JPH10100858A

JPH10100858A - 乗員検知装置

Info

Publication number: JPH10100858A
Application number: JP8261528A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Maruyama; 均丸山; Hiroshi Miyake; 洋三宅; Atsuhisa Andou; 敦久安藤; Minoru Izawa; 実井沢; Yoshiaki Inoue; 義昭井上; Takao Akatsuka; 隆夫赤塚
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】助手席側のエアバッグが展開する領域に乗員
等が存在することを確実に検知することができる乗員検
知装置を簡単な構成で実現する。【解決手段】乗員あるいは物体が存在した場合に、助
手席側のエアバッグが展開したときには、そのエアバッ
グの膨張が乗員に対して最適でない状態となる警報領域
５にスタンディングチャイルド等がいることを検知して
警報を出す。エアバッグ収容部３より下方のダッシュボ
ード２の端部に距離センサ２１を設け、車両の前後方向
および左右方向について斜めにビームを出力する。そし
て、乗員等までの距離が予め設定してある閾値以下であ
れば、警報領域５に乗員等が存在するものと見なして警
報を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の乗員を保
護するエアバッグシステムに用いられる乗員検知装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の衝突に対する安全装置としての
エアバッグシステムが広く普及してきている。エアバッ
グシステムは、通常ハンドルやインストルメントパネル
部（ダッシュボード）にエアバッグを収容しておき、急
減速時（たとえば、衝突時）にそのエアバッグにガスを
供給して風船のように膨らませることによって、ハンド
ル等と運転者との間に緩衝材を介在させて運転者を保護
するものである。近年では、このようなエアバッグシス
テムを、運転席側だけでなく助手席側にも設けるように
なってきている。

【０００３】助手席側は、エアバッグをダッシュボード
などに収容するが、このエアバッグ収容部からシートま
での間の空間が運転席側と比べて大きい。このため、助
手席用シートの前方のエアバッグが展開する領域に子供
が立つ（以下、スタンディングチャイルド）ことがあ
る。ところが、このスタンディングチャイルドに対して
はエアバッグが展開した際にエアバッグが最適な膨張状
態にあるとは限らない。この問題は、スタンディングチ
ャイルド以外にも、助手席の乗員が前屈みの姿勢をとっ
たとき、また後ろ向きチャイルドシートが載置してある
ときなどでも同様である。

【０００４】上記問題に対処する技術は、たとえば、特
開平４−２１５５４６号、実開平１−１３０８５７号公
報に記載されている。特開平４−２１５５４６号公報
は、車両搭乗者の前進方向に対して横方向に延びる測定
領域を形成し、搭乗者の前方変位を検出し、エアバッグ
システムを起動させる判断基準としているものである。
また、実開平１−１３０８５７号公報は、車両前席のレ
グスペースの側面にスタンディングチャイルドセンサを
取り付け、起立状態の子供の存在を検出するものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な構成では、助手席の乗員が横方向に延びる測定領域に
対して上から覆い被さった場合、あるいは下から子供が
潜り込むような場合を検出することが困難である。ま
た、これに対処するためには、横方向に延びる測定領域
を複数設ける、すなわちセンサを複数設けなければなら
ず、乗員検知装置が大型化、複雑化するという問題があ
る。

【０００６】本発明の課題は、助手席側のエアバッグが
展開する領域に乗員等が存在することを確実に検知する
ことができる乗員検知装置を簡単な構成で実現すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の乗員検知装置
は、助手席用のエアバッグシステムに適用され、車両内
の助手席用エアバッグが展開される領域に対して、車両
の前後方向および左右方向について斜めにビームを出力
して、そのビームが遮られたときに乗員有と判断する。
車両の前後方向および左右方向について斜めにビームを
出力することによって、一つの測定領域による検出可能
領域に厚みを持たせる、すなわち種々の状態を一つの検
出手段で検出することが可能となる。

【０００８】本発明の乗員検知装置は、以下の各手段を
設ける構成としても良い。即ち、車両内の助手席用エア
バッグが展開される領域に対して、車両の前後方向およ
び左右方向について斜めにビームを出力するビーム出力
手段と、ビーム出力手段から出力されたビームの反射光
を受信する受信手段と、受信手段の出力に従って助手席
用のエアバッグが展開される領域に物体が存在するか否
かを判断する判断手段とを設ける。上記ビーム出力手段
と受信手段は、助手席用エアバッグを収容するエアバッ
グ収容部より下方のダッシュボードの所定位置、車両の
天井部、または助手席側のドアに設けられる。

【０００９】上記構成において、物体が上記領域に侵入
すると、その物体が上記ビームを遮ることになり、その
ことによって受信手段で受信する反射光の強度または角
度が変化する。判断手段はこの変化に従って上記領域の
物体の有無を検知する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は、乗員あるいは
物体が存在した場合に、助手席側のエアバッグが展開し
たときには、そのエアバッグの膨張が乗員に対して最適
ではない状態となる領域を示す模式的な図である。

【００１１】同図に示すように、車両１内のダッシュボ
ード２には図示しない助手席用のエアバッグ（以下、単
にエアバッグと呼ぶ）がエアバッグ収容部３に収容され
ている。そして、急減速時（例えば、衝突時）には、エ
アバッグにガスが供給され、そのエアバッグが助手席用
シート４の前方で風船のように膨らみ（展開）、乗員を
保護する。

【００１２】エアバッグは、展開するときに、特にエア
バッグ収容部３の近傍ではかなりの勢いで膨張する。同
図において、助手席側のエアバッグが展開したときに乗
員あるいは物体がそこに存在した場合には、そのエアバ
ッグの膨張が乗員に対して最適ではない状態となる領域
を斜線（以下、警報領域５）で示す。すなわち、警報領
域５に乗員がいるときにエアバッグが展開すると、その
乗員は最適な状態で保護を受けることができない虞があ
ったり、また警報領域５に物体がある場合にはエアバッ
グの展開が必要ではない場合がある。このため、本実施
の形態の乗員検知装置は、警報領域５に乗員等が検知さ
れたときには、その事を知らせるためにブザー音や表示
ランプ等によって警報を発する。

【００１３】警報領域５に乗員等が存在する例として
は、助手席用シート４の前部に子供が立つ（以下、スタ
ンディングチャイルド：図２または図５において破線で
示す）場合、助手席用シート４の乗員が前屈みの姿勢を
とった場合、後ろ向きチャイルドシートが置かれている
場合などが考えられる。

【００１４】本実施の形態の乗員検知装置は、警報領域
５を車両の前後方向および左右方向について斜めにビー
ムを出力して、そのビームが遮られたことを検出するこ
とによって、すなわちそのビームの乗員等による反射光
を検出することによって警報領域５に乗員等が存在する
か否かの判断をし、乗員等が存在したときには警報を出
力する。

【００１５】警報領域５に乗員等が存在するか否かを判
断する方式として以下の３つの方式を示す。（１）投光方式（２）単純反射方式（３）距離センサ（ＰＳＤ：Position Sensitive Devic
e)方式ビームを出力する装置（例えば、発光素子）を設ける位
置としては、以下の３つの位置が考えられる。（ａ）エアバッグ収容部より下方のダッシュボードの端
部（ｂ）天井部（マップランプ付近）（ｃ）助手席側のドア以下では、ビームを出力する装置を上記（ａ）の場所に
設けた構成において、投光方式、単純反射方式、距離セ
ンサ方式を説明する。（第１実施例）図２は、投光方式の概念を説明する図で
ある。投光方式では、エアバッグ収容部３より下方のダ
ッシュボード２の端部に発光素子１１を設け、天井部６
のマップランプ付近に受光素子１２を設ける。そして発
光素子１１は受光素子１２に向けて前記警報領域５を車
両の前後方向および左右方向について斜めに通過するよ
うにビームを出力する。

【００１６】上記構成において、警報領域５において乗
員等がいなければ、受光素子１２はビームを受信する。
換言すれば、ビームが遮られて受光素子１２がそのビー
ムを受信できなくなると、警報領域５に乗員等が存在す
ると見なせる。従って、この投光方式では、受光素子１
２がビームを受信できなくなると警報を出力するように
なっている。

【００１７】上述のように、発光素子１１をエアバッグ
収容部３より下方のダッシュボード２の端部に設け、車
両の前後方向および左右方向について斜めにビームを出
力することによって、一つのビームによって警報領域５
に乗員等がいるか否かの検知をすることが可能となる。

【００１８】すなわち、警報領域５に乗員等が存在する
要因（スタンディングチャイルド、助手席側の乗員が前
屈みの姿勢をとった場合、後ろ向きチャイルドシートが
置かれている場合）を考慮すれば、その要因となる乗員
等はある程度の大きさを有しているので、ビームの通過
する位置がエアバッグ収容部３から少し離れていてもエ
アバッグ収容部３に非常に近い位置に乗員等が近づいた
ときに、その乗員等の一部がビームを遮ることになる。
このため、エアバッグ収容部３に接触するような位置に
乗員等が近づいたときでもそれを検知することができ
る。ビームをエアバッグ収容部３からどの程度離れた位
置を通過させるかはシミュレーション等で決定する。（第２実施例）次に、上記第１実施例と同じ図２を用い
て単純反射方式の概念を説明する。単純反射方式では、
上記第１実施例における受光素子１２の代わりに反射板
１５を設け、発光素子１１に隣接するように受光素子１
６を設ける。発光素子１１は反射板１５に向かって、警
報領域５を車両の前後方向および左右方向について斜め
に通過するようにビームを出力し、その反射光を受光素
子１６で受信する。このビームは遮られることがなけれ
ばエアバッグ収容部３より下方のダッシュボード２の端
部と天井部６との間を一往復することになるが、この
時、ビームが警報領域５を少なくとも一回は通過するよ
うになっている。

【００１９】上記構成において、警報領域５に乗員等が
いなければ、受光素子１６はビームを受信する。換言す
れば、ビームが遮られて受光素子１６がそのビームを受
信できなくなると、警報領域５に乗員等が存在するもの
と見なせる。従って、この単純反射方式では、受光素子
１６がビームを受信できなくなると警報を出すようにな
っている。

【００２０】単純反射方式では、発光素子と受光素子と
を近接させることができるので、例えばそれらを１モジ
ュールに組み込めば、低コストで乗員検知装置を実現す
ることができる。（第３実施例）図３は、距離センサ方式の概念を説明す
る図である。距離センサ方式では、エアバッグ収容部３
より下方のダッシュボード２の端部に、警報領域５に隣
接しない位置に距離センサ２１を設ける。距離センサ２
１は、距離センサ２１から見て警報領域５を通過する方
向を距離測定方向とし、その方向に存在する乗員等まで
の距離を測定する。そして、乗員等までの距離が予め設
定してある閾値以下であれば、警報領域５に何らかの乗
員等があるものと見なして警報を発する。

【００２１】距離センサ２１は、たとえば、ＬＥＤ等の
発光素子とＰＳＤ（位置検出素子：Position Sensitive
Device ）とから構成される。ＰＳＤはビームを受光す
る位置に応じて出力が変化するデバイスであり、その出
力は、受信光の強度には依存しない。

【００２２】図４は、ＰＳＤを用いた距離測定の原理を
説明する図である。対象物までの距離を検出するとき
は、図４(a) に示すように、ＬＥＤ２２から出力される
ビームを対象物に照射し、その対象物からの反射光をＰ
ＳＤ２３で受信する。対象物までの距離が異なれば、反
射光のレンズ２４への入射角が異なるので、ＰＳＤ２３
上に集光される位置が異なってくる。ＰＳＤ２３の出力
は、上述したように、ビームを受光する位置に応じて変
化するので、ＰＳＤ２３の出力を用いて対象物までの距
離を検出することができる。

【００２３】図４(b) は、対象物までの距離とＰＳＤ２
３の出力との関係を示す図である。同図に示すように、
ＰＳＤ２３の出力は、対象物までの距離が大きくなるに
つれて双曲線状に小さくなっていく。通常、ＰＳＤを用
いた距離測定は、このように出力が双曲線状に減少して
いく範囲で行われる。換言すれば、対象物までの距離が
非常に小さい場合には、正確な測定ができない場合があ
る。しかしながら、本実施の形態では警報領域５に隣接
しない位置にＰＳＤ２３を設けているので、上記ＰＳＤ
２３の出力が双曲線状に減少していく範囲で測定を行っ
ている。

【００２４】本実施の形態の乗員検知装置の説明に戻
る。本実施の形態の乗員検知装置に前記ＰＳＤを導入す
る場合には、乗員等までの距離についての閾値を設定す
る。ただし、実際には、ＰＳＤ２３の出力値に対する閾
値を設定することによって閾値距離を設定する。ＰＳＤ
２３の出力値に対する閾値は、距離に換算すると、図３
に示すように、ダッシュボード２の端部からＰＳＤ２３
の測定方向を見て、警報領域５の最遠の境界面までの距
離である。

【００２５】本実施の形態の乗員検知装置は、不図示の
制御回路において、ＰＳＤ２３の出力値と上記閾値とを
比較する。この制御回路は、例えばコンパレータを有し
ており、上記閾値よりもＰＳＤ２３の出力の方が小さけ
れば「０」を出力し、ＰＳＤ２３の出力の方が大きけれ
ば「１」を出力する。そして、「０」が出力されたとき
は、警報領域５に乗員等が存在しないと見なして警報は
発せず、一方「１」が出力されたときは、警報領域５に
乗員等が存在すると見なして警報を発する。

【００２６】警報領域５の乗員等の存否を監視するとき
には、まず、ダッシュボード２の端部に設けられた距離
センサ２１内のＬＥＤ２２から警報領域５を通過する方
向にビームを出力する。すなわち、ダッシュボード２の
端部から車両の前後方向および左右方向について斜めに
ビームを出力する。

【００２７】警報領域５に乗員等が存在しなければ、Ｌ
ＥＤ２２から出力されたビームは、天井部６に反射され
てＰＳＤ２３に戻ってくる。すなわち、閾値距離よりも
遠い位置で反射されてＰＳＤ２３に戻ってくる。このた
め、ＰＳＤ２３の出力は、図４(b) に示す閾値よりも小
さくなり、警報領域５に乗員等が存在しないと見なされ
て警報は発せられない。

【００２８】一方、警報領域５に乗員等（スタンディン
グチャイルド、助手席側の乗員が前屈みになった場合、
後ろ向きチャイルドシートが置かれている場合など）が
存在すると、ＬＥＤ２２から出力されたビームはその乗
員等において反射されてＰＳＤ２３に戻ってくる。すな
わち、ビームは閾値距離よりも近い位置で反射されてＰ
ＳＤ２３に戻ってくる。このため、ＰＳＤ２３の出力
は、図４(b) に示す閾値よりも大きくなり、警報領域５
に乗員等が存在すると見なして警報を発する。

【００２９】この距離センサ方式においても、図２で説
明した作用と同様に、１本のビームで警報領域５の乗員
等の存否を確実に検知することができる。本実施の形態
の乗員検知装置は、車両の前後方向および左右方向につ
いて斜めにビームを出力することによって警報領域５内
の乗員等の存否を検知するため、あらゆる状態の乗員の
好ましくない姿勢、あるいはエアバッグの展開を必要と
しない物体（例えば、後ろ向きチャイルドシート）存在
を簡単な構成で、かつ確実に検知することができる。す
なわち、乗員が警報領域５に対して下から潜り込むよう
な時、あるいは上方から手だけが進入したような時にも
乗員の体の一部が必ずビームを遮るために警報領域５内
の乗員等の存否を確実に検知できる。

【００３０】また、距離センサ２１（ＰＳＤ２３）の出
力は、図４(b) に示すように外的要因（たとえば、対象
物の色、対象物に検知光が当たる角度、周囲温度など）
によって変化するので、高精度で距離を測定することが
難しい。しかしながら、本実施の形態の乗員検知装置
は、エアバッグ収容部３から対象物までの距離を測定す
るのではなく、ダッシュボード２の端部から乗員等まで
の距離と所定の閾値との大小関係を調べるだけであるの
で、ＰＳＤ２３の精度はあまり要求されず、簡単な構成
で乗員等の存否を検知することができる。

【００３１】さらに、本実施の形態では、ダッシュボー
ド２の端部にＰＳＤ２３に設けているので、図４(b) に
示すように警報領域５に対応する距離の範囲と天井部６
に対応する距離との差が大きい。従って、閾値を設定す
る際にも、精度をあまり必要とせず、かつその精度が高
くないことによって誤検知することもない。

【００３２】なお、図２〜図４を参照しながら説明した
実施形態では、ビーム出力手段（発光素子１１、ＬＥＤ
２２）をエアバッグ収容部３より下方のダッシュボード
２の所定位置に設けていたが、本発明はこれに限定され
るものではない。たとえば、図５に示すように、天井部
６（マップランプ付近）にビーム出力手段を設け、車両
の前後方向および左右方向について斜めにビームを出力
するように構成しても良い。この場合、投光方式であれ
ば、天井部６に発光素子１１、ダッシュボード２の所定
位置に受光素子１２を設け、単純反射方式であれば、天
井部６に発光素子１１および受光素子１６、ダッシュボ
ード２の所定位置に反射板１５を設け、さらに、距離セ
ンサ方式であれば、天井部６に距離センサ２１を設け
る。このような構成としても、上記実施の形態と同様に
１本のビームで警報領域５の乗員等の存否を確実に検知
することができる。さらには、ビーム出力手段を助手席
側のドア前方下部に設け、車両の前後方向および左右方
向について斜めにビームを出力するようにしても良い。

【００３３】

【発明の効果】助手席用のエアバッグが展開される領域
を車両の前後方向および左右方向について斜めにビーム
を出力し、そのビームが遮られたか否かによって上記領
域の乗員等の存否を判断するので、簡単かつ確実に検知
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】助手席側のエアバッグが展開したときに乗員あ
るいは物体がそこに存在した場合には、そのエアバッグ
の膨張が乗員に対して最適でない状態となる領域を示す
図である。

【図２】投光方式および単純反射方式の概念を説明する
図である。

【図３】距離センサ方式の概念を説明する図である。

【図４】ＰＳＤを用いた距離測定の原理を説明する図で
ある。

【図５】ビームを出力する装置を車両の天井に設けた構
成を示す図である。

【符号の説明】

１車両２ダッシュボード３エアバッグ収容部５警報領域６天井部１１発光素子（ビーム出力手段）１２，１６受光素子（受信手段）１５反射板２１距離センサ２２ＬＥＤ（ビーム出力手段）２３ＰＳＤ（受信手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤敦久愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者井沢実愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者井上義昭愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者赤塚隆夫愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両内の助手席用エアバッグが展開され
る領域に対して、車両の前後方向および左右方向につい
て斜めにビームを出力して、そのビームが遮られたとき
に物体有と判断する乗員検知装置。
【請求項２】車両内の助手席用エアバッグが展開され
る領域に対して、車両の前後方向および左右方向につい
て斜めにビームを出力するビーム出力手段と、前記ビーム出力手段から出力されたビームの反射光を受
信する受信手段と、該受信手段の出力に従って助手席用のエアバッグが展開
される領域に物体が存在するか否かを判断する判断手段
とを有する乗員検知装置。
【請求項３】助手席用エアバッグを収容するエアバッ
グ収容部より下方のダッシュボードの所定位置に距離セ
ンサを設け、その距離センサを用いて助手席用のエアバ
ッグが展開される領域の方向に存在する物体までの距離
を測定し、その測定距離が所定値以下であったときに物
体有と判断する乗員検知装置。