WO2014198536A1 - Fahrzeugsitz mit positionserkennung und verfahren zur positionserkennung - Google Patents

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WO2014198536A1
WO2014198536A1 PCT/EP2014/061020 EP2014061020W WO2014198536A1 WO 2014198536 A1 WO2014198536 A1 WO 2014198536A1 EP 2014061020 W EP2014061020 W EP 2014061020W WO 2014198536 A1 WO2014198536 A1 WO 2014198536A1
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signal
vehicle seat
base module
memory
transponder
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PCT/EP2014/061020
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Kai Linke
Jens Schulz
Norbert Heeg
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Johnson Controls Components Gmbh & Co. Kg
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    • B60N2230/00—Communication or electronic aspects
    • B60N2230/20—Wireless data transmission

Definitions

  • the vehicle seat includes a longitudinal adjuster with one on one
  • Vehicle structure fastened bottom rail and a longitudinally displaceably guided in the upper rail, and with a position detection.
  • the longitudinal adjuster on a sensor which the longitudinal position of the
  • WO 2007/036551 A1 discloses a conductive textile, an antenna and a vehicle seat.
  • the antenna is formed from the conductive textile and arranged in the vehicle seat.
  • WO 2005/01 1439 A2 and EP 1 648 768 B1 each have a
  • EP 1 872 300 B1 discloses an RFID transceiver unit for a
  • Child seat recognition device A transmitting antenna arranged in a vehicle seat generates a field of excitation. In response to the exciter field, an RFID transponder located in a child seat generates a transponder signal. A receiving antenna located in the vehicle seat receives the transponder signal as well as a jamming signal.
  • the invention is based on the object to improve a vehicle seat of the type mentioned, in particular to ensure a position detection with increased resolution, while stationary in relation to the upper rail fixed electrical lines to avoid. solution
  • Identification module designed. RFID modules are relatively inexpensive and have a low weight.
  • the transponder is particularly advantageously a passive RFID module. Thus, the transponder does not require its own power supply and thus also no connection of electrical lines.
  • Base modules are arranged at a defined distance from each other. As a result, a two-dimensional position detection is possible.
  • the base module comprises a first memory, which can be connected to the receiver by means of a first switch, and a second memory, which can be connected to the receiver by means of a second switch.
  • the output signal is transmitted during a signal duration, upon receipt of the response signal during the signal duration, a first memory is loaded, and upon receipt of the response signal after the signal duration, a second memory is charged.
  • the second memory at least approximately maintains its charge state upon receipt of the response signal during the signal duration
  • the first memory at least approximately maintains its charge state upon receipt of the response signal after the signal duration
  • the charge of the first memory and the charge of the second memory are measured, and the signal propagation time is determined from the ratio of the charge of the second memory to the charge of the first memory.
  • Fig. 1 a schematic representation of an inventive
  • Fig. 2 a schematic representation of the signal transmission between a
  • Fig. 3 is a block diagram of a base module
  • Seat frame 4 includes, and attached thereto, tilt adjustable
  • the height of the seat part 2 and in this case at the same time the backrest 10 of the vehicle seat 1 above the vehicle structure is adjustable.
  • a manually operated drive device 7 is provided to drive the height adjuster presently a manually operated drive device 7 is provided.
  • an electric drive is conceivable.
  • the vehicle seat 1 is longitudinally adjustable, that is to say the seat part 2 is together with the backrest 10 in the longitudinal direction, which corresponds approximately to the direction of travel, adjustable.
  • each of the upper rails 3 is slidably guided in each case in one of the parallel longitudinally extending lower rails 5 and by means of a locking device with the respective lower rail 5 can be locked.
  • a locking device with the respective lower rail 5 can be locked.
  • the Locking device unlocked.
  • an electric drive is also conceivable here.
  • the longitudinal direction is perpendicular to the transverse direction, but in the present case slightly inclined relative to the direction of travel, and thus also approximately perpendicular to the vertical direction.
  • the backrest 10 is upholstered with a foam part and, as well as the seat cushion 1 1, covered with a cover.
  • the seat cushion 1 1 and the foam part of the backrest 10 significantly increase the seating comfort for an occupant of the vehicle seat. 1
  • a detection unit 60 On the vehicle structure, and thus stationary with respect to the lower rails 5, a detection unit 60 is mounted, which signals in the form of
  • the detection unit 60 can also be attached directly to one of the lower rails 5.
  • the detection unit 60 comprises two base modules 20.
  • Each base module 20 comprises an antenna for emitting and receiving electromagnetic waves.
  • the detection unit 60 thus comprises two antennas, which are arranged at a defined distance from each other. The signals are transmitted through the air, so electrical lines are not required.
  • transponders 50 which receive and respond to electromagnetic signals, are arranged on the vehicle seat 1.
  • the transponders 50 are in the present case designed as passive RFID modules (Radio Frequency Identification) and do not require their own power supply and thus also no connection of electrical lines.
  • the RFID modules refer to the Operation required energy from the emitted from the base modules 20 electromagnetic waves.
  • Base modules 20 immediately before sending out the output signal 42 each emit an energy signal. Furthermore, it is conceivable that the base modules 20 alternately send an output signal 42 and an energy signal. It is also conceivable that the base modules 20 only send output signals 42 and the transponders 50 obtain the required energy from the output signals.
  • the vehicle seat 1 comprises a first transponder 50 which is arranged in a front region of the seat part 2, a second transponder 50 which is located in a rear region of the seat part 2 is arranged and a third transponder 50, which is arranged in an upper region of the backrest 10.
  • the position and orientation of the vehicle seat 1 can be determined. This means that the position of the longitudinal adjuster, the position of the height adjuster and the position of the backrest adjuster can be determined with knowledge of the distances between the base modules 20 and the three transponders 50.
  • the detection unit 60 also includes a computing unit which processes the individual distances from each of the two base modules 20 to each of the three transponders 50 and determines the position of each transponder 50 two-dimensionally from these distances.
  • the base module 20 comprises a logic gate 22 which drives a first switch 30, a second switch 34 and a transmitter 38. With appropriate control by the logic gate 22, the transmitter 38 sends an output signal 42 from. Furthermore, a microcontroller 24 is provided, which communicates with the logic gate 22 and with a measuring unit 26.
  • the measuring unit 26 is presently designed as a voltage measuring unit.
  • the first switch 30 is electrically arranged between a receiver 40 and a first memory 32.
  • the second switch 34 is electrically disposed between the receiver 40 and a second memory 36.
  • the switches 30, 34 are in the present case designed as transistors. A version as another electronic switch or as an electromechanical switch, in particular as a relay, is conceivable.
  • the memories 32, 36 are in the present case designed as capacitors. It is also conceivable to execute the memories 32, 36 as capacitor-resistor elements, or as electronic counters, in particular with a microprocessor.
  • Capacitor The respective second electrodes of the capacitors are connected to ground.
  • the measuring unit 26 is connected by means of signal lines to the first memory 32 and the second memory 36. With appropriate control by the microcontroller 24, the measuring unit 26 measures the charge of a memory 32, 36, in this case the voltage applied between the electrodes of a capacitor
  • the base module 20 continuously performs the distance measurement in repetitive measuring cycles.
  • a measuring cycle comprises phases P1, P2, P3 and P4 described below.
  • the base module 20 performs the measurement cycle only upon request by a controller or other module.
  • the transmitter 38 does not send an output signal and the receiver 40 does not receive a response signal.
  • the first switch 30 is open.
  • the second switch 34 is open.
  • the first memory 32 is discharged.
  • the second memory 36 is discharged. There is no measurement by the measuring unit 26.
  • a second phase P2 begins.
  • the transmitter 38 sends out an output signal 42.
  • the first switch 30 is closed.
  • Switch 34 is open.
  • the first memory 32 is loaded as soon as the receiver 40 receives the response signal 44 sent by the transponder 50.
  • the second memory 36 maintains its state of charge. There is no measurement by the measuring unit 26.
  • a third phase P3 begins.
  • the transmitter 38 does not send out an output signal.
  • the first switch 30 is open.
  • the second switch 34 is closed.
  • the first memory 32 maintains its state of charge.
  • the second memory 36 is loaded as long as the receiver 40 receives the response signal 44 sent from the transponder 50. There is no measurement by the measuring unit 26.
  • phase P2 and P3 are repeated several times, here ⁇ / 2 times, where n is an even and positive number.
  • the duration of both phases P2 and P3 is the same here and corresponds in each case to the signal duration t1. It is also conceivable that the duration of the phases P2 and P3 is different.
  • a fourth phase P4 begins.
  • the transmitter 38 does not send out an output signal.
  • the first switch 30 is open.
  • the second switch 34 is open.
  • the first memory 32 maintains its state of charge.
  • the second memory 36 maintains its state of charge.
  • the measuring unit 26 measures the charge of the memories 32, 36, in the present case the voltages applied to the capacitors. After completion of a measurement cycle follows a transitional phase in which the memory 32, 36 discharged, or reset.
  • the sought distance A of the base module 20 to the transponder 50 is proportional to the signal propagation time L, ie to the time difference between the transmission of the
  • the signal duration t1 is to be selected so that the signal duration t1 is always greater than the signal propagation time L. If the transponder 50 has no response delay, ie immediately upon receipt of the output signal 42 sends the response signal 44, the signal propagation time L is proportional to the distance A. . In the
  • the adjustment of the vehicle seat 1 is limited in the longitudinal direction.
  • Base module 20 corresponds to a maximum distance d. For the one to choose
  • Signal duration t1 is therefore greater to select by said duration of the response delay.
  • the distance A is in this case not proportional to the signal propagation time L and can be determined for example by means of a characteristic curve.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz (1) mit Positionserkennung, umfassend ein erstes Bauteil (5) und ein relativ zu diesem bewegliches zweites Bauteil (3), wobei mindestens ein ortsfest in Bezug auf das erste Bauteil (5) befestigtes Basismodul (20) vorgesehen ist, welches ein Ausgangssignal (42) aussendet, und wobei mindestens ein ortsfest in Bezug auf das zweite Bauteil (3) befestigter Transponder (50) vorgesehen ist, welcher das Ausgangssignal (42) empfängt und ein Antwortsignal (44) aussendet, wobei das Basismodul (20) das Antwortsignal (44) empfängt und wobei das Basismodul (20) eine Signallaufzeit (L) zwischen Aussenden des Ausgangssignals (42) und Empfang des Antwortsignals (44) ermittelt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Positionserkennung eines Fahrzeugsitzes (1), wobei ein Ausgangssignal (42) von einem Basismodul (20) ausgesendet wird, das Ausgangssignal (42) von einem Transponder (50) empfangen wird, ein Antwortsignal (44) von dem Transponder (50) nach Empfang des Ausgangssignals (42) ausgesendet wird, das Antwortsignal (44) von dem Basismodul (20) empfangen wird, und wobei eine Signallaufzeit (L) zwischen Aussenden des Ausgangssignals (42) und Empfang des Antwortsignals (44) ermittelt wird, und wobei aus der Signallaufzeit (L) ein Abstand (A) des Basismoduls (20) zu dem Transponder (50) berechnet wird.

Description

FAHRZEUGSITZ MIT POSITIONSERKENNUNG UND VERFAHREN ZUR POSITIONSERKENNUNG
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit Positionserkennung mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 .
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Positionserkennung mit den
Merkmalen des Anspruchs 10.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2010 026 214 A1 ist ein gattungsgemäßer Fahrzeugsitz bekannt. Der Fahrzeugsitz umfasst einen Längseinsteller mit einer an einer
Fahrzeugstruktur befestigbaren Unterschiene und einer darin in Längsrichtung verschiebbar geführten Oberschiene, sowie mit einer Positionserkennung. Dazu weist der Längseinsteller einen Sensor auf, welcher die Längsposition des
Fahrzeugsitzes relativ zu der Fahrzeugstruktur grob detektiert, insbesondere detektiert der Sensor, ob sich der Fahrzeugsitz in einer vorderen Position oder in einer hinteren Position befindet. Der Sensor ist dabei an dem Fahrzeugsitz ortsfest in Bezug auf die Oberschiene befestigt und somit relativ zu der Fahrzeugstruktur beweglich. Mittels elektrischer Leitungen ist der Sensor mit einem Steuergerät verbunden. Aus der DE 694 27 598 T2 sind ein Verfahren und ein Gerät zur Feststellung eines rückwärtsgerichteten Kindersitzes bekannt. Dabei wird erkannt, ob ein Kindersitz in Rückwärtsrichtung auf einem Fahrzeugsitz angeordnet ist, um im Fall eines Crashs ein Auslösen eines Airbags zu verhindern. Auch aus der
DE 694 18 137 T2 sind ein solches Verfahren und ein solches Gerät bekannt.
In der WO 2007/036551 A1 sind ein leitfähiges Textil, eine Antenne und ein Fahrzeugsitz offenbart. Die Antenne ist dabei aus dem leitfähigen Textil gebildet und in dem Fahrzeugsitz angeordnet.
Aus der WO 2005/01 1439 A2 und der EP 1 648 768 B1 sind jeweils ein
Fluggastsitz mit einem Datenspeicher und ein zugehöriges Lesegerät bekannt. Dabei ist der Datenspeicher an einer Komponente des Fluggastsitzes angeordnet und mittels eines externen Lesegeräts auslesbar.
Die EP 1 872 300 B1 offenbart eine RFID-Transceiver-Einheit für eine
Kindersitzerkennungsvorrichtung. Eine in einem Fahrzeugsitz angeordnete Sendeantenne erzeugt ein Erregerfeld. In Reaktion auf das Erregerfeld erzeugt ein in einem Kindersitz angeordneter RFID-Transponder ein Transpondersignal. Eine Empfangsantenne, welche in dem Fahrzeugsitz angeordnet ist, empfängt das Transpondersignal sowie ein Störsignal.
Aus der DE 10 2007 002 662 A1 sind eine Fahrzeugsitz-Einstellvorrichtung und ein Verfahren zum Einstellen eines Fahrzeugsitzes bekannt. Dabei ist mindestens eine Position des Fahrzeugsitzes vorgesehen, welche für die Benutzung eines Kindersitzes geeignet ist.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere eine Positionserkennung mit erhöhter Auflösung zu gewährleisten, und dabei ortsfest in Bezug auf die Oberschiene befestigte elektrische Leitungen zu vermeiden. Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fahrzeugsitz mit den
Merkmalen des Anspruches 1 sowie durch ein Verfahren zur Positionserkennung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Ein gattungsgemäßer Fahrzeugsitz mit Positionserkennung umfasst ein erstes Bauteil und ein relativ zu diesem bewegliches zweites Bauteil. Beispielsweise ist das erste Bauteil eine Unterschiene, und das zweite Bauteil ist eine darin in Längsrichtung verschiebbar geführte Oberschiene. Erfindungsgemäß sind dabei mindestens ein ortsfest in Bezug auf das erste Bauteil befestigtes Basismodul, welches ein Ausgangssignal aussendet, und mindestens ein ortsfest in Bezug auf das zweite Bauteil befestigter Transponder, welcher das Ausgangssignal empfängt und ein Antwortsignal aussendet, vorgesehen, wobei das Basismodul das Antwortsignal empfängt und wobei das Basismodul eine Signallaufzeit zwischen Aussenden des Ausgangssignals und Empfang des Antwortsignals ermittelt.
Dadurch ist eine Positionserkennung des Fahrzeugsitzes mit verhältnismäßig hoher Auflösung und verhältnismäßig hoher Genauigkeit erreichbar.
Vorzugsweise berechnet das Basismodul aus der Signallaufzeit einen Abstand des Basismoduls zu dem Transponder. Alternativ kann für die Berechnung des Abstands auch eine separate Recheneinheit vorgesehen sein. Vorteilhaft ist der Transponder dabei als RFID-Modul, also als Radio Frequency
Identification-Modul ausgestaltet. RFID-Module sind verhältnismäßig preiswert und haben ein geringes Gewicht. Besonders vorteilhaft ist der Transponder ein passives RFID-Modul. Damit benötigt der Transponder keine eigene Energieversorgung und somit auch keinen Anschluss elektrischer Leitungen.
Vorzugsweise sind mindestens zwei Basismodule vorgesehen, wobei jedes Basismodul eine Antenne aufweist, welche zum Aussenden des Ausgangssignals und zum Empfang des Antwortsignals dient, und wobei die Antennen der
Basismodule in einer definierten Distanz zueinander angeordnet sind. Dadurch ist eine zweidimensionale Positionserkennung möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Basismodul einen Sender zum Aussenden des Ausgangssignals und einen Empfänger zum Empfang des Antwortsignals.
Vorteilhaft umfasst das Basismodul einen ersten Speicher, welcher mittels eines ersten Schalters mit dem Empfänger verbindbar ist, und einen zweiten Speicher, welcher mittels eines zweiten Schalters mit dem Empfänger verbindbar ist. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Positionserkennung eines
Fahrzeugsitzes ist vorgesehen, dass ein Ausgangssignal von einem Basismodul ausgesendet wird, das Ausgangssignal von einem Transponder empfangen wird, ein Antwortsignal von dem Transponder nach Empfang des Ausgangssignals ausgesendet wird, das Antwortsignal von dem Basismodul empfangen wird, wobei eine Signallaufzeit zwischen Aussenden des Ausgangssignals und Empfang des Antwortsignals ermittelt wird, und wobei aus der Signallaufzeit ein Abstand des Basismoduls zu dem Transponder berechnet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei manuell verstellbaren Fahrzeugsitzen ebenso wie bei elektrisch oder teilweise elektrisch verstellbaren Fahrzeugsitzen anwendbar. Vorteilhaft wird das Ausgangssignal während einer Signaldauer ausgesendet, bei Empfang des Antwortsignals während der Signaldauer wird ein erster Speicher geladen, und bei Empfang des Antwortsignals nach der Signaldauer wird ein zweiter Speicher geladen.
Vorzugsweise behält der zweite Speicher bei Empfang des Antwortsignals während der Signaldauer zumindest annähernd seinen Ladezustand, und der erste Speicher behält bei Empfang des Antwortsignals nach der Signaldauer zumindest annähernd seinen Ladezustand.
Zur Ermittlung der Signallaufzeit werden die Ladung des ersten Speichers und die Ladung des zweiten Speichers gemessen, und aus dem Verhältnis der Ladung des zweiten Speichers zu der Ladung des ersten Speichers wird die Signallaufzeit ermittelt.
Vorzugsweise ist die Signaldauer dabei größer als die Signallaufzeit, wodurch die Messung eine verhältnismäßig hohe Genauigkeit aufweist.
Figuren und Ausführungsformen der Erfindung Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Fahrzeugsitzes,
Fig. 2: eine schematische Darstellung der Signalübertragung zwischen einem
Basismodul und einem Transponder, Fig. 3: ein Blockschaltbild eines Basismoduls und
Fig. 4: den zeitlichen Ablauf eines Messzyklus des Basismoduls. Ein Fahrzeugsitz 1 für ein Kraftfahrzeug weist ein Sitzteil 2, welches einen
Sitzrahmen 4 umfasst, und eine daran angebrachte, neigungseinstellbare
Rückenlehne 10 auf.
Die Anordnung des Fahrzeugsitzes 1 innerhalb des Fahrzeugs und dessen gewöhnliche Fahrtrichtung definieren die im Folgenden verwendeten
Richtungsangaben. Dabei wird eine senkrecht zum Erdboden orientierte Richtung im Folgenden als Vertikalrichtung bezeichnet und eine Richtung senkrecht zur Vertikalrichtung und senkrecht zur Fahrtrichtung wird im Folgenden als
Querrichtung bezeichnet.
Mittels eines Lehneneinstellers, welcher einen seitlich an dem Fahrzeugsitz 1 angeordneten, manuell zu bedienenden Lehneneinstellbeschlag 19 umfasst, ist die Rückenlehne 10 neigungseinstellbar, das bedeutet, der Winkel zwischen dem Sitzteil 2 und der Rückenlehne 10 ist einstellbar. Alternativ ist auch ein elektrischer Antrieb denkbar.
Mittels eines Höheneinstellers ist die Höhe des Sitzteils 2 und vorliegend zugleich der Rückenlehne 10 des Fahrzeugsitzes 1 über der Fahrzeugstruktur einstellbar. Zum Antrieb des Höheneinstellers ist vorliegend eine manuell zu bedienende Antriebseinrichtung 7 vorgesehen. Alternativ ist auch ein elektrischer Antrieb denkbar. Mittels eines Längseinstellers, welcher zwei mit der Fahrzeugstruktur verbundene Unterschienen 5 sowie zwei mit dem Fahrzeugsitz 1 verbundene Oberschienen 3 aufweist, ist der Fahrzeugsitz 1 längseinstellbar, das bedeutet, das Sitzteil 2 ist zusammen mit der Rückenlehne 10 in Längsrichtung, welche annähernd der Fahrtrichtung entspricht, einstellbar. Dazu ist jede der Oberschienen 3 in jeweils einer der parallel in Längsrichtung verlaufenden Unterschienen 5 verschiebbar geführt und mittels einer Verriegelungsvorrichtung mit der jeweiligen Unterschiene 5 verriegelbar. Mittels eines Entriegelungsbügels 16 ist die Verriegelungsvorrichtung entriegelbar. Alternativ ist auch hier ein elektrischer Antrieb denkbar.
Die Längsrichtung verläuft dabei senkrecht zu der Querrichtung, vorliegend jedoch leicht gegenüber der Fahrtrichtung geneigt, und somit auch annähernd senkrecht zu der Vertikalrichtung.
Das Sitzteil 2 umfasst ferner ein Sitzkissen 1 1 , welches als Schaumteil
ausgebildet ist. Auch die Rückenlehne 10 ist mit einem Schaumteil gepolstert und, ebenso wie das Sitzkissen 1 1 , mit einem Bezug überzogen. Das Sitzkissen 1 1 sowie das Schaumteil der Rückenlehne 10 erhöhen maßgeblich den Sitzkomfort für einen Insassen des Fahrzeugsitzes 1 .
An dem in Vertikalrichtung oberen Ende der Rückenlehne 10, welches dem Sitzteil 2 abgewandt ist, ist ferner eine höheneinstellbare und neigungseinstellbare
Kopfstütze 18 angebracht.
An der Fahrzeugstruktur, und somit ortsfest in Bezug auf die Unterschienen 5, ist eine Detektionseinheit 60 angebracht, welche Signale in Form von
elektromagnetischen Wellen aussendet und empfängt. Die Detektionseinheit 60 kann auch unmittelbar an einer der Unterschienen 5 angebracht sein. Vorliegend umfasst die Detektionseinheit 60 zwei Basismodule 20. Jedes Basismodul 20 umfasst eine Antenne zum Aussenden und Empfangen von elektromagnetischen Wellen. Die Detektionseinheit 60 umfasst somit zwei Antennen, welche in einer definierten Distanz zueinander angeordnet sind. Die Signale werden dabei durch die Luft übertragen, elektrische Leitungen sind somit nicht erforderlich.
An dem Fahrzeugsitz 1 sind vorliegend drei Transponder 50 angeordnet, welche elektromagnetische Signale aufnehmen und beantworten. Die Transponder 50 sind vorliegend als passive RFID-Module (Radio Frequency Identification) ausgestaltet und benötigen keine eigene Energieversorgung und somit auch keinen Anschluss elektrischer Leitungen. Die RFID-Module beziehen die zum Betrieb benötigte Energie aus den von den Basismodulen 20 ausgesendeten elektromagnetischen Wellen.
Beispielsweise senden die Basismodule 20 vorab und unabhängig von dem Ausgangssignal 42 elektromagnetische Wellen als ein Energiesignal zur
Energieversorgung der Transponder 50, welche die aufgenommene Energie in einem internen Energiespeicher puffern. Auch ist es denkbar, dass die
Basismodule 20 unmittelbar vor dem Aussenden des Ausgangssignals 42 jeweils ein Energiesignal aussenden. Ferner ist denkbar, dass die Basismodule 20 abwechselnd ein Ausgangssignal 42 und ein Energiesignal senden. Es ist auch denkbar, dass die Basismodule 20 lediglich Ausgangssignale 42 senden und die Transponder 50 die benötigte Energie aus den Ausgangssignalen beziehen.
Ein von einem der Basismodule 20 der Detektionseinheit 60 ausgesendetes Ausgangssignal 42 wird dabei von dem Transponder 50 aufgenommen und durch ein Antwortsignal 44 beantwortet. Ein von dem Transponder 50 gesendetes Antwortsignal 44 wird von dem Basismodul 20 empfangen. Zeitlich liegt zwischen dem Aussenden des Ausgangssignals 42 durch das Basismodul 20 und dem Empfang des Antwortsignals 44 durch das Basismodul 20 eine Signallaufzeit L. Das Basismodul 20 ermittelt die Signallaufzeit L, also die Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des Ausgangssignals 42 und dem Empfang des Antwortsignals 44, und berechnet daraus einen Abstand A des Basismoduls 20 zu dem
Transponder 50. Die Dauer des Antwortsignals 44 ist vorliegend gleich der Dauer des
Ausgangssignals 42 entspricht jeweils einer Signaldauer t1 . Auch unterschiedliche Signaldauern sind denkbar.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Fahrzeugsitz 1 einen ersten Transponder 50, welcher in einem vorderen Bereich des Sitzteils 2 angeordnet ist, einen zweiten Transponder 50, welcher in einem hinten Bereich des Sitzteils 2 angeordnet ist und einen dritten Transponder 50, welcher in einem oberen Bereich der Rückenlehne 10 angeordnet ist.
Durch Messung und Berechnung der einzelnen Abstände der beiden Basismodule 20 der Detektionseinheit 60 zu den besagten drei Transpondern 50 ist die Position sowie die Ausrichtung des Fahrzeugsitzes 1 bestimmbar. Das bedeutet, die Stellung des Längseinstellers, die Stellung des Höheneinstellers und die Stellung des Lehneneinstellers sind bei Kenntnis der Abstände der Basismodule 20 zu den drei Transpondern 50 ermittelbar.
Die Detektionseinheit 60 umfasst auch eine Recheneinheit, welche die einzelnen Abstände von jedem der beiden Basismodule 20 zu jedem der drei Transponder 50 verarbeitet und aus diesen Abständen die Position jedes Transponders 50 zweidimensional bestimmt.
Im Folgenden wird das Prinzip zur Abstandsmessung anhand eines vereinfachten Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugsitzes 1 erläutert. Gemäß dieses
vereinfachten Ausführungsbeispiels sind genau ein an der Fahrzeugstruktur, also ortsfest in Bezug auf die Unterschienen 5, befestigtes Basismodul 20 und genau ein an dem Sitzteil 2, also ortsfest in Bezug auf die Oberschienen 3, befestigter Transponder 50 vorgesehen. Ein Höheneinsteller ist nicht vorgesehen.
Durch Messung und Berechnung des Abstandes A zwischen dem Basismodul 20 und dem Transponder 50 ist somit die Stellung des Längseinstellers, also die Position des Fahrzeugsitzes 1 in Längsrichtung, ermittelbar.
Das Basismodul 20 umfasst ein Logikgatter 22, welches einen ersten Schalter 30, einen zweiten Schalter 34 und einen Sender 38 ansteuert. Bei entsprechender Ansteuerung durch das Logikgatter 22 sendet der Sender 38 ein Ausgangssignal 42 aus. Ferner ist ein MikroController 24 vorgesehen, welcher mit dem Logikgatter 22 und mit einer Messeinheit 26 kommuniziert. Die Messeinheit 26 ist vorliegend als Spannungsmesseinheit ausgebildet. Der erste Schalter 30 ist elektrisch zwischen einem Empfänger 40 und einem ersten Speicher 32 angeordnet. Der zweite Schalter 34 ist elektrisch zwischen dem Empfänger 40 und einem zweiten Speicher 36 angeordnet. Die Schalter 30, 34 sind vorliegend als Transistoren ausgeführt. Auch eine Ausführung als anderer elektronischer Schalter oder als elektromechanischer Schalter, insbesondere als Relais, ist denkbar.
Die Speicher 32, 36 sind vorliegend als Kondensatoren ausgeführt. Es ist auch denkbar, die Speicher 32, 36 als Kondensator-Widerstand-Elemente, oder als elektronische Zähler, insbesondere mit einem Mikroprozessor, auszuführen.
Ist einer der Schalter 30, 34 geschlossen, so besteht eine elektrische Verbindung zwischen dem Empfänger 40 und dem betreffenden Speicher 32, 36, vorliegend also zwischen dem Empfänger und je einer ersten Elektrode des betreffenden
Kondensators. Die jeweils zweiten Elektroden der Kondensatoren sind mit Masse verbunden. Wenn der Empfänger 40 ein Antwortsignal 44 empfängt, so entsteht in dem Empfänger 40 eine elektrische Ladung, welche bei geschlossenem Schalter 30, 34 zu dem betreffenden Speicher 32, 36 fließt.
Die Messeinheit 26 ist mittels Signalleitungen mit dem ersten Speicher 32 und dem zweiten Speicher 36 verbunden. Bei entsprechender Ansteuerung durch den MikroController 24 misst die Messeinheit 26 die Ladung eines Speichers 32, 36, vorliegend die zwischen den Elektroden eines Kondensators anliegende
Spannung, und liefert das Ergebnis an den MikroController 24.
Das Basismodul 20 führt die Abstandsmessung ständig in sich wiederholenden Messzyklen durch. Ein Messzyklus umfasst dabei nachfolgend beschriebene Phasen P1 , P2, P3 und P4. Alternativ führt das Basismodul 20 den Messzyklus nur auf Anforderung durch ein Steuergerät oder eine anderes Modul durch. In einer ersten zeitlichen Phase P1 sendet der Sender 38 kein Ausgangssignal aus und der Empfänger 40 empfängt kein Antwortsignal. Der erste Schalter 30 ist offen. Der zweite Schalter 34 ist offen. Der erste Speicher 32 ist entladen. Der zweite Speicher 36 ist entladen. Es findet keine Messung durch die Messeinheit 26 statt.
Zu einer Startzeit tO beginnt eine zweite Phase P2. Der Sender 38 sendet ein Ausgangssignal 42 aus. Der erste Schalter 30 ist geschlossen. Der zweite
Schalter 34 ist offen. Der erste Speicher 32 wird geladen, sobald der Empfänger 40 das von dem Transponder 50 gesendete Antwortsignal 44 empfängt. Der zweite Speicher 36 behält seinen Ladezustand. Es findet keine Messung durch die Messeinheit 26 statt.
Nach der Signaldauer t1 beginnt eine dritte Phase P3. Der Sender 38 sendet kein Ausgangssignal aus. Der erste Schalter 30 ist offen. Der zweite Schalter 34 ist geschlossen. Der erste Speicher 32 behält seinen Ladezustand. Der zweite Speicher 36 wird geladen, solange der Empfänger 40 das von dem Transponder 50 gesendete Antwortsignal 44 empfängt. Es findet keine Messung durch die Messeinheit 26 statt.
Die Phasen P2 und P3 werden mehrfach, vorliegend η/2-mal, wiederholt, wobei n eine gerade und positive Zahl ist. Die zeitliche Dauer beider Phasen P2 und P3 ist vorliegend gleich und entspricht jeweils der Signaldauer t1 . Es ist auch denkbar, dass die Dauer der Phasen P2 und P3 unterschiedlich ist.
Danach beginnt eine vierte Phase P4. Der Sender 38 sendet kein Ausgangssignal aus. Der erste Schalter 30 ist offen. Der zweite Schalter 34 ist offen. Der erste Speicher 32 behält seinen Ladezustand. Der zweite Speicher 36 behält seinen Ladezustand. Die Messeinheit 26 misst die Ladung der Speicher 32, 36, vorliegend die an den Kondensatoren anliegenden Spannungen. Nach Abschluss eines Messzyklus folgt eine Übergangsphase, in welcher die Speicher 32, 36 entladen, beziehungsweise zurückgesetzt werden.
Danach folgt ein nächster Messzyklus mit den beschriebenen Phasen P1 , P2, P3 und P4. Der zeitliche Ablauf eines Messzyklus des Basismoduls 20 ist dem
Diagramm in Fig. 4 entnehmbar.
Wenn der Transponder 50 keine Ansprechverzögerung aufweist ist der gesuchte Abstand A des Basismoduls 20 zu dem Transponder 50 proportional zu der Signallaufzeit L, also zu der Zeitdifferenz zwischen dem Aussenden des
Ausgangssignals 42 und dem Empfang des Antwortsignals 44.
Die Signallaufzeit L ist aus den von der Messeinheit 26 gemessenen Ladungen der Speicher 32, 36, vorliegend aus den Spannungen an den Kondensatoren, ermittelbar.
Je größer das Verhältnis der Ladung des zweiten Speichers 36, vorliegend der Spannung an dem zweiten Kondensator, zu der Ladung des ersten Speichers 32, vorliegend der Spannung an dem ersten Kondensator, ist, umso größer ist die Signallaufzeit L.
Die Signaldauer t1 ist so zu wählen, dass die Signaldauer t1 stets größer ist als die Signallaufzeit L. Wenn der Transponder 50 keine Ansprechverzögerung aufweist, also unmittelbar bei Empfang des Ausgangssignals 42 das Antwortsignal 44 sendet, so ist die Signallaufzeit L proportional zu dem Abstand A. Im
vorliegenden Fall ist der Einstellweg des Fahrzeugsitzes 1 in Längsrichtung begrenzt. Die maximal mögliche Entfernung des Transponders 50 von dem
Basismodul 20 entspricht einem Maximalabstand d. Für die zu wählende
Signaldauer t1 gilt somit: t1 > 2 d / c c = 299.710 km/s ist dabei die Lichtgeschwindigkeit in Luft.
Bei einen beispielhaften Maximalabstand d = 1 m ergibt sich somit: t1 > 6,67 ns. Ein realer Transponder 50 weist jedoch eine Ansprechverzögerung auf. Die
Signaldauer t1 ist daher um besagte Dauer der Ansprechverzögerung größer zu wählen. Der Abstand A ist in diesem Fall nicht proportional zu der Signallaufzeit L und kann beispielsweise mit Hilfe einer Kennlinie bestimmt werden. Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste
Fahrzeugsitz
Sitzteil
Oberschiene
Sitzrahmen
Unterschiene
Antriebseinrichtung
10 Rückenlehne
1 1 Sitzkissen
16 Entriegelungsbügel
18 Kopfstütze
19 Lehneneinstellbeschlag
20 Basismodul
22 Logikgatter
24 MikroController
26 Messeinheit
30 erster Schalter
32 erster Speicher
34 zweiter Schalter
36 zweiter Speicher
38 Sender
40 Empfänger
42 Ausgangssignal
44 Antwortsignal
50 Transponder
60 Detektionseinheit
tO Startzeit
t1 Signaldauer
L Signallaufzeit n gerade positive Zahl
A Abstand
d Maximalabstand
P1 erste Phase
P2 zweite Phase
P3 dritte Phase
P4 vierte Phase
c Lichtgeschwindigkeit in Luft (nicht in den Figuren dargestellt)

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrzeugsitz (1 ) mit Positionserkennung,
umfassend ein erstes Bauteil (5) und ein relativ zu diesem bewegliches zweites Bauteil (3),
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein ortsfest in Bezug auf das erste Bauteil (5) befestigtes
Basismodul (20) vorgesehen ist, welches ein Ausgangssignal (42)
aussendet, und dass
mindestens ein ortsfest in Bezug auf das zweite Bauteil (3) befestigter Transponder (50) vorgesehen ist, welcher das Ausgangssignal (42) empfängt und ein Antwortsignal (44) aussendet,
wobei das Basismodul (20) das Antwortsignal (44) empfängt und
wobei das Basismodul (20) eine Signallaufzeit (L) zwischen Aussenden des
Ausgangssignals (42) und Empfang des Antwortsignals (44) ermittelt.
2. Fahrzeugsitz (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Transponder (50) als RFID-Modul ausgestaltet ist.
3. Fahrzeugsitz (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens zwei Basismodule (20) vorgesehen sind, wobei jedes Basismodul (20) eine Antenne aufweist, welche zum Aussenden des Ausgangssignals (42) und zum Empfang des Antwortsignals (44) dient, und wobei die Antennen der Basismodule (20) in einer definierten Distanz zueinander angeordnet sind.
4. Fahrzeugsitz (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismodul (20) einen Sender (38) zum
Aussenden des Ausgangssignals (42) und einen Empfänger (40) zum
Empfang des Antwortsignals (44) umfasst.
5. Fahrzeugsitz (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Basismodul (20) einen ersten Speicher (32), welcher mittels eines ersten Schalters (30) mit dem Empfänger (40) verbindbar ist, und
einen zweiten Speicher (36), welcher mittels eines zweiten Schalters (34) mit dem Empfänger (40) verbindbar ist, umfasst.
6. Fahrzeugsitz (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Basismodul (20) ein Logikgatter (22) umfasst, welches den ersten
Schalter (30), den zweiten Schalter (34) und den Sender (38) ansteuert.
7. Fahrzeugsitz (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Basismodul (20) eine Messeinheit (26) und einen MikroController (24), welcher mit dem Logikgatter (22) und mit der Messeinheit (26) kommuniziert, umfasst.
8. Fahrzeugsitz (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Basismodul (20) aus der Signallaufzeit (L) einen Abstand des Basismoduls (20) zu dem Transponder (50) berechnet.
9. Fahrzeugsitz (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (5) eine mit einer Fahrzeugstruktur verbindbare Unterschiene (5) und das zweite Bauteil (3) eine darin
verschiebbar geführte Oberschiene (3) ist.
10. Verfahren zur Positionserkennung eines Fahrzeugsitzes (1 ), wobei ein Ausgangssignal (42) von einem Basismodul (20) ausgesendet wird, das Ausgangssignal (42) von einem Transponder (50) empfangen wird, ein Antwortsignal (44) von dem Transponder (50) nach Empfang des
Ausgangssignals (42) ausgesendet wird,
das Antwortsignal (44) von dem Basismodul (20) empfangen wird, und wobei eine Signallaufzeit (L) zwischen Aussenden des Ausgangssignals (42) und Empfang des Antwortsignals (44) ermittelt wird, und wobei
aus der Signallaufzeit (L) ein Abstand (A) des Basismoduls (20) zu dem Transponder (50) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
das Ausgangssignal (42) während einer Signaldauer (t1 ) ausgesendet wird, dass bei Empfang des Antwortsignals (44) während der Signaldauer (t1 ) ein erster Speicher (32) geladen wird, und
dass bei Empfang des Antwortsignals (44) nach der Signaldauer (t1 ) ein zweiter Speicher (36) geladen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
bei Empfang des Antwortsignals (44) während der Signaldauer (t1 ) der zweite Speicher (36) seinen Ladezustand behält, und dass
bei Empfang des Antwortsignals (44) nach der Signaldauer (t1 ) der erste
Speicher (32) seinen Ladezustand behält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladung des ersten Speichers (32) und die Ladung des zweiten Speichers (36) gemessen werden, und dass aus dem Verhältnis der Ladui des zweiten Speichers (36) zu der Ladung des ersten Speichers (32) die Signallaufzeit (L) ermittelt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Signaldauer (t1 ) größer ist als die Signallaufzeit (L).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Basismoduls (20) zu dem Transponder (50) von dem
Basismodul (20) berechnet wird.
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