DE102016124038B4

DE102016124038B4 - Insassenklassifizierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016124038B4
Application number: DE102016124038.9A
Authority: DE
Inventors: Nam Gyun Kim; Chun Seok Park
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2023-05-04
Anticipated expiration: 2036-12-13
Also published as: KR101905961B1; DE102016124038A1; CN107650739B; US20180031511A1; CN107650739A; KR20180012135A; US10557813B2

Abstract

Insassenklassifizierungsvorrichtung, aufweisend:eine Elektrodenvorrichtung (10) zum Erfassen eines Insassen, der auf einem Sitz sitzt;eine Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (20) zum Messen einer Kapazität (Co) des Insassen und einer Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird, enthalten ist; undeine Steuerung (30), die dazu ausgebildet ist, den Insassen basierend auf der Kapazität (Co) und der Menge an Feuchtigkeit, die mittels der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (30) gemessen werden, zu klassifizieren,dadurch gekennzeichnet, dass die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (20) aufweist:einen Entladungsantwortsignalgenerator (42) zum Erzeugen eines Entladungsantwortsignals korrespondierend zu einer Menge an Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität (Co) des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird, gespeichert ist;eine Kapazitätsermittlungsvorrichtung (23) zum Erzeugen eines Signals, das so ausgebildet ist, dass die Kapazität (Co) des Insassen anhand des Entladungsantwortsignals geschätzt werden kann; undeinen Feuchtigkeitsdetektor (24) zum Erfassen der Menge an Feuchtigkeit in Übereinstimmung mit einer Veränderung eines elektrischen Widerstandes des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Insassenklassifizierungsvorrichtung und insbesondere eine Insassenklassifizierungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Insassen, der auf einem Sitz sitzt, basierend auf einer Kapazität des Insassen und einer Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, zu klassifizieren.
Beschreibung der bezogenen Technik
Im Allgemeinen klassifiziert ein Insassenklassifizierungssystem (OCS) einen Insassen (einen Passagier oder ein Objekt), der auf einem Sitz sitzt.
Ein derartiges Insassenklassifizierungssystem wird auf verschiedene Arten implementiert. Beispielsweise weist eine herkömmliche Insassenklassifizierungsvorrichtung individuelle Sensormatten auf, die in den Sitzen angeordnet sind. Diese Sensormatten messen eine Druckverteilung, schätzen einen Typ des Insassen und liefern die Informationen an ein Fahrzeugsteuersystem, woraufhin eine Fahrzeugsteuerung durchgeführt wird, die für den geschätzten Insassen geeignet ist. Eine Steuerung, die die Informationen über den Insassen, der mittels der Insassenklassifizierungsvorrichtung geschätzt wird, verwendet, umfasst beispielsweise eine Airbagssteuerung oder eine Gurtstraffersteuerung.
Jedoch kann eine herkömmliche Insassenklassifizierungsvorrichtung basierend auf einer Druckverteilung alleine den Typ des Insassen nicht akkurat schätzen. Zusätzlich kann eine andere herkömmliche Insassenklassifizierungsvorrichtung zum Schätzen eines Insassen basierend auf einer Impedanz des Insassen relativ akkurat den Insassen schätzen, aber die Anzahl von Teilen aufgrund der Verwendung einer Wechselspannung kann erhöht sein und es müssen dafür teure Teile verwendet werden, wodurch die Kosten steigen.
Die Informationen, die in diesem Abschnitt zum Hintergrund der Erfindung offenbart sind, dienen lediglich zum Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als ein Zugeständnis oder irgendeine Form von Vorschlag angenommen werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann auf diesem Gebiet bereits bekannt ist. Aus der US 2012 / 0 161 777 A1 und der US 2006 / 0 187 038 A1 ist jeweils eine Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Aus der US 2011 / 0 221 459 A1 ist eine weitere Insassenklassifizierungsvorrichtung bekannt.
KURZE BESCHREIBUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Insassenklassifizierungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einfach einen Insassen, der auf einem Sitz sitzt, basierend auf einer Kapazität des Insassen und einer Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, zu klassifizieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die vorhergehende und andere Aufgaben gelöst werden mittels Bereitstellens einer Insassenklassifizierungsvorrichtung, die aufweist: eine Elektrodenvorrichtung zum Erkennen eines Insassen, der auf einem Sitz sitzt; eine Insasseneigenschaften-Messvorrichtung zum Messen einer Kapazität des Insassen und einer Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung erkannt wird, enthalten ist; und eine Steuerung zum Schätzen, beispielsweise zum Bestimmen oder zum näherungsweisen Bestimmen, des Insassen basierend auf der Kapazität und der Menge an Feuchtigkeit, die mittels der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung gemessen werden, wobei die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung aufweist: einen Entladungsantwortsignalgenerator zum Erzeugen eines Entladungsantwortsignals korrespondierend zu einer in Übereinstimmung mit einer Kapazität des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung erkannt wird, gespeicherten Ladungsmenge; eine Kapazitätsermittlungsvorrichtung zum Erzeugen eines Signals, das erlaubt, die Kapazität des Insassen anhand des Entladungsantwortsignals zu schätzen, beispielsweise zu bestimmen oder näherungsweise zu bestimmen, und einen Feuchtigkeitsdetektor zum Erkennen einer Menge an Feuchtigkeit in Übereinstimmung mit einer Änderung des elektrischen Widerstands des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung erkannt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Elektrodenvorrichtung eine erste und eine zweite Elektrode aufweisen, die so ausgebildet sind, dass sie einander überlappen, dass sie eine Spannung empfangen und ein elektrisches Feld erzeugen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die erste Elektrode benachbart zu einem Bereich des Sitzes angeordnet sein, in dem der Insasse sitzt, die zweite Elektrode kann gegenüberliegend zu dieser (der ersten Elektrode) angeordnet sein und ein erste-Elektroden-Richtung elektrisches Feld, das mittels der zweiten Elektrode erzeugt wird, kann ein zweite-Elektroden-Richtung elektrisches Feld, das mittels der ersten Elektrode erzeugt wird, abblocken.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Entladungsantwortsignalgenerator eine Gleichstrom-Energieversorgungsspannung an die Elektrodenvorrichtung anlegen, damit die Ladung in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung erkannt wird, gespeichert wird, und die in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen gespeicherte Ladung entladen, um das Entladungsantwortsignal zu erzeugen, das zu der in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen gespeicherten Ladungsmenge korrespondiert.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Entladungsantwortsignalgenerator aufweisen: eine Energieversorgung zum Anlegen der Energieversorgungsspannung an die Elektrodenvorrichtung; einen Detektionskondensator; und einen Schalter zum selektiven Bestimmen einer elektrischen Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung und der Energieversorgung und einer elektrischen Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung und dem Detektionskondensator. Wenn der Schalter die elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung und dem Detektionskondensator herstellt, wird während einer vorgegebenen Zeitdauer eine Energieversorgungsspannung an den Detektionskondensator angelegt und eine Spannung des Detektionskondensators ist das Entladungsantwortsignal.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steuert die Steuerung den Schalter so, dass er die elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung und dem Detektionskondensator in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung und der Energieversorgung hergestellt ist, herstellt, um ein Laden mittels der Kapazität des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung erkannt wird, durchzuführen, so dass die Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung erkannt wird, gespeichert wird, entladen wird, wobei die entladene Ladung dem Detektionskondensator bereitgestellt, beispielsweise zugeführt, wird, um eine Anfangsspannung des Detektionskondensators zu bilden, und der Detektionskondensator wird mittels der Energieversorgungsspannung geladen, die während der vorgegebenen Zeitdauer nach dem Bilden der Anfangsspannung bereitgestellt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Kapazitätsermittlungsvorrichtung als ein Signal, das ermöglicht, die Kapazität zu schätzen, ein Signal ausgeben, das eine Veränderung der Spannung des Detektionskondensators, die von der Anfangsspannung aus ansteigt, aufweist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Kapazitätsermittlungsvorrichtung aufweisen: einen Referenzsignalgenerator zum Erzeugen eines Referenzsignals, das einen logisch hohen Wert (beispielsweise eine 1) während einer Periode hat, während der die Spannung des Detektionskondensators von der Anfangsspannung aus ansteigt, und das einen logisch niedrigen Wert (beispielsweise eine 0) hat, bevor die Spannung des Detektionskondensators - nach dem Erhöhen der Spannung des Detektionskondensators - auf eine vorgegebene Referenzspannung oder weniger abfällt; und ein NAND-Logikelement zum Empfangen der Spannung des Detektionskondensators und des Referenzsignals und zum Ausgeben eines Ergebnisses eines Durchführens einer NAND-Logikoperation mit Bezug auf die empfangenen Signale.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Feuchtigkeitsdetektor in einem Zustand, in dem eine Gleichspannung an die Elektrodenvorrichtung angelegt ist, um die Menge an Feuchtigkeit zu messen, die in dem Insassen enthalten ist, eine Veränderung eines Stroms in Übereinstimmung mit einer Veränderung eines elektrischen Widerstandes des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung erkannt wird, erkennen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung Bereiche aufweisen, die mit der Kapazität des Insassen und der Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, in Übereinstimmung mit einem Typ des Insassen assoziiert sind, und einen kritischen Bereich ermitteln, zu dem die Kapazität und die Menge an Feuchtigkeit, die mittels der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung gemessen wird, gehören, um den Typ des Insassen, der auf dem Sitz sitzt, zu bestimmen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Insassenklassifizierungsvorrichtung auf: eine Elektrodenvorrichtung zum Empfangen einer Gleichstrom-Energieversorgungsspannung, so dass ein elektrisches Feld in einem Messbereich erzeugt wird, in dem sich der Insasse befindet, um den Insassen, der auf dem Sitz sitzt, zu erfassen; eine Insasseneigenschaften-Messvorrichtung zum Anlegen der Gleichstrom-Energieversorgungsspannung an die Elektrodenvorrichtung zum Erzeugen eines Signals korrespondierend zu der Kapazität des Insassen, basierend auf einem Signal, das erzeugt wird mittels Entladens einer gespeicherten Ladung in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen, der in dem Messbereich ermittelt wird, und zum Erzeugen eines Signals korrespondierend zu der Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, basierend auf einer Änderung des elektrischen Widerstandes des Insassen, der in dem Messbereich erkannt wird, und eine Steuerung zum Schätzen, beispielsweise zum Bestimmen oder zum näherungsweise Bestimmen, des Insassen basierend auf einem Signal, das zu der Kapazität des Insassen korrespondiert, und einem Signal, das zu einer Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, korrespondiert.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung unter Kontrolle der Steuerung selektiv und elektrisch die Elektrodenvorrichtung mit der Gleichstrom-Energieversorgungsspannung und einem Detektionskondensator verbinden und das Laden mittels der Kapazität des Insassen, der in dem Messbereich erkannt wird, durchführen, wenn eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung und der Gleichstrom-Energieversorgungsspannung hergestellt ist; und die Ladung entladen, die in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen, der in dem Messbereich erkannt wird, gespeichert ist; die entladene Ladung dem Detektionskondensator bereitstellen, um eine Anfangsspannung des Detektionskondensator zu bilden; und den Detektionskondensator mittels der Energieversorgungsspannung während einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Bilden der Anfangsspannung zu laden, wenn die elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung und dem Detektionskondensator hergestellt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung Informationen basierend auf einer Zeit, die benötigt wird, damit die Spannung des Detektionskondensators von der Anfangsspannung auf eine vorgegebene Referenzspannung steigt, als ein Signal korrespondierend zu der Kapazität des Insassen ausgeben.
Da die Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Veränderungen der Spannung, die mittels Entladens der Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität eines Insassen gespeichert ist, erzeugt wird, und die Veränderung des Stroms in Übereinstimmung mit der Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, erkennen kann, um den Insassen zu schätzen, beispielsweise zu bestimmen oder näherungsweise zu bestimmen, wird ein Algorithmus, der komplexe Abläufe erfordert, nicht benötigt, um die Insassen zu klassifizieren, beispielsweise zu bestimmen oder näherungsweise zu bestimmen, und der Insasse kann einfach klassifiziert, beispielsweise bestimmt oder näherungsweise bestimmt, werden.
Da die Insassenklassifizierungsvorrichtung den Insassen mittels Anlegens einer geringen Gleichspannung schätzen kann, ist es möglich, einige Teile und teure Teile wegzulassen, die bei einer herkömmlichen Insassenklassifizierungsvorrichtung verwendet werden, um eine Wechselspannung anzulegen. Daher ist es möglich, Kosten zu reduzieren.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche offensichtlich werden von oder in größerem Detail fortgesetzt sind in den beigefügten Zeichnungen, welche hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Installation einer Elektrodenvorrichtung zeigt, die bei einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die 3 und 4 sind graphische Darstellungen, die eine Mehrfach-Elektrodenstruktur zeigen, bei der eine Elektrodenvorrichtung, die bei einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mittels einer Mehrzahl von separaten Elektroden implementiert ist;
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Entladungsantwortsignalgenerator, der in einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angeordnet ist, im Detail zeigt;
6 ist ein Diagramm, das eine Veränderung der Spannung eines Detektionskondensators in Übereinstimmung mit einem Betrieb eines Schalters in einem Entladungsantwortsignalgenerator zeigt, der bei einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Veränderung der Spannung eines Detektionskondensators in Übereinstimmung mit dem Betrieb eines Schalters in einem Entladungsantwortsignalgenerator, der bei einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und eine Beziehung zwischen einem Referenzsignal, das von einem Referenzsignalgenerator ausgegeben wird, und einem Signal, das von einem NAND-Logikelement ausgegeben wird, zeigt; und
8 ist ein Graph, der einen kritischen Bereich zum Identifizieren eines Typs eines Insassen zeigt, der bei einer Steuerung einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und so etwas wie vereinfachte Darstellungen verschiedener Merkmale darstellen, die grundlegende Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich beispielsweise spezifische Größen, Orientierungen, Positionen und Formen werden zum Teil von der im Besonderen beabsichtigten Anwendung und Gebrauchsumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen figurenübergreifend auf gleiche Teile der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, deren Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind und nachfolgend beschrieben sind. Während die Erfindung in Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird, ist zu verstehen, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken. Im Gegensatz dazu ist die Erfindung dazu gedacht, nicht nur die Ausführungsbeispiele abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in den Geist und den Umfang der Erfindung, wie sie mittels der angehängten Ansprüche definiert ist, eingeschlossen werden können.
Nachfolgend wird eine Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bezugnehmend auf 1 weist die Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Elektrodenvorrichtung 10, eine Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 und eine Steuerung 30 auf.
Die Elektrodenvorrichtung 10 ist bei jedem Sitz an einer spezifischen Position angeordnet, um einen Insassen, der auf dem Sitz sitzt, oder ein Objekt, das auf dem Sitz angeordnet ist, zu erfassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Elektrodenvorrichtung 10 eine erste Elektrode 11 und eine zweite Elektrode 12, die einander überlappen, aufweisen. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzeugen die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 jeweils ein elektrisches Feld mittels einer angelegten Spannung und empfangen eine Gleichspannung, um das elektrische Feld zu bilden.
Die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 können das gleiche Material in der gleichen Form aufweisen oder können unter Berücksichtigung der Positionen derselben oder der elektrischen Charakteristiken, die erfasst werden sollen, verschiedene Materialien in verschiedenen Formen aufweisen. Die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 können jeweils ein Material aufweisen, das elektrisch leitfähig ist, einschließlich Stahl oder Folie, und können eine Plattenform haben, um ein elektrisches Feld in einem relativ großen Bereich zu bilden.
2 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Installation einer Elektrodenvorrichtung zeigt, die bei einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Wie in 2 gezeigt, kann die Elektrodenvorrichtung 10 in einem Sitzkissen eines Sitzes angeordnet sein. Die erste Elektrode 11 ist benachbart zu einem Bereich des Sitzes angeordnet, in dem ein Insasse sitzt, und gegenüberliegend zu dieser kann die zweite Elektrode 12 angeordnet sein. Durch das Anordnen der Elektrodenvorrichtung 10 wird ein Messbereich R1 über der ersten Elektrode 11 gebildet und ein Schutzbereich R2 kann unter der zweiten Elektrode 12 gebildet werden. Der Messbereich R1 kann ein Bereich sein, in dem ein erste-Richtung elektrisches Feld der ersten Elektrode 11 gebildet wird, um eine Kapazität und einen Widerstand des Insassen zu messen, der auf einer oberen Oberfläche des Sitzkissen sitzt. Zusätzlich ist der Schutzbereich R2 ein Bereich, in dem ein elektrisches Feld der zweiten Elektrode 12 erzeugt wird. Ein erste-Richtung elektrisches-Feld der zweiten Elektrode 12 kann ein zweite-Richtung elektrisches Feld der ersten Elektrode 11 abblocken, so dass die Richtung des elektrischen Feldes der ersten Elektrode 11 als erste Richtung gesetzt ist. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ist die erste Richtung eine nach oben gerichtete Richtung korrespondierend zu der Position des Insassen mit Bezug zu der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 und die zweite Richtung ist eine nach unten gerichtete Richtung, welchen einen Winkel von 180° zu der ersten Richtung hat.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die Potenziale der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 gleich sein, so dass das erste-Richtung elektrische Feld der zweiten Elektrode 12 das zweite-Richtung elektrische Feld der ersten Elektrode 11 abblockt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 einen konstant kleinen Potenzialunterschied haben, um einen Einfluss des zweite-Richtung elektrischen Felds der ersten Elektrode 11 auf einen gemessenen Wert zu verringern.
Bei verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wenn sich ein Insasse in dem Messbereich R1 des Sitzes befindet, werden eine einzigartige Kapazität und ein einzigartiger elektrischer Widerstand des Insassen mittels des elektrischen Feldes, das in dem Messbereich R1 gebildet ist, an die Elektrodenvorrichtung 10 geliefert. In anderen Worten, wenn sich ein Insasse in dem Messbereich befindet in einem Zustand, in dem eine spezifische Spannung an die Elektrodenvorrichtung 10 derart angelegt wird, dass mittels der Elektrodenvorrichtung 10 ein elektrisches Feld in dem Messbereich gebildet ist, werden die einzigartige Kapazität und der einzigartige elektrische Widerstand des Insassen zwischen der Elektrodenvorrichtung 10 und Grund, beispielsweise Masse, erzeugt. Bei verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Insasse mittels Erkennens der Menge an Feuchtigkeit in Übereinstimmung mit der einzigartigen Kapazität und dem einzigartigen elektrischen Widerstand des Insassen geschätzt.
Gemäß 1 wird ein Spannungsfolgerschaltkreis (engl.: voltage follower circuit) 21, der einen Operationsverstärker verwendet, in der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 bereitgestellt. Der Spannungsfolgerschaltkreis 21 kann verwendet werden, um die Potenziale der ersten Elektrode 11 und der zweiten Elektrode 12 anzugleichen. Obwohl nicht gezeigt, können die erste Elektrode 11 und die zweite Elektrode 12 mittels Hinzufügens eines Widerstandes an dem Ausgangsanschluss des Spannungsfolgerschaltkreises 21 einen konstanten kleinen Potenzialunterschied haben.
Obwohl der Spannungsfolgerschaltkreis 21 in 1 so dargestellt ist, dass er in der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 angeordnet ist, kann der Spannungsfolgerschaltkreis 21 auch außerhalb der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 angeordnet sein.
Die 3 und 4 sind Diagramme, die eine Multi-Elektrodenstruktur veranschaulichen, bei der eine Elektrodenvorrichtung, die in einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, mittels einer Mehrzahl von separaten Elektroden implementiert ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Elektrodenvorrichtung 10 mehrere Elektroden E11 bis E16 aufweisen, wie in den 3 und 4 gezeigt, um verschiedene Haltungen eines Insassen oder einen kleinen Insassen, der auf einem Abschnitt des Sitzes angeordnet ist, zu erfassen. In diesem Fall kann die Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Typ und die Haltung des Insassen unter Verwendung der Kapazität und des elektrischen Widerstands erfassen, die unter Verwendung der mehreren Elektroden E11 bis E 16, die an spezifischen Positionen angeordnet sind, detektiert werden.
Beispielsweise kann die Elektrodenvorrichtung 10 mehrere Elektroden E21 bis E23 aufweisen, die, wie in 4 gezeigt, an einer Rücklehne eines Sitzes und in einem Sitzkissen angeordnet sind, um die Größe des Insassen, der auf dem Sitz sitzt, zu erfassen. Bei dem Beispiel gemäß 4 kann die Elektrode E21 dazu dienen, den Rumpf des Insassen zu erfassen und die Elektroden E22 und E23 können dazu dienen, die Hüfte und die Waden des Insassen zu erfassen.
Erneut bezugnehmend auf 1 misst die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 mittels der Elektrodenvorrichtung 10 die Kapazität des Insassen, der auf dem Sitz sitzt, und die Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist. Wie in 1 gezeigt, kann die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 einen Entladungsantwortsignalgenerator 22, eine Kapazitätsermittlungsvorrichtung 23, einen Feuchtigkeitsdetektor 24 und einen Analog/Digital-Wandler 25 aufweisen.
Der Entladungsantwortsignalgenerator 22 kann eine Gleichspannung, die einen konstanten Level hat, an die Elektrodenvorrichtung 10 anlegen, um eine Ladung in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung 10 erkannt wird, zu speichern und dann die Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung 10 erkannt wird, gespeichert ist, zu entladen, um ein Entladungsantwortsignal korrespondierend zu der Ladungsmenge zu erzeugen, die in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung 10 erkannt wird, gespeichert ist.
Die detaillierte Konfiguration des Entladungsantwortsignalgenerators 22 ist in 5 gezeigt.
5 ist ein Schaltkreisdiagramm, das einen Entladungsantwortsignalgenerator zeigt, der in einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
Bezugnehmend auf 5, kann der Entladungsantwortsignalgenerator 22 eine Energiezufuhr zum Ausgeben einer Energiezufuhrspannung Vp und einen Schalter SW zum selektiven und elektrischen Verbinden einer Verbindungsleitung zwischen der Energieversorgung und der Elektrodenvorrichtung 10 und einem Detektionskondensator aufweisen. In 5 bezeichnet Bezugszeichen „Co“ eine Kapazität des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung 10 erkannt wird. Dementsprechend kann die Elektrodenvorrichtung 10 so verstanden werden, dass sie mit einem Knoten verbunden ist, der mit dem Kondensator verbunden ist, der die Kapazität des Insassen veranschaulicht (und beispielsweise als Kondensator des Insassen bezeichnet werden kann). Die Widerstände, Kondensatoren und elektrischen Elemente, welche in 5 nicht mit Bezugszeichen versehen sind, können in Übereinstimmung mit der Schaltkreiskonfiguration weggelassen oder hinzugefügt werden und können sich nicht direkt auf den technischen Umfang der vorliegenden Erfindung beziehen.
Die Energiezufuhr führt die Energiezufuhrspannung Vp zu. Die Energiezufuhrspannung Vp, die mittels der Energiezufuhr zugeführt wird, kann eine elektrische Verbindung zu der Elektrodenvorrichtung 10 aufrechterhalten, um eine Ladung mittels der einzigartigen Kapazität Co des Insassen zu speichern.
Der Kontaktpunkt des Schalters SW kann mittels eines Steuersignals ermittelt werden, das von der Steuerung 30 bereitgestellt wird. In einem Anfangszustand kann der Schalter SW so geschaltet sein, dass die Energiezufuhrspannung Vp dem Kondensator des Insassen zugeführt wird, wodurch der Kondensator des Insassen geladen wird.
Nachfolgend wird der Schalter SW so betrieben, dass er unter Kontrolle der Steuerung 30 den Detektionskondensator mit der Elektrodenvorrichtung 10 während einer sehr kurzen Zeit verbindet. Wenn der Detektionskondensator mittels des Schalters SW mit der Elektrodenvorrichtung 10 verbunden wird, werden die Ladung, die aufgrund der einzigartigen Kapazität Co des Insassen und einer Kapazität Cc des Schaltkreises gespeichert ist, entladen und der Detektionskondensator wird geladen, so dass eine Spannung erzeugt wird. Der Schalter SW wird so geschaltet, dass er der Elektrodenvorrichtung 10 die Energiezufuhrspannung Vp zuführt, nachdem eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung 10 und dem Detektionskondensator während der sehr kurzen Zeit hergestellt ist. Während der Schalter SW mittels der Steuerung 30 so geschaltet ist, dass er den Detektionskondensator mit der Elektrodenvorrichtung 10 verbindet, wird die Energiezufuhrspannung dem Detektionskondensator während einer vorgegebenen Zeitdauer zugeführt. D.h., der Detektionskondensator wird anfangs mittels Empfangens der Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität des Schaltkreises gespeichert ist, während einer kurzen Zeit geladen mittels Schaltens des Schalters SW, und dann wird er mittels der Energiezufuhrspannung Vp, die während einer vorgegebenen Zeitdauer zugeführt wird, kontinuierlich geladen.
Beispielsweise, wenn der Schalter SW so geschaltet ist, dass er die Energiezufuhrspannung Vp der Energiezufuhr der Elektrodenvorrichtung 10 zuführt, wird ein Laden in Übereinstimmung mit der Kapazität Cc des Schaltkreises durchgeführt, wodurch der Entladungsantwortsignalgenerator 42 und die Kapazität Co des Insassen in Übereinstimmung mit der Zufuhr der Energiezufuhrspannung Vp konfiguriert werden. Dies kann mittels nachfolgender Gleichung 1 ausgedrückt werden. $Q 1 = Vp \times (Co + Cc)$
, wobei die Kapazität Cc des Schaltkreises als Summe der Kapazität des Kondensators, der in dem Schaltkreis angeordnet ist, und der Kapazität von parasitären Komponenten angesehen werden kann. D.h., in einem Zustand, in dem der Detektionskondensator mit der Leitung zum Verbinden der Energiezufuhr mit der Elektrodenvorrichtung 10 nicht verbunden ist, sind der Kondensator korrespondierend zu der Kapazität Co des Insassen und der Kondensator korrespondierend zu der Kapazität Cc des Schaltkreises mit der Energiezufuhrspannung VP parallel verbunden, wodurch das Laden durchgeführt wird.
Folglich, wenn der Schalter SW so geschaltet ist, dass er unter Steuerung der Steuerung 30 die Elektrodenvorrichtung 10 und den Detektionskondensator elektrisch verbindet, bewegt sich die Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität Cc des Schaltkreises, der den Entladungsantwortsignalgenerator 22 konfiguriert, und der Kapazität Co des Insassen gespeichert ist, zu dem Detektionskondensator, so dass der Detektionskondensator geladen wird, wodurch eine Anfangsspannung des Detektionskondensators gebildet wird. D.h., die Kapazität Cs des Detektionskondensators wird dem Schaltkreis, der vor dem Schalten konfiguriert wird, hinzugefügt und wird mittels Schaltens dem Kondensator korrespondierend zu der Kapazität Co des Insassen und dem Kondensator korrespondierend zu der Kapazität Cc des Schaltkreises hinzugefügt.
Dementsprechend wird die Gesamtkapazität des Schaltkreises mittels Schaltens „Co + Cc + Cs“ und die Menge Q1 der Ladung, die in dem Schaltkreis gespeichert ist, bevor das Schalten des Schalters durchgeführt wird, wird erhalten, so dass die Spannung, die von drei Kapazitäten bestimmt wird, wie in nachfolgender Gleichung 2 bestimmt ist. $Vs = Q 1 / (Co + Cc + Cs)$
Wie in Gleichung 2 gezeigt, wenn die Kapazität des Schaltkreises mittels Schaltens verändert wird, wird die Ladung, die vor dem Schalten gespeichert wird, verteilt und der Detektionskondensator hat aufgrund derartiger Ladungsverteilung einen Anfangsspannungswert korrespondierend zu Vs. Die Spannung, die aufgrund der drei Kapazitäten bestimmt ist, korrespondiert zu der Spannung an dem Ausgangsanschluss T des Entladungsantwortsignalgenerators 22.
Der Detektionskondensator wird mittels der Energiezufuhrspannung Vp, die während der vorgegebenen Zeitdauer zugeführt wird, kontinuierlich geladen, während der Schalter SW geschaltet ist, nachdem die Anfangsspannung Vs aufgrund der Ladungsverteilung bestimmt wird, so dass die Spannung derselben bis zu der Energiezufuhrspannung zunimmt.
Eine Veränderung der Spannung des Detektionskondensators in Übereinstimmung mit einem Betrieb des Schalters SW ist in 6 gezeigt.
6 ist ein Diagramm, das eine Veränderung der Spannung eines Detektionskondensators in Übereinstimmung mit einem Betrieb eines Schalters in einem Entladungsantwortsignalgenerator zeigt, der in einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Wie in 6 gezeigt, wenn ein Signal zum Steuern des Schalters SW mittels der Steuerung 30 eingegeben wird, werden die Anfangsspannungen Vs1 und Vs2 des Detektionskondensators aufgrund der Funktion des Schalters SW ermittelt. Wie in Gleichung 2 gezeigt, werden die Anfangsspannungen Vs1 und Vs2 mittels der Ladungsmenge bestimmt, die in Übereinstimmung mit der Kapazität des Insassen und der Kapazität des Schaltkreises vor dem Schalten des Schalters SW gespeichert ist. Jedoch, da die Kapazität des Schaltkreises konstant ist, werden die Anfangsspannungen Vs1 und Vs2 von der Kapazität des Insassen bestimmt. Dementsprechend, wenn die Kapazität des Insassen groß ist, sind auch die Anfangsspannungen Vs1 und Vs2 groß. Natürlich beeinflusst bei den Anfangsspannungen (Vs aus Gleichung 2) in Übereinstimmung mit Gleichung 2 die Kapazität Co des Insassen den Nenner, sie ist jedoch kleiner als die Kapazität des Schaltkreises oder die Kapazität Cs des Detektionskondensators und kann daher vernachlässigt werden.
Nachfolgend wird der Detektionskondensator mittels der Energiezufuhrspannung geladen. Wenn der Detektionskondensator mittels der Energiezufuhrspannung geladen wird, kann die Spannung des Detektionskondensators in Übereinstimmung mit einer Zeitkonstanten, die von der Spannung und der Kapazität des Schaltkreises bestimmt wird, exponentiell ansteigen. Wenn der Schalter SW so geschaltet wird, dass er den Detektionskondensator mit der Leitung zum Verbinden der Energiezufuhr und der Elektrodenvorrichtung 10 verbindet, ist eine Zeit, die benötigt wird, damit die Spannung des Detektionskondensators nach der Anfangsspannung VS ansteigt, im Wesentlichen konstant, da der Widerstand und die Kapazität des Schaltkreises im Wesentlichen konstant sind (ein Einfluss der Kapazität des Insassen ist gering).
Dementsprechend wird die ansteigende Spannungskurve des Detektionskondensators in Übereinstimmung mit den Niveaus der Anfangsspannungen Vs1 und Vs2 bestimmt, die von der Ladungsmenge bestimmt sind, die gespeichert ist, bevor der Schalter SW geschaltet wird. Wie in 6 gezeigt, können Zeiten T1 und T2, die benötigt werden, um eine spezielle Spannung zu erreichen (beispielsweise 3,5 V, zu dieser Zeit ist die Energiezufuhrspannung Vp 5 V), in Übereinstimmung mit den Niveaus der Anfangsspannungen Vs1 und Vs2 verändert werden.
Im Ergebnis werden die Anfangsspannungen Vs1 und Vs2 des Detektionskondensators nach dem Schalten des Schalters SW in Übereinstimmung mit der Ladungsmenge bestimmt, die in Übereinstimmung mit der Kapazität Co des Insassen gespeichert ist, und die Zeiten T1 und T2, die benötigt werden, damit die Spannung des Detektionskondensators die spezifische Spannung erreicht, werden in Übereinstimmung mit den Anfangsspannungen Vs1 und Vs2 geändert.
Bei verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Unterschied zwischen den Zeiten T1 und T2, die benötigt werden, damit die Spannung des Detektionskondensators die spezifische Spannung erreicht, als eine Antwort erkannt, die Ladung zu entladen, die in Übereinstimmung mit der Kapazität Co des Insassen gespeichert ist, mittels des Schaltens des Schalters SW, wodurch der Wert der Kapazität Co des Insassen geschätzt wird.
Erneut bezugnehmend auf 1 erzeugt die Kapazitätsermittlungsvorrichtung 23 ein Signal zum Schätzen der Kapazität Co des Insassen unter Verwendung der Spannung des Detektionskondensators, die mittels des Entladungsantwortsignalgenerators 42 ausgegeben wird.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, da die Zeit, die benötigt wird, damit die Spannung des Detektionskondensators die spezifische Spannung erreicht, in Übereinstimmung mit der Anfangsspannung Vs des Detektionskondensators verändert wird, kann die Kapazitätsermittlungsvorrichtung 23 ein Signal zum Schätzen der Kapazität Co des Insassen erzeugen mittels Detektierens der Zeit, die benötigt wird, damit die Spannung des Detektionskondensators, die mittels des Entladungsantwortsignalgenerators 22 ausgegeben wird, die spezifische Spannung erreicht.
Wie in 1 gezeigt, kann bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Kapazitätsermittlungsvorrichtung 23 einen Referenzsignalgenerator 231 und ein NAND-Logikelement 232 aufweisen.
Der Referenzsignalgenerator 231 erzeugt und gibt aus ein Referenzsignal unter Steuerung der Steuerung 30. Das NAND-Logikelement 232 empfängt die Spannung des Detektionskondensators, die von dem Entladungsantwortsignalgenerator 22 ausgegeben wird, und das Referenzsignal, das von dem Referenzsignalgenerator 231 ausgegeben wird, und gibt ein Ergebnis eines Durchführens einer NAND-Logikoperation mit Bezug auf die Spannung des Detektionskondensators und des Referenzsignals aus.
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Änderung der Spannung eines Detektionskondensators in Übereinstimmung mit dem Betrieb eines Schalters in einem Entladungsantwortsignalgenerator, der bei einer Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird, und eine Beziehung zwischen einem Referenzsignal, das von einem Referenzsignalgenerator erzeugt wird, und einem Signal, das von einem NAND-Logikelement ausgegeben wird, zeigt. In 7 kennzeichnet das Bezugszeichen „61“ die Ausgabe des Entladungsantwortsignalgenerators 22, die in 6 gezeigt ist, d.h. eine Änderung der Spannung des Detektionskondensators in Übereinstimmung mit dem Betrieb des Schalters SW. Das Bezugszeichen „62“ kennzeichnet ein Beispiel des Referenzsignals, das von dem Referenzsignalgenerator 231 ausgegeben wird, und das Bezugszeichen „63“ kennzeichnet die Ausgabe des NAND-Logikelements 232.
Wie mit Bezug zu 6 beschrieben, da die Anfangsspannung des Detektionskondensators aufgrund des Unterschieds der Menge der Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität Co des Insassen gespeichert wird, verändert wird, wird die Zeit verändert, die benötigt wird, damit die Ausgabe 61 des Entladungsantwortsignalgenerators 22 in einem Prozess des Speicherns der Ladung, bis die Spannung die Energiezufuhrspannung Vp wird, auf die vorgegebene Referenzspannung (beispielsweise 3,5 V) steigt.
Obwohl es verschiedene Verfahren gibt, einen derartigen Zeitunterschied zu detektieren, wird bei dem Beispiel gemäß 7 die Zeit erfasst, die benötigt wird, damit die Ausgabe 61 des Entladungsantwortsignalgenerators 22 auf die spezifische Spannung (beispielsweise die Energiezufuhrspannung Vp) ansteigt, nachdem sie die vorgegebene Referenzspannung (beispielsweise 3,5 V) erreicht hat.
Bei dem Beispiel gemäß 7 ist das Referenzsignal 62, das mittels des Referenzsignalgenerators 231 erzeugt wird, so gezeigt, als ob es eine trapezoide Wellenform hat, die bei steigenden und fallenden Flanken einen vorgegebenen Gradienten hat und die in Übereinstimmung mit einer Hardware-Leistungsfähigkeit verändert werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hat das Referenzsignal 62 einen logisch hohen Wert, beispielsweise eine 1, während einer Periode, während der die Spannung des Detektionskondensators von der Anfangsspannung Vs aus ansteigt, und hat einen logisch niedrigen Wert, beispielsweise eine 0, bevor sie auf die vorgegebene Referenzspannung (beispielsweise 3,5 V) oder weniger abnimmt, nachdem die Spannung des Detektionskondensators ansteigt. Beispielsweise kann das Referenzsignal 62 von dem logischen Hoch-Zustand zu dem logischen Niedrig-Zustand verändert werden während einer Zeitdauer, in der der Schalter SW des Entladungsantwortsignalgenerators 22 so geschaltet ist, dass er den Detektionskondensator mit der Elektrodenvorrichtung 10 verbindet, an der die Energiezufuhrspannung Vp angelegt wird, und die Spannung des Kondensators nimmt von der Anfangsspannung bis zu der Energiezufuhrspannung VP zu.
Die Ausgabe 61 des Entladungsantwortsignalgenerators 22, die in das NAND-Logikelement 232 eingegeben wird, das zwischen 0 und 5 V betrieben wird, wird in dem NAND-Logikelement 232 als ein logisch niedriger Wert erkannt, bevor sie 3,5 V erreicht. Wie im Vorhergehenden beschrieben, da in einem Prozess des Speicherns von Ladung, bis das Niveau der Energiezufuhrspannung Vp erreicht wird, sich die Zeit, die benötigt wird, bis der Ausgang 61 des Entladungsantwortsignalgenerators 22 auf die vorgegebene Referenzspannung (beispielsweise, 3,5 V) steigt, um den Unterschied der Anfangsspannung des Detektionskondensators, die in Übereinstimmung mit dem Niveau der Kapazität Co des Insassen verändert wird, verändert, wird ein Zeitpunkt verändert, an dem die Ausgabe 61 des Entladungsantwortsignalgenerators 22, die in das NAND-Logikelement 232 eingegeben wird, als logisch hoher Wert erkannt wird.
Nachfolgend wird das Signal, das in das NAND-Logikelement 232 eingegeben wird, als ein logisch niedriger Wert erkannt, wenn das Referenzsignal auf 1,5 V abfällt.
Das NAND-Logikelement 232 gibt den logisch niedrigen Wert nur aus, wenn beide Eingänge auf einem logisch hohen Level liegen. Dementsprechend wird in Übereinstimmung mit der Kapazität Co des Insassen der Zeitpunkt verändert, an dem die Ausgabe 61 des Entladungsantwortsignalgenerators 22 von dem NAND-Logikelement 232 als logisch hoher Level erkannt wird, und der Zeitpunkt, an dem das Referenzsignal 62 als einen logisch niedrigen Level habend erkannt wird, ist unabhängig von der Kapazität Co des Insassen fest, so dass in Übereinstimmung mit der Kapazität Co des Insassen die Zeit, während der die Ausgabe 63 des NAND-Logikelements 232 auf einem logisch niedrigen Level gehalten wird, verändert wird.
Im Ergebnis ist es bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich, die Kapazität Co des Insassen in Übereinstimmung mit der Zeit zu schätzen, während der die Ausgabe 63 des NAND-Logikelements 232 auf dem logisch niedrigen Level gehalten wird.
Erneut bezugnehmend auf 1, kann der Feuchtigkeitsdetektor 24 eine Veränderung des elektrischen Widerstandes in Übereinstimmung mit Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, detektieren, um eine Veränderung der Feuchtigkeit zu erkennen, wenn der Insasse auf der Elektrodenvorrichtung 10 sitzt. Beispielsweise wenn der Insasse sich in dem elektrischen Feld des Messbereichs R1, das in dem Messbereich R1 mittels der Elektrodenvorrichtung 10 erzeugt wird, befindet, kann der elektrische Widerstand des Insassen als die Elektrodenvorrichtung 10 und Masse verbindend betrachtet werden. Der elektrische Widerstand des Insassen kann signifikant von der Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, beeinflusst werden. Ein Insasse, der eine große Menge an Feuchtigkeit enthält, bildet einen kleineren elektrischen Widerstand verglichen mit einem Insassen, der eine kleine Menge an Feuchtigkeit enthält.
Dementsprechend kann der Feuchtigkeitsdetektor 24 in einem Zustand, in dem eine vorgegebene Spannung an die Elektrodenvorrichtung 10 angelegt wird, die Menge an Feuchtigkeit erfassen, die in dem Insassen enthalten ist, mittels Erfassens einer Änderung des Stroms in Übereinstimmung mit einer Änderung des elektrischen Widerstandes.
Der Feuchtigkeitsdetektor 24 kann mittels verschiedener Feuchtigkeitssensoren oder Feuchtigkeitsdetektorschaltkreisen, die auf dem Gebiet der Erfindung gut bekannt sind, implementiert sein.
Der Analog/Digital-Wandler (nachfolgend als ADC bezeichnet) 25 kann das Signal, das von der Kapazitätsermittlungsvorrichtung 23 ausgegeben wird, und das Signal, das von dem Feuchtigkeitsdetektor 24 ausgegeben wird, in digitale Werte konvertieren, die von der Steuerung 30 erkannt werden. D.h., der Analog/Digital-Wandler erzeugt und liefert an die Steuerung 30 einen digitalen Wert, der den Wert (die Größe des Pulses) korrespondierend zu der Zeit kennzeichnet, während der der logisch niedrige Zustand des Signals, das von der Kapazitätsermittlungsvorrichtung 23 ausgegeben wird, beibehalten wird, und einen digitalen Wert, der eine Veränderung des Stroms kennzeichnet, der mittels des Feuchtigkeitsdetektors 24 erfasst wird.
Die Steuerung 30 kann den Insassen unter Verwendung des Signals schätzen, das von der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 geliefert wird. Beispielsweise können kritische Bereiche, die mit der Kapazität und der Menge an Feuchtigkeit in Übereinstimmung mit einem Typen von Insassen assoziiert sind, in einem Speicher, der in der Steuerung 30 angeordnet ist, vorgegeben sein. D.h., kritische Bereiche in Übereinstimmung mit dem Typ von Insassen basierend auf der Kapazität und der Menge an Feuchtigkeit, welche Informationen sind, die zu dem Signal korrespondieren, das von der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 bereitgestellt wird, können im Voraus gesetzt, beispielsweise bestimmt, und in der Steuerung 30 gespeichert werden, wie in 8 gezeigt.
Wenn die kritischen Bereiche in Übereinstimmung mit dem Typ von Insassen vorgegeben sind, wie in 8 gezeigt, kann die Steuerung 30 den Typ eines Insassen als eines der Objekte 1 bis 5 unter Verwendung des Signals, das von der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung 20 geliefert wird, schätzen, beispielsweise bestimmen oder näherungsweise bestimmen.
Wie im Vorhergehenden beschrieben, können die Insassenklassifizierungsvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Veränderung einer Spannung, die aufgrund eines Entladens einer Ladung erzeugt wird, die in Übereinstimmung mit einer Kapazität eines Insassen gespeichert ist, und eine Veränderung eines Stroms in Übereinstimmung mit der Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, erfassen, um den Insassen zu schätzen, ohne einen Algorithmus zu verwenden, der komplexe Operationen benötigt, um die Insassen zu klassifizieren.
Insbesondere ist es bei den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, verschiedene Teile, die zum Anlegen einer Wechselspannung bei einer herkömmlichen Insassenklassifizierungsvorrichtung verwendet werden, und weiter ins Besondere teure Teile wegzulassen, da der Insasse mittels Anlegens einer geringen Gleichspannung geschätzt werden kann. Daher ist es möglich, Kosten zu reduzieren.
Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wurden zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung präsentiert. Sie sind nicht dazu beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die präzise offenbarten Ausführungsformen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der vorstehenden Lehren möglich. Die Ausführungsbeispiele wurden gewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern, um dadurch andere Fachmänner auf diesem Gebiet in die Lage zu versetzen, verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen derselben zu machen und zu nutzen. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung mittels der Ansprüche, die hieran angehängt sind, und deren Äquivalente definiert ist.

Claims

Insassenklassifizierungsvorrichtung, aufweisend: eine Elektrodenvorrichtung (10) zum Erfassen eines Insassen, der auf einem Sitz sitzt; eine Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (20) zum Messen einer Kapazität (Co) des Insassen und einer Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird, enthalten ist; und eine Steuerung (30), die dazu ausgebildet ist, den Insassen basierend auf der Kapazität (Co) und der Menge an Feuchtigkeit, die mittels der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (30) gemessen werden, zu klassifizieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (20) aufweist: einen Entladungsantwortsignalgenerator (42) zum Erzeugen eines Entladungsantwortsignals korrespondierend zu einer Menge an Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität (Co) des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird, gespeichert ist; eine Kapazitätsermittlungsvorrichtung (23) zum Erzeugen eines Signals, das so ausgebildet ist, dass die Kapazität (Co) des Insassen anhand des Entladungsantwortsignals geschätzt werden kann; und einen Feuchtigkeitsdetektor (24) zum Erfassen der Menge an Feuchtigkeit in Übereinstimmung mit einer Veränderung eines elektrischen Widerstandes des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird.
Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Elektrodenvorrichtung (10) eine erste und eine zweite Elektrode (11, 12) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie einander überlappen, und die dazu ausgebildet sind, eine Spannung zu empfangen und ein elektrisches Feld zu erzeugen.
Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die erste Elektrode (11) benachbart zu einem vorgegebenen Bereich des Sitzes angeordnet ist, in dem der Insasse sitzt, die zweite Elektrode (11) gegenüberliegend zu dieser angeordnet ist und ein erste-Elektrode-Richtung elektrisches Feld, das mittels der zweiten Elektrode (11) erzeugt wird, ein zweite-Elektrode-Richtung elektrisches Feld, das mittels der ersten Elektrode (11) erzeugt wird, abblockt.
Insassenklassifizierungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Entladungsantwortsignalgenerator (22) eine Gleichstrom-Energiezufuhrspannung an die Elektrodenvorrichtung (10) anlegt, um die Ladung in Übereinstimmung mit der Kapazität (Co) des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird, zu speichern, und die Ladung entlädt, die in Übereinstimmung mit der Kapazität (Co) des Insassen gespeichert ist, so dass das Entladungsantwortsignal korrespondierend zu der Menge an Ladung erzeugt wird, die in Übereinstimmung mit der Kapazität (Co) des Insassen gespeichert ist.
Insassenklassifizierungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Entladungsantwortsignalgenerator (22) aufweist: eine Energiezufuhr zum Anlegen der Energiezufuhrspannung an die Elektrodenvorrichtung (10); einen Detektionskondensator; und einen Schalter (SW) zum selektiven Bestimmen einer elektrischen Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung (10) und der Energiezufuhr und einer elektrischen Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung (10) und dem Detektionskondensator, wobei, wenn der Schalter (SW) die elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung (10) und dem Detektionskondensator herstellt, während einer vorgegebenen Zeitdauer eine Energiezufuhrspannung an den Detektionskondensator angelegt wird und eine Spannung des Detektionskondensators das Entladungsantwortsignal ist.
Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Steuerung (30) dazu ausgebildet ist, den Schalter (SW) zu steuern, um in einem Zustand, in dem die elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung (10) und der Energiezufuhr hergestellt ist, die elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung (10) und dem Detektionskondensator herzustellen, um das Laden mittels der Kapazität (Co) des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird, durchzuführen, wobei die Ladung, die in Übereinstimmung mit der Kapazität (Co) des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird, gespeichert ist, entladen wird, die entladene Ladung auf den Detektionskondensator übertragen wird, um eine Anfangsspannung des Detektionskondensators zu erzeugen, und der Detektionskondensator mittels der Energiezufuhrspannung, die während der vorgegebenen Zeitdauer nach dem Bilden der Anfangsspannung angelegt ist, geladen wird.
Insassenklassifizierungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Kapazitätsermittlungsvorrichtung (23) als ein Signal, das dazu ausgebildet ist, die Kapazität (Co) zu schätzen, ein Signal ausgibt, das eine Veränderung der Spannung des Detektionskondensators, die von der Anfangsspannung aus ansteigt, enthält.
Insassenklassifizierungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Kapazitätsermittlungsvorrichtung (23) aufweist: einen Referenzsignalgenerator (231) zum Erzeugen eines Referenzsignals, das während einer Zeitdauer, während der die Spannung des Detektionskondensators von der Anfangsspannung aus ansteigt, einen logisch hohen Wert hat und nach dem Anstieg der Spannung des Detektionskondensators, bevor die Spannung des Detektionskondensators auf eine vorgegebene Referenzspannung oder weniger abnimmt, einen logisch niedrigen Wert hat; und ein NAND-Logikelement (232) zum Empfangen der Spannung des Detektionskondensators und des Referenzsignals und zum Ausgeben eines Ergebnisses eines Durchführens einer NAND-Logikoperation mit Bezug auf die empfangenen Signale.
Insassenklassifizierungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Feuchtigkeitsdetektor (24) in einem Zustand eines Anlegens einer Gleichspannung an die Elektrodenvorrichtung (10), um die Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, zu erfassen, eine Veränderung eines Stroms in Übereinstimmung mit einer Veränderung eines elektrischen Widerstandes des Insassen, der mittels der Elektrodenvorrichtung (10) erfasst wird, erfasst.
Insassenklassifizierungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuerung (30) vorgegebene Bereiche enthält, die mit der Kapazität (Co) des Insassen und der Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, in Übereinstimmung mit einem Typ des Insassen assoziiert sind, und dazu ausgebildet ist, einen vorgegebenen Bereich zu ermitteln, zu dem die Kapazität (Co) und die Menge an Feuchtigkeit, die mittels der Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (20) gemessen werden, gehört, um den Typ des Insassen, der auf dem Sitz sitzt, zu ermitteln.
Insassenklassifizierungsvorrichtung aufweisend: eine Elektrodenvorrichtung (10) zum Empfangen einer Gleichstrom-Energiezufuhrspannung, wobei in einem Messbereich, in dem sich ein Insasse befindet, ein elektrisches Feld erzeugt wird, um den Insassen, der auf dem Sitz sitzt, zu erfassen; eine Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (20) zum Anlegen der Gleichstrom-Energiezufuhrspannung an die Elektrodenvorrichtung (10), zum Erzeugen eines Signals korrespondierend zu einer Kapazität (Co) des Insassen basierend auf einem Signal, das mittels Entladens einer Ladung erzeugt wird, die in Übereinstimmung mit der Kapazität (Co) des Insassen, der in dem Messbereich erfasst wird, gespeichert ist, und zum Erzeugen eines Signals, korrespondierend zu einer Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, basierend auf einem elektrischen Widerstand des Insassen, der in dem Messbereich erkannt wird; und eine Steuerung (30), die dazu ausgebildet ist, den Insassen basierend auf einem Signal, das zu der Kapazität (Co) des Insassen korrespondiert, und dem Signal korrespondierend zu der Menge an Feuchtigkeit, die in dem Insassen enthalten ist, zu klassifizieren.
Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (20): unter Kontrolle der Steuerung (30) selektiv und elektrisch die Elektrodenvorrichtung (10) mit der Gleichstrom-Energiezufuhrspannung und einem Detektionskondensator verbindet, und ein Laden durchführt mittels der Kapazität (Co) des Insassen, der in dem Messbereich erfasst wird, wenn eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung (10) und der Energiezufuhrspannung hergestellt ist, und die Ladung entlädt, die in Übereinstimmung der Kapazität (Co) des Insassen, der in dem Messbereich erfasst wird, gespeichert ist, die entladene Ladung auf den Detektionskondensator überträgt, um eine Anfangsspannung des Detektionskondensators zu bilden, und den Detektionskondensator mittels der Energiezufuhrspannung während einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Bilden der Anfangsspannung lädt, wenn eine elektrische Verbindung zwischen der Elektrodenvorrichtung (10) und dem Detektionskondensator hergestellt ist.
Insassenklassifizierungsvorrichtung gemäß Anspruch 12, wobei die Insasseneigenschaften-Messvorrichtung (20) als ein Signal korrespondierend zu der Kapazität (Co) des Insassen Informationen basierend auf einer Zeit ausgibt, die benötigt wird, damit eine Spannung des Detektionskondensators von der Anfangsspannung auf eine vorgegebene Referenzspannung steigt.