JP5108915B2

JP5108915B2 - 乗員検知装置

Info

Publication number: JP5108915B2
Application number: JP2010115624A
Authority: JP
Inventors: 正義佐竹; 登前田; 寛之森; 孝治大高
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: US20110285408A1; JP2011242297A

Description

本発明は、車両において静電センサが内蔵された座部シートへの乗員の着席を検知する乗員検知装置に関し、特に、乗員検知時の静電センサへの正弦波信号の送出時に生じるラジオノイズを低減する乗員検知装置に関する。

従来、乗員検知装置は、例えば図１に示すように、座部シート（図示せず）に内蔵され、複数のセンサ電極２ａ〜２ｃを有するマット状の静電センサ２と、乗員検知ＥＣＵ（電子制御ユニット）３とを備えて構成されている。乗員検知ＥＣＵ３は、各々のセンサ電極２ａ〜２ｃに一端が接続された複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有するスイッチング回路４と、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の他端に接続された信号検出回路５と、この信号検出回路５に接続された正弦波発生器６と、スイッチング回路４と信号検出回路５との間に接続され、正弦波発生器６から発生された正弦波信号をどのセンサ電極２ａ〜２ｃへ送出するかをスイッチング制御する制御回路７とを備えて構成されている。制御回路７のスイッチング制御は、スイッチング回路４の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオン又はオフすることで実行される。

この構成の乗員検知装置１において、正弦波発生器６から生成された正弦波信号が、制御回路７の制御に応じたスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンで指定されるセンサ電極２ａ〜２ｃへ送出される。これによって静電センサ２と図示せぬ車両ボディとの間に微弱電界が生じ、この電界が、座部シート上の人体等の物体との位置関係により変化し、この変化した電流又は電圧が信号検出回路５で検出されることで、物体が検知されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３３５３８１７号公報

しかし、上記の特許文献１の乗員検知装置のような車両に搭載される車載システムでは、電源の制約から負電圧の形成が困難である。このため正弦波信号等の振幅のある信号を用いる場合、通常は電圧が０Ｖ以下とならないように図２に示すようにオフセットをかける。図２（ａ）に示す例では、センサ電極２ａへ正弦波信号ＶＳ１を時刻ｔ１〜ｔ４の間に印加する際に、時刻ｔ１において信号電圧を例えば２．５Ｖのオフセット電圧Ｖｏｆまで上げ、この上げたオフセット電圧Ｖｏｆを中心電圧として正弦波信号ＳＶ１を生成する。その後、時刻ｔ４において正弦波信号ＳＶ１を停止すると共にオフセット電圧Ｖｏｆを０Ｖまで下げる。

また（ｂ）に示すように、センサ電極２ｂへ正弦波信号ＳＶ２を時刻ｔ１〜ｔ２間と、時刻ｔ３〜ｔ４間とに印加する場合、時刻ｔ１で信号電圧をオフセット電圧Ｖｏｆまで上げ、このオフセット電圧Ｖｏｆを中心電圧として正弦波信号ＳＶ２を生成し、時刻ｔ２で正弦波信号ＳＶ２を停止すると共にオフセット電圧Ｖｏｆを０Ｖまで下げる。同様に、時刻ｔ３で信号電圧をオフセット電圧Ｖｏｆまで上げて正弦波信号ＳＶ２を生成し、時刻ｔ４で正弦波信号ＳＶ２を停止してオフセット電圧Ｖｏｆを０Ｖまで下げる。（ｃ）に示すセンサ電極２ｃへの印加も同様である。

このように正弦波信号ＳＶ１〜ＳＶ３を印加又は停止する際にオフセットを行うが、このオフセット時には一気に電圧が上昇又は下降するので、この急激な電圧変動によって図３に示すようなラジオノイズＮ１が発生する。また、正弦波信号の発生時にも高い周波数の正弦波電圧を一気に発生するので、この際の急激な電圧変動によってもラジオノイズＮ１が発生する。このようにラジオノイズＮ１が発生した場合、車載システムの他の電子装置に悪影響を及ぼすという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、静電センサへの正弦波信号の印加又は停止時のラジオノイズの発生を抑制することができ、これによって車載システムの他の電子装置にラジオノイズが悪影響を及ぼさないようにすることができる乗員検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、少なくとも１つの電極を有する静電センサと、前記電極に電圧の振幅が変動する電圧振幅信号を印加する信号印加手段と、前記電圧振幅信号の印加時に前記静電センサの電流変化を検出する信号検出手段とを有し、前記信号印加手段によって前記電極に前記電圧振幅信号が印加されない印加停止期間を有する乗員検知装置において、前記電極への前記電圧振幅信号の印加期間に当該電極の中心電圧を所定電圧に維持すると共に、前記印加停止期間のうち少なくとも所定期間は当該電極の電圧を前記所定電圧に維持する電圧維持手段を備えることを特徴とする。

従来では、電極に印加される電圧振幅信号が負電圧となることを防止するために、電圧振幅信号印加前にオフセットにより電極電圧を所定電圧としていた。しかし、本発明のように印加停止期間のうち所定期間、例えば電圧振幅信号が電極に印加される前後期間の電圧を所定電圧に維持すれば、そのオフセット動作が不要となる。このため、従来のようなオフセット時の急激な電圧変動が無くなるので、その急激な電圧変動によるラジオノイズの発生を抑制することができ、これによって車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、前記電圧振幅信号は、正弦波信号、三角波信号及び方形波信号の何れか１つであることを特徴とする。

この構成によれば、静電センサの特性に適合した電圧振幅信号を電極に印加することが出来る。

請求項３に記載の発明は、前記電圧維持手段は、前記印加停止期間のうち、前記電圧振幅信号を前記電極に印加する直前と直後のうち少なくとも一方は当該電極の電圧を前記所定電圧に維持していることを特徴とする。

この構成によれば、電圧振幅信号を電極に印加する直前と直後のうち少なくとも一方において、上述の請求項１同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

請求項４に記載の発明は、前記電圧維持手段は、前記信号停止期間のうち全期間に亘って前記電極の電圧を前記所定電圧に維持していることを特徴とする。

この構成によれば、電圧振幅信号を電極に印加する直前及び直後において、上述の請求項１同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

請求項５に記載の発明は、前記所定電圧は、前記電極に印加される前記電圧振幅信号の中心電圧であることを特徴とする。

この構成によれば、電圧振幅信号の中心電圧を所定電圧として静電センサの電極に印加することができる。

請求項５に記載の発明は、前記所定電圧は、当該所定電圧を中心電圧として重畳される
電圧振幅信号が負電圧とならない電位であることを特徴とする。

この構成によれば、車載システムの一つの装置である乗員検知装置において、静電センサの電極に印加される正弦波信号等の電圧振幅信号が、車載システムに不具合を及ぼす負電圧とならないようにすることが出来る。

請求項６に記載の発明は、前記信号印加手段は、前記電圧振幅信号を生成する信号生成手段と、前記電極へ前記電圧振幅信号を印加するオン又は印加しないオフを行うスイッチング手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、信号生成手段で電圧振幅信号を生成し、この生成された電圧振幅信号を電極に印加するオン状態又は印加しないオフ状態をスイッチング手段によって任意に行うことができる。

請求項７に記載の発明は、前記電圧維持手段は、前記電極と前記スイッチング手段との間に接続されたプルアップ抵抗器と、このプルアップ抵抗器を介して前記電極に前記所定電圧を印加する所定電圧印加手段とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、所定電圧印加手段からの所定電圧をプルアップ抵抗器を介して常時電極に印加することが出来る。

請求項８に記載の発明は、前記電圧維持手段は、前記電圧振幅信号を前記電極に印加しない場合に前記所定電圧を当該電極に印加する電源を備えることを特徴とする。

この構成によれば、電極への電圧振幅信号の未印加時に、当該電極へ電源から所定電圧を印加することができるので、次に電圧振幅信号を印加する際に、上述の請求項１同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

請求項９に記載の発明は、前記信号印加手段は、前記電圧振幅信号の周波数を変調す
る周波数変調手段を備えることを特徴とする。

この構成によれば、乗員検知時に所定周波数ｆ１の電圧振幅信号を電極に印加する前又は印加した後に、周波数変調手段で電圧振幅信号をその所定周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２に周波数変調することが出来る。このようにすれば、電圧振幅信号の周波数をまずは低周波数ｆ２としてその後乗員検知時の高周波数ｆ１とするので、低周波数ｆ２時には電圧振幅の変動が緩やかであるためラジオノイズの発生が抑制される。更に、低周波数ｆ２から高周波数ｆ１に切り替えるので、この切替時の電圧振幅も従来のように０Ｖから一気に高周波数ｆ１とする場合に比べて緩やかとなり、この場合もラジオノイズの発生が抑制される。乗員検知停止時には、その逆に高周波数ｆ１から低周波数ｆ２に切り替えるので、この場合も一気に高周波数ｆ１から０Ｖとする場合に比べ、まずは高周波数ｆ１から低周波数ｆ２に切り替え、この低周波数ｆ２から０Ｖとするので電圧変動が緩やかとなりラジオノイズの発生が抑制される。

請求項１０に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記電極への前記電圧振幅信号の印加時に当該電圧振幅信号の周波数を高くすることを特徴とする。

この構成によれば、乗員検知時に電圧振幅信号を低周波数ｆ２から高周波数ｆ１と高くすればよいので、０Ｖから一気に高周波数ｆ１とする場合に比べて電圧変動が緩やかとなり、ラジオノイズの発生が抑制される。

請求項１１に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記電極への前記電圧振幅信号の印加を停止する際に当該電圧振幅信号の周波数を低くすることを特徴とする。

この構成によれば、乗員検知停止時に電圧振幅信号を高周波数ｆ１から低周波数ｆ２と低くした後、０Ｖとして電圧振幅信号の印加を停止すればよいので、高周波数ｆ１から一気に０Ｖとする場合に比べて電圧変動が緩やかとなり、ラジオノイズの発生が抑制される。

請求項１２に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記信号印加手段と前記スイッチング手段との間に接続される周波数変調回路であることを特徴とする。

この構成によれば、スイッチング手段での静電センサの電極への接続時に、周波数変調回路によって、当該電極へ印加される電圧振幅信号の周波数を低周波数ｆ２から高周波数ｆ１へ、又はその逆に変化させることができる。

請求項１３に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記電圧振幅信号の周波数が段階的に変化するように変調を行うことを特徴とする。

この構成によれば、電極に印加される電圧振幅信号の周波数を段階的に徐々に変化させることができるので、急激な電圧変動がより少なくなりラジオノイズの発生をより抑制することができる。

請求項１４に記載の発明は、前記周波数変調手段は、前記電圧振幅信号の周波数が連続的に変化するように変調を行うことを特徴とする。

この構成によれば、電極に印加される電圧振幅信号の周波数を連続的に徐々に変化させることができるので、急激な電圧変動がより少なくなりラジオノイズの発生をより抑制することができる。

請求項１５に記載の発明は、前記電極は、車両のシートに配置されるメイン電極と、車両接地に導通するシートフレームと前記メイン電極との間に当該メイン電極に離隔して対向配置されるガード電極と、前記メイン電極と隣接配置されるサブ電極とを備え、前記メイン電極と前記ガード電極を用いて乗員の有無を判別する乗員検知モードと、前記メイン電極と前記サブ電極を用いて前記シートの被水を検知する被水検知モードとを有し、各モードにおいて使用しない前記電極の電圧が前記所定電圧に維持されていることを特徴とする。

この構成によれば、少なくとも乗員検知モードと被水検知モードを有する乗員検知装置において、前述の通り乗員検知時のラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置に悪影響を及ぼすことを防止することができる。

従来の乗員検知装置の構成を示すブロック図である。従来の乗員検知装置における静電センサへの印加正弦波信号及びオフセット電圧を示す図である。従来と本発明とのラジオノイズの発生状態を比較する波形図である。本発明の第１実施形態に係る乗員検知装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態の乗員検知装置における静電センサへの印加正弦波信号及びオフセット電圧を示す図である。本発明の第２実施形態に係る乗員検知装置の構成を示すブロック図である。第２実施形態の乗員検知装置における静電センサへの印加正弦波信号の周波数状態を示す図である。従来と第２実施形態とのラジオノイズの発生状態を比較する波形図である。本発明の第３実施形態に係る乗員検知装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。

（第１実施形態）
図４は、本発明の第１実施形態に係る乗員検知装置の構成を示すブロック図である。この図に示す乗員検知装置１０は、車載システム中の一つの装置として車両に搭載されており、乗員検知ＥＣＵ１１と、この乗員検知ＥＣＵ１１に接続された静電センサ１２とを備えて構成されている。

静電センサ１２は、図示せぬ車両の座部シートに配置されたメイン電極１２ａと、このメイン電極１２ａの座部シート前方側に離間して配置されたサブ電極１２ｃと、図示せぬ車両接地部に導通する車両ＧＮＤである車両ボディとメイン電極１２ａとの間に離間して配置されたガード電極１２ｂとを有して構成されている。以降、メイン電極１２ａ、ガード電極１２ｂ及びサブ電極１２ｃを単に電極１２ａ〜１２ｃとも称す。

乗員検知ＥＣＵ１１は、各々の電極１２ａ〜１２ｃに一端が接続された複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有するスイッチング回路１４と、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の他端に接続された信号検出回路（信号検出手段）１５と、この信号検出回路１５に接続された正弦波発生器（信号生成手段）１６と、スイッチング回路１４と信号検出回路１５との間に接続され、正弦波発生器１６から発生された正弦波信号をどの電極１２ａ〜１２ｃへ送出するかをスイッチング制御する制御回路１７とを備える。更に、各電極１２ａ〜１２ｃと各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３との間に接続されたプルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃと、各プルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを介して一定のオフセット電圧Ｖｏｆを各電極１２ａ〜１２ｃに印加するオフセット電圧印加器（所定電圧印加手段）１８とを備えて構成されている。

但し、オフセット電圧Ｖｏｆは、当該オフセット電圧Ｖｏｆを中心電圧として正弦波発生器１６から正弦波信号を発生させた場合に、当該正弦波信号の電圧が０Ｖ以下とならない電位を有する。また、制御回路１７のスイッチング制御は、スイッチング回路１４の各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオン又はオフすることで実行される。なお、スイッチング回路１４及び制御回路１７でスイッチング手段が構成され、このスイッチング手段及び正弦波発生器１６で信号印加手段が構成されている。また、プルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ及びオフセット電圧印加器１８で電圧維持手段が構成されている。

このような構成の乗員検知装置１０においては、オフセット電圧印加器１８から図５に示すように、常時、オフセット電圧Ｖｏｆが各電極１２ａ〜１２ｃに印加されている。従って、図５（ａ）に示すように、乗員検知ＥＣＵ１１からメイン電極１２ａへ正弦波信号ＶＳ１１を例えば時刻ｔ１〜ｔ４の間に印加する場合、まず、時刻ｔ１において制御回路１７の制御に応じてスイッチＳＷ１がオンになると、正弦波発生器１６から生成されている正弦波信号がオフセット電圧Ｖｏｆに当該オフセット電圧Ｖｏｆを中心電圧として重畳され、この重畳により得られる正弦波信号ＳＶ１１がメイン電極１２ａへ送出される。

また、図５（ｂ）に示すように、ガード電極１２ｂへ正弦波信号ＳＶ１２を時刻ｔ１〜ｔ２間と、時刻ｔ３〜ｔ４間とに印加する場合、まず、時刻ｔ１においてスイッチＳＷ２がオンになると、正弦波発生器１６から生成されている正弦波信号がオフセット電圧Ｖｏｆに当該オフセット電圧Ｖｏｆを中心電圧として重畳され、この重畳により得られる正弦波信号ＳＶ１２がガード電極１２ｂへ送出される。その後、時刻ｔ２において、スイッチＳＷ２がオフになると、ガード電極１２ｂへの正弦波信号ＳＶ１２の送出が停止される。時刻ｔ３〜ｔ４間においても同様にスイッチＳＷ２のオン／オフ操作を行って正弦波信号ＳＶ１２の印加及び停止を制御する。更に、図５（ｃ）に示すサブ電極１２ｃへの正弦波信号ＳＶ１３の印加及び停止の制御もスイッチＳＷ３のオン／オフ操作によって図５（ｂ）と同様に行われる。

このように静電センサ１２の各電極１２ａ〜１２ｃへの正弦波信号ＳＶ１１〜１３の印加をスイッチング制御することによって、静電センサ１２と車両ボディとの間に微弱電界が生じ、この電界が、シート上の人体等の物体との位置関係により変化し、この変化した電流又は電圧が信号検出回路１５で検出されることで、物体が検知される。ここで、その検知された物体が、ＣＲＳ（年少者拘束システム）であるか、子供であるか、大人であるか、座部シートへの被水であるか、或いはシート上に何も無い空席であるかが、更に図示せぬＣＰＵ（演算処理手段）によって判定され、この判定結果が図示せぬアブソーバＥＣＵに送信されてアブソーバの展開／非展開制御が行われるようになっている。

このように第１実施形態の乗員検知装置１０は、各電極１２ａ〜１２ｃの内少なくとも１つの電極を有する静電センサ１２と、電極に電圧の振幅が変動する電圧振幅信号としての正弦波信号ＳＶを印加する信号印加手段と、正弦波信号ＳＶの印加時に静電センサ１２の電流変化を検出する信号検出回路１５とを有し、信号印加手段によって電極に正弦波信号ＳＶが印加されない印加停止期間を有する。

本実施形態の特徴は、この構成に加え、電極への正弦波信号ＳＶの印加期間に当該電極の電圧を所定電圧としてのオフセット電圧Ｖｏｆに維持すると共に、印加停止期間のうち少なくとも所定期間は当該電極の電圧をオフセット電圧Ｖｏｆに維持する電圧維持手段を備えて構成したことにある。

この構成によって、従来では、電極に印加される正弦波信号ＳＶが負電圧となることを防止するために、正弦波信号ＳＶ印加前にオフセットにより電極電圧をオフセット電圧Ｖｏｆとしていた。しかし、本実施形態のように印加停止期間のうち所定期間、例えば正弦波信号ＳＶが電極に印加される前後期間の電圧をオフセット電圧Ｖｏｆに維持すれば、そのオフセット動作が不要となる。このため、従来のようなオフセット時の急激な電圧変動が無くなるので、その急激な電圧変動によるラジオノイズの発生を図３にラジオノイズＮ２で示すように抑制することができ、これによって車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

なお、図３において、本実施形態で抑制されたラジオノイズＮ２は、逓倍波であるため、基本波である１次高調波Ｎ２−１、２次高調波Ｎ２−２、３次高調波Ｎ２−３、４次高調波Ｎ２−４…が発生しているが、全体としては、従来のラジオノイズＮ１に比較して大幅にノイズが抑制されている。

また、正弦波信号ＳＶは、正弦波信号ＳＶの他に、三角波信号や方形波信号であっても良い。これによって、静電センサ１２の特性に極力適合した正弦波信号ＳＶを電極に印加することが出来る。

また、電圧維持手段は、印加停止期間のうち、正弦波信号ＳＶを電極に印加する直前と直後のうち少なくとも一方は当該電極の電圧をオフセット電圧Ｖｏｆに維持するように構成してもよい。これは、プルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃとオフセット電圧印加器１８との間に図示せぬスイッチング制御回路を接続し、この接続されたスイッチング制御回路によって正弦波信号ＳＶを電極に印加する直前又は直後に、オフセット電圧印加器１８からのオフセット電圧Ｖｏｆをプルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃへ出力するように制御する構成とする。

この構成によって、正弦波信号ＳＶを電極に印加する直前と直後の何れかにおいて、上述同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

また、電圧維持手段は、信号停止期間のうち全期間に亘って電極の電圧をオフセット電圧Ｖｏｆに維持している構成とする。この構成によって、正弦波信号ＳＶを電極に印加する直前及び直後において、上述同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

また、オフセット電圧Ｖｏｆは、電極に印加される正弦波信号ＳＶの中心電圧とする。この構成によって、正弦波信号ＳＶの中心電圧をオフセット電圧Ｖｏｆとして静電センサ１２の電極に印加することができる。

また、オフセット電圧Ｖｏｆは、当該オフセット電圧Ｖｏｆを中心電圧として重畳される正弦波信号ＳＶが負電圧とならない電位とする。これによって、車載システムの一つの装置である乗員検知装置１０において、静電センサ１２の電極に印加される正弦波信号ＳＶが、車載システムに不具合を及ぼす負電圧とならないようにすることが出来る。

また、信号印加手段は、正弦波信号ＳＶを生成する正弦波発生器１６と、電極へ正弦波信号ＳＶを印加するオン又は印加しないオフを行うスイッチング回路１４とを備えて構成した。この構成によって、正弦波発生器１６で正弦波信号ＳＶを生成し、この生成された正弦波信号ＳＶを電極に印加するオン状態又は印加しないオフ状態をスイッチング回路１４によって任意に行うことができる。

また、電圧維持手段は、電極とスイッチング回路１４との間に接続されたプルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃと、このプルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを介して電極にオフセット電圧Ｖｏｆを印加するオフセット電圧印加器１８とを備えて構成した。この構成によって、オフセット電圧印加器１８からのオフセット電圧Ｖｏｆをプルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃを介して常時電極に印加することが出来る。

この他、電圧維持手段として、プルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ及びオフセット電圧印加器１８を用いず、正弦波信号ＳＶを電極に印加しない場合にオフセット電圧Ｖｏｆを当該電極に印加する電源（図示せず）を備えて構成しても良い。この構成によって、電極への正弦波信号ＳＶの未印加時に、当該電極へ電源からオフセット電圧Ｖｏｆを印加することができるので、次に正弦波信号ＳＶを印加する際に、上述同様にオフセット動作を不要とすることができ、この際にラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係る乗員検知装置の構成を示すブロック図である。この第２実施形態の乗員検知装置１０−１が第１実施形態の乗員検知装置１０と異なる点は、制御回路１７と正弦波発生器１６との間に、周波数変調回路（周波数変調手段）１９を設けたことにある。周波数変調回路１９は、制御回路１７での所定のスイッチング制御期間において、正弦波発生器１６から発生される正弦波信号ＳＶを所望の周波数とする変調を行うものである。具体的には、乗員検知のための所定周波数ｆ１の正弦波信号ＳＶ１１を例えばメイン電極１２ａに印加する前又は印加した後に、周波数変調回路１９で正弦波信号ＳＶ１１をその所定周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２に周波数変調するものである。

この周波数変調について説明する。通常は、図７（ａ）に示すように、時刻ｔ１でスイッチＳＷ１をオン、時刻ｔ４でスイッチＳＷ１をオフとしてこの期間に、乗員検知のための所定周波数ｆ１の正弦波信号ＳＶ１１をメイン電極１２ａへ印加する。この場合、正弦波信号ＳＶ１１は、図７（ｂ）に示すように元々周波数ｆ１なので周波数変調回路１９は何も変調処理を行わない。

次に、図７（ｃ）に示す時刻ｔ２〜ｔ３間で乗員検知を行う場合を想定する。この場合、制御回路１７は時刻ｔ２よりも早い時刻ｔ１でスイッチＳＷ１をオンとし、この時に周波数変調回路１９が正弦波信号ＳＶ１１の周波数を、図７（ｄ）に示すように所定周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２とする周波数変調を行う。この変調によって周波数ｆ２の正弦波信号ＳＶ１４がスイッチＳＷ１を介してメイン電極１２ａへ印加される。

その後、時刻ｔ２となった際に、周波数変調回路１９は正弦波発生器１６からの正弦波信号ＳＶ１４を周波数ｆ２から所定周波数ｆ１に上げ、この正弦波信号ＳＶ１１をメイン電極１２ａへ印加する。これによって信号検出回路１５で乗員検知が行われる。

更にその後、乗員検知が終了した時刻ｔ３において、周波数変調回路１９は正弦波発生器１６からの正弦波信号ＳＶ１１を所定周波数ｆ１から周波数ｆ２に下げ、この正弦波信号ＳＶ１４を印加する。この印加後の所定期間経た時刻ｔ４において、制御回路１７がスイッチＳＷ１をオフとする。これによってメイン電極１２ａへの正弦波信号ＳＶ１４の印加が終了する。

このように第２実施形態の乗員検知装置１０−１は、スイッチング回路１４、制御回路１７及び正弦波発生器１６で構成される信号印加手段が、更に電圧振幅信号としての正弦波信号ＳＶの周波数を変調する周波数変調手段を備える構成となっている。

この構成によって、乗員検知時に所定周波数ｆ１の正弦波信号ＳＶを電極に印加する前又は印加した後に、周波数変調手段で正弦波信号ＳＶをその所定周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２に周波数変調することが出来る。このようにすれば、正弦波信号ＳＶの周波数をまずは低周波数ｆ２としてその後乗員検知時の高周波数ｆ１とするので、低周波数ｆ２時には電圧振幅の変動が緩やかであるため、図８にラジオノイズＮ１１の発生が抑制される。なお、符号Ｎ１２は従来のラジオノイズである。

更に、低周波数ｆ２から高周波数ｆ１に切り替えるので、この切替時の電圧振幅も従来のように０Ｖから一気に高周波数ｆ１とする場合に比べて緩やかとなり、この場合もラジオノイズの発生が抑制される。乗員検知停止時には、その逆に高周波数ｆ１から低周波数ｆ２に切り替えるので、この場合も一気に高周波数ｆ１から０Ｖとする場合に比べ、まずは高周波数ｆ１から低周波数ｆ２に切り替え、この低周波数ｆ２から０Ｖとするので電圧変動が緩やかとなりラジオノイズの発生が抑制される。

また、周波数変調手段は、電極への正弦波信号ＳＶの印加時に当該正弦波信号ＳＶの周波数を高くするようになっている。これによって、乗員検知時に正弦波信号ＳＶを低周波数ｆ２から高周波数ｆ１と高くすればよいので、０Ｖから一気に高周波数ｆ１とする場合に比べて電圧変動が緩やかとなり、ラジオノイズの発生が抑制され、車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

また、周波数変調手段は、電極への正弦波信号ＳＶの印加を停止する際に当該正弦波信号ＳＶの周波数を低くするようになっている。これによって、乗員検知停止時に正弦波信号ＳＶを高周波数ｆ１から低周波数ｆ２と低くした後、０Ｖとして正弦波信号ＳＶの印加を停止すればよいので、高周波数ｆ１から一気に０Ｖとする場合に比べて電圧変動が緩やかとなり、ラジオノイズの発生が抑制される。

また、周波数変調手段は、信号印加手段とスイッチング手段との間に接続される周波数変調回路１９である。これによって、制御回路１７のスイッチング制御に応じたスイッチング回路１４での静電センサ１２の電極への接続時に、周波数変調回路１９によって、当該電極へ印加される正弦波信号ＳＶの周波数を低周波数ｆ２から高周波数ｆ１へ、又はその逆に変化させることができる。

また、周波数変調手段は、正弦波信号ＳＶの周波数が段階的に変化するように変調を行うようにしても良い。即ち、上述の第２実施形態では周波数がｆ１とｆ２の２段階で変化するように変調させたが、低周波数ｆ２の場合に、周波数をより低く、更により細かく３以上の段階で変化させるようにしても良い。これによって、電極に印加される正弦波信号ＳＶの周波数を段階的に徐々に変化させることができるので、急激な電圧変動がより少なくなりラジオノイズの発生をより抑制することができる。

また、周波数変調手段は、図７（ｅ）の時刻ｔ１〜ｔ２間、又は時刻ｔ３〜ｔ４間に示すように、正弦波信号ＳＶの周波数が連続的に変化するように変調を行うようにしても良い。これによって、電極に印加される正弦波信号ＳＶの周波数を連続的に徐々に変化させることができるので、急激な電圧変動がより少なくなりラジオノイズの発生をより抑制することができる。

更に、上述した第１及び第２実施形態の効果、即ち、乗員検知時のラジオノイズの発生を抑制して車載システムの他の電子装置に悪影響を及ぼすことを防止する効果は、少なくとも乗員検知モードと被水検知モードを有する乗員検知装置１０，１０−１においても成立する。

（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係る乗員検知装置の構成を示すブロック図である。この第３実施形態の乗員検知装置１０−２が図６に示した第２実施形態の乗員検知装置１０−１と異なる点は、第２実施形態構成からプルアップ抵抗器Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ及びオフセット電圧印加器１８を無くした構成としたことにある。即ち、乗員検知装置１０−２においては、各電極１２ａ〜１２ｃの電圧は常時オフセット電圧Ｖｏｆに保持されないようになっている。

この構成の第３実施形態の乗員検知装置１０−２においても、周波数変調回路１９が第２実施形態と同様に、乗員検知時に所定周波数ｆ１の正弦波信号ＳＶを電極に印加する前又は印加した後に、正弦波信号ＳＶをその所定周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２に周波数変調し、また、乗員検知停止時に低周波数ｆ２から高周波数ｆ１に切り替える周波数変調を行う。

従って、各電極１２ａ〜１２ｃに印加された正弦波信号ＳＶの周波数切替時の電圧振幅の変動が緩やかであるため、ラジオノイズの発生が抑制され、車載システムの他の電子装置へのラジオノイズによる悪影響を防止することができる。

１０，１０−１，１０−２乗員検知装置
１１乗員検知ＥＣＵ
１２静電センサ
１２ａメイン電極
１２ｂガード電極
１２ｃサブ電極
ＳＷ１〜ＳＷ３スイッチ
１４スイッチング回路
１５信号検出回路
１６正弦波発生器
１７制御回路
Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃプルアップ抵抗器
１８オフセット電圧印加器
１９周波数変調回路

Claims

少なくとも１つの電極を有する静電センサと、前記電極に電圧の振幅が変動する電圧振幅信号を印加する信号印加手段と、前記電圧振幅信号の印加時に前記静電センサの電流変化を検出する信号検出手段とを有し、前記信号印加手段によって前記電極に前記電圧振幅信号が印加されない印加停止期間を有する乗員検知装置において、
前記電極への前記電圧振幅信号の印加期間に当該電極の中心電圧を所定電圧に維持すると共に、前記印加停止期間のうち少なくとも所定期間は当該電極の電圧を前記所定電圧に維持する電圧維持手段を備えることを特徴とする乗員検知装置。
前記電圧振幅信号は、正弦波信号、三角波信号及び方形波信号の何れか１つであることを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
前記電圧維持手段は、前記印加停止期間のうち、前記電圧振幅信号を前記電極に印加する直前と直後のうち少なくとも一方は当該電極の電圧を前記所定電圧に維持していることを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知装置。
前記電圧維持手段は、前記信号停止期間のうち全期間に亘って前記電極の電圧を前記所定電圧に維持していることを特徴とする請求項１又は２に記載の乗員検知装置。
前記所定電圧は、当該所定電圧を中心電圧として重畳される電圧振幅信号が負電圧とならない電位であることを特徴とする請求項４に記載の乗員検知装置。
前記信号印加手段は、前記電圧振幅信号を生成する信号生成手段と、前記電極へ前記電圧振幅信号を印加するオン又は印加しないオフを行うスイッチング手段とを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の乗員検知装置。
前記電圧維持手段は、前記電極と前記スイッチング手段との間に接続されたプルアップ抵抗器と、このプルアップ抵抗器を介して前記電極に前記所定電圧を印加する所定電圧印加手段とを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の乗員検知装置。
前記電圧維持手段は、前記電圧振幅信号を前記電極に印加しない場合に前記所定電圧を当該電極に印加する電源を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の乗員検知装置。
前記信号印加手段は、前記電圧振幅信号の周波数を変調する周波数変調手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の乗員検知装置。
前記周波数変調手段は、前記電極への前記電圧振幅信号の印加時に当該電圧振幅信号の周波数を高くすることを特徴とする請求項９に記載の乗員検知装置。
前記周波数変調手段は、前記電極への前記電圧振幅信号の印加を停止する際に当該電圧振幅信号の周波数を低くすることを特徴とする請求項９又は１０に記載の乗員検知装置。
前記周波数変調手段は、前記信号印加手段と前記スイッチング手段との間に接続される周波数変調回路であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の乗員検知装置。
前記周波数変調手段は、前記電圧振幅信号の周波数が段階的に変化するように変調を行うことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の乗員検知装置。
前記周波数変調手段は、前記電圧振幅信号の周波数が連続的に変化するように変調を行うことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の乗員検知装置。
前記電極は、車両のシートに配置されるメイン電極と、車両接地に導通するシートフレームと前記メイン電極との間に当該メイン電極に離隔して対向配置されるガード電極と、前記メイン電極と隣接配置されるサブ電極とを備え、
前記メイン電極と前記ガード電極を用いて乗員の有無を判別する乗員検知モードと、前記メイン電極と前記サブ電極を用いて前記シートの被水を検知する被水検知モードとを有し、各モードにおいて使用しない前記電極の電圧が前記所定電圧に維持されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の乗員検知装置。