JP2006123575A

JP2006123575A - 乗員検知装置

Info

Publication number: JP2006123575A
Application number: JP2004310466A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kawakami; 隆博川上; Masatoshi Kobayashi; 正利小林
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2024-10-26
Also published as: JP4526922B2

Abstract

【課題】
乗員検知装置自体に故障の有無を診断させ、故障が発生した際には報知手段によって報知をおこなうことで、乗員が早期に故障を認識することができる乗員検知装置を提供する。
【解決手段】
車両のシート１に着座する乗員状態の判別をおこなうために、シート１を支持する支持部３に設けた荷重センサ４の出力値を、予め設定された閾値と比較する乗員判定部１２を有する乗員検知装置１０である。
そして、複数ある荷重センサ４Ａ〜４Ｄのうち、１箇所の荷重センサ４Ｄの出力値Ｗ_Ｄを他の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｃから推定する推定部１３と、推定部１３で算出した推定荷重値Ｘ_Ｄとその位置の荷重センサ４Ｄの出力値Ｗ_Ｄとを比較することによって出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄの異常を検知する自己診断部１４と、自己診断部１４で異常と判断されたときに報知をおこなう故障表示用警告ランプ１７とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷重センサの出力値を用いて車両のシートに着座する乗員の状態を判定する乗員検知装置に関するものである。

従来、図７に示すように、シート１を支持する支持部３，・・・に荷重センサ４，・・・を取り付け、その出力値によって乗員が大人であるか子供であるかを判定する乗員検知装置が知られている（特許文献１参照）。

このシート１は、座面を形成するシートクッション部１ａと、背凭れとなるシートバック部１ｂとからなり、シートクッション部１ａの前後左右の４つに分割されたそれぞれの領域は、４箇所の支持部３，・・・によって下方から支持される。

また、この支持部３，・・・は、シートレール２，２にスライド自在に取り付けられると共に、荷重センサ４，・・・が取り付けられている。この荷重センサ４には、歪み式の荷重センサが使用される。

そして、図８に示すように、４箇所の荷重センサ４，・・・から出力された出力値は、乗員判定部５に送られ、その出力値の合計とＥＥＰＲＯＭ８に記憶された閾値とが比較される。

この閾値は、乗員が大人であるか子供であるかを判別するための閾値であり、この閾値よりも出力値の合計が小さければ乗員が子供であると判定し、閾値以上であれば乗員が大人であると判定する。

この判定結果は、エアバッグ制御部６に送られて、エアバッグ７の展開量の切り替えに使用される。すなわち、乗員が大人である場合は事故時に通常の設定通りにエアバッグ７を展開させ、乗員が子供である場合はエアバッグ７の展開を抑制又は停止させる。

このような乗員検知装置に使用される荷重センサ４，・・・の出力値は、個々のセンサの特性の相違、シート１の組立て時や車両に組付ける際のネジ締めトルクの大きさの違い、これによって生じる歪みなどによって、乗員がシート１に着座していないときでも出力値にばらつきがあるため、車両を出荷する前に無負荷時の出力値が「０」となるようにリセットされる。
特開２００４−１２２９２７号公報（図１乃至図４）

しかしながら、エアバッグ７が展開しない程度の軽い衝突事故や、シート１に大きな外力を加えた場合などに、車体又はシート１に新たな歪みが発生し、無負荷時の荷重センサ４，・・・の出力値が「０」に戻らなくなることがある。

このような状態のまま使用を続ければ、正確な乗員状態の判定がおこなわれないおそれがあるが、従来の乗員検知装置では整備工場などで正規の検査用機器に接続しなければ故障が発生していることを認識することができなかった。

そこで、本発明は、乗員検知装置自体に故障の有無を診断させ、故障が発生した際には報知手段によって報知をおこなうことで、乗員が早期に故障を認識することができる乗員検知装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、車両のシートに着座する乗員状態の判別をおこなうために、前記シートを支持する支持部に設けた荷重センサの出力値を、予め設定された閾値と比較する乗員判定部を有する乗員検知装置であって、複数ある前記荷重センサのうち、１箇所の荷重センサの出力値を他の荷重センサの出力値から推定する推定部と、前記推定部で算出した推定荷重値とその位置の荷重センサの出力値とを比較することによって出力値の異常を検知する自己診断部と、該自己診断部で異常と判断されたときに報知をおこなう報知手段とを備えた乗員検知装置であることを特徴とする。

また、請求項２に記載のものは、前記荷重センサは、前記シートの平面視前後左右の４つの領域にそれぞれ設けられた前記支持部に取り付けられた請求項１に記載の乗員検知装置であることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載のものは、前記推定部における前記推定荷重値の算出と、前記自己診断部における前記推定荷重値とその位置の荷重センサの出力値との比較を、複数の荷重センサに対して順次あるいは同時におこなう請求項１又は請求項２に記載の乗員検知装置であることを特徴とする。

このように構成された請求項１に記載の発明は、複数ある荷重センサのうち、１箇所の荷重センサの出力値を他の荷重センサの出力値から推定し、自己診断部においてその推定荷重値と実際の出力値とを比較することで出力値に異常がないかを診断する。

そして、車体又はシートに発生した歪み等が原因でいずれかの荷重センサの出力値が正常な値になっていなければ、出力値と推定荷重値とが一致せず、その差が大きければ乗員検知装置が故障していると判断することができる。

このようにして前記自己診断部による診断によって異常が検知されると、前記報知手段によって故障があることが報知されるので、乗員は故障の発生を早期に認識することができ、整備工場に修理を依頼するなどの処置をおこなうことができる。

また、請求項２に記載のものは、前記荷重センサは、平面視前後左右の４つの領域にそれぞれに分散されて配置されており、そのうちの１箇所の荷重センサの位置の推定荷重値を残りの出力値から推定するため、推定誤差を小さくすることができる。

さらに、請求項３に記載のものは、前記推定部における前記推定荷重値の算出と、前記自己診断部における前記推定荷重値とその位置の荷重センサの出力値との比較を、複数の荷重センサに対して順次あるいは同時におこなう。

このように、複数の荷重センサに対して二重、三重に診断をおこなうことで、偶発的に異常が検知されなくなる検知漏れが発生する可能性を低減することができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態による乗員検知装置１０の構成を示している。

まず、構成から説明すると、このような本実施の形態の乗員検知装置１０は、４箇所の支持部３，・・・（図２参照）に取り付けた荷重センサ４Ａ〜４Ｄと、その出力値から乗員の状態を判定する乗員判定部１２とを備えている。

このシート１は、図２乃至図４に示すように、シートクッション部１ａとシートバック部１ｂとから形成される。そして、このシート１は、図３及び図４に示すように車室内フロアに平行に固定されたシートレール２，２上に、支持部３，・・・を介して取り付けられている。

この支持部３，・・・は、シートクッション部１ａ下面のシートフレーム（図示省略）に取り付けられ、図２に示すように、平面視前後左右の４つの領域にそれぞれ配置される。

また、支持部３，・・・には荷重センサ４Ａ〜４Ｄが取り付けられており、シートクッション部１ａの前部右側を荷重センサ４Ａ、後部右側を荷重センサ４Ｂ、後部左側を荷重センサ４Ｃ、前部左側を荷重センサ４Ｄとする。

さらに、支持部３，・・・は、シートレール２，２に沿ってスライド移動できるように構成されており、シート１から支持部３，・・・に伝達される乗員及びシート１の荷重は、支持部３，・・・を介してシートレール２，２に伝達される。

そして、この荷重センサ４Ａ〜４Ｄには、歪み式の荷重センサが用いられ、支持部３，・・・に作用した荷重によって生じた歪みに比例した出力値が出力される。

また、本実施の形態の乗員判定部１２は、前記荷重センサ４Ａ〜４Ｄのうち１箇所の荷重センサ（例えば４Ｄ）の荷重値を推定する推定部１３と、推定部１３で推定された推定荷重値と荷重センサ４Ｄの出力値とを比較して異常の有無を診断する自己診断部１４とを備えている。

この推定部１３では、送信された３箇所の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの出力値を、演算式に当てはめて推定荷重値を算出する。この推定荷重値は荷重センサ４Ｄの位置の荷重値として推定される。

そして、自己診断部１４において、推定荷重値と実際に検出された荷重センサ４Ｄの出力値とを比較して、その差が所定の値よりも大きければ、荷重センサ４Ａ〜４Ｄのいずれかの出力値が異常であるために、推定荷重値が正しく算出されない、又は荷重センサ４Ｄの出力値が正常ではないと判断する。

このように自己診断部１４で異常があると判断されると、故障信号がエアバッグ制御部６に送られて、報知手段としての故障表示用警告ランプ１７が点灯する。

また、荷重センサ４Ａ〜４Ｄの出力値は、自己診断部１４で正常と判断された場合だけでなく、異常と判断された場合であっても、乗員状態の判別に使用される。

すなわち、乗員判定部１２では、荷重センサ４Ａ〜４Ｄの４つの出力値の合計と、記憶部としてのＥＥＰＲＯＭ１５に記憶された閾値とを比較して、乗員が大人であるか子供であるかを判定する。

この乗員判定部１２の判定結果は、エアバッグ制御部６に送られて、乗員が子供であると判定された場合は、乗員状態表示ランプ１６によって子供が乗員である旨の表示をすると共に、エアバッグ７の展開を抑制又は停止する。

また、乗員が大人であると判定された場合は、通常の設定通りにエアバッグ７が展開するようにエアバッグ制御部６において制御がなされる。

次に、図５に示したフローチャートを参照しながら、上記した乗員検知装置１０の作用について説明する。

乗員がシート１に着座してイグニッションキーをオンにすると、４箇所の荷重センサ４Ａ〜４Ｄが荷重を検知し、検知された荷重を出力値として出力する（Ｓ１）。ここで、各荷重センサ４Ａ〜４Ｄの出力値を、それぞれＷ_Ａ〜Ｗ_Ｄとする。

さらに、この出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄの中から３個の出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｃを推定部１３に送信して、荷重センサ４Ｄの位置の推定荷重値Ｘ_Ｄの算出をおこなう（Ｓ２）。ここで、推定荷重値Ｘ_Ｄを算出するために、クッションシート１ａの前部と後部の荷重の比率はクッションシート１ａの左側と右側で同じであると仮定する。

すなわち、Ｗ_Ａ：Ｗ_Ｂ＝Ｘ_Ｄ：Ｗ_Ｃとする。このように仮定すれば、Ｘ_Ｄ＝Ｗ_Ｃ×Ｗ_Ａ／Ｗ_Ｂとして推定荷重値Ｘ_Ｄを求めることができる。

そして、推定荷重値Ｘ_Ｄと実際の荷重センサ４Ｄの位置の出力値Ｗ_Ｄとの比較をおこなう（Ｓ３）。この推定荷重値Ｘ_Ｄと出力値Ｗ_Ｄとの差が許容値未満であれば、荷重センサ４Ａ〜４Ｄの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄはいずれも正常であると判断する（Ｓ４）。

このように出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄの値が正常であると診断されれば、出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄを基に乗員状態の判定をおこなっている乗員判定部１２の判定を信用することができるので、自己診断処理を終了する。

これに対して、推定荷重値Ｘ_Ｄと出力値Ｗ_Ｄとの差が許容値未満でなければ、荷重センサ４Ａ〜４Ｄの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄのいずれかの値に異常があると判断する（Ｓ５）。

そして、自己診断部１４から故障信号をエアバッグ制御部６に送信する（Ｓ６）。このエアバッグ制御部６は、故障信号を受け取ると、その後の乗員状態の判定が正確に行なわれず、誤作動を起こす可能性を報知するために、故障表示用警告ランプ１７を点灯させる（Ｓ７）。

このような乗員検知装置１０が正常であるか異常であるかの自己診断は、イグニッションキーがオンになったときに一度、行なわれる。この自己診断後は、診断結果に関わらず、乗員判定部１２において乗員状態の判別が行なわれる。

この乗員状態の判別は、実際に検出された荷重センサ４Ａ〜４Ｄの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄを合計した値を乗員の重量Ｗとしておこなう。ここで、乗員は、通常フロアに足を着けて着座しているため、算出された重量Ｗは乗員の体重よりも小さな値となる。

このため、算出された重量Ｗの大きさと、大人の体重との相関を予めデータとして蓄えておき、大人と子供の境界となる重量の大きさを閾値ThとしてＥＥＰＲＯＭ１５に記憶させておく。

このようにして記憶させた閾値Thと、算出された乗員の重量Ｗとを比較して、シート１上の重量Ｗが閾値Th以上であれば、大人が乗員であると判定する。

また、シート１上の重量Ｗが閾値Th未満であれば、子供が乗員であると判定する。

この判定結果は、エアバック制御部６に送られて、エアバッグ７の制御及び乗員状態表示ランプ１６の切り替えに使用される。

このように構成された乗員検知装置１０では、４箇所に取り付けた荷重センサ４Ａ〜４Ｄの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄのうち、１箇所の荷重センサ４Ｄの位置の推定荷重値Ｘ_Ｄを他の３箇所の出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｃから算出する。そして、この推定荷重値Ｘ_Ｄと実際の出力値Ｗ_Ｄとを比較することで出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄに異常がないかを診断する。

この際、車体又はシート１に発生した歪み等が原因でいずれかの荷重センサ４Ａ〜４Ｄの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄが正常な値になっていなければ、出力値Ｗ_Ｄと推定荷重値Ｘ_Ｄとが一致せず、その差が大きければ乗員検知装置１０が故障していると判断することができる。

このようにして自己診断部１４による診断によって異常が検知されると、故障表示用警告ランプ１７によって故障があることが報知されるので、乗員は故障の発生を早期に認識することができ、整備工場に修理を依頼するなどの処置をおこなうことができる。

また、荷重センサ４Ａ〜４Ｄは、平面視前後左右の４つの領域に分割された各領域にそれぞれに分散されて配置されており、そのうちの１箇所の荷重センサ４Ｄの位置の推定荷重値Ｘ_Ｄを残りの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｃから推定するため、推定誤差を小さくすることができる。

以下、前記した実施の形態の実施例について説明する。なお、実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

前記実施の形態では、４箇所の荷重センサ４Ａ〜４Ｄのうち、１箇所の荷重センサ４Ｄの位置の推定荷重値Ｘ_Ｄを算出して自己診断をおこなう場合について説明したが、この実施例では、他の荷重センサ４Ａ〜４Ｃの位置の推定荷重値Ｘ_Ａ〜Ｘ_Ｃも算出して自己診断をおこなう場合について説明する。

この実施例の乗員検知装置１０の処理の流れを、フローチャートとして図６に示した。

まず、乗員がシート１に着座してイグニッションキーをオンにすると、４箇所の荷重センサ４Ａ〜４Ｄが荷重を検知し、検知された荷重を出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄとして出力する（Ｓ１１）。

さらに、この出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄの中から３個の出力値Ｗ_Ｂ〜Ｗ_Ｄを推定部１３に送信して、荷重センサ４Ａの位置の推定荷重値Ｘ_Ａの算出をおこなう（Ｓ１２）。この推定荷重値Ｘ_Ａは、Ｘ_Ａ＝Ｗ_Ｂ×Ｗ_Ｄ／Ｗ_Ｃとして求めることができる。

そして、推定荷重値Ｘ_Ａと実際の荷重センサ４Ａの位置の出力値Ｗ_Ａとの比較を自己診断部１４でおこなう（Ｓ１３）。ここで、推定荷重値Ｘ_Ａが許容値の範囲内であると判定する下限及び上限の値を判定基準係数ｍ，ｎを使用して決定する。

例えば、下限値は判定基準係数ｍと出力値Ｗ_ＡからＷ_Ａ×（1-ｍ）とし、上限値は判定基準係数ｎと出力値Ｗ_ＡからＷ_Ａ×（1+ｎ）とする。この下限値と上限値の間に推定荷重値Ｘ_Ａが入らなければ、出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄのいずれかに異常があると判断する（Ｓ２１）。

また、推定荷重値Ｘ_Ａが下限値と上限値の間に収まっていれば、続いて荷重センサ４Ｂの位置の推定荷重値Ｘ_Ｂの算出をおこなう（Ｓ１４）。この推定荷重値Ｘ_Ｂについても許容値の範囲に収まっているかどうかの判定を自己診断部１４でおこなう（Ｓ１５）。

そして、推定荷重値Ｘ_Ｂの値が許容値の範囲外であれば、出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄのいずれかに異常があると判断し（Ｓ２１）、許容値の範囲内に収まっていれば次の荷重センサ４Ｃの位置の推定荷重値Ｘ_Ｃの算出をおこなう（Ｓ１６）。

さらに、この推定荷重値Ｘ_Ｃも許容値の範囲内に収まっていれば（Ｓ１７）、残る１箇所の荷重センサ４Ｄの位置の推定荷重値Ｘ_Ｄの算出をおこない（Ｓ１８）、この推定荷重値Ｘ_Ｄが許容値の範囲に収まっているかどうかの判定を自己診断部１４でおこなう（Ｓ１９）。

このようにしてすべての荷重センサ４Ａ〜４Ｄに対して、出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄと推定荷重値Ｘ_Ａ〜Ｘ_Ｄとの比較をおこない、異常が検出されなければ、荷重センサ４Ａ〜４Ｄの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄは正常であると判断して（Ｓ２０）、自己診断処理を終了する。

そして、いずれかの出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄと推定荷重値Ｘ_Ａ〜Ｘ_Ｄとの比較において、推定荷重値Ｘ_Ａ〜Ｘ_Ｄが許容値の範囲外となった場合は、出力値Ｗ_Ａ〜Ｗ_Ｄのいずれかに異常があると判断して（Ｓ２１）、自己診断部１４から故障信号をエアバッグ制御部６に送信する（Ｓ２２）。

さらに、このエアバッグ制御部６は、故障信号を受け取ると、その後の乗員状態の判定が正確に行なわれず、誤作動を起こす可能性を報知するために、故障表示用警告ランプ１７を点灯させる（Ｓ２３）。

このように構成された実施例の乗員検知装置１０では、１箇所の荷重センサ４Ａに対して異常が検出されなければ、順次、荷重センサ４Ｂ〜４Ｄの診断を繰り返すため、車体又はシート１に歪みが生じて出力値に異常が発生しているにも関わらず、出力値Ｗ_Ａと推定荷重値Ｘ_Ａとが偶然一致してしまったような場合であっても、他の出力値Ｗ_Ｂ〜Ｗ_Ｄと推定荷重値Ｘ_Ｂ〜Ｘ_Ｄとを比較することによって、異常が検出される可能性が高くなる。

このため、偶発的に異常が検知されなくなる検知漏れが発生する可能性を低減することができる。

また、異常が検出された時点で、処理を中断して故障表示用警告ランプ１７を点灯させることで、処理を簡略化することができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、推定部１３及び自己診断部１４を乗員判定部１２の内部に設けたが、これとは別に設けることもできる。

また、前記実施の形態では、荷重センサ４Ａ〜４Ｄの数を４箇所にしたが、これに限定されるものではなく、少なくとも１箇所の荷重センサの出力値を推定荷重値で診断できる数であればこれよりも多くても少なくてもよい。

さらに、前記実施例では、異常が検出されない場合に順次、推定荷重値Ｘ_Ｂ〜Ｘ_Ｄの算出と診断をおこなったが、これに限定されるものではなく、同時に推定荷重値Ｘ_Ａ〜Ｘ_Ｄを算出して診断をおこなうこともできる。

そして、前記実施の形態では、推定荷重値Ｘ_Ｄの推定条件をシート１の左右において前後の荷重比率が等しくなるとしたが、これに限定されるものではなく、シート１の構造によって荷重分布が前記実施の形態と異なる場合は、それに合わせた別の演算式を用いて推定荷重値Ｘ_Ｄを算出することができる。

また、前記実施の形態では、荷重センサ４Ａ〜４Ｄとして歪み式荷重センサを使用したが、これに限定されるものではなく、例えば油圧式の荷重センサを使用することもできる。

そして、前記実施の形態では、判別結果をエアバック７の制御に使用したが、これに限定されるものではなく、例えば乗員の有無を判別し、乗員が着座しているのにシートベルトがされていない場合にだけ警告ランプを点灯させる装置等に利用することもできる。

本発明の最良の実施の形態の乗員検知装置の構成を説明するブロック図である。シートと荷重センサの位置関係を示した平面図である。シートと荷重センサの位置関係を示した正面図である。シートと荷重センサの位置関係を示した側面図である。乗員検知装置の処理の流れを示したフローチャートである。実施例の乗員検知装置の処理の流れを示したフローチャートである。従来の乗員検知装置の構成を説明する斜視図である。従来の乗員検知装置の構成を説明するブロック図である。

符号の説明

１シート
３支持部
４Ａ〜４Ｄ荷重センサ
１０乗員検知装置
１２乗員判定部
１３推定部
１４自己診断部
１７故障表示用警告ランプ（報知手段）

Claims

車両のシートに着座する乗員状態の判別をおこなうために、前記シートを支持する支持部に設けた荷重センサの出力値を、予め設定された閾値と比較する乗員判定部を有する乗員検知装置であって、
複数ある前記荷重センサのうち、１箇所の荷重センサの出力値を他の荷重センサの出力値から推定する推定部と、前記推定部で算出した推定荷重値とその位置の荷重センサの出力値とを比較することによって出力値の異常を検知する自己診断部と、該自己診断部で異常と判断されたときに報知をおこなう報知手段とを備えたことを特徴とする乗員検知装置。
前記荷重センサは、前記シートの平面視前後左右の４つの領域にそれぞれ設けられた前記支持部に取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の乗員検知装置。
前記推定部における前記推定荷重値の算出と、前記自己診断部における前記推定荷重値とその位置の荷重センサの出力値との比較を、複数の荷重センサに対して順次あるいは同時におこなうことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の乗員検知装置。