JP2002098770A - シートの着座検出方法および着座検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外的要因を排除することにより、着座検出の
安定性の向上をはかる。 【構成】 シートクッション14の着座領域14a内に内設
された検出電極16(16-1〜16-3)からの出力L1と、このシ
ートクッションの着座領域以外の箇所で、検出電極とほ
ぼ同じ周辺部材を持つ位置に内設された補償電極18から
の出力L2とを合成し、検出電極の出力を補償電極の出力
で相殺した後に取り出された出力値を誘電体検出値L3と
して、予め設定された特定の判定レベルL4と比較するこ
とにより、着座の有無を検出、判別している。

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、人体の持つ誘電
率を利用することにより着座者の有無を検出するシート
の着座検出方法および着座検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、たとえば自動車等の車両において
は、エアバッグ等の安全装置やシート姿勢調整装置等の
ような、自動制御化された各種装備品の採用が広く行わ
れている。そして、その一層の安全性、利便性の向上を
はかるべく、通常は、対象となるシートへの着座の有無
を検出し、その検出結果に応じて各種可動部材の駆動、
停止等を制御することが行われている。

【０００３】ここで、対象シートへの着座の有無、つま
り乗員の有無を検出する着座検出装置としては、各種セ
ンサ等の使用が通常考えられるものの、単純な圧力式の
ものでは着座以外の荷物の載置等をも検出してしまう虞
れがある。そこで、乗員の着座の有無のみを選択的に検
出可能とした、いわゆる誘電体検知式のものが、シート
における着座検出装置として一般的に採用されつつあ
る。

【０００４】この誘電体検知式の着座検出装置は、人体
の約1/3を占める水分の誘電率の大きいこと、つまりは
人体そのものを導電体となし得ることに着目してなされ
たものであり、その原理は、導電体の接近に伴う静電容
量の変化を検出し、この変化量に応じて導電体の接近の
有無を検出する静電容量形近接スイッチと同様のものと
なっている。

【０００５】この種の誘電体検知式の着座検出装置を利
用した例としては、特開平01−113692号公報に開示の構
成や、この先行技術の改良案となる特開平07−270541号
公報に開示の構成等が知られている。

【０００６】トリムカバーやシートパッド等に含まれた
吸湿成分の影響の排除を目的としてなされた前出の特開
平07−270541号公報に開示の構成においては、まず、た
とえばシートバック、シートクッションの着座領域に内
蔵された個別の検出電極の、その周辺部材の吸湿成分を
含む静電容量が、所定スイッチ手段の切り換えのもとで
それぞれ検出される。そして、これら各検出電極での検
出値をもとにして算出されたこの検出電極間の静電容量
の算出値、つまり周辺部材の吸湿成分を含まない静電容
量が、予め設定されたしきい値と比較され、このしきい
値に対する算出値の大小を検出、判別することによっ
て、検出電極間の静電容量変化が人体の接近、存在によ
る静電容量変化か否かの判定がこの公知の構成において
は可能となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シートに着
座した乗員、つまり着座者の姿勢は常に一定でなく、刻
々と変化するものであるといえる。そして、その着座姿
勢に応じて、シートパッドへの荷重作用点、およびシー
トパッド圧縮量も常に変化しているものと考えられる。

【０００８】これを前出の特開平07−270541号公報に開
示の構成に当てはめると、２体の検出電極の静電容量、
およびこの２体の検出電極間の静電容量変化を検出、算
出するこの公知の構成においては、着座者の姿勢変化に
よってその静電容量も変化しやすいものであると考えら
れる。つまり、着座者が足を組んだり、尻部の位置を前
後に移動させたりすると、それによって、シートの着座
面に局部的な偏荷重がかかり、シートパッドの、いわゆ
る見かけ密度がその箇所において変化する。このシート
パッドの見かけ密度の変化は、誘電率の変化を招くこと
から、対応検出電極での静電容量変化、および２体の検
出電極間での静電容量変化が避けられないため、この公
知の構成においては、吸湿成分以外の外的要因を受けや
すく、着座検出の安定性の低下を伴いやすいと考えられ
る。

【０００９】この発明は、外的要因を排除することによ
り、着座検出の安定性の向上をはかるシートの着座検出
方法および着座検出装置の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、この発明のシートの着座検出方法においては、誘電
体の接近により変化する静電容量によってそのON/OFFを
切り換える静電容量形近接スイッチの原理を利用してい
る。そして、この発明によれば、着座検出の対象となる
シートのシートクッションの着座領域内に内設された検
出電極からの出力と、このシートクッションの着座領域
以外の箇所で、検出電極とほぼ同じ周辺部材を持つ位置
に内設された補償電極からの出力とを合成し、検出電極
の出力を補償電極の出力で相殺した後に取り出された出
力値を誘電体検出値として、予め設定された特定の判定
レベルと比較することにより、着座の有無を検出、判別
している。

【００１１】また、この発明のシートの着座検出装置
は、着座検出の対象となるシートのシートクッションの
着座領域内に内設された検出電極と、このシートクッシ
ョンの着座領域以外の箇所で、検出電極とほぼ同じ周辺
部材を持つ位置に内設された補償電極と、検出電極から
の出力と補償電極からの出力とを合成し、検出電極の出
力を補償電極の出力で相殺した後に取り出された出力値
を、誘電体検出値として出力する相殺手段と、相殺手段
からの出力を、予め設定された判定レベルと比較して、
その結果に応じた信号を出力する比較手段とを具備して
いる。そして、相殺手段からの出力値が判定レベルを越
えたときにシートへの既着座の検出、判別を行うものと
して構成されている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の実施の形態について詳細に説明する。

【００１３】図１に示すように、この発明に係るシート
の着座検出装置10においては、着座検出の対象となるシ
ート12のシートクッション14に検出電極16(16-1〜16-
3)、および補償電極18の双方が内設されている。

【００１４】一般に、自動車等の車両に装着されるシー
ト12のシートクッション表面は、上面中央が着座者の着
座領域となるかがみ部14a、その上面左右側部ががくぶ
ち部14b、そして、シートクッションの側部周面がまち
部14cとして規定されている。そして、この発明におい
ては、ほぼ同一の面積を有する複数、たとえば３体の検
出電極16(16-1〜16-3)が、シートクッション14の、着座
領域となるかがみ部14aにそれぞれ内設、つまりは内蔵
されている。

【００１５】図１に加えて図２を見るとわかるように、
検出電極16(16-1〜16-3)は、たとえば、乗員、つまり着
座者の尻部を受ける尻部左右位置、および着座者の左右
の大腿部を受ける大腿部位置の３ヶ所にそれぞれ内設さ
れている。

【００１６】なお、図３を見るとわかるように、シート
クッション12は、通常、弾性体としてなるシートパッド
20を、表皮22、ワディング24の貼り合わせによりなるト
リムカバー26で被覆することによって形成されることか
ら、たとえば、図示のようなワディングとシートパッド
との間への介在を、シートクッションへの検出電極16(1
6-1〜16-3)の内設としてこの発明の実施の形態において
は具体化する。

【００１７】ここで、図１、図２に示すように、この発
明においては、検出電極16(16-1〜16-3)とは別体の補償
電極18が、シートクッションの着座領域（かがみ部）14
a以外の、たとえば乗員の往来に影響を受けない箇所、
つまり自動車用のシートであれば乗降時の往来のない車
両中央寄り側面のまち部14c等に内設されている。

【００１８】この補償電極18は、たとえば、検出電極16
(16-1〜16-3)とほぼ同一の面積を有して形成され、検出
電極とほぼ同じ周辺部材を持つ位置、つまり検出電極が
シートパッド20とワディング24との間に介在されていれ
ば、これと同じくシートパッドとワディングとの間に介
在される（図３参照）。

【００１９】なお、検出電極16(16-1〜16-3)、および補
償電極18としては、導電性、および可撓性を持つ、いわ
ゆる導電性フィルム、あるいは導電性布等が利用でき
る。

【００２０】この発明の着座検出装置10は、誘電体の接
近により変化する静電容量によってそのON/OFFを切り換
える静電容量形近接スイッチの原理を利用している。

【００２１】つまり、図１に示すように、検出電極16(1
6-1〜16-3)がシートクッションの着座領域(かがみ部)内
14aに内設されていることから、シート12、つまりはシ
ートクッション14に乗員が着座すれば、誘電体である乗
員（人体）の接近によって検出電極からの出力、つまり
静電容量L1が変化する。また、補償電極18は、乗員の接
近しない箇所で、シートパッド20、およびトリムカバー
26との近接位置に内設されているため、誘電体となるシ
ートパッド、およびトリムカバーの吸湿成分に応じた静
電容量L2が、出力としてこの補償電極から出力される。

【００２２】ここで、シートクッションの着座領域14a
内に内設された３体の検出電極16(16-1〜16-3)は切換手
段、たとえば対応数の切換接点を持つ自動制御化された
切換スイッチ28を介して、補償電極18と共に相殺手段30
に並列接続されている。

【００２３】この構成においては、検出電極16(16-1〜1
6-3)が、相殺手段30に対し、切換スイッチ（切換手段）
28を介して順次自動的、かつ選択的に接続され、この接
続されたいずれかの検出電極からの静電容量L1が、補償
電極18からの出力、つまりは静電容量L2と共に相殺手段
に出力される。

【００２４】なお、この発明の着座検出装置10において
も、一般的な静電容量形近接スイッチと同様に、検出回
路として、発振回路、たとえば、バッファアンプ（緩衝
増幅器）32-1,32-2を介してそれぞれに接続された高周
波発振器34が利用され、検出電極16(16-1〜16-3)、およ
び補償電極18の静電容量の変化による発振周波数の変
化、あるいは発振の開始、停止動作信号等が、誘電体検
出用アンプ（増幅器）36-1,36-2、およびAC/DCコンバー
タ（変換器）38-1,38-2を介して相殺手段30に出力され
るものとなっている。

【００２５】相殺手段30においては、切換スイッチ28に
よる接続接点の自動的な切り換えのもとで選択された検
出電極16(16-1〜16-3)のいずれか１体の出力（静電容
量）L1と、補償電極18からの出力（静電容量）L2とが合
成され、図４（Ａ）に示すように、検出電極の出力L1か
ら補償電極の出力L2を差し引きした、つまりは相殺した
後の出力値が、誘電体検出値L3として相殺手段から出力
される（図１参照）。

【００２６】図２、図３に示すように、乗員の乗降や着
座に特に影響を受けない位置にある補償電極18において
は、その周辺部材、つまりシートパッド20、およびトリ
ムカバー26の吸湿成分等が、その出力、つまり静電容量
L2を決定する要因となる。これに対し、検出電極16(16-
1〜16-3)は、乗員の乗降や着座の影響を直接的に受ける
シートクッションの着座領域14a内に内設され、かつ補
償電極18と同様の周辺環境を持っていることから、乗員
の乗降や着座による人体の接近、離反と、その周辺部材
であるシートパッド20、およびトリムカバー26の吸湿成
分との双方が、その静電容量L1の変動要因となってい
る。

【００２７】つまり、シートパッド20、およびトリムカ
バー26の吸湿成分を含む検出電極16(16-1〜16-3)の静電
容量L1から、シートパッド、およびトリムカバーの吸湿
成分のみを検出した補償電極18の静電容量L2を差し引く
ことで、シートパッド、およびトリムカバーの吸湿成分
を含まない、乗員の接近、離反に応じた静電容量変化の
みが誘電体検出値L3として取り出し可能、つまりは出力
可能となる。

【００２８】図１を見るとわかるように、この相殺手段
30からの出力（誘電体検出値）L3は、比較手段40に出力
され、たとえば所定の調整手段42により予め設定された
特定の判定レベルL4と、この比較手段において比較され
る。

【００２９】図１に加えて図４（Ａ），（Ｂ）を見ると
わかるように、相殺手段30からの出力L3が判定レベルL4
以下であれば、検出電極16(16-1〜16-3)から乗員までの
距離が着座に満たない非接近位置にあると判断されて、
ローレベルの出力信号L5-Loが比較手段40から出力され
る。そして、相殺手段30からの出力L3が判定レベルL4を
越えたとき、検出電極16(16-1〜16-3)から乗員までの距
離が着座に相当する距離にあると判断されて、ハイレベ
ルの出力信号L5-Hiが比較手段40から出力される。

【００３０】つまり、この発明においては、比較手段40
から出力L5のレベル大小によって、シート12に対する着
座の有無が判別可能となっている。

【００３１】上記のように、この発明のシートの着座検
出方法においては、シートパッド20、およびトリムカバ
ー26の吸湿成分のみの静電容量L2を補償電極18によって
検出し、シートパッド、およびトリムカバーの吸湿成分
を含む検出電極16(16-1〜16-3)の静電容量L1からこの補
償電極の静電容量L2を差し引くことで、シートパッド、
およびトリムカバーの吸湿成分を含まない静電容量（誘
電体検出値）L3を検出している。そして、検出電極16(1
6-1〜16-3)がシートクッションの着座領域14a内に内設
されており、トリムカバー26を介した状態で着座者（乗
員）の接近、離反を直接的に検出できるため、シートパ
ッド20の見かけ密度等の外的要因に何等影響を受けない
乗員の検出が可能となる。

【００３２】つまり、この発明によれば、検出電極16(1
6-1〜16-3)の周辺部材の吸湿成分だけでなく、着座姿勢
の変動からも影響を受けることのない、安定した着座検
出が十分に可能となる。

【００３３】そして、この発明のシートの着座検出装置
10によれば、上記着座検出方法が適切に遂行でき、吸湿
成分、着座姿勢変動等の影響のない安定性の高い着座検
出が、構成の複雑化等を招くことなく容易に行える。

【００３４】また、この発明においては、検出電極16(1
6-1〜16-3)をシートクッションの着座領域14a内のみに
内設している。シートクッションの着座領域14a内は着
座者（乗員）の尻部、および大腿部を受ける部分である
ため、着座姿勢やシート12のリクライニング姿勢等によ
ってはその着座領域から離反する可能もあるシートバッ
クと異なり、着座の検出は確実に行える。

【００３５】つまり、この発明においては、この点にお
ける誤検出も確実に防止可能となる。

【００３６】ここで、この発明の実施の形態において
は、検出電極16(16-1〜16-3)を、尻部を受ける尻部左右
位置、および左右の大腿部を受ける大腿部位置の３ヶ所
に内設しているが、これに限定されず、たとえば、尻部
位置の１ヶ所や尻部位置と大腿部位置との２ヶ所、ある
いは尻部左右位置と大腿部左右位置との４ヶ所等に、検
出電極を内設する構成としてもよい。

【００３７】しかし、この実施の形態のように、尻部を
受ける尻部左右位置、および左右の大腿部を受ける大腿
部位置の３ヶ所に検出電極16(16-1〜16-3)を内設し、な
おかつその面積をほぼ同一とすれば、着座姿勢の変動、
あるいは変則的な着座姿勢等によっても、そのいずれか
の検出電極が乗員の着座を適切に検出できるため、構成
の複雑化防止と検出性能の低下防止との両立が十分に可
能となる。

【００３８】また、補償電極18は、乗員の乗降や着座に
影響を受けない位置であれば足りるため、この実施の形
態で示したような、車両中央寄り側面のまち部14cに限
定されず、たとえば、車両後方側面のまち部に、この補
償電極を内接してもよい。

【００３９】自動車のフロントシートであれば、リヤシ
ート着座者からの影響のない車両中央寄り側面のまち部
が望ましい。しかし、自動車のリヤシート、特に二人掛
けシート等においては、車両後方側面のまち部への補償
電極18の内設が望ましい。

【００４０】そして、この補償電極18の面積を検出電極
16(16-1〜16-3)の面積とほぼ同一とすることによって、
吸湿成分を含む静電容量L1からの吸湿成分（静電容量L
2）の相殺が一層正確化される。

【００４１】また、この発明の実施の形態においては、
検出電極16(16-1〜16-3)、および補償電極18をシートパ
ッド20とトリムカバーのワディング24との間に介在させ
ている。しかし、着座者により近い位置に検出電極16(1
6-1〜16-3)を内設すれば足りるため、シートパッド20と
ワディング24との間に限定されず、たとえば、トリムカ
バーの表皮22とワディングとの間に、検出電極、および
補償電極18を内設してもよい。

【００４２】なお、この発明の実施の形態においては、
シートとして自動車用シートを例示しているが、これに
限定されず、たとえば、電車、飛行機、船舶等や、車
両、乗り物以外の各種シートに、この発明を応用しても
よい。

【００４３】上述した実施の形態は、この発明を説明す
るためのものであり、この発明を何等限定するものでな
く、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施されたも
のも全てこの発明に包含されることはいうまでもない。

【００４４】

【発明の効果】上記のように、この発明によれば、検出
電極周辺部材の吸湿成分を含まない静電容量の検出が、
シートパッドの見かけ密度等の外的要因の影響を受ける
ことなく行えるため、安定性の高い着座検出が、構成の
複雑化等を招くことなく容易に行える。

【００４５】そして、検出電極をシートクッションの着
座領域内のみに内設しているため、着座姿勢やシートの
リクライニング姿勢等の影響を受けることなく、着座の
有無の検出が確実に行える。従って、この点における誤
検出も、この発明によれば確実に防止可能となる。

【００４６】また、尻部を受ける尻部左右位置、および
左右の大腿部を受ける大腿部位置の３ヶ所に検出電極を
内設し、なおかつその面積をほぼ同一とすれば、着座姿
勢の変動、あるいは変則的な着座姿勢等によっても、そ
のいずれかの検出電極が乗員の着座を適切に検出できる
ため、構成の複雑化防止と検出性能の低下防止との両立
が十分に可能となる。

【００４７】そして、補償電極の面積を検出電極の面積
とほぼ同一とすれば、吸湿成分を含む静電容量からの吸
湿成分の相殺が一層正確化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るシートの着座検出装置の概略ブ
ロック図である。

【図２】シートクッションの概略平面図である。

【図３】シートクッションの部分拡大断面図である。

【図４】シートの着座検出装置における出力特性図、お
よび着座判別特性図である。

【符号の説明】

10 シートの着座検出装置 14 シートクッション 16(16-1〜16-3) 検出電極 18 補償電極 28 切換手段（切換スイッチ） 30 相殺手段 40 比較手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体の接近により変化する静電容量に
   よってそのON/OFFを切り換える静電容量形近接スイッチ
   の原理を利用したものであり、 着座検出の対象となるシートのシートクッションの着座
   領域内に内設された検出電極からの出力と；当該シート
   クッションの着座領域以外の箇所で、検出電極とほぼ同
   じ周辺部材を持つ位置に内設された補償電極からの出力
   と；を合成し、検出電極の出力を補償電極の出力で相殺
   した後に取り出された出力値を誘電体検出値として、予
   め設定された特定の判定レベルと比較することにより、
   着座の有無を検出、判別するシートの着座検出方法。
2. 【請求項２】 ほぼ同一の面積を有する複数の検出電極
   を、シートクッションの着座領域内の所定箇所にそれぞ
   れ内設するとともに、この検出電極とほぼ同一の面積を
   有する補償電極を、シートクッションの側面位置に内設
   し、切換手段による切り換えのもとで、この複数の検出
   電極からのそれぞれの出力を補償電極からの出力と順次
   合成し相殺する請求項１記載のシートの着座検出方法。
3. 【請求項３】 着座検出の対象となるシートのシートク
   ッションの着座領域内に内設された検出電極と；当該シ
   ートクッションの着座領域以外の箇所で、検出電極とほ
   ぼ同じ周辺部材を持つ位置に内設された補償電極と；検
   出電極からの出力と補償電極からの出力とを合成し、検
   出電極の出力を補償電極の出力で相殺した後に取り出さ
   れた出力値を、誘電体検出値として出力する相殺手段
   と；相殺手段からの出力を、予め設定された判定レベル
   と比較して、その結果に応じた信号を出力する比較手段
   と；を具備し、相殺手段からの出力値が判定レベルを越
   えたとき、当該シートへの既着座を検出、判別する信号
   を、比較手段から出力可能としたシートの着座検出装
   置。
4. 【請求項４】 ほぼ同一の面積を有する検出電極が、シ
   ートクッションの着座領域内の、尻部を受ける尻部左右
   位置、および左右の大腿部を受ける大腿部位置の３ヶ所
   にそれぞれ内設されるとともに、 相殺手段に接続される１体の検出電極を３体の検出電極
   の中で順次切り換える切換手段が、更に設けられた請求
   項３記載のシートの着座検出装置。
5. 【請求項５】 補償電極が、検出電極とほぼ同一の面積
   に形成されて、シートクッションの側面位置に内設され
   た請求項３または４記載のシートの着座検出装置。