(57)【要約】【課題】少なくとも１つの音波受信器が座席内に設けられている、乗員分類のための回路装置において、スマートエアバッグの膨張特性が人および状況に適応して可変であるように、簡単な座席占有状態識別をインテリジェントな乗員分類に発展させることである。【解決手段】前記課題は、付加的に少なくとも１つの音波送出器を座席内に設けることによって解決される。【選択図】　　　図１
2004109116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗員分類のための回路装置であって、
乗員分類のために少なくとも１つの音波受信器（２）が座席（４）内に設けられている形式のものにおいて、
付加的に少なくとも１つの音波送出器（１，９）が該座席内に設けられていることを特徴とする回路装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの音波送出器（１，９）および前記少なくとも１つの音波受信器（２）は可逆に構成されている、請求項１記載の回路装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの音波送出器（１，９）および前記少なくとも１つの音波受信器（２）は圧電性に構成されている、請求項１または２記載の回路装置。
【請求項４】
該回路装置は伝搬時間分析のために構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項５】
該回路装置は、周波数偏移を検出するように構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの音波送出器（１，９）および前記少なくとも１つの音波受信器（２）は、水平に座席（４）内に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの音波送出器（１，９）および前記少なくとも１つの音波受信器（２）は垂直に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の回路装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの音波送出器（１，９）は無加圧状態で配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗員分類のために少なくとも１つの音波受信器が座席内に設けられている、乗員分類のための回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ連邦共和国特許公開公報ＤＥ１９６３０２６０Ａ１から、乗員分類の際に音波の周波数選択的分析を実施することが公知である。こうすることにより、とりわけ存在検知が可能になる。この音波のための振動検出器として、振動感知エレメントである圧電ケーブルが提供される。
【０００３】
助手席エアバッグを導入する枠内では、安全技術上の理由から、人によって占有された助手席を識別する必要性が生じる。事故時に助手席が占有されていない場合、保護すべき乗員が存在しないにも関わらずエアバッグが展開され、不必要な修理コストが生じてしまうおそれがある。現在、座席占有状態識別は公知の技術となっており、自動的にチャイルドシートを検出するための技術的な解決手段が存在する。エアバッグ技術をいわゆるスマートエアバッグに発展させることに関しては、自動車座席の占有状態識別の要求が必然的に大きくなる。新たなエアバッグはこのような方向で発展される。スマートエアバッグの膨張特性は、人および状況に適応して可変でなければならない。
【０００４】
特定の状況においてエアバッグの展開により、乗員に対して不都合が生じてしまう場合、助手席エアバッグのトリガを阻止しなければならない。このことはたとえば、子供が助手席に存在する場合、または人がインストルメントパネルおよび／またはダッシュボートに接近しすぎている場合に当てはまる。ここで基礎となっているのは、ＯＣシステム（Ｏｃｃｕｐａｎｔ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ：乗員分類システム）である。このシステムは、体重と人の座骨結節までの距離との間の関係を基礎としている。さらにＯＣは、車両座席における取り付け箇所および物理的な作用形式に基づいて、座席面上の圧力プロフィールを評価する。測定された圧力プロフィールの分析によって、座席が占有状態であるかまたは非占有状態であるかを識別できる。座席が占有されている場合、人体の着座プロフィールないしは物体の典型的な圧痕に基づいて、人間とチャイルドシートまたは他の物体との識別が実行される。人間が識別された場合、身体の大きさおよび体重に対応する種々のクラスにさらに分類される。
【０００５】
基礎となっている別の観点は、座席上における人の絶対的な重量の測定である。ここでは、座席上の物体も含めた着座の荷重を、たとえばストレインゲージによって測定するか、または座席内に取り付けられた圧力フィルムによって、座席の占有状態と非占有状態との差圧が測定される（ｂｌａｄｄｅｒ　ｍａｔ）。この圧力フィルムは、ゲルによって充填されている。
【０００６】
【特許文献１】
ＤＥ１９６３０２６０Ａ１
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、スマートエアバッグの膨張特性が人および状況に適応して可変であるように、簡単な座席占有状態識別をインテリジェントな乗員分類に発展させることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、付加的に少なくとも１つの音波送出器を座席内に設けることによって解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
独立請求項の特徴を有する、乗員分類のための本発明による回路装置は、音波検出器の他に付加的に音波送出器も座席に配置されているという特徴を有する。それゆえ、付加的な情報を送受信回路装置によって検出することができる。このような情報に伝搬時間分析が挙げられる。この伝搬時間分析により、座席の変形に基づいて乗員の重量を推定することができる。また、送信周波数の周波数の周波数偏移によって、音波送出器に負荷されている圧力を推定することもできる。さらに、音波送出器の励振スペクトルによって、受信器の経年劣化を推定することもできる。総じて本発明による回路により、頑強性および乗員分類の確実性を向上させることができる。
【００１０】
従属請求項に記載された構成および発展形態によって、独立請求項に記載された、乗員分類のための回路装置を有利に発展させることができる。
【００１１】
特に有利なのは、少なくとも１つの音波送出器および少なくとも１つの音波受信器を可逆に構成することである。このことは、音波送出器が音波受信器として動作することができるし、音波受信器が音波送出器として動作することもできることを意味する。有利には、このために圧電センサないしは圧電素子が使用される。この圧電センサないしは圧電素子は、交流電圧を印加することによって励振され、機械的な振動を発生する。このような圧電素子は、機械的な振動つまり音波を受け取ると電圧を発生する。
【００１２】
さらに有利には、音波送出器および音波受信器は水平に座席に配置される。またはこれらは、垂直にも配置される。ここでは、垂直な配置と水平な配置とを組み合わせることも可能である。こうすることによって、座席の変形ひいては存在する重量を、より精確に測定することができる。
【００１３】
とりわけ本発明による回路装置は、伝搬時間分析と周波数選択測定、周波数偏移と周波数選択測定とを組み合わせて実施するのに適している。したがって、たとえば人の脈拍を検出することにより、人と物体とを区別することができる。
【００１４】
最後に、少なくとも１つの音波送出器を無加圧状態で配置すると有利である。このことは、とりわけ座席の下部領域において有利である。
【００１５】
【実施例】
本発明では、乗員分類のための次のような回路装置が提供される。すなわち、たとえば脈拍等の音波を乗員分類のために受信し、付加的に音波送出器が設けられている回路装置が提供される。該音波送出器によって、とりわけ自己診断が可能になり、別の情報が供給される。ここでは付加的に、座席の変形を検出するための伝搬時間分析と、送信周波数の周波数偏移とを使用することができる。こうすることによって、総じて頑強性および乗員分類の確実性が向上される。
【００１６】
とりわけ本発明では、圧電センサを使用すべきである。圧電センサまたは圧電素子は、交流電圧を印加することによって励振され、機械的な振動を発生し、音波を送出する。このような圧電センサまたは圧電素子を、本明細書では音波送出器と称し、音波を受信するセンサを音波受信器と称する。
【００１７】
図１は、音波送出器および音波受信器が水平に配置された図である。座席４内では、音波送出器１が距離３を介して音波受信器２に接続されている。音波送出器１は、交流電圧を印加することによって励振されると音波を発生し、この音波を音波受信器２が受信する。ここでは簡単にするため、音波送出器１のための励振回路および音波受信器２に対する評価回路、ならびに座席における他の車両システムへの接続は図示されていない。この接続はたとえばワイヤレスで、とりわけ誘電的に行うことができる。前記車両システムはとりわけ、乗員分類で使用される制御装置およびエアバッグ制御装置である。ここでは音波送出器１を１つだけ使用する代わりに、複数の音波送出器を使用することもでき、音波受信器を１つ以上使用することもできる。しかし音波受信器２は、区間３を介して音波送出器１からの音波を受信するだけでなく、反射された音波および他の音波源に由来する音波も受信することができる。前記他の音波源は、たとえば人またはエンジンである。音波受信器２に接続された評価回路によって、これらの音波源が識別される。複数の音波受信器を使用することによって、座席のプロファイリングが可能になる。
【００１８】
図２は、重量負荷時の図１に示された構成を示している。ここでも音波送出器１および音波受信器２は、座席内に相互に水平に配置されている。ここでは、音波送出器１と音波受信器２との間の伝搬時間区間は参照番号６によって示されている。というのも、重量が座席４に作用し、この伝搬時間区間が延伸されたからである。この重量５によって座席４が変形され、音波が音波送出器から音波受信器に到達しようとする場合に音波が通過しなければならない区間が延伸される。したがって相応に評価することによって、とりわけ較正測定と比較することによって、音波測定について推定できる。つまり、伝搬時間差を検出することができる。それゆえ、間接的な重量測定が可能になる。伝搬時間差は、たとえば音波送出器１および音波受信器２の同期によって求められる。つまり、音波受信器２は電子的に、音波変換器１から音波を送出した時点を得られる。それゆえ、音波送出器１が音波をパルス形式で不連続に送出することは明らかである。伝搬時間測定の他に付加的に、送信周波数の周波数偏移によって、座席に負荷される質量を推定することができる。というのも、双方は第１次近似で比例しているからである。
【００１９】
図３は、音波送出器１および音波受信器２の垂直な配置を示している。音波送出器１および音波受信器２は、ここでも座席４内に配置されているが、垂直な区間７を介して相互に接続されている。図４には、重量５による重量負荷のケースが示されている。音波送出器１と音波受信器２との間の区間８は重量５に相応して短縮されるので、伝搬時間測定ないしは送信周波数の周波数偏移によって、質量体の重量５を推定することができる。
【００２０】
図５は、音波送出器５に圧力が負荷されないように、該音波送出器５が座席４内に配置されている構成を示している。それゆえ、区間１０を介して音波送出器９に接続された音波受信器２は、周波数が等しければ、常に振幅が等しい最大値を受信スペクトルにおいて有していなければならない。しかしこの最大値がずれるか、またはこの最大値の振幅が変化した場合、このことによって音波受信器２の経年劣化を推定することができる。
【００２１】
図６は、音波送出器９、別の音波送出器１および唯一の音波受信器２から成る構成を示している。音波送出器１は区間１２を介して音波受信器２に接続されており、それに対して音波送出器９は区間１１を介して音波受信器２に接続されている。送信周波数が異なる少なくとも２つの音波送出器をこのように配置することによって、上述のすべての方法を組み合わせることができる。音波受信器の経年劣化を診断するための別の手段は、音波送出器と音波受信器とを交換することである。これは電子回路によって、センサを短時間にわたり交流電圧によって励振し、励振スペクトルを本来の音波送出器により受信することによって実施することができる。こうすることによって、第２の励振スペクトルが得られる。第１の励振スペクトルと比較することによって、音波受信器の経年劣化を推定することができる。他の可能な配置も多数存在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】音波送出器および音波受信器が、座席に水平に配置されている図である。
【図２】重量負荷時の水平な配置を示す図である。
【図３】音波送出器および音波受信器が、垂直に配置されている図である。
【図４】重量負荷時の音波送出器および音波受信器の垂直な配置を示す図である。
【図５】音波送出器および音波受信器が垂直に配置されており、該音波送出器が圧力負荷なしで配置されている図である。
【図６】音波送出器および音波受信器が垂直に配置されており、２つの音波送出器が設けられている図である。
【符号の説明】
１，９　音波送出器
２　　　音波受信器
４　　　座席
５　　　荷重
【図１】
2004109116.tif 000003
【図２】
2004109116.tif 000004
【図３】
2004109116.tif 000005
【図４】
2004109116.tif 000006
【図５】
2004109116.tif 000007
【図６】
2004109116.tif 000008