JP6700591B2 - 乗員検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員検知装置に関するものである。

従来、車両の乗員検知装置には、例えば、特許文献１に記載のように、シートフレームとスライドレールとの間に設けられた歪センサを用いてシート荷重を検出するものがある。また、例えば、特許文献２に記載のように、シート表皮の内側にセンサ電極を配置した静電容量センサを用いるものがある。更に、例えば、特許文献３に記載の乗員検知装置は、シートクッションの下方に液体（ジェル）が充填されたブラダ（袋体）を配置する。そして、その袋体の内圧変化に基づいて、シートに対する乗員の着座状態を検知する構成になっている。

特開２０１１−１６４２４号公報 特開２００６−２４２９０７号公報 米国特許第７０５９４４６号明細書

しかしながら、上記特許文献１の記載の従来技術は、例えば、シートスライドやリクライニング等のシート操作、或いは衝突発生時等、シートの骨格に設けられた歪みセンサが、その設置部位に生じた形状変化や位置変化の影響を受けやすい。そして、これにより生ずる誤差が検出精度向上の妨げとなる可能性がある。また、上記特許文献２の記載の従来技術は、その静電容量センサのセンサ電極がシートの着座面方向に電気力線を放射する構造である。このため、例えば、シート上に載置された飲料等の液体、或いは電気機器（パソコン等）をノイズ源とする外乱の影響を受けやすいという問題がある。そして、上記特許文献３の記載の従来技術のように液体が充填されたブラダの内圧を検出する構成では、ブラダ内の液体が温度変化の影響を受けやすく、これにより、その荷重検出の安定性を担保することが難しいという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より安定的に、精度よく、車両のシートに対する乗員の着座状態を検知することのできる乗員検知装置を提供することにある。

上記課題を解決する乗員検知装置は、センサ電極と、前記センサ電極を有するセンサ基板と、前記センサ電極に対向する導体部と、前記センサ基板に固定される周壁部を有し該周壁部及び前記導体部が一体に設けられるとともに前記センサ電極との間に隙間を有して該センサ電極を覆う弾性変形可能な導体からなるカバー部材であってシート荷重が該カバー部材の外側部分に入力されることにより移動して前記センサ電極と前記導体部との間の静電容量を変化させるカバー部材と、前記静電容量に基づいたセンサ信号を出力する信号出力部と、を備えることが好ましい。

即ち、センサ電極と当該センサ電極に対向する導体部との間の静電容量に基づいたセンサ信号を出力する構成を採用することで、そのシートに対する配置部位に生じた形状変化や位置変化、或いは温度変化の影響を受け難くなる。また、センサ電極に対向する導体部が、そのセンサ電極が放射する電気力線を遮蔽することで、シートの着座面上に載置された飲料等の液体、或いは電気機器（パソコン等）をノイズ源とする外乱の影響を受け難くなる。そして、これにより、より安定的に、精度よく、そのシートに対する乗員の着座状態を検知することができる。

また、上記構成によれば、このカバー部材の弾力性に基づいて、シート荷重に応じたカバー部材とセンサ電極との間の相対変位量を規定することができる。そして、これにより、より安定的に、精度よく、そのシートに対する乗員の着座状態を検知することができるとともに、併せて、その構成の簡素化、及び装置の小型化を図ることができる。
上記課題を解決する乗員検知装置は、前記シート荷重に応じた前記カバー部材と前記センサ電極との間の相対変位量を規定する変位量規定部を備えることが好ましい。
上記構成によれば、精度よく、センサ電極とカバー部材の間の静電容量に基づき移動体に対する入力荷重を検出、即ちシートの着座面に入力されたシート荷重を検出することができる。そして、このシート荷重の検出値に基づいて、例えば、そのシートに着座する乗員の体格判定や着座面に載置された荷物の判別等、高精度な乗員検知を行うことができる。

上記課題を解決する乗員検知装置は、前記センサ基板及び前記カバー部材を収容するケースと、前記シート荷重を前記カバー部材に伝達して該カバー部材を弾性変形させる荷重伝達部材と、を備えることが好ましい。

上記構成によれば、高い耐久性及び信頼性を確保することができる。そして、その配置自由度を向上させることができる。
上記課題を解決する乗員検知装置は、前記ケースは、クッションパッドを上方に支持するクッションスプリングに固定されるとともに、前記荷重伝達部材は、前記クッションパッドが上側から当接するように構成されることが好ましい。

上記構成によれば、例えば、シート操作等に起因してシートの骨格に形状変化や位置変化が生じた場合であっても、その影響を受け難くなる。また、例えば、シートバックに後方の乗員がもたれ掛かる等、そのシートバックに対する荷重入力の影響を受け難くなる。そして、これにより、より安定的に、精度よく、そのシートに対する乗員の着座状態を検知することができる。

また、衝突発生時においても大荷重の入力が発生し難い。そして、これにより、高い信頼性を確保することができる。更に、路面の傾斜等により車両に傾きが生じた場合であっても、その影響を受け難いという利点がある。そして、これにより、複雑な制御ロジックを要することなく、少ない数で、精度よく、そのシートに対する乗員の着座状態を検知することができる。加えて、その着座面との間にクッションパッドを介することで良好な座り心地を担保することができる。

本発明によれば、より安定的に、精度よく、車両のシートに対する乗員の着座状態を検知することができる。

車両のシートに設けられた乗員検知装置の概略構成図。 クッションパッドの下方に配置された荷重センサを示す図。 荷重センサの斜視図。 荷重センサの分解斜視図。 荷重センサの断面図（図３におけるＶ−Ｖ断面）。 センサ基板の平面図。 センサ基板の分解断面図（図６におけるVII−VII断面）。 荷重センサの作用説明図（無負荷時）。 荷重センサの作用説明図（低負荷時）。 荷重センサの作用説明図（高負荷時）。 入力荷重と静電容量との関係を示すグラフ。 乗員検知判定の処理手順を示すフローチャート。 （ａ）（ｂ）は、荷重センサの別例を示す図（ａ：対向面積及び対向距離変化、ｂ：対向距離変化）。 （ａ）〜（ｃ）は、荷重センサの別例を示す図（対向面積変化）。 （ａ）（ｂ）は、荷重センサの別例を示す図（誘電率変化）。

以下、車両用のシートに設けられた乗員検知装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両用のシート１は、シートクッション２と、このシートクッション２の後端部に設けられたシートバック３と、を備えている。本実施形態では、車両の床部４には、車両前後方向に延びる左右一対のロアレール５が設けられている。また、これらの各ロアレール５には、それぞれ、その延伸方向に沿って当該ロアレール５上を相対移動するアッパレール６が装着されている。そして、本実施形態のシート１は、これらの各ロアレール５及びアッパレール６が形成するシートスライド装置１０の上方に支持されている。

また、図１及び図２に示すように、本実施形態のシート１において、シートクッション２には、荷重センサ１１が設けられている。具体的には、本実施形態のシートクッション２は、クッションスプリング１２の上方にクッションパッド１３を支持する構成になっている。また、荷重センサ１１は、このクッションスプリング１２に固定されることにより、クッションパッド１３の下方に配置されている。更に、この荷重センサ１１が出力するセンサ信号Ｓｄは、ＥＣＵ（制御装置）１５に入力されるようになっている。そして、本実施形態では、これにより、そのシート１に対する乗員の着座状態を検知することが可能な乗員検知装置２０が構成されている。

尚、本実施形態のクッションパッド１３は、例えば、発泡ウレタン等、スポンジ素材を用いて形成されている。また、クッションスプリング１２には、連続してＳ字状に折り曲げられた所謂「Ｓバネ」が用いられている。更に、本実施形態では、シート１における荷重伝播状態の評価・解析に基づいて、その荷重センサ１１の搭載位置が最適化されている。そして、本実施形態の乗員検知装置２０は、これにより、この一つの荷重センサ１１によって、適切な乗員検知を行うことが可能になっている。

（荷重センサ）
次に、本実施形態における荷重センサ１１の構成について説明する。
図３〜図５に示すように、本実施形態の荷重センサ１１は、扁平略四角箱状の外形を有してクッションスプリング１２に固定されるケース２１と、このケース２１内に収容されるセンサ基板２２と、を備えている。

具体的には、本実施形態のケース２１は、底板部２３ａの周縁に立設された周壁部２３ｂの先端部分にフランジ部２３ｃを有するケース本体２３と、そのフランジ部２３ｃに固定されることにより当該ケース本体２３の開口端を閉塞する矩形略平板状の蓋部２４と、を備えて構成されている。また、本実施形態のセンサ基板２２は、その矩形をなす平板形状の長手方向に離間した二位置に設けられた一対のセンサ電極２５を有している。そして、これらのセンサ電極２５が設けられた表面２２ｓをケース本体２３の開口端側（図５中、上側）に向けた状態で、その底板部２３ａに固定される構成になっている。

更に、本実施形態の荷重センサ１１は、センサ基板２２の表面２２ｓに露出した各センサ電極２５の検出面２５ｓとの間に隙間を有して当該各センサ電極２５を覆うカバー部材３０を備えている。尚、説明の便宜上、各図中、このカバー部材３０、センサ電極２５、及び後述する荷重伝達部材３３については、それぞれ、寸法を誇張して記載するものとする。

具体的には、本実施形態の各カバー部材３０は、扁平略有蓋円筒状の外形を有している。また、これらのカバー部材３０は、その周壁部３０ａの先端がセンサ基板２２の表面２２ｓに当接する状態で当該センサ基板２２に固定されている。そして、これにより、その蓋部分に相当する略円板状の天井部３０ｂがセンサ基板２２の表面２２ｓに対向する状態で、センサ電極２５を覆うように構成されている。

また、本実施形態の荷重センサ１１において、これらの各カバー部材３０は、弾力性を有した導電ゴム３１を用いて形成されている。更に、ケース２１の蓋部２４には、これらの各カバー部材３０に対向する二位置において、その蓋部２４を厚み方向（図５中、上下方向）に貫通する貫通する一対の挿通孔３２が設けられている。そして、本実施形態の荷重センサ１１は、これらの各挿通孔３２に挿通される一対の荷重伝達部材３３を備えている。

具体的には、本実施形態の荷重センサ１１において、各荷重伝達部材３３は、ケース２１の蓋部２４に設けられた各挿通孔３２と略等しい（僅かに小さな）直径を有した略円柱状の外形を有している。また、これらの各荷重伝達部材３３は、軸方向の一端側（図５中、下側の端部、押圧端３３ａ）がカバー部材３０の天井部３０ｂに当接する状態で各挿通孔３２に挿通されることにより、その軸方向の他端側（図５中、上側の端部、受圧端３３ｂ）がケース２１の外部に突出するように構成されている。そして、これら各荷重伝達部材３３の受圧端３３ｂ側には、径方向外側に拡開する略円板状のフランジ部３４が設けられている。

また、本実施形態の荷重センサ１１は、ケース２１の蓋部２４を上方に向けた状態でクッションスプリング１２に固定される。そして、これにより、その各挿通孔３２からケース２１外に突出する各荷重伝達部材３３の受圧端３３ｂ（のフランジ部３４）に対してクッションパッド１３が上側から当接する構成になっている。

即ち、本実施形態の荷重センサ１１は、シート１の着座面１ｓに入力されたシート荷重Ｗに基づきクッションパッド１３が各荷重伝達部材３３を押し下げることにより、これら各荷重伝達部材３３がケース２１内のセンサ基板２２に固定された各カバー部材３０の天井部３０ｂを押圧する構成になっている。更に、本実施形態の荷重センサ１１は、これにより各カバー部材３０が弾性変形することで、当該各カバー部材３０の天井部３０ｂと各センサ電極２５との間の静電容量が変化するように構成されている。そして、本実施形態の荷重センサ１１は、これにより、そのセンサ電極２５とカバー部材３０の天井部３０ｂとの間の静電容量に基づいたセンサ信号Ｓｄを、上記ＥＣＵ１５に対して出力する構成になっている。

詳述すると、図６に示すように、本実施形態の荷重センサ１１において、センサ基板２２の表面２２ｓには、略円形状のセンサ電極２５が形成されるとともに、このセンサ電極２５の周縁を囲む態様で接地電極３５が形成されている。また、本実施形態のカバー部材３０は、このセンサ基板２２の表面２２ｓに形成された接地電極３５に対し、その周壁部３０ａの先端が当接する状態でセンサ基板２２に固定される。更に、センサ基板２２の表面２２ｓには、そのセンサ電極２５を所定の検出電位に駆動するセンサＩＣ３７が実装されている。そして、本実施形態の荷重センサ１１は、これにより検出されるセンサ電極２５とカバー部材３０の天井部３０ｂとの間の静電容量Ｃに基づくセンサ信号Ｓｄ、詳しくは、その値に応じて出力レベルが変化するセンサ信号Ｓｄを上記ＥＣＵ１５に対して出力する構成になっている。

さらに詳述すると、図７に示すように、本実施形態のセンサ基板２２は、４枚の回路基板Ｌ１〜Ｌ４を積層することにより形成されている。具体的には、上記センサ電極２５及びその径方向外側を囲む接地電極３５は、最上層の回路基板Ｌ１に形成されている。また、最下層（第４層）の回路基板Ｌ４には、その実装面（図７中、上側の面）の全面に接地電極３５が形成されている。更に、中間層（第２層及び第３層）構成する各回路基板Ｌ２，Ｌ３には、最上層の回路基板Ｌ１においてセンサ電極２５が形成された部分を囲むように、所謂「白抜き」した状態の接地電極３５が形成されている。そして、本実施形態のセンサ基板２２は、これにより、その接地電極３５がセンサ基板２２の表面２２ｓに露出した検出面２５ｓ以外の部位から放射する電気力線を遮蔽する構成になっている。

また、図８〜図１０に示すように、本実施形態のカバー部材３０は、クッションパッド１３を介して各荷重伝達部材３３に伝達されるシート荷重Ｗに基づき当該各荷重伝達部材３３がカバー部材３０の天井部３０ｂを押し下げる力が大きい程、より大きく弾性変形するように構成されている。そして、これにより、その天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆ、即ちシート荷重Ｗに応じた当該天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の相対変位量を規定する構成になっている。

具体的には、本実施形態のカバー部材３０は、その天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆが大きいほど（Ｆ０＜Ｆ１＜Ｆ２）、当該天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の対向距離ｄが縮まるように構成されている（ｄ０＞ｄ１＞ｄ２）。更に、本実施形態のカバー部材３０は、天井部３０ｂが押し下げられた状態においても、そのセンサ電極２５に対向する部分が、当該センサ電極２５に対して略平行な状態に保たれる。そして、これにより、そのセンサ電極２５に対向する部分の面積（対向面積ｓ）が略一定に維持される構成になっている。

即ち、次式に示すように、互いに対向する２つの導体間の静電容量Ｃは、両者の間の対向面積ｓ及び誘電率εに比例し、両者の間の対向距離ｄに反比例する。従って、２つの導体間の対向面積ｓが一定である場合には、両者の対向距離ｄが短い程、その静電容量Ｃが大きくなる。

Ｃ＝ε×（ｓ／ｄ） …（１）
尚、式中の誘電率εは、真空中の誘電率ε０に対して材料に依存する比誘電率εｒを乗じた値である（ε＝ε０×εｒ）。そして、本実施形態の荷重センサ１１は、これにより、そのカバー部材３０の天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆが大きいほど、当該カバー部材３０の天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の静電容量Ｃが大きくなるように構成されている。

具体的には、図１１に示すように、本実施形態の荷重センサ１１は、そのカバー部材３０の天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆに略比例して当該カバー部材３０の天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の静電容量Ｃが変化するように構成されている。そして、本実施形態の乗員検知装置２０は、これにより、そのシート１に対する乗員の着座状態を高精度に検知することが可能となっている。

詳述すると、図１２のフローチャートに示すように、本実施形態の乗員検知装置２０において、ＥＣＵ１５は、先ず、荷重センサ１１から入力されるセンサ信号Ｓｄに示されたセンサ電極２５とカバー部材３０の天井部３０ｂとの間の静電容量Ｃの検出値を取得する（ステップ１０１）。更に、ＥＣＵ１５は、この取得した静電容量Ｃの検出値に基づいて、そのカバー部材３０の天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆを検出する（ステップ１０２）。そして、本実施形態のＥＣＵ１５は、この検出された入力荷重Ｆの検出値を換算することで、そのシート１の着座面１ｓに入力されたシート荷重Ｗを検出する（ステップ１０３）。

次に、本実施形態のＥＣＵ１５は、上記ステップ１０３において検出したシート荷重Ｗが予め定められた所定の閾値Ｗ１以上であるか否か判定する（ステップ１０４）。そして、シート荷重Ｗの検出値が所定の閾値Ｗ１以上であると判定した場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）には、その荷重センサ１１が設けられたシート１に対して大人の乗員が着座しているものと判定する（ステップ１０５）。

また、本実施形態のＥＣＵ１５は、上記ステップ１０４において、シート荷重Ｗの検出値が所定の閾値Ｗ１に満たないと判定した場合（ステップ１０４：ＮＯ）には、続いて、そのシート荷重Ｗの検出値が所定の閾値Ｗ１よりも低い値に設定された所定の閾値Ｗ２以上であるか否かを判定する（ステップ１０６）。そして、本実施形態のＥＣＵ１５は、シート荷重Ｗの検出値が所定の閾値Ｗ１以上であると判定した場合（ステップ１０６：ＹＥＳ）には、その荷重センサ１１が設けられたシート１に対して小柄な大人の乗員が着座しているものと判定する（ステップ１０７）。

更に、本実施形態のＥＣＵ１５は、上記ステップ１０６において、シート荷重Ｗの検出値が所定の閾値Ｗ２に満たないと判定した場合（ステップ１０６：ＮＯ）、その荷重センサ１１が設けられたシート１には、大人の乗員が着座していない判定する。そして、この場合、シート１は空席である、或いは子供の乗員が着座している、又はその着座面１ｓ上に荷物が載置されているものとして取り扱う構成になっている（ステップ１０８）。

以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）荷重センサ１１は、センサ電極２５が設けられたセンサ基板２２と、センサ基板２２の表面２２ｓに露出するセンサ電極２５の検出面２５ｓとの間に隙間を有して当該センサ電極２５を覆うカバー部材３０と、これらのセンサ基板２２及びカバー部材３０を収容するケース２１と、を備える。カバー部材３０は、弾力性を有した導電ゴム３１を用いて形成される。また、荷重センサ１１は、シート荷重Ｗに基づきセンサ電極２５に対向するカバー部材３０の天井部３０ｂを押圧して当該カバー部材３０を弾性変形させる荷重伝達部材３３を備える。そして、荷重センサ１１は、そのカバー部材３０の天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の静電容量Ｃに基づいたセンサ信号Ｓｄを出力する。

上記構成によれば、カバー部材３０の天井部３０ｂが、そのセンサ電極２５に対向する導体部Ｘｃ、及びシート荷重Ｗが入力されることにより移動してセンサ電極２５と導体部Ｘｃとの間の静電容量Ｃを変化させる移動体Ｘｍとして機能する（図８〜図１１参照）。

即ち、センサ電極２５と当該センサ電極２５に対向する導体部Ｘｃとの間の静電容量Ｃに基づいたセンサ信号Ｓｄを出力する構成を採用することで、そのシート１に対する配置部位に生じた形状変化や位置変化、或いは温度変化の影響を受け難くなる。また、センサ電極２５に対向する導体部Ｘｃとしての天井部３０ｂを含むカバー部材３０が、そのセンサ電極２５が放射する電気力線を遮蔽することで、着座面１ｓ上に載置された飲料等の液体、或いは電気機器（パソコン等）をノイズ源とする外乱の影響を受け難くなる。そして、これにより、より安定的に、精度よく、そのシート１に対する乗員の着座状態を検知することができる。

また、弾力性のある導電ゴム３１を用いて形成されたカバー部材３０が、導体部Ｘｃ及び移動体Ｘｍとして機能することで、構成の簡素化、及び装置の小型化を図ることができる。更に、センサ電極２５が設けられたセンサ基板２２及びカバー部材３０をケース２１内に収容し、荷重伝達部材３３を介してカバー部材３０にシート荷重Ｗを伝達する構成を採用することで、高い耐久性及び信頼性を確保することができる。そして、その配置自由度を向上させることができる。

（２）荷重センサ１１は、カバー部材３０の天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆに略比例して、当該カバー部材３０の天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の静電容量Ｃが変化するように構成される。

上記構成によれば、そのカバー部材３０が、天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆに応じた当該天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の相対変位量を規定する変位量規定部Ｘｒとして機能する。そして、これにより、精度よく、そのセンサ電極２５とカバー部材３０の天井部３０ｂとの間の静電容量Ｃに基づき当該天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆ、即ちシート１の着座面１ｓに入力されたシート荷重Ｗを検出することができる。更に、このシート荷重Ｗの検出値に基づいて、例えば、そのシート１に着座する乗員の体格判定や着座面１ｓに載置された荷物の判別等、高精度な乗員検知を行うことができる。そして、その導体部Ｘｃ及び移動体Ｘｍとして機能するカバー部材３０が、更に変位量規定部Ｘｒとして機能することで、より一層、その構成の簡素化、及び装置の小型化を図ることができる。

（３）荷重センサ１１は、ケース２１がクッションスプリング１２に固定されることにより、クッションパッド１３の下方に配置される。そして、そのケース２１の外部に突出した荷重伝達部材３３の受圧端３３ｂに対してクッションパッド１３が上側から当接するように構成される。

上記構成によれば、シート操作等に起因してシート１の骨格に形状変化や位置変化が生じた場合であっても、その影響を受け難くなる。また、例えば、シートバック３に後方の乗員がもたれ掛かる等、そのシートバック３に対する荷重入力の影響を受け難くなる。そして、これにより、より安定的に、精度よく、そのシート１に対する乗員の着座状態を検知することができる。

また、衝突発生時においても大荷重の入力が発生し難い。そして、これにより、高い信頼性を確保することができる。更に、路面の傾斜等により車両が傾いた場合であっても、その影響を受け難いという利点がある。そして、これにより、複雑な制御ロジックを要することなく、少ないセンサ数で、精度よく、そのシート１に対する乗員の着座状態を検知することができる。加えて、その着座面１ｓとの間にクッションパッド１３を介することで良好な座り心地を担保することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、カバー部材３０は、天井部３０ｂが荷重伝達部材３３に押圧されることにより、そのセンサ電極２５に対向する部分が当該センサ電極２５に対して略平行に保たれた状態で弾性変形するように構成される。そして、これにより、このセンサ電極２５に対向する部分の面積（対向面積ｓ）が略一定に維持された状態で、その天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆに基づき当該天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の対向距離ｄが縮まるように構成されることとした（図８〜図１０参照）。

しかし、これに限らず、図１３（ａ）に示すカバー部材３０Ｂのように、天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆに基づいて、その天井部３０ｂが湾曲する態様でセンサ電極２５側に変位（移動）する構成であってもよい。即ち、このような構成を採用した場合には、天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の対向距離ｄ（平均値）とともに、両者の対向面積ｓが変化する（ｄ→ｄ´、ｓ→ｓ´）。そして、これにより、そのカバー部材３０の天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の静電容量Ｃが変化するように構成してもよい。

・また、図１３（ｂ）に示すカバー部材３０Ｃのように、その天井部３０ｂと周壁部３０ａとが切り離された構成としてもよい。尚、この場合、天井部３０ｂとセンサ基板２２との間に、例えば、バネなどの弾性部材４０を介在させるとよい。このような構成を採用することで、センサ電極２５と天井部３０ｂとが平行な状態を高精度に維持したまま、その入力荷重Ｆに基づき天井部３０ｂをセンサ電極２５に対して接離する方向に移動させることができる。更に、カバー部材３０Ｃとは独立に設けられた弾性部材４０が変位量規定部Ｘｒとして機能することで、より精度よく、天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆ、即ちシート荷重Ｗに応じた当該天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の相対変位量を規定することができる。そして、これにより、より精度よく、そのシート１に対する乗員の着座状態を検知することができる。

・上記実施形態では、弾力性のある導電ゴム３１を用いて形成されたカバー部材３０が、導体部Ｘｃ、移動体Ｘｍ、及び変位量規定部Ｘｒとして機能することとした。しかし、これに限らず、これら導体部Ｘｃ、移動体Ｘｍ、及び変位量規定部Ｘｒが、それぞれ、独立した構成、或いは任意の組み合わせで一体的に設けられた構成であってもよい。

例えば、上記実施形態の構成において、そのカバー部材３０の材質を非導電性の弾性素材に変更する。そして、その天井部３０ｂに接地電極を固定する構成としてもよい。この場合、カバー部材３０は、変位量規定部Ｘｒとして機能する。そして、そのカバー部材３０の天井部３０ｂに固定された接地電極が、導体部Ｘｃ及び移動体Ｘｍとして機能することになる。

・更に、カバー部材３０の形状については、任意に変更してもよい。そして、カバー部材３０の材質についてもまた、その機能に応じて任意に変更するとよい。例えば、上記実施形態におけるカバー部材３０の場合、弾性変形可能な導体であれば、導電ゴム３１に限らず、導電性プラスチックや金属等でもよい。そして、導体部Ｘｃ及び変位量規定部Ｘｒとしての機能を有しない場合には、その導体及び弾性部材の性質を有しない素材を用いる構成であってもよい。

・また、例えば、上記実施形態の構成において、導電性の弾性材料（例えば、導電ゴム等）を用いてケース２１の蓋部２４を形成する。更に、シート荷重Ｗが、この蓋部２４に印加されるように構成する。そして、これにより、カバー部材３０を廃止する構成としてもよい。即ち、この場合には、そのケース２１の蓋部２４がシート荷重Ｗの入力によりセンサ電極２５側に変位することで、当該蓋部２４が導体部Ｘｃ、移動体Ｘｍ、及び変位量規定部Ｘｒとして機能する。従って、このような構成を採用しても、上記実施形態の構成と同様の効果を得ることができる。

・上記実施形態では、センサ電極２５に対し、導体部Ｘｃ及び移動体Ｘｍとして機能するカバー部材３０の天井部３０ｂが入力荷重Ｆに応じて接離方向に移動することにより、そのセンサ電極２５と導体部Ｘｃとの間の対向距離ｄが変化することとした。しかし、これに限らず、センサ電極２５Ｄと導体部Ｘｃとの間の対向面積ｓが変化する構成としてもよい。

例えば、図１４（ａ）〜（ｃ）の示すように、略平板状の外形を有するセンサ電極２５Ｄ及び導電性部材４１を対向配置する。そして、センサ電極２５Ｄに対し、その導電性部材４１が入力荷重Ｆに応じて平行移動する構成としてもよい。

即ち、この例においては、その導電性部材４１が導体部Ｘｃ及び移動体Ｘｍとして機能する。また、変位量規定部Ｘｒには、例えば、バネなどの弾性部材４０が用いられる。尚、この場合、例えば、ケース２１のように、これらのセンサ電極２５Ｄ及び導電性部材４１の外側を包囲、或いはシート１の着座面方向側を覆う第２の導電性部材を別体に設け、これを遮蔽部としてセンサ電極２５がシート１の着座面方向に放射する電気力線を遮蔽するとよい。そして、この例においては、その導電性部材４１に入力される入力荷重Ｆが大きいほど（Ｆ１＜Ｆ２）、図１４（ｂ）（ｃ）中、ハッチングに示されるセンサ電極２５Ｄと導体部Ｘｃとの間の対向面積ｓが大きくなるように構成されている（ｓ１＜ｓ２）。

このような構成を採用した場合にも、その導電性部材４１に対する入力荷重Ｆに応じて導電性部材４１とセンサ電極２５Ｄとの間の静電容量Ｃが変化する。尚、センサ電極２５Ｄ及び導電性部材４１の対向面形状については、例えば、導電性部材４１側を楔形の平板形状にする等、任意に変更してもよい。そして、これら導電性部材４１とセンサ電極２５Ｄとの間の静電容量Ｃを検出することにより、上記実施形態と同様の乗員検知判定を行うことができる。

・また、センサ電極２５Ｄが移動体Ｘｍを兼ねる構成としてもよい。例えば、図１４に示す例においては、そのセンサ電極２５Ｄが導電性部材４１に対して平行移動するように構成してもよい。更に、センサ電極が導体部Ｘｃに対して接離する構成としてもよい。そして、このような構成を採用した場合にも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・更に、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、例えば、互いに対向するセンサ電極２５Ｅ及び導電性部材４１Ｅの間に挿入された誘電体４２を備える構成とする。そして、入力荷重Ｆに応じて、この誘電体４２の挿入量が変化する構成としてもよい。

即ち、この例においては、その誘電体４２が移動体Ｘｍとして機能する。また、この誘電体４２は、入力荷重Ｆが大きいほど（Ｆ１＜Ｆ２）、そのセンサ電極２５Ｅ及び導電性部材４１Ｅの隙間に対する挿入量が増加するように構成されている。尚、この場合もまた、その変位量規定部には、バネなどの弾性部材を用いるとよい（図示略）。つまり、この例においては、入力荷重Ｆに応じて誘電体４２が移動することで、その導電性部材４１とセンサ電極２５Ｄとの間の誘電率εが変化するようになっている（ε１＜ε２）。従って、このような構成を採用した場合にも、その誘電体４２に対する入力荷重Ｆに応じてセンサ電極２５Ｅと導電性部材４１Ｅとの間の静電容量Ｃが変化する。そして、この静電容量Ｃを検出することにより、上記実施形態と同様の乗員検知判定を行うことができる。

・更に、入力荷重Ｆに応じて移動体Ｘｍが移動することにより、そのセンサ電極と導体部Ｘｃとの間の誘電率ε及び対向距離ｄが変化する構成としてもよい。また、両者の間の誘電率ε及び対向面積ｓが変化する構成としてもよい。そして、両者の間の誘電率ε、対向距離ｄ及び対向面積ｓが変化する構成としてもよい。

・上記実施形態では、カバー部材３０の天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆに略比例して当該カバー部材３０の天井部３０ｂとセンサ電極２５との間の静電容量Ｃが変化するように構成されることとしたが、必ずしも比例関係になくともよい。即ち、変位量規定部Ｘｒとして、その入力荷重Ｆ（シート荷重Ｗ）と移動体Ｘｍとセンサ電極との間の相対変位量を規定するものであればよく、最終的に、導体部Ｘｃを構成する天井部３０ｂとセンサ電極２５の間の静電容量Ｃから移動体Ｘｍに対する入力荷重Ｆを演算可能な規則性があればよい。

・上記実施形態では、ＥＣＵ１５は、荷重センサ１１のセンサ信号Ｓｄに示される静電容量Ｃの検出値に基づいて、カバー部材３０の天井部３０ｂに対する入力荷重Ｆを検出する。更に、その検出値を換算することにより、シート１の着座面１ｓに入力されたシート荷重Ｗに検出する。そして、このシート荷重Ｗに基づいて、シート１に着座する乗員の体格（大人、小柄な大人、子供（又は空席）等）を検知することとした。

しかし、これに限らず、荷重センサ１１の出力するセンサ信号Ｓｄは、センサ電極２５と導体部Ｘｃとの間の静電容量Ｃに基づき生成されるものであれば、必ずしも、その静電容量Ｃの値そのものを示すものでなくともよい。例えば、その荷重入力の有無を示すオン／オフ信号であってもよい。尚、この場合、必ずしも変位量規定部Ｘｒは必要でなく、単純に、その移動体Ｘｍが荷重入力前の位置に復帰可能であればよい。また、静電容量Ｃの検出値に応じて段階的に、その出力レベルが変化するものであってもよい。更に、例えば、センサ基板２２に実装された信号出力部としてのセンサＩＣ３７において、その静電容量Ｃの検出値に基づきカバー部材３０に対する入力荷重Ｆ、或いはシート１の着座面１ｓに入力されたシート荷重Ｗを検出する。そして、これをセンサ信号Ｓｄとして出力する構成であってもよい。

・更に、このセンサ信号Ｓｄに基づきＥＣＵ１５が行う乗員検知判定の内容についてもまた、その着座状態として、シート１に対する乗員の有無のみを検知するものであってもよい。そして、例えば、荷物や子供、或いはチャイルドシート等を区別するような、より詳細な乗員検知判定を行うものであってもよい。

・上記実施形態では、荷重センサ１１は、ケース２１がクッションスプリング１２に固定されることにより、クッションパッド１３の下方に配置されることとしたが、その配置は任意に変更してもよい。例えば、荷重センサ１１がクッションパッド１３下方のクッションパンに固定される構成としてもよい。

・上記実施形態では、車両用のシート１に設けられた乗員検知装置２０を構成する荷重センサ１１に具体化した。しかし、これに限らず、その他の用途に用いられる荷重検知装置に適用してもよい。そして、この場合についてもまた、入力荷重Ｆの値を検出可能なものでもよく、その荷重入力の有無を検知するものであってもよい。

次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
（イ）前記移動体は、該移動体が移動することにより前記導体部と前記センサ電極との間の対向距離が変化するように構成されること、を特徴とする。

（ロ）前記移動体は、該移動体が移動することにより前記導体部と前記センサ電極との間の対向面積が変化するように構成されること、を特徴とする。
（ハ）前記移動体は、該移動体が移動することにより前記導体部と前記センサ電極との間の誘電率が変化するように構成されること、を特徴とする。

上記各構成によれば、その移動体の移動に基づいてセンサ電極と導体部との間の静電容量を変化させることができる。
（ニ）前記導体部と前記移動体とが一体に設けられること、を特徴とする。

（ホ）前記センサ電極と前記移動体とが一体に設けられること、を特徴とする。
（ヘ）前記移動体と前記変位量規定部とが一体に設けられること、を特徴とする。
上記各構成によれば、その構成を簡素化することができる。

（ト）前記センサ電極が前記シートの着座面方向に放射する電気力線を遮蔽する遮蔽部を備えること、を特徴とする。このような構成を採用することで、より効果的に、そのセンサ電極から放射される電気力線がシートの着座面方向に漏出しないようにすることができる。そして、これにより、外乱の影響を抑えて、より安定的に、精度よく、そのシートに対する乗員の着座状態を検知することができる。

（チ）センサ電極と、前記センサ電極に対向する導体部と、荷重が入力されることにより移動して前記センサ電極と前記導体部との間の静電容量を変化させる移動体と、前記静電容量に基づいたセンサ信号を出力する信号出力部と、を備える荷重検知装置。

１…シート、１ｓ…着座面、２…シートクッション、３…シートバック、４…床部、５…ロアレール、６…アッパレール、１０…シートスライド装置、１１…荷重センサ、１２…クッションスプリング、１３…クッションパッド、１５…ＥＣＵ、２０…乗員検知装置、２１…ケース、２２…センサ基板、２２ｓ…表面、２３…ケース本体、２４…蓋部、２５，２５Ｄ，２５Ｅ…センサ電極、２５ｓ…検出面、３０…カバー部材、３０Ｂ…カバー部材、３０Ｃ…カバー部材、３０ａ…周壁部、３０ｂ…天井部、３１…導電ゴム、３２…挿通孔、３３…荷重伝達部材、３３ａ…押圧端、３３ｂ…受圧端、３４…フランジ部、３５…接地電極、３７…センサＩＣ（信号出力部）、４０…弾性部材、４１，４１Ｅ…導電性部材、４２…誘電体、Ｃ…静電容量、ｄ…対向距離、ｓ…対向面積、ε…誘電率、Ｆ…入力荷重、Ｗ…シート荷重、Ｗ１，Ｗ２…閾値、Ｌ１〜Ｌ４…回路基板、Ｓｄ…センサ信号、Ｘｃ…導体部、Ｘｍ…移動体、Ｘｒ…変位量規定部。

Claims (4)

1. センサ電極と、
   前記センサ電極を有するセンサ基板と、
   前記センサ電極に対向する導体部と、
   前記センサ基板に固定される周壁部を有し該周壁部及び前記導体部が一体に設けられるとともに前記センサ電極との間に隙間を有して該センサ電極を覆う弾性変形可能な導体からなるカバー部材であってシート荷重が該カバー部材の外側部分に入力されることにより移動して前記センサ電極と前記導体部との間の静電容量を変化させるカバー部材と、
   前記静電容量に基づいたセンサ信号を出力する信号出力部と、を備える乗員検知装置。
2. 請求項１に記載の乗員検知装置において、
   前記シート荷重に応じた前記カバー部材と前記センサ電極との間の相対変位量を規定する変位量規定部を備えること、を特徴とする乗員検知装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の乗員検知装置において、
   前記センサ基板及び前記カバー部材を収容するケースと、
   前記シート荷重を前記カバー部材に伝達して該カバー部材を弾性変形させる荷重伝達部材と、を備えること、を特徴とする乗員検知装置。
4. 請求項３に記載の乗員検知装置において、
   前記ケースは、クッションパッドを上方に支持するクッションスプリングに固定されるとともに、前記荷重伝達部材は、前記クッションパッドが上側から当接するように構成されること、を特徴とする乗員検知装置。

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