JP5607101B2 - センサベルト装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明にかかるセンサベルト装置の概要を例示した図である。センサベルト装置(以下、センサベルト100と称する)は、乗員102がシートベルト104を正しく装着しているか否か、また、適切な運転姿勢をとっているか否かを判定する。そして、シートベルト104の未装着や不適切な運転姿勢をとっている場合、または車速やブレーキ状況などの情報も加えるなどして、総合的に判断して危険状態であるときに乗員102に対して警告を行う。
上記式1における乗員102のみかけの静電容量Cは、図3に例示した乗員102と第1電極110および第2電極112の接触面積によって変化する。すなわち静電容量Cには、乗員102がウェビング106を装着したか否か、また、ステアリングホイール108の把持は両手か片手かによる影響が現れる。そしてそれに応じて、LPF1を通過した電気信号の電圧ピーク値の低下の程度も変動する。本実施形態では、LPF1の下流に判定部126が設けられていて、判定部126で電気信号の電圧ピーク値を測定することで、乗員102が正しい姿勢・状態で搭乗しているか否かを判定している。なお、図4に例示するように、判定部126にはオペアンプOp1が備えられていて、電気信号のピークホールドを行い、その先のADポート128で静電容量Cの変化をモニタする。
上記説明した構成では、例えば図4に例示したように、LPF1を利用して乗員102の静電容量を検知し、その大小によって、乗員102が正しい姿勢・状態で車両に搭乗しているか否かを判定している。しかし、LPF1以外の構成によっても、乗員102の静電容量を検知することは可能である。以下、その例を挙げる。
図6は乗員102の静電容量を検知するための第1の他の例としてCR回路160を例示した図である。図6(a)のCR回路160は、コンデンサC1(乗員102)と抵抗R2とで構成された電気回路である。このCR回路160では、パルス(入力信号W4)を入力したときの過渡特性に関連して、コンデンサC1の静電容量を求めることが可能になっている。まず、入力信号W4(図6(b))を入力すると、コンデンサC1の電圧は急速に上昇する。しかし、コンデンサC1に流れ込む電流は電荷の蓄積に伴って次第に少なくなり、その電圧(例として、図6(c)の出力信号W5参照)は電源電圧と同等にまで落ちて行く。この電圧が落ち着くまでの時間tは、コンデンサC1の静電容量が大きいほどより長くなる。したがって、入力信号W4を入力後、出力信号W5の時間t1経過時における電圧Vt1(時定数)を検知することで、乗員のみかけの静電容量の大小(例えば、図6(c)は静電容量が大の場合、図6(d)は静電容量が小の場合)を求めることができる。これによって、図4を参照して説明したLPF1と同様に、乗員102がウェビング106を装着しているか否か、また、ステアリングホイール108の把持は両手か片手かを判定することができる。
図7は乗員102の静電容量を検知するための第2の他の例として自動平衡ブリッジ170を例示した図である。自動平衡ブリッジ170は、一般的なオペアンプの反転増幅の基本回路と同様の構成である。図7中のポイントP1は反転入力であり、この回路は負帰還の作用によって常にポイントP1の電圧が0になるよう動作する。そして、交流信号源eからコンデンサC1に流れ込んだ電流iは、すべて帰還抵抗R3に流れる。ここで、コンデンサC1にかかる電圧をV1とし、オペアンプOp2の出力電圧をV2とする。このとき、出力電圧V2は電流iと帰還抵抗R3との積(式2)になり、コンデンサC1のインピーダンスZxは下記の式3として表わすことができる。
V2=i×R3 …(式2)
図1に例示したウェビング106は、乗員102を加温するヒータベルトとしても機能する。そのために、当該センサベルト100には、図3に例示するヒータ制御部132が設けられている。ヒータ制御部132は、抵抗発熱体116(図2参照)に電力を供給し、発熱させる。ヒータ制御部132と、抵抗発熱体116との間にはスイッチング素子134a・134bが設けられていて、ヒータベルトが稼動する際にはこれらスイッチング素子134a・134bとECU136とが閉状態となる。また、ヒータ制御部132にはサーミスタT1が設けられている。サーミスタT1は温度によって抵抗が変化するため、サーミスタT1を用いることで抵抗発熱体116の発熱温度を車室内の温度等に応じて制御することが可能になっている。
図8は、図1のセンサベルト装置の変形例である。図8に例示するセンサベルト装置(以下、センサベルト200と称する)は、第1電極202の設置位置が、図1のセンサベルト100と異なっている。センサベルト200の第1電極202は、シート142のなかでも乗員102(図1参照)が接触しやすいシートバック144に設置されている。この構成であれば、シートバック144と乗員102およびウェビング106によって図3のLPF1が形成され、乗員102がウェビング106を装着したか否かを判定することができる。なお、第1電極202としては、シートバック144の内部に導電性部材を設けてもよく、また、シートカバーに導電性繊維を用いる構成であってもよい。
Claims (4)
- 車両のステアリングホイールまたはシートに設けられた第1電極と、
帯状の抵抗発熱体であって、シートベルトウェビング上に設けられて前記第1電極と電極対を構成する第2電極と、
前記第2電極に電力を供給し発熱させるヒータ制御部と、
前記電極対に所定の電気信号を発信する発信部と、
前記電極対を通過した前記電気信号のパラメータが所定の閾値を逸脱したか否かを判定する判定部と、
前記パラメータが前記閾値を逸脱した場合に所定の警告を行う警告部と、を備えることを特徴とするセンサベルト装置。 - 前記電極対で構成されるコンデンサを含んだローパスフィルタを備えることを特徴とする請求項1に記載のセンサベルト装置。
- 前記ヒータ制御部は、少なくともシートベルトウェビング以外に設けられ、
前記第2電極は、前記ヒータ制御部と接続するコネクタを有し、
前記コネクタは、前記シートベルトウェビングの装着時においてシートクッションよりも下方に位置するよう設置されることを特徴とする請求項1または2に記載のセンサベルト装置。 - 前記ヒータ制御部は、前記第2電極の発熱温度を制御するサーミスタを有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のセンサベルト装置。
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