JP4229071B2 - 静電容量式センサおよび乗員検知システム - Google Patents

Description

本発明は車両のシートに埋設される静電容量式センサ、および静電容量式センサの出力からシートの乗員状態を判別する乗員検知システムに関する。

乗員検知システムは、静電容量式センサと乗員検知ＥＣＵ（電子制御ユニット）とを備えている。このうち、静電容量式センサは、電極に発生させた微弱電界の乱れを、電流あるいは電圧として出力するものである（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、シートが空席の場合、静電容量式センサの一対の電極間には、ちょうど空気が介挿されることになる。また、シートにＣＲＳ（Ｃｈｉｌｄ Ｒｅｓｔｒａｉｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、年少者拘束システム）が搭載されている場合、静電容量式センサの一対の電極間には、ＣＲＳが介挿されることになる。また、シートに乗員が搭乗している場合、静電容量式センサの一対の電極間には、乗員の人体が介挿されることになる。

ここで、空気の比誘電率は、約１である。また、材質にも依るがＣＲＳの比誘電率は、約２〜５である。また、人体の比誘電率は、約５０である。このように、空気、ＣＲＳ、人体の比誘電率は、それぞれ異なる。したがって、介挿物の種類により、静電容量式センサの一対の電極間の静電容量も異なる。

この静電容量の差異に基づき、乗員検知ＥＣＵは、乗員判別を行っている。すなわち、乗員検知ＥＣＵは、シートが空席か、シートにＣＲＳが搭載されているか、シートに大人が着座しているか、を判別している。エアバッグＥＣＵは、乗員検知ＥＣＵの判別結果に基づき、袋体の展開許可／禁止を決定する。具体的には、シートが空席の場合およびシートにＣＲＳが装着されている場合は、袋体を展開禁止状態とする。一方、シートに大人が着座している場合は、袋体を展開許可状態とする。
特開平１１−２７１４６３号公報

ところで、静電容量式センサにおける乗員着座時の静電容量成分には、乗員が着座することにより発生する成分と、空席時から存在する成分とがある。以下、図面を参照しつつ説明する。図１６は、従来の静電容量式センサの回路構成を模式的に示している。図１５において、Ｃｂは、乗員が着座することにより発生する電極１２０−人体−車両ＧＮＤ（接地）間容量であり、Ｃｏは、空席時から存在する電極１２０−車両ＧＮＤ間容量（空席容量）である。電流検出回路１３１は、Ｃｂ，Ｃｏ両成分の総和として静電容量を検出する。これらのうち、乗員検知用電極−車両ＧＮＤ間容量（空席容量）Ｃｏは検出容量全体の中で比較的大きな比率を有しており、空席容量のばらつきは、検出容量ばらつきに直結し、乗員判別性能を悪化させる大きな原因となる。また、静電容量式センサの検出容量ばらつきを車両毎に調整することは、作業負担が大きいという問題がある。

本発明の静電容量式センサおよび乗員検知システムは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、検出容量の精度を悪化させる空席時の容量を低減して、乗員検知性能を向上させることができる静電容量式センサおよび乗員検知システムを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の静電容量式センサは、車両のシートの座面部および背もたれ部のうち少なくとも一方に埋設される乗員検出用電極と、車両接地に導通するシートフレームと前記乗員検出用電極との間にてその乗員検出用電極に対向配置された空席容量低減電極と、前記乗員検出用電極と前記空席容量低減電極との間に接続された電流検出回路と、前記空席容量低減電極および前記電流検出回路と車両接地との間に接続された駆動回路とを備えたことを特徴とする。

本発明の静電容量式センサによれば、空席容量低減電極および電流検出回路と車両接地との間に接続された駆動回路が電圧を発生すると乗員検出用電極が駆動される。これにより、乗員検出用電極−人体−車両接地間に静電容量が発生し、このとき、駆動回路と乗員検出用電極との間を流れる電流が電流検出回路によって検出される。一方、空席容量低減電極は、駆動回路によって乗員検出用電極と同電位に駆動される。これにより、乗員検出用電極−空席容量低減電極間には静電容量が発生せず、空席容量低減電極−車両接地間に静電容量が発生する。つまり、乗員着席時に人体を介して発生する静電容量は電流検出回路によって確実に検出されるが、空席時から存在している静電容量は電流検出回路によって検出されない。よって、車両シートのサイズや材質等に起因する空席時の検出容量のばらつきが低減されるので、静電容量式センサによる検出容量に基づいて乗員判別を高精度に行うことができる。

（２）上記課題を解決するため、本発明の静電容量式センサは、車両のシートの座面部および背もたれ部のうち少なくとも一方に埋設される乗員検出用電極と、車両接地に導通するシートフレームと前記乗員検出用電極との間にてその乗員検出用電極に対向配置された空席容量低減電極と、前記乗員検出用電極と前記空席容量低減電極との間に接続された駆動回路と、前記空席容量低減電極および前記駆動回路と車両接地との間に接続された電流検出回路とを備えたことを特徴とする。

本発明の静電容量式センサによれば、乗員検出用電極と空席容量低減電極との間に接続された駆動回路が電圧を発生すると乗員検出用電極が駆動される。これにより、乗員検出用電極−人体−車両接地間に静電容量が発生し、このとき、駆動回路と車両接地との間を流れる電流が電流検出回路によって検出される。一方、空席容量低減電極は、車両接地と同電位となる。このため、空席容量低減電極−車両接地間には静電容量は発生しない。また、乗員検出用電極−空席容量低減電極間には静電容量が発生するが、これによって流れる電流は電流検出回路を通らないため検出されない。つまり、乗員着席時に人体を介して発生する静電容量は電流検出回路によって確実に検出されるが、空席時から存在している静電容量は電流検出回路によって検出されない。よって、車両シートのサイズや材質等に起因する空席時の検出容量のばらつきが低減されるので、静電容量式センサによる検出容量に基づいて乗員判別を高精度に行うことができる。

（３）好ましくは、上記（１）又は（２）の構成において、前記電流検出回路は、接続される二つの電極間をオペアンプによって同電位且つ絶縁状態とするように構成されたことを特徴とする。本構成によると、例えば、乗員検出用電極と空席容量低減電極との間に電流検出回路が接続される構成では、これらの両電極を確実に同電位且つ絶縁状態（仮想短絡状態）とすることにより、測定対象に流れる電流そのものを簡単な構成で高精度に検出することができる。

（４）好ましくは、上記（１）乃至（３）のいずれかの構成において、前記乗員検出用電極と前記電流検出回路又は前記駆動回路とを結ぶ信号線、および前記車両接地と前記駆動回路又は前記電流検出回路とを結ぶ信号線の少なくとも一部をシールド線により構成すると共に、そのシールド線のシールド部を前記空席容量低減電極と同電位としたことを特徴とする。本構成によると、乗員検出用電極と電流検出回路又は駆動回路とを結ぶ信号線、および車両接地と駆動回路又は電流検出回路とを結ぶ信号線の少なくとも一部をシールド線により構成することによってノイズの影響を少なくすることができる。また、シールド線のシールド部を空席容量低減電極と同電位としたので、シールド線において発生する信号線−シールド部間の静電容量が低減され、空席時検出容量のばらつきをより一層低減することができる。

（５）好ましくは、上記（４）の構成において、前記空席容量低減電極と前記電流検出回路および駆動回路とを前記シールド線シールド部を介して接続したことを特徴とする。本構成によると、空席容量低減電極と電流検出回路および駆動回路とを接続する導線を別途設ける必要が無くなり、構成の簡単化及びコスト低減を図ることができる。

（６）好ましくは、上記（１）乃至（５）のいずれかの構成において、絶縁体シートの一面に前記乗員検出用電極が、他面に前記空席容量低減電極が設けられたシート形体をもつことを特徴とする。本構成によると、乗員検出用電極と空席容量低減電極とが絶縁体を挟んで対向する構成を簡単に実現できると共に、乗員検出用電極および空席容量低減電極の車両シートへの取り付けが容易となる。

（７）好ましくは、上記（６）の構成において、前記乗員検出用電極および前記空席容量低減電極の表面が絶縁体によってコーティングされたことを特徴とする。本構成によると、乗員検出用電極および空席容量低減電極の表面が絶縁体によってコーティングされることにより、車両シートに滲みこんだ水分が電極に接触したり異物によって電極が傷付くこと等を防止できる。

（８）好ましくは、上記（１）乃至（７）のいずれかの構成において、前記乗員検出電極の面積を前記空席容量低減電極の面積よりも相対的に大きくしたことを特徴とする。本構成によると、乗員検出電極の面積が空席容量低減電極の面積よりも相対的に大きいので、空席時と着席時との検出容量差が大きくなり、静電容量式センサを用いた乗員検出感度が向上する。また、検出感度の向上によって、例えば、空席時とチャイルドシート装着時との判別も可能となる。

（９）好ましくは、上記（１）乃至（７）のいずれかの構成において、前記空席容量低減電極の面積を前記乗員検出電極の面積よりも相対的に大きくしたことを特徴とする。本構成によると、空席容量低減電極の面積が乗員検出電極の面積よりも相対的に大きいので、乗員検出電極−シートフレーム間に発生する静電容量が低減され、空席時検出容量のばらつきを、より一層低減することができる。

（１０）上記課題を解決するため、本発明の乗員検知システムは、（１）乃至（９）のいずれかに記載の静電容量式センサと、その静電容量式センサの出力に基づいて前記車両のシートにおける乗員を判別する乗員検知ＥＣＵとを備えてなることを特徴とする。本構成によると、静電容量式センサにおいて車両シートのサイズや材質等に起因する空席時の検出容量のばらつきが低減されるので、その検出容量に基づいて乗員判別を高精度に行うことができる。

（１１）好ましくは、上記（１０）の構成において、前記乗員検知ＥＣＵは、ベルトバックル・スイッチからの出力に基づいてシートベルト非装着を検出した場合、空席且つＣＲＳ非装着であると判別することを特徴とする。本構成によると、ベルトバックル・スイッチからの出力を利用することにより、静電容量式センサからの出力のみでは判別の困難な空席且つＣＲＳ非装着を判別することができる。よって、例えば、空席且つＣＲＳ非装着が判別された場合に、エアバッグ展開禁止状態を示すエアバッグＯＦＦランプを消灯させておくことにより、不要なランプ点灯による煩わしさを低減することができる。

本発明によると、静電容量式センサにおいて車両シートのサイズや材質等に起因する空席時の検出容量のばらつきが低減されるので、乗員検知システムは静電容量式センサからの検出容量に基づいて乗員判別を高精度に行うことができる。

以下、本発明の静電容量式センサの各実施の形態について説明する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態における静電容量式センサ１０の全体構成を示す模式図であり、図２は、静電容量式センサ１０のセンシング部である電極ユニット１の搭載位置を示す助手席９の模式図である。

本実施形態の静電容量式センサ１０は、図１に示すように、車両のシートである助手席９の座面部および背もたれ部のうち少なくとも一方（図では座面部）に埋設される乗員検出用電極２０と、車両ＧＮＤ（接地）に導通するシートフレーム２６と乗員検出用電極２０との間にてその乗員検出用電極２０に対向配置された空席容量低減電極２１と、乗員検出用電極２０と空席容量低減電極２１との間に接続された電流検出回路３１と、空席容量低減電極２１および電流検出回路３１と車両ＧＮＤとの間に接続された駆動回路３２とを備えたことを特徴とする。また、静電容量式センサ１０と乗員検知ＥＣＵ３とによって、本実施形態の乗員検知システムが構成される。

ここで、静電容量式センサ１０が搭載される助手席９は、図２に示すように、車両ボディに固定された座面部および座面部後端にて前後に回動可能に軸支された背面部とからなる金属製のシートフレーム２６と、シートフレーム２６の座面部および背面部にそれぞれ取り付けられた発砲樹脂等からなるクッション材９１と、クッション材９１の表面を覆う表皮材９０とから構成される。シートフレーム２６は、助手席９の骨格を形成している。そして、乗員検出用電極２０および空席容量低減電極２１を備えたシート形体の電極ユニット１は、助手席９の座面部の表皮材９０とクッション材９１との間に介装される。

乗員検知ＥＣＵ３は、車両フロアに設置され、シールドワイヤ２４を介して電極ユニット１と接続されている。乗員検知ＥＣＵ３は、静電容量式センサ１０の一部を構成する電流検出回路３１、駆動回路３２、および図示しないＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータを含むＣＰＵ、通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス）等を備えている。ＣＰＵは、静電容量式センサ１０より出力される検出容量をＡ／Ｄ変換した値に基づいて、助手席９が空席か、ＣＲＳが搭載されているか、大人が着座しているか、を判別する。そして、ＣＰＵは、乗員判別結果を通信Ｉ／Ｆを介して図示しないエアバッグＥＣＵへ送信し、エアバッグＥＣＵは、乗員検知ＥＣＵ３の判別結果に基づき、袋体の展開許可／禁止を決定する。

図３は、電極ユニット１の模式上面図を、図４は、図２のＡ−Ａ線断面図を示している。これらの図に示すように、電極ユニット１は、乗員検出用電極２０と、空席容量低減電極２１と、ベースフィルム２２と、シールドワイヤ接続コネクタ２３と、シールドワイヤ２４と、外部接続コネクタ２５とを備えたシート形体のユニット部材である。

尚、説明の便宜上、図４においては、フィルム部材２２、乗員検出用電極２０、空席容量低減電極２１の上下方向幅を誇張して示す。また、図４においては、乗員検出用電極２０の銀電極部、空席容量低減電極２１の銀電極部、フィルム部材２２を、各々省略して示す。

ベースフィルム２２は、上面に乗員検出用電極２０が、下面に空席容量低減電極２１が形成される絶縁性の基材である。ベースフィルム２２は、電気的絶縁性材料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製であって、矩形状を呈している。尚、ベースフィルム２２上面には、乗員検出用電極２０の周囲にシートの被水を検知するための被水検知用電極２０２が形成されているが、本明細書では詳細な説明を省略する。

乗員検出用電極２０は、カーボン電極部２００と銀電極部２０１とを備えている。乗員検出用電極２０は、ベースフィルム２２の上面に形成されている。また、乗員検出用電極２０は、ベースフィルム２２の略中央に配置されている。カーボン電極部２００は、矩形状を呈している。銀電極部２０１は、矩形枠状を呈している。銀電極部２０１は、カーボン電極部２００外縁の若干内周側に、配線されている。

空席容量低減電極２１は、カーボン電極部２１０と銀電極部２１１とを備えている。空席容量低減電極２１は、ベースフィルム２２の下面に乗員検出用電極２０と対向するように形成されている。従って、乗員検出用電極２０と空席容量低減電極２１とは、ベースフィルム２２を介して絶縁されている。カーボン電極部２１０は、矩形状を呈している。銀電極部２１１は、矩形枠状を呈している。銀電極部２１１は、カーボン電極部２１０外縁の若干内周側に、配線されている。

シールドワイヤ接続コネクタ２３および外部接続コネクタ２５は、助手席９の裏側に配置されている。乗員検出用電極２０及び空席容量低減電極２１は、助手席９のクッション材９１に穿設された連通孔（図略）を介して、シールドワイヤ接続コネクタ２３に結線されている。シールドワイヤ接続コネクタ２３と外部接続コネクタ２５との間は、シールドワイヤ２４により連結されている。外部接続コネクタ２５には、乗員検知ＥＣＵ３が接続されている。

次に、本実施形態の静電容量式センサ１０において静電容量を検出する際の各部の作用について図１を参照しつつ説明する。乗員着座時においては、表皮材９０の上に乗員の人体が搭載されている。このため、乗員検出用電極２０と、シートフレーム２６との間には、人体が介在していることになる。駆動回路３２が、高周波低電圧を発生すると乗員検出用電極２０が低電位に駆動される。これにより、乗員検出用電極２０−人体−車両ＧＮＤ間に静電容量Ｃｂが発生し、このとき、駆動回路３２と乗員検出用電極２０との間を流れる電流が電流検出回路３１によって検出される。一方、空席容量低減電極２１は、駆動回路３２によって乗員検出用電極２０と同電位（低電位）に駆動される。これにより、乗員検出用電極２０−空席容量低減電極２１間には静電容量が発生せず、空席容量低減電極２１−車両ＧＮＤ間に静電容量Ｃｏが発生する。つまり、乗員着席時に人体を介して発生する静電容量Ｃｂは電流検出回路３１によって確実に検出されるが、空席時から存在している静電容量Ｃｏは電流検出回路３１によって検出されない。

上述したことから明らかなように、本実施形態によれば、車両シートのサイズや材質等に起因する空席時に検出される静電容量のばらつきが低減されるので、乗員検知ＥＣＵ３のＣＰＵは、静電容量式センサ１０による検出容量に基づいて乗員判別を高精度に行うことができる。また、異なる車種の車両に乗員検知システムを搭載する場合に、静電容量式センサ１０における空席時の検出容量を調整する等の作業が不要となる。

また、乗員検出用電極２０と電流検出回路３１とを結ぶ信号線、および車両ＧＮＤと駆動回路３２とを結ぶ信号線の一部をシールド線２４により構成したので、ノイズの影響を少なくすることができる。

また、絶縁体シートであるベースフィルム２２の一面（上面）に乗員検出用電極２０が、他面（下面）に空席容量低減電極２１が設けられたシート形体をもつので、乗員検出用電極２０と空席容量低減電極２１とが絶縁体を挟んで対向する構成を簡単に実現できると共に、乗員検出用電極２０および空席容量低減電極２１の車両シートへの取り付けが容易となる。

＜第二実施形態＞
本実施形態は、図５に示すように、乗員検出用電極２０と空席容量低減電極２１との間に駆動回路３２が接続され、且つ空席容量低減電極２１および駆動回路３２と車体ＧＮＤとの間に電流検出回路３１が接続されたことを特徴とする。

以下、本実施形態の静電容量式センサ１０において静電容量を検出する際の各部の作用について図５を参照しつつ説明する。乗員検出用電極２０と空席容量低減電極２１との間に接続された駆動回路３２が高周波低電圧を発生すると、乗員検出用電極２０が高電位に駆動される。これにより、乗員検出用電極２０−人体−車両ＧＮＤ間に静電容量Ｃｂが発生し、このとき、駆動回路３２と車両ＧＮＤとの間を流れる電流が電流検出回路３１によって検出される。一方、空席容量低減電極２１は、車両ＧＮＤと同電位（低電位）となる。このため、空席容量低減電極２１−車両ＧＮＤ間には静電容量は発生しない。また、乗員検出用電極２０−空席容量低減電極２１間には静電容量Ｃｏが発生するが、これによって流れる電流は電流検出回路３１を通らないため検出されない。つまり、乗員着席時に人体を介して発生する静電容量は電流検出回路３１によって確実に検出されるが、空席時から存在している静電容量は電流検出回路３１によって検出されない。

よって、本実施形態によれば、第一実施形態と同様の車両シートのサイズや材質等に起因する空席時に検出される静電容量のばらつきが低減されるという効果が奏される。

＜第三実施形態＞
本実施形態は、前記第一実施形態又は第二実施形態の構成において、図６に示すように、電流検出回路３１が、接続される二つの電極間をオペアンプによって同電位且つ絶縁状態とするように構成されたことを特徴とする。本構成によると、例えば、乗員検出用電極２０と空席容量低減電極２１との間に電流検出回路３１が接続される構成（第一実施形態）では、これらの両電極をオペアンプによって確実に同電位且つ絶縁状態（仮想短絡状態）とし、抵抗Ｒによる電圧降下Ｖを電圧計で検出することにより、Ｖ＝ｉ・Ｒの関係から、測定対象である人体に流れる電流ｉそのものを簡単な構成で高精度に検出することができる。

＜第四実施形態＞
本実施形態は、前記第一実施形態又は第二実施形態の構成において、乗員検出用電極と電流検出回路又は駆動回路とを結ぶ信号線、および車両接地と駆動回路又は電流検出回路とを結ぶ信号線の少なくとも一部をシールド線により構成すると共に、そのシールド線のシールド部を前記空席容量低減電極と同電位としたことを特徴とする。

具体的には、第一実施形態において、図７に示すように、乗員検出用電極２０と電流検出回路３１とを結ぶ信号線、および車両ＧＮＤと駆動回路３２とを結ぶ信号線の一部がシールド線２４により構成されると共に、そのシールド線２４のシールド部が空席容量低減電極２１と同電位となるように接続されている。また、第二実施形態において、図８に示すように、乗員検出用電極２０と駆動回路３１とを結ぶ信号線、および車両ＧＮＤと電流検出回路３１とを結ぶ信号線の一部がシールド線２４により構成されると共に、そのシールド線２４のシールド部が空席容量低減電極２１と同電位となるように接続されている。本構成によると、信号線の少なくとも一部をシールド線２４により構成することによってノイズの影響を少なくすることができるのに加え、シールド線２４のシールド部を空席容量低減電極２１と同電位とすることによって、シールド線２４において発生する信号線−シールド部間の静電容量Ｃｏ’が低減され、空席容量のばらつきをより一層低減することができる。

＜第五実施形態＞
本実施形態は、前記第四実施形態の構成において、図９に示すように、空席容量低減電極２１と電流検出回路３１および駆動回路３２とをシールド線２４シールド部を介して接続したことを特徴とする。本構成によると、空席容量低減電極２１と電流検出回路３１および駆動回路３２とを接続する導線を別途設ける必要が無くなり、構成の簡単化及びコスト低減を図ることができる。

＜第六実施形態＞
本実施形態は、前記第一実施形態又は第二実施形態の構成において、図１０に示すように、乗員検出用電極２０および空席容量低減電極２１の表面が絶縁体としての樹脂フィルム２２１によってコーティングされたことを特徴とする。本構成によると、ベースフィルム２２に粘着剤２２３を介して樹脂フィルム２２１が貼り合わせられることにより、乗員検出用電極２０および空席容量低減電極２１の表面が絶縁体によってコーティングされているので、助手席９（車両シート）に滲みこんだ水分が電極２０，２１に接触したり異物によって電極２０，２１が傷付くこと等を防止できる。

＜第七実施形態＞
本実施形態は、前記第六実施形態の構成において、図１１に示すように、乗員検出電極２０の面積を空席容量低減電極２１の面積よりも相対的に大きくしたことを特徴とする。尚、図１２は、本実施形態における静電容量式センサ１０の全体構成を示す模式図である。本構成によると、乗員検出電極２０の面積を空席容量低減電極２１の面積よりも相対的に大きく形成することにより、空席時と着席時との検出容量差が大きくなり乗員検出感度が向上する。また、検出感度の向上によって、例えば、空席時とＣＲＳ装着時との判別も可能となる。

＜第八実施形態＞
本実施形態は、前記第六実施形態の構成において、図１３に示すように、空席容量低減電極２１の面積を乗員検出電極２０の面積よりも相対的に大きくしたことを特徴とする。本構成によると、空席容量低減電極２１の面積を乗員検出電極２０の面積よりも相対的に大きく形成することにより、乗員検出電極２０−シートフレーム２６間に発生する静電容量Ｃｏが低減され、空席容量のばらつきを、より一層低減することができる。

＜その他＞
以上、本発明の静電容量式センサおよび乗員検知システムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、前記第一実施形態又は第二実施形態の構成において、乗員検知ＥＣＵ３が、ベルトバックル・スイッチからの出力に基づいてシートベルト非装着を検出した場合、空席且つＣＲＳ非装着であると判別するように構成してもよい。本構成によると、ベルトバックル・スイッチからの出力を利用することにより、検出容量のみでは判別の困難な空席且つＣＲＳ非装着を判別することができる。よって、例えば、空席且つＣＲＳ非装着が判別された場合に、エアバッグ展開禁止状態を示すエアバッグＯＦＦランプを消灯させておくことにより、不要な警告ランプの点灯による煩わしさを低減することができる。

以下、上記各実施形態の静電容量式センサ１０について行った各実験結果について、図面を参照しつつ説明する。第一実験は、前記第一実施形態および第二実施形態の構成において、空席時の検出容量が従来構成よりも低減されていることを検証したものである。本実験では、比較例、第一実施形態、第二実施形態について、各条件下で静電容量の検出を行った。比較例としては、図１６に示す従来構成の静電容量式センサを用いた。測定条件は、空席、ＣＲＳ装着、防寒着３枚、防寒着２枚、防寒着１枚、ＡＦ０５（ＡＦ０５体格、米国小柄女性）である。図１４は、第一実験結果を示すグラフである。空席時の検出容量は、第一実施形態、第二実施形態とも、比較例に対して約二分の一に低減されることが検証された。また、空席以外の各条件においても、第一実施形態、第二実施形態は、比較例に対して空席容量が減少した分だけ検出容量が低減されることが検証された。

第二実験では、第一実施形態、第二実施形態について、乗員検出電極２０と空席容量低減電極２１との面積比（以下、上下電極面積比と称する）を、１：１，２：１，１：２にそれぞれ設定し、各シート条件下で検出容量を測定した。比較例としては、第一実験と同様に、図１６に示す従来構成の静電容量式センサを用いた。測定条件は、空席、ＣＲＳ装着、ＡＭ５０（ＡＭ５０体格、米国標準男性）である。図１５は、第二の実験結果を示すグラフである。上下電極面積比２：１では、測定条件の違いによる検出容量差が大きく、乗員判別感度が高いことが検証された。一方、上下電極面積比１：２では、空席容量が最も小さくなっており、空席容量のばらつきがより効果的に低減されることが検証された。

第一実施形態における静電容量式センサの全体構成を示す模式図である。 電極ユニットの搭載位置を示す助手席の模式図である。 電極ユニットの模式上面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 第二実施形態における静電容量式センサの全体構成を示す模式図である。 第三実施形態における静電容量式センサの全体構成を示す模式図である。 第一実施形態に基づく第四実施形態における静電容量式センサの全体構成を示す模式図である。 第二実施形態に基づく第四実施形態における静電容量式センサの全体構成を示す模式図である。 第五実施形態における静電容量式センサの全体構成を示す模式図である。 第六実施形態における電極ユニットの断面図である。 第七実施形態における電極ユニットの断面図である。 第七実施形態における静電容量式センサの全体構成を示す模式図である。 第八実施形態における電極ユニットの断面図である。 第一実験の結果を示すグラフである。 第二実験の結果を示すグラフである。 従来の静電容量式センサの全体構成を示す模式図である。

符号の説明

１：電極ユニット、２０：乗員検出用電極、２００：カーボン電極部、２０１：銀電極部、２１：空席容量低減電極、２１０：カーボン電極部、２１１：銀電極部、２２：ベースフィルム、２２１：樹脂フィルム、２２３：粘着剤、２３：シールドワイヤ接続コネクタ、２４：シールドワイヤ、２５：外部接続コネクタ、２６：シートフレーム、３：乗員検知ＥＣＵ、３１：電流検出回路、３２：駆動回路、９：助手席（車両シート）、９０：表皮材、９１：クッション材、１０：静電容量式センサ。

Claims (11)

1. 車両のシートの座面部および背もたれ部のうち少なくとも一方に埋設される乗員検出用電極と、
   車両接地に導通するシートフレームと前記乗員検出用電極との間にてその乗員検出用電極に対向配置された空席容量低減電極と、
   前記乗員検出用電極と前記空席容量低減電極との間に接続された電流検出回路と、
   前記空席容量低減電極および前記電流検出回路と車両接地との間に接続された駆動回路と
   を備えたことを特徴とする静電容量式センサ。
2. 車両のシートの座面部および背もたれ部のうち少なくとも一方に埋設される乗員検出用電極と、
   車両接地に導通するシートフレームと前記乗員検出用電極との間にてその乗員検出用電極に対向配置された空席容量低減電極と、
   前記乗員検出用電極と前記空席容量低減電極との間に接続された駆動回路と、
   前記空席容量低減電極および前記駆動回路と車両接地との間に接続された電流検出回路と
   を備えたことを特徴とする静電容量式センサ。
3. 前記電流検出回路は、接続される二つの電極間をオペアンプによって同電位且つ絶縁状態とするように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電容量式センサ。
4. 前記乗員検出用電極と前記電流検出回路又は前記駆動回路とを結ぶ信号線、および前記車両接地と前記駆動回路又は前記電流検出回路とを結ぶ信号線の少なくとも一部をシールド線により構成すると共に、そのシールド線のシールド部を前記空席容量低減電極と同電位としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の静電容量式センサ。
5. 前記空席容量低減電極と前記電流検出回路および駆動回路とを前記シールド線シールド部を介して接続したことを特徴とする請求項４に記載の静電容量式センサ。
6. 絶縁体シートの一面に前記乗員検出用電極が、他面に前記空席容量低減電極が設けられたシート形体をもつことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の静電容量式センサ。
7. 前記乗員検出用電極および前記空席容量低減電極の表面が絶縁体によってコーティングされたことを特徴とする請求項６に記載の静電容量式センサ。
8. 前記空席容量低減電極の面積を前記乗員検出電極の面積よりも相対的に小さくしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の静電容量式センサ。
9. 前記空席容量低減電極の面積を前記乗員検出電極の面積よりも相対的に大きくしたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の静電容量式センサ。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の静電容量式センサと、
    その静電容量式センサの出力に基づいて前記車両のシートにおける乗員を判別する乗員検知ＥＣＵと
    を備えてなる乗員検知システム。
11. 前記乗員検知ＥＣＵは、ベルトバックル・スイッチからの出力に基づいてシートベルト非装着を検出した場合、空席且つＣＲＳ非装着であると判別することを特徴とする請求項１０に記載の静電容量式センサ。

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