JP2011122834A - 乗員検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】シールドハーネス構造を用いることなく、変位電流の増大による乗員検知の際の精度劣化を抑制することができる乗員検知システムを提供する。
【解決手段】乗員検知システムは、シ−ト背面部１２に配置したアンテナ電極１２１〜１２３と、アンテナ電極各々の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて発生する信号データと、乗員のシ−トへの着席状況に応じて予め設定されたしきい値データとを比較し、乗員の着席状況を検知する乗員検知ユニット１４と、アンテナ電極各々と乗員検知ユニット１４とを接続するハーネス１３１〜１３３を備える。シートを前方より平面視した場合、乗員検知ユニット１４は、アンテナ電極全ての上方に位置し、ハーネス各々は、それぞれ各アンテナ電極から上方へ引き出され、乗員検知ユニット１４と接続される。
【選択図】図３

Description

本発明は、乗員検知システムに関し、特に、フロント、サイドのエアバッグ装置を搭載した自動車の助手席における乗員の着席状況に応じて、エアバッグ装置のエアバッグを展開可能な状態又は展開不可能な状態に設定し得る乗員検知システムに関する。

エアバッグ・システムは、自動車の安全装置として普及しているが、乗員の体格や乗員の取る姿勢などによって、フロント・エアバッグを展開することで、乗員を危険にさらす可能性がある。このため、例えば米国連邦車両基準「ＦＭＶＳＳ２０８」においては、エアバッグ・システムが、助手席に着席している乗員の体重に基づいてフロントエアバッグの展開／非展開を制御するように、定めている。
また、サイド・エアバッグを搭載した自動車において、助手席における乗員の着席状況に応じてサイドエアバッグを展開／非展開を制御することに関して、自主的に取り組んでいる自動車メーカーもある。

乗員検知を行うセンシング方式としては、乗員の体重をセンシングする重量センサ、圧電センサを利用するセンシング方式と、乗客の体格、すなわち表面積をセンシングする容量センサを利用するセンシング方式に大別される。
図８（ａ）は、このうち、センシング方式として、容量センサを利用するセンシング方式を用いた乗員検知システムの原理を示す図である。この方式は、シ−トに配置されたアンテナ電極に微弱電界（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ：ＥＦ）を発生させ、電極と被測定物の表面に電荷を生じさせる。これにより、電極と被測定物の表面は容量結合となり、体格・着席状況で変化する容量変化を、変位電流の変化として捉えることができるものである。

図８（ａ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１に正弦波発振回路ＯＳＣからの高周波低電圧を印加することにより、アンテナ電極Ｅ１の周辺には微弱電界（ＥＦ）が生ずる結果、アンテナ電極Ｅ１の側には変位電流Ｉが流れる。この変位電流Ｉの値は、アンテナ電極Ｅ１と接地の間に形成される静電容量値により決まるため、アンテナ電極Ｅ１の近傍に存在する被測定物ＯＢの比誘電率によって異なる値をとる。従って、シ−トに被測定物ＯＢが乗っている場合と乗っていない場合とでは、アンテナ電極Ｅ１側に流れる電流に変化が生ずる。この現象を利用することにより、センサによって得る物理量（この場合は、変位電流）によってシ−トへの乗員の着席状況を検知することができるものである。

また、上記法規には、図８（ｃ）に示す成人女性の体重分布を示す正規分布において、５パーセンタイル成人女性（分布の小柄な方の分布５％）に相当する大人以上ではフロントエアバッグ展開機能を維持し、体重が６歳児（６ｙｅａｒ ｏｌｄ ｃｈｉｌｄ：６ｙｏ）相当の子供以下ではフロントエアバッグの展開を抑制する方法が記載されている。
すなわち、シートの乗員についても、その体格などから、多くの情報を得て、区別をつける対策をとることが望ましい。

そこで、図８（ｂ）に示すように、アンテナ電極を複数個、例えばシートの座面にアンテナ電極Ｅ２を、背面にアンテナ電極Ｅ３及びアンテナ電極Ｅ４を、設置することによって、シ−ト上の被測定物（乗員）について、より多くの物理量を得ることを可能とし、シ−トへの乗員の着席状況をより的確に検知することが行われている。

そして、これらのセンサーから得た情報を、実際にエアバッグを展開／非展開とするための制御情報とするには、乗員の区別が重要であり、エアバッグシステムは、予め設定したしきい値と、微弱電界技術による測定結果である物理量（電流値、或いは容量測定値）と、を比較する制御回路を備え、定期的にセンサからデータを取得し、乗員についての判定を行う。

例えば、特許文献１には、シートに配置した複数のアンテナ電極と、その複数のアンテナ電極各々の周辺に発生させた電界に基づいて流れる電流に関する信号データを処理して乗員の着席状況を検知する信号処理回路（制御回路）と、を備えた乗員検知システムが開示されている。

一般に、アンテナ電極と、信号処理回路とを接続するには、ケーブルを使用するが、このケーブルには、電気的なノイズ、或いはケーブルに人が触れることにより発生する外乱ノイズがのってしまう。乗員検知システムは、そもそも電極付近に人がいるかいないかを検知するシステムでことから、ケーブルに人が触れることにより、上記変位電流Ｉが変動してしまっては、電極付近に人がいることを判定することが困難となる。

そのため、特許文献１に開示された乗員検知システムは、複数のアンテナ電極各々と信号処理回路とを、シールドケーブルで接続することによって、ケーブル部分に入る外乱ノイズをキャンセルさせる機能を有している。すなわち、ケーブルにシールドケーブルを使用することで、ケーブルに人が触れても、変位電流が変化しないようにすることで、電極付近の乗員の有無のみを検知することが可能となっている。

ところが、シールドケーブルを使用することには大きなコストが発生し、またハーネスという長く扱いづらい配線を使用しなくてはならない。そのため、アンテナ電極及びハーネスを、フィルム状の絶縁物上に導電性のインクを使用して印刷して作ることが考えられている。このようにすれば、アンテナ電極とハーネスを同一フィルム上に一体で作りこむことが可能となり、製造コストを下げることができる。

特許第３３５３８１７号公報

しかしながら、アンテナ電極とハーネスを同一フィルム上に一体で作りこむ場合、上記シールドケーブルと同様の外乱ノイズをキャンセルする機能を持たせることは困難である。また、同一フィルム上に一体で作りこむと、作りこまないにかかわらず、そもそもハーネス部分に乗員が触れることにより、変位電流が変化してしまい、乗員検知を精度よく行うことができないという問題があった。本発明は、上記状況を鑑み、シールド構造を取ることなく、乗員検知における判定に支障を与えない、乗員検知システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の乗員検知システムは、シ−トと、前記シ−トの背もたれ部または着席部の少なくとも一方に配置した複数のアンテナ電極と、前記複数のアンテナ電極各々の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて発生する信号データと、乗員のシ−トへの着席状況に応じて予め設定されたしきい値データとを比較し、乗員の着席状況を検知する制御ユニットと、前記複数のアンテナ電極各々と前記制御ユニットとを接続する複数のハーネスと、を備え、前記シートをシート前方より平面視した場合、前記制御ユニットは、前記複数のアンテナ電極全ての上方に位置し、前記複数のハーネス各々は、前記複数のアンテナ電極それぞれから上方へ引き出され、前記制御ユニットと接続されることを特徴とする。

前記複数のハーネス各々は、対応するアンテナ電極の前記制御ユニットとは反対側の部分から引き出され、前記制御ユニットと反対側へ回り込むことなく、前記制御ユニットへ接続されることを特徴とする。

前記複数のアンテナ電極及び前記複数のハーネスは、絶縁性のフィルム基材に導電塗料を印刷して一枚のフィルム上に形成され、前記一枚のフィルムは、前記シートのシート表皮及びクッションパッドの間に介挿されていることを特徴とする。

また、本発明の乗員検知システムは、衝突に基づいてエアバッグを展開させる機能を有するエアバッグ装置を更に備え、前記制御ユニットは、判定結果に基づくデ−タを前記エアバッグ装置に送信し、エアバッグ装置のエアバッグを展開可能な状態又は展開不可能な状態のいずれか一方にセットすることを特徴とする。

本発明の乗員検知システムは、アンテナ電極と、乗員の着席状況を判定する制御回路とを接続するハーネスが、シートの背面部を平面視した場合、該アンテナ電極より上部へ引き出されている。そのため、シールドハーネス構造を用いることなく、変位電流の増大による乗員検知の際の精度劣化を抑制することができるので、乗員検知を精度よく行うことができる。また、アンテナ電極とハーネスを同一フィルム上に一体化して形成することができ、製造コストの低い乗員検知システムを提供できる。

本発明の一実施形態に係る乗員検知システムの概念図である。 図１に示した乗員検知システムの簡略化した回路構成を示す図である。 図１に示す乗員検知システムにおけるシートを示す模式図である。 図３におけるアンテナ電極の構成を示す模式図である。 図４におけるアンテナ電極の構成の変形例を示す模式図である。 図４におけるアンテナ電極の構成の変形例を示す模式図である。 乗員検知装置における判定の際の問題点を説明するための図である。 乗員検知装置における基本原理を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
本発明の乗員検知システムの構成について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、シートを含む乗員検知システムの概略構成を示す図であり、図２は、乗員検知システムの簡略化した回路構成を示す図である。

図１において、シートは、車両床部上に取り付けられる金属製のフレーム１０と、フレーム１０上に固定されてシートの着席部を構成する座面部１１と、座面部１１の後方から上方斜め後ろに向かって配置され、背もたれをなす背面部１２とを有している。乗員検知システムは、座面部に配置される複数のアンテナ電極、背面部に配置される複数のアンテナ電極１２１〜１２３、コネクタ配線（ハーネス部１３）、及び乗員検知ユニット１４（ＥＣＵ）を備えている。

ここで、アンテナ電極１２１〜１２３は、離隔し、互いに隣り合うように配置される。また、コネクタ配線（ハーネス部１３）は、ワイヤハーネス等であり、座面部１１に配置されたアンテナ電極１２１〜１２３、背面部１２に配置されたアンテナ電極と、乗員検知ユニット１４とを接続している。なお、アンテナ電極１２１〜１２３、コネクタ配線（ハーネス部１３）及び乗員検知ユニット１４のシート背面部１２における配置については、本発明の特徴的部分を成すものであり、詳細については後述する。
乗員検知ユニット１４は、各アンテナ電極に対応して設けられるハーネスに流れる変位電流の電流値に基づいて、シート上の乗員着席の状況を検出する回路であり、シートの内部等に設置される。

乗員検知ユニット１４は、図２に示すように、正弦波発振回路ＯＳＣ、電流制限抵抗１６、切替スイッチＳＷ、バッファ１７、全波整流及び積分回路１８、及び判定回路２３から構成される。なお、図２において、乗員検知システムを構成するアンテナ電極については、背面部１２に配置されたアンテナ電極１２１〜１２３を用いて乗員検知する場合を示している。すなわち、本発明の乗員検知システムは、複数の測定電極（アンテナ電極１２１〜１２３）を配置して、乗員の有無、体格等を総合的に検知する乗員検知システムである。

正弦波発振回路ＯＳＣは、アンテナ電極１２１〜１２３各々の周辺に微弱電界を発生させる回路であり、例えば周波数が１２０ＫＨｚ程度で、電圧が５Ｖ程度の正弦波を発生するように構成されている。
また、電流制限抵抗１６は、アンテナ電極１２１〜１２３各々とシートに着席した乗員（図１に示すＯＢ）との間の容量（以下ＣＬとする）、及び乗員と車体ＧＮＤとの間の容量（以下Ｃｇとする）とともに、ＲＣ回路を構成する。このＲＣ回路は、容量ＣＬのインピーダンスが変化するので、正弦波発振回路ＯＳＣの周波数が一定であっても、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号をバッファ１７の入力端において減衰させる。
バッファ１７は、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号が減衰された交流信号を、次段回路である全波整流及び積分回路１８の入力電圧レベルに増幅する回路である。全波整流及び積分回路１８は、切替スイッチＳＷを切り替え、アンテナ電極１２１〜１２３各々を選択している各々の期間において、バッファ１７から入力される交流電圧を全波整流し、平滑化することで、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に対して、直流電圧信号を出力する。

切替スイッチＳＷは、図２に示すように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の接続先を切り替えることにより、乗員検知において、アンテナ電極１２１〜１２３各々と、上記バッファ１７及び電流制限抵抗１６とを、コネクタ２１及びハーネス１３１〜１３３を介して、順次接続する。

判定回路２３は、Ａ／Ｄ入力端子１９に、全波整流及び積分回路１８が出力した上記直流電圧信号が入力される。判定回路２３は、この電圧レベルと、判定回路２３に記憶され、予め設定されたしきい値とを比較し、シートの着席状況を判定する。すなわち、判定回路２３には、予め、例えばシ−トに着席している乗員の着席状況（着席の有無，大人か子供かの識別）などに関するしきい値（しきい値デ−タ）が格納（記憶）されている。

次に、以上の構成をとる本発明の乗員検知システムの動作について説明する。
まず、正弦波発振回路ＯＳＣから正弦波が送信され、切換スイッチＳＷが判定回路２３からの制御信号によって、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を順にオン・オフ切換制御し、例えば、まずスイッチＳＷ１だけをオンして他はオフにする。このとき、正弦波発振回路ＯＳＣからの高周波低電圧がスイッチＳＷ１からハーネス１３１を通してアンテナ電極１２１だけに印加され、アンテナ電極１２１から微弱電界が発生する。

すると、アンテナ電極１２１の周辺における乗員の着席状況に応じた送信電流が、アンテナ電極１２１に流れる。この送信電流に相当する電流により、正弦波発振回路ＯＳＣの出力信号が、電流制限抵抗１６を含む上記ＲＣ回路により減衰され、バッファ１７に入力される交流電圧レベルは減衰する。

この減衰レベルは、前記容量ＣＬと容量Ｃｇとの合成容量Ｃｔの値によって変化する。この合成容量Ｃｔは、Ｃｔ＝（ＣＬ×Ｃｇ）／（ＣＬ＋Ｃｇ）であり、乗員と車体ＧＮＤとの間の容量Ｃｇの変化が小さいことにより、合成容量Ｃｔは、アンテナ電極と乗員との間の容量ＣＬの変化によってのみ変化すると考えてよいので、乗員検知のための判断指標として使用することができる。ここで、バッファ１７の入力端における電圧をＶｏｕｔ、電流制限抵抗１６の抵抗値をＲ、正弦波発振回路ＯＳＣの発振周波数をω、出力電圧をＶｉｎとすると、
Ｖｏｕｔ＝１／（１＋ｊωＣｔＲ）×Ｖｉｎ
ω＝２πｆ （ただし、ｆは正弦波発振回路ＯＳＣの周波数）
の関係式が得られる。

よって、バッファ１７に入力される減衰された交流電圧レベルを、全波整流及び積分回路１８により直流電圧信号に変換し、判定回路２３は、この直流電圧信号をＡ／Ｄ入力端子１９から取り込む。すなわち、判定回路２３は、アンテナ電極１２１に対向する乗員の着席状況データ（信号デ−タ）を取り込み、これと予め設定されたしきい値とを比較することで、アンテナ電極１２１周辺における乗員の着席状況を判定する。

次に、スイッチＳＷ２だけがオンして、アンテナ電極１２２から微弱電界が発生し、アンテナ電極１２２の周辺の着席状況に応じた送信電流が検出され、判定回路２３に着席状況データとして入力される。同様に、スイッチＳＷ３がオンして、アンテナ電極１２３から微弱電界が発生し、アンテナ電極１２３の周辺の乗員着席状況に応じた送信電流が検出され、判定回路２３に着席状況データとして入力される。
このように、判定回路２３は、３個のアンテナ電極１２１〜１２３に対応して、信号データを取り込むことにより、シート背面部１２に背もたれしている乗員の着席状況を検知する。

例えば、（ａ）シートに座高が高い大人が着席した場合、（ｂ）座高が低い子供が着席した場合を考える。そして、（ａ）の場合、大人の座高が高いため、頭部がアンテナ電極１２１、頸部がアンテナ電極１２２、背部がアンテナ電極１２３に対向するものとする。また、（ｂ）の場合、子供の座高は低いため、頭部がアンテナ電極１２２、頸部がアンテナ電極１２３に対向するものとする。

この場合、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルは、（ａ）の場合、図２の実線に示すように、背部に対向するアンテナ電極１２３から取り込んだ電圧レベルが最も低く、次に頭部に対向するアンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルがやや高くなり、頸部に対向するアンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルが最も高くなる。

これは、頭部と背部との間では、アンテナ電極に対向する面積が背部の方が大きいため、背部に対向するアンテナ電極に流れる電流が大きいためである。また、人間の頸部は、頭部、背部に比べ横幅が短く、かつ、シートに着席した際シート背面部１２との距離が離れるため、対応するアンテナ電極（この場合、アンテナ電極１２２）に流れる電流が最も少なくなるからである。

一方、（ｂ）の場合、図２の一点鎖線に示すように、頭部に対向するアンテナ電極１２２から取り込んだ電圧レベルが最も低く、次に頸部に対向するアンテナ電極１２３から取り込んだ電圧レベルがやや高くなり、アンテナ電極１２１から取り込んだ電圧レベルが最も高くなる。これは、上述の理由と同じく、頭部と背部との間では、アンテナ電極に対向する面積が背部の方が大きいため、また、アンテナ電極１２１は、対向する人間の部位がないためである。

従って、判定回路２３は、切替スイッチＳＷを順次切り替えたときに、入力される直流電圧信号のレベルがアンテナ電極に対応して変化することとなる。そして、判定回路２３は、例えば、図２の破線に示すように、アンテナ電極１２１〜１２３に対応するしきい値ｔｈ１〜ｔｈ３を予め記憶し、それぞれのアンテナ電極が選択されたときに、入力される直流電圧信号のレベルと、しきい値を比較することで、シートの着席状況を判定できる。

例えば、入力される直流電圧信号のレベルがしきい値より大きい場合、論理レベル「１」とし、入力される直流電圧信号のレベルがしきい値以下の場合、論理レベル「０」とし、アンテナ電極１２１〜１２３を選択したときの判定結果を、論理レベルを用いて（１／０、１／０、１／０）と表わすと、上記（ａ）の場合、（０、１、０）となり、（ｂ）の場合、（１、０、１）となり、この違いにより、大人と子供の区別を行うことができる。

また、シートに極めて座高の高い乗員が着席した場合、例えば、頸部がアンテナ電極１２１、背部がアンテナ電極１２２及びアンテナ電極１２３に対向する場合、上記判定結果は（１、０、０）となる。また、空席の場合、いずれのアンテナ電極にも対向する部位がないことから、判定結果は（１、１、１）となる。従って、シートに着席する乗員に対応して、シミュレーション或いは実験等により、しきい値を設定することで、着席状況を判定することができる。

判定回路２３は、上述の判定結果に基づいて、エアバッグ装置に対して、エアバッグが展開可能となる展開ＯＫ信号またはエアバッグが展開不可能となる展開ＮＧ信号を送信する。例えば、シートに大人が着席していると判定した場合（上記判定例で（０、１、０）或いは（１、０、０）と判定した場合）、エアバッグが展開可能となる展開ＯＫ信号を送信する。一方、シートに子供が着席している場合（上記判定例で（１、０、１）と判定した場合）、或いは空席と判定した場合（上記判定例で（１、１、１）と判定した場合）、エアバッグが展開不可能となる展開ＮＧ信号を送信する。

ここで、エアバッグ装置は、例えば、セ−フィングセンサ，スクイブ，電界効果形トランジスタなどの半導体スイッチング素子の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路と、同様にセ−フィングセンサ，スクイブ，半導体スイッチング素子よりなる助手席側のスクイブ回路と、電子式加速度センサ（衝突検出センサ）と、電子式加速度センサの出力信号に基づいて衝突の有無を判断し、半導体スイッチング素子のゲ−トに信号を供給する機能を有する制御回路とから構成されている。

そして、エアバッグ装置の制御回路は、判定回路２３からの送信信号（展開ＯＫ信号または展開ＮＧ信号）が入力され、展開ＯＫ信号が入力された場合、半導体スイッチング素子にゲ−ト信号が供給されるようにセットされる。一方、展開ＮＧ信号が入力される場合、半導体スイッチング素子にゲ−ト信号を供給しないようにセットされる。

以上が、図２に示した乗員検知システムの概略構成である。次に、アンテナ電極部及びハーネス部の構成について、図３〜図７を参照して説明する。図３及び図７は、シートを前方斜め上方より観た模式図であり、図３（ａ）及び図７（ａ）はシートが空席である場合、図３（ｂ）及び図７（ｂ）は、シートに座高が低い、例えば子供が着席している場合、図３（ｃ）は、シートに座高が高い、例えば大人が着席している場合を、それぞれ示している。また、図４〜図６は、図４（ａ）〜図６（ａ）においては、アンテナ電極部及びハーネス部１３を含む１枚のフィルムを、図４（ｂ）〜図６（ｂ）においては、１枚のフィルムをシート背面部１２のクッションパッド３１に吊り込んだ状態を、シート背面部１２の前面方向から見た模式図を示す。

図３（ａ）及び図７（ａ）において、シート背面部１２及び座面部１１は、金属製のシートフレーム（不図示）上に、ウレタン製のクッションパッドが重合され、クッションパッドは、シート表皮により包容されている。シート表皮は、複数枚の表皮材を縫合することにより形成され、吊り込み溝３３各々において、シートパッドのシートフレーム方向へ吊り込まれる。吊り込みは、シート表皮の縫合部に吊り袋（不図示）が縫着され、該吊り袋に吊りワイヤ（不図示）が挿入されて、該吊りワイヤと、クッションパッド形成の際にクッションパッド内に埋め込まれた不図示の吊り込み用ワイヤが、ホグリングにより固定されることで行われる。

アンテナ電極部（アンテナ電極１２１、アンテナ電極１２２及びアンテナ電極１２３）と、ハーネス部（図３においてはハーネス１３１〜１３３、図７においてはハーネス１３１ｃ〜１３３ｃで示す）は、このシート表皮とクッションパッドとの間に介挿されている。アンテナ電極部及びハーネス部は、それぞれ絶縁性のフィルム基材上に形成された電極である。

絶縁性のフィルム基材は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の樹脂からなり、数十μｍ〜１５０μｍ程度の厚さに設定されている。また、アンテナ電極部及びハーネス部１３は、それぞれ、絶縁性のフィルム基材上に貼り付けた銅箔をエッチングする、あるいは、絶縁性のフィルム基材上に銀等からなる導電性ペーストを印刷する、などの方法によって形成される。

本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、一枚のフィルム１２０上に、これらのアンテナ部及びハーネス部を印刷等して配置し、その一枚のフィルム１２０を、シート表皮とクッションパッド３１との間に介挿する構成をとる。そのため、一枚のフィルム１２０は、吊り込み溝３３各々において上述のホグリング箇所を避けるように、フィルム上の所定の箇所に開口部３４が設けられている。

また、フィルム１２０は、図４（ｂ）に示すように、クッションパッド３１の吊り込み溝３３に吊り込まれる。なお、開口部３４は吊り込まれる深さに応じて縦方向の長さを長めに設計することから、開口部３４の縦方向の長さは、図４（ｂ）における長さよりも図４（ａ）における長さが長くなっている。
なお、フィルムはアンテナ電極各々に対応して、それぞれ、１枚のシートで構成してもよいが、本字実施形態の様に１枚のフィルムで構成するほうが、製造コストも低廉になることから、以下の説明では、フィルムは１枚で構成されるものとする。

また、図４（ａ）において、フィルム１２０におけるハーネス部は、アンテナ電極とハーネス１３１、ハーネス１３２、及びハーネス１３３からなる。ハーネス１３１は、アンテナ電極１２１と乗員検知ユニット１４とを、ハーネス１３２は、アンテナ電極１２２と乗員検知ユニット１４とを、ハーネス１３３は、アンテナ電極１２３と乗員検知ユニット１４とを、それぞれ電気的に配線するコネクタ配線である。
ここで、本発明の乗員検知システムにおいては、上記各ハーネスが、シート背面部１２を前方より平面視した場合、アンテナ電極部及びハーネス部の上方に位置する乗員検知ユニット１４へ接続されるように、対応する各アンテナ電極から上部へ引き出されていることを、特徴とする。
このような構成をとった理由を、上述した乗員検知システムにおける乗員検知に関連付けながら、図３及び図７を用いて、以下に説明する。

例えば、助手席シートにエアバッグ装置が搭載された車両において、図３（ｂ）に示すように、当該シートへ座高の低い乗員（例えば子供）が着席し、着席状況を検知する場合を考える。また、子供は座面部１１の中央でなく、前方より見てやや右寄り、すなわち、乗員検知ユニット１４寄りに着席しているものとする。

このように着席した場合、アンテナ電極１２２及びアンテナ電極１２３は、それぞれ子供の頭部及び頸部に対向するが、アンテナ電極１２１は、対向する子供の部位が存在しない。また、子供はハーネス１３２及びハーネス１３３に触れているが、ハーネス１３１には触れていない。

従って、乗員検知ユニットにおいては、切替スイッチＳＷを順次切り替えたときに、判定回路２３に入力される直流電圧信号のレベルがアンテナ電極１２１〜１２３に対応して変化することとなる。この際、スイッチＳＷ３をハーネス１３３を介してアンテナ電極１２３へ接続すると、ハーネス１３３に子供が触れているので、ハーネス１３３と人体との間で静電容量が形成され、この静電容量に応じた変位電流分、測定電流が増加することとなる。つまり、ハーネス１３３自体が、アンテナ電極となって変位電流を増加させる。

すなわち、上述の判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルは、ハーネス１３３がアンテナ電極の働きをしないでアンテナ電極１２３にのみ電流が流れる場合に比べて低くなる。同様に、ハーネス１３２にも子供が触れているので、スイッチＳＷ２によりアンテナ電極１２２を選択した場合に、Ａ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルも、ハーネス１３２がアンテナ電極の働きをしないでアンテナ電極１２２にのみ電流が流れる場合に比べて低くなる。一方、スイッチＳＷ１によりアンテナ電極１２１を選択した場合、アンテナ電極１２１及びハーネス１３１に対向する子供の部位は存在しないので、Ａ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルに変化はなく、Ｈレベルのままである。

次に、図３（ｃ）に示すように、当該シートへ座高の高い乗員（例えば大人）が着席し、着席状況を検知する場合を考える。また、大人も座面部１１の中央でなく、前方より見てやや右寄り、すなわち、乗員検知ユニット１４寄りに着席しているものとする。
このように着席した場合、アンテナ電極１２１、アンテナ電極１２２及びアンテナ電極１２３は、それぞれ大人の頭部、頸部及び背部に対向する。また、大人はハーネス１３１〜１３３の全てに触れている。

従って、乗員検知ユニットにおいては、切替スイッチＳＷを順次切り替えたときに、判定回路２３に入力される直流電圧信号のレベルがアンテナ電極１２１〜１２３に対応して変化することとなる。この際、スイッチＳＷ１をハーネス１３３を介してアンテナ電極１２３へ接続すると、ハーネス１３３に大人が触れているので、判定回路２３のＡ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルは、ハーネス１３３がアンテナ電極の働きをしないでアンテナ電極１２３にのみ電流が流れる場合に比べて低くなる。同様に、アンテナ電極１２２及びアンテナ電極１２１を選択した場合、それぞれＡ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルも、ハーネス１３３及びハーネス１３１がアンテナ電極の働きをしないでアンテナ電極１２２及びアンテナ電極１２１各々にのみ電流が流れる場合に比べて低くなる。

すなわち、図２に示したアンテナ電極とＡ／Ｄ入力端子１９の入力電圧レベルの関係において、アンテナ電極１２１に対応する（ｂ）の電圧レベルが変わらず、他の電圧レベルは全て低くなる。しきい値の設定は、区別したい２種類の入力電圧レベルを比較判定するために、２種類の入力電圧レベルの略中央に設定されるのが一般的であるので、しきい値ｔｈ１〜ｔｈ３各々を、図２におけるしきい値に比べて低いしきい値ｔｈ１’〜ｔｈ３’に、それぞれ予め設定すれば、ハーネス部において電流が増加しても、（ａ）大人と（ｂ）子供の区別を行うことが可能である。

ところが、図７（ａ）に示すように、ハーネス１３１ｃ〜１３３ｃが、シート背面部１２を前方より平面視した場合、アンテナ電極部及びハーネス部の下方に位置する乗員検知ユニット１４へ接続されるように、対応する各アンテナ電極から下部へ引き出されていると、次に説明するように、乗員検知における判定マージンが減少することとなる。

上述した本発明の実施例と同じく、図７（ｂ）に示すように、当該シートへ座高の低い子供が着席し、着席状況を検知する場合を考える。また、上記例と同じく、子供は座面部１１の中央でなく、前方より見てやや右寄り、すなわち、乗員検知ユニット１４寄りに着席しているものとする。

このように着席した場合、図３（ｂ）と同じく、アンテナ電極１２２及びアンテナ電極１２３は、それぞれ子供の頭部及び頸部に対向するが、アンテナ電極１２１は、対向する子供の部位が存在しない。しかしながら、ハーネス部分については、子供がハーネス１３１ｃ〜１３３ｃの全てに触れている。

従って、スイッチＳＷ２及びＳＷ３により、それぞれアンテナ電極１２２及び１２３を選択した場合、上述した本発明の実施例と同じく、Ａ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルも、ハーネス１３２ｃ及びハーネス１３３ｃがアンテナ電極の働きをしないでアンテナ電極１２２及びアンテナ電極１２３各々にのみ電流が流れる場合に比べて低くなる。一方、スイッチＳＷ１によりアンテナ電極１２１を選択した場合、上の例と異なり、アンテナ電極１２１に対応するハーネス１３１ｃに子供が対向するので、ハーネス１３１ｃがアンテナの働きをして変位電流を増加させ、Ａ／Ｄ入力端子１９に入力される直流電圧信号の電圧レベルは、図３（ａ）に示した本発明の実施例においてアンテナ電極１２１を選択した場合に比べて低くなる。

これは、図２に示したアンテナ電極とＡ／Ｄ入力端子１９の入力電圧レベルの関係において、アンテナ電極１２１に対応する（ｂ）の電圧レベルが低くなり、アンテナ電極１２１を選択した場合の判定マージンが小さくなることを意味する。つまり、図２におけるしきい値ｔｈ１を、図３（ａ）を用いて説明した場合と同様に、しきい値ｔｈ１に比べ低いしきい値ｔｈ１’に予め設定するとしても、しきい値ｔｈ１’と（ｂ）の電圧レベルの差分は、図３（ａ）を用いて説明した本発明の場合に比べて小さくなり、判定マージンが小さくなる。これは、ハーネス部が、アンテナ電極から下方向へ引き出されていることに起因して、アンテナ電極１２１を選択したときに、対応するハーネス１３１ｃもアンテナ電極の働きをして、変位電流を増加させているためである。つまり、ハーネス１３１ｃを下方向へ引き出すことにより、判定マージンを減少させて、（ａ）大人と（ｂ）子供との判別を困難なものにしている。これに対して、本発明は上述の通り、ハーネス１３１をアンテナ電極１２１から上方向へ引き出しているので、このような判定における判定マージンの減少を生じさせることはない。

以上説明したように、本発明の乗員検知システムにおいては、アンテナ電極１２１〜１２３と、乗員の着席状況を判定する制御回路（乗員検知ユニット１４）とを接続するハーネス１３１〜１３３が、シートの背面部１２を平面視した場合、該アンテナ電極より上部へ引き出されている。そのため、シールドハーネス構造を用いることなく、変位電流の増大による乗員検知の際の精度劣化を抑制することができるので、上述したように、判定マージンが小さくなることはなく、乗員検知を精度よく行うことができる。また、アンテナ電極とハーネスを同一フィルム上に一体化して形成することができ、製造コストの低い乗員検知システムを提供できる。

また、図５は、図４に示すフィルム１２０の変形例を示す模式図である。図５において、１枚のフィルム１２０ａに配置されるアンテナ電極１２１〜１２３は、図４におけるアンテナ電極と同一構成であるため、同一の符号を付している、図５において、ハーネス１３１ａ〜１３３ａは、図４におけるハーネス１３１〜１３３よりも、アンテナ電極からの引き出し部分が、平面視においてより下側に設けられている。

すなわち、アンテナ電極１２１〜１２３は、本発明において、それぞれ矩形状に形成され、平面視において矩形の縦の辺が、上下方向と平行になる。ハーネス１３１ａ〜１３３ａ各々は、アンテナ電極１２１〜１２３の縦の辺の最下部からそれぞれ引き出され、引き出されたハーネス各々は下方向へ回り込むことなく、上方の乗員検知ユニット１４と接続される。最下部より下方へ回りこむと、図７（ｂ）を用いて説明したように、判定におけるマージンが減少することから、かかる構成としている。

また、図６は、図４に示すフィルム１２０の変形例を示す模式図である。図６において、１枚のフィルム１２０ｂに配置されるアンテナ電極１２１〜１２３は、図４及び図５におけるアンテナ電極と同一構成であるため、同一の符号を付している、図６において、ハーネス１３１ｂ〜１３３ｂは、上記矩形の上辺から上方へ引き出される。この場合、フィルム１２０ｂにおいて、アンテナ電極１２１からアンテナ電極１２３へと下方へ行くにつれて、フィルムの幅を細くする構成となり、シートに介挿されるフィルムの全体面積を小さくできる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の変更等も含まれる。例えばシ−トへのアンテナ電極の配置数は適宜に増減できるし、その形態も角形の他、矩形状，帯状などにも形成できる。例えば、アンテナ電極を菱形にした場合、ハーネスの引き出し部分は、菱形の最下の角部（下側の２本の辺の交差する角）から横方向へ引き出されたのち、乗員検知ユニット１４へ接続される。

また、本発明の実施形態の説明においては、シート背面部に複数のアンテナ電極を配置する構成を説明したが、シート座面部に複数のアンテナ電極を配置する構成について本発明を適用してもよい。この場合、座面部を上方から平面視して、乗員検知ユニットは複数のアンテナ電極全ての上方に位置し、乗員検知ユニットと各アンテナ電極を接続する各ハーネスは、アンテナ電極の真横より引き出され、該アンテナ電極より下方へ回り込むことなく、乗員検知ユニットへと接続される。例えば、子供が座面部の前方に腰掛けている場合、座面部最後方から引き出されるハーネスに触れることはないため、上記実施形態で説明したのと同様の効果を得ることができる。

また、乗員判定は予め判定回路に格納されているしきい値と現実のアンテナ電極に流れる電流に関連する信号デ−タとの比較の他に、乗員のシ−トへの各種着席パタ−ン，着席姿勢などに関するデ−タを予め格納しておき、これとの比較によって、乗員の着席の有無，乗員が大人であるか否かなどの判定を行うこともできる。

１０…フレーム、１１…座面部、１２…背面部、１３…ハーネス部、１２１，１２２，１２３，Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４…アンテナ電極、１４…乗員検知ユニット、ＯＳＣ…正弦波発振回路、１６…電流制限抵抗、１７…バッファ、１８…全波整流及び積分回路、１９…Ａ／Ｄ入力端子、２１…コネクタ、２３…判定回路、ＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３…スイッチ、ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３…しきい値、３１…クッションパッド、３３…吊り込み溝、１２０，１２０ａ，１２０ｂ…フィルム、１３１，１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３２，１３２ｃ，１３３，１３３ｃ…ハーネス

Claims (4)

1. シ−トと、
   前記シ−トの背もたれ部または着席部の少なくとも一方に配置した複数のアンテナ電極と、
   前記複数のアンテナ電極各々の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて発生する信号データと、乗員のシ−トへの着席状況に応じて予め設定されたしきい値データとを比較し、乗員の着席状況を検知する制御ユニットと、
   前記複数のアンテナ電極各々と前記制御ユニットとを接続する複数のハーネスと、
   を備え、
   前記シートをシート前方より平面視した場合、前記制御ユニットは、前記複数のアンテナ電極全ての上方に位置し、前記複数のハーネス各々は、前記複数のアンテナ電極それぞれから上方へ引き出され、前記制御ユニットと接続されることを特徴とする乗員検知システム。
2. 前記複数のハーネス各々は、対応するアンテナ電極の前記制御ユニットとは反対側の部分から引き出され、前記制御ユニットと反対側へ回り込むことなく、前記制御ユニットへ接続されることを特徴とする請求項１記載の乗員検知システム。
3. 前記複数のアンテナ電極及び前記複数のハーネスは、絶縁性のフィルム基材に導電塗料を印刷して一枚のフィルム上に形成され、
   前記一枚のフィルムは、前記シートのシート表皮及びクッションパッドの間に介挿されていることを特徴とする請求項１または請求項２いずれか１項に記載の乗員検知システム。
4. 衝突に基づいてエアバッグを展開させる機能を有するエアバッグ装置を更に備え、
   前記制御ユニットは、判定結果に基づくデ−タを前記エアバッグ装置に送信し、エアバッグ装置のエアバッグを展開可能な状態又は展開不可能な状態のいずれか一方にセットすることを特徴とする請求項１から請求項３いずれか１項に記載の乗員検知システム。

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