JP4054530B2 - 車両における容量性の対象検知のための方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の前提概念に記載の方法に関する。
【０００２】
この種の方法は様々な刊行物、例えば米国特許第４７９６０１３号明細書(US4796013)に開示されている。通常はプレート形状の２つの電極がそれぞれの対象に隣接して原則的に配置されている。車両座席が覆われているかを検知する場合には電極が座席のパッド内で且つ座席にて例えば座部または背凭れ部に配置されている。ここで検知は、座席が実際に使用されている場合にのみ、エアバックなどのような安全装置を作動するために使用される。
【０００３】
そのように形成されているコンデンサの静電容量（キャパシタンス）が測定される。人物が居合せる場合には人間の比較的良好な伝導性に基づきコンデンサの静電容量が変化する。しかしこの場合、周知の方法が車両アースと関連付けられていることは問題である。オームの方式または容量性の方式の漏れ電流により静電容量測定が強く歪曲されてしまう。
【０００４】
実際的な実験では、漏れ電流の作用が静電容量変化の作用より通常は遥かに圧倒することが示された。それに加えて漏れ電流が、例えば湿気や、他の車両乗客による人物の接触のような周辺パラメータに強く依存することは障害である。従って反対の意味で働く２つの作用が生じ、この場合、漏れ電流の作用は量的には把握されない。それにより、座席に位置する対象の質量または容積に関する情報、つまり例えばチャイルドシートの検知は不可能である。
【０００５】
これらの問題点を解決するための過程は、米国特許第５５２５８４３号明細書(US5525843)に対応するＷＯ９５／２１７５２に開示されている。そこでは両方の電極が車両アースに対して絶縁されている。しかし、両方の電極を含む測定装置と車両アースとの間の接続が少なくとも容量的に常に存在し、完全な絶縁が達成されないということは問題点である。従って障害電流も完全に阻止することはできない。更にこの種の測定装置の電位を伴わない構成には費用と手間がかかる。
【０００６】
本発明の課題は、装置に関して僅かな手間で対象の存在に関する正確な情報を提供する、冒頭に掲げた形式の方法を創作することにある。
【０００７】
本発明は前記課題を請求項１に記載した特徴により解決する。
【０００８】
本発明では、両方の電極が逆位相の交流電圧により稼動される。両方の電極電流は相殺される。それにより、対象は少なくともアース電位に接近して位置し、対象はそのために絶縁体を必要としない。もしも漏れ電流があるとするならば僅かな範囲でのみ生じることになる。それにより、既述した漏れ電流の問題点により影響されない、または少なくとも本質的には影響されない方法が提供される。
【０００９】
本発明の有利な構成は、他の請求項に記載されている。
【００１０】
請求項２に記載されている措置により、対象の全負荷はゼロに減少され、漏れ電流は完全に排除される。対象が存在しない場合に両方のコンデンサ電流の合計値をゼロに調整することに由来して、対象が存在する場合にも合計値はゼロに等しく調整される。
【００１１】
請求項３に記載されている措置は、対象の大きさをも検知することを可能とする。
【００１２】
請求項４に記載されている措置により、対象の位置を両方の電極に関して検知することが、追加的に、または選択的に可能とされる。この場合、位置の変更も、及びそれと共に対象の「アウト・オブ・ポジション」をも検知され得る。
【００１３】
対象の大きさと位置から得られる情報から、チャイルドシートの存在、並びに、走行方向におけるその配置、ないしは走行方向の反対方向におけるその配置をも検知することが可能である。従って、例えばエアバックなどのような安全装置を対応的に制御またはその作動を遮断することをも可能とされる。
【００１４】
請求項５に記載されている措置は、位置と大きさに関する対象の検知を更に改善する可能性を提供する。
【００１５】
請求項６及び７は、指向性の改善に係わる。電極の「他の」側面における対象は結果に影響を及ぼさない。
【００１６】
最後に請求項８及び９により診断可能性が達成、ないしは診断の実施が言わば連続的に可能とされる。
【００１７】
本発明による方法を、図面に基づき更に説明する。
【００１８】
図１には本発明の構成形態に関連する接続配置図が図示されている。
【００１９】
図示されている車両座席１には、交流電圧Ｖ_１及びＶ_２を用いてそれぞれ逆位相に印加される電極２及び３が設けられている。導線４及び５に生じる交流Ｉ_１及びＩ_２は調整器６へ導かれる。この調整器６は両方の交流Ｉ_１及びＩ_２を正反対に同じ大きさの値に制御する。従って合計電流Ｉ_１＋Ｉ_２はゼロに等しい。実際には、１０ｋＨｚと１５０ｋＨｚとの間の交流電圧周波数、有利には５０ｋＨｚの交流電圧周波数にて、３ｍＡの電流値が合目的であると示された。
【００２０】
従って、キルヒホッフの法則に従い、ここでは人物７として図示されている検知すべき測定対象も、この場合にはアース電位を有することが明らかである。それにより、例えば車両アースと接続されている車両物体に触れる際に生じ得る漏れ電流が除去される。
【００２１】
両方の交流抵抗Ｖ_１／Ｉ_１とＶ_２／Ｉ_２の比率は、測定対象の位置に関する情報を提供し、これらの２つの抵抗の合計値は、測定対象の大きさを逆推理可能とする。対象が電極により近く且つ対象がより大きい場合に、交流抵抗がより小さいということが一般的に言える。
【００２２】
従って、測定対象の存在、大きさ、及び位置に関する正確な情報が得られ、同時に測定対象の電気的な負荷が回避される。
【００２３】
図２の実施形態では各電極２並びに３が、２つの部分電極２_１と２_２並びに３_１と３_２から構成されている。追加的に各電極には電気伝導性プレート８の形式の遮蔽部材が付設されていて、この遮蔽部材により測定対称に向かう指向性が得られる。
【００２４】
同相の交流電圧Ｖ_１１、Ｖ_１２及びそれに対して逆位相の交流電圧Ｖ_２１、Ｖ_２２は、電流Ｉ_１１及びＩ_１２が一方で、電流Ｉ_２１及びＩ_２２が他方で、測定対象が在る場合にも無い場合にも、それぞれ数値的には同じであり且つ対になって互いに正反対であるように設定される。それぞれの交流抵抗の変更は絶対的に且つ互いに関係して、対象の大きさ、現在位置、及び範囲を一意的に逆推理させる。従って、図示されていない安全装置が必要に応じて作動され得る。
【００２５】
最後に図３には本発明の補足としてシステムの診断法が示されている。図２にて図示されている、部分電極２_１、２_２、３_１、または３_２、プレート８、及び交流電圧源Ｖ_{１１―２２}を有する各部分システムは、図２にて図示されているように接続されている。この場合、診断目的のために部分電極とこの部分電極から絶縁されているプレート８との間の静電容量Ｃ_ｓｏｌｌが決定される。この静電容量が目標値に対応すると、部分システムは正常である。この診断は各部分システムのために個々に及び交互に、既述の対象検知と共に行われる。部分システムの診断は周期的に行われる。
【００２６】
測定稼動と診断の機能的な接続により、対象検知のための信頼性のあるシステムが使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による方法を実施するための第１装置を示す図である。
【図２】 対象の位置検知が改善される、本発明による方法を実施するための第２装置を示す図である。
【図３】 本発明による方法のための診断可能性を示す図である。

Claims (9)

1. 車両における容量性の対象検知のための方法であって、２つのコンデンサ電極が交流電圧により印加され、対象の存在がコンデンサの全静電容量の変化により認められる前記方法において、両方の電極が２つの交流電圧により別個に印加され、これらの交流電圧が互いに逆位相であること、及び、両方の電極の導線に生じる交流が加えられることを特徴とする方法。
2. 対象が存在する場合にも、両方の交流電圧がそれらの振幅に関して、両方の交流の合計値がゼロに等しいように調整されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 対象の大きさが、両方の交流抵抗を合計することにより決定されることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 対象の位置が、交流抵抗の比率から決定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 少なくとも１つの電極が、２つの部分電極から構成され、これらの部分電極が別個の導線を介して交流電圧により同相に印加されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 電極の電気的な相互作用が、対象の反対側に向かって電気的な遮蔽部材により阻止されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 遮蔽部材が、各電極のための平行な電気伝導性プレートにより達成されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 電極、遮蔽部材、及び付属の導線から成るサブシステムを診断するために、電極と遮蔽部材との間の静電容量が決定されることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
9. 診断が対象検知と交互に実施されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。

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