DE102006002919A1

DE102006002919A1 - Kapazitiver Sensor und Insassenerfassungssystem

Info

Publication number: DE102006002919A1
Application number: DE102006002919A
Authority: DE
Inventors: Tsutomu Kariya Kamizono; Shingo Kariya Wanami; Shinji Nishio Ando
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2026-01-21
Also published as: US7575085B2; DE102006002919B4; US20060164254A1

Abstract

Eine Insassenerfassungselektrode (20, 330, 410a bis 410f) ist in einem Sitz eingebettet. Eine Elektrode (21, 345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist zwischen der Insassenerfassungselektrode (20, 330, 410a bis 410f) und einem Sitzrahmen (26, 326) des Sitzes in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Insassenerfassungselektrode (20, 330, 410a bis 410f) angeordnet. Eine dielektrische Grundschicht (22, 332) kann zwischen der Insassenerfassungselektrode (20, 330, 410a bis 410f) und der Elektrode (21, 345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet sein. Die Insassenerfassungselektrode (330, 410a bis 410f) kann eine Vielzahl von Elektrodenabschnitten (334a bis 334c, 350a bis 350c, 360a bis 360c, 375a bis 375c, 402a bis 402c, 338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) enthalten. Die Elektrodenabschnitte können Hochpotentialelektrodenabschnitte und Niederpotentialelektrodenabschnitte enthalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen kapazitiven Sensor, welcher in einem Fahrzeugsitz eingebettet ist, und betrifft ebenfalls ein Insassenerfassungssystem, welches einen Insassenzustand des Sitzes basierend auf einer Ausgabe des kapazitiven Sensors bestimmt.

Ein Typ eines Insassenerfassungssystems enthält einen kapazitiven Sensor und eine Insassenerfassungs-ECU (ECU = elektronische Steuereinheit). Der kapazitive Sensor erfaßt eine Störung in einem schwachen elektrischen Feld, welches durch eine Elektrode erzeugt wird, und gibt das erfaßte Ergebnis als einen entsprechenden elektrischen Strom oder eine elektrische Spannung aus (siehe z.B. die japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift Nr. H11-271463).

In einem Sitz-leer-Zustand, in welchem kein Insasse auf dem Sitz präsent ist, befindet sich Luft zwischen zwei Elektroden des kapazitiven Sensors. In einem weiteren Zustand, in welchem ein Kinderrückhaltesystem auf dem Sitz montiert ist, ist das Kinderrückhaltesystem zwischen den beiden Elektroden des kapazitiven Sensors angeordnet. In einem weiteren Zustand, in welchem ein Insasse auf dem Sitz präsent ist, ist der Körper des Insassen zwischen den beiden Elektroden des kapazitiven Sensors angeordnet.

Eine dielektrische Konstante der Luft liegt hier bei etwa Eins. Eine dielektrische Konstante des Kinderrückhaltesystems liegt bei etwa Zwei bis Fünf, obwohl diese in Abhängigkeit von einem Material des Kinderrückhaltesystems variieren kann. Eine dielektrische Konstante des menschlichen Körpers beträgt etwa Fünfzig. Wie oben dargestellt, unterscheidet sich die dielektrische Konstante der Luft, die dielektrische Konstante des Kinderrückhaltesystems und die dielektrische Konstante des menschlichen Körpers voneinander. Eine Kapazität zwischen den beiden Elektroden des kapazitiven Sensors variiert somit in Abhängigkeit von dem Typ des Objekts, welches zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist.

Basierend auf den Unterschieden der Kapazität führt die Insassenerfassungs-ECU die Insassenbestimmung durch. Die Insassenerfassungs-ECU bestimmt, ob der Sitz leer ist, ob das Kinderrückhaltesystem auf dem Sitz montiert ist, und/oder ob ein Erwachsener auf dem Sitz präsent ist. Eine Airbag-ECU bestimmt die Aktivierung/Deaktivierung des Einsatzes eines Airbags basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung der Insassenerfassungs-ECU. In dem Sitz-leer-Zustand oder in dem Zustand, in welchem das Kinderrückhaltesystem auf dem Sitz montiert ist, wird der Einsatz des Airbags deaktiviert. Andererseits wird in dem Zustand, in welchem eine Erwachsener auf dem Sitz präsent ist, der Einsatz des Airbags aktiviert.

Die Kapazität, welche mit dem kapazitiven Sensor in dem Zustand, in welchem der Insasse auf dem Sitz präsent ist, gemessen wird, enthält die Kapazität, welche auf das Setzen des Insassen auf den Sitz hin erzeugt wird, und die Kapazität, welche seit dem Leerzustand des Sitzes vorhanden war. Dieser Punkt wird mit Bezug auf 34 beschrieben. 34 ist ein Diagramm, welches einen Schaltungsaufbau eines zuvor vorgeschlagenen kapazitiven Sensors schematisch zeigt. In 34 ist "Cb" eine Kapazität zwischen einer Elektrode 120 und einer Fahrzeugmasse (oder einem Sitzrahmen, welcher an der Fahrzeugmasse geerdet ist) durch einen menschlichen Körper, und "Co" ist eine Kapazität (eine Sitz-leer-Kapazität), welche zwischen der Elektrode 120 und der Fahrzeugmasse seit dem Leerzustand des Sitzes vorhanden ist. Eine Stromerfassungsvorrichtung 131 (eine Stromerfassungsschaltung) mißt die Kapazität als eine Summe der Kapazität Cb und der Kapazität Co. Die Kapazität Co (die Sitz-leer-Kapazität) zwischen der Insassenerfassungselektrode 120 und der Fahrzeugmasse bildet ein relativ großes Verhältnis der gesamten Kapazität (der Summe der Kapazität Cb und der Kapazität Co), und Variationen der Sitz-leer-Kapazität Co verursachen direkt, daß Variationen der Gesamtkapazität das Genauigkeitsniveau der Insassenbestimmung verschlechtern. Die Anpassung der Variation der gemessenen Kapazität des kapazitiven Sensors in jedem Fahrzeug verursacht des weiteren eine starke Erhöhung der Arbeitsbelastung des Werkes.

Mit Bezug auf 35 ist im Falle des Insassenerfassungssystems, welches in der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift Nr. H11-271463 offenbart ist, des weiteren ein Insassensensor 514 auf einer oberen Oberfläche eines Sitzbodens 510 eines Fahrgastsitzes vorgesehen. Der Insassensensor 514 enthält eine erste Elektrode 512 und eine zweite Elektrode 513. Ein elektrisches Feld wird zwischen der ersten Elektrode 512 und der zweiten Elektrode 513 geschaffen. Wenn sich ein Insasse auf den Sitzboden 510 setzt, ändert sich eine Kapazität zwischen der ersten Elektrode 512 und der zweiten Elektrode 513, um eine Änderung des elektrischen Stroms zwischen der ersten Elektrode 512 und der zweiten Elektrode 513 zu verursachen. Durch Messen der Änderung des elektrischen Stroms wird die Präsenz des Insassen auf dem Sitzboden 510 erfaßt.

Es wird jedoch nur ein einzelner Satz von Elektroden 512, 513 vorgesehen. Es ist somit nicht möglich, verschiedene Sitzmuster des Insassen abzudecken. Wenn der Insasse z.B. von dem einzelnen Satz von Elektroden 512, 513 versetzt sitzt, kann die Präsenz des Insassen auf dem Sitzboden 510 nicht effektiv erfaßt werden.

Der kapazitive Sensor und das Insassenerfassungssystem der vorliegenden Erfindung sind in Anbetracht der obigen Nachteile vorgesehen. Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kapazitiven Sensor und ein Insassenerfassungssystem vorzusehen, welche ein Genauigkeitsniveau der Insassenbestimmung eines Sitzes verbessern können.

Um das obige Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, wird ein kapazitiver Sensor vorgesehen, welcher in einem Sitz eines Fahrzeugs angeordnet ist, und die Präsenz eines Insassen auf dem Sitz erfaßt. Der kapazitive Sensor enthält eine Insassenerfassungselektrode, eine Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, eine Stromerfassungsvorrichtung und eine Ansteuervorrichtung. Die Insassenerfassungselektrode ist in den Sitz eingebettet. Die Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes liegt der Insassenerfassungselektrode gegenüber und ist zwischen der Insassenerfassungselektrode und einem Sitzrahmen des Sitzes angeordnet, welcher mit einer Fahrzeugmasse elektrisch verbunden ist. Die Stromerfassungsvorrichtung mißt einen elektrischen Strom und ist in einer ersten Position und einer zweiten Position angeordnet. Die Insassenerfassungselektrode ist auf einer Seite der ersten Position angeordnet, und die Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist auf der anderen Seite der ersten Position angeordnet, so daß die erste Position zwischen der Insassenerfassungselektrode und der Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet sowie elektrisch verbunden ist. Die Fahrzeugmasse ist auf einer Seite der zweiten Position angeordnet, und die Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und die erste Position sind auf der anderen Seite der zweiten Position angeordnet, so daß die zweite Position zwischen der Fahrzeugmasse und der Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und der ersten Position angeordnet sowie elektrisch verbunden ist. Die Ansteuervorrichtung erzeugt eine Ansteuerspannung und ist auf der anderen der ersten und zweiten Positionen angeordnet.

Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen ist ferner ein kapazitiver Sensor vorgesehen, welcher in einem Sitz eines Fahrzeugs angeordnet ist und die Präsenz eines Insassen auf dem Sitz erfaßt. Der kapazitive Sensor enthält eine in dem Sitz eingebettete dielektrische Schicht, eine Insassenerfassungselektrode, eine Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, eine Ansteuervorrichtung und eine Stromerfassungsvorrichtung. Die Insassenerfassungselektrode enthält eine erste Gruppe von Elektrodenabschnitten und eine zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten, welche auf der ersten Seite der dielektrischen Schicht angeordnet sind. Die Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist auf einer zweiten Seite der dielektrischen Schicht in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Insassenerfassungselektrode angeordnet, so daß die Elektrode zum Verringern der Kapazität eine leeren Sitzes zwischen der Insassenerfassungselektrode und dem Sitzrahmen des Sitzes angeordnet ist. Einer der zumindest einer der Elektrodenabschnitte der ersten Gruppe und zumindest einer der Elektrodenabschnitte der zweiten Gruppe ist auf einer Seite der Ansteuervorrichtung angeordnet, und die Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes sowie der andere der zumindest einer der Elektrodenabschnitte der ersten Gruppe und der zumindest einer der Elektrodenabschnitte der zweiten Gruppe sind auf der anderen Seite der Ansteuervorrichtung angeordnet, so daß die Ansteuervorrichtung eine Spannung zwischen dem zumindest einem der Elektrodenabschnitte der ersten Gruppe und dem zumindest einen der Elektrodenabschnitte der zweiten Gruppe, sowie der Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und dem anderen des zumindest einen Elektrodenabschnitts der ersten Gruppe und dem zumindest einen Elektrodenabschnitt der zweiten Gruppe anlegt. Die Stromerfassungsvorrichtung mißt einen elektrischen Strom zwischen dem zumindest einen der Elektrodenabschnitte der ersten Gruppe und dem zumindest einen der Elektrodenabschnitte der zweiten Gruppe.

Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist ebenfalls ein kapazitiver Sensor vorgesehen, welcher in einem Sitz eines Fahrzeugs angeordnet ist und die Präsenz eines Insassen auf dem Sitz erfaßt. Der kapazitive Sensor enthält eine in dem Sitz eingebettete dielektrische Schicht, eine Insassenerfassungselektrode, eine Hilfselektrode, eine Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, eine Ansteuervorrichtung und eine Stromerfassungsvorrichtung. Die Insassenerfassungselektrode enthält eine erste Gruppe von Elektrodenabschnitten und eine zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten, welche auf einer ersten Seite der dielektrischen Schicht angeordnet sind. Die Elektrodenabschnitte der ersten Gruppe und die Elektrodenabschnitte der zweiten Gruppe sind wechselweise angeordnet. Die Hilfselektrode erstreckt sich zwischen jedem der Elektrodenabschnitte der ersten Gruppe und einem benachbarten der Elektrodenabschnitte der zweiten Gruppe, ohne die Elektrodenabschnitte der ersten Gruppe und die Elektrodenabschnitte der zweiten Gruppe auf der ersten Seite der dielektrischen Schicht elektrisch zu kontaktieren. Die Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist auf einer zweiten Seite der dielektrischen Schicht in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Insassenerfassungselektrode und der Hilfselektrode angeordnet, so daß die Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes zwischen der Insassenerfassungselektrode und dem Sitzrahmen des Sitzes angeordnet ist. Die Ansteuervorrichtung legt eine Spannung zwischen die Insassenerfassungselektrode und die Hilfse lektrode an. Die Stromerfassungsvorrichtung mißt den elektrischen Strom zwischen der Insassenerfassungselektrode und der Hilfselektrode.

Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist ebenfalls ein Insassenerfassungssystem vorgesehen, welches einen der obigen kapazitiven Sensoren und eine Insassenerfassungs-ECU enthält, welche einen Insassenzustand des Sitzes basierend auf einer Ausgabe des kapazitiven Sensors bestimmt.

Die Erfindung ist zusammen mit zusätzlichen Zielen, Merkmalen und Vorteilen anhand der nachfolgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigt:
1 ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau eines Insassenerfassungssystems zeigt, welches einen kapazitiven Sensor entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
2 ein Diagramm, welches einen vorderen Fahrgastsitz zeigt, um eine Einbauposition einer Elektrodeneinheit des kapazitiven Sensors anzugeben;
3 eine schematische Draufsicht der Elektrodeneinheit;
4 eine Querschnittsansicht entlang der IV-IV-Linie in 3;
5 ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau eines Insassenerfassungssystems zeigt, welches einen kapazitiven Sensor entsprechend einer zweiten Ausführungsform aufweist;
6 ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau eines Insassenerfassungssystems zeigt, welches einen kapazitiven Sensor entsprechend einer dritten Ausführungsform aufweist;
7 ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau eines Insassenerfassungssystems zeigt, welches einen kapazitiven Sensor entsprechend einer vierten Ausführungsform aufweist, welche eine Modifikation der ersten Ausführungsform ist;
8 ein Diagramm, welches eine Modifikation des in 7 gezeigten kapazitiven Sensors zeigt;
9 ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau des Insassenerfassungssystems zeigt, welches einen kapazitiven Sensor entsprechend einer fünften Ausführungsform aufweist;
10 eine Querschnittsansicht einer Elektrodeneinheit entsprechend einer sechsten Ausführungsform;
11 eine Querschnittsansicht einer Elektrodeneinheit entsprechend einer siebten Ausführungsform;
12 ein Diagramm, welches eine Gesamtstruktur eines Insassenerfassungssystems zeigt, welches einen kapazitiven Sensor entsprechend der siebten Ausführungsform aufweist;
13 eine Querschnittsansicht einer Elektrodeneinheit entsprechend einer achten Ausführungsform;
14 eine Graphik, welche ein Ergebnis eines ersten Experiments zeigt;
15 eine Graphik, welche ein Ergebnis eines zweiten Experiments zeigt;
16 ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau eines Insassenerfassungssystems, welches einen kapazitiven Sensor aufweist, in einer Insassenzustandserfassungs-Betriebsart entsprechend einer neunten Ausführungsform zeigt;
17 ein Diagramm ähnlich dem der 16, welches eine Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart entsprechend der neunten Ausführungsform zeigt;
18 ein partielles Diagramm, welches einen Schaltungsaufbau einer Leitungsauswahlschaltvorrichtung des kapazitiven Sensors entsprechend der neunten Ausführungsform zeigt;
19 ein Diagramm ähnlich dem der 16, welches eine Modifikation des kapazitiven Sensors der neunten Ausführungsform zeigt;
20 ist ein Diagramm ähnlich dem der 19, welches eine Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart der Modifikation zeigt;
21 ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau eines Insassenerfassungssystems zeigt, welches einen kapazitiven Sensor entsprechend einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
22 eine Draufsicht des Sensors, welcher Hochpotentialelektrodenabschnitte, Niederpotentialelektrodenabschnitte und eine Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes aufweist;
23 eine Querschnittsansicht entlang der XXIII-XXIII-Linie in 22;
24 eine Draufsicht, welche eine erste Modifikation der zehnten Ausführungsform zeigt;
25A und 25B Graphiken, welche zum Beschreiben einer beispielhaften Verwendung der ersten Modifikation verwendet werden;
26A und 26B Graphiken, welche zum Beschreiben einer weiteren beispielhaften Verwendung der ersten Modifikation verwendet werden;
27 eine Draufsicht, welche eine zweite Modifikation der zehnten Ausführungsform zeigt;
28 eine Querschnittsansicht entlang der XXVIII-XXVIII-Linie in 27;
29 eine Draufsicht, welche eine dritte Modifikation der zehnten Ausführungsform zeigt;
30A eine Querschnittsansicht entlang der XXXA-XXXA-Linie in 29;
30B eine Querschnittsansicht, welche eine Modifikation der 30A zeigt;
31 eine Draufsicht, welche einen kapazitiven Sensor entsprechend einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
32 eine schematische Ansicht, welche ein Insassenerfassungssystem zeigt, welches einen kapazitiven Sensor entsprechend einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist;
33 eine Draufsicht des Sensors der zwölften Ausführungsform;
34 ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau eines zuvor vorgeschlagenen Insassenerfassungssystems zeigt, welches eine kapazitiven Sensor aufweist; und
35 ein Diagramm, welches ein Insassenerfassungssystem entsprechend dem Stand der Technik zeigt.
(Erste Ausführungsform)
1 ist ein Diagramm, welches einen Gesamtaufbau eines Insassenerfassungssystems, das einen kapazitiven Sensor 10 aufweist, entsprechend seiner ersten Ausführungsform zeigt. 2 ist ein Diagramm, welches einen vorderen Fahrgastsitz 9 zeigt, um eine Einbauposition einer Elektrodeneinheit 1, welche als eine Erfassungsvorrichtung des kapazitiven Sensors 10 dient, anzuzeigen.
Wie in 1 gezeigt, enthält der kapazitive Sensor 10 der vorliegenden Ausführungsform eine Insassenerfassungselektrode 20, eine Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, eine Stromerfassungsvorrichtung 31 (eine Stromerfassungsschaltung) und eine Ansteuervorrichtung 32 (eine Ansteuerschaltung). Die Insassenerfassungselektrode 20 ist zumindest entweder in einen Sitzboden 12 oder eine Sitz lehne 17 des vorderen Fahrgastsitzes 9 eingebettet, welcher als ein Fahrzeugsitz der vorliegenden Erfindung dient. In dieser speziellen Ausführungsform ist die Insassenerfassungselektrode 20, wie in 1 gezeigt, in den Sitzboden 12 eingebettet. Die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes liegt der Insassenerfassungselektrode 20 gegenüber und ist zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und einem Sitzrahmen 26 angeordnet, welcher mit einem Fahrzeugkörper, d.h. einer Fahrzeugmasse 42, die als eine Erdungselektrode dient, elektrisch verbunden ist. Die Stromerfassungsvorrichtung 31 erfaßt einen elektrischen Strom und ist zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes an einer dargestellten Position (einer ersten Position der vorliegenden Erfindung) elektrisch verbunden. Die Ansteuervorrichtung 32 ist zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und der Stromerfassungsvorrichtung 31 an einer dargestellten Position (einer zweiten Position der vorliegenden Erfindung) elektrisch verbunden. Eine stromführende Leitung 27 (eine erste stromführende Leitung) erstreckt sich insbesondere von der Insassenerfassungselektrode 20 zu einem Kreuzungspunkt 30, und die Stromerfassungsvorrichtung 31 ist zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und dem Kreuzungspunkt 30 der stromführenden Leitung 27 angeordnet. Eine stromführende Leitung 28 (eine zweite stromführende Leitung) erstreckt sich von der Fahrzeugmasse 42 zu dem Kreuzungspunkt 30, und die Ansteuervorrichtung 32 ist zwischen der Fahrzeugmasse 42 und dem Kreuzungspunkt 30 angeordnet. Eine stromführende Leitung 29 (eine dritte stromführende Leitung) erstreckt sich des weiteren von der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes zu dem Kreuzungspunkt 20. Der auf Kapazität basierende Sensor 10 und eine Insassenerfassungs-ECU 3 (ECU = elektronische Steuereinheit) bilden das Insassenerfassungssystem der vorliegenden Erfindung.
Der Fahrgastsitz 9, in welchem der auf Kapazität basierende Sensor 10 verbaut ist, weist hier, wie in 2 gezeigt, einen Sitzrahmen 26, bestehend aus Metall, Polsterglieder 91 und äußere Abdeckungsglieder 90 (äußere Abdeckungstücher oder äußere Abdeckungshäute) auf. Der Metallsitzrahmen 26 enthält einen Sitzbodenabschnitt und einen Sitzlehnenabschnitt. Der Sitzbodenabschnitt des Sitzrahmens 26 ist an dem Fahr zeugkörper befestigt, und der Sitzlinienabschnitt des Sitzrahmens 26 ist an einem hinteren Ende des Sitzbodenabschnitts schwenkbar gelagert, um eine Schwenkbewegung des Sitzlehnenabschnitts in einer Längsrichtung des Fahrzeugs zu ermöglichen. Die Polsterglieder 91 sind an dem Sitzbodenabschnitt bzw. dem Sitzlehnenabschnitt des Sitzrahmens 26 vorgesehen und bestehen z.B. aus Schaumharz. Jedes Abdeckungsglied 90 deckt das entsprechende Polsterglied 91 ab. Der Sitzrahmen 26 bildet eine Skelettstruktur des vorderen Fahrgastsitzes 9 aus. Die Elektrodeneinheit 1 ist in einem plattenförmigen Körper ausgebildet, welcher die Insassenerfassungselektrode 20 und die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes enthält. Die Elektrodeneinheit 1 ist zwischen dem äußeren Abdeckungsglied 90 und dem Polsterglied 91 des Sitzbodens des Fahrgastsitzes 9 angeordnet.
Die Insassenerfassungs-ECU 3 ist auf einem Fahrzeugboden angeordnet und ist zwischen der Elektrodeneinheit 1 durch eine abgeschirmte Leitung 24 (bzw. abgeschirmte Leitungen) verbunden. Die Insassenerfassungs-ECU 3 enthält die Stromerfassungsvorrichtung 31, die Ansteuervorrichtung 32, eine nicht dargestellte CPU (CPU = zentrale Recheneinheit) sowie eine nicht dargestellte Kommunikationsschnittstelle. Die Stromerfassungsvorrichtung 31 bildet einen Abschnitt des kapazitiven Sensors 10. Die CPU enthält einen Analog-Digital-Wandler. Die CPU bestimmt, basierend auf einem Wert, welcher durch die Analog/Digital-Umwandlung einer gemessenen Kapazität, welche durch den kapazitiven Sensor 10 gemessen und durch diesen ausgegeben wird, ob der Fahrgastsitz 9 leer ist, ob ein Kinderrückhaltesystem auf dem Fahrgastsitz 9 moniert ist, und/oder ob ein Erwachsener auf dem Fahrgastsitz 9 sitzt. Die CPU gibt anschließend ein Ergebnis der Insassenbestimmung an eine nicht dargestellte Airbag-ECU durch die Kommunikationsschnittstelle aus. Die Airbag-ECU bestimmt anschließend, ob ein Einsatz eines Airbags basierend auf dem Ergebnis der Insassenbestimmung, welche von der Insassenerfassungs-ECU 3 empfangen wurde, aktiviert oder deaktiviert werden muß.
3 ist eine schematische Draufsicht der Elektrodeneinheit 1, und 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der IV-IV-Linie der 3. Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist die Elektrodeneinheit 1 als ein Einheitsglied ausgebildet, welches den plattenförmi gen Körper aufweist und die Insassenerfassungselektrode 20, die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, eine Grundschicht 22 (ein Schichtglied), einen abgeschirmten Leitungsverbinder 23, die abgeschirmte Leitung 24 und einen externen Verbinder 25 enthält.
In 4 ist die vertikale Größe der Grundschicht 22, der Insassenerfassungelektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes nicht maßstabsgetreu und ist zum Zwecke eines besseren Verständnisses übertrieben dargestellt. Des weiteren sind in 4 ein Silberelektrodenelement der Insassenerfassungselektrode 20, ein Silberelektrodenelement der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und die Grundschicht 22 in einer vereinfachten Weise gezeigt.
Die Grundschicht 22 ist ein dielektrisches Grundglied (eine dielektrische Folie, eine dielektrische Platte oder eine dielektrische Schicht), welches eine obere Oberfläche aufweist (eine erste Oberfläche, welche auf einer ersten Seite oder oberen Seite der Grundschicht 22 angeordnet ist), die mit der Insassenerfassungselektrode 20 versehen ist, sowie eine untere, sowie Bodenoberfläche (eine zweite Oberfläche, welche der ersten Oberfläche gegenüberliegt und auf einer zweiten Seite oder unteren Seite der Grundschicht 22 angeordnet ist), die mit der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes versehen ist, aufweist. Die Grundschicht 22 ist in einem rechteckigen plattenförmigen Körper ausgebildet und besteht z.B. aus einem dielektrischen Harz (wie z.B. Polyäthylen Terephthalat PET). Eine Feuchtigkeitserfassungselektrode 202 ist um die Insassenerfassungselektrode 20 herum auf der oberen Oberfläche der Grundschicht 22 vorgesehen, um die Anwendung von Wasser auf den Sitz zu erfassen. In der vorliegenden Beschreibung wird von einer ausführlichen Beschreibung der Feuchtigkeitserfassungselektrode 202 abgesehen.
Die Insassenerfassungselektrode 20 enthält ein Kohleelektrodenelement 200 und das Silberelektrodenelement 201. Die Insassenerfassungselektrode 20 ist auf der oberen Oberfläche der Grundschicht 22 in solch einer Weise ausgebildet, daß die Insassenerfassungselektrode im allgemeinen an dem Mittelpunkt der Grundschicht 22 angeordnet ist. Das Kohleelektrodenelement 200 ist in einer Rechtecksform geformt. Das Silberelektrodenelement 201 ist in einer Rechtecksrahmenform geformt. Und das Silberelektrodenelement 201 ist von einer äußeren peripheren Kante des Kohleelektrodenelements 200 aus geringfügig innerhalb positioniert.
Die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes enthält ein Kohleelektrodenelement 210 und das Silberelektrodenelement 211. Die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist auf der Bodenoberfläche der Grundschicht 22 in solch einer Weise ausgebildet, daß die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes der Insassenerfassungselektrode 20 gegenüberliegt. Die Insassenerfassungselektrode 20 und die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes sind somit durch die Grundschicht 22 voneinander elektrisch isoliert. Das Kohleelektrodenelement 210 ist in einer Rechtecksform geformt. Das Silberelektrodenelement 211 ist in einer Rechtecksrahmenform ausgebildet. Das Silberelektrodenelement 211 ist von einer äußeren peripheren Kante des Kohleelektrodenelements 210 aus geringfügig innerhalb positioniert.
Der abgeschirmte Leitungsverbinder 23 und der externe Verbinder 25 sind an einer Rückseite des Fahrgastsitzes 9 angeordnet. Die Insassenerfassungselektrode 20 und die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes sind mit dem abgeschirmten Leitungsverbinder 23 durch ein Kommunikationsloch (nicht gezeigt), welches durch das Polsterglied 91 des Fahrgastsitzes 9 vordringt, verbunden. Die abgeschirmte Leitung 24 bildet eine Verbindung zwischen dem abgeschirmten Leitungsverbinder 23 und dem externen Verbinder 25. Der externe Verbinder 25 ist mit der Insassenerfassungs-ECU 3 verbunden.
Im Anschluß wird der Betrieb jedes Teils des Insassenerfassungssystems, welches den kapazitiven Sensor 10 aufweist, zum Zeitpunkt des Messens der Kapazität mit Bezug auf 1 beschrieben. In dem Zustand, in welchem der Insasse auf dem Fahrgastsitz 9 sitzt, befindet sich der Körper des Insassen auf dem äußeren Abdeckungsglied 90. Der menschliche Körper ist somit auf dem Weg zwischen der Insassenerfassungselek trode 20 und dem Sitzrahmen 26 präsent. Wenn die Ansteuervorrichtung 32 eine hochfrequente Ansteuerausgabe mit geringer Spannung (Ansteuerspannung) erzeugt, wird die Insassenerfassungselektrode 20 angesteuert, ein relativ niedriges elektrisches Potential (nachstehend einfach als ein niedriges elektrisches Potential bezeichnet) aufzuweisen. Auf diese Weise wird die Kapazität Cb zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Fahrzeugmasse 42 (des Sitzrahmens 26), welche ein relativ hohes elektrisches Potential (nachstehend einfach als ein hohes elektrisches Potential bezeichnet) aufweist, durch den menschlichen Körper erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird der elektrische Strom, welcher zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Insassenerfassungselektrode 20 fließt, durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen. Des weiteren wird die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angesteuert, das gleiche elektrische Potential (das niedrige elektrische Potential) wie das der Insassenerfassungselektrode 20 aufzuweisen. Auf diese Weise wird zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes keine Kapazität erzeugt und die Kapazität Co wird zwischen der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und der Fahrzeugmasse 42 erzeugt. D.h. die Kapazität Cb, welche in dem Zustand, in welchem der Insasse auf dem Fahrgastsitz sitzt, erzeugt wird, wird durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 effektiv gemessen. Die Kapazität Co, welche seit dem Leerzustand des Fahrgastsitzes vorhanden ist, wird jedoch nicht durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen.
Deshalb ist es entsprechend der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Variationen (welche z.B. durch Unterschiede der Größe und/oder des Materials des Fahrzeugsitzes verursacht werden) der gemessenen Kapazität, welche in dem Leerzustand des Fahrgastsitzes gemessen wird, zu verringern. Die CPU der Insassenerfassungs-ECU 3 kann deshalb basierend auf der gemessenen Kapazität des kapazitiven Sensors 10 die Insassenbestimmung mit einer höheren Präzision durchführen. Wenn die Insassenerfassungssysteme der vorliegenden Ausführungsform des weiteren in unterschiedlichen Typen von Fahrzeugen verbaut werden, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Arbeiten, wie z.B. eine Anpassung der gemessenen Kapazität (die gemessene Kapa zität des leeren Sitzes) des kapazitiven Sensors 10 in dem Leerzustand des Fahrgastsitzes durchzuführen.
Des weiteren ist der Abschnitt der stromführenden Leitung 27, welcher zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Stromerfassungsvorrichtung 31 eine Verbindung bildet, durch die abgeschirmte Leitung 24 ausgebildet, und der Abschnitt der stromführenden Leitung 28, welche zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Ansteuervorrichtung 32 eine elektrische Verbindung bildet, durch die abgeschirmte Leitung 24 ausgebildet. Es ist somit möglich, die Rauscheinflüsse zu verringern.
Die Insassenerfassungselektrode ist ebenfalls auf der einen Oberfläche (der oberen Oberfläche) der Grundschicht 22, welche der dielektrische Körper ist, angeordnet und die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist auf der anderen Oberfläche (der unteren Oberfläche) der Grundschicht 22 angeordnet, so daß die Plattenformanordnung hergestellt ist. Auf diese Weise ist es leicht, den Aufbau auszubilden, in welchem die Insassenerfassungselektrode 20 und die Elektrode 21 zum Überbringen der Kapazität eines leeren Sitzes einander durch den dielektrischen Körper gegenüberliegen. Es ist ebenfalls leicht, die Insassenerfassungselektrode 20 und die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes in den Fahrzeugsitz einzubauen.
(Zweite Ausführungsform)
Wie in 5 gezeigt, ist eine zweite Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuervorrichtung 32 zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes an der dargestellten Position (die erste Position der vorliegenden Erfindung) eine elektrische Verbindung bildet, und daß die Stromerfassungsvorrichtung 31 zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes sowie der Ansteuervorrichtung 32 an der dargestellten Position (der zweiten Position der vorliegenden Erfindung) elektrisch verbunden ist.
Im folgenden wird der Betrieb des Teils des kapazitiven Sensors 10 zum Zeitpunkt des Messens der Kapazität mit Bezug auf 5 beschrieben. Wenn die Ansteuervorrichtung 32, welche zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes verbunden ist, die hochfrequente Niederspannungsansteuerausgabe erzeugt, wird die Insassenerfassungselektrode 20 angesteuert, ein hohes elektrisches Potential aufzuweisen. Auf diese Weise wird die Kapazität Cb zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und er Fahrzeugmasse 42 (dem Sitzrahmen 26), welche ein niedriges elektrisches Potential aufweist, durch den menschlichen Körper erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird der elektrische Strom, welche zwischen der Insassenerfassungselektrode und der Fahrzeugmasse 42 durch die Ansteuervorrichtung 32 fließt, durch die Stromerfassungsvorrichtung 32 gemessen. Die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes weist das gleiche elektrische Potential (das elektrische Niederpotential) wie das der Fahrzeugmasse 42 auf. Somit wird zwischen der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und der Fahrzeugmasse 42 keine Kapazität erzeugt. Des weiteren wird die Kapazität Co zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes erzeugt. Der elektrische Strom, welcher aufgrund der Kapazität Co erzeugt wird, fließt jedoch nicht durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 und wird deshalb von der Stromerfassungsvorrichtung 31 nicht erfaßt. Das heißt, die Kapazität, welche durch den menschlichen Körper, in dem Zustand, in welchem der Insasse auf dem Fahrzeugsitz sitzt, erzeugt wird, wird tatsächlich bzw. wirksam durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen. Die Kapazität (die Kapazität des leeren Sitzes), welche seit dem Leerzustand des Fahrgastsitzes vorhanden ist, wird jedoch nicht durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen.
Es ist somit ähnlich wie in der ersten Ausführungsform, entsprechend der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Variationen (verursacht durch z.B. Unterschiede der Größe und/oder dem Material des Fahrzeugsitzes) der gemessenen Kapazität, welche in dem Leerzustand des Fahrgastbesitzers gemessen wird, zu verringern.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der ersten und zweiten Ausführungsform wie folgt modifiziert ist. Das heißt, wie in 6 gezeigt, weist die Stromerfassungsvorrichtung 31 einen Operationsversärker 31a auf, welcher das gleiche elektrische Potential, sowie die elektrische Isolierung zwischen den entsprechenden beiden Elektroden, zwischen welchen die Stromerfassungsvorrichtung 31 verbunden bzw. angeordnet ist, beibehält. Auf diese Weise können die Elektroden 20, 21 in dem Aufbau (der ersten Ausführungsform), in welchem die Stromerfassungsvorrichtung 31 zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes verbunden ist, in den Zustand versetzt werden (den virtuellen Kurzschlußzustand), in welchem tatsächlich das gleiche elektrische Potential, sowie die elektrische Isolierung durch den Operationsverstärker 31a zwischen den Elektroden 20, 21 vorgesehen wird. In diesem Zustand wird ein durch einen Widerstand R verursachter Spannungsabfall V durch einen Voltmesser gemessen. Der elektrische Strom i, welcher durch den menschlichen Körper (das Messsubjekt), kann basierend auf der Beziehung V = i × R mit hoher Präzision mit einem einfachen Aufbau erfaßt werden. In dem Fall der zweiten Ausführungsform sind die entsprechenden beiden Elektroden, zwischen welchen die Stromerfassungsvorrichtung 31 angeordnet ist, die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und die Fahrzeugmasse 42, so daß das gleiche elektrische Potential sowie die elektrische Isolierung tatsächlich zwischen der Elektrode 21 und der Fahrzeugmasse 42 durch den Operationsverstärker 31a vorgesehen werden.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der ersten oder zweiten Ausführungsform wie folgt modifiziert ist. Das heißt, zumindest ein Abschnitt der stromführenden Leitung (der ersten stromführenden Leitung), welche zwischen der Insassenerfassungselektrode und entsprechend entweder der Stromerfassungsvorrichtung oder der Ansteuervorrichtung eine elektrische Verbindung bildet, ist durch die abgeschirmte Leitung ausgebildet, und zumindest ein Abschnitt der stromführenden Leitung (der zweiten stromführenden Leitung), welche zwischen der Fahrzeugmasse und der anderen Stromerfassungsvorrichtung oder der Ansteuervorrichtung eine elektrische Verbindung bildet, ist durch die abgeschirmte Leitung ausgebildet. Ein abgeschirmter Abschnitt (eine Abschirmung, welche die stromführende Leitung umgibt) der abgeschirmten Leitung ist hier derart ausgebildet, daß diese das gleiche elektrische Potential wie das der Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes aufweist. Zum Ausbilden der Abschnitte der ersten und zweiten stromführenden Leitung wird hier die gleiche einfach abgeschirmte Leitung verwendet. Alternativ können zum Ausbilden der Abschnitte der ersten und zweiten stromführenden Leitung jeweils zwei getrennte abgeschirmte Leitungen vorgesehen werden, und die Abschirmungsabschnitte dieser getrennten abgeschirmten Leitungen können mit der Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes elektrisch verbunden sein.
Im Falle der ersten Ausführungsform, wie in 7 gezeigt, kann der Abschnitt der stromführenden Leitung (der ersten stromführenden Leitung) 27, welche zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Stromerfassungsvorrichtung 31 eine elektrische Verbindung bildet, insbesondere durch die abgeschirmte Leitung 24 ausgebildet werden, und der Abschnitt der stromführenden Leitung (der zweiten stromführenden Leitung) 28, welcher zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Ansteuervorrichtung 32 eine elektrische Verbindung bildet, kann durch die abgeschirmte Leitung 24 ausgebildet werden. Der Abschirmungsabschnitt der abgeschirmten Leitung 24 ist mit der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes verbunden, um das gleiche elektrische Potential wie die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes aufzuweisen. Im Falle der zweiten Ausführungsform, wie in 8 gezeigt, kann der Abschnitt der stromführenden Leitung 27 (der ersten stromführenden Leitung), welche zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Ansteuervorrichtung 32 eine elektrische Verbindung bildet, durch die abgeschirmte Leitung 24 ausgebildet sein, und der Abschnitt der stromführenden Leitung 28 (der zweiten stromführenden Leitung), welche zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Stromerfassungsvorrichtung 31 eine elektrische Verbindung bildet, durch die abgeschirmte Leitung 24 ausgebildet sein. Der Abschirmungsabschnitt der abgeschirmten Leitung 24 ist mit der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes verbunden, um das gleiche elektrische Potential wie das der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes aufzuweisen. Bei dem obigen Aufbau, ist zumindest der Abschnitt der jeweiligen stromführenden Leitungen 27, 28 durch die abgeschirmte Leitung 24 ausgebildet, so daß die Einflüsse des Rauschens verringert werden können. Der Abschirmungsabschnitt der abgeschirmten Leitung 24 ist des weiteren derart ausgebildet, so daß dieser das gleiche elektrische Potential wie das der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes aufweist. Eine Kapazität Co' zwischen den jeweiligen stromführenden Leitungen 27, 28 und dem Abschirmungsabschnitt der abgeschirmten Leitung 24 wird somit verringert. Es ist deshalb möglich, die Variationen der gemessenen Kapazität eines leeren Sitzes weiter zu verringern.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der vierten Ausführungsform wie folgt modifiziert ist. Das heißt, wie in 9 gezeigt, ist die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes mit der Stromerfassungsvorrichtung 31 und der Ansteuervorrichtung 32 durch den Abschirmungsabschnitt der abgeschirmten Leitung 24 elektrisch verbunden. Im Rahmen des Aufbaus der vorliegenden Ausführungsform ist es nicht erforderlich, die getrennte stromführende Leitung vorzusehen, welche die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes mit der Stromerfassungsvorrichtung 31 und der Ansteuervorrichtung 32 verbindet. Der Aufbau wird somit vereinfacht und die Kosten können verringert werden.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufau der ersten oder zweiten Ausführungsform wie folgt modifiziert ist. Das heißt, wie in 10 gezeigt, ist eine Außenoberfläche der Insassenerfassungselektrode 20 mit einer Harzschicht 221 (dielektrisches Material) beschichtet, und eine Außenoberfläche der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist mit der Harzschicht 221 (das dielektrische Material) beschichtet. In dem obigen Aufbau werden die Harzschich ten 221 durch das dielektrische Klebemittel 223 zu der Grundschicht 22 gebunden. Auf diese Weise wird die Oberfläche der Insassenerfassungselektrode 20 und die Oberfläche der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes mit dem dielektrischen Material beschichtet. Bei dieser Anordnung ist es möglich, wenn Wasser auf den Fahrgastsitz 9 (den Fahrzeugsitz) angewendet und von diesem aufgesaugt wird, den Kontakt des Wassers mit den Elektroden 20, 21 zu begrenzen und dadurch den Schaden der Elektroden 20, 21 zu begrenzen.
(Siebte Ausführungsform)
Eine siebte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der sechsten Ausführungsform wie folgt modifiziert ist. Das heißt, wie in 11 gezeigt, ist ein Oberflächenbereich der Insassenerfassungselektrode 20 größer als ein Oberflächenbereich der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ausgebildet. 12 ist ein Diagramm, welches den Gesamtaufbau des Insassenerfassungssystems, welches den kapazitiven Sensor 10 aufweist, entsprechend der vorliegenden Ausführungsform schematisch zeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, einen Unterschied zwischen der gemessenen Kapazität, welche in dem Leerzustand des Fahrgastsitzes gemessen wird, und der gemessenen Kapazität, welche in dem Besetztzustand des Fahrgastsitzes gemessen wird, zu erhöhen, indem der Oberflächenbereich der Insassenerfassungselektrode 20 größer als der Oberflächenbereich der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ausgebildet wird. Es ist somit möglich, einen Grad der Genauigkeit der Insassenerfassung zu erhöhen. Durch Erhöhen des Grads der Genauigkeit der Insassenerfassung, ist es des weiteren möglich zwischen dem Leerzustand des Fahrgastsitzes und dem Zustand des Fahrgastsitzes, in welchem das Kinderrückhaltesystem montiert ist, zu unterscheiden.
(Achte Ausführungsform)
Eine achte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der sechsten Ausführungsform wie folgt modifiziert ist. Das heißt, wie in 13 gezeigt, ist die Oberfächenfläche der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes größer als der Oberflächenbereich der Insassenerfassungselektrode 20 ausgebildet. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Kapazität Co zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und dem Sitzrahmen 26 zu verringern, indem der Oberflächenbereich der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes größer als der Oberflächenbereich der Insassenerfassungselektrode 20 ausgebildet wird. Es ist deshalb möglich, die Variationen in der gemessenen Kapazität eines leeren Sitzes weiter zu verringern.
Der kapazitive Sensor und das Insassenerfassungssystem der vorliegenden Ausführungsform wurden in Anbetracht der verschiedenen Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt. Die obigen Ausführungsformen können in verschiedenen Arten in Anbetracht des Wissens eines Fachmanns modifiziert werden, ohne von dem Umfang und gedanklichem Kern der Erfindung abzuweichen.
Der Aufbau der ersten oder zweiten Ausführungsform kann z.B. modifiziert werden, so daß, wenn die Insassenerfassungs-ECU 3 basierend auf einer Ausgabe einer Gurtschloßschaltvorrichtung einen nicht angeschnallten Zustand eines Sitzgurtes erfaßt, die Insassenerfassungs-ECU 3 bestimmen kann, daß der Fahrgastsitz leer ist und darauf kein Kinderrückhaltesystem montiert ist (ein Leer- und Kinderrückhaltesystem-Nicht-Montiert-Zustand des Fahrgastsitzes). Bei dieser Anordnung ist es durch Verwendung der Ausgabe der Kurzschlußschaltvorrichtung möglich, den Leer- und Kinderrückhaltesystem-Nicht-Verbaut-Zustand des Fahrgastsitzes zu unterscheiden (d.h. der Zustand, in welchem sowohl der Insasse und das Kinderrückhaltesystem nicht präsent sind), was manchmal schwierig ist, wenn man sich lediglich auf die gemessene Kapazität verläßt. Wenn der Insassen- und Kinderrückhaltesystem-Nicht-Vorhanden-Zustand des Fahrgastsitzes erfaßt wird, kann eine Airbag-AUS-Lampe, welche beleuchtet wird, um einen Airbag-Einsatz-Deaktivierungszustand anzuzeigen, ausgeschaltet werden. Auf diese Weise kann die Unannehmlichkeit, welche durch Beleuchten der unnötigen Warnlampe verursacht wird, verringert werden.
Nachstehend wird das Ergebnis von Experimenten zum Testen des kapazitiven Sensors 10 für jede der obigen Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Das erste Experiment wird zum Verifizieren der Verringerung der gemessenen Kapazität eines leeren Sitzes entsprechend jeder der ersten und zweiten Ausführungsformen im Vergleich zu dem vorhergehend vorgeschlagenen Aufbau durchgeführt. In dem vorliegenden Experiment wird die Kapazität unter verschiedenen Meßbedingungen für jeweils ein Vergleichsbeispiel, die erste und die zweite Ausführungsform gemessen. In dem Vergleichsbeispiel wird der vorhergehend vorgeschlagene kapazitive Sensor, welcher in 34 gezeigt ist, verwendet. Die Meßbedingungen enthalten einen Sitz-Leer-Zustand einen Kinder-Rückhaltesystem-Montiert-Zustand, einen Drei-Winterkleidungsstück-Tragezustand (d.h. das Tragen von drei Winterkleidungen), einen Zwei-Winterkleidungsstück-Tragezustand (d.h. das Tragen von zwei Winterkleidungen), einen Einzel-Winterkleidungsstück-Tragezustand (d.h. das Tragen einer einzelnen Winterkleidung) sowie AF05 (AF05 Körpergröße, kleine amerikanische Frau). 14 ist eine Graphik, welche das Ergebnis des Experiments zeigt. Es wird verifiziert, daß die gemessene Kapazität eines leeren Sitzes in sowohl der ersten als auch zweiten Ausführungsformen auf etwa die Hälfte des Wertes des Vergleichsbeispiels verringert wird. Für jede der anderen Bedingungen, welche sich von dem Sitz-Leer-Zustand unterscheiden, wird des weiteren verifiziert, daß die gemessene Kapazität in sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsformen relativ zu dem Vergleichsbeispiel um die Menge bzw. den Betrag verringert wird, welche dem Leer-Zustand entspricht.
In dem zweiten Experiment wird für jede der ersten und zweiten Ausführungsformen ein Oberflächenverhältnis (nachstehend als ein Obere-Zu-Untere-Elektroden-Oberflächenverhältnis oder einfach als ein Obere-Zu-Untere-Verhältnis bezeichnet) zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes auf 1:1, 2:1 und 1:2 eingestellt. Bei dieser Einstellung wird die Kapazität für jeden der Sitzzustände gemessenen. In dem Vergleichsbeispiel wird ähnlich dem ersten Experiment der in 34 gezeigte kapazitive Sensor verwendet. Die Meßbedingungen enthalten einen Sitz-Leer-Zustand, einen Kinderrückhaltesystem-Montiert-Zustand und AM50 (AM50 Körpergröße, amerikanischer Mann von Standardgröße). 15 ist eine Graphik, welche ein Ergebnis des zweiten Experiments zeigt. Im Falle des Obere-Zu-Untere-Elektrodenoberflächenverhältnis von 2:1 unterscheidet sich die gemessene Kapazität bedeutend von einer Meßbedingung zu einer anderen Meßbedingung, und es wird verifiziert, daß das Niveau der Genauigkeit der Insassenbestimmung relativ hoch ist. Im Falle des Obere-Zu-Untere-Elektrodenoberflächenverhältnis von 1:2, ist die Sitz-leer-Kapazität minimal und es wird verifiziert, daß die Variationen der gemessenen Sitz-leer-Kapazität ferner effektiv reduziert werden.
(Neunte Ausführungsform)
Eine neunte Ausführungsform wird mit Bezug auf die 16 bis 18 beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform gleicht im wesentlichen der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform, abgesehen von einer Leitungsauswahl-Schaltvorrichtung 60. Die Leitungsauswahl-Schaltvorrichtung 60 ist vorgesehen, um eine Erfassung einer Fehlfunktion (z.B. Kurzschluß, Leitungsbruch) des Kondensators zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes zu erfassen. In der zweiten Ausführungsform wird der elektrische Strom, welcher aufgrund der Präsenz der Kapazität Co zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes insbesondere nicht durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen. In manchen Fällen kann somit zum Zeitpunkt der Fehlfunktion des Kondensators (oder einer elektrischen Verbindung) zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes die Fehlfunktion des Kondensators durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 nicht richtig erfaßt werden. Wenn die Fehlfunktion des Kondensators zum Zeitpunkt des Bestimmens des Insassenzustands des Sitzes nicht erfaßt werden kann, kann sich die Genauigkeit des bestimmten Ergebnisses des Insassenzustands des Sitzes sich verschlechtern. Die neunte Ausführungsform sieht zusätzliche Maßnahmen in Form der Schaltvorrichtung 60 vor, um dem obigen Nachteil entgegenzutreten und dadurch die Genauigkeit des bestimmten Ergebnisses des Insassenzu stands des Sitzes weiter zu verbessern. In der folgenden Beschreibung konzentriert sich die neunte Ausführungsform somit auf den Aufbau und den Betrieb der Schaltvorrichtung 60, und der Rest des Aufbaus abgesehen von der Schaltvorrichtung 60 wird nicht im Detail beschrieben.
Die Schaltvorrichtung 60 ist vorgesehen, um einen Verbindungszustand der stromführenden Leitungen 27 bis 29 zu ändern. Wie in 18 gezeigt enthält die Schaltvorrichtung 60 erste bis vierte Anschlüsse 61 bis 64 und erste, sowie zweite Schaltelemente 66 bis 67. Der erste Anschluß 61 und der vierte Anschluß 64 verzweigen sich von der stromführenden Leitung 29 und der zweite Anschluß 62 sowie der dritte Anschluß 63 verzweigen sich von der stromführenden Leitung 28. Das erste Schaltelement 66 und das zweite Schaltelement 67 werden gleichzeitig geschaltet.
Die Ansteuervorrichtung 32 ist insbesondere zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der stromführenden Leitung 27 (der ersten stromführenden Leitung) angeordnet. Das erste Ende der stromführenden Leitung 27 ist mit der Insassenerfassungselektrode 20 direkt verbunden. Die Stromerfassungsvorrichtung 31 ist zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der stromführenden Leitung 28 (der zweiten stromführenden Leitung) angeordnet. Das erste Ende der stromführenden Leitung 28 ist mit der Fahrzeugmasse 42 direkt verbunden, und das zweite Ende der stromführenden Leitung 28 ist mit dem zweiten Ende der stromführenden Leitung 27 an dem Kreuzungspunkt 30 verbunden. Ein erstes Ende der stromführenden Leitung 29 (der dritten stromführenden Leitung) ist mit der Elektrode 21 zum Verringern der Kapaziät eines leeren Sitzes direkt verbunden, und ein zweites Ende der stromführenden Leitung 29 ist mit dem zweiten Ende der stromführenden Leitung 27 und dem zweiten Ende der stromführenden Leitung 28 an dem Kreuzungspunkt 30 verbunden. Die Schaltvorrichtung 60 führt ein Schalten für die stromführende Leitung 28 und die stromführende Leitung 29 durch. Die Schaltvorrichtung 60 trennt insbesondere die stromführende Leitung 28 in einen ersten Teil 28a und einen zweiten Teil 28b. Der erste Teil 28a enthält das erste Ende der stromführenden Leitung 28, welches mit der Fahrzeugmasse 42 direkt verbunden ist. Der zweite Anschluß 62 und der dritte Anschluß 63 verzweigen sich von dem ersten Teil 28a der stromführenden Leitung 28. Der zweit Teil 28b enthält das zweite Ende der stromführenden Leitung 28 und die Stromerfassungsvorrichtung 31. Die Schaltvorrichtung 60 trennt des weiteren die stromführende Leitung 29 in einen ersten Teil 29a und einen zweiten Teil 29b Teil 29a stromführenden Leitung 29, welches mit der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes direkt verbunden ist. Der erste Anschluß 61 und der vierte Anschluß 64 verzweigen sich von dem ersten Teil 29a der stromführenden Leitung 29. Der zweite Teil 29b enthält das zweite Ende der stromführenden Leitung 29, welches mit dem zweiten Ende der stromführenden Leitung 27 und dem zweiten Ende der stromführenden Leitung 28 an dem Kreuzungspunkt 30 verbunden ist.
Im Anschluß wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Zuerst wird ein Insassenzustands-Erfassungsbetrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Zum Zeitpunkt des Erfassens des Insassenzustands des Sitzes (der Zeitpunkt des Erfassens des Setzens des Insassen), wird die Schaltvorrichtung 60 von 18 in eine erste Position gestellt, so daß die ersten und zweiten Schaltelemente 66, 67 in ihrer entsprechenden, durch eine durchgehende Linie in 18 angezeigte Position angeordnet sind. Diese erste Position der Schaltvorrichtung 60 ist in 16 schematisch gezeigt. Die Insassenerfassungs-ECU 3 ist in 16 zum Zwecke der Vereinfachung und des klaren Verständnisses nicht gezeigt. Diese Anordnung gleicht der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform abgesehen von der Präsenz der Schaltvorrichtung 60, wie bereits oben erwähnt. In diesem Zustand ist insbesondere das erste Schaltelement 66 mit dem ersten Anschluß 61 verbunden, und das zweite Schaltelement 67 ist mit dem dritten Anschluß 63 verbunden. Die Schaltvorrichtung 60 bildet mit anderen Worten zwischen dem ersten Teil 28a der stromführenden Leitung 28 und dem zweiten Teil 28b der stromführenden Leitung 28 eine elektrische Verbindung und bildet ebenfalls zwischen dem ersten Teil 29a der stromführenden Leitung 29 und dem zweiten Teil 29b der stromführenden Leitung 29 eine elektrische Verbindung. Wenn der Insasse in dem Sitz 9 sitzt, ist die untere Hälfte des Körpers des Insassen auf dem äußeren Abdekkungsglied 90 (2) angeordnet, und der Körper des Insassen ist zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und dem Sitzrahmen 26 angeordnet. Wenn die hochfrequente Niederspannung (Steuer- bzw. Ansteuerspannung) von der Ansteuervorrichtung 32 erzeugt wird, wird die Insassenerfassungselektrode 20 angesteuert, so daß diese ein hohes elektrisches Potential aufweist, und die Fahrzeugmasse 42, sowie die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes werden angesteuert, so daß diese ein niedriges elektrisches Potential aufweisen. Die Kapazität Cb wird somit ähnlich der zweiten Ausführungsform zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Fahrzeugmasse 42 (dem Sitzrahmen 26) durch den menschlichen Körper erzeugt, und der Strom, welcher zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Insassenerfassungselektrode 20 fließt, wird mit der Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen.
Da die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes durch die Ansteuervorrichtung 32 angesteuert wird, das gleiche elektrische Potential (das niedrige elektrische Potential) wie das der Fahrzeugmasse 42 aufzuweisen, wird zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes keine Kapazität erzeugt. Die Kapazität Co wird zwischen der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und der Insassenelektrode 20 erzeugt. Die Kapazität Co wird jedoch nicht mit der Stromerfassungsvorrichtung 31, wie mit Bezug auf 5 in der zweiten Ausführungsform beschrieben, erfaßt.
Im Anschluß wird ein Fehlfunktionserfassungsbetrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Zum Zeitpunkt des Erfassens der Fehlfunktion wird die Schaltvorrichtung 60 von 18 in eine zweite Position gestellt, so daß die ersten und zweiten Schaltelemente 66, 67 in ihrer entsprechenden Position, wie in 18 durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist, angeordnet sind. Diese zweite Position der Schaltvorrichtung 60 ist in 17 schematisch gezeigt. Das erste Schaltelement 66 ist insbesondere mit dem zweiten Anschluß 62 verbunden, und das zweite Schaltelement 67 ist insbesondere mit dem vierten Anschluß 64 verbunden. Die stromführende Leitung 27 ist mit der stromführenden Leitung 28 an dem Kreuzungspunkt 30 verbunden. Die Ansteuervorrichtung 32 ist hier zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Fahrzeugmasse 42 angeordnet, und die stromerfassungsvorrichtung 31 ist zwischen der Fahrzeugmasse 42 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet. Die Schaltvorrichtung 60 stellt mit anderen Worten eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Teil 29a der stromführenden Leitung 29 und dem zweiten Teil 28b der stromführenden Leitung 28 her, so daß die Stromerfassungselektrode 20 mit der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes durch die Ansteuervorrichtung 32 und die Stromerfassungsvorrichtung 31 elektrisch verbunden ist.
Die Ansteuervorrichtung 32 steuert die Insassenerfassungselektrode 20 auf das hohe elektrische Potential an und die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes auf das niedrige elektrische Potential an, und die Kapazität zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes wird mit der Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen. Bei der obigen Anordnung kann eine fehlerhafte Erfassung der Kapazität, d.h. ein fehlerhaftes Erfassen des Insassenzustands des Sitzes begrenzt werden, wenn ein Kurzschluß zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes auftritt. Ebenfalls, wenn ein Bruch (Leitungsunterbrechung) der stromführenden Leitung 27 und/oder der stromführenden Leitung 29 auftritt, kann die Nicht-Erfassung der Kapazität, d.h. die Nicht-Erfassung des Insassenzustands des Sitzes begrenzt werden.
Der Sensor 10 der vorliegenden Ausführungsform sieht folgende Vorteile vor. Die Sitz-leer-Kapazität Co wird zum Zeitpunkt des Erfassens des Insassenzustands des Sitzes verringert (beseitigt), so daß der Insassenzustand des Sitzes basierend auf der Kapazität Cb, welche zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und dem Sitzrahmen 26 durch den menschlichen Körper erzeugt wird, korrekt erfaßt werden kann. Die Elektrodeneinheit 1 (3) wird in dem plattenförmigen Körper ausgebildet, so daß die Insassenerfassungselektrode 20 und die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes einfach auf der oberen Oberfläche bzw. der unteren Oberfläche der Grundschicht 22 ausgebildet werden können.
Die Fehlfunktion der Nicht-Erfassung des elektrischen Stroms zwischen der Insassenerfassungselektrode 20 und der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes zum Zeitpunkt der Präsenz eines Insassen kann des weiteren in dem Leerzustand des Sitzes im Vorhinein erfaßt werden. Auf diese Weise kann der Normalbetrieb des Sensors 10 sichergestellt werden. Wenn die Betriebsart des weiteren von der Insassenzustanderfassungs-Betriebsart in die Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart geändert werden muß, ist es lediglich erforderlich, den Schalter von der ersten Position in die zweite Position zu verschieben.
Die 19 und 20 zeigen eine Modifikation der oben beschriebenen in 16 bis 18 gezeigten Anordnung. In dieser Modifikation ist die Stromerfassungsvorrichtung 31 in der stromführenden Leitung 27 vorgesehen, welche sich von der Insassenerfassungselektrode 20 zu dem Kreuzungspunkt 30 erstreckt. Die stromführende Leitung 29 erstreckt sich von der Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes zu dem Kreuzungspunkt 30. Die Ansteuervorrichtung 32 ist in der stromführenden Leitung 28 vorgesehen, welche sich von der Fahrzeugmasse 42 zu dem Kreuzungspunkt 30 erstreckt. Die Position der Ansteuervorrichtung 32 und die Position der Stromerfassungsvorrichtung 31, welche in den 16 bis 18 angezeigt sind, werden mit anderen Worten in dieser in den 19 und 20 gezeigten Modifikation geschaltet. Der Rest des Aufbaus gleicht dem der obigen Ausführungsform. Der Aufbau gleicht insbesondere dem der mit Bezug auf 1 bis 4 gezeigten und beschriebenen ersten Ausführungsform, abgesehen von der Schaltvorrichtung 60, welche der in 18 gezeigten Schaltvorrichtung 60 ähnlich ist.
In dieser Modifikation wird das niedrige elektrische Potential in der in 19 gezeigten Insassenzustandserfassungs-Betriebsart auf die Insassenerfassungselektrode 20 und die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angelegt und das hohe elektrische Potential wird auf die Fahrzeugmasse 42 angelegt. In der in 20 gezeigten Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart, wird die Schaltvorrichtung 60 in die zweite Position gestellt. Die stromführende Leitung 27 ist somit mit der stromführenden Leitung 29 an dem Kreuzungspunkt 30 verbunden. Das niedrige elektrische Potential wird demzufolge an die Insassenerfassungselektrode 20 angelegt, und das hohe elektrische Potential wird an die Elektrode 21 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angelegt. Entsprechend dieser Modifikation können Vorteile ähnlich denen der obigen Ausführungsform erzielt werden.
(Zehnte Ausführungsform)
21 zeigt ein Insassenerfassungssystem, welches einen kapazitiven Sensor 325 (Insassensensor) entsprechend einer zehnten Ausführungsform aufweist. Wie in 21 gezeigt, enthält ein vorderer Fahrgastsitz 310 einen Sitzboden 312 und eine Sitzrückenlehne 316. Der Sitzboden 312 enthält ein Polsterglied 313 (Polster-Pad) und ein äußeres Abdeckungsglied 314 (Polsterabdeckung). Ein Sitzrahmen 326 und der Sitz 310 bilden eine Skelettstruktur des Sitzbodens 312 und der Sitzrückenlehne 316 aus.
Der Sensor 325 enthält eine Insassenerfassungselektrode 330, eine Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, eine Ansteuervorrichtung 32 (eine Ansteuerschaltung) und eine Stromerfassungsvorrichtung 31 (eine Stromerfassungsschaltung). Die Insassenerfassungselektrode 330 enthält eine Gruppe von Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c (eine erste Gruppe von Elektrodenabschnitten) und eine Gruppe von Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c (eine zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten). Eine Führungsleitung 336 (eine erste stromführende Leitung) ist mit den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c verbunden und eine Führungsleitung 341 (eine zweite stromführende Leitung) ist mit dem Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c verbunden. Die Ansteuervorrichtung 32 und die Stromerfassungsvorrichtung 31 sind zwischen der Führungsleitung 336 und der Führungsleitung 341 in Reihe verbunden. Die Ansteuervorrichtung 32 legt zwischen den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c und den Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c eine hochfrequente Spannung (eine Steuer- bzw. Ansteu erspannung) an. Die Stromerfassungsvorrichtung 31 mißt einen elektrischen Strom welcher zwischen den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c und den Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c fließt. Eine Führungsleitung 346 (eine dritte stromführende Leitung), welche sich von der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes erstreckt, ist zwischen der Ansteuervorrichtung 32 und der Stromerfassungsvorrichtung 31 mit einem Kreuzungspunkt 347 (einem Zwischenpunkt) verbunden. Die Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c und die Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c sind auf einer oberen Oberfläche einer dielektrischen Grundschicht 332 (der auf der ersten Seite oder oberen Seite der dielektrischen Grundschicht 332 angeordneten ersten Oberfläche) angeordnet und sind von dem Sitzrahmen 326 elektrisch isoliert.
22 und 23 zeigen Details der Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c, der Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c und der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes. Die dielektrische Grundschicht 332 besteht z.B. aus dem dielektrischen Harz, wie z.B. Polyethylen Teriphthalat (PET). Die drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c und die drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c sind wechselweise in einer Längsrichtung (einer oben nach unten Richtung in 22) des Sitzbodens 312, d.h. des Fahrzeugs angeordnet unter den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c und den Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c ist der Hochpotetialelektrodenabschnitt 334c und der Niederpotentialelektrodenabschnitt 338c auf der Vorderseite des Sitzbodens 312, d.h. des Fahrzeugs angeordnet. Jeder der Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c ist in einer Rechteckslangform ausgebildet und eine Längsrichtung der Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c deckt sich mit der Querrichtung des Sitzbodens 312, d.h. des Fahrzeugs. Die drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c sind durch einen Verbinder 335 an einer Seite (die rechte Seite in 23) zusammen verbunden, und die Führungsleitung 336 erstreckt sich von dem heckseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitt 334a nach hinten.
Jeder der Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c ist in einer Rechteckslangform ausgebildet, und eine Längsrichtung der Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c deckt sich mit der Querrichtung des Sitzbodens 312, d.h. des Fahrzeugs. Die drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c sind durch einen Verbinder 339 an der anderen Seite (der linken Seite in 22) zusammen verbunden, und die Führungsleitung 341 erstreckt sich von dem heckseitigen Niederpotentialelektrodenabschnitt 338a nach hinten. Die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, welche auf der Bodenoberfläche der Grundschicht 332 (der auf der zweiten Seite oder der unteren Seite der Grundschicht 332 angeordneten zweiten Oberfläche) angeordnet ist, besteht aus einem elektrisch leitenden Metallmaterial und ist in einer Rechtecksform ausgebildet, welche im allgemeinen die gesamte Bodenoberfläche der Grundschicht 332 bedeckt. Die Führungsleitung 246 erstreckt sich von der Hinterkante der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes nach hinten.
Im folgenden wird der Betrieb der zehnten Ausführungsform beschrieben. Die Ansteuervorrichtung 32 legt die hochfrequente Spannung zwischen den Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c und den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c an, so daß ein schwaches elektrisches Feld E (23) erzeugt wird. Mit Bezug auf 21 wird, wenn der Insasse nicht sitzt, d.h. nicht auf dem Sitzboden 312 präsent ist, ein Kondensator C2 zwischen den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c und den Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c geschaffen. Es wir ebenfalls ein Kondensator (nicht gezeigt) zwischen den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c und der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes geschaffen.
Wenn der Insasse auf dem Sitzboden 312 sitzt, ist ein Abschnitt (Gesäß) des Körpers des Insassen über der Passage des elektrischen Feldes E angeordnet, so daß sich eine Kapazität des Kondensators C2 ändert. Die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist zwischen dem Sitzrahmen 326 und den Hoch- bzw. Niederpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c, 338a bis 338c angeordnet. Ein elektrisches Potential der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist gleich dem der Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c. Die Stromerfassungsvorrichtung 31 ist des weiteren nicht zwischen den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c und der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet. Bei diesem Aufbau wird die Kapazität zwischen den Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c und den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen. Die körperseitige Kapazitätskomponente zwischen der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c wird jedoch nicht durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 (siehe Pfeil "a", welcher in 21 einen Stromfloß anzeigt) gemessen. Es kann deshalb basierend auf einer Änderung der Kapazität, d.h. einer Änderung des Wertes des gemessenen elektrischen Stroms, welcher durch die Präsenz des Insassen auf dem Sitz 310 verursacht und durch die Stromerfassungsvorrichtung 31 gemessen wird, die Präsenz des Insassen auf dem Sitzboden 312 effektiv erfaßt werden.
Die zehnte Ausführungsform sieht folgende Vorteile vor. Zuerst, selbst wenn die Position des Insassen auf dem Sitzboden 312 in der Längsrichtung abweicht, ist es dennoch möglich, die Präsenz des Insassen auf dem Sitzboden effektiv und genau zu erfassen, und die Einflüsse der Änderung, welche durch die Position oder Haltung des Insassen verursacht werden, weisen einen geringeren Einfluß auf das erfaßte Ergebnis auf. Die drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c sind insbesondere durch den Verbinder 335 zusammen verbunden, und die drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c sind durch den Verbinder 339 zusammen verbunden. Es ist somit möglich, solange das Gesäß B des Insassen zwischen zumindest einem der Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c und zumindest einem der Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c präsent ist, die Präsenz des Insassen auf dem Sitzboden 312 zu erfassen.
Das Gesäß B kann z.B. zwischen dem vorderseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitt 334c und dem vorderseitigen Niederpotentialelektrodenabschnitt 338c angeordnet sein oder kann zwischen dem heckseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitt 334a und dem heckseitigen Niederpotentialelektrodenabschnitt 338a angeordnet sein. Das Gesäß B kann ebenfalls zwischen dem mittelseitigen Niederpotentialelektrodenabschnitt 338b und dem mittelseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitt 334b oder dem heckseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitt 334a angeordnet sein. Dies wird durch die Präsenz der drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c und der drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c auf der oberen Oberfläche der Grundschicht 332 ermöglicht.
Des weiteren wird, obwohl die drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 334a bis 334c und die drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c auf der oberen Oberfläche der Grundschicht 332 angeordnet sind, lediglich die körperseitige Kapazitätskomponente der Kapazität, welche zwischen den Niederpotentialelektrodenabschnitten 338a bis 338c und den Hochpotentialelektrodenabschnitten 334a bis 334c erzeugt wird, gemessen. Das heißt, die polsterglied-313-seitige Kapazitätskomponente C1, welche sich unter dem Einfluß des Polsterglieds 313 leicht bzw. einfach ändert, wird durch die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes nicht gemessen. Die Präsenz des Insassen auf dem Sitz 310 kann somit effektiv erfaßt werden. Dies wird durch die folgende Anordnung ermöglicht. Das heißt, die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes wird auf der Bodenoberfläche der Grundschicht 332 positioniert und das elektrische Potential der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes wird dem der Niederpotentialelektrodenabschnitte 338a bis 338c angeglichen, und die Stromerfassungsvorrichtung 31 wird nicht zwischen dem Hochpotentialelektrodenabschnitt 334a und der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet.
Im Anschluß werden Modifikationen der zehnten Ausführungsform beschrieben.
Eine erste Modifikation der zehnten Ausführungsform wird mit Bezug auf 24 beschrieben.
In der ersten in 24 gezeigten Modifikation sind drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 350a bis 350c (eine erste Gruppe von Elektrodenabschnitten) und drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 354a bis 354c (eine zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten) wechselweise auf der oberen Oberfläche der Grundschicht 322 über der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet. Die drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 350a bis 350c (heckseitige, mittelseitige und vorderseitige Elektrodenabschnitte) sind voneinander elektrisch getrennt. Eine Führungsleitung 351a erstreckt sich von dem heckseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitt 350a nach hinten. Eine Führungsleitung 351b erstreckt sich von dem mittelseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitt 350b nach hinten. Des weiteren erstreckt sich eine Führungsleitung 351c von dem vorderseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitt 350c nach hinten.
Die drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 354a bis 354c (heckseitige, mittelseitige und vorderseitige Elektrodenabschnitte) sind des weiteren voneinander elektrisch getrennt. Die Führungsleitungen 355a bis 355c erstrecken sich jeweils von den Niederpotentialelektrodenabschnitten 354a bis 354c nach hinten. Es werden des weiteren zwei Schalter 352, 356 (erste und zweite Elektrodenabschnittauswahlschaltvorrichtungen) vorgesehen. Der Schalter 352 wird verwendet, um eine der drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 350a bis 350c auszuwählen und mit der stromführenden Leitung 336 und dadurch mit der Ansteuervorrichtung 32 von 21 elektrisch zu verbinden, und der Schalter 356 wird verwendet, um einen der drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 354a bis 354c auszuwählen und diesen mit der stromführenden Leitung 341 und dadurch mit der Stromerfassungsvorrichtung 31 von 21 elektrisch zu verbinden.
Entsprechend dieser Modifikation kann der beste der Hochpotentialelektrodenabschnitte 350a bis 350c und der beste der Niederpotentialelektrodenabschnitte 354a bis 354c in Anbetracht von z.B. der Körpergröße des Insassen auf dem Sitzboden 312 ausgewählt werden. Wenn z.B. ein Kind auf dem Sitz 310 präsent ist, ist es unwahrscheinlich, daß das Gesäß des Kindes über der gesamten oberen Oberfläche des Sitzbodens 312 angeordnet ist. In einem solchen Fall kann deshalb angenommen werden, daß das Kind im allgemeinen in der Mitte des Sitzbodens 312 präsent ist, und der mittelseitige Hochpotentialelektrodenabschnitt 350b kann durch den ersten Schalter 352 ausgewählt werden, sowie der mittelseitige Niederpotentialelektrodenabschnitt 354b kann durch den zweiten Schalter 356 ausgewählt werden. Dies trifft ebenfalls in einem Fall zu, in welchem ein Kindersitz auf dem Sitzboden 312 montiert ist, und das Kind auf dem Kindersitz präsent ist. Die oben beschriebene Auswahl des mittelseitigen Hochpotentialelektrodenabschnitts 350b durch den ersten Schalter 352 und die oben beschriebene Auswahl des mittelseitigen Niederpotentialelektrodenabschnitts 354b durch den zweiten Schalter 256 sollte somit durchgeführt werden.
25A bis 26B zeigen eine beispielhafte Verwendung der ersten Modifikation, in welcher die Insassenerfassungselektrode eine erste Gruppe von Elektrodenabschnitten (Hochpotentialelektrodenabschnitte) und eine zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten (Niederpotentialelektrodenabschnitte) enthält, welche durch Schalter ähnlich den Schaltern 352, 356 selektiv geschaltet werden. Insbesondere sind in den 25A und 25B fünf Sätze von Elektrodenabschnitten (Hochpotentialelektrodenabschnitte und Niederpotentialelektrodenabschnitte) der Insassenerfassungselektrode einer nach dem anderen in Längsrichtung des Sitzbodens 312 angeordnet. Die fünf Sätze von Elektrodenabschnitten in den 25A und 25B sind insbesondere jeweils in Querrichtung angezeigt, und die gemessene Kapazität ist auf der vertikalen Achse angezeigt. Wenn die Schalter sequentiell von einer Position in eine andere Position durch alle der fünf Positionen verschoben werden, wird die Kapazität jeweils durch die fünf Sätze von Elektrodenabschnitten gemessen. 25A zeigt insbesondere den Fall, in welchem der Insasse eine Überzugskleidung (oder eine dicke Kleidung) trägt. In einem solchen Fall ist das Gesäß des Insassen weiter von dem Elektrodenabschnitt der Insassenerfassungselektrode aufgrund der Präsenz der Überzugskleidung weg entfernt, und die gemessene Kapazität ist in jedem Satz von Elektroden relativ gering. Nur die gemessene Kapazität des mittelseitigen Satzes von Elektrodenabschnitten und die gemessenen Kapazitäten der folgenden vorderseitigen Sätze von Elektroden überschreiten einen Schwellwert th geringfügig. 25B zeigt dagegen einen Fall, in welchem der Kindersitz auf dem Fahrgastsitz präsent ist. In diesem Fall ist das Gesäß des Kindes nahe dem mittelseitigen Satz von Elek trodenabschnitten angeordnet, so daß die gemessene Kapazität des mittelseitigen Satzes von Elektrodenabschnitten und die gemessene Kapazität des folgenden vorderseitigen Satzes von Elektrodenabschnitten den Schwellwert th überschreiten.
26A und 26B zeigen Fälle, in welchen die fünf Sätze von Elektrodenabschnitten einer nach dem anderen in Querrichtung (Querrichtung des Fahrzeugs) auf dem Sitzboden 312 abgeordnet sind. 26A zeigt insbesondere den Fall, in welchem der Insasse die Überzugskleidung (die dicke Kleidung) trägt und 26B zeigt den Fall, in welchem das Kind auf den Sitzboden 312 ohne die Verwendung des Kindersitzes sitzt. In dem Fall des Erwachsenen, ist das Gesäß weiter von den Elektrodenabschnitten der Insassenerfassungselektrode weg angeordnet. Die gemessene Kapazität des mittelseitigen Satzes von Elektrodenabschnitten und die gemessenen Kapazitäten der nachfolgenden rechtsseitigen Sätze von Elektrodenabschnitten überschreiten den Schwellwert th somit geringfügig. In dem Fall, in welchem das Kind direkt auf dem Sitzboden sitzt, ist das Gesäß näher an dem mittelseitigen Satz von Elektrodenabschnitten angeordnet, so daß die gemessene Kapazität des mittelseitigen Satzes von Elektrodenabschnitten und die gemessene Kapazität des nächsten rechtsseitigen Satzes von Elektrodenabschnitten im wesentlichen den Schwellwert th überschreiten.
Im Anschluß wird eine zweite Modifikation der zehnten Ausführungsform mit Bezug auf die 27 und 28 beschrieben. Ähnlich der obigen zehnten Ausführungsform, welche mit Bezug auf 21 bis 23 beschrieben ist, sind die drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 360a bis 360c (die erste Gruppe von Elektrodenabschnitten) durch den Verbinder 361 zusammen verbunden, und die drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 364a bis 364c (die zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten) sind durch den Verbinder 365 zusammen verbunden. Eine Hilfselektrode 370 erstreckt sich in einem jeweiligen Raum, welcher zwischen jedem der Elektrodenabschnitte 360a bis 360c und einem benachbarten der Elektrodenabschnitte 364a bis 364c definiert ist. Die Hilfselektrode erstreckt sich insbesondere in einer mäanderartigen Weise in einem Raum 367, welcher zwischen den benachbarten Elektrodenabschnitten 360a bis 360c, 364a bis 364c definiert ist, und in den Räumen 368, 369, welche zwischen den Elektrodenabschnitten 360a bis 360c, 364a bis 364c und den Verbindern 361, 365 definiert sind.
Die Hilfselektrode 370 wird durch Biegen einer einzelnen Langelektrode ausgebildet und enthält fünf Abschnitte 371a, zwei rechtsseitige Abschnitte 371b und zwei linksseitige Abschnitte 371c. Die Ansteuervorrichtung 32 legt z.B. ein relativ hohes elektrisches Potential an die drei Elektrodenabschnitte 360a bis 360c und die Elektrodenabschnitte 364a bis 364c an und ein relativ niedriges elektrisches Potential an diese Elektrode 370 an.
Entsprechend der zweiten Modifikation wird ein elektrisches Feld durch einen Kondensator ausgebildet, welcher zwischen der Hilfselektrode 270 und den ersten und zweiten Gruppen von Elektrodenabschnitten 360a bis 360c, 364a bis 364c geschaffen wird. Aufgrund der Anordnung der Hilfselektrode 370 wird das elektrische Feld E in einer näheren Fläche, welche näher an der oberen Oberfläche der Grundschicht 332 im Vergleich zu dem elektrischen Feld, welches durch lediglich die Elektrodenabschnitte 360a bis 360c, 364a bis 364c der 21 bis 23 ausgebildet ist, ausgebildet. Wenn z.B. Wasser über dem Sitzboden 312 vergossen wird, um den Insassensensor 325 zu befeuchten, kann eine Änderung der Kapazität, welche durch das Vergießen des Wassers verursacht wird, erfaßt werden. Wenn die Temperatur oder Luftfeuchtigkeit des Sitzbodens 312 relativ hoch wird, kann eine Änderung der Kapazität, welche durch die relativ hohe Temperatur oder hohe Luftfeuchtigkeit verursacht wird, ebenfalls erfaßt werden. Die durch die obigen externen Störungen verursachte Änderung der Kapazität kann verwendet werden, um den bei der Insassenbestimmung verwendeten Schwellwert zu korrigieren oder eine Warnung vorzusehen, wenn immer es eine hohe Wahrscheinlichkeit fehlerhafter Insassenbestimmung gibt. In manchen Fällen kann der Schaltungsaufbau geändert werden, um ein Schalten des obigen Betriebs unter Verwendung der Hilfselektrode 370 und der Elektrodenabschnitte 360a bis 360c, 364a bis 364c in den in Bezug auf die 21 bis 23 beschriebenen Betrieb unter Verwendung von lediglich den Hochpotentialelektrodenabschnitten 360a bis 360c und den Niederpotentialelektrodenabschnitten 364a bis 364c zu ermöglichen.
Eine dritte Modifikation der zehnten Ausführungsform wird mit Bezug auf 29 bis 30B beschrieben. In der dritten Modifikation sind drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 375a bis 375c und drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 377a bis 377c in einer Weise ähnlich der zweiten Modifikation angeordnet, und ein Raum 378 wird wie in der zweiten Modifikation geschaffen. Anstatt der Hilfselektrode 370 von 27 erstreckt sich jedoch eine obere druckempfindliche Elektrode 381 (eine erste druckempfindliche Elektrode) in dem Raum 378 in einer mäanderartigen Weise auf der oberen Oberfläche der Grundschicht 332. Eine untere druckempfindliche Elektrode 382, eine zweite druckempfindliche Elektrode) ist auf der zweiten Seite der Grundschicht 332 in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der oberen druckempfindlichen Elektrode 381 angeordnet. Die obere druckempfindliche Elektrode 381 und die untere druckempfindliche Elektrode 382 bilden eine Vielzahl von druckempfindlichen Schaltern 380. Wie in 30A gezeigt, ist die Elektrode 345 zum. Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes in dieser Modifikation unter der unteren druckempfindlichen Elektrode 382 in solch einer Weise angeordnet, daß das dielektrische Harz 333 zwischen der unteren druckempfindlichen Elektrode 382 und der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet ist. Die Grundschicht 332 und das dielektrische Harz 333 können, falls gewünscht, in diesem Fall integral ausgebildet sein. Der kapazitive Sensor kann relativ genau ein Annähern des Körpers des Insassen erfassen. Die Genauigkeit des kapazitiven Sensors zum Erfassen des Annäherns eines Objekts (z.B. eines Kindersitzes) außer dem Körper eines Insassen ist jedoch nicht so hoch wie die des Erfassens des Annäherns des Körpers eines Insassen. Angesichts diesen Punktes sind zusätzlich zu dem kapazitiven Sensor die druckempfindlichen Schalter 380 vorgesehen.
Im Falle der 30A, welche den Querschnitt entlang der XXXA-XXXA-Linie in 29 zeigt, ist die obere druckempfindliche Elektrode 381 insbesondere zwischen dem Hochpotentialelektrodenabschnitt 375a und dem Niederpotentialelektrodenabschnitt 377b auf der oberen Oberfläche der Grundschicht 332 angeordnet. Die untere druckempfindliche Elektrode 382 ist auf der Bodenoberfläche der Grundschicht 332 an einer Stelle angeordnet, welche der oberen druckempfindlichen Elektrode 381 gegen überliegt. Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 384 durchdringen einen Bereich der Grundschicht 332, welche zwischen der oberen druckempfindlichen Elektrode 381 und der unteren druckempfindlichen Elektrode 382 angeordnet ist. Jeder druckempfindliche Schalter 380 ist durch die obere druckempfindliche Elektrode 381, die untere druckempfindliche Elektrode 382 und das entsprechende Durchgangsloch 384 der Grundschicht 332 ausgebildet. Die obere druckempfindliche Elektrode 381 und die untere druckempfindliche Elektrode 382 können einfach in einer Weise ähnlich der des Ausbildens der Hochpotentialelektrodenabschnitte 375a bis 375c und der Niederpotentialelektrodenabschnitte 377a bis 377c ausgebildet werden.
Wenn z.B. der Kindersitz auf dem vorderen Fahrgastsitz montiert ist, wird die obere druckempfindliche Elektrode 381 durch den Kindersitz nach unten gedrückt und kontaktiert die untere druckempfindliche Elektrode 382, um einen Kurzschluß zwischen der oberen druckempfindlichen Elektrode 381 und der unteren druckempfindlichen Elektrode 382 zu verursachen. Auf das Erfassen des Kurzschlusses zwischen der oberen druckempfindlichen Elektrode 381 und der unteren druckempfindlichen Elektrode 382 hin, erfaßt die Insassenerfassungs-ECU die Präsenz bzw. den Montagezustand des Kindersitzes auf dem vorderen Fahrgastsitz. Wenn der Sitzgurt z.B. auf die Montage des Kindersitzes hin nicht angelegt wird, kann eine Warnung basierend auf dem erfaßten Ergebnis des druckempfindlichen Schalters 380 vorgesehen werden, um um ein Anlegen des Sitzgurtes zu bitten. Die druckempfindlichen Schalter 380 können ebenfalls leicht ausgebildet werden, so daß eine Erhöhung der Kosten minimiert werden kann.
Die obige in den 29 und 30A gezeigte Modifikation kann ferner in einer in 30B gezeigten Weise modifiziert werden. In dem Fall der 29 und 30A ist die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes insbesondere unter der unteren druckempfindlichen Elektrode 382 in solch einer Weise angeordnet, daß das dielektrische Harz 333 zwischen der unteren druckempfindlichen Elektrode 382 und der Elektrode 385 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet ist. Wie in 30B gezeigt, kann alternativ ein Raum, welcher eine mäanderartige Form aufweist, die der Form der unteren druckempfindlichen Elektrode 382 entspricht, in der Elektro de 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ausgebildet sein, und die untere druckempfindliche Elektrode 382 kann in diesem mäanderartigen Raum ohne Kontaktieren der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet sein. Bei dieser Anordnung kann die Dicke des Insassensensors 325 in der Vertikalrichtung in 30B im Vergleich zu der der 30A verringert werden. Auf diese Weise kann ein komfortableres Sitzgefühl des Insassen auf dem Sensor im Vergleich zu dem der 30A erreicht werden. Des weiteren können zwei zusätzliche dielektrische Schichten, wie in 30B gezeigt, wie die Harzschichten 321 der sechsten Ausführungsform (dielektrische Platten oder dielektrische Schichten) 332 auf einer oberen Seite der Hoch- und Niederpotentialelektrodenabschnitte 375a bis 375c, 377a bis 377c und einer unteren Seite der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes sowie der unteren druckempfindlichen Elektrode 382, falls gewünscht oder erforderlich vorgesehen werden. In jeder der oberen anderen Ausführungsformen und ihrer Modifikationen kann gleichfalls eine zusätzliche dielektrische Schicht auf der oberen Seite der Insassenerfassungselektrode vorgesehen werden und eine weitere zusätzliche dielektrische Schicht kann auf einer unteren Seite der Elektrode zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes vorgesehen werden. Darüber hinaus kann eine oder mehrere der Schichten integral ausgebildet sein.
(Elfte Ausführungsform)
Eine in 31 gezeigte elfte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 21 bis 23 gezeigten zehnten Ausführungsform durch die Anordnung der Hoch- und Niederpotentialelektrodenabschnitte. Die Insassenerfassungselektrode enthält insbesondere drei getrennte Hochpotentialelektrodenabschnitte 402a bis 402c (eine erste Gruppe von Elektrodenabschnitten) und drei getrennte Niederpotentialelektrodenabschnitte 405a bis 405c (eine zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten). Die Hochpotentialelektrodenabschnitte 402a bis 402c sind auf einer Vorderseite der oberen Oberfläche der Grundschicht 332 (und der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes) angeordnet, und die Niederpotentialelektrodenabschnitte 405a bis 405c sind auf einer Heckseite der oberen Oberfläche der Grundschicht 332 (und der Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes) angeordnet. Des weiteren sind erste und zweite Schalter 403, 406 (erste und zweite Elektrodenabschnittsauswahlschaltvorrichtungen) vorgesehen. Der erste Schalter 403 wird verwendet, um einen der drei Hochpotentialelektrodenabschnitte 402a bis 402c auszuwählen und mit der stromführenden Leitung 336 und dadurch mit der Ansteuervorrichtung 32 der 21 elektrisch zu verbinden, und der zweite Schalter 406 wird verwendet, um einen der drei Niederpotentialelektrodenabschnitte 405a bis 405c mit der stromführenden Leitung 341 und dadurch mit der Stromerfassungsvorrichtung 31 der 21 elektrisch zu verbinden.
Die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist auf der unteren Oberfläche der Grundschicht 332 angeordnet. Die Ansteuervorrichtung 32 (siehe 21) legt eine Spannung zwischen dem ausgewählten der Hochpotentialelektrodenabschnitte 402a bis 402c und dem ausgewählten der Niederpotentialelektrodenabschnitte 405a bis 405c an. Die Stromerfassungsvorrichtung 31 mißt einen elektrischen Strom zwischen dem ausgewählten der Hochpotentialelektrodenabschnitte 402a bis 402c und dem ausgewählten der Niedrigpotentialelektrodenabschnitte 405a bis 405c. Die Hochpotentialelektrodenabschnitte 402a bis 402c und die Niedrigpotentialelektrodenabschnitte 405a bis 405c sind von dem Sitzrahmen 326 elektrisch isoliert.
Entsprechend der elften Ausführungsform können verschiedene Sitzmuster erfaßt werden. Der Hochpotentialelektrodenabschnitt 402a, welcher auf der Mittelseite des Sitzbodens 312 in Längsrichtung angeordnet ist, und der Niederpotentialelektrodenabschnitt 405a, welcher auf der Heckseite des Sitzbodens 312 in Längsrichtung angeordnet ist, können z.B. die Präsenz eines Insassen auf dem Sitzboden 312 erfassen. Der zwischenseitige Hochpotentialelektrodenabschnitt 402b und der zwischenseitige Niederpotentialelektrodenabschnitt 405b können ebenfalls zum Erfassen der Präsenz eines Insassen auf dem Sitzboden 312 verwendet werden. Der vorderseitige Hochpotentialelektrodenabschnitt 402c und der vorderseitige Niederpotentialelektrodenabschnitt 405c können des weiteren zum Erfassen der Präsenz eines Insassen auf dem Sitzboden 312 verwendet werden.
Die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, welche auf der unteren Oberfläche der Grundschicht 332 angeordnet ist, ermöglicht eine Verringerung der Kapazität zwischen dem ausgewählten der Hochpotentialelektrodenabschnitte 402a bis 402c und dem ausgewählten der Niedrigpotentialelektrodenabschnitte 405a bis 405c. Es sollte beachtet werden, daß der erste Schalter 403 verwendet werden kann, um die Hochpotentialelektrodenabschnitte 402a bis 402c sequentiell auszuwählen, und der zweite Schalter 406 verwendet werden kann, um die Niederpotentialelektrodenabschnitte 405a bis 405c sequentiell auszuwählen.
(Zwölfte Ausführungsform)
32 und 33 zeigen eine zwölfte Ausführungsform. Die zwölfte Ausführungsform ist ähnlich der in 5 gezeigten zweiten Ausführungsform, abgesehen von der Anordnung der Insassenerfassungselektrode. Die Insassenerfassungselektrode der zwölften Ausführungsform enthält insbesondere lediglich die Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410f welche auf der oberen Oberfläche der Grundschicht 332 angeordnet sind. Der Sitzrahmen 26, welcher mit der Fahrzeugmasse 42 elektrisch verbunden ist, dient als eine Niederpotentialelektrode (oder ein Niederpotentialelektrodenabschnitt). Sechs Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410f sind insbesondere von einander in paralleler Beziehung beabstandet und einer nach dem anderen in Längsrichtung angeordnet, und jeder der Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410f weist eine Rechteckslangform auf. Die Führungsleitungen 412a bis 412f (Führungsabschnitte) erstrecken sich von den lateralen Seiten der jeweiligen Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410f. Ein Schalter 414 (eine Elektrodenabschnittauswahlschaltvorrichtung) verbindet einen der Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410f selektiv elektrisch mit der stromführenden Leitung 27 und dadurch mit der Ansteuervorrichtung 32.
Die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ist auf der unteren Oberfläche der Grundschicht 332 angeordnet. Die Ansteuervorrichtung 32 legt eine Spannung zwischen dem Ausgewählten der Hochpotentialelektrodenabschnit te 410a bis 410f und dem Sitzrahmen 26 an. Die Stromerfassungsvorrichtung 31 mißt den elektrischen Strom, welcher zwischen dem Ausgewählten der Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410f und der Niederpotentialelektrode 26 (dem Sitzrahmen) fließt.
Entsprechend der zwölften Ausführungsform wird einer der Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410f durch Schalten des Schalters 414 in Anbetracht von z.B. der Körpergröße des Insassen ausgewählt. Die Präsenz des Insassen wird durch Verwendung des ausgewählten der Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410f und dem Sitzrahmen 26 effektiv erfaßt. Die Elektrode 345 zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, welcher auf der unteren Oberfläche der Grundschicht 332 angeordnet ist, ermöglicht des weiteren eine Verringerung der Kapazität zwischen dem Ausgewählten der Hochpotentialelektrodenabschnitte 410a bis 410c und der Niederpotentialelektrode 26 (dem Sitzrahmen). Da der Sitzrahmen 26, welcher ursprünglich in dem Sitz 3110 vorhanden ist, effektiv als die Niederpotentialelektrode verwendet wird, besteht ebenfalls kein Bedarf, eine zusätzliche Niederpotentialelektrode vorzusehen.
Zusätzliche Vorteile und Modifikationen sind dem Fachmann ersichtlich. Die Erfindung in ihrem weiteren Sinne ist deshalb nicht auf die spezifischen Details, die wiedergebende Vorrichtung, sowie die gezeigten und beschriebenen darstellenden Beispiele begrenzt. Des weiteren können sämtliche Merkmale des Sensors oder des Insassenerfassungssystems, welche in einer der obigen Ausführungsformen und Modifikationen beschrieben worden ist, mit einem oder mehreren Merkmalen einer der obigen Ausführungsformen und Modifikationen kombiniert oder durch diese ersetzt werden. In der zwölften Ausführungsform, welche in den 32 und 33 gezeigt ist, wird z.B. ein hohes elektrisches Potential an die Elektrodenabschnitte 410a bis 410f der Insassenerfassungselektrode angelegt. Alternativ können die in den 32 und 33 gezeigten Elektrodenabschnitte 410a bis 410f der Insassenerfassungselektrode, sowie der Schalter 414 durch die Insassenerfassungselektrode 20 der in den 1 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsform ersetzt werden. Auf diese Weise wird das elektrische Niederpotential an die Elektrodenabschnitte 410a bis 410f der Insassenerfassungselektrode angelegt. Die Leitungsauswahlschaltvorrichtung 60 der in 18 gezeigten neunten Ausführungsform kann ebenfalls auf die in den 32 und 33 gezeigten zwölften Ausführungsform oder einer anderen der oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen angewendet werden. Es sollte des weiteren beachtet werden, daß die Begriffe des elektrischen Hochpotentials (dem relativ hohen elektrischen Potential) und dem elektrischen Niederpotential (dem relativ niedrigen elektrischen Potential), welche oben verwendet werden, nicht auf spezifische Werte begrenzt sind und derart betrachtet werden sollten, daß diese eine Beziehung zwischen den beiden Potentialen angeben, d.h. daß das elektrische Hochpotential höher als das elektrische Niederpotential ist und umgekehrt.

Claims

Kapazitiver Sensor, welcher in einem Sitz (9) eines Fahrzeugs angeordnet ist und die Präsenz eines Insassen auf dem Sitz (9) erfaßt, wobei der kapazitive Sensor aufweist: eine Insassenerfassungselektrode (20, 410a bis 410f), welche in dem Sitz (9) eingebettet ist; eine Elektrode (21, 345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, welche der Insassenerfassungselektrode (20, 410a bis 410f) gegenüber liegt und zwischen der Insassenerfassungselektrode (20, 410a bis 410f) und dem Sitzrahmen (26) des Sitzes (9), welcher mit der Fahrzeugmasse (42) elektrisch verbunden ist, angeordnet ist; eine Stromerfassungsvorrichtung (31), welche einen elektrischen Strom mißt und an einer der folgenden Positionen angeordnet ist: einer ersten Position, welche zwischen der Insassenerfassungselektrode (20, 410a bis 410f) und der Elektrode (21, 345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet und elektrisch verbunden ist; und einer zweiten Position, welche zwischen der Fahrzeugmasse (42) und der Elektrode (21; 345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und der ersten Position angeordnet und elektrisch verbunden ist; und eine Ansteuervorrichtung (32), welche eine Steuerspannung erzeugt und in einer der ersten oder zweiten Position angeordnet ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 1, wobei: die Stromerfassungsvorrichtung (31) in der ersten Position angeordnet ist; und die Ansteuervorrichtung (32) in der zweiten Position angeordnet ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 2, wobei die Insassenerfassungselektrode (20) das gleiche elektrische Potential wie das der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes auf den Betrieb der Ansteuervorrichtung (32) hin aufweist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 1, wobei: die Stromerfassungsvorrichtung (31) in der zweiten Position angeordnet ist; und die Ansteuervorrichtung (32) in der ersten Position angeordnet ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 4, wobei die Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes das gleiche elektrische Potential wie das der Fahrzeugmasse (42) auf den Betrieb der Ansteuervorrichtung (32) hin aufweist.
Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Stromerfassungsvorrichtung (31) einen Operationsverstärker (31a) aufweist, welcher das gleiche elektrische Potential und die elektrische Isolierung zwischen zwei entsprechenden der Insassenerfassungselektrode (20), der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und der Fahrzeugmasse (42) beibehält, zwischen welchen die Stromerfassungsvorrichtung 31 geschaltet ist.
Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die Insassenerfassungselektrode (20) und entweder die Stromerfassungsvorrichtung (31) oder die Ansteuervorrichtung (32), welche zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes angeordnet ist, miteinander durch eine erste stromführende Leitung (27) elektrisch verbunden sind; die Fahrzeugmasse (42) und entweder die Stromerfassungsvorrichtung (31) oder die Ansteuervorrichtung (32) miteinander durch eine zweite stromführende Leitung (28) elektrisch verbunden sind; zumindest ein Abschnitt der ersten stromführenden Leitung (27) und zumindest ein Abschnitt der zweiten stromführenden Leitung (28) als eine abgeschirmte Leitung (24) ausgebildet sind, welche einen Abschirmungsabschnitt aufweist, der das gleiche elektrische Potential wie das der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes auf den Betrieb der Ansteuervorrichtung (32) hin aufweist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 7, wobei die Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes mit der Stromerfassungsvorrichtung (31) und der Ansteuervorrichtung (31) durch den Abschirmungsabschnitt der abgeschirmten Leitung (24) elektrisch verbunden ist.
Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, welcher ferner eine dielektrische Schicht (22) aufweist, wobei die Insassenerfassungselektrode (20) auf einer ersten Seite der dielektrischen Schicht (22) vorgesehen ist, und die Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes auf einer zweiten Seite der dielektrischen Schicht (22) vorgesehen ist, welche der ersten Seite der dielektrischen Schicht (22) gegenüber liegt.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 9, wobei eine Oberfläche der Insassenerfassungselektrode (20) und einer Oberfläche der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes mit einem dielektrischen Material (221) beschichtet sind.
Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Oberflächenbereich der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes kleiner als ein Oberflächenbereich der Insassenerfassungselektrode (20) ist.
Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Oberflächenbereich der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes größer als ein Oberflächenbereich der Insassenerfassungselektrode (20) ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 1, wobei: in einer Insassenzustandserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Ansteuervorrichtung (32) eine Spannung zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Fahrzeugmasse (42) anlegt, und die Stromerfassungsvorrichtung (31) einen elektrischen Strom zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Fahrezeugmasse (42) mißt; und in einer Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Ansteuervorrichtung (32) eine Spannung zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes anlegt, und die Stromerfassungsvorrichtung (31) einen elektrischen Strom zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes mißt.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 13, wobei: in einer Insassenzustandserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Ansteuervorrichtung (32) und die Stromerfassungsvorrichtung (31) zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Fahrzeugmasse (42) in dieser Reihenfolge in Reihe verbunden sind, und die Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes das gleiche elektrische Potential wie das der Fahrzeugmasse (42) aufweist; und in der Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors, die Ansteuervorrichtung (32) und die Stromerfassungsvorrichtung (31) zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes in dieser Reihenfolge in Reihe verbunden sind.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 14, wobei in der Insassenzustandserfassungs-Betriebsart und/oder der Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Insassenerfassungselektrode (20) ein relativ hohes elektrisches Potential aufweist, und die Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes sowie die Fahrzeugmasse (42) ein relativ niedriges elektrisches Potential aufweist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 15, ferner aufweisend: eine erste stromführende Leitung (27), welche die Ansteuervorrichtung (32) aufweist, welche zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der ersten stromführenden Leitung (27) angeordnet ist, wobei das erste Ende der ersten stromführenden Leitung (27) mit der Insassenerfassungselektrode (20) direkt verbunden ist; eine zweite stromführende Leitung (28), welche die Stromerfassungsvorrichtung (31) aufweist, welche zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) angeordnet ist, wobei das erste Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) direkt mit der Fahrzeugmasse (42) verbunden ist, und das zweite Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) mit dem zweiten Ende der ersten stromführenden Leitung (27) verbunden ist; eine dritte stromführende Leitung (29), welche ein erstes Ende aufweist, welches mit der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes direkt verbunden ist, und ein zweites Ende, welches mit dem zweiten Ende der ersten stromführenden Leitung (27) und dem zweiten Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) verbunden ist; und eine Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60), welche ein Schalten für die zweite stromführende Leitung (28) und die dritte stromführende Leitung (29) durchführt, wobei: die Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60) die zweite stromführende Leitung (28) in folgendes trennt: einen ersten Teil (28a), welcher das erste Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) enthält, welche mit der Fahrzeugmasse (42) direkt verbunden ist; und einen zweiten Teil (28b), welcher das zweite Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) und die Stromerfassungsvorrichtung (31) enthält; die Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60) die dritte stromführende Leitung (29) in folgendes trennt: einen ersten Teil (29a), welcher das erste Ende der dritten stromführenden Leitung (29) enthält, welches mit der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes direkt verbunden ist; und einen zweiten Teil (29b), welcher das zweite Ende der dritten stromführenden Leitung (29) enthält, welche mit dem zweiten Ende der ersten stromführenden Leitung (27) und dem zweiten Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) verbunden ist; in der Insassenzustandserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Teil (28a) der zweiten stromführenden Leitung (28) bildet und dem zweiten Teil (28b) der zweiten stromführenden Leitung (28) und ebenfalls eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Teil (29a) der dritten stromführenden Leitung (29) und dem zweiten Teil (29b) der dritten stromführenden Leitung (29) bildet; und in der Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Teil (29a) der dritten stromführenden Leitung (29) und dem zweiten Teil (28b) der zweiten stromführenden Leitung (28) bildet, so daß die Insassenerfassungselektrode (20) mit der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes durch die Ansteuervorrichtung (32) und die Stromerfassungsvorrichtung (31) elektrisch verbunden ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 13; wobei: in der Insassenzustandserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Stromerfassungsvorrichtung (31) und die Ansteuervorrichtung (32) zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Fahrzeugmasse (49) in dieser Reihenfolge in Reihe verbunden sind, und die Insassenerfassungselektrode (20) das gleiche elektrische Potential wie das der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes aufweist; und in der Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Stromerfassungsvorrichtung (31) und die Ansteuervorrichtung (32) zwischen der Insassenerfassungselektrode (20) und der Elektrode (21) zur Verringerung der Kapazität eines leeren Sitzes in dieser Reihenfolge in Reihe verbunden sind.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 17, wobei: in der Insassenzustandserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Fahrzeugmasse (42) ein relativ hohes elektrisches Potential aufweist und die Insassenerfassungselektrode (20) sowie die Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ein relativ niedriges elektrisches Potential aufweisen, in der Fehlfunktionserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors, die Insassenerfassungselektrode (20) und die Fahrzeugmasse (42) ein relativ niedriges elektrisches Potential aufweisen, und die Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ein relativ hohes Potential aufweist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 18, ferner aufweisend: eine erste stromführende Leitung (27), welche die Stromerfassungsvorrichtung (31) aufweist, welche zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der ersten stromführenden Leitung (27) angeordnet ist, wobei das erste Ende der ersten stromführenden Leitung (27) mit der Insassenerfassungselektrode (20) direkt verbunden ist; eine zweite stromführende Leitung (28), welche die Ansteuervorrichtung (32) aufweist, welche zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) angeordnet ist, wobei das erste Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) mit der Fahrzeugmasse (42) direkt verbunden ist, und das zweite Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) mit dem zweiten Ende der ersten stromführenden Leitung (27) verbunden ist; eine dritte stromführende Leitung (29), welche ein erstes Ende aufweist, welches mit der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes direkt verbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, welches mit dem zweiten Ende der ersten stromführenden Leitung (27) und dem zweiten Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) verbunden ist; und eine Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60), welche ein Schalten für die zweite stromführende Leitung (28) und die dritte stromführende Leitung (29) durchführt, wobei: die Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60) die zweite stromführende Leitung (28) in folgendes teilt: einen ersten Teil (28a), welcher das erste Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) enthält, welcher mit der Fahrzeugmasse (42) direkt verbunden ist; und einen zweiten Teil (28b), welcher das zweite Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) und die Ansteuervorrichtung (32) enthält; die Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60) die dritte stromführende Leitung (29) in folgendes teilt: einen ersten Teil (29a), welcher das erste Ende der dritten stromführenden Leitung (29) enthält, welche mit der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes direkt verbunden ist; und einen zweiten Teil (29b), welcher das zweite Ende der dritten stromführenden Leitung (29) enthält, welche mit dem zweiten Ende der ersten stomführenden Leitung (27) und dem zweiten Ende der zweiten stromführenden Leitung (28) verbunden ist; in der Insassenzustandserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60) zwischen dem ersten Teil (28a) der zweiten stromführenden Leitung (28) und dem zweiten Teil (28b) der zweiten stromführenden Leitung (28) eine elektrische Verbindung bildet und ebenfalls zwischen dem ersten Teil (29a) der dritten stromführenden Leitung (29) und dem zweiten Teil (29b) der dritten stromführenden Leitung (29) eine elektrische Verbindung bildet; und in der Fehlfunlctionserfassungs-Betriebsart des kapazitiven Sensors die Leitungsauswahlschaltvorrichtung (60) zwischen dem ersten Teil (29a) der dritten stromführenden Leitung (29) und dem zweiten Teil (28b) der zweiten stromführenden Leitung (28) eine elektrische Verbindung bildet, so daß die Insassenerfassungselektrode (20) mit der Elektrode (21) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes durch die Stromerfassungsvorrichtung (31) und die Ansteuervorrichtung (32) elektrisch verbunden ist.
Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei: die Insassenerfassungselektrode (410a bis 410f) eine Gruppe von Elektrodenabschnitten (410a bis 410f) enthält, von welchen jeder von dem Rest der Elektrodenabschnitte (410a bis 410f) der Gruppe elektrisch getrennt ist; und der kapazitive Sensor ferner eine Elektrodenabschnittsauswahlschaltvorrichtung (414) aufweist, welche einen der Elektrodenabschnitte (410a bis 410f) der Gruppe mit der Ansteuervorrichtung (32) und der Stromerfassungsvorrichtung (31) elektrisch verbindet.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 20, wobei auf den Betrieb der Ansteuervorrichtung (32) hin, die Elektrode (345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ein elektrisches Potential aufweist, welches dem der Fahrzeugmasse (42) gleich ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 20 oder 21, wobei die Elektrodenabschnitte (410a bis 410f) der Gruppe parallel angeordnet sind und voneinander in entweder einer Längsrichtung des Fahrzeugs oder einer Querrichtung des Fahrzeugs beabstandet sind.
Kapazitiver Sensor, welcher in einem Sitz (310) eines Fahrzeugs angeordnet ist und die Präsenz eines Insassen auf dem Sitz (310) erfaßt, wobei der kapazitive Sensor aufweist: eine dielektrische Schicht (332), welche in den Sitz (310) eingebettet ist; eine Insassenerfassungselektrode (330), welche eine erste Gruppe von Elektrodenabschnitten (334a bis 334c, 350a bis 350c, 360a bis 360c, 375a bis 375c, 402a bis 402c) und eine zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten (338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) enthält, welche auf einer ersten Seite der dielektrischen Schicht (332) angeordnet sind; eine Elektrode (345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, welche auf einer zweiten Seite der dielektrischen Schicht (332) in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Insassenerfassungselektrode (330) angeordnet ist, so daß die Elektrode (345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes zwischen der Insassenerfassungselektrode (330) und dem Sitzrahmen (326) des Sitzes (310) angeordnet ist; eine Steuervorrichtung (32), welche eine Spannung anlegt zwischen: einen der zumindest einen der Elektrodenabschnitte (334a bis 334c, 350a bis 350c, 360a bis 360c, 375a bis 375c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe und zumindest einen der Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe; und der Elektrode (345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes und dem anderen einen der zumindest einen der Elektrodenabschnitte (334a bis 334c, 350a bis 350c, 360a bis 360c, 375a bis 375c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe und zumindest einen der Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe; und eine Stromerfassungsvorrichtung (31), welche einen elektrischen Strom zwischen zumindest einem der Elektrodenabschnitte (334a bis 334c, 350a bis 350c, 360a bis 360c, 375a bis 375c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe und zumindest einem der Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe mißt.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 23, wobei auf den Betrieb der Ansteuervorrichtung (32) hin, die Elektrode (345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes ein elektrisches Potential aufweist, welches dem des anderen des zumindest einen der Elektrodenabschnitte (334a bis 334c, 350a bis 350c, 360a bis 360c, 375a bis 375c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe und des zumindest einen der Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe gleich ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 23 oder 24, wobei die Elektrodenabschnitte (334a bis 334c, 350a bis 350c, 360a bis 360c, 375a bis 375c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe und die Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe parallel angeordnet sind und voneinander entweder in Längsrichtung des Fahrzeugs oder in einer Querrichtung des Fahrzeugs beabstandet sind.
Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei: jeder der Elektrodenabschnitte (334a bis 334c, 360a bis 360c, 375a bis 375c) der ersten Gruppe mit dem Rest der Elektrodenabschnitte (334a bis 334c, 360a bis 360c, 375a bis 375c) der ersten Gruppe elektrisch verbunden ist; und jeder der Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 364a bis 364c, 377a bis 377c) der zweiten Gruppe mit dem Rest der Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 364a bis 364c, 377a bis 377c) der zweiten Gruppe elektrisch verbunden ist.
Kapazitiver Sensor nach einem der Ansprüche 23 bis 26, welcher ferner erste und zweite druckempfindliche Elektroden (381, 382) aufweist, welche eine druckempfindliche Schaltvorrichtung (380) ausbilden, wobei: sich eine Vielzahl von Durchgangslöchern (384) in der dielektrischen Schicht (332) von der ersten Seite zu der zweiten Seite der dielektrischen Schicht (332) erstrecken; die erste druckempfindliche Elektrode (381) über der Vielzahl von Durchgangslöchern (384) auf der ersten Seite der dielektrischen Schicht (332) angeordnet ist; und die zweite druckempfindliche Elektrode (381) über der Vielzahl von Durchgangslöchern (384) auf der zweiten Seite der dielektrischen Schicht (332) angeordnet ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 23, welcher ferner erste und zweite Elektrodenauswahlschaltvorrichtungen (352, 356, 403, 406) aufweist, wobei: jeder der Elektrodenabschnitte (350a bis 350c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe von dem Rest der Elektrodenabschnitte (350a bis 350c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe elektrisch getrennt ist; jeder der Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe von dem Rest der Elektrodenabschnitte (338a bis 338c, 354a bis 354c, 364a bis 364c, 377a bis 377c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe elektrisch getrennt ist; die erste Elektrodenabschnittauswahlschaltvorrichtung (352, 403) einen der Elektrodenabschnitte (350a bis 350c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe mit der Ansteuervorrichtung (32) und der Stromerfassungsvorrichtung (31) elektrisch verbindet; und die zweite Elektrodenauswahlschaltvorrichtung (346, 406) einen der Elektrodenabschnitte (354a bis 354c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe mit der Ansteuervorrichtung (32) und der Stromerfassungsvorrichtung (31) elektrisch verbindet.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 28, wobei auf den Betrieb der Ansteuervorrichtung (32) hin ein elektrisches Potential der Elektrode (345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes der Kapazität von dem einen der Elektrodenabschnitte (354a bis 354c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe gleich ist.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 28, wobei die Elektrodenabschnitte (350a bis 350c, 402a bis 402c) der ersten Gruppe und der Elektrodenabschnitte (354a bis 354c, 405a bis 405c) der zweiten Gruppe parallel angeordnet sind und voneinander entweder in einer Längsrichtung des Fahrzeugs oder einer Querrichtung des Fahrzeugs beabstandet sind.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 28, wobei: die Elektrodenabschnitte (402a bis 402c) der ersten Gruppe auf entweder einer vorderen Seite oder einer Heckseite des Sitzbodens (312) des Sitzes (310) angeordnet sind; und die Elektrodenabschnitte (405a bis 405c) der zweiten Gruppe auf der jeweils anderen Seite, nämlich entweder der Vorderseite oder der Heckseite des Sitzbodens (312) des Sitzes (301) angeordnet sind.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 28, wobei die Elektrodenabschnitte (350a bis 350c) der ersten Gruppe und die Elektrodenabschnitte (354a bis 354c) der zweiten Gruppe wechselweise angeordnet sind.
Kapazitiver Sensor, welcher in einem Sitz (310) eines Fahrzeugs angeordnet ist und die Präsenz eines Insassen auf dem Sitz (310) erfaßt, wobei der kapazitive Sensor aufweist: eine dielektrische Schicht (332), welche in dem Sitz (310) eingebettet ist; eine Insassenerfassungselektrode (330), welche eine erste Gruppe von Elektrodenabschnitten (360a bis 360c) und eine zweite Gruppe von Elektrodenabschnitten (364a bis 364c) enthält, welche auf einer ersten Seite der dielektrischen Schicht (332) angeordnet sind, wobei die Elektrodenabschnitte (360a bis 360c) der ersten Gruppe und die Elektrodenabschnitte (364a bis 364c) der zweiten Gruppe wechselweise angeordnet sind; eine Hilfselektrode (370), welche sich zwischen jedem der Elektrodenabschnitte (360a bis 360c) der ersten Gruppe und einem benachbarten der Elektrodenabschnitte (364a bis 364c) der zweiten Gruppe erstreckt, ohne daß sich die Elektrodenabschnitte (360a bis 360c) der ersten Gruppe und der Elektrodenabschnitte (364a bis 364c) der zweiten Gruppe auf der ersten Seite der dielektrischen Schicht (332) elektrisch kontaktieren; eine Elektrode (345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes, welche auf einer zweiten Seite der dielektrischen Schicht (332) in einer gegenüberliegenden Beziehung zu der Insassenerfassungselektrode (330) und der Hilfselektrode (370) angeordnet ist, so daß die Elektrode (345) zum Verringern der Kapazität eines leeren Sitzes zwischen der Insassenerfassungselektrode (330) und einem Sitzrahmen (326) des Sitzes (310) angeordnet ist; eine Steuervorrichtung (32), welche eine Spannung zwischen der Insassenerfassungselektrode (330) und der Hilfselektrode (370) anlegt; und eine Stromerfassungsvorrichtung (31), welche einen elektrischen Strom zwischen der Insassenerfassungselektrode (330) und der Hilfselektrode (370) mißt.
Insassenerfassungssystem, aufweisend: den kapazitiven Sensor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 33; und eine Insassenerfassungs-ECU (3), welche einen Insassenzustand des Sitzes (9, 310) basierend auf einer Ausgabe des kapazitiven Sensors (10) bestimmt.
Insassenerfassungssystem nach Anspruch 34, wobei: die Insassenerfassungs-ECU (3) eine Ausgabe von einer Kurzschlußschaltvorrichtung des Sitzes (9, 310) empfängt; und wenn die Insassenerfassungs-ECU (3) einen Nicht-Angeschnallten-Zustand eines Sitzgurtes des Sitzes (9, 310) basierend auf der Ausgabe der Gurtschloßschaltvorrichtung erfaßt, die Insassenerfassungs-ECU (3) bestimmt, daß der Sitz (9, 310) leer ist und darauf kein Kinderrückhaltesystem montiert ist.