JP2006298039A - Occupant seating posture detection system and seat for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、乗員着座姿勢検出システムおよび自動車用の座席に関し、詳しくは、自動車の座席に着座した乗員姿勢が、正常姿勢か、窓より姿勢か、前かがみか等の着座姿勢を検出するもので、該検出データを衝突時において乗員を保護するエアバックの動作制御等に利用するものである。 The present invention relates to an occupant seating posture detection system and an automobile seat, and more specifically, to detect a seating posture such as whether the occupant posture seated on the car seat is a normal posture, a posture from a window, or a forward bending, The detected data is used for operation control of an air bag for protecting an occupant at the time of a collision.
従来、自動車に搭載されたエアバックシステムにおいて、乗員の安全性確保等の観点から乗員の着座姿勢に応じた最適なエアバック展開技術の開発が課題となっている。特に、助手席の乗員は運転者に比べて姿勢の変化が大きくなる傾向にあり、着座姿勢を簡単かつ正確に把握できることが望まれる。
例えば、特表2002−512145号公報、特開2002−114127号公報、特開平9−66796号公報等では、車室内のルーフやインストルメントパネル等の乗員周りに超音波センサ等を複数設置して、乗員の着座姿勢をセンシングしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an airbag system mounted on an automobile, development of an optimal airbag deployment technique corresponding to the seating posture of the occupant has been a problem from the viewpoint of ensuring the safety of the occupant. In particular, passengers in the passenger seat tend to have a greater change in posture than the driver, and it is desirable to be able to grasp the sitting posture easily and accurately.
For example, in Japanese Translation of PCT International Publication No. 2002-512145, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-114127, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-66796, etc., a plurality of ultrasonic sensors and the like are installed around a passenger such as a roof or an instrument panel in a vehicle interior. , Sensing the sitting posture of the occupant.
しかしながら、前記公報の技術では、車室内の座席近傍にセンサを張り巡らせる必要があるため、自動車の組立工数が増大して製造効率を低下させる問題がある。また、乗員の前方や上方からセンシングを行うと、乗員が荷物を持っていた場合に姿勢の誤検知してしまう可能性があるという問題もある。
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、自動車の製造効率を低下させずに、誤検知の少ない着座姿勢検出を可能にすることを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to detect a seating posture with few false detections without reducing the manufacturing efficiency of an automobile.
前記課題を解決するため、本発明は第1に、自動車の座席に着座した乗員の着座姿勢を検出するためのシステムであって、
前記座席の背もたれ部側で、少なくとも着座する乗員の左右両側部と対応する位置に設けた乗員検知センサと、
前記乗員検知センサの出力値の左右バランスあるいは/および出力強度より前記乗員の着座姿勢を判断する着座姿勢判定手段とを備えていることを特徴とする乗員着座姿勢検出システムを提供している。
In order to solve the above problems, the present invention firstly is a system for detecting a sitting posture of an occupant seated in a car seat,
An occupant detection sensor provided at a position corresponding to at least the left and right sides of the seated occupant on the backrest side of the seat;
An occupant seating posture detection system is provided, comprising: a seating posture determination unit that determines a seating posture of the occupant from a left / right balance of output values of the occupant detection sensor and / or output intensity.
前記構成とすると、着座姿勢を検知するための乗員検知センサを座席に組み込んでいるので車両組立工程においては、従来どおりの座席の組付け作業と同一の作業工数でよく(センサの出力を車体側にコネクタ接続する必要があるが、現状の多くの座席にはコネクタが既に存在しているため作業量は増えない)、製造効率の低下を防ぐことができる。また、センサにより乗員を背後から検出しているので、乗員が荷物などを膝に載せていたとしても着座姿勢を正しく検出することができ、誤検出を防止することができる。 With the above configuration, since an occupant detection sensor for detecting the seating posture is incorporated in the seat, the same number of work steps as in the conventional seat assembly work can be used in the vehicle assembly process (the output of the sensor on the vehicle body side). It is necessary to connect the connector to a large number of seats. However, since the connector is already present in many current seats, the amount of work does not increase. Further, since the occupant is detected from behind by the sensor, the sitting posture can be detected correctly even if the occupant puts luggage on the knee, and erroneous detection can be prevented.
センサ出力値の左右バランスあるいは/および出力強度と着座姿勢との対応関係の内容は、たとえば左右一対のセンサが用いられた場合を考えると、右側センサの出力強度が低くかつ左側センサの出力強度が高い場合には、乗員が左寄りに着座していると判断するとよい。右側センサの出力強度が高くかつ左側センサの出力強度が低い場合には、乗員が右寄りに着座していると判断するとよい。右側センサの出力強度と左側センサの出力強度の両方が低い場合には、乗員が前傾して着座していると判断するとよい。右側センサの出力強度と左側センサの出力強度の両方が高い場合には、乗員が正しく背もたれ部にもたれて着座していると判断するとよい。 The right / left balance of the sensor output values or / and the correspondence between the output intensity and the seating posture are, for example, when a pair of left and right sensors are used, the output intensity of the right sensor is low and the output intensity of the left sensor is If it is high, it may be determined that the occupant is seated to the left. If the output intensity of the right sensor is high and the output intensity of the left sensor is low, it may be determined that the occupant is seated to the right. When both the output intensity of the right sensor and the output intensity of the left sensor are low, it may be determined that the occupant is seated in a forward tilt. If both the output intensity of the right sensor and the output intensity of the left sensor are high, it may be determined that the occupant is seated correctly leaning against the backrest.
以上の着座姿勢判断のために、前記着座姿勢判定手段は、前記乗員検知センサの出力値の左右バランスあるいは/および出力強度と着座姿勢との関係を記憶したデータベースを有し、前記乗員検知センサ出力データに基づいて前記データベースを参照して着座姿勢を求めていると好ましい。 For the above-described sitting posture determination, the seating posture determination means has a database that stores the right / left balance of output values of the occupant detection sensor or / and the relationship between the output intensity and the seating posture, and outputs the occupant detection sensor. It is preferable that the sitting posture is obtained by referring to the database based on the data.
前記乗員検知センサは、前記左右両側部に対応する位置に個別に取り付けられた複数のセンサ、あるいは該左右両側部に対応する位置を連続する1個のラインセンサからなると好ましい。 It is preferable that the occupant detection sensor includes a plurality of sensors individually attached at positions corresponding to the left and right side portions, or a single line sensor continuing at positions corresponding to the left and right side portions.
即ち、左右毎に別々にセンサを設ければと少なくとも左右一対のセンサを設けるだけでよく、センサコストを低減することができる。その場合には、前記センサを背もたれ部の左右方向に3つ以上並べてセンサ数を増やせば、分解能が向上することで着座姿勢の判定精度が向上する。
一方、前記乗員検知センサを一体品のラインセンサとすれば、座席の製造工程においてセンサを背もたれ部に組み付ける際に、ワンタッチで取り付けることができ製造効率が向上する利点がある。
That is, if sensors are provided separately for the left and right, it is only necessary to provide at least a pair of left and right sensors, and the sensor cost can be reduced. In that case, if three or more sensors are arranged in the left-right direction of the backrest portion to increase the number of sensors, the resolution is improved and the accuracy of determining the sitting posture is improved.
On the other hand, if the occupant detection sensor is an integrated line sensor, there is an advantage that when the sensor is assembled to the backrest part in the seat manufacturing process, it can be attached with one touch and the manufacturing efficiency is improved.
前記乗員検知センサは、乗員のほぼ肩位置に対応する背もたれ部の上半分領域と、乗員のほぼ腰位置に対応する下半分領域に設けていると好ましい。
前記構成とすると、前記左右のセンサが背もたれ部の上半分領域に設けられることで、着座姿勢の変化を最も表しやすい乗員の肩付近を検知することができ、着座姿勢の判定精度を高めることができる。また、背もたれ部の下半分領域のセンサにより乗員の腰の前後位置を把握することが可能となると共に、着座の有無自体も検知することができる。
It is preferable that the occupant detection sensor is provided in an upper half region corresponding to the shoulder position of the occupant and a lower half region corresponding to the waist position of the occupant.
With the above configuration, the left and right sensors are provided in the upper half area of the backrest portion, so that it is possible to detect the vicinity of the occupant's shoulder that most easily represents a change in the sitting posture, and to improve the accuracy of the sitting posture determination. it can. Further, the front and rear positions of the occupant's waist can be grasped by the sensor in the lower half region of the backrest part, and the presence / absence of the seating itself can be detected.
前記乗員検知センサとして、レーザーセンサあるいは超音波センサからなる変位センサ、あるいは温度センサを用いていると好ましい。
なお、温度センサとしては、赤外線センサやサーミスタや集電型温度センサ等が好適に用いられる。
As the occupant detection sensor, it is preferable to use a displacement sensor or a temperature sensor composed of a laser sensor or an ultrasonic sensor.
As the temperature sensor, an infrared sensor, a thermistor, a current collecting type temperature sensor, or the like is preferably used.
本発明は第2に、前記乗員着座姿勢検出システムを備えた自動車用の座席であって、
前記背もたれ部に取り付ける前記乗員検知センサと接続される前記着座姿勢判定手段としてECUを備え、該ECUを座席内部に収容していると共に、該ECUと接続されて車体側の受信手段へ着座姿勢データを送信する外部接続手段を備えている自動車用の座席を提供している。
A second aspect of the present invention is an automobile seat provided with the occupant seating posture detection system,
An ECU is provided as the seating posture determination means connected to the occupant detection sensor attached to the backrest portion, the ECU is housed in the seat, and seating posture data is connected to the ECU and connected to the receiving means on the vehicle body side. Is provided with an external connection means for transmitting the vehicle.
前記構成とすると、センサ出力データと着座姿勢との対応関係を判定する着座姿勢判定手段となるECU(Electronic Control Unit)が座席内部に内蔵されているので、車体側の装備追加が抑制され、車両設計の負担を軽減することができる。 With the above configuration, since an ECU (Electronic Control Unit) serving as a seating posture determination means for determining the correspondence between the sensor output data and the seating posture is built in the seat, addition of equipment on the vehicle body side is suppressed, and the vehicle The design burden can be reduced.
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、着座姿勢を検知するための乗員検知センサを座席に予め組み込んでいるので車両組立工程においては、従来どおりの座席の組付け作業と同一の作業工数でよく、製造効率の低下を防ぐことができる。また、センサにより乗員を背後から検出しているので、乗員が荷物などを膝に載せていたとしても着座姿勢を正しく検出することができ、誤検出を防止することができる。 As is clear from the above description, according to the present invention, since the occupant detection sensor for detecting the seating posture is incorporated in the seat in advance, the vehicle assembly process is the same as the conventional seat assembly operation. The number of work steps is sufficient, and a reduction in manufacturing efficiency can be prevented. Further, since the occupant is detected from behind by the sensor, the sitting posture can be detected correctly even if the occupant puts luggage on the knee, and erroneous detection can be prevented.
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は第1実施形態の自動車用座席10を示し、乗員が着座する座部11と、座部11の後端側から上方に向けて傾動可能に立設された背もたれ部12と、背もたれ部12の上端に取り付けられたヘッドレスト13とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
背もたれ部12には、上半分領域において乗員の左右両側部と対応する位置に左右一対の変位センサ14、15(例えば、超音波変位センサやレーザ変位センサ等)をその検知面を乗員側に向けた状態で乗員当接面12a側に内蔵している。各変位センサ14、15の間の離反距離は150mm〜400mmとしている。背もたれ部12には、各変位センサ14、15からの出力を電線18、19を介して受信するECU16を備え、このECU16からの信号を出力する電線20の先端にコネクタ17を取り付けている。また、座部11の略中心には乗員の着座の有無を検知する荷重センサ26を内蔵し、ECU16と電線27を介して接続している。
The
ECU16は、図2に示すように、各変位センサ14、15および荷重センサ26からのアナログ出力をデジタル出力に変換するA/D変換部22、23、28と、センサ出力データと着座姿勢との関係を記憶したデータベース24と、A/D変換部22、23から出力されるセンサ出力データに基づいてデータベース24を参照して着座姿勢データを求める演算部23と、演算部23で算出された着座姿勢データをコネクタ17に出力する出力部25とを備えている。なお、コネクタ17には、ECU16や各センサ14、15、26の駆動用電源を供給する電力線(図示せず)も接続されている。
As shown in FIG. 2, the
次に、データベース24に記憶されたセンサ出力データと着座姿勢との関係について説明する。
図3に示すように、左側の変位センサ14と右側の変位センサ15の出力強度が略同一で両方とも基準値を下回っていない場合には「正常姿勢」と判定している。左側の変位センサ14の出力強度が基準値を下回っておらず右側の変位センサ15の出力強度が低下している場合には「窓寄りかかり姿勢」と判定している(なお、右ハンドル車の助手席を想定している)。左側の変位センサ14と右側の変位センサ15の出力強度が略同一で両方とも基準値を下回っている場合には「前傾姿勢」と判定している。左側の変位センサ14の出力強度が基準値を下回っており右側の変位センサ15の出力強度が更に低下している場合には「窓側斜め前姿勢」と判定している。
Next, the relationship between the sensor output data stored in the
As shown in FIG. 3, when the output intensities of the
なお、センサ14、15の出力強度の基準値は、乗員が座席10に着座したことが荷重センサ26で検知されるのをトリガーとして、その着座初期のセンサ出力値を基準値として設定する構成とするとよい。あるいは、予めデータベース24に実験値から取得された基準値を入力しておいてもよい。
In addition, the reference value of the output intensity of the
以上のようにして判定された座席10上の乗員の着座姿勢データはECU16からコネクタ17側へと送信される。なお、コネクタ17は車体側のケーブルと接続され、コネクタ17から出力された着座姿勢データはエアバック制御ECU(図示せず)などに送信される構成としている。
The sitting posture data of the passenger on the
以上の構成とすれば、変位センサ14、15を座席10に組み込んでいるので車両組立工程においては、従来どおりの座席10の組付作業と同一の作業工数でよく、製造効率の低下を防ぐことができる。また、変位センサ14、15により乗員を背後から検出しているので、乗員が荷物などを膝に載せていたとしても着座姿勢を正しく検出することができ、誤検出率が低減できる。
If it is set as the above structure, since the
なお、前記実施形態ではセンサ14、15に変位センサを採用しているが、温度センサ(赤外線センサやサーミスタや集電型温度センサ等)を採用してもよく、その場合にも変位センサと同様に図3の関係が成立する。即ち、図3中のセンサ出力値が大の場合は検出温度が高く乗員が温度センサに近接していると判断し、センサ出力値が小の場合は検出温度が低く乗員が温度センサから離反している判断するように置き換えばよい。(以下の他実施形態についても同様。)
In the above-described embodiment, displacement sensors are used for the
図4および図5は第2実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、背もたれ部12の下半分領域に変位センサ31を乗員側に向けて設定している点である。
即ち、本実施形態の自動車用座席30は、背もたれ部12の腰高さの中心位置に変位センサ31を追加することで、図5に示すように、乗員Hがお尻を前側にずらした状態で着座した姿勢まで検知することが可能となる。
また、下方の変位センサ31は背もたれ部12の下半分領域に設置されているため、どのような着座姿勢であってもほぼ乗員を検知することが可能であるので、第1実施形態の荷重センサ26の代わりに、着座の有無自体を検知することも可能となる。
なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
4 and 5 show a second embodiment.
The difference from the first embodiment is that the
That is, in the
Further, since the
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
図6は第3実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、4つの変位センサ14、15、41、42を左右方向に並設している点である。
即ち、本実施形態の自動車用座席40は、変位センサ14、15、41、42の数を3つ以上に増加させているので分解能を向上させることができ、着座姿勢の判定精度を高めることができる。なお、センサの数はコスト等との兼ね合いで適宜決定するとよい。また、他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
FIG. 6 shows a third embodiment.
The difference from the first embodiment is that four
That is, since the number of the
図7は第4実施形態を示す。
第1実施形態との相違点は、ラインセンサからなる変位センサ51を左右に横断して設けている点である。
即ち、本実施形態の自動車用座席50は、背もたれ部12の上半分領域において複数の検知素子51aが左右方向に配列されるようにラインセンサからなる変位センサ51を検知面が乗員側となるように設置している。
前記構成とすると、検知素子51aの数に応じて分解能が向上するにも関わらず、センサ51の背もたれ部12への取り付けがワンタッチで可能となり、座席50の製造効率が向上する。なお、他の構成は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
FIG. 7 shows a fourth embodiment.
The difference from the first embodiment is that a
That is, in the
With the above configuration, although the resolution is improved according to the number of
10、30、40、50 自動車用座席
11 座部
12 背もたれ部
13 ヘッドレスト部
14、15 変位センサ(乗員検知センサ)
16 ECU(着座姿勢判定手段)
17 コネクタ(外部接続手段)
24 データベース
10, 30, 40, 50
16 ECU (sitting posture determination means)
17 Connector (External connection means)
24 database
Claims (6)
前記座席の背もたれ部側で、少なくとも着座する乗員の左右両側部と対応する位置に設けた乗員検知センサと、
前記乗員検知センサの出力値の左右バランスあるいは/および出力強度より前記乗員の着座姿勢を判断する着座姿勢判定手段とを備えていることを特徴とする乗員着座姿勢検出システム。 A system for detecting the sitting posture of a passenger seated in a car seat,
An occupant detection sensor provided at a position corresponding to at least the left and right sides of the seated occupant on the backrest side of the seat;
An occupant seating posture detection system comprising: a seating posture determination unit that determines a seating posture of the occupant from a left-right balance of output values of the occupant detection sensor and / or output intensity.
前記背もたれ部に取り付ける前記乗員検知センサと接続される前記着座姿勢判定手段としてECUを備え、該ECUを座席内部に収容していると共に、該ECUと接続されて車体側の受信手段へ着座姿勢データを送信する外部接続手段を備えている自動車用の座席。 A vehicle seat equipped with the occupant seating posture detection system according to any one of claims 1 to 5,
An ECU is provided as the seating posture determination means connected to the occupant detection sensor attached to the backrest portion, the ECU is housed in the seat, and seating posture data is connected to the ECU and connected to the receiving means on the vehicle body side. A seat for an automobile provided with an external connection means for transmitting.
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