(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のシート（４）のシートバック（２７）の表皮内側に埋設された複数のアンテナ電極（２９ａ〜２９ｆ）と、
その各々のアンテナ電極（２９ａ〜２９ｆ）の周囲に電界を発生させる電界発生手段（３２）と、
電界発生手段（３２）から各々のアンテナ電極（２９ａ〜２９ｆ）に流れる電流に基づいて、各々のアンテナ電極（２９ａ〜２９ｆ）への人体の接近を検出する人体接近検出手段（３３，３４）と、
前記複数のアンテナ電極（２９ａ〜２９ｆ）にそれぞれ対応する人体接近検出手段（３３，３４）の複数の出力の組み合わせパターンを予め記憶したパターンと比較することによりシート（４）に着座した乗員の有無および体格を判定する判定手段（１８）とを備えており、
前記複数のアンテナ電極（２９ａ〜２９ｆ）は、各々が導電性の布片で横長の帯状に形成されていて、その相互間に、個々のアンテナ電極（２９ａ〜２９ｆ）の上下方向の幅よりも狭い上下方向の間隔をおいて上下複数段に配置されており、
これら複数のアンテナ電極（２９ａ〜２９ｆ）にそれぞれ対応する人体接近検出手段（３３，３４）の複数の出力の組み合わせパターンに基づいて前記判定手段（１８）が前記乗員の頭部、頸部及び肩部の位置を検知してその乗員の体格を判定可能であることを特徴とする、乗員検知装置。
【請求項２】
判定手段（１８）は、シート（４）に着座した乗員の座高が基準値以下であると判定したときに警告指令信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の乗員検知装置。
【請求項３】
判定手段（１８）は、シート（４）に着座した乗員の座高が基準値以下であると判定したときにエアバッグ展開禁止指令信号を出力することを特徴とする、請求項１に記載の乗員検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のシートに着座した乗員の有無および体格を検知する乗員検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の衝突時に助手席に座った乗員をシートに拘束するエアバッグ装置やシートベルト装置は大人の体格を基準にして設計されており、体格の小さい子供に対して必ずしも有効に機能しない場合があるため、助手席に子供が座った場合には後席に移動するように警告を発したり、エアバッグの急激な展開を抑制したりすることが望ましい。そこで、助手席に座った乗員の体重により作動する複数のスイッチを設けることにより、シートに着座した乗員の有無と該乗員の体格とを検知するものが、特開昭５２−１２９１２７号公報により提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の乗員検知装置は、シートクッションに設けたスイッチにより乗員の有無を検知し、更にシートバックに設けたスイッチおよびヘッドレストに設けたスイッチにより乗員の体格（大人か子供か）を検知するようになっているが、前記各スイッチは乗員の体重により作動するものであるため、温度変化によるシート表皮の硬度変化、乗員の着座姿勢の変化、シートバックのリクライニング角の変化等により検知誤差が発生し易いという問題があった。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、自動車のシートに着座した乗員の有無および体格を確実に判定し得る乗員検知装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、自動車のシートのシートバックの表皮内側に埋設された複数のアンテナ電極と、その各々のアンテナ電極の周囲に電界を発生させる電界発生手段と、電界発生手段から各々のアンテナ電極に流れる電流に基づいて、各々のアンテナ電極への人体の接近を検出する人体接近検出手段と、前記複数のアンテナ電極にそれぞれ対応する人体接近検出手段の複数の出力の組み合わせパターンを予め記憶したパターンと比較することによりシートに着座した乗員の有無および体格を判定する判定手段とを備えており、前記複数のアンテナ電極は、各々が導電性の布片で横長の帯状に形成されていて、その相互間に、個々のアンテナ電極の上下方向の幅よりも狭い上下方向の間隔をおいて上下複数段に配置されており、これら複数のアンテナ電極にそれぞれ対応する人体接近検出手段の複数の出力の組み合わせパターンに基づいて前記判定手段が前記乗員の頭部、頸部及び肩部の位置を検知してその乗員の体格を判定可能であることを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、シートに乗員が着座すると、空気に比べて誘電率が高い人体がシートバックに埋設した複数のアンテナ電極に接近するため、電界発生手段から各々のアンテナ電極に流れる電流が増加する。アンテナ電極に流れる電流が増加すると、その電流に基づいて人体接近検出手段が各々のアンテナ電極への人体の接近を検出する。判定手段は人体接近検出手段の、複数のアンテナ電極にそれぞれ対応した複数の出力の組み合わせパターンと、予め記憶したパターンとを比較し、シートに乗員が着座しているか否かを判定するとともに着座した乗員の体格を判定する。
【０００７】
このように誘電体である人体の複数のアンテナ電極への接近に基づいてシートに着座した乗員の有無および体格を判定するので、温度変化によるシート表皮の硬度変化、乗員の着座姿勢の変化、シートバックのリクライニング角の変化等に関わらず正確な判定が可能となる。また特に前記複数のアンテナ電極は、各々が導電性の布片で横長の帯状に形成されていて、その相互間に、各々のアンテナ電極の上下方向の幅よりも狭い上下方向の間隔をおいて上下複数段に配置されており、これら複数のアンテナ電極にそれぞれ対応する人体接近検出手段の複数の出力の組み合わせパターンに基づいて前記判定手段が乗員の頭部、頸部および肩部の位置を検知して乗員の体格を確実に判定することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、判定手段は、シートに着座した乗員の座高が基準値以下であると判定したときに警告指令信号を出力することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、体格が小さいためにエアバッグ装置やシートベルト装置が有効に機能しない小柄な乗員がシートに着座した場合に警告を発することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、判定手段は、シートに着座した乗員の座高が基準値以下であると判定したときにエアバッグ展開禁止指令信号を出力することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、体格が小さいためにエアバッグ装置が有効に機能しない小柄な乗員がシートに着座した場合にエアバッグ装置の作動を禁止することができる。
【００１２】
尚、請求項２および請求項３に記載された発明における基準値は、実施例では６歳の子供の標準座高に相当するが、その基準値は適宜変更可能である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。  図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１はエアバッグ装置を備えた自動車の部分側面図、図２は制御系のブロック図、図３は助手席シートの斜視図、図４は電界出力部の回路図、図５は人体の距離とセンサ出力との関係を示すグラフ、図６は乗員の体格検知手法の説明図である。
【００１４】
図１に示すように、車両の衝突時にダッシュボード１の内部に設けたエアバッグ装置２からエアバッグ３が車室内に展開し、助手席シート４に着座した乗員を拘束する。エアバッグ装置２は助手席シート４に着座した乗員が大人である場合に作動し、その乗員が体格の小さい子供（例えば、６歳未満）である場合に作動しないようになっている。そのために、乗員が大人であるか子供であるかを検知する乗員検知ユニット５が助手席シート４設けられる。
【００１５】
図２に示すように、乗員検知ユニット５は乗員検知ブロック１１と、故障診断ブロック１２と、記録ブロック１３と、通信ブロック１４と、警告灯制御ブロック１５とから構成される。乗員検知ブロック１１は、後から詳述するセンサ部１６、電界出力部１７および乗員検知判定部１８から構成されており、乗員検知判定部１８には、故障等の異常状態を検出する前記故障診断ブロック１２と、乗員検知を行うための基準となる各種閾値等を記憶する前記記録ブロック１３とが接続される。
【００１６】
乗員検知ユニット５の前記通信ブロック１４に接続されるエアバッグ装置制御ユニット１９は、衝突加速度検知部２０と、インフレータ駆動回路部２１と、エアバッグ装置制御ブロック２２と、通信ブロック２３とから構成される。衝突加速度検知部２０が車両の衝突により発生する加速度を検出すると、エアバッグ装置制御ブロック２２からの指令によりインフレータ駆動回路部２１がインフレータを点火してエアバッグ装置２を作動させる。このとき、乗員検知判定部１８が助手席シート４に子供が着座していると判定すると、エアバッグ展開禁止指令信号が通信ブロック１４，２３を経てエアバッグ装置制御ブロック２２に出力され、エアバッグ装置制御ブロック２２はインフレータ駆動回路部２１によるエアバッグ装置２の作動を禁止する。その結果、助手席シート４に子供が着座している場合に限り、エアバッグ装置２が作動することが禁止される。
【００１７】
乗員検知ユニット５の前記警告灯制御ブロック１５は、インストルメントパネルに設けられたメータユニット２４の助手席乗員警告灯２５に接続される。乗員検知判定部１８が助手席シート４に子供が着座していると判定すると、警告指令信号を出力して助手席乗員警告灯２５を点灯させ、その子供を後席に移動させるべく警告が行われる。
【００１８】
図３に示すように、助手席シート４はシートクッション２６、シートバック２７およびヘッドレスト２８から構成されており、着座した乗員の背中が当たるシートバック２７の前面を覆う表皮の内側に、前記センサ部１６を構成する６枚のアンテナ電極２９ａ〜２９ｆが埋設される。導電性の布片よりなるアンテナ電極２９ａ〜２９ｆは横長の帯状に形成されており、上下方向に６段に整列して配置され、図３から明らかなように互いに隣接するアンテナ電極２９ａ〜２９ｆの相互間隔は、個々のアンテナ電極２９ａ〜２９ｆの上下方向の幅よりも小さい。
【００１９】
図４は電界出力部１７の構造を示すもので、一端が接地部３１に接地された高周波発振回路よりなる電界発生手段３２の他端に、該電界発生手段３２の出力電流Ｉを電圧に変換する電流モニター抵抗３３の一端と、増幅器３４とが接続される。電流モニター抵抗３３の他端は増幅器３４に接続されるともに、６枚のアンテナ電極２９ａ〜２９ｆに所定時間毎に順番に接続される。
【００２０】
助手席シート４に乗員が着座しておらず、従って電流モニター抵抗３３の他端接続されたアンテナ電極２９ａ〜２９ｆ（例えば、アンテナ電極２９ａ）に誘電体である人体３５が接近していないとき、アンテナ電極２９ａから放出される電界により発生する出力電流Ｉの値は、アンテナ電極２９ａと接地部３１との距離および空気の誘電率（ε≒１）に応じた極めて小さなものとなる。その結果、電流モニター抵抗３３の両端に発生する電圧、即ち増幅器３４の出力も小さくなる。一方、空気に比べて大きな誘電率（ε≒８０）を持つ人体３５が助手席シート４に着座すると、図５に示すように、アンテナ電極２９ａおよび人体３５の距離と、アンテナ電極２９ａに対向する人体３５の面積とに応じた大きな出力電流Ｉが電流モニター抵抗３３に流れ、電流モニター抵抗３３の両端に発生する電圧、即ち増幅器３４の出力も大きくなる。
【００２１】
従って、６枚のアンテナ電極２９ａ〜２９ｆに対応する増幅器３４の出力パターンを解析することにより、助手席シート４に着座した乗員の体格を検知することができる。
【００２２】
尚、乗員検知判定部１８は本発明の判定手段を構成し、電流モニター抵抗３３および増幅器３４は併せて本発明の人体接近検出手段を構成する。
【００２３】
次に、乗員検知判定部１８において行われる乗員の体格検知の一例を図６に基づいて説明する。
【００２４】
図６には、助手席シート４に座高が高い乗員が着座した場合（ａ）、座高が中間の乗員が着座した場合（ｂ）、座高が低い乗員が着座した場合（ｃ）のそれぞれに対応して、センサ出力のパターンが示される。（ａ）の場合には、乗員の座高が高いために頸部が上から２番目のアンテナ電極２９ｂに対向するとともに、肩部が上から５番目および６番目のアンテナ電極２９ｅ，２９ｆに対向している。（ｂ）の場合には、乗員の座高が中間であるために頭部が上から１〜３番目のアンテナ電極２９ａ〜２９ｃに対向するとともに、頸部が上から４番目のアンテナ電極２９ｄに対向している。（ｃ）の場合には、乗員の座高が低いために頭部が上から４〜６番目のアンテナ電極２９ｄ〜２９ｆに対向している。尚、図６におけるセンサ出力は電流モニター抵抗３３を流れる電流値（ｎＡ）を示しているが、その値は増幅器３４の出力と比例関係にあるものである。
【００２５】
肩部は横幅が広く且つシートバック２７に当接するため、その肩部に対応するセンサ出力は第１閾値（例えば、４００ｎＡ）以上になる（図６（ａ）参照）。頸部は横幅が最も狭く且つシートバック２７から離れているため、その頸部に対応するセンサ出力は殆ど０になる（図６（ａ），（ｂ）参照）。頭部は横幅がやや広く且つシートバック２７に当接するため、その頭部に対応するセンサ出力は第１閾値未満で第２閾値（例えば、１５０ｎＡ）以上になる（図６（ｂ），（ｃ）参照）。
【００２６】
（ａ）のように第１閾値以上のセンサ出力が存在するときは肩部が検出された場合であり、その乗員は座高が高い乗員であると判定される。また（ｂ）のように第１閾値未満で第２閾値以上のセンサ出力が２つ存在するときは頭部および肩部の一部が検出された場合であり、その乗員は座高が中間の乗員であると判定される。また（ｃ）のように第１閾値未満で第２閾値以上のセンサ出力が１つ存在するときは頭部が検出された場合であり、その乗員は座高が低い乗員であると判定される。
【００２７】
このように、シートバック２７に埋設したアンテナ電極２９ｄ〜２９ｆに対する人体３５の接近に基づいて乗員の体格を判定するので、温度変化によるシート表皮の硬度変化、乗員の着座姿勢の変化、シートバック２７のリクライニング角の変化等の影響を受けることなく正確な判定が可能となる。
【００２８】
而して、上記（ｃ）に該当する乗員は標準で６歳未満の体格の子供であり、その場合に乗員検知判定部１８はエアバッグ装置制御ユニット１９にエアバッグ展開禁止指令信号を出力してエアバッグ装置２の作動を禁止するとともに、警告指令信号を出力して助手席乗員警告灯２５を点灯させて子供を後席に移動させるべく警告を行う。
【００２９】
尚、助手席シート４に乗員が着座していないと判定されたときにも、エアバッグ装置２の作動が禁止される。これにより、車両の衝突時に助手席シート４用のエアバッグ装置２が無駄に作動することがなくなり、無駄に作動したエアバッグ装置２を交換するためのユーザーの経済的負担が軽減される。
【００３０】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３１】
例えば、実施例では電界発生手段３２およびアンテナ電極２９ａ〜２９ｆ間に設けた電流モニター抵抗３３の両端の電圧に比例する出力電流をセンサ出力としているが、その出力電流に代えて出力電力をセンサ出力としても良く、また前記出力電流あるいは出力電力が所定値になるように制御したときの制御量をセンサ出力としても良い。更に電界発生手段３２およびアンテナ電極２９ａ〜２９ｆ間を流れる電流あるいは電力を検出する代りに、隣接するアンテナ電極間を流れる電流あるいは電力を検出することも可能である。
【００３２】
また実施例では助手席シート４について説明したが、本発明は後席シートや運転席シートに対しても適用することが可能であり、対象とする乗員も子供に限らず小柄な大人を対象とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、シートバックの表皮内側に複数のアンテナ電極を埋設し、誘電体である人体の複数のアンテナ電極への接近に基づいて判定手段が、シートに着座した乗員の有無および体格を判定するので、温度変化によるシート表皮の硬度変化、乗員の着座姿勢の変化、シートバックのリクライニング角の変化等に関わらず正確な判定が可能となる。また特に前記複数のアンテナ電極は、各々が導電性の布片で横長の帯状に形成されていて、その相互間に、各々のアンテナ電極の上下方向の幅よりも狭い上下方向の間隔をおいて上下複数段に配置されており、これら複数のアンテナ電極にそれぞれ対応する人体接近検出手段の複数の出力の組み合わせパターンに基づいて前記判定手段が乗員の頭部、頸部および肩部の位置を検知して乗員の体格を確実に判定することができる。
【００３４】
また請求項２の発明によれば、体格が小さいためにエアバッグ装置やシートベルト装置が有効に機能しない小柄な乗員がシートに着座した場合に警告を発することができる。
【００３５】
また請求項３の発明によれば、体格が小さいためにエアバッグ装置が有効に機能しない小柄な乗員がシートに着座した場合にエアバッグ装置の作動を禁止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  エアバッグ装置を備えた自動車の部分側面図
【図２】  制御系のブロック図
【図３】  助手席シートの斜視図
【図４】  電界出力部の回路図
【図５】  人体の距離とセンサ出力との関係を示すグラフ
【図６】  乗員の体格検知手法の説明図
【符号の説明】
４          助手席シート（シート）
１８        乗員検知判定部（判定手段）
２７        シートバック
２９ａ〜２９ｆ        アンテナ電極
３２        電界発生手段
３３        電流モニター抵抗（人体接近検出手段）
３４        増幅器（人体接近検出手段）
【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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