JP2002533259A - 乗員検出システム - Google Patents

乗員検出システム

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JP2002533259A JP2000590885A JP2000590885A JP2002533259A JP 2002533259 A JP2002533259 A JP 2002533259A JP 2000590885 A JP2000590885 A JP 2000590885A JP 2000590885 A JP2000590885 A JP 2000590885A JP 2002533259 A JP2002533259 A JP 2002533259A
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seat
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ジー． スタンレー，ジェームズ
エー．ジュニア ストッパー，ロバート
ジー． マクドネル，ジャドソン
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オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 乗員検出システム（１０）は、座席（３）上の対象物を弁別するための車両座席（３）の座席底部（４２）内の電場センサ（１００）と、車両座席（３）の座席背部（４６）に対して乗員の胴部の近接を検出するためのレンジ／近接センサ（２００）を含む。電場センサ（１００）は正常に着座した乗員（５）を他の着座条件から弁別し、またもし正常に着座した乗員（５）がいないときは拘束アクチュエータ（３９）をディスエーブルする。レンジ／近接センサ（２００）は、もし乗員（５）が、しきい値より大きな時間の間座席背部（４６）に近接していないときは、拘束アクチュエータ（３９）をディスエーブルする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、一般に車両の安全拘束システムの作動を制御する乗員検出システム
に係り，特にクラッシュに応答して乗員の存在と位置を決定して、安全拘束シス
テムの展開に影響を与える乗員検出システムに関する。
【０００２】 発明の背景 車両は、乗員の傷害を緩和するため車両のクラッシュに応じて活性化される自
動安全拘束アクチュエータを備えることができる。このような自動安全拘束アク
チュエータの例としては、エアバッグ、座席ベルトポテンショナ、および展開可
能なひざボルスタなどがある。自動拘束システムの１つの大きな目的は、乗員の
傷害を和らげ、これにより、自動拘束システムが活性化されない場合にクラッシ
ュがもたらすかも知れないより多くの傷害を自動拘束システムがもたらすことを
なくすことにある。
【０００３】 一般に、安全拘束システムの関係する要素を置きかえる犠牲のため、また乗員
を傷つけるこのような活性化に対する潜在性のために、傷害を緩和させる必要が
あるとき、自動安全拘束アクチュエータを単に活性化することが望まれる。この
ことは、特に展開の時点にエアバッグに非常に近接する乗員、すなわち、アウト
・オブ・ポジションの乗員は、関係する車両クラッシュが比較的マイルドなとき
でもエアバッグを展開することからの傷害または死を受け易くなる。例えば、厳
しいプレ・インパクトブレーキを受けた無ベルトの乗員は展開の時点で特にアウ
ト・オブ・ポジションになり易い。更に、子供や、小柄な成人、あるいは華奢な
骨格を持つ人達などの小さな身長でありまたは弱い構成の乗員は特にエアバッグ
インフレータにより誘起される傷害を受け易い。更に、前部座席乗客側エアバッ
グに近接する正常に位置づけられた後部対面幼児座席（ＲＦＩＳ）に適切に確保
された幼児も、エアバッグインフレータモジュールへの近接のために展開エアバ
ッグからの傷害または死を受け易い。
【０００４】 エアバッグインフレータによる乗員に対する傷害を緩和させる更に他の方法は
、乗員の有無と位置に応じてインフレータの活性化を制御し、これによりインフ
レータの関係するアット・リスクゾーンの外側に乗員が配置されるときにのみイ
ンフレータを活性化する。ＮＨＴＳＡのデータによれば、インフレータとの近接
による厳しい傷害は、乗員がインフレータドアから約４ないし１０インチ以上に
近接するときエアバッグがデイスエイブルされるときは低減あるいは排除できる
。エアバッグインフレータをディスエーブルするこのようなシステムは、このよ
うな決定を行うのに十分に敏感であり頑丈であり、一方乗員の拘束を与えるため
に要求されるとき、エアバッグインフレータがディスエーブルされることをもた
らさない乗員センサを要求する。
【０００５】 斜め方向の、または側部の衝撃クラッシュの幾つかの場合を除いて、もし、さ
もなければ不要なコストのために、また展開されたエアバッグ膨張システムの代
替に関わる不都合のために、関連する乗員が存在しないときは、自動安全拘束ア
クチュエータを活性化しないことが一般には望まれる。従来の技術は、このよう
なシステムを実施するための、車両の乗客席の無生物な対象物の認識あるいは乗
員の有無を検出する多くの手段を開示している。例えば、重量センサを座席の中
に組みこんで乗員の有無を検出することができる。
【０００６】 エアバッグインフレータによる乗員への傷害を緩和させるための更に他の方法
は、乗員の有無および位置に応じてエアバッグインフレータの膨張速度または膨
張容量を更に制御することにある。このような制御システムは、上記のように、
クラッシュの厳密性に応じた制御自在な膨張システムと関連して最も優先的に使
用され、そこでは乗員位置の入力は、特定のクラッシュ厳密レベルにより示され
、しかし背の低い、あるいは軽量の乗員に対して、または後部対面幼児座席の幼
児に対して有害な非常に積極的なエアバッグインフレータの制御を無効にするた
めに使用することができる。エアバッグインフレータを制御するこのようなシス
テムは、頑丈であり、十分に正確であり、多くの乗員着座構成および条件を区別
し、弁別できる乗員位置センサを必要とする。
【０００７】 米国特許第５，０７１，１６０号および５，１１８，１３４号は、インフレー
タを制御するために、乗員の位置および／または速度、更に車両の加速の検出の
組合せを開示している。これらの特許は共に、乗員の位置を検出するために超音
波測距装置を使用することを例示により開示している。米国特許第５，０７１，
１６０号はまた、受動赤外乗員位置センサの使用を例示により開示しており、一
方米国特許第５，１１８，１３４号はマイクロ波センサの使用を開示している。
米国特許第５，３９８，１８５号は、システム中の複数個の乗員位置センサを使
用し、それに応じて安全拘束アクチュエータを制御する方法を開示している。
【０００８】 従来技術は、対象物の表面から反射されて対象物の表面の位置を検出する１つ
以上の超音波ビームの使用を開示している。米国特許第５，３３０，２２６号は
、計器パネルに装着された超音波レンジセンサと、乗員の位置を検出して多段エ
アバッグインフレータあるいはこれに接続されたガス抜き弁を制御するオーバヘ
ッド受動赤外センサとを組合せた方法を開示している。米国特許第５，４１３，
３７８号、５，４３９，２４９号、および５，６２６，３５９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、乗員の位置と重量を検出する他の座
席センサと組み合わされ、ダッシュ・アンド・シートに装着された超音波センサ
の組合せた方法を開示している。米国特許第５，４８２，３１４号は、受動拘束
システムを消勢するか否かを決定するために、超音波および受動赤外線センサを
関連する信号処理手段と組合せた方法を開示している。
【０００９】 従来技術は更に、対象物の表面から反射された赤外線ビームを用い、、対象物
の表面の位置を検出する方法を開示している。米国特許第５，４４６，６６１号
および第５，４９０，０６９号は、対象物上の反射点において送信機により赤外
線ビームを検出する方法を開示している。受信機は、反射点あら散乱された放射
を検出し、送信および受信ビームの三角測量法に基づいて送信機からの反射点の
距離を測定し、安全拘束システムの活性化を制御する目的に供している。これら
の特許はまた、エアバッグ膨張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、加速センサと組合わせる方法を開示している。米国特許第５，５４９
，３２２号は、光ビーム乗員センサの、エアバッグドアに取り入れる方法を開示
している。更に、赤外線ビームセンサは、自動集光カメラにおいてレンジファイ
ンダとして共通に用いられる。
【００１０】 米国特許第４，６２５，３２９号、５，５２８，６９８号、および５，５３１
，４７２号は乗員位置を検出する結像系であって、これらの結像系の内の後者の
２つのシステムがこの情報によりエアバッグインフレータを制御する方法を開示
している。米国特許第５，５２８，６９８号、５，４５４，５９１号，５，５１
５，９３３号、５，５７０，９０３号、および５，６１８，０５６号は、関連す
るエアバッグインフレータをディスエーブルするために、後部対面幼児座席の有
無を検出する各種の手段を開示している。
【００１１】 従来技術は更に、乗員の有無、近接、あるいは位置を検出する容量性検出の使
用を開示している。米国特許第３，７４０，５６７号は、自動車の座席上に静置
されたパッケージ、または人乗員および動物の間を弁別するために、キャパシタ
ンス応答回路と共にそれぞれ座席のベースおよび背部に電極を取り込み使用する
ことを開示している。米国特許第３，８９８，４７２号は、乗員の有無に応じて
関連するキャパシタンスの変動を検出する関連回路と共に、自動車のボデイと協
同して乗員検出キャパシタを形成するように配置された金属電極を備える乗員検
出装置を開示している。
【００１２】 米国特許第４，３００，１１６号は、車両の外部に近接する人々を容量性セン
サを用いて検出する方法を開示している。米国特許第４，７９６，０１３号は、
座席のベースと車両の屋根部の間でキャパシタンスが検出される容量性占有検出
器を開示している。米国特許第４，８３１，２７９号は、人の有無に関係する過
渡的な容量変化を検出する制御回路に応答するキャパシテイを開示している。米
国特許第４，９８０，５１９号および５，２１４，３８８号は、対象物の近接を
検出する容量性センサの配列を用いる方法を開示している。米国特許第５，２４
７，２６１号は、電場応答センサを用いて、少なくとも１つの軸線に対する点の
位置を測定する方法を開示している。
【００１３】 米国特許第５，４１１，２８９号は、座席の背部レストに取りこまれて乗員の
有無を検出する容量性センサの使用を開示している。米国特許第５，５２５，８
４３号は、乗員の有無を検出するために、座席のベースおよび背部に取りこまれ
、検出回路が活性のとき車両のシャーシからほぼ絶縁される電極の使用を開示し
ている。米国特許第５，６０２，７３４号および５，８０２，４７９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、乗員位置を検出するために
、乗員の上に装着された電極のアレイを開示している。米国特許第５，１６６，
６７９号は、センサの検出特性を修正する検出要素に対して同じ電圧で駆動され
る反射器を有する容量性近接センサを開示している。米国特許第５，７７０，９
９７号は、センサが対象物の有無を示す出力信号を生成する反射電場を生成する
容量性車両乗員位置検出システムを開示している。米国特許第３，９４３，３７
６号、３，８９８，４７２号、５，７２２，６８６号、および５，７２４，０２
４号はまた、電動車両中の乗員を検出する容量ベースシステムを開示している。
【００１４】 上記に引用した米国特許により開示された方法の他に、従来技術は更に、キャ
パシタンスを測定する多くの手段を開示しており、例えば、Ｓｔａｎｄａｒｄ
Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ １２ ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｄ．Ｇ．Ｆｉｎｋ ａｎｄ Ｈ．Ｗ．Ｂｅａｔｙ ｅｄ
ｉｔｏｒｓ、 ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ，１９８７，ｐｐ．３−５７ ｔｈｒｏ
ｕｇｈ ３−６５ ｏｒ ｉｎ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｄａｔａ ｆｏｒ Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒｓ:Ｒａｄｉｏ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，ａ
ｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ７ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｅ．Ｃ．Ｊｏ
ｒｄｏｎ ｅｄｉｔｏｒ ｉｎ ｃｈｉｅｆ，Ｈｏｗａｒｄ Ｗ．Ｓａｍｓ，１
９８５，ｐｐ．１２−３ ｔｈｒｏｕｇｈ １２−１２。これらは共にここに引
用により取りこまれる。
【００１５】 技術誌「Ｆｉｅｌｄ ｍｉｃｅ: Ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ ｈａｎｄ ｇｅｏ
ｍｅｔｒｙ ｆｒｏｍ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎ
ｔｓ」ｂｙ Ｊ．Ｒ．Ｓｍｉｔｈ，ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ ＩＢＭ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．３５，Ｎｏｓ．３＆４，１９９６，ｐｐ．
５８７−６０８がここに引用により取りこまれ、無接触３次元位置測定を行うた
めに、また特にコンピユータへの３次元位置入力を与えるために人の手の位置を
検出するために使用される電場検出の概念を開示している。
【００１６】 容量検出と一般に呼ばれるものは、実際には、著者が、各種の可能な電流路に
対応する「ローディング モード」、「シャント モード」、および「送信モー
ド」と呼ぶ異なる機構からなる。シャントモードにおいては、低周波数で振動す
る電圧が送信電極に印加され、また受信電極に誘起された変位電流が電流増幅器
により測定され、これにより変位電流は検出されているボデイにより修正される
。「ローディング モード」では、被検出対象物は接地に対する送信電極のキャ
パシタンスを修正する。送信モードでは、ユーザのボデイに接触するように送信
電極が、直接的な電気接続かあるいは容量結合を介するかのいずれかにより、配
置され、これは次に、受信機に対して送信機になる。
【００１７】 一実施例においては、複数の容量センサを用いて乗員までの距離を検出し、こ
れは固定されたセンサ要素の既知の位置と組合せて、乗員の位置を配置するよう
に三角測量が施される。このような容量センサ構成による１つの問題は、安定性
が知られる誘電定数をこれらの構成が利用して、センサと乗員の間の距離を検出
することにある。更に、乗員の位置測定は、検出された対象物の質量中心に関わ
る傾向にある。しかしながら、センサは、近接する大きな金属装置まＱたはアー
ム／リムにより混乱するようになる。従って、これらのセンサは自動オン／オフ
スイッチとして十分に動作して、乗員の位置に基づいてエアバッグインフレータ
をディスエーブルするか、車両クラッシュセンサからの活性化信号に応じてエア
バッグインフレータがファイアされることをイネーブルするかのいずれかを実行
してもよいが、容量性乗員位置センサについての本実施例は、乗員位置に基づい
て制御自在の膨張を与えるほど十分に正確で強固ではない。
【００１８】 センサが湿っており、特にセンサに近い水分が接地に対して良好な結合を持つ
ときは、容量性センサを用いる乗員検出システムは、重要な問題になる。湿潤対
象物の周波数依存応答は、ここに引用により取りこむ１９９６年１１月発行のＳ
ｅｎｓｏｒｓ ｍａｇａｚｉｎｅからの「電荷移送センサ」と題するＨ．Ｐｈｉ
ｌｉｐｐによる容量性検出方法を記述する報告に開示されている。座席背部およ
び座席底部でセンサを用いる１つの従来の容量性検出システムは、伝え聞く所に
よれば、座席背部角度が、乗員の状況とは無関係なセンサ信号の変化を生成する
ため問題がある。
【００１９】 超音波または赤外線ビームセンサなどの参照点と対象物の表面の間の距離を測
定するセンサは、例えば、乗員の手足の有無により、あるいはセンサに近接して
それにより保持されたスカーフまたは新聞紙などの対象物の有無によりもたらさ
れる誤り測定を受け易い。これらの種類のセンサを用いてインフレータドアに近
接するアット・リスク・ゾーンをモニタすることができるが、幾つかの問題点が
ある。特に、赤外線に基づくシステムは、通常は、アット・リスク・ゾーンの内
側の到るところで多重ビームが対象物を確実に検出することを要求されるように
アット・リスク・ゾーンの容量よりはるかに狭いビームを取りこむ．多重ビーム
の取り込みは、余分のコスト、複雑性、潜在的に遅くされた応答性をもたらす。
さらに、赤外線ビームおよび超音波ベースセンサは共に、インフレータに近接す
るアット・リスク・ゾーンがモニタされるべきときはインフレｔ−タドアに近接
してかなりの量のハードウエアを要求することになる。
【００２０】 若干の従来技術の乗員検出システムは、乗客側の座席の乗員または対象物の種
類を同定し、例えば乗客座席の正常に着座した大人から後部対面幼児座席を弁別
することを試みている。これは、多くの可能な状況が存在するため非常に挑戦的
な仕事である。距離測定を用いて乗員の状況を同定するセンサシステムは、空間
中の比較的わずかな点についての情報を用いて、多くの可能性から座席中の乗員
の種類を同定しようとする。特定の状況の外面は、乗員にわたってブランケット
をトスするなどの簡単な何かを行い、あるいは座席位置を変えることにより著し
く変えることができるので、結果は不確実になることが多い。乗員のコンパート
メント内でかなりの距離を横切る幾つかの形態のレンジ検出を用いる検出システ
ムは、新聞紙や、地図、あるいは浮上する風船などの対象物によりブロックされ
る。幾つかの乗員検出システムは、直接のセンサ情報の欠如を時に補償するが、
予測できない、あるいは異常な性能をもたらすことができる複雑なアルゴリズム
を取りこんでいる。
【００２１】 多くの乗員検出システムの１つの問題点は、インフレータモジュール周りのア
ット・リスク・ゾーンに乗員がいるか否かを決定する最も関係する情報をそれら
が集めないということにある。乗客の上に装着され、座席領域上を眺め降ろす乗
員検出システムは、インフレータドア周りの領域を直接モニタする誤った物理的
習性を有している。理想的な組の屋根に装着したセンサが、非常に困難な仕事で
はあるが、乗員の大雑把な位置を確実に決定できても、インフレータドアと乗員
の間の実際の容積は乗員のボデイによりセンサに対してブロックされることがあ
る。エアバッグインフレーダの活性化を制御する基準は一部は、エアバッグイン
フレーダドアに対する乗員のボデイの近接度に基づくときは、オーバヘッドセン
サは簡単には、関連する情報を確実に得ることはできない。超音波および光学的
検出機構を単に使用するシステムは、新聞紙によりブロックすることができる。
幾つかの構成における超音波センサは、音の測度が環境に依存して変化するため
環境条件（温度、湿度、高度）により影響される。センサと乗員の間で明確な視
線を必要とする検出システムは、センサが乗員に対して可視であることを要求す
る。
【００２２】 ＮＨＴＳＡは、子供座席の下にタオルを用いて座席を安定にすることを推奨し
ている。従来の幾つかの検出システムは、それらの対応する圧力パターンにより
座席に直接着座した子供座席と乗員の間を弁別する。子供座席の下に配置された
タオルまたは対象物は子供の座席の圧力パターンを座席に直接座った乗員のよう
に見えるようにすることができるが、容量性検出サブシステムの電場センサに対
しては比較的わずかな効果を有するだけである。 幾つかの従来技術による乗員検出システムの持つ他の問題点は、プレインパク
トブレーキ事象の間にエアバッグをディスエーブルするそれらの不安定性にある
。
【００２３】 発明の概要 本発明は、電場センサとレンジ／近接センサからなる乗員検出システムを設け
ることにより上記の問題点を克服するものである。電場センサは、車両座席の座
席底部に装着自在な少なくとも１つの電極から構成される。レンジ近接センサは
、レンジセンサか、あるいは車両座席の座席背部に近接する乗員の有無を検出す
る近接センサのいずれかを含む。
【００２４】 電場センサの少なくとも１つの電極に操作的に結合された検出回路は、車両座
席上の対象物の電場影響特性に応答した信号を生成する。電場センサおよびレン
ジ／近接センサに操作的に結合された制御装置は、電場センサからの信号から車
両座席上の対象物の種類を識別し、対象物の種類に応じて、更に座席背部に近接
する乗員のＴＯＲＳＯを示す座席背部のレンジ／近接センサからの信号に応答し
て安全拘束システムの活性化を制御する。
【００２５】 従って、本発明の１つの目的は、正常に着座した乗員を他の座席占有状態から
弁別することができる乗員検出システムを提供することにある。 本発明の他の目的は、正常に着座した乗員が車両座席にいないとき拘束アクチ
ュエータをディスエーブルできる乗員検出システムを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、プレ・インパクト制動状態に応答する乗員検出シス
テムを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、電場センサの車両座席内の電極のキャパシタンスを
検出して、車両座席上の対象物を弁別する改良された手段を提供することにある
。
【００２６】 座席底部の電場センサは、乗客座席に装着された子供座席に、例えば、対向す
るように、座席底部カバーの直ぐ上に大きなボデイがあるかを検出する。電場セ
ンサは、子供座席（前方に対面する子供座席および補助座席ＲＦＩＳを含む）が
座席上にあるとき、あるいは座席が空のとき生じるように、いかなる前方対面乗
員も座席底部の近くで検出されないときは常にエアバッグをディスエーブルする
。
【００２７】 従って、電場センサは、前部乗客座席に正常に着座した前方対面乗員がいるか
どうかの簡単な直接の測度を与える。座席底部における電場センサは短い測定範
囲を持ち、乗員の大きな表面がセンサに非常に近接するとき乗員を単に検出する
。座席カバーに直接、正常に着座した乗員は常に、センサに非常に近接するそれ
らの乗員のボデイの大きな表面積を有する。子供座席の幼児または子供は、セン
サに対して比較的効果が少ない座席底部表面から数インチ上昇したかれらの身体
の全部または殆どを有し、これにより正常に着座した乗員を検出できないとき、
これはエアバッグをディスエーブルする。電場センサは、乗客座席の子供座席の
子供から容易に弁別される正常に着座した乗員の特性を検出する。この検出方法
は、センサ信号が乗客の誘電体特性に依存し、光学的または超音波センサの場合
と同様に、簡単に乗員の外部プロフィルであって、乗員にわたってブランケット
を投与するか、あるいは座席位置を変えることにより著しく簡単に変えることが
できる外部プロフィルを簡単には検出することはないという点で大変都合が良い
．このことは、座席が空の場合は真である。座席底部に近接する誘電体特性は、
ブランケットによりもたらされるような、座席上の乗員および対象物のプロフィ
ルの変化による影響は比較的少ない。センサは座席底部と共に移動し、従って座
席位置または座席背部角度は展開の判定には影響しない。 子供の座席の下に配置されて子供の座席を安定にする対象物は、座席の重量セ
ンサを取りこんだシステムの場合に得られるように、座席底部の電場センサによ
る展開判定に影響することはない。子供の座席の下に配置されたタオルまたは他
の対象物は、座席底部の電場センサに対して比較的効果は少ない。
【００２８】 電場センサは好適には容量性センサとして与えられ、関連する検出回路は、車
両の座席底部内のセンサの少なくとも１つの電極のキャパシタンスを測定するよ
うに構成される。複数個の電極を用い、個別に車両座席底部の対象物の分布の測
度を与えるように測定される。電極のキャパシタンスは比較的小さく、また検出
回路は、センサ電極の測定値を１つ以上の温度安定基準キャパシタからの測定値
と比較することにより電極の較正されたキャパシタンス測定を与えるように構成
される。例えば、第一基準キャパシタがある時間周期の間測定回路にスイッチイ
ンされる。次に、付加的な第２キャパシタが付加的な時間周期の間測定回路にス
イッチインされ、また組合せたキャパシタンスに対する過渡的な応答が測定され
る。
【００２９】 最後に、基準キャパシタが測定回路からスイッチアウトされ、少なくとも１つ
の検出電極が、この電極のキャパシタンスの測度を与えるように測定回路にスイ
ッチインされる。検出回路は、この回路がＤ．Ｃ．オフセットを濾波するように
構成され、また測定が過渡現象の間になされるため−基準キャパシタを除いて、
−関連する電子成分の温度および一時的なドリフトに対して比較的頑丈であり、
敏感ではない。更に、検出回路は、測定されてない容量性要素が測定されつつあ
る要素から有効に分離できる方法で電圧フォロワおよび関連するＦＥＴスイッチ
を取りこんでいる。
【００３０】 電場センサは、車両座席を濡らす液体の検出電極のキャパシタンスに対する影
響を減らすように、例えば駆動シールドの形態で付加的な電極を有して構成する
ことができる。
【００３１】 本発明はまた、乗員が座席の背部に対して着座するかどうかを決定するレンジ
／近接センサを座席背部に用いている。拘束アクチュエータに近接してアットリ
スクゾーンに乗員がいるときも、拘束アクチュエータは、乗員の背部が実質的に
座席背部に対してあるときは、エアバッグをイネーブルする。これは、乗員の手
がアット・リスク・ゾーン内にある場合にもエアバッグが展開することを許容す
るが、乗員の頭部または胴部は安全にアット・リスク・ゾーンの外側にある。ま
た、乗員は座席背部から高速では移動できないため、エアバッグは、乗員が座席
背部を去ったのち、ある時間周期の間イネーブルされ得る。座席背部のレンジ／
近接センサは、第２電場センサ −特に容量性センサ−レーダセンサ、光学的レ
ンジセンサ、能動赤外線センサ、受動赤外線センサ、ビジョンセンサ、可視セン
サ、超音波レンジセンサ、あるいは誘導性センサを備えてもよい。
【００３２】 従って、本発明は、エアバッグの展開が危険か否か、すなわち座席底部に直接
着座した乗員がいるか否か、更に乗員が膨張エアバッグによる傷害の危険にある
ように位置しているか否かを評価するために重要な特性を直接測定するものであ
る。エアバッグの展開の判定は、直接の測定に基づくものであって、間接的な測
度を用いた確率的な予測に基づくものではなく、より多く予測でき、確実な性能
をもたらす。本発明は、乗客座席上の幼児または子供座席に着座した幼児または
子供に対してエアバッグをディスエーブルする。
【００３３】 本発明は、エアバッグがハザードであり得る殆ど全ての場合に乗客エアバッグ
をディスエーブルするために−座席位置または座席背部角度により影響されない
−比較的簡単なシステムを与える。 乗客の頭部および胴部は、乗員を正確に同
定するシステムに対して座席背部に対してある必要はない。更に、子供座席の下
に配置されて子供の座席を安定化する対象物はエアバッグインフレーダの展開の
判定に影響することはない。 本発明のこれらの、およびその他の目的、特徴および利点は、添付した図面を
参照し、添付した請求の範囲に従って与えられる好適な実施例の以下の詳細な説
明を読んだ後により十分に理解される。
【００３４】 好適な態様の詳細な説明 図１を参照すると、乗員検出システム１０は、車両座席３の座席底部４２に正
常に着座した前方に対面する乗員がいるか否かを識別する電場センサ１００と、
車両座席３の座席背部４６に対する乗員の胴部の近接を測定する第一のレンジ／
近接センサ２００とを備えている。
【００３５】 電場センサ１００は、座席カバー４３の下でフォームクッシヨン４４の頂部に
近接する座席底部４２に配置される。通常は、電場センサ１００は、検出される
必要がある子供座席が配置される他の座席位置に配置されてもよいが、乗客座席
３の座席底部４２に配置される。電場センサ１００は、キャパシタンス測定を行
うのに必要な検出回路１０６を備える電子モジュール１０４に接続された少なく
とも１つの電極１０３を有する例えば容量性検出パッド１０２を備えてなり、好
適には少なくとも１つの電極１０３のキャパシタンスが回路接地１０５に対して
測定される。電場センサ１００は、座席３上の対象物または乗員５の検出された
タイプおよび検出構成に応答する安全高速システム３８、例えばエアバッグシス
テムの作動を制御する制御装置５０に操作的に結合される。
【００３６】 第１のレンジ／近接センサ２００は、乗員５が、車両座席３の座席背部４６に
近接する所定のレンジ内にあるか否かを決定する。例えば、第１のレンジ／近接
センサ２００は、直接または間接に乗員５と座席背部４６の間の距離を測定する
レンジセンサを備える。一方、第1のレンジ／近接センサ２００は、例えばここ
に引用により取りこまれた米国特許第５，９６４，４７８号により開示された第
２電場センサを用いて、あるいは本発明の座席底部４２に取りこまれた電場セン
サ１００に従って高速アクチュエータに対する対象物または乗員５の近接度を検
出する近接センサ２０５を備える。第１のレンジ／近接センサ２００は、対象物
と車両座席の座席背部との距離を測定するレンジセンサ、例えばレーダセンサ、
能動赤外線センサ、光学的センサ、可視センサまたは超音波レンジセンサか、あ
るいは車両座席の座席背部に対する対象物の近接度に応じる近接センサ、例えば
電場センサ、その特定の実施例としての容量性センサまたは誘導性センサのいず
れかにより構成される。好適には、第一のレンジ／近接センサ２００は、図１に
示したように、少なくとも１つの電場センサ２０６、特に容量性センサか、ある
いは少なくとも１つのレーダセンサのいずれかにより構成される。
【００３７】 少なくとも１つの電場センサにより構成される第１のレンジ／近接センサ２０
０に対しては、第１電場センサ１００の検出回路１０６はまた、第１のレンジ／
近接センサ２００の電場センサ２０６の関係するキャパシタンス測定を行うよう
に構成することもできる。第１のレンジ／近接センサ２００の電場センサ２０６
は、座席底部の第１電場センサ１００の小型バージヨンであるが、約２インチの
感度を実現するように構成された検出回路１０６を用いて坐席底部４２から約１
０インチと１８インチの間と座席背部を横切る領域を検出する。これは座席背部
に対して乗員が正常に押圧する領域である。座席背部４６における電場センサ２
０６を用いて、乗員が座席背部４６の約２インチ内にある時点を同定する。
【００３８】 動作時には、座席３の座席底部４２に着座した乗員５は、乗員５が座席底部４
２に対して着座することを検出回路１０６から制御装置５０に示すように電場セ
ンサ１００のキャパシタンスを十分に増加させる。第１のレンジ／近接センサ２
００は、乗員５の胴部が座席背部４６に近接して配置されるかを決定する。電場
センサ１００とレンジ／近接センサ２００からの信号は、既知のアナログ、デジ
タル、あるいはマイクロプロセッサ回路およびソフトウエアに従って動作する制
御装置５０に操作的に結合される。クラッシュセンサ６０はまた制御装置５０に
操作的に結合される。クラッシュセンサ６０により検出されたクラッシュに応じ
て、乗員５が座席３上に着座され、所定の時間区間内で座席背部４６に近接して
位置づけられている場合、制御装置５０は、エアバッグインフレーダモジュール
７６に装着された１つ以上のガス発生装置７４の１つ以上のイニシエータ７２に
操作的に結合された信号７０を生成し、これによりクラッシュによりさもなけれ
ばもたらされる障害から乗員５を保護する必要があるとしてエアバッグ７８を膨
張させるようにエアバッグインフレータモジュール７６の作動を制御する。これ
らの動作を実施するのに必要な電力は電源３２、好適には車両のバッテリにより
与えられる。
【００３９】 一方、本発明はまた、乗員５の要部がエアバッグインフレーダモジュール７６
のアット・リスク・ゾーン２０４内に配置されたかを決定し、またもしそうなら
、安全高速システム３８の高速アクチュエータ３９をディスエーブルする第２の
レンジ／近接センサ３００を取りこんでもよい。 第１の電場センサ１００で用いられるセンサの概念は座席背部４６からの子供
座席検出のために使用することができる。更に、複数個の容量性センサ２０８が
座席背部４６に取りこみ、乗員の胴部が座席背部に対向してあるときは、その乗
員はエアバッグ展開に対して適切な位置にあり、またインフレータに近い対象物
またはリムは、もし存在するときは第２のレンジ／近接センサ３００により無視
することができる。
【００４０】 これらの第１の電場センサ１００と第１のレンジ／近接センサ２００は、例え
ば診断目的のために、情報を共有するように構成することができる。例えば、第
１のレンジ／近接センサ２００は、座席背部４６に近い乗員５を矛盾なく同定す
るが、第１の電場センサ１００は乗員５を検出しない場合、システムの間違いを
もたらす。
【００４１】 本発明は、クラッシュが始まった後乗員の運動を収容するように構成される。
殆どの前方クラッシュの場合には、乗員は、初期インパクトの後非常に迅速に前
方に移動し始める。従って、第一のレンジ／近接センサ２００は、乗員が、クラ
ッシュが始まった直後に座席背部４２から移動していることを同定し、恐らく、
乗員のリムがアット・リスク・ゾーンにあるときはエアバッグをディスエーブル
する判定をもたらす。しかしながら、非常に厳しいクラッシュの場合にも、乗員
が２０センチメートル移動するのに約５０ミリ秒が必要である。更に、乗員が座
席背部に対して着座するときアット・リスク・ゾーン２０４と乗員の頭部または
胴部の間で少なくとも２０センチメートルのギャップが通常は存在する。
【００４２】 従って、乗員５が座席背部４６の近傍で検出されたときは常に、乗員の頭部ま
たは胴部が少なくとも５０ミリ秒の間アット・リスク・ゾーン内にあることは可
能ではない。従って、本発明は、乗員が座席背部の前方に移動した後少なくとも
５０ミリ秒までエアバッグはイネーブルされたままになる。エアバッグは５０ミ
リ秒内に殆ど全てのクラッシュにおいて展開し従って、手足がアット・リスク・
ゾーン内にあり、乗員がクラッシュに応答して座席背部の前方に移動するときは
不注意な非展開があるとは考えられない。
【００４３】 本発明は、座席底部４２に直接着座した人体の大きな表面が存在するか否か、
第２のレンジ／近接センサ３００を取りこむか否か、エアバッグインフレーダに
近接して大きなボデイ部分があるか否かを評価することによりエアバッグが展開
するか否かを決定する。次に示すシステム論理に基づいてイネーブル判定がなさ
れる： もし、一定時間の間（例えば３秒）座席上に直接乗員がいないときは、安全拘
束システム３８をディスエーブルする。 もし、一定時間の間（例えば３秒）座席に直接着座する人がいるとき、アット
・リスク・ゾーン２０４にボデイ部分がないときは、安全拘束システム３８をイ
ネーブルする。
【００４４】 アット・リスク・ゾーン２０４にボデイ部分があるときは、アット・リスク・
ゾーンに移動する乗員の頭部／胴部の機能と矛盾のない時間内に（すなわち、約
５０ミリ秒内で）座席背部４６に近接して乗員５がいるときは、安全拘束システ
ム３８をイネーブルする。 アット・リスク・ゾーンに移動する乗員の頭部／胴部の機能と矛盾しない時間
内（すなわち、約５０ミリ秒内で）で座席背部４６に近接して乗員がいないとき
は、安全拘束システムをディスエーブルする（かなり剛性のプラットフォームに
おける３０ｍｐｈ剛性障壁インパクトの場合、無ベルトの大人の乗員は５０ｍｓ
で約２０ｃｍ移動する。）。
【００４５】 乗員検出システム１０は、後部対面子供座席の子供６０２が座席底部４２およ
びそれに収容される容量性検出パッド１０２に非常に近接してそのボデイの大き
な表面を有することはないので、後部対面子供または幼児座席（ＲＦＩＳ）６０
０を検出する際に有効である。例えば、図２は通常の後部対面幼児座席６００に
おける子供６０２の向きを示している。後部対面子供または幼児座席６００の内
側の着座輪郭６０４は、子供６０２の臀部が車両座席３の座席底部４２に最も近
接するように与えられる。通常は、子供６０２と車両座席３の座席底部４２の間
に数インチまでの大きなギャップ６０６が存在する。子供の座席６００はプラス
チック製なので、座席自体は電場センサ１００に実質的に影響することはない。
子供６０２と車両座席３の座席底部４２の間のギャップ６０６が比較的小さい後
部対面幼児座席６００に対しても、内側の着座輪郭６０４はなお容量性検出パッ
ド１０２と臀部を除く子供６０２の全ての部分の間にかなり大きなギャップを形
成する。子供６０２の表面の小さな部分のみが容量性検出パッド１０２に近いの
で、電場センサ１００により測定されるキャパシタンスは比較的小さく、特にし
きい値キャパシタンスＣｎｏｒｍより小さくなる。
【００４６】 電場センサ１００の１つの潜在的な弱点は、電極１０３に近接する液体が、回
路接地１０５に対してまたは第２電極に対して電極１０３上で持つことができる
重要な効果である。例えば、フォームクッシヨン４４により吸収され、その上に
こぼれた液体は回路接地１０５に対して電極１０３のキャパシタンスを増加させ
ることができる。図３を参照すると、電場センサ１００は、他の容量性検出パッ
ド１０２．１のセンサ電極７０２の下方に従動シールド７０４および／または接
地平面７０６を取りこむことによりフォームクッシヨン４４の湿潤の効果を減ら
すように構成することができる。
【００４７】 従動シールド７０４は単に、検出電極７０２と同じポテンシャルで駆動される
検出電極７０２の導体の下の第２導体である。結果は、検出電極７０２と従動シ
ールド７０４の間に電場が存在しないということである。従動シールド７０４は
、この従動シールド７０４が配置される検出電極７０２の側で容量性検出パッド
１０２．１のキャパシタンス検出機能を排除する。容量性検出パッド１０２．１
は、従動シールド７０４の下で接地平面７０６により、従動シールド７０４を駆
動する固定したロードを駆動するように更に改良される。
【００４８】 米国特許第５，１６６，６７９号の容量性近接センサから区別されるように、
従動シールド７０４および／または設置平面７０６は、例えば検出電極７０２の
近傍に配置され、あるいは検出電極７０２よりわずかに大きく構成され、更に電
場センサの範囲と感度を拡張することよりむしろ、検出電極７０２のキャパシタ
ンスに対する従動シールド７０４および／または設置平面７０６の下方のフォー
ムクッション４４の液体の効果を最小にするように設けられる。従動シールド７
０４および検出電極７０２は実質的に座席３上で検出されるべき全領域をカバー
する。 一方、容量性検出パッド１０２の要素は、座席３を横切ってまばらに分布され
、これにより座席３上で検出されるべき全体の領域より小さな領域をカバーする
。当業者が認識するように、容量性検出パッド１０２およびそれらの要素は、本
発明の教示から逸脱すること無しに多くの形態をなして具体化することができる
。
【００４９】 容量性検出パッド１０２の回路接地１０５に対するキャパシタンスは比較的小
さく、例えば約３００ピコファラッドより小さい。自動車環境で可能な温度範囲
は、検出回路１０６の構成要素に大きく影響し、安全拘束システム３８が制御装
置５０により誤ってイネーブルされることを可能にする測定として誤って解釈で
きるドリフトをもたらす。このドリフトの効果は、比較容量測定を行う手段を与
えるように検出電極１０３の代わりにスイッチされる検出回路１０６に温度安定
な基準キャパシタを取りこむことにより緩和することができる。基準キャパシタ
は、その値が温度に対して非常に安定であるように選択することができるので、
任意のドリフトを同定し、定量化することができ、この情報は判定のしきい値を
変えるのに用いることができる。
【００５０】 図４を参照すると、例示としての検出回路１０６が示され、発信器８０２は発
振信号、例えば正弦波信号を生成し、これは第１発振信号８０６を生成するよう
に第１帯域フィルタ８０４により濾波される。第１の発振信号８０６は、キャパ
シタＣ１、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、および容量性検出パッド１０２、第１の基準キャ
パシタＣＲ１、および第２の基準キャパシタＣＲ２からなるグループから選択さ
れる１つ以上の被測定容量性要素により構成される容量性分圧器８０８に印加さ
れ、ここに被測定容量性要素はそれぞれのＦＥＴスイッチＱ１ａ、Ｑ１ｂ、Ｑ２
ａ、Ｑ２ｂ、Ｑ３ａ、およびＱ３ｂの状態に応じて含まれ、あるいは排除される
。キャパシタＣ１、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、およびＦＥＴスイッチＱ１ａ、Ｑ２ａ、
およびＱ３ａは、−活性のとき、それぞれの被測定容量性要素をスイッチインし
−全て、電圧フォロワＵ１の入力８１２に接続された第１ノード８１０において
互いに接続される。電圧フォロワＵ１の出力８１４はＦＥＴスイッチＱ１ｂ、Ｑ
２ｂ、およびＱ３ｂに接続され、これらのスイッチは、活性のとき、測定されな
いようにそれぞれの容量性要素をスイッチアウトする。
【００５１】 ＦＥＴスイッチ対Ｑ１ａおよびＱ１ｂ、Ｑ２ａおよびＱ２ｂ、およびＱ３ａお
よびＱ３ｂのＦＥＴスイッチ要素の活性化はそれぞれ相互に排他的である。例え
ば、ＦＥＴスイッチＱ１ａが活性化あるいは閉じられると、ＦＥＴスイッチＱ１
ｂが非活性化され、開放される。測定される容量性要素は第１ノードにおいてキ
ャパシタンスに付加され、これにより電圧フォロワＵ１への入力８１２における
信号の強度に影響する。測定されない容量性要素はそのそれぞれの第１のＦＥＴ
スイッチ要素により第１ノードから断路され、更にそのそれぞれの第２ＦＥＴス
イッチ要素により電圧フォロワＵ１の出力８１４に接続され、ここで電圧フォロ
ワＵ１の関連する演算増幅器の特性に従って電圧フォロワＵ１の出力８１４は接
続されたそのそれぞれの容量性要素なしに第１ノードの信号をフォロウし、また
電圧フォロワＵ１は第２のそれぞれのＦＥＴスイッチ要素を通し、関連する容量
性要素を流れる電流を与える。更に、それぞれの第２ＦＥＴスイッチ要素が活性
化されると、それぞれの第１ＦＥＴスイッチ要素のソースおよびドレインがそれ
ぞれの演算増幅器入力に個別に結合され、従って同じポテンシャルがそぞれに印
加され、これによりキャパシタンス測定に対するそれぞれの第１ＦＥＴスイッチ
のキャパシタンスの効果を排除する。
【００５２】 次に、電圧フォロワＵ１の出力８１４は、第１の帯域フィルタ８０４と同じ通過
帯域の第２帯域フィルタ８１６に結合され、その出力は、ダイオードＤ１、抵抗
器Ｒ３、およびキャパシタＣ２により構成される検出器８１８により検出され、
第１の低域フィルタ８２０により濾波される。第１低域フィルタ８２０の出力８
２２は第１ノード８１０においてキャパシタンスに対応する直流成分を有する。
この直流成分はブロッキングキャパシタＣ３により濾波され、また生じた信号は
第２低域フィルタ８２４により濾波されて第１ノード８１０で発振信号の振幅８
２６を与え、この信号振幅はその位置における全キャパシタンスに関係する。
【００５３】 動作時には、マイクロプロセッサＵ２は、例えば図５に示した制御論理に従っ
てＦＥＴスイッチＱ１ａ、Ｑ１ｂ、Ｑ２ａ、Ｑ２ｂ、Ｑ３ａ、およびＱ３ｂの活
性化を制御する。第１基準キャパシタＣＲ１がマイクロプロセッサＵ２によりス
イッチインされると、すなわちＱ２ａが活性化され、Ｑ２ｂが消勢されると、制
御装置は第１振幅を測定する。次に、第２基準キャパシタＣＲ２もマイクロプロ
セッサＵ２によりスイッチインされると、制御装置は、キャパシタＣＲ２のキャ
パシタンスにより第１ノードにおいてキャパシタンスの増分に対応する第２振幅
を測定する。次に、制御装置は、キャパシタＣＲ１およびＣＲ２のキャパシタン
スの既知の値が与えられると、ボルト／ピコファラッドで感度因子を計算する。
次に、マイクロプロセッサＵ２第1ＣＲ１および第２基準キャパシタＣＲ２をス
イッチアウトし、容量性検出パッド１０２をスイッチインし、第３振幅を計算し
、計算した感度因子を用いて容量性検出パッド１０２のキャパシタンスを計算す
る。
【００５４】 制御装置５０は、他の座席占有条件から正常に着座した乗員を弁別するように
上記キャパシタンスをしきい値と比較する。正常に着座した乗員５がいるときは
、またレンジ／近接センサ２００が安全拘束システムをディスエーブルしないと
きは拘束アクチュエータ」３９はクラッシュセンサ６０によるクラッシュの検出
に応じて活性化される。図４は、互いに通信する別の要素としてマイクロプロセ
ッサＵ２および制御装置５０を示すが、他の配置も可能である。例えば、両者は
１つの制御装置に組合せてもよく、あるいはマイクロプロセッサは振幅測定値を
検出し、回路接地１０５に対して容量性検出パッド１０２のキャパシタンスを計
算し、次にこのキャパシタンス値のみを制御装置５０に出力する。
【００５５】 容量性検出パッド１０２が、第２キャパシタンスＣＳ２と抵抗ＲＳの直列結合
と並列に第１キャパシタンスＣＳ１としてモデル化され、ここで抵抗ＲＳは座席
の濡れに逆に関係する。容量性センサのキャパシタンスは乾燥した座席に対して
ＣＳ１により支配されるが、座席の湿潤度が増加するにつれＣＳ２とＲＳにより
影響されるようになる。 キャパシタＣ１、ＣＲ１、およびＣＲ２に対するキャパシタンスの値は、容量
性センサ１０２の期待されるキャパシタンスの範囲にわたってキャパシタンス測
定のダイナミックな範囲を最大にするように構成される。
【００５６】 図６a − 6j を参照すると、本発明の乗員検出システム１０は殆ど全ての典
型的な場合に対する適当なイネーブル判定を与える。例えば、空の座席を示す図
６ａおよび車両座席上の後部対面幼児座席を示す図６ｂにおいて、電場センサ１
００は拘束アクチュエータ３９をディスエーブルする。正常に着座した大人を示
す図６ｃ、リクラインされた位置に着座した大人を示す図６ｈ、新聞を読む正常
に着座した大人を示す図６ｄ、更にアット・リスク・ゾーンにおいて手を有する
正常に着座した大人を示す図６ｅにおいて、電場センサ１００が座席底部４２に
着座した乗員５を検出し、また第一レンジ／近接センサ２００が座席背部４６に
対する乗員の有無を検出するために拘束アクチュエータ３９はイネーブルされる
。
【００５７】 拘束アクチュエータ３９に近接して立っている小さな乗員を示す 図６ｆにお
いて、拘束アクチュエータ３９は、電場センサ１００および第一レンジ／近接セ
ンサ２００であって共に空の座席を検出する両センサによりディスエーブルされ
る。正常に座っている大人および立っている子供を示す図６ｇにおいて、拘束ア
クチュエータ３９は不適切にイネーブルされ、これは立っている子供を傷害する
ことを避けるようにこの状態を検出する付加的な手段の必要性を示すものである
。もたれながら、前方に座る大人を示す図６ｊにおいて、拘束アクチュエータ３
９は、乗員５が、５０ミリ秒以上の間２インチ以上だけ座席背部４６から変位さ
れたとき第一のレンジ／近接センサ２００によりディスエーブルされる。
【００５８】 一方、拘束アクチュエータ３９は、関係するキャパシタンスが正常に着座した
乗員のそれから十分に異なるとき、あるいは電場センサ１００が座席底部４２の
重量の分布を測定するように構成されたときは、電場センサ１００によりディス
エーブルされる。最後に、前方にもたれて座った大人を示す図６ｉにおいて、拘
束アクチュエータ３９は電場センサ１００によりイネーブルされるであろうが、
電場センサ１００あるいは座席重量センサ２００のいずれかが座席底部４２上の
重量分布を測定するように構成されているとき、あるいは乗員５が５０ミリ秒以
上のあいだ２インチ以上だけ座席背部４６から乗員５が変位されたときは恐らく
パワーは低減される。
【００５９】 以上添付図面により詳細な説明を、特定の実施例により図示、説明してきたが
、当業者には明らかなように本明細書の全体にわたる教示の下で上記詳細事項に
対する多くの変形、変更が可能である。したがって、ここに開示した構成は単に
説明のために与えられたものであり、本発明の範囲を制限するものではなく、こ
れは、ここに示した説明およびその任意の、および全ての等価な物から導出でき
る任意のクレームの全体にわたって与えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明による、座席背部および座席底部の電場センサを示す。
【図２】は、本発明による電場センサを導入した車両座席上の、典型的な後部
対面子供座席に座っている子供示す。
【図３】本発明による電場センサの一態様の断面図を示す。
【図４】本発明による検出回路を示す。
【図５】図４の検出回路の種々の要素の作用を示す。
【図６ａ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｂ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｃ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｄ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｅ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｆ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｇ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｈ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｉ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【図６ｊ】本発明が感知し得る種々の占有態様を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１２月２９日（２０００．１２．２９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図６ｃ】
【図６ｄ】
【図６ｅ】
【図６ｆ】
【図６ｇ】
【図６ｈ】
【図６ｉ】
【図６ｊ】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／１３３，６３２ (32)優先日 平成11年５月11日(1999．5．11) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ６０／１４３，７６１ (32)優先日 平成11年７月12日(1999．7．12) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＤＥ，ＪＰ (72)発明者 マクドネル，ジャドソン ジー． アメリカ合衆国 ミシガン州48331、ファ ーミントン ヒルズ、ナンバー 204、エ ヌ．レイクビュー コート 24663 Ｆターム(参考） 3B087 CD04 DE08 3D054 EE11 FF16

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】安全拘束システムにより車両中の乗員を検出するシステムであ
    って、 ａ．車両座席の座席底部に装着自在な少なくとも一つの第１電極を備え、
    前記車両座席の対象物の電場影響特性に応答する第１電場センサ、 ｂ．前記第１電場センサの少なくとも一つの第１電極に操作的に結合され
    、前記第１電場センサに近接する対象物の前記少なくとも一つの電場影響特性に
    応じた第１信号を生成してなる第１検出回路、 ｃ．車両座席の座席背部内に装着自在で、前記座席背部に近接する乗員の
    胴部に応答する第１レンジ／近接センサ；および ｄ．前記第１電場センサと前記第１レンジ／近接センサに操作的に結合さ
    れ、前記第１信号および前記第１のレンジ／近接センサに応じて前記座席上の対
    象物の種類を弁別すると共にこの対象物の種類に応じて安全拘束システムの作動
    を制御する制御装置とを含む、乗員を検出する前記システム。
  2. 【請求項２】接地に対する少なくとも１つの第１電極のキャパシタンスが、
    空の車両座席、車両座席上の幼児座席、車両座席上の子供座席、車両座席上の補
    助座席、車両座席上の幼児座席に着座した幼児、車両座席上の子供座席に着座し
    た子供、車両座席上の補助座席に着座した子供、および正常な着座位置から実質
    的に異なる位置の車両座席上の乗員からなるグループから選択される着座条件に
    対するより、車両座席上の実質的に正常な着座位置に着座した乗員と、座席底部
    の直ぐ上の大きな身体とからなるグループから選択される着座条件に対してかな
    り大きくなるように改変される少なくとも１つの第１電極が、請求項１に記載の
    安全拘束システムにより車両中の乗員を検出するシステム。
  3. 【請求項３】少なくとも１つの第１電極の大きさが、車両座席で検出される
    面積にほぼ等しい、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検
    出するシステム。
  4. 【請求項４】第１の電場センサが、座席底部の上５０ｍｍ以上の対象物に実
    質的に応答しない、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検
    出するシステム。
  5. 【請求項５】少なくとも１つの第１電極が、車両座席上の幼児座席、車両座
    席上の子供座席、車両座席上の補助座席および車両座席上に着座した乗員とで構
    成されるグループから選択された対象物の位置に近接して装着される、請求項１
    に記載の車両中の乗員を検出するシステム。
  6. 【請求項６】少なくとも１つの第１電極が、前記車両座席の座席カバーの下
    に装着される、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出す
    るシステム。
  7. 【請求項７】少なくとも１つの第１電極が、前記車両座席のフォームクッシ
    ヨンの上に装着される、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員
    を検出するシステム。
  8. 【請求項８】少なくとも１つの電場影響特性が、誘電体特性を含む、請求項
    １に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  9. 【請求項９】車両座席が座席フレームからなり、該座席フレームは回路接地
    に接続される、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出す
    るシステム。
  10. 【請求項１０】第１電場センサが、車両座席を濡らす液体の影響を緩和する
    ように改変された、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検
    出するシステム。
  11. 【請求項１１】第1の検出回路が、車両座席上の対象物の分布の測度を与え
    るように各第１電極に操作的に結合される、請求項１に記載の安全拘束システム
    による車両中の乗員を検出するシステム。
  12. 【請求項１２】第１電場センサが、更に少なくとも１つの第２電極と少なく
    とも１つの第３電極とを備え、ここに少なくとも１つの第３電極は少なくとも１
    つの第１電極と車両座席のフォームクッシヨンとの間に配置され、更に前記少な
    くとも１つの第２電極は、前記少なくとも１つの第１電極と前記少なくとも１つ
    の第３電極の間に配置される、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中
    の乗員を検出するシステム。
  13. 【請求項１３】少なくとも１つの第２電極が、少なくとも１つの第１電極と
    実質的に同じ大きさである、請求項１２に記載の安全拘束システムによる車両中
    の乗員を検出する方法。
  14. 【請求項１４】少なくとも１つの第３電極が、回路接地に電気的に接続され
    る、請求項１２に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステ
    ム。
  15. 【請求項１５】第１の検出回路が、少なくとも１つの第２電極に操作的に結
    合される、請求項１２に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出する
    システム。
  16. 【請求項１６】第１の検出回路が、第１の印加信号を第１電極に印加し、第
    ２の印加信号を第２電極に印加する、請求項１５に記載の安全拘束システムによ
    る車両中の乗員を検出するシステム。
  17. 【請求項１７】第２印加信号が、第１印加信号に等しい、請求項１６に記載
    の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  18. 【請求項１８】第１の検出回路が、少なくとも１つの第３電極に操作的に結
    合され、第１検出回路は第３印加信号を第３電極に印加する、請求項１２に記載
    の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  19. 【請求項１９】第３印加信号が、回路接地ポテンシャルである、請求項１８
    に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  20. 【請求項２０】第１信号が、少なくとも１つの第１電極と回路接地の間のキ
    ャパシタンスに応答する、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗
    員を検出するシステム。
  21. 【請求項２１】第１検出回路が、第１印加信号を少なくとも１つの第１電極
    に印加する、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出する
    システム。
  22. 【請求項２２】第１の印加信号が、第１の振動信号を含む、請求項２１に記
    載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  23. 【請求項２３】第１検出回路が更に、 ａ．キャパシタンスが一定の温度域にわたって安定である基準キャパシタ、
    および ｂ．第１電場センサの代わりに前記基準キャパシタをスイッチする、前記第
    １検出回路が、基準キャパシタの測定値を前記第１電場センサの測定値と比較し
    、この比較に応じて前記第１信号を較正し、更に前記比較に応じて判定しきい値
    を適合させるスイッチ とを含む、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシ
    ステム。
  24. 【請求項２４】第１レンジ／近接センサが、座席背部から乗員の胴部までの
    距離の測度を与える、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を
    検出するシステム。
  25. 【請求項２５】第１のレンジ／近接センサが、第２の電場センサ、容量性セ
    ンサ、レーダセンサ、光学的レンジセンサ、能動赤外線センサ、受動赤外線セン
    サ、可視センサ、超音波レンジセンサ、および誘導性センサとからなるグループ
    から選択されたセンサを含む、請求項１に記載の安全高速システムによる車両中
    の乗員を検出するシステム。
  26. 【請求項２６】第２の電場センサが、少なくとも１つの電極を含み、更に前
    記少なくとも１つの電極に操作的に結合された第２検出回路を含む、請求項２５
    に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  27. 【請求項２７】第２の電場センサが、座席背部の５０ｍｍ内の対象物に応答
    する、請求項２６に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシス
    テム。
  28. 【請求項２８】第２の電場センサが、車両座席の座席底部から２５０ｍｍか
    ら５００ｍｍの領域内の対象物に応答する、請求項２７に記載の安全拘束システ
    ムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  29. 【請求項２９】第２検出回路が、回路接地に関して第２電場センサのキャパ
    シタンスの測度を与える、請求項２６に記載の安全拘束システムによる車両中の
    乗員を検出するシステム。
  30. 【請求項３０】制御装置が、第１のレンジ／近接センサからの信号により第
    １電場センサを調査分析する、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中
    の乗員を検出するシステム。
  31. 【請求項３１】第１電場センサと第１レンジ／近接センサからなるグループ
    から選択されるセンサの故障が、座席背部に対して着座した乗員を検出する第１
    レンジ／近接センサに応じ、かつ車両座席に着座した乗員の検出に失敗した第１
    電場センサに応じて検出される、請求項３０に記載の安全拘束システムによる車
    両中の乗員を検出するシステム。
  32. 【請求項３２】制御装置が、乗員が座席背部に近接して検出されたとき、安
    全拘束システムをイネーブルする、請求項１に記載の安全拘束システムによる車
    両中の乗員を検出するシステム。。
  33. 【請求項３３】乗員の胴部が座席背部から変位された距離が、第１しきい値
    より大きくなり、更に、乗員の胴部が座席背部に近接したとき開始される時間が
    、第２しきい値を越えたときに、制御装置が安全拘束システムをディスエーブル
    する、請求項１に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステ
    ム。
  34. 【請求項３４】前記第２しきい値が、４０ミリ秒より大きい、請求項３３に
    記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  35. 【請求項３５】安全拘束システムの拘束アクチュエータに近接する領域内で
    対象物の有無を検出する第２レンジ／近接センサを更に備える、請求項１に記載
    の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
  36. 【請求項３６】第２レンジ／近接センサが、電場センサ、容量性センサ、レ
    ーダセンサ、光学的レンジセンサ、能動赤外線センサ、受動赤外線センサ、可視
    センサ、超音波レンジセンサ、および誘導性センサからなるグループから選択さ
    れる、請求項３５に記載の安全拘束システムによる車両中の乗員を検出するシス
    テム。
  37. 【請求項３７】第２レンジ／近接センサが、安全拘束システムの拘束アクチ
    ュエータに近接して配置される、請求項３５に記載の安全拘束システムによる車
    両中の乗員を検出するシステム。
  38. 【請求項３８】第２レンジ／近接センサが、安全拘束システムの拘束アクチ
    ュエータに近接する領域内で乗員の部分に応答する、請求項３５に記載の安全拘
    束システムによる車両中の乗員を検出するシステム。
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