JP2000313271A - 乗員検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シートに着座する乗員の体重を正確に推定す
る乗員検出装置を提供する。 【解決手段】 乗員が着座するシート３及び該シートに
かかる乗員の重量を測定する荷重測定手段１１と、シー
ト上の乗員の重心位置を検出する重心位置検出手段１１
と、重心位置検出手段からの情報により荷重測定手段の
測定値を補正して乗員の体重を推定する体重推定手段１
２とを有した乗員検出装置１０によって、シートに着座
する乗員の体重を正確に推定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シートに着座する
乗員の体重を正確に推定する乗員検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車の安全装備の１つにエア
バッグがあり、このエアバッグ装置の装備された自動車
が急速に普及するにつれて、エアバッグ装置に起因した
怪我や死亡事故が増加している。これらの事故は、成人
男性を対象としてエアバッグ装置が作動するように設計
されていることに起因し、特に子供や小柄な女性に対し
てこれらの事故が多く発生する傾向がある。

【０００３】その為、近年、例えば、助手席用エアバッ
グ装置に関して、シートに着座している乗員の体格に合
わせてエアバッグを適切な速度で展開させたりエアバッ
グを展開させない等の制御を行うエアバッグ制御システ
ムの要望が高まっている。より詳細には、エアバッグの
展開制御装置と、検出用途に応じた種々の乗員検知セン
サと、これらのセンサの出力に基づき、乗員の有無、着
座位置、着座姿勢、及び体重等、乗員に関する様々な情
報を判断する乗員検知システムとから構成されるエアバ
ッグ制御システムが必要とされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】乗員が危険領域に存在
するか、乗員が子供であるか大人であるか等の判断を行
う乗員検知システムの一例が、米国特許第５，５７３，
２６９号公報、及び米国特許第５，６７０，８５３号公
報において紹介されている。これらの公報に記載された
乗員検知システムは、シート周辺、即ち、シートの下、
シート表皮下、足下のフロアマットの下に重量センサを
配置したり、バックレストにバックレスト角度センサを
配置したり、乗員の頭上に高さセンサを配置し、これら
複数のセンサの組み合わせで乗員の体重や位置を検出す
るものである。

【０００５】しかし、少なくとも４つ以上のセンサを組
み合わせており、コスト高である。更に、シートの下に
荷重センサを設けた場合、乗員の体重を正確に検知する
ためにこの荷重センサで検知した荷重の他に乗員の足下
にかかる荷重を考慮する必要がある。しかし、足下にか
かる荷重を求めるために、前記公報に記載されているよ
うにフロアマットの下に重量センサを配置しても、乗員
の足の位置は、乗員の体格、姿勢によって異なるため、
足下にかかる荷重の正確な検知は困難である。

【０００６】本発明の目的は、シートに着座する乗員の
体重を正確に推定する乗員検出装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る乗員検出装置は、乗員が着座するシ
ート及び該シートにかかる乗員の重量を測定する荷重測
定手段と、シート上の乗員の重心を推定する重心位置検
出手段と、重心位置検出手段からの情報により荷重測定
手段の測定値を補正して乗員の体重を推定する体重推定
手段とを有したことを特徴としている。

【０００８】シート周辺に余分な重量センサを配置する
ことなく、荷重測定手段によって乗員が着座するシート
及び該シートにかかる乗員の重量を測定し、この測定値
を重心位置検出手段からの情報に基づいて補正し、乗員
の体重を正確に推定する。又、本発明の請求項２に記載
の乗員検出装置は、請求項１に記載の乗員検出装置にお
いて、重心位置検出手段が、シートの少なくとも２つ以
上の異なる位置に配置された荷重測定手段を使用するこ
とを特徴としている。

【０００９】重心位置検出手段に荷重測定手段を使用す
ることで、重心位置検出手段としてのセンサを特別に配
置させずに済み、センサ数を低減させる。又、本発明の
請求項３に記載の乗員検出装置は、請求項１に記載の乗
員検出装置において、重心位置検出手段がシートに配置
された複数の感圧センサ素子を有する感圧フィルムから
なることを特徴としている。

【００１０】感圧フィルムに配置された複数の感圧セン
サ素子から乗員のシート上の重心を正確に検出すること
ができ、乗員の体重を正確に推定する。又、本発明の請
求項４に記載の乗員検出装置は、請求項１に記載の乗員
検出装置において、シートがシートレール上を移動可能
であり、重心位置検出手段は、シートレールに対する乗
員の重心位置も検出することを特徴としている。

【００１１】重心位置検出手段が、シート上の乗員の重
心位置のみならずシートレールに対する乗員の重心位置
をも検出するので、乗員の前座りを確実に検出する。
又、本発明の請求項５に記載の乗員検出装置は、請求項
１に記載の乗員検出装置において、重心位置検出手段
が、乗員の頭部の位置を検知する検知手段を備えたこと
を特徴としている。

【００１２】乗員の頭部の位置を検知することで、乗員
の足にかかる荷重をより正確に求め、乗員の体重をより
正確に推定する。又、本発明の請求項６に記載の乗員検
出装置は、請求項１に記載の乗員検出装置において、重
心位置検出手段が、乗員の臀部の幅を検知する検知手段
を備えたことを特徴としている。

【００１３】乗員の臀部の幅は統計的に体重と比例関係
にあるので、乗員の座位臀部幅から乗員の推定体重を算
出し、重心位置検出手段によって補正して算出した体重
値と比較して軽い方を採用することで、足の届かない子
供や足をあげて座っている大人等の特殊な場合の体重を
確実に推定する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の第
１の実施形態に係る乗員検出装置１０について説明す
る。本発明の第１の実施形態に係る乗員検出装置１０
は、図１及び図２(a)に示すように、シートフレーム１
とフロア２との間に配置された４つの荷重センサ１１a,
b,c,dと、この荷重センサ１１からの出力に基づきシー
ト上の乗員の検出を行う処理部１２等から構成されてい
る。

【００１５】荷重センサ１１は、静電容量型圧力センサ
が使用され、図２(b)に示すように、シートフレーム１
をフロア２に支持する支持部に介装され、夫々の支持部
に作用するシート３の重量とシート３にかかる乗員の重
量を各荷重センサ１１が測定し、この出力信号を処理部
１２に伝えるようになっている。尚、静電容量型圧力セ
ンサの代わりの歪みゲージを用いて荷重を測定しても良
い。

【００１６】処理部１２は、標準的な大人の体重、小柄
な女性の体重、子供の体重を判別する閾値や、シート上
の乗員の重心位置と乗員の足にかかる荷重の補正係数と
の相関関係を記憶するメモリ１２mと、シート上の乗員
の重心位置を求めたり、シートにかかる乗員の重量から
乗員の足にかかる荷重を求め、これをシート上の乗員の
重心位置に基づいて補正し、乗員の体重を正確に推定す
るＣＰＵ１２cとを有している。

【００１７】メモリ１２mに記憶された重心位置と足に
かかる荷重の補正係数との相関関係を表すテーブルは、
図３に示すように、シート上の乗員の重心位置がシート
前方になるに従って、足にかかる荷重の補正係数が大き
くなるようになっている。これによって、乗員がシート
前方に着座する程、体重が足にかかるようになるので、
この補正係数によってシートにかかる乗員の重量以外
の、乗員の足にかかる荷重を的確に推定し、これによっ
て乗員の体重を正確に推定することができる。

【００１８】具体的には、乗員の足にかかる荷重は、乗
員の全体重の最大３０％まで及ぶ。より詳細には、乗員
の足にかかる荷重が、乗員が標準的な姿勢で着座した時
はシートの状態にもよるが、全体重の約２０〜２５％、
乗員が極端な前座り姿勢で着座した時は全体重の最大３
０％となる。即ち、乗員がシートの後方に座る程、乗員
の足にかかる荷重の割合が、乗員の全体重に対して大幅
に減少していく。従って、この補正係数を利用して乗員
の足にかかる荷重を推定し、これによって乗員の体重を
正確に推定することができる。

【００１９】ＣＰＵ１２mは、シート前方の荷重センサ
１１a,bからの出力値とシート後方の荷重センサ１１c,d
からの出力値とを比較してシート上の乗員の重心位置を
求めることができる。即ち、乗員がシート前方に着座し
ていると、シート前方の荷重センサ１１a,bの出力値が
シート後方の荷重センサ１１c,dの出力値より大きくな
り、乗員がシート後方に着座していると、この逆になる
ので、この出力差を利用してシート上の乗員の重心位置
を求めることができる。尚、荷重センサ１１が配置され
たシートフレーム１とフロア２との間に例えばゴムブッ
シュ等の弾性体を介装することで、乗員の着座位置によ
ってシート前後の荷重センサ１１の出力値が大きく異な
るようにし、重心位置を更に求め易くするようにしても
良い。

【００２０】ＣＰＵ１２c は又、４つの荷重センサ１１
の出力値からシート３にかかる乗員の重量を求めると共
に、上述のように求めた重心位置からメモリ１２mの補
正係数テーブルを参照して乗員の足にかかる荷重の補正
係数を求め、これらの値に基づいて乗員の体重を正確に
推定する。従って、シート３にかかる乗員の重量が同一
であっても、シート前方に着座している場合の方がシー
ト後方に着座している場合よりも体重が重く推定され
る。

【００２１】以下、かかる乗員検出ルーチンを図４及び
図５に示すフローチャートに基づき詳細に説明する。ま
ず最初に、外部からの駆動信号によって、各荷重センサ
１１にかかる荷重を測定する（ステップＳ１０１）。
尚、荷重センサに静電容量型センサを用いた場合、荷重
センサの初期値が温度等の影響を受けてドリフトし易い
が、乗員が着座していない時、例えば、ドアを開けて乗
員が車外に出た時を検出してＣＰＵが荷重センサの初期
値校正を行うようにしても良い。

【００２２】続いて、ＣＰＵにおいてシートにかかる乗
員の重量を計算する（ステップＳ１０２）。これは、各
荷重センサ１１の出力値を加算し、メモリ１２mに予め
記憶されたシートのみの重量をこれから減算して求め
る。尚、乗員が着座していない時に、シートのみの重量
を荷重センサ１１で求めてこれを利用しても良い。次
に、ＣＰＵにおいてシートにかかる全重量が一定の閾値
以下かどうかを判断し（ステップＳ１０３）、一定の閾
値以下である場合は、シートに乗員無しと判断し（ステ
ップＳ１０４）、この判断信号を外部に出力する。そし
て、この判断信号に基づき、シート周辺補機、例えば、
エアバッグ装置等に乗員体格情報として伝え、これらの
補機が不必要に作動しないようにする。

【００２３】シートにかかる全重量が一定の閾値を超え
ている場合は、各荷重センサの出力から上述の方法で乗
員のシート上の重心位置を検出する（ステップＳ１０
５）。続いて、検出された重心位置が許容範囲を超えて
かなり前方に存在するか否かを判断し（ステップＳ１０
６）、かなり前方に存在する場合は、乗員がシート前座
りと判断し（ステップＳ１０７）、この判断信号を乗員
体格情報として外部に出力する。

【００２４】この判断信号に基づき、シート周辺補機、
例えば、エアバッグ装置が作動すると乗員の顔面に損傷
を及ぼす恐れがある等の警告を行うことができる。検出
された重心位置がかなり前方には存在しない場合は、乗
員の着座位置が許容範囲内にあると判断して、この重心
位置からメモリ１２mの補正係数テーブルを参照して乗
員の足にかかる荷重の補正係数を求める（ステップＳ１
０８）。そして、シートにかかる全重量とこの補正係数
とから乗員の足にかかる荷重を推定し、この値にシート
にかかる全重量を加算して乗員の体重を推定する（ステ
ップＳ１０９）。

【００２５】次に、推定された乗員の体重が標準サイズ
の大人の体重以上か否かを判断し（ステップＳ１１
０）、標準サイズの大人の体重以上である場合は、シー
トに着座した乗員が標準サイズの大人であると判断し
（ステップＳ１１１）、この判断信号を乗員体格情報と
して外部に出力する。この判断信号に基づき、シート周
辺補機、例えば、エアバッグ装置を通常の展開速度で作
動させる。

【００２６】推定された乗員の体重が標準サイズの大人
の体重を超えない場合は、この体重が、小柄な女性の体
重以上か否かを判断し（ステップＳ１１２）、小柄な女
性の体重以上である場合は、シートに着座した乗員が小
柄な女性であると判断し（ステップＳ１１３）、この判
断信号を乗員体格情報として外部に出力する。この判断
信号に基づき、シート周辺補機、例えば、エアバッグ装
置を通常より遅い展開速度で作動させ、エアバッグの展
開によって乗員が負傷するのを防止する。

【００２７】推定された体重が小柄な女性の体重を超え
ない場合は、シートに着座した乗員が子供又は幼児であ
る判断し（ステップＳ１１４）、この信号を乗員体格情
報として外部に出力する。この判断信号に基づき、シー
ト周辺補機、例えば、エアバッグ装置を作動させないよ
うにし、エアバッグの展開によって乗員が負傷するのを
防止する。

【００２８】具体的には、標準的な６歳児（身長１１９
cm，体重２４kg）と小柄な女性（身長１５０cm，体重５
０kg）を考えた場合、重心位置を検出して乗員の前座り
状態と判断したとき、乗員の足部にかかる荷重の最大値
は乗員の体重の約３０％になるので、小柄な女性の足部
にかかる重量は１５kgとなり、小柄な女性のシートに作
用する重量を最小３５kgと判断する場合がある。一方、
チャイルドシートの重量は最大１０kg程度なので、６歳
児標準体型の重量は最大３４kgであり、３５kgを小柄な
女性か子供かの判断の閾値とすれば、小柄な女性と子供
との判断を確実に行うことができる。

【００２９】以上のように、本発明の第１の実施形態に
係る乗員検出装置によれば、シートにおける乗員の有無
のみならず、乗員の種類（体格）や着座姿勢までも正確
に判断できるので、この判断結果を利用して、例えば、
エアバッグ装置等のシート周辺補機を適切に作動させる
ことが可能になる。尚、上述の実施形態とは異なり、図
６に示すように、４つの荷重センサ１５a,b,c,dをシー
トレール上のシート取付部６とシートレール７との間に
配置しても良い。この構成によって、上述の実施形態以
上に乗員の着座位置の変化に応じた乗員の重心位置の変
化が大きくなり（ダイナミックレンジが拡大し）、シー
トレール７に対するシート８の位置に大きく依存するこ
となく、シート上の乗員の重心位置を正確に検出するこ
とができる。

【００３０】続いて、本発明の第２の実施形態に係る乗
員検出装置について説明する。尚、上述の実施形態にか
かる構成と同等の構成については、対応する符号を付し
て詳細な説明を省略する。本発明の第２の実施形態に係
る乗員検出装置２０は、図７及び図８に示すように、シ
ート取付部６とシートレール７との間に配置された４つ
の荷重センサ２１a,b,c,dと、シートクッション８sに配
設されたフィルム状センサ２３と、これらセンサからの
出力に基づきシート上の乗員の検出を行う処理部２２等
から構成されている。

【００３１】荷重センサ２１は、上述の実施形態と同様
に静電容量型圧力センサが使用され、フィルム状センサ
２３の出力がゼロの時、即ち、シートに乗員が着座して
いない時を利用して定期的に初期値校正が行われる。フ
ィルム状センサ２３は、複数の感圧センサエレメント２
４をシート状に配設したもので、乗員からの荷重を受け
易いようにシートクッション８sの表皮近傍に配置され
ている。

【００３２】感圧センサエレメント２４は、図９に示す
ように、ＰＥＴ等の絶縁プラスチックフィルム２４a，
２４bで所定の厚さの粘着剤層からなる絶縁層２４cを挟
み、この絶縁プラスチックフィルム上に所定形状の金属
箔を貼付するか導電性塗料を所定形状に印刷して回路パ
ターン化された導電層２４d，２４eを一定間隔隔てて対
向するように貼付している。そして、感圧センサエレメ
ント２４に矢印Ｐ，Ｑの方向から圧力が加わることで、
導電層同士が接触し、これを電気的に検出することで感
圧センサエレメント２４に加わった圧力を検出するよう
になっている。

【００３３】このような感圧センサエレメント２４が、
図１０に一部を示すように、マトリックス状に配置され
ているので、フィルム状センサ２３の各感圧センサエレ
メント２４からの出力からシート８に着座した乗員の臀
部の領域を検出することができる。処理部２２は、上述
の実施形態と同等に乗員の重心位置と足にかかる荷重の
補正係数との相関関係を記憶したメモリ２２mを有する
と共に、フィルム状センサ２３によって検出された乗員
の臀部の領域の中心位置を求め、これをシート上の乗員
の重心位置としたり、４つの荷重センサ２１の出力値か
らシート８にかかる乗員の重量を求めると共に、上述の
重心位置からメモリ２２mの補正係数テーブルを参照し
て乗員の足にかかる荷重の補正係数を求め、これらの値
に基づき乗員の体重を正確に推定するＣＰＵ２２cを有
している。

【００３４】以下、かかる乗員検出ルーチンを図１１及
び図１２に示すフローチャートに基づき説明する。図１
１及び図１２に示すフローチャートは、図４及び図５に
示すフローチャートと略同等であり、外部からの駆動信
号によって各荷重センサ２１にかかる荷重を測定し（ス
テップＳ２０１）、この測定値に基づきシートにかかる
全重量を計算する（ステップＳ２０２）。続いて、シー
トにかかる全重量が一定の閾値以下かどうかを判断し
（ステップＳ２０３）、一定の閾値以下である場合は、
シートに乗員無しと判断し（ステップＳ２０４）、この
判断信号を乗員体格情報として外部に出力する一方、一
定の閾値を超えている場合は、フィルム状センサ２３の
出力から上述の方法で乗員のシート上の重心位置を検出
する（ステップＳ２０５）。そして、乗員の重心位置が
シートのかなり前方であるか否かを判断し（ステップＳ
２０６）、かなり前方である場合は、乗員がシート前座
りであると判断し（ステップＳ２０７）、この判断信号
を乗員体格情報として外部に出力する。これに該当しな
い場合は、重心位置から足部重量の補正係数を第１の実
施形態と同様な方法で算出する（ステップＳ２０８）。

【００３５】次いで、シートにかかる乗員の重量と足部
重量補正係数とから乗員の体重を推定し（ステップＳ２
０９）、この体重が標準サイズの大人の体重以上か否か
を判断する（ステップＳ２１０）。体重が標準サイズの
大人の体重以上である場合は、シートに着座した乗員が
標準サイズの大人と判断し（ステップＳ２１１）、体重
が標準サイズの大人の体重を下回っている場合は、体重
が小柄な女性の体重以上か否かを判断する（ステップＳ
２１２）。体重が小柄な女性の体重以上である場合は、
シートに着座した乗員が小柄な女性と判断し（ステップ
Ｓ２１３）、体重が小柄な女性の体重を下回っている場
合は、シートに着座した乗員が子供又は幼児と判断する
（ステップＳ２１４）。そして、これらの判断結果を乗
員体格情報として外部に出力する。

【００３６】この判断信号に基づき、第１の実施形態と
同様に、シート周辺補機、例えば、エアバッグ装置を必
要な場合だけ適正な展開速度で作動させるようにし、エ
アバッグの展開によって乗員が負傷するのを防止するこ
とができる。又、感圧センサを使っているので乗員の座
位臀部幅が測定可能である。座位臀部幅は統計的に体重
と比例関係にあることが分かっているので、この座位臀
部幅から乗員の推定体重を算出し、前記補正によって算
出した体重値と比較し、軽い方を採用することで特殊で
はあるが足の届かない子供や足をあげて座っている大人
等、足への荷重のない場合の判断の誤りを回避すること
ができる。

【００３７】続いて、本発明の第３の実施形態に係る乗
員検出装置について説明する。尚、上述の実施形態にか
かる構成と同等の構成については、対応する符号を付し
て詳細な説明を省略する。本発明の第３の実施形態に係
る乗員検出装置３０は、図１３及び図１４に示すよう
に、シート取付部６とシートレール７との間に配置され
た４つの荷重センサ３１a,b,c,dと、シートレール７上
のシート８の位置を検出するシートポジションセンサ３
３と、これらセンサからの出力に基づきシート上の乗員
の検出を行う処理部３２等から構成されている。

【００３８】荷重センサ３１は、上述の実施形態と同様
の荷重センサが使用されている。この４つの荷重センサ
３１によって求められたシート上の乗員の重心位置とシ
ートポジションセンサ３３によって検出されたシートレ
ール７上のシート８の位置から処理部のＣＰＵ３２cが
シートレール７に対する乗員の重心位置を検出し、シー
トレール７に対する乗員の前座り状態を確実に検出する
ことができる。

【００３９】処理部３２は、上述の実施形態と同等のメ
モリ３２mを有すると共に、荷重センサ３１とシートポ
ジションセンサ３３とによって検出されたシートレール
７に対する乗員の重心位置を求めたり、上述の実施形態
と同等に乗員の足にかかる荷重を求めて乗員の重心位置
に基づいてこれを補正し、乗員の体重を正確に推定する
ＣＰＵ３２cを有している。

【００４０】以下、かかる乗員検出ルーチンを図１５及
び図１６に示すフローチャートに基づき説明する。図１
５及び図１６に示すフローチャートは、上述のフローチ
ャートと略同等であり、外部からの駆動信号によって各
荷重センサ３１にかかる荷重を測定し（ステップＳ３０
１）、これに基づきシートにかかる全重量を計算する
（ステップＳ３０２）。そして、この全重量が一定の閾
値以下かどうかを判断し（ステップＳ３０３）、一定の
閾値以下である場合は、シートに乗員無しと判断し（ス
テップＳ３０４）、この判断信号を乗員体格情報として
外部に出力する一方、一定の閾値を超えている場合は、
各荷重センサ３１の出力から第１の実施形態と同様な方
法で乗員のシート上の重心位置を検出する（ステップＳ
３０５）。更に、シートポジションセンサ３３によって
シートレール上のシートの位置を検出してこの検出結果
からシートレールに対する乗員の重心位置を検出する
（ステップＳ３０５ａ）。

【００４１】続いて、重心位置がシートレールのかなり
前方か否かを判断し（ステップＳ３０６）、重心位置が
シートレールのかなり前方である場合は、乗員がシート
前座りであると判断し（ステップＳ３０７）、この判断
信号を乗員体格情報として外部に出力する。尚、本実施
形態に係る乗員検出装置は、シートポジションセンサ３
３の出力を利用してシートレールに対する乗員の重心位
置を検出するので、シート前座り状態がシートレールと
の相対的な位置関係で許容できる範囲か、極端な前座り
状態で許容できない範囲かを正確に判断することができ
る。

【００４２】重心位置がシートレールのかなり前方では
ない場合は、各荷重センサから求めた重心位置から足部
重量の補正係数を第１の実施形態と同様な方法で算出す
る（ステップＳ３０８）。次いで、シートにかかる乗員
の重量と足部重量補正係数とから乗員の体重を推定し
（ステップＳ３０９）、この体重が標準サイズの大人の
体重以上か否かを判断する（ステップＳ３１０）。体重
が標準サイズの大人の体重以上である場合は、シートに
着座した乗員が標準サイズの大人と判断し（ステップＳ
３１１）、体重が標準サイズの大人の体重を下回ってい
る場合は、体重が小柄な女性の体重以上か否かを判断す
る（ステップＳ３１２）。体重が小柄な女性の体重以上
である場合は、シートに着座した乗員が小柄な女性と判
断し（ステップＳ３１３）、体重が小柄な女性の体重を
下回っている場合は、シートに着座した乗員が子供又は
幼児と判断する（ステップＳ３１４）。そして、これら
の判断結果を乗員体格情報として外部に出力する。

【００４３】この判断信号に基づき、第１及び第２の実
施形態と同様に、シート周辺補機、例えば、エアバッグ
装置を必要な場合だけ適正な展開速度で作動するように
し、エアバッグの展開によって乗員が負傷するのを防止
することができる。尚、上述の実施形態とは異なり、図
１７及び図１８に示すように、４つの荷重センサ３６a,
b,c,dをシートレール上のシート取付部６とシートレー
ル7との間に配置すると共に、シートクッション８sにフ
ィルム状センサ３８を配設し、且つシートレール上のシ
ート８の位置を検出するポジションセンサ３７をシート
レール７に設け、第２の実施形態に係る乗員検出装置の
ようにフィルム状センサ３８を用いてシート上の乗員の
重心位置を求め、このシート上の乗員の重心位置とポジ
ションセンサ３７の出力とからシートレール７に対する
乗員の重心位置を正確に求めるようにしても良い。これ
によって乗員の体重をより正確に推定することができ
る。

【００４４】続いて、本発明の第４の実施形態に係る乗
員検出装置について説明する。尚、上述の実施形態にか
かる構成と同等の構成については、対応する符号を付し
て詳細な説明を省略する。本発明の第４の実施形態に係
る乗員検出装置４０は、図１９及び図２０に示すよう
に、シートフレーム１とフロア２との間に配置された４
つの荷重センサ４１a,b,c,dと、シートクッション３sに
配設されたフィルム状センサ４３と、シート３から離間
して配置され、シート上の乗員の頭部の位置を検出する
赤外線センサ４４と、これらセンサからの出力に基づき
シート上の乗員の検出を行う処理部４２等から構成され
ている。

【００４５】荷重センサ４１は、上述の実施形態と同様
の荷重センサが使用されている。この４つの荷重センサ
４１によってシート３にかかる乗員の重量を求めると共
に、フィルム状センサ４３によってシート上の乗員の重
心位置を求めることができる。又、赤外線センサ４４で
検出されたシート上の乗員の頭部位置は処理部４２のＣ
ＰＵ４２cに伝えられる。

【００４６】処理部４２のメモリ４２mには、第１の実
施形態で説明したシート上の重心位置と足にかかる荷重
の補正係数との相関関係を表す第１のテーブル（図３参
照）の他に、図２１に示すシート上の乗員の頭部の位置
と足にかかる荷重の補正係数との相関関係を表す第２の
テーブルが記憶されている。即ち、シート上の乗員の頭
部がシート前方になるほど乗員が前屈みになるので、乗
員の頭部位置がシート前方になる程、補正係数βが大き
くなって乗員の足にかかる荷重が大きくなるように記憶
されている。

【００４７】尚、第２のテーブルの傾きは第１のテーブ
ルの傾きより小さい、即ち、第２のテーブルの補正係数
は第１のテーブルの補正係数より検出位置の違いによる
補正係数の変化量が小さくなるように設定されている。
これによって、ＣＰＵ４２cは、シート上の乗員の重心
位置によって足にかかる荷重を補正すると共に、シート
上の乗員の頭部の位置によって足にかかる荷重を更に補
足的に補正するようになっている。

【００４８】又、ＣＰＵ４２cは、シート上の乗員の頭
部の位置が極端に前方にある場合に許容すべきでない着
座状態であると判断するようになっている。以下、第４
の実施形態に係る乗員検出ルーチンを図２２及び図２３
に示すフローチャートに基づき説明する。まず最初に、
外部からの駆動信号によって各荷重センサ４１にかかる
荷重を測定し（ステップＳ４０１）、これに基づきシー
トにかかる全重量を計算する（ステップＳ４０２）。そ
して、この全重量が一定の閾値以下かどうかを判断し
（ステップＳ４０３）、一定の閾値以下である場合は、
シートに乗員無しと判断し（ステップＳ４０４）、この
判断信号を乗員体格情報として外部に出力する一方、一
定の閾値を超えている場合は、フィルム状センサ４３の
出力から乗員のシート上の重心位置を検出する（ステッ
プＳ４０５）。更に、赤外線センサ４４の出力から乗員
の頭部の位置を検出し（ステップＳ４０５ａ）、乗員の
頭部の位置又は重心位置がかなり前方か否かを判断する
（ステップＳ４０６）。これらの少なくとも一方がかな
り前方にあると判断した時は、乗員がシート前座りであ
ると判断する（ステップＳ４０７）。

【００４９】尚、本実施形態に係る乗員検出装置は、赤
外線センサ４４の出力を利用して乗員の頭部位置を検出
するので、シート上の乗員の重心位置が正規位置である
が乗員が前屈みで座っている状態を確実に検出すること
ができ、このような場合に例えばエアバッグ等のシート
補機が作動して乗員の頭部に損傷を与えるのを防止する
ことができる。

【００５０】重心位置がシートレールのかなり前方では
ない場合は、フィルム状センサ４３から求めた重心位置
から第１のテーブルに基づき足部重量の補正係数αを算
出する（ステップＳ４０８）。又、赤外線センサ４４か
ら求めた頭部の位置から第２のテーブルに基づき足部重
量の補正係数βを算出する（ステップＳ４０８ａ）。

【００５１】次いで、シートにかかる乗員の重量と足部
重量補正係数α，βとから乗員の足にかかる重量を求
め、これとシートにかかる乗員の重量とを加算すること
で、乗員の体重を推定する（ステップＳ４０９）。例え
ば、図２４(a)に示すような正しい姿勢で乗員が着座し
ている場合は、足部重量補正係数αが図２４(b)に示す
ようなハッチングの範囲内から求まり、足部重量補正係
数βが図２４(c)に示すようなハッチングの範囲内から
求まる。

【００５２】又、乗員が図２５(a)に示すような前座り
状態の場合は、足部重量補正係数αが図２５(b)に示す
ようなハッチングの範囲内から求まり、足部重量補正係
数βが図２５(c)に示すようなハッチングの範囲内から
求まるので、足部重量補正係数α，βの値が大きくな
り、乗員の足部の重量が大きくなるように補正して乗員
の体重を正確に推定する。

【００５３】又、乗員が図２６(a)に示すようなリクラ
イニング状態の場合は、足部重量補正係数αが図２６
(b)に示すようなハッチングの範囲内から求まり、足部
重量補正係数βが図２６(c)に示すようなハッチングの
範囲内から求まるので、足部重量補正係数α，βの値が
小さくなり、乗員の足部の重量が小さくなるように補正
して乗員の体重を正確に推定する。

【００５４】又、乗員が図２７(a)に示すような前屈み
（前傾斜）状態の場合は、足部重量補正係数αが図２７
(b)に示すようなハッチングの範囲内に相当し、足部重
量補正係数βが図２７(c)に示すようなシート前方のハ
ッチングの範囲内に相当する。即ち、頭の位置が極端に
前方にあることが分かり、乗員の着座姿勢が許容できる
範囲外であると判断することができる。

【００５５】以上のように２つの補正係数を利用するの
で、より正確な乗員の体重を推定することができる。続
いて、図２３に示すように、この体重が標準サイズの大
人の体重以上か否かを判断する（ステップＳ４１０）。
体重が標準サイズの大人の体重以上である場合は、シー
トに着座した乗員が標準サイズの大人と判断し（ステッ
プＳ４１１）、体重が標準サイズの大人の体重を下回っ
ている場合は、体重が小柄な女性の体重以上か否かを判
断する（ステップＳ４１２）。体重が小柄な女性の体重
以上である場合は、シートに着座した乗員が小柄な女性
と判断し（ステップＳ４１３）、体重が小柄な女性の体
重を下回っている場合は、シートに着座した乗員が子供
又は幼児と判断する（ステップＳ４１４）。そして、こ
れらの判断結果を乗員体格情報として外部に出力する。

【００５６】この判断信号に基づき、第１乃至第３の実
施形態と同様に、シート周辺補機、例えば、エアバッグ
装置を必要な場合だけ適正な展開速度で作動するように
し、エアバッグの展開によって乗員が負傷するのを防止
することができる。尚、シート上の乗員の頭の位置を検
出するのに、上述の赤外線センサの代わりに超音波セン
サ、ＣＣＤカメラ等を使用しても良い。

【００５７】又、上述の乗員検出ルーチンの手順は、前
記フローチャートに限定されず、本発明の目的の範囲内
で種々の組み合わせが考えられることは言うまでもな
い。更に、以上説明した乗員検出装置は、着座者の在不
在や着座者の体重情報に基づき車両の空調を自動的に制
御したり、緊急時に乗員体格情報を最寄りのセンタ（タ
ーミナル）に無線で送信するようして緊急時の乗員救出
等に役立てるのに利用することができる。

【００５８】又、本発明に係る乗員検出装置は、車両の
シートへの適用に限定されず、例えば、家庭用マッサー
ジ機等にこれを適用して利用者の体重に合わせてマッサ
ージメニューを適切に選択するようにしても良い。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る乗員
検出装置は、乗員が着座するシート及び該シートにかか
る乗員の重量を測定する荷重測定手段と、シート上の乗
員の重心位置を検出する重心位置検出手段と、重心位置
検出手段からの情報により荷重測定手段の測定値を補正
して乗員の体重を推定する体重推定手段とを有している
ので、シート周辺に余分な重量センサを配置することな
く、荷重測定手段によって乗員が着座するシート及び該
シートにかかる乗員の重量を測定し、この測定値を重心
位置検出手段からの情報に基づいて補正し、乗員の体重
を正確に推定することができる。

【００６０】又、本発明の請求項２に記載の乗員検出装
置は、請求項１に記載の乗員検出装置において、重心位
置検出手段がシートの少なくとも２つ以上の異なる位置
に配置された荷重測定手段を使用するので、重心位置検
出手段としてのセンサを特別に配置させずに済み、セン
サ数を低減させることができる。又、本発明の請求項３
に記載の乗員検出装置は、請求項１に記載の乗員検出装
置において、重心位置検出手段がシートに配置された複
数の感圧センサ素子を有する感圧フィルムからなるの
で、この複数の感圧センサ素子から乗員のシート上の重
心位置を検出することができ、乗員の体重を正確に推定
することが可能になる。

【００６１】又、本発明の請求項４に記載の乗員検出装
置は、請求項１に記載の乗員検出装置において、シート
がシートレール上を移動可能であり、重心位置検出手段
は、シート上の乗員の重心位置のみならずシートレール
に対する乗員の重心位置も検出するので、乗員の前座り
を確実に検出する。又、本発明の請求項５に記載の乗員
検出装置は、請求項１に記載の乗員検出装置において、
重心位置検出手段が乗員の頭部の位置を検知する検知手
段を備えているので、乗員の頭部の位置を検知すること
で乗員の足にかかる荷重をより正確に求め、乗員の体重
を正確に推定することが可能になる。

【００６２】又、本発明の請求項６に記載の乗員検出装
置は、請求項１に記載の乗員検出装置において、重心位
置検出手段が、乗員の臀部の幅を検知する検知手段を備
えている。乗員の臀部の幅は統計的に体重と比例関係に
あるので、乗員の座位臀部幅から乗員の推定体重を算出
し、重心位置検出手段によって補正して算出した体重値
と比較して軽い方を採用することで、足の届かない子供
や足をあげて座っている大人等の特殊な場合の体重を確
実に推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る乗員検出装置１
０を説明するためのブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る乗員検出装置１
０を説明するための図である。

【図３】足にかかる荷重の補正係数を求めるための、図
１のメモリ１２mに記憶されたテーブルを示す図であ
る。

【図４】本発明の第１の実施形態に係る乗員検出ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図５】図４に続くフローチャートである。

【図６】図２に示した実施形態の変形例を説明するため
の図である。

【図７】本発明の第２の実施形態に係る乗員検出装置２
０を説明するためのブロック図である。

【図８】本発明の第２の実施形態に係る乗員検出装置２
０を説明するための図である。

【図９】図７のフィルム状センサ２３のセンサエレメン
ト２４を示す断面図である。

【図１０】図７のフィルム状センサ２３を部分的に示す
図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態に係る乗員検出ルー
チンを示すフローチャートである。

【図１２】図１１に続くフローチャートである。

【図１３】本発明の第３の実施形態に係る乗員検出装置
３０を説明するためのブロック図である。

【図１４】本発明の第３の実施形態に係る乗員検出装置
３０を説明するための図である。

【図１５】本発明の第３の実施形態に係る乗員検出ルー
チンを示すフローチャートである。

【図１６】図１５に続くフローチャートである。

【図１７】第３の実施形態の変形例を説明するためのブ
ロック図である。

【図１８】第３の実施形態の変形例を説明するための図
である。

【図１９】本発明の第４の実施形態に係る乗員検出装置
４０を説明するためのブロック図である。

【図２０】本発明の第４の実施形態に係る乗員検出装置
４０を説明するための図である。

【図２１】本発明の第４の実施形態に係る乗員検出装置
４０において、乗員の頭の位置から足にかかる荷重の補
正係数を求める、メモリ４２mに記憶されたテーブルを
示す図である。

【図２２】本発明の第４の実施形態に係る乗員検出ルー
チンを示すフローチャートである。

【図２３】図２２に続くフローチャートである。

【図２４】シート上の乗員の姿勢と足にかかる荷重の補
正係数との関係を示す図である。

【図２５】シート上の乗員の姿勢と足にかかる荷重の補
正係数との関係を示す図である。

【図２６】シート上の乗員の姿勢と足にかかる荷重の補
正係数との関係を示す図である。

【図２７】シート上の乗員の姿勢と足にかかる荷重の補
正係数との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０ 乗員検出装置 １１ 荷重センサ １２ 処理部 ２０ 乗員検出装置 ２１ 荷重センサ ２２ 処理部 ２３ フィルム状センサ ２４ 感圧センサエレメント ３０ 乗員検出装置 ３１ 荷重センサ ３２ 処理部 ３３ シートポジションセンサ ３６ 荷重センサ ３７ ポジションセンサ ３８ フィルム状センサ ４０ 乗員検出装置 ４１ 荷重センサ ４２ 処理部 ４３ フィルム状センサ ４４ 赤外線センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保木 尚文 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 榎本 貴行 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 橋本 恭介 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB07 AC01 AC07 3B087 DE08 DE10 3B088 QA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗員が着座するシート及び該シートにか
   かる乗員の重量を測定する荷重測定手段と、前記シート
   上の乗員の重心位置を検出する重心位置検出手段と、前
   記重心位置検出手段からの情報により前記荷重測定手段
   の測定値を補正して乗員の体重を推定する体重推定手段
   とを有したことを特徴とする乗員検出装置。
2. 【請求項２】 前記重心位置検出手段が、前記シートの
   少なくとも２つ以上の異なる位置に配置された前記荷重
   測定手段を使用することを特徴とする、請求項１に記載
   の乗員検出装置。
3. 【請求項３】 前記重心位置検出手段が、前記シートに
   配置された複数の感圧センサ素子を有する感圧フィルム
   からなることを特徴とする、請求項１に記載の乗員検出
   装置。
4. 【請求項４】 前記シートは、シートレール上を移動可
   能であり、前記重心位置検出手段は、前記シートレール
   に対する乗員の重心位置をも検出することを特徴とす
   る、請求項１に記載の乗員検出装置。
5. 【請求項５】 前記重心位置検出手段が、乗員の頭部の
   位置を検知する検知手段を備えたことを特徴とする、請
   求項１に記載の乗員検出装置。
6. 【請求項６】 前記重心位置検出手段が、乗員の臀部の
   幅を検知する検知手段を備えたことを特徴とする、請求
   項１に記載の乗員検出装置。