CN106232432B - 座椅占用传感器 - Google Patents

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Abstract

一种传感器布置(10)，例如座椅占用传感器，包括：至少两个端子(12，14)，用于将所述传感器组件连接至控制单元；以及由至少两个开关单元(16.1‑16.4)构成的第一开关组(16)，所述第一开关组的所述至少两个开关单元以实施第一逻辑AND门的方式连接到一起。根据本发明，传感器布置还包括由至少两个开关单元(18.1‑18.4)构成的至少一个第二组(18)，其中，所述第二开关组的所述至少两个开关单元以实施第二逻辑AND门的方式连接到一起，并且其中，所述第一开关组(16)和所述至少一个第二开关组(18)以实施逻辑OR门的方式连接到一起。

Description

座椅占用传感器
技术领域
本发明总体上涉及座椅占用传感器的技术领域，尤其是用于识别机动车中的座椅占用。
背景技术
目前，座椅占用传感器普遍用于汽车中，以改善次级座椅限制系统的效率，例如汽车安全气囊或座椅安全带预紧系统。座椅占用传感器通常包括多个单独的开关元件，其被布置成阵列构造并关联至车辆座椅的座椅表面。单独的开关元件通常被构造为压力传感器，例如力感测电阻，其中电阻取决于作用在座椅上的力。
在这些座椅占用传感器的可能应用中，实际的座椅占用状态通过座椅占用传感器的方式确定，并且在汽车碰撞情形的情况下，与各自的座椅相关联的安全气囊仅在实际座椅占用状态需要其展开时才展开。显然，该应用是安全关键并且由此要求相当复杂的占用传感器和评估单元以确保排除座椅占用的误划分。
在不同的应用中，座椅占用传感器的信号用在座椅安全带警示系统中，用于在特定汽车座椅被占用并且对应的座椅安全带未被系上的情况下生成警示信号。该应用不是安全关键，由此对座椅占用的确切评估和划分不是必需的。对于该类型的非安全关键应用，期望提供不那么复杂的座椅占用传感器和/或评估单元。
对于座椅安全带提醒应用，期望占用传感器必须基本上能够区分座椅被乘客占用还是被一些物体(例如手提包)占用。对于这种应用，不需要对座椅占用的更加复杂昂贵的划分。
EP申请EP 1636071中提出了用于该种类的座椅安全带提醒系统的座椅占用传感器。该文献中公开的座椅占用传感器包括至少两个压力可激活开关元件，其布置在座椅的中心线的任一侧，使得第一开关元件关联到座椅左侧，并且第二开关元件关联到座椅右侧。第一和第二开关元件以形成逻辑AND门的方式互连。在本发明的特别简单的实施例中，第一和第二开关元件串联连接在占用传感器的端子之间。
由于第一和第二开关元件的AND门连接，来自两个元件的信号仅在两个开关元件都被座椅的对应占用所激励时才能够被测量。因此，仅在两个开关元件同时被占用者激励时才可以检测到座椅的占用，并且仅在座椅的占用延伸过座椅的两侧时才会识别座椅占用。例如由于诸如放在座椅的一侧的手提包等物体的存在而造成的座椅占用传感器的单侧激励将不被识别为座椅占用，并且座椅安全带提醒系统由此也不会做出响应。
上述座椅占用传感器使得能够用非常简单的评估单元可靠地区分局部占用和跨越座椅两侧的占用，前者仅触发两个开关元件中的一个，后者触发两个开关元件。然而，该传感器不能区分更加复杂的座椅占用样式或轮廓。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的座椅占用传感器。
根据本发明的传感器布置，例如座椅占用传感器，包括用于将所述传感器组件连接至控制单元的至少两个端子、以及由至少两个开关单元构成的第一开关组，所述第一开关组的所述至少两个开关单元以实施第一逻辑AND门的方式连接到一起。根据本发明，传感器布置还包括由至少两个开关单元构成的至少一个第二组，其中所述第二开关组的所述至少两个开关单元以实施第二逻辑AND门的方式连接到一起，并且其中所述第一开关组和所述至少一个第二开关组以实施逻辑OR门的方式连接到一起。
作为连接第一开关组的至少两个开关单元以形成逻辑AND门的结果，仅在第一开关组的所有开关单元被激活时才会考虑所述第一开关组的激活。类似的，仅在第二开关组的所有开关单元被激活时才考虑第二开关组的激活。如果第一或第二开关组的开关单元关联到座椅的不同部分，该布置导致座椅的占用仅在占用跨越座椅的不同部分的情况下才被考虑。随之，传感器布置使得能够区分座椅的局部占用(如在手提包置于座椅上的情况下)以及较宽占用(如在乘客坐在座椅上的情况下)。
由于第一和第二开关组连接在一起以实施逻辑OR门，可以在任一开关组被激活时确定占用。通过适当地在座椅中布置第一和第二开关组，传感器布置使得能够在座椅的不同区域中进行独立占用检测。例如，当从车辆的向前驾驶方向看时，第一开关组的开关单元可以布置在座椅的后部，并且第二开关组的开关单元布置在座椅的前部。在该情况下，在占用跨越后部的所有开关单元或在占用跨越前部的所有开关单元的情况下可以可靠地检测到座椅占用。然而，仅激活了后开关单元中的一部分和/或前开关单元中的一部分的占用情况将不被认为是相关占用。通过在座椅中适当地布置不同开关组的开关单元，因而可能区分更复杂的座椅占用样式或轮廓。
应注意的是，传感器布置可以包括两个以上的开关组，例如三个开关组或四个开关组或更多，以实施逻辑OR门的方式互连这些开关组。同样，每个开关组可以具有两个以上的开关单元，并且对于开关组中的每一组，每开关组的开关单元的数量可以相同或不同。
在本发明的优选实施例中，所述第一开关组的至少两个开关单元和/或所述第二开关组的所述至少两个开关单元串联连接。这些串联连接然后直接连接或经由其它电部件而间接连接在传感器布置的端子之间。类似地，第一开关组和所述至少一个第二开关组优选地直接或经由其它电部件间接并联连接在所述至少两个端子之间。
将要注意的是，这些布置使得能够通过非常简单的评估单元来评估激活情形。实际上，如果开关单元被配置为在被激活时建立电接触的开关，则来自不同开关单元的信号仅在开关组的所有开关单元被座椅的对应占用激励时才可被测量。因此，利用提出的座椅占用传感器，在传感器安装时被布置成机动车的不同部分的至少两个开关单元以这样的方式连接在电路中：仅在开关组的所有开关单元同时被占用所激励的情况下才可以检测到座椅的占用。通过该方式，例如与座椅安全带提醒系统相关的座椅占用仅在机动车座椅的占用延伸过预定距离的情况下才被识别。例如由于诸如置于座椅上的手提包等物体的存在而引起的座椅占用传感器的局部激励将不被识别为座椅占用，并且座椅安全带提醒系统因此不会做出响应。
根据本发明的以彼此间的一些距离布置的不同开关单元在电路中的连接使得能够特别简单地检测座椅占用，能够区分座椅的局部占用和广域占用，而不需要高成本的矩阵电路和高成本的评估处理器单元。
在优选实施例中，第一开关组包括至少n个开关单元，n≥3，其中至少一个第二开关组包括至少m个开关单元，m≥3。在该实施例中，所述传感器布置包括至少一个互连线，所述互连线将布置在所述第一开关组的所述n个开关单元中的两个开关单元之间的节点与布置在所述第二开关组的所述m个开关单元中的两个开关单元之间的节点连接。通过一条或多条互连线的方式，传感器布置允许不同的更加复杂的占用轮廓被检测为相关占用。实际上，通过在不同开关组的开关单元之间的适当节点处提供互连线，开关单元被电气组合，使得复杂的激活样式可以在传感器布置的端子处带来可检测的信号。
将要注意的是，对于不同的开关组，每开关组的开关单元的数量可以是相同的，即n＝m，或者对于不同的开关组，每开关组的开关单元的数量可以是不同的，即n≠m。
在这种传感器布置的可能构造中，第一和第二开关组均可以包括四个开关单元。第一或第二开关组的四个开关单元的同时激活在该情况下将被检测为相关占用。可以提供互连线，用于将第一开关组的第二和第三开关单元之间的节点连接到第二开关组的第二和第三开关单元之间的节点。在该情况下，第一开关组的第一和第二开关单元以及第二开关组的第三和第四开关单元的同时激活也将被检测为相关占用。随之，互连线的提供使得能够检测更加复杂的激活样式。
将要注意的是，在上述示例中，对开关元件的数量和互连线连接的节点的选择仅作为示例。本领域技术人员可以从该示例中清楚地得出其它构造也是可能的，例如每个开关组具有四个以上的开关单元、每个开关组的开关单元数量不同的布置，互连线连接例如第一开关组的第一和第二开关单元之间的节点与第一和第二开关单元之间的节点和/或第二和第三开关单元之间的节点和/或第三和第四开关单元之间的节点的布置。
在传感器布置的变型中，所述开关单元中的至少一个包括并联连接在所述开关单元的两个连接点之间的多个可独立激励的开关元件。并联连接独立开关元件的作用是，只要单个开关元件被压力负载激励，开关单元便被激励。如果独立开关元件在机动车座椅的特定区上被布置成集群，该区将构成对应开关单元的激活区域。在该区内的任意位置的占用因而可以被识别为开关单元的占用。具有若干单独开关元件的开关单元的这种构造，使得其中可以识别座椅占用的区的范围能够被空间限定。
在特别简单的实施例中，所述开关单元中的至少一个包括箔类型开关元件。开关单元或开关元件例如可以采用简单开关的形式，例如隔膜开关。例如，这样的隔膜开关包括第一和第二载体箔以及电极布置，第一和第二载体箔通过间隔件被布置成一个在另一个上方一定距离，电极布置具有至少两个电极，至少两个电极被布置为使得在所述第一和第二载体箔响应于作用在所述开关元件上的压力而集合在一起时在电极之间建立电接触。
在本发明的有利实施例中，开关单元或开关元件可以包括箔类型压力传感器。在该实施例中，除了检测占用，还可以获得关于施加的压力的强度的信息，使得能够检测到座椅占用的更加精确的划分。
从上述描述显而易见的是，本发明还涉及一种汽车座椅，其包括座椅垫和座椅罩以及如上文所述的传感器布置。所述第一开关组的至少两个开关单元和所述第二开关组的至少两个开关单元彼此以一定距离布置在所述座椅垫的座椅表面上或中。
当从所述车辆的驾驶方向看时，所述第一开关组的至少两个开关单元可以布置在所述车辆座椅的前部或后部中的一个中，并且所述第二开关组的所述至少两个开关单元布置在所述车辆座椅的前部或后部中的相应的另一个中。替代地，当从所述车辆的驾驶方向看时，所述第一开关组的至少两个开关单元布置在所述车辆座椅的左部或右部中的一个中，并且所述第二开关组的至少两个开关单元布置在所述车辆座椅的左部或右部中的相应的另一个中。
附图说明
现在将参考附图以示例的方式描述本发明的优选实施例，附图中：
图1：根据本发明的教导的传感器布置的第一示例性实施例的简化电路图；
图2：开关单元的可能实施例；
图3和4：具有互连线的传感器布置的不同实施例的简化电路图。
具体实施例
图1示出了根据本发明的教导的传感器布置的简化电路图，整体标记为10，例如座椅占用传感器。传感器布置10包括用于将传感器组件10连接至控制单元(未示出)的至少两个端子12和14。由数个基本开关单元16.1、16.2、16.3和16.4构成的第一开关组16被布置并互连为以便在端子12和14之间实施第一逻辑AND门。基本开关单元16.1、16.2、16.3和16.4例如串联连接在端子12和14之间。
由数个基本开关单元18.1、18.2、18.3和18.4构成的第二开关组18也被布置并互连为以便在端子12和14之间实施第一逻辑AND门。基本开关单元18.1、18.2、18.3和18.4例如串联连接在端子12和14之间。该布置使得第一开关组16和第二开关组18以实施逻辑OR门的方式连接到一起，第一开关组16和第二开关组18例如可以并联连接在端子12和14之间。
将要注意的是，图1仅代表简化的电路图，示出了每个开关组的被布置成线的不同开关单元以及不同开关单元的整体对称布置。在实际的传感器布置中，开关单元的物理布置可以与示出的构造不同。实际上，开关组的开关单元在车辆座椅上不需要对齐。同样，也没有要求跨座椅表面的开关单元的布置遵循规则样式或对称。此外，传感器布置可以包括两个以上的开关组，例如三个开关组或四个开关组，它们以实施逻辑OR门的方式互连。最后，对于开关组中的每个组，每开关组的开关单元的数量可以不同。
开关单元16.1、16.2、16.3和16.4和/或开关单元18.1、18.2、18.3和18.4可以包括简单开关，其可以被占用者施加到车辆座椅上的压力激活。开关单元16.1、16.2、16.3和16.4和/或开关单元18.1、18.2、18.3和18.4中的一些开关单元或开关单元16.1、16.2、16.3和16.4和/或开关单元18.1、18.2、18.3和18.4的全部也可以包括多个可独立激励的开关元件20.1、20.2和20.3，它们并联连接在各自开关单元的两个连接点22和24之间。这种实施例被表示为图2中的开关单元16.1的示例。本领域技术人员将理解，开关单元16.1的三个开关元件的数量是任意选择的，并且开关单元16.1或任何其它开关单元可以包括单个开关元件、两个不同开关元件或三个以上的开关元件。
并联连接独立开关元件的作用是，只要单个开关元件被压力负载激励，开关单元便被激励。如果独立开关元件在汽车座椅的特定区域上以组的方式布置，该区域将构成相应开关单元的启动区域。在该区域的任意位置的占用由此可被识别为开关单元的占用。这样的具有多个单独开关元件的开关单元结构，使得座椅占用的区域延伸可被识别为受到空间限定。
在特别简单的实施例中，开关单元包括箔类型的开关元件。例如，开关单元或开关元件例如可以采用诸如隔膜开关等简单开关的形式。例如，这种隔膜开关包括第一和第二载体箔以及电极布置，第一和第二载体箔通过间隔件被布置成一个在另一个上方一定距离，电极布置具有至少两个电极，至少两个电极被布置为使得在所述第一和第二载体箔响应于作用在所述开关元件上的压力而集合在一起时在电极之间建立电接触。在本发明的有利实施例中，开关单元或开关元件包括箔类型压力传感器。在该实施例中，除了检测占用，还可以获得关于施加的压力的强度的信息，使得能够更加精确地划分检测到的座椅占用。
在图3和4中示出了根据本发明的传感器的优选实施例的两个变型。在该实施例中，传感器布置10包括至少一个互连线26、28，其连接布置在第一开关组16的开关单元16.1、16.2、16.3和16.4中的两个开关单元之间的节点与布置在所述第二开关组18的开关单元18.1、18.2、18.3和18.4中的两个开关单元之间的至少一个节点。通过一条或多条互连线的方式，传感器布置允许不同的更加复杂的占用轮廓被检测为相关占用。实际上，通过在不同开关组的开关单元之间的适当节点处提供互连线，开关单元被电气组合，使得复杂的激活样式可以在传感器布置的端子处产生可检测信号。
在图3示出的实施例中，互连线26(示出为实线)连接第二开关单元16.2和第三开关单元16.3之间的节点与第二开关单元18.2和第三开关单元18.3之间的节点。其它可能的互连线以虚线示出为26.1或26.2。在图4中所示的实施例中，互连线28(示出为实线)连接第一开关单元16.1和第二开关单元16.2之间的节点与第三开关单元18.3和第四开关单元18.4之间的节点。其它可能的互连线以示出为虚线28.1或28.2。

Claims (10)

1.一种传感器布置，其包括：
至少两个端子，所述至少两个端子用于将所述传感器组件连接至控制单元，
由至少n个开关单元构成的第一开关组，n≥3，所述第一开关组的所述至少n个开关单元以实施第一逻辑AND门的方式连接到一起，
由至少m个开关单元构成的至少一个第二开关组，m≥3，其中，所述第二开关组的所述至少m个开关单元以实施第二逻辑AND门的方式连接到一起，
其中，所述第一开关组和所述至少一个第二开关组以实施逻辑OR门的方式连接到一起，
并且其中，所述传感器布置包括至少一个互连线，所述互连线将布置在所述第一开关组的所述n个开关单元中的两个开关单元之间的节点与布置在所述第二开关组的所述m个开关单元中的两个开关单元之间的至少一个节点连接。
2.根据权利要求1所述的传感器布置，其中，所述第一开关组的所述至少n个开关单元串联连接并且所述第二开关组的所述至少m个开关单元串联连接。
3.根据权利要求1所述的传感器布置，其中，所述第一开关组的所述至少n个开关单元串联连接或者所述第二开关组的所述至少m个开关单元串联连接。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的传感器布置，其中，所述第一开关组和所述至少一个第二开关组并联连接在所述至少两个端子之间。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的传感器布置，其中，所述开关单元中的至少一个开关单元包括并联连接在所述开关单元的两个连接点之间的多个可独立激励的开关元件。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的传感器布置，其中，所述开关单元中的至少一个开关单元包括箔类型的开关元件。
7.根据权利要求1到3中任一项所述的传感器布置，其中，所述开关单元中的至少一个开关单元包括箔类型的压力传感器，所述箔类型的压力传感器用于将作用在所述开关单元上的压力转换成电信号。
8.一种汽车座椅，包括座椅垫和座椅罩以及根据前述权利要求中任一项所述的传感器布置，其中，所述第一开关组的所述至少n个开关单元和所述第二开关组的所述至少m个开关单元彼此相隔特定距离布置在所述座椅垫的座椅表面上或中。
9.根据权利要求8所述的汽车座椅，其中，当从所述汽车的驾驶方向看时，所述第一开关组的所述至少n个开关单元布置在所述汽车座椅的前部或后部的其中之一中，并且其中，所述第二开关组的所述至少m个开关单元布置在所述汽车座椅的前部或后部中的相应的另一个中。
10.根据权利要求8所述的汽车座椅，其中，当从所述汽车的驾驶方向看时，所述第一开关组的所述至少n个开关单元布置在所述汽车座椅的左部或右部的其中之一中，并且其中，所述第二开关组的所述至少m个开关单元布置在所述汽车座椅的左部或右部中的相应的另一个中。
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