DE4409971C2 - Vorrichtung zur Erkennung eines auf dem Beifahrersitz eines Kraftfahrzeugs festgeschnallten Kindersitzes - Google Patents

Vorrichtung zur Erkennung eines auf dem Beifahrersitz eines Kraftfahrzeugs festgeschnallten Kindersitzes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Kraftfahrzeugen mit eingebautem Beifahrerairbag wird der Verletzungsgrad des Beifahrers bei einem Frontalaufprall gemin­ dert, indem der Airbag gezündet und in einen schutzwirksamen Zustand gebracht wird. Ist jedoch der Beifahrersitz mit einem Kind in einem Kindersitz besetzt, so ist eine Airbagauslösung unerwünscht, da eine optimale Schutzwirkung des Airbags nicht sichergestellt ist und ein zusätzliches Verletzungsrisiko durch den Airbag nicht für alle Typen von Kindersitzen ausgeschlossen werden kann. Dies gilt insbesondere für rückwärtsgerichtete Kin­ dersitze (Reboard-Sitze).
Aus der DE 42 37 072 C1 ist ein resistiver Foliendrucksensor be­ kannt, der als Sensormatte zur Sitzbelegungserkennung ausgebil­ det ist. Da ein solcher Foliendrucksensor ein analoges Signal abgibt, das von der Normalkraft auf seine Oberfläche abhängt, kann mit der Sensormatte nicht nur erkannt werden, ob der Sitz belegt ist oder nicht, sondern es kann auch eine grobe Abfrage des dem Sitz aufliegendem Gewichtes vorgenommen werden. Es kann dann ein unterer Grenzwert z. B. 12 kg festgesetzt werden, unter­ halb dessen eine Airbagauslösung unterdrückt wird. Dahinter steht die Annahme, daß bei Unterschreiten dieses Gewichtes der Sitz entweder nicht oder mit einem Kind in einem Kindersitz be­ setzt ist. Dieses Verfahren kann nur sehr ungenau sein, da eine konsistente Definition des unteren Grenzwertes nicht möglich ist: Denn sowohl das Gewicht der Kinder als auch das Gewicht der Kindersitze unterliegen einer großen Bandbreite. Auch weichen die verschiedenen Sitztypen in der lokalen Belastung der Sitz­ oberfläche stark voneinander ab, was die Gewichtsmessung verfäl­ schen kann.
Eine Kindersitzerkennung, die nicht auf einer Gewichtsmessung basiert und daher unabhängig vom Gewicht des Kindes in dem Kindersitz ist, ist bekannt aus: Research Disclosure, No. 359, 10 March 1994, (Emsworth England), pages 108-109, Ref. No. RD35909, J P Kelley, "Passive RF Technique for Disabling Passenger Side Airbag When Used With a Rearward Facing Infant Seat". Diese Kindersitzerkennung hängt nur davon ab, daß der Kindersitz mit einem Identifikationsträger (Transponder) versehen ist. Dieser kann entweder ab Werk bereits in dem Kindersitz integriert oder als kostengünstiges Nachrüstteil ohne weiteres nachträglich z. B. durch Aufkleben oder Anclipsen angebracht sein. Da der Identifi­ kationsträger berührungsfrei mittels eines Meßfeldes erfaßt wird, tritt zum einen kein Verschleiß auf und zum anderen ist die Handhabung des Kindersitzes nicht beeinträchtigt.
Ein geeignetes Prinzip der physikalischen Markierung mittels ei­ nes Identifikationsträgers ist an sich bekannt und wird bei­ spielsweise in Warenhäusern zur Kennzeichnung der noch nicht an einen Käufer übereigneten Waren eingesetzt. Dabei besteht der Identifikationsträger im einfachsten Fall aus einem aus einer Spule und einem Kondensator aufgebauten Schwingkreis, der in charakteristischer Weise ein von einer Basisstation ausgesandtes hochfrequentes elektromagnetisches Feld bedämpft.
Ein anderer Typ von Identifikationsträgern ist beispielsweise aus der Fertigungstechnik bekannt und in dem Aufsatz DE-Z: S. Drews und W.P. Schmidt "Datenträger werden intelligent" in me, Bd. 6 (1992), Heft 2 beschrieben. In der Fertigung werden heute intelligente, programmierbare Datenträger eingesetzt, welche di­ rekt am Werkstück angebracht sind und als materialbegleitende Information dienen. Die Datenträger können berührungsfrei gele­ sen werden. Sie werden induktiv von der Basisstation gespeist und benötigen daher keine eigene Stromversorgung, weder beim Le­ sen oder Programmieren noch für den Datenerhalt. Ein solcher Da­ tenträger ist kostengünstig realisierbar und besteht im wesent­ lichen aus einer Spule, gegebenenfalls einem Kondensator zur Ab­ stimmung und einem integrierten Schaltkreis (Chip). Die Basis­ station erzeugt ein konstantes elektromagnetisches Wechselfeld im Frequenzbereich von 100 kHz - 50 Mhz. Kommt der Datenträger in den Bereich der Sendespule, so erhält er seine Energie durch transformatorische Kopplung und beginnt seine gespeicherten Da­ ten auszulesen und an die Basisstation zu übermitteln. Die Über­ mittlung basiert auf einem von Transpondern bekannten Verfahren, bei dem das elektromatische Wechselfeld durch unterschiedliche Bedämpfung von dem Identifikationsträger amplitudenmoduliert wird und die Basisstation die Modulation auswertet.
Besondere und vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein platzsparende und kostengün­ stige technische Lösung für eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruch 1 gelöst.
Die einzige Figur zeigt einen Beifahrersitz 1 mit einem darauf festgeschallten, rückwärts gerichteten Kindersitz 5 und einen dem Beifahrersitz 1 zugeordneten Airbag 2. In an sich bekannter Weise wird der Airbag 2 von einem Auslösesteuergerät 3 angesteu­ ert, welches bei einem gefährlichen Aufprall ein Zündsignal an den Airbag 2 gibt. Weiterhin kann in an sich bekannter Weise ein Sitzbelegungssensor 4 vorgesehen sein, welcher mit einem ersten Eingang 3.1 des Auslösesteuergerätes 3 verbunden ist. Nur wenn der Sitzbelegungssensor 4 den Eingang 3.1 in einer für eine Sitzbelegung durch einen Insassen typischen Weise ansteuert, wird eine Airbagauslösung zugelassen. Andererseits wird damit eine unnötige Airbagauslösung bei unbesetztem Beifahrersitz 1 unterdrückt.
Erfindungsgemäß ist eine Basisstation 8 vorgesehen, welche mit­ tels einer in dem Beifahrersitz 1 integrierten und als Sende­ spule ausgebildeten Basisantenne 7 ein elektromagnetisches Wech­ selfeld 9 abstrahlt. Wenn nun ein Kindersitz 5 mit einem daran angebrachten Identifikationsträger 6 in den Bereich des Feldes 9 gebracht wird, so bewirkt die Wechselwirkung mit dem Identifika­ tionsträger 6 eine charakteristische Bedämpfung des Feldes 9. Die Veränderung des Feldes 9 wird von der Basisstation 8 regi­ striert und ein entsprechendes Identifikationssignal 10, welches zumindest die Anwesenheit eines Kindersitzes anzeigt, an den zweiten Eingang 3.2 des Auslösesteuergerätes 3 gegeben. Dieses Signal beeinflußt die Auslösebereitschaft des Auslösesteuergerä­ tes 3 in der Weise, daß eine Auslösung erschwert oder gesperrt wird, wenn das Identifikationssignal 10 eine Sitzbelegung mit einem Kindersitz 5 angezeigt.
In einer ersten Ausführung besteht der Identifikationsträger 6 aus einem aus einer Spule und einem Kondensator aufgebauten Schwingkreis. Das elektromagnetische Wechselfeld 9 ist auf die Resonanzfrequenz des Schwingkreises abgestimmt, so daß das Wech­ selfeld stark bedämpft wird, wenn der Identifikationsträger 6 in den Nahbereich des Feldes 9 kommt. Die Dämpfung kann in der Ba­ sisstation 8 als Spannungsabfall nachgewiesen werden.
In einer zweiten Ausführung kann ein Verfahren vorgesehen sein, bei dem die Frequenz des Wechselfeldes 9 periodisch wiederkeh­ rend durchgestimmt ("wobbeln") und aus dem Absorptionsspektrum auf die Anwesenheit des Identifikationsträgers 6 geschlossen wird. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, daß Verstimmungen aufgrund von Bauteiltoleranzen keinen Einfluß haben. Auch können Unterscheidungen zwischen verschiedenen Typen von Kindersitzen getroffen werden, indem für jeden Typ eine eigene Resonanzfre­ quenz vorgesehen ist, auf die der Schwingkreis abgestimmt wird. Damit ist eine in Bezug auf den Kindersitztyp differenzierte Einstellung des Auslösesteuergerätes 3 möglich.
In einer dritten Ausführung besteht der Identifikationsträger 6 aus einem intelligenten Datenträger, wie er bereits oben erwähnt wurde. Auf dem Datenträger kann umfassende Information zu dem Kindersitz abgespeichert werden, die nachdem sie von dem Basis­ station 8 gelesen wurde zu einer optimal auf den Kindersitz an­ gepaßten Reaktion des Sicherheitssystems ausgenutzt werden kann. Die gespeicherte Information kann beispielsweise neben Typanga­ ben auch Angaben zur Abmessung, zum Gewicht und Material umfas­ sen.
Für die beiden zuletzt Ausführungen, welche eine Differenzierung bezüglich des Kindersitztyps erlauben, ist auch denkbar, die Si­ gnale des Sitzbelegungssensors 4 und das Identifikationssignal 10 einer kombinierten Auswertelogik zur Beeinflussung des Auslö­ sesteuergerätes 3 zu unterziehen. Beispielsweise kann eine Sper­ rung des Auslösegerätes 3 davon abhängig gemacht werden, daß bei einem bestimmten Kindersitztyp auch ein bestimmtes durch den Sitzbelegungssensor 4 registriertes Gewicht einen Grenzwert un­ terschreitet, wobei dieser Grenzwert vom Kindersitztyp abhängig sein kann. Allgemein kann auch eine Anpassung weiterer Komponen­ ten des Sicherheitssystems z. B. Gurtstraffer auf den Kindersitz­ typ vorgesehen sein.
In vorteilhafter Weise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Sitzbelegungssensor 4 kombiniert werden, der entsprechend der DE 42 37 072 C1 als resistiver Foliendrucksensor ausgebildet ist. In die Leiterbahnstruktur des Foliendrucksensors kann ohne großen Aufwand im gleichen siebdrucktechnischen Herstellungsver­ fahren die als Sendespule ausgebildete Basisantenne 7 integriert werden, so daß die Basisantenne 7 integraler Bestandteil eines Sitzbelegungssensors 4′ ist. Der Durchmesser einer typischen Sendespule liegt im Bereich von 2 cm - 20 cm. Die Anschlüsse der Basisantenne 7 können separat abgeleitet werden, oder es wird ein Leiterbahnabschnitt des Foliendrucksensors 4′ in der Weise ausgebildet, daß er als Basisantenne 7 genutzt werden kann, wo­ bei das hochfrequente Wechselfeld 9 über die bereits vorhandenen Anschlüsse zur Sitzbelegungserkennung eingekoppelt wird, während mittels einer Gleichstrommessung in bekannter Weise der Auflage­ druck meßbar ist. In dieser Ausführung wird kein zusätzlicher Verkabelungsaufwand benötigt und es ist naheliegend, die Basis­ station 8 in die Auswertestation 3 zu integrieren. Damit kann der aus der DE 42 37 072 C1 bekannte, als resistiver Folien­ drucksensor ausgebildete Sitzbelegungssensor dahingehend weiter­ gebildet werden, daß er gleichzeitig zur Kindersitzerkennung ge­ nutzt werden kann.
Um die Strahlenbelastung auf den Insassen gering zu halten, kann die Abfrage mittels des Meßfeldes 9 auch gepulst stattfinden, so daß beispielsweise im Minutentakt eine Kindersitzabfrage er­ folgt.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur Erkennung eines auf dem Beifahrersitz eines Kraftfahrzeugs festgeschnallten Kindersitzes mit einer Basisstation im Innenraum des Fahrzeugs, welche vermittels einer Basisantenne ein elektromagnetisches Meßfeld abgibt,
  • - wobei das Meßfeld durch einen an dem Kindersitz angebrachten Identifikationsträger in charakteristischer Weise physikalisch verändert wird,
  • - wobei eine Veränderung des Meßfeldes von der Basisstation re­ gistrierbar ist,
  • - wobei die Basisstation bei Vorliegen einer Veränderung, die für eine Sitzbelegung durch einen mit einem Identifikationsträ­ ger versehenen Kindersitz charakteristisch ist, ein entsprechen­ des Identifikationssignal abgibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Basisantenne (7) integraler Bestandteil eines als Sen­ sormatte ausgebildeten Sitzbelegungssensors (4′) ist, der eine für die Zwecke der Sitzbelegungserkennung entsprechend ausgebil­ dete Leiterbahnstruktur umfaßt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Anschlüsse der integrierten Basisantenne (7) unabhängig von der Leiterbahnstruktur abgeleitet werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiterbahn des Sitzbelegungssensors (4′) gleichzeitig als Basisantenne (7) dient, indem die Leiterbahn in einem begrenzten Bereich als Sendespule ausgebildet ist, wobei das hochfrequente Meßfeld (9) über die Anschlüsse zur Sitzbelegungserkennung ein­ koppelbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstation (8) in eine Auswertestation (3) für den Sitzbele­ gungssensor (4′) integriert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Basisantenne (7) und die Leiterbahnen zur Sitzbele­ gungserkennung im gleichen siebdrucktechnischen Verfahren auf eine Polymer-Trägerfolie aufgebracht werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Identifikationsträger (6) einen elektrischen Kreis mit einer Spule umfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kreis auf eine für den Kindersitztyp charakteristi­ sche Resonanzfrequenz abgestimmt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Identifikationsträger (6) ein intelligenter Datenträger ist, auf dem spezifizierende Angaben zum Kindersitz (5) gespeichert sind und der durch die Basisstation (8) berührungsfrei lesbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Identifikationssignal (10) ein Auslösesteuergerät (3) für einen Airbag (2) angesteuert wird und bei Vorliegen eines Identifikationssignals (10), welches die Anwesenheit eines Kin­ dersitzes anzeigt, das Auslösesteuergerät (3) in einen Zustand geschaltet wird, welcher die Sperrung einer Airbagauslösung vor­ sieht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Identifikationssignal (10) und dem Sitzbelegungssig­ nal des Sitzbelegungssensors (4, 4′) ein Auslösesteuergerät (3) für einen Airbag (2) in der Weise angesteuert wird, daß die Auslösung des Airbags nur dann gesperrt wird, wenn sowohl die Anwesenheit eines Kindersitzes erkannt wird und ein durch den Sitzbelegungssensor (4, 4′) registriertes Gewicht einen auf den Kindersitz bezogenen Grenzwert unterschreitet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßfeld (9) gepulst abgegeben wird.
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