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Dokumentenidentifikation DE10131080A1 23.01.2003
Titel Optisches Sitzbelegungssensornetz
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Baur, Richard, 85276 Pfaffenhofen, DE;
Huber, Hans-Peter, Dipl.-Phys., 89233 Neu-Ulm, DE;
Zeeb, Eberhard, Dr.-Ing., 89081 Ulm, DE
DE-Anmeldedatum 27.06.2001
DE-Aktenzeichen 10131080
Offenlegungstag 23.01.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.01.2003
IPC-Hauptklasse B60R 21/32
IPC-Nebenklasse G01L 1/24   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur Sitzbelegungserkennung, bestehend aus einem faseroptischen Sensornetzwerk aus zumindest zwei Sensoren. Mit dem Sensornetz werden z. B. durch Mikrokrümmungen verursachte lokale Dämpfungsänderungen in einem Fasernetzwerk oder durch Belastungen hervorgerufene Änderungen der Braggwellenlänge von faseroptischen Bragg-Gittersensoren (FBGS), die im Fasernetzwerk verteilt sind, registriert. Das optische Sensornetz ist gegen elektromagnetische Störeinflüsse resistent. Auf Grund der Beschaffenheit der optischen Glas- oder Polymerlichtwellenleiter ist z. B. eine Integration des Netzwerkes in den Textilbezug des Sitzes oder ein Kissen möglich.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Sensornetz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Problem, daß zur gezielten Auslösung eines Airbags im Fahrzeug die Kenntnis der auf dem Sitz liegenden Last sowie die Lastverteilung auf der Sitzfläche von Bedeutung ist. Je nach Gesamtgewicht des Insassen, sollte die Heftigkeit der Airbag-Explosion unterschiedlich erfolgen. Ist außerdem die Lastverteilung auf dem Sitz mit hoher Ortsauflösung bekannt, wird aus dieser auch eine Unterscheidung zwischen Gegenständen und Personen auf dem Sitz getroffen.

Zur Erkennung einer Sitzbelegung werden beispielsweise Sitzmatten verwendet, in die ein elektrisches Widerstandsnetzwerk integriert ist. Die Gewichtsinformation wird aus der Widerstandsänderung des Widerstandsnetzes ermittelt.

Ein Nachteil dieser Systeme ist, daß sie durch elektromagnetische Störeinflüsse, z. B. durch elektrostatische Entladungen, störanfällig sind. Außerdem ist sowohl die Gesamtgewichtsauflösung als auch die räumliche Auflösung der Gewichtsverteilung nicht ausreichend, um komplexe Airbagsysteme gezielt zu steuern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Sensornetz für die Sitzbelegung anzugeben, mit dem eine gezielt steuerbare Auslösung eines Airbagsystems im Fahrzeug erfolgt.

Die Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein optisches Sensornetz verwendet wird, das gegen elektromagnetische Störeinflüsse resistent ist.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß bei einer Sitzbelegung mit einem Gegenstand (z. B. mit einem Kindersitz) eine Airbagauslösung gezielt verhindert werden kann. Befindet sich eine erwachsene Person auf dem Sitz, wird aus der Gewichtsverteilung auf dem Sitz wiederum auf ihre Position im Innenraum geschlossen und damit wird die Auslösung eines Multiairbagsystems gezielt gesteuert.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt ein optisches Sensornetz aus Mikrokrümmungssensoren.

Fig. 2a, b, c zeigt ein optisches Sensornetz mit Bragg-Gitter Sensoren oder Sensoren, die auf eine Intensitätsänderung ansprechen.

Die Erfindung geht davon aus, daß als Sensorsystem ein faseroptisches Sensornetzwerk aus zumindest 2 Sensoren verwendet wird, das gegen elektromagnetische Störeinflüsse resistent ist. Auf Grund der Beschaffenheit der optischen Glas- oder Polymerlichtwellenleiter ist z. B. eine Integration des Netzwerkes in den Textilbezug des Sitzes oder in ein Kissen möglich.

Es werden Sensoren verwendet, die z. B. durch Mikrokrümmungen verursachte lokale Dämpfungsänderungen in einem Fasernetzwerk oder durch Belastungen hervorgerufene Änderungen der Braggwellenlänge von faseroptischen Bragg-Gittersensoren (FBGS), die im Fasernetzwerk verteilt sind, registrieren.

Wird das Sensornetz aus Sensoren aufgebaut, deren Sensoreffekt durch Dämpfungseffekte hervorgerufen wird, ist eine räumliche Auflösung der Sitzbelastung durch getrenntes Auslesen der einzelnen Sensorzweige möglich. In Fig. 1 ist beispielsweise ein optisches Sensornetz aus Mikrokrümmungsensoren S1 bis SN dargestellt. Für jeden Sensor führt eine Faserstrecke F zu einem individuellen Detektor in eine Detektorebene E. Die Einkopplung in verschiedene Sensorfaserstrecken erfolgt aus einer oder mehreren Lichtquellen L.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt die räumliche Auflösung für z. B. ein faseroptisches Bragg-Gittersensornetz gemäß Fig. 2a, b durch die Kaskadierung von z. B. verschiedenen Bragg-Gittersensoren FBGS mit unterschiedlichen Bragg- Wellenlängen. Die Kaskadierung der Sensoren reduziert die Anzahl der erforderlichen Detektoren E. Die Einkopplung des Lichts erfolgt durch eine Lichtquelle L.

Die Bragg-Gittersensoren werden entweder in Reflexion (Fig. 2a) oder in Transmission (Fig. 2b) betrieben.

Bei kaskadierend angeordneten Sensoren, die z. B. auf lokale Dämpfungsänderungen (Intensitätsänderungen) reagieren (Fig. 2c), erfolgt die räumliche Auflösung der Sitzbelastung durch ortsaufgelöste Dämpfungsmeßverfahren (OTDR). Das Licht wird durch eine Lichtquelle L eingekoppelt.

Durch die Kaskadenanordnung der Sensoren wird der Aufbau umfangreicher, komplexer Sensornetze erleichtert.


Anspruch[de]
  1. 1. Sensoranordnung zur Sitzbelegungserkennung, zumindest bestehend aus zwei Sensoren, dadurch gekennzeichnet, daß optische Sensoren an verschiedenen Stellen der Sitzfläche angeordnet sind, und daß die Lastverteilung des Sitzes durch die Auswertung der Änderung der Sensorsignale erfolgt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein faseroptisches Sensornetz in den Sitz eingebaut ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren Mikrokrümmungen und dadurch verursachte Dämpfungsänderung registrieren.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren Bragg-Gittersensoren sind, die entweder in Reflexion oder in Transmission betrieben werden.
  5. 5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Sensornetz aus Sensoren S1 bis SN aufgebaut ist, daß für jeden Sensor eine Faserstrecke F zu einem individuellen Detektor in eine Detektorebene E führt, daß die Einkopplung des Lichts in verschiedene Sensorfaserstrecken aus einer oder mehreren Lichtquellen L erfolgt, und daß eine Ausleseeinheit die räumliche Auflösung der Sitzbelastung durch getrenntes Auslesen der einzelnen Sensorzweige ermittelt.
  6. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren kaskadenförmig angeordnet sind und die räumliche Auflösung der Sitzbelastung durch die Kaskadierung einzelner Sensoren erfolgt.
  7. 7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensornetz in den Bezug des Sitzes eingewoben ist.
  8. 8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensornetz in ein Sitzkissen integriert ist.






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