JP5593993B2

JP5593993B2 - シート乗員判定装置

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Publication number: JP5593993B2
Application number: JP2010202036A
Authority: JP
Inventors: 宗人稲吉; 晃榎本; 宏行藤井
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: JP2011105299A; US20110095580A1; US8384530B2

Description

本発明は、車両のシートの乗員を大人か幼児か判定するシート乗員判定装置に関する。

近年、自動車に装備されたシートベルトやエアバッグ等の各種安全装置の性能を向上させるため、シートに着座している乗員の体重に合わせてこれらの安全装置の動作をコントロールする場合がある。例えば、乗員がシートに着座してシートベルトを装着しないときに、「シートベルト未装着」のアラームを表示することが一般的になっている。また、北米法規では、助手席に大人が着座している場合には、事故時にエアバッグを展開するように定められている。さらに、助手席にチャイルドシートを後ろ向きに固縛して幼児が運転者と対面するようにした場合には、エアバッグの展開による衝撃が逆効果となるのでこれを禁止するよう定められている。そして、大人であることの判定は小柄な成人女性の体重を判定基準として行い、幼児の判定についても判定基準が定められている。このように、乗員の体重を検知して正しく判定することは、安全性の面で極めて重要である。

シートに作用する荷重を検知して乗員の有無を判別する乗員検知装置の一例が特許文献１に開示されている。この乗員検知装置では、多数箇所のシート取り付け部のうちの２カ所にのみ荷重センサを設置し、得られる２つの荷重値の和から乗員の有無を判別している。これにより、通常は４カ所あるシート取り付け部のうちの最小限必要な２カ所にのみ荷重センサを設置し、全体として構成が簡単で安価な乗員検知装置が提供できる、とされている。

また、シートに着座した乗員が大人であるか子供であるかを判定する乗員検知装置の一例が特許文献２に開示されている。この乗員検知装置は、シートベルトのバックル近傍および反対側に加わるシート荷重を検出する第１および第２荷重センサと、バックルにタングプレートが挿入されたことを検出する検出手段と、第１および第２荷重センサの検出値から求めた総荷重が予め定めた閾値以上の場合に乗員が大人であると判定する判定手段とを含んでいる。さらに、判定手段は、総荷重が閾値以上であっても、第１および第２荷重センサの検出値の差が所定値以上に増加した履歴があり、かつタングプレートが挿入されたタイミングの前後に第１荷重センサの検出値が増加している場合に、乗員が子供であると判定するようになっている。これにより、閾値より少し下回る子供がシートに着座して、他の乗員によってシートベルト装着動作が行われた場合の誤判定を防止できるとされている。なお、実施形態の説明によれば、第１および第２荷重センサはそれぞれ２個ずつあり、４カ所のシート取り付け部の全部で荷重を検出して総荷重を求めるようになっている。

特開平９−２０７６３８号公報特許第３９９１７４０号公報

ところで、特許文献１の乗員検知装置では、装置の低コスト化、軽量化のために荷重センサの設置数を最小限としており、乗員の有無は判別できても、大人と幼児とを判定できない。多数箇所のシート取り付け部のうちの一部にのみ荷重センサを設置する方法では、検知される荷重値が乗員の着座姿勢や車両傾斜角度に依存して変化するため、単純に一定の閾値で大人と幼児とを判定することが難しい。さらに、シートの座面高さを昇降駆動するリフタを備える場合、リフタの高さによっても検知される荷重値が変化するので、乗員の判定は一層難しくなる。

また、特許文献２の乗員検知装置は、シートベルト装着動作により一時的に増加する荷重値の影響を排除して大人と幼児（子供）を高精度に判定できるが、４カ所のシート取り付け部の全部に荷重センサを設置するため、装置が高コスト化、重量化している。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、大人と幼児とを高精度に判定できるとともに、リフタを備えたシートにも適用できるコスト低廉で軽量なシート乗員判定装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する請求項１に係るシート乗員判定装置の発明は、車両のシートの下側の左右に離隔配置されて前記シートに作用する荷重の一部をそれぞれ検知する第１荷重検知センサおよび第２荷重検知センサと、前記第１荷重検知センサおよび前記第２荷重検知センサに対して前方または後方に離隔配置されて前記シートに作用する前記荷重の一部を検知する第３荷重検知センサと、前記第１荷重検知センサで検知された第１荷重値と、前記第２荷重検知センサで検知された第２荷重値とを加算して左右和を求める左右和演算手段と、前記第３荷重検知センサで検知された第３荷重値に基づいて乗員判定閾値を変化させる閾値変化手段と、前記第１荷重値と前記第２荷重値との差分である左右差を求める左右差演算手段と、求めた前記左右差に基づいて前記閾値変化手段で変化させた後の乗員判定閾値を補正する閾値補正手段と、前記左右和が前記乗員判定閾値以上のときに大人が前記シートに着座していると判定し、前記左右和が前記乗員判定閾値未満のときに幼児を保持したチャイルドシートが前記シートに固縛されていると判定する乗員判定手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、前記閾値補正手段は、前記左右差が所定値を越えるときに前記乗員判定閾値を低減補正することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２において、前記シートを支持する４支持部のうち後方左右の２支持部に前記第１荷重検知センサおよび前記第２荷重検知センサが配置され、前方の左または右の支持部に前記第３荷重検知センサが配置されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記閾値変化手段は、前記大人または前記幼児により前記シートに荷重が作用するときの第１荷重値、第２荷重値、および第３荷重値をそれぞれ実測することにより求めた乗員判定閾値を、閾値変動マップまたは閾値変動関数としてもつことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記シートはその座面高さを昇降駆動するリフタを備え、該リフタよりも下側に前記第１荷重検知センサ、前記第２荷重検知センサ、および前記第３荷重検知センサが配置され、前記閾値変化手段は、前記第３荷重値と前記第１および前記第２荷重値との相対的な関係に基づいて前記リフタの高さを推定するリフタ高さ推定手段と、推定した前記高さに基づいて前記乗員判定閾値を求める閾値演算手段と、を含むことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５において、前記リフタ高さ推定手段は、前記第３荷重値と前記左右和との比率を表す前後比に基づいて前記リフタの前記高さを推定することを特徴とする。

請求項１に係るシート乗員判定装置の発明では、車両のシートの下側の左右で検知された第１荷重値と第２荷重値とを加算した左右和を、前方または後方で検知された第３荷重値に応じて変化する乗員判定閾値と比較して乗員が大人か幼児かを判定する。ここで、シートに作用する乗員の荷重（以降は乗員荷重と称す）に占める第１〜第３荷重値の割合は、乗員の着座姿勢および車両傾斜角度に依存して変化する。例えば、乗員が通常と異なる着座姿勢をとりその重心位置が第３荷重検知センサに近づいた場合、第３荷重値の乗員荷重に占める割合は通常よりも大きめになり、重心位置から離れた第１および第２荷重検知センサで検知される荷重値やその左右和の乗員荷重に占める割合は通常よりも小さめになる。逆に、乗員の重心位置が第３荷重検知センサから離れた場合、第３荷重値の乗員荷重に占める割合が小さめになって、左右和の乗員荷重に占める割合が大きめになる。

この関係を利用し、第３荷重値に応じて乗員判定閾値を変化させる。定性的には、第３荷重値が大きいときほど乗員判定閾値を小さく変化させる。つまり、第３荷重値が大きいときに、乗員の重心位置が第３荷重検知センサに近づいたものと想定して、左右和が小さくとも大人と判定する。なお、大柄な大人が通常の着座姿勢をとった場合にも第３荷重値は大きくなるが、左右和も大きくなるので、小さめの乗員判定閾値で判定を誤ることはない。また、車両傾斜角度により重心位置が変化する場合にも、同様の作用が生じる。したがって、乗員の着座姿勢や車両傾斜角度の影響を低減して、大人と幼児とを高精度に判定できる。本発明は、乗員の着座姿勢および車両傾斜角度の要因を考慮しており、単純に３つの荷重値を加えた加算値を閾値と比較する方法よりも高精度になっている。

加えて、第１荷重値と第２荷重値との差分である左右差を求める左右差演算手段と、求めた左右差に基づいて閾値変化手段が変化させた後の乗員判定閾値を補正する閾値補正手段と、を備える。さらに、請求項２に係る発明では、閾値補正手段は、左右差が所定値を越えるときに乗員判定閾値を低減補正する。乗員が車両内壁にもたれかかったりして左右に偏った着座姿勢をとると、乗員荷重の一部がシート以外の部位に抜けて左右和が減少することが生じ得る。このとき、左右差を求めることで偏った着座姿勢を判定し、さらに減少した分の荷重を考慮して乗員判定閾値を低減補正することができる。したがって、乗員が左右に偏った着座姿勢をとり求められる左右和が減少する場合にも、高精度な乗員判定を行える。
さらに、シートを支持する４箇所以上の支持部に対して荷重検知センサは３個で済むので、全支持部にセンサを配置する従来技術と比較して、材料コストおよび組み付けコストが低廉になり、また、センサを含むシートの重量を軽くできる。

請求項３に係る発明では、シートを支持する４支持部のうち後方左右の２支持部に第１荷重検知センサおよび第２荷重検知センサが配置され、前方の左または右の支持部に第３荷重検知センサが配置されている。本発明は、普及している４点支持のシートに好適となっている。また、大人が通常の着座姿勢をとった場合に乗員荷重の過半が作用する後方左右の支持部で第１および第２荷重値を求め、乗員荷重のより少ない割合が作用する前方の左または右の支持部で第３荷重値を求めている。したがって、主たる判定指標となる左右和は乗員荷重の過半を検知したものとなり、加えて、第３荷重値に基づいて乗員判定閾値を変化させるので、高精度な乗員判定を行える。

請求項４に係る発明では、閾値変化手段は、大人または幼児によりシートに荷重が作用するときの第１荷重値、第２荷重値、および第３荷重値をそれぞれ実測することにより求めた乗員判定閾値を、閾値変動マップまたは閾値変動関数としてもつようになっている。したがって、乗員判定閾値は、実測結果から得られた精度の高いものとなり、高精度な乗員判定に寄与できる。また、乗員判定閾値は、閾値変動マップまたは閾値変動関数の形態で迅速かつ容易に利用できるようになっている。

請求項５に係る発明では、シートの座面高さを昇降駆動するリフタよりも下側に第１荷重検知センサ、第２荷重検知センサ、および第３荷重検知センサが配置され、閾値変化手段は、リフタの高さを推定するリフタ高さ推定手段と、推定した高さに基づいて乗員判定閾値を求める閾値演算手段と、を含んでいる。さらに、請求項６に係る発明では、リフタ高さ推定手段は、第３荷重値と左右和との比率を表す前後比に基づいてリフタの高さを推定する。本発明は、リフタを備えるシートに好適となっている。また、検知された第１〜第３荷重値からリフタの高さを推定し、推定した高さに基づいて乗員判定閾値を求めるので、リフタの高さの影響を低減して高精度な乗員判定を行える。

本発明の第１実施形態のシート乗員判定装置を装備する助手席のシートの内部下方を示した斜視図である。第１実施形態において、リフタによりシートが昇降駆動された状態を説明する側面図であり、（１）は下限高さ位置、（２）は上限高さ位置を示している。第１実施形態のシート乗員判定装置の構成を説明するブロック図である。。第１実施形態において、大人と判定すべき最小の体重値の乗員がシートに着座した状態でリフタ高さを変化させたときの実測結果の図である。第２実施形態のシート乗員判定装置の構成を説明するブロック図である。第２実施形態における閾値変動マップを模式的に説明する図である。第３実施形態のシート乗員判定装置の構成を説明するブロック図である。第３実施形態において、閾値補正手段の機能を説明する図である。

本発明を実施するための形態を、図１〜図４を参考にして説明する。図１は、本発明の第１実施形態のシート乗員判定装置１を装備する助手席のシートの内部下方を示した斜視図である。なお、以降の説明中において、シートに着座した乗員にとっての前方をシートの前方とし、乗員の右手側をシートの右方とし、乗員の左手側をシートの左方とする。

図１に示されるように、シートのクッションフレームを構成する左右のフレーム片９１Ｌ、９１Ｒは、クッションフレームの下側に前後方向に延在している。左右のフレーム片９１Ｌ、９１Ｒは、それぞれの後方が左右に延在する連結ロッド９５に枢支され、互いの間隔が不変な状態で保持されている。また、シートの下側には、シートを前後方向に移動可能とする符号略のスライド機構が配置されている。スライド機構は、車両のフロアに固定されて前後方向に延在する左右一対のロアレール９２Ｌ、９２Ｒと、ロアレール９２Ｌ、９２Ｒにそれぞれ係合して前後方向にスライドする左右一対のアッパレール９３Ｌ、９３Ｒなどにより構成されている。シートのフレーム片９１Ｌ、９１Ｒとアッパレール９３Ｌ、９３Ｒとの間には、シートを昇降駆動するリフタ２が備えられている。

リフタ２は、フレーム片９１Ｌ、９１Ｒとアッパレール９３Ｌ、９３Ｒとを連結する前後各一対のリンク２１ＦＬ、２１ＦＲ、２１ＲＬ、２１ＲＲを備えている。各リンク２１ＦＬ、２１ＦＲ、２１ＲＬ、２１ＲＲは、シートを支持する４つの支持部であり、シートに作用する乗員荷重およびシート自重を分担して支持するようになっている。前方右リンク２１ＦＲは、右側のフレーム片９１Ｒの前方および右側のアッパレール９３Ｒの前方に、回動可能に連結されている。前方左リンク２１ＦＬは、左側のフレーム片９１Ｌの前方およびリテーナ９４ＦＬに、回動可能に連結されている。後方右リンク２１ＲＲの一端は連結ロッド９５に溶接等によって固着され、他端はリテーナ９４ＲＲに回動可能に連結されている。

また、後方左リンク２１ＲＬは、略「く」の字状に形成されている。後方左リンク２１ＲＬの「く」の字が折れ曲がる中央は連結ロッド９５に溶接等によって固着され、「く」の字の一端はリテーナ９４ＲＬに回動可能に連結されている。後方右リンク２１ＲＲ、後方左リンク２１ＲＬ、および連結ロッド９５により、剛性を有した略コの字状の昇降部材が一体に形成されている。また、後方左リンク２１ＲＬの「く」の字の他端は前方に延設され、その前端部にギヤ歯２２が形成されている。一方、左側のフレーム片９１Ｌの内側面には、ギヤ歯２２と噛合するピニオンギヤ２３が回転可能に枢支されている。さらに、左側のフレーム片９１Ｌには、ピニオンギヤ２３を回転駆動する電動モータ２４が設けられている。

一方、アッパレール９３Ｌ、９３Ｒの上縁のうち各リテーナ９４ＦＬ、９４ＲＬ、９４ＲＲに対向する部分は幅方向内側に折り曲げられて、符号略のフランジ部が形成されている。そして、各リテーナ９４ＦＬ、９４ＲＬ、９４ＲＲと各フランジ部とをそれぞれ結合し、かつ作用する荷重を検知するように、前方荷重検知センサ３Ｆ、後方左荷重検知センサ３Ｌ、後方右荷重検知センサ３Ｒが配置されている。シートの右側において、右側のフレーム片９１Ｒ、右側のアッパレール９３Ｒ、前後のリンク２１ＦＲ、２１ＲＲにより、変形可能な矩形状のリンク機構が構成される。同様に、シートの左側において、左側のフレーム片９１Ｌ、左側のアッパレール９３Ｌ、前後のリンク２１ＦＬ、２１ＲＬにより、変形可能な矩形状のリンク機構が構成される。

上述の構成において、電動モータ２４が起動されてリフタ２が操作されると、シートが昇降駆動される。図１において、電動モータ２４によりピニオンギヤ２３が図中矢印Ｘで示す時計回りに駆動されると、後方左リンク２１ＲＬのギヤ歯２２が下降し、後方左リンク２１ＲＬはリテーナ９４ＲＬを中心として反時計回りに回動する。これにより、後方左リンク２１ＲＬの中央が斜め前方へと上昇する。すると、矩形状のリンク機構の作用により、左側のフレーム片９１Ｌは水平姿勢を保ちながら斜め前方へと上昇する。さらに、後方右リンク２１ＲＲは連結ロッド９５を介して後方左リンク２１ＲＬと一体に駆動されるので、右側のフレーム片９１Ｒも追従して水平姿勢を保ちながら斜め前方へと上昇する。両フレーム片９１Ｌ、９１Ｒの上昇により、シートも水平姿勢を保ちながら斜め前方へと上昇する。なお、リフタ２のリフタ高さＨは、図略のストッパにより上限高さＵＭで制限される。

逆に、ピニオンギヤ２３が反時計回りに駆動されると、後方左リンク２１ＲＬのギヤ歯２２が上昇し、後方左リンク２１ＲＬはリテーナ９４ＲＬを中心として時計回りに回動する。これにより、後方左リンク２１ＲＬの中央が斜め後方へと下降する。すると、左側のフレーム片９１Ｌは水平姿勢を保ちながら斜め後方へと下降し、右側のフレーム片９１Ｒも追従して下降し、シートも下降する。なお、リフタ２のリフタ高さＨは、図略のストッパにより下限高さＬＭで制限される。

図２は、第１実施形態において、リフタ２によりシートが昇降駆動された状態を説明する側面図であり、（１）は下限高さＬＭ位置、（２）は上限高さＵＭ位置を示している。図中で、リフタ高さＨは、シートのフレーム片９１Ｌとアッパレール９３Ｌとの距離で示されている。図示されるように、下限高さＬＭ位置から上限高さＵＭ位置に移動するにつれて、フレーム片９１Ｌは上昇するだけでなく前方にも移動する。したがって、リフタ高さＨが増加するにつれて、後方に偏っていた乗員荷重Ｗｍが徐々に前方側に移動する。

次に、図３を参考にして、シート乗員判定装置１の構成を説明する。図３は、第１実施形態のシート乗員判定装置１の構成を説明するブロック図である。図示されるように、シート乗員判定装置１は、後方左荷重検知センサ３Ｌ、後方右荷重検知センサ３Ｒ、および前方荷重検知センサ３Ｆと、荷重検知ＥＣＵ４とを主体にして構成されている。

各荷重検知センサ３Ｌ、３Ｒ、３Ｆは、図１中の各リンク２１ＲＬ、２１ＲＲ、２１ＦＬに作用する荷重、すなわちシートに作用する荷重の一部である後方左荷重値ＷＬ、後方右荷重値ＷＲ、および前方荷重値ＷＦをそれぞれ検出するようになっている。後方左荷重検知センサ３Ｌおよび後方右荷重検知センサ３Ｒは、シートの下側の左右に離隔配置された第１および第２荷重検知センサに対応しており、検知された後方左荷重値ＷＬおよび後方右荷重値ＷＲは第１および第２荷重値に対応している。前方荷重検知センサ３Ｆは、第１および第２荷重検知センサに対して前方に離隔配置された第３荷重検知センサに対応しており、検知された前方荷重値ＷＦは第３荷重値に対応している。各荷重検知センサ３Ｌ、３Ｒ、３Ｆは歪みゲージ式のセンサであり、それぞれの電気出力は、荷重検知ＥＣＵ４の荷重検知部５１に取り込まれている。なお、各荷重検知センサ３Ｌ、３Ｒ、３Ｆは、車両が水平でかつシートが空席でシート自重のみが作用する基準状態において、検知される各荷重値がゼロとなるように校正されている。つまり、シート自重を除外して、シートに作用する乗員荷重Ｗｍのみを検知するようになっている。

各荷重検知センサ３Ｌ、３Ｒ、３Ｆが検知する後方左荷重値ＷＬ、後方右荷重値ＷＲ、および前方荷重値ＷＦは、シートに作用する乗員荷重Ｗｍにより変化し、かつリフタ２のリフタ高さＨに依存して変化する。図２（１）に示されるように、リフタ２が下限高さＬＭ位置にあるとき後方に乗員荷重Ｗｍが偏り、前方荷重値ＷＦ１が減少するとともに、後方左荷重値ＷＬおよび後方右荷重値ＷＲが増加し、後述の左右和Ｗｓｕｍ１も増加する。逆に、図２（２）に示されるように、リフタ２が上限高さＵＭ位置にあるとき前方に乗員荷重Ｗｍが偏り、前方荷重値ＷＦ２が増加するとともに、後方左荷重値ＷＬおよび後方右荷重値ＷＲが減少し、左右和Ｗｓｕｍ２も減少する。

図３に戻り、荷重検知ＥＣＵ４は、演算部、記憶部、入力部、出力部、などを備えてソフトウェアで動作する電子制御装置である。以降に説明する荷重検知部５１、左右和演算手段５２、リフタ高さ推定手段５３、閾値演算手段５４、および乗員判定手段５５の各機能手段は、ソフトウェアを主体にして実現されている。また、閾値演算マップ６１およびリフタ高さ推定マップ６２は、記憶部に記憶されているデータである。

荷重検知部５１は、荷重検知ＥＣＵ４の入力部にあってＡ／Ｄ変換器を有し、各荷重検知センサ３Ｌ、３Ｒ、３Ｆのアナログ電気出力をディジタル量に変換する。さらに、荷重検知部５１は、所定の工学変換式を用いて工学単位の後方左荷重値ＷＬ、後方右荷重値ＷＲ、および前方荷重値ＷＦを求め、出力するようになっている。左右和演算手段５２は、荷重検知部５１から受け取った後方左荷重値ＷＬと後方右荷重値ＷＲとを加算して左右和Ｗｓｕｍを求める。

リフタ高さ推定手段５３は、まず、荷重検知部５１から受け取った前方荷重値ＷＦと左右和演算手段５２から受け取った左右和Ｗｓｕｍとの比率を表す前後比（ｆ／ｒ）を求める（ｆ／ｒ＝ＷＦ／Ｗｓｕｍ）。次に、この前後比（ｆ／ｒ）をリフタ高さ推定マップ６２に照合して、リフタ高さＨを推定する。リフタ高さ推定マップ６２は、前後比（ｆ／ｒ）とリフタ高さＨとの関係を対応表形式に整理したデータであって、前以て実測結果から作成したものである。

閾値演算手段５４は、リフタ高さ推定手段５３から受け取ったリフタ高さＨを閾値演算マップ６１に照合して、乗員判定閾値ＪＤを求める。閾値演算マップ６１は、リフタ高さＨと乗員判定閾値ＪＤの関係を対応表形式に整理したデータであって、前以て実測結果から作成したものである。なお、リフタ高さ推定手段５３および閾値演算手段５４により、閾値変化手段が構成される。

乗員判定手段５５は、左右和演算手段５２から受け取った左右和Ｗｓｕｍと、閾値演算手段５４から受け取った乗員判定閾値ＪＤとを比較する。そして、前者が大きければ大人がシートに着座していると判定し、後者が大きければ幼児を保持したチャイルドシートがシートに固縛されていると判定する。判定結果は、エアバッグの事故時展開の可否の制御に用いられる。

次に、閾値演算マップ６１およびリフタ高さ推定マップ６２の作成方法について、図４の実測結果を参考にして説明する。図４は、大人と判定すべき最小の体重値の乗員がシートに通常の着座姿勢で着座した状態でリフタ高さＨを変化させたときの実測結果の図である。図中のグラフの横軸はリフタ高さＨで、左端が下限高さＬＭ、右端が上限高さＵＭを示している。また、縦軸は実測された荷重値を示している。図示されるように、リフタ高さＨを９段階に変化させて各荷重値ＷＬ、ＷＲ、ＷＦを実測し、左右和Ｗｓｕｍのプロットを実線でつなぎ、前方荷重値ＷＦのプロットを破線でつないでいる。

図４から明らかなように、リフタ高さＨが増加するにつれて左右和Ｗｓｕｍは徐々に減少し、前方荷重値ＷＦは徐々に増加している。このため、前方荷重値ＷＦを左右和Ｗｓｕｍで除算した前後比（ｆ／ｒ）は、リフタ高さＨの増加につれて単調に増加する。この傾向は、乗員が入れ替わっても成立する。したがって、前後比（ｆ／ｒ）とリフタ高さＨとの関係を対応表形式でリフタ高さ推定マップ６２に整理しておけば、実測された任意の各荷重値ＷＬ、ＷＲ、ＷＦからリフタ高さＨを推定できる。

さらに、図４の左右和Ｗｓｕｍを乗員判定閾値ＪＤに置き換え、リフタ高さＨとの関係を対応表形式で閾値演算マップ６１に整理することができる。これを用いれば、任意のリフタ高さＨに対する乗員判定閾値ＪＤを求めることができる。

なお、車両が前後に傾斜している場合にはリフタ高さＨの推定に誤差を生じるが、前後比（ｆ／ｒ）と乗員判定閾値ＪＤとの関係は維持されるので、乗員判定の精度が低下することはない。リフタ高さＨは、乗員判定閾値ＪＤを得るために用いる中間パラメータであって、或る意味でリフタ高さＨと車両傾斜角度の両要因の影響を表している。リフタ高さＨの推定精度を維持するためには、例えば、傾斜センサを併用して車両傾斜角度の影響を取り除くことが好ましい。

また、乗員の着座姿勢が変化すると、検知される各荷重値ＷＬ、ＷＲ、ＷＦは微妙に変化する。例えば、図４に示された左右和Ｗｓｕｍや前方荷重値ＷＦが図中で微妙に上下する。したがって、乗員判定閾値ＪＤに或る幅を設けるようにしてもよい。

第１実施形態のシート乗員判定装置１では、４点支持のリフタ２を備えるシートにおいて、乗員荷重Ｗｍの過半が作用する後方左右で検知した各荷重値ＷＬ、ＷＲの左右和Ｗｓｕｍを求め、乗員荷重のより少ない割合が作用する前方の左で検知した前方荷重値ＷＦを求める。そして、前後比（ｆ／ｒ）を求め、リフタ高さＨを推定して、乗員判定閾値ＪＤを求める。本第１実施形態は、リフタ高さＨや車両傾斜角度の要因を考慮しており、単純に３つの荷重値を加えた加算値（ＷＬ＋ＷＲ＋ＷＦ）を閾値と比較する方法よりも高精度な乗員判定を行える。

また、各荷重値ＷＬ、ＷＲ、ＷＦの実測結果を整理した閾値演算マップ６１およびリフタ高さ推定マップ６２を用いるので、乗員判定閾値ＪＤは精度の高いものとなり、高精度な乗員判定に寄与できる。

さらに、シートを支持する４リンクのうち３リンク２１ＦＬ、２１ＲＬ、２１ＲＲの下側にそれぞれ荷重検知センサ３Ｆ、３Ｌ、３Ｒを設け、前方右リンク２１ＦＲの下側にはセンサを設けていない。したがって、４センサの従来技術と比較して材料コストおよび組み付けコストが低廉になり、また、センサを含むシートの重量を軽くできる。

次に、リフタ２の有無に関わらず適用できる第２実施形態のシート乗員判定装置１０について、図５および図６を参考にして、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第２実施形態のシート乗員判定装置１０を装備する助手席のシートの内部下方は図１と同様であるが、これに制約されずリフタ２を備えていなくともよい。図５は、第２実施形態のシート乗員判定装置１０の構成を説明するブロック図である。シート乗員判定装置１０は、第１実施形態と同様に後方左荷重検知センサ３Ｌ、後方右荷重検知センサ３Ｒ、および前方荷重検知センサ３Ｆと、荷重検知ＥＣＵ４０とを主体にして構成され、荷重検知ＥＣＵ４０のソフトウェアが第１実施形態と異なる。

荷重検知ＥＣＵ４０は、荷重検知部５１、左右和演算手段５２、閾値変化手段５６、および乗員判定手段５５の各機能手段と、閾値変動マップ６３により実現されている。閾値変化手段５６は、荷重検知部５１から受け取った前方荷重値ＷＦを閾値変動マップ６３に照合して、乗員判定閾値の上限値ＪＤＵおよび下限値ＪＤＬを求める。閾値変動マップ６３は、前方荷重値ＷＦと乗員判定閾値の上限値ＪＤＵおよび下限値ＪＤＬとの関係を対応表形式に整理したデータであって、前以て実測結果から作成したものである。

図６は、第２実施形態における閾値変動マップ６３を模式的に説明する図である。図中のグラフの横軸は前方荷重値ＷＦ、縦軸は左右和Ｗｓｕｍを示している。グラフ上には、大人が様々な着座姿勢でシートに着座したときの実測結果をプロットする。図中の正方形の記号は、リフタ２が下限高さＬＭにあるときの複数の大人の実測結果であり、菱形の記号はリフタ２が上限高さＵＭにあるときの複数の大人の実測結果である。同様に、グラフ上に、シートに固縛されたチャイルドシートに幼児を保持したときの実測結果をプロットする。図中の丸の記号は、リフタ２が下限高さＬＭにあるときの複数の幼児の実測結果であり、三角形の記号はリフタ２が上限高さＵＭにあるときの複数の幼児の実測結果である。

図示されるように、大人と幼児とでは左右和Ｗｓｕｍに大小差がある。また、前方荷重値ＷＦの増加につれて、左右和Ｗｓｕｍは減少する傾向がある。これを踏まえ、大人と幼児の間に、図中右肩下がりの乗員判定閾値の幅を設定できる。閾値変動マップ６３には、前方荷重値ＷＦに対する乗員判定閾値の幅の上限値ＪＤＵと下限値ＪＤＬを、対応表形式で整理する。上限値ＪＤＵよりも上側が大人判定領域であり、下限値ＪＤＬよりも下側が幼児判定領域である。

乗員判定手段５５は、左右和演算手段５２から受け取った左右和Ｗｓｕｍと、閾値変化手段５６から受け取った乗員判定閾値の幅の上限値ＪＤＵおよび下限値ＪＤＬとを比較する。そして、左右和Ｗｓｕｍが上限値ＪＤＵ以上のときに大人がシートに着座していると判定し、左右和Ｗｓｕｍが下限値ＪＤＬ未満のときに幼児を保持したチャイルドシートがシートに固縛されていると判定し、左右和Ｗｓｕｍが下限値ＪＤＬ以上でかつ上限値ＪＤＵ未満のときに判定を保留する。

第２実施形態のシート乗員判定装置１０では、リフタ２の有無によらず、体重の異なる複数の大人および幼児が様々な着座姿勢をとったときの実測結果に基づいて、乗員判定閾値の幅の上限値ＪＤＵおよび下限値ＪＤＬを求める。したがって、乗員の着座姿勢の影響を低減して、大人と幼児とを高精度に判定できる。

次に、左右に偏った着座姿勢の影響を低減する第３実施形態のシート乗員判定装置１１について、図７および図８を参考にして、第１および第２実施形態と異なる点を主に説明する。第３実施形態のシート乗員判定装置１１を装備する助手席のシートの内部下方は図１と同様である。図７は、第３実施形態のシート乗員判定装置１１の構成を説明するブロック図である。シート乗員判定装置１１は、第１および第２実施形態と同様に、後方左荷重検知センサ３Ｌ、後方右荷重検知センサ３Ｒ、および前方荷重検知センサ３Ｆと、荷重検知ＥＣＵ４１とを主体にして構成され、荷重検知ＥＣＵ４１のソフトウェアが第１および第２実施形態と異なる。

荷重検知ＥＣＵ４１は、荷重検知部５１、左右和演算手段５２、閾値変化手段５６、左右差演算手段５７、閾値補正手段５８、および乗員判定手段５５の各機能手段と、閾値変動マップ６３により実現されている。左右差演算手段５７は、荷重検知部５１から受け取った後方左荷重値ＷＬから後方右荷重値ＷＲを差し引いた絶対値を求めて左右差Ｗｄｉｆとする。左右差Ｗｄｉｆは、所定値Ｗｄ０と大小比較することで、乗員が左右に偏った着座姿勢を取っているか否かを判定する指標である。閾値変化手段５６は、第２実施形態と同様の実測に基づいて求めた閾値変動マップ６３から、通常時に用いる常時乗員判定閾値ＪＤ１を求める。なお、常時乗員判定閾値ＪＤ１は幅を有さない単一の値、例えば第２実施形態の上限値ＪＤＵと下限値ＪＤＬの中間値としておく。

閾値補正手段５８は、左右差演算手段５７から受け取った左右差Ｗｄｉｆが所定値Ｗｄ０を越えない通常時に、閾値変化手段５６から受け取った常時乗員判定閾値ＪＤ１を通過させる。また、閾値補正手段５８は、左右差Ｗｄｉｆが所定値Ｗｄ０を越えるときに、常時乗員判定閾値ＪＤ１から所定量ＪＤ０を減算して補正乗員判定閾値ＪＤ２とする（ＪＤ２＝ＪＤ１―ＪＤ０）。図８は、第３実施形態において、閾値補正手段５８の機能を説明する図であり、図中のグラフの横軸は前方荷重値ＷＦ、縦軸は左右和Ｗｓｕｍを示している。図示されるように、常時乗員判定閾値ＪＤ１は、図６の第２実施形態における乗員判定閾値の幅と同じ右肩下がりの特性を有している。また、補正乗員判定閾値ＪＤ２は、常時乗員判定閾値ＪＤ１よりも所定量ＪＤ０だけ下側で平行している。

乗員判定手段５５は、左右和演算手段５２から受け取った左右和Ｗｓｕｍと、閾値変化手段５６から受け取った常時乗員判定閾値ＪＤ１または補正乗員判定閾値ＪＤ２とを比較して、乗員を大人か幼児か判定する。

第３実施形態のシート乗員判定装置１１では、閾値補正手段５８は、左右差Ｗｄｉｆが所定値Ｗｄ０を越えるときに、乗員判定閾値ＪＤ１から所定量ＪＤ０を減算して補正乗員判定閾値ＪＤ２とする。これにより、乗員の左右に偏った着座姿勢を検出し、シート以外の部位に抜けて減少した分の荷重を考慮して、乗員判定閾値を低減補正する（ＪＤ１→ＪＤ２）。したがって、乗員が左右に偏った着座姿勢をとり求められる左右和が減少する場合にも、高精度な乗員判定を行える。

なお、各実施形態において、シートの内部下方の構造は図１に示されるものとしたが、これに限定されない。すなわち、本発明は、リフタ２やスライド機構の有無に関わらず適用でき、支持部も４箇所に限定されない。また、荷重検知センサの配置は、後方に２個で前方に１個としているが、逆に後方に１個で前方に２個としてもよい。さらに、第１実施形態で閾値演算マップ６１およびリフタ高さ推定マップ６２を使用し、第２実施形態で閾値変動マップ６３を使用しているが、これらのマップを閾値変動関数に置き換えてもよい。閾値変動関数は、乗員判定閾値ＪＤを前方荷重値ＷＦまたはリフタ高さＨの関数式で表したものである。

１、１０、１１：シート乗員判定装置
１Ｌ：後方左荷重センサＥＬ：電気出力
１Ｒ：後方右荷重センサＥＲ：電気出力
２：リフタ
２１ＦＲ：前方右リンク２１ＦＬ：前方左リンク
２１ＲＲ：後方右リンク２１ＲＬ：後方左リンク
２２：ギヤ歯２３：ピニオンギヤ２４：電動モータ
３Ｌ：後方左荷重検知センサ（第１荷重検知センサ）
３Ｒ：後方右荷重検知センサ（第２荷重検知センサ）
３Ｆ：前方荷重検知センサ（第３荷重検知センサ）
４、４０、４１：荷重検知ＥＣＵ
５１：荷重検知部５２：左右和演算手段５３：リフタ高さ推定手段
５４：閾値演算手段５５：乗員判定手段５６：閾値変化手段
５７：左右差演算手段５８：閾値補正手段
６１：閾値演算マップ６２：リフタ高さ推定マップ６３：閾値変動マップ
９１Ｌ、９１Ｒ：フレーム片９２Ｌ、９２Ｒ：ロアレール
９３Ｌ、９３Ｒ：アッパレール９４ＦＬ、９４ＲＬ、９４ＲＲ：リテーナ
ＷＬ：後方左荷重値（第１荷重値）
ＷＲ：後方右荷重値（第２荷重値）
ＷＦ：前方荷重値（第３荷重値）
Ｗｓｕｍ：左右和Ｗｄｉｆ：左右差（ｆ／ｒ）：前後比
ＪＤ：乗員判定閾値ＪＤＵ：上限値ＪＤＬ：下限値
ＪＤ１：常時乗員判定閾値ＪＤ２：補正乗員判定閾値
Ｈ：リフタ高さＬＭ：下限高さＵＭ：上限高さ

Claims

車両のシートの下側の左右に離隔配置されて前記シートに作用する荷重の一部をそれぞれ検知する第１荷重検知センサおよび第２荷重検知センサと、
前記第１荷重検知センサおよび前記第２荷重検知センサに対して前方または後方に離隔配置されて前記シートに作用する前記荷重の一部を検知する第３荷重検知センサと、
前記第１荷重検知センサで検知された第１荷重値と、前記第２荷重検知センサで検知された第２荷重値とを加算して左右和を求める左右和演算手段と、
前記第３荷重検知センサで検知された第３荷重値に基づいて乗員判定閾値を変化させる閾値変化手段と、
前記第１荷重値と前記第２荷重値との差分である左右差を求める左右差演算手段と、
求めた前記左右差に基づいて前記閾値変化手段で変化させた後の乗員判定閾値を補正する閾値補正手段と、
前記左右和が前記乗員判定閾値以上のときに大人が前記シートに着座していると判定し、前記左右和が前記乗員判定閾値未満のときに幼児を保持したチャイルドシートが前記シートに固縛されていると判定する乗員判定手段と、
を備えることを特徴とするシート乗員判定装置。
請求項１において、前記閾値補正手段は、前記左右差が所定値を越えるときに前記乗員判定閾値を低減補正することを特徴とするシート乗員判定装置。
請求項１または２において、前記シートを支持する４支持部のうち後方左右の２支持部に前記第１荷重検知センサおよび前記第２荷重検知センサが配置され、前方の左または右の支持部に前記第３荷重検知センサが配置されていることを特徴とするシート乗員判定装置。
請求項１〜３のいずれか一項において、前記閾値変化手段は、前記大人または前記幼児により前記シートに荷重が作用するときの第１荷重値、第２荷重値、および第３荷重値をそれぞれ実測することにより求めた乗員判定閾値を、閾値変動マップまたは閾値変動関数としてもつことを特徴とするシート乗員判定装置。
請求項１〜４のいずれか一項において、前記シートはその座面高さを昇降駆動するリフタを備え、該リフタよりも下側に前記第１荷重検知センサ、前記第２荷重検知センサ、および前記第３荷重検知センサが配置され、
前記閾値変化手段は、前記第３荷重値と前記第１および前記第２荷重値との相対的な関係に基づいて前記リフタの高さを推定するリフタ高さ推定手段と、推定した前記高さに基づいて前記乗員判定閾値を求める閾値演算手段と、を含むことを特徴とするシート乗員判定装置。
請求項５において、前記リフタ高さ推定手段は、前記第３荷重値と前記左右和との比率を表す前後比に基づいて前記リフタの前記高さを推定することを特徴とするシート乗員判定装置。