JP2009137576A - 車の搭乗者保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車の搭乗者保護装置内にて、読み取り装置からのエネルギの安全関連手段のトランスポンダまでの伝送を改良する。
【解決手段】車の搭乗者保護装置は、少なくとも２つの異なる状態を取ることができる安全関連手段を備えている。車の搭乗者保護装置は、アンテナ１３を含む読み取り装置１２と、安全関連手段のそれぞれの状態に依存し又は状態の変化に依存して、読み取り装置１２により検出可能な特徴的な反応を生じさせるトランスポンダ１０とを更に備えている。読み取り装置１２のアンテナ１３とトランスポンダ１０との間にて、読み取り装置１２のアンテナ１３により放出されたエネルギの少なくとも一部分を集め、偏向し且つ再度、放出する継手手段３０が配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも２つの異なる状態を取ることができる安全関連手段と、アンテナを含む読み取り装置と、安全関連手段のそれぞれの状態に依存し、又は状態の変化に依存して読み取り装置により検出可能な特徴的な反応を生じさせるトランスポンダとを備える車の搭乗者保護装置に関する。

かかる車の搭乗者保護装置は、ドイツ国特許明細書１００ ３７ ２６０ Ａ１から既知である。子供用シートに取り付けられたトランスポンダ、及び車に取り付けた読み取り装置により、この装置は、例えば、子供用シートに対して設けられたベルトシステムの中央ベルトバックルが閉じられているかどうかをチェックする。この目的のため、トランスポンダは、例えば、ベルトバックルに関係したマイクロスイッチの状態に依存する、回路の抵抗を走査する。トランスポンダの論理モジュールにおいて、抵抗は、デジタル信号に変換され且つ、トランスポンダスイッチにより発生された負荷の形態にて変調される。このいわゆる負荷変調のため、読み取り装置の電磁界は、特別に変化される一方、この変化は読み取り装置自体によって検出される。このように、相応する評価の後、マイクロスイッチのスイッチング状態及び中央ベルトバックルの係止状態を決定することができる。

最初に記載した型式の車の搭乗者保護装置は、ドイツ国特許明細書１０ ２００６ ０４２ ４５５ Ａ１にも示されている。ベルトバックルには、安全ベルトの舌状片の挿入状態を表示するスイッチが設けられている。スイッチの位置を受信機の回路に無線通信する手段がスイッチと関係付けられている。スイッチと関係付けられた手段は、ＲＦＩＤタグとすることができる。

本発明の１つの目的は、車の搭乗者保護装置内にて読み取り装置からのエネルギを安全関連手段のトランスポンダまで伝送するのを改良することである。

上述した車の搭乗者保護装置において、本発明に従って、読み取り装置のアンテナとトランスポンダとの間には、継手手段が配置されており、該継手手段は、読み取り装置のアンテナにより放出されたエネルギの少なくとも一部分を集め、偏向させ且つ再度、放出する。本発明に従って提供される継手手段は、静止型の読み取り装置のアンテナにより放出された界は、この目的のため、界の強度を増大させることを必要とせずに、通常の到達距離の外側に配置され又は又は望まない態様にて遮蔽されたトランスポンダに到達することを保証する。既知のシステムと相違して、このように、読み取り装置又はそのアンテナの配置は、トランスポンダの位置と大部分、独立的である。継手手段により、読み取り装置からトランスポンダまでのエネルギの伝送は、望ましいことに、金属部品、液体等による妨害的影響に対して保護される。これらの効果を実現するため、読み取り装置、特に、そのアンテナ又はトランスポンダに何ら変更を施す必要がないことを特に認識すべきである。この限りにおいて、良好に確立され且つ標準化したシステムの構成要素を使用することができ、また、このようなデータの伝送は、通常の標準（例えば、ＩＳＯ１４４４３又はＩＳＯ１５６９３）に従って実行することができる。トランスポンダ及び読み取り装置は、継手手段と共に、全体として、車の搭乗者保護装置に関して状態に特有のスイッチ又はセンサを実現するため利用することができる。かかるスイッチ又はセンサは、ほぼ無摩耗であり、温度感受性があり、また、水分の影響を受けない。

継手手段の簡単な形態において、継手手段は、読み取り装置のアンテナにより放出されたエネルギを集める入力アンテナと、入力アンテナにより集められたエネルギを放出する出力アンテナとを含む構成とされる。入力アンテナは、読み取り装置のアンテナの近くに配置され、また、出力アンテナは、トランスポンダの近くに配置されている。

入力アンテナ及び（又は）出力アンテナは、コイルを含むことが好ましい。
読み取り装置のアンテナにより放出されたエネルギを実際に偏向させるため、遮蔽し且つ（又は）撚ったケーブルにより形成されることが好ましい伝送路は、入力アンテナと出力アンテナとの間に設けられる。

本発明の１つの改良例に従い、複数のトランスポンダが提供され、継手手段は、複数の出力アンテナを含む。このようにして、エネルギは、全て同一の読み取り装置と関係付けられた複数のトランスポンダまで偏向させることができる。

この改良例の第一の変更例において、伝送路は、出力アンテナへの枝路を含む。この場合、１つの入力アンテナのみが継手手段内に提供される。
改良例の第２の変更例において、継手手段は、複数の入力アンテナと、その各々が入力アンテナと出力アンテナとの間を伸びる複数の伝送路とを含む。

状態が変化したときのトランスポンダの特徴的な反応は、継手手段の出力アンテナにより放出されたエネルギに対してトランスポンダを特別に覆い又は遮蔽することにより引き起こされることが好ましい。本発明は、トランスポンダの特徴的な反応はトランスポンダの影響領域（検出範囲）内の電界又は磁界の特別な変化により引き起こすことができるとの知見を利用する。このように、車の搭乗者の保護装置の現在の状態又は状態の変化に依存してスイッチオン、スイッチオフを行い又は別言すれば、電界又は磁界を変化させることにより、読み取り装置の電磁界のエネルギの「消費」を変化させることができる。読み取り装置は、この変化を記録し、このため、現在の状態又は状態の変化を表示することができる。

読み取り装置により検出可能な特徴的な反応を生じさせるもう１つの可能性は、トランスポンダを特に、出力アンテナにより放出されたエネルギの到達範囲外に動かすことから成る。

本発明の特に好ましい適用例に従って、車の搭乗者保護装置の安全関連手段は、ベルトバックルを含み、また、トランスポンダは、ベルトバックル内に又はベルトバックル上に取り付けられる。従来のベルトバックルを僅かに改変するだけで、トランスポンダ及び磁石（磁界が変化する場合）又は金属部品（電界が変化する場合）により現在の係止状態を得ることができ、この金属部品は、係止状態が変化したとき、トランスポンダに対して動かされる。マイクロスイッチ又は同等のものを有する追加的なスイッチはもはや不要である。ベルトバックル内部にて、本発明に従ってトランスポンダ及び磁石又は金属部品を取り付けるための幾つかの可能性が存する。

本発明の更なる特徴及び有利な効果は、添付図面に関する以下の説明から理解することができる。
図１には、本発明に従った安全ベルトシステムに対して使用することのできる、トランスポンダシステム、より正確には、ＲＦＩＤシステムの基本構造が示されている。システムは、ＲＦＩＤタグの形態をしたトランスポンダ１０と、アンテナ１３を有する、このトランスポンダ１０に対して調節した読み取り装置１２（ＲＦＩＤ読み取り装置）とを備えている。トランスポンダ１０は、トランスポンダアンテナ１４（コイル）と、マイクロチップ１６と、高周波数発振回路の一部である誘導ユニット１８とを含む。

通常、ＲＦＩＤ通信は、次のように作用する。規則的な間隔にて、読み取り装置１２は、読み取り装置１２のアンテナ１３により放出され且つトランスポンダアンテナ１４により受信される電磁界２０を発生させる。トランスポンダアンテナ１４が電磁界２０に接近すると直ちに、トランスポンダアンテナ１４内に誘導電流が発生する（誘導結合）。この誘導電流は、マイクロチップ１６を起動させる。マイクロチップ１６は、読み取り装置１２からの命令を受け取り、この命令に従って、トランスポンダ１０は、読み取り装置１２により放出された界２０への応答を変調させる。トランスポンダ１０自体は、界を放出せず、読み取り装置１２の電磁界２０を変化させるだけであり、トランスポンダは、特徴的な仕方にて界２０のエネルギを「消費する」一方、この消費は読み取り装置１２により検出される。

作動周波数に依存して、異なる型式のトランスポンダ１０の間にて識別が為される。ＨＦタグは、負荷変調を採用する、すなわち、これらのタグは、短絡により界２０のエネルギの一部分を消費する。近電磁界内の誘導結合のため、タグを励起させると、短い距離の範囲内にてのみ作用する。このため、ＨＦタグのアンテナ１４は、幾つかの巻線を有する共振コイルの形態をした誘導コイルである。しかし、ＵＨＦタグは、後方散乱法により応答を伝送するため遠電磁界にて作用する。この場合、読み取り装置１２の界２０は吸収され（短絡）又はかなり大きい反射断面（ミラー）にて反射される。ＵＨＦタグのアンテナ１４は、大部分、ダイポールアンテナである。

トランスポンダ１０の応答は、更に、特に、例えば、磁石又は金属部品の形態をした高周波数回路及び「界変更手段」による影響を受ける。厳密に言えば、発振回路の離調、すなわちトランスポンダ１０内の共振周波数の変化は、読み取り装置１２により検出することのできる反応を生じさせる。離調は、トランスポンダ１０内に受容された誘導性ユニット１８を好ましくは、金属部品２２により特別に覆い又は遮蔽することにより発生される。縦断した周波数範囲内にて適正なトリガー閾値を使用することにより、少なくとも２つの状態の間にて識別することができる。トランスポンダ１０に作用する界の変化が車の搭乗者保護装置の安全関連手段の状態の変化と相関するとき、読み取り装置１２は、状態の変化を検出し且つ、その変化を例えば車の搭乗者保護装置の制御ユニットに連絡する。

これと代替的に、状態の変化時、状態の変化に対して特徴的なトランスポンダ１０の反応を引き起こし、それ以前に、読み取り装置１２の到達範囲内にあったトランスポンダ１０を、意図的にこの到達範囲外に動かし又はその逆に動かすようにしてもよい。この場合、読み取り装置１２は、読み取り装置１２の検出範囲内にトランスポンダ１０（及びトランスポンダと接続された構成要素又はキャリア）が存在し／不存在であることを表示することができる一種のセンサを構成する。使用されるトランスポンダ１０は、車の搭乗者の保護装置の基本センサに対する境界面を有することもできる。

図２には、第一の実施の形態に従った本発明の車の搭乗者保護装置用のトランスポンダシステムの構造が示されている。読み取り装置１２のアンテナ１３の付近（近く）にて、コイルの形態をした入力アンテナ２４が配置されている。トランスポンダ１０の近傍（近く）にて、同様に、コイルの形態をした出力アンテナ２６が配置されている。入力アンテナ２４と出力アンテナ２６との間にて、遮蔽し且つ（又は）撚ったケーブルにより伝送路２８が形成されている。図２の概略図と異なり、伝送路２８は、適当なケーブルにより実現することのできる任意の経路をとることができる。入力アンテナ２４、出力アンテナ２６及び伝送路２８は、共に読み取り装置１２のアンテナ１３によりトランスポンダに対して放出された界２０の特定の伝送のための継手手段３０を形成する。

継手手段３０の作用は、次のように説明することができる。入力アンテナ２４は、読み取り装置１２のアンテナ１３により放出されたエネルギの少なくとも一部分を集める。伝送路を介して、集められたエネルギは、出力アンテナ２６に偏向され且つ再度、該出力アンテナにより放出される。トランスポンダのアンテナ１４は、最終的に出力アンテナ２６により放出された界を受け取り、この界は、読み取り装置１２のアンテナ１３により放出された界２０に対して実質的に同一である。

入力アンテナ２４を読み取り装置１２のアンテナ１３からどれ程遠くに、また、出力アンテナ２６をトランスポンダ１０からどれ程遠くに配置することができるかは、読み取り装置１２のアンテナ１３により放出された界２０の界強度に依存する。何れの場合でも、入力アンテナ２４は、出力アンテナ２６よりも、読み取り装置１２のアンテナ１３により近く、また、出力アンテナ２６は、入力アンテナ２４よりも、トランスポンダ１０により近いことが重要である。

図３及び図４には、幾つかの、好ましくは、異なるコード化したトランスポンダ１０が単一の読み取り装置１２と関係付けられる場合に対する継手手段の２つの改変例が示されている。第一の好ましい実施の形態から既知の構成要素に対し、同一の参照番号が使用されている。

図３に示したように、伝送路２８は枝分かれしている。枝の各々は、特定のトランスポンダ１０と関係付けられた出力アンテナ２６に達する。
図４に示した変更例は、トランスポンダ１０の各々に対して、それぞれのトランスポンダ１０と関係付けられた、別個の入力アンテナ２６、別個の伝送路２８及び出力アンテナ２６が提供され、入力アンテナ２６の各々は、読み取り装置１２のアンテナ１３により放出された界２０の一部分を集める点にて、上記のものと相違する。

僅か１つの読み取り装置１２に対し幾つかのトランスポンダ１０が使用される上述したケースに対して、標準化したＲＦＩＤ衝突防止方法（例えば、２進探索アルゴリズム）の１つを変化させることにより、異なるトランスポンダ１０の優先化を実現することができる。

本発明の好ましい適用例は、例えば、次のものを含む。すなわち、
ベルトの高さ調節装置の位置を決定すること（トランスポンダ１０はベルトの高さ調節装置に取り付けられる）。

着座位置及びシートの傾斜角度を決定すること（トランスポンダ１０はシート又は背もたれに取り付けられる）。
折り畳んだシートを検出すること（トランスポンダ１０は背もたれに取り付けられる）。

ヘッドレストの位置を決定すること（トランスポンダ１０はヘッドレストに取り付けられる）。
サンバイザーの折り畳んだ状態（上方又は下方に折り畳まれる）を検出すること（トランスポンダ１０はサンバイザーに取り付けられる）。

ドア、トランク、又はフードの閉じる（開き又は閉じた）状態を検出すること（トランスポンダ１０はドア、トランク又はフードに取り付けられる）。
安全ベルトシステムにおける安全ベルトの位置及び（又は）ベルトの伸長長さを決定すること（トランスポンダ１０は安全ベルトに取り付けられる）。

ベルトリトラクターの子供の安全機構を介して搭乗者を区別すること（トランスポンダ１０は安全ベルトに取り付けられる）。
安全ベルトにおける挿入舌状片の位置を決定すること（トランスポンダ１０は安全ベルト、好ましくは、挿入舌状片用の制限ストッパ又は挿入舌状片に取り付けられる）。

全ての適用例において、単一の読み取り装置１２と共に１つ又はより多くのトランスポンダ１０を使用することができる。
上述したように、全ての実施の形態に対して、トランスポンダ１０に特別に影響を与えることによりトランスポンダ１０の特徴的な反応を生じさせることは絶対的に必要なわけではないが、全体として、車の搭乗者保護装置の状態が変化する場合、トランスポンダ１０は、読み取り装置１２の検出範囲内に又は検出範囲外に動かされるような構成とすることも可能であることを認識すべきである。読み取り装置１２は、トランスポンダ１０の存在又は不存在を検出し、このため、車の搭乗者保護装置の現在の状態を決定することができる。

全ての適用例に対し、原理上、ＲＦＩＤタグに代えて、１−ビットトランスポンダ（０−ビットトランスポンダと称する場合もある）又はその他の一般に使用されているタグを提供することもできる。例えば、商品保護システムから既知である１−ビットトランスポンダは、別の周波数のとき界２０を反映するか又は界２０の短絡等のような、変化を界２０に生じさせる。

ＬＦ範囲内にて、いわゆる電磁トランスポンダを使用することができる。かかるトランスポンダは、急峻なヒステリシス曲線を有する、磁気的に軟性な非晶質金属ストリップとして設計されている。同様に、界２０の変化を引き起こす音響電磁トランスポンダを使用することも可能である。ＨＦ範囲内にて、界２０の変化は、２つの異なる方法にて、すなわち、ＬＣ発振回路として又は周波数分割器として構成されたタグを含めることにより実行することができる。ＵＨＦ範囲内にて、１−ビットトランスポンダは、界２０の基本波のｎ倍音を発生させる設計とされている。これは、容量ダイオードを介して短絡されるダイポールアンテナにより実行することができる。

トランスポンダシステムの基本構造を示す概略図である。 第一の実施の形態に従った本発明の車の搭乗者保護装置用トランスポンダシステムの図である。 第二の実施の形態に従った車の搭乗者保護装置用トランスポンダシステムの図である。 第三の実施の形態に従った車の搭乗者保護装置用トランスポンダシステムの図である。

１０ トランスポンダ
１２ 読み取り装置
１３ アンテナ
１４ トランスポンダアンテナ（コイル）
１６ マイクロチップ
１８ 誘導ユニット
２０ 電磁界
２２ 金属部品
２４ 入力アンテナ
２６ 出力アンテナ
２８ 伝送路
３０ 継手手段

Claims (11)

1. 少なくとも２つの異なる状態を取ることができる安全関連手段と、
   アンテナ（１３）を含む読み取り装置（１２）と、
   安全関連手段のそれぞれの状態に依存し、又は状態の変化に依存して読み取り装置（１２）により検出可能な特徴的な反応を生じさせるトランスポンダ（１０）とを備える車の搭乗者保護装置において、
   アンテナ（１３）とトランスポンダ（１０）との間に、読み取り装置（１２）のアンテナ（１３）により放出されたエネルギの少なくとも一部分を集め、偏向させ且つ再度、放出する継手手段（３０）が配置されることを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
2. 請求項１に記載の車の搭乗者保護装置において、継手手段（３０）は、読み取り装置（１２）のアンテナ（１３）により放出されたエネルギを集める入力アンテナ（２４）と、入力アンテナ（２４）により集められたエネルギを放出する出力アンテナ（２６）とを含み、入力アンテナ（２４）は、読み取り装置（１２）のアンテナの付近に配置され、出力アンテナ（２６）は、トランスポンダ（１０）の付近に配置されることを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
3. 請求項２に記載の車の搭乗者保護装置において、入力アンテナ（２４）及び（又は）出力アンテナ（２６）は、コイルを含むことを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
4. 請求項２に記載の車の搭乗者保護装置において、入力アンテナ（２４）と出力アンテナ（２６）との間にて、遮蔽し且つ（又は）撚ったケーブルにより伝送路（２８）が形成されることを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
5. 請求項２に記載の車の搭乗者保護装置において、複数のトランスポンダ（１０）が設けられ、継手手段（３０）は複数の出力アンテナ（２６）を含むことを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
6. 請求項５に記載の車の搭乗者保護装置において、伝送路（２８）は、出力アンテナ（２６）に対する枝分かれ部を含むことを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
7. 請求項５に記載の車の搭乗者保護装置において、継手手段（３０）は、複数の入力アンテナ（２４）と、各々が入力アンテナ（２４）と出力アンテナ（２６）との間を伸びる複数の伝送路（２８）とを含むことを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
8. 請求項１に記載の車の搭乗者保護装置において、トランスポンダ（１０）を出力アンテナ（２６）により放出されたエネルギに対して特に覆い又は遮蔽することにより、トランスポンダ（１０）の特徴的な反応が引き起こされることを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
9. 請求項１に記載の車の搭乗者保護装置において、トランスポンダ（１０）を出力アンテナ（２６）により放出されたエネルギの到達範囲外に動かすことにより、トランスポンダ（１０）の特徴的な反応が引き起こされることを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
10. 請求項１に記載の車の搭乗者保護装置において、安全関連手段はベルトバックルを含み、トランスポンダ（１０）はベルトバックルに取り付けられることを特徴とする、車の搭乗者保護装置。
11. 請求項１に記載の車の搭乗者保護装置において、トランスポンダ（１０）はＲＦＩＤタグであり、読み取り装置（１２）はＲＦＩＤ読み取り装置を含むことを特徴とする、車の搭乗者保護装置。

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