專利名稱：用于車輛乘員分類的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，其將坐于車輛座位中 的乘員分類以便只為等于或大于一定年齡或有一定身體需要的乘員展疼足孜不最近，在許多情況下，象駕駛員座椅一樣為乘客座椅也安裝了氣當車輛之間發(fā)生碰撞時這樣的氣囊展開，且因此保護車輛乘員。 對成人來說，使用氣囊沒有問題，但對兒童來說，展開的氣囊可能成 為威脅生命的危險因素。因此，是否應該展開乘客座椅氣囊必須由車 輛乘員的類型決定。參看圖1，將描述根據(jù)聯(lián)邦機動車安全標準(FMVSS) 208的氣囊 展開標準。根據(jù)FMVSS208，在成人情況下，氣囊展開；但在6歲或 更小的兒童情況下，防止氣囊展開。這樣做的原因是，在發(fā)生意外事 故時用單獨的兒童約束系統(tǒng)(CRS)而不是氣囊來保護6歲或更小的 兒童。為了在成人和兒童之間進行區(qū)分，如上所述，必須將車輛乘員分 類系統(tǒng)安裝在座椅上。目前使用的一些車輛乘員分類系統(tǒng)基本上都利 用成人與兒童之間重量的差別。例如，如圖2所示，配置了用于車輛 乘員分類的傳統(tǒng)系統(tǒng)，以便控制單元5使用來自安裝在椅腿框架2和 座椅1的移動軌3之間的四個重量傳感器Sl至S4的輸入值來識別車 輛乘員，并且將檢測結果傳遞到氣囊控制單元(ACU)。然而，上述用于車輛乘員分類的傳統(tǒng)系統(tǒng)因為需要四個重量傳感 器而存在價格較高的問題，且由于系統(tǒng)的各個元件分別安裝到座椅內(nèi) 而使得安裝困難且工作負荷增加。在本發(fā)明背景部分所公開的信息僅是為了增強對本發(fā)明背景的理 解，且不應該作為該信息構成本領域技術人員已知的現(xiàn)有技術的確認 或任何形式的暗示。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明緊記現(xiàn)有技術中出現(xiàn)的上述問題，且本發(fā)明的目的 是提供用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，其能確切地對車輛乘員進行分類并 且同時減少重量傳感器的數(shù)量。本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，其被 模塊化，以便座椅的組裝和耐用性是優(yōu)良的。為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明提供用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，包括 安裝在車輛座椅的各椅腿框架中的底座；安裝在底座上方與底座間隔 開的蓋；安裝在底座和蓋之間以支撐蓋的兩個重量傳感器，且配置為 測量由坐在座椅上的車輛乘員的重量傳遞給蓋的載荷；和控制單元， 其配置為接收由重量傳感器測量的值，且基于接收到的值來確定坐在 座椅上的車輛乘員是成人還是兒童。優(yōu)選地，減震構件插入到重量傳感器和底座之間，且擋塊插入到 底座和蓋之間，以限制在超載情況下蓋向下移動的范圍。同時，對坐在座椅上的車輛乘員進行分類的方法使用具有兩個傳 感器的對車輛乘員進行分類的系統(tǒng)，該方法包括通過由二傳感器測量 值集乘以自變量值集來計算車輛乘員的重量，并將計算出的車輛乘員 的重量與預設的閾值進行比較，和確定車輛乘員是成人還是兒童，其 中自變量值集是可變值集，在對各種類型的成人和兒童假人的試驗中， 自變量值集屬于在預設范圍內(nèi)的可變值集，其乘以二傳感器測量值集， 并將成人假人的最小重量值和兒童假人的最大重量值之間的區(qū)別最大 化。優(yōu)選地，可變值集具有Xlk+X2f2的關系。此外，優(yōu)選地，可變值集的各元素具有從0到2變化的值。


本發(fā)明的上述和其他特征將參考下面由圖解方式給出的附圖進行 闡釋的且不是對本發(fā)明進行限制的某些示例性實施例詳細說明，其中 圖1是示出了氣囊展開的傳統(tǒng)標準的圖表。圖2是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術具有四個傳感器的車輛乘員分類系統(tǒng) 的示意圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有兩個傳感器的車輛乘員分 類系統(tǒng)的示意圖；圖4是沿圖3中A-A'線的橫截面視圖；圖5是圖4中一部分的放大視圖；圖6是沿圖3中B-B'線的橫截面視圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的氣囊展開標準的優(yōu)點的圖表； 圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛乘員分類方法的流程圖；以及圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛乘員分類方法優(yōu)點的流程圖。應該理解附圖不必作為標準，其提出闡釋本發(fā)明基本原理的各種 優(yōu)選特征的某些簡化表示。此處公開的本發(fā)明的特殊設計特征包括， 例如，特殊尺寸、方位、定位和形狀將由特定的應用和使用環(huán)境部分 地決定。在圖中，附圖標記在所有幾幅圖中指代本發(fā)明相同或等同替代部分。
具體實施方式
現(xiàn)在詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在附圖中示出并在下文中描 述其中一例。當結合示例性實施例描述本發(fā)明時，應該理解該描述并 不旨在將發(fā)明限制到示例性實施例。相反，本發(fā)明旨在不僅覆蓋示例 性實施例，還有各種選擇、變型、等同替代和其他實施例，其將包括 在附加權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。首先，參考圖3至6描述用于車輛乘員分類的系統(tǒng)。如圖3所示，用于車輛乘員分類的系統(tǒng)包括安裝在座椅的各椅腿 框架(未示出)中的底座IO，安裝在底座10的上方以與底座10間隔開的蓋20;安裝在底座10和蓋20之間的兩個重量傳感器30，和通過 線33 a、 33b和連接器34連接到重量傳感器30的控制單元60。兩個 重量傳感器30測量由坐在座椅中的車輛乘員的重量傳遞到蓋20的載 荷?？刂茊卧?0接收由重量傳感器30測量的值，并基于接收到的值 來確定坐在座椅上的車輛乘員是成人還是兒童。同時，移動軌(未示 出)安裝在蓋20上，且固定孔21形成在蓋20兩端部的上表面中以緊 固移動軌。如圖4和5所示，兩個重量傳感器30安裝在底座10的上方以與 底座10間隔開來支撐蓋20。重量傳感器30的下螺栓31和上螺栓32 分別穿過底座10和蓋20,并由螺母31a和32a固定且擰緊。蓋20由 載荷在重量傳感器30的方向上向下移動。減震構件50插入重量傳感 器30和底座10之間以保護重量傳感器且補償裝配公差。參考圖3和6，擋塊40插入到底座10和蓋20之間以限制在超載 情況下蓋20向下移動的范圍。也就是說，擋塊40被栓接到擋板(skirt) 部分22上，所述檔板部分22由蓋20在向下的方向伸展，并由螺母41 固定且擰緊。擋塊40的前端穿過底座擴展部分11的緩沖孔12且露在 外面。緩沖孔12的直徑比擋塊40的直徑大。此外，在沒有載荷施加 到蓋20上時，擋塊40放置在緩沖孔12的中心。同時，根據(jù)本發(fā)明的實施例，氣囊不展開的目標從6歲或更小的 兒童變到了 1歲或更小的嬰兒。在這種情況下，因為必須為3或6歲 的兒童展開氣囊，所以存在需要降低由氣囊展開引起對兒童的傷害程 度的困難。然而，最近，已經(jīng)研制出了比傳統(tǒng)氣囊更軟的氣囊，使得 選擇氣囊不展開的目標的標準變得更好。此外，由于將氣囊不展開的 目標設為1歲或更小的嬰兒，因此系統(tǒng)能更可靠地避免由于乘員姿勢 的變化而將成人錯誤地確定為兒童這樣的問題。通過參考圖7容易理 解這種標準變化的有效性。也就是說，由于兒童與成人之間的差距比 現(xiàn)有技術中的更大，所以可以降低系統(tǒng)的錯誤的乘員分類的可能性。其次，利用具有兩個傳感器的用于車輛乘員分類的系統(tǒng)(下文稱 為"二傳感器分類系統(tǒng)")對車輛乘員進行分類的方法將參考圖8進行描述。在具有四個傳感器的用于車輛乘員分類的系統(tǒng)情況下，通過簡單 累加由各傳感器測量的值來獲得車輛乘員的重量。然而，在二傳感器 分類系統(tǒng)情況下，不能用這種方法獲得車輛乘員的重量。此外，因為 坐在座椅中的車輛乘員的重量不是均勻地分配到整個座椅，因此確定"車輛乘員的重量二兩個傳感器測量的值的和X2"是相當不準確的。 因此，相對簡單地說，為了用二傳感器分類系統(tǒng)識別車輛乘員， 必須得到能滿足關系"車輛乘員的重量二X1XS1+X2XS2"的最佳變 量XI和X2，其中Sl和S2是各傳感器測量的值(下文稱為"傳感器 測量值集")，且X1和X2是自變量(下文稱為"自變量值集")。自變 量值集是基于實際的試驗獲得的。當獲得自變量值集時，可基于自變 量值集獲得用于識別車輛乘員的閾值。重量數(shù)據(jù)的獲得用于車輛乘員分類的系統(tǒng)的性能測試通過，例如，讓三十種類型 的成人假人和十六種類型的穿著CRS的兒童假人(下文簡稱為"兒童 假人")坐在座椅中來執(zhí)行，并校驗用于車輛乘員分類的系統(tǒng)是否能準 確地將它們分類。為了選擇自變量值集，用二傳感器分類系統(tǒng)獲得進行性能測試的 上述假人的重量數(shù)據(jù)。例如，當假設兒童假人類型的數(shù)量為"i"且成 人假人類型的數(shù)量為"j"時，重量數(shù)據(jù)包括用于兒童假人的i傳感器 測量值集Q到Cj、和用于成人假人的j傳感器測量值集Ai到A」。此 處，C,= (S1P S2。，……，Cj= (Sli， S2j)，且A二 (Sl,， S2,)，……， Aj二 (Slj， S2j)。自變量值集的選擇成人或兒童分類的最佳自變量是基于獲得的重量數(shù)據(jù)而得到的。 最佳自變量值集是基于下面的等式1計算的。也就是說，重量數(shù)據(jù)C, 到Ci和A,到Aj的各傳感器測量值集(Sl， S2)乘以預設的變量值集 (Xlk， X2k: Xlk是將乘以Sl的變量，而X2k是將乘以S2的變量)， 以便獲得成人假人和兒童假人的各重量值Aw和Cik。此后，找出各變量值集的成人假人的最小重量值和兒童假人的最大重量值，且選擇變 量值集作為自變量值集，該變量值集使成人假人的最小重量值和兒童 假人的最大重量值之間的區(qū)別最大化。M4Z[^A =71//#(勺);-M4X(C,);1 等式工其中CfXlkXSl]+X2kXS2i且AjfXlkXSlj+X2kXS2j。 變量布置在行Xl,至l」Xlk和列X2,到X2k中，在預定范圍內(nèi)各具 有一個值，且作為矩陣組合型數(shù)據(jù)進行處理，其中各行和各列之間的 值與預定值不同(例如，0.1)。當然，根據(jù)設置，可變數(shù)據(jù)Xlk和X2k 可具有上限和下限(例如，0到2之間的有理數(shù))，且可在各元素之間 應用相關性(例如，Xlk+X2k=2)。閾值的選擇選擇閾值T作為被優(yōu)化以在成人和兒童之間進行區(qū)分的值，并且 其在成人假人的最小重量值和兒童假人的最大重量值之間變動。優(yōu)選 地，閾值是相應于自變量值集的一個值，也就是，成人假人的最小重量值和兒童假人的最大重量值的平均值，其滿足MI['S^^。對車輛乘員進行分類的方法在上述過程中獲得的自變量值集(Xl， X2)和閾值T，是相應的 二傳感器分類系統(tǒng)的單位值，且二傳感器分類系統(tǒng)可用自變量值集和 閾值來識別坐在座椅中的車輛乘員。首先，當車輛乘員坐在安裝有二傳感器分類系統(tǒng)的座椅上時，控 制單元將最佳的自變量值集(Xl， X2)乘以傳感器測量值集(Slinput， S2input)，并且計算總和，如等式3所示。該總和表示由二傳感器分類 系統(tǒng)測量的車輛乘員的重量值。Winput=Xl X Slj叩ut十X2 X S2j叩ut 寺式3其次，二傳感器分類系統(tǒng)將測量的車輛乘員的重量值(winput)與閾值T進行比較，且當Wi叩ut比T小時確定車輛乘員是兒童。否則， 二傳感器分類系統(tǒng)確定車輛乘員是成人。將比較結果傳遞到氣囊控制 單元。同吋，將示出將根據(jù)上述實施例的車輛乘員分類方法與其他車輛 乘員分類方法進行比較的圖表。如圖9所示，在四傳感器分類系統(tǒng)情 況下，當氣囊不展開的目標從3或6歲的兒童變到了 1歲或更小的嬰兒時，用于區(qū)別成人與兒童之間的區(qū)別所需的差別，從Bkg增加到A kg。然而，根據(jù)本發(fā)明實施例的自變量運算法則，差別是Dkg，其遠 大于Akg。在二傳感器分類系統(tǒng)情況下，不使用自變量運算法則且簡 單地將兩個傳感器測量的重量值乘二，差別是Ckg，也就是說，該差 別比使用四個傳感器的情況下要小的事實已經(jīng)用試驗得到了證實。根據(jù)如上所述配置的用于車輛乘員分類的系統(tǒng)和方法，雖然重量 傳感器的數(shù)量減少到兩個，但是能夠準確識別坐在座椅中的車輛乘員。此外，模塊化用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，以便用于座椅的組裝和 耐用性是優(yōu)良的。雖然為了闡述的目的已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域 技術人員可以想到，在不脫離所附權利要求所公開的本發(fā)明的范圍和 精神的情況下，各種變型、附加和替代也是可以的。
權利要求
1、一種用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，包括安裝在車輛座椅的各椅腿框架中的底座；安裝在該底座上方以與該底座間隔開的蓋；安裝在該底座和該蓋之間以支撐該蓋的兩個重量傳感器，且該兩個重量傳感器被配置以測量由坐在座椅上的車輛乘員的重量傳遞至該蓋的載荷；和控制單元，其被配置以接收由該重量傳感器測量的值，且基于接收到的值來確定坐在座椅上的車輛乘員是成人還是兒童。
2、 如權利要求1所述的用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，其中減震構件 插入到該重量傳感器和該底座之間。
3、 如權利要求1所述的用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，其中一擋塊插 入到該底座和該蓋之間，以限制在超載情況下該蓋向下移動的范圍。
4、 如權利要求l所述的用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，其中該控制單 元通過將二傳感器測量值集乘以自變量值集來計算車輛乘員的重量， 其中該自變量值集是可變值集，在對各種類型的成人假人和兒童假人 的試驗中，該自變量值集屬于在預設范圍內(nèi)的可變值集，其乘以二傳 感器測量值集，并將成人假人的最小重量值和兒童假人的最大重量值 之間的區(qū)別最大化。
5、 如權利要求4所述的用于車輛乘員分類的系統(tǒng)，其中該控制單 元將計算的車輛乘員重量與閾值進行比較，并對車輛乘員進行分類， 其中將該閾值設為成人假人的最小重量值和兒童假人的最大重量值之 間的平均值。
6、 一種對坐在座椅上的車輛乘員進行分類的方法，其使用具有兩 個傳感器的對車輛乘員進行分類的系統(tǒng)，該方法包括通過將二傳感器測量值集乘以自變量值集來計算車輛乘員重量， 其中該自變量值集是可變值集，在對各種類型的成人假人和兒童假人 的試驗中，該自變量值集屬于在預設范圍內(nèi)的可變值集，其乘以二傳 感器測量值集，并將成人假人的最小重量值和兒童假人的最大重量值 之間的區(qū)別最大化；以及將計算的車輛乘員重量與預設的閾值進行比較，并確定車輛乘員 是成人還是小孩。
7、 如權利要求6所述的方法，其中將該閾值設為成人假人的最小 重量值和兒童假人的最大重量值之間的平均值。
8、 如權利要求6所述的方法，其中該可變值集具有Xlk+X2^2的關系。
9、 如權利要求6所述的方法，其中該可變值集的各元素具有從O 到2變化的值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于車輛乘員分類的系統(tǒng)和方法。底座安裝在車輛座椅的各椅腿框架內(nèi)。蓋安裝在底座上方以與底座間隔開。兩個重量傳感器安裝在底座和蓋之間以支撐蓋，且被配置以測量由坐在座椅上的車輛乘員的重量傳遞到蓋的載荷?？刂茊卧邮沼芍亓總鞲衅鳒y量的值，且基于接收到的值來確定坐在座椅上的車輛乘員是成人還是兒童。減震構件插入到重量傳感器和底座之間。擋塊插入到底座和蓋之間以限制在超載情況下蓋向下移動的范圍。
文檔編號B60R21/015GK101323286SQ20071016467
公開日2008年12月17日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權日2007年6月14日
發(fā)明者趙英男, 金容善 申請人:起亞自動車株式會社