DE19919158C2 - Drahtloses Schalterdetektionssystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sitzgurtsystem zur Detektion des Zustandes eines entfernten Schalters in einem Sitzgurtsystem.

Schalter werden im allgemeinen verwendet, um Information über ein Gerät vorzusehen. Durch die Kenntnis des Zustandes des Schalter, wie beispiels­ weise offen oder geschlossen, kann der Zustand des Geräts überwacht werden. Beispielsweise werden in einem Kraftfahrzeug Schalter verwendet, um festzustellen bzw. zu detektieren, ob eine Tür geöffnet oder geschlossen ist und ob ein Sitzgurt zugeschnallt oder nicht zugeschnallt ist.

Bei einem typischen System werden Informationen bezüglich des Zustandes eines entfernten Schalters an einer zentralen Station über einen oder meh­ rere Verbindungsdrähte überwacht. Jedoch ist es wünschenswert, die Ver­ bindungsdrähte zu reduzieren oder zu eliminieren und weiter den Zustand des entfernten Schalters zu überwachen. Dies trifft insbesondere zu in den zuvor genannten Beispielen mit Bezug auf Fahrzeuge, da zusätzlich benö­ tigte Drähte zur Ausbildung eines Systems zur Überwachung einer Anzahl von entfernten Schaltern typischerweise in einem Kostenanstieg resultieren.

US 3,833,781 A beschreibt einen Schalter für ein Sitzgurtschloß. Dieser Schalter besitzt neben Schaltelementen jeweils damit verbundene Drähte, die über ein Zwischenstück aus dem Schaltergehäuse herausgeführt wer­ den. Der Schaltzustand des Schalters wird unter Verwendung dieser Drähte an eine zentrale Stelle weitergeleitet.

US PS 55 41 574 befaßt sich mit einem Nachrichtensystem zur Verbindung mit einem Fahrzeugreifen, um Information hinsichtlich der Reifenidentifikati­ on und/oder des Luftdruckstatus zu erhalten. Dieses System soll kosten­ günstig und dazu in der Lage sein, innerhalb eines international anerkann­ ten Frequenzbereichs zu arbeiten, wobei ferner Sicherheit gegenüber dem Ablesen von Reifen benachbarter Fahrzeuge oder externer Signale beste­ hen soll. Dabei ist in einem flexiblen elastischen Rohr eine Antenne einge­ bettet, die mit einer Abfrageantennenspule einer HF-Anregungs/Leseeinheit zusammenarbeiten kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Sitzgurtsystem gemäß An­ spruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindungen erge­ ben sich aus den Unteransprüchen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, wobei folgendes gezeigt ist:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Systems gemäß der vorlie­ genden Erfindung;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung an­ gewendet auf ein Fahrzeugsitzgurtsystem;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Teils des Systems der Fig. 2; und

Fig. 4 ist eine Schnittansicht ähnlich zu Fig. 3, die einen alternativen Zustand darstellt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Detektionssystems eines entfernten Schalters dar, im allgemeinen bei 10 bezeichnet. Das Sy­ stem 10 umfaßt eine Zentralstation, die bei 12 angezeigt ist, und einen ent­ fernten Ort 14, der gesondert und von der Zentralstation 12 beabstandet ist. Die Zentralstation 12 umfaßt eine elektronische Steuereinheit (ECU) 18, die elektrisch mit einer Leistungsquelle 20 gekoppelt ist, welche eine Energie­ speichervorrichtung aufweisen kann, wie beispielsweise eine Batterie oder eine andere Leistungsquelle. Bevorzugterweise ist die ECU 18 ein Mikro­ computer, jedoch kann sie ebenso eine Vielzahl von diskreten Schaltungen, Schaltungskomponenten und/oder einen anwendungsspezifischen inte­ grierten Schaltkreis (ASIC) aufweisen, die zur Erreichung der gewünschten Funktionen konfiguriert sind.

Die ECU 18 ist mit einem Sender 22 zur Übertragung eines Sender- bzw. Übertragungssignal über das System 10 hinweg gekoppelt. Der Sender 22 ist mit einer Antenne 24 gekoppelt, die das Sendersignal bei einer vorbe­ stimmten Frequenz in eine Vielzahl von Richtungen sendet. Ein zentraler Empfänger 26 ist ebenso an die Antenne 24 gekoppelt und an die ECU 18 zum Empfang von Signalen vom entfernten Ort 14. Eine physikalische Ver­ bindung, wie beispielsweise Drähte, zwischen dem entfernten Ort 14 und der Zentralstation 12 ist nicht zum Betrieb der vorliegenden Erfindung erfor­ derlich.

Das System 10 weist ebenso zumindest einen entfernten Schalter 28 am entfernten Ort 14 auf, der von der Zentralstationsantenne 24 beabstandet ist. Der Schalter 28 besitzt zumindest zwei Zustände A und B, die für vor­ gewählte Zustände anzeigend sind. Es sei bemerkt, daß aus Gründen der Einfachheit für die Darstellung der Schalter 28 mit zwei Zuständen A und B gezeigt ist, der Schalter 28 aber mehr als zwei diskrete Zustände besitzen kann.

Der entfernte Ort 14 umfaßt ebenso eine Kennzeichnungsschaltung 32, die physikalisch vom Zentralsender bzw. zentralen Sender 22 getrennt ist. Die Kennzeichnungsschaltung 32 spricht auf das Sendersignal von der Antenne 24 der Zentralstation 12 an und wird von dieser mit Leistung versorgt. Die Kennzeichnungsschaltung 32 hat die Form einer Schaltung mit geschlosse­ ner Schleife, die eine Induktivität und eine Kapazität umfaßt, die eine L-C- Verzögerungsschaltung definieren und ferner einen integrierten Schaltkreis (nicht gezeigt). Das Sendersignal wird an einer entfernten Antenne 36 empfangen, die ebenso mit der Kennzeichnungsschaltung 32 gekoppelt ist. Die Antenne 36 kann praktischerweise eine Steckantenne oder eine Spu­ lenantenne zum Empfang des Sendersignals sein.

Die Kennzeichnungsschaltung 32 entnimmt Energie aus dem Sendersignal, das an der Antenne 36 empfangen wird. Das Sendersignal wird wiederholt in der Form von Pulsen übertragen, und zwar zu vorbestimmten Zeitinter­ vallen, geeigneterweise in der Art von Rundsendungen, und zwar mit einer spezifizierten Rate oder ansprechend auf eine Eingabe, wie beispielsweise beim Fahrzeug "Schlüssel an". Der an der Kennzeichnungsschaltung 32 empfangene Energiebetrag wird sich gemäß einem inversen quadratischen Gesetz ändern. Beispielsweise, wenn die Übertragungsantenne 24 ein Sen­ dersignal mit einem Feld von ungefähr 10 Volt pro Meter (V/m) erzeugt, ist die Feldstärke ungefähr 0,3 Volt (V) bei einem Abstand von ungefähr 6 m. Dieses von der entfernten Antenne 36 empfangene Feld liefert Strom an die Kennzeichnungsschaltung 32. Daher ist keine physikalische elektrische Verbindung zwischen dem Sender 22 und der Kennzeichnungsschaltung 32 nötig, so daß das System 10 als drahtlos bezeichnet werden kann. Die Kennzeichnungsschaltung 32 kann eine Batterie oder andere Energiespei­ chervorrichtungen umfassen, um den Betrieb der Kennzeichnungsschaltung 32 bei einer größeren Distanz von der Zentralantenne 24 zu ermöglichen.

Die Kennzeichnungsschaltung 32 ist betriebsmäßig mit dem Schalter 28 zur Detektion des Zustands A oder B des Schalters 28 gekoppelt. Ansprechend auf das Sendersignal sieht die Kennzeichnungsschaltung 32 ein Kenn­ zeichnungssignal gemäß des Zustandes des Schalters 28 über die Antenne 36 vor. In der schematischen Ansicht der Fig. 1 wird die Oszillationsfre­ quenz der Kennzeichnungsschaltung 32 gemäß dem Zustand, A oder B, des Schalters 28 modifiziert. Im Zustand A legt der Schalter 28 eine Induktiivität 29 an die Kennzeichnungsschaltung 32 an, welche die Frequenz der Kenn­ zeichnungsschaltung gemäß ihrer Induktivität verschiebt. Während die In­ duktivität 29 in Fig. 1 so gezeigt ist, daß sie selektiv mit der Kennzeich­ nungsschaltung 32 gekoppelt werden kann, können andere Schaltkreiskom­ ponenten, integrierte Schaltungen oder Kombinationen aus Schaltkreiskom­ ponenten und integrierten Schaltungen, die auf den Zustand des Schalters ansprechend sind, mit gleichen Möglichkeiten verwendet werden. Zusätzlich kann die Kennzeichnungsschaltung 32 selbst geeignete Mittel zum Abfühlen der Veränderung des Zustands des Schalters 28 umfassen. Bevorzugter­ weise spricht die Kennzeichnungsschaltung 32 auf das Sendersignal an, und zwar ohne Berücksichtigung des Zustandes des Schalters 28, wobei die Anregung der Kennzeichnungsschaltung 32 unabhängig vom Zustand des Schalters 28 ist.

Die Kennzeichnungssignalübertragung von der Kennzeichnungsschaltung 32 wird vorzugsweise in Form einer elektromagnetischen Radiowelle mit im wesentlichen konstanter oder vorbestimmter Frequenz durchgeführt. Die Übertragung ist auf eine bekannte Weise moduliert, um die Schalterzu­ standsinformation von der entfernten Kennzeichnungsschaltung 32 zum zentralen Empfänger 26 an der Zentralstation 12 zu vermitteln. Geeignete Verfahren zur Modulation umfassen Frequenzverschiebungsverschlüsse­ lungen (FSK), Differentialphasenverschiebungsverschlüsselungen (DPSK), Amplitudenverschiebungsverschlüsselungen (ASK) sowie jegliche anderen bekannten Modulationsschemata. Das Kennzeichnungssignal kann bei­ spielsweise einen einzigartigen Code aufweisen, der mit dem Zustand des Schalters 28 assoziiert ist. Alternativ kann das Kennzeichnungssignal eine vorbestimmte Frequenz aufweisen, die mit dem Zustand des Schalters 28 assoziiert ist. Die Kennzeichnungsschaltung 32 wirkt somit durch die Anten­ ne 36 sowohl als ein Sender zur Übertragung des Kennzeichnungssignals als auch als ein Empfänger für den Empfang des Sendersignals.

Das durch die Antenne 36 gesendete Kennzeichnungssignal wird an der zentralen Antenne 24 empfangen und am Zentralempfänger 26 demoduliert. Das demodulierte Kennzeichnungssignal wird an die ECU 18 weitergeleitet, wo es decodiert wird und der Zustand des Schalters 28 bestimmt wird. In Fällen, in denen das System mehr als eine Kennzeichnungsschaltung und einen Schalter umfaßt, sollte das Kennzeichnungssignal Informationen zur Identifizierung eines jeden solchen Schalters sowie seines Zustandes ent­ halten. Die Information bezüglich des Zustandes des Schalters 28 kann dann von anderen Systemen oder Komponenten auf eine herkömmliche Art und Weise verwendet werden.

Fig. 2 stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Schalterdetektionssy­ stems der vorliegenden Erfindung dar, im allgemeinen bei 100 bezeichnet. Insbesondere ist das System 100 ein Teil eines Fahrzeuginsassenabteils mit einem Paar von Sitzen 102 und 104, von denen ein jeder entsprechende rückziehbare Sitzgurte 106 und 108 aufweist. Die Sitzgurte 106 und 108 sind in der nicht angeschnallten Position gezeigt, wobei die angeschnallten Positionen in Phantomlinien bei 106' und 108' dargestellt sind. Das Schal­ terdetektionssystem 100 weist eine Zentralstation 110 auf, welche im we­ sentlichen identisch zu jener ist, die bezüglich der Fig. 1 gezeigt und be­ schrieben wurde. Die Zentralstation 110 ist innerhalb eines Zentraltunnels 112 des Fahrzeugs zwischen den Sitzen 102 und 104 gezeigt. Die Zentral­ station 110 könnte an irgendeiner Position angeordnet sein, wie beispiels­ weise hochliegend oder im Armaturenbrett, vorausgesetzt, daß eine ausrei­ chende Feldstärke zur Anregung der entsprechenden Kennzeichnungs­ schaltungen des Systems 100 geliefert wird.

Die Zentralstation 110 weist eine ECU 107 und einen Zentralsender 109 auf, der mit der ECU 107 gekoppelt ist. Ein Zentralempfänger 111 ist eben­ so mit der ECU 107 gekoppelt. Der Zentralsender 109 und der Zentralemp­ fänger 111, welche in einem integrierten Sender/Empfänger sein können, sind mit einer Zentralantenne 113 für eine Übertragung bzw. einen Empfang von Signalen gekoppelt. Die Antennenschaltung könnte eine Fahrzeugra­ dioantenne außerhalb des Fahrzeugs oder eine glasintegrierte Antenne umfassen, wie beispielsweise eine transparente Einsteckantenne bzw. flä­ chige Antenne. Zusätzlich zum Schalterdetektionssystem 100 kann die ECU 107 ebenso andere Systeme steuern, wie beispielsweise ein Fahrzeugin­ sassenschutzsystem, ein Armaturenbrett oder andere bekannte Systeme. Die ECU 107 könnte als ein Teil eines schlüssellosen Fahrzeugeinlaßsy­ stems oder einer Untereinheit eines solchen Systems integriert sein.

Die Sitzgurte 106 und 108 weisen ein jeder eine Anschnallzunge 114 und 116 auf, welche in einer entsprechenden Sitzgurtschnalle 118 und 120 auf­ genommen wird, die an den entsprechenden unteren Sitzteilen angeordnet sind. Eine vergrößerte Schnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels der Sitzgurtschnalle 118 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Sitz­ gurtschnalle 118 umfaßt eine Öffnung 122 zur Aufnahme einer Schnallen­ zunge 114 (in Fig. 4 gezeigt). Die Schnalle 118 umfaßt ebenso ein sich hin und her bewegendes Verriegelungsglied bzw. eine Verriegelung 124, die innerhalb einer Verriegelungsführung 126 für eine Längsbewegung mit der Verriegelungsführung 126 positioniert ist.

Der Schaltermechanismus 128 ist benachbart zur Verriegelung 124 positio­ niert. Der Schaltermechanismus 128 kann irgendeine Vorrichtung sein, die in der Lage ist, eine Bewegung der Schnallenverriegelung 124 zu detektie­ ren, oder zu detektieren, ob die Sitzgurtschnallenzunge 114 in geeigneter Weise in der Schnalle 118 aufgenommen ist.

Der Schaltermechanismus 128 detektiert einen angeschnallten oder nicht ange­ schnallten Zustand.

Wie im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 gezeigt, umfaßt der Schaltermechanismus 128 eine Halleffektvorrichtung 130, die zwischen einem Paar von Permanentmagneten 132 und 134 positioniert ist. Die Hall­ effektvorrichtung 130 detektiert eine Veränderung des magnetischen Feldes zwischen den Magneten 132 und 134, wenn sich der Verriegelungsmecha­ nismus 124 innerhalb der Verriegelungsführung 126 bewegt, und zwar von einer den nicht angeschnallten Zustand anzeigenden Position, wie in Fig. 3 gezeigt, zu einer den angeschnallten Zustand anzeigenden Position, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Halleffektvorrichtung 130 ist betriebsmäßig mit einer Kennzeichnungsschaltung 136 gekoppelt, die ähnlich zu der ist, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 gezeigt und beschrieben wurde. Die Halleffektvor­ richtung 130 sieht einen unterschiedlichen Ausgang für die Kennzeich­ nungsschaltung 136 vor, und zwar abhängig vom Schnallenzustand. Bei­ spielsweise liefert die Halleffektvorrichtung einen ersten Ausgang für einen angeschnallten Zustand und einen zweiten, unterschiedlichen Ausgang für einen nicht angeschnallten Zustand. Die Kennzeichnungsschaltung 136 umfaßt eine Antenne, die schematisch bei 138 dargestellt ist, und zwar zum Empfang des Signals vom Zentralsender und zur Übertragung eines Kenn­ zeichnungssignals, das für den Schalterzustand anzeigend ist, welches wie­ derum dem Ausgang der Halleffektvorrichtung 130 entspricht. Die Kenn­ zeichnungsschaltung 136 kann eine gedruckte Schaltkreisplatte 137 sein, mit der Antenne 138 als eine Einsteck- oder Wicklungsantenne von be­ kannter Konfiguration.

Wenn die Kennzeichnungsschaltungsantenne 138 das Sendersignal emp­ fängt, welches bevorzugterweise in vorbestimmten Zeitintervallen bei einer Frequenz von ungefähr 120 kHz ausgesendet wird, wird die Kennzeich­ nungsschaltung 136 angeregt und überträgt ein Kennzeichnungssignal ge­ mäß dem Zustand des Schnallenschalters 128. Das heißt, daß das Kenn­ zeichnungssignal anzeigt, ob die Verriegelung 124 in der Öffnung der Schnallenzunge 114 aufgenommen ist, was einen angeschnallten Zustand anzeigt, wie in Fig. 4 gezeigt, oder ob ein nicht angeschnallter Zustand vor­ liegt, wie in Fig. 3 gezeigt.

Das System 100 kann ebenso so konfiguriert sein, daß der Zentralsender 109 bei einer höheren Rate die Zyklen durchführt, und zwar eine vorbe­ stimmte Periode bzw. Zeit nachdem der Fahrzeugzündschlüssel aktiviert wurde, und mit einer geringeren Rate nach einer vorbestimmten Zeit da­ nach. Die Zentralstation 110 kann ebenso erfordern, daß Zustandsänderun­ gen durch eine Serie von kontinuierlichen Detektionen des neuen Zustands verifiziert werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die ECU 107 die Übertragungsrate zwischen den Sendersignalen für eine vorbestimmte Zeit­ dauer oder für eine vorbestimmte Anzahl von gepulsten Sendersignalen er­ höht. Ansprechend auf jedes Sendersignal sollte ein Kennzeichnungssignal durch die Kennzeichnungsschaltung 136 gesendet werden. Der Zentra­ lempfänger 111 empfängt die Kennzeichnungssignale, welche durch die ECU 107 decodiert werden. Demgemäß besitzt das System 100 Mittel, um Spurensignale zu ignorieren sowie auch potentielle Fehler im System 100 zu detektieren. Die den Zustand des Sitzgurtschalters 128 betreffende In­ formation kann von einem oder mehreren anderen Fahrzeugsystemen ver­ wendet werden, wie beispielsweise von einem Fahrzeuginsassenschutzsy­ stem oder einem System zur Steuerung eines Anzeigelichts auf einem Fahrzeugarmaturenbrett.

Claims (7)

1. Sitzgurtsystem, das folgendes aufweist:
einen Zentralsender zum Senden eines Sendersignals;
einen Sitzgurt mit einer Schnallenzunge,
eine Schnalle zum Aufnehmen der Schnallenzunge,
einen Schnallenschalter, der betriebsmäßig mit der Schnalle assozi­ iert ist und eine Halleffektvorrichtung (130) umfaßt,
wobei der Schnallenschalter entfernt vom Zentralsender angeordnet ist und zwei Zustände besitzt, um zu detektieren, ob die Schnallenzunge in der Schnalle aufgenommen ist;
eine Kennzeichnungsschaltung (136), die auf das Sendersignal an­ sprechend ist und von diesem mit Leistung versorgt wird, wobei die Kenn­ zeichnungsschaltung den Zustand des Schnallenschalters detektiert und, ansprechend auf das Sendersignal, ein Kennzeichnungssignal gemäß dem Zustand des Schnallenschalters sendet.

2. Sitzgurtsystem nach Anspruch 1, wobei die Halleffektvorrichtung (130) zwischen einem Paar von Permanentmagneten (132, 134) positioniert ist.

3. Sitzgurtsystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Zentralsender wiederholt das Sendersignal zu vorbestimmten Zeitintervallen sendet.

4. Sitzgurtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kennzeichnungssignal einen einzigartigen Code aufweist, der mit dem Zustand des Schnallenschalters assoziiert ist.

5. Sitzgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kenn­ zeichnungssignal eine vorbestimmte Frequenz besitzt, die mit dem Zustand des Schnallenschalters assoziiert ist.

6. Sitzgurtsystem nach Anspruch 1, das eine mit dem Zentralsender ge­ koppelte Zentralantenne aufweist.

7. Sitzgurtsystem nach Anspruch 6, das einen Zentralempfänger auf­ weist, der mit der Zentralantenne zum Empfang des Kennzeichnungssignals gekoppelt ist.