Sitzanordnung, sowie hiermit ausgestattetes Kraftfahrzeug

Die Erfindung richtet sich auf eine Sitzanordnung, sowie ein hiermit ausgestattetes Kraftfahrzeug. Insbesondere richtet sich die Erfindung auf eine Sitzanordnung die als solche in der Lage ist, Signale bereitzustellen die Aufschluss über die Belegung eines Fahrzeugsitzes geben.

Der Belegungszustand eines Fahrzeugsitzes kann in an sich bekannter Weise durch Schalter ermittelt werden, die beispielsweise den Schließzustand eines Gurtschlosses, oder die überschreitung einer auf den Sitz wirkenden Gewichtskraft erfassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstig realisierbare Schaltungstechnik zu schaffen die es ermöglicht im Umfeld von Sitzanordnungen und im Rahmen der Nutzung von Sitzanordnungen gegenüber den bisherigen Konzepten Verbesserungen hinsichtlich Komfort und Sicherheit für den jeweiligen Sitznutzer zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sitzanordnung mit einer hinsichtlich ihrer Konfiguration veränderbar einstellbaren Sitzkernstruktur, und einer e- lastisch verformbaren Sitzpolstereinrichtung zur Bereitstellung eines den Gesäßbereich eines Sitznutzers abstützenden Horizontalpolsterabschnitts und eines den Rückenbereich des Sitznutzers abstützenden Vertikalpolsterabschnitts, wobei wenigstens im Bereich des Horizontalpolsterabschnitts eine Detektionsstruktur vorgesehen ist zur Erfassung eines hinsichtlich des Deformationsgrades des Vertikalpolsterabschnitts indikativen Messsignales.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, hinsichtlich der Art der Sitznutzung tiefergehende Informationen zu erhalten und hierauf basierend eine verbesserte Einstellung des Sitzes sowie ggf. Konfiguration des Umfeldes herbeizuführen. Es ist möglich, den erfindungsgemäßen Sitz derart zu gestalten, dass das Gewicht des Nutzers in einem relativ engen Bandbereich erfasst werden kann. Weiterhin wird es möglich, durch das erfindungsgemäße Konzept zu ermitteln, ob der Sitz einer Sondernutzung beispielsweise unter Verwendung eines Kindersitzes oder Warentrans- portzwecken unterliegt. In letzterem Fall kann beispielsweise ein dem Sitz zugeordnetes Airbag- und Gurtstraffersystem deaktiviert und beispielsweise die Belüftung des Fußraums vor diesem Sitz gedrosselt und die Heizung des Sitzes abgeschaltet werden.

Die Detektionsstruktur ist vorzugsweise als Elektrodensystem ausgeführt das beispielsweise als solches eine Kondensatoreinrichtung bildet deren Kapazität sich in Abhängigkeit von der Polsterdeformation ändert.

Alternativ hierzu, oder in Kombination mit dieser Maßnahme kann die Detektionsstruktur auch als Potentiometersystem ausgeführt sein, dessen Widerstand sich in Abhängigkeit von der Polsterdeformation ändert. Das Potentiometersystem kann durch ein elektrisch leitfähiges Schaummaterial gebildet sein, dessen Widerstand sich durch die Kompression des Schaummaterials verändert, insbesondere erhöht.

Insbesondere bei der Realisierung der Detektionsstruktur auf Grundlage eines Kondensatorprinzips ist hierbei eine Flächenelektrode vorgesehen, die sich in Nachbarschaft einer durch den entsprechenden Polsterabschnitt definierten Auflagefläche erstreckt. Diese Flächenelektrode kann äußerlich vollflächig isoliert ausgebildet sein. Durch die an diese Flächenelektrode angelegte Spannung wird ein Feld generiert das den Umgebungsbereich der Flächenelektrode durchsetzt und in dielektrischen Systemen, wie beispielsweise einem Sitzplatznutzer Ladungsverschiebungen verursacht die wiederum Felder verursachen die den Sitzplatznutzer umgeben. Diese Felder können in Abhängigkeit von der Haltung des Sitzplatznutzers, sowie von Zeigebewegungen in bestimmte Bereiche transportiert werden und hierbei gewünschte Schaltfunktionen auslösen oder Konfigurationsabstimmungen bewirken.

Die Elektrodeneinrichtung kann aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial, z.B. einem mit leitfähigen Partikeln (z.B. Kohlenstoff, Metall) befrachteten Elastomermateria! gefertigt sein. Die Elektrodeneinrichtung kann insbesondere auch Teil einer Sitzflächenheizung bilden oder durch diese realisiert sein.

Die Elektrodeneinrichtung ist vorzugsweise in ein LC-Netzwerk eingebunden und zwar derart, dass die Elektrodeneinrichtung, dass sich im Rahmen einer Deformation des Polsterabschnitts eine Kapazitätsänderung eines unter Einschluss der Elektrodeneinrichtung gebildeten Kondensatorsystems ergibt.

Das Elektrodensystem kann in mehrere Abschnitte unterteilt sein, so dass der Deformationszustand der den jeweiligen Abschnitten zugeordneten Polsterzonen jeweils detektiert werden kann. Es ist möglich, anhand der Deformationszustände der einzelnen Polsterzonen den Belastungszustand des Sitzes an sich zu klassifizieren. Anhand dieser Klassifikation kann wie bereits angegeben die Sitzeinrichtung an sich konfiguriert und/oder das Umfeld des Sitzplatznutzers abgestimmt werden (Aktivierung/Deaktivierung Airbag, Gurtspanner, Heizung, Audiosystem)

Es ist möglich, die in den Sitz eingebundene Schaltung so auszubilden, dass durch diese ein durch den Sitzplatznutzer bewirkter feldelektrischer Koppelungseffekt zwischen den Elektroden der Polsterzonen erfasst wird. Insbesondere ist es möglich, den durch den durch den Sitzplatznutzer verursachten feldelektrischen Koppelungseffekt zwischen einer dem Horizontalpolsterabschnitt zugeordneten Elektrodeneinrichtung und einer dem Vertikalpolsterabschnitt zugeordneten Elektrodeneinrichtung zu erfassen und als besonders relevantes Erfassungsmerkmal zu berücksichtigen.

Es ist möglich, wenigstens eine der Elektrodeneinrichtungen durch eine elektrisch leitfähige Gewebe-, oder (vorzugsweise perforierte) Folienlage zu realisieren die auf ein die Polsterwirkung mit herbeiführendes Schaumstoffmaterial aufgebracht, oder in dies eingebettet ist.

Es ist möglich, den Detektionsbereich so auszubilden, dass das Schaumstoffmaterial zwischen zwei Elektrodenlagen aufgenommen ist.

Es ist jedoch auch möglich, ein Gegenelektrodensystem unmittelbar durch die Sitzstruktur bereitzustellen. So kann der Sitz eine Sitzkernstruktur aufweisen die zumindest abschnittsweise aus einem elektrisch leitfähigen Materia! gefertigt ist, wobei eine durch eine Deformation der Polsterung bewirkte Annäherung der Elektrodeneinrichtung an die Sitzkernstruktur anhand der änderung der Kapazität eines unter Ein- schluss der Elektrodeneinrichtung und der Sitzkernstruktur gebildeten Kondensatorsystems erfasst wird.

Das erfindungsgemäße Sitzkonzept eignet sich neben einer Erfassung der Sitzbelastung auch dazu, Felder, oder Signale in bestimmte Umgebungsbereiche des Sitzplatzes durch den Anwender zu übertragen. über die in den jeweiligen Sitz, eingebundene Elektrodeneinrichtung kann eine über den Sitzplatznutzer zu wenigstens einem Indikationsbereich führende Signalübertragungsstrecke gebildet werden. über den Sitzplatznutzer kann das über die Elektrodeneinrichtung in den jeweiligen Sitzplatznutzer eingekoppelte, vorzugsweise hinsichtlich eines bestimmten Signalmusters oder Informationsinhaltes modulierte quasistatisches Wechselspannungsereignis in eine im Indikationsbereich liegende Schnittstelleneinrichtung eingekoppelt, und/oder auch (umgekehrte Signaltransportrichtung) ausgekoppelt werden.

Das System kann so abgestimmt sein, dass die Erstreckung der Signalübertragungsstrecke in den Indikationsbereich erst durch Gesten oder Haltungen des Sitzplatznutzers erfolgt. Neben dem reinen Bestehen der Signalübertragungsstrecke können auch zeitliche Charakteristika beim Aufbau derselben (zeitliches Gestenmuster) ausgewertet und für die Generierung von Schaltsignalen herangezogen werden. Im Rahmen der Erstreckung der Signalübertragungsstrecke in den Indikationsbereich können Funktionen in dem Indikationsbereich ausgelöst werden. Zu diesen Funktionen gehören beispielsweise das Aufleuchten von Schaltflächen, das aktiv werden von Komfortantrieben, das automatische Entgegenkommen von Funktionskomponenten wie Aschenbecher, Becherhalterungen, Displayelementen, und Mobiltelefonen etc.

Es ist möglich bei Verwendung mehrerer erfindungsgemäßer Sitze in einem Kraftfahrzeug eine Fahrer/Beifahrerunterscheidung vorzunehmen und zwar indem festgestellt wird, zu welcher Elektrodeneinrichtung hin die Signalübertragungsstrecke ver-

läuft, bzw., von welcher diese ihren Anfang nimmt. über den jeweiligen Sitzplatz kann hierzu in den Sitzplatznutzer eine sitzplatzspezifische Signalsequenz eingekoppelt werden.

Es ist möglich, den Sitz so auszubilden, dass über die jeweilige Sitzeinrichtung ein Signal erfassbar ist, das durch eine Sitzplatznutzerseitig geführte mobile Indikationsschaltung bereitgestellt wird. über diese Identifikationsschaltung kann ein Signal bereitgestellt werden, das einen Autorisierungsnachweis ermöglicht, oder beispielsweise auch hinsichtlich einer bevorzugten Sitz- und Umfeldkonfiguration indikative Daten trägt. Diese Daten können durch Modulation eines quasistatischen Wechselfeldes, z.B. ASK, FSK (Q-)PSK bereitgestellt werden.

über die jeweilige Sitzeinrichtung kann eine Signalbereitstellung für ein Freisprechsystem, und/oder für anderweitige Audio- oder Visuelle Zwecke abgewickelt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, über die Sitzeinrichtung in den jeweiligen Sitznutzer ein moduliertes quasistatisches Wechselfeld einzukoppeln, wobei im Bereich von klemm- oder verletzungsrelevanten Zonen im Umgebungsbereich des Sitzes Detektionsmittel vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, dass diese das in den Sitzplatznutzer eingekoppelte Wechselfeld erfassen, sobald ein detektionsrelevanter Eingriff in den dem jeweiligen Detektionsmittel zugeordneten Detektionsbereich erfolgt. Hierdurch wird es möglich, ein Einklemmen in Bewegungsspaltbereichen wie sie im Umgebungsbereiches des Sitzes (z.B. Fenster, Schiebedach, Sitzverschiebebahn) vorhanden sind zu verhindern.

Es ist möglich, die durch die Sitzeinrichtung eingekoppelten Signale, oder erfassten Sitzinformationen in Kombination mit weiteren Erfassungssignalen auszuwerten. Weiterhin ist es möglich, über die in den Sitz eingebundenen und den Deformationsgrad der Polstereinrichtung erfassenden Mittel eine Sitzstelleinrichtung anzusteuern.

Vorzugsweise ist unmittelbar in die Sitzeinrichtung eine Schaltung eingebunden die als solche Messsignale generiert die sich innerhalb eines normierten Pegelbereichs, bewegen, oder als Digitaldaten lesbar sind. Bei der Realisierung der erfindungsge-

mäßen Schaltung über eine Sitzheizung ist es möglich, die Versorgungsspannung des Messsystem aus dem Sitzheizungssystem abzugreifen. Der Abgriff kann insbesondere erfolgen, indem eine elektrische Anhindung der Meεεschaltung an Bereiche eines Widerstandsheizungselementes (insbesondere leitfähige Folie) erfolgt die unterschiedliche Spannungspotentiale aufweisen.

Es ist möglich, in die Sitzeinrichtung Stelltriebe einzubinden, die unter Einbeziehung der erfindungsgemäß erhobenen, deformationsindikatven Messsignale angesteuert werden. Es ist insbesondere möglich, in die Sitzeinrichtung Taschenelemente einzubinden die definiert mit einem Gas, oder vorzugsweise einem gelartig viskosen Medium befüllt werden können und sich hierbei entsprechend aufblähen können die Befüllung mit einem Fluid, insbesondere Gel kann über hydrostatische Pumpen, insbesondere Zahnradpumpen erfolgen. Hierdurch wird es möglich, anwenderspezifische Sitzpolsterkonfigurationen herbeizuführen die sich durch ein hohes Maß an Ergonomie auszeichnen. Die Sitzkonfiguration kann während der Sitznutzung allmählich verändert werden, um während längerer Sitznutzungen die Stützwirkung des Sitzpolsters zu variieren.

Es ist möglich, die erfindungsgemäße Einrichtung zur Erfassung der Polsterdeformation für eine zumindest weitgehend automatisierte Sitzeinstellung zu verwenden. So ist es hinsichtlich eines Fahrersitzes möglich, eine vorteilhafte Sitzeinstellung herbeizuführen, indem das Lenkrad mit durchgestreckten Armen ergriffen wird und der Sitz derart verfahren wird, bis sich im Lehnenbereich ein bestimmter Verformungsgrad der Polsterung oder Anpressdruck ergibt.

Es ist auch möglich, den Verformungsgrad in bestimmten Sitzzonen zu erfassen und auf Grundlage dieser Informationen die Sitzkonfiguration abzustimmen hierbei ist es insbesondere möglich, den Anpressdruck der Schenkel des Sitznutzers, oder die Sitzdeformation im Vorderkantenbereich des Sitzes zu erfassen und anhand dieser erfassten Zustände die Sitzposition, oder Sitzausrichtung abzustimmen.

Die Einbindung der erfindungsgemäßen Sitzeinrichtung in das elektrische Bordsystem eines Kraftfahrzeuges, Zuges, Flugzeuges oder anderweitigen Verkehrsmittels kann unter Rückgriffnahme auf konventionelle Verdrahtungskonzepte erfolgen. Es ist

auch möglich diese Einbindung durch abschnittsweise kontaktlos wirkende übertragungssysteme zu realisieren. Insbesondere ist es möglich, die Signalübertragung zwischen dem jeweiligen Sitz und dem Bordnetz funkbasiert, optisch oder insbesondere über kapazitive Koppelungseinrichtungen vorzunehmen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:

Figur 1 eine Schemadarstellung zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Sitzes mit einer Einrichtung zur Erfassung hinsichtlich der Deformation des Sitzpolsters indikativer Signale, sowie zur Ein- /Auskoppelung eines quasistatischen modulierten Feldes in den Sitzplatznutzer;

Figur 2 eine perspektivische Skizze zur Veranschaulichung des Einsatzes eines erfindungsgemäß gestalteten Sitzanordnung in einemKraftfahr- zeug;

Figur 3 eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung des Signalflusses von der Horizontalpolsterung zur Vertikalpolsterung, sowie einem vom Sitz getrennten Erfassungssystem;

Figur 4 eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung eines Signalflusses zur Horizontalpolsterung;

Figur 5 eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung verschiedener unter Einbindung des Sitznutzers und von dessen Haltung und Gesten abhängigen Signalflusswege;

Figur 6 eine vereinfachte Darstellung eines entsprechend einer Sitzplatzbelastung deformierbaren Schaumstoffpolsterelementes das beidseitig mit Flächenelektroden versehen ist, wobei diese beiden Flächenelektroden

über eine als ASIC ausgeführte Lokalschaltung angesteuert werden, wobei diese Lokalschaltung derart ausgeführt ist, dass diese adressierbar ansteuerbar ist und die lokal generierten Mssswerte als digitale Zahlenwerte auslesbar sind.

Figur 7 eine Schnittdarstellung zur weiteren Veranschaulichung des Schaumstoffpolsterelementes nach Figur 6.

Auf Grundlage des erfindungsgemäßen Lösungskonzeptes wird es möglich eine z.B. hinsichtlich der Sitzbelastung klassifizierte Sitzbelegungserkennung durchzuführen, wobei sich durch das erfindungsgemäße System neben der Sitzbelegungserkennung weitere vorteilhafte Zusatzfunktionen realisieren lassen.

Durch die erfindungsgemäße Technik wird es möglich, zu unterscheiden, ob sich Gegenstände auf dem Sitz befinden oder Kinder oder eine Frau oder ein Mann. Die erfindungsgemäße Technik ermöglicht eine derartige Klassifizierung auf schaltungstechnisch vorteilhaft realisierbare Weise.

Kraftfahrzeugsitze sind oftmals elektrisch verstellbar. Da sie offen auf Schienen laufen (bewegt werden) ist es möglich, dass sich Fahrzeuginsassen verletzen können, wenn sie ihre Hände in die bewegten Teile halten. Durch das erfindungsgemäße Konzept kann ein berührungslos wirkender Klemmschutz für den jeweiligen Sitz realisiert werden. Ferner wird es möglich die Sitzposition, die Verstellung der Rückenlehne und anderer Sitzelemente zu ermitteln und z.B. mit einer Memory Funktion einen Sitz immer wieder in die für den jeweiligen Sitznutzer optimale Einstellung zu bringen. Ferner wird es durch das erfindungsgemäße Konzept möglich festzustellen, von welchem Sitz aus Bedienelemente betätigt werden, z.B. Knöpfe am Armaturenbrett, die vom Fahrer und Beifahrer erreichbar sind. Dazu zählt insbesondere auch das Lenkrad, wobei durch das erfindungsgemäße Konzept festgestellt werden kann, ob und wie es vom Fahrer berührt und betätigt wird.

Im und am Kraftfahrzeugsitz befinden sich Elektroden vorzugsweise aus einem re- sistiven Material. Durch Aufprägung von Frequenzen und durch kapazitive Wechselfeldeffekte ist es möglich, auf zuverlässige Weise die geforderten Funktionen einer Sitzbelegung mit Personenüberwachung (aus Sicherheitsgründen), Personenklassifizierung (Kind, Frau, Mann) und auf dem Sitz verstaute Gegenstände (z.B. Bierkasten) festzustellen und zu vermessen. Dabei erzeugt die Erfindung Signale, die an ihrem Ausgang digital verarbeitet werden können oder durch einfache Mikrocontroller verarbeitet werden. Letztere können auch die Steuerung des Sitzes hinsichtlich seiner Verstellmöglichkeiten übernehmen.

Figur 1 zeigt den Aufbau des Sensoroszillators Osz.Sens und des Referenzoszillators Osz.Ref, deren beide Ausgänge an den Eingang eines ersten Mischers (z.B. XOR) geschaltet sind. Ein nachgeschalteter Tiefpass lässt nun den Betrag der resultierende Mischfrequenz durch. Ein Mikrocontroller kann z.B. über einen Komparator dieses Signal frequenzmäßig auswerten. Es ist möglich, den Referenzoszillator auch im Mikrocontroller nachzubilden, um Bauteile einzusparen (PWM). Anstelle eines Wechselschalters WS kann der Mikrocontroller die Kondensatoren C1 , CG und CS abwechselnd über seine Ports gegen Masse schalten. Die Schaltung zeigt ebenfalls die in der Rückenlehne des betreffenden Sitzes untergebrachte Pegelempfangseinrichtung. Diese gestattet es, durch einen Mischer gesteuert, ebenfalls eine Referenzfrequenz (z.B. Osz.Ref) zuzuführen, um ähnlich wie ein Radio nur auf eine bestimmte Frequenz einstellbar zu sein und dort den Pegel zu messen. Diese Frequenz ist identisch mit der durch die Sitzbelegung entstehenden Mischfrequenz. Der aufgefangene Signalpegel wird gleichgerichtet und kann einem ADC zugeführt werden, der sich ebenfalls in dem betreffenden Mikrocontroller befinden kann. Durch Umschaltung lassen sich mehrere Einspeisepunkte für den Pegel bilden, die in der Rückenlehne und/oder der Kopfstütze erfindungsgemäß positioniert sind.

Vorteilhafter Zusatznutzen

In der Umgebung des Sitzes, z.B. am Lenkrad, in dessen Nähe oder am Armaturenbrett oder auch in bestimmten Bereichen bei Schaltern, Touchscreens, Bedienhebeln usw., können auch die erfindungsgemäßen Pegelmesser untergebracht sein, die bei Annäherung menschlicher Gliedmaßen den Pegel einer über die Haut der

Person aufgeprägten Frequenz in ihrer Amplitude feststellen und zu einer Auswerteeinheit führen können (z.B. über S2). Die Aufprägung geschieht dabei automatisch wenn eine Person auf dem Sitz Platz nimmt, da das kapazitive Wechselfeld ja durch das resistive Sensorelement auf die Haut aufgeprägt wird. Die Aufprägung ist schwach und medizinisch unbedenklich, sodass der Mensch sich nicht in Gefahr begibt einen Stromschlag zu erhalten. Jedoch hat dies viele Vorteile. Ist beispielsweise ein Pegeldetektor an einem elektrisch betätigten Schiebedach angebracht, so ist es nun möglich festzustellen, ob sich ein Fahrzeuginsasse mit seinen Gliedmaßen diesem Dach nähert. Dies könnte unter Umständen (z.B. beim Schließen) gefährlich sein, da sich Schließspalten bilden, die Motorkräfte ausreichen, um einem Menschen ernsthafte Verletzungen seiner Gliedmaßen zufügen zu können. Der Nachweis eines Signalpegels an der Stelle bedeutet, dass er von einer auf dem mit der Erfindung beaufschlagten Sitz sitzend mit seinen Gliedmaßen dort hingebracht wurde. Die Dynamik des Pegelanstiegs gibt auch einen Hinweis auf eine Näherungsgeschwindigkeit und/oder ob sich die Gliedmaßen annähern oder entfernen. Ist eine noch genauere Unterscheidung gewünscht, so ist es möglich, die mit dem Sensor und/oder Referenzoszillator erzeugte Frequenz zu modulieren, um mit Hilfe von Demodulatoren die Quelle sicher bestimmen zu können. Die Modulation kann dabei aus einer Beaufschlagung mit Daten und/oder bestimmbaren Frequenzen oder Frequenzbereich erfolgen.

Ein als Oszillator Osz.Ref geschalteter erster Schmitt-Trigger benutzt ein resistives Material, welches mit seinem Ein- und Ausgang verbunden ist. Zusätzlich ist an seinem Eingang über einen Wählschalter WS die Möglichkeit gegeben, verschiedene kapazitive Elemente auszuwählen. Ein erstes Element sei ein Festkondensator. Zusammen mit diesem wird nach der Formel 1/( Hysteresefaktor x R x C) eine Frequenz erzeugt deren Höhe neben dem festen Kondensator von dem resistiven Material abhängt. Zusätzlich eingebrachte Kapazitäten, z.B. durch menschliche Gliedmaßen, bewirken eine Frequenzverstimmung und/oder eine änderung des Duty Cycles des RC-Oszillators Osz.Sens. Ist das resistive Element z.B. als eine Folie im Sitz ausgeprägt, so ist ein auf ihr sitzender Mensch als zusätzliche Kapazität detektierbar. Da die Auswirkungen der zusätzlich eingebrachten Kapazität recht minimal sind (wenige Pikofarad) ist es hilfreich, mit Hilfe eines Referenzoszillators Osz.Ref und einer

Mischstufe mit nachgeschaltetem Tiefpass die Detektionsempfindlichkeit erheblich zu steigern. Dies geschieht indem beide Oszillatoren durch Nachregeln des Referenzos- ziüators zunächst derartig abgestimmt werden, dass ihre Frequenz gleich ist. Hinter dem Mischer und dem Tiefpass erscheint somit keine Mischfrequenz (Nullabgleich). Dieser Nullabgleich kann z.B. geschehen wenn das System aktiviert wird, z.B. Einschalten der Zündung, öffnen der Fahrzeugtüre zum Einsteigen usw. Eine Veränderung der Sitzkapazität kann nun in einer Mischfrequenz am Tiefpassausgang resultieren, die zum einen davon abhängt mit welcher Fläche eine Person oder ein Gegenstand der resistiven Aufnahmefolie gegenübersteht und zum anderen stark die Groundkapazität der betreffenden Person oder des Gegenstandes gegen die Fahrzeugmasse ist, da alle Kapazitäten des als Sensor arbeitenden ersten RC-Oszillators Osz.Sens mit einem Pol gegen Masse geschaltet sind. Der anfangs erwähnte Wählschalter WS kann nun um eine Stelle weiterbewegt werden, um das resistive, kapazitive Aufnahmematerial zum Beispiel gegen eine Masseelektrode zu leiten, die von ersterer durch ein elastisches Dielektrikum (z.B. Schaumstoff) getrennt ist. Durch das Gewicht der auf der Einkoppelfolie und damit auf dem Sitz befindlichen Person wird der Schaumstoff zusammengedrückt und zwar umso mehr je höher das Gewicht ist - umso näher kommen die beiden Kondensatorflächen, was einer Vergrößerung der Kapazität entspricht. Da diese eine niedrigere Frequenz des ersten RC-Oszillators Osz.Sens zur Folge hat, wird (bei konstanter Referenzoszillatorfrequenz) am Ausgang des hinter den Mischer geschalteten Tiefpasses eine Mischfrequenz erscheinen deren Höhe (Betrag) dem Gewicht der auf dem Sitz befindlichen Person oder Gegenstand entspricht. Durch wechselweises Einschalten (Toggeln) des Wählschalters ist es nun möglich festzustellen, ob sich ein leitender gegen Masse kapazitiv ausgerichteter Mensch oder ein nichtleitender oder nicht gegen Masse ausgerichteter Gegenstand (z.B. eine schwere Transportkiste) auf diesem Sitz befindet, da Gewicht und kapazitive Annäherung miteinander in Relation stehen und durch eine Auswerteeinheit verglichen werden können. In einer dritten Schalterstellung des Wählschalters WS ist es möglich, ein kapazitives/resistives Aufnahmeelement in der Nähe der Sitzerhöhungsschienen unterzubringen, um festzustellen, ob dort während eines Verstellvorganges menschliche Gliedmaßen hingeführt werden, was zu einer Abschaltung des Stellmotors führen soll und/oder zu einem Warnhinweis. Da das resistive Material der Folie ja stets mit einer Frequenz beaufschlagt ist, ist es möglich, diese an anderer Stelle, z.B. in der Rückenlehne des Sitzes, durch einen Pegelmesser nachzuweisen,

wobei der Pegel umso höher ist je näher sich eine Person an diesem befindet. Sind mehrere Einspeisepunkte für den Pegelmesser auf dem Sitz verteilt, so ist es möglich, auf die Größe und/oder die Schulterbreite einer Person zu schließen. Es ist möglich, in den Rückenteil des Sitzes ebenfalls ein resistives Material, z.B. in Form eines Streifens oder eines Gitters, einzubringen, das die Pegeleinbringung durch Personen oder Gegenstände nachweist und in etwa wie eine elektronische Schieblehre wirkt. Die gleiche Anordnung erlaubt auch die Feststellung der Bewegung einer Person auf ihrem Sitz (Körperdaten). Da sich in Fahrzeugsitzen häufig schon resistive Folienmaterialien befinden (z.B. für die Sitzheizung), lassen sich diese in vorteilhafter weise für die Sitzbelegungsdetektion erfindungsgemäß verwenden, was zur Einsparung von Kosten führen soll.

Vorteilhafter Zusatznutzen bei der Sitzverstellung

Da der Sitz entlang von Schienen läuft ist es möglich, dort auch die von den Oszillatoren erzeugten Signale z.B. kapazitiv auf ein resistives Material aufzuprägen, das entlang der Schienen mitgeführt wird. An den Enden dieses Materials entstehen Spannungen U1 und U2 , die Aufschluss über die Sitzposition geben. Damit Pegel keine Auswirkung haben, werden die Spannungen dividiert und der Quotient ausgewertet. ähnlich wie bei einem Servomotor ist es nun möglich, eine Sitzposition immer wiederkehrend anzufahren. Da stets die absolute Position bekannt ist, können auch Endschalter und sonstige Wegstreckenmesser (z.B. Drehgeber) können entfallen. Zusätzlich gilt aber wie bei der zuvor erwähnten erfindungsgemäßen Sitzbelegung, dass das Einbringen zusätzlicher Kapazitäten zu einer Frequenzänderung führt. Dies geschieht immer dann, wenn z.B. eine menschliche Hand sich dieser Schiene nähert. Die Elektronik soll dann ein elektrisch bewegten Sitz anhalten, um Verletzungen der Finger vorzubeugen.

Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt, in einem Zyklus die Feststellung einer Sitzbelegung durch Personen oder Gegenstände deren physikalische Abmessung sowie die Feststellung der Sitzposition und der Feststellung ob Personen mit ihren Gliedmaßen andere Stellen im Fahrzeug erreichen wollen. Hierzu werden nur wenige Logikgatter verwendet, was eine digitale Verarbeitung erleichtert.

Im Hinblick auf die EMV Sicherheit ist es möglich, zwischen dem Oszillator und dem resistiven Material eine Frequenzsperre, z.B. eine Drossel, einzuschalten. Dazu ist es des Weiteren erforderlich, den Frequenz bestimmenden Kondensator an die andere Stelle des äußeren Endes des resistiven Materials unterzubringen. Von außen eindringende Frequenzen werden nun durch diesen Kondensator gegen Masse abgeblockt. Sind die Frequenzen höher als die Messfrequenz des Oszillators, so wirkt die Drossel. In einer erweiterten Ausführung ist es möglich, den Oszillator dahingehend zu betreiben, dass an seinem Ausgang durch einen Serienresonanzkreis LC sein Pegel erhöht wird. Auch hier ist der Kondenstor wieder am äußeren Ende des resistiven Materials angebracht. Dieses Mal ist er jedoch größer, was einem geringeren Widerstand bei höheren Frequenzen entspricht. Außerdem müssen jetzt die Störfrequenzen höher sein als der vom Oszillator erzeugte Frequenzpegel (Sägezahn durch Hysterese bedingt). Dies lässt sich über die Güte und die Induktivität der Drosselspule L einstellen.

Figur 2 zeigt stark vereinfacht einen Fahrzeuginnenraum mit mehreren Sitzen 1 , 2, 3, 4. Die Vordersitze 1 , 2 sind im Bereich der Horizontalpolster 1a, 2a mit mehreren De- tektionsabschnitten 11 , 12, 13 sowie 21 , 22, 23 versehen. Auch im Bereich der Vertikalpolster 1b, 2b (Rückenlehnen) sind hier nicht näher dargestellte Detektion- sabschnitte ausgebildet. Die Detektionsabschnitte 11 , 12, 13 sowie 21 , 22, 23 sind so ausgebildet, dass durch diese die Belastung oder Deformation der Horizontalpolsterungen sektional erfasst werden können. So können über die Zonen 11 , 21 die ü- berwiegend durch den Gesäßbereich auf die Horizontalpolsterungen ausgeübten Kräfte erfasst werden. Durch die Zonen 11 , 13 sowie 22, 23 können die durch die Oberschenkel auf die Vorderkantenzone ausgeübten Kräfte oder hierdurch verursachten Polsterdeformationen erfasst werden.

Die Sitze 1 und 2 umfassen eine hinsichtlich ihrer Konfiguration veränderbar einstellbare Sitzkernstruktur, und eine elastisch verformbare Sitzpolstereinrichtung zur Bereitstellung eines den Gesäßbereich eines Sitznutzers abstützenden Horizontalpolsterabschnitts 1a und eines den Rückenbereich des Sitznutzers abstützenden Vertikalpolsterabschnitts 1b, wobei wenigstens im Bereich des Horizontalpolsterabschnitts

1a eine Detektionsstruktur vorgesehen ist zur Erfassung hinsichtlich des Deformationsgrades des Vertikalpolsterabschnitts indikativen Messsignales.

Die Detektionsstruktur ist als Elektrodensystem ausgeführt das als solches eine Kondensatoreinrichtung bildet deren Kapazität sich in Abhängigkeit von der Polsterdeformation ändert.

Die Elektrodeneinrichtungen des Elektrodensystems sind aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gefertigt. Die Elektrodeneinrichtungen sind jeweils in ein LC- Netzwerk eingebunden und die Elektrodeneinrichtungen sind so angeordnet und ausgebildet, dass sich im Rahmen einer Deformation des Polsterabschnitts Kapazitätsänderungen eines unter Einschluss der Elektrodeneinrichtung gebildeten Kondensatorsystems ergeben.

Das Elektrodensystem ist in mehrere Abschnitte unterteilt, über welche der Deformationszustand der den jeweiligen Abschnitten zugeordneten Polsterzonen detektiert wird. Der Belastungszustand des Sitzes wird anhand der Belastungszustände der Polsterzonen klassifiziert.

Die Sitze und die diesen zugeordneten Auswertungsschaltungen sind derart ausgebildet, dass weiterhin auch ein durch den Sitzplatznutzer bewirkter feldelektrischer Koppelungseffekt zwischen den Elektroden der Polsterzonen erfasst wird. Insbesondere bei den Vordersitzen 1 und 2 wird ein durch den jeweiligen Sitzplatznutzer verursachter feldelektrischer Koppelungseffekt zwischen einer dem Horizontalpolsterabschnitt zugeordneten Elektrodeneinrichtung und einer dem Vertikalpolsterabschnitt zugeordneten Elektrodeneinrichtung erfasst wird.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann über den jeweiligen Sitz, insbesondere wenigstens eine in den Sitz eingebundene Elektrodeneinrichtung eine über den Sitzplatznutzer zu wenigstens einem Indikationsbereich F1 , F2, F3, F4 führende Signalübertragungsstrecke gebildet werden. über die Elektrodeneinrichtungen 11 , 21 kann in den jeweiligen Sitzplatznutzer ein quasistatisches Wechselspannungsereignis eingekoppelt werden. Das entsprechend in den Sitzplatznutzer eingekoppelte Feld kann

nach Maßgabe der Haltung oder von Gesten des jeweiligen Sitzplatznutzers in den Indikationsbereich F1 , F2, F3, F4 eingekoppelt werden.

Im Rahmen der Sitzplatznutzer veranlassten Erstreckung der Signalübertragungsstrecke in den Indikationsbereich können Funktionen in dem Indikationsbereich ausgelöst werden. Hierunter fallen insbesondere das Aufleuchten von Schaltflächen, das Aktivwerden von Komfortantrieben, das Entgenkommen von Funktionskomponenten wie Aschenbecher, Becherhalterung, Display, Mobiltelefon.

In den Indikationsbereichen F1..F4 sind Erfassungseinrichtungen vorgesehen, die als solche eine Detektion der räumlichen Bewegung der Hände des jeweiligen Sitzplatznutzers ermöglichen. Diese Erfassungseinrichtungen können beispielsweise mehrere, voneinander beabstandete Elektroden aufweisen, wobei eine Erfassung der momentanen Position der Hände des Sitzplatznutzers durch Auswertung der an den jeweiligen Elektroden anliegenden Pegel erfolgt. Anhand des Verlaufs der Signalübertragungsstrecke über den jeweiligen Sitz kann eine Sitzplatznutzererkennung und entsprechende Menuebereitstellung sowie Autorisierung erfolgen. Zur Sitzplatznutzerkennung kann über den jeweiligen Sitzplatz in den Sitzplatznutzer eine sitzplatzspezifische Signalsequenz eingekoppelt werden.

über die Sitzeinrichtung kann in den jeweiligen Sitznutzer ein moduliertes quasistatisches Wechselfeld eingekoppelt werden das im Bereich von Klemm- oder verletzungsrelevanten Zonen im Umgebungsbereich des Sitzes durch Detektionsmittel erfasst und zur Abschaltung gefährdungsrelevanter Vorgänge herangezogen werden kann.

Die Rücksitze 3 und 4 sind ebenfalls mit Detektionseinrichtungen 31 , 41 ausgestattet. über diese kann die Sitzplatzbelegung festgestellt werden. Bei erkannter Belegung der Sitzplätze kann der Stellbereich der Vordersitze eingeschränkt werden. Es ist möglich, das die in die Rückenlehne des jeweiligen Vordersitzes 1 , 2 eingebundene Elektrodeneinrichtung zur Detektion etwaiger, durch den Kniebereich des jeweiligen Nutzers der hinteren Sitzplätze in die Rückseite der Rückenlehnen 1 b, 2b eingekoppelter Signale zu verwenden. Hierdurch wird es möglich einer unvorteilhaft starken Einengung des Fußraumes der hinteren Sitze 3, 4 vorzubeugen.

Die in den jeweiligen Sitznutzer angeordneten Elektrodeneinrichtungen können zur Ein- oder Auskoppelung von Signalen in, bzw. aus dem jeweiligen Sitzplatznutzer verwendet werden um über diese Signale die Präsenz von Gliedmaßen in Gefährdungsbereichen zu erfassen. Hierdurch können insbesondere Klemmsituationen in Fenster-, Schiebedach-, Tür-, und Verdeckschließspalten vermieden werden.

In Figur 3 ist ein Fahrzeugsitz skizziert. Dieser umfasst eine dem Horizontalplster 1a zugeordnete Elektrode E1 und eine dem Vertikalpolster 1b zugeordnete Elektrode E2. Es ist möglich, diese Elektroden E1 , E2 schaltungstechnisch derart in ein Auswertungssystem einzubinden, dass eine Signalübertragung S1 zwischen den Elektroden E1 , E2 sowie eine Signalübertragung S2 zu einem vom Sitz getrennten Schnittstellensystem ermöglicht wird.

In Figur 4 ist ein Konzept veranschaulicht gemäß welchem über die Elektrode E1 Signale S2 ^' in Form von Datentelegrammen in die Elektrode E1 eingekoppelt werden können. Diese Signale S2 ^' können durch periphere Schnittstellensysteme bereitgestellt werden. Es ist möglich, die Signale S2 ^' in den Indikationsbereichen F1...F4 durch dort vorgesehene Lokalelektroden mit Lokalelektrodenspezifischer Datenken- nung in den Sitznutzer einzukoppeln. Anhand der Pegel der an der Elektrodenein- hchtung E1 aufgegriffenen Signale mit Lokalelektrodenspezifischer Kennung kann eine Gesten- und Zeigebewegungserkennung durchgeführt werden.

In Figur 5 ist dargestellt, wie die seitens der Sitzelektrode E1 bereitgestellten Signale in Form einer modulierten Ladungsaura des Sitznutzers in verschiedene Bereiche der Sitzumgebung geführt werden können.

Das Signal S1 kann zur Sitzplatzbelegungserkennung herangezogen werden. Das Signal S2 kann in eine, im Fahrzeuglenkrad vorgesehenen Elektrodeneinrichtung eingekoppelt werden. Die Signale S21 , S22 können durch Greif- und Zeigebewegungen des Sitznutzers in ausgewählte Idikationsbereiche F1 , F2, F3 (Siehe Fig.1) eingekoppelt werden und dort Schaltvorgänge auslösen wie beispielsweise im Bereich F3 Türverriegelungs- Seitenspiegel-, sowie Fensterhebevorgänge.

Im Indikationsbereich F1 kann Komfortelektronik (Klima, Audio-, ...) angesteuert werden. Im Bereich F2 können über den Signalweg S22 fahrbezogene Vorgänge (Getriebeübersetzungswahl, Handbremse...) veranlasst werden.

In den Figuren 6 und 7 ist ein Schaumstoffpolsterelement 50 dargestellt, das als solches in eine Sitzpolsterung eingebunden sein kann. Das Schaumstoffpolsterelement ist beidseitig mit einer elektrisch leitfähigen Elektrodenlage E1 , EV versehen. Das Schaumstoffpolsterelement an sich ist aus einem nicht-leitenden Kunststoffschaum gefertigt der sich zwischen den Elektrodenlagen E1 , E Verstreckt. Die Beiden Elektrodenlagen E1 , EV und der dazwischenliegende Schaummaterialabschnitt bilden einen Kondensator. Die Kapazität desselben wird durch Quetschung des Schaummaterialabschnittes verändert. Die änderung der Kapazität kann in Verbindung mit einem unter Einschluss jenes Kondensators gebildeten LC-Netzwerkes erfasst und als Messwert ausgegeben werden.

Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist auf die Elektrodenlage EV eine als ASIC ausgeführte Schaltung ASC aufgesetzt. Diese Schaltung ASC umfasst einen Hochspannungsausgang der über eine flexible Leitung L1 mit der Elektrode E1 verbunden ist.

Die Schaltung ASC ist derart ausgeführt, dass diese eine Wechselspannung an die beiden Elektrodenlagen E1 , EV anlegt über welche eine zuverlässig mit einer Quetschung des Schaumstoffpolsterelementes korrelierende Kapazitätsänderung erfasst werden kann. Die Schaltung ASC kann so ausgebildet sein, dass diese adressierbar ansteuerbar ist und ein digitales Signal bereitstellt. Das digitale Signal kann derart generiert werden, dass dieses den Quetschgrad des Schaumstoffpolsterelement in beispielsweise 12 Stufen angibt.