专利名称：座椅传感器系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种例如是在机动车辆中使用的座椅检测器。
背景技术：
在现代的车辆中，座椅占用传感器被广泛地使用，以便检测乘客座椅是否被占用。关于乘客座椅占用的信息可以随后被使用，以便控制对一个或多个与车辆座椅相关联的气囊的展开(例如，如果发现车辆座椅没有被占用，则禁止展开)。
当今的机动车安全标准需要机动车辆配备安全带提醒系统，用于提醒车辆的乘客将与所占用的车辆座椅相关联的安全带系紧。这种安全带提醒系统典型地包括用于检测车辆座椅占用情况的座椅占用传感器，和用于检测安全带是否被系紧的安全带传感器，例如带扣开关传感器。
而直至现在，这些座椅传感器主要与车辆前座相关联，例如，用于控制与该前座相关联的气囊系统，或用于产生与前座相关联的安全带的系紧情况警告信号，进一步的标准将会同样需要后座配备这样的座椅占用传感器和安全带提醒系统。
在气囊控制系统中使用的座椅占用传感器或安全带提醒系统通常包括，整合在各自乘客座椅中的压力传感装置，用于检测由于乘客坐进座椅而产生的压力。压力传感装置，如DE-A-4237072中披露的，具有多个单独的力传感器，其以适当的方式与控制单元连接，该控制单元被设计为用于根据所述单个压力传感器的电学性能来测量压力。这些占用传感器证明是非常可靠的，且很适于检测座椅占用情况。
安全带提醒系统的安全带系紧探测器典型地包括机械或磁铁带扣开关，用于检测安全带的插销是否插入到安全带的带扣中。一个这样的带扣开关例如是在美国专利US-A-5,871,063中所披露的。作为座椅带扣开关的替换例，提供一种安全带系紧检测器，其能基于安全带中的张紧力产生扣住/未扣住信号。
事实上，这些公知的座椅传感器的一个缺陷是，座椅占用传感器及/或安全带系紧检测器必须通过连接线的方式与控制单元物理连接，以便实现其功能。这就需要将传感设备与控制单元物理连接，然而特别会在配备了柔性座椅的现代汽车中产生问题，该柔性座椅具有可移动及/或更换的后座。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的座椅传感器，其适于与可移动的车辆座椅关联使用。
为了克服上述问题，本发明提供一种座椅传感器系统，包括至少一个座椅传感器，用于对与座椅占用相关的状况进行探测并用于产生指示所述状态的输出信号，以及控制单元，用于与所述至少一个座椅传感器进行通信的。根据本发明，所述至少一个座椅传感器具有与座椅相关联的自供电发送器装置，所述自供电发送器装置用于发送含有所述输出信号的数据信号，且所述控制单元具有接收器模块，用于从所述自供电发送器装置接收所述数据信号。
本发明的座椅传感器系统配置为，能在与座椅相关联的座椅传感器和用于座椅传感器的控制单元之间实现远程通信。座椅传感器因而无线地向控制单元发送含有关于座椅占用相关状况信息的数据信号。因而，座椅传感器不需要通过连接线与控制单元连接。没必要对座椅传感器连线，座椅传感器系统不会对带有可移动及/或可替换座椅的现代车辆柔性乘坐系统的优越性产生消极影响。
根据本发明，通过自供电发送器，也就是自供电发送器装置，来实现数据信号的发送。这种自供电发送器装置自数年以前就是公知的了，且包括用于将机械能转化为电能的装置。因而，自供电发送器装置不会依赖于外部电源(通过线缆连接)也不会依赖于内部电池电源。自供电发送器装置因而适于自发操作，这就消除了对连接线缆或时常更换电池的需要。
控制单元接收从座椅传感器发送来的数据信号，并可进一步处理该信号，以便，例如，产生警告信号(在安全带提醒系统的情况下)或产生气囊控制信号(如果座椅传感器被用于控制与座椅相关联的气囊的展开)。由于远程地接收从座椅传感器而来的数据信号，所以控制单元不需要安装在车辆座椅中，而可以安置在车辆内部任何合适的固定位置上。控制单元因而不必整合在(有可能)可移动或可替换的座椅中，以使得不需要经由线缆或导线与车辆电子系统另外的组件相连接的电源。
本座椅传感器系统由此能在座椅中实现自发座椅占用检测，此外这就不需要例常维护。因而，本座椅传感器系统极佳地适用于可移动车辆座椅的操作。
应注意，控制单元应较佳地以这种方式安装在车辆中接收器模块的接收天线位于车厢内。在这种情况下，控制单元可以接收从安置在车辆前座和后座中的座椅传感器发送来的数据信号。在本实施例中，座椅传感器系统可以具有与车辆不同座椅相关联的多个座椅传感器，且所述控制单元配置为与每个所述多个座椅传感器通信。单个普通的控制单元减少了传感器系统的复杂性且从而减少系统的总成本。
自供电发送器装置优选地具有发送器模块，用于将机械能转换为电能的压电发生器，以及用于从所述电能产生发送器模块电力供应的电子转换单元。这类自供电发送器称为用于执行远程开关操作的无电源(non-powered)按钮。一种这样的按钮例如是Joseph.A Paradiso和Mark Feldmeier的“ACompact，Wireless，Self-Powered Pushbutton Controller(紧凑、无线、自供电按钮控制器)”一文中所披露的。在Abowd，G.D.，Brumitt，B.，和Shager，S.，eds，“Ubicomp 2001Ubiquitous Computing，(Ubicomp 2001普适计算)”ACMUBICOMP Conference Proceedings(ACM UBICOMP会议学报)，亚特兰大GA，2001年9月，德国柏林施普林格，2001，页299-304。
压电发生器因其重量轻、尺寸小、复杂性小且成本低而为人们所知。这种特性使压电发生器最适于整合在车辆环境中。在机动车辆环境中，要转换为电能的机械能来自于两方面，乘坐者施加于整合在车辆座椅中的压电发生器上的压力，以及座椅中由持续的运动所引起的振动。由于车辆运动而引起的振动，坐在车辆座椅中乘坐者确实地在压电元件上施加了变化的压力，以使得压电供电发生器产生电子单元所需的电力。
由于压电元件产生低电流下的高电压，而标准的电子电路需要高电流下的低电压，所以电子转换单元被用于将压电发生器的高电压脉冲转换为用于对发送器模块供电的合适的直流电流。在一个非常简单的实施例中，电子转换单元可以具有一个简单的二极管，作为整流器及/或电压限幅器。
发送器模块可以是低功率的FR发送器。无线电波自由地穿过人体和非金属部件，这样就确保了能完好地发送到控制单元。
在优选实施例中，所述自供电发送器装置进一步具有处理装置，用于将带有所述座椅传感器数字ID的所述输出信号编码为所述数据信号。在多传感器环境中，也就是，如果座椅传感器系统具有多个座椅传感器，则每个独立的座椅传感器(特定的信号从其上发出)可被控制单元确定无误地识别出，以使得可以对正确的座椅采取合适的措施。
应注意，自供电发送器装置的压电发生器本身可以起到座椅占用检测器的作用。事实上，如果压电发生器适于配置为只有在乘坐者确实坐入座椅时才能操作，则发送器模块也就只能在座椅确实被占用时才能被供电。另一方面这就意味着，如果控制单元从发送单元接收到了信号，则该座椅必然是被占用了。在该实施例中，不需要另外的专门座椅占用传感器。为了确保对座椅占用情况的可靠检测，压电发生器应具有压电薄膜，该压电薄膜与所述座椅乘坐表面相关联并在乘坐表面的相当大部分上延伸。
在替换实施例中，其中自供电发送器装置仅使用了它的电力产生和信号发送的特性，座椅传感器进一步具有用于对所述座椅占用情况进行传感的座椅占用检测器，所述压力传感器与所述自供电发送装置连接，及/或具有安全带系紧检测器，用于确定与所述座椅相关的安全带使用状况，所述安全带系紧检测器与所述自供电发送装置连接。在这些实施例中，独立探测功能由专门的探测元件执行。占用传感器例如可以具有压感转换装置，该压感装置具有安置在相关于座椅表面的不同位置上的多个独立压力传感器或开关。这些压感转换装置证明是非常可靠且很适合于检测座椅占用情况。
进一步应理解，安全带系紧检测器优选地具有带扣开关传感器。该带扣开关传感器被整合在安全带带扣中，用于检测安全带的插销是否被插入到安全带的带扣中。该安全带带扣本身典型地安装在座椅上，而不是在车辆地板上，且因而安全带带扣可以与座椅一起移动(如座椅占用传感器那样)。带扣开关与自供电发送器装置连接，以使得安全带的系紧状态可以包含在要传送到控制单元的数据信号中。
参考附图，从以下对若干个非限制性的实施例的描述中，本发明将会更加清楚，其中图1显示了车厢部分，带有与车辆座椅相关联的座椅传感器的第一实施例；图2显示了车厢部分，带有与车辆座椅相关联的座椅传感器的第二实施例；图3显示了座椅传感器一实施例的方块图。
具体实施例方式
图1示意性地显示了车辆的内部车厢10，在前座14中载有乘客12。车辆座椅14配备有与控制单元20的接收器模块18远程通信的座椅传感器16。控制单元20安装在车厢内适当的位置上，例如在车辆地板上或车辆顶棚上。控制单元20应优选地以这种方式安装在车辆中接收器模块20的接收天线22位于车辆中央。在这种情况下，控制单元20可以接收从安置在车辆前座和后座(未示出)中的座椅传感器发送来的数据信号。
在所示实施例中，座椅传感器16具有安置在座椅14座垫中的座椅占用传感器24。座椅占用传感器24典型地包括具有分布在座椅乘坐区域的多个独立压力传感器的压感转换垫。
座椅占用传感器24与发送器模块26连接，优选的是RF发送器，能够从座椅占用传感器24向控制单元20发送与占用情况相关的输出信号。发送器模块26，例如是安置在座椅14的基座中且为自供电发送器的一部分，并进一步具有与发送器模块26相关联的压电发生器28。
压电发生器整合到车辆座椅的座垫中，以便暴露于由座椅被占用而产生的压力。压电发生器28随后将机械能(由乘客而施加的压力和因汽车运动带来的振动)转换为电能，该电能通过整流器30(见图3)转换为适合于发送器模块26的直流供电电压。
在所示实施例中，座椅传感器16包括带扣开关传感器32，其被整合在安全带带扣中，用于检测安全带34的插销是否插入了安全带带扣中。像座椅占用传感器28一样，安全带带扣开关32也与发送器模块26连接。应注意，发送器模块26可以分离地向接收模块22发送座椅占用传感器26和带扣开关传感器32的独立输出信号。然而，在优选实施例中，发送器模块具有处理单元36，其能够将独立的输出信号组合成要发送的组合数据信号。进而，处理器装置优选地被配置为用于将带有所述座椅传感器数字ID的组合输出信号编码为所述数据信号。在多传感器情况下，也就是，如果座椅传感器系统具有多个座椅传感器，每个独立座椅传感器随后可以通过控制单元确认，以使得可以对正确的座椅采取合适的措施。
图2显示了座椅传感器16的不同实施例。在本实施例中，压电发生器28起到座椅占用检测器的作用，以使得不需要专门的压力转换垫。压电发生器28优选地配置为安置在乘坐表面附近的压电薄膜。
图3显示了座椅传感器一实施例的方块图。压电发生器28与整流器30连接，该整流器30可以将所产生的电压脉冲转换为合适的直流电压，用于为处理器36、发送器模块26供电，以及，如有必要，为一个或更多的诸如座椅占用传感器28或带扣开关传感器32这样的追加传感设备供电。传感设备28、32与处理器36连接，该处理器36将优选地带有数字ID的不同输出信号编码为组合数据信号。该组合数据信号随后通过发送器模块26、经由发送天线38向控制单元20发送。
参考数字列表10车厢 24座椅占用传感器12乘客 26发送器模块14车辆座椅 28压电发生器16座椅传感器30整流器18接收器模块32带扣开关传感器20控制单元 34安全带22天线 36处理单元22接收天线 38发送天线
权利要求
1.一种座椅传感器系统，包括至少一个座椅传感器，该座椅传感器用于对与座椅占用相关的状况进行探测并用于产生指示所述状态的输出信号，以及控制单元，该控制单元用于与所述至少一个座椅传感器进行通信，其特征在于，所述至少一个座椅传感器具有与座椅相关联的自供电发送器装置，所述自供电发送器装置用于发送含有所述输出信号的数据信号，且所述控制单元包括接收器模块，用于接收来自所述自供电发送器装置的所述数据信号。
2.根据权利要求1所述的座椅传感器系统，包括与车辆不同座椅相关联的多个座椅传感器，其中所述控制单元配置为用于与每个所述多个座椅传感器进行通信。
3.根据权利要求1或2所述的座椅传感器系统，其中所述自供电发送器装置包括发送器模块，用于将机械能转换为电能的压电发生器，以及用于从所述电能产生发送器模块电力供应的电子转换单元。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的座椅传感器系统，其中所述自供电发送器装置进一步包括处理装置，该处理装置用于将带有所述座椅传感器的数字ID的所述输出信号编码为所述数据信号。
5.根据权利要求3或4所述的座椅传感器系统，其中所述压电发生器具有与所述座椅乘坐表面相关联的压电薄膜。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的座椅传感器系统，其中所述座椅传感器还包括用于对所述座椅占用情况进行探测的座椅占用检测器，所述压力传感器与所述自供电发送装置连接。
7.根据权利要求6所述的座椅传感器系统，其中所述座椅占用传感器具有压感转换装置，该压感装置具有安置在相关于座椅表面的不同位置上的多个独立压力传感器或开关。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的座椅传感器系统，其中所述座椅传感器还包括安全带系紧检测器，用于确定与所述座椅相关的安全带使用状况，所述安全带系紧检测器与所述自供电发送装置连接。
9.根据权利要求8所述的座椅传感器系统，其中所述安全带系紧检测器具有安全带带扣开关传感器。
全文摘要
一种座椅传感器系统，具有至少一个座椅传感器，用于对与座椅占用相关的状况进行传感并用于产生指示所述状态的输出信号，以及控制单元，用于与所述至少一个座椅传感器进行通信。根据本发明，座椅传感器具有与座椅相关联的自供电发送器装置，用于发送含有所述输出信号的数据信号，且所述控制单元具有接收器模块，用于从所述自供电发送器装置接收所述数据信号。
文档编号B60R21/015GK1968840SQ200580019234
公开日2007年5月23日 申请日期2005年4月22日 优先权日2004年4月22日
发明者劳伦特·费德斯皮尔 申请人:Iee国际电子及工程股份有限公司