JP2003014528A - シート荷重計測システム - Google Patents

シート荷重計測システム

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JP2003014528A JP2001196790A JP2001196790A JP2003014528A JP 2003014528 A JP2003014528 A JP 2003014528A JP 2001196790 A JP2001196790 A JP 2001196790A JP 2001196790 A JP2001196790 A JP 2001196790A JP 2003014528 A JP2003014528 A JP 2003014528A
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Shoichi Ishida
祥一 石田
Makoto Ozaki
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】荷重センサの零点のずれが発生するごとに、オ
フセット電圧を変更して零点調整することができるよう
にしたシート荷重計測システムを提供する。 【解決手段】荷重に比例する荷重出力を出す荷重センサ
１１と双方向通信インタフェースＡ１８をもつ荷重セン
サアッシ１０と、二つの双方向通信インタフェースＢ２
２とＣ２３をもち該荷重センサアッシから該双方向通信
インタフェースＡ１８とＢ２２を介して入力される該荷
重出力を演算処理して荷重信号を出力する荷重検知電子
制御装置２１とを有し、該双方向通信インタフェースＣ
２３に該荷重センサの零点調整指令入力手段９０を接続
して零点調整指令を入力することで、該零点調整指令が
該双方向通信インタフェースＢ２２とＡ１８を介して該
荷重センサアッシ１０に伝えられ、該荷重センサ１１の
オフセット電圧を変更して零点調整を行うようにするこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、乗用車等におけるシー
トに座っている乗員の重量等、シートにかかる荷重を計
測するシート荷重計測システムに関する。詳しくは、零
点調整を電気的にできるようしたシート荷重計測システ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】乗用車に搭乗する乗員の安全を確保する
装置として、シートベルトやエアバッグシステムが設置
されている。最近ではこれらの性能をより向上させるた
め、乗員の重量（体重）に合わせてこれら安全装置の動
作を制御しようとする試みがなされている。たとえば、
乗員の体重に合わせて、エアバッグの展開ガス量や展開
速度を調整したり、シートベルトのプリテンションを調
整したりするものである。
【０００３】この種の装置として、図３に示す乗員保護
装置が開発されている（たとえば、特開平１１−０１１
５３）。エアバッグ装置６０は、エアバッグ６１を膨張
させるために複数個のインフレータ６２よりなるガス発
生手段を備えており、このインフレータ６２は、コント
ローラ７０からの信号によりガス発生作動する。このコ
ントローラ７０には衝突センサ８０からの衝突検知信号
が入力される。また、このコントローラ７０には荷重セ
ンサ１１１〜１１４から荷重検出信号が入力されてい
る。衝突センサ８０が衝突を検知した場合、コントロー
ラ７０は、荷重センサ１１１〜１１４からの荷重検出信
号によって求まる着座乗員の体重に応じてインフレータ
６２の作動個数を決定し、エアバッグ装置６０へ信号を
送る。この信号により、指定された数のインフレータ６
２が作動し、エアバッグ６１が膨張する。
【０００４】この従来の乗員保護装置は、コントローラ
７０と荷重センサ１１１〜１１４とで荷重計測装置を形
成していることになる。ところで、荷重センサ１１１〜
１１４は、図４に示すように、荷重がかからない場合で
もオフセット電圧をもち、零点がずれる。通常、初期調
整・設定の段階でオフセット電圧をコントローラ７０の
中に記憶しておき、荷重センサ１１１〜１１４からの荷
重検出信号に演算（加算あるいは減算）して零点のずれ
を補正している。
【０００５】このように、従来の乗員保護装置の荷重計
測装置は、オフセット電圧をコントローラの中に記憶し
ておき、荷重センサからの信号の補正演算を行うだけ
で、コントローラから荷重センサに零点調整の要求がで
きない。したがって、荷重センサアッシＩＣ製造工程で
行う調整後に、シート自身の重みや軽衝突による異常入
力や耐久変化などの何らかの原因で、零点がずれると、
もはや零点調整ができなくなる。また、僅かな零点ずれ
であれば、コントローラが補正演算できるが、零点のず
れが図４の下段のように大きいと、零点補正演算後のダ
イナミックレンジが減少し、大きな荷重に対して、荷重
センサ出力が飽和してしまう。このように、零点のずれ
が大きい場合は、シートから荷重センサを取り外して分
解調整するか、最悪の場合はシートごと新品に取り替え
る必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来のシ
ート荷重計測装置の問題に鑑みてなされたものであり、
荷重センサの零点のずれが発生するごとに、オフセット
電圧を変更して零点調整することができるようにしたシ
ート荷重計測システムを提供することを目的とする。
【０００７】本発明の別の目的は、荷重センサの零点の
ずれが大きいためにダイナミックレンジが大きく減少す
る場合でも、零点を調整して広い範囲の荷重を計測でき
るようにしたシート荷重計測システムを提供することで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための第
１の手段は、荷重に比例する荷重出力を出す荷重センサ
と双方向通信インタフェースＡをもつ荷重センサアッシ
と、二つの双方向通信インタフェースＢとＣをもち該荷
重センサアッシから該双方向通信インタフェースＡとＢ
を介して入力される該荷重出力を演算処理して荷重信号
を出力する荷重検知電子制御装置とを有し、該双方向通
信インタフェースＣに該荷重センサの零点調整指令入力
手段を接続して零点調整指令を入力することで、該零点
調整指令が該双方向通信インタフェースＢとＡを介して
該荷重センサアッシに伝えられ、該荷重センサのオフセ
ット電圧を変更して零点調整を行うようにすることを特
徴とするシート荷重計測システム（請求項１）である。
【０００９】本第１の手段により、双方向通信インタフ
ェースを介して零点調整指令が荷重センサアッシに伝え
られるので、零点のずれが変化してもその都度調整する
ことができる効果を有する。したがって、荷重出力のダ
イナミックレンジを損なわず、大きな荷重から小さな荷
重まで計測することができる。
【００１０】課題を解決するための第２の手段は、第１
の手段であって、前記荷重センサアッシは、前記荷重に
比例する荷重出力を出す荷重センサと、前記双方向通信
インタフェースＡとの他に、該荷重センサからの荷重出
力に零点調整用オフセット電圧を加算する加算器と、該
加算器で加算された荷重出力を増幅する増幅器と、該荷
重センサの零点調整指令を受けると零点のずれからオフ
セット電圧を求め、該加算器に該オフセット電圧を入力
するセンサ制御回路と、を有するシート荷重計測システ
ム（請求項２）である。
【００１１】本第２の手段により、荷重センサからの荷
重出力にオフセット電圧を加算して零点調整してから荷
重出力を増幅するので、増幅後に零点調整をするのに比
べ小さいオフセット電圧入力により、大きい零点ずれを
調整できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】シート荷重計測システムは、単体
で使用されることが少なく、通常は、エアバッグシステ
ムに接続され、シート荷重計測システムからの荷重信号
に応じてエアバッグの展開が制御される。このような、
シート荷重計測システムとエアバッグシステムとを有す
る乗員保護装置においては、衝突など車両に衝撃が加わ
ると、乗員保護装置の点検整備がなされる。この点検整
備の機会に荷重センサの零点調整を行うことができる。
すなわち、シート荷重計測システムの荷重検知電子制御
装置とエアバッグシステムのエアバッグ電子制御装置を
双方向通信インタフェースを介して接続し、エアバッグ
電子制御装置に別の双方向通信インタフェースを介して
サービスツールを接続することで、サービスツールから
入力された荷重センサの零点調整指令が荷重センサアッ
シに伝えられ、荷重センサのオフセット電圧が変更さ
れ、零点調整される。このように、乗員保護装置の調整
・点検と並行して行えるので、シート荷重計測システム
をエアバッグシステムから切り離して、荷重検知電子制
御装置に零点調整指令入力手段を接続する必要がなく、
零点調整を効率よく行うことができる。
【００１３】荷重センサアッシと荷重検知電子制御装置
は分離され、荷重センサアッシは、シートフレームに取
り付けられ、荷重検知電子制御装置は、シートアッシあ
るいは車両フロア等車室内に設置される。
【００１４】零点調整指令入力手段は、コンピュータ内
蔵の入出力端末を有するサービスツールでよい。
【００１５】荷重センサは、半導体歪みゲージや、Ｃｕ
−Ｎｉ歪みゲージなどで、通常シートフレームに取り付
けられ、シートに荷重が加わりシートフレームが歪むこ
とにより電圧を発生する。
【００１６】荷重センサが発生する荷重出力は、通常小
さいのでノイズが重畳する前に、すなわち荷重センサの
直後に前置増幅器を挿入して、所定の倍率で増幅すると
よい。加算器によるオフセット電圧入力は前置増幅器後
で行うのがよい。増幅度を低く設定でき、オフセット電
圧入力幅も小さくなるからである。
【００１７】荷重センサアッシと荷重検知電子制御装置
を一つのモジュールにしてもよい。荷重センサアッシと
荷重検知電子制御装置を一つのモジュールとすれば、荷
重センサの零点調整指令を受けると零点のずれからオフ
セット電圧を求め、加算器にオフセット電圧を入力する
センサ制御回路の機能は、荷重検知電子制御装置にもた
せることができるので、センサ制御回路が不要になる。
また、双方向通信インタフェースが不要になり、小型
化、軽量化、低コスト化が図れる。
【００１８】加算器に入力されるオフセット電圧は、メ
モリに格納され、センサ制御回路の指令でメモリから読
み出して加算器に入力されるようにするとよい。そうす
ることで、次の零点調整まで同じオフセット電圧で零点
調整して荷重に比例する荷重出力を得ることができる。
【００１９】荷重検知電子制御装置は、単純な制御・演
算をやらせるのであれば電子回路で構成してもよいが、
複雑な制御・演算をやらせるのであれば、セントラルプ
ロセッシングユニットの方がよい。すなわち、荷重セン
サアッシからの荷重出力を演算処理して、乗員状態（大
人、子供、空席）信号を求めるような演算をやらせるの
であれば、セントラルプロセッシングユニットがよい。
【００２０】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
【００２１】実施例１ 実施例１によるシート荷重計測システムのブロック図を
図１に示す。
【００２２】本実施例のシート荷重計測システムは、荷
重センサアッシ１０と荷重検知電子制御装置２０とを有
する。９０は、荷重センサの零点を調整するために、荷
重検知電子制御装置２０に接続された零点調整指令入力
手段である。
【００２３】荷重センサ１１は、４個の歪みゲージがブ
リッジを構成してなり、各々の歪みゲージには一定の電
圧１２が印加されている。荷重センサ１１に荷重が加わ
ると、ブリッジを構成する歪みゲージの抵抗値が変化
し、ブリッジのバランスが変化し、荷重センサ１１から
微少な電圧が発生する。この荷重センサ出力電圧（荷重
出力）は、前置増幅器１３で増幅されてから加算器１４
に入力する。加算器１４にはメモリ１７に格納されてい
るオフセット電圧が入力され、加算器１４からは零点調
整された荷重出力が出力される。加算器１４から出力さ
れた荷重出力は、主増幅器１５でさらに増幅されてセン
サ制御回路１６に入力される。センサ制御回路１６は、
荷重出力を双方向通信インタフェースＡ１９、双方向通
信インタフェースＢ２２を介して荷重検知電子制御装置
２０の荷重検知セントラルプロセッシングユニット（荷
重検知ＣＰＵ）２１に入力される。荷重検知ＣＰＵ２１
は荷重信号を演算処理して乗員状態（大人、子供、空
席）信号を出力する。
【００２４】軽衝突などにより荷重センサアッシ１０が
設置されているシートの構造に歪みや変形が生じ、シー
トフレームが変形すると、荷重センサ１１の零点がイか
らロにずれ、オフセット電圧５７１を発生する（図４参
照）。軽衝突などの後に、シートを空席状態にして、零
点調整手段９０を双方向通信インタフェースＣ２３に接
続し、零点調整指令を入力する。その零点調整指令は荷
重検知ＣＰＵ２１に入力され、双方向通信インタフェー
スＢ２２，Ａ１８を介してセンサ制御回路１６に伝えら
れる。零点調整指令を受けたセンサ制御回路１６は、シ
ートが空席状態での荷重センサ１１からの荷重出力をオ
フセット電圧５７１（図４参照）としてメモリ１７内の
これまでのオフセット電圧を変更する。ただし、図４に
示すように、零点がプラスにずれる場合は、オフセット
電圧の符号を変えてメモリ１７に格納することになる。
【００２５】実施例２ 実施例２のシート荷重計測システムのブロック図を図２
に示す。図２は、実施例１のシート荷重計測システム１
をエアバッグシステム２に接続し、エアバッグシステム
２に零点調整手段としてのサービスツール９０を接続し
て、荷重センサ１１の零点調整を可能にした構成を示し
ている。実施例１と同じ要素には同じ番号を付し、各要
素間の関連や動作の説明は省略する。
【００２６】エアバッグシステム２は、衝突センサ４０
とエアバッグ５０とがエアバッグ電子制御装置（エアバ
ッグＥＣＵ）３０に接続された構成で、エアバッグＥＣ
Ｕ３０には、エアバッグセントラルプロセッシングユニ
ット（エアバッグＣＰＵ）３１に加速度センサ３２と双
方向通信インタフェース３３、３４とが接続された構成
をしている。エアバッグ５０は、運転席用エアバッグ５
１と、助手席用エアバッグ５２及び側面衝突用エアバッ
グ５３，５４などからなる。
【００２７】エアバッグＣＰＵ３１には、衝突時に衝突
センサ４０と加速度センサ３２から信号が入力され、エ
アバッグＣＰＵ３１は、これら信号を演算処理して、衝
突演算出力を出力する。衝突時に衝突センサ４０と加速
度センサ３２からの信号が所定の重衝突レベルを超える
と、衝突トリガ信号を発生し、エアバッグ５０を展開す
る。このとき、エアバッグＣＰＵ３１には、荷重検知Ｃ
ＰＵ２１から乗員状態信号が入力されており、エアバッ
グＣＰＵ３１は助手席用エアバッグ５２の展開または非
展開、展開圧力、展開速度などを制御する。
【００２８】衝突後に、荷重センサの零点調整指令入力
機能を有するサービスツール９０をエアバッグＥＣＵ３
０の双方向通信インタフェース３４に接続し、エアバッ
グシステム２とシート荷重計測システム１の点検・整備
が行われる。シートを空席にして、サービスツール９０
から零点調整指令を入力すると、零点調整指令は、双方
向通信インタフェース３４を介してエアバッグＣＰＵ３
１に伝えられ、次に双方向通信インタフェース３３，双
方向通信インタフェースＣ２３を介して荷重検知ＣＰＵ
２１に伝えられ、最後に、双方向通信インタフェースＢ
２２，双方向通信インタフェースＡ１８を介してセンサ
制御回路１６に伝えられる。零点調整指令を受けたセン
サ制御回路１６は、シートが空席状態での荷重センサ１
１からの荷重出力をオフセット電圧５７１（図４参照）
として、メモリ１７内のこれまでのオフセット電圧を変
更する。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のシート荷
重計測システムは、双方向通信インタフェースを介して
零点調整指令が荷重センサアッシに伝えられ、それまで
のオフセット電圧を変更して、零点のずれが変化しても
その都度調整することができる。したがって、荷重出力
のダイナミックレンジを損なわず、大きな荷重から小さ
な荷重まで計測することができる。
【００３０】また、荷重センサからの荷重出力にオフセ
ット電圧を加算して零点調整してから荷重出力を増幅す
るので、増幅後に零点調整をするのに比べ、小さいオフ
セット電圧入力により、大きい零点ずれを調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のシート荷重計測システムのブロック
図である。
【図２】実施例２の構成図で、実施例１のシート荷重検
知システムをエアバッグシステムに接続し、エアバッグ
システムに零点調整手段を接続して、荷重センサの零点
調整を可能にした構成を示している。
【図３】従来の乗員保護装置のブロック図である。
【図４】荷重センサ出力で、零点のずれ、オフセット電
圧、ダイナミックレンジの関係を説明する図である。
【符号の説明】
１・・・シート荷重計測システム、２・・・エアバッグ
システム、１０・・・荷重センサアッシ、１１・・・荷
重センサ、１３・・・前置増幅器、１４・・・加算器、
１５・・・主増幅器、１６・・・センサ制御回路、１７
・・・メモリ、１８・・・双方向通信インタフェース
Ａ、２０・・・荷重検知電子制御装置、２１・・・荷重
検知セントラルプロセッシングユニット、２２・・・双
方向通信インタフェースＢ、２３・・・双方向通信イン
タフェースＣ、９０・・・零点調整指令入力手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｇ 23/01 Ｇ０１Ｇ 23/01 Ｚ Ｇ０１Ｌ 1/22 Ｇ０１Ｌ 1/22 Ｂ Ｆターム(参考） 2F049 AA13 CA11 3D018 MA00 3D054 EE09 EE10 EE28 EE31 EE36

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】荷重に比例する荷重出力を出す荷重センサ
    と双方向通信インタフェースＡをもつ荷重センサアッシ
    と、二つの双方向通信インタフェースＢとＣをもち該荷
    重センサアッシから該双方向通信インタフェースＡとＢ
    を介して入力される該荷重出力を演算処理して荷重信号
    を出力する荷重検知電子制御装置とを有し、該双方向通
    信インタフェースＣに該荷重センサの零点調整指令入力
    手段を接続して零点調整指令を入力することで、該零点
    調整指令が該双方向通信インタフェースＢとＡを介して
    該荷重センサアッシに伝えられ、該荷重センサのオフセ
    ット電圧を変更して零点調整を行うようにすることを特
    徴とするシート荷重計測システム。
  2. 【請求項２】前記荷重センサアッシは、前記荷重に比例
    する荷重出力を出す荷重センサと、前記双方向通信イン
    タフェースＡとの他に、該荷重センサからの該荷重出力
    に零点調整用オフセット電圧を加算する加算器と、該加
    算器で加算された荷重出力を増幅する増幅器と、該荷重
    センサの零点調整指令を受けると零点のずれからオフセ
    ット電圧を求め、該加算器に該オフセット電圧を入力す
    るセンサ制御回路と、を有する請求項１に記載のシート
    荷重計測システム。
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