BRPI0519378B1

BRPI0519378B1 - sistema de controle de assento

Info

Publication number: BRPI0519378B1
Application number: BRPI0519378A
Authority: BR
Inventors: David A Dzioba
Original assignee: Touchsensor Tech Llc
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2016-09-27
Also published as: BRPI0519378A2; NZ556024A; KR101194084B1; ATE414637T1; US7851719B2; WO2006071743A3; WO2006071743A2; CA2594532A1; BRPI0519202A2; AU2005322186A1; US20060238385A1; AU2005322186B2; BRPI0519202B1; JP2008529202A; CA2594526C; US7733332B2; EP1831058A2; DE602005011179D1; EP1833700A1; EP1833700B1

Abstract

sistema de controle de assento. a presente invenção refere-se a um sistema de controle de assento para um veículo. o sistema inclui um substrato com uma pluralidade de zonas sensíveis ao toque dispostas sobre uma superfície do substrato, e uma pluralidade de padrões de eletrodos dispostos sobre a superfície oposta. um eletrodo interno de cada padrão fica alinhado com uma das zonas sensíveis ao toque. cada padrão é eletronicamente acoplado a um componente elétrico ativo, que energiza os eletrodos do padrão de modo que os campos elétricos se originem a partir destes. o padrão pode ser capacitivamente acoplado ao componente. quando o campo elétrico dos eletrodos internos for interrompido por um estímulo próximo à zona sensível ao toque correspondente, o componente é acionado. mediante a ativação de um dos componentes, um controlador faz com que o assento se mova em uma direção desejada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE CONTROLE DE ASSENTO".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica prioridade e incorpora, por referência, a descrição do Pedido de Patente Provisório U.S. 60/638.198, U.S. 60/638.197 e U.S. 60/638.159, todos depositados em 23 de dezembro de 2004. Este pedido também incorpora, por referência, as descrições dos Pedidos de Patente U.S. 11/315.719 e 11/315,820, ambos depositados em 22 de dezembro de 2005.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se, em geral, a um sistema energi-zados para controle de assento e, mais particularmente, a uma interface de usuário para tal sistema.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os sistemas energizados para controle de assento ajustam eletricamente os assentos para frente e para trás, para cima e para baixo para adaptar o usuário. Muitos veículos incluem um conjunto de co-mutadores mecânicos, que são implementados em hardware a um módulo de controle, para controlar o movimento do assento. Estes comuta-dores são, tipicamente, montados na lateral do assento ou no descanso de braço do painel da porta. Como tal, o assento ou o painel da porta, tipicamente, incluem uma abertura para receber os comutadores. Além disso, os próprios comutadores, tipicamente, incluem aberturas. Estas aberturas permitem que sujeira, água outros contaminantes entrem nos comutadores, causando potencialmente curtos circuitos e outros maus funcionamentos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção está voltada para um sistema e painel de controle para assento ergonométrico. O painel, de preferência, inclui uma parte de base dotada de uma ou mais partes salientes que, de preferência, imitam o perfil de um assento. De preferência, as partes salientes são integralmente moldadas com a parte de base. Os sensores de toque, de prefe- rência, sensores de efeito de campo, são associados a cada uma das partes salientes. Os sensores são acoplados a um controlador que fornece sinais de controle, por exemplo, a motores que induzem o movimento do assento em uma direção desejada mediante o acionamento de um sensor correspondente. O painel pode incluir sensores adicionais em uma parte de base ou, em outro lugar, para controlar outras funções. O uso de sensores permite um perfil fino de componente, comparado ao aparelho convencional que utiliza, por exemplo, comutadores mecânicos. Um perfil fino do sistema permite que este seja implementado em um espaço relativamente pequeno. O painel pode ser moldado a partir de uma peça separada de plástico ou de outro material dielétrico, e instalada sobre uma peça de acabamento, sobre uma lateral do assento, ou sobre o descanso de braço do painel da porta.

Alternativamente, o painel, suas partes salientes e os eletrodos dos sensores de efeito de campo podem ser integralmente moldados como uma peça de acabamento. Ainda em outras modalidades, o painel pode ser incorporado dentro, ou sob, o tecido do assento, de modo que a leitura possa ser realizada, por exemplo, através do tecido do assento.

BREVEDESCRICÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma vista plana de um painel de controle do assento de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 2 é uma vista em corte transversal de uma primeira parte moldada do painel mostrado na Figura 1 tomada ao longo da linha 2-2; A Figura 3 é uma vista em corte transversal de uma segunda parte moldada do painel mostrado na Figura 1 tomada ao longo da linha 3-3; A Figura 4 é uma vista fragmentária em corte transversal de uma zona sensível ao toque, com linhas pontilhadas que ilustram as linhas de fluxo elétrico; A Figura 5 é uma vista plana de um diagrama esquemática que ilustra as conexões elétricas de um padrão de eletrodo e circuito integrado associado que inclui a geração de pulso e conjunto de circuitos de detecção; A Figura 6 é uma vista fragmentária em corte transversal de uma zona sensível ao toque com dedo do usuário próximo a um eletrodo interno; A Figura 7 é uma vista em corte transversal de um painel de controle do assento de acordo com outra modalidade da presente invenção; e A Figura 8 ê uma vista inferior de uma parte moldada e do padrão de eletrodo mostrado na Figura 7, DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES ILUSTRADAS A Figura 1 ilustra o esboço de um painel de sistema de controle do assento 10 de acordo com uma primeira modalidade da invenção. O painel 10, de preferência, é formado a partir de um substrato dielétrico, tal como, plástico, resina de epóxi reforçada com fibra de vidro, ou alguma outra substância dielétrica. O painel 10 pode ser um painel moldado separadamente, que, sucessivamente é preso a um assento ou descanso de braço no painel da porta de um veículo. Alternativa mente, o painel 10 pode ser integral e formado em conjunto com a formação do assento ou descalço de braço. O painel 10 pode ficar localizado em qualquer outro lugar em outras modalidades.

Conforme melhor mostrado nas Figuras 1-3, o painel 10 incluí uma parte de base 12. As primeiras e segundas partes salientes 14, 16 se estendem para fora a partir da parte de base 12. De preferência, as partes salientes 14, 16 são integral mente moldadas com o painel 10. Os padrões de eletrodo E, de preferência, são dispostos em cada uma das partes salientes 14,16, Cada parte saliente 14, 16, de preferência, inclui dois padrões de eletrodos E dispostos nas extremidades ou laterais opostas da mesma. Os padrões adicionais de eletrodo podem ficar dispostos sobre, ou de outra forma, associados à parte de base 12, conforme descrito pelas localizações do sensor 100 na Figura 1.

Conforme melhor mostrado nas Figuras 4 e 5, cada padrão de eletrodo E, de preferência, possui um eletrodo interno 18 e um eletrodo ex- temo 20. Os eletrodos internos e externos 18, 20 de cada padrão de eletrodo E são eletricamente acoplados a um circuito de geração de pulsos e a um circuito de detecção, de preferência, através de resistores RI e R2. Em modalidades preferidas os circuitos de geração e detecção de pulsos são incorporados sobre um circuito de controle integrado 22, conforme mais bem a presentado na Figura 5. Em certas modalidades, os resistores RI e R2 podem ser proporcionados intemamente no circuito de controle integrado 22. Nas modalidades ilustradas, os resistores RI, R2 são externos ao circuito de controle integrado 22. Os eletrodos internos e externos 18, 20 podem ser conectados ao circuito de controle integrado 22 associado através de fios condutores ou trançados, ou acoplados capacitivamente a este, conforme descrito no Pedido de Patente Provisório U.S. 60/638.159. De preferência, um material de encapsufamento de ajuste rápido reveste e veda os componentes anteriores.

Em modalidades alternadas, o padrão de eletrodos E e os circuitos de controle integrados 22 correspondentes podem ser dispostos sobre um substrato separado, tal como, uma placa de circuito impresso ou condutor com circuito flexível, que ficam presos ao painel 10 por qualquer meio adequado. Em modalidades alternadas adicionais, o padrão de eletrodos E pode ser disposto sobre o painel 10, e circuitos de controle integrados 22 correspondentes podem ser dispostos sobre um substrato separado. O circuito de controle integrado 22 de preferência, é um TS-100 ASIC, em circuto integrado disponível na TouchSensor Technologies, LLC de Wheaton, Illinois. Os princípios gerais da operação do TS-100 ASIC são descritos na Patente U.S. 6,320.282 de Caldwell, a revelação desta é incorporada no presente documento como referência. A pinagem do circuito integrado 26, conforme mostrados nos desenhos correspondentes aos do TS-100 ASIC, onde a conexão de potência de entrada (+5 volts) se encontra sobre o pino 1, a conexão terra se encontra sobre o pino 2, a conexão de saída do sinal se encontra sobre o pino 3, a conexão do eletrodo externo 24 se encontra sobre o pino 4, a conexão de sinal de excitação se encontra sobre o pino 5, e a conexão do eletrodo interno 22 se encontra sobre o pino 6.

Uma zona sensível ao toque correspondente Z é associada a cada padrão de eletrodo E.

De preferência, cada zona sensível ao toque Z é alinhada de forma coaxial com o eletrodo interno 18 a partir do padrão de eletrodo E respectivo e associada a uma superfície do painel 10 oposta à superfície sobre a qual o padrão de eletrodo E correspondente fica disposto. A Figura 2 ilustra tal disposição onde as zonas sensíveis ao toque Z que correspondem ao padrão de eletrodos E ficam dispostas sobre a parte saliente 14.

De preferência, as zonas sensíveis ao toque associadas com as partes salientes 14,16 incluem depressões para receber a ponta do dedo de um usuário, conforme melhor apresentado na Figura 6. De preferência, tais depressões ficam localizadas e dimensionadas para receberem um dedo F de um usuário em alinhamento substancial com o eletrodo interno 18 correspondente, Outros meios tácteis, tais como, saliências e chanfraduras, podem ser usadas para ajudar um usuário a localizar as zonas sensíveis ao toque Z.

De preferência,, as partes salientes 14, 16 e as zonas sensíveis ao toque Z associadas correspondem de forma ergonométrica a funções de assento particulares. Por exemplo, conforme melhor apresentado na Figura 1, a parte saliente 16, de preferência, corresponde a uma parte inferior do assento, e as zonas sensíveis ao toque na mesma correspondem ao movimento para frente e para trás do assento. De preferência, um toque sobre a zona sensível ao toque Z para frente, simula uma força para trás sobre a parte inferior do assento, faria com que o assento se movesse para trás, e um toque sobre a zona sensível ao toque A para trás, simula uma força para frente sobre a parte inferior do assento, faria com que o assento se movesse para frente. Deforma similar, a parte saliente 14, de preferência, corresponde à parte traseira do assento e as zonas sensíveis ao toque da mesma correspondem â inclinação para frente e para trás do encosto do assento.

Em operação, os sinais elétricos são proporcionados para os eletrodos internos e externos 18, 20 através do sinal de excitação a partir do pino 5. De preferência, uma seqüência de pulsos de saída do oscilador ou sinal de onda quadrada são proporcionados no pino 5 tanto para o eletrodo interno 18 quanto para o eletrodo externo 20. O sinal do oscilador pode ser uma onda quadrada que oscila entre 0 e +5 volts em uma frequência de a-proximadamente 32 kHz. Alternativa mente, o sinal do oscilador ou do estro-boscópio pode possuir uma frequência de até 200 kHz ou maiores, dependendo do conjunto de circuitos de detecção usado. Além disso, o sinal do estroboscópio pode oscilar entre 0 e +3 volts, 0 e +12 volts, 0 e +24 volts, -5 volts e +5 volts, o qualquer outra faixa de voltagem.

Os sinais elétricos aplicados aos eletrodos internos ou externos 18, 20 de cada padrão de eletrodo E geram campos elétricos em torno dos eletrodos 18, 20. Conforme melhor mostrado por linhas tracejadas nas Figuras 4 e 6, as linhas de fluxo elétrico se originam a partir dos eletrodos internos e externos 18, 20, e através do painel 10, de modo que os campos elétricos correspondentes a cada eletrodo interno e externo 18, 20 se originem a partir das zonas sensíveis ao toque Z. Embora não mostradas nos desenhos, as linhas de fluxo elétrico também se originariam a partir dos eletrodos internos e externos 18, 20 na direção oposta, longe (ao invés de através) do painel 10, Entretanto, a concentração de fluxo elétrico seria maior próxima às zonas sensíveis ao toque Z na superfície do painel 10 acessível ao usuário, dado que a concentração de fluxo elétrico é multiplicada através dos substratos dielétricos, conforme seria compreendido por alguém versado na técnica. Aplica-se um isolante, tal como, o material de encapsulamento, de preferência, à lateral do padrão de eletrodo do painel 10 para blindar ou dissipar os campos elétricos que se originam longe do painel 10. Em outras modalidades, uma folga ou reforço de borracha de espuma ou plástico podem ser proporcionados. Altemativamente, uma blindagem flutuante 40 pode ser proporcionada em tomo do eletrodo externo 20, conforme mostrado na Figura 6.

De preferência, os eletrodos internos e externos 18, 20 são carregados de modo que todos os campos elétricos que se originam a partir destes possuam a mesma polaridade. Os campos se estendem para fora a partir dos eletrodos internos e externos 18t 20, A resistência de campo é a maior mais próxima aos eletrodos 18, 20, e dissipa o movimento para longe dos eletrodos 18, 20. De preferência, a resistência dos campos elétricos é substancialmente dissipada a uma distância de cerca de 25 mm a partir da superfície externa do painel 10 próxima à zona sensível ao toque oorrespon-dente. A entrada de voltagem pode ser aumentada se campos mais fortes forem desejados.

Os circuitos de controle integrados 22 e os resistores associados RI, R2 são configurados de modo que uma diferença de potencial predeterminada ou voltagem sejam criadas por cada campo elétrico, As resistências dos campos elétricos geradas em tomo dos eletrodos internos e externos 18, 20 são captadas e comparadas pelo circuito de controle integrado 22. Quando um objeto ou estimulo, tal como, a ponta do dedo F, estiverem próximos à zona sensível ao toque Z correspondente, os campos elétricos associados com os eletrodos internos e extemos 18, 20 são distribuídos. (De preferência, o estímulo deve estar 25 mm ou mais próximo à zona sensível ao toque Z para interromper os campos elétricos, dado que a resistência de campo, de preferência, é substancialmente dissipada a maiores distâncias). De preferência, o circuito de controle integrado 22 produz um sinal de saída que indica um toque somente quando este captar que o distúrbio para o campo elétrico em tomo do eletrodo elétrico 18 excede o distúrbio para o campo elétrico em tomo do eletrodo externo 20 por um degrau predeterminado. Este sinal de saída é enviado a um controlador associado (não mostrado), conforme discutido adicionalmente abaixo.

Tipicamente, os contaminantes e resíduos afetam os campos e-létricos em tomo tanto do eletrodo interno quanto do externo 18, 20 igualmente. Devido ao fato de pelo menos a diferença limítrofe anterior no distúrbio de campo deva ser captada em ordem para o circuito de controle integrado 22 para produzir um sinal que indica um toque, as respostas involuntárias causadas por contaminantes são minimizadas. De forma similar, as respostas involuntárias, que resultam a partir da colocação de um dedo do usuário ou outro estímulo próximo a uma a zona sensível ao toque Z de modo que o estimulo afete o campo elétrico em tomo do eletrodo externo 20 a um grau maior que o campo elétrico em tomo do eletrodo interno 18, são minimizadas.

Em outra modalidade, os eletrodos condutivos E* são eletrodos selados, que são inseridos direta mente moldados nas partes salientes 14, 16, conforme melhor mostrado nas Figuras 7 e 8. O padrão de eletrodo E' incluem eletrodos internos e externos 18, 20 conforme descritos anteriormente. Entretanto, os eletrodos internos e externos 18, 20 do padrão de eletrodo E‘, de preferência, são acoplados capacitivamente a uma placa de circuito impresso 24 através de placas capacitivas 30, conforme descrito de forma mais completa no Pedido de Patente Provisório U.S. 60/638.159. A placa 24 pode ser inserida atrás da parte de base 12 do painel 10, e acoplada capacitivamente aos eletrodos moldados inseridos 18, 20. Esta técnica simplifica a fabricação, desse modo, reduzindo custos. Além disso, os eletrodos 18, 20 podem ser acoplados capacitivamente através de um substrato dielétrico relativamente grosso, que não permitiríam, de outra forma, que um campo elétrico com resistência suficiente se origine através deste. Desta maneira, a flexibilidade do projeto do sistema é aperfeiçoada.

Cada circuito de controle integrado 22, de preferência, é acoplado a um controlador (não mostrado), que pode ficar disposto sobre o painel 10 ou em outro lugar. O controlador processa os sinais de saída que este recebe a partir de cada circuito de controle integrado 22 e, sucessivamente, gera sinais de controle que fazem com que o assento se mova para frente, para trás, para cima, para baixo, etc.

Conforme notado anteriormente, o painel 10 pode ser formado diretamente na chanfradura ou moldagem do assento ou painel da porta. A parte de base 12 pode, portanto, ser integral como uma peça de acabamento, parte do assento, ou descanso do braço sobre o painel da porta. Além de controlar o movimento do assento, a parte de base 12 também pode incluir sensores de controle adicionais 100, conforme melhor mostrado na Figura 1. Altemativamente, um painel moldado separado P pode ser formado, conforme melhor mostrado na Figura 7, que fica preso à moldagem desejada ou acabamento de um veículo. O painel P pode incluir abas de travamento, de modo que o sistema possa ser facilmente agarrado ou fixado em posição durante a fabricação.

Será compreendido por alguém versado na técnica que diversas modificações e configurações podem ser feitas à presente revelação sem divergir do escopo ou espírito da presente invenção conforme definido pelas reivindicações em anexo. Além disso, os aspectos de uma modalidade podem ser incorporados em outra modalidade. Pretende-se que a presente invenção inclua todas as modificações e variações.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Painel de controle para assento ergonométrioo, que compreende: um substrato que define uma parte de base e uma primeira parte saliente, sendo que a dita primeira parte saliente corresponde a uma primeira parte móvel de um assento; a dita primeira parte saliente que define uma primeira superfície sensível ao toque em uma primeira localização que corresponde a uma primeira direção de movimento da dita primeira parte móvel e uma segunda superfície sensível ao toque que corresponde a uma segunda direção de movimento da dita primeira parte móvel; um primeiro sensor de toque que compreende um primeiro eletrodo de captação, sendo que o dito primeiro eletrodo de captação disposto sobre o dito substrato fica em associação operável com a dita primeira superfície sensível ao toque; um segundo sensor de toque que compreende um segundo eletrodo de captação, sendo que o dito segundo eletrodo de captação sobre o dito substrato fica em associação operável com a dita segunda superfície sensível ao toque; onde a introdução de um estímulo próximo à dita primeira superfície sensível ao toque induz o movimento da dita primeira parte móvel do dito assento na dita primeira direção e, onde a dita primeira direção e onde a introdução de um estímulo próximo à segunda superfície sensível ao toque induz o movimento da dita segunda parte móvel do dito assento na dita segunda direção.

2. Painel de controle, de acordo com a reivindicação 1, onde o dito primeiro eletrodo de captação compreende coxim condutor delgado; onde o dito primeiro sensor de toque adicionalmente compreende um eletrodo de captação externo disposto sobre o dito substrato, sendo que o dito eletrodo de captação externo cerca substancialmente o dito pn-meíro eletrodo de captação.

3. Painel de controle, de acordo com a reivindicação 2, onde cada um dos ditos primeiros eletrodos de captação e ditos segundos eletrodos de captação está acoplado a uma fonte de sinal elétrico, e recebe um sinal efétrico a partir da dita fonte de sinal elétrico; onde um campo elétrico é gerado em tomo de cada dito primeiro eletrodo de captação e dito segundo eletrodo de captação em resposta ao dito sinal elétrico; onde a introdução de um estimulo próximo ao dito primeiro sensor de toque induz o movimento da dita primeira parte móvel, somente se o dito estímulo interromper o dito campo elétrico em torno do dito primeiro eletrodo de captação até um grau maior que o estímulo que interrompe o dito campo elétrico em torno do dito eletrodo de captação externo,

4. Painel de controle, de acordo com a reivindicação 1, sendo que o dito substrato compreende uma segunda parte saliente, sendo que a dita segunda parte saliente corresponde a uma segunda parte móvel de um assento; a dita segunda parte saliente define uma terceira superfície sensível ao toque em uma terceira localização correspondente a uma primeira direção de movimento da dita segunda parte móvel, e uma quarta superfície sensível ao toque em uma quarta localização correspondente a uma segunda direção de movimento da dita segunda parte móvel; o dito painel de controle adicionalmente compreende um terceiro sensor de toque que compreende um terceiro eletrodo de captação, sendo que o terceiro eletrodo de captação disposto sobre o dito substrato fica em associação operável com a dita terceira superfície sensível ao toque; um quarto sensor de toque que compreende um quarto eletrodo de captação, sendo que o dito quarto eletrodo de captação disposto sobre o dito substrato fica em associação operável com a dita quarta superfície sensível ao toque; onde a introdução de um estímulo próximo à dita terceira superfície sensível ao toque induz o movimento da dita segunda parte móvel do dito assento na dita terceira direção, e onde a introdução de um estímulo próximo á dita quarta superfície sensível ao toque induz o movimento da dita segunda parte móvel do dito assento na dita quarta direção.

5. Painel de controle, de acordo com a reivindicação 1» onde a dita parte de base define uma terceira superfície sensível ao toque, sendo que o dito painel de controle adicional mente compreende um terceiro sensor de toque que compreende um terceiro eletrodo de captação, sendo que o dito terceiro eletrodo de captação disposto sobre o dito fica em associação operável com a dita terceira superfície sensível ao toque, sendo que o dito sensor de toque corresponde a uma função controlável do dito assento.