專利名稱：用于檢測車輛座位乘用狀態(tài)的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及車輛座位乘用狀態(tài)的檢測，特別地，涉及使用電容式檢測系統(tǒng)的 檢測。
背景技術(shù)：
如這里所使用的，乘員檢測系統(tǒng)是指適合于對車輛座位的乘用狀態(tài)進(jìn)行檢測的系 統(tǒng)。一些電場傳感器或近程傳感器所稱的電容式傳感器特指響應(yīng)于在電容式傳感器所發(fā)射 的電場作用下被感測的事物(人、人身體的部分、寵物、物體等)的影響來產(chǎn)生信號的傳感 器。電容式傳感器一般包含至少一個(gè)電極，當(dāng)傳感器工作時(shí)，對該電極施加振蕩電信號，并 且隨即該電極向該電極附近空間的區(qū)域中發(fā)射電場。當(dāng)人或物體置于該空間區(qū)域中時(shí)，其 與電場發(fā)生相互作用，并且通過電容式傳感器對該相互作用進(jìn)行檢測。在乘用感測領(lǐng)域中，已知電容式傳感系統(tǒng)和相關(guān)方法的許多變體。本發(fā)明使用包 括至少一個(gè)天線電極的電極布置，當(dāng)工作時(shí)，該天線電極將電場發(fā)射到車輛座位上方的空 間區(qū)域中。這樣，天線電極和位于乘客艙中與第一電極相對的接地表面、或者車輛中的任何 其它導(dǎo)電表面(例如，第二天線電極)構(gòu)成了電容器的電容器板。座位的乘用項(xiàng)可以乘用 這些電容器板之間的空間。如這里所使用的，術(shù)語“乘用項(xiàng)”可以特指能夠乘用車輛座位的 任何物體或者生物，例如，放置在座位上的乘員、物體、寵物、兒童座椅(其中有兒童或者沒 有兒童)等。因此，該電容器的電容取決于座位的乘用狀態(tài)(即取決于是否成人、兒童、寵 物、空置或乘用的兒童座椅等放置于其上)?？蛇x地，為了降低系統(tǒng)關(guān)于位于天線電極之后空間(從位于車輛座位上方的空間 區(qū)域看)的靈敏度，已知在天線電極下面提供所謂的屏蔽電極，并且以與天線電極基本相 同的電壓驅(qū)動(dòng)屏蔽電極。在該上下文中，“相同電壓”意味著具有相同幅度和相位的電壓。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，這種屏蔽電極和車輛艙的接地表面構(gòu)成了另一個(gè)電容器，其 電容取決于屏蔽電極之后的物體，例如，座架、座板、座加熱器等。只要屏蔽電極與天線電極 在基本相同的電位上，兩個(gè)電極之間的電場就基本為零。這為天線電極提供了對任何相關(guān) 的不確定性以及屏蔽電極和車輛接地之間電容變化的屏蔽，并且顯著增加了天線電極在乘 員方向的靈敏度。例如，已經(jīng)在EP 1457391A1中提議了這種電容式座位乘用分類系統(tǒng)和方法。在機(jī) 器人領(lǐng)域中用于電容式近程感測目的的類似的電極結(jié)構(gòu)從US5，166，679(Vranish等)中已知。電容式乘員檢測系統(tǒng)的挑戰(zhàn)是對濕座套的可靠檢測，其可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的乘員檢 測。Stanley的US專利6，392，542教導(dǎo)了包含電極布置的電場傳感器，其具有可安裝在座 位中、并且可操作耦合到感測電路的天線電極和屏蔽電極，該感測電路在對座位潮濕“最弱 響應(yīng)”情況下將振蕩或者脈沖信號施加到電極。Stanley提議了對響應(yīng)于施加在天線電極 上的、頻率優(yōu)選大于400kHz的電壓而流向天線電極的電流的相位和幅度進(jìn)行測量，以便對 乘用或者空閑的座位進(jìn)行檢測并且對座位潮濕進(jìn)行補(bǔ)償。
技術(shù)問題本發(fā)明的目標(biāo)是提供改進(jìn)的車輛座位乘用狀態(tài)檢測。通過權(quán)利要求1中所述的方 法和權(quán)利要求5中所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
對車輛座位乘用狀態(tài)檢測的方法包括將電場發(fā)射到車輛座位上方的檢測區(qū)域 中，對當(dāng)檢測區(qū)域中的乘用項(xiàng)與電場相互作用時(shí)由乘用項(xiàng)可影響的電容進(jìn)行測量，確定所 測量電容的波動(dòng)，對這些波動(dòng)的頻譜進(jìn)行分析，并且基于所測量電容和頻譜得到車輛座位 的乘用狀態(tài)。這樣，所測量電容代表乘用狀態(tài)的第一指示符，而頻譜(或者同樣地，波動(dòng)) 代表乘用狀態(tài)的第二指示符。優(yōu)選地，由乘用項(xiàng)可影響的電容包括車輛座位中的天線電極和車輛接地之間的電 容。附加地或者可替換地，由乘用項(xiàng)可影響的電容包括車輛座位中的第一天線電極和車輛 座位中的第二天線電極之間的電容。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提議了乘員檢測系統(tǒng)，其包括用于放置在自動(dòng)車輛座位 中的電極布置，該電極布置包括用于將電場發(fā)射到車輛座位上方的檢測區(qū)域中的天線電極 以及可操作連接到天線電極的估計(jì)電路。對估計(jì)電路進(jìn)行配置和布置，以便對通過檢測區(qū) 域中的乘用項(xiàng)與電場的相互作用由該乘用項(xiàng)可影響的電容進(jìn)行測量。進(jìn)一步對估計(jì)電路進(jìn) 行配置和布置，以便確定所測量電容的波動(dòng)，對波動(dòng)的頻譜進(jìn)行分析，并且基于所測量的電 容和頻譜得到車輛座位的乘用狀態(tài)。發(fā)明人已經(jīng)意識到，由乘用項(xiàng)所影響的電容的波動(dòng)(即，在一定時(shí)間期間所記錄 的電容測量的序列)不僅是孤立的電容測量本身，還代表了乘用狀態(tài)的附加指示符。到目 前為止，將電容波動(dòng)視為干擾并且一直在諸如通過數(shù)據(jù)平滑減少測量“噪聲”方向上進(jìn)行努 力。目前，尚未發(fā)現(xiàn)利用波動(dòng)譜作為座位乘用的附加指示符。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到， 汽車、座位和乘員一起構(gòu)成了具有多種振蕩模式和對應(yīng)的特征頻率的機(jī)械振蕩器的復(fù)雜系 統(tǒng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以從所測量電容的波動(dòng)中得到坐在汽車座位上的人的特征頻率。特別地， 波動(dòng)的頻譜包括一定數(shù)目的、由座位及其可能乘員或者放置在其上的物體施加的振動(dòng)造成 的波峰。這些振動(dòng)以及因此的特定頻譜波峰集合是座位乘用狀態(tài)的特征，即，它是空的、成 年人乘用的、還是兒童座椅等。因此，對波動(dòng)的頻譜的分析優(yōu)選涉及從o. 25Hz 一直到25Hz 的范圍，并且更優(yōu)選從0. 5Hz到25Hz。如應(yīng)意識到的，一方面，電容自身的測量主要取決于 乘用項(xiàng)的電屬性，即乘用項(xiàng)是良好的電導(dǎo)體還是更像電介質(zhì)。乘用項(xiàng)的大小和質(zhì)量可以對 電容有影響，但典型地僅在較小程度上對電容有影響。另一方面，電容的頻譜波動(dòng)首要取決 于乘用項(xiàng)的機(jī)械屬性，例如，大小、重量、重量分布等。因此，在一定意義上，兩個(gè)指示符是相 互獨(dú)立的，這樣增加了估計(jì)電路可用的用于進(jìn)行乘用狀態(tài)估計(jì)的信息。根據(jù)乘員檢測系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例，電極布置包含單一天線電極。在該情況下，由乘 用項(xiàng)可影響的電容包含單一天線電極和汽車接地之間的電容。電極布置優(yōu)選包含與天線電 極重疊的屏蔽電極，并且其與天線電極夾有電絕緣層。在電容測量期間，估計(jì)電路優(yōu)選以與 天線電極相同的電壓驅(qū)動(dòng)屏蔽電極，使得天線電極對屏蔽電極之后發(fā)生的情況基本沒有感 覺。本發(fā)明在“天線電極”和“屏蔽電極”之間進(jìn)行了區(qū)分然而，應(yīng)該注意到，天線電極可 能與屏蔽電極具有類似或者相同的結(jié)構(gòu)。為了本發(fā)明的目的，天線電極是當(dāng)系統(tǒng)使用時(shí)發(fā)
4射或者接收與乘用項(xiàng)相互作用的電場的電極；當(dāng)系統(tǒng)使用時(shí)，屏蔽電極對相關(guān)天線電極從 后面進(jìn)行屏蔽。根據(jù)乘員檢測系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，電極布置包含第一天線電極和第二天線 電極，其中可以以汽車座位上的乘用項(xiàng)影響第一和第二天線電極之間電場的方式將第一天 線電極和第二天線電極布置在汽車中。在該情況下，由乘用項(xiàng)可影響的電容包含第一和第 二天線電極之間的電容。優(yōu)選地，將第一和第二天線電極相鄰放置在汽車座位的覆蓋表面 下(即，在座位表面下基本相同的平面中)。第一和第二天線電極優(yōu)選與座位表面距離相 同，但是它們也可以與座位表面距離不同。然而，不應(yīng)該將它們互相重疊。由于乘用項(xiàng)將很 難影響延伸通過重疊區(qū)域的電場線，所以它們優(yōu)選也不重疊。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到， 可以將天線電極并排放置在相同的座位部分(座椅部分或者座位靠背)內(nèi)，或者可以將第 一天線電極放置在座椅部分中而將第二天線電極放置在座椅靠背中。還可以將第二天線電 極布置在與車輛座位密切相關(guān)的擱腳空間(foot well)中，或者位于汽車座位之前的儀表 盤部分中。在該乘員檢測系統(tǒng)的實(shí)施例中，估計(jì)電路可以在第一天線電極上施加振蕩電壓， 并且對在第二天線電極中通過電場所感生的電流或者電荷進(jìn)行測量。估計(jì)電路還可以對第 一電極中的電流或者電荷進(jìn)行測量。估計(jì)電路還可以將振蕩電壓施加給第二天線電極。在 該情況下，第二天線電極上的振蕩電壓優(yōu)選與第一天線電極上的電壓具有相同的幅度，但 相反的相位。由于估計(jì)電路可以確定天線電極對之間的電容耦合，所以可以將具有至少兩 個(gè)天線電極的實(shí)施例稱為“耦合”模式布置。優(yōu)選地，在這種“耦合模式”布置中，第一天線電極具有與其重疊的第一屏蔽電極， 使得第一天線電極和第一屏蔽電極之間夾有電絕緣層。最優(yōu)選地，第二天線電極也具有與 其重疊的第二屏蔽電極，使得第二天線電極和第二屏蔽電極之間夾有電絕緣層。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到存在用于確定電容的許多方式，例如，通過測量天線 電極的充電時(shí)間、對于給定的所施加電壓的電荷累積、響應(yīng)于所施加的一定電壓而流入天 線電極中的電流等。如將意識到的，可以以各種方式實(shí)現(xiàn)估計(jì)電路。例如，它可以包含或者實(shí)現(xiàn)為專用 集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號處理器等。


現(xiàn)在將參考附圖、通過示例的方式對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，其中圖1是汽車座位中的乘員的示意性側(cè)視圖；圖2是電容式乘員檢測系統(tǒng)的示意性視圖；圖3是乘員檢測系統(tǒng)的估計(jì)電路的第一實(shí)施例的簡化的等效電路圖；圖4是機(jī)械振蕩器系統(tǒng)汽車_座位_乘員的示意性說明；圖5是乘員檢測系統(tǒng)的估計(jì)電路的第二實(shí)施例的簡化的等效電路圖；圖6是乘員檢測系統(tǒng)的估計(jì)電路的第三實(shí)施例的簡化的等效電路圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了坐在裝配有電容式乘員檢測系統(tǒng)14的汽車座位12中的乘員10。乘員 檢測系統(tǒng)14包括電極布置16和估計(jì)電路20，電極布置16安置在汽車座位12的座椅部分18的表面之下。在圖2中更加詳細(xì)地示出了該乘員檢測系統(tǒng)14。電極布置16包括具有基本上平面的天線電極22、基本上平面的屏蔽電極24、以及 布置在電極22和24之間的電絕緣層26的夾層結(jié)構(gòu)。電極布置16可能采用各種配置，例 如，可以將天線電極22和屏蔽電極提供為在彈性電絕緣膜(例如，PET膜、PEN膜、PI膜等) 兩側(cè)面上的印刷導(dǎo)電層?？商鎿Q地，可以在獨(dú)立的承載膜上承載電極22、24。至少一個(gè)承 載膜可以作為電絕緣隔離片?？商鎿Q地，可以使用附加的隔離片，例如，附加的膜、板或者織 物。電極還可以是，通過絕緣織物(例如，經(jīng)編隔離片織物)或者膜分離的導(dǎo)電織物層。其 它合適的結(jié)構(gòu)對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。應(yīng)該注意，每個(gè)電極可以在其外邊 界內(nèi)構(gòu)成閉合表面，但是不一定必須構(gòu)成這種閉合表面。例如，每個(gè)電極可以具有其中有開 口或者間隙(與具有閉合表面的形式相反)的連續(xù)導(dǎo)電圖形的形式，例如，以在迂回路線、 晶格圖形、網(wǎng)格圖形、或者這些示例的組合等上延伸的金屬線的形式。應(yīng)該理解，術(shù)語“基本 平面的”是想要覆蓋這樣的電極配置例如當(dāng)電極彎曲或者起伏、但是與其側(cè)向維度相比相 對較薄時(shí)，電極不嚴(yán)格包含在平面中的電極配置。在所示的實(shí)施例中，估計(jì)電路包括振蕩器28 (例如，壓控振蕩器或者數(shù)控振蕩器) 和電流測量電路30，所述振蕩器28可操作連接到屏蔽電極24，所述電流測量電路30可操 作連接到屏蔽電極24和天線電極22之間。當(dāng)電極布置16位于車輛座位18的座椅部分中(或者可替換地，座椅靠背中)時(shí)， 天線電極22與周圍的車輛艙接地表面32，例如，與艙頂中的金屬部分、車門、儀表盤和/或 地板，構(gòu)成第一電容器。在參考標(biāo)號34處圖示了該電容器的電容(“第一”電容)。注意到 第一電容取決于車輛座位12的乘用狀態(tài)(S卩，取決于，是否是例如成年人、兒童、寵物、兒童 座椅等乘用了第一電容器極板之間的空間)，是重要的。天線電極22和屏蔽電極24 —起構(gòu) 成了第二電容器(具有在參考標(biāo)號36處所圖示的“第二”電容的電容)。同樣，屏蔽電極24 與周圍的車輛艙接地表面32構(gòu)成第三電容器。在參考標(biāo)號38處示出了第三電容器的“第 三”電容。在圖2的實(shí)施例中，通過乘用項(xiàng)與車輛座位上方的檢測區(qū)域中的天線電極22所 發(fā)射的電場相互作用由乘用項(xiàng)可影響的電容對應(yīng)于上文所提到的第一電容。當(dāng)確定電容34時(shí)，振蕩器28施加振蕩電壓至屏蔽電極24，而電流檢測電路30在 天線電極22上維持具有與屏蔽電極上的電壓基本相同幅度和相位的電壓。因此，在電容34 的測量期間，屏蔽電極24維持在與天線電極22基本相同的電勢上。因此，天線電極22的 靈敏度僅針對車輛座位12上方的空間。換言之，屏蔽電極24對天線電極22進(jìn)行屏蔽，并 且防止它與位于屏蔽電極24之后(如從天線電極22來看)的例如座椅加熱器40、座椅底 盤42等的物體發(fā)生電容式耦合。為了實(shí)現(xiàn)對天線電極22的有效屏蔽，屏蔽電極26優(yōu)選在 尺寸上比其稍微大一些，如圖2中所示的。在圖1中大致說明了當(dāng)確定電容34時(shí)從天線電 極發(fā)出的電場線44的路線。僅僅為了畫圖清楚的目的，將乘員10畫成與座椅部分18相距 一定距離。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，響應(yīng)于施加在天線電極22的具有預(yù)定幅度的振蕩 電壓，流入天線電極22的電流取決于電容34，并且因此取決于座位12的乘用狀態(tài)。因此， 可以從流入天線電極22的電流中得到對電容34的測量，并且因此獲得乘用狀態(tài)的第一指 示符。圖3示出了電容式乘員檢測系統(tǒng)的第一實(shí)施例的(簡化的)等效電路圖。振蕩器 28將AC電壓施加到屏蔽電極24。放大器46和反饋?zhàn)杩?7 —起構(gòu)成跨阻放大器，其將天線電極22上的電壓維持為基本等于屏蔽電極24上的電壓。這樣，跨阻放大器將流入天線 電極22的電流轉(zhuǎn)換成在放大器輸出48處的電壓。由于在該測量的任何時(shí)刻天線電極22 都在與屏蔽電極24基本相同的電勢上，所以通過第二電容38的電流基本上保持為零。因 此，流入天線電極的電流幾乎僅專門取決于第一電容34?；祛l器49和低通濾波器50將放 大器46的AC輸出轉(zhuǎn)換成DC電壓，該DC電壓取決于第一電容34。將該電壓饋送到微控制 器51的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)輸入?；祛l器50優(yōu)選包含時(shí)鐘矯正器，其輸出正比于放 大器46所輸出的與屏蔽電極24上的電壓同相的電壓分量的DC信號和/或正比于放大器 46所輸出的相對于屏蔽電極24上的電壓有90度-相移(-phase-shifted)的電壓分量的 DC信號。例如，為了校準(zhǔn)的目的，還可以在將混頻器50所輸出的DC信號饋送到微控制器 51之前對其進(jìn)行處理。由于即使電容34基本接近于零，在放大器46的輸出處存在AC電 壓，并且因此在低通濾波器的輸出處存在信號，所以在混頻器50之前或者之后優(yōu)選減去該 偏移量(在圖中未示出)。圖4示意性地示出了由汽車、座位和乘員構(gòu)成的機(jī)械振蕩器的系統(tǒng)模型(基于 IKA, RWTH Aachen 的Comfort Assessment of Vehicles",/ANtlt http://www. ika. rwth-aachen. de/lehre/kfz-labor/4_comfort_en. pdf 可在線獲得)。應(yīng)i亥注意至Ll，i亥模 型是高度簡化的。當(dāng)車輛在道路上行駛時(shí)，其不均勻性轉(zhuǎn)化成傳送到輪胎、底盤53、馬達(dá)單 元、座位12和乘員10的振動(dòng)。這樣，造成了系統(tǒng)的各種機(jī)械振蕩器在它們各自諧振頻率上 振蕩的。在圖4中指出了這些振蕩器在z方向(圖4中的垂直方向)的諧振頻率的范圍的 示例。典型地，底盤53的諧振頻率包含在從1Hz至2Hz的范圍內(nèi)，車輪的諧振頻率包含在 從大約8Hz至15Hz的范圍內(nèi)，并且馬達(dá)單元的諧振頻率在從大約12Hz至15Hz的范圍內(nèi)。 乘員的身體也可以被認(rèn)為是機(jī)械振蕩器系統(tǒng)，其具有在2. 5Hz至3Hz (身體-座位)、4Hz至 5Hz (胃)、大約7Hz (心臟)、3Hz至5Hz (身體-肩膀)和大約20Hz (頭部)范圍內(nèi)的諧振頻 率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，當(dāng)座位12是空的或者承載物體(例如，兒童座椅、包等) 時(shí)，某些諧振頻率將不存在于系統(tǒng)中(而其它的可能存在)。例如，對于空的兒童座椅(輕 綁在座位上)或者輕物體，可以觀測到在高于大約10Hz頻率范圍內(nèi)的諧振。對于輕綁的被 乘用的兒童座椅，在大約7Hz時(shí)就已經(jīng)可以發(fā)生諧振。如果兒童座椅輕綁于座位，諧振典型 地位于25Hz以上。這樣，對系統(tǒng)振動(dòng)的分析提供了座位12乘用狀態(tài)的指示。通過電容34 的波動(dòng)對座位的振動(dòng)及其可能的乘員進(jìn)行檢測。在圖3的實(shí)施例中，微控制器51在預(yù)定義的時(shí)間間隔(典型地，幾十秒，優(yōu)選是5 至30秒)期間對電容34的測量結(jié)果進(jìn)行記錄并分析其波動(dòng)，所述分析是例如通過對如此 獲得的波形執(zhí)行傅里葉變換并且檢測波動(dòng)的頻譜中的波峰進(jìn)行的。電容34的測量結(jié)果在 平均值周圍波動(dòng)。該平均值可以作為乘用狀態(tài)的第一指示符，而乘用狀態(tài)的第二指示符可 以從電容34的波動(dòng)中尋回。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)工作的系統(tǒng)可 以更可靠地對車輛座位的乘用狀態(tài)進(jìn)行檢測。例如，由于即使電容34的測量結(jié)果類似于在 成年人乘員情況下所期望的測量那樣，但是對電容34測量結(jié)果波動(dòng)的分析將揭示波動(dòng)的 頻譜中不存在典型的波峰，所以上述潮濕座套問題明顯緩解。當(dāng)然，還可以將波動(dòng)分析與旨 在檢測潮濕座套的、例如在多個(gè)頻率上測量的進(jìn)一步測量組合。圖5示出了電容式乘員檢測系統(tǒng)的第二實(shí)施例的(簡化的)等效電路圖。在該實(shí) 施例中，電極布置僅包含單一天線電極22而不包含屏蔽電極。振蕩器28將AC電壓施加到放大器46的非倒相輸入和反饋?zhàn)杩?7，放大器46和反饋?zhàn)杩?7 —起構(gòu)成了跨阻放大器， 其維持在天線電極22上的電壓與振蕩器28所輸出的電壓基本相等。這樣，跨阻放大器將 流入天線電極22的電流轉(zhuǎn)換成在放大器輸出48處的電壓。流入天線電極22的電流幾乎 取決于天線電極和車輛接地32之間的電容34。混頻器49和低通濾波器50將放大器46 的AC輸出48轉(zhuǎn)換成DC電壓，該DC電壓取決于電容34。將該電壓饋送到微控制器51的 模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)輸入。優(yōu)選地，將混頻器50如圖3的實(shí)施例中那樣進(jìn)行配置。例 如，為了校準(zhǔn)的目的，還可以在將混頻器50輸出的DC信號饋送到微控制器51之前對其進(jìn) 行進(jìn)一步處理。微控制器51記錄電容34的波動(dòng)，對其執(zhí)行頻率分析，并且基于電容34本 身和電容的波動(dòng)確定車輛座位的乘用狀態(tài)。圖6示出了電容式乘員檢測系統(tǒng)的第三實(shí)施例的簡化的等效電路圖。在該實(shí)施例 中，乘員檢測系統(tǒng)包含第一天線電極22和第二天線電極122。例如，優(yōu)選地，將天線電極22、 122中的一個(gè)布置在車輛座位的座椅部分中，而將另一個(gè)例如布置在座椅靠背、擱腳空間或 者儀表盤中。將振蕩器28可操作連接到第一天線電極22，并且當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)在其上施加振 蕩電壓。將第二天線電極122連接到放大器46的反相輸入，放大器46與阻抗47 —起構(gòu)成 跨阻放大器。后者響應(yīng)于施加在第一天線電極22上的振蕩電壓對流入第二天線電極的電 流進(jìn)行放大。將混頻器49可操作連接到振蕩器28和跨阻放大器，混頻器49和低通濾波器 50將放大器46的AC輸出48轉(zhuǎn)換成DC電壓，該DC電壓取決于第一天線電極22和第二天 線電極122之間的電容134。將該電壓饋送到微控制器51的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)輸 入。兩個(gè)天線電極22、122之間的電容134首先取決于天線電極22、122的幾何結(jié)構(gòu)， 并且其次取決于天線電極22、122之間的存在的材料。因此，電容134反映了哪個(gè)乘用項(xiàng)當(dāng) 前置于電極22、122之間的區(qū)域中。微控制器51確定作為乘用狀態(tài)的第一指示符的電容 134，并且對電容134的波動(dòng)進(jìn)行進(jìn)一步分析，以便獲得乘用狀態(tài)的第二指示符。
權(quán)利要求
一種對車輛座位的乘用狀態(tài)進(jìn)行檢測的方法，包括發(fā)射電場到所述車輛座位上方的檢測區(qū)域中對通過所述檢測區(qū)域中的乘用項(xiàng)與所述電場的相互作用由乘用項(xiàng)可影響的電容進(jìn)行測量；其特征在于確定所測量電容的波動(dòng)；對所述波動(dòng)的頻譜進(jìn)行分析；以及基于所測量電容和所述頻譜得到所述車輛座位的乘用狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述由乘用項(xiàng)可影響的電容包括所述車輛座位中 的天線電極和車輛接地之間的電容。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述由乘用項(xiàng)可影響的電容包括所述車輛座位中 的第一天線電極和所述車輛座位中的第二天線電極之間的電容。
4.如權(quán)利要求1至3中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中，對頻譜的所述分析包括對一直到 25Hz的頻譜范圍的分析。
5.一種乘員檢測系統(tǒng)，包括用于放置在自動(dòng)車輛座位中的電極布置，所述電極布置包括用于將電場發(fā)射到所述車 輛座位上方的檢測區(qū)域中的天線電極；可操作連接到所述天線電極的估計(jì)電路，對所述估 計(jì)電路進(jìn)行配置和布置，以便對通過所述檢測區(qū)域中的乘用項(xiàng)與所述電場的相互作用由乘 用項(xiàng)可影響的電容進(jìn)行測量；其特征在于對所述估計(jì)電路進(jìn)行進(jìn)一步配置和布置，以便 確定所測量電容的波動(dòng)；對所述波動(dòng)的頻譜進(jìn)行分析；以及基于所測量電容和所述頻譜得 到所述車輛座位的乘用狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的乘員檢測系統(tǒng)，其中，所述電極布置包括單一天線電極，并且其 中，所述由乘用項(xiàng)可影響的電容包括所述單一天線電極和車輛接地之間的電容。
7.如權(quán)利要求1至6中的任意一項(xiàng)所述的乘員檢測系統(tǒng)，其中，所述電極布置包括與所 述天線電極重疊的屏蔽電極，并且所述屏蔽電極與所述天線電極之間夾有電絕緣層。
8.如權(quán)利要求5所述的乘員檢測系統(tǒng)，其中，所述電極布置包括第一天線電極和第二 天線電極，并且其中，所述由乘用項(xiàng)可影響的電容包括所述第一天線電極和第二天線電極 之間的電容。
9.如權(quán)利要求8所述的乘員檢測系統(tǒng)，其中，所述電極布置包括與所述第一天線電極 重疊的第一屏蔽電極，并且所述第一屏蔽電極與所述第一天線電極之間夾有電絕緣層；以 及與所述第二天線電極重疊的第二屏蔽電極，并且所述第二屏蔽電極與所述第二天線電極 之間夾有電絕緣層。
全文摘要
在包含用于放置在汽車座位中的電極布置的乘員檢測系統(tǒng)中，電極布置包括用于將電場發(fā)射到車輛座位上方的檢測區(qū)域內(nèi)的天線電極，以及可操作連接到天線電極的估計(jì)電路，對估計(jì)電路進(jìn)行配置和布置，以便對通過檢測區(qū)域中的乘用項(xiàng)與電場的相互作用由乘用項(xiàng)可影響的電容進(jìn)行測量。進(jìn)一步對估計(jì)電路進(jìn)行配置和布置，以便確定所測量電容的波動(dòng)、對波動(dòng)的頻譜進(jìn)行分析、并且基于所測量電容和頻譜得到車輛座位的乘用狀態(tài)。
文檔編號B60R21/015GK101801714SQ200880106334
公開日2010年8月11日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者C·布爾, G·格德特, L·拉梅施, P·奧爾萊維斯基, W·比克, Y·德科斯泰 申請人:Iee國際電子工程股份公司