JP3353816B2 - 乗員検知システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は乗員検知システム
に関し、特にエアバッグ装置を搭載した自動車の助手席
における乗員の着席状況などに応じて得られる情報に基
づいて、エアバッグ装置のエアバッグを展開可能な状態
又は展開不可能な状態に設定し得る乗員検知システムの
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エアバッグ装置は自動車の衝突
時に乗員が受ける衝撃を緩和するための装置であって、
自動車の安全性になくてならないものになっており、近
時、運転席のみならず、助手席にも設置されるようにな
っている。

【０００３】このエアバッグ装置は、例えば図１６に示
すように、セ−フィングセンサＳＳ１，スクイブＳＱ
１，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ＳＷ１の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路
と、セ−フィングセンサＳＳ２，スクイブＳＱ２，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ＳＷ
２よりなる助手席側のスクイブ回路と、電子式加速度セ
ンサ（衝突検出センサ）ＧＳと、電子式加速度センサＧ
Ｓ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ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号を供給す
る機能を有する制御回路ＣＣとから構成されている。

【０００４】このエアバッグ装置によれば、何らかの原
因に基づき自動車が衝突した場合、セ−フィングセンサ
ＳＳ１，ＳＳ２はそのスイッチ接点が比較的に小さな加
速度に反応して閉成され、運転席側及び助手席側のスク
イブ回路が動作可能な状態になる。そして、電子式加速
度センサＧＳからの信号に基づいて制御回路ＣＣが自動
車が確実に衝突したと判断すると、半導体スイッチング
素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号が供給され、同スイ
ッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ状態になる。これに
よって、それぞれのスクイブ回路に電流が流れる結果、
スクイブＳＱ１，ＳＱ２の発熱に起因して運転席側及び
助手席側のエアバッグが展開され、乗員が衝突による衝
撃から保護される。

【０００５】ところで、このエアバッグ装置ではシ−ト
への乗員の着席の有無に関係なく、自動車の衝突によっ
てエアバッグが展開するように構成されているために、
例えば助手席に大人の乗員が着席している場合には衝突
時に上述のような乗員の保護効果が期待できるものであ
るが、乗員が子供の場合には大人に比べて座高が低いこ
とに伴って頭部位置も低いことから、エアバッグの展開
による子供への影響が懸念される。従って、乗員が子供
の場合には仮に自動車が衝突してもエアバッグは展開さ
せないことが望ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来において
は、このような問題に対応するために、例えば図１７に
示すようなエアバッグ装置が提案されている。このエア
バッグ装置は、助手席に乗員が着席しているか否かを検
出するセンサＳＤを設置し、このセンサＳＤの検出信号
に基づいて制御回路ＣＣが助手席への乗員の着席状況を
判断し、自動車が衝突した場合に、エアバッグを展開可
能な状態又は展開不可能な状態のいずれか一方にセット
するように構成されている。特に、センサＳＤとして
は、重量センサを用い、この重量センサにて測定した乗
員の重量に基づいて大人か子供かの判定を行うものと、
シ−トに着席している乗員をカメラで撮影して画像処理
により大人か子供かの判定を行うものとが提案されてい
る。

【０００７】前者の方法によれば、乗員が大人か子供か
の大まかな判定は可能であり、この結果に基づいてエア
バッグを展開可能な状態又は展開不可能な状態のいずれ
か一方にセットし、自動車の衝突時における不測の事態
を回避することができるものの、体重は個人差が大き
く、仮に子供でも大人より重い場合もあり得ることか
ら、正確性に欠けるという問題がある。

【０００８】又、後者の方法によれば、乗員の着席状
況，乗員が大人か子供かの判断をかなり正確に行うこと
ができるものの、カメラで撮影した撮像デ−タを画像処
理し各種パタ−ンとの比較判断を行わなければならない
ために、処理装置が複雑かつ高価になるという問題があ
る。

【０００９】それ故に、本発明の目的は、シートへの乗
員が大人か子供かの着席状況などを的確にかつ単純・安
価に検知できる上、この検知結果に基づいてエアバッグ
装置を適切に制御可能な乗員検知システム及びアンテナ
電極を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、上述
の目的を達成するために、シートに複数のアンテナ電極
を離隔して配置し、該アンテナ電極に流れる電流に関連
する情報を検出し、この情報に基づいてシートへの乗員
の着席状況などを判断するように構成した乗員検知シス
テムであって、前記アンテナ電極それぞれは、少なくと
も、絶縁性のベース部材と、ベース部材に配置された導
電性を有するアンテナ電極部とから構成され、前記乗員
検知システムは、切替回路によって前記複数のアンテナ
電極の中から一つずつを順次選択することにより、それ
ぞれの前記アンテナ電極の周辺に電界を選択的に発生さ
せ、この電界に基づいて前記アンテナ電極それぞれに流
れる電流に関連する情報を検出し、この情報に基づいて
シートへの乗員の着席状況を判断するように構成される
ことを特徴とする。

【００１１】又、本発明の上述したとは別の発明は、シ
ートに複数のアンテナ電極を離隔して配置し、該アンテ
ナ電極に流れる電流に関連する情報を検出し、この情報
に基づいてシートへの乗員の着席状況などを判断し、こ
の判断結果に基づいてエアバッグ装置のエアバッグを展
開可能な状態又は展開不可能な状態のいずれか一方にセ
ットするように構成した乗員検知システムであって、前
記アンテナ電極は、少なくとも、絶縁性のベース部材
と、ベース部材に配置された導電性を有するアンテナ電
極部と、アンテナ電極部より導出され、かつアンテナ電
極部と電気的な接続関係を有するリード線とから構成さ
れ、前記乗員検知システムは、切替回路によって前記複
数のアンテナ電極の中から一つずつを順次選択すること
により、それぞれの前記アンテナ電極の周辺に電界を選
択的に発生させ、この電界に基づいて前記アンテナ電極
それぞれに流れる電流に関連する情報を検出し、この情
報に基づいてシートへの乗員の着席状況を判断するよう
に構成されることを特徴とする。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の基本原理について
図１を参照して説明する。この発明にかかる乗員検知シ
ステムは、基本的にはシ−トに配置されたアンテナ電極
に発生させた微弱電界（Ｅlectric Ｆield）の乱れを利
用するものである。まず、同図（ａ）に示すように、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の周辺には微弱
電界が生ずる結果、アンテナ電極Ｅ１の側には電流Ｉが
流れる。この状態において、同図（ｂ）に示すように、
アンテナ電極Ｅ１の近傍に物体ＯＢを存在させると、電
界に乱れが生じてアンテナ電極Ｅ１の側には電流Ｉとは
異なった電流Ｉ₁ が流れることになる。

【００１５】従って、自動車のシ−トに物体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Ｅ
１の側に流れる電流に変化が生ずるものであり、この現
象を利用することにより、シ−トへの乗員の着席状況な
どを検知することができるものである。特に、アンテナ
電極を増加させることによって、シ−ト上の乗員などを
含む物体についての多くの情報を得ることが可能とな
り、シ−トへの乗員の着席状況などをより的確に検知す
ることができる。尚、シ−トに物体ＯＢが乗っている場
合にはアンテナ電極Ｅ１の側に流れる電流が増加し、シ
−トに物体ＯＢが乗っていない場合にはアンテナ電極Ｅ
１の側に流れる電流が減少する。

【００１６】次に、この原理を利用した本発明にかかる
乗員検知システムの実施例について図２〜図７を参照し
て説明する。尚、図１６〜図１７に示す従来例と同一部
分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。図２〜図４は本発明にかかる助手席（運転席）のシ
−ト及びアンテナ電極の配置構成を示しており、シ−ト
１は主として着席部１ａと背もたれ部１ｂとから構成さ
れている。着席部１ａは、例えば前後にスライド可能な
ベ−ス２に固定されたシ−トフレ−ム３と、シ−トフレ
−ム３の上部に配置されたクッション材と、クッション
材を覆う外装材とから構成されており、背もたれ部１ｂ
は、例えばシ−トフレ−ムの前面側にクッション材を配
置すると共に、クッション材を外装材で被覆して構成さ
れている。特に、着席部１ａにはほぼ同一形状（例えば
角形）に形成された複数のアンテナ電極４（４ａ〜４
ｄ）が互いに離隔して対称的に配置されている。尚、こ
のアンテナ電極４は外装材の内側の他、外側に配置した
り、或いは外装材自身に設けることもできる。又、シ−
トフレ−ム３ないしその近傍には後述する制御ユニット
１０が配置されている。

【００１７】このアンテナ電極４は、基本的には例えば
図３に示すように、少なくとも、不織布などのような絶
縁部材よりなるベ−ス部材５と、ベ−ス部材５の一方の
面に互いに離隔して対称的に配置された導電性を有する
アンテナ電極部４ａ〜４ｄとから構成されており、着席
部１ａの外装材の内側に配置される。特にアンテナ電極
部４ａ〜４ｄは、例えば導電性の布地にて構成されてい
るが、糸状の金属線や導電性を有する繊維などをベ−ス
部材５に織り込んだり、着席部１ａのシ−ト布面をベ−
ス部材と見做してこれに織り込んだり、布面に導電性ペ
イントを被着したり、肉厚の小さなフレキシビリティを
有する金属板などによって構成することもできる。これ
らのアンテナ電極部４ａ〜４ｄとベ−ス部材５との固定
は接着剤，熱可塑性又は熱硬化性樹脂の加熱による接
着、縫い付け、ホック，ボタン，フックなどによる結
合、マジックテ−プによる結合などによって行われる
が、接着による方法が推奨される。尚、図示例のアンテ
ナ電極４のアンテナ電極部４ａ〜４ｄは、例えばほぼ同
一サイズの角形に構成されている。又、以下、説明の都
合上、アンテナ電極部４ａ〜４ｄは実質的にアンテナ電
極４とほぼ同様の機能を有することから混同して用いる
ことがある。

【００１８】上述のアンテナ電極４は実際面から図３
（ａ），（ｂ）に示すように構成されている。即ち、ア
ンテナ電極部４ａ〜４ｄの一部にはシ−ルド線などのリ
−ド線６（６ａ〜６ｄ）が、接続端子７，ラグ端子７Ａ
を介して独立して電気的に接続されており、リ−ド線６
（６ａ〜６ｄ）の導出端にはコネクタ９が接続されてお
り、後述する制御ユニット１０のコネクタ（或いは端
子）１９ａ〜１９ｄに接続されている。特に、接続端子
７は金属部材よりなる端子構成部材にてアンテナ電極部
を挟持することによって電気的な接続性を呈するように
構成されており、例えば黄銅などよりなるかしめ鋲，ホ
ックなどが利用できる。

【００１９】上述のアンテナ電極４において、それぞれ
のアンテナ電極部４ａ〜４ｄとリ−ド線６（６ａ〜６
ｄ）との接続構造はほぼ同一であるので、アンテナ電極
部４ａとリ−ド線６ａとの接続例を代表例として具体的
に説明する。接続端子７はアンテナ電極部４ａ及びベ−
ス部材５に予め形成された孔を貫通するようにかしめ固
定して設けられ、それのかしめ固定に先立ってラグ端子
７Ａが装着されており、かしめと同時にラグ端子７Ａは
接続端子７を介してアンテナ電極部４ａに電気的機械的
に接続される。このラグ端子７Ａにはリ−ド線６ａが圧
着端子８などを用いて電気的機械的に接続されている。

【００２０】又、アンテナ電極部４ａとリ−ド線６ａと
の接続は、例えば図３（ｃ）及び図４に示すように行う
こともできる。前者は、アンテナ電極部４ａの一部に延
在部４ａａを形成し、この延在部４ａａに接続端子７を
設けることによって行うものである。後者は、アンテナ
電極部４ａの一端をベ−ス部材５の裏側に折り返し、こ
の折り返し部４ａｂ，表側のアンテナ電極部４ａ，ベ−
ス部材５に共通の孔を形成し、この孔に接続端子７を貫
通・位置させた上でかしめ固定するものである。尚、ラ
グ端子７Ａはかしめ固定前に予め接続端子７に挿通され
ている。

【００２１】上述のシ−ト１のシ−トフレ−ム３ないし
その近傍には制御ユニット１０が配置されており、この
制御ユニット１０は、例えば図５に示すように、アンテ
ナ電極部４ａ〜４ｄの周辺に微弱電界を発生させるため
の電界発生手段（例えば発振回路）１１と、発振回路１
１からアンテナ電極４への送信信号の電圧振幅をほぼ一
定に制御する振幅制御回路１２と、送信信号の送信電流
に関連する情報を検出する情報検出回路（例えば電流検
出回路）１５と、電流検出回路１５の出力信号を直流に
変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１６と、ＡＣ−ＤＣ変換回
路１６の出力信号を増幅する増幅器１７と、電流検出回
路１５に接続され、かつ複数のスイッチング手段１８ａ
〜１８ｄを有するアンテナ電極部４ａ〜４ｄの切換回路
１８と、切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８
ｄに接続され、かつ制御ユニットのハウジングに配置さ
れたコネクタ１９ａ〜１９ｄと、電流検出回路１５の振
幅制御回路側（発振回路側）及び切換回路側（アンテナ
電極側）に接続され、発振回路からの送信信号とアンテ
ナ電極への出力信号との位相差を検出する位相差検出回
路２０と、位相差検出回路２０の出力信号を増幅する増
幅器２１と、ＣＰＵなどを含む制御回路２２と、ハウジ
ングに配置され、図示しないバッテリ電源に接続される
コネクタ２３と、コネクタ２３と制御回路２２などとの
間に接続された電源回路２４とから構成されている。こ
の制御ユニット１０の制御回路２２には、例えば図７に
示す構成のエアバッグ装置３０が接続されている。尚、
上述の発振回路１１は、例えば周波数が１２０ＫＨｚ程
度で電圧が５〜１２Ｖ程度の高周波低電圧を発生するよ
うに構成されている。又、切換回路１８におけるスイッ
チング手段１８ａ〜１８ｄの選択的な切換は制御回路２
２からの信号に基づいて行われる。

【００２２】この制御ユニット１０において、振幅制御
回路１２は、例えば送信信号の電圧振幅を可変する振幅
可変回路１３と、送信信号の電圧振幅を検出する振幅検
出回路１４とから構成されている。そして、振幅可変回
路１３は、例えばプログラマブルゲインアンプ（ＰＧ
Ａ）よりなる振幅可変部１３ａから構成されており、振
幅検出回路１４は、例えばオペアンプなどよりなる電圧
振幅の検出部１４ａと、検出部１４ａの出力信号を直流
に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂと、ＡＣ−ＤＣ変
換回路１４ｂの出力信号を増幅する増幅器１４ｃとから
構成されている。尚、増幅器１４ｃの出力信号は制御回
路２２に供給され、振幅可変部１３ａに対する振幅可変
信号は制御回路２２から出力される。

【００２３】又、この制御ユニット１０において、電流
検出回路１５は、例えば回路（送信信号系）に直列に接
続されたインピ−ダンス素子例えば抵抗１５ａと、抵抗
１５ａの端子電圧を増幅する差動増幅器などの増幅器１
５ｂとから構成されている。この電流検出回路１５の出
力側はＡＣ−ＤＣ変換回路１６，増幅器１７を介して制
御回路２２に接続されている。そして、電流検出回路１
５における抵抗１５ａの出力側は切換回路１８を介して
コネクタ１９ａ〜１９ｄに接続されている。

【００２４】さらに、位相差検出回路２０は、例えば図
６（ａ）に示すように、発振回路１１からの送信信号及
びアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）への出力信号を別々に
正弦波から方形波に波形整形する波形整形回路２０ａ，
２０ａと、第１のフリップフロップ回路２０ｂ１と、第
２のフリップフロップ回路２０ｂ２と、積分回路２０ｃ
とから構成されており、しかも、波形整形回路２０ａ
は、例えば同図（ｂ）に示すように構成されている。
尚、発振回路１１の出力たる高周波低電圧が、電源回路
２４にて作られた例えば＋５Ｖの単電源からスイッチン
グ操作などによって生成される場合（生成電圧の波形が
方形波の場合）には、波形整形回路２０ａは省略でき
る。

【００２５】このように構成された乗員検知システム
は、次のように動作する。まず、発振回路１１から高周
波低電圧が送信されると、それの電圧振幅が振幅検出回
路１４の検出部１４ａにて検出され、その検出信号はＡ
Ｃ−ＤＣ変換回路１４ｂにて直流に変換され、増幅器１
４ｃにて増幅されて制御回路２２に入力される。制御回
路２２では検出された電圧振幅が所定の振幅値になって
いるか否かを判断し、所定の電圧振幅に修正するための
振幅可変信号が振幅可変部１３ａに出力される。これに
よって、送信信号の電圧振幅は所定の振幅に修正され、
以後、振幅可変回路１３及び振幅検出回路１４の連携動
作により、一定の振幅に制御される。

【００２６】電圧振幅が一定化された送信信号は電流検
出回路１５，切換回路１８（１８ａ〜１８ｄ），コネク
タ１９ａ〜１９ｄを介してアンテナ電極４（４ａ〜４
ｄ）に供給され、その結果、アンテナ電極４（４ａ〜４
ｄ）の周辺には微弱電界が発生される。この際に、切換
回路１８は制御回路２２からの信号によって開閉制御が
行われ、最初にスイッチング手段１８ａのみが閉成さ
れ、次にスイッチング手段１８ｂのみが閉成され、次に
スイッチング手段１８ｃのみが閉成され、以下同様にし
て順次に特定のスイッチング手段のみが閉成されると同
時にその他のスイッチング手段は開放されるように切換
制御される。従って、特定のスイッチング手段（１８ａ
〜１８ｄ）が閉成された場合には、電圧振幅が一定化さ
れた送信信号は電流検出回路１５，特定のスイッチング
手段（１８ａ〜１８ｄ），特定のコネクタ（１９ａ〜１
９ｄ）を介して特定のアンテナ電極（４ａ〜４ｄ）に供
給され、その結果、特定のアンテナ電極（４ａ〜４ｄ）
の周辺には微弱電界が発生され、シ−ト１に着席してい
る乗員の着席姿勢などに応じた異なった値の電流が流れ
る。この電流は電流検出回路１５によって検出され、Ａ
Ｃ−ＤＣ変換回路１６にて直流に変換され、増幅器１７
にて増幅されて制御回路２２に次々と入力される。尚、
スイッチング手段（１８ａ〜１８ｄ）の閉成順序は、ス
イッチング手段１８ｄ，１８ｃ・・・１８ａのように逆
の方向から行うこともできる。

【００２７】一方、電流検出回路１５の両端の信号（電
圧）、即ち振幅制御回路側における発振回路１１からの
送信信号及び切換回路側（アンテナ電極側）におけるア
ンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）への出力信号が位相差検出
回路２０に入力されると、正弦波信号は、図８（ａ）に
示すように、波形整形回路２０ａによって方形波に整形
され、第１，第２のフリップフロップ回路２０ｂ１，２
０ｂ２に出力される。送信側の方形波出力の立ち上がり
エッジ（図示矢印）が第１のフリップフロップ回路２０
ｂ１の端子ＣＫにて検出され、端子Ｑバ−はハイ（Ｈｉ
ｇｈ）出力となる。一方、受信側も、同図（ｂ）に示す
ように、方形波出力の立ち上がりエッジ（図示矢印）が
第２のフリップフロップ回路２０ｂ２の端子Ｂにて検出
され、端子Ｑバ−からは一瞬だけロウ（Ｌｏｗ）出力が
ワンショット出力される。この出力信号が第１のフリッ
プフロップ回路２０ｂ１の端子ＲＥＳに入力されること
により、第１のフリップフロップ回路２０ｂ１の端子Ｑ
バ−の出力は、同図（ｃ）に示すように、ロウに反転さ
れる。この出力が位相量（位相差）となり、積分回路２
０ｃを通すことにより電圧に変換され、増幅器２１を介
して制御回路２２に入力される。尚、この位相量の検出
動作は、電流検出回路１５による各アンテナ電極への送
信電流の検出動作に対応して順次に行われる。

【００２８】この制御回路２２には、予め、例えばシ−
ト１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−
タ），電流検出回路１５への送信信号とアンテナ電極へ
の出力信号との位相差に関するしきい値（しきい値デ−
タ）などが格納されている。具体的には、乗員の着席の
有無に関するしきい値に関しては次のように設定され
る。例えば図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、シ−ト
１にそれぞれ大人の乗員Ｐ及び子供の乗員ＳＰが着席し
ている場合には、それぞれのアンテナ電極に対向する面
積の違いによってそれぞれのアンテナ電極に流れる電流
のレベルが異なり、大人の乗員Ｐの場合には子供の乗員
ＳＰの場合に比べて電流のレベルが高くなる。従って、
子供ＳＰの場合の電流レベルより若干低いレベルが乗員
の着席の有無に関するしきい値として設定される。尚、
検出デ−タがこのしきい値より大きければ乗員が着席し
ていると判定され、小さければ着席していないと判定さ
れる。特に、このしきい値はそれぞれのアンテナ電極に
流れる電流の総和に対して設定することが望ましいが、
アンテナ電極毎に設定することも可能である。

【００２９】又、乗員の識別に関するしきい値に関して
は次のように設定される。例えば図９（ａ）及び（ｂ）
に示すように、シ−ト１にそれぞれ大人の乗員Ｐ及び子
供の乗員ＳＰが着席している場合には、それぞれのアン
テナ電極に対向する面積の違いによってそれぞれのアン
テナ電極に流れる電流のレベルが異なり、大人の乗員Ｐ
の場合には子供の乗員ＳＰの場合に比べて電流のレベル
が高くなる。従って、大人Ｐと子供ＳＰとの中間的な電
流レベルを識別に関するしきい値として設定される。
尚、検出デ−タがこのしきい値より大きければ大人Ｐと
判定され、小さければ子供ＳＰと判定される。特に、こ
のしきい値はそれぞれのアンテナ電極に流れる電流の総
和に対して設定することが望ましいが、アンテナ電極毎
に設定することも可能である。

【００３０】一方、位相差に関しては、位相差検出回路
２０によってシ−ト１に乗員が着席している時に検出さ
れる平均的な位相差と、人以外の存在によって検出され
る平均的な位相差との間の任意値が人が着席していると
判断するしきい値として設定される。尚、シ−トの状態
（例えば水濡れなど）によっては、しきい値に上限と下
限とを設定することもでき、その範囲内に位相差デ−タ
が存在する場合には人が着席していると判断される。従
って、制御回路２２では、このような予め記憶された乗
員の着席などに関するしきい値デ−タ及び位相差に関す
るしきい値デ−タと、入力された電流に関連する着席デ
−タ及び位相差デ−タとが比較されることにより、シ−
ト１に着席している乗員が大人であるか子供であるか或
いはシ−トが水濡れ状態にあるか否かなどが精度よく判
断される。

【００３１】従って、制御回路２２に取り込まれた乗員
の着席状況などに関する信号デ−タは、予め制御回路２
２に記憶されている乗員の着席状況などに関するしきい
値デ−タと比較され、例えば図９（ａ）に示すように、
すべてのアンテナ電極４ａ〜４ｄの電流レベルが高い場
合には、シ−ト１に乗員が着席しており、その乗員は大
人Ｐであると判断される。これによって、図７に示すエ
アバッグ装置３０は制御回路２２からの送信信号によっ
て、エアバッグが展開可能なるようにセットされる。逆
に、図９（ｂ）に示すように、すべてのアンテナ電極４
ａ〜４ｄの電流レベルが低く、かつ着席の有無のしきい
値より低い場合には、シ−ト１に乗員が着席しており、
その乗員は子供ＳＰであると判断される。これによっ
て、図７に示すエアバッグ装置３０は制御回路２２から
の送信信号によって、エアバッグが展開不可能なるよう
にセットされる。即ち、制御回路２２からの送信信号は
エアバッグ装置３０の制御回路ＣＣに入力され、後者の
場合には自動車の衝突時に助手席側の半導体スイッチン
グ素子ＳＷ２にゲ−ト信号を供給しないようにセットさ
れる。尚、運転席側の半導体スイッチング素子ＳＷ１に
はゲ−ト信号が供給される。前者の場合には半導体スイ
ッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２にゲ−ト信号が供給される
ようにセットされる。

【００３２】次に、この乗員検知システムの処理フロ−
について図１０〜図１４を参照して説明する。まず、図
１０に示すように、イグニッションスイッチをＯＮに
し、スタ−トする。ステップＳ１でイニシャライズし、
ステップＳ２に進む。ステップＳ２では制御回路２２と
エアバッグ装置３０との通信系にかかる初期診断を行
う。ステップＳ３ではエンジンがスタ−トしたか否かの
判断を行い、エンジンがスタ−トしていると判断した場
合にはステップＳ４に進む。スタ−トしていないと判断
された場合には戻る。ステップＳ４では複数のアンテナ
電極４ａ〜４ｄのうち、特定のアンテナ電極の周辺に発
生させた微弱電界に基づいてそれぞれ特定のアンテナ電
極に流れる電流に関連する信号デ−タ及びシ−ト１への
乗員の着席に関連する位相差デ−タの受信が行われる。
ステップＳ５では、取り込んだそれぞれのデ−タに基づ
いて、シ−トへの乗員の着席の有無，乗員が大人か子供
かなどが判定される。さらに、ステップＳ６ではステッ
プＳ５の判定結果に基づき、エアバッグ装置（ＳＲＳ）
３０との間でＳＲＳ通信が行われる。ステップＳ６が終
了すると、再びステップＳ４に戻り、ステップＳ４から
ステップＳ６の処理が繰り返し行われる。尚、ステップ
Ｓ３は省略することもできる。

【００３３】図１０における初期診断は、例えば図１１
に示すように行われる。まず、ステップＳＡ１では固定
デ−タを制御回路２２からエアバッグ装置３０の制御回
路ＣＣに送信する。ステップＳＡ２ではエアバッグ装置
３０からの送信デ−タを受信する。そして、ステップＳ
Ａ３では制御回路２２からエアバッグ装置３０に送信し
た固定デ−タとエアバッグ装置３０からの受信デ−タと
が一致するか否かを判断する。それぞれのデ−タが一致
すると判断されると、処理フロ−が継続される。それぞ
れのデ−タが一致しないと判断されると、通信系に異状
があると判断され、フェ−ルセイフ処理が行われ、例え
ば警告灯などが点灯される。尚、この初期診断はエアバ
ッグ装置３０から制御回路２２に固定デ−タを送信し、
制御回路２２からの送信デ−タをエアバッグ装置３０の
制御回路ＣＣにて、その一致性について判断させるよう
にしてもよい。

【００３４】図１０における信号受信は、例えば図１２
に示すように行われる。まず、ステップＳＢ１では制御
回路２２からの信号に基づいて切換回路１８のスイッチ
ング手段１８ａ〜１８ｄを、スイッチング手段１８ａの
み，スイッチング手段１８ｂのみ・・・のように特定の
スイッチング手段のみを順次に選択的に閉成し、特定の
アンテナ電極（４ａ〜４ｄ）が順次に選択される。そし
て、ステップＳＢ２ではそれぞれのアンテナ電極への送
信信号デ−タ及び位相差デ−タが制御回路２２に取り込
まれる。さらに、ステップＳＢ３では切換回路１８のス
イッチング手段１８ａ〜１８ｄの選択的な閉成に基づく
アンテナ電極４ａ〜４ｄの切換がすべて終了したか否か
が判断される。切換がすべて終了したと判断されると、
乗員判定フロ−に継続される。切換がすべて終了してい
ないと判断されると、ステップＳＢ１に戻る。

【００３５】図１０における乗員判定は、例えば図１３
に示すように行われる。まず、ステップＳＣ１ではすべ
てのアンテナ電極４ａ〜４ｄに流れる電流に関する信号
デ−タと乗員の着席状況などに関するしきい値とを比較
し、現実の信号デ−タがしきい値より大きいか否かが判
断される。現実の信号デ−タがしきい値より大きいと判
断されるとステップＳＣ２に進み、大きくないと判断さ
れるとステップＳＣ３に進む。ステップＳＣ２におい
て、シ−トに着席している乗員が大人であると判定され
ると、ステップＳＣ４に進み、エアバッグ装置３０のエ
アバッグを展開させるためのＯＮデ−タがセットされる
と共に、ＳＲＳデ−タ通信フロ−に継続される。又、ス
テップＳＣ３において、シ−トに着席している乗員が子
供ＳＰであると判定されると、ステップＳＣ５に進み、
エアバッグ装置３０のエアバッグが展開しないようにす
るためのＯＦＦデ−タがセットされると共に、処理フロ
−が継続される。

【００３６】図１０におけるＳＲＳデ−タ通信は、例え
ば図１４に示すように行われる。まず、ステップＳＤ１
では乗員検知ユニット側（制御回路２２）からエアバッ
グ装置側（制御回路ＣＣ）に、エアバッグ装置３０のエ
アバッグを展開可能な状態ないし展開不可能な状態にす
るためのＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ
−タが送信される。ステップＳＤ２ではエアバッグ装置
側からの、ＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タに対するＯＫ
デ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タを受信し、
ステップＳＤ３に進む。ステップＳＤ３では乗員検知ユ
ニット側からエアバッグ装置側に送信したＯＮ／ＯＦＦ
デ−タ及びチェックデ−タが正常な状態で再びエアバッ
グ装置側から乗員検知ユニット側に返信されたか否かが
判断される。正常（通信系に異状がない）と判断される
と、処理フロ−が継続される。通信系に異状があると判
断されると、ステップＳＤ４に進み、フェ−ルセ−フタ
イマがゼロになったか否かが判断される。尚、この通信
系の異状検出は、例えば３回に設定されている。従っ
て、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったと判断される
と、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが
点灯される。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになって
いないと判断されると、ステップＳＤ５に進み、フェ−
ルセ−フタイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続
される。

【００３７】一方、ステップＳＥ１ではエアバッグ装置
側（制御回路ＣＣ）が乗員検知ユニット側（制御回路２
２）から、エアバッグ装置３０のエアバッグを展開可能
な状態ないし展開不可能な状態にするためのＯＮデ−タ
ないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タを受信する。そ
して、ステップＳＥ２では受信デ−タのチェックが行わ
れ、受信デ−タが正常に受信できているか否かが判断さ
れる。いずれに判断されてもステップＳＥ３に進み、Ｏ
Ｋデ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タが乗員検
知ユニット側に送信される。ステップＳＥ２で通信系に
異状がないと判断されると、ステップＳＥ３のＯＫデ−
タ送信ステップを経てステップＳＥ４に進む。このステ
ップＳＥ４ではＯＫデ−タに基づいてエアバッグ装置側
のデ−タが更新される。これによって、エアバッグは展
開可能な状態ないし展開不可能な状態のいずれか一方に
更新セットされる。又、ステップＳＥ２で通信系に異状
があると判断されると、ステップＳＥ３のＮＧデ−タ送
信ステップを経てステップＳＥ５に進む。このステップ
ＳＥ５ではフェ−ルセ−フタイマがゼロになったか否か
が判断される。尚、この通信系の異状検出は、例えば３
回に設定されている。従って、フェ−ルセ−フタイマが
ゼロになったと判断されると、フェ−ルセイフ処理が行
われ、例えば警告灯などが点灯される。又、フェ−ルセ
−フタイマがゼロになっていないと判断されると、ステ
ップＳＥ６に進み、フェ−ルセ−フタイマのカウントが
行われ、処理フロ−が継続される。

【００３８】この実施例によれば、シ−ト１の着席部１
ａに配置されたアンテナ電極４は絶縁性のベ−ス部材５
に複数のアンテナ電極部４ａ〜４ｄを相互に離隔して配
置・固定して構成されているために、単にシ−ト外装材
とクッション部材との間に介在させるだけで何らの調整
を行うことなくアンテナ電極部間を所定の間隔に設定で
きるのみならず、配置後におけるアンテナ電極部の位置
ずれも防止できる。従って、アンテナ電極部４ａ〜４ｄ
の周辺に発生させた電界に伴って流れる電流に関連する
情報の信頼性が高く、この情報に基づいて判断される乗
員の着席状況などの精度も向上する。

【００３９】尚、アンテナ電極部４ａ〜４ｄをベ−ス部
材５に配置することなく、それぞれ個別にシ−ト外装材
とクッション部材との間に配置する場合にはアンテナ電
極部４ａ〜４ｄの間隔を所定の間隔に調整する作業が面
倒となるのみならず、配置後に、シ−トへの乗員の着席
動作などによってシ−ト外装材とクッション部材との間
でアンテナ電極部が位置ずれし易くなり情報の信頼性が
低くなるという問題がある。

【００４０】又、アンテナ電極部４ａ〜４ｄからはリ−
ド線６ａ〜６ｄが導出されているために、制御ユニット
１０（例えばコネクタ１９ａ〜１９ｄ）との接続を容易
に行うことができる。特に、リ−ド線６ａ〜６ｄの導出
端にコネクタ９を設ければ、制御ユニット１０との接続
を一層に簡単かつ迅速に行うことができ、組立作業性を
向上できる。

【００４１】又、アンテナ電極部４ａ〜４ｄからのリ−
ド線６ａ〜６ｄの導出はアンテナ電極部４ａ〜４ｄに、
それを挟持するように設けられた接続端子７を利用して
行われるために、アンテナ電極部４ａ〜４ｄとリ−ド線
６ａ〜６ｄとの電気的な接続を確実に行うことができ
る。

【００４２】その上、シ−ト１の着席部１ａには複数の
アンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）が互いに離隔して配置さ
れており、それぞれのアンテナ電極には切換回路１８の
スイッチング手段１８ａ〜１８ｄによる切換によって順
番に発振回路１１に接続され、高周波低電圧の印加によ
り微弱電界が発生されるために、シ−ト１に着席してい
る乗員に対向するアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）にはそ
の対向面積などに応じた電流が流れる。従って、これら
の電流を検出することによって、シ−トへの乗員の着席
の有無，シ−トに着席している乗員が大人であるか子供
であるかなどを容易に検知することができる。

【００４３】しかも、電流検出回路１５の発振回路側及
びアンテナ電極側における発振回路からの送信信号とア
ンテナ電極４への出力信号との位相差はシ−ト１に存在
する物体によって異なる。特に、その物体が人の場合に
はそれ以外の物体に比較して識別可能な程度のレベル差
の位相差を有する。従って、位相差検出回路２０にて位
相差を検出することによって、検出電流に基づく乗員の
識別に関連する信号デ−タとの判断と相俟って乗員のシ
−ト１への着席の有無を的確に検知することができる。

【００４４】特に、エアバッグ装置３０のエアバッグ
は、乗員が大人か子供かなどの判断に基づいて、展開可
能な状態ないし展開不可能な状態のいずれか一方に設定
される。例えば検出電流のレベルが低いことから乗員が
子供ＳＰであると判断されると、エアバッグ装置３０の
エアバッグは展開不可能な状態に設定される。従って、
仮に自動車が衝突しても、エアバッグは展開されないた
めに、子供がエアバッグによって二次的な損傷を受ける
ことを回避できる。

【００４５】又、制御ユット１０において、電源回路２
４による単電源をシステム電源として利用すると共に、
発振回路１１を正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧
が生成されるように構成すれば、電源回路２４，発振回
路１１は勿論のこと、ユニットの回路構成が簡略化で
き、システムのコストをも大幅に低減できる。

【００４６】さらには、アンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）
に送信される送信信号の電圧振幅は振幅制御回路１２に
てほぼ一定になるように制御されるために、電流検出回
路１５にて検出された電流に関連するデ−タと制御回路
２２に記憶されている乗員の着席状況などに関するしき
い値デ−タとの比較・判断が容易になり、信頼性，精度
の高い検知が可能となる。

【００４７】図１５は本発明にかかる乗員検知システム
の他の実施例を示すものであって、基本的には上記実施
例と同じである。異なる点は、シ−ト１の背もたれ部１
ｂに複数のアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）を離隔して対
称的に配置し、着席部１ａにはアンテナ電極４を配置し
ないことである。

【００４８】この実施例によれば、同図（ａ）に示すよ
うに、すべてのアンテナ電極４ａ〜４ｄとの対向面積が
広く、検出電流も大きい場合にはシ−トに着席している
乗員は大人Ｐであると判定されるし、又、同図（ｂ）に
示すように、それぞれのアンテナ電極４ａ〜４ｄとの対
向面積が小さく、検出電流のレベルも低い場合には乗員
は子供ＳＰであると容易に判定される。

【００４９】尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約
されることなく、例えばシ−トへのアンテナ電極（アン
テナ電極部）の配置数は適宜に増減できるし、その形態
も角形の他、矩形状，帯状などにも形成できるし、ベ−
ス部材に配置されたアンテナ電極部を絶縁性のカバ−部
材によって覆うこともできる。又、電界発生手段は発振
回路の他、正電源を制御回路のクロック信号を利用した
スイッチング操作によってほぼ方形波の高周波低電圧を
発生させるように構成することもできるし、制御回路の
クロック信号を適宜に分周して発生させるように構成す
ることもできるし、それの出力周波数も車室内などの状
況などに応じて１２０ＫＨｚ以外に設定することもでき
るし、その電圧も５〜１２Ｖの範囲外でも使用できる。
又、振幅制御回路，位相差検出回路はシステム電源の精
度，システムに期待される機能などによっては省略する
こともできる。又、情報検出回路は直接的にアンテナ電
極に流れる電流を検出する電流検出回路は勿論のこと、
流れる電流に関連性を有する電圧，電力，波形などの情
報に基づいて間接的に検出する回路も含まれる。さらに
は、乗員判定は予め制御回路に格納されているしきい値
と現実のアンテナ電極に流れる電流に関連する信号デ−
タとの比較の他に、乗員のシ−トへの各種着席パタ−
ン，着席姿勢などに関するデ−タを予め格納しておき、
これとの比較によって、乗員の着席の有無，乗員が大人
であるか否かなどの判定を行うこともできる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、アンテ
ナ電極は絶縁性のベ−ス部材にアンテナ電極部を配置し
て構成されているために、例えばシ−ト外装材とクッシ
ョン部材との間に単に介在させるだけでも、乗員の着席
動作などによるアンテナ電極部の位置ずれを防止でき
る。従って、アンテナ電極部の周辺に発生させた電界に
伴って流れる電流に関連する情報の信頼性が高く、この
情報に基づいて判断される乗員の着席状況などの精度も
向上する。

【００５１】特に、絶縁性のベ−ス部材に複数のアンテ
ナ電極部を離隔して配置する場合には、ほぼ平坦なベ−
ス部材の一方の面にアンテナ電極部を所定の間隔に配置
し固定すればよいので、それぞれの間隔を所望の間隔に
設定し易い。従って、シ−トへの配置が容易になるのみ
ならず、シ−トへの配置後のアンテナ電極部間の間隔調
整が不要になるし、位置ずれも防止できる。

【００５２】又、アンテナ電極部からリ−ド線を導出し
たり、その導出端にコネクタを設けたりすれば、制御ユ
ニットとの接続を簡単かつ迅速に行うことができ、組立
作業性の向上が期待できる。

【００５３】さらには、アンテナ電極部に挟持機能を有
する接続端子を設け、この接続端子を利用すれば、アン
テナ電極部とリ−ド線との電気的な接続を簡単かつ確実
に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる乗員検知システムの基本動作を
説明するための図であって、同図（ａ）はアンテナ電極
の周辺の電界分布を示す図、同図（ｂ）はアンテナ電極
の近傍に物体が存在した時の電界分布を示す図。

【図２】本発明にかかる乗員検知システムの車室内部分
を示す図であって、同図（ａ）はシ−トへのアンテナ電
極の配置状態を示す側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の
正面図。

【図３】図２に示すアンテナ電極の具体的構成図であっ
て、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の要
部断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）の異なった実施例を
示す要部平面図。

【図４】図３（ｂ）に示すアンテナ電極への接続端子の
結合状態の他の実施態様を示す要部断面図。

【図５】本発明にかかる乗員検知システムの回路ブロッ
ク図。

【図６】同図（ａ）は図５に示す位相差検出回路の具体
例な回路ブロック図、同図（ｂ）は波形整形回路の回路
ブロック図。

【図７】図５に示すエアバッグ装置の回路ブロック図。

【図８】図６に示す位相差検出回路の動作を説明するた
めの図であって、同図（ａ）は送信信号及び第１のフリ
ップフロップ回路の出力信号の波形図、同図（ｂ）は出
力信号及び第２のフリップフロップ回路の出力信号の波
形図、同図（ｃ）は第１，第２のフリップフロップ回路
の出力信号から位相量の検出状態を示す図。

【図９】シ−トにおける乗員の着席状態を説明するため
の図であって、同図（ａ）は大人の着席状態を示す図、
同図（ｂ）は子供の着席状態を示す図。

【図１０】本発明にかかる乗員検知システムによる乗員
検知のフロ−チャ−ト。

【図１１】図１０に示す初期診断のフロ−チャ−ト。

【図１２】図１０に示す信号受信のフロ−チャ−ト。

【図１３】図１０に示す乗員判定のフロ−チャ−ト。

【図１４】図１０に示すＳＲＳ通信のフロ−チャ−ト。

【図１５】本発明にかかるシ−トへのアンテナ電極の配
置状態を示す他の実施例であって、同図（ａ）はそのシ
−トに大人が着席している状態の正面図、同図（ｂ）は
子供が着席している状態の正面図。

【図１６】従来例にかかるエアバッグ装置の回路ブロッ
ク図。

【図１７】従来例にかかる改良されたエアバッグ装置の
回路ブロック図。

【符号の説明】

１ シ−ト １ａ 着席部 １ｂ 背もたれ部 ４（４ａ〜４ｄ） アンテナ電極 ５ ベ−ス部材 ６（６ａ〜６ｄ） リ−ド線 ７ 接続端子 ７Ａ ラグ端子 ８ 圧着端子 ９ コネクタ １０ 制御ユニット １１ 電界発生手段（発振回路） １２ 振幅制御回路 １３ 振幅可変回路 １４ 振幅検出回路 １５ 情報検出回路（電流検出回路） １６ ＡＣ−ＤＣ変換回路 １７，２１ 増幅器 １８（１８ａ〜１８ｄ） 切換回路 １９ａ〜１９ｄ コネクタ（端子） ２０ 位相差検出回路 ２２ 制御回路 ２４ 電源回路 ３０ エアバッグ装置 ＳＳ１，ＳＳ２ セ−フィングセンサ ＳＱ１，ＳＱ２ スクイブ ＳＷ１，ＳＷ２ 半導体スイッチング素子 ＣＣ 制御回路 ＧＳ 電子式加速度センサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−207644（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−127258（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−233391（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−270541（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−291924（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−291925（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−281748（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−281749（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−271462（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−110966（ＪＰ，Ｕ) 特表 平９−509118（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/32 G01V 3/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートに複数のアンテナ電極を離隔して
   配置し、該アンテナ電極に流れる電流に関連する情報を
   検出し、この情報に基づいてシートへの乗員の着席状況
   などを判断するように構成した乗員検知システムであっ
   て、前記アンテナ電極それぞれは、少なくとも、絶縁性
   のベース部材と、ベース部材に配置された導電性を有す
   るアンテナ電極部とから構成され、前記乗員検知システ
   ムは、切替回路によって前記複数のアンテナ電極の中か
   ら一つずつを順次選択することにより、それぞれの前記
   アンテナ電極の周辺に電界を選択的に発生させ、この電
   界に基づいて前記アンテナ電極それぞれに流れる電流に
   関連する情報を検出し、この情報に基づいてシートへの
   乗員の着席状況を判断するように構成されることを特徴
   とする乗員検知システム。
2. 【請求項２】 シートに複数のアンテナ電極を離隔して
   配置し、該アンテナ電極に流れる電流に関連する情報を
   検出し、この情報に基づいてシートへの乗員の着席状況
   などを判断し、この判断結果に基づいてエアバッグ装置
   のエアバッグを展開可能な状態又は展開不可能な状態の
   いずれか一方にセットするように構成した乗員検知シス
   テムであって、前記アンテナ電極は、少なくとも、絶縁
   性のベース部材と、ベース部材に配置された導電性を有
   するアンテナ電極部と、アンテナ電極部より導出され、
   かつアンテナ電極部と電気的な接続関係を有するリード
   線とから構成され、前記乗員検知システムは、切替回路
   によって前記複数のアンテナ電極の中から一つずつを順
   次選択することにより、それぞれの前記アンテナ電極の
   周辺に電界を選択的に発生させ、この電界に基づいて前
   記アンテナ電極それぞれに流れる電流に関連する情報を
   検出し、この情報に基づいてシートへの乗員の着席状況
   を判断するように構成されることを特徴とする乗員検知
   システム。