(57)【要約】【課題】乗員を撮像する為の光源やカメラを用いることなく、車両の座席に正常な姿勢で乗員が着座していることを検出することのできる着座状態検出装置を提供する。【解決手段】着座状態検出装置は、座席２の横のドア９に設けられた４個のアンテナ素子１２〜１５と、座席２の上方に配置されたアンテナ素子１１とを備える。アンテナ素子１１〜１５は、乗員から放射されるミリ波帯の熱雑音を受信するものであり、各素子１１〜１５の配置位置に対応した乗員の部位（胸、腰、足等）から放射された熱雑音を受信できるように、鋭い指向特性に設定されている。着座姿勢の判定は、アンテナ素子１１からの検波信号（ミリ波帯の熱雑音の受信レベル）に基づき座席２に乗員が着座しているか否かを判定し、座席２に乗員が着座していれば、アンテナ素子１２〜１５からの検波信号に基づき、乗員の着座姿勢が正常であるか否かを判定する、といった手順で実行される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席に正常な姿勢で乗員が着座していることを検出する車両乗員の着座状態検出装置であって、
検出対象となる座席周囲の車体部分に組み込まれ、当該座席に乗員が正常姿勢で着座しているときに、当該座席の背凭れ部分に凭れた乗員の上半身及び当該座席の着座部分に着座した乗員の下半身が位置する、複数の受信対象位置から入射してくる熱雑音をそれぞれ受信する複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、前記座席に乗員が正常姿勢で着座しているか否かを判定する着座姿勢判定手段と、
を備えたことを特徴とする車両乗員の着座状態検出装置。
【請求項２】
前記複数のアンテナ素子の１つは、対象となる座席の下方又は上方に配置された乗員検知用のアンテナ素子であり、
前記着座姿勢判定手段は、前記乗員検知用のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、対象となる座席に乗員が着座しているか否かを判定し、当該座席に乗員が着座していると判定すると、他のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、乗員が正常姿勢で着座しているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の車両乗員の着座状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の座席に正常な姿勢で乗員が着座していることを検出する車両乗員の着座状態検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の座席の前方若しくは側方に設けられるエアバッグは、車両の衝突時等に乗員を保護するためのものであるが、乗員の姿勢が悪いと、エアバッグが動作した際に、エアバッグの膨らみによって乗員が怪我をすることがあった。
【０００３】
そこで、従来では、車室内に設けたカメラによって、座席に着座した乗員を撮像し、その撮像画像から乗員の着座姿勢を認識して、乗員がエアバッグを安全に起動できる正常姿勢で着座しているときに限って、エアバッグの動作を許可することが提案されている（例えば、特許文献１、２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１３２６８号公報
【特許文献２】特開２００７−１９８９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の装置は、車両の座席に着座した乗員を、光学式のカメラ（具体的には、ＣＣＤカメラ、赤外線カメラ等）で撮像して、その撮像した２次元画像を画像処理することにより、乗員が正常な姿勢で座席に着座しているか否かを判定するので、その判定（画像処理）に時間がかかるという問題があった。
【０００６】
また、乗員の撮像時には、座席付近を撮像可能な光（自然光や赤外光等）で照射する必要があり、そのための光源や光源を点灯させる制御装置が必要になるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、車両の座席付近を照射する光源を用いることなく、しかも、撮像した２次元画像を画像処理することなく、車両の座席に正常な姿勢で乗員が着座していることを検出可能な、車両乗員の着座状態検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、
車両の座席に正常な姿勢で乗員が着座していることを検出する車両乗員の着座状態検出装置であって、
検出対象となる座席周囲の車体部分に組み込まれ、当該座席に乗員が正常姿勢で着座しているときに、当該座席の背凭れ部分に凭れた乗員の上半身及び当該座席の着座部分に着座した乗員の下半身が位置する、複数の受信対象位置から入射してくる熱雑音をそれぞれ受信する複数のアンテナ素子と、
前記複数のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、前記座席に乗員が正常姿勢で着座しているか否かを判定する着座姿勢判定手段と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両乗員の着座状態検出装置において、
前記複数のアンテナ素子の１つは、検出対象となる座席の下方又は上方に配置された乗員検知用のアンテナ素子であり、
前記着座姿勢判定手段は、前記乗員検知用のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、検出対象となる座席に乗員が着座しているか否かを判定し、当該座席に乗員が着座していると判定すると、他のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、乗員が正常姿勢で着座しているか否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の着座状態検出装置においては、検出対象となる座席周囲を撮像するカメラに代えて、熱雑音受信用の複数のアンテナ素子が備えられている。
そして、この複数のアンテナ素子は、検出対象となる座席周囲の車体部分（より具体的には自動車のドアやピラー等）に組み込まれ、検出対象となる座席に乗員が正常姿勢で着座しているときに、その座席の背凭れ部分に凭れた乗員の上半身及びその座席の着座部分に着座した乗員の下半身が位置する複数の受信対象位置から放射されている熱雑音を受信するようにされている。
【００１１】
つまり、温度を持つ人体から発生される熱雑音は、物体の熱雑音より強いことから、本発明では、その熱雑音を受信可能な複数のアンテナ素子を、正常姿勢で座席に着座している乗員の上半身及び下半身の任意の位置から放射された熱雑音が入射される位置に配置するのである。
【００１２】
そして、本発明では、着座姿勢判定手段が、上記のように配置された複数のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、座席に乗員が正常姿勢で着座しているか否かを判定する。
【００１３】
このため、本発明の着座状態検出装置によれば、車両の座席付近を照射する光源を用いることなく、また、カメラで撮像した２次元画像を画像処理することなく、車両の座席に正常な姿勢で乗員が着座していることを検出することができる。
【００１４】
よって、本発明によれば、車両乗員が正常姿勢で着座していることを検出するのに要する時間を短くして、エアバッグ等の車両制御装置に対し乗員の着座状態を速やかに通知することができる。
【００１５】
ところで、複数のアンテナ素子を、自動車のドア等、座席の横の車体部分に設けた場合、若しくは、自動車のピラー等、座席の斜め前方に位置する車体部分に設けた場合には、アンテナ素子が、検出対象となる座席の横に配置された座席に着座した乗員、若しくは、検出対象となる座席の後方に配置された座席に着座した乗員から放射された熱雑音を受信し、着座姿勢判定手段が、その受信レベルから、検出対象となる座席に乗員が正常姿勢で着座していると誤判定してしまうことが考えられる。
【００１６】
そこで、このような問題を防止するには、請求項２に記載のように、複数のアンテナ素子の１つを、検出対象となる座席の下方又は上方に配置することにより、乗員検知用のアンテナ素子として利用し、着座姿勢判定手段では、その乗員検知用のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、検出対象となる座席に乗員が着座しているか否かを判定し、その座席に乗員が着座していると判定すると、他のアンテナ素子による熱雑音の受信レベルから、乗員が正常姿勢で着座しているか否かを判定するようにするとよい。
【００１７】
つまり、このようにすれば、検出対象となる座席とは異なる座席に着座している乗員から放射される熱雑音の影響を受けることなく、検出対象となる座席に正常姿勢で乗員が着座しているか否かを判定でき、正常姿勢で着座している乗員の検出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の着座状態検出装置全体の構成を表すブロック図である。
【図２】検出対象となる座席周囲に配置されたアンテナ素子の配置状態を表す説明図である。
【図３】着座状態検出装置にて実行される着座状態検出処理を表すフローチャートである。
【図４】検出対象となる座席周囲にチャイルドシートが取り付けられた状態を説明する説明図である。
【図５】アンテナ素子を自動車のピラーに設けた状態を表す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本実施形態の着座状態検出装置全体の構成を表すブロック図である。
本実施形態の着座状態検出装置２０は、自動車の座席毎に設けられ、乗員の身体から発せられるミリ波帯の熱雑音を受信する５つのアンテナ素子１１〜１５による熱雑音の受信レベルに基づき、検出対象となる座席に、乗員が、エアバッグを安全に起動させることのできる正常姿勢で着座しているか否かを判定して、乗員が正常姿勢で着座しているときに、エアバッグの動作を許可するためのものであり、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２６等を中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。
【００２０】
また、着座状態検出装置２０には、各アンテナ素子１１〜１５から熱雑音の受信レベルをＡ／Ｄ変換して取り込む入力部２８、車内ＬＡＮを構成する通信線に接続された通信部３０、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２４、ＲＡＭ２６を含むこれら各部を接続するバスライン３２等が設けられている。
【００２１】
なお、通信部３０は、通信線を介して、自動車に搭載されたエアバッグ制御装置６０、エンジン制御装置６２、警報装置６４等の各種電子機器との間で通信を行うためのものである。
【００２２】
また、図１の下方に示すように、上記５つのアンテナ素子１１〜１５は、それぞれ、ミリ波帯の熱雑音を受信するための受信部１６、受信部１６からの受信信号を増幅する増幅部１７、増幅部１７にて増幅された受信信号を検波し、その受信レベルに対応した検波信号を生成する検波部１８、及び、検波部１８からの出力を更に増幅する増幅部１９、などから構成されており、増幅部１９にて増幅された検波信号が入力部２８に入力される。
【００２３】
また、図２に示すように、上記５つのアンテナ素子１１〜１５の内、アンテナ素子１１は、自動車の天井８で、検出対象となる座席２の上方位置に設けられており、その上方位置にて、座席２に着座した乗員から発せられたミリ波帯の熱雑音を受信する。
【００２４】
また、残りの４つのアンテナ素子１２〜１５は、それぞれ、座席２の横に位置するドア９に設けられている。
そして、アンテナ素子１３は、乗員が座席２の着座部４に着座して、背凭れ部６に凭れているとき（つまり、正常姿勢であるとき）、乗員の胸若しくは腕から発せられるミリ波帯の熱雑音を受信可能な位置に配置され、アンテナ素子１５は、乗員が座席２に正常姿勢で着座しているときに、乗員の腰の部分から発せられるミリ波帯の熱雑音を受信可能な位置に配置され、アンテナ素子１４は、乗員が座席２に正常姿勢で着座しているときに、乗員の足の部分から発せられるミリ波帯の熱雑音を受信可能な位置に配置されている。
【００２５】
また、アンテナ素子１２は、乗員が座席２に着座しているものの、背凭れ部６に凭れておらず、前屈みになっているときに、乗員の胸から発せられるミリ波帯の熱雑音を受信可能な位置に配置されている。
【００２６】
また、上記各アンテナ素子１１〜１５は、座席２に着座した乗員の所望の位置から発せられたミリ波帯の熱雑音を受信できるように、鋭い指向特性に設定されており、その指向方向は、図２に矢印で示すように、天井８若しくはドア９の壁面に対し、略直交する方向に設定されている。
【００２７】
なお、図２において、（ａ）は、検出対象となる座席２を、アンテナ素子１２〜１５が設けられたドア９とは反対側から見た状態を表す側面図であり、（ｂ）は、検出対象となる座席２を、天井８側からみた平面図である。
【００２８】
次に、図３は、着座状態検出装置２０のＣＰＵ２２にて一定時間毎に繰り返し実行される着座状態検出処理を表すフローチャートである。
図３に示すように、この処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、エンジン制御装置６２からイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）の状態を取得し、現在ＩＧＳＷがオン状態であるか否か（つまり、現在自動車のエンジンは運転中であるか否か）を判断する。そして、ＩＧＳＷがオフ状態で、エンジンが停止している場合には、そのまま当該処理を終了する。
【００２９】
一方、ＩＧＳＷがオン状態で、エンジン運転中であれば、Ｓ１２０に移行して、天井８に設けられたアンテナ素子１１から入力部２８を介して検波信号（換言すればアンテナ素子１１によるミリ波帯の熱雑音の受信レベル）を読み込み、続くＳ１３０にて、その読み込んだ検波信号（受信レベル）は、所定の判定レベル以上のハイレベルであるか否かを判定する。
【００３０】
そして、Ｓ１３０にて、検波信号（受信レベル）がハイレベルであると判断された場合には、アンテナ素子１１に乗員から放射されたミリ波帯の熱雑音が入射している（換言すれば、座席２に乗員が着座している）と判断して、Ｓ１４０に移行する。
【００３１】
Ｓ１４０では、座席２の横のドア９に設けられた全てのアンテナ素子１２〜１５から、入力部２８を介して、検波信号（換言すればミリ波帯の熱雑音の受信レベル）を読み込み、続くＳ１５０にて、その読み込んだ各アンテナ素子１２〜１５からの検波信号（受信レベル）に基づき、座席２に着座している乗員は、座席２の背凭れ部６に凭れた正常な姿勢で着座しているか否かを判定する。
【００３２】
そして、Ｓ１５０にて、座席２に乗員が正常な姿勢で着座していると判断されると、Ｓ１６０に移行して、エアバッグ制御装置６０に対し、エアバッグの動作許可指令を出力することにより、エアバッグ制御装置６０によるエアバッグ制御（詳しくは車両の衝突監視及び車両衝突時のエアバッグの膨張動作）を開始させた後、当該処理を一旦終了する。
【００３３】
一方、Ｓ１３０にて、検波信号（受信レベル）は所定の判定レベル未満のローレベルであると判断された場合（詳しくは、乗員は座席２に座っていないと判断した場合）、若しくは、Ｓ１５０にて、乗員は座席２に正常な姿勢で着座していないと判断された場合には、Ｓ１７０に移行する。
【００３４】
そして、Ｓ１７０では、エアバッグ制御装置６０に対し、エアバッグの動作禁止指令を出力することにより、エアバッグ制御装置６０によるエアバッグ制御の実行を停止させたのち、当該処理を一旦終了する。
【００３５】
なお、Ｓ１５０にて実行される着座姿勢の判定処理は、アンテナ素子１２からの検波信号（受信レベル）が所定の判定レベル未満で、他のアンテナ素子１３〜１５からの検波信号（受信レベル）が全て所定の判定レベル以上である時に、乗員は正常な姿勢で着座していると判定し、アンテナ素子１２〜１５の何れか一つでも、検波信号（受信レベル）がこの条件から外れていれば、乗員の着座姿勢は正常ではないと判定するように設定されている。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態の着座状態検出装置２０には、検出対象となる座席２の横に配置されるドア９に設けられた４個のアンテナ素子１２〜１５と、座席２の上方に配置されたアンテナ素子１１とからなる５つのアンテナ素子が接続されている。
【００３７】
そして、着座状態検出装置２０のＣＰＵ２２において、着座姿勢判定手段として実行される着座状態検出処理では、まず、座席２の上方に配置されたアンテナ素子１１からの検波信号（ミリ波帯の熱雑音の受信レベル）に基づき、座席２に乗員が着座しているか否かを判定し、座席２に乗員が着座していると判定すると、他のアンテナ素子１２〜１５からの検波信号（ミリ波帯の熱雑音の受信レベル）に基づき、乗員が正常姿勢で着座しているか否かを判定する。
【００３８】
このため、本実施形態の着座状態検出装置２０によれば、従来のように、検出対象となる座席２をカメラにて撮像し、その撮像画像を画像処理する、といった時間のかかる判定処理を実行することなく、座席２に正常姿勢で乗員が着座しているか否かを短時間で判定できる。
【００３９】
また、本実施形態の着座状態検出装置２０によれば、座席付近を照射する光源や２次元画像を撮像するためのカメラを用いる必要がないので、装置構成を簡単にして製造コストを低減できる。
【００４０】
また、本実施形態の着座状態検出装置２０によれば、検出対象となる座席２に乗員が正常に着座していることを検出すると、その座席２に対し設けられたエアバッグを作動させることができるように、エアバッグ制御装置６０にエアバッグ動作許可指令を出力し、検出対象となる座席２に乗員が正常に着座していることを検出できない場合（つまり、座席２に乗員が座っていないか、座っていても姿勢が悪い場合）には、エアバッグ制御装置６０にエアバッグ動作禁止指令を出力して、エアバッグを膨張させるのを禁止する。
【００４１】
従って、本実施形態の着座状態検出装置２０によれば、座席２に乗員が座っていない場合や、座っていても姿勢が悪い場合に、エアバッグが膨張するのを防止し、エアバッグの不必要な膨張により安全性が低下するのを防止できる。
【００４２】
なお、Ｓ１５０にて、乗員の着座姿勢が正常ではないと判断された際には、警報装置６４に対し、座席２に着座している乗員の姿勢が悪いのでエアバッグの動作を停止させた旨を表す警報を発生させる処理を実行し、その後、Ｓ１７０に移行するようにしても良い。
【００４３】
また次に、本実施形態では、乗員の着座姿勢を検出するアンテナ素子として、乗員が座席２に正常姿勢で着座しているときに乗員の上半身である胸（若しくは腕）から放射される熱雑音を受信するためのアンテナ素子１３と、同じく乗員が正常姿勢で着座している時に乗員の下半身である腰及び足から放射される熱雑音を受信するためのアンテナ素子１４、１５と、乗員が前屈みになっているときに乗員の胸（若しくは腕）から放射される熱雑音を受信するためのアンテナ素子１２を設け、アンテナ素子１３〜１５による熱雑音の受信レベルが所定の判定レベル以上で、アンテナ素子１２による熱雑音の受信レベルが所定の判定レベル未満である時に、乗員の着座姿勢が正常であると判断するようにされている。
【００４４】
このため、本実施形態の着座状態検出装置２０によれば、図４に示すように、検出対象となる座席にチャイルドシート７０が載置され、その上に幼児が座っているような場合には、アンテナ素子１３〜１５による熱雑音の受信レベルの内の全て（若しくは一部）が判定レベル未満となる。
【００４５】
従って、本実施形態によれば、幼児若しくは子供がチャイルドシート７０等の補助具を介して座席２の上に座っている場合に、乗員が正常な姿勢で着座していると誤検出して、エアバッグ動作許可指令を出力するようなことはなく、安全性を向上できる。
【００４６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、車両のドア９には、姿勢判定用の４つのアンテナ素子１２〜１５を設けるものとして説明したが、姿勢判定用のアンテナ素子としては、座席２に正常な姿勢で着座している乗員の上半身と下半身から放射される２系統の熱雑音を受信できれば、その受信レベルから乗員が正常姿勢で着座しているか否かを判定できることから、アンテナ素子１３とアンテナ素子１４（又は１５）との２つのアンテナ素子を使って、乗員の着座姿勢を判定するようにしてもよい。
【００４７】
またこの場合、姿勢判定用のアンテナ素子は、検出対象となる座席２の横のドア９に設けるのではなく、例えば、図５に示すように、座席２の斜め前方に位置するピラー８０に、姿勢判定用の２つのアンテナ素子８２、８３を設け、各アンテナ素子８２，８３にて、乗員の上半身（例えば胸）と下半身（例えば腰）から放射される２系統の熱雑音を受信するようにしてもよい。
【００４８】
なお、図５において、（ａ）は、検出対象となる座席２を、アンテナ素子８２、８３が設けられたピラー８０とは反対側から見た状態を表す側面図であり、（ｂ）は、検出対象となる座席２を、車両の前方からみた正面図である。
【００４９】
また、着座姿勢の判定精度を高めるためには、アンテナ素子の数を増加するとよいことから、アンテナ素子の数は、上記実施例よりも更に増加させてもよい。
一方、車両の天井８に設けた着座判定用のアンテナ素子１１は、必ずしも設ける必要はなく、また、着座部４の下方（若しくは着座部４内）等、天井８以外の場所に設けるようにしてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、アンテナ素子１１〜１５は、乗員から放射されるミリ波帯の熱雑音（換言すれば電波）を受信するものとして説明したが、受信する電波はマイクロ波帯であってもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、着座状態検出装置２０は、エアバッグ制御装置６０等の電子制御装置（所謂ＥＣＵ）とは別体で構成されるものとして説明したが、着座状態検出装置２０としての機能は、例えば、エアバッグ制御装置６０やキーレスエントリシステム用の電子制御装置等、車両に搭載された電子制御装置（ＥＣＵ）の一機能として、そのＥＣＵを構成しているマイクロコンピュータの動作によって実現するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
２…座席、４…着座部、６…背凭れ部、８…天井、９…ドア、１１〜１５，８２，８３…アンテナ素子、１６…受信部、１７…増幅部、１８…検波部、１９…増幅部、２０…着座状態検出装置、２２…ＣＰＵ、２４…ＲＯＭ、２６…ＲＡＭ、２８…入力部、３０…通信部、６０…エアバッグ制御装置、６２…エンジン制御装置、６４…警報装置、７０…チャイルドシート、８０…ピラー。
【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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