JP5446592B2 - 車両衝撃判定装置、車両衝撃判定方法および車両衝撃報知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に衝撃が加わったことを判定する車両衝撃判定装置および車両衝撃判定方法と、車両に衝撃が加わったことを乗員に知らせる車両衝撃報知装置に関する。

車両の衝突時のエアバッグの展開や、シートベルトのプリテンション装置の作動制御のために、車両シートのクッション部と車両フロアーとの間に荷重センサーを設け、各荷重センサーが検出した荷重の総和に基づいて、車両シートへの着座状態を判定する着座判定装置に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。

これは、シートクッション部の下部の４隅に、ブラケットを介して荷重センサーが設けられ、シートクッション部の４隅に加わる荷重を検出している。着座判定部は、それぞれの荷重センサーが検出した荷重の総和を予め定められた閾値と比較して、車両シートへの乗員の着座状態を判定している。

着座判定装置によって判定された車両シートの着座状態は、エアバッグの作動制御に使用されている。例えば、助手席用車両シートに大人が着座していると判定された場合、エアバッグを全展開可能な状態とし、車両シートへの乗員なし、または、チャイルドシートにより子供が着座していると判定された場合には、エアバッグを展開不能な状態とする等の制御を行っている。

特許第４２６７８３６号公報

ところで、車両が軽度の衝突を起こしたような場合、車両に衝撃が発生する。この車両に発生した衝撃により、着座した車両シートに対し所定値以上の荷重が働き、シートフレームに微少な変形が発生することがある。シートフレームの変形した箇所が、荷重センサーの取付部位であった場合、荷重センサーの検出システムの０点位置（検出荷重を０とする位置）にズレが発生し、その後の車両シートにおける着座荷重の検出精度が低下するという問題がある。

通常、車両の衝突が軽度であった場合、ユーザーは車両を修理店に持ち込むことがなく、車両を点検、修理する機会がない場合が多い。この場合には、着座荷重の検出精度の低下により、車両シートにおいて、着座状態の判定が不正確な状態が放置されることになる。
これに対して、車両に加速度センサー等を設けて、その検出加速度によって車両への衝撃があったと判定して乗員に知らせる方法も考えられるが、新たに、加速度センサーおよびその信号処理回路等を設ける必要があり、車両の製造コストの増大につながっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成により、車両に衝撃が加わったことを判定し、乗員に知らせることのできる車両衝撃判定装置、車両衝撃判定方法および車両衝撃報知装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る車両衝撃判定装置の発明の構成上の特徴は、荷重検出手段により、座部の周縁部において、第１設定値以上の圧縮方向荷重が検出された後、第１設定時間以内に第２設定値以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、座部の周縁部において、第３設定値以上の引張方向荷重が検出された後、第２設定時間以内に第４設定値以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定することである。

ここで、上述した圧縮方向荷重および引張方向荷重についての第１設定値〜第４設定値とは、それぞれ、車両への衝撃によって座部に加えられる荷重を、その他の現象によって座部に発生する荷重変化に対して区別できるように設定された値を意味している。
また、上述した第１設定時間および第２設定時間とは、車両への衝撃によって座部に連続的に発生する圧縮方向荷重と引張方向荷重との間の時間間隔を含む値であって、その他の現象によって座部に発生する荷重変化に対して区別できる時間値を意味している。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１の車両衝撃判定装置において、荷重検出手段は、座部の前縁部および後縁部のうちの少なくとも一方に取り付けられたことである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２の車両衝撃判定装置において、荷重検出手段は、座部の後縁部に取り付けられたことである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のうちいずれかの車両衝撃判定装置において、荷重検出手段は、座部の左右部位に一つずつ取り付けられ、衝撃判定手段は、座部の左右部位に取り付けられた荷重検出手段のうちの少なくとも一つにより、第１設定値以上の圧縮方向荷重が検出された後、第１設定時間以内に第２設定値以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、第３設定値以上の引張方向荷重が検出された後、第２設定時間以内に第４設定値以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定することである。

請求項５に係る車両衝撃報知装置の発明の構成上の特徴は、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の車両衝撃判定装置と、車両衝撃判定装置により車両に衝撃が加わったと判定された場合に、車両の乗員に対して車両に衝撃が加わったことを知らせる衝撃報知手段とを備えたことである。

請求項６に係る車両衝撃判定方法の発明の構成上の特徴は、荷重検出手段により、座部の周縁部において、第１設定値以上の圧縮方向荷重が検出された後、第１設定時間以内に第２設定値以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、座部の周縁部において、第３設定値以上の引張方向荷重が検出された後、第２設定時間以内に第４設定値以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定することである。

請求項１に係る車両衝撃判定装置によれば、荷重検出手段により、座部の周縁部において、第１設定値以上の圧縮方向荷重が検出された後、第１設定時間以内に第２設定値以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、座部の周縁部において、第３設定値以上の引張方向荷重が検出された後、第２設定時間以内に第４設定値以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定することにより、既存の荷重検出手段を用いて座部に発生した荷重を検出するのみで、容易に車両に衝撃が加わったことを判定できる。

本発明者は、衝突等により車両に衝撃が加わった場合、車両シートの座部の周縁部において、所定時間以内に圧縮方向荷重と引張方向荷重とが連続して現れ、これらがそれぞれ所定値以上になることを発見した。すなわち、車両の進行方向において衝突が発生した場合、座部の進行方向前方に位置する周縁部においては、第１設定値以上の圧縮方向荷重が発生した後、第２設定値以上の引張方向荷重が発生する。また、座部の進行方向後方に位置する周縁部においては、第３設定値以上の引張方向荷重が発生した後、第４設定値以上の圧縮方向荷重が発生する。車両の衝撃によるこれらの荷重を、座部に設けた荷重検出手段によって検出すれば、車両に衝撃が加わったことを容易に判定することができる。

請求項２に係る車両衝撃判定装置によれば、荷重検出手段は、座部の前縁部および後縁部のうちの少なくとも一方に取り付けられたことにより、発生頻度の高い前方衝突または後方衝突により車両に衝撃が加わったことを容易に判定することができる。

請求項３に係る車両衝撃判定装置によれば、荷重検出手段は、座部の後縁部に取り付けられたことにより、荷重検出手段に対して着座者等による荷重が加わりやすくなる。このため、荷重検出手段が座部の前方部に設けられていなくても、座部に印加される荷重の変化を検出しやすくなり、車両に衝撃が加わったことを正確に判定することと、荷重検出手段の低減に伴う車両シートの低コスト化を両立させることができる。

請求項４に係る車両衝撃判定装置によれば、荷重検出手段は、座部の左右部位に一つずつ取り付けられ、衝撃判定手段は、座部の左右部位に取り付けられた荷重検出手段のうちの少なくとも一つにより、第１設定値以上の圧縮方向荷重が検出された後、第１設定時間以内に第２設定値以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、第３設定値以上の引張方向荷重が検出された後、第２設定時間以内に第４設定値以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定することにより、車両シートの左右部位に発生する荷重に偏りがあっても、荷重の変化を見過ごすことなく、車両への衝撃の有無を正確に判定することができる。

請求項５に係る車両衝撃報知装置によれば、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の車両衝撃判定装置と、車両衝撃判定装置により車両に衝撃が加わったと判定された場合に、車両の乗員に対して車両に衝撃が加わったことを知らせる衝撃報知手段とを備えたことにより、車両への衝撃により、車両の点検が必要なことをユーザーに適確に知らせることができる。

請求項６に係る車両衝撃判定方法によれば、荷重検出手段により、座部の周縁部において、第１設定値以上の圧縮方向荷重が検出された後、第１設定時間以内に第２設定値以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、座部の周縁部において、第３設定値以上の引張方向荷重が検出された後、第２設定時間以内に第４設定値以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定することにより、既存の荷重検出手段を用いて座部に発生した荷重を検出するのみで、容易に車両に衝撃が加わったことを判定できる。

本発明の実施形態１による車両衝撃判定装置が設けられた車両シートの斜視図 図１に示した着座センサーの拡大図 車両衝撃報知装置の全体を示したブロック図 車両の前方衝突時における車両シートに加わる荷重を説明するための簡略図 車両の後方衝突時における車両シートに加わる荷重を説明するための簡略図 図１に示した車両衝撃報知装置による車両衝撃報知の方法を表したメインフローチャートを示した図 図６に示した車両衝撃判定の方法を表したフローチャートの前半を示した図 図６に示した車両衝撃判定の方法を表したフローチャートの後半を示した図 車両の後方衝突時の着座センサーによる荷重特性を、他の現象発生時の荷重特性と比較したグラフを示した図 車両シートをゆすった場合の着座センサーによる荷重特性を示した図 車両の走行時の着座センサーによる荷重特性を示した図

図１乃至図１１に基づき、本発明の一実施形態による車両衝撃判定装置および車両衝撃報知装置について説明する。尚、説明中において、車両シート１に着座した乗員にとっての前方を車両シート１の前方とし、乗員の右手側を車両シート１の右方とし、乗員の左手側を車両シート１の左方とする。

図１に示すように、左ハンドル車両に搭載された助手席用の車両シート１は、乗員が着座するシートクッション１１（本発明の座部に該当する）と、シートクッション１１の後端部において前後方向に回動可能に取り付けられ、乗員の背もたれとなるシートバック１２とを備えている。また、シートバック１２の上端には、乗員の頭部を支持するヘッドレスト１３が取り付けられている。

シートクッション１１は、シートフレーム１１１、シートフレーム１１１の上方に配置されたパッド部材１１２、およびパッド部材１１２の表面を覆う表皮１１３により形成されている。シートフレーム１１１の下面には、左右一対のアッパーレール１４Ｒ、１４Ｌが取り付けられている。アッパーレール１４Ｒ、１４Ｌは、車両のフロアー４（本発明の車両の床に該当する）上に固定された一対のロアレール４１Ｒ、４１Ｌに、それぞれ前後方向に移動可能に係合している。これにより車両シート１は、フロアー４上を前後方向に移動して、乗員の所望する位置に固定可能に形成されている。

左右一対の着座センサー２Ｒ、２Ｌ（本発明の荷重検出手段に該当する）は、シートフレーム１１１とアッパーレール１４Ｒ、１４Ｌとの間に、それぞれ介装されている。着座センサー２Ｒ、２Ｌは、車両シート１のシートクッション１１の後縁部に取り付けられている。着座センサー２Ｒ、２Ｌは、いずれも歪ゲージ等により形成された荷重センサーで、車両シート１への乗員の着座あるいは荷物の載置等により、シートクッション１１に対し加わる荷重を検出するものである。着座センサー２Ｒ、２Ｌは、これに限定されるものではないが、エアバッグの展開制御や、シートベルトのプリテンション装置の作動制御のために、シートクッション１１に対する荷重を検出している。尚、本発明は、着座センサー２Ｒ、２Ｌの種類、型式、検出原理を、特定のものに限定するものではない。

右着座センサー２Ｒは、シートフレーム１１１の右部分と右側のアッパーレール１４Ｒとの間に介装され、シートクッション１１の右部分が受け持つ荷重を検出する。同様に、左着座センサー２Ｌは、シートフレーム１１１の左部分と左側のアッパーレール１４Ｌとの間に介装され、シートクッション１１の左部分が受け持つ荷重を検出する。右着座センサー２Ｒと左着座センサー２Ｌは、シートクッション１１の幅方向に所定距離だけ離れて設けられている。以下、右着座センサー２Ｒおよび左着座センサー２Ｌを総称する場合は、着座センサー２Ｒ、２Ｌという。

図２に示すように、着座センサー２Ｒ、２Ｌ（図２において、左着座センサー２Ｌのみ示す）は、金属板により形成された起歪体２３、起歪体２３を保持したブラケット２４およびブラケット２４の下面に形成されたアンプケース２４１を備えている。起歪体２３の下面には、後述するセンサー部２１Ｌを構成する歪ゲージが貼付されている。また、アンプケース２４１内には、後述するアンプ部２２Ｌが内蔵されており、アンプケース２４１の前端には、着座センサー２Ｌをコントローラー３と接続するためのコネクタ２４２が一体に形成されている。

起歪体２３の前端部および後端部に設けられた取付孔には、それぞれブッシュ２３１が装着されている。各々のブッシュ２３１内にはアッパーレール１４Ｌに立設された取付ボルト（図示せず）が下方から挿入され、ブラケット２４の上方から締付ナットを螺合させることにより、起歪体２３はアッパーレール１４Ｌ上に取り付けられる。起歪体２３をアッパーレール１４Ｌに取り付けた状態で、起歪体２３の下方に位置するブッシュ２３１の厚みによって、起歪体２３とアッパーレール１４Ｌとの間には十分な隙間が形成されている。

また、起歪体２３の中央部には、スタッドボルト２３２が取り付けられている。スタッドボルト２３２には、起歪体２３の上面に位置するようにスペーサ２３３が装着されている。スタッドボルト２３２をシートフレーム１１１の下面に形成された取付孔（図示せず）に挿入した後、上方からナット部材を締め付けることによって、起歪体２３はシートフレーム１１１の下方に取り付けられる。起歪体２３をシートフレーム１１１に取り付けた状態において、スペーサ２３３の厚みによって、起歪体２３とシートフレーム１１１との間にも十分な隙間が形成されている。

上述した構成によって、起歪体２３は、シートフレーム１１１とアッパーレール１４Ｒ、１４Ｌとの間の相対位置の変化によって、上下方向に撓み可能に形成されている。センサー部２１Ｒ、２１Ｌは、起歪体２３の中央部（スタッドボルト２３２の取付部）が下方へと押圧される圧縮状態となる、あるいは起歪体２３の中央部が上方へと牽引される引っ張り状態となることによって、シートクッション１１に加わる荷重を検出している。尚、右着座センサー２Ｒは、図２に示した左着座センサー２Ｌに対して対称形状を呈している。

図３に示すように、各々の着座センサー２Ｒ、２Ｌを構成するセンサー部２１Ｒ、２１Ｌは、それぞれ１乃至４個の歪ゲージからなるホイートストンブリッジ回路によって形成されている。それぞれのアンプ部２２Ｒ、２２Ｌには、センサー部２１Ｒ、２１Ｌに形成されたホイートストンブリッジ回路の中間点の間の電圧である、ブリッジ電圧が入力されている。

着座センサー２Ｒ、２Ｌには、上述したコントローラー３（本発明の衝撃判定手段に該当する）が接続されている。コントローラー３は、着座センサー２Ｒ、２Ｌからの検出信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器３１、検出信号に基づき車両シート１への着座状態を判定する判定部３２、および着座状態を判定するために必要な種々のデータを記憶する記憶部３３を備えている。また、コントローラー３の判定部３２は、着座センサー２Ｒ、２Ｌからの検出信号に基づき、車両への衝撃の有無を判定している。

コントローラー３は、上述したセンサー部２１Ｒ、２１Ｌのホイートストンブリッジ回路のブリッジ電圧値により、着座センサー２Ｒ、２Ｌの起歪体２３が圧縮状態にあるか引っ張り状態にあるかを検出している。この場合、ブリッジ電圧の正負（電圧の向き）に基づいて、起歪体２３が圧縮状態にあるか引っ張り状態にあるかを区別すればよい。あるいは、それに代えて、ブリッジ電圧の正の所定値を基準電圧とし、基準電圧以上の電圧値が検出された場合に圧縮状態とし、基準電圧よりも低い電圧値が検出された場合に引っ張り状態としてもよい。

また、コントローラー３はブリッジ電圧の大きさによって、起歪体２３の変位の大きさ、換言すればシートクッション１１の右部分あるいは左部分に加えられた荷重の値を検出することができる。
さらに、コントローラー３には、車内スピーカ５およびインスツルメントパネル（図示せず）に取り付けられた報知用発光体６が接続されている。報知用発光体６はこれに限られるものではないが、発光ダイオードにより形成されている。車内スピーカ５および報知用発光体６のそれぞれが、本発明の衝撃報知手段に該当する。

コントローラー３は、車両に衝撃が加わったと判定した場合、車内スピーカ５から音声を発生させたり、報知用発光体６を点灯させる等して、乗員に対して車両に衝撃が加わったことを知らせる。尚、図３において、着座センサー２Ｒ、２Ｌおよびコントローラー３を含んだもの（図３において、二点鎖線により示す）が、車両衝撃判定装置に該当する。

次に、図４および図５に基づき、衝突によって車両に衝撃が加わった場合の、車両シート１のシートクッション１１において発生する荷重について説明する。本発明者は、数々の実験と経験により、車両衝突時のシートクッション１１における荷重について、以下のような現象が発生することを発見した。

図４の左方に示すように、車両が前進している際に、車両前方において衝突が発生した場合、衝突の瞬間において、着座者を含んだ車両シート１に対し前方への加速度が発生する。これにより、車両シート１において、図４における反時計回りのモーメントが発生する。したがって、シートクッション１１の下端前縁において、車両のフロアー４の方向に向けて加えられる所定値以上の荷重（以下、車両のフロアー４の方向に向けて加えられる荷重を圧縮方向荷重という）が発生し、一方、シートクッション１１の下端後縁において、車両のフロアー４から離れる方向に加えられる所定値以上の荷重（以下、車両のフロアー４から離れる方向に加えられる荷重を引張方向荷重という）が発生する。

その後、車両前方において衝突が発生してからごく僅かな所定時間のうちに、図４の右方に示すように、車両シート１に対し後方へ戻りが発生し、これにより、車両シート１において、図４における時計回りのモーメントが発生する。したがって、シートクッション１１の下端前縁において所定値以上の引張方向荷重が発生し、一方、シートクッション１１の下端後縁において所定値以上の圧縮方向荷重が発生する。

また、図５に示すように、車両が後退している際に、車両後方において衝突が発生した場合は、上述した前方衝突の場合に対し、それぞれの荷重が発生する前後位置が反対になる。
すなわち、図５の左方に示すように、車両が後退している際に、車両後方において衝突が発生した場合、衝突の瞬間において、着座者を含んだ車両シート１に対し後方への加速度が発生し、これにより、車両シート１において、図５における時計回りのモーメントが発生する。したがって、シートクッション１１の下端後縁において所定値以上の圧縮方向荷重が発生し、一方、シートクッション１１の下端前縁において所定値以上の引張方向荷重が発生する。

その後、車両後方において衝突が発生してからごく僅かな所定時間のうちに、図５の右方に示すように、車両シート１に対し前方へ戻りが発生し、これにより、車両シート１において、図５における反時計回りのモーメントが発生する。したがって、シートクッション１１の下端後縁において所定値以上の引張方向荷重が発生し、一方、シートクッション１１の下端前縁において所定値以上の圧縮方向荷重が発生する。

尚、言うまでもないことではあるが、上述した圧縮方向荷重が発生する状態は、着座センサー２Ｒ、２Ｌにおける起歪体２３の圧縮状態に該当し、引張方向荷重が発生する状態は、起歪体２３の引っ張り状態に該当する。
上述したように、前方衝突および後方衝突を問わず、衝突後において短時間のうちに車両シート１に戻りが発生する原因について、詳細なメカニズムは不明であるが、シートフレーム１１１および車両のフロアー４等の剛性に起因すると考えられる。

以上、車両に前方衝突および後方衝突が発生した場合に、車両シート１において発生する荷重について説明したが、これら以外の方向からの衝突時においても、車両シート１において上述した場合と同様に荷重が発生する。すなわち、車両の側突あるいは斜め衝突といったような場合にも、衝突の瞬間において、衝突した側に近い位置にあるシートクッション１１の周縁部において所定値以上の圧縮方向荷重が発生し、衝突した側と離れた位置にあるシートクッション１１の周縁部において所定値以上の引張方向荷重が発生する。その後、衝突が発生してからごく僅かな所定時間のうちに、車両シート１に対し戻りが発生する。

次に、図６に基づき、本実施形態における、コントローラー３による車両シート１の車両衝撃報知の方法について説明する。最初に、右着座センサー２Ｒによって検出されたシートクッション１１の右部分が受け持つ荷重に基づいた車両衝撃判定（以下、“右”車両衝撃判定という）と、左着座センサー２Ｌによって検出されたシートクッション１１の左部分が受け持つ荷重に基づいた車両衝撃判定（以下、“左”車両衝撃判定という）とを、同時に並行して行う（ステップＳ６０２およびステップＳ６０１）。

次に、”右”車両衝撃判定および”左”車両衝撃判定のうちの少なくとも一つにおいて、車両衝撃の判定があったか否かが判定される（ステップＳ６０３）。”右”車両衝撃判定および”左”車両衝撃判定のうちの少なくとも一つにおいて、車両に衝撃が加わったと判定された場合、車内スピーカ５または報知用発光体６により、車両に衝撃が加わったため、車両の点検が必要なことを乗員に知らせる（ステップＳ６０４：衝撃報知）。”右”車両衝撃判定および”左”車両衝撃判定のうちのいずれにおいても、車両に衝撃が加わったと判定されなかった場合、衝撃報知を行わずに制御フローを終了する。

次に、図７および図８に基づき、図６に示した”右”車両衝撃判定および”左”車両衝撃判定の方法について説明する。尚、”右”車両衝撃判定および”左”車両衝撃判定は、右着座センサー２Ｒによって検出された荷重に基づいて車両衝撃判定を行うか、左着座センサー２Ｌによって検出された荷重に基づいて車両衝撃判定を行うかの違いのみであるため、図７および図８においては、双方の車両衝撃判定を兼ねて一つのフローチャートのみを示している。また、それに伴い、以下において”右”車両衝撃判定の方法のみについて説明を行う。

最初に、右着座センサー２Ｒから、その受け持つ荷重ＷＲが入力される（ステップＳ７０１）。次に、コントローラー３は、検出荷重ＷＲに基づいて荷重が発生しているか否かを判定する（ステップＳ７０２）。具体的には、検出された荷重ＷＲが０より所定値δ（δ≒０）だけ大きいか否かが判定される。検出荷重ＷＲがδ未満であって荷重が発生していないと判定されると、本制御フローは終了する。

検出荷重ＷＲがδ以上であって、荷重が発生していると判定された場合、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重であるか、引張方向荷重であるかが判定される（ステップＳ７０３）。検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重であった場合、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重の閾値であるＷ１以上であるか否かが判定される（ステップＳ７０４）。閾値Ｗ１（本発明の第１設定値に該当する）は、車両に衝撃が加わった時の圧縮方向荷重の閾値であり、すなわち、上述した図４の左方または図５の左方において示した圧縮方向荷重の閾値に該当する。

検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重の閾値であるＷ１未満であった場合、本制御フローは終了する。検出荷重ＷＲが閾値Ｗ１以上であった場合、ステップＳ８０１（図８示）へと進む。
また、検出荷重ＷＲが引張方向荷重であった場合、検出荷重ＷＲが引張方向荷重の閾値であるＷ３以上であるか否かが判定される（ステップＳ７０５）。閾値Ｗ３（本発明の第３設定値に該当する）は、車両に衝撃が加わった時の引張方向荷重の閾値であり、すなわち、上述した図４の左方または図５の左方において示した引張方向荷重の閾値に該当する。
検出荷重ＷＲが引張方向荷重の閾値であるＷ３未満であった場合、本制御フローは終了する。検出荷重ＷＲが閾値Ｗ３以上であった場合、ステップＳ８０６（図８示）へと進む。

ステップＳ８０１においては、再び、右着座センサー２Ｒにより荷重ＷＲが検出され、次に、ステップＳ８０２において、検出荷重ＷＲに基づき、荷重が発生しているか否かが判定される。
検出荷重ＷＲがδ以上であって、荷重が発生していると判定された場合、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重であるか、引張方向荷重であるかが判定される（ステップＳ８０３）。検出荷重ＷＲが引張方向荷重であった場合、検出荷重ＷＲが引張方向荷重の閾値であるＷ２以上であるか否かが判定される（ステップＳ８０４）。閾値Ｗ２（本発明の第２設定値に該当する）は、車両に衝撃が加わった後の戻り時の引張方向荷重の閾値であり、すなわち、上述した図４の右方または図５の右方において示した引張方向荷重の閾値に該当する。

検出荷重ＷＲが閾値Ｗ２以上であった場合、ステップＳ７０４において、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重の閾値であるＷ１以上であると判定されてから、閾値Ｗ２以上となるまでに経過した時間Ｔsが、閾値時間であるＴ１（本発明の第１設定時間に該当する）を超えたか否かが判定される（ステップＳ８１１）。時間Ｔｓが、閾値時間であるＴ１を超えたと判定された場合、本制御フローは終了する。時間Ｔｓが、閾値時間Ｔ１を超えていないと判定された場合、コントローラー３は、例えば、衝突により車両に衝撃が加わったと判定する（ステップＳ８１３）。

上述したステップＳ８０２において、検出荷重ＷＲがδ未満であって、荷重が発生していないと判定された場合、または、ステップＳ８０３において、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重であると判定された場合、もしくは、ステップＳ８０４において、検出荷重ＷＲが引張方向荷重の閾値であるＷ２未満であった場合には、ステップＳ７０４において、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重の閾値であるＷ１以上であると判定されてから経過した時間Ｔが、閾値時間であるＴ１を超えたか否かが判定される（ステップＳ８０５）。時間Ｔが、閾値時間であるＴ１を超えていないと判定された場合、ステップＳ８０１へと戻り、時間Ｔが閾値時間Ｔ１を超えたと判定された場合、本制御フローは終了する。

一方、ステップＳ８０６においては、再び、右着座センサー２Ｒにより荷重ＷＲが検出され、次に、ステップＳ８０７において、検出荷重ＷＲに基づき、荷重が発生しているか否かが判定される。
検出荷重ＷＲがδ以上であって、荷重が発生していると判定された場合、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重であるか、引張方向荷重であるかが判定される（ステップＳ８０８）。検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重であった場合、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重の閾値であるＷ４以上であるか否かが判定される（ステップＳ８０９）。閾値Ｗ４（本発明の第４設定値に該当する）は、車両に衝撃が加わった後の戻り時の圧縮方向荷重の閾値であり、すなわち、上述した図４の右方または図５の右方において示した圧縮方向荷重の閾値に該当する。

検出荷重ＷＲが閾値Ｗ４以上であった場合、ステップＳ７０５において、検出荷重ＷＲが引張方向荷重の閾値であるＷ３以上であると判定されてから、閾値Ｗ４以上となるまでに経過した時間Ｔsが、閾値時間であるＴ２（本発明の第２設定時間に該当する）を超えたか否かが判定される（ステップＳ８１２）。時間Ｔｓが、閾値時間であるＴ２を超えたと判定された場合、本制御フローは終了する。時間Ｔｓが、閾値時間Ｔ２を超えていないと判定された場合、コントローラー３は、例えば、衝突により車両に衝撃が加わったと判定する（ステップＳ８１３）。

一方、上述したステップＳ８０７において、検出荷重ＷＲがδ未満であって、荷重が発生していないと判定された場合、または、ステップＳ８０８において、検出荷重ＷＲが引張方向荷重であると判定された場合、もしくは、ステップＳ８０９において、検出荷重ＷＲが圧縮方向荷重の閾値であるＷ４未満であった場合には、ステップＳ７０５において、検出荷重ＷＲが引張方向荷重の閾値であるＷ３以上であると判定されてから経過した時間Ｔが、閾値時間であるＴ２を超えたか否かが判定される（ステップＳ８１０）。時間Ｔが閾値時間Ｔ２を超えていないと判定された場合、ステップＳ８０６へと戻り、時間Ｔが、Ｔ２を超えたと判定された場合、本制御フローは終了する。

次に、図９乃至図１１に基づき、衝突によって車両に衝撃が加わった時における着座センサー２Ｒ、２Ｌによる荷重特性を、他の現象時の荷重特性と比較して説明する。尚、図９乃至図１１における各線図は、着座センサー２Ｒ、２Ｌのどちらか一方による荷重特性を示したグラフである。また、図９乃至図１１において、縦軸のプラス領域は着座センサー２Ｒ、２Ｌによる検出荷重が圧縮方向荷重である場合を表し、マイナス領域は着座センサー２Ｒ、２Ｌによる検出荷重が引張方向荷重である場合を表しており、引張方向荷重については、マイナス方向へ行くほどその値が大きくなっていることを示している。

さらに、図９において一点鎖線にて示された線図は、車両シート１を乗員の手により故意にゆすった場合に、着座センサー２Ｒ、２Ｌによって検出された荷重を示している。これは、図１０に示した線図と同一のものであるが、図１０の横軸における時間的長さは、図９のものに比較しておよそ１０倍に拡大されている。

また、図９において破線にて示された線図は、車両が、表面が波打った道路（波状路）を走行した場合に、着座センサー２Ｒ、２Ｌによって検出された荷重を示している。これは、図１１に示した線図と同一のものであるが、図１１の横軸における時間的長さも、図９のものに比較しておよそ１０倍に拡大されている。

図９に示したように、例えば、車両に後方衝突が発生した場合、着座センサー２Ｒ、２Ｌは、それぞれ閾値Ｗ１を超える圧縮方向荷重を検出した後、短時間Ｔsのうちに閾値Ｗ２を超える引張方向荷重を検出する。図にあるように、圧縮方向荷重が閾値Ｗ１を超えてから、引張方向荷重が閾値Ｗ２を超えるまでの時間Ｔsは、０．２sec未満という短い時間であることが分かる。

これに対し、シートをゆすった場合に検出された荷重および車両走行時に検出された荷重は、圧縮方向荷重と引張方向荷重との間の時間的間隔が、車両衝突時の検出荷重に比較して約１０倍ほどあり、また、圧縮方向荷重および引張方向荷重がそれぞれの閾値Ｗ１、Ｗ２を超えることもまれである。

したがって、上述した圧縮方向荷重についての閾値Ｗ１、Ｗ４および引張方向荷重についての閾値Ｗ２、Ｗ３について、それぞれ、衝突によって車両に衝撃が加わった場合に、シートクッション１１に加えられる荷重を、その他の現象によってシートクッション１１に発生する荷重に対して区別できる値に設定し、さらに、閾値時間Ｔ１、Ｔ２について、衝突によって車両に衝撃が加わった場合に、シートクッション１１に連続的に発生する圧縮方向荷重と引張方向荷重との間の時間的間隔を、その他の現象によってシートクッション１１に発生する圧縮方向荷重と引張方向荷重との間の時間的間隔に対して区別できる時間に設定することにより、着座センサー２Ｒ、２Ｌによる検出荷重に基づいて、車両に衝撃が加わったことを判定できることが分かる。

本実施形態によれば、着座センサー２Ｒ、２Ｌにより、シートクッション１１の周縁部において、Ｗ１以上の圧縮方向荷重が検出された後、閾値時間Ｔ１以内にＷ２以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、シートクッション１１の周縁部において、Ｗ３以上の引張方向荷重が検出された後、閾値時間Ｔ２以内にＷ４以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定することにより、既存の着座センサー２Ｒ、２Ｌを用いて、シートクッション１１に発生した荷重を検出するのみで、容易に車両に衝撃が加わったことを判定できる。

また、着座センサー２Ｒ、２Ｌは、シートクッション１１の後縁部に取り付けられたことにより、前方衝突または後方衝突により車両に衝撃が加わったことを容易に判定することができる。さらに、着座センサー２Ｒ、２Ｌが、シートクッション１１の後縁部に取り付けられたことにより、着座センサー２Ｒ、２Ｌに対して着座者等による荷重が加わりやすくなる。このため、着座センサー２Ｒ、２Ｌがシートクッション１１の前方部に設けられていなくても、シートクッション１１に印加される荷重の変化を検出しやすくなり、車両への衝撃の有無の正確な判定と、着座センサー２Ｒ、２Ｌの低減に伴う車両シート１の低コスト化を両立させることができる。

また、着座センサー２Ｒ、２Ｌは、シートクッション１１の左右部位に少なくとも一つずつ取り付けられ、コントローラー３は、着座センサー２Ｒ、２Ｌのうちの少なくとも一つにより、Ｗ１以上の圧縮方向荷重が検出された後、閾値時間Ｔ１以内にＷ２以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、Ｗ３以上の引張方向荷重が検出された後、閾値時間Ｔ２以内にＷ４以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定することにより、シートクッション１１の左右部位に発生する荷重に偏りがあっても、荷重の変化を見過ごすことなく、車両への衝撃の有無を正確に判定することができる。
また、車両に衝撃が加わったと判定された場合に、車両の乗員に対して車両に衝撃が加わったことを知らせる車内スピーカ５および報知用発光体６を備えたことにより、車両への衝撃により車両の点検が必要なことをユーザーに適確に知らせることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
本発明は、助手席用の車両シート１のみでなく、中席用シートまたは後席用シートにも適用可能である。

また、着座センサー２Ｒ、２Ｌは歪ゲージ式の荷重センサーに限らず、シートクッション１１に働く圧縮方向荷重および引張方向荷重が検出できるものであれば、どのような形式のものであってもよい。例えば、着座センサー２Ｒ、２Ｌを、シートクッション１１に加わる荷重に応じて発生した圧力を検出する圧力センサーとし、検出した圧力からシートクッション１１に加わる圧縮方向荷重および引張方向荷重を検出してもよい。
また、着座センサー２Ｒ、２Ｌを、シートクッション１１の変位を検出する変位センサーとし、シートスプリングの付勢力に抗した変位量から、シートクッション１１に加わる圧縮方向荷重および引張方向荷重を検出してもよい。

また、着座センサー２Ｒ、２Ｌは、少なくともシートクッション１１の周縁部に一つ設ければよいが、シートクッション１１に、複数の着座センサー２Ｒ、２Ｌを設ける場合、シートクッション１１の前縁部のみに、左右一対の着座センサー２Ｒ、２Ｌを取り付けてもよいし、着座センサー２Ｒ、２Ｌを、右前方および左後方に一つずつ取り付けてもよいし、左前方および右後方に一つずつ取り付けてもよい。また、シートクッション１１の４隅に着座センサーを一つずつ取り付けてもよい。これらの場合、少なくとも一つの着座センサーにより、Ｗ１以上の圧縮方向荷重が検出された後、閾値時間Ｔ１以内にＷ２以上の引張方向荷重が検出された場合、あるいは、Ｗ３以上の引張方向荷重が検出された後、閾値時間Ｔ２以内にＷ４以上の圧縮方向荷重が検出された場合に、車両に衝撃が加わったと判定すればよい。

また、本発明による車両衝撃判定装置および車両衝撃報知装置は、車両の前方衝突および後方衝突のみではなく、側突あるいは斜め衝突といったような方向からの衝突によって、車両に衝撃が加わった時においても、車両に衝撃が加わったと判定して乗員に知らせることが可能である。
また、本発明は、例えば、車両に急ブレーキをかけた場合のように、衝突以外の原因で車両に衝撃が加わった場合にも、衝撃の有無を判定し、乗員に知らせることが可能である。

また、本発明において、閾値時間Ｔ１と閾値時間Ｔ２とは、互いに同じ時間に設定されても、異なる時間に設定されてもよい。
また、本発明において、圧縮方向荷重の閾値Ｗ１と閾値Ｗ４とは、互いに同じ値に設定されても、異なる値に設定されてもよい。
また、本発明において、引張方向荷重の閾値Ｗ２と閾値Ｗ３とは、互いに同じ値に設定されても、異なる値に設定されてもよい。

図面中、１は車両シート、２Ｒは右着座センサー（荷重検出手段）、２Ｌは左着座センサー（荷重検出手段）、３はコントローラー（衝撃判定手段）、４はフロアー（車両の床）、５は車内スピーカ（衝撃報知手段）、６は報知用発光体（衝撃報知手段）、１１はシートクッション（座部）を示している。

Claims (6)

1. 車両シートの座部の周縁部に取り付けられ、前記座部の周縁部に対し車両の床方向に向けて加えられた圧縮方向荷重と、前記座部の周縁部に対し前記床から離れる方向に加えられた引張方向荷重とを検出する荷重検出手段と、
   前記荷重検出手段からの検出信号に基づいて、前記車両への衝撃の有無を判定する衝撃判定手段と、
   を備えた車両衝撃判定装置において、
   前記衝撃判定手段は、
   前記荷重検出手段により、前記座部の周縁部において、第１設定値以上の前記圧縮方向荷重が検出された後、第１設定時間以内に第２設定値以上の前記引張方向荷重が検出された場合、あるいは、前記座部の周縁部において、第３設定値以上の前記引張方向荷重が検出された後、第２設定時間以内に第４設定値以上の前記圧縮方向荷重が検出された場合に、前記車両に衝撃が加わったと判定することを特徴とする車両衝撃判定装置。
2. 前記荷重検出手段は、
   前記座部の前縁部および後縁部のうちの少なくとも一方に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の車両衝撃判定装置。
3. 前記荷重検出手段は、
   前記座部の後縁部に取り付けられたことを特徴とする請求項２記載の車両衝撃判定装置。
4. 前記荷重検出手段は、
   前記座部の左右部位に一つずつ取り付けられ、
   前記衝撃判定手段は、
   前記座部の左右部位に取り付けられた前記荷重検出手段のうちの少なくとも一つにより、前記第１設定値以上の前記圧縮方向荷重が検出された後、前記第１設定時間以内に前記第２設定値以上の前記引張方向荷重が検出された場合、あるいは、前記第３設定値以上の前記引張方向荷重が検出された後、前記第２設定時間以内に前記第４設定値以上の前記圧縮方向荷重が検出された場合に、前記車両に衝撃が加わったと判定することを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の車両衝撃判定装置。
5. 請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の車両衝撃判定装置と、
   前記車両衝撃判定装置により、前記車両に衝撃が加わったと判定された場合に、前記車両の乗員に対して前記車両に衝撃が加わったことを知らせる衝撃報知手段と、
   を備えたことを特徴とする車両衝撃報知装置。
6. 車両シートの座部の周縁部に、前記座部の周縁部に対し車両の床方向に向けて加えられた圧縮方向荷重と、前記座部の周縁部に対し前記床から離れる方向に加えられた引張方向荷重とを検出する荷重検出手段を取り付け、
   前記荷重検出手段からの検出信号に基づいて、前記車両への衝撃の有無を判定する車両衝撃判定方法において、
   前記荷重検出手段により、前記座部の周縁部において、第１設定値以上の前記圧縮方向荷重が検出された後、第１設定時間以内に第２設定値以上の前記引張方向荷重が検出された場合、あるいは、前記座部の周縁部において、第３設定値以上の前記引張方向荷重が検出された後、第２設定時間以内に第４設定値以上の前記圧縮方向荷重が検出された場合に、前記車両に衝撃が加わったと判定することを特徴とする車両衝撃判定方法。

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