JP3271911B2 - 車室内状況検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車室内の搭乗状
態等の車室内の状況を検出する車室内状況検出装置に関
し、例えば、車両用のエアバッグ乗員拘束システムに用
いると好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、車両用エアバッグ乗員拘束システ
ムの標準装備化が進み、さらに助手席用エアバッグの装
着率も高まってきている。エアバッグは、例えば自動車
の衝突時に、操舵輪（ハンドル）、インストルメントパ
ネル（計器盤）等のような車室内の内部構造に対して相
対的に乗員を緩やかに減速させるように作動して前記内
部構造に対して直接的な接触を阻止することによって乗
員の自動車の衝突による傷害を防止するものである。

【０００３】又、エアバッグシステムは基本的に乗員の
乗車状態や体格に関係なく、自動車の衝突を感知する衝
突センサの衝突検知信号でエアバッグを一様に膨張させ
るシステムとなっている。しかしながら、エアバッグシ
ステムを装着してある車両とはいえ、自動車の衝突時に
必ずしも一様にエアバッグを膨張させることが（乗員保
護の面から）好ましいとは言えない。つまり、乗員の乗
車状態、乗員の体格がある特定された範囲内では、エア
バッグを膨張させない方が乗員保護に有効的である場合
もある。又、助手席エアバッグの場合において助手席に
乗員がいない時においても自動車が衝突したときには一
様にエアバッグが膨張してしまい、エアバッグ本来の目
的からすれば無意味な作動になってしまう。これによ
り、エアバッグ交換修理費の増加などの問題も発生して
いる。

【０００４】これらの車室内の座席での状況を検出する
ために車室内の天井部に赤外線センサ（発光素子と受光
素子）を多数設け、赤外線センサからの信号に基づいて
乗員の乗車状態、乗員の体格等を特定することが考えら
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、赤外線能動
方式のセンサ（発光素子と受光素子）を複数個、所定の
角度、位置で固定すると、検知分解能は発光素子の照射
角度により制限されたり、発光素子の指向性と照射角度
により検知範囲にデッドスペースが発生する。そのた
め、乗員の乗車状態、乗員の体格等を精度よく判定する
ことができない。これを回避すべく発光素子数を増やし
て検知精度（分解能）を向上することが考えられるが、
コストアップを招いてしまう。

【０００６】そこで、この発明の目的は、コストアップ
を招くことなく精度よく被検出対象を検出することがで
きる車室内状況検出装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、指向性を有するセンサは車室内において向き又
は位置の少なくともいずれか一方を変更可能な状態で支
持されており、駆動制御手段は、センサの向き又は位置
の少なくともいずれか一方を変更するアクチュエータを
駆動してセンサの向き又は位置の少なくともいずれか一
方を変更させつつセンサによる被検出対象の検出信号を
取り込む。このように多数のセンサを用いることなく、
センサの向き又は位置を変更するという手法を用いて精
度よく被検出対象を検出することができる。判定手段
は、駆動制御手段によるセンサ検出信号に基づいて車室
内の状況を判定する。そして、この判定結果に基づいて
各種の処理（例えば、エアバッグシステムの制御）に反
映させることが可能となる。又、駆動制御手段は、車両
走行速度に応じてセンサの向きの変更速度または位置の
変更速度の少なくともいずれか一方を調整する。よっ
て、本装置をエアバッグシステムに適用する場合におい
て、車両走行速度が小さく衝突の可能性が低い場合には
変更速度を遅くし車両走行速度が大きく衝突の可能性が
高い場合には変更速度を速くすることが可能となり、変
更速度の最適化を図ることができる。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、駆動開始
手段は駆動開始条件が成立するとアクチュエータの駆動
を開始させ、駆動終了手段は駆動終了条件が成立すると
駆動制御手段によるアクチュエータの駆動を終了させ
る。よって、必要がある時のみセンサの向き又は位置の
変更動作が行われる。

【０００９】

【００１０】請求項３に記載の発明によれば、駆動制御
手段は、検出領域における一部領域に被検出対象が所定
時間にわたり存在すると、当該一部領域のみをセンサに
よる検出領域とする。よって、検出領域の絞り込みを行
うことができ、不要な検出動作を排除できる。

【００１１】請求項４に記載の発明によれば、補正手段
は、センサの向き又は位置の少なくともいずれか一方を
検出する位置検出器による検出結果に基づいてセンサの
向き情報または位置情報の少なくともいずれか一方を補
正する。よって、機械的なガタ等によるセンサの向き情
報または位置情報と実際値とにズレが生じても、センサ
の向き情報または位置情報が補正され、機械的なガタ等
による不具合が解消される。

【００１２】請求項５に記載の発明によれば、駆動制御
手段は、座席のスライド位置、座席の高さ、座席のリク
ライニング角度の内の少なくともいずれか１つに基づい
てセンサによる検出領域を調整する。よって、座席のセ
ット状態に応じた検出領域を作ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、この発明の第１の実施の形
態を図面に従って説明する。

【００１４】図１には、本実施の形態における車室内状
況検出装置を搭載した自動車を示す。この自動車は右ハ
ンドル仕様であり、助手席における車室内での天井には
距離測定器１が装着されている。この距離測定器１の詳
細を、図２〜図４に示す。図２は距離測定器１の斜視図
であり、図３は図２でのＡ−Ａ断面図であり、図４は図
２のＢ−Ｂ断面図である。

【００１５】図３に示すように、距離測定器１はボティ
２と球面カバー３とを有し、その内部には図２に示す赤
外線ＬＥＤ４と１次元ＰＳＤ（光学式位置検出素子）５
とが配置されている。球面カバー３は赤外線を透過可能
な材料よりなる。

【００１６】ボディ２には図２に示す第１可動プレート
６が回動可能に支持されている。第１可動プレート６は
長方形の板材よりなり、その長手方向（ｙ軸方向）を軸
として回動する。ｙ軸方向は距離測定器１を自動車に搭
載した状態で前後方向となっている。ボディ２には図４
に示すアクチュエータとしてのｙ軸用モータ７が固定さ
れ、このモータ７の出力軸がギヤ８，９を介して第１可
動プレート６の回動軸６ａと駆動連結されている。よっ
て、ｙ軸用モータ７の駆動により第１可動プレート６が
回動する。

【００１７】図２，４に示すように、第１可動プレート
６の中央部には長方形の貫通孔１０が形成されている。
貫通孔１０には第２可動プレート１１が配置され、同プ
レート１１は第１可動プレート６に回動可能に支持され
ている。第２可動プレート１１は長方形の板材よりな
り、その長手方向が前述のｙ軸方向となり、ｙ軸に直交
する方向（ｘ軸方向）を軸として回動する。ｘ軸方向は
距離測定器１を自動車に搭載した状態で左右方向となっ
ている。第１可動プレート６にはアクチュエータとして
のｘ軸用モータ１２が固定され、図３に示すようにモー
タ１２の出力軸がギヤ１３，１４を介して第２可動プレ
ート１１の回動軸１１ａと駆動連結されている。よっ
て、ｘ軸用モータ１２の駆動により第２可動プレート１
１が回動する。本実施の形態では、モータ７，１２とし
てステッピングモータを用いている。

【００１８】第２可動プレート１１には、センサを構成
する赤外線ＬＥＤ（発光素子）４が下方の車室内に向け
て固定されている。又、第２可動プレート１１には、セ
ンサを構成する受光素子としての１次元ＰＳＤ（光学式
位置検出素子）５がＬＥＤ（発光素子）４とｙ軸方向に
所定の間隔をおいて下方の車室内に向けて固定されてい
る。

【００１９】そして、赤外線ＬＥＤ４と１次元ＰＳＤ５
とは、ｙ軸用モータ７の駆動による第１可動プレート６
の回動により、図５に示すように向きが変えられるとと
もに、図６に示すように、ｘ軸用モータ１２の駆動によ
る第２可動プレート１１の回動により向きが変えられ
る。このようなセンサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元ＰＳＤ
５）のｘ軸とｙ軸での向きの変更により、距離測定器１
の下方向において２次元平面よりなる検出領域（赤外線
照射領域）が形成される。この検出領域を図１において
Ｚ１にて示す。つまり、図７に示すように、検出領域Ｚ
１においては赤外線ＬＥＤ４の発する赤外線を走査（ス
キャン）することができる。

【００２０】さらに、図３に示すように、１次元ＰＳＤ
（光学式位置検出素子）５の受光面側（前段部）には非
球面レンズ１５が配置され、非球面レンズ１５によりＰ
ＳＤ５に到達する赤外線反射光が集光してその収差が限
りなく小さくなる。又、ＰＳＤ５の受光面と非球面レン
ズ１５の取付間隔は非球面レンズ１５の焦点ｆが、ＰＳ
Ｄ５の受光面上になるように距離をおいて設置されてい
る。

【００２１】そして、検出領域（赤外線照射領域）Ｚ１
に乗員が乗車すると、図８，９に示すように、乗員Ｍの
上部に設置してある距離測定器１でのＬＥＤ４から赤外
光線が乗員Ｍの各部（例えば、頭、腕、膝など）で反射
し、その反射光線は非球面レンズ１５で集合されＰＳＤ
５に入射される。

【００２２】図８に示すように、１次元ＰＳＤ５の出力
電流Ｉa ，Ｉb は入射スポットと電極までの距離に逆比
例して分割され取り出される。距離測定器１において１
次元ＰＳＤ５には電流／電圧変換器１６，１７が接続さ
れている。そして、電流／電圧変換器１６，１７は１次
元ＰＳＤ５の出力電流Ｉa ，Ｉb を電流／電圧変換して
電圧Ｖa ，Ｖb として出力する。

【００２３】つまり、図８に示すように、赤外線ＬＥＤ
（発光素子）４から発せられた光が反射し、この反射光
が１次元ＰＳＤ（光学式位置検出素子）５にて受光され
る。このとき、１次元ＰＳＤ（光学式位置検出素子）５
における集光位置により被検出対象（反射物）までの距
離に対応した出力差（Ｉa −Ｉb ）を得る。この出力は
変換器１６，１７により電圧に変換される。

【００２４】図１０には、車室内状況検出装置の電気的
構成を示す。コントローラ１８はマイクロコンピュータ
を中心に構成され、記憶手段としてのメモリ１９を有し
ている。メモリ１９にはパターンマッチングのための標
準パターンに関するデータが記憶されている。

【００２５】コントローラ１８には１次元ＰＳＤ（光学
式位置検出素子）５の電流／電圧変換器１６，１７の出
力端子が接続されている。又、コントローラ１８には赤
外線ＬＥＤ（発光素子）４が接続され、コントローラ１
８はＬＥＤ４をパルス駆動して発光動作を行わせること
ができるようになっている。さらに、ＰＳＤ５は電源に
接続され、常時作動している（ここで常時とはセンサ主
電源ＯＮの時を指す）。コントローラ１８にはＰＳＤ５
が接続され、コントローラ１８はＰＳＤ５の受光電圧を
ＬＥＤ４の発光周期に同期して検出する。尚、ＬＥＤ４
及びコントローラ１８にも電源が接続（図示せず）され
作動している。

【００２６】コントローラ１８にはモータ駆動回路２０
を介してｙ軸用モータ７が接続されるとともに、モータ
駆動回路２１を介してｘ軸用モータ１２が接続されてい
る。コントローラ１８は駆動回路２０，２１にパルス列
および回動方向指令信号を出力し、駆動回路２０，２１
は回動方向指令信号に応じた回動方向にパルスの入力毎
に所定角度だけモータ７，１２の出力軸を回動駆動させ
る。このとき、コントローラ１８からのパルス列のパル
ス送出間隔によりモータ７，１２の出力軸の回動速度、
即ち、センサ４，５の向きの変更速度が決定される。

【００２７】又、コントローラ１８には各種センサ・ス
イッチ群２２が接続されており、各種センサ・スイッチ
群２２は自動車に搭載されたセンサやスイッチである。
具体的には、車速センサ、ドア開閉スイッチ、ドアロッ
クスイッチ、イグニッションスイッチ、荷重スイッチ等
を含む。車速センサは車両走行速度を検出し、ドア開ス
イッチは助手席のドアの開閉を検出する。ドアロックス
イッチはドアがロック状態あるいはアンロック状態にあ
るかを検出し、イグニッションスイッチはエンジン始動
の際に操作される。荷重スイッチは助手席のシートに備
えられ、乗員（ある荷重以上の物体）がシートに乗ると
その荷重によりオンするものである。そして、コントロ
ーラ１８はセンサ・スイッチ群２２からの信号により、
車両走行速度、助手席のドアの開閉状態、助手席のドア
のロック状態（ロック、アンロック）、エンジンが駆動
状態にあるか否か、助手席のシートに荷重が加わったか
否か等を検知することができるようになっている。

【００２８】又、コントローラ１８には車室内状況検出
装置に対する外部装置としてのエアバッグ制御装置２６
が接続されている。図１１にはエアバッグ制御装置２６
を示す。

【００２９】エアバッグ制御装置２６は運転席用エアバ
ッグ（袋体）２７と助手席用エアバッグ（袋体）２８と
運転席用インフレータ２９と助手席用インフレータ３０
を備えている。そして、運転席用インフレータ２９に設
けた点火装置３１の駆動によりインフレータ２９内でガ
スが発生し、そのガスがエアバッグ（袋体）２７に充填
され、エアバッグ（袋体）２７が膨らむようになってい
る。同様に、助手席用インフレータ３０に設けた点火装
置３３の駆動によりインフレータ３０内でガスが発生
し、そのガスがエアバッグ（袋体）２８に充填され、エ
アバッグ（袋体）２８が膨らむようになっている。又、
助手席用エアバッグ（袋体）２８と助手席用インフレー
タ３０とを結ぶ途中には可変絞り装置３５が設けられ、
絞り量を変えることにより助手席用エアバッグ（袋体）
２８の開く速度を調整することができる。

【００３０】エアバッグ制御装置２６に備えられたコン
トローラ３６は衝突センサ３７からの衝突検知信号を入
力するとインフレータの点火装置３１，３３を駆動して
前述のエアバッグ膨張を実行させる。又、コントローラ
３６は車室内状況検出装置からの信号を入力し、車室内
の状況を示す信号の内容に応じて点火装置３１，３３お
よび可変絞り装置３５を制御する。

【００３１】次に、このように構成した車室内状況検出
装置の作用を、図１２〜図１５のフローチャートを用い
て説明する。図１２において、コントローラ１８はステ
ップ１０１で助手席のドアが開かれたか否か判定し、ス
テップ１０２で助手席のドアが開いた後、荷重スイッチ
がオンしたか否か判定し、ステップ１０３で荷重スイッ
チ・オン後において助手席のドアが閉められたことを検
知すると、ステップ１０４でモータ駆動モードを設定し
てモータ駆動によるセンサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元Ｐ
ＳＤ５）の向き変更動作を開始させる。

【００３２】尚、ステップ１０１の処理は助手席のドア
がアンロック状態になったことを検知した後に行っても
よい。このようにモータ駆動モードが設定されている状
態においてはコントローラ１８は図１３の処理を実行す
る。図１３においてコントローラ１８はステップ２０１
でエンジンが駆動状態にあり、かつ、車速が「０」、即
ち、車両が停止しているか否か判定し、車両が停止中で
あるとステップ２０２で低速回動モードを設定する。即
ち、イグニッションスイッチ・オンで、かつ車速「０」
の時には自動車の衝突の可能性が低いため低速回動モー
ドを設定する。又、コントローラ１８はステップ２０３
において車両が走行中で、かつその速度が６０ｋｍ／ｈ
以下であるか否か判定し、６０ｋｍ／ｈ以下であるとス
テップ２０４で中速回動モードを設定する。即ち、走行
速度が６０ｋｍ／ｈ以下の時には自動車の衝突の可能性
があるため中速回動モードを設定する。さらに、コント
ローラ１８はステップ２０３で走行速度が６０ｋｍ／ｈ
より大きいと判定すると、ステップ２０５で高速回動モ
ードを設定する。即ち、走行速度が６０ｋｍ／ｈより大
きい時には自動車の衝突の可能性が高いため高速回動モ
ードを設定する。

【００３３】尚、上記速度設定は車速「０」、「６０」
ｋｍとしたが、その値は変更してもよい。このように設
定されたセンサの回動速度モードに従ってコントローラ
１８はモータ７，１２を駆動してセンサ（赤外線ＬＥＤ
４、１次元ＰＳＤ５）の向きを変更させて助手席での乗
員の状態を検出する。つまり、低速回動モードであれば
低速にてセンサの向きを変化させ、中速回動モードであ
れば中速にてセンサの向きを変化させ、高速回動モード
であれば高速にてセンサの向きを変化させる。

【００３４】即ち、車両停止中の低速回動モードにおい
ては、センサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元ＰＳＤ５）の向
きをゆっくりと変化させ、省力化を図るとともに、ギヤ
８，９、１３，１４の噛み合い部等の可動部分の劣化防
止を図る。又、走行速度が６０ｋｍ／ｈ以下の中速回動
モードにおいては、センサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元Ｐ
ＳＤ５）の向きを割合速く変化させ、スキャン動作を割
合速くして車室内の変化に対する応答性を高める。さら
に、走行速度が６０ｋｍ／ｈよりも大きな高速回動モー
ドにおいては、センサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元ＰＳＤ
５）の向きを高速にて変化させ、スキャン動作を高速に
て行い車室内の変化に対する応答性を更に高める。この
ようにして、センサの向き変更速度の最適化が図られ
る。

【００３５】又、赤外線ＬＥＤ４からの赤外線による検
出領域でのスキャン動作は、図７に示すように、ｙ方向
の角度が−４５°でｘ方向の角度が−４５°の位置を開
始ポイントとし、ｘ方向に５°ずつ回動し、ｘ方向の角
度が＋４５°となるまで移動する。そして、ｘ方向一列
分の回動が終了したら、次にｙ方向の角度を−４５°か
ら−４０°まで５°回動させ、ｙ方向の角度が−４０°
になったらｘ方向に５°ずつ回動し、ｘ方向の角度が−
４５°となるまで移動する。そして、ｘ方向一列分の回
動が終了したら、次にｙ方向の角度を−４０°から−３
５°まで５°回動させ、ｘ方向一列分の回動動作を行
う。これを繰り返して、ｙ方向の角度が＋４５°で一列
分の回動動作を行って検出領域Ｚ１での１回のスキャン
動作が終了する。

【００３６】尚、最大回動角度は変更可能であり、回動
分解能５°も変更可能である。又、コントローラ１８は
このようにセンサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元ＰＳＤ５）
の向きを変えながら、図１５の処理を実行する。

【００３７】コントローラ１８はステップ４０１で赤外
線ＬＥＤ４を駆動させて赤外線ＬＥＤ４を上記回動動作
に同期して点灯させる（回動分解能５°毎にＬＥＤを発
光させる）。そして、コントローラ１８は、ステップ４
０２で、ＰＳＤ５に対し発光素子のパルス周期に同期し
て距離測定動作を実行する。さらに、コントローラ１８
はステップ４０３で反射光線の入力タイミングに同期し
て電流／電圧変換器１６，１７から電圧値（アナログ
値）Ｖa , Ｖb を入力し、デジタル変換する。さらに、
コントローラ１８はステップ４０４で次式により距離
（絶対位置）Ｌに変換する。本例では反射光の位置レベ
ル信号が、中速回動レベルにおいては１回の継続時間１
０ｍｓｅｃで、周期１００ｍｓｅｃにて繰り返し入力さ
れる。尚、１回の継続時間、周期は回動速度に応じて変
更する。 Ｌ＝ｋ・（Ｖa ／Ｖb ） ただし、ｋは比例定数。

【００３８】そして、コントローラ１８はステップ４０
５で反射点を結ぶ乗員形状（体格）パターンおよびイン
ストルメントパネルからの位置に関する分布パターンを
計算する。さらに、コントローラ１８はステップ４０６
でこの形状および分布パターンと予めメモリに記憶して
ある標準パターンとをパターンマッチングして最も類似
する標準パターンを選択する。

【００３９】このステップ４０６の処理を詳細に説明す
ると、メモリ１９には予め形状（体格）に関する標準パ
ターンが記憶されており、この標準パターンには、大人
サイズであることを示すパターンと、子供サイズである
ことを示すパターンと、小動物（犬、猫等）サイズであ
ることを示すパターンと、静止物（手荷物等）サイズで
あることを示すパターンとが用意されている。つまり、
幼児から成人にいたるまでの人間サイズの形状、小動
物、チャイルドシート等の形状をパターン化して記憶し
てある。この標準パターンについて更に言及すると、図
１６に示すように、正規位置に大人が着座したパター
ン、シートを倒して寝ているパターン、前向きにチャイ
ルドシートがセットされ幼児が座っているパターン、子
供が立っているパターン（スタンディングチャイルドパ
ターン）、後ろ向きにチャイルドシートがセットされ幼
児が座っているパターン、子供がインストルメントパネ
ルに手をつくパターン等を含んでいる。

【００４０】コントローラ１８はこの形状（体格）に関
するパターンマッチングにより、大人サイズか、子供サ
イズか、小動物（犬、猫等）サイズか、静止物（手荷物
等）サイズか等を判定する。

【００４１】又、メモリ１９にはインストルメントパネ
ルからの位置に関する標準分布パターンが予め記憶され
ており、この分布標準パターンは、図１７に示したよう
に、通常のエアバッグ膨張に対して、乗車状態が適正な
分布パターン、やや危険な分布パターン、多大な危険が
およぶ分布パターン等の平面的（２次元的）分布であ
る。つまり、インストルメントパネルと乗員との距離が
近い領域Ｐ１に乗員がいると危険が「大」であり、イン
ストルメントパネルに対し中距離の領域Ｐ２に乗員がい
ると危険が「中」であり、インストルメントパネルに対
し遠距離の領域Ｐ３に乗員がいると危険が少なく適正で
あると判定するためのものである。

【００４２】フローチャートの説明に戻り、コントロー
ラ１８は図１５のステップ４０７で、図１８に示すよう
に、検出領域Ｚ１での所定の位置における測定値の微分
値、積分値および周波数を計算する。つまり、時間ｔに
おける検知距離の微分値からの動き速度と、周期Ｔでの
検知距離の積分値からの変位量合計と、動き周波数とを
求める。このようにして、距離測定器１の出力値の時間
的な変化から被検出対象固有の動作の特徴が抽出され
る。

【００４３】さらに、コントローラ１８は図１５のステ
ップ４０８でこの動作パターンと予めメモリ１９に記憶
してある標準パターンとをパターンマッチングして動作
パターンに最も類似する標準パターンを選択する。

【００４４】このステップ４０８の処理を詳細に説明す
ると、メモリ１９には予め標準パターンが記憶されてお
り、この標準パターンには、図１８の上段に示すように
人間であることを示すパターンと、図１８の中段に示す
ように小動物（犬、猫等）であることを示すパターン
と、図１８の下段に示すように静止物であることを示す
パターンとが用意されている。人間であることを示すパ
ターンは、動き速度が比較的（小動物に比べ）小さく、
変位量が大きく、動き周波数が低い。又、小動物（犬、
猫等）であることを示すパターンは、動き速度が大き
く、変位量が小さく、動き周波数が高い。さらに、静止
物であることを示すパターンは、動き速度がゼロで、変
位量がゼロで、動き周波数が無（直流）である。

【００４５】つまり、人間、小動物、その他の物体とは
明らかに固有動作に差があり、人間か小動物が存在した
場合、固有動作の定量化処理（一定時間内における３次
元的な距離変動）により乗員の種類の特定が可能であ
る。

【００４６】このようにして、コントローラ１８は、距
離測定器１の出力値の時間的な変化から、被検出対象の
種類を特定、即ち、人間か小動物（犬、猫等）か、静止
物（手荷物等）かを判定する。

【００４７】フローチャートの説明に戻り、コントロー
ラ１８は図１５のステップ４０９で形状・分布判定結果
（ステップ４０５の処理結果）と動作判定結果（ステッ
プ４０８の処理結果）から総合判定を行う。ここで、形
状・分布判定結果（ステップ４０５の処理結果）の一例
を図１９に示し、動作判定結果（ステップ４０８の処理
結果）の一例を図２０に示す。

【００４８】図１９において、状態１１として適正位置
の物体（大人サイズ）、状態１２としてやや危険位置の
物体（大人サイズ）、状態１３として多大な危険位置の
物体（大人サイズ）、状態１４として適正位置の物体
（子供サイズ）、状態１５としてやや危険位置の物体
（子供サイズ）、状態１６として多大な危険位置の物体
（子供サイズ）、状態１７として適正位置の物体（幼児
サイズ）、状態１８としてやや危険位置の物体（幼児サ
イズ）、状態１９として多大な危険位置の物体（幼児サ
イズ）、状態１１０として後ろ向きチャイルドシート、
等である。

【００４９】図２０において、状態２１として大人、状
態２２として子供、状態２３として小動物（犬、猫）、
状態２４として静止物（手荷物など）である。そして、
コントローラ１８は、例えば、図１９の状態１２（やや
危険位置の物体）で、かつ、図２０で状態２２（子供）
であったならば、やや危険位置の子供サイズの人間であ
ると判定する。又、図１９の状態１４（適正位置の物体
（子供サイズ））で、かつ、図２０で状態２４（静止
物）であったならば、適正位置の子供サイズの静止物で
あると判定する。

【００５０】又、コントローラ１８は、図１５のステッ
プ４０９において、乗員分布がインストルメントパネル
により近接している分布を示し、かつ、立体形状（体
格）が幼児レベル、かつ、固有動作が人間パターンを示
した場合、この三者を組み合わせて、スタンディングチ
ャイルドと判定する。

【００５１】そして、コントローラ１８は図１５のステ
ップ４１０でエアバッグ制御装置２６に車室内の状況を
示す信号を送出する。その出力内容を図２１に示す。総
合判定結果は、６ビットで表現され、２ビットの位置情
報と２ビットの形状情報と２ビットの種別情報（被検出
対象の特定結果）とからなる。位置情報として、「０
１」は多大な危険位置、「１０」はやや危険な位置、
「１１」は適正な位置を示す。形状情報として、「０
０」は大人サイズ、「０１」は子供サイズ、「１０」は
幼児サイズ、「１１」は後ろ向きチャイルドシートを示
す。種別情報として、「００」は大人、「０１」は子
供、「１０」は小動物、「１１」は静止物を示す。そし
て、図２１に示すように「０１０１１１」ならば多大な
危険位置の子供サイズの静止物であることを示す。

【００５２】一方、図１１のエアバッグ制御装置２６に
おいては、車室内状況検出装置からの信号を入力する
と、車室内の状況を示す信号の内容に応じた制御を実行
する。つまり、コントローラ３６は乗員の乗車状態、乗
員の体格がある特定された範囲内では、エアバッグを膨
張させない。又、搭乗体が特定された時（人間以外の小
動物か、その他の物体）や助手席に乗員がいない時にお
いては、自動車が衝突したときにエアバッグの膨張を禁
止してエアバッグの無意味な作動を禁止してエアバッグ
交換修理費の増加を防止する。

【００５３】又、コントローラ３６は搭乗体の種類（人
間か、小動物か、その他の物体か）、乗員の乗車状態、
乗員の体格が別の特定範囲内では、エアバッグの膨張速
度を制御して作動させる。例えば、幼児がシートに着座
せずインストルメントパネルとシート間に立ったまま乗
車していたり（スタンディングチャイルド状態）、シー
トに着座しているもののシートベルトを装着せず前屈み
になって頭部がインストルメントパネルに近接している
ような状態など、エアバッグの機能が有効的に働く適正
状態に対し適正でない状態となっている乗員には図１１
の可変絞り装置３５を制御してガス通路を狭くしてその
状態に対応したエアバッグの作動速度にて膨張させる。
つまり、スタンディングチャイルド状態と判定された場
合、コントローラ３６はエアバッグ膨張速度を超低速に
する。

【００５４】このようにモータ駆動モードが設定されて
いる状態（図１２のステップ１０４にて設定）におい
て、図１４に示すように、コントローラ１８はステップ
３０１で助手席のドアが開かれたか否か判定し、ステッ
プ３０２で助手席のドアを開いた後、荷重スイッチがオ
フしたか否か判定し、ステップ３０３で荷重スイッチ・
オフ後において助手席のドアが閉められたことを検知す
ると、ステップ３０４でモータ駆動モードを解除してモ
ータ駆動によるセンサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元ＰＳＤ
５）の向き変更動作を終了させる。

【００５５】尚、ステップ３０３の処理を行った後、助
手席のドアがロックされたことを検出した後において、
ステップ３０４の処理を行ってもよい。このように本実
施の形態は下記の特徴を有する。 （イ）指向性を有するセンサ（ＬＥＤ４，ＰＳＤ５）を
車室内の天井において向きを変更可能な状態で支持し、
コントローラ１８（駆動制御手段、判定手段）は、セン
サの向きを変更するモータ７，１２（アクチュエータ）
を駆動してセンサの向きを変更させつつセンサによる被
検出対象の検出信号を取り込み、センサ検出信号に基づ
いて車室内の状況を判定し、この判定結果に基づいてエ
アバッグシステムの制御に反映させる。

【００５６】このように多数個のセンサを用いることな
くセンサの向きを変更するという手法を用いて精度よく
被検出対象を検出することができる。つまり、従来のセ
ンサ固定式のものに比べセンサは１個のみでよいため、
センサの小型化、低コスト化を図ることができる。又、
検出領域（回動角度）、回動速度、回動順序をソフトウ
ェアで簡単に変更でき、車両毎、取付け位置、センサ仕
様等の制約を受けにくい。即ち、複数のセンサを天井に
固定する場合においては車両の差異、取付け位置、セン
サ仕様により検出範囲が異なるためそれぞれの条件に合
った照射角度や配置構造をもつセンサを用意せねばなら
ず汎用性に欠けるものであったが、本実施の形態におい
ては、このような制約を受けにくい。 （ロ）コントローラ１８（駆動開始手段）は図１２のス
テップ１０１〜１０３の処理により駆動開始条件が成立
するとステップ１０４でモータ駆動モードを設定してモ
ータ７，１２（アクチュエータ）の駆動を開始させる。
又、コントローラ１８（駆動終了手段）は図１４のステ
ップ３０１〜３０３の処理により駆動終了条件が成立す
るとステップ４０４でモータ駆動モードを解除してモー
タ７，１２の駆動を終了させる。よって、必要がある時
のみセンサの向きの変更動作が行われる。即ち、検知す
る必要がない期間の無意味な動作を無くして省電力化、
可動機構部の劣化が防止できる。 （ハ）コントローラ１８（駆動制御手段）は、図１３の
処理により車両走行速度に応じてセンサの向きの変更速
度を調整する。よって、エアバッグの制御のために行う
車室内状況検出に際し、衝突可能性を考慮した制御を行
うことができる。 （第２の実施の形態）次に、この発明の第２の実施の形
態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００５７】本実施の形態におけるコントローラ１８
は、図２２に示すように、ステップ５０１で検出領域に
おける一部領域（例えば１／４程度の範囲内）に偏って
乗員が所定時間以上いるか否かを判定する。そして、一
部領域に偏って乗員が所定時間以上いると、コントロー
ラ１８は、ステップ５０２でその乗員のみを検出すべく
検出領域を変更し、ステップ５０３で動作を実行する。
つまり、必要な範囲のみ検出領域に設定する。

【００５８】このように本実施の形態によれば、コント
ローラ１８は検出領域における一部領域に被検出対象が
所定時間にわたり存在すると、この一部領域のみをセン
サによる検出領域とする。よって、検出領域の絞り込み
を行うことができ、不要な検出動作を排除できる。 （第３の実施の形態）次に、この発明の第３の実施の形
態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００５９】距離測定器１は回動機構部（ギヤ８，９，
１３，１４）を有し、かつ車両に搭載されているので、
自動車の走行に伴い機械的ガタが生じセンサによる検出
位置と実際の位置とに差（ズレ）が生じるので、これを
補償すべく以下の処理を行っている。

【００６０】距離測定器１の内部において、可動プレー
ト６，１１が水平面になるとオンするリセットスイッチ
が設けられ、このスイッチがセンサの向き、即ち、可動
プレート６，１１の回動位置を検出する。

【００６１】そして、コントローラ１８は、図２３に示
すように、ステップ６０１において図１２のステップ１
０１〜１０３のモータ駆動開始条件が成立すると、ステ
ップ６０２でリセットスイッチがオンしたか否かを判定
し、オンしないとステップ６０３でモータ７，１２を駆
動して可動プレート６，１１を回動させる。そして、リ
セットスイッチがオンすると、コントローラ１８はステ
ップ６０４でセンサの向き情報を補正して原点のリセッ
ト動作を行う。つまり、所定の操作条件が成立するとリ
セットスイッチがオンするまで回動させて原点位置調整
を行う。よって、センサの向き情報と実際値とが異なる
と正しい乗員検知が難しくなるが、センサ向きのリセッ
ト動作によりセンサの向き情報は時間経過や車両の振動
による誤差の発生が回避される。

【００６２】その後、コントローラ１８は、ステップ６
０５でモータ駆動モードを設定する。このように本実施
の形態では、コントローラ１８（補正手段）はセンサの
向きを検出するリセットスイッチ（位置検出器）による
検出結果に基づいてセンサの向き情報を補正する。よっ
て、機械的なガタ等によるセンサの向き情報と実際値と
にズレが生じても、センサの向き情報が補正され、機械
的なガタ等による不具合が解消される。

【００６３】尚、所定の操作条件が成立とはイグニッシ
ョン・オン時等でもよい。 （第４の実施の形態）次に、この発明の第４の実施の形
態を、第３の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００６４】本実施の形態においても距離測定器１の内
部において可動プレート６，１１が水平面になるとオン
するリセットスイッチ（位置検出器）が設けられてい
る。そして、コントローラ１８は、図２４に示すよう
に、ステップ７０１において図１４のステップ３０１〜
３０３のモータ駆動終了条件が成立すると、ステップ７
０２でモータ７，１２を駆動して可動プレート６，１１
を回動させる。そして、コントローラ１８はステップ７
０３でリセットスイッチがオンしたか否か判定し、オン
しないとステップ７０２に戻り可動プレート６，１１を
さらに回動させる。その後、コントローラ１８は、ステ
ップ７０３においてリセットスイッチがオンすると、コ
ントローラ１８はステップ７０４でセンサの向き情報を
補正して原点のリセット動作を行う。さらに、コントロ
ーラ１８は、ステップ７０５でモータ駆動モードを解除
し、モータの駆動を終了する。

【００６５】このようにすると、センサの向き情報と実
際値とが異なると正しい乗員検知が難しくなるが、モー
タ駆動終了条件が成立するとリセットスイッチがオンす
るまで回動させて原点位置調整が行われる。

【００６６】尚、第３，４の実施の形態において、位置
検出器としてのリセットスイッチの代わりにセンサの向
きを常時検出するセンサ（ポテンショメータ等）を用
い、この位置センサの検出値（実際のセンサの向き）と
センサの向き情報とを比較し、両者に差が生じた場合に
はセンサの向き情報を補正してもよい。 （第５の実施の形態）次に、この発明の第５の実施の形
態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００６７】本形態では、図２６，２７に示すように、
検出領域（最大回動角度θ）を可変制御としている。つ
まり、図２５に示すように、コントローラ１８はステッ
プ８０１でリクライングセンサからの信号を取り込む。
ここで、リクライングセンサは助手席のバックシートの
リクライング角度を検出するものであって、図１０の各
種センサ・スイッチ群２２に属するセンサとしてコント
ローラ１８に接続されている。

【００６８】コントローラ１８は、図２５のステップ８
０２でリクライング角度に応じて検出領域（最大回動角
度θ）を設定している。つまり、リクライングセンサか
らの信号によりリクライニング状態を把握し、その状態
に応じた検知領域を設定している。図２６では通常のバ
ックシートの位置を示し、図２７には最大バックシート
を寝かせた場合を示す。

【００６９】このように本実施の形態においては、コン
トローラ１８（駆動制御手段）は、座席のリクライニン
グ角度に基づいてセンサによる検出領域を調整するの
で、座席のセット状態に応じた検出領域、即ち、常に乗
員を検知できる検出領域を作ることができる。

【００７０】尚、リクライニング角度の他にも座席のス
ライド位置、あいるは座席の高さに基づいてセンサによ
る検出領域（最大回動角度θ）を調整したり、座席のス
ライド位置、座席の高さ、座席のリクライニング角度の
内の２つ以上に基づいてセンサによる検出領域を調整し
てもよい。ここで、シートのスライド位置はスライドセ
ンサにより検出し、シートの高さは高さセンサにより検
出すればよい。 （第６の実施の形態）次に、この発明の第６の実施の形
態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００７１】図２８に示すように、距離測定器１は、３
つの赤外線ＬＥＤ４０，４１，４２が前後方向（ｙ軸方
向）にライン状に配置され、その後ろにはＰＳＤ５が配
置され、１次元ライン（ｘラインセンサ）センサが構成
されている。そして、モータ７の駆動により可動プレー
ト１１のみを回動させる。

【００７２】この場合、前述したｘ軸とｙ軸に回動させ
る方式（２次元回動型）に比べ、ｘ方向の検知精度は低
下するが、モータの個数を少なくできるとともにモータ
の制御負荷が軽減できる。 （第７の実施の形態）次に、この発明の第７の実施の形
態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００７３】本実施形態では、図１２の代わりに図２９
の処理によりモータ駆動モードの設定を行うとともに、
図１４の代わりに図３０の処理によりモータ駆動モード
の解除を行う。つまり、図２９において、コントローラ
１８はステップ８０１でアクセサリースイッチあるいは
イグニッションスイッチがオンされたことを検知する
と、ステップ８０２でモータ駆動モードを設定してモー
タ駆動によるセンサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元ＰＳＤ
５）の向き変更動作を開始させる。

【００７４】又、図３０に示すように、コントローラ１
８はステップ９０１でアクセサリースイッチあるいはイ
グニッションスイッチがオフされたことを検知すると、
ステップ９０２でモータ駆動モードを解除してモータ駆
動によるセンサ（赤外線ＬＥＤ４、１次元ＰＳＤ５）の
向き変更動作を終了させる。

【００７５】このようにエアバッグシステムの作動をア
クセサリースイッチ・オンにて始動させる場合におい
て、それに同期した形で乗員センサも作動を開始させる
ことができる。

【００７６】尚、アクセサリースイッチあるいはイグニ
ッションスイッチは図１０の各種センサ・スイッチ群２
２に含まれている。これまで説明した各実施の形態の他
にも、次のように実施してもよい。

【００７７】上述した形態においてエアバッグ制御装置
は、車室内状況検出装置から送出される信号に対応し
て、エアバッグの膨張阻止、膨張速度の可変制御を行っ
たが、他にも、エアバッグの膨張阻止のみを行ったり、
膨張速度の可変制御のみを行ってもよい。あるいは、エ
アバッグ制御装置において膨張方向（エアバッグの向
き）の可変制御を行ってもよい。

【００７８】又、距離検出器（センサ）１は発光素子と
受光素子からなる光学式センサを用いたが、超音波セン
サを用いてもよい。さらは、センサの取付け位置は天井
に限ることなく、インストルメントパネル等に設けても
よい。

【００７９】さらには、上述した各実施の形態において
はセンサの向きを変更するようにしたが、センサの向き
を変更する代わりに位置を変更してもよい。あるいは、
向きと位置の両方を変更するようにしてもよい。

【００８０】又、アクチュエータとしてステッピングモ
ータ７，１２を用いたが、他にもＤＣモータ等の他の電
動モータを用いたり、油圧モータ等を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態における自動車を示す図。

【図２】 距離測定器の斜視図。

【図３】 図２でのＡ−Ａ断面図。

【図４】 図２のＢ−Ｂ断面図。

【図５】 距離測定器の動作を説明するための図。

【図６】 距離測定器の動作を説明するための斜視図。

【図７】 検出領域を説明するための斜視図。

【図８】 センジングを説明するための図。

【図９】 センジングを説明するための図。

【図１０】 車室内状況検出装置の電気的構成を示す
図。

【図１１】 エアバッグ制御装置の全体構成図。

【図１２】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１３】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１４】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１５】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１６】 乗員の状態を示す説明図。

【図１７】 危険度を説明するための説明図。

【図１８】 検知距離の時間的変化を示す図。

【図１９】 乗員状態パターンを示す図。

【図２０】 乗員状態パターンを示す図。

【図２１】 出力信号の内容を示す図。

【図２２】 第２の実施の形態における作用を説明する
ためのフローチャート。

【図２３】 第３の実施の形態における作用を説明する
ためのフローチャート。

【図２４】 第４の実施の形態における作用を説明する
ためのフローチャート。

【図２５】 第５の実施の形態における作用を説明する
ためのフローチャート。

【図２６】 第５の実施の形態における車室内状況を説
明するための説明図。

【図２７】 第５の実施の形態における車室内状況を説
明するための説明図。

【図２８】 第６の実施の形態における距離測定器の斜
視図。

【図２９】 第７の実施の形態における作用を説明する
ためのフローチャート。

【図３０】 第７の実施の形態における作用を説明する
ためのフローチャート。

【符号の説明】

４…センサを構成する赤外線ＬＥＤ、５…センサを構成
する１次元ＰＳＤ、７…アクチュエータとしてのｙ軸用
モータ、１２…アクチュエータとしてのｘ軸用モータ、
１８…駆動制御手段、判定手段、駆動開始手段、駆動終
了手段、補正手段としてのコントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 次郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−169289（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−255116（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−119715（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−309402（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60R 21/32 B60R 21/00 B60H 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指向性を有し、車室内において向き又は
   位置の少なくともいずれか一方を変更可能な状態で支持
   されたセンサと、 前記センサの向き又は位置の少なくともいずれか一方を
   変更するアクチュエータと、 前記アクチュエータを駆動して前記センサの向き又は位
   置の少なくともいずれか一方を変更させつつ前記センサ
   による被検出対象の検出信号を取り込む駆動制御手段
   と、 前記駆動制御手段によるセンサ検出信号に基づいて車室
   内の状況を判定する判定手段とを備え、 前記駆動制御手段は、車両走行速度に応じてセンサの向
   きの変更速度または位置の変更速度の少なくともいずれ
   か一方を調整するものである ことを特徴とする車室内状
   況検出装置。
2. 【請求項２】 駆動開始条件が成立すると前記駆動制御
   手段によるアクチュエータの駆動を開始させる駆動開始
   手段と、 駆動終了条件が成立すると前記駆動制御手段によるアク
   チュエータの駆動を終了させる駆動終了手段とを備えた
   請求項１に記載の車室内状況検出装置。
3. 【請求項３】 駆動制御手段は、検出領域における一部
   領域に被検出対象が所定時間にわたり存在すると、当該
   一部領域のみをセンサによる検出領域とする請求項１に
   記載の車室内状況検出装置。
4. 【請求項４】 センサの向き又は位置の少なくともいず
   れか一方を検出する位置検出器と、 前記位置検出器による検出結果に基づいてセンサの向き
   情報または位置情報の少なくともいずれか一方を補正す
   る補正手段とを備えた請求項１に記載の車室内状況検出
   装置。
5. 【請求項５】 駆動制御手段は、座席のスライド位置、
   座席の高さ、座席のリクライニング角度の内の少なくと
   もいずれか１つに基づいてセンサによる検出領域を調整
   するものである請求項１に記載の車室内状況検出装置。