シート占有状態識別装置

本発明は、自動車両用、特にオートバイ用のシート占有状態識別装置に関する。

シート占有状態識別装置は、自動車両分野からは様々なものが広く一般に知られているのに対して、二輪車ではこれまで導入にすら至っていない。シート占有状態識別装置は、自動車両部門においては、例えばシート上に着席している乗員がベルトも着用しているかどうかを監視するために導入されるようになっている。類型的にそのようなシート占有状態識別装置は、座面に対して配置される重量センサを有している。その座面を占有しているのが乗員である場合、重量センサはこの乗員の体重に基づき相応に起動される。この種のシート占有状態識別装置においては、そのようなシート占有状態識別装置を提供するために必要な構成部品をシート内に組み込まなければならず、それにより設計コストが増大する点が短所となっている。そのようなシート占有状態識別装置には、これが当該座面に作用する重量に反応するものであるために、シート上に置かれた重量物にも応答してしまうという、さらにもう一つの短所がある。

したがって本発明の課題は、乗員によるシート占有状態を確実に識別する、代替シート占有状態識別装置を得ることにある。

この課題は、コンデンサの少なくとも一つの、座面内に配置されてワイヤとして実施されている電極、および、このワイヤに接続されている、電気信号を発生するための波形発生器と評価ユニットとを有する電子モジュールを有しており、波形発生器により発生される電気信号が座面の占有状態により可変である、本発明にしたがった自動車両用、特にオートバイ用のシート占有状態識別装置により解決される。

本発明の基本的な考え方は、座面を占有している乗員の容量特性ならびにワイヤの寄生容量を利用することによって、乗員によるシート占有状態を効果的に識別することにある。乗員による座面の占有は、コンデンサの電気回路への接続に相当するが、それにより、波形発生器により生成される電気信号が相応に変化されることになる。したがって座面を占有している乗員は、ワイヤに対するバックプレートとなっており、それによりコンデンサが形成されている。このコンデンサの電極はワイヤであり、またバックプレートは、乗員を介在した自動車両のアース(基準電位)により定義されている。したがってこのバックプレートは、例えば自動車両のフレームが足またはその類と接触することにより、作成することができる。

ワイヤはシートヒータの部材であると好適であるが、その場合はこのワイヤが熱線となっている。それにより、シート占有状態識別装置のために追加ワイヤを手間暇かけて座面の内部に作り込むには及ばないという長所がもたらされる。さらにその上に、シートヒータのワイヤは座面付近に配置されているが、それにより、電極の検出エリアがそれ以上乱されることもない。

他にもさらに、特に電子モジュールも同様にシートヒータの部材となっているが、それにより、シートヒータが備えられている限り、さらに別の電子コンポーネントの組付けは不要となる。それにより材料を節減することができる上に、既存のシートヒータへのシート占有状態識別装置の後付けも可能となる。

熱線は、これに交互に、好適には周期的に交互に、加熱電流が印加されて、コンデンサの電極として機能できるようにするとよい。熱線の機能が入れ替わることにより、一方ではシート占有状態識別装置が、他方ではシートヒータが、並行して効果的に機能することになるために、相応に充分な座面暖房がもたらされるとともに、シートヒータのスイッチがオンである場合にも、シート占有状態識別装置が使用に供されることになる。

実施形態の一例においては、一つのスイッチ、特にMOSFETスイッチがワイヤに対して配置されている。このスイッチにより、シートヒータのワイヤを通り流れる電流を遮断できるようになっており、それによりワイヤは電極となる。したがってこのワイヤは、熱線としても、また電極としても、交互に機能できるようになっている。このスイッチは、追加構成部品を一切不要としてシートヒータを作動させたり停止させたりするようなスイッチであると好適である。

特に、電子コントローラが備えられている。この電子コントローラにより、MOSFETとして実施されたスイッチを相応に切り換えられるようになっており、その結果、ワイヤを通り流れる電流は、この電子スイッチによるオンオフ制御に基づいて遮断されることになる。

電子モジュールは、一つの不変抵抗、特に薄膜抵抗を有していると好適である。この抵抗により、波形発生器によって発生される電気信号の、座面の占有とコンデンサの接続による変化の影響が、比較的強く表れるように、この電気信号が減衰されるという長所がもたらされる。

非常に好ましい実施形態の一例においては、少なくとも二つのワイヤ、二つの電子モジュール、および二つの座面が備えられているが、そこでは一つの座面に対してワイヤおよび電子モジュールが夫々一つずつ配置されている。これにより、二つの座面を、例えばオートバイの場合は運転席とリヤシートの座面を、その占有状態に関して互いから独立して監視可能であるという長所がもたらされる。

本発明はさらに、自動車両、特にオートバイ用の、上記で指摘した種類のシート占有状態識別装置を具備したアシストシステムにも関するが、そこには、シート占有状態識別装置の電気信号から、座面が占有されているかどうかを算定して、占有状態に応じて、アシストユニットを作動させたり停止させたりする電子コントローラが備えられている。すなわちこのシート占有状態識別装置を援用して、自動車両もしくは自動車両のアシストユニットを相応に制御可能であることによって、自動車両をよりよくコントロールできるようになる、または、支援を行うために各種支援システムの制御介入を行うことができるようになっている。

別の好ましい実施形態においては、このアシストユニットがサスペンションアシストユニットとなっている。このサスペンションアシストユニットは、シートの二重占有状態、例えばオートバイの場合は運転席およびリヤシートの座面の占有状態が識別されることにより、サスペンションの設定を相応に行うことができるようになっている。このサスペンションアシストユニットは、ESA(電子制御サスペンション)システムであるとよい。

さらにもう一つの実施形態においては、このアシストユニットが、緊急通報ユニット、特にイー・コール(eCall)システムとなっている。この緊急通報ユニットは、走行中にそれまで占有されていた座面が最早占有されていないことをシート占有状態識別装置が識別する場合に起動されるとよい。これは、オートバイの場合だと、運転者および/または同乗者が走行中に座面から身を放ってしまったことを意味することになるかもしれない。

特に電子コントローラは計時装置を有しており、それによりアシストユニットを遅延して起動できるようになっている。この遅延により、アシストユニットが直ちに起動されるのではなく、ある程度の時間が経過するまで、様子を見守ることが保証されている。それにより、例えばオートバイの場合は、運転者および/または同乗者が走行中に短時間立ち姿勢をとって、シート占有状態検出装置の検出エリア外に移動する場合に、緊急通報ユニットが起動されてしまうのを回避することができる。

本発明のさらに別の特徴および長所は、以下の説明および以下の図面から明らかにされる。

本発明にしたがったシート占有状態識別装置の第1の実施形態を具備した、本発明にしたがったアシストシステムの概略図である。

本発明にしたがったシート占有状態識別装置の第2の実施形態を具備した、本発明にしたがったアシストシステムの概略図である。

図1には、オートバイ用のアシストシステム2が示されるが、これは電子コントローラ4を有しており、この電子コントローラ4には計時装置6が含まれている。他にもこのアシストシステム2は、アシストユニット8を有している。このアシストユニット8は、サスペンションアシストユニット、特にESAシステム、および/または、eCallシステム等の緊急通報ユニットであるとよい。

アシストユニット8は、電子コントローラ4により作動されるが、この作動は、コントローラ4にリンクされているシート占有状態識別装置10から受信した信号に依存して行われるようになっている。

シート占有状態識別装置10は電子モジュール12を有しているが、これは、波形発生器14、評価ユニット16、ならびに、薄膜抵抗として実施されている不変抵抗18から成っている。この電子モジュール12は、シートヒータ22の部材である。

他にも波形発生器14は、シートヒータ22の部材であるワイヤ20に接続されている。したがってこのワイヤ20は熱線であって、相応の電流がワイヤ20を通り流れる場合には、座面23を加熱することができる。

このワイヤ20に対して一つのスイッチ24が配置されているが、これは、急速な切換え時間を保証するために、MOSFETスイッチとして実施されていると好適である。そこではこのスイッチ24により、シートヒータ22が作動されているときにワイヤ20を通り流れる電流を遮断できるようになっている。したがってこのスイッチ24は、シートヒータ22を作動させたり、停止させたりするようなスイッチであると好適である。

ワイヤ20を通り流れる電流が遮断されることにより、ワイヤ20は一種の電極となるが、そこではこの電極が、座面23が占有されている限り、コンデンサ26の部材となっている。したがってこのコンデンサ26は、スイッチ24により切り離されたワイヤ20と、座面23上にいる、バックプレート30を形成している乗員28との間に形成されることになる。その際に乗員28は、自動車両のアースである基準電位に接続されている。この乗員28により抵抗32が形成されるが、しかしながらその影響は、シート占有状態識別装置10の作動方式には一切及ばないようになっている。

電子コントローラ4は、何よりも特にワイヤ20に対して配置されているスイッチ24を制御するように設えられている。電子コントローラ4は、さらにその上に、電子モジュール12の評価ユニット16に接続されて、これからシート占有状態識別装置10の電気信号の評価結果を受け取るようになっている。電子コントローラ4に帰属している計時装置6は、そこでは何よりも特に信号が入力されてから経過した時間を検出して、電子コントローラ4によるアシストユニット8の作動を相応に遅延させるようになっている。

波形発生器14により発生された電気信号は、抵抗18を通り減衰されるが、その結果、接続可能なコンデンサ26による変化は、比較的激しいものとなる。評価ユニット16の内部には、コンデンサ26が電流回路に接続されており、または接続されておらず、かつ乗員28が座面23上にいない場合には、この閾値を上回る、または下回るとされる、閾値が保存されている。

波形発生器14により発生される電気信号は、例えば、低周波で発生される、コンデンサ26が接続されることによって、コンデンサ26が周波数に依存した抵抗として機能するために、相応に低減されるようになっている、交流であるとよい。あるいはその代わりにこの電気信号は、コンデンサ26が接続されることによって、位相が相互にずれるようになっている、交流電圧信号もしくは交流電流信号であってもかまわない。コンデンサの影響を相応に受けるようになっている、それ以外の電気信号もまた、利用されるようにして、波形発生器14により発生されるようにしてもよい。

シート占有状態識別装置10の作動方式は、そこでは次のようになっている。 シートヒータ22が停止状態にあるときには、スイッチ24が図1に示される切られた状態にあり、それによりワイヤ20は電極として機能する。

波形発生器14が発生する電気信号は、座面23が乗員28により占有されており、それに伴いコンデンサ26が電流回路に接続されることによって、相応に変化する。その際にこのコンデンサ26は、上記で既に言及したように、電極として機能するワイヤ20と、車両のアースに接続された乗員28の形態をとるバックプレート30とにより形成されている。

コンデンサ26によって変化された電気信号は、評価ユニット16により相応に検出され、その結果電子コントローラ4は、座面23が乗員28により占有されているという信号を受け取ることになる。電子コントローラ4は、アシストユニット8の動作制御を実行する。

さてここで乗員28が走行中に座面23から離れたとすると、電流回路の中には、波形発生器14により発生された電気信号を変化させるコンデンサ26が最早存在しないことになる。それにより、波形発生器14により発生された電気信号は、評価ユニット16に保存されている閾値を上回るかまたは下回って、評価ユニット16は、乗員28が座面23から離れたことを識別する。

乗員28が走行中に座面から身を放つ上記のケースでは、電子コントローラ4が、評価ユニット16から受信した信号に基づいて、アシストユニット4、例えば緊急通報ユニットを作動させるようになっている。しかしながら、例えば乗員28が走行中に立ち姿勢をとる場合に、乗員28が座面23から短時間身を放つ、すなわち電極の検出エリア外に移動することはあり得るために、この場合はアシストユニット8の作動が計時装置6により遅延されるようになっている。それにより、緊急通報ユニットが不要に起動されないことを保証している。

シート占有状態識別装置10は、シートヒータ22のスイッチがオンであるときにも同様に作動可能である。シートヒータ22が一般に作動されているときには、スイッチ24は閉じているために、ワイヤ20には電流が印加され、それによりワイヤ20は熱を持ち、座面23を加熱する。しかしながらスイッチ24が閉じている場合は、ワイヤ20がコンデンサ26の電極として機能するのは不可能である。

このため、シートヒータ22が作動されているときには、スイッチ24が短時間、電流を遮断するその開放位置に移行するように、電子コントローラ4はスイッチ24を制御する。スイッチ24が開いている時間中は、ワイヤ20が上記の方法に類似してコンデンサ26用の電極として機能する。したがってこの時間中に、乗員28による座面23の占有状態を、上記で既に説明したように検出することができる。

スイッチ24は、評価ユニット16が波形発生器14の電気信号を検出して演算処理するために要する時間にわたり、その電流を遮断する位置にあると好適である。

評価ユニット16が電気信号を検知して演算処理した後には、スイッチ24が、電子コントローラ4により制御されて、その電流を通す位置に戻されることにより、再び電流がワイヤ20を通り流れて、その結果ワイヤ20および座面23の加熱がもたらされるために、ワイヤ20は熱線として機能することになる。

その際にスイッチ24のオンオフは、周期的に、シートヒータ23の十分な暖房機能を保証する時間間隔で行われると好適である。それにより、シートヒータ22が作動されているにもかかわらず、シート占有状態の識別が可能となるが、これは、同じ構成部品により達成されることになる。

図2には、アシストシステム2の第2の実施形態が示されるが、そこではシート占有状態識別装置10が二つの座面23および123に対して割り当てられていることから、これは図1から知られているシート占有状態識別装置10の拡張例であると看做すことができる。例えば第1の座面23はオートバイの運転席の座面であり、第2の座面123はリヤシートの座面である。図1から知られる構成部品については、同じ符号が使用されるが、構造が等しく、かつ機能が等しい、リヤシートの座面123に帰属する構成部品については、符号に百の位の数1が付加されている。

示されているこの図2においては、運転者28だけが運転席の座面23上に位置しているのに対して、リヤシートの座面123は占有されていない。

両方の座面23、123に対して、同一に構成されている、いずれも一つの波形発生器14、114、一つの評価ユニット16、116、ならびに一つの抵抗18、118を有している電子モジュール12および112が一つずつ配置されている。

ワイヤ120は、図1において説明した実施例に類似して設えられて、一方ではコンデンサの電極として、他方では熱線として機能可能であるが、それによりこのワイヤ120も同様に、同乗者の座面123に帰属しているシートヒータ122の部材となっている。このワイヤ120を通り流れる電流は、スイッチ124を利用して遮断することができるために、ワイヤ120は、図1の実施形態に類似して、シートヒータ122が作動されているにもかかわらず、シート占有状態識別装置10の第2のコンデンサのための電極としても機能できるようになっている。第2のコンデンサは、リヤシートの座面123が同乗者により占有されている場合にもたらされることになる。

両方の評価ユニット16、116は、アシストシステム2の部材であり、アシストユニット8の作動、停止ないしは調整を相応に行うようになっている、同じ一つの電子コントローラ4に接続されている。

このアシストユニット8は、例えばサスペンションアシストユニット、特に、座面23およびリヤシートの座面123の占有状態に応じてオートバイのサスペンションの設定を行うようになっているESAシステムであるが、それにより、乗員一名28または乗員二名による占有状態に合わせて、サスペンションの設定が行われることになる。

2 アシストシステム 4 電子コントローラ 6 計時装置 8 アシストユニット 10 シート占有状態識別装置 12 電子モジュール 14 波形発生器 16 評価ユニット 18 不変抵抗 20 ワイヤ 22 シートヒータ 23 座面 24 スイッチ 26 コンデンサ 28 乗員 30 バックプレート 32 抵抗 112 電子モジュール 114 波形発生器 116 評価ユニット 118 不変抵抗 120 ワイヤ 122 シートヒータ 123 座面 124 スイッチ