乗員検知装置
【課題】製造コストの低減された、乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知装置を提供する。
【解決手段】第１のアンテナ電極（アンテナ電極１２１ａ）は、シートバック２７の中心線Ｌ０から車体ドア側の検知領域のうち、所定体格の乗員ＳＰがシートに着座し、かつ、その頭部が第２のアンテナ電極に近づくように体を傾斜させた状態において形成される、乗員ＳＰの体の車体中央側の側部に沿った直線より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定される。乗員検知装置は、上記状態において、第１のアンテナ電極から得られる信号のレベルが第１のしきい値より大きく、かつ、第２のアンテナ電極から得られる信号のレベルが第２のしきい値より小さいか否かを判定し、乗員の着席状況を検知する。
【解決手段】第１のアンテナ電極（アンテナ電極１２１ａ）は、シートバック２７の中心線Ｌ０から車体ドア側の検知領域のうち、所定体格の乗員ＳＰがシートに着座し、かつ、その頭部が第２のアンテナ電極に近づくように体を傾斜させた状態において形成される、乗員ＳＰの体の車体中央側の側部に沿った直線より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定される。乗員検知装置は、上記状態において、第１のアンテナ電極から得られる信号のレベルが第１のしきい値より大きく、かつ、第２のアンテナ電極から得られる信号のレベルが第２のしきい値より小さいか否かを判定し、乗員の着席状況を検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員検知装置に関し、特に、サイドのエアバッグ装置を搭載した自動車の乗員検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグ・システムは、自動車の安全装置として普及しているが、乗員の体格や乗員の取る姿勢などによって、フロント・エアバッグを展開することで、安全装置として働かない可能性がある。このため、例えば米国連邦車両基準「ＦＭＶＳＳ２０８」においては、エアバッグ・システムが、助手席に着席している乗員の体重に基づいてフロントエアバッグの展開／非展開を制御するように、定めている。
また、サイド・エアバッグを搭載した自動車において、助手席における乗員の着席状況（体格及び姿勢）に応じてサイドエアバッグを展開／非展開を制御することに関して、自主的に取り組んでいる自動車メーカーもある。
【０００３】
乗員検知を行うセンシング方式としては、乗員の体重をセンシングする重量センサ、圧電センサを利用するセンシング方式と、乗客の体格、すなわち表面積をセンシングする容量センサを利用するセンシング方式に大別される。
図１０（ａ）は、このうち、センシング方式として、容量センサを利用するセンシング方式を用いた乗員検知装置の原理を示す図である。この方式は、シートに配置されたアンテナ電極に微弱電界（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ：ＥＦ）を発生させ、電極と被測定物の表面に電荷を生じさせる。これにより、電極と被測定物の表面は容量結合となり、体格及び姿勢で変化する容量変化を、変位電流の変化として捉えることができるものである。
【０００４】
図１０（ａ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１に正弦波発振回路ＯＳＣからの高周波低電圧を印加することにより、アンテナ電極Ｅ１の周辺には微弱電界（ＥＦ）が生ずる結果、アンテナ電極Ｅ１の側には変位電流Ｉが流れる。この変位電流Ｉの値は、アンテナ電極Ｅ１と接地の間に形成される静電容量値により決まるため、アンテナ電極Ｅ１の近傍に存在する被測定物ＯＢの比誘電率によって異なる値をとる。従って、シートに被測定物ＯＢが乗っている場合と乗っていない場合とでは、アンテナ電極Ｅ１側に流れる電流に変化が生ずる。この現象を利用することにより、センサによって得る物理量（この場合は、変位電流）によってシートへの乗員の着席状況を検知することができるものである。
【０００５】
例えば、上記法規には、図１０（ｃ）に示す成人女性の体重分布を示す正規分布において、５パーセンタイル成人女性（分布の小柄な方の分布５％）に相当する大人以上ではフロントエアバッグ展開機能を維持し、体重が６歳児（６ｙｅａｒ ｏｌｄ ｃｈｉｌｄ：６ｙｏ）相当の子供以下ではフロントエアバッグの展開を抑制する方法が記載されている。
また、サイドエアバッグについては、助手席に着座した子供が眠り込んで身体がドア側に傾くと、座高の低い子供の頭部がシートバックの側部に収納したサイドエアバッグ装置の前方を覆ってしまうため、サイドエアバッグを効果的に展開させることができなくなる問題がある。そこで、助手席に着座した乗員の体格および姿勢を検知し、子供がドア側にもたれた寝姿にあるときにサイドエアバッグ装置の作動を禁止することが考えられる。
すなわち、シートの乗員について、その体格および姿勢などから、多くの情報を得て、区別をつける対策をとることが望ましい。
【０００６】
そこで、一般的にエアバッグシステムにおいては、図１０（ｂ）に示すように、アンテナ電極を複数個、例えばシートの座面にアンテナ電極Ｅ２を、背面にアンテナ電極Ｅ３及びアンテナ電極Ｅ４を、設置することによって、シート上の被測定物（乗員）について、より多くの物理量を得ることを可能とし、シートへの乗員の着席状況をより的確に検知することが行われている。
【０００７】
そして、これらのセンサーから得た情報を、実際にエアバッグを展開／非展開とするための制御情報とするには、乗員の区別が重要であり、エアバッグシステムは、予め設定したしきい値と、微弱電界技術による測定結果である物理量（電流値、或いは容量測定値）と、を比較する制御回路を備え、定期的にセンサからデータを取得し、乗員についての判定を行う。
【０００８】
例えば、特許文献１の乗員検知装置は、助手席シートのシートバックの中央部に、複数の第１のアンテナ電極を配置し、シートバックの側部に第２のアンテナ電極を配置している。また、第１のアンテナ電極及び第２のアンテナ電極各々のアンテナ電極周辺に発生させた電界に基づいて流れる電流に関する信号データを処理し、乗員の体格及び姿勢を判定する信号処理回路（制御回路）を備えている。そして、信号処理回路は、判定結果をもとに、助手席シートに、座高の低い子供が着座し、かつ、サイドエアバッグ装置の前方を覆っている場合、サイドエアバッグを効果的に展開させることができないと判定し、サイドエアバッグ装置の作動を禁止するように動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５６９６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された乗員検知装置においては、助手席シートのシートバックの中央部に、複数のアンテナ電極を配置しているため、それぞれのアンテナ電極に対応するハーネスも増大し、また信号データが増えるため判定回路も複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。本発明は、上記状況を鑑み、シートバック中央部に複数のアンテナ電極を配置する構成を取ることなく、乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の乗員検知装置は、シートのシートバックの中央部に配置された第１のアンテナ電極と、前記シートの車体ドア側のシートバック側部に配置された第２のアンテナ電極と、前記第１及び第２のアンテナ電極各々の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて発生する信号と予め設定されたしきい値とを比較することにより乗員の着席状況を検知する制御ユニットとを備え、前記第１のアンテナ電極は、所定体格の乗員が前記シートに着座し、かつ、その頭部が前記第２のアンテナ電極に近づくように体を傾斜させた状態において形成される、前記所定体格の乗員の体の車体中央側の側部に沿った直線より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定され、前記制御ユニットは、前記第１のアンテナ電極から得られる信号と、前記第２のアンテナ電極から得られる信号により、乗員の着席状況を検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の乗員検知装置は、第１のアンテナ電極と第２のアンテナ電極により発生する信号データと、予め設定されたしきい値との比較に基づいて、例えば子供等の所定体格の乗員のシートにおける姿勢を判定できる。また、そのために、シートのシートバック中央部に、複数のアンテナ電極を配置する必要はない。従って、アンテナ電極に対応するハーネスも増大せず、また信号データが増えることのよって判定回路が複雑になることもないので、製造コストの低減された、乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る乗員検知装置の概念図である。
【図２】図１に示した乗員検知装置の簡略化した回路構成を示す図である。
【図３】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図４】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図５】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図６】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図７】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図８】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図９】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図１０】乗員検知装置における基本原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
本発明の乗員検知装置の構成について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、シートを含む乗員検知装置の概略構成を示す図であり、図２は、乗員検知装置の簡略化した回路構成を示す図である。
【００１５】
図１において、助手席シート１０は、車両床部上に取り付けられる金属製のフレーム（不図示）に固定されてシートの着席部を構成する座面部（シートクッション２６）と、座面部の後方から上方斜め後ろに向かって配置され、背もたれをなす背面部（シートバック２７）とを有している。本発明の乗員検知装置は、シートバック２７の中央部に配置される１枚のアンテナ電極（第１のアンテナ電極１２１）、シートバック２７の側部に配置されるアンテナ電極（第２のアンテナ電極１２２）、ハーネス１３１、ハーネス１３２、乗員検知ユニット１４（ＥＣＵ）及びサイドエアバッグ装置１２を備えている。
【００１６】
サイドエアバッグ装置１２は、シートバック２７のドア側の側部に配置され、車両の側面衝突時に、助手席シート１０に着座した乗員と、ドア内面との間に、エアバッグ１３（図１において一点鎖線で示す）を展開させる。サイドエアバッグ装置１２は、乗員検知ユニット１４に接続され、乗員検知ユニット１４の判定結果により、助手席シート１０に着座した乗員が座高の小さい子供（所定体格の乗員）であり、かつその子供がドア側にもたれている場合に作動しないよう制御される。
【００１７】
かかる制御のため、乗員検知ユニット１４は、ハーネス１３１を介してアンテナ電極１２１と、ハーネス１３２を介してアンテナ電極１２２と、それぞれ接続されている。乗員検知ユニット１４は、各アンテナ電極に対応して設けられるハーネスに流れる変位電流の電流値に基づいて、シート上の乗員着席の状況を検出する回路であり、図１において、シートバック２７のドア側の側部に設置される。
【００１８】
図２は、乗員検知ユニット１４の回路構成を示す図である。
図２に示すように、乗員検知ユニット１４は、正弦波発振回路ＯＳＣ、電流制限抵抗１６、切替スイッチＳＷ、バッファ１７、全波整流及び積分回路１８、及び判定回路２３から構成される。なお、図２において、乗員検知装置を構成するアンテナ電極については、アンテナ電極１２１及び１２２用いて乗員検知する場合を示している。すなわち、本発明の乗員検知装置は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２を配置して、乗員の有無、体格及び姿勢を総合的に判定する乗員検知装置である。
【００１９】
正弦波発振回路ＯＳＣは、アンテナ電極１２１及び１２２各々の周辺に微弱電界を発生させる回路であり、例えば周波数が１２０ＫＨｚ程度で、電圧が５Ｖ程度の正弦波を発生するように構成されている。
また、電流制限抵抗１６は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２各々と、シートに着席した乗員との間の容量（以下ＣＬとする）、及び乗員と車体ＧＮＤとの間の容量（以下Ｃｇとする）とともに、ＲＣ回路を構成する。このＲＣ回路は、容量ＣＬのインピーダンスが変化するので、正弦波発振回路ＯＳＣの周波数が一定であっても、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号をバッファ１７の入力端において減衰させる。
【００２０】
バッファ１７は、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号が減衰された交流信号を、次段回路である全波整流及び積分回路１８の入力電圧レベルに増幅する回路である。全波整流及び積分回路１８は、切替スイッチＳＷを切り替え、アンテナ電極１２１及び１２２各々を選択している各々の期間において、バッファ１７から入力される交流電圧を全波整流し、平滑化することで、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に対して、直流電圧信号を出力する。
【００２１】
切替スイッチＳＷは、図２に示すように、スイッチＳＷ１及びＳＷ２の接続先を切り替えることにより、乗員検知において、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２各々と、上記バッファ１７及び電流制限抵抗１６とを、コネクタ２１及びハーネス１３１及びハーネス１３２を介して、順次接続する。
【００２２】
判定回路２３は、Ａ／Ｄ入力端子１９に、全波整流及び積分回路１８が出力した上記直流電圧信号が入力される。判定回路２３は、この電圧レベルと、判定回路２３に記憶され、予め設定されたしきい値とを比較し、シートの着席状況を判定する。すなわち、判定回路２３には、予め、例えばシートに着席している乗員の着席状況（着席の有無，大人か子供かの識別）などに関するしきい値（しきい値データ）が格納（記憶）されている。
【００２３】
次に、以上の構成をとる本発明の乗員検知装置の動作について説明する。
まず、正弦波発振回路ＯＳＣから正弦波が送信され、切換スイッチＳＷが判定回路２３からの制御信号によって、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を順にオン・オフ切換制御し、例えば、まずスイッチＳＷ１だけをオンして他はオフにする。このとき、正弦波発振回路ＯＳＣからの高周波低電圧がスイッチＳＷ１からコネクタ２１及びハーネス１３１を通してアンテナ電極１２１だけに印加され、アンテナ電極１２１から微弱電界が発生する。
【００２４】
すると、アンテナ電極１２１の周辺における乗員の着席状況に応じた送信電流が、アンテナ電極１２１に流れる。この送信電流に相当する電流により、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号が、電流制限抵抗１６を含む上記ＲＣ回路により減衰され、バッファ１７に入力される交流電圧レベルは減衰する。
【００２５】
この減衰レベルは、前記容量ＣＬと容量Ｃｇとの合成容量Ｃｔの値によって変化する。この合成容量Ｃｔは、Ｃｔ＝（ＣＬ×Ｃｇ）／（ＣＬ＋Ｃｇ）であり、乗員と車体ＧＮＤとの間の容量Ｃｇの変化が小さいことにより、合成容量Ｃｔは、アンテナ電極と乗員との間の容量ＣＬの変化によってのみ変化すると考えてよいので、乗員検知のための判断指標として使用することができる。ここで、バッファ１７の入力端における電圧をＶｏｕｔ、電流制限抵抗１６の抵抗値をＲ、正弦波発振回路ＯＳＣの発振周波数をω、出力電圧をＶｉｎとすると、
Ｖｏｕｔ＝１／（１＋ｊωＣｔＲ）×Ｖｉｎ
ω＝２πｆ （ただし、ｆは正弦波発振回路ＯＳＣの周波数）
の関係式が得られる。
【００２６】
よって、バッファ１７に入力される減衰された交流電圧レベルを、全波整流及び積分回路１８により直流電圧信号に変換し、判定回路２３は、この直流電圧信号をＡ／Ｄ入力端子１９から取り込む。すなわち、判定回路２３は、アンテナ電極１２１に対向する乗員の着席状況データ（信号データ）を取り込み、これと予め設定されたしきい値とを比較することで、アンテナ電極１２１周辺における乗員の着席状況を判定する。
【００２７】
同様に、スイッチＳＷ２だけがオンして、アンテナ電極１２２から微弱電界が発生し、アンテナ電極１２２の周辺の着席状況に応じた送信電流が検出され、判定回路２３に着席状況データとして入力される。このように、判定回路２３は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２に対応して、信号データを取り込むことにより、シートバック２７に背もたれしている乗員の着席状況を検知する。
【００２８】
ここで、判定回路２３が記憶しているしきい値について、シートバック２７におけるアンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２の配置と、着席している乗員の着席状況とに関連付けて説明する。
図３は、ドア側にもたれかかった姿勢で、アンテナ電極１２１に対向した場合、判定回路２３によって「乗員有り」と判定されない体格を有する乗員（以下、乗員ＳＰとする）が、ドア側にもたれかかった姿勢で着座している状態を示している。
図３にあって、直線Ｌ１は、乗員ＳＰの車体中央側の姿勢及び体格を規定する直線である。直線Ｌ１は、判定基準となる乗員ＳＰが、シートバック２７において車体ドア側にもたれかかったときに形成される、シート前方からの平面視において、乗員ＳＰの体の車体中央側の側部に沿った直線である。直線Ｌ１は、例えば、乗員ＳＰの頭部輪郭の車体中央側と、胴体部又は腕部の輪郭の車体中央側と、の両方に接する直線と定義することができる。
【００２９】
従って、乗員ＳＰよりも背が高い、或いは座高が高い乗員（例えば、大人）であれば、ドア側にもたれかかった姿勢をとっても、体の一部がこの直線Ｌ１に接するか、或いは、直線Ｌ１より上方の領域（車体中央側の領域）に入り込んで、体の一部がアンテナ電極１２１に対向することとなる。一方、乗員ＳＰよりも背が低い、或いは座高が低い乗員の場合であれば、ドア側にもたれかかった姿勢をとっても、体の一部は直線Ｌ１より下方においてアンテナ電極１２１と対向するだけで、直線Ｌ１より上方においてアンテナ電極１２１と対向することはないといえる。
【００３０】
判定回路２３が記憶しているしきい値のうち、アンテナ電極１２１からの信号データを比較するときに用いられるしきい値ｔｈ１は、上記乗員ＳＰの頭部と、胴体部又は腕部とが、ドア側にもたれかかって直線Ｌ１に接した場合に、Ａ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルを基準に、それより低い値に設定される。このように設定することで、乗員ＳＰを判定基準として、それより体格の大きい乗員（以下乗員Ｐ）との区別や、姿勢の区別を行うことができる。
【００３１】
図４は、助手席シート１０における、アンテナ電極１２１と、乗員の着座状態（姿勢）との関係を示す。図４（ａ）は、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢で着座している状態（以下、着座状態（ａ）とする）を、図４（ｂ）は、乗員Ｐがドア側にもたれかかった姿勢で着座している状態（以下、着座状態（ｂ）とする）を、示している。また、図４（ｃ）は、乗員ＳＰが正規着座している状態（以下、着座状態（ｃ）とする）を、図４（ｄ）は、乗員Ｐが正規着座している状態（以下、着座状態（ｄ）とする）を、それぞれ示している。
【００３２】
図４において、アンテナ電極１２１の隠れていない見える部分の面積は、着座状態（ａ）、着座状態（ｂ）または（ｃ）、着座状態（ｃ）または（ｂ）、着座状態（ｄ）の順に小さくなっていく。つまり、アンテナ電極１２１が乗員と対向する面積は、図４においてこの順番に大きくなっていく。これによって、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルも低くなっていくので、しきい値ｔｈ１を、着座状態（ａ）におけるＡ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルを基準に、それより低い値に設定することで、他の着座状態（ｂ）〜（ｄ）との区別を行うことができる。
【００３３】
また、判定回路２３が記憶しているしきい値のうち、アンテナ電極１２２からの信号データを比較するときに用いられるしきい値ｔｈ２は、上記乗員ＳＰが、ドア側にもたれかかってアンテナ電極１２２に頭部を接した場合（着座状態（ａ）の場合）に、Ａ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルを基準に、それより高い値に設定される。このように設定することで、ドア側にあるアンテナ電極１２２に乗員が対向しているかどうかを判定できる。
【００３４】
判定回路２３は、しきい値ｔｈ１及びｔｈ２を上記の様に設定したことで、次のように
アンテナ電極からの信号データと、しきい値との比較を行う。なお、図２において符号（ａ）〜（ｄ）は上記着座状態（ａ）〜（ｄ）に対応する、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルである。また、図２において、しきい値ｔｈ１及びｔｈ２は同電位にあるように示しているが、しきい値は上記のように設定されるので、同電位になるとは限られない。
【００３５】
以下、各着座状態における判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルについて説明する。
着座状態（ａ）の場合、図２の実線に示すように、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルは、しきいｔｈ１より高く、アンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルは、しきい値ｔｈ２より低くなる。
一方、着座状態（ｂ）の場合、図２の破線に示すように、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルは、しきいｔｈ１より低く、アンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルは、しきい値ｔｈ２より低くなる。
【００３６】
着座状態（ｃ）の場合、図２の一点鎖線に示すように、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルは、しきいｔｈ１より低く、アンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルは、しきい値ｔｈ２より高くなる。
また、着座状態（ｄ）の場合、図２の二点鎖線に示すように、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルは、しきいｔｈ１より低く、アンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルは、しきい値ｔｈ２より高くなる。
なお、乗員Ｐが更に大柄な体格である場合、アンテナ電極に右腕部が対向することで、しきい値ｔｈ２より低くなることもある。
【００３７】
以上のように、判定回路２３は、切替スイッチＳＷを順次切り替えたときに、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２に対応して、信号データを取り込むことにより、シートバック２７に背もたれしている乗員の着席状況（体格及び姿勢）を判定することができる。例えば、入力される直流電圧信号のレベルがしきい値ｔｈ１より大きい場合、論理レベル「１」とし、入力される直流電圧信号のレベルがしきい値ｔｈ１以下の場合、論理レベル「０」とし、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２各々を選択したときの判定結果を、論理レベルを用いて（１／０、１／０）と表わすとする。上記着座状態（ａ）の場合は（１、０）となり、着座状態（ｂ）の場合は（０、０）となり、着座状態（ｃ）及び（ｄ）の場合は（０、１）となる。なお、空席の場合は、いずれのアンテナ電極に対向するものがないことから、（１、１）となる。
【００３８】
ここで、判定回路２３の判定結果が(１、０)となるのは、乗員ＳＰがドア側に体を傾けてシートバックにもたれかかっている状態のみである。従って、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２の２つのアンテナ電極を用い、判定の際のしきい値を、上記のように設定することで、乗員ＳＰの体格及び姿勢（体をドア側に傾けた姿勢）を検知することができる。
また、判定回路２３は、上述の判定結果に基づいて、サイドエアバッグ装置１２に対して、エアバッグが展開可能となる展開ＯＫ信号またはエアバッグ１３が展開不可能となる展開ＮＧ信号を送信する。例えば、乗員ＳＰが、ドア側に体を傾けてシートバックにもたれかかっている状態の場合に、エアバッグが展開不可能となる展開ＮＧ信号を送信することができる。
【００３９】
なお、サイドエアバッグ装置１２は、例えば、セ−フィングセンサ，スクイブ，電界効果形トランジスタなどの半導体スイッチング素子の直列回路よりなるスクイブ回路と、電子式加速度センサ（衝突検出センサ）と、電子式加速度センサの出力信号に基づいて衝突の有無を判断し、半導体スイッチング素子のゲ−トに信号を供給する機能を有する制御回路とから構成されている。
そして、エアバッグ装置の制御回路は、判定回路２３からの送信信号（展開ＯＫ信号または展開ＮＧ信号）が入力され、展開ＯＫ信号が入力された場合、半導体スイッチング素子にゲ−ト信号が供給されるようにセットされる。一方、展開ＮＧ信号が入力される場合、半導体スイッチング素子にゲ−ト信号を供給しないようにセットされる。
【００４０】
以上が、本発明における乗員検知装置の概略構成である。次に、アンテナ電極１２１のシートバック２７における形状及び配置について、図５〜図８を参照して説明する。図５〜図８は、いずれも乗員ＳＰがシートにおいて、体をドア側に傾けた姿勢（図３及び図４（ａ）と同一の姿勢）、ドア側に体を寄せて正規着座した姿勢、ドア側に頭を寄せ、斜め座りした姿勢を、それぞれ各図の（ａ）〜（ｃ）で示している。また、図５におけるアンテナ電極１２１の形状及び配置は、上記説明と同じく、矩形であり、矩形の長手方向の中心線がシートバック２７の中心線Ｌ０に重なるように配置され、中心線Ｌ０に対して左右で面積が等しくなるように配置されている。
【００４１】
図６におけるアンテナ電極１２１ａは、アンテナ電極１２１と同じく矩形である。そして、その長さ方向の中心線が、直線Ｌ１の方向へ傾けて配置される矩形形状である。例えば、矩形の中心はシートバック２７の中心線Ｌ０にあり、矩形の長手方向が、その中心を回転軸として直線Ｌ１の方へ傾けて配置されている。傾ける角度としては、中心線Ｌ０と直線Ｌ１とが車体ドア側においてなす角度の間であることが好ましい。このような形状及び配置により、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す姿勢の場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰの頭部に対向する面積を、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す姿勢に比べて大きくとることができる。そのため、図６において、乗員ＳＰが、図６（ａ）で示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルと、図６（ｂ）または図６（ｃ）に示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルとの差を大きくとることができ、より乗員ＳＰの姿勢を検知しやすくなる。
【００４２】
図７におけるアンテナ電極１２１ｂは、アンテナ電極１２１と異なり楕円形状である。そして、その長軸が、前記直線の方向へ傾けて配置される楕円形状である。例えば、楕円の中心はシートバック２７の中心線Ｌ０にあり、楕円の長軸が、その中心を回転軸として直線Ｌ１の方へ傾けて配置されている。傾ける角度としては、中心線Ｌ０と直線Ｌ１とが車体ドア側においてなす角度の間であることが好ましい。このような形状及び配置により、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示す姿勢の場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰの頭部に対向する面積を、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す姿勢に比べて大きくとることができる。そのため、図７において、乗員ＳＰが、図７（ａ）で示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルと、図７（ｂ）または図７（ｃ）に示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルとの差を大きくとることができ、より乗員ＳＰの姿勢を検知しやすくなる。
【００４３】
また、図８におけるアンテナ電極１２１ｃは、アンテナ電極１２１と同じく矩形形状であるが、長さ方向の中心線が、シートバックの中心線Ｌ０と平行かつシートバックの中心線Ｌ０より第２のアンテナ電極側に近い位置に配置された矩形形状である。このような形状及び配置により、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す姿勢の場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰの頭部に対向する面積を、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す姿勢に比べて大きくとることができる。そのため、図８において、乗員ＳＰが、図８（ａ）で示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルと、図８（ｂ）または図８（ｃ）に示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルとの差を大きくとることができ、より乗員ＳＰの姿勢を検知しやすくなる。
【００４４】
以上は、アンテナ形状及び配置の例示であって、これらの例に限られるものではない。
アンテナ電極１２１の形状は、一般的には、シートバックの中心線Ｌ０からアンテナ電極１２２に近づく（ドア側に近づく）につれて、直線Ｌより上部における検知面積が増えていく構成が望ましい。すなわち、第１のアンテナ電極は、シートバック２７の中心線Ｌ０から車体ドア側の検知面積のうち第１の直線Ｌ１より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定されていることが望ましい。
【００４５】
例えば、図９に示すように、アンテナ電極１２１ｄは、図８におけるアンテナ電極１２１ｃを、平面視において右上の頂点と左下の頂点を結ぶ対角線により切断し、左側の部分のみを残した形状を有している。このようにすれば、アンテナ電極１２１ｄのシートバック２７の中心線Ｌ０から車体ドア側のうち、第１の直線Ｌ１より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定される。すなわち、図９（ｂ）及び図９（ｃ）で示す姿勢をとったときの、頭部に対向するアンテナ電極の検知部分のアンテナ電極の全面積に割合を、図９（ａ）で示す姿勢よりも大きく取ることができる。従って、図９（ｂ）及び図９（ｃ）で示す姿勢をとったときの信号データと、図９（ａ）で示す姿勢をとったときの信号データの差を大きくすることができ、姿勢の違いをより顕著に判別することができる。また、更にアンテナ電極の面積を減少でき、製造コストを低減できる。
【００４６】
以上説明したように、本発明の乗員検知装置においては、第１のアンテナ電極（アンテナ電極１２１）と第２のアンテナ電極（アンテナ電極１２１）により発生する信号データと、予め設定されたしきい値（しきい値ｔｈ１、ｔｈ２）との比較に基づいて、例えば子供等の所定体格の乗員（乗員ＳＰ）のシートにおける姿勢を判定できる。また、そのために、シートのシートバック中央部に、複数のアンテナ電極を配置する必要はない。従って、アンテナ電極に対応するハーネスも増大せず、また信号データが増えることのよって判定回路が複雑になることもないので、製造コストの低減された、乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知装置を提供できる。
【００４７】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更等も含まれる。例えば、上記発明におけるアンテナ電極及びハーネスは、それぞれ絶縁性のフィルム基材上に形成された電極であってもよい。ここで、絶縁性のフィルム基材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂からなり、数十μｍ〜１５０μｍ程度の厚さに設定されている。また、アンテナ電極及びハーネスは、それぞれ、絶縁性のフィルム基材上に貼り付けた銅箔をエッチングする、あるいは、絶縁性のフィルム基材上に銀等からなる導電性ペーストを印刷する、などの方法によって形成してもよい。また、アンテナ電極とハーネスを同一フィルム上に一体化して形成してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０…助手席シート、１２…サイドエアバッグ装置、１３…エアバッグ、２６…シートクッション、２７…シートバック、１２１，１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２２，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４…アンテナ電極、１４…乗員検知ユニット、ＯＳＣ…正弦波発振回路、１６…電流制限抵抗、１７…バッファ、１８…全波整流及び積分回路、１９…Ａ／Ｄ入力端子、２１…コネクタ、２３…判定回路、ＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、ｔｈ１，ｔｈ２…しきい値、１３１，１３２…ハーネス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員検知装置に関し、特に、サイドのエアバッグ装置を搭載した自動車の乗員検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグ・システムは、自動車の安全装置として普及しているが、乗員の体格や乗員の取る姿勢などによって、フロント・エアバッグを展開することで、安全装置として働かない可能性がある。このため、例えば米国連邦車両基準「ＦＭＶＳＳ２０８」においては、エアバッグ・システムが、助手席に着席している乗員の体重に基づいてフロントエアバッグの展開／非展開を制御するように、定めている。
また、サイド・エアバッグを搭載した自動車において、助手席における乗員の着席状況（体格及び姿勢）に応じてサイドエアバッグを展開／非展開を制御することに関して、自主的に取り組んでいる自動車メーカーもある。
【０００３】
乗員検知を行うセンシング方式としては、乗員の体重をセンシングする重量センサ、圧電センサを利用するセンシング方式と、乗客の体格、すなわち表面積をセンシングする容量センサを利用するセンシング方式に大別される。
図１０（ａ）は、このうち、センシング方式として、容量センサを利用するセンシング方式を用いた乗員検知装置の原理を示す図である。この方式は、シートに配置されたアンテナ電極に微弱電界（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ：ＥＦ）を発生させ、電極と被測定物の表面に電荷を生じさせる。これにより、電極と被測定物の表面は容量結合となり、体格及び姿勢で変化する容量変化を、変位電流の変化として捉えることができるものである。
【０００４】
図１０（ａ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１に正弦波発振回路ＯＳＣからの高周波低電圧を印加することにより、アンテナ電極Ｅ１の周辺には微弱電界（ＥＦ）が生ずる結果、アンテナ電極Ｅ１の側には変位電流Ｉが流れる。この変位電流Ｉの値は、アンテナ電極Ｅ１と接地の間に形成される静電容量値により決まるため、アンテナ電極Ｅ１の近傍に存在する被測定物ＯＢの比誘電率によって異なる値をとる。従って、シートに被測定物ＯＢが乗っている場合と乗っていない場合とでは、アンテナ電極Ｅ１側に流れる電流に変化が生ずる。この現象を利用することにより、センサによって得る物理量（この場合は、変位電流）によってシートへの乗員の着席状況を検知することができるものである。
【０００５】
例えば、上記法規には、図１０（ｃ）に示す成人女性の体重分布を示す正規分布において、５パーセンタイル成人女性（分布の小柄な方の分布５％）に相当する大人以上ではフロントエアバッグ展開機能を維持し、体重が６歳児（６ｙｅａｒ ｏｌｄ ｃｈｉｌｄ：６ｙｏ）相当の子供以下ではフロントエアバッグの展開を抑制する方法が記載されている。
また、サイドエアバッグについては、助手席に着座した子供が眠り込んで身体がドア側に傾くと、座高の低い子供の頭部がシートバックの側部に収納したサイドエアバッグ装置の前方を覆ってしまうため、サイドエアバッグを効果的に展開させることができなくなる問題がある。そこで、助手席に着座した乗員の体格および姿勢を検知し、子供がドア側にもたれた寝姿にあるときにサイドエアバッグ装置の作動を禁止することが考えられる。
すなわち、シートの乗員について、その体格および姿勢などから、多くの情報を得て、区別をつける対策をとることが望ましい。
【０００６】
そこで、一般的にエアバッグシステムにおいては、図１０（ｂ）に示すように、アンテナ電極を複数個、例えばシートの座面にアンテナ電極Ｅ２を、背面にアンテナ電極Ｅ３及びアンテナ電極Ｅ４を、設置することによって、シート上の被測定物（乗員）について、より多くの物理量を得ることを可能とし、シートへの乗員の着席状況をより的確に検知することが行われている。
【０００７】
そして、これらのセンサーから得た情報を、実際にエアバッグを展開／非展開とするための制御情報とするには、乗員の区別が重要であり、エアバッグシステムは、予め設定したしきい値と、微弱電界技術による測定結果である物理量（電流値、或いは容量測定値）と、を比較する制御回路を備え、定期的にセンサからデータを取得し、乗員についての判定を行う。
【０００８】
例えば、特許文献１の乗員検知装置は、助手席シートのシートバックの中央部に、複数の第１のアンテナ電極を配置し、シートバックの側部に第２のアンテナ電極を配置している。また、第１のアンテナ電極及び第２のアンテナ電極各々のアンテナ電極周辺に発生させた電界に基づいて流れる電流に関する信号データを処理し、乗員の体格及び姿勢を判定する信号処理回路（制御回路）を備えている。そして、信号処理回路は、判定結果をもとに、助手席シートに、座高の低い子供が着座し、かつ、サイドエアバッグ装置の前方を覆っている場合、サイドエアバッグを効果的に展開させることができないと判定し、サイドエアバッグ装置の作動を禁止するように動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５６９６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された乗員検知装置においては、助手席シートのシートバックの中央部に、複数のアンテナ電極を配置しているため、それぞれのアンテナ電極に対応するハーネスも増大し、また信号データが増えるため判定回路も複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。本発明は、上記状況を鑑み、シートバック中央部に複数のアンテナ電極を配置する構成を取ることなく、乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の乗員検知装置は、シートのシートバックの中央部に配置された第１のアンテナ電極と、前記シートの車体ドア側のシートバック側部に配置された第２のアンテナ電極と、前記第１及び第２のアンテナ電極各々の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて発生する信号と予め設定されたしきい値とを比較することにより乗員の着席状況を検知する制御ユニットとを備え、前記第１のアンテナ電極は、所定体格の乗員が前記シートに着座し、かつ、その頭部が前記第２のアンテナ電極に近づくように体を傾斜させた状態において形成される、前記所定体格の乗員の体の車体中央側の側部に沿った直線より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定され、前記制御ユニットは、前記第１のアンテナ電極から得られる信号と、前記第２のアンテナ電極から得られる信号により、乗員の着席状況を検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の乗員検知装置は、第１のアンテナ電極と第２のアンテナ電極により発生する信号データと、予め設定されたしきい値との比較に基づいて、例えば子供等の所定体格の乗員のシートにおける姿勢を判定できる。また、そのために、シートのシートバック中央部に、複数のアンテナ電極を配置する必要はない。従って、アンテナ電極に対応するハーネスも増大せず、また信号データが増えることのよって判定回路が複雑になることもないので、製造コストの低減された、乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る乗員検知装置の概念図である。
【図２】図１に示した乗員検知装置の簡略化した回路構成を示す図である。
【図３】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図４】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図５】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図６】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図７】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図８】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図９】図１に示すシートにおけるアンテナ電極及び乗員の着席状況を示す図である。
【図１０】乗員検知装置における基本原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
本発明の乗員検知装置の構成について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、シートを含む乗員検知装置の概略構成を示す図であり、図２は、乗員検知装置の簡略化した回路構成を示す図である。
【００１５】
図１において、助手席シート１０は、車両床部上に取り付けられる金属製のフレーム（不図示）に固定されてシートの着席部を構成する座面部（シートクッション２６）と、座面部の後方から上方斜め後ろに向かって配置され、背もたれをなす背面部（シートバック２７）とを有している。本発明の乗員検知装置は、シートバック２７の中央部に配置される１枚のアンテナ電極（第１のアンテナ電極１２１）、シートバック２７の側部に配置されるアンテナ電極（第２のアンテナ電極１２２）、ハーネス１３１、ハーネス１３２、乗員検知ユニット１４（ＥＣＵ）及びサイドエアバッグ装置１２を備えている。
【００１６】
サイドエアバッグ装置１２は、シートバック２７のドア側の側部に配置され、車両の側面衝突時に、助手席シート１０に着座した乗員と、ドア内面との間に、エアバッグ１３（図１において一点鎖線で示す）を展開させる。サイドエアバッグ装置１２は、乗員検知ユニット１４に接続され、乗員検知ユニット１４の判定結果により、助手席シート１０に着座した乗員が座高の小さい子供（所定体格の乗員）であり、かつその子供がドア側にもたれている場合に作動しないよう制御される。
【００１７】
かかる制御のため、乗員検知ユニット１４は、ハーネス１３１を介してアンテナ電極１２１と、ハーネス１３２を介してアンテナ電極１２２と、それぞれ接続されている。乗員検知ユニット１４は、各アンテナ電極に対応して設けられるハーネスに流れる変位電流の電流値に基づいて、シート上の乗員着席の状況を検出する回路であり、図１において、シートバック２７のドア側の側部に設置される。
【００１８】
図２は、乗員検知ユニット１４の回路構成を示す図である。
図２に示すように、乗員検知ユニット１４は、正弦波発振回路ＯＳＣ、電流制限抵抗１６、切替スイッチＳＷ、バッファ１７、全波整流及び積分回路１８、及び判定回路２３から構成される。なお、図２において、乗員検知装置を構成するアンテナ電極については、アンテナ電極１２１及び１２２用いて乗員検知する場合を示している。すなわち、本発明の乗員検知装置は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２を配置して、乗員の有無、体格及び姿勢を総合的に判定する乗員検知装置である。
【００１９】
正弦波発振回路ＯＳＣは、アンテナ電極１２１及び１２２各々の周辺に微弱電界を発生させる回路であり、例えば周波数が１２０ＫＨｚ程度で、電圧が５Ｖ程度の正弦波を発生するように構成されている。
また、電流制限抵抗１６は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２各々と、シートに着席した乗員との間の容量（以下ＣＬとする）、及び乗員と車体ＧＮＤとの間の容量（以下Ｃｇとする）とともに、ＲＣ回路を構成する。このＲＣ回路は、容量ＣＬのインピーダンスが変化するので、正弦波発振回路ＯＳＣの周波数が一定であっても、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号をバッファ１７の入力端において減衰させる。
【００２０】
バッファ１７は、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号が減衰された交流信号を、次段回路である全波整流及び積分回路１８の入力電圧レベルに増幅する回路である。全波整流及び積分回路１８は、切替スイッチＳＷを切り替え、アンテナ電極１２１及び１２２各々を選択している各々の期間において、バッファ１７から入力される交流電圧を全波整流し、平滑化することで、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に対して、直流電圧信号を出力する。
【００２１】
切替スイッチＳＷは、図２に示すように、スイッチＳＷ１及びＳＷ２の接続先を切り替えることにより、乗員検知において、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２各々と、上記バッファ１７及び電流制限抵抗１６とを、コネクタ２１及びハーネス１３１及びハーネス１３２を介して、順次接続する。
【００２２】
判定回路２３は、Ａ／Ｄ入力端子１９に、全波整流及び積分回路１８が出力した上記直流電圧信号が入力される。判定回路２３は、この電圧レベルと、判定回路２３に記憶され、予め設定されたしきい値とを比較し、シートの着席状況を判定する。すなわち、判定回路２３には、予め、例えばシートに着席している乗員の着席状況（着席の有無，大人か子供かの識別）などに関するしきい値（しきい値データ）が格納（記憶）されている。
【００２３】
次に、以上の構成をとる本発明の乗員検知装置の動作について説明する。
まず、正弦波発振回路ＯＳＣから正弦波が送信され、切換スイッチＳＷが判定回路２３からの制御信号によって、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２を順にオン・オフ切換制御し、例えば、まずスイッチＳＷ１だけをオンして他はオフにする。このとき、正弦波発振回路ＯＳＣからの高周波低電圧がスイッチＳＷ１からコネクタ２１及びハーネス１３１を通してアンテナ電極１２１だけに印加され、アンテナ電極１２１から微弱電界が発生する。
【００２４】
すると、アンテナ電極１２１の周辺における乗員の着席状況に応じた送信電流が、アンテナ電極１２１に流れる。この送信電流に相当する電流により、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号が、電流制限抵抗１６を含む上記ＲＣ回路により減衰され、バッファ１７に入力される交流電圧レベルは減衰する。
【００２５】
この減衰レベルは、前記容量ＣＬと容量Ｃｇとの合成容量Ｃｔの値によって変化する。この合成容量Ｃｔは、Ｃｔ＝（ＣＬ×Ｃｇ）／（ＣＬ＋Ｃｇ）であり、乗員と車体ＧＮＤとの間の容量Ｃｇの変化が小さいことにより、合成容量Ｃｔは、アンテナ電極と乗員との間の容量ＣＬの変化によってのみ変化すると考えてよいので、乗員検知のための判断指標として使用することができる。ここで、バッファ１７の入力端における電圧をＶｏｕｔ、電流制限抵抗１６の抵抗値をＲ、正弦波発振回路ＯＳＣの発振周波数をω、出力電圧をＶｉｎとすると、
Ｖｏｕｔ＝１／（１＋ｊωＣｔＲ）×Ｖｉｎ
ω＝２πｆ （ただし、ｆは正弦波発振回路ＯＳＣの周波数）
の関係式が得られる。
【００２６】
よって、バッファ１７に入力される減衰された交流電圧レベルを、全波整流及び積分回路１８により直流電圧信号に変換し、判定回路２３は、この直流電圧信号をＡ／Ｄ入力端子１９から取り込む。すなわち、判定回路２３は、アンテナ電極１２１に対向する乗員の着席状況データ（信号データ）を取り込み、これと予め設定されたしきい値とを比較することで、アンテナ電極１２１周辺における乗員の着席状況を判定する。
【００２７】
同様に、スイッチＳＷ２だけがオンして、アンテナ電極１２２から微弱電界が発生し、アンテナ電極１２２の周辺の着席状況に応じた送信電流が検出され、判定回路２３に着席状況データとして入力される。このように、判定回路２３は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２に対応して、信号データを取り込むことにより、シートバック２７に背もたれしている乗員の着席状況を検知する。
【００２８】
ここで、判定回路２３が記憶しているしきい値について、シートバック２７におけるアンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２の配置と、着席している乗員の着席状況とに関連付けて説明する。
図３は、ドア側にもたれかかった姿勢で、アンテナ電極１２１に対向した場合、判定回路２３によって「乗員有り」と判定されない体格を有する乗員（以下、乗員ＳＰとする）が、ドア側にもたれかかった姿勢で着座している状態を示している。
図３にあって、直線Ｌ１は、乗員ＳＰの車体中央側の姿勢及び体格を規定する直線である。直線Ｌ１は、判定基準となる乗員ＳＰが、シートバック２７において車体ドア側にもたれかかったときに形成される、シート前方からの平面視において、乗員ＳＰの体の車体中央側の側部に沿った直線である。直線Ｌ１は、例えば、乗員ＳＰの頭部輪郭の車体中央側と、胴体部又は腕部の輪郭の車体中央側と、の両方に接する直線と定義することができる。
【００２９】
従って、乗員ＳＰよりも背が高い、或いは座高が高い乗員（例えば、大人）であれば、ドア側にもたれかかった姿勢をとっても、体の一部がこの直線Ｌ１に接するか、或いは、直線Ｌ１より上方の領域（車体中央側の領域）に入り込んで、体の一部がアンテナ電極１２１に対向することとなる。一方、乗員ＳＰよりも背が低い、或いは座高が低い乗員の場合であれば、ドア側にもたれかかった姿勢をとっても、体の一部は直線Ｌ１より下方においてアンテナ電極１２１と対向するだけで、直線Ｌ１より上方においてアンテナ電極１２１と対向することはないといえる。
【００３０】
判定回路２３が記憶しているしきい値のうち、アンテナ電極１２１からの信号データを比較するときに用いられるしきい値ｔｈ１は、上記乗員ＳＰの頭部と、胴体部又は腕部とが、ドア側にもたれかかって直線Ｌ１に接した場合に、Ａ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルを基準に、それより低い値に設定される。このように設定することで、乗員ＳＰを判定基準として、それより体格の大きい乗員（以下乗員Ｐ）との区別や、姿勢の区別を行うことができる。
【００３１】
図４は、助手席シート１０における、アンテナ電極１２１と、乗員の着座状態（姿勢）との関係を示す。図４（ａ）は、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢で着座している状態（以下、着座状態（ａ）とする）を、図４（ｂ）は、乗員Ｐがドア側にもたれかかった姿勢で着座している状態（以下、着座状態（ｂ）とする）を、示している。また、図４（ｃ）は、乗員ＳＰが正規着座している状態（以下、着座状態（ｃ）とする）を、図４（ｄ）は、乗員Ｐが正規着座している状態（以下、着座状態（ｄ）とする）を、それぞれ示している。
【００３２】
図４において、アンテナ電極１２１の隠れていない見える部分の面積は、着座状態（ａ）、着座状態（ｂ）または（ｃ）、着座状態（ｃ）または（ｂ）、着座状態（ｄ）の順に小さくなっていく。つまり、アンテナ電極１２１が乗員と対向する面積は、図４においてこの順番に大きくなっていく。これによって、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルも低くなっていくので、しきい値ｔｈ１を、着座状態（ａ）におけるＡ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルを基準に、それより低い値に設定することで、他の着座状態（ｂ）〜（ｄ）との区別を行うことができる。
【００３３】
また、判定回路２３が記憶しているしきい値のうち、アンテナ電極１２２からの信号データを比較するときに用いられるしきい値ｔｈ２は、上記乗員ＳＰが、ドア側にもたれかかってアンテナ電極１２２に頭部を接した場合（着座状態（ａ）の場合）に、Ａ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルを基準に、それより高い値に設定される。このように設定することで、ドア側にあるアンテナ電極１２２に乗員が対向しているかどうかを判定できる。
【００３４】
判定回路２３は、しきい値ｔｈ１及びｔｈ２を上記の様に設定したことで、次のように
アンテナ電極からの信号データと、しきい値との比較を行う。なお、図２において符号（ａ）〜（ｄ）は上記着座状態（ａ）〜（ｄ）に対応する、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルである。また、図２において、しきい値ｔｈ１及びｔｈ２は同電位にあるように示しているが、しきい値は上記のように設定されるので、同電位になるとは限られない。
【００３５】
以下、各着座状態における判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルについて説明する。
着座状態（ａ）の場合、図２の実線に示すように、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルは、しきいｔｈ１より高く、アンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルは、しきい値ｔｈ２より低くなる。
一方、着座状態（ｂ）の場合、図２の破線に示すように、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルは、しきいｔｈ１より低く、アンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルは、しきい値ｔｈ２より低くなる。
【００３６】
着座状態（ｃ）の場合、図２の一点鎖線に示すように、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルは、しきいｔｈ１より低く、アンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルは、しきい値ｔｈ２より高くなる。
また、着座状態（ｄ）の場合、図２の二点鎖線に示すように、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルは、しきいｔｈ１より低く、アンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルは、しきい値ｔｈ２より高くなる。
なお、乗員Ｐが更に大柄な体格である場合、アンテナ電極に右腕部が対向することで、しきい値ｔｈ２より低くなることもある。
【００３７】
以上のように、判定回路２３は、切替スイッチＳＷを順次切り替えたときに、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２に対応して、信号データを取り込むことにより、シートバック２７に背もたれしている乗員の着席状況（体格及び姿勢）を判定することができる。例えば、入力される直流電圧信号のレベルがしきい値ｔｈ１より大きい場合、論理レベル「１」とし、入力される直流電圧信号のレベルがしきい値ｔｈ１以下の場合、論理レベル「０」とし、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２各々を選択したときの判定結果を、論理レベルを用いて（１／０、１／０）と表わすとする。上記着座状態（ａ）の場合は（１、０）となり、着座状態（ｂ）の場合は（０、０）となり、着座状態（ｃ）及び（ｄ）の場合は（０、１）となる。なお、空席の場合は、いずれのアンテナ電極に対向するものがないことから、（１、１）となる。
【００３８】
ここで、判定回路２３の判定結果が(１、０)となるのは、乗員ＳＰがドア側に体を傾けてシートバックにもたれかかっている状態のみである。従って、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２の２つのアンテナ電極を用い、判定の際のしきい値を、上記のように設定することで、乗員ＳＰの体格及び姿勢（体をドア側に傾けた姿勢）を検知することができる。
また、判定回路２３は、上述の判定結果に基づいて、サイドエアバッグ装置１２に対して、エアバッグが展開可能となる展開ＯＫ信号またはエアバッグ１３が展開不可能となる展開ＮＧ信号を送信する。例えば、乗員ＳＰが、ドア側に体を傾けてシートバックにもたれかかっている状態の場合に、エアバッグが展開不可能となる展開ＮＧ信号を送信することができる。
【００３９】
なお、サイドエアバッグ装置１２は、例えば、セ−フィングセンサ，スクイブ，電界効果形トランジスタなどの半導体スイッチング素子の直列回路よりなるスクイブ回路と、電子式加速度センサ（衝突検出センサ）と、電子式加速度センサの出力信号に基づいて衝突の有無を判断し、半導体スイッチング素子のゲ−トに信号を供給する機能を有する制御回路とから構成されている。
そして、エアバッグ装置の制御回路は、判定回路２３からの送信信号（展開ＯＫ信号または展開ＮＧ信号）が入力され、展開ＯＫ信号が入力された場合、半導体スイッチング素子にゲ−ト信号が供給されるようにセットされる。一方、展開ＮＧ信号が入力される場合、半導体スイッチング素子にゲ−ト信号を供給しないようにセットされる。
【００４０】
以上が、本発明における乗員検知装置の概略構成である。次に、アンテナ電極１２１のシートバック２７における形状及び配置について、図５〜図８を参照して説明する。図５〜図８は、いずれも乗員ＳＰがシートにおいて、体をドア側に傾けた姿勢（図３及び図４（ａ）と同一の姿勢）、ドア側に体を寄せて正規着座した姿勢、ドア側に頭を寄せ、斜め座りした姿勢を、それぞれ各図の（ａ）〜（ｃ）で示している。また、図５におけるアンテナ電極１２１の形状及び配置は、上記説明と同じく、矩形であり、矩形の長手方向の中心線がシートバック２７の中心線Ｌ０に重なるように配置され、中心線Ｌ０に対して左右で面積が等しくなるように配置されている。
【００４１】
図６におけるアンテナ電極１２１ａは、アンテナ電極１２１と同じく矩形である。そして、その長さ方向の中心線が、直線Ｌ１の方向へ傾けて配置される矩形形状である。例えば、矩形の中心はシートバック２７の中心線Ｌ０にあり、矩形の長手方向が、その中心を回転軸として直線Ｌ１の方へ傾けて配置されている。傾ける角度としては、中心線Ｌ０と直線Ｌ１とが車体ドア側においてなす角度の間であることが好ましい。このような形状及び配置により、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示す姿勢の場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰの頭部に対向する面積を、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す姿勢に比べて大きくとることができる。そのため、図６において、乗員ＳＰが、図６（ａ）で示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルと、図６（ｂ）または図６（ｃ）に示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルとの差を大きくとることができ、より乗員ＳＰの姿勢を検知しやすくなる。
【００４２】
図７におけるアンテナ電極１２１ｂは、アンテナ電極１２１と異なり楕円形状である。そして、その長軸が、前記直線の方向へ傾けて配置される楕円形状である。例えば、楕円の中心はシートバック２７の中心線Ｌ０にあり、楕円の長軸が、その中心を回転軸として直線Ｌ１の方へ傾けて配置されている。傾ける角度としては、中心線Ｌ０と直線Ｌ１とが車体ドア側においてなす角度の間であることが好ましい。このような形状及び配置により、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示す姿勢の場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰの頭部に対向する面積を、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す姿勢に比べて大きくとることができる。そのため、図７において、乗員ＳＰが、図７（ａ）で示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルと、図７（ｂ）または図７（ｃ）に示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルとの差を大きくとることができ、より乗員ＳＰの姿勢を検知しやすくなる。
【００４３】
また、図８におけるアンテナ電極１２１ｃは、アンテナ電極１２１と同じく矩形形状であるが、長さ方向の中心線が、シートバックの中心線Ｌ０と平行かつシートバックの中心線Ｌ０より第２のアンテナ電極側に近い位置に配置された矩形形状である。このような形状及び配置により、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す姿勢の場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰの頭部に対向する面積を、図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す姿勢に比べて大きくとることができる。そのため、図８において、乗員ＳＰが、図８（ａ）で示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルと、図８（ｂ）または図８（ｃ）に示す姿勢をとったときにアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルとの差を大きくとることができ、より乗員ＳＰの姿勢を検知しやすくなる。
【００４４】
以上は、アンテナ形状及び配置の例示であって、これらの例に限られるものではない。
アンテナ電極１２１の形状は、一般的には、シートバックの中心線Ｌ０からアンテナ電極１２２に近づく（ドア側に近づく）につれて、直線Ｌより上部における検知面積が増えていく構成が望ましい。すなわち、第１のアンテナ電極は、シートバック２７の中心線Ｌ０から車体ドア側の検知面積のうち第１の直線Ｌ１より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定されていることが望ましい。
【００４５】
例えば、図９に示すように、アンテナ電極１２１ｄは、図８におけるアンテナ電極１２１ｃを、平面視において右上の頂点と左下の頂点を結ぶ対角線により切断し、左側の部分のみを残した形状を有している。このようにすれば、アンテナ電極１２１ｄのシートバック２７の中心線Ｌ０から車体ドア側のうち、第１の直線Ｌ１より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定される。すなわち、図９（ｂ）及び図９（ｃ）で示す姿勢をとったときの、頭部に対向するアンテナ電極の検知部分のアンテナ電極の全面積に割合を、図９（ａ）で示す姿勢よりも大きく取ることができる。従って、図９（ｂ）及び図９（ｃ）で示す姿勢をとったときの信号データと、図９（ａ）で示す姿勢をとったときの信号データの差を大きくすることができ、姿勢の違いをより顕著に判別することができる。また、更にアンテナ電極の面積を減少でき、製造コストを低減できる。
【００４６】
以上説明したように、本発明の乗員検知装置においては、第１のアンテナ電極（アンテナ電極１２１）と第２のアンテナ電極（アンテナ電極１２１）により発生する信号データと、予め設定されたしきい値（しきい値ｔｈ１、ｔｈ２）との比較に基づいて、例えば子供等の所定体格の乗員（乗員ＳＰ）のシートにおける姿勢を判定できる。また、そのために、シートのシートバック中央部に、複数のアンテナ電極を配置する必要はない。従って、アンテナ電極に対応するハーネスも増大せず、また信号データが増えることのよって判定回路が複雑になることもないので、製造コストの低減された、乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知装置を提供できる。
【００４７】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更等も含まれる。例えば、上記発明におけるアンテナ電極及びハーネスは、それぞれ絶縁性のフィルム基材上に形成された電極であってもよい。ここで、絶縁性のフィルム基材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂からなり、数十μｍ〜１５０μｍ程度の厚さに設定されている。また、アンテナ電極及びハーネスは、それぞれ、絶縁性のフィルム基材上に貼り付けた銅箔をエッチングする、あるいは、絶縁性のフィルム基材上に銀等からなる導電性ペーストを印刷する、などの方法によって形成してもよい。また、アンテナ電極とハーネスを同一フィルム上に一体化して形成してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０…助手席シート、１２…サイドエアバッグ装置、１３…エアバッグ、２６…シートクッション、２７…シートバック、１２１，１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２２，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４…アンテナ電極、１４…乗員検知ユニット、ＯＳＣ…正弦波発振回路、１６…電流制限抵抗、１７…バッファ、１８…全波整流及び積分回路、１９…Ａ／Ｄ入力端子、２１…コネクタ、２３…判定回路、ＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２…スイッチ、ｔｈ１，ｔｈ２…しきい値、１３１，１３２…ハーネス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートのシートバックの中央部に配置された第１のアンテナ電極と、
前記シートの車体ドア側のシートバック側部に配置された第２のアンテナ電極と、
前記第１及び第２のアンテナ電極各々の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて発生する信号と予め設定されたしきい値とを比較することにより乗員の着席状況を検知する制御ユニットとを備え、
前記第１のアンテナ電極は、所定体格の乗員が前記シートに着座し、かつ、その頭部が前記第２のアンテナ電極に近づくように体を傾斜させた状態において形成される、前記所定体格の乗員の体の車体中央側の側部に沿った直線より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定され、
前記制御ユニットは、前記第１のアンテナ電極から得られる信号と、前記第２のアンテナ電極から得られる信号により、乗員の着席状況を検知することを特徴とする乗員検知装置。
【請求項１】
シートのシートバックの中央部に配置された第１のアンテナ電極と、
前記シートの車体ドア側のシートバック側部に配置された第２のアンテナ電極と、
前記第１及び第２のアンテナ電極各々の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて発生する信号と予め設定されたしきい値とを比較することにより乗員の着席状況を検知する制御ユニットとを備え、
前記第１のアンテナ電極は、所定体格の乗員が前記シートに着座し、かつ、その頭部が前記第２のアンテナ電極に近づくように体を傾斜させた状態において形成される、前記所定体格の乗員の体の車体中央側の側部に沿った直線より上方部分の面積が、下方部分の面積より大きく設定され、
前記制御ユニットは、前記第１のアンテナ電極から得られる信号と、前記第２のアンテナ電極から得られる信号により、乗員の着席状況を検知することを特徴とする乗員検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１３６６６０（Ｐ２０１１−１３６６６０Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９８７１２（Ｐ２００９−２９８７１２）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（３０００５２２４６）株式会社ホンダエレシス (105)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（３０００５２２４６）株式会社ホンダエレシス (105)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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