MX2007007689A - Sistema de control de asientos. - Google Patents
Sistema de control de asientos.Info
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Abstract
La presente invencion se refiere a un sistema de control de asientos para un vehiculo. el sistema incluye un substrato con una pluralidad de zonas tactiles dispuestas sobre una superficie del substrato, y una pluralidad de patrones de electrodos dispuestos sobre la superficie opuesta. Un electrodo interno de cada patron esta alineado con una de las zonas tactiles. Cada patron esta acoplado electricamente a un componente electrico activo, el cual energiza los electrodos del patron de tal forma que emanen campos electricos del mismo. El patron puede ser acoplado en forma capacitora al componente. Cuando el campo electrico del electrodo interno es alterado por un estimulo cerca de la zona tactil correspondiente, el componente es activado. Despues de la activacion de uno de los componentes, un controlador causa que el asiento se mueva en una direccion deseada.
Description
SISTEMA DE CONTROL DE ASIENTOS
REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS
Esta solicitud reclama prioridad e incorpora a manera de referencia las descripciones de las solicitudes de patente provisionales de
Estados Unidos Nos. 60/638, 198, 60/638, 197 y 60/638, 159, todas presentadas el 23 de diciembre de 2004. Esta solicitud también incorpora a manera de referencia las descripciones de las patentes de E.U.A. Nos.
1 1 /3 15, 719 y 1 1/3 15,820, ambas presentadas el 22 de diciembre de 2005.
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere generalmente a un sistema de control de asientos con energía y más particularmente a una interfaz de usuario para este sistema.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de control de asientos con energía ajustan eléctricamente asientos hacia adelante y hacia atrás y arriba y abajo para adaptarse al usuario. Muchos vehículos incluye un conjunto de interruptores mecánicos, los cuales están cableados a un módulo de control,
para controlar el movimiento del asiento. Estos interruptores están montados típicamente sobre el lado del asiento o el descansa brazos del panel de la puerta. De esta manera, el panel de asiento o puerta incluye típicamente una abertura para recibir los interruptores. Además, los propios interruptores incluyen típicamente aberturas. Estas aberturas permiten que suciedad, agua y otros contaminantes entren en los interruptores, causado potencialmente cortos eléctricos y otras fallas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención está dirigida a un sistema y panel de control de asientos ergonómicos. El panel incluye de preferencia una porción base que tiene una o más porciones sobresalientes que de preferencia imitan el perfil de un asiento. De preferencia, las porciones sobresalientes están moldeadas integralmente con la porción base. Sensores de tacto, de preferencia sensores de efecto de campo, están asociados con cada una de las porciones sobresalientes. Los sensores están acoplados a un controlador que proporciona señales de control a, por ejemplo, motores que causan el movimiento del asiento en una dirección deseada luego de activar un sensor correspondiente. El panel puede incluir sensores adicionales en su porción base o en cualquier lugar para controlar otras funciones. El uso de sensores permite un perfil de componente delgado, en comparación con aparatos convencionales que usan, por ej emplo, interruptores mecánicos.
Un perfil delgado del sistema de control que será implementado en un espacio relativamente pequeño.
El panel puede moldearse a partir de una pieza separada de plástico u otro material dieléctrico, e instalarse sobre una pieza de moldura, o sobre un lado del asiento, o sobre el descansa brazos del panel de la puerta. Como alternativa, el panel, sus porciones sobresalientes y electrodos de los sensores de efecto de campo pueden moldearse integralmente como uno con la pieza de moldura. En otras modalidades más, el panel puede incorporarse en o debaj o de la tela del asiento, de tal forma que la detección pueda lograrse, por ejemplo, a través de la tela del asiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una vista en planta de un panel de control de asientos de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
La figura 2 es una vista transversal de una primera porción moldeada del panel mostrado en la figura 1 , tomada a lo largo de la línea 2- 2.
La figura 3 es una vista transversal de una segunda porción moldeada del panel mostrado en la figura 1 , tomada a lo largo de la línea 3 -
La figura 4 es una vista fragmentada transversal de una zona de tacto, con líneas discontinuas que ilustran líneas de flujo eléctrico.
La figura 5 es una vista en planta de un diagrama esquemático que ilustra las conexiones eléctricas de un patrón de electrodos y circuito integrado asociado incluyendo circuitos de generación de impulsos y detección.
La figura 6 es una vista fragmentada transversal de una zona de tacto con un dedo de usuario cerca de un electrodo interno.
La figura 7 es una vista transversal de un panel de control de asientos de acuerdo con otra modalidad de la presente invención y
La figura 8 es una vista inferior de una porción moldeada y patrón de electrodos mostrado en la figura 7.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La figura 1 ilustra la disposición de un panel de sistema de control de asientos 10 de acuerdo con una primera modalidad de la invención. El panel 10 se forma de preferencia de un substrato dieléctrico, tal como plástico, fibra de plástico reforzada con resina epóxica, o algún otra sustancia dieléctrica. El panel 10 puede ser un panel moldeado separado, el cual a su vez esté asegurado a un asiento o descansa brazos en el panel de puerta de un vehículo. Como alternativa, el panel 10 puede ser
integral a y formado en relación con la formación del asiento o descansa brazos. El panel 10 puede ubicarse en cualquier lado en otras modalidades.
Como mejor se muestra en las figuras 1 -3 , el panel 10 incluye una porción base 12. Primera y segunda porciones sobresalientes 14, 16 se extienden hacia afuera desde la porción base 12. De preferencia, las porciones sobresalientes 14, 16 se moldean integralmente con el panel 10. Patrones de electrodos E están dispuestos de preferencia sobre cada una de las porciones sobresalientes 14, 16. Cada porción sobresaliente 14, 16 incluye de preferencia dos patrones de electrodos E dispuestos en extremos o lados opuestos de la misma. Patrones de electrodos adicionales pueden colocarse en o asociarse de otra manera con la porción base 12, como se ilustra por las ubicaciones de sensor 100 en la figura 1 .
Como mejor se muestra en las figuras 4 y 5, cada patrón de electrodos E tiene de preferencia un electrodo interno 18 y un electrodo externo 20. Los electrodos interno y externo 1 8, 20 de cada patrón de electrodo E están acoplados eléctricamente a circuito de generación de impulsos y a un circuito de detección, de preferencia a través de resistores Rl y R2. En modalidades preferidas, los circuitos de generación de impulsos y detección son incorporados en un circuito de control integrado 22, como mejor se muestra en la figura 5. En ciertas modalidades, los resistores Rl y R2 pueden ser provistos internamente dentro del circuito de control integrado 22. En las modalidades ilustradas, los resistores Rl y R2
son externos al circuito de control integrado 22. Los electrodos interno y externo 1 8, 20 pueden ser conectados al circuito de control integrado 22 asociado por cables o alambres, o acoplado en forma capacitora al mismo, como se describe en la solicitud de patente provisional de Estados Unidos No. 60/638, 159. De preferencia, un material de encapsulado de rápido endurecimiento cubre y sella los componentes anteriores.
En modalidades alternativas, los patrones de electrodos E y circuitos de control integrados 22 correspondientes pueden ser dispuestos sobre un substrato separado, tal como un tablero de circuitos impresos o portador de circuitos flexible, el cual esté unido al panel 10 por un medio adecuado. En modalidades alternativas adicionales, los patrones de electrodos E pueden ser dispuestos sobre el panel 10 y circuitos de control integrados 22 correspondiente pueden ser dispuestos sobre un substrato separado.
El circuito de control integrado 22 es de preferencia un ASIC
TS- 100, un circuito integrado disponible de TouchSensor Technologies, LLC de Wheaton, Illinois. Los principios generales de la operación del ASIC TS- 100 se describen en la patente de E.U.A. No. 6,320,282 a Caldwell, la descripción de la cual se incorpora en la presente a manera de referencia. La terminal de salida del circuito integrado 26 como el mostrado en los dibujos corresponde a la del ASIC TS- 100, en donde la conexión de energía de entrada (+ 5 voltios) está en la terminal 1 , la
conexión a tierra está en la terminal 2, la conexión de salida de señales está en la terminal 3, la conexión de electrodos externo 24 está en la terminal 4, la conexión de señales de excitación está en la terminal 5 y la conexión al electrodo interno 22 está en la terminal 6.
Una zona de tacto Z correspondiente está asociada con cada patrón de electrodos E. De preferencia, cada zona de tacto Z se alinea coaxialmente con el electrodo interno 1 8 del patrón de electrodo E respectivo y se asocia con una superficie del panel 10 opuesta a la superficie en la cual está dispuesto el patrón de electrodo E correspondiente. La figura 2 ilustra una de estas disposiciones en la que zonas de tacto Z que corresponden a patrones de electrodos E están dispuestas sobre la porción sobresaliente 14.
De preferencia, las zonas de tacto asociadas con las porciones sobresalientes 14, 16 incluyen depresiones para recibir la punta del dedo de un usuario, como mejor se muestra en la figura 6. De preferencia, estas depresiones se localizan y están dimensionadas para recibir un dedo F de un usuario sustancialmente en alineación con el electrodo interno 1 8 correspondiente. Otros medios táctiles, tales como bordes y biseles, se pueden usar para ayudar a un usuario localizar las zonas de tacto Z.
De preferencia, las porciones sobresalientes 14, 16 y zonas de tacto Z asociadas corresponden ergonómicamente a funciones de asiento particulares. Por ejemplo, como mejor se ilustra en la figura 1 , la porción
sobresaliente 1 6 corresponde de preferencia a una base de asiento y las zonas de tacto sobre el mismo corresponden al movimiento hacia adelante y hacia atrás del asiento. De preferencia, un tacto sobre la zona de tacto Z hacia adelante, imitando una fuerza hacia atrás en la base del asiento, causaría que el asiento se moviera hacia atrás, y un toque en la zona de tacto A hacia atrás, que imite una fuerza hacia adelante sobre la base del asiento, causaría que el asiento se moviera hacia adelante. De manera similar, la porción sobresaliente 14 corresponde de preferencia a un respaldo de asiento y las zonas de tacto sobre el mismo corresponden a la inclinación hacia adelante y hacia atrás del respaldo del asiento.
En operación, se proporcionan señales eléctricas a los electrodos interno y externo 18, 20 por medio de la señal de excitación proveniente de la terminal 5. De preferencia, un tren de impulsos de salida oscilatorios o señal de onda cuadrada se proporciona en la terminal 5 tanto al electrodo interno 18 como al electrodo externo 20. La señal oscilatoria puede ser una onda cuadrada que oscile entre 0 y +5 voltios a una frecuencia de aproximadamente 32 kHz. Como alternativa, la señal oscilatoria o estroboscópica puede tener una frecuencia de hasta o más de 200 kHz, dependiendo de los circuitos de detección usados. Más aún, la señal de estrobo puede oscilar entre 0 y +3 voltios, 0 y + 12 voltios, 0 y +24 voltios, -5 voltios y +5 voltios, o cualquier otra escala de voltajes.
Las señales eléctricas aplicadas a los electrodos interno y externo 1 8, 20 de cada patrón de electrodos E generan campos eléctricos alrededor de los electrodos 1 8, 20. Como mejor se muestra por líneas punteadas en las figuras 4 y 6, líneas de flujo eléctrico emanan de electrodos interno y externo 1 8, 20 y a través del panel 10, de tal forma que campos eléctricos que correspondan a cada electrodo interno y externo 1 8, 20 emanen de las zonas de tacto Z. Aunque no se muestra en los dibujos, las líneas de flujo eléctrico también podrían emanar de electrodos interno y externo 1 8, 20 en la dirección opuesta, lejos de (más bien a través de) el panel 10. Sin embargo, la concentración de flujo eléctrico estaría cada vez más cerca de la zona de tacto Z en la superficie accesible por usuario del panel 10, dado que la concentración de flujo eléctrico se multiplica a través de substratos dieléctricos, como se entenderá por cualquier persona capacitada en la técnica. Un aislante, tal como un material especial, de preferencia se aplica al lado de patrón de electrodo del panel 10 para proteger o disipar los campos eléctricos que emanen lejos del panel 10. En otras modalidades, un espacio de aire o respaldo de hule espuma o plástico puede ser provisto. Como alternativa, un protector 40 flotante puede ser provisto alrededor del electrodo externo 20, como se muestra en la figura 6.
De preferencia, los 4 los electrodos interno y externo 18, 20 son cargados de tal manera que todos los campos eléctricos que emanen de los mismos tengan la misma polaridad. Los campos se extienden hacia
afuera desde los electrodos interno y externo 1 8, 20. La fuerza del campo es más grande más cerca de los electrodos 18, 20 y se disipa al moverse lejos de los electrodos 1 8, 20. De preferencia, la fuerza de los campos eléctricos se disipa sustancialmente a una distancia de aproximadamente 25 mm desde la superficie exterior del panel 10 cercana a la zona de tacto correspondiente. La entrada de voltaje puede incrementarse si se desea en campos más fuertes.
Los circuitos de control integrado 22 y los resistores Rl y R2 asociados están configurados de tal manera que una diferencia potencial predeterminada o voltaje se cree por cada campo eléctrico. Las fuerzas de los campos eléctricos generados alrededor de los electrodos interno y externo 1 8, 20 son detectadas y comparadas por el circuito de control integrado 22. Cuando un objeto o estímulo, tal como la punta de un dedo F, está cerca de la zona de tacto Z correspondiente, los campos eléctricos asociados con los electrodos interno y externo 1 8, 20 son distribuidos. (De preferencia, el estímulo debe estar a 25 mm o más cerca de la zona de tacto Z para alterar los campos eléctricos, dado que la fuerza del campo de preferencia se disipa sustancialmente a distancias más grandes). En forma preferible, el circuito de control integrado 22 produce una señal de salida que indica un toque sólo cuando detecta que la alteración al campo eléctrico alrededor del electrodo interno 1 8 excede la alteración al campo eléctrico alrededor del electrodo externo 20 por un grado predeterminado. Esta señal
de salida es enviada a un controlador asociado (no mostrado), como el descrito abajo.
Típicamente, contaminantes y restos afectarían los campos eléctricos alrededor de tanto los electrodos internos como externos 1 8, 20 igualmente. Debido a que al menos la diferencia umbral anterior en la alteración de campo debe detectarse para que el circuito de control integrado 22 envíe una señal que indique un toque, las respuestas accidentales causadas por contaminantes se minimizan. De manera similar, las respuestas accidentales que resulten de que un usuario ponga un dedo u otro estímulo cercano de una zona de tacto Z de tal forma que el estímulo afecte el campo eléctrico alrededor del electrodo externo 20 a un mayor grado que el campo eléctrico alrededor del electrodo interno 18, se minimizan.
En otra modalidad, los electrodos conductores E' son electrodos estampados que son insertados moldeados directamente en porciones sobresalientes 14, 16, como mejor se muestra en las figuras 7 y 8. El patrón de electrodos C incluye electrodos interno y externo 18, 20 como los descritos arriba. Sin embargo, los electrodos interno y externo 1 8, 20 del patrón de electrodos C están de preferencia acoplados en forma capacitora a un tablero de circuitos impresos 24 por medio de placas capacitoras 30, como se describe más completamente en la solicitud de patente provisional de Estados Unidos No. 60/638, 159. El tablero 24 puede
ser insertado detrás de la porción base 12 del panel 10, y acoplarse en forma capacitora a los electrodos moldeados insertos 1 8, 20. Esta técnica simplifica la fabricación, reduciendo de esta manera costos. Además, los electrodos 18, 20 pueden acoplarse en forma capacitora a través de un substrato dieléctrico relativamente grueso, lo cual de otra manera no permitiría un campo eléctrico de suficiente fuerza que emanara a través del mismo. Así, se mejora la flexibilidad de diseño del sistema.
Cada circuito de control integrado 22 está de preferencia acoplado a un controlador (no mostrado), el cual puede estar dispuesto sobre un panel 10 o en cualquier lado. El controlador procesa señales de salida que recibe de cada circuito de control integrado 22 y, a su vez, genera señales de control que causan que el asiento se mueva hacia adelante, hacia atrás, arriba, abajo, etc..
Como se indicó arriba, el panel 10 puede formarse directamente en el bisel o moldeo del asiento o panel de puerta. La porción base 12 puede por lo tanto ser integral con una pieza especial, porción del asiento o descansa brazos en el panel de puerta. Además de controles para el movimiento de asiento, la porción base 12 también puede incluir sensores de control adicionales 100, como mejor se muestra en la figura 1. Como alternativa, un panel moldeado separado P puede ser formado, como mejor se muestra en la figura 7, el cual se asegure a la moldura o costura deseada de un vehículo. El panel P puede incluir lengüetas de aseguramiento, de tal
manera que el sistema pueda ser fácilmente abrochado o sujetado en su lugar durante la fabricación.
Se entenderá por alguien de capacidad ordinaria en la técnica que varias modificaciones y configuraciones pueden hacerse a la presente descripción sin alej arse del alcance o espíritu de la presente invención como el definido por las reivindicaciones anexas. Además, los aspectos de una modalidad pueden incorporarse en otra modalidad. La presente invención está destinada a incluir todas estas modificaciones y variaciones.
Claims (5)
1 . Un panel de control de asientos ergonómico, caracterizado porque comprende: un substrato que define una porción base y una primera porción sobresaliente, la primera porción sobresaliente corresponde a una primera porción movible de un asiento; la primera porción sobresaliente define una primera superficie de tacto en una primera ubicación que corresponde a una primera dirección de movimiento de la primera porción movible y una segunda superficie de tacto en una segunda ubicación que corresponde a una segunda dirección de movimiento de la primera porción movible; un primer sensor de tacto que comprende un primer electrodo de detección, el primer electrodo de detección está dispuesto sobre el substrato en asociación operable con la primera superficie de tacto; un segundo sensor de tacto que comprende un segundo electrodo de detección, el segundo electrodo de detección está dispuesto sobre el substrato en asociación operable con la segunda superficie de tacto; en donde la introducción de un estímulo cerca de la primera superficie de tacto causa el movimiento de la primera porción movible del asiento en la primera dirección y en donde la introducción de un estímulo cerca de la segunda superficie de tacto causa el movimiento de la segunda porción movible del asiento en la segunda dirección.
2. El panel de control de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el primer electrodo de detección comprende una placa conductora delgada; en donde el primer sensor de tacto comprende además un electrodo de detección exterior dispuesto sobre el substrato, el electrodo de detección exterior rodea sustancialmente al primer electrodo de detección.
3. El panel de control de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque cada uno del primer electrodo de detección y el segundo electrodo de detección está acoplado a una fuente de señales eléctricas y recibe una señal eléctrica de la fuente de señales eléctricas; en donde se genera un campo eléctrico alrededor de cada uno del primer electrodo de detección y el segundo electrodo de detección en respuesta a la señal eléctrica; en donde la introducción de un estímulo cerca del primer sensor de tacto causa el movimiento de la primera porción movible sólo si el estímulo altera el campo eléctrico alrededor del primer electrodo de detección a un mayor grado que el estímulo altera el campo eléctrico alrededor del electrodo de detección exterior.
4. El panel de control de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el substrato comprende además una segunda porción sobresaliente, la segunda porción sobresaliente corresponde a una segunda porción movible de un asiento; la segunda porción sobresaliente define una tercera superficie de tacto en una tercera ubicación que corresponde a una primera dirección de movimiento de la segunda porción movible y una cuarta superficie de tacto en una cuarta ubicación que corresponde a una segunda dirección de movimiento de la segunda porción movible; el panel de control comprende además un tercer sensor de tacto que comprende un tercer electrodo de detección, el tercer electrodo de detección está dispuesto sobre el substrato en asociación operable con la tercera superficie de tacto; un cuarto sensor de tacto que comprende un cuarto electrodo de detección, el cuarto electrodo de detección está dispuesto sobre el substrato en asociación operable con la cuarta superficie de tacto; en donde la introducción de un estímulo cerca de la tercera superficie de tacto causa el movimiento de la segunda porción movible del asiento en la tercera dirección y en donde la introducción de un estímulo cerca de la cuarta superficie de tacto causa el movimiento de la segunda porción movible del asiento en la cuarta dirección.
5. El panel de control de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la porción base define una tercera superficie de tacto, el panel de control comprende además un tercer sensor de tacto que comprende un tercer electrodo de detección, el tercer electrodo de detección está dispuesto sobre el substrato en asociación operable con la tercera superficie de tacto, el tercer sensor de tacto corresponde a una función controlable del asiento.
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