(57)【要約】【課題】  占有された子供用安全装置を検出するのに特に適した信頼性の高い乗員検知システムを提供すること。【解決手段】  車両乗員検知システムは、子供が車両に存在するかどうかを判断するための機構を提供する。検知システムは、例えば、占有された前向き又は後向きのチャイルドシートが自動車内に存在することを判断することができる。そのために、検知システムは、車両シートの１又は２以上の位置に取り付けるのに都合の良い信頼性の高い電極検知システムを利用することができる。それにより、検知システムは、意図せずに車両内に子供を放置することによる計り知れない潜在的な影響の発生を減少するのに役立つ。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両乗員検知システムであって、
少なくとも一方がシートバックの接続電極である第１の接続電極及び第２の接続電極と、
前記第１の接続電極及び前記第２の接続電極に接続された回路パラメータ・センサと、
前記回路パラメータ・センサに結合され、前記第１の接続電極についての第１のパラメータ読取値及び前記第２の接続電極についての第２のパラメータ読取値を得るように作動可能で、（ａ）前記第１及び第２のパラメータ読取値の比、（ｂ）該第１及び第２のパラメータ読取値の積、及び（ｃ）前記比及び前記積の少なくとも一方の派生形式、のうちの少なくとも１つに基づいて乗員の特徴を判断するように作動可能なコントローラと、を備えている、
ことを特徴とする車両乗員検知システム。
【請求項２】
前記コントローラが、さらに、乗員の存在の判断に基づいてエアバッグ起動を無効にするように作動可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両乗員検知システム。
【請求項３】
前記積が、荷重衝撃の和及び荷重衝撃の差の少なくとも一方からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両乗員検知システム。
【請求項４】
前記第１のパラメータ読取値が第１の荷重読取値であり、
前記第２のパラメータ読取値が第２の荷重読取値であり、
前記荷重衝撃の和が、前記第１の荷重読取値と、前記第２の荷重読取値と、第１の接続電極無荷重読取値と、第２の接続電極無荷重読取値とに基づく荷重衝撃の和からなる、
ことを特徴とする請求項３に記載の車両乗員検知システム。
【請求項５】
前記第１のパラメータ読取値が第１の荷重読取値であり、
前記第２のパラメータ読取値が第２の荷重読取値であり、
前記荷重衝撃の差が、前記第１の荷重読取値と、前記第２の荷重読取値と、第１の接続電極無荷重読取値と、第２の接続電極無荷重読取値とに基づく荷重衝撃の差からなる、
ことを特徴とする請求項３に記載の車両乗員検知システム。
【請求項６】
第１の接続電極と第２の接続電極の少なくとも一方がシートバックの接続電極であり、
前記第１の接続電極と関連する第１のパラメータを検知し、
前記第２の接続電極と関連する第２のパラメータを検知し、
（ａ）前記第１及び第２のパラメータの読取値に基づく積、（ｂ）該第１及び第２のパラメータの読取値に基づく比、及び（ｃ）前記比及び積の少なくとも一方の派生形式のうちの少なくとも１つを比較するステップを含む、
ことを特徴とする車両乗員を検知するための方法。
【請求項７】
比較する前記ステップが、上方のしきい値、下方のしきい値、及び占有されたチャイルドシートのしきい値である比しきい値のうちの少なくとも１つと比較するステップを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記上方のしきい値が後向きのチャイルドシートのしきい値からなり、
前記下方のしきい値が前向きのチャイルドシートのしきい値からなる、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ＨＬが第１の荷重読取値であり、ＦＬが第２の荷重読取値であり、Ｔ１及びＴ２が所定のしきい値であり、
ＨＬ＜Ｔ１かつＦＬ＜Ｔ２、
からなる乗員検査を適用するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
ＨＬが第１の荷重読取値であり、ＦＬが第２の荷重読取値であり、Ｔ３及びＴ４が所定のしきい値であり、前記比較するステップが、
ＦＬ−ＨＬ＜Ｔ３かつ（ＦＬ／ＨＬ）＜Ｔ４、
からなる後向きチャイルドシート乗員検査を適用するステップを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
ＨＬが第１の荷重読取値であり、ＦＬが第２の荷重読取値であり、Ｔ５及びＴ６が所定のしきい値であり、前記比較するステップが、
ＦＬ−ＨＬ＞Ｔ５かつ（ＦＬ／ＨＬ）＞Ｔ６、
からなる前向きチャイルドシート乗員検査を適用するステップを含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
シートバックに設けられ第１の電極と、
前記シートバックに設けられた第２の電極と、
シートベースに設けられ、相対的接地部に切換不可能に接続された第３の電極と、
前記第１及び第２の電極と接続された回路パラメータ・センサと、
前記回路パラメータ・センサに結合され、前記第１の電極についての第１のパラメータ読取値及び前記第２の電極についての第２のパラメータ読取値を得るように作動可能で、信号を第１及び第２の荷重読取値の関数として出力するように作動可能なコントローラと、を備えている、
ことを特徴とする車両乗員検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両乗員の検知に関する。より具体的には、本発明は、チャイルドシートなどの子供用安全拘束装置内にいる子供を検出することに特に焦点をあてて、車両シート上の乗員の存在、及び、年齢又は向きなどの乗員の特徴を自動的に検出することに関する。
【背景技術】
【０００２】
子供の安全は、常に、社会的に重要な焦点である。近年、例えば、自動車のチャイルドシートの設計は、大きく進歩した。実際に、多くの場合、病院は、新しい両親が自分たち自身の子供を家に連れて帰ることができる前でさえ、適切に作られたチャイルドシートを車に用意するように彼らに求める。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、チャイルドシートは、すべての危険から子供を保護するものではない。特に、付き添いがないまま幼児が自動車内に残される場合には、その結果は悲劇的なものとなる可能性がある。毎年、多くの子供達が、自動車、ミニ小型バン、又は他の車両の後部座席にうっかり残されたことが原因で窒息している。
【０００４】
エアバックの起動を制御するために、いくつかの乗員検出システムが提案されてきたが、それらは広範囲に及ぶ費用対効果の高い実施に完全には適したものではなかった。例えば、重量センサは、極端に軽い子供又は重たい子供を、正確に検出又は分類できない。別の例として、光学センサは、通常は高価であり、複雑な光学処理装置を必要とする。
【０００５】
このように、上記の問題を克服して、車両シートの１又は２以上の位置に取り付けるのに都合が良く、かつ、占有状態（すなわち子供が座っている或いは寝かせられている状態）にある子供用安全装置を検出するのに特に適した信頼性の高い検知システムを達成することに、強い関心が依然として示されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
初めに、以下に説明される乗員検知システムは、占有状態にあるか又は占有状態にない子供用拘束装置（例えば、チャイルドシート）が車両シート上に存在するどうかを判断するのに優れている。さらに、いくつかの実施においては、乗員センサは、拘束装置の向き（例えば、前向き又は後向きのいずれか）及び該拘束装置を占有している子供のおおよその年齢を含む、該拘束装置についての付加的な特徴を判断することができる。同一の又は他の実施においては、センサは、いかなるチャイルドシートにも座っていない乗員の特徴を判断する。
【０００７】
そのために、本発明と調和するシステムは、車両乗員検知システムを実装する。この検知システムは、第１の接続電極及び第２の接続電極を含む。回路パラメータ・センサが、コントローラと協働して、第１の接続電極についての第１のパラメータ読取値及び第２の接続電極についての第２のパラメータ読取値を提供する。コントローラは、例えば、第１及び第２のパラメータ読取値の比又は積と、あらかじめ選択したしきい値とに基づいて乗員の存在を判断する。
【０００８】
別の実施においては、３又は４以上の電極がシートに位置決めされる。電極の１つは、実際の又は相対的な接地に切り替え不可能に接続される。残りの電極は、乗員又は乗員の特徴を検知するのに用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下の記述は、乗員検知システムの例示的な実施を提示するものである。従って、記述は、制限的なものではなく、本質的に説明のためのものである。乗員検知システムは、一般に、結果として生じる荷重又は受け取った電流読取値を解釈するコントローラと共に、信号源によって駆動される多数の電極の容量構成を組み込む。この点に関して、検知システムは、米国特許第６，３２９，９１３号明細書、米国特許第６，３２９，９１４号明細書、又は米国特許公開第２００３−００９０３７６号（出願番号第１０／０３３，５８５号）で説明される回路及び技術を利用することができる。’９１３特許、’９１４特許、及び’５８５出願は、引用により完全にここに組み入れられる。容量ブリッジ、位相検出、キャパシタンス測定、周波数変更、又は送信された信号を用いて検出するための他の技術を使用する検知システムを用いることができる。
【００１０】
まず図１に関して、この図は車両シート１００を示す。図１は、車両シート１００を（例えば、特にミニバンに適した）より長いベンチシートとして示すが、該車両シート１００は、前部又は後部の一人用乗員シートを含む短いシートとすることができる。シート１００は、シートベース１０２、シートバック１０４、及び該シートベース１０２が該シートバック１０４と接するシートかみ合い部１０６を含む。
【００１１】
接地電極１０８及び１１０が、シート１００の内部又はシート上に存在する。図図示されているように、接地電極１０８及び１１０は、シートベース１０２に配置されるが、他の実施形態においてはシートバック１０４に位置決めすることもできる。さらに、単一の電極１１２、１１４、１１６、１１８、１２０及び１２２が、シート１００に２つ１組（対）になって存在する。電極対は、着座位置１２４、１２６、及び１２８にわたって配置される。着座位置１２４〜１２８は、例えば、シート１００上のチャイルドシートの合法的な搭載位置に対応することになる。他の実施形態においては、シートバックの２つ又はそれ以上の電極は、多数の着座位置にわたって延びる。
【００１２】
電極１１２〜１２２のいずれも、少なくとも車両の車室の特徴距離だけ離すことができる。例えば、電極１１２〜１２２は、シートベルトのバックルが２つの要素を短絡させること又は信号電極１１２〜１２２の電気的作動を妨げることを防止するために、シートベルトのバックルの最大寸法だけ離すことができる。例えば、ラジオ又はＤＶＤ遠隔制御などの最大範囲が、電極１１２〜１２２の分離に影響を及ぼす場合があるなど、車室の他の特徴を考慮に入れることもできる。１つの実施形態においては、上方及び下方の電極（例えば、１１２、１１４）は、約２５から５０ｍｍだけ離される。
【００１３】
電極対１１２及び１１４は、接地面１０８と共に、シート上の１つの検知位置を形成する。同様に、電極対１１６及び１１８は、接地面１１０と共に、シート上の第２の検知位置を形成する。接地面１０８は、多数の検知位置に及ぶものとすることができるが、別個の接地面は、あらゆる所与の検知位置に対応することができる。例として、電極対１２０及び１２２は、別個の接地面１１０と共に、シート１００の第３の検知位置を形成する。
【００１４】
１実施例では、接地面１０８、１１０は、車両のシャーシ接地１３０に接続される。接地面１０８、１１０は、（図１に図示されているように）切り替え不可能な接続を通して永久的にシャーシ接地に接続することができる一方、該接地面１０８、１１０は、該接地面がシャーシ接地から切り離されて、信号電極の役割をすることを可能にする交換マトリックスに接続することもできる。接地面１０８、１１０又は信号電極１１２〜１２２は、シート１００に付加的な柔軟性又は通気性を与えるために、スロットをつけるか、切込みを入れるか、又は別の形状にされる場合がある。
【００１５】
接地面１０８、１１０又は信号電極１１２〜１２２を、例えば、シート１００に配置される導電性コーティングされたポリエステルシートから形成してもよい。導電性コーティングは、ニッケルの層と、銅の層と、腐食から銅を保護するニッケルの層とを含むことができる。他の実施においては、導電性の塗料、テープ、又は縫い込まれた金属繊維が、接地面１０８、１１０及び信号電極１１２〜１２２を形成するようにしてもよい。
【００１６】
接地面１０８、１１０及び信号電極１１２〜１２２の大きさ、方向、及び相対的な位置は、シート１００の設計に従って、又は、占有されたか又は占有されていない子供用拘束装置の実験的調査を踏まえて、変えることができる。その結果、１実施例では、信号電極１１２〜１２２は、シート１００の縫い目線の溝１３２に合うように形作られる。
【００１７】
１実施例では、電極１２２は、幅２８０ｍｍ、高さ２２０ｍｍにして、シートかみ合い部１０６の上方１４０ｍｍの位置に配置することができる。次に、電極１２０は、幅２８０ｍｍ、高さ２００ｍｍにして、電極１２２の上方３０ｍｍの位置に配置することができる。接地面１１０は、幅４５０ｍｍ、長さ３２０ｍｍにして、シートかみ合い部１０６の前１４０ｍｍの位置に配置することができる。しかしながら、他の大きさ、形状、位置、及び方向の電極１１２〜１２２も適当である。
【００１８】
次に図２は、より大きい車両電子システムの一部とすることができる乗員検知システム２００のブロック図を示す。乗員検知システム２００は、荷重センサ２０６への検出信号出力２０４に信号を与える信号源２０２を含む。荷重センサ２０６は、検出信号出力２０４（すなわち、信号源２０２）を１又は２以上の接続電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５、及びＥ６に接続するか、又はそれらから切り離すスイッチング回路２０８に接続する。
【００１９】
スイッチング回路２０８は、接続電極Ｅ１〜Ｅ６を電流電圧変換回路２１０に接続する。変換回路２１０及び荷重センサ２０６は、共に、検出回路２１２に接続する。荷重センサ２０６及び／又は変換回路２１０は、一般に、回路パラメータ・センサと考えることができる。従って、１実施例では、荷重センサ２０６は、信号源２０２から接続電極Ｅ１〜Ｅ６を通って流れる荷重電流を表す電圧又は電流出力を与える。同様に、変換回路２１０は、出所に関係なく、接続電極Ｅ１〜Ｅ６を通って到達する帰還電流を表す電圧又は電流出力を与える。以下の記述は電流及び電圧の検知に関して進むが、検知システム２００は、代替的に又は付加的に、例えばキャパシタンス、位相、周波数、若しくはＱを測定するか、又は、このような回路パラメータの組み合わせを測定する広範な種類の回路パラメータ・センサを使用することができる。
【００２０】
検出回路２１２は、次に、コントローラ２１６に接続された増幅回路２１４につながる。コントローラ２１６は、制御信号を、オフセット変換回路２１８及びエアバック装置２２０又は警告装置に与える。コントローラ２１６は、メモリ２２４に格納された乗員検知プログラム２２２の制御下で作動することができる。その結果、コントローラ２１６は、以下に説明されるように、着座位置１２４〜１２８のいずれかが占有されているかどうか、及び、必要に応じて乗員の１又は２以上の特徴を判断するように作動することができる。
【００２１】
検知システム２００の実施例が、図３と併せて以下に詳細に説明される。しかしながら、所望の特定の実施に応じて、他の回路を代用するか又は回路パラメータを変更してもよい。
【００２２】
１実施例では、信号源２０２は、検出信号出力２０４に１０〜１２ボルトの信号を出力する１００〜１２０ｋＨｚの発振器とすることができる。スイッチング回路２０８は、電極Ｅ１〜Ｅ６を信号源２０２に選択的に接続するマルチプレクサ、スイッチ、又は他の装置を組み込むことができる。
【００２３】
変換回路２１０は、抵抗回路網を含み、スイッチング回路２０８を通って接続電極Ｅ１〜Ｅ６から戻るか又は送る電流を表す電圧信号を生成する。変換回路２１０は、電圧信号を検出回路２１２に出力する前に、該電圧信号を増幅することもできる。検出回路２１２は、ＤＣ信号出力を変換回路２１０に与えるＡＣ−ＤＣ変換器に結合された雑音を除去するバンドパスフィルタを組み込んだ復調回路を含むことができる。
【００２４】
コントローラ２１６は、増幅回路２１４から得られた信号を評価するためのＡＳＩＣ、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、又は他の回路とすることができる。コントローラ２１６は、上述の検出回路２１２における変換回路の代わりにそれ自体のＡＣ−ＤＣ変換回路を用いる、日本の日本電気株式会社によって製造されるＰＤ７８０５２ＣＧ（Ａ）マイクロプロセッサとすることができる。コントローラ２１６は、信号を評価した後、特定の着座位置が占有されているかどうかを指定する乗員インジケータを設定することができる。乗員インジケータは、内部レジスタ若しくはメモリ設定とするか、又は、警告ランプ、ダッシュボード・インジケータ、スピーカー・アラーム、音声プロンプト、又は別のインジケータなどの外部インジケータとすることができる。
【００２５】
図３は、乗員検知システム２００をさらに詳細に示す回路図３００である。４つのチャネル（Ｅ１-Ｅ４）が示されるが、図３に示される回路は、以下に説明される検知及び検出回路を繰り返すことによって、さらに多くのチャネル（例えば、Ｅ１〜Ｅ６の６チャネル）に拡張することができる。他の実施においては、検知システム２００は、一人用乗客シート又は検知位置がより少ないことが望ましいより大きな多数の乗客シートに接続される場合などには、より少ないチャネルを用いてもよい。検知システム２００は、物理的に離れた多数のシートにわたって乗員の存在を判断できることにも注目されたい。回路３００は、シート１００の多数の位置にわたって乗員検知を提供するように、６つの電極１１２〜１２２に接続する。次に、コントローラ２１６は、シートすべてにわたって順番に又は無作為に走査し、どの着座位置１２４〜１２８のセンサが乗員の存在又は該乗員の特徴を示すかを判断する。
【００２６】
図示されているように、増幅回路２１４は、相対的に低利得（例えば、約１の利得）の増幅器３０２と、相対的に高利得（例えば、約１００の利得）の増幅器３０４とを含む。アナログスイッチ３０６が、低利得増幅器３０２又は高利得増幅器３０４の出力を、コントローラ２１６によって指示される通りに、スイッチング素子３０８及び３１０を通して該コントローラ２１６に選択的に接続する。
【００２７】
荷重センサ２０６は、信号源２０２とスイッチング回路２０８との間に接続されるインピーダンス／抵抗素子３１２及び増幅器３１４として実装することができる。それにより、荷重センサ２０６は、スイッチング回路２０８に（すなわち、電極１１２〜１２２の１つに）流れる電流の量を示す電圧信号を、検出回路２１２に与える。
【００２８】
スイッチング回路２０８は、スイッチング素子３２４、３２６、３２８、及び３３０と、スイッチング素子３３２、３３４、３３６、及び３３８とを含む。スイッチング素子３２４〜３３０は、コントローラ２１６からの制御信号３２０に応答して、接続電極Ｅ１〜Ｅ４を信号源２０２に選択的に接続する。それにより、信号源２０２は、接続電極Ｅ１〜Ｅ４に接続された電極を駆動する。荷重センサ２０６は、接地面１０８〜１１０及びいずれかの乗員を通して車両に与えられる他の接地に対して、電極に流れる荷重電流を応答的に測定する。コントローラ２１６は、残りの電極に流れる帰還電流の測定値を得るために、スイッチ３３２〜３３８を開閉することができる。言い換えれば、代替的な実施形態においては、荷重センサ２０６、変換回路２１０、又は他の回路パラメータ・センサは、送るために用いられる電極とは異なる電極に関するパラメータを測定する。
【００２９】
変換回路２１０は、受信電極に流れる電流を電圧信号に変換するインピーダンス／抵抗素子３１８と、変換された電圧信号を増幅する増幅器３１６とを含むことができる。インピーダンス／抵抗素子３１８は、高周波数ノイズを増幅器３１６の入力から接地に分流する。
【００３０】
検出回路２１２は、インピーダンス又は抵抗素子と、出力が増幅回路２１４を通ってコントローラ２１６に結合される差動増幅器（又は他の増幅器）とを含むことができる。こうした１つのインピーダンス／抵抗素子は、増幅制御回路の出力と接続電極Ｅ１〜Ｅ４との間で接続することができる。差動増幅器をインピーダンス／抵抗素子の両端間に接続して、インピーダンス／抵抗素子の両端間の電圧差に基づいて電流信号を生成することができる。特に、電流差動増幅器は、発振回路の出力信号の電圧レベルを電極で生成される電圧レベルと比較し、その差を表す電流信号を生成する。
【００３１】
それにより、検出回路２１２は、荷重センサ２０６からの出力信号と受信電極からの信号とを受け取り、それらを高利得増幅器３０４及び低利得増幅器３０２に結合する。高利得増幅出力はスイッチ３０８に結合し、低利得増幅出力はスイッチ３１０に結合する。高利得増幅出力はスイッチ３０８に結合し、一方、低利得増幅出力は、スイッチ３１０に結合する。制御信号３２２に応答して、アナログスイッチ３０６は、高利得出力又は低利得出力のいずれかをコントローラ２１６の入力ピンに結合する。
【００３２】
次に図４は、シート１００が占有されているかどうかを判断するのに適したセンサ構成４００を示す。より具体的には、センサ構成４００は、占有されたか（子供が座っている）又は占有されていない（子供が座っていない）チャイルドシートが存在するかどうかを判断することができる。チャイルドシートは、後向きのチャイルドシート４０２であっても、前向きのチャイルドシート４０４であってもよい。
【００３３】
上述のように、シート１００は、電極対１１２、１１４、及び接地面１０８を含む。第１の電極１１２は、上部胴体電極としてシート１００に配置される。この場合、上部胴体電極は、占有されたチャイルドシートのあらかじめ選択された頭部の高さＨｈに配置される頭部電極である。
【００３４】
第２の電極１１４は、下部胴体電極としてシート１００に配置される。１つの実施形態においては、下部胴体電極は、占有されたチャイルドシートのあらかじめ選択された足部の高さＦｈに配置される足部電極である。電極の高さは、こうしたチャイルドシートに座る幼児の統計データ（たとえば、寸法測定値）と併せて、多くのモデルのチャイルドシートの試験、測定、及び検査を通して実験的に求めることができる。他の高さが適している場合もあるが、１実施例では、高さＦｈは、シートかみ合い部１０６の上方約１４０ｍｍであり、高さＨｈは、該シートかみ合い部１０６の上方約３９０ｍｍである。
【００３５】
頭部電極１１２は、接続電極Ｅ１〜Ｅ６を通して検知システム２００に接続することができる。例として、接続電極Ｅ１は、シートバックの頭部接続電極として機能することができる。同様に、接続電極Ｅ２は、シートバックの足部接続電極として機能することができる。頭部電極１１２及び足部電極１１４は、接地電極１０８と共に、電界検知回路を形成する。
【００３６】
コントローラ２１６は、多くの方法で、乗員の有無を判断することができる。例えば、コントローラ２１６は、頭部電極１１２への荷重電流ＨＬと、足部電極１１４への荷重電流ＦＬとを測定することができる。次に、コントローラは、ＨＬ＜Ｔ１かつＦＬ＜Ｔ２に従って乗員検査を適用することができ、ここで、Ｔ１及びＴ２は、占有されたか又は占有されていないチャイルドシートの事前調査に基づいた所定のしきい値である。ＨＬ＜Ｔ１かつＦＬ＜Ｔ２の場合、コントローラ２１６は、シート１００に乗員が存在しないと判断することができる。特定の設計に基づいて他のしきい値設定が適している場合もあるが、１実施例では、Ｔ１及びＴ２を約６ビットとすることができる。
【００３７】
しかしながら、コントローラ２１６が、乗員が存在すると判断した場合、該コントローラ２１６は、付加的な乗員検査を適用することができる。例えば、コントローラ２１６は、次に、ＦＬ−ＨＬ＜Ｔ３かつ（ＦＬ／ＨＬ）＜Ｔ４であるかどうかを判断することができ、ここでＴ３及びしきい値比Ｔ４は、占有されたか又は占有されていないチャイルドシートの事前調査に基づいた所定のしきい値である。このように、足部電極の荷重電流が、頭部電極の荷重電流と比べて大きく（例えば、子供の頭と頭部電極１１２との距離と比べて、子供の足と足部電極１１４との距離が近い）、それらの比がしきい値より小さい場合は、コントローラ２１６は、後向きのチャイルドシート４０２が存在すると判断することができる。この乗員検査のために、Ｔ３は約ゼロビットとすることができ、Ｔ４は約１とすることができる。しかしながら、他のしきい値を使用してもよい。
【００３８】
同様に、コントローラ２１６は、ＦＬ−ＨＬ＞Ｔ５かつ（ＨＬ／ＦＬ）＞Ｔ６であるかどうかを判断することができ、ここでＴ５及びしきい値比Ｔ６は、占有されたか又は占有されていないチャイルドシートの事前調査に基づいた所定のしきい値である。この検査は、占有された前向きのチャイルドシートがシート１００に存在するときに成功することになる。他のしきい値を用いてもよいが、しきい値Ｔ５は約ゼロビットとすることができ、しきい値Ｔ６は約１とすることができる。
【００３９】
占有されたか又は占有されていないチャイルドシートだけでなく、乗員の年齢に基づいた実験的調査によって、しきい値を決定することもできることに注目されたい。このように、実験的調査を行って、前向き若しくは後向きのチャイルドシート又はチャイルドシートのないシートに座る１又は２以上の年齢（例えば、１歳及び３歳など）の子供についての特徴的なしきい値を得ることができる。従って、コントローラ２１６は、荷重電流の読取値に基づいた乗員の年齢推定を達成するために、異なるしきい値を用いて上述の乗員検査を繰り返すことができる。
【００４０】
別の実施においては、コントローラ２１６は、１又は２以上のしきい値に関して、荷重電流の読取値の積に基づいて乗員の存在を判断する。一例として、コントローラ２１６は、頭部電極１１２及び足部電極１１４について、無荷重（例えば、乗員なし）電流測定値をサンプリングして格納することができる。次いで、コントローラ２１６は、頭部電極１１２及び足部電極１１４の両方に対する全荷重衝撃を表す和を決定することができる。荷重衝撃は、無荷重状態（例えば、乗員なし）と、荷重状態（例えば、乗員あり）を判断するためにとった測定値との差である。同様に、コントローラ２１６はまた、頭部電極１１２と足部電極１１４との間の荷重衝撃の差を表す差を決定することができる。
【００４１】
次に、コントローラ２１６は、和と差の積を生成する。コントローラは、次いで、１又は２以上のしきい値と併せて、シート１００が占有されているかどうかを判断することができる。
【００４２】
例えば、図５は、荷重電流５０２及び荷重電流の積５０４に基づいた乗員検査５００の図を示す。荷重電流５０２は、頭部電極の荷重電流５０６と足部電極の荷重電流５０８とを含む。図５は、多数のサンプルわたって未処理のビットで測定された荷重電流５０６、５０８を示す。荷重電流５０６、５０８は、シート１００上のチャイルドシートの有無に応じて変化する。
【００４３】
乗員検査５００は、上方のしきい値５１２、５１４、及び、下方のしきい値５１６、５１８と比較される荷重電流の積５０４を含む。以下で説明するように、しきい値５１２〜５１８は乗員の年齢によって区別することができるが、他の実施形態においては、しきい値は、代わりに乗員の他の特徴によって区別することができる。しきい値５１２〜５１８は、占有されたか又は占有されていないチャイルドシートの調査に従って実験的に決定することができる。
【００４４】
より具体的には、積５０４は、上述した荷重衝撃の和と差の積である。積５０４が積のしきい値を越える場合、コントローラ２１６は、それに応じてシート１００が占有されていると判断し、必要に応じて乗員の付加的な特徴を判断する。例えば、積５０４が上方のしきい値５１２を越える場合、コントローラ２１６は、シート１００が１〜３歳の子供がいる占有された後向きのチャイルドシートを載せていると判断することができる。積５０４が上方のしきい値５１４をさらに越える場合、コントローラ２１６は、乗員がおよそ３歳であると判断することができる。積５０４がしきい値５１２を越えるが、しきい値５１４を越えない場合、コントローラ２１６は、乗員がおよそ１歳であると判断することができる。
【００４５】
同様に、積５０４が下方のしきい値５１６を越える場合、コントローラ２１６は、シート１００が１〜３歳の子供がいる占有された前向きのチャイルドシートを載せていると判断することができる。積５０４が下方のしきい値５１８をさらに越える場合、コントローラ２１６は、乗員がおよそ３歳であると判断することができる。積５０４が下方のしきい値５１６を越えるが、下方のしきい値５１８を越えない場合、コントローラ２１６は、乗員がおよそ１歳であると判断することができる。
【００４６】
コントローラ２１６は、必要に応じて６つのチャネル接続Ｅ１〜Ｅ６に拡張される、図３に示される回路３００を用いて、上述の乗員検査を実行する。従って、例えば、信号電極１１２、１１６、及び１２０は、接続電極Ｅ１、Ｅ３、及びＥ５に接続される頭部電極に対応することになる。また、信号電極１１４、１１８、及び１２２は、接続電極Ｅ２、Ｅ４、及びＥ６に接続することができる足部電極とすることができる。荷重電流は、信号電極１１２〜１１８については接地面１０８に対して、信号電極１２０〜１２２については接地面１１０に対して、検知される。
【００４７】
コントローラ２１６が着座位置１２４の占有状態を調べる場合、コントローラ２１６は、まず、制御信号３２０をアサートにして、頭部電極１１２をスイッチ３２４及び接続電極Ｅ１を通して信号源２０２に結合する。次いで、コントローラ２１６は、荷重センサ２０６によって検知されたように頭部電極荷重を決定する。次に、コントローラ２１６は、スイッチ３２４を開き、スイッチ３２６を閉じる。結果として、信号源２０２は、接続電極Ｅ２を通して足部電極１１４を駆動する。次いで、コントローラ２１６は、荷重センサ２０６によって検知されたように、足部電極荷重をモニタすることができる。代替的に、コントローラ２１６は、１つの電極から送信して別の電極で受信することによって、荷重電流などの回路パラメータを測定することができる。
【００４８】
それにより、コントローラ２１６は、一度に１つの電極１１２〜１２２を信号源２０２に接続する。スイッチ２０８の残りのスイッチは、開いたままである。しかしながら、他の実施形態においては、コントローラ２１６は、スイッチ２０８の１又は２以上のスイッチング素子３２４〜３３８を閉じて、追加の電極を信号源２０２に接続するか、又は、１又は２以上の電極を変換回路２１０及び検出回路２１２に接続することができる。このように、多数の電極に流れる電流は、乗員分析に寄与することができる。
【００４９】
コントローラ２１６が着座位置１２４についての頭部及び足部電極荷重を得ると、次に、該コントローラ２１６は、上述の乗員検査の実行に進むことになる。それにより、コントローラ２１６は、着座位置１２４についての乗員判断に到る。乗員判断は、例として、前向き又は後向きのチャイルドシート、又は、年齢の推定を示すことができる。
【００５０】
コントローラ２１６は、同様に、別の着座位置１２６及び１２８の検査に進むことができる。このように、着座位置１２６に関して、コントローラ２１６は、頭部電極１１６を接続電極Ｅ３及びスイッチ３２８を通して信号源２０２に接続し、該着座位置１２６についての頭部電極荷重測定値を得ることができる。次いで、コントローラ２１６は、頭部電極１１６を信号源から切り離し、足部電極１１８をスイッチ３３０及び接続電極Ｅ４を通して信号源２０２に接続することができる。足部電極荷重測定値を得た後、コントローラ２１６は、着座位置１２６に乗員がいるかどうかを判断するための乗員検査を適用することができる。
【００５１】
次いで、コントローラ２１６は、同様に着座位置１２８の占有状態を調べることができる。そのために、コントローラ２１６は、接続電極Ｅ５を通して頭部電極１２０を信号源２０２に接続することになる。頭部電極荷重測定値を得た後、コントローラ２１６は次に、足部接続電極Ｅ６を通して足部電極１２２を信号源２０２に接続することができる。その結果、足部電極荷重測定値が得られる。次いで、コントローラ２１６は、着座位置１２８に乗員がいるかどうかを判断するための乗員検査を適用する。
【００５２】
コントローラ２１６は、多くの方法においてどの乗員検査を行うかを決定することができる。例えば、コントローラ２１６は、まず、結果が不確かなものでない限り積及び比の検査を利用し、次に残りの検査を利用するように、あらかじめ構成することができる。代替的には、コントローラ２１６は、両方の検査を利用するか、無作為に一方を選択するか、メモリ２２４にあらかじめ設定されたパラメータに従って一方を選択することなどができる。さらに別の代替手法においては、コントローラ２１６は、比若しくは積とは異なる関数を用いるか、又は、比若しくは積の異なる形態を利用することができる。従って、比又は積は、付加的な電極を表す測定回路パラメータを含む付加的な変数を含むことができる。代替的には、比又は積は、例えば３つ又は４つの異なる電極から得られた３つ又は４つの回路パラメータ測定値の積などの、２つ以上の変数の比又は積とすることができる。さらに、比又は積に含まれる回路パラメータ測定値は、算術平均、モード、正規化、又は回路パラメータ測定値の他の形態とすることができる。
【００５３】
次に、図６は、乗員検知システム１００が乗員の存在を判断するために行うことができる動作のフロー図を示す。コントローラ２１６は、頭部接続電極及び足部接続電極を個々に検出信号出力に切り替える（動作６０２）。次いで、コントローラ２１６は、頭部電極荷重及び足部電極荷重を決定する（動作６０４）。頭部電極及び足部電極の荷重が与えられると、次にコントローラ２１６は、適用する乗員検査を決定する（動作６０６）。
【００５４】
コントローラ２１６が荷重の積の乗員検査を選択する場合、該コントローラ２１６は、上で説明したように荷重衝撃の差及び和の積の生成に移る（動作６０８）。コントローラ２１６はまた、積を上方及び下方のしきい値と比較して、前向き又は後向きのチャイルドシートを含むシート１００の占有状態、及び必要に応じて年齢の特徴を判断する（動作６１０）。
【００５５】
一方、コントローラ２１６が比の乗員検査を選択する場合、該コントローラ２１６は、上で説明したように電極荷重の１又は２以上の比の生成に移る（動作６１２）。しきい値との比較結果に基づいて、コントローラ２１６は、前向き又は後向きのチャイルドシートを含む車両の占有状態、及び必要に応じて年齢情報を判断する（動作６１４）。
【００５６】
コントローラ２１６が、シート１００が占有されていると判断した場合、該コントローラ２１６は、車両の乗員表示器を応答可能に設定することができる（動作６１６）。このように、例えば、コントローラ２１６は、ダッシュボードの警告ランプを点灯させることができる。別の例として、コントローラ２１６は、声又は音の警報を発することができる。さらに別の例として、コントローラ２１６は、信号をエアバック装置２２０などのエアバック起動又は制御システムに出力して、適切な場合にエアバック起動を無効にする。
【００５７】
車両乗員検知システム２００は、車両が占有されているかどうかを判断するための機構を提供する。検知システム２００は、占有された前向き又は後向きのチャイルドシートが自動車内に存在すると判断して、適切な注意喚起、警告などを発することができる。それにより、検知システム２００は、車両内での意図しない子供の放置の発生を減少させるのに役立つことになる。
【００５８】
比及び積の乗員検査の一方又は両方は、単一の上部胴体電極（例えば、電極１２０）及び単一の下部胴体電極（例えば、電極１２２）についてのパラメータ読取値（例えば荷重電流）に基づくものとすることができる。例えば、比（ＦＬ／ＨＬ）は、頭部電極１２０（ＨＬ）及び足部電極１２２（ＦＬ）のそれぞれから単独で得られる荷重電流に対して生成することができる。代替的には、比及び積の乗員検査のいずれかは、多数の電極にわたって得られたパラメータ読取値を利用することができる。このように、例えば、比（ＦＬ／ＨＬ）は、２つ又はそれ以上の電極１０８〜１２２から得られた荷重電流に対して生成することができる。例えば、パラメータ読取値ＨＬは、頭部電極１１２、１１６、及び１２０のうちのいずれか２つ又は３つに関連するパラメータの組み合わせから決定することができ、パラメータ読取値ＦＬは、足部電極１１４、１１８、及び１２２のうちのいずれか２つ又は３つに関連するパラメータの組み合わせから決定することができる。
【００５９】
さらに、積及び比の手法は、乗員の存在又は乗員の特徴を判断するために採用することができる例示的な手法として上で説明した。従って、比及び積の検査の変更形態、派生形態、又は代替形態を含む代替的な検査を利用してもよい。例として、積及び比の検査は、それらが一致しているかどうかを判断するために共に評価するか、付加的な変数（例えば、荷重電流以外のパラメータ読取値）及び変数の関数（例えば、差）を含むように拡張するか、或いは、多数の電極若しくは電極対み合わせの寄与効果を評価するか又は湿度、温度、若しくは他の種類のセンサから得られた読取値を組み込むように拡張することができる。
【００６０】
乗員検知システム２００は、乗員の特徴を判断する。上で説明されたように、検知システム２００は、乗員の存在、乗員の向き、及び乗員の年齢のいずれも判断することができる。しかしながら、検知システム２００は、付加的な乗員の特徴を判断するように拡張することができる。従って、例えば、検知システム２００は、乗員の大きさ、重さ、又は他の特徴を判断するために利用することができる。
【００６１】
前述の詳細な説明は、制限的なものではなく例示的なものとして考えられ、特許請求の範囲は、すべての均等物を含み、本発明の精神及び範囲を定めることを目的とするものとして理解されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】１つの実施形態の乗員検知システムと共に作動する電極を組み込む車両シートを示す。
【図２】乗員検知システムのブロック図の１つの実施形態を示す。
【図３】図２に示される乗員検知システムの詳細図を示す。
【図４】１つの実施形態の前向き及び後向きチャイルドシートに関するシート電極の位置図を示す。
【図５】荷重電流の積を上方のしきい値及び下方のしきい値に対して比較する乗員検査の１つの実施形態の図を示す。
【図６】図２に示される乗員検知システム又は別のシステムが乗員の存在を判断するために行うことができる処理の１実施形態のフローチャートを示す。
【符号の説明】
【００６３】
１００：車両シート
１０２：シートベース
１０４：シートバック
１０６：シートかみ合い部
１０８、１１０：接地電極
１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２：信号電極
１２４、１２６、１２８：着座位置
１３０：シャーシ接地
２００：乗員検知システム
２０２：発振回路
２０４：検出信号出力
２０６：荷重電流検出回路
２０８：送信／受信スイッチング回路
２１０：電流／電圧変換回路
２１２：検出回路
２１４：増幅回路
２１６：コントローラ
２１８：オフセット変換回路
２２０：エアバック装置
２２２：乗員検知プログラム
２２４：メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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