JP5271962B2

JP5271962B2 - 状態検出装置

Info

Publication number: JP5271962B2
Application number: JP2010115498A
Authority: JP
Inventors: 俊博小池; 義孝鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: JP2011240844A

Description

この発明は、車両の座席等の状態を検出する状態検出装置に関するものであり、特に検出値が異常と判定されたときの制御処理に係る。

従来、車両の座席に荷重センサを設け、この荷重センサにより検出されたセンサ値に基づき検出荷重検出値を算出し、この検出荷重検出値と予め算出された基準値とを比較して、着座状態の変化を検出する状態検出装置が知られている。この状態検出装置にあっては、例えば、検出荷重値が基準値に対して閾値以上に増加又は閾値以下に減少した場合に、乗員の着座状態に変化があったと判断される。
ところで、この種の状態検出装置による荷重センサの検出信号は、外来ノイズや車両の振動による検出荷重値のドリフトの影響を受け易い。そのため、これらの影響を防止することを目的として、ローパスフィルタを用いたり、複数の検出値からフィルタ演算することが行われている。

フィルタ演算を行う状態検出装置にあっては、荷重センサへの電源供給開始から検出回数が所定回数になるまでの間、外来ノイズによる荷重変動を抑えるために、前回の荷重検出値に重み付け係数Ａを積算すると共に、今回の荷重検出値に重み付け係数Ｂを積算し、これら積算された値を加算して得られた荷重検出値を基準値とする一方、検出回数が所定回数を超えた場合には、所定回数のセンサ平均電圧を演算してこのセンサ平均電圧を基準値とするものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３９９１７６９号公報

しかしながら、従来のように、ローパスフィルタを用いて外来ノイズや振動によるドリフトの影響を抑制しようとした場合、乗員による急激な荷重変動が起こった場合に、実際の荷重変動に対して遅れが生じてしまう場合がある。また、上述したフィルタ演算を行う場合においても、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響は低減されるものの、これらの影響が無視できるまでには至っていない。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響を十分に低減すると共に、急激な検出値の変動にも追従可能なことが可能な状態検出装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、前回値と該前回値の直後に検出される今回値と基準値とに基づいて出力値（例えば、実施形態におけるシート荷重の出力値）を算出する状態検出装置において、基準値よりも前回値の方が大きく、かつ基準値と前回値との差が第１閾値よりも大きく、かつ基準値と今回値との差が第２閾値以下であるときには、基準値に所定値を加算した補正値を算出し、該補正値と、前記基準値とを重み付けして新基準値を求めるとともに、前記補正値に基づき前記出力値を求めて出力することを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、前回値と該前回値の直後に検出される今回値と基準値とに基づいて出力値を算出する状態検出装置において、基準値よりも前回値の方が小さく、かつ基準値と前回値との差が第１閾値よりも大きく、かつ基準値と今回値との差が第２閾値以下であるときには、基準値に所定値を減算した補正値を算出し、該補正値と、前記基準値とを重み付けして新基準値を求めるとともに、前記補正値に基づき前記出力値を求めて出力することを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記基準値と前記前回値との差が前記第１閾値よりも大きく、かつ前記基準値と前記今回値との差が前記第２閾値よりも大きいときは、前記前回値と、前記基準値とを重み付けして前記新基準値を求めるとともに、前記前回値に基づき前記出力値を求めて出力することを特徴とすることを特徴とする。

請求項１，２に記載した発明によれば、基準値と前回値との差が第１閾値よりも大きく、かつ基準値と第２出力値との差が第２閾値以下の場合には、前回値だけが外来ノイズや振動によるドリフト等により瞬間的に増加したと推定できるので、基準値に第１閾値を加算した補正値を算出し、この補正値に基づき出力値を求めることができるため、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響を排除することができる。また、補正値および基準値を例えば、補正値が軽くなるように重み付けして新基準値とするので、前回値をそのまま用いて新基準値を求める場合と比較して、外来ノイズによる影響や振動によるドリフトの影響を低減することができる。したがって、外来ノイズによる影響や振動によるドリフトの影響を低減しつつ、従来のローパスフィルタにより外来ノイズを除去する場合と比較して、乗員の急激な検出値の変動にも追従することが可能になる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、基準値と前回値との差が第１閾値よりも大きく、基準値と第２検出値との差が第２閾値よりも大きくなった場合には、前回値が瞬間的に増加しておらず乗員による荷重変化による前回値の増加と推定できるので、前回値をそのまま用いて迅速に出力値を求めることができるとともに、前回値と基準値とを重み付けして迅速に新基準値を求めることができる効果がある。

本発明の実施形態における状態検出装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施形態におけるデータ更新処理のフローチャートである。本発明の実施形態における基準値と荷重センサの出力電圧値とに基づく新基準値の算出を説明する図であり、前回値が第１閾値よりも大きく、今回値が第２閾値以下の場合である。前回値が第１閾値よりも大きく、今回値が第２閾値よりも大きい場合の図３に相当する図である。この発明の実施形態の変形例における図１に相当する図である。

次に、この発明の実施形態における状態検出装置について図面を参照しながら説明する。
この実施形態の状態検出装置１は、自動車等の車両のシート２の着座状態を検出する装置であって、図１に示すように、乗員の臀部を上部において支承するシート２のシートクッション３に取り付けられた４つの荷重センサ４ａ〜４ｄを備えて構成される。荷重センサ４ａ〜４ｄは、入力された荷重を電圧に変換するピエゾ素子等の圧電素子を備えて構成され、加えられた荷重に応じた電圧信号を、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車内ネットワーク５経由で制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６へデジタル出力する。なお、図１は、車両の運転席又は助手席のシート２を上方から見た図であり、符号７はシートバック、符号８はヘッドレストである。

制御ＥＣＵ６は演算装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、所定のプログラムが予め記憶された不揮発性のメモリ（不図示）と、ＣＰＵ１０により荷重センサ４ａ〜４ｄの出力電圧が所定の時間毎に所定の回数分読み取り記憶される記憶手段（図示略）とを備える。ＣＰＵ１０は、不揮発性のメモリに記憶されたプログラムを読み出して、荷重センサ４ａ〜４ｄの出力電圧に基づき各荷重センサ４ａ〜４ｄに対応したシート荷重の出力値を算出すると共に、乗員の着座状態を判定する着座状態判定処理を実行する。この着座状態判定処理では、荷重センサ４ａ〜４ｄの最新の出力電圧値（以下、単に今回値と称す）が、今回値よりも一つ前に検出された出力電圧値（以下、単に前回値と称す）等に基づき算出される基準値に対して、所定の閾値よりも増加又は減少したと判定された場合に、着座状態に変化があったと判定する。この着座状態判定処理は、所定間隔で行われる。着座状態判定処理の判定結果およびシート荷重の出力値の情報はＳＲＳユニット１１へ出力されてエアバッグ等の作動判断に用いられる。なお、この着座状態判定処理では、荷重センサ４ａ〜４ｄの出力電圧値の平均値を用いてシート荷重の出力値を求めたり着座状態の判定を行うようにしてもよいし、荷重センサ４ａ〜４ｄの各出力電圧に対して個別にシート荷重の出力値を求めたり着座状態の判定を行うようにしてもよい。

着座状態判定処理には、上述した基準値を更新するデータ更新処理が含まれる。このデータ更新処理は、前回値等に基づいて新基準値を算出して、この算出された新基準値を、それまでの基準値と置き換えることで更新する。つまり、着座状態判定処理が１回実行される度に基準値が更新されることとなる。なお、上述した「前回値等」とは、前回値以外に前回値の補正値（詳細は後述する）を含んでいる。

データ更新処理は、荷重センサ４ａ〜４ｄの出力電圧値に、外来ノイズや車両の振動に起因するドリフトの影響があるか否かを判定する処理を含んでおり、この処理によって外来ノイズや車両の振動に起因するドリフトの影響が無いと判定された場合には、前回値を用いて新基準値を算出する。一方、外来ノイズの影響や車両の振動に起因するドリフトの影響があると判定された場合には、これらの影響を排除するべく、前回値の補正値を求めて、この補正値を前回値と置き換えて新基準値の算出を行う。

ここで、ＣＰＵ１０は、データ更新処理により外来ノイズの影響や車両の振動に起因するドリフトの影響があると判定された場合、すなわち、補正値が求められた場合には、補正値に基づきシート荷重の出力値を求めてＳＲＳユニット１１へ出力する一方、外来ノイズの影響や車両の振動に起因するドリフトの影響がないと判定された場合、すなわち、補正値が求められていない場合には、前回値に基づきシート荷重の出力値を求めて、ＳＲＳユニット１１へ出力する。シート荷重の出力値は、例えば、予めメモリ等に記憶された前回値又は補正値とシート荷重の出力値とのマップ又はテーブルを参照することで求められる。

本実施形態の状態検出装置１は、上述した構成を備えており、次に、状態検出装置１の制御ＥＣＵ６で実行されるデータ更新処理について図２のフローチャートを参照しながら説明する。ここで、データ更新処理の説明で用いる「第１閾値」および「第２閾値」は、前回値が外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響を受けているか否かを判定するために予め設定された所定の閾値であり、「第１閾値」は、基準値と前回値との差分の閾値であり、「第２閾値」は、基準値と今回値との差分の閾値である。これら第１閾値と第２閾値とは、同一の値に設定してもよいし異なる値に設定してもよい。なお、以下、荷重センサ４ａの出力電圧に基づきデータ更新処理を行う場合を一例に説明するが、荷重センサ４ｂ〜４ｄについても同様なデータ更新処理を並行して行っている。

まず、荷重センサ４ａから今回値を取得する（ステップＳ０１）。そして、この今回値を最新データとし、今回値を取得する一つ前の最新データ（New_Data）を前回値（Old_Data）とする（ステップＳ０２）。

次いで、前回値から基準値（Ref）を減算した値（Old_Data−Ref）が第１閾値（Ｔｈ１）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ０３）。この判定は、基準値に対する前回値の正側の差分を判定する処理である。この判定の結果、前回値から基準値を減算した値が第１閾値以下の場合には（ステップＳ０３でＮｏ）、基準値から前回値を減算した値（Ref−Old_Data）が第１閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ０４）。この判定は、基準値に対する前回値の減少側の差分を判定する処理である。この判定の結果、基準値から前回値を減算した値が第１閾値以下の場合には（ステップＳ０４でＮｏ）、前回値（Old_Data）に基づき基準値（Ref）の更新処理を実行して（ステップＳ０５）、最初の処理（ステップＳ０１）に戻る。つまり、基準値と前回値との差分の絶対値が第１閾値以下の場合には、前回値が外来ノイズの影響や信号によるドリフトの影響を受けていないので、前回値に基づき新基準値が算出されることとなる。

一方、前回値から基準値（Ref）を減算した値（Old_Data−Ref）が第１閾値（Ｔｈ１）よりも大きい場合には（ステップＳ０３でＹｅｓ）、今回値から基準値を減算した値（New_Data-Ref）が第２閾値（Ｔｈ２）以下か否かを判定する（ステップＳ０６）。この判定は、基準値に対する今回値の増加側の差分を判定する処理である。この判定の結果、今回値から基準値を減算した値が第２閾値以下でない場合には（ステップＳ０６でＮｏ）、今回値と前回値とがともに増加しており一時的な荷重変化ではなく乗員等による荷重センサ４ａへ加わる荷重の変化と推定されるため、前回値（Old_Data）に基づき基準値（Ref）の更新処理を実行して（ステップＳ０５）、最初の処理（ステップＳ０１）にリターンする。ここで、図２のフローチャートでは、ステップＳ０６でＮｏとなってから上述した基準値から前回値を減算した値（Ref−Old_Data）が第１閾値よりも大きいか否かの判定を行うが（ステップＳ０４）、基準値から前回値を減算した値は負の値となり必ず第１閾値以下の値となるから（∵ステップＳ０３でＹｅｓ）、ステップＳ０５の処理へ進むこととなる。

一方、今回値から基準値を減算した値が第２閾値以下と判定された場合には（ステップＳ０６でＹｅｓ）、前回値のみが一時的に増加しており、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響により異常な値となっていると推定できるので、前回値の補正処理を行う（ステップＳ０８）。この場合、基準値に対して増加側に補正値が変動しているため、基準値に第１閾値を加算した値を補正値とする。そして、この前回値を補正した補正値に基づく基準値の更新を行い（ステップＳ０５）、最初の処理（ステップＳ０１）にリターンする。

また、前回値から基準値を減算した値が第１閾値以下（ステップＳ０３でＮｏ）となり、基準値から前回値を減算した値（Ref−Old_Data）が第１閾値よりも大きいと判定された場合（ステップＳ０４でＹｅｓ）には、基準値から今回値を減算した値が第２閾値以下か否かを判定する（ステップＳ０７）。基準値から今回値を減算した値が第２閾値以下でないと判定された場合は（ステップＳ０７でＮｏ）、前回値が外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響ではなく、乗員等による荷重センサ４ａへ加わる荷重の変化と推定されるので、補正を行わずに前回値に基づく基準値の更新を行い（ステップＳ０５）、最初の処理（ステップＳ０１）にリターンする。

一方、基準値から今回値を減算した値が第２閾値以下の場合は（ステップＳ０７でＹｅｓ）、前回値が一時的に減少しており、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響を受けていると推定されるので、前回値の補正処理を行う（ステップＳ０８）。この場合、基準値に対して減少側に補正値が変動しているため、基準値から第１閾値を減算した値を補正値とする。そして、そして、この前回値を補正した補正値を用いて基準値の更新を行い（ステップＳ０５）、最初の処理（ステップＳ０１）へリターンする。

すなわち、基準値（新基準値の一つ前の基準値）と前回値との差分の絶対値が第１閾値より大きく、かつ基準値と今回値との差分の絶対値が第２閾値以下のときは、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響を排除すべく前回値の補正値が算出され、この補正値を用いて新基準値および、上述したシート荷重の出力値が求められることとなる。一方、基準値と前回値との差分の絶対値が第１閾値より大きくても、基準値と今回値との差分の絶対値が第２閾値よりも大きい場合には、前回値の増加が、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響ではなくて、乗員等による荷重センサ４ａへ加わる荷重の変化であるとして、前回値をそのまま用いて新基準値および、上述したシート荷重の出力値が求められる。

上述した新基準値は、基準値と、前回値又は補正値とを重み付けして求められる。より具体的には、新基準値は、下記（１）式に示すように、基準値に所定の係数ｘ１を積算したものに前回値又は補正値を加算した値を、所定の係数ｘ２で除算して求められる。そのため新基準値は、前回値又は補正値が基準値よりも大きい場合には、基準値よりも大きい値となり、前回値又は補正値が基準値よりも小さい場合には、基準値よりも小さい値となる。上述した係数ｘ１は予め設定された任意の係数であって経験的又は実際の外来ノイズや振動を想定した実験結果に基づいて決定される係数であり、係数ｘ２は、通常、係数ｘ１よりも「１」だけ大きな値に設定される。

新基準値＝（基準値×ｘ１＋前回値（又は補正値））／ｘ２・・・（１）

図３，４は、基準値に対する前回値および今回値の相対的な電位の変化を示した説明図である。図３は、基準値に対して前回値が第１閾値（Ｔｈ１）よりも大きく（ステップＳ０３でＹｅｓ）、今回値が第２閾値（Ｔｈ２）以下の場合（ステップＳ０６でＹｅｓ）であり、この場合には補正処理が行われて、前回値が、基準値に第１閾値を加算した補正値とされる。そして補正値を用いて新基準値が算出される。
一方、図４は、基準値に対して前回値が第１閾値（Ｔｈ１）よりも大きく（ステップＳ０３でＹｅｓ）、今回値が第２閾値（Ｔｈ２）よりも大きい場合（ステップＳ０６でＮｏ）であり、この場合は、前回値の補正処理が行われず、前回値を用いて新基準値が算出される。

したがって、上述した実施形態の状態検出装置１によれば、基準値と今回値との差分の絶対値が第１閾値よりも大きく、かつ基準値と今回値との差分の絶対値が第２閾値以下の場合には、前回値だけが外来ノイズ等により瞬間的に増加又は減少したと推定できるので、例えば、前回値が増加している場合には基準値に第１閾値を加算した補正値を算出する一方、前回値が減少している場合には基準値から第１閾値を減算した補正値を算出し、この補正値および基準値とを例えば、補正値が軽くなるように重み付けして新基準値とするので、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響を十分に低減することができると共に、従来のローパスフィルタにより外来ノイズや振動によるドリフトを除去する場合と比較して、乗員による荷重変化に伴う急激な検出値の変動にも追従することが可能になる。

また、基準値と前回値との差分の絶対値が第１閾値よりも大きく、基準値と今回値との差分の絶対値が第２閾値よりも大きい場合に、前回値の瞬間的な増加や減少が生じておらず、外来ノイズの影響や振動によるドリフトの影響が無いことが推定可能であるため、前回値をそのまま用いて、前回値と基準値とを重み付けすることで迅速に新基準値を求めることができる。

なお、この発明は上述した実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、荷重センサ４ａ〜４ｄがデジタル出力の場合を一例に説明したが、例えば、変形例として図５に示すように、アナログ出力の荷重センサ２４ａ〜２４ｄを用いるようにしても良い。この場合、制御ＥＣＵ６には、荷重センサ２４ａ〜２４ｄが直接接続されて、荷重センサ２４ａ〜２４ｄのアナログ出力をＣＰＵ１０へ入力するためにデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２９が設けられる。

さらに、４個の荷重センサ４ａ〜４ｄを設ける場合について説明したが、荷重センサの個数は４個に限られず、少なくとも１個設けてあればよい。
また、上述した実施形態では、補正値を、基準値に対して第１閾値を加算又は減算して求める場合について説明したが、これに限られず、例えば第１閾値とは別の任意の加減値を設定し、この加減値を基準値に対して加算又は減算して補正値を求めるようにしてもよい。

１状態検出装置
２シート
３シートクッション
４ａ〜４ｄ荷重センサ
６制御ＥＣＵ
１０ＣＰＵ

Claims

前回値と該前回値の直後に検出される今回値と基準値とに基づいて出力値を算出する状態検出装置において、
基準値よりも前回値の方が大きく、かつ基準値と前回値との差が第１閾値よりも大きく、かつ基準値と今回値との差が第２閾値以下であるときには、基準値に所定値を加算した補正値を算出し、該補正値と、前記基準値とを重み付けして新基準値を求めるとともに、前記補正値に基づき前記出力値を求めて出力することを特徴とする状態検出装置。
前回値と該前回値の直後に検出される今回値と基準値とに基づいて出力値を算出する状態検出装置において、
基準値よりも前回値の方が小さく、かつ基準値と前回値との差が第１閾値よりも大きく、かつ基準値と今回値との差が第２閾値以下であるときには、基準値に所定値を減算した補正値を算出し、該補正値と、前記基準値とを重み付けして新基準値を求めるとともに、前記補正値に基づき前記出力値を求めて出力することを特徴とする状態検出装置。
前記基準値と前記前回値との差が前記第１閾値よりも大きく、かつ前記基準値と前記今回値との差が前記第２閾値よりも大きいときは、前記前回値と、前記基準値とを重み付けして前記新基準値を求めるとともに、前記前回値に基づき前記出力値を求めて出力することを特徴とする請求項１又は２に記載の状態検出装置。