JP5677372B2 - 静電容量式乗員検知センサ - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられる静電容量式乗員検知センサに関する。

電極間の静電容量の変化を検出して、シートに着座した乗員を検出する静電容量式乗員検知センサでは、製造コスト削減のため、２種類の電極材料により電極を構成しているものがある。例えば、特開２００８−１１１８０９号公報（特許文献１）には、銀からなる銀電極部と、カーボンからなるカーボン電極部との２種類の材料により電極が構成されているセンサが開示されている。カーボンは、銀よりも安価であるため製造コストの削減が可能となる。

特開２００８−１１１８０９号公報

しかしながら、カーボンは銀よりも電気伝導率（導電率）が低い。したがって、カーボン電極部の電気抵抗が大きく、銀電極部を覆うカーボン電極部において、銀電極部から離れた端部では、印加された電位よりも低い電位となる。

ここで、隣り合う電極に同電位が印加された場合、電極の端部の電位が低下しているため、隣の電極との間で電界が形成されるおそれがある。これにより、検出される電流値の精度が低下し、ひいては検出される静電容量値の精度及び乗員検知精度も低下するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、電極の不要な容量結合を抑制し、乗員検知精度を向上させることができる静電容量式乗員検知センサを提供することを目標とする。

請求項１に記載の発明は、車両のシート（９１）に配置されるセンサ本体部（１）を備え、前記センサ本体部（１）と基準電位の間の静電容量の値に基づいて前記シート（９１）の乗員を検出する静電容量式乗員検知センサであって、前記センサ本体部は、検出電圧が印加されるメイン電極（１１、４１、６１）と、前記メイン電極の幅方向に離間且つ並列して配置される並列電極（１２、４２、６２）と、少なくとも一部が前記メイン電極に離間且つ対向して配置されるガード電極（１３、４３、６３）と、を有し、前記メイン電極及び前記並列電極は、基材（１５）と、前記基材上に配置された第一電極部材（１１１、１２１）と、前記第一電極部材を覆うと共に前記基材上に配置され電気伝導率が前記第一電極部材の電気伝導率よりも低い第二電極部材（１１２、１２２）と、を有し、前記第一電極部材は、前記第二電極部材の中央を囲むように前記第二電極部材の縁部に配置され、前記ガード電極は、前記並列電極に非対向に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、メイン電極及び並列電極の縁部に電気伝導率の高い第一電極部材が配置されているため、電極縁部における電位の低下が抑制され、メイン電極と並列電極との間に生じる不要な容量結合を低減させることができる。つまり、乗員検出時において、センサ本体部内の電極同士での電界形成が抑制される。これにより、静電容量の検出精度が向上し、結果として乗員検知精度も向上する。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記メイン電極は、環状形状に形成されたループ部（４１１）と、前記ループ部に電圧を印加する印加電圧部（５１）と前記ループ部とを接続する非ループ部（４１２）と、を備え、前記並列電極は、前記並列電極の一端部であり前前記印加電圧部に接続された始端部（４２ａ）と、前記並列電極の他端部である終端部（４２ｂ）と、前記始端部と前記終端部の間で前記ループ部に沿って前記ループ部の幅方向一方側に配置される部位と、を備え、前記ガード電極は、前記ループ部に対応する位置において、前記メイン電極に対向する対向電極部（４３１）と、前記対向電極部から前記ループ部の幅方向他方側に突出する突出電極部（４３２）と、を有し、前記ループ部の幅方向一方側は、前記環状形状の内周側又は外周側である。

昨今、メイン電極の幅方向両側に並列電極を備えることで、メイン電極の幅方向両側に向けての不要な容量結合を抑制する構成が採用されている。しかし、この構成では、メイン電極の幅方向両側に並列電極が配置されるため、メイン電極の形状が制限される。つまり、メイン電極をループさせて環状の電極部分を形成すると、並列電極が内周側と外周側に分離しそれを接続するには複雑な構造となるため、製造コスト上、メイン電極のループ化が困難であった。メイン電極をループ化しない場合、メイン電極の抵抗低減が為されず、抵抗値によりメイン電極内で電位差が生じ、検出される電流値の精度が低下し、ひいては検出される静電容量値の精度及び乗員検知精度も低下するという問題があった。つまり、複雑な構造なしにメイン電極をループ化し且つ不要な容量結合を低減させることで、低コストでセンサ本体部内の電極間の悪影響を抑制し、乗員検知精度を向上させることができる静電容量式乗員検知センサを提供することが求められている。

請求項２に記載の発明によれば、メイン電極の幅方向一方側に並列電極が配置され、メイン電極の幅方向他方側にガード電極の突出電極部が配置されているため、メイン電極の幅方向両側への不要な容量結合は低減される。また、並列電極がメイン電極の幅方向の一方側に配置されるため、メイン電極をループさせても並列電極が分離されず、複雑な構造なしにメイン電極をループ化することができる。これにより、低コストでセンサ本体部内の電極間の悪影響を抑制し、静電容量の検出精度及び乗員検知精度を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記センサ本体部は、前記メイン電極と前記並列電極の間に配置されるサブガード電極部（６３２）を有する。

メイン電極の周囲には、メイン電極と離間且つ並列して配置された並列電極が配置されている。並列電極がメイン電極と同電位になることで、メイン電極による周囲との不要な容量結合は低減させることができる。また、並列電極は、所定電位が与えられて検出電圧が印加されたメイン電極との間で電界を形成し、当該電極間の静電容量に基づいてシートの被水を検知する被水検知の電極としても用いられる。このように、並列電極は、メイン電極の周囲をガードする周囲ガード電極としても機能し、被水検知のための被水電極としても機能する。

ここで、並列電極を周囲ガード電極として機能させる場合、メイン電極と並列電極との離間距離が小さいほどガード性能が強くなる。すなわち、この場合、乗員検知精度が向上する。一方、並列電極を被水電極として機能させる場合、メイン電極と並列電極との離間距離がある程度大きいほうが、被水時の静電容量の変化が大きくなり、感度が良好となる。すなわち、この場合、被水検知精度が向上する。周囲との不要な容量結合を抑制しつつ、乗員検知精度向上と被水検知精度向上の両立が求められている。

請求項３に記載の発明では、メイン電極と並列電極の間にサブガード電極が配置されている。この構成によれば、サブガード電極がガード電極と同電位となり周囲ガード電極の機能を発揮する。サブガード電極はメイン電極と並列電極の間に配置されるため、メイン電極との離間距離を小さくすることができる。つまり、メイン電極による周囲との不要な容量結合を低減させ、乗員検知精度を向上させることができる。また、サブガード電極が配置されることで、メイン電極と並列電極との離間距離を大きくすることができる。これにより、被水検知の感度が向上し、被水検知精度も向上する。本発明によれば、周囲との不要な容量結合が抑制され、乗員検知精度向上と被水検知精度向上との両立が可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第一実施形態の静電容量式乗員検知センサの構成を示す概念図である。 第一実施形態の静電容量式乗員検知センサの回路構成を示す概念図である。 第一実施形態のセンサ本体部を示す平面図である。 図３におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 メイン電極及びサブ電極の幅方向位置に対する電位を説明するための説明図である。 メイン電極及びサブ電極が形成する電気力線を説明するための説明図である。 検出された大人と１歳児＋ＣＲＳとの静電容量の差を示すグラフである。 経時変化等の外乱に対する検出静電容量の変化量を示すグラフである。 従来のセンサ本体部を示す断面図である。 第二実施形態の静電容量式乗員検知センサの回路構成を示す概念図である。 第二実施形態のセンサ本体部を示す平面図である。 図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 メイン電極の抵抗値を示すグラフである。 検出された大人と１歳児＋ＣＲＳとの静電容量を示すグラフである。 非ループ部がループ部内に位置する場合のセンサ本体部を示す平面図である。 非ループ部がループ部外に位置する場合のセンサ本体部を示す平面図である。 第三実施形態の静電容量式乗員検知センサの回路構成を示す概念図である。 第三実施形態のセンサ本体部を示す平面図である。 図１８におけるＸＩＸ−ＸＩＸ線断面図である。 静電容量とインピーダンスをシミュレーションした結果を示すグラフである。 第三実施形態の変形態様の回路構成を示す概念図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の静電容量式乗員検知センサは、図１に示すように、センサ本体部１と、乗員検知ＥＣＵ２と、を備えている。センサ本体部１は、フィルム状のセンサマットであって、電極が波状に配置されている。センサ本体部１は、車両のシート９１内に配置されている。センサ本体部１は、シート９１の座面９１１と略平行に配置されている。

具体的に、センサ本体部１は、図２〜図４に示すように、メイン電極１１と、サブ電極１２と、ガード電極１３と、フィルム部材１４〜１６と、を備えている。メイン電極１１は、平板状の導電部材であって、フィルム部材１５（「基材」に相当する）上に配置されている。

サブ電極（「並列電極」に相当する）１２は、平板状の導電部材であって、フィルム部材１５上でメイン電極１１と隣り合うように、メイン電極１１の両隣に配置されている。換言すると、サブ電極１２は、メイン電極１１の縁から離間し且つ並列して（当該縁に沿って）配置されている。メイン電極１１及びサブ電極１２上には、フィルム部材１４が配置されている。つまり、メイン電極１１及びサブ電極１２は、フィルム部材１４とフィルム部材１５の間に配置されている。

ガード電極１３は、平板状の導電部材であって、フィルム部材１５を介してメイン電極１１と対向するように配置されている。ガード電極１３の下方には、フィルム部材１６が配置されている。つまり、ガード電極１３は、フィルム部材１５とフィルム部材１６の間に配置されている。フィルム部材１４〜１６は、絶縁性材料（例えばＰＥＴ）からなり、フィルム部材１４〜１６間には例えば接着剤が介在している。各電極１１〜１３の詳細は後述する。

乗員検知ＥＣＵ２は、電子制御ユニットであって、電圧印加部２１と、電流検出部２２と、容量検出部２３と、判別部２４と、オペアンプ２５と、を備えている。電圧印加部２１は、車両接地ＧＮＤ及びメイン電極１１に接続されている。電圧印加部２１は、交流電源であって、メイン電極１１に交流電圧（検出電圧）を印加する。これにより、メイン電極１１は、車両ボディ３との間に電界を形成する。

電流検出部２２は、電流センサであって、電圧印加部２１の電圧印加によりメイン電極１１に流れる電流を検出する。容量検出部２３は、電流検出部２２及び判別部２４に接続されている。容量検出部２３は、電圧印加部２１の印加する電圧と、電流検出部２２が検出した電流とに基づいて、メイン電極１１が形成する電界における静電容量を算出する。静電容量は、電圧印加時の電流経路におけるインピーダンスの虚数成分に基づき算出でき、虚数成分は電流と電圧の位相のずれから算出できる。

判別部２４は、容量検出部２３の検出結果と予め設定された閾値とに基づいて、乗員の有無、及び乗員が大人かＣＲＳであるかを判別する。オペアンプ２５は、入力側に電圧印加部２１が接続され、出力側にサブ電極１２及びガード電極１３が接続されたオペアンプである。オペアンプ２５は、メイン電極１１に印加される電圧と同電圧をサブ電極１２及びガード電極１３に印加する。これにより、メイン電極１１とサブ電極１２とガード電極１３は、乗員検知のモードの際に、同電位となる。ガード電極１３は、メイン電極１１の下側でメイン電極１１と同電位になることで、メイン電極１１がシート９１の座面９１１を介さない下側で車両ボディ３と電界を形成することを抑制している。つまり、ガード電極１２は、メイン電極１１が確実にシート９１上に電界を形成するためのものである。

サブ電極１２は、メイン電極１１の端部（縁部）から出る電気力線がシート９１及び乗員を介さずにメイン電極１１の端から車両ボディ３に向けて延びるのを抑制するための電極である。つまり、サブ電極１２は、メイン電極１１の電気力線が水平方向に漏れることを抑制する。サブ電極１２がメイン電極１１と同電位となることで、メイン電極１１は、上方のシート９１及び乗員を介して車両ボディ３と電界を形成することができる。

サブ電極１２は、シート９１の被水を検知するための電極としても利用できる。この場合（被水検知のモードの際）、サブ電極１２に基準電位（車両ＧＮＤ）が付与され、検出電圧が印加されたメイン電極１１と基準電位のサブ電極１２との間で電界が形成され、当該電極間での静電容量に基づいて被水が検知される。なお、車両ボディ３は、車両のボディ部分であるとともに電極を構成し、基準電位である車両接地ＧＮＤが与えられている。

ここで、各電極１１〜１３の構成について詳細に説明する。図４に示すように、メイン電極１１は、銀で形成された銀電極部（「第一電極部材」に相当する）１１１と、カーボンで形成されたカーボン電極部（「第二電極部材」に相当する）１１２と、を有している。銀電極部１１１は、直方体で棒状に延びており、メイン電極１１の延伸方向に沿って２列並列して配置されている。

カーボン電極部１１２は、直方体で扁平状に延びており、メイン電極１１の延伸方向に沿って且つ２列の銀電極部１１１を覆って配置されている。カーボンの電気伝導率は銀の電気伝導率より低いため、カーボン電極部１１２の電気伝導率は銀電極部１１の電気伝導率より低い。

銀電極部１１１は、カーボン電極部１１２に覆われていると共に、カーボン電極部１１２の幅方向の両端部に配置されている。銀電極部１１１は、カーボン電極部１１２の縁部、すなわちメイン電極１１の縁部に沿って配置されている。銀電極部１１１は、カーボン電極部１１２の中央部分、すなわちメイン電極１１の中央部分を囲むように配置されている。銀電極部１１１及びカーボン電極部１１２は、電圧印加部２１から電圧が印加されて電位を発生させる。

同様に、サブ電極１２は、銀電極部１２１と、カーボン電極部１２２と、で構成されている。また、ガード電極１３は、銀電極部１３１と、カーボン電極部１３２と、で構成されている。メイン電極１１とガード電極１３は、寸法も互い同様となっている。サブ電極１２は、メイン電極１１の両サイドに離間且つ隣接し、メイン電極１１に沿って配置されている。銀電極部１２１は、銀電極部１１１と同方向に延び、２列並列して配置されている。

このように、銀電極部１２１（１３１）は、銀電極部１１１同様、カーボン電極部１２２（１３２）に覆われていると共に、カーボン電極部１２２（１３２）の幅方向の両端部（すなわち縁部）に配置されている。銀電極部１２１（１３１）は、カーボン電極部１２２（１３２）の中央部分、すなわちサブ電極１２（ガード電極１３）の中央部分を囲むように配置されている。本実施形態では、カーボン電極部１１２、１２２、１３２の幅方向の端部から銀電極部１１１、１２１、１３１の幅方向の端部までの距離が、全電極１１〜１３で実質同じになるように形成されている。

本実施形態の静電容量式乗員検知センサによれば、電気伝導率が比較的高い銀電極部１１１、１２１が各電極１１、１２の縁部に位置しているため、図５に示すように、隣り合う電極１１、１２の縁部の電位が低下し難く、互いに印加電位とほぼ等しい電位となる。これにより、メイン電極１１とサブ電極１２との間において電界が形成されることが抑制され、電流検出部２２で検出される電流値のばらつき発生を抑制することができる。つまり、本実施形態によれば、電流値のばらつきを低減し、静電容量の検出精度及び乗員検知精度を向上させることができる。

図６に示すように、本実施形態によれば、隣り合う電極１１、１２間の電位差により生じる不要な容量結合を低減させることができる。さらに、本実施形態では、銀電極部１１１、１２１が電極１１、１２の各縁部から同じ離間距離で配置されているため、電極１１、１２の端部における電位がさらに同電位となり易くなる。したがって、不要な容量結合をより低減させることができる。

図７に示すように、本実施形態と従来（図９参照）とを比較すると、「大人」着座時の静電容量と「１歳児（＋ＣＲＳ）」着座時の静電容量との容量差（ｐＦ）が、従来よりも本実施形態のほうが大きくなった。つまり、本実施形態によれば、大人と子供（ＣＲＳ）の判別精度は向上する。また、図８に示すように、本実施形態は、従来に比べて、外乱による検出のばらつきを５０％以上低減させることができた。図８は、経時変化等の外乱に対する検出容量変化を示すグラフであり、縦軸は容量（ｐＦ）を表す。このように、本実施形態によれば、乗員検知精度を向上させることができる。

本発明は上記実施形態に限られない。例えば、センサ本体部１がサブ電極１２を備えておらず、メイン電極１１がスリットを有している又は波状に配置されている等によりメイン電極１１の縁部同士が離間且つ並列して配置されている構成であっても良い。つまり、隣り合う電極が同一の電極（メイン電極１１）同士であっても良い。この構成であっても、電極中央を囲むように縁部に銀電極部１１２が配置されているため、メイン電極１１同士での容量結合は抑制される。

また、サブ電極１２は、メイン電極１１の幅方向一方側にのみ配置されていても良い。また、上記のように、本発明は、サブ電極１２を用いて被水検知を行う構成にしても良い。また、本発明は、ガード電極１３を省略した構成であっても良い。また、電極を形成する電極材料は上記に限られず、縁部に配置される電極材料の電気伝導率がそれを覆う電極材料の電気伝導率より高ければ良い。

＜第二実施形態＞
第二実施形態の静電容量式乗員検知センサは、主に、サブ電極がメイン電極の幅方向一方側にのみ配置され、ガード電極が突出電極部を有している点で第一実施形態と異なっている。

第二実施形態の静電容量式乗員検知センサは、図１０に示すように、センサ本体部４と、乗員検知ＥＣＵ５と、を備えている（図１において、符号１がセンサ本体部４に相当する）。センサ本体部４は、フィルム状のセンサマットであって、電極が波状に配置されている。センサ本体部４は、車両のシート９１内に配置されている。センサ本体部４は、シート９１の座面９１１と略平行に配置されている。具体的に、センサ本体部４は、図１１及び図１２に示すように、メイン電極４１と、サブ電極４２と、ガード電極４３と、フィルム部材４４〜４６と、を備えている。

メイン電極４１は、平板状の導電部材であって、フィルム部材４５上に配置されている。メイン電極４１は、終端部４１ａが終端部４１ａを除くメイン電極４１自身に接続して形成されたループ部４１１と、ループ部４１１から線状に延びた非ループ部４１２と、を有している。非ループ部４１２は、ループ部４１１の内周側又は外周側（本実施形態では内周側）に配置され、乗員検知ＥＣＵ５に接続されている。

サブ電極（「並列電極」に相当する）４２は、平板状の導電部材であって、フィルム部材４５上でメイン電極４１と隣り合うように、ループ部４１１の幅方向一方側（内周側）に配置されている。換言すると、サブ電極４２は、ループ部４１１の幅方向一方の縁から離間し且つ並列して（当該縁に沿って）配置されている。

サブ電極４２は、ループ部４１１の内周側周囲に配置されると共に、ループ部４１１の内周側から延長されて非ループ部４１２の幅方向両側に離間且つ並列して配置されている。サブ電極４２の始端部４２ａ及び終端部４２ｂは、非ループ部４１２の端部（始端部）に並列して配置され、乗員検知ＥＣＵ５に接続されている。つまり、サブ電極４２の始端部４２ａ及び終端部４２ｂは、ループ部４１１の内周側に配置されている。

メイン電極４１及びサブ電極４２上には、フィルム部材４４が配置されている。つまり、メイン電極４１及びサブ電極４２は、フィルム部材４４とフィルム部材４５の間に配置されている。

ガード電極４３は、平板状の導電部材であって、フィルム部材４５を介してメイン電極４１と対向するように配置されている。ガード電極４３の下方には、フィルム部材４６が配置されている。つまり、ガード電極４３は、フィルム部材４５とフィルム部材４６の間に配置されている。フィルム部材４４〜４６は、絶縁性材料（例えばＰＥＴ）からなり、フィルム部材４４〜４６間には例えば接着剤が介在している。

さらに具体的に、ガード電極４３は、対向電極部４３１と、突出電極部４３２と、を有している。対向電極部４３１は、フィルム部材４５を介してメイン電極４１と対向する部位である。突出電極部４３２は、対向電極部４３１の幅方向他方側（ループ部４１１の外周側）の縁全周（非ループ部４１２に対応する部位を除く）から幅方向他方側に向けて突出した部位である。換言すると、車両上方から見た際に、対向電極部４３１はメイン電極４１と重なる部位であり、突出電極部４３２は、メイン電極４１と重ならずにメイン電極４１の幅方向他方側からはみ出した部位である。突出電極部４３２は、少なくともループ部４１１に対応する部位に配置され、本実施形態では非ループ部４１２に対応する部位には配置されていない。

乗員検知ＥＣＵ５は、電子制御ユニットであって、電圧印加部５１と、電流検出部５２と、容量検出部５３と、判別部５４と、オペアンプ５５と、を備えている。電圧印加部５１は、車両接地ＧＮＤ及びメイン電極４１に接続されている。電圧印加部５１は、交流電源であって、メイン電極４１に交流電圧（検出電圧）を印加する。これにより、メイン電極４１は、車両ボディ３との間に電界を形成する。

電流検出部５２は、電流センサであって、電圧印加部５１の電圧印加によりメイン電極４１に流れる電流を検出する。容量検出部５３は、電流検出部５２及び判別部５４に接続されている。容量検出部５３は、電圧印加部５１の印加する電圧と、電流検出部５２が検出した電流とに基づいて、メイン電極４１が形成する電界における静電容量を算出する。静電容量は、電圧印加時の電流経路におけるインピーダンスの虚数成分に基づき算出でき、虚数成分は電流と電圧の位相のずれから算出できる。

判別部５４は、容量検出部５３の検出結果と予め設定された閾値とに基づいて、乗員の有無、及び乗員が大人かＣＲＳであるかを判別する。オペアンプ５５は、入力側に電圧印加部５１が接続され、出力側にサブ電極４２及びガード電極４３が接続されたオペアンプである。オペアンプ５５は、メイン電極４１に印加される電圧と同電圧をサブ電極４２及びガード電極４３に印加する。これにより、メイン電極４１とサブ電極４２とガード電極４３は、乗員検知のモードの際に、同電位となる。

ガード電極４３の対向電極部４３１は、メイン電極４１の下側でメイン電極４１と同電位になることで、メイン電極４１がシート９１の座面９１１を介さない下側で車両ボディ３と電界を形成することを抑制している。また、ガード電極４３の突出電極部４３２は、ループ部４１１の外周側にはみ出し且つメイン電極４１と同電位となることで、メイン電極４３が外周側に向けて電界形成することを抑制し、メイン電極４１が当該外周側で不要な容量結合をするのを低減させることができる。つまり、突出電極部４３２は、サブ電極４２の役割を担うことができる。

サブ電極４２は、ループ部４１１の内周側及び非ループ部４１２の両側でメイン電極４１と同電位となることで、メイン電極４１が当該内周側で不要な容量結合をするのを低減させることができる。また、第一実施形態同様、サブ電極４２は、被水検知するための電極として機能させることもできる。

第二実施形態の静電容量式乗員検知センサによれば、メイン電極４１（ループ部４１１）の幅方向一方側と他方側とが別の電極によりガードされているため、終端部４１ａをメイン電極４１自身に接続させてループ部４１１を形成することができる。これにより、メイン電極４１の両側での不要な容量結合が低減されると共に、ループ化によってメイン電極４１の抵抗が低減され、静電容量検出精度及び乗員検知精度が向上される。

例えば図１３に示すように、本実施形態によれば、ループ部４１１を有しない従来の構成に比べて、メイン電極４１の抵抗値を約６４％低減させることができた。また、図１４に示すように、本実施形態によれば、従来と比較して、「大人」着座時の静電容量と「１歳児（＋ＣＲＳ）」着座時の静電容量との容量差（ｐＦ）が大きくなった。また、一方側にはみ出させたガード電極４３が一方側のサブ電極４２の代わりとなるため、構造は簡易となり、製造コストの増加は抑制される。

なお、サブ電極４２は、ループ部４１１の内周側及び外周側の何れか一方に配置されていれば良い。概念的には、サブ電極４２がループ部４１１の内周側に配置される場合、例えば図１５に示すように構成され、サブ電極４２がループ部４１１の外周側に配置される場合、例えば図１６に示すように構成される。

本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、ガード電極４３において、対向電極部４３１と突出電極部４３２は少なくとも一部が接続していれば良く、突出電極部４３２のうち当該一部以外の部分が対向電極部４３１と離間且つ並列して配置されていても良い。つまり、突出電極部４３２は、対向電極部４３１の幅方向他方側の縁に沿って配置されていれば良い。また、始端部とは、センサ本体部４内における乗員検知ＥＣＵ５との接続部分ともいえる。

＜第三実施形態＞
第三実施形態の静電容量式乗員検知センサは、主に、メイン電極と並列電極との間にサブガード電極が配置されている点で上記実施形態と異なっている。第三実施形態の静電容量式乗員検知センサは、図１７に示すように、センサ本体部６と、乗員検知ＥＣＵ７と、を備えている（図１において、符号１がセンサ本体部６に相当する）。

センサ本体部６は、フィルム状のセンサマットであって、電極が波状に配置されている。センサ本体部６は、車両のシート９１内に配置されている。センサ本体部６は、シート９１の座面９１１と略平行に配置されている。

具体的に、センサ本体部６は、図１８及び図１９に示すように、メイン電極６１と、サブ電極６２と、ガード電極６３と、フィルム部材６４〜６６と、を備えている。メイン電極６１は、平板状の導電部材であって、フィルム部材６５上に配置されている。

サブ電極（「並列電極」に相当する）６２は、平板状の導電部材であって、フィルム部材６５上でメイン電極６１と隣り合うように、メイン電極６１の両隣に配置されている。換言すると、サブ電極６２は、メイン電極６１の縁から離間し且つ並列して（当該縁に沿って）配置されている。メイン電極６１及びサブ電極６２上には、フィルム部材６４が配置されている。つまり、メイン電極６１及びサブ電極６２は、フィルム部材６４とフィルム部材６５の間に配置されている。

ガード電極６３は、平板状の導電部材であって、フィルム部材６５を介してメイン電極６１と対向配置された対向電極部６３１と、サブガード電極部６３２と、を有している。対向電極部６３１の下方には、フィルム部材６６が配置されている。つまり、対向電極部６３１は、フィルム部材６５とフィルム部材６６の間に配置されている。フィルム部材６４〜６６は、絶縁性材料（例えばＰＥＴ）からなり、フィルム部材６４〜６６間には例えば接着剤が介在している。

サブガード電極部６３２は、対向電極部６３１と電気的に接続されており、メイン電極６１とサブ電極６２の間に、メイン電極６１の縁に沿って配置されている。換言すると、サブガード電極部６３２は、対向電極部６３１と同電位となり、メイン電極６１の幅方向両側に、メイン電極６１と離間且つ並列して配置されている。サブガード電極部６３２は、フィルム部材６４とフィルム部材６５の間に配置されている。サブガード電極部６３２と対向電極部６３１とは、フィルム部材６５に形成したビア６５ａを介して接続されている。

乗員検知ＥＣＵ７（「検出部」に相当する）は、電子制御ユニットであって、電圧印加部７１と、電流検出部７２と、容量検出部７３と、判別部７４と、オペアンプ７５と、切替部７６と、を備えている。電圧印加部７１は、車両接地ＧＮＤ及びメイン電極６１に接続されている。電圧印加部７１は、交流電源であって、メイン電極６１に交流電圧（検出電圧）を印加する。これにより、メイン電極６１は、車両ボディ３との間に電界を形成する。

電流検出部７２は、電流センサであって、電圧印加部７１の電圧印加によりメイン電極６１に流れる電流を検出する。容量検出部７３は、電流検出部７２及び判別部７４に接続されている。容量検出部７３は、電圧印加部７１の印加する電圧と、電流検出部７２が検出した電流とに基づいて、メイン電極７１が形成する電界における静電容量を算出する。静電容量は、電圧印加時の電流経路におけるインピーダンスの虚数成分に基づき算出でき、虚数成分は電流と電圧の位相のずれから算出できる。

判別部７４は、乗員検知モードにおいて、容量検出部７３の検出結果と予め設定された閾値とに基づいて、乗員の有無、及び乗員が大人かＣＲＳであるかを判別する。判別部７４は、被水検知モードにおいて、容量検出部７３の検出結果と予め設定された閾値とに基づいて、シート９１の被水の有無、又は被水が塩水か否か等を判別する。判別部７４は、所定ルールに基づき、（例えば所定期間ごとに）乗員検知モードと被水検知モードとを切り替える。判別部７４は、被水が検知された場合、被水ランプを点灯させ、乗員検知を停止するか、あるいは被水に基づいた閾値により乗員判別を行う。判別部７４は、切替部７６に指令して検知モードを切り替える。

オペアンプ７５は、入力側に電圧印加部７１が接続され、出力側にサブ電極６２及びガード電極６３が接続されたオペアンプである。オペアンプ７５は、乗員検知モードにおいて、メイン電極６１に印加される電圧と同電圧をサブ電極６２及びガード電極６３に印加する。これにより、メイン電極６１とサブ電極６２とガード電極６３は、乗員検知モードの際に同電位となる。

切替部７６は、判別部７４の指令により接点が切り替わる切替スイッチである。切替部７６は、判別部７４の指令に基づき、サブ電極６２の接続先を、オペアンプ７５の出力端子に接続されるａ接点と、基準電位である車両接地（ＧＮＤ）に接続されるｂ接点とで切り替える。つまり、切替部７６によって、乗員検知モードではサブ電極６２とａ接点が接続され、被水検知モードではサブ電極６２とｂ接点が接続される。サブ電極６２は、乗員検知モードではメイン電極６１と同電位となり、被水検知モードでは基準電位となってメイン電極６１との間に電界を形成する。判別部７４は、被水検知モードにおけるメイン電極６１とサブ電極６２との間の静電容量から被水の有無等を判別する。

ガード電極６３の対向電極部６３１は、メイン電極６１の下側でメイン電極６１と同電位になることで、メイン電極６１がシート９１の座面９１１を介さない下側で車両ボディ３と電界を形成することを抑制する。また、サブガード電極部６３２は、メイン電極６１の幅方向両側でメイン電極６１と同電位になることで、メイン電極６１がシート９１の座面９１１を介さないで縁の隙間から車両ボディ３と電界を形成することを抑制する。

本実施形態によれば、サブガード電極部６３２がメイン電極６１とサブ電極６２の間に配置されており、メイン電極６１に近い位置で不要な容量結合をガードすることができ、ガード性能を向上させて乗員検知精度を向上させることができる。さらに、本実施形態によれば、サブガード電極部６３２が配置されることで、サブ電極６２をメイン電極６１から適度に遠い位置に配置することができる。これにより、シート９１の乾燥時に検出されるインピーダンスとシート９１の被水時に検出されるインピーダンスとの差を大きくすることができ、被水判別精度を向上させることができる。

例えば図２０に示すように、本実施形態のほうが、サブガード電極部６３２を有しない従来の構成に比べて、シート９１の乾燥時と被水時のインピーダンス差が大きくなっている。このように、本実施形態によれば、センサ本体部６の悪影響（不要な容量結合）を抑制しつつ、乗員検知精度の向上及び被水検知精度の向上を両立させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、サブガード電極部６３２と対向電極部６３１とは、乗員検知ＥＣＵ７内で接続されていても良い。例えば図２１に示すように、オペアンプ７５から対向電極部６３１を介さず直接的にサブガード電極部６３２に検出電圧が印加されるように構成されても良い。

また、上記第一〜第三実施形態は、適宜組み合わせても良い。また、第一実施形態及び第二実施形態においても、切替部７６を備えることで、サブ電極を被水検知のための電極とすることができる。

１，４，６：センサ本体部、 １１，４１，６１：メイン電極、
１２，４２，６２：サブ電極（並列電極）、 １３，４３，６３：ガード電極、
１１１，１２１，１３１：銀電極部（第一電極部材）、
１１２，１２２，１３２：カーボン電極部（第二電極部材）、
４１１：ループ部、 ４１２：非ループ部、
４３１：対向電極部、 ４３２：突出電極部、
６３１：対向電極部、 ６３２：サブガード電極部、
２，５，７：乗員検知ＥＣＵ（検出部）、
２１，５１，７１：電圧印加部、 ２２，５２，７２：電流検出部、
２３，５３，７３：容量検出部、 ２４，５４，７４：判別部、
２５，５５，７５：オペアンプ、 ７６：切替部

Claims (4)

1. 車両のシート（９１）に配置されるセンサ本体部（１）を備え、前記センサ本体部（１）と基準電位の間の静電容量の値に基づいて前記シート（９１）の乗員を検出する静電容量式乗員検知センサであって、
   前記センサ本体部は、検出電圧が印加されるメイン電極（１１、４１、６１）と、前記メイン電極の幅方向に離間且つ並列して配置される並列電極（１２、４２、６２）と、少なくとも一部が前記メイン電極に離間且つ対向して配置されるガード電極（１３、４３、６３）と、を有し、
   前記メイン電極及び前記並列電極は、基材（１５）と、前記基材上に配置された第一電極部材（１１１、１２１）と、前記第一電極部材を覆うと共に前記基材上に配置され電気伝導率が前記第一電極部材の電気伝導率よりも低い第二電極部材（１１２、１２２）と、を有し、
   前記第一電極部材は、前記第二電極部材の中央を囲むように前記第二電極部材の縁部に配置され、
   前記ガード電極は、前記並列電極に非対向に配置されていることを特徴とする静電容量式乗員検知センサ。
2. 前記メイン電極は、環状形状に形成されたループ部（４１１）と、前記ループ部に電圧を印加する印加電圧部（５１）と前記ループ部とを接続する非ループ部（４１２）と、を備え、
   前記並列電極は、前記並列電極の一端部であり前前記印加電圧部に接続された始端部（４２ａ）と、前記並列電極の他端部である終端部（４２ｂ）と、前記始端部と前記終端部の間で前記ループ部に沿って前記ループ部の幅方向一方側に配置される部位と、を備え、
   前記ガード電極は、前記ループ部に対応する位置において、前記メイン電極に対向する対向電極部（４３１）と、前記対向電極部から前記ループ部の幅方向他方側に突出する突出電極部（４３２）と、を有し、
   前記ループ部の幅方向一方側は、前記環状形状の内周側又は外周側である請求項１に記載の静電容量式乗員検知センサ。
3. 前記センサ本体部は、前記メイン電極と前記並列電極の間に配置されるサブガード電極部（６３２）を有する請求項１又は２に記載の静電容量式乗員検知センサ。
4. 前記メイン電極、前記並列電極、及び前記ガード電極に前記検出電圧を印加する乗員検知モードと、前記並列電極にのみ電圧を印加する被水検知モードを切り替える切替部（７６）を備え、
   前記サブガード電極は、前記ガード電極と電気的に接続されている請求項３に記載の静電容量式乗員検知センサ。

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