JP2004136811A - 乗員検知センサ及び乗員検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程の軽減を図り、設計の座席レイアウトの自由度の向上を図る。
【解決手段】着座の有無等を荷重検知部１４で検知する場合に、座席１２内の荷重検知部１４と座席外の読取機１３との間の通信を、トランスポンダ１５を利用した無線で行う。また、複数の荷重検知部１４での検知結果を、トランスポンダ１５内に予め格納した個別情報で識別可能とする。これにより自動車に座席１２を着脱する際に、従来のように乗員検知センサ１１と電子ユニットとを接続するためのワイヤーハーネスを着脱する必要がなくなり、製造工程の軽減を図るとともに、設計の座席レイアウトの自由度の向上を図ることができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車内の各座席に印加される荷重を検知することで乗員の検知を行う乗員検知センサ及び乗員検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、電子技術の進展に伴い、自動車内にも様々な電子ユニットが搭載されている。このような電子ユニットの搭載に応じて、自動車の座席に乗員が座しているかどうかを検知し、その検知結果を電子ユニットでの電子制御に役立てようとすることが行われている。
【０００３】
従来においては、図８の如く、自動車の座席１の座面２内に圧力センサ等の乗員検知センサ３を設置しておき、この乗員検知センサ３のオンオフによって、乗員が座しているか否かを検出することが行われていた。
【０００４】
図８において、乗員が自動車に搭乗している場合には、その乗員の体重が荷重として座面２に印加され、その荷重を乗員検知センサ３が検知する。かかる乗員検知センサ３での荷重検知に基づいて、座席１における乗員の有無やその姿勢を判断するなどし、その判断結果に基づいて、エアバッグなどの様々な電子ユニットを動作可能状態に切り換えることが可能になる。逆に、乗員の体重が座面２に印加されていない場合には、乗員検知センサ３は荷重を検知することがなく、これに応じて所定の電子ユニットをオフにするなどして、その電子ユニットの無駄な稼動を停止して省電力化を図ることが可能となる。
【０００５】
尚、乗員検知センサ３は一般に、図９〜図１２に示した構造が採用されている。即ち、絶縁性の樹脂等からなる中間シート３ａの所定の複数位置に接点用孔３ｂが形成され、各接点用孔３ｂの上下両側に、自然状態で平板形状に形成された接触片３ｃ，３ｄがそれぞれ設置される。この両側の接触片３ｃ，３ｄのうち、少なくとも上側の接触片３ｃは、例えば工業用ゴム等にフェライト粉末が混入されるなどして導電性を有せしめられた弾性材料が使用されている。
【０００６】
そして、座席１に加重が印加されていない状態では、図１１のように上側の接触片３ｃが平板形状を維持するために、上側の接触片３ｃと下側の接触片３ｄとは少なくとも中間シート３ａの厚みだけ離間するため互いに非接触状態となり、この上下の接触片３ｃ，３ｄ間に通電が行われない。
【０００７】
座席１に加重が印加されると、その加重の印加により、図１２のように上側の接触片３ｃに応力が加えられ、この上側の接触片３ｃが弾性変形して、中間シート３ａの接点用孔３ｂの下側に臨む下側の接触片３ｄに接触する。これにより、この上下の接触片３ｃ，３ｄ間に通電が行われるため、かかる通電を電子ユニット側で検出することで、座席１に乗員が座している旨を検出することができる。
【０００８】
尚、図１１及び図１２中の符号３ｅ，３ｆは絶縁性の保護シートを示している。
【０００９】
参考のために、この発明に関連する先行技術文献を以下に示しておく。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−７５０４３公報
【特許文献２】
特開平１０−２１１８６７号公報
【特許文献３】
特開平１０−２１１８６１号公報
【特許文献４】
特開平１０−１９４０７６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、自動車の座席１に乗員検知センサ３を設置する場合、乗員検知センサ３に接続するためのワイヤーハーネス５や、このワイヤーハーネス５と車載ＬＡＮ６とを接続するための接続コネクタ７を座席１の内部またはその付近に配策する必要がある。ここで、実際に座席内配策される状態の乗員検知センサ３の平面図を図１３に示す。
【００１２】
しかしながら、自動車の製造段階においては、図１３のように座席内にワイヤーハーネス５を配策することとすると、シート組み付け時において多大な手間がかかる。また、接触片３ｃ，３ｄから接続コネクタ７に至る電流経路として専用のワイヤーハーネスを使用する必要があり、さらにワイヤーハーネス内の電線同士を接続するため接続部品も必要となるため、ワイヤーハーネス５自体の部品コストも無視できなくなり、全体として製造コストが上昇するといった欠点がある。
【００１３】
また、近年では、消費者ニーズの多様化及び製品の高付加価値化に伴い、自動車の商品力向上の一環として、例えばミニバンなどでは、座席自体を取り外しできる構造のものがあるが、座席から自動車本体への有線配線を考えると、ワイヤーハーネス５からコネクタ類の配置を考慮するなど、配線上の制約がある。また、車種展開の際に座席レイアウトが変更される度に異なったワイヤーハーネス５の配線設計を行わなければならず、手間がかかる要因となっていた。
【００１４】
尚、例えば、特開２０００−７５０４３公報では、多数のアンテナを背もたれ部に配置しているため、シート内のアンテナへの給電用の配線が極めて複雑とならざるを得ない。
【００１５】
また、特開平１０−２１１８６７号公報、特開平１０−２１１８６１号公報及び特開平１０−１９４０７６号公報等においては、チャイルドシートの装着状態を無線でエアバッグ等の電子ユニット等に送信し、その電子ユニットでの電子制御の要非を判断する旨が記載されている。しかしながら、これらの例では、シート内のワイヤーハーネスの本数が増大するため、その敷設が煩雑となり、また各ワイヤーハーネス自体の加工に手間がかかり、リアシートへの適用が困難であるという問題がある。加えて、これらの従来の例においては、乗員の姿勢までを判断することができず、また、チャイルドシートを使用することが前提となっているため、大人などの通常の乗員について着座しているか否かを判断することができない。
【００１６】
そこで、この発明の課題は、座席の荷重を検知することで乗員の検知を行う場合において、座席内の配線を可及的に省略して、製造工程の軽減を図るとともに、設計の座席レイアウトの自由度の向上を図り得る乗員検知センサ及び乗員検知装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、自動車内の各座席に印加される荷重を検知することで乗員の検知を行う乗員検知センサであって、前記座席内に配設されて前記荷重の有無を検知する荷重検知部と、前記座席内に設置され、前記座席付近に配置された読取機から与えられた質問電波に応じて前記荷重検知部での荷重検知結果を応答電波として返信する無線器とを備えるものである。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、自動車内の各座席に印加される荷重を検知することで乗員の検知を行う乗員検知センサと、前記乗員検知センサでの乗員検知結果を無線で読み取る読取機とを備え、前記乗員検知センサが、前記座席内に配設されて前記荷重の有無を検知する荷重検知部と、前記座席内に設置され、前記座席付近に配置された読取機から与えられた質問電波に応じて前記荷重検知部での荷重検知結果を応答電波として返信する無線器とを備えるものである。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の乗員検知装置であって、複数の前記荷重検知部が、前記座席の座面の所定の複数位置に配設され、前記荷重検知部と同数の前記無線器が、前記荷重検知部に対して１対１に対応付けられ、前記各無線器が、当該各無線器を識別可能に特定するための個別情報を前記応答電波に含めて返信するものである。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の乗員検知装置であって、前記各荷重検知部が、複数の座席のそれぞれに配設され、前記荷重検知部と同数の前記無線器が、前記荷重検知部に対して１対１に対応付けられ、前記各無線器が、当該各無線器を識別可能に特定するための個別情報を前記応答電波に含めて返信するものである。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の乗員検知装置であって、前記各無線器が、前記個別情報を予め格納するための記憶手段を保有するものである。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の乗員検知装置であって、前記荷重検知部が、前記座席の背もたれ部にも配設されるものである。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の乗員検知装置であって、前記無線器がトランスポンダである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２はこの発明の一の実施の形態に係る乗員検知センサ１１が乗員検知装置として自動車の座席１２に設置された状態を示す原理図、図３は乗員検知センサ１１を示す斜視図、図４は非荷重状態の乗員検知センサ１１を示す側面視模式図、図５は荷重状態の乗員検知センサ１１を示す側面視模式図である。
【００２５】
この乗員検知装置は、図１の如く、乗員検知センサ１１と、この乗員検知センサ１１での乗員検知結果を無線で読み取る読取機１３とを備える。
【００２６】
乗員検知センサ１１は、座席１２の着座部に取り付けられるとともに、座席１２の近傍に配置された読取機（リーダ装置）１３に対して無線により信号の送受信を行うようになっており、座席１２の座面１２ａに荷重が印加されたか否かを検知するための荷重検知部１４と、この荷重検知部１４での荷重検知結果を無線により読取機１３に伝達するトランスポンダ（無線器）１５（図３〜図５）とを備える。
【００２７】
荷重検知部１４は、図４及び図５の如く、所定の複数位置に接点用孔２１が形成されて絶縁性の樹脂等からなる中間シート２２と、この中間シート２２の各接点用孔２１の上側に配置されて自然状態で平板形状に形成された上側接触片２３と、中間シート２２の各接点用孔２１の下側に配置されて平板形状に形成された下側接触片２４とを備える。
【００２８】
中間シート２２は、図９及び図１０に示した従来のものと同様のものが使用され、例えば座面１２ａを構成するシートカバーの裏面側等に配設されて、座面１２ａにほぼ対応した面積に形成されている。中間シート２２に形成されている複数の接点用孔２１は、乗員が座席１２に座したときに体重が荷重として印加される位置に対応して形成されている。
【００２９】
両側の接触片２３，２４のうち、少なくとも上側接触片２３は、例えば工業用ゴム等にフェライト粉末が混入されるなどして導電性を有せしめられた弾性材料が使用されている。また、下側接触片２４は、非弾性材料が使用されてもよいが、座面１２ａのクッション性を確保する目的で、上側接触片２３と同様の弾性部材が使用され、例えば工業用ゴム等にフェライト粉末が混入されるなどして導電性を有せしめられている。
【００３０】
そして、座席１２に加重が印加されていない状態では、図４のように上側の接触片２３が平板形状を維持するために、上側の接触片２３と下側の接触片２４とは少なくとも中間シート２２の厚みだけ離間するため互いに非接触状態となり、この上下の接触片２３，２４間に通電が行われない（かかる状態を荷重検知部１４のオフ状態とする）。一方、座席１に加重が印加されると、その加重の印加により、図５のように上側の接触片２３に応力が加えられ、この上側の接触片２３が弾性変形して、中間シート２２の接点用孔２１の下側に臨む下側の接触片２４に接触する。これにより、この上下の接触片２３，２４間に通電が行われる（かかる状態を荷重検知部１４のオン状態とする）。
【００３１】
尚、図４及び図５中の符号２６，２７は可撓性及び絶縁性を有する保護シートを示している。
【００３２】
トランスポンダ１５は、小型且つ軽量のバッテリレス通信機であって、図６の如く、送受信回路、制御回路及び内蔵メモリ（記憶手段）等がシングルチップ化された通信制御用の半導体（ＩＣ）３１と、整流ダイオードＤ１，Ｄ２と、充電用のコンデンサＣ１，Ｃ２と、フェライトコアが使用されたアンテナ３３とを備えており、読取機１３から与えられる質問電波を受信したときに、当該質問電波を電気エネルギーとして使用し、半導体３１内の内蔵メモリに予め記憶されている情報と荷重検知部１４のオン状態／オフ状態の情報（オンオフ情報）とを応答電波として読取機１３に送信する。尚、トランスポンダ１５としては、一般にカード型や棒型等の様々な形状のものが市販されているが、乗員が座面１２ａに座したときに違和感がないよう、平板状のカード型が適用されることが望ましい。
【００３３】
ここで、乗員検知センサ１１の荷重検知部１４が複数存在することから、これらのそれぞれの荷重検知部１４に１対１に対応する個数のトランスポンダ１５が設けられている。
【００３４】
各トランスポンダ１５の内蔵メモリ（記憶手段）内に予め格納される情報としては、読取機１３に応答電波を送信する際にその電波が応答電波である旨を示す応答データと、複数のトランスポンダ１５を個別に特定するための個別データ（識別データ）とがある。
【００３５】
読取機１３は、マイクロプロセッサを含む制御回路が内蔵されており、アンテナ・送受信回路制御及び受信データの復調変換を行うとともに、車載ＬＡＮ２８に接続されて図示しない電子ユニットとの有線通信を行う際のインターフェース機能を発揮するものであって、自動車フロア（シート下）等の座席１２の付近に配置される。読取機１３は、所定の時間間隔毎（例えば数秒毎）に質問電波を発信し、これに応じてトランスポンダ１５から返信された応答情報を車載ＬＡＮ２８を通じて図示しない電子ユニットに送信する。この際、電子ユニットに送信する情報としては、各荷重検知部１４の個別情報とこれに対応するオンオフ情報とが含まれる。
【００３６】
上記構成の乗員検知センサ１１の使用方法を説明する。
【００３７】
まず自動車の電源が投入されると、読取機１３は、所定の時間間隔毎（例えば数秒毎）に質問電波を座席１２に向けて繰り返し発信する。
【００３８】
座席１２内に設置された乗員検知センサ１１の複数のトランスポンダ１５は、それぞれが読取機１３から与えられる質問電波を受信し、当該質問電波を電気エネルギーとして蓄えてそれを使用しながら、荷重検知部１４のオンオフ情報を取得する。
【００３９】
ここで、座席１２に加重が印加されていない状態では、図４のように上側の接触片２３が平板形状を維持するために、上側の接触片２３と下側の接触片２４とは少なくとも中間シート２２の厚みだけ離間するため互いに非接触状態となり、この上下の接触片２３，２４間に通電が行われない（オフ状態）。これに応じて、トランスポンダ１５は、当該トランスポンダ１５が対応する荷重検知部１４がオフ状態である情報を、内蔵メモリ内に予め格納された応答データとともに応答電波として読取機１３に送信する。
【００４０】
一方、座席１に加重が印加されている状態では、その加重の印加により、図５のように荷重検知部１４の上側の接触片２３に応力が加えられて弾性変形し、中間シート２２の接点用孔２１の下側に臨む下側の接触片２４に接触して通電が行われる（オン状態）。これに応じて、トランスポンダ１５は、当該トランスポンダ１５が対応する荷重検知部１４がオン状態である情報を、内蔵メモリ内に予め格納された応答データとともに応答電波として読取機１３に送信する。
【００４１】
これらの応答電波には、予め各内蔵データ内に格納されて個々のトランスポンダ１５同士を識別して特定するための個別情報が含められる。
【００４２】
読取機１３は、各トランスポンダ１５から返信された応答情報を車載ＬＡＮ２８を通じて図示しない電子ユニットに送信する。この際、電子ユニットに送信する情報としては、各荷重検知部１４の個別情報とこれに対応するオンオフ情報とが含まれる。
【００４３】
かかる情報が読取機１３から与えられると、図示しない電子ユニットは、座席１２に人が座しているかどうかを判定するための情報を取得したことになり、かかる情報を所望の電子制御の判断材料として使用することなどが可能となる。そして、各トランスポンダ１５から与えられた個別情報に基づいて、オン状態である荷重検知部１４の配置位置を判断できるようにしておけば、乗員の着座姿勢を推定することなども可能になる。
【００４４】
そして、上記のように、座席１２内の荷重検知部１４と読取機１３との間の通信を無線で行うことが可能であるので、例えば製造ラインでの組立時や、ユーザによるレイアウト変更時等において、自動車に座席１２を着脱する際に、従来のように乗員検知センサ１１と電子ユニットとを接続するためのワイヤーハーネスを着脱する必要がなくなり、作業工数を低減して作業の手間を大幅に軽減することが可能となる。
【００４５】
さらに、読取機１３から質問電波を送信したときにトランスポンダ１５から応答電波が返信されなかった場合には、各座席１２に乗員が座しているかどうかを判断できるだけでなく、座席１２自体が存在しているか否かを判断することが可能であるため、例えばエアコンディショナの吹き出し口の制御に使用すれば、座席１２の無い位置への風量を抑える等の制御に使用することも可能となる。また、例えばミニバンタイプの自動車において、特に２，３列目シートで取り外しを行えるシートなどにおいても、ワイヤーハーネスの着脱することなく、乗員を検知することが可能となる。
【００４６】
また、座席１２内に設置される無線器として質問電波自体をエネルギーとして駆動するトランスポンダ１５を適用しているので、トランスポンダ１５自体に電池等から電源電圧を供給しなくても良くなり、無線通信を行いつつも、電池の交換等の手間が不要となり、且つ省電力化を達成できる。
【００４７】
尚、上記実施の形態では、複数の荷重検知部１４及びトランスポンダ１５を座席１２の着座部である座面１２ａにのみ設置していたが、この座面１２ａに加えて、図７に示すように、背もたれ部１２ｂにも設置してもよい。このように、座面１２ａだけでなく背もたれ部１２ｂにも配置することで、電子ユニットにおいて各荷重検知部１４からの応答状況を解析することにより、乗員の着座姿勢をさらに精度良く推測することが可能となる。
【００４８】
また、各荷重検知部１４の構成についても上記した構成に限られず、例えば半導体を用いた押圧スイッチ等を用いても差し支えない。この場合においても、トランスポンダ１５を使用することで、上述した利点を得ることができるのは言うまでもない。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、着座の有無等を荷重検知部で検知した場合に、座席内の荷重検知部と読取機との間の通信を無線で行うことが可能であるので、自動車に座席を着脱する際に、従来のように乗員検知センサと電子ユニットとを接続するためのワイヤーハーネスを着脱する必要がなくなり、製造工程の軽減を図るとともに、設計の座席レイアウトの自由度の向上を図ることができる。
【００５０】
特に、請求項３のように、複数の位置に設けられた荷重検知部で荷重を検知し、これらの荷重検知部からの情報を個別情報により識別可能とされていれば、これらの複数の荷重検知部での荷重検知結果を利用することで、着座の有無だけでなく、乗員の姿勢までを検出判断するための情報を容易に得ることができる。また、請求項６に記載の発明のように、荷重検知部を座席の背もたれ部にも配設すれば、乗員の姿勢を精度良く判断するための情報を得ることができる。
【００５１】
また、請求項４のように、各座席に設けられた荷重検知部での荷重検知結果を個別情報に基づいて識別できるようにしていれば、読取機から質問電波を送信したときに無線器から応答電波が返信されなかった場合には、各座席に乗員が座しているかどうかを判断できるだけでなく、座席自体が存在しているか否かを判断することが可能であるため、例えばエアコンディショナの吹き出し口の制御に使用すれば、座席の無い位置への風量を抑える等の制御に使用することも可能となる。また、例えばミニバンタイプの自動車において、特に２，３列目シートで取り外しを行えるシートなどにおいても、ワイヤーハーネスの着脱することなく、乗員を検知することが可能となる。
【００５２】
請求項５に記載の発明によれば、予め記憶手段に個別情報を格納しておくだけで、各荷重検知部での荷重検知結果を互いに識別することが可能となる。
【００５３】
請求項７に記載の発明によれば、座席内に設置される無線器としてトランスポンダを適用しているので、読取機との間の通信について、無線器側では、質問電波自体をエネルギーとして駆動することが可能となり、このトランスポンダ自体に電池等から電源電圧を供給しなくても良い。したがって、無線通信を行いつつも、電池の交換等の手間が不要となり、且つ省電力化を達成できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一の実施の形態に係る乗員検知装置が設置された座席を示す側面視模式図である。
【図２】この発明の一の実施の形態に係る乗員検知装置が設置された座席を示す斜視模式図である。
【図３】この発明の一の実施の形態に係る乗員検知センサを示す斜視図である。
【図４】この発明の一の実施の形態に係る乗員検知センサの自然状態での様子を示す側面視模式図である。
【図５】この発明の一の実施の形態に係る乗員検知センサにおいて荷重が印加された状態を示す側面視模式図である。
【図６】一般的なトランスポンダを示す回路図である。
【図７】乗員検知装置が設置された座席の他の例を示す斜視模式図である。
【図８】従来の乗員検知センサが搭載された座席を示す模式図である。
【図９】従来の乗員検知センサの概要を示す斜視図である。
【図１０】従来の乗員検知センサの概要を示す展開斜視図である。
【図１１】従来の乗員検知センサの自然状態での様子を示す側面視模式図である。
【図１２】従来の乗員検知センサにおいて荷重が印加された状態を示す側面視模式図である。
【図１３】従来の乗員検知センサを示す平面図である。
【符号の説明】
１１　乗員検知センサ
１２　座席
１２ａ　座面
１２ｂ　背もたれ部
１３　読取機
１４　荷重検知部
１５　トランスポンダ
２１　接点用孔
２２　中間シート
２３　上側接触片
２４　下側接触片
２６，２７　保護シート
２８　車載ＬＡＮ
３１　半導体
３３　アンテナ

Claims (7)

1. 自動車内の各座席に印加される荷重を検知することで乗員の検知を行う乗員検知センサであって、
   前記座席内に配設されて前記荷重の有無を検知する荷重検知部と、
   前記座席内に設置され、前記座席付近に配置された読取機から与えられた質問電波に応じて前記荷重検知部での荷重検知結果を応答電波として返信する無線器と
   を備える乗員検知センサ。
2. 自動車内の各座席に印加される荷重を検知することで乗員の検知を行う乗員検知センサと、
   前記乗員検知センサでの乗員検知結果を無線で読み取る読取機と
   を備え、
   前記乗員検知センサが、
   前記座席内に配設されて前記荷重の有無を検知する荷重検知部と、
   前記座席内に設置され、前記座席付近に配置された読取機から与えられた質問電波に応じて前記荷重検知部での荷重検知結果を応答電波として返信する無線器と
   を備える乗員検知装置。
3. 請求項２に記載の乗員検知装置であって、
   複数の前記荷重検知部が、前記座席の座面の所定の複数位置に配設され、
   前記荷重検知部と同数の前記無線器が、前記荷重検知部に対して１対１に対応付けられ、
   前記各無線器が、当該各無線器を識別可能に特定するための個別情報を前記応答電波に含めて返信することを特徴とする乗員検知装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の乗員検知装置であって、
   前記各荷重検知部が、複数の座席のそれぞれに配設され、
   前記荷重検知部と同数の前記無線器が、前記荷重検知部に対して１対１に対応付けられ、
   前記各無線器が、当該各無線器を識別可能に特定するための個別情報を前記応答電波に含めて返信することを特徴とする乗員検知装置。
5. 請求項３に記載の乗員検知装置であって、
   前記各無線器が、前記個別情報を予め格納するための記憶手段を保有することを特徴とする乗員検知装置。
6. 請求項３に記載の乗員検知装置であって、
   前記荷重検知部が、前記座席の背もたれ部にも配設されることを特徴とする乗員検知装置。
7. 請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の乗員検知装置であって、
   前記無線器がトランスポンダである乗員検知装置。

Images