ES2294440T3 - Sistema de deteccion de la presencia de un pasajero en un vehiculo. - Google Patents

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ES2294440T3 ES04257507T ES04257507T ES2294440T3 ES 2294440 T3 ES2294440 T3 ES 2294440T3 ES 04257507 T ES04257507 T ES 04257507T ES 04257507 T ES04257507 T ES 04257507T ES 2294440 T3 ES2294440 T3 ES 2294440T3
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Abstract

Un sistema de detección de ocupación de vehículo incluyendo: una primera conexión de electrodo (E1) y una segunda conexión de electrodo (E2), donde al menos una de las conexiones de electrodo es una conexión de electrodo de respaldo de asiento; un sensor de parámetros de circuito (206) conectado con la primera conexión de electrodo (E1) y la segunda conexión de electrodo (E2); y un controlador (216) acoplado al sensor de parámetros de circuito (206), el controlador (216) operable para obtener una primera lectura de parámetro para la primera conexión de electrodo (E1) y una segunda lectura de parámetro para la segunda conexión de electrodo (E2), caracterizado porque el controlador (216) es operable para determinar una característica de ocupación en base a un producto (504) de una suma de impacto de carga y una diferencia de impacto de carga, determinada por las lecturas de parámetro primera y segunda para una primera lectura de conexión de electrodo descargada y para una segunda lectura de conexión de electrodo descargada.

Description

Sistema de detección de la presencia de un pasajero en un vehículo.
Antecedentes 1. Campo técnico
La presente invención se refiere a detección de ocupantes de vehículo. Más específicamente, la presente invención se refiere a la detección automática de la presencia de un ocupante en un asiento de vehículo y las características del ocupante tales como edad u orientación, con un enfoque especial a detectar niños en dispositivos de retención y seguridad infantiles, tales como asientos de seguridad.
2. Información sobre la técnica anterior
La seguridad infantil siempre ha sido un importante centro de atención de la sociedad. En los últimos años, por ejemplo, se han realizado grandes progresos en el diseño de asientos de seguridad infantiles para automóviles. De hecho, en muchos casos, los hospitales exigen que los nuevos padres tengan un asiento de seguridad infantil adecuadamente configurado en su coche antes de que incluso se puedan llevar el niño a casa.
Sin embargo, el asiento de seguridad infantil no protege al niño de todos los peligros. En particular, cuando se dejan niños pequeños sin vigilancia en un automóvil, las consecuencias pueden ser trágicas. Cada año, muchos niños se ahogan porque quedan involuntariamente en el asiento trasero de un coche, furgoneta u otro vehículo.
Aunque se han propuesto varios sistemas de detección de pasajero para controlar la activación del airbag, no han sido totalmente adecuados para implementación difundida y de costo razonable. Por ejemplo, los sensores de peso pueden detectar o clasificar incorrectamente niños de peso insólitamente pequeño o grande. Otro ejemplo: los sensores ópticos son típicamente caros y requieren equipo complejo de procesado óptico.
Así, sigue siendo grande el interés por superar los problemas indicados anteriormente y lograr un sistema de detección fiable que se pueda instalar convenientemente en una o más posiciones en asientos de vehículo, y que esté especialmente adaptado para detectar dispositivos de seguridad infantiles ocupados.
El documento US-A-6.051.981 describe un aparato y métodos para resolver movimiento de una masa dentro de un espacio definido utilizando al menos un electrodo próximo al espacio a observar.
El documento US 2002/175490 describe un aparato de determinación de ocupante para un asiento de vehículo incluyendo un controlador para controlar una determinación de ocupante en base al valor de carga detectado y el valor umbral de determinación predeterminado en respuesta al estado de detección del cuerpo humano.
Breve resumen
Se facilita un sistema de detección de ocupación de vehículo como se expone en la reivindicación 1, un método para detectar la ocupación de un vehículo como se expone en la reivindicación 9, un medio legible por máquina codificado con instrucciones para llevar a la práctica el método de detección como se expone en la reivindicación 15, y un sistema de detección de ocupación de vehículo como se expone en la reivindicación 21.
Como introducción, los sistemas de detección de ocupante descritos más adelante son aptos para determinar si hay un dispositivo de retención infantil ocupado o no ocupado (por ejemplo, un asiento de seguridad infantil) en un asiento de vehículo. Además, en algunas implementaciones, los sensores de ocupante pueden determinar características adicionales acerca del dispositivo de retención, incluyendo su orientación (por ejemplo, mirando hacia delante o mirando hacia atrás), y la edad aproximada del niño que ocupa el dispositivo de retención. En la misma u otras implementaciones, los sensores determinan características de los ocupantes sin asiento de seguridad
infantil.
Para ello, los sistemas según la presente invención implementan un sistema de detección de ocupación de vehículo. Los sistemas de detección pueden incluir una primera conexión de electrodo y una segunda conexión de electrodo. Un sensor de parámetros de circuito opera en unión con un controlador para proporcionar una primera lectura de parámetro para la primera conexión de electrodo, y una segunda lectura de parámetro para la segunda conexión de electrodo. El controlador determina presencia de un ocupante en base, por ejemplo, a una relación o producto de las lecturas de parámetro primera y segunda y un umbral preseleccionado.
En otra implementación, tres o más electrodos están colocados en un asiento. Uno de los electrodos está conectado de forma no conmutable a tierra virtual o relativa. Los electrodos restantes se usan para detectar un ocupante o características del ocupante.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 ilustra un asiento de vehículo que incorpora electrodos que operan en unión con un sistema de detección de ocupante de una realización.
La figura 2 representa una realización de un diagrama de bloques de un sistema de detección de ocupante.
La figura 3 representa una vista detallada del sistema de detección de ocupante representado en la figura 2.
La figura 4 representa un diagrama de colocación de electrodo de asiento con respecto a un asiento de seguridad infantil que mira hacia delante y mirando hacia atrás en una realización.
La figura 5 representa un diagrama de una realización de una prueba de ocupación en la que un producto de corrientes de carga se compara con un umbral superior y un umbral inferior.
La figura 6 representa un diagrama de flujo una realización de los pasos que el sistema de detección de ocupante representado en la figura 2 u otro sistema puede tomar para determinar la presencia de un ocupante.
Descripción detallada
La explicación siguiente presenta implementaciones ejemplares de un sistema de detección de ocupante. Por lo tanto, la explicación no es de naturaleza limitativa, sino explicativa. Los sistemas de detección de ocupante incorporan generalmente disposiciones capacitivas de múltiples electrodos activados por una fuente de señales, con un controlador que interpreta las lecturas de corriente de carga o recibida resultantes. A este respecto, los sistemas de detección pueden emplear los circuitos y las técnicas descritos en la Patente de Estados Unidos número 6.329.913, la Patente de Estados Unidos número 6.329.914, o la Publicación de Patente de Estados Unidos número 2003-0090376 (Solicitud número de serie 10/033.585). La patente '913, la patente '914 y la solicitud '585 se incorporan aquí por referencia en su totalidad. Se puede utilizar sistemas de detección que usan puentes capacitivos, detección de fase, medición de capacitancia, cambios de frecuencia u otras técnicas para detección con señales transmitidas.
Se hace referencia en primer lugar a la figura 1, que representa un asiento de vehículo 100. Aunque la figura 1 ilustra el asiento de vehículo 100 como un asiento corrido más largo (por ejemplo, especialmente adecuado para una furgoneta), el asiento de vehículo 100 puede ser un asiento más corto, incluyendo un asiento delantero o trasero de pasajero único. El asiento 100 incluye una base de asiento 102, un respaldo de asiento 104, y una articulación de asiento 106 donde la base de asiento 102 se une al respaldo de asiento 104.
Electrodos de tierra 108 y 110 están presentes dentro o en el asiento 100. Como se representa, los electrodos de tierra 108 y 110 están colocados en la base de asiento 102, pero pueden estar colocados en el respaldo de asiento 104 en otras realizaciones. Además, electrodos de señal 112, 114, 116, 118, 120, y 122 también están presentes en pares en el asiento 100. Los pares de electrodos están dispuestos a través de las posiciones de asiento 124, 126, y 128. Las posiciones de asiento 124-128 pueden corresponder, por ejemplo, a posiciones de colocación legal de un asiento de seguridad infantil en el asiento 100. En otras realizaciones, dos o más electrodos en el respaldo de asiento se extienden a través de múltiples posiciones de asiento.
Cualquiera de los electrodos 112-122 puede estar separado al menos la distancia de un elemento del habitáculo del vehículo. Por ejemplo, los electrodos 112-122 pueden estar separados la dimensión mayor de una hebilla de cinturón de seguridad, con el fin de evitar que la hebilla del cinturón de seguridad cortocircuite los dos elementos o interfiera con la operación eléctrica de los electrodos de señal 112-122. También se pueden tomar en consideración otros elementos del habitáculo; por ejemplo, la dimensión mayor de un control remoto de radio o DVD, o análogos, puede influir en la separación de los electrodos 112-122. En una realización, los electrodos superior e inferior (por ejemplo, 112, 114) están separados aproximadamente de 25 a 50 mm.
El par de electrodos 112 y 114, en unión con el plano de tierra 108, forman una posición de detección en el asiento. Igualmente, el par de electrodos 116 y 118, en unión con el plano de tierra 110, forman una segunda posición de detección en el asiento. Aunque el plano de tierra 108 puede extenderse múltiples posiciones de detección, un plano de tierra separado puede soportar cualquier posición de detección dada. Como ejemplo, el par de electrodos 120 y 122 operan en unión con el plano de tierra separado 110 para formar una tercera posición de detección para el asiento 100.
En una implementación, los planos de tierra 108, 110 están conectados al chasis tierra del vehículo 130. Mientras que los planos de tierra 108, 110 pueden estar conectados permanentemente a través de conexiones no conmutables (como se representa en la figura 1) al chasis tierra, los planos de tierra 108, 110 también pueden estar conectados a una matriz de conmutación que permite desconectarlos del chasis tierra y asumir la función de un electrodo de señal. Obsérvese que los planos de tierra 108, 110 o los electrodos de señal 112-122 pueden estar ranurados, cortados, o conformados de otro modo para impartir flexibilidad o transpirabilidad adicional al asiento 100.
Los planos de tierra 108, 110 o los electrodos de señal 112-122 se pueden formar, por ejemplo, de una hoja de poliéster recubierta de forma conductora dispuesta en el asiento 100. El recubrimiento conductor puede incluir una capa de níquel, una capa de cobre, y una capa de níquel para proteger el cobre contra la corrosión. En otras implementaciones, pintura conductora, cinta, o fibras metálicas cosidas pueden formar los planos de tierra 108, 110 y los electrodos de señal 112-122.
El tamaño, la orientación y la posición relativa de los planos de tierra 108, 110 y los electrodos de señal 112-122 puede variar según el diseño del asiento 100, o en respuesta a estudios empíricos de dispositivos de retención infantiles ocupados y no ocupados. En consecuencia, en una implementación, los electrodos de señal 112-122 están conformados de manera que encajen en las líneas de costura 132 del asiento 100.
En una implementación, el electrodo 122 puede tener 280 mm de ancho y 220 mm de alto, y puede estar situado 140 mm encima de la articulación de asiento 106. Entonces, el electrodo 120 puede tener 280 mm de ancho y 200 mm de alto, y puede estar situado 30 mm por encima del electrodo 122. El plano de tierra 110 puede tener 450 mm de ancho y 320 mm de largo, y puede estar situado a 140 mm en la parte delantera de la articulación de asiento 106. Sin embargo, también son adecuados otros tamaños, formas, posiciones, y orientaciones para los electrodos 112-122.
Pasando a continuación a la figura 2, ésta representa un diagrama de bloques de un sistema de detección de ocupante 200 que puede ser parte de un sistema electrónico de un vehículo más grande. El sistema de detección de ocupante 200 incluye una fuente de señales 202 que presenta una señal en una salida de señal de detección 204 a un sensor de carga 206. El sensor de carga 206 conecta con un circuito de conmutación 208 que conecta o desconecta la salida de señal de detección 204 (y por lo tanto la fuente de señales 202) a una o más conexiones de electrodo E1, E2, E3, E4, E5, y E6.
El circuito de conmutación 208 conecta las conexiones de electrodo E1-E6 al circuito de conversión de corriente a voltaje 210. El circuito de conversión 210 y el sensor de carga 206 conectan con el circuito detector 212. El sensor de carga 206 y/o el circuito de conversión 210 pueden ser considerados generalmente sensores de parámetros de circuito. Consiguientemente, en una implementación, el sensor de carga 206 proporciona una salida de voltaje o corriente indicativa de la corriente de carga que fluye desde la fuente de señales 202 a través de las conexiones de electrodo E1-E6. Igualmente, el circuito de conversión 210 proporciona una salida de voltaje o corriente indicativa de la corriente de retorno que llega a través de las conexiones de electrodo E1-E6, independientemente del origen. Mientras la explicación siguiente prosigue con respecto a la detección de corriente y voltaje, el sistema de detección 200 puede emplear alternativa o adicionalmente una amplia variedad de sensores de parámetros de circuito que miden, como ejemplos, la capacitancia, la fase, la frecuencia, o Q, o que miden combinaciones de tales parámetros de circuito.
A su vez, el circuito detector 212 conecta con un circuito de amplificación 214 conectado al controlador 216. El controlador 216 aplica señales de control al circuito de conversión de desplazamiento 218, y al dispositivo de airbag 220 o un dispositivo de aviso. El controlador 216 puede operar bajo el control de un programa de detección de ocupación 222 almacenado en una memoria 224. En consecuencia, el controlador 216 puede operar como se explica a continuación para determinar si alguna de las posiciones de asiento 124-128 están ocupadas y, opcionalmente, una o más características del ocupante.
Implementaciones ejemplares del sistema de detección 200 se describen con detalle más adelante, y en unión con la figura 3. Sin embargo, se puede emplear en su lugar otros circuitos, o se pueden modificar los parámetros de circuito, dependiendo de la implementación concreta deseada.
En una implementación, la fuente de señales 202 puede ser un oscilador de 100-120 kHz que emite una señal de 10-12 voltios en la salida de señal de detección 204. El circuito de conmutación 208 puede incorporar un multiplexor, conmutadores u otros dispositivos que conectan selectivamente los electrodos E1-E6 a la fuente de señales 202.
El circuito de conversión 210 incluye una red de resistencia y genera señales de voltaje indicativas de la corriente que vuelve o se transmite desde las conexiones de electrodo E1-E6 a través del circuito de conmutación 208. El circuito de conversión 210 también puede amplificar las señales de voltaje antes de enviarlas al circuito de detección 212. El circuito de detección 212 puede incluir un circuito de demodulación incluyendo un filtro de paso de banda que elimina el ruido acoplado a un convertidor CA-CC para proporcionar una salida de señal CC al circuito de conversión 210.
El controlador 216 puede ser un ASIC, procesador, procesador de señal digital u otra circuitería para evaluar las señales obtenidas del circuito amplificador 214. El controlador 216 puede ser un microprocesador PD78052CG(A) fabricado por NEC Corporation de Japón que sustituye la indicada anteriormente por su propia circuitería de conversión CA-CC en el circuito de detección 212. El controlador 216, después de evaluar las señales, puede poner un indicador de ocupación que especifica si una posición de asiento concreta está ocupada. El indicador de ocupación puede ser un registro interno o posición de memoria, o puede ser un indicador externo tal como una lámpara de aviso, indicador de salpicadero, alarma de altavoz, voz indicadora, u otro indicador.
La figura 3 es un diagrama de circuito 300 que representa el sistema de detección de ocupante 200 con más detalle. Aunque se representan cuatro canales (E1-E4), la circuitería representada en la figura 3 se puede ampliar a más canales (por ejemplo, 6 canales E1-E6) replicando la circuitería sensora y detectora descrita más adelante. En otras implementaciones, el sistema de detección 200 puede usar menos canales, tal como donde esté conectado con un solo asiento de pasajero, o en un asiento más grande de varios pasajeros para el que son deseables menos posiciones de detección. Obsérvese también que el sistema de detección 200 puede determinar la presencia de un ocupante a través de múltiples asientos físicamente separados. La circuitería 300 conecta con la seis electrodos 112-122 para detectar la ocupación a través de múltiples posiciones en el asiento 100. El controlador 216 puede explorar entonces el asiento secuencialmente o aleatoriamente para determinar si los sensores de cualquier posición de asiento 124-128 indican que un ocupante está presente o una característica del ocupante.
Como se representa, el circuito de amplificación 214 incluye un amplificador de ganancia relativamente baja (por ejemplo, una ganancia de aproximadamente 1) 302 y un amplificador de ganancia relativamente alta (por ejemplo, una ganancia de aproximadamente 100) 304. Un interruptor analógico 306 conecta selectivamente las salidas del amplificador de ganancia baja 302 o el amplificador de ganancia alta 304 con el controlador 216 a través de los elementos de conmutación 308 y 310 bajo la dirección del controlador 216.
El sensor de carga 206 puede ser implementado como un elemento de impedancia/resistencia 312 y un amplificador 314 conectado entre la fuente de señales 202 y el circuito de conmutación 208. El sensor de carga 206 proporciona por ello una señal de voltaje al circuito de detección 212 que indica la cantidad de corriente que fluye al circuito de conmutación 208 (y así a uno de los electrodos 112-122).
El circuito de conmutación 208 incluye elementos de conmutación 324, 326, 328, y 330 y elementos de conmutación 332, 334, 336, y 338. Los elementos de conmutación 324-330 conectan selectivamente, en respuesta a una señal de control 320 del controlador 216, una conexión de electrodo E1-E4 a la fuente de señales 202. La fuente de señales 202 mueve por ello el electrodo conectado a la conexión de electrodo E1-E4. El sensor de carga 206 mide en respuesta la corriente de carga que fluye al electrodo, con respecto a los planos de tierra 108-110 y otra puesta a tierra proporcionada a través de cualquier ocupante al vehículo. El controlador 216 puede abrir o cerrar los conmutadores 332-338 con el fin de obtener mediciones de corrientes de retorno presentes en los electrodos restantes. En otros términos, en realizaciones alternativas, el sensor de carga 206, el circuito de conversión 210, u otros sensores de parámetros de circuito miden parámetros asociados con electrodos diferentes del electrodo usado para transmitir.
El circuito de conversión 210 puede incluir un elemento de impedancia/resistencia 318 que convierte la corriente que fluye en los electrodos receptores a señales de voltaje, y un amplificador 316 que amplifica las señales de voltaje convertidas. Los elementos de impedancia/resistencia 318 ponen en derivación el ruido de alta frecuencia de la entrada del amplificador 316 a tierra.
El circuito detector 212 puede incluir un elemento de impedancia o resistencia y un amplificador diferencial (u otro amplificador) cuya salida está acoplada al controlador 216 a través del circuito amplificador 214. Tal elemento de impedancia/resistencia puede estar conectado entre la salida de un circuito de amplificación de control y las conexiones de electrodo E1-E4. El amplificador diferencial puede estar conectado a través del elemento de impedancia/resistencia para generar una señal de corriente en base al voltaje diferencial a través del elemento de impedancia/resistencia. En particular, el amplificador diferencial de corriente compara el nivel de voltaje de la señal de salida del circuito de oscilación con el nivel de voltaje generado en un electrodo, y genera una señal de corriente representativa de la diferencia.
El circuito detector 212 recibe por consiguiente la señal de salida del sensor de carga 206 así como las señales de los electrodos receptores y las acopla al amplificador de ganancia alta 304 y el amplificador de ganancia baja 302. Las salidas amplificadas de alta ganancia acoplan con los conmutadores 308, mientras que las salidas amplificadas de baja ganancia acoplan con los conmutadores 310. En respuesta a la señal de control 322, el interruptor analógico 306 acopla la salida de alta ganancia o de baja ganancia a patillas de entrada en el controlador 216.
Con respecto a continuación a la figura 4, esta figura representa una configuración sensora 400 adaptada para determinar si el asiento 100 está ocupado. Más específicamente la configuración sensora 400 puede determinar si hay un asiento de seguridad infantil ocupado o no ocupado. El asiento de seguridad infantil puede ser un asiento de seguridad infantil que mira hacia atrás 402 o un asiento de seguridad infantil que mira hacia delante 404.
Como se ha indicado anteriormente, el asiento 100 incluye un par de electrodos 112, 114, y un plano de tierra 108. El primer electrodo 112 está dispuesto en el asiento 100 como un electrodo de parte superior del cuerpo. En este caso, el electrodo de parte superior del cuerpo es un electrodo de cabeza dispuesto a una altura predeterminada de la cabeza, Hh, para un asiento de seguridad infantil ocupado.
El segundo electrodo 114 está dispuesto en el asiento 100 como un electrodo de parte inferior del cuerpo. En una realización, el electrodo de parte inferior del cuerpo es un electrodo de pie dispuesto a una altura predeterminada de los pies, Fh, para un asiento de seguridad infantil ocupado. Las alturas de los electrodos se pueden determinar empíricamente mediante examen, medición, y prueba de múltiples modelos de asientos de seguridad infantiles, en unión con datos estadísticos (por ejemplo, mediciones dimensionales) de niños pequeños que ocupan tales asientos de seguridad. Aunque otras alturas son adecuadas, en una implementación, la altura Fh es aproximadamente 140 mm por encima de la articulación de asiento 106, mientras que la altura Hh es aproximadamente 390 mm por encima de la articulación de asiento 106.
El electrodo de cabeza 112 puede estar conectado al sistema de detección 200 a través de una conexión de electrodo E1-E6. Como ejemplo, la conexión de electrodo E1 puede servir como una conexión de electrodo de cabeza de respaldo de asiento. Igualmente, la conexión de electrodo E2 puede servir como una conexión de electrodo de pie de respaldo de asiento. En unión con el electrodo de tierra 108, el electrodo de cabeza 112 y electrodo de pie 114 forman un circuito de detección de campo eléctrico.
El controlador 216 puede determinar de muchas formas la presencia o ausencia de un ocupante. Por ejemplo, el controlador 216 puede medir la corriente de carga, HL, al electrodo de cabeza 112 y la corriente de carga, FL, al electrodo de pie 112. Entonces, el controlador puede aplicar una prueba de ocupación según HL < T1 y FL < T2, donde T1 y T2 son umbrales predeterminados en base a estudios anteriores de asientos de seguridad infantiles ocupados y no ocupados. Si HL < T1 y FL < T2, el controlador 216 puede determinar que no se encuentra ningún ocupante en el asiento 100. En una implementación, T1 y T2 pueden ser aproximadamente 6 bits, aunque otros entornos umbral también pueden ser adecuados en base al diseño particular.
Sin embargo, si el controlador 216 determina que un ocupante está presente, el controlador 216 puede aplicar pruebas de ocupación adicionales. Por ejemplo, el controlador 216 puede determinar a continuación si FL-HL < T3 y (FUHL) < T4, donde T3 y la relación umbral T4 son umbrales predeterminados en base a estudios anteriores de asientos de seguridad infantiles ocupados y no ocupados. Así, cuando la corriente de carga del electrodo de pie es mayor que la corriente de carga del electrodo de cabeza (por ejemplo, cuando los pies del niño están más próximos al electrodo de pie 114 que el cabezal al electrodo de cabeza 112), y cuando su relación es menor que un umbral, el controlador 216 puede determinar que hay un asiento de seguridad infantil que mira hacia atrás 402. A los efectos de esta prueba de ocupación, T3 puede ser aproximadamente cero bits, mientras que T4 puede ser aproximadamente 1. Sin embargo, se puede emplear otros umbrales.
Igualmente, el controlador 216 puede determinar si FL-HL > T5 y (HUFL) > T6, donde T5 y el umbral de relación T6 son umbrales predeterminados en base a estudios anteriores de asientos de seguridad infantiles ocupados y no ocupados. La prueba tiene éxito cuando un asiento de seguridad infantil ocupado que mira hacia delante está presente en el asiento 100. Aunque se puede emplear otros umbrales, el umbral T5 puede ser aproximadamente cero bits, mientras que el umbral T6 puede ser aproximadamente 1.
Obsérvese que los umbrales también se pueden determinar por estudio empírico no solamente de un asiento de seguridad infantil ocupado o no ocupado, sino también según la edad del ocupante. Así, se puede realizar estudios empíricos para obtener umbrales característicos de niños de una o más edades (por ejemplo, de 1 año, y de 3 años) que ocupan asientos de seguridad infantiles que miran hacia delante o hacia atrás o los asientos sin asientos de seguridad infantiles. Por esa razón, el controlador 216 puede repetir las pruebas de ocupación indicadas anteriormente con umbrales diferentes, con el fin de obtener una estimación de edad del ocupante en base a las lecturas de la corriente de carga.
En otra implementación, el controlador 216 determina la presencia de un ocupante en base a un producto de lecturas de la corriente de carga con respecto a uno o más umbrales. Por ejemplo, el controlador 216 puede muestrear y almacenar mediciones de corriente descargada (por ejemplo, no ocupante) para el electrodo de cabeza 112 y el electrodo de pie 114. Entonces, el controlador 216 puede determinar una suma que representa el impacto de carga total en el electrodo de cabeza 112 y el electrodo de pie 114. El impacto de carga es la diferencia entre la condición descargada (por ejemplo, sin ocupante), y las mediciones tomadas para determinar una condición cargada (por ejemplo, con ocupante). Igualmente, el controlador 216 también puede determinar una diferencia que representa la diferencia en el impacto de carga entre el electrodo de cabeza 112 y el electrodo de pie 114.
El controlador 216 forma entonces el producto de la suma y la diferencia. En unión con uno o más umbrales, el controlador puede determinar entonces si el asiento 100 está ocupado.
Por ejemplo, la figura 5 representa un diagrama de una prueba de ocupación 500 en base a corrientes de carga 502 y un producto de las corrientes de carga 504. Las corrientes de carga 502 incluyen la corriente de carga del electrodo de cabeza 506, y la corriente de carga del electrodo de pie 508. La figura 5 representa las corrientes de carga 506, 508 medidas en términos de bits brutos a través de múltiples muestras. Las corrientes de carga 506, 508 cambian en respuesta a la presencia o ausencia de asientos de seguridad infantiles en el asiento 100.
La prueba de ocupación 500 incluye un producto de corrientes de carga 504 que se compara con umbrales superiores 512 y 514, y umbrales inferiores 516 y 518. Como se explica a continuación, los umbrales 512-518 pueden distinguir entre edad del ocupante, pero, en realizaciones alternativas, los umbrales pueden distinguir en cambio entre otras características del ocupante. Los umbrales 512-518 pueden ser determinados de forma empírica según estudios de asientos de seguridad infantiles ocupados y no ocupados.
Más específicamente, el producto 504 es un producto de la suma y la diferencia de impacto de carga explicado anteriormente. Cuando el producto 504 cruza un umbral de producto, el controlador 216 determina consiguientemente que el asiento 100 está ocupado, y determina opcionalmente características adicionales del ocupante. Por ejemplo, cuando el producto 504 cruza el umbral superior 512, el controlador 216 puede determinar que el asiento 100 soporta un asiento de seguridad infantil ocupado que mira hacia atrás con un niño de 1-3 años. Si el producto 504 cruza además el umbral superior 514, el controlador 216 puede determinar que el ocupante tiene aproximadamente 3 años de edad. Si el producto 504 cruza el umbral 512 pero no el umbral 514, el controlador 216 puede determinar que el ocupante tiene aproximadamente 1 año de edad.
Igualmente, cuando el producto 504 cruza el umbral inferior 516, el controlador 216 puede determinar que el asiento 100 soporta un asiento de seguridad infantil ocupado que mira hacia delante con un niño de 1-3 años. Si el producto 504 cruza además el umbral inferior 518, el controlador 216 puede determinar que el ocupante tiene aproximadamente 3 años de edad. Si el producto 504 cruza el umbral inferior 516 pero no el umbral inferior 518, el controlador 216 puede determinar que el ocupante tiene aproximadamente 1 año de edad.
El controlador 216 realiza las pruebas de ocupación indicadas anteriormente usando la circuitería 300 representada en la figura 3, opcionalmente expandida de manera que incluya seis conexiones de canal E1-E6. Por lo tanto, los electrodos de señal 112, 116, y 120 pueden corresponder a electrodos de cabeza conectados a las conexiones de electrodo E1, E3, y E5, por ejemplo. Los electrodos de señal 114, 118, y 122 pueden ser entonces electrodos de pie que pueden estar conectados a las conexiones de electrodo E2, E4, y E6. Las corrientes de carga son detectadas con respecto al plano de tierra 108 para los electrodos de señal 112-118 y con respecto al plano de tierra 110 para los electrodos de señal 120-122.
Cuando el controlador 216 comprueba la posición de asiento 124 para ver si está ocupada, el controlador 216 puede averiguar primero la señal de control 320 para acoplar el electrodo de cabeza 112 a la fuente de señales 202 a través del interruptor 324 y la conexión de electrodo E1. El controlador 216 determina entonces la carga del electrodo de cabeza detectada por el sensor de carga 206. A continuación, el controlador 216 abre el interruptor 324 y cierra el interruptor 326. Como resultado, la fuente de señales 202 mueve el electrodo de pie 114 a través de la conexión de electrodo E2. El controlador 216 puede supervisar entonces la carga del electrodo de pie detectada por el sensor de carga 206. Alternativamente, el controlador 216 puede medir parámetros de circuito, tales como la corriente de carga, transmitiendo desde un electrodo y recibiendo en otro.
Por ello, el controlador 216 conecta un electrodo 112-122 a la vez a la fuente de señales 202. Los conmutadores restantes en el interruptor 208 permanecen abiertos. Sin embargo, en otras realizaciones, el controlador 216 puede cerrar uno o más elementos de conmutación 324-338 en el interruptor 208 para conectar electrodos adicionales a la fuente de señales 202 o para conectar uno o más electrodos al circuito de conversión 210 y el circuito detector 212. Así, las corrientes presentes en múltiples electrodos pueden contribuir al análisis de ocupación.
Una vez que el controlador 216 ha obtenido la carga del electrodo de cabeza y de pie para la posición de asiento 124, el controlador 216 puede proseguir entonces para realizar las pruebas de ocupación explicadas anteriormente. Por ello, el controlador 216 llega a una determinación de ocupación de la posición de asiento 124. La determinación de ocupación puede indicar un asiento de seguridad infantil que mira hacia delante o hacia atrás, o una edad aproximada, como ejemplos.
El controlador 216 puede pasar a comprobar también las posiciones de asiento adicionales 126 y 128. Así, con respecto a la posición de asiento 126, el controlador 216 puede conectar el electrodo de cabeza 116 a la fuente de señales 202 a través del interruptor 328 a través de la conexión de electrodo E3, y obtener una medición de carga del electrodo de cabeza con respecto a la posición de asiento 126. El controlador 216 puede desconectar entonces el electrodo de cabeza 116 de la fuente de señales, y conectar el electrodo de pie 118 a la fuente de señales 202 a través del interruptor 330 y la conexión de electrodo E4. Después de obtener la medición de carga del electrodo de pie, el
controlador 216 puede aplicar una prueba de ocupación para determinar si la posición de asiento 126 tiene un ocupante.
Igualmente, el controlador 216 puede comprobar entonces si la posición de asiento 128 está ocupada. Para ello, el controlador 216 puede conectar el electrodo de cabeza 120 a la fuente de señales 202 a través de la conexión de electrodo E5. Después de obtener una medición de carga del electrodo de cabeza, el controlador 216 puede conectar entonces el electrodo de pie 122 a la fuente de señales 202 a través de la conexión de electrodo de pie E6. De la medición resulta una carga del electrodo de pie. El controlador 216 aplica entonces una prueba de ocupación para determinar si la posición de asiento 128 tiene un ocupante.
El controlador 216 puede determinar de muchas formas qué prueba de ocupación aplicar. Por ejemplo, el controlador 216 puede estar preconfigurado para emplear el producto o prueba de relación primera a no ser que el resultado no sea concluyente, empleando entonces la prueba restante. Alternativamente, el controlador 216 puede emplear ambas pruebas, seleccionar una aleatoriamente, seleccionar otra según un parámetro preestablecido en la memoria 224, o análogos. En otra alternativa, el controlador 216 puede usar una función diferente de la relación o producto, o puede emplear diferentes formulaciones de una relación o un producto. Consiguientemente, la relación o el producto puede incluir variables adicionales, incluyendo parámetros de circuito medidos representativos de electrodos adicionales. Alternativamente, la relación o producto pueden ser relaciones o productos de más de dos variables, por ejemplo, un producto de tres o cuatro mediciones de parámetro de circuito obtenidas de tres o cuatro electrodos diferentes. Adicionalmente, las mediciones de parámetro de circuito incluidas en la relación o producto pueden ser medias aritméticas, modos, normalizaciones, u otras formas de mediciones de parámetros de circuito.
Pasando a continuación a la figura 6, esta figura presenta un diagrama de flujo de los pasos que el sistema de detección de ocupante 100 puede llevar a cabo para determinar la presencia de un ocupante. El controlador 216 conmuta individualmente una conexión de electrodo de cabeza y una conexión de electrodo de pie a una salida de señal de detección (paso 602). El controlador 216 determina entonces la carga del electrodo de cabeza y una carga del electrodo de pie (paso 604). Dada la carga del electrodo de cabeza y del electrodo de pie, el controlador 216 determina entonces una prueba de ocupación a aplicar (paso 606).
Cuando el controlador 216 selecciona una prueba de ocupación de producto de carga, el controlador 216 procede, como se ha explicado anteriormente, a formar un producto de la diferencia y la suma de impactos de carga (paso 608). El controlador 216 también compara el producto con umbrales superior e inferior para determinar la ocupación del asiento 100, incluyendo un asiento de seguridad infantil que mira hacia delante o hacia atrás, y opcionalmente una característica de edad (paso 610).
Por otra parte, cuando el controlador 216 selecciona una prueba de ocupación de relación, el controlador 216 procede como se ha explicado anteriormente para formar una o más relaciones de las cargas de electrodo (paso 612). En base al resultado de comparaciones con umbrales, el controlador 216 puede determinar por ello la ocupación de vehículo, incluyendo un asiento de seguridad infantil que mira hacia delante o hacia atrás, y opcionalmente información sobre la edad (paso 614).
Cuando el controlador 216 determina que el asiento 100 está ocupado, el controlador 216 puede poner en respuesta los indicadores de ocupación en el vehículo (paso 616). Así, por ejemplo, el controlador 216 puede iluminar una lámpara de aviso en el salpicadero. Otro ejemplo: el controlador 216 puede emitir una alarma en voz o sonido. Otro ejemplo más: el controlador 216 emite una señal a un sistema de activación o control del airbag, tal como el dispositivo de airbag 220, para inhabilitar la activación del airbag si es apropiado.
El sistema de detección de ocupación de vehículo 200 proporciona un mecanismo para determinar si un vehículo está ocupado. El sistema de detección 200 puede determinar que en un automóvil hay un asiento infantil que mira hacia delante o hacia atrás ocupado y emite recordatorios apropiados, avisos y análogos. El sistema de detección 200 puede ayudar con ello a reducir los casos de niños que quedan involuntariamente en vehículos.
Una o ambas pruebas de ocupación de relación y producto se pueden basar en lecturas de parámetros (por ejemplo, corriente de carga) para un solo electrodo de parte superior del cuerpo (por ejemplo, el electrodo 120) y un solo electrodo de parte inferior del cuerpo (por ejemplo, el electrodo 122). Por ejemplo, la relación (FL/HL) se puede formar con respecto a corrientes de carga obtenidas únicamente del electrodo de cabeza 120 (HL) y únicamente del electrodo de pie 122 (FL). Alternativamente, cualquiera de las pruebas de ocupación de relación y producto puede emplear lecturas de parámetros obtenidas en múltiples electrodos. Así, por ejemplo, la relación (FL/HL) se puede formar con respecto a corrientes de carga obtenidas de dos o más de los electrodos 108-122. Por ejemplo, la lectura de parámetros HL puede ser determinada a partir de una combinación de parámetros asociados con dos o tres electrodos de cabeza 112, 116, y 120, mientras que la lectura de parámetros FL puede ser determinada a partir de una combinación de parámetros asociados con dos o tres electrodos de pie 114, 118, y 122.
Además, el acercamiento de producto y relación explicados anteriormente son acercamientos ejemplares que se pueden llevar a la práctica para determinar la presencia de un ocupante o características del ocupante. Por esa razón, se puede emplear pruebas alternativas, incluyendo formas modificadas o alternativas de las pruebas de relación y producto. Como ejemplos, las pruebas de producto y relación pueden ser evaluadas para determinar si concuerdan, se pueden ampliar de manera que incluyan variables adicionales (por ejemplo, lecturas de parámetros distintos de la corriente de carga) y funciones (tales como las diferencias) de las variables, o pueden ampliarse para evaluar los efectos cooperantes de múltiples electrodos o combinaciones de electrodos o incorporar lecturas obtenidas de sensores de humedad, temperatura, u otros tipos.
El sistema de detección de ocupante 200 determina las características de la ocupación. Así, de la manera explicada anteriormente, el sistema de detección 200 puede determinar la presencia de un ocupante, orientación del ocupante y edad del ocupante. Sin embargo, el sistema de detección 200 puede ser ampliado para determinar características de ocupación adicionales. Así, por ejemplo, el sistema de detección 200 puede ser empleado para determinar el tamaño, peso, u otras características del ocupante.
Por lo tanto, se ha previsto que la descripción detallada anterior sea considerada como ilustrativa más bien que limitativa, y que se entienda que las reivindicaciones siguientes, incluyendo todos los equivalentes, tienen la finalidad de definir el alcance de esta invención.

Claims (20)

1. Un sistema de detección de ocupación de vehículo incluyendo:
una primera conexión de electrodo (E1) y una segunda conexión de electrodo (E2), donde al menos una de las conexiones de electrodo es una conexión de electrodo de respaldo de asiento;
un sensor de parámetros de circuito (206) conectado con la primera conexión de electrodo (E1) y la segunda conexión de electrodo (E2); y
un controlador (216) acoplado al sensor de parámetros de circuito (206), el controlador (216) operable para obtener una primera lectura de parámetro para la primera conexión de electrodo (E1) y una segunda lectura de parámetro para la segunda conexión de electrodo (E2), caracterizado porque el controlador (216) es operable para determinar una característica de ocupación en base a un producto (504) de una suma de impacto de carga y una diferencia de impacto de carga, determinada por las lecturas de parámetro primera y segunda para una primera lectura de conexión de electrodo descargada y para una segunda lectura de conexión de electrodo descargada.
2. El sistema de detección de ocupación de vehículo de la reivindicación 1, donde la primera conexión de electrodo (E1) es una conexión de electrodo de cabeza.
3. El sistema de detección de ocupación de vehículo de la reivindicación 1, donde la segunda conexión de electrodo (E2) es una conexión de electrodo de pie.
4. El sistema de detección de ocupación de vehículo de la reivindicación 1, incluyendo además un primer electrodo (112) acoplado a la primera conexión de electrodo (E1) y un segundo electrodo (114) acoplado a la segunda conexión de electrodo (E2), y donde el primer electrodo (112) y el segundo electrodo (114) están separados por al menos la distancia de un elemento del habitáculo del vehículo preseleccionada.
5. El sistema de detección de ocupación de vehículo de la reivindicación 4, donde la distancia de característica de habitáculo de vehículo es una dimensión de hebilla de cinturón seleccionada.
6. El sistema de detección de ocupación de vehículo de la reivindicación 1, donde el controlador (216) es operable además para inhabilitar la activación del airbag en base a la determinación de presencia de un ocupante.
7. El sistema de detección de ocupación de vehículo de la reivindicación 1, donde la primera lectura de parámetro es una primera lectura de corriente de carga (506), donde la segunda lectura de parámetro es una segunda lectura de corriente de carga (508), y donde la suma de impacto de carga incluye una suma de impacto de carga en base a la primera lectura de corriente de carga (506), la segunda lectura de corriente de carga, una lectura de corriente descargada de primera conexión de electrodo (E1), y una lectura de corriente descargada de segunda conexión de electrodo (E2).
8. El sistema de detección de ocupación de vehículo de la reivindicación 1, donde la primera lectura de parámetro es una primera lectura de corriente de carga (506), donde la segunda lectura de parámetro es una segunda lectura de corriente de carga (508), y donde la diferencia de impacto de carga incluye una diferencia de impacto de carga en base a la primera lectura de corriente de carga (508), la segunda lectura de corriente de carga (508), una lectura de corriente descargada de primera conexión de electrodo (E1), y una lectura de corriente descargada de segunda conexión de electrodo (E2).
9. Un método para detectar ocupación de vehículo incluyendo los pasos de:
detectar un primer parámetro asociado con una primera conexión de electrodo (E1); y
detectar un segundo parámetro asociado con una segunda conexión de electrodo (E2), donde al menos una de las conexiones de electrodo primera (E1) y segunda (E2) es una conexión de electrodo de respaldo de asiento;
caracterizado porque el método incluye además el paso de:
determinar un producto (504) de una suma de impacto de carga y una diferencia de impacto de carga, determinado por las lecturas de parámetro primera y segunda para una lectura de primera conexión de electrodo descargada y para una segunda lectura de conexión de electrodo descargada.
10. El método de la reivindicación 9, incluyendo además el paso de comparar el producto (504) con al menos uno de un umbral superior (512, 514) y un umbral inferior (516, 518), incluyendo un umbral de asiento de seguridad infantil ocupado.
11. El método de la reivindicación 10, donde el umbral superior (512, 514) incluye un umbral de asiento infantil mirando hacia atrás y donde el umbral inferior (516, 518) incluye un umbral de asiento infantil mirando hacia adelante.
12. El método de la reivindicación 9, incluyendo además el paso de aplicar una prueba de ocupación incluyendo:
HL < T1 
\hskip0.3cm
y 
\hskip0.3cm
FL > T2,
donde HL es la primera lectura de corriente de carga, FL es la segunda lectura de corriente de carga, y T1 y T2 son umbrales predeterminados.
13. El método de la reivindicación 9, incluyendo además el paso de aplicar una prueba de ocupación de asiento de seguridad infantil que mira hacia atrás incluyendo:
FL-HL < T3 
\hskip0.3cm
y 
\hskip0.3cm
(FL/HL) < T4,
donde HL es la primera lectura de corriente de carga, FL es la segunda lectura de corriente de carga, y T3 y T4 son umbrales predeterminados.
14. El método de la reivindicación 9, incluyendo además el paso de aplicar una prueba de ocupación de asiento de seguridad infantil que mira hacia delante incluyendo:
FL-HL > T5 
\hskip0.3cm
y 
\hskip0.3cm
(HL/FL) > T6,
donde HL es la primera lectura de corriente de carga, FL es la segunda lectura de corriente de carga, y T5 y T6 son umbrales predeterminados.
15. Un medio legible por máquina (224) codificado con instrucciones (222) que hacen que un sistema de la electrónica del vehículo realice un método incluyendo los pasos de:
detectar un primer parámetro asociado con una primera conexión de electrodo (E1); y
detectar un segundo parámetro asociado con una segunda conexión de electrodo (E2), donde al menos una de las conexiones de electrodo primera (E1) y segunda (E2) es una conexión de electrodo de respaldo de asiento;
aplicar una prueba de detección de ocupación,
caracterizado porque el método incluye además el paso de:
determinar un producto (504) de una suma de impacto de carga y una diferencia de impacto de carga determinado por las lecturas de parámetro primera y segunda para una lectura de primera conexión de electrodo descargada y para una segunda lectura de conexión de electrodo descargada.
16. El medio legible por máquina de la reivindicación 15, incluyendo además el paso de comparar el producto (504) con al menos uno de un primer y un segundo umbral preseleccionado que es un umbral de asiento de seguridad infantil ocupado.
17. El medio legible por máquina de la reivindicación 16, donde al menos uno del primer y segundo umbrales preseleccionados es un umbral de asiento de seguridad infantil que mira hacia delante.
18. El medio legible por máquina de la reivindicación 16, donde al menos uno de los umbrales preseleccionados primero y segundo es un umbral de asiento de seguridad infantil que mira hacia atrás.
19. El medio legible por máquina de la reivindicación 15, donde detectar una primera carga incluye detectar una primera carga a través de un electrodo de parte superior del cuerpo (112) acoplado a la primera conexión de electrodo (E1).
20. El medio legible por máquina de la reivindicación 15, donde detectar una segunda carga incluye el paso de detectar una segunda carga a través de un electrodo de parte inferior del cuerpo (114) acoplado a la segunda conexión de electrodo (E2).
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