JP2011143832A

JP2011143832A - 着座検知装置

Info

Publication number: JP2011143832A
Application number: JP2010006467A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Yanai; 慶一梁井; Setsu Takuma; 摂宅間; Hiromi Kondo; 弘巳近藤; Wataru Otake; 亘大竹; Hideki Kawabata; 英樹川端; Hitoshi Yuasa; 均湯浅; Hiroyuki Takahashi; 浩幸高橋
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2011-07-28

Abstract

【課題】乗員が前後左右にずれて座った場合において、乗員の着座状態を正しく検知する着座検知装置を提供する。
【解決手段】
メンブレンスイッチ４によって検知する着座検知装置２において、メンブレンスイッチは、複数の接点６が直線状に配列され、少なくとも３つの接点のうち隣り合う２個の接点が、シートクッション１に着座した乗員の荷重によって同時にオンされたときに着座検出信号を出力する棒状メンブレンスイッチとし、メンブレンスイッチはシートクッションの前後方向の中心線に対して左右の一方側のみに傾斜配置され、かつ乗員がシートクッションに着座したとき荷重が作用する着座荷重領域が、シートクション後方略中央の正規位置から前後左右方向に最もずれた４個の着座荷重領域の間のいずれに位置する状態においても、隣り合う２個の接点が少なくとも１組前記着座荷重領域に入るように配置されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、車両のシートに設置して乗員の着座状態を検知する装置に関する。

従来、自動車に装備されたシートベルトやエアバッグ等の各種安全装置の性能を向上させるため、シートに乗員が着座している状態を検知してこれらの安全装置をコントロールする場合がある。しかし、シートには人が着座する以外に荷物が置かれることもあり、人を荷物と区別して正しく判定することは、安全装置を正しく作動させるために極めて重要である。

このような乗員の着座状態を検知するのに適するものとして、薄くて可撓性があるメンブレンスイッチが考えられ、そのようなメンブレンスイッチを使用した着座センサが特許文献１に開示されている。この着座センサは、直線状に形成された第一フィルムと、第一フィルムと同形状に形成され、第一フィルムに対向して配置される第二フィルムと、第一フィルムと第二フィルムとの間に対向して且つ離隔して配置され、荷重を受けた場合に当接して導通する２つのセンサセルのセンサ電極と、第一フィルムと第二フィルムとの間に配置され、センサ電極に導通する導通部における導通部における導通電極と、第一フィルムおよび第二フィルムの端部に結合され、導通電極を介してセンサ電極に導通されるコネクタとが記載されている。そして、この着座センサを車両前後方向および車両左右方向に対して斜めの方向を向くように座面に配置し、乗員が正しい姿勢で着座した場合に、乗員の臀部に当たる部分に二つのセンサセル（接点）が配置されることが記載されている。

特開２００８−１５７９１４号公報

しかし、着座荷重による座圧がシートクッションに作用する範囲は、乗員の姿勢により範囲が異なる傾向がある。ところが特許文献１では、座面に着座センサを搭載する場合において、センサセル（接点）の個数を２個とする例は記載されているものの、必要なセンサセルの個数、センサセルが乗員の着座を検知する条件、センサセル間のピッチ、センサセルの配置を明確にしていないため、乗員の姿勢によっては乗員を正しく検出することができないおそれがある。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、乗員が前後左右にずれて座った場合において、乗員の着座状態を正しく検知する着座検知装置を提供するものである。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、複数の接点が配列されたメンブレンスイッチがシートクッションに設けられ、該シートクッションに着座した乗員の荷重によって前記接点がオンすることによって着座を検知する着座検知装置において、前記メンブレンスイッチは、複数の接点が直線状に配列され、少なくとも３つの接点のうち隣り合う２個の接点が、前記シートクッションに着座した乗員の荷重によって同時にオンされたときに着座検出信号を出力する一本の棒状メンブレンスイッチとし、前記メンブレンスイッチは前記シートクッションの前後方向の中心線に対して７度〜１６．５度の範囲で左右の一方側のみに傾斜配置され、かつ乗員が前記シートクッションに着座したとき荷重が作用する着座荷重領域が、前記シートクション後方略中央の正規位置から前後左右方向に最もずれた４個の着座荷重領域の間のいずれに位置する状態においても、前記隣り合う２個の接点が少なくとも１組前記着座荷重領域に入るように配置されていることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記メンブレンスイッチは、前記隣り合う接点の間隔が３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定されていることである。

請求項１に係る発明によると、乗員の着座状態を検知するメンブレンスイッチは、複数の接点が直線状に配列され、少なくとも３つの接点のうち隣り合う２個の接点が、前記シートクッションに着座した乗員の荷重によって同時にオンされたときに着座検出信号を出力する。そのため、荷物を置いたときのように狭い範囲だけにかかる荷重によってメンブレンスイッチの接点の１つがオンとなっても、着座検出信号が出力されないので、誤検知を防止することができる。そして、正規位置から前後左右方向に最もずれた４個の着座荷重領域の間のいずれに位置する状態においても、少なくとも３つの接点のうち隣り合う２個の接点の組が、着座荷重領域内に含まれて配置されるので、乗員がシートクッション上で着座状態にあることを確実に検知することができる。また、メンブレンスイッチをシートクッションの前後方向の中心線の一方側にのみ配設するので、組立生産における接点等のセンサ部分の配置が容易であり、さらに、７度以上の傾斜配置とすることで、子供の股抜けを防止することができる。ここで、股抜けとは、人体のうち坐骨に挟まれた領域はシートクッションに着座荷重が作用しづらいため、股に対応する箇所の荷重をセンサにて検知できない現象をいう。また、子供の着座荷重が作用する領域はシートクッションの左右方向に狭いが、１６．５度以下の傾斜配置とすることで、接点等のセンサ部分が子供の着座荷重が作用する領域から外れることを防止する。これらによって大人の着座のみならず、子供の着座をも検知することができる。そして、メンブレンスイッチを棒状という簡単な構成とすることで、安価な着座検知装置とすることができ、生産コストの低減を図ることができる。

請求項２に係る発明によると、乗員の着座状態を検知するメンブレンスイッチは、複数の接点が直線状に配列され、隣り合った２個の接点の間隔を３０ｍｍ以上とすることで、荷物を置いたときのように狭い範囲だけにかかる荷重によって、隣り合った２つの接点が同時にオンすることを防止することができる。また、子供の着座荷重が作用する領域はシートクッションの前後方向に狭いが、隣り合った２個の接点の間隔を５０ｍｍ以下とすることで、接点等のセンサ部分が子供の着座荷重が作用する領域から外れることを防止する。これらによって、荷物による誤検知を防止するとともに、大人の着座のみならず子供の着座をも検知することができる。

本発明に係る着座検知装置の検知に使用するシートクッション座面上の着座荷重領域を示す図。メンブレンスイッチを示す図。図２におけるIII-III断面を示す図。メンブレンスイッチの上部フィルム側を示す図。メンブレンスイッチの下部フィルム側を示す図。メンブレンスイッチの回路図。メンブレンスイッチが着座検知装置としてシートクッションの前後方向の中心線に対して右側に傾斜配置された図。３つの接点を有するメンブレンスイッチの別例を示す図。別例のメンブレンスイッチの上部フィルム側を示す図。別例のメンブレンスイッチの下部フィルム側を示す図。別例のメンブレンスイッチの回路図。別例のメンブレンスイッチが着座検知装置としてシートクッションの前後方向の中心線に対して右側に傾斜配置された図。

以下、本発明に係る着座検知装置を車両用シートに実施した実施形態について図面を参照して説明する。図１には独座用の車両用シートのシートクッション１の座面を示す平面図が描かれている。図１における上方をシートクッション１の前方、同下方をシートクッション１の後方、同右方をシートクッション１の右方、同左方をシートクッション１の左方として示す。シートクッション１座面の後方中央部には、シートクッション１座面上に乗員が偏りなく正規位置に座った場合の着座荷重領域が正規着座荷重領域ＳＡとしてバタフライ状の外形線で示されている。正規着座荷重領域ＳＡの中央部には、正規着座荷重領域ＳＡから左右に最もずれて着座した場合においても着座荷重により常に圧力を受けうる領域が中央着座荷重領域ＣＡとして示されている。また、乗員が正規着座荷重領域ＳＡから前方及び左に最もずれて着座した位置における着座荷重領域が前方左着座荷重領域ＦＬＡとして外形線で示され、乗員が正規着座荷重領域ＳＡから前方及び右に最もずれて着座した位置における着座荷重領域が前方右着座荷重領域ＦＲＡとして外形線で示されている。そして、前方左着座荷重領域ＦＬＡ及び前方右着座荷重領域ＦＲＡの間において着座荷重により常に圧力を受けうる領域が前方着座荷重領域ＦＡとして設定されている。また、乗員が正規着座荷重領域ＳＡから後方及び左に最もずれて着座した位置における着座荷重領域が後方左着座荷重領域ＢＬＡとして外形線で示され、乗員が正規着座荷重領域ＳＡから後方及び右に最もずれて着座した位置における着座荷重領域が後方右着座荷重領域ＢＲＡとして外形線で示されている。そして、後方左着座荷重領域ＢＬＡ及び後方右着座荷重領域ＢＲＡの間において着座荷重により常に圧力を受けうる領域が後方着座荷重領域ＢＡとして設定されている。

着座荷重を検知する着座荷重検知装置２は、図２に示すように、メンブレンスイッチ４が使用される。このメンブレンスイッチ４は、一本の棒状に形成され、先端部から間隔をおいて接点Ａ〜接点Ｄよりなる４個の接点６が直線状に設けられている。メンブレンスイッチ４の基端部にはコネクタ８が設けられ、コネクタ８は乗員の着座状態を判断する図略のＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）に連結される。隣り合う接点６は相互の間隔Ｐが、例えば４０ｍｍに設定されている。

メンブレンスイッチ４は、対となった上部フィルム１０と下部フィルム１２とを絶縁スペーサ２０を介して重合することにより構成される。上部フィルム１０及び下部フィルム１２は、例えばポリエチレンテレフタレート製の薄肉状のフィルムで、後述する接点及び導通部の外形をなしている。絶縁スペーサ２０は、例えばＰＥＴ製で、上部フィルム１０及び下部フィルム１２の形状に略沿う外形をなし、接点６に対応する位置には円形の開口部が設けられている。各接点６において、図３に示すように、上部フィルム１０に配された円形状の上部電極１４と、下部フィルム１２に配された円形状の下部電極１６とが、開口部を挟んで同心上に対向するように設けられている。接点部６において厚み方向の荷重が加わると、上部電極１４と下部電極１６とが接触してオンされ、この接触によって流れる電流を検知することができる。上部フィルム１０において、接点Ａ及び接点Ｃにおける上部電極１４は、図４に示すように、導通部１８によってコネクタ８の一方の電極に接続され、接点Ｂ及び接点Ｄにおける上部電極１４は、導通部１８によってコネクタ８の他方の電極に接続されている。下部フィルム１２においては、図５に示すように、接点Ａ〜接点Ｄにおける下部電極１６が導通部１８によって接続されている。そのため、このメンブレンスイッチ４の回路構成では、図６に示すように、隣り合う接点Ａ及び接点Ｂ、隣り合う接点Ｂ及び接点Ｃ、隣り合う接点Ｃ及び接点Ｄのいずれかにおいて同時にオンされたときに回路に電流が流れて着座検出信号を出力するようになっている。なお、この回路では両端の接点Ａ及び接点Ｄが同時にオンされたときにも回路に電流が流れて着座検出信号を出力する。これは、例えば子供がシートクッション１に尻を付きながら、膝を立てた足を両腕で抱えるいわゆる体操座りの姿勢で着座した状態を検知することができる。

シートクッション１の後方中央部には不感帯領域ＮＧＡが車両の前後方向に、例えば２０ｍｍの幅で設けられている。この不感帯領域ＮＧＡは、乗員が着座する可能性が高い正規着座荷重領域ＳＡの中央部に延在している。この不感帯領域ＮＧＡは、いわゆる股抜けを生じる可能性の高い領域であり、この不感帯領域ＮＧＡにメンブレンスイッチ４の接点６が配置されないように傾斜角度αを設定する。そのため、本実施形態では、例えば、図７に示すように、メンブレンスイッチ４は、シートクッション１の前後方向の中央線ＣＬの右側に、同前後方向に対して、例えば１５度の傾斜角度で傾斜配置する。この場合、接点Ａ、接点Ｂ及び接点Ｃを前方着座荷重領域ＦＡに配置し、接点Ｂ、接点Ｃ及び接点Ｄを後方着座荷重領域ＢＡに配置する。このように１５度に傾斜配置することにより、乗員が着座した場合における前述の股抜けを防止するとともに、シートクッションの左右方向に着座領域が狭い子供の着座状態を検知する。さらに、前方着座領域ＦＡは、乗員が正規着座荷重領域（正規位置）ＳＡから最も前方左側にずれた最前最左位置における前方左着座荷重領域ＦＬＡと、乗員が正規着座荷重領域ＳＡから最も前方右側にずれた最前最右位置における前方右着座荷重領域ＦＲＡと、の間において常に着座荷重を受けうる領域なので、この前方着座領域ＦＡに接点Ａ、接点Ｂ及び接点Ｃを配置することで、正規着座荷重領域ＳＡより前方に乗員がずれた位置に着座した状態の着座荷重を、接点Ａ及び接点Ｂの組、または接点Ｂ及び接点Ｃの組のいずれかの組の２つの接点６が同時にオンとなることで、着座検出信号が出力される。同様に、後方着座領域ＢＡは、乗員が正規着座荷重領域ＳＡから最も後方左側にずれた最後最左位置における後方左着座荷重領域ＢＬＡと、乗員が正規着座荷重領域ＳＡから最も後方右側にずれた最後最右位置における後方右着座荷重領域ＢＲＡと、の間において常に着座荷重を受けうる領域なので、この後方着座領域ＢＡに接点Ｂ、接点Ｃ及び接点Ｄを配置することで、正規着座荷重領域ＳＡより後方に乗員がずれた位置に着座した状態の着座荷重を、接点Ｂ及び接点Ｃの組、または接点Ｃ及び接点Ｄの組のいずれかの組の２つの接点６が同時にオンとなることで、着座検出信号が出力される。また、正規着座荷重領域ＳＡ及び正規着座荷重領域ＳＡから最も左右にずれた着座荷重領域ＣＬＡ，ＣＲＡにおいて常に着座荷重を受けうる領域（中央着座荷重領域ＣＡ）（図１参照）には、接点Ａ、接点Ｂ、接点Ｃ及び接点Ｄが配置される。そのため、接点Ａ及び接点Ｂの組、接点Ｂ及び接点Ｃの組、接点Ｃ及び接点Ｄの組のいずれかの組の２つの接点６が同時にオンされることで、着座検出信号が出力される。これにより正規着座荷重領域ＳＡから最も後方左側にずれた最後最左位置における後方左着座荷重領域ＢＬＡ、及び乗員が正規着座荷重領域ＳＡから最も後方右側にずれた最後最右位置における後方右着座荷重領域ＢＲＡの間のいずれの着座位置においても、乗員が着座しているのに接点６がオンしない検知漏れ状態の発生を防止して乗員の着座状態を確実に検知することができる。

このように、上記のように構成された着座検知装置２では、乗員がシートクッショ１ンに着座したときに、接点Ａ及び接点Ｂを同時にオンするか、接点Ｂ及び接点Ｃを同時にオンするか、接点Ｃ及び接点Ｄを同時にオンするか、接点Ａ及び接点Ｄを同時にオンしたときにのみ回路に電流が流れ、この電流による着座検出信号によって、ＥＣＵがシートクッション１上に座っているのが人であると判断する。これによって、例えばエアバック装置の作動を可能にしたり、シートベルトが非装着である旨の警告を発したりする。

上記構成の着座検知装置２によると、乗員の着座状態を検知するメンブレンスイッチ４は、４つの接点Ａ〜接点Ｄが直線状に配列され、４つの接点６のうち隣り合う２個の接点６が、シートクッション１に着座した乗員の荷重によって同時にオンされたときに着座検出信号を出力する。そのため、荷物を置いたときのように狭い範囲だけにかかる荷重によってメンブレンスイッチ４の接点６の１つがオンとなっても、着座検出信号が出力されないので、誤検知を防止することができる。そして、正規位置（正規着座荷重領域ＳＡ）から前後左右方向に最もずれた４個の着座荷重領域（ＦＬＡ，ＦＲＡ，ＢＬＡ，ＢＲＡ）の間のいずれに位置する状態においても、少なくとも隣り合う２個の接点６の組が、着座荷重領域内に含まれて配置されるので、乗員がシートクッション１上で着座状態にあることを確実に検知することができる。また、メンブレンスイッチ４をシートクッション１の前後方向の中心線の一方側にのみ配設するので、組立生産における接点６等のセンサ部分の配置が容易であり、さらに棒状という簡単な構成とすることで、安価な着座検知装置とすることができ、生産コストの低減を図ることができる。

また、メンブレンスイッチ４を１５度の傾斜配置とすることで、子供の股抜けを防止することができる。また、子供の着座荷重が作用する領域はシートクッション１の左右方向に狭いが、１５度の傾斜配置とすることで、接点６等のセンサ部分が子供の着座荷重が作用する領域から外れることを防止する。これらによって大人の着座のみならず、子供の着座をも検知することができる。

また、乗員の着座状態を検知するメンブレンスイッチ４は、４つの接点６が直線状に配列され、隣り合った２個の接点６の間隔を４０ｍｍとすることで、荷物を置いたときのように狭い範囲だけにかかる荷重によって、隣り合った２つの接点６が同時にオンすることを防止することができる。また、子供の着座荷重が作用する領域はシートクッション１の前後方向に狭いが、隣り合った２個の接点６の間隔を４０ｍｍとすることで、接点６等のセンサ部分が子供の着座荷重が作用する領域から外れることを防止する。これらによって、荷物による誤検知を防止するとともに、大人の着座のみならず子供の着座をも検知することができる。

なお、上記実施形態においては、前方着座荷重領域ＦＡ及び後方着座荷重領域ＢＡを使用して、メンブレンスイッチ４の４つの接点Ａ〜Ｄを配置するものとしたが、これに限定されない。例えば図８に示すように、接点６が３つのメンブレンスイッチ５４を使用するものでも良い。

このメンブレンスイッチ５４は、上部フィルム１０において、接点Ａ及び接点Ｃにおける上部電極１４が、図９に示すように、導通部１８によってコネクタ８の一方の電極に接続され、接点Ｂにおける上部電極１４が、導通部１８によってコネクタ８の他方の電極に接続されている。下部フィルム１２においては、図１０に示すように、接点Ａ〜接点Ｃにおける下部電極１６が導通部１８によって接続されている。そのため、このメンブレンスイッチ４の回路構成では、図１１に示すように、隣り合う接点Ａ及び接点Ｂの組、隣り合う接点Ｂ及び接点Ｃの組のいずれかの組の接点６が同時にオンされたときに回路に電流が流れて着座検出信号を出力するようになっている。

このメンブレンスイッチ５４を着座検知装置５２として、シートクッション１に配置する場合、例えば、図１２に示すように、接点Ａ及び接点Ｂを前方着座荷重領域ＦＡに配置し、接点Ｂ及び接点Ｃを後方着座荷重領域ＢＡに配置する。この場合においては、前方着座荷重領域ＦＡには接点Ａと接点Ｂの組、後方着座荷重領域ＢＡには接点Ｂと接点Ｃの組が配置されることとなる。この場合においても、乗員の着座状態を検知するメンブレンスイッチ５４は、複数の接点６が直線状に配列され、３つ設けられた接点６のうち隣り合わせに配置された２個の接点６が、シートクッション１に着座した乗員の荷重によって同時にオンされたときに着座検出信号を出力するので、荷物を置いたときのように狭い範囲だけにかかる荷重によってメンブレンスイッチ５４が着座検出信号を出力することを防止することができる。このように接点の少ない３つの接点６のメンブレンスイッチ５４とすることで、コストダウンを図ることができる。

斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。

１…シートクッション、２…着座検知装置、４…メンブレンスイッチ、６…接点、５２…着座検知装置、５４…メンブレンスイッチ、ＢＡ…後方着座荷重領域、ＢＬＡ…４個の着座荷重領域（後方左着座荷重領域）、ＢＲＡ…４個の着座荷重領域（後方右着座荷重領域）、ＦＡ…前方着座荷重領域、ＦＬＡ…４個の着座荷重領域（前方左着座荷重領域）、ＦＲＡ…４個の着座荷重領域（前方右着座荷重領域）、ＳＡ…正規着座荷重領域。

Claims

複数の接点が配列されたメンブレンスイッチがシートクッションに設けられ、該シートクッションに着座した乗員の荷重によって前記接点がオンすることによって着座を検知する着座検知装置において、
前記メンブレンスイッチは、複数の接点が直線状に配列され、少なくとも３つの接点のうち隣り合う２個の接点が、前記シートクッションに着座した乗員の荷重によって同時にオンされたときに着座検出信号を出力する一本の棒状メンブレンスイッチとし、
前記メンブレンスイッチは前記シートクッションの前後方向の中心線に対して７度〜１６．５度の範囲で左右の一方側のみに傾斜配置され、かつ乗員が前記シートクッションに着座したとき荷重が作用する着座荷重領域が、前記シートクション後方略中央の正規位置から前後左右方向に最もずれた４個の着座荷重領域の間のいずれに位置する状態においても、前記隣り合う２個の接点が少なくとも１組前記着座荷重領域に入るように配置されていることを特徴とする着座検知装置。
請求項１において、前記メンブレンスイッチは、前記隣り合う接点の間隔が３０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする着座検知装置。