KR20200111221A - 스티어링 휠에 탑승자의 손이 있는지 또는 좌석에 탑승자가 있는지를 감지하기 위한 스티어링 휠 또는 시트용 커패시턴스 감지 및 가열 시스템 - Google Patents

스티어링 휠에 탑승자의 손이 있는지 또는 좌석에 탑승자가 있는지를 감지하기 위한 스티어링 휠 또는 시트용 커패시턴스 감지 및 가열 시스템 Download PDF

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로버트 라카토스
피터 마톤
잭 바퍼스
다니엘 웨이 리 체흐
리카르도 에드문도 프로레스 곤잘레스
마이클 마스
팀 노맨드
제라르도 에델 데 라 가르자 페르난데즈
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Abstract

차량 탑승자를 검출하기 위한 커패시턴스 측정 시스템(20)이 개시된다. 센서/히터 어셈블리(40, 42, 54, 64)는, 차량의 시트(51) 또는 스티어링 휠(22) 중 적어도 하나에 배치되고, 그리고 센서와 상기 센서에 인접하게 배치된 히터를 포함한다. 측정 회로(24, 58)는, 상기 측정 회로 및 상기 센서/히터 어셈블리에 여기 신호를 출력하고, 상기 여기 신호에 응답하여 상기 측정 회로 및 상기 센서/히터 어셈블리의 공진 주파수를 측정하고, 상기 공진 주파수에 기초하여 적어도 하나의 커패시턴스 값을 결정하며, 그리고 상기 적어도 하나의 커패시턴스 값에 기초하여 신체 부위가 상기 센서에 근접하는지를 결정하도록 구성된다.

Description

스티어링 휠에 탑승자의 손이 있는지 또는 좌석에 탑승자가 있는지를 감지하기 위한 스티어링 휠 또는 시트용 커패시턴스 감지 및 가열 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 1월 24일에 출원된 미국 가출원 번호 62/621,323의 이익을 청구한다. 위에서 언급 한 출원의 전체 개시 내용은 여기에 참조로 포함된다.
본 발명은 차량의 스티어링 휠에 있는 차량 탑승자의 손 또는 다른 신체 부위 또는 좌석에 있는 탑승자의 존재 또는 부재를 결정하기 위한 커패시턴스 측정에 관한 것이다.
본 섹션에서 제공되는 정보는 일반적으로 발명의 맥락을 제시하기 위한 것이다. 본 섹션에 설명된 범위 내에서, 현재 지명된 발명자들의 작업은 출원시 선행 기술로 달리 자격이 없을 수 있는 설명의 측면들과 함께 본 발명의 선행 기술로서 명시적 또는 묵시적으로 인정되지 않는다.
부분 또는 완전 자율 차량과 같은 차량에는 특정 조건이 존재할 때 차량의 주행을 자동으로 제어하는 자율 차량 제어 시스템이 포함될 수 있다. 자율 주행 차량 제어 시스템들은 일반적으로 내비게이션 시스템, 레이더 센서 또는 라이더 센서와 같은 일련의 외부 센서들 및 차량의 조향, 제동 및 가속을 제어하는 액추에이터를 포함한다.
부분 자율 주행 차량의 경우, 특정 운전 상황에서 운전자가 차량 운전에 개입 및/또는 차량 운전을 맡아야 할 수 있다. 예를 들어, 고속도로 주행은 자율 주행 차량 제어 시스템에 의해 처리될 수 있다. 도로에서 사고나 공사가 발생하거나 차량이 고속도로에서 나가기 시작할 때 운전자 개입이 요청될 수 있다. 결과적으로 차량은 차량 제어 시스템을 해제하기 전에 탑승자의 손이나 손들이 차량의 스티어링 휠에 있는지를 감지해야 할 필요가 있다.
차량 좌석에 위치한 센서들은 또한 차량 탑승자의 유무를 감지하고 그리고/또는 탑승자의 체중을 추정하는데 사용될 수 있다. 탑승자의 유무 및/또는 체중에 따라 에어백 및 안전 벨트 프리텐셔너와 같은 안전 제한 장치를 선택적으로 활성화하거나 비활성화할 수 있다.
차량 탑승자를 검출하기 위한 커패시턴스 측정 시스템이 개시된다. 센서/히터 어셈블리는, 차량의 시트 또는 스티어링 휠 중 적어도 하나에 배치되고, 그리고 센서와 상기 센서에 인접하게 배치된 히터를 포함한다. 측정 회로는, 상기 측정 회로 및 상기 센서/히터 어셈블리에 여기 신호를 출력하고, 상기 여기 신호에 응답하여 상기 측정 회로 및 상기 센서/히터 어셈블리의 공진 주파수를 측정하고, 상기 공진 주파수에 기초하여 적어도 하나의 커패시턴스 값을 결정하며, 그리고 상기 적어도 하나의 커패시턴스 값에 기초하여 신체 부위가 상기 센서에 근접하는지를 결정하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 센서/히터 어셈블리는 기판을 포함한다. 상기 센서는 상기 기판의 한 표면에 배치된다. 상기 히터는 상기 기판의 반대쪽 표면에 배치된다.
다른 특징들에서, 상기 기판은 발포제(form), 펠트(felt), 직포(woven fabric) 및 편직물(knitted fabric)로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함한다. 상기 센서는 상기 기판의 한 표면에 제1 미리결정된 패턴으로 배치된 제1 와이어를 포함한다. 상기 히터는 상기 기판의 반대쪽 표면에 제2 미리결정된 패턴으로 배치된 제2 와이어를 포함한다. 상기 제2 미리결정된 패턴의 상기 제2 와이어는 최대 거리가 4mm, 3mm, 또는 2mm 이하인 간격을 갖는다.
다른 특징들에서, 비전도성 스레드(non-conductive thread)는 상기 센서 및 상기 히터 중 적어도 하나를 상기 기판에 부착한다. 상기 측정 회로는 LC 탱크 회로를 포함한다. 여기 회로는 상기 LC 탱크 회로와 통신하고 그리고 상기 LC 탱크 회로에 출력되는 상기 여기 신호를 생성하도록 구성된다. 주파수 측정 회로는 상기 LC 탱크 회로와 통신하고 상기 여기 신호에 응답하여 상기 공진 주파수를 측정하도록 구성된다. 제어기는, 상기 여기 신호를 촉발(trigger)하고, 상기 공진 주파수를 수신하고, 상기 공진 주파수에 기초하여 상기 커패시턴스 값을 결정하고, 그리고 상기 커패시턴스 값에 기초하여 상기 신체 부위가 상기 센서에 근접하는지를 결정하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 구동 회로는, 상기 LC 탱크 회로와 상기 히터 사이에 배치되고 그리고 상기 여기 신호에 응답하여 상기 히터를 구동하도록 구성된다. 다른 특징들에서, 차폐층은 상기 히터에 인접하게 배치된다. 상기 차폐층은 커패시터에 의해 상기 히터 및 상기 드라이버 회로에 연결된다. 상기 센서 및 상기 히터는 스티어링 휠 주위에 배치된다. 상기 센서 및 상기 히터는 차량 시트 어셈블리에 배치된다.
다른 특징들에서, 상기 측정 회로는 드라이버 회로를 포함하고, 상기 드라이버 회로는, 상기 히터의 하나의 단부를 전압 레퍼런스에 선택적으로 연결하도록 구성되는 하이 사이드 스위치(high side switch)와; 그리고 상기 히터의 다른 단부를 레퍼런스 전위에 선택적으로 연결하도록 구성되는 로우 사이드 스위치(low side switch)를 포함한다. 드라이버 스위치는 상기 드라이버 회로를 상기 히터에 선택적으로 연결하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, (i) 능동 모드 및 (ii) 상기 커패시턴스 값의 교정 및 측정 동안 수동 개방 모드 및 수동 폐쇄 모드 중 적어도 하나에서, 상기 하이 사이드 스위치, 상기 로우 사이드 스위치, 및 상기 드라이버 스위치의 상태들을 구성한다.
상기 능동 모드 동안, 상기 제어기는, 상기 하이 사이드 스위치 및 상기 로우 사이드 스위치를 개방 상태로, 상기 드라이버 스위치를 폐쇄 상태로 구성한다.
상기 수동 폐쇄 모드 동안, 상기 제어기는, 상기 하이 사이드 스위치 및 상기 드라이버 스위치를 개방 상태로, 상기 로우 사이드 스위치를 폐쇄 상태로 구성한다. 상기 수동 개방 모드 동안, 상기 제어기는, 상기 하이 사이드 스위치, 상기 드라이버 스위치 및 상기 로우 사이드 스위치를 개방 상태로 구성한다. 상기 제어기는 제1 교정 모드, 제2 교정 모드 및 측정 모드에서 동작하도록 구성된다. 상기 제어기는, 상기 히터 및 상기 커패시턴스 감치 층이 부착되지 않은 상기 커패시턴스 측정 시스템의 커패시턴스에 기초하여 상기 제1 교정 모드 동안 제1 커패시턴스 값을 결정하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, 상기 제2 교정 모드에서 한 번 동작하고, 그리고 상기 측정 모드에서 여러 번 동작하도록 구성된다. 상기 제어기는 능동 교정 모드, 수동 개방 교정 모드, 능동 측정 모드 및 수동 개방 측정 모드를 수행하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, 상기 능동 교정 모드에서 제1 커패시턴스 값을 결정하고, 상기 수동 개방 교정 모드에서 제2 커패시턴스 값을 결정하며, 그리고 상기 수동 개방 교정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값에 기초하여 교정 중 센서 대 신체 커패시턴스 값을 계산하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값(Csensor _body_ 0)은 2*(Call_PO_0-CECU)와 같고, Call_PO_0은 상기 수동 개방 교정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값이고 그리고 CECU은 교정된 커패시턴스이다. 상기 제어기는 상기 능동 교정 모드의 상기 제1 커패시턴스 및 상기 수동 개방 교정 모드의 상기 제2 커패시턴스에 기초하여 차폐 파라미터를 계산하도록 구성된다. 상기 차폐 파라미터 PS는 (Call_PO_0-CECU)/(Call_PO_0+Call_A_0-2*CECU)와 같고, Call_A_ 0는 상기 능동 모드의 상기 제1 커패시턴스 값이고, Call_PO_ 0는 상기 수동 개방 교정 모드의 상기 제2 커패시턴스, 및 CECU는 교정된 커패시턴스이다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, 상기 능동 측정 모드에서 제1 커패시턴스를 결정하고, 상기 수동 개방 측정 모드에서 제2 커패시턴스를 결정하고, 그리고 상기 능동 측정 모드의 상기 제1 커패시턴스 및 상기 능동 교정 모드의 상기 제1 커패시턴스에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 계산한다.
다른 특징들에서, 상기 신체 부위의 커패시턴스는 2*(Call_A-Call_A_ 0)와 같고, Call_A_0는 상기 능동 교정 모드의 상기 제1 커패시턴스 값이고 그리고 Call_A는 상기 능동 측정 모드의 상기 제1 커패시턴스 값이다. 상기 제어기는, 상기 수동 개방 측정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값에 기초하여 측정 동안 센서 대 신체 커패시턴스 값을 계산하고; 그리고 상기 차폐 파라미터, 측정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값, 교정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값을 기초로 온도 보상 값을 계산하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, 상기 온도 보상 값에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 보상하도록 구성된다. 측정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값은 2*(Call_PO-CECU)와 같고, Call_PO는 상기 수동 개방 측정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값이고 그리고 CECU는 교정된 커패시턴스이다.
다른 특징들에서, 상기 온도 보상 값
Figure pct00001
은,
Figure pct00002
와 같고,
PS는 상기 차폐 파라미터이고, C sensor _body 는 측정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값이며, 그리고 C sensor _body_ 0 는 교정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값이다. 상기 신체 부위의 보상된 커패시턴스는, 상기 온도 보상 값과 계수의 곱을 상기 신체 부위의 커패시턴스와 더한 것과 동일하다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, 능동 교정 모드, 수동 폐쇄 교정 모드, 능동 측정 모드 및 수동 폐쇄 측정 모드를 주기적으로 수행하도록 구성된다. 상기 제어기는, 상기 능동 교정 모드에서 제1 커패시턴스 값을 결정하고, 상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 제2 커패시턴스 값을 결정하고, 상기 능동 교정 모드에서 상기 제1 커패시턴스 및 상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 상기 제2 커패시턴스에 기초하여 차폐 파라미터를 계산하고, 그리고 상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 상기 차폐 파라미터 및 상기 제2 커패시턴스 값에 기초하여 교정 동안 센서 대 차폐 커패시턴스 값을 계산하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 차폐 파라미터(PS)는 (Call_PC_0-Call_A_0)/(Call_PC_0-CECU)와 같고, Call_A_ 0는 상기 능동 교정 모드에서 제1 커패시턴스 값이고, Call_PC_ 0는 상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 제2 커패시턴스 값이고 그리고 CECU는 교정된 커패시턴스이다. 교정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스 값은, 2*PS*(Call_PC_0-CECU)와 같고, Call_PC_0는 상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값이고, PS는 상기 차폐 파라미터이고, 그리고 CECU는 교정된 커패시턴스이다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, 상기 능동 측정 모드에서 제1 커패시턴스를 결정하고, 상기 수동 폐쇄 측정 모드에서 제2 커패시턴스를 결정하고, 그리고 상기 능동 측정 모드의 상기 제1 커패시턴스 및 상기 능동 교정 모드의 상기 제2 커패시턴스에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 계산하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, 상기 수동 폐쇄 측정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값 및 상기 차폐 파라미터에 기초하여 측정 동안 센서 대 차폐 커패시턴스 값을 계산하고, 그리고 상기 차폐 파라미터, 측정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스 값, 교정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스 값에 기초하여 온도 보상 값을 계산하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 제어기는, 상기 온도 보상 값에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 보상하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 측정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스 값은, 2*PS*(Call_PC-CECU)와 같고, Call_PC는 상기 수동 폐쇄 측정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값이고, PS는 상기 차폐 파라미터이며, 그리고 CECU는 교정된 커패시턴스 값이다. 상기 온도 보상 값
Figure pct00003
은,
Figure pct00004
와 같고,
PS는 차폐 파라미터이고, C sensor _shield 는 측정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스이고, Csensor _ shieid _0은 교정동안 상기 센서 대 커패시턴스 값이다.
다른 특징들에서, 상기 신체 부위의 보상된 커패시턴스는, 상기 온도 보상 값과 계수의 곱을 상기 신체 부위의 커패시턴스와 더한 것과 동일하다. 상기 제어기는, 상기 능동 측정 모드에서 제1 커패시턴스를 결정하고, 상기 수동 폐쇄 측정 모드에서 제2 커패시턴스를 결정하고, 그리고 상기 능동 측정 모드의 상기 제1 커패시턴스, 상기 차폐 파라미터, 및 상기 수동 폐쇄 측정 모드의 상기 제2 커패시턴스에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 계산하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 상기 신체 부위의 커패시턴스는 온도 보상없이 교정된다. 상기 제어기는,
Figure pct00005
에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 계산하도록 구성되고, C all_PC 는 상기 수동 폐쇄 측정 모드 동안의 상기 제2 커패시턴스이고, PS는 상기 차폐 파라미터이고, C all_A 는 상기 능동 측정 모드 동안의 상기 제1 커패시턴스이며, 그리고 C ECU 는 교정된 커패시턴스이다.
본 발명의 추가 적용 영역은 상세한 설명, 청구 범위 및 도면으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정 예는 단지 예시를 위한 것이며 본 개시의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
본 발명은 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터보다 완전히 이해될 것이다.
도 1a는 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템을 포함하는 스티어링 휠의 일 예의 평면도 및 부분 단면도이다.
도 1b는 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템을 포함하는 시트의 예의 측면도 및 부분 단면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 다층 히터 및 센서의 제1 층의 예의 측 단면도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 다층 히터 및 센서의 제2 층의 예의 측 단면도이다.
도 2c는 본 발명에 따른 다층 히터 및 센서의 예의 측 단면도이다.
도 2d는 본 발명에 따른 차폐층의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 2e는 본 발명에 따른 히터층의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차폐층이 없는 다층 히터 및 센서의 다른 예의 측 단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 예의 단순화된 전기 개략도이다.
도 4b는 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 다른 예의 단순화된 전기 개략도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 예의 더 상세한 전기 개략도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 다른 예의 보다 상세한 전기 개략도이다.
도 6은 가열 및 커패시턴스 감지의 시간 다중화의 예를 나타내는 타이밍도이다.
도 7은 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 난방 시스템을 동작시키는 방법의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 다른 예의 보다 상세한 전기 개략도이다.
도 9a는 본 발명에 따른 능동 모드에 있는 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 일부의 단순화된 전기 개략도이다.
도 9b는 본 발명에 따른 능동 모드에 있는 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 보다 상세한 전기 개략도이다.
도 10a는 본 발명에 따른 수동 폐쇄 모드에 있는 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 일부의 단순화된 전기 개략도이다.
도 10b는 본 발명에 따른 수동 폐쇄 모드에 있는 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 보다 상세한 전기 개략도이다.
도 11a는 본 발명에 따른 수동 개방 모드에 있는 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 일부의 단순화된 전기 개략도이다.
도 11b는 본 발명에 따른 수동 개방 모드에 있는 커패시턴스 감지 및 가열 시스템의 보다 상세한 전기 개략도이다.
도 12는 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템을 교정하기 위한 방법의 예의 흐름도이다.
도 13은 본 발명에 따른 ECU 커패시턴스 값(CECU)을 결정하기 위한 방법의 예의 흐름도이다.
도 14는 본 발명에 따른 수동 개방 모드 및 능동 모드에 있는 커패시턴스 값들을 결정하는 방법의 일 예의 흐름도이다.
도 15는 본 발명에 따른 수동 폐쇄 모드 및 능동 모드 동안의 커패시턴스 값들을 결정하는 방법의 일 예의 흐름도이다.
도 16은 커패시턴스를 감지하는 방법의 예의 흐름도이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사 및/또는 동일한 요소들을 식별하기 위해 재사용될 수 있다.
전술한 개시 내용은 차량의 스티어링 휠에 있는 차량 탑승자의 손 또는 다른 신체 부위 또는 좌석에 있는 탑승자의 존재 또는 부재를 결정하기 위한 커패시턴스 측정에 관한 것으로, 본 발명은 차량들의 다른 위치들 및/또는 다른 비-차량 환경들에서 접촉의 존재 또는 부재의 검출에 보다 일반적으로 관련된다는 것을 이해할 수 있다.
이제 도 1a를 참조하면, 스티어링 휠(22)을 위한 커패시턴스 감지 및 가열 시스템(20)이 도시된다. 커패시턴스 감지 및 가열 시스템(20)은 커패시턴스 감지 및 가열 제어기(24)를 포함한다. 일부 예들에서, 스위치(28)는 스티어링 휠(22)의 가열을 작동시키기 위해 승객에 의해 사용될 수 있다. 커패시턴스(또는 공진 주파수)를 감지한 후, 커패시턴스 감지 및 가열 제어기는 차량 통신 버스를 통해 하나 이상의 다른 차량 제어기들에 결과들을 보고할 수 있다.
스티어링 휠(22)은 스티어링 휠 지지부(40)에 인접하거나 주위에 배치된 다층 히터 및 센서(42)를 포함한다. 다층 히터 및 센서(42)는 단일 가열 영역 또는 복수의 가열 영역들을 정의할 수 있다. 커패시턴스 감지는 또한 단일 감지 영역 또는 복수의 감지 영역들에서 수행될 수 있다. 커패시턴스 감지 및 가열 제어기(24)는 가열 동안 전력의 타이밍 및 공급을 제어한다. 커패시턴스 감지 및 가열 제어기(24)는 또한 감지 동안 커패시턴스의 타이밍 및 측정을 제어한다.
도 1b를 참조하면, 시트(51)를 위한 커패시턴스 감지 및 가열 시스템(50)이 도시된다. 시트(51)는 시트 부(52) 및 등받이 부(54)를 포함한다. 커패시턴스 감지 및 가열 시스템(50)은 커패시턴스 감지 및 가열 제어기(58)를 포함한다. 일부 예들에서, 스위치(62)는 시트(51)의 가열을 작동시키기 위해 승객에 의해 사용될 수 있다.
일부 예들에서, 스위치(28)(도 1a) 및 스위치(62)(도 1b)는 물리적 스위치 또는 버튼을 포함한다. 다른 예들에서, 스위치들(28 및 62)은 인포테인먼트 시스템 또는 다른 입력 디바이스와 연관된 터치 스크린을 통해 액세스될 수 있다. 또 다른 예들에서, 스위치들(28 및 62)은 가열, 환기 및 공조 시스템(FIVAC)(미도시)과 함께 자동으로 작동된다.
시트(51)는 시트 부분(52)에 위치된 다층 히터 및 센서(64)를 포함한다. 다층 히터 및 센서(64)는 단일 영역 또는 복수의 가열 및/또는 감지 영역들을 포함할 수 있다. 커패시턴스 감지 및 가열 제어기(58)는 가열 동안 전력 공급 및 타이밍을 제어한다. 커패시턴스 감지 및 가열 제어기(58)는 또한 감지 중에 있는 커패시턴스의 측정을 제어한다.
도 2a 내지 도 3을 참조하면, 다층 히터 및 센서(42)의 다양한 예들이 도시된다. 도 2a에서, 다층 히터 및 센서(42)의 제1 층(42-1)이 도시된다. 제1 층(42-1)은 상부 표면(72) 및 하부 표면(74)을 갖는 기판(70)을 포함한다. 센서(80)는 기판(70)의 상부 표면(72) 상에 배열된다. 일부 예들에서, 센서(80)는 기판(70)의 상부 표면(72) 상에 미리 결정된 패턴으로 배열된 전도성 표면 또는 와이어를 포함한다.
히터(86) 또는 히터 및 히터 실드는 기판(70)의 하부 표면(74) 상에 배열된다. 히터(86)는 기판(70)의 하부 표면(74)에 소정의 패턴으로 배열된 전도성 표면, 편조 와이어, 히터 와이어 또는 전도성 스레드를 포함한다. 비전도성 스레드(88)는 센서(80) 및 히터(86)를 기판(70)에 물리적으로 연결한다. 예를 들어, 비전도성 스레드(88)는 기판(70)을 통과하고 센서(80) 및 히터(86)를 기판(70)에 부착하기 위해 복수의 이격된 위치들에서 센서(80) 및 히터(86)의 부분 주위에 감겨진다. 일부 예들에서, 기판(70)은 발포제를 포함하지만, 직물 또는 편직물과 같은 다른 재료들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 기판(94)은 발포제, 펠트, 직물 또는 편직물을 포함하지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다.
도 2b에서, 다층 히터 및 센서(42)의 제2 층(42-2)이 도시된다. 사용될 때, 제2 층(42-2)은 기판(94) 및 차폐 층(96)을 포함한다. 도 2c에서, 다층 히터 및 센서(42)의 제1 층(42-1) 및 제2 층(42-2)은 서로 인접하고 접촉하여 배열된다. 하나 이상의 추가 층들(110 및 114)이 각각 다층 히터 및 센서(42)의 상부 표면 및 하부 표면에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 가죽, 직물, 비닐 또는 다른 재료와 같은 외부 층(116)은 하나 이상의 추가 층들(110)에 인접하게 배열될 수 있다. 스티어링 휠 적용을 위해, 스티어링 휠 지지부(118)가 하나 이상의 추가 층(114)에 인접하게 배열될 수 있다.
도 2d에서, 차폐층(96)의 예는 기판(126) 상의 전극들(124) 사이에 연결된 직조 또는 인터레이스된 전도성 스레드들(120)을 포함하는 것으로 도시된다. 일부 예들에서, 전도성 스레드들(120)은 탄소 스레드를 포함하고 전극들(124)은 은-코팅된 구리 와이어 스트랜드를 포함하지만, 다른 재료들이 사용될 수 있다. 차폐층의 적절한 예들은 2010년 11월 23일에 발행된 미국 특허 제7,838,804호에 도시되고 서술되어 있으며 그 전체가 여기에 참조로 포함된다.
도 2e에서, 히터(86)의 예는 인접한 와이어들 사이에 미리 결정된 간격을 갖는 기판(130) 상에 미리 결정된 패턴으로 배열된 와이어(128)를 포함하는 것으로 도시된다.
도 3에서, 차폐층(96) 및/또는 기판(94)은 일부 예들에서 생략될 수 있다. 히터(86)가 가열 영역을 채우기 위해 구불구불한 패턴으로 배열된 와이어를 포함할 때, 인접한 와이어들에 대한 밀도 또는 거리는 커패시턴스 측정 동안 차폐를 제공하는 히터(86)의 능력에 영향을 미친다. 와이어들이 인접한 와이어들의 미리 결정된 거리 내에 배열될 때, 히터는 커패시턴스 측정 동안 차폐층으로 사용될 수 있고 그리고 차폐층(96) 및/또는 기판(94)은 생략될 수 있다. 일부 예들에서, 미리 결정된 거리가 4mm 이하인 경우, 차폐층(96)은 생략될 수 있다. 다른 예들에서, 미리 결정된 거리가 3mm 이하인 경우, 차폐층(96)은 생략될 수 있다. 또 다른 예들에서, 미리 결정된 거리가 2mm 이하인 경우, 차폐층(96)은 생략될 수 있다.
이제 도 4a 및 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템들의 예들의 단순화된 전기 개략도가 도시된다. 도 4a에서, 커패시턴스 감지 및 가열 시스템(150)은 전술한 바와 같이 센서(152) 및 히터(154)를 포함한다. 히터 드라이버(158)는 전압원(160)으로부터 히터(154)로 전력을 선택적으로 공급하여 스티어링 휠의 온도를 상승시킨다. 커패시턴스 감지가 필요할 때, 히터 드라이버(158)는 히터(154)에 전력을 공급하지 않는다.
여기 회로(170)는 센서(152)에도 연결된 LC 탱크 회로(172)에 여기 신호(예를 들어, 구형파 또는 다른 파형 형태)를 선택적으로 출력한다. 여기 신호는 또한 드라이버 회로(180)를 통해 히터(154)로 출력된다. 승객의 손이 센서(152) 근처에 있을 때, 결합 회로의 커패시턴스가 변한다. 커패시턴스의 변화는, 차례로, LC 탱크 회로(172)의 공진 주파수에 영향을 미친다. 드라이버 회로(180)는 유사한 여기 신호를 히터(154)에 공급하여 센서(152)와 히터(154) 사이의 또는 근처의 다른 접지 구조들(동일한 전압 전위에 있기 때문에) 사이의 표유 커패시턴스 효과를 제거한다.
주파수 측정 회로(178)는 LC 탱크 회로(172)의 공진 주파수를 측정한다. 제어기(190)는 히터 드라이버(158), 여기 회로(170) 및 주파수 측정 회로(178)에 의해 수행되는 가열 및 커패시턴스 감지의 타이밍 및 동작을 제어한다.
도 4b에서, 미리 결정된 패턴으로 배열된 전도성 표면 또는 와이어와 같은 차폐층(156)은 (차폐에 필요한 경우) 선택적으로 히터(154) 아래에 배열되어 센서(152)와 히터(154) 사이의 또는 근처의 다른 접지 구조들 사이의 표유 커패시턴스 효과를 제거한다.
이제 도 5a 및 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템들의 예들에 대한 보다 상세한 전기 개략도가 도시된다. 도 5a에서, 커패시턴스 감지 및 가열 시스템(200)은 센서(220) 및 히터(222)를 포함한다. 히터 제어기(208)는 스위치 드라이버(210)를 인에이블하고 제어하며, 이 스위치 드라이버(210)는 제어 신호들을 하이 사이드(HS) 스위치(214) 및 로우 사이드(LS) 스위치(216)에 선택적으로 공급한다. HS 스위치(214)는 차량 배터리 또는 기타 전원에 연결된 제1 단자를 포함한다. HS 스위치(214)는 히터(222)의 하나의 단부에 연결된 제2 단자를 더 포함한다.
LS 스위치(216)는 히터(222)의 반대쪽 단부에 연결된 제1 단자를 포함한다. LS 스위치(216)는 기준 전위에 연결된 제2 단자를 더 포함한다. HS 스위치(214) 및 LS 스위치(216)의 제어 단자들은 스위치 드라이버(210)에 연결된다. 일부 예들에서, 스위치 드라이버(210)는 다른 유형들의 변조가 사용될 수 있지만, 가열 요구에 기초하여 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 HS 스위치(214) 및 LS 스위치(216)에 공급한다.
여기 회로(240)는 여기 회로(240)에 병렬로 연결된 인덕터(L0) 및 커패시터 (C0)를 포함하는 LC 탱크 회로(242)에 여기 신호를 출력한다. 인덕터(L0) 및 커패시터(C0)의 제1 단자들은 센서(220)에도 연결된 제1 노드(245)에 연결된다. 일부 예들에서, 커패시턴스(C1)는 인덕터(L0) 및 커패시터(C0)의 제2 단자들과 접지와 같은 기준 전위 사이에 연결된다. 커패시턴스(C1)는 LC 탱크 회로(242)의 두 노드들에 대해 동일한 부하 커패시턴스를 보장한다. 어떤 경우들에는, 이 C1 커패시터가 필요하지 않으며 생략될 수 있다.
드라이버 회로(246)는 각각 제1 노드(245)와 기준 전위 사이에 직렬로 연결된 제1 저항 및 제2 저항(R1, R2)을 포함한다. 증폭기(234)의 비반전 입력은 제1 저항(R1)과 제2 저항(R2) 사이에 연결된다. 증폭기(234)의 반전 입력은 제3 저항 (R3)에 의해 기준 전위에 연결된다. 제4 저항(R4)은 증폭기(234)의 출력으로부터 증폭기(234)의 반전 입력에 연결된다.
증폭기(234)의 출력은 제2 커패시터(C2)에 의해 히터(222)의 반대쪽 단부 및 기준 전위에도 연결된 제5 저항(R5)에 결합된다. 커패시턴스(C2)는 구동 신호를 히터(222)에 연결한다. 저항(R5)는 커패시턴스 감지 동안 접지 DC 전위를 보장한다.
스티어링 휠을 가열하는 동안 커패시턴스 감지가 비활성화된다. 커패시턴스 감지 동안, HS 스위치 및 LS 스위치는 히터(222)를 전력에서 분리한다. 커패시턴tm감지 동안, 센서(220)의 커패시턴스와 함께, 커패시턴스(C0 및 C1) 및 인덕턴스(L0)는 병렬 LC 공진 회로를 형성한다. 여기 회로(240)는 병렬 LC 공진 회로가 센서(220)의 커패시턴스(C0, C1 및 L0)에 의해 부분적으로 결정된 공진 주파수에서 발진하도록 하는 여기 신호를 생성한다. 공진 주파수는 주파수 측정 회로(244)에 의해 측정된다.
예를 들어, 승객의 손이 휠에 있지 않을 때 공진 주파수는 253KHz 일 수 있다. 계산된 커패시턴스는 40pF이다. 이 값은 참조로 사용될 수 있다. 승객의 손이나 손이 휠에 있을 때 공진 주파수는 250kHz이고 계산된 커패시턴스는 45.6pF이다. 5.6pF 델타는 휠에 있는 손들에 해당한다. 일부 예들에서, 델타 값은 델타 임계 값과 비교된다. 예를 들어, 4.5pF의 델타 임계 값이 사용될 수 있다.
센서(220)와 히터(222) 사이의 센서 커패시턴스를 낮추기 위해, 측정 신호는 또한 드라이버 회로(246)를 사용하여 히터(222)에도 인가된다. 제어기(254)는 스위치 드라이버(210), 여기 회로 (240) 및 주파수 측정 회로(244)를 제어한다. 일부 예들에서, 제어기, 여기 회로 및 주파수 측정 회로는 텍사스 인스트루먼츠, 인크.에서 이용 가능한 FDC2214-Q1, FDC2114-Q1, FDC2212-Q1 또는 FDC2112-Q1 칩을 사용하여 구현된다.
도 5b에서, 차폐층(224)은 필요한 경우 추가 차폐를 제공하기 위해 히터(222)에 인접하게 배열된다. 드라이버 회로(246)는 제3 커패시턴스(C3)에 의해 차폐층(224)에 더 연결된다. 드라이버 회로(246)는 여기 및/또는 주파수 측정 동안 히터(222) 및 차폐층(224)에 신호를 출력하여 표유 커패시턴스를 중화시킨다.
이제 도 6을 참조하면, 제어기(254)는 히터 인에이블 신호 및 커패시턴스 감지 인에이블 신호의 시간 다중화를 수행한다. 제어기는 t 기간 동안 가열 및 커패시턴스 감지를 수행한다. 기간(t)은 가열이 수행되는 제1 서브 기간(t1)과 커패시턴스 감지가 수행되는 제2 서브 기간(t2)을 포함한다. 일부 예들에서, 제1 서브 기간(t1) > 제2 서브 기간(t2)이다. 일부 예들에서, 제1 서브 기간(t1)≥85% t이고 제2 서브 기간(t2)≤15% t이지만, 다른 값들이 사용될 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템을 작동하기 위한 방법(300)이 도시된다. 310에서, 방법은 차량이 ON 인지를 결정한다. 일부 예들에서, 점화 스위치 또는 다른 스위치가 ON 일 때 차량은 ON이지만 다른 기준이 사용될 수 있다. 314에서, 방법은 가열이 가능한지를 결정한다. 314가 참이면, HS 스위치 및 LS 스위치는 318에서 열 수요에 따라 제어되고 방법은 320에서 계속된다.
320에서, 방법은 커패시턴스 감지가 활성화되었는지를 결정한다. 320이 거짓이면, 방법은 310으로 돌아간다. 320이 참이면, 방법은 324에서 계속되고 HS 및 LS 스위치를 연다(그리고 도 8에 도시된 드라이버 스위치를 닫는다). 328에서 여기 신호가 LC 탱크 회로 및 히터(또는 사용되는 경우 히터 및 차폐층)로 출력된다. 330에서 공진 주파수가 측정된다. 332에서 HS 스위치 및 드라이버 스위치가 열리고 LS 스위치들이 닫히거나 열린다. 334에서 공진 주파수가 결정된다.
336에서 회로의 총 커패시턴스가 결정된다. 340에서 제어기 또는 다른 차량 제어기는 계산된 커패시턴스 값 또는 델타 커패시턴스 값을 기반으로 승객의 손이 휠에 있는지 (또는 승객이 좌석에 있는지) 여부를 결정한다. 일부 예들에서, 공진 주파수 또는 델타 주파수는 승객의 손이 스티어링 휠에 있는지를 식별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 공진 주파수는 하나 이상의 주파수 임계값들과 비교하거나 조회 테이블을 인덱싱하는 데 사용할 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 5a와 유사한 커패시턴스 감지 및 가열 시스템(400)이 도시된다. 일부 예들에서, 센서(220) 및 히터(222)는 차폐물 없이 사용된다. 다른 예들에서, 도 5b의 차폐물(224)과 같은 별도의 차폐물이 사용된다. 드라이버 스위치(410)는 커패시터(C2)에 연결된 제1 단자 및 저항(R5)에 연결된 제2 단자, LS 스위치(216) 및 차폐물 역할을 할 수 있는 히터(222)를 포함한다. HS 스위치(214), LS 스위치(216) 및 드라이버 스위치(410)의 상태는 아래에서 또한 설명되는 바와 같이 가열 모드, 교정 모드, 능동 모드, 수동 개방 모드 및/또는 수동 폐쇄 모드를 포함한 다양한 동작 모드들을 제공하도록 제어된다.
도 9a 및 도 9b에서, 능동 측정 모드 또는 능동 모드가 도시되어 있다. 도 9a에서, 회로는 캐패시턴스 Chand, Csensor -shield 및 Csensor _body를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 일부 예들에서, 측정 회로(430)는 LC 탱크 회로(242), 여기 회로(240), 주파수 측정 회로(244) 및 제어기들(208 및 254)을 포함한다. 커패시턴스 Chand는 센서(220)와 탑승자의 손, 후방 또는 다른 신체 부분과 같은 인근 신체 부분 사이의 커패시턴스를 나타낸다. 커패시턴스 Csensor -shield는 센서(220)와 히터(222) 사이의 커패시턴스를 나타낸다. 커패시턴스 Csensor _body는 센서와 차체 또는 다른 기준 전위 사이의 커패시턴스를 나타낸다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 능동 모드에 있는 동안, HS 스위치(214) 및 LS 스위치(216)는 개방되고 드라이버 스위치(410)는 폐쇄된다. 여기 회로(240)는 여기 신호를 생성하고 공진 주파수를 측정한다.
능동 모드에서, 측정 결과는 Call_A라고 한다. Csensor -shield의 커패시턴스는 크게 감소한다. 차폐층은 센서 본체 커패시터(Csensor -body)를 숨긴다. 능동 모드는 스티어링 휠에 손이 닿아서 발생하는 커패시턴스 Chand의 변화 또는 다른 신체 부위와 관련된 커패시턴스를 측정하는 데 사용된다. 커패시턴스 Chand는 Csensor -body 및 Csensor -shield에 비해 높다. 따라서 Chand를 감지할 수 있다. Call_A는 아래에서 자세히 설명하는 것처럼 Chand를 계산하는 데 사용된다.
도 10a 및 도 10b에는 수동 폐쇄 측정 모드 또는 수동 폐쇄 모드가 도시되어 있다. 수동 폐쇄 모드에서, HS 스위치(214) 및 드라이버 스위치(410)는 개방되고 LS 스위치(216)는 폐쇄된다. 여기 회로(240)는 여기 신호를 생성하고 공진 주파수를 측정한다.
수동 폐쇄 모드에서, 측정 결과는 Call_PC로 언급된다. 커패시턴스 Call_PC에는 Csensor-shield 및 Csensor -body로 인한 일부 커패시턴스가 포함된다(이 설정에서도 차폐층에 의해 부분적으로 숨겨짐). 또한, Call_PC는 Chand로 인한 일부 커패시턴스도 포함된다. 하지만, Chand는 커패시턴스 값이 낮기 때문에 측정에 큰 영향을 미치지 않는다. Call_PC는 아래에서 더 설명되는 것처럼 Csensor -shield 및 Csensor -body 요약값들을 계산하는 데 사용된다.
도 11a 및 11b에는 수동 개방 모드가 도시되어 있다. 수동 개방 모드에 있는 동안, HS 스위치(214), 드라이버 스위치(410) 및 LS 스위치(216)는 개방된다. 여기 회로(240)는 여기 신호를 생성하고 그리고 공진 주파수를 측정한다.
수동 개방 모드에 있는 동안 측정 결과는 Call_PO로 언급된다. Call_PO에는 센서 본체 커패시터(Csensor-body) 값이 포함된다. 또한, Call_PO에는 Chand로 인해 일부 커패시턴스를 포함한다. 그러나, Chand는 커패시턴스 값이 낮기 때문에 측정에 큰 영향을 미치지 않는다. 일부 예들에서, Call_PO는 Csensor-body 값들을 계산하는데 사용된다.
일부예들에서, 교정 및 측정은 능동 모드와 수동 개방 모드 또는 수동 폐쇄 모드를 사용하여 수행된다. 일부예들에서, 교정 및 측정은 능동 모드와 수동 개방 모드 및 수동 폐쇄 모드를 모두 사용하여 수행된다.
이제 도 12를 참조하면, 커패시턴스 감지 및 가열 시스템을 교정하기 위한 방법(600)이 도시된다. 610에서, 방법은 커패시턴스 CECU를 교정한다. 일부예들에서, CECU의 교정은 한 번 수행된다. 614에서, 센서 층에 근접하게 배치된 어떤 신체 부위들 또는 다른 물체들 없이 능동 모드, 수동 개방 모드 및/또는 수동 폐쇄 모드를 사용하여, 센서는 하나 이상의 커패시턴스 값(예를 들어, Call_A, Call_PC 및/또는 Call_PO)을 포함하는 세트를 측정함으로써 보정된다. 커패시턴스 값들이 보정되면, 618에서 Chand와 같은 동일한 값들 및/또는 다른 커패시턴스 값들을 결정하기 위해 유사한 측정들이 검출 중에 사용된다. 값들 CECU, Call_A, Call_PC 및/또는 Call_PO는 Chand를 계산하는데 사용된다.
이제 도 13을 참조하면, CECU를 결정하기 위한 방법(630)이 도시된다. 634에서, 회로는 연결된 센서(220) 및 히터(222)(및/또는 차폐물)를 포함하는 하니스없이 구성된다. 638에서, HS 스위치(열림), LS 스위치(열림) 및 드라이버 스위치(닫힘)가 능동 모드로 구성된다. 642에서, 여기 신호가 생성되고 공진 주파수가 측정된다. 646에서, ECU 커패시턴스 CECU가 결정된다. CECU 값은 LC 탱크 회로(242)의 C0 및 C1와 인쇄 회로 기판의 표유 커패시턴스를 포함한다. 일부 예들에서, CECU의 측정은 ECU를 시스템에 연결하기 전에 한 번 수행될 수 있다. 다른 예들에서, CECU의 값은 주어진 시스템 구성에 대한 교정 상수로 취급(예를 들어, 각 차량 또는 대표 차량에서 구성에 대해 한번 보정)될 수 있고 그리고 CECU의 차량 내 교정을 수행하지 않고 제어기의 메모리에 저장될 수 있다.
이제 도 14 및 도 15를 참조하면, 센서 교정을 위한 커패시턴스 값들을 계산하는 방법이 도시된다. 도 14에서, 수동 개방 모드 및 능동 모드 동안 커패시턴스 값들 결정하기 위한 방법(670)이 도시된다. 674에서, 회로는 연결된 히터/센서로 구성된다. 678에서, 스위치들은 수동 개방 모드로 구성된다. 682에서, 여기 신호가 생성되고 공진 주파수가 측정된다. 686에서, 커패시턴스 Call_PO_0가 측정된다. 688에서, 스위치들은 능동 모드로 구성된다. 692에서, 여기 신호가 생성되고 공진 주파수가 측정된다. 694에서, 커패시턴스 Call_A_0가 측정된다.
도 15를 참조하면, 수동 폐쇄 모드 및 능동 모드 동안 센서 교정을 위한 커패시턴스 값들을 결정하기 위한 방법(700)이 도시된다. 방법은, 스위치가 710에서 수동 폐쇄 모드로 구성되고 Call_PC_0가 측정된다는 점을 제외하고는, 도 14에서 도시된 것과 유사하다.
도 14 및/또는 도 15의 교정 측정들 동안, 센서가 제어기 유닛에 연결되고, 스티어링 휠 표면이 터치되지 않으며, 스티어링 휠 근처에 신체 부위나 물체들이 위치하지 않는다. 측정에는 능동 측정과 수동(개방 또는 폐쇄) 측정이 포함된다. 수동 개방 측정이 교정 중에 사용되는 경우, 나중에 Chand 측정 중에도 사용된다. 대안으로, 수동 폐쇄 측정이 교정 중에 사용되는 경우, 나중에 Chand 측정 중에도 사용된다. 측정 결과들에는 수동 교정 및 측정 유형에 따라 Call_A_0 및 Call_P_0 또는 Call_PC_0가 포함된다.
수동 개방 모드를 사용하는 경우 다음 계산들이 수행된다.
Figure pct00006
여기서 Ps(또는 Pshield)는 차폐 파라미터이며 아래에서 자세히 설명된다.
수동 폐쇄 모드를 사용하는 경우 다음 계산이 수행된다.
Figure pct00007
계산은 아래에서 더 설명하는 것처럼 캐패시턴스 측정 Chand 동안 사용된다.
이제 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 커패시턴스 감지 및 가열 시스템을 작동하기위한 방법(800)이 도시된다. 810에서, 방법은 차량이 ON 인지를 결정한다. 일부 예들에서, 점화 스위치 또는 다른 스위치가 ON 일 때 차량은 ON이지만 다른 기준이 사용될 수 있다. 814에서, 방법은 가열이 활성화되었는지를 결정한다. 814가 참이면, HS 스위치 및 LS 스위치는 818에서 열 수요에 따라 제어되고 방법은 820에서 계속된다.
820에서, 방법은 커패시턴스 감지가 활성화되었는지를 결정한다. 820이 거짓이면, 방법은 810으로 돌아간다. 820이 참이면 방법은 824에서 계속되고 스위치는 능동 모드로 구성된다. 828에서, 여기 신호가 출력된다. 832에서, 공진 주파수가 측정된다. 추가 처리가 선택적으로 수행될 수 있다. 836에서, 스위치들은 수동 개방 모드 또는 수동 폐쇄 모드로 구성된다. 840에서, 여기 신호가 출력된다. 844에서, 공진 주파수가 측정된다.
848에서, 커패시턴스가 측정된다. 850에서, 방법은 측정된 커패시턴스들을 기반으로 손과 같은 물체가 스티어링 휠 근처에 있는지를 결정한다. 일부 예들에서, Chand를 결정하기 위해 측정된 커패시턴스들을 사용하여 계산들이 이루어지고 Chand가 임계 값과 비교된다.
신체 부위 또는 물체의 커패시턴스(예 : Chand)는 능동 모드와 수동 모드를 사용하여 계산할 수 있다. Chand의 순간 값은 순간 활성 측정 결과들 Call_A 및 Call_PO 또는 Call_PC에서 도출되거나 위에서 서술된 해당 교정 결과들 Call_A_0 및 Call_PO_0 또는 Call_PC_0에서 도출된다.
아래에서 더 서술되지만, Chand를 계산하는 방법은 적어도 두 가지가 있다. 제1 접근 방식은, 센서 교중 중에서,
Figure pct00008
스티어링 휠 표면 근처에 물체가 없을 때 Chand 값은 0이다. 스티어링 휠을 터치하면 Call_A의 실제 값에는 Chand의 추가 커패시턴스 값이 포함된다(Call_A_ 0는 포함되지 않음). 따라서, 식 (5)를 사용하여 Chand 값을 결정할 수 있다. Chand의 값이 결정되면 미리 결정된 임계 값과 비교할 수 있다. Chand가 미리 결정된 임계 값보다 크면 "핸즈-온(hands-on)" 상태가 보고된다.
일부 예들에서, Chand의 값은 스티어링 휠 센서의 온도 변화로 인한 변화에 대해 보상된다. 수동 개방 모드를 사용하여 교정을 수행 한 경우,
Figure pct00009
Csensor body 0의 값은 수동 개방 측정 설정에 의해 스티어링 휠 교정 단계에서 이전에 결정되었다.
수동 폐쇄 모드를 사용하여 교정을 수행한 경우 :
Figure pct00010
Csensor body 0의 값은 수동 폐쇄 측정 설정에 의해 스티어링 휠 교정 단계 중에 결정되었다.
보상을 계산에 통합하기 위해, 주어진 스티어링 휠 센서에 대한 보상을 미세 조정하는 튜닝 계수 K 및
Figure pct00011
에 의해 Chand 값을 수정할 수 있다.
Figure pct00012
제2 접근 방식에서는 능동 및 수동 폐쇄 모드를 기반으로 두 가지 식들이 설정된다. Chand, Csensor -shield 및 Csensor -body를 포함하여 3개의 알려지지 않은 커패시턴스 값들이 있으므로 제3 측정이 수행된다. 제3 측정은 교정 단계 동안 휠 센서의 두 커패시터(Csensor-shield 및 Csensor -body) 사이의 비율을 결정하는 것이다. 비율(차폐 파라미터 Ps 또는 Pshield라고 함)은 차폐 재료 및 휠 센서 층들의 물리적 치수들에 따라 달라지는 상수 값이다.
일부 예들에서, 차폐 파라미터 Ps는 이상적인 차폐물이 단일 Pshield 값(Pshield = 1)을 갖도록 정의되었다.
Figure pct00013
Pshield가 1인 경우 :
Figure pct00014
즉, Pshield = 1이면, 차폐층이 스티어링 휠의 접지된 금속 본체를 완전히 덮고 능동 모드 측정에서 센서와 접지된 본체 사이에 커패시턴스가 존재하지 않는다.
교정 중 능동 및 수동 모드 결과에서 Pshield (또는 Ps) 계산은 위에 나와 있다. 이 접근 방식에서, Pshield(또는 Ps)에 대한 계산은 아래에 사용되지만 Csensor -body_ 0에 대한 계산은 그렇지 않다.
Csensor -body의 값은 다음과 같이 Csensor - shieid와 Pshield의 함수로 식(11)에서 표현할 수 있다.
Figure pct00015
이제 두 개의 알려지지 않은 변수들(Csensor -shield 및 Chand)과 두 개의 식들만 있다. 각 이중 측정 직후 Chand를 해결하면 Chand 실제 값은 다음과 같이 계산할 수 있다.
Figure pct00016
식 (13)과 (14)를 사용하여 Chand를 풀기 위해, 두 식이 모두 재배열되어 Csensor-shield를 분리한다.
Figure pct00017
이후, 아래와 같이 두 식을 서로 동일하게 설정하여 Csensor -shield를 제거할 수 있다.
Figure pct00018
이 식으로부터, Chand를 해결할 수 있다.
Figure pct00019
이 계산은 Csensor - shieid의 실제 값에 의존한다. 따라서 추가 보상이 필요하지 않으며 특정 Chand 값에 대해 이 솔루션에서 신호 감소가 없다.
전술한 서술은 본질적으로 예시일 뿐이며 어떤 방식으로든 개시, 그 적용 또는 사용을 제한하려는 의도가 아니다. 본 발명의 광범위한 교시들은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명은 특정 예들을 포함하지만, 본 발명의 진정한 범위는 도면들, 명세서 및 다음의 청구 범위들의 연구에 따라 다른 수정들이 명백해질 것이기 때문에 그렇게 제한되지 않아야 한다. 방법 내의 하나 이상의 단계들은 본 발명의 내용의 원리를 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 각각의 실시예가 특정 특징들을 갖는 것으로 위에서 설명되었지만, 본 발명의 임의의 실시예와 관련하여 서술된 임의의 하나 이상의 특징은 그 조합이 명시적으로 서술되지 않더라도 다른 실시예들의 임의의 특징들에서 구현 및/또는 조합될 수 있다. 다시 말하면, 서술된 실시예들은 상호 배타적이지 않으며, 하나 이상의 실시예의 서로에 대한 교환들은 본 발명의 범위 내에 있다.
요소들(예 : 모듈들, 회로 요소들, 반도체 층들 등)간의 공간 및 기능적 관계들은 "연결된", "참여된", "결합된", "인접한", "다음에", "상부에", "위에", "아래에" 및 "배치된"을 포함하는 다양한 용어들을 사용하여 서술된다. "직접적"이라고 명시적으로 설명되지 않는 한, 상기 개시에서 제1 요소와 제2 요소 사이의 관계가 기술될 때, 그 관계는 제1 요소와 제2 요소 사이에 다른 개입 요소들이 없는 직접적인 관계일 수 있지만, 제1 요소와 제2 요소 사이에 하나 이상의 중간 요소가 (공간적으로 또는 기능적으로) 존재하는 간접 관계일 수도 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 문구 A, B 및 C 중 적어도 하나는, 비 배타적인 논리 OR을 사용하여 논리(A OR B OR C)를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, 그리고 "A 중 적어도 하나, B 중 적어도 하나, 그리고 C 중 적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도면들에서, 화살촉으로 표시된 화살표 방향은 일반적으로 그림과 관련된 정보(예를 들어, 데이터 또는 명령어들)의 흐름을 나타낸다. 예를 들어, 요소 A와 요소 B가 다양한 정보를 교환하지만 요소 A에서 요소 B로 전송되는 정보가 그림과 관련이 있는 경우, 화살표는 요소 A에서 요소 B를 가리킬 수 있다. 이 단방향 화살표는 요소 B에서 요소 A로 다른 정보가 전송되지 않음을 의미하지 않는다. 또한, 요소 A에서 요소 B로 전송된 정보의 경우, 요소 B는, 정보에 대한 요청 또는 수신 확인을 요소 A로 전송할 수 있다.
아래 정의를 포함하여 본 출원에서 용어 "모듈" 또는 용어 "제어기"는 용어 "회로"로 대체될 수 있다. 용어 "모듈"은, ASIC(Application Specific Integrated Circuit); 디지털, 아날로그 또는 혼합 아날로그/디지털 이산 회로; 디지털, 아날로그 또는 혼합 아날로그/디지털 집적 회로; 조합 논리 회로; FPGA(Field Programmable Gate Array); 코드를 실행하는 프로세서 회로(공유, 전용 또는 그룹); 프로세서 회로에 의해 실행되는 코드를 저장하는 메모리 회로(공유, 전용 또는 그룹); 서술된 기능을 제공하는 다른 적절한 하드웨어 구성 요소; 또는 시스템 온 칩에서와 같이 위의 일부 또는 전부의 조합의 일부 일 수 있거나 위의 일부 또는 전부를 포함하도록 언급될 수 있다.
모듈은 하나 이상의 인터페이스 회로를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 인터페이스 회로들은, 근거리 통신망(LAN), 인터넷, 광역 통신망(WAN) 또는 이들의 조합들에 연결된 유선 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다. 본 발명의 임의의 주어진 모듈의 기능은 인터페이스 회로들을 통해 연결된 다수의 모듈들에 분산될 수 있다. 예를 들어, 여러 모듈들이 부하 분산을 허용할 수 있다. 추가 예에서, 서버(원격 또는 클라우드라고도 함) 모듈은 클라이언트 모듈을 대신하여 일부 기능을 수행할 수 있다.
위에서 사용된 용어 코드는, 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 마이크로 코드를 포함할 수 있으며, 그리고 프로그램들, 루틴들, 기능들, 클래스들, 데이터 구조들 및/또는 객체들을 지칭할 수 있다. 공유 프로세서 회로라는 용어는, 여러 모듈들에서 일부 또는 모든 코드를 실행하는 단일 프로세서 회로를 포함한다. 그룹 프로세서 회로라는 용어는 추가 프로세서 회로들과 결합하여 하나 이상의 모듈에서 일부 또는 모든 코드를 실행하는 프로세서 회로를 포함한다. 다중 프로세서 회로들에 대한 언급은 개별 다이들 상의 다중 프로세서 회로들, 단일 다이 상의 다중 프로세서들 회로, 단일 프로세서 회로의 다중 코어들, 단일 프로세서 회로의 다중 스레드들 또는 위의 조합을 포함한다. 공유 메모리 회로라는 용어는 다중 모듈들의 일부 또는 모든 코드를 저장하는 단일 메모리 회로를 포함한다. 용어 그룹 메모리 회로는 추가 메모리들과 결합하여 하나 이상의 모듈에서 일부 또는 모든 코드를 저장하는 메모리 회로를 포함한다.
메모리 회로라는 용어는 컴퓨터 판독 가능 매체라는 용어의 하위 집합이다. 여기에서 사용된 컴퓨터 판독 가능 매체라는 용어(예 : 반송파)는 매체를 통해 전파되는 일시적인 전기 또는 전자기 신호들을 포함하지 않는다. 따라서, 컴퓨터 판독 가능한 매체라는 용어는 유형적이고 비 일시적인 것으로 간주될 수 있다. 비 일시적 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체의 비 제한적인 예들은, 비 휘발성 메모리 회로들(예 : 플래시 메모리 회로, 지울 수 있는 프로그래밍 가능 읽기 전용 메모리 회로 또는 마스크 읽기 전용 메모리 회로), 휘발성 메모리 회로(예 : 정적 랜덤 액세스 메모리 회로 또는 동적 랜덤 액세스 메모리 회로), 자기 저장 매체(예를 들어, 아날로그 또는 디지털 자기 테이프 또는 하드 디스크 드라이브) 및 광학 저장 매체 (예 : CD, DVD 또는 Blu-ray 디스크)이다.
본 출원에서 서술된 장치들 및 방법들은 컴퓨터 프로그램들에 구현된 하나 이상의 특정 기능을 실행하도록 범용 컴퓨터를 구성함으로써 생성된 특수 목적 컴퓨터에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 구현될 수 있다. 위에서 서술된 기능 블록들, 순서도 컴포넌트들 및 기타 요소는 소프트웨어 사양으로 사용되며 숙련된 기술자 또는 프로그래머의 일상적인 작업에 의해 컴퓨터 프로그램으로 변환될 수 있다.
컴퓨터 프로그램들은 적어도 하나의 비 일시적 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 프로세서 실행 가능 명령어들을 포함한다. 컴퓨터 프로그램들은 저장된 데이터를 포함하거나 의존할 수도 있다. 컴퓨터 프로그램들은 특수 목적용 컴퓨터의 하드웨어와 상호 작용하는 기본 입력/출력 시스템(BIOS), 특수 목적용 컴퓨터의 특정 장치들과 상호 작용하는 장치 드라이버들, 하나 이상의 운영 체제, 사용자 애플리케이션들, 백그라운드 서비스들, 백그라운드 애플리케이션들을 포함할 수 있다.
컴퓨터 프로그램들은, (i) HTML(하이퍼 텍스트 마크 업 언어), XML(확장 마크 업 언어) 또는 JSON(JavaScript Object Notation)과 같은 구문 분석할 설명 텍스트 (ii) 어셈블리 코드, (iii) 컴파일러가 소스 코드에서 생성한 객체 코드, (iv) 인터프리터에 의한 실행을 위한 소스 코드, (v) 저스트-인-타임 컴파일러 등에 의한 컴파일 및 실행을 위한 소스 코드 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소스 코드는 C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5(Hypertext Markup Language 5차 개정판), Ada, ASP(Active Server Pages), PHP(PHP:Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK 및 Python®를 포함하는 언어 구문을 사용하여 기록될 수 있다.
요소가 "~ 라는 수단"이라는 어구를 사용하여 명시적으로 기재되지 않는 경우 또는 "~라는 동작" 또는 "~라는 단계"라는 어구들을 사용하는 방법 청구항의 경우, 청구 범위에 기재된 요소들 중 어느 것도 35 U.S.C.§112(f)의 의미 내에서 기능식 요소가 될 의도가 없다.

Claims (48)

  1. 차량 탑승자를 검출하기 위한 커패시턴스 측정 시스템(capacitance measuring system)으로서,
    센서/히터 어셈블리와; 그리고
    측정 회로를 포함하고,
    상기 센서/히터 어셈블리는, 차량의 시트 또는 스티어링 휠 중 적어도 하나에 배치되고, 그리고 센서와 상기 센서에 인접하게 배치된 히터를 포함하며, 그리고
    상기 측정 회로는,
    상기 측정 회로 및 상기 센서/히터 어셈블리에 여기 신호를 출력하고,
    상기 여기 신호에 응답하여 상기 측정 회로 및 상기 센서/히터 어셈블리의 공진 주파수를 측정하고,
    상기 공진 주파수에 기초하여 적어도 하나의 커패시턴스 값을 결정하며, 그리고
    상기 적어도 하나의 커패시턴스 값에 기초하여 신체 부위가 상기 센서에 근접하는지를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서/히터 어셈블리는 기판을 포함하고,
    상기 센서는 상기 기판의 한 표면에 배치되고, 그리고
    상기 히터는 상기 기판의 반대쪽 표면에 배치되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판은 발포제(form), 펠트(felt), 직포(woven fabric) 및 편직물(knitted fabric)로 구성된 그룹으로부터 선택된 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 센서는 상기 기판의 한 표면에 제1 미리결정된 패턴으로 배치된 제1 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 히터는 상기 기판의 반대쪽 표면에 제2 미리결정된 패턴으로 배치된 제2 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 미리결정된 패턴의 상기 제2 와이어는 최대 거리가 4mm 이하인 간격을 갖는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최대 거리는 3mm 이하인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 최대 거리는 2mm 이하인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 센서 및 상기 히터 중 적어도 하나를 상기 기판에 부착하는 비전도성 스레드(non-conductive thread)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 측정 회로는:
    LC 탱크 회로와;
    상기 LC 탱크 회로와 통신하고 그리고 상기 LC 탱크 회로에 출력되는 상기 여기 신호를 생성하도록 구성되는 여기 회로와;
    상기 LC 탱크 회로와 통신하고 상기 여기 신호에 응답하여 상기 공진 주파수를 측정하도록 구성되는 주파수 측정 회로와; 그리고
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는:
    상기 여기 신호를 촉발(trigger)하고,
    상기 공진 주파수를 수신하고,
    상기 공진 주파수에 기초하여 상기 커패시턴스 값을 결정하고, 그리고
    상기 커패시턴스 값에 기초하여 상기 신체 부위가 상기 센서에 근접하는지를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 LC 탱크 회로와 상기 히터 사이에 배치되고 그리고 상기 여기 신호에 응답하여 상기 히터를 구동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 히터에 인접하게 배치된 차폐층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차폐층은 커패시터에 의해 상기 히터 및 상기 드라이버 회로에 연결되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 센서 및 상기 히터는 스티어링 휠 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 센서 및 상기 히터는 차량 시트 어셈블리에 배치되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 측정 회로는:
    드라이버 회로와; 그리고
    드라이버 스위치를 포함하며,
    상기 드라이버 회로는:
    상기 히터의 하나의 단부를 전압 레퍼런스에 선택적으로 연결하도록 구성되는 하이 사이드 스위치(high side switch)와; 그리고
    상기 히터의 다른 단부를 레퍼런스 전위에 선택적으로 연결하도록 구성되는 로우 사이드 스위치(low side switch)를 포함하고,
    상기 드라이버 스위치는 상기 드라이버 회로를 상기 히터에 선택적으로 연결하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어기는, (i) 능동 모드 및 (ii) 상기 커패시턴스 값의 교정 및 측정 동안 수동 개방 모드 및 수동 폐쇄 모드 중 적어도 하나에서, 상기 하이 사이드 스위치, 상기 로우 사이드 스위치, 및 상기 드라이버 스위치의 상태들을 구성하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 능동 모드 동안, 상기 제어기는, 상기 하이 사이드 스위치 및 상기 로우 사이드 스위치를 개방 상태로, 상기 드라이버 스위치를 폐쇄 상태로 구성하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 수동 폐쇄 모드 동안, 상기 제어기는, 상기 하이 사이드 스위치 및 상기 드라이버 스위치를 개방 상태로, 상기 로우 사이드 스위치를 폐쇄 상태로 구성하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 수동 개방 모드 동안, 상기 제어기는, 상기 하이 사이드 스위치, 상기 드라이버 스위치 및 상기 로우 사이드 스위치를 개방 상태로 구성하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는 제1 교정 모드, 제2 교정 모드 및 측정 모드에서 동작하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 히터 및 상기 커패시턴스 감치 층이 부착되지 않은 상기 커패시턴스 측정 시스템의 커패시턴스에 기초하여 상기 제1 교정 모드 동안 제1 커패시턴스 값을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제2 교정 모드에서 한 번 동작하고, 그리고 상기 측정 모드에서 여러 번 동작하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  24. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는 능동 교정 모드, 수동 개방 교정 모드, 능동 측정 모드 및 수동 개방 측정 모드를 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 능동 교정 모드에서 제1 커패시턴스 값을 결정하고,
    상기 수동 개방 교정 모드에서 제2 커패시턴스 값을 결정하며, 그리고
    상기 수동 개방 교정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값에 기초하여 교정 중 센서 대 신체 커패시턴스 값을 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 센서 대 신체 커패시턴스 값(Csensor _body_ 0)은 2*(Call_PO_0-CECU)와 같고, Call_PO_0은 상기 수동 개방 교정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값이고 그리고 CECU은 교정된 커패시턴스인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 능동 교정 모드의 상기 제1 커패시턴스 및 상기 수동 개방 교정 모드의 상기 제2 커패시턴스에 기초하여 차폐 파라미터를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 차폐 파라미터 PS는 (Call_PO_0-CECU)/(Call_PO_0+Call_A_0-2*CECU)와 같고, Call_A_ 0는 상기 능동 모드의 상기 제1 커패시턴스 값이고, Call_PO_ 0는 상기 수동 개방 교정 모드의 상기 제2 커패시턴스, 및 CECU는 교정된 커패시턴스인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 능동 측정 모드에서 제1 커패시턴스를 결정하고,
    상기 수동 개방 측정 모드에서 제2 커패시턴스를 결정하고, 그리고
    상기 능동 측정 모드의 상기 제1 커패시턴스 및 상기 능동 교정 모드의 상기 제1 커패시턴스에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 계산하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 신체 부위의 커패시턴스는 2*(Call_A-Call_A_ 0)와 같고, Call_A_ 0는 상기 능동 교정 모드의 상기 제1 커패시턴스 값이고 그리고 Call_A는 상기 능동 측정 모드의 상기 제1 커패시턴스 값인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 수동 개방 측정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값에 기초하여 측정 동안 센서 대 신체 커패시턴스 값을 계산하고; 그리고
    상기 차폐 파라미터, 측정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값, 교정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값을 기초로 온도 보상 값을 계산하는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 온도 보상 값에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 보상하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    측정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값은 2*(Call_PO-CECU)와 같고, Call_PO는 상기 수동 개방 측정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값이고 그리고 CECU는 교정된 커패시턴스인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 온도 보상 값
    Figure pct00020
    은,
    Figure pct00021
    와 같고,
    PS는 상기 차폐 파라미터이고, C sensor _body 는 측정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값이며, 그리고 C sensor _body_ 0 는 교정 동안 상기 센서 대 신체 커패시턴스 값인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 신체 부위의 보상된 커패시턴스는, 상기 온도 보상 값과 계수의 곱을 상기 신체 부위의 커패시턴스와 더한 것과 동일한 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  36. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는, 능동 교정 모드, 수동 폐쇄 교정 모드, 능동 측정 모드 및 수동 폐쇄 측정 모드를 주기적으로 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 능동 교정 모드에서 제1 커패시턴스 값을 결정하고,
    상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 제2 커패시턴스 값을 결정하고,
    상기 능동 교정 모드에서 상기 제1 커패시턴스 및 상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 상기 제2 커패시턴스에 기초하여 차폐 파라미터를 계산하고, 그리고
    상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 상기 차폐 파라미터 및 상기 제2 커패시턴스 값에 기초하여 교정 동안 센서 대 차폐 커패시턴스 값을 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 차폐 파라미터(PS)는 (Call_PC_0-Call_A_0)/(Call_PC_0-CECU)와 같고, Call_A_ 0는 상기 능동 교정 모드에서 제1 커패시턴스 값이고, Call_PC_ 0는 상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 제2 커패시턴스 값이고 그리고 CECU는 교정된 커패시턴스인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  39. 제37항에 있어서,
    교정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스 값은, 2*PS*(Call_PC_0-CECU)와 같고, Call_PC_0는 상기 수동 폐쇄 교정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값이고, PS는 상기 차폐 파라미터이고, 그리고 CECU는 교정된 커패시턴스인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  40. 제37항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 능동 측정 모드에서 제1 커패시턴스를 결정하고,
    상기 수동 폐쇄 측정 모드에서 제2 커패시턴스를 결정하고, 그리고
    상기 능동 측정 모드의 상기 제1 커패시턴스 및 상기 능동 교정 모드의 상기 제2 커패시턴스에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 수동 폐쇄 측정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값 및 상기 차폐 파라미터에 기초하여 측정 동안 센서 대 차폐 커패시턴스 값을 계산하고, 그리고
    상기 차폐 파라미터, 측정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스 값, 교정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스 값에 기초하여 온도 보상 값을 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 온도 보상 값에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 보상하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 측정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스 값은, 2*PS*(Call_PC-CECU)와 같고, Call_PC는 상기 수동 폐쇄 측정 모드에서 상기 제2 커패시턴스 값이고, PS는 상기 차폐 파라미터이며, 그리고 CECU는 교정된 커패시턴스 값인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 온도 보상 값
    Figure pct00022
    은,
    Figure pct00023
    와 같고,
    PS는 차폐 파라미터이고, C sensor _shield 는 측정 동안 상기 센서 대 차폐 커패시턴스이고, Csensor _ shieid _0은 교정동안 상기 센서 대 커패시턴스 값인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  45. 제41항에 있어서,
    상기 신체 부위의 보상된 커패시턴스는, 상기 온도 보상 값과 계수의 곱을 상기 신체 부위의 커패시턴스와 더한 것과 동일한 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  46. 제37항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 능동 측정 모드에서 제1 커패시턴스를 결정하고,
    상기 수동 폐쇄 측정 모드에서 제2 커패시턴스를 결정하고, 그리고
    상기 능동 측정 모드의 상기 제1 커패시턴스, 상기 차폐 파라미터, 및 상기 수동 폐쇄 측정 모드의 상기 제2 커패시턴스에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  47. 제46항에 있어서,
    상기 신체 부위의 커패시턴스는 온도 보상없이 교정되는 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
  48. 제46항에 있어서,
    상기 제어기는,
    Figure pct00024
    에 기초하여 상기 신체 부위의 커패시턴스를 계산하도록 구성되고,
    C all_PC 는 상기 수동 폐쇄 측정 모드 동안의 상기 제2 커패시턴스이고, PS는 상기 차폐 파라미터이고, C all_A 는 상기 능동 측정 모드 동안의 상기 제1 커패시턴스이며, 그리고 C ECU 는 교정된 커패시턴스인 것을 특징으로 하는
    커패시턴스 측정 시스템.
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