JP5146257B2

JP5146257B2 - シート着座検知システム

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Publication number: JP5146257B2
Application number: JP2008276091A
Authority: JP
Inventors: 秀樹宇野; 文敏赤池; 春樹鵜生
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: JP2010101862A; US20100102833A1

Description

本発明は、車両のシートに設けられる電極と接地との間の静電容量の変化を検出することにより、乗員の着座の有無を判定するシート着座検知システムに関する。

自動車において、乗員がシートに着座しているかどうかの検知情報がシートベルトの着用警告やエアバッグの展開の判断のために用いられている。車両のエアバッグ装置では、車両事故時にシートに乗員が着座していればエアバッグが展開され、乗員が着座していなければエアバッグが展開されないように制御される。こうした目的で乗員の着座状態を検出するためにさまざまな方法が用いられているが、代表的なものに、乗員の重量を検出するセンサ、静電容量を検出するセンサが挙げられる。

まず、重量検出による着座検知は、乗員の体重によって導通する複数の重量センサ（シートスイッチ）をシートクッションの上面に配設し、重量センサが導通したときに乗員の着座を検知するものである。重量センサとして、互いに対向する面に電気的接点を形成した２枚のフィルムを間隙を開けて上下に配置し、乗員の体重が加わると変形されて接点が接触し、相互に導通することにより着座を検出するものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
しかし、このような機械的な構造を有するセンサの場合には、耐水性や耐久性に劣り、導通不良を起こしやすいという問題がある。例えば、スイッチを構成するフィルムの合わせ面の端からセンサ内に水が浸入してスイッチ機能の不良を招く場合がある。また、フィルムの合わせ面の端面が固着、溶着等されているものであっても、乗員の着座によって圧縮や変形が繰り返し加わるため、クラックや疲労破壊が生じて耐水性が劣化する場合もある。
また、重量検出方式の着座センサは、子供のように体重が軽い場合は検知できない場合があり、シート上に重量物が置かれた場合には乗員と誤検知するという問題があった。

その他、静電容量方式の着座検知システムが知られている。人体は誘電体であるため、乗員が着座したときと着座していないときでは、シートの座面や背もたれ部に設けられた検出用電極と車両の接地との間に生じる静電容量が変化する。この静電容量の変化を、電圧・電流の変化や電界の乱れ等によって検出することにより着座を検知するものである。多くの静電容量方式の着座検知システムにおいては、検出用電極に交流（高周波）信号を印加し、受信される信号によって着座状態が判断される（例えば、特許文献２を参照）。
しかし、上記のような着座センサにおいては、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波信号がシートに設けられた電極に供給されるため、高周波ノイズが放射されて周辺の電子装置に影響を及ぼすおそれがある。また、着座センサが周辺のノイズ等の影響を受け易いという問題がある。

特開２００５−１５３５５６号公報特開２００６−２０１１２９号公報

前記の通り、車両のシートに乗員が着座しているか否かを検知する従来のシート着座検知システムにおいては、電気的接点を有するセンサは耐水性、耐久性に劣り、重量の検出のみでは乗員と荷物の判別ができないという問題があった。高周波信号を用いる静電容量センサの場合には、高周波ノイズが電極から放射される等のＥＭＣ（電磁環境適合性）の問題がある。
また、重量センサの場合にはフィルム状のセンサがシートに埋設され、静電容量センサの場合には電極がシートの表面近傍に設けられるため、着座時の通気性が損なわれ、シートの質感が低下するという問題があった。

本発明は、上記のような問題に鑑み、乗員の着座の有無を精度よく且つ安定に検知することができるとともに、耐久性、信頼性に優れ、シートの質感に優れたシート着座検知システムを提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．車両のシートと接地との間の静電容量の変化によって乗員の着座の有無を検出するシート着座検知システムであって、該車両の接地電位に接続された接地電極と、該シートの座面部、又は座面部及び背もたれ部に設けられた該乗員を検出するためのシート状の検出用電極と、該接地電極と該検出用電極との間の静電容量を充電するために直流電圧を連続して印加する電圧印加回路と、該接地電極と該検出用電極との間の電圧が所定の閾値電圧に達したことを検出する電圧検出回路と、該検出用電極と該接地電極とを同電位とした後、該電圧印加回路によって該直流電圧を印加してから該電圧検出回路によって該検出がされるまでの充電時間を計測し、該充電時間を所定の閾値時間と比較することによって該乗員の着座の有無を判定する処理手段と、を備え、前記検出用電極は、前記シートを覆う表面材の一部を構成し、又は該表面材の直下に配設されることを特徴とするシート着座検知システム。

２．前記検出用電極は導電性織布であり、該導電性織布は前記シートの表面材として形成され、又は表面材の直下に配設されている前記１．記載のシート着座検知システム。
３．前記導電性織布は、一定の間隔で導電性繊維を織り込んだ織布である前記２．記載のシート着座検知システム。

４．前記処理手段は発振回路を備え、前記電圧印加回路によって前記直流電圧を印加してから前記電圧検出回路によって前記検出がされるまでの間、該発振回路によって生成される一定周期のパルス信号を計数することによって前記充電時間を計測する前記１．乃至３．のいずれかにのいずれかに記載のシート着座検知システム。
５．前記処理手段は、所定の周期で、前記検出用電極と前記接地電極とを同電位とした後に前記直流電圧を印加して前記充電時間を計測する前記１．乃至４．のいずれかに記載のシート着座検知システム。
６．前記処理手段は、乗員が着座していない状態における前記充電時間を計測し、該計測値に基づいて前記所定の閾値時間を設定する前記１．乃至５．のいずれかに記載のシート着座検知システム。

車両のシートの座面部等に設けられたシート状の検出用電極に直流電圧を印加し、車両の接地と該検出用電極との間の静電容量が充電されて該検出用電極の電圧が所定の閾値電圧に達するまでの充電時間を計測し、該充電時間を所定の閾値時間と比較することによって乗員の着座の有無を判定する本発明のシート着座検知システムによれば、機械的な構造や接点を有しないため耐水性や耐久性に優れ、高い誘電率を有する人とシート上に置かれた物品との判別が容易にできる。また、検出用電極に交流（高周波）信号を印加しないため、周辺電子装置に影響を及ぼす高周波ノイズが電極から放射されることがない。さらに、充電時間を計測するのでノイズの影響を受け難く、安定性に優れ、少数の部品によって信頼度の高いシート着座検知システムを提供することができる。

前記検出用電極が導電性織布であり、該導電性織布は前記シートの表面材として形成され、又は表面材の直下に配設されれば、前記検出用電極の形状や寸法の自由度が増し、シートの外装の一部として一体に形成することができ、しかもシートの質感、通気性を損なうことがない。
前記導電性織布を、一定の間隔で導電性繊維を織り込んだ織布とすれば、シートの質感、通気性を損なうことがなく、耐久性、経済性に優れた前記検出用電極が実現される。

前記充電時間を、発振回路によって生成されるパルス信号を計数することによって計測すれば、簡単な回路で安定した計測が可能となり、着座判定のための閾値時間との比較処理を容易にすることができる。
所定の周期で前記検出用電極に直流電圧を印加して前記充電時間を計測すれば、前記静電容量の変化を確実に検出するとともに、着座判定の安定性を向上させることができる。
乗員が着座していない状態における前記充電時間を計測し、該計測値に基づいて前記閾値時間を設定すれば、車種によらず、環境条件が変わっても適切な閾値時間を設定することができるため、車両ごとの調整が不要で、正確な乗員の着座判定が可能となる。

本発明のシート着座検知システムは、車両のシートの座面部、又は座面部及び背もたれ部にシート状の導電体を設け、シートフレーム（接地）と該導電体との間の静電容量の変化を該静電容量の充電時間により検出し、シートに乗員が着座しているかどうかを検知するものである。
図１は、本発明のシート着座検知システムの概略の構成を示す模式図である。
図１において、１は車両の助手席（運転席）又は後部座席等のシートであり、着座部２と、背もたれ部３を備えている。シート１は、内部に金属製のシートフレーム４を有し、シートフレーム４によって車体の床部８上に固定されている。なお、図１において、一般に車両シートに備えられているスライド機構や背もたれ部の回動機構、その他細部等は省略している。
シートの着座部２は、シートフレーム４の上に発泡ウレタン等を素材とするクッション材５が配設されて構成されており、表面は織布等の表面材６によって被覆されている。背もたれ部３も、同様にシートフレーム４とクッション材、表面材等から構成されている。

シートの着座部２の座面部には、乗員の着座を検出するための導電性を有するシート状の検出用電極１１が備えられる。検出用電極１１は、座面部の他、背もたれ部３にも設けて、座面部に設けた電極と背もたれ部に設けた電極とを導体によって接続してもよい（図示せず）。検出用電極１１は、シート１を覆う表面材の一部を構成するものであってもよいし、表面材の直下（表面材とクッション材との間）に介装されてもよい。検出用電極１１は、導電体であれば幅広い素材を使用することができる。例えば導電性の布地、導電性フィルム、金属板、金属線を網状に編んだもの等が挙げられる。
検出用電極１１の形状、寸法は特に限定されず、シートの着座部又は背もたれ部のサイズ、形状に合わせてもよいし、着座時に乗員の身体が接する部分のみに電極を設けてもよい。また、検出用電極１１を１枚で構成する必要はなく、複数枚の電極シートを配列して電気的に接続されてもよい。

好適には、検出用電極１１として導電性織布を用いることができる。導電性織布とは、ステンレス線やカーボン繊維、メッキ繊維等の導電性繊維を適宜に織り込んだ布をいう。検出用電極１１を導電性織布とすることによって、検出用電極の形状、寸法などを任意に設計することができ、シートの他の部分を構成する表面材と一体に形成することも可能となる。また、電極によって通気性を低下させることがなく、シートの質感を損なうこともない。

上記導電性織布として、例えば、２〜３ｍｍ程度の間隔でステンレス線等の導電性繊維を織り込んだ織布を使用すれば、耐久性、経済性に優れた検出用電極を実現することができる。

検出用電極１１からはリ−ド線１２が導出されており、リード線１２はシールドケーブル１３を介して電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０に接続されている。
接地側の電極としては、シートフレーム４を用いることができる。シートフレーム４は車体床部８に固定されているため、車両の接地電位となる。以下では、車両の接地を「接地」といい、シートフレームを「接地電極」ともいう。接地電極は、電線によりＥＣＵ２０に接続される。該電線はシールドケーブル１３の被覆側導体を介して接続することができる。

図２は、本シート着座検知システムの構成を示すブロック図である。
センサー部１５は、シートの座面部又は座面部と背もたれ部とに形成された前記検出用電極１１、前記接地電極４を備え、シールドケーブル１３によってＥＣＵ２０に接続される。Ｃ_０は、検出用電極１１と接地電極４との間のクッション材その他シート周辺各部によって生じる静電容量の総和であり、乗員が着座しているか否かに関わらず両電極間に生じる静電容量である。

ＥＣＵ２０は、電源回路２１、電圧印加回路３０、電圧検出回路４０、処理手段５０を備える。図２に示すように、検出用電極１１に印加する直流電圧をＶ_１、検出用電極１１の電位、すなわち検出用電極１１と接地電極４との間の電圧をＶ_２とする。
電源回路２１は、車両のバッテリーから供給される１２Ｖの電源から、検出用電極１１に印加する直流電圧Ｖ_１及びＥＣＵ内の電子回路に供給するシステム電源を生成する。直流電圧Ｖ_１は、該システム電源と同じ電圧（例えば５Ｖ）としてもよく、電源を共用すれば、少数の部品で低コストに電圧Ｖ_１を生成することができる。

センサー部１５には、ケーブル１３を介して、ＥＣＵ２０内の電圧印加回路３０及び電圧検出回路４０が接続される。電圧印加回路３０は、検出用電極１１に直流電圧Ｖ_１を印加するための回路である。電圧検出回路４０は、検出用電極１１と接地電極４との間の電圧Ｖ_２が所定の閾値電圧に達したことを検出するための回路である。電圧印加回路３０及び電圧検出回路４０は、処理手段５０と接続されている。

処理手段５０は、電圧印加回路３０による直流電圧の印加を制御し、直流電圧の印加を開始してから電圧検出回路４０によって前記検出がされるまでの時間（充電時間）を計測し、計測値を所定の閾値時間と比較することによって該乗員の着座の有無を判定する。このため、処理手段５０は前記充電時間の計時手段を備える。また、着座状態の判定のための閾値時間のデ−タを格納（記憶）し、制御、閾値設定、判定等のためのプログラムを備える。さらに、判定結果の出力等のための外部入出力を備えることができる。処理手段５０は、マイクロコントローラ（組込み用マイクロコンピュータ）及び周辺回路によって構成することができる。

図３は、乗員が着座していないときの、前記センサー部１５を中心とした等価的な回路図である。Ｃ_０は、前記の通りシートのクッション材等によって検出用電極１１と接地電極４との間に生じる静電容量であり、Ｒａは電流を制限するための抵抗素子である。
最初に検出用電極１１が接地電極４と同電位とされている状態から、前記電圧印加回路３０が備える抵抗Ｒａを介して直流電圧Ｖ_１が検出用電極１１に印加されると、電流Ｉａが流れて静電容量Ｃ_０の充電が開始される。この場合、検出用電極１１と接地電極４との間の電圧Ｖ_２は、図５において実線で示されるように時間とともに上昇し、時間τ_０のとき、電圧Ｖ_２は０．６３Ｖ_１となる。ここで、τ_０は時定数であり、本回路では、τ_０＝Ｒａ・Ｃ_０である。

次に、乗員が着座している場合は、検出用電極１１と接地との間に乗員の身体が介在することとなる。人体は誘電体であり、空気に比べて大きな比誘電率を持つため、検出用電極１１と接地電極４との間には介在する人体による静電容量が生じ、乗員が着座していない場合に比べて電極間の静電容量が大きく増加することとなる。
図４は、乗員が着座しているときの、センサー部１５を中心とした等価的な回路図である。図４において、Ｃ_１は、乗員の人体１６によって検出用電極１１と接地との間に生じる静電容量である。本システムは、検出用電極１１と接地との間の静電容量Ｃ_０、Ｃ_１の総和による変化を検出する。乗員が着座した状態における静電容量は、（Ｃ_０＋Ｃ_１）となる。この状態で、前記抵抗Ｒａを介して直流電圧Ｖ_１が検出用電極１１に印加されると、電流Ｉａにより静電容量（Ｃ_０＋Ｃ_１）の充電が開始され、検出用電極１１の接地電極４との間の電圧Ｖ_２は、図５において破線で示されるように上昇する。この場合の時定数をτ_１とすると、τ_１＝Ｒａ・（Ｃ_０＋Ｃ_１）となる。

本シート着座検知システムでは、上記静電容量の変化を、検出用電極１１の電圧Ｖ_２が所定の閾値電圧に達するまでの時間（充電時間）を計測することによって検出する。仮に、所定の閾値電圧を０．６３Ｖ_１とすれば、乗員非着座時における充電時間はτ_０、乗員着座時における充電時間はτ_１となる。
実際の静電容量Ｃ_０，Ｃ_１の総和の値は車種によって異なる。小型車の実測例では、乗員の非着座時（Ｃ_０）は５０ｐＦ程度、乗員（大人）の着座時（Ｃ_０＋Ｃ_１）は１５０ｐＦ程度である。この場合、前記抵抗Ｒaが５００ｋΩであれば、τ_０＝２５μｓ、τ_１＝７５μｓ程度となり、非着座時と着座時では大幅な差異があるため、十分に着座検知が可能である。
シート上に子供用シートや荷物等が置かれた場合には、通常それらの比誘電率は人体の比誘電率に比べて小さいため、それらによって生じる静電容量Ｃ_１は小さく、人（大人）が着座した場合と区別することが容易である。

詳細には、乗員着座時には、非着座時に比べてＣ_０が増加し、検出電極１１と車体（接地）との間に人体を経由して漏れ電流が生じる場合がある。すなわち、乗員が着座した場合、シート内のクッション材が圧縮されて電極間の距離が短くなり、また、検出用電極１１が導電性織布で形成されている場合には、導電性織布が伸長されて面積が拡がるように変形されるため、非着座時に比べてＣ_０が増加する場合がある。また、乗員の身体が車両床面等に接触している場合には、図４に示す漏れ電流Ｉ_１が流れることとなる。
しかし、乗員着座時にＣ_０が増加し、漏れ電流Ｉ_１が生じたとしても、それによって検出用電極１１の電位の上昇はさらに緩やかとなり、電圧Ｖ_２が所定の閾値電圧に達するまでの時間が長くなるように作用する。つまり、乗員の着座検出がより容易である方向に作用するため、Ｃ_０の変化、漏れ電流Ｉ_１の影響については省略する。

図６は、前記電圧印加回路３０及び前記電圧検出回路４０の具体的な構成例を示す。
電圧印加回路３０は、フリップフロップ３１、スイッチ素子（トランジスタ等）３３、抵抗Ｒａ等から構成される。フリップフロップ３１のＳ端子に入力される信号Ｔｓは、処理手段５０から出力され、電圧印加の開始を指示する開始信号である。
電圧検出回路４０は、コンパレータ４１及び分圧回路４２を備える。コンパレータ４１の出力信号は、電圧印加回路３０のフリップフロップ３１のＲ端子に接続されている。
分圧回路４２は閾値電圧を設定するための回路である。本例においては同一の抵抗値の３つの抵抗ｒ_ｂから構成されているため、閾値電圧は（２／３）Ｖ_１となる。閾値電圧の設定方法は本例の構成に限らず、抵抗の値や組み合わせは適宜に変更されてもよいし、処理部５０に備えられるマイクロコントローラの出力を利用して適宜のレベルの信号が閾値電圧としてコンパレータ４１に与えられてもよい。

図６に示される回路の動作は以下の通りである。初期状態においてはフリップフロップ３１の出力信号Ｏｃはオフにリセットされており、スイッチ素子３３はオン状態となるため、検出用電極１１の電位は接地電極４と同電位になっている。処理手段５０から開始信号Ｔｓが入力されると、フリップフロップ３１の出力信号Ｏｃがオンにセットされて、スイッチ素子３３がオフする。これによって、直流電圧Ｖ_１が抵抗Ｒａを介して検出用電極１１に印加され、検出用電極１１と接地電極４の間の静電容量の充電が開始される。
検出用電極１１の電圧Ｖ_２は、コンパレータ４１に入力され、分圧回路４２によって設定される閾値電圧（２／３）Ｖ_１と比較される。電圧Ｖ_２が閾値電圧（２／３）Ｖ_１を超えるとコンパレータ４１の出力がオンとなり、フリップフロップ３１の出力信号Ｏｃがオフにリセットされる結果、スイッチ素子３３がオンとなる。これにより、検出用電極１１と接地電極４との間の静電容量に蓄積された電荷は放電して、前記初期状態に戻る。

検出用電極１１と接地電極４の間の静電容量の充電が開始されてから、検出用電極１１の電圧Ｖ_２が所定の閾値電圧に達するまでの充電時間は、処理手段５０から開始信号Ｔｓが与えられてからフリップフロップ３１の出力信号Ｏｃがセット（オン）されている時間となる。
上記充電時間の計測は、種々の方法ですることができる。例えば、計時のためのタイマ回路を備えてもよいし、前記信号Ｏｃをマイクロコントローラに入力してソフトウェアタイマによって時間を計測してもよい。
図７は、処理手段５０に発振回路５２を備えことにより充電時間を計測する構成例を示す。発振回路５２は、前記信号Ｏｃがオンである間、一定周期のパルス信号Ｔｐを出力するように構成されている。そのパルス信号Ｔｐの数を、マイクロコントローラ５１によってカウントすることにより充電時間を計測することができる。パルス信号Ｔｐの周期は、必要な分解能に応じて適宜に決定されればよい。

図８は、検出用電極と接地間の静電容量の充電時間の計測方法を示すタイムチャートである。前記の通り、Ｔｓは処理手段５０によって出力される開始信号、Ｖ_２は検出用電極１１と接地電極４との間の電圧、Ｏｃは電圧検出回路４０の出力信号、Ｔｐは発振回路によって生成される一定周期のパルス信号である。
開始信号Ｔｓが与えられる前は、検出用電極は接地と同電位（Ｖ_２＝０Ｖ）である。
開始信号Ｔｓが出力（Ｈ）されると、電圧印加回路によって検出用電極に直流電圧Ｖ_１が印加され、静電容量の充電が開始されて検出用電極の電圧Ｖ_２は時間とともに上昇する。同時に、電圧検出回路の出力信号Ｏｃがオン（Ｈ）にセットされ、発振回路によってパルス信号Ｔｐが出力される。
静電容量が充電されて検出用電極の電位Ｖ_２が所定の閾値電圧（本例では（２／３）Ｖ_１）に達すると、電圧検出回路の出力信号Ｏｃがオフ（Ｌ）にリセットされ、パルス信号Ｔｐの出力が停止される。
充電時間をＴｃとすると、処理手段において、パルス信号Ｔｐの数をカウントすることにより、充電時間Ｔｃを知ることができる。

処理手段は、周期的に繰り返し上記充電時間Ｔｃを計測することにより、検出用電極と接地間の静電容量の変化を知ることができる。図８では、周期Ｔａごとに開始信号Ｔｓが出力されることを示す。計測の周期Ｔａは適宜に決定されればよく、例えば、数十〜数百ｍｓ程度とすることができる。

処理手段は、計測された充電時間Ｔｃと所定の閾値時間とを比較して、乗員の着座の有無を判定する。すなわち、所定の閾値時間をＴｈとすると、計測された充電時間Ｔｃが閾値時間Ｔｈよりも大きいときは、乗員が着座していると判定する。このため、処理手段には閾値時間Ｔｈのデータが記憶される。

空席時及び乗員着座時におけるシートの検出用電極と接地電極間の静電容量は、車両の種類によって大きく異なる。検出用電極をシートの座面に設けた場合の測定例を挙げれば、サイズの小さな乗用車における空席時の静電容量は５０ｐＦ程度であり、サイズの大きな乗用車においては１００数十ｐＦ程度である。そして、それぞれのシートに乗員（大人）が着座したときは、それぞれ空席時の静電容量の約３倍の静電容量になる。この場合、乗員が着座したときの充電時間Ｔｃは、空席時の充電時間Ｔｃに比べて約３倍の長さとなる。
上記の例から、最も簡単な方法として、車種ごとの平均的な空席時の充電時間をＴ_０とすれば、Ｔ_０を基準として一定の比率により閾値時間Ｔｈを設定することができる。例えば、空席時の平均的な充電時間が２５μｓである車種においては、閾値時間Ｔｈをその１．５倍の３８μｓと設定して、充電時間Ｔｃが３８μｓを超えるときは乗員が着座しているものと判定することができる。上記の例によれば、乗員が着座した時の充電時間Ｔｃは７５μｓ程度となるため、上記閾値によって着座の有無を判定することができる。

閾値時間Ｔｈの設定方法や着座判定方法については、アルゴリズムの工夫によって検知の精度、安定性を向上させることができるのは言うまでもない。
図９は、乗員が着座していない時の充電時間を取得することによって、閾値時間を設定する例を示す。この中で、充電時間（Ｔｃ）の計測方法は、前記説明の通りである。
本システムの初期化（Ｓ１０）後、空席時の充電時間を初期値として取得する（Ｓ１１）。初期値としては、車種によってあらかじめ定めた時間とすることもできる。

好ましくは、乗員が着座していないときに計測された充電時間Ｔｃを初期値とすることによって、着座検知をより正確にすることができる。例えば、本システムの起動後に計測された空席時の充電時間Ｔｃの値を初期値として採用してもよいし、本システムによって過去に計測され、記憶されている空席時の充電時間Ｔｃを初期値として採用することもできる。また、計測された空席時の充電時間Ｔｃの値によって、既定の閾値時間を補正してもよい。
乗員が着座していないときに計測された充電時間を初期値として用いることによって、車両ごとに調整等する手間がなくなり、環境条件の変化に対応して精度のよい検知が可能となる。

次に、取得された初期値を基に閾値時間Ｔｈを設定する（Ｓ１２）。閾値時間Ｔｈを設定するためのアルゴリズムは、環境条件による変動等によっても安定に着座の有無が判定できるよう適宜に決定されればよい。
本システムは、所定の時間Ｔａごとに、充電時間Ｔｃを計測することができる（Ｓ１３、Ｓ１４）。その計測値Ｔｃを閾値時間Ｔｈと比較して（Ｓ１５）、閾値時間Ｔｈを超えていれば乗員が着座していると判定し、そうでなければ乗員が着座していないと判定する（Ｓ１５〜Ｓ１７）。
上記判定結果により、外部のエアバッグ制御装置、シートベルト着用警告装置等に電気信号を出力することができる（Ｓ１８）。これにより、シートが空席の場合はエアバッグの展開を禁止状態とし、シートに乗員（大人）が着座している場合は、エアバッグの展開を許可状態とすることができる。

本発明の着座検知システムの概略の構成を説明するための模式図である。本発明の着座検知システムのブロック図である。乗員が着座していない時のセンサー部を中心とする等価的な回路図である。乗員が着座した時のセンサー部を中心とする等価的な回路図である。検出用電極と接地との間の電圧の時間による変化を説明するためのグラフである。電圧印加回路及び電圧検出回路の構成例を示す回路図である。充電時間の計測手段の構成例を示すブロック図である。本発明の着座検知システムの動作を説明するためのタイムチャートである。本発明の着座検知システムの制御方法の例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１；シート、２；着座部、４；シートフレーム（接地電極）、１１；検出用電極、１３；シールドケーブル、１５；センサー部、１６；人体、２０；電子制御ユニット（ＥＣＵ）、２１；電源回路、３０；電圧印加回路、４０；電圧検出回路、４１；コンパレータ、５０；処理手段、５１；マイクロコントローラ、５２；発振回路、Ｃ_０；シート等による静電容量、Ｃ_１；人体による静電容量、Ｔｃ；充電時間、Ｔｓ；開始信号、Ｖ_１；検出用電極に印加される直流電圧、Ｖ_２；検出用電極の電圧。

Claims

車両のシートと接地との間の静電容量の変化によって乗員の着座の有無を検出するシート着座検知システムであって、
該車両の接地電位に接続された接地電極と、
該シートの座面部、又は座面部及び背もたれ部に設けられた該乗員を検出するためのシート状の検出用電極と、
該接地電極と該検出用電極との間の静電容量を充電するために直流電圧を連続して印加する電圧印加回路と、
該接地電極と該検出用電極との間の電圧が所定の閾値電圧に達したことを検出する電圧検出回路と、
該検出用電極と該接地電極とを同電位とした後、該電圧印加回路によって該直流電圧を印加してから該電圧検出回路によって該検出がされるまでの充電時間を計測し、該充電時間を所定の閾値時間と比較することによって該乗員の着座の有無を判定する処理手段と、
を備え、
前記検出用電極は、前記シートを覆う表面材の一部を構成し、又は該表面材の直下に配設されることを特徴とするシート着座検知システム。
前記検出用電極は導電性織布であり、該導電性織布は前記シートの表面材として形成され、又は表面材の直下に配設されている請求項１記載のシート着座検知システム。
前記導電性織布は、一定の間隔で導電性繊維を織り込んだ織布である請求項２記載のシート着座検知システム。
前記処理手段は発振回路を備え、前記電圧印加回路によって前記直流電圧を印加してから前記電圧検出回路によって前記検出がされるまでの間、該発振回路によって生成される一定周期のパルス信号を計数することによって前記充電時間を計測する請求項１乃至３のいずれかに記載のシート着座検知システム。
前記処理手段は、所定の周期で、前記検出用電極と前記接地電極とを同電位とした後に前記直流電圧を印加して前記充電時間を計測する請求項１乃至４のいずれかに記載のシート着座検知システム。
前記処理手段は、乗員が着座していない状態における前記充電時間を計測し、該計測値に基づいて前記所定の閾値時間を設定する請求項１乃至５のいずれかに記載のシート着座検知システム。