具有co2检测的乘坐者安全系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及交通工具的乘坐者安全系统，并且更具体地涉及为交通工具配备C02传感器以在交通工具不运作(即停靠)时确定乘客座舱内的C02浓度。
发明背景
[0002]在交通工具不运作时(例如停靠和引擎不运转)，需要保护交通工具的乘坐者。当交通工具不运作时，诸如不小心被留在交通工具中的婴儿、等待家人购物归来的老人或在交通工具内睡着的精壮年人之类的乘坐者是交通工具中出现的乘坐者的例子。
【发明内容】
[0003]根据一个实施例，提供一种用于交通工具的乘坐者安全系统。该系统包括二氧化碳(C02)传感器和控制器。C02传感器被配置成当交通工具不运作时确定交通工具的乘客座舱内的C02浓度。控制器被配置成当交通工具不运作时基于乘客座舱内的C02浓度来确定乘客座舱被乘坐者占据。
[0004]在另一实施例中，提供了操作乘坐者安全系统的方法。该方法包括步骤:提供C02传感器，其被配置成当交通工具不运作时确定交通工具的乘客座舱内的C02浓度。该方法还包括步骤:当交通工具不运作时基于乘客座舱内的C02浓度来确定乘客座舱被乘坐者占据。
[0005]在阅读优选实施例的下列详细描述后，进一步的特征和优势将更清楚地表现，这些优选实施例只是借助非限定例子和结合附图给出的。
附图简述
[0006]现在将参考附图借助示例来描述本发明，在附图中:
[0007]图1是根据一个实施例的配有一系统以在交通工具不运作时检测交通工具座舱内的C02浓度的交通工具的图；以及
[0008]图2是根据一个实施例的操作图1的系统的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0009]图1示出适用于交通工具12的乘坐者安全系统(下文中称其为系统10)的非限制性例子。系统10包括二氧化碳(C02)传感器(下文中称其为C02传感器14)，其被配置成确定交通工具12的乘客座舱18内的C02浓度16。使用一种形式的光谱法以隔离和测量C02气体浓度的适用的C02传感器是市场上可获得的。系统10利用这种类型的C02感测的可靠性来提供一种安全系统，该安全系统能够作为一自立系统被安装在交通工具内或者被集成在交通工具已有的基于微计算机的设备之一内。
[0010]当交通工具不运作时，尤其希望使用本文描述的系统10。在本文中，术语“不运作”指这样一种状态:即交通工具停靠并且交通工具的引擎(未示出)不运转时。这种“不运作”状态与交通工具12的下列状态相同或相似:例如当交通工具整晚被存放在车库而不使用时，或者当交通工具在交通工具的所有者/操作者工作或购物时停靠在停车场时。
[0011]本文描述的系统10测量C02浓度16以提供乘客座舱18的空气质量的指示。由于C02是呼吸的副产物，因此类似乘客座舱18的密闭空间可能表现出增加水平的C02，如果未将充足的新鲜空气提供至乘客座舱18的话。实验表示如果C02浓度16大于约1000份/1000000 (100ppm)，则乘客座舱18的乘坐者20可能经历显著程度的困倦和/或不适。对于大多数人，增加的呼吸速率发生在2000ppm。在20000ppm，呼吸速率增加50%。在30000ppm，呼吸速率增加100%，并且最大推荐容许暴露极限(PEL)为15分钟。已认识到，就C02的个体安全水平而言，个体的年龄、健康和呼吸状态可能显著地影响这些水平。
[0012]已经观察到，当成年人在常见的汽车乘客客舱内呼吸时(窗关着并且交通工具不运作)，C02浓度16在15分钟内从300ppm左右(常见的新鲜空气浓度为250ppm-400ppm)增加至1500ppm以上。没有充足新鲜空气的话，无法操作交通工具以提供充足新鲜空气的诸如小孩、老人和/或宠物之类的乘坐者可能暴露于不理想的C02浓度。相反，未被占据的乘客座舱表现出非常少的变化和几乎不变的C02水平。长时间没有乘坐者在交通工具内，C02水平将逐渐下落以与交通工具外的环境水平匹配，这是因为少量空气漏入乘客座舱18的密封结构。
[0013]系统10包括控制器22，其被配置成当交通工具不运作时基于乘客座舱内的C02浓度来确定乘客座舱18被乘坐者占据。在本文中，术语“乘坐者”一般指有生命的动物，例如但不限于人、狗、猫以及在交通工具12停靠时可能占据乘客座舱的其它动物。尽管图1中给出的例子暗示该系统用于汽车内，但本文给出的教义也可用于保护在运输中的牲畜。
[0014]控制器22可包括诸如微处理器的处理器(未示出)或其它控制电路，例如模拟和/或数字控制电路，包括本领域内技术人员熟知的用于处理数据的专用集成电路(ASIC)。控制器22可包括存储器，包括非易失性存储器，例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，用以存储一个或多个例程、阈值和捕捉的数据。如本文所述，可通过处理器执行一个或多个例程以执行步骤:基于由控制器22接收的信号，确定乘客座舱18内是否有乘坐者。
[0015]由于C02比常见大气中的主要成份(它们是N2(@28)和02 (032))具有更高的分子密度(044)，因此可能有C02沉降至乘客座舱18的下部区域的情况。因此，如果C02传感器14位于乘客座舱18的按体积算的下三分之一 24中，则是有利的。由于大多数乘客座舱的配置是下部区域由座位等部件占据而上部区域更为开放，因此指示下三分之一 24的边界的线可能比从乘客座舱的底部至顶部的距离的三分之一更高，例如也有可能大约为一半。
[0016]如果C02传感器14是例如基于重量或电容耦合来检测乘坐者20的存在的座位占据检测设备26的一部分，则同样有利，如本领域内技术人员所知的那样。将C02传感器14与座位占据检测设备26整合将避免一些电子器件的重复，例如供电滤波/管理。C02传感器可借助共享的数据总线28而电耦合至控制器22。替代地，可使用C02传感器和控制器22之间的专门线路来传送C02浓度16，或者这种通信可借助无线装置。
[0017]控制器22可被配置成如果C02浓度16大于被存储在控制器22中的浓度阈值30则确定乘客座舱18被占据。浓度阈值30的适当值为100ppm ;然而相信可使用较低值而没有错误警报的显著危险，例如700ppm的值。替代地，控制器22不是等待C02浓度16超出浓度阈值30，而是可配置成如果C02浓度16以高于一速率阈值32的速率增加则确定乘客座舱18被占据。速率阈值32的适当值是30份/1000000/分钟(30ppm/min)。然而，要理解，如果乘客座舱18显著大于或小于本文描述的乘客座舱，则系统10可用不同的值进行校准。
[0018]已考虑其它技术以确定乘坐者的存在，但这些其它技术不直接保护乘坐者20免受过大的C02浓度的影响，并在实际确定乘坐者20确实存在方面具有一些基本问题。例如，如果乘坐者正在睡觉和不移动，则使用相机或超声换能器基于检测到的乘坐者20的移动来确定乘坐者存在的技术可能失效。如果乘坐者20盖有毛毯，则依赖于检测由乘坐者20辐射出的体热的系统可能失效。然而，可通过使这些其它技术与乘客座舱18内的C02浓度的直接检测相结合来提高系统10检测到乘客座舱18被占据的可能性。也就是说，系统10可较为有利地包括座舱占据检测设备34，其被配置成输出指示乘坐者存在于乘客座舱18内的检测信号36。因此，控制器22可进一步配置成基于检测信号36和乘客座舱18内的C02浓度16两者确定乘客座舱18被占据。
[0019]座舱占据检测设备34可包括相机40，其被配置成观察乘坐者20可能在的乘客座舱18的区域。检测信号36可基于乘客座舱18中存在的可见光和近红外光中的一者。控制器22则可被配置成检测乘坐者20的存在，例如通过来自相机40的图像的运动流分析或通过本领域内技术人员所知的其它类型图像分析。座舱占据检测设备34也可包括发光器42，其被配置成发出例如近红外光之类的光以使相机40能够捕捉图像，如果乘客座舱18的环境照度低的话。
[0020]替代地，相机40可被配置成检测远红外光，即由交通工具座舱内的乘坐者20辐射出的热能量。检测热能，即检测一对象的温度，可能是有利的，因为这样做不依赖于来自发光器42的发光。然而，相比具有相同成本的可见光或近红外型相机，这种设备的分辨率相对低。在另一实施例中，座舱检测设备34可包括超声换能器44，其被配置成发出超声信号46并检测超声声波48。因此，检测信号36可指示在乘客座舱18内反射的超声声波48。已发现，具有或不具有发光器42的相机40可与超声换能器44结合使用以相比单独使用C02传感器14进一步增加检测到乘坐者20存在的可能性。
[0021]响应于检测或确定C02浓度16大于浓度阈值30和/或C02浓度16的增加速率大于上述速率阈值32，系统10可包括可由控制器22操作以指示乘客客舱18被占据并且C02浓度16是关注因素的通知装置50。通知装置50可通过多种通知技术中的任何一个或其组合向乘客座舱18外(即交通工具12外)的人指示乘客座舱18被占据并且需