JP2002512146A - 乗員検出システム - Google Patents

乗員検出システム

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JP2002512146A JP2000544535A JP2000544535A JP2002512146A JP 2002512146 A JP2002512146 A JP 2002512146A JP 2000544535 A JP2000544535 A JP 2000544535A JP 2000544535 A JP2000544535 A JP 2000544535A JP 2002512146 A JP2002512146 A JP 2002512146A
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Abstract

(57)【要約】 エアバッグインフレータモジュール(16)の作動を制御する乗員検出システム(10)が、レーダモジュール(12)を組み込んでおり、衝突の確度、または近接状態によってエアバッグインフレータモジュール(16)によって障害を負う確度のいずれかに応答する作動センサの反応にレーダモジュールが作動化する。1つの実施形態では、衝突の可能性に応じて、エアバッグインフレータモジュールの危険ゾーン内に乗員がいるかどうかを感知するために、エアバッグインフレータモジュールがレーダモジュール(12)を所定時間にわたって作動させる。別の実施形態では、レーダモジュール(12)の作動が、連続作動している範囲/近接センサ(22)に応答する。エアバッグインフレータモジュール(16)の危険ゾーン内に乗員が検出された場合、エアバッグインフレータが使用禁止化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 [関連出願の相互参照] 本出願は、1998年4月21日に出願された先行の米国特許仮出願第60/
082,527号の利益を主張する。 1998年4月20日に出願された米国特許仮出願第60/082,408号
の利益を主張し、1998年4月20日に出願された米国特許仮出願第60/0
82,443号の利益を主張し、また1998年4月21日に出願された米国特
許仮出願第60/082,528号の利益を主張する、本出願と同一日に出願さ
れた「乗員検出システム」と題する同時係属中の同一所有者の米国特許出願第・
・・号は、通常の着座乗員が占めるが、所定位置外の乗員または後ろ向き型チャ
イルドシートのいずれも占めない領域内に配置された波動エネルギビームと乗員
との相互作用を検出する送信機/受信機サブシステムを有する乗員検出システム
を開示している。 1998年4月21日に出願された米国特許仮出願第60/082,523号
の利益を主張し、1999年2月11日に出願された米国特許仮出願第60/1
19,694号の利益を主張する、本出願と同一日に出願された「乗員検出シス
テム」と題する同時係属中の同一所有者の米国特許出願第・・・号は、座席まで
の距離および座席の前面までの距離の両方を測定する送信機/受信機サブシステ
ムを有する乗員検出システムを開示している。 1997年8月14日に出願された「乗員位置感知システム」と題する同時係属
中の同一所有者の米国特許出願第08/911,488号は、測距センサを容量
性センサと組み合わせて有する乗員位置感知システムを開示している。 1997年3月7日に出願された米国特許仮出願第60/038,620号の
利益を主張する、1997年8月14日に出願された「電界感知エアバッグ危険
ゾーンセンサ」と題する同時係属中の同一所有者の米国特許出願第08/911
,148号は、容量性危険ゾーンセンサを開示している。 1997年4月23日に出願された「乗員位置感知システム」と題する同時係
属中の同一所有者の米国特許出願第08/841,521号は、乗員の位置を感
知するための視覚ベースのシステムを開示している。 上記出願は、参照として本明細書に援用される。
【0002】 [技術分野] 本発明は、包括的には車両安全拘束システムの作動を制御するための乗員検出
システムに関し、特に衝突に応じた安全拘束システムの作動を左右するために乗
員の存在および位置を決定するための乗員検出システムに関する。
【0003】 [発明の背景] 車両は、乗員の傷害を軽減するために、車両衝突に応じて作動する自動安全拘
束アクチュエータを含むことができる。そのような自動安全拘束アクチュエータ
の例として、エアバッグ、シートベルトプリテンショナ、作動式ニーボルスター
(knee bolsters)がある。自動拘束システムの1つの目的は、乗員の障害を軽減
することであり、そのため、自動拘束システムが作動しなかった場合に衝突によ
って受ける怪我より重大な怪我を自動拘束システムで受けることがないようにす
ることである。一般的に、安全拘束システムの関連部品の交換費用のためや、そ
のような作動が乗員を障害させる可能性があるために、障害を軽減するために必
要な時だけ自動安全拘束アクチュエータを作動させることが望ましい。このこと
は特にエアバッグ拘束システムに当てはまるが、作動時にエアバッグに接近しす
ぎている乗員、すなわち、所定位置外にいる乗員は、車両衝突が比較的軽度であ
る時でも作動中のエアバッグで障害または死亡しやすい。たとえば、衝突前に急
ブレーキをかけると、ベルトをしていない乗員は作動時に所定位置から外れやす
い。さらに、背が低いか、体格が脆弱な乗員、たとえば子供や小柄な大人や骨が
脆い人などは特に、エアバッグインフレータによって誘発された傷を受けやすい
。さらに、前部助手席側エアバッグ付近で通常に配置された後ろ向き型チャイル
ドシート(RFIS)に適当に固定された幼児も、チャイルドシートの背面がエ
アバッグインフレータモジュールに近接しているために、作動中のエアバッグに
よって障害を負ったりまたは死亡しやすい。
【0004】 エアバッグは、インフレータドアから相当に離れた位置にいる前向きの乗員に
有益であり得る。しかし、後ろ向き型チャイルドシート(RFIS)に座った幼
児には、エアバッグが命取りになる可能性がある。エアバッグはまた、車両衝突
時にインフレータに接近しすぎている場合、たとえば、ベルトをしていない人が
衝突前の急ブレーキを受けた時、前向きの乗員にも危険になりうる。エアバッグ
インフレータは、所定の保護能力で、たとえば、30MPH障壁相当衝突を受け
た時にシートベルトをしないで通常に着座していた第50百分位数の乗員を拘束
する能力を有するように設計されているが、これによって発生する対応のエネル
ギおよびパワーレベルは、所定位置外の乗員や、子供、小柄な婦人または老人な
どの小柄であるか脆弱な乗員や、後ろ向き型チャイルドシート(RFIS)に座
っている幼児を障害させる可能性がある。めったにないことであるが、エアバッ
グインフレータがなければ乗員が比較的軽傷で生存できたと思われる衝突でエア
バッグインフレータによって障害または死亡するケースが、エアバッグインフレ
ータが拘束しようとする乗員を障害させる可能性を減少または排除する契機にな
った。 自動車製造者およびNHTSAは、むしろ有害になるような状況ではエアバッ
グを使用禁止化する方法を探し求めている。エアバッグは、高速衝突で175ポ
ンドの成人を充分に拘束することができる力で開くように開発してきた。これら
のエアバッグが車両の前部助手席に座っている子供に向かって作動した時、それ
らは大怪我をさせるであろう。別に考えられる有害な状況として、エアバッグの
作動時に乗員がエアバッグインフレータモジュールに非常に接近している時があ
る。最近のNHTSAのデータは、乗員がインフレータドアから約4〜10イン
チより接近している時にエアバッグを使用禁止化すれば、このようにインフレー
タに近接していることによる大怪我を減少させるか、排除することができること
を示唆している。乗員がエアバッグで障害を負う危険があると思われるエアバッ
グインフレータに近接した領域を「危険」ゾーンと呼ぶ。危険ゾーンの大きさは
、関連のエアバッグインフレータの膨張特性およびエアバッグモジュールに対す
る乗員の速度によって決まる。先の研究から、危険ゾーンがインフレータドアか
ら約8インチ延在することが示唆されている。
【0005】 エアバッグインフレータによる乗員の障害を軽減する1つの技法は、たとえば
エアバッグインフレータ内でのガス発生量か、その膨張率を減少させることによ
って、関連のエアバッグインフレータのパワーおよびエネルギレベルを低下させ
ることである。これは、エアバッグインフレータによる乗員の障害の危険性を減
少させるが、同時にエアバッグインフレータの拘束能力を低下させるため、極め
て重大な衝突に曝された時に乗員が障害を負う危険性が高くなる。
【0006】 エアバッグインフレータによる乗員の障害を軽減する別の技法は、衝突の重大
度の測定値に応じてインフレータの膨張率(the rate of inflation rate)また
は能力を制御することである。この従来技術は、個別の独立区画化ステージ(sta
ge)と対応の発火回路とを有する多段式インフレータを使用することを教示して
おり、これによって、ステージが作動順に発火されて有効膨張率を制御するか、
ステージの発火を禁止して有効インフレータ能力を制御する。従来技術はまた、
貯蔵ガスと、独立的に発火する複数の火工式ガス発生素子との組み合わせを有す
る混成式インフレータの使用を教示している。さらに、従来技術はまた、インフ
レータからのガス放出流量を制御するために制御弁を使用することを教示してい
る。膨張率および能力は、衝突の感知または予想重大度に応じて制御することが
でき、このため、低重大度は高重大度の衝突より低い膨張率または膨張能力を必
要とするであろう。低重大度の衝突は高重大度のものより可能性が高いため、ま
た、そのような制御式インフレータは、低重大度の衝突状態では高重大度の場合
より攻撃性が低くくなりやすいので、大きさおよび位置のためにエアバッグイン
フレータで障害を負う危険性がある乗員は、攻撃性が低いインフレータに曝され
る可能性が高くなるため、全体的に障害の可能性が低くなるであろう。しかし、
通常位置にある乗員に充分な拘束を与えるためにインフレータが意図的に攻撃的
になる高重大度衝突の状態では、そのような乗員が障害を負う危険性は軽減され
ないであろう。
【0007】 エアバッグインフレータによる乗員の障害を軽減するさらに別の技法は、乗員
の存在および位置に応じてインフレータの作動を制御することであり、それによ
って、乗員がインフレータの対応の危険ゾーン外に位置する時だけ、インフレー
タを作動させる。最近のNHTSAデータは、乗員がインフレータドアから約4
〜10インチより接近している時にエアバッグを使用禁止化すれば、インフレー
タに近接していることによる重大な障害を減少させるか、排除することができる
ことを示唆している。エアバッグインフレータを使用禁止化するためのそのよう
なシステムは、そうでない場合に乗員拘束を行うために必要な時にエアバッグイ
ンフレータを使用禁止化することなく、そのような決定を行うことができる感度
および頑強度を充分に有する乗員センサを必要とする。
【0008】 斜めまたは側面衝突の一部の場合を除いて、作動したエアバッグインフレーシ
ョンシステムの交換に伴った不必要なコストおよび不便さのため、該当の乗員が
存在しない場合、自動安全拘束アクチュエータを作動させないことが一般的に望
ましい。従来技術は、そのようなシステムを実行するために車両の助手席の乗員
の存在の検出または無生物の認識を行う様々な手段を教示している。たとえば、
乗員の存在を検出するために、重量センサを座席に組み込むことができる。
【0009】 エアバッグインフレータによる乗員の障害を軽減するためのさらに別の技法は
、乗員の存在および位置に応じてエアバッグインフレータの膨張率または膨張能
力を制御するものである。そのような制御システムは、上記のような衝突重大度
に応じて制御可能なインフレーションシステムと組み合わせて使用するのが最も
好適であり、乗員位置入力を使用して、そうでなければ特定の衝突重大度レベル
によって表されるであろうが、背が低いか体重が少ない乗員や、後ろ向き型チャ
イルドシートに座っている幼児を障害させる可能性がある非常に攻撃的なエアバ
ッグインフレータ制御をオーバーライドすることができる。エアバッグインフレ
ータを制御するそのようなシステムは、頑強で充分に正確であると共に様々な乗
員の着座形態および状態を見分けて識別することができる乗員位置センサを必要
とする。
【0010】 従来技術は、乗員の存在、重量および着座位置を検出するために座席に組み込
まれたセンサを使用することを教示している。米国特許第3,672,699号
、第3,767,002号、第5,161,820号、第5,474,327号
および第5,612,876号は、関連のエアバッグインフレータの作動を制御
するために座席に組み込まれた乗員存在センサの使用を教示している。米国特許
第5,205,582号は、空席に対応したエアバッグインフレータを、第2衝
突減速閾値を超える加速度の場合に作動させ、それ以外では無作動化させるシス
テムを教示している。米国特許第5,074,583号は、エアバッグシステム
を制御するために乗員の重量および着座位置を検出するように座席に組み込まれ
た複数のセンサを教示している。米国特許第5,232,243号、第5,49
4,311号および第5,624,132号は、多段式エアバッグインフレータ
、インフレータ通気弁、またはエアバッグインフレータの空間取り付け向きのい
ずれかを制御するために乗員の存在、重量または位置を検出するように座席に組
み込まれた力感知薄膜素子列を教示している。米国特許第5,404,128号
は、人が存在するかどうかを決定するために呼吸および心臓の鼓動によって発生
する微弱振動を検出するように座席に組み込まれた振動センサを使用することを
教示している。米国特許第5,573,269号は、座席の背もたれの傾斜角度
および足の位置を使用して座席重量測定値を補正する手段を教示している。エア
バッグインフレータの作動を制御する手段として座席重量を組み込む一部のシス
テムでは、エアバッグインフレータが95パーセントの女性に対して使用可能で
あるが、後ろ向き型チャイルドシートに座っている幼児の場合には使用禁止化す
ることができるように、感知した乗員重量が30Kg未満である場合にエアバッ
グインフレータを使用禁止化する必要がある。チャイルドシートを固定している
シートベルトが強く締め付けられすぎている時などの場合では、関連の座席重量
センサが対応のカットオフ閾値より大きい見掛け重量を感知して、後ろ向き型チ
ャイルドシートが存在する時にエアバッグインフレータを誤って使用可能にする
ことがある。
【0011】 米国特許第5,071,160号および第5,118,134号は、インフレ
ータを制御するために乗員位置および速度の両方またはいずれか一方の感知と車
両加速度とを組み合わせることを教示している。これらの特許は共に、たとえば
乗員位置を感知するために超音波測距を使用することを教示している。米国特許
第5,071,160号も、たとえば受動赤外線乗員位置センサの使用を教示し
ている一方、米国特許第5,118,134号は、マイクロ波センサの使用を教
示している。米国特許第5,398,185号は、複数の乗員位置センサを、そ
れに応じて安全拘束アクチュエータを制御するシステム内に用いることを教示し
ている。
【0012】 従来技術は、物体の表面の位置を感知するために、物体の表面で反射する1つ
または複数の超音波ビームを使用することを教示している。米国特許第5,33
0,226号は、多段式エアバッグインフレータまたはそれに接続された通気弁
を制御するために乗員位置を感知するように計器盤内に取り付けられた超音波測
距センサと頭上受動赤外線センサとを組み合わせることを教示している。米国特
許第5,413,378号、第5,439,249号および第5,626,35
9号は、エアバッグインフレータモジュールを制御するために乗員の位置および
重量を検出するようにダッシュボードおよび座席内に取り付けられた超音波セン
サを他の座席センサと組み合わせることを教示している。米国特許第5,482
,314号は、受動拘束システムを無作動化すべきかどうかを決定するための超
音波および受動赤外線センサと関連の信号処理との組み合わせを教示している。
米国特許第5,653,462号および第5,829,782号は、波を車両座
席の方に向かわせる波発生器で物体を照明し、受け取った信号をニューラルネッ
トワークまたは他のパターン認識システムで処理することによって客室の内部の
識別および監視を行うシステムを教示している。さらに、米国特許第5,653
,462号は、波信号が車両座席に到達する前に最初にフロントガラスで反射す
るようにしたシステムを示している。
【0013】 従来技術はまた、物体の表面の位置を感知するために物体の表面で反射する赤
外線ビームを使用することを教示している。米国特許第5,446,661号お
よび第5,490,069号は、送信機によって物体の反射点に送られる赤外線
ビームを教示している。安全拘束システムの作動を制御するために、受信機が反
射点から散乱した放射ビームを検出し、送信および受信ビームの三角測量に基づ
いて送信機から反射点までの距離を測定する。これらの特許はまた、エアバッグ
インフレーションシステムを制御するために赤外線ビーム乗員位置センサを加速
度センサと組み合わせることも教示している。米国特許第5,549,322号
は、光ビーム乗員センサをエアバッグドアに組み込むことを教示している。さら
に、赤外線ビームセンサは、自動焦点カメラの距離計として一般的に使用されて
いる。
【0014】 米国特許第4,625,329号、第5,528,698号および第5,53
1,472号の従来技術は、乗員位置を検出するために結像システムを使用する
ことを教示しており、後者の2つの特許は、エアバッグインフレータを制御する
ためにこの情報を使用する。米国特許第5,528,698号、第5,454,
591号、第5,515,933号、第5,570,903号および第5,61
8,056号は、関連のエアバッグインフレータを使用禁止化するために後ろ向
き型チャイルドシートの存在を検出する様々な手段を教示している。
【0015】 従来技術はまた、乗員の存在、近接状態または位置を検出するために容量性感
知を使用することを教示している。米国特許第3,740,567号は、自動車
の座席に載っている人の乗員と動物または荷物とを区別するために、それぞれ座
席の座部および背もたれに組み込まれた電極をキャパシタンス応答回路と共に使
用することを教示している。米国特許第3,898,472号は、車体と協働す
るように配置されて、乗員の存在に応じた関連のキャパシタンスの変化を感知す
る乗員感知コンデンサを関連回路と共に形成する金属電極を含む乗員検出装置を
教示している。米国特許第4,300,116号は、車両の外側に近接した人を
検出するために容量性センサを使用することを教示している。米国特許第4,7
96,013号は、座席の座部と車両の屋根との間のキャパシタンスを感知する
容量性乗員検出器を教示している。米国特許第4,831,279号は、人の存
在に伴った過渡容量変化を検出するための静電容量応答制御回路を教示している
。米国特許第4,9870,519号および第5,214,388号は、物体の
近接を検出するために容量性センサ列を使用することを教示している。米国特許
第5,247,261号は、少なくとも1本の軸線に対する1点の位置を測定す
るために電界応答センサを使用することを教示している。米国特許第5,411
,289号は、乗員の存在を検出するために座席の背もたれに組み込まれた容量
性センサを使用することを教示している。米国特許第5,525,843号は、
乗員の存在を検出するために座席の座部および背もたれに組み込まれた電極を使
用し、それにより検出回路の作動中には電極を車のシャシから実質的に絶縁する
ことを教示している。米国特許第5,602,734号は、電極間のキャパシタ
ンスに対する乗員の影響に基づいて乗員位置を感知するために乗員の上方に取り
付けられた電極列を教示している。
【0016】 従来技術は、危険な状態での乗客エアバッグを抑止するために単独または組み
合わせて使用されるシステムを教示している。これらのシステムは、様々な感知
技法を、たとえば、 能動赤外線センサ、 受動赤外線センサ(熱検出器)、 超音波センサ、 容量性センサ、 重量センサ(様々なセンサ技法および測定方法を含む)、 チャイルドシート「タグ」センサ、 視覚に基づいたシステム を組み込んでいる。
【0017】 これらのセンサの目的は、乗員がインフレータドアに非常に近接し、作動中の
エアバッグの経路上にいる時を、特に所定位置から外れた乗員および後ろ向きの
幼児を決定することである。検出した場合、これらのシステムは正しいエアバッ
グ作動戦略を用いて、後ろ向き型チャイルドシートが存在している時か、衝突の
発生時に人がインフレータドアに近い特定領域内にいる時に助手席側エアバッグ
を使用禁止化する必要がある。センサにとって複雑な状況は、危険ゾーン内に物
体があるが、乗員の一部ではない時である。特に危険ゾーンの物体が新聞紙また
は地図のような低密度または低質量の物体である場合、一般的にエアバッグはや
はり乗員にとって有益になるであろう(Usually the air bag could still be be
neficial for the occupant)。超音波および光学感知機構だけを使用するシステ
ムは新聞紙によって遮断される可能性がある。一部の構造の超音波センサは、音
の速度が環境によって変化するために環境状態(温度、湿度、高度)の影響を受
けるであろう。センサと乗員との間に明瞭な視線を必要とする感知システムは、
センサが乗員に見えることを必要とする。
【0018】 物体までの距離を測定するためにレーダシステムを使用することができるが、
生物組織がレーダビームを浴び続けることによって悪影響を受けるという見方が
ある。
【0019】 チャイルドシート、小柄な乗員、空席、大柄な乗員および所定位置から外れた
乗員を識別しようとして、一般的にこれらのセンサの2つ以上が一緒に使用され
る。使用するセンサの数が多いほど、高性能システムとなる機会が大きくなる。
しかし、多くのセンサを使用するシステムのコストは、部材数が多く、車両を組
み立てる複雑さが増大するために法外に高くなる可能性がある。
【0020】 基準点と物体の表面との間の距離を測定するセンサ、たとえば超音波または赤
外線ビームセンサは、たとえば、センサに近接した位置で乗員の周縁部が存在す
ることによって、または乗員が持っているスカーフまたは新聞紙などの物体が存
在することによって発生するような誤測定を起こしやすい。これらの形式のセン
サは、インフレータドア付近の危険ゾーンを監視するために使用できるが、幾つ
かの欠点を伴っている。特に、赤外線に基づいたシステムは一般的に、危険ゾー
ンの容積よりはるかに狭いビームを用いるので、危険ゾーン内のすべての場所で
物体を確実に感知するためには多数のビームが必要であろう。多数のビームを組
み込むことによって余分なコスト、複雑さおよび応答の低速化の可能性が生じる
。さらに、インフレータに近接した危険ゾーンを監視しようとする場合、赤外線
ビームおよび超音波ベースのセンサは、インフレータドアに近接した位置に大量
のハードウェアを必要とするであろう。
【0021】 多くの乗員検出システムの1つの欠点は、乗員がインフレータモジュール付近
の危険ゾーン内にいるかどうかを決定するために最も関連性がある情報を収集し
ないことである。乗客の上方に取り付けられて座席領域を見下ろす乗員検出シス
テムは、インフレータドア付近の領域を直接的に監視するのには不適当な物理的
視野を有する。理想的なセットの屋根取り付け式センサが、非常に難しい作業で
あるが、乗員の大体の位置を確実に決定することができたとしても、インフレー
タドアと乗員との間の実際の容積(volume)が乗員の身体によってセンサから遮断
されるであろう。エアバッグインフレータの作動を制御するための判断基準が、
一つにはエアバッグインフレータドアに対する乗員の身体の近接に基づいている
とすると、頭上センサだけでは妥当な情報を確実に得ることができない。超音波
および光学感知機構だけを使用したシステムは、新聞紙によって遮断されるであ
ろう。一部の構造の超音波センサは、音の速度が環境によって変化するために環
境状態(温度、湿度、高度)の影響を受けるであろう。センサと乗員との間に明
瞭な視線を必要とする感知システムは、センサが乗員に見えることを必要とする
【0022】 一部の従来技術の乗員検出システムは、助手席の乗員または物体の種類を識別
する、たとえば助手席の後ろ向き型チャイルドシートと通常に着座している大人
とを区別しようとしている。しかし、考えられる状況が非常に多いため、これは
非常に難しい課題である。乗員の状態を識別するために距離測定値に頼るセンサ
システムは一般的に、多くの可能性から座席の乗員の特定種類を識別するために
空間内の比較的少ない点からの情報を利用する。乗員の上にブランケットを持ち
上げるなどの単純で普通の動作によって特定状況が大きく変化する可能性がある
ので、これらのシステムから得られる結果は信頼性が低いであろう。乗員の状態
を区別することができるシステムは、衝突前にブレーキをかけている間にエアバ
ッグを使用禁止化することができないことによって限界がある。さらに、これら
のシステムに使用されるアルゴリズムは複雑であることが時々あり、性能を予測
できないことが時々ある。複雑なアルゴリズムが直接感知情報の不足を時々補う
ことができるが、同アルゴリズムが動作異常を発生する可能性も時々ある。
【0023】 [発明の概要] 本発明は、連続活動中の作動センサに応答して作動して、車両衝突が始まった
後に乗員がエアバッグインフレータドアに接近しすぎている場合にエアバッグを
抑止するレーダベースの測距システムを設けることによって、上記問題を解決す
る。連続活動中の作動センサは、衝突センサまたは範囲/近接乗員センサのいず
れかを含み、レーダベースの測距システムはそれらとつながっている。本発明は
、衝突時にエアバッグインフレータの危険ゾーン内にある人体部分を検出するこ
とによって、エアバッグを使用禁止化するか、それの膨張率を減少させることが
できる。
【0024】 エアバッグは、たとえば、ベルトをしていない乗員が衝突前の急ブレーキを受
けた時などに発生するように、車両衝突時にエア・バッグインフレータに接近し
すぎている場合、前向きの乗員にも危険であろう。有効であるためには、センサ
は、乗客がこの衝突前のブレーキ作動中に空中をまだ「飛んでいる」間にエアバ
ッグを使用禁止化できる充分な時間内にエアバッグインフレータ付近の乗客の存
在を検出しなければならない。
【0025】 本発明に組み込まれたレーダセンサは、数ミリ秒以内に乗員の位置を識別する
ことができるほど高速である。しかし、乗員が曝されるレーダセンサの1つの欠
点は、対応の電磁放射に曝されることによる、実際的または予期される潜在的な
悪影響である。低出力のレーダが生物に影響を与えるという証拠はないが、健康
に悪影響を与える可能性があるという見方のため、消費者は、したがって自動車
製造者も自動車内部にレーダを使用することをためらうであろう。
【0026】 したがって、本発明の目的は、乗員拘束システムに組み込んだ時に、関連のエ
アバッグモジュールによる乗員の障害の危険性を減少させる改良型の乗員検出シ
ステムを提供することである。
【0027】 本発明の別の目的は、乗員が無線周波数放射線を浴びる量を最小限に抑える改
良型の乗員検出システムを提供することである。
【0028】 本発明のさらなる目的は、乗員がエアバッグモジュールの危険ゾーン内にいる
かどうかを決定することができる改良型の乗員検出システムを提供することであ
る。
【0029】 本発明は、物体が危険ゾーン内にあるか、車両が実際に衝突するまでレーダを
作動させないようにするために、単独または組み合わせて使用することができる
幾つかの方法および装置を提供している。本発明は、高速通信を行うことができ
るようにしていると共に、衝突感知エアバッグ制御モジュールからの信号を受け
取るまで、または範囲/近接センサが危険ゾーン内に物体を検出するまで、レー
ダをオフ状態に維持する作動特徴を与える。本発明に組み込まれたレーダの作動
時に、乗員がエアバッグインフレータの前方の危険ゾーン内にいる場合、システ
ムはエアバッグを使用禁止化することができる。
【0030】 本発明は多くの関連の利点を提供しており、以下のものを含む。 1.レーダは多くの物質を貫通することができる。貫通できる深さは、材料と
レーダの周波数とによって決まる。 2.レーダは新聞紙を感知することができるが、それは新聞紙の向こう側の物
体も感知することができる。無線周波数エネルギは人体組織によって吸収される
ため、レーダは人体の背後の物体を感知しない。このため、新聞紙の背後の乗員
を捜すだけで、エアバッグ危険ゾーン内の物体が新聞紙などの物体であるかどう
かを決定するためにレーダを使用することができる。 3.レーダは、自動車環境全般にわたって大して変化しない光の速度に依存し
ている。 4.関連の測距処理が光の速度で行われ、距離データを比較的高頻度でサンプ
リングすることができるため、レーダは、安全拘束システムの制御を可能にする
ように充分に高速である。
【0031】 5.レーダ内に可動部品がまったくない。 6.レーダに使用されている機構は、関連の結像光学系の機械的位置に基づい
て修正される光学式測距システムの場合のように機械的整合に敏感ではない。 7.レーダは、薄いプラスチックシートを通り抜けることができるので、トリ
ム部材の背後に隠蔽することができる。
【0032】 8.1つの実施形態では、レーダモジュールと前面衝突感知ユニットとの間の
通信路によってレーダの作動が衝突に応答するため、衝突が実際に始まるまで、
レーダは不作動状態にある。したがって、衝突が実際に始まるまでレーダが通ら
ないため、レーダによる生物的影響の実際的または予期される脅威がまったくな
い。レーダが通る時、無線周波数エネルギの出力密度は、保守的産業界または政
府の出力密度限界より相当に低い。車両加速度情報も搭載型加速度計を使用する
ことによってレーダモジュールで得ることができるが、好ましくは、この情報は
レーダおよびエアバッグ制御モジュール間の高速通信によって中継され、エアバ
ッグ制御モジュールは、エアバッグが作動する時を制御し、したがって、レーダ
モジュールからの乗員位置測定が必要な時を知っている。
【0033】 9.本発明はまた、インフレーションモジュール付近の危険ゾーン内に乗員が
いるかどうかの決定を行うためにセンサを組み合わせることができる。超音波、
能動赤外線、受動赤外線、容量性感知、視認、または誘導性感知技術を使用した
範囲/近接センサを使用して、危険ゾーンを常に監視することができる。範囲/
近接センサによって危険ゾーン内に物体が検出された時、レーダがオン状態にな
って、物体の種類、たとえば人か、新聞紙または地図を持っている人かを決定す
ることができる。 10.レーダを容量性または誘導性感知技術と組み合わせて使用することによ
って、システムは危険ゾーン内の新聞紙と乗員とを確実に区別することができる
【0034】 本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照しながら
、また請求項に従って見た好適な実施形態の以下の詳細な説明を読めば充分に理
解されるであろう。
【0035】 [好適な実施形態の詳細な説明] 図1を参照すると、乗員検出システム10は、0〜約1.5メートルの距離範
囲を約5ミリ秒で何度も走査することができるレーダモジュール12を備えてい
る。レーダモジュール12は好ましくは、たとえば1GHz〜100GHzの低
い平均出力を使用しながら新聞紙を貫通することができる周波数で作動する。そ
の範囲の低周波数が好ましいのは、高周波数よりも効果的に厚い新聞紙を通り抜
けるからである。人体部分がエアバッグインフレータモジュール16付近にある
かどうかをレーダ走査から決定するためのアルゴリズムが設けられている。これ
には、新聞紙などの物体を乗員の身体から区別して、危険ゾーン内に存在する新
聞紙などの物体によってエアバッグが使用禁止化されないようにする能力が含ま
れる。レーダモジュール12は、直線周波数変調連続波(LFMCW)レーダの
場合のように、飛行時間、位相ずれまたは周波数偏位を含む多数の周知技術のい
ずれか1つによって乗員15までの距離を測定し、レーダモジュール12から送
られた波18を反射表面で反射し、反射波20としてレーダモジュールに戻すパ
ルス化または連続波電磁放射を使用している。
【0036】 乗員検出システム10はさらに、車両が衝突しそうであること、または作動中
のエアバッグで障害を負う危険がある位置にいる乗員に応じてレーダモジュール
12の作動を制御する作動センサを備えている。
【0037】 本発明の第1の実施形態によれば、レーダモジュール12とエアバッグ制御モ
ジュール14との間に専用高速通信リンクが確立されている。前進方向の高加速
度(一般的に約1g以上)を感知した時、エアバッグ制御モジュール14は車両
が衝突する可能性を認識して、そのことをレーダモジュール12に知らせる。た
とえば、衝突安全化センサなどによって検出することができるように、車両加速
度が閾値を超えた場合、レーダモジュール12が作動する。高速通信リンクは、
たとえばワイヤまたは光ファイバケーブルを使用した直接接続、または無線周波
数または光ビーム電磁放射線を使用した無線接続のいずれでもよい。レーダモジ
ュール12が乗員位置の決定を行い、乗員15がエアバッグインフレータモジュ
ール16による障害の危険性がない位置にいることをレーダモジュール12が確
認すると、レーダモジュール12は使用可能化信号をエアバッグ制御モジュール
14に伝達する。この通信は、電磁干渉の影響を受けないと共に、1ミリ秒未満
での状態変化が可能であるほど高速でなければならない。レーダモジュール12
が車両座席17を最も近い物体として検出し、それによって座席が空いていると
考える場合か、レーダモジュール12がエアバッグインフレータモジュール16
の危険ゾーン内に乗員15を検出した場合のいずれかで、エアバッグインフレー
タモジュールは使用禁止化される。多くの通信方法が可能である。
【0038】 乗員検出システム10はさらに、乗員がエアバッグインフレータモジュール1
6に近接した所定の危険ゾーン内にいるかどうかを決定する範囲/近接センサ2
2を備えることができる。範囲/近接センサ22は、容量性、超音波、光学(能
動および受動赤外線または視覚ベースのシステムを含む)、誘導性またはレーダ
技術を使用する。好ましくは、範囲/近接センサ22は、たとえば容量性または
受動赤外線センサの多くの場合に可能であるように、人または生物を無生物と区
別することができる。
【0039】 レーダモジュール12は、エアバッグインフレータモジュール16の前方の物
体を感知すると共に、エアバッグインフレータモジュール16の前方の危険ゾー
ンを大きく越えた位置の乗員または他の表面を感知することができるように、車
両内に取り付けられている。範囲/近接センサ22も、エアバッグインフレータ
モジュール16の前方の物体を感知することができるように取り付けられている
。エアバッグインフレータモジュール16の前方の危険ゾーン内の物体は、レー
ダモジュール12および範囲/近接センサ22の両方で感知されるであろう。
【0040】 レーダモジュール12は、作動時にエアバッグインフレータモジュール16の
前方の領域を感知する。レーダモジュール12およびエアバッグ制御モジュール
14の間に高速双方向通信リンクが設けられている。エアバッグ制御モジュール
14は、車両の衝突時を決定する搭載型加速度計を組み込んでおり、双方向通信
リンクを使用して衝突の発生をレーダモジュール12に知らせる。
【0041】 エアバッグ制御モジュール14は、前進方向の車両の加速度を感知する。エア
バッグを必要とする最高速度の前面衝突の場合でも、制御モジュール加速度計か
らの「衝突の第1ヒント(first hint)」とエアバッグの所要の「発火までの時間
」との間に常に一定期間がある。衝突の第1ヒントは、加速度計が非衝突走行中
には見られない加速度レベル、おそらくは1〜3gを確認した時である。この期
間を制御モジュールアルゴリズムが使用して、衝突がエアバッグを必要とするほ
ど重大であるかを決定し、この期間を「最短衝突前時間」と呼ぶ。最短遅れ(「
発火までの時間」)は、車両およびエアバッグインフレータモジュール16の構
造によって決まり、一般的に約8ミリ秒より長い。最短衝突前時間の間に、レー
ダモジュール12が作動して、乗員がエアバッグモジュールの危険ゾーン内にい
るかどうかの決定を行うことができる。
【0042】 図2を参照すると、関連のシステムロジック(100)は以下の通りである。 a.ステップ(102)から続くステップ(104)において、エアバッグ制
御モジュール14からの衝突のヒントがない場合、レーダモジュール12は不作
動状態のままである。
【0043】 b.ステップ(104)において衝突のヒントがある場合、ステップ(106
)においてエアバッグ制御モジュール14がこのことをレーダモジュール12に
知らせてレーダを作動させ、ステップ(110)においてエアバッグインフレー
タモジュール16の危険ゾーン内に乗員がいるかどうかを決定し、この情報を最
短衝突前時間内にエアバッグ制御モジュール14に知らせる。 i)ステップ(110)において危険ゾーン内に乗員がいる場合、レーダモ
ジュール12はこのことをエアバッグ制御モジュール14に知らせて、ステップ
(112)においてエアバッグ制御モジュール14を使用禁止化する。 ii)ステップ(110)において危険ゾーン内に乗員がいない場合、レー
ダモジュール12はこのことをエアバッグ制御モジュール14に知らせて、ステ
ップ(114)においてエアバッグ制御モジュール14を使用可能化し、ステッ
プ(116)において危険ゾーン内の乗員を延長時間にわたって、おそらくは数
秒間、探し続ける。この延長監視時間中にレーダモジュール12が危険ゾーン内
に乗員を感知した場合、この情報がエアバッグ制御モジュール14に伝達され、
ステップ(112)においてエアバッグ制御モジュール14が使用禁止化される
。そうでない場合、延長時間後にステップ(118)においてレーダモジュール
12が無作動化される。
【0044】 c.ステップ(102)から続くステップ(122)において、エアバッグ制
御モジュール14内の衝突感知システムがエアバッグインフレータを必要とする
衝突を検出し、ステップ(124)においてエアバッグ制御モジュール14が使
用可能である場合、ステップ(126)において、エアバッグ制御モジュール1
4がおそらくはレーダモジュール12からの(訳注:form the radar module 12
→from the radar module 12)距離測定値に応じて(128)作動する。
【0045】 本発明の第2の実施形態を示す図3を参照すると、作動時にレーダモジュール
12は上記の範囲/近接センサ22でエアバッグインフレータモジュール16に
近接した領域を感知する。 2つのセンサを一緒に使用することによって、乗員がエアバッグインフレータ
の危険ゾーンにいるかどうかを正確に決定することができる。物体が範囲/近接
センサ22によって感知されるまで、レーダモジュール12は不作動状態にあり
、感知後にレーダモジュール12が作動して、危険ゾーン内の物体が乗員の一部
であるかどうかを決定する。
【0046】 図4を参照すると、関連のシステムロジック(200)は以下の通りである。 a.ステップ(202)から続くステップ(204)において、範囲/近接セ
ンサ22がエアバッグインフレータモジュール16の危険ゾーン内に物体を感知
しない場合、レーダモジュール12は不作動状態のままである。
【0047】 b.ステップ(204)において範囲/近接センサ22がエアバッグインフレ
ータモジュール16の危険ゾーン内に物体を感知した場合、ステップ(206)
においてレーダモジュール12が作動して、ステップ(210)においてエアバ
ッグインフレータモジュール16の危険ゾーン内に乗員がいるかどうかを決定す
る。 i)ステップ(210)において危険ゾーン内に乗員がいる場合、レーダモ
ジュール12はこのことをエアバッグ制御モジュール14に知らせて、ステップ
(212)においてエアバッグ制御モジュール14を使用禁止化する。 ii)ステップ(210)において、危険ゾーン内に乗員がいない場合、ス
テップ(214)においてレーダモジュール12はこのことをエアバッグ制御モ
ジュール14に知らせて、ステップ(216)において危険ゾーン内の乗員を延
長時間にわたって、おそらくは数秒間、探し続ける。この延長監視時間中にレー
ダモジュール12が危険ゾーン内に乗員を感知した場合、この情報がエアバッグ
制御モジュール14に伝達され、ステップ(212)においてエアバッグ制御モ
ジュール14が使用禁止化される。そうでない場合、延長時間後にステップ21
8においてレーダモジュール12が無作動化される。
【0048】 c.ステップ(220)から続くステップ(222)において、エアバッグ制
御モジュール14内の衝突感知システムがエアバッグインフレータを必要とする
衝突を検出し、ステップ(224)においてエアバッグ制御モジュール14が使
用可能である場合、ステップ(226)において、エアバッグ制御モジュール1
4がおそらくはレーダモジュール12からの(訳注:form the radar module 12
→from the radar module 12)距離測定値に応じて(228)作動する。
【0049】 作動センサの別の構造によれば、レーダモジュール12は、エアバッグ作動の
可能性を検出する加速度計を組み込むこともできるが、エアバッグ制御モジュー
ル14で感知される高加速度とレーダモジュール12で感知されるものとの間の
潜在的な時間遅れのため、この構造はあまり好適ではない。 実質的に最初の2つの実施形態の組み合わせである本発明の第3の実施形態を
示す図5を参照すると、エアバッグ制御モジュール14が衝突のヒントを検出す
るか、範囲/近接センサ22がエアバッグインフレータモジュール16の危険ゾ
ーン内に物体を感知するまで、レーダモジュール12は不作動状態のままである
。作動した時、レーダモジュール12はエアバッグインフレータモジュール16
に近接した領域を感知する。
【0050】 2つのセンサを一緒に使用することによって、乗員がエアバッグインフレータ
モジュール16の危険ゾーンにいるかどうかを正確に決定することができる。物
体が範囲/近接センサ22によって感知された場合、レーダモジュール12が作
動して、危険ゾーン内の物体が乗員の一部であるかどうかを決定する。 レーダモジュール12とエアバッグ制御モジュール14との間に高速双方向通
信リンクが確立されている。エアバッグ制御モジュール14は搭載型加速度計を
組み込んで車両の衝突時を決定し、双方向通信リンクを使用して衝突の発生をレ
ーダモジュール12に知らせる。
【0051】 図6を参照すると、関連のシステムロジック(300)は以下の通りである。 a.ステップ(301)から続くステップ(303)において、範囲/近接セ
ンサ22がエアバッグインフレータモジュール16の危険ゾーン内に物体を感知
せず、またステップ(302)から続くステップ(304)において、エアバッ
グ制御モジュール(14)からの衝突のヒントがない場合、レーダモジュール1
2は不作動状態のままである。
【0052】 b.ステップ(303)において範囲/近接センサ22がエアバッグインフレ
ータモジュール16の危険ゾーン内に物体を感知するか、ステップ(304)に
おいて衝突の可能性がある場合、ステップ(306)においてレーダモジュール
12が作動して、エアバッグインフレータモジュール16の危険ゾーン内に乗員
がいるかどうかを決定する。 i)ステップ(308)から続くステップ(310)において危険ゾーン内
に乗員がいる場合、レーダモジュール12はこのことをエアバッグ制御モジュー
ル14に知らせて、ステップ(312)においてエアバッグ制御モジュール14
を使用禁止化する。 ii)ステップ(310)において危険ゾーン内に乗員がいない場合、ステ
ップ(314)においてレーダモジュール12はこのことをエアバッグ制御モジ
ュール14に知らせて、ステップ(316)において危険ゾーン内の乗員を延長
時間にわたって、おそらくは数秒間、探し続ける。この延長監視時間中にレーダ
モジュール12が危険ゾーン内に乗員を感知した場合、この情報がエアバッグ制
御モジュール14に伝達され、ステップ(312)においてエアバッグ制御モジ
ュール14が使用禁止化される。そうでない場合、延長時間後にステップ(31
8)においてレーダモジュール12が無作動化される。
【0053】 d.ステップ(302)から続くステップ(322)において、エアバッグ制
御モジュール14内の衝突感知システムがエアバッグインフレータを必要とする
衝突を検出し、ステップ(324)においてエアバッグ制御モジュール14が使
用可能である場合、ステップ(326)において、エアバッグ制御モジュール1
4がおそらくはレーダモジュール12からの距離測定値に応じて(328)作動
する。
【0054】 本発明によれば、レーダ走査から、エアバッグインフレータに近接した物体が、
人の頭部または胴体などの大型で高密度の物体であるか、新聞紙などの低密度の
物体であるかを決定するアルゴリズムが設けられている。1つの非常に単純なア
ルゴリズムは、レーダが新聞紙を貫通することができる事実を利用している。レ
ーダは新聞紙から反射するが、同時に信号の一部が新聞紙を通り過ぎる。信号の
透過部分は次の目標物で反射し、レーダは2つの物体を見る。危険ゾーン内の物
体が人である場合、レーダ信号は人体を通り抜けないため、単一の検出目標物だ
けになる。
【0055】 したがって、レーダが危険ゾーン内に単一目標物だけを感知した場合、その目
標物はレーダの無線周波数エネルギを吸収できる大きさであり、目標物が人の頭
部または胴体であると考えられるであろう。レーダが多重物体を感知し、少なく
とも1つが危険ゾーンを越えている場合、危険ゾーン内の物体は頭部または胴体
ではなく、乗員の頭部または胴体が危険ゾーン外にあると考えられる。
【0056】 第2および第3の実施形態によれば、危険ゾーン内に物体が検出された時、範
囲/近接センサ22を使用してレーダモジュール12を作動させることができる
。これを効果的に行うためには、物体が危険ゾーンを通り抜ける時間とレーダモ
ジュール12が作動する時間との間の遅れが充分に小さくなる(好ましくな2ミ
リ秒未満)ように、範囲/近接センサ22が充分に高速でなければならない。光
の結像点の位置を利用する能動赤外線センサは、その点の実際の位置が数ナノ秒
で効果的に更新されるため、充分に高速であることができる。容量性センサも充
分に高速であることができる。
【0057】 音の速度は約13インチ/ミリ秒であるため、超音波センサには固有の遅れが
ある。測定すべき距離が約8インチにすぎない場合、これが使用に適さない遅れ
を生じることはない。しかし、超音波センサは、パルスがそれに考えられる最も
遠い距離から反射されるのを待たなければならない場合、遅れが10ミリ秒を超
える可能性がある。この遅れを最小限に抑えるための方法が幾つかある。
【0058】 1つの方法は、2つの超音波変換器を使用するものである。一方の変換器が、
継続的に周波数の掃引が行われる超音波ビーム、たとえばチャープ(chirped)信
号を送出する。第2変換器は、反射ビームを待つだけである。すべての距離が、
「現在」送出中の周波数と「現在」受け取り中の周波数との間に既知の周波数偏
位を有するであろう。この周波数変調概念をレーダシステムに使用する。別の方
法は、単一の変換器から先のパルスを受け取った直後にパルスを送出するもので
ある。
【0059】 範囲/近接センサ22としての容量性センサには幾つかの利点がある。利点に
は以下のものが含まれる。 1.レーダのように、容量性センサは、計器盤の表面上のプラスチックによ
って乗員から隠蔽することもできる。 2.容量性センサは、新聞紙のような物体や、接地性が弱い(poorly couple
d to ground)物体の感知を比較的避けることができる。凝縮体(condensation)ま
たは他の絶縁(isolated)レーダ反射物が危険ゾーン内にある時、この特性が役立
つ。 3.容量性センサが高精度の絶対距離測定を行うことができないと共に新聞
紙を感知しないことは、範囲を測定して新聞紙を感知するレーダの能力を補う(c
omplements)。 4.容量性センサに伴う1つの問題は、センサのオフセットのわずかな変化
でも、乗員が容量性センサの範囲の外側エンベロープ(envelope)にいるという不
都合な表示をしてしまうことである。このオフセットドリフト(offset drift)の
ためにレーダが作動した場合、レーダは、危険ゾーン内に物体があるかどうかを
決定することができる。危険ゾーン内に物体がない場合、容量性センサの閾値を
新しい「目標物なし」レベルに調整することができる。
【0060】 レーダモジュール12および範囲/近接センサ22は、上記の様々な実施形態
に従って様々な位置に配置することができる。ある位置では、センサをエアバッ
グインフレータモジュールドアの上部か、そのドアにできる限り接近した位置に
取り付けられる。エアバッグ作動方向が最も危険な領域であるため、センサはそ
の方向を感知する。センサはまた、エアバッグインフレータモジュール16の側
部の方に配置して、エアバッグインフレータの前方の領域を横切る方向に感知す
ることもできる。センサビームは、エアバッグインフレータドアの表面に平行に
エアバッグインフレータの前方を横切るように位置することもできる。
【0061】 図7を参照すると、レーダモジュール12は、エアバッグインフレータモジュ
ール16の下方に配置されて、計器盤トリムを通して乗員15を監視する。範囲
/近接センサ22は容量性センサを含み、容量性感知電極24がエアバッグイン
フレータモジュール16のドア26に組み込まれている。 図8および図9を参照すると、レーダモジュール12は、エアバッグインフレ
ータモジュール16から離れた位置にあり、計器盤内に組み込まれた容量性感知
電極24のオリフィス28を通して乗員15を監視する。 図10を参照すると、レーダモジュール12は、エアバッグインフレータモジ
ュール16内に組み込まれて、エアバッグインフレータモジュール16のエアバ
ッグ30を通して乗員15を監視する。エアバッグインフレータモジュール16
は、エアバッグ30を作動するためのガス発生器32を含む。
【0062】 当該技術分野の通常の技量を有するものであれば、本発明がエアバッグインフ
レータ以外の形式の、制御可能な作動を行うことができる安全拘束システムに使
用することができることは理解することができるであろう。さらに、乗員が安全
拘束システムによって障害を負う危険性があるかどうかを決定するために乗員の
位置を検出することができる対応のレーダモジュール12をいずれの場所にも配
置することができる。さらに、範囲/近接センサ22は、乗員が安全拘束システ
ムの危険ゾーンに近接していることを感知するいずれの形式の非レーダセンサも
含むこともできる。
【0063】 本発明の第1および第3の実施形態によれば、レーダモジュール12を作動さ
せる作動センサは、上記の衝突加速度センサや、たとえば車両の外側に向けられ
たマイクロ波、光学、超音波レーダセンサを使用した予測衝突センサや、ブレー
キセンサなどの、衝突を予測するいずれの形式のセンサも含むことができる。作
動センサは、ブレーキセンサから発生するような誤作動を生じやすいであろうが
、不都合な結果を伴わない。
【0064】 さらに、レーダモジュール12は常に作動しているが、作動センサに応じた負
荷サイクルすなわちサンプリング率になるように、レーダモジュール12および
作動センサを適応させてもよい。したがって、たとえば、レーダモジュール12
は、距離測定を行うことができる充分な長さの時間、たとえば2ミリ秒にわたっ
てオンになった後、作動センサが作動しているかどうかに応じて、一定時間にわ
たってオフのままにすることができる。たとえば、作動センサが作動していない
とすると、レーダモジュール12の休止時間が200ミリ秒になる一方、作動セ
ンサが作動している場合、レーダモジュール12は連続作動するであろう。した
がって、衝突が予測される時、レーダモジュール12は乗員位置の連続測定を行
い、その有効サンプリング率が増加する。これによって、乗員がマイクロ波エネ
ルギを浴びる量が、レーダモジュール12が最大負荷サイクルで連続作動する場
合よりも少なくなる。
【0065】 特定の実施形態を以上の詳細な説明で詳細に記載し、添付図面に示してきたが
、当該技術の専門家であれば、開示内容の教示全体に照らしてこれらの詳細に様
々な変更および修正を加えることができることを理解できるであろう。したがっ
て、開示の特定構造は説明のためにすぎず、本発明の範囲を制限することはなく
、本発明の範囲は添付の請求項およびその相当物の最大範囲によって与えられる
ものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施形態に従った本発明のブロック図である。
【図2】 第1の実施形態に従った乗員検出システムロジックのブロック図である。
【図3】 第2の実施形態に従った本発明のブロック図である。
【図4】 第2の実施形態に従った乗員検出システムロジックのブロック図である。
【図5】 第3の実施形態に従った本発明のブロック図である。
【図6】 第3の実施形態に従った乗員検出システムロジックのブロック図である。
【図7】 関連のセンサ素子の第1の配置に従った本発明を示している。
【図8】 関連のセンサ素子の第2の配置に従った本発明を示している。
【図9】 図8に示されている配置に従った範囲/近接スイッチの電極を示している。
【図10】 関連のセンサ素子の第3の配置に従った本発明を示している。
【符号の説明】
10 乗員検出システム 12 レーダモジュール 14 エアバッグ制御モジュール 16 エアバッグインフレータモジュール 22 範囲/近接センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),CA,JP,K R Fターム(参考) 3D054 EE11 EE26

Claims (47)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制
    御するシステムであって、 a.車両の座席上の乗員の位置を感知するレーダ範囲(range)感知システムと
    、 b.前記レーダ範囲感知システムとつながって、安全拘束システムの作動を制
    御するコントローラと、 c.安全拘束システムの作動距離(metric)を感知する作動センサとを備えてお
    り、安全拘束システムが作動可能である時、前記作動センサは連続作動しており
    、前記作動センサは前記レーダ範囲感知システムとつながっており、前記作動セ
    ンサは、安全拘束システムの作動が応答する前記作動距離に応じて作動し、これ
    によって前記レーダ範囲感知システムが前記作動センサの作動に応じて作動する
    ことを含む前記システム。
  2. 【請求項2】 エアバッグインフレータモジュールを含む、請求項1に記載
    の、車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム
  3. 【請求項3】 レーダ範囲感知システムが、車両の計器盤部分内に配置され
    て、座席の方に向けられている、請求項1に記載の車両内の乗員を検出し、それ
    に応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  4. 【請求項4】 レーダ範囲感知システムが、計器盤部分のトリム部分の背後
    に配置されている、請求項3に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全
    拘束システムを制御するシステム。
  5. 【請求項5】 レーダ範囲感知システムが、エアバッグインフレータモジュ
    ール内に配置されている請求項2に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて
    安全拘束システムを制御するシステム。
  6. 【請求項6】 レーダ範囲感知システムが、パルス化、連続および直線周波
    数変調連続波(LFMCW)の内から選択されたモードで作動し、またレーダ範
    囲感知システムが、無生物を貫通することができる周波数の電磁波エネルギで作
    動する、請求項1に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システ
    ムを制御するシステム。
  7. 【請求項7】 コントローラおよび前記作動センサが、直接配線、直接光フ
    ァイバケーブル配線、無線周波数、無線光ビームおよび無線超音波の内から選択
    された少なくとも1つの通信媒体によって前記レーダ範囲感知システムとつなが
    っている、請求項1に記載の、車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束シ
    ステムを制御するシステム。
  8. 【請求項8】 作動センサ、レーダ範囲感知システムおよびコントローラ間
    の通信が、乗員が安全拘束システムで障害を負う可能性があるような位置にいる
    時、衝突の際にレーダ範囲感知システムが作動および感知して安全拘束システム
    の作動を防止することができるように充分に高速である、請求項1に記載の車両
    内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  9. 【請求項9】 作動距離が、衝突に応じた安全拘束システムの作動を予測す
    る(anticipates)、請求項1に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全
    拘束システムを制御するシステム。
  10. 【請求項10】 作動距離が、加速度センサからの車両加速度を含み、前記
    車両加速度が閾値を超えた場合、前記作動センサが作動する、請求項9に記載の
    車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  11. 【請求項11】 作動センサが、衝突感知システムの安全化センサを含む、
    請求項10に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制
    御するシステム。
  12. 【請求項12】 加速度センサが、レーダ範囲感知システムと別体であって
    、該レーダ範囲感知システムにつながっている、請求項10に記載の車両内の乗
    員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  13. 【請求項13】 加速度センサが、レーダ範囲感知システム内に配置されて
    いる、請求項10に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システ
    ムを制御するシステム。
  14. 【請求項14】 前記作動距離が、衝突に応じた安全拘束システムの無作動
    化を予想する、請求項1に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束
    システムを制御するシステム。
  15. 【請求項15】 作動距離が、安全拘束システムに対する物体の近傍であり
    、安全拘束システムに近接した領域内に物体がある時、前記作動センサが作動し
    、該領域内にいる乗員が安全拘束システムで障害を負う危険性がある、請求項1
    4に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシ
    ステム。
  16. 【請求項16】 作動センサが、容量性センサ、超音波センサ、受動赤外線
    センサおよび能動赤外線センサの内から選択される、請求項15に記載の車両内
    の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  17. 【請求項17】 安全拘束システムが、エアバッグインフレータモジュール
    を含み、作動センサが、該エアバッグインフレータモジュールの作動ドア部分に
    近接して取り付けられている、請求項15に記載の車両内の乗員を検出し、それ
    に応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  18. 【請求項18】 作動センサが、超音波センサを含み、該超音波センサが超
    音波エネルギビームを発生し、該超音波エネルギビームが座席の方に向けられる
    、請求項16に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを
    制御するシステム。
  19. 【請求項19】 超音波エネルギビームが、チャープド(chirped)周波数信
    号を含む、請求項18に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束シ
    ステムを制御するシステム。
  20. 【請求項20】 超音波センサが、超音波エネルギの送出および受け取りの
    両方を行う単一の変換器を含み、該変換器が、先に送出された超音波エネルギパ
    ルスのエコーの受け取りに応答して超音波エネルギパルスを送出する、請求項1
    8に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシ
    ステム。
  21. 【請求項21】 作動センサが、超音波センサを含み、該超音波センサが超
    音波エネルギビームを発生し、該超音波エネルギビームが乗員が占めている領域
    内で座席を横切る方向に向けられる、請求項16に記載の車両内の乗員を検出し
    、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  22. 【請求項22】 作動センサが、少なくとも1つの電極を備えた容量性セン
    サを含み、少なくとも1つの電極の少なくとも1つがエアバッグインフレータモ
    ジュールの前記作動ドア部分に組み込まれている、請求項17に記載の車両内の
    乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  23. 【請求項23】 作動センサが、少なくとも1つの電極を備えた容量性セン
    サを含み、レーダ範囲感知システムが、前記少なくとも1つの電極の少なくとも
    1つのオリフィスを通して作動する、請求項16に記載の車両内の乗員を検出し
    、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  24. 【請求項24】 作動センサが、レーダ範囲センサに応じて修正される、請
    求項15に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御
    するシステム。
  25. 【請求項25】 作動センサは、生物と無生物とを区別することができる、
    請求項15に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制
    御するシステム。
  26. 【請求項26】 コントローラが、安全拘束システムの危険ゾーン内にいる
    乗員および空席の内から選択された、前記レーダ範囲感知システムからの信号に
    応じて安全拘束システムを無作動にする、請求項1に記載の車両内の乗員を検出
    し、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  27. 【請求項27】 さらに、衝突に応じて安全拘束システムの作動を制御する
    衝突感知システムを備えた、請求項1に記載の車両内の乗員を検出し、それに応
    じて安全拘束システムを制御するシステム。
  28. 【請求項28】 レーダ範囲感知システムが、乗員の位置に応じて安全拘束
    システムを制御するための信号を前記コントローラに送る、請求項1に記載の車
    両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御するシステム。
  29. 【請求項29】 安全拘束システムが、エアバッグインフレータモジュール
    を含み、コントローラが、乗員の位置に応じてエアバッグインフレータモジュー
    ルの膨張率を制御する、請求項28に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じ
    て安全拘束システムを制御するシステム。
  30. 【請求項30】 安全拘束システムが、複数のインフレータステージを有す
    るエアバッグインフレータモジュールを含み、コントローラが、乗員の位置に応
    じて複数のインフレータステージの少なくとも1つの作動時間を制御する、請求
    項28に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムを制御す
    るシステム。
  31. 【請求項31】 車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムの
    作動を制御する方法であって、 a.安全拘束システムが作動しそうな時を予測する段階と、 b.安全拘束システムが作動しそうな時を予測する前記捜査段階に応じて、乗
    員の位置を感知するセンサの作動を制御する段階と、 c.乗員の感知位置に応じて安全拘束システムを制御する段階とを含む、前記
    方法。
  32. 【請求項32】 乗員の位置を感知するセンサが、通常は不作動状態にあり
    、センサの作動を制御する捜査段階が、センサを作動させる段階を含む、請求項
    31に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムの作動を制
    御する方法。
  33. 【請求項33】 センサの作動を制御する捜査段階は、センサの負荷サイク
    ルを制御段階とを含む、請求項31に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じ
    て安全拘束システムの作動を制御する方法。
  34. 【請求項34】 安全拘束システムが作動しそうな時を予測する捜査段階が
    、車両の加速度を感知し、該加速度を閾値と比較する段階を含み、加速度が閾値
    を超えている場合、安全拘束システムが作動しそうであることを予測する、請求
    項31に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムの作動を
    制御する方法。
  35. 【請求項35】 加速度が、衝突感知システムの安全化センサによって感知
    される、請求項34に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束シス
    テムの作動を制御する方法。
  36. 【請求項36】 車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムの
    作動を制御する方法であって、 a.安全拘束システムを作動させるべきでない状態を検出する段階と、 b.安全拘束システムを作動させるべきでない状態を検出する捜査段階に応じ
    て、乗員の位置を感知するセンサの作動を制御する段階と、 c.乗員の感知位置に応じて安全拘束システムを制御する段階とを含む方法。
  37. 【請求項37】 乗員の位置を感知するセンサが、通常は不作動状態にあり
    、センサの作動を制御する捜査段階が、センサを作動させる段階を含む、請求項
    36に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムの作動を制
    御する方法。
  38. 【請求項38】 センサの作動を制御する捜査段階が、センサの負荷サイク
    ルを制御する段階を含む、請求項36に記載の車両内の乗員を検出し、それに応
    じて安全拘束システムの作動を制御する方法。
  39. 【請求項39】 安全拘束システムを作動させるべきでない状態を検出する
    捜査段階が、安全拘束システムで損傷を負う危険性がある領域内近傍に乗員が存
    在していることを感知する段階を含む、請求項36に記載の車両内の乗員を検出
    し、それに応じて安全拘束システムの作動を制御する方法。
  40. 【請求項40】 領域への乗員の近接を感知する捜査段階が、該乗員に無害
    である請求項39に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システ
    ムの作動を制御する方法。
  41. 【請求項41】 領域への乗員の近接を感知する捜査段階は、容量性センサ
    、視覚センサおよび受動赤外線センサの内から選択された近接センサで乗員を感
    知する段階を含む、請求項40に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安
    全拘束システムの作動を制御する方法。
  42. 【請求項42】 車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムの
    作動を制御する方法であって、 a.車両の加速度を感知する段階と、 b.該加速度が閾値より高い場合、通常は不作動状態にあるセンサで乗員の位
    置を測定する段階と、 c.安全拘束システムを制御するコントローラに該位置を伝達する段階と、 d.前記位置に応じて安全拘束システムを制御する段階であって、前記位置が
    、乗員が安全拘束システムで損傷を負う危険性がある位置に対応している場合、
    安全拘束システムのパワーを減少させる前記段階、 を含む、前記方法。
  43. 【請求項43】 安全拘束システムのパワーを減少させる捜査段階が、安全
    拘束システムを使用禁止にする段階を含む、請求項42に記載の車両内の乗員を
    検出し、それに応じて安全拘束システムの作動を制御する方法。
  44. 【請求項44】 さらに、一定時間の経過および前記加速度が閾値より低い
    事象の内から選択された状態に応じて前記センサを使用禁止にする捜査段階を含
    む、請求項42に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システム
    の作動を制御する方法。
  45. 【請求項45】 車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システムの
    作動を制御する方法であって、 a.第1センサで、安全拘束システムで障害を負う危険性がある領域に前記乗
    員が近接していることを感知する段階と、 b.前記乗員が安全拘束システムで障害を負う危険性がある領域に近接してい
    る場合、通常は不作動状態にある第2センサで、前記乗員の位置を測定する段階
    と、 c.安全拘束システムを制御するコントローラに該位置を伝達する段階と、 d.前記位置に応じて安全拘束システムを制御する段階であって、前記位置が
    、前記乗員が安全拘束システムで障害を負う危険性がある位置に対応している場
    合、安全拘束ステムのパワーを減少させる前記段階 を含む、前記方法。
  46. 【請求項46】 安全拘束システムのパワーを減少させる捜査段階が、安全
    拘束システムを使用禁止にする段階を含む、請求項45に記載の車両内の乗員を
    検出し、それに応じて安全拘束システムの作動を制御する方法。
  47. 【請求項47】 さらに、一定時間の経過および前記加速度が閾値より低い
    事象の内から選択された状態に応じて前記センサを使用禁止にする捜査段階を含
    む、請求項45に記載の車両内の乗員を検出し、それに応じて安全拘束システム
    の作動を制御する方法。
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