JP2008132928A - 着座センサ - Google Patents

Abstract

【課題】荷物が載置されたことにより、乗員が着座したと誤検知することを防止する着座センサを提供する。
【解決手段】車両シート２の背もたれ部２ａに１個以上のセンサセル１１、１２を配置する。このセンサセル１１、１２は、荷重を受けた場合に対向する２個の電極が当接して導通する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両シートに乗員が着座したことを検知するために用いる着座センサ、特に乗員などの荷重により導通するセンサセルを有する着座センサに関するものである。

着座センサとして、例えば特許文献１に開示されたものがある。特許文献１に開示された着座センサは、車両シートの座面部に配置されており、全て並列接続された複数のセンサセルを備えている。この着座センサでは、複数のセンサセルのうち１つのセンサセルが導通して、乗員が着座したと判定される。

しかし、この場合には、例えば、車両シートに荷物を載せた場合にも、何れかのセンサセルが導通するおそれがあるため、乗員が着座していると誤検知するおそれがある。

そこで、この問題を解決するために、特許文献２に開示された着座センサがある。当該着座センサは、車両シートの座面部に配置されており、座面部の車両前方に配置され直列接続された２個のセンサセルと、座面部の車両後方に配置され直列接続された２個のセンサセルとを備える。そして、車両前方に配置された２個のセンサセルと、車両後方に配置された２個のセンサセルは、並列に接続されている。この着座センサによれば、少なくとも前方または後方に配置された２個のセンサセルが同時に導通しなければ、乗員が着座したと判定されない。
特開平１０−３９０４５号公報 特開２００５−１５３５５６号公報

ところで、車両シートに載置される荷物、例えばハンドバックなどは、乗員に比べて非常に小さな質量である。従って、当該荷物が車両シートの座面部に均等な力がかかるように載置されるのであれば、センサセルが導通する可能性は低い。しかし、例えば、荷物が傾いた状態で座面部に載置されると、いわゆる片当たり状態となり、座面部の特定位置に大きな荷重がかかることがある。例えば、座面部のうち車両後方部分に大きな荷重がかかることになる。このような場合には、特許文献２に開示された着座センサであっても、車両後方の２個のセンサセルが同時に導通するため、荷物による誤検知のおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、荷物が載置されたことにより、乗員が着座したと誤検知することを防止する着座センサを提供することを目的とする。

（１）本発明の着座センサは、車両シートの背もたれ部に配置され、荷重を受けた場合に対向する２個の電極が当接して導通するセンサセルを備えたことを特徴とする。従来の着座センサは、車両シートの座面部に配置されていた。これに対して、本発明の着座センサは、車両シートの背もたれ部に配置している。

車両シートの座面部に荷物を載置する場合、必ず、当該荷物により座面部が荷重を受けることになる。しかし、当該荷物により背もたれ部が荷重を受ける可能性は、座面部に比べて非常に低い。従って、本発明によれば、荷物が車両シートに載置されたことにより、乗員が着座したと誤検知することを低減できる。

一方、車両シートに乗員が着座した場合には、乗員の背中部が車両シートの背もたれ部を押圧する。従って、本発明の着座センサにより、乗員が着座したことを検知することができる。

（２）また、センサセルは、背もたれ部の車両上下方向の中央部より車両上方に配置されるとよい。ここで、車両シートの座面部に荷物を載置する場合に、場合によっては、背もたれ部にもたれるような状態となることがある。ただし、車両シートの座面部に載置する荷物の多くは、背丈（高さ）の低い物である。これは、背丈の高い荷物は、例えば、車両のトランクルームに収容したり、車室内のフロア部分に載置したりするためである。そうすると、荷物により背もたれ部が荷重を受ける位置は、車両上下方向の中央部より車両下方である。つまり、本発明の着座センサによれば、センサセルが背もたれ部の車両上下方向の中央部より車両上方に配置されているため、背もたれ部にもたれる荷物によりセンサセルが荷重を受ける可能性が低い。従って、荷物が車両シートに載置され、背もたれ部にもたれるような状態となったとしても、乗員が着座したと誤検知することを低減できる。

ところで、人の背中部においては、臀部および肩甲骨部分が後方へ突出している。従って、車両シートの背もたれ部は、乗員の臀部および肩甲骨により大きな荷重を受けることになる。そこで、センサセルは、車両シートに着座した乗員の肩甲骨により荷重を受けるようにするとよい。しかし、人の座高は様々である。特に、大人の座高と子供の座高とでは、大きな差がある。ただし、座高の低い子供は、通常、チャイルドシートやジュニアシート等に着座することが義務づけられている。従って、本発明の着座センサによる検知の対象の乗員は、実質的に大人、または、大人とほぼ同等の身長の子供となる。つまり、これらの乗員の肩甲骨は、背もたれ部の車両上下方向の中央部より車両上方に位置する。従って、乗員の肩甲骨により荷重を受ける位置にセンサセルを配置することで、センサセルは、十分に大きな荷重を受けることができる。つまり、本発明の着座センサにより、乗員が着座したことを検知できる。

（３）また、センサセルが、背もたれ部の車両上下方向の中央部より車両上方に配置される場合には、以下のようにするとよい。すなわち、センサセルは、複数からなり、背もたれ部の車両左右方向の中央部から左側および右側にそれぞれ配置されるようにするとよい。背もたれ部は、乗員の肩甲骨により大きな荷重を受けることは上述したとおりである。そして、肩甲骨は、人の左右両側にある。つまり、背もたれ部が乗員により大きな荷重を受ける位置は、車両左右方向の中央部より左側の部位と右側の部位とになる。そこで、センサセルを背もたれ部の車両左右方向の中央部から左側および右側にそれぞれ配置することで、乗員の左右の肩甲骨によりそれぞれ荷重を受けることができる。

また、この場合、複数のセンサセルは、並列接続されるようにしてもよいし、直列接続されるようにしてもよい。

複数のセンサセルを並列接続する場合には、何れかのセンサセルが荷重を受けて、対向する２個の電極が導通することで、乗員が着座したと判定することになる。ここで、乗員の姿勢によっては、車両左右の何れかに向くように着座することが考えられる。このような場合であっても、車両左右の少なくとも一方のセンサセルが荷重を受けることができるので、乗員が着座したことを検知できる。

複数のセンサセルを直列接続する場合には、全てのセンサセルが荷重を受けて、対向する２個の電極が導通する場合にのみ、乗員が着座したと判定することになる。従って、荷物により、複数のセンサセルが同時に導通する可能性は非常に低い。つまり、荷物が車両シートに載置されたことにより、乗員が着座したと誤検知することをより確実に低減できる。

本発明の着座センサによれば、荷物が載置されたことにより、乗員が着座したと誤検知することを防止できる。

（１）第１実施形態
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。第１実施形態の着座センサ１について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、着座センサ１の平面図を示す。図２は、着座センサ１のセンサセル１１の部位の断面拡大図を示す。図３は、着座センサ１を車両シート２に搭載した状態の車両前方から見た図（車両上方から見た図）を示す。図４は、着座センサ１の回路構成図を示す。

図１に示すように、着座センサ１は、２個のセンサセル１１、１２と、コネクタ１３と、各センサセル１１、１２とコネクタ１３とを導通する導通部１４とから構成される。各センサセル１１、１２は、乗員や荷物などにより荷重を受けた場合に導通するスイッチとして機能する部分である。コネクタ１３は、導通部１４を介してセンサセル１１、１２に接続された２個の端子を備えており、車両に搭載される乗員検知ＥＣＵ（電子制御ユニット）に接続される。また、導通部１４は、コネクタ１３から直線状に一本延びるように形成される。そして、センサセル１１、１２が、直線状の導通部１４の先端部、および、導通部１４の中央部に、それぞれ配置されている。

この着座センサ１の具体的な断面構成について、図２を参照して説明する。図２に示すように、着座センサ１は、第一フィルム２１と、第二フィルム２２と、第一電極２３と、第二電極２４と、スペーサ２５とから構成されている。ただし、着座センサ１のうち、センサセル１１、１２の部位と導通部１４の部位とは、基本的な構成は共通するが、具体的な構成が多少相違する。そこで、センサセル１１、１２の部位と導通部１４の部位との差異を明確にしながら説明する。

第一フィルム２１は、センサセル１１、１２および導通部１４の外形をなしており、全体としては直線状に形成されている。この第一フィルム２１は、ＰＥＮ樹脂からなり、薄肉状に形成されている。この第一フィルム２１のうち先端側および中央部の部位、すなわちセンサセル１１、１２の部位は、ほぼ円形状からなる。第一フィルム２１のうち導通部１４の部位は、当該円形状の直径より小さな幅の線状に形成されている。そして、第一フィルム２１の基端部には、コネクタ１３が結合されている。第二フィルム２２は、第一フィルム２１と同じ材質且つ同形状からなる。そして、第二フィルム２２は、第一フィルム２１に対向して配置されている。この第二フィルム２２の基端部は、第一フィルム２１と同等、コネクタ１３に結合されている。

第一電極２３は、第一フィルム２１の一方面（図２の下面）に形成されている。つまり、第一電極２３は、第一フィルム２１と第二フィルム２２との間のうち、図２の上方に配置されている。この第一電極２３は、第一フィルム２１の一方面に接着された銀層２３ａと、銀層２３ａの表面を被覆するカーボン層２３ｂとからなる。そして、センサセル１１、１２の部位における第一電極２３は、円形状からなる第一フィルム２１の少なくとも中央部に形成されている。また、導通部１４の部位における第一電極２３は、形成する回路に応じて適宜配線されている。

第二電極２４は、第二フィルム２２のうち、第一電極２３に対向する側の面（図２の上面）に形成されている。つまり、この第二電極２４は、第一フィルム２１と第二フィルム２２との間のうち、図２の下方に配置されている。この第二電極２４は、第二フィルム２２の一方面に接着された銀層２４ａと、銀層２４ａの表面を被覆するカーボン層２４ｂとからなる。さらに、第二電極２４のカーボン層２４ｂは、第一電極２３から離隔して配置されている。そして、センサセル１１、１２の部位における第二電極２４は、円形状からなる第二フィルム２２の少なくとも中央部に形成されている。つまり、センサセル１１、１２の部位においては、第一電極２３と第二電極２４とが対向している。また、導通部１４の部位における第二電極２４は、形成する回路に応じて適宜配線されている。つまり、この導通部１４の部位における第一電極２３および第二電極２４は、センサセル１１、１２の部位における第一電極２３および第二電極２４と、コネクタ１３の両端子との間を、それぞれ導通している。

スペーサ２５の外形は、第一フィルム２１および第二フィルム２２と同じ外形形状からなる。ただし、スペーサ２５の幅方向中央部には、図１の破線にて示すように、全体に亘って、貫通形成されている。具体的には、スペーサ２５のうちセンサセル１１、１２の部位の当該貫通幅が、導通部１４の部位における当該貫通幅よりも広くなっている。このスペーサ２５は、ＰＥＴ樹脂からなり、薄肉状に形成されている。

そして、スペーサ２５は、第一電極２３と第二電極２４との間に介装されている。つまり、図２において、第一電極２３と第二電極２４とスペーサ２５により挟まれる空間が形成されている。ここで、上述したように、スペーサ２５のうちセンサセル１１、１２の部位の貫通幅が、導通部１４の部位における貫通幅よりも広くなっていることから、センサセル１１、１２における当該空間の幅（図２の左右方向幅）が、導通部１４における当該空間の幅よりも広くなっている。従って、当該空間が広いセンサセル１１、１２の部位においては、図２の上下方向の圧縮荷重を受けると、第一フィルム２１、第二フィルム２２、第一電極２３、第二電極２４が撓み変形して、第一電極２３と第二電極２４とが当接して、両電極２３、２４が導通する。つまり、センサセル１１、１２の部位において、圧縮荷重を受けると第一電極２３と第二電極２４とが導通する、いわゆるスイッチとして機能する。なお、導通部１４における当該空間は、空気逃がしの通路として機能する。つまり、導通部１４における当該空間は、センサセル１１、１２における当該空間が圧縮された場合における内部空気を逃がすためである。

次に、上述した着座センサ１を車両シート２に搭載した状態について、図３を参照して説明する。ここで、図３における薄塗部は、乗員が車両シート２に着座した場合に背もたれ部２ａが受ける荷重の範囲を示している。特に、図３の薄塗部のうち濃い部分の下側が、乗員の臀部に相当する部位であって、当該濃い部分の上側の左右２箇所が、乗員の肩甲骨に相当する部位である。当該濃い部分は、図３の乗員の背中の他の部位に相当する薄い部分に比べて、背もたれ部２ａがより大きな荷重を受ける範囲である。

図３に示すように、着座センサ１は、車両シート２の背もたれ部２ａに搭載される。具体的には、背もたれ部２ａのクッションと表皮との間に配置される。より詳細には、着座センサ１のうちセンサセル１１、１２が、それぞれ、背もたれ部２ａの車両上下方向の中央部より車両上方であって、車両左右方向の中央部から左側および右側に配置されている。そして、センサセル１１、１２が同じ高さとなるように配置されている。つまり、着座センサ１が、水平に配置されている。

さらに詳細には、乗員が車両シート２に正しい姿勢で着座した場合における、乗員の左右の肩甲骨の部位に着座センサ１のセンサセル１１、１２が配置されている。従って、乗員が車両シート２に正しい姿勢で着座した場合には、センサセル１１、１２は、何れも導通することになる。また、コネクタ１３が、センサセル１１、１２に対して車両右側に位置するように配置されている。

次に、着座センサ１の回路構成図について図４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。着座センサ１の回路構成は、図４（ａ）または図４（ｂ）の何れかを選択する。図４（ａ）の場合は、導通部１４の先端に位置するセンサセル１１と、導通部１４の中央部に位置するセンサセル１２とが、並列接続されている。具体的には、センサセル１１の部位における第一電極２３および第二電極２４の何れか一方、並びに、センサセル１２の部位における第一電極２３および第二電極２４の何れか一方は、コネクタ１３の一方端子に接続されている。また、センサセル１１の部位における第一電極２３および第二電極２４の他方、並びに、センサセル１２の部位における第一電極２３および第二電極２４の他方は、コネクタ１３の他方端子に接続されている。つまり、センサセル１１、１２の何れか一方が、導通した場合に、コネクタ１３の両端子が導通することになる。

また、図４（ｂ）の場合は、一方の第二導通部１４ｂの中央部に位置するセンサセル１２と、他方の第二導通部１４ｃ導通部１４の先端に位置するセンサセル１１と、導通部１４の中央部に位置するセンサセル１２とが、直列接続されている。具体的には、センサセル１１の部位における第一電極２３および第二電極２４の何れか一方が、センサセル１２の部位における第一電極２３および第二電極２４の何れか一方に、直接的に且つ直列に接続されている。また、センサセル１１の部位における第一電極２３および第二電極２４の他方、並びに、センサセル１２の部位における第一電極２３および第二電極２４の他方は、コネクタ１３の両端子にそれぞれ接続されている。つまり、センサセル１１、１２の何れもが、導通した場合に、コネクタ１３の両端子が導通することになる。

次に、以上説明した着座センサ１による作用を説明する。乗員が車両シート２に正しい姿勢で着座した場合に、乗員の肩甲骨が着座センサ１のセンサセル１１、１２の両方を押圧する。従って、この場合、センサセル１１、１２が導通し、コネクタ１３の両端子が導通することになる。つまり、コネクタ１３に接続されている乗員検知ＥＣＵは、コネクタ１３の両端子が導通していることを検知して、車両シート２に乗員が着座したと判定する。

そして、図４（ａ）に示すように着座センサ１を並列回路とした場合には、乗員が正しい姿勢で着座していない場合であっても、少なくともセンサセル１１およびセンサセル１２の何れか一方が導通することになる。従って、この場合にも、車両シート２に乗員が着座したと判定することになる。

ここで、乗員検知ＥＣＵは、例えば、乗員が車両シート２に着座しているのにシートベルトを装着していない場合に、ウォーニングランプを点灯または点滅させる。また、乗員検知ＥＣＵにより検知された乗員検知情報は、エアバッグなどの乗員保護装置の起動を制御するエアバッグＥＣＵに伝送される。そして、エアバッグＥＣＵは、乗員が車両シート２に着座していると判定されている場合に、車両が外部物体に衝突すると、乗員保護装置を起動させる。

また、車両シート２に荷物を載置した場合について検討する。上述したように、着座センサ１のコネクタ１３の両端子が導通する状態としては、図４（ａ）の場合には、センサセル１１およびセンサセル１２の少なくとも何れか一方が導通する状態であり、図４（ｂ）の場合には、センサセル１１、１２の両方が導通する状態である。

ここで、車両シート２に載置される荷物の態様について検討する。例えば、ハンドバッグなどの荷物が、車両シート２の座面部に載置された場合を考える。まず、荷物が背もたれ部２ａにもたれるような状態にならない限り、荷物がセンサセル１１、１２を押圧することはない。従って、この場合は、当然に、乗員検知ＥＣＵは、乗員が車両シート２に着座していないと判定する。

次に、例えば、荷物が背もたれ部にもたれるような状態を考える。このとき、荷物の背丈（高さ）が低い場合には、当該荷物が、背もたれ部２ａの車両上下方向の中央部より車両上方に位置するセンサセル１１、１２を押圧することはない。従って、この場合にも、乗員検知ＥＣＵは、乗員が車両シート２に着座していないと判定する。

ここで、荷物の背丈が高い場合には、センサセル１１、１２を押圧するおそれがある。しかし、背丈の高い荷物は、一般に、車両のトランクルームに収容したり、車室内のフロア部分に載置したりする。従って、車両シート２に載置する荷物は、背丈の低い荷物に限られるのが実情である。

従って、荷物による誤検知を十分に防止できる。なお、図４（ｂ）のようにセンサセル１１、１２を直列接続した回路構成の場合には、両方が導通しなければならないため、荷物により両センサセル１１、１２が導通する可能性はより低くなる。つまり、荷物による誤検知はより確実に防止できる。

（２）その他の実施形態
上記第１実施形態においては、着座センサ１は、２個のセンサセル１１、１２を用いた構成としたが、これに限られるものではない。例えば、着座センサ１は、１個のセンサセルのみを有するようにしてもよいし、３個以上のセンサセルを有するようにしてもよい。１個のみのセンサセルを有する場合には、当該センサセルは、背もたれ部２ａの車両左右方向の左側および右側の何れか一方に配置するとよい。また、３個以上のセンサセルを有する場合には、全てのセンサセルが直列接続されるようにしてもよいし、全てのセンサセルが並列接続されるようにしてもよいし、一部のセンサセルが並列接続され残りのセンサセルに対して直列接続されるようにしてもよい。そして、３個以上のセンサセルを有する場合には、それぞれのセンサセルは、車両上下方向にずれた位置に配置されるようにしてもよい。

また、２個のセンサセル１１、１２は、完全に水平に配置する場合のみならず、水平から僅かに傾いた状態で配置されるようにしてもよい。このように僅かに傾けて配置することで、乗員の座高のばらつきを吸収することができる。つまり、種々の座高からなる乗員が車両シート２に着座した場合にも、確実に乗員が着座したことを検知することができる。

第１実施形態の着座センサ１の平面図を示す。 着座センサ１のセンサセル１１の部位の断面拡大図を示す。 着座センサ１を車両シート２に搭載した状態を示す車両前方から見た図を示す。 着座センサ１の回路構成図を示す。

符号の説明

１：着座センサ、 ２：車両シート、 ２ａ：背もたれ部、
１１、１２、：センサセル、 １３：コネクタ、 １４：導通部、
２１：第一フィルム、 ２２：第二フィルム、 ２３：第一電極、 ２４：第二電極、
２５：スペーサ

Claims (6)

1. 車両シートの背もたれ部に配置され、荷重を受けた場合に対向する２個の電極が当接して導通するセンサセルを備えたことを特徴とする着座センサ。
2. 前記センサセルは、前記背もたれ部の車両上下方向の中央部より車両上方に配置される請求項１に記載の着座センサ。
3. 前記センサセルは、複数からなり、前記背もたれ部の車両左右方向の中央部から左側および右側にそれぞれ配置される請求項２に記載の着座センサ。
4. 複数の前記センサセルは、並列接続された請求項３に記載の着座センサ。
5. 複数の前記センサセルは、直列接続された請求項３に記載の着座センサ。
6. 前記センサセルは、前記車両シートに着座した乗員の肩甲骨により荷重を受ける請求項２または３に記載の着座センサ。

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