JP4943431B2 - 自動車座席占有者の形態識別用静電容量センサ - Google Patents

Description

本発明はセンサの分野に関する。

より詳細には、本発明は静電容量センサの分野に関する。

より詳細には、本発明は、車両座席の乗員の形態識別ができるように設計された静電容量センサに関する。

具体的には、本発明は、それだけには限らないが、自動車におけるエアバッグ作動にその応用例がある。

一般に最近まで自動車のエアバッグは、万一の衝突の場合に加速度計によって作動された。この基本的な作動では、乗員（肥満度が小さい、又は肥満度が大きい子供又は成人）の形態を考慮していなかった。

エアバッグはたとえ座席が空いていても、あるいはチャイルドシートで占有されていても作動したことに注意されたい。この後者の場合は、非常に深刻であるが、多くの死亡事故の原因となる。

車両座席にチャイルドシートが取り付けられている場合など、そうする必要がある場合にエアバッグを作動させないようにするために使用されるスイッチが現在、一部の車両に備えられているのはこの理由による。このスイッチは通常、エアバッグが作動状態又は非作動状態にあることを表示するために使用されるインストルメントパネル上の発光表示器と結ばれている。

２００３年以来、はるかに制限的な規定が米国で公布されており（ＦＭＶ ＳＳ ２０８）、この規定は、２００５年からすべての車両の少なくとも３分の１が、座席が空いているか占有されているかを検出するために使用される乗員存在検出システムを備えることを求めている。エアバッグは、座席が空いている場合に作動してはならない。

本明細書では「空き座席」という概念は、１）（子供がいる、又はいない）チャイルドシートによって占有されていない、又は占有されている座席の場合、及び２）６歳未満の子供によって占有されている座席の場合を包含することに注意されたい。

課されるべき法律とは無関係に、米国内でもその他の諸国でも商業上の制約により現在、エアバッグの「知的な」作動、すなわち１）座席が空いている場合のエアバッグの非作動、２）座席が、（占有されている、又はいない）チャイルドシートによって占有されている場合のエアバッグの非作動、３）座席が６歳未満の子供によって占有されている場合のエアバッグの非作動、及び４）占有者の形態に応じて制御された動力によるエアバッグの作動が必要とされている。

いくつかの統計的分布によれば、３つの主要な形態の区分が成人について定義される。すなわち
主として女性及び肥満度が小さい人に相応する第５百分位数（４６〜５３ｋｇ／１．４〜１．６５ｍ）、
人口の過半数に相応する第５０百分位数（６８〜７３ｋｇ／１．７〜１．８ｍ）、及び
肥満度が大きい人を包含する第９５百分位（９４〜９８ｋｇ／１．８３〜１．９３ｍ）
である。

車両座席の乗員の存在及び形態を検出するために、いくつかの技術が使用される。

具体的には、従来技術により、ａ）座席の取付け箇所に配置された応力計に基づく構成、ｂ）座席カバーの下の座席内部に配置された圧力パッド、及びｃ）座席カバーの下の座席内部に配置された静電容量センサが知られている。

この後者の技術では、２つの主要な群、すなわち１）可変コンデンサとして機能する２つの導体電極間に配置されたフォームパッドの圧縮によって個人の存在を検出するもの、及び２）可変電界又は固定電界に基づくものを区別することができる。

この後者の場合では、そのセンサは通常、座席カバー下に配置された同一平面上の電極を含む。車両座席に個人が存在すると周囲の誘電率が変化し、それによってセンサ静電容量の値が変わる。

国際公開特許ＷＯ−Ａ−００／２５０９８では、負荷検出システムに結合されたそのようなセンサの例を記載している。この文書に記載の手段は、座席の乗員の存在又は位置の検出を可能にする。この種類のセンサは、一般に満足のゆくものである。しかし、このセンサは、座席上に湿った物体が置いてある状態では、あるいは座席の発泡樹脂が水蒸気で含浸される場合では、いくつかの欠点を有する。こうした状況では、周囲の誘電率が水の存在によって変わり、それによって特定の状況では区分誤りにつながり、座席が空いているときに乗員の存在を検出することにさえなる。

結論として、自動車のエアバッグの作動制御のためにこれまで提案された様々な解決策は、完全に満足のゆくものというわけではない。

本発明の主な目的は、個人の形態、又は自動車の座席に置かれた物体のより信頼できる検出を可能にする新規な検出デバイスを提案することである。

この目的は、本発明の明細書では検出組立品を用いて達成され、この検出組立品は、第１には、３つの電極、すなわち空間の別々の区域をカバーする２つの主電極、及び２つの主電極をほとんど完全に取り囲む第３の補助電極を有するセンサと、第２には、制御された電圧レベルで電極に電力を供給し、電極から取り込まれた信号を２つの信号間の比の形で使用し、電極から測定された信号を所定の閾値と比較することによって主電極が覆われているか覆われていないかを表す２値信号を最初に送出し、少なくとも１つの電極の覆われている割合を表すアナログ信号を次に送出するように電極に接続された処理手段との組合せを含む。

後でより詳細に説明するように、２つの信号間の比を用いると、温度又は周囲の湿気含有率に応じて起こりうるドリフトを克服することが可能になる。

本発明はまた、前述の検出組立品が装着された座席、並びにこれらの組立品に使用されるセンサにも関する。

本発明の他の特徴、目標、及び利点は、非限定的で例示的に提供する添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。

本発明者らが本発明を設計した手法は以下のとおりである。

静電容量センサのオフセット合は無負荷の静電容量値に比例し、「オフセット合静電容量」と呼ばれる。

結果として、センサ・ドリフトを最少にするには静電容量プローブの電極の長さを短くすることが望ましい。

さらに、基本センサにかぶさる乗員が存在するかしないかの２値検出信号を得るには、「基本ピクセル」とみなされるだけ十分に寸法が小さい基本センサを有することが望ましい。

座席の占有者の形態を判定できるようにするために、判定基準を確認することが必要である。この目的のために本発明者らは、幾何学的な投影によって、また種々のデータベース、具体的には、様々な国の自動車製造者のデータベースから、１）「幼児、子供及び１８歳までの青年を含む１９７７年度ミシガン州主要道路安全調査（Michigan Highway Safety Research for 1977, including infants, children and youths up to 18 years old）」という名称の「Highway Safety Research Institute of Michigan」から発行のもの、２）ＰＳＡグループ、すなわちより正確にはプジョー・ルノー（Peugeot-Renault）共同の生理学及び生物力学研究所から発行されたもの、及び３）１８歳から７９歳の米国住民に関する、ＳＡＥから発行され「Caesar」として知られるものなどの統計的な人口の分布を反映して、図１に示したように人体をモデル化した。

こうして選択された統計的な人口分布が図２ａ及び図２ｂに示されている。これらの曲線を考察すると、幼児の集団を成人の集団と識別するのはきわめて容易であるものの、形態的な基準に基づいて成人を識別するのはきわめて困難であることが分かる。

しかし、上述の分析により本発明者らは、主に判定基準として構成員の別々の下位区分集団、具体的にはまず幼児と成人、それから次に成人間（第５百分位数と第９５百分位数）を、座席底面については大腿部及び臀部の幅、また座席背面については肩幅及び臀部と肩との距離である構成員の形態に関して識別することを選択した。

結果として、これらの考察により、図５及び図６に示されるように座席底面及び座席背面の対応する区域にセンサを配置することになったが、これは後でより詳細に説明する。

より正確には、説明したばかりの根拠に基づき本発明者らが「ピクセル」として知られるセンサの配置を重要な要素としたことがここで強調されるべきであり、この配置は、座席の側方部分上で縫い目に近接して全か無か（all-or-none）の存在検出のために使用されるセンサの配置である。座席底面上と座席背面上の両方であるこれら側方部分は通常、専門家によって「枕（bolster）」と呼ばれる。

理論上は上述の手法では、様々な形態を正しく識別できるようにするために座席上に多数のセンサが必要であり、これは法外なコストにつながる。

しかし本発明では、必要なセンサの数を最少にすることが可能であり、結果としてこれらの欠点を克服する。

本発明ではまた、寄生オフセット合静電容量ドリフトを最少にすることも可能である。

添付の図３は、本発明によるセンサの一例を示す。

図３には、３つの電極１１０、１２０、１３０を備えたセンサ１００が示されている。

しかし実際には本発明は、３つの電極を備えたセンサに限定されない。本発明は、多数の電極を備えたセンサに適用することができる。

「主」電極と呼ばれる電極１１０及び１２０は、本質的にピクセル化（pixelation）を行うことを目的とし、ピクセル化は、電極の位置での存在又は不在の全か無かの検出である。

「補助」と呼ばれる電極１３０は、本質的にアナログ形式の検出を行うことを目的とし、個人又は物体によってそれだけ電極が覆われている割合を表す信号を供給する。

図３によれば、主電極１１０、１２０がそれぞれ主直線素子１１２、１２２を含む。これらの素子１１２、１２２は直線上に配列されている。

しかし一変形形態では、主素子１１２、１２２は、正弦曲線、台形、又は他の形状など別の形状を有することもできる。

主素子１１２、１２２は、それらの近接した端部で接続部１１４、１２４に取り付けられる。これらの接続部は通常、主素子１１２、１２２と直角をなす。すなわち各電極１１０、１２０は、ほぼ「L字形」の形状を有する。

２つの電極１１０、１２０は、中央面（図３の参照符号Ａ）に対して対称である。この面Ａは、主素子１１２、１２２に対し垂直であり、接続部１１４、１２４に対し平行である。

補助電極１３０は、主電極１１０、１２０をほとんど完全に取り囲む実質的な開ループ形状１３２を有する。開ループ１３２は、その端部の一方で、上述の部分１１４及び１２４に対して平行な接続部１３４に取り付けられる。すなわち補助電極１３０は、ほぼ「Ｔ」字形状をとり、その直立部は接続部１３４から成り、その頭部は開ループ１３２から成る。より正確には、ループ１３２は、湾曲部分１３２１、１３２４によって対の形で一緒にして接続された３つの直線部分１３２０、１３２２、１３２３から成る。部分１３２０及び１３２３は、主電極１１０、１２０の主素子１１２、１２２とほぼ同じ長さを有する。部分１３２２は、主素子１１２、１２２の２倍にほぼ等しい長さを有する。

従って３つの電極１１０、１２０、１３０からなるセンサは、上述の面Ａに対し平行であり電極１２０に付随する連結部１２４の中央部分を通過する面Ｂに対して概ね対称性を示す。

電極１１０、１２０、１３０が互いに対してそれぞれの既知の面積比を有することが重要である。

このために、３つの電極１１０、１２０、１３０は同じ幅ｅを有することが好ましく、主素子１１２、１２２は同じ長さＬを有し、別々の電極素子１１２、１２２、１３２、及び１１４、１２４、１３４を分離する距離は同じで一定である。

上述の構成は、同じ面を有する主電極１１０、１２０と、補助電極１３０の４分の１に等しい面を有する主電極１１０、１２０とを画定することになる。

しかし本発明の明細書では、電極１１０、１２０、１３０の他の形状が選択されてもよい。

例えば、一方の電極１１０の幅が電極１２０の２倍であるが長さがその半分だけであるなど、同じ面を有するが幅及び長さが異なる電極１１０、１２０を使用することができる。

さらにまた、面積が電極１２０の２倍である電極１１０など、ある既知の比で異なる面を有する電極１１０、１２０を使用することもできる。

非限定的な例によれば、本発明の本明細書では、主電極１１０、１２０の主素子１１２、１２２は、３５ｍｍから１５０ｍｍ程度の長さを有することができる。

従って、図３に示された前述のセンサ１００は、３つの電極１１０、１２０、１３０にそれぞれ接続された入力端１１４、１２４、１３４を有する。今後は便宜上、これらの３つの電極はそれぞれ、電極１１０については「ピクセルＣ１」、電極１２０については「ピクセルＣ２」、電極１３０については「電極Ｕ」と名づけられる。

接続部１１４、１２４、１３４は、図３に参照符号２００で示された電力供給及び処理手段に電極１１０、１２０、１３０を接続するために使用される。

これらの手段２００は好ましくは、文書ＷＯ−Ａ−００／２５０９８による電力供給及び電荷除去の手段を含む。

すなわち、手段２００は好ましくは、制御された振幅の継続的な電圧を出力できる電力供給手段と、静電容量スイッチング・システムを備えた積分器段と、制御された周期数において一連の２つの系列を周期的に生成するように設計された制御手段とを含み、これら２つの系列は、その間に電力供給手段が電極１１０、１２０、１３０のうちの１つに接続され、そこに電界をかけ、この電極に電荷を蓄積する第１の系列Ｔ１と、次に、その間に電力供給手段が前述の測定プローブ電極から切り離され、後者が、電荷を積分器段内に転送するように積分器の加算点に接続され、その出力端に、電極又は測定プローブとグランドの間に存在する誘電率を表す信号を得る第２の系列Ｔ２である。

センサ１００は、任意の適切な技術を用いて実現されてよい。

本発明の明細書では、電極１１０、１２０、１３０は好ましくは、自動車の座席内への組込みに適した薄い可撓性の熱可塑性材料基板上にスクリ−ン印刷プロセスによって堆積される。上述の可撓性基板は、有利にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成り、あるいは、一般にはε＜４である比較的小さい誘電率と、温度及び湿度に対して安定であるばかりでなく水吸収を避けるために非常に低い多孔率とを示す他の任意の同様な媒体から成る。

センサの防水は、センサの表面全体を覆って防水膜を形成させることによって、あるいはまたセンサ全体を、温度及び湿度に対して安定な比較的小さい誘電率ε＜４を示す例えばポリエチレンなどの防水材料又は防水発泡樹脂で被覆することによってなど、任意の適切な手段によって実現されてよい。

手段２００は、電極１１０、１２０、１３０に電力供給し、基本ピクセル化データ又は組合せピクセル化データ、及び／又はアナログ信号の取得ができるように設計されたこれらの電極から信号を収集する一連のステップを生成するために使用される。

この一連のステップそれぞれは、グランド電位、又は測定されるべき電極と通常は等しい制御されたレベルの電圧を１つ又は複数の他の電極に印加することによって、１つ又は複数の電極Ｃ１、Ｃ２、Ｕに電界をかけること、次いで対象の電極の電荷を測定することを含む。

説明では今後、その上の電荷が測定される電極の名称をそれぞれの測定に付与する。

従って、図８の表の最初の部分に示されているように本発明の明細書では、手段２００はＣｌ、Ｃ２、Ｕ、Ｃ１Ｕ、Ｃ２Ｕ、ＵＣ１、ＵＣ２、ＵＣ１Ｃ２、及びＣｌ＋Ｃ２という名称のステップによって測定シーケンスを決定する。

最初のピクセルからの信号Ｃ１は、Ｃ１とＵの間、つまり電極１１０と１３０の間に電界を加え、グランドに接続されたピクセルＣ２（電極１２０）を用いてＣ１（電極１１０）の電荷をＵ（電極１３０）に対して測定することによって得られる。

２番目のピクセルからの信号Ｃ２は、Ｃ２とＵの間、つまり電極１２０と１３０の間に電界を加え、グランドに接続されたピクセルＣ１（電極１１０）を用いてＣ２（電極１２０）の電荷をＵ（電極１３０）に対して測定することによって得られる。

アナログ信号Ｕは、グランドに接続された電極１１０及び１２０を意味する電極Ｃ１及びＣ２に対して電極Ｕ、つまり電極１３０に電界を加え、Ｕ（電極１３０）上の電荷を測定することによって得られる。

ピクセルＣ１Ｕからの信号は、Ｃ１とＵの間、つまり電極１１０と１３０の間に電界を加え、この電界にその影響を無効にするために接続されたピクセルＣ２（電極１２０）を用いてＣ１（電極１１０）の電荷をＵ（電極１３０）に対して測定することによって得られる。

ピクセルＣ２Ｕからの信号は、電界をＣ２とＵの間、つまり電極１２０と１３０の間に加え、この電界にその影響を無効にするために接続されたピクセルＣ１（電極１１０）を用いてＣ２（電極１２０）上の電荷をＵ（電極１３０）に対して測定することによって得られる。

アナログ信号ＵＣ１は、Ｃ１すなわち１１０に対して電界を電極Ｕ、つまり電極１３０に加え、この電界にその影響を無効にするために接続されたピクセルＣ２（電極１２０）を用いてＵ（電極１３０）の電荷を測定することによって得られる。

アナログ信号ＵＣ２は、Ｃ２すなわち１２０に対して電界を電極Ｕすなわち１３０に加え、この電界にその影響を無効にするために接続されたピクセルＣ１（電極１１０）を用いてＵ（電極１３０）の電荷を測定することによって得られる。

アナログ信号ＵＣ１Ｃ２は、電界を電極Ｕ、Ｃ１及びＣ２、すなわち１３０、１１０及び１２０に加え、Ｕ（電極１３０）上の電荷を測定することによって得られる。この測定値は、電極Ｕと目標物（乗員など）の間の静電容量を直接示す。

信号Ｃ１ＵとＣ２Ｕを手段２００内で加算することによって、長さＣ１＋Ｃ２に相当する第３のピクセルが得られる。この冗長な情報は、本発明で使用される検出の信頼性及び精度を向上させるために使用される。

本発明によるセンサが、関係する電極Ｃ１、Ｃ２上に垂直に置かれた個人／物体の存在／不在についてのいわゆるピクセル化の全か無かの（オン／オフ）信号、又は電極が覆われている割合を表すアナログ測定値のどちらかを得ることができるようにすることを当業者は理解されよう。

さらに本発明のセンサは、３つの入力端１１４、１２４、１３４だけを使用して、５つのピクセル化信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ１Ｕ、Ｃ２Ｕ、Ｃ１＋Ｃ２、及び４つのアナログ信号Ｕ、ＵＣ１、ＵＣ２及びＵＣ１Ｃ２、さらには複数のオフセット合信号さえも得ることができるようにする。

これらの様々な応答は、温度及び湿度によるオフセット合を最少にするために、比の形で一緒に組み合わせられる。電極１１０、１２０、１３０の面が互いに既知の係数Ｋｎの範囲内で比例するので、例えばＣ１／Ｕ、Ｃ２／Ｕ又はＣ１＋Ｃ２／Ｕなどの特定の比を組み合わせることによって、ＣｎとＵの間の固有の寄生静電容量が最小化される。というのは、分子と分母に同時に現れるオフセット合が互いに打ち消し合うからである。

従って、こうして得られる応答は、手段２００が乗員の特定の区分を形態的に識別できるようにする。実際に、座席（その好ましい構成は後で図５及び図６を参照して説明する）上に配置された別々のセンサからこうして得られる信号は特に、識別を実施するために乗員の位置を決定（また必要に応じて、横方向に移動した乗員の位置が検出された場合に生の測定値を修正）できるようにし、また、前述の重要なパラメータである大腿部と臀部の幅の大きさの程度、並びに肩幅及び臀部と肩との距離を決定できるようにする。

本発明による前述のセンサを用いて得られる様々な応答は、添付の図７にシミュレートされている。図７に示された曲線は、センサの全長と長さが等しく、かつ左側から来る物体で電極を段階的に覆うことによって、前述のシーケンスでの異なるステップで得られる応答に対応する。

添付の図５及び図６に見られるように、座席底面、並びに必要に応じて座席背面には、好ましくは本発明による複数のセンサが備えられる。これらの様々なセンサの好ましい埋設は後で説明する。

本発明の明細書では、手段２００は好ましくは、「全域（global）」と表されたさらなる測定シーケンスを繰り返すように設計され、このシーケンスには、Ｃｌ、Ｃ２、Ｕ、Ｃ１Ｕ、Ｃ２Ｕ、ＵＣ１、ＵＣ２、ＵＣ１Ｃ２、及びＣｌ＋Ｃ２と以前に表され、これらの各センサに対してそれぞれ「通常」シーケンスという名称を付けられたステップと類似であるが、他のセンサをグランドではなく測定電位に同時に接続するステップがある。

こうして生成されたステップシーケンスは、図８の下部に示されている。これらのステップには、参照符号Ｃ１ｇ、Ｃ２ｇ、Ｕｇ、ＣＩＵｇ、Ｃ２Ｕｇ、ＵＣｌｇ、ＵＣ２ｇ、ＵＣ１Ｃ２ｇ、及びＣｌｇ＋Ｃ２ｇが付されている。

このような全域シーケンスの実施は、いくつかの結果をもたらす。

まず第一に、その実施により、測定が実施されるもの以外のセンサの影響を無効にすることができる。

次に、乗員が車両の金属部に接触したかどうかを判定することができる。実際この場合、電位がグランドに加えられ、そのため、いわゆる通常シーケンスで得られる値といわゆる全域シーケンスで得られる値との間に差がない。これに反して、乗員が車両の金属部に接触しない場合には、全域と呼ばれるシーケンスにより、「フローティング」と表される電位を加えることができ、これらの条件では、通常シーケンスで得られる値と全域シーケンスで得られる値とは異なる。この非常に重要な特性は、乗員の浮動状態と固定電位にある乗員の状態との間のあいまい性を除去することを可能にし、また浮動効果の変化によって湿った物体の存在を検出することも可能にする。

本発明の明細書で前に示したように、電極１１０、１２０、１３０から読み取られる信号は、手段２００によって、また好ましくは文書ＷＯ−Ａ−００／２５０９８に記載の構成による手段を使用して電圧に変換される電荷である。

次に、図４に示されたセンサ変形形態１００を説明する。

この図は、２つの主電極１１０、１２０、及び１つの補助電極１３０を備えるセンサ１００を示す。図４に示された電極の形状は、このセンサ１００が、補助電極１３０の接続部１３４を通る平面（Ｃ）に対して完全な対称性を示すように設計されている。

ほぼ「Ｔ」字形であるこの電極１３０は、直線の接続部１３４から成る直立部と、平面Ｃに対して対称形の２つの開ループ１３２ａ、１３２ｂから成る頭部とを含む。ループ１３２ａ、１３２ｂそれぞれは、２つの直線部分１３２０ａ、１３２０ｂ、１３２２ａ、１３２２ｂからなり、これらは対称面Ｃに対して垂直であり、湾曲部分１３２１ａ、１３２１ｂによって接続されている。

主電極１１０、１２０はそれぞれ、「Ｌ」字に似た形状をしている。これらは平面Ｃに対して対称形である。各主電極１１０、１２０は、（正弦曲線、台形、又は他の形状もまた許容できるが）好ましくは直線である主部分１１２、１２２と、直角の接続部１１４、１２４とを含む。

主素子１１２、１２２は、好ましくは互いに一直線に並べられ、平面Ｃに対して直角で、そこから反対の方向に延びている。これらはまた、それぞれループ１３２ａ、１３２ｂのうちの１つによって取り囲まれてもいる。接続部１１４、１２４は、対称面Ｃ及び接続部１３４に対して平行である。

次に、自動車の座席内での本発明によるセンサの好ましい実施を図５及び図６を参照して説明する。

図５は、自動車内の座席の底面２００を示し、中央部分２１０と、縫い目２２１、２２３によって中央部分２１０から分離された側方部分２２０、２２２とがある。側方部分２２０、２２２は一般に「枕」と呼ばれる。

図５で分かるように、本発明によれば座席の底面２００には好ましくは、
２つの側方部分２２０、２２２それぞれの上で、縫い目２２１、２２３に対し直角に、かつ座席の前後間の中心軸上にセンサ１００Ｓ１、１００Ｓ６と、
座席の中央の方である、縫い目２２１、２２３の他方の側の中央部分２１０上に配置され、センサ１００Ｓ１及び１００Ｓ６それぞれがこれらセンサに対して前方にオフセット合されたセンサ１００Ｓ２、１００Ｓ５と、
縫い目２２１、２２３の間の中央部分２１０の幅に長さが等しく、座席の後方で前後間の距離の２／３のところに配置されたセンサ１００Ｓ３と、
縫い目２２１、２２３の間の中央部分２１０の幅に長さが等しく、座席の前方で前後間の距離の１／３のところに配置されたセンサ１００Ｓ４とが備えられる。

本発明の明細書では、図５に示された座席底面を提供することだけを考えることが可能である。

しかし座席の背面にもまた、好ましくはセンサが備えられる。好ましくはまた、座席の背面でのセンサの埋設は、座席底面上の埋設と同じである。

すなわち、図６で分かるように、座席背面２５０には中央部分２６０と、縫い目２７１、２７３によって中央部分２６０から分離された側方部分２７０、２７２とがある。側方部分２７０、２７２は一般に「枕」と呼ばれる。

この座席背面２５０には、２つの側方部分２７０、２７２それぞれの上で、縫い目２７１、２７３に直角で背面の上までの距離のほぼ２／３のところにセンサ１００Ｓ１、１００Ｓ６と、背面の中央の方である、縫い目２７１、２７３の他方の側の中央部分２６０上に配置され、センサ１００Ｓ１及び１００Ｓ６それぞれがこれらセンサに対して下方の、背面２５０の高さのほぼ中心軸上にオフセット合されたセンサ１００Ｓ２、１００Ｓ５と、縫い目２７１、２７３の間の中央部分２６０の幅に長さが等しく、背面の下方で背面の高さの実質的に約１／３のところに配置されたセンサ１００Ｓ３と、縫い目２７１、２７３の間の中央部分２６０の幅に長さが等しく、背面の上方で背面の上までの距離のほぼ２／３のところに配置されたセンサ１００Ｓ４とが取り付けられる。

センサ１００Ｓ１、１００Ｓ２、１００Ｓ３、１００Ｓ４、１００Ｓ５、１００Ｓ６それぞれは、前述の構成に従って３つの電極１１０、１２０、１３０を含む。すべてのセンサ１００Ｓ１、１００Ｓ２、１００Ｓ３、１００Ｓ４、１００Ｓ５、１００Ｓ６は、好ましくは共通の処理手段２００に接続される。

手段２００は、電極１１０、１２０、１３０から取り込まれた信号を処理した結果得られたピクセル信号及びアナログ信号を参照ファイルに収容されている信号と比較することによって、座席上で検出された個人の形態的な型を容易に判定することができ、それによってエアバッグを制御する。

少数のセンサを用い、従って低減されたコストで様々な乗員の形態の識別をできるようにする正確な検出を本発明が可能にすることを当業者は理解されよう。

本発明は当然ながら、上記で説明してきた特定の実施形態に限定されず、本発明の精神に合致するいかなる変形形態にも及ぶ。

幾何学的な投影によって人体のモデル化を概略的に表す図である。 統計的な人口分布を表す線図である。 統計的な人口分布を表す線図である。 本発明の第１の実施形態によるセンサの平面図である。 本発明の第２の実施形態によるセンサの平面図である。 自動車の座席の基部又は底面、及び背面へのセンサの埋設を概略的に表す図である。 自動車の座席の基部又は底面、及び背面へのセンサの埋設を概略的に表す図である。 異なる電力及び動作態様の場合に、本発明によるセンサの出力端に得られる応答曲線を表す線図である。 本発明の好ましい実施による電力供給のシーケンス及び信号処理の概略を示す表である。

Claims (29)

1. 第１には、３つの電極、すなわち空間の別々の区域をカバーする２つの主電極（１１０，１２０）、及び前記２つの主電極をほとんど完全に取り囲む第３の補助電極（１３０）を有するセンサ（１００）と、第２には、制御された電圧レベルで前記複数の電極に電力を供給し、前記複数の電極から取り込まれた複数の信号を２つの信号間の比の形で使用し、前記電極から取り込まれた信号を所定の閾値と比較することによって主電極が覆われているか覆われていないかを表す複数の２値信号を最初に送出し、少なくとも１つの電極の覆われている割合を表す複数のアナログ信号を次に送出するように前記電極（１１０，１２０，１３０）に接続された処理手段（２００）との組合せを含む、検出組立品。
2. おおよその対称面に対して反対の方向に延びる主素子（１１２，１２２）を前記２つの主電極（１１０，１２０）が含むことを特徴とする、請求項１に記載の組立品。
3. 前記主電極（１１０，１２０）それぞれがＬ字形であり、前記補助電極（１３０）が直立部（１３４）と、前記主電極（１１０，１２０）の前記主素子（１１２，１２２）を取り囲む開ループから形成される頭部（１３２）とを有するＴ字形であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の組立品。
4. 前記主電極（１１０，１２０）それぞれがＬ字形であり、前記補助電極（１３０）が直立部（１３４）と、前記主電極（１１０，１２０）の前記主素子（１１２，１２２）をそれぞれ取り囲む２つの開ループ（１３２ａ、１３２ｂ）から形成される頭部（１３２）とを有するＴ字形であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の組立品。
5. 直線であり互いに一直線に並べられた主素子（１１２，１２２）を前記主電極（１１０，１２０）が含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の組立品。
6. 非直線である主素子（１１２，１２２）を前記主電極（１１０，１２０）が含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の組立品。
7. 可撓性の支持物上に前記電極（１１０，１２０、１３０）が配置されることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の組立品。
8. 任意の熱可塑性材料から成る支持物上に前記電極（１１０，１２０、１３０）が配置されることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の組立品。
9. 前記電極（１１０，１２０、１３０）が、温度及び湿度に対して安定な材料から成る支持物上に配置されることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の組立品。
10. ε＜４の誘電率を示す支持物上に前記電極（１１０，１２０、１３０）が配置されることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の組立品。
11. 温度及び湿度に対して安定で誘電率が低い防水膜によって前記センサ（１００）が被覆されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の組立品。
12. グランド電位、又は測定されるべき電極の電圧と通常は等しい制御されたレベルの電圧を１つ又は複数の他の電極（１１０，１２０，１３０）に加え、次に対象の電極上の電荷を測定することによって電界を１つ又は複数の前記電極（１１０，１２０，１３０；Ｃ１，Ｃ２，Ｕ）に加えるように前記処理手段（２００）が設計されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の組立品。
13. 主電極（Ｃ１，１１０）と補助電極（Ｕ，１３０）の間に電界を加え、グランドに接続された第２の主電極電極（Ｃ２，１２０）のピクセルを用いて、前記主電極（Ｃ１、１１０）上の電荷を前記補助電極との関係で測定することによって第１のピクセルからの信号（Ｃ１）を取得し、
    前記第２の主電極（Ｃ２，１２０）と前記補助電極（Ｕ，１３０）の間に電界を加え、前記グランドに接続された前記第１の主電極（Ｃ１，１１０）のピクセルを用いて、前記第２の主電極（Ｃ２，１２０）上の電荷を前記補助電極（Ｕ，１３０）との関係で測定することによって第２のピクセルからの信号（Ｃ２）を所得し、
    前記グランドに接続された前記主電極（Ｃ１，Ｃ２；１１０，１２０）との関係で電界を前記補助電極（Ｕ、１３０）に加え、前記補助電極（Ｕ、１３０）上の電荷を測定することによってアナログ信号（Ｕ）を所得し、
    第１の主電極（Ｃ１）と前記補助電極（Ｕ）の間に電界を加え、前記電界にその影響を無効にするために接続された前記第２の主電極（１２０）を用いて、前記第１の主電極（Ｃ１，１１０）上の電荷を前記補助電極（Ｕ、１３０）との関係で測定することによってピクセル信号（Ｃ１Ｕ）を所得し、
    第２の主電極（Ｃ２）と前記補助電極（Ｕ）の間に電界を加え、前記電界にその影響を無効にするために接続された前記第１の主電極（１１０）を用いて、前記第２の主電極（Ｃ２，１２０）上の電荷を前記補助電極（Ｕ，１３０）との関係で測定することによってピクセル信号（Ｃ２Ｕ）を所得し、
    第１の主電極（Ｃ１，１１０）との関係で前記補助電極（Ｕ、１３０）に電界を加え、前記電界にその影響を無効にするために接続された前記第２の主電極（１２０）を用いて、前記補助電極（Ｕ、１３０）上の電荷を測定することによってアナログ信号（ＵＣ１）を所得し、
    前記第２の主電極（Ｃ２，１２０）との関係で前記補助電極（Ｕ、１３０）に電界を加え、前記電界にその影響を無効にするために接続された前記第１の主電極（１１０）を用いて、前記補助電極（Ｕ、１３０）上の電荷を測定することによってアナログ信号（ＵＣ２）を所得し、
    前記主電極及び補助電極（Ｕ、Ｃ１，Ｃ２；１３０，１１０，１２０）に電界を加え、前記補助電極（Ｕ、１３０）上の電荷を測定することによってアナログ信号（ＵＣ１Ｃ２）とを所得するように前記処理手段が設計されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれかに記載の組立品。
14. 信号Ｃ１ＵとＣ２Ｕとの加算を実行するように前記処理手段が設計されることを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載の組立品。
15. 複数のセンサ（１００）を含み、他の複数のセンサを測定電位にすることによって、各センサ（１００）に対して連続的な測定シーケンスを繰り返すように前記処理手段（２００）が設計されることを特徴とする、請求項１２から１４のいずれかに記載の組立品。
16. 概ね直線の主電極（１１０，１２０）を用いてピクセル化の測定を行うように前記処理手段（２００）が設計されることを特徴とする、請求項１から１５のいずれかに記載の組立品。
17. 前記補助電極（１３０）を用いてアナログ測定を実施するように前記処理手段（２００）が設計されることを特徴とする、請求項１から１６のいずれかに記載の組立品。
18. 請求項１から１７のいずれかに記載の組立品を作り出すために、３つの電極、すなわち空間の別々の区域をカバーする２つの主電極（１１０，１２２０）と、前記２つの主電極（１１０，１２０）をほとんど完全に取り囲む第３の補助電極（１３０）とを含むことを特徴とするセンサ。
19. 請求項１から１７のいずれかに記載の組立品を少なくとも１つ含むことを特徴とする自動車座席。
20. 請求項１から１７のいずれか一項に記載の組立品を複数のセンサ（１００）と共に含むことを特徴とする、請求項１９に記載の座席。
21. 前記複数のセンサ（１００）が共通の処理手段（２００）に接続されることを特徴とする、請求項２０に記載の座席。
22. 座席底面（２００）上に複数のセンサ（１００）を含むことを特徴とする、請求項１９から２１のいずれかに記載の座席。
23. 座席背面（２５０）上に複数のセンサ（１００）を含むことを特徴とする、請求項１９から２２のいずれかに記載の座席。
24. 前記座席底面（２００）及び／又は前記座席背面（２５０）の複数の側方部分（２２０，２２２，２７０，２７２）上に複数のセンサ（１００）を含むことを特徴とする、請求項１９から２３のいずれかに記載の座席。
25. 前記座席底面（２００）及び／又は前記座席背面（２５０）の中央部分（２１０，２６０）上に複数のセンサ（１００）を含むことを特徴とする、請求項２４に記載の座席。
26. 前記座席底面（２００）において、
    ２つの側方部分（２２０，２２２）それぞれの上で、縫い目（２２１，２２３）に対し直角に、かつ前記座席の前後間の中心軸上にセンサ（１００Ｓ１、１００Ｓ６）と、
    前記座席の中央の方である前記縫い目（２２１，２２３）の他方の側の中央部分（２１０）上に配置され、前記センサ（１００Ｓ１、１００Ｓ６）に対して前方にオフセットされたセンサ（１００Ｓ２、１００Ｓ５）と、
    前記縫い目（２２１，２２３）間の前記中央部分（２１０）の幅に長さが等しく、前記座席の後方で前後間の距離の２／３のところに配置されたセンサ（１００Ｓ３）と、
    前記縫い目（２２１，２２３）間の前記中央部分（２１０）の幅に長さが等しく、前記座席底面の前方でその前後間の長さの１／３のところに配置されたセンサ（１００Ｓ４）とが設けられることを特徴とする、請求項１９から２３のいずれかに記載の座席。
27. 前記座席背面（２５０）において、
    ２つの側方部分（２２０，２２２）それぞれの上で、縫い目（２７１，２７３）に対し直角に、かつ前記背面上方ほぼ２／３のところのセンサ（１００Ｓ１，１００６Ｓ６）と、
    前記座席背面の中央の方である前記縫い目（２７１，２７３）の他方の側の中央部分（２６０）上に配置され、前記センサ（１００Ｓ１，１００６Ｓ６）それぞれに対して下方に、すなわち前記座席背面（２５０）の高さのほぼ中心軸上にオフセットされたセンサ（１００Ｓ２，ｍ１００Ｓ５）と、
    前記縫い目（２７１，２７３）の間の前記中央部分（２６０）の幅に長さが等しく、前記座席背面の底面の方でその高さのほぼ１／３のところに配置されたセンサ（１００Ｓ３）と、
    前記縫い目（２７１，２７３）の間の前記中央部分（２６０）の幅に長さが等しく、前記背面の上方でそのほぼ２／３のところに配置されたセンサ（１００Ｓ４）とが設けられることを特徴とする、請求項１９から２６のいずれかに記載の座席。
28. 乗員の大腿部と臀部の幅を測定するように配置された複数のセンサ（１００）を含むことを特徴とする、請求項１９から２７のいずれかに記載の座席。
29. 乗員の肩幅並びに臀部と肩との間隔を測定するように配置された複数のセンサ（１００）を含むことを特徴とする、請求項１９から２８のいずれかに記載の座席。

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