专利名称：用于车辆乘员分类的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于车辆乘员分类的系统，其将坐于车辆座位中 的乘员分类以便只为等于或大于一定年龄或有一定身体需要的乘员展疼足孜不最近，在许多情况下，象驾驶员座椅一样为乘客座椅也安装了气当车辆之间发生碰撞时这样的气囊展开，且因此保护车辆乘员。 对成人来说，使用气囊没有问题，但对儿童来说，展开的气囊可能成 为威胁生命的危险因素。因此，是否应该展开乘客座椅气囊必须由车 辆乘员的类型决定。参看图1，将描述根据联邦机动车安全标准(FMVSS) 208的气囊 展开标准。根据FMVSS208，在成人情况下，气囊展开；但在6岁或 更小的儿童情况下，防止气囊展开。这样做的原因是，在发生意外事 故时用单独的儿童约束系统(CRS)而不是气囊来保护6岁或更小的 儿童。为了在成人和儿童之间进行区分，如上所述，必须将车辆乘员分 类系统安装在座椅上。目前使用的一些车辆乘员分类系统基本上都利 用成人与儿童之间重量的差别。例如，如图2所示，配置了用于车辆 乘员分类的传统系统，以便控制单元5使用来自安装在椅腿框架2和 座椅1的移动轨3之间的四个重量传感器Sl至S4的输入值来识别车 辆乘员，并且将检测结果传递到气囊控制单元(ACU)。然而，上述用于车辆乘员分类的传统系统因为需要四个重量传感 器而存在价格较高的问题，且由于系统的各个元件分别安装到座椅内 而使得安装困难且工作负荷增加。在本发明背景部分所公开的信息仅是为了增强对本发明背景的理 解，且不应该作为该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的确认 或任何形式的暗示。发明内容因此，本发明紧记现有技术中出现的上述问题，且本发明的目的 是提供用于车辆乘员分类的系统，其能确切地对车辆乘员进行分类并 且同时减少重量传感器的数量。本发明的另一个目的是提供一种用于车辆乘员分类的系统，其被 模块化，以便座椅的组装和耐用性是优良的。为了实现上述目标，本发明提供用于车辆乘员分类的系统，包括 安装在车辆座椅的各椅腿框架中的底座；安装在底座上方与底座间隔 开的盖；安装在底座和盖之间以支撑盖的两个重量传感器，且配置为 测量由坐在座椅上的车辆乘员的重量传递给盖的载荷；和控制单元， 其配置为接收由重量传感器测量的值，且基于接收到的值来确定坐在 座椅上的车辆乘员是成人还是儿童。优选地，减震构件插入到重量传感器和底座之间，且挡块插入到 底座和盖之间，以限制在超载情况下盖向下移动的范围。同时，对坐在座椅上的车辆乘员进行分类的方法使用具有两个传 感器的对车辆乘员进行分类的系统，该方法包括通过由二传感器测量 值集乘以自变量值集来计算车辆乘员的重量，并将计算出的车辆乘员 的重量与预设的阈值进行比较，和确定车辆乘员是成人还是儿童，其 中自变量值集是可变值集，在对各种类型的成人和儿童假人的试验中， 自变量值集属于在预设范围内的可变值集，其乘以二传感器测量值集， 并将成人假人的最小重量值和儿童假人的最大重量值之间的区别最大 化。优选地，可变值集具有Xlk+X2f2的关系。此外，优选地，可变值集的各元素具有从0到2变化的值。
本发明的上述和其他特征将参考下面由图解方式给出的附图进行 阐释的且不是对本发明进行限制的某些示例性实施例详细说明，其中 图1是示出了气囊展开的传统标准的图表。图2是示出了根据现有技术具有四个传感器的车辆乘员分类系统 的示意图；图3是示出了根据本发明实施例的具有两个传感器的车辆乘员分 类系统的示意图；图4是沿图3中A-A'线的横截面视图；图5是图4中一部分的放大视图；图6是沿图3中B-B'线的横截面视图；图7是示出了根据本发明实施例的气囊展开标准的优点的图表； 图8是示出了根据本发明实施例的车辆乘员分类方法的流程图；以及图9是示出了根据本发明实施例的车辆乘员分类方法优点的流程图。应该理解附图不必作为标准，其提出阐释本发明基本原理的各种 优选特征的某些简化表示。此处公开的本发明的特殊设计特征包括， 例如，特殊尺寸、方位、定位和形状将由特定的应用和使用环境部分 地决定。在图中，附图标记在所有几幅图中指代本发明相同或等同替代部分。
具体实施方式
现在详细参考本发明的优选实施例，在附图中示出并在下文中描 述其中一例。当结合示例性实施例描述本发明时，应该理解该描述并 不旨在将发明限制到示例性实施例。相反，本发明旨在不仅覆盖示例 性实施例，还有各种选择、变型、等同替代和其他实施例，其将包括 在附加权利要求所限定的本发明的精神和范围之内。首先，参考图3至6描述用于车辆乘员分类的系统。如图3所示，用于车辆乘员分类的系统包括安装在座椅的各椅腿 框架(未示出)中的底座IO，安装在底座10的上方以与底座10间隔开的盖20;安装在底座10和盖20之间的两个重量传感器30，和通过 线33 a、 33b和连接器34连接到重量传感器30的控制单元60。两个 重量传感器30测量由坐在座椅中的车辆乘员的重量传递到盖20的载 荷。控制单元60接收由重量传感器30测量的值，并基于接收到的值 来确定坐在座椅上的车辆乘员是成人还是儿童。同时，移动轨(未示 出)安装在盖20上，且固定孔21形成在盖20两端部的上表面中以紧 固移动轨。如图4和5所示，两个重量传感器30安装在底座10的上方以与 底座10间隔开来支撑盖20。重量传感器30的下螺栓31和上螺栓32 分别穿过底座10和盖20,并由螺母31a和32a固定且拧紧。盖20由 载荷在重量传感器30的方向上向下移动。减震构件50插入重量传感 器30和底座10之间以保护重量传感器且补偿装配公差。参考图3和6，挡块40插入到底座10和盖20之间以限制在超载 情况下盖20向下移动的范围。也就是说，挡块40被栓接到挡板(skirt) 部分22上，所述档板部分22由盖20在向下的方向伸展，并由螺母41 固定且拧紧。挡块40的前端穿过底座扩展部分11的缓冲孔12且露在 外面。缓冲孔12的直径比挡块40的直径大。此外，在没有载荷施加 到盖20上时，挡块40放置在缓冲孔12的中心。同时，根据本发明的实施例，气囊不展开的目标从6岁或更小的 儿童变到了 1岁或更小的婴儿。在这种情况下，因为必须为3或6岁 的儿童展开气囊，所以存在需要降低由气囊展开引起对儿童的伤害程 度的困难。然而，最近，已经研制出了比传统气囊更软的气囊，使得 选择气囊不展开的目标的标准变得更好。此外，由于将气囊不展开的 目标设为1岁或更小的婴儿，因此系统能更可靠地避免由于乘员姿势 的变化而将成人错误地确定为儿童这样的问题。通过参考图7容易理 解这种标准变化的有效性。也就是说，由于儿童与成人之间的差距比 现有技术中的更大，所以可以降低系统的错误的乘员分类的可能性。其次，利用具有两个传感器的用于车辆乘员分类的系统(下文称 为"二传感器分类系统")对车辆乘员进行分类的方法将参考图8进行描述。在具有四个传感器的用于车辆乘员分类的系统情况下，通过简单 累加由各传感器测量的值来获得车辆乘员的重量。然而，在二传感器 分类系统情况下，不能用这种方法获得车辆乘员的重量。此外，因为 坐在座椅中的车辆乘员的重量不是均匀地分配到整个座椅，因此确定"车辆乘员的重量二两个传感器测量的值的和X2"是相当不准确的。 因此，相对简单地说，为了用二传感器分类系统识别车辆乘员， 必须得到能满足关系"车辆乘员的重量二X1XS1+X2XS2"的最佳变 量XI和X2，其中Sl和S2是各传感器测量的值(下文称为"传感器 测量值集")，且X1和X2是自变量(下文称为"自变量值集")。自变 量值集是基于实际的试验获得的。当获得自变量值集时，可基于自变 量值集获得用于识别车辆乘员的阈值。重量数据的获得用于车辆乘员分类的系统的性能测试通过，例如，让三十种类型 的成人假人和十六种类型的穿着CRS的儿童假人(下文简称为"儿童 假人")坐在座椅中来执行，并校验用于车辆乘员分类的系统是否能准 确地将它们分类。为了选择自变量值集，用二传感器分类系统获得进行性能测试的 上述假人的重量数据。例如，当假设儿童假人类型的数量为"i"且成 人假人类型的数量为"j"时，重量数据包括用于儿童假人的i传感器 测量值集Q到Cj、和用于成人假人的j传感器测量值集Ai到A」。此 处，C,= (S1P S2。，……，Cj= (Sli， S2j)，且A二 (Sl,， S2,)，……， Aj二 (Slj， S2j)。自变量值集的选择成人或儿童分类的最佳自变量是基于获得的重量数据而得到的。 最佳自变量值集是基于下面的等式1计算的。也就是说，重量数据C, 到Ci和A,到Aj的各传感器测量值集(Sl， S2)乘以预设的变量值集 (Xlk， X2k: Xlk是将乘以Sl的变量，而X2k是将乘以S2的变量)， 以便获得成人假人和儿童假人的各重量值Aw和Cik。此后，找出各变量值集的成人假人的最小重量值和儿童假人的最大重量值，且选择变 量值集作为自变量值集，该变量值集使成人假人的最小重量值和儿童 假人的最大重量值之间的区别最大化。M4Z[^A =71//#(勺);-M4X(C,);1 等式工其中CfXlkXSl]+X2kXS2i且AjfXlkXSlj+X2kXS2j。 变量布置在行Xl,至l」Xlk和列X2,到X2k中，在预定范围内各具 有一个值，且作为矩阵组合型数据进行处理，其中各行和各列之间的 值与预定值不同(例如，0.1)。当然，根据设置，可变数据Xlk和X2k 可具有上限和下限(例如，0到2之间的有理数)，且可在各元素之间 应用相关性(例如，Xlk+X2k=2)。阈值的选择选择阈值T作为被优化以在成人和儿童之间进行区分的值，并且 其在成人假人的最小重量值和儿童假人的最大重量值之间变动。优选 地，阈值是相应于自变量值集的一个值，也就是，成人假人的最小重量值和儿童假人的最大重量值的平均值，其满足MI['S^^。对车辆乘员进行分类的方法在上述过程中获得的自变量值集(Xl， X2)和阈值T，是相应的 二传感器分类系统的单位值，且二传感器分类系统可用自变量值集和 阈值来识别坐在座椅中的车辆乘员。首先，当车辆乘员坐在安装有二传感器分类系统的座椅上时，控 制单元将最佳的自变量值集(Xl， X2)乘以传感器测量值集(Slinput， S2input)，并且计算总和，如等式3所示。该总和表示由二传感器分类 系统测量的车辆乘员的重量值。Winput=Xl X Slj叩ut十X2 X S2j叩ut 寺式3其次，二传感器分类系统将测量的车辆乘员的重量值(winput)与阈值T进行比较，且当Wi叩ut比T小时确定车辆乘员是儿童。否则， 二传感器分类系统确定车辆乘员是成人。将比较结果传递到气囊控制 单元。同吋，将示出将根据上述实施例的车辆乘员分类方法与其他车辆 乘员分类方法进行比较的图表。如图9所示，在四传感器分类系统情 况下，当气囊不展开的目标从3或6岁的儿童变到了 1岁或更小的婴儿时，用于区别成人与儿童之间的区别所需的差别，从Bkg增加到A kg。然而，根据本发明实施例的自变量运算法则，差别是Dkg，其远 大于Akg。在二传感器分类系统情况下，不使用自变量运算法则且简 单地将两个传感器测量的重量值乘二，差别是Ckg，也就是说，该差 别比使用四个传感器的情况下要小的事实已经用试验得到了证实。根据如上所述配置的用于车辆乘员分类的系统和方法，虽然重量 传感器的数量减少到两个，但是能够准确识别坐在座椅中的车辆乘员。此外，模块化用于车辆乘员分类的系统，以便用于座椅的组装和 耐用性是优良的。虽然为了阐述的目的已经公开了本发明的优选实施例，但本领域 技术人员可以想到，在不脱离所附权利要求所公开的本发明的范围和 精神的情况下，各种变型、附加和替代也是可以的。
权利要求
1、一种用于车辆乘员分类的系统，包括安装在车辆座椅的各椅腿框架中的底座；安装在该底座上方以与该底座间隔开的盖；安装在该底座和该盖之间以支撑该盖的两个重量传感器，且该两个重量传感器被配置以测量由坐在座椅上的车辆乘员的重量传递至该盖的载荷；和控制单元，其被配置以接收由该重量传感器测量的值，且基于接收到的值来确定坐在座椅上的车辆乘员是成人还是儿童。
2、 如权利要求1所述的用于车辆乘员分类的系统，其中减震构件 插入到该重量传感器和该底座之间。
3、 如权利要求1所述的用于车辆乘员分类的系统，其中一挡块插 入到该底座和该盖之间，以限制在超载情况下该盖向下移动的范围。
4、 如权利要求l所述的用于车辆乘员分类的系统，其中该控制单 元通过将二传感器测量值集乘以自变量值集来计算车辆乘员的重量， 其中该自变量值集是可变值集，在对各种类型的成人假人和儿童假人 的试验中，该自变量值集属于在预设范围内的可变值集，其乘以二传 感器测量值集，并将成人假人的最小重量值和儿童假人的最大重量值 之间的区别最大化。
5、 如权利要求4所述的用于车辆乘员分类的系统，其中该控制单 元将计算的车辆乘员重量与阈值进行比较，并对车辆乘员进行分类， 其中将该阈值设为成人假人的最小重量值和儿童假人的最大重量值之 间的平均值。
6、 一种对坐在座椅上的车辆乘员进行分类的方法，其使用具有两 个传感器的对车辆乘员进行分类的系统，该方法包括通过将二传感器测量值集乘以自变量值集来计算车辆乘员重量， 其中该自变量值集是可变值集，在对各种类型的成人假人和儿童假人 的试验中，该自变量值集属于在预设范围内的可变值集，其乘以二传 感器测量值集，并将成人假人的最小重量值和儿童假人的最大重量值 之间的区别最大化；以及将计算的车辆乘员重量与预设的阈值进行比较，并确定车辆乘员 是成人还是小孩。
7、 如权利要求6所述的方法，其中将该阈值设为成人假人的最小 重量值和儿童假人的最大重量值之间的平均值。
8、 如权利要求6所述的方法，其中该可变值集具有Xlk+X2^2的关系。
9、 如权利要求6所述的方法，其中该可变值集的各元素具有从O 到2变化的值。
全文摘要
本发明公开了一种用于车辆乘员分类的系统和方法。底座安装在车辆座椅的各椅腿框架内。盖安装在底座上方以与底座间隔开。两个重量传感器安装在底座和盖之间以支撑盖，且被配置以测量由坐在座椅上的车辆乘员的重量传递到盖的载荷。控制单元接收由重量传感器测量的值，且基于接收到的值来确定坐在座椅上的车辆乘员是成人还是儿童。减震构件插入到重量传感器和底座之间。挡块插入到底座和盖之间以限制在超载情况下盖向下移动的范围。
文档编号B60R21/015GK101323286SQ20071016467
公开日2008年12月17日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年6月14日
发明者赵英男, 金容善 申请人:起亚自动车株式会社