JP4716458B2

JP4716458B2 - シート荷重計測装置の状態報知方法

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Publication number: JP4716458B2
Application number: JP2000024915A
Authority: JP
Inventors: 洋青木
Original assignee: Takata Corp
Current assignee: Takata Corp
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP2000298057A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車等におけるシートに座っている乗員の重量等、シートにかかる荷重を計測するシート荷重計測装置の状態を診断し、その状態を報知する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
乗用車に搭乗する乗員の安全を確保する装置として、シートベルトやエアバッグが設置されている。最近では、これらの性能をより向上させるため、乗員の重量（体重）に合わせて、これら安全装置の動作を制御しようとする試みがなされている。たとえば、乗員の体重に合わせて、エアバッグの展開ガス量や展開速度を調整したり、シートベルトのプリテンションを調整したりするものである。
【０００３】
このような制御を行うためには、シートに着座している乗員の重量を計測する必要がある。乗員の重量を計測する方法の一例として、シート底部の四隅に荷重センサー（歪みゲージ）を配置して、各隅にかかる荷重を求め、これらを合計することにより、乗員の重量を含むシート重量を求め、乗員が搭乗していないときのシート重量と搭乗しているときのシート重量の差から、乗員の重量を計測する装置が提案されている。
【０００４】
その装置の例の概要を図７に示す。図７において、２１はシート底部の四隅に設置された歪みゲージであり、各々の歪みゲージ２１には電源装置２２より一定の電圧が印加されている。歪みゲージ２１に荷重が加わることにより、ブリッジを構成する抵抗素子の抵抗値が変化すると、ブリッジのバランスが変化し、歪みゲージ２１から微少な電圧が発生する。この電圧を差動増幅器２３で増幅して出力する。
【０００５】
実際には、４個の差動増幅器の出力はマルチプレクサー２４に入力され、逐次選択されてＡ／Ｄ変換器２５でディジタル値に変換され、マイクロプロセッサーユニット（ＭＰＵ）２６に入力される。ＭＰＵ２６は、各増幅器２３の出力を逐次読込み、これに換算係数（感度係数）を掛けて荷重値に変換し、これらを足し合わせて全体のシート荷重とする。そして、このシート荷重を利用して、前述のようなシートベルトやエアバッグの制御を、ＭＰＵ２６の内部で行ったり、必要に応じて外部出力回路２９に出力を出して実施する。
【０００６】
ところで、各々の歪みゲージ２１は、オフセット電圧を有している。オフセット電圧とは、荷重がゼロのときに発生する電圧のことであり、その値は各歪みゲージ２１によって異なるため、正確な荷重を測定するためには、このオフセット電圧を補償してやる必要がある。さらに、歪みゲージ２１が測定するのは、乗員の重量とシートの自重の和であるので、乗員の重量を求めるにはシートの自重を差引かなければならない。ＭＰＵ２６は、これらの調整（風袋調整）を行う機能を有している。
【０００７】
すなわち、シート上に乗員が搭乗してない状態で、外部入力信号回路２８から指令信号が与えられると、ＭＰＵ２６は、そのときに各歪みゲージ２１が検出した重量値を、空席荷重としてメモリー２７中に記憶する。図においては、４個の歪みゲージ２１が用いられているので、メモリー２７中にそれぞれに対応する４個の空席荷重メモリーが用意され、空席荷重がその中に記憶される。そして、その後は、各々の差動増幅器２３の出力から計算される重量からこの空席荷重を差引いたものを、各歪みゲージ２１が検出した荷重とする。そして、これらを加えあわせたものをシートに加えられる荷重（たとえば乗員の重量）として、ＭＰＵ２６自身が他の制御に使用すると共に、必要に応じて外部に出力する。
【０００８】
厳密に考えれば、単位荷重により発生する歪みゲージ２１の出力電圧にも、歪みゲージ２１毎にばらつきがあるので、感度の補正が必要である。また、歪みゲージの取り付け方法によって、歪みゲージの感度が異なることがあるので、この点からも感度の補正が必要となることがある。この場合には、たとえばシートが無荷重のときと、シートに所定の荷重をかけたときの差動増幅器２３の出力差より、歪みゲージの感度係数を算出し、荷重測定に際しては、差動増幅器２３の出力にこの感度係数を掛けて荷重を算出することにより、感度補正を行うことができる。この感度係数は、メモリー２７中に格納しておくのが適当である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、歪みセンサーとして市販の金属歪みゲージを使用する限りにおいては、図７に示すような回路構成で、シートにかかる荷重を精度良く検出することができる。しかしながら、市販の金属歪みゲージをシート部に張付けるのは手間と熟練を要し、作業効率上問題がある。この対策として、シートの荷重を受ける部材の上に、印刷技術を使用してセラミックからなる歪みゲージを配線回路と一体に形成することが考えられている。
【００１０】
その例を図８に示す。図８において、シートクッション３１ａ、シートバック３１ｂ、シートレール３１ｃ、シート脚３１ｄからなるシート３１は、変位部材３２に支えられており、変位部材３２は、ブラケット３３によりシート支持部材に支えられている。変位部材３２は鋼製であるが、その表面には、プリント技術により荷重センサー３５、３６とプリント配線３７が一体に形成されている。シート３１の荷重がシート脚３１ｄを介して変位部材３２に伝わると、変位部材３２は、ブラケット３３を支点、シート脚３１ｄを力点としてベンディングし、その変位が荷重センサー３５、３６により検出される。変位部材３２は、シート３１の左右に各１個設けられており、それぞれ、荷重センサー３５、３６によりシートの前後にかかる荷重を別々に検出できるようになっている。
【００１１】
この方式は、荷重センサー３５、３６とプリント配線３７がプリント技術により一体に形成されるため、作業工程が簡単になるという特長を有する。しかしながら、この方法により製造される荷重センサーの特性は、リソグラフィー等の微細加工技術を利用して製造された市販の金属歪みゲージと異なり、オフセット電圧の絶対値とばらつきが大きく、かつ感度にもばらつきがあるという弱点を有する。
【００１２】
よって、この方式で製造された荷重センサーを図７に示されるような回路構成の装置で使用しようとした場合、極端な場合には、荷重センサーのオフセット電圧のために差動増幅器２３の出力が飽和してしまうという問題点が発生する。差動増幅器２３の出力が飽和してしまった場合には、もはや、ＭＰＵ２６の有する風袋調整機能では、ゼロ点の補正を行うことが不可能になる。また、差動増幅器２３の出力が飽和しないまでも、片側（特に荷重のプラス側）に大きくずれた場合には、それだけ測定できる荷重の範囲が狭まることになり、差動増幅器２３の飽和により、ある大きさ以上の重量が測定不能になるという問題点を有する。また、図７の回路は、感度調整機構を有しないので、荷重センサー毎の感度のばらつきを補償できないという問題点を有していた。
【００１３】
すなわち、プリント技術によって製造された荷重センサーは、それ自身の製造過程においては優れた特長を有するものの、測定精度が十分ではないため、実際には使用が困難であるという問題点を有していた。
【００１４】
この問題を解決する方法として、本発明者は、図１に示すような検出回路構成を有するシート荷重計測装置を発明し、平成１０年特許願第２９４１１２号として特許出願した。図１において、１Ｒは右側の変位部材３２に取り付けられている荷重センサー、１Ｌは左側の変位部材３２に取り付けられている荷重センサーで、ａ、ｂが前側の荷重、ｃ、ｄが後側の荷重を検出するようになっている。ａとｃとの接続点には、電源２より規定の電圧が印加され、ｂとｄとの接続点は接地されている。よってａとｂとの接続点の電圧を検出すればシートの前側にかかる荷重が、ｃとｄとの接続点の電圧を検出すればシートの後側にかかる荷重が検出できる。
【００１５】
ａとｂとの接続点、ｃとｄとの接続点の電圧は、それぞれマルチプレクサー３に入力され、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）６の制御により、選択された一つが差動増幅器４に入力される。差動増幅器４の出力は、Ａ／Ｄ変換器５でディジタル値に変換されてＭＰＵ６に入力される。マルチプレクサー３の入力を切り替えて、そのときの差動増幅器４の出力をＡ／Ｄ変換して読み取ることにより、シートの前後左右にかかる荷重を別々に読み取ることができ、これらの総和をとれば、シート全体にかかる荷重が分かる。また、これらの差をとることにより、荷重のアンバランスを知ることができる。
【００１６】
ＭＰＵ６に付属するメモリー７には、各荷重センサーに対して、それぞれ、オフセット調節量、オフセット残差、感度係数を記憶するエリアが割り当てられている。（図には、No.1の入力に対応するもののみを示してある。）そして、オフセット調整量は、ＭＰＵ６からＤ／Ａ変換器１０に出力されてアナログ値に変換され、差動増幅器４の入力に加えられるようになっている。
【００１７】
外部入力回路８より風袋調整指令が入ると、ＭＰＵ６は、No.１〜No.４の入力それぞれに対して、差動増幅器４の出力が所定の範囲になるようなオフセット調整量を計算し、メモリー７に格納すると共に、Ｄ／Ａ変換器１０に出力する。この値はアナログ値に変換されて差動増幅器４に入力されるので、差動増幅器４の出力は、所定の値に近い値となる。しかし、Ｄ／Ａ変換器の分解能には限度があるので、完全に所定の値とすることはできず、補償しきれなかった値が、差動増幅器４の出力として残る。補償しきれなかった差動増幅器４の出力は、オフセット残差としてメモリー７に記憶される。図１に示されるシート荷重計測装置には、前述した荷重センサーの感度調整を行う機能も設けられている。
【００１８】
荷重の測定時には、マルチプレクサー３を切り替えて、目的の荷重センサーの出力を差動増幅器４に取り込む。同時に、その荷重センサーに対応するオフセット調整量をメモリー７から読み出し、Ｄ／Ａ変換器１０を介して差動増幅器４に与え、この量を差し引く。そして、その差に対応する差動増幅器４の出力をＡ／Ｄ変換器５でディジタル値に変換してＭＰＵ６に読みこみ、この値からメモリー７中のオフセット残差を差し引き、その差にメモリー７中の感度係数を掛けて荷重値とする。
【００１９】
このような回路構成とすることにより、無荷重状態における荷重センサーにオフセット電圧がある場合でも、差動増幅器４の出力が飽和することを避けることができる。しかしながら、場合によっては、シートの重量とシートに加わる荷重の和が、荷重センサー１Ｒ、１Ｌの測定可能レンジを超えてしまうことがある。この場合でも、風袋調整が行われているので、シート荷重計測装置の出力としては、見かけ上、測定範囲内にある。よって、測定可能レンジを超えていることが分からないという問題点が残る。
【００２０】
また、このようなシート荷重計測装置は、使用中に故障することがある。たとえば、荷重センサー１Ｒ、１Ｌが断線したり、差動増幅器４が故障したり出力変動（ドリフト等）を起こしたりする。また、荷重センサー１Ｒ、１Ｌやシートの取り付け方が悪かったりすると、シートにかかる荷重が正しく荷重センサー１Ｒ、１Ｌに伝わらないという、組立不良に起因する問題もある。これらの場合には、正しいシート荷重の測定ができなくなり、それを知らずに放置すると、エアバッグやシートベルトの安全性を目的とした制御が不良になる可能性がある。
【００２１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、先願発明のような構成のシート荷重計測装置を含めたシート荷重計測装置の異常を確実に作業者に知らせることができるシート荷重計測装置の状態報知方法を提供することを課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
【００２３】
例えば、荷重センサーを組み込んだ左右の変位部材（図８における３２に相当する部材）を、シート支持部材に組み込んだ状態で、部品メーカーからシートメーカーへの出荷が行われる。この出荷前に、荷重センサーに荷重をかけない状態で、荷重センサーをシート荷重計測装置の計測回路（図１に示すようなもの）に接続し、その状態でのシート荷重計測装置からの情報を記憶しておく。シートメーカーにおいて変位部材上にシートが搭載されると、シートの重さに対応する荷重が荷重センサーに加わるので、シート荷重計測装置からの情報が変化する。
【００２４】
この情報の変化量は、シートの荷重に応じて予め定まっているので、その規定値から許容誤差を見込んだ量以上の変化がある場合には、シート荷重計測装置が異常であると判定することができる。シート荷重計測装置が異常であるとは、計測装置自体が異常である場合の外、シートの取り付け方が悪く、正確な荷重が荷重センサーに伝わらないような場合をも含むものである。また、シート荷重計測装置からの情報とは、荷重測定値、風袋調整量（オフセット調整値）、増幅器の出力等、荷重センサーの出力に関係する各種の状態量の少なくとも一つのことである。
【００２５】
なお、シートの荷重を測定するために複数の荷重センサーが用いられている場合は、個々の荷重センサーについて異常の診断を行ってもよいし、これらをいくつかまとめた（たとえば全ての荷重センサーの和の出力）について、異常の診断を行ってもよい。
【００２６】
［００２６］
【００２７】
また、荷重センサーをシート部に組み込んだときの各々の荷重センサーに対応するシート荷重計測部からの情報を比較してもよい。そして、その差が、規定値以上であった場合、あるいは規定値以下であった場合、荷重センサーがシート部に正常に組み込まれていないか、荷重センサーそのものが異常となったと判断する。よって、荷重センサーの異常を検出することができる。なお、図１に示すように、各々の荷重センサーに対応するシート計測部が共通の場合には、共通の部分が、センサー毎に別々に設けられているものとみなして判定を行う。たとえば、各、荷重センサーに対応してＡ／Ｄ変換器から得られる値同士を比較する。ここに、シート部とは、シートを載せる部分のことで、図８におけるブラケット３３やシート支持部材がこれに当たる。
【００２８】
［００２８］
【００２９】
荷重センサー上にシートを載せたシートユニットを、車体に組み込む前と後では、シート荷重計測装置からの情報は、大きく変化しないはずである。よって、この情報が許容値以上に変化した場合には、荷重センサーが正常に組み込まれていないか、荷重センサーそのものが異常となったと判断する。よって、荷重センサーの異常を検出することができる。
【００３０】
［００３０］
【００３１】
また、シート部を車体に組み込んだときの各々の荷重センサーに対応するシート荷重計測部からの情報を比較してもよい。そして、その差が、規定値以上であった場合、あるいは規定値以下であった場合、シート部が正常に組み込まれていなか、荷重センサーそのものが異常となったと判断する。よって、荷重センサーの異常を検出することができる。なお、図１に示すように、各々の荷重センサーに対応するシート計測部が共通の場合には、共通の部分が、センサー毎に別々に設けられているものとみなして判定を行う。たとえば、各、荷重センサーに対応してＡ／Ｄ変換器から得られる値同士を比較する。
【００３２】
［００３２］
【００３３】
またたとえば、前の説明で述べた部品メーカーからシートメーカーへの出荷の前に、荷重センサーを組み込んだ左右の変位部材を、シート支持部材に組み込んだ状態で、荷重センサーに荷重が加わらない状態でのシート荷重計測装置からの情報と、荷重センサーに所定荷重をかけたときのシート荷重計測装置からの情報とを比較してもよい。これは、シート荷重計測装置の感度をテストしていることに相当する。この感度が基準値の範囲内に入っていなければ、シート荷重計測装置が異常であると判断することができる。
【００３４】
［００３４］
【００３５】
また、シートに荷重が加わらない状態でのシート荷重計測装置からの情報と、シートに所定荷重をかけたときのシート荷重計測装置からの情報とを比較してもよい。そして、これらの情報の差が所定範囲外となれば、シート荷重計測装置は異常であると判断する。なお、この検査は、シートを車体に組み込む前に行ってもよいし、車体に組み込んだ後に行ってもよい。
【００３６】
［００３６］
【００３７】
また、シートを搭載する前後におけるシート荷重計測装置の感度を比較してもよい。シート荷重計測装置が正常であれば、これらの差は所定値以内に入るはずであるので、所定値から外れた場合には、シート荷重計測装置が異常であると判断できる。なお、この検査は、シートを車体に組み込む前に行ってもよいし、車体に組み込んだ後に行ってもよい。
【００３８】
［００３８］
【００３９】
増幅器の出力は、荷重を直接的に表すものであるので、この値同士を比較することにより、簡単かつ正確にシート荷重計測装置の異常を検出することができる。たとえば、シートに一定荷重をかけたときとかけないときの増幅器の出力の差、または荷重センサー上にシートを載せたときと載せないときの増幅器の出力の差が、所定範囲に入らないときは、シート荷重計測装置に何らかの異常があると判断できる。なお、増幅器の出力には、増幅器の出力そのものばかりでなく、これらをＡ／Ｄ変換した値をも含むことは言うまでもない。
【００４０】
［００４０］
【００４１】
風袋調整部は、ある状態での前記増幅器の出力を所定の値に制御したり、ある状態での前記増幅器の出力を記憶して、その後の出力から差し引く機能を有するものであるので、その出力値（たとえば前記オフセット調整量、オフセット残差）は、前述した増幅器の出力と等価である。よって、この値同士を比較することにより、簡単かつ正確にシート荷重計測装置の異常を検出することができる。
【００４２】
［００４２］
【００４３】
シート荷重計測装置は、初期には正常であっても、使用中に種々の原因により故障したり、性能が変化する場合がある。これら、使用中の変化を検出するために、最初に行った風袋調整における調整量（前記オフセット調整量、オフセット残差等）を初期調整量として記憶しておく。そして、その後、風袋調整が行われる毎に、調整量を初期調整量と比較し、たとえば両者の差が所定以上となったとき、故障や異常が発生したと判断することができる。荷重センサーにシートを載せた状態で行う風袋調整は、シートを車体に装着する前に行っても、車体に装着した状態で行ってもよい。なお、後に行われる風袋調整は、シートを載せた状態の場合も、シートを載せない状態の場合もある。
【００４４】
［００４４］
【００４５】
また、初期調整量として荷重センサーにシートを載せない状態で初期風袋調整を行った調整量を用いてもよい。なお、後に行われる風袋調整は、シートを載せた状態の場合も、シートを載せない状態の場合もある。
【００４６】
［００４６］
【００４７】
また、風袋調整を行ったときの、シート荷重計測装置の出力を初期値として記憶し、以後、シート上に物体が搭載されていない状態でシート荷重計測装置の出力を測定し、その測定値を記憶された初期値と比較してもよい。シート荷重測定システムが正常であれば、シート荷重計測装置の出力の変化は所定の範囲に収まるはずである。よって、これが所定の範囲を外れたとき、異常が発生したと判断する。これにより、シート荷重計測装置の経時変化を検出することができる。
【００４８】
［００４８］
【００４９】
最終的なシート荷重は、荷重センサーにシートを載せた状態で風袋調整を行った後、この風袋量を差し引いた荷重として出力される。しかしながら、シートの重量が重すぎたり、取り付け方法に何らかの異常があったりして、荷重計測中に荷重センサーにかかる荷重が、荷重センサーの測定可能レンジを超えてしまう可能性がある。そこで、第１の調整量Ａを用いて行った計測値が所定値を超えた場合、荷重が荷重センサーの測定可能レンジを超えていると判断して、警報出力を行うか、予め測定して決定してある補正値を用いて補正演算を行うかの、少なくとも一方を実施してもよい。よって、測定可能レンジを超えた測定値を使用して判断を行うことによる誤判断の可能性が無くなる。
【００５０】
［００５０］
【００５１】
シート荷重計測装置の構成によっては、荷重センサーの測定レンジより増幅器の測定レンジを小さくして、増幅器の分解能を大きくする場合がある。たとえば、荷重センサーの測定レンジが200kgfであり、増幅器の測定レンジが50kgfであるような場合がありうる。このような場合、荷重センサーにかかる総荷重が200kgfを超えているかどうかが、増幅器の出力だけをみては分からない場合が発生する。そこで、通常の風袋調整量Ｄの他に、シートを載せる前に、たとえば180kgfの荷重を荷重センサーにかけた状態で風袋調整を実施し、その風袋調整量Ｃを記憶してもよい（必要に応じてそのときの増幅器の出力を記憶する）。
【００５２】
そして、その後、定期的に風袋調整量Ｃを用いて測定を行い、そのときの計測値を測定する。たとえば、180kgfの荷重を荷重センサーにかけた状態で風袋調整を行ったときの計測値が０であったとし、その後の測定で30kgfが測定されれば、荷重センサーの出力は210kgfであり、測定レンジを超えているので、警報出力を行ったり、補正演算を行ったりする。以上のように、荷重センサーの測定レンジに比して増幅器のレンジが狭い場合にも、荷重センサーのレンジオーバーを検出することができる。
【００５３】
［００５３］
【００５４】
また、初期に行った感度調整値を記憶しておき、その後、感度調整を行った際の感度調整値と比較することにより、シート荷重計測装置の感度の経時変化を検出してもよい。初期の感度調整値としては、部品メーカーからの出荷の前に行った感度調整値、すなわち、シートを搭載する前に行った感度調整値を使用することが好ましい。
以上に基づき、上記目的を達成するために、本願第１発明は、シートと当該シートを積載するシート部とで構成するシートユニットに対し、前記シート部に設けられた歪みゲージを利用して前記シートの自重及び前記シート上の物体の荷重を計測する、シート荷重計測装置が実行するシート荷重計測装置の状態報知方法であって、外部からの起動指令を入力する第１手順と、前記第１手順で前記起動指令が入力されたことを契機に、前記シート部に荷重を付加していない状態で、前記歪みゲージを用いて計測した荷重情報を取得する第２手順と、前記シート部に所定の荷重を付加した状態で、前記歪みゲージを用いて計測した荷重情報を取得する第３手順と、前記第２手順で取得した荷重情報と前記第３手順で取得した荷重情報との差が、予め定めた所定の許容範囲内にあるかどうかを判断する第４手順と、前記第４手順の判断が満たされない場合に、前記シート荷重計測装置が異常である旨を報知する信号を出力する第５手順とを有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本願第２発明は、外部からの起動指令を入力する第６手順と、前記第６手順で前記起動指令が入力されたことを契機に、シートと当該シートを積載するシート部とで構成するシートユニットに対し、前記シート部に設けられた歪みゲージを利用して前記シートの自重及び前記シート上の物体の荷重を計測する、シート荷重計測装置が実行するシート荷重計測装置の状態報知方法であって、前記シート部に前記シートを積載しない状態で、前記歪みゲージを用いて計測した荷重情報を取得する第７手順と、前記シート部に前記シートを積載した状態で、前記歪みゲージを用いて計測した荷重情報を取得する第８手順と、前記第７手順で取得した荷重情報と前記第８手順で取得した荷重情報との差が、予め定めた所定の許容範囲内にあるかどうかを判断する第９手順と、前記第９手順の判断が満たされない場合に、前記シート荷重計測装置が異常である旨を報知する信号を出力する第１０手順とを有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本願第３発明は、シートと当該シートを積載するシート部とで構成するシートユニットの、前記シート部に設けられた歪みゲージからの検出値と所定の差分調整量との差分を差動増幅器により算出し、当該差動増幅器の出力値を利用して前記シートの自重及び前記シート上の物体の荷重を計測する、シート荷重計測装置が実行するシート荷重計測装置の状態報知方法であって、外部からの起動指令を入力する第１１手順と、前記第１１手順で前記起動指令が入力されたことを契機に、前記シート部に前記シートを積載しない状態で、前記差動増幅器の出力値が予め定められた所定の許容範囲内となるよう、当該差動増幅器に取得した前記所定の差分調整量を風袋調整量として設定する風袋調整を行い、当該設定した風袋調整量を取得する第１２手順と、前記シート部に前記シートを積載した状態で、前記差動増幅器の出力値が前記所定の許容範囲内となるよう、当該差動増幅器に取得した前記所定の差分調整量を風袋調整量として設定する風袋調整を行い、当該設定した風袋調整量を取得する第１３手順と、前記第１２手順で取得した風袋調整量と前記第１３手順で取得した風袋調整量との差が、予め定めた所定の許容範囲内にあるかどうかを判断する第１４手順と、前記第１４手順の判断が満たされない場合に、前記シート荷重計測装置が異常である旨を報知する信号を出力する第１５手順とを有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本願第４発明は、シートと当該シートを積載するシート部とで構成するシートユニットの、前記シート部に設けられた歪みゲージからの検出値と所定の差分調整量との差分を差動増幅器により算出し、当該差動増幅器の出力値を利用して前記シートの自重及び前記シート上の物体の荷重を計測する、シート荷重計測装置が実行するシート荷重計測装置の状態報知方法であって、外部からの起動指令を入力する第１６手順と、前記第１６手順で前記起動指令が入力されたことを契機に、前記シート部に前記シートを積載していない状態で、前記差動増幅器の出力値が予め定められた所定の許容範囲内となるよう、当該差動増幅器に取得した前記所定の差分調整量を風袋調整量として設定する風袋調整を行い、当該設定した風袋調整量を取得し、第１初期風袋調整量としてメモリーに記憶させる第１７手順と、前記第１７手順の後、前記シート部に前記シートを積載した状態で、前記差動増幅器の出力値が予め定められた所定の許容範囲内となるよう、当該差動増幅器に取得した前記所定の差分調整量を風袋調整量として設定する風袋調整を行い、当該設定した風袋調整量を取得し、第２初期風袋調整量としてメモリーに記憶させる第１８手順と、前記第１７手順において前記メモリーに記憶した前記第１初期風袋調整量を当該メモリーより読み出し、当該読み出した第１初期風袋調整量を用いて、前記歪みゲージを用いて計測した計測結果に基づく荷重情報を取得する第１９手順と、前記第１８手順において前記メモリーに記憶した前記第２初期風袋調整量を当該メモリーより読み出し、当該読み出した第２初期風袋調整量を用いて、前記歪みゲージを用いて計測した計測結果に基づく荷重情報を取得する第２０手順と、前記第１９手順で取得した荷重情報が、予め定めた所定値を超えているかどうかを判断する第２１手順と、前記第２１手順の判断が満たされた場合に、前記シート荷重計測装置が異常である旨を報知する信号を出力する第２２手順とを有し、前記第１７手順及び前記第１８手順による前記第１初期風袋調整量及び前記第２初期風袋調整量の記憶の後は、前記第１９手順、前記第２０手順、前記第２１手順、及び前記第２２手順を、繰り返して実行することを特徴とする。
【００５５】
【発明の実施の形態】
シート荷重計測装置は、以下のような工程を経て、車体に組み付けられる。まず、荷重センサーを組み込んだ左右の変位部材（図８における３２に相当する部材）を、シート支持部材に組み込んだ状態で、部品メーカーからシートメーカーへの出荷が行われる。このとき、左右の変位部材を、シート支持部材に組み込んだ状態で、荷重センサーを図１に示すような測定回路に接続し、風袋調整を行う。そして、その結果得られた前後左右４ヶ所の荷重に対応するオフセット調整量とオフセット残差を、工場出荷時初期データとしてＭＰＵ中のメモリー中に記憶する。
【００５６】
風袋調整完了後、所定荷重を、前後左右の変位部材に個々に印加する。そして、そのときの図１における入力No.１〜No.４に対応するＡ／Ｄ変換器の値を読み込み、この値から前後左右４個の荷重センサーの感度係数を求め、工場出荷時の初期データとしてＭＰＵ中のメモリーに記憶すると同時に、この感度係数を使用して荷重を求めるようにする。
【００５７】
また、図８の変位部材３２には、異常な荷重が加わったときに破損しないように、機械的なストッパー（図示せず）が設けられていることが多い。この場合には、変位部材３２がストッパーに当接する荷重を、個々の荷重センサー毎に求めて、ＭＰＵに記憶する。この荷重は、測定可能な最大荷重として使用される。変位部材がストッパーに当接する前に差動増幅器４が飽和してしまう場合には、風袋調整に使用したオフセット調整量を動かして差動増幅器４のゼロ点をずらし、差動増幅器４の飽和を解除した状態でさらに荷重を加え、変位部材３２がストッパーに当接する荷重を測定するようにする。この場合は、測定された荷重と、差動増幅器４のゼロ点をずらした量に対応する荷重の和が、変位部材３２がストッパーに当接する荷重となるので、この値、又は測定された荷重と差動増幅器４のゼロ点のずれ量をＭＰＵに記憶する。
【００５８】
このようにして、シート荷重計測装置は、風袋調整と感度調整がなされた状態、計測レンジ等の情報が記録された状態でシートメーカーに出荷される。
【００５９】
シートメーカーでは、シート荷重計測装置上にシートを組み込む。シートの組み込みが完了した時点で、シート荷重計測装置の出力を見て、シートの組み付けが正しく行われているか、シート荷重計測装置に破損がないかを調査する。まず、シート荷重測定装置の出力（総重量）を調べ、これがシートの重量によって決まる所定値と概略一致しているかどうかを調べる。これらの差が許容値以上であれば、組み付けが異常であるか、シート荷重計測装置が異常となっているかどちらかである。
【００６０】
つぎに、前後左右の各荷重センサーが検出している荷重を調べ、これらの差が所定の範囲に入っているかどうかチェックする。シート荷重計測装置をシートに組み込むと、シートの重量は４ヶ所の荷重センサに分散される。しかしシートが変形していたり、シートヘの組み込みが正しく行われないとシート荷重は４ヶ所の荷重センサーに正しく分散されず、総重量が正常でも個々の荷重が大きく変動し荷重バランスが崩れる。各荷重センサーの出力をメモリーに記録されている初期データと比較し、これらの差が所定範囲内に入っているかをチェックする。
【００６１】
また各荷重センサの出力を相互に比較して、これらの差が所定内に入っているかをチェツクしてもよい。また４ヶ所の荷重センサーの出力のそれぞれ２ヶ所ずつの合計値を求め、その差が所定内に入っているかをチェックしてもよい。さらに、４ヶ所の荷重センサの出力からシートの重心位置を計算し、その位置が所定範囲内に入っているかをチェックしてもよい。所定の範囲に入っていない場合は、組み付けが異常であるか、シート荷重計測装置が異常となっているかどちらかである。
【００６２】
以上のテストが正常であるとき、各荷重センサーが検出した重量と総重量を、ＭＰＵ中に記憶する。必要に応じて、シートを組み込んだ後に、シート上に所定の荷重を加え、加えた荷重に相当する重量だけ、シート荷重計測装置が検出した荷重が増加することを確かめることにより、荷重計の感度のテストを実施する。
【００６３】
自動車メーカーでは、シートを車体に組み込んだ後に、シートメーカーで行ったテストと同じテストを行う。すなわち、シートの総重量のチェックと、各重量センサーの検出荷重のバランスのチェックである。そして、これらのテストが正常であるとき、各荷重センサーが検出した重量と総重量を、カーメーカー出荷初期データとしてＭＰＵ中に記憶する。
【００６４】
必要に応じて、シートを組み込んだ後に、シート上に所定の荷重を加え、加えた荷重に相当する重量だけ、シート荷重計測装置が検出した荷重が増加することを確かめることにより、荷重計の感度のテストを実施する。
【００６５】
以上のテストの結果、シートの組み込みとシート荷重計測装置の正常が確認された後、シートを載せた状態での風袋調整を実施し、この場合の、オフセット調整量とオフセット残差をメーカー出荷時初期データとしてＭＰＵに記憶する。以後のシート荷重の測定は、再び風袋調整が行われない限り、メーカー出荷時初期データに基づいて実施される。
【００６６】
異常の診断は個々の荷重センサーについて行ってもよいし、いくつかをまとめたもの（たとえば全ての荷重センサーの和の出力）について行ってもよい。従って、ＭＰＵの記憶メモリを削減するため、風袋調整は個々の荷重センサーで行わず、全ての荷重センサーの和の出力に対して行ない、初期データとして記録してもよい。また、計測可能な最大荷重（計測レンジ）を、荷重センサのいくつかをまとめた和の出力として記録してもよく、その記録データを基に異常診断を行なうようにしてもよい。
【００６７】
自動車が工場から出荷された後は、定期的にシート荷重の零点チェックが行われる。これは、シート上に積載物が無いことが明らかなとき、たとえば、シートベルトが開放されており、エンジンキーが抜かれているとき等に、シート荷重計測装置の出力（総重量）が零点から大きくずれていないかどうか、各荷重センサーの出力のバランスが崩れていないかどうかを調べるもので、以上のあった場合は警報を発するようにする。零点チェックは、押しボタンスイッチ等により、人間が行うようにしてもよい。
【００６８】
シート上に積載物が無いことが明らかでない場合でも、シート荷重の測定結果（総重量）が零点に近い場合には、工場出荷時の初期データか、メーカー出荷時の初期データの少なくとも一方を基に、計測した各荷重値が所定値を越えていないか、または各荷重のバランスが崩れていないかを調べるようにすることもでき、異常があった場合には警報を発するようにすることもできる。またシート荷重の測定結果（総重量）が安定してマイナス荷重（重力と逆）であると計測された場合にも警報を発するようにすることもできる。シート荷重の測定結果（総重量）がどのような値でも、各荷重センサーに加わる荷重が計測可能な量大荷重を越えていないかをチェツクし、越えていると判断した場合には荷重計測の中断、前荷重値のホールド、補正演算の実行等、計算処理の手順を変えることにより誤判断の可能性をなくすこともできる。
【００６９】
以上のような計測レンジのオーバーが一定時間継続するか、頻発する場合には異常と診断し警報を出すようにすることもできる。計測レンジのオーバーはシート及びシート荷重計測装置の異常によっても生じるが、シート上に着座する乗員の重量が重い場合にも起こりうる。そのため、シート荷重の測定結果（総重量）に応じて警報の判定値を変えるようにしてもよい。
【００７０】
また、必要に応じて、風袋調整を自動又は手動により行うようにしてもよい。これは、シート上に積載物が無いことが明らかなとき、たとえば、シートベルトが開放されており、エンジンキーが抜かれているとき等、又は押しボタンスイッチが押されたときに、風袋調整をやり直すものである。このときの風袋調整量（オフセット調整量、オフセット残差等）は、ＭＰＵに記憶しておき、履歴管理に使用したり、メーカー出荷時初期データと比較することにより、異常診断に使用したりされる。
【００７１】
以下、上記の各段階において行われる本発明の実施の形態の例を、フローチャートを用いて説明する。以下の判断処理は、シートに組み込まれているセンサーの個数を特定するものではなく、センサーの数はたとえば４個であっても２個であってもかまわない。また複数のセンサー出力の和を処理に使用してもかまわない。診断方法の対象とするシート荷重計測装置は、図１に示したものとする。
【００７２】
図２は、本発明の実施の形態の第１の例である報知方法を示すフローチャートである。このフローは、外部入力回路８からの指令により起動される。まず、ステップＳ１１において、シートに荷重がかかっていない状態（シート無荷重状態）で差動増幅器４の出力（Ａ／Ｄ変換器５の値）を測定し、その測定値をＸ１とする。次に、ステップＳ１２で、シートに所定の荷重をかけて、その状態で作動増幅器４の出力を測定し、その測定値をＹ１とする。そして、ステップＳ１３で、Ｙ１とＸ１の差が所定のＡ１とＢ１の間にあるかどうか、すなわちＡ１≦Ｙ１−Ｘ１≦Ｂ１であるかどうかを判断する。そして、Ｙ１とＸ１の差が所定のＡ１とＢ１の間になければ、ステップＳ１４で、異常であることを示す警報出力を発する。フローチャートでは省略してあるが、この動作を全ての荷重センサー出力No.１〜No.４について行う。
【００７３】
この方法により、特に、シート取り付け状態での各荷重センサーの感度が正常な値に入っているかどうか、シート全体としての荷重感度が正常な値であるか、シートの取り付け状態が正常かどうかをチェックすることができる。
【００７４】
また、Ｓ１１の動作の代わりに、荷重センサー１にシートを積載しない状態（シート無積載状態）での差動増幅器４の測定値をＸ１とし、Ｓ１２の動作の代わりに、荷重センサー１にシートを積載した状態の差動増幅器４の測定値をＹ１とするようにしてもよい。この場合は、シートの荷重が所定荷重に対応する。
【００７５】
図３は、本発明の実施の形態の第２の例である報知方法を示すフローチャートである。このフローは、外部入力回路８からの指令により起動される。まず、ステップＳ２１で、荷重センサー１上にシートを積載しない状態で風袋調整を行い、その風袋調整量をＸ２とする。風袋調整量とは、たとえば、差動増幅器４の出力を所定の値とするために差動増幅器に加えられる量であり、図１におけるオフセット調整量、オフセット残差のようなものである。
【００７６】
次にステップＳ２２において、シートを積載した状態で再度風袋調整を行い、その風袋調整量をＹ２とする。そして、ステップＳ２３で、Ｙ１とＸ１の差が所定のＡ２とＢ２の間にあるかどうか、すなわちＡ２≦Ｙ２−Ｘ２≦Ｂ２であるかどうかを判断する。そして、Ｙ２とＸ２の差が所定のＡ２とＢ２の間になければ、ステップＳ２４で、異常であることを示す警報出力を発する。フローチャートでは省略してあるが、この動作を全ての荷重センサーについて行う。
【００７７】
この方法により、特に、各荷重センサーの感度が正常な値に入っているかどうか、シートの取り付け状態が正常かどうかをチェックすることができる。
【００７８】
また、荷重センサー上にシートを積載した後、ステップＳ２１の動作の代わりに、シートに荷重をかけない状態で風袋調整を行い、ステップＳ２２の動作の代わりに、シートに所定荷重をかけた状態で風袋調整を行うようにしてもよい。
【００７９】
図４は、本発明の実施の形態の第３の例である報知方法を示すフローチャートである。このフローは、外部入力回路８からの指令により起動される。まず、ステップステップＳ３１で、シート無積載状態で感度調整を実施し、求まった感度係数をＸ３とする。感度調整は、荷重をかけない状態での差動増幅器３の出力と、所定荷重Ｗをかけたときの差動増幅器３の出力の差ΔＶを求め、たとえばｋ＝Ｗ／ΔＶとして求めるものである。次にステップＳ３２で、シート積載状態で感度調整を実施し、求まった感度係数をＹ３とする。そして、ステップＳ３３で、Ｙ３とＸ３の差が所定値Ａ３以内にあるかどうか、すなわち、｜Ｙ３−Ｘ３｜≦Ａ３であるかどうかを判断する。そして、Ｙ３とＸ３の差が所定値Ａ３以内にない場合、ステップＳ３４で異常であることを示す警報出力を発する。フローチャートでは省略してあるが、この動作を全ての荷重センサーについて行う。この方法により、特に、シートの取り付け状態が正常かどうかをチェックすることができる。
【００８０】
図５は、本発明の実施の形態の第４の例である報知方法を示すフローチャートである。（Ａ）は自動車が販売される前において実施される作業を示し、（Ｂ）は自動車が販売された後に行われる作業を示す。自動車の組立時においては、外部入力信号回路８からの指令により、ステップＳ４１で、シート無荷重状態において初期の風袋調整を実施し、その風袋調整量Ｘ４を記憶しておく。
【００８１】
自動車の販売後は、車検工場等における風袋調整指令により、ステップＳ４２において、シート無荷重状態で風袋調整を実施し、風袋調整量Ｙ４を求める。そして、ステップＳ４３で、Ｘ４とＹ４の差が所定値Ａ４以内であるかどうか、すなわち、｜Ｙ４−Ｘ４｜≦Ａ４であるかどうかを判断する。そして、Ｙ４とＸ４の差が所定値Ａ４以内にない場合、ステップＳ４４で異常であることを示す警報出力を発する。フローチャートでは省略してあるが、この動作を全ての荷重センサーについて行う。この方法により、特に、シート荷重計測装置の故障、経時的な特性変化、シート交換時における取り付け不良等を検出することができる。
【００８２】
図６は、本発明の実施の形態の第５の例である報知方法を示すフローチャートである。（Ａ）は自動車が販売される前において実施される作業であり、（Ｂ）は自動車が販売された後に行われる作業を示す。自動車の組立時においては、外部入力信号回路８からの指令により、ステップＳ５１で、シート無積載状態において初期の風袋調整を実施し、その風袋調整量Ａを記憶しておく。次に、ステップＳ５２で、シート積載状態において初期の風袋調整を実施し、その風袋調整量Ｂを記憶しておく。
【００８３】
自動車の販売後に、シート荷重を測定する場合は、まず、ステップＳ５３において、風袋調整量Ａを使用して荷重測定を実施し、そのときの荷重測定値をＸ５とする。続いてステップＳ５４において、風袋調整量Ｂを使用して荷重測定を実施し、測定値をＹ５とする。そして、ステップＳ５５で、Ｘ５が所定値Ａ５を超えているかどうかを判定する。もし超えていれば、荷重センサー１の測定レンジを超えているものとして、ステップＳ５７で警報を発して、測定値が信頼できないことを人間に知らせる。そして、ステップＳ５８で、予め測定により決定してある補正値を用いて、測定値Ｙ５を補正した上でそれを荷重測定値として利用する。Ｘ５が所定値Ａ５を超えていない場合は、正常なものとして通常ルーチンであるステップＳ５６に移行し、Ｙ５を荷重測定値として用い、種々の制御を行う。
【００８４】
以上の説明において、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態、第４の実施の形態は、自動シーケンスで行うものとして説明したが、その全部または一部を手動によって行ってもよい。そのとき、異常の判定を人間が行う場合、人間自身が以上を判断できるときには、警報出力は必要でない。また、第５の実施の形態において、（Ａ）のシーケンスは手動で行ってもよい。
【００８５】
また、シート荷重計測装置が、荷重センサーの感度の調整を、各荷重センサー毎に設けられた電源電圧により行う場合においては、請求項１、請求項２に係る発明におけるシート荷重計測装置からの情報として、この電源電圧を使用することができる。以上の説明においては、異常を判断する情報を、一つづつ説明したが、これらの情報を２つ以上組合せて、異常の判断を行ってもよい。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、シート荷重計測装置の異常を確実に作業者に知らせることができる。
【００８７】
［００８７］
【００８８】
［００８８］
【００８９】
［００８９］
【００９０】
［００９０］
【００９１】
［００９１］
【００９２】
［００９２］
【００９３】
［００９３］
【００９４】
［００９４］
【００９５】
［００９５］
【００９６】
［００９６］
【００９７】
［００９７］
【００９８】
［００９８］
【００９９】
［００９９］
【０１００】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明者らが発明したシート荷重計測装置の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の第１の例である報知方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態の第２の例である報知方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の第３の例である報知方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態の第４の例である報知方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態の第５の例である報知方法を示すフローチャートである。
【図７】従来のシート荷重計測装置の例を示す概略構成図である。
【図８】シート荷重センサーの取り付け方法の例を示す図である。
【符号の説明】
１…荷重センサー
２…電源装置
３…マルチプレクサー
４…作動増幅器
５…Ａ／Ｄ変換器
６…マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）
７…メモリー
８…外部入力回路
９…外部出力回路
１０…Ｄ／Ａ変換器

Claims

シートと当該シートを積載するシート部とで構成するシートユニットに対し、前記シート部に設けられた歪みゲージを利用して前記シートの自重及び前記シート上の物体の荷重を計測する、シート荷重計測装置が実行するシート荷重計測装置の状態報知方法であって、
外部からの起動指令を入力する第１手順と、
前記第１手順で前記起動指令が入力されたことを契機に、前記シート部に荷重を付加していない状態で、前記歪みゲージを用いて計測した荷重情報を取得する第２手順と、
前記シート部に所定の荷重を付加した状態で、前記歪みゲージを用いて計測した荷重情報を取得する第３手順と、
前記第２手順で取得した荷重情報と前記第３手順で取得した荷重情報との差が、予め定めた所定の許容範囲内にあるかどうかを判断する第４手順と、
前記第４手順の判断が満たされない場合に、前記シート荷重計測装置が異常である旨を報知する信号を出力する第５手順と
を有することを特徴とするシート荷重計測装置の状態報知方法。
シートと当該シートを積載するシート部とで構成するシートユニットに対し、前記シート部に設けられた歪みゲージを利用して前記シートの自重及び前記シート上の物体の荷重を計測する、シート荷重計測装置が実行するシート荷重計測装置の状態報知方法であって、
外部からの起動指令を入力する第６手順と、
前記第６手順で前記起動指令が入力されたことを契機に、前記シート部に前記シートを積載しない状態で、前記歪みゲージを用いて計測した荷重情報を取得する第７手順と、
前記シート部に前記シートを積載した状態で、前記歪みゲージを用いて計測した荷重情報を取得する第８手順と、
前記第７手順で取得した荷重情報と前記第８手順で取得した荷重情報との差が、予め定めた所定の許容範囲内にあるかどうかを判断する第９手順と、
前記第９手順の判断が満たされない場合に、前記シート荷重計測装置が異常である旨を報知する信号を出力する第１０手順と
を有することを特徴とするシート荷重計測装置の状態報知方法。
シートと当該シートを積載するシート部とで構成するシートユニットの、前記シート部に設けられた歪みゲージからの検出値と所定の差分調整量との差分を差動増幅器により算出し、当該差動増幅器の出力値を利用して前記シートの自重及び前記シート上の物体の荷重を計測する、シート荷重計測装置が実行するシート荷重計測装置の状態報知方法であって、
外部からの起動指令を入力する第１１手順と、
前記第１１手順で前記起動指令が入力されたことを契機に、前記シート部に前記シートを積載しない状態で、前記差動増幅器の出力値が予め定められた所定の許容範囲内となるよう、当該差動増幅器に取得した前記所定の差分調整量を風袋調整量として設定する風袋調整を行い、当該設定した風袋調整量を取得する第１２手順と、
前記シート部に前記シートを積載した状態で、前記差動増幅器の出力値が前記所定の許容範囲内となるよう、当該差動増幅器に取得した前記所定の差分調整量を風袋調整量として設定する風袋調整を行い、当該設定した風袋調整量を取得する第１３手順と、
前記第１２手順で取得した風袋調整量と前記第１３手順で取得した風袋調整量との差が、予め定めた所定の許容範囲内にあるかどうかを判断する第１４手順と、
前記第１４手順の判断が満たされない場合に、前記シート荷重計測装置が異常である旨を報知する信号を出力する第１５手順と
を有することを特徴とするシート荷重計測装置の状態報知方法。
シートと当該シートを積載するシート部とで構成するシートユニットの、前記シート部に設けられた歪みゲージからの検出値と所定の差分調整量との差分を差動増幅器により算出し、当該差動増幅器の出力値を利用して前記シートの自重及び前記シート上の物体の荷重を計測する、シート荷重計測装置が実行するシート荷重計測装置の状態報知方法であって、
外部からの起動指令を入力する第１６手順と、
前記第１６手順で前記起動指令が入力されたことを契機に、前記シート部に前記シートを積載していない状態で、前記差動増幅器の出力値が予め定められた所定の許容範囲内となるよう、当該差動増幅器に取得した前記所定の差分調整量を風袋調整量として設定する風袋調整を行い、当該設定した風袋調整量を取得し、第１初期風袋調整量としてメモリーに記憶させる第１７手順と、
前記第１７手順の後、前記シート部に前記シートを積載した状態で、前記差動増幅器の出力値が予め定められた所定の許容範囲内となるよう、当該差動増幅器に取得した前記所定の差分調整量を風袋調整量として設定する風袋調整を行い、当該設定した風袋調整量を取得し、第２初期風袋調整量としてメモリーに記憶させる第１８手順と、
前記第１７手順において前記メモリーに記憶した前記第１初期風袋調整量を当該メモリーより読み出し、当該読み出した第１初期風袋調整量を用いて、前記歪みゲージを用いて計測した計測結果に基づく荷重情報を取得する第１９手順と、
前記第１８手順において前記メモリーに記憶した前記第２初期風袋調整量を当該メモリーより読み出し、当該読み出した第２初期風袋調整量を用いて、前記歪みゲージを用いて計測した計測結果に基づく荷重情報を取得する第２０手順と、
前記第１９手順で取得した荷重情報が、予め定めた所定値を超えているかどうかを判断する第２１手順と、
前記第２１手順の判断が満たされた場合に、前記シート荷重計測装置が異常である旨を報知する信号を出力する第２２手順とを有し、
前記第１７手順及び前記第１８手順による前記第１初期風袋調整量及び前記第２初期風袋調整量の記憶の後は、前記第１９手順、前記第２０手順、前記第２１手順、及び前記第２２手順を、繰り返して実行する
ことを特徴とするシート荷重計測装置の状態報知方法。