(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の助手席シートに配置された乗員検知用の重量センサ及びＥＦセンサと、前記重量センサの出力及びＥＦセンサの出力をそれぞれ所定のしきい値と比較する複数の比較手段と、前記複数の比較手段の出力に基づいて助手席シート側のエアバッグの展開可能信号を出力する判定手段を備えた乗員検知システムであって、
前記複数の比較手段の出力を監視する監視手段と、該監視手段が、前記重量センサの出力が入力される比較手段の出力が空席を示す信号となっているにもかかわらず、前記ＥＦセンサの出力が入力される比較手段の出力が子供あるいは大人が着席していることを示す信号となっていることを検出したとき、前記ＥＦセンサの出力が入力される比較手段のしきい値を補正する手段を備えていることを特徴とする乗員検知システム。
【請求項２】
前記ＥＦセンサは、前記助手席シートの着座面と背もたれ面にそれぞれ独立に設けられており、各出力はそれぞれ独立の比較手段に入力されることを特徴とする請求項１載の乗員検知システム。
【請求項３】
前記重量センサの出力が入力される比較手段には、第１及び第２のしきい値が設定され、その出力が第１のしきい値以下のとき前記助手席は空席であることを示す信号を出力し、第１のしきい値から第２のしきい値の間のとき子供が着席していることを示す信号を出力し、第２のしきい値以上のとき大人が着席していることを示す信号を出力することを特徴とする請求項１または２記載の乗員検知システム。
【請求項４】
前記ＥＦセンサの出力が入力される比較手段には、第１及び第２のしきい値が設定され、その出力が第１のしきい値以下のとき前記助手席は空席であることを示す信号を出力し、第１のしきい値から第２のしきい値の間のとき子供が着席していることを示す信号を出力し、第２のしきい値以上のとき大人が着席していることを示す信号を出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の乗員検知システム。
【請求項５】
前記助手席シートの着座面及びまたは背もたれ面に設けられた前記ＥＦセンサは、複数のアンテナと該複数のアンテナからの各出力をそれぞれ所定のしきい値と比較する複数の比較手段を備え、各アンテナ出力によるパターンを検出することにより着席者の状態を判定する手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の乗員検知システム。
【請求項６】
前記ＥＦセンサは、助手席のサイドサポート部に設けられていることを特徴とする請求項１記載の乗員検知システム。
【請求項７】
前記ＥＦセンサの検知用アンテナは、前記助手席シートの表皮の裏に配置された基布に貼り付けられた複数の導電帯からなり、かつ前記複数の導電帯をワイヤハーネスと接続するためのアンテナ端子を、前記助手席シートの表皮側からみて全て前記基布の裏側の面に配置したことを特徴とする請求項１記載の乗員検知システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗員検知システムに関し、特に助手席エアバッグ装置を搭載した自動車における助手席の乗員を検知する乗員検知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
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に、運転席及び助手席の前方あるいは側面に設置されており、自動車が衝突したときに受ける衝撃に対して加速度センサが動作することにより駆動され、エアバッグが展開して乗員を衝突による衝撃から保護する。
【０００３】
ところでこのエアバッグ装置は、通常、シートに大人が着席していることを前提として機能するように装着されており、運転席の場合には、運転者（大人）が着席しているので、自動車の衝突時の衝撃を受けたときに自動的にエアバッグが展開するように構成しておけばその機能を果たすことができる。
【０００４】
一方、助手席の場合には、乗員が必ずしも着席しているとは限らず、また、着席している乗員は大人ばかりではなく子供の場合もあり得る。そのようなときにも衝突時に助手席側のエアバッグを展開することは無駄であるばかりでなく、また、子供が着席している場合には展開されたエアバッグが子供の顔面を覆うために却って危険であり、エアバッグが展開しない方が望ましい場合もある。
【０００５】
そのため、従来このような問題に対応するために、助手席に乗員が着席しているか否かを検出するセンサを設置し、このセンサの検出信号に基づいて制御回路が助手席の乗員の着席状況を判定し、自動車が衝突した場合に助手席側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により、不要なエアバッグの展開を防止する技術が開発されている。
【０００６】
乗員検知用センサとしては、重量センサを用いる方法（例えば、特開平９−２０７６３８号公報、特開平１０−２９７３３４号公報等）、あるいは人体が電界中に入ると微弱なシャンティング電流が流れることを利用したＥＦ（Electric Field）センサ（以下、ＥＦセンサという）を用いる方法（例えば特開平１１−７８６５５号公報）等がある。
【０００７】
重量センサを用いる方法は、助手席の支持部にストレンゲージを設置して助手席シートの重量を測定する手段あるいはシート座面に感圧素子を組み込み、感圧素子に加わる圧力を測定する手段等によって構成され、助手席シートの重量あるいは感圧素子に加わる圧力にしきい値を設けておき、その出力がしきい値以上となった場合には助手席に大人が着席していると判定し、しきい値以下の場合には助手席に誰も着席していないかあるいは子供が着席していると判定することにより、あるいは２つのしきい値を設けておき、それぞれ大人、子供、空席を判定することにより、助手席に誰も着席していないかあるいは子供が着席している場合には、衝突時に助手席側のエアバッグが展開しないように制御される。
【０００８】
また、ＥＦセンサを用いる方法は、図１０に示す動作原理によるものであり、助手席シートに組み込まれたアンテナ２２に発振器２１から１００ＫＨｚ程度の高周波信号を供給してアンテナ２２とグランド間に微弱電界を発生させ、人体がこの電界中に入ると微弱なシャンティング電流が流れることを利用し、この電界の変化（アンテナ電流の変化）を検出して人体の有無を検知する。
【０００９】
このアンテナ２２を助手席シートの着座面または背もたれ部の所定の位置に組み込んでおき、それらのアンテナに流れる電流を検出してしきい値と比較し、しきい値以上のときは助手席に大人が着席していると判定し、しきい値以下の場合には助手席に誰も着席していないかあるいは子供が着席していると判定することにより、助手席に誰も着席していないかあるいは子供が着席している場合には、衝突時に助手席側のエアバッグが展開しないように制御される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記重量センサを用いる方法は、ＥＦセンサを用いる方法と比較するとその構成は比較的簡単であるが、例えば助手席に重い荷物などが載せられている場合にも、重量センサは助手席に大人が着席していると判定するので、この場合には、衝突時にエアバッグが作動して展開されてしまうという問題がある。
【００１１】
また、上記ＥＦセンサを用いる方法では、シートが濡れている場合には、アンテナに流れる電流値が増大してその出力がしきい値以上となることがあり、その結果空席にも拘わらず大人が着席していると誤って判定することがある。この誤判定を防止するためには、それぞれの状況に応じた複数のしきい値を設定すること等によりある程度解決することはできるが、その精度を上げるためにはより複雑なしきい値の設定とそれを検出する手段を設けなければならないという問題がある。
【００１２】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、複雑なしきい値の設定を行うことなく、比較的簡単な構成で助手席の乗員の有無あるいは大人か子供かを精度よく検出することができる手段を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、シートが水で濡れている等の状況変化に対してしきい値を自動的に補正する手段を設けることにより、ＥＦセンサの精度を向上させることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、重量センサによる乗員検知手段とＥＦセンサによる乗員検知手段を併設し、この２つの検知手段の出力を論理的に組み合わせることにより乗員の有無あるいは大人か子供かを判定する手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、重量センサの出力がしきい値以下であって、ＥＦセンサの出力がしきい値以上の場合には、助手席は空席であると判定し、上記ＥＦセンサの出力によって空席時のＥＦセンサのしきい値を補正することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、助手席の座面に設けたＥＦセンサによる乗員検知手段と、着座した大人の肩の高さとなる背もたれ部の位置に設けたＥＦセンサによる乗員検知手段を併設し、この２つの検知手段の出力を論理的に組み合わせることにより、乗員の有無および乗員が大人であるか子供であるかを判定する手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のＥＦセンサに用いられる検知用のアンテナは、助手席シートの表皮の裏に配置された基布に貼り付けられた複数の導電帯からなり、かつ前記複数の導電帯をワイヤハーネスと接続するためのアンテナ端子を、前記助手席シートの表皮側からみて全て前記基布の裏側の面に配置したことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態を示すブロック構成図である。図１において、助手席シート１の支持部にストレンゲージあるいは圧力センサを設置して助手席シートの重量を測定する重量センサ２を設ける。なお、重量センサ２は、シート座面に感圧素子を組み込んで、該感圧素子に加わる圧力を測定する手段によって構成することもできる。重量センサ２の出力は制御ユニット５に入力される。
【００１９】
また、助手席シート１の着座面および背もたれ面には、それぞれ複数のアンテナが組み込まれたＥＦセンサ３および４が設置されている。各アンテナの出力は、アンテナ端子に接続されたワイヤハーネスを介して制御ユニット５に入力される。
【００２０】
複数のアンテナの各出力は、例えば並列に加算して出力する方法、あるいは発振器からの高周波信号をスイッチにより順次切り替えて供給し、各アンテナ出力をそれぞれ平滑処理した後制御ユニット５へ出力する方法等適宜の手段を採用することができる。それらの動作は制御ユニット５により制御される。
【００２１】
制御ユニット５に、重量センサ２およびＥＦセンサ３、４からの出力が入力されると、それぞれの出力形態に応じた所定の処理を行った後、各センサ信号を比較回路７〜９により所定のしきい値と比較する。比較回路７〜９から出力される比較結果は判定回路１０に入力され、判定回路１０で所定の論理的処理を行い、エアバッグ制御ユニット６にエアバッグ制御信号を出力する。なお、制御ユニット５はハードウェアでも実現可能であるが、通常はＭＰＵを用いてソフトウェアによって実現される。
【００２２】
次に、本発明の動作例について、図２〜図５を参照して説明する。
【００２３】
図２は、重量センサとＥＦセンサの各出力の論理的組合せにより、助手席の状態を判別する例を示している。
【００２４】
助手席に比較的重い物（荷物）がおかれている場合には、重量センサの出力は大きいが、ＥＦセンサの出力は小さい。また、人（大人）が着席している場合には、重量センサおよびＥＦセンサの出力はいずれも大となる。一方、助手席が空席の場合には、重量センサおよびＥＦセンサの出力はいずれも小となるが、シートが水等により濡れている場合には、重量センサの出力は小さいが、ＥＦセンサの出力は大きくなる。
【００２５】
判定回路１０は、重量センサおよびＥＦセンサの出力がいずれも大のときのみ、エアバッグ制御ユニット６に対してエアバッグ展開可能信号を出力する。従って、助手席に比較的重い物（荷物）がおかれている場合あるいは助手席シートが濡れている場合にエアバッグが誤って展開されることはない。
【００２６】
図３は、助手席シート１に固定したチャイルドシートに子供が前向きに座っている場合（以下、ＦＦＣＳという）と、後ろ向きに座っている場合（以下、ＲＦＩＳという）の判別の例を示しており、重量センサ２からは子供に相当する信号が出力され、座面側のＥＦセンサ３からは中程度の信号が出力される。一方、背もたれ側のＥＦセンサ４は、ＦＦＣＳの場合にはチャイルドシートにより座高面が高くなるので比較的大きな出力となるが、ＲＦＩＳの場合には子供がＥＦセンサ４から離れた位置にいるので出力信号は小さくなる。ＲＦＩＳの場合にはエアバッグ展開不可能信号が出力される。
【００２７】
図４は、助手席シート１に子供が着席している場合と、大人が前屈み状態で着席している場合の判別例を示しており、重量センサ２からは子供に相当する信号または大人に相当する信号が出力される。一方、座面ＥＦセンサ３は、大人の場合には大きな出力となり、子供の場合には中程度の出力となる。また、背もたれ側のＥＦセンサ４は、いずれの場合も中程度の出力となる。この場合、大人の前屈み状態のときにはエアバッグ展開可能信号が出力されるが、子供の時にはエアバッグ展開不可能信号が出力される。
【００２８】
図５は、助手席シートに着席している子供が着座している場合と立ち上がって後ろを向いている場合の判別例を示しており、重量センサ２からは子供に相当する信号が出力される。一方、座面側のＥＦセンサ３については、着座している場合は中程度の出力となるが、立ち上がっている場合にはその出力は小さくなる。また、背もたれ側のＥＦセンサ４は、着座している場合は中程度の出力となるが、立ち上がっている場合の出力は大きくなる。この場合、立ち上がっているときにはエアバッグ展開可能信号が出力される。
【００２９】
なお、実施例では、ＥＦセンサ３、４の各々についてそれぞれ全体の出力レベルを判定基準としているが、図示されているように各ＥＦセンサ３，４がそれぞれ複数のアンテナを備えている場合には、各アンテナの出力をそれぞれ所定のしきい値と比較する手段を備えることにより、各アンテナ出力によるパターンを検出し、それにより着席者の状態を判定することもできる。
【００３０】
例えば図５において、助手席に子供が着席している状態のとき、座面側ＥＦセンサ３の座席中央より後方に位置するアンテナからの出力は大となるが、座席中央より前方に位置するアンテナからの出力は小となる。また、背もたれ面側ＥＦセンサ４の低い位置のアンテナからの出力は大となるが、高い位置のアンテナからの出力は小となる。従って、このようなアンテナ出力パターンとなる場合には子供が助手席に座っていると判定される。
【００３１】
一方、図５において、子供が助手席の背もたれに寄りかかって立ち上がっている状態のときは、座面側ＥＦセンサ３の殆どのアンテナからの出力は小となるが、背もたれ面側ＥＦセンサ４の殆どのアンテナからの出力は大となる。従って、このようなアンテナ出力パターンとなる場合には子供が助手席の背もたれに寄りかかって立ち上がっていると判定される。
【００３２】
このような複数のアンテナからの出力パターンを、大人あるいは子供の種々の着座状態と関連付けて予め用意しておくことにより、より精度の高い乗員検知を行うことができるようになる。
【００３３】
次に、図６を参照してＥＦセンサのしきい値の補正方法について説明する。重量センサ２の出力がしきい値以下であるにもかかわらず、ＥＦセンサ３または４の出力がしきい値以上となっている場合には、シート面が濡れているためにＥＦセンサ出力が大となっていることが考えられるので、この場合には、しきい値を現在出力されているＥＦセンサの出力よりも大きい値に補正することによりＥＦセンサの精度を上げることができる。
【００３４】
この補正動作は、例えば判定回路１０が比較回路７〜９の出力を監視し、比較回路７の出力が空席を示す信号となっているにもかかわらず、比較回路８または９の出力が子供あるいは大人が着席していることを示す信号となっている場合には、判定回路１０より比較回路８または９に対してそのしきい値の補正を指示する信号を出力することにより実現できる。
【００３５】
図７は、本発明をサイドエアバッグ制御用に適用した実施の形態を示すブロック構成図である。図７において、助手席シート１の支持部には図１と同様の重量センサ２を設ける。重量センサ２の出力は制御ユニット５に入力される。一方、助手席シート１のサイドサポート部には、アンテナが組み込まれたＥＦセンサ１１が設置されている。ＥＦセンサ１１の出力は制御ユニット５に入力される。
【００３６】
この助手席シートに子供が着席しているときには、重量センサ２から子供に相当する出力が比較回路７に入力され、比較器回路７からは子供に対応する信号が判定回路１０に出力される。この状態で子供が寝込んでしまい、頭部がサイドサポートの方に傾いてＥＦセンサ１１に接近すると、ＥＦセンサ１１の出力レベルが大となる。ＥＦセンサ１１の出力レベルが比較回路１２のしきい値を超えると比較回路１２から寝込み信号が出力され、判定回路１０からサイドエアバッグ展開不可能信号がエアバッグ制御ユニットに出力される。
【００３７】
図８は、本発明の他の実施の形態を示すブロック構成図である。本実施の形態では、助手席１の座面にＥＦセンサ３を設けるとともに、助手席１の背もたれ部には、大人が着座したときに肩の高さとなる位置にＥＦセンサ１３を設ける。
【００３８】
助手席１の座面に座布団等が敷かれている場合、大人が座っても座面のＥＦセンサの出力はあまり大きくならず、比較器８の出力だけでは大人であることを判定することができない。一方、ＥＦセンサ１３からは、大人が着座しているときには出力レベルが大となり比較回路１４のしきい値を超えるので、この両方のセンサの出力により着座している人が大人であるか子供であるかを判定し、大人の場合には、エアバッグ展開可能信号をエアバッグ制御ユニット６へ出力する。
【００３９】
図９は、乗員検知システムで用いられるＥＦセンサ用アンテナの構成を示しており、（ａ）は従来のＥＦセンサ用アンテナの構成、（ｂ）は本発明で用いられるＥＦセンサ用アンテナの構成を示している。
【００４０】
乗員検知システムで用いられるＥＦセンサ用アンテナは、例えば、助手席の座面とほぼ同サイズの基布１７の両面に帯状に貼り付けられた複数の導電帯１６によって構成された複数のアンテナを配置することにより検知精度を高める工夫がなされており、各導電帯１６の端部に設けられたアンテナ端子１８でワイヤハーネス１９とそれぞれ半田等により接続されている。
【００４１】
導電帯１６の端部に設けられたアンテナ端子１８は、基布１７から突出しているため、このアンテナ端子１８が座席のシート表皮１５側に位置するように配置されていると、座席の座り心地が悪くなり、また、接続部の耐久性も低下する。
【００４２】
そこで、本発明では、図９（ｂ）に示すように、基布１７のシート表皮側の面に貼られた導電帯については、その端部を基布１７の周囲から反対側の面まで延在して設け、この延在部分にアンテナ端子１８を設けることにより、全てのアンテナ端子１８が助手席シートの表皮側からみて基布１７の裏面側に位置するように構成する。このような構成とすれば、基布１７のシート表皮側の面にはアンテナ端子による突起がなくなるので、座り心地が改善され、ＥＦセンサの耐久性も向上する。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、助手席シートに複数の乗員検知センサを設け、それらの出力を論理的に処理して助手席の乗員の有無を検知しているので、各検知センサとして比較的簡単な構成のセンサを用いてその検知精度を向上することができる。
【００４４】
また、上記検知センサとして、異なる種類のセンサを組み合わせることにより、互いの検知センサの弱点を補うことができ、一層の検知精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の動作例を説明するための図である。
【図３】本発明の動作例を説明するための図である。
【図４】本発明の動作例を説明するための図である。
【図５】本発明の動作例を説明するための図である。
【図６】本発明の動作例を説明するための図である。
【図７】本発明の他の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図８】本発明の他の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図９】ＥＦセンサ用アンテナの構成を示す図である。
【図１０】ＥＦセンサの動作原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１  助手席シート
２  重量センサ
３，４，１１，１３  ＥＦセンサ
５  制御ユニット
６  エアバッグ制御ユニット
７，８，９，１２，１４  比較回路
１０  判定回路
１５  シート表皮
１６  導電帯
１７  導電帯を貼り付ける基布
１８  アンテナ端子
１９  ワイヤハーネス
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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