JP5108915B2 - 乗員検知装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両において静電センサが内蔵された座部シートへの乗員の着席を検知する乗員検知装置に関し、特に、乗員検知時の静電センサへの正弦波信号の送出時に生じるラジオノイズを低減する乗員検知装置に関する。
従来、乗員検知装置は、例えば図1に示すように、座部シート(図示せず)に内蔵され、複数のセンサ電極2a〜2cを有するマット状の静電センサ2と、乗員検知ECU(電子制御ユニット)3とを備えて構成されている。乗員検知ECU3は、各々のセンサ電極2a〜2cに一端が接続された複数のスイッチSW1〜SW3を有するスイッチング回路4と、各スイッチSW1〜SW3の他端に接続された信号検出回路5と、この信号検出回路5に接続された正弦波発生器6と、スイッチング回路4と信号検出回路5との間に接続され、正弦波発生器6から発生された正弦波信号をどのセンサ電極2a〜2cへ送出するかをスイッチング制御する制御回路7とを備えて構成されている。制御回路7のスイッチング制御は、スイッチング回路4の各スイッチSW1〜SW3をオン又はオフすることで実行される。
この構成の乗員検知装置1において、正弦波発生器6から生成された正弦波信号が、制御回路7の制御に応じたスイッチSW1〜SW3のオンで指定されるセンサ電極2a〜2cへ送出される。これによって静電センサ2と図示せぬ車両ボディとの間に微弱電界が生じ、この電界が、座部シート上の人体等の物体との位置関係により変化し、この変化した電流又は電圧が信号検出回路5で検出されることで、物体が検知されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。
特許第3353817号公報
しかし、上記の特許文献1の乗員検知装置のような車両に搭載される車載システムでは、電源の制約から負電圧の形成が困難である。このため正弦波信号等の振幅のある信号を用いる場合、通常は電圧が0V以下とならないように図2に示すようにオフセットをかける。図2(a)に示す例では、センサ電極2aへ正弦波信号VS1を時刻t1〜t4の間に印加する際に、時刻t1において信号電圧を例えば2.5Vのオフセット電圧Vofまで上げ、この上げたオフセット電圧Vofを中心電圧として正弦波信号SV1を生成する。その後、時刻t4において正弦波信号SV1を停止すると共にオフセット電圧Vofを0Vまで下げる。
また(b)に示すように、センサ電極2bへ正弦波信号SV2を時刻t1〜t2間と、時刻t3〜t4間とに印加する場合、時刻t1で信号電圧をオフセット電圧Vofまで上げ、このオフセット電圧Vofを中心電圧として正弦波信号SV2を生成し、時刻t2で正弦波信号SV2を停止すると共にオフセット電圧Vofを0Vまで下げる。同様に、時刻t3で信号電圧をオフセット電圧Vofまで上げて正弦波信号SV2を生成し、時刻t4で正弦波信号SV2を停止してオフセット電圧Vofを0Vまで下げる。(c)に示すセンサ電極2cへの印加も同様である。
このように正弦波信号SV1〜SV3を印加又は停止する際にオフセットを行うが、このオフセット時には一気に電圧が上昇又は下降するので、この急激な電圧変動によって図3に示すようなラジオノイズN1が発生する。また、正弦波信号の発生時にも高い周波数の正弦波電圧を一気に発生するので、この際の急激な電圧変動によってもラジオノイズN1が発生する。このようにラジオノイズN1が発生した場合、車載システムの他の電子装置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、静電センサへの正弦波信号の印加又は停止時のラジオノイズの発生を抑制することができ、これによって車載システムの他の電子装置にラジオノイズが悪影響を及ぼさないようにする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、少なくとも1つの電極を有する静電センサと、前記電極に電圧の振幅が変動する電圧振幅信号を印加する信号印加手段と、前記電圧振幅信号の印加時に前記静電センサの電流変化を検出する信号検出手段とを有し、前記信号印加手段によって前記電極に前記電圧振幅信号が印加されない印加停止期間を有する乗員検知装置において、前記電極への前記電圧振幅信号の印加期間に当該電極の中心電圧を所定電圧に維持すると共に、前記印加停止期間のうち少なくとも所定期間は当該電極の電圧を前記所定電圧に維持する電圧維持手段を備えることを特徴とする。
従来では、電極に印加される電圧振幅信号が負電圧となることを防止するために、電圧振幅信号印加前にオフセットにより電極電圧を所定電圧としていた。しかし、本発明のように印加停止期間のうち所定期間、例えば電圧振幅信号が電極に印加される前後期間の電圧を所定電圧に維持すれば、そのオフセット動作が不要となる。このため、従来のようなオフセット時の急激な電圧変動が無くなるので、その急激な電圧変動によるラジオノイズの発生を抑制することができ、これによって車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
請求項2に記載の発明は、前記電圧振幅信号は、正弦波信号、三角波信号及び方形波信号の何れか1つであることを特徴とする。
この構成によれば、静電センサの特性に適合した電圧振幅信号を電極に印加することが出来る。
請求項3に記載の発明は、前記電圧維持手段は、前記印加停止期間のうち、前記電圧振幅信号を前記電極に印加する直前と直後のうち少なくとも一方は当該電極の電圧を前記所定電圧に維持していることを特徴とする。
この構成によれば、電圧振幅信号を電極に印加する直前と直後のうち少なくとも一方において、上述の請求項1同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
請求項4に記載の発明は、前記電圧維持手段は、前記信号停止期間のうち全期間に亘って前記電極の電圧を前記所定電圧に維持していることを特徴とする。
この構成によれば、電圧振幅信号を電極に印加する直前及び直後において、上述の請求項1同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
請求項5に記載の発明は、前記所定電圧は、前記電極に印加される前記電圧振幅信号の中心電圧であることを特徴とする。
この構成によれば、電圧振幅信号の中心電圧を所定電圧として静電センサの電極に印加することができる。
請求項に記載の発明は、前記所定電圧は、当該所定電圧を中心電圧として重畳される
電圧振幅信号が負電圧とならない電位であることを特徴とする。
この構成によれば、車載システムの一つの装置である乗員検知装置において、静電センサの電極に印加される正弦波信号等の電圧振幅信号が、車載システムに不具合を及ぼす負電圧とならないようにすることが出来る。
請求項に記載の発明は、前記信号印加手段は、前記電圧振幅信号を生成する信号生成手段と、前記電極へ前記電圧振幅信号を印加するオン又は印加しないオフを行うスイッチング手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、信号生成手段で電圧振幅信号を生成し、この生成された電圧振幅信号を電極に印加するオン状態又は印加しないオフ状態をスイッチング手段によって任意に行うことができる。
請求項に記載の発明は、前記電圧維持手段は、前記電極と前記スイッチング手段との間に接続されたプルアップ抵抗器と、このプルアップ抵抗器を介して前記電極に前記所定電圧を印加する所定電圧印加手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、所定電圧印加手段からの所定電圧をプルアップ抵抗器を介して常時電極に印加することが出来る。
請求項に記載の発明は、前記電圧維持手段は、前記電圧振幅信号を前記電極に印加しない場合に前記所定電圧を当該電極に印加する電源を備えることを特徴とする。
この構成によれば、電極への電圧振幅信号の未印加時に、当該電極へ電源から所定電圧を印加することができるので、次に電圧振幅信号を印加する際に、上述の請求項1同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
請求項に記載の発明は、前記信号印加手段は、前記電圧振幅信号の周波数を変調す
る周波数変調手段を備えることを特徴とする。
この構成によれば、乗員検知時に所定周波数f1の電圧振幅信号を電極に印加する前又は印加した後に、周波数変調手段で電圧振幅信号をその所定周波数f1よりも低い周波数f2に周波数変調することが出来る。このようにすれば、電圧振幅信号の周波数をまずは低周波数f2としてその後乗員検知時の高周波数f1とするので、低周波数f2時には電圧振幅の変動が緩やかであるためラジオノイズの発生が抑制される。更に、低周波数f2から高周波数f1に切り替えるので、この切替時の電圧振幅も従来のように0Vから一気に高周波数f1とする場合に比べて緩やかとなり、この場合もラジオノイズの発生が抑制される。乗員検知停止時には、その逆に高周波数f1から低周波数f2に切り替えるので、この場合も一気に高周波数f1から0Vとする場合に比べ、まずは高周波数f1から低周波数f2に切り替え、この低周波数f2から0Vとするので電圧変動が緩やかとなりラジオノイズの発生が抑制される。
請求項10に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記電極への前記電圧振幅信号の印加時に当該電圧振幅信号の周波数を高くすることを特徴とする。
この構成によれば、乗員検知時に電圧振幅信号を低周波数f2から高周波数f1と高くすればよいので、0Vから一気に高周波数f1とする場合に比べて電圧変動が緩やかとなり、ラジオノイズの発生が抑制される。
請求項11に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記電極への前記電圧振幅信号の印加を停止する際に当該電圧振幅信号の周波数を低くすることを特徴とする。
この構成によれば、乗員検知停止時に電圧振幅信号を高周波数f1から低周波数f2と低くした後、0Vとして電圧振幅信号の印加を停止すればよいので、高周波数f1から一気に0Vとする場合に比べて電圧変動が緩やかとなり、ラジオノイズの発生が抑制される。
請求項12に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記信号印加手段と前記スイッチング手段との間に接続される周波数変調回路であることを特徴とする。
この構成によれば、スイッチング手段での静電センサの電極への接続時に、周波数変調回路によって、当該電極へ印加される電圧振幅信号の周波数を低周波数f2から高周波数f1へ、又はその逆に変化させることができる。
請求項13に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記電圧振幅信号の周波数が段階的に変化するように変調を行うことを特徴とする。
この構成によれば、電極に印加される電圧振幅信号の周波数を段階的に徐々に変化させることができるので、急激な電圧変動がより少なくなりラジオノイズの発生をより抑制することができる。
請求項14に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記電圧振幅信号の周波数が連続的に変化するように変調を行うことを特徴とする。
この構成によれば、電極に印加される電圧振幅信号の周波数を連続的に徐々に変化させることができるので、急激な電圧変動がより少なくなりラジオノイズの発生をより抑制することができる。
請求項15に記載の発明は、前記電極は、車両のシートに配置されるメイン電極と、車両接地に導通するシートフレームと前記メイン電極との間に当該メイン電極に離隔して対向配置されるガード電極と、前記メイン電極と隣接配置されるサブ電極とを備え、前記メイン電極と前記ガード電極を用いて乗員の有無を判別する乗員検知モードと、前記メイン電極と前記サブ電極を用いて前記シートの被水を検知する被水検知モードとを有し、各モードにおいて使用しない前記電極の電圧が前記所定電圧に維持されていることを特徴とする。
この構成によれば、少なくとも乗員検知モードと被水検知モードを有する乗員検知装置において、前述の通り乗員検知時のラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
従来の乗員検知装置の構成を示すブロック図である。 従来の乗員検知装置における静電センサへの印加正弦波信号及びオフセット電圧を示す図である。 従来と本発明とのラジオノイズの発生状態を比較する波形図である。 本発明の第1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。 第1実施形態の乗員検知装置における静電センサへの印加正弦波信号及びオフセット電圧を示す図である。 本発明の第2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。 第2実施形態の乗員検知装置における静電センサへの印加正弦波信号の周波数状態を示す図である。 従来と第2実施形態とのラジオノイズの発生状態を比較する波形図である。 本発明の第3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。
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。
(第1実施形態)
図4は、本発明の第1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。この図に示す乗員検知装置10は、車載システム中の一つの装置として車両に搭載されており、乗員検知ECU11と、この乗員検知ECU11に接続された静電センサ12とを備えて構成されている。
静電センサ12は、図示せぬ車両の座部シートに配置されたメイン電極12aと、このメイン電極12aの座部シート前方側に離間して配置されたサブ電極12cと、図示せぬ車両接地部に導通する車両GNDである車両ボディとメイン電極12aとの間に離間して配置されたガード電極12bとを有して構成されている。以降、メイン電極12a、ガード電極12b及びサブ電極12cを単に電極12a〜12cとも称す。
乗員検知ECU11は、各々の電極12a〜12cに一端が接続された複数のスイッチSW1〜SW3を有するスイッチング回路14と、各スイッチSW1〜SW3の他端に接続された信号検出回路(信号検出手段)15と、この信号検出回路15に接続された正弦波発生器(信号生成手段)16と、スイッチング回路14と信号検出回路15との間に接続され、正弦波発生器16から発生された正弦波信号をどの電極12a〜12cへ送出するかをスイッチング制御する制御回路17とを備える。更に、各電極12a〜12cと各スイッチSW1〜SW3との間に接続されたプルアップ抵抗器Ra,Rb,Rcと、各プルアップ抵抗器Ra,Rb,Rcを介して一定のオフセット電圧Vofを各電極12a〜12cに印加するオフセット電圧印加器(所定電圧印加手段)18とを備えて構成されている。
但し、オフセット電圧Vofは、当該オフセット電圧Vofを中心電圧として正弦波発生器16から正弦波信号を発生させた場合に、当該正弦波信号の電圧が0V以下とならない電位を有する。また、制御回路17のスイッチング制御は、スイッチング回路14の各スイッチSW1〜SW3をオン又はオフすることで実行される。なお、スイッチング回路14及び制御回路17でスイッチング手段が構成され、このスイッチング手段及び正弦波発生器16で信号印加手段が構成されている。また、プルアップ抵抗器Ra,Rb,Rc及びオフセット電圧印加器18で電圧維持手段が構成されている。
このような構成の乗員検知装置10においては、オフセット電圧印加器18から図5に示すように、常時、オフセット電圧Vofが各電極12a〜12cに印加されている。従って、図5(a)に示すように、乗員検知ECU11からメイン電極12aへ正弦波信号VS11を例えば時刻t1〜t4の間に印加する場合、まず、時刻t1において制御回路17の制御に応じてスイッチSW1がオンになると、正弦波発生器16から生成されている正弦波信号がオフセット電圧Vofに当該オフセット電圧Vofを中心電圧として重畳され、この重畳により得られる正弦波信号SV11がメイン電極12aへ送出される。
また、図5(b)に示すように、ガード電極12bへ正弦波信号SV12を時刻t1〜t2間と、時刻t3〜t4間とに印加する場合、まず、時刻t1においてスイッチSW2がオンになると、正弦波発生器16から生成されている正弦波信号がオフセット電圧Vofに当該オフセット電圧Vofを中心電圧として重畳され、この重畳により得られる正弦波信号SV12がガード電極12bへ送出される。その後、時刻t2において、スイッチSW2がオフになると、ガード電極12bへの正弦波信号SV12の送出が停止される。時刻t3〜t4間においても同様にスイッチSW2のオン/オフ操作を行って正弦波信号SV12の印加及び停止を制御する。更に、図5(c)に示すサブ電極12cへの正弦波信号SV13の印加及び停止の制御もスイッチSW3のオン/オフ操作によって図5(b)と同様に行われる。
このように静電センサ12の各電極12a〜12cへの正弦波信号SV11〜13の印加をスイッチング制御することによって、静電センサ12と車両ボディとの間に微弱電界が生じ、この電界が、シート上の人体等の物体との位置関係により変化し、この変化した電流又は電圧が信号検出回路15で検出されることで、物体が検知される。ここで、その検知された物体が、CRS(年少者拘束システム)であるか、子供であるか、大人であるか、座部シートへの被水であるか、或いはシート上に何も無い空席であるかが、更に図示せぬCPU(演算処理手段)によって判定され、この判定結果が図示せぬアブソーバECUに送信されてアブソーバの展開/非展開制御が行われるようになっている。
このように第1実施形態の乗員検知装置10は、各電極12a〜12cの内少なくとも1つの電極を有する静電センサ12と、電極に電圧の振幅が変動する電圧振幅信号としての正弦波信号SVを印加する信号印加手段と、正弦波信号SVの印加時に静電センサ12の電流変化を検出する信号検出回路15とを有し、信号印加手段によって電極に正弦波信号SVが印加されない印加停止期間を有する。
本実施形態の特徴は、この構成に加え、電極への正弦波信号SVの印加期間に当該電極の電圧を所定電圧としてのオフセット電圧Vofに維持すると共に、印加停止期間のうち少なくとも所定期間は当該電極の電圧をオフセット電圧Vofに維持する電圧維持手段を備えて構成したことにある。
この構成によって、従来では、電極に印加される正弦波信号SVが負電圧となることを防止するために、正弦波信号SV印加前にオフセットにより電極電圧をオフセット電圧Vofとしていた。しかし、本実施形態のように印加停止期間のうち所定期間、例えば正弦波信号SVが電極に印加される前後期間の電圧をオフセット電圧Vofに維持すれば、そのオフセット動作が不要となる。このため、従来のようなオフセット時の急激な電圧変動が無くなるので、その急激な電圧変動によるラジオノイズの発生を図3にラジオノイズN2で示すように抑制することができ、これによって車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
なお、図3において、本実施形態で抑制されたラジオノイズN2は、逓倍波であるため、基本波である1次高調波N2−1、2次高調波N2−2、3次高調波N2−3、4次高調波N2−4…が発生しているが、全体としては、従来のラジオノイズN1に比較して大幅にノイズが抑制されている。
また、正弦波信号SVは、正弦波信号SVの他に、三角波信号や方形波信号であっても良い。これによって、静電センサ12の特性に極力適合した正弦波信号SVを電極に印加することが出来る。
また、電圧維持手段は、印加停止期間のうち、正弦波信号SVを電極に印加する直前と直後のうち少なくとも一方は当該電極の電圧をオフセット電圧Vofに維持するように構成してもよい。これは、プルアップ抵抗器Ra,Rb,Rcとオフセット電圧印加器18との間に図示せぬスイッチング制御回路を接続し、この接続されたスイッチング制御回路によって正弦波信号SVを電極に印加する直前又は直後に、オフセット電圧印加器18からのオフセット電圧Vofをプルアップ抵抗器Ra,Rb,Rcへ出力するように制御する構成とする。
この構成によって、正弦波信号SVを電極に印加する直前と直後の何れかにおいて、上述同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
また、電圧維持手段は、信号停止期間のうち全期間に亘って電極の電圧をオフセット電圧Vofに維持している構成とする。この構成によって、正弦波信号SVを電極に印加する直前及び直後において、上述同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
また、オフセット電圧Vofは、電極に印加される正弦波信号SVの中心電圧とする。この構成によって、正弦波信号SVの中心電圧をオフセット電圧Vofとして静電センサ12の電極に印加することができる。
また、オフセット電圧Vofは、当該オフセット電圧Vofを中心電圧として重畳される正弦波信号SVが負電圧とならない電位とする。これによって、車載システムの一つの装置である乗員検知装置10において、静電センサ12の電極に印加される正弦波信号SVが、車載システムに不具合を及ぼす負電圧とならないようにすることが出来る。
また、信号印加手段は、正弦波信号SVを生成する正弦波発生器16と、電極へ正弦波信号SVを印加するオン又は印加しないオフを行うスイッチング回路14とを備えて構成した。この構成によって、正弦波発生器16で正弦波信号SVを生成し、この生成された正弦波信号SVを電極に印加するオン状態又は印加しないオフ状態をスイッチング回路14によって任意に行うことができる。
また、電圧維持手段は、電極とスイッチング回路14との間に接続されたプルアップ抵抗器Ra,Rb,Rcと、このプルアップ抵抗器Ra,Rb,Rcを介して電極にオフセット電圧Vofを印加するオフセット電圧印加器18とを備えて構成した。この構成によって、オフセット電圧印加器18からのオフセット電圧Vofをプルアップ抵抗器Ra,Rb,Rcを介して常時電極に印加することが出来る。
この他、電圧維持手段として、プルアップ抵抗器Ra,Rb,Rc及びオフセット電圧印加器18を用いず、正弦波信号SVを電極に印加しない場合にオフセット電圧Vofを当該電極に印加する電源(図示せず)を備えて構成しても良い。この構成によって、電極への正弦波信号SVの未印加時に、当該電極へ電源からオフセット電圧Vofを印加することができるので、次に正弦波信号SVを印加する際に、上述同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
(第2実施形態)
図6は、本発明の第2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。この第2実施形態の乗員検知装置10−1が第1実施形態の乗員検知装置10と異なる点は、制御回路17と正弦波発生器16との間に、周波数変調回路(周波数変調手段)19を設けたことにある。周波数変調回路19は、制御回路17での所定のスイッチング制御期間において、正弦波発生器16から発生される正弦波信号SVを所望の周波数とする変調を行うものである。具体的には、乗員検知のための所定周波数f1の正弦波信号SV11を例えばメイン電極12aに印加する前又は印加した後に、周波数変調回路19で正弦波信号SV11をその所定周波数f1よりも低い周波数f2に周波数変調するものである。
この周波数変調について説明する。通常は、図7(a)に示すように、時刻t1でスイッチSW1をオン、時刻t4でスイッチSW1をオフとしてこの期間に、乗員検知のための所定周波数f1の正弦波信号SV11をメイン電極12aへ印加する。この場合、正弦波信号SV11は、図7(b)に示すように元々周波数f1なので周波数変調回路19は何も変調処理を行わない。
次に、図7(c)に示す時刻t2〜t3間で乗員検知を行う場合を想定する。この場合、制御回路17は時刻t2よりも早い時刻t1でスイッチSW1をオンとし、この時に周波数変調回路19が正弦波信号SV11の周波数を、図7(d)に示すように所定周波数f1よりも低い周波数f2とする周波数変調を行う。この変調によって周波数f2の正弦波信号SV14がスイッチSW1を介してメイン電極12aへ印加される。
その後、時刻t2となった際に、周波数変調回路19は正弦波発生器16からの正弦波信号SV14を周波数f2から所定周波数f1に上げ、この正弦波信号SV11をメイン電極12aへ印加する。これによって信号検出回路15で乗員検知が行われる。
更にその後、乗員検知が終了した時刻t3において、周波数変調回路19は正弦波発生器16からの正弦波信号SV11を所定周波数f1から周波数f2に下げ、この正弦波信号SV14を印加する。この印加後の所定期間経た時刻t4において、制御回路17がスイッチSW1をオフとする。これによってメイン電極12aへの正弦波信号SV14の印加が終了する。
このように第2実施形態の乗員検知装置10−1は、スイッチング回路14、制御回路17及び正弦波発生器16で構成される信号印加手段が、更に電圧振幅信号としての正弦波信号SVの周波数を変調する周波数変調手段を備える構成となっている。
この構成によって、乗員検知時に所定周波数f1の正弦波信号SVを電極に印加する前又は印加した後に、周波数変調手段で正弦波信号SVをその所定周波数f1よりも低い周波数f2に周波数変調することが出来る。このようにすれば、正弦波信号SVの周波数をまずは低周波数f2としてその後乗員検知時の高周波数f1とするので、低周波数f2時には電圧振幅の変動が緩やかであるため、図8にラジオノイズN11の発生が抑制される。なお、符号N12は従来のラジオノイズである。
更に、低周波数f2から高周波数f1に切り替えるので、この切替時の電圧振幅も従来のように0Vから一気に高周波数f1とする場合に比べて緩やかとなり、この場合もラジオノイズの発生が抑制される。乗員検知停止時には、その逆に高周波数f1から低周波数f2に切り替えるので、この場合も一気に高周波数f1から0Vとする場合に比べ、まずは高周波数f1から低周波数f2に切り替え、この低周波数f2から0Vとするので電圧変動が緩やかとなりラジオノイズの発生が抑制される。
また、周波数変調手段は、電極への正弦波信号SVの印加時に当該正弦波信号SVの周波数を高くするようになっている。これによって、乗員検知時に正弦波信号SVを低周波数f2から高周波数f1と高くすればよいので、0Vから一気に高周波数f1とする場合に比べて電圧変動が緩やかとなり、ラジオノイズの発生が抑制され、車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
また、周波数変調手段は、電極への正弦波信号SVの印加を停止する際に当該正弦波信号SVの周波数を低くするようになっている。これによって、乗員検知停止時に正弦波信号SVを高周波数f1から低周波数f2と低くした後、0Vとして正弦波信号SVの印加を停止すればよいので、高周波数f1から一気に0Vとする場合に比べて電圧変動が緩やかとなり、ラジオノイズの発生が抑制される。
また、周波数変調手段は、信号印加手段とスイッチング手段との間に接続される周波数変調回路19である。これによって、制御回路17のスイッチング制御に応じたスイッチング回路14での静電センサ12の電極への接続時に、周波数変調回路19によって、当該電極へ印加される正弦波信号SVの周波数を低周波数f2から高周波数f1へ、又はその逆に変化させることができる。
また、周波数変調手段は、正弦波信号SVの周波数が段階的に変化するように変調を行うようにしても良い。即ち、上述の第2実施形態では周波数がf1とf2の2段階で変化するように変調させたが、低周波数f2の場合に、周波数をより低く、更により細かく3以上の段階で変化させるようにしても良い。これによって、電極に印加される正弦波信号SVの周波数を段階的に徐々に変化させることができるので、急激な電圧変動がより少なくなりラジオノイズの発生をより抑制することができる。
また、周波数変調手段は、図7(e)の時刻t1〜t2間、又は時刻t3〜t4間に示すように、正弦波信号SVの周波数が連続的に変化するように変調を行うようにしても良い。これによって、電極に印加される正弦波信号SVの周波数を連続的に徐々に変化させることができるので、急激な電圧変動がより少なくなりラジオノイズの発生をより抑制することができる。
更に、上述した第1及び第2実施形態の効果、即ち、乗員検知時のラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置に悪影響を及ぼすことを防止する効果は、少なくとも乗員検知モードと被水検知モードを有する乗員検知装置10,10−1においても成立する。
(第3実施形態)
図9は、本発明の第3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。この第3実施形態の乗員検知装置10−2が図6に示した第2実施形態の乗員検知装置10−1と異なる点は、第2実施形態構成からプルアップ抵抗器Ra,Rb,Rc及びオフセット電圧印加器18を無くした構成としたことにある。即ち、乗員検知装置10−2においては、各電極12a〜12cの電圧は常時オフセット電圧Vofに保持されないようになっている。
この構成の第3実施形態の乗員検知装置10−2においても、周波数変調回路19が第2実施形態と同様に、乗員検知時に所定周波数f1の正弦波信号SVを電極に印加する前又は印加した後に、正弦波信号SVをその所定周波数f1よりも低い周波数f2に周波数変調し、また、乗員検知停止時に低周波数f2から高周波数f1に切り替える周波数変調を行う。
従って、各電極12a〜12cに印加された正弦波信号SVの周波数切替時の電圧振幅の変動が緩やかであるため、ラジオノイズの発生が抑制され、車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。
10,10−1,10−2 乗員検知装置
11 乗員検知ECU
12 静電センサ
12a メイン電極
12b ガード電極
12c サブ電極
SW1〜SW3 スイッチ
14 スイッチング回路
15 信号検出回路
16 正弦波発生器
17 制御回路
Ra,Rb,Rc プルアップ抵抗器
18 オフセット電圧印加器
19 周波数変調回路

Claims (15)

  1. 少なくとも1つの電極を有する静電センサと、前記電極に電圧の振幅が変動する電圧振幅信号を印加する信号印加手段と、前記電圧振幅信号の印加時に前記静電センサの電流変化を検出する信号検出手段とを有し、前記信号印加手段によって前記電極に前記電圧振幅信号が印加されない印加停止期間を有する乗員検知装置において、
    前記電極への前記電圧振幅信号の印加期間に当該電極の中心電圧を所定電圧に維持すると共に、前記印加停止期間のうち少なくとも所定期間は当該電極の電圧を前記所定電圧に維持する電圧維持手段を備えることを特徴とする乗員検知装置。
  2. 前記電圧振幅信号は、正弦波信号、三角波信号及び方形波信号の何れか1つであることを特徴とする請求項1に記載の乗員検知装置。
  3. 前記電圧維持手段は、前記印加停止期間のうち、前記電圧振幅信号を前記電極に印加する直前と直後のうち少なくとも一方は当該電極の電圧を前記所定電圧に維持し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。
  4. 前記電圧維持手段は、前記信号停止期間のうち全期間に亘って前記電極の電圧を前記所定電圧に維持し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。
  5. 前記所定電圧は、当該所定電圧を中心電圧として重畳される電圧振幅信号が負電圧とならない電位であることを特徴とする請求項に記載の乗員検知装置。
  6. 前記信号印加手段は、前記電圧振幅信号を生成する信号生成手段と、前記電極へ前記電圧振幅信号を印加するオン又は印加しないオフを行うスイッチング手段とを備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の乗員検知装置。
  7. 前記電圧維持手段は、前記電極と前記スイッチング手段との間に接続されたプルアップ抵抗器と、このプルアップ抵抗器を介して前記電極に前記所定電圧を印加する所定電圧印加手段とを備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の乗員検知装置。
  8. 前記電圧維持手段は、前記電圧振幅信号を前記電極に印加しない場合に前記所定電圧を当該電極に印加する電源を備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の乗員検知装置。
  9. 前記信号印加手段は、前記電圧振幅信号の周波数を変調する周波数変調手段を備えることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の乗員検知装置。
  10. 前記周波数変調手段は、前記電極への前記電圧振幅信号の印加時に当該電圧振幅信号の周波数を高くすることを特徴とする請求項に記載の乗員検知装置。
  11. 前記周波数変調手段は、前記電極への前記電圧振幅信号の印加を停止する際に当該電圧振幅信号の周波数を低くすることを特徴とする請求項9又は10に記載の乗員検知装置。
  12. 前記周波数変調手段は、前記信号印加手段と前記スイッチング手段との間に接続される周波数変調回路であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の乗員検知装置。
  13. 前記周波数変調手段は、前記電圧振幅信号の周波数が段階的に変化するように変調を行うことを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の乗員検知装置。
  14. 前記周波数変調手段は、前記電圧振幅信号の周波数が連続的に変化するように変調を行うことを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載の乗員検知装置。
  15. 前記電極は、車両のシートに配置されるメイン電極と、車両接地に導通するシートフレームと前記メイン電極との間に当該メイン電極に離隔して対向配置されるガード電極と、前記メイン電極と隣接配置されるサブ電極とを備え、
    前記メイン電極と前記ガード電極を用いて乗員の有無を判別する乗員検知モードと、前記メイン電極と前記サブ電極を用いて前記シートの被水を検知する被水検知モードとを有し、各モードにおいて使用しない前記電極の電圧が前記所定電圧に維持されていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の乗員検知装置。
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