JP4200011B2 - 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

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変成器は車体に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。
DE 198 15 843 A1 には、車両における複数の部分の間の電気的な接続を意図した装置が記載されている。これによれば車両に取り付けるためのロック機構が車両に設けられている。たとえばコイルペアなどのようなアンテナ手段によって、車両の電力源から車両シートに装備された少なくとも１つの電装品へ電力信号が伝送される。さらにたとえばアンテナペアなどのような第２のアンテナ手段によって、車両シートに装備された電装品と車両側に装備された電気的な制御装置との間で通信信号が伝送される。DE 197 43 313 C1 によれば搬送手段用のシートモジュールが知られている。このシートモジュールはシートおよびシートガイドと、シートに装着された少なくとも１つの電気負荷と、この電気負荷とシート以外のところにある外部制御装置との間の電気的な接続手段を有しており、この接続手段によってエネルギーと情報の伝達が行われる。この電気的な接続手段は２つの巻線を備えたトランスを有している。トランスの１次側はシートガイドのところに取り付けられており、トランスの２次側はシートと接続されている。
【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_０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_ｃが測定される。スイッチ８は通常動作中、電圧Ｖ_０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_０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】

【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_ｃ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】

【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_ｃが比較器３４によりアース電圧と比較される。電圧Ｖ_ｃ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Ｖ_ｏｕｔ 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_Ｒだけが考慮される。
【００２７】
図６には、電圧Ｖ_Ｒ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_Ｒが基準電圧Ｖ_Ｓ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 (6)

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ている形式の、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、
   前記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）に設けられており、
   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ことを特徴とする装置。
2. 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。
3. 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２記載の装置。
4. 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２記載の装置。
5. 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１記載の装置。
6. 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５記載の装置。

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