JP2009192353A - Occupant weight detector - Google Patents

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Tomomi Ishikawa
智海 石河
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a weight detector of simple constitution, capable of detecting stably, sensitively and precisely the weight of an occupant seated on a vehicular seat all the time over a wide fluctuation range of an occupant weight. <P>SOLUTION: This occupant weight detector 3 detects the weight of the occupant seated on the vehicular seat A. The occupant weight detector 3 has a support mechanism B for supporting the seat A vertically movably with respect to a seat fixing part 4 of a vehicle, an elastic repulsion imparting mechanism D for imparting an elastic repulsion to the seat A to move the seat A vertically with respect to the seat fixing part 4 by a distance in response to a level of a load applied onto the seat A, a vertical moving distance detecting mechanism E for detecting a vertical moving distance of the seat A with respect to the seat fixing part 4, and a vertical moving range limiting mechanism C for limiting a vertical moving range of the seat A with respect to the seat fixing part 4. The elastic repulsion imparting mechanism D comprises a spring 23. A damper mechanism F is provided to damp the vibration of the spring 23. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、車両用シートに着座している乗員の重量を検出する乗員重量検出装置に関する。   The present invention relates to an occupant weight detection device that detects the weight of an occupant seated on a vehicle seat.

乗員の安全性、快適性等の向上を図るために、乗員の重量に応じて車両用シートおよびその周辺機器の各種設定を変更することが提案されている。(例えば特許文献1,2)。これらの文献に記載されている乗員重量検出装置は、車両用シートのシートレールに荷重センサを設置し、この荷重センサにより、乗員の重量を含むシートの重量を直接測定するものである。
特開平11−11535号公報 特開平11−304579号公報
In order to improve occupant safety, comfort, and the like, it has been proposed to change various settings of the vehicle seat and its peripheral devices according to the weight of the occupant. (For example, Patent Documents 1 and 2). In the occupant weight detection devices described in these documents, a load sensor is installed on a seat rail of a vehicle seat, and the weight of the seat including the occupant's weight is directly measured by the load sensor.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-11535 JP-A-11-304579

しかし、上記従来の乗員重量検出装置のように、乗員の重量を荷重センサで直接測定する構成であると、センサ自体が荷重を支持することが必要であり、またセンサの持つひょう量(測定可能な最大量)と感度の関係の特性により、広範囲な乗員重量の変動範囲にわたって、乗員のわずかな重量差を感度良く、かつ精度良く測定することが難しいという問題がある。   However, when the weight of the occupant is directly measured by the load sensor as in the conventional occupant weight detection device, the sensor itself needs to support the load, and the capacity of the sensor (measurable) In other words, there is a problem that it is difficult to measure a slight weight difference between passengers with high sensitivity and accuracy over a wide range of passenger weight fluctuations.

そこで、乗員重量を荷重センサで直接測定するのではなく、荷重に応じてシートが上下動するようにして、シートの上下動距離から荷重を求めることを試みた。これにより、センサ自体が荷重を支持することが不要となる。このようにシートの上下動距離から荷重を求める場合、簡易な構成でありながら、荷重検出精度を安定させるために常に安定してシートを支持できることが求められる。   Therefore, instead of directly measuring the occupant weight with a load sensor, an attempt was made to obtain the load from the vertical movement distance of the seat so that the seat moves up and down according to the load. This eliminates the need for the sensor itself to support the load. As described above, when the load is obtained from the vertical movement distance of the seat, it is required that the seat can be supported stably at all times in order to stabilize the load detection accuracy even though the configuration is simple.

この発明の目的は、広範囲な乗員重量の変動範囲にわたって、車両用シートに着座している乗員の重量を常に安定して感度良く、かつ精度良く検出でき、簡易な構成である乗員重量検出装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an occupant weight detection device having a simple configuration that can always detect the weight of an occupant seated on a vehicle seat stably and with high sensitivity and accuracy over a wide range of occupant weight fluctuations. Is to provide.

この発明にかかる乗員重量検出装置は、車両用シートに着座している乗員の重量を検出する装置であって、車両のシート固定部に対して前記シートを上下動自在に支持する支持機構と、前記シートに加わる荷重の大きさに応じた距離だけ前記シート固定部に対して前記シートが上下動するようにシートに弾性反発力を付与する弾性反発力付与機構と、前記シート固定部に対する前記シートの上下動距離を検出する上下動距離検出機構と、前記シート固定部に対する前記シートの上下動範囲を限定する上下動範囲限定機構とを有し、前記弾性反発力付与機構はばねからなるものとし、このばねの振動を減衰させるダンパ機構を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、乗員がシートに着座した場合、弾性反発力付与機構の作用により、乗員の重量に応じた距離だけシート固定部に対してシートが上下動する。このシートの上下動距離を上下動距離検出機構により検出する。シートの上下動距離とシートに加わる荷重との関係を予め求めておけば、シートの上下動距離からシートに加わる荷重すなわち乗員の重量を求めることができる。このように、支持機構と弾性反発力付与機構とを設けて、シートに加わる荷重の大きさに応じた距離だけシートが上下動するように支持したため、広範囲な乗員重量の変化範囲にわたり、適正な荷重・上下動距離の関係になる。このように変化する上下動距離を測定して乗員重量を検出するため、広範囲の乗員重量の変動範囲にわたり、乗員重量を感度良く、かつ精度良く検出することができる。
弾性反発力付与機構をばねからなるものとしたことにより、弾性反発力付与機構を含め全体を簡易な構成にできる。荷重が急激に変化した場合、ばねに振動が発生するが、このばねの振動を減衰させるダンパ機構が設けられているため、上下動距離検出機構が振動の影響を受けることが少ない。このため、上下動距離の検出が安定し、乗員の重量を常に安定して感度良く、かつ精度良く検出できる。
An occupant weight detection device according to the present invention is a device that detects the weight of an occupant seated on a vehicle seat, and a support mechanism that supports the seat in a vertically movable manner with respect to a seat fixing portion of the vehicle; An elastic repulsion force applying mechanism for applying an elastic repulsive force to the sheet so that the sheet moves up and down with respect to the sheet fixing portion by a distance corresponding to a load applied to the sheet; and the sheet with respect to the sheet fixing portion. A vertical movement distance detecting mechanism for detecting the vertical movement distance of the sheet, and a vertical movement range limiting mechanism for limiting a vertical movement range of the sheet with respect to the sheet fixing portion, wherein the elastic repulsion force applying mechanism is a spring. A damper mechanism for damping the vibration of the spring is provided.
According to this configuration, when the occupant is seated on the seat, the seat moves up and down by a distance corresponding to the weight of the occupant by the action of the elastic repulsion force imparting mechanism. The vertical movement distance of the sheet is detected by a vertical movement distance detection mechanism. If the relationship between the vertical movement distance of the seat and the load applied to the seat is obtained in advance, the load applied to the seat, that is, the weight of the occupant, can be obtained from the vertical movement distance of the seat. In this way, the support mechanism and the elastic repulsion force imparting mechanism are provided so that the seat moves up and down by a distance corresponding to the magnitude of the load applied to the seat. The relationship between load and vertical movement distance. Since the occupant weight is detected by measuring the changing vertical movement distance in this way, the occupant weight can be detected with high sensitivity and accuracy over a wide range of occupant weight fluctuations.
Since the elastic repulsive force applying mechanism is made of a spring, the entire structure including the elastic repulsive force applying mechanism can be simplified. When the load changes abruptly, vibration is generated in the spring, but since the damper mechanism for damping the vibration of the spring is provided, the vertical movement distance detection mechanism is less affected by the vibration. For this reason, the detection of the vertical movement distance is stable, and the weight of the occupant can always be stably detected with high sensitivity and accuracy.

前記ばねは非線形特性ばねとすることができる。例えば、非線形特性ばねは、前記シートに加わる荷重の大きさと前記上下動距離検出機構が有するセンサの出力との関係を略線形とする非線形特性を有する。
センサには非線形特性があるため、シートに加わる荷重とシートの上下動距離が比例していると、シートに加わる荷重とセンサの出力との関係が線形にならない。そこで、弾性反発力付与機構のばねを非線形特性ばねとし、その非線形特性ばねの荷重と撓みとの関係をセンサの特性に合わせて設定することにより、シートに加わる荷重とセンサの出力との関係を、広範囲な乗員重量の変化範囲にわたり、線形あるいはなだらかな曲線にすることができる。このように、センサ特性に対する補正を機械的に行うことで、センサ出力を乗員重量検出装置とは別に設けたマイコンやECU(電気制御ユニット)にて補正演算することが不要である。
The spring may be a non-linear characteristic spring. For example, the non-linear characteristic spring has a non-linear characteristic in which the relationship between the magnitude of the load applied to the seat and the output of the sensor included in the vertical movement distance detection mechanism is substantially linear.
Since the sensor has non-linear characteristics, if the load applied to the seat is proportional to the vertical movement distance of the seat, the relationship between the load applied to the seat and the output of the sensor is not linear. Therefore, the spring of the elastic repulsion force applying mechanism is a non-linear characteristic spring, and the relationship between the load of the non-linear characteristic spring and the deflection is set according to the characteristics of the sensor, so that the relationship between the load applied to the seat and the output of the sensor is obtained. It can be a linear or gentle curve over a wide range of occupant weight changes. In this way, by correcting the sensor characteristics mechanically, it is not necessary to correct the sensor output by a microcomputer or ECU (electric control unit) provided separately from the occupant weight detection device.

この発明において、前記支持機構およびダンパ機構は、上下に対向して設けられたシート側の部材およびシート固定部側の部材のうちいずれか一方の部材に中心軸が上下方向を向くシリンダを形成し、もう一方の部材に前記シリンダ内に摺動自在に嵌合するピストンを形成し、前記シリンダの内部にピストン動作緩衝用の流体を充填したものであるのが好ましい。
この構成とすれば、シート側の部材およびシート固定部側の部材が支持機構とダンパ機構とを兼ねるため、構成を簡略化して部品点数を減らすことができる。
In the present invention, the support mechanism and the damper mechanism form a cylinder whose central axis is directed in the vertical direction on one of the seat-side member and the sheet fixing portion-side member provided facing each other in the vertical direction. Preferably, the other member is formed with a piston slidably fitted in the cylinder, and the cylinder is filled with a fluid for buffering the piston operation.
With this configuration, the seat-side member and the seat fixing portion-side member serve both as a support mechanism and a damper mechanism, so that the configuration can be simplified and the number of parts can be reduced.

前記上下動距離検出機構は磁気式センサを用いたものであるのが好ましい。磁気センサとしては、例えばホールセンサ、MRセンサ(磁気抵抗素子センサ)等を用いることができる。
磁気センサを用いると、一般的な他のセンサに比べて、低コストで乗員重量検出装置を構成することができる。例えば、特許文献2には、荷重センサとしてストレインゲージ、圧電式、静電容量式、磁歪式、感圧抵抗式等のセンサを用いることが記載されているが、これらのセンサを用いる場合、デバイスや検出回路が必要となり、さらにそれらの組付けに手間がかかるため、コストが高くつく。
The vertical movement distance detection mechanism preferably uses a magnetic sensor. As the magnetic sensor, for example, a Hall sensor, an MR sensor (magnetoresistance element sensor), or the like can be used.
If a magnetic sensor is used, a passenger | crew weight detection apparatus can be comprised at low cost compared with another general sensor. For example, Patent Document 2 describes using a strain gauge, a piezoelectric type, a capacitance type, a magnetostrictive type, a pressure-sensitive resistance type, or the like as a load sensor. And a detection circuit are required, and it takes time and effort to assemble them.

前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づきエアバッグの展開量を制御する制御手段に入力される構成とすることができる。
また、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づきステアリングハンドルの上下方向および前後方向のいずれか一方または両方の位置を制御する制御手段に入力される構成としてもよい。
さらに、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づき前記シートの前後方向位置を制御する制御手段に入力される構成としてもよい。
さらに、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づき前記シートの背当て部の前後方向位置を制御する制御手段に入力される構成としてもよい。
さらに、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づき前記シートのヘッドレストの前後方向位置を制御する制御手段に入力される構成としてもよい。
いずれの場合も、上下動距離検出機構の出力により、シートおよびその周辺機器の各種設定を変更して、乗員の安全性、快適性等の向上を図ることができる。
The output of the vertical movement distance detection mechanism can be input to a control unit that controls the amount of airbag deployment based on the detection result of the vertical movement distance detection mechanism.
The output of the vertical movement distance detection mechanism is input to control means for controlling the position of one or both of the vertical direction and the front / rear direction of the steering handle based on the detection result of the vertical movement distance detection mechanism. Also good.
Further, the output of the vertical movement distance detection mechanism may be input to a control unit that controls the position of the seat in the front-rear direction based on the detection result of the vertical movement distance detection mechanism.
Further, the output of the vertical movement distance detection mechanism may be input to a control unit that controls the position of the seat back portion in the front-rear direction based on the detection result of the vertical movement distance detection mechanism.
Further, the output of the vertical movement distance detection mechanism may be input to a control unit that controls the position of the headrest of the seat in the front-rear direction based on the detection result of the vertical movement distance detection mechanism.
In either case, the safety and comfort of the occupant can be improved by changing various settings of the seat and its peripheral devices according to the output of the vertical movement distance detection mechanism.

この発明の車両用シート装置は、着座部の平面形状が略四角形の車両用シートを、前記着座部の4隅で、前記乗員重量検出装置を介して車両のシート固定部に支持したことを特徴としている。
この車両用シート装置の構成によれば、車両用シートに着座している乗員の重量が、シート着座部の4隅を支持する各乗員重量検出装置にて検出される。各乗員重量検出装置の検出値の総和から、乗員の重量が求められる。求められた乗員の重量から、シートおよびその周辺機器の各種設定を変更して、乗員の安全性、快適性等の向上を図ることができる。
また、各乗員重量検出装置の検出値を比較することで、着座部における重量分布が分かる。この重量分布から、乗員の体格や座り方の特徴を推定することができ、その推定結果にもとに前記各種設定の変更を補正すれば、より実情に即した合理的な設定変更をすることができる。
In the vehicle seat device according to the present invention, a vehicle seat having a substantially quadrangular seating shape is supported on the seat fixing portion of the vehicle via the occupant weight detection device at four corners of the seating portion. It is said.
According to this configuration of the vehicle seat device, the weight of the occupant seated on the vehicle seat is detected by each occupant weight detection device that supports the four corners of the seat seating portion. The weight of the occupant is obtained from the sum of the detection values of each occupant weight detection device. Various settings of the seat and its peripheral devices can be changed from the obtained weight of the occupant to improve occupant safety, comfort and the like.
Moreover, the weight distribution in a seating part is known by comparing the detection value of each passenger | crew weight detection apparatus. From this weight distribution, it is possible to estimate the characteristics of the occupant's physique and how to sit down, and to change the various settings based on the estimation results, it is possible to make rational setting changes that are more realistic. Can do.

この発明の乗員重量検出装置は、車両用シートに着座している乗員の重量を検出する装置であって、車両のシート固定部に対して前記シートを上下動自在に支持する支持機構と、前記シートに加わる荷重の大きさに応じた距離だけ前記シート固定部に対して前記シートが上下動するようにシートに弾性反発力を付与する弾性反発力付与機構と、前記シート固定部に対する前記シートの上下動距離を検出する上下動距離検出機構と、前記シート固定部に対する前記シートの上下動範囲を限定する上下動範囲限定機構とを有し、前記弾性反発力付与機構はばねからなるものとし、このばねの振動を減衰させるダンパ機構を設けたため、広範囲な乗員重量の変動範囲にわたって、車両用シートに着座している乗員の重量を常に安定して感度良く、かつ精度良く検出でき、簡易な構成である。   An occupant weight detection device of the present invention is a device for detecting the weight of an occupant seated on a vehicle seat, the support mechanism for supporting the seat movably up and down with respect to a seat fixing portion of the vehicle, An elastic repulsive force applying mechanism for applying an elastic repulsive force to the sheet so that the sheet moves up and down with respect to the sheet fixing portion by a distance corresponding to a load applied to the sheet; and A vertical movement distance detecting mechanism for detecting a vertical movement distance; and a vertical movement range limiting mechanism for limiting a vertical movement range of the seat with respect to the seat fixing portion; and the elastic repulsion force applying mechanism is made of a spring, Since the damper mechanism that attenuates the vibration of the spring is provided, the weight of the occupant sitting on the vehicle seat is always stable and sensitive over a wide range of occupant weight fluctuations. Accurately be detected, a simple configuration.

この発明の実施形態を図面と共に説明する。図1はこの実施形態の乗員重量検出装置が設けられた車両用シート装置の側面図、図2はその平面図である。この車両用シート装置は、シート本体1とシートレール2とでなる車両用シートAを備える。シート本体1は、平面形状が略長方形の着座部1aと、この着座部1aの後部から上方に立ち上がる背当て部1bと、この背当て部1bの上端に設けられたヘッドレスト1cとでなり、着座部1aの下面が、前後方向に長い左右一対のシートレール2上に前後移動自在に支持されている。左右のシートレール2は、それぞれの前後両端部で、乗員重量検出装置3を介して車両の車体床部の一部であるシート固定部4に設置されている。したがって、シートAは、着座部1aの4隅で、4個の乗員重量検出装置3を介してシート固定部4に支持されている。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a vehicle seat device provided with an occupant weight detection device of this embodiment, and FIG. 2 is a plan view thereof. The vehicle seat device includes a vehicle seat A including a seat body 1 and a seat rail 2. The seat body 1 includes a seat portion 1a having a substantially rectangular planar shape, a backrest portion 1b that rises upward from the rear portion of the seat portion 1a, and a headrest 1c provided at the upper end of the backrest portion 1b. The lower surface of the part 1a is supported on a pair of left and right seat rails 2 that are long in the front-rear direction so as to be movable back and forth. The left and right seat rails 2 are installed on the seat fixing portion 4 which is a part of the vehicle body floor portion of the vehicle via the occupant weight detection device 3 at both front and rear ends. Therefore, the seat A is supported by the seat fixing portion 4 via the four occupant weight detection devices 3 at the four corners of the seating portion 1a.

図3および図4に示すように、乗員重量検出装置3は、上下に対向して設けられたシート側の部材およびシート固定部側の部材を有する。シート側の部材はシートレール取付部材5であり、上端から上向きに突出する取付ねじ10によりシートAのシートレール2に取付けられている。取付ねじ10は、シートレール取付部材5と別体としてもよい。シート固定部側の部材はシート固定部材6であり、下端から下向きに突出する取付ねじ13によりシート固定部4に取付けられている。取付ねじ13は、シート固定部材6と別体としてもよい。   As shown in FIGS. 3 and 4, the occupant weight detection device 3 includes a seat-side member and a seat fixing portion-side member that are provided facing each other in the vertical direction. A member on the seat side is a seat rail mounting member 5, which is attached to the seat rail 2 of the seat A by mounting screws 10 that protrude upward from the upper end. The mounting screw 10 may be separated from the seat rail mounting member 5. The member on the seat fixing portion side is the seat fixing member 6 and is attached to the seat fixing portion 4 with an attaching screw 13 protruding downward from the lower end. The attachment screw 13 may be separated from the sheet fixing member 6.

シートレール取付部材5は、全体が、中心軸が上下方向を向くシリンダとされている。下端壁部5aの中央部には、後記ピストンロッド6bが挿通される貫通孔5bが形成されている。シート固定部材6は、下端側のベースプレート6aと、このベースプレート6aの上面に設けられたロッド基部6bと、このロッド基部6bから上方に延びるピストンロッド6cと、このピストンロッド6cの先端に設けられたピストン6dとでなる。ピストンロッド6cは前記貫通孔5bに挿通され、ピストン6dはシリンダであるシートレール取付部材5の内周に摺動自在に嵌合している。シートレール取付部材5の内部は外部から密封されたシリンダ室とされ、ピストン動作緩衝用の流体7が充填されている。流体は例えば液体である。シートレール取付部材5およびシート固定部材6は、車両のシート固定部Aに対してシートAを上下動自在に支持する支持機構Bと、後記コイルばね23の振動を減衰させるダンパ機構Fとを兼ねている。   The seat rail mounting member 5 as a whole is a cylinder whose central axis faces the vertical direction. A through hole 5b through which a piston rod 6b, which will be described later, is inserted is formed at the center of the lower end wall 5a. The seat fixing member 6 is provided at the lower end side base plate 6a, the rod base 6b provided on the upper surface of the base plate 6a, the piston rod 6c extending upward from the rod base 6b, and the tip of the piston rod 6c. It consists of a piston 6d. The piston rod 6c is inserted through the through hole 5b, and the piston 6d is slidably fitted to the inner periphery of the seat rail mounting member 5 that is a cylinder. The interior of the seat rail mounting member 5 is a cylinder chamber sealed from the outside, and is filled with a fluid 7 for buffering the piston operation. The fluid is, for example, a liquid. The seat rail mounting member 5 and the seat fixing member 6 serve as a support mechanism B that supports the seat A so as to be movable up and down with respect to a seat fixing portion A of the vehicle, and a damper mechanism F that attenuates vibration of a coil spring 23 described later. ing.

シートレール取付部材5の下端壁5aとシート固定部材6のベースプレート6a間には、コイルばね23が設けられている。このコイルばね23は弾性反発力付与機構Dの主要構成要素であって、シートAに乗員が座ったときにシートレール取付部材5が移動する方向と反対方向、すなわち上向きの弾性反発力をシートレール取付部材5に付与している。これにより、シートAに荷重が加わっていないときにはシートAを所定の無荷重位置(図示せず)に保持し、シートAに荷重が加わるとその荷重の大きさに距離だけシート固定部4に対してシートAが下降することを許容し、シートAに加わっていた荷重が無くなるとシートAを元の無荷重位置に戻すように作用する。   A coil spring 23 is provided between the lower end wall 5 a of the seat rail mounting member 5 and the base plate 6 a of the seat fixing member 6. The coil spring 23 is a main component of the elastic repulsive force imparting mechanism D, and when the occupant sits on the seat A, the direction opposite to the direction in which the seat rail mounting member 5 moves, that is, the upward elastic repulsive force is applied to the seat rail. The attachment member 5 is provided. As a result, when no load is applied to the sheet A, the sheet A is held at a predetermined no-load position (not shown). When a load is applied to the sheet A, the load is applied to the sheet fixing portion 4 by a distance corresponding to the magnitude of the load. Thus, the sheet A is allowed to descend, and when the load applied to the sheet A disappears, the sheet A is returned to the original no-load position.

予め想定した重量を超える荷重がシートAに加わった場合、シートAが所定高さまで下降することにより、シートレール取付部材5の下端壁部5aにシート固定部材6のロッド基部6bが当たり、それ以上のシートAの下降が制限される。シートレール取付部材5の下端壁部5aおよびシート固定部材6のロッド基部6bは、シート固定部4に対するシートAの上下動範囲を限定する上下動範囲限定機構Cを構成している。   When a load exceeding the weight assumed in advance is applied to the seat A, when the seat A descends to a predetermined height, the lower end wall portion 5a of the seat rail mounting member 5 hits the rod base portion 6b of the seat fixing member 6, and more The lowering of the sheet A is restricted. The lower end wall portion 5 a of the seat rail mounting member 5 and the rod base portion 6 b of the seat fixing member 6 constitute a vertical movement range limiting mechanism C that limits the vertical movement range of the seat A with respect to the seat fixing portion 4.

乗員重量検出装置3は、シート固定部4に対するシートAの上下動距離を検出する上下動距離検出機構Eとして、磁石25および磁気センサ26を有する。磁石25は、シートレール取付部材5の下端壁部5aの下面に設けられている。磁気センサ26は、シート固定部材6のベースプレート6aの上面に、上記磁石25と対向させて設けられている。磁気センサ26は、例えばホールセンサ、MRセンサ(磁気抵抗素子センサ)等であり、アナログ出力するものが用いられる。磁石25と磁気センサ26の位置を逆にしてもよい。   The occupant weight detection device 3 includes a magnet 25 and a magnetic sensor 26 as a vertical movement distance detection mechanism E that detects the vertical movement distance of the seat A with respect to the seat fixing portion 4. The magnet 25 is provided on the lower surface of the lower end wall 5 a of the seat rail mounting member 5. The magnetic sensor 26 is provided on the upper surface of the base plate 6 a of the sheet fixing member 6 so as to face the magnet 25. The magnetic sensor 26 is, for example, a Hall sensor, an MR sensor (magnetoresistance element sensor), or the like, and an analog output sensor is used. The positions of the magnet 25 and the magnetic sensor 26 may be reversed.

図5に示すように、シート着座部1aの4隅下側に設けられた4個の乗員重量検出装置3の磁気センサ26(1)〜26(4)は、それぞれ車両の制御装置30の入力側に接続されている。制御装置30は、例えばコンピュータ式のECU(電気制御ユニット)である。また、制御装置30の出力側には、エアバッグ展開量制御手段31、ステアリングハンドル位置制御手段32、シート位置制御手段33、およびヘッドレスト位置制御手段34がそれぞれ接続されている。各制御手段31〜34は、制御装置30の一部として設けられたものであってもよい。これら制御装置30および各制御手段31〜34の作用については、後で説明する。   As shown in FIG. 5, the magnetic sensors 26 (1) to 26 (4) of the four occupant weight detection devices 3 provided below the four corners of the seat seating portion 1 a are respectively input to the control device 30 of the vehicle. Connected to the side. The control device 30 is, for example, a computer-type ECU (electric control unit). Further, an airbag deployment amount control means 31, a steering handle position control means 32, a seat position control means 33, and a headrest position control means 34 are connected to the output side of the control device 30, respectively. Each control means 31 to 34 may be provided as a part of the control device 30. The operations of the control device 30 and the control units 31 to 34 will be described later.

シートAの着座部1aに乗員が着座すると、シートレール取付部材5に荷重がかかり、シートレール取付部材5が下降する(図4)。弾性反発力付与機構Dの作用により、乗員の重量に応じた距離だけシート取付部材5が下降する。このシートレール取付部材5の上下動距離を磁気センサ26にて検出してアナログ出力する。シートレール取付部材5に加わる荷重とシートレール取付部材5の上下動距離との関係は、前記コイルばね23のばね定数を変えることで調整できる。   When an occupant sits on the seating portion 1a of the seat A, a load is applied to the seat rail mounting member 5, and the seat rail mounting member 5 is lowered (FIG. 4). By the action of the elastic repulsion force applying mechanism D, the seat mounting member 5 is lowered by a distance corresponding to the weight of the occupant. The vertical movement distance of the seat rail mounting member 5 is detected by the magnetic sensor 26 and output in analog form. The relationship between the load applied to the seat rail mounting member 5 and the vertical movement distance of the seat rail mounting member 5 can be adjusted by changing the spring constant of the coil spring 23.

各磁気センサ26(1)〜26(4)の出力信号は制御装置30に送信される。制御装置30は、シートAに加わる荷重すなわち乗員の重量と、各磁気センサ26(1)〜26(4)の出力値の総和との関係を演算式またはテーブル等により設定した第1の関係設定手段(図示せず)を有し、入力値の総和から前記関係設定手段を用いて乗員の重量を演算する。第1の関係設定手段の設定内容は、予め試験やシミュレーションで求めてある。
シートAに加わる荷重の大きさに応じた距離だけシートAが上下動するように支持してあるため、広範囲な乗員重量の変化範囲にわたり、適正な荷重・上下動距離の関係になる。荷重が急激に変化した場合、コイルばね23に振動が発生するが、このコイルばね23の振動はダンパ機構Fの作用で減衰されるため、上下動距離検出機構Eが振動の影響を受けることが少なく、上下動距離の検出が安定している。このため、広範囲の乗員重量の変動範囲にわたり、乗員重量を常に安定して感度良くかつ精度良く検出することができる。
Output signals from the magnetic sensors 26 (1) to 26 (4) are transmitted to the control device 30. The control device 30 sets the first relationship setting in which the relationship between the load applied to the seat A, that is, the weight of the occupant, and the sum of the output values of the magnetic sensors 26 (1) to 26 (4) is set by an arithmetic expression or a table. Means (not shown), and the weight of the occupant is calculated from the sum of the input values using the relationship setting means. The setting contents of the first relationship setting means are obtained in advance through tests and simulations.
Since the seat A is supported so as to move up and down by a distance corresponding to the magnitude of the load applied to the seat A, an appropriate load / up-and-down moving distance is established over a wide range of changes in the occupant weight. When the load suddenly changes, vibration is generated in the coil spring 23. Since the vibration of the coil spring 23 is attenuated by the action of the damper mechanism F, the vertical movement distance detection mechanism E may be affected by the vibration. The detection of the vertical movement distance is small and stable. For this reason, it is possible to always detect the occupant weight stably and with high sensitivity and accuracy over a wide range of fluctuations of the occupant weight.

また、制御装置30は、各磁気センサ26(1)〜26(4)の出力値と、乗員の体格や座り方の特徴との関係を設定した第2の関係設定手段(図示せず)を有し、各磁気センサ26(1)〜26(4)の出力値から乗員の体格や座り方の特徴を推定する。第2の関係設定手段の設定内容も、予め試験やシミュレーションで求めてある。   In addition, the control device 30 includes second relationship setting means (not shown) that sets the relationship between the output values of the magnetic sensors 26 (1) to 26 (4) and the physique and sitting characteristics of the occupant. The physique and sitting characteristics of the occupant are estimated from the output values of the magnetic sensors 26 (1) to 26 (4). The setting contents of the second relationship setting means are also obtained in advance by tests and simulations.

このように求められた乗員の重量、体格、座り方の特徴等の情報に基づき、各制御手段31〜34に出力信号が出される。エアバッグ展開量制御手段31は、上記乗員情報に基づき、エアバッグ(図示せず)の展開量を制御する。ステアリングハンドル位置制御手段32は、上記乗員情報に基づき、ステアリングハンドル(図示せず)の上下方向および前後方向のいずれか一方または両方の位置を制御する。シート位置制御手段33は、上記乗員情報に基づき、シートAの前後方向位置を制御する。ヘッドレスト位置制御手段34は、上記乗員情報に基づき、ヘッドレスト1cの前後方向位置を制御する。これらの制御を行うことで、乗員の安全性、快適性等の向上を図ることができる。   An output signal is output to each of the control means 31 to 34 based on the information such as the weight of the occupant, the physique, and the characteristics of the sitting. The airbag deployment amount control means 31 controls the deployment amount of an airbag (not shown) based on the occupant information. The steering handle position control means 32 controls the position of one or both of the vertical direction and the front / rear direction of the steering handle (not shown) based on the occupant information. The seat position control means 33 controls the position of the seat A in the front-rear direction based on the occupant information. The headrest position control means 34 controls the position of the headrest 1c in the front-rear direction based on the occupant information. By performing these controls, it is possible to improve the safety and comfort of the passenger.

この乗員重量検出装置3は、荷重センサを用いていないので、センサ自体が荷重を支持することが不要であり、また弾性反発力付与機構Dをコイルばね23からなるものとしたことにより、弾性反発力付与機構Dを含め全体を簡易な構成にできる。このため、低コストで製作することができる。また、シートAに加わる荷重の大きさをシート固定部材6に対するシートレール取付部材5の上下動距離として検出するようにし、その検出用に磁気式センサ26を用いたことにより、デバイスや検出回路が不要となり、さらにそれらの組付けに手間がかからないため、重量検出装置3を低コストで構成することができる。   Since this occupant weight detection device 3 does not use a load sensor, it is not necessary for the sensor itself to support the load, and the elastic repulsion force imparting mechanism D is composed of the coil spring 23, so The entire structure including the force applying mechanism D can be simplified. For this reason, it can be manufactured at low cost. Further, the magnitude of the load applied to the seat A is detected as the vertical movement distance of the seat rail mounting member 5 with respect to the seat fixing member 6, and the magnetic sensor 26 is used for the detection. The weight detection device 3 can be configured at low cost because it is unnecessary and does not require much time to assemble them.

この実施形態では、乗員重量検出装置3の検出結果に基づき車両用シートおよびその周辺機器の各種設定を変更する複数の制御手段31〜34が設けられているが、これら全ての制御手段31〜34を設ける必要はなく、車両の仕様に合った適切な制御手段だけを設ければよい。   In this embodiment, a plurality of control means 31 to 34 for changing various settings of the vehicle seat and its peripheral devices based on the detection result of the occupant weight detection device 3 are provided, but all these control means 31 to 34 are provided. There is no need to provide a control means, and only an appropriate control means that meets the specifications of the vehicle may be provided.

図6および図7は、それぞれこの発明の異なる実施形態を示す。これらの実施形態は、前記コイルばね23を、荷重と撓みとの関係が線形でない非線形特性ばねとしたものである。非線形特性ばねであるコイルばね23の荷重と撓みとの関係は、後述する磁気センサ26の特性(図8)に合わせて設定されている。非線形特性ばねとしては、円すいコイルばね、不等ピッチコイルばね、テーパピッチばね等が利用できる。図6に示す実施形態のコイルばね23は、円すいコイルばねであり、かつ不等ピッチコイルばねである。また、図7に示す実施形態のコイルばね23は、テーパピッチばねである。コイルばね23がコイルばね23であること以外は、前記実施形態と同じである。   6 and 7 each show a different embodiment of the present invention. In these embodiments, the coil spring 23 is a non-linear characteristic spring in which the relationship between load and deflection is not linear. The relationship between the load and deflection of the coil spring 23, which is a non-linear characteristic spring, is set in accordance with the characteristics (FIG. 8) of the magnetic sensor 26 described later. As the nonlinear characteristic spring, a conical coil spring, an unequal pitch coil spring, a taper pitch spring, or the like can be used. The coil spring 23 of the embodiment shown in FIG. 6 is a conical coil spring and an unequal pitch coil spring. Moreover, the coil spring 23 of the embodiment shown in FIG. 7 is a taper pitch spring. Except that the coil spring 23 is the coil spring 23, it is the same as that of the said embodiment.

図8は、磁石25と磁気センサ26間のギャップgと磁石25に与えられる磁束密度との関係を示す図である。図に見られるように、磁気センサ26から磁石25が離れるにつれて磁気密度の量は減少する。ギャップgと磁束密度との関係は非線形で、ギャップgが小さいほど磁束密度の変化が大きくなっている。図9は前記コイルばね23の特性を示す図であり、荷重と撓みとの関係が、磁気センサ26の特性(図8)に合わせた非線形の関係に設定されている。これにより、図10に示すように、シートAに加わる荷重とセンサ出力とが線形の関係になる。このため、センサ出力を乗員重量検出装置3とは別に設けたマイコンや車両の制御装置30により補正演算することが不要であり、制御を簡略にできる。   FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the gap g between the magnet 25 and the magnetic sensor 26 and the magnetic flux density applied to the magnet 25. As can be seen, the amount of magnetic density decreases as the magnet 25 moves away from the magnetic sensor 26. The relationship between the gap g and the magnetic flux density is non-linear. The smaller the gap g, the larger the change in magnetic flux density. FIG. 9 is a diagram showing the characteristics of the coil spring 23. The relationship between the load and the deflection is set to a non-linear relationship that matches the characteristics of the magnetic sensor 26 (FIG. 8). Thereby, as shown in FIG. 10, the load applied to the seat A and the sensor output have a linear relationship. For this reason, it is not necessary to correct the sensor output by a microcomputer provided separately from the occupant weight detection device 3 or the vehicle control device 30, and the control can be simplified.

この発明の実施形態に係る乗員重量検出装置を備えた車両用シート装置の側面図である。1 is a side view of a vehicle seat device including an occupant weight detection device according to an embodiment of the present invention. 同車両用シート装置の平面図である。It is a top view of the vehicle seat apparatus. 同乗員重量検出装置の破断側面図である。It is a fracture | rupture side view of the same passenger | crew weight detection apparatus. 同乗員重量検出装置の異なる状態を示す破断側面図である。It is a fracture | rupture side view which shows the different state of the passenger | crew weight detection apparatus. 同車両用シート装置の制御系のブロック図である。It is a block diagram of a control system of the vehicle seat device. この発明の異なる実施形態に係る乗員重量検出装置の破断側面図である。It is a fracture | rupture side view of the passenger | crew weight detection apparatus which concerns on different embodiment of this invention. この発明のさらに異なる実施形態に係る乗員重量検出装置の破断側面図である。It is a fracture side view of an occupant weight detection device according to still another embodiment of the present invention. 磁石と磁気センサ間のギャップと磁石に与えられる磁束密度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the gap between a magnet and a magnetic sensor, and the magnetic flux density provided to a magnet. シートに加わる荷重とコイルばねの撓みとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the load added to a sheet | seat, and the bending of a coil spring. シートに加わる荷重とセンサ出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the load added to a sheet | seat, and a sensor output.

符号の説明Explanation of symbols

1…シート本体
1a…着座部
1b…背当て部
1c…ヘッドレスト
2…シートレール
3…乗員重量検出装置
4…シート固定部
5…シートレール取付部材(シリンダ)
6…シート固定部材
6d…ピストン
7…ピストン動作緩衝用流体
23…コイルばね
25…磁石
26…磁気センサ
30…制御装置
A…車両用シート
B…支持機構
C…上下動範囲限定機構
D…弾性反発力付与機構
E…上下動距離検出機構
F…ダンパ機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Seat main body 1a ... Seating part 1b ... Backrest part 1c ... Headrest 2 ... Seat rail 3 ... Passenger weight detection apparatus 4 ... Seat fixing | fixed part 5 ... Seat rail attachment member (cylinder)
6 ... Seat fixing member 6d ... Piston 7 ... Piston motion buffering fluid 23 ... Coil spring 25 ... Magnet 26 ... Magnetic sensor 30 ... Control device A ... Vehicle seat B ... Support mechanism C ... Vertical movement range limiting mechanism D ... Elastic repulsion Force applying mechanism E ... Vertical movement distance detecting mechanism F ... Damper mechanism

Claims (11)

車両用シートに着座している乗員の重量を検出する乗員重量検出装置であって、車両のシート固定部に対して前記シートを上下動自在に支持する支持機構と、前記シートに加わる荷重の大きさに応じた距離だけ前記シート固定部に対して前記シートが上下動するようにシートに弾性反発力を付与する弾性反発力付与機構と、前記シート固定部に対する前記シートの上下動距離を検出する上下動距離検出機構と、前記シート固定部に対する前記シートの上下動範囲を限定する上下動範囲限定機構とを有し、前記弾性反発力付与機構はばねからなるものとし、このばねの振動を減衰させるダンパ機構を設けたことを特徴とする乗員重量検出装置。   An occupant weight detection device for detecting the weight of an occupant seated on a vehicle seat, the support mechanism supporting the seat so as to be movable up and down with respect to a seat fixing portion of the vehicle, and a load applied to the seat An elastic repulsion force applying mechanism that applies an elastic repulsive force to the sheet so that the sheet moves up and down with respect to the sheet fixing portion by a distance corresponding to the distance, and a vertical movement distance of the sheet with respect to the sheet fixing portion. It has a vertical movement distance detection mechanism and a vertical movement range limiting mechanism that limits the vertical movement range of the seat with respect to the seat fixing portion, and the elastic repulsion force applying mechanism comprises a spring and damps the vibration of the spring An occupant weight detection device provided with a damper mechanism. 請求項1において、前記ばねは非線形特性ばねである乗員重量検出装置。   2. The occupant weight detection device according to claim 1, wherein the spring is a non-linear characteristic spring. 請求項1または請求項2において、前記非線形特性ばねは、前記シートに加わる荷重の大きさと前記上下動距離検出機構が有するセンサの出力との関係を略線形とする非線形特性を有する乗員重量検出装置。   3. The occupant weight detection device according to claim 1, wherein the non-linear characteristic spring has a non-linear characteristic in which a relationship between a magnitude of a load applied to the seat and an output of a sensor included in the vertical movement distance detection mechanism is substantially linear. . 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記支持機構およびダンパ機構は、上下に対向して設けられたシート側の部材およびシート固定部側の部材のうちいずれか一方の部材に中心軸が上下方向を向くシリンダを形成し、もう一方の部材に前記シリンダ内に摺動自在に嵌合するピストンを形成し、前記シリンダの内部にピストン動作緩衝用の流体を充填したものである乗員重量検出装置。   4. The support mechanism and the damper mechanism according to claim 1, wherein the support mechanism and the damper mechanism are centered on any one of a member on a sheet side and a member on a sheet fixing portion provided to be opposed to each other in the vertical direction. An occupant having a cylinder whose shaft is directed in the vertical direction, a piston that is slidably fitted in the cylinder is formed on the other member, and a fluid for buffering the piston operation is filled in the cylinder. Weight detection device. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記上下動距離検出機構は磁気式センサを用いたものである乗員重量検出装置。   5. The occupant weight detection device according to claim 1, wherein the vertical movement distance detection mechanism uses a magnetic sensor. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づきエアバッグの展開量を制御する制御手段に入力される乗員重量検出装置。   6. The occupant according to claim 1, wherein an output of the vertical movement distance detection mechanism is input to a control means for controlling an airbag deployment amount based on a detection result of the vertical movement distance detection mechanism. Weight detection device. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づきステアリングハンドルの上下方向および前後方向のいずれか一方または両方の位置を制御する制御手段に入力される乗員重量検出装置。   6. The output of the vertical movement distance detection mechanism according to claim 1, wherein the output of the vertical movement distance detection mechanism is based on a detection result of the vertical movement distance detection mechanism. An occupant weight detection device input to a control means for controlling the position. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づき前記シートの前後方向位置を制御する制御手段に入力される乗員重量検出装置。   6. The output of the vertical movement distance detection mechanism according to claim 1, wherein the output of the vertical movement distance detection mechanism is input to a control unit that controls the position of the seat in the front-rear direction based on the detection result of the vertical movement distance detection mechanism. Crew weight detection device. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づき前記シートの背当て部の前後方向位置を制御する制御手段に入力される乗員重量検出装置。   6. The control means according to claim 1, wherein the output of the vertical movement distance detection mechanism controls the position in the front-rear direction of the seat back portion based on the detection result of the vertical movement distance detection mechanism. Occupant weight detection device input to the. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記上下動距離検出機構の出力が、この上下動距離検出機構の検出結果に基づき前記シートのヘッドレストの前後方向位置を制御する制御手段に入力される乗員重量検出装置。   6. The output of the vertical movement distance detection mechanism according to claim 1, wherein the output of the vertical movement distance detection mechanism is input to a control unit that controls a front-rear direction position of the headrest of the seat based on a detection result of the vertical movement distance detection mechanism. Occupant weight detection device. 着座部の平面形状が略四角形の車両用シートを、前記着座部の4隅で、請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の乗員重量検出装置を介して車両のシート固定部に支持したことを特徴とする車両用シート装置。   11. A vehicle seat having a substantially quadrangular planar shape of a seating portion is supported on the seat fixing portion of the vehicle at the four corners of the seating portion via the occupant weight detection device according to any one of claims 1 to 10. A vehicle seat device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014046123A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-27 株式会社フジクラ Seat device
CN111516562A (en) * 2020-05-08 2020-08-11 冯云 New energy automobile seat

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