以下、本発明の第1の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、シートベルトウォーニング装置10を備えた車両シート11を示すもので、シートベルトウォーニング装置10は、助手席側の車両シート11に装備されている。車両シート11は、乗員が着座する着座面としてのシートクッション11aと、シートクッション11aの後端部に前後方向に回動可能に取付けられたシートバック11bを備えている。車両シート11には、助手席側の車両シート11に着座した乗員あるいは荷物の荷重を検出する荷重検出装置12(図2、図3参照)と、着座した乗員を装着時に拘束し、非装着時に乗員を開放するシートベルト13と、シートベルト13が装着状態であるか非装着状態であるかを検出するバックルスイッチ14と、コントローラ15が設けられている。
車両シート11は、車両シート11を車両の前後方向に位置調整可能に支持するシートスライド装置16の左右一対のアッパレール17を介して車両のフロアに支持されている。左右一対のアッパレール17上には、図2に示すように、車両シート11のシートクッション11aを支持する4つの支持脚部17a、17b、17c、17dが、車両の前後方向および左右方向にそれぞれ離間した4隅の位置に配設されている。荷重検出装置12を構成する2つの荷重センサ12a、12bは、増幅器を内蔵した歪ゲージ式のセンサからなり、これら2つの荷重センサ12a、12bは、上記した4つの支持脚部17a〜17dのうちの後方の左右2か所において、シートクッション11aとアッパレール17との間に介装され、車両シート11のシートクッション11aに着座する乗員等の荷重を、2つの荷重センサ12a、12bによって検出できるようになっている。
シートベルト13には、図1に示すように、その途中部分にタングプレート20が設けられ、シートクッション11aの側部には、タングプレート20に係脱自在なバックル21が設けられている。バックル21にはバックルスイッチ14が内蔵されており、タングプレート20がバックル21に係合されることにより、バックルスイッチ14よりシートベルト13が装着状態であるとしてON信号が出力される。また、バックルスイッチ14は、タングプレート20がバックル21に係合されていない場合には、シートベルト13が非装着状態であるとしてOFF信号を出力する。
図3は、シートベルトウォーニング装置10のブロック図を示すもので、制御手段としてのコントローラ(ECU)15には、荷重検出装置12を構成する2つの荷重センサ12a、12bと、シートベルト13のバックルスイッチ14と、ブザーやインジケータランプ等によってシートベルト13の未装着を警告するウォーニング部材31とが接続されている。ウォーニング部材31は、シートクッション11aに乗員が着座しているにもかかわらず、シートベルト13が非装着状態(バックルスイッチ14がOFF)であるときに、警告を発してシートベルト13の装着を促すものである。
コントローラ15は、CPU33とRAM34とROM35とインターフェイス36からなっており、ROM35には、着座判定プログラムが格納されている。RAM34には、2つの荷重センサ12a、12bによって検出された荷重信号と、シートベルト13のバックルスイッチ14のON/OFF信号と、イグニッションスイッチ32のON/OFF信号がインターフェイス36を介して入力されるようになっている。
CPU33は、RAM34に送信された2つの荷重センサ12a、12bからの荷重信号を加算処理することにより、車両シート11に着座した乗員の体重や荷物の重量を検出するようになっている。例えば、車両シート11に乗員等が正常な姿勢で着座した場合には、シートクッション11aの後方の左右2か所に配設された第1および第2の荷重センサ12a、12bにほぼ均等な荷重が負荷され、乗員等が右あるいは左に片寄った姿勢で着座した場合には、第1および第2の荷重センサ12a、12bの一方により大きな荷重が負荷され、他方に小さな荷重が負荷される。これにより、第1および第2荷重センサ12a、12bで検出されたそれぞれの荷重信号をCPU33で加算処理することにより、車両シート11に着座した乗員の体重や荷物の重量を検出できるようになる。なお、荷重センサ12a、12bの出力は、車両が平地にあり、かつシートクッション11aに何も着座されていない空席状態において、ゼロ点校正されている。
RAM34には、また、着座なし状態であるとの認識状態である着座なし認識モードを記憶する記憶エリアA1と、乗員の着座ありと判断しウォーニング部材31を作動許可状態とする乗員着座認識モードを記憶する記憶エリアA2と、荷物の載置状態と判断しウォーニング部材31を作動不可状態とする荷物認識モードを記憶する記憶エリアA3が設けられている。
ところで、車両シート11の後方の左右に2つの荷重センサ12a、12bを設けたものにおいては、例えば、シートクッション11a上に荷物が置かれている場合、通常走行時においては、2つの荷重センサ12a、12bによってシートクッション11aの荷物の重量を検出でき、乗員が着座している場合と容易に判別することができる。しかしながら、車両の発進時や加速時のように車両に加速度が作用した場合や、車両が坂道を登っているような場合には、シートクッション12上の荷物の重量がシートクッション11aの後方により大きく作用され、その結果、荷重検出装置12によって検出される見かけ上の荷重が実際の荷物の重量よりも大きくなる。
従って、通常の荷物載置時においては、荷重検出装置12によって検出される荷重が、乗員が着座していると判定するしきい値よりも小さく、その結果、ウォーニング部材31より警告信号が発せられることはないが、上記したように、車両の加速時や登坂時のように、荷重検出装置12によって検出される荷重が実際の荷物の重量よりも大きくなって、しきい値を超えると、シートベルト未装着の誤った警告信号が発せられることになる。
そこで、本実施の形態においては、図4に示すように、車両シート11のシートクッション(着座面)11aに乗員や荷物が着座していない「着座なし」状態(着座なし認識モード)SA1と、車両シート11の着座面11aに乗員が着座している「乗員検知」状態(乗員着座認識モード)SA2と、車両シート11の着座面11aに荷物が着座している「荷物検知」状態(荷物認識モード)SA3の3つの状態を判定できるようにし、「着座なし」状態SA1において、所定範囲内の荷重を検出した際は、「荷物検知」状態SA3と判定し、所定範囲を超える荷重を検出した際は、「乗員検知」状態SA2と判定するようにしている。そして、判定後は、乗員や荷物が着座面11aより移動(入れ替え)しない限り、判定状態を遷移させないようになっている。
本実施の形態におけるコントローラ15は、図4に示すように、第1遷移処理37と第2遷移処理38を行うようになっており、第1遷移処理37は、着座なし認識モード(「着座なし」状態SA1)において、荷重検出装置12が第1荷重(例えば6kg)より大きく第2荷重(例えば11.5kg)より小さい荷重を予め設定された第2時間(例えば1sec)検出したことを条件として荷物認識モード(「荷物検知」状態SA3)へ移行するとともに、荷物認識モードにおいて、荷重検出装置12が第1の荷重に近似した所定の荷重(例えば5kg)より小さい荷重を予め設定された第1時間(例えば2sec)継続して検出したことを条件として着座なし認識モードへ移行するようになっている。
また、第2遷移処理38は、着座なし認識モード(「着座なし」状態SA1)において、荷重検出装置12が第2荷重(11.5kg)より大きい荷重を予め設定された第2時間(1sec)検出したことを条件として乗員着座認識モード(「乗員検知」状態SA2)へ移行するとともに、乗員着座認識モードにおいて、荷重検出装置12が第1の荷重に近似した所定の荷重(例えば5kg)より小さい荷重を予め設定された第1時間(例えば2sec)継続して検出したことを条件として着座なし認識モードへ移行するようになっている。
これによって、「乗員検知」状態SA2と「荷物検知」状態SA3との間で判定状態が遷移されることがないようにし、荷重検出装置12によって検出される荷物の重量が実際の重量よりも大きくなっても、誤ってベルト未装着の警告信号が発せられることがないようにしている。
なお、本実施の形態においては、「乗員検知」状態SA2と判定する基準を、荷重検出装置12によって11.5kg以上の荷重が検出された場合と定めた根拠は、シートベルト13の装着を必要とする6歳児以上、または比較的小柄な成人女性が、シートクッション11aの前部に浅く着座した場合でも「乗員検知」状態SA2を判定できるようにしたためである。一方、「荷物検知」状態SA3と判定する基準を、荷重検出装置12によって6kg以上、11.5kg以下の範囲の荷重が検出された場合と定めた根拠は、車両に作用する加速度等によって乗員と誤認される可能性があるからである。
次に、上記した第1の実施の形態における着座判定プログラムを、図5のフローチャートに基づいて説明する。イグニッションスイッチ32がONされると、着座判定プログラムが開始される。かかる着座判定プログラムは、所定のサンプリング周期で繰り返し実行される。まず、ステップS100において、「着座なし」状態SA1が判定され、次いで、ステップS102において、荷重検出装置12にて検出された荷重が6kg(第1荷重)より大きいか否かが判断される。検出された荷重が6kgより大きく、判断結果がYESとなった場合には、次のステップS104において、荷重検出装置12にて検出された荷重が11.5kg(第2荷重)より小さいか否かが判断される。ステップS104における判断結果がYESの場合、すなわち、荷重検出装置12にて検出された荷重が6kg〜11.5kgの範囲内と判断された場合には、続くステップS106において、その判断結果が予め設定された所定の時間、例えば、1sec(第2時間)継続されたか否かが判断される。ステップS106における判断結果がYESの場合には、ステップS108において、車両シート11には荷物が着座されているものと判定し、「荷物検知」状態SA3、すなわち、荷物認識モードが記憶される。「荷物検知」状態SA3が記憶されると、ウォーニング部材31がOFFされ、ウォーニング部材31を作動させないようにする。
これに対して、ステップS104の判断結果がNOの場合、すなわち、荷重検出装置12にて検出された荷重が11.5kgを超えていると判断された場合には、続くステップS110において、その判断結果が1sec継続されたか否かが判断される。ステップS110における判断結果がYESの場合には、ステップS112において、車両シート11には乗員が着座されているものと判定し、「乗員検知」状態SA2、すなわち、乗員着座認識モードが記憶される。「乗員検知」状態SA2が記憶されると、ウォーニング部材31がONされ、ウォーニング部材31を作動できる状態とする。
ステップS106あるいはステップS110における判断結果がNOの場合、換言すれば、所定範囲の荷重あるいは所定範囲を超える荷重が1sec継続されなかった場合には、ステップS100に戻り、「着座なし」状態SA1が判定される。
このように、イグニッションスイッチ32がONされてから1sec(第2時間)以内に、「着座なし」状態SA1か、「乗員検知」状態SA2か、「荷物検知」状態SA3かを判定することにより、車両の停止状態で判定状態を確定させることができる。なぜならば、イグニッションスイッチ32がONされてから1sec以内に車両が発進されることはありえないため、加速度等が作用してない状況下で着座面11aに着座された荷重を検出することができる。そして、車両の走行後(1sec経過後)は、後述するように、車両シート11の着座面11aより乗員が入れ替わった場合等を除いて、判定状態を遷移させないようになっている。
上記したステップS112において、「乗員検知」状態SA2が記憶されると、ステップS114とステップS116とによって、荷重検出装置12にて検出された荷重が所定の荷重、例えば、5kg以下で、その状態が予め設定された所定の時間、例えば、2sec(第1時間)継続されたか否かが判断される。例えば、車両シート11に着座していた乗員が車両より降車し、車両シート11が空席状態となって、それに作用する荷重が5kg以下となり、それが2sec継続された場合には、車両シート11には乗員も荷物も着座されていないものと判定する(ステップS122)。このようにして、「乗員検知」状態SA2が「着座なし」状態SA1に遷移される。ステップS114とステップS116において、荷重検出装置12にて検出された荷重が5kg以下でないか、5kg以下の状態が2sec継続されなかった場合には、「乗員検知」状態SA2が維持される。
同様に、上記したステップS110において、「荷物検知」状態SA3が記憶されると、ステップS118とステップS120とによって、荷重検出装置12にて検出された荷重が5kg以下で、その状態が2sec継続されたか否かが判断される。例えば、車両が停車されて、車両シート11に着座していた荷物が取り除かれ、車両シート11に作用する荷重が5kg以下となり、それが2sec継続された場合には、ステップS122において、車両シート11には荷物も乗員も着座されていない「着座なし」状態SA1と判定される。このようにして、「荷物検知」状態SA3が「着座なし」状態SA1に遷移される。この場合にも、ステップS118とステップS120において、荷重検出装置12にて検出された荷重が5kg以下でないか、5kg以下の状態が2sec継続されなかった場合には、「荷物検知」状態SA3が維持される。
このように、図4および図5に示すように、車両停車時に、「乗員検知」状態SA2あるいは「荷物検知」状態SA3に判定されると、その後は判定状態が実質的に遷移されることがなく、所定の荷重(5kg)以下の状態が第1時間(2sec)継続された場合に限り、「着座なし」状態SA1に遷移される。従って、判定後は「乗員検知」状態SA2と「荷物検知」状態SA3との間で判定状態が遷移されることはない。
従って、上記した第1の実施の形態によれば、車両シート11の着座面11aに荷物を載せている状態で、車両に作用する加速度等の影響によって、荷重検出装置12によって検出される荷重が、乗員が着座していると判定する所定値よりも大きくなっても、乗員が着座していると誤認識して、シートベルト未装着の誤った警告信号が発せられることを確実に回避することができるようになる。
また、上記した第1の実施の形態によれば、「荷物検知」状態SA3か「乗員検知」状態SA2の判定が一旦確定された後は、その判定が頻繁に切り替わってしまうのを抑制することができる。これによって、シートベルト未装着の警告が繰り返されることによる乗員の不快感を取り除くことができ、適切なシートベルトウォーニングを行うことができる。
次に、本発明の第2の実施の形態を図6に基づいて説明する。第2の実施の形態は、車両が下り坂で停車している場合には、車両シート11に着座する乗員や荷物の荷重が車両シート11の前部により多く作用し、荷重検出装置12によって検出される荷重が、実際の乗員の体重や荷物の重量よりも小さくなる傾向となるため、下り坂の程度に応じて、荷重検出装置12によって検出された荷重を補正するようにしたものである。
図6において、40は車両が下り坂で停車していることを検出する下り坂検出手段、41は下り坂検出手段40の検出出力に応じて下り坂の程度を判定する下り坂判定手段、42は下り坂判定手段41の判定結果に応じて荷重値を補正する荷重値補正手段である。
下り坂検出手段40は、車両の前後方向の傾斜状態を検出する傾斜センサによって構成することができ、かかる傾斜センサによって検出された傾斜角に基づいて、下り坂判定手段により、平地状態であるか、緩下り勾配状態であるか、急下り勾配状態であるかが判定される。そして、下り坂判定手段41の判定結果に応じて、荷重値補正手段42によって荷重検出装置12によって検出された荷重が補正され、しきい値と比較される。具体的には、平地状態と判定された場合の補正量を0とし、緩下り勾配状態と判定された場合には、荷重検出装置12によって検出された荷重に第1補正量X1を加算し、急下り勾配状態と判定された場合には、荷重検出装置12によって検出された荷重に第1補正量X1に加えてさらに第2補正量X2を加算するようにする。
これにより、緩下り勾配と判定された場合には、荷重検出装置12によって検出された荷重にX1kg加算した荷重値が、11.5kgを超えた場合に、「乗員検知」状態と判定され、6kg〜11.5kgの範囲内の場合は、「荷物検知」状態と判定される。同様に、急下り勾配と判定された場合には、荷重検出装置12によって検出された荷重に(X1+X2)kg加算した荷重値が、11.5kgを超えた場合に、「乗員検知」状態と判定され、6kg〜11.5kgの範囲内の場合は、「荷物検知」状態と判定される。
上記した第2の実施の形態によれば、車両が下り坂に停車していることを判定し、下り坂の程度に応じて荷重検出装置12によって検出された荷重を補正するようにしたので、車両の傾斜状態にかかわらず、「着座なし」状態か「乗員検知」状態か「荷物検知」状態かの判定を正確に行うことができる。
なお、下り坂検出手段40は、傾斜センサをわざわざ設けなくても、シートクッション11aに何も着座されていない空席状態(車両シート11より乗員が降車した状態)で、荷重検出装置12によって検出された荷重に基づいて検出することができる。すなわち、車両が下り坂で停車している場合には、荷重検出装置12に作用する車両シート11の荷重が小さくなり、ゼロ点校正された荷重検出装置12の出力は負の値となる。従って、下り勾配では、荷重検出装置12の出力は、下り勾配がきつくなるほど、負の値が大きくなる。従って、負の値に応じて、平地か緩下り勾配か急下り勾配かを判定することができる。
図8は、本発明の第3の実施の形態を示すもので、第1の実施の形態で述べた図4と異なる点は、「荷物検知」状態を判定するステップS108と「乗員検知」状態を判定するステップS112との間に、ステップS130およびステップS132を追加し、例外的に、「荷物検知」状態から「乗員検知」状態に遷移させる第3遷移処理を行えるようにしたものである。なお、その他の点は、第1の実施の形態と同じであるので、以下においては、主に第1の実施の形態と異なる点を説明し、同一部分については同一の参照符号を付し、説明を省略する。
上記した第1の実施の形態においては、一旦「荷物検知」状態に判定されると、「乗員検知」状態に遷移されることがないため、例えば、乗員判定プログラムの開始時に、子供がシートクッション11aの前部に浅く着座すると、荷重検出装置12の出力が第2荷重(11.5kg)以上に達せず、「荷物検知」状態と判定される。そして、その後に子供がシートクッション11aに深く着座し直し、荷重検出装置12の出力が第2荷重(11.5kg)以上となっても、「乗員検知」状態に遷移されることがなく、その結果、シートベルト未装着の警告を発することができない事態となる。
そこで、第3の実施の形態においては、上記したような事態を想定し、図8に示すように、一旦「荷物検知」状態(ステップS108)に判定されても、ステップS130において、荷重検出装置12によって検出された荷重が、第2荷重よりも大きな例えば14kg以上と判別され、かつ続くステップS132において、これが例えば2sec以上継続されたことが判別された場合には、「乗員検知」状態(ステップS112)に遷移されるようにしている。
このように、第3の実施の形態においては、「荷物検知」状態から「乗員検知」状態に遷移させる第3遷移処理を追加したので、最初に子供がシートクッション11aの前部に浅く着座し、「荷物検知」状態と判定されても、その後に座り直した場合には、「乗員検知」状態に遷移させることができ、シートベルト未装着の警告を行うことが可能となる。
ただし、この場合においても、子供が再びシートクッション11aの前部に浅く着座し直し、荷重検出装置12の出力が、第1荷重(6kg)よりも大きく、第2荷重(11.5kg)よりも小さな荷重値に変化しても、「荷物検知」状態に遷移されることはなく、従来のような判定が頻繁に切り替わってしまう事態を避けることができる。
上記した実施の形態においては、荷重検出装置12が第1荷重(例えば6kg)より大きく第2荷重(例えば11.5kg)より小さい荷重を検出すると、「荷物検知」状態と判定し、荷重検出装置12が第2荷重より大きい荷重を検出すると、「乗員検知」状態と判定し、荷重検出装置12が所定の荷重(例えば5kg)より小さい荷重を僅少時間継続して検出すると、「着座なし」状態に遷移させるようにしたが、「荷物検知」状態を判定する下限の荷重(第1荷重)と、「着座なし」状態に遷移する所定の荷重は必ずしも別々の荷重値(6kgと5kg)である必要はなく、同じ値に設定してもよい。
また、上記した実施の形態において、「着座なし」状態、「乗員検知」状態、「荷物検知」状態等を判定する荷重値のしきい値および経過時間は、単なる一例を示したものにすぎず、実施の形態で述べた数値に何ら限定されるものではないことは勿論である。
以上、本発明を実施の形態に即して説明したが、本発明は実施の形態で述べた構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内で種々の形態を採り得るものである。