專利名稱：乘坐者分類系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及汽車占位傳感器系統(tǒng)，用于確定座位上是否存 在物體或乘客，以提供與安全約束系統(tǒng)控制一起使用的占位狀態(tài)或情 況信號(hào)。本發(fā)明更特別地涉及乘坐者分類系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了在交通事故中保護(hù)乘客的生命，現(xiàn)代的車輛通常都被提供有 保護(hù)系統(tǒng)，其包括在由于意外事故造成的撞擊過(guò)程中被用于吸收釋放 的乘客能量的幾個(gè)安全氣囊和安全帶預(yù)緊器。很明顯地，當(dāng)這些保護(hù) 系統(tǒng)被很好地適合于實(shí)際座位占用的特殊要求時(shí)，它們是最有效的。 這就是為什么微處理器控制的保護(hù)系統(tǒng)已經(jīng)被設(shè)計(jì)出來(lái)的原因，這些 保護(hù)系統(tǒng)提供幾個(gè)操作模式，以允許適應(yīng)例如安全氣囊被打開(kāi)的瞬間、 安全氣囊被充氣后的體積、撞擊后安全帶被釋放的瞬間等等，作為座 位上乘客身高的函數(shù)。為了能夠控制微處理器以為指定的座位占用情 況選擇最佳的操作模式，當(dāng)然有必要檢測(cè)一個(gè)或幾個(gè)描述座位占用情 況特征的參數(shù)并將占位情況分成幾類，每一類都被關(guān)聯(lián)到約束系統(tǒng)的 特殊操作模式上。雖然為了乘客的安全，安全氣囊的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在很大程度上被認(rèn)識(shí) 了，但還存在安全氣囊不需要打開(kāi)或可能有害或甚至構(gòu)成嚴(yán)重威脅的 情況。例如，為了減小車輛維修成本，當(dāng)各別座位沒(méi)有被使用時(shí)，與 座位關(guān)聯(lián)的安全氣囊應(yīng)該是不起作用的。另外，乘客座位上存在輔助嬰兒約束座位(CRS)可以代表一種情況，在這里安全氣囊的打開(kāi)應(yīng) 該不起作用。事實(shí)上，大部分的輔助嬰兒約束座位都位于車輛行駛方 向的相反方向上的位置，也就是，后方面對(duì)嬰兒座椅，這就存在這樣 一種危險(xiǎn)，安全氣囊的打開(kāi)會(huì)將嬰兒連同座椅一起狠狠地拋向車輛后 方，并會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重傷害。它說(shuō)明這些情況下占位參數(shù)應(yīng)該也被可靠地 檢測(cè)。各式各樣的技術(shù)已經(jīng)被介紹或建議了，用于檢測(cè)和分類乘坐者 (人、動(dòng)物或物體)，以向乘坐者保護(hù)系統(tǒng)供給用于在萬(wàn)一發(fā)生事故時(shí) 確定最佳保護(hù)措施所需要的占用狀態(tài)信息。這些技術(shù)包括進(jìn)行重量或壓力感測(cè)、2D-或3D-成像、熱成像、電容感測(cè)、通過(guò)雷達(dá)或超聲波檢 測(cè)等。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種不同的乘坐者分類系統(tǒng)。此目的通過(guò)權(quán) 利要求1中所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明，用于車輛的乘坐者分類系統(tǒng)包括射頻(RF)發(fā)射單 元，該單元包括優(yōu)選(但不必須)被集成到車輛座位的椅座部分內(nèi)的 發(fā)射RF天線，和被可操作地連接到發(fā)射RF天線上的RF發(fā)生器。RF 發(fā)生器和發(fā)射RF天線被設(shè)置成在甚高頻(VHF)范圍或特高頻(UHF) 范圍內(nèi)的某一固定RF頻率產(chǎn)生無(wú)線電波。在RF發(fā)射單元的操作過(guò)程 中，產(chǎn)生的無(wú)線電波從發(fā)射RF天線上傳播出去。乘坐者分類系統(tǒng)還 包括RF檢測(cè)器，以在該固定的RF頻率檢測(cè)乘坐者對(duì)從發(fā)射RF天線 上傳播來(lái)的無(wú)線電波的影響。應(yīng)了解，現(xiàn)有的乘坐者感應(yīng)系統(tǒng)是基于 具有在甚高頻范圍，也就是從30 — 300MHz的范圍，或特高頻范圍， 也就是從300 — 3000MHz的范圍內(nèi)的某一頻率的電磁波。優(yōu)選地，乘 坐者分類系統(tǒng)的操作頻率被包括在從100— 1000MHz的頻率范圍內(nèi)， 更優(yōu)選在370MHz或433MHz的工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段(ISM)內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，RF檢測(cè)器被可操作地連接到發(fā)射RF 天線上，以檢測(cè)車輛座位的椅座部分上就座的乘坐者而引起的被反射 到發(fā)射RF天線的無(wú)線電波。在本實(shí)施例中，RF檢測(cè)器包括用于對(duì)比 被反射的無(wú)線電波的信號(hào)水平與預(yù)先確定的數(shù)值的閾電路。不同的車 輛座位的占用狀態(tài)之間的區(qū)別由基于被反射的無(wú)線電波的信號(hào)水平實(shí) 現(xiàn)了。如果，例如，信號(hào)水平很高，也就是高于預(yù)先確定的數(shù)值，閾 電路被轉(zhuǎn)換為指示座位上有人存在的狀態(tài)；如果信號(hào)水平很低，也就 是低于預(yù)先確定的數(shù)值，閾電路被轉(zhuǎn)換為指示座位為空或座位上存在 輔助嬰兒座位的狀態(tài)。此預(yù)先確定的數(shù)值在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中被標(biāo)定了， 且應(yīng)注意的是，它可能取決于座位內(nèi)的乘坐者分類系統(tǒng)的布置。.根據(jù)第二實(shí)施例，乘坐者分類系統(tǒng)包括RF接收單元，該單元包 括RF檢測(cè)器和優(yōu)選但不必須被集成到車輛座位的椅座部分內(nèi)的接收 RF天線。RF檢測(cè)器被可操作地連接到接收RF天線上，以接收從發(fā) 射RF天線傳播來(lái)的無(wú)線電波的至少一部分。如第一實(shí)施例中所述， RF檢測(cè)器包括閾電路，但在本實(shí)例中，該閾電路被適于對(duì)比被接收的 無(wú)線電波的信號(hào)水平和預(yù)先確定的數(shù)值，以檢測(cè)車輛座位的椅座部分 上安置的乘坐者而引起的從發(fā)射RF天線上傳播來(lái)的無(wú)線電波的衰減。 根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，不同的座位占用狀態(tài)的區(qū)別被制成基于在 接收RF天線上接收的無(wú)線電波的信號(hào)水平。在本實(shí)例中，如果該信 號(hào)水平很高，閾電路被轉(zhuǎn)換為指示該座位為空或座位上存在輔助嬰兒 座位的狀態(tài)；如果此信號(hào)水平很低，閾電路被轉(zhuǎn)換為座位上有人存在 的狀態(tài)。在第一和第二兩個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射RF天線可以是偶極天線。在 第二實(shí)施例的實(shí)例中，接收RF天線可以也是偶極天線。優(yōu)選地，一 旦天線被安裝在座位內(nèi)，這些天線被設(shè)置為和/或被形成為使它們的諧 振頻率和乘坐者分類系統(tǒng)的固定(也就是，在時(shí)間內(nèi)大體不變)操作 頻率相匹配的尺寸。在乘坐者分類系統(tǒng)的第二實(shí)施例中，發(fā)射RF天線和接收RF天線 優(yōu)選在車輛座位的椅座部分內(nèi)，例如在椅座部分的側(cè)墊內(nèi)，以大體平 行關(guān)系布置，例如作為偶極天線。更優(yōu)選地，它們還被大體平行于座 椅表面布置。為了使乘坐者分類系統(tǒng)更堅(jiān)固不受環(huán)境RF噪音影響，無(wú)線電波 優(yōu)選攜帶調(diào)制形式的專用碼。在本實(shí)例中，RF發(fā)生器可以包括調(diào)制器 以調(diào)制產(chǎn)生的無(wú)線電波，優(yōu)選通過(guò)頻率調(diào)制。應(yīng)注意的是，在本發(fā)明 的正文中，"在某一固定頻率下"的無(wú)線電波應(yīng)被解釋為包括窄頻段， 例如在歐洲ISM頻段使用的433.05 — 434.79MHz的范圍內(nèi)的無(wú)線電 波。在后一實(shí)例中，如果考慮攜帶頻率的漂移，例如由于溫度影響導(dǎo) 致的，調(diào)制帶寬則被限制到大約1.7MHz或更小。
優(yōu)選地，發(fā)射和接收RF天線中的至少一個(gè)被布置在上面的乘坐 者將要被檢測(cè)的車輛座位的椅座部分內(nèi)。更優(yōu)選地，至少一個(gè)發(fā)射RF 天線和至少一個(gè)接收RF天線被布置在椅座部分內(nèi)?？商娲鼗蛄硗?地，發(fā)射和/或接收RF天線可以被布置在車輛車廂內(nèi)的各種位置上， 例如，最接近將要被確定的乘坐者座位的門內(nèi)、座位靠背內(nèi)或那個(gè)座 位上方的頂棚內(nèi)。


本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例將通過(guò)實(shí)例關(guān)于附圖進(jìn)行介紹，其中 圖1是被裝備有根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的乘坐者分類系統(tǒng)的椅 座部分的俯視示意圖；圖2是圖1中的乘坐者分類系統(tǒng)的示意圖。圖3是被裝備有根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的乘坐者分類系統(tǒng)的椅 座部分的俯視示意圖；圖4是圖3中的乘坐者分類系統(tǒng)的示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的乘坐者分類系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1，乘坐者分類系統(tǒng)10.1被布置在車輛座位的椅座部分12 內(nèi)。乘坐者分類系統(tǒng)10.1包括被大體平行于椅座部分12的上表面布 置在泡沫體內(nèi)或椅座部分12的裝飾下面的一個(gè)偶極天線14。該天線 14被定位于大體垂直于座位的縱向軸線16。天線14被RF發(fā)生和接 收單元18中心供電，通過(guò)連接線20，例如同軸電纜，該天線被連接 到RF發(fā)生和接收單元18上。圖2示出了圖1中的乘坐者分類系統(tǒng)的 示意圖。RF發(fā)生和接收單元18包括在某一固定頻率，例如433MHz， 產(chǎn)生VHF或UHF無(wú)線電波以驅(qū)動(dòng)該天線14的發(fā)生器22.1。以使產(chǎn)生 的VHF或UHF無(wú)線電波被供給到天線14的方式，方向橋接器 (directionalbridge) 24被連接到RF發(fā)生器22.1上。天線14發(fā)射無(wú)線電波到四周的環(huán)境中，如數(shù)字26所示意出的。 天線14的阻抗取決于它的環(huán)境。取決于椅座部分12上是否有乘坐者 就座，天線的阻抗與RF發(fā)生和接收單元18的阻抗匹配或失配。在阻 抗失配的情況下，無(wú)線電波的一部分將會(huì)被反射回RF發(fā)生和接收單 元18上。方向橋接器24將反射回的無(wú)線電波指引到RF檢測(cè)器28上。 RF檢測(cè)器28包括閾電路(門限電路)30，其將被反射回的無(wú)線電波 的信號(hào)水平與預(yù)先確定的數(shù)值做比較。閾電路30輸出指示被反射回的 無(wú)線電波的信號(hào)水平位于被預(yù)先確定的數(shù)值之上還是之下的狀態(tài)信號(hào) 32。在本實(shí)施例中，如果信號(hào)水平高于預(yù)先確定的數(shù)值，狀態(tài)信號(hào)指 示座位被乘客坐了；如果信號(hào)水平低于預(yù)先確定的數(shù)值，狀態(tài)信號(hào)指 示座位為空或其上面安置有嬰兒座位。該信號(hào)32可以被供給到用于輔 助約束系統(tǒng)或安全帶提醒系統(tǒng)的控制單元。在圖2中，RF發(fā)生器被示出包括調(diào)制器23。調(diào)節(jié)器23根據(jù)允許 在環(huán)境電磁"噪音"和在乘坐者分類系統(tǒng)中產(chǎn)生的無(wú)線電波之間具有 較大區(qū)別的預(yù)定圖案調(diào)制無(wú)線電波。無(wú)線電波的調(diào)制使得乘坐者分類 系統(tǒng)更堅(jiān)固不受電磁干擾的影響。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，圖中示出的結(jié)構(gòu)被很好地適合于 區(qū)分車輛座位上安置的是成年乘客還是輔助嬰兒約束座位。事實(shí)上， 被裝備有金屬棒的CRS通常使這些金屬棒在縱向方向上延伸，也就是 大體平行于軸線16。因此，相比于椅座部分12上被坐有乘客的情況， 從天線14傳播來(lái)的無(wú)線電波的反射被大大減少了。圖3和4示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的乘坐者分類系統(tǒng)10.2。 乘坐者分類系統(tǒng)10.2被集成到車輛座位的椅座部分12內(nèi)。該系統(tǒng)10.2 包括發(fā)射RF偶極天線14和接收RF偶極天線34，它們被布置在椅座 部分12的側(cè)墊(sidebolster) 36、 38內(nèi)、泡沫體內(nèi)或側(cè)墊36、 38的裝 飾下面。天線14和34被大體相互平行且平行于椅座部分12的表面放 置。天線14、 34通過(guò)連接線20、 21被連接到RF發(fā)生和接收單元18 上。RF發(fā)生和接收單元18通過(guò)在某一固定頻率產(chǎn)生VHF或UHF無(wú) 線電波的RF發(fā)生器22.2驅(qū)動(dòng)發(fā)射天線14。 RF發(fā)生和接收單元18還 包括被可操作地連接到接收天線34上的RF檢測(cè)器28。 RF檢測(cè)器28 包括閾電路30，以確定從發(fā)射RF天線14發(fā)射到接收RF天線34上 的無(wú)線電波的信號(hào)水平在預(yù)先確定的數(shù)值之上還是之下。
如果乘客就座于椅座部分12上，接收到RF檢測(cè)器28上的無(wú)線 電波的信號(hào)水平與座位為空或椅座部分12上安置有CRS的情況相比 被大大減小了。這是因?yàn)橛捎谠赗F發(fā)射天線14附近存在乘客導(dǎo)致的 發(fā)射RF天線14與RF發(fā)生器22.2的阻抗失配，因?yàn)槌丝蜕眢w內(nèi)的無(wú) 線電波的衰減和因?yàn)榻邮誖F天線34與RF檢測(cè)器28的阻抗失配。閾 電路30輸出反映信號(hào)水平和預(yù)先確定的數(shù)值之間的對(duì)比結(jié)果的狀態(tài) 信號(hào)32。如果此信號(hào)水平高于預(yù)先確定的數(shù)值，狀態(tài)信號(hào)指示座位為 空或攜帶CRS;相反的情況則是狀態(tài)信號(hào)指示有乘客占用該座位。如 本發(fā)明的前面討論的實(shí)施例中，信號(hào)32可以被供給到用于輔助約束系 統(tǒng)或安全帶提醒系統(tǒng)的控制單元。在本發(fā)明的上面所討論的兩個(gè)實(shí)施例中，發(fā)生和接收單元18可以 還包括附圖中所沒(méi)有示出的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。乘坐者分類系統(tǒng)10.1或 10.2的所有部件，例如RF發(fā)生器、RF檢測(cè)器等，都優(yōu)選被最優(yōu)化的 以在該固定頻率運(yùn)行。雖然RF發(fā)生器22.2被示出不帶有調(diào)制器，但 本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)注意，調(diào)制器可以被包括在本發(fā)明的第二實(shí)施 例中使用的RF發(fā)生器內(nèi)。圖5示意出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的乘坐者分類系統(tǒng)10.3的 RF天線34.1、 34.2、 34.3的布置。乘坐者分類系統(tǒng)10.3包括被置于車 輛座位的椅座部分12內(nèi)的發(fā)射RF天線14和分別被置在車輛座位的 靠背部分40內(nèi)、車門42內(nèi)和車輛車廂的頂棚44內(nèi)的多個(gè)接收RF天 線34.K 34.2、 34.3。從發(fā)射RF天線14發(fā)射到椅座部分12上方空間 內(nèi)的無(wú)線電波26可以被接收到接收天線34.1、 34.2、 34.3上。如果有 人占用了發(fā)射天線14和接收電極34.1、 34.2、 34.3之間的區(qū)域，后者 的信號(hào)水平相對(duì)于沒(méi)有乘坐者存在的情況被減小了。另外地，由于阻 抗的失配，座位被占用了時(shí)同座位是空的時(shí)相比，更多的能量被反射 回發(fā)射天線14上。乘坐者分類系統(tǒng)包括被連接到接收天線34.1、 34.2、 34.3上且，可選擇地，被連接到發(fā)射天線14上的RF檢測(cè)器(圖5中 未示出)。RF檢測(cè)器包括閾電路，其將不同天線上的信號(hào)水平與它們 的預(yù)先確定數(shù)值相比較。RF檢測(cè)器因此確定從發(fā)射RF天線14傳播 到接收天線34.1、 34.2和34.3上的無(wú)線電波的衰弱。如果RF檢測(cè)器 也被連接到發(fā)射天線14 (例如，圖1中所示出的)上，RF檢測(cè)器還 確定被反射的無(wú)線電波的信號(hào)水平。應(yīng)注意的是，我們可以在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，將發(fā)射 RF天線的作用和功能授予給車輛座位的靠背部分40內(nèi)、車門42內(nèi)和 車輛車廂的頂棚44內(nèi)的天線34.1、 34.2、 34.3中的任一個(gè)。在這種情 況下，座位的椅座部分12內(nèi)的天線14將優(yōu)選承擔(dān)接收RF天線的作 用和功能。
權(quán)利要求
1. 一種用于車輛的乘坐者分類系統(tǒng)，包括RF發(fā)射單元，所述RF發(fā)射單元包括發(fā)射RF天線和被可操作地連接到所述發(fā)射RF天線的RF發(fā)生器，所述RF發(fā)生器和所述發(fā)射RF天線被設(shè)置成以甚高頻范圍或超高頻范圍內(nèi)的某一固定頻率產(chǎn)生無(wú)線電波，在RF發(fā)射單元的操作過(guò)程中，所述無(wú)線電波從所述發(fā)射RF天線傳播出來(lái)；RF檢測(cè)器，用于在所述固定的RF頻率檢測(cè)乘坐者對(duì)從所述發(fā)射RF天線傳播來(lái)的無(wú)線電波的影響。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射RF 天線被集成在車輛座位的椅座部分內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中，所述RF 檢測(cè)器被可操作地連接到所述發(fā)射RF天線，以檢測(cè)因車輛座位的椅 座部分上就坐的乘坐者而引起的被反射到所述發(fā)射RF天線上的無(wú)線 電波，并且，所述RF檢測(cè)器包括閾電路，用于對(duì)比所述被反射的無(wú) 線電波的信號(hào)水平與預(yù)先確定的數(shù)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其包括 RF接收單元，所述RF接收單元包括所述RF檢測(cè)器和接收RF天線， 所述RF檢測(cè)器被可操作地連接到所述接收RF天線上，以接收從所述 發(fā)射RF天線傳播來(lái)的無(wú)線電波的至少一部分，其中，所述RF檢測(cè)器 包括閾電路，用于對(duì)比被接收的無(wú)線電波的信號(hào)水平與預(yù)先確定的數(shù) 值，以檢測(cè)因車輛座位的椅座部分上安置的乘坐者而引起的從所述發(fā) 射RF天線上傳播的無(wú)線電波的衰弱。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中，所述接收RF 天線被集成在車輛座位的椅座部分內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中， 所述發(fā)射RF天線是偶極天線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中， 所述接收RF天線是偶極天線。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2和5之一所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中，所 述發(fā)射RF天線和所述接收RF天線被以大體平行的關(guān)系布置在車輛座 位的所述椅座部分內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射RF 天線和所述接收RF天線被布置在所述椅座部分的側(cè)墊內(nèi)。
10. 根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中，所述 固定的RF頻率位于100MHz和lGHz之間的頻段內(nèi)。
11. 根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中，所述 RF發(fā)生器包括用于調(diào)制所產(chǎn)生的無(wú)線電波的調(diào)制器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3至11中任一所述的乘坐者分類系統(tǒng)，其中， 所述RF接收單元包括被置于車輛車廂內(nèi)的多個(gè)接收RF天線。
全文摘要
一種包括射頻(RF)發(fā)射單元的用于車輛的乘坐者分類系統(tǒng)，其中，RF發(fā)射單元包括發(fā)射RF天線和被可操作地連接到發(fā)射RF天線上的RF發(fā)生器。RF發(fā)生器和發(fā)射RF天線被設(shè)置成在甚高頻(VHF)范圍或超高頻(UHF)范圍內(nèi)的某一固定頻率產(chǎn)生無(wú)線電波。在RF發(fā)射單元的操作過(guò)程中，產(chǎn)生的無(wú)線電波從發(fā)射RF天線上傳播出去。乘坐者分類系統(tǒng)還包括RF檢測(cè)器，以在固定的RF頻率檢測(cè)乘坐者對(duì)從發(fā)射RF天線上傳播來(lái)的無(wú)線電波的影響。
文檔編號(hào)B60R21/015GK101400553SQ200780008757
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月20日
發(fā)明者C·凱澤, L·雷姆施, P·奧爾萊維斯基, R·奧爾塞洛, R·迪馬里奧-科拉, Y·德科斯特爾 申請(qǐng)人:Iee國(guó)際電子工程股份公司