JP2008080952A - センサ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電界の影響による乗員の誤検出を抑制することできるセンサ装置を提供する。
【解決手段】センサ装置は、車両に搭載され、静電容量に基づき乗員を検出する頭部検知電極11と、車両に搭載され、静電容量に基づき電界の影響を検出するノイズ検出電極16とを備え、頭部検知電極11により検出された静電容量(第1カウント値)が所定の第1上限値を超え、且つ、ノイズ検出電極16により検出された静電容量(第2カウント値)が所定の第2上限値を超えたときに、頭部検知電極による乗員の検出を禁止する。
【選択図】図1
【解決手段】センサ装置は、車両に搭載され、静電容量に基づき乗員を検出する頭部検知電極11と、車両に搭載され、静電容量に基づき電界の影響を検出するノイズ検出電極16とを備え、頭部検知電極11により検出された静電容量(第1カウント値)が所定の第1上限値を超え、且つ、ノイズ検出電極16により検出された静電容量(第2カウント値)が所定の第2上限値を超えたときに、頭部検知電極による乗員の検出を禁止する。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両の乗員を検出するセンサ装置に関するものである。
従来、例えば特許文献1には、後方からの車両衝突時に発生する乗員の鞭打ちを低減させるために、衝突時の乗員の荷重でヘッドレストを前方に移動させ、鞭打ちを低減させるものが提案されている。
また、特許文献2には、後方接近センサ(Vセンサ)を後部バンパに設置し、衝突が予測される接近の検知でヘッドレストを前方に移動させ、鞭打ちを低減させるものが提案されている。
一方、車両に、乗員を検出するためのセンサ装置が搭載されたものが知られている(例えば特許文献3〜6など)。従って、こうしたセンサ装置を利用して乗員の頭部を検知すれば、例えば衝突前にヘッドレストを前方に移動させる際、頭部の位置に合わせてヘッドレストの前方への移動を停止させ当該位置で一定時間保持させることが可能となる。これにより、後方衝突時に、頭部が後方に揺られることを好適に抑制することができる。
特開2000−211410号公報
特開2003−54343号公報
特表2001−508732号公報
特表2002−514986号公報
特開2003−118531号公報
特表2004−518104号公報
ところで、こうしたセンサ装置として、乗員との間の静電容量を検出するセンサ電極を備えたものを採用した場合、容量変化をモニタする必要がある。具体的には、センサ電極が形成する容量を一定時間ごとに検出してその変化量を演算することが一般的である。
このとき、センサ電極がアンテナとしても機能することで、例えばラジオアンテナから出力される電界の影響を受けることがある。この場合、この電界により発生するノイズにより、正常な頭部位置の検出が損なわれる可能性がある。
本発明の目的は、電界の影響による乗員の誤検出を抑制することできるセンサ装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、車両に搭載され、静電容量に基づき乗員を検出するセンサ電極と、車両に搭載され、静電容量に基づき電界の影響を検出するノイズ検出電極とを備え、前記センサ電極により検出された静電容量が所定の第1上限値を超え、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量が所定の第2上限値を超えたときに、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することを要旨とする。
前記センサ電極により検出された静電容量が所定の第1上限値を超え、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量が所定の第2上限値を超えたとき、乗員検出に係る前記センサ電極の静電容量が著しく電界の影響を受けていることが本出願人により確認されている。同構成によれば、このような場合に、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することで、電界の影響による該乗員の誤検出を抑制することができる。
請求項2に記載の発明は、車両に搭載され、静電容量に基づき乗員を検出するセンサ電極と、車両に搭載され、静電容量に基づき電界の影響を検出するノイズ検出電極とを備え、前記センサ電極により検出された静電容量が所定の第1下限値を下回り、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量が所定の第2下限値を下回ったときに、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することを要旨とする。
前記センサ電極により検出された静電容量が所定の第1下限値を下回り、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量が所定の第2下限値を下回ったとき、乗員検出に係る前記センサ電極の静電容量が著しく電界の影響を受けていることが本出願人により確認されている。同構成によれば、このような場合に、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することで、電界の影響による該乗員の誤検出を抑制することができる。
請求項3に記載の発明は、車両に搭載され、静電容量に基づき乗員を検出するセンサ電極と、車両に搭載され、静電容量に基づき電界の影響を検出するノイズ検出電極とを備え、前記センサ電極により検出された静電容量の単位時間あたりの変化量が所定の第1変化量を超え、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量の単位時間あたりの変化量が所定の第2変化量を超えたときに、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することを要旨とする。
前記センサ電極により検出された静電容量の単位時間あたりの変化量が所定の第1変化量を超え、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量の単位時間あたりの変化量が所定の第2変化量を超えたとき、乗員検出に係る前記センサ電極の静電容量が著しく電界の影響を受けていることが本出願人により確認されている。同構成によれば、このような場合に、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することで、電界の影響による該乗員の誤検出を抑制することができる。
請求項1乃至3に記載の発明では、電界の影響による乗員の誤検出を抑制することできるセンサ装置を提供することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1は、本実施形態に係るセンサ装置が搭載される車両用シート1の側面図を示す。この車両用シート1は、自動車等の車両の前席側に配置されるもので、座席シート2と、座席シート2に傾動可能に支持されたシートバック3と、シートバック3に対して支持されたヘッドレスト装置4とを備えている。
図1は、本実施形態に係るセンサ装置が搭載される車両用シート1の側面図を示す。この車両用シート1は、自動車等の車両の前席側に配置されるもので、座席シート2と、座席シート2に傾動可能に支持されたシートバック3と、シートバック3に対して支持されたヘッドレスト装置4とを備えている。
ヘッドレスト装置4は、シートバック3の上端部に設けられたヘッドレストステー6に支持されたヘッドレスト基部7と、ヘッドレスト基部7に対して車両前後方向に進退自在とされたヘッドレスト移動部8とを備えている。ヘッドレスト移動部8は、図中実線で示すようにヘッドレスト基部7に対して近接した位置と、図中2点鎖線で示すようにヘッドレスト基部7から離間した位置との間を移動可能とされている。なお、車両に後方からの衝撃が加わらない又は加わる可能性のない通常状態では、ヘッドレスト移動部8はヘッドレスト基部7に対して近接した位置に配置されている。
図1に拡大して併せ示したように、上記ヘッドレスト装置4は、ヘッドレスト移動部8を移動させる伸縮機構9と、該伸縮機構9を駆動するモータ10と、ヘッドレスト移動部8の前面(表面)付近に設けられたセンサ電極としての頭部検知電極11と、ヘッドレスト移動部8の内部において頭部検知電極11後方に設けられたECU(電子制御装置)12と、ECU12に内蔵されたノイズ検出電極16とを備えて構成される。
伸縮機構9は、例えば略X字形状のアームで構成されており、その基端部がヘッドレスト基部7に固定され、その先端部がヘッドレスト移動部8に固定されている。そして、伸縮機構9は、モータ10により駆動されることで、車両前後方向に伸縮するように構成されている。これにより、ヘッドレスト移動部8がヘッドレスト基部7に対して車両前後方向に進退移動する。
頭部検知電極11は、ECU12により電圧供給されており、車両用シート1に着座した乗員の頭部との間の距離に応じて変化する静電容量を形成する。これにより、頭部検知電極11は、静電容量に基づく乗員(頭部)の検出に供される。なお、本実施形態では、頭部検知電極11の形成する静電容量は、該頭部検知電極11(ヘッドレスト移動部8)が乗員の頭部に接近するに従い、減少するように電気的に構成されている。
ノイズ検出電極16は、ECU12内で電圧供給されており、例えばラジオアンテナから出力される電界の影響を受けて変化する静電容量を形成する。つまり、前記頭部検知電極11及びノイズ検出電極16は、アンテナとして機能することでそれぞれの形成する静電容量が共通して電界の影響を受けることになり、参照用のノイズ検出電極16は、静電容量に基づく電界の影響の検出に供される。
なお、図1には、頭部検知電極11及びノイズ検出電極16のそれぞれの検出エリアにパターンを付して明示している。同図から明らかなように、ヘッドレスト移動部8の表面付近に設置された頭部検知電極11の検出エリアは、該表面付近に設定されている。一方、ノイズ検出電極16の検出エリアは、乗員の頭部を検出しないように、即ち該頭部が近づいても影響を受けないように設定されている。
次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
図2に示すように、ECU12には、前記モータ10と、前記頭部検知電極11と、電源装置13と、他ECU14とが接続されている。
図2に示すように、ECU12には、前記モータ10と、前記頭部検知電極11と、電源装置13と、他ECU14とが接続されている。
また、ECU12はCPU21を備え、該CPU21には、電源装置13に接続された電源回路22と、モータ10に接続されたモータ駆動回路23と、頭部検知電極11及びノイズ検出電極16にそれぞれ接続された静電容量検出回路24と、他ECU14に接続された車両情報入力回路25とが接続されている。
CPU21は、イグニッションスイッチ(IGSW)を介して電源装置13に接続されている。CPU21は、イグニッションスイッチのオン操作により、電源回路22を介して電源装置13から電源供給されるように構成されている。そして、ヘッドレスト装置4は、イグニッションスイッチがオン操作されるごとで電源投入される。
また、CPU21は、モータ駆動回路23を介してモータ10に接続されている。CPU21は、モータ駆動回路23を制御してモータ10を駆動し伸縮機構9を伸縮させることで、上記ヘッドレスト移動部8を移動させる。
さらに、CPU21は、静電容量検出回路24を介して頭部検知電極11に接続されるとともに、該頭部検知電極11はECU12内で接地されている。この静電容量検出回路24は、頭部検知電極11の充放電を行うことで、該頭部検知電極11の形成する静電容量を、所定の基準容量を1単位として計数化した第1カウント値CNT_1に変換する。この第1カウント値CNT_1は、頭部検知電極11の形成する静電容量との間で比例関係を有することはいうまでもない。そして、CPU21は、静電容量検出回路24からの第1カウント値CNT_1を所定時間ごとに入力してその記憶領域に記憶するとともに、これに基づき乗員(頭部)を検出する。
すなわち、頭部検知電極11に乗員の頭部が接近していれば、頭部検知電極11の形成する静電容量が減少するため、静電容量検出回路24からCPU21に入力される第1カウント値CNT_1が小さくなる。この結果、CPU21は、頭部検知電極11に乗員の頭部が接近したことを検出することができる。
なお、図3(a)に示したように、この第1カウント値CNT_1には、所定の第1上限値Aが設定されている。この第1上限値Aは、例えば頭部検知電極11の信号線が開放(センサライン・オープン)されたり、著しい電界の影響を受けたりするなど、通常の状態では形成されることのない静電容量(第1カウント値CNT_1)に基づき設定されている。実際には、第1上限値Aは、CPU21側の制限値に一致するように設定されている。
また、この第1カウント値CNT_1には、所定の第1下限値Bが設定されている。この第1下限値Bは、例えば頭部検知電極11の信号線が短絡(センサライン・ショート)されたり、著しい電界の影響を受けたりするなど、通常の状態では形成されることのない静電容量(第1カウント値CNT_1)に基づき設定されている。
さらに、CPU21は、前記静電容量検出回路24を介してノイズ検出電極16に接続されるとともに、該ノイズ検出電極16はECU12内で接地されている。この静電容量検出回路24は、ノイズ検出電極16の充放電を行うことで、該ノイズ検出電極16の形成する静電容量を、前記所定の基準容量を1単位として計数化した第2カウント値CNT_2に変換する。この第2カウント値CNT_2は、ノイズ検出電極16の形成する静電容量との間で比例関係を有することはいうまでもない。そして、CPU21は、静電容量検出回路24からの第2カウント値CNT_2を所定時間ごとに入力してその記憶領域に記憶するとともに、これに基づき電界の影響を検出する。
すなわち、著しく電界の影響を受けていれば、ノイズ検出電極16の形成する静電容量が反応するため、静電容量検出回路24からCPU21に入力される第2カウント値CNT_2が著しく大きくなり、あるいは著しく小さくなり、あるいは著しく波打つ(揺れる)。この結果、CPU21は、ノイズ検出電極16が受ける電界の影響を検出することができる。
なお、図3(b)に示したように、この第2カウント値CNT_2には、前記第1上限値Aに一致する所定の第2上限値A’が設定されている。この第2上限値A’は、例えば著しい電界の影響を受けたりするなど、通常の状態では形成されることのない静電容量(第2カウント値CNT_2)に基づき設定されている。
また、この第2カウント値CNT_2には、所定の第2下限値Cが設定されている。この第2下限値Cは、例えば著しい電界の影響を受けたりするなど、通常の状態では形成されることのない静電容量(第2カウント値CNT_2)に基づき設定されている。
また、CPU21は、車両情報入力回路25を介して他ECU14に接続されている。他ECU14には、自車両への後方からの接近情報が入力される。例えば、車両後部のバンパにレーダー(図示略)が設置されており、他ECU14はそのレーダーから受信した信号に基づいて、自車両に後続車両が衝突する可能性があるか否かを判定する。そして、他ECU14は、その判定結果に応じた信号を、車両情報入力回路25を介してCPU21に出力する。CPU21は、他ECU14からの信号が自車両に後続車両が衝突する可能性があることを表しているとき、乗員の頭部をヘッドレスト移動部8により保護するために、モータ駆動回路23を制御してモータ10を駆動し、前記ヘッドレスト移動部8を車両前方に移動させる。
そして、CPU21は、ヘッドレスト移動部8の移動中に、静電容量検出回路24から第1カウント値CNT_1を入力し、頭部検知電極11に乗員の頭部が接近したと判定すると、モータ駆動回路23を制御してモータ10を停止し、ヘッドレスト移動部8を停止させる。
次に、本実施形態の頭部検出処理態様について図4のフローチャートに従って説明する。この処理は、他ECU14から、自車両に後続車両が衝突する可能性があることを表す信号を受けることを条件に、CPU21により起動される。このとき、前記ヘッドレスト移動部8は、前述の態様でCPU21により車両前方に移動させられる。
処理がこのルーチンに移行すると、CPU21は、その記憶領域に記憶した現在の第1カウント値CNT_1を読み出す(S1)。そして、CPU21は、この第1カウント値CNT_1と、その記憶領域に記憶した所定時間前の第1カウント値とを差分して、第1変化量Δ1を取得する(S2)。
次に、CPU21は、その記憶領域に記憶した現在の第2カウント値CNT_2を読み出す(S3)。そして、CPU21は、この第2カウント値CNT_2と、その記憶領域に記憶した所定時間前の第2カウント値とを差分して、第2変化量Δ2を取得する(S4)。そして、CPU21は、これら第1カウント値CNT_1、第2カウント値CNT_2、第1変化量Δ1及び第2変化量Δ2の状態を確認する(S5)。
これにより、例えば第1カウント値CNT_1が第1上限値A以上であり、且つ、第2カウント値CNT_2が第2下限値C〜第2上限値A’内に収まっているときには、電界の影響による著しいノイズがないにも関わらず第1カウント値CNT_1が上限側に張り付いていることから、CPU21は、頭部検知電極11の信号線の開放と判断して、センサ・オープン検知処理を行う(S6)。具体的には、CPU21は、例えばウォーニングランプ(図示略)を点灯駆動するなどして、乗員に報知する。
あるいは、第1カウント値CNT_1が第1下限値B以下であり、且つ、第2カウント値CNT_2が第2下限値C〜第2上限値A’内に収まっているときには、電界の影響による著しいノイズがないにも関わらず第1カウント値CNT_1が下限側に張り付いていることから、CPU21は、頭部検知電極11の信号線の短絡と判断して、センサ・ショート検知処理を行う(S7)。具体的には、CPU21は、例えばウォーニングランプ(図示略)を点灯駆動するなどして、乗員に報知する。
また、第1カウント値CNT_1が第1上限値A以上であり、且つ、第2カウント値CNT_2が第2上限値A’(=A)以上であるときには、これら第1カウント値CNT_1及び第2カウント値CNT_2がともに上限側に張り付いていることから、CPU21は、電界の影響による著しいノイズがあると判断して、ノイズ対応処理を行う(S8)。具体的には、CPU21は、ノイズによって正常な頭部の検出ができなくなっているものとして、前記ヘッドレスト移動部8を予め設定されている限界位置まで前方に移動させ、当該位置で一定時間保持させる。なお、この限界位置は、全般的に、後方衝突時に、乗員の頭部が後方に揺られることを好適に抑制することができる位置に設定されている。
一方、第1カウント値CNT_1が第1下限値B以下であり、且つ、第2カウント値CNT_2が第2下限値C以下であるときには、これら第1カウント値CNT_1及び第2カウント値CNT_2がともに下限側に張り付いていることから、CPU21は、電界の影響による著しいノイズがあると判断して、同様にノイズ対応処理を行う(S8)。
さらに、第1カウント値CNT_1及び第2カウント値CNT_2がS6、S7に移行するためのいずれの条件も満たさないとして、第1変化量Δ1が所定の第1変化量X以上であり、且つ、第2変化量Δ2が所定の第2変化量Y以上であるときには、これら第1カウント値CNT_1及び第2カウント値CNT_2がともに揺れていることから、CPU21は、電界の影響による著しいノイズがあると判断して、同様にノイズ対応処理を行う(S8)。なお、第1変化量X及び第2変化量Yは、第1カウント値CNT_1及び第2カウント値CNT_2の著しい揺れを検出する好適な値に設定されている。
一方、第1カウント値CNT_1及び第2カウント値CNT_2がS6、S7に移行するためのいずれの条件も満たさないとして、第1変化量Δ1が所定の第1変化量X以上であり、且つ、第2変化量Δ2が所定の第2変化量Y未満であるときには、第2カウント値CNT_2が揺れることなく第1カウント値CNT_1が変化していることから、CPU21は、電界の影響による著しいノイズがないと判断して、頭部検出処理を行う(S9)。具体的には、CPU21は、モータ10を駆動停止してヘッドレストの前方への移動を停止させ当該位置で一定時間保持させる。これにより、後方衝突時に、乗員の頭部が後方に揺られることを好適に抑制することができ、乗員の鞭打ちを低減させることができる。
以上により、S6〜S9のいずれかの処理を行ったCPU21は、このルーチンでの処理を一旦終了する。また、上述した条件(S6〜S9のいずれかに移行するための条件)のいずれも満たさないときには、CPU21は、そのままこのルーチンでの処理を一旦終了する。
なお、図5には、上述した第1カウント値CNT_1、第2カウント値CNT_2、第1変化量Δ1及び第2変化量Δ2の状態と、対応する処理内容(項目)との関係を一覧図としてまとめて図示している。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)本実施形態では、乗員検出に係る頭部検知電極11の静電容量が著しく電界の影響を受けている場合に(S8)、CPU21は、該頭部検知電極11による乗員(頭部)の検出を禁止することで、電界の影響による該乗員の誤検出を抑制することができる。
(1)本実施形態では、乗員検出に係る頭部検知電極11の静電容量が著しく電界の影響を受けている場合に(S8)、CPU21は、該頭部検知電極11による乗員(頭部)の検出を禁止することで、電界の影響による該乗員の誤検出を抑制することができる。
(2)本実施形態では、乗員検出に係る頭部検知電極11の静電容量が著しく電界の影響を受けている場合に、CPU21は、正常な頭部の検出ができないながらも、前記ヘッドレスト移動部8を予め設定されている限界位置まで前方に移動させる。これにより、後方衝突時に、乗員の頭部が後方に揺られることを概ね抑制することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、センサ装置の回路構成は一例である。例えば、頭部検知電極11、ノイズ検出電極16は、車体や適宜のブラケットに筐体接地されていてもよい。
・前記実施形態において、センサ装置の回路構成は一例である。例えば、頭部検知電極11、ノイズ検出電極16は、車体や適宜のブラケットに筐体接地されていてもよい。
また、頭部検知電極11の形成する静電容量は、該頭部検知電極11(ヘッドレスト移動部8)が乗員の頭部に接近するに従い、増加するように電気的に構成してもよい。
・前記実施形態において、車両情報入力回路25に、レーダーから受信した信号を直に入力してもよい。
・前記実施形態において、車両情報入力回路25に、レーダーから受信した信号を直に入力してもよい。
・前記実施形態において、センサ装置は、例えば乗車時などに乗員の頭部の位置に合わせて電動でヘッドレストの位置を調節可能なヘッドレスト装置に利用してもよい。
・前記実施形態において、センサ電極(頭部検知電極11)は、車両用シート1に着座する乗員(存在・不在、姿勢など)を検出するためのものであってもよい。この場合、センサ電極を座席シート2やシートバック3に設置してもよい。
・前記実施形態において、センサ電極(頭部検知電極11)は、車両用シート1に着座する乗員(存在・不在、姿勢など)を検出するためのものであってもよい。この場合、センサ電極を座席シート2やシートバック3に設置してもよい。
また、センサ電極により、乗員の存在・不在、姿勢を検出する場合には、その検出結果を、エアバッグシステムなどの適宜の安全装置で利用してもよい。
・前記実施形態において、センサ電極は、車両用ドアを操作(開閉操作、施錠解錠操作など)する乗員の手指などを検出するためのものであってもよい。この場合、センサ電極を車外側又は車内側のドアハンドル内に設置してもよい。
・前記実施形態において、センサ電極は、車両用ドアを操作(開閉操作、施錠解錠操作など)する乗員の手指などを検出するためのものであってもよい。この場合、センサ電極を車外側又は車内側のドアハンドル内に設置してもよい。
・前記実施形態において、ノイズ検出電極16は、乗員による影響が小さければ、フロアやルーフ、ダッシュボード、ルームミラー等に設置してもよい。
4…ヘッドレスト装置、11…頭部検知電極(センサ電極)、12…ECU、16…ノイズ検出電極、21…CPU、24…静電容量検出回路。
Claims (3)
- 車両に搭載され、静電容量に基づき乗員を検出するセンサ電極と、
車両に搭載され、静電容量に基づき電界の影響を検出するノイズ検出電極とを備え、
前記センサ電極により検出された静電容量が所定の第1上限値を超え、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量が所定の第2上限値を超えたときに、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することを特徴とするセンサ装置。 - 車両に搭載され、静電容量に基づき乗員を検出するセンサ電極と、
車両に搭載され、静電容量に基づき電界の影響を検出するノイズ検出電極とを備え、
前記センサ電極により検出された静電容量が所定の第1下限値を下回り、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量が所定の第2下限値を下回ったときに、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することを特徴とするセンサ装置。 - 車両に搭載され、静電容量に基づき乗員を検出するセンサ電極と、
車両に搭載され、静電容量に基づき電界の影響を検出するノイズ検出電極とを備え、
前記センサ電極により検出された静電容量の単位時間あたりの変化量が所定の第1変化量を超え、且つ、前記ノイズ検出電極により検出された静電容量の単位時間あたりの変化量が所定の第2変化量を超えたときに、前記センサ電極による乗員の検出を禁止することを特徴とするセンサ装置。
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Legal Events
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