[发明专利]用于感测方向盘上的乘员或座椅中的乘员的手的存在的方向盘或座椅的电容感测和加热系统

说明书

一种检测车辆乘员的电容测量系统(20)。传感器/加热器组件(40、42、54、64)被布置在以下各项中的至少一项中：车辆的座椅(51)或方向盘(22)，并且传感器/加热器组件包括传感器和加热器，加热器与传感器相邻布置。测量电路(24、58)被配置为将激励信号输出给测量电路和传感器/加热器组件，响应于激励信号来测量测量电路和传感器/加热器组件的谐振频率；基于谐振频率确定至少一个电容值；并且基于至少一个电容值确定身体部位是否靠近传感器。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月24日提交的编号为62/621,323的美国临时申请的权益。上文引用的申请的全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

本部分提供的信息用于大体介绍本公开的背景。在本部分所描述的范围中，目前署名的发明人的作品以及在申请日时不构成现有技术的说明书的各个方面既非明示地也非隐示地被看作针对本公开的现有技术。

车辆(诸如部分或完全自主车辆)可以包括自主车辆控制系统，该自主车辆控制系统在存在某些条件时自动地控制车辆的驾驶。自主车辆控制系统通常包括导航系统、外部传感器的阵列(诸如雷达或激光雷达传感器)和致动器，该致动器控制车辆的转向、制动和加速。

对于部分自动驾驶的车辆，某些驾驶情况可能需要驾驶员干预和/或接管车辆的驾驶。例如，在高速公路上的驾驶可以由自主车辆控制系统来处理。如果在道路上发生事故或修路时、或者当车辆开始离开高速公路时，可能需要驾驶员干预。结果，在断开车辆控制系统的接合之前，车辆可能需要检测乘员的一只手或两只手是否在车辆的方向盘上。

位于车辆座椅中的传感器还可以用于检测车辆乘员的存在与否和/或估计乘员的体重。基于乘员的存在和/或体重，可以选择性地启用或禁用安全约束，诸如安全气囊和安全带预紧器。

发明内容

一种检测车辆乘员的电容测量系统。传感器/加热器组件布置在以下各项中的至少一项中：车辆的座椅或方向盘，并且传感器/加热器组件包括传感器和加热器，加热器与传感器相邻布置。测量电路被配置为将激励信号输出给测量电路和传感器/加热器组件，响应于激励信号来测量测量电路和传感器/加热器组件的谐振频率；基于谐振频率确定至少一个电容值；以及基于至少一个电容值确定身体部位是否靠近传感器。

在其他特征中，传感器/加热器组件包括基板。传感器布置在基板的表面上。加热器布置在基板的相对的表面上。

在其他特征中，基板包括从由泡沫、毡、机织织物和针织织物的组成的组选择的材料。传感器包括第一导线，第一导线按照第一预定图案被布置在基板的表面上。加热器包括第二导线，第二导线按照第二预定图案被布置在基板的相对的表面上。按照第二预定图案的第二导线具有间隔，该间隔的最大距离小于或等于4mm、3mm或2mm。

在其他特征中，非导电丝线将传感器和加热器中的至少一个附接到基板。测量电路包括LC储能电路。激励电路与LC储能电路通信，并且被配置为生成激励信号，该激励信号被输出给LC储能电路。频率测量电路与LC储能电路通信，并且被配置为响应于激励信号来测量谐振频率。控制器被配置为：触发激励信号；接收共振频率；基于谐振频率确定电容值；以及基于电容值确定身体部位是否靠近传感器。

在其他特征中，驱动器电路被布置在LC储能电路与加热器之间，并且驱动器电路被配置为响应于激励信号来驱动加热器。在其他特征中，屏蔽层与加热器相邻布置。屏蔽层由电容器连接到加热器和驱动器电路。传感器和加热器围绕方向盘布置。传感器和加热器布置在车辆座椅组件中。

在其他特征中，测量电路包括驱动器电路，驱动器电路包括高侧开关和低侧开关，高侧开关被配置为选择性地将加热器的一端连接至参考电压，低侧开关被配置为选择性地将加热器的另一端连接至参考电位。驱动器开关被配置为选择性地将驱动器电路连接到加热器。