用于感测方向盘上的乘员或座椅中的乘员的手的存在的方向盘或座椅的电容感测和加热系统技术方案

一种检测车辆乘员的电容测量系统(20)。传感器/加热器组件(40、42、54、64)被布置在以下各项中的至少一项中：车辆的座椅(51)或方向盘(22)，并且传感器/加热器组件包括传感器和加热器，加热器与传感器相邻布置。测量电路(24、58)被配置为将激励信号输出给测量电路和传感器/加热器组件，响应于激励信号来测量测量电路和传感器/加热器组件的谐振频率；基于谐振频率确定至少一个电容值；并且基于至少一个电容值确定身体部位是否靠近传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感测方向盘上的乘员或座椅中的乘员的手的存在的方向盘或座椅的电容感测和加热系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年1月24日提交的编号为62/621,323的美国临时申请的权益。上文引用的申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术介绍
本部分提供的信息用于大体介绍本公开的背景。在本部分所描述的范围中，目前署名的专利技术人的作品以及在申请日时不构成现有技术的说明书的各个方面既非明示地也非隐示地被看作针对本公开的现有技术。车辆(诸如部分或完全自主车辆)可以包括自主车辆控制系统，该自主车辆控制系统在存在某些条件时自动地控制车辆的驾驶。自主车辆控制系统通常包括导航系统、外部传感器的阵列(诸如雷达或激光雷达传感器)和致动器，该致动器控制车辆的转向、制动和加速。对于部分自动驾驶的车辆，某些驾驶情况可能需要驾驶员干预和/或接管车辆的驾驶。例如，在高速公路上的驾驶可以由自主车辆控制系统来处理。如果在道路上发生事故或修路时、或者当车辆开始离开高速公路时，可能需要驾驶员干预。结果，在断开车辆控制系统的接合之前，车辆可能需要检测乘员的一只手或两只手是否在车辆的方向盘上。位于车辆座椅中的传感器还可以用于检测车辆乘员的存在与否和/或估计乘员的体重。基于乘员的存在和/或体重，可以选择性地启用或禁用安全约束，诸如安全气囊和安全带预紧器。
技术实现思路
一种检测车辆乘员的电容测量系统。传感器/加热器组件布置在以下各项中的至少一项中：车辆的座椅或方向盘，并且传感器/加热器组件包括传感器和加热器，加热器与传感器相邻布置。测量电路被配置为将激励信号输出给测量电路和传感器/加热器组件，响应于激励信号来测量测量电路和传感器/加热器组件的谐振频率；基于谐振频率确定至少一个电容值；以及基于至少一个电容值确定身体部位是否靠近传感器。在其他特征中，传感器/加热器组件包括基板。传感器布置在基板的表面上。加热器布置在基板的相对的表面上。在其他特征中，基板包括从由泡沫、毡、机织织物和针织织物的组成的组选择的材料。传感器包括第一导线，第一导线按照第一预定图案被布置在基板的表面上。加热器包括第二导线，第二导线按照第二预定图案被布置在基板的相对的表面上。按照第二预定图案的第二导线具有间隔，该间隔的最大距离小于或等于4mm、3mm或2mm。在其他特征中，非导电丝线将传感器和加热器中的至少一个附接到基板。测量电路包括LC储能电路。激励电路与LC储能电路通信，并且被配置为生成激励信号，该激励信号被输出给LC储能电路。频率测量电路与LC储能电路通信，并且被配置为响应于激励信号来测量谐振频率。控制器被配置为：触发激励信号；接收共振频率；基于谐振频率确定电容值；以及基于电容值确定身体部位是否靠近传感器。在其他特征中，驱动器电路被布置在LC储能电路与加热器之间，并且驱动器电路被配置为响应于激励信号来驱动加热器。在其他特征中，屏蔽层与加热器相邻布置。屏蔽层由电容器连接到加热器和驱动器电路。传感器和加热器围绕方向盘布置。传感器和加热器布置在车辆座椅组件中。在其他特征中，测量电路包括驱动器电路，驱动器电路包括高侧开关和低侧开关，高侧开关被配置为选择性地将加热器的一端连接至参考电压，低侧开关被配置为选择性地将加热器的另一端连接至参考电位。驱动器开关被配置为选择性地将驱动器电路连接到加热器。在其他特征中，控制器在电容值的校准和测量二者期间、在(i)主动模式中和(ii)被动断开模式与被动闭合模式中的至少一个模式中配置高侧开关、低侧开关和驱动器开关的状态。在主动模式期间，控制器将高侧开关和低侧开关配置在断开状态中，并且在将驱动器开关配置在闭合状态中。在被动闭合模式期间，控制器将高侧开关和驱动器开关配置在在断开状态中，并且将低侧开关配置在闭合状态中。在被动断开模式期间，控制器将高侧开关、驱动器开关和低侧开关配置在断开状态中。控制器被配置为在第一校准模式、第二校准模式和测量模式中操作。控制器被配置为，基于不具有附接至加热器和电容测量系统的电容感测层的、电容测量系统的电容，确定在第一校准模式期间的第一电容值。在其他特征中，控制器被配置为在第二校准模式中操作一次，并且在测量模式中操作多次。控制器被配置为执行主动校准模式、被动断开校准模式、主动测量模式和被动断开测量模式。在其他特征中，控制器被配置为：确定在主动校准模式中的第一电容值；确定在被动断开校准模式中的第二电容值；以及在校准期间基于在被动断开校准模式中的第二电容值，计算传感器到身体的电容值。在其他特征中，在校准期间的传感器到身体的电容值(Csensor_body_0)等于2*(Call_PO_0-CECU)，其中Call_PO_0是在被动断开校准模式中的第二电容值，并且CECU是经校准电容。控制器被配置为基于在主动校准模式中的第一电容和在被动断开校准模式中的第二电容，计算屏蔽参数。屏蔽参数Ps等于(Call_PO_0-CECU)/(Call_PO_0+Call_A_0-2*CECU)，其中Call_A_0是在主动校准模式中的第一电容值，Call_PO_0是在被动断开校准模式中的第二电容值，并且CECU是经校准电容。在其他特征中，控制器被配置为确定在主动测量模式中的第一电容；确定在被动断开测量模式中的第二电容；并且基于在主动测量模式中的第一电容和在主动校准模式中的第一电容，计算身体部位的电容。在其他特征中，身体部位的电容等于2*(Call_A-Call_A_0)，其中Call_A_0是在主动校准模式中的第一电容值，并且Call_A是在主动测量模式中的第一电容值。控制器被配置为在测量期间，基于在被动断开测量模式中的第二电容值，计算传感器到身体的电容值；并且基于屏蔽参数、在测量期间的传感器到身体的电容值以及在校准期间的传感器到身体的电容值，计算温度补偿值。在其他特征中，控制器被配置为基于温度补偿值来补偿身体部位的电容。在测量期间，传感器到身体的电容值等于2*(Call_PO-CECU)，其中Call_PO是在被动断开测量模式中的第二电容值，并且CECU是经校准电容。在其他特征中，温度补偿值(ΔCres)等于：其中PS是屏蔽参数，Csensor_shield是在测量期间的传感器到身体的电容值，并且Csensor_shield_0是在校准期间的传感器到身体的电容值。身体部位的补偿电容等于身体部位的电容与温度补偿值和系数的乘积之和。在其他特征中，控制器被配置为周期性地执行主动校准模式、被动闭合校准模式、主动测量模式和被动闭合测量模式。控制器被配置为确定在主动校准模式中的第一电容值；确定在被动闭合校准模式中的第二电容值；基于在主动校准模式中的第一电容和在被动闭合校准模式中的第二电容，计算屏蔽参数；以及在校准期间，基于在被动闭合校准模式中的屏蔽参数和第二电容值，计算传感器到屏蔽的电容值。在其他特征中，屏蔽参数(Ps)等于(Call_PC_0-Call_A_0)/(Call_PC_0-CECU)，其中Call_A_0是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测车辆乘员的电容测量系统，包括：/n传感器/加热器组件，被布置在以下项中的至少一项中：车辆的座椅或方向盘，并且所述传感器/加热器组件包括：/n传感器；以及/n加热器，与所述传感器相邻布置；以及/n测量电路，被配置为：/n将激励信号输出给所述测量电路和所述传感器/加热器组件；/n响应于所述激励信号，测量所述测量电路和所述传感器/加热器组件的谐振频率；/n基于所述谐振频率，确定至少一个电容值；以及/n基于所述至少一个电容值，确定身体部位是否靠近所述传感器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180124 US 62/621,3231.一种用于检测车辆乘员的电容测量系统，包括：
传感器/加热器组件，被布置在以下项中的至少一项中：车辆的座椅或方向盘，并且所述传感器/加热器组件包括：
传感器；以及
加热器，与所述传感器相邻布置；以及
测量电路，被配置为：
将激励信号输出给所述测量电路和所述传感器/加热器组件；
响应于所述激励信号，测量所述测量电路和所述传感器/加热器组件的谐振频率；
基于所述谐振频率，确定至少一个电容值；以及
基于所述至少一个电容值，确定身体部位是否靠近所述传感器。


2.根据权利要求1所述的电容测量系统，其中：
所述传感器/加热器组件包括基板；
所述传感器被布置在所述基板的一个表面上；以及
所述加热器被布置在所述基板的相对的表面上。


3.根据权利要求2所述的电容测量系统，其中所述基板包括从由泡沫、毡、机织织物和针织织物组成的组选择的材料。


4.根据权利要求2所述的电容测量系统，其中所述传感器包括第一导线，所述第一导线按照第一预定图案被布置在所述基板的所述一个表面上。


5.根据权利要求4所述的电容测量系统，其中所述加热器包括第二导线，所述第二导线按照第二预定图案被布置在所述基板的所述相对的表面上。


6.根据权利要求5所述的电容测量系统，其中按照所述第二预定图案的所述第二导线具有间隔，所述间隔的最大距离小于或等于4mm。


7.根据权利要求6所述的电容测量系统，其中所述最大距离小于或等于3mm。


8.根据权利要求6所述的电容测量系统，其中所述最大距离小于或等于2mm。


9.根据权利要求5所述的电容测量系统，还包括非导电丝线，所述非导电丝线将所述传感器和所述加热器中的至少一个附接到所述基板。


10.根据权利要求1所述的电容测量系统，其中所述测量电路包括：
LC储能电路；
激励电路，与所述LC储能电路通信，并且所述激励电路被配置为生成所述激励信号，所述激励信号被输出给所述LC储能电路；
频率测量电路，与所述LC储能电路通信，并且被配置为响应于所述激励信号来测量所述谐振频率；以及
控制器，被配置为：
触发所述激励信号；
接收所述谐振频率；
基于所述谐振频率，确定所述电容值；以及
基于所述电容值，确定所述身体部位是否靠近所述传感器。


11.根据权利要求10所述的电容测量系统，还包括：
驱动器电路，被布置在所述LC储能电路和所述加热器之间，并且被配置为响应于所述激励信号来驱动所述加热器。


12.根据权利要求11所述的电容测量系统，还包括与所述加热器相邻布置的屏蔽层。


13.根据权利要求12所述的电容测量系统，其中所述屏蔽层由电容器连接到所述加热器和所述驱动器电路。


14.根据权利要求1所述的电容测量系统，其中所述传感器和所述加热器围绕方向盘布置。


15.根据权利要求1所述的电容测量系统，其中所述传感器和所述加热器被布置在车辆座椅组件中。


16.根据权利要求11所述的电容测量系统，其中所述测量电路包括：
驱动器电路，包括：
高侧开关，被配置为选择性地将所述加热器的一端连接到参考电压；以及
低侧开关，被配置为选择性地将所述加热器的另一端连接到参考电位；以及
驱动器开关，被配置为选择性地将所述驱动器电路连接到所述加热器。


17.根据权利要求16所述的电容测量系统，其中所述控制器在所述电容值的校准和测量二者期间，在(i)主动模式中和在(ii)被动断开模式与被动闭合模式中的至少一个模式中，配置所述高侧开关、所述低侧开关和所述驱动器开关的状态。


18.根据权利要求17所述的电容测量系统，其中在所述主动模式期间，所述控制器将所述高侧开关和所述低侧开关配置在断开状态中，并且将所述驱动器开关配置在闭合状态中。


19.根据权利要求17所述的电容测量系统，其中在所述被动闭合模式期间，所述控制器将所述高侧开关和所述驱动器开关配置在断开位置中，并且将所述低侧开关配置在闭合状态中。


20.根据权利要求17所述的电容测量系统，其中在所述被动断开模式期间，所述控制器将所述高侧开关、所述驱动器开关和所述低侧开关配置在断开状态中。


21.根据权利要求11所述的电容测量系统，其中所述控制器被配置为在第一校准模式、第二校准模式和测量模式中操作。


22.根据权利要求21所述的电容测量系统，其中所述控制器被配置为：基于不具有附接至所述电容测量系统的所述加热器和所述电容感测层的、所述电容测量系统的电容，确定在所述第一校准模式期间的第一电容值。


23.根据权利要求21所述的电容测量系统，其中所述控制器被配置为在所述第二校准模式中操作一次，并且在所述测量模式中操作多次。


24.根据权利要求11所述的电容测量系统，其中所述控制器被配置为执行主动校准模式、被动断开校准模式、主动测量模式和被动断开测量模式。


25.根据权利要求24所述的电容测量系统，其中所述控制器被配置为：
确定在所述主动校准模式中的第一电容值；
确定在所述被动断开校准模式中的第二电容值；以及
在校准期间，基于在所述被动断开校准模式中的所述第二电容值，计算传感器到身体的电容值。


26.根据权利要求25所述的电容测量系统，其中在校准期间的所述传感器到身体的电容值(Csensor_body_0)等于2*(Call_PO_0-CECU)，其中Call_PO_0是在所述被动断开校准模式中的所述第二电容值，并且CECU是经校准电容。


27.根据权利要求25所述的电容测量系统，其中所述控制器被配置为：基于在所述主动校准模式中的所述第一电容和在所述被动断开校准模式中的所述第二电容来计算屏蔽参数。

【专利技术属性】
技术研发人员：R·拉卡托斯，P·马顿，J·巴福斯，D·W·L·谢，R·E·F·冈萨雷斯，M·马斯，T·诺曼德，G·E·D·L·G·费尔南德斯，
申请(专利权)人：捷温汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US