JPH09295552A - 乗員検出装置 - Google Patents

乗員検出装置

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JPH09295552A
JPH09295552A JP8111014A JP11101496A JPH09295552A JP H09295552 A JPH09295552 A JP H09295552A JP 8111014 A JP8111014 A JP 8111014A JP 11101496 A JP11101496 A JP 11101496A JP H09295552 A JPH09295552 A JP H09295552A
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circuit
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Katsushi Oneda
克司 大根田
Haruka Hayashi
治可 林
Miyuki Demachi
幸 出町
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な原理、簡単な構成で容易に荷物と人間
とを識別できる乗員検出装置を提供する。 【解決手段】 車体側に取り付けられた超音波発生器に
よって椅子の上方空間に定常波を発生させ、かつその定
常波の発生領域内に超音波受信器を配置し、前記椅子に
座る乗員の動きに伴う前記受信器の出力の変化に基づい
て、前記乗員の存在を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両等の座席に
乗員が座っているか否かを検出するための乗員検出装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】まず、この発明に係る乗員検出装置の説
明をする前に、この発明の乗員検出装置に係るエアバッ
グ装置等の車両用乗員保護装置について図14に基づい
て説明する。すなわち、図14に示すものは重大事故
(乗員に大きな傷害等を与える事故)時に運転席と助手
席との両方のエアバッグが展開するように設けられた車
両用乗員保護装置を示すもので、車両の前後方向に発生
する衝突に伴う加速度信号を加速度センサ1からエアバ
ッグ展開制御回路2に入力し、そこで入力した加速度信
号の大きさ及び持続時間等に基づいて衝突判断を行い、
重大事故と判断した場合には、運転席用の第1雷管3に
点火電流を供給して点火駆動し、運転者を保護するエア
バッグを展開せしめると共に、展開タイミング制御回路
4を介して助手席用エアバッグ展開用の第2及び第3雷
管5、6を異なるタイミングで点火駆動して、助手席に
着座している助手席用エアバッグを展開せしめる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如き車両用乗員保護装置にあっては、例えば同乗者を乗
せずに運転者が一人で運転しているときに衝突事故を起
こした場合にも、助手席に誰も座っていないにも拘ら
ず、第1、第2及び第3雷管3、5、6の全てに点火電
流が供給されてしまうために、車両を修理して再使用す
る場合には、車両用乗員保護装置を部分的に交換する訳
にはいかずに、インストルメントパネルを含めて多くの
部品を交換しなくてはならず、そのために修理コストが
高くなるという課題があった。
【0004】そこで、米国等においては、例えば助手席
に乗員がいないときには、助手席用エアバッグを展開さ
せないシステムのものは、すでに保険会社が保険料を安
くするような動きがでており、日本の業界の流れも助手
席に乗員がいないときには助手席用のエアバッグを展開
させないようにしようとする方向に動きつつある。そこ
で問題となるのは、助手席に座ると荷重でオンするスイ
ッチ、例えば機械式の着座スイッチ、座席の上に座布団
のように敷くシート状のスイッチ板等が現在のところ考
えられているが、これらの荷重によって作動するスイッ
チのものは、荷物と人間とを区別できないという点であ
った。
【0005】そこで、この発明は、上記課題を鑑みてな
されたもので、簡単な原理、簡単な構成で容易に荷物と
人間とを識別できる乗員検出装置を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る乗員検出
装置は、車体側に取り付けられた音波発生器によって椅
子との間に定常波を発生させ、かつその定常波の発生領
域内に音波受信器を配置し、前記定常波の発生領域内の
物体の動きに伴う前記音波受信器の出力の変化に基づい
て、前記乗員の存在を検出する。
【0007】この発明によれば、座席に人間が座ってい
れば、人間は荷物と違い必ず動くので、車両側と人間と
の間に定常波を形成しておくことにより、人間が動く
と、車両側(センサ側)と人間との定常波の波数が変化
するので、それを音波受信器で検出することによって座
席に存在するものが人間なのか又は物であるのかを容易
に検出できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.この発明の実施の一形態を図1から図9
に基づいて説明する。図1から図4はこの発明の原理を
説明するための図である。まず、図1において、10は
図8、図9に示すように助手席に対向して配置されたグ
ローブボックス30の上側に設けられたエアバッグモジ
ュール31に一体的に設けられた超音波発生器で、この
超音波発生器10は一定周波数f0 (Hz)の発振器1
1によって駆動され、助手席32の背もたれ32a中央
部に向けて超音波を発射する。一方その発射された超音
波は、助手席32の背もたれ32a、または助手席32
に座った乗員14の体によって反射されて、前記超音波
発生器10と助手席32の背もたれ32a、または助手
席32に座った乗員14の体との間に定常波13を発生
する。
【0009】なお、前記発振器11は、助手席32側の
ドアが閉じられ、ドア状態スイッチ(図示せず)がオフ
状態からオン状態に切り換えられることによって、発振
を開始し、その後、後述の判断回路22によって人間が
助手席に座っていると判断されると、それを示す信号を
判断回路22から電源回路24が受け、電源回路24か
らの給電が停止されて発振器11は発振を停止する。
【0010】すなわち、超音波発生器10で発生された
一定周波数f0 の超音波は、超音波発生器10と助手席
32に座った乗員(図1に太い実線で示されるB状態の
乗員)14との間で定常波を形成するので、その定常波
がその乗員14がB位置から体を前方のC位置まで前か
がみをして曲げた場合に定常波がどのように変化し、そ
の変化をどのように検出するかを以下に説明する。な
お、乗員は体の表面が凸凹し、また助手席32の背もた
れ32aは、通常斜めの姿勢にあるので、必ずどこかで
定常波が発生している。まず、図1において超音波発生
器10の位置X1とB状態の乗員14の体の位置X2と
の間に図2(A)に示すような定常波13が発生し、そ
の超音波発生器10の位置X1とB状態の乗員14の体
の位置X2との間には、超音波発生器10の位置X1を
基準として所定間隔(周波数と音速との関係で決まる)
T0毎に定常波13の節(または腹)が位置する。
【0011】ここで、乗員14が体を前方に曲げてC状
態にすると(図1に二点鎖線で示されている)、超音波
発生器10の位置X1とC状態の乗員14の体の位置X
3との間に形成される定常波13は図2(B)に示され
るように定在する波の数が減り(図2では1つ減る)、
その減った分の信号(図1(C))が超音波受信器12
によって受信され、乗員14がB状態からC状態(また
はC状態からB状態に)に変化する間に、超音波受信器
12から図2(C)に示す信号が得られる。
【0012】次に、乗員14が助手席32を前方にスラ
イドさせた場合について、図3及び図4に基づいて説明
する。すなわち、超音波発生器10から発生された一定
周波数の超音波は助手席32に座った乗員(図3に太い
実線で示される)14との間に定常波13を発生させ
る。
【0013】そのために、符号Bで示す状態の乗員14
が体を位置X2から前方にスライドさせてC状態の位置
X4に移動すると(図3に二点鎖線で示される)、超音
波発生器10の位置X1とC状態の乗員14の体の位置
X4との間に定在する波の数は4つ減り、その4つ分の
信号が超音波受信器12によって受信され、乗員14が
B状態からC状態に変化する間に、超音波受信器12は
図2(C)に示す信号が得られる。
【0014】次に、上記原理に基づいて超音波受信器1
2によって受信された信号の電気的処理方法を図5に基
づいて説明する。乗員14が助手席32を前後方向に移
動させたり、また乗員14が姿勢を前後方向に変化させ
ることによって、例えば図6(A)に示す波を超音波受
信器12が受信すると、超音波受信器12からの出力信
号は増幅回路16で増幅された後、バンドパスフィルタ
17に供給される。バンドパスフィルタ17は、前記乗
員14の変位に伴う信号成分のみを抽出する(図6
(B)参照)ように周波数帯域が設定されている。18
は絶対値回路で、前記バンドパスフィルタ17で抽出さ
れた信号の絶対値をとる(図6(C)参照)。
【0015】19はシュミット回路で、前記絶対値回路
18から出力される正弦波信号をパルス信号(図6
(D))に変換してカウンタ20で計数する。21は距
離算出回路で、前記カウンタ20での計数値に基づいて
乗員の移動量(または変位量)を算出する。すなわち、
この移動量は、(音速÷超音波周波数)×計数値によっ
て算出される。
【0016】22は判断回路で、前記距離算出回路21
で距離が算出される毎に、その移動に要した時間、すな
わち超音波信号が受信されてから受信が停止する(また
は停止したと判断考えられる時点)までの間に要する時
間を計時回路25からの計時信号に基づいて求め、それ
らの求められた人間の一動作による移動量とそれに要し
た時間とを時系列的に並べて、パターン記憶回路23に
記憶されたパターンと比較することによって助手席の乗
員の動きなのか、または助手席に置かれたものがブレー
キ操作等によって発生した加速度等の外力によって動い
たときの動きなのか否かを判断し、助手席に乗員がいな
いと判断すると、その結果を図7に示すスイッチ回路2
6の制御端子Xに供給してスイッチ機能をオフし、かつ
電源回路24をオフせしめる信号を出力する。また助手
席に乗員がいると判断するとスイッチ機能をオンする。
【0017】次に上記構成のものの作動を説明する。例
えばドアが閉じられ、かつ走行のためにイグニッション
スイッチが閉成されると、電源回路24から各回路に電
源が供給され、超音波発生器10が一定周波数f0 の超
音波を、グローブボックス30の上側のインストルメン
トパネル内に配置された超音波発生器10から助手席3
2の背もたれ32aに向けて発する。そこで、例えばそ
の助手席32に乗員14が座っていて前後方向に移動す
ると、超音波受信器12からその移動量に比例した波数
の正弦波信号が検出され(図6A)、カウンタ20で計
数された後、距離算出回路21で距離が算出され、判断
回路22でパターン記憶回路23で記憶されたパターン
と比較されて、助手席32に乗員がいると判断した場合
には図7に示すスイッチ回路26の制御端子Xにオン信
号を供給してスイッチをオン状態にして助手席側のエア
バッグの雷管5、6を、展開タイミング制御回路4から
の出力に基づいて駆動可能にする。なお、図8及び図9
において、30aはグローブボックスの蓋体,31は図
7に示す回路とその実装を行うためのエアバッグモジュ
ール、31aはエアバッグが飛び出してくるための開口
を封止する蓋体、33はステアリングメンバである。
【0018】実施の形態2.この発明による実施の他の
形態を図10から図13に基づいて説明する。この実施
の形態2は、上記実施の形態1が超音波発生器10及び
超音波受信器12を用いて超音波の送信と受信とを別々
に行っているのに対して、図10にその概要を示すよう
に1つの超音波素子15のみで行うものである。すなわ
ち、この実施の形態2では、超音波素子15をその固有
の共振周波数f0 で駆動したときの音響インピーダンス
の変化を利用するもので、この音響インピーダンスの電
気的等価回路は、図11及び図12に示すもので、定常
波13が発生しているときには図11に示すように抵抗
40aと可変音響インピーダンス40bとの直列回路か
ら構成され、また定常波が発生していないときには、図
12に示すように抵抗40aと可変音響インピーダンス
40bとコンデンサ40cとコイル40dとの直列回路
から構成されており、双方の差を図13に示すブリッジ
回路41を用い、検出することによって定常波13が超
音波発生器10と助手席32との間に発生しているか否
かの判断が可能になる。
【0019】すなわち、この検出のための回路を図13
に基づいて説明する。超音波発生器10は、3つの抵抗
51a,51b,51cと共に接続されることによって
ブリッジ回路51を構成し、発振器11からこの超音波
発生器10の固有の共振周波数f0 の正弦波信号が供給
されている。またこのブリッジ回路51の出力端のそれ
ぞれには半波整流回路を構成するダイオード52、53
と、その整流出力を積分する第1及び第2積分回路5
4、55が直列接続され、それらの積分出力が比較回路
56に供給され、定常波がたつ度に1つのパルス出力を
判断回路57に供給している。判断回路57は、パルス
が1つ供給される度に、助手席32の前で物体が所定の
距離変位したとし、そのパルス数及びその発生頻度を判
断することによって(所定時間当たりのパルス数が一定
数以上ある。また単位時間当たりの発生頻度が一定回数
以上ある)、物体が乗員であるのか、またブレーキ等に
よって荷物が変位したのかを判断する。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
助手席にものが置いて有るのか、または人がいるのかを
簡単な構成のもので、容易に検出できるという効果が発
揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による乗員検出装置の実施の一形態を示
す動作原理説明図である。
【図2】図1の作動を説明するための波形図である。
【図3】本発明による乗員検出装置の他の動作原理説明
図である。
【図4】図3の作動を説明するための波形図である。
【図5】図1及び図3に示す本発明に係る乗員検出装置
の回路ブロック説明図である。
【図6】図5の回路ブロック説明図の動作を説明するた
めの波形説明図である。
【図7】本発明による乗員検出装置をエアバッグ装置等
の車両用乗員保護装置に応用したときの実施例を示す回
路ブロック説明図である。
【図8】助手席に対向して配置されたグローブボックス
を示す車両内部の斜視図である。
【図9】超音波発生器10及び超音波受信器12が車両
に設けられている状態を説明するためのインストルメン
トパネルの断面説明図である。
【図10】本発明に係る乗員検出装置の他の実施の形態
を説明するための概要説明図である。
【図11】本発明に係る乗員検出装置の他の実施の形態
を説明するための超音波素子の電気等価回路図である。
【図12】図11における超音波素子が定常波を発生し
ているときの超音波素子の電気等価回路図である。
【図13】本発明に係る乗員検出装置の実施の他の形態
を示す回路ブロック説明図である。
【図14】従来の車両用乗員保護装置の大まかな構成を
説明するための回路ブロック説明図である。
【符号の説明】
1 加速度センサ 2 エアバッグ展開制御回路 3,5,6 雷管 4 展開タイミング制御回路 10 超音波発生器 11 発振器 12 超音波受信器 13 定常波 14 乗員 18 絶対値回路 20 カウンタ 21 距離算出回路 22 判断回路 26 スイッチ回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体側に取り付けられた音波発生器によ
    って椅子との間に定常波を発生させ、かつその定常波の
    発生領域内に音波受信器を配置し、前記定常波の発生領
    域内の物体の動きに伴う前記音波受信器の出力の変化に
    基づいて、前記乗員の存在を検出することを特徴とする
    乗員検出装置。
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