JP2004519698A - 着脱可能な車両シートと車体との間のワイヤレス情報伝送および/またはワイヤレスエネルギー伝送のための装置 - Google Patents

着脱可能な車両シートと車体との間のワイヤレス情報伝送および/またはワイヤレスエネルギー伝送のための装置 Download PDF

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Abstract

着脱可能な車両シートと車体との間のワイヤレス情報伝送およびワイヤレスエネルギー伝送のための装置に関する。この場合、車両シートはインダクタンスの測定により識別される。第1の実施形態の場合、1次側の巻線つまりはインダクタンスが接続されてる振動回路の周期が求められる。その際、共振電圧の周波数は時間に依存して定められる。たとえば共振電圧のゼロ点通過が測定される。第2の実施形態によれば付加的に2次側のインピーダンスが1次側で振動の強制により測定され、これは巻線がインダクタンスとして接続されている共振回路における電圧降下によって測定される。これにより点火装薬の機能が正常であるかの簡単なチェックが実現される。

Description

【0001】
従来の技術
本発明は、着脱可能な車両シートと車体との間のワイヤレス情報伝送および/またはワイヤレスエネルギー伝送のための独立請求項の上位概念に記載の装置に関する。
【0002】
車体と着脱可能な車両シートとの間でエネルギおよび/または情報を伝送するために誘導による伝送を用いることはすでに知られている。着脱可能な車両シートにはたとえば乗員拘束手段やセンサ機構が配置されている可能性があり、それらに電気エネルギーとデータを供給しなければならない。さらにこれらの電気的な装置は車体にデータを送り戻すことにもなる。乗員拘束手段であればこれはたとえば診断データである。このような誘導式の伝達装置ないしはトランスは車体に1次側を有しており、着脱可能なシートに2次側を有している。そしてこのような誘導式伝達装置は、強磁性のハーフシェルおよびその上に巻回されたコイルとともに有利には回転対称に構成されている。
【0003】
発明の利点
これに対して、着脱可能な車両シートと車体との間のワイヤレス情報伝送および/またはワイヤレスエネルギー伝送のための、独立請求項の特徴部分に記載の構成を備えた本発明による装置の奏する利点とは、車両シートの取り付けもしくは取り外しの際に生じるインダクタンスの変化を測定することにより車両シートシートが識別されたり、あるいはそれが存在しないことが識別される。このようにすることで組み込まれたシートと取り外されたシートとの間のインダクタンスの変化が車両シートに対する指標として用いられる。
【0004】
従属請求項に記載の構成により、独立請求項に記載された着脱可能な車両シートと車体との間の情報伝送および/またはエネルギー伝送のための装置の有利な実施形態が可能である。
【0005】
殊に有利であるのは、インダクタンスが振動回路により測定されることであり、その際、減衰していく振動の周波数がインダクタンスの計算に用いられる。なぜならば振動回路の他の要素つまり殊に容量は既知だからであり、まずはじめに振動回路のコンデンサが充電状態におかれ、それによって振動のためのエネルギーが供給される。この場合、一般に知られているトムソンの振動式を使用することで、インダクタンスの計算が可能である。ついでインダクタンスはさらに電気的に評価され、これは場合によってはプロセッサを用いて行われる。このようにして1次側における巻線のインダクタンスが測定される。1次側と2次側との結合により、車両シートが取り付けられている状態と取り外されている状態とでそれぞれ異なるインダクタンスを測定することができる。振動回路における電圧の周期を求めるためには比較器を用いるのがよく、その出力信号はカウンタへ供給される。
【0006】
さらに有利であるのは、2次側のインピーダンスの測定のために取り付けられた状態で1次側においてジェネレータないしは発生器、抵抗およびコンデンサから成る装置が1次側の巻線と直列に接続される。この目的は、そのようにすることで抵抗またはコンデンサにおいて降下する電圧を介して、2次側のインピーダンスおよび殊にそのインピーダンスの実数部を求めることである。これにより点火回路つまりは点火装薬の機能が正常であるかのチェックが可能となる。なぜならば点火装薬は回路において2次側に配置されているからである。ここでは発生器により振動が強制されるので、抵抗、キャパシタンスおよび巻線のインダクタンスならびに伝達された2次側のインピーダンスから成る振動回路におけるインピーダンスの変化により、振動回路における共振特性曲線が変化する。共振特性曲線のこのような変化により、抵抗またはコンデンサにおいて降下する電圧も変化することになる。このようにして2次側のインピーダンスを求めることができる。このためにも比較器が用いられ、これにより電圧の変化が検出される。
【0007】
図面
図面には本発明の実施例が示されており、次にそれらについて詳しく説明する。
【0008】
図1は2つのハーフシェルから成る誘導式伝達装置を示す図である。
【0009】
図2は本発明による第1の回路装置である。
【0010】
図3は電圧ダイアグラムである。
【0011】
図4はコンデンサにおける電圧に対する評価回路である。
【0012】
図5は本発明による第2の回路装置である。
【0013】
図6は電圧・周波数ダイアグラムである。
【0014】
図7は抵抗における電圧に対する評価回路である。
【0015】
実施例
着脱可能な車両シートを備えたいわゆるバンやオフロード車両が好まれるようになってきている。これらの車両にはたとえば乗員拘束手段などのような電気的および電子的な装置が組み込まれているので、シート内に設けられている装置と車体内の他の電子システムとの間のデータ伝送およびエネルギー伝送が必要とされる。これらのエネルギー伝送およびデータ伝送のために誘導式の伝達装置ないしはトランスが用いられる。この伝達装置の1次側は車体に配置されており、2次側は個々の車両シートに配置されている。このことは以降の説明についてもあてはまる。そして本発明によれば、車両シートが取り付けられているか否かを判定するために伝達装置の1次側におけるインダクタンスの変化が利用される。1つの実施形態によれば、取り付けられた状態において1次側に伝達される2次側電流回路のインピーダンスが、2次側に配置された点火装薬または他の点火手段の機能チェックに用いられる。
【0016】
図1には誘導式伝達装置が示されており、これは巻線3を備えた1次側1と巻線4を備えた2次側2を有してる。組み込まれた状態では、ハーフシェル1,2ないしはコアハーフは互いに同一平面上で補い合うように配置される。ハーフシェル1と2の間の誘導結合により、ハーフシェル2が存在しないときとは異なるインダクタンスを測定することができる。
【0017】
図2には、1次巻線またはコイルにおけるインダクタンスを評価するための第1の回路装置が示されている。電極5,6を介してエネルギーもしくはデータが供給され、これらのエネルギーもしくはデータは巻線13と双方のハーフシェル1,2を有する鉄心14と巻線15を介して車両シート内の電装品へ伝達され、このとき車両シートには負荷抵抗RL16が接続されている。電極5のすぐ次にはスイッチ7が設けられており、このスイッチはエネルギー伝送時もしくはデータ伝送時には閉じられている。同じことはスイッチ11についてもあてはまり、これは電極6に接続されていて、このスイッチの次には巻線13が設けられている。スイッチ7と巻線13には分岐を介してスイッチ8が接続されている。このスイッチ8によって分岐あるいは電極9における電圧Vが、アースと接続されたコンデンサ12とつなげられる。コンデンサ12を介して電圧Vが測定される。スイッチ8は通常動作中、電圧Vがコンデンサ12へ供給されるように接続されている。
【0018】
スイッチ11と巻線13との間の線から延びる別の分岐を介して、スイッチ10がアースと接続されている。スイッチ10は通常動作中は開かれており、インダクタンス測定時に閉じられる。さらにインダクタンス測定時にはスイッチ7とスイッチ11が開かれ、スイッチ8によって巻線13がコンデンサ12と接続される。コンデンサ12は電圧Vまで充電されていたので、この電圧はコンデンサ12と巻線13から成る振動回路でゆっくりと減衰していく。これは周波数fをもつ正弦波振動で行われ、この周波数はコンデンサ12の容量と巻線13のインダクタンス13から計算される。このためにトムソンの振動式が用いられる。
【0019】
【数1】
Figure 2004519698
【0020】
この式から簡単な変形により、コンデンサ12の既知の容量と測定された周波数fとに基づきインダクタンスが計算される。
【0021】
図3の電圧・時間ダイアグラムには、コンデンサ電圧Vの減衰が時間に依存して描かれている。この場合、共振回路であるためここではコンデンサ電圧18は正弦波振動で減衰している。時間軸に対し対称に存在する曲線17によって、曲線18の減衰特性が表される。ゼロ点通過19,20,21の測定により、周期ひいては正弦波振動の周波数を求めることができる。特性曲線17は次式によって記述される:
【0022】
【数2】
Figure 2004519698
【0023】
なお、減衰する正弦波曲線の基づいてインダクタンスを求めることもできるが、それはゼロ点通過の測定よりも難しい。
【0024】
図4には、この種のゼロ点通過測定用の評価回路が示されている。この場合、コンデンサ12を介して減衰する電圧Vが比較器34によりアース電圧と比較される。電圧Vがゼロよりも大きいか小さいかに依存して、比較器34は電極23において出力信号Vout を送出する。これにより矩形波信号を発生させることができ、これはカウンタ24により計数される。次にこの計数結果から、それに接続されているプロセッサ25により正弦波振動18の周期もしくは周波数が求められる。その後、コンデンサ12の容量について記憶されていた値と電圧18の計算された周波数とから、巻線13のインダクタンスを求めることができる。ついでこのインダクタンスは、着脱可能な車両シートが取り外されているのか取り付けられているのかを判定するため、記憶されていた閾値と比較される。次にそれがたとえばエアバッグ制御装置へ伝送され、シートが取り外されているならばこの制御装置は、取り外されたシートの乗員拘束手段についてもはや留意しない。
【0025】
このようなインダクタンス測定を、対応するスイッチを閉じたり開いたりすることで周期的に行うことができる。
【0026】
図5には、1次側に伝達される2次側のインピーダンスを求めるために利用される本発明による装置の第2の回路図が示されている。この場合、点火回路の機能チェックが必要とされ、殊に点火手段つまり点火装薬の機能チェックが必要とされる。ジェネレータないしは発生器26が抵抗27に接続されており、この抵抗は他方の側でやはりコンデンサ18と接続されている。コンデンサ28は巻線13に接続されており、巻線13はやはり発生器26と接続されている。見やすくするため、エネルギー源またはデータ源に対するラインは省略されている。巻線13は鉄心を介してやはり2次側の巻線15と磁気的に結合されている。2次側には負荷抵抗16が配置されており、これは点火手段ここではたとえば点火装薬を成している。抵抗27とコンデンサ28と巻線13とから成る共振回路へ、発生器26により正弦波振動が与えられる。この共振回路は共振周波数において最大値をとる。なぜならばその場合、抵抗27またはコンデンサ28における電圧の実数部は最大の実数だからである。以降、抵抗27における電圧Vだけが考慮される。
【0027】
図6には、電圧Vのための電圧・周波数ダイアグラムが示されている。ここには、それぞれ異なる負荷抵抗16について成り立つ3つの共振特性曲線34,35,36が書き込まれている。抵抗16に対する所定の値において、特性曲線34上およびそこから隔たった特性曲線35上のポイントについて考える。発生器26が周波数31のときに測定が実施されるので、この周波数31において特性曲線34ではポイント29が、特性曲線35ではポイント30があてはまることがわかる。これら両方のポイントの間で電圧差ΔVが測定されることになる。抵抗変化に対応するこの電圧差を用いることで、機能している点火装薬とおそらくは機能していないであろう点火装薬とを区別することができる。
【0028】
この目的で図7に示されているようにやはり比較器32が用いられ、この比較器において電圧Vが基準電圧Vと比較される。比較に依存して比較器32は出力信号22を送出する。この出力信号もやはり計数可能であるし、あるいはディジタル化してプロセッサ25により評価することができる。ついでプロセッサ25は、点火装薬16が正常であるか否かを判定する。次にそれに依存して、ハーフシェル1と3から成る伝達装置へのエネルギー供給またはデータ供給を遮断することができる。インピーダンスを求めるためのこの装置は、インダクタンス監視のための回路と組み合わせて用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
2つのハーフシェルから成る誘導式伝達装置を示す図である。
【図2】
本発明による第1の回路装置である。
【図3】
電圧ダイアグラムである。
【図4】
コンデンサにおける電圧に対する評価回路である。
【図5】
本発明による第2の回路装置である。
【図6】
電圧・周波数ダイアグラムである。
【図7】
抵抗における電圧に対する評価回路である。

Claims (7)

  1. 情報伝送およびエネルギー伝送のため車体に配置された1次側(1)と着脱可能なシートに配置された2次側を備えた誘導式伝達装置が設けられいてる形式の、着脱可能な車両シートと車体との間のワイヤレス情報伝送および/またはワイヤレスエネルギー伝送のための装置において、
    着脱可能な車両シートを識別するため伝達装置のインダクタンスを測定する手段(8,12,10,7,11)が1次側(1)に設けられていることを特徴とする装置。
  2. 2次側のインピーダンスを求める手段(26〜28)が1次側に設けられている、請求項1記載の装置。
  3. 1次側(1)の巻線(13)において伝達装置のインダクタンスを測定する手段はスイッチ(8)を有しており、該スイッチ(8)は周期的に閉じられて、充電されたコンデンサ(12)が巻線(13)と直列に接続され、該スイッチ(8)が閉じられたときのコンデンサ(12)における第1の電圧が時間に依存して測定され、該電圧から巻線(13)のインダクタンスが求められる、請求項1記載の装置。
  4. 前記第1の電圧のゼロ点通過を計数する手段が設けられており、ゼロ点通過から第1の電圧の周期つまりはインダクタンスが求められ、車両シート識別のため該インダクタンスは閾値と比較される、請求項3記載の装置。
  5. ゼロ点通過を計数する前記手段は少なくとも1つの比較器(34)を有している、請求項3記載の装置。
  6. 点火回路(16)のインピーダンスを測定する手段は発生器(26)と抵抗(27)とコンデンサ(28)を有しており、前記の抵抗(27)とコンデンサ(28)は1次側(1)の巻線(13)と直列に接続されており、抵抗(27)またはコンデンサ(28)における第2の電圧がインピーダンスに対する尺度として用いられる、請求項2記載の装置。
  7. 前記第2の電圧を基準電圧と比較する比較器(32)が設けられている、請求項6記載の装置。
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