JP3880771B2 - 自動車在室センサーシステム用の直線状に配列された超音波変換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の内部について、在室者の位置、および／または、在室者の特徴を含む、自動車の在室状態を検知するための自動車在室センサー（ＡＯＳ）システムに関する。より詳細には、ＡＯＳシステムの一部として、自動車のヘッドライナーに隣接して、または、ヘッドライナー内に取付けられ、単独で、または、他のセンサーと共に使用される、直線状、または、一定の間隔で配列された超音波（ＵＳ）変換器に関する。好ましい実施の形態において、配列は、自動車内の、ひとつ、または、それより多くの座席の占有状態が、ＵＳ反射レンジデータのみを用いるＡＯＳ分類アルゴリズムによって決定され、そのために、システムのコストと複雑さを削減し、スピードを向上させ、校正を簡単化することを可能にする。
【０００２】
【従来の技術】
ある部類の自動車事故は、エアバッグ展開に関連したけが、自動車の在室者の特徴と位置に関連したけが、特に、車の座席のなかでも子供、または、幼児によって占有された座席に対して展開されるエアバッグに関するけがを引き起こすことが、研究により明らかになっている。エアバッグ展開システム（ＡＤＳ）と共に使用される自動車在室センサー（ＡＯＳ）システムは、エアバッグ展開を調節するために開発されてきた。ＡＯＳによる在室の判断は、ＡＤＳによって使用され、エアバッグ展開を中断、延期、または、膨張する速度、タイミング、または、量に関して変更させ、いくつかのエアバッグのうち、展開するエアバッグを選択する。または、ＡＯＳによって分類されるか、または、判断された、近接した自動車内部の在室状態に応じて、別の方法で、エアバッグ展開を制御する。これらは、「スマートエアバッグシステム」としても知られている。本来、スマートエアバッグシステムは、フロントエアバッグシステムに対して提案されたが、同様に、サイドエアバッグシステムの展開を制御するＡＯＳを含んでもよい。ＡＯＳシステムの背景に関しては、Ｃｏｒｒａｄｏらの１９９６年の１月９日に発行された米国特許５４８２３１４号、また、Ｃｏｒｒａｄｏらの１９９９年の３月３０日に発行された米国特許５８９００８５号と、そこで引用されている参考文献で知ることができ、その結果、それらの特許が引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００３】
ＡＯＳシステムは、在室状態に関する情報を提供する信号を生み出す、様々な形式のセンサーを利用できる。これらは、圧力センサー、接触センサー、赤外センサー、キャパシタンスセンサー、可視光線センサーや同様のセンサーを含む。ＡＯＳシステムには、能動センサーとして、超音波（ＵＳ）変換器が含まれてもよい。変換器によって発信されたＵＳ信号の反射が、自動車の内部や在室者から反射して戻されると、変換器によって検知される。
【０００４】
一般的に、ＡＯＳシステムは、センサーシステムと、比較的複雑な分類と可能性に基づいた判断アルゴリズムとを利用する。そのアルゴリズムは、主要なＵＳ反射源のレンジに加えて、反射されたＵＳ信号の向きに関係した、多くの異なる形状、タイミング、振幅の解析を必要とする。いくつかのシステムにおいて、そのような解析は、比較的高価で、感度の高いＵＳ変換器と比較的複雑なアルゴリズムとを必要とする。アルゴリズムは、信頼性のある分類判断に達するのに必要とされる時間量を増やしながら、自動車内部の在室状態を分類するために、比較的長い時間間隔にわたって集められたデータを処理する。環境の要因は、ＵＳ信号においてひずみとノイズとを引き起こし、信頼性のある在室の分類、および／または、状態判断の仕事を複雑にする。加えて、比較データベースを作成する仕事や、複雑なアルゴリズム論理を処理するためのマイクロプロセッサと、それに組み合わされた回路構成を設計する仕事は、全体のシステムの開発コストと各ユニットの価格に反映される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特に、ＮＨＴＳＡ９８−４４０５や、Ｎｏｔｉｃｅ１ＲＩＮ２１２７ＡＧ７０のような、現在提案されている高度なエアバッグ制御に必要なものを考えると、安価で信頼性の高いＡＯＳシステムが、一般市販車で広く適切に実行される必要がある。ＡＯＳセンサーシステムは、安価で、信頼性が高く、丈夫（外乱に対しても）であって、量的なＵＳ反射レンジデータに基づく、簡単で、すばやい分類を可能にする必要がある。
【０００６】
自動車の乗客コンパートメントのヘッドライナーに隣接して、または、内部に取付けられ、ＡＯＳの、主に、簡単な反射レンジデータを基にした在室分類、および／または、状態判断のために、信号を提供することができる、超音波（ＵＳ）変換器の配列を提供することが、発明の主要な目的と効果である。発明のもう１つの目的と効果は、設置、校正、維持が簡単で、外乱に強い、安価な耐久性のあるセンサーシステムを提供することである。発明のもう１つの目的と効果は、信号や分類処理、および／または、判断処理を簡素化し促進させる、センサーシステムを提供することである。その他の目的と効果は、本発明の説明、図面、請求の範囲から明らかになる。
【０００７】
【発明の概要】
直線上に並んだＡＯＳ変換器配列は、一般的には、１座席あたり２個から８個、好ましくは、およそ４個から６個の、複数の変換器から成り、好ましくは、自動車の天井に近接したヘッドライナー内に取付けられた、一定間隔で配置された配列である。主要な実施の形態において、その配列は、乗客コンパートメントの前後に広くわたる規則正しい配列である。配列の１つの好ましい実施の形態は、自動車の中央線とほぼ平行した、直線状の細長い変換器の配列を含む。その変換器配列は、標準の座席位置の後ろセンターラインのほぼ上か、または、一方側へ、ヘッドラインの中に引っ込めて取付けられる。その配列は、好ましくは、頭の標準位置の中心をいくらか離れた側、すなわち、座席のセンターラインの前／後に位置される。フロントシートに座る乗客のようなフロントシートの占有者にとって、配列は、好ましくは、座席の前のサンバイザーの後端近くから、およそ、座席がその最も後ろの位置付近にある時の座席のヘッドレストの縦の位置までである。
【０００８】
たとえ、文脈が、より限られた意味を含んでいないとしても、ここで、「在室者」や「物体」という言葉は、座席を占有する人（１人または複数人）または、物体（１個または複数個）、および／または、座席上の領域（例えば、運転手、乗客、子供用、または、幼児用座席、他の乗客の膝の上に座っている乗客、小荷物として座席を占めている動物、または、物体、および、それと同様のもの）に関して使用され、その存在、動き、および／または、位置は、自動車内の特定のエアバッグシステムが展開されるべきか、展開可能にされるべきか、展開不可能にされるべきか、中断されるべきか、または、変更された方法で展開されるべきかを決定するために使用される安全基準に関連している。
【０００９】
自動車中央線の反対側に、対照的に取付けられる第２のＡＯＳ配列を取付け、運転手、および／または、他のフロントシートの占有者の在室判断を提供することができる。配列は、運転手／助手席の乗客の後ろの占有者座席、すなわち、中間部、または、後部の座席領域に提供されてもよい。ここで、配列は、直線状で、中央線にほぼ平行であるものとして、現在の最良の方法で述べられているけれども、それらはまた、例えば、三角形、ひし形、または、多角形の頂点のような、パターン化された配列として、横断するものであっても、対角線上のものであってもよい。
【００１０】
配列の変換器は、ほぼ下方に向けられ、ほぼ平行に一定間隔で配列された一連の超音波パルスを送信する。下方向に向けられた一連のパルスは、頭の領域（ここでは、一般的に「Ｈ領域」という）として示される自動車内部のある一定の領域をおおう（「万遍なくおおう」、または、「とらえる」）。これは、前もって選択された在室領域である。好ましくは、Ｈ領域は、在室者の頭、および／または、肩が、ＡＯＳ分類アルゴリズムが、エアバッグを展開させる、または、反対に、中断、または、展開不可能にすることを判断する状況下にある領域によって区画される。Ｈ領域の一定の範囲は、例えば、展開安全性と傷害規準についてのエアバッグ特性に基づき、たいてい前もって選択される。同様に、もし、在室者が誰もいなかったり、または、在室者の頭、および／または、肩が、Ｈ領域に侵入しないように、Ｈ領域に関して外れた位置にあるのであれば、ＡＯＳ分類アルゴリズムは、エアバッグを展開不可能にするか、または、展開可能にしないと判断し、場合により、変更された膨張速度、レベル、タイミングで展開可能にするか、または、そうでなければ、展開、または、非展開のために変更する。位置が外れた状態（ＯＯＰＳ）の例は、子供が、頭をＨ領域範囲の下にして座っていること、または、大人の乗客が、頭をＨ領域の下および／または前、または、後ろに位置して、ダッシュボードに対して前かがみになっていること、または、後ろにもたれかかっていることである。
【００１１】
ＡＯＳ電子回路は、通常のものでよい。超音波パルスは、変換器の下に位置する表面から反射され、反射された反射波は、ＡＯＳエレクトロニクスへの入力信号を生成する、各々の変換器によって受信される。レンジデータは、ＡＯＳエレクトロニクスによって入力信号から決定され、在室者の頭または体、幼児用座席、座席クッション、座席にある小荷物などのように、主要な反射波を生成する物体または表面の距離を決定する。ひとまとめにすると、変換器配列のレンジデータは、ＡＯＳ分類アルゴリズムに、頭のような物体がＨ領域に存在するかどうかを判断させ、Ｈ領域内での物体の前後の位置を判断させる。
【００１２】
各々の変換器のレンジデータの時間遍歴は、乗客が動いたり、または、前にかがむ時のように、在室者（すなわち、在室者の頭、および／または、肩）が、自動車や座席に関して移動しているかどうかを判断するために、随意に使用できる。これは、エアバッグ展開が可能とされるか、不可能とされるか、変更されるかどうか判断する場合の入力として使用されてもよい。
【００１３】
この発明によるＡＯＳ変換器配列は、超音波レンジ情報に基づく在室者の分類を可能にするので、量的により複雑で振幅に敏感な情報が、入力信号から引き出されることを必要とするシステムと比較すると、より感度の低い変換器を使用できる。従って、ＡＯＳシステムに通常必要とされる、より高感度の変換器に比べて、多くの重要な効果を提供する、安価で、低感度のジルコニウム酸鉛／チタン酸鉛（ＰＺＴ）型の変換器が使用されてもよい。ＰＺＴセンサーは丈夫で、安価であり、保護グリルを必要とせず、かなり薄い円板として製造され、全く突起を生じることなくヘッドライナーにじかに取付けられることが可能である。ＰＺＴセンサーは、この発明の配列において、ほぼ垂直して下方に向けられている。もし望まれるならば、ヘッドライナー表面から突き出ることがない程度で、比較的により大きくしてもよい。より大きいサイズが小さい感度を補償し、感度を小さくする。
【００１４】
すべてのセンサー、エレクトロニクス、検出ロジックは、好ましくは、単一の自給式のユニット内に収められる。変換器は、一般的に、薄くて細長い、取付けボードに取付けられ、そのボードは、ＡＯＳ電子回路、処理装置、内部結合リード線、および、外装表面、または、カバーを、随意に、一括して取付ける。ＰＺＴ変換器の薄い断面（約２〜５ｎｍ）により、完全な変換器配列／ＡＯＳユニットが、天井とヘッドライナーの間に、完全に取付けられることが可能であり、その領域は、一般的に、深部が２０±ｎｍの台であり、一般的に、他の機能のために使用されない。好ましいＰＺＴセンサーにとって、グリルは、全く必要がない。配列ユニットの表面のみならず、センサーの表面は、ヘッドライナーに「調和」させるために内部に似合う、すべての望まれる色で塗装されることが可能である。随意に、装飾的生地のコーティングが内装、または／および、変換器に適用されてもよい。
【００１５】
Ｈ領域や変換器配列の距離は、座席の前／後の調節の範囲に基づいて、在室者の頭の位置の範囲を考慮して選択できる。Ｈ領域の範囲は、特に、一般的に異なるエアバッグ装置の位置を考慮にいれて、運転席と助手席で異なるように区画されてもよい。配列された変換器の間隔と数は、在室者の頭と、座席のヘッドレストのような他の固定物体との間の十分な区別を提供するように選択できる。好ましくは、変換器の間隔と数は、もし存在するなら、ヘッドレストが、少なくとも１つの変換器にＵＳ反射レンジ応答を与えるように選択される。好ましくは、変換器の間隔と数は、ひとつ以上、より好ましくは少なくとも３つの変換器にレンジ応答を与えるように選択される。
【００１６】
Ｈ領域内の在室者の位置は、Ｈ領域区画（コンパートメントにおける形状と位置）と、配列された変換器からのレンジ応答のパターンとに基づいて、ＡＯＳアルゴリズムによって判断される。一般的に、アルゴリズムは、通常のコンピュータで書かれたコード、または、デバイス言語によって実行されるか、または、通常のデバイスを含む論理回路によって実行される。ここに述べられているような、在室者の位置を判断する本発明の方法とアルゴリズムは、ＡＯＳエレクトロニクスによって実行できる。そのＡＯＳエレクトロニクスは、適当な処理装置で作動する、適当なハードウェア、および／または、ソフトウェア、および／または、ファームウェアを含む。一般的に、ファームウェア、または、ソフトウェアは、何か適当な読み取り装置を使用する処理装置によってアクセスされる。その読み取り装置は、ソフトウェア、または、ファームウェアが記憶されている媒体を読み取ることができる。その媒体は、処理装置が読み取り可能な、何か適当な記憶媒体のようなものである。その記憶媒体は、例えば、磁気記憶媒体、または、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）のような、固体電子記憶装置、または、コンピュータプログラムを記憶するために利用されるその他の物理的装置、または、媒体を含む。ソフトウェア、または、ファームウェアは、プログラムコードを備えており、そのプログラムコードは、処理装置によって読み取る場合に、コンピュータに、この願書で開示された方法のどんなステップも、または、すべてのステップを実行させる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の直線状に配列されたＡＯＳは、現在あるコンソル形式のＡＯＳシステムと比較して、以下のような効果がある。
【００１８】
１、好ましいＰＺＴ変換器が、安価で丈夫である。
【００１９】
２、好ましいＰＺＴ変換器が、手入れ可能な、頑丈で、圧縮や荷重によって影響を受けない外部表面をもつ。（すなわち、その他の内部部分のように手入れが可能である。）
【００２０】
３、分類にはレンジのみが使用されるので、校正が簡単である。
【００２１】
４、多くの在室シナリオをためす必要がないので、システム実験が簡単であり、分類は、Ｈ領域の在／不在の単純な基準と、人の頭に関する座席の背もたれの位置とに基づく。
【００２２】
５、信号を評価するために、よりメモリの少ないより簡単な処理装置が使用される。
【００２３】
６、全てのセンサーが下方に向けられ、在室者の不在時には、不在によって、平らな表面（自動車の座席、または、天井）に当たり、反射波を返すので、傾けられたセンサーと比較すると、センサーのセルフテスト（随意に含まれることが可能）が、より確かである。傾けられたセンサーは、センサーのセルフテストルーチンの間に、座席表面のような、センサーの方向に関する角度に垂直でない表面による反射波を受信しない、
【００２４】
７、中央コンソルの改良が全く必要とされないので、ＡＯＳの設置が簡素化される。例えば、旧型装置を更新する場合、その設置は、ヘッドライナーにおいてスロットを簡単に切りぬくこと、留め金具、接着剤、または、その他の固定手段によって、一括されたＡＯＳ／変換器の配列ユニットをじかに取付けること、および、電線を電源やエアバッグ展開システムに連結することから成る。
【００２５】
８、角度と変位の許容誤差が緩和されるので、設置がさらに簡素化される。（また、レンジだけが計算され、振幅は無関係で、アラインメント変化に強い。）助手席の受信可能範囲と運転席の受信可能範囲のための、鏡像のようなＡＯＳ配列ユニットの好ましい使用が、自動車内部の均整のとれた外観を維持する。
【００２６】
９、簡素化された処理によって、より速いＡＯＳ在室分類の更新速度が可能となる。以下の例は、発明によるＡＯＳ変換器配列に関して、一般的なＡＯＳの更新速度と時間範囲とを示す。センサーと座席表面の間に１ｍの距離が与えられるなら、ＵＳ反射信号は、およそ６ｍｓで得られる。信号が約４ｍｓ以内に処理され、センサー１個あたりの更新速度は、およそ１０ｍｓである。例えば、６個のセンサーのシステムでは、複雑な処理回路、または、アルゴリズムなしに、６０ｍｓ、または、それより小さい更新速度が、全領域にわたって達成できる。
【００２７】
ＡＯＳシステムが、破壊が今にも起こりそうな状態の存在（すなわち、衝突、または、その他の大きな減速事故が今にも起こる高い可能性）を判断するための（低Ｇセンサーや衝突前ブレーキセンサーのような）センサーを含む、ダイナミックモードのスイッチオーバーを追加することで、さらに速い更新速度が実現可能である。故障が今にも起こりそうな状態の間、ＡＯＳエレクトロニクスは、前方の立ち入り禁止区域（ＫＯＺ）を区画する、１つの超音波変換器（または、複数のそのようなセンサーの一部）のみを動作（ｐｉｎｇｓ）させる。例えば、フォワードセンサ（１個または複数個）は、区画されたＨ領域の前方に向けられ、ＫＯＺを区画するために使用できる。１つのセンサーまたは変換器（または一部）の使用は、破壊が今にも起こりそうな状態の間、ＡＯＳの更新速度がより速くなることを可能にする。
【００２８】
加えて、センサーが直線状の配列されていることと、中央線に平行に位置されていることにより、前部分の在室者の動作の（例えば、ＫＯＺに向けての）移動追跡は、簡単である。レンジデータの時間遍歴は、ＡＯＳによって、在室者の動作（動作の推移と瞬間速度の両方）を判断し、今後の時間の経過に伴う在室者の位置を予測するために使用できる。次に、随意に、その予測が、ＡＤＳ制御に使用されてもよい。
【００２９】
１０、全てのセンサーが、キャビンに対して垂直に下方を指し、スピーカは、一般的に、ドアや壁に位置されるので、娯楽システムスピーカからの超音波干渉は最小となる。そして、一般的なＨ領域の境界は、サンバイザーやバックミラーのいくらか離れたところから始まるので、サンバイザーの干渉が全くないことはもちろん、バックミラーの干渉も全くない。
【００３０】
１１、発明の頭上にある直線状ＡＯＳの設計は、サンルーフをもつ自動車に適用できる。なぜなら、サンルーフが、運転手ユニットと乗客ユニットの間にはめられるからである。
【００３１】
１２、そのユニットは、現在の設計よりも安価になる。その主な理由は、より強力でない処理装置と、より小さいメモリが必要とされ、グリルやベゼルは全く必要とされず、センサーと単一の回路基板を有する部品を載せた、たった１つの部品から成るセンサーが必要とされるからである。センサーのファラデー箱の除去により、コスト削減も実現可能である。レンジの形状は、他と独立した振幅で、低いＳＮＲ（雑音対信号比）条件下でよく駆動する。時間と共にセンサーが劣化しても動作に影響を与えない。
【００３２】
１３、直線状に配列されたＡＯＳシステムは、運転手側と乗客側のどちらにおいても、随意に、侵入／盗難防止システムとして機能する。ＡＯＳシステムは、自動車への侵入（システムが盗難防止モードで作動状態にされた場合、在室者の存在）を判断するためにＵＳレンジデータを使用するアルゴリズムを含む。反応すると、本発明による配列は、可聴性の警報のような盗難防止デバイスに、信号を出力する。直線状に配列したＡＯＳは、後部座席を覆うために、通常の改良により延長できる。分類に必要とされない所であっても、（ＩＲセンサー、質量センサーなどの）追加センサーが、例えば、温度制御のＡＯＳに、随意に含まれてもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１Ａから図１Ｄは、Ｈ領域２０に頭Ｈを突き出して座席１２、１４に座っている、自動車Ｖ内の乗客Ｐの、フロントシート占有者領域の、各々、略背面図、助手席側の略側面図、略上面図、運転手側の略側面図である。本発明１の直線状のＡＯＳ変換器配列は、天井２とヘッドライナー４の間に取付けられる。ＡＯＳ配列１は、縦方向には、ウィンドシールド８に近接したサンバイザー６のおよそ後部端から、自動車の中央線にほぼ平行に伸び、座席の背もたれ１２のヘッドレスト１０の位置あたりに向かって下を向き、そして、横方向には、およそ、座席の中央線、または、座席の軸の上に位置される。図１Ｂに見られるように、乗客のエアバッグ組立て部品７は、ダッシュボード９に取付けられ、ウィンドシールド８から離れた位置で反射する。示されている典型的なＡＯＳの実施の形態は、好ましくは、ＡＯＳユニット１に沿って、実質的に、直線状に並んだ、縦に一定間隔で配置された６個のＰＺＴ変換器を含む。第２の、鏡像のような、ＡＯＳ装置１’は、図１Ａと図１Ｄに示されているように、乗客側のＡＯＳ１と同じ方法と方向で、左側にある運転席１４’の上に取付けられている。運転手のエアバッグ組立部品７’は、一般的に、ステアリングホイール１５に取付けられる。
【００３４】
変換器１６は、ヘッドライナー４の平面にじかに取付けられ、座席領域に向けて配列された超音波（ＵＳ）ビーム１８（破線）を生成するために、ほぼ垂直に下方に向けられている。ビーム１８（すなわち、主要なＵＳパルス長の軌道）は、下向きに伝播するにつれて、横方向に広がり、好ましくは、断面積が、ほぼ楕円となるよう形づくられる。楕円の主軸は、ビームが広がって座席領域を端から端まで覆うように、前／後の車軸に関して、横方向に（横断して）調節されている。あわせて考えると、ビーム１８は、広がって、Ｈ領域２０（太い破線）の縦方向、および、横方向の範囲を覆う。Ｈ領域２０では、乗客Ｐの頭Ｈが突き出ているものとして示されている。Ｈ領域のより低い範囲は、エアバッグ展開安全基準によって決定され、座席の背もたれ１２の中央の高さ付近から、座席の背もたれの先端まで及んでもよい。その代わりに、断面積がほぼ円形であるビームを放出する変換器が使用されてもよく、それには、およそ一定間隔で配置され、Ｈ領域２０の範囲を覆うビームを生成するために必要とされる、追加の変換器が含まれる。
【００３５】
図２は、ヘッドライナー４の面にじかに取付けられた、変換器１６の１つと、肝要なＡＯＳカバー、または、エッジベゼル２２とを示す、ＡＯＳユニット１装置の細部の略断面図である。変換器は、随意に、エレクトロニクス／回路を含む取付けボード２４に取付けられ、そのボードは、次に、複数の留め金具、または、粘着性パッド２６によって天井２に取付けられる。電力供給配線２８とＡＯＳ信号出力配線３０は、各々、ＡＯＳユニット１から、自動車電気システムとエアバッグ展開システム（図示されない）に伸びている。
【００３６】
図３と図４は、ＡＯＳユニット１の第１と第２の２者択一の取付けを示している。図３において、ＡＯＳユニット１は、運転席の中央線、または、前後の中央軸の、中心から横方向にいくらか離れた、オフセット位置に取付けられる。反対側のＡＯＳユニット１’は、同様に、助手席の中央軸（一般的な自動車では、座席軸は、自動車の中央線にほぼ平行である。）の中心からいくらか離れた位置に取付けられる。ＵＳビーム１８は、ＡＯＳ１が中心から離れて取付けられていることを補償するために、わずかに内側に向けられる。配列のオフセットは、座席の中心の真上にあるヘッドライナーが、埋められて、硬いＡＯＳ素子の制限を受けないことを可能にする。２つのユニットの間の間隔は、それらの間にサン／ムーンルーフの設置するのに十分である。その代わりに、発明による変換器は、サン／ムーンルーフユニットの、１以上の境界端トリムストリップの中に一体化されてもよい。
【００３７】
図４において、ＡＯＳユニット１は、運転手の座席の中央線から横方向にいくらか内側のオフセット位置に取付けられ、助手席側のＡＯＳ１’にも、同様の内側オフセットがある。図３と図４で示された、内側／外側オフセット取付けは、在室者の頭上のヘッドライナー領域が、生じうる頭の傷害についての規制の要求に応じるパッド材料から成ることを可能にする。
【００３８】
図５は、変換器ビームが向けられる中心点を例示した、フロントシートの略上面図である。ＡＯＳ配列は、より多くの、または、より少ない変換器を有することが可能であるが、４箇所（ａ）から（ｄ）が示されている。（ａ）は、座席１４が後部（背部）位置に十分近い場合の座席の背もたれ１２、（ｂ）は、座席が十分後ろにある場合の座席クッション１４の後ろ部分、（ｃ）は、座席が十分後ろにある場合の座席クッション１４の前部分、（ｄ）は、座席が十分前近くにある場合の座席クッション１４の前部分である。もし、さらにＨ領域を区画することが望まれるのであれば、座席の背もたれが傾けられた時、多数の変換器が背もたれの部品に向けられるように、追加の変換器と照準点が含まれてもよい。
【００３９】
直線状に配列されたＡＯＳ変換器はまた、側面から衝撃をうける衝突のような、横方向の大きい加速度を伴う事故において、在室者を保護するサイド展開エアバッグを調節するＡＯＳシステムで、随意に使用できる。この目的のために、Ｈ領域変換器からのレンジデータが利用されてもよいし、または、側面の「立ち入り禁止区域（ＫＯＺ）」を区画する別の配列が使用されてもよい。図６Ａと図６Ｂは、図１Ａと図１Ｃと同じ形状で、自動車のフロントシートと在室者を示しており、フロントエアバッグＡＯＳ配列１に加えて、サイドエアバッグＡＯＳ配列３２を示す。サイド配列３２は、好ましくは、側面の窓領域付近のヘッドライナーにおいて、フロントエアバッグ配列の中心から外れたところに位置され、側面の窓領域付近の領域に向けられたＵＳビーム３４を放出する。サイド配列３２は、随意に、フロント配列１と同じ回路基板パッケージに統合され、Ｈ領域２０と側面の立ち入り禁止区域３６の各々の対応するＵＳビームを区画するために、各々の配列のそれぞれ個々の変換器の位置や向きが調節されてもよい。サイド立ち入り禁止区域（ＳＫＯＺ）３６は、ＵＳビームによって、あらかじめ区画され、ＳＫＯＺの範囲は、特有の展開特性に左右され、特定型のサイドエアバッグシステム、または、利用されるその他の側面保護システム（例えば、下方向、前方向、後ろ方向、上方向、または、斜方向に展開するサイドエアバッグシステム、または、伸張性のある膨張／パッドウェビングシステム）の傷害基準に関係する。ＡＯＳの状態、または、在室者の頭、および／または、肩がＳＫＯＺ３６へ侵入したことを示す分類出力の受信に関して、サイドエアバッグ展開システムは、サイドエアバッグの展開可能を不可能にする、または、変更する。
【００４０】
本発明の直線状ＡＯＳ変換器配列が、自動車エアバッグシステムのＡＯＳシステムに対して広い産業応用をもつことは明らかである。ＡＯＳ変換器配列とそれに関連する分類と校正のアルゴリズムは、直線状に配置されずに、ヘッドライナーに隣接して、幾何学的に一定間隔で配置され、Ｈ領域を区画するＵＳビームの類似した配列を提供する、代替の変換器配列にも難なく適用できる。
【００４１】
フロントエアバッグシステム（特に、正面衝突する衝突で在室者を守るために、エアバッグが在室者のほぼ前方で展開する。）に加えて、発明によるＡＯＳ変換器配列はまた、サイドエアバッグシステム（特に、側面が衝突する衝突で在室者を守るために、エアバッグ、および／または、他の保護エレメントが在室者のほぼ側面で展開する。）の展開の調節にも役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明の直線状ＡＯＳ変換器配列を含む自動車内部の、フロントシート在室者領域の略背面図。
【図１Ｂ】 本発明の直線状ＡＯＳ変換器配列を含む自動車内部の、フロントシート在室者領域の助手席側の略側面図。
【図１Ｃ】 本発明の直線状ＡＯＳ変換器配列を含む自動車内部の、フロントシート在室者領域の略上面図。
【図１Ｄ】 本発明の直線状ＡＯＳ変換器配列を含む自動車内部の、フロントシート在室者領域の運転手側の略側面図。
【図２】 自動車のヘッドライナーと天井の間の空間に取付けられた、直線に配列されたＡＯＳ変換器の略断面図。
【図３】 図１Ｃで示されたＡＯＳ配列の、第１の代替取付けの上面図。
【図４】 図１Ｃで示されたＡＯＳ配列の、第２の代替取付けの上面図。
【図５】 ＡＯＳ配列の変換器の目標点の例を示す、占有者座席の略上面図。
【図６Ａ】 サイド立ち入り禁止区域を区画する、本発明によるサイドエアバッグＡＯＳの変換器配列を追加した、図１Ａの形状と同様の、自動車内部のフロントシート在室者領域の略背面図。
【図６Ｂ】 サイド立ち入り禁止区域を区画する、本発明によるサイドエアバッグＡＯＳの変換器配列を追加した、図１Ｃの形状と同様の、自動車内部のフロントシート在室者領域の略上面図。
【符号の説明】
Ｖ 自動車
Ｐ 乗客
Ｐ （助手席に座る）乗客
Ｄ 運転手
Ｈ 頭
Ａ 座席が後部（背部）位置に十分近い場合の座席の背もたれ
Ｂ 座席が十分後ろにある場合の座席クッションの後ろ部分
Ｃ 座席が十分後ろにある場合の座席クッションの前部分
Ｄ 座席が十分前近くにある場合の座席クッションの前部分
１ ＡＯＳの変換器配列
２ 天井
４ ヘッドライナー
６ サンバイザー
７ エアバッグ
８ ウィンドシールド
９ ダッシュボード
１０ ヘッドレスト
１２ 座席の背もたれ
１４ 座席のクッション
１５ ステアリングホイール
１６ 超音波（ＵＳ）変換器
１８ 超音波（ＵＳ）ビーム
２０ Ｈ領域
２２ ＡＯＳカバー、または、エッジベゼル
２４ 取付けボード
２６ 留め金具、または、粘着性パッド
２８ 電力供給配線
３０ ＡＯＳ信号出力配線
３２ サイドエアバッグ用ＡＯＳ配列
３４ 側面の超音波（ＵＳ）ビーム
３６ 側面の立ち入り禁止区域

Claims (5)

1. 自動車の乗員コンパートメントの内部空間の上部を区画するヘッドライナー内に取付け可能であり、前記自動車内の少なくとも１つの前部座席または後部座席の上方の領域における在室者の存在を判断する自動車在室センサーシステムユニットであって、
   前記ヘッドライナーと前記座席の背もたれの垂直方向の中央の高さ付近との間に区画される頭の領域、および、側方または前方の立ち入り禁止領域の少なくとも一方における物体の存在を示す信号を出力し、エアバック展開システムとともに使用するために、または、駐車時の前記乗員コンパートメントへの侵入を判断するために前記座席の在室状態の判断を行い、
   ａ）選択的に方向付けられかつ一定間隔で配列された複数のセンサーの配列が内部に取付けられた少なくとも１つのハウジングであって、前記配列は、各々がパルスの放出器でありかつその放出したパルスの反射の受信器でもある複数の超音波変換器を含み、前記ハウジングは、前記変換器が、前記座席に近接しかつ前記座席の上方にある前記頭の領域および／または前記立ち入り禁止領域に対して一般的に下方に向けられるように、かつ、前記変換器が、前記ヘッドライナーの下方の内部空間に実質的に突出しないように、一般的に前記座席の上方の前記ヘッドライナー内に取付けられている、ハウジングと、
   ｂ）前記ハウジング内に前記配列に接続されて取付けられた、自動車在室センサー処理装置を含む自動車在室センサーエレクトロニクスであって、個々の前記変換器に、前記自動車の内部空間の選択部分に対して下方に超音波パルスを選択的に放出させ、かつ、そのパルスの応答反射を受信させ、区画された前記頭の領域または前記立ち入り禁止領域からの前記反射を解析するエレクトロニクスと
   を備え、
   ｃ）前記エレクトロニクスは、前記反射から得られたデータを用いて、前記自動車の減速に相対的な物体の加速を判断することなく、区画された前記頭の領域または前記立ち入り禁止領域における前記物体の存在または不在の判断を示す判断信号を生成かつ出力し、
   ｄ）前記自動車在室センサーシステムは、存在または不在の前記判断信号を、前方エアバックシステムおよび側方エアバックシステムの少なくとも１つの展開を調節するために使用するエアバック展開システムに電気的に出力し、
   ｅ）前記エレクトロニクスは、侵入が検知されるとき、前記データから、駐車した自動車に何者かが侵入したことを判断し、少なくとも１つの盗難防止装置に対して侵入信号を出力するシステムユニット。
2. 前記自動車在室センサーは、衝突寸前状態にあるか否かを判断するセンサーを含み、前記自動車在室センサー処理装置が、前記衝突寸前状態にあるとの判断に応答して、前記配列の前記変換器の前記立ち入り禁止領域に対応する部分に制限されたデータを使用し、在室者の前記立ち入り禁止領域への移動を判断し、前記衝突寸前状態にある間、存在または不在の前記判断信号のより高速な更新を開始する請求項１に記載の自動車在室センサーシステムユニット。
3. ａ）自動車内部に実質的に突出しないように自動車の上部ヘッドライナーにセンサーを取付ける取付け台と、
   ｂ）前記取付け台に取付けられた複数の超音波変換器であって、パルスの放出器であり、かつ、その放出したパルスの反射の受信器でもある複数の超音波変換器と
   を備える自動車内部の自動車在室センサーシステムのセンサーユニットであって、
   ｃ）前記変換器は、前記取付け台に一定間隔で配列され、かつ、
   １）前記自動車内において前記ヘッドライナーから座席の背もたれの垂直方向の中点付近まで下方に設けた頭の領域と、
   ２）前記自動車内の座席の上方にあり、かつ、前記自動車内のフロントダッシュボードに近接した、前記頭の領域の前方に設けた立ち入り禁止領域と、
   ３）前記自動車内の座席の上方にあり、かつ、前記自動車内部の側面から前記座席の隣接した側面まで設けた側方立ち入り禁止領域と
   から選択される前記自動車内の少なくとも１つの区画された領域に対して適用されるように角度付けられる
   センサーユニット。
4. エアバッグ展開システムのために、自動車内の少なくとも１つの座席の上方の領域における物体の存在を判断する自動車在室判断方法であって、
   ａ）前記自動車内部において、ヘッドライナーと前記座席の背もたれの垂直方向の中央の高さ付近との間に区画され、前記座席に近接し、かつ、前記座席の上方にあるあらかじめ選択された頭の領域、並びに、前記自動車内において、前記自動車内部のヘッドライナーから前記座席の背もたれの垂直方向の中央の高さ付近まで下方に設けた、および、前記自動車内部の側面から前記座席の隣接した側面まで設けた、あらかじめ選択された立ち入り禁止領域のうち少なくとも１つを区画するステップと、
   ｂ）パルスの放出器であり、かつ、その放出したパルスの反射の受信器でもある一定間隔で配置された複数の超音波変換器の少なくとも選択された一部から、前記頭の領域の中に、前記座席に向かって上方から下方に、および／または、前記座席の上方にあり、かつ、前記自動車の座席の側面に近接した前記立ち入り禁止領域に対して、上方から下方に、一定間隔で配列された複数の超音波パルスを放出するステップと、
   ｃ）少なくとも１つの前記変換器に対して、そのパルスに相当する応答超音波反射信号を評価し、前記応答反射信号から反射レンジ値を導くステップと、
   ｄ）前記反射レンジ値から、区画された前記頭の領域および／または前記立ち入り禁止領域内の物体の存在を判断するステップと、
   ｅ）前記エアバッグ展開システムに、前記頭の領域および／または前記立ち入り禁止領域における物体の存在または不在を示す少なくとも１つの信号を送信するステップと
   を備える方法。
5. 前記放出ステップにおいて、複数の前記超音波変換器の少なくとも選択された一部から、前記立ち入り禁止領域に対して、上方から下方に、一定間隔で配列された複数の超音波パルスを放出し、
   前記判断ステップにおいて、前記反射レンジ値から、区画された前記立ち入り禁止領域内の侵入を判断し、
   前記送信ステップにおいて、盗難防止装置に、前記立ち入り禁止領域における侵入を示す少なくとも１つの信号を送信する請求項４に記載の自動車在室判断方法。

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