JPH11263160A

JPH11263160A - 乗員検知システム

Info

Publication number: JPH11263160A
Application number: JP10068607A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Baba; 敏馬場; Takashi Saito; 孝志斎藤; Shinko Ofuji; 眞弘大藤
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd; Nippon Electric Co Ltd; NEC Robotics Engineering Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd; NEC Corp; NEC Robotics Engineering Ltd
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1998-03-18
Publication date: 1999-09-28
Anticipated expiration: 2018-03-18
Also published as: JP3413479B2

Abstract

(57)【要約】【課題】乗員の着席状況を的確に検知できる上、この検
知結果に基づいてエアバッグ装置などを適切に制御可能
な乗員検知システムを提供すること。【解決手段】シ−ト１に配置した複数のアンテナ電極４
の周辺に電界を発生させるための電界発生手段と、複数
のアンテナ電極のうち、特定のアンテナ電極に電界発生
手段を選択的に切換・接続する切換回路と、切換回路に
よって選択された特定のアンテナ電極の周辺に電界を発
生させ、この電界に基づいてアンテナ電極に流れる電流
に関連する情報を検出する情報検出回路と、情報検出回
路から出力される信号を取り込み、この信号デ−タに基
づいて乗員の着席状況などを判断する制御回路とを含
み、かつこれらを同一のハウジングに収納して制御ユニ
ット１０を構成し、この制御ユニットをシ−トに組み込
んだ。

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
における乗員の着席状況などに応じて、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１６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ではシ−ト
への乗員の着席の有無に関係なく、自動車の衝突によっ
てエアバッグが展開するように構成されているために、
例えば助手席に大人の乗員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
るが、乗員が子供の場合には大人に比べて座高が低いこ
とに伴って頭部位置も低いことから、エアバッグの展開
による子供への影響が懸念される。従って、乗員が子供
の場合には仮に自動車が衝突してもエアバッグは展開さ
せないことが望ましい場合がある。

【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１７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、重量センサを用い、この重量センサにて測定した乗
員の重量に基づいて大人か子供かの判定を行うものと、
シ−トに着席している乗員をカメラで撮影して画像処理
により大人か子供か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、乗員が大人か子供か
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ものの、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，乗員が大人か子供かの判断をかなり正確に行うこと
ができるものの、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、シ−トへの乗
員の着席状況などを的確に検知できる上、この検知結果
に基づいてエアバッグ装置を適切に制御可能な乗員検知
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−トに離隔して配置した複
数のアンテナ電極の周辺に微弱電界を発生させるための
電界発生手段と、複数のアンテナ電極のうち、特定のア
ンテナ電極に電界発生手段を選択的に切換・接続する切
換回路と、切換回路によって選択された特定のアンテナ
電極の周辺に電界を発生させ、この電界に基づいて特定
のアンテナ電極に流れる電流に関連する情報を検出する
情報検出回路と、情報検出回路から出力される信号を取
り込み、この信号デ−タに基づいてシ−トへの乗員の着
席状況などを判断する制御回路とを含み、かつこれらを
同一のハウジングに収納して制御ユニットを構成し、こ
の制御ユニットをシ−トに組み込んだことを特徴とす
る。

【００１１】又、本発明の第２の発明は、シ−トに離隔
して配置した複数のアンテナ電極の周辺に微弱電界を発
生させるための電界発生手段と、複数のアンテナ電極の
うち、特定のアンテナ電極に電界発生手段を選択的に切
換・接続する切換回路と、切換回路によって選択された
特定のアンテナ電極の周辺に電界を発生させ、この電界
に基づいて特定のアンテナ電極に流れる電流に関連する
情報を検出する情報検出回路と、情報検出回路から出力
される信号を取り込み、この信号デ−タに基づいてシ−
トへの乗員の着席状況などを判断する制御回路と、衝突
時に、制御回路の判断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
トされるエアバッグ装置とを具備し、前記構成要素のう
ち、少なくとも電界発生手段，切換回路，情報検出回
路，制御回路を含み、かつこれらを同一のハウジングに
収納して制御ユニットを構成し、この制御ユニットをシ
−トに組み込んだことを特徴とする。

【００１２】さらに、本発明の第３の発明は、前記制御
ユニットをシ−トの着席部又は背もたれ部のフレ−ム部
分ないしその近傍に配置したことを特徴とし、第４の発
明は、前記制御ユニットを、アンテナ電極に極力接近し
たシ−ト部分に組み込んだことを特徴とし、第５の発明
は、前記複数のアンテナ電極と制御ユニットとをリ−ド
線によって電気的に接続し、かつリ−ド線が乗員の着席
側のシ−トから露呈しないように配線したことを特徴と
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−トに配置されたアンテナ電極
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、同図（ａ）に示すように、ア
ンテナ電極Ｅ１に発振回路ＯＳＣからの高周波低電圧を
印加することにより、アンテナ電極Ｅ１の周辺には微弱
電界が生ずる結果、アンテナ電極Ｅ１の側には電流Ｉが
流れる。この状態において、同図（ｂ）に示すように、
アンテナ電極Ｅ１の近傍に物体ＯＢを存在させると、電
界に乱れが生じてアンテナ電極Ｅ１の側には電流Ｉとは
異なった電流Ｉ₁が流れることになる。

【００１４】従って、自動車のシ−トに物体ＯＢが乗っ
ている場合と乗っていない場合とでは、アンテナ電極Ｅ
１の側に流れる電流に変化が生ずるものであり、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な
どを検知することができるものである。特に、アンテナ
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などをより的確に検知す
ることができる。尚、シ−トに物体ＯＢが乗っている場
合にはアンテナ電極Ｅ１の側に流れる電流が増加し、シ
−トに物体ＯＢが乗っていない場合にはアンテナ電極Ｅ
１の側に流れる電流が減少する。

【００１５】次に、この原理を利用した本発明にかかる
乗員検知システムの実施例について図２〜図７を参照し
て説明する。尚、図１６〜図１７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２〜図４は本発明にかかる助手席（運転席）のシ
−ト及びアンテナ電極の配置構成を示しており、シ−ト
１は主として着席部１ａと背もたれ部１ｂとから構成さ
れている。着席部１ａは、例えば前後にスライド可能な
ベ−ス２に固定されたシ−トフレ−ム３と、シ−トフレ
−ム３の上部に配置されたクッション材と、クッション
材を覆う外装材とから構成されており、背もたれ部１ｂ
は、例えばシ−トフレ−ムの前面側にクッション材を配
置すると共に、クッション材を外装材で被覆して構成さ
れている。特に、着席部１ａにはほぼ同一形状（例えば
角形）に形成された複数のアンテナ電極４（４ａ〜４
ｄ）が互いに離隔して対称的に配置されている。尚、こ
のアンテナ電極４は外装材の内側の他、外側に配置した
り、或いは外装材自身に設けることもできる。又、シ−
ト１には後述する制御ユニット１０が組み込まれてお
り、例えばシ−トフレ−ム３ないしその近傍に配置され
ている。

【００１６】このアンテナ電極４は、基本的には例えば
図３に示すように、少なくとも、不織布などのような絶
縁部材よりなるベ−ス部材５と、ベ−ス部材５の一方の
面に互いに離隔して対称的に配置された導電性を有する
アンテナ電極部４ａ〜４ｄとから構成されており、着席
部１ａの外装材の内側に配置される。特にアンテナ電極
部４ａ〜４ｄは、例えば導電性の布地にて構成されてい
るが、糸状の金属線や導電性を有する繊維などをベ−ス
部材５に織り込んだり、着席部１ａのシ−ト布面をベ−
ス部材と見做してこれに織り込んだり、布面に導電性ペ
イントを被着したり、肉厚の小さなフレキシビリティを
有する金属板などによって構成することもできる。これ
らのアンテナ電極部４ａ〜４ｄとベ−ス部材５との固定
は接着剤，熱可塑性又は熱硬化性樹脂の加熱による接
着、縫い付け、ホック，ボタン，フックなどによる結
合、マジックテ−プによる結合などによって行われる
が、接着による方法が推奨される。尚、図示例のアンテ
ナ電極４のアンテナ電極部４ａ〜４ｄは、例えばほぼ同
一サイズの角形に構成されている。又、以下、説明の都
合上、アンテナ電極部４ａ〜４ｄは実質的にアンテナ電
極４とほぼ同様の機能を有することから混同して用いる
ことがある。

【００１７】上述のアンテナ電極４は実際面から図３
（ａ），（ｂ）に示すように構成されている。即ち、ア
ンテナ電極部４ａ〜４ｄの一部にはシ−ルド線などのリ
−ド線６（６ａ〜６ｄ）が、接続端子７，ラグ端子７Ａ
を介して独立して電気的に接続されており、リ−ド線６
（６ａ〜６ｄ）の導出端にはコネクタ９が接続されてお
り、後述する制御ユニット１０のコネクタ（或いは端
子）１９ａ〜１９ｄに接続されている。特に、接続端子
７は金属部材よりなる端子構成部材にてアンテナ電極部
を挟持することによって電気的な接続性を呈するように
構成されており、例えば黄銅などよりなるかしめ鋲，ホ
ックなどが利用できる。

【００１８】上述のアンテナ電極４において、それぞれ
のアンテナ電極部４ａ〜４ｄとリ−ド線６（６ａ〜６
ｄ）との接続構造はほぼ同一であるので、アンテナ電極
部４ａとリ−ド線６ａとの接続例を代表例として具体的
に説明する。接続端子７はアンテナ電極部４ａ及びベ−
ス部材５に予め形成された孔を貫通するようにかしめ固
定して設けられ、それのかしめ固定に先立ってラグ端子
７Ａが装着されており、かしめと同時にラグ端子７Ａは
接続端子７を介してアンテナ電極部４ａに電気的機械的
に接続される。このラグ端子７Ａにはリ−ド線６ａが圧
着端子８などを用いて電気的機械的に接続されている。

【００１９】又、アンテナ電極部４ａとリ−ド線６ａと
の接続は、例えば図３（ｃ）及び図４に示すように行う
こともできる。前者は、アンテナ電極部４ａの一部に延
在部４ａａを形成し、この延在部４ａａに接続端子７を
設けることによって行うものである。後者は、アンテナ
電極部４ａの一端をベ−ス部材５の裏側に折り返し、こ
の折り返し部４ａｂ，表側のアンテナ電極部４ａ，ベ−
ス部材５に共通の孔を形成し、この孔に接続端子７を貫
通・位置させた上でかしめ固定するものである。尚、ラ
グ端子７Ａはかしめ固定前に予め接続端子７に挿通され
ている。

【００２０】上述のシ−ト１には制御ユニット１０が組
み込まれており、この制御ユニット１０は、例えば図５
に示すように、アンテナ電極部４ａ〜４ｄの周辺に微弱
電界を発生させるための電界発生手段（例えば発振回
路）１１と、発振回路１１からアンテナ電極４への送信
信号の電圧振幅をほぼ一定に制御する振幅制御回路１２
と、送信信号の送信電流に関連する情報を検出する情報
検出回路（例えば電流検出回路）１５と、電流検出回路
１５の出力信号を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１
６と、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６の出力信号を増幅する増
幅器１７と、電流検出回路１５に接続され、かつ複数の
スイッチング手段１８ａ〜１８ｄを有するアンテナ電極
部４ａ〜４ｄの切換回路１８と、切換回路１８のスイッ
チング手段１８ａ〜１８ｄに接続され、かつ制御ユニッ
トのハウジングに配置されたコネクタ１９ａ〜１９ｄ
と、電流検出回路１５の振幅制御回路側（発振回路側）
及び切換回路側（アンテナ電極側）に接続され、発振回
路からの送信信号とアンテナ電極への出力信号との位相
差を検出する位相差検出回路２０と、位相差検出回路２
０の出力信号を増幅する増幅器２１と、ＣＰＵなどを含
む制御回路２２と、ハウジングに配置され、図示しない
バッテリ電源に接続されるコネクタ２３と、コネクタ２
３と制御回路２２などとの間に接続された電源回路２４
とから構成されている。これらの構成要素は同一のハウ
ジングに収納されて制御ユニット１０を構成しており、
例えばシ−ト１の着席部１ａにおけるシ−トフレ−ム３
に乗員の着席側に露呈しないように固定されている。こ
の制御ユニット１０の制御回路２２には、例えば図７に
示す構成のエアバッグ装置３０が接続されている。尚、
上述の発振回路１１は、例えば周波数が１２０ＫＨｚ程
度で電圧が５〜１２Ｖ程度の高周波低電圧を発生するよ
うに構成されている。又、切換回路１８におけるスイッ
チング手段１８ａ〜１８ｄの選択的な切換は制御回路２
２からの信号に基づいて行われる。

【００２１】この制御ユニット１０において、振幅制御
回路１２は、例えば送信信号の電圧振幅を可変する振幅
可変回路１３と、送信信号の電圧振幅を検出する振幅検
出回路１４とから構成されている。そして、振幅可変回
路１３は、例えばプログラマブルゲインアンプ（ＰＧ
Ａ）よりなる振幅可変部１３ａから構成されており、振
幅検出回路１４は、例えばオペアンプなどよりなる電圧
振幅の検出部１４ａと、検出部１４ａの出力信号を直流
に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂと、ＡＣ−ＤＣ変
換回路１４ｂの出力信号を増幅する増幅器１４ｃとから
構成されている。尚、増幅器１４ｃの出力信号は制御回
路２２に供給され、振幅可変部１３ａに対する振幅可変
信号は制御回路２２から出力される。

【００２２】又、この制御ユニット１０において、電流
検出回路１５は、例えば回路（送信信号系）に直列に接
続されたインピ−ダンス素子例えば抵抗１５ａと、抵抗
１５ａの端子電圧を増幅する差動増幅器などの増幅器１
５ｂとから構成されている。この電流検出回路１５の出
力側はＡＣ−ＤＣ変換回路１６，増幅器１７を介して制
御回路２２に接続されている。そして、電流検出回路１
５における抵抗１５ａの出力側は切換回路１８を介して
コネクタ１９ａ〜１９ｄに接続されている。

【００２３】さらに、位相差検出回路２０は、例えば図
６（ａ）に示すように、発振回路１１からの送信信号及
びアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）への出力信号を別々に
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
とから構成されており、しかも、波形整形回路２０ａ
は、例えば同図（ｂ）に示すように構成されている。
尚、発振回路１１の出力たる高周波低電圧が、電源回路
２４にて作られた例えば＋５Ｖの単電源からスイッチン
グ操作などによって生成される場合（生成電圧の波形が
方形波の場合）には、波形整形回路２０ａは省略でき
る。

【００２４】このように構成された乗員検知システム
は、次のように動作する。まず、発振回路１１から高周
波低電圧が送信されると、それの電圧振幅が振幅検出回
路１４の検出部１４ａにて検出され、その検出信号はＡ
Ｃ−ＤＣ変換回路１４ｂにて直流に変換され、増幅器１
４ｃにて増幅されて制御回路２２に入力される。制御回
路２２では検出された電圧振幅が所定の振幅値になって
いるか否かを判断し、所定の電圧振幅に修正するための
振幅可変信号が振幅可変部１３ａに出力される。これに
よって、送信信号の電圧振幅は所定の振幅に修正され、
以後、振幅可変回路１３及び振幅検出回路１４の連携動
作により、一定の振幅に制御される。

【００２５】電圧振幅が一定化された送信信号は電流検
出回路１５，切換回路１８（１８ａ〜１８ｄ），コネク
タ１９ａ〜１９ｄを介してアンテナ電極４（４ａ〜４
ｄ）に供給され、その結果、アンテナ電極４（４ａ〜４
ｄ）の周辺には微弱電界が発生される。この際に、切換
回路１８は制御回路２２からの信号によって開閉制御が
行われ、最初にスイッチング手段１８ａのみが閉成さ
れ、次にスイッチング手段１８ｂのみが閉成され、次に
スイッチング手段１８ｃのみが閉成され、以下同様にし
て順次に特定のスイッチング手段のみが閉成されると同
時にその他のスイッチング手段は開放されるように切換
制御される。従って、特定のスイッチング手段（１８ａ
〜１８ｄ）が閉成された場合には、電圧振幅が一定化さ
れた送信信号は電流検出回路１５，特定のスイッチング
手段（１８ａ〜１８ｄ），特定のコネクタ（１９ａ〜１
９ｄ）を介して特定のアンテナ電極（４ａ〜４ｄ）に供
給され、その結果、特定のアンテナ電極（４ａ〜４ｄ）
の周辺には微弱電界が発生され、シ−ト１に着席してい
る乗員の着席姿勢などに応じた異なった値の電流が流れ
る。この電流は電流検出回路１５によって検出され、Ａ
Ｃ−ＤＣ変換回路１６にて直流に変換され、増幅器１７
にて増幅されて制御回路２２に次々と入力される。尚、
スイッチング手段（１８ａ〜１８ｄ）の閉成順序は、ス
イッチング手段１８ｄ，１８ｃ・・・１８ａのように逆
の方向から行うこともできる。

【００２６】一方、電流検出回路１５の両端の信号（電
圧）、即ち振幅制御回路側における発振回路１１からの
送信信号及び切換回路側（アンテナ電極側）におけるア
ンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）への出力信号が位相差検出
回路２０に入力されると、正弦波信号は、図８（ａ）に
示すように、波形整形回路２０ａによって方形波に整形
され、第１，第２のフリップフロップ回路２０ｂ１，２
０ｂ２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回路２０
ｂ１の端子ＣＫにて検出され、端子Ｑバ−はハイ（Ｈｉ
ｇｈ）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（位相差）となり、積分回路２
０ｃを通すことにより電圧に変換され、増幅器２１を介
して制御回路２２に入力される。尚、この位相量の検出
動作は、電流検出回路１５による各アンテナ電極への送
信電流の検出動作に対応して順次に行われる。

【００２７】この制御回路２２には、予め、例えばシ−
ト１に着席している乗員の着席状況（着席の有無，大人
か子供かの識別）などに関するしきい値（しきい値デ−
タ），電流検出回路１５への送信信号とアンテナ電極へ
の出力信号との位相差に関するしきい値（しきい値デ−
タ）などが格納されている。具体的には、乗員の着席の
有無に関するしきい値に関しては次のように設定され
る。例えば図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、シ−ト
１にそれぞれ大人の乗員Ｐ及び子供の乗員ＳＰが着席し
ている場合には、それぞれのアンテナ電極に対向する面
積の違いによってそれぞれのアンテナ電極に流れる電流
のレベルが異なり、大人の乗員Ｐの場合には子供の乗員
ＳＰの場合に比べて電流のレベルが高くなる。従って、
子供ＳＰの場合の電流レベルより若干低いレベルが乗員
の着席の有無に関するしきい値として設定される。尚、
検出デ−タがこのしきい値より大きければ乗員が着席し
ていると判定され、小さければ着席していないと判定さ
れる。特に、このしきい値はそれぞれのアンテナ電極に
流れる電流の総和に対して設定することが望ましいが、
アンテナ電極毎に設定することも可能である。

【００２８】又、乗員の識別に関するしきい値に関して
は次のように設定される。例えば図９（ａ）及び（ｂ）
に示すように、シ−ト１にそれぞれ大人の乗員Ｐ及び子
供の乗員ＳＰが着席している場合には、それぞれのアン
テナ電極に対向する面積の違いによってそれぞれのアン
テナ電極に流れる電流のレベルが異なり、大人の乗員Ｐ
の場合には子供の乗員ＳＰの場合に比べて電流のレベル
が高くなる。従って、大人Ｐと子供ＳＰとの中間的な電
流レベルを識別に関するしきい値として設定される。
尚、検出デ−タがこのしきい値より大きければ大人Ｐと
判定され、小さければ子供ＳＰと判定される。特に、こ
のしきい値はそれぞれのアンテナ電極に流れる電流の総
和に対して設定することが望ましいが、アンテナ電極毎
に設定することも可能である。

【００２９】一方、位相差に関しては、位相差検出回路
２０によってシ−ト１に乗員が着席している時に検出さ
れる平均的な位相差と、人以外の存在によって検出され
る平均的な位相差との間の任意値が人が着席していると
判断するしきい値として設定される。尚、シ−トの状態
（例えば水濡れなど）によっては、しきい値に上限と下
限とを設定することもでき、その範囲内に位相差デ−タ
が存在する場合には人が着席していると判断される。従
って、制御回路２２では、このような予め記憶された乗
員の着席などに関するしきい値デ−タ及び位相差に関す
るしきい値デ−タと、入力された電流に関連する着席デ
−タ及び位相差デ−タとが比較されることにより、シ−
ト１に着席している乗員が大人であるか子供であるか或
いはシ−トが水濡れ状態にあるか否かなどが精度よく判
断される。

【００３０】従って、制御回路２２に取り込まれた乗員
の着席状況などに関する信号デ−タは、予め制御回路２
２に記憶されている乗員の着席状況などに関するしきい
値デ−タと比較され、例えば図９（ａ）に示すように、
すべてのアンテナ電極４ａ〜４ｄの電流レベルが高い場
合には、シ−ト１に乗員が着席しており、その乗員は大
人Ｐであると判断される。これによって、図７に示すエ
アバッグ装置３０は制御回路２２からの送信信号によっ
て、エアバッグが展開可能なるようにセットされる。逆
に、図９（ｂ）に示すように、すべてのアンテナ電極４
ａ〜４ｄの電流レベルが低く、かつ着席の有無のしきい
値より低い場合には、シ−ト１に乗員が着席しており、
その乗員は子供ＳＰであると判断される。これによっ
て、図７に示すエアバッグ装置３０は制御回路２２から
の送信信号によって、エアバッグが展開不可能なるよう
にセットされる。即ち、制御回路２２からの送信信号は
エア展開不可能なるようにセットされる。即ち、制御回
路２２からの送信信号はエアバッグ装置３０の制御回路
ＣＣに入力され、後者の場合には自動車の衝突時に助手
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。前
者の場合には半導体スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２に
ゲ−ト信号が供給されるようにセットされる。

【００３１】次に、この乗員検知システムの処理フロ−
について図１０〜図１４を参照して説明する。まず、図
１０に示すように、イグニッションスイッチをＯＮに
し、スタ−トする。ステップＳ１でイニシャライズし、
ステップＳ２に進む。ステップＳ２では制御回路２２と
エアバッグ装置３０との通信系にかかる初期診断を行
う。ステップＳ３ではエンジンがスタ−トしたか否かの
判断を行い、エンジンがスタ−トしていると判断した場
合にはステップＳ４に進む。スタ−トしていないと判断
された場合には戻る。ステップＳ４では複数のアンテナ
電極４ａ〜４ｄのうち、特定のアンテナ電極の周辺に発
生させた微弱電界に基づいてそれぞれ特定のアンテナ電
極に流れる電流に関連する信号デ−タ及びシ−ト１への
乗員の着席に関連する位相差デ−タの受信が行われる。
ステップＳ５では、取り込んだそれぞれのデ−タに基づ
いて、シ−トへの乗員の着席の有無，乗員が大人か子供
かなどが判定される。さらに、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（ＳＲＳ）
３０との間でＳＲＳ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の処理が繰り返し行われる。尚、ステップ
Ｓ３は省略することもできる。

【００３２】図１０における初期診断は、例えば図１１
に示すように行われる。まず、ステップＳＡ１では固定
デ−タを制御回路２２からエアバッグ装置３０の制御回
路ＣＣに送信する。ステップＳＡ２ではエアバッグ装置
３０からの送信デ−タを受信する。そして、ステップＳ
Ａ３では制御回路２２からエアバッグ装置３０に送信し
た固定デ−タとエアバッグ装置３０からの受信デ−タと
が一致するか否かを判断する。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３０から制御回路２２に固定デ−タを送信し、
制御回路２２からの送信デ−タをエアバッグ装置３０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。

【００３３】図１０における信号受信は、例えば図１２
に示すように行われる。まず、ステップＳＢ１では制御
回路２２からの信号に基づいて切換回路１８のスイッチ
ング手段１８ａ〜１８ｄを、スイッチング手段１８ａの
み，スイッチング手段１８ｂのみ・・・のように特定の
スイッチング手段のみを順次に選択的に閉成し、特定の
アンテナ電極（４ａ〜４ｄ）が順次に選択される。そし
て、ステップＳＢ２ではそれぞれのアンテナ電極への送
信信号デ−タ及び位相差デ−タが制御回路２２に取り込
まれる。さらに、ステップＳＢ３では切換回路１８のス
イッチング手段１８ａ〜１８ｄの選択的な閉成に基づく
アンテナ電極４ａ〜４ｄ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。

【００３４】図１０における乗員判定は、例えば図１３
に示すように行われる。まず、ステップＳＣ１ではすべ
てのアンテナ電極４ａ〜４ｄに流れる電流に関する信号
デ−タと乗員の着席状況などに関するしきい値とを比較
し、現実の信号デ−タがしきい値より大きいか否かが判
断される。現実の信号デ−タがしきい値より大きいと判
断されるとステップＳＣ２に進み、大きくないと判断さ
れるとステップＳＣ３に進む。ステップＳＣ２におい
て、シ−トに着席している乗員が大人であると判定され
ると、ステップＳＣ４に進み、エアバッグ装置３０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デ−タ通信フロ−に継続される。又、ス
テップＳＣ３において、シ−トに着席している乗員が子
供ＳＰであると判定されると、ステップＳＣ５に進み、
エアバッグ装置３０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。

【００３５】図１０におけるＳＲＳデ−タ通信は、例え
ば図１４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２２）からエアバッ
グ装置側（制御回路ＣＣ）に、エアバッグ装置３０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。

【００３６】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２
２）から、エアバッグ装置３０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ＳＥ４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ＳＥ２で通信系に異状
があると判断されると、ステップＳＥ３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。

【００３７】この実施例によれば、アンテナ電極４（４
ａ〜４ｄ）の配置されたシ−ト１には制御ユニット１０
が組み込まれているために、アンテナ電極４と制御ユニ
ット１０とをリ−ド線６（６ａ〜６ｄ）によって電気的
に接続するに当たって、その配線長さを、制御ユニット
１０をダッシュボ−ド部分ないしエンジンル−ムなどに
配置する場合に比較してかなり短くすることができる。
従って、コストを低減できるのみならず、配線長さの短
縮化によって外来ノイズの影響を軽減でき、システムの
乗員検知機能の信頼性を高めることができる。

【００３８】又、制御ユニット１０は同一ハウジング内
に発振回路１１，電流検出回路１５，切換回路１８，制
御回路２２，電源回路２４などの回路要素を収納してコ
ンパクトに構成されているために、シ−ト１への組み込
みが容易になる。特に、着席部１ａにおけるシ−トフレ
−ム３ないしその近傍には比較的に配置空間を確保し易
いことから、制御ユニット１０が少々大きくなっても簡
単かつ容易に組み込むことができる。

【００３９】又、制御ユニット１０のシ−ト１への組み
込みによって、アンテナ電極４と制御ユニット１０とを
接続するリ−ド線６（６ａ〜６ｄ）の配線長さは短く設
定できることから、そのリ−ド線６（６ａ〜６ｄ）を乗
員の着席側のシ−ト外面に露呈させることなく配線する
ことが可能となる。従って、外観状態を改善できるのみ
ならず、外来ノイズの影響を最小限に止めることがで
き、システムの信頼性を高めることができる。

【００４０】その上、制御ユニット１０はシ−ト１に組
み込まれているために、仮に車両に対して外部からの衝
撃が作用したとしても、それの破損を免れやすく、再利
用することが可能となり、資源の有効活用の観点から望
ましいものである。

【００４１】特に、シ−ト１の着席部１ａには複数のア
ンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）が互いに離隔して配置され
ており、それぞれのアンテナ電極には切換回路１８のス
イッチング手段１８ａ〜１８ｄによる切換によって順番
に発振回路１１に接続され、高周波低電圧の印加により
微弱電界が発生されるために、シ−ト１に着席している
乗員に対向するアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）にはその
対向面積などに応じた電流が流れる。従って、これらの
電流を検出することによって、シ−トへの乗員の着席の
有無，シ−トに着席している乗員が大人であるか子供で
あるかなどを容易に検知することができる。

【００４２】しかも、電流検出回路１５の発振回路側及
びアンテナ電極側における発振回路からの送信信号とア
ンテナ電極４への出力信号との位相差はシ−ト１に存在
する物体によって異なる。特に、その物体が人の場合に
はそれ以外の物体に比較して識別可能な程度のレベル差
の位相差を有する。従って、位相差検出回路２０にて位
相差を検出することによって、検出電流に基づく乗員の
識別に関連する信号デ−タとの判断と相俟って乗員のシ
−ト１への着席の有無を的確に検知することができる。

【００４３】特に、エアバッグ装置３０のエアバッグ
は、乗員が大人か子供かなどの判断に基づいて、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
される。例えば検出電流のレベルが低いことから乗員が
子供ＳＰであると判断されると、エアバッグ装置３０の
エアバッグは展開不可能な状態に設定される。従って、
仮に自動車が衝突しても、エアバッグは展開されないた
めに、子供がエアバッグによって二次的な損傷を受ける
ことを回避できる。

【００４４】又、制御ユット１０において、電源回路２
４による単電源をシステム電源として利用すると共に、
発振回路１１を正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧
が生成されるように構成すれば、電源回路２４，発振回
路１１は勿論のこと、ユニットの回路構成が簡略化で
き、システムのコストをも大幅に低減できる。

【００４５】さらには、アンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）
に送信される送信信号の電圧振幅は振幅制御回路１２に
てほぼ一定になるように制御されるために、電流検出回
路１５にて検出された電流に関連するデ−タと制御回路
２２に記憶されている乗員の着席状況などに関するしき
い値デ−タとの比較・判断が容易になり、信頼性，精度
の高い検知が可能となる。

【００４６】図１５は本発明にかかる乗員検知システム
の他の実施例を示すものであって、基本的には上記実施
例と同じである。異なる点は、シ−ト１の背もたれ部１
ｂに複数のアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）を離隔して対
称的に配置し、着席部１ａにはアンテナ電極４を配置し
ないことである。

【００４７】この実施例によれば、同図（ａ）に示すよ
うに、すべてのアンテナ電極４ａ〜４ｄとの対向面積が
広く、検出電流も大きい場合にはシ−トに着席している
乗員は大人Ｐであると判定されるし、又、同図（ｂ）に
示すように、それぞれのアンテナ電極４ａ〜４ｄとの対
向面積が小さく、検出電流のレベルも低い場合には乗員
は子供ＳＰであると容易に判定される。

【００４８】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−トへのアンテナ電極（アン
テナ電極部）の配置数は適宜に増減できるし、その形態
も角形の他、矩形状，帯状などにも形成できるし、ベ−
ス部材に配置されたアンテナ電極部を絶縁性のカバ−部
材によって覆うこともできる。又、電界発生手段は発振
回路の他、正電源を制御回路のクロック信号を利用した
スイッチング操作によってほぼ方形波の高周波低電圧を
発生させるように構成することもできるし、制御回路の
クロック信号を適宜に分周して発生させるように構成す
ることもできるし、それの出力周波数も車室内などの状
況などに応じて１２０ＫＨｚ以外に設定することもでき
るし、その電圧も５〜１２Ｖの範囲外でも使用できる。
又、振幅制御回路，位相差検出回路はシステム電源の精
度，システムに期待される機能などによっては省略する
こともできる。又、情報検出回路は直接的にアンテナ電
極に流れる電流を検出する電流検出回路は勿論のこと、
流れる電流に関連性を有する電圧，電力，波形などの情
報に基づいて間接的に検出する回路も含まれる。さらに
は、乗員判定は予め制御回路に格納されているしきい値
と現実のアンテナ電極に流れる電流に関連する信号デ−
タとの比較の他に、乗員のシ−トへの各種着席パタ−
ン，着席姿勢などに関するデ−タを予め格納しておき、
これとの比較によって、乗員の着席の有無，乗員が大人
であるか否かなどの判定を行うこともできる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、アンテ
ナ電極の配置されたシ−トには制御ユニットが組み込ま
れているために、アンテナ電極と制御ユニットとをリ−
ド線によって電気的に接続するに当たって、その配線長
さを短くすることができる。従って、コストを低減でき
るのみならず、配線長さの短縮化によって外来ノイズの
影響を緩和でき、システムの乗員検知機能の信頼性を高
めることができる。

【００５０】又、制御ユニットは同一ハウジング内に少
なくとも電界発生手段，情報検出回路，切換回路，制御
回路を含む回路要素を収納してコンパクトに構成されて
いるために、シ−トへの組み込みが容易になる。特に、
着席部におけるシ−トフレ−ムないしその近傍には比較
的に配置空間を確保し易いことから、制御ユニットが少
々大きくなっても簡単かつ容易に組み込むことができ
る。

【００５１】又、制御ユニットのシ−トへの組み込みに
よって、アンテナ電極と制御ユニットとを接続するリ−
ド線の配線長さは短く設定できることから、そのリ−ド
線を乗員の着席側のシ−ト外面に露呈させることなく配
線することが可能となる。従って、外観状態を改善でき
るのみならず、外来ノイズの影響を最小限に止めること
ができ、システムの信頼性を高めることができる。

【００５２】さらには、制御ユニットはシ−トに組み込
まれているために、仮に車両に対して外部からの衝撃が
作用したとしても、それの破損を免れやすく、再利用す
ることが可能となり、資源の有効活用の観点から望まし
いものである。

【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）はアンテナ電極
の周辺の電界分布を示す図、同図（ｂ）はアンテナ電極
の近傍に物体が存在した時の電界分布を示す図。

【図２】本発明にかかる乗員検知システムの車室内部分
を示す図であって、同図（ａ）はシ−トへのアンテナ電
極の配置状態を示す側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の
正面図。

【図３】図２に示すアンテナ電極の具体的構成図であっ
て、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の要
部断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）の異なった実施例を
示す要部平面図。

【図４】図３（ｂ）に示すアンテナ電極への接続端子の
結合状態の他の実施態様を示す要部断面図。

【図５】本発明にかかる乗員検知システムの回路ブロッ
ク図。

【図６】同図（ａ）は図５に示す位相差検出回路の具体
例な回路ブロック図、同図（ｂ）は波形整形回路の回路
ブロック図。

【図７】図５に示すエアバッグ装置の回路ブロック図。

【図８】図６に示す位相差検出回路の動作を説明するた
めの図であって、同図（ａ）は送信信号及び第１のフリ
ップフロップ回路の出力信号の波形図、同図（ｂ）は出
力信号及び第２のフリップフロップ回路の出力信号の波
形図、同図（ｃ）は第１，第２のフリップフロップ回路
の出力信号から位相量の検出状態を示す図。

【図９】シ−トにおける乗員の着席状態を説明するため
の図であって、同図（ａ）は大人の着席状態を示す図、
同図（ｂ）は子供の着席状態を示す図。

【図１０】本発明にかかる乗員検知システムによる乗員
検知のフロ−チャ−ト。

【図１１】図１０に示す初期診断のフロ−チャ−ト。

【図１２】図１０に示す信号受信のフロ−チャ−ト。

【図１３】図１０に示す乗員判定のフロ−チャ−ト。

【図１４】図１０に示すＳＲＳ通信のフロ−チャ−ト。

【図１５】本発明にかかるシ−トへのアンテナ電極の配
置状態を示す他の実施例であって、同図（ａ）はそのシ
−トに大人が着席している状態の正面図、同図（ｂ）は
子供が着席している状態の正面図。

【図１６】従来例にかかるエアバッグ装置の回路ブロッ
ク図。

【図１７】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１ａ着席部１ｂ背もたれ部３シ−トフレ−ム４（４ａ〜４ｄ）アンテナ電極（アンテナ電極部）５ベ−ス部材６（６ａ〜６ｄ）リ−ド線７接続端子７Ａラグ端子８圧着端子９コネクタ１０制御ユニット１１電界発生手段（発振回路）１２振幅制御回路１３振幅可変回路１４振幅検出回路１５情報検出回路（電流検出回路）１６ＡＣ−ＤＣ変換回路１７，２１増幅器１８（１８ａ〜１８ｄ）切換回路１９ａ〜１９ｄコネクタ（端子）２０位相差検出回路２２制御回路２４電源回路３０エアバッグ装置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)発明者斎藤孝志大阪府大阪市中央区城見１丁目４番24号日本電気ホームエレクトロニクス株式会社内 (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−トに離隔して配置した複数のアンテ
ナ電極の周辺に微弱電界を発生させるための電界発生手
段と、複数のアンテナ電極のうち、特定のアンテナ電極
に電界発生手段を選択的に切換・接続する切換回路と、
切換回路によって選択された特定のアンテナ電極の周辺
に電界を発生させ、この電界に基づいて特定のアンテナ
電極に流れる電流に関連する情報を検出する情報検出回
路と、情報検出回路から出力される信号を取り込み、こ
の信号デ−タに基づいてシ−トへの乗員の着席状況など
を判断する制御回路とを含み、かつこれらを同一のハウ
ジングに収納して制御ユニットを構成し、この制御ユニ
ットをシ−トに組み込んだことを特徴とする乗員検知シ
ステム。
【請求項２】シ−トに離隔して配置した複数のアンテ
ナ電極の周辺に微弱電界を発生させるための電界発生手
段と、複数のアンテナ電極のうち、特定のアンテナ電極
に電界発生手段を選択的に切換・接続する切換回路と、
切換回路によって選択された特定のアンテナ電極の周辺
に電界を発生させ、この電界に基づいて特定のアンテナ
電極に流れる電流に関連する情報を検出する情報検出回
路と、情報検出回路から出力される信号を取り込み、こ
の信号デ−タに基づいてシ−トへの乗員の着席状況など
を判断する制御回路と、衝突時に、制御回路の判断結果
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されるエアバッグ装置と
を具備し、前記構成要素のうち、少なくとも電界発生手
段，切換回路，情報検出回路，制御回路を含み、かつこ
れらを同一のハウジングに収納して制御ユニットを構成
し、この制御ユニットをシ−トに組み込んだことを特徴
とする乗員検知システム。
【請求項３】前記制御ユニットをシ−トの着席部又は
背もたれ部のフレ−ム部分ないしその近傍に配置したこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知システ
ム。
【請求項４】前記制御ユニットを、アンテナ電極に極
力接近したシ−ト部分に組み込んだことを特徴とする請
求項１又は２に記載の乗員検知システム。
【請求項５】前記複数のアンテナ電極と制御ユニット
とをリ−ド線によって電気的に接続し、かつリ−ド線が
乗員の着席側のシ−トから露呈しないように配線したこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知システ
ム。