乘员检测和分类系统技术方案

乘员检测系统，包括控制器、感测电极和屏蔽电极，所述电极布置在车辆座椅中。所述控制器通过感测电路电耦合到所述感测电极和屏蔽电极。所述控制器配置成将输入信号发送到所述感测电极、所述屏蔽电极或这二者，并且测量电流、阻抗或电容值，以确定座椅上对象的存在、对对象进行分类、或执行这二者。

Passenger Detection and Classification System

The occupant detection system comprises a controller, a sensing electrode and a shielding electrode arranged in a vehicle seat. The controller is electrically coupled to the sensing electrode and the shielding electrode through a sensing circuit. The controller is configured to send input signals to the sensing electrode, the shielding electrode or both, and to measure current, impedance or capacitance values to determine the presence of objects on the seat, to classify objects, or to perform both.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】乘员检测和分类系统相关申请的交叉引用本申请要求2016年7月20日提交的题为OccupantDetectionandClassificationSystem(乘员检测和分类系统)的待审临时专利申请序列号62/364,786的优先权，并通过引用将其合并。
技术介绍
本公开总体上涉及电容性感测系统和感测方法的领域。更具体地说，本公开涉及用于车辆座椅的电容性感测系统和感测方法。在乘员分类系统中需要一种用于精确区分乘员与放置在座椅上的对象的系统和方法。在较早的乘员分类系统中，乘员检测系统可以包括均可操作地连接到控制器以用于在车辆中检测乘员的座椅重量传感器和电场传感器。座椅重量传感器适配成生成对车辆座椅上(例如，在关联的座底上)的重量的测量。电场传感器包括至少一个电极，其位于例如座椅罩之下的座底中并且靠近泡沫垫的顶部，并且适配成使得能够区分可能处于车辆座椅的座底上的乘员或对象的类型。座椅重量传感器响应于车辆座椅上的力。座椅重量传感器例如可以包括例如在座椅框架的拐角处可操作地耦合到座底与车辆之间(例如车辆的座椅框架与底板底盘之间)的至少一个负载路径的一个或多个负载单元，从而测量整个车辆座椅和位于其上的对象或乘员的重量。例如，一个或多个负载单元可以使用应变计、磁限制感测元件、力敏电阻元件或另一类型的感测元件以测量关联负载。例如，座椅重量传感器可以根据美国专利第5,905,210号、第6,069,325号或第6,323,444号的教导得以构造，其中的每一个通过引用合并到本文。座椅重量传感器可以替代地包括例如根据均通过引用合并到本文的美国专利第5,918,696、第5,927,427号、第5,957,491号、第5,979,585号、第5,984,349号、第5,986,221号、第6,021,863号、第6,045,155号、第6,076,853号、第6,109,117号或第6,056,079号的教导的至少一个质量感测元件(例如力敏电阻元件、薄膜开关元件、压敏电阻触点、压力模式传感器，应变计、弯曲传感器或流体静力重量感测元件)，其可操作地耦合到座椅基座或座椅背部中的一个或多个就坐表面。例如，座椅传感器可以包括流体静力感测元件——例如在座底的座椅罩下方并且由座椅框架支撑的含有流体的囊袋——其中，可操作地连接到囊袋的压力传感器测量其中含有的流体的压力，从而提供对乘员重量的测量。压力传感器可操作地连接到控制器，从而向其提供压力信号，控制器据此确定重量的测量值。车辆座椅的垫内(例如仅座底中)的座椅重量传感器典型地将并非如测量整个车辆座椅的重量的座椅重量传感器那样精确，但将仍提供足以使乘员检测系统响应于此而控制约束执行器(例如气囊充气机模块)的关于车辆座椅上的乘员的重量的信息。特定类型的座椅重量传感器并非认为是限定性的。座椅重量传感器可以例如与座椅框架或座底集成。如本文所使用的，术语“电场传感器”指代响应于受感测的对象对电场的影响而生成信号的传感器。通常，电场传感器包括：至少一个电极，至少一个施加信号被施加至其；和至少一个电极——其可以与施加信号被施加到的一个或多个电极相同——在其处测量接收到的信号(或响应)。施加信号生成从至少一个电极到至少一个电极的环境中的接地或到另一至少一个电极的电场。所施加的和接收到的信号可以与相同的一个或多个电极或与不同的电极关联。与给定电极或电极组关联的特定电场取决于电极或电极组的性质和几何结构以及其周围环境的性质(例如周围环境的介电特性)。对于固定的电极几何结构，电场传感器的接收到的一个或多个信号响应于施加的一个或多个信号以及影响所得电场的环境的性质(例如具有与其周围环境不同的介电常数或电导率的对象的存在和位置)。一种形式的电场传感器是电容性传感器，其中，对于给定的电极配置，从接收到的信号与施加的信号之间的关系测量一个或多个电极的电容。通过引用合并到本文的IBMSystemsJournal(IBM系统杂志),Vol.35,Nos.3&4,1996,pp.587-608中公开的J.R.Smith的技术论文"Fieldmice(表演者):Extractinghandgeometryfromelectricfieldmeasurements(从电场测量值提取手型)"描述用于进行非接触式三维位置测量的电场感测(更具体地说，目的是向计算机提供三维位置输入的用于感测人手的位置)的概念。普遍称为电容性感测的操作实际上包括与各种可能的电流路径对应的由作者称为“加载模式”、“分流模式”和“发射模式”的独特机制。在“分流模式”下，将以低频率振荡的电压施加到发射电极，并且通过电流放大器测量接收电极处感应的位移电流，其中位移电流可能被正受感测的对象改变。在“加载模式”下，待感测的对象改变发射电极相对于接地的电容。在“发射模式”下，发射电极通过直接电连接或经由电容性耦合与用户的身体进入电路传输，其随后变为相对于接收器的发射器。因此，电场传感器要么是普遍称为电容性传感器的对象，要么更通常地是以任何上述模式进行操作的电场传感器。电场传感器包括至少一个电极，其可操作地耦合到至少一个施加的信号，从而响应于施加的信号在至少一个电极附近生成电场。施加的信号例如包括振荡或脉冲信号。至少一个电极可操作地耦合到感测电路，感测电路响应于对应电极处的电场而输出至少一个响应信号，其中，响应信号响应于电场传感器附近的对象的至少一个电场影响特性(例如介电常数、电导率、大小、质量或距离)。例如，对于作为电容性传感器的电场传感器，感测电路测量至少一个电极相对于另一电极或相对于连接到电路接地的周围接地(例如车辆座椅的座椅框架)的电容。输出至少一个响应信号的感测电路例如还生成至少一个施加的信号。感测电路和关联的至少一个施加的信号可以适配成响应水浸透的车辆座椅对来自电场传感器的测量值的影响。电场传感器从施加到至少一个电极的施加的信号生成电场，并且从电场对响应信号的影响感测关联的至少一个电极附近(例如车辆座椅的座底中)的对象。传感器的至少一个电极(施加信号被施加至其)以及感测电路的灵敏度都适配成使得电场传感器例如实质上不响应于座底之上距离大于50mm的对象，但实质上响应于正常地直接就坐在车辆座椅上的乘员。电场传感器的至少一个电极适配成使得提供区分应部署约束执行器(例如气囊充气机模块)的就坐条件与不应部署约束执行器的就坐条件，从而避免对乘员产生比相反在未部署约束执行器的情况下乘员将遭受的伤害更大的伤害。例如，电极适配成使得至少一个电极相对于电路接地的电容对于应部署约束执行器的就坐条件(例如，乘员就坐在车辆座椅上的实质上正常的位置中，或大身躯紧靠座底之上)比不应部署约束执行器的就坐条件(例如，车辆座椅空，婴儿、儿童或加高座椅(婴儿或儿童就坐或未就坐在其中)在车辆座椅上，或乘员在车辆座椅上处于与正常就坐位置实质上不同的位置)实质上更大。至少一个电极(例如位于座椅罩之下并且与待在车辆座椅上感测的区域实质上是相同的尺寸)从座底的背部附近延伸到座底的前部附近。如以下在本文中描述的那样，移除或选择性地屏蔽至少一个电极的部分，从而选择性地减少其在婴儿、儿童或加高座椅中的婴儿或儿童最靠近车辆座椅的区域附近的灵敏度，从而提供就坐在儿童座椅中的儿童和直接就坐在车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对车辆中的乘员进行分类的系统，包括：至少一对乘员分类传感器，每个乘员分类传感器具有可安装在车辆座椅的座底中的感测电极和与所述感测电极相对的位于所述车辆座椅中的屏蔽电极；相应感测电路，其针对所述至少一对中的每个乘员分类传感器可操作地耦合到相应的所述感测电极和屏蔽电极；以及控制器，其包括可操作地耦合到所述相应感测电路的计算机存储器，其中，所述控制器进行操作以将所述相应感测电路配置为多个电路配置；并且其中，在所述电路配置中，所述感测电极和所述屏蔽电极电耦合到所述感测电路，其中，所述控制器将控制信号发送到所述感测电路，并且测量多个感测电流测量值，每个感测电流测量值对应于所述电路配置之一，其中，所述感测电路还配置成检测由于位于所述车辆座椅上的对象的存在而引起的至少一对感测电极上的感测电流的至少一个电流特性的变化，其中，与所述至少一对感测电极对应的所述感测电路向所述控制器提供与在所述相应感测电极上的所述感测电流中的相应变化对应的相应输出信号，其中，所述存储器存储根据阈值边界建立乘员分类的阈值数据，并且其中，所述控制器使用所述相应输出信号作为坐标对，以相对于所述阈值边界而针对所述坐标对识别相应乘员分类。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.20 US 62/364,7861.一种用于对车辆中的乘员进行分类的系统，包括：至少一对乘员分类传感器，每个乘员分类传感器具有可安装在车辆座椅的座底中的感测电极和与所述感测电极相对的位于所述车辆座椅中的屏蔽电极；相应感测电路，其针对所述至少一对中的每个乘员分类传感器可操作地耦合到相应的所述感测电极和屏蔽电极；以及控制器，其包括可操作地耦合到所述相应感测电路的计算机存储器，其中，所述控制器进行操作以将所述相应感测电路配置为多个电路配置；并且其中，在所述电路配置中，所述感测电极和所述屏蔽电极电耦合到所述感测电路，其中，所述控制器将控制信号发送到所述感测电路，并且测量多个感测电流测量值，每个感测电流测量值对应于所述电路配置之一，其中，所述感测电路还配置成检测由于位于所述车辆座椅上的对象的存在而引起的至少一对感测电极上的感测电流的至少一个电流特性的变化，其中，与所述至少一对感测电极对应的所述感测电路向所述控制器提供与在所述相应感测电极上的所述感测电流中的相应变化对应的相应输出信号，其中，所述存储器存储根据阈值边界建立乘员分类的阈值数据，并且其中，所述控制器使用所述相应输出信号作为坐标对，以相对于所述阈值边界而针对所述坐标对识别相应乘员分类。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器利用存储在所述存储器中的所述阈值边界，并且相对于所述阈值边界而评估所述坐标对，以针对所述坐标对识别所述相应乘员分类。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进行操作以针对每个乘员分类传感器将所述相应感测电路配置为四种电路配置。4.如权利要求1所述的系统，还包括左侧乘员分类传感器和右侧乘员分类传感器，其中，坐标系包括x轴值和y轴值，并且其中，所述x轴值是表示左侧感测电极上的左侧感测电流的正交分量的量值的Q值，并且所述y轴值表示右侧感测电极上的右侧感测电流的正交分量的附加量值。5.如权利要求1所述的系统，还包括前部乘员分类传感器和后部乘员分类传感器，其中，坐标系包括x轴值和y轴值，并且其中，所述x轴值是表示前部感测电极上的前部感测电流的正交分量的量值的Q值，并且所述y轴值表示后部感测电极上的后部感测电流的正交分量的附加量值。6.如权利要求1所述的系统，所述控制器基于电流的所述变化计算所述屏蔽电极与对应的所述感测电极之间的阻抗，以对所述对象进行分类。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述控制器确定是否激活安全带指示器或安全气囊。8.如权利要求6所述的系统，其中，可压缩材料布置在所述感测电极与所述屏蔽电极之间。9.如权利要求1所述的系统，还包括位于车辆座椅的相应区带中的乘员分类传感器的附加对。10.如权利要求1所述的系统，其中，所述阈值数据建立6岁儿童分类与第5百分位女性分类之间的第一阈值边界，使得所述控制器将所述输出信号的所述坐标对与所述第一阈值边界进行比较，以针对所述坐标对识别所述乘员分类。11.如权利要求1所述的系统，其中，所述阈值数据建立第5百分位女性分类和第50百分位男性分类之间的第二阈值边界，使得所述控制器将所述输出信号的所述坐标对与所述第二阈值边界进行比较，以针对所述坐标对识别所述乘员分类。12.如权利要求1所述的系统，其中，至少一个乘员分类传感器位于所述车辆座椅的...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·B·玛桂尔，D·塔巴，D·哈吉特，J·班尼特，
申请(专利权)人：均胜安全系统收购有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US