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。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 了，但還存在安全氣囊不需要打開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，后方面對嬰兒座椅，這就存在這樣 一種危險(xiǎn)，安全氣囊的打開會(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。它說明這些情況下占位參數(shù)應(yīng)該也被可靠地 檢測。各式各樣的技術(shù)已經(jīng)被介紹或建議了，用于檢測和分類乘坐者 (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、2D-或3D-成像、熱成像、電容感測、通過雷達(dá)或超聲波檢 測等。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)生無線電波。在RF發(fā)射單元的操作過程 中，產(chǎn)生的無線電波從發(fā)射RF天線上傳播出去。乘坐者分類系統(tǒng)還 包括RF檢測器，以在該固定的RF頻率檢測乘坐者對從發(fā)射RF天線 上傳播來的無線電波的影響。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檢測器被可操作地連接到發(fā)射RF 天線上，以檢測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天線的無線電波。在本實(shí)施例中，RF檢測器包括用于對比 被反射的無線電波的信號水平與預(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線電波的信號水平實(shí) 現(xiàn)了。如果，例如，信號水平很高，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)品開發(fā)過程中被標(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天線傳播來的無線電波的至少一部分。如第一實(shí)施例中所述， RF檢測器包括閾電路，但在本實(shí)例中，該閾電路被適于對比被接收的 無線電波的信號水平和預(yù)先確定的數(shù)值，以檢測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天線上傳播來的無線電波的衰減。 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天線上接收的無線電波的信號水平。在本實(shí)例中，如果該信 號水平很高，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)生的無線電波，優(yōu)選通過頻率調(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將反射回的無線電波指引到RF檢測器28上。 RF檢測器28包括閾電路(門限電路)30，其將被反射回的無線電波 的信號水平與預(yù)先確定的數(shù)值做比較。閾電路30輸出指示被反射回的 無線電波的信號水平位于被預(yù)先確定的數(shù)值之上還是之下的狀態(tài)信號 32。在本實(shí)施例中，如果信號水平高于預(yù)先確定的數(shù)值，狀態(tài)信號指 示座位被乘客坐了；如果信號水平低于預(yù)先確定的數(shù)值，狀態(tài)信號指 示座位為空或其上面安置有嬰兒座位。該信號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)生的無線電波之間具有 較大區(qū)別的預(yù)定圖案調(diào)制無線電波。無線電波的調(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傳播來的無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通過在某一固定頻率產(chǎn)生VHF或UHF無 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檢測器28。 RF檢測器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 的無線電波的信號水平在預(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檢測器28上的無線 電波的信號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 線電波的衰減和因?yàn)榻邮誖F天線34與RF檢測器28的阻抗失配。閾 電路30輸出反映信號水平和預(yù)先確定的數(shù)值之間的對比結(jié)果的狀態(tài) 信號32。如果此信號水平高于預(yù)先確定的數(shù)值，狀態(tài)信號指示座位為 空或攜帶CRS;相反的情況則是狀態(tài)信號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 的信號水平相對于沒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檢測器(圖5中 未示出)。RF檢測器包括閾電路，其將不同天線上的信號水平與它們 的預(yù)先確定數(shù)值相比較。RF檢測器因此確定從發(fā)射RF天線14傳播 到接收天線34.1、 34.2和34.3上的無線電波的衰弱。如果RF檢測器 也被連接到發(fā)射天線14 (例如，圖1中所示出的)上，RF檢測器還 確定被反射的無線電波的信號水平。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)生無線電波，在RF發(fā)射單元的操作過程中，所述無線電波從所述發(fā)射RF天線傳播出來；RF檢測器，用于在所述固定的RF頻率檢測乘坐者對從所述發(fā)射RF天線傳播來的無線電波的影響。
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 檢測器被可操作地連接到所述發(fā)射RF天線，以檢測因車輛座位的椅 座部分上就坐的乘坐者而引起的被反射到所述發(fā)射RF天線上的無線 電波，并且，所述RF檢測器包括閾電路，用于對比所述被反射的無 線電波的信號水平與預(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檢測器和接收RF天線， 所述RF檢測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天線傳播來的無線電波的至少一部分，其中，所述RF檢測器 包括閾電路，用于對比被接收的無線電波的信號水平與預(yù)先確定的數(shù) 值，以檢測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)生無線電波。在RF發(fā)射單元的操作過程中，產(chǎn)生的無線電波從發(fā)射RF天線上傳播出去。乘坐者分類系統(tǒng)還包括RF檢測器，以在固定的RF頻率檢測乘坐者對從發(fā)射RF天線上傳播來的無線電波的影響。
文檔編號B60R21/015GK101400553SQ200780008757
公開日2009年4月1日 申請日期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 申請人:Iee國際電子工程股份公司