(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシート（１）に静電容量型のセンサ（１４ａ〜１４ｃ）を設け、このセンサ（１４ａ〜１４ｃ）の出力信号に基づいて乗員の有無を検知する乗員検知装置において、
前記センサ（１４ａ〜１４ｃ）の出力信号が時間の経過とともにほぼ一定の増加率で増加する場合はシート（１）が水濡れしていると識別し、前記出力信号が時間の経過とともにランダムに変動する場合は乗員がシート（１）に着座していると識別することを特徴とする乗員検知装置。
【請求項２】
前記出力信号の０．１ｓｅｃにおける最大値と最小値との差の変動に応じて乗員がシート（１）に着座している場合とシート（１）が水濡れしている場合とを識別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】
前記識別結果に応じてサイドエアバッグ装置（３）の作動を制御することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の乗員検知装置。
【請求項４】
前記センサ（１４ａ〜１４ｃ）はシート（１）の前面中央部および前面ドア側に設けられており、前記識別結果と前記センサ（１４ａ〜１４ｃ）により検出された乗員の体格および着座姿勢とに応じて前記サイドエアバッグ装置（３）の作動を制御することを特徴とする、請求項３に記載の乗員検知装置。
【請求項５】
乗員がシート（１）に着座していると識別され、かつ前記乗員が子供であってドア側に凭れていると判定された場合に、前記サイドエアバッグ装置（３）の作動を禁止することを特徴とする、請求項４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、車両のシートに静電容量型のセンサを設け、このセンサの出力信号に基づいて乗員の有無を検知する乗員検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
助手席シートに着座した子供が眠り込んで身体がドア側に傾くと、座高の低い子供の頭部がシートバックの側部に収納したサイドエアバッグ装置の前方を覆ってしまうため、サイドエアバッグを効果的に展開させることができなくなる問題がある。そこで、シートバックのパッドと、その表面を覆うトリムカバーとの間に静電容量型のセンサを埋め込んで助手席シートに着座した乗員の着座姿勢や体格を検知し、子供がドア側に凭れた寝姿にあるときにサイドエアバッグ装置の作動を禁止するものが、本出願人の出願に係る特開平１１−３３４４５１号公報により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、静電容量型のセンサは人体のような湿り気のある物体、水分、金属等を検知するため、シートに水を零したり、シートに濡れた衣類を置いたような場合に、実際には乗員が着座していないシートに恰も乗員が着座しているように誤検知されてしまう可能性がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、乗員の有無を検知する静電容量型のセンサがシートの水濡れにより誤検知するのを確実に防止できるように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に記載された発明によれば、車両のシートに静電容量型のセンサを設け、このセンサの出力信号に基づいて乗員の有無を検知する乗員検知装置において、前記センサの出力信号が時間の経過とともにほぼ一定の増加率で増加する場合はシートが水濡れしていると識別し、前記出力信号が時間の経過とともにランダムに変動する場合は乗員がシートに着座していると識別することを特徴とする乗員検知装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、シートが水濡れした場合は、センサの出力信号が時間の経過とともにほぼ一定の増加率で増加することで識別でき、シートに乗員が着座した場合は、センサの出力信号が時間の経過とともにランダムに変動することで識別できるので、乗員の着座とシートの水濡れとを確実に識別して誤検知の発生を防止することができる。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記出力信号の０．１ｓｅｃにおける最大値と最小値との差の変動に応じて乗員がシートに着座している場合とシートが水濡れしている場合とを識別することを特徴とする乗員検知装置が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、シートが水濡れしている場合にはセンサの出力信号の０．１ｓｅｃにおける最大値と最小値との差が小さくなり、乗員がシートに着座している場合にはセンサの出力信号の０．１ｓｅｃにおける最大値と最小値との差が大きくなることで、前記二つの場合を確実に識別することができる。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記識別結果に応じてサイドエアバッグ装置の作動を制御することを特徴とする乗員検知装置が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、乗員がシートに着座している場合とシートが水濡れしている場合との識別結果に応じてサイドエアバッグ装置の作動を制御するので、乗員が着座していない状態でエアバッグ装置が無駄に作動するのを防止することができる。
【００１１】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記センサはシートの前面中央部および前面ドア側に設けられており、前記識別結果と前記センサにより検出された乗員の体格および着座姿勢とに応じて前記サイドエアバッグ装置の作動を制御することを特徴とする乗員検知装置が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、乗員がシートに着座している場合とシートが水濡れしている場合との識別結果と、シートの前面中央部および前面ドア側に設けられセンサにより検出された乗員の体格および着座姿勢とに応じて、サイドエアバッグ装置の作動を的確に制御することができる。
【００１３】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、乗員がシートに着座していると識別され、かつ前記乗員が子供であってドア側に凭れていると判定された場合に、前記サイドエアバッグ装置の作動を禁止することを特徴とする乗員検知装置が提案される。
【００１４】
上記構成によれば、シートに着座した子供がドア側に凭れている状態でサイドエアバッグ装置が作動するのを禁止することができる。
【００１５】
尚、実施例の助手席シート１は本発明のシートに対応し、実施例の第１センサ１４ａ、第２センサ１４ｂおよび第３センサ１４ｃは本発明のセンサに対応する。
【００１６】
【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１５は本発明の一実施例を示すもので、図１はサイドエアバッグ装置を備えた助手席シートの平面図、図２は助手席シートの斜視図、図３は図２の３方向矢視図、図４は図３の４−４線断面図、図５は助手席シートの分解斜視図、図６は図３の６部拡大図、図７は図６の７−７線拡大断面図、図８は図３の８部拡大図、図９は図３の９部拡大図、図１０は電界出力部の回路図、図１１は乗員の体格検知手法の説明図、図１２は水分に基づくセンサ出力の長時間における変化を示すグラフ、図１３は乗員に基づくセンサ出力の長時間における変化を示すグラフ、図１４は水分に基づくセンサ出力の微小時間における変動を示すグラフ、図１５は乗員に基づくセンサ出力の微小時間における変動を示すグラフである。
【００１７】
図１に示すように、車両の側面衝突時に助手席シート１のシートバック１２のドア２側の側部に収納した側面衝突用のサイドエアバッグ装置３は、助手席シート１に着座した乗員とドア２の内面との間にサイドエアバッグ４を展開させる。サイドエアバッグ装置３は助手席シート１に着座した乗員が座高の小さい子供であり、かつその子供がドア２側に凭れている場合に作動しないようになっている。そのために、助手席シート１に着座した子供がドア２側に凭れている状態を検知する３個のセンサ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ（図２〜図５参照）が助手席シート１に設けられる。
【００１８】
図２〜図５に示すように、助手席シート１はシートクッション１１、シートバック１２およびヘッドレスト１３から構成されており、シートバック１２は弾性材よりなるパッド１５，１６，１７と、その前面を覆うトリムカバー１８，１９，２０とを備える。着座した乗員の背中が当たるシートバック１２の前面を覆うトリムカバー１８，１９の内面とパッド１５，１６の前面との間に、シート状の第１センサ１４ａ、第２センサ１４ｂおよび第３センサ１４ｃが配置される。
【００１９】
乗員が着座した際の感触を良好にするために、第１センサ１４ａは、シートバック１２の中央のパッド１５の前面に接着されたワディング２１と、トリムカバー１８の後面に接着されたワディング２２とに挟まれた状態でシートバック１２の中央部に配置される。同様に、第２センサ１４ｂは、シートバック１２の中央のパッド１５の前面に接着されたワディング２３と、トリムカバー１８の後面に接着されたワディング２４とに挟まれた状態でシートバック１２の中央上部に配置される。また第３センサ１４ｃは、シートバック１２の左側のパッド１６の前面に接着されたワディング２５と、トリムカバー１９の後面に接着されたワディング２６とに挟まれた状態でシートバック１２の左側部に配置される。尚、センサが設けられないシートバック１２の右側部には、パッド１７の前面に１枚のワディング２７が接着され、その前面がトリムカバー２０によって覆われる。
【００２０】
図６に示すように、第１センサ１４ａは長方形のシート状のセンサ本体部３１と、このセンサ本体部３１から延びるハーネス３２と、このハーネス３２の先端に設けられたコネクタ３３とから構成される。センサ本体部３１には左右方向に延びる４枚のアンテナ電極３４ａ〜３４ｄが上下４段に配置され、これらアンテナ電極３４ａ〜３４ｄの中央部および隣接するアンテナ電極３４ａ〜３４ｄ間を貫通するように多数の開口３６…が形成される。
【００２１】
図８および図９を併せて参照すると明らかなように、第２センサ１４ｂおよび第３センサ１４ｃもセンサ本体部３１、ハーネス３２およびコネクタ３３から構成されるもので、そのセンサ本体部３１の寸法が異なっているだけで、実質的な構造は第１センサ１４ａと同一である。具体的には、第２センサ１４ｂのセンサ本体部３１は第１センサ１４ａのセンサ本体部３１よりも小さく、左右方向に延びる２枚のアンテナ電極３４ｅ〜３４ｆが上下２段に配置される。また第３センサ１４ｃのセンサ本体部３１は最も小さく、上下方向に延びる１枚のアンテナ電極３４ｇだけを備える。
【００２２】
次に、第１〜第３センサ１４ａ〜１４ｃのセンサ本体部３１の断面構造の詳細を図７に基づいて説明する。図７は第１センサ１４ａのセンサ本体部３１の断面構造を示すものであるが、第２、第３センサ１４ｂ，１４ｃのセンサ本体部３１の断面構造も同一である。  センサ本体部３１のベースになるアンテナフィルム４１は、厚さ５０μｍ〜１００μｍのＰＥＴフィルム（ポリエチレン・テレフタレート・フィルム）から構成される。アンテナフイルム４１の後面側には厚さ５μｍ〜１１μｍのＡｇ層（銀層）よりなる第１導電体層４２がパターン印刷され、更に第１導電体層４２の後面側には厚さ７μｍ〜１３μｍのＣ層（カーボン層）よりなる第２導電体層４３がパターン印刷される。アンテナフィルム４１の前面側には厚さ３５μｍ〜４５μｍの難燃性合成樹脂のレジストペースト層よりなる第１保護層４４がパターン印刷されるとともに、第２導電体層４３の後面側には厚さ７μｍ〜１７μｍの難燃性合成樹脂のレジストペースト層よりなる第２保護層４５がパターン印刷される。そして第２保護層４５の後面側に厚さ１００μｍ程度のホットメルトフィルム４６が部分的に熱溶着されて仮固定される。ホットメルトフィルム４６は加熱により溶融し、冷却固化する際に接着力を発生する。
【００２３】
センサ本体部３１の一側縁の前後両面には二つ折りにされた保護布４７が接着され、この保護布４７により、アンテナ電極３４ａ〜３４ｄから延びるハーネス３２のコード４８…が第２保護層４５の後面に沿うように固定される。コード４８の先端を第１、第２導電体層４２，４３に接続する部分で第１、第２保護層４４，４５が切り欠かれ、そこに嵌合した２枚のワッシャ４９，４９がアイレット５０をかしめて固定される。
【００２４】
上記構造の第１センサ１４ａは、次のようにしてシートバック１２に固定される。即ち、シートバック１２のパッド１５に予め接着したワディング２１の前面に第１センサ１４ａのホットメルトフィルム４６の後面を当接させて位置決めした後に、第１センサ１４ａの前面側から２００℃以下の熱を加えながらプレスする。加熱により溶融したホットメルトフィルム４６は冷却により固化し、その際に発生する接着力で第１センサ１４ａをワディング２１に強固に固定する。
【００２５】
上記第１センサ１４ａと同様にして、第２センサ１４ｂおよび第３センサ１４ｃが、パッド１５，１６に予め接着したワディング２１，２５の前面にホットメルトフィルム４６を介して固定される。そして予めワディング２２，２４，２６を接着したトリムカバー１８，１９，２０により、シートバック１２の前面が覆われる。
【００２６】
以上のように、ＰＥＴ製のアンテナフィルム４１をベースにして、その上に第１、第２導電体層４２，４３をパターン印刷してセンサ１４ａ〜１４ｃを構成したので、ベース布に導電布を接着した従来のものに比べて製造コストが極めて安価になるだけでなく耐久性も向上し、しかもセンサ１４ａ〜１４ｃの厚さを薄くして助手席シート１に座った乗員の違和感を軽減することができる。更にセンサ１４ａ〜１４ｃの両面を第１、第２保護層４４，４５で覆ったので、第１、第２導電体層４２，４３を外力から保護するとともに、耐蝕性を高めることが可能となる。
【００２７】
またセンサ１４ａ〜１４ｃをシートバック１２の前面に固定するのにホットメルトフィルム４６を使用するので、シートバック１２の所定位置にセンサ１４ａ〜１４ｃを位置決めして２００℃以下の低温でヒートプレスするだけで、ホットメルトフィルム４６を溶融させてセンサ１４ａ〜１４ｃをシートバック１２に短時間で強固に固定することができる。また接着剤を用いた場合に問題となる溶剤による作業環境への影響がなく、接着剤の塗布量や塗布位置のバラツキによる品質低下が発生する虞もない。更に両面粘着テープや両面粘着加工を採用した場合に発生する高温下での粘着力の低下や、薬品に対する耐久性の低下等の問題も回避される。
【００２８】
しかも、ホットメルトフィルム４６を予めセンサ１４ａ〜１４ｃに仮溶着しておくことにより、ホットメルトフィルム４６およびセンサ１４ａ〜１４ｃを別個にシートバック１２の所定位置に重ね合わせて位置決めする場合に比べて、作業性を大幅に高めることができる。
【００２９】
図１０は第１〜第３センサ１４ａ〜１４ｃで助手席シート１に着座した乗員の体格や姿勢を検知する原理を示すものである。電界出力部６１において、一端が接地部６２に接地された高周波発振回路よりなる電界発生手段６３の他端に、該電界発生手段６３の出力電流Ｉを電圧に変換する電流モニター抵抗６４の一端と、増幅器６５とが接続される。電流モニター抵抗６４の他端は増幅器６５に接続されるとともに、第１〜第３センサ１４ａ〜１４ｃの７枚のアンテナ電極３４ａ〜３４ｇに所定時間毎に順番に接続される。
【００３０】
助手席シート１に乗員が着座しておらず、従って電流モニター抵抗６４の他端に接続されたアンテナ電極３４ａ〜３４ｇ（例えば、アンテナ電極３４ａ）に誘電体である人体６６が接近していないとき、アンテナ電極３４ａ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３４ａと接地部６２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６４の両端に発生する電圧、即ち増幅器６５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６６が助手席シート１に着座すると、図１１に示すように、アンテナ電極３４ａおよび人体６６の距離と、アンテナ電極３４ａに対向する人体６６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６４に流れ、電流モニター抵抗６４の両端に発生する電圧、即ち増幅器６５の出力も大きくなる。
【００３１】
従って、第１、第２センサ１４ａ、１４ｂの６枚のアンテナ電極３４ａ〜３４ｆに対応する増幅器６５の出力パターンを乗員検知判定部６７において解析することにより、助手席シート１に着座した乗員の体格を検知することができる。また第３センサ１４ｃの１枚のアンテナ電極３４ｇに対応する増幅器６５の出力に基づいて、助手席シート１に着座した乗員がドア２に凭れ掛かっているか否かを検知することができる。而して、助手席シート１に着座した子供が眠り込んで身体がドア２側に傾いた状態で、サイドエアバッグ装置３の展開を確実に禁止することができる。
【００３２】
図１２は助手席シート１のシートバック１２に水を零したときのセンサ（例えば第１センサ１４ａ）の出力の時間変化を示すものである。零した水がトリムカバー１８にしみ込んで第１センサ１４ａの表面に拡散することにより、第１センサ１４ａの出力は時間の経過とともにほぼ一定の増加率で増加する。それに対して、図１３は助手席シート１の乗員が着座したときの第１センサ１４ａの出力の時間変化を示すものである。乗員は助手席シート１上で絶えず動いているため、第１センサ１４ａの出力はランダムに変動する。
【００３３】
図１４は助手席シート１のシートバック１２に水を零したとき、所定の微小時間（例えば０．１ｓｅｃ）における第１センサ１４ａの出力の最大値と最小値との差の変動を時系列で示すものである。第１センサ１４ａの出力自体は時間の経過と共に増加するが（図１２参照）、第１センサ１４ａの出力の最大値と最小値との差は終始小さい値に保持される。これは、シートバック１２に零した水はゆっくりとしみ込んで拡散するだけであり、０．１ｓｅｃの短い時間のうちに第１センサ１４ａの出力が大きく変動することが無いためである。
【００３４】
一方、図１５は助手席シート１に乗員が着座したときの０．１ｓｅｃにおける第１センサ１４ａの出力の最大値と最小値との差の変動を時系列で示すものである。この場合の第１センサ１４ａの出力の最大値と最小値との差は、水を零したときの前記差の変動の数十倍に達している。これは助手席シート１の乗員が動くことにより静電容量が変化して第１センサ１４ａの出力が大きく変動するためである。
【００３５】
而して、図１０に示す乗員検知判定部６７は第１〜第３センサ１４ａ〜１４ｃの出力を時系列で検知することにより乗員と水濡れとを識別し、更に第１〜第３センサ１４ａ〜１４ｃの出力が乗員によるものである場合に、現在の出力に基づいて助手席シート１に着座した乗員の体格を検知するとともに、助手席シート１に着座した乗員がドア２に凭れ掛かっているか否かを検知する。これにより、助手席１に乗員が着座している場合と、水が零れた場合や濡れた衣服が置かれた場合とを確実に識別し、誤判定の発生を確実に防止することができる。
【００３６】
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。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、シートが水濡れした場合は、センサの出力信号が時間の経過とともにほぼ一定の増加率で増加することで識別でき、シートに乗員が着座した場合は、センサの出力信号が時間の経過とともにランダムに変動することで識別できるので、乗員の着座とシートの水濡れとを確実に識別して誤検知の発生を防止することができる。
【００３８】
また請求項２に記載された発明によれば、シートが水濡れしている場合にはセンサの出力信号の０．１ｓｅｃにおける最大値と最小値との差が小さくなり、乗員がシートに着座している場合にはセンサの出力信号の０．１ｓｅｃにおける最大値と最小値との差が大きくなることで、前記二つの場合を確実に識別することができる。
【００３９】
また請求項３に記載された発明によれば、乗員がシートに着座している場合とシートが水濡れしている場合との識別結果に応じてサイドエアバッグ装置の作動を制御するので、乗員が着座していない状態でエアバッグ装置が無駄に作動するのを防止することができる。
【００４０】
また請求項４に記載された発明によれば、乗員がシートに着座している場合とシートが水濡れしている場合との識別結果と、シートの前面中央部および前面ドア側に設けられセンサにより検出された乗員の体格および着座姿勢とに応じて、サイドエアバッグ装置の作動を的確に制御することができる。
【００４１】
また請求項５に記載された発明によれば、シートに着座した子供がドア側に凭れている状態でサイドエアバッグ装置が作動するのを禁止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  サイドエアバッグ装置を備えた助手席シートの平面図
【図２】  助手席シートの斜視図
【図３】  図２の３方向矢視図
【図４】  図３の４−４線断面図
【図５】  助手席シートの分解斜視図
【図６】  図３の６部拡大図
【図７】  図６の７−７線拡大断面図
【図８】  図３の８部拡大図
【図９】  図３の９部拡大図
【図１０】  電界出力部の回路図
【図１１】  乗員の体格検知手法の説明図
【図１２】  水分に基づくセンサ出力の長時間における変化を示すグラフ
【図１３】  乗員に基づくセンサ出力の長時間における変化を示すグラフ
【図１４】  水分に基づくセンサ出力の微小時間における変動を示すグラフ
【図１５】  乗員に基づくセンサ出力の微小時間における変動を示すグラフ
【符号の説明】
１          助手席シート（シート）
３          サイドエアバッグ装置
１４ａ      第１センサ（センサ）
１４ｂ      第２センサ（センサ）
１４ｃ      第３センサ（センサ）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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