JP2013163413A - Occupant detection device, and occupant detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗員検知装置および乗員検知方法に関する。 The present invention relates to an occupant detection device and an occupant detection method.
エアバッグ・システムは、車両の安全装置として普及しているが、乗員の体格などによっては、フロント・エアバッグを展開することで、乗員を危険にさらす可能性がある。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、助手席シート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車両においても、助手席シートにおける乗員の着席状況などに応じて、サイド・エアバッグの展開を制御することが自主的になされている。このため、エアバッグ・システムでは、助手席シートに着席している乗員を検知する乗員検知装置を用いている。 The airbag system is widely used as a vehicle safety device, but depending on the physique of the occupant, there is a possibility that the occupant may be put in danger by deploying the front airbag. For this reason, for example, the US Federal Vehicle Standard “FMVSS208” stipulates that the airbag system controls the deployment / non-deployment of the front airbag based on the weight of the passenger seated in the passenger seat. Yes. Further, even in a vehicle equipped with a side airbag, the deployment of the side airbag is voluntarily controlled in accordance with the seating situation of the passenger in the passenger seat. For this reason, the airbag system uses an occupant detection device that detects an occupant seated in a passenger seat.
図７は、容量センサを利用して乗員を検知する方式の原理を示す図である。同図に示すように、容量センサとしてのアンテナ電極Ｅ１に発振回路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の周辺に微弱電界ＥＦを発生させ、このアンテナ電極Ｅ１と乗員Ｍの表面に電荷を生じさせる。このとき、アンテナ電極Ｅ１と乗員Ｍの表面は容量によって結合され、この容量の大きさから乗員を検知することができる。 FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of a method for detecting an occupant using a capacity sensor. As shown in the figure, a weak electric field EF is generated around the antenna electrode E1 by applying a high frequency low voltage from the oscillation circuit OSC to the antenna electrode E1 as a capacitive sensor, and the antenna electrode E1 and the occupant M Generate charge on the surface. At this time, the antenna electrode E1 and the surface of the occupant M are coupled by the capacity, and the occupant can be detected from the capacity.
ところで、車両用シートには、ヒータを備えたものがある。通常、この種のヒータは、上述のアンテナ電極Ｅ１と重ねるようにして車両用シートの例えば座面に埋め込まれており、アンテナ電極Ｅ１と極めて近い位置関係にある。このため、乗員Ｍの有無にかかわらず、アンテナ電極Ｅ１とヒータとの間には一定の寄生容量が存在する。従って、アンテナ電極Ｅ１とヒータとの間の寄生容量を考慮に入れて、アンテナ電極Ｅ１と乗員Ｍの表面との間の容量から乗員の検知が行われている。 Incidentally, some vehicle seats include a heater. Usually, this type of heater is embedded in, for example, a seating surface of a vehicle seat so as to overlap the above-described antenna electrode E1, and is in a very close positional relationship with the antenna electrode E1. For this reason, a certain parasitic capacitance exists between the antenna electrode E1 and the heater regardless of the presence or absence of the passenger M. Accordingly, the passenger is detected from the capacitance between the antenna electrode E1 and the surface of the occupant M in consideration of the parasitic capacitance between the antenna electrode E1 and the heater.
しかしながら、上述の従来技術によれば、車両用シートに埋め込まれたヒータが断線すると、見かけ上、アンテナ電極Ｅ１とヒータとの間の寄生容量が変化する。このため、次に説明するように、乗員の検知に誤りを生じるおそれがある。 However, according to the above-described conventional technology, when the heater embedded in the vehicle seat is disconnected, the parasitic capacitance between the antenna electrode E1 and the heater changes apparently. For this reason, there is a possibility that an error may occur in the detection of an occupant as described below.
図８は、車両用シートに備えられたヒータの断線による寄生容量の変化を説明するための図である。同図（ａ）は、車両用シートの座面に埋め込まれたヒータＨが断線していない場合のアンテナ電極Ｅ１とヒータＨとの間の寄生容量Ｃｈを示す。同図（ａ）に示すように、ヒータＨの一端は、通電用スイッチ１５を介して、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴが供給される電源ノードに接続され、ヒータＨの他端は接地ノードに接続されている。通電用スイッチ１５は、乗員の操作に応じてコントロールユニット（図示なし）から出力される制御信号に基づきヒータＨを通電するためのものである。ここでは説明の便宜上、通電用スイッチ１５は開いており、ヒータＨは通電されていないものとする。
FIG. 8 is a diagram for explaining a change in parasitic capacitance due to disconnection of the heater provided in the vehicle seat. FIG. 4A shows a parasitic capacitance Ch between the antenna electrode E1 and the heater H when the heater H embedded in the seating surface of the vehicle seat is not disconnected. As shown in FIG. 5A, one end of the heater H is connected to a power supply node to which the battery voltage VBATT is supplied via an
図８（ａ）に示すように、ヒータＨが断線していなければ、通電スイッチ１５が開いている場合（ヒータＨが通電されていない場合）であっても、ヒータＨの他端は接地ノードに接続されているので、このヒータＨの電位は一定電位に固定される。この場合、ヒータＨとアンテナ電極Ｅ１との間に存在する寄生容量Ｃｈには、アンテナ電極Ｅ１の電位の変化に応じて変位電流が流れ得る。従って、この場合、寄生容量Ｃｈは空席時のアンテナ電極Ｅ１の容量として顕在化する。乗員Ｍの検知は、上述の空席時の寄生容量Ｃｈを基準として、乗員Ｍが着座したことによりアンテナ電極Ｅ１に形成される容量の増加を検知することにより行われる。
As shown in FIG. 8A, if the heater H is not disconnected, the other end of the heater H is connected to the ground node even when the
図８（ｂ）は、車両用シートの座面に埋め込まれたヒータＨが断線した場合にアンテナ電極Ｅ１とヒータＨとの間に形成される寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂを示す。ここで、寄生容量Ｃｈａは、断線により分断されたヒータＨの一部分をなすヒータＨａとアンテナ電極Ｅ１との間の寄生容量である。また、寄生容量Ｃｈｂは、断線により分断されたヒータＨの他の部分をなすヒータＨｂとアンテナ電極Ｅ１との間の寄生容量である。寄生容量Ｃｈａと寄生容量Ｃｈｂの和は、概ね、上述の図８（ａ）に示す寄生容量Ｃｈに相当する。 FIG. 8B shows parasitic capacitances Cha and Chb formed between the antenna electrode E1 and the heater H when the heater H embedded in the seating surface of the vehicle seat is disconnected. Here, the parasitic capacitance Cha is a parasitic capacitance between the heater Ha forming a part of the heater H divided by the disconnection and the antenna electrode E1. Further, the parasitic capacitance Chb is a parasitic capacitance between the heater Hb that forms another part of the heater H and the antenna electrode E1 that are separated by disconnection. The sum of the parasitic capacitance Cha and the parasitic capacitance Chb generally corresponds to the parasitic capacitance Ch shown in FIG.
図８（ｂ）に「Ｘ」印で示すように、ヒータＨが断線している場合、接地ノードに接続されたヒータＨｂとアンテナ電極Ｅ１との間の寄生容量Ｃｈｂには、アンテナ電極Ｅ１の電位の変化に応じて変位電流が流れ得るため、この寄生容量Ｃｈｂは空席時のアンテナ電極Ｅ１の容量として顕在化する。これに対し、通電用スイッチ１５が開いている状態では、断線により接地ノードから切り離されたヒータＨａはフローティング状態になり、その電位は固定されなくなる。このため、ヒータＨａとアンテナ電極Ｅ１との間の寄生容量Ｃｈａには、アンテナ電極Ｅ１の電位の変化に応じた変位電流が流れなくなり、この寄生容量Ｃｈａは空席時のアンテナ電極Ｅ１の容量として顕在化しなくなる。
As indicated by “X” in FIG. 8B, when the heater H is disconnected, the parasitic capacitance Chb between the heater Hb connected to the ground node and the antenna electrode E1 includes the antenna electrode E1. Since the displacement current can flow in accordance with the change in potential, this parasitic capacitance Chb becomes apparent as the capacitance of the antenna electrode E1 when the seat is empty. On the other hand, when the
したがって、上述の例では、ヒータＨが断線すると、見かけ上、アンテナ電極Ｅ１とヒータＨとの間の空席時の寄生容量は、寄生容量Ｃｈａに等しくなり、ヒータＨが断線していない場合の空席時の寄生容量Ｃｈよりも小さくなる。この結果、乗員Ｍが車両用シートに着座しても、アンテナ電極Ｅ１に形成される容量が、断線が発生していない場合に比較して低下する。このため、着座した乗員Ｍを検知できない事態が生じたり、或いは、乗員Ｍの体格を誤検知する可能性が生じ得る。 Therefore, in the above-described example, when the heater H is disconnected, the parasitic capacitance when the seat is empty between the antenna electrode E1 and the heater H is apparently equal to the parasitic capacitance Cha, and the vacant seat when the heater H is not disconnected. It becomes smaller than the parasitic capacitance Ch at the time. As a result, even when the occupant M is seated on the vehicle seat, the capacity formed in the antenna electrode E1 is lower than that in the case where no disconnection occurs. For this reason, the situation which cannot detect the passenger | crew M who seated may arise, or the possibility of misdetecting the physique of the passenger | crew M may arise.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、車両用シートに内蔵されたヒータの故障の影響を受けることなく、乗員を安定的に検知することができる乗員検知装置および乗員検知方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an occupant detection device and an occupant detection method capable of stably detecting an occupant without being affected by a failure of a heater built in a vehicle seat. The purpose is to provide.
上記課題を解決するため、本発明による乗員検知装置の一態様は、高電位ノードと低電位ノードとの間に通電用スイッチと直列に接続されたヒータを内蔵する車両用シートに設けられたアンテナ電極に形成される容量に基づいて、前記車両用シートに着座する乗員を検知する乗員検知装置であって、前記ヒータの断線が発生した場合、前記断線により前記高電位ノードまたは前記低電位ノードから遮断される前記ヒータの一部を一定電位に固定する電位固定部を備えた乗員検知装置の構成を有する。 In order to solve the above-described problems, an aspect of the occupant detection device according to the present invention is an antenna provided in a vehicle seat that includes a heater connected in series with an energization switch between a high potential node and a low potential node. An occupant detection device that detects an occupant seated on the vehicle seat based on a capacity formed on an electrode, and when the heater breaks, the disconnection causes the high potential node or the low potential node to It has a configuration of an occupant detection device including a potential fixing unit that fixes a part of the heater to be blocked to a constant potential.
上記乗員検知装置の一態様において、例えば、前記電位固定部は、前記ヒータの断線を検知する検知部と、前記ヒータと前記通電用スイッチとの間のノードと前記一定電位を与える所定電位ノードとの間に接続され、前記ヒータの一部に前記一定電位を印加するための電位印加用スイッチと、前記検知部が前記ヒータの断線を検知した場合に前記電位印加用スイッチを閉成させ、前記所定電位ノードから前記電位印加用スイッチを介して前記ヒータの一部に前記一定電位を印加させる制御部と、を備える。 In one aspect of the occupant detection device, for example, the potential fixing unit includes a detection unit that detects disconnection of the heater, a node between the heater and the energization switch, and a predetermined potential node that applies the constant potential. And a potential application switch for applying the constant potential to a part of the heater, and closing the potential application switch when the detection unit detects disconnection of the heater, A control unit that applies the constant potential to a part of the heater from the predetermined potential node via the potential application switch.
上記乗員検知装置の一態様において、例えば、前記電位印加用スイッチは、前記ヒータと並列に接続される。
上記乗員検知装置の一態様において、例えば、前記制御部は、前記検知部が前記ヒータの断線を検知した場合に前記電位印加用スイッチを閉成させると共に前記通電用スイッチを開成させる。
上記乗員検知装置の一態様において、例えば、前記電位印加用スイッチは、前記通電用スイッチと並列に接続される。
上記乗員検知装置の一態様において、例えば、前記電位固定部は、前記ヒータの断線を検知する検知部と、前記検知部が前記ヒータの断線を検知しない場合、所定の制御信号に基づいて前記通電用スイッチの開閉を制御し、前記検知部が前記ヒータの断線を検知した場合、前記所定の制御信号に関係なく前記通電用スイッチを閉成させる制御部と、を備える。
In one aspect of the occupant detection device, for example, the potential application switch is connected in parallel with the heater.
In one aspect of the occupant detection device, for example, the control unit closes the potential application switch and opens the energization switch when the detection unit detects disconnection of the heater.
In one aspect of the occupant detection device, for example, the potential application switch is connected in parallel with the energization switch.
In one aspect of the occupant detection device, for example, the potential fixing unit includes a detection unit that detects disconnection of the heater, and the energization based on a predetermined control signal when the detection unit does not detect disconnection of the heater. And a control unit that controls the opening and closing of the switch and closes the energization switch regardless of the predetermined control signal when the detection unit detects disconnection of the heater.
上記課題を解決するため、本発明による乗員検知方法の一態様は、高電位ノードと低電位ノードとの間に通電用スイッチと直列に接続されたヒータを内蔵する車両用シートに設けられたアンテナ電極に形成される容量に基づいて、前記車両用シートに着座する乗員を検知する乗員検知方法であって、前記ヒータの断線が発生した場合、前記断線により前記高電位ノードまたは前記低電位ノードから遮断される前記ヒータの一部を一定電位に固定する乗員検知方法の構成を有する。 In order to solve the above-described problem, an aspect of the occupant detection method according to the present invention is an antenna provided in a vehicle seat that includes a heater connected in series with an energization switch between a high potential node and a low potential node. An occupant detection method for detecting an occupant seated on the vehicle seat based on a capacity formed on an electrode, wherein when the heater is disconnected, the disconnection causes the high potential node or the low potential node to be detected. It has the structure of the passenger | crew detection method which fixes a part of said heater interrupted | blocked to fixed electric potential.
本発明によれば、車両用シートに内蔵されたヒータが断線しても、乗員を検知することができる。 According to the present invention, an occupant can be detected even if the heater built in the vehicle seat is disconnected.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
なお、明細書全体および図面全体にわたって、同一符号は同一要素を表している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the same reference numerals denote the same elements throughout the specification and the drawings.
図１に、暖房用のヒータ１２を内蔵する車両用シート１０に本実施形態による乗員検知装置２０を適用した例を示す。同図に示すように、車両用シート１０の座面１１には、ヒータ１２と乗員検知用のアンテナ電極１３が重なるようにして埋め込まれている。ヒータ１２は、後述するように、バッテリ電圧が供給される電源ノード（高電位ノード）と接地ノード（低電位ノード）との間に、このヒータ１２の通電を制御するための通電用スイッチと直列に接続されている。これらヒータ１２およびアンテナ電極１３は、それぞれ、配線ケーブル１４を介して乗員検知装置２０に接続されている。
FIG. 1 shows an example in which an
本実施形態において、乗員検知装置２０は、車両用シート１０に設けられたアンテナ電極１３と車両用シート１０に着座する乗員との間に形成される容量に基づいて、この乗員を検知するものであり、乗員検知部２１および電位固定部２２から構成されている。ここで、乗員検知部２１は、アンテナ電極１３とその周囲との間に形成される静電容量に基づいて乗員を検知するものである。また、電位固定部２２は、ヒータ１２の断線が発生した場合、この断線により上記電源ノード（高電位ノード）または接地ノード（低電位ノード）から遮断されるヒータ１２の一部を一定電位に固定するためのものである。
In the present embodiment, the
図２は、乗員検知装置２０が備える乗員検知部２１の構成例を示す図である。同図に示すように、乗員検知部２１は、発振器２１１、駆動部２１２、抵抗２１３、判定部２１４から構成されている。ここで、発振器２１１は、例えば１００ｋＨｚの高周波低電圧の正弦波信号を発生させるものである。駆動部２１２は、ボルテージフォロアから構成され、発振器２１１から発生される正弦波信号により出力負荷を駆動するものである。ただし、この例に限定されず、駆動部２１２はどのような回路形式であってもよい。抵抗２１３は、後述のアンテナ電極１３に形成される各容量と共に駆動部２１２の出力負荷を形成する。判定部２１４は、アンテナ電極１３上の信号レベルに基づいて、乗員の有無、或いは乗員の体格（例えば大人と子供の別）等を判定するものである。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the
判定部２１４の判定結果は、図示しないエアバッグ・システムに供給され、このエアバッグ・システムは、判定部２１４の判定結果に応じてエアバッグの展開／非展開を制御する。例えば、判定部２１４の判定結果が乗員の存在を示す場合、エアバッグ・システムは、衝撃センサ（図示なし）の信号に従ってエアバッグの展開／非展開を制御する。または、エアバッグ・システムは、判定部２１４の判定結果が子供の体格を示す場合、エアバッグ・システムは、衝撃センサの信号を無効とし、エアバッグを展開させない。
The determination result of the
前述の駆動部２１２の出力部は、抵抗２１３を介して、上述の車両用シート１０に埋め込まれたアンテナ電極１３に接続されている。このアンテナ電極１３と重なるようにして配置されたヒータ１２の一端は、通電用スイッチ１５の一端に接続され、この通電用スイッチ１５の他端は、図示しないバッテリからバッテリ電圧ＶＢＡＴＴが供給される電源ノード（高電位ノード）に接続されている。また、ヒータ１２の他端は接地ノード（低電位ノード）に接続されている。
The output unit of the
なお、通電用スイッチ１５の開閉は、乗員の操作に応じて車両のコントロール・ユニット（図示なし）から出力される所定の制御信号に基づいて制御され、通電用スイッチ１５が閉成されると、ヒータ１２が通電されて設定温度で発熱する。本実施形態では、ヒータ１２が断線した場合、通電用スイッチ１５は、上記コントロール・ユニットからの制御信号により開成状態に固定されるものとする。
The opening / closing of the energizing
ヒータ１２とアンテナ電極１３との間には、寄生容量Ｃｈが形成されている。この寄生容量Ｃｈの容量値は、ヒータ１２とアンテナ電極１３との対向面積および電極間距離、並びに、これらヒータ１２とアンテナ電極１３との間に介在する物質の比誘電率等によって定まる。また、車両用シート１０に乗員Ｍが着座した場合には、この乗員Ｍとアンテナ電極１３との間に寄生容量Ｃｐが形成され、乗員Ｍと接地ノードとの間には、乗員Ｍの周囲の絶縁体によって形成される寄生容量Ｃｇが存在している。
A parasitic capacitance Ch is formed between the
図３は、乗員検知装置２０が備える電位固定部２２の構成例を示す図である。同図に示すように、電位固定部２２は、検知部２２１、制御部２２２、ｎｐｎ型トランジスタ２２３（電位印加用スイッチ）、抵抗２２４，２２５から構成される。ここで、検知部２２１は、ヒータ１２とヒータスイッチ１５との間の接続ノードに接続された配線ＬＤ上の信号レベルに基づいてヒータ１２の断線を検知するものである。同図では、ヒータ１２の断線箇所は、「Ｘ」印で示されている。この例では、接地ノードに近い部位でヒータ１２が断線しており、この断線により、ヒータ１２がヒータ１２ａとヒータ１２ｂの二つの部分に分断されている。ただし、ヒータ１２の断線部位は任意であり、本発明は、このような例に限定されない。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the
制御部２２２は、検知部２２１の検知結果に基づいてｎｐｎ型トランジスタ２２３の導通／非導通を制御するためのものであり、その導通／非導通を制御するための制御信号ＳＣを出力する。本実施形態では、制御部２２２は、検知部２２１がヒータ１２の断線を検知した場合にｎｐｎ型トランジスタ２２３を導通させ、このｎｐｎ型トランジスタ２２３からなる電位供給用スイッチを閉成させる。
The
ｎｐｎ型トランジスタ２２３は、ヒータ１２が断線した場合、制御部２２２の制御の下にヒータ１２に接地電位（一定電位）を印加するための電位印加用スイッチとして機能するものであり、ヒータ１２と通電用スイッチ１５との間のノードＮと接地ノード（所定電位ノード）との間に接続されている。具体的には、ｎｐｎ型トランジスタ２２３のコレクタは配線ＬＤを介してヒータ１２と通電用スイッチ１５との間のノードＮに接続され、そのエミッタは接地ノードに接続され、そのベースには、制御部２２２から制御信号ＳＣが供給される。本実施形態では、電位印加用スイッチとして機能するｎｐｎ型トランジスタ２２３は、ヒータ１２と並列に接続されている。
The npn transistor 223 functions as a potential application switch for applying a ground potential (a constant potential) to the
抵抗２２４の一端には、本実施形態による乗員検知装置２０の動作電源である電源電圧ＶＣＣが供給され、その他端は配線ＬＤに接続されている。また、この配線ＬＤには、抵抗２２５の一端が接続され、その他端は接地されている。即ち、電源電圧ＶＣＣの電源ノードと接地ノードとの間に抵抗２２４と抵抗２２５が直列接続され、これら抵抗２２４と抵抗２２５との間の接続ノードに配線ＬＤが接続されている。本実施形態では、抵抗２２４と抵抗２２５の各抵抗値は同じであるものとする。従って、配線ＬＤは、抵抗２２４と抵抗２２５を介して、電源電圧ＶＣＣの２分の１の電圧（ＶＣＣ／２）にバイアスされる。抵抗２２４および抵抗２２５の各抵抗値は、通電用スイッチ１５によるヒータ１２の通電／非通電を阻害せず、且つｎｐｎ型トランジスタ２２３の動作を阻害しないような適切な値に設定される。
One end of the
次に、本実施形態による乗員検知装置２０の動作（乗員検知方法）について、ヒータ１２が断線していない場合の動作を説明する。
なお、ここでは、乗員Ｍが車両用シート１０に着座しているものとする。
Next, the operation of the
Here, it is assumed that the occupant M is seated on the
ヒータ１２が断線していない場合、配線ＬＤ上の信号レベルは、通電用スイッチ１５の開閉に応じて、概ねバッテリ電圧ＶＢＡＴＴまたは接地電位になる。配線ＬＤ上の信号レベルがバッテリ電圧ＶＢＡＴＴまたは接地電位の何れかである場合、後述の電位固定部２２を構成する検知部２２１は断線を検知せず、乗員検知部２１は、次のように通常通り、乗員の検知を行う。
When the
即ち、乗員検知部２１において、駆動部２１２が、発振部２１１により発生された正弦波信号を、抵抗２１３を介してアンテナ電極１３に印加する。このとき、アンテナ電極１３上の信号レベルは、図２に示す容量Ｃｈ，Ｃｐ，Ｃｇの合成容量に応じた信号レベルになる。乗員Ｍが着座している場合の上記合成容量は、空席時の寄生容量Ｃｈに比較して大きくなるので、アンテナ電極１３上の信号レベルは、空席時の信号レベルに比較して小さくなる。この信号レベルから判定部２１４は、乗員Ｍが着座していると判定し、乗員Ｍが検知される。この判定結果を受けて、例えば、図示しないエアバッグ・システムが衝撃センサの出力に応じてエアバッグの展開を制御する。
That is, in the
続いて、本実施形態による乗員検知装置２０の動作（乗員検知方法）について、ヒータ１２が断線した場合の動作を説明する。
なお、この場合、前述したように、通電用スイッチ１５は、図示しない車両のコントロール・ユニットからの制御信号により開成状態に固定される。
Next, regarding the operation (occupant detection method) of the
In this case, as described above, the
図３に「Ｘ」印で示すように、ヒータ１２が断線すると、この断線により、ヒータ１２はヒータ１２ａとヒータ１２ｂの二つの部分に分断される。このうち、接地ノードに接続されているヒータ１２ｂには、ヒータ１２が分断した後も接地ノードから接地電位が継続して供給されるので、ヒータ１２ｂの電位は一定電位に固定される。
As indicated by “X” in FIG. 3, when the
これに対し、ヒータ１２ａは、ヒータ１２の断線により接地ノードから遮断される。また、通電用の通電用スイッチ１５も開いた状態にあるため、ヒータ１２ａは、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴを供給する電源ノードからも遮断された状態にある。このため、ヒータ１２ａは、電源ノードおよび接地ノードの何れからも遮断され、これら電源ノードおよび接地ノードとの関係ではフローティング状態になる。この場合、ヒータ１２と通電用スイッチ１５との間のノードＮに接続された配線ＬＤが、電位固定部２２に設けられた抵抗２２４と抵抗２２５により、電源電圧ＶＣＣの２分の１の電圧（ＶＣＣ／２）にバイアスされているので、ヒータ１２が断線すると、配線ＬＤ上の信号レベルは、電源電圧ＶＣＣの２分の１の電圧（ＶＣＣ／２）に安定する。
On the other hand, the
検知部２２１は、配線ＬＤ上の信号レベルが電源電圧ＶＣＣの２分の１の電圧（ＶＣＣ／２）になったことを検知し、その検知結果を制御部２２２に供給する。制御部２２２は、検知部２２１から上記検知結果を受けると、制御信号ＳＣとしてハイレベルの信号をｎｐｎ型トランジスタ２２３のベースに供給し、このｎｐｎ型トランジスタ２２３を導通させる。ｎｐｎ型トランジスタ２２３が導通すると、配線ＬＤがｎｐｎ型トランジスタ２２３を介して接地ノードに接続され、配線ＬＤの電位が概ね接地電位になる。これにより、配線ＬＤに接続されたヒータ１２ａに接地電位が印加される。このように、制御部２２２は、ヒータ１２が断線した場合、ｎｐｎ型トランジスタ２２３を介して、ヒータ１２の一部をなすヒータ１２ａに接地電位（一定電位）を印加させる。
The
ここで、本実施形態では、前述のように、ヒータ１２が断線した場合、通電用スイッチ１５は、図示しない車両のコントロール・ユニットからの制御信号により開成状態に固定される。従って、ｎｐｎ型トランジスタ２２３が導通しても、通電用スイッチ１５とｎｐｎ型トランジスタ２２３を介して貫通電流が流れることはない。しかしながら、ヒータ１２が断線した場合に通電用スイッチ１５が開成状態に固定されることが保証されない場合には、上記貫通電流が発生し得る。
Here, in the present embodiment, as described above, when the
このような貫通電流を防止するため、例えば、制御部２２２は、検知部２２１の検知結果に基づいてｎｐｎ型トランジスタ２２３を制御する機能に加え、車両のコントロール・ユニットからの制御信号に基づいて通電用スイッチ１５を制御する機能を更に備えてもよい。この制御部２２２による通電用スイッチ１５の制御を可能とするために、例えば、通電用スイッチ１５の開閉を制御するための車両のコントロール・ユニットからの制御信号は、通電用スイッチ１５には直接的に供給されず、制御部２２２に供給される。
In order to prevent such a through current, for example, the
この場合、制御部２２２は、検知部２２１がヒータ１２の断線を検知すると、ｎｐｎ型トランジスタ２２３からなる電位供給用スイッチを閉成させると共に、上記コントロール・ユニットからの制御信号に関係なく通電用スイッチ１５を開成させる。また、検知部２２１がヒータ１２の断線を検知しなければ、制御部２２２は、ｎｐｎ型トランジスタ２２３からなる電位供給用スイッチを閉成状態に固定すると共に、車両のコントロール・ユニットから供給される制御信号に基づいて通電用スイッチ１５の開閉を制御する。
In this case, when the
図４は、上述のｎｐｎ型トランジスタ２２３が導通した状態において、アンテナ電極１３とヒータ１２ａ，１２ｂとの間にそれぞれ形成される寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂのバイアス状態を示している。同図に示すように、ヒータ１２ａとヒータ１２ｂのうち、ヒータ１２ａは上述のｎｐｎ型トランジスタ２２３を介して接地電位に固定される。また、ヒータ１２ｂは、直接的に接地ノードに接続されて接地電位に固定されている。即ち、分断されたヒータ１２ａおよびヒータ１２ｂは、何れも一定電位に固定される。従って、ヒータ１２ａ，１２ｂとアンテナ電極１３との間の寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂの何れにもアンテナ電極１３上の電位の変化に応じた変位電流が流れ、これら寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂはアンテナ電極１２の空席時の容量として顕在化する。
FIG. 4 shows a bias state of the parasitic capacitances Cha and Chb formed between the
ここで、図４に示す寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂの和は、ヒータ１２が断線していない場合の図２に示す寄生容量Ｃｈと概ね同じである。また、ヒータ１２ａ，１２ｂは何れも接地電位（一定電位）に固定されている。従って、これらの寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂは、変位電流の変分に着目すれば、図２に示す寄生容量Ｃｈと概ね等価になる。即ち、ｎｐｎ型トランジスタ２２３が導通した状態では、ヒータ１２が断線した場合のアンテナ電極１３の空席時の容量は、ヒータ１２が断線していない場合のアンテナ電極１３の空席時の寄生容量Ｃｈと概ね等価になる。従って、乗員検知部２１は、ヒータ１２が断線した場合であっても、この断線の影響を受けることなく、乗員Ｍが車両用シート１０に着座した場合にアンテナ電極１３の容量の増加を適切に検出することができ、乗員Ｍを継続的に検知することが可能になる。
Here, the sum of the parasitic capacitances Cha and Chb shown in FIG. 4 is substantially the same as the parasitic capacitance Ch shown in FIG. 2 when the
上述のように、本実施形態によれば、ヒータ１２が断線しても、乗員Ｍの検知を安定的に継続することが可能になる。この点について、従来、ヒータが断線すると、空席時の寄生容量が変化するので、その影響を受けて、乗員検知も正常に行われなくなる。このため、乗員検知の故障率が、ヒータの故障率と同じになり、乗員検知の信頼性がヒータの信頼性に留まる。しかしながら、上述の本実施形態によれば、乗員検知がヒータの故障の影響を受けることがなくなるので、ヒータの故障とは無関係に乗員検知の故障率を低下させることができ、乗員検知の信頼性を高めることが可能になる。
As described above, according to this embodiment, even when the
（第１変形例）
次に、上述の実施形態の第１変形例を説明する。
図５は、上述の図３に示す電位固定部２２の第１変形例に係る電位固定部２２Ａの構成例を示す図である。第１変形例に係る電位固定部２２Ａは、図３に示す電位固定部２２の構成において、ｎｐｎ型トランジスタ２２３に代えて、電位印加用スイッチとして、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴの電源ノードと配線ＬＤとの間に接続されたｐチャネル型の電界効果トランジスタ２２３Ａを備える。ここで、電界効果トランジスタ２２３Ａのソースは、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴの電源ノードに接続され、そのドレインは配線ＬＤを介して、通電用スイッチ１５とヒータ１２との間のノードＮに接続されている。即ち、電界効果トランジスタ２２３Ａは、通電用スイッチ１５と並列に接続されている。また、電界効果トランジスタ２２３Ａのゲートには、制御部２２２Ａから制御信号ＳＣＡが供給される。制御部２２２Ａの機能は、基本的に、前述の図３に示す制御部２２２と同様であるが、制御信号ＳＣＡの信号レベルが電界効果トランジスタ２２３Ａの導通／非導通の制御に適合するように、その信号レベルを変換する機能を有している。
(First modification)
Next, a first modification of the above embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the
この第１変形例では、検知部２２１がヒータ１２の断線を検知した場合、制御部２２２Ａは、制御信号ＳＣＡにより電界効果トランジスタ２２３Ａを導通させる。これにより、断線により分断されたヒータ１２の一部をなすヒータ１２ａには、電界効果トランジスタ２２３Ａを介してバッテリ電圧ＶＢＡＴＴが印加され、ヒータ１２ａの電位が一定電位に固定される。この場合、前述の図４において、ヒータ１２ａは、接地電位に代えて、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴに固定され、寄生容量Ｃｈａのバイアス状態は図４の例と異なる。しかしながら、分断されたヒータ１２ａおよびヒータ１２ｂは、何れも一定電位に固定されるので、これら寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂの何れにもアンテナ電極１３上の電位の変化に応じた変位電流が流れ得る状態にあり、寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂはアンテナ電極１２の容量として顕在化し得る状態にある。従って、図４に示す場合と同様に、乗員Ｍを検知することが可能になる。
In the first modification, when the
この第１変形例によれば、電界効果トランジスタ２２３Ａが導通状態にある場合に、通電用スイッチ１５が閉成されても、これら電界効果トランジスタ２２３Ａおよび通電用スイッチ１５を介して貫通電流が流れることはない。従って、通電用スイッチ１５が開成状態に固定されることが保証されない場合であっても、通電用スイッチ１５を制御する必要がなくなり、上述の図３に示す構成例に比較して制御を簡略化することができる。
According to the first modification, when the
（第２変形例）
次に、上述の実施形態の第２変形例を説明する。
図６は、前述の図３に示す電位固定部２２の第２変形例に係る電位固定部２２Ｂの構成例を示す図である。第２変形例に係る電位固定部２２Ｂは、図３に示す電位固定部２２の構成において、制御部２２２に代えて、通電用スイッチ１５を制御するための制御信号ＳＣＢを出力する制御部２２２Ｂを備えると共に、ｎｐｎ型トランジスタ２２３が取り除かれている。また、制御部２２２Ｂは、制御信号ＳＣＢの信号レベルが通電用スイッチ１５の導通／非導通の制御に適合したものとなるように、信号レベルを変換する機能を有している。その他の構成は図３に示す電位固定部２２と同様である。
(Second modification)
Next, a second modification of the above embodiment will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the
この第２変形例では、通電用スイッチ１５を、上述の実施形態におけるｎｐｎ型トランジスタ２２３として流用する。このため、通電用スイッチ１５の開閉を制御するための車両のコントロール・ユニットからの制御信号ＣＴＬが制御部２２２Ｂに供給され、この制御部２２２Ｂが、検知部２２１の検知結果と制御信号ＣＴＬとに基づいて通電用スイッチ１５を制御する。即ち、検知部２２１がヒータ１２の断線を検知しない場合、制御部２２２Ｂは、車両のコントロール・ユニットからの制御信号ＣＴＬに基づいて通電用スイッチ１５の開閉を制御する。
In the second modification, the energizing
また、検知部２２１がヒータ１２の断線を検知した場合、制御部２２２Ｂは、車両のコントロール・ユニットからの制御信号ＣＴＬに関係なく、通電用スイッチ１５を閉成状態に制御する。これにより、分断されたヒータ１２ａには通電用スイッチ１５を介してバッテリ電圧ＶＢＡＴＴが印加され、このヒータ１２ａが一定電位に固定される。従って、上述の第１変形例と同様に、寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂがアンテナ電極１３の空席時の容量として顕在化し、乗員を検知することが可能になる。
When the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形が可能である。
例えば、上述の実施形態では、抵抗２２４と抵抗２２５により、配線ＬＤを電源電圧ＶＣＣの２分の１の電圧（ＶＣＣ／２）にバイアスするものとしたが、このバイアス電圧は、検知部２２１で検知することが可能な任意の電圧に設定することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the wiring LD is biased to a voltage (VCC / 2) of the power supply voltage VCC by the
また、上述の実施形態では、電源電圧ＶＣＣの２分の１の電圧（ＶＣＣ／２）にバイアスされた配線ＬＤの信号レベルをモニタすることにより、ヒータ１２に断線が発生したことを検知するものとしたが、この例に限らず、ヒータ１２の断線を検知する手法として、どのような手法を用いてもよい。
また、検知部２２１による断線の検知は、定常的に行われる必要はなく、間欠的に行われてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the occurrence of disconnection in the
Moreover, the detection of the disconnection by the
また、上述の実施形態では、ｎｐｎ型トランジスタ２２３を用いてヒータ１２ａを接地電位に固定するものとしたが、一定電位（ＤＣ電位）であれば、どのような電位にヒータ１２ａを固定してもよい。例えば、ヒータ１２ａを電源電圧ＶＣＣに固定してもよく、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴに固定してもよい。何れにしても、アンテナ電極１３の電位の変動に応じて寄生容量Ｃｈａ，Ｃｈｂのそれぞれに変位電流を発生させることができる限りにおいて、ヒータ１２ａをどのような一定電位に固定してもよい。また、図５に示す第１変形例では、電界効果トランジスタ２２３Ａを用いたが、図３に示す構成においても、ｎｐｎ型トランジスタ２２３に代えて電界効果トランジスタを用いることができる。即ち、ヒータ１２に一定電位を印加するための電位印加用スイッチとして、どのような形式のデバイスを用いてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、ヒータ１２の一端とバッテリ電圧ＶＢＡＴＴの電源ノードとの間に通電用スイッチ１５を設け、ヒータ１２の他端を接地ノードに接続するものとしたが、この例に限定されることなく、ヒータ１２と通電用スイッチ１５の配置を入れ替えてもよい。
また、上述の実施形態では、貫通電流の発生を防止するために通電用スイッチ１５を開成状態に制御するものとしたが、この貫通電流を遮断するためのスイッチを追加的に備えてもよい。
In the above-described embodiment, the
In the above-described embodiment, the
１０…車両用シート、１１…座面、１２，１２ａ，１２ｂ…ヒータ、１３…アンテナ電極、１４…配線ケーブル、１５…通電用スイッチ、２０…乗員検知装置、２１…乗員検知部、２２，２２Ａ，２２Ｂ…電位固定部、２１１…発振器、２１２…駆動部、２１３…抵抗、２１４…判定部、２２１…検知部、２２２，２２２Ａ，２２２Ｂ…制御部、２２３…ｎｐｎ型トランジスタ（電位印加用スイッチ）、２２３Ａ…電界効果トランジスタ（電位印加用スイッチ）、２２４，２２５…抵抗、Ｃｇ，Ｃｈ，Ｃｈａ，Ｃｈｂ，Ｃｐ…容量、ＬＤ…配線、Ｎ…ノード、ＳＣ，ＳＣＡ，ＳＣＢ…制御信号、ＶＢＡＴＴ…バッテリ電圧、ＶＣＣ…電源電圧。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ヒータの断線が発生した場合、前記断線により前記高電位ノードまたは前記低電位ノードから遮断される前記ヒータの一部を一定電位に固定する電位固定部を備えた乗員検知装置。 An occupant seated in the vehicle seat based on a capacity formed in an antenna electrode provided in a vehicle seat that incorporates a heater connected in series with an energization switch between a high potential node and a low potential node An occupant detection device for detecting
An occupant detection device including a potential fixing unit that fixes a part of the heater that is cut off from the high potential node or the low potential node due to the disconnection to a constant potential when the heater is disconnected.
前記ヒータの断線を検知する検知部と、
前記ヒータと前記通電用スイッチとの間のノードと前記一定電位を与える所定電位ノードとの間に接続され、前記ヒータの一部に前記一定電位を印加するための電位印加用スイッチと、
前記検知部が前記ヒータの断線を検知した場合に前記電位印加用スイッチを閉成させ、前記所定電位ノードから前記電位印加用スイッチを介して前記ヒータの一部に前記一定電位を印加させる制御部と、
を備えた、請求項１に記載の乗員検知装置。 The potential fixing unit is
A detector for detecting disconnection of the heater;
A potential application switch connected between a node between the heater and the energization switch and a predetermined potential node for applying the constant potential, and applying the constant potential to a part of the heater;
A control unit that closes the potential application switch when the detection unit detects disconnection of the heater, and applies the constant potential to a part of the heater from the predetermined potential node via the potential application switch. When,
The occupant detection device according to claim 1, comprising:
前記検知部が前記ヒータの断線を検知した場合に前記電位印加用スイッチを閉成させると共に前記通電用スイッチを開成させる、請求項３に記載の乗員検知装置。 The controller is
The occupant detection device according to claim 3, wherein when the detection unit detects disconnection of the heater, the potential application switch is closed and the energization switch is opened.
前記ヒータの断線を検知する検知部と、
前記検知部が前記ヒータの断線を検知しない場合、所定の制御信号に基づいて前記通電用スイッチの開閉を制御し、前記検知部が前記ヒータの断線を検知した場合、前記所定の制御信号に関係なく前記通電用スイッチを閉成させる制御部と、
を備えた、請求項１に記載の乗員検知装置。 The potential fixing unit is
A detector for detecting disconnection of the heater;
When the detection unit does not detect disconnection of the heater, the opening / closing of the energization switch is controlled based on a predetermined control signal, and when the detection unit detects disconnection of the heater, the control unit relates to the predetermined control signal. A controller for closing the energization switch without
The occupant detection device according to claim 1, comprising:
前記ヒータの断線が発生した場合、前記断線により前記高電位ノードまたは前記低電位ノードから遮断される前記ヒータの一部を一定電位に固定する乗員検知方法。 An occupant seated in the vehicle seat based on a capacity formed in an antenna electrode provided in a vehicle seat that incorporates a heater connected in series with an energization switch between a high potential node and a low potential node An occupant detection method for detecting
An occupant detection method for fixing a part of the heater, which is cut off from the high potential node or the low potential node by the disconnection, to a constant potential when the heater is disconnected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012026442A JP2013163413A (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Occupant detection device, and occupant detection method |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LU92542B1 (en) * | 2014-09-10 | 2016-03-11 | Iee Sarl | Capacitive occupancy or proximity detector |
| WO2016050892A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Capacitive vehicle seat occupancy detection system with detection of vehicle seat heater member interruption |
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-
2012
- 2012-02-09 JP JP2012026442A patent/JP2013163413A/en active Pending
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| WO2016050864A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | Iee International Electronics & Engineering S.A. | Capacitive vehicle seat occupancy detection system with detection of vehicle seat heater member interruption |
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