JP4881089B2

JP4881089B2 - 車両用乗員検知装置

Info

Publication number: JP4881089B2
Application number: JP2006193080A
Authority: JP
Inventors: 宏将菅原; 隆博川上; 正利小林; 仁史松尾; 則行大川
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-07-13
Also published as: US20080012276A1; US7831359B2; JP2008018863A

Description

本発明は、車両のシートに乗員が着座しているかどうかの検知を行う車両用乗員検知装置の技術分野に属する。

従来では、座席に乗員が着座した状態で乗員の体格を検知するとともに、シートベルトの着用に応じて検知された乗員の体格データを保持し、また、シートベルトが外されることに応じて乗員情報の保持を解除している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−３０２００３号公報（第２−３頁、全図）

しかしながら、従来にあっては、子供が荷物を持った状態でシートベルトを着用した場合、大人と判定される可能性がある。（重量が大人レベルになっているため）その後、シートベルトを着用した状態で荷物を移動させた場合、重量は子供レベルになっているのに子供と判定することができず大人と判定してしまう。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、乗員検知の信頼性を向上させることができる車両用乗員検知装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、車両のシートに加わる荷重を検出する荷重センサと、前記荷重センサの検出結果を演算して少なくとも前記シートに着座する乗員が子供であるか大人であるかを判定する判定手段と、を備える車両用乗員検知装置において、前記シートの異なる位置の荷重を検出するよう前記荷重センサを複数設け、前記判定手段は、各荷重センサ検出値の前回サンプリング値と今回サンプリング値の変化量を絶対値として合計し、当該合計値が予め定めた閾値以上の場合には、前記判定手段による乗員の判定を行わないようにする判定停止手段を備える、ことを特徴とする。

よって、本発明にあっては、乗員検知の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の車両用乗員検知装置を実現する実施の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムの構成例を示す図である。図２は実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムのブロック図である。
実施例１のエアバッグシステムは、エアバッグECU１、乗員検知用ECU２、荷重センサ３ａ〜３ｄ、乗員状態表示ランプ６、エアバッグ７、ワーニングランプ８により主に構成される。

エアバッグECU１は、CPU１１を内蔵し、乗員検知用ECU２から得る乗員情報により、乗員なしの場合には展開しない、大人の場合は展開する、チャイルドシート装着の場合には展開しないなど、エアバッグの展開制御を行う。
乗員検知用ECU２は、CPU２１を内蔵し、荷重センサ３からの出力を処理し、乗員の有無、乗員が大人か子供かを判定し、判定結果を出力する。
荷重センサ３ａ〜３ｄは、シートの４点の異なる位置で、荷重に応じた検出電圧を出力するものである。

乗員状態表示ランプ６は、例えば、乗員なし、大人、チャイルドシートという乗員状態の検出結果を表示する。
エアバッグ７は、車両衝突時に乗員保護のために展開し緩衝機能を発揮するものである。また、制御により、膨張の段階を少なくとも２段階に変更できるものである。
ワーニングランプ８は、エアバッグ系における故障を検知した場合に警告表示を行うための表示灯である。

図３は実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサ３ａ〜３ｄの取り付け構造を示す説明図である。なお、図３(a)は平面図、図３(b)は側面図、図３(c)は正面図である。
４つの荷重センサ３ａ〜３ｄは、車両のシート４のシートレール５上の荷重を支持する右側前部、後部、左側前部、後部にそれぞれ設けられる。これにより各部への荷重が検出される。

次に作用を説明する。
[エアバッグシステムについて]
ここで、実施例１のエアバッグシステムについて説明しておく。
実施例１のエアバッグシステムでは、エアバッグ７は車両衝突時の展開の大きさを少なくとも２段階に変更する。
つまり、車両用乗員検知装置では、乗員なし、子供の着座、大人の着座の３つの状態を検知するようにし、この状態に従って、エアバッグ７は、乗員のない場合には展開しない、乗員が子供の場合には小さく展開する、乗員が大人の場合には大きく展開する、というように制御される。

これによって、乗員の状態に合わせて適格にエアバッグ７の緩衝機構を発揮させることができる。
つまり、車両用乗員検知装置では、より正確な乗員の検知が要求され課題となる。
これらを実施例１の車両用乗員検知装置では解決している。

[変動判定処理]
図４は実施例１の乗員検知用ECU２のCPU２１で判断される車両状態判断と検知、情報更新処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、荷重センサ３ａ〜３ｄの前回サンプリング値と今回サンプリング値の変化量を絶対値として合計し、予め定めた閾値と比較することにより車両変動中かどうかを判断する。
具体的には、左側前部の荷重センサ３ａの検出値をフロントインナーの位置としてFiとし、その変動値をΔFiとする。次に、右側前部の荷重センサ３ｂの検出値をフロントアウターの位置としてFoとし、その変動値をΔFoとする。次に、左側後部の荷重センサ３ｃの検出値をリアインナーの位置としてRiとし、その変動値をΔRiとする。次に、右側後部の荷重センサ３ｄの検出値をリアアウターの位置としてRoとし、その変動値をΔRoとする。さらに、荷重センサ３ａ〜３ｄの総荷重をSumとし、その変動値をΔSumとする。そして、旋回、過減速の判定閾値をTH/L(α)とする。

ここで、TH/L(α)≦ΔSum（＝ΔFi＋ΔFo＋ΔRi＋ΔRo）の式により判定を行うのである。つまり、閾値TH/L(α)以上ならば、車両変動中と判定してステップＳ２へ進み、閾値TH/L(α)より小さい場合は、車両が安定状態を判定してステップＳ４へ進む。

ステップＳ２では、車両変動中を判定した状態であり、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、乗員の判定を行わず、前回の乗員情報を保持する。

ステップＳ４では、車両安定状態と判定した状態であり、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、乗員の判定を行い、判定結果により、乗員情報を更新する。

[変動量判定作用]
図５に示すのは、実施例１における車両の動きとシートにおける荷重の動きを示す説明図である。図６に示すのは、実施例１におけるFi,Ri,Ro,Fo,ΔSumのタイムチャートである。

以下に場合分けして具体的に説明する。
(a)停車、平坦な道の走行時
停車時や平坦な道の走行時においては、図６のタイムチャートにおける右端の平坦走行部分に示すように、４つの荷重センサ３ａ〜３ｄの値は安定し、閾値であるTH/Lより小さい変動値となるため、ステップＳ１の処理で車両が安定状態と判定され、走行状態において、乗員の判定が成される。これにより、従来に比べて、更に正確に乗員の状態に合わせて、エアバッグ７を展開する制御を行うことができる。

(b)旋回走行時
車両が旋回している状態では、シートに加わる乗員の荷重は、図５に示すように、荷重センサ３ｄへ荷重が集中するような荷重の動きとなる。
旋回時には、旋回の影響で左右の荷重のバランスが崩れることにより、各センサの検出値は大きく変動する。
そのため、前回サンプリングと今回サンプリングの各変動値の合計であるΔSumが閾値TH/L(α）以上になり、車両旋回時により車両が変動状態であることが検出される。
よって、ステップＳ１の判定は、車両変動中となり、乗員判定は行われず、前回の乗員情報が保持される。

よって、車両が旋回しているような不安定な状態において、乗員検知が行われることがなくなり、車両用乗員検知装置の車両走行時における乗員検知結果の信頼性を高めることができる。

(c)急加速又は急停車走行時
車両が急加速又は急減速している状態では、シートに加わる乗員の荷重は、前方の荷重センサ３ａ，３ｂまたは後方の荷重センサ３ｃ，３ｄへ荷重が集中するような荷重の動きとなる。
この急加速時又は急減速時には、前後のバランスが崩れることにより、各センサの検出値は大きく変動する。
そのため、前回サンプリングと今回サンプリングの各変動値の合計であるΔSumが閾値TH/L(α）以上になり、車両旋回時により車両が変動状態であることが検出される。
よって、ステップＳ１の判定は、車両変動中となり、乗員判定は行われず、前回の乗員情報が保持される。

よって、車両が急加速または急停車しているような不安定な状態において、乗員検知が行われることがなくなり、車両用乗員検知装置の車両走行時における乗員検知結果の信頼性を高めることができる。

(d)乗員の入れ替わり時
乗員が入れ替わる際には、乗員が降りることで、荷重センサ３ａ〜３ｄの各センサにおいて値がまず変動し、その後に安定する。
このことは、各センサの変動値の絶対値の合計すなわちΔSumがTH/L(α）以上から、TH/L(α）より小さくなることにより状態変化を捉えることができ、安定時には、ステップＳ１の判定は、車両安定状態となり、乗員判定を行い、その判定結果で乗員情報が更新される。

(e)子供が荷物を持ち、その後に荷物を移動させる場合
子供が荷物を持ち、その後に荷物を移動させる場合には、まず子供が荷物を持ち車両に乗り込むことで、大人と判定している。この状態で、荷物を別の場所に移動させた場合には、荷物がなくなることにより、荷重センサ３ａ〜３ｄの各センサがほぼ同等に荷重が減少する。本実施例１では、荷物がなくなる際の荷重減少を変動値と見るため、ステップＳ１の判断では車両変動中と判定し、乗員判定を行わないが、荷物がなくなり荷重が安定すると、変動値が小さくなり、その変動値の絶対値の総和が閾値TH/Lより小さくなると、ステップＳ１の判定は、車両安定状態となり、乗員判定を行い、その判定結果で乗員情報が更新される。

そのため、時間的には荷物を移動させた後のわずかな時間の後には、速やかに乗員検知の判定を行うことができ、子供が乗員であることが確実に検知される。よって、車両用乗員検知装置の乗員検知結果の信頼性を高めることができる。

次に効果を説明する。実施例１の車両用乗員検知装置では、以下の効果を有する。
(1)車両のシート４に加わる荷重を検出する荷重センサ３と、荷重センサ３の検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する乗員検知用ECU２とを備える車両用乗員検知装置において、シート４の異なる位置の荷重を検出するよう前荷重センサ３ａ〜３ｄを設け、乗員検知用ECU２は、各荷重センサ３ａ〜３ｄの検出値の変動量の絶対値の総和が、予め定めた閾値以上の場合には、乗員の判定を行わないようにするステップＳ１〜Ｓ５の処理を行うため、乗員検知の信頼性を向上させることができる。

実施例２は、実施例１の変動値検出により荷重センサの故障検知を行う例である。
構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
作用を説明する。
[車両状態検知処理]
図７に示すのは、実施例２の乗員検知用ECU２のCPU２１で判断される車両状態検知処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１１では、荷重センサ３ａ〜３ｄの前回サンプリング値と今回サンプリング値の変化量を絶対値として合計し、予め定めた閾値と比較することにより車両変動中かどうかを判断する。つまり、実施例１におけるステップＳ１と同様の処理であり、合計した値ΔSumが閾値TH/L以上ならばステップＳ１２へ進み、閾値TH/Lより小さいならばステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１２では、車両が変動状態にあると判断し、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３では、ステップＳ２１〜Ｓ２５に示すセンサ異常検知処理を開始する。

ステップＳ１４では、車両が停止しているか安定した走行状態にあると判断し、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、センサ異常検知処理を行わないようにする。なお、既に開始している場合には停止させる。

[センサ異常検知処理]
図８に示すのは、実施例２の乗員検知用ECU２のCPU２１で判断されるセンサ異常検知処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。
本処理は、ステップＳ１１〜Ｓ１５のステップＳ１３の処理により開始される。

ステップＳ２１では、荷重センサ３ａ〜３ｄの前回サンプリング値と今回サンプリング値の変化量の絶対値のそれぞれ、つまりΔFi，ΔFo，ΔRi，ΔRoが、予め定めた閾値TH/L(β)以下かどうかをそれぞれ判定する。
この閾値TH/L(β)は、出力がないと判断できる小さい値である。

式で表すとTH/L(β)≦ΔFi（ΔFo，ΔRi，ΔRo）となり、それぞれの値が繰り返し処理により判定される。そして、１つでも閾値TH/L(β)以下となると、ステップＳ２２へ進み、全ての値が閾値TH/L(β)より大きいならばステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２２では、センサ異常と判断し、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、乗員判定を停止し、エアバッグECU１等へ異常情報を出力する。

ステップＳ２４では、センサ正常と判断し、ステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２５では、荷重センサ出力に基づき、乗員判定を行う。つまり、ステップＳ１〜Ｓ５の処理を行う。

[センサ異常検知作用]
図９に示すのは、実施例２におけるFi,Ri,Ro,Fo,ΔSumのタイムチャートである。
実施例２の車両用乗員検知装置では、車両が変動状態にある場合に、センサ故障検知を行う。この故障検知では、各荷重センサ３ａ〜３ｄの前回サンプリング値と今回サンプリング値の差の絶対値が殆ど変化しない状態、つまりTH/L(β）以下の場合に出力しない故障状態と判定する。

図９においては、Fo、つまり荷重センサ３ｂの出力が、車両が変動状態であるにもかかわらず、センサとしては取り得る値であるが変化がないため、出力変化がない故障であることが、TH/L(β）以下の判定により検出されている。
センサ出力電圧が規定範囲を外れるモードでの荷重センサ故障は乗員検知用ECU２で検知可能であるが、出力電圧が規定範囲内で固定する故障モードにおいては乗員検知用ECU２での故障検知ができない。

本実施例２では、各センサの変動値の絶対値（ΔFi，ΔFo，ΔRi，ΔRo）を算出し、その値とTH/L(β）との比較によりセンサ故障を検出する。なお、車両停止状態、及び安定走行状態においては正常な荷重センサにおいても変動量が小さいため、本故障検知処理は車両が変動状態（加減速、旋回等）と判定された場合のみ動作する。

従来は荷重センサ出力電圧が規格外となる故障のみ検知可能であり、規格内電圧での出力固定のモードについては検知不能であった。本実施例２によるセンサ故障検知処理を用いることにより、規格内電圧での出力固定の故障モードについても検知可能となり、システムの信頼性を向上できる。
また、本実施例２は荷重センサの出力電圧のみで判定可能であり、新たな部品追加は不要であるため、コストを増やすことなく故障検知機能を追加することができる。

さらに、実施例２の故障検知処理は、実施例１の処理と併用させて用いることで、コスト面でさらに有利となり、また、処理の一部を共用して負荷を減らすことができる。また、実施例１の処理と共用すれば、乗員検知の信頼性が非常に高いものとなる。

効果を説明する。
実施例２の車両用乗員検知装置にあっては、上記(1)の効果に加えて以下の効果を有する。
(2)乗員検知用ECU２は、ステップＳ１〜Ｓ５の処理で、各荷重センサ３ａ〜３ｄの検出値の変動量の絶対値の総和（ΔSum）が、予め定めた閾値（TH/L(α))以上と判断された場合に、各荷重センサ３ａ〜３ｄ検出値の変動量（ΔFi，ΔFo，ΔRi，ΔRo）と、予め定めた故障判定閾値（TH/L(β))とを比較し故障を検出するステップＳ２１〜Ｓ２５の処理を備えるため、規格内電圧での出力固定の故障モードについても検知可能となり、システムの信頼性を向上できる。

以上、本発明の車両用乗員検知装置を実施例１、実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
荷重センサは、歪みゲージや流体を用いたものなどがあり、乗員の荷重を正確に検出できるものであれば、どのようなものであってもよい。
また、車両の走行状態を検出するのに、各タイヤに設けた空気圧センサを用い空気圧センサの個々の変動量の絶対値から判定してもよい。

実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムの構成例を示す図である。実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムのブロック図である。実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサ３ａ〜３ｄの取り付け構造を示す説明図である。実施例１の乗員検知用ECU２のCPU２１で判断される車両状態判断と検知、情報更新処理の流れを示すフローチャートである。実施例１における車両の動きとシートにおける荷重の動きを示す説明図である。実施例１におけるFi,Ri,Ro,Fo,ΔSumのタイムチャートである。実施例２の乗員検知用ECU２のCPU２１で判断される車両状態検知処理の流れを示すフローチャートである。実施例２の乗員検知用ECU２のCPU２１で判断されるセンサ異常検知処理の流れを示すフローチャートである。実施例２におけるFi,Ri,Ro,Fo,ΔSumのタイムチャートである。

符号の説明

１エアバッグECU１
１１ CPU
２乗員検知用ECU２
２１ CPU
３荷重センサ
３ａ〜３ｄ荷重センサ
４シート
５シートレール
６乗員状態表示ランプ
７エアバッグ
８ワーニングランプ

Claims

車両のシートに加わる荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重センサの検出結果を演算して少なくとも前記シートに着座する乗員が子供であるか大人であるかを判定する判定手段と、
を備える車両用乗員検知装置において、
前記シートの異なる位置の荷重を検出するよう前記荷重センサを複数設け、
前記判定手段は、
各荷重センサ検出値の前回サンプリング値と今回サンプリング値の変化量を絶対値として合計し、当該合計値が予め定めた閾値以上の場合には、前記判定手段による乗員の判定を行わないようにする判定停止手段を備える、
ことを特徴とする車両用乗員検知装置。