Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik überwinden und die insbesondere eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Orten im Fahrzeug ermöglichen.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen System dadurch auf, dass die Mittel zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen mehrere Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen umfassen, dass die mehreren Elemente während bestimmter Zeitintervalle selektiv aktiviert beziehungsweise deaktiviert werden können und dass über die Zuordnung der Elemente zu den Zeitintervallen die Elemente voneinander unterscheidbar sind. Die Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen werden somit seriell angesteuert, so dass jedem Element eindeutig Zeitschlitze zugeordnet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Elemente in den zugeordneten Zeitschlitzen mit Strom versorgt werden und somit in diesen Zeitschlitzen Mikrowellen reflektieren beziehungsweise empfangen können. Grundsätzlich können im Fahrzeugsitz Reflektoren oder Empfänger angeordnet sein, um das erfindungsgemäße System zu realisieren. Daher werden diese unterschiedlichen technischen Möglichkeiten unter dem allgemeinen Begriff Mittel oder Elemente zum "Reflektieren beziehungsweise Empfangen" zusammengefasst.

Insbesondere ist es nützlich, dass die Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen in mindestens einem Fahrzeugsitz und/oder einer Kopfstütze angeordnet sind. Diese können in Abhängigkeit der Sitzbelegung mehr oder weniger abgedeckt beziehungsweise freigegeben werden. Sitzt eine Person ordnungsgemäß auf dem Sitz, so wird sie eine größere Anzahl von Elementen abdecken als in dem Fall, wenn sie sich aus der ordnungsgemäßen Position herausbewegt. Ebenso kann zwischen Personen mit unterschiedlichen Körpervolumina unterschieden werden, da kleine Personen eine geringere Anzahl von Elemente abdecken als Personen mit größerem Körpervolumen.

Das erfindungsgemäße System ist in besonders vorteilhafter Weise dadurch weitergebildet, dass die Mittel zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen Backscatter-Vorrichtungen sind und dass mindestens ein Mikrowellenempfänger vorgesehen ist, der von den Backscatter-Vorrichtungen reflektierte Strahlung empfangen kann. Durch die Verwendung von Backscatter-Vorrichtungen kann der Reflektor ohne weiteres von anderen metallisch leitfähigen Gegenständen unterschieden werden. Findet also beispielsweise eine Reflexion der Mikrowellenstrahlung am Gehäuse eines Laptops statt, mit dem der Beifahrer in einem PKW arbeitet, so führt dies nicht dazu, dass das System von einem unbelegten Sitz ausgeht. Ein Airbag würde daher im Falle eines Aufpralls dennoch zünden. Die Begriffe "Reflektor, reflektieren, etc." werden im Rahmen der vorliegenden Offenbarung mit sehr allgemeiner Bedeutung benutzt. Es sind nicht nur Reflexionen im klassischen Sinne gemeint, sondern auch beispielsweise das Zurücksenden von elektromagnetischer Strahlung mittel eines modulierenden Backscatter-Prozesses.

Es kann vorgesehen sein, dass die Backscatter-Vorrichtungen modulierende Backscatter-Vorrichtungen sind. Über das durch Modulation aufgeprägte Muster kann die Reflexion eindeutig einer Backscatter-Vorrichtung zugeordnet werden.

In diesem Zusammenhang ist es besonders nützlich, dass die Backscatter-Vorrichtungen mit derselben Frequenz modulierbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Sende- und Empfangseinrichtungen besonders einfach aufzubauen, wobei dennoch aufgrund der Verwendung von modulierter reflektierter Strahlung die vollständige Systemfunktionalität aufrechterhalten wird.

Es ist aber auch möglich, dass die Backscatter-Vorrichtungen mit unterschiedlichen Frequenzen modulierbar sind. Auf diese Weise kann allein auf der Grundlage der Modulationsfrequenz zwischen den einzelnen Reflektoren unterschieden werden. Aber auch in dem Fall, dass den verschiedenen Elementen unterschiedliche Zeitschlitze zugeordnet werden, kann unter Umständen eine Modulation mit unterschiedlichen Frequenzen sinnvoll sein, da auf diese Weise das System durch Redundanz sicherer wird.

Insbesondere ist es nützlich, dass mehrere Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen untereinander in einer Lehne des Fahrzeugsitzes angeordnet sind. Befindet sich der Mikrowellensender beispielsweise im vorderen Bereich des PKW im Dachhimmel, so werden bei ordnungsgemäß sitzender Person eine maximale Anzahl von Elementen abgedeckt. Neigt sich die Person nach vorn, so werden die untereinander angeordneten Elemente sukzessive freigegeben, so dass die empfangene Intensität eine stufenförmige Steigerung erfährt. Schaltschwellen, ab denen ein Airbag nicht mehr gezündet werden soll, können somit beispielsweise in eine Flanke des stufenförmigen Verlaufs gelegt werden, so dass die Schaltschwellen präzise einer bestimmten Neigung der Person auf dem Fahrzeugsitz entsprechen.

Das erfindungsgemäße System kann in der Weise weitergebildet sein, dass die Backscatter-Vorrichtungen als passive, semipassive, semiaktive oder aktive Backscatter-Vorrichtungen realisiert sind. Passive Backscatter-Vorrichtungen sind besonders einfach aufgebaut, sie benötigen keine zusätzliche Energieversorgung, und sie stellen insofern eine besonders kostengünstige Lösung zur Verfügung. Semipassive Backscatter-Vorrichtungen werden mit einem zusätzlichen Verstärker betrieben, der eine geringfügige elektrische Leistung aufnimmt. Sie haben gegenüber passiven Backscatter-Vorrichtungen den Vorteil, dass mit höherer Intensität reflektiert werden kann. Auf dieser Grundlage kann zuverlässiger ausgewertet werden. Eine besonders zuverlässige Auswertung würde eine aktive Backscatter-Vorrichtung bewirken, das heißt eine Backscatter-Vorrichtung mit aktiven elektronischen Bauelementen. Hierdurch kann aufgrund erhöhter Mikrowellenintensitäten eine besonders zuverlässige Auswertung ermöglicht werden. Allerdings ist die Belastung der Fahrzeuginsassen aufgrund der Mikrowellenstrahlung bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung höher als bei passiven Backscatter-Vorrichtungen.

Weiterhin kann das System in besonders nützlicher Weise dadurch weitergebildet sein, dass die Sitzbelegung auf der Grundlage der Beugung der Mikrowellen die empfangene Intensität beeinflusst und dass die empfangene Intensität Informationen über die Sitzbelegung liefert. Da Mikrowellenstrahlung, im Gegensatz zu beispielsweise Infrarotstrahlung, aufgrund ihrer Wellenlänge ausgeprägte Beugungserscheinungen an einem in dem Strahlungsweg angeordneten Objekt zeigen kann, ist es möglich, die Intensitätsänderungen aufgrund von Beugungseffekten zu nutzen. Eine leerer Sitz lässt sich somit von einem mit einem Erwachsenen besetzten Sitz und beispielsweise auch von einem mit Kind und Kindersitz besetzten Sitz unterscheiden, da im letzten Fall aufgrund der Erhöhung durch den Kindersitz auch eine Beugung von Mikrowellenstrahlung zu in der Sitzfläche angeordneten Elementen erfolgen kann.

Nützlicherweise kann vorgesehen sein, dass die von der Mikrowellenstrahlung zurückgelegte Wegstrecke zwischen Mikrowellensender und Mikrowellenempfänger beziehungsweise den Mitteln zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen durch Signal-Laufzeitmessung ermittelbar ist. Hierdurch ist es möglich, die Einstellung des Sitzes zu ermitteln. Auf diese Weise liegen weitere Informationen für eine Airbagsteuerung vor.

In besonders vorteilhafter Weise kann vorgesehen sein, dass die Position eines Sitzes ermittelbar ist und dass aus dem Ergebnis des Ermittelns der Wegstrecke und dem Ergebnis des Ermittelns der Position des Sitzes ermittelt werden kann, ob die empfangene Strahlung von dem Mikrowellensender ausgesendet wurde. Derartige Plausibilitätserwägungen sind im Falle der Verwendung einer Backscatter-Vorrichtung als Reflektor grundsätzlich entbehrlich, können gleichwohl aber im Sinne einer Redundanz zum Einsatz kommen. Besonders nützlich sind die Erwägungen aufgrund der Laufzeit der Mikrowellensignale aber, wenn der reflektierten Mikrowellenstrahlung kein Muster, beispielsweise durch einen Backscatter-Prozess, aufmoduliert wird. Dann kann durch zusätzliche Auswertung der Position des Sitzes festgestellt werden, ob die Reflexion an einem Reflektor beispielsweise in der Sitzlehne stammen kann oder ob die Reflexion beispielsweise von einem Laptop auf dem Schoß eines Beifahrers herrührt.

Es ist vorteilhaft, dass der mindestens eine Mikrowellensender und der mindestens eine Mikrowellenempfänger als mindestens eine Mikrowellensende- und -empfangsvorrichtung mit einer Sende- und Empfangsantenne realisiert sind. Die Mikrowellenstrahlung gelangt somit von der Mikrowellensende- und -empfangsvorrichtung zu den Reflektoren und von den Reflektoren zurück zu der Mikrowellensende- und -empfangsvorrichtung. Die Mikrowellensende- und -empfangsvorrichtung kann sich beispielsweise im Armaturenbrett des Fahrzeugs oder im Dachhimmel befinden. Bei einer solchen Anordnung der Mikrowellensende- und -empfangsvorrichtung können die bereits beschriebenen Positionsänderungen von Personen zuverlässig erfasst werden. Ebenfalls können die besprochenen Unterscheidungen zwischen Personen mit unterschiedlichen Körpervolumina erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise auf dem Beifahrersitz ein Kindersitz sicher transportiert werden kann. Der Großteil der Mikrowellenstrahlung wird ungehindert zu den Reflektoren gelangen und von diesen zurück zum Empfänger, so dass das Auslösen eines Airbags verhindert werden kann, da der Kindersitz im Allgemeinen aus Kunststoff besteht und das Kind prinzipbedingt anhebt. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme ist möglich, einen weiteren Reflektor an dem Kindersitz anzubringen. Auf diese Weise wird auch Mikrowellenstrahlung reflektiert, die ansonsten im Kindersitz beziehungsweise in dem im Kindersitz sitzenden Kind absorbiert worden wäre. Ein Auslösen der Airbags kann somit noch zuverlässiger verhindert werden. Verwendet man Backscatter-Vorrichtungen als Reflektoren, so können die Backscatter-Vorrichtungen in der Sitzlehne beziehungsweise auf dem Kindersitz die Signale in unterschiedlicher Weise modulieren, so dass in eindeutiger Weise erkannt werden kann, dass sich ein Kindersitz auf dem Sitz befindet.

Es ist besonders nützlich, dass eine Steuereinheit vorgesehen ist, die in Abhängigkeit der empfangenen Strahlung Funktionen im Fahrzeug triggert, sperrt oder freigibt. Die Sitzbelegungserkennung kann auch im Zusammenhang mit anderen Funktionen im Fahrzeug sinnvoll sein, die Freigabe beziehungsweise Sperrung eines Airbags ist jedoch eine besonders wichtige Errungenschaft der vorliegenden Erfindung.

Diese kann beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass der mindestens eine Mikrowellensender und/oder der mindestens eine Mikrowellenempfänger Bestandteile eines in dem Fahrzeug installierten Zugangskontroll- und Startsystems sind. Bei Mikrowellenbasierten Zugangskontroll- und Startsystemen befindet sich die Antenne zur Abdeckung des Innenraums im Allgemeinen in einer solchen Position, dass sie auch in den Fahrzeugsitzen angeordnete Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen ansprechen kann. Folglich kann durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der Komponenten des Zugangskontroll- und Startsystems für die Sitzbelegungserkennung verwendet werden, eine integrierende und somit kostenreduzierende Maßnahme zur Verfügung gestellt werden.

Aus vergleichbaren Gründen kann es vorteilhaft sein, dass die Auswertung der von dem Mikrowellenempfänger empfangenen Signale durch Mittel unterstützt beziehungsweise durchgeführt wird, die im Rahmen eines in dem Fahrzeug installierten Zugangskontroll- und Startsystems eingesetzt werden.

Das System kann so ausgebildet sein, dass der Strahlungsweg geradlinig verläuft. Wenn im vorliegenden Zusammenhang von einem geradlinigen Strahlungsweg die Rede ist, ist dies auf die Ausbreitung der Strahlung ohne Beugungserscheinungen bezogen. Die vorliegenden Ausführungen beziehen sich somit auf die geometrische Anordnung der Komponenten. Es besteht also eine direkte Sichtverbindung zwischen dem Sender, den Mitteln zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen und/oder dem Empfänger. Auf diese Weise wird ein besonders einfaches System zur Verfügung gestellt.

Es kann aber auch nützlich sein, dass der Strahlungsweg auf Umwegen verläuft. Die Mikrowellenstrahlung kann mittels leitfähiger, im Fahrzeug verbauter Materialien durch das Fahrzeug gelenkt werden, so dass eine gezielte Ausleuchtung bestimmter Zonen erfolgen kann, ohne dass zusätzliche Mikrowellensende- und -empfangsvorrichtungen erforderlich wären.

Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass die Mittel zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen mehrere Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen umfassen, dass die mehreren Elemente während bestimmter Zeitintervalle selektiv aktiviert beziehungsweise deaktiviert werden und dass über die Zuordnung der Elemente zu den Zeitintervallen die Elemente voneinander unterschieden werden.

Auf der Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Systems umgesetzt. Dies gilt auch für die nachfolgend angegebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft dadurch weitergebildet, dass die Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen in mindestens einem Fahrzeugsitz und/oder einer Kopfstütze angeordnet sind.

Es kann aber auch nützlich sein, dass das Reflektieren durch einen Backscatter-Prozess erfolgt und dass die durch den Backscatter-Prozess reflektierte Strahlung empfangen wird.

In diesem Zusammenhang ist es besonders nützlich, wenn der Backscatter-Prozess ein modulierender Backscatter-Prozess ist.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Backscatter-Prozesse, die an den unterschiedlichen Elementen erfolgen, dieselbe Modulationsfrequenz verwenden.

Es kann aber auch nützlich sein, dass die Backscatter-Prozesse, die an den unterschiedlichen Elementen erfolgen, unterschiedliche Modulationsfrequenzen verwenden.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mehrere Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen untereinander in einer Lehne des Fahrzeugsitzes angeordnet sind.

Weiterhin ist bevorzugt, dass der Backscatter-Prozess durch eine passive, semipassive, semiaktive oder aktive Backscatter-Vorrichtung realisiert wird.

Eine ebenfalls bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Sitzbelegung auf der Grundlage der Beugung der Mikrowellen die empfangene Intensität beeinflusst und dass die empfangene Intensität Informationen über die Sitzbelegung liefert.

Weiterhin ist nützlich, dass die von der Mikrowellenstrahlung zurückgelegte Wegstrecke zwischen Mikrowellensender und Mikrowellenempfänger beziehungsweise den Mitteln zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen durch Laufzeitmessung ermittelt wird.

Weitere Vorteile können erzielt werden, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist, dass die Position eines Sitzes ermittelt wird und dass aus dem Ergebnis des Ermittelns der Wegstrecke und dem Ergebnis des Ermittelns der Position des Sitzes ermittelt wird, ob die empfangene Strahlung von dem Mikrowellensender ausgesendet wurde.

Weiterhin wird es als vorteilhaft erachtet, wenn vorgesehen ist, dass in Abhängigkeit der empfangenen Strahlung Funktionen im Fahrzeug getriggert, gesperrt oder freigegeben werden.

Ebenfalls wird es als nützlich erachtet, wenn vorgesehen ist, dass das Aussenden und/oder das Empfangen auf der Grundlage eines in dem Fahrzeug installierten Zugangskontroll- und Startsystems erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich dadurch als vorteilhaft erweisen, dass die Auswertung der empfangenen Signale durch Mittel unterstützt beziehungsweise durchgeführt wird, die im Rahmen eines in dem Fahrzeug installierten Zugangskontroll- und Startsystems eingesetzt werden.

Ebenfalls kann vorteilhaft sein, dass der Strahlungsweg geradlinig verläuft.

Es kann auch vorteilhaft sein, dass der Strahlungsweg auf Umwegen verläuft.

Weiterhin ist es nützlich, dass die mehreren Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen während bestimmter Zeitintervalle selektiv aktiviert beziehungsweise deaktiviert werden und dass über die Zuordnung der Elemente zu den Zeitintervallen die Elemente voneinander unterschieden werden.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Unterscheidung der unterschiedlichen Elemente zum Reflektieren beziehungsweise Empfangen auch bei der Verwendung von schmalbandiger Mikrowellenstrahlung möglich ist. Hierzu bedient man sich einer zeitlich selektiven Ansteuerung zur Aktivierung der unterschiedlichen Elemente. Da eine eindeutige Zuordnung zwischen den jeweiligen Zeitintervallen und den jeweiligen Elementen besteht, können die Elemente voneinander unterschieden werden. Dies kann beispielsweise bei solchen Systemen vorteilhaft sein, bei denen eine Vielzahl von kleinflächigen Reflektoren in den Fahrzeugsitzen angeordnet werden. Derartige Systeme ermöglichen eine scharfe Trennung zwischen dem leichten Vorbeugen einer Person und dem sogenannten Out-of-Position-Fall, das heißt dem Fall, in dem es auf keinen Fall mehr zu einer Zündung des Airbags kommen darf. Im Zuge des Vorbeugens der Person kommt es immer wieder zu steilen Flanken im Intensitätsverlauf, nämlich dann, wenn ein zusätzliches Element im Fahrzeugsitz von der Mikrowellenstrahlung erreicht wird. Gleiches gilt umgekehrt natürlich auch beim Zurücklehnen der Person, das heißt beispielsweise beim Übergang von dem Out-of-Position-Fall in eine ordnungsgemäßen Sitzposition. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Systems können in vorteilhafter Weise Beugungserscheinungen der Mikrowellenstrahlung genutzt werden, die im Vergleich zu Systemen, die beispielsweise mit Infrarotstrahlung arbeiten, ausreichend ausgeprägt ist. Die Verwendung von Mikrowellenstrahlung ist auch aus dem Grunde vorteilhaft, da im Vergleich zur Verwendung von anderen Wellenformen, zum Beispiel Ultraschall, Laserstrahlung beziehungsweise Licht- und Infrarotstrahlung, eine starke Absorption im menschlichen Körper erfolgt. Die Ausbreitung der Mikrowellenstrahlung erfolgt unabhängig von Druck, Temperatur, Helligkeit und sonstiger Umgebungsbedingungen. Das Messverfahren ist aufgrund der Einfachheit der Auswertung sehr schnell, so dass eine dynamische Messung, beispielsweise erst im Fall eines Aufpralls, möglich ist. Weitere Vorzüge der Erfindung sind daran zu erkennen, dass eine Erkennung der Sitzbelegung mit sehr hoher Geschwindigkeit stattfinden kann. Die Zeit für die Erfassung kann beispielsweise im Millisekundenbereich liegen. Hierdurch ist es möglich, der Airbagsteuerung eine Dynamik zu vermitteln, die es beispielsweise gestattet, nach bereits erfolgter Zündung des Airbags in Abhängigkeit der Sitzbelegung beziehungsweise der Position/Neigung der Person auf dem Sitz die Füllung des Airbags zu beeinflussen, vorzugsweise durch Druckverminderung.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.