JP4919110B2

JP4919110B2 - 乗員検知装置

Info

Publication number: JP4919110B2
Application number: JP2009129463A
Authority: JP
Inventors: 孝治大高
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: US8244436B2; US20100305817A1; JP2010274786A

Description

本発明は、乗員検知ＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続されたバックルスイッチ及びシートポジションセンサの間欠動作により発生するラジオノイズを低減する乗員検知装置に関する。

乗員検知装置は、座部シート内部に配置したメイン電極と車両ボディとの間に発生させた微弱電界の乱れを電流又は電圧として出力する静電センサと、この静電センサが接続された乗員検知ＥＣＵとを備える。また、乗員検知装置は、シートベルトの装着／非装着を判定するバックルスイッチと、座部シートの前後間の位置を検出するシートポジションセンサとを備え、これらが乗員検知ＥＣＵに接続されて構成されている。

バックルスイッチ及びシートポジションセンサが乗員検知ＥＣＵに接続される構成として例えば特許文献１に記載の車両用衝突判定装置がある。この装置は、車両の衝突を判定して例えばエアバック装置やシートベルト・プリテンショナ等の乗員保護装置を作動させるものであり、バックルスイッチの検知結果に基づき判定されるシートベルトの装着状態あるいは非装着状態の判定結果、及びシートポジションセンサの検知結果に基づき判定されるシートポジションの前方位置あるいは後方位置の判定結果を参照して衝突判定閾値を設定し、この設定された衝突判定閾値によって乗員保護装置を駆動制御するようになっている。

特開２００６−８８９１６号公報

ところで、上記の特許文献１の装置に記載のバックルスイッチ及びシートポジションセンサの双方は、キー操作による車両駆動後に常時動作状態となるが、双方を経由して乗員検知ＥＣＵに流れる動作電流量が多い。そこで、その動作電流による消費電流を低減するために双方が間欠動作するように乗員検知ＥＣＵで制御されている。しかし、双方を間欠動作させた場合、乗員検知ＥＣＵからラジオノイズが発生し、車両の他の電子機器に悪影響を及ぼすという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バックルスイッチ及びシートポジションセンサの間欠動作により乗員検知ＥＣＵから発生するラジオノイズを低減することにより他の電子機器に及ぼす悪影響を無くすことができる乗員検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、シートベルトの装着／非装着を判定するバックルスイッチと、座部シートの前後間の位置を検出するシートポジションセンサと、前記バックルスイッチ及び前記シートポジションセンサを個別に動作制御する２つの能動素子を有する動作制御部と、前記２つの能動素子に個別に電圧を供給してオン／オフ制御し、オン時にバックルスイッチ又はシートポジションセンサを動作させ、オフ時に停止させる演算制御手段とを有する電子制御ユニットとを備えた乗員検知装置において、前記演算制御手段は、前記バックルスイッチの動作用の能動素子を所定時間オンとし、このオンがオフに切り換わるタイミングで、前記シートポジションセンサの動作用の能動素子を所定時間オンとする制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、バックルスイッチ動作用の能動素子のオン時にバックルスイッチが動作状態となって通電電流が流れ、更に、そのオンに継続的にシートポジションセンサ動作用の能動素子がオンとされてシートポジションセンサが動作状態となる。バックルスイッチ及びシートポジションセンサの双方の通電電流は連続して合成されているので、電子制御ユニットには一定時間毎にその合成された通電電流に応じたバックルスイッチ及びシートポジションセンサの動作電流が流れる。従来例においてはバックルスイッチとシートポジションセンサとが離間して動作状態となり通電電流が流れていたので、電子制御ユニットに流れる動作電流の変化が多かった。しかし、本発明ではバックルスイッチとシートポジションセンサとが連続して動作状態となるので、電子制御ユニットの動作電流の変化が少なくなりラジオノイズの発生を低減することができる。従って、車両の他の電子機器に及ぼすラジオノイズによる悪影響を無くすことができる。

請求項２に記載の発明は、前記演算制御手段は、前記バックルスイッチの動作用の能動素子を所定時間オンとするタイミングを一定時間毎に実行することを特徴とする。

この構成によれば、バックルスイッチ及びシートポジションセンサの各々の動作用の能動素子が連続的にオンとなるタイミングが、一定時間毎に実行されるので、その一定時間毎のオン制御を容易に行うことができる。従来では、一定時間内にバックルスイッチとシートポジションセンサとの動作電流が２回流れるので変化が多かったが、本発明では一定時間内にパルス状に動作電流が１回しか流れないので、電子制御ユニットの動作電流の変化が少なくなりラジオノイズの発生を低減することができる。

請求項３に記載の発明は、前記２つの能動素子への通電のオン／オフを切替えるスイッチを有し、このスイッチは前記２つの能動素子に並列に接続されていることを特徴とする。
この構成によれば、２つの能動素子のオン／オフの切替制御をスムーズに連続して行うことができる。
請求項４に記載の発明は、座部シート内部に配置したメイン電極と車両ボディとの間に発生させた微弱電界の乱れを電流又は電圧として出力する静電センサを備えると共に、この静電センサから出力される電流又は電圧に応じて座部シート上の被測定物の静電容量を測定するセンサ特性計測部を前記電子制御ユニットに更に備えることを特徴とする。

この構成によれば、乗員検知装置が静電センサを備える場合、静電センサはラジオノイズに弱く、当該ラジオノイズが誤検知の原因ともなる。しかし、本発明では乗員検知装置が静電センサを備える場合でも、その静電センサが接続されるセンサ特性計測部を有する電子制御ユニットからラジオノイズが発生しにくいので、静電センサがラジオノイズの影響を受けることがない。

本発明の実施形態に係る乗員検知装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の乗員検知装置によるバックルスイッチの装着／非装着及びシートポジションセンサの座部シート位置の判定動作を説明するための図である。本実施形態の乗員検知装置によるバックルスイッチ及びシートポジションセンサの動作制御を説明するためのタイミングチャートである。（ａ）本実施形態の乗員検知装置によるバックルスイッチ及びシートポジションセンサの動作制御時のタイミングチャート、（ｂ）第１の従来例のバックルスイッチ及びシートポジションセンサの動作制御時のタイミングチャート、（ｃ）第２の従来例のバックルスイッチ及びシートポジションセンサの動作制御時のタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る乗員検知装置の構成を示すブロック図である。

図１に示す乗員検知装置１０は、電子制御ユニットとしての乗員検知ＥＣＵ１１に、少なくとも静電センサ１２、バックルスイッチ１３及びシートポジションセンサ１４を接続して構成されている。静電センサ１２は、図示せぬ座部シート内部に配置したメイン電極と車両ボディとの間に発生させた微弱電界の乱れを電流又は電圧として出力する。バックルスイッチ１３は、図示せぬシートベルトの装着／非装着を判定し、シートポジションセンサ１４は、座部シートの前後間の位置を検出するものである。

乗員検知ＥＣＵ１１は、静電センサ１２に配線接続されたセンサ特性計測部１６と、電源制御部１７ａ及び判定部１７ｂを備える演算制御手段としてのＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１７と、動作制御部１８とを備えて構成されている。センサ特性計測部１６は、静電センサ１２から出力される電流又は電圧に応じて座部シートに着座した乗員等の被測定物の静電容量を測定し、この測定結果をＣＰＵ１７へ出力する。ＣＰＵ１７はその測定結果から乗員等の判別を行うようになっている。

動作制御部１８は、図示せぬ直流電源の電源ライン２１にエミッタ端子が接続されたバックルスイッチ動作用のトランジスタＴｒ１及びシートポジションセンサ動作用のトランジスタＴｒ２と、トランジスタＴｒ１のコネクタ端子に接続された抵抗器Ｒ１と、トランジスタＴｒ２のコネクタ端子に接続された抵抗器Ｒ２とを備えて構成されている。また、トランジスタＴｒ１のコネクタ端子には抵抗器Ｒ１を介してバックルスイッチ１３の電源入力端子が接続され、トランジスタＴｒ２のコネクタ端子には抵抗器Ｒ２を介してシートポジションセンサ１４の電源入力端子が接続されている。なお、バックルスイッチ１３及びシートポジションセンサ１４の接地端子は接地されている。更に、トランジスタＴｒ１のゲート端子は抵抗器Ｒ３を介して電源制御部１７ａに接続され、トランジスタＴｒ２のゲート端子は抵抗器Ｒ４を介して電源制御部１７ａに接続されている。抵抗器Ｒ１の両端及び抵抗器Ｒ２の両端は各々が判定部１７ｂに接続されている。

このような構成において、電源制御部１７ａでトランジスタＴｒ１をオンにすると、抵抗器Ｒ１を介してバックルスイッチ１３に電流が流れるので、この際の抵抗器Ｒ１の両端に流れる通電電流ＩｃｃＢを判定部１７ｂで検出することによりシートベルトの装着／非装着を判定する。これは、図２（ａ）に示すように、シートベルトの非装着時に最低（ｍｉｎ）で４．０ｍＡ、最大（ｍａｘ）で７．０ｍＡ流れるので、この４．０ｍＡ〜７．０ｍＡの通電電流ＩｃｃＢを判定部１７ｂが検出した際にシートベルト非装着と判定する。また、シートベルトの装着時にｍｉｎで１２．０ｍＡ、ｍａｘで１８．０ｍＡ流れるので、この１２．０ｍＡ〜１８．０ｍＡの通電電流ＩｃｃＢを判定部１７ｂが検出した際にシートベルト装着と、判定部１７ｂで判定するようになっている。

一方、電源制御部１７ａでトランジスタＴｒ２をオンにすると、抵抗器Ｒ２を介してシートポジションセンサ１４に電流が流れるので、この際の抵抗器Ｒ２の両端に流れる通電電流ＩｃｃＳを判定部１７ｂで検出することにより座部シートの前後位置を判定部１７ｂで判定する。これは、図２（ｂ）に示すように、座部シートが最も前に位置するフロントモースト時にｍｉｎで４．７ｍＡ、ｍａｘで７．３ｍＡ流れるので、この４．７ｍＡ〜７．３ｍＡの通電電流ＩｃｃＳを判定部１７ｂが検出した際に座部シートがフロントモーストであると判定部１７ｂで判定する。また、座部シートが最も後ろに位置するリアモースト時にｍｉｎで１１．４ｍＡ、ｍａｘで１７．９ｍＡ流れるので、この１１．４ｍＡ〜１７．９ｍＡの通電電流ＩｃｃＳを判定部１７ｂが検出した際にリアモーストであると判定部１７ｂで判定するようになっている。

このようにバックルスイッチ１３及びシートポジションセンサ１４を動作させてシートベルトの装着／非装着の状態と、座部シートの位置を判定するが、本実施形態では、バックルスイッチ１３及びシートポジションセンサ１４が図３のタイミングチャートに示す間欠動作を行うようにした。但し、各トランジスタＴｒ１及びＴｒ２は、ゲート端子に「Ｈ」レベルの電圧が供給されている場合にオフ、「Ｌ」レベルの電圧が供給された際にオンとなるようになっている。

図３（ａ）に示すように、電源制御部１７ａからバックルスイッチ動作用のトランジスタＴｒ１のゲート端子に時刻ｔ１〜ｔ４間で示す１００ｍｓ毎に時刻ｔ１〜ｔ２間で示す１０ｍｓの間「Ｌ」の電圧を供給し、この「Ｌ」に引き続き、つまり「Ｌ」が「Ｈ」に切り換わるタイミングでシートポジションセンサ動作用のトランジスタＴｒ２のゲート端子に、時刻ｔ２〜ｔ３で示す１０ｍｓの間「Ｌ」の電圧を供給する。

これによって、時刻ｔ１〜ｔ２の１０ｍｓの間トランジスタＴｒ１がオンとなって、この間、（ｃ）に示すようにバックルスイッチ１３が動作されて通電電流ＩｃｃＢが流れ、更に、時刻ｔ２〜ｔ３の１０ｍｓの間トランジスタＴｒ２がオンとなって、この間、（ｄ）に示すようにシートポジションセンサ１４が動作されて通電電流ＩｃｃＳが流れる。これら流れる通電電流ＩｃｃＢと通電電流ＩｃｃＳとは連続しているので、乗員検知ＥＣＵ１１には、（ｅ）に示すように時刻ｔ１〜ｔ３の２０ｍｓの間、バックルスイッチ１３及びシートポジションセンサ１４の動作電流Ｉｃｃが流れる。つまり、乗員検知ＥＣＵ１１には、１００ｍｓ毎に２０ｍｓの間、動作電流ＩｃｃＢＳが流れることになる。なお、動作電流ＩｃｃＢＳは乗員検知ＥＣＵ１１の消費電流Ｉｃｃとなる。

このように、乗員検知装置１０において、乗員検知ＥＣＵ１１にバックルスイッチ１３及びシートポジションセンサ１４の動作電流ＩｃｃＢＳが流れるようにした場合の効果を、図４を参照して説明する。但し、図４（ａ）は本実施形態のタイミングチャート、（ｂ）は第１の従来例のタイミングチャート、（ｃ）は第２の従来例のタイミングチャートである。また、時刻ｔ１〜ｔ２間、時刻ｔ２〜ｔ３間、時刻ｔ３〜ｔ３ａ間は各々等時間間隔とする。

（ｂ）に示す第１の従来例は、（ｂ１）に示すように、バックルスイッチ１３を時刻ｔ１〜ｔ４で示す１００ｍｓ毎に時刻ｔ１〜ｔ２間の１０ｍｓの間オンとして通電電流ＩｃｃＢが流れるようにし、更に（ｂ２）に示すように、シートポジションセンサ１４をそのオン時間ｔ１〜ｔ２間と離間した時刻ｔ３〜ｔ３ａ間の１０ｍｓ間オンとしていた。このため、（ｂ３）に示すように、乗員検知ＥＣＵ１１に、１００ｍｓの間に１０ｍｓのパルス状の動作電流ＩｃｃＢＳが２回離間して流れていた。このため、乗員検知ＥＣＵ１１の動作電流ＩｃｃＢＳの変化が多くなってラジオノイズが発生していた。

しかし、本実施形態では、（ａ３）に示すように、１００ｍｓの間に２０ｍｓのパルス状の動作電流ＩｃｃＢＳが１回しか流れないので、乗員検知ＥＣＵ１１の動作電流ＩｃｃＢＳの変化が少なくなりラジオノイズの発生を低減することができる。従って、車両の他の電子機器に及ぼすラジオノイズによる悪影響を無くすことができる。

また、（ｃ）に示す第２の従来例は、（ｃ１）に示すように、バックルスイッチ１３を時刻ｔ１〜ｔ４で示す１００ｍｓ毎に時刻ｔ１〜ｔ２間の１０ｍｓの間オンとして通電電流ＩｃｃＢが流れるようにし、更に（ｂ２）に示すように、シートポジションセンサ１４をそのオン時間と同時間オンとしていた。このため、（ｂ３）に示すように、乗員検知ＥＣＵ１１に、１００ｍｓの間に変化する動作電流ＩｃｃＢＳの数は少なくなるが、同じ時間ｔ１〜ｔ２間にバックルスイッチ１３の通電電流ＩｃｃＢとシートポジションセンサ１４の通電電流ＩｃｃＳが流れる。このため、乗員検知ＥＣＵ１１に、Ｌ１で示す値の通電電流ＩｃｃＢと、Ｌ１で示す値の通電電流ＩｃｃＳとが合成（Ｌ１＋Ｌ１）され、Ｌ２で示すように大きな動作電流ＩｃｃＢＳが流れていた。このため、大きなパワーのラジオノイズが発生していた。

しかし、本実施形態では、バックルスイッチ１３の通電電流ＩｃｃＢとシートポジションセンサ１４の通電電流ＩｃｃＳとを時間をずらして連続的に合成するので、この合成電流である動作電流ＩｃｃＢＳの値が増加することは無い。従って、大パワーのラジオノイズの発生を無くすことができ、車両の他の電子機器に及ぼすラジオノイズの悪影響を無くすことができる。

１０乗員検知装置
１１乗員検知ＥＣＵ
１２静電センサ
１３バックルスイッチ
１４シートポジションセンサ
１６センサ特性計測部
１７ＣＰＵ
１７ａ電源制御部
１７ｂ判定部
１８動作制御部
２１電源ライン
Ｔｒ１，Ｔｒ２トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ４抵抗器

Claims

シートベルトの装着／非装着を判定するバックルスイッチと、
座部シートの前後間の位置を検出するシートポジションセンサと、
前記バックルスイッチ及び前記シートポジションセンサを個別に動作制御する２つの能動素子を有する動作制御部と、前記２つの能動素子に個別に電圧を供給してオン／オフ制御し、オン時にバックルスイッチ又はシートポジションセンサを動作させ、オフ時に停止させる演算制御手段とを有する電子制御ユニットとを備えた乗員検知装置において、
前記演算制御手段は、前記バックルスイッチの動作用の能動素子を所定時間オンとし、このオンがオフに切り換わるタイミングで、前記シートポジションセンサの動作用の能動素子を所定時間オンとする制御を行うことを特徴とする乗員検知装置。
前記演算制御手段は、前記バックルスイッチの動作用の能動素子を所定時間オンとするタイミングを一定時間毎に実行することを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
前記２つの能動素子への通電のオン／オフを切替えるスイッチを有し、このスイッチは前記２つの能動素子に並列に接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知装置。
座部シート内部に配置したメイン電極と車両ボディとの間に発生させた微弱電界の乱れを電流又は電圧として出力する静電センサを備えると共に、この静電センサから出力される電流又は電圧に応じて座部シート上の被測定物の静電容量を測定するセンサ特性計測部を前記電子制御ユニットに更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の乗員検知装置。