JP2001124860A - 乗員検知装置及び乗員検知システム - Google Patents

乗員検知装置及び乗員検知システム

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JP2001124860A
JP2001124860A JP30578999A JP30578999A JP2001124860A JP 2001124860 A JP2001124860 A JP 2001124860A JP 30578999 A JP30578999 A JP 30578999A JP 30578999 A JP30578999 A JP 30578999A JP 2001124860 A JP2001124860 A JP 2001124860A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シートへの取付作業を容易とし、しかも十分
な乗員検知精度を期待することができるようにする。 【解決手段】 アンテナ電極22と検知ユニット24と
を直接接続し、乗員検知のための微弱電流が流れる区間
を極端に短くするようにし、シールド線を使用しなくて
も微弱電流減衰及び外来ノイズ混入を抑えるようにす
る。また、複数の乗員検知装置30と制御回路31とを
配線する信号線29を安価な絶縁電線とし、しかも従来
用いられていたアンテナ電極22と検知ユニット24と
を接続するシールド線を不要とするようにする。

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装置及び
乗員検知システムに関し、特にエアバッグ装置を搭載し
た車両シートにおける乗員の着席状況に応じてエアバッ
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
状態に設定するために使用される乗員検知装置及び乗員
検知システムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の衝突時に乗員が受ける衝撃を緩
和するエアバッグ装置は、シートへの乗員の着席の有無
に関係なく、自動車が衝突するとエアバッグが展開する
ようになっているのが通常である。このようなエアバッ
グ装置は、シートに大人が正常な姿勢で着席している場
合には自動車の衝突時に乗員の保護効果が期待できるの
であるが、シートに着席している乗員が子供であって、
着席姿勢がエアバッグ展開に不適当な場合においては、
仮に自動車が衝突してもエアバッグを展開させないこと
が望ましい。
【0003】そこで、エアバッグ装置を搭載した自動車
のシートへの乗員の着席の有無や、シートに着席した乗
員が大人か子供か、或いはシートに着席した乗員の姿勢
の着席状況を検知する各種の乗員検知システムが提案さ
れている。この乗員検知システムの一例を、図7のシー
ト構造と図8の乗員検知回路ブロックとを参照して説明
する。
【0004】図7(A),(B)に示すシート1は、着
席部1aと背もたれ部1bとを備えている。着席部1a
及び背もたれ部1bは、図示しない支持枠,クッション
材,クッション材を被覆する外装材で構成されている。
図7のシート1においては、たとえば背もたれ部1bの
外装材とクッション材との間に複数のアンテナ電極2が
横方向に配置されている。着席部1aの近傍には、制御
ユニット3が設置され、各アンテナ電極2と制御ユニッ
ト3とがシールド線4で配線されている。特に、アンテ
ナ電極2は、たとえば矩形状の導電布で構成されてい
る。なお、複数のアンテナ電極2は背もたれ部1bに水
平状態で縦方向に配列することもできる。
【0005】この制御ユニット3は、アンテナ電極2の
周辺に発生させた微弱電界に基づいて流れる電流に関連
する情報を取込み、シート1における乗員の着席状況を
検知するものであって、その回路ブロック図を図8に示
す。
【0006】制御ユニット3は、たとえば周波数が10
0KHz程度で電圧が5〜12V程度の高周波低電圧を
発生し、アンテナ電極2の周辺に微弱電界を発生させる
ための電界発生手段(たとえば発振回路)5と、発振回
路5からの送信信号に基づいてアンテナ電極2に流れる
電流に関連する情報を検出する情報検出回路(たとえば
電流検出回路)6と、発振回路5の送信信号を各アンテ
ナ電極2に順に送信する複数のスイッチング素子7と、
電流検出回路6で検出された電流を直流に変換するAC
−DC変換回路8と、その変換信号を必要に応じて増幅
する増幅回路9と、CPU,A/D変換部,外部メモリ
(たとえばEEPROM,RAM)等を含む制御回路
(CPU)10と、図示しない電源回路とから構成され
ている。
【0007】この制御ユニット3において、複数のスイ
ッチング素子7は制御回路10からの信号に基づいてオ
ン・オフ制御される。そして、各スイッチング素子7は
コネクタ11を介して各アンテナ電極2及びシールド線
4により接続されている。制御回路10はエアバッグ装
置12に接続されており、エアバッグ装置12を後述す
るように制御する。
【0008】すなわち、発振回路5からの送信信号は、
電流検出回路6を介してスイッチング素子7に送信され
る。このとき、制御回路10により、特定のスイッチン
グ素子7がオンされると、対応するシールド線4を介し
て特定のアンテナ電極2に発振回路5からの送信信号が
印加され、特定のアンテナ電極2の周辺に微弱電界を発
生させる。微弱電界が発生したアンテナ電極2には、シ
ート1への乗員の着席状況に応じた電流が流れる。
【0009】この電流は電流検出回路6で検出される。
このとき、複数のスイッチング素子7が順にオン・オフ
制御されることによって、各アンテナ電極2に流れる電
流が次々と検出される。これらの検出電流はAC−DC
変換回路8にて直流に変換され、増幅回路9にて増幅さ
れて制御回路10に取込まれる。
【0010】制御回路10には、予め乗員の着席状況の
判断基準となるしきい値データ,信号パターンデータ等
が記憶されている。制御回路10に取込まれ、演算処理
された現実の信号データは、しきい値データと比較さ
れ、シート1への乗員の着席状況(着席の有無,乗員が
大人か子供か)が判断される。この判断結果は制御回路
10からエアバッグ装置12に送信され、エアバッグ装
置12のエアバッグは展開可能な状態又は展開不可能な
状態にセットされる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このような乗員検知シ
ステムは、複数のアンテナ電極2に対して制御ユニット
3が1つで済むが、複数のアンテナ電極2の各々をシー
ルド線4で制御ユニット3に配線しなけらばならず、こ
の配線作業が生産性に支障を及ぼしている。
【0012】すなわち、シート1におけるアンテナ電極
2と制御ユニット3とが離れており、両者間に流れる微
弱電流の減衰、外来ノイズ混入を抑制するために、シー
ルド線4を使用している。この場合、かかるシールド線
4は通常の信号線よりコストが割高であり、またコネク
タ11はシールド線専用のものが必要となるため、高価
になるのみならず、配線も煩雑になる。
【0013】さらに、離れたアンテナ電極2と制御ユニ
ット3とをシールド線4で接続して外来ノイズの影響を
少なくしているものの、シールド線4が長くなればなる
ほど外来ノイズの影響,浮遊容量による信号の漏洩が増
加し、乗員検知精度が低下するという問題もある。
【0014】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、シートへの取付作業を容易とし、しかも
十分な乗員検知精度を期待することができる乗員検知装
置及び乗員検知システムを提供することができるように
するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の乗員検
知装置は、車両のシートに配置されるアンテナ電極をフ
レキシブル基板に形成するとともに、このフレキシブル
基板に検知ユニットを一体化してなり、検知ユニット
は、少なくともアンテナ電極の周辺に微弱電界を発生さ
せるための電界発生手段と、微弱電界に基づき乗員の着
席状況に応じて流れる電流に関連する情報を検知する検
知回路とを含むことを特徴とする。また、検知ユニット
は、フレキシブル基板の周辺部分に一体化されているよ
うにすることができる。また、フレキシブル基板は、F
PC(フレキシブル プリンテッド サーキット)であ
って、FPCの一部のプリント配線部に検知ユニットを
構成する回路部品が実装されているようにすることがで
きる。また、フレキシブル基板は、FFC(フレキシブ
ル フラット ケーブル)であって、FFCの端部に検
知ユニットが組付けられているようにすることができ
る。また、フレキシブル基板は、1枚の幅広のFFC
(フレキシブル フラットケーブル)であって、幅広の
FFCの端部に複数の検知ユニットが組付けられている
ようにすることができる。請求項6に記載の乗員検知シ
ステムは、車両のシートに配置されるアンテナ電極をフ
レキシブル基板に形成するとともに、このフレキシブル
基板に、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるた
めの電界発生手段と、微弱電界に基づいて流れる電流に
関連する情報を検知する検知回路とを含む検知ユニット
を一体化してなる乗員検知装置をシートに配置し、かつ
検知ユニットからの信号に基づいてシートへの乗員の着
席状況を判断する制御回路を、シート又はその近傍に別
設したことを特徴とする。また、乗員検知装置は、シー
トに複数配置され、複数の乗員検知装置の検知ユニット
からの信号を制御回路が取込むとともに、これらの信号
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
することができる。また、乗員検知装置は、シートの着
席部又は背もたれ部に配置されるようにすることができ
る。本発明に係る乗員検知装置及び乗員検知システムに
おいては、車両のシートに配置されるアンテナ電極をフ
レキシブル基板に形成するとともに、このフレキシブル
基板に、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるた
めの電界発生手段と、微弱電界に基づいて流れる電流に
関連する情報を検知する検知回路とを含む検知ユニット
を一体化してなる乗員検知装置をシートに配置し、かつ
検知ユニットからの信号に基づいてシートへの乗員の着
席状況を判断する制御回路を、シート又はその近傍に別
設するようにする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、以下に説明する図において、図7〜
図8と共通する部分には同一符号を付し重複する説明を
省略する。
【0017】(第1の実施の形態)図1は、本発明の乗
員検知システムの第1の実施の形態に係るシートを示す
図、図2は、図1の乗員検知装置の具体例を示す図、図
3は、図2の検知ユニットの回路構成の具体例を示す図
である。
【0018】図1(A),(B)に示す乗員検知システ
ムは、複数の乗員検知装置30と制御回路31とを備え
ている。各乗員検知装置30は、たとえばアンテナ電極
22が形成されたフレキシブル基板23と、アンテナ電
極22の周辺に微弱電界を発生させてシート1への乗員
の着席状況を検知する回路構成の検知ユニット24とを
備えている。これらフレキシブル基板23と検知ユニッ
ト24とは一体化されている。制御回路31は、CP
U,A/D変換部,外部メモリ(たとえばEEPRO
M,RAM)等を含んでいる。
【0019】各乗員検知装置30は、たとえばシート1
の背もたれ部1bにおける外装材とクッション材との間
に配置されており、制御回路31はシート1の近傍の適
当な部所に配置されている。
【0020】乗員検知装置30の具体例を、図2に示
す。
【0021】図2(A),(B)に示す乗員検知装置3
0のフレキシブル基板23は、長方形のフレキシブル絶
縁基板23bの表面に任意のパターンでプリント配線パ
ターン22bが形成されたFPC(フレキシブル プリ
ンテッド サーキット)23aで構成されている。ま
た、プリント配線パターン22bをたとえば1本の蛇行
線状に形成してアンテナ電極22としている。
【0022】このアンテナ電極22の形状は、渦巻きパ
ターンやフレキシブル絶縁基板23bの表面全面に形成
される大面積パターンでもよいが、電極材料節減の点か
ら蛇行パターン,渦巻きパターン,櫛歯パターン等が推
奨される。
【0023】FPC23aの長さ方向の片端に検知ユニ
ット24が電気的機械的に接続されている。図2(B)
に示すように、FPC23aのフレキシブル絶縁基板2
3bの片端部を構成するプリント配線部23cに検知ユ
ニット24の複数種類の回路部品25が実装され、プリ
ント配線部23cと回路部品25とをたとえば樹脂モー
ルドされた外装パッケージ26で保護することで、検知
ユニット24が形成されている。
【0024】この検知ユニット24の回路構成の具体例
を、図3に示す。
【0025】図3に示すように、1つの検知ユニット2
4の電界発生手段(発振回路)5は、図8と同様の回路
である。図3の検知回路27は、たとえば図8の情報検
出回路(電流検出回路)6と、AC−DC変換回路8
と、増幅回路9(図示せず)とから構成される。なお、
図8の増幅回路9は省略することもできる。特に、電流
検出回路6は蛇行状のアンテナ電極22の一端に直接的
に接続されており、AC−DC変換回路8の出力端子2
8が外部の制御回路31(図1参照)に信号線29で配
線されている。
【0026】そして、このような構成の複数の乗員検知
装置30は、図1のシート1の背もたれ部1bに乗員検
知に適切なパターンで配置される。この場合、背もたれ
部1bの比較的乗員の背中が当たらない周縁部に1つの
乗員検知装置30の検知ユニット24を位置させ、背も
たれ部1bの乗員の背中が比較的よく当たる中央部にフ
レキシブル基板23を位置させるようにすることが、乗
員検知精度を安定させ、検知ユニット24を外部衝撃か
ら保護する上で望ましい。また、フレキシブル基板23
は乗員からの荷重で変形するので、シート1に着席した
乗員の背中に違和感を与えることもない。
【0027】シート1に設置された複数の乗員検知装置
30による乗員状況の検出は、図8の回路動作と同様に
して行われる。
【0028】このように、第1の実施の形態では、アン
テナ電極22と検知ユニット24とを直接接続し、乗員
検知のための微弱電流が流れる区間を極端に短くするよ
うにしたので、シールド線を使用しなくても微弱電流減
衰の心配がなく、外来ノイズ混入の心配も少ないことか
ら、乗員検知精度を高精度に維持できる。
【0029】また、複数の乗員検知装置30と制御回路
31とを配線する信号線29は安価な絶縁電線の適用が
可能であり、しかも従来用いられていたアンテナ電極2
2と検知ユニット24とを接続するシールド線が不要と
なるので、配線作業を簡単かつ安価に行える。
【0030】(第2の実施の形態)図4は、図1〜図3
の乗員検知装置30の配置個所を変えた場合の第2の実
施の形態を示す図である。
【0031】第2の実施の形態では、乗員検知装置30
を、シート1の着席部1aに設置している。この着席部
1aは、乗員からの荷重が大きいことから、着席部1a
の外装材とクッション材との間に乗員検知装置30のフ
レキシブル基板23を着席部1aの幅方向に略平行に配
置し、かつ検知ユニット24をフレキシブル基板23か
ら下方に曲げた状態で着席部1aのクッション材に埋設
するようにすることが望ましい。このような配置は、フ
レキシブル基板23の屈曲性を利用することで任意に行
える。なお、検知ユニット24はフレキシブル基板23
に対して屈曲することなく、ほぼストレ−トな状態で配
置することもできる。
【0032】このように、第2の実施の形態では、乗員
検知装置30がフレキシブル基板23によって構成され
ているので、比較的荷重のかかるシート1の着席部1a
であっても、着席部1aの変形に追従させることがで
き、乗員検知精度を高精度に維持できる。また、検知ユ
ニット24をフレキシブル基板23から下方に曲げた状
態で着席部1aのクッション材に埋設するように配置し
ているので、座り心地を妨げることもない。
【0033】(第3の実施の形態)図5は、図1〜図4
の乗員検知装置30の構成を変えた場合の第3の実施の
形態を示す図である。
【0034】図5(A)〜(C)に示す乗員検知装置3
0のフレキシブル基板23は、複数条の平行な配線ケー
ブル22cを2枚のフレキシブルな絶縁シート23e,
23fで挟持して一体化したFFC(フレキシブル フ
ラット ケーブル)23dで構成されている。
【0035】FFC23dは、既存品を適当なサイズに
切断して使用することもでき、たとえば図5(A)に示
すように連続する3本の配線ケーブル22cが入る幅で
切断して、3本の配線ケーブル22cが蛇行するように
隣接する2本の端部どうしを接続端子32で接続し、蛇
行状のアンテナ電極22とすることができる。なお、F
FC23dは既存品を使用する他に、本実施の形態での
乗員検知装置30に専用のフラットケーブルを製造し適
用することもできる。
【0036】FFC23dには、検知ユニット24を構
成する回路部品25を直接的に実装することが難しいの
で、この場合は図5(C)に示すように、プリント基板
33に回路部品25を実装して、外装パッケージ34で
保護した検知ユニット24とFFC23dとを別個に製
作し、最終的にFFC23dの端部に検知ユニット24
を組付けることによって一体化することができる。
【0037】このように、第3の実施の形態では、乗員
検知装置30を、FFC(フレキシブル フラット ケ
ーブル)23dで構成したので、FPC(フレキシブル
プリンテッド サーキット)23aに比べてさらに撓
み性が増すばかりか、加工性を高めることもできる。
【0038】(第4の実施の形態)図6は、図5の検知
ユニット24を1枚の幅広のFFC23dの端部に所定
の間隔で組付けた場合の第4の実施の形態を示す図であ
る。
【0039】すなわち、既存品のFFC23dを、図5
(A)のような定幅で切断せず、任意の連続する3本の
配線ケーブル22cを蛇行状に配線して1つのアンテナ
電極22を構成している。同様にして別のアンテナ電極
22を構成し、各アンテナ電極22に検知ユニット24
を連結一体化している。
【0040】なお、隣接する2つのアンテナ電極22,
22の間に、図6において一点鎖線で示すように配線ケ
ーブル22cが存在する場合には、必要に応じて間引き
除去することもできるし、当初より本実施の形態専用に
構成することもできる。
【0041】このように、第4の実施の形態では、幅広
の1枚のFFC23dに複数の検知ユニット24を組付
けて乗員検知装置30を構成するようにしたので、シー
ト1への配置作業がより一層、簡単かつ迅速に行うこと
ができる。
【0042】なお、上述した各実施の形態における各構
成部分は、それぞれの実施の形態に制約されるものでは
なく、たとえば電界発生手段(発振回路)5は正弦波,
矩形波信号を発生する発振回路の他、直流電源にスイッ
チング素子を接続しCPUからの信号に基づいてスイッ
チング動作させることにより矩形波状の高周波低電圧を
発生させるように構成することもできる。また、情報検
出回路(電流検出回路)6は、アンテナ電極22に流れ
る電流を検出する他に、アンテナ電極22に電流が流れ
ることによる電圧波形等の歪み等を検出する回路等によ
って構成することもできる。さらには、検知ユニット2
2に制御回路31を内蔵させることもできる。
【0043】
【発明の効果】以上の如く本発明に係る乗員検知装置及
び乗員検知システムによれば、車両のシートに配置され
るアンテナ電極をフレキシブル基板に形成するととも
に、このフレキシブル基板に、アンテナ電極の周辺に微
弱電界を発生させるための電界発生手段と、微弱電界に
基づいて流れる電流に関連する情報を検知する検知回路
とを含む検知ユニットを一体化してなる乗員検知装置を
シートに配置し、かつ検知ユニットからの信号に基づい
てシートへの乗員の着席状況を判断する制御回路を、シ
ート又はその近傍に別設するようにしたので、シートへ
の取付作業を容易とし、しかも十分な乗員検知精度を期
待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の乗員検知システムの第1の実施の形態
に係るシートを示すものであって、図1(A)は乗員検
知装置が装備されたシートを示す側面図、図1(B)は
図1(A)シートを示す正面図である。
【図2】図1の乗員検知装置の具体例を示すものであっ
て、図2(A)は乗員検知装置を示す平面図、図2
(B)は図2(A)の乗員検地装置を示す部分断面図で
ある。
【図3】図2の検知ユニットの回路構成の具体例を示す
図である。
【図4】図1〜図3の乗員検知装置の配置個所を変えた
場合の第2の実施の形態を示すものであって、図4
(A)は乗員検知装置が装備されたシートを示す側面
図、図4(B)は図4(A)シートを示す正面図であ
る。
【図5】図1〜図4の乗員検知装置の構成を変えた場合
の第3の実施の形態を示すものであって、図5(A)は
乗員検知装置を示す一部切欠き部分を含む平面図、図5
(B)は図5(A)の部分拡大断面図、図5(C)は図
5(A)の部分正面図である。
【図6】図5の検知ユニットを1枚の幅広のFFCの端
部に所定の間隔で組付けた場合の第4の実施の形態を示
す平面図である。
【図7】従来の乗員検知システムを説明するためのもの
であって、図7(A)はシートを示す側面図、図7
(B)は図7(A)のシートを示す正面図である。
【図8】図7の乗員検知システムを示す回路ブロック図
である。
【符号の説明】
1 シート 1a 着席部 1b 背もたれ部 5 電界発生手段(発振回路) 6 情報検出回路(電流検出回路) 8 AC−DC変換回路 22 アンテナ電極 22b プリント配線パターン 22c 配線ケーブル 23 フレキシブル基板 23a FPC 23b 絶縁基板 23c プリント配線部 23d FFC 23e 絶縁シート 23f 絶縁シート 24 検知ユニット 25 回路部品 26 外装パッケージ 27 検知回路 28 出力端子 29 信号線 30 乗員検知装置 31 制御回路 32 接続端子 33 プリント基板 34 外装パッケージ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両のシートに配置されるアンテナ電極
    をフレキシブル基板に形成するとともに、このフレキシ
    ブル基板に検知ユニットを一体化してなり、前記検知ユ
    ニットは、少なくとも前記アンテナ電極の周辺に微弱電
    界を発生させるための電界発生手段と、前記微弱電界に
    基づき乗員の着席状況に応じて流れる電流に関連する情
    報を検知する検知回路とを含むことを特徴とする乗員検
    知装置。
  2. 【請求項2】 前記検知ユニットは、前記フレキシブル
    基板の周辺部分に一体化されていることを特徴とする請
    求項1に記載の乗員検知装置。
  3. 【請求項3】 前記フレキシブル基板は、FPC(フレ
    キシブル プリンテッド サーキット)であって、前記
    FPCの一部のプリント配線部に前記検知ユニットを構
    成する回路部品が実装されていることを特徴とする請求
    項1に記載の乗員検知装置。
  4. 【請求項4】 前記フレキシブル基板は、FFC(フレ
    キシブル フラットケーブル)であって、前記FFCの
    端部に前記検知ユニットが組付けられていることを特徴
    とする請求項1に記載の乗員検知装置。
  5. 【請求項5】 前記フレキシブル基板は、1枚の幅広の
    FFC(フレキシブル フラット ケーブル)であっ
    て、前記幅広のFFCの端部に複数の前記検知ユニット
    が組付けられていることを特徴とする請求項4に記載の
    乗員検知装置。
  6. 【請求項6】 車両のシートに配置されるアンテナ電極
    をフレキシブル基板に形成するとともに、このフレキシ
    ブル基板に、前記アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生
    させるための電界発生手段と、前記微弱電界に基づいて
    流れる電流に関連する情報を検知する検知回路とを含む
    検知ユニットを一体化してなる乗員検知装置を前記シー
    トに配置し、かつ前記検知ユニットからの信号に基づい
    て前記シートへの乗員の着席状況を判断する制御回路
    を、前記シート又はその近傍に別設したことを特徴とす
    る乗員検知システム。
  7. 【請求項7】 前記乗員検知装置は、前記シートに複数
    配置され、前記複数の乗員検知装置の検知ユニットから
    の信号を前記制御回路が取込むとともに、これらの信号
    に基づいて前記シートへの乗員の着席状況を判断するこ
    とを特徴とする請求項6に記載の乗員検知システム。
  8. 【請求項8】 前記乗員検知装置は、前記シートの着席
    部又は背もたれ部に配置されることを特徴とする請求項
    6又は7に記載の乗員検知システム。
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