JP2005241632A - Detector of load on seat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート上荷重検出装置に関するものであり、特に、複数の荷重センサを備えた荷重検出装置と、荷重センサにより検出された荷重に基づいて着座判定を行う制御装置との間で、ポートの初期設定を行うシート上荷重検出装置に係る。 The present invention relates to a load detection device on a seat, and in particular, a port between a load detection device including a plurality of load sensors and a control device that performs seating determination based on loads detected by the load sensors. This relates to an on-seat load detection device that performs initial setting.
従来より、自動車の衝突時にシート上に着座する着座者を確実に保護すべくエアバック装置が普及している。安全性の面から、着座者が大人であるか子供であるかを判別し、その結果に応じてエアバッグの作動を制限したり、エアバッグの膨張量を変更している。即ち、着座者の正確な判別(大人であるか子供であるか)は非常に重要である。 2. Description of the Related Art Conventionally, an air bag apparatus has been widely used in order to reliably protect a seated person sitting on a seat at the time of a car collision. From the viewpoint of safety, it is determined whether the seated person is an adult or a child, and the operation of the airbag is restricted or the amount of inflation of the airbag is changed according to the result. That is, accurate determination of a seated person (whether an adult or a child) is very important.
そこで、従来ではシートとシートを自動車の車室内床面に対して支持するシート支持部材との間に荷重センサを設けて着座者の体重(荷重)を検出している。着座者の体重を正確に検出するため、荷重センサはシートの着座面の前方および後方の左右に4個設けられる(例えば、特許文献1)。 Therefore, conventionally, a load sensor is provided between the seat and the seat support member that supports the seat with respect to the vehicle interior floor, and the weight (load) of the seated person is detected. In order to accurately detect the weight of the seated person, four load sensors are provided on the front and rear of the seating surface of the seat (for example, Patent Document 1).
一般に荷重センサには安価な圧膜センサや歪ゲージが良く使用されている。これらが出力する信号(荷重信号)は比較的に小さい。このため、小出力である荷重信号を、例えば、シート下といった荷重センサと離れた位置に配設される制御装置まで伝えるには、荷重信号を増幅しなければならない。そこで、荷重センサの近傍に信号処理回路を設け、荷重信号を増幅すると共に信号ノイズの抑制及び除去を行って制御装置に送信している。
通常、着座者によってシート上に作用する荷重は一様ではなく、従って、荷重センサが受ける荷重も一様ではない。コストを抑えるために、シートの着座面に対して前後の荷重配分を考えて、比較的大きな荷重が作用するシート着座面の左右後方には高荷重用の荷重センサを用い、小さな荷重が作用するシートの着座面の左右前方には低荷重用の荷重センサを用いる。このように、荷重センサの特性は前後で異なるものを用いるが、コスト面から荷重センサの形状そのものは全て同一形状とするのが好ましい。 Usually, the load acting on the seat by the seated person is not uniform, and therefore the load received by the load sensor is not uniform. In order to reduce costs, considering the load distribution on the front and back of the seating surface of the seat, load sensors for high loads are used on the left and right rear sides of the seating surface where a relatively large load is applied, and a small load is applied. A load sensor for low load is used on the left and right front sides of the seating surface of the seat. As described above, different load sensor characteristics are used before and after, but it is preferable that the shape of the load sensor itself be the same in terms of cost.
シートの製造ラインでは作業者が流れ作業で、同一形状ながらセンサ特性が異なる荷重センサをシートの所定位置に取り付ける。それ故に、作業者が荷重センサを正規の位置ではなく、誤った位置に組付けるおそれがある。この結果、制御装置には誤った荷重センサの荷重信号が入力され、制御装置は正確に着座者を判別できなくなる。 In the sheet production line, an operator is performing a flow operation, and load sensors having the same shape but different sensor characteristics are attached to predetermined positions of the sheet. Therefore, an operator may assemble the load sensor at an incorrect position instead of a regular position. As a result, an incorrect load signal from the load sensor is input to the control device, and the control device cannot accurately determine the seated person.
一般に、制御装置と電気的に接続される信号処理回路との間には、コネクタが設けられる。コネクタ毎に個別にリブを設ければ、作業者による荷重センサの誤組付けを防止できる。しかし、コネクタにリブを設けるとコストアップは免れない。 In general, a connector is provided between a control device and a signal processing circuit electrically connected. If ribs are individually provided for each connector, erroneous assembly of the load sensor by an operator can be prevented. However, if the connector is provided with ribs, an increase in cost is inevitable.
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の荷重センサをシートに組付ける際、万が一の誤組付けがあっても、正確に着座者を判別できるものとすること、をその課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and when assembling a plurality of load sensors on a seat, it is possible to accurately determine a seated person even if there is an erroneous assembly. , Is the issue.
上記した課題を解決するために講じた技術的手段は、シート上に作用する荷重に応じた出力信号をそれぞれ生成し、異なる特性を備えた複数の荷重センサと、該荷重センサにそれぞれ設けられ、該出力信号に該荷重センサに応じた固有IDを付加して荷重信号を出力する信号処理回路と、該荷重信号を入力するポートを有し、該荷重信号に基づいて前記シートの着座判定を行う制御手段とを備えたシート上荷重検出装置において、前記制御手段は前記固有IDに対応して信号処理回路に対するポート配列を決定するようにしたことである。 The technical means taken to solve the above-described problems each generate an output signal corresponding to the load acting on the seat, and are provided in each of the load sensors having different characteristics and the load sensors, A signal processing circuit that outputs a load signal by adding a unique ID corresponding to the load sensor to the output signal, and a port for inputting the load signal, and performs seating determination based on the load signal In the on-seat load detection apparatus including the control unit, the control unit determines a port arrangement for the signal processing circuit corresponding to the unique ID.
好ましくは、前記制御手段の初期設定時に、前記制御手段と電気的に接続されて前記ポート配列を決定する設定装置を備えたことである。 Preferably, at the time of initial setting of the control means, there is provided a setting device that is electrically connected to the control means and determines the port arrangement.
また、前記制御手段は前記ポート配列を記憶するメモリを有し、初期設定時にメモリに記憶された前記ポート配列を書き換えると良い。 The control means may include a memory for storing the port arrangement, and the port arrangement stored in the memory at the time of initial setting may be rewritten.
請求項1に記載の発明によれば、荷重センサの各々の信号処理回路は、荷重センサの出力信号に固有IDを付加して荷重信号として制御手段に送信する。制御手段は荷重信号に含まれる固有IDに基づいて、制御手段のポートがどの信号処理回路と接続されているかを判断できる。従って、荷重センサと信号処理回路が制御手段に対して誤組付けされた場合でも、制御手段は固有IDに基づいてポート配列を変更して正確な着座判定を行える。 According to the first aspect of the present invention, each signal processing circuit of the load sensor adds a unique ID to the output signal of the load sensor and transmits it as a load signal to the control means. The control means can determine which signal processing circuit the port of the control means is connected to based on the unique ID included in the load signal. Therefore, even when the load sensor and the signal processing circuit are erroneously assembled to the control unit, the control unit can change the port arrangement based on the unique ID and perform accurate seating determination.
請求項2に記載の発明によれば、制御手段の初期設定時には、制御手段に設定装置を電気的に接続し、設定装置から初期設定要求を出すことにより、ポート配列を決定できる。設定装置は初期設定時に制御手段にのみ接続して使用すれば良いので、制御手段から取り外し可能な汎用なものとできる。これは、工場等で使い廻しが可能である。 According to the second aspect of the present invention, when the control means is initially set, the port arrangement can be determined by electrically connecting the setting device to the control means and issuing an initial setting request from the setting device. Since the setting device only needs to be connected to the control means at the time of initial setting, it can be a general-purpose device that can be detached from the control means. This can be reused in factories and the like.
請求項3の発明によれば、制御手段は固有IDと対応したポート配列をメモリに記憶しておくことができ、またポート配列は初期設定時に書き換えることができる。荷重センサの誤組付けに際しても、制御手段により正確に着座判定が行える。
According to the invention of
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、車両用シートのシート本体(以下、シートと称す)1を示す斜視図であり、図2は、シート1にシート上荷重検出装置20の荷重センサ21,22,23,24を取り付けた状態を示す。
FIG. 1 is a perspective view showing a seat body (hereinafter referred to as a seat) 1 of a vehicle seat, and FIG. 2 is a diagram in which
シート1は、床面11に対して左右一対の支持フレーム2が車両の前後方向(x方向)に設置されている。左右の支持フレーム2の上面には、それぞれ前後一対のブラケット3が固着されており、その前後一対のブラケット3にロアレール4が支持フレーム2に沿って固定されている。左右一対のロアレール4は断面U字状を呈して上方に開口し、その開口がx方向に延在するスライド溝5を形成している。
In the
スライド溝5には、左右一対のアッパレール6がスライド溝5に沿ってx方向において摺動自在にそれぞれ配設されている。図2に示す様に、アッパレール6には、左右一対の前側センサブラケット7及び後側センサブラケット8を介して、所定の間隔をおいてシートのシートクッション9及びシートバック10を支持するロアアーム16が連結されている。
In the
前側センサブラケット7は、図3の(a)に示す様に、上下両端部に上側締結部7a及び下側締結部7bを有し、その上側及び下側締結部7a,7b間をプレス加工により湾曲させ、その間に撓み部7cが形成されている。前側センサブラケット7は、上側及び下側締結部7a,7bが、それぞれロアアーム16とアッパレール6の前方で締結部材により連結されている。そして、右側及び左側の前側センサブラケット7の撓み部7cには、荷重センサを構成するフロント右側荷重センサ(FR荷重センサ)21及びフロント左側荷重センサ(FL荷重センサ)22が設けられる。これらのFR荷重センサ21及びFL荷重センサ22は、例えば、厚膜センサや歪みゲージ等の安価な歪み検出素子を備えており、シートクッション9に作用する荷重に応じて撓み部7cが変形により撓み、撓み部7cにより撓み量を電気的に検出できる様になっている。
As shown in FIG. 3A, the
一方、後側センサブラケット8は、図3の(b)に示す様に、上下両端部には上側締結部8aと下側締結部8bを有し、その上側及び下側締結部8a,8b間をプレス加工により湾曲させて、その間に撓み部8cが形成されている。この後側センサブラケット8は、上側及び下側締結部8a,8bにおいてそれぞれロアアーム16とアッパレール6の後方で連結されている。そして、右側及び左側の後側センサブラケット8の撓み部8cには、それぞれ荷重センサを構成するリヤ右側荷重センサ(RR荷重センサ)23及びリヤ左側荷重センサ(RL荷重センサ)24が設けられる。これらのRR荷重センサ23及びRL荷重センサ24は、上記したFR荷重センサ21とFL荷重センサ22と同様、例えば、厚膜センサや歪みゲージ等の安価な歪み検出素子を備えており、シートクッション9に作用する荷重に応じて撓み部8cが撓み、撓み部8cの撓み量を電気的に検出することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the
次に、シート1に作用する荷重を検出するシート上荷重検出装置20の構成について、図4を参照して説明する。上記した荷重センサ21〜24は、シート1の着座面に対して前後左右に4つ配設される。荷重センサ21〜24は、シート1の着座面に作用する荷重を検出し、アナログのセンサ信号を出力する。荷重センサ21〜24の近傍には信号処理回路31〜34が一体的に備えられている。信号処理回路31〜34は、荷重信号にのるノイズを抑える若しくは防止するノイズフィルタ機能、荷重信号の振幅を増幅する増幅機能および荷重センサ毎に設定された固有IDを付加してデジタル出力を成すアナログ−デジタル変換機能を備えている。
Next, the configuration of the on-sheet
シート1に乗員が着座する際、シート1上に作用する荷重は一様ではなく荷重センサ21〜24が受ける荷重も一様ではない。シート1の着座面に対して前後の荷重配分を考えて、比較的小さな荷重が作用するシート1の着座面の左右前方には低荷重用の荷重センサ21,22を用い、大きな荷重が作用するシート1の着座面の左右後方には高荷重用の荷重センサ23,24を用いる。このように、荷重センサ21〜24の特性は前後で異なるものを用いるが、コスト面から荷重センサ21〜24の形状そのものは全て同一形状とするのが好ましい。
When an occupant sits on the
制御装置25は車両に電源供給を行うバッテリー35(例えば、12V)により駆動され、その内部に、上述した信号処理回路31〜34と双方向通信を行う通信回路19と、CPU26と、定電圧電源(例えば、5V)を生成する電源回路27と、エアバッグコントローラ30に対して作動を制限する信号を与える出力回路28と、後述する検査器40と双方向通信を行う通信回路29とを備えている。信号処理回路31,33,34,32がそれぞれ出力するデジタルの荷重信号は、通信回路19を介してCPU26の4つのポートP1,P2,P3,P4に入力される。電源回路27が発生する定電圧はCPU26に供給される。CPU26は内部にメモリ(例えば、プログラムを記憶するROM、プログラムの実行時に必要なデータとなる情報を一時的に記憶するRAM)およびタイマを備える。
The
制御装置25を初期設定する際には、検査器40が制御装置25の通信回路29に電気的に接続される。検査器40は初期設定要求を制御装置25のCPU26に通信回路29を介して出力し、CPU26に予め設定された記憶内容(例えば、CPU26のポートP1〜P4の配列)を書き換える。尚、初期設定は、例えば、制御装置25にバッテリー35が接続されて制御装置25に電力供給が開始される場合、工場出荷時の初期設定が行われる場合、整備工場等で故障等により制御装置あるいは荷重センサを交換した場合などに行われる。
When initializing the
一方、出力回路28には車両衝突時に乗員を保護するエアバッグの制御を司るエアバッグコントローラ30が接続される。CPU26は着座判定された結果に基づきシート上の着座者を決定し、その決定された情報をエアバッグコントローラ30に着座者信号として送る。着座者信号を受信したエアバッグコントローラ30は、着座者が大人であるか子供であるかに応じてエアバッグの作動を制限(例えば、大人が着座する際にはエアバッグを作動させ、子供が着座する際にはその作動を禁止する)したり、エアバッグの作動量を可変とする。
On the other hand, the
次に、CPU26が実行するプログラム処理について、図5を参照して説明する。
Next, program processing executed by the
CPU26は、自動車のエンジン始動に伴ってキーがオン状態となると、ステップS1にてイニシャル処理を行う。イニシャル処理では、CPU内に設けられるROM,RAM等のメモリチェックを行うと共に、制御装置25に接続される外部装置に異常がないかを確認する。続いてステップS2では、センサ初期設定要求の有無を確認する。即ち、プログラム実行の所定周期内に検査器40が制御装置25に接続されて、CPU26に初期設定要求が出力されたかどうかが確認される。初期設定要求が無い場合にはステップS6に進み、初期設定要求がある場合にはステップS3に進む。
When the key is turned on as the automobile engine starts, the
ステップS3では、CPU26は信号処理回路31〜34に固有IDを含む荷重信号の出力を要求する。出力された荷重信号は固有IDをポインタとしてCPU26内の所定のメモリ領域に記憶される。CPU26のポートP1〜P4は、例えば、図6(a)に示すように荷重センサ21〜24に対応する信号処理回路31〜34に対して割り当てられている。
In step S3, the
つまり、CPU26のポートP1に信号処理回路31(FR荷重センサ21)の荷重信号を、ポートP2に信号処理回路33(RR荷重センサ23)の荷重信号を、ポートP3に信号処理回路34(RL荷重センサ24)の荷重信号を、またポートP4に信号処理回路32(FL荷重センサ22)の荷重信号をそれぞれ入力する。荷重信号は1フレームが1ビットのスタートビット、2ビットの固有IDビット、10ビットの荷重データビット、1ビットのパリティビットおよび1ビットのストップビットの15ビットからなる。
That is, the load signal of the signal processing circuit 31 (FR load sensor 21) is provided to the port P1 of the
次にステップS4にて、CPU26は各荷重信号から固有IDを取得し、各ポートP1〜P4に入力される荷重信号の固有IDの確認する。あらかじめ、FR荷重センサ21に対応する信号処理回路31には「固有ID=1」を、FL荷重センサ22に対応する信号処理回路32には「固有ID=4」を、RR荷重センサ23に対応する信号処理回路33には「固有ID=2」を、またRL荷重センサ24に対応する信号処理回路34には「固有ID=3」をそれぞれ割り付けてある。
Next, in step S4, the
ステップS5では、荷重信号に含まれる固有IDに対応して、信号処理回路31〜34と接続されるポートP1〜P4の配列を決める。即ち、「固有ID=1」である荷重信号を出力する信号処理回路31と接続されたポートをポートP1と、「固有ID=2」である荷重信号を出力する信号処理回路33と接続されたポートをポートP2と、「固有ID=3」である荷重信号を出力する信号処理回路34と接続されたポートをポートP3と、また「固有ID=4」である荷重信号を出力する信号処理回路32と接続されたポートをポート4として割り当てる。この様なポート割り当ては、固有IDに対応したポート配列が図6(a)に示す様に、CPU26のメモリ内に予め記憶されていることによって成される。
In step S5, the arrangement of the ports P1 to P4 connected to the
以上の様に各ポートP1〜P4の割り当てが完了した後、ステップS6にてCPU26が信号処理回路31〜34に固有IDを含む荷重信号の出力を要求する。出力された荷重信号は固有IDをポインタとしてCPU26内の所定のメモリ領域に記憶される。その後、ステップS7にて総荷重値の演算を行う。即ち、荷重センサ21〜24が検出した4つの荷重値の各々に対応する各荷重信号に含まれる荷重データの総和から総荷重値を求める。その後、ステップS8では総荷重値の大きさに基づいて乗員判定を行う。尚、大きく外れた荷重値を除外するため、フィルタ処理が行われる。ステップS8において、総荷重値が予め設定された乗員判定しきい値以上である場合には、ステップS9にてシート上への着座者が「大人である」と決定する。一方、総荷重値が予め設定された乗員判定しきい値未満である場合には、ステップS10にてシート上への着座者は「子供である」と決定する。ステップS9及びS10の後、ステップS2に戻り、CPU26は所定の周期にてステップS2〜S10の乗員判別処理を繰り返す。
After the assignment of the ports P1 to P4 is completed as described above, the
なお、信号処理回路31〜34と制御装置25との間のコネクタが正しく組み付けられなかった場合には、ステップS5において以下に示す様にポートが割り当てられる。例えば、信号処理回路31のコネクタを図5に示すポートP2のコネクタに、信号処理回路33のコネクタを図5に示すポートP1のコネクタに接続したとする。この場合でも、上述した様にCPU26は固有IDに応じてポートの割り当てを行うので、CPU26は自ら記憶しているポート配列を図6(b)に示す様に書き換え、信号処理回路31(FR荷重センサ21)からの荷重信号をポートP1に、信号処理回路33(RR荷重センサ23)からの荷重信号をポートP2にそれぞれ正しく入力させることができる。その後、ステップS7にて総荷重値を演算する際には、信号処理回路31,33に関連する荷重センサ21,23の誤組み付けに応じた補正をCPU26が行う。
When the connector between the
以上説明した様に、本実施形態においては、荷重センサ21〜24を4つ使用した構成で説明を行ったが、これに限定されるものではなく、シート1に対して複数であればいくつ取り付けられていても良い。また、荷重センサ21〜24の出力信号がある程度大きい場合やノイズが載り難いには、信号処理回路31〜34のノイズフィルタ機能および増幅機能を省略したり、信号処理回路31〜34を荷重センサ21〜24にと一体に設けなくても良い。
As described above, in the present embodiment, the description has been made with the configuration using four
また、検査器40を用いることなく、制御装置25にバッテリー35接続されて電力が供給されるたびに、初期設定要求を生成し、CPU26のポートP1〜P4の割り当てを自動的に実行することもできる。
Further, each time the
1 シート本体(シート)
11 床面
21,22,23,24 荷重センサ(荷重検出装置)
25 制御装置(制御手段)
31,32,33,34 信号処理回路(荷重検出装置)
40 検査器(設定装置)
P1,P2,P3,P4 ポート
1 Sheet body (sheet)
11
25 Control device (control means)
31, 32, 33, 34 Signal processing circuit (load detection device)
40 Inspection device (setting device)
P1, P2, P3, P4 ports
Claims (3)
該荷重センサにそれぞれ設けられ、該出力信号に該荷重センサに応じた固有IDを付加して荷重信号を出力する信号処理回路と、
該荷重信号を入力するポートを有し、該荷重信号に基づいて前記シートの着座判定を行う制御手段とを備えたシート上荷重検出装置において、
前記制御手段は前記固有IDに対応して信号処理回路に対するポート配列を決定することを特徴とするシート上荷重検出装置。 A plurality of load sensors having different characteristics, each generating an output signal corresponding to the load acting on the seat,
A signal processing circuit that is provided in each of the load sensors and outputs a load signal by adding a unique ID corresponding to the load sensor to the output signal;
In the on-seat load detection device having a port for inputting the load signal, and a control means for performing seating determination of the seat based on the load signal,
The on-seat load detection apparatus according to claim 1, wherein the control means determines a port arrangement for the signal processing circuit in correspondence with the unique ID.
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Cited By (1)
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JP2016137804A (en) * | 2015-01-27 | 2016-08-04 | アイシン精機株式会社 | Passenger detection device |
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- 2005-01-26 JP JP2005018554A patent/JP2005241632A/en not_active Withdrawn
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