專利名稱：座椅傳感器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及例如用于機動車的座椅檢測器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代車輛座椅中，廣泛地采用座椅占用傳感器，用來檢測乘客座椅是否被占用。關(guān)于乘客座椅占用的信息然后可以用來控制一個或者多個與車輛座椅關(guān)聯(lián)的氣囊的展開(如果車輛座椅被發(fā)現(xiàn)沒有占用，則展開例如被禁止)。
今天的機動車安全標準要求機動車裝配有安全帶提醒系統(tǒng)，用來提醒車輛乘客固緊與所占用的車輛座椅關(guān)聯(lián)的安全帶。這種安全帶提醒系統(tǒng)典型地包括用來檢測車輛座椅占用情況的座椅占用傳感器和用于檢測安全帶是否固緊的安全帶傳感器，例如帶扣開關(guān)傳感器。
但是直到目前，這些座椅傳感器主要與車輛的前排座椅關(guān)聯(lián)，例如用于控制關(guān)聯(lián)到前排座椅的氣囊或者用于產(chǎn)生與關(guān)聯(lián)到前排座椅的安全帶的固緊有關(guān)的警告信號，將來的標準將要求后排座椅也要裝備這種座椅占用傳感器和安全帶提醒系統(tǒng)。
用于氣囊控制系統(tǒng)或者安全帶提醒系統(tǒng)中的座椅占用傳感器通常包括集成在各乘客座椅內(nèi)用來檢測因乘客出現(xiàn)在座椅內(nèi)所感應出的壓力的壓力感知設備。例如在DE-A-4237072中公開的壓力感知設備包括多個單個的力傳感器，它們以適當方式連接到控制單元，該控制單元設計成根據(jù)所述單個壓力傳感器的電氣特性測量壓力。這些占用傳感器已經(jīng)證明是非?？煽康牟⑶伊己玫剡m于檢測座椅占用情況。
安全帶提醒系統(tǒng)的安全帶固緊檢測器典型地包括機械或者磁性帶扣開關(guān)，用于檢測安全帶的插銷(latch)是否插入安全帶帶扣。其中一種這種帶扣開關(guān)例如在美國專利US-A-5,871,063中公開。作為帶扣開關(guān)的替代物，已經(jīng)提出了安全帶固緊檢測器，其在安全帶內(nèi)的張力的基礎(chǔ)上產(chǎn)生帶扣緊/解脫信號。
這些已知的座椅傳感器的一個缺陷在于，為了起作用，座椅占用傳感器和/或安全帶固緊檢測器必須通過連接線物理地連接到控制單元。但是，這種物理地將感知設備連接到控制單元的需求帶來問題，特別是現(xiàn)代汽車中，所述汽車裝備有座位系統(tǒng)，該系統(tǒng)帶有可拆卸和/或可位移的后座椅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進的座椅傳感器，其適合與可拆卸的車輛座椅關(guān)聯(lián)。
為了克服上述問題，本發(fā)明提出了座椅傳感器系統(tǒng)，其包括至少一個與座椅關(guān)聯(lián)的座椅傳感器，用于感知與座椅占用情況有關(guān)的狀態(tài)并且用于產(chǎn)生指示所述狀態(tài)的輸出信號；和控制單元，其用于與所述至少一個座椅傳感器通信。跟據(jù)本發(fā)明，至少一個發(fā)射器與所述座椅關(guān)聯(lián)，所述發(fā)射器耦合到所述至少一個座椅傳感器，所述發(fā)射器用于發(fā)射指示所述輸出信號的數(shù)據(jù)信號；并且至少一個接收器耦合到所述控制單元，所述接收器用于無線接收來自所述發(fā)射器的所述數(shù)據(jù)信號。
本發(fā)明的座椅傳感器系統(tǒng)配置成能夠在關(guān)聯(lián)到座椅的座椅傳感器和座椅傳感器的控制單元之間遠程通信。座椅傳感器相應地向控制單元無線地發(fā)射數(shù)據(jù)信號，該信號包含關(guān)于與座椅占用狀態(tài)有關(guān)的信息。接著，座椅傳感器不需要通過連接線路連接到控制單元。不需要對座椅傳感器布線，所以座椅傳感器系統(tǒng)不會負面地影響帶有可拆卸和/或可位移的后座椅的現(xiàn)代車輛的靈活座位系統(tǒng)的優(yōu)勢。進而，本座椅傳感器系統(tǒng)良好地適合與例如輔助兒童座椅一起使用。
控制單元接收從座椅傳感器發(fā)射的數(shù)據(jù)信號，并且進一步處理這些信號，從而例如產(chǎn)生警告信號(在安全帶提醒系統(tǒng)的情況下)或者氣囊控制信號(如果座椅傳感器用于控制與座椅關(guān)聯(lián)的氣囊的展開的話)。由于來自座椅傳感器的數(shù)據(jù)信號被遠程接收，所以控制單元不需要安裝在車輛座椅內(nèi)，而是可以布置在車輛內(nèi)任何適當?shù)撵o止位置?？刂茊卧鄳夭患稍?可能)可拆卸或者可位移的座椅內(nèi)，使得經(jīng)由連接到車輛電子系統(tǒng)的進一步組件的纜線或者布線進行電力供應不再是問題。因此，本座椅傳感器系統(tǒng)完美地適合于在可拆卸的車輛座椅內(nèi)操作。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述接收器是多功能接收器，用于接收與機動車輛內(nèi)的不同功能關(guān)聯(lián)的信號。在該實施例中，本發(fā)明的座椅傳感器系統(tǒng)具有優(yōu)勢地采用了接收器模塊，該模塊已經(jīng)安裝在車輛內(nèi)，例如作為遠程鑰匙進入(remote key entry)的接收器。其中所述接收器是例如機動車的遠程鑰匙進入系統(tǒng)的組件的這種實施例，降低了系統(tǒng)的總成本，因為不需要額外的專用接收器。
應當注意，遠程鑰匙進入系統(tǒng)的接收器良好地適合接收來自車輛內(nèi)不同位置的信號。因此，控制單元可以經(jīng)由遠程鑰匙進入系統(tǒng)的接收器接收從布置在前排座椅內(nèi)和后排座椅內(nèi)的座椅接收器兩者發(fā)射的數(shù)據(jù)信號。在這種實施例中，座椅傳感器系統(tǒng)包括多個與車輛的不同座椅關(guān)聯(lián)的座椅傳感器，并且所述控制單元配置成與每個所述多個座椅傳感器通信。單獨的共用控制單元降低了傳感器系統(tǒng)的復雜程度并且因此降低了系統(tǒng)的總成本。
在本發(fā)明的可能實施例中，多個座椅傳感器耦合到所述至少一個發(fā)射器。該實施例對后座椅長椅的情況下是令人感興趣的，關(guān)聯(lián)到不同座位位置的幾個座椅傳感器布置在共用的座椅結(jié)構(gòu)內(nèi)。為了與控制單元通信，這些座椅傳感器僅需要一個單獨的發(fā)射器。應當理解，如果幾個例如不同類型的座椅傳感器耦合到一個單獨的(可拆卸的或者不可拆卸的)座椅，則這種實施例也是令人感興趣的。
在優(yōu)選的實施例中，所述發(fā)射器包括用來以所述座椅傳感器和/或所述座椅和/或所述發(fā)射器的數(shù)字ID將所述輸出信號編碼成所述數(shù)據(jù)信號的處理裝置。在多傳感器環(huán)境中，即如果座椅傳感器系統(tǒng)包括多個座椅傳感器，然后從發(fā)射特別信號的每個單獨的座椅傳感器或者每個單獨的座椅或者每個單獨的發(fā)射器可以被控制單元確實可靠地識別，從而可以對于正確的座椅采取適當?shù)臏y量。
為了能夠產(chǎn)生并且向耦合到控制單元的接收器發(fā)射數(shù)據(jù)信號，發(fā)射器可以由電池模塊供電，該模塊可以集成到各座椅內(nèi)。但是，在更為優(yōu)選的實施例中，發(fā)射器可以通過半無源(semi-passive)電力供應件供電。這種半無源電力供應件包括例如耦合到操作在遠程鑰匙進入系統(tǒng)頻率的寬波段天線的電容和電力轉(zhuǎn)換電子電路。每次RF脈沖(例如，從遠程鑰匙，或者從座椅傳感器)發(fā)射到遠程鑰匙進入系統(tǒng)時，天線以及關(guān)聯(lián)的電子電路捕捉該脈沖并且將其轉(zhuǎn)換成儲存在電容內(nèi)的電荷。這種能量然后用于為發(fā)射器供電。
可替代地，發(fā)射器配置成自供電的發(fā)射器。這種自供電的發(fā)射器從幾年前就已知了并且包括用來將機械能轉(zhuǎn)換為電能的設備。因此，自供電的發(fā)射器既不依賴外部電源(通過纜線連接)也不依賴內(nèi)部電池供電。自供電發(fā)射器因此適合自主操作，這樣不需要接纜線或者偶爾更換電池。這種實施例因此使得能夠在座椅內(nèi)自主檢測座椅占用情況，另外不需要常規(guī)維護。
自供電發(fā)射器優(yōu)選地包括用來將機械能轉(zhuǎn)換成電能的壓電發(fā)電器和用來從所述電能產(chǎn)生發(fā)射器電力供應的電子換能器。這種自供電發(fā)射器已知為實施遠程開關(guān)操作的非供電按鈕。一種這種按鈕例如在文章“A Compact，Wirless，Self-Powered Pushbutton Controller”，Joseph A.Paradiso and MarkFeldmeier.In Abowd，G.D.，Brumitt，B.，and Shafer，S.，eds，“Ubicomp2001Ubiquitous Computing，”ACM UBICOMP Conference Proceedings，AtlantaGA，Sept.2001，Springer-Verlag Berlin Heidelberg，2001，pp.200-304，中公開。
已知壓電發(fā)電器重量輕、尺寸小、最不復雜并且成本低。這些特性使得壓電發(fā)電器最好地適合集成到車輛環(huán)境中。在機動車環(huán)境中，待轉(zhuǎn)換為電能的機械能來自座椅中占用者施加在集成于車輛座椅內(nèi)的壓電發(fā)電器上的壓力和恒定運動在座椅中感應出的振動。坐在車輛座椅內(nèi)的占用者因為車輛移動所導致的振動，的確在壓電元件上施加變化的壓力，因此壓電供電的發(fā)電機為電子單元產(chǎn)生所需的電力。
由于壓電裝置在低電流時產(chǎn)生高電壓，并且標準電子電路要求高電流時低電壓，所以電子換能器單元用來將壓電發(fā)電器的高壓脈沖轉(zhuǎn)換成適當?shù)腄C電流，用來為發(fā)射器模塊供電。在一種非常簡單的實施例中，電子換能器單元可以包括簡單的二極管，作為整流器和/或電壓限制器。
應當注意，發(fā)射器的壓電發(fā)電器可以自身用作座椅傳感器，即作為座椅占用檢測器，用來感知所述座椅的占用情況。實際上，如果壓電發(fā)電器適當?shù)嘏渲茫瑥亩鴥H當占用者實際坐在座椅內(nèi)時才操作，則發(fā)射器模塊將會僅在座椅實際占用時才被供電。這樣意味著另一方面，如果控制單元接收來自發(fā)射器的信號，座椅必然被占用。在該實施例中，不需要進一步的專用座椅占用傳感器。為了保證可靠地檢測座椅占用情況，壓電發(fā)電器應當包括與所述座椅的座位表面關(guān)聯(lián)并且沿著座位表面基本上一部分延伸的壓電膜。
在不同的實施例中，座椅占用檢測器包括壓力敏感的開關(guān)設備，其包括多個單個的與座椅表面的不同位置關(guān)聯(lián)的壓力傳感器或者開關(guān)和/或電容場(capacitive field)檢測系統(tǒng)，該電容場檢測系統(tǒng)包括至少一個與所述座椅的座椅表面關(guān)聯(lián)的電容式電極和/或與所述座椅的座椅表面關(guān)聯(lián)的壓電傳感器。
在進一步的實施例中，所述座椅傳感器包括用來判斷與所述座椅有關(guān)的安全帶使用條件的安全帶固緊檢測器，即安全帶帶扣開關(guān)傳感器和/或溫度傳感器。在后一種情況下，所獲得的溫度信號可以用來標定座椅傳感器響應以及用來控制車輛的空調(diào)設備。


參照附圖，本發(fā)明將從幾個非限制性的實施例的下述說明中變得更為明顯，其中圖1示出了帶有座椅傳感器部件的車輛座椅的頂視圖(上部)和截面圖(下部)；圖2示意性地示出了本發(fā)明的座椅傳感器系統(tǒng)的操作；圖3圖示了座椅傳感器系統(tǒng)的實施例；圖4圖示了座椅傳感器系統(tǒng)的實施例，其中發(fā)射器通過半無源電力供應件供電。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了裝備有根據(jù)本發(fā)明的一個方面的座椅傳感器12的車輛座椅10的頂視圖(上部)和截面圖(下部)。座椅傳感器12包括座椅占用傳感器14，其與車輛座椅10的座位表面16關(guān)聯(lián)。座椅占用傳感器14包括例如箔片類型的壓力傳感器，其在車輛座椅的上座位表面16緊鄰的附近集成在車輛座椅內(nèi)。
圖1中所示的座椅傳感器12進一步包括安全帶帶扣開關(guān)傳感器18，用于相對于車輛座椅10確定安全帶的使用條件。該安全帶帶扣開關(guān)傳感器18例如檢測安全帶的插銷是否插入安全帶帶扣中。
座椅占用傳感器14和安全帶帶扣開關(guān)傳感器18連接到發(fā)射器20，該發(fā)射器能夠向遠程控制單元22發(fā)射包括所檢測到的條件信息的數(shù)據(jù)信號。為此，發(fā)射器20包括至少一個電子電路24，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號30，該信號包含關(guān)于不同的傳感器14和18的狀態(tài)的信息。如此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號然后經(jīng)由連接在發(fā)射器20上的發(fā)送天線28發(fā)射到控制單元。發(fā)送天線28可以定位在車輛座椅內(nèi)任何適當?shù)奈恢?。在可能的實施例中，天線28可以印刷在座椅占用傳感器14的載體層上?？商娲兀炀€28可以配置成微型天線，其可以集成在發(fā)射器電子電路的殼體內(nèi)。
為了能夠產(chǎn)生和發(fā)射所述數(shù)據(jù)信號，發(fā)射器包括電力供應件26，其可以集成在車輛座椅10內(nèi)。電力供應件26可以包括適當?shù)碾姵貍溆眉蛘咴诟鼮閮?yōu)選的實施例中，包括用來將機械能轉(zhuǎn)換為電能的壓電發(fā)電器和用來從所述電能產(chǎn)生發(fā)射器電力供應的電子換能器單元。
為了能夠接收來自發(fā)射器20發(fā)射的數(shù)據(jù)，控制單元22耦合到帶接收天線34的接收器模塊32。為了降低本座椅傳感器系統(tǒng)的總成本，接收器模塊32優(yōu)選地是現(xiàn)有車輛組件諸如車輛的遠程鑰匙進入系統(tǒng)的一部分。這些用來遠程激活中控鎖系統(tǒng)的遠程鑰匙進入系統(tǒng)現(xiàn)在是標準車輛設備的一部分。這種遠程鑰匙進入系統(tǒng)的接收器模塊良好地適合于接收從車輛座艙內(nèi)的任何可能位置發(fā)射的信號。因此這種接收器模塊可以與本發(fā)明的座椅傳感器系統(tǒng)一起使用。顯然，在這種情況下配置發(fā)射器，從而以與遠程鑰匙進入系統(tǒng)相容的方式編碼數(shù)據(jù)信號。
布置在車輛內(nèi)任何適當位置的控制單元20相應地連接到遠程鑰匙進入系統(tǒng)的接收器模塊32，使得被接收器模塊32接收的數(shù)據(jù)信號30可以供應給控制單元20?？刂茊卧?0然后可以進一步處理該信號，從而例如產(chǎn)生警告信號(在安全帶提醒系統(tǒng)的情況下)或者氣囊控制信號(如果座椅傳感器用于控制與座椅關(guān)聯(lián)的氣囊的展開的話)。
在多傳感器環(huán)境中，即，如果座椅傳感器系統(tǒng)包括多個座椅傳感器12，從發(fā)射特定數(shù)據(jù)信號30的每個單個的座椅傳感器12或者每個單個的座椅10或者每個單個的發(fā)射器20應當能夠被控制單元辨別。在優(yōu)選的實施例中，發(fā)射器20的電子電路24因此優(yōu)選地以所述座椅傳感器和/或所述座椅和/或所述發(fā)射器的數(shù)字ID將傳感器的輸出信號編碼成所述數(shù)據(jù)信號30。進而，發(fā)射器20的電子電路優(yōu)選地能夠進一步編碼來自溫度傳感器36的溫度信號。所獲得的溫度信號可以在控制器單元中用來標定座椅傳感器響應以及用來控制車輛的空調(diào)設備。
圖3圖示了一種實施例，其中幾個座椅占用傳感器114和114’以及幾個帶扣開關(guān)傳感器118和118’和溫度傳感器136和136’耦合到共用發(fā)射器120。這種實施例可以用于例如后部座椅長椅的情況，關(guān)聯(lián)到不同座椅位置的幾個座椅傳感器在這里布置在共用的座椅結(jié)構(gòu)內(nèi)。在這種情況下，發(fā)射器120的電子電路124將不同傳感器的單個信號編碼為待發(fā)射到控制單元的共用數(shù)據(jù)信號。
圖4示意性地圖示了座椅傳感器系統(tǒng)的實施例，其中發(fā)射器220由半無源電力供應件226供電。這種半主動電力供應件226包括與在遠程鑰匙進入系統(tǒng)的頻率工作的寬波段天線228耦合的電容240和電力轉(zhuǎn)換電子電路242。每次RF脈沖發(fā)射到遠程鑰匙進入系統(tǒng)(例如從遠程鑰匙或者從座椅傳感器)，天線228和關(guān)聯(lián)的電子電路242都捕捉該脈沖并且將其轉(zhuǎn)換成儲存在電容242內(nèi)的電荷。這種能量然后用于為發(fā)射器20供電。
附圖標記列表10 車輛座椅12 座椅傳感器14 座椅占用傳感器16 座椅表面18 帶扣開關(guān)傳感器20 發(fā)射器22 控制單元24 電子電路26 電力供應件28 天線30 數(shù)據(jù)信號32 接收器模塊34 天線36 溫度傳感器114、114’ 座椅占用傳感器118、118’ 帶扣開關(guān)傳感器120 發(fā)射器124 電子電路136、136’ 溫度傳感器220 發(fā)射器226 電力供應件
228天線240電容242電子電路
權(quán)利要求
1.一種座椅傳感器系統(tǒng)，包括至少一個座椅傳感器，其與座椅關(guān)聯(lián)，用于感知與座椅占用情況有關(guān)的狀態(tài)并且用于產(chǎn)生指示所述狀態(tài)的輸出信號；和控制單元，該控制單元用于與所述至少一個座椅傳感器通信；其特征在于，至少一個發(fā)射器與所述座椅關(guān)聯(lián)，所述發(fā)射器耦合到所述至少一個座椅傳感器，所述發(fā)射器用于發(fā)射指示所述輸出信號的數(shù)據(jù)信號；和至少一個接收器耦合到所述控制單元，所述接收器用于無線接收來自所述發(fā)射器的所述數(shù)據(jù)信號。
2.如權(quán)利要求1所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器是多功能接收器，用于接收機動車中與不同功能關(guān)聯(lián)的信號。
3.如權(quán)利要求1至2中任一項所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器是機動車遠程鑰匙進入系統(tǒng)的組件。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，多個座椅傳感器耦合到所述至少一個發(fā)射器。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射器包括處理裝置，該處理裝置用于以所述座椅傳感器和/或所述座椅和/或所述發(fā)射器的數(shù)字ID將所述輸出信號編碼成所述數(shù)據(jù)信號。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射器包括半無源電力供應件，該電力供應件包括關(guān)聯(lián)到寬波段天線的電容器，該天線在遠程鑰匙進入系統(tǒng)的頻率下工作；和電力轉(zhuǎn)換電子單元，其用于將所述天線接收到的無線電頻率信號轉(zhuǎn)換成所述電容器的充電電壓。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射器包括用于將機械能轉(zhuǎn)換為電能的壓電發(fā)電器和用于從所述電能產(chǎn)生發(fā)射器電力供應的電子換能器單元。
8.如權(quán)利要求7所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電發(fā)電器包括與所述座椅的所述座位表面關(guān)聯(lián)的壓電膜。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述座椅傳感器包括用于感知所述座椅占用情況的座椅占用檢測器。
10.如權(quán)利要求9所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述座椅占用檢測器包括壓力敏感開關(guān)設備，該開關(guān)設備包括多個與所述座椅表面的不同位置關(guān)聯(lián)的單個的壓力傳感器或者開關(guān)。
11.如權(quán)利要求9所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述座椅占用檢測器包括電容場檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)包括至少一個與所述座椅的座椅表面關(guān)聯(lián)的電容式電極。
12.如權(quán)利要求9所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述座椅占用檢測器包括與所述座椅的座椅表面關(guān)聯(lián)的壓電傳感器。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述座椅傳感器包括用于判斷與所述座椅有關(guān)的安全帶使用條件的安全帶固緊檢測器。
14.如權(quán)利要求13所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述安全帶固緊檢測器包括安全帶帶扣開關(guān)傳感器。
15.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的座椅傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述座椅傳感器包括溫度傳感器。
全文摘要
座椅傳感器系統(tǒng)包括至少一個與座椅關(guān)聯(lián)的座椅傳感器，其用于感知與座椅占用情況有關(guān)的狀態(tài)并且用于產(chǎn)生指示所述狀態(tài)的輸出信號；和控制單元，其用于與所述至少一個座椅傳感器通信。根據(jù)本發(fā)明，至少一個發(fā)射器與所述座椅關(guān)聯(lián)，所述發(fā)射器耦合到所述至少一個座椅傳感器，所述發(fā)射器用于發(fā)射指示所述輸出信號的數(shù)據(jù)信號，并且至少一個接收器耦合到所述控制單元，所述接收器用于無線接收來自所述發(fā)射器的所述數(shù)據(jù)信號。
文檔編號B60R21/01GK101022979SQ200580031255
公開日2007年8月22日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者勞倫特·費德斯皮爾, 伊薇斯·德科斯特, 皮埃爾·奧萊夫斯基, 勞倫特·萊米施 申請人:Iee國際電子及工程股份有限公司