JP2002533696A - 乗員検出装置 - Google Patents

乗員検出装置

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JP2002533696A JP2000590883A JP2000590883A JP2002533696A JP 2002533696 A JP2002533696 A JP 2002533696A JP 2000590883 A JP2000590883 A JP 2000590883A JP 2000590883 A JP2000590883 A JP 2000590883A JP 2002533696 A JP2002533696 A JP 2002533696A
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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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Abstract

(57)【要約】 乗員検出システム（１０）は、自動車座席（３）上の物体を識別するための、自動車座席（３）の座席底部（４２）内にある電界センサ（１００）と、拘束アクチュエータ（３９）に近接している物体の存在を感知するための範囲／近接センサ（２００）とを備える。電界センサ（１００）は、正常に座っている乗員と他の状態で座っている乗員とを識別し、正常に座っている乗員（５）が存在しない限り拘束アクチュエータ（３９）を作動不可能にする。乗員（５）が危険領域（２０４）内に位置しており、そのため拘束アクチュエータ（３９）により傷害を被る場合には、範囲／近接センサ（２００）は拘束アクチュエータ（３９）を作動不可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、一般には自動車安全拘束装置の作動を制御するための乗員検出装置
に関し、特に、衝突に応答する安全拘束装置の展開を調整する目的で乗員の存在
と位置を測定するための乗員検出装置に関する。
【０００２】 発明の背景 自動車は、乗員の傷害を軽減する目的で自動車の衝突に応答して作動する自動
安全拘束アクチュエータを内装していることがある。そのような自動安全拘束ア
クチュエータの例は、エアバッグ、シートベルト予張器および展開が可能な膝当
てを有している。自動安全拘束装置の一つの目的は、自動拘束装置が作動しなか
ったときに衝突によって起こされる傷害よりも大きな傷害を自動拘束装置によっ
て生じさせないで、乗員の傷害を軽減することである。一般に、安全拘束装置の
関連部品を交換する費用のために、そしてその作動が乗員を負傷させる可能性の
ために、傷害を軽減する必要があるときのみ自動安全拘束装置を作動させるのが
望ましい。このことは、展開時にエアバッグに接近し過ぎている乗員、即ち通常
位置から外れている乗員が、関連する自動車の衝突が相対的に穏やかであっても
展開するエアバッグによって死傷し易いエアバッグ拘束装置において特に現実と
なる。たとえば、衝突前に厳しい制動作用に曝されているシートベルトを締めて
いない乗員が展開時に特に位置からずれ易い。さらに、子供、小柄な成人やひ弱
な骨格を持った人々のように、小さい体ぶりやひ弱な体格の乗員は、エアバッグ
インフレータによって生起される怪我を特に負い易い。さらに、前部座席の乗員
側方エアバッグに近接して通常位置決めされた後向き幼児シート（ＲＦＩＳ）に
適切に保持された幼児はまた、幼児シートの後面がエアバッグインフレータモジ
ュールに非常に近いために、展開するエアバッグによって死傷し易い。
【０００３】 エアバッグインフレータによって受ける乗員の傷害を軽減するためのさらに別
の技術は、乗員の存在および位置に対応してインフレータの作動を制御するもの
で、これによりインフレータの関連するリスクゾーンの外側に乗員がいるときに
のみインフレータを作動せしめる。ＮＨＴＳＡのデータは、インフレータドアか
ら４ないし１０インチ（約１０ないし２５センチ）の距離よりも乗員が近いとき
にエアバッグが作動不可能にされれば、エアバッグに近いことによって起こる重
傷は低減されまたは無くなることを示唆している。エアバッグインフレータを作
動不可能にするかかる装置は、乗員を拘束する必要があるときにはエアバッグイ
ンフレータを作動不可能にしないようにしつつ、十分に感応してかかる識別を行
うに強力な信頼性ある乗員検出器を必要としている。
【０００４】 斜めまたは側方衝撃衝突の幾つかのケースを除いて、そうでなければ展開され
たエアバッグ装置の交換に関連する不必要なコストと不便さのために、関連する
乗員が存在しなければ、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
に望ましい。このような装置を実現するために、乗員の存在を検出する、または
自動車の座席内の無生物物体を認識すめための種々の手段を従来技術が教示して
いる。たとえば、乗員の存在を検出するために、重量センサが座席の内部に組み
込まれ得る。
【０００５】 エアバッグインフレータによる乗員の受傷を軽減するための更に別の技術は、
エアバッグインフレータの膨張速度または膨張量を乗員の存在および位置に対応
して制御するものである。このような制御装置は、上述したような衝突の厳しさ
に対応して制御可能な膨張装置と関連づけて使用されるのが最も好ましく、ここ
では、乗員位置の入力は、そうでなければ特別の衝突の厳しさレベルによって指
示されるが、小柄または軽量の乗員、または後ろ向座席シート内の幼児に受傷さ
せかねない大幅にアグレッシブなエアバッグインフレータ制御に優先するように
使用される。エアバッグインフレータを制御するためのかかる装置は、強力で十
分に精確であり、乗員の座り形態や状態を識別し、区別することのできる乗員位
置センサを必要とする。
【０００６】 米国特許第５,０７１,１６０号および同第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／または速度の感知と自動車の加速度の感
知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、乗員の位置を感
知するために超音波距離測定を使用することを例を用いて教示している。米国特
許第５,０７１,１６０号はまた、受動赤外線式乗員位置センサの使用を例示して
いるが、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号はそれらに応答して安全拘束アクチュエ
ータを制御するためのシステムにおいて、複数の乗員位置センサを使用すること
を教示している。
【０００７】 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以上
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５,３３０,２２６号
は、多段エアバッグインフレータまたはこれに接続された逃がし弁を制御するた
めに、計器盤に取り付けられた超音波距離センサと乗員位置を感知するための頭
上の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５,４
１３,３７８号、同第５,４３９,２４９号および同第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目的で、前板と座席に取り付けられ
た超音波センサ検出器を、乗員の位置および重量を検出する他の座席センサと関
連づけて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、
受動拘束装置を作動不可能にするか否かを決定するために、信号処理に共に関連
する超音波センサと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。
【０００８】 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
び同第５,４９０,０６９号は、物体外面の反射点で送信器により指向される赤外
線ビームを教示している。受信器は、反射点から散乱される放射線を検出し、安
全拘束装置の作動を制御する目的で、送信ビームと受信ビームの三角形に基づい
て送信器からの反射点の距離を検出する。これらの特許はまた、エアバッグ膨張
装置を制御する目的で、赤外線式乗員位置センサを加速度センサと組み合わせる
ことを教示している。米国特許第５,５４９,３２２号は、光線式乗員センサをエ
アバッグのドアに組み込むことを教示している。さらに赤外線センサが自動焦点
カメラの距離ファインダとして共通して使用されている。
【０００９】 米国特許第４,６２５,３２９号、同第５,５２８,６９８号および同第５,５３
１,４７２号の従来技術は、乗員の位置を検出するために画像システムを使用す
ることを教示しており、後者の２件は、エアバッグインフレータを制御するため
にこの情報を使用している。米国特許第５,５２８,６９８号、同第５,４５４,５
９１号、同第５,５１５,９３３号、同第５,５７０,９０３号および同第５,６１
８,０５６号は、関連するエアバッグインフレータを作動不可能にする目的で、
後ろ向幼児シートの存在を検知する種々の手段を教示している。
【００１０】 従来技術はまた、乗員の存在、近接または位置を検出するために静電容量式感
知技術の使用を教示している。米国特許第３,７４０,５６７号は人間の乗員と自
動車座席の上に置かれた動物または荷物を区別するために、座席の基部と背当て
の中に組み込まれた電極を静電容量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、自動車の車体と共に乗員検知コンデンサを
形成するように配設された金属電極を、乗員の存在に応答して関連静電容量の変
化を検知する関連回路と共に有する乗員検知装置を教示している。米国特許第４
,３００,１１６号は、自動車の外側に近接する人間を検知するための静電容量式
センサを教示している。米国特許第４,７９６,０１３号は、座席の基部と自動車
の屋根との間で静電容量が感知される静電容量式搭乗検知器を教示している。米
国特許第４,８３１,２７９号は、人間の存在に関係した静電容量の一時的な変化
を検知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４,９８０,
５１９号および同第５,２１４,３８８号は、対象物の近接を検出するために静電
容量センサのアレーを使用することを教示している。米国特許第５,２４７,２６
１号は、少なくとも１軸に関する点の位置を測定するために電界感応センサを使
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、座席の背当てに組み込まれた静電容量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目的で、
座席のベースおよび背当てに組み込まれた電極を使用することを教示しているが
、ここでは検出回路が作動したときに電極は自動車のシャーシーから実質的に遮
断される。米国特許第５,６０２,７３４号および同第５,８０２,４７９号は、電
極間の静電容量に対する乗員の影響力に基づいて乗員の位置を検出するために、
乗員の上方に設けた電極のアレーを教示している。米国特許第５,１６６,６７９
号は、センサの感応特性を調整するための感応部材と同じ電圧で駆動される反射
器を備えた静電容量式近接センサを教示している。米国特許第５,７７０,９９７
号は、対象物の存在を示す出力信号を発生するために、センサが反射電界を発生
する、静電容量式自動車搭乗員位置検知装置を教示している。米国特許第３,９
４３,３７６号、同第３,８９８,４７２号、同第５,７２２,６８６号および同第
５,７２４,０２４号はまた、自動車内の乗員を検出するための静電容量型システ
ムを教示している。
【００１１】 上述の参照米国特許が教示する方法に加えて、従来技術はまた、「電気技術者
用標準ハンドブック第１２版」 （Standard Handbook for Electrical Enginee
r 12th edition)、 D.G. Fink およびH.W. Beaty 共著、マグローヒル社１９８７
年刊、３−５７頁から３−６５頁、技術者用参照データ；ラジオ、エレクトロニ
クス、コンピュータおよび通信第７版、E.C. Jorden 主著、Howard W. Sams, １
９８５年刊、１２−３頁から１２−１２頁に例示されるような種々の静電容量測
定手段を教示しており、共に引用により本明細書中に含まれる。
【００１２】 引用により本明細書に含まれる １９９６年刊「ＩＢＭシステムズ ジャーナル
、３５巻３号および４号」５８７−６０８頁に掲載された J.R. Smith の「フィ
ールド マイス(Field mice)：電界測定値からの手形状の抽出」は、非接触三次
元位置測定用に使用される電界感知のコンセプトを、特にコンピュータへ三次元
位置入力を供給する目的で人間の手の位置を感知するための電界感知のコンセプ
トを説明している。静電容量式感知として共通して言及されるものは、実際には
、種々の電流通路に対応し、著者が「負荷モード」、「切替モード」、および「
送信モード」と呼ぶものの識別機構を有している。切替モードにおいて、低周波
数で振動する電圧は送信電極に印加され、受信電極に誘起された変位電流が電流
増幅器を用いて計測され、その変位電流は感知されている物体により調整される
。「負荷モード」において、感知されるべき対象物が、接地に対する送信電極の
静電容量を調整する。送信モードにおいて、送信電極は使用者の身体に接触され
、これは直接的な電気接触によりまたは、容量結合により、受信器に対し送信器
となる。
【００１３】 一実施形態において、複数の静電容量センサは乗員への距離を感知するために
使用されるが、これらは乗員の位置を測定するために既知の位置の固定センサ部
材と組み合わされて三角形配置とされる。このような静電容量センサ配置の問題
の一つは、センサと乗員の間の距離を検出するために、センサが既知安定性の比
誘電率を使用することである。さらに乗員位置計測は、感知物体の質量中心と関
連づけられる傾向を持つ。しかしながら、センサは、極めて近い位置にある大き
な金属製装置や腕および脚によって混乱することがある。したがって、乗員の位
置に基づいてエアバッグインフレータを作動可能にしたり、またはエアバッグイ
ンフレータを作動して自動車の衝突センサからの作動化信号に応答して点火する
ようにする自動オン・オフスイッチとしてこれらのセンサが満足的に作動するけ
れども、静電容量式乗員位置センサの現在の実施形態は、乗員位置に基づく制御
可能な膨張を実現するには十分には正確ではなく、強力でもない。
【００１４】 静電容量式センサを使用する乗員感知装置は、センサが濡れたり、特にセンサ
近傍の水がアースに良好に結合したときに、大きな問題を有する。濡れた物体の
周波数依存応答は、センサマガジン（ Sensor magazine )の１９９６年９月号か
らの「電荷移行センサ」と題する H.Philipp により静電容量式センサ技術が述
べられた記事に記載されている。座席の背当てと底部にあるセンサを使用する従
来技術の静電容量式センサ装置は、座席の背当ての角度が、乗員の位置とは無関
係にセンサ信号に変化を生ずるので、前述したような問題を持っていると報告さ
れている。
【００１５】 超音波センサや赤外線センサのような基準点と対象物表面との距離を測定する
センサはまた、たとえば、センサの近傍における乗員の四肢の存在により、また
乗員が持つスカーフや新聞のような物体の存在によって起こされるような、誤測
定を受け易い。これらの型式のセンサは、インフレータドアの近傍のリスクゾー
ンをモニターするために使用され得るが、幾つかの不利益を受ける。特に、赤外
線をベースとした装置は通常、リスクゾーンの容積より狭いビームを使用するの
で、リスクゾーン内のどこかにある物体を信頼性良く感知するには多数のビーム
が必要とされる。多くのビームを使用すると、過大なコスト、複雑化、潜在的に
遅い応答を齎す。さらには、インフレータ近傍のリスクゾーンをモニターすると
、インフレータドアの近傍にかなりの量のハードウェアを必要とする。
【００１６】 従来技術の乗員検知装置には、助手席の乗員または物体の型の差を識別する、
たとえば搭乗者席に正常に座った成人と後ろ向幼児シートとを区別することを試
みているものがある。これは、可能性のある状態が非常にあるので極めて挑戦的
な仕事である。乗員の状態を識別するために距離測定を使用するセンサ装置は、
シートに座った乗員の形を非常に多くの可能性の中から識別するために、空間内
の相対的に少ない点についての情報を使用しようと試みる。特定の状態の外表面
は、乗員の上に毛布を投げたり、シートの位置をずらしたりするように簡単に行
うことにより劇的に変わるためにしばしば結果に信頼性が無くなる。搭乗員室内
の可成の距離を横切るある種の距離感知を使用する感知装置は、新聞、地図また
は浮いている風船などの物体によってブロックされることがある。乗員位置検出
装置のあるものは、直接のセンサ情報の欠落をしばしは補償するが、予測できな
いまたは変則的な性能を齎す複雑なアルゴリズムを組み込んでいる。
【００１７】 多くの乗員検出装置の欠点は、インフレータモジュールの周りのリスクゾーン
の中に乗員がいるかいないかを決定するために最も関連する情報を集めないこと
である。搭乗員の上方に取り付けられ、座席領域を見下ろす乗員検出装置は、イ
ンフレータドアの周りを直接モニターするには誤った物理的遠近感を持つ。屋根
取り付けセンサの理想的なセットが信頼性良く乗員の全体位置を測定できるとし
ても、−−これは非常に挑戦的な仕事であるが、−−インフレータドアと乗員の
間の実際の空間は、乗員の身体によってセンサに対しブロックされる。エアバッ
グインフレータの制御するための規準が、過去において、エアバッグインフレー
タに対する乗員の身体の接近に基づいていたとしても、頭上センサは簡単には関
連情報を信頼性良く得ることはできない。超音波および光学感知システムを単に
使用する装置は、新聞によってブロックされる。ある種の形の超音波センサは、
音波の速度が環境（温度、湿度、標高）によって変化するので、環境条件の影響
を受ける。センサと乗員の間の明確な視線を必要とする検出システムはいずれも
、センサが乗員に見えることを必要とする。
【００１８】 NHISTは、これらを安定化するために幼児シートの下にタオルを使用すること
を推奨している。従来技術の検出装置の幾つかは、座席に直接座った乗員と幼児
シートとをその圧力パターンにより区別する。幼児シートの下に置かれたタオル
や他の物は、座席に直接座った乗員のものと同様の幼児シートの圧力パターンを
齎すが、静電容量式副検知システムの電界センサに対して、相対的に小さい影響
しか与えない。
【００１９】 従来技術の乗員検出装置の別の問題は、衝突前のブレーキ事故においてエアバ
ッグを作動不可能にする能力がないことである。
【００２０】 発明の概要 本発明は、電界センサと範囲／近接センサとを備える乗員検出装置を提供する
ことにより上記の問題を解決する。電界センサは、自動車座席の座席底部の中に
取り付け可能な少なくとも１個の電極を備えている。範囲／近接センサは、安全
拘束装置の拘束アクチュエータに近接した領域内の、特に、拘束アクチュエータ
の展開により乗員が傷害を被る危険性のある危険領域内の物体の存在を検出する
近接センサまたは範囲センサのいずれかを備えている。その電界センサのその少
なくとも１個の電極に作用的に結合した検出回路は、自動車座席上の物体の電界
影響特性に応答する信号を発生する。電界センサと範囲／近接センサとに作用的
に結合した制御器は、電界センサの信号から自動車座席上の物体の型を識別し、
そして物体の型に応答し、乗員の体の一部が安全拘束装置に近接した危険領域内
に位置しているか否かを示す範囲／近接センサからの信号に応答して安全拘束装
置の作動を制御する。特に、正常に着座した乗員が検出されない場合、または乗
員が拘束装置の近くにいすぎる場合のいずれかの場合、制御器は拘束装置を作動
不可能にする。
【００２１】 したがって、本発明の目的は、正常に着座した乗員を、他の座席占有状態から
区別できる乗員検出装置を提供することである。
【００２２】 本発明の他の目的は、乗員が、安全拘束装置の拘束アクチュエータの危険領域
内に位置していることによって傷害を受け易いか否かを検出できる乗員検出装置
を提供することである。
【００２３】 本発明のさらなる別の目的は、正常に着座した乗員が自動車座席上にいない場
合、あるいは乗員が拘束アクチュエータに近接した危険領域内に位置している場
合、拘束アクチュエータを作動しないようにできる乗員検出装置を提供すること
である。
【００２４】 本発明のさらなる別の目的は、自動車座席上の物体を識別するために、電界セ
ンサの自動車座席内の電極の静電容量を感知する改善された手段を提供すること
である。
【００２５】 座席底部の電解センサは、座席底部のカバーの直上に、たとえば乗員座席の上
に取り付けられた子供シートに対向して大きな物体が存在するか否かを検出する
。電界センサは、（RFIS、前方を向いた子供シートとブースター付きシートを含
む）あらゆる子供シートが座席上にあるときや座席が空いているときに起きるよ
うに、前方を向いた乗員が座席底部の近傍で検出されないときはいつでも、座席
底部内の電界センサはエアバッグを作動不可能にする。したがって、電解センサ
は、乗員席の前に、正常に前方を向いた乗員が存在するか否かといった測定を簡
単かつ直接に測定することができる。座席底部内の電界センサは短い領域を有し
、乗員の大きな表面積がセンサに極く接近している乗員のみを感知する。座席カ
バー上に正常に直接着座した乗員は、常にそのセンサに極めて近接してその身体
の大きい表面積を有している。子供シート内の子供または幼児は、座席底部から
数インチ上昇した位置にあって、そのセンサに対し相対的に殆ど影響を与えない
身体を有し、これにより正常に着座した乗員を検出し得ないときはエアバッグを
作動不可能にする。電界センサは、乗員座席の上にある子供シート内の子供とは
容易に識別できる正常に着座した乗員の特性を感知する。この感知方法は、セン
サ信号が乗員の誘電特性に依存し、光学センサまたは超音波センサが行うと同じ
方法で乗員の外側輪郭を単純には感知しないことで非常に有利である。たとえば
、その輪郭は乗員の上に毛布を掛けたりあるいは着座位置を変化することにより
簡単にドラマチックに変えることができる。これは、空の座席状況についてさえ
も事実である。座席底部に近い誘電特性は、毛布で起こされるような座席上の乗
員および物体の輪郭の変化によっては比較的に影響を受けない。センサは、着座
位置または座席の背当て角度が展開決定に影響を与えないように座席底部と共に
移動する。
【００２６】 子供シートを安定化するためにその子供シートの下側に置かれる物体は、座席
重量センサを組み入れているシステムのためのケースであれば、座席底部内の電
界センサによる展開の決定には影響しない。子供シートの下に置かれたタオル、
または他の物体は、座席底部内の電界センサの電界に比較的殆ど影響を与えない
。
【００２７】 電界センサは静電容量センサとして実現するのが好適であるが、ここでは組み
合わされる検出回路は、自動車座席底部内のセンサの少なくとも１個の電極の静
電容量を測定するように調整される。複数の電極が使用され、分離して測定が行
われて自動車座席底部の上の物体の分布の測定を行う。電極の静電容量は比較的
小さく、センサ電極の測定値を１つまたは複数の温度安定性のある基準静電容量
と繰り返し比較することにより校正静電容量測定値を得るように検出回路が調節
されている。たとえば、第１基準キャパシタは、所定期間測定回路へスイッチイ
ンされる。それから、追加の第２キャパシタが追加の時間測定回路へスイッチイ
ンされ、結合静電容量に対する過渡応答が測定される。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個の感知電極が測定回路へスイ
ッチインされ、少なくとも１個の感知電極の静電容量測定値を提供する。検出回
路は、測定回路に２個の別々で既知の基準キャパシタを組み入れるこの校正によ
り感知電極の絶対静電容量を測定することができる。検出回路は比較的頑丈であ
り、温度に不感応でさらに、検出回路は直流オフセットをフィルタで除き、そし
て過渡時に測定が行われるので、組み合わされる電子部品（基準キャパシタを除
く）の一時的なドリフトに感応しない。さらには、検出回路は、測定されていな
い静電容量要素が、測定中の静電容量要素から効果的に隔離されるような要領で
電圧ホロワと関連のＥＦＴスイッチを組み込んでいる。
【００２８】 電界センサは追加的な電極を用いて、たとえば従動シールドの形で、自動車座
席を濡らしている液体の感知電極の静電容量に対する影響を低減するように調整
することができる。
【００２９】 本発明は、いずれの作動可能安全拘束装置、特に、範囲／近接（range/proxim
ity）センサがエアバッグインフレータモジュールの危険領域内の物体を検出す
る、エアバッグ拘束装置とともに使用され得る。範囲／近接センサは、乗員が、
静電容量、超音波、光（赤外線、または視覚にもとづいた装置を含む）、あるい
はレーダー感知技術を用いた、関連するエアバッグインフレータモジュールに近
接した、所定の危険領域内に位置するか否か判断する。
【００３０】 範囲／近接センサは、展開時にインフレータードアの非常に近くに乗員の体が
ある場合に、独立的に作用してエアバッグを作動不可能にさせる。このセンサは
、衝撃前のブレーキング事象の間に、乗員が空気中に「浮き上がっている（flyi
ng）」状態のままである間に、エアバッグを作動不可能にするのに十分な短時間
でインフレーター近くの乗員の存在を検出する。範囲探知（raging）センサは、
静電容量感知、光または超音波範囲探知（rage finding）、レーダー感知、また
はインフレータードアと乗員との間の範囲を検出することのできるいずれの他の
技術を含むが、これらに限定されない種々の感知技術を用いても実現され得る。
センサがインフレーター自体に配置されるか、またはインフレーターのごく近く
に配置される場合、危険領域を絶えず監視することができる。センサの応答は十
分に速く、衝撃前のブレーキング中に起こり得るように乗員が展開の直前に「危
険領域」に入る場合にはエアバッグを作動不可能にする。エアバッグインフレー
タードア内にあるか、またはその近くにある範囲センサは、乗員がエアバッグイ
ンフレータの危険領域内に位置しているか否かを直接測定する。このセンサは、
インフレーターの近くにある乗員の体の一部に応答するが、新聞紙のような低密
度の物体には応答しないことが好ましい。たとえば、静電容量およびいくつかの
低周波数レーダーセンサが、この種の性能を表す。本発明の装置は、範囲探知セ
ンサがインフレータ近くにある乗員の体の大体積を検出することに応答して、エ
アバッグを作動不可能にするか、または、たとえばエアバッグインフレータの膨
張率を低減することのより、その膨張特性を変える。
【００３１】 したがって、本発明は、エアバッグの展開が危険であるか否か、即ち座席底部
上に直接着座した乗員がいるか否か、その乗員がエアバッグインフレータによる
傷害の危険領域に位置するほどエアバッグインフレータの近くにいるか否かを評
価するために重要である特性を直接的に測定する。エアバッグの展開の決定は、
直接測定値に基づいており、間接的な測定値を用いた可能性予測に依存しておら
ず、結果として予測性の高い且つ信頼性の高い性能を得ている。本発明は、エア
バッグに近い乗員座席上の幼児シートまたは子供シートに座っている幼児または
子供に対しては、エアバッグを作動不可能にする。本発明はまた、展開時に、所
定の「危険領域」内に人体の一部が位置しているか否かを検出し、位置している
場合には、エアバッグを作動不可能にするか、またはその膨張率を変える。本発
明は、エアバッグが危険となり得る殆ど総ての状況において、エアバッグを作動
不可能にする比較的に簡単なシステム（座席位置や座席の背当て角度に影響され
ない）を提供する。乗員を正確に識別するそのシステムにとって、乗員の頭や胴
体を座席の背当てに押し付ける必要はない。さらに子供シートを安定化するため
に子供シートの下に置かれた物は、エアバッグインフレータの展開の決定に影響
することがない。
【００３２】 本発明のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、添付された図面を参照し
て好適な実施形態の詳細な説明を読めばより十分に理解され、そして添付の請求
の範囲に従って考察される。
【００３３】 好適な態様の詳細な説明 図１を参照すると、乗員検出装置１０は、自動車１の座席３上に正常に座り、
前を向いている乗員５がいるか、否かを識別するための電界センサ１００と、関
連する安全拘束装置３８の拘束アクチュエータに近接した、危険領域２０４とし
ても知られている領域２０４内に乗員５の体の一部があるか、否かを判定するた
めの範囲／近接センサ２００とを備える。関連する安全拘束装置３８の危険領域
２０４内の乗員は、図１においてエアバッグインフレータモジュール７６を含む
ことが示されている安全拘束装置３８の拘束アクチュエータ３９による傷害をこ
うむる。
【００３４】 電界センサ１００は、座席カバー４３の下の座席底部４２の中に発泡クッショ
ン４４の上部に接近して設けられている。電界センサ１００は、検出の必要があ
る幼児シートが取り付けられる他の座席位置にまた設置されることもあるが、典
型的には、乗員座席３の座席底部４２の中に設置される。電界センサ１００は、
少なくとも１つの電極を有し、電子モジュール１０４に接続された静電容量感知
パッド１０２を例えば有するが、電子モジュール１０４は静電容量測定を行うに
必要な検出回路１０６を含んでおり、ここにおいて、少なくとも１個の電極１０
３の静電容量を回路アース１０５に関して測定するのが好ましい。電界センサ１
００は作用的に制御器５０に結合され、これは座席３上の物体または乗員５の検
出された型および着座形態に応じて安全拘束装置３８の作動を制御する。
【００３５】 範囲／近接センサ２００は、エアバッグインフレータモジュール７６に近接し
た所定の危険領域２０４内に乗員５がいるか、否かを判断する。たとえば、範囲
／近接センサ２００は、乗員５とエアバッグインフレータモジュール７６との間
の距離を直接的または間接的に測定する範囲センサ２０２を備える。または、範
囲／近接センサ２００は、拘束アクチュエータに対する物体または乗員５の近接
の度合いを感知する近接センサを含む（たとえば本明細書に参照により援用する
米国特許第５，９６４，４７８号により教示される第２電界センサを用いる）。
範囲／近接センサ２００は、たとえば、電界、静電容量、超音波、光学（赤外線
、または視覚にもとづいた装置を含む）、レーダー、または誘電性センサを含む
周知の範囲センサ技術とともに作動するが、これらの技術には限定されない。
【００３６】 作動中、座席３の座席底部４２の上に座った乗員５は、電界センサ１００の静
電容量を十分に増大し、乗員５が座席３に座っていることを、検出回路１０６か
ら制御器５０に示す。範囲／近接センサ２００は乗員５の体の一部がエアバッグ
インフレータモジュール７６の危険領域２０４内に位置しているか、否かを判断
する。電界センサ１００と範囲／近接座センサ２００からの信号は、作用的に制
御器５０に結合し、これは既知のアナログ、デジタルまたはマイクロプロセッサ
の回路とソフトウェアに従って作動する。衝突センサ６０は制御器５０に作用的
に結合している。衝突センサ６０によって検出された衝突に応答して、乗員５が
座席３に座っており、かつ、エアバッグインフレータモジュール７６の危険領域
２０４内に位置していない場合、エアバッグインフレータモジュール７６内に設
けられた１つまたは複数のガス発生器７４の１つまたは複数の点火器７２に作用
的に結合している信号７０を信号処理器５０が発生し、これによりエアバッグイ
ンフレータモジュール７６の作動を制御して、そうでなければ衝突によって引き
起こされる傷害から乗員５を保護することに必要なエアバッグ７８を膨張させる
。これらの動作を実行するに必要な電力は、好ましくは自動車バッテリである自
動車の電源３２によって供給される。
【００３７】 図２を参照すると、自動車１は、衝突における乗員５の保護目的のために、エ
アバッグインフレータ安全拘束装置３８の作動を制御するための乗員検出装置１
０を備えている。電界センサ１００および範囲／近接センサ２００は制御器５０
に接続され、制御器５０は、電界センサ１００および範囲／近接センサ２００か
らの出力に応答する信号７０を生成して安全拘束装置３８を制御し、かつ出力３
０を生成して光またはブザーのような警告装置４０を作動する。
【００３８】 範囲／近接センサ２００は、電源３２により電力を供給される光送信機１６に
接続されるモジュラー１４を備える能動的赤外線位置センサ（active infrared
position sensor）１２と、参照により本明細書に援用される米国特許第５，４
９０，０６９号による同期復調器２０に接続される光受信機１８とを具備する。
復調器２０は、乗員５の外面(surface)からの、光送信機１６によって生成され
た赤外線の反射の検出に応答して、乗員５と、自動車内の潜在的な衝撃地点との
間の距離を示す出力２２を生成する。出力２２は制御器５０に供給されて、記憶
装置３６に格納される。能動的赤外線位置センサ１２は、当業者により理解され
る能動的赤外線位置センサの既知の原理、方法、および構造にしたがって動作す
る。
【００３９】 図３を参照すると、超音波範囲探知センサ５２が、範囲探知センサ２０２とし
て図２の能動的赤外線位位置センサ１２の代わりとなるが、電界センサ１００と
連結した乗員検出装置１０の動作は、図２の能動的赤外線位置センサ１２ととも
に上記に記載したものと他の点においては同じである。
【００４０】 図４は、本発明の一般的な原理を示している。範囲／近接センサ２００は、乗
員５の体の部分が安全拘束装置３８の危険領域２０４内にあるか否かを感知し、
かつそれを制御器５０に示す。電界センサ１００は、乗員５が座席３に座ってい
るか、否かを感知し、それを制御器５０に示す信号１０８を出力する。制御器５
０は、安全拘束装置３８を作動させるか、否かを、範囲／近接センサ２００およ
び電界センサ１００により判定する。乗員５が安全拘束装置３８の危険領域２０
４内におり、安全拘束装置３８の作動により傷害をこうむる可能性が高い場合に
は、かかる作動は阻止される。代替的に、電界センサ１００によって感知された
静電容量がしきい値よりも小さい場合には、安全拘束装置３８の作動も阻止され
る。そうでない場合、衝突センサ６０が安全拘束装置３８を作動すべき十分な強
度の衝突を検出した場合には、制御器５０は、作動信号１１０を生成して安全拘
束装置３８を作動する。当業者には、衝突センサ６０を制御器５０に組み入れる
ことができることが理解されよう。
【００４１】 図５に示したステップによれば、ステップ（５０２）では、乗員検出装置１０
は範囲／近接センサ２００を読み取って、大部分の体（large body part）がエ
アバッグインフレータモジュール１１０の近くにあるか、否かを判定する。ステ
ップ（５０４）において大部分の体がエアバッグインフレータモジュール１１０
の危険領域２０４内にある場合には、エアバッグインフレータモジュール１１０
がステップ（５１２）において作動不可能にされる。そうでない場合、ステップ
（５０６）では、乗員拘束装置１０は電界センサ１００を読み取って、人体の大
部分の外面が座席底部４２に直接に座っているか否かを判定する。ステップ（５
０８）において電界センサ１００の静電容量を示すＣｍｅａｓが、座っている乗
員５の存在を示すしきい値Ｃｎｏｒｍ以上である場合には、エアバッグインフレ
ータモジュール１１０がステップ（５１０）において作動される。そうでない場
合、エアバッグインフレーターモジュル１１０は、ステップ（５１２）において
作動不可能にされる。
【００４２】 後ろ向き子供シートの子供６０２は、座席底部４２およびその中に内蔵された
静電容量感知パッド１０２の極く近傍で大きい面積のボデーを有することがない
ので、乗員検出装置１０は、後ろ向き子供即幼児シート（ＲＦＩＳ）６００を効
果的に感知する。たとえば、図６は、典型的な後ろ向き幼児シート６００内の子
供６０２の向きを示している。後ろ向き子供または幼児シート６００内の座り輪
郭６０４は、子供６０２の臀部が自動車座席３の座席底部４２に最も近くなるよ
うになっている。通常、子供６０２と自動車座席３の座席底部４２の間には、数
インチにもなる可成の間隔６０６がある。子供シート６００はプラスチック製な
ので、シートそれ自体は電界センサ１００によって直接的には感知されない。子
供６０２と自動車座席３の座席底部４２の間の間隙６０６が相対的に小さい後ろ
向幼児シート６００でも、内側の座り輪郭６０４は、静電容量感知パッド１０２
と臀部を除く子供６０２の全部との間にかなりの間隙を尚生ずる。子供６０２の
外表面の小部分のみが静電容量感知パッド１０２に近いだけなので、電界センサ
１００によって測定される静電容量は相対的に小さく、特に静電容量しきい値Ｃ
normよりも小さい。
【００４３】 電界センサ１００の潜在的な弱点は、電極１０３に近い液体が、回路アース１
０５、または第２電極に関する電極１０３の静電容量に関して有するかなりの影
響である。たとえば、こぼれて発泡クッション４４に吸収された液体は、回路ア
ース１０５に関する電極１０３の静電容量を増大する。図５を参照するに、代替
静電容量感知パッド１０２．１内のセンサ電極７０２の下側に従動シールド７０
４および／またはアース板７０６を組み入れることによって、発泡クッション４
４の濡れ効果を低減するように電界センサ１００が構成され得る。従動シールド
７０４は、単純には感知電極７０２と同じ電位で駆動される感知電極７０２の導
体の下側の第２導体である。感知電極７０２と従動シールド７０４の間には電場
が生じないという結果となる。従動シールド７０４は、感知電極７０２の従動シ
ールド７０４が位置する側において、静電容量感知パッド１０２．１の静電容量
感知能力をなくす。静電容量感知パッド１０２．１はさらに、従動シールド７０
４の下側のアース板７０６を持って、従動シールド７０４を駆動する回路が一定
の負荷を駆動するように改良される。
【００４４】 米国特許第５,１６６,６７９号の静電容量型近接センサとは区別されるように
、従動シールド７０４および／またはアース板７０６はたとえば感知電極７０２
に近くまたは少し大きく、そして電界センサの範囲と感度を大きくするよりはむ
しろ、従動シールド７０４および／またはアース板７０６の下側にある発泡クッ
ション４４内の液体の感知電極７０２の静電容量に対する作用を最小化するよう
にされる。従動シールド７０４と感知電極７０２は、座席３上の感知全域を本質
的に被っている。
【００４５】 代替的に、静電容量感知パッド１０２の要素は、座席３を横ぎって疎らに分散
されており、こうして座席３上の感知全域よりも小さい面積を被っている。当業
者は、本発明の教示から離脱することなく静電容量感知パッド１０２およびその
要素が種々の形で実施できることを認識するであろう。
【００４６】 回路アース１０５に対する静電容量感知パッド１０２の静電容量は、相対的に
小さく、たとえば約３００ピコファラッドより小さい。自動車雰囲気内での可能
性のある温度範囲は、検出回路１０の構成要素にかなりの影響を及ぼし、安全拘
束装置３８が制御器５０によって誤って作動することもある測定値として誤って
解釈されるドリフトを生ずる。このドリフトの影響は、相対的な静電容量測定を
行う手段を提供するように感知電極１０３に代わって切り換えられる温度安定基
準キャパシタを検出回路１０６内に組み入れることによって軽減される。その基
準キャパシタは、温度に対して値が非常に安定しているように選択されることが
できるので、如何なるドリフトも識別され、適切化され、この情報は決定しきい
値を変さらするために使用することができる。
【００４７】 典型的な検出回路１０６を示している図８を参照するに、発振器８０２はたと
えば正弦曲線形信号のような振動信号を発生し、これは第１の帯域フィルタ８０
４によって濾波されて、第１振動信号８０６を発生する。第１振動信号８０６は
、測定静電容量要素がそれぞれのＦＥＴスイッチＱ１ａ，Ｑ１ｂ， Ｑ２ａ，Ｑ
２ｂ，Ｑ３ａおよびＱ３ｂの状態に対応して含められ、または除外される場合に
おいて、キャパシタＣ１、抵抗Ｒ１，Ｒ２、ならびに静電容量感知パッド１０２
、第１基準キャパシタＣＲ１および第２基準キャパシタＣＲ２からなる群から選
択される、１つまたは複数の測定静電容量要素から構成される容量性分圧器８０
８に加えられる。キャパシタＣ１、抵抗Ｒ１、Ｒ２、およびＦＥＴスイッチＱ１
ａ，Ｑ２ａ，Ｑ３ａが、（作動状態においてそれぞれの測定静電容量要素をスイ
ッチインする）総て第１節点８１０において互いに接続され、それは電圧ホロワ
Ｕ１の入力８１２に接続されている。電圧ホロワＵ１の出力８１４は、ＦＥＴス
イッチＱ１ｂ，Ｑ２ｂ，Ｑ３ｂに接続され、作動状態において、これらは測定さ
れないようにそれぞれの静電容量要素からスイッチにより切り離される。ＦＥＴ
スイッチの組Ｑ１ａとＱ１ｂ， Ｑ２ａとＱ２ｂ，Ｑ３ａとＱ３ｂのＦＥＴスイ
ッチ要素の作動は、それぞれ相互に排他的である。たとえば、ＦＥＴスイッチＱ
１ａが作動されまたは閉じられると、そのときＦＥＴスイッチＱ１ｂは、作動不
可能にされまたは開放される。測定されている静電容量要素が第１節点における
静電容量に加わり、これにより電圧ホロワＵ１への入力８１２において信号強度
に影響を及ぼす。測定されていない静電容量要素はそれぞれの第１ＦＥＴスイッ
チ要素により第１節点から切り離され、それぞれの第２ＦＥＴスイッチ要素によ
り電圧ホロワＵ１の出力８１４に接続されるが、電圧ホロワＵ１の関連演算増幅
器の特性により電圧ホロワＵ１の出力８１４は、それぞれの接続静電容量要素無
しに第１節点の信号に追従し、電圧ホロワＵ１は、それぞれの関連静電容量要素
を通る電流を第２のＦＥＴスイッチ要素を通して供給する。さらには、それぞれ
の第２のＦＥＴスイッチ要素が作動すると、それぞれの第１のＦＥＴスイッチ要
素の入出力が別々にそれぞれの演算増幅器の入力に結合され、その結果それぞれ
に対し同一の電位が作用され、静電容量測定に対するそれぞれの第１ＦＥＴスイ
ッチの容量の影響を排除する。
【００４８】 それから電圧ホロワＵ１の出力８１４は、第１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Ｒ
３およびキャパシタＣ２から構成される検出器８１８によって検出され、第１の
低域フィルタ８２０によって濾波される。第１の低域フィルタ８２０は、第１節
点８１０における静電容量に対応する直流成分を有している。この直流成分はブ
ロッキングキャパシタＣ３によって濾波され、その結果信号は第２の低域フィル
タ８２４によって濾波されて第１節点８１０における振動信号の振幅８２６を生
ずるが、これはその位置における全静電容量に比例している。ブロッキングキャ
パシタＣ３は、振幅８２６の一時的な測定を考慮するようになっている。
【００４９】 作動時において、マイクロプロセッサＵ２は、たとえば図７に示された制御ロ
ジックに従って、ＦＥＴスイッチＱ１ａ、Ｑ１ｂ、 Ｑ２ａ、Ｑ２ｂ、Ｑ３ａお
よびＱ３ｂの作動を制御する。マイクロプロセッサＵ２によってスイッチインさ
れた第１基準キャパシタＣＲ１を用いて、即ちＱ２ａで作動され、またＱ２ｂで
不作動にされて制御器が第１振幅を測定する。それから、マイクロプロセッサＵ
２によってまたスイッチインされた第２基準キャパシタＣＲ２を用いて、第１節
点におけるキャパシタＣＲ２の静電容量による静電容量のステップ増加に対応し
た第２振幅を制御器が測定する。それから、キャパシタＣＲ１，ＣＲ２の既知の
静電容量値が与えられて、制御器がボルト／ピコファラッド単位の感度係数を演
算する。それから、マイクロプロセッサＵ２は、第１ＣＲ１と第２基準キャパシ
タＣＲ２をスイッチアウトし、静電容量感知パッド１０２をスイッチインして第
３振幅を測定し、計算された感度係数を使用して静電容量感知パッド１０２の静
電容量を計算する。制御器５０がこの静電容量をしきい値と比較して、正常に着
座した乗員を他の座席搭乗状態から識別する。もし正常に着座した乗員５が存在
し、そして範囲／近接センサ２００が安全拘束装置を作動不可能にしなければ、
衝突センサ６０による衝突検出に応答して拘束アクチュエータ３９が作動する。
図８はマイクロプロセッサＵ２と制御器５０とを互いに接続された分離要素とし
て示しているが、代替的な配置が可能である。たとえば、両者は一つの制御器に
結合されるか、あるいはマイクロプロセッサは、振幅測定値を感知し、静電容量
感知パッドの静電容量を計算し、そしてこの静電容量値のみを制御器５０に出力
するように調整されてもよい。
【００５０】 静電容量感知パッド１０２は、直列結合の第２キャパシタンスＣＳ２と抵抗Ｒ
Ｓに対して並列の第１キャパシタンスＣＳ１としてモデル化される。ここで、抵
抗ＲＳは座席の濡れに対し反比例している。静電容量センサの静電容量は、乾燥
座席に対してはＣＳ１により決まるが、座席の濡れが増大するとＣＳ２とＲＳに
よって影響を受けるようになる。
【００５１】 キャパシタＣ１，ＣＲ１，およびＣＲ２の静電容量値は、静電容量センサ１０
２の期待静電容量の範囲に亙って静電容量測定のダイナミックレンジを最大化す
るように調整される。
【００５２】 範囲／近接センサ２００からの情報により、有用な情報が提供されて電界セン
サ１００のパフォーマンスを確認または判断することができる。
【００５３】 図１０ａないし図１０ｊを参照すると、本発明の乗員検出装置１０は、ほぼ全
ての典型的な状況について適切な作動の決定を提供する。たとえば、空の座席を
示す図１０ａ、および自動車座席に載せられた後ろ向きの幼児シートを示す図１
０ｂでは、電界センサ１００は拘束アクチュエータ３９を作動不可能にする。正
常に座っている成人を示す図１０ｃ、および背をもたれた姿勢で座っている成人
が示されている図１０ｈでは、拘束アクチュエータ３９は作動される。これは、
電界センサ１００が座席底部４２上に座っている乗員５検出し、範囲／近接セン
サ２００が危険領域内に物体の存在を検出しないためである。新聞を読んで正常
に座っている成人を示す図１０ｄでは、拘束アクチュエータ３９は作動される。
これは、電界センサ１００が座席底部４２上に座っている乗員５を検出し、範囲
／近接センサ２００（たとえば静電容量、電界、またはレーダーセンサ）が、危
険領域内で十分な密度の物体の存在を検出しないためである。しかしながら、範
囲／近接センサ２００が能動的赤外線または超音波範囲探知センサであるならば
、そのような物体を識別するそのセンサの性能に応じて、拘束アクチュエータ３
９は、この状況においてそのセンサにより作動不可能にされるであろう。危険領
域に片手を置いている正常に座っている成人を示す図１０ｅでは、拘束アクチュ
エータ３９は、好ましくは人の手のサイズの物体に応答しないように範囲／近接
センサ２００が較正されている場合に作動される。拘束アクチュエータ３９に近
接して立っている小柄の乗員５を示す図１０ｆでは、拘束アクチュエータ３９は
、空の座席を感知する電界センサ１００、および危険領域にある物体を感知する
範囲／近接センサ２００の双方によって、作動不可能にされる。正常に座ってい
る成人および立っている子供が示されている図１０ｇ、および屈んで前方に座っ
ている成人を示す図１０ｊでは、拘束アクチュエータ３９は範囲／近接センサ２
００により作動不可能にされる。最後に、前屈みになって座っている成人を示す
図１０ｉでは、拘束アクチュエータ３９は電界センサ１００によって作動される
が、範囲／近接センサ２００が適用されて危険領域外の距離を定量化する場合に
は、低減力で作動される可能性がある。
【００５４】 エアバッグがあらゆる小柄な乗員について抑制されることが強制的である場合
には、危険領域を感知することにより、エアバッグと（ひざの上に子供をのせた
）成人の乗員５との間に、ずれた位置に子供がいる場合における、または成人が
ずれた位置にいる場合における傷害を阻止することができる。子供がエアバッグ
モジュールから離れて座っている際に、エアバッグを展開することが許容可能で
ある場合には、座席底部にある電界センサを危険領域センサとともに用いて、完
全な動的抑制装置を形成する。
【００５５】 特定の実施例が上述の詳細説明において詳しく説明され、そして添付の図面に
示されているが、それらの細部に対する修正や代替がその開示の全体的な教示に
照らして成され得ることを当業者は理解するであろう。従って、開示された特定
の態様は、例示のみで発明の範囲を制限するものでないと意味され、クレームの
全範囲及びそのあらゆる均等物に及ぶべき発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの可能な環境を示す図である。
【図２】赤外線位置センサを組み入れた、本発明の実施形態を示す自動車の
側面図である。
【図３】超音波位置センサを組み入れた、本発明の実施形態を示す自動車の
側面図である。
【図４】本発明のブロックダイヤグラムである。
【図５】本発明によるアルゴリズムを示す図である。
【図６】本発明による電界センサを組み入れた自動車座席に載せられた典型
的な後ろ向き幼児シート内の子供を示す図である。
【図７】本発明による電界センサの１つの実施形態の断面を示す図である。
【図８】本発明による検出回路を示す図である。
【図９】図８の検出回路の種々の構成要素の作動を示す図である。
【図１０ａ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｂ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｃ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｄ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｅ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｆ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｇ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｈ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｉ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【図１０ｊ】本発明によって感知される種々の座席占有のシナリオを示す図
である。
【符号の説明】
１ 自動車 ３ 座席 ５ 乗員 １０ 乗員検出装置 ３２ 電源 ４２ 座席底部 ４４ 発泡クッション ５０ 制御器 ６０ 衝突センサ ７６ エアバッグインフレータモジュール ７８ エアバッグ １０２ 静電容量感知パッド １０３ 電極 １０４ 電子モジュール １０６ 検出回路 ２００ 範囲／近接センサ
【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１１月２１日（２０００．１１．２１）
【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４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【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３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正６】
【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６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１０ｄ】
【図１０ｅ】
【図１０ｆ】
【図１０ｇ】
【図１０ｈ】
【図１０ｉ】
【図１０ｊ】
───────────────────────────────────────────────────── 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 DE08 3D018 MA00 3D054 EE11

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ．自動車座席の座席底部内に設置できる少なくとも１個の
    第１電極を有し、自動車座席上の物体の少なくとも一つの電界影響特性に応答す
    る第１電界センサと、 ｂ．第１電界センサの第１電極の少なくとも一つに作用的に結合し、第１電界
    センサに近接する物体の少なくとも一つの電界影響特性に応答する第１信号を発
    生する第１検出回路（１０６）と、 ｃ．安全拘束装置の拘束アクチュエータ３９に近接する領域内に物体の存在を
    感知するための第１範囲／近接センサと、 ｄ．第１電界センサと第１範囲／近接センサとに作用的に結合し、第１信号と
    第１範囲／近接センサとに応答して自動車座席上の物体の型を識別し、その物体
    の型に応じて安全拘束装置の作動を制御する制御器と、 を有する安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  2. 【請求項２】 自動車座席上の実質的に正常な着座位置に座った乗員と、座
    席底部の直上の大きい物体とからなる群から選択される一つの着座状況に対する
    回路アースに関する少なくとも１つの第１電極の静電容量が、自動車座席の空席
    、自動車座席上の幼児シート、自動車座席上の子供シート、自動車座席上のブー
    スタ付きシート、自動車座席上の幼児シート内に座った幼児、自動車座席上の子
    供シート内に座った子供、自動車座席上のブースタ付きシートに座った子供およ
    び正常な着座位置から実質的に異なる位置で自動車座席上にいる乗員からなる群
    から選択される一つの着座状況に対する静電容量よりも実質的に大きくなるよう
    に少なくとも１個の第１電極が調整されている、請求項１に記載の安全拘束装置
    を備える自動車内の乗員検出装置。
  3. 【請求項３】 少なくとも１個の第１電極の大きさが、自動車座席上の感知
    面積と実質的に等しい、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員
    検出装置。
  4. 【請求項４】 第１電界センサが、座席底部から５０ｍｍより高い位置にあ
    る物体に対しては実質的に感応しない、請求項１に記載の安全拘束装置を備える
    自動車内の乗員検出装置。
  5. 【請求項５】 少なくとも１個の第１電極が、自動車座席上の幼児シート、
    自動車座席上の子供シート、自動車座席上のブースタ付きシート、および前記自
    動車座席に座った乗員からなる群から選択される一つの対象物の位置に近接して
    取り付けられている、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検
    出装置。
  6. 【請求項６】 少なくとも１個の第１電極が、自動車座席のシートカバーの
    下側に取り付けられている、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の
    乗員検出装置。
  7. 【請求項７】 少なくとも１個の第１電極が、自動車座席内の発泡クッショ
    ンの上方に取り付けられている、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車
    内の乗員検出装置。
  8. 【請求項８】 少なくとも１個の電界影響特性は誘電特性を含む、請求項１
    に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  9. 【請求項９】 自動車座席が、座席フレームを有し、座席フレームは前記回
    路アースに接続されている、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の
    乗員検出装置。
  10. 【請求項１０】 第１電界センサが、自動車座席を濡らす液体の作用を緩和
    するように調整されている、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の
    乗員検出装置。
  11. 【請求項１１】 第１検出回路（１０６）が、第１電極のそれぞれに作用的
    に結合して自動車座席上の物体の分布の計測を提供する、請求項１に記載の安全
    拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  12. 【請求項１２】 第１電界センサが、少なくとも１個の第２電極と少なくと
    も１個の第３電極とをさらに有し、少なくとも１個の第３電極が、少なくとも１
    個の第１電極と自動車座席の発泡クッションとの間に位置し、少なくとも１個の
    第２電極が、少なくとも１個の第１電極と少なくとも１個の第３電極との間に位
    置する、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  13. 【請求項１３】 少なくとも１個の第２電極が、少なくとも１個の第１電極
    と実質的に同じ大きさである、請求項１２に記載の安全拘束装置を備える自動車
    内の乗員検出装置。
  14. 【請求項１４】 少なくとも１個の第３電極が、回路アースに電気的に接続
    されている、請求項１２に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置
    。
  15. 【請求項１５】 第１検出回路（１０６）が、第２電極の少なくとも１つに
    作用的に結合している、請求項１２に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗
    員検出装置。
  16. 【請求項１６】 第１検出回路（１０６）が、第１作用信号を第１電極に印
    加し、第２作用信号を第２電極に印加する、請求項１５に記載の安全拘束装置を
    備える自動車内の乗員検出装置。
  17. 【請求項１７】 第２作用信号が、第１作用信号に等しい、請求項１６に記
    載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  18. 【請求項１８】 第１検出回路（１０６）が、第３電極の少なくとも１つに
    作用的に結合し、第１検出回路（１０６）は、第３作用信号を第３電極に印加す
    る、請求項１２に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  19. 【請求項１９】 第３作用信号が、回路アース電位である、請求項１８に記
    載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  20. 【請求項２０】 第１信号が、少なくとも１個の第１電極と回路アースとの
    間の静電容量に応答する、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗
    員検出装置。
  21. 【請求項２１】 第１検出回路（１０６）が、第１作用信号を少なくとも１
    個の第１電極に印加する、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗
    員検出装置。
  22. 【請求項２２】 第１作用信号が、第１振動信号を含む、請求項２１に記載
    の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  23. 【請求項２３】 第１検出回路（１０６）が、 ａ．その静電容量が温度の全範囲にわたり安定している基準キャパシタと、 ｂ．第１電界センサの代わりに基準キャパシタを切り換えるスイッチであって
    、第１検出回路（１０６）が基準キャパシタの測定値と第１電界センサの測定値
    とを比較し、比較に対応して第１信号を校正し、そして比較に応じて決定しきい
    値を調整するスイッチと、 をさらに有する、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出
    装置。
  24. 【請求項２４】 第１範囲／近接センサが、電界センサ、静電容量センサ、
    レーダーセンサ、光範囲（optical range）センサ、能動的赤外線センサ、受動
    的赤外線センサ、視覚センサ、超音波範囲センサ、および誘電性センサからなる
    群から選択される請求項１に記載の安全拘束装置を有する自動車内の乗員検出装
    置。
  25. 【請求項２５】 静電容量センサが、少なくとも１つの第１の電極と、回路
    アースとの間の静電容量に応答する、請求項２４に記載の安全拘束装置を備える
    自動車内の乗員検出装置。
  26. 【請求項２６】 静電容量センサが、安全拘束装置の拘束アクチュエータ（
    ３９）に近接した複数の電極を含む、請求項２４に記載の安全拘束装置を備える
    自動車内の乗員検出装置。
  27. 【請求項２７】 第１範囲／近接センサが、安全拘束装置の拘束アクチュエ
    ータ（３９）に近接して配置されている、請求項１に記載の安全拘束装置を備え
    る自動車内の乗員検出装置。
  28. 【請求項２８】 第１範囲／近接センサが、安全拘束装置の拘束アクチュエ
    ータ（３９）に近接した領域内の乗員の体の一部分に応答する、請求項１に記載
    の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  29. 【請求項２９】 第１範囲／近接センサが、低密度の物体には実質的に反応
    しない、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  30. 【請求項３０】 第１電界センサが、第１範囲／近接センサからの少なくと
    も１つの測定に応答して判断される、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自
    動車内の乗員検出装置。
  31. 【請求項３１】 制御器が、乗員が第１電界センサによって自動車座席上に
    座っているものとして検出されない場合、安全拘束装置を作動不可能にする、請
    求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  32. 【請求項３２】 制御器が、乗員が、しきい値よりも長い時間、前記第１電
    界センサによって前記自動車座席上に座っているものとして検出されない場合、
    安全拘束装置を作動不可能にする、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動
    車内の乗員検出装置。
  33. 【請求項３３】 制御器が、第１電界センサが自動車座席上に座っている乗
    員を検出する場合、かつ第１範囲／近接センサが拘束アクチュエータに近接した
    領域内に乗員の一部分を検出しない場合、安全拘束システムを作動する、請求項
    １に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  34. 【請求項３４】 第１範囲／近接センサは範囲測定値を生成し、制御器は、
    その範囲測定値がしきい値よりも小さい場合、安全拘束装置の作動特性を適用す
    る、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  35. 【請求項３５】 作動特性が、衝突時に前記範囲測定値に応答するように調
    節される、請求項３４に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検出装置。
  36. 【請求項３６】 しきい値は、乗員が前記安全拘束装から傷害をこうむりや
    すい拘束アクチュエータ（３９）からの範囲に対応し、その傷害が、第２のしき
    い値よりも大きい、請求項３４に記載の安全拘束装置を備える自動車内の乗員検
    出装置。
  37. 【請求項３７】 第１範囲／近接センサは、衝撃前ブレーキの乗員への効果
    に応じるのに十分な速度で作動して、請求項１に記載の安全拘束装置を備える自
    動車内の乗員検出装置。
  38. 【請求項３８】 制御器は、第１信号が、乗員が自動車座席上に座っていな
    いことを示す場合、第１電界センサからの第１信号にさらに応答し、その第１信
    号は、自動車座席上の乗員の静電容量であり、静電容量がしきい値よりも小さい
    場合、安全拘束装置を作動不可能にする、請求項１に記載の安全拘束装置を備え
    る自動車内の乗員検出装置。
JP2000590883A 1998-12-30 1999-12-30 乗員検出装置 Pending JP2002533696A (ja)

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