JP2007047035A - 乗員判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、乗員の誤判定を防止し、乗員判定の精度を向上させる乗員判定装置の提供を目的とする。
【解決手段】 車両シートの座面に作用する荷重を検出する荷重センサと、荷重センサの検出データの高周波成分を除去するフィルタ処理を行うフィルタ手段と、フィルタ処理後の荷重センサの検出データと乗員判定閾値に基づいて乗員判定を行う乗員判定手段とを備え、乗員の誤判定を防ぐために所定の条件が成立すると乗員判定閾値を通常用判定閾値から閾値の小さい乗員判定保持用閾値に切り替える乗員判定装置において、フィルタ処理前の荷重センサの検出データが乗員判定保持用閾値より小さい値αを下回った場合には、乗員判定閾値を乗員判定保持用閾値から通常用判定閾値に戻す乗員判定装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両シートに作用する荷重に基づき乗員を検出する乗員検出センサを備え、乗員検出センサの検出データに基づいて乗員判定を行う乗員判定装置に関する。

従来から、荷重センサの出力荷重値にフィルタ処理を施した検出荷重値に基づき大人若しくは子供の乗員判定を行い、大人及び子供のいずれか一方からいずれか他方への乗員判定の切り替えにヒステリシスを設定したことを特徴とする乗員判定装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この乗員判定装置は、現在の乗員判定状態が子供であるときに検出荷重値が所定の第１判定閾値を超えたとき乗員判定状態が大人に切り替わり、現在の乗員判定状態が大人であるときに検出荷重値が第１判定閾値よりも小さい所定の第２判定閾値を下回ったときに乗員判定状態が子供に切り替わることによって（つまり、ヒステリシスを設定していることによって）、乗員判定状態が頻繁に切り替わることを防止している。
特開２００４−１８２００５号公報

上述の特許文献１をはじめとする従来技術は、センサの出力値にフィルタ処理を施した検出荷重値に基づいて乗員判定を行うことによって、ノイズ等の影響を除外し、乗員判定を誤って行うことを防いでいる。しかしながら、シートに座る人が大人から子供にすばやく入れ代わった場合には、検出荷重値が上記のフィルタ処理のためにヒステリシスの範囲内に収まってしまうことがある。したがって、例えば、大人から子供にすばやく入れ代わった場合に検出荷重値が第２判定閾値を下回らないため、シート上の乗員が子供であるにもかかわらず大人と誤判定してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、乗員の誤判定を防止し、乗員判定の精度を向上させる乗員判定装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一局面によれば、
車両シートの座面に作用する荷重に基づき乗員を検出する乗員検出センサと、
前記乗員検出センサの検出データの高周波成分を除去するフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
フィルタ処理後の前記乗員検出センサの検出データを軽量クラスと重量クラスに区別することにより乗員判定を行う乗員判定手段とを有し、
前記乗員判定手段は、乗員判定状態が軽量クラスのときにフィルタ処理後の検出データが所定の第１の閾値以上になると乗員判定状態を重量クラスに切り替え、乗員判定状態が重量クラスのときにフィルタ処理後の検出データが第１の閾値より小さい所定の第２の閾値以下になると乗員判定状態を軽量クラスに切り替える乗員判定装置において、
フィルタ処理前の前記乗員検出センサの検出データを取得する取得手段と、
前記取得手段が第２の閾値以下のフィルタ処理前の検出データを取得した場合に第２の閾値を第１の閾値に近づくように大きくする閾値調整手段とを備えることを特徴とする乗員判定装置が提供される。

本局面によれば、フィルタ処理後の検出データが第２の閾値以下にならなくても、フィルタ処理前の検出データが第２の閾値以下になれば第２の閾値が第１の閾値に近づくように大きく調整される（つまり、ヒステリシスが小さくなる）。したがって、フィルタ処理後の検出データがフィルタ処理前の検出データに比べ減衰したとしても、「フィルタ処理後の検出データ」と「大きい値に調整された第２の閾値」との大小関係に基づいて乗員判定が行われることになるので、乗員の誤判定を防止し、乗員判定の精度を向上させることができる。なお、前記閾値調整手段は、前記取得手段が第２の閾値以下の検出データを取得した場合に第２の閾値を大きくして第１の閾値に一致させてもよい（つまり、ヒステリシスが無い状態にする）。

また、走行中はシート上の乗員が揺れ動く等の影響により乗員検出センサの検出データが変動してしまい、第２の閾値を上記のように大きく調整すると正確な乗員判定を行うことができないおそれがあるため、本局面において、乗降ドアの開閉を検出するドア開閉センサを備え、前記閾値調整手段は、乗降ドアが閉じているときには第２の閾値の調整を無効にすることが好ましい。

本発明によれば、乗員の誤判定を防止し、乗員判定の精度を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明の乗員判定装置が適用されるシステムの一例を示す車両断面図である。本実施例の乗員判定装置は、エアバッグシステムに適用している。乗員判定装置の主たる制御部は乗員検知ＥＣＵ（Electric Control Unit）２０であり、エアバッグシステムの主たる制御部はエアバッグＥＣＵ１２である。例えば、乗員判定装置が助手席に乗員が座っているか否かを検出することによって、助手席側のエアバッグの展開許否が判断される。また、乗員判定装置がシート１０に加わる荷重値や荷重分布を検出することによって、空席状態か否かを判断するとともに、空席状態でなければ大人が座っているのか子供が座っているのかを判断している。このように動作することによって、座っている乗員に合わせてエアバッグの展開方法（展開方向等）を変え、座っている乗員が適切に保護されるようにしている。

なお、本発明の乗員判定装置は、エアバッグシステムに適用した場合に限らず、それ以外のシステムと関係をもって別のシステムを実現することも可能である。例えば、本発明の乗員判定装置を空調制御システムに適用してもよい。乗員判定装置が乗員の着座状態をシート毎（運転席、助手席、後部座席等）に検出し、各シートの着座状態の検出結果を空調制御システムに取り込むことによって、送風すべきシートや送風の向きを制御することができる。

それでは、図１を参照しながら、本発明の乗員検知装置が適用されたシステムについて説明する。エアバッグＥＣＵ１２には、エアバッグモジュール１４及びインジケータ１６が接続されている。エアバッグモジュール１４及びインジケータ１６は、車両のインストルメントパネル１８に設けられている。エアバッグモジュール１４はエアバッグＥＣＵ１２から所定の作動信号が供給されることにより作動する。また、インジケータ１６はエアバッグＥＣＵ１２から所定の点灯信号が供給されることにより点灯する。エアバッグＥＣＵ１２は、エアバッグモジュール１４の作動が禁止されている場合に、インジケータ１６を点灯させる。

ドアカーテシスイッチ（ＳＷ）２８は、乗降ドアが開いているのか閉まっているのかを検出するセンサスイッチである。ドアカーテシＳＷは、各乗降ドアにそれぞれ設置されており、助手席乗降ドア用カーテシＳＷや運転席乗降ドア用カーテシＳＷ等がある。乗員検知ＥＣＵ２０はその検出情報に基づき乗降ドアの開閉状態を判断する。

乗員検知ＥＣＵ２０は、例えばシート１０の下に設けられ、シート１０上の乗員を検出する乗員検出センサである荷重センサ２２と接続している。荷重センサ２２は、例えばフィルム状の圧力センサであって、シート１０の内部に設けられている。この荷重センサ２２は、シート１０に荷重が加わることにより生ずる圧力を検出可能なセンシング部分を有し、そのセンシング部分の電気抵抗値が圧力によって変化する。荷重センサ２２は、その電気抵抗値の検出データを乗員検知ＥＣＵ２０に出力する。乗員検知ＥＣＵ２０は、荷重センサ２２の検出データに基づきセンシング部分の電気抵抗値変化を読み取ることによって、シート１０上の乗員の有無の検知やシート１０に加わる荷重値や荷重分布を検出することができる。

本実施例において、乗員検知ＥＣＵ２０は、シート座面に作用する荷重に基づいて、着座乗員の有無を判別すると共に、着座乗員をその体重に応じて重量クラス（例えば大人）及び軽量クラス（例えば子供）の２つのクラスにクラス分けする。そして、例えば、着座乗員が存在しない場合（または、着座乗員が存在しない場合かつ着座乗員が軽量クラスである場合）にはエアバッグＥＣＵ１２に向けてエアバッグ作動禁止信号を送信することにより、エアバッグモジュール１４の作動を禁止し、着座乗員が重量クラスである場合にはエアバッグＥＣＵ１２に向けてエアバッグ作動許可信号を送信することによりエアバッグモジュール１４の作動を許可する。

着座乗員をその体重に応じてクラス分けする手法として、シート座面に作用する荷重と所定の乗員判定閾値との大小関係に基づいて、重量クラスであるか軽量クラスであるかを判断することが考えられる。しかしながら、かかる手法を採用すると、ドアにもたれかかる等の着座姿勢の変化や車両の走行振動等によってシート座面に作用する荷重が変化するため、エアバッグモジュール１４の作動許可／不許可状態が頻繁に変化してしまうことがある。特に、乗員判定閾値近傍の体重を有する乗員が着座した場合にはその現象が顕著に現れやすくなる。この場合、インジケータ１６が頻繁に点滅してしまうと、乗員に不安感を与えてしまう。

そこで、エアバッグモジュール１４の作動許可／不許可が頻繁に変化すること、つまり、着座乗員のクラス分け結果が頻繁に変化することを防止するために、乗員検知ＥＣＵ２０は、乗員判定閾値に第１の閾値ＴＨ１及び第２の閾値ＴＨ２からなるヒステリシスを設けている（ＴＨ１＞ＴＨ２）。乗員検知ＥＣＵ２０は、荷重センサ２２の検出データと第１の閾値ＴＨ１（例えば３０ｋｇｆ）と第２の閾値ＴＨ２（例えば２０ｋｇｆ）を用いて、着座乗員が重量クラスであるか軽量クラスであるかを判定する。

例えば、イグニッションスイッチがオンされた時点での荷重センサ２２の検出データが第１の閾値ＴＨ１以上である場合に重量クラスと判定され、第１の閾値ＴＨ１未満である場合に軽量クラスと判定される。着座乗員が重量クラスであると判定された場合は、検出データが第２の閾値ＴＨ２以下になる前まで、その判定が維持される。そして、検出データが第２の閾値ＴＨ２を以下になると、クラス分けは軽量クラスへと変更される。

同様に、イグニッション・オン時に軽量クラスと判断された場合、及び、上記の如く、重量クラスから軽量クラスへクラス分けが変更された場合は、その後、検出データが第１の閾値ＴＨ１以上になる前まで、軽量クラスの判定が維持される。そして、検出データが第１の閾値ＴＨ１以上になると、クラス分けは重量クラスへ変更される。

このように、重量クラスと判定された場合は検出データが第２の閾値ＴＨ２以下になる前まで、また、軽量クラスと判定された場合は検出データが第１の閾値ＴＨ１以上になる前まで、それぞれ、現在のクラスが維持される。このため、着座乗員の着座姿勢の変化や車両の走行振動等により検出データが変動した場合にも、クラス分け結果が頻繁に変化することはない。

なお、上述の第１の閾値ＴＨ１と第２の閾値ＴＨ２の設定方法は、固定の乗員判定閾値として両方とも予め設定するようにしてもよいし、乗員判定閾値として「通常用閾値」を最初に設定しておき、クラス分け結果が頻繁に変化することがないように、クラス判定が確定後に乗員判定閾値として「乗員判定保持用閾値」を改めて設定しなおすようにしてもよい（通常用閾値が第１の閾値ＴＨ１に相当し、乗員判定保持用閾値が第２の閾値ＴＨ２に相当する）。例えば、所定の条件が成立すると（着座乗員のクラス判定が重量クラスと確定した時から所定時間経過後）、乗員の誤判定を防ぐために通常用判定閾値から閾値の小さい乗員判定保持用閾値に切り替わる。

ところで、実際には、乗員検知ＥＣＵ２０は、制御上の誤作動を防ぐため、ノイズ等の影響を除外するフィルタ処理を行っている。つまり、荷重センサ２２の検出データにノイズ除去をするためのフィルタ処理を施したデータに基づいて、着座乗員が重量クラスであるか軽量クラスであるかを判定している。ノイズ等の高周波成分を検出データから除去するフィルタ処理には、周知の技術として、プログラムによるソフトウェア的なローパスフィルタ処理（なまし処理）や電子回路によるハードウェア的なローパスフィルタ処理がある。このようなフィルタ処理を荷重センサ２２の検出データに対して行うと、検出データが減衰する（なまる）ことによって、ノイズ等が除去される。

しかしながら、シート１０に座る乗員が大人から子供にすばやく入れ代わった場合には、例えばノイズ除去能力を強くするために、フィルタ処理によるなまし度合が高いと、荷重センサ２２のフィルタ処理後の検出データが第１の閾値ＴＨ１と第２の閾値ＴＨ２の間に収まってしまうことがある。例えば、シート１０がベンチ型シートの場合にこのような現象が顕著に現れやすい。一例として、ベンチ型シートに大人と子供が隣り合わせで座っており、かつ、大人が乗降ドアに近い側に座っているという状況において、大人が乗降ドアから降りた後に子供がいままで大人が座っていた位置に座りなおすというケースが挙げられる。

図２は、シート１０に座る乗員が大人から子供にすばやく入れ代わった場合の荷重センサ２２のフィルタ処理前後の検出データを示す波形図である。大人から子供に入れ代わる間に一瞬の空席状態が生まれることが示されている。大人が座る状態から空席状態になる瞬間や空席状態から子供が座る状態になる瞬間では、フィルタ処理前の検出データ波形ａには、オーバーシュートやアンダーシュートが生じる。例えば、大人が反動をつけて車両から降りたり、子供が軽く飛び跳ねて座りなおしたりするからである。一方、フィルタ処理後の検出データ波形ｂは、フィルタ処理前の検出データ波形ａに対し、なまるため、大人が降車して素早く子供が座りなおすと、図２で示されるように第２の閾値ＴＨ２以下にならないことがある。その結果、乗員検知ＥＣＵ２０は、フィルタ処理後の検出データが第２の閾値ＴＨ２以下にならないため、シート上の乗員が子供であるにもかかわらず大人と誤判定してしまうおそれがある。

そこで、本発明の乗員判定装置は、乗員の誤判定を防止し、乗員判定の精度を向上させるため、以下のように動作する。図３は、本実施例の乗員検知ＥＣＵ２０が実行する乗員判定閾値を調整するためのフローである。

乗員検知ＥＣＵ２０が、乗員判定閾値情報を参照し（ステップ１０）、自身の演算で現在設定されている乗員判定閾値が通常用閾値（第１の閾値ＴＨ１）か乗員判定保持用閾値（第２の閾値ＴＨ２）かを判定する（ステップ１２）。乗員判定保持用閾値の場合、乗員検知ＥＣＵ２０は乗降ドアのカーテシＳＷ２８の情報を取得し（ステップ１４）、乗降ドアが開いているか閉まっているかを判定する（ステップ１６）。乗降ドアが開いている場合には、乗員検知ＥＣＵ２０は、荷重センサ２２のフィルタ処理前の検出データを取得し（ステップ１８）、フィルタ処理前のデータについて、乗員判定保持用閾値ＴＨ２以下の所定値α（例えば、ＴＨ２＝２０ｋｇｆとするならば、α＝１０ｋｇｆ）未満の値が検出されるか否かを判定する（ステップ２０）。フィルタ処理前のデータについて所定値α未満の値が検出された場合、乗員検知ＥＣＵ２０は、乗員判定閾値を上げるため、自身の演算で現在設定されている乗員判定閾値を乗員判定保持用閾値ＴＨ２から通常用閾値ＴＨ１（例えば、ＴＨ１＝３０ｋｇｆ）に切り替える（ステップ２２）。ステップ２２を別な言い方をするならば、フィルタ処理前のデータについて所定値α未満の値が検出された場合、乗員検知ＥＣＵ２０は、乗員の誤判定を防ぐために通常用判定閾値ＴＨ１から乗員判定保持用閾値ＴＨ２に切り替えた乗員判定閾値を乗員判定保持用閾値ＴＨ２から通常用閾値ＴＨ１に戻すと表現することができる。

一方、ステップ１２において乗員判定閾値が乗員判定保持用閾値ではない場合、または、ステップ１６において乗降ドアが閉じている場合、または、ステップ２０においてフィルタ処理前のデータについて所定値α未満の値が検出されない場合、乗員検知ＥＣＵ２０は、ステップ２２のような乗員判定閾値の切り替えは実施しない。

なお、上述の所定値αを乗員判定保持用閾値ＴＨ２以下の適当な値に設定することによって、シート１０に座る乗員が大人から子供に入れ代わった場合、フィルタ処理後の検出データが乗員判定保持用閾値ＴＨ２以下にならないためにシート１０上の乗員を大人と誤判定してしまうような状況であっても、シート１０に座る乗員が大人から子供に入れ代わったことを検出できるようになる。上述の図２のフィルタ処理前の検出データ波形ａで示されるように、子供が座った状態になる前には必ず空席状態が存在する、つまり子供が座っている状態での検出データより小さいデータがシート１０に座る乗員が大人から子供に入れ代わる場合に必ず検出される。そのため、フィルタ処理前の検出データと上記のように設定された所定値αの大小関係を比較することによって、シート１０に座る乗員が大人から子供に入れ代わったことが検出可能となる。

図３のフローが終了後に、乗員検知ＥＣＵ２０は、通常の乗員判定ルーチンを実行する。すなわち、乗員検知ＥＣＵ２０は、図３のフローに従って設定された乗員判定閾値に基づき、フィルタ処理後の検出データを軽量クラスと重量クラスに区分することにより乗員判定を行う。したがって、本実施例によれば、乗員の誤判定を防止し、乗員判定の精度を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

上述した実施例においては、荷重センサ２２によって圧力値や荷重値等を検出した場合について説明しているが、歪み量を検出した場合についても、本発明を実現することは可能である。例えば、図４に示されるように、歪み量を検出するセンサをシート１０下部の四隅に備える。左右のシートレール３０には、左右一対の前側センサブラケット３２及び後側センサブラケット３４を介して、シート１０のシートクッション１０Ａ及びシートバック１０Ｂを支持するシートフレーム３５が所定の間隔をおいて連結されている。

前側センサブラケット３２には、それぞれ乗員検出センサとしてのフロント右側荷重センサ３８及びフロント左側荷重センサ３６が貼り着けられ、後側センサブラケット３４には、リヤ右側荷重センサ４２及びリヤ左側荷重センサ４０が貼り着けられている。フロント右側荷重センサ３８、フロント左側荷重センサ３６、リヤ右側荷重センサ４２及びリヤ左側荷重センサ４０は、例えば歪みゲージなどの歪み検出素子を備えており、シートクッション１０Ａにかかる荷重に応じて前側センサブラケット３２及び後側センサブラケット３４の歪み量を電気的に検出可能なようになっている。荷重センサ３６，３８，４０，４２は、その検出データを乗員検知ＥＣＵ２０に出力する。そして、上記実施例と同様に、乗員検知ＥＣＵ２０は、荷重センサ３６，３８，４０，４２の検出データに基づき歪み量を読み取ることによって、シート１０上の乗員の有無の検知やシート１０に加わる荷重値や荷重分布を検出することができる。

また、上述の内容によれば、乗降ドアが閉じているときにはシート１０上での乗員のすばやい入れ替えは行われないとして、乗員判定の誤動作を防ぐという意味でも、乗員判定閾値の切り替えを実施しないようにしているが、同様に、車速センサにより検出される車速がゼロ以外のときにはシート１０上での乗員のすばやい入れ替えは行われないとして、乗員判定閾値の切り替えを実施しないようにしてもよい。

また、上述の実施例のように大人判定から子供判定へ切り替わる場合に限らず、子供判定から大人判定へ切り替わる場合にも、同様の手法で、乗員判定閾値を調整することは可能である。

本発明の乗員判定装置が適用されるエアバッグシステムの一例を示す車両断面図である。 シート１０に座る乗員が大人から子供にすばやく入れ代わった場合の荷重センサ２２のフィルタ処理前後の検出データを示す波形図である。 本実施例の乗員検知ＥＣＵ２０が実行する乗員判定閾値を調整するためのフローである。 図１と異なる乗員検知センサの配置場所を示す図である。

符号の説明

１０ シート
１２ エアバッグＥＣＵ
２０ 乗員検知ＥＣＵ
２２ 荷重センサ（乗員検知センサ）
２８ カーテシスイッチ
３２ 前側センサブラケット
３４ 後側センサブラケット
３６ フロント左側荷重センサ
３８ フロント右側荷重センサ
４０ リヤ左側荷重センサ
４２ リヤ右側荷重センサ

Claims (3)

1. 車両シートの座面に作用する荷重に基づき乗員を検出する乗員検出センサと、
   前記乗員検出センサの検出データの高周波成分を除去するフィルタ処理を行うフィルタ手段と、
   フィルタ処理後の前記乗員検出センサの検出データを軽量クラスと重量クラスに区別することにより乗員判定を行う乗員判定手段とを有し、
   前記乗員判定手段は、乗員判定状態が軽量クラスのときにフィルタ処理後の検出データが所定の第１の閾値以上になると乗員判定状態を重量クラスに切り替え、乗員判定状態が重量クラスのときにフィルタ処理後の検出データが第１の閾値より小さい所定の第２の閾値以下になると乗員判定状態を軽量クラスに切り替える乗員判定装置において、
   フィルタ処理前の前記乗員検出センサの検出データを取得する取得手段と、
   前記取得手段が第２の閾値以下のフィルタ処理前の検出データを取得した場合に第２の閾値を第１の閾値に近づくように大きくする閾値調整手段とを備えることを特徴とする乗員判定装置。
2. 前記閾値調整手段は、前記取得手段が第２の閾値以下の検出データを取得した場合に第２の閾値を大きくして第１の閾値に一致させる、請求項１記載の乗員判定装置。
3. 乗降ドアの開閉を検出するドア開閉センサを備え、
   前記閾値調整手段は、乗降ドアが閉じているときには第２の閾値の調整を無効にする、請求項１または２記載の乗員判定装置。

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