Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Sitzbelegungserkennung
und Gurtwarnung in einem Kraftfahrzeug. Auf einem Kraftfahrzeugsitz sind dabei Widerstandselemente
flächig verteilt angeordnet, die bei Einwirken einer Normalkraft, beispielsweise
durch eine Gewichtskraft senkrecht auf die Fahrzeugsitzoberfläche, und/oder
eine Biegung ihren Widerstandswert verändern. Die in diesem Sinne gewichtsempfindlichen
(und biegungsempfindlichen) Widerstandselemente umfassen zum einen sogenannte erste
Widerstandselemente zur Sitzbelegungserkennung, die innerhalb eines ersten Messkreises
zwischen einem ersten Messanschluss und einem zweiten Messanschluss, jeweils parallel
zueinander geschaltet sind, und sogenannte weitere Widerstandselemente zur Gurtwarnung
Über die weiteren Widerstandselemente wird erkannt, ob sich eine Person auf
dem Fahrzeugsitz befindet oder ein Gegenstand und eine Warnung ausgegeben, wenn
sich eine erkannte Person außerdem keinen Sicherheitsgurt angelegt hat.
Die Verwendung von gewichtsempfindlichen Widerstandselementen zur
Sitzbelegungserkennung in Kraftfahrzeugen ist aus der Automobiltechnik hinlänglich
bekannt. Beispielsweise wird mit Hilfe von Sensorsitzmatten, bestehend aus gewichtsempfindlichen
(und biegungsempfindlichen im obigen Sinn) Widerstandselementen, auf der Sitzoberfläche
eines Kraftfahrzeugsitzes die normalkraftabhängige (biegungsabhängige)
Änderung der Widerstandswerte der Widerstandselemente als Sitzbelegungsinformation
verwendet. Aufgrund dieser Information wird ggf. die Auslösung eines Insassenrückhaltemittels
angepasst, beispielsweise wird ein Front- oder Seitenairbags an- oder abgeschaltet.
Geeignete gewichtsempfindliche Widerstandelemente als Sensorelemente
von Sensorsitzmatten sind beispielsweise aus der europäischen Patentschrift
0 758 741 B1 bekannt.
Anordnungen von Widerständen als Sensorsitzmatte sind bekannt
aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 200
14 200 U1, aus der internationalen Veröffentlichungsschrift WO 01/18515
A1 und aus dem Artikel "Occupant Classification System for Smart Restraint System",
Society of Automotive Engineers Inc. von 1999, BNSDOCID XP-002184965.
In heutigen Kraftfahrzeugen werden aber oftmals auch parallel zueinander
verschaltete Widerstandselemente auf Widerstandsmatten zur Sitzbelegungserkennung
verwendet. Je nach aufliegendem Gewicht ergibt sich hierbei ein unterschiedlicher
Gesamtwiderstand der Verschaltung.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE
101 63 880 A1 ist es bekannt, die Ausgabe eines Warnhinweises an einen
Fahrgast davon abhängig zu machen, ob die Anwesenheit des Fahrgasts, beispielsweise
mit Hilfe von Druckmatten, erkannt wurde und gleichzeitig der Sicherheitsgurt nicht
angelegt wurde.
Es ist bekannt, parallel zu den bislang bereits verwendeten veränderlichen
parallel verschalteten Widerstandselementen einer Sensorsitzmatte zur Sitzbelegungserkennung
zwei in Serie geschaltete weitere Widerstandselemente, die beispielsweise strukturell
gleich aufgebaut sein können wie die übrigen Widerstandselemente, so anzuordnen,
dass eine sicherere Unterscheidung eines schweren Gegenstands von einem Fahrzeuginsassen
ermöglicht wird. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, jedes der beiden weiteren
Widerstandselemente an einer Stelle auf der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes anzubringen,
auf der üblicherweise die beiden Beckenknochen eines Fahrzeuginsassen zu liegen
kommen. Ist dies der Fall, so erniedrigt sich der Widerstandswert der beiden weiteren
gewichtsempfindlichen Widerstandselemente. Gilt dadurch eine Person als erkannt
wird eine Warnmeldung an den Fahrgast oder zumindest den Fahrer ausgegeben, falls
gleichzeitig der zum Fahrzeugsitz mit erkannter Person zugehörige Sicherheitsgurt
nicht angelegt wurde. Eine entsprechende Gurtwarnung kann beispielsweise durch einen
Signalton oder auch durch eine entsprechende Warnlampe in der Fahrzeugarmatur erfolgen.
Eine Unterscheidung von erniedrigten Widerstandswerten der Widerstandselemente
zur Gurtwarnung von einer Veränderung der Widerstandswerte der Widerstandselemente
zur Sitzbelegungserkennung wird dadurch erreicht, dass die Widerstandswertebereiche
der beiden Widerstandselementarten verschieden sind.
Die beschriebene Anordnung besitzt deshalb den Nachteil, dass die
beiden weiteren Widerstandselemente zur Sicherheitsgurtwarnung und die übrigen
Sitzbelegungserkennungs-Widerstandselemente unterschiedlich aufgebaut sein müssen,
damit sie einen unterschiedlichen Messbereich besitzen. Dazu ist bei ihrer Herstellung
u. U. ein zusätzlicher Arbeitsaufwand notwendig.
Außerdem soll in dem bekannten System zusätzlich auch erkannt
werden, ob eine Unterbrechung einer Zuleitung zu einer der Sitzmattenwiderstandselemente
vorliegt. Dies wird durch Parallelschalten eines Diagnosewiderstands oder einer
Diagnose-Diode zu den gewichtsempfindlichen Widerstandselementen der Sensorsitzmatte
erreicht. Doch das Messergebnis für den Widerstandswert der Diagnose-Diode
oder des Diagnose-Widerstands werden durch die gewichtsempfindlichen Sicherheitsgurtwarn-Widerstandselemente
und die Widerstandselemente zur Sitzbelegungserkennung stark beeinflusst.
Deshalb müssen sich auch die Messbereiche des Diagnose-Widerstands oder der
Diagnose-Diode von den Messbereichen der gewichtsempfindlichen Widerstandselemente
unterscheiden.
Aufgabe der vorliegenden Vorrichtung ist zum einen, bei einer Widerstandsmatte
zur Sitzbelegungserkennung die Widerstandsmessung an den Sicherheitsgurtwarn-Widerstandselementen
unabhängig von der entsprechenden Messung an den Widerstandselementen zur Sitzbelegungserkennung
ausführen zu können und eine Unterbruchserkennung der Zuleitungen zu ermöglichen,
die nicht gleichzeitig sowohl von den Sicherheitsgurtwarn-Widertandselementen als
auch den Widerstandselementen zur Sitzbelegungserkennung beeinflusst wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanordnung gemäß
Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Sitzbelegungserkennung
und Gurtwarnung in einem Kraftfahrzeug weist gewichtsempfindliche und üblicherweise
auch biegungsempfindliche erste Widerstandselemente auf, die zur Sitzbelegungserkennung
für ein Insassenschutzsystem dienen, und weitere Widerstandselemente, deren
Signale beispielsweise ggf. Anlass für einen Warnhinweis an den Fahrzeuginsassen
über einen nicht angelegten Sicherheitsgurt dienen. Die ersten Widerstandselemente
sind innerhalb eines ersten Messkreises zwischen einen ersten Messanschluss und
einen zweiten Messanschluss, jeweils parallel zueinander geschaltet. Erfindungsgemäß
ist ein erstes weiteres Widerstandselement in einem zweiten Messkreis zwischen den
ersten Messanschluss und einen dritten Messanschluss geschaltet und ein zweites
weiteres Widerstandselement in einem dritten Messkreis zwischen den zweiten Messanschluss
und einen vierten Messanschluss. Dadurch werden bei einer Widerstandsmessung des
ersten weiteren Widerstandselements über den ersten und den dritten Messanschluss
und bei einer Widerstandsmessung des zweiten weiteren Widerstandselements über
den zweiten und den vierten Messanschluss der Schaltungsanordnung jeweils die ersten
Widerstandselemente der Sensorsitzmatte elektrisch überbrückt, so dass
zum Messzeitpunkt eine momentan auf die ersten Widerstandselemente einwirkende Kraft
nicht zu einer Verfälschung des jeweiligen Messergebnisses für die weiteren
Widerstandselemente führen kann.
Weitere Ausführungsbeispiele für eine erfindungsgemäße
Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Beispielsweise ist es vorteilhaft, dass alle Widerstandselemente,
d.h. sowohl die ersten Widerstandselemente als auch die weiteren Widerstandselemente,
als Sensorelemente auf einer Sensorsitzmatte zur Sitzbelegung in einem Kraftfahrzeug
angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die ersten Widerstandselemente
und die weiteren Widerstandselemente den gleichen strukturellen Aufbau besitzen,
da sie so auf sehr einfache Weise innerhalb der gleichen Herstellungsprozesse gefertigt
werden können.
Es ist weiterhin vorteilhaft, parallel zu dem ersten weiteren Widerstandselement
einen ersten Diagnose-Widerstand anzuordnen und ggf. zusätzlich parallel zu
dem zweiten weiteren Widerstandselement einen zweiten Diagnose-Widerstand. Dadurch,
dass der zweite Messkreis und der dritte Messkreis die ersten Widerstandselementen
elektrisch überbrückt, haben die veränderlichen Widerstandswerte
der ersten Widerstandselemente auch keinen Einfluss auf eine Messung der beiden
Diagnose-Widerstände. Es muss deshalb in der Herstellung lediglich darauf geachtet
werden, den Messbereich der parallel anliegenden weiteren Widerstandselemente zur
Sicherheitsgurtwarnung ausreichend weit und damit unterscheidbar von den Widerstandswerten
der beiden Diagnose-Widerstände auszulegen.
Alternativ kann ein Diagnose-Widerstand auch parallel zu den ersten
Widerstandselementen der Sensorsitzmatte zur Sitzbelegungserkennung angeordnet werden,
so dass sein Widerstandswert ohne Einfluss der beiden weiteren Widerstandselemente
zur Sicherheitsgurtwarnung ist und lediglich weit genug und somit unterscheidbar
von dem Wertebereich des Gesamtwiderstands der parallel angeordneten ersten Widerstandselemente.
Es ist weiterhin vorteilhaft, die Widerstandselemente zur Sitzbelegungserkennung
in sogenannter "Through-Mode"-Technologie herzustellen:
Eine Sensorsitzmatte besteht üblicherweise aus einer ersten und zweiten Trägerfolie,
die durch Abstandshalter voneinander auf Abstand gehalten werden. An den Orten der
Sensorelemente sind gegenüberliegend voneinander eine erste Leiterstruktur
auf der ersten Trägerfolie aufgebracht und eine zweite Leiterstruktur auf der
zweiten Trägerfolie, wobei beide Leiterstrukturen jeweils erste und zweite
elektrische Anschlüsse aufweisen. Unter Einwirken einer Normalkraft oder einer
Biegung auf die Trägerfolien nähern sich die beiden Leiterstrukturen einander
an und bilden schließlich durch Berühren eine Kontaktfläche mit veränderlichem
Durchgangswiderstand, je nach Größe der einwirkenden Kraft oder der Größe
und Art der Biegung. "Through-Mode"-Technologie bezeichnet nun, dass ein gewichtsabhängiges
Widerstandselement, ein Sensorelement, durch den leitenden Abschnitt zwischen dem
ersten elektrischen Anschluss der ersten Leiterstruktur über bei Gewichtsbelastung
leitende Kontaktfläche der beiden Leiterstrukturen hin zum
zweiten Anschluss der zweiten Leiterstruktur gebildet wird. Die "Through-Mode"-Technologie
bietet die Möglichkeit, die Zuleitungen zu den gewichtsabhängigen Widerstandselementen
auf der einen Trägerfolie anzuordnen und die Rückleitungen der Widerstandselemente
auf der jeweils gegenüberliegenden Trägerfolie. Im Vergleich zur anderen
Technologien erlaubt deshalb die "Through-Mode"-Technologie eine weitaus größere
entwicklerische Freiheit, Widerstandselemente auf einer Sensorsitzmatte zu verteilen,
ohne aus Platzgründen zu nah zusammenliegende Zuleitungen auf der Sensorsitzmatte
vorsehen zu müssen oder gar Überkreuzungen von Zuleitungen, was die mechanische
Robustheit der Sensorsitzmatte verringern könnte und die Signale der Widerstandselemente
anfälliger gegen elektromagnetische Störeinflüsse machen würde.
Da die beiden Gurtwarn-Widerstandselemente üblicherweise nahe
den Rändern der Sensorsitzmatte platziert sind, wie oben beschrieben üblicherweise
an den Auflageorten für die Beckenknochen eines Fahrzeuginsassen, sind sie
Anzahl und die Länge ihrer Zuleitungen meist vergleichsweise gering, so dass
die Gurtwarn-Widerstandselemente auch in der herkömmlicheren "Shunt-Mode"-Technologie
aufgebaut sein können: Ein gewichtsabhängiges Widerstandselement, ein
Sensorelement, wird dabei beispielsweise durch den leitenden Abschnitt zwischen
einem ersten elektrischen Anschluss einer ersten Leiterstruktur des Widerstandselements
auf der ersten Trägerfolie über eine unter Gewichtsbelastung leitende
Kontaktfläche auf der zweiten Trägerfolie hin zu einem zweiten Anschluss
einer zweiten Leiterstruktur des Widerstandelements gebildet, die jedoch wieder
auf der ersten Trägerfolie angeordnet ist. Die Kontaktfläche auf der zweiten
Trägerfolie dient folglich dem Widerstandelement unter Druck- und/oder Biegebelastung
lediglich als Überbrückungswiderstand, als Shunt-Widerstand.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
und anhand von mehreren Figuren erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung,
2 eine bekannte Schaltungsanordnung,
3 einen Kraftfahrzeugsitz 2 mit einer Sensorsitzmatte
PPD mit ersten Widerstandselementen (R1, R2, R3, ...) und weitere gewichtsabhängige
Widerstandselemente R_SBR_1, R_SBR_2,
4 ein Widerstandelement R1 zur Sitzbelegungserkennung
in "Through-Mode"-Technologie,
5 das Widerstandelement R1 zur Sitzbelegungserkennung
gemäß 4 im Querschnitt,
6 ein Widerstandelement R_SBR1 zur Gurtwarnung in "Shunt-Mode"-Technologie
und
7 das Widerstandelement R_SBR1 zur Gurtwarnung gemäß
6 im Querschnitt.
3 zeigt einen Kraftfahrzeugsitz 3, auf dessen
Sitzfläche eine Sensorsitzmatte PPD angeordnet ist. Die Sensorsitzmatte weist
erste Widerstandselemente R1, R2, R3,.. mit gewichtsabhängig variablen Widerstandswerten,
die als Sensorelemente 1 zur Sitzbelegungserkennung in einem Kraftfahrzeug
dienen. Die Sensorsitzmatte PPD weist außerdem zwei weitere Widerstandswerte
R_SBR_1 und R_SBR_2 mit ebenfalls gewichtsabhängig variablen Widerstandwerten
auf. Diese beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 sind an Stellen
des Kraftfahrzeugsitzes 2 angeordnet, an denen üblicherweise die beiden
Beckenknochen eines Fahrzeuginsassen zu liegen kommen. Dadurch wird eine hohe Kraft
auf diese beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 durch eine Person
auf dem Kraftfahrzeugsitz ausgeübt, während diese Belastung durch einen
Gegenstand üblicherweise nicht hervorgerufen wird. Diese Unterscheidung zwischen
einer Person und einem Gegenstand wird durch eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs
dazu verwendet, um bei einem durch eine Person besetzten Kraftfahrzeugsitz einen
Warnhinweis auszugeben, wenn die auf dem Fahrzeugsitz festgestellte Person gleichzeitig
ihren Sicherheitsgurt nicht angelegt hat.
2 zeigt zwei erste und zwei weitere Widerstandselemente
R1, R2, R_SBR_1, R_SBR_2 der Sensorsitzmatte PPD aus der 3
in einer bekannten Schaltungsanordnung. Die zwei dargestellten ersten Widerstandselemente
R1 und R2 sind dabei nur exemplarisch für eine Vielzahl von ersten Widerstandselementen
einer Sensorsitzmatte PPD dargestellt, was durch die unterbrochene Verbindungsleitung
zu den ersten und zweiten elektrischen Anschlüssen 3, 4 der
beiden Widerstandselemente R1, R2 angedeutet ist.
Die beiden Widerstandselemente R1, R2 sind mit ihrem jeweiligen ersten
elektrischen Anschluss 3 über einen Festwiderstand R_F_1 mit einem
ersten Messanschluss C1 verbunden sowie mit ihren jeweils zweiten Anschlüssen
4 über einen zweiten Festwiderstand R_F_2 mit einem zweiten Messanschluss
C2. Außerdem sind zwischen diese beiden Messanschlüsse C1 und C4 die beiden
weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 seriell hintereinander geschaltet.
Über die beiden Messanschlüsse C1 und C2 wird mit Hilfe
einer nicht dargestellten Messschaltung ein Widerstand gemessen,
der maßgeblich durch die ersten Widerstandselemente R1 und R2 und die beiden
weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 bestimmt wird.
Im unbelegten Zustand weisen die ersten Widerstandselemente R1 und
R2 einen Widerstandswert im Bereich von M&OHgr; auf. Sobald ein ausreichend hohes
Gewicht auf die Sensorelemente R1 und R2 einwirkt, liegt ihr Widerstandswert zwischen
40 und 60 k&OHgr; pro Sensorelement R1, R2. Im vorliegenden Fall der Figur 2 liegt
der Gesamtwiderstandswert der beiden Sensorelemente R1 und R2 bei ca. 25 k&OHgr;.
Die beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 weisen im gedrückten
Zustand einen gemeinsamen Widerstandswert zwischen 0,5 k&OHgr; und 1,5 k&OHgr;
auf. Befindet sich nun eine Person auf dem Kraftfahrzeugsitz sind sowohl die ersten
Widerstandselemente R1, R2 belastet als auch die weiteren Widerstandselemente R_SBR_1
und R_SBR_2. Der über die beiden Messanschlüsse C1 und C2 messbare Gesamtwiderstand
dieser Widerstandsanordnung unterscheidet sich dabei eindeutig von einer Situation,
bei der beispielsweise nur die ersten Widerstandselemente R1, R2 mit Gewicht belastet
würden. Dies lässt auf die Anwesenheit einer Person auf dem Fahrzeugsitz
schließen.
Damit bei unbelasteten oder nur wenig belasteten weiteren Widerstandselementen
R_SBR_1 und R_SBR_2 der Gesamtwiderstand zwischen C1 und C2 nicht unter einen Mindestwiderstandswert
fallen kann, ist in der Zuleitung zwischen dem ersten Messanschluss C1 und den ersten
Anschlüssen 3 der ersten Widerstandselemente R1 und R2 ein erster
Festwiderstand R_F_1 und zwischen den zweiten Messanschluss C2 und den zweiten elektrischen
Anschluss 4 der ersten Widerstandselemente R1 und R2 ein zweiter Festwiderstand
R_F_2 angeordnet, die jeweils einen festen Widerstandswert von ca. 20 k&OHgr; aufweisen.
Liegt bei unbelasteten weiteren Widerstandselementen R_SBR_1 und R_SBR_2
ein Leitungsbruch zwischen dem ersten Messanschluss C1 und den ersten Widerstandselementen
R1 und R2 vor oder, ggf. zusätzlich, zwischen dem zweiten Messanschluss C2
und den beiden ersten Widerstandselementen R1 und R2, so ist zwischen dem ersten
Messanschluss C1 und dem vierten Messanschluss C4 ein Widerstandswert von mehreren
M&OHgr; oder höher zu messen. Um eine solche Leitungsunterbrechung eindeutig
von einer völlig unbelasteten Sensormatte unterscheiden zu können, ist
parallel zu den ersten Widerstandselementen R1 und R2 entweder ein Diagnose-Widerstand
R_D oder eine Diagnose-Diode D_D geschaltet. Ein Diagnose-Widerstand R_D und eine
Diagnose-Diode D_D sind alternativ verwendbar, was durch die gestrichelt eingezeichnete
Diagnose-Diode D_D in der 2 zwischen den beiden Messanschlüssen
C1 und C4 angedeutet ist.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung. Dargestellt sind drei parallel geschaltete
erste Widerstandselemente R1, R2 und R3, die mit ihren jeweiligen ersten Anschlüssen
3 sowohl mit dem ersten Messanschluss C1 als auch – über einen
ersten Diagnose-Widerstand R_D_1 und einen danach in Serie geschalteten ersten Festwiderstand
R_F_1 – mit einem dritten Messanschluss C3 verbunden sind. An ihren jeweiligen
zweiten Anschlüssen 4 sind die parallel geschalteten ersten Widerstandselemente
R1, R2 und R3 sowohl mit dem zweiten Messanschluss C2 als auch über einen zweiten
Diagnose-Widerstand R_D_2 und einen danach in Serie geschalteten zweiten Festwiderstand
R_F_2 mit dem vierten Messanschluss C4 verbunden. Parallel zu dem ersten Diagnose-Widerstand
R_D_1 ist ein erstes weiteres Widerstandselement R_SBR_1 geschaltet, parallel zum
zweiten Diagnose-Widerstand R_D_2 ist ein zweites weiteres Widerstandselement R_SBR_2
geschaltet.
Zwischen die Verbindungsleitungen zwischen den ersten Anschlüssen
3 der ersten Widerstandselemente R2 und R3 sind jeweils zwei Unterbrechungslinien
eingezeichnet, ebenso zwischen die Verbindungsleitungen zwischen den zweiten Anschlüssen
4 der beiden ersten Widerstandselemente R2 und R3. Dies deutet an, wie
schon in der bekannten Ausführungsform aus 2 angedeutet,
dass üblicherweise wesentlich mehr erste Widerstandselemente parallel zu den
dargestellten drei Widerstandselementen R2, R3 geschaltet sind. Die Unterbrechungslinien
zwischen den ersten Widerstandselementen R1, R2 und R3 und dem ersten Messanschluss
C1 und dem zweiten Messanschluss C2 deuten darauf hin, dass die Zuleitungen unter
Umständen sehr lange sein können.
Mit der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung
erfolgt eine Messung des Widerstands zwischen den beiden Messanschlüssen C1
und C3, die den Gesamtwiderstandswert des weiteren Widerstandselements R_SBR_1,
des Diagnose-Widerstands R_D_1 und des Festwiderstands R_F_1 nebst Zuleitungswiderständen
darstellt. Der Festwiderstand R_F_1 ist optional und wie in der 2
zur Festlegung eines untersten Messwertes in die Schaltungsanordnung eingebracht.
Der Diagnose-Widerstand R_D_1 dient zur Unterbruchserkennung soll durch einen entsprechend
unterschiedlich ausgelegten Messbreich von einem gedrückten Gurtwarn-Widerstandelement
S_SBR1 unterscheidbar sein. Deshalb liegt sein Widerstandswert hier zwischen 2 und
200 k&OHgr;. Verringert sich der Gesamtwiderstand der Parallelschaltung der beiden
Widerstände R_SBR_1 und R_D_1 durch Ausüben einer Druckkraft auf das Widerstandselement
R_SBR_1, so wird diese Veränderung anhand einer Veränderung des gesamten Messwiderstands
zwischen beiden Messanschlüssen C1 und C3 festgestellt.
Analog zur Gesamtwiderstandsmessung zwischen den Messanschlüssen
C1 und C3 wird auch der Gesamtwiderstand zwischen den Messanschlüssen C4 und
C2 bestimmt. Im Vergleich zu der Masche zwischen den Messanschlüssen C1 und
C3 sind in der Masche zwischen den Messanschlüssen C2 und C4 die Widerstände
R_SBR_2, R_D_2 und R_F_2 analog zu den entsprechenden Widerständen R_SBR_1,
R_D_1 und R_F_1 angeordnet. Die Widerstandsmessung in der zweiten Masche erfolgt
analog zur Widerstandsmessung in der ersten Masche und soll daher nicht näher
erläutert werden.
Im Vergleich zur Schaltungsanordnung der 2
ist eine Messung sowohl des ersten als auch des zweiten weiteren Widerstandselementes
R_SBR_1 und R_SBR_2 möglich, bei der die ersten Widerstandselemente R1, R2
und R3 im Idealfall keinen Einfluss auf die Messung nehmen. Dadurch können
die beiden Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2 den gleichen Messbereich und
folglich in völlig gleicher Weise wie die ersten Widerstandselemente R1, R2
und R3 hergestellt werden. Dadurch kann die Herstellung einer Sensorsitzmatte zur
Sitzbelegungserkennung mit einer Schaltungsanordnung gemäß der
1 wesentlich günstiger als mit einer Schaltungsanordnung
gemäß 2 erfolgen.
Desweiteren ist es möglich, das erste weitere Widerstandselement
R_SBR_1 und das zweite weitere Widerstandselement R_SBR_2 jeweils unabhängig
voneinander zu vermessen. Dies bietet den Vorteil, dass auch eine ungewollte Messwertverschiebung
bei nur einer der beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 oder R_SBR_2 festgestellt
werden kann und so ein Fehler in der Schaltungsanordnung wesentlich schneller und
gezielter erkannt und in der Folge abgestellt werden kann.
Die Schaltungsanordnung der 1 besitzt
den weiteren Vorteil, dass eine Unterbrechung der Leitungen der ersten Masche zwischen
C1 und C3 einerseits und der zweiten Masche zwischen C4 und C2 andererseits auch
ohne ein Diagnose-Widerstandselement R_D oder eine Diagnose-Diode D_D ausgeführt
werden kann: Eine Messung der Widerstände der ersten Widerstandselemente R1,
R2 und R3 über die beiden Messanschlüsse C1 und C2 wird also nicht über
einen zusätzlichen Widerstandswert beeinflusst wie im Falle der Schaltungsanordnung
gemäß 2.
Eine Diagnose-Diode D_D wird beispielsweise in einer Schaltungsanordnung
gemäß 2 vor allem dann anstatt eines Diagnose-Widerstandes
R_D eingesetzt wird, wenn über eine Widerstandsmessung bei der dortigen Schaltungsanordnung
zwischen den beiden Messanschlüssen C1 und C4 anhand der Stromrichtung zwischen
einer Messung mit und ohne Diagnose-Bauelement D_D unterschieden werden soll. Ein
solcher Schaltungs- und Messaufwand ist bei der Schaltungsanordnung gemäß
1 nicht mehr nötig. Außerdem kann in der
Schaltungsanordnung der 1 durch Vertauschen der Stromrichtungen
bei Messungen der ersten Widerstandselemente R1, R2 und R3 eine plausibilisierende
Zweitmessung erfolgen, die das gleiche Messergebnis erbringen sollte wie die Erstmessung.
Dies kann als Sicherheit für die erste Messung dienen.
Ein weiterer Vorteil von unabhängig voneinander messbaren ersten
Widerstandselementen R1, R2, R3 und weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 und R_SBR_2
besteht darin, dass die Messbereiche der beiden Widerstandselemente nicht mehr voneinander
getrennt werden müssen, um am Messergebnis unterscheiden zu können, ob
mindestens eines der ersten Widerstandselemente R1, R2, R3 gedrückt ist oder
ggf. zusätzlich eines der beiden weiteren Widerstandselemente R_SBR_1 oder
R_SBR_2. Der Messbereich für die ersten Widerstandselemente R1, R2, R3 kann
somit größer ausgelegt werden.
4 zeigt ein bevorzugtes Widerstandselement R1 zur Sitzbelegungserkennung,
exemplarisch für alle Widerstandselemente R1, R2, R3, mit Leiterbahnen
3 und 4 zwischen jeweils beidseitigen Anschlüssen
31 und 32 bzw. 41 und 42, welche jeweils dem
ersten Messanschluss C1 und dem dritten Messanschluss C3 bzw. dem vierten Messanschluss
C4 und dem zweiten Messanschluss C2 zugeführt sind.
Die erste Leiterbahn 3 bildet in der gezeigten schematischen
Darstellung einen zum oberen Seitenende hin gewölbten ersten Kreisbogen, die
untere Leiterbahn 4 einen entsprechend nach dem unteren Seitenende hin
gewölbten zweiten Kreisbogen. Die erste Leiterbahn 3 ist auf einer
ersten Trägerfolie PPD1, die zweite Leiterbahn 4 ist auf einer zweiten
Trägerfolie PPD2 angeordnet, was anhand der Querschnittsdarstellung des Widerstandelements
R1 in der 5 weiter unten ausführlicher erläutert
wird.
Die von den beiden Kreissegmenten eingeschlossene, schräg zur
Schriftrichtung schraffierte Fläche 3' stellt schematisch eine unter
der ersten Leiterbahn 3 angeordnete Halb-/Leiterschicht 3' dar,
die senkrecht zur Schriftrichtung schraffierte Fläche 4' eine oberhalb
der zweiten Leiterbahn 4 angeordnete Halb-/Leiterschicht 4', so
dass die beiden Halb-/Leiterschichten 3' und 4' einander zugewandt
angeordnet sind. Bei den Halb-/Leiterschichten 3' und 4' handelt
es sich beispielsweise um Graphitschichten 3' und 4'.
Im Unterschied zu der schematischen Darstellung der
4 füllen bei einer realen Ausführungsform
eines ersten Widerstandelements R1 die erste und die zweite Leiterbahn
3 und 4 die jeweils zu den dargestellten Kreisbögen gehörigen
Kreisflächen vollständig aus, was jedoch eine übersichtliche Darstellung
erschweren würde.
5 zeigt das Widerstandelement R1 der 4
im Querschnitt durch die Sensorsitzmatte PPD. Die erste Leiterbahn 3 ist
auf der ersten Trägerfolie PPD1 angeordnet, die zweite Leiterbahn
4 ist auf der zweiten Trägerfolie PPD2 angeordnet. Die Trägerfolien
PPD1 und PPD2 werden durch sogenannte Spacer 9 auf Abstand voneinander
gehalten. Zwischen den Graphitschichten 3' und 4' ist anstatt
des Spacers 9 ein Hohlraum angeordnet.
Durch beidseitigen Druck auf das Widerstandelement R1 in Richtung
des Hohlraums verformt sich das Widerstandselement R1 und der Hohlraum wird kleiner,
bis sich die an der ersten Leiterbahn 3 und die an der zweiten Leiterbahn
4 befestigten Graphitschichten 3', 4' berühren.
Bei weiterer Erhöhung des Drucks nimmt der Widerstandswert des Widerstandelements
R1 zwischen den eingezeichneten Anschlüssen 31 und 34 der
ersten bzw. zweiten Leiterbahn 3, 4 immer weiter ab.
Von dem Anschluss 31 wird eine Leitung auf der ersten Trägerfolie
PPD1 zum ersten Messanschluss C1 geführt und von dem Anschluss 42
wird eine Leitung entlang der zweiten Trägerfolie PPD2 bis hin zum zweiten
Messanschluss C2 geführt: bei dem Widerstandelement R1 handelt es sich um ein
Widerstandelement in "Through-Mode"-Technologie.
Die 6 und 7
zeigen ein Widerstandselement R_SBR1 zur Gurtwarnung.
Die 6 zeigt das Widerstandselement R_SBR1
in Draufsicht. Es ist ein Widerstandselement R_SBR1 in "Shunt-Technologie":
Im Unterschied zum Widerstandselement R1 der 4 sind
die beiden Leiterbahnen 3 und 4 halbkreisförmig gegenüberliegend
unter der ersten Trägerfolie PPD1 angeordnet. Zur erleichterten Darstellung
der jeweils direkt unter den Leiterbahnen 3 und 4 liegenden, schräg
zur Schriftrichtung schraffierten Graphitschichten 3' und 4' sind
die Halbkreise jedoch nicht flächendeckend dargestellt wie dies bei einer realen
Ausführungsform eines derartigen Widerstandselements R_SBR1 üblich wäre.
Die in der 6 senkrecht schraffierte Fläche
ist die den beiden Graphitschichten 3' und 4' gegenüberliegende
Graphitschicht 5' auf der Leiterbahn 5, die auf der zweiten Trägerfolie
PPD2 angeordnet ist.
Wie im Falle des ersten Widerstandelements R1 der 4
und 5 werden die beiden Trägerfolien PPD1 und
PPD2 durch Spacer 9 auf Abstand voneinander gehalten, wodurch die Graphitschichen
3' und 4' der ersten Trägerfolie PPD1 durch einen Hohlraum
von der Graphitschicht 5' auf der zweiten Trägerfolie getrennt wird.
Werden die Graphitschichten 3', 4' auf die gegenüberliegende
Graphitschicht 5' gedrückt, so kann Strom zwischen den Messanschlüssen
C1 und C3 fließen, die mit den beiden Leiterbahnen 3 bzw.
4 verbunden sind.
Das bezüglich des ersten Widerstandselements S_BR1 in den
6 und 7 beschriebene gilt
gleichermaßen auch für das zweite Widerstandelement S_BR2, wenn die in
jeweils Klammern bezeichneten Messanschlüsse C2 und C4 die Stelle der bislang
erläuterten Messanschlüsse treten.