车辆用检测器以及车辆用检测系统的制作方法

本发明涉及一种车辆用检测器以及车辆用检测系统。

背景技术：

目前存在一种车辆用检测系统，其安装在车辆上并检测根据该车辆的乘员的操作而改变的车内状态。车辆用检测系统例如，有的具备检测乘员在座椅上的就座状态的就座传感器以及检测设置在座椅的座椅安全带的佩戴状态的带扣传感器。对于就座传感器，例如有一种就座检测装置，其在座椅的座面设置有多个检测区域，以便高精度地确定乘员的就座(例如，参见专利文献1)。此外，对于就座传感器，存在一种使用一对柔性片和绝缘垫片以检测对座椅的精确负载的传感器(例如，参见专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2017-1421号公报

专利文献2：日本专利特开2003-45274号公报

技术实现要素：

发明欲解决的技术问题

然而，虽然为了高精度地检测乘员的就座而为每个座椅配置多个就座传感器，但是例如，由于座椅的座面形状不相同，需要根据配置位置来改变就座传感器的形状。此外，由于现有的就座传感器通过连接器连接到地板下方的线束，因此需要用于将多个就座传感器和线束连接的子线束，可能会增加成本和重量。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种车辆用检测器和车辆用检测系统，能够实现抑制成本增加和重量增加，或者准确地检测乘员的就座中的至少任一者。

用于解决问题的技术手段

为了实现上述目的，根据本发明的车辆用检测器，其与设置在车辆的读取器之间进行无线信号的发送和接收，检测乘员向所述车辆内的座椅的就座情况，并发送检测信号，所述车辆用检测器的特征在于，包括：第一柔性片；第二柔性片，所述第二柔性片与所述第一柔性片对置配置；以及绝缘片，所述绝缘片具有电绝缘性并位于所述第一柔性片和所述第二柔性片之间，所述第一柔性片具有：天线部，所述天线部在表面形成为导电图案，并从所述读取器接收包含供电用无线信号在内的发送信号；和第一触点部，所述第一触点部与所述天线部电连接，并且形成在与所述第二柔性片对置的第一对置面，所述第二柔性片具有：控制部，所述控制部在表面形成为导电图案，并且被已由所述天线部接收的所述发送信号驱动而输出所述检测信号；和第二触点部，所述第二触点部与所述控制部电连接，并且形成在与所述第一柔性片对置的第二对置面，所述绝缘片在所述第一触点部和所述第二触点部对置的位置具有从所述第一对置面贯通至所述第二对置面为止的贯通孔，所述第一触点部和所述第二触点部通过基于所述乘员的就座所产生的外力而成为彼此接触状态，从而从所述天线部向所述控制部输出所述发送信号，并从所述控制部向所述天线部输出所述检测信号。

为了实现上述目的，根据本发明的车辆用检测系统，其特征在于，包括：权利要求1所述的车辆用检测器，所述车辆检测器检测乘员向车辆内的座椅的就座情况并作为第一检测信号进行发送；带扣传感器，所述带扣传感器检测在所述车辆内的座椅设置的安全带的佩戴状态并作为第二检测信号进行发送；以及读取器，所述读取器设置于所述车辆并接收所述第一检测信号和所述第二检测信号，所述读取器具有：判定部，所述判定部基于所述第一检测信号来判定所述乘员向所述座椅的就座状态，并且基于所述第二检测信号来判定所述安全带的佩戴状态，当所述乘员处于就座状态并且所述安全带处于未佩戴状态时，输出警告信号；以及通知部，所述通知部根据所述警告信号而向所述乘员进行警告。

上述车辆用检测系统中，所述车辆用检测器以至少一部分相对于所述座椅的座面部间隔开的方式配置有多个，多个所述车辆用检测器分别具有不同的识别信息，并将该识别信息作为所述第一检测信号发送给所述读取器，所述判定部至少基于已接收的所述识别信息的数量来判定所述乘员的就座状态。

发明效果

根据本发明所涉及的车辆用检测器和车辆用检测系统，可以实现抑制成本增加或重量增加以及准确地检测乘员的就座中的至少任一者。

附图说明

图1是示出了实施方式所涉及的车辆用检测系统的构成例的框图。

图2是示出了实施方式所涉及的车辆用检测系统的设置例的概要图。

图3是示出了实施方式所涉及的车辆用检测器的构成例的分解图。

图4是示出了实施方式所涉及的车辆用检测器的构成例的局部放大图。

图5是示出了实施方式所涉及的车辆用检测器的构成例的局部剖视图。

图6是示出了实施方式所涉及的车辆用检测器的状态变化的示例的局部剖视图。

图7是示出了实施方式所涉及的车辆用检测系统的工作例的流程图。

符号说明

1：车辆用检测系统

2a：座椅

10：读取器

13：控制器

20：检测器

20a：带扣传感器

21：第二天线部

22：开关电路

22a：第一触点部

22b：第二触点部

23：检测部

41a：第一柔性片

41b：第二柔性片

42：绝缘片

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明所涉及的车辆用检测器和车辆用检测系统。应该注意的是，本发明不受以下实施方式的限制。另外，以下的实施方式中的构成要素包括那些本领域技术人员可以容易地想到或者基本相同的构成要素。另外，以下的实施方式中的构成部件在不脱离发明的主旨的范围内可以进行各种省略、替换或变更。

[实施方式]

车辆用检测系统1设置在汽车等车辆2中。如图2所示，车辆2包括例如在车室2b中沿前后方向排列成三排并且沿左右方向排列成两列或三列的多个座椅2a。各座椅2a设置有安全带(未示出)和用于固定该安全带的带扣25。车辆用检测系统1用来确定车室2b中的多个座椅2a上的乘员的就座状态，并且当不满足特定条件时，向就座的乘员进行通知。例如，车辆用检测系统1在就座乘员未佩戴安全带时，向该乘员发出警告以督促佩戴安全带。本实施方式的车辆用检测系统1包括读取器10、多个检测器20和多个带扣传感器20a。车辆用检测系统1使用基于rfid(radiofrequencyidntifier，射频识别器)的通信技术在读取器10和多个检测器20之间以及读取器10和多个带扣传感器20a之间执行近场通信。

值得注意的是，在以下描述中，如图2所示，车辆2中的车辆前后方向相当于车辆2的整个长度方向。在车辆的前后方向上，有时将车辆2前进的一侧称为前方，将车辆2后退的一侧称为后方。车辆的左右方向相当于车辆2的整个宽度方向。在车辆的左右方向上，朝向车辆的前后方向上的前方将左侧称为左侧，并且朝向车辆的前后方向上的前方将右侧称为右侧。车辆的前后方向和车辆的左右方向彼此正交，并且在车辆2位于水平面上的状态下，车辆的前后方向和车辆的左右方向沿着水平方向。此外，在图3至图6中，在彼此交叉的x方向、y方向和z方向中，x方向设定为“进深方向”、y方向设定为“宽度方向”、z方向设定为“上下方向”。值得注意的是，z方向不一定与铅垂方向一致。

读取器10设置于车辆2。例如，如图2所示，读取器10配置在车室2b中的内顶2c的车辆前侧的端部处。需要说明的是，读取器10的配置位置不限于内顶2c的车辆前侧的端部，也可以配置在仪表板(未图示)或内顶2c的中央。读取器10周期性地向车室2b中发射电波，从而在与设置在各座椅2a中的多个检测器20和带扣传感器20a之间进行无线信号的发送和接收。读取器10例如对应于无源rfid，并且通过发送电波(载波)向各检测器20供应电力，并且从检测器20接收对该电波的反射波(子载波)。如图1所示，读取器10包括第一天线部11、收发部12、控制器13和通知部14。

第一天线部11收发利用使用诸如uhf频带或微波的高频的电波方式的无线信号(电波)。第一天线部11与收发部12电连接，将从收发部12输出的供电用无线信号以及包含载波在内的发送信号(下文中，也简称为“发送信号”)发送到各检测器20和各带扣传感器20a。除了用于供电的无线信号之外，发送信号还可以包括指向各检测器20和各带扣传感器20a的控制信号等。第一天线部11接收从各检测器20和各带扣传感器20a发送的检测信号，并将该检测信号输出到收发部12。这里，检测信号是包括分配给各检测器20和各带扣传感器20a的识别信息在内的无线信号。该识别信息被称为所谓的标签id，并且是对于每个检测器20而言不同的固有的id。

收发部12与第一天线部11电连接，并且经由该第一天线部11发送和接收无线信号。收发部12例如经由第一天线部11发送上述发送信号。另外，收发部12经由第一天线部11接收从各检测器20和各带扣传感器20a发送的检测信号。收发部12将已接收的检测信号解调并输出到控制器13。

控制器13是电连接到收发部12和通知部14并对它们进行控制的装置。控制器13例如被构成为包括以公知的微型计算机为主体的电子电路，该微型计算机包括cpu、rom、ram和接口。控制器13例如控制收发部12以预定间隔(例如，一秒的间隔)将发送信号发送到各检测器20。控制器13作为判定部，基于由收发部12已从各检测器20接收到的检测信号(第一检测信号)来对车室2b中的各座椅2a的就座状态进行判定。在本实施方式中，对各座椅2a的座面部2aa各配置4个检测器20，并且基于从四个检测器20获得的第一检测信号的数量来进行乘员的就座判定。控制器13基于已接收的第一检测信号中所包含的识别信息来确定座椅2a的位置，并基于已从在该座椅2a的座面部2aa配置的四个检测器20接收的识别信息的数量来判定乘员的就座状态。例如，当已从在一个座椅2a的座面部2aa配置的四个检测器20接收到四条识别信息时，控制器13判定乘员已经就座于该座椅2a。另一方面，当从四个检测器20接收到三条以下识别信息时，例如，假定包等行李放置在座面部2aa，控制器13判定没有乘员就座于座椅2a。控制器13可以基于已由收发部12从各带扣传感器20a接收的检测信号(第二检测信号)来判定各座椅2a的安全带的佩戴状态。控制器13基于第一检测信号来判定乘客向座椅2a的就座状态，并基于第二检测信号来判定安全带的佩戴状态，并且当乘员处于就座状态且安全带处于为未佩戴状态时，通知部14输出警告信号。控制器13与未图示的用于控制车辆2整体的ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)电连接，且能够从该ecu获取acc(accessory，附件)电源或ig(ignition，点火)电源的on/off信息。

通知部14根据已从控制器13输出的警告信号对乘员进行警告。通知部14例如是分别发出具有方向性的光作为警告光的警告灯，并且由多个led(lightemittingdiode，发光二极管)等构成。警告光是一种至少能够吸引乘员的视线的单纯的光，例如，红色光。通知部14配置成各光轴朝向各座椅2a的乘员的视点ep。

各检测器20是车辆用检测器，设置于车辆2中，在与读取器10之间进行无线信号的发送和接收，检测乘员在车室2b内的座椅2a上的就座，并发送第一检测信号。各检测器20是不包括电池、使用由从读取器10发送的供电用无线信号作为动力来驱动的无源rfid的装置。各检测器20相对于各座椅2a的座面部2aa以至少一部分间隔开的方式配置多个。如图2所示，本实施方式的各检测器20，例如，相对于以车辆前后方向和车辆左右方向作为两个边而构成的矩形座面部2aa对角地各设置两个。优选地，各检测器20的配置位置和配置数量被设置为使得检测精度不会由于乘员的体型等的差异而降低。各检测器20如图1所示，包括第二天线部21、开关电路22和检测部23。

第二天线部21为天线部，发送和接收使用诸如uhf频带或微波的高频的电波方式的无线信号(电波)。第二天线部21电连接到开关电路22，并从读取器10接收发送信号。第二天线部21经由处于接通状态的开关电路22将已接收的发送信号输出到检测部23。此外，第二天线部21经由处于接通状态的开关电路22将从检测部23输出的第一检测信号发送到读取器10。

开关电路22设置在第二天线部21和检测部23之间，并且根据乘员向座椅2a的就座状态而将第二天线部21和检测部23之间的电触点切换到接触状态或非接触状态。如图3所示，开关电路22的构成例如包括与第二天线部21电连接的一对第一触点部22a和与检测部23电连接的一对第二触点部22b。开关电路22对应于座椅2a上的就座状态，在各第一触点部22a和各第二触点部22b相接触的接触状态或者第一触点部22a和第二触点部22b不接触的非接触状态之间进行切换。开关电路22中，例如，如图6所示，当开关电路22被施加有基于乘员的就座的外力f时，第一触点部22a和第二触点部22b处于接触状态，即处于导电状态(接通状态)。此时，通过用检测部23检测第一触点部22a和第二触点部22b之间的电阻(或者在第一触点部22a和第二触点部22b之间流过的电流)的变化，来检测开关电路22的接通状态。另一方面，当开关电路22未被施加基于乘员的就座的外力f时，第一触点部22a和第二触点部22b处于非接触状态，即处于非导电状态(断开状态)。这样，当乘员就座于座位2a时，开关电路22由于该乘员对座面部2aa的按压力而切换到接通状态，并且当乘员没有就座于座位2a上时被从乘员的按压力放开，从而切换到断开状态。

检测部23是控制部，并且是输出检测信号的电路。检测部23由例如ic电路等构成。检测部23使用已从读取器10发送的供电用无线信号作为动力来进行驱动，并输出检测信号。检测部23具有未示出的整流电路、存储器、信号输出部。整流电路对已由第二天线部21接收的供电用无线信号进行整流，并将交流电转换为直流电。存储器存储上述识别信息。信号输出部基于已存储在存储器中的识别信息将检测信号输出到第二天线部21。检测部23监控开关电路22的电阻(或流过开关电路22的电流)，并根据该电阻的变化(或电流的变化)判断该开关电路22的接通状态/断开状态。当开关电路22处于接通状态时，检测部23将检测信号输出到第二天线部21。

带扣传感器20a设置在带扣25上。带扣传感器20a与读取器10之间进行无线信号的接收和发送，检测安全带的佩戴状态，并发送第二检测信号。带扣传感器20a是不包括电池、使用由从读取器10发送的供电用无线信号作为动力驱动的无源rfid的装置。

接下来，将参考图3～图5对本实施方式的检测器20的构造进行说明。

如图3所示，检测器20包括：第一柔性片41a；与第一柔性片41a对置配置的第二柔性片41b；以及位于第一柔性片41a和第二柔性片41b之间的绝缘片42。检测器20具有在上下方向(z方向)上按照第一柔性片41a、绝缘片42和第二柔性片41b的顺序层叠而成的结构。第一柔性片和第二柔性片是具有电绝缘性和柔性的膜状部件，并且由例如聚酯膜等树脂材料制成。

第一柔性片41a具有第二天线部21和一对第一触点部22a。本实施方式的第一柔性片41a在表面形成有包含第二天线部21和一对第一触点部22a的导电图案。导电图案由例如银膏等导电材料制成，并通过丝网印刷等形成。如图5所示，第二天线部21和各第一触点部22a形成在与第二柔性片41b对置的第一对置面41aa。第二天线部21通过将导电图案缠绕成环形(回路形)而形成。在第二天线部21中，第一触点部22a分别形成在卷绕开始侧的始端部和卷绕结束侧的终端部。第二天线部21优选地设定为作为天线最佳的天线长度例如326mm的天线长度较为合适。如图4所示，各第一触点部22a具有弦沿进深方向(x方向)延伸的半圆形状。一对第一触点部22a在宽度方向(y方向)上隔开一定的绝缘间隔而配置。如图5所示，例如，一对第一触点部22a优选地在上下方向(z方向)上具有相同且均匀的厚度，以减少与第二触点部22b的接触不良等。

第二柔性片41b具有检测部23和一对第二触点部22b。检测部23和各第二触点部22b在与第一柔性片41a对置的第二对置面41ba形成。检测部23由ic芯片等构成，并安装在第二柔性片41b。第二触点部22b形成在第二柔性片41b的表面上以作为导电图案。第二触点部22b形成为与第一触点部22a大致相同的尺寸和形状。

绝缘片42是具有电绝缘性和柔性的膜状部件，并且由例如聚酯膜等树脂材料制成。绝缘片42在第一触点部22a和第二触点部22b对置的位置处具有从第一对置面41aa贯穿到第二对置面41ba为止的贯通孔42a。贯通孔42a在以第一柔性片41a和绝缘片42层叠的状态下第一触点部22a露出的位置形成，并且在以第二柔性片41b和绝缘片42层叠的状态下第二触点部22b露出的位置形成。如图4所示，贯通孔42a具有可以容纳包括一对第一触点部22a和一对第二触点部22b在内的开关电路22的孔径。绝缘片42在上下方向上的厚度优选地设定成对应于例如基于乘员的就座引起的外力f而使得第一触点部22a和第二触点部22b接触。

接下来，将参考图7描述车辆用检测系统1的工作例。

车辆用检测系统1的控制器13首先确定acc电源或ig电源是否接通(步骤s1)。接下来，当acc电源或ig电源接通时(步骤s1中的是)，控制器13通过收发部12检测各检测器20和各带扣传感器20a(步骤s2)。例如，控制器13经由第一天线部11将包括供电用无线信号的发送信号以预定间隔(例如，1秒的间隔)从收发部12发送到各检测器20、各带扣传感器20a。

接下来，控制器13确定是否有来自各检测器20和各带扣传感器20a的响应(步骤s3)。例如，当开关电路22处于接通状态时，各检测器20将检测部23和第二天线部21之间电连接，并且经由第二天线部21将第一检测信号从检测部23发送至读取器10。与之相对，当开关电路22处于断开状态时，各检测器20断开检测部23和第二天线部21，并且不会将第一检测信号从检测部23经由第二天线部21发送给读取器10。当读取器10从各检测器20和各带扣传感器20a接收到检测信号(包括第一检测信号和第二检测信号)时，将已接收到的检测信号的识别信息输出到控制器13。当从读取器10输出有识别信息时，控制器13判定为有来自各检测器20和各带扣传感器20a的响应。当判定为有来自各检测器20、各带扣传感器20a的响应时(步骤s3，是)，控制器13基于识别信息来判定座椅2a的就座状态和安全带的佩戴状态(步骤s4)。例如，如上所述，当从在一个座椅2a的座面部2aa配置的四个检测器20接收到四条识别信息时，控制器13判定为乘员已就座于该座位2a。另一方面，当从四个检测器20接收到三条以下的识别信息时，控制器13判定为没有乘员就座于座椅2a。

接下来，控制器13根据乘员已就座的座椅2a的安全带的佩戴状态来判定是否需要通知该乘员(步骤s5)。例如，当乘员已就座的座椅2a的安全带未被佩戴时，控制器13判定为需要通知(步骤s5；是)，并且向通知部14输出警告信号。通知部14根据已输出的警告信号将警告灯点亮，并对没有佩戴安全带的乘员发出警告(步骤s6)。与之相对，当乘员已就座的座椅2a的安全带为佩戴状态时，控制器13判定为不需要通知(步骤s5；否)，并且向通知部14输出关灯信号。通知部14根据已输出的关灯信号熄灭警告灯(步骤s7)。接下来，控制器13判定acc电源或ig电源是否为断开(步骤s8)。当acc电源或ig电源断开时(步骤s8；是)，控制器13结束该处理。与之相对，当acc电源或ig电源接通时(步骤s8；否)，控制器13执行上述步骤s2以后的处理。

上述步骤s1中，当acc电源或ig电源断开时(步骤s1；否)，控制器13结束该处理。此外，上述步骤s3中，当没有来自各检测器20的响应时(步骤s3；no)，控制器13执行上述步骤s1以后的处理。

如上所述，本实施方式的检测器20包括：第一柔性片41a、与第一柔性片41a对置配置的第二柔性片41b以及具有电绝缘性、且位于第一柔性片41a和第二柔性片41b之间的绝缘片42。第一柔性片41a具有：第二天线部21，其在表面上形成为导电图案，并且从读取器10接收包括供电用无线信号在内的发送信号；和第一触点部22a，其电连接于第二天线部21并且在与第二柔性片41b对置的第一对置面41aa形成。第二柔性片41b具有：检测部23，其在表面上形成为导电图案，并且被第二天线部21已接收的发送信号驱动并输出检测信号；和第二触点部22b，其电连接于检测部23并且在与第一柔性片41a对置的第二对置面41ba形成。绝缘片42在第一触点部22a和第二触点部22b对置的位置处具有从第一对置面41aa贯穿到第二对置面41ba为止的贯通孔42a。第一触点部22a和第二触点部22b基于乘员的就座所产生的外力f而变成相互接触的状态，并从第二天线部21向检测部23输出发送信号，从检测部23向第二天线部21输出检测信号。这样，由于检测器20将已从读取器10接收的供电用无线信号作为动力进行驱动，因此不需要电池和用于供电的配线，从而能够抑制制造成本和重量的增加。此外，由于检测器20由柔性片构成，因此能够适应不同座椅2a的形状，且能够改善该检测器20的安装性并且能够高精度地检测乘员的就座情况。

此外，本实施方式的车辆用检测系统1包括检测器20、带扣传感器20a和读取器10。读取器10基于第一检测信号来判定乘员向座椅2a的就座状态，并且基于第二检测信号来判定安全带的佩戴状态，当乘员处于就座状态并且安全带处于未佩戴状态时，对该乘员进行警告。由此，当已就座于座椅2a的乘员处于未佩戴安全带的状态时，可以督促该乘员佩戴安全带。

此外，本实施方式的车辆用检测系统1中，检测器20相对于座椅2a的座面部2aa以至少一部分间隔开的方式配置有多个。多个检测器20分别具有不同的识别信息，并将该识别信息作为第一检测信号发送给读取器10。读取器10基于已接收的识别信息的数量来判定乘员的就座状态。由此，可以高精度地检测乘员的就座情况。

此外，在上述实施方式中，读取器10和各检测器20以及读取器10和各带扣传感器20a通过rfid执行无线通信，但是本发明不限于此，只要是用于执行短距离无线通信的技术即可，也可以使用nfc(nearfieldcommunication，近场通信)、transferjet(注册商标)、zigbee(注册商标)等。

另外，虽然在上述实施方式中控制器13和ecu分别独立构成，但也可以一体构成。也就是说，可以被配置为控制器13所执行的操作由ecu来执行。

此外，在上述实施方式中，分开描述了检测器20和带扣传感器20a，但是检测器20和带扣传感器20a可以是相同的，并且也可以构成为取代带扣传感器20a而将检测器20配置于带扣25。