WO2009000870A1 - Elektronische zustandserfassungseinrichtung - Google Patents

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WO2009000870A1
WO2009000870A1 PCT/EP2008/058121 EP2008058121W WO2009000870A1 WO 2009000870 A1 WO2009000870 A1 WO 2009000870A1 EP 2008058121 W EP2008058121 W EP 2008058121W WO 2009000870 A1 WO2009000870 A1 WO 2009000870A1
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WO
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resonant circuit
passive
detection device
state
active
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/058121
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sven Hild
Martin Schneider
Stefan Riefers
Daniel Jendritza
Original Assignee
Huf Electronics Gmbh
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Publication date
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Priority to CN200880022240.4A priority patent/CN101796601B/zh
Publication of WO2009000870A1 publication Critical patent/WO2009000870A1/de
Priority to US12/647,095 priority patent/US20100182016A1/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/167—Circuits for remote indication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • H01H9/168—Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off" making use of an electromagnetic wave communication

Definitions

  • the present invention relates to an electronic vehicle condition detector for wirelessly detecting at least one state of a device.
  • the present invention also relates to a motor vehicle with at least one state detection device.
  • the invention serves to monitor states of at least one device or a device in vehicles and finds particular application in the automotive sector.
  • a wireless switch detection system comprises a central transmitter for transmitting or transmitting a transmitter signal.
  • the system also includes a remote switch that is spaced from the central transmitter and that can occupy at least two states.
  • a tag circuit responds to the transmitter signal and is powered by it provided.
  • the flag circuit detects the state of the remote switch and, in response to the transmitter signal, provides a flag indicating the state of the switch.
  • a central receiver receives the identification signal.
  • the described wireless switch detection system requires the provision of a relatively sophisticated tag circuit.
  • the active identification circuit must be supplied with energy in order to be able to send out corresponding signals. This is relatively complicated and expensive.
  • the object of the present invention is therefore to at least partially solve the problems described with reference to the prior art, and in particular to provide a device with which a state detection in a simplified and more cost-effective manner is possible.
  • an electronic state detection device for vehicles for wireless detection of at least one state of a device wherein the state detection device is arranged in particular in a vehicle interior and at least two resonant circuits comprises, of which at least one resonant circuit active and a resonant circuit passive is, wherein the active resonant circuit comprises at least one control device.
  • a basic idea of the present invention is to use an active and a passive resonant circuit for state detection detection. This makes it possible to perform the passive resonant circuit particularly simple, compact and inexpensive.
  • the passive resonant circuit is preferably arranged at the point where a state is to be detected.
  • the active resonant circuit in turn is connected to a control device, which may indeed be arranged directly in the vicinity of the passive resonant circuit, but usually spaced apart at a different location of the vehicle is housed. According to the present invention, it is merely necessary that only parts of the respective oscillating circuits may not exceed a maximum distance.
  • a basic function of the state detection device according to the invention is that the control device introduces energy into (only) a resonant circuit, whereby it is actively operated.
  • a second passive resonant circuit which has no direct connection to a power source.
  • Both resonant circuits that is, the active and the passive, are coupled together via a magnetic field, so that the actively operated resonant circuit via the magnetic coupling can stimulate the passive resonant circuit.
  • the passive resonant circuit is characterized in particular by the fact that it assumes exactly one associated vibration behavior for each state to be detected. After the excitation of the passive resonant circuit by the active resonant circuit, the monitoring of the behavior of the passive oscillating circuit is then performed. This happens for example by the control device, which can detect and evaluate a so-called resonance of the passive resonant circuit.
  • the passive resonant circuit is designed so that it can assume different vibration behaviors according to the number of states to be monitored. For example, if in a particularly simple embodiment only the monitoring of two states is required, it is sufficient to have a passive one Select resonant circuit, which can take only two vibrational states. Such conditions may for example describe the presence or absence of seatbelt buckles in seat belt buckles. If a seat belt buckle is plugged in, it can assume a first state, whereas a second state is displayed when the seat belt is open.
  • the control device can now query the state of the buckle continuously or for certain events. Continuously, for example, temporal constant intervals can be understood. Thus, a query can be made regularly at a time interval of for example (about) 10 seconds continuously. Alternatively, but only for certain events, such. B. when opening the driver's door or starting the engine, a corresponding state to be queried. Due to the excitation of the passive resonant circuit by the active resonant circuit, the latter reacts with a vibration behavior designed in accordance with the respective state. This vibration behavior is detected and evaluated by the control device. Thereafter, the condition thus detected is further used in the operation of the entire vehicle. This can be done for example by a note to the driver, in which this is pointed out that the buckle is not closed. Alternatively, however, can also be prevented by a vehicle control device functions, such as starting the engine, so as to prevent driving without a closed belt device.
  • the passive resonant circuit has only passive electronic components.
  • passive electronic components are z. B. coils or capacitors. These components can be grouped into two groups. One group is formed by capacitive components, whereas another group of inductive components is formed. In addition to the capacitive and inductive components, it is then still necessary to provide line means for the electronic connection of the components and circuit devices. provided for. All are passive components, which are used in the passive resonant circuit. The switching devices serve to detect the different states. With them, it is possible in a particularly simple and striking, unequivocal way to change the oscillation behavior of the passive oscillating circuits as a function of states of the device to be monitored.
  • a switch for example, in an existing from a capacitor and a coil resonant circuit, it may for example be opened in a first state and the resonant circuit is capable of oscillation. In a second state, the switch can then be closed and bridge both the capacitive component and the inductive component, as a result of which the resonant circuit is unable to oscillate.
  • This is a particularly simple, inexpensive and reliable embodiment of the invention.
  • it is also possible to use other passive components which can change their physical properties as a function of states to be monitored. For this purpose, in particular electrical resistance components, capacitive components or inductive components in question, which change their properties depending on conditions of the device to be monitored.
  • a coupling between the at least two oscillating circuits should be effected by a magnetic field.
  • the passive resonant circuit in the near field and a distance of z. B. is arranged at most 20 millimeters.
  • a (pure) magnetic field is arranged at most 20 millimeters.
  • the coupling which corresponds to a transformer coupling.
  • Transformer couplings are used for example in Current transformers used.
  • iron cores are used to reinforce the coupling, on which two coils are arranged.
  • Each of these coils corresponds here to an inductive component of a resonant circuit.
  • both inductive components could share a common iron core or magnetic core.
  • the passive resonant circuit or its inductive component is then arranged in the vicinity of the inductive component of the active resonant circuit.
  • the resonant circuits located close to each other thus ensure that the control device of the active oscillating circuit, even in the case of interference fields, excites the passive oscillating circuit and detects and evaluates its oscillation behavior.
  • the respective resonant circuits have a maximum distance of at most 15 cm (centimeters) from each other. Particularly with a maximum distance of a maximum of 5 cm, particularly reliable detections can be represented.
  • the various components of the resonant circuits can also be arranged correspondingly spaced from each other. This has the advantage that the resonant circuits in their structure and their arrangement within the vehicle are well adapted to the respective installation conditions.
  • the capacitor and the switch of the passive resonant circuit may be arranged in a buckle housing, whereas the coil forming the inductive component may be disposed at a lower end of a Gurtpeitsche and is connected only via a cable connection with the other components.
  • the coil arranged at the lower end of the belt whip can thus be arranged particularly close to a further coil of the active oscillating circuit, which is fixedly arranged, for example, immediately adjacent to the belt whip on the body.
  • a plurality of switches for bridging at least one capacitive and / or inductive component is provided at least in a passive resonant circuit.
  • a plurality of switches it is possible to monitor a plurality of states.
  • a plurality of capacitors and switches are arranged to each other so that each switch can bridge a capacitor associated with it. If the respective (binary) switch is closed, the associated capacitor is bypassed. If the switch is open, the associated capacitor in the resonant circuit acts according to its capacity.
  • the passive oscillating circuit can thus assume a plurality of oscillation states which respectively correspond to a very specific state of the associated switches. In particular, when using different capacitor capacities, for example, the eight circuit states taken by three switches can be distinguished particularly clearly from one another.
  • Other functions may be, for example, the recognition of seat occupancy, the occupancy of child seat fasteners, but also other states, such as opening or closing states of vehicle locking systems, just to name a few.
  • a passive oscillating circuit to be arranged at least partially in a belt buckle.
  • a particularly simple, reliable and durable device can be created with the present invention, which serves to detect the occupancy state of the buckle.
  • a motor vehicle with at least one state detection, which is inventively designed and control technology connected to at least one control device of the motor vehicle. So it will be possible to take into account the information supplied from the state detection device with respect to the respective vehicle state in the control of the entire vehicle. The information can thus be used in a control device of the motor vehicle and thus serve to increase driving comfort and vehicle safety.
  • FIGS. show particularly preferred embodiments of the invention, to which this is not limited. They show schematically:
  • FIG. 2 shows a circuit diagram of a state detection device according to the invention
  • FIG. 3 is a waveform of the state detecting device of FIG. 2,
  • FIG. 4 shows a circuit diagram of a further embodiment of a state detection device
  • FIG. 5 shows a signal waveform of the state detecting device of FIG. 4,
  • FIG. 9 shows a magnetic field representation of a fourth embodiment.
  • a erf ⁇ ndungshunt designed buckle 1 is shown in a schematic side view.
  • the buckle 1 has a housing 2, in which the mechanical (and not shown here) part of the buckle is housed.
  • a Gurtbügel 3 is inserted, on which a webbing 4 is deflected.
  • a passive resonant circuit 5 is partially housed.
  • a switch 6 and a part of a first electrical lines 7 and a second electrical line 8 are disposed within the housing 2 within the housing 2.
  • Towards the bottom out of the housing 2 a Gurtpeitsche 9 out.
  • the Gurtpeitsche 9 is then attached to the vehicle 29, which is omitted at this point to further explanations for the mechanical attachment of the Gurtpeitsche 9.
  • the passive resonant circuit 5 in this case has a capacitor 10 and a coil 11, which are arranged parallel to each other and can be bridged by the switch 6.
  • the coil 12 is connected via a third electrical line 14 and a fourth electrical line 15 to a control device 16.
  • the controller 16 is powered by a power supply 17 with energy.
  • This power supply 17 may be, for example, the 12 volt or 24 volt system of vehicles.
  • the control device 16 then stimulates the state recognition of the coil 12, which is arranged to the coil 11 within a subsidiaryab- state 18. Since the coil 11 is within the magnetic field of the coil 12, experiences the passive resonant circuit via this coupling excitation and oscillates according to the set state. When the switch 6 is open, this results in a different vibration behavior than when the switch 6 is closed.
  • FIG. 2 the arrangement of the resonant circuits of FIG. 1 is shown again schematically.
  • the coil 12 is over the third electrical line 14 and the fourth electrical line 15 to the (not dargixie) control device connected.
  • the coil 11 via the first electrical line 7 and the second electrical line 8 with the capacitor 10 and the switch 6 is connected.
  • FIG. 3 shows the possible state-dependent vibration behavior of the resonant circuit shown in FIG. 2.
  • the frequency 19 is plotted, and in the vertical direction, the associated voltage 20.
  • the associated voltage 20 and the associated current can be applied in a vertical direction, which, however, the diagram does not differ significantly .
  • the illustrated first curve 21 and second curve 22 respectively correspond to a circuit state of the switch 6. If the switch 6 is opened, the voltage-frequency curve corresponds to the second curve 22. If the switch 6 is closed, the voltage-frequency corresponds to - Course of the first curve 21. This is clearly visible that in the closed state, a singular maximum 23 occurs, wherein in the open state of the switch 6 two maxima, a first maximum 24 and a second maximum 25 occur. This curve progression can be detected and evaluated by means of the control device, wherein the occurrence of two maxima 24, 25, in contrast to a singular maximum 23, can be reliably distinguished, as a result of which reliable detection of the different states of the switch 6 is possible. Overall, the state of the switch 6 could thus be detected in a particularly simple manner using a passive oscillating circuit 5 together with an active resonant circuit 13.
  • a circuit is shown schematically, which has four capacitors 10 (10a, 10b, 10c, 1Od) and three switches 6 (6a, 6b, 6c).
  • the active coil 12 with the third electrical line 14 and the fourth electrical line 15 can be found on the left side again.
  • On the right side is the passive one Resonant circuit 5 with the passive coil 11 and the first electrical line 8 and the second electrical line 8.
  • the passive resonant circuit 5 in this case, the capacitors 10 (10a, 10b, 10c, 1Od), wherein each of the capacitors 10a, 10b and 10c in each case a switch 6a, 6b and 6c is assigned, which can bridge this capacitor.
  • a voltage-frequency curve is shown in the horizontal direction. In the horizontal direction, the frequency is again applied 19 and in the vertical direction, the voltage 20.
  • the first curve 21 has a singular maximum 23 and in this case again corresponds to the state in which all switches are closed. In the fully closed state, the first curve 21 accordingly has only one maximum.
  • a second curve 22 is shown, which likewise has two maxima 24, 25, as already described above in connection with FIG.
  • the second curve 22 corresponds to the circuit state in which the switch 6a is opened.
  • the second curve 22 additionally has a first minimum 26. This first minimum 26 always corresponds to the opening state of the switch 6a.
  • the illustrated third curve 30 also has two maxima 24, 25 and a first minimum 26 (minimum shows closed switch 6b). Further, a fourth curve 31 is shown, which also has two maxima 24, 25 and a first minimum 26 (minimum shows closed switch 6c).
  • a monitoring of the three switches can be done in a simple manner. If there is no minimum and only one maximum, all switches are closed.
  • the temporal occurrence of the minima (ie their position on the horizontal axis) in the context of a query cycle can serve as a reference for which switch is now closed and which switch is open. It should be noted that for the sake of clarity, only the states were discussed in which individual switches were opened.
  • FIG. 6 field lines 27 of a magnetic field 28 formed between the passive coil 11 and the active coil 12 are shown schematically.
  • the passive coil 11 and the active coil 12 have a relatively large distance zueinan- on and are relatively short.
  • a magnetic field 28 is shown, in which the passive coil 11 and the active coil 12 are arranged relatively close to each other.
  • a magnetic field 28 is shown with its field lines 27, in which the passive coil 11 and the active coil 12 have an elongated configuration and are relatively widely spaced from each other and in Fig.
  • the situation is shown in which the passive coil 11 and the active coil 12 are also elongated, but here have a relatively small distance from each other, causing the magnetic field 28 according to the field lines 27 behaves.
  • the invention is to be applied within the predetermined maximum distances with the desired success.
  • the shown coupling of the passive coil 11 and the active coil 12 via the magnetic field 28 works in the desired manner.
  • the different magnetic fields indicated here are formed precisely as a function of the length of the core of the transformer so that this length of the core of the transformer influences in particular the near field or the range or the maximum distance of the two oscillating circuits.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Zustandserfassungseinrichtung zur drahtlosen Erfassung wenigstens eines Zustandes einer Vorrichtung, wobei die Zustandserfassungseinrichtung wenigstens zwei Schwingkreise (5, 13) umfasst, von denen wenigstens ein Schwingkreis (13) aktiv und ein Schwingkreis (5) passiv ausgeführt ist, wobei der aktive Schwingkreis (13) wenigstens eine Steuerungseinrichtung (16) umfasst. Mit einer solchen Zustandserfassungseinrichtung kann z.B. sicher das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Gurtbügeln in Sicherheitsgurtschlössern erfasst werden.

Description

Elektronische Zustandserfassungseinrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Zustandserfassungseinrichtung für Fahrzeuge zur drahtlosen Erfassung wenigstens eines Zustandes einer Vorrichtung. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Zustandserfassungseinrichtung. Die Erfindung dient zur Überwachung von Zuständen wenigstens eines Gerätes bzw. einer Vor- richtung in Fahrzeugen und findet insbesondere Anwendung im Automobil- Bereich.
Bei modernen Fahrzeugen ist es in zunehmendem Maße erforderlich, Zustände und Funktionen, darin enthaltenen Komponenten, Geräte, Aggregate bzw. Vor- richtungen zu überwachen. Dies kann teilweise aus Gesetzesvorschriften abgeleitet werden, ebenso wie z. B. aus dem Ziel der Verbesserung der Sicherheit der Fahrzeuginsassen oder der Erhöhung des Komforts. So wird bei modernen Fahrzeugen beispielsweise das ordnungsgemäße Schließen von Türen, das Anlegen von Sicherheitsgurten und/oder das Niedertreten der Fußbremse beim Starten von Automatikfahrzeugen überwacht. Weiterhin kann z. B. auch eine Sitzplatzbelegungserkennung durch das Fahrzeug erfasst werden.
Es wird dabei in zunehmendem Maße versucht, die bekannten und erfassten Fahr- zeugzustände bei der Steuerung des Fahrzeuggesamtsystems zu berücksichtigen. Dies kann beispielsweise in unterschiedlichen Airbagauslösezeiten, Blockaden der Motorsteuerung und/oder der Ausgabe von Warnhinweisen an den Fahrer Berücksichtigung finden. Aus der DE 199 19 158 Al ist dazu beispielsweise ein drahtloses Schalterdetektionssystem bekannt. Dieses drahtlose Schalterdetektionssystem umfasst einen Zentralsender zur Aussendung bzw. Übertragung eines Sendersig- nals. Das System umfasst ebenso einen entfernten Schalter, der vom Zentralsender beabstandet ist und zumindest zwei Zustände einnehmen kann. Eine Kennzeichnungsschaltung spricht auf das Sendersignal an und wird von diesem mit Leistung versorgt. Die Kennzeichnungsschaltung detektiert den Zustand des entfernten Schalters und liefert, ansprechend auf das Sendersignal, ein Kennzeichnungssignal, das den Zustand des Schalters anzeigt. Ein Zentralempfänger empfängt das Kennzeichnungssignal. Während es mit einer solchen Vorrichtung möglich ist, eine beabsichtigte Zustandserfassung von Vorrichtungen in Fahrzeugen vorzunehmen, erfordert das beschriebene drahtlose Schalterdetektionssystem die Anordnung einer relativ aufwändigen Kennzeichnungsschaltung. Dabei muss die aktive Kennzeichnungsschaltung mit Energie versorgt werden, um entsprechende Signale auszusenden zu können. Damit ist diese relativ kompliziert und teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme wenigstens teilweise zu lösen und insbesondere eine Vorrichtung anzugeben, mit der eine Zustandserfassung in vereinfachter und kostengünstigerer Weise möglich ist.
Diese Aufgaben werden mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, sowie mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darge- stellt werden.
Demgemäß wird eine elektronische Zustandserfassungseinrichtung für Fahrzeuge zur drahtlosen Erfassung wenigstens eines Zustandes einer Vorrichtung vorgeschlagen, wobei die Zustandserfassungseinrichtung insbesondere in einem Fahr- zeuginnenraum angeordnet ist und wenigstens zwei Schwingkreise umfasst, von denen wenigstens ein Schwingkreis aktiv und ein Schwingkreis passiv ausgeführt ist, wobei der aktive Schwingkreis wenigstens eine Steuerungseinrichtung um- fasst.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen aktiven und einen passiven Schwingkreis für die Zustandserfassungserkennung zu benutzen. Hierdurch ist es möglich, den passiven Schwingkreis besonders einfach, kompakt und preiswert auszuführen. Der passive Schwingkreis wird dabei vorzugsweise an der Stelle angeordnet, wo ein Zustand zu erfassen ist. Der aktive Schwingkreis seinerseits ist an eine Steuerungseinrichtung angeschlossen, die zwar unmittelbar in der Nähe des passiven Schwingkreises angeordnet sein kann, in der Regel aber dazu beabstandet an einer anderen Stelle des Fahrzeuges untergebracht ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es dabei lediglich erforderlich, dass nur Teile der jeweiligen Schwingkreise einen Höchstabstand nicht überschreiten dürfen. Eine grundlegende Funktion der erfindungsgemäßen Zustandserfassungseinrichtung besteht darin, dass die Steuerungseinrichtung Energie in (nur) einen Schwingkreis einleitet, wodurch dieser aktiv betrieben wird.
Des Weiteren ist ein zweiter passiver Schwingkreis, der keinen direkten An- schluss an eine Energiequelle aufweist, vorgesehen. Beide Schwingkreise, das heißt der aktive und der passive, sind über ein Magnetfeld miteinander gekoppelt, so dass der aktiv betriebene Schwingkreis über die magnetische Kopplung den passiven Schwingkreis anregen kann. Der passive Schwingkreis zeichnet sich insbesondere auch dadurch aus, dass er für jeden zu erfassenden Zustand genau ein zugehöriges Schwingungsverhalten annimmt. Nach erfolgter Anregung des passiven Schwingkreises durch den aktiven Schwingkreis, erfolgt dann die Überwachung des S chwingungs Verhaltens des passiven Schwingkreises. Dies geschieht beispielsweise durch die Steuerungseinrichtung, welche eine so genannte Resonanz des passiven Schwingkreises erfassen und auswerten kann. Der passive Schwingkreis ist dabei so ausgestaltet, dass er, entsprechend der Anzahl der zu überwachenden Zustände, unterschiedliche S chwingungs verhalten einnehmen kann. Ist beispielsweise bei einer besonders einfachen Ausführungsform nur die Überwachung von zwei Zuständen erforderlich, so reicht es aus, einen passiven Schwingkreis auszuwählen, welcher lediglich zwei Schwingungszustände einnehmen kann. Solche Zustände können beispielsweise das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein von Gurtbügeln in Sicherheitsgurtschlössern beschreiben. Ist ein Sicherheitsgurtschloss gesteckt, so kann es einen ersten Zustand einneh- men, wohingegen bei geöffnetem Sicherheitsgurt ein zweiter Zustand dargestellt wird.
Zur Erfassung des Zustandes kann die Steuerungseinrichtung nun fortlaufend oder bei bestimmten Ereignissen den Zustand des Gurtschlosses abfragen. Unter fort- laufend können zum Beispiel zeitliche konstante Intervalle verstanden werden. So kann eine Abfrage regelmäßig in einem zeitlichen Abstand von zum Beispiel (etwa) 10 Sekunden fortlaufend erfolgen. Alternativ kann aber auch nur bei bestimmten Ereignissen, wie z. B. bei einem Öffnen der Fahrertür oder einem Starten des Motors, ein entsprechender Zustand abgefragt werden. Aufgrund der An- regung des passiven Schwingkreises durch den aktiven Schwingkreis reagiert dieser mit einem entsprechend dem jeweiligen Zustand ausgebildeten Schwingungsverhalten. Dieses S chwingungs verhalten wird durch die Steuerungseinrichtung erfasst und ausgewertet. Danach wird der so erfasste Zustand im Rahmen des Betriebes des Gesamtfahrzeuges weiter genutzt. Dies kann beispielsweise durch ei- nen Hinweis an den Fahrer erfolgen, in dem dieser darauf hingewiesen wird, dass das Gurtschloss nicht geschlossen ist. Alternativ können aber auch durch eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung Funktionen, wie beispielsweise das Starten des Motors, unterbunden werden, um so ein Fahren ohne geschlossene Gurteinrichtung zu verhindern.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der passive Schwingkreis nur passive elektronische Bauteile aufweist. Solche passiven elektronischen Bauteile sind z. B. Spulen oder Kondensatoren. Diese Bauteile können zu zwei Gruppen zusam- mengefasst werden. Eine Gruppe wird von kapazitiven Bauteilen gebildet, wohin- gegen eine andere Gruppe von induktiven Bauteilen gebildet wird. Zusätzlich zu den kapazitiven und induktiven Bauteilen ist es dann noch erforderlich, Leitungsmittel zur elektronischen Verbindung der Bauteile sowie Schaltungseinrich- tungen vorzusehen. Allesamt sind passive Bauteile, welche in dem passiven Schwingkreis zur Anwendung kommen. Die Schalteinrichtungen dienen zur Erfassung der unterschiedlichen Zustände. Mit ihnen ist es in besonders einfacher und markanter, eindeutiger Weise möglich, das S chwingungs verhalten der passi- ven Schwingkreise in Abhängigkeit von Zuständen der zu überwachenden Vorrichtung zu verändern. Ordnet man einen solchen Schalter beispielsweise in einem aus einem Kondensator und einer Spule bestehenden Schwingkreis an, so kann er beispielsweise in einem ersten Zustand geöffnet sein und der Schwingkreis ist schwingfähig. In einem zweiten Zustand kann der Schalter dann geschlossen sein und sowohl das kapazitive Bauteil als auch das induktive Bauteil überbrücken, wodurch der Schwingkreis schwingungsunfähig ist. Dies ist eine besonders einfache, kostengünstige und zuverlässige Ausführungsform der Erfindung. Alternativ können aber auch andere passive Bauteile zur Anwendung kommen, die ihre physikalischen Eigenschaften in Abhängigkeit von zu überwachenden Zuständen ver- ändern können. Hierzu kommen insbesondere elektrische Widerstandsbauteile, kapazitive Bauteile oder induktive Bauteile in Frage, die in Abhängigkeit von Zuständen der zu überwachenden Einrichtung ihre Eigenschaften ändern.
Im Weiteren sollte eine Kopplung zwischen den wenigstens zwei Schwingkreisen durch ein magnetisches Feld erfolgen. Hierbei kommt es vor allem auf das Anordnen des passiven Schwingkreises in einem magnetischen Nahfeld des aktiven Schwingkreises an. Damit ist insbesondere gemeint, dass der passiven Schwingkreises im Nahfeld und einem Abstand von z. B. höchstens 20 Millimetern angeordnet ist. Entgegen einer Übertragung von Funksignalen, welche über sehr weite Distanzen übertragbar sind, kommt es bei der Kopplung durch ein (rein) magnetisches Feld auf eine relativ geringe räumliche Beabstandung an. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist dazu vorgesehen, die beiden Schwingkreise räumlich sehr eng aneinander anzuordnen, wodurch der passive Schwingkreis in dem vom aktiven Schwingkreis erzeugten Magnetfeld liegt.
Ganz besonders geeignet hierzu ist die Kopplung, die einer Transformatorkopplung entspricht. Transformatorkopplungen werden beispielsweise bei Wechsel- Stromtransformatoren verwendet. Hierbei werden zur Verstärkung der Kopplung beispielsweise Eisenkerne verwendet, auf denen zwei Spulen angeordnet sind. Jede dieser Spulen entspricht hier einem induktiven Bauteil eines Schwingkreises. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es dabei wünschenswert, wenn sich beide induktiven Bauteile einen gemeinsamen Eisenkern bzw. Magnetkern teilen könnten. Bei vielen Anwendungsfällen ist dies jedoch nicht der Fall, weshalb dann der passive Schwingkreis bzw. dessen induktives Bauteil in der Nähe des induktiven Bauteils des aktiven Schwingkreises angeordnet ist. Die so räumlich nah beieinander liegenden Schwingkreise gewährleisten es der Steuerungseinrich- tung des aktiven Schwingkreises auch bei Störfeldern, den passiven Schwingkreis anzuregen und dessen Schwingungsverhalten zu erfassen und auszuwerten.
Insbesondere als günstig hat es sich erwiesen, wenn die jeweiligen Schwingkreise einen Höchstabstand von höchstens 15 cm (Zentimeter) zueinander aufweisen. Insbesondere bei einem Höchstabstand von maximal 5 cm haben sich besonders zuverlässige Erfassungen darstellen lassen. Im Rahmen der Erfindung können die verschiedenen Bauteile der Schwingkreise auch entsprechend voneinander beabstandet angeordnet werden. Dies hat den Vorteil, dass die Schwingkreise in ihrem Aufbau und ihrer Anordnung innerhalb des Fahrzeuges gut an die jeweili- gen Einbauverhältnisse angepasst sind. So kann beispielsweise der Kondensator und der Schalter des passiven Schwingkreises in einem Gurtschlossgehäuse angeordnet sein, wohingegen die Spule, welche das induktive Bauteil bildet, an einem unteren Ende einer Gurtpeitsche angeordnet sein kann und lediglich über eine Kabelverbindung mit den übrigen Bauteilen verbunden ist. Die am unteren Ende der Gurtpeitsche angeordnete Spule kann so besonders nah zu einer weiteren Spule des aktiven Schwingkreises angeordnet sein, welche beispielsweise unmittelbar neben der Gurtpeitsche an der Karosserie fest angeordnet ist.
Damit ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schwingkreise induktive Komponen- ten aufweisen, die den Höchstabstand einhalten. Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest in einem passiven Schwingkreis eine Mehrzahl von Schaltern zur Überbrückung von wenigstens einem kapazitiven und/oder induktiven Bauteil vorgesehen ist. Durch die Anordnung einer Mehrzahl von Schaltern ist es mög- lieh, eine Mehrzahl von Zuständen zu überwachen. So kann beispielsweise bei einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Kondensatoren und Schaltern so zueinander angeordnet sind, dass jeder Schalter einen ihm zugeordneten Kondensator überbrücken kann. Ist der jeweilige (binäre) Schalter geschlossen, so wird der zugehörige Kondensator überbrückt. Ist der Schalter geöff- net, so wirkt der zugehörige Kondensator im Schwingkreis entsprechend seiner Kapazität. Der passive Schwingkreis kann somit eine Mehrzahl von Schwin- gungszuständen einnehmen, welche jeweils einem ganz bestimmten Zustand der zugehörigen Schalter entsprechen. Insbesondere bei der Verwendung unterschiedlicher Kondensatorkapazitäten können beispielsweise die von drei Schaltern ein- genommenen acht Schaltungszustände besonders deutlich voneinander unterschieden werden.
Weitere Funktionen können dabei beispielsweise das Erkennen von Sitzplatzbelegungen, die Belegung von Kindersitz-Befestigungseinrichtungen sein, aber auch andere Zustände, wie beispielsweise Öffnungs- oder Schließzustände von Fahrzeugschließsystemen, um nur einige exemplarisch zu nennen.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist es im Rahmen der Erfindung ganz besonders vorteilhaft, wenn ein passiver Schwingkreis zumindest teilweise in einem Gurtschloss angeordnet ist. Bei dieser Anwendung kann mit der vorliegenden Erfindung eine besonders einfache, zuverlässige und langlebige Einrichtung geschaffen werden, die zur Erfassung des Belegungszustandes des Gurtschlosses dient.
Darüber hinaus ist es zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung vor- gesehen, ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Zustandserfassung auszustatten, wobei diese erfindungsgemäß ausgebildet und mit wenigstens einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeuges steuerungstechnisch verbunden ist. Somit wird es möglich, die aus der Zustandserfassungseinrichtung gelieferten Informationen bezüglich des jeweiligen Fahrzeugzustandes bei der Steuerung des Gesamtfahr- zeuges zu berücksichtigen. Die Informationen können so in einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeuges weiter verwendet werden und so zur Erhöhung des Fahrkomforts und der Fahrzeugsicherheit dienen.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, auf die diese nicht be- schränkt ist. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 : eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Gurtschlosses,
Fig. 2: ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Zustandserfassungseinrichtung,
Fig. 3: einen Signalverlauf der Zustandserfassungseinrichtung nach Fig. 2,
Fig. 4: ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Zustandserfassungseinrichtung,
Fig. 5: einen Signalverlauf der Zustandserfassungseinrichtung nach Fig. 4,
Fig. 6: eine Magnetfelddarstellung in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 7: einer Magnetfelddarstellung einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 8: eine Magnetfelddarstellung einer dritten Ausführungsform; und
Fig. 9: eine Magnetfelddarstellung einer vierten Ausführungsform. In Fig. 1 ist ein erfϊndungsgemäß gestaltetes Gurtschloss 1 in einer schematischen Seitenansicht dargestellt. Das Gurtschloss 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem der mechanische (und hier nicht dargestellte) Teil des Gurtschlosses untergebracht ist. In das Gurtschloss 1 wird ein Gurtbügel 3 eingesteckt, an dem ein Gurtband 4 umgelenkt wird. Innerhalb des Gehäuses 2 ist auch ein passiver Schwingkreis 5 teilweise untergebracht. Bei der dargestellten Ausführungsform sind innerhalb des Gehäuses 2 ein Schalter 6 sowie ein Teil einer ersten elektrischen Leitungen 7 und einer zweiten elektrischen Leitung 8 innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet. Nach unten hin ragt aus dem Gehäuse 2 eine Gurtpeitsche 9 heraus. Die Gurtpeitsche 9 ist dann am Fahrzeug 29 befestigt, wobei an dieser Stelle auf weitere Ausführungen zur mechanischen Befestigung der Gurtpeitsche 9 verzichtet wird. Parallel zur Gurtpeitsche 9 sind die erste Leitung 7 und zweite Leitung 8 nach unten geführt, wo sich die weiteren Komponenten des passiven Schwingkreises 5 befinden. Der passive Schwingkreis 5 weist dabei einen Kondensator 10 sowie eine Spule 11 auf, die parallel zueinander angeordnet sind und durch den Schalter 6 überbrückt werden können. Unterhalb befindet sich eine weitere Spule 12 des aktiven Schwingkreises 13. Die Spule 12 ist dabei über eine dritte elektrische Leitung 14 und eine vierte elektrische Leitung 15 mit einer Steuerungseinrichtung 16 verbunden.
Die Steuerungseinrichtung 16 wird von einer Stromversorgung 17 mit Energie versorgt. Diese Stromversorgung 17 kann beispielsweise das 12- Volt- oder das 24-Volt-System von Fahrzeugen sein. Die Steuerungseinrichtung 16 regt dann zur Zustandserkennung die Spule 12 an, die zur Spule 11 innerhalb eines Höchstab- Standes 18 angeordnet ist. Da die Spule 11 innerhalb des Magnetfeldes der Spule 12 liegt, erfährt der passive Schwingkreis über diese Kopplung eine Anregung und schwingt entsprechend dem eingestellten Zustand. Bei geöffnetem Schalter 6 ergibt sich hierbei ein anderes Schwingungsverhalten als bei geschlossenem Schalter 6.
In Fig. 2 ist die Anordnung der Schwingkreise nach Fig. 1 nochmals schematisch dargestellt. An der linken Seite ist die Spule 12 über die dritte elektrische Leitung 14 und die vierte elektrische Leitung 15 an die (hier nicht dargstellte) Steuerungseinrichtung angeschlossen. Auf der rechten Seite in Fig. 2 ist die Spule 11 über die erste elektrische Leitung 7 und die zweite elektrische Leitung 8 mit dem Kondensator 10 und dem Schalter 6 verbunden.
Die Fig. 3 zeigt das mögliche zustandsabhängige Schwingungsverhalten des in Fig. 2 dargestellten Schwingkreises. In horizontaler Richtung ist in diesem Diagramm die Frequenz 19 aufgetragen, und in vertikaler Richtung die zugehörige Spannung 20. Es ist anzumerken, dass anstelle der zugehörigen Spannung 20 auch die zugehörige Stromstärke in vertikaler Richtung aufgetragen sein kann, wodurch sich das Diagramm jedoch nicht wesentlich unterscheidet.
Die dargestellte erste Kurve 21 und zweite Kurve 22 entsprechen dabei jeweils einem Schaltungszustand des Schalters 6. Ist der Schalter 6 geöffnet, so entspricht der Spannung-Frequenz- Verlauf der zweiten Kurve 22. Ist der Schalter 6 geschlossen, so entspricht der Spannung-Frequenz -Verlauf der ersten Kurve 21. Hierbei ist gut erkennbar, dass in geschlossenem Zustand ein singuläres Maximum 23 auftritt, wobei im geöffneten Zustand des Schalters 6 zwei Maxima, ein erstes Maximum 24 und ein zweites Maximum 25, auftreten. Dieser Kurvenver- lauf kann mittels der Steuerungseinrichtung erfasst und ausgewertet werden, wobei das Vorkommen von zwei Maxima 24, 25 im Gegensatz zu einem singulären Maximum 23 sicher unterschieden werden kann, wodurch im Folgenden eine sichere Erfassung der unterschiedlichen Zustände des Schalters 6 möglich ist. Insgesamt kam damit unter Verwendung eines passiven Schwingkreises 5 zusammen mit einem aktiven Schwingkreis 13 in besonders einfacher Weise der Zustand des Schalters 6 erfasst werden.
In Fig. 4 ist nun eine Schaltung schematisch dargestellt, welche vier Kondensatoren 10 (10a, 10b, 10c, 1Od) und drei Schalter 6 (6a, 6b, 6c) aufweist. Auf der lin- ken Seite findet sich wieder die aktive Spule 12 mit der dritten elektrischen Leitung 14 und der vierten elektrischen Leitung 15. Diese stellt wiederum den aktiven Schwingkreis 13 dar. Auf der rechten Seite befindet sich der passive Schwingkreis 5 mit der passiven Spule 11 und der ersten elektrischen Leitung 8 und der zweiten elektrischen Leitung 8. Zusätzlich weist der passive Schwingkreis 5 hierbei die Kondensatoren 10 (10a, 10b, 10c, 1Od) auf, wobei jedem der Kondensatoren 10a, 10b und 10c jeweils ein Schalter 6a, 6b und 6c zugeordnet ist, der diesen Kondensator überbrücken kann.
In Fig. 5 ist, ähnlich wie in Fig. 3, ein Spannung-Frequenz- Verlauf dargestellt. In horizontaler Richtung ist wieder die Frequenz 19 und in vertikaler Richtung die Spannung 20 aufgetragen. Die erste Kurve 21 weist ein singuläres Maximum 23 auf und entspricht hierbei wiederum dem Zustand, bei dem alle Schalter geschlossen sind. Im vollkommen geschlossenen Zustand besitzt die erste Kurve 21 dementsprechend nur ein Maximum. Mittels einer punktierten Linie ist eine zweite Kurve 22 dargestellt, welche gleichfalls, wie bereits zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben, zwei Maxima 24, 25 aufweist. Die zweite Kurve 22 entspricht dabei dem Schaltungszustand, bei dem der Schalter 6a geöffnet ist. Einhergehend mit dem Öffnen des Schalters 6a weist die zweite Kurve 22 zusätzlich ein erstes Minimum 26 auf. Dieses erste Minimum 26 entspricht dabei immer dem Öffnungszustand des Schalters 6a.
Die dargestellte dritte Kurve 30, weist ebenfalls zwei Maxima 24, 25 auf, sowie ein erstes Minimum 26 (Minimum zeigt geschlossenen Schalter 6b). Weiter ist noch eine vierte Kurve 31 dargestellt, die ebenfalls zwei Maxima 24, 25 sowie ein erstes Minimum 26 aufweist (Minimum zeigt geschlossenen Schalter 6c). Damit kann eine Überwachung der drei Schalter in einfacher Weise erfolgen. Liegt kein Minimum und nur ein Maximum vor, so sind alle Schalter geschlossen. Das zeitliche Auftreten der Minima (also deren Position auf der horizontalen Achse) im Rahmen eines Abfragezyklus kann als Referenz dafür dienen, welcher Schalter nun geschlossen und welcher Schalter geöffnet ist. Hierbei ist anzumerken, dass der Übersichtlichkeit halber nur auf die Zustände eingegangen wurde, bei denen einzelne Schalter geöffnet wurden. Im Rahmen der Erfindung ist es aber auch problemlos möglich, unterschiedliche Schaltungszustände, bei denen zwei oder alle Schalter 6a bis 6c geöffnet sind, zu erkennen. In Fig. 6 sind Feldlinien 27 eines zwischen der passiven Spule 11 und der aktiven Spule 12 ausgebildeten Magnetfeldes 28 schematisch dargestellt. Die passive Spule 11 und die aktive Spule 12 weisen dabei einen relativ großen Abstand zueinan- der auf und sind relativ kurz ausgebildet. In Fig. 7 ist ein Magnetfeld 28 dargestellt, bei dem die passive Spule 11 und die aktive Spule 12 relativ nah zueinander angeordnet sind. In Fig. 8 ist ein Magnetfeld 28 mit seinen Feldlinien 27 dargestellt, bei dem die passive Spule 11 und die aktive Spule 12 eine längliche Ausbildung aufweisen und relativ weit voneinander beabstandet sind und in Fig. 9 ist die Situation dargestellt, bei der die passive Spule 11 und die aktive Spule 12 ebenfalls länglich ausgebildet sind, aber hier einen relativ geringen Abstand zueinander aufweisen, wodurch sich das Magnetfeld 28 entsprechend den Feldlinien 27 verhält. Bei allen Figuren ist erkennbar, dass die Erfindung innerhalb der vorgegebenen größten Abstände mit dem gewünschten Erfolg anzuwenden ist. Die ge- zeigte Kopplung der passiven Spule 11 und der aktiven Spule 12 über das Magnetfeld 28 funktioniert dabei in der gewünschten Weise. Die hier angedeuteten unterschiedlichen Magnetfelder werden gerade in Abhängigkeit der Länge des Kernes des Transformators ausgebildet, so dass diese Länge des Kernes des Transformators insbesondere das Nahfeld bzw. die Reichweite bzw. den Höchst- abstand der beiden Schwingkreise beeinflusst.
Im Übrigen ist darauf hinzuweisen, dass die dargestellten Ausführungsbeispiele in keiner Weise die vorliegende Erfindung beschränken. Es sind vielmehr zahlreiche Abwandlungen der Erfindung im Rahmen der Patentansprüche möglich. So kön- nen beispielsweise anstelle der dargestellten Schalterkombinationen und Zu- standskombinationen sowie Ausbildungen insbesondere der passiven Schwingkreise 5 zahlreiche andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung zur Anwendung kommen. Bezugszeichenliste
I Gurtschloss 2 Gehäuse
3 Gurtbügel
4 Gurtband
5 passiver Schwingkreis
6 Schalter 7 erste elektrische Leitung
8 zweite elektrische Leitung
9 Gurtpeitsche
10 Kondensator
I 1 passive Spule 12 aktive Spule
13 aktiver Schwingkreis
14 dritte elektrische Leitung
15 vierte elektrische Leitung
16 Steuerungseinrichtung 17 Stromversorgung
18 Höchstabstand
19 Frequenz
20 Spannung
21 erste Kurve 22 zweite Kurve
23 singuläres Maximum
24 erstes Maximum
25 zweites Maximum
26 erstes Minimum 27 Feldlinien
28 Magnetfeld
29 Fahrzeug dritte Kurve vierte Kurve

Claims

Ansprüche
1. Elektronische Zustandserfassungseinrichtung zur drahtlosen Erfassung we- nigstens eines Zustandes einer Vorrichtung, wobei die Zustandserfassungseinrichtung wenigstens zwei Schwingkreise (5, 13) umfasst, von denen wenigstens ein Schwingkreis (13) aktiv und ein Schwingkreis (5) passiv ausgeführt ist, wobei der aktive Schwingkreis (13) wenigstens eine Steuerungseinrichtung (16) umfasst.
2. Zustandserfassungseinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der passive Schwingkreis (5) nur passive elektronische Bauteile (6, 10, 11, 12) aufweist.
3. Zustandserfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kopplung zwischen den wenigstens zwei Schwingkreisen (5, 13) durch ein magnetisches Feld (28) erfolgt.
4. Zustandserfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kopplung einer Transformatorkopplung entspricht.
5. Zustandserfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweiligen Schwingkreise (5, 13) einen Höchstabstand (18) von höchstens 15 cm zueinander aufweisen.
6. Zustandserfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die jeweiligen Schwingkreise (5, 13) induktive Komponenten (11, 12) aufweisen, die den Höchstabstand (18) einhalten.
7. Zustandserfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest in einem passiven Schwingkreis (5) eine Mehrzahl von Schaltern (6a, 6b, 6c) zur Überbrückung von wenigstens einem kapazitiven (10) und/oder induktiven Bauteil (11) vorgesehen ist.
8. Zustandserfassungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein passiver Schwingkreis (5) zumindest teilweise in einem Gurt- schloss (1) angeordnet ist.
9. Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Zustandserfassungseinrichtung, wobei dies nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet und mit wenigs- tens einer Steuerungseinrichtung des Kraftfahrzeuges steuerungstechnisch verbunden ist.
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