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DE10342554A1 - Apparatus and method for detecting the position and weight of a person - Google Patents

Apparatus and method for detecting the position and weight of a person Download PDF

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DE10342554A1 DE2003142554 DE10342554A DE10342554A1 DE 10342554 A1 DE10342554 A1 DE 10342554A1 DE 2003142554 DE2003142554 DE 2003142554 DE 10342554 A DE10342554 A DE 10342554A DE 10342554 A1 DE10342554 A1 DE 10342554A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und ein Verfahren zum Erkennen der Position und der Gewichtskraft einer Person (10), insbesondere der Person (10) auf einem Kraftfahrzeugsitz (2). Dabei werden Reflektoren (6) zum Reflektieren von elektromagnetischer Strahlung einer Sende- und Empfangseinheit (9) verwendet, wobei die Dämpfung der Sensor-Reflektorstrahlung eine Aussage über die Sitzposition einer Person im Strahlengang ermöglicht. Erfindungsgemäß ist die Antenne (A) jedes Sensor-Reflektors (6) mit einer jeweils zugehörigen elektrischen Last (Z) verbunden, die abhängig von einem auf sie einwirkenden Gewicht der Person (10) ist. Abhängig von diesem Gewicht wird dem reflektierten Sensor-Reflektorsignal (R) durch die Last (Z) eine Gewichtsinformation über die Person (10) aufgeprägt. Das reflektierte Sensor-Reflektorsignal (R) wird von der Sende- und Empfangseinheit (9) empfangen und, ggf. nach einer Signalvorverarbeitung, der Auswerteeinheit (12) zugeführt, die eine Auswertung der Gewichtsinformation über die Person (10) ermöglicht.The invention relates to devices and a method for detecting the position and the weight of a person (10), in particular the person (10) on a motor vehicle seat (2). In this case, reflectors (6) are used for reflecting electromagnetic radiation of a transmitting and receiving unit (9), wherein the attenuation of the sensor reflector radiation makes it possible to determine the seating position of a person in the beam path. According to the invention, the antenna (A) of each sensor reflector (6) is connected to a respective associated electrical load (Z), which is dependent on a person acting on it (10) weight. Depending on this weight, weight information about the person (10) is impressed on the reflected sensor reflector signal (R) by the load (Z). The reflected sensor reflector signal (R) is received by the transmitting and receiving unit (9) and, if necessary, after a signal preprocessing, fed to the evaluation unit (12), which allows an evaluation of the weight information about the person (10).

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und ein Verfahren zum Erkennen der Position und der Gewichtskraft einer Person, insbesondere der Person auf einem Kraftfahrzeugsitz. Dabei werden Reflektoren zum Reflektieren von elektromagnetischer Strahlung einer Sende- und Empfangseinheit verwendet, wobei eine charakteristische Abschwächung der von der Sende- und Empfangseinheit empfangenen Strahlung Rückschlüsse auf eine im Strahlengang zwischen Sende- und Empfangseinheit und Reflektor befindliche Person zulässt.The The invention relates to devices and a method for detecting the position and the weight of a person, in particular the Person on a motor vehicle seat. This reflectors are for Reflecting electromagnetic radiation of a transmitting and Receiving unit used, with a characteristic attenuation of the from the transmitting and receiving unit received radiation conclusions one in the beam path between transmitting and receiving unit and reflector person is allowed.

Im Bereich des Insassenschutzes für Kraftfahrzeuge wird es in den letzten Jahren immer wichtiger, die Auslösung von Insassenrückhaltemitteln, beispielsweise Frontairbags, Seitenairbags, Knieairbags, Vorhangairbags, etc. an die Fahrzeuginsassen im Entfaltungsbereich der genannten Insassenrückhaltemittel anzupassen, um einerseits Reparaturkosten zu sparen und bei einem nicht belegten Sitz ein Insassenrückhaltemittel von vornherein nicht auszulösen und andererseits um bestimmte Personengruppen nicht durch ein ungeeignetes Auslöseverhalten des Insassenrückhaltemittels zusätzlich zu gefährden, beispielsweise Kinder oder sehr kleine Erwachsene. Es ist also nicht nur wichtig, die Anwesenheit einer Person auf dem Kraftfahrzeugsitz festzustellen, sondern darüber hinaus noch die exakte Position und sogar klassifizierende Eigenschaften der Person, beispielsweise das Körpergewicht. Zu nennen ist in diesem Zusammenhang die Crash-Norm FMVSS 208, deren Einhaltung immer mehr von Fahrzeugherstellern gefordert wird und die eine Klassifizierung einer Person nach Ihrem Gewicht festschreibt, um im Falle einer Kollision die Ansteuerung eines Insassenrückhaltemittels gegebenenfalls in geeigneter Weise an die erkannte Person anzupassen.in the Area of occupant protection for Motor vehicles are becoming increasingly important in recent years, the release of Occupant restraint means, for example, front airbags, side airbags, knee airbags, curtain airbags, etc. to the vehicle occupants in the unfolding area of said Occupant restraint means to save on the one hand repair costs and one unoccupied seat an occupant restraint from the outset not trigger and on the other hand to certain groups of people not by an inappropriate triggering behavior of the occupant restraint additionally to endanger, for example, children or very small adults. So it is not only important to determine the presence of a person on the vehicle seat but about it the exact position and even classifying features are still out there the person, for example the body weight. Worth mentioning in this context is the crash standard FMVSS 208, whose Compliance is increasingly demanded by vehicle manufacturers and which establishes a person's classification according to your weight, in the event of a collision, the activation of an occupant restraint means if appropriate, to suit the identified person in a suitable manner.

In der bislang unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 102 541 97.3 der Anmelderin wird bereits eine Verwendung von gattungsgemäßen Mikrowellenreflektoren (12) zur Feststellung der Anwesenheit und der Position einer Person auf einem Sitz eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Dazu sind ein oder mehrere Reflektoren (12) auf einem Fahrzeugsitz verteilt angeordnet. Die Reflektoren reflektieren die empfangenen Signale der Sende- und Empfangseinheit (10). Eine an die Sende- und Empfangseinheit (10) angeschlossene Steuereinheit (22) wertet die empfangenen reflektierten Signale anhand der Signalamplitude und/oder der Signallaufzeit und/oder der Kodierung des Signale, beispielsweise durch Modulation des vom Reflektor reflektierten Signals, aus, und gewinnt daraus die Information, ob ein Sitz durch eine Person oder einen anderen Gegenstand besetzt ist. Darüber hinaus kann auch die genaue Position einer auf dem Sitz befindlichen Person 'erkannt werden.In the hitherto unpublished German patent application DE 102 541 97.3 the applicant is already a use of generic microwave reflectors ( 12 ) for detecting the presence and position of a person on a seat of a motor vehicle. These are one or more reflectors ( 12 ) arranged distributed on a vehicle seat. The reflectors reflect the received signals of the transmitting and receiving unit ( 10 ). One to the transmitting and receiving unit ( 10 ) connected control unit ( 22 ) evaluates the received reflected signals on the basis of the signal amplitude and / or the signal delay and / or the coding of the signal, for example by modulation of the reflected signal from the reflector, and derives the information whether a seat occupied by a person or another object is. In addition, the exact position of a person located on the seat 'can be detected.

Zur Messung des Gewichts oder der Gewichtsverteilung einer Person auf einem Kraftfahrzeugsitz, wie beispielsweise von der Crashnorm FMVSS 209 gefordert, sind jedoch bislang andere Vorrichtungen notwendig: Beispielsweise beschreibt die Deutsche Offenlegungsschrift DE 101 60 121 A1 eine Sensorsitzmatte zur Sitzbelegungserkennung in einem Kraftfahrzeug, bei der mehrere druckempfindliche Sensorelemente (A, S) flächig auf einem Kraftfahrzeugsitz verteilt angeordnet sind und jeweils ihren Widerstandswert ändern, abhängig davon, wie groß die auf sie einwirkende Gewichtskraft ist. Aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 199 25 877 A1 ist es weiterhin bekannt, das Gewicht eines Fahrzeuginsassen durch Lastsensoren zwischen dem Fahrzeugsitz und dem Fahrzeugboden zu erfassen. Die dabei verwendeten Sensoren können beispielsweise kapazitive Messprinzipien verwenden (Spalte 7, Zeile 30).To measure the weight or weight distribution of a person on a motor vehicle seat, as required for example by the Crashnorm FMVSS 209, but other devices are necessary so far: For example, the German Offenlegungsschrift describes DE 101 60 121 A1 a sensor seat mat for seat occupancy detection in a motor vehicle, in which a plurality of pressure-sensitive sensor elements (A, S) are distributed over a flat on a motor vehicle seat and each change their resistance value, depending on how large the weight force acting on them. From the German publication DE 199 25 877 A1 It is also known to detect the weight of a vehicle occupant by load sensors between the vehicle seat and the vehicle floor. The sensors used in this case can, for example, use capacitive measuring principles (Column 7 , Row 30 ).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, bei denen zum einen ein bekannter Reflektor zur Sitzpositionserkennung eines Fahrzeuginsassen so beschaffen ist, dass er eine Gewichtsinformation über die auf ihn aufgebrachte Gewichtskraft erfassen und zusammen mit dem von ihm zu einer Sende- und Empfangseinheit reflektierten Signal übertragen kann, und zum anderen diese Gewichtsinformation auf der Empfängerseite ausgewertet werden kann.task It is the object of the present invention to provide an apparatus and a method to create, where on the one hand, a known reflector for seating position detection a vehicle occupant is such that he has a weight information on the Capture weight applied to him and together with the transmitted by him to a transmitting and receiving unit reflected signal and on the other hand this weight information on the receiver side can be evaluated.

Diese Aufgabe wird jeweils gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 12. Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch einen Sensor-Reflektor gemäß Anspruch 11. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.These Task is solved in each case by a device according to claim 1 and a method according to claim 12. Besides the task is solved by a sensor reflector according to claim 11. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.

Auch wenn in der vorliegenden Patentanmeldung zumeist von einem Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen der Position und der Gewichtskraft einer Person auf einem Kraftfahrzeugsitz innerhalb eines Kraftfahrzeugs die Rede ist, so kann die beschriebene Vorrichtung und das Verfahren natürlich auch in anderen Bereichen sinnvoll eingesetzt werden.Also when in the present patent application mostly of a use the devices of the invention and the method of the invention for recognizing the position and weight of a person a motor vehicle seat within a motor vehicle talk Of course, the described device and method can of course also be used wisely in other areas.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen der Position und des Gewichts mindestens einer Person gemäß Anspruch 1 weist mindestens eine Sende- und Empfangseinheit für elektromagnetische Signale auf, mindestens einen erfindungsgemäßen Sensor-Reflektor mit einer Antenne zum Reflektieren eines Sendesignals der Sende- und Empfangseinheit als Sensor-Reflektorsignal und außerdem eine Auswerteeinheit, die mit der Sende- und Empfangseinheit verbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Antenne jedes Sensor-Reflektors mit einer jeweils zugehörigen elektrischen Last verbunden, die abhängig von einem auf sie einwirkenden Gewicht der Person ist. Abhängig von diesem Gewicht wird dem reflektieren Sensor-Reflektorsignal durch die Last eine Gewichtsinformation über die Person aufgeprägt. Das reflektierte Sensor-Reflektorsignal wird von der Sende- und Empfangseinheit empfangen und, ggf. nach einer Signalvorverarbeitung, der Auswerteeinheit zugeführt, die eine Auswertung der Gewichtsinformation über die Person ermög licht, vorzugsweise zusätzlich zu den Auswertungen, die in der bereits eingangs erwähnten, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 102 541 97.3 beschrieben werden.The inventive device for detecting the position and weight of at least one person according to claim 1 comprises at least one transmitting and receiving unit for electromagnetic signals, at least one sensor reflector according to the invention with an antenna for reflecting a transmission signal of the transmitting and receiving unit as a sensor-reflector signal and also an evaluation unit which is connected to the transmitting and receiving unit. According to the invention, the antenna of each sensor reflector is connected to a respectively associated electrical load which is dependent on a person's weight acting on it. Depending on this weight, weight information about the subject is impressed on the reflected sensor reflector signal by the load. The reflected sensor reflector signal is received by the transmitting and receiving unit and, optionally after a signal preprocessing, supplied to the evaluation unit, which made an evaluation of the weight information about the person made light, preferably in addition to the evaluations, in the already mentioned above, not previously published patent application DE 102 541 97.3 to be discribed.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird die Last gewichtsabhängig durch einen Oszillator verändert. Der Oszillator schwingt mit einer Schwingungsfrequenz, die von der auf den Oszillator aufgebrachten Gewichtskraft veränderlich ist.at a first preferred embodiment the load becomes weight dependent changed by an oscillator. The oscillator oscillates at a frequency of oscillation, that of the variable force applied to the oscillator is.

Eine gewichtsabhängige Veränderung der Last des Sensor-Reflektors durch den Oszillator wird in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, dass die Last einen Schalter aufweist, dessen erster Anschluss mit der Antenne des Sensor-Reflektors verbunden ist und dessen Steueranschluss mit einem Signalausgang des Oszillators verbunden ist. Der zweite Anschluss des Schalters ist mit einem Bezugspotential verbunden, vorzugsweise ist er über einen elektrischen Widerstand mit dem Masseanschluss des Sensor-Reflektors verbunden.A weight-dependent change the load of the sensor reflector through the oscillator is in an advantageous embodiment of the invention achieved in that the load has a switch, whose first terminal is connected to the antenna of the sensor reflector is and its control terminal with a signal output from the oscillator connected is. The second connection of the switch is with a Reference potential connected, preferably it is an electrical resistance connected to the ground terminal of the sensor reflector.

Besonders einfach und deshalb besonders vorteilhaft ist dabei ein Oszillator, der mindestens ein seine Schwingungsfrequenz beeinflussendes Bauelement aufweist mit einem charakteristischen Wert, der von dem auf das Bauelement aufgebrachten Gewichtskraft durch die Person abhängt. Dies kann beispielsweise ein Kondensator sein, dessen Kondensatorplattenabstand sich unter Einwirken einer Gewichtskraft verändert, wodurch auch sein charakteristischer Kapazitätswert sich verändert. Ist der Kondensator an einer geeigneten Stelle innerhalb einer Oszillatorschaltung, beispielsweise einer Colpitts-Schaltung oder auch einer Hartley-Schaltung oder ähnlichem, angeordnet, so verändert sich die Oszillatorfrequenz am Signalausgang des Oszillators. Da der Signalausgang des Oszillators mit dem Steueranschluss des Schalters verbunden ist, wird so die Last, beispielsweise bestehend aus dem Schalter selbst und dem nach Masse hin damit verbundenen Widerstand, durch die gewichtsabhängige Frequenz des Oszillators perio disch verändert. Auf diese Weise ändert sich die Amplitude der durch den Sensor-Reflektor zurückreflektierten Sensor-Reflektorstrahlung je nach der auf den Kondensator einwirkenden Gewichtskraft, was durch die Auswerteeinheit als Gewichtsinformation auswertbar ist.Especially simple and therefore particularly advantageous is an oscillator, the at least one component influencing its oscillation frequency having a characteristic value different from that on the Component applied weight force depends on the person. This For example, it may be a capacitor whose capacitor plate spacing changes under the influence of a force of gravity, which also makes it more characteristic capacitance value to change. Is the capacitor at a suitable location within an oscillator circuit, for example, a Colpitts circuit or a Hartley circuit or the like, so changes the oscillator frequency at the signal output of the oscillator. Since the Signal output of the oscillator with the control terminal of the switch is connected, so the load, for example, consisting of the Switch itself and the resistance connected to ground, by the weight-dependent Frequency of the oscillator perio changed. That's how it changes the amplitude of the reflected by the sensor reflector sensor reflector radiation depending on the force acting on the capacitor weight, what can be evaluated by the evaluation as weight information.

Es ist auch möglich, anstatt eines gewichtsabhängigen Kondensators ein anderes Schaltelement in einem geeigneten Oszillator zu verwenden, das einen charakteristischen gewichtsabhängigen Wert aufweist, beispielsweise einen Quarzoszillator, der unter Einwirken einer Kraft komprimiert wird und dadurch sein Schwingungsverhalten verändert, oder auch eine Spule, die ihre Induktivität in Abhängigkeit von der aufgebrachten Gewichtskraft ändert, beispielsweise dadurch, dass ein Spulenkern gewichtsabhängig in die Spulenwicklung geschoben oder aus ihr entfernt wird, oder auch dadurch, dass die Spulenwicklung beispielsweise als Feder ausgebildet ist und beim Zusammendrücken über einen Spulenkern ihre Induktivität vergrößert, oder ähnliches.It is possible, too, instead of a weight-dependent one Capacitor another switching element in a suitable oscillator to use that has a characteristic weight-dependent value has, for example, a quartz oscillator under the action a force is compressed and thereby its vibration behavior changed or even a coil that has its inductance depending on the applied Weight changes, for example, in that a coil core is weight-dependent in the coil winding is pushed or removed from it, or else in that the coil winding is designed, for example, as a spring is and when squeezing over one Coil core their inductance magnified, or similar.

Selbstverständlich ist auch ein Sensor-Reflektor denkbar, bei dem mehrere Bauelemente innerhalb des Oszillators einen für sie charakteristischen Wert gewichtsabhängig ändern.Of course it is Also, a sensor-reflector conceivable in which a plurality of components within the Oscillator one for they change their characteristic value by weight.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist als Last einen Schwingkreis auf, dessen Resonanzfrequenz gewichtsabhängig ist. Dadurch wird eine maximale Amplitude des reflektierten Sensor-Reflektorsignals nur bei der Resonanzfrequenz des Schwingkreises erreicht. Diese zweite Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Sendesignale der Sende- und Empfangseinheit breitbandig sind. Dies bedeutet, dass die Frequenz des Sendesignals innerhalb eines relativ großen Frequenzbandes beim Senden variiert. Die Sendeträgerfrequenzen liegen üblicherweise über 100 MHz. Typischerweise werden 433 MHz, 868 MHz oder 2,45 GHz verwendet.A second preferred embodiment for one inventive device has a resonant circuit as a load whose resonant frequency is weight-dependent. This will cause a maximum amplitude of the reflected sensor reflector signal reached only at the resonant frequency of the resonant circuit. This second embodiment for one inventive device is especially advantageous if the transmission signals of the transmitting and receiving unit are broadband. This means that the frequency the transmission signal within a relatively large frequency band when transmitting varied. The transmission carrier frequencies are usually over 100 MHz. Typically 433 MHz, 868 MHz or 2.45 GHz are used.

Analog zur ersten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der verwendete Schwingkreis ein die Resonanzfrequenz beeinflussendes Bauelement auf mit einem charakteristischen, gewichtsabhängigen Wert, beispielsweise in der Form des bereits beschriebenen gewichtsabhängigen Kondensators, der gewichtsabhängigen Spule oder auch eines gewichtsabhängigen Schwingquarzes.Analogous to the first advantageous embodiment of the device according to the invention, the resonant circuit used has a resonant frequency-influencing device with a characteristic rule, weight-dependent value, for example in the form of the weight-dependent capacitor already described, the weight-dependent coil or a weight-dependent oscillating quartz.

Ein besonders einfacher Schwingkreis ist ein Serien- oder Parallelschwingkreis mit zumindest einem Kondensator und einer Spule, wobei vorzugsweise mindestens eines dieser beiden Bauelemente einen gewichtsabhängigen Wert aufweist.One a particularly simple resonant circuit is a series or parallel resonant circuit with at least one capacitor and a coil, preferably at least one of these two components has a weight-dependent value having.

Innerhalb einer Vorrichtung zum Erkennen der Position und der Gewichtskraft einer Person, insbesondere der Person auf einem Kraftfahrzeugsitz in einem Kraftfahrzeug, sind zumeist nicht nur einer, sondern mehrerer Sensor-Reflektoren auf der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes angeordnet. Auf diese Weise kann nicht nur die Sitzposition einer Person anhand der Signalamplituden des reflektierten Sensor-Reflektorsignals ortsgenauer bestimmt werden, sondern auch das Gewicht: stehen sehr viele gewichtsempfindliche Sensor-Reflektoren auf der Oberfläche des Fahrzeugsitzes zur Verfügung, so kann sogar eine Klassifizierung der auf dem Fahrzeugsitz befindlichen Person aufgrund der Verteilung des einwirkenden Gewichts auf den Fahrzeugsitz vorgenommen werden.Within a device for detecting the position and the weight a person, in particular the person on a motor vehicle seat in a motor vehicle, are usually not just one, but several Sensor reflectors arranged on the seat of the vehicle seat. In this way, not only the seating position of a person based the signal amplitudes of the reflected sensor reflector signal more accurate be determined, but also the weight: are very many weight-sensitive Sensor reflectors on the surface of the vehicle seat to available so even a classification can be found on the vehicle seat Person due to the distribution of the acting weight on the person Vehicle seat to be made.

Bei der Verwendung von mehreren Sensor-Reflektoren nach der ersten vorteilhaften Ausführungsform mit einem gewichtsabhängig schwingenden Oszillator ist es dabei von Vorteil, eine Zuordnung der einzelnen Sensor-Reflektoren zu den empfangenen Signalen zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine individuelle Codierung jedes einzelnen Sensor-Reflektors dadurch erreicht werden, dass parallel zur Antenne jedes Sensor-Reflektors je ein Anpassnetzwerk und ggf. zusätzlich je ein Oberflächenwellenelement angeschlossen wird, über das bzw. die jeweils ein individueller Code auf jedes Sensor- Reflektorsignal durch Modulation aufgeprägt werden kann, wie beispielsweise bei Codegebern von Fahrzeugzugangssystemen, beispielsweise gemäß der Deutschen Offenlegungsschrift DE 199 57 557 A1 .When using a plurality of sensor reflectors according to the first advantageous embodiment with a weight-dependent oscillating oscillator, it is advantageous to allow an assignment of the individual sensor reflectors to the received signals. For example, an individual coding of each individual sensor reflector can be achieved by connecting one matching network and possibly additionally one surface-wave element parallel to the antenna of each sensor reflector, via which or each individual code to each sensor reflector signal Modulation can be imposed, such as in encoders of vehicle access systems, for example, according to the German Offenlegungsschrift DE 199 57 557 A1 ,

Bei der Verwendung von mehreren Sensor-Reflektoren nach der zweiten vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die gewichtsabhängig veränderliche Last durch einen Schwingkreis gebildet wird, können für die Sensor-Reflektorsignale verschiedener Sensor-Reflektoren jeweils verschiedene Frequenzbänder reserviert werden. Innerhalb dieser individuellen Frequenzbänder variiert die maximale Amplitude des jeweiligen Sensor-Reflektorsignals gewichtsabhängig.at the use of multiple sensor reflectors after the second advantageous embodiment the device according to the invention, in which the weight-dependent variable Load formed by a resonant circuit can be used for the sensor reflector signals different sensor reflectors each reserved different frequency bands become. Within these individual frequency bands, the maximum varies Amplitude of the respective sensor reflector signal weight-dependent.

Vorzugsweise sind die Sensor-Reflektoren bei beiden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur auf der Sitzfläche des Fahrzeugsitzes angeordnet, sondern beispielsweise auch auf der Oberfläche der Fahrzeugsitzlehne und/oder im Kopfteil des Fahrzeugsitzes. Diese Anordnung ist analog zu der bekannten Anordnung von Reflektoren zur Sitzpositionserkennung in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 102 541 97.3 , jedoch ist es nun zusätzlich auch möglich Informationen über die auf das Kopfteil einwirkende Kraft zu erhalten. Beispielsweise kann daraus eine Information gewonnen werden, ob eine Person ihren Kopf an das Kopfteil des Fahrzeugsitzes anlehnt.Preferably, the sensor reflectors are arranged in both embodiments of the device according to the invention not only on the seat surface of the vehicle seat, but for example also on the surface of the vehicle seat back and / or in the head part of the vehicle seat. This arrangement is analogous to the known arrangement of reflectors for seating position detection in the non-prepublished patent application DE 102 541 97.3 However, it is now also possible to obtain information about the force acting on the head part. For example, it can be obtained an information as to whether a person leans her head on the head part of the vehicle seat.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail below with reference to the schematic drawings. It demonstrate:

1 einen erfindungsgemäßen Sensor-Reflektor 6 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform schematisch als Schaltskizze, 1 a sensor reflector according to the invention 6 a device according to the invention according to a first advantageous embodiment schematically as a circuit diagram,

2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erkennen der Position und der Gewichtskraft (F ⇀) einer Person (10) auf einem Kraftfahrzeugsitz (2) innerhalb eines Kraftfahrzeugs (1), 2 a schematic representation of a device according to the invention for detecting the position and the weight (F ⇀) of a person ( 10 ) on a motor vehicle seat ( 2 ) within a motor vehicle ( 1 )

3 einen erfindungsgemäßen Sensor-Reflektor 6 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform schematisch als Schaltskizze, 3 a sensor reflector according to the invention 6 a device according to the invention according to a second advantageous embodiment schematically as a circuit diagram,

4 eine schematische Darstellung des Sensor-Reflektorsignals (R) eines Sensor-Reflektors (6) gemäß 3, aufgetragen über die Trägerfrequenz (f), für a) einen unbelasteten Sensor-Reflektor (6) und für b) einen gewichtsbelasteten Sensor-Reflektor (6), 4 1 is a schematic representation of the sensor reflector signal (R) of a sensor reflector (FIG. 6 ) according to 3 , plotted against the carrier frequency (f), for a) an unloaded sensor reflector ( 6 ) and b) a weighted sensor reflector ( 6 )

5 einen Fahrzeugsitz (2) mit verschiedenen möglichen Anbringungsorten eines erfindungsgemäßen Sensor-Reflektors (6) und 5 a vehicle seat ( 2 ) with various possible mounting locations of a sensor reflector according to the invention ( 6 ) and

6 einen Querschnitt durch a) einen schematisch dargestellten Kondensator (C10) eines Sensor-Reflektors (6) einmal mit Gewichtskraftbelastung (durchgezogene Linie) und einmal ohne Gewichtskraftbelastung (strichliert) und b) einen schematisch dargestellten Fingerkondensator (C10), ebenfalls einmal belastet (durchgezogene Linie) und einmal unbelastet (strichliert). 6 a cross section through a) a schematically illustrated capacitor (C10) of a sensor reflector ( 6 ) once with weight load (solid line) and once without weight load (dashed) and b) a schematically illustrated finger capacitor (C10), also once charged (solid line) and once unloaded (dashed).

1 zeigt einen Sensor-Reflektor 6 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform. Der dargestellte Sensor-Reflektor 6 weist eine Antenne A, eine Last Z und einen Oszillator OSC auf. Die Antenne A ist beispielsweise eine Kupferplatte mit Kantenlängen von 3 und 4 cm. Ein Anschluss A1 der Antenne A ist mit dem Drainanschluss S11 eines MOSFET-Transistors S10 verbunden, dessen Source S12 über einen Lastwiderstand R1 mit dem Masseanschluss GRD verbunden ist. Der MOSFET-Transistor S10 und der Lastwiderstand R1 bilden zusammen die gewichtsabhängig veränderliche Last Z, sobald der Gateanschluss S13 des Transistors 510 gewichtsabhängig veränderlich angesteuert wird. Dies erfolgt durch den Signalausgang eines Colpitts- Oszillators OSC, dessen Signalausgang F_OUT mit dem Gateanschluss S13 des Transistors 510 verbunden ist. Der dargestellte Colpitts-Oszillator OSC besteht aus einem npn-Bipolartransistor 520, dessen Kollektoranschluss S21 über einen Widerstand R2 mit einer Versorgungsspannung Vcc verbunden ist und außerdem über einen Entstörkondensator C1 mit dem Signalausgang F_OUT des Oszillators. Der Emitter S22 ist sowohl über einen Widerstand R3 als auch über einen Kondensator C3 mit dem Masseanschluss GRD verbunden. Außerdem ist der Emitter über einen weiteren Kondensator C2 mit seinem Basisanschluss S23 verbunden. Die Basis S23 des Transistors S20 ist außerdem über einen Lastwiderstand R4 und außerdem über einen Parallelschwingkreis, bestehend aus einem gewichtssensitiven Kondensator C10 und einer Spule L, mit dem Masseanschluss GRD verbunden. 1 shows a sensor reflector 6 a device according to the invention according to a first preferred embodiment. The illustrated sensor reflector 6 has an antenna A, a load Z and an oscillator OSC. The antenna A is for example a copper plate with edge lengths of 3 and 4 cm. A terminal A1 of the antenna A is connected to the drain terminal S11 of a MOSFET transistor S10 whose source S12 is connected to the ground terminal GRD via a load resistor R1. The MOSFET transistor S10 and the load resistor R1 together form the weight-dependent variable load Z as soon as the gate terminal S13 of the transistor 510 is controlled variable depending on weight. This is done by the signal output of a Colpitts oscillator OSC whose signal output F_OUT to the gate terminal S13 of the transistor 510 connected is. The illustrated Colpitts oscillator OSC consists of an npn bipolar transistor 520 whose collector terminal S21 is connected via a resistor R2 to a supply voltage Vcc and also via an interference suppression capacitor C1 to the signal output F_OUT of the oscillator. The emitter S22 is connected to the ground terminal GRD through both a resistor R3 and a capacitor C3. In addition, the emitter is connected via a further capacitor C2 to its base terminal S23. The base S23 of the transistor S20 is also connected to the ground terminal GRD via a load resistor R4 and also through a parallel resonant circuit consisting of a weight-sensitive capacitor C10 and a coil L.

Ebenso dargestellt ist eine Gewichtskraft F ⇀ in Pfeilrichtung, die auf die erste Elektrode C11 des Kondensators C10 einwirkt. Von dieser einwirkenden Kraft F ⇀ abhängig ändert sich der Elektrodenabstand d des Kondensators C10. Dadurch verändert sich auch der Kapazitätswert C des Kondensators C10, da dieser indirekt proportional zum Abstand der Kondensatorelektroden C11 und C12 ist, gemäß der Formel:

Figure 00090001
Also shown is a weight F ⇀ in the arrow direction, which acts on the first electrode C11 of the capacitor C10. Dependent on this acting force F, the electrode spacing d of the capacitor C10 changes. This also changes the capacitance value C of the capacitor C10, since this is indirectly proportional to the distance of the capacitor electrodes C11 and C12, according to the formula:
Figure 00090001

Der Kondensator C10 ist ein frequenzbestimmendes Bauteil für die Schwingungsfrequenz f des Colpitts-Oszillators OSC mit der das Ausgabesignal an dessen Signalausgang F_OUT schwingt. Verändert sich folglich gemäß der Formel [1] der Wert der Kapazität C des Kondensators C10 durch Einwirken einer Gewichtskraft F ⇀, so verändert sich dadurch gewichtsabhängig die Schwingungsfrequenz der Ansteuerspannung am Gateanschluss S13 des MOSFET-Transistors S10. Ein von der Antenne A reflektiertes Sensor-Reflektorsignal T wird aufgrund einer gewichtsabhängig oszillierenden Last Z gedämpft. Die Sende- und Empfangseinheit 9 empfängt dieses gewichtsabhängig oszillie rend gedämpfte Sensor-Reflektorsignal R, bereitet es beispielsweise durch geeignete Demodulationsverfahren auf und leitet es an die Auswerteeinheit 12 weiter, die die im empfangenen Sensor-Reflektorsignal R enthaltene Gewichtsinformation auswerten und ggf. das Auslöseverhalten einer Insassenschutzvorrichtung an das ermittelte Gewicht oder die ermittelte Gewichtsverteilung einer Person 10 auf dem Fahrzeugsitz 2 anpassen kann.The capacitor C10 is a frequency-determining component for the oscillation frequency f of the Colpitts oscillator OSC with which the output signal at the signal output F_OUT oscillates. Consequently, according to the formula [1], if the value of the capacitance C of the capacitor C10 changes by the action of a weight force F ⇀, the frequency of oscillation of the driving voltage at the gate terminal S13 of the MOSFET transistor S10 changes as a function of weight. A reflected from the antenna A sensor-reflector signal T is attenuated due to a weight-dependent oscillating load Z. The transmitting and receiving unit 9 receives this weight-dependent oscillating damped sensor reflector signal R, prepares it for example by suitable demodulation and passes it to the evaluation 12 which further evaluate the weight information contained in the received sensor-reflector signal R and, if applicable, the triggering behavior of an occupant protection device to the determined weight or the determined weight distribution of a person 10 on the vehicle seat 2 can adapt.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug 1. Mehrere Sensor-Reflektoren 6 sind auf der Sitzfläche 3, auf der Oberfläche der Sitzlehne 4 und in der Kopfstütze 5 eines Kraftfahrzeugsitzes 2 angeordnet. In der Fahrzeugarmatur 11 des Fahrzeugs 1 ist eine Sende- und Empfangseinheit 9 angebracht. Der Anbringungsort für eine geeignete Sende- und Empfangseinheit 9 kann aber auch an anderer Stelle im Kraftfahrzeug sein, beispielsweise im Bereich des Innenspiegels, was durch eine zusätzlich eingezeichnete Sende- und Empfangseinheit 9' in der 2 angedeutet ist, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aber nicht benötigt wird. 2 shows an embodiment of a device according to the invention in a motor vehicle 1 , Several sensor reflectors 6 are on the seat 3 , on the surface of the seat back 4 and in the headrest 5 a motor vehicle seat 2 arranged. In the vehicle fitting 11 of the vehicle 1 is a transmitting and receiving unit 9 appropriate. The location for a suitable transmitting and receiving unit 9 but can also be elsewhere in the motor vehicle, for example in the region of the interior mirror, which by an additionally drawn transmitting and receiving unit 9 ' in the 2 is indicated, which is not needed in the present embodiment.

Außerdem dargestellt ist eine Person 10, die sich auf dem Fahrzeugsitz 2 angelehnt an die Sitzlehne 4 befindet. Mit der Sende- und Empfangseinheit 9 verbunden ist eine Auswerteeinheit 12 verbunden.Also shown is a person 10 that are on the vehicle seat 2 leaning against the seat back 4 located. With the transmitting and receiving unit 9 connected is an evaluation unit 12 connected.

Die Sende- und Empfangseinheit 9 empfängt das Sensor-Reflektorsignal R und demoduliert es beispielsweise mit Hilfe des bekannten FM-CW-Radarverfahrens (frequency modulated continues wave) oder eines anderen geeigneten Verfahrens. Somit erhält man in der Sende- und Empfangseinheit 9 ein meist niederfrequentes Messsignal, das hinsichtlich der Anwesenheit, der Position und der Gewichtskraft der Person (10) ausgewertet werden kann. Die Auswertung erfolgt dabei in einer Auswerteeinheit 12. Sie ist beispielsweise Bestandteil des Insassenschutzsystems, vorzugsweise wird sie durch einen Kon troller der Steuereinheit des Insassenschutzsystems gebildet oder sie ist als Recheneinheit innerhalb der Sende- und Empfangseinheit 9 angeordnet oder aber zumindest damit verbunden und kann die ermittelten Informationen über den Fahrgast 10 zumindest an das Insassenschutzsystem senden, woraufhin dieses die Auslösung eines Insassenrückhaltemittels nötigenfalls anpasst.The transmitting and receiving unit 9 receives the sensor-reflector signal R and demodulates it, for example, by means of the known FM-CW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar method or another suitable method. Thus one obtains in the transmitting and receiving unit 9 a mostly low-frequency measurement signal, which in terms of the presence, the position and the weight of the person ( 10 ) can be evaluated. The evaluation takes place in an evaluation unit 12 , It is for example part of the occupant protection system, preferably it is formed by a Kon troller the control unit of the occupant protection system or it is as a computing unit within the transmitting and receiving unit 9 arranged or at least connected to it and can determine the information about the passenger 10 at least send to the occupant protection system, whereupon this adjusts the triggering of an occupant restraint means, if necessary.

Eine entsprechende Zuordnung der Sensor-Reflektorsignale R zu den zugehörigen Sensor-Reflektoren kann beispielsweise durch eine individuelle Codierung der Sensor-Reflektorsignale R jedes Sensor-Reflektors erreicht werden, wie eingangs bereits erwähnt.A corresponding assignment of the sensor reflector signals R to the associated sensor reflectors For example, by an individual coding of the sensor reflector signals R each sensor reflector can be achieved, as already mentioned mentioned.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für einen Sensor-Reflektor 6 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Er weist eine Antenne A auf, die an ihrem einen Ende mit einer ersten Elektrode C11 eines Kondensators C10 und einem ersten Anschluss L1 einer Spule L verbunden ist, die zusammen einen Parallelschwingkreis bilden. Die zweite Elektrode C12 des Kondensators C10 und ein zweiter Anschluss L2 der Spule L sind mit dem gemeinsamen Masseanschluss GRD verbunden. 3 shows a schematic representation of an embodiment of a sensor reflector 6 according to a second preferred embodiment of the device according to the invention. It has an antenna A, which is connected at its one end to a first electrode C11 of a capacitor C10 and a first terminal L1 of a coil L, which together form a parallel resonant circuit. The second electrode C12 of the capacitor C10 and a second terminal L2 of the coil L are connected to the common ground terminal GRD.

Abhängig von der Resonanzgüte des Parallelschwingkreises LC werden alle Schwingungen um so stärker bedämpft je weiter ihre Schwingungsfrequenz f von der Resonanzfrequenz fres des Parallelschwingkreises LC abweicht. Eine maximale Amplitude des von der Antenne A empfangenen Signals T und des von der Antenne A reflektierten Sensor-Reflektorsignals R liegt bei der Resonanzfrequenz fres des Parallelschwingkreises LC vor.Depending on the resonance quality of the parallel resonant circuit LC, all the vibrations are attenuated all the more as their oscillation frequency f deviates from the resonant frequency f res of the parallel resonant circuit LC. A maximum amplitude of the signal T received by the antenna A and of the sensor reflector signal R reflected by the antenna A is present at the resonant frequency f res of the parallel resonant circuit LC.

Die Resonanzfrequenz fres des dargestellten Parallelschwingkreises LC kann durch die Formel

Figure 00110001
beschrieben werden, wobei L die Induktivität der Spule L ist und C die Kapazität des Kondensators C10.The resonant frequency f res of the illustrated parallel resonant circuit LC can be represented by the formula
Figure 00110001
where L is the inductance of the coil L and C is the capacitance of the capacitor C10.

Wie die typischerweise verwendeten Trägerfrequenzen f im Bereich der bekannten Reflektoren für die Insassenerkennung beispielsweise in einem Frequenzband von ca. 80 Megahertz um 2,45 Gigahertz liegen, kann auch die gewichtsabhängige Resonanzfrequenz fres des Parallelschwingkreises LC vorzugsweise innerhalb dieses Trägerfrequenzbandes gewichtsabhängig variieren. Werden mehrere Sensor-Reflektoren 6 verwendet, so ist es zur Zuordnung der von der Sende- und Empfangseinheit 9 empfangenen Sensor-Reflektorsignale R zu den einzelnen Sensor-Reflektoren 6 von Vorteil, wenn die zu jedem Sensor-Reflektor 6 gehörige Resonanzfrequenz fres gewichtsabhängig nur in einem jeweils unterschiedlichen, schmalbandigeren Resonanzfrequenzband variieren kann, wobei alle Resonanzfrequenzbänder der Sensor-Reflektoren 6 innerhalb des von der Sende- und Empfangseinheit 9 ausgesendeten Trägerfrequenzbandes liegen.As the typically used carrier frequencies f are in the range of known reflectors for occupant detection, for example in a frequency band of about 80 megahertz to 2.45 gigahertz, the weight-dependent resonant frequency f res of the parallel resonant circuit LC preferably vary within this carrier frequency band weight-dependent. Become multiple sensor reflectors 6 used, so it is for the assignment of the transmitting and receiving unit 9 received sensor reflector signals R to the individual sensor reflectors 6 beneficial when connecting to any sensor reflector 6 Depending resonant frequency f res may vary depending on the weight only in each case a different, narrowband resonant frequency band, all resonant frequency bands of the sensor reflectors 6 within the from the transmitting and receiving unit 9 emitted carrier frequency band lie.

Die Sende- und Empfangseinheit 9 sendet Sendesignale T breitbandig aus, beispielsweise von einer untersten Frequenz f = 2,45 Gigahertz – 40 Megahertz bis zu einer obersten Frequenz f = 2,45 Gigahertz + 40 Megahertz. Jeder der Sensor-Reflektoren 6 reflektiert die empfangene Strahlung mit einer maximalen Amplitude in einem für den jeweiligen Sensor-Reflektor 6 spezifischen Frequenzband um seine aktuelle Resonanzfrequenz fres: Ist ein Sensor-Reflektor (6) mit einer Gewichtskraft F ⇀ beaufschlagt, so verringert sich seine Resonanzfrequenz fres nach den oben genannten Formeln [1] und [2].The transmitting and receiving unit 9 transmits broadband transmission signals T, for example, from a lowest frequency f = 2.45 gigahertz - 40 megahertz to a top frequency f = 2.45 gigahertz + 40 megahertz. Each of the sensor reflectors 6 reflects the received radiation with a maximum amplitude in one for the respective sensor reflector 6 specific frequency band around its current resonant frequency f res : is a sensor reflector ( 6 ) is acted upon by a weight F ⇀, so its resonant frequency f res decreases according to the above formulas [1] and [2].

Die Sensor-Reflektorsignale R aller Sensor-Reflektoren können aber auch alle innerhalb des gleichen Frequenzbandes gewichtsabhängig variierend reflektieren. Eine entsprechende Zuordnung der Sensor-Reflektorsignale R kann dann beispielsweise wiederum durch eine individuelle Codierung der Sensor-Reflektorsignale R jedes Sensor-Reflektors erreicht werden.The However, sensor reflector signals R of all sensor reflectors can also all varying weight-dependent within the same frequency band reflect. A corresponding assignment of the sensor reflector signals R can then, for example, again by an individual coding the sensor reflector signals R each sensor reflector can be achieved.

4 zeigt eine schematische Darstellung von typischen Sensor-Reflektorsignalen R der bevorzugten zweite Ausführungsform der Erfindung der 3, aufgetragen über die Trägerfrequenz f für a) einen unbelasteten Sensor-Reflektor 6 und für b) einen gewichtsbelasteten Sensor-Reflektor 6. Die 6a) zeigt einen Resonanz-Peak des Sensor-Reflektorsignals R mit einem Maximum bei der Resonanzfrequenz fres,d1 und einem Kondensatorelektrodenabstand d1. 6b) zeigt den Resonanz-Peak um eine Resonanzfrequenz fres,d2. Diese Resonanzfrequenz fres stellt sich ein, wenn eine Kraft F ⇀ die erste Kondensatorelektrode C11 bis auf einen Abstand d2 an die zweite Kondensatorelektrode C12 genähert. Durch die Verringerung des Elektrodenabstands d verschiebt sich die Resonanzfrequenz fres des Parallelschwingkreises LC um einen Frequenzunterschied Δfres. Dieser Wert stellt ein Maß für die auf den jeweiligen Sensor-Reflektor 6 einwirkende Gewichtskraft F ⇀ dar und gibt somit eine Gewichtsinformation über die auf dem Fahrzeugsitz befindliche Person 10 wieder. Über den gesamten Gewichtsmessbereich ergibt sich beispielsweise eine maximale Frequenzverschiebung Δfres von mehreren 10 KHz. 4 shows a schematic representation of typical sensor reflector signals R of the preferred second embodiment of the invention 3 plotted against the carrier frequency f for a) an unloaded sensor reflector 6 and for b) a weighted sensor reflector 6 , The 6a ) shows a resonance peak of the sensor reflector signal R having a maximum at the resonance frequency f res, d1 and a capacitor electrode distance d1. 6b ) shows the resonance peak by a resonance frequency f res, d2 . This resonant frequency fres is established when a force F gen approaches the first capacitor electrode C 11 to a distance d 2 from the second capacitor electrode C 12. By reducing the electrode spacing d, the resonance frequency f res of the parallel resonant circuit LC shifts by a frequency difference Δf res . This value represents a measure of the on the respective sensor reflector 6 acting weight force F ⇀ and thus gives a weight information about the person located on the vehicle seat 10 again. Over the entire weight measuring range results, for example, a maximum frequency shift Δf res of several 10 KHz.

Die Auswerteeinheit 12 kann die Frequenzlage der maximalen Amplitude des Sensor-Reflektorsignals R bei der Resonanzfrequenz fres feststellen und auf die durch ein Gewicht hervorgerufene Frequenzverschiebung Δfres als Gewichtsinformation auswerten.The evaluation unit 12 can determine the frequency position of the maximum amplitude of the sensor-reflector signal R res at the resonant frequency f res and evaluate the caused by a weight frequency shift .DELTA.f res as weight information.

5 zeigt einen Fahrzeugsitz 2 mit einer Fahrzeugsitzlehne 4, einer Kopfstütze 5 und einer Fahrzeugsitzoberfläche 2. Eingezeichnet sind bevorzugte Anbringungsorte von erfindungsgemäßen Sensor-Reflektoren 6 auf dem Fahrzeugsitz 2. Um das Gewicht eines Fahrzeuginsassen 10 und darüber hinausgehend sogar seine Gewichtsverteilung auf dem Kraftfahrzeugsitz möglichst genau erfassen zu können, ist es von Vorteil, möglichst viele Sensorreflektoren 6 auf der Fahrzeugsitzoberfläche 3 anzuordnen. Um außerdem noch mehr über seine genaue Sitzposition zu erfahren, ist es von Vorteil, Sensor-Reflektoren 6 auch in der Fahrzeugsitzlehne 4 und in der Kopfstütze 5 anzubringen. So kann man beispielsweise herausfinden, ob ein Fahrzeuginsasse 10 an die Fahrzeugsitzlehne 4 angelehnt ist oder ob sein Kopf auf die Kopfstütze drückt. 5 shows a vehicle seat 2 with a vehicle seat back 4 , a headrest 5 and a vehicle seat surface 2 , Shown are preferred locations of inventive sensor reflectors 6 on the vehicle seat 2 , To the weight of a vehicle occupant 10 and even beyond its weight distribution on the vehicle seat to capture as accurately as possible, it is advantageous to as many sensor reflectors 6 on the vehicle seat surface 3 to arrange. In addition, to learn even more about its exact seating position, it is advantageous sensor reflectors 6 also in the vehicle seat back 4 and in the headrest 5 to install. For example, you can find out if a vehicle occupant 10 to the vehicle seat back 4 is ajar or whether his head presses on the headrest.

Ein sowohl für die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1 als auch für die zweite Ausführungsform gemäß 3 geeigneter gewichtssensitiver Kondensator C10 ist beispielsweise ein freigeätzter Hohlraum in einem mikromechanischen Halbleiterchip, bei dem die Kondensatorplatten durch das Halbleitermaterial des Chips voneinander auf Abstand gehalten werden. Es ist aber auch möglich, einen geeigneten Kondensator C10 aus parallel angeordneten Elastomerfolien aufzubauen oder ähnliches. Die beiden Kondensatorplatten C11 und C12 sind insbesondere parallel zur größten Flächenausdehnung des Sensor-Reflektors 6 und parallel zu einer Kraftaufnahmefläche des Fahrzeugsitzes 2 auf diesem angeordnet, beispielsweise parallel zur Sitzoberfläche 3. Bei einer mikromechanischen Realisierung des Kondensators C10 auf einem Halbleiterchip kann vorteilhafterweise auch weitere Elektronik auf dem Chip angeordnet sein.A for the first embodiment of the inventive device according to 1 as well as for the second embodiment according to 3 suitable weight-sensitive capacitor C10 is, for example, an etched-free cavity in a micromechanical semiconductor chip, in which the capacitor plates are kept apart from one another by the semiconductor material of the chip. But it is also possible to construct a suitable capacitor C10 of parallel elastomeric films or the like. The two capacitor plates C11 and C12 are in particular parallel to the largest surface area of the sensor reflector 6 and parallel to a force receiving surface of the vehicle seat 2 arranged on this, for example, parallel to the seat surface 3 , In the case of a micromechanical realization of the capacitor C10 on a semiconductor chip, further electronics can advantageously also be arranged on the chip.

6a zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen geeigneten Kondensator C10 mit einem ersten Anschluss C11, dessen Bezugszeichen zugleich die erste Kondensatorplatte C11 bezeichnet, und einem zweiten Anschluss C12, dessen Bezugszeichen zugleich die zweite Kondensatorplatte C12 bezeichnet. Wirkt eine Kraft F ⇀ ≤ 0 auf die erste Kondensatorplatte C11 so wird diese strichliert eingezeichnete Kondensatorplatte C11 nicht ausgelenkt. Ihr Abstand zu der zweiten Kondensatorplatte C12 ist d1. Wirkt jedoch eine F ⇀ > 0 auf die erste Kondensatorplatte C11, so wird diese bis auf einen Abstand d2 an die zweite Kondensatorplatte C12 angenähert. 5a zeigt beispielsweise einen Halbleiterkondensator C oder auch einen Folienkondensator C, bei denen jeweils die erste Kondensatorplatte C11 mittig durchgebogen wird. 6a shows a schematic cross section through a suitable capacitor C10 with a first terminal C11, the reference numeral also denotes the first capacitor plate C11, and a second terminal C12, the reference numeral also denotes the second capacitor plate C12. If a force F ≦ ≦ 0 acts on the first capacitor plate C11, then this capacitor plate C11 drawn in dashed lines is not deflected. Their distance from the second capacitor plate C12 is d 1 . However, if an F ⇀> 0 acts on the first capacitor plate C11, this is approximated to a distance d 2 to the second capacitor plate C12. 5a shows, for example, a semiconductor capacitor C or a film capacitor C, in which each of the first capacitor plate C11 is bent centrally.

6b zeigt einen geeigneten sog. Fingerkondensator C10, wobei die erste Kondensatorelektrode C11 eine fingerartige Struktur aufweist, die auf Abstand gehalten wird zu einer zweiten Kondensatorelektrode C12 mit einer entsprechend komplementären Fingerstruktur, die in die Fingerstruktur der ersten Kondensatorelektrode C11 bei Annäherung eingreifen kann, ohne die erste Kondensatorelektrode C11 elektrisch zu kontaktieren. Wie in 5a ist die Position der ersten Kondensatorelektrode C12 ohne Krafteinwirkung oder bei negativer Krafteinwirkung strichliert eingezeichnet und mit Krafteinwirkung in durchgezogener Linie. Dementsprechend sind die Abstände zur unteren Kondensatorplatte C12 wieder als größeres d1 und als kleineres d2 eingezeichnet. Auch ein solcher Fingerkondensator C10 kann ebenfalls in Halbleiterstruktur gefertigt werden, wobei die gezeigte 5b beispielsweise als Ausschnitt der mittig durchgebogenen Kondensatorstruktur der 5a zu verstehen ist. 6b shows a suitable so-called finger capacitor C10, wherein the first capacitor electrode C11 has a finger-like structure which is kept at a distance to a second capacitor electrode C12 with a correspondingly complementary finger structure, which can engage in the finger structure of the first capacitor electrode C11 approaching, without the first Contact capacitor electrode C11 electrically. As in 5a the position of the first capacitor electrode C12 is shown in dashed lines without force or in the case of a negative force, and with a force in a solid line. Accordingly, the distances to the lower capacitor plate C12 are again shown as larger d1 and smaller d2. Such a finger capacitor C10 can also be manufactured in semiconductor structure, wherein the shown 5b For example, as a section of the center bent capacitor structure of 5a to understand.

Claims (12)

Vorrichtung zum Erkennen der Position und des Gewichts mindestens einer Person (10) mit – einer mindestens einer Sende- und Empfangseinheit (9) für elektromagnetische Signale, – mindestens einem Sensor-Reflektor (6) mit einer Antenne (A) zum Reflektieren eines Sendesignals (T) der Sende- und Empfangseinheit (9) als Sensor-Reflektorsignal (R), – einer Auswerteeinheit (12), die mit der Sende- und Empfangseinheit (9) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Antenne (A) jedes Sensor-Reflektors (6) mit einer jeweils zugehörigen, gewichtsabhängig veränderlichen elektrischen Last (Z) verbunden ist, – das Sensor-Reflektorsignal (R) eine von der Last (Z) aufgeprägte Gewichtsinformation über die Person (10) enthält und – die Auswerteeinheit (12) Mittel zur Auswertung der Gewichtsinformation über die Person (10) aufweist.Device for detecting the position and weight of at least one person ( 10 ) with - at least one transmitting and receiving unit ( 9 ) for electromagnetic signals, - at least one sensor reflector ( 6 ) with an antenna (A) for reflecting a transmission signal (T) of the transmitting and receiving unit ( 9 ) as a sensor-reflector signal (R), - an evaluation unit ( 12 ) connected to the transmitting and receiving unit ( 9 ), characterized in that - the antenna (A) of each sensor reflector ( 6 ) is connected to a respectively associated, weight-dependent variable electrical load (Z), - the sensor-reflector signal (R) has a weight information about the person impressed on the load (Z) ( 10 ) and - the evaluation unit ( 12 ) Means for evaluating the weight information about the person ( 10 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Oszillator (OSC) aufweist, der bei einer gewichtsabhängigen Schwingungsfrequenz (f) schwingt und dadurch die Last (Z) gewichtsabhängig verändert.Device according to claim 1, characterized in that that the device comprises an oscillator (OSC), which is at a weight-dependent Oscillation frequency (f) oscillates, thereby changing the load (Z) depending on weight. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Last (Z) einen Schalter (S10) aufweist, – dessen erster Anschluss (S11) mit der Antenne (A) verbunden ist, – dessen Steueranschluss (S13) mit eine Signalausgang (f out) des Oszillators (OSC) verbunden ist und – dessen zweiter Anschluss (S12) mit einem Bezugspotential (GRD) verbunden ist.Device according to Claim 1 or 2, characterized the load (Z) has a switch (S10), - whose first terminal (S11) is connected to the antenna (A), - whose Control terminal (S13) with a signal output (f out) of the oscillator (OSC) is connected and - whose second terminal (S12) connected to a reference potential (GRD) is. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (OSC) ein schwingungsfrequenzbeeinflussendes Bauelement (C10) aufweist mit einem für das Bauelement (C10) charakteristischen, gewichtsabhängigen Wert.Device according to Claim 2 or 3, characterized that the oscillator (OSC) is a vibration frequency influencing Component (C10) having a characteristic for the component (C10), weight-dependent Value. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das schwingungsfrequenzbeeinflussende Bauelement (C10) ein Kondensator (C10) ist.Device according to claim 4, characterized in that that the vibration frequency influencing device (C10) a Capacitor (C10) is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Last (Z) durch einen Schwingkreis (LC) gebildet wird, – dessen Resonanzfrequenz (fres) gewichtsabhängig ist und dadurch – die Amplitude des Sensor-Reflektorsignals (R) einen maximalen Wert bei der Resonanzfrequenz (fres) aufweist.Apparatus according to claim 1, characterized in that - the load (Z) by a resonant circuit (LC) is formed, - whose resonant frequency (f res ) is dependent on weight and thereby - the amplitude of the sensor-reflector signal (R) has a maximum value in the Resonant frequency (f res ) has. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingkreis (OSC) ein resonanzfrequenzbeeinflussendes Bauelement (C10) aufweist mit einem für das Bauelement (C10) charakteristischen, gewichtsabhängigen Wert.Device according to claim 6, characterized in that the resonant circuit (OSC) is a resonant frequency-influencing Component (C10) having a characteristic for the component (C10), weight-dependent Value. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Last durch einen Serien- oder Parallelschwingkreis mit je einem Kondensator (C10) und einer Spule (L) gebildet wird.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized that the load through a series or parallel resonant circuit with each one capacitor (C10) and a coil (L) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das resonanzfrequenzbeeinflussende Bauelement (C10) ein Kondensator (C10) ist.Apparatus according to claim 7 or 8, characterized the resonant frequency-influencing component (C10) is a capacitor (C10) is. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mehrere Sensor-Reflektoren (6) aufweist, die an der Sitzfläche und/oder an der Sitzlehne (4) und/oder an der Kopfstütze (5) eines Fahrzeugsitzes (2) angebracht sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises a plurality of sensor reflectors ( 6 ), which on the seat surface and / or on the seat back ( 4 ) and / or on the headrest ( 5 ) of a vehicle seat ( 2 ) are mounted. Sensor-Reflektor (6) zum Erkennen der Position und des Gewichts mindestens einer Person (10), mit einer Antenne (A) zum Reflektieren eines Sendesignals (T) einer Sende- und Empfangseinheit (9) als Sensor-Reflektorsignal (R) und mit einer elektrischen Last, die mit der Antenne (A) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Last (Z) einen gewichtsabhängig veränderlichen Wert aufweist und – das Sensor-Reflektorsignal (R) eine von der Last (Z) aufgeprägte Gewichtsinformation über die Person (10) enthält.Sensor reflector ( 6 ) for recognizing the position and weight of at least one person ( 10 ), with an antenna (A) for reflecting a transmission signal (T) of a transmitting and receiving unit ( 9 ) as a sensor-reflector signal (R) and with an electrical load, which is connected to the antenna (A), characterized in that - the load (Z) has a weight-dependent variable value and - the sensor-reflector signal (R) one of the load (Z) imprinted weight information about the person ( 10 ) contains. Verfahren zum Erkennen der Position und der Gewichtskraft mindestens einer Person (10) bei der mindestens eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet wird und folgende Verfahrenschritte ablaufen: – Aussenden eines Sendesignals (T) durch die Sende- und Empfangseinheit (9), – Empfangen des Sendesignals (T) durch den Sensor-Reflektor (6), – Aufprägen einer Gewichtsinformation über die Person (10) auf das Empfangssignal durch den Sensor-Reflektor (6), – Reflektieren des mit der Gewichtinformation versehenen Empfangssignals als Sensor-Reflektorsignal (R), – Empfangen des Sensor-Reflektorsignals (R) durch die Sende- und Empfangseinheit (9) und – Bestimmen der Gewichtsinformation über die Person (10) aus dem von der Sende- und Empfangseinheit (9) empfangenen Sensor-Reflektorsignal (R).Method for detecting the position and the weight of at least one person ( 10 ) in which at least one device according to one of the preceding claims is used and the following method steps take place: sending of a transmission signal (T) by the transmitting and receiving unit ( 9 ), - Receiving the transmission signal (T) by the sensor reflector ( 6 ), - imprinting weight information about the person ( 10 ) to the received signal through the sensor reflector ( 6 ), - reflecting the received signal provided with the weight information as a sensor-reflector signal (R), - receiving the sensor-reflector signal (R) by the transmitting and receiving unit ( 9 ) and determining the weight information about the person ( 10 ) from that of the transmitting and receiving unit ( 9 ) received sensor reflector signal (R).
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