JP2005338038A - シート荷重計測装置およびこれを用いた乗員保護システム - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減して構成をより簡単にし、かつコストを低減することのできるシート荷重計測装置およびこれを用いた乗員保護システムを提供する。
【解決手段】荷重センサー３のセンサー側コネクター５に着脱可能に接続されるセンサー接続用コネクター７が、乗員保護装置８のＥＣＵ９と一体にされている。すなわち、ＥＣＵ９がシート荷重計測装置１に内蔵されている。したがって、センサー接続用コネクター７とＥＣＵ９とを接続するハーネスが不要となる。これにより、ハーネスの数を１本削減することができ、シート荷重計測装置１の構成をより簡単にできるとともに、その分コストを低減することができる。また、不要となるハーネスを固定するクリップも不要にできる。更に、センサー接続用コネクター７をセンサー側コネクター５に接続することで、専用のブラケットを用いずにＥＣＵ９を固定することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両に装備されているシートベルト装置やエアバッグ装置等の乗員保護装置を備える乗員保護システムに用いられ、車両シートに着座している乗員の体重により車両用シートに加えられるシート荷重を計測するためのシート荷重計測装置、およびこのシート荷重計測装置を用いて計測されたシート荷重に応じて乗員保護装置を作動制御する乗員保護システムの技術分野に関するものである。

従来、自動車等の車両にはシートベルト装置やエアバッグ装置等の乗員保護装置が装備されており、この装置は、車両衝突時等の緊急時にきわめて大きな車両減速度が発生した際、乗員の慣性移動を抑制して乗員を保護するものである。

ところで、乗員の慣性力は車両のシートに着座している乗員の体重に応じて変わるが、乗員保護装置が乗員の体重に関係なく一律に作動制御された場合、この乗員保護装置の機能を十分にかつ効果的に活かすことができない。そこで、この乗員保護装置の機能を十分にかつ効果的に活かすことができるようにするために、近年、乗員保護装置の動作を車両のシートに着座する乗員の体重に応じて制御する乗員保護システムが提案されている。この乗員保護システムでは、例えば、シートベルトのプリテンションの大きさを調整したり、エアバッグの展開ガス量や展開速度を乗員の体重に応じて調整したりすることが行われている。

シートベルト装置やエアバッグ装置の動作を車両のシートに着座する乗員の体重に応じて制御するためには、その乗員の体重を知る必要がある。この目的のために、従来、車両のシートに、これに着座する乗員の体重を計測するシート荷重計測装置を設けることが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

このようなシート荷重計測装置は、乗員の体重によって車両のシートにかかる荷重の大きさを検出する、例えば歪みゲージ等からなる複数の荷重センサーを備えている。これらの複数の荷重センサーによるシート荷重の検出信号がシートベルト装置の電子制御装置（ＥＣＵ）やエアバッグ装置のＥＣＵに送られ、ＥＣＵがこのシート荷重に基づいてシートベルト装置やエアバッグ装置の各作動をそれぞれ制御している。

複数の荷重センサーからのシート荷重の検出信号を各ＥＣＵに送給するために、各荷重センサーとＥＣＵとを電気的に接続する必要がある。そこで、従来、各荷重センサーとＥＣＵとを荷重センサー毎にワイヤーのハーネスで電気的に接続したシート荷重計測装置を備えた乗員保護システムが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

図６に示すように、特許文献２に開示の乗員保護システムにおけるシート荷重計測装置１は、左右一対の荷重センサー２,３と、各荷重センサー２,３にそれぞれ一体に設けられたセンサー側コネクター４,５と、一端に各センサー側コネクター４,５にそれぞれ着脱可能に接続されたセンサー接続用コネクター６,７および他端にシートベルト装置あるいはエアバッグ装置等の乗員保護装置８を作動制御するＥＣＵ９のＥＣＵ側コネクター１０,１１にそれぞれ着脱可能に接続されたＥＣＵ接続用コネクター１２,１３を一体に有する左右一対のワイヤのハーネス１４,１５とを備えている。なお、図６中、１６はＥＣＵ９のＥＣＵ側コネクター、１７は乗員保護装置８の乗員保護装置側コネクター、１８は一端にＥＣＵ側コネクター１６に着脱可能に接続されたＥＣＵ接続用コネクター１９および他端に乗員保護装置側コネクターに着脱可能に接続された乗員保護装置接続用コネクター２０を一体に有するワイヤーのハーネスである。

左右一対の荷重センサー２,３は、それぞれ、車両床に左右方向（図において上下方向）に所定間隔を置いて車両前後方向（図において左右方向）に延びるようにして固定され、かつ図示しない車両シートを支持する左右一対のシートブラケット２１,２２に配設されている。これらの荷重センサー２,３に車両シートからのシート荷重が伝達されることで、各荷重センサー２,３はシート荷重を検出するようになっている。そして、各荷重センサー２,３で検出されたシート荷重の検出信号は、それぞれ左右のハーネス１４,１５を介してＥＣＵ９に伝送される。ＥＣＵ９はこれらシート荷重の検出信号に基づいてシート荷重を演算処理することで計測し、得られたシート荷重に基づいて乗員保護装置８の作動を制御する。
特開２０００−２５８２３４号公報。 特開２００１−１２９９８号公報。

しかしながら、このような従来のシート荷重計測装置１では、左右の荷重センサー２,３とＥＣＵ９とを、各荷重センサー２,３毎に電気的に接続するために左右２本のハーネス１４,１５が必要となっている。しかも、各ハーネス１４,１５の両端には、それぞれ左右の荷重センサー２,３およびＥＣＵ９に接続するためのコネクター６,７,１２,１３が一体に設けられている。このため、部品点数が多くなってシート荷重計測装置１の構成が複雑であり、シート荷重計測装置１のコストが高くなっている。

また、図示しないがＥＣＵ９を車体あるいは車両シートに固定するためにブラケットが必要であるばかりでなく、各ハーネス１４,１５を固定するために所定数のクリップが必要となっている。このため、部品点数が一層多くなって構成が更に複雑でかつコストが更に高くなっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、部品点数を削減して構成をより簡単にし、かつコストを低減することのできるシート荷重計測装置およびこれを用いた乗員保護システムを提供することである。

前述の課題を解決するために、請求項１の発明のシート荷重計測装置は、車両用シートにかかるシート荷重を検出する所定数の荷重センサーを備えているとともに、前記所定数の荷重センサーからのシート荷重の検出信号に基づいて前記シート荷重を演算処理する電子制御装置が内蔵されていることを特徴としている。

また、請求項２の発明のシート荷重計測装置は、前記所定数の荷重センサーにそれぞれ設けられた所定数のセンサー側コネクターと、前記所定数のセンサー側コネクターのうち、１つのセンサー側コネクターに着脱可能にかつ電気的に接続するセンサー接続用コネクターとを少なくとも有し、前記センサー接続用コネクターと前記電子制御装置とが一体化されており、前記センサー接続用コネクターが前記１つのセンサー側コネクターに接続されることで前記１つの荷重センサーからのシート荷重の検出信号が前記電子制御装置に伝送されるようになっていることを特徴としている。

更に、請求項３の発明のシート荷重計測装置は、前記荷重センサーが複数設けられているとともに、前記センサー側コネクターが複数の荷重センサー毎に設けられており、前記１つのセンサー側コネクターが前記センサー接続用コネクターに接続されていることを特徴としている。

更に、請求項４の発明の乗員保護システムは、請求項１ないし３のいずれか１記載のシート荷重計測装置とともに用いた乗員保護装置を備える乗員保護システムであって、前記電子制御装置が前記乗員保護装置の作動を制御するための電子制御装置であることを特徴としている。

このような構成をした請求項１ないし３の発明のシート荷重計測装置によれば、シート荷重を演算処理する電子制御装置をシート荷重計測装置に一体に内蔵しているので、電子制御装置をシート荷重計測装置に接続するハーネス、このハーネスや電子制御装置を固定する固着具等の部品を不要にできるとともに、ハーネスの取り回しも不要にできる。これにより、シート荷重計測装置の構成を簡単にできるとともに、コストを効果的に低減することができる。

特に、請求項２または３の発明のシート荷重計測装置によれば、センサー接続用コネクターと電子制御装置とを一体化しているので、センサー接続用コネクターを１つの荷重センサーのセンサー側コネクターに、ハーネスを用いずに着脱可能にかつ電気的に接続することができる。したがって、１つの荷重センサーと電子制御装置とを電気的に接続するハーネスを不要にすることができる。これにより、ハーネスの数を従来に比べて１本削減することができ、シート荷重計測装置の構成をより簡単にできるとともに、その分コストを低減することができる。

また、ハーネスを不要にすることができることから、このハーネスを固定するクリップも不要にできる。更に、センサー接続用コネクターをセンサー側コネクターに接続することで、電子制御装置を固定することができる。したがって、電子制御装置を固定するためのブラケット等の専用の取付部材も不要にできる。したがって、部品点数を更に削減でき、シート荷重計測装置の構成およびコストを更に一層低減することができる。

更に、請求項４の発明の乗員保護システムによれば、乗員保護装置の作動を制御する電子制御装置をシート荷重計測装置に内蔵するとともにシート荷重計測装置の構成を簡単にできることから、乗員保護システム全体をコンパクトにでき、乗員保護システムの車両への設置スペースを削減できるとともに、乗員保護システムの車両への設置自由度を高くできる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は、本発明のシート荷重計測装置の実施の形態の一例を模式的に示す、図６と同様の図である。なお、図６に示す従来のシート荷重計測装置および車両シートと同じ構成要素には、同じ符号を付すことでその詳細な説明は省略する。

図１に示すように、この例の乗員保護システムは、従来と同様にシート荷重計測装置１、シートベルト装置やエアバッグ等の乗員保護装置８、およびこの乗員保護装置８を作動制御するＥＣＵ９を備えている。
シート荷重計測装置１は、右の荷重センサー３のセンサー側コネクター５に着脱可能にかつ電気的に接続される右のセンサー接続用コネクター７に、ＥＣＵ９が一体に設けられている。すなわち、ＥＣＵ９がシート荷重計測装置１に一体に内蔵されている。図２に示すように、右の荷重センサー３はベースフレーム２３に設けられており、このベースフレーム２３は右のシートブラケット２２に固定されている。

この例のシート荷重計測装置１における荷重センサー３について、より具体的に説明すると、前述の特許文献１に開示のシート荷重計測装置１と同様に、荷重センサー３は、ベースフレーム２３にボルト２４とナット２５で固定されたばね材からなるセンサー基板２６を有している。センサー基板２６の上面には、４つの歪み抵抗２７,２８,２９,３０が設けられているとともに、このセンサー基板２６に、荷重伝達部３１,３２が４つの歪み抵抗２７,２８,２９,３０を挟むようにして取り付けられている。これらの荷重伝達部３１,３２は車両シートのシート荷重をセンサー基板２６に伝達するものである。更に、荷重センサー３はコネクターケース３３を有しており、このコネクターケース３３にセンサー側コネクター５が一体に設けられている。

図２および図３に示すように、ベースフレーム２３は、左右のベース側壁部２３ａ,２３ｂと底部２３ｃとから断面Ｕ字状に形成されている。このベースフレーム２３の左のベース側壁部２３ａには切欠部２３ｄが形成されているとともに、このベース側壁部２３ａの切欠部２３ｄに対応する外面に、プロテクター３４が左側方に張り出すようにして固定されている。このプロテクター３４は帯状板を折り曲げて、Ｕ字状の保護部３４ａとこの保護部３４ａの両端部に形成された取付フランジ部３４ｂ,３４ｃとが形成されている。これらの取付フランジ部３４ｂ,３４ｃが左のベース側壁部２３ａに固定される。

コネクターケース３３はセンサー基板２６の上面にケース固定ねじ３５,３６で取り付けられる。そして、ベースフレーム２３の切欠部２３ｄおよびプロテクター３４の内側には、センサー側コネクター５、コネクターケース３３の一部およびセンサー基板２６の一部が配設されている。これにより、荷重センサー３が組み付けられたベースフレーム２３の車体取付時やベースフレーム２３の輸送時に、万が一このベースフレーム２３が落下しても、プロテクター３４により荷重センサー３のセンサー基板２６、センサー側コネクター５等の精密部品が確実に保護可能となっている。

センサー基板２６には、電気絶縁のための絶縁層、配線層および抵抗層が成膜されている。この成膜法により、前述の４つの歪み抵抗２７,２８,２９,３０がセンサー基板２６に歪みセンサーとして設けられている。これらの４つの歪み抵抗２７,２８,２９,３０はそれぞれブリッジ回路を形成するように接続されており、このブリッジ回路はセンサー側コネクター５の端子５ａ,５ｂに接続されている。

ＥＣＵ９が一体化されたセンサー接続用コネクター７がセンサー側コネクター５に接続された時、センサー接続用コネクター７およびＥＣＵ９もプロテクター３４の内側に位置するようにされている。したがって、センサー接続用コネクター７およびＥＣＵ９も、センサー基板２６やセンサー側コネクター５と同様にプロテクター３４により確実に保護可能となっている。

また、この例のシート荷重計測装置１では、センサー接続用コネクター７と同じように形成されたＥＣＵ側コネクター１０,１６もＥＣＵ９に一体に設けられている。すなわち、センサー接続用コネクター７、ＥＣＵ９、ＥＣＵ側コネクター１０,１６が一体化されているとともに、ＥＣＵ９と各コネクター７,１０,１６とが互いに電気的に接続されている。

次に、左の荷重センサー２について説明する。なお、左の荷重センサー２の具体的構成および左の荷重センサー２に関連する構成の一部は図示しないが、説明の便宜上、前述の右の荷重センサー３のそれらと同じ符号を付して説明する。
左の荷重センサー２は、左のシートブラケット２１に固定されたベースフレーム２３に設けられている。その場合、荷重センサー２、右のセンサー側コネクター４、ベースフレーム２３、ボルト２４、ナット２５、センサー基板２６、４つの歪み抵抗２７,２８,２９,３０、荷重伝達部３１,３２、コネクターケース３３、プロテクター３４、およびケース固定ねじ３５,３６は、それぞれ、右の荷重センサー３のそれらと左右対称に設けられる。

図４に示すように、左のセンサー側コネクター４に接続されるセンサー接続用コネクター６はＥＣＵ９を一体に有していないので、センサー接続用コネクター６の厚みはセンサー接続用コネクター７の厚みに比べて薄くなっている。このセンサー接続用コネクター６には左のハーネス１４が電気的に接続されている。また、ＥＣＵ接続用コネクター１２、ＥＣＵ接続用コネクター１９、および乗員保護装置接続用コネクター２０はセンサー接続用コネクター６と同じに構成されている。更に、ハーネス１４,１８は、図示しないが従来と同様に適宜クリップで車体あるいは車両シートに固定されている。

また、左の荷重センサー２のプロテクター３４は、このようにセンサー接続用コネクター６の厚みが薄いので、荷重センサー２のセンサー基板２６、センサー側コネクター４、およびセンサー側コネクター４に接続されたセンサー接続用コネクター６が保護可能な大きさに設定すればよく、右のプロテクター３４の幅（図２において上下方向の長さ）より狭い幅に設定されている。もちろん、左右のプロテクター３４は部品共通化のために同じ大きさに形成することができることは言うまでもない。

このように構成されたこの例のシート荷重計測装置１においては、左右の荷重センサ２,３、乗員保護装置８、およびＥＣＵ９が、それぞれ図１に示すように電気的に接続される。その場合、センサー接続用コネクター７が荷重センサー３のセンサー側コネクター５に接続されて固定されることで、センサー接続用コネクター７と一体のＥＣＵ９がセンサー側コネクター５に固定支持される。

乗員が車両シートに着座すると、乗員の着座状態での車両シートのシート荷重に対応する荷重が荷重伝達部３１,３２を介してセンサー基板２６に伝達される。すると、センサー基板２６が伝達され荷重に応じて撓むので、４つの歪み抵抗２７,２８,２９,３０の各抵抗値がシート荷重に対応して変化する。これにより、変化した各抵抗値に基づく電流がシート荷重検出信号として、左の荷重センサー２からは、センサー側コネクター４、センサー接続用コネクター６、ハーネス１４、ＥＣＵ接続用コネクター１２、およびＥＣＵ側コネクター１０を介し、また、右の荷重センサー３からは、センサー側コネクター５、センサー接続用コネクター７を介して、それぞれＥＣＵ９に伝送される。
従来と同様に、ＥＣＵ９は、伝送されたシート荷重検出信号によりシート荷重を演算処理し、得られたシート荷重に基づいて乗員保護装置８の作動を制御する。

なお、シート荷重計測装置１の図２および図３に示されない他の構成および他の作用は、前述の特許文献１に開示されているシート荷重計測装置と実質的に同じであり、この特許文献１を参照すれば容易に理解できるとともに、本発明に直接関係しないので、それらの説明は省略する。

この例のシート荷重計測装置１によれば、ＥＣＵ９をシート荷重計測装置１に一体に内蔵しているので、ＥＣＵ９をシート荷重計測装置１に接続するハーネス、このハーネスやＥＣＵ９を固定する固着具等の部品を不要にできるとともに、ハーネスの取り回しも不要にできる。これにより、シート荷重計測装置１の構成を簡単にできるとともに、コストを効果的に低減することができる。特に、センサー接続用コネクター７と乗員保護装置８のＥＣＵ９とを一体化しているので、前述の図６に示す従来のシート荷重計測装置１に用いられかつ右の荷重センサー３とＥＣＵ９とを接続する右のハーネス１５、ＥＣＵ側コネクター１１、およびＥＣＵ接続用コネクター１３をそれぞれ不要にできる。これにより、ハーネスの数を従来に比べて１本削減することができ、シート荷重計測装置１の構成をより簡単にできるとともに、その分コストを低減することができる。

また、ハーネス１５を用いないことから、このハーネス１５を固定するクリップも不要にできる。更に、センサー接続用コネクター７をセンサー側コネクター５に接続することでＥＣＵ９を固定しているので、ＥＣＵ９を固定するためのブラケットも不要にできる。したがって、部品点数を更に削減でき、シート荷重計測装置１の構成およびコストを更に一層低減することができる。

更に、この例のシート荷重計測装置１とともに用いられたシートベルト装置やエアバッグ装置等の乗員保護装置８を備えるこの例の乗員保護システムによれば、シート荷重計測装置１の構成を簡単にできることから、乗員保護システム全体をコンパクトにでき、乗員保護システムの車両への設置スペースを削減できるとともに、乗員保護システムの車両への設置自由度を高くできる。

なお、前述の例では、右のセンサー接続用コネクター７とＥＣＵ９とを一体化しているが、ＥＣＵ９は左のセンサー接続用コネクター６とを一体化することもできる。また、前述の例では、ＥＣＵ側コネクター１０,１６もＥＣＵ９に一体化しているが、例えば、図５に示すようにＥＣＵ側コネクター１０,１６は省略して、ＥＣＵ９から直接ハーネス１４,１８を延設させることもできる。この場合には、ハーネス１４,１８に設けられるＥＣＵ接続用コネクター１２,１９も省略することができる。

更に、前述の例では、２つの荷重センサーを用いたシート荷重計測装置１の本発明を適用しているが、本発明はこれに限定されることなく、１つ以上の任意の荷重センサーを用いたシート荷重計測装置１に適用することができる。

更に、前述の例では、ＥＣＵ９がシート荷重の検出信号によりシート荷重を演算処理するとともに乗員保護装置８の作動を制御するＥＣＵとしているが、ＥＣＵはシート荷重の検出信号によりシート荷重を演算処理するだけのものでもよい。

本発明のシート荷重計測装置は、例えば、自動車等の車両に装備されているシートベルト装置やエアバッグ装置等の乗員保護装置に用いられ、車両シートに着座している乗員の体重により車両用シートに加えられるシート荷重を、荷重センサーとこの荷重センサーからのシート荷重の検出信号によりシート荷重を演算処理する電子制御装置を備えるシート荷重計測装置に好適に利用することが可能である。
また、本発明の乗員保護装置は、シート荷重計測装置を用いて計測されたシート荷重に応じて乗員保護装置を作動制御する乗員保護装置を備える乗員保護システムに好適に利用することが可能である。

本発明のシート荷重計測装置の実施の形態の一例を模式的に示す図である。 図１に示す例の１つの荷重センサーおよびこれに関連する部分を示す部分分解斜視図である。 図２に示す荷重センサー部分を組立状態で示す平面図である。 図１に示す例の他の荷重センサーに接続するためのコネクターを部分的に示す部分斜視図である。 本発明の実施の形態の他の例を部分的に示す部分斜視図である。 従来のシート荷重計測装置の一例を模式的に示す、図１と同様の図である。

符号の説明

１…シート荷重計測装置、２,３…荷重センサー、４,５…センサー側コネクター、６,７…センサー接続用コネクター、８…乗員保護装置、９…電子制御装置（ＥＣＵ）、１０,１１,１６…ＥＣＵ側コネクター、１２,１３,１９…ＥＣＵ接続用コネクター、１４,１５,１８…ハーネス、１７…乗員保護装置側コネクター、２０…乗員保護装置接続用コネクター、２１,２２…シートブラケット、２３…ベースフレーム、２６…センサー基板、２７,２８,２９,３０…歪み抵抗、３１,３２…荷重伝達部、３３…コネクターケース

Claims (4)

1. 車両用シートにかかるシート荷重を検出する所定数の荷重センサーを備えているとともに、前記所定数の荷重センサーからのシート荷重の検出信号に基づいて前記シート荷重を演算処理する電子制御装置が内蔵されていることを特徴とするシート荷重計測装置。
2. 前記所定数の荷重センサーにそれぞれ設けられた所定数のセンサー側コネクターと、前記所定数のセンサー側コネクターのうち、１つのセンサー側コネクターに着脱可能にかつ電気的に接続するセンサー接続用コネクターとを少なくとも有し、
   前記センサー接続用コネクターと前記電子制御装置とが一体化されており、前記センサー接続用コネクターが前記１つのセンサー側コネクターに接続されることで前記１つの荷重センサーからのシート荷重の検出信号が前記電子制御装置に伝送されるようになっていることを特徴とする請求項１記載のシート荷重計測装置。
3. 前記荷重センサーは複数設けられているとともに、前記センサー側コネクターが複数の荷重センサー毎に設けられており、前記１つのセンサー側コネクターが前記センサー接続用コネクターに接続されていることを特徴とする請求項１記載のシート荷重計測装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１記載のシート荷重計測装置とともに用いられる乗員保護装置を備える乗員保護システムであって、
   前記電子制御装置が前記乗員保護装置の作動を制御するための電子制御装置であることを特徴とする乗員保護システム。

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