JP2005233754A - 乗員検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】座席に作用する荷重をより高精度に検出できる乗員検知装置を提供する。
【解決手段】乗員検知装置に、車室内に配置されて温度を検出する温度センサと、温度センサで検出された温度に基づいて荷重検出値を補正する補正演算手段と、を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の座席に着座している乗員を荷重により検知判別して乗員保護装置に伝送するようにした乗員検知装置に関する。

近年、例えば子供や小柄な女性等の体重が軽い乗員にとってはエアバッグが作動したときの衝撃が過大となる場合があることが指摘され、体重が軽い乗員が乗車した場合にエアバッグを作動させない乗員保護装置が開発されている。

この乗員保護装置では、乗員の体重を検知するための荷重センサを助手席の下部に配設し、乗員の荷重に応じた圧力をこの荷重センサに作用させて、荷重センサによる検出値（以下、荷重検出値と呼ぶ）に応じて座席に着座している乗員の種別（例えば、体重の軽い乗員、体重の重い乗員等）を判別している。そして、判別された乗員の種別を乗員保護装置に伝送することで、乗員保護装置を作動させるか否かを自動的に設定している。

通常、荷重検出値としては、座席が空席の時における荷重センサの検出値（以下、空席基準値と呼ぶ）と、座席に乗員が着座したときにおける荷重センサの検出値（以下、着座値と呼ぶ）との２種を測定する。そして、空席基準値と着座値との差から、荷重検出値のうち乗員の重量による部分（以下、乗員荷重検出値と呼ぶ）を算出し、予め準備された乗員荷重検出値のしきい値に基づいて、乗員荷重検出値から乗員の種別を判断する。このうちしきい値および空席基準値は予め演算手段に格納されたものを使用するのが一般的であ。

ここで、乗員検知装置においては、使用期間、使用頻度、衝撃の有無、車室内の温度、車室内の湿度等の各種要因で荷重検出値が変動する場合がある。したがって、各種要因で変動した着座値と、予め準備した空席基準値およびしきい値によって判断された乗員の種別は、実際の種別と異なる可能性があり、乗員の検知判別が高精度に行なわれなくなる可能性がある。

このため従来より、座席が空席である場合を検出し、そのときに荷重センサで検出された荷重を基に空席基準値を補正するとともに、補正された空席基準値と実際に測定された着座値とを基にして乗員の種別を判断することがなされている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に示されるように、空席基準値を補正することでより正確な乗員荷重検出値を得ることができ、乗員の検知判別の精度を向上させることができる。

しかし近年では、車両により高い安全性が要求されている事情もあり、乗員の検知判別の精度がより向上した乗員検知装置の開発が望まれている。
特開２００２−１０４１２９号公報

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、座席に作用する荷重をより高精度に検出できる乗員検知装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明の乗員検知装置は、
車室内に配設され車両の座席に作用する荷重を検出する荷重センサと、荷重センサに接続され荷重センサで得られた荷重検出値を基に座席に作用した荷重を算出し乗員の種別を判断する演算手段と、を備える乗員検知装置であって、
車室内に配置されて温度を検出する温度センサと、温度センサで検出された温度に基づいて上記荷重検出値を補正する補正演算手段と、を備えることを特徴とする。

上記温度センサは上記補正演算手段内部に設けられることが好ましい。

上記温度センサは上記荷重センサに近接した位置に設けられることが好ましい。

上記荷重センサは複数個設けられ、上記温度センサは個々の上記荷重センサ毎に別々に設けられることが好ましい。

本発明の乗員検知装置は、さらに、上記温度センサに接続され上記温度センサで測定された温度を乗員に報告する報告手段を備えることが好ましい。この場合、上記報告手段は、上記温度センサで測定された温度が所定範囲に満たない場合または該所定範囲を超えた場合に上記温度センサで測定された温度を乗員に報告することが好ましい。また、この場合、上記報告手段は上記荷重センサまたは上記演算手段の少なくとも一方に接続され、上記荷重検出値が上記乗員の種別を判別するしきい値付近である場合に上記温度センサで測定された温度を乗員に報告することが望ましい。

既知の荷重センサを構成する金属や樹脂、ゴム等の機械的性質は温度によって変化するため、荷重センサの荷重検出値は温度によって変動することが知られている。荷重センサの１種である歪みセンサにおいて、一定荷重を作用させた際の温度と荷重検出値の変動量との関係を模式的に表すグラフを図１に示す。

図１に模式的に示すように、荷重センサの荷重検出値は、高温になると大きくなり、低温になると小さくなる。このような、荷重検出値の温度による影響を低減させるために、従来の乗員検知装置においては、乗員の種別を判別するためのしきい値として、温度による荷重検出値の変化を見込んだものを使用していた。本発明の発明者らは、鋭意研究の結果、車室内の温度を検知する温度センサを乗員検知装置に設け、検知された温度に基づいて荷重検出値を補正することで、乗員の種別をより高精度に判断できることを見いだした。

すなわち、上述した空席標準値の補正は通常は乗員が着座した状態ではおこなわれないが、車室内の温度の変動は乗員が着座している間にも生じている。このため、上述したように補正された空席標準値であっても、温度の上昇あるいは下降によって変動した実際の空席標準値とは異なる値を示す場合がある。この場合、実際に測定した着座値と予め補正され準備された空席標準値とを基に判断された乗員の種別は、実際の種別と異なる可能性があり、乗員の検知判別が高精度に行なわれなくなる可能性がある。

本発明の乗員検知装置では、車室内の温度に基づいて荷重検出値を補正する。このことにより、乗員の検知判別を高精度でおこなうことができる。

ここで補正する荷重検出値は、着座値および空席標準値の何れか一方か、乗員荷重検出値であればよい。

例えば、着座値および空席標準値の双方を車室内の温度に基づいて補正する場合には、着座値および空席標準値を予め定めた温度に対応した値に補正することで、予め定めた温度における乗員荷重検出値を得ることができ、乗員の種別を精度良く判断することができる。この場合、乗員荷重検出値から乗員の種別を判断するためのしきい値は、予め定めた温度におけるもののみを準備すればよい。

また、空席標準値を車室内の温度に基づいて補正する場合には、空席標準値を車室内の温度に対応した値に補正する。この場合には、補正した空席標準値と温度の上昇あるいは下降によって変動している着座値とから、温度の上昇あるいは下降によって変動している乗員荷重検出値を得ることができ、乗員の種別を精度高く判断することができる。この場合、しきい値は温度毎に備えることが好ましい。

さらに、着座値を車室内の温度に基づいて補正する場合には、着座値を、空席標準値を測定したときの車室内の温度に対応した値に補正する。この場合には、予め準備した空席標準値と補正された着座値とから、空席標準値を測定した時の温度と同程度の温度における乗員荷重検出値を得ることができ、乗員の種別を精度良く判断することができる。この場合にも、しきい値は温度毎に備えることが好ましい。

そして、乗員荷重検出値を車室内の温度に基づいて補正する場合には、着座値の測定温度および空席基準値の測定温度と、検出された着座値および準備された空席基準値とに対応した乗員荷重検出値の補正マップを予め準備する。さらに、予め準備した空席標準値と車室内の温度における着座値とから得られた乗員荷重検出値を、この補正マップと測定された温度とに基づいて補正する。この場合にも上述と同様に、乗員の種別を精度高く判断することができる。なおこの場合には、しきい値は補正マップに対応する１種類のみを準備すればよい。

荷重検出値の補正は補正演算手段でおこなわれる。この補正演算手段は乗員検知ＥＣＵ等の演算手段とは別に設けても良いし、あるいは、一体に設けても良い。

この乗員検知装置に用いる温度センサは、既知の種々のものを用いることができる。この温度センサは、車室内であればどの位置に設けても良いが、補正演算手段内部に設けることや、座席の下方等に代表される荷重センサに近接した位置に設けることが好ましい。温度センサを補正演算手段内部に設ける場合には、補正演算手段と温度センサとを連絡するワイヤハーネス等を省略できるため、乗員検知装置の部品点数を削減して乗員検知装置の材料コストや製造コストを低減できる。また、温度センサを荷重センサに近接した位置に設ける場合には、荷重検出値の補正をより高精度におこなうことができ、乗員の種別をより高精度に判別することができる。

また、荷重センサが複数個配設される場合には、温度センサは個々の荷重センサ毎に別々に設けることが好ましい。この場合、荷重検出値の補正をさらに高精度におこなうことができ、乗員の種別をさらに高精度に判別することができる。

荷重センサを複数個配設する場合には、乗員の重量をより高精度に検知でき、乗員の種別をより高精度に判断できる利点がある。例えば歪みゲージは、左右のシートトラックの前後に２個ずつ、合計４個を配設することが一般的である。この場合、乗員による荷重がシート前側に偏って加わるような場合にも、シートに加わった重量を正確に検知できる。ここで、温度による荷重センサの出力値の変動は個々の荷重センサ毎に生じる。このため、温度センサを荷重センサ毎に配設することで、温度による個々の荷重センサの出力値の変動をより確実に補正することが可能となる。尚、荷重センサを複数個配設する場合、例えば、補正演算手段にて個々の荷重センサの荷重検出値の総和を個々の温度センサで測定された温度に基づいて補正してもよい。

また、本発明の乗員検知装置に温度センサで測定された温度を乗員に報告する報告手段を設ける場合には、乗員が車室内の温度を認識できるようになる。車室内の温度が著しく高い場合や低い場合には、乗員検知装置による乗員の種別の判断が誤っている場合があるが、この場合には、乗員に温度を報告することで注意を喚起できる。

例えば乗員保護装置に、動作のオン／オフを手動で選択できるスイッチ等の選択手段が設けられている場合には、報告手段により報告された温度が著しく高い場合や低い場合に、乗員検知装置により判断された乗員の種別に基づく乗員保護装置のオン／オフと、実際に着座している乗員の種別とを乗員自らが確認できる。そして乗員が、乗員検知装置の判断が誤っていると判断した場合には、手動によって乗員保護装置の動作の可否を正しく設定できる。

この報告手段による温度の報告は、乗員に注意を喚起する必要のあるときのみおこなうこともできる。たとえば、温度センサにより検知された温度が一定のしきい値よりも高い場合や低い場合にのみ報告手段による温度の報告をおこなっても良い。

また、この報告手段を荷重センサまたは演算手段の少なくとも一方に接続し、荷重検出値が乗員の種別を判別するしきい値付近である場合に温度センサで測定された温度を乗員に報告することが望ましい。この場合には、荷重検出値がしきい値付近であり、乗員の種別を誤って判断する可能性がある場合にのみ上述した乗員の注意を喚起することで、乗員の注意をより引きつけることができる。常に温度が報告されていると、乗員の注意が薄れる可能性があるためである。

報告手段による温度の報告は、例えば警報ランプの点灯等の視覚的なものであっても良いし、音声放送等の聴覚的なものであっても良いし、振動等の触覚によるものであっても良い。さらに、温度を数値で報告しても良いし、温度が所定範囲を超える場合あるいは所定範囲に満たない場合にのみ上述した種々の方法で報告しても良い。又、本発明における報告手段はこれに限らず種々の形態をとりうる。

本発明の好適な形態を以下の実施例を参照して以下に説明する。

（実施例１）
本実施例の乗員検知装置は歪みゲージからなる荷重センサを４つ備えるものであり、各々の荷重センサの近傍には各々異なる温度センサが設けられたものである。本実施例の乗員検知装置のうち座席、荷重センサ、温度センサ、および補正演算手段を表す分解斜視図を図２に示し、本実施例の乗員検知装置の構成を模式的に表すブロック図を図３に示す。

本実施例１の乗員検知装置１００において、荷重センサ１〜４が配設される座席５はシートトラック１０を介して車両のフロアに固定されている。このシートトラック１０は、シートトラックロアフレーム１１と、シートトラックアッパフレーム１２とから構成されている。シートトラックロアフレーム１１は、フロア上面に固定されている。そして、シートトラックアッパフレーム１２は、上面に座席５のシートクッションフレーム（図示せず）を保持するとともに、下面がシートトラックロアフレーム１１に前後に摺動可能に取付されて、座席５を前後にスライドさせる。荷重センサ１〜４は、このシートトラックアッパフレーム１２とシートトラックロアフレーム１１との間隙に配置されている。

座席５に乗員が着座すると、乗員による荷重がシートクッションフレームに作用する。シートクッションフレームに荷重が作用すると、シートクッションフレームは下方に変位する。そしてこの変位によって、シートトラックアッパフレーム１２とシートトラックロアフレーム１１との間隙に配置されている荷重センサ１〜４に荷重が作用し、荷重センサ１〜４はシートクッションフレームに作用する荷重を検出する。尚、本実施例では車両乗員検知装置を助手席に設けた例を示したが、他の座席に設ける構成としてもよい。

各々の荷重センサの近傍には、各々異なる温度センサ１５〜１８が配設されており、この温度センサ１５〜１８は、荷重センサと同じケース体２０〜２３に収容されている。

この荷重センサ１〜４は、演算手段および補正手段としての乗員検知電子制御装置２５（以下、乗員検知ＥＣＵ２５と称する）に接続されている。乗員検知ＥＣＵ２５は座席５の下方に配置されており、ＣＰＵ（中央処理装置）と、５Ｖ電源と、メモリと、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）と、荷重センサ用インタフェース（Ｉ／Ｆ）と温度センサ用インタフェース（Ｉ／Ｆ）とを備えている。

このうち、ＣＰＵは５Ｖ電源から電力が供給されて動作する。この５Ｖ電源は車両バッテリに接続され車両バッテリから電力が供給されている。ＣＰＵは、ＲＯＭおよびＲＡＭを内蔵し、ＲＯＭに格納された荷重演算プログラムや荷重補正プログラム、種別判別プログラム等を読み出して実行する。また、ＲＡＭにはＣＰＵのワークエリアとなる領域等が確保されている。

荷重センサ用Ｉ／Ｆは、荷重センサ１〜４に通信線を介して接続されるインタフェース回路であり、荷重センサ１〜４から出力された電圧信号を通信線を介してＣＰＵに伝送する。また、温度センサ用Ｉ／Ｆは、温度センサ１５〜１８に通信線を介して接続されるインタフェース回路であり、温度センサ１５〜１８から出力された電圧信号を通信線を介してＣＰＵに伝送する。通信Ｉ／Ｆは、車両乗員保護装置を制御するための車両乗員保護制御装置に通信線を介して接続され、ＣＰＵにおいて判別された乗員の種別を、通信線を介して車両乗員保護制御装置へ伝送する作用を有するインタフェース回路である。

また、メモリは電気的に記憶内容を書き換え可能な不揮発性メモリであって、空席基準値等が記憶される。

さらに、各荷重センサは乗員検知ＥＣＵ内の５Ｖ電源により電力が供給されて動作するように構成されている。

次に、図３を参照しつつ、本実施例において荷重検出値を補正する処理について説明する。

座席５が空席の状態において、荷重センサ１〜４には座席５による荷重が作用する。このとき荷重センサ１〜４からは、座席５の荷重に応じた電圧信号（空席基準値）が各々乗員検知ＥＣＵ２５に伝送され、メモリに記憶される。またこのとき、各温度センサ１５〜１８からは、車室内の温度に応じた電圧信号（空席基準値測定時の温度検出値、以下、空席温度検出値と呼ぶ）が各々乗員検知ＥＣＵ１２に伝送されて、メモリに記憶される。尚、荷重センサおよび温度センサから伝送される信号はこれに限らず、例えば電流信号等の他の信号であっても良い。

座席５に乗員が着座すると、荷重センサ１〜４には乗員の荷重および座席５の荷重が作用する。このとき、荷重センサ１〜４からは乗員の荷重および座席５の荷重に応じた電圧信号（着座値）が乗員検知ＥＣＵ２５に伝送される。またこのとき温度センサ１５〜１８からは、車室内の温度に応じた電圧信号（着座値測定時の温度検出値、以下、着座温度検出値と呼ぶ）が乗員検知ＥＣＵ２５に伝送される。

このとき、ＣＰＵのＲＯＭに格納されている荷重補正プログラムが呼び出される。そしてこの荷重補正プログラムで、荷重センサ１〜４および荷重センサ１〜４に各々近接配置されている温度センサ１５〜１８毎に、このとき伝送された着座温度検出値とメモリに記憶されている空席温度検出値とに基づいて、荷重検出値の着座値が補正される。さらに、ＣＰＵのＲＯＭに格納されている荷重演算プログラムが呼び出され、補正された着座値と、メモリに記憶されている空席基準値とに基づいて、乗員荷重検出値が演算される。

そして、乗員荷重検出値が演算されると、ＣＰＵのＲＯＭに格納されている種別判別プログラムが呼び出される。この種別判別プログラムによって、乗員の種別毎に設けられている乗員荷重検出値のしきい値に基づいて、乗員荷重検出値から乗員の種別が判別される。

そして、乗員検知ＥＣＵにおいて判別された乗員の種別は、通信Ｉ／Ｆを経て通信線を介して乗員保護制御装置へ伝送され、乗員保護制御装置では、個々で判断された乗員の種別を基に、乗員保護装置の作動の可否が判断される。

本実施例の乗員検知装置では、着座温度検出値および空席温度検出値に基づいて着座値が補正される。このため、着座値および空席基準値を測定する際の車室内の温度が異なっていても、着座値が温度による変動のない値に補正される。したがって、着座値と空席基準値とから得られる乗員荷重検出値はより正確な値となり、乗員の種別がより高精度に判別される。

なお、本実施例１の乗員検知装置では、荷重検出値の補正は、荷重センサ１〜４毎に、各荷重センサに近接配置されている温度センサ１５〜１８で出力された温度検出値に基づいておこなったが、その他の方法で補正することもできる。例えば、各温度センサ１５〜１８から出力された温度検出値の平均を算出し、この平均値に基づいて各荷重センサから出力された荷重検出値を補正しても良いし、あるいは、温度センサ１５〜１８を１つのみ設けて、この温度センサ１５〜１８から出力される温度検出値に基づいて各荷重センサから出力された荷重検出値を補正しても良い。これらの場合には、荷重検出値の補正に要する荷重補正プログラムを簡易化できる利点がある。

（実施例２）
本実施例の乗員検知装置は、温度センサが１つのみ設けられ、この温度センサが乗員検知ＥＣＵを収容するケース体の内部に収容されていること、および、乗員検知ＥＣＵを介して前記温度センサに接続されている報告手段が設けられていること以外は実施例１のものと同じものである。本実施例２の乗員検知装置の構成を模式的に表すブロック図を図４に示す。

本実施例２の乗員検知装置２００では、実施例１の乗員検知装置と同様に、荷重センサ３１〜３４で検出された荷重空席基準値と、温度センサ３５で検出された空席温度検出値とが予め乗員検知ＥＣＵ３０のメモリに記憶される。

そして、座席に乗員が着座すると、実施例１の乗員検知装置と同様に荷重検出値の着座値と、着座温度検出値とが乗員検知ＥＣＵ３０に伝送される。

荷重検出値の着座値と着座温度検出値とが乗員検知ＥＣＵ３０に伝送されると、ＣＰＵのＲＯＭに格納されている荷重補正プログラムが呼び出される。そしてこの荷重補正プログラムで、このとき伝送された着座温度検出値とメモリに記憶されている空席温度検出値とに基づいて、荷重検出値の着座値が補正される。そして、ＣＰＵのＲＯＭに格納されている荷重演算プログラムが呼び出され、補正された着座値と、メモリに記憶されている空席基準値とに基づいて、乗員荷重検出値が演算される。

乗員荷重検出値が演算されると、実施例１の乗員検知装置と同様に、ＣＰＵのＲＯＭから呼び出された種別判別プログラムによって、乗員荷重検出値から乗員の種別が判別される。乗員検知ＥＣＵにおいて判別された乗員の種別は乗員保護制御装置へ伝送され、乗員保護制御装置では個々で判断された乗員の種別を基に、乗員保護装置の作動の可否が判断される。

ここで、本実施例２の乗員検知装置２００では、乗員検知ＥＣＵ３０には報告手段４０が接続されている。この報告手段４０は、点滅可能なランプ４１と、ランプ４１の点滅を制御する報告制御手段４２とを備えている。

ランプ４１は、車室のインストルメントパネルに配設され、乗員検知ＥＣＵ３０内の５Ｖ電源により電力が供給されて動作するように構成されている。

報告制御手段４２は乗員検知ＥＣＵ３０に接続されており、乗員荷重検出値がしきい値付近であるか否かの判別信号と、着座温度検出値とが乗員検知ＥＣＵ３０から伝送されるようになっている。この報告制御手段４２は、ランプ４１と５Ｖ電源とを断接できるようになっている。

乗員検知ＥＣＵ３０から乗員荷重検出値がしきい値付近である判別信号が伝送されると、報告制御手段４２で着座温度検出値が一定範囲内にあるか否かが判断される。そして、着座温度検出値が所定範囲を超える場合あるいは所定範囲に満たない場合には、報告制御手段４２によってランプ４１と５Ｖ電源とが接続されて、ランプ４１が点灯する。また、着座温度検出値が一定範囲内にある場合には、ランプ４１と５Ｖ電源との接続が遮断されて、ランプ４１が消灯する。ランプ４１の点灯によって、乗員には、温度センサで測定された温度、すなわち、温度センサ３５で測定された温度が所定範囲を超えているかまたは所定範囲に満たないことが報告される。

尚、報告手段４０はこれに限らず種々の構成にすることができる。例えば、ランプ４１の電力を乗員検知ＥＣＵ３０を介さずに供給し、乗員検知ＥＣＵ３０から報告制御手段４２にランプ４１のオン／オフ信号のみを送信してランプの点灯と消灯とを制御することもできる。

本実施例の乗員検知装置２００では、温度センサ３５が乗員検知ＥＣＵ３０と同じケース体に収容されているため、温度センサ３５と乗員検知ＥＣＵ３０とを接続するワイヤハーネス等が省略される。したがって、乗員検知装置２００の製造コスト等が低減される。また、乗員荷重検出値がしきい値付近であり、かつ、車室内の温度が高い場合や低い場合には、報告手段４０によって乗員に注意が喚起される。したがって、車室内の温度が高い場合や低い場合、すなわち、乗員検知装置２００による乗員の種別の判定が誤る可能性がある場合において、乗員保護装置のオン／オフを乗員自身が再確認することができるため、乗員検知の精度はより高くなる

歪みセンサに一定荷重を作用させた際の、温度と荷重検出値の変動量との関係を模式的に表すグラフである。 実施例１の乗員検知装置のうち座席、荷重センサ、温度センサ、および補正演算手段を表す分解斜視図である。 実施例１の乗員検知装置の構成を模式的に表すブロック図である。 実施例２の乗員検知装置の構成を模式的に表すブロック図である。

符号の説明

１００：乗員検知装置 １〜４：荷重センサ １５〜１８：温度センサ ２５：乗員検知ＥＣＵ
２００：乗員検知装置 ３１〜３４：荷重センサ ３５：温度センサ ３０：乗員検知ＥＣＵ ４０：報告手段 ４１：ランプ ４２：報告制御手段

Claims (7)

1. 車室内に配設され車両の座席に作用する荷重を検出する荷重センサと、該荷重センサに接続され該荷重センサで得られた荷重検出値を基に該座席に作用した荷重を算出し乗員の種別を判断する演算手段と、を備える乗員検知装置であって、
   車室内に配置されて温度を検出する温度センサと、該温度センサで検出された温度に基づいて前記荷重検出値を補正する補正演算手段と、を備えることを特徴とする乗員検知装置。
2. 前記温度センサは前記補正演算手段内部に設けられる請求項１記載の乗員検知装置。
3. 前記温度センサは前記荷重センサに近接した位置に設けられる請求項１記載の乗員検知装置。
4. 前記荷重センサは複数個設けられ、前記温度センサは個々の前記荷重センサ毎に別々に設けられる請求項１記載の乗員検知装置。
5. さらに、前記温度センサに接続され前記温度センサで測定された温度を乗員に報告する報告手段を備える請求項１記載の乗員検知装置。
6. 前記報告手段は、前記温度センサで測定された温度が所定範囲に満たない場合または該所定範囲を超えた場合に前記温度センサで測定された温度を乗員に報告する請求項５記載の乗員検知装置。
7. 前記報告手段は前記荷重センサまたは前記演算手段の少なくとも一方に接続され、前記荷重検出値が前記乗員の種別を判別するしきい値付近である場合に前記温度センサで測定された温度を乗員に報告する請求項５記載の乗員検知装置。

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