(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路と、シートに組込まれたアンテナ電極と、前記発振回路と前記アンテナ電極との間に挿入接続され前記発振回路から供給される高周波電圧により前記アンテナ電極が周辺に発生させた電界に応じて前記発振回路から前記アンテナ電極に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記電流検出回路の入力側と出力側とに接続し、前記発振回路から受ける送信信号と前記アンテナ電極へ送信する出力信号とを入力してその位相差を検出する位相差検出回路と、
前記電流検出回路が検出した電流値と前記位相差検出回路が検出した位相差値とに基づいて前記シート上に大人が着席しているか子供が着席しているか人以外のものの状態であるのかを判断する制御回路と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】
請求項１において、前記発振回路と前記電流検出回路との間に挿入接続され前記制御回路の制御を受けて前記発振回路が出力する電圧振幅を制御する振幅制御回路を更に有することを特徴とする乗員検知システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかにおいて、前記アンテナ電極を複数個備え、複数個のアンテナ電極と前記電流検出回路との間に挿入接続され複数個の前記アンテナ電極を一つずつ順次切替えて前記電流検出回路に接続する切換回路を更に備えることを特徴とする乗員検知システム。
【請求項４】
発振回路と、シートに組込まれたアンテナ電極と、前記発振回路と前記アンテナ電極との間に挿入接続され前記発振回路から供給される高周波電圧により前記アンテナ電極が周辺に発生させた電界に応じて前記発振回路から前記アンテナ電極に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記電流検出回路の入力側と出力側とに接続し、前記発振回路から受ける送信信号と前記アンテナ電極へ送信する出力信号とを入力してその位相差を検出する位相差検出回路と、前記電流検出回路が検出した電流値と前記位相差検出回路が検出した位相差値に基づいて前記シート上に大人が着席しているか子供が着席しているか人以外のものの状態であるのかを判断する制御回路と、前記発振回路と前記電流検出回路との間に挿入接続され前記制御回路の制御を受けて前記発振回路が出力する電圧振幅を制御する振幅制御回路とを備え、前記振幅制御回路は少なくとも送信信号の電圧振幅を可変可能な振幅可変回路と、送信信号の電圧振幅を検出する振幅検出回路とを含み、前記制御回路が該振幅検出回路の出力信号に基づいて送信信号の電圧振幅がほぼ一定となるように前記振幅可変回路の振幅可変量を制御することを特徴とする乗員検知システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、前記シートが備えられる乗物の衝突によりエアバッグを展開させる機能を有するものであって、前記制御回路の判断結果を受け、この判断結果に基づいて前記エアバッグの展開可能な状態及び展開非可能な状態のうちいずれか一方にセットするエアバッグ装置を更に具備することを特徴とする乗員検知システム。
【請求項６】
乗員用のシートの着席部で所定の範囲にわたり組込まれた複数のアンテナ電極及び背もたれ部で所定の範囲にわたり組込まれた複数のアンテナ電極の少なくとも一方における複数のアンテナ電極それぞれに、順次、発振回路から電流を供給して該当アンテナ電極の周辺に電界を発生させ、この電界を発生させる際の電流値とこの電流値を検出する検出素子の両端における位相値から得られる位相差値とを検出し、この検出結果に基づいて制御回路が前記シート上に大人が着席しているか子供が着席しているか人以外のものの状態であるのかを判断することを特徴とする乗員検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は乗員検知システム及び乗員検知方法に関し、特にエアバッグ装置を搭載した自動車の助手席における乗員の着席状況などに応じて、エアバッグ装置のエアバッグを展開可能な状態又は展開不可能な状態に設定し得る乗員検知システム及び乗員検知方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、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の装置であって、自動車の安全性になくてならないものになっており、近時、運転席のみならず、助手席にも設置されるようになっている。
【０００３】
このエアバッグ装置は、例えば図１６に示すように、セ−フィングセンサＳＳ１，スクイブＳＱ１，電界効果形トランジスタなどの半導体スイッチング素子ＳＷ１の直列回路よりなる運転席側のスクイブ回路と、セ−フィングセンサＳＳ２，スクイブＳＱ２，電界効果形トランジスタなどの半導体スイッチング素子ＳＷ２よりなる助手席側のスクイブ回路と、電子式加速度センサ（衝突検出センサ）ＧＳと、電子式加速度センサＧＳの出力信号に基づいて衝突の有無を判断し、半導体スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号を供給する機能を有する制御回路ＣＣとから構成されている。
【０００４】
このエアバッグ装置によれば、何らかの原因に基づき自動車が衝突した場合、セ−フィングセンサＳＳ１，ＳＳ２はそのスイッチ接点が比較的に小さな加速度に反応して閉成され、運転席側及び助手席側のスクイブ回路が動作可能な状態になる。そして、電子式加速度センサＧＳからの信号に基づいて制御回路ＣＣが自動車が確実に衝突したと判断すると、半導体スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２のゲ−トに信号が供給され、同スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がＯＮ状態になる。これによって、それぞれのスクイブ回路に電流が流れる結果、スクイブＳＱ１，ＳＱ２の発熱に起因して運転席側及び助手席側のエアバッグが展開され、乗員が衝突による衝撃から保護される。
【０００５】
ところで、このエアバッグ装置ではシ−トへの乗員の着席の有無に関係なく、自動車の衝突によってエアバッグが展開するように構成されているために、例えば助手席に大人の乗員が着席している場合には衝突時に上述のような乗員の保護効果が期待できるものであるが、乗員が子供の場合には大人に比べて座高が低いことに伴って頭部位置も低いことから、エアバッグの展開による子供への影響が懸念される。従って、乗員が子供の場合には仮に自動車が衝突してもエアバッグは展開させないことが望ましい場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来においては、このような問題に対応するために、例えば図１７に示すようなエアバッグ装置が提案されている。このエアバッグ装置は、助手席に乗員が着席しているか否かを検出するセンサＳＤを設置し、このセンサＳＤの検出信号に基づいて制御回路ＣＣが助手席への乗員の着席状況を判断し、自動車が衝突した場合に、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ように構成されている。特に、センサＳＤとしては、重量センサを用い、この重量センサにて測定した乗員の重量に基づいて大人か子供かの判定を行うものと、シ−トに着席している乗員をカメラで撮影して画像処理により大人か子供かの判定を行うものとが提案されている。
【０００７】
前者の方法によれば、乗員が大人か子供かの大まかな判定は可能であり、この結果に基づいて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し、自動車の衝突時における不測の事態を回避することができるものの、体重は個人差が大きく、仮に子供でも大人より重い場合もあり得ることから、正確性に欠けるという問題がある。
【０００８】
又、後者の方法によれば、乗員の着席状況，乗員が大人か子供かの判断をかなり正確に行うことができるものの、カメラで撮影した撮像デ−タを画像処理し各種パタ−ンとの比較判断を行わなければならないために、処理装置が複雑かつ高価になるという問題がある。
【０００９】
それ故に、本発明の目的は、シ−トへの乗員の着席状況などを的確に検知できる上、この検知結果に基づいてエアバッグ装置を適切に制御可能な乗員検知システム及び乗員検知方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による乗員検知システムは、上述の目的を達成するために、発振回路と、シートに組込まれたアンテナ電極と、前記発振回路と前記アンテナ電極との間に挿入接続され前記発振回路から供給される高周波電圧により前記アンテナ電極が周辺に発生させた電界に応じて前記発振回路から前記アンテナ電極に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記電流検出回路の入力側と出力側とに接続し、前記発振回路から受ける送信信号と前記アンテナ電極へ送信する出力信号とを入力してその位相差を検出する位相差検出回路と、前記電流検出回路が検出した電流値と前記位相差検出回路が検出した位相差値とに基づいて前記シート上に大人が着席しているか子供が着席しているか人以外のものの状態であるのかを判断する制御回路とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
又、本発明による乗員検知システムは、上述した構成要素に加えて、前記シートが備えられる乗物の衝突によりエアバッグを展開させる機能を有するものであって、前記制御回路の判断結果を受け、この判断結果に基づいて前記エアバッグの展開可能な状態及び展開非可能な状態のうちいずれか一方にセットするエアバッグ装置を更に具備することを特徴とする。
【００１２】
一方、本発明による乗員検知方法は、乗員用のシートの着席部で所定の範囲にわたり組込まれた複数のアンテナ電極及び背もたれ部で所定の範囲にわたり組込まれた複数のアンテナ電極の少なくとも一方における複数のアンテナ電極それぞれに、順次、発振回路から電流を供給して該当アンテナ電極の周辺に電界を発生させ、この電界を発生させる際の電流値とこの電流値を検出する検出素子の両端における位相値から得られる位相差値とを検出し、この検出結果に基づいて制御回路が前記シート上に大人が着席しているか子供が着席しているか人以外のものの状態であるのかを判断することを特徴とする。
【００１３】
更に、本発明による乗員検知方法は、前記着席した乗員の情報判断とは、着席している乗員が大人か子供か乗員ではないものかを判断することであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の基本原理について図１を参照して説明する。この発明にかかる乗員検知システム及び乗員検知方法は、基本的にはシ−トに配置されたアンテナ電極に発生させた微弱電界（Ｅlectric Ｆield）の乱れを利用するものである。まず、同図（ａ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１に発振回路ＯＳＣからの高周波低電圧を印加することにより、アンテナ電極Ｅ１の周辺には微弱電界が生ずる結果、アンテナ電極Ｅ１の側には電流Ｉが流れる。この状態において、同図（ｂ）に示すように、アンテナ電極Ｅ１の近傍に物体ＯＢを存在させると、電界に乱れが生じてアンテナ電極Ｅ１の側には電流Ｉとは異なった電流Ｉ1 が流れることになる。
【００１５】
従って、自動車のシ−トに物体ＯＢが乗っている場合と乗っていない場合とでは、アンテナ電極Ｅ１の側に流れる電流に変化が生ずるものであり、この現象を利用することにより、シ−トへの乗員の着席状況などを検知することができるものである。特に、アンテナ電極を増加させることによって、シ−ト上の乗員などを含む物体についての多くの情報を得ることが可能となり、シ−トへの乗員の着席状況などをより的確に検知することができる。尚、シ−トに物体ＯＢが乗っている場合にはアンテナ電極Ｅ１の側に流れる電流が増加し、シ−トに物体ＯＢが乗っていない場合にはアンテナ電極Ｅ１の側に流れる電流が減少する。
【００１６】
次に、この原理を利用した本発明にかかる乗員検知システムの実施例について図２〜図７を参照して説明する。尚、図１６〜図１７に示す従来例と同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。図２〜図４は本発明にかかる助手席（運転席）のシ−ト及びアンテナ電極の配置構成を示しており、シ−ト１は主として着席部１ａと背もたれ部１ｂとから構成されている。着席部１ａは、例えば前後にスライド可能なベ−ス２に固定されたシ−トフレ−ム３と、シ−トフレ−ム３の上部に配置されたクッション材と、クッション材を覆う外装材とから構成されており、背もたれ部１ｂは、例えばシ−トフレ−ムの前面側にクッション材を配置すると共に、クッション材を外装材で被覆して構成されている。特に、着席部１ａにはほぼ同一形状（例えば角形）に形成された複数のアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）が互いに離隔して対称的に配置されている。尚、このアンテナ電極４は外装材の内側の他、外側に配置したり、或いは外装材自身に設けることもできる。又、シ−トフレ−ム３ないしその近傍には後述する制御ユニット１０が配置されている。
【００１７】
このアンテナ電極４は、例えば導電性の布地にて構成されているが、糸状の金属を着席部１ａのシ−ト布面に織り込んだり、布面に導電性ペイントを被着したり、金属板を配置したりして構成することもできる。特に、このアンテナ電極４は、例えば図３に示すように、不織布などのような絶縁部材よりなるベ−ス部材５の一方の面にほぼ同一サイズの角形のアンテナ電極４ａ〜４ｄを互いに離隔して対称的に配置・一体化することによって構成することが望ましく、着席部１ａの外装材の内側に配置される。そして、それぞれのアンテナ電極４ａ〜４ｄからはシ−ルド線などのリ−ド線６（６ａ〜６ｄ）が独立して導出されており、後述する制御ユニット１０のコネクタ（或いは端子）１９ａ〜１９ｄに接続されている。
【００１８】
上述のアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）とリ−ド線６（６ａ〜６ｄ）との接続は、例えば図４に示すように行われている。尚、アンテナ電極４ａ〜４ｄとリ−ド線６ａ〜６ｄとの接続構造はすべて同じであるために、アンテナ電極４ａとリ−ド線６ａとの接続構造を代表例として説明する。即ち、同図（ａ），（ｂ）に示すように、アンテナ電極４ａのコ−ナ部分には接続端子７が、アンテナ電極４ａ及びベ−ス部材５を貫通するようにかしめ固定して設けられている。この接続端子７にはそれのかしめ固定に先立ってラグ端子８が装着されており、かしめと同時にラグ端子８は接続端子７を介してアンテナ電極４ａに電気的に接続される。このラグ端子８にはリ−ド線６ａが圧着端子９などを用いて電気的機械的に接続されている。尚、アンテナ電極４ａとリ−ド線６ａとの接続は、例えば同図（ｃ）に示すように、アンテナ電極４ａの一部に延在部４ａａを形成し、この延在部４ａａに接続端子７を設けることによって行うこともできる。
【００１９】
上述のシ−ト１のシ−トフレ−ム３ないしその近傍には制御ユニット１０が配置されており、この制御ユニット１０は、例えば図５に示すように、アンテナ電極４ａ〜４ｄの周辺に微弱電界を発生させるための電界発生手段（例えば発振回路）１１と、発振回路１１からアンテナ電極４への送信信号の電圧振幅をほぼ一定に制御する振幅制御回路１２と、送信信号の送信電流に関連する情報を検出する情報検出回路（例えば電流検出回路）１５と、電流検出回路１５の出力信号を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１６と、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６の出力信号を増幅する増幅器１７と、電流検出回路１５に接続され、かつ複数のスイッチング手段１８ａ〜１８ｄを有するアンテナ電極４ａ〜４ｄの切換回路１８と、切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｄに接続され、かつ制御ユニットのハウジングに配置されたコネクタ１９ａ〜１９ｄと、電流検出回路１５の振幅制御回路側（発振回路側）及び切換回路側（アンテナ電極側）に接続され、発振回路からの送信信号とアンテナ電極への出力信号との位相差を検出する位相差検出回路２０と、位相差検出回路２０の出力信号を増幅する増幅器２１と、ＭＰＵなどを含む制御回路２２と、ハウジングに配置され、図示しないバッテリ電源に接続されるコネクタ２３と、コネクタ２３と制御回路２２などとの間に接続された電源回路２４とから構成されている。この制御ユニット１０の制御回路２２には、例えば図７に示す構成のエアバッグ装置３０が接続されている。尚、上述の発振回路１１は、例えば周波数が１２０ＫＨｚ程度で電圧が５〜１２Ｖ程度の高周波低電圧を発生するように構成されている。又、切換回路１８におけるスイッチング手段１８ａ〜１８ｄの選択的な切換は制御回路２２からの信号に基づいて行われる。
【００２０】
この制御ユニット１０において、振幅制御回路１２は、例えば送信信号の電圧振幅を可変する振幅可変回路１３と、送信信号の電圧振幅を検出する振幅検出回路１４とから構成されている。そして、振幅可変回路１３は、例えばプログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）よりなる振幅可変部１３ａから構成されており、振幅検出回路１４は、例えばオペアンプなどよりなる電圧振幅の検出部１４ａと、検出部１４ａの出力信号を直流に変換するＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂと、ＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂの出力信号を増幅する増幅器１４ｃとから構成されている。尚、増幅器１４ｃの出力信号は制御回路２２に供給され、振幅可変部１３ａに対する振幅可変信号は制御回路２２から出力される。
【００２１】
又、この制御ユニット１０において、電流検出回路１５は、例えば回路（送信信号系）に直列に接続されたインピ−ダンス素子例えば抵抗１５ａと、抵抗１５ａの端子電圧を増幅する差動増幅器などの増幅器１５ｂとから構成されている。この電流検出回路１５の出力側はＡＣ−ＤＣ変換回路１６，増幅器１７を介して制御回路２２に接続されている。そして、電流検出回路１５における抵抗１５ａの出力側は切換回路１８を介してコネクタ１９ａ〜１９ｇに接続されている。
【００２２】
さらに、位相差検出回路２０は、例えば図６（ａ）に示すように、発振回路１１からの送信信号及びアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）への出力信号を別々に正弦波から方形波に波形整形する波形整形回路２０ａ，２０ａと、第１のフリップフロップ回路２０ｂ１と、第２のフリップフロップ回路２０ｂ２と、積分回路２０ｃとから構成されており、しかも、波形整形回路２０ａは、例えば同図（ｂ）に示すように構成されている。尚、発振回路１１の出力たる高周波低電圧が、電源回路２４にて作られた例えば＋５Ｖの単電源からスイッチング操作などによって生成される場合（生成電圧の波形が方形波の場合）には、波形整形回路２０ａは省略できる。
【００２３】
このように構成された乗員検知システムは、次のように動作する。まず、発振回路１１から高周波低電圧が送信されると、それの電圧振幅が振幅検出回路１４の検出部１４ａにて検出され、その検出信号はＡＣ−ＤＣ変換回路１４ｂにて直流に変換され、増幅器１４ｃにて増幅されて制御回路２２に入力される。制御回路２２では検出された電圧振幅が所定の振幅値になっているか否かを判断し、所定の電圧振幅に修正するための振幅可変信号が振幅可変部１３ａに出力される。これによって、送信信号の電圧振幅は所定の振幅に修正され、以後、振幅可変回路１３及び振幅検出回路１４の連携動作により、一定の振幅に制御される。
【００２４】
電圧振幅が一定化された送信信号は電流検出回路１５，切換回路１８（１８ａ〜１８ｄ），コネクタ１９ａ〜１９ｄを介してアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）に供給され、その結果、アンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）の周辺には微弱電界が発生される。この際に、切換回路１８は制御回路２２からの信号によって開閉制御が行われ、最初にスイッチング手段１８ａのみが閉成され、次にスイッチング手段１８ｂのみが閉成され、次にスイッチング手段１８ｃのみが閉成され、以下同様にして順次に特定のスイッチング手段のみが閉成されると同時にその他のスイッチング手段は開放されるように切換制御される。従って、特定のスイッチング手段（１８ａ〜１８ｄ）が閉成された場合には、電圧振幅が一定化された送信信号は電流検出回路１５，特定のスイッチング手段（１８ａ〜１８ｄ），特定のコネクタ（１９ａ〜１９ｄ）を介して特定のアンテナ電極（４ａ〜４ｄ）に供給され、その結果、特定のアンテナ電極（４ａ〜４ｄ）の周辺には微弱電界が発生され、シ−ト１に着席している乗員の着席姿勢などに応じた異なった値の電流が流れる。この電流は電流検出回路１５によって検出され、ＡＣ−ＤＣ変換回路１６にて直流に変換され、増幅器１７にて増幅されて制御回路２２に次々と入力される。尚、スイッチング手段（１８ａ〜１８ｄ）の閉成順序は、スイッチング手段１８ｄ，１８ｃ・・・１８ａのように逆の方向から行うこともできる。
【００２５】
一方、電流検出回路１５の両端の信号（電圧）、即ち振幅制御回路側における発振回路１１からの送信信号及び切換回路側（アンテナ電極側）におけるアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）への出力信号が位相差検出回路２０に入力されると、正弦波信号は、図８（ａ）に示すように、波形整形回路２０ａによって方形波に整形され、第１，第２のフリップフロップ回路２０ｂ１，２０ｂ２に出力される。送信側の方形波出力の立ち上がりエッジ（図示矢印）が第１のフリップフロップ回路２０ｂ１の端子ＣＫにて検出され、端子Ｑバ−はハイ（Ｈｉｇｈ）出力となる。一方、受信側も、同図（ｂ）に示すように、方形波出力の立ち上がりエッジ（図示矢印）が第２のフリップフロップ回路２０ｂ２の端子Ｂにて検出され、端子Ｑバ−からは一瞬だけロウ（Ｌｏｗ）出力がワンショット出力される。この出力信号が第１のフリップフロップ回路２０ｂ１の端子ＲＥＳに入力されることにより、第１のフリップフロップ回路２０ｂ１の端子Ｑバ−の出力は、同図（ｃ）に示すように、ロウに反転される。この出力が位相量（位相差）となり、積分回路２０ｃを通すことにより電圧に変換され、増幅器２１を介して制御回路２２に入力される。尚、この位相量の検出動作は、電流検出回路１５による各アンテナ電極への送信電流の検出動作に対応して順次に行われる。
【００２６】
この制御回路２２には、予め、例えばシ−ト１に着席している乗員の着席状況（着席の有無，大人か子供かの識別）などに関するしきい値（しきい値デ−タ），電流検出回路１５への送信信号とアンテナ電極への出力信号との位相差に関するしきい値（しきい値デ−タ）などが格納されている。具体的には、乗員の着席の有無に関するしきい値に関しては次のように設定される。例えば図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、シ−ト１にそれぞれ大人の乗員Ｐ及び子供の乗員ＳＰが着席している場合には、それぞれのアンテナ電極に対向する面積の違いによってそれぞれのアンテナ電極に流れる電流のレベルが異なり、大人の乗員Ｐの場合には子供の乗員ＳＰの場合に比べて電流のレベルが高くなる。従って、子供ＳＰの場合の電流レベルより若干低いレベルが乗員の着席の有無に関するしきい値として設定される。尚、検出デ−タがこのしきい値より大きければ乗員が着席していると判定され、小さければ着席していないと判定される。特に、このしきい値はそれぞれのアンテナ電極に流れる電流の総和に対して設定することが望ましいが、アンテナ電極毎に設定することも可能である。
【００２７】
又、乗員の識別に関するしきい値に関しては次のように設定される。例えば図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、シ−ト１にそれぞれ大人の乗員Ｐ及び子供の乗員ＳＰが着席している場合には、それぞれのアンテナ電極に対向する面積の違いによってそれぞれのアンテナ電極に流れる電流のレベルが異なり、大人の乗員Ｐの場合には子供の乗員ＳＰの場合に比べて電流のレベルが高くなる。従って、大人Ｐと子供ＳＰとの中間的な電流レベルを識別に関するしきい値として設定される。尚、検出デ−タがこのしきい値より大きければ大人Ｐと判定され、小さければ子供ＳＰと判定される。特に、このしきい値はそれぞれのアンテナ電極に流れる電流の総和に対して設定することが望ましいが、アンテナ電極毎に設定することも可能である。
【００２８】
一方、位相差に関しては、位相差検出回路２０によってシ−ト１に乗員が着席している時に検出される平均的な位相差と、人以外の存在によって検出される平均的な位相差との間の任意値が人が着席していると判断するしきい値として設定される。尚、シ−トの状態（例えば水濡れなど）によっては、しきい値に上限と下限とを設定することもでき、その範囲内に位相差デ−タが存在する場合には人が着席していると判断される。従って、制御回路２２では、このような予め記憶された乗員の着席などに関するしきい値デ−タ及び位相差に関するしきい値デ−タと、入力された電流に関連する着席デ−タ及び位相差デ−タとが比較されることにより、シ−ト１に着席している乗員が大人であるか子供であるか或いはシ−トが水濡れ状態にあるか否かなどが精度よく判断される。
【００２９】
従って、制御回路２２に取り込まれた乗員の着席状況などに関する信号デ−タは、予め制御回路２２に記憶されている乗員の着席状況などに関するしきい値デ−タと比較され、例えば図９（ａ）に示すように、すべてのアンテナ電極４ａ〜４ｄの電流レベルが高い場合には、シ−ト１に乗員が着席しており、その乗員は大人Ｐであると判断される。これによって、図７に示すエアバッグ装置３０は制御回路２２からの送信信号によって、エアバッグが展開可能なるようにセットされる。逆に、図９（ｂ）に示すように、すべてのアンテナ電極４ａ〜４ｄの電流レベルが低く、かつ着席の有無のしきい値より低い場合には、シ−ト１に乗員が着席しており、その乗員は子供ＳＰであると判断される。これによって、図７に示すエアバッグ装置３０は制御回路２２からの送信信号によって、エアバッグが展開不可能なるようにセットされる。即ち、制御回路２２からの送信信号はエアバッグ装置３０の制御回路ＣＣに入力され、後者の場合には自動車の衝突時に助手席側の半導体スイッチング素子ＳＷ２にゲ−ト信号を供給しないようにセットされる。尚、運転席側の半導体スイッチング素子ＳＷ１にはゲ−ト信号が供給される。前者の場合には半導体スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２にゲ−ト信号が供給されるようにセットされる。
【００３０】
次に、この乗員検知システムの処理フロ−について図１０〜図１４を参照して説明する。まず、図１０に示すように、イグニッションスイッチをＯＮにし、スタ−トする。ステップＳ１でイニシャライズし、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では制御回路２２とエアバッグ装置３０との通信系にかかる初期診断を行う。ステップＳ３ではエンジンがスタ−トしたか否かの判断を行い、エンジンがスタ−トしていると判断した場合にはステップＳ４に進む。スタ−トしていないと判断された場合には戻る。ステップＳ４では複数のアンテナ電極４ａ〜４ｄのうち、特定のアンテナ電極の周辺に発生させた微弱電界に基づいてそれぞれ特定のアンテナ電極に流れる電流に関連する信号デ−タ及びシ−ト１への乗員の着席に関連する位相差デ−タの受信が行われる。ステップＳ５では、取り込んだそれぞれのデ−タに基づいて、シ−トへの乗員の着席の有無，乗員が大人か子供かなどが判定される。さらに、ステップＳ６ではステップＳ５の判定結果に基づき、エアバッグ装置（ＳＲＳ）３０との間でＳＲＳ通信が行われる。ステップＳ６が終了すると、再びステップＳ４に戻り、ステップＳ４からステップＳ６の処理が繰り返し行われる。尚、ステップＳ３は省略することもできる。
【００３１】
図１０における初期診断は、例えば図１１に示すように行われる。まず、ステップＳＡ１では固定デ−タを制御回路２２からエアバッグ装置３０の制御回路ＣＣに送信する。ステップＳＡ２ではエアバッグ装置３０からの送信デ−タを受信する。そして、ステップＳＡ３では制御回路２２からエアバッグ装置３０に送信した固定デ−タとエアバッグ装置３０からの受信デ−タとが一致するか否かを判断する。それぞれのデ−タが一致すると判断されると、処理フロ−が継続される。それぞれのデ−タが一致しないと判断されると、通信系に異状があると判断され、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。尚、この初期診断はエアバッグ装置３０から制御回路２２に固定デ−タを送信し、制御回路２２からの送信デ−タをエアバッグ装置３０の制御回路ＣＣにて、その一致性について判断させるようにしてもよい。
【００３２】
図１０における信号受信は、例えば図１２に示すように行われる。まず、ステップＳＢ１では制御回路２２からの信号に基づいて切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｄを、スイッチング手段１８ａのみ，スイッチング手段１８ｂのみ・・・のように特定のスイッチング手段のみを順次に選択的に閉成し、特定のアンテナ電極（４ａ〜４ｄ）が順次に選択される。そして、ステップＳＢ２ではそれぞれのアンテナ電極への送信信号デ−タ及び位相差デ−タが制御回路２２に取り込まれる。さらに、ステップＳＢ３では切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｄの選択的な閉成に基づくアンテナ電極４ａ〜４ｄの切換がすべて終了したか否かが判断される。切換がすべて終了したと判断されると、乗員判定フロ−に継続される。切換がすべて終了していないと判断されると、ステップＳＢ１に戻る。
【００３３】
図１０における乗員判定は、例えば図１３に示すように行われる。まず、ステップＳＣ１ではすべてのアンテナ電極４ａ〜４ｄに流れる電流に関する信号デ−タと乗員の着席状況などに関するしきい値とを比較し、現実の信号デ−タがしきい値より大きいか否かが判断される。現実の信号デ−タがしきい値より大きいと判断されるとステップＳＣ２に進み、大きくないと判断されるとステップＳＣ３に進む。ステップＳＣ２において、シ−トに着席している乗員が大人であると判定されると、ステップＳＣ４に進み、エアバッグ装置３０のエアバッグを展開させるためのＯＮデ−タがセットされると共に、ＳＲＳデ−タ通信フロ−に継続される。又、ステップＳＣ３において、シ−トに着席している乗員が子供ＳＰであると判定されると、ステップＳＣ５に進み、エアバッグ装置３０のエアバッグが展開しないようにするためのＯＦＦデ−タがセットされると共に、処理フロ−が継続される。
【００３４】
図１０におけるＳＲＳデ−タ通信は、例えば図１４に示すように行われる。まず、ステップＳＤ１では乗員検知ユニット側（制御回路２２）からエアバッグ装置側（制御回路ＣＣ）に、エアバッグ装置３０のエアバッグを展開可能な状態ないし展開不可能な状態にするためのＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タが送信される。ステップＳＤ２ではエアバッグ装置側からの、ＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タに対するＯＫデ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タを受信し、ステップＳＤ３に進む。ステップＳＤ３では乗員検知ユニット側からエアバッグ装置側に送信したＯＮ／ＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タが正常な状態で再びエアバッグ装置側から乗員検知ユニット側に返信されたか否かが判断される。正常（通信系に異状がない）と判断されると、処理フロ−が継続される。通信系に異状があると判断されると、ステップＳＤ４に進み、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったか否かが判断される。尚、この通信系の異状検出は、例えば３回に設定されている。従って、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったと判断されると、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになっていないと判断されると、ステップＳＤ５に進み、フェ−ルセ−フタイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続される。
【００３５】
一方、ステップＳＥ１ではエアバッグ装置側（制御回路ＣＣ）が乗員検知ユニット側（制御回路２２）から、エアバッグ装置３０のエアバッグを展開可能な状態ないし展開不可能な状態にするためのＯＮデ−タないしＯＦＦデ−タ及びチェックデ−タを受信する。そして、ステップＳＥ２では受信デ−タのチェックが行われ、受信デ−タが正常に受信できているか否かが判断される。いずれに判断されてもステップＳＥ３に進み、ＯＫデ−タないしＮＧデ−タ及びチェックデ−タが乗員検知ユニット側に送信される。ステップＳＥ２で通信系に異状がないと判断されると、ステップＳＥ３のＯＫデ−タ送信ステップを経てステップＳＥ４に進む。このステップＳＥ４ではＯＫデ−タに基づいてエアバッグ装置側のデ−タが更新される。これによって、エアバッグは展開可能な状態ないし展開不可能な状態のいずれか一方に更新セットされる。又、ステップＳＥ２で通信系に異状があると判断されると、ステップＳＥ３のＮＧデ−タ送信ステップを経てステップＳＥ５に進む。このステップＳＥ５ではフェ−ルセ−フタイマがゼロになったか否かが判断される。尚、この通信系の異状検出は、例えば３回に設定されている。従って、フェ−ルセ−フタイマがゼロになったと判断されると、フェ−ルセイフ処理が行われ、例えば警告灯などが点灯される。又、フェ−ルセ−フタイマがゼロになっていないと判断されると、ステップＳＥ６に進み、フェ−ルセ−フタイマのカウントが行われ、処理フロ−が継続される。
【００３６】
この実施例によれば、シ−ト１の着席部１ａには複数のアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）が互いに離隔して配置されており、それぞれのアンテナ電極には切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｄによる切換によって順番に発振回路１１に接続され、高周波低電圧の印加により微弱電界が発生されるために、シ−ト１に着席している乗員に対向するアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）にはその対向面積などに応じた電流が流れる。従って、これらの電流を検出することによって、シ−トへの乗員の着席の有無，シ−トに着席している乗員が大人であるか子供であるかなどを容易に検知することができる。
【００３７】
特に、複数のアンテナ電極４ａ〜４ｄへの高周波低電圧の印加は単一の発振回路１１から切換回路１８のスイッチング手段１８ａ〜１８ｄによる切換によって順番に印加されるために、回路構成が簡単になり、コストを低減できる。
【００３８】
又、複数のアンテナ電極４ａ〜４ｄは着席部１ａに対称的に配置されているために、乗員のシ−ト１に対する着席姿勢がシ−トの横方向にずれた場合、それぞれのアンテナ電極に流れる電流のパタ−ンなどから、位置ずれを検知することができる。
【００３９】
しかも、電流検出回路１５の発振回路側及びアンテナ電極側における発振回路からの送信信号とアンテナ電極４への出力信号との位相差はシ−ト１に存在する物体によって異なる。特に、その物体が人の場合にはそれ以外の物体に比較して識別可能な程度のレベル差の位相差を有する。従って、位相差検出回路２０にて位相差を検出することによって、検出電流に基づく乗員の識別に関連する信号デ−タとの判断と相俟って簡易的に乗員のシ−ト１への着席の有無を確実に検知することができる。
【００４０】
特に、エアバッグ装置３０のエアバッグは、乗員が大人か子供かなどの判断に基づいて、展開可能な状態ないし展開不可能な状態のいずれか一方に設定される。例えば検出電流のレベルが低いことから乗員が子供ＳＰであると判断されると、エアバッグ装置３０のエアバッグは展開不可能な状態に設定される。従って、仮に自動車が衝突しても、エアバッグは展開されないために、子供がエアバッグによって二次的な損傷を受けることを回避できる。
【００４１】
又、制御ユット１０において、電源回路２４による単電源をシステム電源として利用すると共に、発振回路１１を正電源のみでほぼ方形波の高周波低電圧が生成されるように構成すれば、電源回路２４，発振回路１１は勿論のこと、ユニットの回路構成が簡略化でき、システムのコストをも大幅に低減できる。
【００４２】
さらには、アンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）に送信される送信信号の電圧振幅は振幅制御回路１２にてほぼ一定になるように制御されるために、電流検出回路１５にて検出された電流に関連するデ−タと制御回路２２に記憶されている乗員の着席状況などに関するしきい値デ−タとの比較・判断が容易になり、信頼性，精度の高い検知が可能となる。
【００４３】
図１５は本発明にかかる乗員検知システムの他の実施例を示すものであって、基本的には上記実施例と同じである。異なる点は、シ−ト１の背もたれ部１ｂに複数のアンテナ電極４（４ａ〜４ｄ）を離隔して対称的に配置し、着席部１ａにはアンテナ電極４を配置しないことである。
【００４４】
この実施例によれば、同図（ａ）に示すように、すべてのアンテナ電極４ａ〜４ｄとの対向面積が広く、検出電流も大きい場合にはシ−トに着席している乗員は大人Ｐであると判定されるし、又、同図（ｂ）に示すように、それぞれのアンテナ電極４ａ〜４ｄとの対向面積が小さく、検出電流のレベルも低い場合には乗員は子供ＳＰであると容易に判定される。
【００４５】
尚、本発明は、何ら上記実施例にのみ制約されることなく、例えばシ−トへのアンテナ電極の配置数は適宜に増減できるし、その形態も角形の他、矩形状，帯状などにも形成できる。又、電界発生手段は発振回路の他、正電源を制御回路のクロック信号を利用したスイッチング操作によってほぼ方形波の高周波低電圧を発生させるように構成することもできるし、制御回路のクロック信号を適宜に分周して発生させるように構成することもできるし、それの出力周波数も車室内などの状況などに応じて１２０ＫＨｚ以外に設定することもできるし、その電圧も５〜１２Ｖの範囲外でも使用できる。又、振幅制御回路，位相差検出回路はシステム電源の精度，システムに期待される機能などによっては省略することもできる。又、情報検出回路は直接的にアンテナ電極に流れる電流を検出する電流検出回路は勿論のこと、流れる電流に関連性を有する電圧，波形などの情報に基づいて間接的に検出する回路も含まれる。さらには、乗員判定は予め制御回路に格納されているしきい値と現実のアンテナ電極に流れる電流に関連する信号デ−タとの比較の他に、乗員のシ−トへの各種着席パタ−ン，着席姿勢などに関するデ−タを予め格納しておき、これとの比較によって、乗員の着席の有無，乗員が大人であるか否かなどの判定を行うこともできる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、シ−トには複数のアンテナ電極が互いに離隔して配置されており、それぞれのアンテナ電極には切換回路の切換操作によって順番に電界発生手段に接続されて電界が発生される。この電界に基づいてそれぞれのアンテナ電極には乗員のシ−トへの着席状況などに応じた電流が流れる。従って、これらの電流に関連する情報を検出することによって、シ−トへの乗員の着席の有無，シ−トに着席している乗員が大人であるか子供であるかなどを容易に検知することができる。
【００４７】
又、複数のアンテナ電極への高周波低電圧の印加は単一の電界発生手段から切換回路の切換操作によって順番に印加されるために、回路構成が簡単になり、コストを低減できる。
【００４８】
特に、エアバッグ装置のエアバッグは、乗員が大人か否かの判断に基づいて、展開可能な状態ないし展開不可能な状態のいずれか一方に設定される。例えば頭部の位置が低いことから乗員が大人ではないと判断されると、エアバッグ装置のエアバッグは展開不可能な状態に設定される。従って、仮に自動車が衝突しても、エアバッグは展開されないために、子供に対しより適切なエアバッグの制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる乗員検知システムの基本動作を説明するための図であって、同図（ａ）はアンテナ電極の周辺の電界分布を示す図、同図（ｂ）はアンテナ電極の近傍に物体が存在した時の電界分布を示す図。
【図２】本発明にかかる乗員検知システムの車室内部分を示す図であって、同図（ａ）はシ−トへのアンテナ電極の配置状態を示す側面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の正面図。
【図３】図２に示すアンテナ電極の具体的構成図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ断面図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＹ−Ｙ断面図。
【図４】図２に示すアンテナ電極への接続端子の結合状態を示す図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＺ−Ｚ断面図、同図（ｃ）は他の実施例を示す平面図。
【図５】本発明にかかる乗員検知システムの回路ブロック図。
【図６】同図（ａ）は図５に示す位相差検出回路の具体例な回路ブロック図、同図（ｂ）は波形整形回路の回路ブロック図。
【図７】図５に示すエアバッグ装置の回路ブロック図。
【図８】図６に示す位相差検出回路の動作を説明するための図であって、同図（ａ）は送信信号及び第１のフリップフロップ回路の出力信号の波形図、同図（ｂ）は出力信号及び第２のフリップフロップ回路の出力信号の波形図、同図（ｃ）は第１，第２のフリップフロップ回路の出力信号から位相量の検出状態を示す図。
【図９】シ−トにおける乗員の着席状態を説明するための図であって、同図（ａ）は大人の着席状態を示す図、同図（ｂ）は子供の着席状態を示す図。
【図１０】本発明にかかる乗員検知システムによる乗員検知のフロ−チャ−ト。
【図１１】図１０に示す初期診断のフロ−チャ−ト。
【図１２】図１０に示す信号受信のフロ−チャ−ト。
【図１３】図１０に示す乗員判定のフロ−チャ−ト。
【図１４】図１０に示すＳＲＳ通信のフロ−チャ−ト。
【図１５】本発明にかかるシ−トへのアンテナ電極の配置状態を示す他の実施例であって、同図（ａ）はそのシ−トに大人が着席している状態の正面図、同図（ｂ）は子供が着席している状態の正面図。
【図１６】従来例にかかるエアバッグ装置の回路ブロック図。
【図１７】従来例にかかる改良されたエアバッグ装置の回路ブロック図。
【符号の説明】
１  シ−ト
１ａ  着席部
１ｂ  背もたれ部
４（４ａ〜４ｄ）  アンテナ電極
５  ベ−ス部材
６（６ａ〜６ｄ）  リ−ド線
７  接続端子
８  端子
９  接続部
１０  制御ユニット
１１  電界発生手段（発振回路）
１２  振幅制御回路
１３  振幅可変回路
１４  振幅検出回路
１５  情報検出回路（電流検出回路）
１６  ＡＣ−ＤＣ変換回路
１７，２１  増幅器
１８（１８ａ〜１８ｄ）  切換回路
１９ａ〜１９ｄ  コネクタ（端子）
２０  位相差検出回路
２２  制御回路
２４  電源回路
３０  エアバッグ装置
ＳＳ１，ＳＳ２  セ−フィングセンサ
ＳＱ１，ＳＱ２  スクイブ
ＳＷ１，ＳＷ２  半導体スイッチング素子
ＣＣ  制御回路
ＧＳ  電子式加速度センサ
【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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【図１６】
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【図１７】
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