017-07-27 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Kraftfahrzeug mit einem System zum Erkennen der Nähe eines Insassen |
DE112008001068B4 (de) * | 2007-04-10 | 2017-07-27 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Kraftfahrzeug mit Insassenerkennungssystem |
DE102009038923A1 (de) * | 2008-09-05 | 2010-05-12 | Infineon Technologies Ag | Kapazitive Erfassungssysteme und -verfahren |
DE102009038923B4 (de) * | 2008-09-05 | 2010-12-09 | Infineon Technologies Ag | Kapazitive Erfassungssysteme und -verfahren |
US8184013B2 (en) | 2008-09-05 | 2012-05-22 | Infineon Technologies, Ag | Capacitive detection systems and methods |
DE102012025037B3 (de) | 2012-12-20 | 2014-04-30 | I.G. Bauerhin Gmbh | Verfahren und Anordnung zur kapazitiven Sitzbelegungserkennung für Fahrzeugsitze |
DE102012025037C5 (de) * | 2012-12-20 | 2017-10-26 | I.G. Bauerhin Gmbh | Verfahren zur kapazitiven Sitzbelegungserkennung für Fahrzeugsitze |
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