帶有座椅背部傳感器的乘客分類系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】帶有座椅背部傳感器的乘客分類系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年I月11日交的美國臨時專利申請N0.61/751，750的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益。前述臨時申請被整體以引用方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明總體上涉及乘客分類系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于汽車座椅的、基于電容或電場的乘客分類系統(tǒng)。
[0004]一些當(dāng)前的座椅乘客分類系統(tǒng)通常利用重量或壓力測量進行物體存在性測量(OPM)來區(qū)分成人和導(dǎo)電物體。例如，充滿流體的囊體可被提供在座墊內(nèi)。座椅乘客或物體的向下方向的力加壓該流體。假設(shè)物體的重量小于座椅上的成人乘客，對流體的壓力進行測量。
[0005]消除對基于壓力或重量的測量來判別座椅上的導(dǎo)電物體與乘客以及與這些測量相關(guān)的成本的需要將是具有優(yōu)勢的。
【附圖說明】
[0006]本發(fā)明的特征、方面和優(yōu)勢將在下面的描述以及在附圖中示出的示例性實施例中變得顯而易見，下面進行簡要描述。
[0007]圖1是包括座椅乘客分類系統(tǒng)的座椅的示意性截面圖。
[0008]圖2是包括座椅乘客分類系統(tǒng)的座椅的示意性截面圖，該座椅乘客分類系統(tǒng)包括被定位于座椅背部中的一對分離的導(dǎo)電電極。
[0009]圖3是示出了通過具有座椅底部傳感器和座椅背部傳感器的座椅乘客分類系統(tǒng)發(fā)送到座椅安全帶提醒系統(tǒng)的指令的示例性邏輯的表格。
【具體實施方式】
[0010]應(yīng)理解前述概述和下面的詳細描述僅僅是示例性和說明性的。
[0011]總體上參考圖1-3，乘客分類(OC)系統(tǒng)包括位于座椅背部中的、用作電場傳感器的導(dǎo)體或電極210。另外，能夠產(chǎn)生電場的導(dǎo)體或電極220可設(shè)置在座椅的底部中。座椅背部傳感器210被與位于座椅底部中的傳感器獨立地監(jiān)控，以區(qū)別座椅上的導(dǎo)電物體與乘客。因為，通過監(jiān)控來自座椅背部傳感器210的信號而檢測到的、用于座椅上的物體的測量結(jié)果不同于來自座椅背部傳感器210的信號的、用于座椅上的乘客的測量結(jié)果，所以O(shè)C系統(tǒng)能夠利用座椅背部傳感器210來區(qū)分物體和乘客，否則，這兩種情況都可以觸發(fā)只包括設(shè)置在座椅底部中的傳感器的系統(tǒng)。
[0012]用于具有座椅底部和座椅背部的車輛座椅的OC系統(tǒng)在圖1和2中示出了。OC系統(tǒng)包括位于座椅底座或底部20中的第一電極220。該電極或?qū)w220可被用作基于電容或電場進行感測的感測電極。座椅底部傳感器220可被集成在另一系統(tǒng)中。該系統(tǒng)可還包括設(shè)置于座椅背部10中的導(dǎo)體或電極210。如圖1和2中所示，設(shè)置于座椅底部20和座椅背部10中的導(dǎo)體或電極210，220可被用作加熱裝置。座椅可包括加熱器控制器240用于調(diào)節(jié)座椅底部20和/或座椅背部10中的加熱器210，220以及被耦合到座椅底部20和/或座椅背部10中的傳感器210，220的電子控制單元(ECU) 230用于檢測和分類座椅上的物體或乘客。ECU可包括感測和測量電路。如果傳感器被集成在加熱器系統(tǒng)中，則加熱器控制器240和ECU 230可串聯(lián)連接，使得電力和/或控制信號可被提供到該導(dǎo)體(也就是，感測和加熱器裝置)，例如被加熱器控制器240通過E⑶230提供。雖然加熱器控制器240和E⑶230在圖1和2中被示意性示出為設(shè)置在座椅底部20下面，但在不同實施例中加熱器控制器240和/或ECU 230可設(shè)置在車輛內(nèi)的其它地方，比如在車輛儀表板中，在中央控制臺中等。在其它示例性實施例中，座椅可以不是被加熱座椅，并且可以沒有諸如加熱器裝置和加熱器控制器的部件。
[0013]OC系統(tǒng)可采用電容感測系統(tǒng)，將隨時間變化的電壓發(fā)送到單一感測元件或傳感器。例如該傳感器可以是在圖1中示出的電極之一或兩者。系統(tǒng)通過監(jiān)控被提供到感測導(dǎo)體或元件的電壓信號而由感測元件來測量特性，比如到地的負載電流(或阻抗)。此測量可利用代表待測量的預(yù)期特性(也就是，阻抗或電流)的測量信號或特性。對于本測量來說，人乘客具有到地的低阻抗，而空座椅或具有放置于其上的物體(例如，錢包，背包，公文包，食品，兒童安全座椅等)的座椅具有到地的高阻抗。OC系統(tǒng)可利用本測量對其它車輛系統(tǒng)、比如氣囊系統(tǒng)或座椅安全帶提醒(SBR)系統(tǒng)提供輸入。例如，如果OC系統(tǒng)檢測到來自座椅底部傳感器的低阻抗，表示成人乘客，那么在撞擊過程中它可指示氣囊系統(tǒng)來激活與該座椅相關(guān)的一個或多個氣囊。然而，如果OC系統(tǒng)檢測到來自座椅底部傳感器的高阻抗，那么在撞擊過程中它可指示氣囊系統(tǒng)來失效與該座椅相關(guān)的一個或多個氣囊，因為高阻抗測量結(jié)果可被解析為空座椅或座椅包含物體、比如兒童安全座椅。
[0014]被應(yīng)用到傳感器的隨時間變化的電壓可采用許多波形，但優(yōu)選的波形是頻率在約50kHz和約150kHz之間的正弦信號。當(dāng)成人乘客位于座椅上時此負載電流顯著增大，而當(dāng)車輛座椅上具有兒童座椅時此負載電流僅輕微增大。
[0015]感測系統(tǒng)可以利用測量被通過電壓信號應(yīng)用到感測電極的電流的同相⑴和正交(Q)分量的測量系統(tǒng)。利用這種測量系統(tǒng)，在成人和RFIS/濕座椅情況之間存在區(qū)別(separat1n)。這樣，傳感器系統(tǒng)在正常情況和濕座椅情況兩種情況下都能夠區(qū)分座椅上的成人和RFIS (面部朝后的嬰兒座椅)。利用I和Q測量結(jié)果，密封感測電極使其不與車輛座椅的濕座椅泡沫直接接觸，并且確保座椅結(jié)構(gòu)被接地以允許RFIS/濕座椅和正常就坐成人情況之間的區(qū)別。
[0016]感測系統(tǒng)可以利用由電流測量電路測量的I和Q兩個測量結(jié)果，該電流測量電路將I和Q測量結(jié)果發(fā)送到微處理器，以在濕座椅情況下進行乘客分類，因為當(dāng)座椅濕時對地的阻抗的特性會變化。如果不利用I和Q這兩者，RFIS (嬰兒情形)和小成人(“標(biāo)準(zhǔn)小成人”被稱為“第五百分比”情形，約108鎊的乘客)之間將會重疊情況。I和Q測量結(jié)果都被使用以識別RFIS情形和小成人情形之間的區(qū)別。
[0017]作為可選方式，I和Q測量結(jié)果不需要測量。例如，被發(fā)送至感測電極的電流的相位和振幅可被測量以獲取等效的信息。根據(jù)一實施例，感測電極到地的阻抗應(yīng)被表征，使得阻抗的電容性分量對該測量結(jié)果的影響不同于阻抗的電阻分量對該測量結(jié)果的影響。一旦I和Q測量結(jié)果/數(shù)值(或其它適當(dāng)?shù)臏y量結(jié)果)被獲得，相應(yīng)地測量的信號被提供到優(yōu)選設(shè)置在乘客分類系統(tǒng)的ECU內(nèi)的控制器或微處理器。該控制器可被配置用于進行乘客分類確定(例如參考圖3)。
[0018]而且，對于被提供到感測電極的電壓信號，可使用不是正弦信號的隨時間變化的波形。如果是這種情況，可使用識別阻抗特征的可選方法。例如，矩形脈沖可被發(fā)送到感測電極。被發(fā)送到感測電極的電流可被測量，并且特征、比如電流脈沖的峰值和上升時間可被用于表征感測電極的對地阻抗?？蛇x地，不同長度的多個脈沖可被發(fā)送到感測電極。通過分析峰值電流與電流隨脈沖長度的變化之間的關(guān)系，可得到阻抗的特征。一般來說，這里描述的電容(也就是，電場)傳感器的工作原理可以與在美國專利文獻N0.2007/0192007中描述的系統(tǒng)相同，本專利文獻被以引用方式并入本文。
[0019]然而，如果座椅上的物體是接地的導(dǎo)電物體(例如，便攜式計算機，便攜式DVD播放器等)，其可具有對地的低阻抗并且不能與座椅上的成人乘客區(qū)別開來，則座椅底部傳感器可能檢測到錯誤肯定。這可能導(dǎo)致其它車輛系統(tǒng)的非故意動作，比如導(dǎo)致SBR系統(tǒng)在導(dǎo)電物體被置于座椅上時使蜂鳴器發(fā)出聲音或提供另一信號。
[0020]因此OC系統(tǒng)還包括設(shè)置于座椅背部10中并且被耦合到E⑶230的、用于車輛座椅的第二傳感器(也就是，座椅背部導(dǎo)體或傳感器210)。根據(jù)示例性實施例，座椅背部傳感器210是基于電容或電場的傳感器，其被獨立于座椅底部傳感器進行感測。如圖1中所示，在一個實施例中，座椅背部傳感器210還可用作設(shè)置于被加熱的座椅的背部中的加熱器元件。如圖2中所示，座椅背部傳感器310可獨立于座椅背部中的加熱器元件320提供。
[0021]如附圖中示出的，加熱元件和感測電極被經(jīng)由線束320，290，280連接到E⑶230。加熱器控制器240通過信號承載導(dǎo)體260連接到E⑶。當(dāng)單獨的加熱元件320被提供時，加熱器控制器240可經(jīng)由信號承載導(dǎo)體270與加熱