(57)【要約】  乗員分類システム（ＯＣＳ）と共に使用する車両シートセンサシステムについて説明する。
2019514773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性アセンブリに配置された複数のセンサのセンサアレイであって、前記可撓性アセンブリは、シートと一体化できるよう構成され、各センサは、ピエゾ抵抗素子と、密に配置された２つの導電性センサ配線を含むセンサ配線パターンとを含み、各センサはまた、駆動信号を受信してセンサ信号を送信するよう構成された一対の導電性ルーティング配線に接続され、各センサ信号は、対応する前記センサに印加された力を表し、前記センサアレイの前記複数のセンサの前記センサ配線パターンおよび前記一対の導電性ルーティング配線は、可撓性基板に形成され、前記センサアレイの前記複数のセンサの前記ピエゾ抵抗素子は、前記可撓性基板に固定されて対応する前記センサ配線パターンと接触する、複数のセンサのセンサアレイと、
前記一対の導電性ルーティング配線に接続され、前記駆動信号を用いて前記センサアレイの前記複数のセンサに選択的に電圧を印加するよう構成され、前記センサ信号を受信するよう構成されたセンサ回路と
を備える、センサシステム。
【請求項２】
前記センサシステムは更に、前記可撓性基板に形成された複数の温度感知素子を備え、前記複数の温度感知素子の各々は、前記複数の温度感知素子の各々の近傍における前記可撓性アセンブリの温度を表す温度信号を生成するよう構成され、前記センサ回路は更に、前記温度信号を受信するよう構成され、前記温度信号に対応する補正値を用いて、前記センサ信号から導出された力値を修正するよう構成される、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記センサシステムは更に、１つまたは複数の気圧感知素子を備え、前記１つまたは複数の気圧感知素子の各々は、前記１つまたは複数の気圧感知素子の各々の近傍における気圧を表す圧力信号を生成するよう構成され、前記センサ回路は更に、各圧力信号を受信するよう構成され、各圧力信号に対応する補正値を用いて、前記センサ信号から導出された力値を修正するよう構成される、請求項１または２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記可撓性アセンブリは、２つの部分を含み、前記可撓性アセンブリの第１の部分が、前記シートのシートクッションの上部に位置合わせできるよう構成され、前記可撓性アセンブリの第２の部分が、前記シートの前記シートクッションの前部分に位置合わせできるよう構成される、請求項１から３の何れか一項に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記センサシステムは、前記シートのシートクッション、前記シートの背もたれクッション、および前記シートのヘッドレストのうちの少なくとも１つと一体化できるよう構成される、請求項１から４の何れか一項に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記センサシステムは更に、更なる可撓性アセンブリに配置されたセンサの更なるセンサアレイを備え、前記更なる可撓性アセンブリは、前記シートに隣接するフロアと一体化できるよう構成される、請求項１から５の何れか一項に記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記ピエゾ抵抗素子は、各センサの周りに前記可撓性基板に対して気密封止を形成する材料を用いて前記可撓性基板に固定される、請求項１から６の何れか一項に記載のセンサシステム。
【請求項８】
前記可撓性アセンブリは、前記センサアレイの前記複数のセンサの各サブセットが前記センサアレイの前記複数のセンサの他のサブセットに対してある程度の独立した動きを持つよう、前記センサアレイの前記複数のセンサのサブセット間に複数の切り抜き開口部を含む、請求項１から７の何れか一項に記載のセンサシステム。
【請求項９】
前記センサアレイの前記複数のセンサの前記センサ配線パターンおよび前記一対の導電性ルーティング配線は、前記可撓性基板に印刷された１つまたは複数の導電性インクスクリーンを含む、請求項１から８の何れか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１０】
前記センサ回路は更に、前記センサ信号を処理して、前記シートの１つまたは複数の領域における力の大きさの分布を表す力データを生成するよう構成される、請求項１から９の何れか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１１】
前記力データは更に、前記力の大きさの前記分布を経時的に表す、請求項１０に記載のセンサシステム。
【請求項１２】
前記センサ回路は更に、前記シートが含まれている車両の乗員分類システムに対して前記力データを送信するよう構成される、請求項１０または１１に記載のセンサシステム。
【請求項１３】
前記センサ回路は更に、前記センサ信号を処理して、前記シートの中の物体のタイプまたは乗員のタイプを特定するよう構成される、請求項１から１１の何れか一項に記載のセンサシステム。
【請求項１４】
シャシと、
１つまたは複数のクッションと、
前記１つまたは複数のクッションを前記シャシに固定するシートカバーと、
センサシステムと
を備える車両シートであって、前記センサシステムは、
可撓性アセンブリに配置された複数のセンサのセンサアレイであって、前記可撓性アセンブリは、前記シートカバー内の前記１つまたは複数のクッションに隣接し、各センサは、ピエゾ抵抗素子と、密に配置された２つの導電性センサ配線を含むセンサ配線パターンとを有し、各センサはまた、駆動信号を受信してセンサ信号を送信するよう構成された一対の導電性ルーティング配線に接続され、各センサ信号は、対応する前記センサに印加された力を表し、前記センサアレイの前記複数のセンサの前記センサ配線パターンおよび前記一対の導電性ルーティング配線は、可撓性基板に形成され、前記センサアレイの前記複数のセンサの前記ピエゾ抵抗素子は、前記可撓性基板に固定されて対応する前記センサ配線パターンと接触する、複数のセンサのセンサアレイと、
前記一対の導電性ルーティング配線に接続され、前記駆動信号を用いて前記センサアレイの前記複数のセンサに選択的に電圧を印加するよう構成され、前記センサ信号を受信するよう構成されたセンサ回路であって、前記センサ回路は更に、前記センサ信号を用いて力データを生成するよう構成され、前記力データは、前記車両シートの１つまたは複数の領域における力の大きさの分布を表す、センサ回路と、
前記車両シートが装着された車両の自力推進システムに対して、前記力データに基づく通信を送信するよう構成されたインタフェースと
を有する、車両シート。
【請求項１５】
前記センサシステムは更に、前記可撓性基板に形成された複数の温度感知素子を有し、前記複数の温度感知素子の各々は、前記複数の温度感知素子の各々の近傍における前記可撓性アセンブリの温度を表す温度信号を生成するよう構成され、前記センサ回路は更に、前記温度信号を受信するよう構成され、前記温度信号に対応する補正値を用いて、前記センサ信号から導出された力値を修正するよう構成される、請求項１４に記載の車両シート。
【請求項１６】
前記車両シートは更に、１つまたは複数の気圧感知素子を備え、前記１つまたは複数の気圧感知素子の各々は、前記１つまたは複数の気圧感知素子の各々の近傍における気圧を表す圧力信号を生成するよう構成され、前記センサ回路は更に、各圧力信号を受信するよう構成され、各圧力信号に対応する補正値を用いて、前記センサ信号から導出された力値を修正するよう構成される、請求項１４または１５に記載の車両シート。
【請求項１７】
前記可撓性アセンブリは、２つの部分を含み、前記可撓性アセンブリの第１の部分が、前記車両シートのシートクッションの上部に位置合わせされ、前記可撓性アセンブリの第２の部分が、前記車両シートの前記シートクッションの前部分に位置合わせされる、請求項１４から１６の何れか一項に記載の車両シート。
【請求項１８】
前記センサシステムは、前記車両シートのシートクッション、前記車両シートの背もたれクッション、および前記車両シートのヘッドレストのうちの少なくとも１つと位置合わせされる、請求項１４から１７の何れか一項に記載の車両シート。
【請求項１９】
前記ピエゾ抵抗素子は、各センサの周りに前記可撓性基板に対して気密封止を形成する材料を用いて前記可撓性基板に固定される、請求項１４から１８の何れか一項に記載の車両シート。
【請求項２０】
前記可撓性アセンブリは、前記センサアレイの前記複数のセンサの各サブセットが前記センサアレイの前記複数のセンサの他のサブセットに対してある程度の独立した動きを持つよう、前記センサアレイの前記複数のセンサのサブセット間に複数の切り抜き開口部を含む、請求項１４から１９の何れか一項に記載の車両シート。
【請求項２１】
前記センサアレイの前記複数のセンサの前記センサ配線パターンおよび前記一対の導電性ルーティング配線は、前記可撓性基板に印刷された１つまたは複数の導電性インクスクリーンを含む、請求項１４から２０の何れか一項に記載の車両シート。
【請求項２２】
前記自力推進システムは、乗員分類システムであり、前記センサ回路は、前記インタフェースを介して前記乗員分類システムに前記力データを送信するよう構成される、請求項１４から２１の何れか一項に記載の車両シート。
【請求項２３】
前記センサ回路は更に、前記力データを処理して、前記車両シートの中の物体のタイプまたは乗員のタイプを特定するよう構成される、請求項１４から２１の何れか一項に記載の車両シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年４月４日に出願されたＶｅｈｉｃｌｅ  Ｓｅａｔ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  Ｗｉｔｈ  Ｏｃｃｕｐａｎｔ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓの米国特許出願第１５／４７９，１０３号（代理人整理番号ＢＢＯＰＰ０１０）、および、２０１６年４月２２日に出願されたＶｅｈｉｃｌｅ  Ｓｅａｔ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  Ｗｉｔｈ  Ｏｃｃｕｐａｎｔ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓの米国仮特許出願第６２／３２６，５６５号（代理人整理番号ＢＢＯＰＰ０１０Ｐ）に対する優先権を主張するものであり、これら両方の開示内容全体があらゆる目的のために参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
乗員検出システム（ＯＤＳ）は、車両のエアバッグを有効にするか無効にするかを決定する。近年、乗員分類システム（ＯＣＳ）の概念が発達しつつある。ＯＣＳは動的エアバッグ抑制システム（ＤＡＳＳ）と一体化される。ＯＣＳの目的は、多段式エアバッグの展開力の制御を目的として、車両シートにいるもの、または、車両シートにあるものを判定できるよう十分な情報を集めることである。これまでのところ、ほとんどの車両が備えるＯＤＳは、例えば、シート内の液体入り空気袋により作動する簡易圧力スイッチと共に実装されたもののみである。この原始的な機構は、同乗者のエアバッグを有効にすることを目的として、シートにある物体の重さが６５ポンドより多いかどうかを示す。しかしながら、この手法では、物体が人間であるかどうかはもちろんのこと、その人間のサイズまたは着座位置に関する情報も一切提供されない。
【発明の概要】
【０００３】
第１の種類の実装によれば、センサシステムが、可撓性アセンブリに配置された複数のセンサのセンサアレイを含む。当該可撓性アセンブリは、シートと一体化できるよう構成される。各センサは、ピエゾ抵抗素子と、密に配置された２つの導電性センサ配線を含むセンサ配線パターンとを有する。各センサはまた、駆動信号を受信してセンサ信号を送信するよう構成された一対の導電性ルーティング配線に接続される。各センサ信号は、対応するセンサに印加された力を表す。センサアレイのセンサのセンサ配線パターンおよび導電性ルーティング配線は、可撓性基板に形成される。センサアレイのセンサのピエゾ抵抗素子は、可撓性基板に固定されて対応するセンサ配線パターンと接触する。センサ回路が、導電性ルーティング配線に接続され、駆動信号を用いてセンサアレイのセンサに選択的に電圧を印加するよう構成され、センサ信号を受信するよう構成される。
【０００４】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサシステムは、可撓性基板に形成された複数の温度感知素子を含む。温度感知素子の各々は、温度感知素子の近傍における可撓性アセンブリの温度を表す温度信号を生成するよう構成される。センサ回路は、当該温度信号を受信するよう構成され、当該温度信号に対応する補正値を用いて、センサ信号から導出された力値を修正するよう構成される。
【０００５】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサシステムは１つまたは複数の気圧感知素子を含む。気圧感知素子の各々は、気圧感知素子の近傍における気圧を表す圧力信号を生成するよう構成される。センサ回路は、各圧力信号を受信するよう構成され、各圧力信号に対応する補正値を用いて、センサ信号から導出された力値を修正するよう構成される。
【０００６】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、可撓性アセンブリは２つの部分を含む。当該アセンブリの第１の部分が、シートのシートクッションの上部に位置合わせできるよう構成され、当該アセンブリの第２の部分が、シートのシートクッションの前部分に位置合わせできるよう構成される。
【０００７】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサシステムは、シートのシートクッション、シートの背もたれクッション、および／またはシートのヘッドレストのうちの１つまたは複数と一体化できるよう構成される。
【０００８】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサシステムは、更なる可撓性アセンブリに配置された複数のセンサの更なるセンサアレイを備え、当該更なる可撓性アセンブリは、シートに隣接するフロアと一体化できるよう構成される。
【０００９】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、ピエゾ抵抗素子は、各センサの周りに可撓性基板に対して気密封止を形成する材料を用いて可撓性基板に固定される。
【００１０】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、可撓性アセンブリは、センサアレイのセンサの各サブセットがセンサアレイのセンサの他のサブセットに対してある程度の独立した動きを持つよう、センサアレイのセンサのサブセット間に複数の切り抜き開口部を含む。
【００１１】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサアレイのセンサのセンサ配線パターンおよび導電性ルーティング配線は、可撓性基板に印刷された１つまたは複数の導電性インクスクリーンを含む。
【００１２】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサ回路は、センサ信号を処理して、シートの１つまたは複数の領域における力の大きさの分布を表す力データを生成するよう構成される。より具体的な実装によれば、力データは力の大きさの分布を経時的に表す。別の具体的な実装によれば、センサ回路は、シートが含まれている車両の乗員分類システムに対して力データを送信するよう構成される。
【００１３】
第１の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサ回路は、センサ信号を処理して、シートの中の物体のタイプまたは乗員のタイプを特定するよう構成される。
【００１４】
第２の種類の実装によれば、車両シートが、シャシと、１つまたは複数のクッションと、当該クッションを当該シャシに固定するシートカバーと、センサシステムとを含む。センサシステムは、可撓性アセンブリに配置された複数のセンサのセンサアレイを含む。当該可撓性アセンブリは、シートカバー内の１つまたは複数のクッションに隣接している。各センサは、ピエゾ抵抗素子と、密に配置された２つの導電性センサ配線を含むセンサ配線パターンとを有する。各センサはまた、駆動信号を受信してセンサ信号を送信するよう構成された一対の導電性ルーティング配線に接続される。各センサ信号は、対応するセンサに印加された力を表す。センサアレイのセンサのセンサ配線パターンおよび導電性ルーティング配線は、可撓性基板に形成される。センサアレイのセンサのピエゾ抵抗素子は、可撓性基板に固定されて対応するセンサ配線パターンと接触する。センサ回路が、導電性ルーティング配線に接続され、駆動信号を用いてセンサアレイのセンサに選択的に電圧を印加するよう構成され、センサ信号を受信するよう構成される。センサ回路は、センサ信号を用いて力データを生成するよう構成される。当該力データは、車両シートの１つまたは複数の領域における力の大きさの分布を表す。インタフェースが、車両シートが装着された車両の自力推進システムに対して、力データに基づく通信を送信するよう構成される。
【００１５】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサシステムは、可撓性基板に形成された複数の温度感知素子を含む。温度感知素子の各々は、温度感知素子の近傍における可撓性アセンブリの温度を表す温度信号を生成するよう構成される。センサ回路は、当該温度信号を受信するよう構成され、当該温度信号に対応する補正値を用いて、センサ信号から導出された力値を修正するよう構成される。
【００１６】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサシステムは１つまたは複数の気圧感知素子を含む。気圧感知素子の各々は、気圧感知素子の近傍における気圧を表す圧力信号を生成するよう構成される。センサ回路は、各圧力信号を受信するよう構成され、各圧力信号に対応する補正値を用いて、センサ信号から導出された力値を修正するよう構成される。
【００１７】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、可撓性アセンブリは２つの部分を含む。当該アセンブリの第１の部分が、シートのシートクッションの上部に位置合わせされる。当該アセンブリの第２の部分が、シートのシートクッションの前部分に位置合わせされる。
【００１８】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサシステムは、シートのシートクッション、シートの背もたれクッション、および／またはシートのヘッドレストのうちの１つまたは複数と位置合わせされる。
【００１９】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、ピエゾ抵抗素子は、各センサの周りに可撓性基板に対して気密封止を形成する材料を用いて可撓性基板に固定される。
【００２０】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、可撓性アセンブリは、センサアレイのセンサの各サブセットがセンサアレイのセンサの他のサブセットに対してある程度の独立した動きを持つよう、センサアレイのセンサのサブセット間に複数の切り抜き開口部を含む。
【００２１】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサアレイのセンサのセンサ配線パターンおよび導電性ルーティング配線は、可撓性基板に印刷された１つまたは複数の導電性インクスクリーンを含む。
【００２２】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、自力推進システムは、乗員分類システムであり、センサ回路は、インタフェースを介して当該乗員分類システムに力データを送信するよう構成される。
【００２３】
第２の種類の実装のうちのある特定の実装によれば、センサ回路は、力データを処理して、シートの中の物体のタイプまたは乗員のタイプを特定するよう構成される。
【００２４】
本明細書の残りの部分および図面を参照することにより、様々な実装の性質および利点について更なる理解を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】シートセンサシステムのある特定の実装の分解図である。
【００２６】
【図２】シートセンサシステムがどのようにして車両シートと一体化され得るかの例を示している。
【００２７】
【図３】特定の実装と共に使用するセンサ回路の簡易ブロック図である。
【００２８】
【図４】温度に伴うセンサ応答のばらつきを示している。
【００２９】
【図５】シートセンサシステムのある特定の実装に係る温度センサの使用を示している。
【００３０】
【図６】シートセンサシステムのある特定の実装に係る切欠の使用を示している。
【００３１】
【図７】シートセンサシステムの特定の実装のための様々な材料層を示している。
【００３２】
【図８Ａ】シートセンサの力データで表される力を視覚的に示したものを提供している。
【図８Ｂ】シートセンサの力データで表される力を視覚的に示したものを提供している。
【図８Ｃ】シートセンサの力データで表される力を視覚的に示したものを提供している。
【図８Ｄ】シートセンサの力データで表される力を視覚的に示したものを提供している。
【図８Ｅ】シートセンサの力データで表される力を視覚的に示したものを提供している。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本開示は、乗員分類システム（ＯＣＳ）と共に使用でき、かつ、何が車両シートにあるのかについて以前のセンサよりも遥かに多くの詳細を提供できるシートセンサシステムを説明および実現する。本明細書では、想定される最良の形態を含む様々な具体的な実装について説明する。添付図面にはこれらの実装の例を示している。しかしながら、本開示の範囲が、説明されている実装に限定されることはない。むしろ、本開示はこれらの実装の代替手段、修正形態および均等物を網羅することを目的としている。以下の説明では、説明されている実装について十分な理解が得られるよう、具体的な詳細を記載する。幾つかの実装では、これらの具体的な詳細のうちの幾つかまたは全てがなくても実施され得る。加えて、一層明確になるよう、周知の特徴については詳しく説明していないこともある。
【００３４】
ピエゾ抵抗材料には、当該材料に印加された機械的な力（例えば、圧力、衝撃、歪曲など）に応答して電気抵抗の変化を示すある種の材料のうちの何れかが含まれる。本明細書で説明するセンサのうちの１つの種類が、ピエゾ抵抗材料を用いた可撓性誘電体基板に直接形成されているか、または当該誘電体基板と一体化された導電性配線を含む。当該ピエゾ抵抗材料は、当該誘電体基板に隣接し、かつ／または、当該誘電体基板と密接に一体化され、かつ、当該配線の一部と接触している。本明細書で説明するセンサのうちの別の種類が、ピエゾ抵抗材料、例えばピエゾ抵抗生地または他の可撓性材料の可撓性基板に直接形成されているか、または当該可撓性基板と一体化された導電性配線を含む。係るセンサに力が印加されると、ピエゾ抵抗材料により接続された配線間の抵抗は、印加された力を表す時変的な様式で変化する。
【００３５】
抵抗の変化に基づいて、印加された力の大きさを表す信号が生成される。この信号は、（例えば、電圧または電流として）導電性配線を介して取得され、（例えば、アナログ／デジタル変換器を介して）デジタル化され、（例えば、関連付けられたプロセッサ、制御装置または適切な回路により）処理され、（例えば、関連付けられたプロセッサ、制御装置もしくは回路、または別個の制御システムにより）事実上、任意のタイプのプロセス、デバイスまたはシステムの制御および／または動作と併せて使用され得る制御機能にマッピングされる。係るセンサからの出力信号はまた、場合によって、それらのセンサが形成されているか、またはそれらのセンサの一体化に用いられている基板の、例えば、屈曲、延び、ねじれ、回転などといった様々な歪曲および／または変形を検出するのに使用され得ることに留意すべきである。加えて、様々な構成を持つ複数のセンサのセンサアレイが異なる用途に使用されてよい。
【００３６】
導電性配線を可撓性基板に、印刷すること、スクリーン印刷すること、堆積させること、熱転写すること、または形成することにより、例えば本明細書で説明する車両シートの外形のようなあらゆる任意の形状または体積に合うセンサまたはセンサアレイを作成することができる。配線が接触しているか、または配線が形成されているピエゾ抵抗材料は、ピエゾ抵抗特性を有する様々な織布および不織布のうちの何れであってもよい。ピエゾ抵抗材料が、ピエゾ抵抗特性を有する様々な可撓性材料、伸縮性材料、または変形可能材料（例えば、ゴム、または、スパンデックスもしくはオープンメッシュ生地のような伸縮性生地）のうちの何れでもあり得るような実装も想定される。導電性配線は、様々な導電性のインクまたは塗料のうちの何れを用いて可撓性誘電体基板またはピエゾ抵抗材料に形成されてもよい。より一般的には、可撓性基板に形成され得る任意の導電性材料を用いて導電性配線が形成されるような実装が想定される。具体的な材料および技術を参照しながら具体的な実装について説明しているが、本開示の範囲がそれらに限定されるわけではないことを、上記を参照して理解すべきである。
【００３７】
例えば、導電性配線が可撓性基板の片面または両面に印刷または形成され得るような片面および両面の実装の両方が想定される。当然のことながら、両面実装は、基板の一方の面にある導電性配線を他方の面にある導電性配線に接続するための何らかの機構を必要とすることもある。幾つかの実装はビアを使用するものであり、この接続部を確立するために、当該ビアから導電性のインクまたは塗料が流し込まれる。代わりに、導電性のビアまたはリベットによって可撓性基板を通じた接続が行われてもよい。片面および両面の実装はどちらも、導電性配線の上方または下に形成された絶縁誘電材料を使用してもよい。これによって、導電性配線および信号線の積み重ねまたは積層が可能となり、例えば、印刷回路基板の異なる層に類似した様式で分離構造に対する信号線のルーティングを行うことが可能となる。
【００３８】
可撓性基板の上および外における信号のルーティングが様々な方法で実現されてよい。例えば、幾つかの実装では、導電性ゴムおよび非導電性ゴムを、それらが（例えば、基板の縁部において）接続する導電性配線の幅よりも一般的に一桁大きい密度で互い違いに置かれたエラストマコネクタ（例えば、ＺＥＢＲＡ（登録商標）コネクタ）を使用してよい。代わりに、（場合によってはカプトンなどの可撓性材料で作られた）回路基板、または導体の束が基板にリベット留めまたは固定されてもよい。リベットの使用によって、接続に対する機械的補強も提供され得る。
【００３９】
幾つかの実装によれば、可撓性基板および回路基板上の適合する導電性の配線またはパッドが、例えば、次に互いに合わされる表面のうちの一方または両方に塗布された導電性接着剤（例えば、ニュージャージー州ハッケンサックのＭａｓｔｅｒｂｏｎｄ社製のＭａｓｔｅｒｂｏｎｄ  ＥＰ７９のような導電性エポキシ）の層を用いて互いに固定され得る。導電性の配線またはパッドは、音波溶接またはリベットといった更なる機械的要素で留め合わされてもよい。可撓性基板の導電性配線への電気的接続を行うために導電性リベットが使用される場合は、導電性接着剤が必要とされないこともある。可撓性基板の導電性配線を外部アセンブリに接続するために導電性糸が使用されてもよい。本開示の範囲における広範な変形例が当業者には明らかであろう。
【００４０】
ある特定の種類の実装によれば、ピエゾ抵抗材料は、カリフォルニア州ピノールのＥｅｏｎｙｘ社により製造されている感圧性生地である。この生地は、生地中に懸濁させておくためにポリマー化された導電性粒子を含む。基材は、密度および厚さの均一性のために選択されたポリエステルのフェルトである。なぜなら、これによって加工済みピエゾ抵抗生地の導電性のより高い均一性が促進されるからである。導電性粒子を含有するスラリーが導入されると、基材の機械的な均一性によって導電性粒子のより均等な分布がもたらされる。生地は織物であってよい。代わりに、生地は、例えば光沢生地、例えば化学的処理、機械的処理、熱処理または溶媒処理により接合された繊維などの不織物であってもよい。導電性配線がピエゾ抵抗生地に形成されるような実装では、光沢材料が、導電性インクのより正確なスクリーン印刷を促進する滑らかな外面を示してよい。
【００４１】
生地中の導電性粒子は、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、炭素などを含む多種多様な材料のうちの何れであってもよい。幾つかの実装では、生地を掴むために形成された炭素グラフェンが使用され得る。係る材料は、２００８年１２月２３日に発行されたＥｌｅｃｔｒｏｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｗｏｖｅｎ  ａｎｄ  Ｎｏｎ−Ｗｏｖｅｎ  Ｆａｂｒｉｃという米国特許第７，４６８，３３２号で説明されている技術を用いて製作されてよく、その開示内容全体があらゆる目的のために参照により本明細書へ組み込まれる。しかしながら、材料に力が印加されると抵抗または導電性の変化を示す多種多様な材料は何れも、本明細書で説明するセンサの実装に適切であり得ることにここでも留意すべきである。
【００４２】
ある特定の種類の実装によれば、様々なレベルの導電性を有する導電性配線が、例えば、デラウェア州ウィルミントンのＥ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ＤｕＰｏｎｔ）および／またはマサチューセッツ州エアのＣｒｅａｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓにより製造されている導電性シリコーン系インクを用いて、可撓性誘電体基板または可撓性ピエゾ抵抗材料に形成される。様々な実装と共に使用する高導電性配線を実装するのに適切な導電性インクの例としては、Ｃｒｅａｔｉｖｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓの製品番号１２５−１９、すなわち可撓性のある高温の電気的導電性インクが挙げられる。様々な実装と共に使用する導電性のより低い配線を実装するための導電性インクの例としては、ＤｕＰｏｎｔの製品番号７１０２および７１０５が挙げられ、これらはどちらも炭素導電性組成物である。様々な実装と共に使用する絶縁体を実装するのに適切な誘電材料の例としては、ＤｕＰｏｎｔの製品番号５０１８および５０３６が挙げられ、これらはそれぞれＵＶ硬化可能な誘電体、および封止材である。これらのインクには可撓性と耐久性がある。異なる配線および用途での伝導度は、シリコーン中に懸濁された導電性粒子（例えば、銀、銅、アルミニウム、炭素など）の量または濃度により制御されてよい。これらのインクはスクリーン印刷されてもよいし、インクジェットプリンタから印刷されてもよい。幾つかの実装によれば、インクが印刷される基板は非伸縮性であり、これによって可撓性が低いより安価なインクを使用することができる。別の種類の実装では、ＥＭＩ遮蔽およびＥＳＤ保護に通常使用されるもののような導電性塗料（例えば、塗料と混合された炭素粒子）を使用する。
【００４３】
本開示により実現される様々な実装と共に使用され得るセンサ、複数のセンサのセンサアレイ、および関連技術の更なる例が、２０１４年６月９日に出願されたＰｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓと題する米国特許出願公開第２０１５／０３３１５２２号（代理人整理番号ＢＢＯＰＰ００４）、および、２０１４年８月２０日に出願されたＴｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ａｒｒａｙｓと題する米国特許出願公開第ＵＳ２０１５／０３３１５２３号（代理人整理番号ＢＢＯＰＰ００４Ｘ１）で説明されており、これら両方の開示内容全体があらゆる目的のために参照により本明細書へ組み込まれる。しかしながら、様々な他の適切なセンサ技術を使用するような実装が想定されることにも留意すべきである。
【００４４】
図１は、本開示により実現されるセンサシステム１００の例を示している。センサシステム１００は、車両シートに組み込まれてよい。センサシステム１００は、例えば、シートクッションの下で、シートクッションの一部として、シートカバーの一部として、クッションとシートカバーとの間でなどといった様々な方法でシートと一体化されてよい。図１に示されている具体的な実装は、車両シートの異なる領域からデータを取得する７８個のセンサを含んだ分解図である。当該センサは、可撓性基板１０４に直接形成されているか、または可撓性基板１０４と一体化された導電性配線パターン１０２と共に実装される。示されている実装において、可撓性基板１０４は誘電材料である。各センサ位置では、可撓性ピエゾ抵抗材料のパッチ１０６が、パッチ１０６がセンサ配線パターン１０２のうちの対応するものと接触するよう、誘電材料１０４と密接に一体化される。
【００４５】
センサアレイ中のセンサ配線パターン１０２の各々は、密に配置された２つの配線を含み、当該配線のそれぞれのパターンは、互い違いに置かれた延伸部を含む。例えばセンサＳ１の拡大図を参照されたい。配線１０８のうちの一方が駆動信号を受信し、他方の配線１１０が、関連付けられたセンサ回路（不図示）にセンサ信号を送信する。駆動信号は、例えば、電圧基準、駆動信号中の更なる情報を含み得る信号源、関連付けられたプロセッサまたは制御装置のＧＰＩＯ（汎用入出力）ピンなどに配線を（永久的または一時的に）接続することにより提供されてよい。図１の例に示されている通り、センサ信号は電圧分圧回路を用いて生成されてよい。ここで、当該分圧回路の抵抗器のうちの一方は、介在するピエゾ抵抗材料を通して２つの配線間の抵抗を含む。他方の抵抗器（Ｒ１で表示）は、例えば、関連付けられたセンサ回路に含まれてよい。印加された力に伴ってピエゾ抵抗材料の抵抗が変化するにつれて、センサ信号も駆動信号の分割された部分として変化する。センサは（駆動信号を介して）電圧印加され、（センサ信号を介して）問い合わせされ、当該センサに加えられた力を表す各々に対して出力信号を生成する。これも当然のことながら、用途に応じて、より多くのセンサまたはより少ないセンサを有するような実装が想定される。
【００４６】
様々な実装によれば、異なるセットのセンサが選択的に電圧印加および問い合わせされてよく、これにより、基板上の配線の数および総面積だけでなく、例えば尾部１１２でアセンブリに接続されるコネクタ（不図示）を介したセンサ回路への接続も減る。図１に示されているセンサシステムにおいて、７８個のセンサはセンサ回路からの６個の駆動信号出力を介して駆動し、センサ信号はセンサ回路に対する１４個のセンサ信号入力を介して受信され、基板とコネクタ（尾部１１２の拡大図を参照）との間で必要とされる接続は２０個のみである。これは、各センサがそれぞれに専用の信号線の対（すなわち７８個のセンサ、１５６個の信号線）を有するような実装と比較され得る。センサ回路に対する１４個のセンサ信号入力のうちの１つにセンサ信号を提供するセンサのセットは、対応するセンサ信号入力で受信される任意の信号が、センサ回路による対応するセンサ駆動信号と相関性を持ち得るよう、任意の適切な順番またはパターンで電圧印加されてよい。
【００４７】
本実装におけるセンサ信号は、複数の異なるセンサ信号入力を介してセンサ回路により受信される。そのため、複数のセンサがセンサ回路への異なるセンサ信号入力に接続されている限り、当該複数のセンサは同時に電圧印加され得る。これによって、駆動信号線の共有が可能となる。共通の駆動信号線の共有は、場合によって、導電性配線の交差が可能となる絶縁体により実現されてよい。他の場合には、導電性配線が単に分岐してよい。更に他の場合には、複数のセンサが共通の駆動信号を共有してよく、当該共通の駆動信号は、発生した後、アセンブリへ達する前に分岐する。このように、示されている実装では、７８個のセンサに電圧を印加するのに必要とされる駆動信号は６個のみである。
【００４８】
より一般的には、センサアレイのセンサを駆動するのに使用される信号線の数、センサ信号を取得するのに使用される信号線の数、および、各群の信号線が共有され得る様式は、実装ごとに大きく変化することになる。これをめぐる設計決定に影響を及ぼす問題のうちの幾つかには、例えばセンサアレイのトポロジが含まれる。すなわち、これらの設計選択は、信号がどのようにして各センサから出るか、および、各々が、外部（例えばコネクタ、ＰＣＢインタフェースなど）に接続するアセンブリの位置とどの程度一致するかに大きく依存している。別の問題はセンサ出力レベルに関する。すなわち、センサ出力レベルが低いと考えられる場合は、各センサ信号線を共有するセンサを減らしてセンサ信号線を増やすことによって、コネクタまたはセンサ回路により多くの直接経路を提供することが有利であり得る。これにはセンサ間のクロストークを減らすという利点もある。わずかなクロストークでさえ望ましくないような実装において、センサ回路にセンサ出力信号を運ぶ線は、仮想接地を示す非反転オペアンプで終端されてよい。このテーマに関する他の適切な変形例も本開示の範囲にあることが、当業者には明らかであろう。
【００４９】
ある特定の実装によれば、配線パターン１０２は基板１０４にスクリーン印刷される。基板１０４は、厚さ約５ミルの可撓性ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）基板であってよい。ＰＥＴは、導電性配線と、当該配線が互いに交差する位置にある誘電絶縁材料とを有する。これにより、複雑なパターン、および、分離構造へのルーティングが可能になる。ある具体的な実装によれば、配線はシルクスクリーン印刷プロセスを用いて形成される。当該プロセスでは、インク１、誘電体、次にインク２を堆積させる。当然のことながら、より複雑なトポロジが想定される。
【００５０】
ピエゾ抵抗パッチ１０６が基板１１４に接着される。基板１１４は、例えば、マサチューセッツ州シャーリーのＢｅｍｉｓ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手可能なもののような熱転写型のポリウレタンまたはＴＰＵといった非浸透性の可撓性材料であってよい。ピエゾ抵抗パッチ１０６は、選択的加熱により、または、適切な接着剤、例えば少量の糊を用いてＴＰＵに接着されてよい。別の例において、ピエゾ抵抗パッチは、接着剤（例えば、通常は両面テープと呼ばれている３Ｍ４６８ＭＰなどの感圧性接着剤）で裏にパンチングされ得る。ある特定の実装によれば、ピエゾ抵抗パッチから下に３Ｍ４６８、０．０５ＰＥＴおよびアクリルＰＳＡを含む積層型接着剤が使用され、当該ピエゾ抵抗パッチが基板１１４のＴＰＵに接合される。代わりに、基板１１４は、ピエゾ抵抗パッチを接着した後、基板１０４へ接着させるための片面に感圧性接着剤が塗布されたＰＥＴ基板であってもよい。
【００５１】
パッチ１０６を有する基板１１４は、パッチ１０６がセンサ配線パターン１０２と一致するよう、基板１０４に対して配置される。これらの基板は次に、（基板１１４がＴＰＵであるような実装で）基板１１４が基板１０４に溶け込むよう共に熱プレスされ、各センサ（すなわち、ピエゾパッチ、および対応する配線パターン）、および、コネクタへ通じる各ルーティング配線の周りに気密封止を形成する。封止は、センサおよび配線を環境から保護し、個々のセンサ部品を適切な位置に保持するのに役立つ。結果として、頑強で密接に一体化されたユニットがもたらされる。様々な環境汚染物質に曝されると経時的に酸化および劣化する導電性インクの傾向を考慮すると、環境からの保護は、センサおよび配線が構成される基となる導電性インクにとって特に有利であり得る。当然のことながら、センサの数および構成は、例えばシート設計、所望の分解能などに応じて変化することがある。
【００５２】
図２は、図１のセンサシステム１００のようなセンサシステムが車両シートに対してどのように配向され得るかを示している。アセンブリの主要部分２０２が、底部シートクッションの上面に加えられた力を感知するよう配置される。アセンブリの（より狭いネックにより部分２０２に接続された）前部２０４が、底部シートクッションの前部分にわたって折り曲がり、例えば乗員、特に小さめの乗員のふくらはぎにより加えられ得る、クッションの前部分にかかる力を感知するよう配置される。
【００５３】
図３は、本明細書で説明する実装と共に使用するための、ＰＣＢまたは他の接続されたアセンブリに設けられ得るセンサ回路の簡易図である。例えば、図１を参照して先ほど説明した実装において、係るセンサ回路は、尾部１１２でコネクタを介して基板１０４上の導電性配線に接続され得る。センサのうちの１つに圧力が印加されると、結果として得られた（対応する配線を介して取得された）信号が受信され、（例えば、マルチプレクサ３０２およびＡ／Ｄ変換器３０４を介して）デジタル化され、（例えばプロセッサ３０６により）ローカルに処理されてよく、および／または、（例えば有線または無線の接続を介して）接続されたデバイスに送信されてよい。センサは、（例えば、Ｄ／Ａ変換器３０８およびマルチプレクサ３１０を介してプロセッサ３０６の制御下で）センサ回路により選択的に電圧印加されて、センサ信号の生成を行ってよい。プロセッサ３０６は、有線または無線のインタフェースを介して遠隔車両制御システム（例えば、エアバッグ制御システム）と通信し得る。動力は、１つまたは複数の電池、車両電気システムへの接続などを含む様々な機構のうちの何れかを用いて、センサ回路に提供されてよい。当然のことながら、図３に示されているセンサ回路は単なる例である。想定されるセンサ回路の部品、構成および機能は広範である。ある特定の実装によれば、プロセッサ３０６は、Ｃ８０５１Ｆ３８０−ＧＭ制御装置またはその自動車用温度定格同等品Ｃ８０５１Ｆ５０１（どちらもテキサス州オースティンのＳｉｌｉｃｏｎ  Ｌａｂｓによる提供）と共に実装されてよい。
【００５４】
本開示により実現される幾つかのセンサシステムは、車両に配備されることを目的としている。そのため、係るシステムが動作するよう設計される温度の範囲は、−４０℃〜１００℃である。幾つかの実装によれば、センサの応答は、図４に示されている温度に伴って既知の様式で変化する。各曲線は、個々のセンサ（例えば図１のセンサＳ１）に加えられた力（キログラム）と、ある特定の温度におけるセンサのピエゾ抵抗材料（例えば図１のパッチ１０６）の抵抗（オーム）との間の関係を表している。曲線４０２は１００℃に、曲線４０４は５０℃に、曲線４０６は２２℃に、曲線４０８は−１０℃に、曲線４１０は−４０℃に対応している。図４に示されている通り、温度に伴うセンサ応答の変化は著しいことがある。よって、これらのばらつきを把握できるよう、温度を監視する何らかの方法を持つことが有益である。
【００５５】
熱電対は、熱電効果の結果として温度依存電圧を生成する電気的接合部を含んだ２つの異種導体を有する電気デバイスである。この電圧は温度を測定するのに使用され得る。幾つかの従来型熱電対は、例えば銅線をニッケル線に溶接することにより作られる。この結合体は、加熱または冷却されているときに、温度を表す電力をわずかに生み出す。しかしながら、伝統的な熱電対は、シートクッションへ置くには大きすぎることがある。
【００５６】
図５に示されているある特定の実装によれば、センサ出力を適切に調節して温度を把握することを目的として、２つの異種金属５０４および５０６を含む熱電対５０２がアセンブリに設けられ、それにより、システムの温度が監視され得る。これらの熱電対金属のうちの一方は、例えば、濃度が十分に高いインク組成物に分散された粉末金属（例えば、ニッケル、スチールまたはコンスタンタンなど）であってよい。熱電対のこの部品は、センサの導体および絶縁体の印刷と併せて、（例えば基板１０４に）スクリーン印刷されてよい。熱電対の他方の金属部品（例えば銅膜）は、先ほど説明した通り、ピエゾ抵抗パッチが接着される基板（例えば基板１１４）に接着されてよく、基板同士が互いに位置合わせおよび固定されると、２つの熱電対部品間の接触が為される。黒い帯５０８は、２つの金属の重複部位を表す。ある特定の実装によれば、銅膜の接着される基板はＴＰＵであり、２つの基板を共に固定することによって、２つの熱電対部品を電気的に接続するのに十分な圧力がもたらされる。熱電対の各々は、アセンブリの尾部でコネクタにルーティングされたそれぞれの配線のセット（分かり易くするため図示はせず）を有する。各熱電対をコネクタに接続する配線の対は、センサの各々の配線と共にルーティングされ、熱電対部品の各々は、当該配線のうちの一方に接続される。他の熱応答性デバイスは、例えば、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）素子（通常は、ニッケルまたは銅などの純金属）の抵抗を温度と関連付けることにより温度を測定するＲＴＤ、または、温度に伴って抵抗を変化させるセラミックもしくはポリマーを用いたサーミスタを含む、システム温度を監視するための温度感知素子として使用され得ることに留意すべきである。他の適切なデバイスも当業者には知られている。
【００５７】
示されている実装では、６個の熱電対が、アセンブリ上のセンサ間およびセンサルーティング配線間に分布した状態で示されている。プロセッサと関連付けられたメモリ（例えばプロセッサ３０６のメモリ３０７）に記憶された較正データを用いて熱電対のうちの１つまたは複数を用いて決定された温度に基づいて、所与のセンサまたはセンサ群の出力が調節され得る。これらのデータは、センサアレイ中のセンサ全てに関して単一セットの較正係数を含んでよい。代わりに、各センサまたはセンサ群が、温度の範囲に関してそれぞれの較正係数のセットを有してもよい。
【００５８】
当然のことながら、所与のセンサ出力の較正係数を選択するのに使用される温度は、数々の方法で導出されてよい。例えば、最も近い熱電対から報告された温度に基づいてセンサ出力が調節されてよい。代わりに、複数の熱電対から報告された温度が（例えば平均化、補間などにより）組み合わせられて、例えば、各センサの位置における温度をより適切に表し得る値が導出されてもよい。これも当然のことながら、熱電対の数および分布は、例えば、温度の決定における（センサがどの程度正確であるべきかに相当し得る）所望の分解能および／または精度に基づく異なる用途、利用可能な領域などによって変化することがある。例えば、多くの車両シートが、シートの幾つかの領域に対して他の領域よりも多くの影響を及ぼすヒータ層を含む。更には、乗員の存在によって、乗員の体および／またはヒータからの熱が閉じ込められ得る。よって、温度感知デバイスの数および分布を調節し、それにより、シートにかかる力の報告において所望のレベルの精度を実現するようセンサ出力が調節され得ることが望ましい。
【００５９】
様々な実装と共に使用され得る熱電対構造の例については、１９８４年３月２０日に発行されたＳｃｒｅｅｎ−Ｐｒｉｎｔａｂｌｅ  Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ（Ｅｉｃｈｅｌｂｅｒｇｅｒ他）と題する米国特許第４，４３８，２９１号を参照されたい。その開示内容は、全体があらゆる目的のために参照により本明細書へ組み込まれる。
【００６０】
幾つかの実装によれば、プロセッサと関連付けられたメモリ（例えばプロセッサ３０６のメモリ３０７）に記憶された較正データを用いて、気圧に基づき、所与のセンサまたはセンサ群の出力が調節されてもよい。これらのデータは、センサアレイ中のセンサ全てに関して単一セットの較正係数を含んでよい。代わりに、各センサまたはセンサ群が気圧の範囲に関してそれぞれの較正係数のセットを有してもよい。気圧は、例えば、Ｉｎｆｉｎｅｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＡＧ製のＫＰ２５４、すなわち、小型デジタル大気圧センサなどの多種多様なセンサのうちの何れを用いて測定されてもよい。
【００６１】
当然のことながら、所与のセンサ出力の較正係数を選択するのに使用される気圧は、数々の方法で導出されてよい。例えば、最も近い圧力センサから報告された圧力に基づいてセンサ出力が調節されてよい。代わりに、複数のセンサから報告された圧力が（例えば平均化、補間などにより）組み合わせられて、例えば、各センサの位置における圧力をより適切に表し得る値が導出されてもよい。これも当然のことながら、圧力センサの数および分布は、例えば、気圧の決定における（センサがどの程度正確であるべきかに相当し得る）所望の分解能および／または精度に基づく異なる用途、利用可能な領域などによって変化することがある。
【００６２】
センサシステムが配備された筐体で通気が可能な場合は、気圧センサの必要性が減少するか、またはなくなりさえすることがある。これは、単に筐体に穴または通気口を含めることにより実現されてよい。幾つかの実装によれば、汚染物質の侵入を退けながらも筐体の内圧を調整する通気用部品が使用されてもよい。係る通気用部品の例が、Ｗ．Ｌ．Ｇｏｒｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ（別名Ｇｏｒｅ）により提供されている。
【００６３】
当然のことながら、本開示により実現されるセンサアレイ中のセンサの応答は、同じ温度および気圧においてでさえ、互いに対するばらつきを示し得る。幾つかの実装によれば、較正されたセンサデータが（例えばプロセッサ３０６のメモリ３０７に）記憶され、当該センサデータはセンサの各々の応答を表す。先ほど述べたとおり、係るデータによって温度および／または気圧が把握され得る。較正によって、各センサが配置されている場所と車両シートの物理的設計とに基づいて異なるセンサが遭遇する機差に起因したばらつきも把握され得る。例えば、較正データによって、センサがシートカバーの縫い目、または、タフティングのあるシートカバー縁部に近いことが把握され得る。縫い目またはタフティングの近くにあるセンサは、縫い目またはタフティングから離れているセンサとは異なる方法で力に応答する可能性が高い。係るデータは、センサ出力が処理される方法で一貫性を確保するのに使用されてよく、および／または、印加された力を表すのに使用されてよい。較正中、（例えば、ＡＤＣ３０４により取得されるような）各センサの出力は、入力された様々な既知の力（場合によっては温度も）に関して測定される。これは、例えば、各センサをスケールにかけること、当該センサに力を印加すること、および、所与の温度でスケールにより報告された換算値を表す複数のＡＤＣ値の各々に関してメモリに値を記録することにより行われてよい。このようにして、センサごとに１セットのデータ点が（例えばメモリ３０７のテーブルにおいて）取得され、ＡＤＣ値を対応する力（例えば、グラム重量またはキログラム重量）および温度と関連付ける。センサごとのデータセットは、想定される限りのＡＤＣ出力値と温度の微小変化とについて力値を取得してよい。代わりに、より少ないデータ点が取得されてもよく、センサ回路は、補間法を用いてデータセットで表されないＡＤＣ出力に関する力値を導出してよい。加えて、温度および／または気圧がセンサ出力に与える影響が考慮されるような実装では、各々に関する較正データが独立して決定および適用されてもよいし、代わりに一体化された様式で決定および適用されてもよい。これらのテーマに関する変形例が当業者には明らかであろう。
【００６４】
センサごとのデータ点のセットの生成は、例えば、センサの活性領域構成（例えば、図１のセンサＳ１の形状を参照）に適合したフットプリントを有するデバイスを用いて各センサに独立して力を印加することにより行われてよい。この生成は、例えば、センサのセットに対して均等に力を配分する高精度の膨張可能な空気袋を用いて、複数のセンサに対して（場合によっては、センサアレイ全体に至るまで）同時に力を印加することにより行われてもよい。次に、センサを順次活性化させることにより、所与の力の測定値が取得され得る。他の変形例も当業者には明らかであろう。較正力がどのように印加されるかに関わらず、結果として得られるものは、各センサから受信された出力を、表される力を正確に表したものへとマッピングするためにプロセッサが使用し得るデータセットである。当然のことながら、表現のこうした一貫性は、幾つかの用途において重要であり得る。
【００６５】
図６は、図１に示されている実装の種類の変形例を示している。ここでは、逃切欠を指す「ＣＯ」で表されている通り、センサおよび配線を含まない上部基板および下部基板の大半が取り除かれる。すなわち、「ＣＯ」と記載のある各箇所の周囲の連続領域は、アセンブリの開口部を表している。センサおよび配線の周りに十分な余地が設けられて、導電性インクの完全性を保持する環境封止が維持される。切欠によって、各センサまたはセンサのセットは、その隣接物からより独立して動く機械的自由を得ることができる。これによって、所与のセンサまたはセンサのセットに印加された力が、切欠がない場合ならそうであるように、アセンブリのより大きな表面積にわたって平均化されないという点で、各センサまたはセンサのセットの範囲および／または感度が増す。加えて、各センサまたはセンサのセットがその隣接物からより独立して作動するので、これによって、当該センサまたはセンサの当該セットにより報告された力が取得され得る精度が増す。切欠の別の利点は、ユーザにとって不快であり得るカサカサ音を出す材料が若干あるという事実に関する。切欠によってこの影響は著しく減る。
【００６６】
図７は、ある特定の実装に係るセンサのうちの１つに、または当該センサのうちの１つの近くに存在し得る、異なるアセンブリ層を示している。これらは、上部基板（ＴＰＵラミネート７０２）、ピエゾ抵抗素子（生地７０４）、１つの配線（導体７０６）、配線が重複し得る場所用の絶縁体（誘電体７０８）、別の配線（導体７１０）、および下部基板（ＰＥＴラミネート７１２）を含む。当然のことながら、アセンブリでの位置に応じて存在するのは、示されている層のサブセットのみとなる。例えば、センサの位置にあるのは、ピエゾ抵抗材料のみとなる。別の例において、ルーティング配線のうちの１つに沿って存在し得るのは、上部基板、１つの導体、および下部基板のみである。別の例において、ある特定のセンサの配線間で交差部が示すのは、ピエゾ抵抗生地および２つのラミネートのみであろう。熱電対を含む別の例では、熱電対構造に対応する更なる層タイプが存在するであろう。他の変形例も当業者には明らかであろう。
【００６７】
本開示により実現される実装は、任意の所与の時に、経時的に、車両シートにかかる力を表す豊富なデータセットを提供すること、物体または乗員の重量を検出するだけでなく、当該重量がどのように配分されているかも検出できるようにすることが可能である。先ほど説明した実装のうちの少なくとも幾つかによって、わずか約３００グラムという力の検出が可能となり、７８個のセンサの間隔をあけることによって、名目上１０ｍｍの分解能がもたらされる。言うまでもなく、より細かいまたはより粗い分解能が実現され得る。すなわち、個々のセンサの動的範囲およびセンサデータが表す分解能は、本開示の範囲において大きく変化することがある。センサの数および間隔により、並びに、複数のセンサからのデータの補間により実現される分解能は広範であり得る。よって、本開示の範囲は、説明した具体的な例を参照することにより限定されるべきではない。
【００６８】
図８Ａから図８Ｅは、センサデータを視覚的に表したものを提供する「圧力マップ」を用いて取得され得るデータの性質をグラフィカルに示している。示されている図は、底部シートクッションを見下ろしたものであり、シートクッションの前部分は各図の下端にある。図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、両足を伸ばして（８Ａ）、左脚を右脚の上に交差させて（８Ｂ）、右脚を左脚の上に交差させて（８Ｃ）座っている大人の車両乗員に関して生成されたデータを表す圧力マップを示している。異なる陰影は、検出された力の大きさのばらつきを表している。これらの図から解るように、センサデータは、シート乗員が前かがみになっているか、後ろにもたれているかなどだけでなく、シートにかかる力がどのようにして経時的に変化するかも表し得る。センサデータは、異なる圧力マップ「識別特性」を有し得る異なるタイプの物体を表すこともできるし、当該物体を検出するのに使用されてもよい。例えば、図８Ｄは空いている車のシートの圧力マップを示しているが、図８Ｅは重量がかかっている状態の同じ車のシートの圧力マップを示している。係る物体認識のサポートを目的として、係る共通の物体と関連付けられた力を表したものがメモリ（例えばプロセッサ３０６のメモリ３０７）に記憶されてよい。
【００６９】
本明細書で説明する通りに実装されたセンサにより生成されるセンサデータは、分類決定を実現するために様々な方法で処理されてよい。分類は、様々なモデルに基づき、例えば、様々なタイプの無生物（例えばチャイルドシート）、生き物（例えば、様々な着座位置にいる異なるサイズの人間、異なるタイプおよびサイズのペットなど）、または重量区分を含む様々な物体のタイプおよびサブタイプに関して実現され得る。係るモデルおよび性能を経時的に改善するために機械学習技術が活用されてよい。
【００７０】
係る技術により使用され得る特徴集合を適切に表したものは、例えば、センサデータからオペランドとして導出された数値表現を含むベクトルであってよい。オペランドは、異なる種類の強調のために重み付けされてよい。係るベクトルは、例えば、サポートベクトルマシン（ＳＶＭ）機械学習プロセス用の試験ベクトルとして使用されてよい。他の想定される表現は、使用される機械学習技術の種類（例えば、回帰分析、ニューラルネットワーク、深層学習技術など）に依存するであろう。
【００７１】
ひとたび生成されると、トレーニングベクトルは機械学習アルゴリズムにより処理されて、想定される物体分類ごとにモデルを作る。分類アルゴリズムは次に、学習されたモデルを、分類されるべきデータ、すなわちリアルタイムのセンサデータに適用する。任意のベクトル空間分類アルゴリズムが使用され得ることに留意すべきである。すなわち、ＳＶＭに加えて、例えば、単純ベイズ分類器、線形判別分類器、ニューラルネットワークおよびベイジアンネットワークを含む多種多様の適切な代替手段が存在する。
【００７２】
ある特定の種類の実装によれば、未加工のセンサデータが、３次元（３Ｄ）空間におけるセンサシステムの物理的幾何学および向きを表したものにマッピングされる。これは、例えば、データを３Ｄ仮想モデル上の頂点にマッピングすることにより、または、２次元データを３Ｄ面にマッピングして補間することにより実現されてよい。
【００７３】
データが３Ｄ表現にマッピングされた場合は、分析に備えるために更なる処理が行われてよい。係る処理には、例えばバッファリング、平滑化／平均化、クリッピング、相殺またはゲイン付与などが含まれてよい。これらの動作は、センサごとのデータに対して実行されてもよいし、データの様々な集合体に適用されてもよい。
【００７４】
センサデータは次に分析されてよく、例えば、コンピュータビジョンアプリケーションに使用されるものと同様の技術を用いて、特徴が分類のために抽出されてよい。特徴抽出は、センサの全てに対してまとめて行われてよいだけでなく、センサのサブグループにおいて行われてもよい。特徴の例には、（以下に限定されるわけではないが）合計、平均、閾値、ブロブ（共通の特性に基づいた隣接するセンサ群）の数、ブロブの分布、ブロブのサイズ、重心、形状、動き、重量、圧力分布、トリガーイベント、および、特徴または特徴の部品の経時的変化が含まれる。特徴集合には環境データも含まれてよい。係るデータは、例えば、（先ほど説明したような）温度用サーミスタなどの更なるセンサにより、および／または、補助処理モジュール（例えば自動車用コンピュータ）から提供されてよい。
【００７５】
本明細書で説明される実装の形態および詳細の変更が本開示の範囲から逸脱することなく行われ得ることが、当業者には明らかであろう。以上では、例えば、センサの実装に用いられるピエゾ抵抗材料が分離パッチに設けられるような実装について説明した。しかしながら、複数のセンサを、または複数のセンサのセンサアレイ全体でさえ実装するためにより大きなピエゾ抵抗材料が使用され得るような実装が想定されることに留意すべきである。すなわち、ピエゾ抵抗材料は、複数のセンサまたはセンサアレイ全体にわたってつながっている可撓性生地または他の材料であってよい。係る実装では、センサ配線パターンおよびルーティング配線が、ピエゾ抵抗材料、隣接する基板、またはその両方に直接印刷、堆積または形成されてよい。
【００７６】
本開示により実現されるセンサシステムからの情報は様々な方法で使用され得ることにも留意すべきである。例えば、センサデータまたはセンサデータから導出された情報は、エアバッグおよび他の能動的拘束システムの展開を制御および／または加減することに使用されてよい。別の例では、センサデータまたはセンサデータから導出された情報が自律運転車両と共に使用されてよい。当該自律運転車両は、例えば、自動操縦装置を解除する前に生身の人間が運転していることを判断するか、または、同乗者の有無に関する情報を駆動用ソフトウェアへの入力に用いて、他の車両または障害物との衝突に関する意思決定を知らせる。別の例では、車両における重量分布に関する情報を用いて、車両のサスペンションシステム、アンチロックブレーキシステム、および／または、車両性能に影響を及ぼす様々な他のシステムのうちの何れかの動作が改善され得る。別の例では、特定の車両乗員の記憶されている好みに従って様々な車両システム（シートの位置、ミラー、環境制御機能、エンターテイメントシステムなど）を調節することを目的として、センサデータまたはセンサデータから導出された情報を用いて当該特定の乗員が認識され得る。
【００７７】
本明細書で説明する通りに実装された更なるセンサがシートの背もたれ、ヘッドレスト、および／または、シートの前部分にある車両のフロア（またはフロアマット）と一体化または位置合わせされ得るような実装も想定される。当然のことながら、係る更なるセンサは、シート乗員のサイズおよび重量、並びに、当該乗員の着座位置に関する更なる詳細を提供することができる。係る更なる詳細は、ＯＣＳおよび当該ＯＣＳに依存するシステムによる、よりきめの細かい意思決定をサポートすることができる。更なるセンサは、底部シートクッションと関連付けられたセンサとして（例えば、図１のセンサシステム１００の更なる延伸部として）、同じアセンブリの一部であってよい。代わりに、更なるセンサは、シートのそれぞれの部分、および／または、フロアもしくはフロアマットと一体化または位置合わせされた別個のアセンブリに設けられてもよい。
【００７８】
最後に、様々な実装を参照して様々な利点、態様および目的について説明してきたが、本開示の範囲は、係る利点、態様および目的を参照することにより限定されるべきではない。本開示の範囲はむしろ、添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。
【図１】
2019514773.tif 000003
【図２】
2019514773.tif 000004
【図３】
2019514773.tif 000005
【図４】
2019514773.tif 000006
【図５】
2019514773.tif 000007
【図６】
2019514773.tif 000008
【図７】
2019514773.tif 000009
【図８Ａ】
2019514773.tif 000010
【図８Ｂ】
2019514773.tif 000011
【図８Ｃ】
2019514773.tif 000012
【図８Ｄ】
2019514773.tif 000013
【図８Ｅ】
2019514773.tif 000014
【国際調査報告】
2019514773.tif 000015
2019514773.tif 000016
2019514773.tif 000017