(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシートに設置され、シートに着席した乗客により引き起こされる電流変化を感知することが可能なディテクター（５０）と、
前記ディテクター（５０）で測定された電流値を用いて乗客の着席有無および種類を判断し、その判断結果をエアバック制御ユニットに送信する制御器（６０）とを含み、
前記ディテクター（５０）は、
前記シートのカバー下部に設置され、電気的に相互連結されたセンシング導体（１１）とガード導体（１２）との間に絶縁体（１３）を介在させたセンシング部（１０）と、
前記センシング部（１０）からの電流量を測定する電流計（２０）と、
交流電源（３０）が供給され、センシング部（１０）および電流計（２０）に連結されてこれらと一つ以上の閉回路を構成することが可能なスイッチング回路（４０）とを備え、
前記制御器（６０）は、測定電流値（Ｘ）を予め設定された零点値、幼児最大値（Ａｃｒｓ）、成人最小値（Ａａｄｔ）、および幼児最大値（Ａｃｒｓ）と成人最小値（Ａａｄｔ）間の境界値（Ａｔｈｄ）と比較して、Ｘ＝零点値のときは乗客未着席、零点値＜Ｘ＜Ａｔｈｄのときは幼児、Ａｔｈｄ≦Ｘ＜Ａａｄｔのときは成人と判断するが、
Ａｃｒｓ≦Ｘ＜Ａｔｈｄの場合、以後測定される電流値が成人最小値（Ａａｄｔ）以上になれば成人に判断を変更し、
Ａｔｈｄ≦Ｘ＜Ａａｄｔの場合、以後測定される電流値が幼児最大値（Ａｃｒｓ）以下になれば幼児に判断を変更する制御器（６０）を含み、
前記制御器（６０）は、前記スイッチング回路（４０）のスイッチを選択的にオン／オフし、ダイオード（１４）の逆方向に流れる電流値（Ｙ）が予め設定された比較逆電流値（Ｌ）以上であるか否かを判断し、前記電流値（Ｙ）が前記比較逆電流値（Ｌ）以上であれば、乗客識別システムに誤りがあると判断し、エアバック制御ユニットに警告信号を送り出し、
前記制御器（６０）は、前記スイッチング回路（４０）のスイッチを選択的にオン／オフし、前記ダイオード（１４）の順方向に流れる電流値（Ｚ）が予め設定された比較順電流値（Ｍ）以下であるか否かを判断し、前記電流値（Ｚ）が前記比較順電流値（Ｍ）以下であれば、乗客識別システムに誤りがあると判断し、エアバック制御ユニットに警告信号を送り出し、
前記制御器（６０）は、連続的に複数回測定された電流値を、予め設定された比較値である前記比較逆電流値（Ｌ）および前記比較順電流値（Ｍ）と比較してシステムの誤り有無を判断することを特徴とする車両用乗客識別システム。
【請求項２】
前記スイッチング回路（４０）には前記ダイオード（１４）が連結されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用乗客識別システム。
【請求項３】
前記ダイオード（１４）は前記センシング導体（１１）と前記ガード導体（１２）との間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両用乗客識別システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用乗客識別システムに係り、さらに詳しくは、一定以上の年齢或いは一定以上の身体条件を持つ乗客に対してもエアバックが展開されるようにするために、シートに着席した乗客を識別する車両用乗客識別システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、乗客の安全のために運転席だけでなく、補助席にもエアバックを設置する場合が多くなっている。このようなエアバックは、車両衝突事故の際に展開されて乗客を保護するが、成人の場合には別の問題がないが、幼児の場合には膨張したエアバックが寧ろ命を脅かす危険要素として作用する可能性がある。
【０００３】
従って、海外各国では、エアバックの展開による実際的な助手席乗客の安全性評価のための基準を設けているが、ＦＭＶＳＳ２０８やＣＭＶＳＳ２０８などがそれである。図１は、ＦＭＶＳＳ２０８基準を満たすために、大部分の車両製造社が採用しているエアバック展開基準を示す。図１を参照すると、成人の場合にはエアバックが展開されるようにするが、６歳以下の幼児の場合にはエアバックが展開されないように制御している。６歳以下の場合には、エアバックよりは別途の幼児保護装置（Child Restraint System：ＣＲＳ）を用いて幼児を事故から保護しようとするのである。
【０００４】
前述したように、成人／幼児に応じてエアバックの展開が差別適用されるようにするためには、シートに着席した乗客を識別することが可能な乗客識別システムがシートに設置されなければならない。現在、使用されている乗客識別システムは、成人と幼児間の尻の形態差異などをさらに利用することもあるが、基本的には成人と幼児の重量差異を利用している。
【０００５】
ところが、上述した成人と幼児の重量差異を区別基準としている乗客識別システムは、様々な状況および条件に対する適応性に劣るという問題点がある。その一例を図２で説明する。すなわち、通常、成人と６歳以下の幼児を区分するための重量のギャップを設けているが、成人が正しい姿勢で及び／又は位置に座っていない場合、従来の乗客識別システムはこのような成人を６歳程度の幼児と誤認するおそれがある。この場合、成人は自動車事故の際にエアバックの保護を受けられなくなる。逆に、６歳程度の幼児が成人と誤認され、これによりエアバックが展開される場合が発生するおそれもある。
【０００６】
また、従来の乗客識別システムは、システム上の誤りを自己診断する手段が設けられていないという問題点がある。自動車事故の際に、エアバックの展開有無は、乗客の命に関わるものなので、前述したような誤りの可能性は必ず除去されなければならない。
【０００７】
さらに、従来の乗客識別システムは、センサ付きのプラスチックマットをシートカバーの下部に設置し、或いは別途の構造物をシートに設置しなければならないので、シートのデザインを制約するという問題点がある。
【非特許文献１】Federal Motor Vehicle Safety Standards No.208
【非特許文献２】Canadian Motor Vehicle Safety Standards No.208
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、必要の際に正確にエアバックが展開されるように乗客識別の誤りの可能性を減少させた車両用乗客識別システムを提供することにある。
本発明の他の目的は、様々な状況で発生し得る乗客識別の誤りを防止するために、自己診断能力を持つ車両用乗客識別システムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、シートデザインを制約しない新しいタイプの車両用乗客識別システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る車両用乗客識別システムは、車両のシートに設置され、シートに着席した乗客により引き起こされる電流変化を感知することが可能なディテクター（５０）と、
前記ディテクター（５０）で測定された電流値を用いて乗客の着席有無および種類を判断し、その判断結果をエアバック制御ユニットに送信する制御器（６０）とを含み、
前記ディテクター（５０）は、
前記シートのカバー下部に設置され、電気的に相互連結されたセンシング導体（１１）とガード導体（１２）との間に絶縁体（１３）を介在させたセンシング部（１０）と、
前記センシング部（１０）からの電流量を測定する電流計（２０）と、
交流電源（３０）が供給され、センシング部（１０）および電流計（２０）に連結されてこれらと一つ以上の閉回路を構成することが可能なスイッチング回路（４０）とを備え、
前記制御器（６０）は、測定電流値（Ｘ）を予め設定された零点値、幼児最大値（Ａｃｒｓ）、成人最小値（Ａａｄｔ）、および幼児最大値（Ａｃｒｓ）と成人最小値（Ａａｄｔ）間の境界値（Ａｔｈｄ）と比較して、Ｘ＝零点値のときは乗客未着席、零点値＜Ｘ＜Ａｔｈｄのときは幼児、Ａｔｈｄ≦Ｘ＜Ａａｄｔのときは成人と判断するが、
Ａｃｒｓ≦Ｘ＜Ａｔｈｄの場合、以後測定される電流値が成人最小値（Ａａｄｔ）以上になれば成人に判断を変更し、
Ａｔｈｄ≦Ｘ＜Ａａｄｔの場合、以後測定される電流値が幼児最大値（Ａｃｒｓ）以下になれば幼児に判断を変更する制御器（６０）を含み、
前記制御器（６０）は、前記スイッチング回路（４０）のスイッチを選択的にオン／オフし、ダイオード（１４）の逆方向に流れる電流値（Ｙ）が予め設定された比較逆電流値（Ｌ）以上であるか否かを判断し、前記電流値（Ｙ）が前記比較逆電流値（Ｌ）以上であれば、乗客識別システムに誤りがあると判断し、エアバック制御ユニットに警告信号を送り出し、
前記制御器（６０）は、前記スイッチング回路（４０）のスイッチを選択的にオン／オフし、前記ダイオード（１４）の順方向に流れる電流値（Ｚ）が予め設定された比較順電流値（Ｍ）以下であるか否かを判断し、前記電流値（Ｚ）が前記比較順電流値（Ｍ）以下であれば、乗客識別システムに誤りがあると判断し、エアバック制御ユニットに警告信号を送り出し、
前記制御器（６０）は、連続的に複数回測定された電流値を、予め設定された比較値である前記比較逆電流値（Ｌ）および前記比較順電流値（Ｍ）と比較してシステムの誤り有無を判断することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、シートに着席した乗客により発生する電流変化を測定し、この電流変化を用いて乗客の着席有無および種類を判断する。ここで、電流変化の測定は、車体とシートカバーの下方に設置された導体との間に形成される静電容量が、シートに着席した乗客の誘電率に応じて変化し、これにより電荷量が変化することを測定することにより可能である。
【００１２】
また、本発明に係る乗客識別システムは、乗客の重量の代わりに電流を測定して乗客を識別するので、薄板の伝導性物質または伝導性に優れた材料が塗布された布などを材料として使用することができて、シートデザインの自由度を向上させる。さらに、電流変化の測定によるシステムの自己異常診断が可能になる。このシステムの自己異常診断は周期的に行われる必要がある。
【００１３】
上述した乗客の種類またはシステムの自己診断は、連続的に複数回測定された電流値を、予め設定された比較値と比較することにより行われるようにすることが好ましい。これは、可変的な状況の下におけるシステムの誤判断を最小化するためである。
【００１４】
一方、本発明では、エアバック未展開の対象を６歳以下の幼児から１歳以下の嬰児に変更する。この場合、３歳、６歳の幼児に対してもエアバックが展開されるので、エアバックの展開によるこれら幼児の傷害値を十分低減させなければならない課題がある。
【００１５】
ところが、最近、従前よりはソフトなエアバックの開発が盛んに行われており、前述したエアバック未展開対象の基準の変更は非常に肯定的である。また、エアバック未展開の対象が１歳以下の嬰児に設定されるので、システムが乗客の姿勢及び／又は位置の変更により成人を幼児に誤認する問題などをより確実に防止することができる。このような基準変更の有益性は、図３を参照すれば容易に把握される。すなわち、幼児と成人間のギャップが従前よりは相当広いので、システムの識別誤りの可能性が減少する。ギャップ、すなわちグレーゾーン(gray zone)内における乗客識別方法は後述する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る乗客識別システムは、１歳以下の幼児と成人を区別する重量間のギャップ、すなわちグレーゾーンが拡大されるので、乗客識別の誤り可能性が減少し、必要に応じてエアバックが正確に展開されるようにすることができる。また、境界値Ａｔｈｄ付近の電流値を持つ乗客の場合、姿勢またはその他の条件に応じてエアバックの展開有無が頻繁に変わることが防止されるので、乗客識別の誤りが防止されるうえ、消費者の信頼度が向上する。
【００１７】
また、本発明に係る乗客識別システムは、乗客を感知するセンサ周辺の水分状態またはシステムの老巧化による誤作動を診断し警告するので、システムに対する消費者の信頼度が向上し、間違った乗客識別による事故の発生を予め防止することができる。
【００１８】
さらに、本発明に係る乗客識別システムは、電流量の変化を測定するセンサを用い、このようなセンサの材料として、金または銀が塗布された布などの材質も使用することができるので、シートデザインを制約しないという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施例による乗客識別システムについて詳細に説明する。
【００２０】
まず、図４および図５を参照して乗客識別システムの構成について説明する。
システムは、大きくは、シートに着席した乗客により発生する電流変化を測定することが可能なディテクター５０と、このディテクター５０で測定された電流量によって乗客を識別する制御器６０とから構成される。
ディテクター５０は、電流変化を測定するセンシング部１０および電流計２０、交流電源３０、並びにスイッチング回路４０から構成される。
【００２１】
センシング部１０は、シートのカバー下部に設置され、シートに着席した乗客によりセンシング部１０の上部に発生する電荷量の変化を電流計２０にそのまま伝達する機能を持つ。このようなセンシング部１０は、電気的に相互連結された上部のセンシング導体１１と下部のガード導体１２との間に絶縁体１３を介在させた構成からなる。上部のセンシング導体１１は、伝導性に優れた金箔、銀箔、またはこれらの伝導性物質が塗布された布から構成できる。下部のガード導体１２は、上部のセンシング導体１１が、その上部に着席した乗客による電流変化のみを電流計２０に伝達するようにするための部材である。このような下部のガード導体１２は、上部のセンシング導体１１と同一或いは類似の材料で構成できる。但し、下部のガード導体１２は、上部のセンシング導体１１をその下部の車体１などから遮断し得るように、上部のセンシング導体１１より大きくなければならない。
【００２２】
一方、上部のセンシング導体１１と下部のガード導体１２との間にはダイオード１４が設置される。下部のガード導体１２から上部のセンシング導体１１への電流の流れ方向が正方向となるようにダイオード１４が設置される。すなわち、このダイオード１４は、正常的な状態では正方向にのみ電流が流れ、逆方向には殆ど電流が流れないようにし、乗客識別システムの自己異常診断に有用である。
【００２３】
電流計２０は、上部のセンシング導体１１の後段に設置され、上部のセンシング導体１１から伝達される電流量を測定する。
【００２４】
スイッチング回路４０は、４つのスイッチ４１〜４４を持つ回路からなるが、センシング部１０および電流計２０に連結されてこれらと一つ以上の閉回路を構成することができる。一つ以上の閉回路構成は、４つのスイッチ４１〜４４の選択的なオン／オフによってなされる。詳細に後述するシステムの使用例によれば、スイッチング回路４０は相異なる３つの閉回路を構成することができる。
スイッチング回路４０には交流電源３０が供給される。この交流電源３０はバッテリの直流電源を交流に変換する交流変換器であってもよい。
【００２５】
制御器６０は、ディテクター５０で測定された電流量を比較値と比較して乗客の着席有無および乗客の種類を判断し、その判断結果をＡＣＵインターフェース７０を介してエアバック制御ユニット（Airbag Control Unit：ＡＣＵ）に送り出す。制御器６０は、ＡＣＵインターフェース７０との通信のための構成であって、トランシーバ回路を含むことができる。
また、システムは、電磁気ノイズの低減のためのＥＭＩフィルター回路を含むことができる。  
【００２６】
次に、前述した図面と共に、図６および図７を参照して乗客識別システムを用いた乗客識別過程を説明する。
乗客識別ループが始まると、制御器６０は、第１、２スイッチ４１、４２を「閉」、第３、４スイッチ４３、４４を「開」にし、ディテクター５０で測定された電流値Ｘを、予め設定された下記の比較値と比較して乗客の着席有無および種類を判断する。
零点値：シートに乗客が着席していないときの電流値。
幼児最大値（Ａｃｒｓ）：幼児保護装置によって保護される１歳以下の幼児がシートに着席したと仮定する場合の電流量最大値。多数の実験および統計的な接近結果に基づいて、最適化された数値を導出することができる。
成人最小値（Ａａｄｔ）：成人がシートに着席したと仮定する場合の電流量最小値。幼児最大値と同様に実験および統計結果から得られる。
境界値（Ａｔｈｄ）：幼児最大値（Ａｃｒｓ）と成人最小値（Ａａｄｔ）間の電流値であって、幼児最大値（Ａｃｒｓ）と成人最小値（Ａａｄｔ）間の中間値に設定されることが好ましい。
【００２７】
電流測定値Ｘと比較値との比較による判定基準は下記の通りである。
Ｘ＝零点値：乗客未着席。
零点値＜Ｘ＜Ａｔｈｄ：幼児がシートに着席した状態。
Ａｔｈｄ≦Ｘ＜Ａａｄｔ：成人がシートに着席した状態。
【００２８】
図６を参照して、電流測定値Ｘと比較値間の比較および判定方法を説明する。
制御器６０は、電流測定値Ｘが成人最小値Ａａｄｔ以上であるかを複数回連続して確認する。例えば、ディテクター５０で連続的に３回測定した正方向測定電流値がそれぞれ成人最小値Ａａｄｔ以上であるか否かを確認する。３回連続「ハイ」の場合、成人と判定し、ＡＣＵに補助席エアバックオン（Passenger Air Bag ON：ＰＡＢ ＯＮ）信号を送り出す。逆に、３回連続「イイエ」の場合には、電流測定値Ｘが幼児最大値Ａｃｒｓ未満であるか否かを３回連続して確認する。この際、３回連続電流測定値Ｘが幼児最大値Ａｃｒｓ未満であれば、１歳以下の幼児と判定し、ＡＣＵにＰＡＢ  ＯＦＦ信号を送り出す。
【００２９】
一方、図７に示すように、測定された電流値が境界値Ａｔｈｄ付近Ｘ１、Ｘ２の場合、システムの判定が不正確になるおそれがある。これは、測定値が境界値に近接した値の場合、乗客の僅かな姿勢変更などにもシステムの乗客判定が随時変わるおそれがあるためである。このような判定の誤りは、極めて例外的な状況で発生するものであるが、システムに対する消費者不信の原因となるので、必ず除去される必要がある。したがって、本発明では、このような場合、下記のように区分して乗客の種類を判定する。
Ａｃｒｓ≦Ｘ＜Ａｔｈｄ：以後測定される電流値が成人最小値Ａａｄｔ以上になれば成人に判断を変更し、ＡＣＵにＰＡＢ  ＯＮ信号を送り出す。
Ａｔｈｄ≦Ｘ＜Ａａｄｔ：以後測定される電流値が幼児最大値Ａｃｒｓ以下になれば幼児に判断を変更し、ＡＣＵにＰＡＢ  ＯＦＦ信号を送り出す。
このような場合にも、連続的に複数回検出された測定電流値を比較値と比較する必要がある。
以上説明した乗客識別過程で測定された電流値Ｘおよび比較値は正方向の電流値である。但し、乗客識別ループの実行はダイオード１４がなくても可能である。
【００３０】
さらに、前述した図面に加え、図８および図９を参照して乗客識別システムの自己異常診断過程について説明する。
【００３１】
図８はセンシング部１０の過多水分によるシステム誤りの診断過程を説明するためのフローチャートである。
センシング部１０に水分が過多な場合、電流計２０で測定された電流値が増加し、それによりシステムは幼児がシートに座っているにも拘らず、成人と誤認する可能性がある。したがって、かかる問題を防止するために、システムは定期的に図８の水分誤り診断ループを実行する。
水分誤り診断ループが始まると、第１、３スイッチ４１、４３が「閉」、第２、４スイッチ４２、４４が「開」になる。制御器６０は、ダイオード１４の逆方向に流れる電流値Ｙが予め設定された比較逆電流値Ｌ以上の場合、乗客識別システムに誤りがあると判断し、エアバック制御ユニットへ警告信号を送り出す。比較逆電流値Ｌは、水分異常がない状態の逆方向電流値であって、ダイオード１４によりほぼ０に近い値を持つ。この場合にも、電流値Ｙの測定および前記電流値Ｙと前記比較逆電流値Ｌとの比較は連続して複数回行う。
【００３２】
図９はセンシング部１０の老巧化によるシステム誤りの診断過程を説明するためのフローチャートである。
センシング部１０またはスイッチング回路４０が老巧化または損傷する場合、抵抗値が増加する。この場合、シートに幼児が座っているにも拘らず、成人と誤認されるおそれがあるので、システムは定期的に老巧化誤りを診断する必要がある。
システムの老巧化誤り診断ループが始まると、第２、４スイッチ４２、４４が「閉」、第１、３スイッチ４１、４３が「開」になる。制御器６０は、ダイオード１４の順方向に流れる電流値Ｚが予め設定された比較順電流値Ｍ以下の場合、乗客識別システムに誤りがあると判断し、エアバック制御ユニットに警告信号を送り出す。ここで、比較順電流値Ｍは、センシング部１０などが良好な状態のときのダイオード正方向への電流値に相当する。電流値Ｚの測定および前記電流値Ｚと前記比較順電流値Ｍとの比較は連続して複数回行う。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のエアバック展開基準を説明するための図である。
【図２】図１におけるエアバック展開基準の問題点を説明するための図である。
【図３】本発明に係る車両用乗客識別システムのエアバック展開基準を説明するための図である。
【図４】本発明に係る車両用乗客識別システムの構成を示す概略図である。
【図５】図４に示した乗客識別システムの使用状態を説明するための概略図である。
【図６】図４に示した乗客識別システムを用いた乗客識別過程の説明のためのフローチャートである。
【図７】図６に示した順序図による乗客識別の際に乗客の識別が曖昧な場合に適用される特徴的な乗客識別方法を説明するための図である。
【図８】図４に示した乗客識別システムの自己異常診断過程の説明のためのフローチャートである。
【図９】図４に示した乗客識別システムの別の自己異常診断過程の説明のためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１    車体
１０    センシング部
１１    センシング導体
１２    ガード導体
１３    絶縁体
１４    ダイオード
２０    電流計
３０    交流電源
４０    スイッチング回路
４１〜４４    第１〜第４スイッチ
５０    ディテクター
６０    制御器
７０    ＡＣＵインターフェース
【図１】
0005033573.tif 000002
【図２】
0005033573.tif 000003
【図３】
0005033573.tif 000004
【図４】
0005033573.tif 000005
【図５】
0005033573.tif 000006
【図６】
0005033573.tif 000007
【図７】
0005033573.tif 000008
【図８】
0005033573.tif 000009
【図９】
0005033573.tif 000010