JP4279108B2 - 座席上の物体の状態の判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、座席及びその上に積載された物体の重量を計測するシート荷重計の信号（シート荷重）に基づいて、座席上の物体の状態（例えば、人間が乗車しているかどうか、乗車している人間が大人か子供か）を判別する方法に関するものである。

最近、座席の下に、座席及びその上の搭載物（通常は人間）の重量を計測するシート荷重計が設けられることが多くなってきている。このようなシート荷重計は、例えば、エアバッグの展開制御に使用される。

エアバッグの展開制御においては、座席上に載っているのが子供であったり、チャイルドシートであるような場合には、ソフト展開させるように制御を行っている。又、座席が空席である場合には、エアバッグの展開をしないように制御する場合もある。

このように、シート荷重計が測定した測定値（シート荷重）に応じて、座席上に搭載されているものの状態を把握する必要がある。このため、一般的にはシート荷重にいくつかの閾値を設け、例えば、第１の閾値以下のシート荷重の場合空席であり、第１の閾値と第２の閾値の間のシート荷重の場合には子供が搭乗しており、第２の閾値と第３の間のシート荷重の場合には大人が搭乗しており、第３の閾値を超える場合にはチャイルドシートが搭載されていると判断するような方法が採用されている。

しかしながら、実際には、シート荷重計の出力は、車両の走行中には、人間の姿勢の変化、上下の加速度等の影響を受けて刻々変化している。よって、測定値が閾値の近傍にあった場合、シート荷重計の出力が、この閾値を超えて頻繁に上下することがある。このような場合、それに応じて、座席上に搭載されているものの状態の判定が頻繁に変化し、制御に好ましくない影響を与えることがある。

このような頻繁な状態の判定の変化を防止する方法として、特開２００１−７４５４１号公報（特許文献１）には、一つの閾値を２つに分けて、状態の判定にヒステリシスを持たせる方法が記載されている。

頻繁な状態の判定の変化を防止する方法として、シート荷重の実測値が、所定のシート荷重範囲にある比率が、所定以上である場合に、そのシート荷重範囲に対応する状態であると判定する方法がある。この方法を図５に示す。図５において、３つの閾値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３が設けられており、これによって、状態がクラス１〜クラス４に分けられている。

状態判別のロジックは、シート荷重計の出力をサンプリングし、５サンプリング中４つのデータが、同一クラスにあった場合に、状態をそのクラスに切り換えるものである。図５（ａ）において、当初は全データがＴＨ３を超えており、クラス４にあるので、クラス４の状態と判定されている。次の５サンプリングにおいては、４個のデータがＴＨ１とＴＨ２の間にあり、クラス２の中にあるので、判別された状態はクラス２に切り換えられる。次の５サンプリングにおいては、４個のデータがＴＨ１とＴＨ２の間にあり、クラス２の中にあるので、判別された状態はクラス２のままである。次の５サンプリングにおいては、４個のデータがＴＨ２とＴＨ３の間にあり、クラス３の中にあるので、判別された状態はクラス３に切り換えられる。
特開２００１−７４５４１号公報

しかしながら、図５に示すような状態判別のロジックには、以下に示すような問題点がある。すなわち図５（ｂ）に示すように、シート荷重計の測定値が閾値のまわりでふらつき、５回のサンプリングで４回同じクラスにあることがない場合、前の状態がいつまでも維持され、実際の状態と乖離してしまうことになる。

図５（ｂ）において、はじめは全データがＴＨ３を超えており、状態はクラス４の判定される。次の５サンプリングにおいては、３個のデータがクラス２にあるのみであるので、クラス２とは判定されず、判別状態はクラス４のままとなる。次の５サンプリングにおいては、３個のデータがクラス１にあるのみであるので、クラス１とは判定されず、判別状態はクラス４のままとなる。次の５サンプリングにおいては、３個のデータがクラス２にあるのみであるので、クラス２とは判定されず、判別状態はクラス４のままとなる。このようにして、実際のデータはクラス１又はクラス２にあるにもかかわらず、状態の判別がクラス４であるとされる状態が持続してしまう。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、閾値を挟んで測定値がふらつくような場合でも、正確に判別される状態を切り換え可能な、座席上の物体の状態の判別装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、第１の発明は、座席及びその上に積載された物体の重量を計測するシート荷重計で計測したシート荷重を所定時間間隔でサンプリングして入力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段による複数のサンプリング回数に対応した区分区間毎に、前記シート荷重に関する第１の荷重閾値と該第１の荷重閾値より大きな第２の荷重閾値とを用いて、座席上の物体の状態を判断し、その判断結果をエアバッグ装置へ出力する判断手段とを有する座席上の物体の状態の判別装置において、前記判断手段は、前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、所定の個数が、前記第２の荷重閾値を下回った場合に、第１の状態であると判断する第１手段と、前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、所定の個数が、前記第１の荷重閾値を上回った場合に、第２の状態であると判断する第２手段とを備え、共通の前記区分区間において、前記第１手段による前記第１の状態であるとの判断と前記第２手段による前記第２の状態であるとの判断とが成立した場合、前記第１手段による判断を優先し、当該第１手段による判断結果を前記エアバッグ装置へ出力する。

本手段においては、２つの状態のいずれかであるかを判別する際に、閾値を２つ設け、前述の方法により、第１の状態であるか、第２の状態であるかを仮に求めるようにしている。仮に求まった状態が、第１の状態又は第２の状態のいずれか一方であった場合には、その状態を最終的な状態として採用する。

場合によっては、第１の状態でもあり、第２の状態でもあると仮に判定されることがある。逆に言えば、判定のロジックをこのようなことが起こっても、第１の状態でも第２の状態でもないと判断されることがないようなものとしておく（実際には、第３の状態、第４の状態というように、第１の状態、第２の状態以外の状態があり得るが、ここで問題にしているのは、第１の状態と第２の状態のどちらに属するかの判別であるので、これらは考慮していない。例えば、荷重の小さい方から、第３の状態、第１の状態、第２の状態、第４の状態という区分になっているとすると、本手段においては、第３の状態は第１の状態に、第４の状態は第２の状態に含めて考える。その上で、第１の状態と第３の状態の区別、第２の状態と第４の状態の区別をする方法は、別に考えればよい。勿論、本手段の方法を適用することも可能である。）。

前記課題を解決するため、第２の発明は、座席及びその上に積載された物体の重量を計測するシート荷重計で計測したシート荷重を所定時間間隔でサンプリングして入力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段による複数のサンプリング回数に対応した区分区間毎に、前記シート荷重に関する第１の荷重閾値と該第１の荷重閾値より大きな第２の荷重閾値とを用いて、座席上の物体の状態を判断し、その判断結果をエアバッグ装置へ出力する判断手段とを有する座席上の物体の状態の判別装置において、前記判断手段は、前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、第１の所定の個数が、前記第２の荷重閾値を下回った場合に、第１の状態であると判断する第３手段と、前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、前記第１の所定の個数より大きな第２の所定の個数が、前記第１の荷重閾値を上回った場合に、第２の状態であると判断する第４手段とを備え、共通の前記区分区間において、前記第３手段による前記第１の状態であるとの判断と、前記第４手段による前記第２の状態であるとの判断とのうち、いずれか早く成立した判断の判断結果を前記エアバッグ装置へ出力する。

本手段においては、優先度が高い状態の方の条件が、優先度の低い状態の方の条件より、時間的に早く成立し易いようにしているので、優先度の高い方の条件を成立し易くすることができる。

前記課題を解決するため、第３の発明は、座席及びその上に積載された物体の重量を計測するシート荷重計で計測したシート荷重を所定時間間隔でサンプリングして入力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段による複数のサンプリング回数に対応した区分区間毎に、前記シート荷重に関する第１の荷重閾値と該第１の荷重閾値より大きな第２の荷重閾値とを用いて、座席上の物体の状態を判断し、その判断結果をエアバッグ装置へ出力する判断手段とを有する座席上の物体の状態の判別装置において、前記判断手段は、前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、前記区分区間を分割した小区分区間における第３の所定の個数が、前記第２の荷重閾値を下回った場合に、第１の状態であると判断する第５手段と、前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、前記区分区間における第４の所定の個数が、前記第１の荷重閾値を上回った場合に、第２の状態であると判断する第６手段とを備え、１つの前記区分区間において、前記第５手段による前記第１の状態であるとの判断と、前記第６手段による前記第２の状態であるとの判断とのうち、いずれか早く成立した判断の判断結果を前記エアバッグ装置へ出力する。

以上説明したように、本発明によれば、閾値を挟んで測定値がふらつくような場合でも、正確に判別される状態を切り換え可能な、座席上の物体の状態の判別装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態である座席上の物体の状態の判別方法を実施するための装置の例を示す図である。シート荷重計の測定値は、乗員クラス判別装置に入力される。乗員クラス判別装置は、この測定値を、所定時間間隔でサンプリングして入力し、このサンプリング値を処理することにより、座席が、空席の状態（クラス１）、子供が着席している状態（クラス２）、大人が着席している状態（クラス３）のいずれかであるかを判定し、この判定結果をエアバッグ装置に出力する。エアバッグ装置は、この出力に応じて、緊急時に、空席の状態の場合はエアバッグを展開させず、子供が着席している状態の場合はエアバッグのソフト展開を行い、大人が着席しているときは、エアバッグの通常展開を行う。

図２は、本発明の実施の形態である座席上の物体の状態の判別方法の第１の例を説明するための図である。この第１の実施の形態においては、クラス１とクラス２とを識別するための閾値として、ＴＨ１とＴＨ２の２つを用いている（実際には、クラス２とクラス３とを識別するための閾値も２つ設けて、以下に説明するようなロジックを使用することが好ましいが、説明を簡略化するため、この実施の形態においては、クラス２とクラス３との識別は一つの閾値ＴＨ３を超えたかどうかで判別するものとする）。

すなわち、検出されたシート荷重がＴＨ２以下である場合はクラス１と判定し、検出されたシート荷重がＴＨ１以上である場合はクラス２と判定し、検出されたシート荷重がＴＨ３以上である場合はクラス３と判定するようになっている。但し、クラス１であるかクラス２であるかの判定は１回のサンプリング値を用いては行わず、５回のサンプリング値を用いて行うようになっている。この例においては、５回のサンプリング値のうち２回のサンプリング値がＴＨ２以下であればクラス１、５回のサンプリング値のうち２回のサンプリング値がＴＨ１以上であればクラス２であると判別している。

そして、クラス判定により、現在のクラスと違うクラスにあるという判定がなされるまで、現在のクラスであるという出力が維持されるものとする。

図２に示す例においては、最初の５サンプリングにおいては、測定値はいずれもＴＨ３以上であるので、クラス３と判別される。次の５サンプリングにおいては、５つのサンプリング値が全てＴＨ２以下であるのでクラス１と判定される一方、５つのサンプリング値のうち３つはＴＨ１以上であるので、クラス２とも判定される。

この例においては、クラス１とする判定とクラス２とする判定が両立した場合、クラス１との判定を優先するというロジックが予め設けられている。よって、この場合は、最終的にクラス１であるとの判定がなされ、それ以前のクラス３であるとの判定の出力が、クラス１であるとの判定の出力に変えられる。

次の５サンプリングにおいては、５つのサンプリング値のうち３つがＴＨ２以下であるのでクラス１と判定される一方、５つのサンプリング値のうちすべてがＴＨ１以上であるので、クラス２とも判定される。しかしこの場合も前述の優先度の決定ロジックにより、最終的にクラス１であるとの判定がなされ、それ以前の出力が維持される。

次の５サンプリングにおいては、５つのサンプリング値のうち１つのみがＴＨ２以下であるのでクラス１との判定はなされない、一方、５つのサンプリング値のうち４つがＴＨ１以上であるので、クラス２と判定される。よって、最終判定はクラス２となり、それ以前のクラス１であるとの判定の出力が、クラス２であるとの判定の出力に変えられる。

なお、図においては、各サンプリングの区分区間毎に判定結果を記載しているが、この判定結果が出力されるのは、区分区間の最後、すなわち当該区分区間における最後のサンプリングが行われた後に判定がなされ、そのタイミングで出力の変更が行われることは言うまでもない。このことは後に示す図においても同じである。

このようにして、クラス１とクラス２との境界で、測定がふらつく場合であっても、確実にどちらかの状態であるとの判別ができ、しかも、目的に応じて好ましい状態であるとの判定を優先して出力させることができる。

図３は、本発明の実施の形態である座席上の物体の状態の判別方法の第２の例を説明するための図である。この実施の形態におけるクラスの区分、及び閾値の意味は、前述の第１の例と同じである。

この実施の形態においては、クラス１とクラス２の区分は、以下のようにして行われる。すなわち、５回のサンプリングのうち３回がＴＨ２以下となった場合にはクラス１であると判定する一方、５回のサンプリングのうち４回がＴＨ１以上となったときにクラス２であると判定し、どちらか早く成立した方の判定を、最終判定とする。

図３に示す例において、最初の５サンプリングにおいては、測定値はいずれもＴＨ３以上であるので、クラス３と判別される。次の５サンプリングにおいては、５つのサンプリング値のうち、４番目のサンプリングにおいて、「３回がＴＨ２以下」という条件が成立するので、クラス１が最終判定結果として出力される。５番目のサンプリングにおいて、「４回がＴＨ１以上」という条件が成立するが、既に、クラス１であるとの判定がなされているので無視される。

次の５サンプリングにおいても、５つのサンプリング値のうち、４番目のサンプリングにおいて、「３回がＴＨ２以下」という条件が成立するので、クラス１が最終判定結果として出力される。５番目のサンプリングにおいて、「４回がＴＨ１以上」という条件が成立するが、既に、クラス１であるとの判定がなされているので無視される。

次の５サンプリングにおいては、「３回がＴＨ２以下」という条件は成立せず、５番目のサンプリングにおいて、「４回がＴＨ１以上」という条件が成立する。クラス２が最終判定結果として出力される。

なお、図には示されていないが、希には、「５回のサンプリングのうち４回がＴＨ１以上」という条件が、「５回のサンプリングのうち３回がＴＨ２以下」という条件より先に成立することがある。この場合には、最終判定はクラス２となることは言うまでもない。又、クラス２をクラス１に対して優先させたいのであれば、ＴＨ１以上となる回数を、ＴＨ２以下となる回数よりも少なく設定すればよい。

このようにして、クラス１とクラス２との境界で、測定されたシート荷重がふらつく場合であっても、確実にどちらかの状態であるとの判別ができ、しかも、目的に応じて好ましい状態であるとの判定を優先して出力させることができる。

図４は、本発明の実施の形態である座席上の物体の状態の判別方法の第３の例を説明するための図である。この実施の形態におけるクラスの区分、及び閾値の意味は、前述の第１の例と同じである。

この実施の形態においては、クラス１とクラス２の区分は、以下のようにして行われる。すなわち、５回のサンプリングのうち３回がＴＨ２以下となった場合にはクラス１であると判定する一方、１０回のサンプリングのうち３回がＴＨ１以上となったときにクラス２であると判定し、どちらか早く成立した方の判定を、最終判定とする。すなわち、１０サンプリングが判定の単位であり、その中で、ＴＨ２以下という判定については、５サンプリングごと２回行っている。

図４に示す例においては、初期状態での判定はクラス３である。シート荷重が下がった状態における最初の５サンプリングにおいて、４番目のサンプリングで、「３回がＴＨ２以下」という条件が成立するので、クラス１が最終判定結果として出力される。これが、この１０サンプリング期間中の状態の出力となる。この１０サンプリング中において、７番目のサンプリングで、「６回がＴＨ１以上」という条件が成立するが、既にクラス１であるという判定がされているので無視される。

次の１０サンプリングにおいては、最初の５サンプリングにおいても、これに続く５サンプリングにおいても、「３回がＴＨ２以下」という条件が成立しない。そして、６番目のサンプリングにおいて、「６回がＴＨ１以上」という条件が成立するので、クラス２が最終判定結果として出力される。これが、この１０サンプリング期間中の状態の出力となる。

なお、図には示されていないが、仮に「５サンプリングのうち３回がＴＨ２以下」という条件が成立しても、それが、「１０サンプリングのうち６回がＴＨ１以上」という条件が成立した後であれば無視され、クラス２が判定出力とされることは言うまでもない。

このようにすることにより、シート荷重がクラス１とクラス２の境界でふらついているような場合に、クラス１となる判定を優先度の高いものとすることができる。もし、クラス２となる判定の優先度を高くしたければ、例えば、「１０サンプリングのうち６回がＴＨ２以下」、「５サンプリングのうち３回がＴＨ１以上」を、それぞれクラス１、クラス２と判定する条件とすればよい。

なお、以上の例においては、サンプリング回数は５、１０と言うように、倍数の関係にあったが、とくに倍数の関係とする必要はない。例えば、片方が５、片方が９であるようにしてもよい。この場合は、例えば、５回のサンプリングで判定を行う方は、最初のサンプリングを１個ずつ遅らせることにより、５回の判定を行うようにすれば、全データを有効に利用できる。又、５．１０というように倍数の関係にある場合においても、５回のサンプリングを行うものについての判定を１０サンプリングのうちに２回行うのではなく、最初のサンプリングを１個ずつ遅らせることにより、６回の判定を行うようにしてもよい。

以上の説明においては、いずれもクラス１（空席）をクラス２（子供が着席）より優先度が高いものとして扱っているが、一般にこのようにすることが好ましい。通常、空席とあまり差がないような体重の子供が着席することはあまり無いので、閾値ＴＨ１は低い荷重に設定することができ、このような場合には、閾値ＴＨ１のまわりで荷重がふらついたときは、空席である可能性が高いためである。

又、クラス３（大人が着席）からクラス１又はクラス２に移るときの判定条件として、クラス１をクラス２より優先させることが好ましい。クラス３の状態でなくなった場合、子供が着席している状態となる可能性よりも、空席となる可能性の方が、遙かに高いからである。一方、クラス１とクラス２の間の移り変わりにおいては、なるべく現状の状態を保つように優先度を設定し、切り替わりが頻繁に起こらないようにすることが好ましい場合がある。このように、現在の状態に応じて、移り変わる状態の優先度を変化させるようにしてもよい。

以上の説明においては、クラス２とクラス３の区別は一つの閾値ＴＨ３のみで行ってきたが、この区別にも２つの閾値を設けて、上述のようなロジックで判別を行ってもよい。そのような場合には、クラス３からクラス２又はクラス１に移行するときは、クラス１の優先度を上げ、クラス１からクラス２又はクラス３に移行するときはクラス３の優先度を上げるようにしてもよい。これは、隣り合う状態の優先度を下げることに相当する。クラス１からクラス２又はクラス３に移行するときはクラス３の優先度を上げる理由は、子供が着席する確率に比べて、大人が着席する確率が高いためである。

又、シートによって、大人が着席する確率が高いシートでは、クラス３の優先度をクラス２の優先度に対して高くし、子供が着席する確率が高いシートではクラス２の優先度をクラス３の優先度に対して高くするように設定可能にしておいてもよい。

本発明の実施の形態である座席上の物体の状態の判別方法を実施するための装置の例を示す図である。 本発明の実施の形態である座席上の物体の状態の判別方法の第１の例を説明するための図である。 本発明の実施の形態である座席上の物体の状態の判別方法の第２の例を説明するための図である。 本発明の実施の形態である座席上の物体の状態の判別方法の第３の例を説明するための図である。 従来座席上の物体の状態の判別方法の例を示す図である。

Claims (3)

1. 座席及びその上に積載された物体の重量を計測するシート荷重計で計測したシート荷重を所定時間間隔でサンプリングして入力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段による複数のサンプリング回数に対応した区分区間毎に、前記シート荷重に関する第１の荷重閾値と該第１の荷重閾値より大きな第２の荷重閾値とを用いて、座席上の物体の状態を判断し、その判断結果をエアバッグ装置へ出力する判断手段とを有する座席上の物体の状態の判別装置において、
   前記判断手段は、
   前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、所定の個数が、前記第２の荷重閾値を下回った場合に、第１の状態であると判断する第１手段と、
   前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、所定の個数が、前記第１の荷重閾値を上回った場合に、第２の状態であると判断する第２手段とを備え、
   共通の前記区分区間において、前記第１手段による前記第１の状態であるとの判断と前記第２手段による前記第２の状態であるとの判断とが成立した場合、前記第１手段による判断を優先し、当該第１手段による判断結果を前記エアバッグ装置へ出力する
   ことを特徴とする座席上の物体の状態の判別装置。
2. 座席及びその上に積載された物体の重量を計測するシート荷重計で計測したシート荷重を所定時間間隔でサンプリングして入力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段による複数のサンプリング回数に対応した区分区間毎に、前記シート荷重に関する第１の荷重閾値と該第１の荷重閾値より大きな第２の荷重閾値とを用いて、座席上の物体の状態を判断し、その判断結果をエアバッグ装置へ出力する判断手段とを有する座席上の物体の状態の判別装置において、
   前記判断手段は、
   前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、第１の所定の個数が、前記第２の荷重閾値を下回った場合に、第１の状態であると判断する第３手段と、
   前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、前記第１の所定の個数より大きな第２の所定の個数が、前記第１の荷重閾値を上回った場合に、第２の状態であると判断する第４手段とを備え、
   共通の前記区分区間において、前記第３手段による前記第１の状態であるとの判断と、前記第４手段による前記第２の状態であるとの判断とのうち、いずれか早く成立した判断の判断結果を前記エアバッグ装置へ出力する
   ことを特徴とする座席上の物体の状態の判別装置。
3. 座席及びその上に積載された物体の重量を計測するシート荷重計で計測したシート荷重を所定時間間隔でサンプリングして入力するサンプリング手段と、前記サンプリング手段による複数のサンプリング回数に対応した区分区間毎に、前記シート荷重に関する第１の荷重閾値と該第１の荷重閾値より大きな第２の荷重閾値とを用いて、座席上の物体の状態を判断し、その判断結果をエアバッグ装置へ出力する判断手段とを有する座席上の物体の状態の判別装置において、
   前記判断手段は、
   前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、前記区分区間を分割した小区分区間における第３の所定の個数が、前記第２の荷重閾値を下回った場合に、第１の状態であると判断する第５手段と、
   前記区分区間において前記サンプリング手段によりサンプリングされた複数のサンプリング値のうち、前記区分区間における第４の所定の個数が、前記第１の荷重閾値を上回った場合に、第２の状態であると判断する第６手段とを備え、
   １つの前記区分区間において、前記第５手段による前記第１の状態であるとの判断と、前記第６手段による前記第２の状態であるとの判断とのうち、いずれか早く成立した判断の判断結果を前記エアバッグ装置へ出力する
   ことを特徴とする座席上の物体の状態の判別装置。
   

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