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及び第２のアンテナ電極は、シートバック２７の中心線Ｌ０を横切って配置される。第１のアンテナ電極（アンテナ電極１２１）における、第１の直線Ｌ１より上側の検知面積の第２の直線Ｌ２より上側の検知面積に対する割合は、第２のアンテナ電極（アンテナ電極１２２）における、第１の直線Ｌ１より上側の検知面積の第２の直線Ｌ２より上側の検知面積に対する割合よりも小さく設定される。乗員検知装置は、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１のアンテナ電極から得られる信号のレベルの第２のアンテナ電極から得られる信号のレベルに対する比率が第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及び第２のアンテナ電極は、シートバック２７の中心線Ｌ０を横切って配置される。第１のアンテナ電極（アンテナ電極１２１）における、第１の直線Ｌ１より上側の検知面積の第２の直線Ｌ２より上側の検知面積に対する割合は、第２のアンテナ電極（アンテナ電極１２２）における、第１の直線Ｌ１より上側の検知面積の第２の直線Ｌ２より上側の検知面積に対する割合よりも小さく設定される。乗員検知装置は、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１のアンテナ電極から得られる信号のレベルの第２のアンテナ電極から得られる信号のレベルに対する比率が第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１２（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１２（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１２（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１２（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、また、さらに側部においても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及び側部におけるアンテナ電極の数を減らしつつ、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及び第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のアンテナ電極および前記第２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、その頭部が車体ドア側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に平行する所定幅の形状からなることを特徴とする。
【００１２】
また、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及び第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のアンテナ電極および前記第２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、その頭部が車体ドア側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に対応して上下に分割された形状からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の乗員検知システムは、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及び側部に、従来の様に多く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システムを提供できる。また、姿勢の判定において、２枚のアンテナ電極からの信号データに基づいて比率で判定するので、乗員の着衣状況による信号データの劣化（例えば、厚着をしたことによる信号データの減少）を防ぐこともできるので、少ないアンテナ電極であっても乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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に示す判定回路２３における判定フローを示す図である。
【図６】図３に示すシートにおけるアンテナ電極の変形例を示す図である。
【図７】図３に示すシートにおけるアンテナ電極の変形例を示す図である。
【図８】図１に示すシートにおけるアンテナ電極の変形例を示す図である。
【図９】図８に示すシートにおける乗員の着席状況を示す図である。
【図１０】図８に示すシートにおける乗員の着席状況を示す図である。
【図１１】図８に示すシートにおける乗員の着席状況を示す図である。
【図１２】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】
【００１５】
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。
【００１６】
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の中央部下側にシートバック２７の中心線Ｌ０を横切って配置される１枚のアンテナ電極（第１のアンテナ電極１２１）、同じくシートバック２７の中央部上側に中心線Ｌ０を横切って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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、図３にあって、直線Ｌ２（第２の直線）は、直線Ｌ１とは反対に、乗員ＳＰの車体ドア側の体形を規定する直線である。直線Ｌ２は、判定基準となる乗員ＳＰが、シートバック２７において車体中央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の体の車体ドア側の側部に沿った直線である。直線Ｌ２は、例えば、乗員ＳＰの頭部輪郭の車体ドア側と、胴体部又は腕部の輪郭の車体ドア側と、の両方に接する直線と定義することができる。或いは、直線Ｌ２は、平面視において、シートバックの中心線Ｌ０に対して直線Ｌ１と線対称である直線、と定義することもできる。
【００３２】
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ｔｈａ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。
【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ｔｈｂは、上記乗員ＳＰの頭部と、胴体部又は腕部とが、車体中央側にもたれかかって直線Ｌ２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。
【００３４】
また、判定回路２３は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データを比較するときに用いるしきい値ｔｈｅを記憶している。しきい値ｔｈｅは、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２各々に、乗員が対向していない場合の電圧レベル（Ｈレベル）を基準に、それより、やや低めに設定される。すなわち、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データが、いずれもしきい値ｔｈｅより高ければ、シートは空席と判定される。
【００３５】
さらに、判定回路２３は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データの比率を比較するときに用いるしきい値ｔｈｃを記憶している。しきい値ｔｈｃは、上記乗員ＳＰが、ドア側にもたれかかって直線Ｌ１に接した場合に、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する割合（比率）より、やや高めの値に設定される。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、乗員ＳＰがドア側にもたれかかって直線Ｌ１に接した場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰに対向する検知面積は、アンテナ電極１２１の全検知面積の約１／２となる。そのため、アンテナ電極１２１からの信号データは、おおよそ０．５×（Ｈレベル）となる。また、アンテナ電極１２２に対向する体の部位はないので、検知面積全体が見え、信号データはＨレベルといえる。よって、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する比率は、おおよそ０．５となる。
【００３６】
一方、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、乗員ＳＰが車体中央側にもたれかかって直線Ｌ２に接した場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰに対向する検知面積は、アンテナ電極１２１の全検知面積の約１／２となるので、信号データは０．５×（Ｈレベル）となる。また、アンテナ電極１２２の乗員ＳＰに対向する検知面積は、アンテナ電極１２１の全検知面積の約１／３となるので、信号データはおおよそ(２／３)×（Ｈレベル）となる。よって、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する比率は、おおよそ０．７５となる。
【００３７】
なお、上記記載より明らかなように、判定に用いる信号データは、何も対向しないときのレベル、すなわち、Ｈレベルと、実際の信号データの差分を使用することが多いため、アンテナ電極及び乗員を助手席シート１０の前方から平面視した場合、各アンテナ電極の隠れていない部分の検知面積の、アンテナ電極全体の検知面積に対する割合に、おおよそ比例しているといえる。従って、以下の説明に用いる図面において、アンテナ電極の隠れていない部分の面積により、各アンテナ電極からの信号データのレベルをおおよそ導くことができる。たとえば、図３（ｂ）では、アンテナ電極１２１からの信号データは、（１／２）×Ｈレベル、アンテナ電極１２２からの信号データは、Ｈレベルとなる。また、図３（ｃ）では、アンテナ電極１２１からの信号データは、（１／２）×Ｈレベル、アンテナ電極１２２からの信号データは、（２／３）×Ｈレベルとなり、上の説明と一致することとなる。
【００３８】
以上の様に、図３（ｂ）及び図３（ｃ）の着座状態における、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する比率は、それぞれ０．５、０．７５となることから、しきい値ｔｈｃを、例えば０．６に設定すれば、乗員ＳＰがいずれの方向に傾いているかを検知することができる。
このように左右いずれかに傾くことにより、信号データに差が出る理由は、アンテナ電極１２１における、直線Ｌ１より上側の検知面積（以下、Ｓ１１とする）の、直線Ｌ２より上側の検知面積（以下、Ｓ１２とする）に対する割合が、アンテナ電極１２２における、直線Ｌ１より上側の検知面積（以下、Ｓ２１とする）の、直線Ｌ２より上側の検知面積（以下、Ｓ２２とする）に対する割合よりも小さいことによるものである。
【００３９】
上記図３に示す場合、Ｓ１１／Ｓ１２＝（１／２）÷（１／２）＝１となり、Ｓ２１／Ｓ２２＝１÷（２／３）＝１．５となるので、上記２つのアンテナ電極の関係式であるＳ１１／Ｓ１２＜Ｓ２１／Ｓ２２を満たす。さらに、この関係式は、Ｓ１１／Ｓ２１＜Ｓ１２／Ｓ２２と変形することができる。ここで、この関係式の左辺は、まさしく、乗員ＳＰがドア側に傾いている場合のアンテナ電極１２１からの信号データの、アンテナ電極１２２からの信号データに対する比率である。また、関係式の右辺は、乗員ＳＰが車体中央側に傾いている場合のアンテナ電極１２１からの信号データの、アンテナ電極１２２からの信号データに対する比率である。
従って、しきい値ｔｈｃを、上記説明のように、乗員ＳＰの体格及び姿勢で決まる直線Ｌ１及びＬ２と、アンテナ電極１２１及び１２２との位置関係で決まる値に設定することで、乗員ＳＰがいずれの方向に傾いているかを検知することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
また、図４（ｅ）は、上で説明した図３（ｃ）と同じく、乗員ＳＰが車体中央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（ｅ）とする）を示し、図４（ｆ）は、乗員Ｐが車体中央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（ｆ）とする）を示している。
【００４２】
続いて、判定回路２３のしきい値ｔｈｅ、ｔｈａ、ｔｈｂ及びｔｈｃを上記の様に設定したことによって、判定回路２３が上記着座状態（ａ）〜（ｆ）に対して行う、アンテナ電極からの信号データと、しきい値との比較について説明する。
図５は、判定回路２３における判定フローを示す図である。以下、図５のフローを用いて、アンテナ電極からの信号データと、しきい値との比較について説明する。また、説明において、図２の判定回路２３内に示す、信号データ及び比率を示す模式図を適宜用いる。なお、図２において、符号（ａ）〜（ｆ）は、上記着座状態（ａ）〜（ｆ）にそれぞれに対応する、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルまたは比率である。
【００４３】
図２に示すスイッチＳＷを順次選択することで、判定回路２３が、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データを、Ａ／Ｄ入力端子１９から順次取り込む（ステップＳ１）。
【００４４】
判定回路２３は、助手席シート１０が空席であるか否かの判定を行う（ステップＳ２）。すなわち、判定回路２３は、アンテナ電極１２１からの信号データと、アンテナ電極１２２からの信号データのいずれもが、しきい値ｔｈｅより高い場合、助手席シート１０を空席と判定する（ステップＳ２−Ｙｅｓ、ステップＳ８）。一方、判定回路２３は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データの少なくとも一方が、しきい値ｔｈｅ以下であれば、ステップＳ３に進む（ステップＳ２−Ｎｏ）。
【００４５】
判定回路２３は、ステップＳ３において、アンテナ電極１２１からの信号データがしきい値ｔｈａより大きいか否かを比較する。ここで、しきい値ｔｈａは、上述の通り、着座状態（ａ）を基準に設定されているので、着座状態（ａ）は、「Ｙｅｓ」と判定される（ステップＳ３−Ｙｅｓ）。また、直線Ｌ１より上方へ大きく入り込み、アンテナ電極１２１が隠れて見えない着座状態（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、アンテナ電極１２１からの信号データがしきい値ｔｈａより低くなり、「Ｎｏ」と判定される（ステップＳ３−Ｎｏ）。すなわち、着座状態（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていないと、判定される（ステップＳ７）。なお、着座状態（ｅ）及び（ｆ）については、「Ｎｏ」と判定される可能性もあるが、直線Ｌ２との関係を求める処理を以降のステップで行うため、ここでは「Ｙｅｓ」と判定するものとする。
【００４６】
判定回路２３は、ステップＳ４において、アンテナ電極１２２からの信号データがしきい値ｔｈｅ以下であり、かつ、アンテナ電極１２１からの信号データがしきい値ｔｈｂより小さい、という条件を満たすか否かを判定する。着座状態（ａ）は、乗員ＳＰの体の部位が、アンテナ電極１２２と対向していないため、前者の条件を満たさず、「Ｎｏ」と判定される（ステップＳ４−Ｎｏ）。また、着座状態（ｅ）については、しきい値ｔｈｂは、上述の通り、着座状態（ｅ）を基準に設定されているので、後者の条件を満たさず、「Ｎｏ」と判定される（ステップＳ４−Ｎｏ）。
一方、着座状態（ｆ）は、乗員Ｐ１の体の部位が、アンテナ電極１２２と対向し、かつ、直線Ｌ２より上方の領域に入り込んで、アンテナ電極１２１と対向するので、「Ｙｅｓ」と判定される（ステップＳ４−Ｙｅｓ）。すなわち、着座状態（ｆ）は、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていないと、判定される（ステップＳ７）。
【００４７】
判定回路２３は、ステップＳ５において、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する比率がしきい値ｔｈｃより小さい、という条件を満たすか否かを判定する。
比率判定において、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２と、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の関係を、上述の通り、Ｓ１１／Ｓ２１＜Ｓ１２／Ｓ２２としている。従って、着座状態（ａ）、（ｅ）の比率は、しきい値ｔｈｃを間に挟んで、着座状態（ａ）の比率＜しきい値ｔｈｃ＜着座状態（ｅ）となる。例えば、上記しきい値ｔｈｃの設定において説明したように、０．５＜しきいｔｈｃ（０．６）＜０．７５となる。すなわち、着座状態（ｅ）は「Ｎｏ」と判定され（ステップＳ５−Ｎｏ）、着座状態（ａ）は「Ｙｅｓ」と判定される（ステップＳ５−Ｙｅｓ）。その結果、着座状態（ａ）は、乗員ＳＰ寝込み姿勢をとっていると判定され（ステップＳ６）、着座状態（ｅ）は、乗員ＳＰ寝込み姿勢をとっていないと判定される（ステップＳ７）。
【００４８】
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。ここで、判定回路２３の判定結果が、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていると、判定されるのは、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、アンテナ電極のシートバック２７における形状及び配置の変形例について、図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は、いずれもシートにおけるアンテナの形状、乗員ＳＰがシートにおいて、体をドア側に傾けた姿勢（図３（ｂ）及び図４（ａ）と同一の姿勢）、車体中央側に体を傾けた姿勢（図３（ｃ）及び図４（ｅ）と同一の姿勢）を、それぞれ各図の（ａ）〜（ｃ）において示している。
【００５１】
図６におけるアンテナ電極１２１ａ及びアンテナ電極１２２ａは、長手方向の中心線がシートバック２７の中心線Ｌ０に対して、平行になるように配置された矩形を、シートバックの中央部で、直線Ｌ１にほぼ平行な直線で分割し、上下方向に離隔配置した構成をとっている。
【００５２】
図７におけるアンテナ電極１２１ｂ及びアンテナ電極１２２ｂは、長手方向の中心線がシートバック２７の中心線Ｌ０に対して、平行になるように配置された矩形を、シートバックの中央部で、中心線Ｌ０を含む直線、それと垂直な直線で中心線Ｌ０より左側（ドア側）では上方にある直線、同じく垂直な直線で中心線Ｌ０より右側（車体中央側）では下方にある直線で、上下方向に分割した形状をしている。つまり、Ｌ字形状のアンテナ電極（１２１ｂ）と、それと略同じ検知面積を持つアンテナ電極をシートバック２７の中央部を回転中心として１８０度回転した逆Ｌ字形状のアンテナ電極（１２２ｂ）とを、シートバック中央部において、上下方向に離隔配置した構成をとっている。
【００５３】
なお、これらはアンテナ電極の形状及び配置の例示であって、図６及び図７で示した構成に限られるものではない。図６及び７に示すアンテナ電極の形状及び配置は、２つのアンテナ電極と、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の関係を、図３の場合と同じく、Ｓ１１／Ｓ２１＜Ｓ１２／Ｓ２２となる構成をとっている。すなわち、一般的に、第１及び第２のアンテナ電極は、シートバック２７の中央部に、それぞれシートバック２７の中心線Ｌ０を横切って配置される。また、平面視において、第１のアンテナ電極の直線Ｌ１より上側の検知面積（Ｓ１１）の直線Ｌ２より上側の検知面積（Ｓ１２）に対する割合（Ｓ１１÷Ｓ１２）が、第２のアンテナ電極の直線Ｌ１より上側の検知面積（Ｓ２１）の直線Ｌ２より上側の検知面積（Ｓ２２）に対する割合（Ｓ２１÷Ｓ２２）よりも小さくなる構成とすればよい。これによって、判定回路２３は、図３を用いて説明した場合と同様に、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていると判定できる。
【００５４】
以上説明したように、本発明の乗員検知装置は、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ｔｈｅ、ｔｈａ、ｔｈｂ、ｔｈｃ）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及び側部に、従来の様に多く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。また、姿勢の判定において、２枚のアンテナ電極からの信号データに基づいて比率で判定するので、乗員の着衣状況による信号データの劣化（例えば、厚着をしたことによる信号データの減少）を防ぐこともできるので、少ないアンテナ電極であっても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。
【００５５】
また、以上の実施形態の説明において、シートバック２７の中央部に２枚のアンテナ電極を配置する構成により、乗員ＳＰの及び姿勢を比率により判定したが、更に第３の電極をシートバック２７の側部に配置する構成とし、判定のロバスト性を改善することができる。以下に、側部に第３のアンテナ電極を有しない構成と異なる点について、中心に説明する。
図８は、第３のアンテナ電極（アンテナ電極１２３）をシートバック２７の側部に配置した構成を示しており、図８（ａ）〜（ｃ）各々は、上記説明において用いた図３（ａ）、図６（ａ）及び図７（ａ）それぞれにアンテナ電極１２３を追加した構成である。
【００５６】
アンテナ電極１２３を備えたことで、乗員検知ユニット１４は、先に説明した図２において、アンテナ電極１２１および１２２にアンテナ電極１２３が追加され、切替スイッチＳＷにスイッチＳＷ３が追加される構成となる。そして、ＳＷ１〜ＳＷ３が順次オンされ、アンテナ電極１２１〜１２３各々に微弱電界が発生し、アンテナ電極１２１〜１２３各々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順次入力される。判定回路２３は、アンテナ電極１２１〜アンテナ電極１２３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。
【００５７】
また、アンテナ電極１２３を備えたことで、判定回路２３が記憶しているしきい値には、アンテナ電極１２３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ｔｈｄが必要となる。このしきい値ｔｈｄ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ＳＰが対向しているかどうかを判定できる。一方、しきい値ｔｈｂについては、乗員ＳＰがドア方向、すなわちアンテナ電極１２３側に傾いているか、車体中央側に傾いているかを、アンテナ電極１２３により検知できるため不要となる。
【００５８】
判定処理フローにおいては、データ入力において、アンテナ電極１２３からの信号データも取り込まれ、まずその値がしきい値ｔｈｄと比較され、乗員ＳＰの頭部がアンテナ電極１２３と対向するかどうか判定される。また、図３を用いて説明したフローにおいてしきい値ｔｈｂとの比較は不要となる。上述の通り、アンテナ電極１２３により乗員ＳＰの姿勢のうち、身体の傾きを判定するため、図４の着座状態（ａ）と、（ｅ）及び（ｆ）を区別する必要がないためである。すなわち、着座状態（ａ）の場合、アンテナ電極１２３からの信号データは、しきい値ｔｈｄより低くなり、乗員ＳＰの頭部がアンテナ電極１２３に対向していると判定される。一方、着座状態（ｅ）、（ｆ）の場合、アンテナ電極１２３からの信号データは、しきい値ｔｈｄより高くなり、アンテナ電極１２３に対向している体の部位は存在しないと判定される。
【００５９】
従って、判定回路２３により、アンテナ電極１２３からの信号データがしきい値ｔｈｄより小さくなり、かつ、上記説明の比率がしきい値ｔｈｃより小さいと判定することにより、上記例で言えば着座状態（ａ）のみを、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていると、判定することができる。
【００６０】
このように、アンテナ電極１２３を設けたことにより、次の効果がある。
図９、図１０及び図１１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（ｂ）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。図９〜図１１の（ａ）〜（ｃ）各々において、第２のアンテナ電極（アンテナ電極１２２、１２２ａ、１２２ｂ）は、乗員ＳＰに対向していないか、或いは殆ど対向していないので、第２のアンテナ電極からの信号データはしきい値ｔｈｅより大きくなる。また、第１のアンテナ電極（アンテナ電極１２１、１２１ａ、１２１ｂ）も、乗員ＳＰと対向する面積がほぼ同じであるため、第１のアンテナ電極からの信号データはしきい値ｔｈａより大きくなる。
【００６１】
こうした場合、比率判定において、乗員ＳＰが身体を傾けていると判定されることとなるが、図（ｂ）、図（ｃ）の姿勢は、乗員ＳＰの頭部がシートバック２７からドア内側へ飛び出しておらず、サイドエアバッグを展開する必要はない。そこで、アンテナ電極１２３からの信号データにより、図(ａ)の姿勢と、図（ｂ）または図（ｃ）の着座状態とを区別する。ここで、図（ａ）の姿勢においては、アンテナ電極１２３に頭部が対向しており、アンテナ電極１２３からの信号データはしきい値ｔｈｄより低くなる。一方、図（ｂ）及び図（ｃ）の姿勢においては、アンテナ電極１２３に頭部が対向していないので、アンテナ電極１２３からの信号データは、いずれもしきい値ｔｈｄより高くなる。そのため、比率判定のみでは、３つの着座状態の区別をつけにくいが、アンテナ電極１２３の判定結果を更に用いることで、各図における着座状態（図（ａ））と、他の着座状態（図（ｂ）または図（ｃ））との区別をつけることが容易となり、判定のロバスト性を更に向上することができる。
【００６２】
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】
【００６３】
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，１２２，１２２ａ，１２２ｂ，１２３，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，ＳＷ３…スイッチ、ｔｈａ，ｔｈｂ，ｔｈｃ，ｔｈｄ，ｔｈｅ…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１２（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１２（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１２（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１２（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、また、さらに側部においても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及び側部におけるアンテナ電極の数を減らしつつ、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及び第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のアンテナ電極および前記第２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、その頭部が車体ドア側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に平行する所定幅の形状からなることを特徴とする。
【００１２】
また、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及び第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のアンテナ電極および前記第２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、その頭部が車体ドア側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に対応して上下に分割された形状からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の乗員検知システムは、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及び側部に、従来の様に多く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システムを提供できる。また、姿勢の判定において、２枚のアンテナ電極からの信号データに基づいて比率で判定するので、乗員の着衣状況による信号データの劣化（例えば、厚着をしたことによる信号データの減少）を防ぐこともできるので、少ないアンテナ電極であっても乗員の体格及び姿勢の影響を受けにくい乗員検知システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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に示す判定回路２３における判定フローを示す図である。
【図６】図３に示すシートにおけるアンテナ電極の変形例を示す図である。
【図７】図３に示すシートにおけるアンテナ電極の変形例を示す図である。
【図８】図１に示すシートにおけるアンテナ電極の変形例を示す図である。
【図９】図８に示すシートにおける乗員の着席状況を示す図である。
【図１０】図８に示すシートにおける乗員の着席状況を示す図である。
【図１１】図８に示すシートにおける乗員の着席状況を示す図である。
【図１２】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】
【００１５】
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。
【００１６】
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の中央部下側にシートバック２７の中心線Ｌ０を横切って配置される１枚のアンテナ電極（第１のアンテナ電極１２１）、同じくシートバック２７の中央部上側に中心線Ｌ０を横切って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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
また、図３にあって、直線Ｌ２（第２の直線）は、直線Ｌ１とは反対に、乗員ＳＰの車体ドア側の体形を規定する直線である。直線Ｌ２は、判定基準となる乗員ＳＰが、シートバック２７において車体中央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の体の車体ドア側の側部に沿った直線である。直線Ｌ２は、例えば、乗員ＳＰの頭部輪郭の車体ドア側と、胴体部又は腕部の輪郭の車体ドア側と、の両方に接する直線と定義することができる。或いは、直線Ｌ２は、平面視において、シートバックの中心線Ｌ０に対して直線Ｌ１と線対称である直線、と定義することもできる。
【００３２】
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ｔｈａ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。
【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ｔｈｂは、上記乗員ＳＰの頭部と、胴体部又は腕部とが、車体中央側にもたれかかって直線Ｌ２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。
【００３４】
また、判定回路２３は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データを比較するときに用いるしきい値ｔｈｅを記憶している。しきい値ｔｈｅは、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２各々に、乗員が対向していない場合の電圧レベル（Ｈレベル）を基準に、それより、やや低めに設定される。すなわち、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データが、いずれもしきい値ｔｈｅより高ければ、シートは空席と判定される。
【００３５】
さらに、判定回路２３は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データの比率を比較するときに用いるしきい値ｔｈｃを記憶している。しきい値ｔｈｃは、上記乗員ＳＰが、ドア側にもたれかかって直線Ｌ１に接した場合に、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する割合（比率）より、やや高めの値に設定される。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、乗員ＳＰがドア側にもたれかかって直線Ｌ１に接した場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰに対向する検知面積は、アンテナ電極１２１の全検知面積の約１／２となる。そのため、アンテナ電極１２１からの信号データは、おおよそ０．５×（Ｈレベル）となる。また、アンテナ電極１２２に対向する体の部位はないので、検知面積全体が見え、信号データはＨレベルといえる。よって、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する比率は、おおよそ０．５となる。
【００３６】
一方、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、乗員ＳＰが車体中央側にもたれかかって直線Ｌ２に接した場合、アンテナ電極１２１の乗員ＳＰに対向する検知面積は、アンテナ電極１２１の全検知面積の約１／２となるので、信号データは０．５×（Ｈレベル）となる。また、アンテナ電極１２２の乗員ＳＰに対向する検知面積は、アンテナ電極１２１の全検知面積の約１／３となるので、信号データはおおよそ(２／３)×（Ｈレベル）となる。よって、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する比率は、おおよそ０．７５となる。
【００３７】
なお、上記記載より明らかなように、判定に用いる信号データは、何も対向しないときのレベル、すなわち、Ｈレベルと、実際の信号データの差分を使用することが多いため、アンテナ電極及び乗員を助手席シート１０の前方から平面視した場合、各アンテナ電極の隠れていない部分の検知面積の、アンテナ電極全体の検知面積に対する割合に、おおよそ比例しているといえる。従って、以下の説明に用いる図面において、アンテナ電極の隠れていない部分の面積により、各アンテナ電極からの信号データのレベルをおおよそ導くことができる。たとえば、図３（ｂ）では、アンテナ電極１２１からの信号データは、（１／２）×Ｈレベル、アンテナ電極１２２からの信号データは、Ｈレベルとなる。また、図３（ｃ）では、アンテナ電極１２１からの信号データは、（１／２）×Ｈレベル、アンテナ電極１２２からの信号データは、（２／３）×Ｈレベルとなり、上の説明と一致することとなる。
【００３８】
以上の様に、図３（ｂ）及び図３（ｃ）の着座状態における、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する比率は、それぞれ０．５、０．７５となることから、しきい値ｔｈｃを、例えば０．６に設定すれば、乗員ＳＰがいずれの方向に傾いているかを検知することができる。
このように左右いずれかに傾くことにより、信号データに差が出る理由は、アンテナ電極１２１における、直線Ｌ１より上側の検知面積（以下、Ｓ１１とする）の、直線Ｌ２より上側の検知面積（以下、Ｓ１２とする）に対する割合が、アンテナ電極１２２における、直線Ｌ１より上側の検知面積（以下、Ｓ２１とする）の、直線Ｌ２より上側の検知面積（以下、Ｓ２２とする）に対する割合よりも小さいことによるものである。
【００３９】
上記図３に示す場合、Ｓ１１／Ｓ１２＝（１／２）÷（１／２）＝１となり、Ｓ２１／Ｓ２２＝１÷（２／３）＝１．５となるので、上記２つのアンテナ電極の関係式であるＳ１１／Ｓ１２＜Ｓ２１／Ｓ２２を満たす。さらに、この関係式は、Ｓ１１／Ｓ２１＜Ｓ１２／Ｓ２２と変形することができる。ここで、この関係式の左辺は、まさしく、乗員ＳＰがドア側に傾いている場合のアンテナ電極１２１からの信号データの、アンテナ電極１２２からの信号データに対する比率である。また、関係式の右辺は、乗員ＳＰが車体中央側に傾いている場合のアンテナ電極１２１からの信号データの、アンテナ電極１２２からの信号データに対する比率である。
従って、しきい値ｔｈｃを、上記説明のように、乗員ＳＰの体格及び姿勢で決まる直線Ｌ１及びＬ２と、アンテナ電極１２１及び１２２との位置関係で決まる値に設定することで、乗員ＳＰがいずれの方向に傾いているかを検知することができる。
【００４０】
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。
【００４１】
また、図４（ｅ）は、上で説明した図３（ｃ）と同じく、乗員ＳＰが車体中央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（ｅ）とする）を示し、図４（ｆ）は、乗員Ｐが車体中央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（ｆ）とする）を示している。
【００４２】
続いて、判定回路２３のしきい値ｔｈｅ、ｔｈａ、ｔｈｂ及びｔｈｃを上記の様に設定したことによって、判定回路２３が上記着座状態（ａ）〜（ｆ）に対して行う、アンテナ電極からの信号データと、しきい値との比較について説明する。
図５は、判定回路２３における判定フローを示す図である。以下、図５のフローを用いて、アンテナ電極からの信号データと、しきい値との比較について説明する。また、説明において、図２の判定回路２３内に示す、信号データ及び比率を示す模式図を適宜用いる。なお、図２において、符号（ａ）〜（ｆ）は、上記着座状態（ａ）〜（ｆ）にそれぞれに対応する、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される電圧レベルまたは比率である。
【００４３】
図２に示すスイッチＳＷを順次選択することで、判定回路２３が、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データを、Ａ／Ｄ入力端子１９から順次取り込む（ステップＳ１）。
【００４４】
判定回路２３は、助手席シート１０が空席であるか否かの判定を行う（ステップＳ２）。すなわち、判定回路２３は、アンテナ電極１２１からの信号データと、アンテナ電極１２２からの信号データのいずれもが、しきい値ｔｈｅより高い場合、助手席シート１０を空席と判定する（ステップＳ２−Ｙｅｓ、ステップＳ８）。一方、判定回路２３は、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２からの信号データの少なくとも一方が、しきい値ｔｈｅ以下であれば、ステップＳ３に進む（ステップＳ２−Ｎｏ）。
【００４５】
判定回路２３は、ステップＳ３において、アンテナ電極１２１からの信号データがしきい値ｔｈａより大きいか否かを比較する。ここで、しきい値ｔｈａは、上述の通り、着座状態（ａ）を基準に設定されているので、着座状態（ａ）は、「Ｙｅｓ」と判定される（ステップＳ３−Ｙｅｓ）。また、直線Ｌ１より上方へ大きく入り込み、アンテナ電極１２１が隠れて見えない着座状態（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、アンテナ電極１２１からの信号データがしきい値ｔｈａより低くなり、「Ｎｏ」と判定される（ステップＳ３−Ｎｏ）。すなわち、着座状態（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていないと、判定される（ステップＳ７）。なお、着座状態（ｅ）及び（ｆ）については、「Ｎｏ」と判定される可能性もあるが、直線Ｌ２との関係を求める処理を以降のステップで行うため、ここでは「Ｙｅｓ」と判定するものとする。
【００４６】
判定回路２３は、ステップＳ４において、アンテナ電極１２２からの信号データがしきい値ｔｈｅ以下であり、かつ、アンテナ電極１２１からの信号データがしきい値ｔｈｂより小さい、という条件を満たすか否かを判定する。着座状態（ａ）は、乗員ＳＰの体の部位が、アンテナ電極１２２と対向していないため、前者の条件を満たさず、「Ｎｏ」と判定される（ステップＳ４−Ｎｏ）。また、着座状態（ｅ）については、しきい値ｔｈｂは、上述の通り、着座状態（ｅ）を基準に設定されているので、後者の条件を満たさず、「Ｎｏ」と判定される（ステップＳ４−Ｎｏ）。
一方、着座状態（ｆ）は、乗員Ｐ１の体の部位が、アンテナ電極１２２と対向し、かつ、直線Ｌ２より上方の領域に入り込んで、アンテナ電極１２１と対向するので、「Ｙｅｓ」と判定される（ステップＳ４−Ｙｅｓ）。すなわち、着座状態（ｆ）は、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていないと、判定される（ステップＳ７）。
【００４７】
判定回路２３は、ステップＳ５において、アンテナ電極１２１からの信号データのアンテナ電極１２２からの信号データに対する比率がしきい値ｔｈｃより小さい、という条件を満たすか否かを判定する。
比率判定において、アンテナ電極１２１及びアンテナ電極１２２と、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の関係を、上述の通り、Ｓ１１／Ｓ２１＜Ｓ１２／Ｓ２２としている。従って、着座状態（ａ）、（ｅ）の比率は、しきい値ｔｈｃを間に挟んで、着座状態（ａ）の比率＜しきい値ｔｈｃ＜着座状態（ｅ）となる。例えば、上記しきい値ｔｈｃの設定において説明したように、０．５＜しきいｔｈｃ（０．６）＜０．７５となる。すなわち、着座状態（ｅ）は「Ｎｏ」と判定され（ステップＳ５−Ｎｏ）、着座状態（ａ）は「Ｙｅｓ」と判定される（ステップＳ５−Ｙｅｓ）。その結果、着座状態（ａ）は、乗員ＳＰ寝込み姿勢をとっていると判定され（ステップＳ６）、着座状態（ｅ）は、乗員ＳＰ寝込み姿勢をとっていないと判定される（ステップＳ７）。
【００４８】
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。ここで、判定回路２３の判定結果が、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていると、判定されるのは、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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、アンテナ電極のシートバック２７における形状及び配置の変形例について、図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は、いずれもシートにおけるアンテナの形状、乗員ＳＰがシートにおいて、体をドア側に傾けた姿勢（図３（ｂ）及び図４（ａ）と同一の姿勢）、車体中央側に体を傾けた姿勢（図３（ｃ）及び図４（ｅ）と同一の姿勢）を、それぞれ各図の（ａ）〜（ｃ）において示している。
【００５１】
図６におけるアンテナ電極１２１ａ及びアンテナ電極１２２ａは、長手方向の中心線がシートバック２７の中心線Ｌ０に対して、平行になるように配置された矩形を、シートバックの中央部で、直線Ｌ１にほぼ平行な直線で分割し、上下方向に離隔配置した構成をとっている。
【００５２】
図７におけるアンテナ電極１２１ｂ及びアンテナ電極１２２ｂは、長手方向の中心線がシートバック２７の中心線Ｌ０に対して、平行になるように配置された矩形を、シートバックの中央部で、中心線Ｌ０を含む直線、それと垂直な直線で中心線Ｌ０より左側（ドア側）では上方にある直線、同じく垂直な直線で中心線Ｌ０より右側（車体中央側）では下方にある直線で、上下方向に分割した形状をしている。つまり、Ｌ字形状のアンテナ電極（１２１ｂ）と、それと略同じ検知面積を持つアンテナ電極をシートバック２７の中央部を回転中心として１８０度回転した逆Ｌ字形状のアンテナ電極（１２２ｂ）とを、シートバック中央部において、上下方向に離隔配置した構成をとっている。
【００５３】
なお、これらはアンテナ電極の形状及び配置の例示であって、図６及び図７で示した構成に限られるものではない。図６及び７に示すアンテナ電極の形状及び配置は、２つのアンテナ電極と、直線Ｌ１及び直線Ｌ２の関係を、図３の場合と同じく、Ｓ１１／Ｓ２１＜Ｓ１２／Ｓ２２となる構成をとっている。すなわち、一般的に、第１及び第２のアンテナ電極は、シートバック２７の中央部に、それぞれシートバック２７の中心線Ｌ０を横切って配置される。また、平面視において、第１のアンテナ電極の直線Ｌ１より上側の検知面積（Ｓ１１）の直線Ｌ２より上側の検知面積（Ｓ１２）に対する割合（Ｓ１１÷Ｓ１２）が、第２のアンテナ電極の直線Ｌ１より上側の検知面積（Ｓ２１）の直線Ｌ２より上側の検知面積（Ｓ２２）に対する割合（Ｓ２１÷Ｓ２２）よりも小さくなる構成とすればよい。これによって、判定回路２３は、図３を用いて説明した場合と同様に、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていると判定できる。
【００５４】
以上説明したように、本発明の乗員検知装置は、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ｔｈｅ、ｔｈａ、ｔｈｂ、ｔｈｃ）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及び側部に、従来の様に多く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。また、姿勢の判定において、２枚のアンテナ電極からの信号データに基づいて比率で判定するので、乗員の着衣状況による信号データの劣化（例えば、厚着をしたことによる信号データの減少）を防ぐこともできるので、少ないアンテナ電極であっても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。
【００５５】
また、以上の実施形態の説明において、シートバック２７の中央部に２枚のアンテナ電極を配置する構成により、乗員ＳＰの及び姿勢を比率により判定したが、更に第３の電極をシートバック２７の側部に配置する構成とし、判定のロバスト性を改善することができる。以下に、側部に第３のアンテナ電極を有しない構成と異なる点について、中心に説明する。
図８は、第３のアンテナ電極（アンテナ電極１２３）をシートバック２７の側部に配置した構成を示しており、図８（ａ）〜（ｃ）各々は、上記説明において用いた図３（ａ）、図６（ａ）及び図７（ａ）それぞれにアンテナ電極１２３を追加した構成である。
【００５６】
アンテナ電極１２３を備えたことで、乗員検知ユニット１４は、先に説明した図２において、アンテナ電極１２１および１２２にアンテナ電極１２３が追加され、切替スイッチＳＷにスイッチＳＷ３が追加される構成となる。そして、ＳＷ１〜ＳＷ３が順次オンされ、アンテナ電極１２１〜１２３各々に微弱電界が発生し、アンテナ電極１２１〜１２３各々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順次入力される。判定回路２３は、アンテナ電極１２１〜アンテナ電極１２３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。
【００５７】
また、アンテナ電極１２３を備えたことで、判定回路２３が記憶しているしきい値には、アンテナ電極１２３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ｔｈｄが必要となる。このしきい値ｔｈｄ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ＳＰが対向しているかどうかを判定できる。一方、しきい値ｔｈｂについては、乗員ＳＰがドア方向、すなわちアンテナ電極１２３側に傾いているか、車体中央側に傾いているかを、アンテナ電極１２３により検知できるため不要となる。
【００５８】
判定処理フローにおいては、データ入力において、アンテナ電極１２３からの信号データも取り込まれ、まずその値がしきい値ｔｈｄと比較され、乗員ＳＰの頭部がアンテナ電極１２３と対向するかどうか判定される。また、図３を用いて説明したフローにおいてしきい値ｔｈｂとの比較は不要となる。上述の通り、アンテナ電極１２３により乗員ＳＰの姿勢のうち、身体の傾きを判定するため、図４の着座状態（ａ）と、（ｅ）及び（ｆ）を区別する必要がないためである。すなわち、着座状態（ａ）の場合、アンテナ電極１２３からの信号データは、しきい値ｔｈｄより低くなり、乗員ＳＰの頭部がアンテナ電極１２３に対向していると判定される。一方、着座状態（ｅ）、（ｆ）の場合、アンテナ電極１２３からの信号データは、しきい値ｔｈｄより高くなり、アンテナ電極１２３に対向している体の部位は存在しないと判定される。
【００５９】
従って、判定回路２３により、アンテナ電極１２３からの信号データがしきい値ｔｈｄより小さくなり、かつ、上記説明の比率がしきい値ｔｈｃより小さいと判定することにより、上記例で言えば着座状態（ａ）のみを、乗員ＳＰがドア側にもたれかかった姿勢（乗員ＳＰ寝込み姿勢）をとっていると、判定することができる。
【００６０】
このように、アンテナ電極１２３を設けたことにより、次の効果がある。
図９、図１０及び図１１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（ｂ）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。図９〜図１１の（ａ）〜（ｃ）各々において、第２のアンテナ電極（アンテナ電極１２２、１２２ａ、１２２ｂ）は、乗員ＳＰに対向していないか、或いは殆ど対向していないので、第２のアンテナ電極からの信号データはしきい値ｔｈｅより大きくなる。また、第１のアンテナ電極（アンテナ電極１２１、１２１ａ、１２１ｂ）も、乗員ＳＰと対向する面積がほぼ同じであるため、第１のアンテナ電極からの信号データはしきい値ｔｈａより大きくなる。
【００６１】
こうした場合、比率判定において、乗員ＳＰが身体を傾けていると判定されることとなるが、図（ｂ）、図（ｃ）の姿勢は、乗員ＳＰの頭部がシートバック２７からドア内側へ飛び出しておらず、サイドエアバッグを展開する必要はない。そこで、アンテナ電極１２３からの信号データにより、図(ａ)の姿勢と、図（ｂ）または図（ｃ）の着座状態とを区別する。ここで、図（ａ）の姿勢においては、アンテナ電極１２３に頭部が対向しており、アンテナ電極１２３からの信号データはしきい値ｔｈｄより低くなる。一方、図（ｂ）及び図（ｃ）の姿勢においては、アンテナ電極１２３に頭部が対向していないので、アンテナ電極１２３からの信号データは、いずれもしきい値ｔｈｄより高くなる。そのため、比率判定のみでは、３つの着座状態の区別をつけにくいが、アンテナ電極１２３の判定結果を更に用いることで、各図における着座状態（図（ａ））と、他の着座状態（図（ｂ）または図（ｃ））との区別をつけることが容易となり、判定のロバスト性を更に向上することができる。
【００６２】
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】
【００６３】
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，１２２，１２２ａ，１２２ｂ，１２３，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，ＳＷ３…スイッチ、ｔｈａ，ｔｈｂ，ｔｈｃ，ｔｈｄ，ｔｈｅ…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及び第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のアンテナ電極および前記第２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、その頭部が車体ドア側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に平行する所定幅の形状からなることを特徴とする乗員検知装置。
【請求項２】
シートのシートバックの中央部に配置された第１及び第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のアンテナ電極および前記第２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、その頭部が車体ドア側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に対応して上下に分割された形状からな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及び第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のアンテナ電極および前記第２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、その頭部が車体ドア側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に平行する所定幅の形状からなることを特徴とする乗員検知装置。
【請求項２】
シートのシートバックの中央部に配置された第１及び第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のアンテナ電極および前記第２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、その頭部が車体ドア側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に対応して上下に分割された形状からな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１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１３７７５１（Ｐ２０１１−１３７７５１Ａ）
【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２００９−２９８７１１（Ｐ２００９−２９８７１１）
【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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