JP2000355264A - 乗員姿勢検出装置 - Google Patents
乗員姿勢検出装置Info
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- JP2000355264A JP2000355264A JP11167769A JP16776999A JP2000355264A JP 2000355264 A JP2000355264 A JP 2000355264A JP 11167769 A JP11167769 A JP 11167769A JP 16776999 A JP16776999 A JP 16776999A JP 2000355264 A JP2000355264 A JP 2000355264A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 環境によらずに乗員の姿勢を正しく検知して
エアバッグ展開時の作動抑制を図る。 【解決手段】 ステアリングの中央部のエアバッグパッ
ドの裏面等に、人体との距離に応じて容量が変化する一
対の電極5a,5bを配置する。この電極5a,5b間
の容量変化を姿勢検出回路で検出して乗員の姿勢を検出
する。姿勢検出回路は、電極5a,5bへの送信電流と
受信電流の差を検出して温度・湿度に左右されない姿勢
検出出力を得る。
エアバッグ展開時の作動抑制を図る。 【解決手段】 ステアリングの中央部のエアバッグパッ
ドの裏面等に、人体との距離に応じて容量が変化する一
対の電極5a,5bを配置する。この電極5a,5b間
の容量変化を姿勢検出回路で検出して乗員の姿勢を検出
する。姿勢検出回路は、電極5a,5bへの送信電流と
受信電流の差を検出して温度・湿度に左右されない姿勢
検出出力を得る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、航空機の
座席等に設置して乗員の姿勢を検出する乗員姿勢検出装
置に関する。
座席等に設置して乗員の姿勢を検出する乗員姿勢検出装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、安全上の面から車両に装備さ
れる乗員保護装置として、エアバッグ装置が使用されて
いる。エアバッグ装置は、車両が急減速したときに、こ
れを検知してインフレータを着火させ、インフレータの
内部に収容されたガス発生剤を燃焼させて、これによっ
て生じたガスを袋体に瞬間的に送り込むことにより、袋
体を瞬時に膨脹させて乗員の頭部等を衝撃から守るクッ
ションとして機能させる。このエアバッグ装置の袋体と
インフレータは、通常、運転席側にあっては、ステアリ
ングの中央のパッド内に収容され、助手席側にあては、
ダッシュボード等に収容される。また、最近では、側面
からの衝突にも対応できるように、サイドエアバッグを
設けたものも知られており、この場合には、ドアの内張
り内等に収容される。
れる乗員保護装置として、エアバッグ装置が使用されて
いる。エアバッグ装置は、車両が急減速したときに、こ
れを検知してインフレータを着火させ、インフレータの
内部に収容されたガス発生剤を燃焼させて、これによっ
て生じたガスを袋体に瞬間的に送り込むことにより、袋
体を瞬時に膨脹させて乗員の頭部等を衝撃から守るクッ
ションとして機能させる。このエアバッグ装置の袋体と
インフレータは、通常、運転席側にあっては、ステアリ
ングの中央のパッド内に収容され、助手席側にあては、
ダッシュボード等に収容される。また、最近では、側面
からの衝突にも対応できるように、サイドエアバッグを
設けたものも知られており、この場合には、ドアの内張
り内等に収容される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のエアバック装置
は、乗員の姿勢に拘わらず、エアバッグを展開している
ので、インフレータと乗員の頭部とが極めて近い状態で
エアバッグが作動することがある。この場合、エアバッ
グ展開によって乗員の頭部に大きな衝撃を与えることに
なる。このような問題を生じさせないためには、乗員と
インフレータとの距離を正確に検知する必要がある。
は、乗員の姿勢に拘わらず、エアバッグを展開している
ので、インフレータと乗員の頭部とが極めて近い状態で
エアバッグが作動することがある。この場合、エアバッ
グ展開によって乗員の頭部に大きな衝撃を与えることに
なる。このような問題を生じさせないためには、乗員と
インフレータとの距離を正確に検知する必要がある。
【0004】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、乗員の姿勢を検知してエアバッグ展開時の作動抑
制を図ることができる乗員姿勢検出装置を提供すること
を目的とする。本発明は、温度、湿度等の外部環境の影
響を受け難い乗員姿勢検出装置を提供することを他の目
的とする。
ので、乗員の姿勢を検知してエアバッグ展開時の作動抑
制を図ることができる乗員姿勢検出装置を提供すること
を目的とする。本発明は、温度、湿度等の外部環境の影
響を受け難い乗員姿勢検出装置を提供することを他の目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る乗員姿勢検
出装置は、車両の衝突時に膨脹するエアバッグの収容部
の近傍に配置されて、人体との距離に応じて容量が変化
する少なくとも一対の電極と、これら電極間の容量変化
を検出して乗員の姿勢を検出する姿勢検出回路とを備
え、前記姿勢検出回路は、前記一対の電極に供給される
送信電流と前記一対の電極で受信される受信電流との差
に基づいて前記乗員の姿勢を検出するものであることを
特徴とする。
出装置は、車両の衝突時に膨脹するエアバッグの収容部
の近傍に配置されて、人体との距離に応じて容量が変化
する少なくとも一対の電極と、これら電極間の容量変化
を検出して乗員の姿勢を検出する姿勢検出回路とを備
え、前記姿勢検出回路は、前記一対の電極に供給される
送信電流と前記一対の電極で受信される受信電流との差
に基づいて前記乗員の姿勢を検出するものであることを
特徴とする。
【0006】本発明によれば、エアバッグの収容部の近
傍に少なくとも一対の電極が配置され、この電極と人体
との距離が容量値として検出されるので、乗員の姿勢を
正確に判定することができる。そして、頭部等がエアバ
ックに近いときにはインフレータの作動を抑制すること
により、エアバッグの展開による頭部への衝撃を防ぐこ
とができる。しかも、本発明によれば、一対の電極に供
給される送信電流と前記電極で受信される受信電流との
差によって乗員の姿勢を検出するようにしているので、
出力信号が、環境変化、例えば温度や湿度の変化による
電極間の容量変化には追従せず、環境変化に強い乗員姿
勢検出装置を提供することができる。
傍に少なくとも一対の電極が配置され、この電極と人体
との距離が容量値として検出されるので、乗員の姿勢を
正確に判定することができる。そして、頭部等がエアバ
ックに近いときにはインフレータの作動を抑制すること
により、エアバッグの展開による頭部への衝撃を防ぐこ
とができる。しかも、本発明によれば、一対の電極に供
給される送信電流と前記電極で受信される受信電流との
差によって乗員の姿勢を検出するようにしているので、
出力信号が、環境変化、例えば温度や湿度の変化による
電極間の容量変化には追従せず、環境変化に強い乗員姿
勢検出装置を提供することができる。
【0007】電極が配置される場所としては、例えば車
両のステアリングの中央部のエアバッグパッドの裏面、
ダッシュボード、ドアの内張り内等が考えられる。
両のステアリングの中央部のエアバッグパッドの裏面、
ダッシュボード、ドアの内張り内等が考えられる。
【0008】なお、本発明の姿勢制御装置を用いてエア
バッグの作動制御を行うエアバッグ作動制御装置を構成
する場合には、前述した姿勢制御装置を、エアバッグの
展開制御を行うエアバッグ制御回路と組み合わせればよ
い。エアバッグ制御回路は、姿勢検出回路で乗員の頭が
エアバッグに近いと検知された場合にはエアバッグの作
動を抑制するようにエアバッグの作動を制御するもので
あればよい。
バッグの作動制御を行うエアバッグ作動制御装置を構成
する場合には、前述した姿勢制御装置を、エアバッグの
展開制御を行うエアバッグ制御回路と組み合わせればよ
い。エアバッグ制御回路は、姿勢検出回路で乗員の頭が
エアバッグに近いと検知された場合にはエアバッグの作
動を抑制するようにエアバッグの作動を制御するもので
あればよい。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施の形態について説明する。図1は、この発明
に係る乗員姿勢検出装置の電極配置を説明するための図
である。自動車のステアリング1は、ホイール本体2
と、ステアリング1の中心部に設けられて図示しないエ
アバッグのインフレータ及び袋体が収容されるエアバッ
グパッド3と、両者を連結するハブ4とにより構成され
ている。この実施例では、エアバッグパッド3の裏面に
短冊状の一対の電極5a,5bが所定間隔を空けて配置
されている。
ましい実施の形態について説明する。図1は、この発明
に係る乗員姿勢検出装置の電極配置を説明するための図
である。自動車のステアリング1は、ホイール本体2
と、ステアリング1の中心部に設けられて図示しないエ
アバッグのインフレータ及び袋体が収容されるエアバッ
グパッド3と、両者を連結するハブ4とにより構成され
ている。この実施例では、エアバッグパッド3の裏面に
短冊状の一対の電極5a,5bが所定間隔を空けて配置
されている。
【0010】図2は、この電極5a,5bの本体部への
電気的な接続を取るための構造を示したものである。ス
テアリング1に取り付けられた電極5a,5b及びエア
バッグモジュール11と、自動車本体の図示しないコン
トローラや姿勢検出回路との間は、クロックスプリング
12によって電気的に接続される。これにより、ステア
リング1が回転中にも電極5a,5bと姿勢検出回路と
の接続が途切れない。
電気的な接続を取るための構造を示したものである。ス
テアリング1に取り付けられた電極5a,5b及びエア
バッグモジュール11と、自動車本体の図示しないコン
トローラや姿勢検出回路との間は、クロックスプリング
12によって電気的に接続される。これにより、ステア
リング1が回転中にも電極5a,5bと姿勢検出回路と
の接続が途切れない。
【0011】図3は、電極5a,5bが接続される姿勢
検出回路の一例を示す回路図である。この姿勢検出回路
では、特に、電極5a,5b付近の温度・湿度の変化な
どによって送受信電極5a,5b間の静電容量が変化し
たときに、電極5a,5b周辺に人体が近づいた時の静
電容量の変化を正しく検知することができないという問
題が発生しないようにしたものである。
検出回路の一例を示す回路図である。この姿勢検出回路
では、特に、電極5a,5b付近の温度・湿度の変化な
どによって送受信電極5a,5b間の静電容量が変化し
たときに、電極5a,5b周辺に人体が近づいた時の静
電容量の変化を正しく検知することができないという問
題が発生しないようにしたものである。
【0012】発振回路21は、送信電流Iの検出用の容
量C1を介して一方の電極5aに所定周波数の発振信号
を供給する。電極5aからの発振信号は、電極5bで受
信される。この受信信号は、基準容量C4と、オペアン
プ22と、オペアンプ22の直流飽和を防止する抵抗R
1,R2及び容量C6とからなる増幅回路23で増幅さ
れる。その増幅率は、電極5a,5b間容量C2と基準
容量C4との比で決まる。一方、容量C1を介した送信
電流Iは、容量C3を介して、基準容量C5と、オペア
ンプ24と、オペアンプ24の直流飽和を防止する抵抗
R3,R4及び容量C7とからなる増幅回路25で増幅
される。その増幅率は、電極5a,5b間容量C2と基
準容量C5との比で決まる。
量C1を介して一方の電極5aに所定周波数の発振信号
を供給する。電極5aからの発振信号は、電極5bで受
信される。この受信信号は、基準容量C4と、オペアン
プ22と、オペアンプ22の直流飽和を防止する抵抗R
1,R2及び容量C6とからなる増幅回路23で増幅さ
れる。その増幅率は、電極5a,5b間容量C2と基準
容量C4との比で決まる。一方、容量C1を介した送信
電流Iは、容量C3を介して、基準容量C5と、オペア
ンプ24と、オペアンプ24の直流飽和を防止する抵抗
R3,R4及び容量C7とからなる増幅回路25で増幅
される。その増幅率は、電極5a,5b間容量C2と基
準容量C5との比で決まる。
【0013】発振回路21の出力Vは、オペアンプ26
及びその各入力端にそれぞれ接続された抵抗R5,R
6、帰還経路に配置された可変抵抗VR及び出力側の抵
抗R8,R10からなる基準調整回路27に供給されて
いる。増幅回路25の出力電圧V02と基準調整回路27
の出力電圧V03とは、オペアンプ28、抵抗R7,R9
からなる差分検出回路29でその差分電圧V04が求めら
れる。一方、増幅回路23の出力電圧V01と、差分検出
回路29の出力電圧V04とは、差分検出回路30に供給
され、ここで両者の差分電圧V01−V04=V05が求めら
れる。
及びその各入力端にそれぞれ接続された抵抗R5,R
6、帰還経路に配置された可変抵抗VR及び出力側の抵
抗R8,R10からなる基準調整回路27に供給されて
いる。増幅回路25の出力電圧V02と基準調整回路27
の出力電圧V03とは、オペアンプ28、抵抗R7,R9
からなる差分検出回路29でその差分電圧V04が求めら
れる。一方、増幅回路23の出力電圧V01と、差分検出
回路29の出力電圧V04とは、差分検出回路30に供給
され、ここで両者の差分電圧V01−V04=V05が求めら
れる。
【0014】この構成によれば、図4(a)に示すよう
に、電極5a,5bの近傍に人体が存在しないときには
所定の容量値が観測される。しかし、同図(b)に示す
ように、電極5a,5bの近傍に人体41が存在する場
合には、シャンティング電流isが発生し、見かけ上電
極5a,5bの容量を、同図(a)の場合よりも低下さ
せる。この容量変化を図3の検出回路で検出する。
に、電極5a,5bの近傍に人体が存在しないときには
所定の容量値が観測される。しかし、同図(b)に示す
ように、電極5a,5bの近傍に人体41が存在する場
合には、シャンティング電流isが発生し、見かけ上電
極5a,5bの容量を、同図(a)の場合よりも低下さ
せる。この容量変化を図3の検出回路で検出する。
【0015】人体がステアリング1の中心部に近づいて
電極5a,5b間の容量C2が低下すると、出力電圧V
01も低下する。これを示したのが図5のグラフである。
このグラフは、電極と乗員との距離に対する検出回路の
出力電圧を示している。この図から明らかなように、乗
員と電極とが近い場合には、検出回路の出力電圧が大幅
に低下するので、これにより乗員の姿勢を検知すること
ができる。
電極5a,5b間の容量C2が低下すると、出力電圧V
01も低下する。これを示したのが図5のグラフである。
このグラフは、電極と乗員との距離に対する検出回路の
出力電圧を示している。この図から明らかなように、乗
員と電極とが近い場合には、検出回路の出力電圧が大幅
に低下するので、これにより乗員の姿勢を検知すること
ができる。
【0016】いま、図3の増幅回路23,25の入力部
の等価回路を図6に示す。この等価回路において、発振
回路21の出力電圧をV、出力角周波数をωとすると、
電流Iは、
の等価回路を図6に示す。この等価回路において、発振
回路21の出力電圧をV、出力角周波数をωとすると、
電流Iは、
【0017】
【数1】
【0018】となる。この電流Iによって容量C1間に
発生する電圧降下Vcは、
発生する電圧降下Vcは、
【0019】
【数2】
【0020】となる。よって、P点の電位VPは、
【0021】
【数3】
【0022】となる。従って、増幅回路23,24の出
力V01,V02は、
力V01,V02は、
【0023】
【数4】
【0024】となる。ここで、C3=C5,C1=C4
として、このV01,V02をC2の関数としてC2で微分
すると、
として、このV01,V02をC2の関数としてC2で微分
すると、
【0025】
【数5】
【0026】のようになる。ここで、C1がC2,C3
よりも十分大きいとすれば、
よりも十分大きいとすれば、
【0027】
【数6】
【0028】となる。よって、電極5a,5b間容量C
2が変化した場合には、V01,V02の電圧変化は、変化
量が同じで変化する方向が逆になる。
2が変化した場合には、V01,V02の電圧変化は、変化
量が同じで変化する方向が逆になる。
【0029】ここで、図3に示すように、差分検出回路
29で電圧VとVPの差分V04を計算すると、電極5
a,5b間容量C2が変化したときに、増幅回路23の
出力V01と差分検出回路29の出力V04とは、変化量と
変化する方向が等しい出力となる。従って、差分検出回
路30でV01とV04の差分V05を計算すると、電極5
a,5b間容量C2には影響されずに出力は一定とな
る。
29で電圧VとVPの差分V04を計算すると、電極5
a,5b間容量C2が変化したときに、増幅回路23の
出力V01と差分検出回路29の出力V04とは、変化量と
変化する方向が等しい出力となる。従って、差分検出回
路30でV01とV04の差分V05を計算すると、電極5
a,5b間容量C2には影響されずに出力は一定とな
る。
【0030】一方、電極5a,5bに人が近づいたとき
は、電極間から電流が洩れるために、出力電圧V01は、
小さくなり、同時に人と電極5a,5bとのキャパシタ
ンス効果により容量C1を流れる電流が増大し、電圧V
Pが下がるため、出力V04は大きくなる。従って、この
場合には、電圧V01とV04との差である出力V05は、検
出物体が近づくほど小さくなる。
は、電極間から電流が洩れるために、出力電圧V01は、
小さくなり、同時に人と電極5a,5bとのキャパシタ
ンス効果により容量C1を流れる電流が増大し、電圧V
Pが下がるため、出力V04は大きくなる。従って、この
場合には、電圧V01とV04との差である出力V05は、検
出物体が近づくほど小さくなる。
【0031】以上のことから、この実施例の装置によれ
ば、温度、湿度等の影響による電極間容量の変化に影響
されずに電極5a,5bと検出物体(人)との距離を正
確に検出することができる。
ば、温度、湿度等の影響による電極間容量の変化に影響
されずに電極5a,5bと検出物体(人)との距離を正
確に検出することができる。
【0032】図7は、電極に人体を近づけた時に受信電
流のみを観測した結果である。このグラフより明らかな
ように、通常の状態と電極の前に誘電体を置いた状態と
では、電極間容量C2の値が異なるため、正しく距離を
検出することができない。一方、図8は、本実施例のよ
うに送信電流と受信電流の両方を計測し、その差である
出力V05を観測した結果である。このグラフより、電極
間容量C2が異なる場合でも、検出物体と電極の距離に
対する回路出力電圧はほぼ同じであることが分かる。こ
のことから、この実施例の装置を用いて距離センサを構
成すれば、温度・湿度の変動による電極間容量の変化の
影響を受けずに距離を計測することができる。
流のみを観測した結果である。このグラフより明らかな
ように、通常の状態と電極の前に誘電体を置いた状態と
では、電極間容量C2の値が異なるため、正しく距離を
検出することができない。一方、図8は、本実施例のよ
うに送信電流と受信電流の両方を計測し、その差である
出力V05を観測した結果である。このグラフより、電極
間容量C2が異なる場合でも、検出物体と電極の距離に
対する回路出力電圧はほぼ同じであることが分かる。こ
のことから、この実施例の装置を用いて距離センサを構
成すれば、温度・湿度の変動による電極間容量の変化の
影響を受けずに距離を計測することができる。
【0033】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、エ
アバッグの収容部の近傍に少なくとも一対の電極が配置
され、この電極と人体との距離が容量値として検出され
るので、乗員の姿勢を正確に判定することができる。ま
た、姿勢検出回路では、電極への送信電流と受信電流と
の差を検出するようにしているので、環境変化に影響さ
れずに正しい姿勢検出が可能になる。
アバッグの収容部の近傍に少なくとも一対の電極が配置
され、この電極と人体との距離が容量値として検出され
るので、乗員の姿勢を正確に判定することができる。ま
た、姿勢検出回路では、電極への送信電流と受信電流と
の差を検出するようにしているので、環境変化に影響さ
れずに正しい姿勢検出が可能になる。
【図1】 この発明の一実施例に係る姿勢検出装置の電
極配置を説明するためのステアリングの平面図である。
極配置を説明するためのステアリングの平面図である。
【図2】 同電極が収納されるステアリングの構造を示
す分解斜視図である。
す分解斜視図である。
【図3】 同装置における姿勢検出回路の回路図であ
る。
る。
【図4】 同装置における姿勢検出の原理を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図5】 同装置における電極と乗員の距離と検出回路
の出力電圧との関係を示すグラフである。
の出力電圧との関係を示すグラフである。
【図6】 図3の入力部の等価回路図である。
【図7】 電極への受信電流のみを観測して得られたグ
ラフである。
ラフである。
【図8】 電極への送受信電流を観測して得られたグラ
フである。
フである。
1…ステアリング、3…エアバッグパッド、5a,5
b,6a,6b…電極。
b,6a,6b…電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 安男 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 大庭 清嗣 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 小金井 幸雄 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 ▲崎▼山 興治 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 照沼 一郎 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 井出 剛久 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Fターム(参考) 2F063 AA37 BA29 BA30 BD20 CA40 DA01 DA05 DD03 HA01 HA04 LA11 LA23 ZA01 3D054 AA02 AA03 AA07 AA13 AA14 AA17 EE11 EE14 EE20 EE28 EE29 EE31 FF20
Claims (3)
- 【請求項1】 車両の衝突時に膨脹するエアバッグの収
容部の近傍に配置されて、人体との距離に応じて容量が
変化する少なくとも一対の電極と、 これら電極間の容量変化を検出して乗員の姿勢を検出す
る姿勢検出回路とを備え、 前記姿勢検出回路は、前記一対の電極に供給される送信
電流と前記一対の電極で受信される受信電流との差に基
づいて前記乗員の姿勢を検出するものであることを特徴
とする乗員姿勢検出装置。 - 【請求項2】 前記姿勢検出回路は、 前記一対の電極に流れる受信電流を検出する第1の検出
回路と、 前記一対の電極に供給された送信電流を検出する第2の
検出回路と、 前記第1の検出回路の出力と前記第2の検出回路の出力
の差を求め、これを姿勢検出信号として出力する減算回
路とを備えたことを特徴とする請求項1記載の乗員姿勢
検出装置。 - 【請求項3】 前記一対の電極は、車両のステアリング
の中央部のエアバッグパッドの裏面に設けられているこ
とを特徴とする請求項1記載の乗員姿勢検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167769A JP2000355264A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 乗員姿勢検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11167769A JP2000355264A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 乗員姿勢検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000355264A true JP2000355264A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15855768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11167769A Pending JP2000355264A (ja) | 1999-06-15 | 1999-06-15 | 乗員姿勢検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000355264A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7350805B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-04-01 | Takata Corporation | Airbag device |
| US7393007B2 (en) | 2003-12-22 | 2008-07-01 | Takata Corporation | Airbag device |
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- 1999-06-15 JP JP11167769A patent/JP2000355264A/ja active Pending
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