JP4586972B2 - Vehicle occupant detection device - Google Patents
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Description
本発明は、車両用シートの荷重を検出し、検出された荷重データに基づいて前記車両用シート上の乗員の判別を行う車両の乗員検出装置に関する。 The present invention relates to a vehicle occupant detection device that detects a load on a vehicle seat and discriminates an occupant on the vehicle seat based on detected load data.
上記のような装置の一例が、下記に示す特許文献1に記載されている。この装置では、車両用シートの下部に、荷重センサを設けて車両シートの荷重に応じた電圧信号を信号処理装置に出力する。信号処理装置は、荷重センサからの出力電圧から、予め設定されている乗員重量荷重範囲に対応する電圧範囲に対応するようにクランプした荷重検出信号を出力する。このとき、荷重センサが測定した電圧信号が、衝突等によって上記乗員重量荷重範囲を外れた荷重領域に設定されているような電圧値であった場合は、異常荷重検出信号を出力する。つまり、特許文献1に記載の装置は、異常荷重検出信号を出力することによって、荷重センサに異常な荷重が加わったことをより確実に検知することができることを目的としている。
An example of such an apparatus is described in
ところで、一般にこのような乗員検出装置では、上記のような荷重センサ(ゲージ)や信号処理装置を経た出力が、マイクロコンピュータ(以下、マイコン)等を搭載したECU(Electronic Control Unit)によって処理される。従って、上記異常荷重検出信号も、このようなECUに入力されて、異常な荷重が加わったことを認識される。通常時において、乗員の体重等を荷重として検出している場合には、ECUに入力される荷重検出信号は比較的静的で安定している。しかし、衝突時等、瞬間的に発生する異常荷重による異常荷重検出信号は動的に激しく変化する。ECUに搭載されるマイクロコンピュータ等、デジタル信号処理を実施する回路では、サンプリング周期と称される一定の時間毎にデータを取り込んで処理することが一般である。このため、サンプリング周期よりも信号の変化時間の方が速いと、ECUがこの異常荷重検出信号を取りこぼしてしまい、結果として異常荷重を検出できなくなる可能性がある。 By the way, generally in such an occupant detection device, the output that passed through the load sensor (gauge) and the signal processing device as described above is processed by an ECU (Electronic Control Unit) equipped with a microcomputer (hereinafter referred to as a microcomputer). . Therefore, the abnormal load detection signal is also input to such an ECU, and it is recognized that an abnormal load has been applied. In a normal state, when the weight of the occupant is detected as a load, the load detection signal input to the ECU is relatively static and stable. However, abnormal load detection signals due to abnormal loads that occur instantaneously, such as during a collision, change dynamically and drastically. In a circuit that performs digital signal processing, such as a microcomputer mounted on an ECU, data is generally captured and processed at regular intervals called a sampling period. For this reason, if the signal change time is faster than the sampling period, the ECU may miss this abnormal load detection signal, and as a result, the abnormal load may not be detected.
本願発明は、このような課題に鑑みて、車両用シートに加わった異常荷重をより確実に検出することができる車両の乗員検出装置を提供することを目的とする。 In view of such problems, it is an object of the present invention to provide a vehicle occupant detection device that can more reliably detect an abnormal load applied to a vehicle seat.
上記目的を達成するための本発明に係る車両の乗員検出装置の特徴構成は、
車両用シートの荷重を計測する計測部と、この計測部の出力を信号処理して荷重検出信
号を出力する信号処理部とを備えたものであって、
前記信号処理部は、予め設定された荷重検出範囲を外れた異常荷重を前記計測部が計測
した場合には、前記荷重検出信号と区別可能な状態で異常荷重検出信号を出力する異常荷
重検出部を備え、
この異常荷重検出部は、前記車両用シートに掛かる前記異常荷重の回復に拘らず、前記
異常荷重検出信号を所定期間保持する保持部を有し、
前記保持部は、3個のトランジスタを有して構成され、
前記3個のトランジスタは、
前記計測部により計測された異常荷重検出電圧に応じて変化する保持部駆動電圧に応じて駆動される第1トランジスタと、
前記第1トランジスタの駆動により駆動され、前記異常荷重検出電圧に拘らず、前記保持部駆動電圧を、前記第1トランジスタを駆動可能な電圧に維持する第2トランジスタと、
前記第1トランジスタの駆動により駆動され、前記異常荷重検出信号を出力する第3トランジスタと、からなる点にある。
The characteristic configuration of the vehicle occupant detection device according to the present invention for achieving the above object is as follows:
A measurement unit that measures the load of the vehicle seat, and a signal processing unit that performs signal processing on the output of the measurement unit and outputs a load detection signal;
The signal processing unit outputs an abnormal load detection signal in a state distinguishable from the load detection signal when the measurement unit measures an abnormal load outside a preset load detection range. With
The abnormality load detecting unit, regardless of the recovery of the abnormal load applied to the vehicle seat, have a holding portion for holding the abnormality load detection signal for a predetermined period,
The holding unit is configured to include three transistors,
The three transistors are:
A first transistor that is driven according to a holding unit drive voltage that changes according to an abnormal load detection voltage measured by the measurement unit;
A second transistor driven by driving the first transistor and maintaining the holding unit drive voltage at a voltage capable of driving the first transistor regardless of the abnormal load detection voltage;
And a third transistor that is driven by driving the first transistor and outputs the abnormal load detection signal .
上述したように、衝突等によって生じる異常荷重は動的に急激に変化するものであり、短時間で異常荷重から通常荷重へと回復する。このため、この異常荷重を検出する異常検出信号も、短時間で出力されなくなるが、本特徴構成のように保持部を設けると、通常荷重へと回復した後も異常荷重検出信号が維持される。その結果、この異常荷重検出信号を受けて種々の判定等を行う後段の装置(例えば、ECU等)が、この信号を取りこぼすことなく、異常荷重を確実に検出できる。 As described above, the abnormal load caused by a collision or the like changes dynamically and rapidly, and recovers from the abnormal load to the normal load in a short time. For this reason, the abnormality detection signal for detecting this abnormal load is not output in a short time, but if a holding part is provided as in this feature configuration, the abnormal load detection signal is maintained even after recovery to the normal load. . As a result, a subsequent device (for example, ECU or the like) that performs various determinations in response to the abnormal load detection signal can reliably detect the abnormal load without missing this signal.
ここで、前記異常荷重は、負の荷重であると好適である。 Here, the abnormal load is preferably a negative load.
荷重には、荷重が大きくなる方向の正の荷重と、小さくなる方向の負の荷重とがある。例えば前方衝突等によって、車両シート上の乗員が慣性力で前方移動することによって、車両シートに掛かる荷重が減少するような場合には、負の異常荷重が発生する。正の異常荷重は、逆方向の衝突である追突等でも発生するが、車両シートへの着座の衝撃によっても発生する場合が考えられる。従って、正の異常荷重を対象とすると、誤検出の可能性を増加させる。そこで、異常荷重として検出対象を負の荷重とすれば、このような誤検出の可能性を減少させることができて、異常荷重を確実に検出できる車両の乗員検出装置を得ることができる。 The load includes a positive load in the direction in which the load increases and a negative load in the direction in which the load decreases. For example, a negative abnormal load is generated when the load applied to the vehicle seat decreases due to the forward movement of the occupant on the vehicle seat by inertia force due to a forward collision or the like. Although a positive abnormal load is generated even in a rear-end collision or the like that is a collision in the reverse direction, it may be generated due to an impact of sitting on a vehicle seat. Therefore, if a positive abnormal load is targeted, the possibility of erroneous detection is increased. Therefore, if the detection target is a negative load as an abnormal load, the possibility of such erroneous detection can be reduced, and a vehicle occupant detection device that can detect an abnormal load reliably can be obtained.
また、前記保持部で保持される前記異常荷重検出信号は、前記信号処理部への電源供給を停止することにより、保持状態を解除されると好ましい。 The abnormal load detection signal held by the holding unit is preferably released from the holding state by stopping power supply to the signal processing unit.
車両のエンジンを停止し、イグニッションキーを抜く等した場合には、一般にバッテリーからの電源供給が停止される。このような電源供給の停止により、保持状態を解除すると、前の動作時に検出された異常検出信号が、次の動作時にも保持されて誤検出となるようなことを防止できる。また、明らかに誤検出と判定できるような場合には、信号処理部に電源を供給するECU等からの制御によって、電源供給を停止して初期状態に戻すこともできる。従って、上記のように構成して保持部による異常検出信号の保持を解除可能とすると、誤検出の防止や誤検出時の速やかな復帰に効果がある。 When the vehicle engine is stopped and the ignition key is removed, the power supply from the battery is generally stopped. When the holding state is canceled by stopping the power supply in this way, it is possible to prevent the abnormality detection signal detected during the previous operation from being held during the next operation and causing erroneous detection. In addition, when it can be clearly determined that there is a false detection, the power supply can be stopped and returned to the initial state by control from an ECU or the like that supplies power to the signal processing unit. Therefore, if it is configured as described above and it is possible to cancel the holding of the abnormality detection signal by the holding unit, it is effective in preventing erroneous detection and promptly returning at the time of erroneous detection.
また、前記異常荷重検出部が、前記異常荷重として計測される時間が所定時間以下である場合には、これをノイズとして除去するためのフィルタ部を備えると好適である。 In addition, it is preferable that the abnormal load detection unit includes a filter unit for removing the abnormal load as noise when the time measured as the abnormal load is a predetermined time or less.
車両内には、オーディオ製品やカーナビゲーション等の電気製品や、モータ等の電気機器が多く駆動されているため、電磁ノイズが発生している。従って、計測部の出力にこのような電磁ノイズが重畳され、異常荷重が加わった時と同レベルに達することもある。また、車両用シートに着座している乗員の姿勢変更等で、瞬間的に異常荷重と同等の荷重を発生する場合もある。このような場合に、異常検出信号を出力することは、好ましくない。上記のような電磁ノイズや姿勢変更等に基づく変動(ノイズ成分の信号)は非常に短い時間の中で発生する、いわゆる周波数の高いものである。上記構成では、これらノイズ成分の信号を除去するフィルタを設けて、所定時間以下しか観測されない異常荷重の検出を除去するようにしている。その結果、誤検出を減少させることができる。 Since many electric products such as audio products and car navigation systems and electric devices such as motors are driven in the vehicle, electromagnetic noise is generated. Therefore, such electromagnetic noise is superimposed on the output of the measurement unit, and the level may be the same as when an abnormal load is applied. Further, there is a case where a load equivalent to an abnormal load is instantaneously generated due to a change in posture of an occupant seated on the vehicle seat. In such a case, it is not preferable to output an abnormality detection signal. The fluctuations (noise component signals) based on electromagnetic noise, posture change, and the like as described above occur in a very short time and are so-called high-frequency ones. In the above configuration, a filter for removing these noise component signals is provided to remove detection of abnormal loads that are observed only for a predetermined time or less. As a result, false detection can be reduced.
また、前記異常検出部が、前記信号処理部への電源供給が開始された後、所定時間経過するまでの間は、前記異常検出信号の出力、及び保持を行わないように制御する初期化部を有すると好適である。 An initialization unit that controls the abnormality detection unit not to output and hold the abnormality detection signal until a predetermined time elapses after the power supply to the signal processing unit is started. It is preferable to have
電源供給が開始された直後は、一般に回路の動作が完全に安定していない。従って、異常荷重ではない場合であっても、異常荷重を検出した場合と同様の信号が出現している可能性がある。そこで、電源供給の開始後、一定の時間(所定時間)は、異常検出信号の出力及び保持を行わないように制御する初期化部を設けている。このようにすると、誤検出を防止することができて好ましい。 Immediately after the power supply is started, the operation of the circuit is generally not completely stable. Therefore, even if it is not an abnormal load, there is a possibility that a signal similar to that when an abnormal load is detected appears. Therefore, an initialization unit is provided that performs control so that the abnormality detection signal is not output and held for a certain time (predetermined time) after the start of power supply. This is preferable because erroneous detection can be prevented.
さらに、前記荷重検出信号は電圧値として出力され、前記異常検出信号は前記荷重検出信号と区別可能な電圧値として出力されるものであり、前記信号処理部は、前記荷重検出信号と前記異常検出信号とを同一の端子を用いて出力するものであるとよい。 Further, the load detection signal is output as a voltage value, the abnormality detection signal is output as a voltage value that can be distinguished from the load detection signal, and the signal processing unit is configured to output the load detection signal and the abnormality detection. The signal may be output using the same terminal.
荷重検出信号を電圧値として出力すると、その電圧に応じて簡潔に荷重を知ることができるので、後段の種々の回路の処理負荷を軽減できて好ましい。また、異常検出信号は、この荷重検出信号の変域(荷重検出範囲)を外れた電圧値として、荷重検出信号とは区別可能となっている。従って、この電圧に応じて簡潔に異常荷重が掛かっていることを簡潔に知ることができる。また、電圧値によって荷重検出信号と異常検出信号とを区別できるので、両信号を同一の端子を用いて出力することができる。その結果、後段の処理装置、例えばECU等は一つの信号の電圧レベルによって、異常荷重が掛かったか否かや、荷重の値を得ることができる。これは、処理の高速化や装置の小型化にも役立つものである。 If the load detection signal is output as a voltage value, the load can be known in a simple manner according to the voltage, which is preferable because the processing load of various circuits in the subsequent stage can be reduced. Further, the abnormality detection signal can be distinguished from the load detection signal as a voltage value outside the range (load detection range) of the load detection signal. Therefore, it is possible to simply know that an abnormal load is applied according to this voltage. Further, since the load detection signal and the abnormality detection signal can be distinguished by the voltage value, both signals can be output using the same terminal. As a result, a subsequent processing device, such as an ECU, can obtain whether or not an abnormal load has been applied and the value of the load depending on the voltage level of one signal. This is useful for increasing the processing speed and reducing the size of the apparatus.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る車両の乗員検出装置の概略ブロック図である。図2は、図1の車両の乗員検出装置が車両用シートに設置された一例を示す模式図である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram of a vehicle occupant detection device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example in which the vehicle occupant detection device of FIG. 1 is installed in a vehicle seat.
図2に示すように、車両用シート20の下部に荷重検出装置としてのセンサ2が複数組み付けられて、車両用シート20に着座する乗員による荷重を計測するように構成されている。センサ2は車両用シート20のシートレール26上に、右側前方部と右側後方部と左側前方部と左側後方部との四箇所にそれぞれ、センサ21〜24として設けられている。センサ21〜24は、伝送線25を介して、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)1に接続されている。
As shown in FIG. 2, a plurality of
本実施形態において、センサ2は図1に示すようにブリッジ接続された4個の抵抗体3a、3b、3c、3dを備えるゲージ(抵抗体歪ゲージ)3を用いて構成されている。抵抗体3aと3bと、そして抵抗体3cと3dとが夫々直列に接続され、これらは並列に接続されて、その並列接続の両端には信号処理部4を介して電源電圧が印加されている。そして、抵抗体3aと3bとの中点と、抵抗体3cと3dとの中点との間に、歪みに応じた、即ち荷重に応じた電圧V1が現れる。この電圧V1は、加わる荷重に対してほぼリニアに追従する。このゲージ3が本発明の計測部に相当し、電圧V1は本発明の計測部の出力に相当する。
In the present embodiment, the
ゲージ3の出力(電圧V1)は、信号処理部4へ入力され、ノイズフィルタ40aを経て一次増幅部41へ入力される。一次増幅部41では、電圧V1を増幅し、ゼロ荷重時の電圧を合わせるための零点調節や感度調節等の種々の調節と共に増幅を行い、電圧レベルV2の信号として出力する。
The output (voltage V1) of the
二次増幅部42では、一次増幅部41の出力を後段の処理手段であるECU1による処理に適切な電圧となるように増幅する。クランプ部43は、二次増幅部42の出力から、荷重検出範囲に対応する信号範囲を定めて出力する(図1の荷重検出信号S1)。出力された信号は、出力部のフィルタ(ノイズフィルタ)40cを介して、ECU1へと出力される(図1の荷重検出信号S3参照)。
In the
尚、電源はECU1に制御されて、センサ2(信号処理部4及びゲージ3)に供給される。このため、図2に示すように比較的長い配線となるECU1と信号処理部4との間に受けるノイズの影響を取り除くため、電源供給ラインにもノイズフィルタが挿入されている。図1に示す40bは電源電圧Vcc用のフィルタ、40dはGND用のフィルタである。
The power is controlled by the
図3は、図1のセンサ2(信号処理部4)からECU1へ出力される荷重検出信号S3の電圧レベルを示すグラフである。図3に示すように、荷重検出信号S3は、クランプ部43より出力される時点で、上限制限電圧CL2と下限制限電圧CL1との間で、電圧レベルを制限されている。図3において、横軸に符号L0で示された範囲(縦軸に符号V0で示された範囲)が、乗員の荷重を検知するための乗員検知範囲である。この乗員検知範囲はセンサ2(ゲージ3)の零点の狂い等により、ズレが発生することもあるので、より広い範囲の荷重検出範囲L3を設定している。これに相当する電圧範囲が、上述した上限制限電圧CL2と下限制限電圧CL1との間の電圧範囲である。
FIG. 3 is a graph showing the voltage level of the load detection signal S3 output to the
一方、この電圧範囲(荷重検出範囲)を外れる電圧値が検出されるような場合、例えば衝突等によって異常荷重が掛かった場合には次のようになる。例えば、乗員の荷重に対して大きくゲージ3が歪むと、図1に示すゲージ3の出力(電圧V1)は、大きくなる。この信号を一次増幅部41にて増幅後、電圧V2として異常検出部5に与える。異常検出部5は、電圧V2が、上限制限電圧CL2を超える電圧レベルであるTH1’を超えるような場合には、異常荷重として検出する。そして、上限制限電圧CL2よりも高い電圧値を異常検出信号として出力する。本実施形態では、ほぼ電源電圧であるVccが異常検出信号の電圧値である。図3では、負の方向への異常荷重が符号L4の範囲において検出され、荷重検出信号の上限制限電圧CL2よりも高い異常検出電圧を出力している例を示している。ここで、符号L1及びL2で示される荷重範囲は、乗員検知範囲ではないが異常荷重には達していない言わば、緩衝範囲を示している。尚、上記ではゲージ3の出力の電圧V1が大きい場合について説明したが、一つの衝撃に対して振動的に正負の異常荷重が観測されることが多く、どちらか一方を対象とすれば充分である。異常荷重検出は、一次増幅部41の出力電圧V2に対して、上記TH1’に相当するしきい値TH1を設定して行っている。つまり、一次増幅部41の出力電圧V2が、しきい値TH1を超えたときに異常検出信号を出力するような判断を行っている。詳細は後述する。
On the other hand, when a voltage value outside this voltage range (load detection range) is detected, for example, when an abnormal load is applied due to a collision or the like, the following occurs. For example, when the
上記、異常検出信号は、衝突等、動的に変化する異常荷重を検出するものであるので、出力される時間は短い。従って、ECU1では、この異常検出信号を取りこぼしてしまう場合がある。このため、図1に示すように、異常荷重検出部5は、比較部44と、初期化部45と、フィルタ46と、保持部47とを備えて、この問題を解決している。
Since the abnormality detection signal detects an abnormal load that dynamically changes such as a collision, the output time is short. Therefore, the
〔第一実施形態〕
この異常荷重検出部5の詳細回路図を図4に示す。図1及び図4に示すように、ゲージ3の出力電圧V1は、ノイズフィルタ40a、一次増幅部41を経て、二次増幅部42と、異常荷重検出部5とに、電圧V2となって入力される。二次増幅部42に入力された側の信号処理については上述のとおりである。以下、異常荷重検出部5に入力された側の信号処理について説明する。
[First embodiment]
A detailed circuit diagram of the
まず、比較部44によって、荷重検出範囲を外れた異常荷重であるか否かが判定される。具体的にはコンパレータCO1を用いて、上述したしきい値TH1とゲージ3(一次増幅部41)からの出力の電圧V2とのどちらが大きいかを判定する。しきい値TH1は、電源電圧VccとGND(グラウンド)との間を抵抗R1及びR2で分圧することによって設定する。コンパレータCO1が、負方向の異常荷重を検出するとその出力電圧V3はGNDレベルである0V近くからハイレベルである電源電圧Vcc近くまで変化する。
First, the
コンパレータCO1の出力は、初期化部45を経てフィルタ46へ入力されている。フィルタ46は、抵抗R7とコンデンサC2とによって、積分回路(ローパスフィルタ)を構成している。従って、フィルタ46の出力電圧V5は緩やかに立ち上がる。尚、本実施形態ではCR回路によるローパスフィルタによる構成を示したが、これに限らずLC回路によるローパスフィルタ等、他の構成のものを用いてもよい。
The output of the comparator CO1 is input to the
フィルタ46の出力は、保持部47のトランジスタTR2に入力される。本実施形態においてトランジスタTR2はNPN型のトランジスタを用いている。トランジスタTR2は、ベース電圧(フィルタ46の出力である保持部駆動電圧V5)に応じて切り替わる。保持部駆動電圧V5の電圧が上昇し、トランジスタTR2のベースに所定以上の電流が流れるとトランジスタTR2が駆動される。保持部駆動電圧V5がトランジスタTR2のベース電圧以下であればトランジスタTR2は駆動されない。コンパレータCO1の出力電圧V3は方形波状となっている。ノイズ等、本来、異常荷重として検出すべきではない信号もパルス幅の短い方形波状となっている。フィルタ46は積分回路を構成しているので、ノイズ等を起源とする短いパルス幅の信号波形の場合では、保持部駆動電圧V5はトランジスタTR2のベース電圧に達することがない。即ち、フィルタ46によってノイズ性の信号波形が除去される。尚、トランジスタTR2に代えて、FET(電界効果型トランジスタ)やコンパレータ等を用いても同様である。
The output of the
トランジスタTR2のコレクタは抵抗R8を介してトランジスタTR4のベースに、また、抵抗9を介してトランジスタTR3のベースに接続されている。上述のように保持部47のトランジスタTR2が駆動されると、コレクタが、GND電位であるエミッタとほぼ導通する。これにより、PNP型であるトランジスタTR4のエミッタ−ベース間の電圧が上昇し、ベース電流が流れ、トランジスタTR4が駆動される。トランジスタTR4のエミッタは電源電圧Vccに接続されており、コレクタとエミッタとがほぼ導通状態となることにより、コレクタにはほぼ電源電圧Vccが現れる。電源電圧Vccが5Vの場合、コレクタにはおおむね4.8V以上の電圧が出力される。このトランジスタTR4の出力が、異常荷重検出信号S2となる。
The collector of the transistor TR2 is connected to the base of the transistor TR4 through the resistor R8 and to the base of the transistor TR3 through the resistor 9. As described above, when the transistor TR2 of the holding
一方、トランジスタTR2の駆動により、保持部47のトランジスタTR3のエミッタ−ベース間の電圧が上昇し、ベース電流が流れ、トランジスタTR3が駆動する。トランジスタTR3の駆動により、保持部駆動電圧V5は、ほぼ電源電圧Vccとなる。これにより、異常荷重検出電圧V3の電位の低下に拘わらず、保持部駆動電圧V5は、ほぼ電源電圧Vccを維持する。従って、トランジスタTR2は駆動状態を継続し、トランジスタTR4も駆動状態を継続する。その結果、異常荷重検出信号S2は、ほぼ電源電圧Vccである4.8V以上の出力を保持する。
On the other hand, by driving the transistor TR2, the voltage between the emitter and base of the transistor TR3 of the holding
異常荷重検出信号S2は、図1、図4に示したように荷重検出信号S1と同じ信号線に接続され(符号Bのポイント参照)、出力用のフィルタ(ノイズフィルタ)40cを経てECU1へと出力される。既に図3を用いて説明したように、異常荷重検出信号S2と、荷重検出信号S1とは、電圧が異なり、区別可能であるので、このように同一の信号線を経て同一の端子から出力させている。即ち、異常荷重検出信号S2が発生した場合には、より高い電圧である異常荷重検出信号S2の電圧が出力の電圧値となってECU1へ出力される。
The abnormal load detection signal S2 is connected to the same signal line as the load detection signal S1 as shown in FIGS. 1 and 4 (see point B), and passes through an output filter (noise filter) 40c to the
このように、保持部駆動電圧V5に基づいて、異常荷重検出信号S2が生成される。電源供給の直後等、動作が不安定な状態で、異常荷重検出信号S2が生成されると、誤検出の原因となるので、異常荷重検出電圧V3を制御する初期化部45を備えている。図4に示すように、コンパレータCO2のプラス側端子には、電源電圧VccとGND間を抵抗R3とR4とで分圧した分圧電圧V4が入力されている。一方、コンパレータCO2のマイナス側端子には、上記分圧抵抗V4以上となるように、電源電圧VccとGND間を抵抗R5とR6とで分圧した分圧電圧が入力されている。さらに、マイナス側端子のGND側の分圧抵抗R6には並列にコンデンサC1が接続され、抵抗R5とR6とによる分圧電圧に達するまでに所定時間T1を要するように構成されている。
In this way, the abnormal load detection signal S2 is generated based on the holding unit drive voltage V5. If the abnormal load detection signal S2 is generated in an unstable state such as immediately after the power supply, an erroneous detection may be caused. Therefore, the
電源が供給されると、抵抗R5とR6とによる分圧電圧は、上昇に所定時間T1を要するため、コンパレータCO2のプラス側端子の分圧電圧V4の方が高い電圧となる。従って、コンパレータCO2の出力は、ハイレベル(Vcc)となり、この出力によってNPN型のトランジスタTR1を駆動する。トランジスタTR1の駆動により、保持部駆動電圧V5は、ほぼGND電位に固定され、保持部47を駆動することができなくなる。所定時間T1が経過し、抵抗R5とR6とによる分圧電圧が、抵抗R3とR4とによる分圧電圧V4を上回ると、コンパレータCO2の出力は、ローレベル(GND)となる。これにより、トランジスタTR1は、非駆動状態となり、保持部駆動電圧V5は、異常荷重検出電圧V3によって決定されるようになる。
When power is supplied, the divided voltage generated by the resistors R5 and R6 requires a predetermined time T1 to rise, so that the divided voltage V4 at the positive terminal of the comparator CO2 is higher. Accordingly, the output of the comparator CO2 becomes high level (Vcc), and this output drives the NPN transistor TR1. By driving the transistor TR1, the holding unit driving voltage V5 is substantially fixed to the GND potential, and the holding
このように、初期化部45を備えることによって、電源供給開始後の所定時間T1の間、異常荷重検出信号S2の出力及び保持を行わないように制御することができる。尚、この初期化部45の機能を利用して、異常荷重検出信号S2の保持を解除する機能を付加することもできる。異常荷重検出信号S2が保持された状態で異常荷重検出部5への電源の供給を停止、又は停止後供給することにより、異常荷重検出信号S2の保持を解除することができる。また、充電されたコンデンサC1を放電したり、トランジスタTR1のベース電圧をハイレベルにしたりするためのスイッチや信号入力を設けても解除することができる。
Thus, by providing the
〔第二実施形態〕
次に、図5に示すように、異常荷重検出信号S2(第二実施形態では以下、符号S12とする。)の電圧レベルをほぼGNDとする場合の実施形態について説明する。これは、図5のグラフ上で、二次増幅部42経由後に下限制限電圧CL1を下回る電圧レベルであるTH2’をさらに下回るような場合である。そして、このときに、信号処理部4の異常荷重検出部5が、これを異常荷重としてGNDレベルの異常検出信号を出力するものである。図6は、この実施形態に好適な異常荷重検出部5の詳細な回路図である。
[Second Embodiment]
Next, as shown in FIG. 5, an embodiment in which the voltage level of the abnormal load detection signal S2 (hereinafter referred to as S12 in the second embodiment) is substantially GND will be described. This is a case where, on the graph of FIG. 5, the voltage level further falls below TH2 ′, which is a voltage level lower than the lower limit voltage CL1 after passing through the
本第二実施形態においても、異常荷重検出部5への入力は、二次増幅部42の出力側ではない。先の実施形態と同様に一次増幅部41の出力側、あるいは、さらに上流の一次増幅部41の入力側(ゲージ3の出力)である。後述するように、本実施形態では、小さい側(負の異常荷重)を検出するので、一次増幅部41による増幅前の信号の方が扱い易い場合があるからである。図6に示した回路図では、説明を容易にするために、先の実施形態と同様に一次増幅部41の出力を異常荷重検出部5の入力とした例を示している。また、上記TH2’は、実際にはこれら一次増幅部41の入力側、あるいは出力側の電圧に対応したしきい値TH2である。
Also in the second embodiment, the input to the abnormal
まず、比較部44によって、荷重検出範囲を外れた異常荷重であるか否かが判定される。具体的にはコンパレータCO11を用いて、しきい値TH2と一次増幅部41からの出力の電圧V2とのどちらが大きいかを判定する。しきい値TH2は、電源電圧VccとGND(グラウンド)との間を抵抗R11及びR12で分圧することによって設定する。コンパレータCO11が、異常荷重を検出するとその出力はハイレベル(電源電圧Vccの60%以上)からGNDレベル(0.8V以下)へ変化する。
First, the
コンパレータCO11の出力である異常荷重検出信号V13は、フィルタ46を経て保持部47へ入力される。フィルタ46は、抵抗R13とコンデンサC11とによって、積分回路(ローパスフィルタ)を構成している。従って、フィルタ46の出力電圧(保持部駆動電圧)V15は緩やかに変化する。尚、本実施形態ではCR回路によるローパスフィルタによる構成を示したが、これに限らずLC回路によるローパスフィルタ等、他の構成のものを用いてもよい。
The abnormal load detection signal V13, which is the output of the comparator CO11, is input to the holding
フィルタ46の出力(V15)は、保持部47のトランジスタTR11に入力される。本実施形態においてトランジスタTR11はPNP型のトランジスタを用いている。保持部47のトランジスタTR11が駆動されると、続いて、トランジスタTR12及びTR13も駆動される。これにより、トランジスタTR13のエミッタ−コレクタ間がほぼ導通し、下限制限電圧CL1よりも低電位、概ねGNDレベル(0.2V以下)の異常荷重検出信号S12を得る。異常荷重検出電圧V13がハイレベルに復帰しても、トランジスタTR12が駆動状態を保たれるので、トランジスタTR11及びTR13は駆動状態を継続し、異常荷重検出信号S12は保持される。
The output (V15) of the
初期化部45については、先の実施形態と同一構成であるので図6への図示、及び第二実施形態での説明は省略する。先の実施形態と同様に電源供給直後所定時間T1での安定性を確保するために機能する。初期化部45の機能を利用して、異常荷重検出信号S12の保持を解除する機能を付加することができる点も同様である。異常荷重検出信号S12が保持された状態で異常荷重検出部5への電源の供給を停止、又は停止後供給することにより、異常荷重検出信号S12の保持を解除することができる。また、充電されたコンデンサC1を放電したり、トランジスタTR1のベース電圧をハイレベルにしたりするためのスイッチや信号入力を設けても解除することができる。
Since the
以上、説明したように本発明によって、車両用シートに加わった異常荷重をより確実に検出することができる車両の乗員検出装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a vehicle occupant detection device that can more reliably detect an abnormal load applied to a vehicle seat.
本発明は、通常時は静的に変化し、異常時には動的に急激に変化する信号を利用した異常検出機能つきのセンサ等において、この異常時の検出を確実にするために利用することができる。例えば、車両用シートの荷重を検出し、検出された荷重データに基づいて前記車両用シート上の乗員の判別を行う車両の乗員検出装置における衝突時等の異常荷重の検出である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used to ensure detection of an abnormality in a sensor with an abnormality detection function that uses a signal that changes statically during normal times and dynamically changes abruptly when abnormal. . For example, detection of an abnormal load such as at the time of a collision in a vehicle occupant detection device that detects the load on the vehicle seat and determines the occupant on the vehicle seat based on the detected load data.
1 ECU
2 センサ
3 ゲージ(抵抗体歪ゲージ、計測部)
4 信号処理部
5 異常荷重検出部
47 保持部
S1 荷重検出信号
S2 異常荷重検出信号
1 ECU
2
4
Claims (6)
前記信号処理部は、予め設定された荷重検出範囲を外れた異常荷重を前記計測部が計測した場合には、前記荷重検出信号と区別可能な状態で異常荷重検出信号を出力する異常荷重検出部を備え、
この異常荷重検出部は、前記車両用シートに掛かる前記異常荷重の回復に拘らず、前記異常荷重検出信号を所定期間保持する保持部を有し、
前記保持部は、3個のトランジスタを有して構成され、
前記3個のトランジスタは、
前記計測部により計測された異常荷重検出電圧に応じて変化する保持部駆動電圧に応じて駆動される第1トランジスタと、
前記第1トランジスタの駆動により駆動され、前記異常荷重検出電圧に拘らず、前記保持部駆動電圧を、前記第1トランジスタを駆動可能な電圧に維持する第2トランジスタと、
前記第1トランジスタの駆動により駆動され、前記異常荷重検出信号を出力する第3トランジスタと、からなることを特徴とする車両の乗員検出装置。 A vehicle occupant detection device including a measurement unit that measures a load on a vehicle seat and a signal processing unit that performs signal processing on an output of the measurement unit and outputs a load detection signal,
The signal processing unit outputs an abnormal load detection signal in a state distinguishable from the load detection signal when the measurement unit measures an abnormal load outside a preset load detection range. With
The abnormal load detection unit has a holding unit that holds the abnormal load detection signal for a predetermined period regardless of the recovery of the abnormal load applied to the vehicle seat.
The holding unit is configured to include three transistors ,
The three transistors are:
A first transistor that is driven according to a holding unit drive voltage that changes according to an abnormal load detection voltage measured by the measurement unit;
A second transistor driven by driving the first transistor and maintaining the holding unit drive voltage at a voltage capable of driving the first transistor regardless of the abnormal load detection voltage;
A vehicle occupant detection device comprising: a third transistor driven by driving the first transistor and outputting the abnormal load detection signal .
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