JP2001124861A

JP2001124861A - 乗員検知システム及びアンテナ電極

Info

Publication number: JP2001124861A
Application number: JP30869899A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Baba; 敏馬場; Hiroshi Oikawa; 浩及川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】構成の簡略化によって製造コストを低減し、
さらにシートへの座り心地の改善も図ることができるよ
うにする。【解決手段】シート１に配置したアンテナ電極４の周
辺に電界を発生させ、この電界に基づいてアンテナ電極
４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１への乗員の着席状況等を判断するように
構成した乗員検知システムに適用されるアンテナ電極４
であって、導電性を有する糸状，紐状，テープ状を含む
細長部材４Ｗを絶縁性のベース部材５に縫い付けて構成
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システム
及びアンテナ電極に関し、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等に応じて、
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し得る乗員検知システム及びアンテ
ナ電極の改良に関する。

【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は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】このようなエアバッグ装置は、たとえば図
８に示すように、セーフィングセンサＳＳ１，スクイブ
ＳＱ１，電界効果形トランジスタ等のスイッチング素子
ＳＷ１の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路と、
セーフィングセンサＳＳ２，スクイブＳＱ２，電界効果
形トランジスタ等のスイッチング素子ＳＷ２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ＧＳの出力信号
に基づいて衝突の有無を判断し、スイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２のゲー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、セーフィングセンサ
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からの信号に基づき、制御回路ＣＣにより
自動車が確実に衝突したと判断されると、スイッチング
素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲー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、このようなエアバッグ装置では
シー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。
このために、たと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い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。したが
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場合があ
る。

【０００６】このような問題に対応するために、たとえ
ば図９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
席状況を判断する。そして、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。

【０００７】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、シートに着席して
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。

【０００８】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
か一方にセットすることで、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。ところが、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。

【０００９】また、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ータを画像処
理し各種パター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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本出願人は、先に、図１０に示す乗員検知システムを提
案した。この乗員検知システムは、基本的にはシートに
配置されたアンテナ電極に発生する微弱電界（Ｅｌｅｃ
ｔｒｉｃＦｉｅｌｄ）の乱れを利用するものである。

【００１１】まず、同図（ａ）に示すように、アンテナ
電極Ｅ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Ｅの周辺には微弱電界が生ず
る結果、アンテナ電極Ｅ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
Ｅ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Ｅ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。

【００１２】なお、殆んどの物体ＯＢは、電気的にはコ
ンダクタンスとキャパシタンスで表され、グランド（車
体）とはキャパシタンスを介して結合されている。

【００１３】したがって、自動車のシートに物体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、シートへの乗員の着席状況
等を検知することができるものである。

【００１４】特に、アンテナ電極Ｅを増加させることに
よって、シート上の乗員等を含む物体ＯＢについての多
くの情報を得ることが可能となり、シートへの乗員の着
席状況をより的確に検知することができる。なお、シー
トに物体ＯＢが乗っている場合にはアンテナ電極Ｅの側
に流れる電流が増加し、シートに物体ＯＢが乗っていな
い場合にはアンテナ電極Ｅの側に流れる電流が減少す
る。

【００１５】この原理を利用した本出願人の提案に係る
乗員検知システムについて図１１〜図１５を参照して説
明する。同図のうち、図１１〜図１２は助手席（又は運
転席）のシート及びアンテナ電極の配置構成を示してお
り、シート１はたとえば着席部１ａと背もたれ部１ｂと
から構成されている。

【００１６】着席部１ａは、たとえば前後にスライド可
能なベース２に固定されたシートフレーム３と、シート
フレーム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いる。背もたれ部
１ｂは、たとえばシートフレー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
（たとえば角形）に形成されたアンテナ電極４の複数の
アンテナ電極部４ａ〜４ｄが互いに離隔して対称的に配
置されているが、背もたれ部１ｂに配置したり、或いは
両方に配置することもできる。このアンテナ電極４は、
基本的にはたとえば図１２に示すように、少なくとも、
不織布等のような絶縁部材よりなるベース部材５と、ベ
ース部材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。

【００１７】このアンテナ電極部４ａ〜４ｄは、たとえ
ばポリエステルよりなる布地に銅，ニッケルを無電解メ
ッキして構成した導電布にて構成されているが、通常の
布地に糸状の金属線や導電性を有する繊維等を織り込ん
だりして構成することもできる。また、アンテナ電極部
４ａ〜４ｄの所望部分にはシールド線等のリード線６
（６ａ〜６ｄ）が電気的に接続されており、リード線６
ａ〜６ｄの導出端は後述する制御ユニット１０のコネク
タ１４ａ〜１４ｄに接続されている。

【００１８】上述のシート１には制御ユニット１０が組
み込まれており、この制御ユニット１０は、たとえば図
１３に示すように、正弦波交流を出力し、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（発振回路）１１と、電界発生手段１１から出
力される送信信号の送信系に接続された抵抗１２と、抵
抗１２の出力側に接続された複数のスイッチング手段１
３ａ〜１３ｄを有するアンテナ電極部４ａ〜４ｄの切換
回路１３と、閉成動作時に切換回路１３のスイッチング
手段１３ａ〜１３ｄ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１４ａ〜１４ｄと、抵抗
１２の出力側に接続され、アンテナ電極４に流れる電流
に関連する交流のライン電圧を直流に変換する受信回路
１５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１８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１９と、コネクタ１９に接続された電源回路
２０とから構成されている。

【００１９】これらの構成要素は同一のハウジングに収
納されて制御ユニット１０を構成しており、たとえばシ
ート１の着席部１ａにおけるシートフレーム３に乗員の
着席側に露呈しないように固定されている。この制御ユ
ニット１０の制御回路１８には、たとえば図１５に示す
構成のエアバッグ装置３０が接続されている。なお、切
換回路１３におけるスイッチング手段１３ａ〜１３ｄの
選択的な切換は制御回路１８からの信号に基づいて行わ
れる。

【００２０】上述の制御ユニット１０において、電界発
生手段１１は、たとえばクワドラチャ発振回路によって
構成されており、正弦波の高周波低電圧が出力される。
なお、発振回路としてはクワドラチャ発振回路の他、ウ
ィーンブリッジ発振回路等適宜の発振回路が利用でき
る。この発振回路の出力において、それの周波数はたと
えば１２０ＫＨｚ程度であり、電圧はたとえば５ＶＰ−
Ｐであるが、必要に応じて適宜の値に変更できる。

【００２１】また、制御ユニット１０において、受信回
路１５は、たとえば図１４に示すように、ＡＣ−ＤＣ変
換回路（全波整流回路）１６と、平滑回路１７とから構
成されている。このＡＣ−ＤＣ変換回路１６は第１，第
２のオペアンプ１６ａ１，１６ａ２と、第１，第２のダ
イオード１６ｂ１，１６ｂ２と、抵抗１６ｃ１〜１６ｃ
３とから構成されており、平滑回路１７は抵抗１７ａ
と、コンデンサ１７ｂとから構成されている。なお、こ
の受信回路１５の出力側は制御回路１８に接続されてい
る。

【００２２】さらに、制御ユニット１０において、電源
回路２０はバッテリ電源（１２Ｖ）をたとえば５Ｖに降
圧して単一のＶｃｃ電源を生成するように構成されてお
り、たとえば三端子レギュレータにて構成されている。
この電源回路２０にて生成された単一のＶｃｃ電源は制
御ユニット１０を構成する構成要素のうち、電源を必要
とする全ての構成要素に供給されている。なお、このＶ
ｃｃ電源は単一化することが望ましいが、異なった電圧
に設定することも可能である。

【００２３】次に、このように構成された乗員検知シス
テムの動作について図１３〜図１７を参照して説明す
る。まず、図１３における電界発生手段１１が発振状態
になると、電界発生手段１１からは、たとえば図１６
（ａ）に示すような正弦波の高周波低電圧が出力され
る。この高周波出力は抵抗１２，送信系，切換回路１３
（スイッチング手段１３ａ〜１３ｄ），コネクタ１４ａ
〜１４ｄを介してアンテナ電極４に供給され、その結
果、アンテナ電極４の周辺には微弱電界が発生される。

【００２４】この際に、切換回路１３は制御回路１８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１３ａのみが閉成され、次にスイッチング手段１
３ｂ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。

【００２５】したがって、特定のスイッチング手段（１
３ａ〜１３ｄ）が閉成された場合には、高周波出力は抵
抗１２，送信系（送信ライン），特定のスイッチング手
段（１３ａ〜１３ｄ），特定のコネクタ（１４ａ〜１４
ｄ）を介して特定のアンテナ電極部４ａ〜４ｄに供給さ
れる。その結果、特定のアンテナ電極部４ａ〜４ｄの周
辺には微弱電界が発生され、シート１への乗員の着席の
有無，乗員の識別（大人か子供かの区別）等の着席状況
に応じて異なったレベルの電流が流れる。

【００２６】たとえばシート１に乗員が着席している場
合には、特定のアンテナ電極部４ａ〜４ｄの周辺には空
席状態時の浮遊容量に比較して大きなキャパシタンス成
分が存在するようになり、レベルの高い電流が流れるこ
とになるために、抵抗１２での電圧降下も大きくなる。
このために、乗員のキャパシタンス成分は大人の方が子
供に比較して大きくなることから、アンテナ電極４に流
れる電流のレベルも高くなり、抵抗１２での電圧降下も
大きくなる。

【００２７】したがって、送信系のライン電圧は図１６
（ａ）に示すようになり、ライン電圧Ｖは、大人と子供
との間でキャパシタンス成分が異なり、アンテナ電極４
に流れる電流が異なることから、大人の場合には小さ
く、子供の場合には大きくなる。一方、シート１に乗員
が着席していない空席状態の場合には、特定のアンテナ
電極部４ａ〜４ｄの周辺に存在する浮遊容量に基づいて
レベルの低い電流が流れるものの、抵抗１２での電圧降
下分は極めて小さくなり、ライン電圧Ｖは電界発生手段
１１の出力電圧に近い値になる。

【００２８】このように抵抗１２の出力側における交流
のライン電圧は受信回路１５に取込まれる。この交流の
ライン電圧は、まず、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６にて図１
６（ｂ）に示すように全波整流され、引き続き、平滑回
路１７にて同図（ｃ）に示すように直流（Ｖｄ）に変換
される。具体的には、交流のライン電圧のうち、正の半
サイクルの電圧がＡＣ−ＤＣ変換回路１６に入力される
と、第１のオペアンプ１６ａ１の出力側はマイナスに反
転され、第２のダイオード１６ｂ２がカットオフ状態に
なるために、抵抗１６ｃ２を介して第２のオペアンプ１
６ａ２に印加された正の半サイクルの電圧が第２のオペ
アンプ１６ａ２の出力側に出力される。

【００２９】次に、負の半サイクルの電圧がＡＣ−ＤＣ
変換回路１６に入力されると、第１のオペアンプ１６ａ
１の出力側はプラスに反転され、第２のダイオード１６
ｂ２はオン状態になるために、第２のオペアンプ１６ａ
２の出力側にプラスに反転状態の電圧が出力される。し
たがって、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６の出力として、図１
６（ｂ）に示すような出力電圧が得られる。

【００３０】このように受信回路１５の直流出力Ｖｄは
ＡＣ−ＤＣ変換回路１６の出力に応じてレベルが異な
る。図１６（ｃ）において、点線は空席状態時の直流変
換レベルを、実線は乗員の着席状態時の直流変換レベル
をそれぞれ示しており、両者の間には判別可能な程度の
レベル差を有している。なお、この直流変換レベルは、
送信系における抵抗１２の抵抗値を一定に設定すれば、
アンテナ電極の周辺に存在するキャパシタンス成分の大
きさに依存し、たとえば大人のようにキャパシタンスが
大きい場合には小さくなり、逆に、子供のようにキャパ
シタンスが小さい場合には大きくなり、シート１が空席
状態の場合には最も大きくなる。この受信回路１５の直
流出力は制御回路１８に次々と取込まれ、Ａ／Ｄ変換さ
れ、メモリに格納される。

【００３１】この制御回路１８には、予め、たとえばシ
ート１に着席している乗員の着席状況（着席の有無，大
人か子供かの識別等）に関するしきい値（しきい値デー
タ）等が格納されている。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。
たとえば図１７（ａ）及び（ｂ）に示すように、シート
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
積等の違いによってそれぞれのアンテナ電極４の周辺に
存在するキャパシタンス成分に差異が生ずる。

【００３２】この結果、アンテナ電極４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Ｓ
Ｐの場合に比べて電流のレベルが高くなり、抵抗１２で
の電圧降下分も異なり、受信回路１５から出力される直
流レベルも異なったレベルとなる。したがって、子供Ｓ
Ｐの場合の電流レベルに関連する直流出力と図１６
（ｃ）において点線で示す空席状態時の直流出力との間
の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。

【００３３】なお、直流出力データがこのしきい値より
小さければ乗員が着席していると判定され、大きければ
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４に流れる電流に関連する受信回
路１５からの直流出力の総和に対して設定することが望
ましいが、アンテナ電極部４ａ〜４ｄ毎に設定すること
も可能である。

【００３４】また、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。たとえば図１７（ａ）に示
すように、シート１に大人の乗員Ｐが着席している場合
には、それぞれのアンテナ電極部４ａ〜４ｄに流れる電
流のレベルが大きくなり、抵抗１２での電圧降下によっ
て送信系のライン電圧は低くなり、受信回路１５から出
力される直流レベルは図１６（ｃ）の実線で示すレベル
（Ｖｄ）となる。一方、図１７（ｂ）に示すように、シ
ート１に子供の乗員ＳＰが着席している場合には、それ
ぞれのアンテナ電極部４ａ〜４ｄに流れる電流のレベル
が小さくなり、抵抗１２での電圧降下によって送信系の
ライン電圧は小さくなり、受信回路１５から出力される
直流レベルは図１６（ｃ）において実線と点線で示すレ
ベルの間のレベルとなる。

【００３５】したがって、大人Ｐと子供ＳＰとの中間的
な電流レベルに関連する直流出力が識別に関するしきい
値として設定される。なお、直流変換データがしきい値
より小さければ大人Ｐと判定され、大きければ子供ＳＰ
と判定される。特に、このしきい値はそれぞれのアンテ
ナ電極部４ａ〜４ｄに流れる電流に関連する受信回路１
５からの直流出力の総和に対して設定することが望まし
いが、アンテナ電極部４ａ〜４ｄ毎に設定することも可
能である。

【００３６】したがって、制御回路１８に取込まれた乗
員の着席状況に関する信号データは、予め制御回路１８
に記憶されている乗員の着席状況に関するしきい値デー
タと比較され、たとえば図１７（ａ）に示すように、全
てのアンテナ電極部４ａ〜４ｄの電流レベルが高いこと
に関連して受信回路１５からの直流出力は低く、かつ着
席の識別に関するしきい値より低い場合には、シート１
に着席している乗員は大人Ｐであると判断される。

【００３７】これによって、図１５に示すエアバッグ装
置３０は制御回路１８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１７
（ｂ）に示すように、全てのアンテナ電極部４ａ〜４ｄ
の電流レベルが低いことに関連して受信回路１５からの
直流出力は高く、かつ着席の識別に関するしきい値より
高い場合には、シート１に着席している乗員は子供ＳＰ
であると判断される。これによって、図１５に示すエア
バッグ装置３０は制御回路１８からの送信信号により、
エアバッグが展開不可能なるようにセットされる。すな
わち、制御回路１８からの送信信号はエアバッグ装置３
０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スイッチング素子ＳＷ２にゲート信
号を供給しないようにセットされる。

【００３８】なお、運転席側のスイッチング素子ＳＷ１
にはゲート信号が供給される。前者の場合にはスイッチ
ング素子ＳＷ１，ＳＷ２にゲート信号が供給されるよう
にセットされる。

【００３９】このように先行技術によれば、電界発生手
段１１からの送信信号によってアンテナ電極部４ａ〜４
ｄにはこれらのアンテナ電極部４ａ〜４ｄの周辺に存在
するキャパシタンス成分等に応じた電流が流れ、この際
に、送信系に接続された抵抗１２にて電流に応じた電圧
降下が生じ、送信系のライン電圧はアンテナ電極に流れ
る電流に関連した電圧になる。特に、アンテナ電極部４
ａ〜４ｄに流れる電流はシート１への着席の有無，乗員
が大人であるか否かによって異なることから、この電圧
を受信回路１５にて交流から直流に変換することによ
り、識別可能な直流データが得られる。このデータを制
御回路１８に取込み、直流データに関する信号データに
基づいてシート１への乗員の着席状況等を適切に判断す
ることができる。したがって、図９に示す従来例におけ
る主要な問題は解決できるものである。

【００４０】その上、制御回路１８では受信回路１５か
らの直流出力に関する信号データに基づいてシート１へ
の乗員の着席状況等が判断され、この判断結果がエアバ
ッグ装置３０に通信手段を介して送信される関係で、エ
アバッグ装置３０を乗員の着席状況に応じて適切に制御
することができる。

【００４１】しかしながら、先行技術において、シート
１の着席部１ａに配置されているアンテナ電極４は絶縁
性のベース部材５の一方の面に導電性を有する角形のア
ンテナ電極部４ａ〜４ｄが互いに離隔して対称的に配置
して構成されている上に、アンテナ電極部４ａ〜４ｄ
が、たとえばポリエステルよりなる布地の全面に銅，ニ
ッケルを無電解メッキして構成した導電布にて構成され
ているために、製造コストが高くなるのみならず、シー
ト１のクッション性が損なわれ、乗員の座り心地も損な
われるという問題がある。

【００４２】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、構成の簡略化によって製造コストを低減
し、さらにシートへの座り心地の改善も図ることができ
る乗員検知システム及びアンテナ電極を提供することが
できるようにするものである。

【００４３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の乗員検
知システムは、シートに配置したアンテナ電極の周辺に
電界を発生させ、制御ユニットにより、電界に基づいて
アンテナ電極に流れる電流に関連する情報を検出し、さ
らにその情報に基づいてシートへの乗員の着席状況等を
判断するように構成した乗員検知システムであって、ア
ンテナ電極は、導電性を有する糸状，紐状，テープ状を
含む細長部材を絶縁性のベース部材に縫い付けて構成さ
れていることを特徴とする。また、制御ユニットは、電
界発生手段と切換回路との間に接続されたアンテナ電極
に流れる電流を検出する電流検出回路を備えるととも
に、電流検出回路によって検出された電流値に基づき、
エアバッグ装置のエアバッグを所定の動作モードに設定
するようにすることができる。請求項３に記載のアンテ
ナ電極は、シートに配置したアンテナ電極の周辺に電界
を発生させ、この電界に基づいて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等を判断するように構成した乗員
検知システムに適用されるアンテナ電極であって、導電
性を有する細長部材を絶縁性のベース部材に縫い付けて
構成されていることを特徴とする。また、細長部材は、
糸状，紐状，テープ状を含むものであり、さらに絶縁性
の布設部材及び／又はカバー部材に固定されているよう
にすることができる。また、アンテナ電極は、細長部材
によって渦巻き状を含むループ状，蛇行状，櫛歯状の形
状に構成されているようにすることができる。また、ベ
ース部材は、絶縁性のカバー部材によって細長部材が被
覆されるとともに、ベース部材及びカバー部材が一体化
されているようにすることができる。また、ベース部材
は、シート外装材，クッション材等のシート構成部材と
されているようにすることができる。本発明に係る乗員
検知システム及びアンテナ電極においては、シートに配
置したアンテナ電極の周辺に電界を発生させ、制御ユニ
ットにより、電界に基づいてアンテナ電極に流れる電流
に関連する情報を検出し、さらにその情報に基づいてシ
ートへの乗員の着席状況等を判断するように構成すると
ともに、アンテナ電極を、導電性を有する糸状，紐状，
テープ状を含む細長部材を絶縁性のベース部材に縫い付
けて構成するようにする。

【００４４】

【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。

【００４５】（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の実施の形態を示す図、図２は、
図１のアンテナ電極を示す図である。なお、以下に説明
する図において、図１１〜図１５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。

【００４６】第１の実施の形態における特徴部分は、助
手席（又は運転席）のシート１に配置されるアンテナ電
極４を、アンテナとして機能する面積が実質的に減少す
るようにしたものであり、導電性を有する糸状，紐状，
テープ状を含む細長部材４Ｗを絶縁性のベース部材５に
縫い付けて構成したことである。

【００４７】このアンテナ電極４は、基本的にはたとえ
ば図２に示すように、少なくとも不織布等のような絶縁
部材よりなるベース部材５と、導電性を有する糸状，紐
状，テープ状を含む細長部材４Ｗを絶縁性のベース部材
５にほぼ角形のループ状に縫い付けて構成した複数のア
ンテナ電極部４Ａ〜４Ｄと、このアンテナ電極部４Ａ〜
４Ｄの一方の端部に電気的な接続関係を有するように配
置した端子（又はコネクタ）４Ａａ〜４Ｄａとから構成
されており、着席部１ａのシート外装材の内側に配置さ
れる。

【００４８】このアンテナ電極４は外装材とクッション
材との間に配置することが望ましい。この場合には、細
長部材４Ｗを縫い付けたベース部材５を絶縁シート状の
布設部材及び／又はカバー部材（図示せず）にホットメ
ルト等を含む接着剤によって一体的に固定することが推
奨される。これによって、アンテナ電極部４Ａ〜４Ｄの
位置ずれを回避できる。なお、アンテナ電極部４Ａ〜４
Ｄはシート外装材ないしクッション材をベース部材５と
見做し、これらのシート構成部材に直接的に細長部材４
Ｗを縫い付けて構成することもできる。

【００４９】また、アンテナ電極部４Ａ〜４Ｄを構成す
る細長部材４Ｗには断面形状が四角状，円形状等外径の
小さな金属線（銅線，ニッケル線，アルミ合金線，カー
ボンファイバー等），金属テープ等が適用されるが、絶
縁被覆を有する電線等を使用することもできる。

【００５０】また、樹脂繊維等にて構成された糸状体に
導電性を付与したりしたものを使用することもできる。
これらの細長部材４Ｗは、たとえば工業用ミシン等によ
って図２（ｂ）に示すようにベース部材５に所望形状と
なるように縫い付けられる。図示例のアンテナ電極部４
Ａ〜４Ｄは、たとえばほぼ同一サイズの角形のループ状
となるように縫い付けて構成されているが、適用するシ
ートの形態，検知精度等によっては渦巻き状，蛇行状，
櫛歯状等適宜の形状に形成することができる。なお、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。

【００５１】上述のアンテナ電極４は、実際面から図２
（ａ），（ｂ）及び図１２（ｂ），（ｃ）に示したよう
に、アンテナ電極部４Ａ〜４Ｄの一端に配置された端子
４Ａａ〜４Ｄａにはシールド線等のリード線６（６ａ〜
６ｄ）がコネクタ等の接続手段（図示せず）を用いて電
気的機械的に接続されており、リード線６（６ａ〜６
ｄ）の導出はコネクタ（図示せず）を介して図１３に示
した制御ユニット１０のコネクタ（或いは端子）１４ａ
〜１４ｄに接続されている。なお、図１２に示したリー
ド線６にシールド線を使用する場合には、アンテナ電極
部４Ａ〜４Ｄをシールド線の芯線又は絶縁被覆を有する
芯線の縫い付けによって構成することもできる。

【００５２】このように、第１の実施の形態では、アン
テナ電極４は、アンテナとして機能する面積が実質的に
減少するように、導電性を有する糸状，紐状，テープ状
を含む細長部材４Ｗを絶縁性のベース部材５に渦巻き状
を含むループ状となるように工業用ミシン等により縫い
付けて構成されているために、生産性を高めることがで
き、図１１〜図１２に示す先行技術に係るアンテナ電極
に比較して製造コストを低減できる。

【００５３】また、アンテナ電極部４Ａ〜４Ｄにおい
て、アンテナとして機能する部分の面積は細長部材４Ｗ
のベース部材５への縫い付けによって、図１１〜図１２
に示した先行技術に係るアンテナ電極の面積よりも大幅
に減少しており、しかも、細長部材４Ｗがベース部材５
の表面側に点々状に断続的に露呈しているために、シー
ト１のクッション性の損なわれ具合が軽減され、乗員の
シートへの座り心地を向上させることができる。

【００５４】（第２の実施の形態）図３は、本発明の乗
員検知システムの第２の実施の形態を示す図である。基
本的な構成は図１〜図２に示したものと同じである。異
なる点は、細長部材４Ｗによってアンテナ電極部４Ａ〜
４Ｄを形成する際の縫い付け方法にあり、ベース部材５
の表面側に露呈する細長部材４Ｗの一部分が重なり合い
恰も連続的となるように縫い付けることである。その縫
い付け法の概略は同図（ｂ）に示す通りである。

【００５５】（第３の実施の形態）図４は、本発明の乗
員検知システムの第３の実施の形態を示す図である。基
本的な構成は図１〜図２に示したものと同じである。異
なる点は、アンテナ電極部４Ａ（〜４Ｄ）の形態が渦巻
き状（ループ状）に構成されていることである。このア
ンテナ電極部４Ａ（〜４Ｄ）はベース部材５に細長部材
４Ｗを渦巻き状に縫い付けることによって構成される。
なお、図３に示した縫い付け法を適用することもでき
る。

【００５６】この第３の実施の形態によれば、アンテナ
電極４は、アンテナとして機能する面積が実質的に減少
するように、細長部材４Ｗを絶縁性のベース部材５に渦
巻き状となるように工業用ミシン等により縫い付けて構
成されているために、生産性を高めることができ、図１
１〜図１２に示した先行技術に係るアンテナ電極４に比
較して製造コストを低減できる上、シート１のクッショ
ン性の損なわれ具合が軽減され、乗員のシートへの座り
心地を向上させることができる。

【００５７】（第４の実施の形態）図５は、本発明の乗
員検知システムの第４の実施の形態を示す図である。基
本的な構成は図１〜図２に示したものと同じである。異
なる点は、アンテナ電極部４Ａ（〜４Ｄ）の形態が蛇行
状に構成されていることである。このアンテナ電極部４
Ａ（〜４Ｄ）はベース部材５に細長部材４Ｗを蛇行状に
縫い付けることによって構成される。なお、図３に示し
た縫い付け法を適用することもできる。この第４の実施
の形態によれば、第３の実施の形態とほぼ同様の効果が
期待できる。

【００５８】（第５の実施の形態）図６は、本発明の乗
員検知システムの第５の実施の形態を示す図である。基
本的な構成は図１〜図２に示したものと同じである。異
なる点は、アンテナ電極部４Ａ（〜４Ｄ）の形態が細長
い角形のループ状に構成されていることである。このア
ンテナ電極部４Ａ（〜４Ｄ）は主としてシート１の背も
たれ部１ｂに配置されるものであって、ベース部材５に
細長部材４Ｗを細長い角形のループ状で、かつ相互の間
隔が比較的に狭くなるように縫い付けることによって構
成される。なお、このアンテナ電極はシート１の着席部
１ａに適用することもできるし、図３に示した縫い付け
法を適用することもできる。この第５の実施の形態によ
れば、第３の実施の形態とほぼ同様の効果が期待でき
る。

【００５９】（第６の実施の形態）図７は、本発明の乗
員検知システムの第６の実施の形態に係る制御ユニット
を示す回路ブロック図である。

【００６０】基本的な構成は、受信回路１５等の主要回
路を除き、図１３〜図１５に示したものとほぼ同じであ
る。異なる点は、電界発生手段１１と切換回路１３との
間に、アンテナ電極に流れる電流を検出する電流検出回
路（情報検出回路）２１を接続したことである。

【００６１】この電流検出回路２１は、たとえば回路に
直列に接続される抵抗２１ａと、抵抗２１ａの両端に生
ずる電圧を増幅する増幅器２１ｂとから構成されてお
り、それの出力側と制御回路１８との間にはたとえば交
流を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路２２と増幅回路
２３とが接続されている。

【００６２】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、電界発生手段１１から
高周波低電圧が送信されると、送信信号は電流検出回路
２１，切換回路１３，コネクタ１４ａ〜１４ｄを介して
アンテナ電極４に供給され、その結果、アンテナ電極部
４Ａ〜４Ｄの周辺には微弱電界が発生される。この際
に、切換回路１３は制御回路１８からの信号によって開
閉制御が行われる。すなわち、最初にスイッチング手段
１３ａのみが閉成され、次にスイッチング手段１３ｂの
みが閉成されるように、順次に特定のスイッチング手段
１３ａ〜１３ｄのみが閉成されると同時に、その他の全
てのスイッチング手段１３ａ〜１３ｄは開放されるよう
に選択的に切換制御される。

【００６３】したがって、特定のスイッチング手段１３
ａ〜１３ｄが接続された場合には、送信信号は電流検出
回路２１，特定のスイッチング手段１３ａ〜１３ｄ，特
定のコネクタ１４ａ〜１４ｄを介して特定のアンテナ電
極部４Ａ〜４Ｄに供給される。その結果、特定のアンテ
ナ電極４Ａ〜４Ｄの周辺には電界が発生され、乗員の着
席の有無，シート１に着席している乗員が大人か子供か
等に応じて異なったレベルの電流が流れる。この電流は
電流検出回路２１によって検出され、ＡＣ−ＤＣ変換回
路２２にて直流に変換され、増幅回路２３にて増幅され
て制御回路１８に次々と入力される。

【００６４】この制御回路１８には、予め乗員の着席の
有無，乗員の識別（大人と子供等の区別）等に関するし
きい値（しきい値データ）等が格納（記憶）されてい
る。たとえば乗員の着席の有無に関しては、乗員の着席
状態ではアンテナ電極４に流れる電流のレベルが未着席
状態に比較して高くなることから、電流に関する信号デ
ータが一定値を越えているか否かを基準にして設定され
るが、それぞれのアンテナ電極に流れる電流パターンに
も特徴的なパターンが現われることから、そのパターン
を利用することも可能である。また、乗員の識別に関し
ては、乗員の体形，着席位置等に対応してそれぞれのア
ンテナ電極４に特徴的な電流が流れることから、その特
徴的な電流を基準にして設定されるが、電流パターンを
利用することも可能である。

【００６５】したがって、制御回路１８に取込まれた複
数のアンテナ電極部４Ａ〜４Ｄに流れる電流に関する現
実の信号データは各種の演算処理が行われる。たとえば
現実の信号データは予め記憶されている乗員の着席の有
無，乗員の識別等に関するしきい値データ等と比較さ
れ、乗員が大人であるか子供であるか等が判断される。

【００６６】この判断結果に基づいて、図１５に示した
エアバッグ装置３０は制御回路１８からの送信信号によ
り、エアバッグが展開可能又は展開不可能なるようにセ
ットされる。すなわち、制御回路１８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、乗員が
子供の場合には助手席側の半導体スイッチング素子ＳＷ
２のゲートに信号を供給しないように、乗員が大人の場
合には同スイッチング素子ＳＷ２のゲートに信号を供給
するようにセットされる。したがって、子供の場合には
助手席側のエアバッグは展開されないし、大人の場合に
は展開される。なお、運転手席側のエアバッグは助手席
側の状況に関係なく展開される。

【００６７】このように、第６の実施の形態では、電界
発生手段１１と切換回路１３との間に、アンテナ電極に
流れる電流を検出する電流検出回路（情報検出回路）２
１を接続したので、乗員の識別に関し、乗員の体形，着
席位置等に対応してそれぞれのアンテナ電極４に流れる
特徴的な電流を検出することができる。

【００６８】なお、以上の各実施の形態においては、上
述した構成に制約されるものではなく、たとえばアンテ
ナ電極４の配置場所はシート１の着席部１ａの他に、背
もたれ部１ｂに配置したり、ドアやドアに近いシート部
分に配置したり、或いは両方に配置したりすることもで
きる。

【００６９】また、複数のアンテナ電極４を配置する場
合、それの配置数は適宜に設定できるし、その形態も角
形の他、楕円を含む丸形のループ状等にも形成できる。
特に、複数のアンテナ電極４を配置する場合には、予め
絶縁性のベース部材５にアンテナ電極４を固定すること
が推奨される。

【００７０】また、電界発生手段１１は正弦波の他、矩
形波の高周波低電圧を発生するように構成することもで
き、たとえば制御回路１８のクロック信号を適宜に分周
して高周波信号を発生させるように構成したり、直流を
所定の周期でのスイッチングによって発生させるように
構成したりすることもできる。さらには、それの出力周
波数も１２０ＫＨｚ以外に設定することもできるし、そ
の電圧も５Ｖ以外の電圧（たとえば３〜２０Ｖ）に設定
することもできる。

【００７１】また、制御回路１８の判断結果に基づき、
エアバッグ装置に代えてシートベルトの装着状態，警告
灯等を制御することもできる。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４に流れる電流に関連する信号データとの比較の他
に、乗員のシート１への各種着席パターン，着席姿勢等
に関するデー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等の
判定を行うこともできる。

【００７２】

【発明の効果】本発明に係る乗員検知システム及びアン
テナ電極においては、シートに配置したアンテナ電極の
周辺に電界を発生させ、制御ユニットにより、電界に基
づいてアンテナ電極に流れる電流に関連する情報を検出
し、さらにその情報に基づいてシートへの乗員の着席状
況等を判断するように構成するとともに、アンテナ電極
を、導電性を有する糸状，紐状，テープ状を含む細長部
材を絶縁性のベース部材に縫い付けて構成するようにし
たので、構成の簡略化によって製造コストを低減でき、
さらにシートへの座り心地の改善も図ることができる。

【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
を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は
平面図である。

【図２】図１のアンテナ電極を示す図であって、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の要部断面図
である。

【図３】本発明の乗員検知システムの第２の実施の形態
を示す図であって、同図（ａ）は要部断面図、同図
（ｂ）は細長部材の縫い付け方法を示す概略図である。

【図４】本発明の乗員検知システムの第３の実施の形態
を示す部分平面図である。

【図５】本発明の乗員検知システムの第４の実施の形態
を示す部分平面図である。

【図６】本発明の乗員検知システムの第５の実施の形態
を示す部分平面図である。

【図７】本発明の乗員検知システムの第６の実施の形態
に係る制御ユニットを示す回路ブロック図である。

【図８】従来のエアバッグ装置の電気回路を示す図であ
る。

【図９】図８のエアバッグ装置の他の電気回路を示す図
である。

【図１０】先行技術に係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であ
る。

【図１１】先行技術に係るシートへのアンテナ電極の配
置状態を示す図であって、同図（ａ）は側面図、同図
（ｂ）は平面図である。

【図１２】図１１のアンテナ電極の構成図であって、同
図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸーＸ断
面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＹーＹ断面図である。

【図１３】先行技術に係る乗員検知システムの電気回路
を示す図である。

【図１４】図１３の受信回路の具体的な電気回路を示す
図である。

【図１５】図１３の乗員検知システムにおけるエアバッ
グ装置の電気回路を示す図である。

【図１６】図１３の制御ユニットの動作を説明するため
の図であって、同図（ａ）は送信系のライン電圧の波形
図、同図（ｂ）はＡＣ−ＤＣ変換回路の出力電圧の波形
図、同図（ｃ）は平滑回路の出力電圧の波形図である。

【図１７】シー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である。

【符号の説明】

１シート１ａ着席部１ｂ背もたれ部２ベース３シートフレーム４アンテナ電極４Ａ〜４Ｄアンテナ電極部４ａ〜４ｄアンテナ電極部４Ｗ細長部材４Ａａ〜４Ｄａ端子（コネクタ）５ベース部材１０，１０Ａ制御ユニット１１電界発生手段１２抵抗１３切換回路１３ａ〜１３ｄスイッチング手段１４ａ〜１４ｄ，１９コネクタ（端子）１５受信回路１６ＡＣ−ＤＣ変換回路１６ａ１，１６ａ２オペアンプ１６ｂ１，１６ｂ２ダイオード１６ｃ１〜１６ｃ３抵抗１７平滑回路１７ａ抵抗１７ｂコンデンサ１８制御回路１９コネクタ２０電源回路２１電流検出回路３０エアバッグ装置ＳＳ１，ＳＳ２セーフィングセンサＳＱ１，ＳＱ２スクイブＳＷ１，ＳＷ２スイッチング素子ＣＣ制御回路ＧＳ電子式加速度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートに配置したアンテナ電極の周辺に
電界を発生させ、制御ユニットにより、前記電界に基づ
いてアンテナ電極に流れる電流に関連する情報を検出
し、さらにその情報に基づいてシートへの乗員の着席状
況等を判断するように構成した乗員検知システムであっ
て、前記アンテナ電極は、導電性を有する糸状，紐状，テー
プ状を含む細長部材を絶縁性のベース部材に縫い付けて
構成されていることを特徴とする乗員検知システム。
【請求項２】前記制御ユニットは、電界発生手段と切
換回路との間に接続された前記アンテナ電極に流れる電
流を検出する電流検出回路を備えるとともに、前記電流
検出回路によって検出された電流値に基づき、エアバッ
グ装置のエアバッグを所定の動作モードに設定すること
を特徴とする請求項１に記載の乗員検知システム。
【請求項３】シートに配置したアンテナ電極の周辺に
電界を発生させ、この電界に基づいてアンテナ電極に流
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等を判断するように構成した
乗員検知システムに適用されるアンテナ電極であって、導電性を有する細長部材を絶縁性のベース部材に縫い付
けて構成されていることを特徴とするアンテナ電極。
【請求項４】前記細長部材は、糸状，紐状，テープ状
を含むものであり、さらに絶縁性の布設部材及び／又は
カバー部材に固定されていることを特徴とする請求項３
に記載のアンテナ電極。
【請求項５】前記アンテナ電極は、前記細長部材によ
って渦巻き状を含むループ状，蛇行状，櫛歯状の形状に
構成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載
のアンテナ電極。
【請求項６】前記ベース部材は、絶縁性のカバー部材
によって前記細長部材が被覆されるとともに、前記ベー
ス部材及びカバー部材が一体化されていることを特徴と
する請求項３に記載のアンテナ電極。
【請求項７】前記ベース部材は、シート外装材，クッ
ション材等のシート構成部材とされていることを特徴と
する請求項３又は６に記載のアンテナ電極。