JPH10236272A

JPH10236272A - 乗員検知システム

Info

Publication number: JPH10236272A
Application number: JP9042652A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Jinno; 和則甚野; Shinko Ofuji; 眞弘大藤
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 1998-09-08

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】チャイルドシ−トへの子供の着席状態などを判
断できる乗員検知システムを提供する。【解決手段】シ−トと、シ−トの表面側に離隔して配置
した複数の電極Ｅ１〜Ｅ４と、選択された電極間に微弱
電界を発生させるための発振回路と、発振回路から流れ
る負荷電流を検出する負荷電流検出回路と、電極間に変
位電流を検出し、電圧に変換する電流・電圧変換回路
と、複数の電極を発振回路及び電流・電圧変換回路に選
択的に切り換え接続する送信・受信切換回路と、負荷電
流検出回路及び電流・電圧変換回路の出力信号に基づい
てシ−トへの着席状況を検知する制御回路と、エアバッ
グ装置とを具備し、送信・受信切換回路を制御回路から
の信号に基づいて切り換え制御し、かつ制御回路に取り
込まれた信号デ−タに基づく検知結果デ−タをエアバッ
グ装置に送信し、エアバッグを展開可能又は不可能な状
態にセットするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は乗員検知システム
に関し、特にエアバッグ装置を搭載した自動車の助手席
における乗員などの着席状況に応じて、エアバッグ装置
のエアバッグを展開可能な状態又は展開不可能な状態に
設定し得る乗員検知システムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エアバッグ装置は自動車の衝突
時に乗員が受ける衝撃を緩和するための装置であって、
自動車の安全性になくてならないものになっており、近
時、運転席のみならず、助手席にも設置されるようにな
っている。

【０００３】このエアバッグ装置は、例えば図２１に示
すように、セ−フィングセンサＳＳ１，スクイブＳＱ
１，電界効果形トランジスタなどの半導体スイッチング
素子ＳＷ１の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路
と、セ−フィングセンサＳＳ２，スクイブＳＱ２，電界
効果形トランジスタなどの半導体スイッチング素子ＳＷ
２よりなる助手席側のスクイブ回路と、電子式加速度セ
ンサ（衝突検出センサ）ＧＳと、電子式加速度センサＧ
Ｓの出力信号に基づいて衝突の有無を判断し、半導体ス
イッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号を供給す
る機能を有する制御回路ＣＣとから構成されている。

【０００４】このエアバッグ装置によれば、何らかの原
因に基づき自動車が衝突した場合、セ−フィングセンサ
ＳＳ１，ＳＳ２はそのスイッチ接点が比較的に小さな加
速度に反応して閉成され、運転席側及び助手席側のスク
イブ回路が動作可能な状態になる。そして、電子式加速
度センサＧＳからの信号に基づいて制御回路ＣＣが自動
車が確実に衝突したと判断すると、半導体スイッチング
素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号が供給され、同スイ
ッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ状態になる。これに
よって、それぞれのスクイブ回路に電流が流れる結果、
スクイブＳＱ１，ＳＱ２の発熱に起因して運転席側及び
助手席側のエアバッグが展開され、乗員が衝突による衝
撃から保護される。

【０００５】ところで、このエアバッグ装置によれば、
例えば図２２（ａ）に示すように、シ−ト１に大人Ｐが
着席している場合には、衝突時に上述のような乗員の保
護効果が期待できるものである。しかしながら、同図
（ｂ）に示すように、助手席のシ−ト１上に固定したチ
ャイルドシ−ト２に幼児ＳＰが後向きに座っている場合
（Ｒear Ｆacing Ｉnfant Ｓeat ：以下、ＲＦＩＳと呼
称する）にはエアバッグの展開によって幼児ＳＰへの悪
影響が懸念されることから、仮に自動車が衝突してもエ
アバッグが展開しない方が望ましい。又、同図（ｃ）に
示すように、助手席のシ−ト１上に固定したチャイルド
シ−ト２に子供ＳＰが前向きに座っている場合（Ｆorwa
rd Ｆacing Ｃhild Ｓeat ：以下、ＦＦＣＳと呼称す
る）にはエアバッグの展開によってエアバッグが子供Ｓ
Ｐの顔面を覆うことが懸念されることから、ＲＦＩＳの
場合と同様に仮に自動車が衝突してもエアバッグが展開
しない方が望ましいものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来において
は、このような問題に対応するために、例えば図２３に
示すようなエアバッグ装置が提案されている。このエア
バッグ装置は、助手席に乗員が着席しているか否かを検
出するセンサＳＤを設置し、このセンサＳＤの検出信号
に基づいて制御回路ＣＣが助手席への乗員の着席状況を
判断し、自動車が衝突した場合に、エアバッグを展開可
能な状態又は展開不可能な状態のいずれか一方にセット
するように構成されている。特に、センサＳＤとして
は、重量を測定する圧電素子などの重量センサを用いる
ものと、シ−トに着席している乗員をＣＣＤカメラで撮
影して画像処理することにより大人Ｐか子供ＳＰか、さ
らには着席姿勢などの判定を行うものとが提案されてい
る。

【０００７】前者の方法によれば、重量区分により乗員
が大人Ｐか子供ＳＰかの大まかな判定は可能であり、こ
の結果に基づいてエアバッグを展開可能な状態又は展開
不可能な状態のいずれか一方にセットし、自動車の衝突
時における不測の事態を回避することができる。しかし
ながら、体重は個人差が大きく、仮に子供でも大人より
重い場合もあり得ることから、正確性に欠けるのみなら
ず、ＲＦＩＳ，ＦＦＣＳのいずれの状態であるかを判断
することができないという問題がある。

【０００８】又、後者の方法によれば、乗員の着席状
況，乗員が大人Ｐか子供ＳＰかの判断，チャイルドシ−
トの子供がＲＦＩＳ，ＦＦＣＳの状態か否かの判断をか
なり正確に行なうことができるものの、ＣＣＤカメラで
撮影した撮像デ−タを画像処理し、各種パタ−ンとの比
較判断を行なわなければならないために、処理装置が複
雑かつ高価になるという問題がある。

【０００９】それ故に、本発明の目的は、乗員の着席状
況，乗員が大人か子供かの区別，チャイルドシ−トへの
子供の着席状態などを的確に判断でき、しかも比較的に
安価に構成できる乗員検知システムを提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、上述
の目的を達成するために、シ−トと、少なくともシ−ト
の表面側に離隔して配置した複数の電極と、複数の電極
のうち、特定の電極と特定の電極以外の電極との間に微
弱電界を発生させるための発振回路と、特定の電極と特
定の電極以外の電極との間に発生させた微弱電界に基づ
いて流れる変位電流を検出し、電圧に変換する電流・電
圧変換回路と、特定の電極を送信電極として発振回路
に、特定の電極以外の電極を受信電極として電流・電圧
変換回路に選択的に切り換え接続する送信・受信切換回
路と、主として電流・電圧変換回路の出力信号に基づい
てシ−トへの乗員などの着席状況を検知する制御回路と
を具備し、前記送信・受信切換回路を、制御回路からの
信号に基づいて切り換え制御することを特徴とする。

【００１１】又、本発明の第２の発明は、シ−トと、少
なくともシ−トの表面側に離隔して配置した複数の電極
と、複数の電極のうち、特定の電極と特定の電極以外の
電極との間に微弱電界を発生させるための発振回路と、
発振回路から特定の電極に流れる負荷電流を検出する負
荷電流検出回路と、特定の電極と特定の電極以外の電極
との間に発生させた微弱電界に基づいて流れる変位電流
を検出し、電圧に変換する電流・電圧変換回路と、特定
の電極を送信電極として発振回路に、特定の電極以外の
電極を受信電極として電流・電圧変換回路に選択的に切
り換え接続する送信・受信切換回路と、負荷電流検出回
路及び電流・電圧変換回路の出力信号に基づいてシ−ト
への乗員などの着席状況を検知する制御回路と、衝突に
基づいてエアバッグを展開させる機能を有するエアバッ
グ装置とを具備し、前記送信・受信切換回路を制御回路
からの信号に基づいて切り換え制御し、かつ制御回路に
取り込まれた信号デ−タに基づく検知結果デ−タをエア
バッグ装置に送信し、エアバッグ装置のエアバッグを展
開可能な状態又は展開不可能な状態のいずれか一方にセ
ットすることを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明の第３の発明は、前記発振
回路は高周波低電圧を発生するように構成されており、
選択された特定の電極を高周波低電圧が印加される送信
電極とすると共に特定の電極以外の電極を受信電極と
し、この送信電極と受信電極との間に高周波低電圧を印
加することにより、微弱電界を発生させるようにしたこ
とを特徴とし、第４の発明は、前記電極をシ−トの着席
面及び背もたれ面にそれぞれ２つ離隔して配置し、選択
的に特定された１つの電極を高周波低電圧が印加される
送信電極とし、それ以外の電極を受信電極とすることを
特徴とし、第５の発明は、前記送信・受信切換回路は、
少なくとも特定の電極を発振回路に選択的に接続する複
数の第１のスイッチング手段と、特定の電極以外の電極
を電流・電圧変換回路に選択的に接続する複数の第２の
スイッチング手段とを含み、それぞれのスイッチング手
段を制御回路からの信号に基づいて切り換え可能に構成
したことを特徴とし、第６の発明は、前記制御回路は、
予め記憶されている各種着席パタ−ンと、制御回路に取
り込まれた信号デ−タに基づいて算出された着席パタ−
ンとを比較し、該当する着席パタ−ンを抽出することに
より乗員などの着席状況を検知するように制御すること
を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の基本原理について
図１〜図２を参照して説明する。この発明にかかる乗員
検知システムは、基本的にはシ−トに配置された２つの
電極間に発生させた微弱電界（Ｅlectric Ｆield）の乱
れを利用するものである。まず、図１（ａ）に示すよう
に、電極Ｅ１に高周波低電圧を発生する発振回路１０を
接続すると共に、電極Ｅ２をグランドに接続すると、電
極Ｅ１，Ｅ２には電極間の電位差に基づいて電界が発生
し、電極Ｅ２の側には変位電流Ｉｄが流れる。この状態
において、同図（ｂ）に示すように、電界中に物体ＯＢ
を存在させると、電界に乱れが生じて電極Ｅ２の側には
同図（ａ）の変位電流Ｉｄとは異なった変位電流Ｉｄ１
が流れることになる。殆んどの物体ＯＢは、電気的には
コンダクタンスとキャパシタンスで表され、グランドと
はキャパシタンスを介して結合されることになる。この
時の電流経路は図２に示すように表される。

【００１４】自動車のシ−トに物体ＯＢが乗っていない
場合には、グランドに流れるシャンティング電流はほぼ
ゼロであり、電極Ｅ２の側に流れるトランスミッティン
グ電流（変位電流）は増加する。もし、シ−トに物体Ｏ
Ｂが乗っている場合には、図２に示すように、シャンテ
ィング電流が生じるために、電極Ｅ２の側に流れるトラ
ンスミッティング電流が減少する。従って、この現象を
利用することにより、シ−トへの乗員の着席状況を検知
することができるものである。特に、電極を増加させる
ことによって、シ−ト上の乗員などを含む物体について
の多くの情報を得ることが可能となり、シ−トへの乗員
の着席状況をより的確に検知することができる。

【００１５】次に、この原理を利用した本発明にかかる
乗員検知システムについて図３〜図６を参照して説明す
る。尚、図２１〜図２３に示す従来例と同一部分には同
一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。図３は
本発明にかかるシ−トを示しており、助手席のシ−ト１
の表面側には複数の電極が配置されている。具体的に
は、着席面１ａには例えば矩形状の電極Ｅ１，Ｅ２が、
背もたれ面１ｂにはほぼ同形状の電極Ｅ３，Ｅ４がそれ
ぞれ離隔して配置されている。尚、前面１ｃにも電極Ｅ
５，Ｅ６を追加・配置することもできる。これらの電極
は乗員の座り心地を考慮して導電性の布地にて形成され
ているが、糸状の金属をシ−ト布面に織り込んだり、布
面に導電性ペイントを被着したり、金属板を配置したり
して構成することもできる。これらの電極Ｅ１〜Ｅ４は
図４（図５）に示す回路に接続され、組み込まれてい
る。

【００１６】図４において、乗員検知システムは、例え
ば周波数が１００ＫＨｚ程度で、電圧が１０〜１２Ｖ程
度の高周波低電圧を発生させる発振回路１０と、負荷電
流検出回路１１と、送信・受信切換回路１２と、増幅機
能を有する電流・電圧変換回路１３と、バンドパス機能
及びＡＣ−ＤＣ変換機能（不要ノイズ除去機能）を有す
る検波回路（復調回路）１４と、増幅回路１５と、オフ
セット変換回路１６と、ＭＰＵなどの制御回路１７と、
エアバッグ装置１８とから構成されている。図５は図４
の回路をさらに具体化したものであり、増幅回路１５
を、例えばゲインＧが１倍及び１００倍の第１の増幅回
路１５Ａ及び第２の増幅回路１５Ｂから構成すると共
に、第１，第２の増幅回路１５Ａ，１５Ｂの出力信号を
選択するアナログ選択回路１９が設けられており、アナ
ログ選択回路１９は制御回路１７によって制御される。

【００１７】このシステムにおいて、負荷電流検出回路
１１は、例えば回路に直列に接続されたインピ−ダンス
素子例えば抵抗１１ａと、抵抗１１ａの端子電圧を増幅
する増幅器１１ｂとから構成されており、発振回路１０
から選択された特定の電極に供給される電流（負荷電
流）が検出される。送信・受信切換回路１２は、例えば
電極Ｅ１〜Ｅ４のうち、選択された１つの電極（送信電
極と呼称する）を発振回路１０の出力側に接続するため
の第１のスイッチング手段Ａａ〜Ａｄと、送信電極以外
の電極（受信電極と呼称する）を電流・電圧変換回路１
３に接続するための第２のスイッチング手段Ｂａ〜Ｂｄ
とから構成されており、それぞれのスイッチング手段の
切り換えは制御回路１７によって制御される。尚、送信
・受信切換回路１２は例えばマルチプレクサ回路で構成
することが望ましい。電流・電圧変換回路１３は、例え
ば受信電極側に流れる変位電流を電圧に変換するインピ
−ダンス素子例えば抵抗１３ａと、変換された電圧を増
幅する増幅器１３ｂとから構成されており、それぞれの
電極Ｅ１〜Ｅ４に対応して設けられている。アナログ選
択回路１９は、例えば第２の増幅回路１５Ｂの出力側に
一斉に選択・接続される４つの第１のスイッチング手段
１９ａと、第１の増幅回路１５Ａの出力側に一斉に選択
・接続される４つの第２のスイッチング手段１９ｂとか
ら構成されており、例えばマルチプレクサ回路で構成す
ることが望ましい。

【００１８】このように構成されたシステムは、次のよ
うに動作する。まず、制御回路１７からの信号に基づい
て送信・受信切換回路１２の第１のスイッチング手段の
うち、スイッチング手段Ａａのみが発振回路１０の出力
側に接続され、第２のスイッチング手段のうち、スイッ
チング手段Ｂｂ〜Ｂｄが電流・電圧変換回路１３に接続
されると、発振回路１０から送信電極Ｅ１に高周波低電
圧が印加され、受信電極Ｅ２〜Ｅ４には変位電流が流れ
る。この電流は抵抗１３ａで電圧に変換され、増幅器１
３ｂで増幅されると共に、検波回路１４に出力される。
一方、送信電極Ｅ１に流れる負荷電流は負荷電流検出回
路１１によって検出され、後述するデ−タＲ（１，１）
として検波回路１４に出力される。この検波回路１４で
は、例えば１００ＫＨｚ程度の信号がバンドパスされる
と共に、ＡＣ−ＤＣ変換機能に基づいて不要なノイズ成
分が除去され、第１，第２の増幅回路１５Ａ，１５Ｂに
出力される。この第１，第２の増幅回路１５Ａ，１５Ｂ
の出力信号は、オフセット変換回路１６とアナログ選択
回路１９との動作によって適宜に選択され、制御回路１
７に出力される。例えば検波回路１４からの出力信号が
フルレンジで測定可能な程度の場合にはアナログ選択回
路１９の４つの第２のスイッチング手段１９ｂのみが一
斉に第１の増幅回路１５Ａの出力側に選択・接続され
る。又、出力信号が小さくてフルレンジでの微妙な変化
の測定が困難な場合にはアナログ選択回路１９の４つの
第１のスイッチング手段１９ａのみが一斉に第２の増幅
回路１５Ｂの出力側に選択・接続される。そして、制御
回路１７では第１，第２の増幅回路１５Ａ，１５Ｂから
の出力信号がＡ／Ｄ変換された後、メモリに記憶され
る。

【００１９】次に、制御回路１７からの信号に基づいて
送信・受信切換回路１２の第１のスイッチング手段のう
ち、スイッチング手段Ａａを開放し、スイッチング手段
Ａｂのみを発振回路１０の出力側に接続し、第２のスイ
ッチング手段のうち、スイッチング手段Ｂａ，Ｂｃ，Ｂ
ｄを電流・電圧変換回路１３に接続・変更すると、発振
回路１０から送信電極Ｅ２に高周波低電圧が印加され、
受信電極Ｅ１，Ｅ３，Ｅ４には変位電流が流れる。この
電流は抵抗１３ａで電圧に変換され、増幅器１３ｂで増
幅されると共に、検波回路１４に出力される。尚、送信
電極Ｅ２に流れる負荷電流は負荷電流検出回路１１によ
って検出され、後述するデ−タＲ（２，２）として検波
回路１４に出力される。上述と同様に処理され、アナロ
グ選択回路１９を介して制御回路１７にデ−タとして取
り込まれる。次いで、スイッチング手段Ａｃのみを発振
回路１０の出力側に接続し、スイッチング手段Ｂａ，Ｂ
ｂ，Ｂｄを電流・電圧変換回路１３に接続・変更する
と、発振回路１０から送信電極Ｅ３に高周波低電圧が印
加され、受信電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ４には変位電流が流れ
る。尚、送信電極Ｅ３に流れる負荷電流は負荷電流検出
回路１１によって検出され、後述するデ−タＲ（３，
３）として検波回路１４に出力される。さらに、スイッ
チング手段Ａｄのみを発振回路１０の出力側に接続し、
スイッチング手段Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃを電流・電圧変換回
路１３に接続・変更すると、発振回路１０から送信電極
Ｅ４に高周波低電圧が印加され、受信電極Ｅ１，Ｅ２，
Ｅ３には変位電流が流れる。これらの変位電流は抵抗１
３ａで電圧に変換され、増幅器１３ｂで増幅されると共
に、検波回路１４に出力される。尚、送信電極Ｅ４に流
れる負荷電流は負荷電流検出回路１１によって検出さ
れ、後述するデ−タＲ（４，４）として検波回路１４に
出力される。上述と同様に処理されアナログ選択回路１
９を介して制御回路１７にデ−タとして取り込まれる。

【００２０】そして、制御回路１７ではこれらのデ−タ
を演算処理することにより、着席パタ−ンが算出され
る。この制御回路１７には、予め各種の着席パタ−ンが
記憶されており、電極Ｅ１〜Ｅ４における送信電極と受
信電極との各種の組合せに基づく受信信号デ−タ及び送
信信号デ−タにより算出された着席パタ−ンを予め記憶
された着席パタ−ンと比較し、該当する着席パタ−ンを
抽出し、判定する。この制御回路１７では、例えば図７
〜図１０に示す着席パタ−ンが判定の対象となる。具体
的には、図７に示すようにシ−ト１に乗員が着席してい
ない空席（Ｅｍｐｔｙ）パタ−ン、図８に示すようにチ
ャイルドシ−ト２に子供ＳＰがＦＦＣＳの状態で着席し
ているＦＦＣＳパタ−ン、図９に示すようにチャイルド
シ−ト２に幼児ＳＰがＲＦＩＳの状態で着席しているＲ
ＦＩＳパタ−ン、図１０に示すようにシ−ト１に大人Ｐ
が着席しているＰｅｒｓｏｎパタ−ンであり、それぞれ
の電極Ｅ１〜Ｅ４を適宜に選択して送信電極と受信電極
との各種の組合せによって、図１１（ｂ）〜（ｅ）に示
すようなデ−タが得られる。尚、図１１（ａ）はこれら
デ−タを表す一般式Ｒ（ｉ，ｊ）であり、ｉ＝ｊは送信
デ−タを、ｉ≠ｊは受信デ−タを示しており、しかも、
ｉは送信電極を、ｊは受信電極を表している。制御回路
１７ではそれぞれのパタ−ン毎に１６個のデ−タを利用
して演算処理が行われ、着席パタ−ンの特徴が抽出され
る。この着席パタ−ンの特徴抽出には、例えばＦＦＣＳ
の場合、図１２に示すように、各種の閾値ＴＨ１〜ＴＨ
９とＲ（ｉ，ｊ）とが比較され、図示条件を満たす時に
ＦＦＣＳの着席パタ−ンと判定される。

【００２１】制御回路１７において、着席パタ−ンが検
知・特定されると、それに基づく信号デ−タがエアバッ
グ装置１８に送信される。例えば着席パタ−ンが空席パ
タ−ン，ＦＦＣＳパタ−ン，ＲＦＩＳパタ−ンの場合に
はエアバッグ装置１８に、仮に自動車が衝突しても、エ
アバッグが展開しないようにセットするための信号が送
信され、それ以外のパタ−ンではエアバッグが展開する
ようにセットするための信号デ−タが送信される。これ
らの信号デ−タはエアバッグ装置１８の制御回路ＣＣに
入力され、前者のパタ−ンの場合には衝突時に助手席側
の半導体スイッチング素子ＳＷ２にゲ−ト信号を供給し
ないようにセットされる。尚、運転席側の半導体スイッ
チング素子ＳＷ１にはゲ−ト信号が供給される。後者の
パタ−ンの場合には半導体スイッチング素子ＳＷ１，Ｓ
Ｗ２の両方にゲ−ト信号が供給されるようにセットされ
る。

【００２２】次に、この乗員検知システムの処理フロ−
について図１３〜図１７を参照して説明する。まず、図
１３に示すように、イグニッションスイッチのＯＮによ
ってスタ−トし、ステップＳ１でイニシャライズされて
ステップＳ２に進む。ステップＳ２では制御回路１７と
エアバッグ装置１８との通信系にかかる初期診断が行わ
れる。ステップＳ３ではエンジンがスタ−トしたか否か
の判断が行われ、エンジンがスタ−トしていると判断さ
れた場合にはステップＳ４に進む。スタ−トしていない
と判断された場合には再確認する。ステップＳ４では送
信電極と受信電極との各種組合せに基づく信号デ−タの
受信が行われ、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では
取り込んだデ−タに基づいて乗員の着席パタ−ンが判定
される。そして、ステップＳ６ではステップＳ５の判定
結果に基づき、エアバッグ装置１８との間でデ−タ通信
が行われる。ステップＳ６が終了すると、再びステップ
Ｓ４に戻り、ステップＳ４からステップＳ６の処理が適
宜のタイミングで繰り返し行われる。

【００２３】図１３における初期診断は、例えば図１４
に示すように行われる。まず、ステップＳＡ１では固定
デ−タが制御回路１７からエアバッグ装置１８の制御回
路ＣＣに送信される。ステップＳＡ２ではエアバッグ装
置１８からの送信デ−タが受信される。そして、ステッ
プＳＡ３では制御回路１７からエアバッグ装置１８に送
信された固定デ−タとエアバッグ装置１８からの受信デ
−タとが一致するか否かが判断される。それぞれのデ−
タが一致すると判断されると、処理フロ−が継続され
る。それぞれのデ−タが一致していないと判断される
と、通信系に異状があると判断され、フェ−ルセイフ処
理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。尚、この
初期診断はエアバッグ装置１８から制御回路１７に固定
デ−タを送信し、制御回路１７からの送信デ−タをエア
バッグ装置１８の制御回路ＣＣにて、その一致性につい
て判断させるようにしてもよい。

【００２４】図１３における信号受信は、例えば図１５
に示すように行われる。まず、ステップＳＢ１では第１
のスイッチング手段Ａａ〜Ａｄによってシ−トに配置し
た複数の電極Ｅ１〜Ｅ４の中から特定された１つの送信
電極が選択される。ステップＳＢ２では第２のスイッチ
ング手段Ｂａ〜Ｂｄによって送信電極以外の３つの電極
が受信電極として選択される。そして、ステップＳＢ３
ではアナログ選択回路１９を介して各受信電極の受信信
号デ−タ及び送信電極の送信信号デ−タが制御回路１７
に取り込まれる。さらに、ステップＳＢ４では各電極Ｅ
１〜Ｅ４に対する送信電極，受信電極の選択・組み合せ
の切換がすべて終了したか否かが判断される。切換がす
べて終了したと判断されると、乗員判定フロ−に継続さ
れる。切換がすべて終了していないと判断されると、ス
テップＳＢ１に戻る。

【００２５】図１３における乗員判定は、例えば図１６
に示すように行われる。まず、ステップＳＣ１では着席
状態の受信パタ−ン（ＲＶパタ−ン）が制御回路１７に
予め記憶されているＦＦＣＳパタ−ンと等しいか否かが
判断される。両パタ−ンが等しいと判断されると、ステ
ップＳＣ２に進み、エアバッグ装置１８のエアバッグが
展開しないようにするためのＯＦＦデ−タがセットされ
ると共に、処理フロ−が継続される。又、ステップＳＣ
１で両パタ−ンが等しくないと判断されると、ステップ
ＳＣ３に進む。ステップＳＣ３では着席状態の受信パタ
−ン（ＲＶパタ−ン）が制御回路１７に予め記憶されて
いるＲＦＩＳパタ−ンと等しいか否かが判断される。両
パタ−ンが等しいと判断されると、ステップＳＣ２に進
み、エアバッグ装置１８のエアバッグが展開しないよう
にするためのＯＦＦデ−タがセットされる。又、ステッ
プＳＣ３で両パタ−ンが等しくないと判断されると、ス
テップＳＣ４に進む。ステップＳＣ４では着席状態の受
信パタ−ン（ＲＶパタ−ン）が制御回路１７に予め記憶
されている空席（Ｅｍｐｔｙ）パタ−ンと等しいか否か
が判断される。両パタ−ンが等しいと判断されると、ス
テップＳＣ２に進み、エアバッグ装置１８のエアバッグ
が展開しないようにするためのＯＦＦデ−タがセットさ
れる。又、ステップＳＣ４で両パタ−ンが等しくないと
判断されると、ステップＳＣ５において、エアバッグ装
置１８のエアバッグを展開させるためのＯＮデ−タがセ
ットされると共に、ＳＲＳ通信フロ−に継続される。

【００２６】図１３におけるＳＲＳデ−タ通信は、例え
ば図１７に示すように行われる。まず、ステップＳＤ１
では乗員検知ユニット側（制御回路１７）からエアバッ
グ装置側（制御回路ＣＣ）に、エアバッグ装置１８のエ
アバッグを展開可能な状態ないし展開不可能な状態にす
るためのＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ
−タが送信される。ステップＳＤ２ではエアバッグ装置
側からの、ＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タに対するＯＫ
デ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タを受信し、
ステップＳＤ３に進む。ステップＳＤ３では乗員検知ユ
ニット側からエアバッグ装置側に送信したＯＮ／ＯＦＦ
デ−タ及びチェックデ−タが正常な状態で再びエアバッ
グ装置側から乗員検知ユニット側に返信されたか否かが
判断される。正常（通信系に異状がない）と判断される
と、処理フロ−が継続される。通信系に異状があると判
断されると、ステップＳＤ４に進み、フェ−ルセ−フタ
イマがゼロになったか否かが判断される。尚、この通信
系の異状検出は、例えば３回に設定されている。従っ
て、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったと判断される
と、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが
点灯される。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになって
いないと判断されると、ステップＳＤ５に進み、フェ−
ルセ−フタイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続
される。

【００２７】一方、ステップＳＥ１ではエアバッグ装置
側（制御回路ＣＣ）が乗員検知ユニット側（制御回路１
７）から、エアバッグ装置１８のエアバッグを展開可能
な状態ないし展開不可能な状態にするためのＯＮデ−タ
ないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タを受信する。そ
して、ステップＳＥ２では受信デ−タのチェックが行わ
れ、受信デ−タが正常に受信できているか否かが判断さ
れる。いずれに判断されてもステップＳＥ３に進み、Ｏ
Ｋデ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タが乗員検
知ユニット側（ステップＳＤ２）に送信される。ステッ
プＳＥ２で通信系に異状がないと判断されると、ステッ
プＳＥ３のＯＫデ−タ送信ステップを経てステップＳＥ
４に進む。このステップＳＥ４ではＯＫデ−タに基づい
てエアバッグ装置側のデ−タが更新される。これによっ
て、エアバッグは展開可能な状態ないし展開不可能な状
態のいずれか一方に更新セットされる。又、ステップＳ
Ｅ２で通信系に異状があると判断されると、ステップＳ
Ｅ３のＮＧデ−タ送信ステップを経てステップＳＥ５に
進む。このステップＳＥ５ではフェ−ルセ−フタイマが
ゼロになったか否かが判断される。尚、この通信系の異
状検出は、例えば３回に設定されている。従って、フェ
−ルセ−フタイマがゼロになったと判断されると、フェ
−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯され
る。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになっていないと
判断されると、ステップＳＥ６に進み、フェ−ルセ−フ
タイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続される。

【００２８】この実施例によれば、シ−ト１の表面側に
は複数の電極Ｅ１〜Ｅ４が配置されており、選択された
１つの送信電極と送信電極以外の受信電極との間には高
周波低電圧の印加により微弱電界が発生されているため
に、受信電極側にはシ−トへの乗員の着席パタ−ンに関
連する変位電流が流れる。従って、この変位電流の特徴
的なパタ−ンを判断することによって乗員の着席パタ−
ンを的確に検知することができる。このために、エアバ
ッグ装置１８のエアバッグを展開可能な状態ないし展開
不可能な状態のいずれか一方に設定することができる。

【００２９】特に、複数の電極Ｅ１〜Ｅ４のうち、発振
回路１０に接続される特定の電極及び電流・電圧変換回
路１３に接続される特定の電極以外の電極の選択は、制
御回路１７によって制御される送信・受信切換回路１２
の第１，第２のスイッチング手段Ａａ〜Ａｄ，Ｂａ〜Ｂ
ｄの接離動作に基づいて行われるために、受信信号デ−
タ及び送信信号デ−タの制御回路への取り込みを迅速に
行うことができるのみならず、電極数をむやみに増加し
なくても多くの情報を得ることができ、乗員の着席状況
を精度よく的確に判定できる。

【００３０】又、制御回路１７で着席パタ−ンを判断す
るに当たって、送信電極に流れる負荷電流が負荷電流検
出回路１１で検出され、この検出信号デ−タが受信信号
デ−タと共に制御回路１７に取り込まれるために、得ら
れるデ−タ数が増加し、乗員の着席状況を精度よく検知
することができる。例えばシ−ト１には４個の電極Ｅ１
〜Ｅ４が互いに離隔して配置されている関係で、送信電
極と受信電極との組み合せを図１１（ａ）に示すように
１６通りにでき、得られるデ−タ数も１６個になり、着
席状況の検知性能や信頼性を向上できる。

【００３１】さらには、制御回路１７には、例えば図７
〜図１０に示す４通りの着席パタ−ンに基づいて各電極
に流れる電流によって特徴付けられる電流パタ−ンが着
席パタ−ンとして予め記憶されているために、送信・受
信切換回路１２による送信電極と受信電極との適宜組み
合せによって得られる各種信号デ−タと予め記憶された
各種の着席パタ−ンとを比較し、該当する記憶着席パタ
−ンを抽出することによって精度よく現実の着席パタ−
ンを検知することができる。

【００３２】ところで、上述の４通りの着席パタ−ンに
ついては、的確に着席パタ−ンを判定できるものの、例
えばシ−ト１に水濡れが発生した場合には受信電極側に
流れる変位電流が増加し、図１０に示す着席パタ−ン
（Ｐｅｒｓｏｎパタ−ン）との識別が困難になることが
ある。このような場合には、例えば図１８〜図１９に示
す乗員検知システムが好適する。このシステムは、基本
的には図４〜図５に示すシステムとほぼ同じである。異
なる点は、発振回路１０の出力信号及び電流・電圧変換
回路１３の出力信号に基づいて位相量を検出する位相検
出回路２０を追加したことと、アナログ選択回路１９Ａ
に位相検出回路２０の出力信号を選択するスイッチング
手段１９ｃを追加したことである。この位相検出回路２
０は、例えば送信信号及び受信信号を別々に正弦波から
方形波に波形整形する波形整形回路２０ａ，２０ａと、
第１のフリップフロップ回路２０ｂ１と、第２のフリッ
プフロップ回路２０ｂ２と、積分回路２０ｃとから構成
されている。

【００３３】このシステムによる位相検出方法は、次の
ように行われる。送信，受信の正弦波信号が波形整形回
路２０ａ，２０ａに入力されると、正弦波信号は、図２
０（ａ）に示すように、方形波に整形され、第１，第２
のフリップフロップ２０ｂ１，２０ｂ２に出力される。
送信側の方形波出力の立ち上がりエッジ（図示矢印）が
第１のフリップフロップ２０ｂ１の端子ＣＫにて検出さ
れ、端子Ｑバ−はハイ（Ｈｉｇｈ）出力となる。一方、
受信側も、同図（ｂ）に示すように、方形波出力の立ち
上がりエッジ（図示矢印）が第２のフリップフロップ回
路２０ｂ２の端子Ｂにて検出され、端子Ｑバ−からは一
瞬だけロウ（Ｌｏｗ）出力がワンショット出力される。
この出力信号が第１のフリップフロップ回路２０ｂ１の
端子ＲＥＳに入力されることにより、第１のフリップフ
ロップ回路２０ｂ１の端子Ｑバ−の出力は、同図（ｃ）
に示すように、ロウに反転される。この出力が位相量と
なり、積分回路２０ｃを通すことにより電圧に変換さ
れ、制御回路１７に位相デ−タとして取り込まれる。
尚、このデ−タは、図１５のステップＳＢ３において、
各受信電極の受信信号デ−タ及び送信信号デ−タと共に
制御回路１７に取り込まれる。

【００３４】この実施例によれば、デ−タ数が送信電極
と受信電極との組み合わせによる１６個にさらに送信信
号と受信信号との位相差デ−タが１２個追加されるため
に、デ−タ量は著しく増加することになる。このため
に、乗員の着席パタ−ン，姿勢，シ−ト１の水濡れなど
を詳細に検出することが可能となり、乗員の検知性能及
び判定の信頼性を向上させることができる。

【００３５】尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約
されることなく、例えばシ−トに配置される電極の形状
は矩形状の他、円形，楕円状，四角を除く多角形状に形
成することもできる。又、電極の配置数は４個，６個以
外の複数個に増減することもできる。送信電極は１つの
電極が選択されるように構成されているが、複数の電極
を送信電極として選択するように構成することもでき、
この場合、得られるデ−タは著しく増加することにな
る。発振回路の出力周波数は、検知対象などに応じて１
００ＫＨｚ以外に設定することもできる。さらにはエア
バッグ装置は電子式加速度センサの他に、機械式センサ
を使用することもできる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シ−ト
の表面側には複数の電極が配置されており、選択された
１つの送信電極と送信電極以外の受信電極との間には高
周波低電圧の印加により微弱電界が発生されているため
に、受信電極側にはシ−トへの乗員の着席パタ−ンに関
連する変位電流が流れる。従って、この変位電流の特徴
的なパタ−ンを判断することによって乗員の着席パタ−
ンを的確に検知することができる。このために、エアバ
ッグ装置のエアバッグを展開可能な状態ないし展開不可
能な状態のいずれか一方に設定することができる。

【００３７】特に、複数の電極のうち、発振回路に接続
される特定の電極及び電流・電圧変換回路に接続される
特定の電極以外の電極の選択は、制御回路によって制御
される送信・受信切換回路の第１，第２のスイッチング
手段の接離動作に基づいて行われるために、受信信号デ
−タ及び送信信号デ−タの制御回路への取り込みを迅速
に行うことができるのみならず、電極数をむやみに増加
しなくても多くの情報を得ることができ、乗員の着席状
況を精度よく的確に判定できる。

【００３８】又、制御回路で着席パタ−ンを判断するに
当たって、送信電極に流れる負荷電流が負荷電流検出回
路で検出され、この検出信号デ−タが受信信号デ−タと
共に制御回路に取り込まれるために、得られるデ−タ数
が増加し、乗員の着席状況を精度よく検知することがで
きる。例えばシ−トに４個の電極を互いに離隔して配置
すれば、送信電極と受信電極との組み合せを１６通りに
でき、得られるデ−タ数も１６個になり、着席状況の検
知性能や信頼性を向上できる。

【００３９】さらには、システムの制御回路には、例え
ばＲＦＩＳ，ＦＦＣＳ，Ｐｅｒｓｏｎ，Ｅｍｐｔｙの着
席パタ−ンに基づいて各電極などに流れる電流によって
特徴付けられるパタ−ンが着席パタ−ンとして予め記憶
されているために、送信・受信切換回路による送信電極
と受信電極との適宜組み合せによって得られる各種信号
デ−タと予め記憶された各種の着席パタ−ンとを比較
し、該当する記憶着席パタ−ンを抽出することによって
精度よく現実の着席パタ−ンを検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる乗員検知システムの基本動作を
説明するための図であって、同図（ａ）は電極Ｅ１，Ｅ
２間の電界分布を示す図、同図（ｂ）は電極Ｅ１，Ｅ２
間に物体が存在した時の電界分布を示す図。

【図２】図１（ｂ）の概略的な等価回路図。

【図３】本発明にかかる乗員検知システムのシ−トの斜
視図。

【図４】本発明にかかる乗員検知システムの回路ブロッ
ク図。

【図５】図４の具体的な回路ブロック図。

【図６】図５に示すエアバッグ装置の詳細な回路ブロッ
ク図。

【図７】本発明にかかるシ−トに乗員が存在しない時の
電極間の電界分布を示す図であって、同図（ａ）は電極
Ｅ１を送信電極とし、電極Ｅ２〜Ｅ４を受信電極とした
時の電界分布図、同図（ｂ）は電極Ｅ２を送信電極とし
た時の電界分布図、同図（ｃ）は電極Ｅ３を送信電極と
した時の電界分布図、同図（ｄ）は電極Ｅ４を送信電極
とした時の電界分布図。

【図８】本発明にかかるシ−ト上のチャイルドシ−トに
子供がＦＦＣＳの状態で着席している時の電極間の電界
分布を示す図であって、同図（ａ）は電極Ｅ１を送信電
極とし、電極Ｅ２〜Ｅ４を受信電極とした時の電界分布
図、同図（ｂ）は電極Ｅ２を送信電極とした時の電界分
布図、同図（ｃ）は電極Ｅ３を送信電極とした時の電界
分布図、同図（ｄ）は電極Ｅ４を送信電極とした時の電
界分布図。

【図９】本発明にかかるシ−ト上のチャイルドシ−トに
子供がＲＦＩＳの状態で着席している時の電極間の電界
分布を示す図であって、同図（ａ）は電極Ｅ１を送信電
極とし、電極Ｅ２〜Ｅ４を受信電極とした時の電界分布
図、同図（ｂ）は電極Ｅ２を送信電極とした時の電界分
布図、同図（ｃ）は電極Ｅ３を送信電極とした時の電界
分布図、同図（ｄ）は電極Ｅ４を送信電極とした時の電
界分布図。

【図１０】本発明にかかるシ−トに大人の乗員が着席し
ている時の電極間の電界分布を示す図であって、同図
（ａ）は電極Ｅ１を送信電極とし、電極Ｅ２〜Ｅ４を受
信電極とした時の電界分布図、同図（ｂ）は電極Ｅ２を
送信電極とした時の電界分布図、同図（ｃ）は電極Ｅ３
を送信電極とした時の電界分布図、同図（ｄ）は電極Ｅ
４を送信電極とした時の電界分布図。

【図１１】本発明にかかるシ−トの各種着席パタ−ンで
のそれぞれの電極が受信した信号デ−タを示す図であっ
て、同図（ａ）は信号デ−タを表す記号図、（ｂ）は図
７の状態の信号デ−タ図、同図（ｃ）は図８の状態の信
号デ−タ図、同図（ｄ）は図９の状態の信号デ−タ図、
同図（ｅ）は図１０の状態の信号デ−タ図。

【図１２】本発明にかかるシ−トの各種着席パタ−ンの
うち、ＦＦＣＳパタ−ンを判定するための計算式。

【図１３】本発明にかかる乗員検知方式の乗員検知を行
うフロ−チャ−ト。

【図１４】図１３に示す初期診断のフロ−チャ−ト。

【図１５】図１３に示す信号受信のフロ−チャ−ト。

【図１６】図１３に示す乗員判定のフロ−チャ−ト。

【図１７】図１３に示すＳＲＳ通信のフロ−チャ−ト。

【図１８】本発明にかかる乗員検知方式の異なった実施
例を示す回路ブロック図。

【図１９】同図（ａ）は図１８に示す位相検出回路の具
体的な回路図、同図（ｂ）は同図（ａ）の波形整形回路
の具体的な回路図。

【図２０】図１９（ａ）の位相検出の動作を説明するた
めの図であって、同図（ａ）は第１のフリップフロップ
の出力信号波形を示す図、同図（ｂ）は第２のフリップ
フロップの出力信号波形を示す図、同図（ｃ）は第１，
第２のフリップフロップの出力信号から位相量を検出す
る状態を示す図。

【図２１】従来例にかかるエアバッグ装置の回路ブロッ
ク図。

【図２２】各種の着席パタ−ンを示す図であって、同図
（ａ）はシ−トに大人の乗員が着席している状態を示す
図、同図（ｂ）はＲＦＩＳの状態を示す図、同図（ｃ）
はＦＦＣＳの状態を示す図。

【図２３】従来例にかかる改良されたエアバッグ装置の
回路ブロック図。

【符号の説明】

１シ−ト２チャイルドシ−ト１０発振回路１１負荷電流検出回路１２送信・受信切換回路１３電流・電圧変換回路１４検波回路１５増幅回路１６オフセット変換回路１７制御回路１８エアバッグ装置１９アナログ選択回路２０位相検出回路Ｅ１〜Ｅ６電極ＳＳ１，ＳＳ２セ−フィングセンサＳＱ１，ＳＱ２スクイブＳＷ１，ＳＷ２半導体スイッチング素子ＣＣ制御回路ＧＳ電子式加速度センサ

フロントページの続き (72)発明者大藤眞弘神奈川県横浜市神奈川区新浦島町１丁目１番地25 日本電気ロボットエンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シ−トと、少なくともシ−トの表面側に
離隔して配置した複数の電極と、複数の電極のうち、特
定の電極と特定の電極以外の電極との間に微弱電界を発
生させるための発振回路と、特定の電極と特定の電極以
外の電極との間に発生させた微弱電界に基づいて流れる
変位電流を検出し、電圧に変換する電流・電圧変換回路
と、特定の電極を送信電極として発振回路に、特定の電
極以外の電極を受信電極として電流・電圧変換回路に選
択的に切り換え接続する送信・受信切換回路と、主とし
て電流・電圧変換回路の出力信号に基づいてシ−トへの
乗員などの着席状況を検知する制御回路とを具備し、前
記送信・受信切換回路を、制御回路からの信号に基づい
て切り換え制御することを特徴とする乗員検知システ
ム。
【請求項２】シ−トと、少なくともシ−トの表面側に
離隔して配置した複数の電極と、複数の電極のうち、特
定の電極と特定の電極以外の電極との間に微弱電界を発
生させるための発振回路と、発振回路から特定の電極に
流れる負荷電流を検出する負荷電流検出回路と、特定の
電極と特定の電極以外の電極との間に発生させた微弱電
界に基づいて流れる変位電流を検出し、電圧に変換する
電流・電圧変換回路と、特定の電極を送信電極として発
振回路に、特定の電極以外の電極を受信電極として電流
・電圧変換回路に選択的に切り換え接続する送信・受信
切換回路と、負荷電流検出回路及び電流・電圧変換回路
の出力信号に基づいてシ−トへの乗員などの着席状況を
検知する制御回路と、衝突に基づいてエアバッグを展開
させる機能を有するエアバッグ装置とを具備し、前記送
信・受信切換回路を制御回路からの信号に基づいて切り
換え制御し、かつ制御回路に取り込まれた信号デ−タに
基づく検知結果デ−タをエアバッグ装置に送信し、エア
バッグ装置のエアバッグを展開可能な状態又は展開不可
能な状態のいずれか一方にセットすることを特徴とする
乗員検知システム。
【請求項３】前記発振回路は高周波低電圧を発生する
ように構成されており、選択された特定の電極を高周波
低電圧が印加される送信電極とすると共に特定の電極以
外の電極を受信電極とし、この送信電極と受信電極との
間に、高周波低電圧の印加により、微弱電界を発生させ
るようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の乗
員検知システム。
【請求項４】前記電極をシ−トの着席面及び背もたれ
面にそれぞれ２つ離隔して配置し、選択的に特定された
１つの電極を高周波低電圧が印加される送信電極とし、
それ以外の電極を受信電極とすることを特徴とする請求
項１又は２記載の乗員検知システム。
【請求項５】前記送信・受信切換回路は、少なくとも
特定の電極を発振回路に選択的に接続する複数の第１の
スイッチング手段と、特定の電極以外の電極を電流・電
圧変換回路に選択的に接続する複数の第２のスイッチン
グ手段とを含み、それぞれのスイッチング手段を制御回
路からの信号に基づいて切り換え可能に構成したことを
特徴とする請求項１又は２記載の乗員検知システム。
【請求項６】前記制御回路は、予め記憶されている各
種着席パタ−ンと、制御回路に取り込まれた信号デ−タ
に基づいて算出された着席パタ−ンとを比較し、該当す
る着席パタ−ンを抽出することにより乗員などの着席状
況を検知するように制御することを特徴とする請求項１
又は２記載の乗員検知システム。