JP3838635B2 - エアバッグの展開制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のシートに検出レンジの上限値および下限値を有する複数の荷重センサを設け、シートに着座した乗員の重量を前記複数の荷重センサの出力の和として検出し、検出した乗員の重量が所定値以上の場合にエアバッグの展開を許可し、所定値未満の場合にエアバッグの展開を禁止するエアバッグの展開制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
助手席用のエアバッグ装置の作動・非作動やエアバッグの展開速度の大小等は、助手席に着座した乗員の体格や乗員の有無、即ちステータスに応じて制御される。例えば、乗員が大人あるいは子供である場合にはエアバッグ装置を作動させ、乗員がチャイルドシート（ＣＲＳ）に着座した乳幼児である場合や乗員が着座していない場合にはエアバッグ装置を作動させず、更にエアバッグ装置を作動させる場合でも、乗員が大人である場合にはエアバッグを高速で展開し、乗員が子供である場合にはエアバッグを低速で展開するといった制御が行われる。これにより、エアバッグ装置に乗員のステータスに応じた最適な拘束性能を発揮させるとともに、エアバッグの無駄な展開を回避することができる。従来より、ステータスの判定は、シートに設けた荷重センサで検出した乗員の重量に基づいて行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示すように、荷重センサで検出した乗員の重量に基づいてステータスを判定する場合に、例えば重量５０ｋｇ以上が「大人」、重量２０ｋｇ以上で５０ｋｇ未満が「子供」、重量２ｋｇ以上で２０ｋｇ未満が「チャイルドシート」（つまり乳幼児）、重量２ｋｇ未満が「空席」、といった基準を設けて判定している。しかしながら、車両の走行中には路面の凹凸による上下加速度が発生するだけでなく、加減速による前後加速度や旋回による横加速度が発生するため、シートに設けた荷重センサで検出した乗員の重量は、図６に示すように大きく変動する。
【０００４】
上下加速度によって荷重センサの出力が変化するのは勿論であるが、前後加速度や横加速度よって荷重センサの出力が変化するのは次のような理由による。例えば、車両が急制動したような場合、シートに着座した乗員が慣性で前方に投げ出されるため、シートの前部はフロアに押し付けられ、シートの後部はフロアから浮き上がろうとする。従って、シートの前部に荷重センサが設けられている場合には実際の重量よりも大きい重量が検出されまた、シートの後部に荷重センサが設けられている場合には実際の重量よりも小さい重量が検出されてしまい、後者の場合には負の重量が検出されることもある。
【０００５】
このような不具合を解消するために、例えばシートの四隅にそれぞれ荷重センサを設け、４個の荷重センサの出力の平均値や合計値からステータスを判定することが考えられる。しかしながら、この種の荷重センサの出力は上限値および下限値を有しており、上限値を上回る出力は該上限値にリミット処理され、下限値を下回る出力は該下限値にリミット処理されるため、大人あるいは子供の着座時に本来展開すべきエアバッグが展開しなくなる可能性がある。
【０００６】
即ち、４個の荷重センサの出力の何れかが上限値を上回ったために該上限値にリミット処理された場合、４個の荷重センサの出力の平均値や合計値から算出した乗員の体重は、実際の体重よりも小さくなる。従って、実際にはステータスが大人あるいは子供であるのにチャイルドシートと誤判定され、本来展開すべきエアバッグの展開が禁止される可能性がある。
【０００７】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、荷重センサの出力の上限値をリミット処理した場合でも、エアバッグの確実な展開を可能にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両のシートの前後左右に加わる荷重を検出すべく、検出レンジの上限値および下限値を有する４個の荷重センサを設け、シートに着座した乗員の重量を前記４個の荷重センサの出力の和として検出し、検出した乗員の重量が所定値以上の場合にエアバッグの展開を許可し、所定値未満の場合にエアバッグの展開を禁止するエアバッグの展開制御方法であって、前記４個の荷重センサの何れかの出力が検出レンジの下限値を下回って前記出力を前記下限値に制限する下限リミット処理が行われており、かつ上限値を上回らずに前記出力を前記上限値に制限する上限リミット処理が行われていない場合には、通常どおりにエアバッグの展開制御を行い、前記４個の荷重センサの何れかの出力が検出レンジの上限値を上回って前記上限リミット処理が行われている場合には、検出した乗員の重量および前記下限値リミット処理の有無に関わらずにエアバッグの展開を許可することを特徴とするエアバッグの展開制御方法が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、車両のシートの前後左右に加わる荷重を検出すべく設けた４個の荷重センサの出力の和として乗員の重量を検出し、検出した乗員の重量が所定値以上の場合にエアバッグの展開を許可し、所定値未満の場合にエアバッグの展開を禁止するものにおいて、４個の荷重センサの何れかの出力が検出レンジの下限値を下回って下限リミット処理が行われており、かつ上限値を上回らずに上限リミット処理が行われていない場合には、検出された乗員の重量は実際の重量よりも大きくなるはずであり、通常どおりにエアバッグの展開制御を行っても本来展開すべきエアバッグが非展開になる可能性はない。また４個の荷重センサの何れかの出力が検出レンジの上限値を上回って上限リミット処理が行われている場合には、検出した乗員の重量および下限値リミット処理の有無に関わらずにエアバッグの展開を許可するので、乗員の重量が実際の重量よりも小さく算出されて前記所定値未満になっても、エアバッグを確実に展開して乗員を拘束することができる。
【００１０】
上記構成によれば、荷重センサで検出した乗員の重量を各体格に対応して設定した複数のステータスに所定時間毎に割り振り、前記所定時間よりも長い確定時間に割り振られたステータスの所定の回数に応じて乗員の重量を判定するので、一時的な加速度やノイズによる荷重センサの出力の変動を排除して乗員の重量を精密に判定することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１はシートに設けられた体格判定装置の斜視図、図２は重量検出ユニットを下面側から見た図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は体格判定の手法を説明するフローチャート、図５はステータステーブルおよびカウンタの説明図である。
【００１２】
図１に示すように、自動車のフロアに左右一対のベース部材１１，１１が固定されており、各々のベース部材１１，１１の上面に沿って左右一対の重量検出ユニット１２，１２が取り付けられる。重量検出ユニット１２，１２の上面に固定された左右一対のシートレール１３，１３に、シートＳが前後移動自在に支持される。
【００１３】
図２には重量検出ユニット１２を下面側から見た状態が示される。左右の重量検出ユニット１２，１２は実質的に同じ構造を有しており、図２に示されるのはその一方である。
【００１４】
重量検出ユニット１２は下面が開放した断面溝形のセンサハウジング１４を備えており、センサハウジング１４の前端および後端に、シートレール１３が結合される前後のブラケット１５，１６が設けられる。センサハウジング１４の前半部に前側アーム部材１７が収納されており、その前寄りの位置が支点ピン１８でセンサハウジング１４に枢支されるとともに、その前端位置にボルト１９で前側荷重受け部材２０が支持される。同様に、センサハウジング１４の後半部に後側アーム部材２１が収納されており、その後寄りの位置が支点ピン２２でセンサハウジング１４に枢支されるとともに、その後端位置にボルト２３で後側荷重受け部材２４が支持される。前記両ボルト１９，２３は、センサハウジング１４に形成した長孔１４ａ…を上下移動可能に貫通する。
【００１５】
前後の取付ブラケット１５，１６は、それぞれ２本のボルト２５，２５でベース部材１１の上面に固定される。センサハウジング１４の中央部にはロードセルよりなる２個の荷重センサ２６，２６が設けられており、前側アーム部材１７の後端と、後側アーム部材２１の前端とが荷重センサ２６，２６に接続される。荷重センサ２６で検出した荷重に基づいてシートＳに着座した乗員の体格やシートＳに着座する乗員の有無（ステータス）を判定する電子制御ユニットＵが、右側のベース部材１１の内面に設けられる。
【００１６】
次に、電子制御ユニットＵにおいて行われる処理を、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００１７】
先ず、ステップＳ１で、シートＳの前後左右に加わる荷重を４個の荷重センサ２６…で検出する。即ち、シートＳ自体の重量とシートＳに着座した乗員の重量とが前後左右の４個の荷重受け部材２０，２０，２４，２４に加わると、４個の荷重受け部材２０，２０，２４，２４からの荷重が一端に入力された４個のアーム部材１７，１７，２１，２１に支点ピンまわりのモーメントが作用し、４個のアーム部材１７，１７，２１，２１の他端から荷重センサ２６…に荷重が作用する。各々の荷重センサ２６は、前記荷重の検出を第１の所定時間ｔ１（実施例では１２０ｍｓｅｃ）毎に実行する。シートＳに着座する乗員の姿勢、加減速に伴う前後加速度、旋回に伴う左右加速度、路面の凹凸に伴う上下加速後等の影響により、４個の荷重センサ２６…の出力はそれぞれ異なったものとなる。
【００１８】
続くステップＳ２で、各々の荷重センサ２６で検出した荷重が上限値を上回るか、下限値を下回った場合には、荷重センサ２６の出力を上限値に相当する荷重あるいは下限値に相当する荷重に制限するリミット処理を行う。
【００１９】
続くステップＳ３で、各々の荷重センサ２６で検出した荷重の平均値を、第２の所定時間ｔ２（実施例では５００ｍｓｅｃ）に毎に算出する。第１の所定時間ｔ１毎の荷重の検出は第２の所定時間ｔ２の間に４回ないし５回行われるため、荷重の平均値は前記４回ないし５回の算出結果の平均値となる。
【００２０】
以上のようにして、４個の荷重センサ２６…のそれぞれについて、第２の所定時間ｔ２の間の荷重の平均値が算出されると、続くステップＳ４で第２の所定時間ｔ２の間の荷重の平均値を瞬間ステータスに変換する。尚、シートＳにチャイルドシートが取り付けられている場合には、検出される荷重はチャイルドシートの重量と、そこに着座した乳幼児の重量との和であり、シートＳに乗員が着座していない場合には、検出される荷重はシートＳの重量の加速度による変動成分やノイズ成分だけとなるが、以下、それらを含めて乗員の重量という。
【００２１】
以上のようにして、第２の所定時間ｔ２毎に乗員の瞬間ステータスが判定されると、ステップＳ５で第２の所定時間ｔ２よりも長い確定時間内に判定された各瞬間ステータスの回数に基づいて、最終的なステータス、つまり乗員が大人であるか、子供であるか、チャイルドシートに着座した乳幼児であるか、あるいはシートＳが空席であるかが確定される。そして続くステップＳ６で、車両の衝突時におけるエアバッグの展開が前記確定したステータスに応じて制御される。即ち、乗員が大人あるいは子供であればエアバッグの展開を許可し、更に乗員が大人であればエアバッグの展開速度を高くし、乗員が子供であればエアバッグの展開速度を低くすることで、ステータスに応じた最適の拘束性能が得られるようにする。また乗員がチャイルドシートに着座した乳幼児である場合には乗員保護のためにエアバッグの展開を禁止し、乗員が無い場合には無駄防止のためにエアバッグの展開を禁止する。
【００２２】
以下、図５に基づいて、ステータスの判定手法を説明する。
【００２３】
電子制御ユニットＵには、４つのステータスである「大人」、「子供」、「チャイルドシート」および「空席」に対応する４つのステータステーブルが設けられており、第２の所定時間ｔ２毎に算出した乗員の重量に応じて４つのステータステーブルの何れかに「１」を立て、他のステータステーブルに「０」を立てる。最新の第２の所定時間ｔ２において判定されたステータスが瞬間ステータスとなる。瞬間ステータスを判定する基準の一例は、図６に示すように、重量５０ｋｇ以上が「大人」、重量２０ｋｇ以上で５０ｋｇ未満が「子供」、重量２ｋｇ以上で２０ｋｇ未満が「チャイルドシート」、重量２ｋｇ未満が「空席」である。
【００２４】
そして第２の所定時間ｔ２が経過する毎に、ステータステーブルのデータを左にシフトすることで、所定時間（例えば、１２ｓｅｃ）前から現在までの各々２４個の瞬間ステータスの履歴を記憶する。
【００２５】
電子制御ユニットＵは、４つのステータスである「大人」、「子供」、「チャイルドシート」および「空席」に対応する４つのカウンタを備えており、例えば、現在確立しているステータスが「空席」であれば、残りの「大人」、「子供」、「チャイルドシート」の三つのカウンタが作動する。第２の所定時間ｔ２が経過する毎にカウンタのデータは左にシフトし、その際に最新のステータステーブルで瞬間ステータスが「１」になっている部分に対応するカウンタのデータに「１」が加算される。
【００２６】
各々のステータスを判定する閾値は、専有時間／確定時間＝Ｍ／Ｎによって定義される。専有時間および確定時間は第２の所定時間ｔ２を１単位として測定されるもので、例えば、「空席」→「チャイルドシート」を判定する閾値はＭ＝５、Ｎ＝１０（Ｍ／Ｎ＝５／１０）であり、「空席」→「子供」および「空席」→「大人」を判定する閾値はＭ＝７、Ｎ＝１０（Ｍ／Ｎ＝７／１０）である。従って、図５の例では、「大人」の最新のカウンタ値が「７」になったことで、確定時間Ｎ＝１０に対する専有時間Ｍ＝７の比率が閾値に達し、ステータスが「空席」から「大人」に移行すると判断される。
【００２７】
このようにして新たなステータスが確立すると、ステータステーブルおよびカウンタをリセットする。
【００２８】
以上説明したように、荷重センサ２６…で検出した乗員の重量を第２の所定時間ｔ２毎に複数の領域に割り振り、確定時間Ｎの間に各々の領域に割り振られた瞬間ステータスの回数に応じてステータスを判定するので、一時的な加速度やノイズによる荷重センサ２６…の出力の変動を排除してステータスを精密に判定することができる。
【００２９】
【表１】

【００３０】
さて、４個の荷重センサ２６…の何れかで検出した荷重が上限値を上回るか下限値を下回ってリミット処理が行われた場合、４個の荷重センサ２６…の出力の和に基づいて算出した乗員の重量の信頼性が問題になる。乗員が「大人」あるいは「子供」であって車両の衝突時にエアバッグを展開する必要があるとき、表１のケース１に示すように、上限値のリミット処理および下限値のリミット処理が何れも行われていない場合には、算出された乗員の重量の信頼性は正常であり、通常どおりの制御によりエアバッグは支障なく展開する。ケース２のように、上限値のリミット処理が行われていて下限値のリミット処理が行われていない場合には、算出された乗員の重量は実際の重量よりも小さくなり、本来「大人」あるいは「子供」のステータスが「チャイルドシート」あるいは「空席」と誤判断され、展開すべきエアバッグが非展開となる可能性がある。従って、上限値のリミット処理が行われていて下限値のリミット処理が行われていない場合には、ステータスの如何に関わらずエアバッグを強制的に展開する。
【００３１】
ケース３のように、下限値のリミット処理が行われていて上限値のリミット処理が行われていない場合には、算出された乗員の重量は実際の重量よりも大きくなるはずであり、本来展開すべきエアバッグが非展開となる可能性はない。従って、通常どおりの制御によりエアバッグは支障なく展開する。ケース４のように、上限値のリミット処理および下限値のリミット処理の両方が行われている場合には、算出された乗員の重量と実際の重量との大小関係は不明であり、本来「大人」あるいは「子供」のステータスが「チャイルドシート」あるいは「空席」と誤判断され、展開すべきエアバッグが非展開となる可能性がある。従って、上限値のリミット処理および下限値のリミット処理の両方が行われている場合には、ステータスの如何に関わらずエアバッグを強制的に展開する。
【００３２】
以上のことから、上限値のリミット処理が行われている場合に、ステータスの如何に関わらずエアバッグを強制的に展開することで、本来展開すべきエアバッグが非展開となるのを確実に防止することができる。
【００３３】
ところで、ステータスが「チャイルドシート」の場合、エアバッグは非展開にする必要があるが、上記表１の制御を導入すると、チャイルドシートの装着時にエアバッグが展開する可能性がある。
【００３４】
【表２】

【００３５】
表２のケース１に示すように、上限値のリミット処理および下限値のリミット処理が何れも行われていない場合には、算出された乗員の重量の信頼性は正常であり、チャイルドシートの装着時にエアバッグが展開する虞はない。ケース２およびケース４のように、上限値のリミット処理が行われている場合には、前記表１の制御が行われて強制的にエアバッグが展開してしまう。またケース３のように、下限値のリミット処理が行われている場合には、算出された乗員の重量（チャイルドシートの重量）は実際の重量よりも大きくなるため、やはりエアバッグが展開してしまう可能性がある。
【００３６】
このように、前記表１の制御を採用すると、エアバッグが展開してはいけないチャイルドシートの装着時に、表２のケース２〜ケース４の状況が発生してエアバッグが展開する可能性がある。これを回避するには、表２のケース２〜ケース４の状況が発生しないことが必要であり、そのためはチャイルドシートの装着時に荷重センサ２６…の出力がリミット処理の上限値および下限値を越えないように、つまり表１の制御が実行されないように、該上限値および下限値を余裕をもって設定する必要がある。
【００３７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、車両のシートの前後左右に加わる荷重を検出すべく設けた４個の荷重センサの出力の和として乗員の重量を検出し、検出した乗員の重量が所定値以上の場合にエアバッグの展開を許可し、所定値未満の場合にエアバッグの展開を禁止するものにおいて、４個の荷重センサの何れかの出力が検出レンジの下限値を下回って下限リミット処理が行われており、かつ上限値を上回らずに上限リミット処理が行われていない場合には、検出された乗員の重量は実際の重量よりも大きくなるはずであり、通常どおりにエアバッグの展開制御を行っても本来展開すべきエアバッグが非展開になる可能性はない。また４個の荷重センサの何れかの出力が検出レンジの上限値を上回って上限リミット処理が行われている場合には、検出した乗員の重量および下限値リミット処理の有無に関わらずにエアバッグの展開を許可するので、乗員の重量が実際の重量よりも小さく算出されて前記所定値未満になっても、エアバッグを確実に展開して乗員を拘束することができる。
【００４０】
また請求項２に記載された発明によれば、荷重センサで検出した乗員の重量を各体格に対応して設定した複数のステータスに所定時間毎に割り振り、前記所定時間よりも長い確定時間に割り振られたステータスの所定の回数に応じて乗員の重量を判定するので、一時的な加速度やノイズによる荷重センサの出力の変動を排除して乗員の重量を精密に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 シートに設けられた体格判定装置の斜視図
【図２】 重量検出ユニットを下面側から見た図
【図３】 図２の３−３線拡大断面図
【図４】 体格判定の手法を説明するフローチャート
【図５】 ステータステーブルおよびカウンタの説明図
【図６】 荷重センサの出力の変動を示すグラフ
【符号の説明】
２６ 荷重センサ
Ｎ 確定時間
Ｓ シート
ｔ２ 第２の所定時間（所定時間）

Claims (2)

1. 車両のシート（Ｓ）の前後左右に加わる荷重を検出すべく、検出レンジの上限値および下限値を有する４個の荷重センサ（２６）を設け、シート（Ｓ）に着座した乗員の重量を前記４個の荷重センサ（２６）の出力の和として検出し、検出した乗員の重量が所定値以上の場合にエアバッグの展開を許可し、所定値未満の場合にエアバッグの展開を禁止するエアバッグの展開制御方法であって、
   前記４個の荷重センサ（２６）の何れかの出力が検出レンジの下限値を下回って前記出力を前記下限値に制限する下限リミット処理が行われており、かつ上限値を上回らずに前記出力を前記上限値に制限する上限リミット処理が行われていない場合には、通常どおりにエアバッグの展開制御を行い、
   前記４個の荷重センサ（２６）の何れかの出力が検出レンジの上限値を上回って前記上限リミット処理が行われている場合には、検出した乗員の重量および前記下限値リミット処理の有無に関わらずにエアバッグの展開を許可することを特徴とするエアバッグの展開制御方法。
2. 荷重センサ（２６）で検出した乗員の重量を各体格に対応して設定された複数のステータスに所定時間（ｔ２）毎に割り振るとともに、
   前記所定時間（ｔ２）よりも長い確定時間（Ｎ）に割り振られたステータスの所定の回数に応じて乗員の重量を判定することを特徴とする、請求項１に記載のエアバッグの展開制御方法。

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