JP3794422B2

JP3794422B2 - 乗員検出装置

Info

Publication number: JP3794422B2
Application number: JP2004220884A
Authority: JP
Inventors: 裕通安則; 正樹森; 守雄酒井
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-07-28
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2024-07-28
Also published as: JP2006038714A

Description

本発明は、乗員検出装置に関するものである。

従来、各種装置において、例えばセンサと電子制御装置（以下、ＥＣＵ（Electronic Control Unit ）という）とを信号線を介してディジタル双方向通信可能に接続したものが知られている（例えば特許文献１など）。そして、こうした通信方式を、例えば自動車などの車両のシート本体に着座する乗員を判定するための乗員検出装置に適用することが本出願人により提案されている（特願２００４−１９０１３２号）。

すなわち、この乗員検出装置は、シート本体に加わる荷重に応じた荷重情報を取得する複数の荷重センサと、これら荷重センサとそれぞれ信号線を介してディジタル双方向通信可能に接続されたＥＣＵとを備えている。そして、ＥＣＵは、複数の荷重センサにそれぞれ情報要求信号を送信することで、これら荷重センサが応答する前記荷重情報に対応する荷重情報信号を受信して乗員判定を行う。
特開２００２−１８８８５５号公報

ところで、こうした乗員検出装置が備えるＥＣＵは、複数の荷重センサと同数の複数の送信ポートからこれら荷重センサに順番に情報要求信号を送信していた。従って、ＥＣＵが各荷重センサに情報要求信号を送信するタイミングに時間差が生じるため、これら荷重センサが応答する荷重情報信号に含まれる荷重情報の同時性が損なわれることがある。つまり、各荷重センサは互いに異なるタイミングで取得した荷重情報に対応する荷重情報信号を応答することがある。一方、車両においてはシート本体に着座する乗員の姿勢等は絶えず変化しており、これら荷重センサの取得する荷重情報も絶えず変化している。従って、ＥＣＵが同時性の損なわれたこれら荷重情報に対応する荷重情報信号を受信してこれに基づき乗員判定を行う場合には、その検出精度が低下することがある。

本発明の目的は、複数の荷重センサが応答する荷重情報信号に含まれる荷重情報の同時性を保証して乗員判定の検出精度を向上することができる乗員検出装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、シート本体に加わる荷重に応じた荷重情報を取得する複数の荷重センサと、前記複数の荷重センサとそれぞれ信号線を介してディジタル双方向通信可能に接続され、該複数の荷重センサに情報要求信号を送信することで該複数の荷重センサが応答する前記荷重情報に対応する荷重情報信号を受信して乗員判定を行う制御装置とを備えた乗員検出装置において、前記制御装置は、前記複数の荷重センサに前記情報要求信号を送信する単独の送信ポートと、前記複数の荷重センサが応答する前記荷重情報信号を受信する該複数の荷重センサと同数の複数の受信ポートとを備えたことを要旨とする。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、前記制御装置は、単独の送信ポートにて前記複数の荷重センサに同時に前記情報要求信号を送信する。これにより、複数の荷重センサが応答する荷重情報信号に含まれる荷重情報の同時性が保証される。そして、前記制御装置は、これら荷重情報信号を前記複数の受信ポートにて受信して乗員判定を行うことで、その検出精度が向上される。

以上詳述したように、請求項１に記載の発明では、複数の荷重センサが応答する荷重情報信号に含まれる荷重情報の同時性を保証して乗員判定の検出精度を向上することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、例えば自動車などの車両の助手席側に搭載されるシート本体１の骨格部を示す側面図である。なお、図１で示される骨格部は、シート本体１の幅方向（図１において紙面に直交する方向）で対をなして配設されており、ここでは車両の前方に向かって左側に配置された骨格部をシート外側から見た側面図を示している。車両の前方に向かって右側に配置される骨格部については同様の形状であるため、左側の骨格部を代表して以下に説明する。

図１に示されるように、このシート本体１は、図示しない車両フロアに対して前後方向に伸びるように固定された支持フレーム２を備えている。この支持フレーム２の上面には、前後一対のブラケット３が固着され、その前後一対のブラケット３に対してロアレール４が支持フレーム２に沿って支持固定されている。そして、このロアレール４には、その上方においてアッパレール５が前後方向に摺動可能に装着されている。

また、上記アッパレール５の上面には、前後一対のセンサ本体６を介して所定の間隔をおいてロアアーム７が支持されている。このロアアーム７は、シートクッション８の骨格をなすものである。なお、本実施形態では、前後で対をなすセンサ本体６は、反対側の分も含めて合計４個が配設されている。

図１に拡大して示したように、上記センサ本体６は、第１ブラケット１１及び第２ブラケット１２と、起歪体１３と、荷重センサ１４とを備えている。そして、上記荷重センサ１４は、歪みゲージ１５及び信号処理装置１６を備えている。上記第１ブラケット１１は、アッパレール５の先端部においてその上面に固定されており、基端側には上方に平坦に突出する支持部１１ａが形成されている。一方、上記第２ブラケット１２は、ロアアーム７の先端部においてその下面に固定されており、先端側には下方に平坦に突出する支持部１２ａが形成されている。これら第１及び第２ブラケット１１，１２は、上記支持部１１ａ，１２ａが互い違いに突出するように上下に対向している。

前記起歪体１３は、第１及び第２ブラケット１１，１２の長手方向に沿って伸びる板状に形成されている。そして、上記起歪体１３の一側端部及び他側端部はそれぞれ前記支持部１１ａ，１２ａに固着されている。従って、上記起歪体１３は、支持部１１ａ側の端部を固定端として支持部１２ａ側の端部からロアアーム７（シート本体１）に加わる荷重を受ける片持ち梁の形状を有しており、その中間部において撓み部１３ａを形成している。前記荷重センサ１４の歪みゲージ１５はこの撓み部１３ａの一側（図１の上側）端面に貼着されており、前記信号処理装置１６は支持部１１ａに支持される起歪体１３の一側端部の上面に搭載されている。上記起歪体１３は、第２ブラケット１２（支持部１２ａ）から上下方向の荷重が加わることで、支持部１１ａ側の端部を支点に曲がる。前記歪みゲージ１５は、この起歪体１３（撓み部１３ａ）の曲げに伴う歪み量に応じてゲージ電圧を発生させるものである。このゲージ電圧は、基本的にシート本体に加わる荷重に応じてリニアに変動する。そして、上記信号処理装置１６は歪みゲージ１５に接続されており、上記ゲージ電圧に基づきシート本体１に加わる荷重に応じた荷重情報の取得等をする。すなわち、信号処理装置１６は各種アナログ回路及びディジタル回路等を混載しており、上記ゲージ電圧をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換して荷重情報としてそのメモリに書き込み・記憶する。従って、信号処理装置１６のメモリには、上記荷重情報の取得タイミングに合わせて最新の荷重情報が更新・記憶されている。

なお、前記ロアアーム７にはＥＣＵ２０が支持されており、このＥＣＵ２０には全て（４個）のセンサ本体６に設けられた荷重センサ１４（信号処理装置１６）がそれぞれ信号線２１を介してディジタル双方向通信可能に接続されている。このＥＣＵ２０は、これら荷重センサ１４が取得した荷重情報に対応する荷重情報信号を受信して乗員判定等を行う。

次に、本実施形態におけるＥＣＵ２０の電気的構成について、図２のブロック図に基づき説明する。なお、以下では、便宜的に車両の前方に向かって右前側及び右後側に配置される荷重センサ１４をそれぞれ荷重センサ１４ａ，１４ｂとし、左前側及び左後側に配置される荷重センサ１４をそれぞれ荷重センサ１４ｃ，１４ｄとして識別する。ただし、これら荷重センサ１４ａ〜１４ｄに共通する事項については荷重センサ１４として代表して説明する。

図２に示されるように、ＥＣＵ２０は、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）という）３１と、電源回路３２と、判定出力回路３３とを備えている。また、ＥＣＵ２０は、各種プログラム及びマップ等を記憶したＲＯＭ、各種データ等の読み書き可能なＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）よりなる書き換え可能な不揮発性のメモリ等を一体的に備えている。そして、ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ３１において前記信号線２１を介して全荷重センサ１４ａ〜１４ｄ（信号処理装置１６）と個別に接続されている。

詳述すると、ＥＣＵ２０は、第１端子２０ａ、第２端子２０ｂ、第３端子２０ｃ及び第４端子２０ｄを備えている。そして、前記荷重センサ１４ａ〜１４ｄはそれぞれ信号線２１を介して第１〜第４端子２０ａ〜２０ｄに接続されている。

また、ＣＰＵ３１は、複数（４つ）の受信ポート（第１受信ポート３１ａ、第２受信ポート３１ｂ、第３受信ポート３１ｃ及び第４受信ポート３１ｄ）と１つの送信ポート３１ｅとを備えている。そして、ＥＣＵ２０内において、第１端子２０ａは内部配線Ｌ１を介して第１受信ポート３１ａに、第２端子２０ｂは内部配線Ｌ２を介して第２受信ポート３１ｂに、第３端子２０ｃは内部配線Ｌ３を介して第３受信ポート３１ｃに、第４端子２０ｄは内部配線Ｌ４を介して第４受信ポート３１ｄにそれぞれ接続されている。さらに、送信ポート３１ｅは、それぞれ逆流防止用のダイオードＤを介して内部配線Ｌ１〜Ｌ４と接続されている。これらダイオードＤは、送信ポート３１ｅからの信号が内部配線Ｌ１〜Ｌ４及び信号線２１に送信されることを許容するとともに、信号線２１及び内部配線Ｌ１〜Ｌ４からの信号が送信ポート３１ｅに送信されることを防止する。従って、本実施形態のＣＰＵ３１は、送信ポート３１ｅから送信した信号を、ダイオードＤ及び内部配線Ｌ１〜Ｌ４を介して自身の第１〜第４受信ポート３１ａ〜３１ｄで併せて受信し得るようになっている。

乗員判定等に際して、ＣＰＵ３１が送信ポート３１ｅから情報要求信号を送信すると、この信号はそれぞれダイオードＤ、内部配線Ｌ１〜Ｌ４及び信号線２１を介して前記荷重センサ１４ａ〜１４ｄの信号処理装置１６に同時に受信される。各信号処理装置１６は、ＣＰＵ３１からの情報要求信号を受信すると、そのメモリに記憶された前述の荷重情報を読み込んでこれを所定の送信用フォーマットに成形した荷重情報信号を生成し、同荷重情報信号をＥＣＵ２０に送信する。つまり、各信号処理装置１６は、ＣＰＵ３１から情報要求信号を同時に受信することで、そのメモリに記憶されているその時点で最新の荷重情報を含む荷重情報信号を同時に送信する。これにより、これら荷重センサ１４ａ〜１４ｄが応答する荷重情報信号に含まれる荷重情報の同時性が保証されている。

図３は、本実施形態において送信ポート３１ｅから送信される信号と第１〜第４受信ポート３１ａ〜３１ｄで受信される信号との関係を示すタイムチャートである。同図に示されるように、ＣＰＵ３１が時刻ｔ１において情報要求信号を送信すると、この信号は前記荷重センサ１４ａ〜１４ｄの信号処理装置１６に同時に受信される（ここでは、第１〜第４受信ポート３１ａ〜３１ｄで受信される信号として図示）。これにより、各荷重センサ１４ａ〜１４ｄは、所定の規定に基づく情報要求信号の受信後の一定の間隔を空けた時刻ｔ２において同時に荷重情報信号を送信する。そして、ＣＰＵ３１は、その第１〜第４受信ポート３１ａ〜３１ｄにおいてこれら荷重情報信号を同時に受信する。

ここで、ＣＰＵ３１による荷重センサ１４ａ〜１４ｄからの荷重情報信号に含まれる荷重情報の取得態様について図４及び図５に基づき説明する。なお、以下では、上記荷重情報（０又は１）が８ビットであるとして説明する。図４（ａ）に示されるように、本実施形態では、第１〜第４受信ポート３１ａ〜３１ｄは同一のレジスタであるポートレジスタＡに配置されており、このポートレジスタＡにより全荷重センサ１４ａ〜１４ｄの荷重情報信号に含まれる荷重情報が同時に取得されるようになっている。そして、図４（ｂ）に示されるように、ポートレジスタＡにより同時に取得される全荷重センサ１４ａ〜１４ｄの荷重情報は、各ビットごとの受信タイミングに合わせて汎用レジスタに書き換えられることで、各荷重センサ１４ａ〜１４ｄのデータに順番に格納される。ＣＰＵ３１は、各荷重センサ１４ａ〜１４ｄのデータを順次シフトさせつつ、荷重情報のビット数（８ビット）分だけこの処理を繰り返すことで、これら荷重情報の各対応するデータへの格納を完了する。

図５は、ＣＰＵ３１による全荷重センサ１４ａ〜１４ｄの荷重情報の取得態様を示すフローチャートである。この処理において、ＣＰＵ３１はＳ（ステップ）１０１の判断による受信タイミングを待ってＳ１０２に移行し、ポートレジスタＡにより同時に取得された全荷重センサ１４ａ〜１４ｄの１ビット目の荷重情報を汎用レジスタに書き換える。そして、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０３において荷重センサ１４ａのデータを右に１ビットシフトして、Ｓ１０４で汎用レジスタの０ビットを荷重センサ１４ａのデータの７ビットに格納する。同様に、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０５において荷重センサ１４ｂのデータを右に１ビットシフトして、Ｓ１０６で汎用レジスタの１ビットを荷重センサ１４ｂのデータの７ビットに格納する。また、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０７において荷重センサ１４ｃのデータを右に１ビットシフトして、Ｓ１０８で汎用レジスタの２ビットを荷重センサ１４ｃのデータの７ビットに格納する。さらに、ＣＰＵ３１は、Ｓ１０９において荷重センサ１４ｄのデータを右に１ビットシフトして、Ｓ１１０で汎用レジスタの３ビットを荷重センサ１４ｄのデータの７ビットに格納する。

そして、Ｓ１１１で８ビット分を取得したか否かを判断し、取得していなければＳ１０１に戻って同様の処理を繰り返す。以上により、全荷重センサ１４ａ〜１４ｄのデータに荷重情報が格納され、ＣＰＵ３１による荷重情報の取得が完了する。

なお、ＣＰＵ３１は、取得したこれら荷重情報に基づき乗員判定を行う。具体的には、シート本体１が空席状態にあること、大人又は子供が着座していることなどを判定する。ＣＰＵ３１は、上記判定出力回路３３を介してエアバッグＥＣＵ４３と接続されている。ＣＰＵ３１は、上記判定出力回路３３を介してエアバッグＥＣＵ４３に対し上述の乗員判定情報を出力する。エアバッグＥＣＵ４３は、取得した乗員判定情報に基づきエアバッグの作動を好適に制御する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、ＥＣＵ２０のＣＰＵ３１は、単独の送信ポート３１ｅにて全荷重センサ１４ａ〜１４ｄに同時に情報要求信号を送信する。これにより、全荷重センサ１４ａ〜１４ｄが応答する荷重情報信号に含まれる荷重情報の同時性を保証することができる。そして、ＣＰＵ３１は、これら荷重情報信号を第１〜第４受信ポート３１ａ〜３１ｄにて受信して乗員判定を行うことで、その検出精度を向上することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、第１〜第４受信ポート３１ａ〜３１ｄに同一のレジスタを配置したが、それぞれ個別にレジスタを配置してもよい。この場合、汎用のレジスタのみを利用すればコストを削減することができる。

・前記実施形態において、荷重センサ１４の個数は４個に限定されるものではなく、複数であればよい。
・前記実施形態において、歪みゲージ１５は撓み部１３ａの下面に貼着してもよい。

・前記実施形態において、センサ本体６の構造は一例であって、シート本体１に加わる荷重を検出し得るのであればその他の構造を採用してもよい。

本発明の一実施形態が適用されるシート本体の骨格を示す側面図。ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図。送信ポート、第１〜第４受信ポートの信号を示すタイムチャート。（ａ）はポートレジスタＡを示し、（ｂ）は荷重センサのデータの取得態様を示す模式図。荷重センサのデータの取得態様を示すフローチャート。

符号の説明

１…シート本体、１４，１４ａ〜１４ｄ…荷重センサ、２０…制御装置としてのＥＣＵ、２１…信号線、３１…ＣＰＵ、３１ａ〜３１ｄ…第１〜第４受信ポート、３１ｅ…送信ポート。

Claims

シート本体に加わる荷重に応じた荷重情報を取得する複数の荷重センサと、
前記複数の荷重センサとそれぞれ信号線を介してディジタル双方向通信可能に接続され、該複数の荷重センサに情報要求信号を送信することで該複数の荷重センサが応答する前記荷重情報に対応する荷重情報信号を受信して乗員判定を行う制御装置とを備えた乗員検出装置において、
前記制御装置は、
前記複数の荷重センサに前記情報要求信号を送信する単独の送信ポートと、
前記複数の荷重センサが応答する前記荷重情報信号を受信する該複数の荷重センサと同数の複数の受信ポートとを備えたことを特徴とする乗員検出装置。