JP2006175897A - 車両の乗員検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源供給が絶たれた状態でも補正や校正用データを保持可能で、保持したデータを高速且つ耐ノイズ性に優れた条件で読出して実動作時の制御に使用可能な車両の乗員検出装置を提供する。
【解決手段】車両用シートの荷重を検出する荷重検出装置２と、この装置から入力される荷重データに基づいて乗員の判別を行う制御装置１とを備えた車両の乗員検出装置であって、制御装置１は、荷重検出装置２からの出力に基づいて車両用シートの荷重を演算する主制御手段６と、主制御手段６が実行するプログラムを格納する第一記憶手段８と、荷重検出装置２の検出基準値を格納する第二記憶手段９と、を一つの外囲器内に封入した半導体素子５で構成され、少なくとも第二記憶手段９を、電気的に書換え可能な不揮発性の記憶素子で構成し、荷重検出装置２の検出基準値を更新可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用シートの荷重を検出し、検出された荷重データに基づいて前記車両用シート上の乗員の判別を行う車両の乗員検出装置に関する。

上記のような装置として、例えば、下記に示す特許文献１には、荷重センサの車両シートへの組み付け後に判別しきい値の調整を行うことが可能な車両用乗員検知装置の技術が開示されている。この装置は、車両シート上の荷重を検出するための荷重センサからの荷重計測結果に基づいて車両乗員の状態を判別するための判別しきい値を記憶するしきい値記憶手段を少なくとも一つ備えている。そして、このしきい値記憶手段の少なくとも一部が書き換え可能な不揮発性メモリによって構成されているものである。そして、較正検査ツール等を用いて外部から通信によって不揮発性メモリの内容を書き換えることにより、容易且つ確実に判別しきい値の調整を行うというものである。その結果、荷重センサを車両シートへ取り付けた後や、荷重センサを組み付けた車両シートを車両へ組み付けた後等に判別しきい値の調整ができるようになっている。

特開２００４−１２５５９５号公報（第３−４頁、第１図）

特許文献１に記載の装置では、通常一つのパッケージに封入された半導体チップで構成されるマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）の内部に読み出し専用メモリ（マスクＲＯＭ）を備えている。そして、これにコンピュータプログラムや設計目標値のしきい値等を記憶させている。また、このマイクロコンピュータには内蔵させずに、電気的に書換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を備えている。そして、このＥＥＰＲＯＭに調整値のしきい値等を記憶させ、マスクＲＯＭに記憶された設計目標値を補正して、プログラムを実行している（以上、特許文献１の第７頁、第１図参照。）。

即ち、特許文献１に記載の装置では、プリント基板等に実装され、互いを配線によって接続されたＣＰＵとＥＥＰＲＯＭとを用いて、車両用シートの荷重を演算するようになっている。近年、車両内には、オーディオ製品やカーナビゲーション等の電気製品や、モータ等の電気機器が多く駆動されているため、電磁ノイズが多く発生している。従って、このような電磁ノイズがプリント基板上の配線に重畳され、正確な補正の妨げとなる可能性がある。また、ＣＰＵとＥＥＰＲＯＭとの２つの電子部品を必要とすると、基板も大きくなり、電子部品や基板等の部材コスト、製造コストの観点からも好ましくはない。

本願発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、電源供給が絶たれた状態でも補正や校正用データを保持可能で、保持したデータを高速且つ耐ノイズ性に優れた条件で読出して実動作時の制御に使用可能な車両の乗員検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る車両の乗員検出装置の特徴構成は、
車両用シートの荷重を検出する荷重検出装置と、この荷重検出装置から入力される荷重データに基づいて乗員の判別を行う制御装置とを備えたものであって、
前記制御装置は、前記荷重検出装置からの出力に基づいて前記車両用シートの荷重を演算する主制御手段と、この主制御手段が実行するプログラムを格納する第一記憶手段と、前記荷重検出装置による検出荷重の基準を定める検出基準値を格納する第二記憶手段と、を一つの外囲器内に封入した半導体素子で構成され、
少なくとも前記第二記憶手段を、電気的に書換え可能な不揮発性の記憶素子で構成し、前記荷重検出装置の検出基準値を更新可能とする点にある。

この特徴構成によれば、検出荷重の基準を定める検出基準値を格納する第二記憶手段を含めて、一つのパッケージ（外囲器）内に封入しているので、保持したデータを高速且つ耐ノイズ性に優れた条件で読出して実動作時の制御を行うことができる。さらに、第二記憶手段は、電気的に書き換えが可能な記憶素子であるので、検査基準値が機械的原因や周囲環境の影響で変動した場合にも、良好に最新の状態に更新させることができる。

ここで、前記記憶素子が、未記録部への追記、又は所定の領域の記憶内容を一括消去した後に再記録することにより、書き換え可能であるとよい。

このように、書き換え可能であることは、追記や、所定の領域の記憶内容を一括消去した後に再記録することにより、達成されるものであってもよい。マイクロコンピュータ等に内蔵される書き換え可能且つ不揮発性の記憶素子では、データの単位である１バイト単位での消去ができないものが多い。しかし、少なくとも未記録部への追記ができれば、最新のデータを記憶でき、この記憶された箇所のデータを読み出すことで、最新のデータを活用することができる。また、勿論、所定の領域の記憶内容を一括消去した後に再記録することによって、最新のデータを記憶できる。そして、このデータを読み出すことで最新のデータを活用することができる。従って、いわゆる書き換えと同等の効果を充分得ることができる。

また、前記第二記憶手段は、さらに複数の区画に分割され、この区画毎に一括消去後に再記録可能な記憶手段であり、前記検出基準値の更新により、一つの区画に追記ができなくなった場合には、最新の前記検出基準値を別の区画に記録すると共に、前記一つの区画を一括消去すると好ましい。

第二記憶手段が１つの区画で構成されていると、これを一括消去する際に、何らかの記憶手段に、必要なデータを退避させ、一括消去後に再び書き戻すことが必要となる。このように、第二記憶手段を複数の区画に分割すると、何れかの区画が消去対象であるときでも、別の区画が第二記憶手段として機能する。そして、この別の区画に必要なデータを記録（転記）すれば、書き戻しの必要はなく、そのまま第二記憶手段として機能し続けるので、処理が簡潔となって好ましい。

また、前記検出基準値は、前記車両用シート上に乗員が存在しない無負荷状態における前記荷重検出装置の出力を定める値であるとよい。

車両用シート上に乗員が存在しない無負荷状態における前記荷重検出装置の出力は、取り付けの誤差や、取り付け後の振動、環境の変化等によって変動を生じることがある。そして、この無負荷状態での出力が変動すると、検出される荷重に誤差が多くなる。このように種々の要因により変動する無負荷状態の出力を定める検出基準値を記憶すると、正確な乗員の荷重検知ができて好ましい。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る車両の乗員検出装置のシステム構成を示すブロック図、図２は本発明の実施形態に係る車両の乗員検出装置の各部の配置を示す模式図である。

図２に示すように本実施形態では、車両用シート２０の下部に荷重検出装置としてのセンサ２が組み付けられており、車両用シート２０に着座する乗員による荷重を計測するように構成されている。センサ２は車両用シート２０のシートレール２６上に、右側前方部と右側後方部と左側前方部と左側後方部との四箇所にそれぞれ、センサ２１〜２４として設けられている。センサ２１〜２４は、伝送線２５を介して、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１に接続されている。

図１に示すように、センサ２は計測部３としての抵抗体歪ゲージと、信号処理部４とを備えて構成されている。抵抗体歪ゲージは、４つの抵抗体をブリッジ接続して構成されている。即ち、２つの抵抗体を直列に接続し、この直列接続を並列接続し、並列接続の両端に電源電圧を印加し、夫々の直列接続の中点と中点との間に生じた電圧を歪に応じた電圧として取り出している。この取り出された電圧は、信号処理部４で、増幅、ノイズ除去等の処理が施された後、ＥＣＵ１に備えられたマイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ、マイコン）５に入力される。

ＥＣＵ１には、少なくとも、ＣＰＵコアである主制御部（主制御手段）６と、フラッシュメモリ７とが内蔵されたマイクロプロセッサ５と、電源回路１０、スイッチ回路１１とが搭載されている。電源回路１０は、バッテリーから供給される例えば１２Ｖの電源電圧を所定の電圧（本例では５Ｖ）に変換するものである。スイッチ回路１１は、５Ｖの電源電圧を切り換えてセンサ２へ供給するものである。この切り換えによって前述のブリッジ回路に電源電圧が順次印加される。そして、順次印加される電源電圧に応じて出力される電圧をＥＣＵ１が受け取るようにしている。マイクロプロセッサ５は、４つのセンサ２１〜２４から受け取った４つの荷重データ信号に基づいて、車両用シート上の総荷重を演算する。即ち、加算や偏り補正などの演算を施して総荷重データを算出する。そして、この総荷重データより、車両用シート２０上の乗員状態を検出する。ここで、乗員状態の検出とは、例えば空席状態であることや、大人が着座している状態であることや、子供が着座している状態であること等である。

これらの検出結果は、不図示の通信Ｉ／Ｆ部を介して、車両内の他の制御装置へと伝達される。車両内の他の制御装置とは、例えば、シートベルトの巻き取り装置や、エアバッグを制御するＥＣＵ等である。本実施形態では図１に示すように、エアバッグＥＣＵ１２に検出された車両用シート２０上の乗員状態を伝達している。エアバッグＥＣＵ１２では、衝突時にこの検出結果に基づいて、例えば空席状態であればエアバッグを膨張させない、大人であれば最大限にエアバッグを膨張させる、子供であればエアバッグの膨張を抑制あるいは停止する等の制御を行う。

尚、ＥＣＵ１は、不図示の通信Ｉ／Ｆ部を介して、検査機１３にも接続可能なように構成されている。検査機１３は、例えば販売店や修理工場等において、ＥＣＵ１に接続され、センサ２の検査や校正（調整）を行うための装置である。この検査や校正を実行するプログラムは検査機１３に搭載している必要はなく、ＥＣＵ１やセンサ２自身の持つ記憶手段に格納されていればよい。そして、検査機１３は、ＥＣＵ１やセンサ２が有するプログラムを実行するように起動指示を与え、検査結果の表示や記録を行う等を行うようにしていてもよい。

マイクロプロセッサ５は、ＣＰＵコアである主制御部６と、フラッシュメモリ７と、ワーク領域としてのＲＡＭ等を一つの半導体チップ上に集積し、一つのパッケージ（外囲器）に封入したものである。この内蔵フラッシュメモリ７は、複数の方法によって書き換え動作が可能となっている。一つは、主制御部６の指令に基づいて書き換えるＣＰＵ書き換えモードである。その他、いわゆるＲＯＭライターを利用して、標準シリアル入出力によって書き換えるものや、パラレル入出力モードで書き換えられるものがある。本実施形態では、ＣＰＵ書き換えモードによって、オンボードで、即ちＥＣＵ１に搭載した状態のままでフラッシュメモリ７の記録内容を書き換える。

フラッシュメモリ７は、図１に示すようにプログラム領域８（第一記憶手段）と、データ領域９（第二記憶手段）とに分割されており、データ領域９はさらに２つの領域、ブロック１（符号９１）と、ブロック２（符号９２）とに分割されている。フラッシュメモリ７のプログラム方式はバイト単位であり、未記録の部分に対して１バイト毎にデータを書き込むことができる。イレーズ（消去）方式は、ブロック方式であり、前述のプログラム領域８、データ領域のブロック１、データ領域のブロック２毎に一括で消去される。このようにブロック１とブロック２とは、同じデータ領域に属しつつ、夫々独立して消去可能であり、これらを独立領域と称する。

プログラム領域８には、主制御部６で実行されるプログラムが格納される。データ領域９には、４つのセンサ２のゼロ点情報等が格納される。このゼロ点情報は、センサ２による荷重検出の基準を定める検出基準値である。従って、本実施形態では、検出基準値としてゼロ点情報を用いているが、Ａ／Ｄコンバータのリファレンス電圧値や増幅器の増幅率等の情報であってもよい。また、その他検出基準値以外にも、検出した乗員の種別（大人・子供等）や、チャイルドシートの有無、故障等の履歴を示すダイアグ情報等も格納される。以下、本実施形態では説明を容易にするために、上記４つのセンサ２のゼロ点情報を記録する場合を例として説明する。

図３は、データ領域９の詳細な構成を示す説明図である。独立領域であるブロック１及びブロック２は、さらに複数の同一構成のデータエリアに分割されている。そして、このデータエリアは、さらに複数種類のデータの記録に対応した複数のデータセルに分割して区画整理されている。本実施形態では、一つのブロックの中に、データエリアを４つ設けている。そして、一つのデータエリアの中に、データセルを８つ設けている。これは、データの種類として、８種類のものを記録することを示している。

さらに、データ領域９の独立領域（ブロック１及びブロック２）は、上記データエリアの使用状態を管理するための管理エリアも有している。管理エリアは、図３に示すように、データエリアの番号とデータセルの番号とのマトリクス構造でデータを管理している。そして、個々のデータセルに対して、個別の規定値を与え、この規定値が管理エリアに記録されているか否かによって、そのデータセルの使用状態を知ることができるようになっている。この個別の規定値とは、例えば、データエリアの番号が２、データセルの番号が７であれば、２７（Hex）と表される値である。つまり、［データエリアの番号、データセルの番号］で、その組み合わせ毎に１つの独特の値となる。一般にフラッシュメモリは、初期化（消去）後、記録内容は、全てＦＦ（Hex）になっている。従って、ＦＦ以外の数値が、管理エリアに記録されていれば、何らかの規定値が記録されていることとなる。また、本実施形態では、説明を容易にするために、データエリア、データセルの番号を１から始めているが、この番号は０から開始してもよい。

本実施形態においては、データセル１にセンサ２１のゼロ点情報が、データセル２にセンサ２２のゼロ点情報が、データセル３にセンサ２３のゼロ点情報が、データセル４にセンサ２４のゼロ点情報が記憶される。はじめに、ゼロ点情報を得ると、データエリア１の中にあるデータセルにそのゼロ点情報を記憶させる。例えば、荷重センサ２のゼロ点情報であれば、データエリア１の中にあるデータセル２に記録する。そして、この記録と同時に、管理エリアにデータエリアの番号１、データセルの番号２で指定される規定値１２（Hex）を追記する。

以下、図４のフローチャートに基づいて、データ領域９のデータ書き換え方法を説明する。この制御は、主としてプログラム領域８に格納されたプログラムをＣＰＵコアである主制御部６が実行することによってなされる。主制御部６は、まず、データの更新があるか否かを判定する。例えば、荷重センサ２のゼロ点情報に変更が必要と判断した場合には、データ更新有りと判定する。

続いて、ブロック２の管理エリアを検索し、データエリア１に所属する各データセルに対応する部分に格納された値を読み出す（＃０１）。そして、データセル番号１〜８の何れかに対応する規定値が格納されているか否かを判定する（＃０２）。つまり、データエリア１に所属するデータセルであるから、規定値は夫々１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８（Hex）であり、この何れかが含まれているか否かを判定する。この何れかが含まれていなければ、ブロック２はまだ、消去後の初期状態であると言える。従って、データの更新処理はブロック１に対して行うものと判断し、以下処理＃Ａを実行する。このような記録対象となる独立領域を選定する工程が、領域選定工程である。

領域選定工程に続いて処理＃Ａに入ると、まず、検索工程を実施し、更新処理対象ブロック（この場合は、ブロック１）の管理エリアを検索する。更新の必要なデータがどのデータセル番号に属するかは、既知であるから、この更新するデータに対応したデータセル番号の規定値が記録されているか否かを検索する。例えば、更新の必要なデータがデータセル４に属するものであるとすれば、データエリア１のデータセル４、データエリア２のデータセル４、データエリア３のデータセル４、データエリア４のデータセル４に対応した規定値である１４、２４、３４、４４（Hex）が記録されているか否かを検索する。そして、最新のデータが記録されているデータセルを特定する（＃０３）。

本実施形態においては、データエリア１、２、３、４の順に使用していくように制御されている。従って、最も古いデータはデータエリア１に最も新しいデータはデータエリア４に記録されることになる。即ち、管理エリアに規定値１４（Hex）しか記録されていなければ、最新のデータはデータエリア１に記録されているものということになる。また、規定値１４、２４、３４（Hex）が記録されていれば、最新のデータはデータエリア３に記録されているものということになる。

尚、データ領域９の夫々の独立領域に管理エリアを設けていないような場合では、直接対象となるデータセルのデータを読み出して、記録済か否かを確認すればよい。上述したように、初期化後の記録内容はＦＦ（Hex）となっているので、これ以外の値が記録されているか否かによって、記録済みかどうかを判定することができる。

このようにして最新のデータが記録されているデータエリアの番号を見つけると、次にそれが最も書き込みの優先順位の低いデータエリアであるか否かを判定する。本実施形態では、データエリアを４つ有しており、１番から４番への順に使用している。従って、最新のデータが記録されているデータエリアが４であるか否かを判定する（＃０４）。

データエリアの番号が４ではなかった場合は、最新データが記録されているデータエリアの次のデータエリアの対象データセルに更新値を記録する（＃４１）。例えば、処理＃０３で最新のデータはデータエリア３に記録されていると判定していた場合は、更新値は、データエリア３の次のデータエリア４に記録される。これは、これまで使用してきたデータ領域９の独立領域（この場合はブロック１）への更新値を追記する追記工程である。

そして、次に管理エリアの該当箇所に規定値を追記する（＃５１）。この場合、データエリア４のデータセル４に記録したので、規定値は４４となり、これを管理エリアに追記する。これは、上記センサ２のゼロ点情報のデータを記録する肯定と区別し、管理情報記録工程と呼ぶ。

一方、処理＃０４でデータエリアの番号が４であった場合は、既にデータセル４に関しては、ブロック１内の書き込み可能な場所を使いきっていたということになる。そこで、更新するデータをもう一つのブロック（この場合はブロック２）の先頭データエリアであるデータエリア１の対象データセル（この場合はデータセル４）に書き込む（＃４２）。これは、上述した追記工程と区別して、書込工程と呼ぶ。

次に、他の全てのデータ、即ちデータセル１、２、３、５、６、７、８に関して、管理エリアを検索し、規定値が記録されている最新データエリアを特定する（＃５２）。夫々のデータに対する最新データが記録されたデータエリアを特定すると、各データの最新データを特定した夫々のデータエリアから読み出して、もう一つのブロック（この場合はブロック２）のデータエリア１の該当データセルに転記する（＃６２、転記工程）。

この転記が終わると、あるいは並行して、ブロック２の管理エリアの該当箇所に規定値を記録する（＃７２、管理情報記録工程）。

ブロック２への転記が終わると、ブロック１はブロッククリア処理を実施される。即ち、記録内容を全て消去されて、初期化される（＃８２）。以後、ブロック２を用いて同様の処理が実施され、以降、ブロック１とブロック２とが交互に使用される。

〔第二実施形態〕
不揮発性のメモリへの記録は、上記の例のように繰り返し更新が必要とされるものばかりとは限らない。例えば、ＥＣＵ１の製造番号やプログラムバージョン、車両の車検回数、点検回数、工場出荷から所定の時期（例えば納品）までのエンジン始動回数等、５０〜１００回程度の追記までしか必要のないものもある。そこで、図５に示すように、管理エリアによって管理されず、単に追記のみされていく用途に用いる領域も管理対象外データエリアとして設けた。この管理対象外データエリアは、規定値等を設けて管理エリアで管理されないが、既に記録済か、初期化状態かは記録されたデータの有無で容易に判断できる。また、既に記録されたデータが記録されたアドレスの次のアドレスを指定するだけで、次の記録場所を探すことも容易である。

このような管理対象外データエリアを設けた場合の処理の流れを図６に示す。基本的な流れは、既に説明した第一実施形態と同様であるので説明を省略する。第二実施形態では、処理＃０３に先立ち、更新データが管理対象外データエリアに記録されるデータであるか否かを判定する（＃２１、管理対象判定工程）。

ここで、管理対象外データエリアに記録されるデータでないと認定された場合は、第一実施形態と同様の処理となる。一方、管理対象外データエリアに記録されるデータであると認定された場合には、管理対象外データエリアの書き込み部分を確認し、書き込み部分の次の部分に更新データを追記する（＃２２）。

また、上述した管理対象データの処理の途上で、転記工程が実施され、ブロック間の移動を伴うような場合には、管理対象外データエリアに記録されているデータは丸ごと、他方のブロックへ転記される。管理対象データと異なり、データは連続し、まとまった場所に記録されているので、一括して転記される。この転記処理は、＃６２の処理（転記工程）と共に実施してもよいし、＃８２の一括消去の直前に独自の処理として行ってもよい。

以上説明したように、本発明によって、電源供給が絶たれた状態でも補正や校正用データを保持可能で、保持したデータを高速且つ耐ノイズ性に優れた条件で読出して実動作時の制御に使用可能な車両の乗員検出装置を提供することができる。

本発明は、車両用シートの荷重を検出し、検出された荷重データに基づいて車両用シート上の乗員の判別を行う車両の乗員検出装置に適用することができる。また、乗員毎のシートポジションを記憶する装置にも適用でき、バッテリー交換よっても、記録内容を保持することができる。さらに、キーレスシステムのような各キー毎にＩＤが必要なシステムにも適用することができる。

本発明の実施形態に係る車両の乗員検出装置のシステム構成を示すブロック図 本発明の実施形態に係る車両の乗員検出装置の各部の配置を示す模式図 図１のデータ領域の詳細な構成を示す説明図 図３のデータ領域のデータの書き換え方法を説明するフローチャート 図１のデータ領域の詳細な構成を示す第二の例を示す説明図 図５のデータ領域のデータの書き換え方法を説明するフローチャート

符号の説明

１ ＥＣＵ（制御装置）
２ センサ（荷重検出装置）
５ マイクロプロセッサ（半導体素子）
６ 主制御部（主制御手段）
８ プログラム領域（第一記憶手段）
９ データ領域（第二記憶手段）

Claims (4)

1. 車両用シートの荷重を検出する荷重検出装置と、この荷重検出装置から入力される荷重データに基づいて乗員の判別を行う制御装置とを備えた車両の乗員検出装置であって、
   前記制御装置は、前記荷重検出装置からの出力に基づいて前記車両用シートの荷重を演算する主制御手段と、この主制御手段が実行するプログラムを格納する第一記憶手段と、前記荷重検出装置による検出荷重の基準を定める検出基準値を格納する第二記憶手段と、を一つの外囲器内に封入した半導体素子で構成され、
   少なくとも前記第二記憶手段を、電気的に書換え可能な不揮発性の記憶素子で構成し、前記荷重検出装置の検出基準値を更新可能とする車両の乗員検出装置。
2. 前記記憶素子は、未記録部への追記、又は所定の領域の記憶内容を一括消去した後に再記録することにより、書き換え可能である請求項１に記載の車両の乗員検出装置。
3. 前記第二記憶手段は、さらに複数の区画に分割され、この区画毎に一括消去後に再記録可能な記憶手段であり、前記検出基準値の更新により、一つの区画に追記ができなくなった場合には、最新の前記検出基準値を別の区画に記録すると共に、前記一つの区画を一括消去する請求項２に記載の車両の乗員検出装置。
4. 前記検出基準値は、前記車両用シート上に乗員が存在しない無負荷状態における前記荷重検出装置の出力を定める値である請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の乗員検出装置。
   

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