JP2002286536A - 乗員重量計測装置 - Google Patents
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Abstract
わったことをより確実に検知する。 【解決手段】 シート10を車両本体側に支持する前後
側ブラケット18,19に設けられた湾曲部18a,1
9aが、シート10に着座した乗員の重量によって加わ
る荷重に応じて撓み変形する。各湾曲部18a,19a
に設けた荷重センサ20が撓み変形に基づいて荷重を検
出し、荷重に応じた大きさの電圧信号VAを信号処理装
置21に出力する。信号処理装置21は、荷重センサ2
0が出力した電圧信号VA から、予め設定されている乗
員重量荷重範囲に対応する電圧範囲にクランプした荷重
検出信号VD を生成して出力端21aに出力する。ま
た、荷重センサ20が検出した荷重が、乗員重量荷重範
囲を外れた荷重領域に設定されている衝突荷重であった
ときには、荷重検出信号VD とは異なる異常荷重検出信
号VF を同じ出力端21aに出力する。
Description
座している乗員の重量を検出する乗員重量計測装置に関
するものである。
ッグ装置やシートベルト用緊急拘束装置を乗員の体格に
応じて制御する試みがなされている。この試みとして
は、例えば、シートに設けた重量計測装置で乗員の体重
を計測し、この体重に応じてエアバッグの展開ガス量や
展開速度を調節したり、シートベルトのプリテンション
を調節するものがある。
11−337393号公報で提案されているものがあ
る。この重量計測装置では、図8に示すように、シート
の左側前後に設けられる一対の荷重センサ81a,81
b、82a,82bと、同じく右側前後に設けられる一
対の荷重センサ83a,83b、84a,84bとが、
シートに着座した乗員の重量に応じてそれぞれに加わる
荷重に応じた電圧信号をそれぞれ出力する。この各荷重
センサ81a,81b〜84a,84bは、荷重が加わ
ることで撓むセンサ板(起歪体)に貼り付けられた抵抗
体歪ゲージからなり、荷重に応じたセンサ板の撓み変形
に伴う抵抗値の変化量に対応して変化する電圧信号を出
力する。そして、左側の両荷重センサ81a,81b、
82a,82bが出力する電圧信号の基準電圧E/2に
対する差分値が差動増幅器85によって求められ、右側
の両荷重センサ83a,83b、84a,84bが出力
する電圧信号の基準電圧E/2に対する差分値が差動増
幅器86によって求められる。さらに、両差分値の電圧
差が加減算器87によって求められる。この電圧差から
重量演算部88が乗員の重量を求める。
ンサ板は、乗員の重量を感度良く計測できる強度に設計
されているので、車両が衝突して大きな衝撃が加わる
と、過大な荷重がセンサ板に加わってセンサ板が異常変
形することがある。この場合、荷重センサの感度がずれ
てしまい、乗員の体重を精度良く計測することができな
くなることがある。
衝撃が車両に加わったことを検知し、このような衝撃が
検知されたときには、乗員の体重に基づくエアバッグ等
の制御を正常にできなくなった状態であることを知らせ
たり、または点検用の記憶装置に記憶させる必要があ
る。
装置に加え、センサ板が異常変形するような衝撃が車両
に加わったことを検出する衝撃検出装置を設けることが
考えられる。
特開平5−147491号公報で提案されているエアバ
ッグ起動制御装置を用いることが考えられる。そして、
この装置が作動してエアバッグが作動するような衝撃が
車両に加わったときには、各荷重センサのセンサ板が異
常変形したと判定する。
うな装置は、検知する衝撃の大きさをエアバッグを作動
させるようなある程度以上の大きな衝撃で作動するよう
になっている。このため、低速での衝突のように車両に
加わる衝撃が弱く、かつ、乗員の体重が重いときには、
センサ板に過大な荷重が加わるにも拘らず、センサ板が
異常変形したことを検知できない状態が発生する。
たものであって、その目的は、衝突等によって荷重検出
部に異常な荷重が加わったことをより確実に検知するこ
とができる乗員重量計測装置を提供することにある。
め、請求項1に記載の発明は、乗員の重量に基づく荷重
が加えられるとともに加えられた荷重の大きさに応じた
歪変形量で弾性変形する荷重変形体の歪変形量を検出
し、この歪変形量から前記荷重に対応する荷重検出信号
を生成して出力する荷重検出手段を備えた乗員重量計測
装置において、前記荷重に対して予め設定されている乗
員重量荷重検出範囲を外れた荷重領域に設定されている
異常荷重が前記荷重変形体に加わったときに、前記荷重
検出信号と区別可能な状態で異常荷重検出信号を出力す
る異常荷重検出手段を備えていることを要旨とする。こ
こで、「荷重検出信号と区別可能な状態で異常荷重検出
信号を出力する」とは、荷重検出信号と区別可能な異常
検出信号を荷重検出信号が出力される出力端に出力する
ことと、荷重検出信号と区別できない異常検出信号を荷
重検出信号が出力される出力端とは別の出力端に出力す
ることとを少なくとも含んでいる。
重と、衝突等によって乗員及びシートに加わった加速度
とに基づいて荷重変形体に加わった荷重を荷重検出手段
が検出し、検出した荷重に対応する荷重検出信号を出力
する。そして、荷重変形体に加わった荷重が予め設定さ
れている乗員重量荷重検出範囲を外れた荷重領域に設定
されている異常荷重であるときには、荷重検出信号と区
別可能な状態で異常荷重検出手段が異常荷重信号を出力
する。このため、低速での衝突のように車両に加わった
衝撃が弱く、かつ、乗員の体重に基づく荷重が乗員重量
荷重検出範囲の上限値または下限値に近い荷重値であっ
ても、荷重検出体に異常荷重が加わったときには異常荷
重信号が出力される。従って、予め設定されている乗員
重量荷重検出範囲を外れた異常荷重が荷重変形体に加わ
ったことがより確実に検出される。
の発明において、前記異常荷重検出信号は、前記荷重検
出信号と区別可能な信号であって、前記異常荷重検出手
段は、前記荷重検出手段が荷重検出信号を出力する出力
端に異常荷重検出信号を出力することを要旨とする。
に記載の発明の作用に加えて、荷重検出信号及び異常荷
重信号を、別々に設けた出力端に分けて出力する場合に
比較して、出力対象と電気接続するための配線数が少な
くなる。従って、検知装置及び出力先の各接続部を接続
する配線のコネクタがより小型のものでよくなる。
の発明において、前記異常荷重検出手段は、前記荷重検
出信号が前記乗員重量荷重検出範囲に対応する信号範囲
を外れているか否かを予め設定されている基準信号との
比較によって判定し、その判定結果に対応した判定信号
を出力する比較判定回路と、前記判定信号に基づき、前
記荷重検出信号が前記信号範囲を外れていないときには
荷重検出信号を前記出力端に出力するとともに、荷重検
出信号が信号範囲を外れているときには前記異常荷重検
出信号を前記出力端に出力する出力回路とからなること
を要旨とする。
に記載の発明の作用に加えて、比較判定回路が、予め設
定されている基準信号との比較によって荷重検出信号が
信号範囲を外れているか否かを判定する。そして、出力
回路が、比較判定回路の判定結果に基づいて、荷重検出
信号及び異常荷重信号のいずれかを出力端に出力する。
の発明において、前記出力回路は、前記判定信号によっ
てスイッチング動作するスイッチング素子を備え、該ス
イッチング素子は、前記荷重検出信号が前記信号範囲を
外れているときには電源電位信号または接地電位信号を
前記異常荷重信号として前記出力端に出力することを要
旨とする。
に記載の発明の作用に加えて、比較判定回路が出力する
判定信号によってスイッチング素子がスイッチング動作
する。そして、荷重検出信号が信号範囲を外れていると
きには、異常荷重信号として電源電位信号または接地電
位信号を出力する。
項4のいずれか一項に記載の発明において、前記荷重検
出手段が出力する荷重検出信号を、前記乗員重量荷重検
出範囲に対応する信号範囲にクランプするクランプ回路
を備え、前記異常荷重検出手段は、前記信号範囲を外れ
た信号で前記異常荷重検出信号を出力することを要旨と
する。
〜請求項4のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、乗員重量荷重検出範囲に対応する信号範囲にクラン
プされた荷重検出信号がクランプ回路によって生成され
る一方、この信号範囲を外れた電気信号で異常荷重検出
信号が同一の出力端に出力される。このため、荷重検出
信号を、ある出力信号範囲内においてより大きな信号範
囲で出力することができる。従って、荷重検出信号の分
解能をより高くすることができる。
項5のいずれか一項に記載の発明において、前記荷重変
形体は、乗員が着座するシートを車両本体側に支持する
支持部材であって、前記荷重検出手段は、前記支持部材
に設けられた抵抗体歪ゲージであることを要旨とする。
〜請求項5のいずれか一項に記載の発明の作用に加え
て、乗員の重量、車両の加減速に基づいてシートの支持
部材に加わる荷重を、支持部材の歪変形によって抵抗体
歪ゲージが検出する。
ると歪変形する荷重変形体と、該荷重変形体に発生する
歪変形量から荷重を検出する荷重検出手段とを備えた乗
員重量計測装置において、前記荷重検出手段からの荷重
に対して乗員重量荷重範囲を設定し、前記荷重検出手段
からの荷重が乗員重量荷重範囲では荷重に応じた第1荷
重検出信号を出力し、前記乗員重量荷重範囲の上限値か
ら所定荷重の正の荷重が検出されたとき、若しくは、乗
員重量荷重範囲の下限値から所定荷重の負の荷重が検出
されたときに前記第1荷重検出信号をクランプした第2
荷重検出信号を出力し、それ以外の荷重が検出されたと
きに電源電位信号または接地電位信号となる第3荷重検
出信号を出力する異常荷重検出手段を備えていることを
要旨とする。
体に加わった荷重が所定の乗員重量荷重範囲の上限値か
ら所定荷重以上大きい正の異常荷重であるか、若しく
は、同じく下限値から所定荷重以上大きい負の異常荷重
であるときには、乗員重量荷重範囲を含む所定の荷重範
囲のときと異なる電源電位信号または接地電位信号が出
力される。このため、乗員の体重に応じて荷重変形体に
加わった荷重が異常荷重でなくとも、車両に加わった加
速度等によって荷重変形体に加わる荷重が異常荷重とな
ったときには異常荷重でない通常の荷重が加わったとき
に出力される信号と異なる信号が出力される。
ると歪変形する荷重変形体と、該荷重変形体に発生する
歪変形量から荷重を検出する荷重検出手段とを備えた乗
員重量計測装置において、荷重に対して乗員重量荷重と
みなす乗員重量荷重範囲と、前記乗員重量荷重の上限値
から所定荷重だけ外れた正の荷重が検出された、若しく
は、前記乗員重量荷重の下限値から所定荷重だけ外れた
負の荷重が検出された状態の異常荷重範囲を設定し、異
常荷重範囲の荷重が検出された場合には前記乗員重量荷
重範囲において前記歪変形量に応じて変化する荷重検出
信号とは異なる異常荷重検出信号を出力端に出力する異
常荷重検出手段を備えていることを要旨とする。
体に加わった荷重が乗員重量荷重範囲を含む所定の荷重
範囲を外れた異常荷重範囲である場合には、乗員重量荷
重に応じた荷重検出信号とは異なる異常荷重検出信号が
出力される。このため、乗員の体重に応じて荷重変形体
に加わった荷重が異常荷重でなくとも、車両に加わった
加速度等によって荷重変形体に加わる荷重が異常荷重と
なったときには異常荷重でない通常の荷重が加わったと
きに出力される信号と異なる信号が出力される。
出手段は、前記歪変形量からの荷重を基準信号と比較
し、異常荷重範囲と判定する判定信号を出力する比較判
定回路と、異常荷重範囲の場合には異常荷重検出信号を
前記出力端に出力する出力回路とを備えていることを要
旨とする。
回路が、歪変形量からの荷重を基準信号と比較した結果
から、異常荷重範囲と判定した判定信号を出力する。そ
して、この判定信号に基づき、異常荷重範囲の場合には
出力回路が異常荷重検出信号を出力端に出力する。
は、前記判定信号によってスイッチング動作するスイッ
チング素子を備え、該スイッチング素子は荷重が異常荷
重範囲の場合には電源電位信号または接地電位信号を異
常荷重検出信号として前記出力端に出力することを要旨
とする。
定回路が出力する判定信号によってスイッチング動作す
るスイッチング素子が、荷重が異常荷重範囲の場合に、
異常検出信号として電源電位信号または接地電位信号を
出力する。
検出手段は、更に、前記乗員重量荷重範囲と前記異常荷
重範囲との間にある荷重を荷重検出信号範囲に収めるク
ランプ回路を備えていることを要旨とする。
形体に加わった荷重が、乗員重量荷重範囲を外れる大き
さであり、かつ、異常荷重でないときには、乗員重量荷
重範囲の上限値又は下限値に対応する荷重検出信号が出
力される。このため、乗員重量荷重範囲に対応する荷重
検出信号の信号範囲を、限られた信号範囲内でより大き
く設定することができる。その結果、荷重検出信号の分
解能をより高くすることができる。
体は、乗員が着座するシートを車両本体側に支持する支
持部材であって、前記荷重検出手段は、前記支持部材に
設けられた抵抗体歪ゲージであることを要旨とする。
重量、車両の加減速に基づいてシートの支持部材に加わ
る荷重を、支持部材の歪変形によって抵抗体歪ゲージが
検出する。
具体化した第1実施形態を図1〜図5に従って説明す
る。
10は、車両の車室内で床上に設けられている。シート
10は、床上に設けられたスライド機構11によって、
車両の前後方向に位置調節可能に支持されている。
ル12及びアッパレール13を備えている。但し、図2
には左側のロアレール12及びアッパレール13のみ図
示する。両ロアレール12は、車両の前後方向に延びる
ように床上に固定されている。各アッパレール13は、
それぞれ前後方向に延びるように各ロアレール12に対
しその上側で係合され、前後方向に移動可能に案内され
ている。
5を備えている。座部14にはシートクッションフレー
ム16が内蔵され、背もたれ部15にはシートバックフ
レーム17が内蔵されている。シート10は、その左右
両側で各アッパレール13に対してシートクッションフ
レーム16が前側ブラケット18及び後側ブラケット1
9によって連結されることで固定されている。但し、図
2には左側の前側及び後側ブラケット18,19のみ図
示する。本実施形態では、前側及び後側ブラケット1
8,19が荷重変形体及び支持部材である。
18には、撓み弾性変形する湾曲部18aが設けられて
いる。湾曲部18aは、シート10に着座した乗員の体
重に基づく荷重が加わり、加わった荷重の大きさに応じ
た撓み変形量で弾性変形するように形成されている。ま
た、湾曲部18aは、予め設定されている乗員重量荷重
範囲内の荷重が加わるときに、異常変形することなく弾
性変形するように形成されている。乗員重量荷重は、例
えば、シート10に着座することが想定される乗員の体
重範囲に対応して、荷重センサ20が設けられた位置に
応じてその荷重センサ20に加わる検出荷重範囲であ
る。
いて電圧信号を生成する荷重センサ20が設けられてい
る。また、前側ブラケット18には、湾曲部18aを外
れた部分に、ICからなる信号処理装置21が設けられ
ている。信号処理装置21には荷重センサ20が電気接
続されている。同様に、図示しない右側の前側ブラケッ
ト18にも、荷重センサ20及び信号処理装置21が設
けられている。
み弾性変形する湾曲部19aが設けられている。この湾
曲部19aは、湾曲部18aと同様に、加わった荷重の
大きさに応じた撓み変形量で弾性変形するように形成さ
れている。
に、荷重センサ20が設けられ、荷重センサ20の近く
に設けられた信号処理装置21に電気接続されている。
同様に、図示しない右側の後側ブラケット19にも、荷
重センサ20及び信号処理装置21が設けられている。
の下方には、4つの各荷重センサ20が検出する荷重か
ら乗員の体重を求める電子制御装置(以下、ECUとい
う。)22が設けられている。ECU22は、例えばエ
アバッグ装置の作動を制御する図示しない電子制御装置
に電気的に接続されている。本実施形態では、各荷重セ
ンサ20、各信号処理装置21及びECU22が乗員重
量計測装置を構成する。
説明する。各荷重センサ20には、同じブラケット1
8,19に設けられた信号処理装置21を介してECU
22から基準電圧VS が供給されるとともに、その信号
処理装置21を介してECU22のアースに接続されて
いる。
た乗員の体重に応じて加わる荷重を検出し、検出した荷
重の大きさに対応する大きさの電圧信号を基準電圧VS
から生成して信号処理装置21に出力する。
8,19に設けられている荷重センサ20から電圧信号
を入力し、この電圧信号を一定の電圧範囲の電圧信号に
変換してECU22にそれぞれ出力する。
検出する荷重から、シート10に着座している乗員の体
重を求める。そして、ECU22は、求めた体重に基づ
く制御信号を生成し、この制御信号をエアバッグ制御用
電子制御装置に出力する。
1について詳述する。なお、各荷重センサ20及び信号
処理装置21は、同一の構成である。荷重センサ20は
抵抗体歪ゲージであって、図1に示すように、ブリッジ
接続された4個の抵抗体20a,20b,20c,20
dを備えている。直列接続された一対の抵抗体20a,
20bと、同じく直列接続された一対の抵抗体20c,
20dとが並列され、その両端に基準電圧VS が印加さ
れている。そして、荷重センサ20は、抵抗体20a,
20bの中点と、抵抗体20c,20dの中点との間
に、湾曲部18aの撓み変形量に応じた抵抗値の変化分
に対応する電圧信号VA を生成する。荷重センサ20
は、乗員重量荷重範囲内の荷重に対し、ほぼリニアな電
圧信号VA を出力する。
増幅・調整回路23、増幅回路24、クランプ回路2
5、比較器26、比較器27、出力回路28、ノイズフ
ィルタ29〜32等から構成されている。各ノイズフィ
ルタ29〜32は、荷重センサ20及び信号処理装置2
1の外部からのノイズ侵入を防止する。本実施形態で
は、荷重センサ20、増幅・調整回路23及び増幅回路
24が荷重検出手段を構成する。また、比較器26,2
7及び出力回路28が異常荷重検出手段を構成し、両比
較器26,27が比較判定回路を構成する。
電源線33が接続され、ノイズフィルタ29を介して装
置21内に基準電圧VS が供給されている。この基準電
圧VS は、ECU22が信号処理装置21から入力する
電圧信号を生成するための電圧であって、例えば5Vで
ある。信号処理装置21は、電源線34を介して基準電
圧VS を荷重センサ20の電源側にも供給する。また、
信号処理装置21には、ECU22から接地線35が接
続され、装置21内の接地線にノイズフィルタ30を介
して接続されている。信号処理装置21の接地線には、
接地線36を介して荷重センサ20の接地側が接続され
ている。
出力する電圧信号VA をノイズフィルタ31を介して入
力し、この電圧信号VA を増幅し、零点調節及び感度調
節した電圧信号VB を生成して増幅回路24及び各比較
器26,27に出力する。
この電圧信号VB を増幅した電圧信号VC を生成してク
ランプ回路25に出力する。増幅回路24は、乗員重量
荷重範囲に対応して増幅・調整回路23が出力する電圧
信号VB の電圧範囲を、ECU22に出力するために適
切な、基準電圧VS 以内の電圧範囲まで増幅する。
する電圧信号VC を、乗員重量荷重範囲に対応する信号
範囲にクランプして出力する。本実施形態では、接地電
位に近い値に設定された下限電圧V1以下と、基準電圧
VS に近い値に設定された上限電圧V2以上の電圧信号
VC をクランプした電圧信号である荷重検出信号VDを
出力する。本実施形態では、荷重検出信号VD が第1荷
重検出信号であり、下限電圧V1及び上限電圧V2が共
に第2荷重検出信号である。
から入力した電圧信号VB が、予め設定されている基準
電圧Vα以上であるときには低電位の判定信号VE 1を
出力回路28に出力する。また、電圧信号VB が基準電
圧Vα未満であるときには高電位の判定信号VE 1を出
力回路28に出力する。基準電圧Vαは基準電圧VSか
ら生成されているものであって、乗員重量荷重範囲の上
限値よりも一定値だけ大きな正の荷重値に対応する電圧
信号VB の電圧値に設定されている。即ち、この電圧値
は、電圧信号VC が上限電圧V2となるときの電圧信号
VB の電圧値よりも大きな値である。この基準電圧Vα
は、乗員重量荷重範囲の上限値を超える過大な正の荷重
が加わったことを判定するために設定されている。
力した電圧信号VB が、予め設定されている基準電圧V
β(<Vα)以上であるときには高電位の判定信号VE
2を出力回路28に出力する。また、電圧信号VB が基
準電圧Vβ未満であるときには低電位の判定信号VE 2
を出力回路に出力する。基準電圧Vβは基準電圧VSか
ら生成されているものであって、乗員重量荷重範囲の下
限値よりも一定値だけ下回る過大な負の荷重値に対応す
る電圧信号VB の電圧値に設定されている。即ち、この
電圧値は、電圧信号VC が下限電圧V1となるときの電
圧信号VB の電圧値よりも小さな値である。この基準電
圧Vβは、乗員重量荷重範囲の下限値を下回る過大な負
の荷重が加わったことを判定するために設定されてい
る。
較器26,27が出力する判定信号VE 1,VE 2によ
ってスイッチング動作するPチャネルFET(電界効果
トランジスタ)(以下、PFETという。)40及びN
チャネルFET(以下、NFETという。)41を備え
ている。本実施形態では、PFET40及びNFET4
1がスイッチング素子である。また、PFET40はP
チャネルのスイッチング素子、NFET41はNチャネ
ルのスイッチング素子であっても良い。
接続され、そのソースはNFET41のゲートに接続さ
れている。また、PFET40のゲートは両比較器2
6,27の出力側に接続されている。また、NFET4
1は、そのドレインがクランプ回路25の出力側に接続
され、そのソースが接地線に接続されている。PFET
40,NFET41は、判定信号VE 1,VE 2のいず
れか一方が低電位のときに、PFET40がオンとな
り、NFET41がオンとなる。また、判定信号VE
1,VE 2のいずれも高電位のときに、PFET40が
オフとなり、NFET41がオフとなる。
及びVE 2が共に高電位のときに、クランプ回路25が
出力する荷重検出信号VD を出力端21aに出力する。
また、出力回路28は、判定信号VE 1及び判定信号V
E 2のいずれか一方が低電位であるときに、ほぼ接地電
位の異常荷重信号VF を出力端21aに出力する。な
お、異常荷重信号VF は、NFET41での電圧降下に
より、ほぼ0.2V以下程度の電圧値となる。本実施形
態では、接地電位の異常荷重信号VF が第3荷重検出信
号である。
は、シート10に着座した乗員の体重に応じて対応する
荷重センサ20に加わる荷重が、予め設定されている乗
員重量荷重範囲内の荷重であるときには、図5に示すよ
うに、下限電圧V1から上限電圧V2までの電圧範囲内
の値となる荷重検出信号VD を出力する。
0に加わる荷重が、乗員重量荷重範囲の上限値よりも正
側にある荷重値L1だけ大きな荷重値以上の正の荷重領
域として設定されている衝突荷重であるときには、下限
電圧V1よりも小さい異常荷重信号VF を出力する。同
様に、信号処理装置21は、荷重の大きさが、乗員重量
荷重範囲の下限値よりも負側にある荷重値L2だけ大き
な荷重値以上の負の荷重領域として設定されている衝突
荷重であるときにも異常荷重信号VF を出力する。な
お、乗員重量荷重範囲を超える荷重値L1分の荷重検出
範囲と、乗員重量荷重範囲を下回る荷重値L2分の荷重
検出範囲とは、車両の急加速または急制動に伴って乗員
及びシート10に加わる加速度によって各荷重センサ2
0が検出する荷重が増大または減少して乗員重量荷重範
囲を外れたときに、衝突荷重が加わったと判定しないた
めに設けられている。
ているときに各荷重センサ20が検出する荷重に基づい
てそれぞれの信号処理装置21が出力する荷重検出信号
VDを入力する。そして、入力した各荷重検出信号VD
の値から乗員の体重を演算する。また、ECU22は、
いずれかの信号処理装置21から異常荷重信号VF を入
力すると、例えば重量計測装置が計測する乗員の体重に
基づくエアバッグ装置の制御を禁止させ、別途検出され
る衝突時加速度のみに基づく制御が行われるようにす
る。また、例えば、自己診断用電子制御装置に、前側ブ
ラケット18または後側ブラケット19が過大な荷重に
よって異常変形した可能性があり、重量計測装置が計測
する体重に信頼度が低下したことを記録させる。
の作用について説明する。乗員がシート10に着座する
と、乗員の体重に応じた荷重が各ブラケット18,19
に加わり、各ブラケット18,19の湾曲部18a,1
9aが加わった荷重の大きさに応じた撓み変形量で弾性
変形する。すると、各ブラケット18,19の湾曲部1
8a,19aに設けられた荷重センサ20が、撓み変形
量に応じた大きさの電圧信号VA を信号処理装置21に
出力する。
が、入力した電圧信号VA から、荷重センサ20が検出
した荷重に対応する大きさの荷重検出信号VD を生成し
てECU22に出力する。
衝突によって乗員及びシートに加わった加速度とに基づ
いて各ブラケット18,19の湾曲部18a,19aに
加わった荷重が荷重センサ20によって検出される。こ
のとき、各信号処理装置21は、対応する荷重センサ2
0に加わった荷重の大きさが衝突荷重となると、出力端
21aに異常荷重信号VF を出力する。例えば、車両が
低速で衝突して加速度がそれほど大きくなくエアバッグ
装置が作動しないような場合であっても、乗員の体重が
乗員重量荷重範囲の上限値に近く、荷重センサ20が検
出する荷重が乗員重量荷重範囲の上限値+L1を超える
衝突荷重となったときには異常荷重信号VF を出力す
る。また、同じくエアバッグ装置が作動しない場合に、
乗員の体重が乗員重量荷重範囲の下限値に近く、荷重セ
ンサ20が検出する荷重が乗員重量荷重範囲の下限値−
L2を下回る衝突荷重となったときにも異常荷重信号V
F を出力する。このため、各荷重センサ20に対して設
定されている乗員重量荷重範囲を外れた異常荷重による
各ブラケット18,19の湾曲部18a,19aの異常
変形がより確実に検知される。
記載する各効果を得ることができる。 (1) 各ブラケット18,19に加わった荷重が乗員
重量荷重範囲内の荷重であるときにはその荷重に応じた
荷重検出信号VD が信号処理装置21から出力される。
一方、その荷重が乗員重量荷重範囲を外れた荷重領域に
設定されている衝突荷重であったときには、荷重検出信
号VD と異なる異常荷重信号VF が出力される。このた
め、低速での衝突のように車両に加わった衝撃が弱いと
きであっても、乗員の体重に基づく荷重が乗員重量荷重
検出範囲の上限値または下限値に近いことから、各ブラ
ケット18,19の湾曲部18a,19aに衝突荷重が
加わったときには荷重検出信号VD と異なる異常荷重信
号VF が出力される。
えるかまたは大きく下回った衝突荷重が各ブラケット1
8,19の湾曲部18a,19aに加わったことがより
確実に検知される。このため、一旦異常変形した湾曲部
18a,19aの撓み変形に応じて荷重センサ20が検
出する荷重に基づいて、例えばエアバッグ装置の制御を
行うことがなくなり、実際の荷重と誤差がある荷重の検
出値に基づいて精度の悪いエアバッグ制御を行うことが
ない。
常荷重検出信号VF とが同一の出力端21aに出力され
るので、各信号VD ,VF を別々に設けた出力端に出力
する場合に比較して、ECU22と電気接続するための
配線数が少なくなる。従って、信号処理装置21及びE
CU22の各接続部を接続する配線のコネクタがより小
型のものでよくなる。
電圧範囲にクランプされた荷重検出信号VD がクランプ
回路25によって基準電圧VS 以内で生成される一方、
この電圧範囲を外れた電圧信号で異常荷重信号VF が同
一の出力端21aに出力される。このため、荷重検出信
号VD を、基準電圧VS の範囲内においてより大きな電
圧範囲で出力することができる。従って、荷重検出信号
VD の分解能をより高くすることができる。 (第2実施形態)次に、本発明を具体化した第2実施形
態を図6及び図7に従って説明する。尚、本実施形態
は、前記第1実施形態における信号処理装置21のクラ
ンプ回路25がクランプする信号範囲を変更したこと
と、出力回路28を出力回路51に変更したことのみが
第1実施形態と異なる。従って、第1実施形態と同じ構
成については、符号を同じにしてその説明を省略し、ク
ランプ回路25及び出力回路51のみについて詳述す
る。本実施形態では、比較器26,27及び出力回路5
1が異常荷重検出手段を構成する。
値に設定された上限電圧V3以上の電圧信号VC をクラ
ンプした荷重検出信号VD を出力する。本実施形態で
は、荷重検出信号VD が第1荷重検出信号であり、上限
電圧V3が第2荷重検出信号である。
較器26,27が出力する判定信号VE 1,VE 2によ
ってスイッチング動作するPチャネルFET(以下、P
FETという。)52を備えている。本実施形態では、
PFET52をスイッチング素子として使用したが、P
チャネルのスイッチング素子であっても良い。
接続され、そのソースはクランプ回路25の出力側に接
続されている。また、PFET52のゲートは、両比較
器26,27の出力側に接続されている。PFET52
は、判定信号VE 1,VE 2のいずれか一方が低電位の
ときにオンとなり、判定信号VE 1,VE 2のいずれも
高電位のときにオフとなる。
力する判定信号VE 1と、比較器27が出力する判定信
号VE 2とが共に高電位のときに、クランプ回路25が
出力する荷重検出信号VD を出力端21aに出力する。
また、出力回路51は、判定信号VE 1及び判定信号V
E 2の少なくともいずれか一方が低電位であるときに、
ほぼ基準電圧VS の異常荷重信号VF を出力端21aに
出力する。なお、異常荷重信号VF は、PFET52で
の電圧降下により、ほぼ4.8V以上の電圧値となる。
本実施形態では、ほぼ基準電圧VS の異常荷重信号VF
が第3荷重検出信号である。
は、シート10に着座した乗員の体重に応じて対応する
荷重センサ20に加わる荷重の大きさが乗員重量荷重範
囲内の大きさであるときには、図7に示すように、接地
電位からある電圧値だけ大きな電圧値V4から上限電圧
V3までの電圧範囲内の電圧値となる荷重検出信号VD
を出力する。
0に加わる荷重の大きさが、乗員重量荷重範囲の上限値
よりも一定の荷重値L3だけ大きな荷重値以上の荷重領
域に設定されている衝突荷重であるときには、上限電圧
V3よりも大きな異常荷重信号VF を出力する。同様
に、信号処理装置21は、荷重の大きさが、乗員重量荷
重範囲の下限値よりも一定の荷重値L4だけ負側に大き
な荷重値以上の荷重領域に設定されている衝突荷重であ
るときにも異常荷重信号VF を出力する。
3分の荷重検出範囲と、乗員重量荷重範囲を下回る荷重
値L4分の荷重検出範囲とは、第1実施形態における荷
重値L1,L2分の各荷重検出範囲と同様、車両の急加
速または急減速によって荷重が増大または減少したとき
に衝突荷重が加わったと誤判断しないために設定されて
いる。
記第1実施形態と同様の作用を有している。以上詳述し
た本実施形態によっても、前記第1実施形態における
(1)〜(3)に記載の各効果を得ることができる。
書きで記載する。・ 上記各実施形態で、増幅回路24
が出力する電圧信号VC の大きさ範囲を、乗員重量荷重
範囲に対応する電圧信号VC の大きさ範囲でクランプす
るクランプ回路25を設けず、電圧信号VC をそのまま
第1出力端から出力する。そして、出力回路28,51
が、両比較器26,27の判定信号VE 1,VE 2に基
づいて生成する異常荷重信号VF を、前記第1出力端と
は別に設けた第2出力端から出力する構成とする。この
場合であっても、乗員重量荷重範囲を外れた衝突荷重に
よる湾曲部18a,19aの異常変形がより確実に検知
される。
ートを支持するように設けたロードセルの弾性体(起歪
体)とし、荷重検出手段を弾性体に設けられた歪ゲージ
としてもよい。この場合であっても、乗員重量荷重範囲
を外れた衝突荷重による湾曲部18a,19aの異常変
形がより確実に検出される。
は、線歪ゲージ、圧膜抵抗体歪ゲージ、箔歪ゲージ、半
導体歪ゲージ等のいずれであってもよい。 ・ 荷重センサ20に加わった荷重に応じて出力する電
圧信号VA に基づき、乗員重量荷重範囲の荷重が加わる
ときには荷重検出信号VD を出力せず、衝突荷重が加わ
ったときに異常荷重検出信号VF のみを出力する異常荷
重検知装置を構成する。このような構成によっても、車
両の衝突等によって各ブラケット18,19の湾曲部1
8a,19aに異常な荷重が加わったことをより確実に
検知することができる。
技術的思想をその効果とともに記載する。 (1) 乗員の重量に基づく荷重が加えられるとともに
加えられた荷重の大きさに応じた歪変形量で弾性変形す
る荷重変形体の歪変形量を検出し、この歪変形量から前
記荷重に対応する荷重検出信号を生成して出力する荷重
センサと、前記荷重検出信号に基づき、前記荷重に対し
て予め設定されている乗員重量荷重検出範囲を外れた荷
重領域に設定されている異常荷重が前記荷重変形体に加
わったときに異常荷重検出信号を出力する異常荷重検出
手段を備えていることを特徴とする異常荷重検知装置。
このような構成によれば、車両の衝突等によって荷重検
出部に異常な荷重が加わったことをより確実に検知する
ことができる。
れば、車両の衝突等によって荷重検出部に異常な荷重が
加わったことをより確実に検知することができる。
構成図。
後側ブラケットの正面図。
性を示すグラフ。
図。
性を示すグラフ。
を示す回路図。
前側ブラケット、19…同じく後側ブラケット、20…
荷重検出手段を構成する荷重センサ、21…異常荷重検
出手段としての信号処理装置、21a…出力端、23…
荷重検出手段を構成する増幅・調整回路、24…同じく
増幅回路、25…クランプ回路、26…異常荷重検出手
段及び比較判定回路を構成する比較器、27…同じく比
較器、28…異常荷重検出手段を構成する出力回路、4
0…スイッチング素子としてのPチャネルFET、41
…同じくNチャネルFET、51…異常荷重検出手段を
構成する出力回路、52…スイッチング素子としてのP
チャネルFET、V1…第2荷重検出信号としての上限
電圧,V2…同じく下限電圧、V3…同じく上限電圧、
VD …第1荷重検出信号としての荷重検出信号、VE 1
…判定信号を構成する電圧信号、VE 2…同じく電圧信
号、VF …異常荷重検出信号及び第3荷重検出信号とし
ての接地電位び電源電位、Vα…基準信号としての基準
電圧、Vβ…同じく基準電圧。
Claims (12)
- 【請求項1】 乗員の重量に基づく荷重が加えられると
ともに加えられた荷重の大きさに応じた歪変形量で弾性
変形する荷重変形体の歪変形量を検出し、この歪変形量
から前記荷重に対応する荷重検出信号を生成して出力す
る荷重検出手段を備えた乗員重量計測装置において、 前記荷重に対して予め設定されている乗員重量荷重検出
範囲を外れた荷重領域に設定されている異常荷重が前記
荷重変形体に加わったときに、前記荷重検出信号と区別
可能な状態で異常荷重検出信号を出力する異常荷重検出
手段を備えていることを特徴とする乗員重量計測装置。 - 【請求項2】 前記異常荷重検出信号は、前記荷重検出
信号と区別可能な信号であって、 前記異常荷重検出手段は、前記荷重検出手段が荷重検出
信号を出力する出力端に異常荷重検出信号を出力するこ
とを特徴とする請求項1に記載の乗員重量計測装置。 - 【請求項3】 前記異常荷重検出手段は、 前記荷重検出信号が前記乗員重量荷重検出範囲に対応す
る信号範囲を外れているか否かを予め設定されている基
準信号との比較によって判定し、その判定結果に対応し
た判定信号を出力する比較判定回路と、 前記判定信号に基づき、前記荷重検出信号が前記信号範
囲を外れていないときには荷重検出信号を前記出力端に
出力するとともに、荷重検出信号が信号範囲を外れてい
るときには前記異常荷重検出信号を前記出力端に出力す
る出力回路とからなることを特徴とする請求項2に記載
の乗員重量計測装置。 - 【請求項4】 前記出力回路は、前記判定信号によって
スイッチング動作するスイッチング素子を備え、該スイ
ッチング素子は、前記荷重検出信号が前記信号範囲を外
れているときには電源電位信号または接地電位信号を前
記異常荷重信号として前記出力端に出力することを特徴
とする請求項3に記載の乗員重量計測装置。 - 【請求項5】 前記荷重検出手段が出力する荷重検出信
号を、前記乗員重量荷重検出範囲に対応する信号範囲に
クランプするクランプ回路を備え、 前記異常荷重検出手段は、前記信号範囲を外れた信号で
前記異常荷重検出信号を出力することを特徴とする請求
項2〜請求項4のいずれか一項に記載の乗員重量計測装
置。 - 【請求項6】 前記荷重変形体は、乗員が着座するシー
トを車両本体側に支持する支持部材であって、 前記荷重検出手段は、前記支持部材に設けられた抵抗体
歪ゲージであることを特徴とする請求項1〜請求項5の
いずれか一項に記載の乗員重量計測装置。 - 【請求項7】 荷重が加えられると歪変形する荷重変形
体と、該荷重変形体に発生する歪変形量から荷重を検出
する荷重検出手段とを備えた乗員重量計測装置におい
て、 前記荷重検出手段からの荷重に対して乗員重量荷重範囲
を設定し、前記荷重検出手段からの荷重が乗員重量荷重
範囲では荷重に応じた第1荷重検出信号を出力し、前記
乗員重量荷重範囲の上限値から所定荷重の正の荷重が検
出されたとき、若しくは、乗員重量荷重範囲の下限値か
ら所定荷重の負の荷重が検出されたときに前記第1荷重
検出信号をクランプした第2荷重検出信号を出力し、そ
れ以外の荷重が検出されたときに電源電位信号または接
地電位信号となる第3荷重検出信号を出力する異常荷重
検出手段を備えていることを特徴とする乗員重量計測装
置。 - 【請求項8】 荷重が加えられると歪変形する荷重変形
体と、該荷重変形体に発生する歪変形量から荷重を検出
する荷重検出手段とを備えた乗員重量計測装置におい
て、 荷重に対して乗員重量荷重とみなす乗員重量荷重範囲
と、前記乗員重量荷重の上限値から所定荷重だけ外れた
正の荷重が検出された、若しくは、前記乗員重量荷重の
下限値から所定荷重だけ外れた負の荷重が検出された状
態の異常荷重範囲を設定し、異常荷重範囲の荷重が検出
された場合には前記乗員重量荷重範囲において前記歪変
形量に応じて変化する荷重検出信号とは異なる異常荷重
検出信号を出力端に出力する異常荷重検出手段を備えて
いることを特徴とする乗員重量計測装置。 - 【請求項9】 前記異常荷重検出手段は、前記歪変形量
からの荷重を基準信号と比較し、異常荷重範囲と判定す
る判定信号を出力する比較判定回路と、 異常荷重範囲の場合には異常荷重検出信号を前記出力端
に出力する出力回路とを備えていることを特徴とする請
求項8に記載の乗員重量計測装置。 - 【請求項10】 前記出力回路は、前記判定信号によっ
てスイッチング動作するスイッチング素子を備え、該ス
イッチング素子は荷重が異常荷重範囲の場合には電源電
位信号または接地電位信号を異常荷重検出信号として前
記出力端に出力することを特徴とする請求項9に記載の
乗員重量計測装置。 - 【請求項11】 前記異常荷重検出手段は、更に、前記
乗員重量荷重範囲と前記異常荷重範囲との間にある荷重
を荷重検出信号範囲に収めるクランプ回路を備えている
ことを特徴とする請求項10に記載の乗員重量計測装
置。 - 【請求項12】 前記荷重変形体は、乗員が着座するシ
ートを車両本体側に支持する支持部材であって、 前記荷重検出手段は、前記支持部材に設けられた抵抗体
歪ゲージであることを特徴とする請求項11に記載の乗
員重量計測装置。
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