JP2004257808A

JP2004257808A - 電子制御装置および乗員状態検出装置

Info

Publication number: JP2004257808A
Application number: JP2003047380A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inamoto; 高志稲本; Toru Kamiya; 徹神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】センサユニット１を簡略化でき、且つ、電源レシオ性を確保できる乗員状態検出装置Ａの提供。
【解決手段】乗員状態検出装置Ａは、車両用シートに着座している乗員の着座状態を検出するためのセンサを有する複数のセンサユニット１と、各センサユニット１が出力するセンサ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２１を有し、デジタル変換されたデジタル信号に基づいて着座状態を判別する制御器２と、車載バッテリ３０のバッテリ電圧より低い定電圧を出力する定電圧電源３と、シリコンダイオード５、６と、シリコンダイオード５、６を流れる電流を同じにする抵抗７とを備える。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センサ信号に基づいて機器を制御する電子制御装置、およびセンサ信号に基づいて車両用電装品を制御する乗員状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に記載の車両用乗員検知装置は、乗員の有無を検出する電気機械スイッチ式のセンサと、そのセンサ出力に基づいて乗員の有無を表すコード信号を生成する信号生成部とをセンサユニット内に設け、伝送線を介して着座乗員の有無をコード信号の形態でエアバック作動装置に伝送する構成である。
【０００３】
また、特許文献２には、検波ダイオードＤ１と同一の検波特性を有する温度補償用検波ダイオードＤ２を、信号入力端ＲＦＩＮから見て並列になる様に接続し、ダイオードＤ１、Ｄ２を、互いに同一の抵抗値および温度特性を有する抵抗Ｒ１、Ｒ２を用いて同一のバイアス電流で順方向バイアスし、演算増幅器ＩＣにより温度補償を施す技術が記載されている（図３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５６８９４２１号明細書（第１頁〜第６頁、図３）
【特許文献２】
特開２０００− ２２４４７号公報（第１頁〜第６頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の車両用乗員検知装置１００では、センサユニット１０１内に電源部１０２が存在するため、電源変動による各センサ出力の電源レシオ性（電源電圧にセンサ出力が依存する現象）を確保するためにセンサユニット１０１内にＡ／Ｄ変換器１０３を配する必要があり、センサユニット１０１が大型化する（図２参照）。
【０００６】
また、制御器１０６とセンサユニット１０１との間で通信を行う必要があるため、各センサユニット１０１内に通信部１０４を設け、制御器１０６側に複数の通信ポート１０５を用意する必要がある。
【０００７】
特許文献２の目的効果は、広い温度範囲で動作が安定で、検波効率が良い検波回路の提供であるので、特許文献１の車両用乗員検知装置１００に適用して課題を解決するのは困難である。
【０００８】
本発明の第１の目的は、センサユニットを簡略化でき、且つ、電源レシオ性を確保できる電子制御装置の提供にある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、センサユニットを簡略化でき、且つ、電源レシオ性を確保できる乗員状態検出装置の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
［請求項１について］
電子制御装置は、一つまたは複数のセンサユニットと、制御器と、作動用電源と、第１、第２の過電圧保護素子とを有する。
【００１１】
センサユニットは、一つまたは複数で構成され、物理量を検出するためのセンサを有する。
【００１２】
Ａ／Ｄ変換器は、一つまたは複数のセンサユニットが出力する、物理量に対応したアナログのセンサ信号をＡ／Ｄ変換する。
【００１３】
制御器は、Ａ／Ｄ変換器がデジタル変換したデジタル信号に基づいて物理量を把握し、把握した物理量に基づいて機器を制御する。
センサユニットおよびＡ／Ｄ変換器へ作動用電力を供給するための作動用電源は、電源電圧より低い定電圧に供給電圧を設定している。
【００１４】
第１の過電圧保護素子は、作動用電源からセンサユニットへ至る向きの電力供給のみを許可する。第２の過電圧保護素子は、作動用電源からＡ／Ｄ変換器へ至る向きの電力供給のみを許可する。なお、第１、第２の過電圧保護素子は同特性のものを使用する。同特性のものとは、同一のパッケージに、第１、第２の過電圧保護素子を組み込んだものが好適である。
【００１５】
｛センサユニット（合計）の消費電力｝＞｛Ａ／Ｄ変換器の消費電力｝の場合には、第２の過電圧保護素子を介して電圧が印加されるＡ／Ｄ変換器の電源端子に疑似負荷を電気接続して、第１、第２の過電圧保護素子を流れる電流量を等しくする。これにより、｛センサユニットの電源端子の電源電圧｝＝｛Ａ／Ｄ変換器の電源端子の電源電圧｝となり、電源電圧にセンサ出力が依存する電源レシオ性を確保できる。
【００１６】
また、｛センサユニット（合計）の消費電力｝＜｛Ａ／Ｄ変換器の消費電力｝の場合には、第１の過電圧保護素子を介して電圧が印加されるセンサユニットの電源端子に疑似負荷を電気接続して、第１、第２の過電圧保護素子を流れる電流量を等しくする。これにより、｛センサユニットの電源端子の電源電圧｝＝｛Ａ／Ｄ変換器の電源端子の電源電圧｝となり、電源電圧にセンサ出力が依存する電源レシオ性を確保できる。
【００１７】
センサユニット内にＡ／Ｄ変換器を配する必要がないのでセンサユニットを簡素化できる。また、センサユニットと制御器との間で通信を行う必要がないため、センサユニット内に通信部を設ける必要がなく、且つ、制御器側に通信用の通信ポートを用意する必要もない。
【００１８】
［請求項２について］
乗員状態検出装置は、一つまたは複数のセンサユニットと、制御器と、作動用電源と、第１、第２の過電圧保護素子とを有する。
【００１９】
センサユニットは、一つまたは複数で構成され、車両用シートに着座している乗員の着座状態を検出するためのセンサを有する。
Ａ／Ｄ変換器は、一つまたは複数のセンサユニットが出力する、着座状態に対応したアナログのセンサ信号をＡ／Ｄ変換する。
【００２０】
制御器は、Ａ／Ｄ変換器がデジタル変換したデジタル信号に基づいて、車両用シートに着座している乗員の着座状態を把握し、把握した着座状態に適した状態に車両用電装品を制御する。
【００２１】
センサユニットおよびＡ／Ｄ変換器へ作動用電力を供給するための作動用電源は、車載バッテリのバッテリ電圧より低い定電圧に供給電圧を設定している。
【００２２】
第１の過電圧保護素子は、作動用電源からセンサユニットへ至る向きの電力供給のみを許可する。第２の過電圧保護素子は、作動用電源からＡ／Ｄ変換器へ至る向きの電力供給のみを許可する。なお、第１、第２の過電圧保護素子は、同特性のものを使用する。同特性のものとは、同一のパッケージに、第１、第２の過電圧保護素子を組み込んだものが好適である。
【００２３】
｛センサユニット（合計）の消費電力｝＞｛Ａ／Ｄ変換器の消費電力｝の場合には、第２の過電圧保護素子を介して電圧が印加されるＡ／Ｄ変換器の電源端子に疑似負荷を電気接続して、第１、第２の過電圧保護素子を流れる電流量を等しくする。これにより、｛センサユニットの電源端子の電源電圧｝＝｛Ａ／Ｄ変換器の電源端子の電源電圧｝となり、電源電圧にセンサ出力が依存する電源レシオ性を確保できる。
【００２４】
また、｛センサユニット（合計）の消費電力｝＜｛Ａ／Ｄ変換器の消費電力｝の場合には、第１の過電圧保護素子を介して電圧が印加されるセンサユニットの電源端子に疑似負荷を電気接続して、第１、第２の過電圧保護素子を流れる電流量を等しくする。これにより、｛センサユニットの電源端子の電源電圧｝＝｛Ａ／Ｄ変換器の電源端子の電源電圧｝となり、電源電圧にセンサ出力が依存する電源レシオ性を確保できる。
【００２５】
センサユニット内にＡ／Ｄ変換器を配する必要がないのでセンサユニットを簡素化できる。また、センサユニットと制御器との間で通信を行う必要がないため、センサユニット内に通信部を設ける必要がなく、且つ、制御器側に通信用の通信ポートを用意する必要もない。
【００２６】
［請求項３について］
乗員状態検出装置において、第１の過電圧保護素子および第２の過電圧保護素子をダイオードで構成し、疑似負荷を抵抗で構成するのが好適である。
なお、同一のパッケージに、二個のダイオードを組み込んだものが同特性が得られ易いので好適である。また、価格や性能の点で、シリコンダイオードを用いるのが好適である。
【００２７】
［請求項４について］
作動用電源、疑似負荷、第１、第２の過電圧保護素子を制御器側に集約することにより、乗員状態検出装置を容易に車両へ装着することができる。
【００２８】
［請求項５について］
センサユニットのセンサは、車両用シート近傍に配されシート下のマットの沈み量を検出するセンサ、または、ブリッジ接続したゲージ抵抗をシート構成部材に配した歪みゲージである。
【００２９】
これらのセンサは、荷重の変化に対するセンサ出力の変化量が小さく、且つ作動用電源の引加電圧にセンサ出力が依存する電源レシオ性を有する。また、引加電圧が一定であれば、荷重が変化しても、センサユニットの消費電流は殆ど変化しない特性を有する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の一実施例（請求項１〜５に対応）に係る乗員状態検出装置Ａを図１に基づいて説明する。
【００３１】
図１に示す如く、乗員状態検出装置Ａは、複数のセンサユニット１、１‥１と、乗員状態を判別する制御器２と、作動用電力を供給するための定電圧電源３（作動用電源）と、第１、第２の過電圧保護素子であるシリコンダイオード５、６と、疑似負荷である抵抗７とを備える。なお、乗員状態判別ユニット８内に、制御器２、定電圧電源３、およびシリコンダイオード５、６、および抵抗７を集約して配設している。
【００３２】
車両の座席近傍に配される（各ユニット毎に配設場所は異なる）センサユニット１は、センサを電気接続し、シリコンダイオード５を介して定電圧電源３から作動用電力が供給される。これらセンサは、シート下のマットの沈み量に対応した出力信号（アナログのセンサ出力）を送出し、出力信号ライン１１を介してＡ／Ｄ変換器２１へ出力される。
なお、センサユニット１、１‥１の各電源端子１０には、シリコンダイオード５の電圧降下により、後述する定電圧の＋５Ｖより約０．６Ｖ低い電圧が引加される。
【００３３】
なお、センサは、荷重の変化に対するセンサ出力の変化量が小さく、且つ引加電圧にセンサ出力が依存する電源レシオ性を有する。更に、引加電圧が一定であれば、荷重が変化しても、センサユニット１の消費電流は殆ど変化しない特性を有する。
【００３４】
制御器２は、センサユニット１、１‥１が出力する各出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２１を有する。
このＡ／Ｄ変換器２１には、シリコンダイオード６を介して定電圧電源３から作動用電力が供給される。なお、Ａ／Ｄ変換器２１の電源端子２２には、シリコンダイオード６の電圧降下により、後述する定電圧の＋５Ｖより約０．６Ｖ低い電圧が引加される。
【００３５】
作動用電源である定電圧電源３は、車載バッテリ３０のバッテリ電圧（＋１２Ｖ）より低い定電圧に供給電圧を設定し、出力端子３１から＋５Ｖの定電圧を出力する。
【００３６】
シリコンダイオード５は、アノード５１を定電圧電源３の出力端子３１に電気接続し、カソード５２をセンサ用電源の供給端子８１に電気接続している。
シリコンダイオード６は、アノード６１を定電圧電源３の出力端子３１に電気接続し、カソード６２をＡ／Ｄ変換器２１の電源端子２２に電気接続している。
【００３７】
シリコンダイオード５、６（整流用）は、同一のパッケージ内に封入され、環境温度に係わらず、同一の引加電圧（順方向・逆方向）− 電流特性を有する。
【００３８】
本実施例の乗員状態検出装置Ａでは、（センサユニット１、１‥１の合計の消費電流）＞（Ａ／Ｄ変換器２１の消費電流）である。
このため、Ａ／Ｄ変換器２１の電源端子２２− 車載バッテリ３０のアース間に抵抗７を電気接続して、（シリコンダイオード５を流れる電流）＝（シリコンダイオード６を流れる電流）となる値に抵抗値を設定している。
【００３９】
本実施例の乗員状態検出装置Ａは、以下の利点を有する。
〔あ〕乗員状態検出装置Ａは、Ａ／Ｄ変換器２１の電源端子２２− 車載バッテリ３０のアース間に抵抗７を電気接続し、（シリコンダイオード５を流れる電流）＝（シリコンダイオード６を流れる電流）となる値に抵抗７の抵抗値を設定している。
【００４０】
このため、（シリコンダイオード５による＋５Ｖの定電圧の電圧降下）＝（シリコンダイオード６による＋５Ｖの定電圧の電圧降下）になり、（センサ用電源の供給端子８１に加わる電源電圧）＝（Ａ／Ｄ変換器２１の電源端子２２に加わる電源電圧）となる。よって、電源電圧の変化でセンサ出力が変化する電源レシオ性を確保することができる。
【００４１】
〔い〕乗員状態検出装置Ａは、定電圧電源３、抵抗７、およびシリコンダイオード５、６を乗員状態判別ユニット８内に組み込んでいる。
このため、回路容積の低減が図れるとともに、ノイズ混入の防止が図れるので荷重値の検出精度が高まる。
【００４２】
〔う〕乗員状態検出装置Ａは、一つの定電圧電源３から、センサユニット１、１‥１およびＡ／Ｄ変換器２１に作動用電源を供給する構成であるので、センサユニット１内にＡ／Ｄ変換器を配する必要がないのでセンサユニット１を簡素化できる。また、センサユニット１と制御器２との間で通信を行う必要がないので、センサユニット１内に通信部を設ける必要がなく、且つ、制御器２側に通信用の通信ポートを用意する必要もない。
【００４３】
〔え〕接続コネクタの接続ミスや配線の被覆破れ等により、車載バッテリ３０のバッテリ電圧（＋１２Ｖ）がセンサユニット１、１‥１の電源ライン１２に加わっても、シリコンダイオード５、６の存在により、Ａ／Ｄ変換器２１の電源端子２２にバッテリ電圧が引加されない。このため、Ａ／Ｄ変換器２１が損傷する等の不具合を防止できる。
【００４４】
〔お〕乗員状態検出装置Ａは、二個の整流用のシリコンダイオード５、６を同一パッケージ内に封入したものを用いている。
このため、環境温度に係わらず、同一の引加電圧（順方向・逆方向）− 電流特性が容易に得られる。
【００４５】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．センサが出力するセンサ信号を増幅する増幅器をセンサユニット内に設けても良い（請求項１、２に対応）。
【００４６】
ｂ．センサユニットは何個でも良い。また、各センサユニットの消費電流は一定であれば、それぞれ、異なっていても良い（請求項１、２に対応）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る乗員状態検出装置のブロック図である。
【図２】従来技術に係る車両用乗員検知装置のブロック図である。
【図３】従来技術に係る検波回路のブロック図である。
【符号の説明】
１センサユニット
２制御器
３定電圧電源（作動用電源）
５シリコンダイオード（第１の過電圧保護素子）
６シリコンダイオード（第２の過電圧保護素子）
７抵抗（疑似負荷）
２１Ａ／Ｄ変換器
３０車載バッテリ

Claims

物理量を検出するためのセンサを有する一つまたは複数のセンサユニットと、
前記物理量に対応して前記センサユニットが出力するアナログのセンサ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を有し、デジタル変換されたデジタル信号に基づいて物理量を把握し、把握した物理量に基づいて機器を制御する制御器と、
電源電圧より低い定電圧に供給電圧を設定した作動用電源と、
該作動用電源から前記センサユニットおよび前記Ａ／Ｄ変換器へ至る向きの電力供給のみを許可する同特性の第１の過電圧保護素子、第２の過電圧保護素子とを有する電子制御装置であって、
前記第１、第２の過電圧保護素子を介して作動用電力の供給を受ける前記センサユニットまたは前記Ａ／Ｄ変換器の電源端子に疑似負荷を電気接続して、前記第１、第２の過電圧保護素子を流れる電流量を等しくしたことを特徴とする電子制御装置。
車両用シートに着座している乗員の着座状態を検出するためのセンサを有する一つまたは複数のセンサユニットと、
前記乗員の着座状態に対応して前記センサユニットが出力するアナログのセンサ信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を有し、デジタル変換されたデジタル信号に基づいて着座状態を把握し、把握した着座状態に適した状態に車両用電装品を制御する制御器と、
車載バッテリのバッテリ電圧より低い定電圧に供給電圧を設定した作動用電源と、
該作動用電源から前記センサユニットおよび前記Ａ／Ｄ変換器へ至る向きの電力供給のみを許可する同特性の第１の過電圧保護素子、第２の過電圧保護素子とを有する乗員状態検出装置であって、
前記第１、第２の過電圧保護素子を介して作動用電力の供給を受ける前記センサユニットまたは前記Ａ／Ｄ変換器の電源端子に疑似負荷を電気接続して、前記第１、第２の過電圧保護素子を流れる電流量を等しくしたことを特徴とする乗員状態検出装置。
前記第１の過電圧保護素子および前記第２の過電圧保護素子はダイオードであり、前記疑似負荷は抵抗であることを特徴とする請求項２に記載の乗員状態検出装置。
前記作動用電源、前記疑似負荷、前記第１、第２の過電圧保護素子を制御器側に集約したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の乗員状態検出装置。
前記センサユニットのセンサは、車両用シート近傍に配されシート下のマットの沈み量を検出するセンサ、または、ブリッジ接続したゲージ抵抗をシート構成部材に配した歪みゲージであることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れかに記載の乗員状態検出装置。