JPH10157561A - 車室内状況検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被検知対象の表面色や表面材質により赤外線反
射率が異なっても安定したセンシングを行うことができ
る車室内状況検出装置を提供する。 【解決手段】車室内における助手席の天井には９個の赤
外線ＬＥＤ３〜１１と３個の１次元ＰＳＤ１２〜１４が
下方を向けて配置され、赤外線ＬＥＤ３〜１１の発する
赤外光が被検出対象に反射してＰＳＤ１２〜１４にて受
光される。ＰＳＤ１２〜１４から被検出対象までの距離
に応じたレベルの信号が出力される。コントローラ２４
は車室内状況検出に先立ち、発光強度調整回路２６を制
御して赤外線ＬＥＤ３〜１１の発光強度を調整してＰＳ
Ｄ１２〜１４の出力信号レベルを測定可能な範囲にし、
その後においてＰＳＤ１２〜１４の出力信号に基づいて
車室内の乗員の状況を検出する。

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、車室内状況検出
装置に関し、例えば、車両用のエアバッグ乗員拘束シス
テムに用いると好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、車両用エアバッグ乗員拘束システ
ムの標準装備化が進み、さらに助手席用エアバッグの装
着率も高まってきている。エアバッグは、例えば自動車
の衝突時に、操舵輪（ハンドル）、インストルメントパ
ネル（計器盤）等のような車室内の内部構造に対して相
対的に乗員を緩やかに減速させるように作動して前記内
部構造に対して直接的な接触を阻止することによって乗
員の自動車の衝突による傷害を防止するものである。

【０００３】又、エアバッグシステムは自動車の衝突を
感知する衝突センサの衝突検知信号でエアバッグを一様
に膨張させるシステムとなっている。しかしながら、エ
アバッグシステムを装着してある車両とはいえ、自動車
の衝突時に必ずしも一様にエアバッグを膨張させること
が（乗員保護の面から）好ましいとは言えない。つま
り、助手席エアバッグの場合において助手席に乗員がい
ない時においても自動車が衝突したときには一様にエア
バッグが膨張してしまい、エアバッグ本来の目的からす
れば無意味な作動になってしまう。これにより、エアバ
ッグ交換修理費の増加などの問題も発生している。

【０００４】そこで、車室内に乗員センサを設置して同
センサにより乗員の有無を検出してその検出結果を加味
した制御を行うことが考えられる。つまり、図２０に示
すように、発光素子６０から乗員６１に向けて光を発射
し、乗員６１にて反射された光を受光素子６２にて受光
することにより乗員の有無を検出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
乗員センサにおいては、乗員の服装等、即ち、被検出対
象の表面色や表面材質により赤外線反射率が異なり、そ
れが正確なるセンシングを行う上での障害となってい
る。つまり、図２１に示すように、白い紙と黒髪とでは
同一の光に対する受光量（受光感度）が異なり、（ａ）
のように高反射率（例えば白色）の物体に基準を合わせ
発光強度を設定した場合には低反射率（例えば黒色）の
物体が検出範囲から外れてしまい、又、（ｂ）のように
低反射率（例えば黒色）の物体に基準を合わせ発光強度
を設定した場合には高反射率（例えば白色）の物体が検
出範囲から外れてしまう。このように高・低反射率の両
者を共にダイナミックレンジ内に収めることは困難であ
る。

【０００６】そこで、この発明の目的は、被検出対象の
表面色や表面材質により赤外線反射率が異なっても安定
したセンシングを行うことができる車室内状況検出装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、調整手段は車室内状況検出に先立ち、赤外線発
光素子の発光強度または受光素子の受光信号の増幅率の
内の少なくともいずれか一方を調整して受光素子の出力
信号レベルを測定可能な範囲にする。そして、調整手段
による調整後において判定手段は受光素子の出力信号に
基づいて車室内の乗員の状況を検出する。

【０００８】よって、乗員の服装等により被検出対象の
赤外線反射率が異なっても赤外線発光素子の発光強度ま
たは受光素子の受光信号の増幅率の内の少なくともいず
れか一方が調整されており車室内の乗員の状況を検出す
ることができる。

【０００９】つまり、上記従来装置においては、発光強
度または増幅率を一定値に固定していたが、本発明の構
成を採用して発光強度または増幅率を自動調節すること
により、被検出物体の反射率の影響を受けにくく、被検
出対象の表面色、表面材質による赤外線反射率に無関係
に安定した検出性能を保持できる。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、乗員の車
両への搭乗の判断結果に基づいて調整手段による調整動
作が開始される。よって、一定時間毎に調整動作を開始
する場合に比べ、より好ましいものとなる。

【００１１】請求項３に記載のように、搭乗判断に際
し、ドア開閉スイッチからの信号を用いたり、請求項４
に記載のように、荷重スイッチからの信号を用いると、
一般的に車両に搭載されるスイッチを流用したシステム
を構築することができる。

【００１２】請求項５に記載の発明によれば、車両のキ
ースイッチの操作に基づいて調整手段による調整動作が
開始される。よって、一定時間毎に調整動作を開始する
場合に比べ、より好ましいものとなる。

【００１３】請求項６に記載のように、車速が所定値以
上になると調整手段による調整動作を終了させるように
すると、実用上好ましいものとなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、この発明を具体化した第１
の実施の形態を図面に従って説明する。

【００１５】図１には、本実施の形態における車室内状
況検出装置を搭載した自動車を示す。この自動車は右ハ
ンドル仕様であり、助手席における車室内での天井には
距離センサ１が装着されている。この距離センサ１の詳
細を、図２，３，４に示す。図２はセンサを車両の正面
から見た図であり、図３はセンサの縦断面図であり、図
４は車室内からセンサを見上げた図である。

【００１６】図２，３，４において、センサハウジング
２に９個の赤外線ＬＥＤ（赤外線発光素子）３，４，
５，６，７，８，９，１０，１１が下方の車室内に向け
て固定されている。又、センサハウジング２には受光素
子としての１次元ＰＳＤ（光学式位置検出素子）１２，
１３，１４が下方の車室内に向けて固定されている。よ
り詳しくは、図３に示すように、３つの赤外線ＬＥＤ
６，７，８が前後方向にライン状に配置され、その後ろ
にはＰＳＤ１３が配置され、１次元ラインセンサが構成
されている。赤外線ＬＥＤ６，７，８の右側には３つの
赤外線ＬＥＤ３，４，５が前後方向にライン状に配置さ
れ、その後ろにはＰＳＤ１２が配置され、１次元ライン
センサが構成されている。又、赤外線ＬＥＤ６，７，８
の左側には３つの赤外線ＬＥＤ９，１０，１１が前後方
向にライン状に配置され、その後ろにはＰＳＤ１４が配
置され、１次元ラインセンサが構成されている。

【００１７】前後方向に配置された各列のＬＥＤ（６，
７，８），（３，４，５），（９，１０，１１）におい
て、図３に示すように最も前のＬＥＤ３，６，９は前方
方向に対し４５°傾けて配置され、前から二列目のＬＥ
Ｄ４，７，１０は前方方向に対し５５°傾けて配置さ
れ、一番後ろのＬＥＤ５，８，１１は前方方向に対し９
０°傾けて、即ち、真下に向けて配置されている。この
ように最も前のＬＥＤ３，６，９と、前から二列目のＬ
ＥＤ４，７，１０と、一番後ろのＬＥＤ５，８，１１と
は、照射角度を変えて設置され、センサ下部の検出範囲
を拡大して赤外光線が所定位置に到達するようになって
いる。

【００１８】又、図２に示すように、１次元ラインセン
サを構成するＬＥＤ６，７，８およびＰＳＤ１３は真下
を向き、１次元ラインセンサを構成するＬＥＤ３，４，
５およびＰＳＤ１２は水平方向に対し右側に７６．０°
の角度で配置され、１次元ラインセンサを構成するＬＥ
Ｄ９，１０，１１およびＰＳＤ１４は水平方向に対し左
側に７６．０°の角度で配置されている。このように３
つの１次元ラインセンサは左右方向の照射角度を変えて
設置され、センサの下方向にある検出範囲は２次元的な
平面になり、その平面には、センサから赤外線がスポッ
ト的に照射される。その赤外線照射点（領域）を図１に
おいてＰ１〜Ｐ９にて示す。本例においては、９個の赤
外線照射点Ｐ１〜Ｐ９は、センサ１から８００ｍｍ下方
での左右方向に２００ｍｍ、前後方向に２５０ｍｍ、５
５０ｍｍの間隔をおいて形成され、規則的な２次元配列
となっている。

【００１９】さらに、図３，４に示すように、１次元Ｐ
ＳＤ（光学式位置検出素子）１２〜１４の受光面側（前
段部）には非球面レンズ１５，１６，１７が配置され、
非球面レンズ１５〜１７によりＰＳＤ１２，１３，１４
に到達する赤外線反射光を集光してその収差が限りなく
小さくなる。又、各ＰＳＤ１２，１３，１４の受光面と
各非球面レンズ１５，１６，１７の取付間隔は非球面レ
ンズ１５，１６，１７の焦点ｆがＰＳＤ１２，１３，１
４の受光面上になるように距離を置いて設置されてい
る。又、ＰＳＤ１２，１３，１４と非球面レンズ１５，
１６，１７はそれぞれ平行になるように取り付けられて
いる。

【００２０】そして、赤外線照射点（領域）Ｐ１〜Ｐ９
により形成される平面検出範囲に乗員が乗車すると、図
５に示すように、乗員Ｍの上部に設置してあるセンサ１
でのＬＥＤ３〜１１から赤外光線が照射されたときに、
乗員Ｍの各部（例えば、頭、腕、膝など）で反射し、図
６に示すように、その反射光線は非球面レンズ１５〜１
７で集合されＰＳＤ１２〜１４にそれぞれ入射される。

【００２１】図７に示すように、１次元ＰＳＤ１２，１
３，１４の出力電流Ｉa ，Ｉb は、入射スポットと電極
までの距離に逆比例して分割され取り出される。センサ
１において１次元ＰＳＤ１２には電流／電圧変換器１
８，１９が接続されている（他の１次元ＰＳＤ１３，１
４も同様）。そして、電流／電圧変換器１８〜２３は１
次元ＰＳＤ１２〜１４の出力電流Ｉa ，Ｉb を電流／電
圧変換して電圧Ｖa ，Ｖb として出力する。

【００２２】つまり、図６に示すように、赤外線ＬＥＤ
（発光素子）３〜１１から発せられた光が反射し、この
反射光が１次元ＰＳＤ（光学式位置検出素子）１２〜１
４にて受光される。このとき、図７に示すように、１次
元ＰＳＤ（光学式位置検出素子）１２〜１４における集
光位置により被検出対象（反射物）までの距離に対応し
た出力差（Ｉa −Ｉb ）となる。この出力は変換器１８
〜２３により電圧に変換される。

【００２３】ここで、本実施形態では、ＬＥＤ３〜１１
が順に駆動されて発光動作する。つまり、図８に示すよ
うに、各ＬＥＤ３〜１１は駆動時間が５ｍｓｅｃであ
り、時分割間隔が１００ｍｓｅｃにて駆動されるように
なっている。

【００２４】尚、図１のセンサ１の取付け位置は天井に
限ることなく、インストルメントパネル等に設けてもよ
い。図９には、車室内状況検出装置の電気的構成を示
す。

【００２５】調整手段および判定手段としてのコントロ
ーラ２４はマイクロコンピュータを中心に構成されてい
る。コントローラ２４には各１次元ＰＳＤ（光学式位置
検出素子）１２，１３，１４毎の電流／電圧変換器１８
〜２３の出力端子が接続されている。又、コントローラ
２４にはＬＥＤ（３〜１１）毎の発光強度調整回路２６
が接続され、コントローラ２４からの切替指令信号によ
り発光強度調整回路２６が制御されて赤外線ＬＥＤ３〜
１１による発光強度が調整されるようになっている。図
１０には発光強度調整回路２６の具体的な構成を示す。
図１０において、電源Ｖccに対し並列抵抗回路２７、デ
ジタルスイッチ（切り替え回路）２８、赤外線ＬＥＤ３
〜１１、トランジスタ２９が直列に接続されている。並
列抵抗回路２７においては抵抗値の異なる８つの抵抗
（プルアップ抵抗）２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，
２７ｅ，２７ｆ，２７ｇ，２７ｈを有する。デジタルス
イッチ２８はコントローラ２４からの切替指令信号（３
ビット）に応答して接点２８ａを切り替える。トランジ
スタ２９のベース端子にはパルス発生回路３０が接続さ
れ、トランジスタ２９はパルス発生回路３０からのパル
ス信号に応答してオン・オフ動作する。この際、デジタ
ルスイッチ２８における接点２８ａの切り替え位置に応
じて電源Ｖccからいずれかの抵抗２７ａ〜２７ｈを介し
て赤外線ＬＥＤ３〜１１が印加され、発光する。つま
り、コントローラ２４からの３ビット信号によりいずれ
かの抵抗２７ａ〜２７ｈが選択され、選択抵抗値に応じ
た強度の赤外線がＬＥＤ３〜１１から発せられる。

【００２６】このように、赤外線ＬＥＤ３〜１１の駆動
電流を制御するプルアップ抵抗値をコントローラ２４か
らの切替指令信号（３ビット信号）により切り替えるこ
とにより発光強度が変更できるようになっている。

【００２７】図９において、コントローラ２４は図１０
のパルス発生回路３０を制御して順にＬＥＤ３〜１１を
駆動して発光動作を行わせる。尚、図９のＰＳＤ１２，
１３，１４には電源が接続され、ＰＳＤ１２，１３，１
４は常時作動している（ここで常時とはセンサの主電源
ＯＮのときを指す）。

【００２８】コントローラ２４には車室内状況検出装置
に対する外部装置としてのエアバッグ制御装置３１が接
続されている。図１１にはエアバッグ制御装置３１を示
す。エアバッグ制御装置３１は運転席用エアバッグ（袋
体）３２と助手席用エアバッグ（袋体）３３と運転席用
インフレータ３４と助手席用インフレータ３５を備えて
いる。そして、運転席用インフレータ３４に設けた点火
装置３６の駆動によりインフレータ３４内が膨張しその
圧力が連通管３７を通してエアバッグ（袋体）３２に送
られ、エアバッグ（袋体）３２が膨らむようになってい
る。同様に、助手席用インフレータ３５に設けた点火装
置３８の駆動によりインフレータ３５内が膨張しその圧
力が連通管３９を通してエアバッグ（袋体）３３に送ら
れ、エアバッグ（袋体）３３が膨らむようになってい
る。

【００２９】又、助手席用のエアバッグ（袋体）３３は
向き可変機構４０が備えられ、向き可変機構４０により
エアバッグ（袋体）３３の向きが変えられるようになっ
ている。つまり、連通管３９の一部にはフレキシブルパ
イプ４１が用いられ、この部分から先端側の向きθを変
えることができるようになっている。

【００３０】エアバッグ制御装置３１に備えられたコン
トローラ４２は衝突センサ４３と接続され、同センサ４
３から衝突検知信号を入力する。この衝突検知信号が、
インフレータの点火装置３６，３８を駆動して前述のエ
アバッグ膨張を実行させるトリガ信号となる。又、コン
トローラ４２は車室内状況検出装置からの信号を入力し
て、この車室内の状況を示す信号および衝突検知信号に
基づいて点火装置３６，３８および向き可変機構４０を
制御する。

【００３１】図９において、コントローラ２４にはドア
開閉スイッチ４４、車速センサ４５、ドアロックスイッ
チ４６が接続され、コントローラ２４はドア開閉スイッ
チ４４から助手席のドアの開閉を示す信号を、車速セン
サ４５から車速を示す信号を、ドアロックスイッチ４６
からドアロック動作を示す信号をそれぞれ入力する。本
実施形態においてはドア開閉スイッチ４４としてカーテ
シランプ用のドアカーテシスイッチを用いている。

【００３２】次に、このように構成した車室内状況検出
装置の作用を、図１２〜図１６のフローチャートを用い
て説明する。まず赤外線ＬＥＤ３〜１１の作動を説明す
る。コントローラ２４は赤外線ＬＥＤ３〜１１を時分割
駆動させて各赤外線ＬＥＤ３〜１１を順に点灯させる。
より詳しくは、図１のＰ１→Ｐ４→Ｐ７→Ｐ２→Ｐ５→
Ｐ８→Ｐ３→Ｐ６→Ｐ９の順に移行させる。これによ
り、コントローラ２４はＬＥＤ３〜１１のパルス駆動周
期に同期して発光時におけるＰＳＤ１２，１３，１４の
出力信号からデータを取り込むことができることにな
る。

【００３３】図１２は赤外線ＬＥＤ３〜１１とＰＳＤ１
２〜１４による乗員検出のための検知モードの設定、及
び、乗員検出動作に先立つ発光強度の最適化のための調
整モードの設定を行うルーチンである。このルーチンは
所定時間毎に起動する。

【００３４】まず、コントローラ２４はステップ１０１
で車速が１ｋｍ／ｈ以上であるか判定し、車速が１ｋｍ
／ｈ未満であるとステップ１０２でドア開閉スイッチ４
４からの信号が切り替わったか否か判定する（助手席の
ドアが開閉されたか判定する）。そして、助手席に乗員
が乗車すべくドアが開閉されるとドア開閉スイッチ４４
からの信号が切り替わるので、コントローラ２４はステ
ップ１０３で発光強度の調整モードを設定する。又、コ
ントローラ２４はステップ１０１において車速が１ｋｍ
／ｈ以上であると、ステップ１０４で検知モードを設定
する。

【００３５】図１３は発光強度調整処理ルーチンであ
る。このルーチンは図１２のステップ１０２による割り
込みルーチンである。まず、コントローラ２４はステッ
プ２０１で調整モードが設定されているか否か判定し、
調整モードが設定されているとステップ２０２以降の処
理により発光強度の調整を行う。このように、コントロ
ーラ２４は図１２のステップ１０２においてドア開閉ス
イッチ４４からの信号にて乗員の車両への搭乗を判断し
て、その判断結果に基づいてステップ１０３で調整モー
ドを設定し、図１３での発光強度の調整動作を開始す
る。

【００３６】この発光強度の調整処理を説明すると、コ
ントローラ２４は図１３のステップ２０２において、赤
外線ＬＥＤ３〜１１を順に発光させ、この発光時におけ
るＰＳＤ１２〜１４の受光による電流／電圧変換器１８
〜２３から電圧値（アナログ値）Ｖa ，Ｖb を入力し、
これをテジタル変換する。さらに、コントローラ２４は
両アナログ値の差（Ｖa −Ｖb ）を求め、これを受光値
データとして取り込む。そして、コントローラ２４はス
テップ２０３で各赤外線ＬＥＤ３〜１１に対する受光値
の内の最も大きな受光値が測定下限レベルＶ１以下か否
か判定し、図１７の（ａ）に示すように受光値が測定下
限レベルＶ１以下であったならばステップ２０４，２０
５で発光強度を１ランク上げるべくデジタルスイッチ２
８（図１０参照）に切替指令信号を出力する。その後、
ステップ２０２に戻る。尚、ステップ２０４では上限値
（図１０の並列抵抗回路２７での最小抵抗値）に達して
いないかチェックする。コントローラ２４はステップ２
０２→２０３→２０４→２０５→２０２を繰り返すこと
によりステップ２０３で受光値が測定下限レベルＶ１よ
り大きくなるとステップ２０６に移行する。この処理に
より受光値を測定下限レベルＶ１以上にすることができ
る。

【００３７】コントローラ２４はステップ２０６で受光
値が測定上限レベルＶ２以上か否か判定し、図１７の
（ｂ）に示すように受光値が測定上限レベルＶ２以上で
あったならばステップ２０７，２０８で発光強度を１ラ
ンク下げるべくデジタルスイッチ２８（図１０参照）に
切替指令信号を出力する。その後、ステップ２０２に戻
る。尚、ステップ２０７では下限値（図１０の並列抵抗
回路２７での最大抵抗値）に達していないかチェックす
る。コントローラ２４はステップ２０２→２０３→２０
６→２０７→２０８→２０２を繰り返すことによりステ
ップ２０６で受光値が測定上限レベルＶ２より小さくな
るとステップ２０９に移行する。この処理により受光値
を測定上限レベルＶ２以下にすることができる。

【００３８】コントローラ２４はステップ２０９で赤外
線ＬＥＤ３〜１１に対応する各発光強度調整回路２６を
全てこの発光強度に設定する（発光強度の保持動作）。
このようにして、センサ出力を図１７の（ｃ）に示すよ
うにダイナミックレンジ内（測定下限レベルＶ１と測定
上限レベルＶ２との間）に収めることができる。

【００３９】図１４は調整モードの解除を行うルーチン
である。このルーチンはドアキーでの全席ロックによる
割り込みルーチンである。まず、コントローラ２４はス
テップ３０１で調整モードであることを確認した上で、
ステップ３０２でドアキーにより全席ロックされたか否
か判定し、全席ロックされるとステップ３０３で調整モ
ードの解除を行う。又、コントローラ２４はステップ３
０４で車速が１ｋｍ／ｈ以上となったか否か判定し、車
速が１ｋｍ／ｈ以上となるとステップ３０３で調整モー
ドの解除を行う。

【００４０】図１５は検知モード設定時における処理ル
ーチンである。このルーチンは乗員判定周期より規定さ
れる所定時間毎に起動する。まず、コントローラ２４は
ステップ４０１で検知モードになっていることを確認す
ると、ステップ４０２で赤外線ＬＥＤ３〜１１のパルス
駆動周期に同期して発光時におけるＰＳＤ１２，１３，
１４の出力信号からデータを取り込む。つまり、コント
ローラ２４は電流／電圧変換器１８〜２３から電圧値
（アナログ値）Ｖa , Ｖb を入力してデジタル変換す
る。さらに、コントローラ２４はステップ４０３で、次
式により距離（絶対位置）Ｌに変換する。この処理は各
ＬＥＤ３〜１１（各照射スポットＰ１〜Ｐ９）に対して
行う。 Ｌ＝ｋ・（Ｖa ／Ｖb ） ただし、ｋは比例定数。

【００４１】つまり、スポット位置信号に対し、Ｖa ／
Ｖb を計算して絶対的な位置信号を算出するとともに、
さらに反射光線の光軸によって異なる比例定数ｋを乗算
して、それぞれの１次元反射距離を計算する。

【００４２】そして、コントローラ２４は図１５のステ
ップ４０４で９スポットでの距離Ｌの測定結果から乗員
の有無および乗車位置を判定し、その結果をエアバッグ
制御装置３１に車室内の状況を示す信号として出力す
る。

【００４３】一方、図１１のエアバッグ制御装置３１に
おいては、車室内状況検出装置からの信号を入力する
と、車室内の状況を示す信号の内容に応じた制御を実行
する。つまり、コントローラ４２は助手席に乗員がいな
い時においては、自動車が衝突したときに（衝突検知信
号の入力時に）エアバッグの膨張を禁止してエアバッグ
の無意味な作動を禁止してエアバッグ交換修理費の増加
を防止する。又、コントローラ４２は助手席に乗員がい
る時においては、向き可変機構４０を制御してエアバッ
グ（袋体）３２を乗員に向けるとともに、衝突検知信号
の入力により点火装置３８による膨張動作を行わせる。

【００４４】図１６は検知モードの解除を行うルーチン
である。このルーチンはステップ５０２による割り込み
ルーチンである。まず、コントローラ２４はステップ５
０１で検知モードであることを確認した上で、ステップ
５０２で車速０ｋｍ／ｈか否か判定し、車速０ｋｍ／ｈ
であるとステップ５０３で検知モードの解除を行う。

【００４５】このように、図１３の処理により赤外線Ｌ
ＥＤ３〜１１の発光強度を調整してＰＳＤ１２〜１４の
出力信号レベルを測定可能な範囲にした後において図１
５の処理によりＰＳＤ１２〜１４の出力信号に基づいて
車室内の乗員の状況を検出するので、乗員の服装等によ
り赤外線反射率が異なっても車室内の乗員の状況を確実
に検出することができる。これを図１８を用いて説明す
る。

【００４６】図１８には、低・高反射物（低反射物の反
射率３０％、高反射物の反射率８０％）に対して発光強
度調節機能のない装置と発光強度調節機能のある装置と
の比較結果を示す。この図１８において、□と○は発光
強度調節機能のない場合であり、■と●は発光強度調節
機能のある場合を示す。発光強度調節機能のない場合に
おいて反射物の受光レベルがダイナミックレンジから外
れても、発光強度調節機能により受光レベルをダイナミ
ックレンジ内に収めることができることができることが
分かる。よって、検知対象物の反射率の影響を受けず、
正確な検知を行うことができる。

【００４７】このように本実施の形態は、下記の特徴を
有する。 （イ）コントローラ２４は車室内状況検出に先立ち、図
１３の調整モードにおいて赤外線ＬＥＤ３〜１１の発光
強度を調整してＰＳＤ１２〜１４の出力信号レベルを測
定可能な範囲にし、その後の図１５の検知モードにおい
てＰＳＤ１２〜１４の出力信号に基づいて車室内の乗員
の状況を検出する。よって、乗員の服装等により被検知
対象の赤外線反射率が異なっても赤外線ＬＥＤ３〜１１
の発光強度を調整して車室内の乗員の状況を検出するこ
とができる。

【００４８】つまり、従来装置においては、発光強度を
一定値に固定していたが、本実施形態の構成を採用して
ダイナミックレンジを広げることなく発光強度を自動調
節することにより、被検出物体の反射率の影響を受けに
くく、被検出対象の表面色、表面材質による赤外線反射
率に無関係に安定した検出性能を保持できる。 （ロ）コントローラ２４は図１２のステップ１０２の処
理により乗員の車両への搭乗を判断し、その判断結果に
基づいて発光強度の調整動作を開始するようにしたの
で、一定時間毎に開始する場合に比べ、より好ましいも
のとなる。 （ハ）コントローラ２４は図１４のステップ３０４の処
理により車速が所定値以上になると、ステップ３０３で
発光強度の調整動作を終了するようにしたので、実用上
好ましいものとなる。

【００４９】本実施の形態の応用例を以下説明する。上
記実施の形態では、乗員の車両への搭乗の判断手段とし
てドアカーテシスイッチを用いたが、ドアカーテシスイ
ッチの代わりに助手席シートでの人の荷重を検出する荷
重スイッチ（圧力スイッチ）を用い、同スイッチのオン
信号にて調整モードを設定するようにしてもよい。

【００５０】このように搭乗判断のために、ドアの開閉
を検出するスイッチを用いたり、乗員により座席シート
に加わる荷重を検出する荷重スイッチを用いると、専用
のスイッチを用いることなく一般的に車両に搭載される
スイッチを流用したシステムを構築することができる。

【００５１】あるいは、ドアカーテシスイッチの代わり
に、車両のキースイッチ（アクセサリースイッチ、イグ
ニッションスイッチ）を用いてもよい。ここで、乗員の
搭乗検知のためにセンサを用いると駆動電源が必要とな
り暗電流によりバッテリの電力が消費されるが、キース
イッチからの信号を用いれば電力消費を抑えることがで
きる。又、車両のキースイッチの操作に基づいて発光強
度の調整動作を開始すると、一定時間毎に開始する場合
に比べ、より好ましいものとなる。 （第２の実施の形態）次に、第２の実施の形態を、第１
の実施の形態との相違点を中心に説明する。

【００５２】第１の実施の形態では、発光素子の発光強
度を可変することにより受光電圧レベルをダイナミック
レンジ内に収めるようにしたが、本実施の形態において
は、発光強度は一定で、受光信号増幅率を調節する。

【００５３】信号増幅率の可変機構を図１９に示す。図
１９では、アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰ８による反転増幅回
路に対し、その増幅率を決定する抵抗Ｒ１〜Ｒ８として
８つの異なる抵抗値を用いている。つまり、電流／電圧
変換回路５２に対し、アンプＡＭＰ１〜ＡＭＰ８による
反転増幅回路が並列に接続され、アナログスイッチ５１
を介してコントローラ２４にセンサ信号が取り込まれ
る。アナログスイッチ５１はコントローラ２４からの切
替指令信号（３ビット信号）に応答して、反転増幅回路
を選択して８段階に増幅率を切り替える。

【００５４】そして、コントローラ２４はセンサ出力を
モニタしながらアナログスイッチ５１を制御して８段階
に増幅率を変化させて受光レベルをダイナミックレンジ
内に収める。

【００５５】以上のような構成により、被検出対象の表
面色、表面材質の違いによる赤外線反射率の異なる物体
の受光電圧レベルをダイナミックレンジ内に収めること
が可能となる。

【００５６】このように本実施の形態は、車室内状況検
出に先立ち、ＰＳＤ１２〜１４の受光信号の増幅率を調
整してＰＳＤ１２〜１４の出力信号レベルを測定可能な
範囲にし、以後ＰＳＤ１２〜１４の出力信号に基づいて
車室内の乗員の状況を検出することにより、被検知対象
の赤外線反射率が異なっても車室内の乗員の状況を検出
することができる。

【００５７】これまでの説明においては、赤外線発光素
子の発光強度、あるいは、受光素子の受光信号の増幅率
を調整したが、赤外線発光素子の発光強度と受光素子の
受光信号の増幅率の両方を調整してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態における自動車を示す図。

【図２】 センサを車両の正面から見た図。

【図３】 センサの縦断面図。

【図４】 車室内からセンサを見上げた図。

【図５】 センシングを説明するための図。

【図６】 センシングを説明するための図。

【図７】 センシングを説明するための図。

【図８】 ＬＥＤの駆動タイミングを説明するためのタ
イムチャート。

【図９】 車室内状況検出装置の電気的構成を示す図。

【図１０】 発光強度調整回路を示す回路図。

【図１１】 エアバッグ制御装置の全体構成図。

【図１２】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１３】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１４】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１５】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１６】 作用を説明するためのフローチャート。

【図１７】 発光強度調整動作を説明するための説明
図。

【図１８】 受光レベルの測定結果を示す図。

【図１９】 第２の実施の形態における信号増幅率可変
回路を示す回路図。

【図２０】 従来装置を説明するための説明図。

【図２１】 色、材質に対する受光感度を示す説明図。

【符号の説明】

３〜１１…赤外線発光素子としての赤外線ＬＥＤ、１２
〜１４…受光素子としての１次元ＰＳＤ、２４…調整手
段および判定手段としてのコントローラ、４４…ドア開
閉スイッチ（ドアカーテシスイッチ）。

フロントページの続き (72)発明者 植中 裕史 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 (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車室内において被検出対象に向けて赤外
   線を発する赤外線発光素子と、 車室内において前記赤外線の照射による前記被検出対象
   での反射光を受光して電気信号に変換する受光素子と、 車室内状況検出に先立ち、前記赤外線発光素子の発光強
   度または前記受光素子の受光信号の増幅率の内の少なく
   ともいずれか一方を調整して前記受光素子の出力信号レ
   ベルを測定可能な範囲にする調整手段と、 調整手段による調整後において前記受光素子の出力信号
   に基づいて車室内の乗員の状況を検出する判定手段とを
   備えたことを特徴とする車室内状況検出装置。
2. 【請求項２】 前記調整手段は、乗員の車両への搭乗を
   判断し、その判断結果に基づいて前記調整動作を開始す
   る請求項１に記載の車室内状況検出装置。
3. 【請求項３】 前記調整手段は、ドアの開閉を検出する
   ドア開閉スイッチからの信号に基づき搭乗を判断する請
   求項２に記載の車室内状況検出装置。
4. 【請求項４】 前記調整手段は、乗員により座席シート
   に加わる荷重を検出する荷重スイッチからの信号に基づ
   き搭乗を判断する請求項２に記載の車室内状況検出装
   置。
5. 【請求項５】 前記調整手段は、車両のキースイッチの
   操作に基づいて前記調整動作を開始する請求項１に記載
   の車室内状況検出装置。
6. 【請求項６】 前記調整手段は、車速が所定値以上にな
   ると前記調整動作を終了する請求項１に記載の車室内状
   況検出装置。