(57)【要約】  容量センサが提供される。この容量センサは、検知信号を出力するためのセンサ／ヒートパッド、センサ／ヒートパッドの第１のノードに結合された第１のダイオード、センサ／ヒートパッドの第２のノードに結合された第２のダイオード、第１のダイオードに結合された第１のトランジスタ、および第２のダイオードに結合された第２のトランジスタを含む。検知モードの間、第１および第２のトランジスタは開かれ、逆バイアス信号が第１のダイオードおよび第２のダイオードに印加されて、その結果、センサ／ヒートパッドが第１および第２のトランジスタから分離される。
2009527933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知信号を出力するためのセンサ／ヒートパッドと、
前記センサ／ヒートパッドの第１のノードに結合された第１のダイオードと、
前記センサ／ヒートパッドの第２のノードに結合された第２のダイオードと、
前記第１のダイオードに結合された第１のトランジスタと、
前記第２のダイオードに結合された第２のトランジスタとを備えるセンサであって、検知モードの間、前記第１および第２のトランジスタが開かれ、逆バイアス信号が前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードに印加されて、その結果、前記センサ／ヒートパッドが前記第１および第２のトランジスタから分離される、センサ。
【請求項２】
前記第１のトランジスタに結合された電源をさらに備え、前記第２のトランジスタがグランドに結合される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
加熱モードの間、前記第１および第２のトランジスタが閉じられ、電流が前記電源からグランドへ流れる、請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
前記検知信号が正弦波である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項５】
前記検知モードの間、前記検知信号より小さい直流オフセットを伴うバッファ検知信号が、前記第１のダイオードに印加される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記検知モードの間、前記検知信号より大きい直流オフセットを伴うバッファ検知信号が、前記第２のダイオードに印加される、請求項１に記載のセンサ。
【請求項７】
前記第１および第２のダイオードの特性による前記検知信号に対する温度の影響を測定し、前記検知信号を調整するために使用できる基準検知測定値を出力するための基準回路をさらに備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項８】
前記基準回路が、
前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードに近接して配置される逆バイアスダイオードのセットと、
前記逆バイアスダイオードのセットに結合された基準コンデンサと、
をさらに備える、請求項７に記載のセンサ。
【請求項９】
前記第１のトランジスタおよび第２のトランジスタが、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）である、請求項１に記載のセンサ。 
【請求項１０】
座席の乗員を検知するための方法であって、
検知信号を出力するためのセンサ／ヒートパッドを設けること、
前記センサ／ヒートパッドの第１のノードに第１のダイオードを結合すること、
前記センサ／ヒートパッドの第２のノードに第２のダイオードを結合すること、
前記第１のダイオードに第１のトランジスタを結合すること、
前記第２のダイオードに第２のトランジスタを結合すること、および
検知モードの間、前記第１および第２のトランジスタを開き、逆バイアス信号を前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードに印加して、その結果、前記センサ／ヒートパッドが前記第１および第２のトランジスタから分離されること
を含む方法。
【請求項１１】
前記第１のトランジスタに電源を結合すること、および
グランドに前記第２のトランジスタを結合すること
をさらに含む、請求項１０に記載の座席の乗員を検知するための方法。
【請求項１２】
加熱モードの間、前記第１および第２のトランジスタを閉じること、および
前記電源からグランドへ電流が流れるように、前記電源を使用可能にすること
を含む、請求項１１に記載の座席の乗員を検知するための方法。
【請求項１３】
前記第１および第２のダイオードの特性のために前記検知信号に対する温度の影響を測定するための基準回路を設けること、
前記検知信号を調整するために使用できる基準検知測定値を出力すること、
をさらに含む、請求項１０に記載の座席の乗員を検知するための方法。
【請求項１４】
座席の乗員を検知するための乗員センサであって、
検知信号を出力するためのセンサ／ヒートパッドと、
前記センサ／ヒートパッドの第１のノードに結合された第１のダイオードと、
前記センサ／ヒートパッドの第２のノードに結合された第２のダイオードと、
前記第１のダイオードに結合された第１のトランジスタと、
前記第２のダイオードに結合された第２のトランジスタとを備えるセンサであって、検知モードの間、前記第１および第２のトランジスタが開かれ、逆バイアス信号が前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードに印加されて、その結果、前記センサ／ヒートパッドが前記第１および第２のトランジスタから分離される、
センサ。
【請求項１５】
高周波数で検知し、低周波数で電流を導通するために使用される導体と、
前記導体の第１のノードに結合された第１のダイオードと、
前記導体の第２のノードに結合された第２のダイオードと、
前記第１のダイオードに結合された第１のトランジスタと、
前記第２のダイオードに結合された第２のトランジスタとを備えるセンサであって、検知モードの間、前記第１および第２のトランジスタが開かれ、駆動シールド信号が前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードに印加されて、その結果、前記導体が前記第１および第２のトランジスタから分離される、
センサ。
【請求項１６】
前記第１のトランジスタに結合された電源をさらに備え、前記第２のトランジスタがグランドに結合される、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１７】
加熱モードの間、前記第１および第２のトランジスタが閉じられ、電流が前記電源からグランドへ流れる、請求項１６に記載のセンサ。
【請求項１８】
前記検知信号が正弦波である、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項１９】
前記導体がワイヤである、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項２０】
前記検知モードの間、前記検知信号よりも小さい直流オフセットを伴うバッファ検知信号が、前記第１のダイオードに印加される、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項２１】
前記検知モードの間、前記検知信号よりも大きい直流オフセットを伴うバッファ検知信号が、前記第２のダイオードに印加される、請求項１５に記載のセンサ。
【請求項２２】
センサ／ヒートパッドと、
前記センサ／ヒートパッドの第１のノードに結合された第１のダイオードと、
前記センサ／ヒートパッドの第２のノードに結合された第２のダイオードと、
前記第１のダイオードに結合された第１のトランジスタと、
前記第２のダイオードに結合された第２のトランジスタとを備えるセンサであって、検知モードの間、前記第１および第２のトランジスタが開かれ、駆動シールド信号が前記第１のダイオードおよび前記第２のダイオードに印加されて、その結果、前記センサ／ヒートパッドが前記第１および第２のトランジスタから分離される、
センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００６年１月２６日に出願された米国特許仮出願第６０／７６２１２５号の利益を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、乗員分類システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
車両座席用の容量検知システムは、時変電圧を単一の検知電極に送出し、検知電極からグランドまでの負荷電流を測定する。時変電圧は、多くの形状をとることができるが、好ましい形状は約５０ｋＨｚと約１５０ｋＨｚの間の周波数での正弦波信号である。負荷電流は、成人乗員が着席しているときには著しく増加し、車両座席上にチャイルドシートがあるときにはわずかにしか増加しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、容量検知システムは、車両座席の乗員の検知、および車両座席の加熱の両方について１つの素子を使用する。通常は、加熱と検知の間で切り替えるために、ハイ側およびロー側のＦＥＴがオン（加熱）およびオフ（検知）に切り替えられ、電源およびグランドをそれぞれ接触させ分離する。しかし、ＦＥＴの１つの欠点は、検知測定に影響する可能性がある寄生容量を有することがあることである。
【０００５】
したがって、容量検知システムの内部インピーダンスから、よりよい性能を実現するためのシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、センサは、検知信号を出力するためのセンサ／ヒートパッドと、センサ／ヒートパッドの第１のノードに結合された第１のダイオードと、センサ／ヒートパッドの第２のノードに結合された第２のダイオードと、第１のダイオードに結合された第１のトランジスタと、第２のダイオードに結合された第２のトランジスタとを含む。検知モードの間、第１および第２のトランジスタが開かれ、逆バイアス信号が第１のダイオードおよび第２のダイオードに印加されて、その結果、センサ／ヒートパッドが第１および第２のトランジスタから分離される。
【０００７】
本発明の別の実施形態によれば、センサは、検知信号に対する温度の影響を測定し、検知信号を調整するために使用できる基準検知測定値を出力するための基準回路を含む。
【０００８】
前述の概要および以下の詳細な説明は共に、例示的および説明的なものにすぎず、特許請求されている本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【０００９】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下で簡潔に説明される以下の説明、添付の特許請求の範囲、および図面に示された添付の例示的な実施形態から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、図面を参照して述べる。図面を通して同じ番号を使用し、本明細書で述べられる本発明の実施形態のそれぞれの中の同じまたは同様の部分を表す。
【００１１】
図１は、本発明の一態様による容量検知システム１を示す。乗員を検出するために使用される容量検知信号は、センス／加熱パッド７０によって生成される。容量検知システム１は、検知している間、ダイオード２０、２５と、ダイオード２０、２５が確実に電流を導通しないように印加される逆バイアス信号とを使用することによって、ＦＥＴ１０、１５から容量検知信号３０を分離する。容量検知信号３０は、図１では正弦波であるが、別の時変タイプの信号であってよい。検知モードの間、原信号より小さい直流オフセットを伴うバッファ検知信号４０が、ハイ側ダイオード２０のアノードに印加され、それにより検知回路からハイ側ＦＥＴ１０を分離するダイオード２０が効果的に逆バイアスされる。同様に、原信号より大きい直流オフセットを伴うバッファ検知信号４５が、ロー側ダイオード２５のカソードに印加され、それによりロー側ＦＥＴ１５を分離するダイオード２５が効果的に逆バイアスされる。これらのバッファ信号４０、４５は駆動シールド信号と称される。ダイオード２０、２５にかかる直流オフセットは、ゼロまたはわずかに正であってよく、本明細書で述べた同じコンセプトを使用する。
【００１２】
加熱するとき、ＦＥＴ１０、１５が閉じられ、直流電流がバッテリ５０からグランド６０へ流れる。検知は加熱の間は試みられない。検知するとき、ＦＥＴ１０、１５が開かれ、逆バイアス用の駆動シールド信号４０、４５が、ＦＥＴ１０、１５とダイオード２０、２５の間のノードに印加される。ダイオード２０、２５は、大きなインピーダンスとして作用し、検知ノードから流れる電流はほとんどない。ダイオード２０、２５は、それらの両端間でキャパシタンスを有し、このキャパシタンスは高周波検知信号を導通できる。しかし、駆動シールド信号４０、４５は、ダイオードの両側の信号の高周波成分が、ほぼ同一なので、ダイオードを通る高周波電流をほぼゼロのレベルまで低減する。 
【００１３】
本発明の一態様によれば、ダイオード２０、２５のＩ−Ｖ特性曲線２００が図２に示される。ダイオード２０、２５は温度によって変化しない逆バイアスリーク電流を有することが理想的である。しかし現実的には、ダイオード２０、２５の特性は、温度によって変化するので、ダイオード２０、２５のＩ−Ｖ特性曲線のひざ２１０を越える逆バイアスレベルで、（検知時に）ダイオード２０、２５を動作させることが重要である。この動作領域２２０は図２に示される。
【００１４】
ダイオードの逆リーク電流に対する温度の影響のために、容量検知システム１にはある種のドリフトがある。システムのこの部分に対する温度の影響を補償する１つの方法は、図３に示すように逆バイアスダイオード３１０、３２０の「ダミー」セットを使用することである。本発明の一態様によれば、ダミーのダイオード３１０、３２０は、分離ダイオード２０、２５と同じ温度となるように、分離ダイオード２０、２５に近接して配置することが好ましい。
【００１５】
温度が、図３に示した基準コンデンサ３３０の測定に影響する場合、温度は標準検知測定値３０にも影響する。基準検知測定値３４０は、標準検知測定値３０を補償するために使用できる。例えば、高温により、図３のダイオード３１０、３２０での逆バイアスリーク電流が増加したために基準検知ノードからより多くの電流が流出する場合、基準検知測定値を使用し、標準検知ノード３０の計算測定値を下方修正すべきである。
【００１６】
上述のシステムはいくつかの利点を有する。本発明の実施形態では、４インピーダンス分離コンセプトで内部インピーダンスについて、電界効果トランジスタ（「ＦＥＴ」）の代わりにダイオードの使用が可能になる。ダイオードは、ＦＥＴより安価である可能性があり、この用途についてよりよい特性（より低いキャパシタンス）を有することができ、任意の制御または駆動信号回路を必要としない。
【００１７】
本発明の開示が与えられると、当業者は、本発明の範囲および精神内で他の実施形態および修正形態があり得ることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲および精神内にある、本開示から当業者によって達成可能なすべての修正形態は、本発明のさらなる実施形態として含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】検知しているとき、ＦＥＴが開かれ、ダイオードが逆バイアスであり、ダイオードとＦＥＴの間に駆動シールド信号が印加される、駆動シールド信号のコンセプトおよび大電流路中の分離ダイオードを示す概略図である。
【図２】ダイオードにかかるバイアスが、動作が曲線のひざを超えて起こるようにセットされるべきである、逆バイアスダイオードについてのＩ−Ｖグラフである。
【図３】（ａ）加熱回路中のダイオードと同様の特性を伴うダイオード、（ｂ）標準検知回路と同じ駆動シールド信号、および（ｃ）基準コンデンサ、が使用されて、ダイオードの特性のために測定の補正が必要な場合を判断する回路図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  容量検出システム
１０  ＦＥＴ
１５  ＦＥＴ
２０  ダイオード
２５  ダイオード
３０  容量検知信号
４０  バッファ検知信号
４５  バッファ検知信号
５０  バッテリ
６０  グランド
７０  センサ／ヒートパッド
２００  Ｉ−Ｖ特性曲線
２１０  ひざ
２２０  動作領域
３１０  ダミーの逆バイアスダイオード
３２０  ダミーの逆バイアスダイオード
３３０  基準コンデンサ
３４０  基準検知測定値
【図１】
2009527933.tif 000003
【図２】
2009527933.tif 000004
【図３】
2009527933.tif 000005
【国際調査報告】
2009527933.tif 000006
2009527933.tif 000007
2009527933.tif 000008