具有co2檢測的乘坐者安全系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體涉及交通工具的乘坐者安全系統(tǒng)，并且更具體地涉及為交通工具配備C02傳感器以在交通工具不運(yùn)作(即?？?時(shí)確定乘客座艙內(nèi)的C02濃度。
發(fā)明背景
[0002]在交通工具不運(yùn)作時(shí)(例如停靠和引擎不運(yùn)轉(zhuǎn))，需要保護(hù)交通工具的乘坐者。當(dāng)交通工具不運(yùn)作時(shí)，諸如不小心被留在交通工具中的嬰兒、等待家人購物歸來的老人或在交通工具內(nèi)睡著的精壯年人之類的乘坐者是交通工具中出現(xiàn)的乘坐者的例子。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一個實(shí)施例，提供一種用于交通工具的乘坐者安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括二氧化碳(C02)傳感器和控制器。C02傳感器被配置成當(dāng)交通工具不運(yùn)作時(shí)確定交通工具的乘客座艙內(nèi)的C02濃度?？刂破鞅慌渲贸僧?dāng)交通工具不運(yùn)作時(shí)基于乘客座艙內(nèi)的C02濃度來確定乘客座艙被乘坐者占據(jù)。
[0004]在另一實(shí)施例中，提供了操作乘坐者安全系統(tǒng)的方法。該方法包括步驟:提供C02傳感器，其被配置成當(dāng)交通工具不運(yùn)作時(shí)確定交通工具的乘客座艙內(nèi)的C02濃度。該方法還包括步驟:當(dāng)交通工具不運(yùn)作時(shí)基于乘客座艙內(nèi)的C02濃度來確定乘客座艙被乘坐者占據(jù)。
[0005]在閱讀優(yōu)選實(shí)施例的下列詳細(xì)描述后，進(jìn)一步的特征和優(yōu)勢將更清楚地表現(xiàn)，這些優(yōu)選實(shí)施例只是借助非限定例子和結(jié)合附圖給出的。
附圖簡述
[0006]現(xiàn)在將參考附圖借助示例來描述本發(fā)明，在附圖中:
[0007]圖1是根據(jù)一個實(shí)施例的配有一系統(tǒng)以在交通工具不運(yùn)作時(shí)檢測交通工具座艙內(nèi)的C02濃度的交通工具的圖；以及
[0008]圖2是根據(jù)一個實(shí)施例的操作圖1的系統(tǒng)的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]圖1示出適用于交通工具12的乘坐者安全系統(tǒng)(下文中稱其為系統(tǒng)10)的非限制性例子。系統(tǒng)10包括二氧化碳(C02)傳感器(下文中稱其為C02傳感器14)，其被配置成確定交通工具12的乘客座艙18內(nèi)的C02濃度16。使用一種形式的光譜法以隔離和測量C02氣體濃度的適用的C02傳感器是市場上可獲得的。系統(tǒng)10利用這種類型的C02感測的可靠性來提供一種安全系統(tǒng)，該安全系統(tǒng)能夠作為一自立系統(tǒng)被安裝在交通工具內(nèi)或者被集成在交通工具已有的基于微計(jì)算機(jī)的設(shè)備之一內(nèi)。
[0010]當(dāng)交通工具不運(yùn)作時(shí)，尤其希望使用本文描述的系統(tǒng)10。在本文中，術(shù)語“不運(yùn)作”指這樣一種狀態(tài):即交通工具停靠并且交通工具的引擎(未示出)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)。這種“不運(yùn)作”狀態(tài)與交通工具12的下列狀態(tài)相同或相似:例如當(dāng)交通工具整晚被存放在車庫而不使用時(shí)，或者當(dāng)交通工具在交通工具的所有者/操作者工作或購物時(shí)?？吭谕＼噲鰰r(shí)。
[0011]本文描述的系統(tǒng)10測量C02濃度16以提供乘客座艙18的空氣質(zhì)量的指示。由于C02是呼吸的副產(chǎn)物，因此類似乘客座艙18的密閉空間可能表現(xiàn)出增加水平的C02，如果未將充足的新鮮空氣提供至乘客座艙18的話。實(shí)驗(yàn)表示如果C02濃度16大于約1000份/1000000 (100ppm)，則乘客座艙18的乘坐者20可能經(jīng)歷顯著程度的困倦和/或不適。對于大多數(shù)人，增加的呼吸速率發(fā)生在2000ppm。在20000ppm，呼吸速率增加50%。在30000ppm，呼吸速率增加100%，并且最大推薦容許暴露極限(PEL)為15分鐘。已認(rèn)識到，就C02的個體安全水平而言，個體的年齡、健康和呼吸狀態(tài)可能顯著地影響這些水平。
[0012]已經(jīng)觀察到，當(dāng)成年人在常見的汽車乘客客艙內(nèi)呼吸時(shí)(窗關(guān)著并且交通工具不運(yùn)作)，C02濃度16在15分鐘內(nèi)從300ppm左右(常見的新鮮空氣濃度為250ppm-400ppm)增加至1500ppm以上。沒有充足新鮮空氣的話，無法操作交通工具以提供充足新鮮空氣的諸如小孩、老人和/或?qū)櫸镏惖某俗呖赡鼙┞队诓焕硐氲腃02濃度。相反，未被占據(jù)的乘客座艙表現(xiàn)出非常少的變化和幾乎不變的C02水平。長時(shí)間沒有乘坐者在交通工具內(nèi)，C02水平將逐漸下落以與交通工具外的環(huán)境水平匹配，這是因?yàn)樯倭靠諝饴┤氤丝妥?8的密封結(jié)構(gòu)。
[0013]系統(tǒng)10包括控制器22，其被配置成當(dāng)交通工具不運(yùn)作時(shí)基于乘客座艙內(nèi)的C02濃度來確定乘客座艙18被乘坐者占據(jù)。在本文中，術(shù)語“乘坐者”一般指有生命的動物，例如但不限于人、狗、貓以及在交通工具12停靠時(shí)可能占據(jù)乘客座艙的其它動物。盡管圖1中給出的例子暗示該系統(tǒng)用于汽車內(nèi)，但本文給出的教義也可用于保護(hù)在運(yùn)輸中的牲畜。
[0014]控制器22可包括諸如微處理器的處理器(未示出)或其它控制電路，例如模擬和/或數(shù)字控制電路，包括本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員熟知的用于處理數(shù)據(jù)的專用集成電路(ASIC)。控制器22可包括存儲器，包括非易失性存儲器，例如電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)，用以存儲一個或多個例程、閾值和捕捉的數(shù)據(jù)。如本文所述，可通過處理器執(zhí)行一個或多個例程以執(zhí)行步驟:基于由控制器22接收的信號，確定乘客座艙18內(nèi)是否有乘坐者。
[0015]由于C02比常見大氣中的主要成份(它們是N2(@28)和02 (032))具有更高的分子密度(044)，因此可能有C02沉降至乘客座艙18的下部區(qū)域的情況。因此，如果C02傳感器14位于乘客座艙18的按體積算的下三分之一 24中，則是有利的。由于大多數(shù)乘客座艙的配置是下部區(qū)域由座位等部件占據(jù)而上部區(qū)域更為開放，因此指示下三分之一 24的邊界的線可能比從乘客座艙的底部至頂部的距離的三分之一更高，例如也有可能大約為一半。
[0016]如果C02傳感器14是例如基于重量或電容耦合來檢測乘坐者20的存在的座位占據(jù)檢測設(shè)備26的一部分，則同樣有利，如本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所知的那樣。將C02傳感器14與座位占據(jù)檢測設(shè)備26整合將避免一些電子器件的重復(fù)，例如供電濾波/管理。C02傳感器可借助共享的數(shù)據(jù)總線28而電耦合至控制器22。替代地，可使用C02傳感器和控制器22之間的專門線路來傳送C02濃度16，或者這種通信可借助無線裝置。
[0017]控制器22可被配置成如果C02濃度16大于被存儲在控制器22中的濃度閾值30則確定乘客座艙18被占據(jù)。濃度閾值30的適當(dāng)值為100ppm ;然而相信可使用較低值而沒有錯誤警報(bào)的顯著危險(xiǎn)，例如700ppm的值。替代地，控制器22不是等待C02濃度16超出濃度閾值30，而是可配置成如果C02濃度16以高于一速率閾值32的速率增加則確定乘客座艙18被占據(jù)。速率閾值32的適當(dāng)值是30份/1000000/分鐘(30ppm/min)。然而，要理解，如果乘客座艙18顯著大于或小于本文描述的乘客座艙，則系統(tǒng)10可用不同的值進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0018]已考慮其它技術(shù)以確定乘坐者的存在，但這些其它技術(shù)不直接保護(hù)乘坐者20免受過大的C02濃度的影響，并在實(shí)際確定乘坐者20確實(shí)存在方面具有一些基本問題。例如，如果乘坐者正在睡覺和不移動，則使用相機(jī)或超聲換能器基于檢測到的乘坐者20的移動來確定乘坐者存在的技術(shù)可能失效。如果乘坐者20蓋有毛毯，則依賴于檢測由乘坐者20輻射出的體熱的系統(tǒng)可能失效。然而，可通過使這些其它技術(shù)與乘客座艙18內(nèi)的C02濃度的直接檢測相結(jié)合來提高系統(tǒng)10檢測到乘客座艙18被占據(jù)的可能性。也就是說，系統(tǒng)10可較為有利地包括座艙占據(jù)檢測設(shè)備34，其被配置成輸出指示乘坐者存在于乘客座艙18內(nèi)的檢測信號36。因此，控制器22可進(jìn)一步配置成基于檢測信號36和乘客座艙18內(nèi)的C02濃度16兩者確定乘客座艙18被占據(jù)。
[0019]座艙占據(jù)檢測設(shè)備34可包括相機(jī)40，其被配置成觀察乘坐者20可能在的乘客座艙18的區(qū)域。檢測信號36可基于乘客座艙18中存在的可見光和近紅外光中的一者?？刂破?2則可被配置成檢測乘坐者20的存在，例如通過來自相機(jī)40的圖像的運(yùn)動流分析或通過本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所知的其它類型圖像分析。座艙占據(jù)檢測設(shè)備34也可包括發(fā)光器42，其被配置成發(fā)出例如近紅外光之類的光以使相機(jī)40能夠捕捉圖像，如果乘客座艙18的環(huán)境照度低的話。
[0020]替代地，相機(jī)40可被配置成檢測遠(yuǎn)紅外光，即由交通工具座艙內(nèi)的乘坐者20輻射出的熱能量。檢測熱能，即檢測一對象的溫度，可能是有利的，因?yàn)檫@樣做不依賴于來自發(fā)光器42的發(fā)光。然而，相比具有相同成本的可見光或近紅外型相機(jī)，這種設(shè)備的分辨率相對低。在另一實(shí)施例中，座艙檢測設(shè)備34可包括超聲換能器44，其被配置成發(fā)出超聲信號46并檢測超聲聲波48。因此，檢測信號36可指示在乘客座艙18內(nèi)反射的超聲聲波48。已發(fā)現(xiàn)，具有或不具有發(fā)光器42的相機(jī)40可與超聲換能器44結(jié)合使用以相比單獨(dú)使用C02傳感器14進(jìn)一步增加檢測到乘坐者20存在的可能性。
[0021]響應(yīng)于檢測或確定C02濃度16大于濃度閾值30和/或C02濃度16的增加速率大于上述速率閾值32，系統(tǒng)10可包括可由控制器22操作以指示乘客客艙18被占據(jù)并且C02濃度16是關(guān)注因素的通知裝置50。通知裝置50可通過多種通知技術(shù)中的任何一個或其組合向乘客座艙18外(即交通工具12外)的人指示乘客座艙18被占據(jù)并且需