JP2008508133A - シートセンサーシステム - Google Patents

Abstract

シートセンサーシステムは、シート占有に関連した状態を検出し、前記状態を示す出力信号を発生させるために、シートと連携する少なくとも１つのシートセンサーと、前記少なくとも１つのシートセンサーと交信するための制御ユニットとを備えている。本発明によれば、少なくとも１つの発信装置が前記シートに対応しており、前記発信装置は前記少なくとも１つのシートセンサーに連結され、前記出力信号を示すデータ信号を発するためのものである。また、少なくとも１つの受信装置が前記制御ユニットに連結されており、前記データ信号を前記発信装置から無線で受信するためのものである。

Description

本発明は、概略的には、例えば自動車用のシート検出器に関する。

現代の車両では、乗員シートが占有されているか否かを検出するためにシート占有センサーが広く使用されている。それからこの乗員シートの占有に関する情報は、車両シートに対応する１つ以上のエアバッグの展開を制御するために（この展開は、例えば車両シートが占有されていないと分かれば行われない）、使用することができる。

今日の自動車安全規格は、占有車両に対応するシートベルトを締めるように車両乗員に気付かせるためにシートベルト注意喚起システムを備えるように自動車に要求している。そのようなにシートベルト注意喚起システムは、通常、車両シートの占有を検出するためのシート占有センサーと、シートベルトが締められているか否かを検出するためのシートベルトセンサー、例えばバックルスイッチセンサーとから構成されている。

今まで、これらのセンサーは、例えば、前のシートに対応するエアバッグシステムを制御するために、あるいはシートベルトの締結に関する警告信号を発するために、車両の前のシートに主に対応しているが、これからの規格は、同様にそのようなシート占有センサーとシートベルト注意喚起システムを後部シートにも備えるよう要求するだろう。

エアバッグ制御システムあるいはシートベルト注意喚起システムで使用されるシート占有センサーは、通常、乗員がシートに存在することによって誘発された圧力を検出するために、それぞれの乗員シート内に組み込まれた圧力検出器を備えている。この圧力検出器は、例えばＤＥ−Ａ−４２３７０７２に開示されているように、複数の個々の圧力センサーから構成されており、これらセンサーは該個々の圧力センサーの圧力依存電気的特性を測定するために設計された制御ユニットに適切なやり方で接続されている。これらの占有センサーは非常に信頼性が高く、しかもシート占有の検出に十分適合していることが分かっている。

シートベルト注意喚起システムのシートベルト締結検出器は、通常、シートベルトのラッチがシートベルトバックル内に挿入されているかどうかを検出するための機械的あるいは磁気的バックルスイッチを備えている。その１つのバックルスイッチがＵＳ特許であるＵＳ−Ａ−５，８７１，０６３に例えば開示されている。そのバックルスイッチの代替物として、シートベルト内の張力に基づいて、バックル留め／バックル外し信号を発するシートベルト締結検出器が提案されている。

これら公知のシートセンサーの欠陥の１つは、動作可能にするためシート占有センサー及び／又はシートベルト締結検出器を接続ワイヤーによって制御ユニットに物理的に接続する必要があることにある。しかし、該検出器を制御ユニットに物理的に接続するための必要性は、特に、取り外し可能な及び／取り替え可能な後部シートを備えた融通性のあるシートシステムを持つ現代の車に問題を引き起こす。

本発明の目的は、取り外し可能な車両シートとの連携に適した改良されたシートセンサーを提供することである。

上記問題を解消するために、本発明は、シート占有に関連した状態を検出し、前記状態を示す出力信号発するためにシートに対応する少なくとも１つのシートセンサーと前記少なくとも１つのシートセンサーと交信可能な制御ユニットとを備えているシートセンサーシステムを提供する。本発明によれば、少なくとも１つの発信装置が前記シートに対応しており、前記発信装置は前記少なくとも１つのシートセンサーに連結しており、前記出力信号を示すデータ信号を発する。そして少なくとも１つの受信装置が前記制御ユニットに連結され、前記データ信号を前記発信装置から無線で受信する。

本発明のシートセンサーシステムは、シートに対応するシートセンサーと該シートセンサー用制御ユニットとの間の遠隔通信を可能にするように構成されている。従って、このシートセンサーは、シート占有関連状態に関する情報を含むデータ信号を制御ユニットに無線で送信する。そのため該シートセンサーは接続線によって制御ユニットに接続される必要がない。シートセンサーの配線が不要であるため、このシートセンサーシステムは、取り外し可能な及び／取り替え可能な後部シートを備えた融通性のあるシートシステムの利点に悪影響を及ぼさない。更に、本シートセンサーシステムは例えば補助チャイルドシートでの使用にも十分に適している。

制御ユニットはシートセンサーから送られたデータ信号を受信し、そして例えば警告信号か（シートベルト注意喚起システムの場合）、エアバッグ制御信号（該シートセンサーがシートに対応するエアバッグの展開を制御するために使用されれば）を発生させるためにこの信号を更に処理することができる。シートセンサーからのデータ信号を遠隔受信するため、制御ユニットは車両シートに装備される必要はないが、車両内の適切な固定場所に配置することができる。従って、この制御ユニットは、恐らく取り外し可能な及び／取り替え可能なシートに一体化されず、そのため、ケーブルや結線を介した車両電子システムの他の構成部品への電力供給は問題にならない。従って、本シートセンサーシステムは取り外し可能な車両シートでの操作に完全に適している。

本発明の好ましい実施形態では、前記受信装置は、自動車の種々の機能に対応する信号を受信するための多目的受信装置である。この実施形態では、本発明のシートセンサーシステムは、例えば遠隔キーエントリーの受信装置として既に車両内に取り付けられている受信装置モジュールを有利に使用している。前記受信装置が自動車の遠隔キーエントリーシステムの構成部品であるそのような実施形態は、他の専用受信装置を必要としないため、該装置の全体のコストを下げる。

この遠隔キーエントリーシステムの受信装置は車両内の種々の場所からの信号の受信に十分適している。従って、この制御ユニットは該遠隔キーエントリーシステムの受信装置を介して、車両の前シートと後部シートに配置されたシートセンサー双方から送られたデータ信号を受信することができる。この実施形態では、シートセンサーシステムは、車両の種々のシートに対応した複数のシートセンサーを備えることができ、また前記制御ユニットは前記複数のシートセンサーの各々と交信するために構成されている。単一の共通制御ユニットはセンサーシステムの複雑さと、結果として該システムの全体のコストを低下させる。

本発明の可能な実施形態では、複数のシートセンサーが前記少なくとも１つの発信装置に連結されている。この実施形態は、種々のシート位置に対応する幾つかのシートセンサーが共通のシート構造内に配置されている後部シートベンチの場合に有利である。それで、これらのシートセンサーは、制御ユニットと交信するために単一の発信装置を必要としているだけである。この実施形態は、例えば種々のタイプのシートセンサーが単一シート（取り外し可能あるいは不可能）と対応していれば、有利であることが分かるだろう。

好ましい実施形態では、前記発信装置は、前記シートセンサーび／又は前記シート及び／又は前記発信装置のデジタルＩＤ付出力信号を前記データ信号にコード化するための処理手段を備えている。多センサー環境では、すなわちシートセンサーシステムが複数のシートセンサーから構成されていれば、特定の信号が出る各個々のシートセンサーあるいは各個々のシートあるいは各個々の発信装置は制御ユニットにより確実に特定可能であり、それにより適切な対策を適正シートに対して講じることができる。

データ信号を発生させ、制御ユニットに連結された受信装置に送ることができるために、それぞれのシート内に組み込むことができるバッテリーモジュールにより発信装置を供給することができる。しかしより好ましい実施形態では、該発信装置を半受動電源により供給することができる。そのような半受動電源は例えば遠隔キーエントリーシステムの周波数で作動するブロードバンドアンテナに対応するコンデンサーと電力変換電子回路とから構成されている。ＲＦパルスが遠隔キーエントリーシステム（例えば遠隔キーからあるいはシートセンサーから）に出るたびに、アンテナとその対応電子回路は該パルスを捉え、それをコンデンサー内に蓄えられる電荷に変換する。それからこのエネルギーは発信装置に供給するために使用される。

代案として、該発信装置は電源内蔵発信装置として構成される。そのような電源内蔵発信装置は、ここ数年前から公知であり、機械エネルギーを電気エネルギーに変える装置を備えている。従って、該電源内蔵発信装置は外部電源(ケーブルで接続)にも内部バッテリー電源にも依存していない。従って、この電源内蔵発信装置は、ケーブル化や必要に応じたバッテリー交換の必要性がない自発作動に適している。そのため、この実施形態はシートでの自発的シート占有検出を可能にし、更にこのことが定期的メンテナンスを不要にする。

該電源内蔵発信装置は機械エネルギーを電気エネルギーに変える圧電装置と前記電気エネルギーから発信装置電源を発生させる電子コンバーターユニットとから好ましく構成されている。この種の電源内蔵発信装置は遠隔スイッチ操作を行う非動力化押しボタンとして公知である。そのような押しボタンの１つが論文「コンパクトで無線電源内蔵押しボタン制御装置」Joseph A. Paradiso Mark Feldmeier. In Abowd, G.D., Brumitt, B.,及び Shafer, S., 編集者「Ubicomp ２００１年：ユービキタス・コンピューティング」ACM UBICOMP会議議事録、アトランタＧＡ、２００１年９月、スプリンガー出版社、ベルリン、ハイデルベルグ、２００１年、２９９〜３０４頁に開示されている。

圧電発生装置はその低重量、小型、最小の複雑さ及び低コストのために公知である。これらの特性は、圧電発生装置を車両環境への組み込みに最適化している。自動車の環境では、電気エネルギーに変えられる機械エネルギーは、占有者は車両シートに組み込まれる圧電装置に作用する圧力と、シートに振動を誘導した一定の動きの双方から生じる。車両シートに座っている占有者は、車両の動きによって生じた振動により圧電素子に種々の圧力を作用させ、それにより圧電発生装置が電子ユニットに所定の電力を発生させる。

圧電子工学は低電流で高圧を発生させ、標準電子回路が高電流で低圧を必要とするため、電子コンバーターユニットが発信装置モジュールに供給するために圧電発生装置の高圧パルスを適切なＤＣ電流に変えるように使用される。非常に単純な実施形態では、該電子コンバーターユニットは整流器及び／又は電圧リミッターとして単純なダイオードを備えることができる。

発信装置の圧電発生装置はそれ自体シートセンサーとして、すなわち前記シートの占有を検出するシート占有検出器として作用することができる。実際、圧電発生装置は、占有者が実際にシートに座っている場合にだけ作動するように適切に構成されていれば、発信装置モジュールは、実際に占有されている時だけシートから動力が供給される。これは言いかえれば、制御ユニットが発信装置ユニットから信号を受信していれば、シートが必然的に占有されていることを意味している。この実施形態では、他の専用シート占有センサーは不要である。それで、シート占有の確実な検出を保証するために、圧電発生装置は前記シートの座る面に対応しその座る面の実質的部分に及ぶ圧膜を備えている。

別の実施形態では、シート占有検出器は、シート面の種々の場所に対応する複数の独立した圧力センサーとスイッチ、及び／又は、前記シートのシート面に対応した少なくとも１つ容量性電極及び／又は前記シートのシート面に対応する圧電センサーからなる。

他の実施形態では、前記シートセンサーは、前記シートに関連したシートベルト使用状態を判定するためのシートベルト締結検出装置、すなわち、シートベルトバックルスイッチセンサー及び／又は温度センサーから構成されている。後者の場合、得られる温度信号はシートセンサー応答の較正としてまた車両のエアコン装置の制御としても使用することができる。
本発明を、添付図面を参照して以下の幾つかの限定しない実施例の説明により、より明確にする。

図１は、本発明の１つの態様に係るシートセンサー１２を備えた車両シート１０の上面図（上部）と断面図（下部）を概略的に示している。このシートセンサー１２はシート占有センサー１４を備え、該シート占有センサー１４は車両シート１０のシート面１６と連携している。このシート占有センサー１４は、例えば車両シートの上シート面１６のすぐ近くの車両シートに組み込まれている箔タイプ圧力センサーから構成されている。
図１に示されたシートセンサー１２は、車両シート１０に関してシートベルト使用状態を判定するためのシートベルトバックルスイッチセンサー１８を更に備えている。このシートベルトバックルスイッチセンサー１８は、例えばシートベルトのラッチがシートベルトバックル内に挿入されているか否かを検出する。

シート占有センサー１４とシートベルトバックルスイッチセンサー１８の双方は、検出状態に関する情報を含むデータ信号を遠隔制御ユニット２２に送ることができる発信装置（トランスミッター）２０に接続されている。この理由から、該発信装置２０は、異なるセンサー１４，１８の状態に関する情報を含むデータ信号３０を発信するため少なくとも１つの電子回路２４を備えている。その後、そのように発信されたデータ信号は、発信装置２０に接続された送信アンテナ２８を介して制御ユニットに送られる。この送信アンテナ２８は車両シート内のいずれか適切な場所に配置することができる。可能な実施形態では、このアンテナ２８はシート占有センサー１４のキャリヤー層に印刷してもよい。また、アンテナ２８は、発信装置電子回路のハウジングに組み込める小型アンテナとして構成してもよい。

前記データ信号を発生させ送ることができるために、該発信装置は車両シート１０内に組み込める電源２６を備えている。電源２６は適切なバッテリーパック、あるいはより好ましい実施形態では機械エネルギーを電気エネルギーに変える圧電発生装置と前記電気エネルギーから発信装置電力を発生させる電子コンバーターとから構成されている。

発信装置２０から発信されたデータを受信できるため、制御ユニット２２は受信用アンテナ３４を備えた受信装置モジュール３２に連結されている。本シートセンサーシステムの全体のコストを下げるために、該受信装置モジュール３２は車両の遠隔キーエントリーシステムのような既存の車両構成部品の一部であるのが好ましい。中央のロックシステムを遠隔作動するこれらの遠隔キーエントリーシステムは今日標準的な車両機器の一部である。そのような遠隔キーエントリーシステムの受信装置モジュールは、車両の室内で全ての可能な場所から送られた信号を受信するためによく適している。従って、この受信装置モジュールは本発明のシートセンサーシステムで使用することができる。発信装置は、この場合、遠隔キーエントリーシステムと両立するやり方でデータ信号をコード化するように構成されているのが明らかである。

従って、車両内の全ての場所に配置できる制御ユニット２０は、遠隔キーエントリーシステムの受信装置モジュール３２に接続され、それにより受信装置モジュール３２で受信したデータ信号３０を制御ユニット２２に供給することができる。それから、該制御ユニット２２は、警告信号（シートベルト注意喚起システムの場合）かエアバッグ制御信号（シートセンサーが該シートに対応したエアバッグの展開を制御するために使用されれば）を例えば発生させるために、この信号を更に処理することができる。

多数のセンサー環境では、すなわちシートセンサーシステムが複数のシートセンサー１２を備えていれば、特定のデータ信号３０が出る各個別のシートセンサー１２あるいは各個別のシート１０あるいは各個別の発信装置２０は制御ユニットで特定する必要がある。従って、好ましい実施形態では、発信装置２０の電子回路２４は、前記シートセンサー及び／又は前記シート及び／又は前記発信装置のデジタルＩＤ付のセンサーの出力信号を前記データ信号３０に好ましくはコード化する。更に、発信装置２０の電子回路は、好ましくは温度センサー３６からの温度信号を更にコード化することが可能である。得られた温度信号は、シートセンサー応答の較正のため、また車両のエアコン装置の制御のために、制御ユニット２２で使用することができる。

図３は、幾つかのシート占有センサー１１４，１１４’また幾つかのバックルスイッチセンサー１１８，１１８’及び温度センサー１３６，１３６’が共通の発信装置１２０に連結されている実施形態を示している。この実施形態は、例えば、種々のシート位置に対応する幾つかのシートセンサーが共通のシート構造に配置されている、後部シートベンチの場合に使用することができる。この場合には、発信装置１２０の電子回路１２４は種々のセンサーの個別信号を制御ユニットに送られる共通のデータ信号にコード化する。

図４は、発信装置２２０が半受動（ｓｅｍｉ−ｐａｓｓｉｖｅ）電源２２６で供給されるシートセンサーシステムの実施形態を概略的に示している。そのような半受動電源２２６は、遠隔キーエントリーシステムの周波数で作動しているブロードバンドアンテナに対応したコンデンサー２４０と電力変換電子回路２４２とから構成されている。ＲＦパルスが遠隔キーエントリーシステムに（例えば遠隔キーからあるいはシートセンサーから）発せられるたびに、アンテナ２２８と対応電子回路２４２は該パルスを捉え、それをコンデンサー２４０に蓄えられた電荷に変換している。次にこのエネルギーは発信装置２２０に供給するために使用される。

シートセンサー部品を備えた上面図(上部)及び断面図（下部）を示す。 本発明のシートセンサーシステムの動作を概略的に示す。 シートセンサーシステムの実施態様を示す。 発信装置が半受動電源で動くシートセンサーシステムの実施態様を示す。

符号の説明

１０ 車両シート
１２ シートセンサー
１４ シート占有センサー
１６ シート面
１８ バックルスイッチセンサー
２０ 発信装置
２２ 制御ユニット
２４ 電子回路
２６ 電源
２８ アンテナ
３０ データ信号
３２ 受信装置モジュール
３４ アンテナ
３６ 温度センサー
１１４，１１４’ シート占有センサー
１１８，１１８’ バックルスイッチセンサー
１２０ 受信装置
１２４ 電子回路
１３６，１３６’ 温度センサー
２２０ 発信装置
２２６ 電源
２２８ アンテナ
２４０ コンデンサー
２４２ 電子回路

Claims (15)

1. シート占有に関連した状態を検出し、前記状態を示す出力信号を発生するためにシートに連携した少なくとも１つのシートセンサーと、
   前記少なくとも１つのシートセンサーと交信するための制御ユニットとを備えたシートセンサーシステムにおいて、
   前記シートに連携した少なくとも１つの発信装置であって、前記発信装置は前記少なくとも１つのシートセンサーに連結され、前記出力信号を示すデータ信号を発するための発信装置と、
   前記制御ユニットに連結された少なくとも１つの受信装置であって、前記データ信号を前記受信装置から無線で受信するための受信装置と、からなることを特徴とするシートセンサーシステム。
2. 前記受信装置は自動車内で種々の機能に対応した信号を受信するための多目的受信装置であることを特徴とする請求項１に記載のシートセンサーシステム。
3. 前記受信装置は自動車の遠隔キーエントリーシステムの構成部品であることを特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれか１項に記載のシートセンサーシステム。
4. 複数のシートセンサーは前記少なくとも１つの発信装置に結合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のシートセンサーシステム。
5. 前記発信装置は、前記シートセンサー及び／又は前記シート及び／又は前記発信装置のデジタルＩＤ付前記出力信号を前記データ信号にコード化するための処理手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のシートセンサーシステム。
6. 前記発信装置は遠隔キーエントリーシステムの周波数で作動するブロードバンドアンテナと連携するコンデンサーを有する半受動電源と、前記アンテナによって受信された高周波を前記コンデンサーの充電電圧に変換するための電力変換電子回路とを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のシートセンサーシステム。
7. 前記発信装置は、機械エネルギーを電気エネルギーに変えるための圧電発生装置と、前記電気エネルギーから発信装置電源を発生させるための電子コンバーターユニットとを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のシートセンサーシステム。
8. 前記圧電発生装置は前記シートのシート面と連携する圧膜を備えていることを特徴とする請求項７に記載のシートセンサーシステム。
9. 前記シートセンサーは、前記シートの占有を検出するためのシート占有検出器から構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のシートセンサーシステム。
10. 前記シート占有検出器は、シート面の種々の場所に対応した複数の別個の圧力センサーあるいはスイッチを備える圧力検出スイッチ装置を備えていることを特徴とする請求項９に記載のシートセンサーシステム。
11. 前記シート占有検出器は、前記シートのシート面に対応した少なくとも１つの容量電極を有する容量電界検出システムを備えていることを特徴とする請求項９に記載のシートセンサーシステム。
12. 前記シート占有検出器は、前記シートのシート面と連携する圧電子センサーを備えていることを特徴とする請求項９に記載のシートセンサーシステム。
13. 前記シートセンサーは、前記シートに関連したシートベルト使用状態を判定するためのシートベルト締結検出器を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載のシートセンサーシステム。
14. 前記シートベルト締結検出器は、シートベルトバックルスイッチセンサーから構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のシートセンサーシステム。
15. 前記シートセンサーは、温度センサーから構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載のシートセンサーシステム。

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