JP3991769B2

JP3991769B2 - シート上物体検出装置

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Publication number: JP3991769B2
Application number: JP2002156171A
Authority: JP
Inventors: 守雄酒井; 正樹森
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: US6963287B2; US20040024508A1; JP2003344144A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート上の物体（人や物等）を検出するシート上物体検出装置に関するものであり、特に、シート上に存在する物体を検出し、制御装置から物体の種類に応じた信号を出力する際のフィルタ演算に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両においては、交通事故発生時、乗員の安全性を確保するために、安全装置としてエアバッグ装置の装着が急速になされている。エアバッッグ装置は、車両衝突時に車両に発生する衝撃を加速度センサ等によって検出し、その加速度センサからの信号に基づき、ステアリングホイールの中央あるいは助手席のダッシュパネル内に配設されるエアバッグ装置に駆動信号を与える。駆動信号がエアバッグ装置に与えられると、エアバッグ装置内に収められたインフレータが点火される。この点火によってエアバッグを膨張させるためのガスが発生し、ステアリングホイールの中央あるいは助手席のダッシュパネル内に収められたのエアバッグが瞬時に膨張し、車両の前列に着座する乗員の身体の保護を図るものである。
【０００３】
例えば、特開平９−２０７６３８号公報では、シートをフロアに取り付けるためのシート取り付け部に４つの荷重センサを設け、４つの荷重センサにより検出されるセンサ値を加算器により加算して検出荷重検出値を算出し、この算出された検出荷重検出値と予め設定された荷重検出値と比較し、着座者の有無を判断し、エアバッグ駆動回路を制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な上記した公報の装置等において、シート上の荷重は歪ゲージ等を用いた荷重センサから荷重検出信号が検出されるが、この様な荷重センサからの信号にはノイズが載り易い。この為、シート上の物体検出を行う基となる信号が、ノイズ等による影響を受けない様にする必要がある。ノイズ等による影響（例えば、荷重検出値の変動）を防止する事を目的として、通常では、荷重センサによる検出された信号に対して、前回と今回の検出値よりフィルタ演算を行うローパスフィルタを通す方法、荷重センサで検出された信号に対し、遅延回路により遅延する方法が採用されている。
【０００５】
この場合、制御装置は荷重センサにより、物体を検知する必要のない場合には、センサ駆動に係わる消費電力を低下させるため、低消費電力モード（スリープモードとも言う）に入る機能を有していても良い。この様に、スリープモードを備えた制御装置では、低消費電力モードから何らかの状態変化があり、通常の駆動モード（通常モード）に切り換わった場合、荷重センサから出力される信号は安定せず、ノイズが載り易いものとなる。更に、この様な構成において、例えば、２つ以上の検出値（例えば、前回と今回の検出値）によりフィルタ演算されるローパスフィルタを用いて、荷重センサからの荷重変動を抑えると、ローパスフィルタ等による遅れによって、荷重センサにより検出された荷重検出値を示す信号は、シート上に作用する実際の荷重に到達するまで徐々に上昇してゆき、ローパスフィルタの立ち上がりが遅くなる（図８の（ａ）参照）。
【０００６】
そこで、この様な装置をエアバッグ装置へ適用を考えた場合には、シート上に荷重が作用する際には実際の荷重に到達するまで遅れが発生し、シート上の物体を検出する時間（判定時間）の遅れにつながるが故に、エアバッグ装置の作動時間が長くなってしまうため、好ましくない。
【０００７】
よって、本発明は上記した問題点に鑑みてなされたものであり、シート上物体検出装置において、通常の駆動モードになった際に、迅速に安定な検出状態に到達させることを技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために講じた技術的手段は、シート上に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、該荷重検出手段により検出される荷重検出値に基づいて前記シート上の物体を検出して信号を出力する制御手段とを備えたシート上物体検出装置において、前記荷重検出手段に電源を供給する電源供給手段と、前記荷重検出手段により所定時間内に検出された荷重検出値を逐次記憶する記憶手段とを備え、前記制御手段は、前記電源供給手段より前記荷重検出手段に電源供給が開始された後、所定時間内は前記記憶手段に記憶された複数の荷重検出値の平均に基づく第１フィルタ演算を行い、所定時間経過後は前記記憶手段に記憶された単数の荷重検出値に基づく第２フィルタ演算を行うものとしたことである。
【０００９】
これによれば、電源供給手段により荷重検出手段に電源が供給されると、荷重検出値が記憶手段に逐次記憶される。そして、制御手段は、電源供給手段より荷重検出手段に電源供給が開始された後、所定時間内は記憶手段に記憶された複数の荷重検出値の平均に基づく第１フィルタ演算が行われる。また、所定時間経過後は、記憶手段に記憶された単数の荷重検出値に基づく第２フィルタ演算が行われる。
【００１０】
つまり、荷重検出手段により検出される荷重検出値は、荷重検出手段に電源供給手段より電源供給が成される際、零または不定値から実際の荷重に到達する場合には荷重が安定しない。しかも、ノイズが載り易い電源供給がされた直後の所定時間の間では、記憶手段に記憶された複数の荷重検出値の平均に基づく第１フィルタ演算が行われ、荷重検出値の平均で演算が行われる。その後、荷重検出値が安定した状態となり所定時間経過すると、今度は記憶手段に記憶された単数の荷重検出値により第２フィルタ演算が行われる。これは、ローパスフィルタや遅延回路を用いて荷重検出値を徐々に変化させる場合に比べて、荷重検出手段により検出された信号に載るノイズ等を荷重検出値の平均を取ることで抑えながら早く実際の荷重に近づくものとなる。よって、迅速に安定な検出状態に到達させることが可能となる。
【００１１】
この場合、第１フィルタ演算は、複数の荷重検出値の平均と最新の荷重検出値とに重み付けがなされると、重み付けにより複数の荷重検出値の平均と最新の荷重検出値との間で荷重検出値が不定になることはなく、荷重検出手段に電源供給を開始した直後のノイズが載り易い所定時間内での重み付けの比率を調整して、安定した荷重検出値を演算することが可能となる。
【００１２】
また、第２フィルタ演算は、単数の荷重検出値と最新の荷重検出値とに重み付けがなされると、重み付けにより単数の荷重検出値と最新の荷重検出値との間で荷重検出値が不定になることはなく、電源供給から所定時間後の重み付けの比率を調整して、安定した荷重検出値を演算することが可能となる。
【００１３】
更に、第１フィルタ演算と第２フィルタ演算の少なくとも一方は、最新の荷重検出値に比べて、複数の荷重検出値の平均若しくは単数の荷重検出値の重み付けを大きくすれば、最新の荷重検出値よりも複数の荷重検出値の平均若しくは単数の荷重検出値の重み付けを大きくし、複数の荷重検出値の平均若しくは単数の荷重検出値の影響を最新の荷重検出値に比べて大として、実際の荷重に早く近づけることが可能となる。
【００１４】
更にその上、エアバッグを膨張させるエアバッグ装置を更に備え、前記制御装置は前記第１フィルタ演算または前記第２フィルタ演算により得られた荷重検出値に基づき、前記エアバッグ装置に対して駆動信号を出力すれば、早期な物体検出を行った信号からエアバッグ装置に駆動信号を出力することが可能となる。よって、シート上の物体を検出してからのエアバッグ装置の作動が早くなり、エアバッグ装置の信頼性が向上する。このため、エアバッグ装置への適用が好適となる物体検出装置を提供することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は車両用シート（単に、シートと言う）のシート本体１の斜視図である。図１に示すシート本体１は、例えば、車両の前列（助手席）に設けられ、シート本体１を指示する左右一体の支持フレーム２は、車両フロアに対して前後方向（ｘ方向）に固定される。
【００１７】
各支持フレーム２の上面には、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に沿って固定される。左右一対のロアレール４は断面Ｕ字状を呈し、その上方が開口して、その開口が前後方向に延在するスライド溝５を形成している。
【００１８】
各ロアレール４に形成されたスライド溝５には、左右一対のアッパレール６がスライド溝５に沿って前後方向に摺動自在に配設される。左右のアッパレール６には、図３に示す左右一対のセンサブラケット７，８を介して、シート本体１のシートクッション９及びシートバック１０を支持するロアアーム１６に連結される。
【００１９】
シート本体１の前側のセンサブラケット７には、上下両端部に上側締結部７ａ及び下側締結部７ｂを有し、中央を湾曲させた撓み部７ｃが形成されている。前側センサブラケット７は、上側と下側締結部７ａ，７ｂは、それぞれロアアーム１６及びアッパレール６の前側部に連結される。そして、右側と左側の前側センサブラケット７の撓み部７ｃには、荷重センサを構成するフロント右側（ＦＲ）荷重センサ２１とフロント左側（ＦＬ）荷重センサ２２が接着等により取り付けられている。これらの荷重センサ２１，２２は、例えば、歪ゲージ等の歪検出素子から成り、着座面を支えるシートクッション９に作用する荷重に対して、撓み部７ｃが撓み、荷重に応じた撓み量を検出できる。
【００２０】
一方、図１に示す後側のセンサブラケット８も、上下両端部に上側締結部８ａと下側締結部８ｂを有し、その上側と下側締結部８ａ，８ｂ間を湾曲させて撓み部８ｃが形成されている。後側のセンサブラケット８は、上側と下側締結部８ａ，８ｂにおいてロアアーム１６とアッパレール６の後側部に連結されている。そして、右側と左側の後側センサブラケット８の撓み部８ｃには、それぞれ荷重センサを構成するリヤ右側（ＲＲ）荷重センサ２３とリヤ左側（ＲＬ）荷重センサ２４は、ＦＲ荷重センサ２１とＦＬ荷重センサ２２と同様に、例えば、歪ゲージ等の歪検出素子から成り、シートクッション９にかかる荷重に対して撓み、撓み量を検出できる。
【００２１】
また、シート本体１の一方の側（図１では左側）のアッパレール６には、車両から延びるシートベルト１１をシート本体１へと連結し、固定するベルトアンカ１２を先端に備えたアンカブラケット１３が連結される。
【００２２】
次に、シート上物体検出装置（本装置と称する）２０を、車両の前部（例えば、運転席ではステアリングホイールの中央、助手席ではインスツルメントパネルの上方）に設けられ、車両衝突時にエアバッグが膨張するエアバッグ装置３０の膨張量を可変駆動させるエアバッグ制御装置に適用した場合のシステム構成について、図４を参照して説明する。
【００２３】
エアバッグ制御装置は、上記したシート本体１の所定位置に設けられる荷重センサ２１〜２４と、シートベルトアンカ１２に設けられたシートベルトスイッチ１２ａと、シート上の状態検出を行い、エアバッグ装置（Ａ／Ｂ装置）３０に対して出力指令を出すコントローラ２５とを備える。
【００２４】
シートベルトスイッチ１２ａは、シートベルト１１をベルトアンカ１２に装着することでオンされ、シートベルト１１がベルトアンカ１２に装着されない場合にはオフされる。このシートベルトスイッチ１２ａからの検出信号は、コントローラ２５に入力され、コントローラ２５は検出信号の状態によってシートベルト１１の装着状態が検出できる。
【００２５】
また、コントローラ２５の内部には、制御を司るＣＰＵ２６、所定電源（例えば、Ｖｃｃ＝５Ｖ）を供給する電源回路１９、センサ信号入力回路２７、判定出力回路２８、ＣＰＵ２６からの指示により荷重センサ２１，２２，２３，２４へのセンサ電源を供給／遮断するスイッチング素子１８、および、コントローラ２５に電源が供給されない場合でも、記憶された状態を記憶保持する不揮発性のメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２９とを備える。
【００２６】
この中で、センサ信号入力回路２７は、ＦＲ荷重センサ２１、ＦＬ荷重センサ２２、ＲＲ荷重センサ２４、ＲＬ荷重センサ２４から検出された信号が入力される、アクティブフィルタ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７，２７ｄ（２７ａ〜２７ｄと称す）を個々に有する。これら荷重センサ２１〜２４の荷重信号は、アクティブフィルタ２７ａ〜２７ｄを介して、ＣＰＵ２６に入力される。アクティブフィルタ２７ａ〜２７ｄは、コンデンサおよび抵抗からなる受動素子に、増幅器等の能動素子を組み合わせた周知のフィルタである。アクティブフィルタ２７ａ〜２７ｄは４つの荷重センサ２１〜２４からの荷重信号の内、低域周波数の信号のみを通過させる。
【００２７】
アクティブフィルタ２７ａ，２７ｂを通過した荷重センサ２１，２２からの荷重信号に基づき、各荷重センサ２１，２２ごとの荷重検出値ＦＲ，ＦＬがＣＰＵ２６により演算される。また、アクティブフィルタ２７ｃ，２７ｄを通過した荷重センサ２３，２４からの荷重信号に基づき、各荷重センサ２３，２４ごとの荷重検出値ＲＲ，ＲＬがＣＰＵ２６により演算される。そして、これらの荷重検出値ＦＲ〜ＲＬを合計することにより、荷重検出値としての合計荷重検出値Ｓが演算される。
【００２８】
ＣＰＵ２６は、予め記憶された所定のプログラムにより演算処理を行い、その結果を、判定出力回路２８に出力する。そして、判定出力回路２８を介して、エアバッグ装置３０に駆動信号を出力することにより、エアバッグの膨張量が検出された物体の種類により制御される。
【００２９】
また、本装置２０では、車両衝突時の幼児保護を目的として、この様なシステム構成において、シート本体１に対して、チャイルドシートと称される子供用拘束装置（ＣＲＳ）３１の装着が可能である。ＣＲＳ３１は、通常、図１に示す２点鎖線の如く、シートベルト１１によりシート本体１に固定されるものであり、ＣＲＳ装着の際には以下に示す動作を必要とする。
【００３０】
即ち、シート本体１のシートクッション９およびシートバック１０の着座面にＣＲＳ３１を装着する場合、最初、シートクッション上にＣＲＳ３１を載せる。この時、ＣＲＳ３１は重さが数Ｋｇと大人の体重に比べて軽いため、合計荷重検出値Ｓも、大人よりも比較的小さな値になる。そして、ＣＲＳ３１の背中部のシートベルト取り付け孔にシートベルト１１を通し、シートベルト１１をベルトアンカ１２に装着して、ＣＲＳ３１を仮止めする。この場合、ＣＲＳ３１をシート本体１にしっかりと固定するためのシートベルト１１の締め付けはまだ行っていない場合、合計荷重検出値Ｓは比較的小さな値となる。上記した傾向は、子供がシート本体１に着座している場合においても同様に当てはまる。
【００３１】
その後、シート本体１に対して、ＣＲＳ３１をしっかりと固定するために、ＣＲＳ３１に体重をかけて押えこみ、シートベルト１１を締め付けて、確実にＣＲＳ３１をシート本体１に固定して装着し、ＣＲＳ３１の取り付け作業を終了する。この様なＣＲＳ３１の装着時には、合計荷重検出値Ｓは著しく低減する。即ち、上記した如く、合計荷重検出値Ｓの特性変化を検出すれば、ＣＲＳ装着時の荷重変化量によって、ＣＲＳ３１の装着の有無が判定できる。
【００３２】
そこで、コントローラ内のＣＰＵ２６により実施される処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。尚、以下のフローチャートの説明では、プログラムのステップを、単に「Ｓ」と略して説明する。
【００３３】
ＣＰＵ２６に、最初に電源がバッテリーより供給された場合、若しくは、ＣＰＵ２６にリセットがかかると、図５に示すプログラムはＳ１からの処理を実行する。最初、Ｓ１のイニシャル処理において、ＣＰＵ２６は内部のメモリ（ＲＡＭ）がデータを正常に記憶できるかのチェックを行った後、Ｓ２以降の処理を実行する場合に予め必要な初期値を、所定のメモリに初期値として設定を行う。そして、イニシャル処理では、ＣＰＵ２６は、コントローラ２５およびエアバッグ装置３０を含むエアバッグ制御装置が、正常に動作するか否かのシステムチェックを行う。
【００３４】
その後、Ｓ２のセンサ電源処理では、ＣＰＵ２６がスイッチング素子１８のベースに高電位を出力すると、荷重センサ２１〜２４には所定電圧Ｖｃｃが供給され、荷重センサ２１〜２４からは荷重検出値が出力される。一方、スイッチング素子のベースに低電位が印加されると、荷重センサ２１〜２４にはセンサ電源の供給が停止される。ここで使用されるＣＰＵ２６は、荷重センサ２１〜２４により荷重検出を行わない場合、あるいは、荷重検出を行う必要がない場合には、通常の駆動モード（通常モード）から消費電力を低減させる低消費電力モード（スリープモード）に移行することが可能な構成としても良い。この様にＣＰＵ２６が通常モードとスリープモード間でモードが切り換わる構成とした場合、何らかの状態変化が発生して、スリープモードから通常モードへ切り換わり、モード切替が発生した場合においても、センサ電源を荷重センサ２１〜２４に対して供給する構成とすることも可能である。
【００３５】
センサ電源が各荷重センサ２１〜２４に供給されると、次に、ＣＰＵ２６は４つの荷重センサ２１〜２４から検出されるセンサ電圧（荷重検出信号）を入力するセンサ入力処理を行う。Ｓ３にて、センサ入力処理が行なわれた後、Ｓ４においてフィルタ処理が行なわれる。そこで、Ｓ４に示すフィルタ処理を、図６に示す。
【００３６】
図６に示されるフィルタ処理では、最初に荷重センサ２１〜２４に供給する所定電圧Ｖｃｃのセンサ電源が供給され、センサ電源がオン状態であるかが判定される。ここで、センサ電源がオン状態でないと、Ｓ１７において初回フラグをクリアし、フィルタ処理を終了する。一方、Ｓ１１にてセンサ電源がオン状態であると、次のＳ１２では、初回フラグがセットされているかが判断される。初回フラグとはセンサ電源が荷重センサ２１〜２４に供給され電源供給が開始されてから、センサ出力が安定するまでの間のみ、フィルタ演算を切り換えるために使用される。ここで、初回フラグがセットされていなければ、Ｓ１３以降の第１フィルタ演算を行うが、初回フラグがセットされていれば、Ｓ１９に示す第２フィルタ演算を行う。第２フィルタ演算では、フィルタ演算値Ｘｎの算出において、メモリ２９に記憶された単数の荷重検出値、即ち、前回のセンサ入力処理で検出したセンサ電圧（荷重検出値に比例）に重み付け係数Ａを掛け合わせ、今回のセンサ入力処理により得られたセンサ電圧（最新の荷重検出値となる）に重み付け係数Ｂを掛け合わせ、両者を加算するという演算式にて成される。ここで、重み付け係数をＡ＞＞Ｂとし、重み付け係数Ｂに対して３ケタ程度大きな重み付け係数Ａを採用することにより、メモリに記憶されている過去の荷重センサ２１〜２４からの荷重検出値に重みをつけることができる。これによって、フィルタ処理時のカットオフ周波数が下がり、ノイズによる荷重変動を抑えることができる。この第２フィルタ演算が終了すると、フィルタ処理は終了する。
【００３７】
一方、Ｓ１２で初回フラグがセットされていないと、次にセンサ電圧（荷重センサからの荷重検出値）がＮ回分記憶されたかが判定される。ここでは、センサ電源を供給し初めてからＮ回（つまり、メインルーチンの周期＊Ｎの時間間隔で）センサ電圧を一定周期毎にメモリに時系列的に逐次記憶する。そして、センサ電圧の値がＮ個メモリに確保されないと、第１フィルタ演算を実施しない様にしている。これは、センサ電源の供給を開始してから直後から所定時間の間では、ノイズ成分がセンサ電圧に載り易い。しかも、この所定時間の間では、センサ電圧が零もしくは不定となっている為、センサ電圧が安定するまでの初期の間、フィルタ演算の式を、センサ電圧が安定した場合と比べて違った演算をする様にしている。即ち、Ｓ１４ではセンサ電圧がメモリ２９にＮ回分記憶されると、複数のセンサ電圧（Ｎ回分）の平均を算出し、それをセンサ平均電圧としてメモリ２９に記憶する。その後、Ｓ１５では第１フィルタ演算を行う。Ｓ１５では、すぐ前のＳ１４で求めたセンサ平均電圧に重み付け係数Ａを掛け合わせ、今回検出されたセンサ電圧に重み付け係数Ｂを掛け合わせ、両者の和を算出するという演算式でフィルタ演算値Ｘを算出する。この場合、重み付け係数をＡ＞＞Ｂとし、重み付け係数Ｂに対して３ケタ程大きい重み付け係数Ａを採用することにより、過去に検出された荷重センサ２１〜２４からのセンサ平均電圧に基づく荷重検出値に、最新のセンサ電圧よりも重みをつけることができる。これによって、センサ電源を供給開始後に、荷重センサ２１〜２４に対して、電源供給開始時での電源ノイズによる荷重変動を抑えることができる。第１フィルタ演算が終了すると、荷重センサ２１〜２４からのセンサ電圧は信頼できるものとなり、Ｓ１６にてセンサ電源の供給を開始後に、所定時間経過したことを示す初回フラグをセットし、このフィルタ処理を終了する。
【００３８】
プログラム処理で、図５のＳ４に示すフィルタ処理を終了すると、今度は、図５のＳ５に示す荷重演算を行う。荷重演算では、荷重センサ２１〜２４の荷重検出値ＦＲ、ＦＬ，ＲＲ，ＲＬに基づいて合計荷重検出値Ｓを算出し、メモリに記憶する。その後、Ｓ６で状態判定を行い、Ｓ７で検出された状態に基づいてエアバッグ装置３０に対してエアバッグの膨張量を可変とした駆動信号をＣＰＵ２６は出力して、上記したＳ２からＳ７の処理を繰り返す。
【００３９】
次に、図５のＳ６に示す状態判定について、図６を参照して説明する。この状態判定では、シートベルト１１がシート上に装着されているか否かが、まず判断される。この判断は、シートベルトスイッチ１２ａがオンの場合にシートベルト１１が装着されているとＣＰＵ２６は判断し、オフの場合にはベルトの装着はないとＣＰＵ２６は判断する。
【００４０】
ここで、シートベルト１１がシート上で装着されていると判断されると、Ｓ２２以降で、荷重センサ２１〜２４の荷重検出値および荷重検出値の変化量により、状態を区分する処理を行う。Ｓ２２ではシートベルト装着時の合計荷重検出値Ｓ０が所定値Ａ以下であるかが判断される。シートベルト装着時の合計荷重検出値Ｓ０とは、シートベルトスイッチ１２ａからの検出信号がオフからオンに切り換わったタイミングでの合計荷重検出値Ｓの値であり、この合計荷重検出値Ｓ０は、電源がオフになり、コントローラ２５に電源が供給されなくなっても、その記憶状態が保持できる様、メモリ２９に記憶される。
【００４１】
つまり、合計荷重検出値Ｓは、シート本体１に大人が着座している状態では、シートベルト１１の装着が検出されたタイミングで大人相当の荷重がシートクッション上にかかる為、シートベルト装着時の合計荷重検出値Ｓ０もある程度大きな値となる。
【００４２】
一方、シート本体１に子供が着座している状態やＣＲＳが仮止めされている状態では、子供やＣＲＳ３１の合計荷重検出値Ｓは大人に比べて小さいため、シートベルト装着時の合計荷重検出値Ｓも小さくなる。この為、判定を行う所定値Ａは、シートベルト１１の装着時の合計荷重検出値Ｓ０に基づき、シート本体１に大人が着座している状態とそれ以外の状態とを区分する値に設定される。
【００４３】
Ｓ２２において、シートベルト１１の装着時の合計荷重検出値Ｓ０が予め設定された所定値Ａ以下であると、Ｓ２７に進む。Ｓ２７ではＣＲＳ２６が装着されているとＣＰＵ２６は判断し、ＣＰＵ内の状態記憶メモリに状態データとして、ＣＲＳ３１を判定した事を示すＣＲＳ判定ありを示す、「１」を代入し、その後、状態判定の処理を終了する。
【００４４】
一方、Ｓ２２において、シートベルト１１の装着時の合計荷重検出値Ｓ０が所定値Ａより大きい場合には、Ｓ２３に進む。今度は、合計荷重検出値Ｓの現在の最大値ＳＭが、４センサの合計荷重検出値Ｓより小さいかが判断される。この最大値ＳＭとは、シートベルト１１の装着後において、検出された合計荷重検出値Ｓの最大値とする。即ち、最大値ＳＭが算出された合計荷重検出値Ｓより小さいと判断されると、合計荷重検出値Ｓが前回の演算（１周期前の演算値）より求めた値より、増加しているとＣＰＵ２６は判断し、Ｓ２９に進む。そして、Ｓ２９においてシートベルト装着後の最大値ＳＭを、算出された合計荷重検出値Ｓに更新した後、Ｓ２５に進む。
【００４５】
一方、Ｓ２３において、シートベルト装着後の最大値ＳＭが合計荷重検出値Ｓ以上であると判断されると、合計荷重検出値Ｓにより最大値ＳＭの更新はせずに、Ｓ２７に進む。そして、今度はＳ２４において、最大値ＳＭと合計荷重検出値Ｓとの差が、予め決められた所定値Ｂ以上であるかが判断される。ここに示す所定値Ｂとは、ＣＲＳ３１の装着に当たってのシートベルト１１の締め付け時と、締め付け後のシートベルト１１の押え込み開放に伴う合計荷重検出値の低減変動を検出する値に設定される。ここで、最大値ＳＭと合計荷重検出値Ｓとの差が所定値Ｂ以上であると、合計荷重検出値Ｓの著しい低減変動、即ち、ＣＲＳ３１の装着に当たってのシートベルト１１の締め付けとその後の押え込みの解放が検出されたものとして、Ｓ２７に進む。そして、Ｓ２７では、上記した様に、シート本体１にＣＲＳ３１が装着されていると判断し、Ｓ２７に進む。Ｓ２７では状態記憶メモリに状態データとして、「４：ＣＲＳの状態」を代入し、メモリ２９に状態データを記憶し、この処理を終了する。
【００４６】
一方、Ｓ２４において、最大値ＳＭと合計荷重検出値Ｓとの差が所定値Ｂより小さいと判断されると、ＣＲＳ装着時の押え込みの操作がなかったものとみなし、Ｓ２５に進む。そして、次のＳ２５では、今回の演算までの合計荷重検出値Ｓが所定値Ｃ以下であった状態が確認されているか判断される。これは、ＣＲＳ３１が仮止めされた荷重の比較的小さな状態が確認されているかを判断する。所定値Ｃは、少なくともシート本体１に大人が着座している状態とそれ以外の状態とを区分する値に設定される。
【００４７】
Ｓ２５において、今回の演算までに合計荷重検出値Ｓが所定値Ｃ以下であった状態が確認されていると判断されると。プログラムはＳ２６に進む。このＳ２６では、合計荷重検出値Ｓが所定値Ｄ以上であるかが判断される。所定値Ｄは、ＣＲＳ３１の装着に当たってのシートベルト１１の締め付けに伴う合計荷重検出値Ｓの増加変動を検出する値に設定される。所定値Ｄは、所定値Ｃよりも大きな値に設定されている。Ｓ２６では合計荷重検出値Ｓが所定値Ｄ以上と判断されると、ＣＲＳ３１の仮止めとその後のシートベルト１１の締め付けに伴う合計荷重検出値Ｓの増加変動が検出されたものとして、ＣＲＳ３１が装着されているものとＣＰＵ２６は見なして、Ｓ２７に進む。そして、Ｓ２７では上記の如く、シート本体１にＣＲＳ３１が装着されているものと判断し、ＣＰＵ内部の状態記憶メモリに状態データとして、「４：ＣＲＳの状態」を代入し、メモリ２９に状態データを記憶した後、この処理を終了する。
【００４８】
一方、Ｓ２１において、シートベルト１１の装着なしと判断されると、Ｓ２８に進む。そして、Ｓ２８ではシートベルト１１の装着の間、常時監視していた荷重変動量の基準となる最大値ＳＭをクリアした後、Ｓ３０に進む。
【００４９】
また、Ｓ２５において、今回の演算まで合計荷重検出値Ｓが所定値Ｃより大きい状態が確認された場合、または、Ｓ２６において、今回の合計荷重検出値Ｓが予め設定された所定値Ｄよりも小さいと判断されると、少なくともＣＲＳ３１の装着はないものとＣＰＵ２６は判断して、Ｓ３０に進む。
【００５０】
Ｓ３０では、シート本体１に大人または子供が着座しているのかの乗員判定の区分を行う。例えば、Ｓ３０において、４センサの合計荷重検出値Ｓが所定値Ａ以上であるか否かによって、大人と子供を区分する。Ｓ３０において、乗員判定の結果が所定値Ａ以上であり、乗員判定が所定値Ａ以上（所定荷重以上）の大人であると判断され、Ｓ３２に進む。そして、Ｓ３２においてＣＰＵ内の状態記憶メモリに状態データとして、例えば、「３：大人を示す」を代入した後、この処理を終了する。一方、Ｓ３０において、乗員判定の結果が所定値Ａよりも小さい子供であるとＣＰＵ２６は判断すると、この場合にはＳ３１に進む。そして、ＣＰＵ内の状態記憶メモリに状態データとして、メモリ２９に記憶した後、この処理を終了する。
【００５１】
尚、ＣＰＵ２６は、４センサ２１〜２４からの荷重検出値またはその変化量によって、Ｓ２７，Ｓ３１，Ｓ３２のいずれかによって、シートベルトを締めている状態では、「ＣＲＳ」、「大人」、「子供」のいずれかの状態であるかが区分され、この様なシート本体１への着座状態によって、エアバッグ装置３０の出力状態を可変にする信号を出力し、判定出力回路２８を介してエアバッグ装置３０を駆動できるようになっている。
【００５２】
以上、説明した様に、本実施形態ではセンサ電源が供給されてから所定時間内では、メモリ２９に一定周期で時系列的に記憶された所定時間前のセンサ電圧を元にしてセンサ平均電圧を求めることにより、センサ起動初期でのノイズ成分が除去される。そして、このセンサ平均電圧に重み付け係数Ａを掛け合わせ、今回の処理で検出された最新のセンサ電圧に重み付け係数Ｂを掛け合わせて、両者を加算することにより、センサ電源の起動直後における初期ノイズの影響は除去される。また、その所定時間後にはフィルタ演算を切り換え、今度は、前回と今回とのセンサ電圧に重み付けをすることによって、フィルタリングして、フィルタ処理において所望のカットオフ周波数を得ることができる。これにより、従来、ローパスフィルタを通した場合に得られる荷重変化は、図８の（ａ）の如く徐々に増加して、実際の荷重検出値に収束していくが、本実施形態の如く、所定時間でフィルタ演算を切り換えれば、Ｎ個のセンサ電圧がメモリ２９に記憶されるまではフィルタ遅れを生じるが、これは徐々に荷重検出値が増加して行く図８の（ａ）に比べて早い。しかも、一旦、センサ電源が供給されてから所定時間を経過すると、実際の荷重に到達する際の立ち上がりが早くなるので、物体の判定に要する時間が短くなる。即ち、センサ電源が供給されてから、本装置２０を、迅速に安定して検出することが可能な状態に到達させることができる。その結果、早期にエアバッグ装置３０に対して駆動信号を出力することができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、荷重検出手段に電源供給手段より電源供給が成される際に、荷重検出手段により検出される荷重検出値は、零または不定値から実際の荷重に到達する場合に、荷重が安定せずノイズが載り易い初期の所定時間内では、記憶手段に記憶された複数の荷重検出値の平均に基づく第１フィルタ演算が行われ、複数の荷重検出値の平均で演算することができる。その後、荷重検出値が安定した状態となり電源供給が成されてから所定時間経過すると、今度は記憶手段に記憶された単数の荷重検出値に基づく第２フィルタ演算が行われ、記憶手段に記憶された単数の荷重検出値に基づき、第２フィルタ演算後の荷重検出値を求めることができる。
【００５４】
これは、荷重検出手段に電源供給が開始された初期の所定時間内には、荷重検出手段により検出された信号に載るノイズ等を荷重検出値の平均を取ることで抑え、その後は、演算により得られた荷重検出値と最新の荷重検出値に基づいて荷重検出値が求まるので、ローパスフィルタや遅延回路を用いて荷重検出値を徐々に変化させる場合に比べて、早く実際の荷重に近づくため、早期の物体検出ができる。
【００５５】
この場合、第１フィルタ演算は、複数の荷重検出値の平均と最新の荷重検出値とに重み付けがなされると、重み付けにより複数の荷重検出値の平均と最新の荷重検出値との間で荷重検出値が不定になることはなく、荷重検出手段に電源供給を開始したノイズが載り易い初期時間内での重み付けの比率を調整して安定した荷重検出値を演算することができる。
【００５６】
また、第２フィルタ演算は、単数の荷重検出値と最新の荷重検出値とに重み付けがなされると、重み付けにより単数の荷重検出値と最新の荷重検出値との間で荷重検出値が不定になることはなく、電源供給から所定時間後の重み付けの比率を調整して安定した荷重検出値を演算することができる。
【００５７】
更に、第１フィルタ演算と第２フィルタ演算の少なくとも一方は、最新の荷重検出値に比べて、複数の荷重検出値の平均若しくは単数の荷重検出値の重み付けを大きくすれば、最新の荷重検出値よりも複数の荷重検出値の平均若しくは単数の荷重検出値の重み付けを大きくし、複数の荷重検出値の平均若しくは単数の荷重検出値の影響を最新の荷重検出値に比べて大として、実際の荷重に近づけることができる。
【００５８】
更にその上、エアバッグを膨張させるエアバッグ装置を更に備え、前記制御装置は前記第１フィルタ演算または前記第２フィルタ演算により得られた荷重検出値に基づき、前記エアバッグ装置に対して駆動信号を出力すれば、早期な物体検出を行った信号からエアバッグ装置に駆動信号を出力することができ、シート上の物体を検出してからのエアバッグ装置の作動を早くでき、エアバッグ装置の信頼性が向上するシート上物体検出装置を提供することができ、エアバッグ装置への適用が好適となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるシート上物体検出装置を車両用シートに適用した場合の車両用シートの斜視図である。
【図２】図１に示す車両用シートの側面図である。
【図３】図１に示す車両用シートの側面に設けられるセンサブラケットを示し、（ａ）は車両用シートの前側のセンサブラケット形状、（ｂ）は車両用シートの後側のセンサブラケット形状を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるシート上物体検出装置をエアバッグ制御装置に適用した場合のシステム構成図である。
【図５】図４に示すＣＰＵの処理を示すフローチャートである。
【図６】図５のフィルタ処理を示すフローチャートである。
【図７】図５の状態判定を示すフローチャートである。
【図８】荷重検出値の立ち上がりでの従来例との比較を示すグラフであり、（ａ）は従来例を示し、（ｂ）は本実施形態を示す。
【符号の説明】
１シート本体（シート）
１８スイッチング素子（電源供給手段）
１９電源回路（電源供給手段）
２０シート上物体検出装置
２１，２２，２３，２４荷重センサ（荷重検出手段）
２５コントローラ（制御手段、電源供給手段）
２６ＣＰＵ（制御手段）
２９ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
３０エアバッグＥＣＵ（エアバッグ装置）

Claims

シート上に作用する荷重を検出する荷重検出手段と、
該荷重検出手段により検出される荷重検出値に基づいて前記シート上の物体を検出して信号を出力する制御手段とを備えたシート上物体検出装置において、
前記荷重検出手段に電源を供給する電源供給手段と、
前記荷重検出手段により所定時間内に検出された荷重検出値を逐次記憶する記憶手段とを備え、
前記制御手段は、前記電源供給手段より前記荷重検出手段に電源供給が開始された後、所定時間内は前記記憶手段に記憶された複数の荷重検出値の平均と最新の荷重検出値とに重み付けがなされる第１フィルタ演算を行い、所定時間経過後は前記記憶手段に記憶された単数の荷重検出値と最新の荷重検出値とに重み付けがなされる第２フィルタ演算を行うことを特徴とするシート上物体検出装置。
前記第１フィルタ演算と前記第２フィルタ演算の少なくとも一方は、最新の荷重検出値に比べて、前記複数の荷重検出値の平均若しくは前記単数の荷重検出値の重み付けを大きくすることを特徴とする請求項１に記載のシート上物体検出装置。
エアバッグを膨張させるエアバッグ装置を更に備え、前記制御手段は前記第１フィルタ演算または前記第２フィルタ演算により得られた荷重検出値に基づき、前記エアバッグ装置に対して駆動信号を出力することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート上物体検出装置。