JP3553379B2 - 乗員検知システム及び乗員検知方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は乗員検知システム及び乗員検知方法に関し、特にサイドエアバッグ装置を搭載した自動車の助手席などにおける乗員の着席状況に応じて、サイド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及び乗員検知方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エアバッグ装置は、自動車の衝突時に乗員が受ける衝撃を緩和する目的で、車内のダッシュボ−ド部分ないしハンドル部分などに配置されており、自動車の安全性になくてはならないものになっており、近時、運転席のみならず、助手席にも設置されるようになっている。
【０００３】
このエアバッグ装置は、例えば図１４に示すように、セ−フィングセンサＳＳ１，スクイブＳＱ１，電界効果形トランジスタなどのスイッチング素子ＳＷ１の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路と、セ−フィングセンサＳＳ２，スクイブＳＱ２，電界効果形トランジスタなどのスイッチング素子ＳＷ２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）ＧＳと、電子式加速度センサＧＳの出力信号に基づいて衝突の有無を判断し、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号を供給する機能を有する制御回路ＣＣとから構成されている。
【０００４】
このエアバッグ装置によれば、何らかの原因により自動車が正面衝突した場合、セ−フィングセンサＳＳ１，ＳＳ２はそのスイッチ接点が比較的に小さな加速度に反応して閉成され、運転席側及び助手席側のスクイブ回路が動作可能な状態になる。そして、電子式加速度センサＧＳからの信号に基づいて制御回路ＣＣが自動車が確実に衝突したと判断すると、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号が供給され、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ状態になる。これによって、それぞれのスクイブ回路に電流が流れる結果、スクイブＳＱ１，ＳＱ２の発熱に起因して運転席側及び助手席側のエアバッグが瞬時に展開され、乗員が衝突による衝撃から保護される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車の衝突モ−ドは、互いの自動車が正面で衝突するモ−ドのみならず、一方の自動車が他方の自動車の側面に衝突したり、一方の自動車が他方の自動車の背後に衝突したりするモ−ドなどがあり、近年、自動車の側面に衝突するモ−ドによる乗員の保護のために、例えば図１５に示すようなエアバッグ装置が提案されている。
【０００６】
このエアバッグ装置は、図１４に示すエアバッグ装置にサイドエアバッグ装置ＳＡを追加したものであり、その基本構成は例えば図１４に示すエアバッグ装置とほぼ同じである。このサイドエアバッグ装置ＳＡは、例えばセ−フィングセンサＳＳ３，スクイブＳＱ３，電界効果形トランジスタなどのスイッチング素子ＳＷ３の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路と、セ−フィングセンサＳＳ４，スクイブＳＱ４，電界効果形トランジスタなどのスイッチング素子ＳＷ４よりなる助手席側のスクイブ回路とから構成されており、サイドエアバッグは例えば運転席及び助手席のドア側のシ−ト端部などに配置されている。
【０００７】
このエアバッグ装置によれば、何らかの原因に基づき自動車の運転席側又は助手席側のドアに他の自動車が衝突した場合には、セ−フィングセンサＳＳ３又はＳＳ４のスイッチ接点が比較的に小さな加速度に反応して閉成され、運転席側又は助手席側のスクイブ回路が動作可能な状態になる。そして、電子式加速度センサＧＳからの信号に基づいて制御回路ＣＣが自動車が確実に衝突したと判断すると、スイッチング素子ＳＷ３又はＳＷ４のゲ−トに信号が供給され、スイッチング素子ＳＷ３又はＳＷ４がＯＮ状態になる。これによって、いずれかのスクイブ回路に電流が流れる結果、スクイブＳＱ３又はＳＱ４の発熱に起因して運転席側又は助手席側のサイドエアバッグが瞬時に展開され、乗員が側面衝突による衝撃から保護される。
【０００８】
ところで、乗員のシ−トへの着席姿勢は様々であり、例えば図１６に示すように、大人の乗員Ｐがシ−ト１に図示実線のように着席したり、子供の乗員ＳＰがシ−ト１の中心線から図示点線のようにずれて着席したり、中心線上に着席したりすることがある。従って、乗員Ｐ，ＳＰがシ−ト１の中央部分に着席している時には、仮に自動車の側面に衝突が生じても、サイドエアバッグの展開によって乗員Ｐ，ＳＰが衝突による衝撃から保護される。しかしながら、子供の乗員ＳＰの着席姿勢が図示点線のようにシ−ト１におけるドアＤｒ側の端部にずれているような状態の時には、仮に自動車の側面に衝突が生じてもサイドエアバッグを展開させないことが望ましい場合がある。
【０００９】
それ故に、本発明の目的は、乗員のシ−トへの着席状況を的確に検知できる上、この検知結果に基づいてサイドエアバッグ装置などの作動の適否を制御可能な乗員検知システム及び乗員検知方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、シ−トと、シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に、該シ−トの背もたれ部及び／又は着席部の中心線に対してほぼ線対称となるように配置した複数のアンテナ電極と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるために高周波低電圧を発生させる発生手段と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて流れる電流を検出する電流検出手段と、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して、シ−トの中心線から左側及び右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タが記憶されており、該左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、該右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知し得るように制御する制御回路とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
又、本発明の第２の発明は、シ−トと、シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に、該シ−トの背もたれ部及び／又は着席部の中心線に対してほぼ線対称となるように配置した複数のアンテナ電極と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるために高周波低電圧を発生させる発生手段と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて流れる電流を検出する電流検出手段と、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して、シ−トの中心線から左側及び右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タが記憶されており、該左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、該右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知し得るように制御する制御回路と、衝突に基づいてドア側に配置されたエアバッグを展開させる機能を有するサイドエアバッグ装置とを具備し、前記制御回路の検知結果に基づくデ−タをサイドエアバッグ装置に送信し、サイド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。
【００１２】
又、本発明の第３の発明は、前記発生手段，電流検出手段，制御回路を含み、かつこれを同一ハウジングに収納して制御ユニットを構成し、この制御ユニットをシ−トに配置したことを特徴とし、第４の発明は、前記アンテナ電極と制御ユニットとをハ−ネスによって接続したことを特徴とし、第５の発明は、前記発生手段を、高周波低電圧を発生させる発振回路にて構成したことを特徴とし、第６の発明は、前記発生手段を、制御回路からの信号を利用して正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧を発生させるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の第７の発明は、シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に複数のアンテナ電極を、シ−トの中心線に対してほぼ線対称となるように配置し、このアンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、微弱電界に基づいて流れる電流を検出し、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して記憶されたシ−トの中心線から左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群からの電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知すると共に、この検知結果に基づくデ−タをサイドエアバッグ装置に送信し、サイド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。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の基本原理について図１を参照して説明する。この発明にかかる乗員検知システム及び乗員検知方法は、基本的にはシ−トに配置されたアンテナ電極に発生させた微弱電界（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ）の乱れを利用するものである。まず、同図（ａ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１に発振回路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が生じる結果、アンテナ電極Ｅ１の側には電流（送信電流）Ｉが流れる。この状態において、同図（ｂ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１の近傍に物体ＯＢを存在させると、電界に乱れが生じてアンテナ電極Ｅ１の側には電流Ｉとは異なった電流Ｉ１ が流れることになる。
【００１５】
従って、自動車のシ−トに物体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に流れる電流に変化が生ずるものであり、この現象を利用することにより、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。特に、アンテナ電極を増加させることによって、シ−ト上の乗員などを含む物体についての多くの情報を得ることが可能となり、シ−トへの乗員の着席状況をより的確に検知することができる。
【００１６】
次に、この原理を利用した本発明にかかる乗員検知システムの実施例について図２〜図５を参照して説明する。尚、図１４〜図１６に示す従来例と同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。図２〜図３は本発明にかかる助手席（又は運転席）のシ−トを示しており、このシ−ト１は主として着席部１ａと背もたれ部１ｂとから構成されている。着席部１ａは、例えば前後にスライド可能なベ−ス２に固定されたシ−トフレ−ム３と、シ−トフレ−ム３の上部に配置されたクッション材と、クッション材を覆う外装材とから構成されており、背もたれ部１ｂは、例えばシ−トフレ−ムの前面側にクッション材を配置すると共に、クッション材を外装材で被覆して構成されている。背もたれ部１ｂには例えば複数の帯状のアンテナ電極４が、シ−ト１の中心線１ｃに対して線対称となるように配置されている。具体的には、中心線１ｃの左側には第１（左側）のアンテナ電極群４１ （４ａ１ ，４ｂ１ ・・・４ｆ１ ）が、右側には第２（右側）のアンテナ電極群４２ （４ａ２ ，４ｂ２ ・・・４ｆ２ ）が互いにほぼ線対称となり、かつほぼ水平状態で互いに上下方向に離隔するように配置されている。尚、このアンテナ電極４は外装材の内側の他、外側に配置したり、或いは外装材自身に設けることもできる。又、シ−トフレ−ム３ないしその近傍（例えば背もたれ部１ｂの内部）には後述する制御ユニット１０が配置されている。
【００１７】
上述のアンテナ電極４は、例えば導電性の布地にて構成されているが、糸状の金属を背もたれ部１ｂのシ−ト布面に織り込んだり、布面に導電性ペイントを被着したり、金属板を配置したりして構成することもできる。このアンテナ電極４（４ａ１ ，４ｂ１ ・・・４ｆ１ ，４ａ２ ，４ｂ２ ・・・４ｆ２ ）はほぼ同一サイズの帯状（例えば幅３０ｍｍ，長さ１５０ｍｍ）に構成されており、例えば図３（ａ）に示すように、絶縁部材よりなるベ−ス部材５の一方の面に、それの中心線１ｃの左側には第１のアンテナ電極群４１ （４ａ１ ，４ｂ１ ・・・４ｆ１ ）が、右側には第２のアンテナ電極群４２ （４ａ２ ，４ｂ２ ・・・４ｆ２ ）がほぼ線対称となるように配置して一体化することによって構成されており、背もたれ部１ｂの外装材の内側に配置することが推奨される。これらのアンテナ電極４ａ１ ，４ｂ１ ・・・４ｆ１ ，４ａ２ ，４ｂ２ ・・・４ｆ２ からは、例えば同図（ｂ），（ｃ）に示すように、シ−ルド線よりなるハ−ネス６（６ａ１ ，６ｂ１ ・・・６ｆ１ 及び６ａ２ ，６ｂ２ ・・・６ｆ２ ）が独立して導出されており、後述する制御ユニット１０のコネクタ（或いは端子）１９ａ，１９ｂ・・・１９ｌに接続されている。
【００１８】
上述のシ−ト１には制御ユニット１０が配置されている。制御ユニット１０は、図４に示すように、例えば周波数が１００ＫＨｚ程度で、電圧が５〜１２Ｖ程度の高周波低電圧を発生させる発生手段（発振回路）１１と、発振回路１１からの送信信号の電圧振幅をほぼ一定に制御する振幅制御回路１２と、送信信号の送信電流を検出する電流検出手段（電流検出回路）１５と、電流検出回路１５の出力信号を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１６と、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６の出力信号を増幅する増幅器１７と、電流検出回路１５に接続され、かつ複数のスイッチング手段１８ａ，１８ｂ・・・１８ｌを有する複数のアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ の切換回路１８と、切換回路１８のスイッチング手段１８ａ，１８ｂ・・・１８ｌに接続され、かつ制御ユニット１０のハウジングに配置されたコネクタ１９ａ，１９ｂ・・・１９ｌと、ＭＰＵなどを含む制御回路２０と、ハウジングに配置され、図示しないバッテリ電源に接続されるコネクタ２１と、コネクタ２１と制御回路２０などとの間に接続された電源回路２２とから構成されている。尚、切換回路１８におけるスイッチング手段１８ａ〜１８ｌの選択的な切換は制御回路２０からの信号に基づいて行われる。
【００１９】
上述の制御ユニット１０の制御回路２０には、例えば図５に示す構成のエアバッグ装置３０が接続されている。このエアバッグ装置３０は、例えば運転席及び助手席の前方に配置されるメインのエアバッグ部ＭＡと、運転席及び助手席のドア側に配置されるサイドエアバッグ部ＳＡと、制御回路ＣＣと、電子式加速度センサＧＳとから構成されている。尚、サイドエアバッグ部ＳＡのサイドエアバッグは運転席及び／又は助手席のドア側のシ−ト端部に配置される。
【００２０】
この制御ユニット１０において、振幅制御回路１２は、例えば送信信号の電圧振幅を可変する振幅可変回路１３と、送信信号の電圧振幅を検出する振幅検出回路１４とから構成されている。そして、振幅可変回路１３は、例えばプログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）よりなる振幅可変部１３ａから構成されており、振幅検出回路１４は、例えばオペアンプなどよりなる電圧振幅の検出部１４ａと、検出部１４ａの出力信号を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂと、ＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂの出力信号を増幅する増幅器１４ｃとから構成されている。尚、増幅器１４ｃの出力信号は制御回路２０に供給され、振幅可変部１３ａに対する振幅可変信号は制御回路２０から出力される。
【００２１】
又、この制御ユニット１０における電流検出回路１５は、例えば回路（送信信号系）に直列に接続されたインピ−ダンス素子例えば抵抗１５ａと、抵抗１５ａの端子電圧を増幅する差動増幅器などの増幅器１５ｂとから構成されている。この電流検出回路１５の出力側はＡＣ−ＤＣ変換回路１６，増幅器１７を介して制御回路２０に接続されている。そして、電流検出回路１５における抵抗１５ａの出力側は切換回路１８を介してコネクタ１９ａ，１９ｂ・・・１９ｌに接続されている。
【００２２】
このように構成された乗員検知システムは、次のように動作する。まず、発振回路１１から高周波低電圧が送信されると、それの電圧振幅が振幅検出回路１４の検出部１４ａにて検出され、その検出信号はＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂにて直流に変換され、増幅器１４ｃにて増幅されて制御回路２０に入力される。制御回路２０では検出された電圧振幅が所定の振幅値になっているか否かを判断し、所定の電圧振幅に修正するための振幅可変信号が振幅可変部１３ａに出力される。これによって、送信信号の電圧振幅は所定の振幅に修正され、以後、振幅可変回路１３及び振幅検出回路１４の連携動作により、一定の振幅に制御される。
【００２３】
電圧振幅が一定化された送信信号は電流検出回路１５，切換回路１８，コネクタを介してアンテナ電極４（４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ ）に供給され、その結果、アンテナ電極４の周辺には微弱電界が発生される。この際に、切換回路１８は制御回路２０からの信号によって開閉制御が行われ、最初にスイッチング手段１８ａのみが閉成され、次にスイッチング手段１８ｂのみが閉成され、次にスイッチング手段１８ｃのみが閉成され、以下同様にして順次に特定のスイッチング手段のみが閉成されると同時にその他のスイッチング手段は開放されるように切換制御される。従って、特定のスイッチング手段（１８ａ〜１８ｌ）が閉成された場合には、電圧振幅が一定化された送信信号は電流検出回路１５，特定のスイッチング手段（１８ａ〜１８ｌ），特定のコネクタ（１９ａ〜１９ｌ）を介して特定のアンテナ電極（４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ ）に供給され、その結果、特定のアンテナ電極（４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ ）の周辺には微弱電界が発生され、シ−ト１に着席している乗員の着席姿勢に応じた異なった値の電流が流れる。即ち、乗員の背中，肩，首，頭部の誘電率の違いに応じた電流が流れる。この電流は電流検出回路１５によって検出され、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６にて直流に変換され、増幅器１７にて増幅されて制御回路２０に次々と入力される。
【００２４】
この制御回路２０には、予め、シ−ト１に着席している乗員が大人であるか否かに関するしきい値（しきい値デ−タ）が格納されている。具体的には、乗員の識別（大人と子供の区別）に関するしきい値に関しては次のように設定されている。例えば図６（ａ），（ｂ）に示すように、シ−ト１の中央部分に大人の乗員Ｐ又は子供の乗員ＳＰが着席している場合には、乗員の頭部，首，肩，背中における誘電率の違いによってそれぞれのアンテナ電極（４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ ）への送信電流のレベルが異なり、肩から下の部位ではアンテナ電極への送信電流のレベルが最も高く、次に頭部であり、首は最も低いレベルとなる。従って、大人の乗員Ｐの場合でも子供の乗員ＳＰの場合でも、シ−ト１の中心線１ｃの左側に位置するアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ に流れる電流の総和と右側に位置するアンテナ電極４ａ２ 〜４ｆ２ に流れる電流の総和とはほぼ等しくなるが、その総和のレベルは大人の乗員Ｐの場合と子供の乗員ＳＰの場合とでは異なることから、例えばその中間的な値が左側及び右側のアンテナ電極群４１ ，４２ に関するしきい値（ＴＨＬ ，ＴＨＲ ）として個別に設定される。それ故に、現実の左側のデ−タがしきい値ＴＨＬ より大きく、かつ現実の右側のデ−タがしきい値ＴＨＲ より大きい場合にはシ−ト１に着席している乗員は大人Ｐであると判断される。又、現実の左側及び右側のデ−タがほぼ等しければ、乗員はシ−ト１の中央部分（中心線１ｃ）に正常に着席していると判断される。仮に、図６（ｂ）に示すように、子供の乗員ＳＰが図示点線のようにドアＤｒ側に位置ずれして着席している場合には、現実の左側デ−タは現実の右側のデ−タより小さくなり、ドアＤｒ側に位置ずれしていると判断される。
【００２５】
従って、制御回路２０に取り込まれた乗員の着席状況に関する現実の信号デ−タは、予め制御回路２０に記憶されている乗員の識別に関するしきい値ＴＨＬ ，ＴＨＲ と比較され、乗員が大人であるか否かが判断される。この判断結果に基づいて、図５に示すエアバッグ装置３０におけるメインのエアバッグ部ＭＡは制御回路２０からの送信信号によって、エアバッグが展開可能又は展開不可能なるようにセットされる。特に、子供の乗員ＳＰと判断された場合、着席状況に関する現実の信号デ−タにおいて、左側のデ−タと右側のデ−タとが比較され、両者がほぼ等しければ、子供の乗員ＳＰは図６（ｂ）において実線で示すようにシ−ト１の中心線１ｃに沿って正規位置に着席していると判断され、例えば右側のデ−タが左側のデ−タより大きければ、同図において点線で示すようにドアＤｒ側に位置ずれして着席していると判断される。この判断結果に基づいて、図５に示すエアバッグ装置３０におけるサイドエアバッグ部ＳＡは制御回路２０からの送信信号によって、サイドエアバッグが展開可能又は展開不可能なるようにセットされる。特に、後者のように位置ずれしていると判断された場合には、自動車の側面衝突時に衝突側例えば助手席側のスイッチング素子ＳＷ４にゲ−ト信号を供給しないようにセットされ、サイドエアバッグは展開不可能となる。
【００２６】
次に、この乗員検知システムの処理フロ−について図７〜図１１を参照して説明する。まず、図７に示すように、イグニッションスイッチをＯＮにし、スタ−トする。ステップＳ１でイニシャライズし、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では制御回路２０とエアバッグ装置３０との通信系にかかる初期診断を行う。ステップＳ３ではエンジンがスタ−トしたか否かの判断を行い、エンジンがスタ−トしていると判断した場合にはステップＳ４に進む。スタ−トしていないと判断された場合には戻る。ステップＳ４では複数のアンテナ電極４のうち、特定のアンテナ電極の周辺に発生させた微弱電界に基づいてそれぞれ特定のアンテナ電極に流れる電流に関連する信号デ−タの受信が行われる。ステップＳ５では、取り込んだそれぞれのデ−タに基づいて、シ−トへの乗員の着席の有無，乗員が大人か否か，乗員の着席姿勢（中心線１ｃからの位置ずれ状況）が判定される。さらに、ステップＳ６ではステップＳ５の判定結果に基づき、エアバッグ装置（ＳＲＳ）３０との間でＳＲＳ通信が行われる。ステップＳ６が終了すると、再びステップＳ４に戻り、ステップＳ４からステップＳ６の処理が繰り返し行われる。尚、ステップＳ３は省略することもできる。
【００２７】
図７における初期診断は、例えば図８に示すように行われる。まず、ステップＳＡ１では固定デ−タを制御回路２０からエアバッグ装置３０の制御回路ＣＣに送信する。ステップＳＡ２ではエアバッグ装置３０からの送信デ−タを受信する。そして、ステップＳＡ３では制御回路２０からエアバッグ装置３０に送信した固定デ−タとエアバッグ装置３０からの受信デ−タとが一致するか否かを判断する。それぞれのデ−タが一致すると判断されると、処理フロ−が継続される。それぞれのデ−タが一致しないと判断されると、通信系に異状があると判断され、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。尚、この初期診断はエアバッグ装置３０から制御回路２０に固定デ−タを送信し、制御回路２０からの送信デ−タをエアバッグ装置３０の制御回路ＣＣにて、その一致性について判断させるようにしてもよい。
【００２８】
図７における信号受信は、例えば図９に示すように行われる。まず、ステップＳＢ１では、制御回路２０からの信号に基づいて、切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｌを、スイッチング手段１８ａのみ，スイッチング手段１８ｂのみ，スイッチング手段１８ｃのみ・・・のように特定のスイッチング手段のみを順次に選択的に閉成し、第１（左側），第２（右側）のアンテナ電極群４１ ，４２ の特定のアンテナ電極（４ａ１ 〜４ｆ１ ，４ａ２ 〜４ｆ２ ）が順次に選択されると共に、ステップＳＢ２に進む。ステップＳＢ２では選択された特定のアンテナ電極に流れる電流に対応する信号デ−タが制御回路２０に取り込まれると共に、ステップＳＢ３に進む。ステップＳＢ３では切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｌの選択的な閉成に基づくアンテナ電極群４１ ，４２ におけるアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ ，４ａ２ 〜４ｆ２ の切換がすべて終了したか否かが判断される。切換がすべて終了したと判断されると、ステップＳＢ４に進み、切換がすべて終了していないと判断されると、ステップＳＢ１に戻る。ステップＳＢ４では左側のアンテナ電極群４１ におけるアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ に流れる電流に対応する信号デ−タと、右側のアンテナ電極群４２ におけるアンテナ電極４ａ２ 〜４ｆ２ に流れる電流に対応する信号デ−タとを別々に加算し、その総和（以下、左側のアンテナ電極群４１ によるデ−タを左デ−タ，右側のアンテナ電極群４２ によるデ−タを右デ−タと呼称する）を計算した後、乗員判定フロ−に継続される。
【００２９】
図７における乗員判定は、例えば図１０に示すように行われる。まず、ステップＳＣ１では現実の左デ−タ及び右デ−タと制御回路２０に予め記憶されているしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ とが比較され、左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ より共に大きいか否かが判断される。左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ より共に大きいと判断された場合にはステップＳＣ２に進み、小さいと判断された場合には乗員が子供（小人）であると判定される。ステップＳＣ２では左デ−タと右デ−タとが等しいか否かが判断される。どちらの場合も乗員は大人であると判定され、ステップＳＣ３に進む。ステップＳＣ３ではエアバッグ装置３０のサイドエアバッグを展開させるためのＯＮデ−タがセットされると共に、ＳＲＳ通信フロ−に継続される。一方、乗員が子供であると判定されると、ステップＳＣ４に進み、左デ−タと右デ−タとが等しいか否かが判断される。両デ−タが等しいと判断されると、図６（ｂ）において実線で示すように中心線１ｃに沿った正規位置に着席していると判定され、ステップＳＣ３に進む。両デ−タが等しくないと判断されると、ステップＳＣ５に進む。ステップＳＣ５では右デ−タが左デ−タより大きいか否かが判断される。右デ−タが左デ−タより大きくないと判断されると、運転席側に位置ずれしていると判定され、ステップＳＣ３に進む。又、右デ−タが左デ−タより大きいと判断されると、乗員ＳＰが図６（ｂ）において点線で示すようにドアＤｒ側に位置ずれしていると判定され、ステップＳＣ６に進む。ステップＳＣ６ではエアバッグ装置３０のサイドエアバッグが展開しないようにするためのＯＦＦデ−タがセットされると共に、処理フロ−が継続される。尚、大人の乗員Ｐについても着席時の位置ずれを検知する必要のある場合には、左デ−タが右デ−タより大きいか否かを判断することにより、左側ないし右側のいずれかに位置ずれしていることを検知できるし、この判断結果をサイドエアバッグの展開の有無に関連させることも可能である。
【００３０】
図７におけるＳＲＳデ−タ通信は、例えば図１１に示すように行われる。まず、ステップＳＤ１では乗員検知ユニット側（制御回路２０）からエアバッグ装置側（制御回路ＣＣ）に、エアバッグ装置３０のエアバッグを展開可能な状態ないし展開不可能な状態にするためのＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タが送信される。ステップＳＤ２ではエアバッグ装置側からの、ＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タに対するＯＫデ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タを受信し、ステップＳＤ３に進む。ステップＳＤ３では乗員検知ユニット側からエアバッグ装置側に送信したＯＮ／ＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タが正常な状態で再びエアバッグ装置側から乗員検知ユニット側に返信されたか否かが判断される。正常（通信系に異状がない）と判断されると、処理フロ−が継続される。通信系に異状があると判断されると、ステップＳＤ４に進み、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったか否かが判断される。尚、この通信系の異状検出は、例えば３回に設定されている。従って、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったと判断されると、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになっていないと判断されると、ステップＳＤ５に進み、フェ−ルセ−フタイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続される。
【００３１】
一方、ステップＳＥ１ではエアバッグ装置側（制御回路ＣＣ）が乗員検知ユニット側（制御回路２０）から、エアバッグ装置３０のエアバッグを展開可能な状態ないし展開不可能な状態にするためのＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タを受信する。そして、ステップＳＥ２では受信デ−タのチェックが行われ、受信デ−タが正常に受信できているか否かが判断される。いずれに判断されてもステップＳＥ３に進み、ＯＫデ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タが乗員検知ユニット側に送信される。ステップＳＥ２で通信系に異状がないと判断されると、ステップＳＥ３のＯＫデ−タ送信ステップを経てステップＳＥ４に進む。このステップＳＥ４ではＯＫデ−タに基づいてエアバッグ装置側のデ−タが更新される。これによって、エアバッグは展開可能な状態ないし展開不可能な状態のいずれか一方に更新セットされる。又、ステップＳＥ２で通信系に異状があると判断されると、ステップＳＥ３のＮＧデ−タ送信ステップを経てステップＳＥ５に進む。このステップＳＥ５ではフェ−ルセ−フタイマがゼロになったか否かが判断される。尚、この通信系の異状検出は、例えば３回に設定されている。従って、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったと判断されると、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになっていないと判断されると、ステップＳＥ６に進み、フェ−ルセ−フタイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続される。
【００３２】
この実施例によれば、シ−ト１の背もたれ部１ｂには第１（左側），第２（右側）のアンテナ電極群４１ （４ａ１ 〜４ｆ１ ），４２ （４ａ２ 〜４ｆ２ ）が、シ−ト１の中心線１ｃに対して線対称となるように配置されているために、乗員がシ−ト１に着席している場合、左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ より大きいか否かの判断によって、乗員が大人Ｐであるか子供ＳＰであるかを簡単かつ容易に判定できる。従って、例えば左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ より共に大きい場合には、乗員は大人Ｐであるとの判定を的確に行うことができる。
【００３３】
その上、例えば助手席において、左デ−タと右デ−タとの大きさを比較し、両デ−タがほぼ等しければ、図６（ｂ）において実線で示すように、乗員がシ−ト１の中央部分の正規位置に着席していると判断できるし、又、両デ−タが等しくなく、右デ−タが左デ−タより大きければ、同図において点線で示すように、乗員がドアＤｒ側に位置ずれしていると判断できる。従って、その乗員が子供ＳＰである場合にはエアバッグ装置３０のサイドエアバッグ部ＳＡが展開不可能な状態にセットされる関係で、仮に自動車が側面衝突したとしても、サイドエアバッグは展開されないために、サイドエアバッグの展開に起因する不具合の発生を未然に防止できる。
【００３４】
又、制御ユニット１０はシ−ト１に配置されているために、それぞれのアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ ，４ａ２ 〜４ｆ２ との接続長さを極力短くでき、外来ノイズの影響を軽減できる上、乗員の着席姿勢に基づいてサイドエアバッグの展開・非展開を制御可能な車種とこのような機能を有しない車種とを混合生産する場合、シ−ト単位で区別できる関係で、生産性を高めることができる。
【００３５】
又、制御ユニット１０において、電源回路２２による単電源をシステム電源として利用すると共に、発振回路１１を正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧が生成されるように構成すれば、電源回路２２，発振回路１１は勿論のこと、ユニットの回路構成が簡略化でき、システムのコストをも大幅に低減できる。
【００３６】
さらには、アンテナ電極４（４ａ１ 〜４ｆ１ ，４ａ２ 〜４ｆ２ ）に送信される送信信号の電圧振幅は振幅制御回路１２にてほぼ一定になるように制御されるために、電流検出回路１５にて検出された電流に関連するデ−タと制御回路２０に記憶されている乗員の識別に関するしきい値デ−タとの比較・判断が容易になり、信頼性，精度の高い検知が可能となる。
【００３７】
図１２は本発明にかかるシ−トの他の実施例を示すものであって、基本的な構成は図２〜図３に示す実施例と同じである。異なる点は、シ−ト１における背もたれ部１ｂに４列のアンテナ電極群よりなるアンテナ電極４Ａを配置したことであり、具体的には、第１，第２のアンテナ電極群４１ ，４２ （４ａ１ 〜４ｉ１ ，４ａ２ 〜４ｉ２ ）と第３，第４のアンテナ電極群４３ ，４４ （４ａ３ 〜４ｉ３ ，４ａ４ 〜４ｉ４ ）とが中心線１ｃに対してほぼ線対称になるように配置したことである。
【００３８】
この実施例によれば、アンテナ電極群及びアンテナ電極の配置数が上述の実施例に比較して大幅に増加するために、乗員が着席した際の情報量が増加し、着席姿勢などをより一層に的確に判断できる。
【００３９】
図１３は本発明にかかるシ−トのさらに異なった実施例を示すものであって、基本的な構成は図２〜図３に示す実施例と同じである。異なる点は、シ−ト１における着席部１ａにアンテナ電極４Ｂを配置したことであり、具体的には、第１のアンテナ電極群４１ （４ａ１ 〜４ｄ１ ）と第２のアンテナ電極群４２ （４ａ２ 〜４ｄ２ ）とが中心線１ｃに対してほぼ線対称になるように配置したことである。尚、これらのアンテナ電極は、極力、着席部１ａの幅方向（中心線１ｃに対する直角方向）に長くなるように配置されている。
【００４０】
この実施例によれば、上述のそれぞれの実施例と同様に、乗員が大人であるか否か，着席部１ａに位置ずれした状態で着席しているか否かを簡単かつ容易に検知できる。この実施例に図１２に示すアンテナ電極構造を適用すれば、情報量を増加でき、より一層に的確な判断が期待できる。
【００４１】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えばアンテナ電極はシ−トの背もたれ部又は着席部に配置する他、背もたれ部及び着席部の両方に配置することもできるし、シ−トにシ−トサポ−ト部を有する場合にはアンテナ電極をシ−トサポ−ト部に配置することも可能である。これらのアンテナ電極の配置数は適宜に増減できるし、その形状も適宜に変更できる。
又、高周波低電圧の発生手段は発振回路の他、制御回路からのクロック信号などの送出信号によるスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ制御を利用して正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧を発生させるように構成することもできるし、それの出力周波数も車室内などの状況などに応じて１００ＫＨｚ以外に設定することもできるし、その電圧も５〜１２Ｖの範囲外でも使用できる。又、電流検出手段は図示例以外の電流検出回路を適用することもできる。さらには、振幅制御回路はシステム電源の精度，システムに期待される機能などによっては省略することもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、シ−トの着席部及び／又は背もたれ部には左側及び右側のアンテナ電極群が、シ−トの中心線に対してほぼ線対称となるように配置されているために、乗員がシ−トに着席している場合、それぞれのアンテナ電極群から得られる左デ−タ及び右デ−タと制御回路に予め記憶されているしきい値デ−タとを比較することによって、乗員が大人であるか子供であるかを簡単かつ容易に判定できる。従って、例えば左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タより共に大きい場合には、乗員は大人であるとの判定を的確に行うことができる。
【００４３】
その上、例えば助手席において、左デ−タと右デ−タとの大きさを比較し、両デ−タがほぼ等しければ、乗員がシ−トの中央部分の正規位置に着席していると判断できるし、又、両デ−タが等しくなく、右デ−タが左デ−タより大きければ、乗員がドア側に位置ずれしていると判断できる。従って、その乗員が子供である場合にはエアバッグ装置のサイドエアバッグ部が展開不可能な状態にセットされる関係で、仮に自動車が側面衝突したとしても、サイドエアバッグは展開されないために、乗員に対しより適切なサイドエアバッグの制御を行うことができる。
【００４４】
又、制御ユニットをシ−トに配置すれば、それぞれのアンテナ電極と制御ユニットとの接続長さを短くでき、外来ノイズの影響を軽減できるのみならず、乗員の着席姿勢に基づいてサイドエアバッグの展開・非展開を制御可能な車種とこのような機能を有しない車種とを混合生産する場合、シ−ト単位で区別できる関係で、生産性を高めることができる。
【００４５】
さらには、制御ユニットにおいて、電源回路による単電源をシステム電源として利用すると共に、発振回路を正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧が生成されるように構成すれば、電源回路，発振回路は勿論のこと、ユニットの回路構成が簡略化でき、システムのコストをも大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる乗員検知システムの基本動作を説明するための図であって、同図（ａ）はアンテナ電極の周辺の電界分布を示す図、同図（ｂ）はアンテナ電極の近傍に物体が存在した時の電界分布を示す図。
【図２】本発明にかかる乗員検知システムの車室内部分を示す図であって、同図（ａ）はシ−トへのアンテナ電極の配置状態を示す側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の正面図。
【図３】図２に示すアンテナ電極の具体的構成図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における第１のアンテナ電極群部分の断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）における第２のアンテナ電極群部分の断面図。
【図４】本発明にかかる乗員検知システムの回路ブロック図。
【図５】図４に示すエアバッグ装置の回路ブロック図。
【図６】シ−トにおける乗員の着席状態を説明するための図であって、同図（ａ）は大人の着席状態を示す正面図、同図（ｂ）は子供の着席状態を示す正面図。
【図７】本発明にかかる乗員検知システムによる乗員検知のフロ−チャ−ト。
【図８】図７に示す初期診断のフロ−チャ−ト。
【図９】図７に示す信号受信のフロ−チャ−ト。
【図１０】図７に示す乗員判定のフロ−チャ−ト。
【図１１】図７に示すＳＲＳ通信のフロ−チャ−ト。
【図１２】アンテナ電極のシ−トの背もたれ部への他の配置例を示す正面図。
【図１３】アンテナ電極のシ−トの着席部への配置例を示す平面図。
【図１４】従来例にかかるエアバッグ装置の回路ブロック図。
【図１５】従来例にかかる改良されたエアバッグ装置の回路ブロック図。
【図１６】シ−トにおける乗員の着席状態を説明するための正面図。
【符号の説明】
１ シ−ト
１ａ 着席部
１ｂ 背もたれ部
１ｃ シ−トの中心線
４（４ａ１ 〜４ｉ１ ，４ａ２ 〜４ｉ２ ，４ａ３ 〜４ｉ３ ，４ａ４ 〜４ｉ４ ）アンテナ電極
４１ ，４２ ，４３ ，４４ アンテナ電極群
１０ 制御ユニット
１１ 発生手段（発振回路）
１５ 電流検出手段（電流検出回路）
１６ ＡＣ−ＤＣ変換回路
１７ 増幅器
１８（１８ａ，１８ｂ・・・１８ｌ） 切換回路
１９ａ，１９ｂ・・・１９ｌ コネクタ（端子）
２０ 制御回路
２２ 電源回路
３０ エアバッグ装置
ＭＡ メインのエアバッグ部
ＳＡ サイドエアバッグ部
ＳＳ１〜ＳＳ４ セ−フィングセンサ
ＳＱ１〜ＳＱ４ スクイブ
ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチング素子
Ｄｒ ドア
ＣＣ 制御回路
ＧＳ 電子式加速度センサ
【発明の属する技術分野】
この発明は乗員検知システム及び乗員検知方法に関し、特にサイドエアバッグ装置を搭載した自動車の助手席などにおける乗員の着席状況に応じて、サイド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及び乗員検知方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エアバッグ装置は、自動車の衝突時に乗員が受ける衝撃を緩和する目的で、車内のダッシュボ−ド部分ないしハンドル部分などに配置されており、自動車の安全性になくてはならないものになっており、近時、運転席のみならず、助手席にも設置されるようになっている。
【０００３】
このエアバッグ装置は、例えば図１４に示すように、セ−フィングセンサＳＳ１，スクイブＳＱ１，電界効果形トランジスタなどのスイッチング素子ＳＷ１の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路と、セ−フィングセンサＳＳ２，スクイブＳＱ２，電界効果形トランジスタなどのスイッチング素子ＳＷ２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）ＧＳと、電子式加速度センサＧＳの出力信号に基づいて衝突の有無を判断し、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号を供給する機能を有する制御回路ＣＣとから構成されている。
【０００４】
このエアバッグ装置によれば、何らかの原因により自動車が正面衝突した場合、セ−フィングセンサＳＳ１，ＳＳ２はそのスイッチ接点が比較的に小さな加速度に反応して閉成され、運転席側及び助手席側のスクイブ回路が動作可能な状態になる。そして、電子式加速度センサＧＳからの信号に基づいて制御回路ＣＣが自動車が確実に衝突したと判断すると、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号が供給され、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ状態になる。これによって、それぞれのスクイブ回路に電流が流れる結果、スクイブＳＱ１，ＳＱ２の発熱に起因して運転席側及び助手席側のエアバッグが瞬時に展開され、乗員が衝突による衝撃から保護される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車の衝突モ−ドは、互いの自動車が正面で衝突するモ−ドのみならず、一方の自動車が他方の自動車の側面に衝突したり、一方の自動車が他方の自動車の背後に衝突したりするモ−ドなどがあり、近年、自動車の側面に衝突するモ−ドによる乗員の保護のために、例えば図１５に示すようなエアバッグ装置が提案されている。
【０００６】
このエアバッグ装置は、図１４に示すエアバッグ装置にサイドエアバッグ装置ＳＡを追加したものであり、その基本構成は例えば図１４に示すエアバッグ装置とほぼ同じである。このサイドエアバッグ装置ＳＡは、例えばセ−フィングセンサＳＳ３，スクイブＳＱ３，電界効果形トランジスタなどのスイッチング素子ＳＷ３の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路と、セ−フィングセンサＳＳ４，スクイブＳＱ４，電界効果形トランジスタなどのスイッチング素子ＳＷ４よりなる助手席側のスクイブ回路とから構成されており、サイドエアバッグは例えば運転席及び助手席のドア側のシ−ト端部などに配置されている。
【０００７】
このエアバッグ装置によれば、何らかの原因に基づき自動車の運転席側又は助手席側のドアに他の自動車が衝突した場合には、セ−フィングセンサＳＳ３又はＳＳ４のスイッチ接点が比較的に小さな加速度に反応して閉成され、運転席側又は助手席側のスクイブ回路が動作可能な状態になる。そして、電子式加速度センサＧＳからの信号に基づいて制御回路ＣＣが自動車が確実に衝突したと判断すると、スイッチング素子ＳＷ３又はＳＷ４のゲ−トに信号が供給され、スイッチング素子ＳＷ３又はＳＷ４がＯＮ状態になる。これによって、いずれかのスクイブ回路に電流が流れる結果、スクイブＳＱ３又はＳＱ４の発熱に起因して運転席側又は助手席側のサイドエアバッグが瞬時に展開され、乗員が側面衝突による衝撃から保護される。
【０００８】
ところで、乗員のシ−トへの着席姿勢は様々であり、例えば図１６に示すように、大人の乗員Ｐがシ−ト１に図示実線のように着席したり、子供の乗員ＳＰがシ−ト１の中心線から図示点線のようにずれて着席したり、中心線上に着席したりすることがある。従って、乗員Ｐ，ＳＰがシ−ト１の中央部分に着席している時には、仮に自動車の側面に衝突が生じても、サイドエアバッグの展開によって乗員Ｐ，ＳＰが衝突による衝撃から保護される。しかしながら、子供の乗員ＳＰの着席姿勢が図示点線のようにシ−ト１におけるドアＤｒ側の端部にずれているような状態の時には、仮に自動車の側面に衝突が生じてもサイドエアバッグを展開させないことが望ましい場合がある。
【０００９】
それ故に、本発明の目的は、乗員のシ−トへの着席状況を的確に検知できる上、この検知結果に基づいてサイドエアバッグ装置などの作動の適否を制御可能な乗員検知システム及び乗員検知方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は、上述の目的を達成するために、シ−トと、シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に、該シ−トの背もたれ部及び／又は着席部の中心線に対してほぼ線対称となるように配置した複数のアンテナ電極と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるために高周波低電圧を発生させる発生手段と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて流れる電流を検出する電流検出手段と、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して、シ−トの中心線から左側及び右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タが記憶されており、該左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、該右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知し得るように制御する制御回路とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
又、本発明の第２の発明は、シ−トと、シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に、該シ−トの背もたれ部及び／又は着席部の中心線に対してほぼ線対称となるように配置した複数のアンテナ電極と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるために高周波低電圧を発生させる発生手段と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて流れる電流を検出する電流検出手段と、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して、シ−トの中心線から左側及び右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タが記憶されており、該左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、該右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知し得るように制御する制御回路と、衝突に基づいてドア側に配置されたエアバッグを展開させる機能を有するサイドエアバッグ装置とを具備し、前記制御回路の検知結果に基づくデ−タをサイドエアバッグ装置に送信し、サイド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。
【００１２】
又、本発明の第３の発明は、前記発生手段，電流検出手段，制御回路を含み、かつこれを同一ハウジングに収納して制御ユニットを構成し、この制御ユニットをシ−トに配置したことを特徴とし、第４の発明は、前記アンテナ電極と制御ユニットとをハ−ネスによって接続したことを特徴とし、第５の発明は、前記発生手段を、高周波低電圧を発生させる発振回路にて構成したことを特徴とし、第６の発明は、前記発生手段を、制御回路からの信号を利用して正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧を発生させるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の第７の発明は、シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に複数のアンテナ電極を、シ−トの中心線に対してほぼ線対称となるように配置し、このアンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、微弱電界に基づいて流れる電流を検出し、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して記憶されたシ−トの中心線から左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群からの電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知すると共に、この検知結果に基づくデ−タをサイドエアバッグ装置に送信し、サイド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。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の基本原理について図１を参照して説明する。この発明にかかる乗員検知システム及び乗員検知方法は、基本的にはシ−トに配置されたアンテナ電極に発生させた微弱電界（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ）の乱れを利用するものである。まず、同図（ａ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１に発振回路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が生じる結果、アンテナ電極Ｅ１の側には電流（送信電流）Ｉが流れる。この状態において、同図（ｂ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１の近傍に物体ＯＢを存在させると、電界に乱れが生じてアンテナ電極Ｅ１の側には電流Ｉとは異なった電流Ｉ１ が流れることになる。
【００１５】
従って、自動車のシ−トに物体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に流れる電流に変化が生ずるものであり、この現象を利用することにより、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。特に、アンテナ電極を増加させることによって、シ−ト上の乗員などを含む物体についての多くの情報を得ることが可能となり、シ−トへの乗員の着席状況をより的確に検知することができる。
【００１６】
次に、この原理を利用した本発明にかかる乗員検知システムの実施例について図２〜図５を参照して説明する。尚、図１４〜図１６に示す従来例と同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。図２〜図３は本発明にかかる助手席（又は運転席）のシ−トを示しており、このシ−ト１は主として着席部１ａと背もたれ部１ｂとから構成されている。着席部１ａは、例えば前後にスライド可能なベ−ス２に固定されたシ−トフレ−ム３と、シ−トフレ−ム３の上部に配置されたクッション材と、クッション材を覆う外装材とから構成されており、背もたれ部１ｂは、例えばシ−トフレ−ムの前面側にクッション材を配置すると共に、クッション材を外装材で被覆して構成されている。背もたれ部１ｂには例えば複数の帯状のアンテナ電極４が、シ−ト１の中心線１ｃに対して線対称となるように配置されている。具体的には、中心線１ｃの左側には第１（左側）のアンテナ電極群４１ （４ａ１ ，４ｂ１ ・・・４ｆ１ ）が、右側には第２（右側）のアンテナ電極群４２ （４ａ２ ，４ｂ２ ・・・４ｆ２ ）が互いにほぼ線対称となり、かつほぼ水平状態で互いに上下方向に離隔するように配置されている。尚、このアンテナ電極４は外装材の内側の他、外側に配置したり、或いは外装材自身に設けることもできる。又、シ−トフレ−ム３ないしその近傍（例えば背もたれ部１ｂの内部）には後述する制御ユニット１０が配置されている。
【００１７】
上述のアンテナ電極４は、例えば導電性の布地にて構成されているが、糸状の金属を背もたれ部１ｂのシ−ト布面に織り込んだり、布面に導電性ペイントを被着したり、金属板を配置したりして構成することもできる。このアンテナ電極４（４ａ１ ，４ｂ１ ・・・４ｆ１ ，４ａ２ ，４ｂ２ ・・・４ｆ２ ）はほぼ同一サイズの帯状（例えば幅３０ｍｍ，長さ１５０ｍｍ）に構成されており、例えば図３（ａ）に示すように、絶縁部材よりなるベ−ス部材５の一方の面に、それの中心線１ｃの左側には第１のアンテナ電極群４１ （４ａ１ ，４ｂ１ ・・・４ｆ１ ）が、右側には第２のアンテナ電極群４２ （４ａ２ ，４ｂ２ ・・・４ｆ２ ）がほぼ線対称となるように配置して一体化することによって構成されており、背もたれ部１ｂの外装材の内側に配置することが推奨される。これらのアンテナ電極４ａ１ ，４ｂ１ ・・・４ｆ１ ，４ａ２ ，４ｂ２ ・・・４ｆ２ からは、例えば同図（ｂ），（ｃ）に示すように、シ−ルド線よりなるハ−ネス６（６ａ１ ，６ｂ１ ・・・６ｆ１ 及び６ａ２ ，６ｂ２ ・・・６ｆ２ ）が独立して導出されており、後述する制御ユニット１０のコネクタ（或いは端子）１９ａ，１９ｂ・・・１９ｌに接続されている。
【００１８】
上述のシ−ト１には制御ユニット１０が配置されている。制御ユニット１０は、図４に示すように、例えば周波数が１００ＫＨｚ程度で、電圧が５〜１２Ｖ程度の高周波低電圧を発生させる発生手段（発振回路）１１と、発振回路１１からの送信信号の電圧振幅をほぼ一定に制御する振幅制御回路１２と、送信信号の送信電流を検出する電流検出手段（電流検出回路）１５と、電流検出回路１５の出力信号を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１６と、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６の出力信号を増幅する増幅器１７と、電流検出回路１５に接続され、かつ複数のスイッチング手段１８ａ，１８ｂ・・・１８ｌを有する複数のアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ の切換回路１８と、切換回路１８のスイッチング手段１８ａ，１８ｂ・・・１８ｌに接続され、かつ制御ユニット１０のハウジングに配置されたコネクタ１９ａ，１９ｂ・・・１９ｌと、ＭＰＵなどを含む制御回路２０と、ハウジングに配置され、図示しないバッテリ電源に接続されるコネクタ２１と、コネクタ２１と制御回路２０などとの間に接続された電源回路２２とから構成されている。尚、切換回路１８におけるスイッチング手段１８ａ〜１８ｌの選択的な切換は制御回路２０からの信号に基づいて行われる。
【００１９】
上述の制御ユニット１０の制御回路２０には、例えば図５に示す構成のエアバッグ装置３０が接続されている。このエアバッグ装置３０は、例えば運転席及び助手席の前方に配置されるメインのエアバッグ部ＭＡと、運転席及び助手席のドア側に配置されるサイドエアバッグ部ＳＡと、制御回路ＣＣと、電子式加速度センサＧＳとから構成されている。尚、サイドエアバッグ部ＳＡのサイドエアバッグは運転席及び／又は助手席のドア側のシ−ト端部に配置される。
【００２０】
この制御ユニット１０において、振幅制御回路１２は、例えば送信信号の電圧振幅を可変する振幅可変回路１３と、送信信号の電圧振幅を検出する振幅検出回路１４とから構成されている。そして、振幅可変回路１３は、例えばプログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）よりなる振幅可変部１３ａから構成されており、振幅検出回路１４は、例えばオペアンプなどよりなる電圧振幅の検出部１４ａと、検出部１４ａの出力信号を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂと、ＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂの出力信号を増幅する増幅器１４ｃとから構成されている。尚、増幅器１４ｃの出力信号は制御回路２０に供給され、振幅可変部１３ａに対する振幅可変信号は制御回路２０から出力される。
【００２１】
又、この制御ユニット１０における電流検出回路１５は、例えば回路（送信信号系）に直列に接続されたインピ−ダンス素子例えば抵抗１５ａと、抵抗１５ａの端子電圧を増幅する差動増幅器などの増幅器１５ｂとから構成されている。この電流検出回路１５の出力側はＡＣ−ＤＣ変換回路１６，増幅器１７を介して制御回路２０に接続されている。そして、電流検出回路１５における抵抗１５ａの出力側は切換回路１８を介してコネクタ１９ａ，１９ｂ・・・１９ｌに接続されている。
【００２２】
このように構成された乗員検知システムは、次のように動作する。まず、発振回路１１から高周波低電圧が送信されると、それの電圧振幅が振幅検出回路１４の検出部１４ａにて検出され、その検出信号はＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂにて直流に変換され、増幅器１４ｃにて増幅されて制御回路２０に入力される。制御回路２０では検出された電圧振幅が所定の振幅値になっているか否かを判断し、所定の電圧振幅に修正するための振幅可変信号が振幅可変部１３ａに出力される。これによって、送信信号の電圧振幅は所定の振幅に修正され、以後、振幅可変回路１３及び振幅検出回路１４の連携動作により、一定の振幅に制御される。
【００２３】
電圧振幅が一定化された送信信号は電流検出回路１５，切換回路１８，コネクタを介してアンテナ電極４（４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ ）に供給され、その結果、アンテナ電極４の周辺には微弱電界が発生される。この際に、切換回路１８は制御回路２０からの信号によって開閉制御が行われ、最初にスイッチング手段１８ａのみが閉成され、次にスイッチング手段１８ｂのみが閉成され、次にスイッチング手段１８ｃのみが閉成され、以下同様にして順次に特定のスイッチング手段のみが閉成されると同時にその他のスイッチング手段は開放されるように切換制御される。従って、特定のスイッチング手段（１８ａ〜１８ｌ）が閉成された場合には、電圧振幅が一定化された送信信号は電流検出回路１５，特定のスイッチング手段（１８ａ〜１８ｌ），特定のコネクタ（１９ａ〜１９ｌ）を介して特定のアンテナ電極（４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ ）に供給され、その結果、特定のアンテナ電極（４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ ）の周辺には微弱電界が発生され、シ−ト１に着席している乗員の着席姿勢に応じた異なった値の電流が流れる。即ち、乗員の背中，肩，首，頭部の誘電率の違いに応じた電流が流れる。この電流は電流検出回路１５によって検出され、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６にて直流に変換され、増幅器１７にて増幅されて制御回路２０に次々と入力される。
【００２４】
この制御回路２０には、予め、シ−ト１に着席している乗員が大人であるか否かに関するしきい値（しきい値デ−タ）が格納されている。具体的には、乗員の識別（大人と子供の区別）に関するしきい値に関しては次のように設定されている。例えば図６（ａ），（ｂ）に示すように、シ−ト１の中央部分に大人の乗員Ｐ又は子供の乗員ＳＰが着席している場合には、乗員の頭部，首，肩，背中における誘電率の違いによってそれぞれのアンテナ電極（４ａ１ 〜４ｆ１ 及び４ａ２ 〜４ｆ２ ）への送信電流のレベルが異なり、肩から下の部位ではアンテナ電極への送信電流のレベルが最も高く、次に頭部であり、首は最も低いレベルとなる。従って、大人の乗員Ｐの場合でも子供の乗員ＳＰの場合でも、シ−ト１の中心線１ｃの左側に位置するアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ に流れる電流の総和と右側に位置するアンテナ電極４ａ２ 〜４ｆ２ に流れる電流の総和とはほぼ等しくなるが、その総和のレベルは大人の乗員Ｐの場合と子供の乗員ＳＰの場合とでは異なることから、例えばその中間的な値が左側及び右側のアンテナ電極群４１ ，４２ に関するしきい値（ＴＨＬ ，ＴＨＲ ）として個別に設定される。それ故に、現実の左側のデ−タがしきい値ＴＨＬ より大きく、かつ現実の右側のデ−タがしきい値ＴＨＲ より大きい場合にはシ−ト１に着席している乗員は大人Ｐであると判断される。又、現実の左側及び右側のデ−タがほぼ等しければ、乗員はシ−ト１の中央部分（中心線１ｃ）に正常に着席していると判断される。仮に、図６（ｂ）に示すように、子供の乗員ＳＰが図示点線のようにドアＤｒ側に位置ずれして着席している場合には、現実の左側デ−タは現実の右側のデ−タより小さくなり、ドアＤｒ側に位置ずれしていると判断される。
【００２５】
従って、制御回路２０に取り込まれた乗員の着席状況に関する現実の信号デ−タは、予め制御回路２０に記憶されている乗員の識別に関するしきい値ＴＨＬ ，ＴＨＲ と比較され、乗員が大人であるか否かが判断される。この判断結果に基づいて、図５に示すエアバッグ装置３０におけるメインのエアバッグ部ＭＡは制御回路２０からの送信信号によって、エアバッグが展開可能又は展開不可能なるようにセットされる。特に、子供の乗員ＳＰと判断された場合、着席状況に関する現実の信号デ−タにおいて、左側のデ−タと右側のデ−タとが比較され、両者がほぼ等しければ、子供の乗員ＳＰは図６（ｂ）において実線で示すようにシ−ト１の中心線１ｃに沿って正規位置に着席していると判断され、例えば右側のデ−タが左側のデ−タより大きければ、同図において点線で示すようにドアＤｒ側に位置ずれして着席していると判断される。この判断結果に基づいて、図５に示すエアバッグ装置３０におけるサイドエアバッグ部ＳＡは制御回路２０からの送信信号によって、サイドエアバッグが展開可能又は展開不可能なるようにセットされる。特に、後者のように位置ずれしていると判断された場合には、自動車の側面衝突時に衝突側例えば助手席側のスイッチング素子ＳＷ４にゲ−ト信号を供給しないようにセットされ、サイドエアバッグは展開不可能となる。
【００２６】
次に、この乗員検知システムの処理フロ−について図７〜図１１を参照して説明する。まず、図７に示すように、イグニッションスイッチをＯＮにし、スタ−トする。ステップＳ１でイニシャライズし、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では制御回路２０とエアバッグ装置３０との通信系にかかる初期診断を行う。ステップＳ３ではエンジンがスタ−トしたか否かの判断を行い、エンジンがスタ−トしていると判断した場合にはステップＳ４に進む。スタ−トしていないと判断された場合には戻る。ステップＳ４では複数のアンテナ電極４のうち、特定のアンテナ電極の周辺に発生させた微弱電界に基づいてそれぞれ特定のアンテナ電極に流れる電流に関連する信号デ−タの受信が行われる。ステップＳ５では、取り込んだそれぞれのデ−タに基づいて、シ−トへの乗員の着席の有無，乗員が大人か否か，乗員の着席姿勢（中心線１ｃからの位置ずれ状況）が判定される。さらに、ステップＳ６ではステップＳ５の判定結果に基づき、エアバッグ装置（ＳＲＳ）３０との間でＳＲＳ通信が行われる。ステップＳ６が終了すると、再びステップＳ４に戻り、ステップＳ４からステップＳ６の処理が繰り返し行われる。尚、ステップＳ３は省略することもできる。
【００２７】
図７における初期診断は、例えば図８に示すように行われる。まず、ステップＳＡ１では固定デ−タを制御回路２０からエアバッグ装置３０の制御回路ＣＣに送信する。ステップＳＡ２ではエアバッグ装置３０からの送信デ−タを受信する。そして、ステップＳＡ３では制御回路２０からエアバッグ装置３０に送信した固定デ−タとエアバッグ装置３０からの受信デ−タとが一致するか否かを判断する。それぞれのデ−タが一致すると判断されると、処理フロ−が継続される。それぞれのデ−タが一致しないと判断されると、通信系に異状があると判断され、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。尚、この初期診断はエアバッグ装置３０から制御回路２０に固定デ−タを送信し、制御回路２０からの送信デ−タをエアバッグ装置３０の制御回路ＣＣにて、その一致性について判断させるようにしてもよい。
【００２８】
図７における信号受信は、例えば図９に示すように行われる。まず、ステップＳＢ１では、制御回路２０からの信号に基づいて、切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｌを、スイッチング手段１８ａのみ，スイッチング手段１８ｂのみ，スイッチング手段１８ｃのみ・・・のように特定のスイッチング手段のみを順次に選択的に閉成し、第１（左側），第２（右側）のアンテナ電極群４１ ，４２ の特定のアンテナ電極（４ａ１ 〜４ｆ１ ，４ａ２ 〜４ｆ２ ）が順次に選択されると共に、ステップＳＢ２に進む。ステップＳＢ２では選択された特定のアンテナ電極に流れる電流に対応する信号デ−タが制御回路２０に取り込まれると共に、ステップＳＢ３に進む。ステップＳＢ３では切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｌの選択的な閉成に基づくアンテナ電極群４１ ，４２ におけるアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ ，４ａ２ 〜４ｆ２ の切換がすべて終了したか否かが判断される。切換がすべて終了したと判断されると、ステップＳＢ４に進み、切換がすべて終了していないと判断されると、ステップＳＢ１に戻る。ステップＳＢ４では左側のアンテナ電極群４１ におけるアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ に流れる電流に対応する信号デ−タと、右側のアンテナ電極群４２ におけるアンテナ電極４ａ２ 〜４ｆ２ に流れる電流に対応する信号デ−タとを別々に加算し、その総和（以下、左側のアンテナ電極群４１ によるデ−タを左デ−タ，右側のアンテナ電極群４２ によるデ−タを右デ−タと呼称する）を計算した後、乗員判定フロ−に継続される。
【００２９】
図７における乗員判定は、例えば図１０に示すように行われる。まず、ステップＳＣ１では現実の左デ−タ及び右デ−タと制御回路２０に予め記憶されているしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ とが比較され、左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ より共に大きいか否かが判断される。左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ より共に大きいと判断された場合にはステップＳＣ２に進み、小さいと判断された場合には乗員が子供（小人）であると判定される。ステップＳＣ２では左デ−タと右デ−タとが等しいか否かが判断される。どちらの場合も乗員は大人であると判定され、ステップＳＣ３に進む。ステップＳＣ３ではエアバッグ装置３０のサイドエアバッグを展開させるためのＯＮデ−タがセットされると共に、ＳＲＳ通信フロ−に継続される。一方、乗員が子供であると判定されると、ステップＳＣ４に進み、左デ−タと右デ−タとが等しいか否かが判断される。両デ−タが等しいと判断されると、図６（ｂ）において実線で示すように中心線１ｃに沿った正規位置に着席していると判定され、ステップＳＣ３に進む。両デ−タが等しくないと判断されると、ステップＳＣ５に進む。ステップＳＣ５では右デ−タが左デ−タより大きいか否かが判断される。右デ−タが左デ−タより大きくないと判断されると、運転席側に位置ずれしていると判定され、ステップＳＣ３に進む。又、右デ−タが左デ−タより大きいと判断されると、乗員ＳＰが図６（ｂ）において点線で示すようにドアＤｒ側に位置ずれしていると判定され、ステップＳＣ６に進む。ステップＳＣ６ではエアバッグ装置３０のサイドエアバッグが展開しないようにするためのＯＦＦデ−タがセットされると共に、処理フロ−が継続される。尚、大人の乗員Ｐについても着席時の位置ずれを検知する必要のある場合には、左デ−タが右デ−タより大きいか否かを判断することにより、左側ないし右側のいずれかに位置ずれしていることを検知できるし、この判断結果をサイドエアバッグの展開の有無に関連させることも可能である。
【００３０】
図７におけるＳＲＳデ−タ通信は、例えば図１１に示すように行われる。まず、ステップＳＤ１では乗員検知ユニット側（制御回路２０）からエアバッグ装置側（制御回路ＣＣ）に、エアバッグ装置３０のエアバッグを展開可能な状態ないし展開不可能な状態にするためのＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タが送信される。ステップＳＤ２ではエアバッグ装置側からの、ＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タに対するＯＫデ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タを受信し、ステップＳＤ３に進む。ステップＳＤ３では乗員検知ユニット側からエアバッグ装置側に送信したＯＮ／ＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タが正常な状態で再びエアバッグ装置側から乗員検知ユニット側に返信されたか否かが判断される。正常（通信系に異状がない）と判断されると、処理フロ−が継続される。通信系に異状があると判断されると、ステップＳＤ４に進み、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったか否かが判断される。尚、この通信系の異状検出は、例えば３回に設定されている。従って、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったと判断されると、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになっていないと判断されると、ステップＳＤ５に進み、フェ−ルセ−フタイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続される。
【００３１】
一方、ステップＳＥ１ではエアバッグ装置側（制御回路ＣＣ）が乗員検知ユニット側（制御回路２０）から、エアバッグ装置３０のエアバッグを展開可能な状態ないし展開不可能な状態にするためのＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タを受信する。そして、ステップＳＥ２では受信デ−タのチェックが行われ、受信デ−タが正常に受信できているか否かが判断される。いずれに判断されてもステップＳＥ３に進み、ＯＫデ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タが乗員検知ユニット側に送信される。ステップＳＥ２で通信系に異状がないと判断されると、ステップＳＥ３のＯＫデ−タ送信ステップを経てステップＳＥ４に進む。このステップＳＥ４ではＯＫデ−タに基づいてエアバッグ装置側のデ−タが更新される。これによって、エアバッグは展開可能な状態ないし展開不可能な状態のいずれか一方に更新セットされる。又、ステップＳＥ２で通信系に異状があると判断されると、ステップＳＥ３のＮＧデ−タ送信ステップを経てステップＳＥ５に進む。このステップＳＥ５ではフェ−ルセ−フタイマがゼロになったか否かが判断される。尚、この通信系の異状検出は、例えば３回に設定されている。従って、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったと判断されると、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになっていないと判断されると、ステップＳＥ６に進み、フェ−ルセ−フタイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続される。
【００３２】
この実施例によれば、シ−ト１の背もたれ部１ｂには第１（左側），第２（右側）のアンテナ電極群４１ （４ａ１ 〜４ｆ１ ），４２ （４ａ２ 〜４ｆ２ ）が、シ−ト１の中心線１ｃに対して線対称となるように配置されているために、乗員がシ−ト１に着席している場合、左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ より大きいか否かの判断によって、乗員が大人Ｐであるか子供ＳＰであるかを簡単かつ容易に判定できる。従って、例えば左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タＴＨＬ 及びＴＨＲ より共に大きい場合には、乗員は大人Ｐであるとの判定を的確に行うことができる。
【００３３】
その上、例えば助手席において、左デ−タと右デ−タとの大きさを比較し、両デ−タがほぼ等しければ、図６（ｂ）において実線で示すように、乗員がシ−ト１の中央部分の正規位置に着席していると判断できるし、又、両デ−タが等しくなく、右デ−タが左デ−タより大きければ、同図において点線で示すように、乗員がドアＤｒ側に位置ずれしていると判断できる。従って、その乗員が子供ＳＰである場合にはエアバッグ装置３０のサイドエアバッグ部ＳＡが展開不可能な状態にセットされる関係で、仮に自動車が側面衝突したとしても、サイドエアバッグは展開されないために、サイドエアバッグの展開に起因する不具合の発生を未然に防止できる。
【００３４】
又、制御ユニット１０はシ−ト１に配置されているために、それぞれのアンテナ電極４ａ１ 〜４ｆ１ ，４ａ２ 〜４ｆ２ との接続長さを極力短くでき、外来ノイズの影響を軽減できる上、乗員の着席姿勢に基づいてサイドエアバッグの展開・非展開を制御可能な車種とこのような機能を有しない車種とを混合生産する場合、シ−ト単位で区別できる関係で、生産性を高めることができる。
【００３５】
又、制御ユニット１０において、電源回路２２による単電源をシステム電源として利用すると共に、発振回路１１を正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧が生成されるように構成すれば、電源回路２２，発振回路１１は勿論のこと、ユニットの回路構成が簡略化でき、システムのコストをも大幅に低減できる。
【００３６】
さらには、アンテナ電極４（４ａ１ 〜４ｆ１ ，４ａ２ 〜４ｆ２ ）に送信される送信信号の電圧振幅は振幅制御回路１２にてほぼ一定になるように制御されるために、電流検出回路１５にて検出された電流に関連するデ−タと制御回路２０に記憶されている乗員の識別に関するしきい値デ−タとの比較・判断が容易になり、信頼性，精度の高い検知が可能となる。
【００３７】
図１２は本発明にかかるシ−トの他の実施例を示すものであって、基本的な構成は図２〜図３に示す実施例と同じである。異なる点は、シ−ト１における背もたれ部１ｂに４列のアンテナ電極群よりなるアンテナ電極４Ａを配置したことであり、具体的には、第１，第２のアンテナ電極群４１ ，４２ （４ａ１ 〜４ｉ１ ，４ａ２ 〜４ｉ２ ）と第３，第４のアンテナ電極群４３ ，４４ （４ａ３ 〜４ｉ３ ，４ａ４ 〜４ｉ４ ）とが中心線１ｃに対してほぼ線対称になるように配置したことである。
【００３８】
この実施例によれば、アンテナ電極群及びアンテナ電極の配置数が上述の実施例に比較して大幅に増加するために、乗員が着席した際の情報量が増加し、着席姿勢などをより一層に的確に判断できる。
【００３９】
図１３は本発明にかかるシ−トのさらに異なった実施例を示すものであって、基本的な構成は図２〜図３に示す実施例と同じである。異なる点は、シ−ト１における着席部１ａにアンテナ電極４Ｂを配置したことであり、具体的には、第１のアンテナ電極群４１ （４ａ１ 〜４ｄ１ ）と第２のアンテナ電極群４２ （４ａ２ 〜４ｄ２ ）とが中心線１ｃに対してほぼ線対称になるように配置したことである。尚、これらのアンテナ電極は、極力、着席部１ａの幅方向（中心線１ｃに対する直角方向）に長くなるように配置されている。
【００４０】
この実施例によれば、上述のそれぞれの実施例と同様に、乗員が大人であるか否か，着席部１ａに位置ずれした状態で着席しているか否かを簡単かつ容易に検知できる。この実施例に図１２に示すアンテナ電極構造を適用すれば、情報量を増加でき、より一層に的確な判断が期待できる。
【００４１】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えばアンテナ電極はシ−トの背もたれ部又は着席部に配置する他、背もたれ部及び着席部の両方に配置することもできるし、シ−トにシ−トサポ−ト部を有する場合にはアンテナ電極をシ−トサポ−ト部に配置することも可能である。これらのアンテナ電極の配置数は適宜に増減できるし、その形状も適宜に変更できる。
又、高周波低電圧の発生手段は発振回路の他、制御回路からのクロック信号などの送出信号によるスイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦ制御を利用して正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧を発生させるように構成することもできるし、それの出力周波数も車室内などの状況などに応じて１００ＫＨｚ以外に設定することもできるし、その電圧も５〜１２Ｖの範囲外でも使用できる。又、電流検出手段は図示例以外の電流検出回路を適用することもできる。さらには、振幅制御回路はシステム電源の精度，システムに期待される機能などによっては省略することもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、シ−トの着席部及び／又は背もたれ部には左側及び右側のアンテナ電極群が、シ−トの中心線に対してほぼ線対称となるように配置されているために、乗員がシ−トに着席している場合、それぞれのアンテナ電極群から得られる左デ−タ及び右デ−タと制御回路に予め記憶されているしきい値デ−タとを比較することによって、乗員が大人であるか子供であるかを簡単かつ容易に判定できる。従って、例えば左デ−タ及び右デ−タがしきい値デ−タより共に大きい場合には、乗員は大人であるとの判定を的確に行うことができる。
【００４３】
その上、例えば助手席において、左デ−タと右デ−タとの大きさを比較し、両デ−タがほぼ等しければ、乗員がシ−トの中央部分の正規位置に着席していると判断できるし、又、両デ−タが等しくなく、右デ−タが左デ−タより大きければ、乗員がドア側に位置ずれしていると判断できる。従って、その乗員が子供である場合にはエアバッグ装置のサイドエアバッグ部が展開不可能な状態にセットされる関係で、仮に自動車が側面衝突したとしても、サイドエアバッグは展開されないために、乗員に対しより適切なサイドエアバッグの制御を行うことができる。
【００４４】
又、制御ユニットをシ−トに配置すれば、それぞれのアンテナ電極と制御ユニットとの接続長さを短くでき、外来ノイズの影響を軽減できるのみならず、乗員の着席姿勢に基づいてサイドエアバッグの展開・非展開を制御可能な車種とこのような機能を有しない車種とを混合生産する場合、シ−ト単位で区別できる関係で、生産性を高めることができる。
【００４５】
さらには、制御ユニットにおいて、電源回路による単電源をシステム電源として利用すると共に、発振回路を正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧が生成されるように構成すれば、電源回路，発振回路は勿論のこと、ユニットの回路構成が簡略化でき、システムのコストをも大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる乗員検知システムの基本動作を説明するための図であって、同図（ａ）はアンテナ電極の周辺の電界分布を示す図、同図（ｂ）はアンテナ電極の近傍に物体が存在した時の電界分布を示す図。
【図２】本発明にかかる乗員検知システムの車室内部分を示す図であって、同図（ａ）はシ−トへのアンテナ電極の配置状態を示す側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の正面図。
【図３】図２に示すアンテナ電極の具体的構成図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における第１のアンテナ電極群部分の断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）における第２のアンテナ電極群部分の断面図。
【図４】本発明にかかる乗員検知システムの回路ブロック図。
【図５】図４に示すエアバッグ装置の回路ブロック図。
【図６】シ−トにおける乗員の着席状態を説明するための図であって、同図（ａ）は大人の着席状態を示す正面図、同図（ｂ）は子供の着席状態を示す正面図。
【図７】本発明にかかる乗員検知システムによる乗員検知のフロ−チャ−ト。
【図８】図７に示す初期診断のフロ−チャ−ト。
【図９】図７に示す信号受信のフロ−チャ−ト。
【図１０】図７に示す乗員判定のフロ−チャ−ト。
【図１１】図７に示すＳＲＳ通信のフロ−チャ−ト。
【図１２】アンテナ電極のシ−トの背もたれ部への他の配置例を示す正面図。
【図１３】アンテナ電極のシ−トの着席部への配置例を示す平面図。
【図１４】従来例にかかるエアバッグ装置の回路ブロック図。
【図１５】従来例にかかる改良されたエアバッグ装置の回路ブロック図。
【図１６】シ−トにおける乗員の着席状態を説明するための正面図。
【符号の説明】
１ シ−ト
１ａ 着席部
１ｂ 背もたれ部
１ｃ シ−トの中心線
４（４ａ１ 〜４ｉ１ ，４ａ２ 〜４ｉ２ ，４ａ３ 〜４ｉ３ ，４ａ４ 〜４ｉ４ ）アンテナ電極
４１ ，４２ ，４３ ，４４ アンテナ電極群
１０ 制御ユニット
１１ 発生手段（発振回路）
１５ 電流検出手段（電流検出回路）
１６ ＡＣ−ＤＣ変換回路
１７ 増幅器
１８（１８ａ，１８ｂ・・・１８ｌ） 切換回路
１９ａ，１９ｂ・・・１９ｌ コネクタ（端子）
２０ 制御回路
２２ 電源回路
３０ エアバッグ装置
ＭＡ メインのエアバッグ部
ＳＡ サイドエアバッグ部
ＳＳ１〜ＳＳ４ セ−フィングセンサ
ＳＱ１〜ＳＱ４ スクイブ
ＳＷ１〜ＳＷ４ スイッチング素子
Ｄｒ ドア
ＣＣ 制御回路
ＧＳ 電子式加速度センサ
Claims (7)
- シ−トと、シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に、該シ−トの背もたれ部及び／又は着席部の中心線に対してほぼ線対称となるように配置した複数のアンテナ電極と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるために高周波低電圧を発生させる発生手段と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて流れる電流を検出する電流検出手段と、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して、シ−トの中心線から左側及び右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タが記憶されており、該左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、該右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知し得るように制御する制御回路とを具備したことを特徴とする乗員検知システム。
- シ−トと、シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に、該シ−トの背もたれ部及び／又は着席部の中心線に対してほぼ線対称となるように配置した複数のアンテナ電極と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるために高周波低電圧を発生させる発生手段と、アンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、この微弱電界に基づいて流れる電流を検出する電流検出手段と、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して、シ−トの中心線から左側及び右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タが記憶されており、該左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、該右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知し得るように制御する制御回路と、衝突に基づいてドア側に配置されたエアバッグを展開させる機能を有するサイドエアバッグ装置とを具備し、前記制御回路の検知結果に基づくデ−タをサイドエアバッグ装置に送信し、サイド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乗員検知システム。
- 前記発生手段，電流検出手段，制御回路を含み、かつこれを同一ハウジングに収納して制御ユニットを構成し、この制御ユニットをシ−トに配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知システム。
- 前記アンテナ電極と制御ユニットとをハ−ネスによって接続したことを特徴とする請求項３に記載の乗員検知システム。
- 前記発生手段を、高周波低電圧を発生させる発振回路にて構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知システム。
- 前記発生手段を、制御回路からの信号を利用して正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧を発生させるように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知システム。
- シ−トの背もたれ部及び／又は着席部に複数のアンテナ電極を、シ−トの中心線に対してほぼ線対称となるように配置し、このアンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させ、微弱電界に基づいて流れる電流を検出し、予め、乗員のシ−トへの着席状況に関連して記憶されたシ−トの中心線から左側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと左側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較し、かつ、右側に位置するアンテナ電極群からの電流に対するしきい値デ−タと右側に位置するアンテナ電極群に流れる電流の総和とを比較することにより、乗員が大人であるか否かを検知し、かつ左側と右側に位置するアンテナ電極群からの電流の総和を比較することにより、乗員のシ−トの中心線に対する着席ずれの有無を検知すると共に、この検知結果に基づくデ−タをサイドエアバッグ装置に送信し、サイド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乗員検知方法。
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-
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