着座センサ及び乗員安全装置

【課題】車両の座席に乗員が着座しているかどうかを正確に検知することが可能な着座センサ及びこのセンサを用いた乗員安全装置の提供。
【解決手段】車両の座席に乗員が着座しているかどうかを検知する着座センサにおいて、座席部にメンブレン型着座センサを配置するとともに、乗員の足元部に近接センサを配置し、前記メンブレン型着座センサは、導電パターン回路が形成された２枚の可撓性フィルム基板を、切欠部を有する絶縁スペーサを介して積層した構造を有し、前記近接センサは、近接配置された一組の電極と、各電極の静電容量の変化を検出する検出回路とを有する静電容量式近接センサであり、両方のセンサの検知情報から乗員の着座状態を検知することを特徴とする着座センサ。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載される着座センサに関するものである。本発明の着座センサは、座席部にメンブレン型センサを配置するだけでなく、足元部に近接センサを配置することによって、両者の検知情報から、乗員の着座状況を正確に把握することが可能となる。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載されている助手席用エアバックの動作は、着座センサの情報を用いて制御されているものがあり、これは実際の自動車の使用状況を想定するためである。すなわち、運転席を除いて自動車のシート（座席）部分には人間が乗車している場合や荷物が置かれている場合など、様々な状況がある。従って、衝突時に動作するエアバックに対して、運転席以外の座席に人間が乗車しているかどうかの識別を行うことは、非常に重要である。
【０００３】
人間の乗車がないにも関わらず、当該箇所のエアバックが動作することは好ましいことではないし、実際のところ不要である。よって、荷物が搭載されているのか人間が乗車しているのかを確実に検知する着座センサが必要であることは自明である。着座を検知するシステムとしては、比較的低コストでシステム構成することが可能なメンブレンスイッチを使用したものが用いられている。
【０００４】
また、メンブレンの回路構造とセル配置を工夫することにより、座面に荷物が置いてある状態と、人が着座している状態とを区別して検知するセンサが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
また、メンブレンの着座センサおよび近接センサを同時に座席部に（もしくは近接センサは背面部に）配置し、着座状況を検知するシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２１２４９６号公報
【特許文献２】特開２００２−３２６５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来技術には、次のような問題があった。
特許文献１に開示されたセンサは、軽量の荷物であれば正しく検知できる（即ち、人間が乗車していないと検知できる）ものの、ある一定量以上の大きさと重量を有する荷物を座席に置いた場合は、人間が乗車していると判断する場合がある。
特許文献２に開示されたセンサは、静電容量センサが着座部、近接センサが着座部（もしくは背面部）に配置されているため、特許文献１と同様に、ある一定量以上の大きさと重量を有する荷物を座席に置いた場合は、人間が乗車していると誤って検知する可能性がある。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされ、車両の座席に乗員が着座しているかどうかを正確に検知することが可能な着座センサ及びこのセンサを用いた乗員安全装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、車両の座席に乗員が着座しているかどうかを検知する着座センサにおいて、
座席部にメンブレン型着座センサを配置するとともに、乗員の足元部に近接センサを配置し、
前記メンブレン型着座センサは、導電パターン回路が形成された２枚の可撓性フィルム基板を、切欠部を有する絶縁スペーサを介して積層した構造を有し、
前記近接センサは、近接配置された一組の電極と、各電極の静電容量の変化を検出する検出回路とを有する静電容量式近接センサであり、
両方のセンサの検知情報から乗員の着座状態を検知することを特徴とする着座センサを提供する。
【０００８】
また本発明は、前述した本発明に係る着座センサと、該着座センサの各センサからの出力を検出する検出回路と、検出回路で検出された出力信号から座席に乗員が着座しているかどうかを判定し、着座有無データを発する演算装置と、この着座有無データ及び車両の所定位置に配置された衝撃センサからの出力信号を入力し、乗員が着座し且つ衝撃センサから衝撃有りとの衝撃信号が出力されたときに、エアバッグを開く動作を行うエアバッグ制御回路とを有することを特徴とする乗員安全装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両の座席に乗員が着座しているかどうかを正確に検知することが可能な着座センサ及びこのセンサを用いた乗員安全装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の着座センサ及びこのセンサを用いた乗員安全装置の一実施形態を示す構成図である。この図中、符号１は着座センサ、２はメンブレン型着座センサ、３は近接センサ、４は乗員、５は乗員の足、６は座席部、７は背もたれ、８はヘッドレスト、９は座席、１０は乗員安全装置、１１及び１２は検出回路、１３は演算装置、１４は衝撃センサ、１５はエアバッグ制御回路、１６及び１７は出力信号、１８は着座有無データ、１９は衝撃信号である。
【００１１】
本実施形態の着座センサ１は、車両の座席９に乗員４が着座しているかどうかを検知する着座センサにおいて、座席部６にメンブレン型着座センサ２を配置するとともに、乗員４の足５を検知可能なように足元部に近接センサ３を配置し、両方のセンサ２，３の検知情報から乗員４の着座状態を検知することを特徴としている。この座席９は、自動車等の車両の座席（補助席、助手席、後部座席など）であり、座席部６（着座シート）、背もたれ７及びヘッドレスト８とから構成されている。
【００１２】
図２は、本実施形態の着座センサ１に用いているメンブレン型着座センサ２の一例を示す組立斜視図である。このメンブレン型着座センサ２は、導電パターン回路２３が形成された２枚の可撓性フィルム基板２０，２１を、切欠部２４が形成された絶縁スペーサ２２を介して積層した構造を有している。可撓性フィルム基板２０，２１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの合成樹脂フィルムが用いられる。導電パターン回路２３は、銀ペーストなどの導電性ペーストを印刷し、或いは銅箔などを所望の回路形状に打ち抜き又はエッチングして合成樹脂製フィルムに貼り付けた導電パターン回路を用いることができる。絶縁スペーサ２２についても、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの合成樹脂フィルムを用いることができる。
【００１３】
図３は、このメンブレン型着座センサ２の回路図である。このメンブレン型着座センサ２は、座席部６に配置し、一方の可撓性フィルム基板２０の導電パターン回路２３と、他方の可撓性フィルム基板２０の導電パターン回路２３との間に電圧を印加し、両方の導電パターン回路２３，２３間に流れる電流の有無を検出回路１２で検知する構造になっている。座席９に乗員４が着座した場合、その荷重によって一方の可撓性フィルム基板２０が撓み、その導電パターン回路２３が、絶縁スペーサ２２の切欠部２４を通して他方の可撓性フィルム基板２１の導電パターン回路２３と接触し、電流が流れる。この電流を検出回路１２で検出し、演算装置１３に出力信号１７を発する。乗員４が座席９から離れた場合、導電パターン回路２３，２３同士の接触がなくなり、電流が流れなくなり、出力信号１７は発せられなくなる。
【００１４】
図４は、本実施形態の着座センサ１に用いている近接センサ３の一例を示す図である。本例において近接センサ３は、一組の電極２５，２６からなり、（ａ）は近傍に人体がない状態（Ｃａ）を、（ｂ）は近傍に人体がある状態（Ｃｂ）を表している。電極２５，２６の静電容量は、人体が近接し或いは離れることで変化する（Ｃａ＞Ｃｂ）。この容量変化を検出回路１１で検出することで、人体が近接したことを検知することができる。
【００１５】
図５は、前記近接センサ３の検出回路１１の一例を示す回路図である。この検出回路１１は、電極２５，２６の静電容量が変化した場合、その容量変化が検出回路１１によって出力電圧Ｖｏｕｔに応じたデジタルデータに変換され、そのデジタルデータ（出力信号１６）が演算回路１３に送られるように構成されている。
【００１６】
本発明の乗員安全装置１０は、座席部６に配置したメンブレン型着座センサ２と足５が接する直下に配置された近接センサ３とを有する前記着座センサ１と、該着座センサ１の各センサ２，３からの出力を検出する検出回路１１，１２と、検出回路１１，１２で検出された出力信号１６，１７から座席９に乗員４が着座しているかどうかを判定し、着座有無データ１８を発する演算装置１３と、この着座有無データ１８及び車両の所定位置に配置された衝撃センサ１４からの出力信号１９を入力し、乗員４が着座し且つ衝撃センサ１４から衝撃有りとの衝撃信号１９が出力されたときに、エアバッグを開く動作を行うエアバッグ制御回路１５とを有する構成になっている。
【００１７】
この乗員安全装置１０によれば、座席部６に配置したメンブレン型着座センサ２と、足５が接する直下に配置された近接センサ３との出力信号１６，１７を判定基準として、乗員４の着座状態を把握することで、座席部６に比較的重い荷物を載せた場合であっても、これを「乗員あり」と判定することが無くなり、乗員の着座状態を正確に判定することができる。表１に、本実施形態の着座センサ１及び乗員安全装置１０による判定結果の一例をまとめて記す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１中、事例１は、座席部６に軽い荷物を載せた場合である。この場合、荷物が軽いため、着座センサは出力ＯＦＦの状態であり、近接センサも出力ＯＦＦであり、乗員なしと判定される。
事例２は、座席部６に重い荷物を載せた場合である。この場合、荷物が重くなったことで、着座センサは出力ＯＮとなるが、近接センサの出力はＯＦＦであり、乗員なしと判定される。
事例３及び事例４は、足元部に荷物（小）または（大）を置いた場合である。この場合、近接センサは出力ＯＮとなるが、着座センサは出力ＯＦＦであり、乗員なしと判定される。
事例５は、人が乗車した場合であり、座席部に人の体重が加わることで着座センサは出力ＯＮとなり、また足の近接によって近接センサも出力ＯＮとなる。この場合には、乗員ありと判定される。
【実施例】
【００２０】
［実施例］
図６に示すように、座席部６の着座面に、図２に示す構造のメンブレン型着座センサ２を配置し、且つ足元部に図４に示す静電容量式近接センサ３を配置した。
この着座センサによって、表１中に示す事例１〜事例５と同じ条件で各センサの出力ＯＮ／ＯＦＦを測定し、乗員の有無の判定を行った。
図６は、座席９に乗員４が着座した状態（事例５）を示す構成図である。また図７は、座席部６に荷物２７を乗せた状態（事例１又は事例２）を示す構成図である。この判定結果を表２に示す。
【００２１】
［比較例１］
足元部に近接センサ３を配置しなかったこと以外は、実施例と同様とした。この判定結果を表２に示す。
【００２２】
［比較例２］
特許文献２に開示されたセンサの構造を参考として、図８に示すように、座席部６に着座センサ２と近接センサ３を両方配置した。それ以外は実施例１と同様とした。この判定結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】

【００２４】
表２に示す判定結果から、本発明に係る実施例の着座センサによれば、乗員の着座状態を、座席部への荷物の積載と明確に区別して正確に判定することができた。
事例１のように、軽い荷物を座席部に載せた場合には、実施例及び比較例１，２のいずれも、乗員なしと判定された。
また、事例５のように、座席に乗員が着座した場合には、実施例及び比較例１，２のいずれも、乗員ありと判定された。
しかし、事例２のように、重い荷物を座席部に載せた場合には、比較例１及び比較例２では、乗員ありと判定されてしまう。一方、実施例では、事例２では足元部に配置した近接センサが出力ＯＦＦであることから、乗員なしと正確に判定することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の着座センサ及び乗員安全装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１の着座センサに用いるメンブレン型着座センサの一例を示す組立斜視図である。
【図３】図２のメンブレン型着座センサの検出回路の一例を示す回路図である。
【図４】図１の着座センサに用いる近接センサの一例を示し、（ａ）は電極周辺に人体が存在しない状態を示す図、（ｂ）は電極に人体が近接した状態を示す図である。
【図５】図４の近接センサの検出回路の一例を示す回路図である。
【図６】本発明に係る実施例での着座センサの構造を示し、座席に乗員が着座した状態を示す構成図である。
【図７】本発明に係る実施例での着座センサの構造を示し、座席部に荷物を載せた状態を示す構成図である。
【図８】比較例２での着座センサの構造を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…着座センサ、２…メンブレン型着座センサ、３…近接センサ、４…乗員、５…足、６…座席部、７…背もたれ、８…ヘッドレスト、９…座席、１０…乗員安全装置、１１，１２…検出回路、１３…演算装置、１４…衝撃センサ、１５…エアバッグ制御回路、１６，１７…出力信号、１８…着座有無データ、１９…衝撃信号、２０，２１…可撓性フィルム基板、２２…絶縁スペーサ、２３…導電パターン回路、２４…切欠、２５，２６…電極、２７…荷物。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席に乗員が着座しているかどうかを検知する着座センサにおいて、
座席部にメンブレン型着座センサを配置するとともに、乗員の足元部に近接センサを配置し、
前記メンブレン型着座センサは、導電パターン回路が形成された２枚の可撓性フィルム基板を、切欠部を有する絶縁スペーサを介して積層した構造を有し、
前記近接センサは、近接配置された一組の電極と、各電極の静電容量の変化を検出する検出回路とを有する静電容量式近接センサであり、
両方のセンサの検知情報から乗員の着座状態を検知することを特徴とする着座センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の着座センサと、該着座センサの各センサからの出力を検出する検出回路と、検出回路で検出された出力信号から座席に乗員が着座しているかどうかを判定し、着座有無データを発する演算装置と、この着座有無データ及び車両の所定位置に配置された衝撃センサからの出力信号を入力し、乗員が着座し且つ衝撃センサから衝撃有りとの衝撃信号が出力されたときに、エアバッグを開く動作を行うエアバッグ制御回路とを有することを特徴とする乗員安全装置。

【図１】