JP5746575B2

JP5746575B2 - 検出装置

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Publication number: JP5746575B2
Application number: JP2011146874A
Authority: JP
Inventors: 哲也川平
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2011-06-30
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2031-06-30
Also published as: JP2013014182A

Description

本発明は、構成の簡素化を図りつつ、適切に警告させ得る検出装置に関する。

車両における安全システムの一つとして、乗車時にシートベルトが未着用であることを警告するアラームシステムが実用化されている。このアラームシステムでは、人の着座が検知されている状態においてシートベルトの着用が非検知となる場合に、警告が発せられる。

このアラームシステムに関するものとして、下記特許文献１がある。この特許文献１では、座部に加えられる着座荷重を検出するセンサー部と、シートベルトのバックルを係合させたことを検出するセンサー部の双方から与えられる検出信号に基づいて、シート装着状態を判断するコントローラが記載されている。これらセンサー部は、コントローラに対して、別々の接続線を介してコントローラに接続されている。

特開２０１１−１６３９８号公報

ところで、コントローラに接続すべき接続線を共通することができれば、その分だけ、各センサー部とコントローラーとの間における構成を簡素化できるものと考えられる。しかし、このように考えた場合、コントローラでは、センサー部から与えられる検出信号が、座部に加えられる着座荷重を検出したものか、あるいは、シートベルトのバックルを係合させたことを検出したものかが判断不能となり、警告できないという問題が生じる。

そこで、本発明は、構成の簡素化を図りつつ、適切に警告させ得る検出装置を提供することを目的とする。

本発明の検出装置は、座部に加えられる荷重の有無を検知する第１スイッチ部、及び、前記第１スイッチに対して並列に接続される第１抵抗素子を有する着座センサ部と、シートベルトの装着状態の有無を検知する第２スイッチ部、及び、前記第２スイッチ部に対して並列に接続される第２抵抗素子を有するベルト固定センサ部とを備え、前記着座センサ部と前記ベルト固定センサ部とは電気的に直列に接続され、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とは互いに異なる抵抗値とされることを特徴とするものである。

このような検出装置では、第１スイッチ部のみで検知される場合、第２スイッチ部のみで検知される場合、双方のスイッチ部で検知される場合、又は、双方のスイッチ部で非検知となる場合における出力インピーダンスが相違することになる。したがってこの検出装置によれば、後段のコントロールユニットに対して、警告すべき状態を、出力インピーダンスに基づいて適切に判断させることが可能となる。また、上記特許文献１のように、第１スイッチ部と第２スイッチ部とが別々にコントローラーに接続される場合、スイッチ部と、コントローラーとの間には専用の配線及びコネクタがそれぞれ必要となる。これに対し本実施形態の検出装置によれば、これら配線及びコネクタの一部を共用し、コントローラーに接続すべき配線を少なくできるため、構成が簡素化される。

また、前記第１抵抗素子は、前記第１スイッチ部が接続される１対の端子に対して並列に接続され、前記第２抵抗素子は、前記第２スイッチ部が接続される１対の端子に対して並列に接続されていることが好ましい。

このような検出装置では、第１スイッチ部の数や接続形態が異なるセンサー、又は、第２スイッチ部の数や接続形態が異なるセンサーを取り換えることが可能となる。また、これらセンサーの一方又は双方が取り換えられた場合であっても、当該センサーの出力インピーダンスが相違するものとして、後段のコントロールユニットに伝達可能となる。

また、前記第１スイッチ部は、少なくとも２以上有することが好ましい。

このような検出装置では、第１スイッチ部が１つの場合に比べて、着座の有無を適切に検知することができる。

また、前記第１スイッチ部は、少なくとも２以上有し、前記第１抵抗素子は、２以上の第１スイッチ部に共通の１対の端子に対して並列に接続され、前記第２抵抗素子に比べて大きい抵抗値とされることが好ましい。

このような検出装置では、第１スイッチ部が１つの場合に比べて、着座の有無を適切に検知することができる。また、第２スイッチ部に比べて第１スイッチ部の数が多くなる場合、第１スイッチ部に共通の１対の端子に加わる負荷は、第２スイッチ部の１対の端子に加わる負荷に比べて同等以上になる。したがって、第１抵抗素子の抵抗値が、第２抵抗素子よりも大きい場合、各端子に加わる負荷の隔たりをより一段と大きくすることができ、スパイクノイズ等に起因して、後段のコントロールユニットが誤判断することを低減させることができる。また、後段のコントロールユニットが、２つのスイッチ部のオンオフの組み合わせそれぞれの状態を判断するためには、検出装置の出力インピーダンスに対して複数の閾値を設定する必要がある。この点、このような検出装置によれば、上述したように第１スイッチ部と第２スイッチ部との端子間の負荷の隔たりをより大きくすることができるため、複数の閾値間の幅を大きく設定させることが可能となる。したがって、２つのスイッチ部のオンオフの組み合わせそれぞれの状態を適切に判断させて、警告のバリエーションを図る観点では、特に有用となる。

また、前記第１抵抗素子は、可変抵抗であることが好ましい。

このような検出装置によれば、例えば、第１スイッチ部又は第２スイッチ部の種類が変更されたことによってスイッチ部の抵抗値が変更する場合等が生じたとしても、後段のコントロールユニットに設定される閾値を変更させずに、２つのスイッチ部のオンオフの組み合わせそれぞれの状態での出力インピーダンスを相違させることが可能となる。したがって、２つのスイッチ部のオンオフの組み合わせそれぞれの状態を適切に判断させて、警告のバリエーションを図る観点では、特に有用となる。

以上のように、本発明によれば、構成の簡素化を図りつつ、適切に警告させ得る検出装置が提供される。

本発明の実施形態に係る検出装置を示す概略図である。着座しており、かつ、シートベルトが装着されている場合における検出装置の回路構成を等価回路で示す回路図である。着座しているがシートベルトが未装着である場合における検出装置の回路構成を等価回路で示す回路図である。未着座であり、かつ、シートベルトが未装着である場合における検出装置の回路構成を等価回路で示す回路図である。未着座であるが、シートベルトが装着されている場合における検出装置の回路構成を等価回路で示す回路図である。各センサがオンオフのときの出力インピーダンスと、エンジンコントロールユニットでの判断との一例を示す表である。

以下、本発明に係る検出システムの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る警告システムを示す平面図である。図１に示すように、警告システム１は、検出装置２と、エンジンコントロールユニット３とを主な構成要素として車両に備えられる。

検出装置２は、着座センサ部１０と、ベルト固定センサ部２０と、連結部３０と、コネクタ部４０とを主な構成要素として有している。

着座センサ部１０は、座部に加わる荷重を検知する部であり、例えば、座席装置におけるクッションパッドと、そのクッションパッドを内包する座席表皮との間に設けられる。

ベルト固定センサ部２０は、シートベルトの金具部分との接触を検知する部であり、例えば、シートベルトの金具部分を脱着可能なバックルの内部に設けられる。

連結部３０は、着座センサ部１０と、ベルト固定センサ部２０とを連結する部である。具体的には、着座センサ部１０と、ベルト固定センサ部２０との連結には配線Ｗ１〜Ｗ５が用いられている。

配線Ｗ１は、着座センサ部１０における１対の端子１１，１２に接続され、配線Ｗ２は、ベルト固定センサ部２０における１対の端子２１，２２に接続されている。配線Ｗ３は、配線Ｗ１と配線Ｗ２とに接続されている。配線Ｗ４は、着座センサ部１０における一方の端子１１と、コネクタ部４０とに接続され、配線Ｗ５は、ベルト固定センサ部２０における一方の端子２２と、コネクタ部４０とに接続されている。

コネクタ部４０は、連結部３０と、車両におけるエンジンコントロールユニット３とを接続するための部である。

図２は、検出装置２の回路構成を等価回路で示す回路図である。図２に示すように、着座センサ部１０は、４つのスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４を有している。各スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４を構成する１対の電極Ｅａ，Ｅｂは、座面の鉛直方向で向き合うよう配置され、着座する人から加えられる押圧力によって接触するようになっている。なお、この図２の着座センサ部１０では、着座状態にあるスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４が示されている。

また、着座センサ部１０は、各スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４に共通となる１対の端子１１，１２を有している。これら端子１１，１２間には、スイッチＳＷ１１とＳＷ１２、及び、スイッチＳＷ１３とＳＷ１４が電気的に直列に接続され、スイッチＳＷ１１とＳＷ１３、及び、スイッチＳＷ１２とＳＷ１４が並列に接続されている。

これらスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４に共通となる１対の端子１１，１２には抵抗素子３１も接続されており、抵抗素子３１は、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４に対して並列に接続された状態にある。

このように着座センサ部１０は、１対の端子１１，１２と、それら１対の端子１１，１２間に配置される４つのスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４と、それらスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４に並列に接続される抵抗素子３１とを有している。

なお、図２に示す着座センサ部１０では、スイッチの数が４つとされたが、３つ以下であっても良く、５つ以上であっても良い。また、並列に接続すべきスイッチの数が２つとされたが、３つ以上であっても良い。また、並列に接続すべきスイッチの組が２組とされたが、０又は１組であっても良く、３組以上であっても良い。

一方、図２に示すように、ベルト固定センサ部２０は、１つのスイッチＳＷ２１を有している。このスイッチＳＷ２１を構成する１対の電極Ｅａ，Ｅｂは、図示しないバックルに対して図示しないシートベルトが非装着の状態では可動接点ＭＰに接触し、これに対してシートベルトが装着された状態では可動接点ＭＰから離されるようになっている。なお、この図２のベルト固定センサ部２０では、シートベルトが装着された状態にあるスイッチＳＷ２１が示されている。

また、ベルト固定センサ部２０は、１対の端子２１，２２を有し、これら端子１１，１２間にスイッチＳＷ２１が接続され、このスイッチＳＷ２１には抵抗素子３２が並列に接続されている。

このようにベルト固定センサ部２０は、１対の端子２１，２２と、それら１対の端子２１，２２間に配置されるスイッチＳＷ２１と、そのスイッチＳＷ２１に並列に接続される抵抗素子３２とを有している。

これら着座センサ部１０と、ベルト固定センサ部２０とは、連結部３０における配線Ｗ３により電気的に直列に接続され、着座センサ１０における抵抗素子３１と、ベルト固定センサ部２０における抵抗素子３２とは互いに異なる抵抗値とされる。

図３は、着座しているが、シートベルトが未装着である場合における検出装置２の回路構成を等価回路で示す回路図である。この場合、図３に示すように、着座センサ部１０におけるスイッチＳＷ１１，ＳＷ１２と、スイッチＳＷ１３，ＳＷ１４の少なくとも一方はオンになるため、１対の端子１１，１２が導通する。一方、ベルト固定センサ部２０におけるスイッチＳＷ２１はオンになるため、１対の端子２１，２２が非導通となる。このため検出装置２では、着座センサ部１０と連結部３０とコネクタ部４０とによって閉回路が構成され、この閉回路の負荷に応じたレベルの検出信号が、コネクタ部４０を介してエンジンコントロールユニット３に与えられることになる。

図４は、未着座であり、かつ、シートベルトが未装着である場合における検出装置２の回路構成を等価回路で示す回路図である。この場合、図４に示すように、着座センサ部１０におけるスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４はオフになるため、１対の端子１１，１２が非導通となる。一方、ベルト固定センサ部２０におけるスイッチＳＷ２１はオンになるため、１対の端子２１，２２が非導通となる。このため検出装置２では、連結部３０とコネクタ部４０とによって閉回路が構成され、この閉回路の負荷に応じたレベルの検出信号が、コネクタ部４０を介してエンジンコントロールユニット３に与えられることになる。

図５は、未着座であるが、シートベルトが装着されている場合における検出装置２の回路構成を等価回路で示す回路図である。この場合、図５に示すように、着座センサ部１０におけるスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４はオフになるため、１対の端子１１，１２が非導通となる。一方、ベルト固定センサ部２０におけるスイッチＳＷ２１はオフになるため、１対の端子２１，２２が導通する。このため検出装置２では、ベルト固定センサ部２０と連結部３０とコネクタ部４０とによって閉回路が構成され、この閉回路の負荷に応じたレベルの検出信号が、コネクタ部４０を介してエンジンコントロールユニット３に与えられることになる。

また、上述で説明した図２は、着座しており、かつ、シートベルトが装着されている場合を示している。この場合、上述したように、着座センサ部１０におけるスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４はオンであるため、１対の端子１１，１２が導通する。一方、ベルト固定センサ部２０におけるスイッチＳＷ２１はオフであるため、１対の端子２１，２２が導通する。このため検出装置２では、着座センサ部１０及びベルト固定センサ部２０と連結部３０とコネクタ部４０とによって閉回路が構成され、この閉回路の負荷に応じたレベルの検出信号が、コネクタ部４０を介してエンジンコントロールユニット３に与えられることになる。

エンジンコントロールユニット３は、検出装置２からコネクタ部４０を介して与えられる検出信号のレベルに基づいて検出装置２の回路抵抗を算出し、その回路抵抗に対して設定される閾値との比較結果に基づいて、図示しない警告発信部に警告を発すべき命令を与えるようになっている。

図６は、各センサがオンオフのときの出力インピーダンスと、エンジンコントロールユニット３に設定される閾値との一例を示す表である。なお、図６では、抵抗素子３１の抵抗値が２ｋΩであり、抵抗素子３２の抵抗値が１ｋΩとされている。

図６に示すように、検出装置２の出力インピーダンスは、パターン１（図３に示す等価回路）の状態では０ｋΩ、パターン２（図２に示す等価回路）の状態では１ｋΩ、パターン３（図５に示す等価回路）の状態では２ｋΩ、パターン４（図４に示す等価回路）の状態では３ｋΩとなり、いずれの状態でも相違することになる。これら出力インピーダンスは、実際には配線抵抗や接点抵抗等に起因して表記の値とはならない。しかしながら、下限閾値として例えば５００Ωを設定した場合、配線抵抗や接点抵抗に比べて抵抗素子３１，３２の抵抗値のほうが大幅に大きい状態にある。このため、配線抵抗や接点抵抗等の要因を考慮しても、パターン１（図３に示す等価回路）の状態での回路抵抗値が下限閾値を大きく下回ることが本発明者の実験により確認された。したがって、着座しているにもかかわらずシートベルトが未装着であることを、適切に、警告することが可能となる。

また、上限閾値として例えば５０００Ωを設定した場合、着座センサ部１０とベルト固定センサ部２０とのオンオフの組み合わせである４つの状態（パターン１〜パターン４）とは異なる状態（パターン５）が判断可能となることが本発明者の実験により確認された。このため、故障状態にあることを、適切に、警告することも可能となる。

以上説明したように、本実施形態の検出装置２では、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４と、それらスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４に対して並列に接続される抵抗素子３１とを有する着座センサ部１０が設けられる。また、スイッチＳＷ２１と、そのスイッチＳＷ２１に対して並列に接続される抵抗素子３２とを有するベルト固定センサ部２０が設けられる。そして、これら着座センサ部１０とベルト固定センサ部２０とは電気的に直列に接続され、着座センサ部１０の抵抗素子３１と、ベルト固定センサ部２０の抵抗素子３２とは互いに異なる抵抗値とされる。このため、検出装置２では、着座センサ部１０のスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４と、ベルト固定センサ部２０のスイッチＳＷ２１との一方だけがオンとなる場合、双方がオンとなる場合、又は、双方がオフとなる場合における出力インピーダンスが相違することになる。したがってこの検出装置２によれば、後段のエンジンコントロールユニット３に対して、警告すべき状態を、出力インピーダンスに基づいて適切に判断させることが可能となる。

また、上記特許文献１のように、着座センサ部とベルト固定センサ部とが別々にコントローラーに接続される場合、センサ部と、コントローラとの間には専用の配線及びコネクタ部がそれぞれ必要となるが、本実施形態の検出装置２によれば、これらの一部を共用することができるため、その分だけ構成が簡素化される。

以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、固定抵抗値の抵抗素子３１，３２が用いられたが、抵抗値を変更可能な可変抵抗が用いられても良い。例えば、着座センサ部１０又はベルト固定センサ部２０の種類が変更される等によってセンサ部の抵抗値が変更されたとする。このような変更があったとしても、可変抵抗の抵抗素子３１，３２が用いられていれば、エンジンコントロールユニット３に設定される閾値を変更させずに、着座センサ部１０のスイッチ部とベルト固定センサ部２０のスイッチ部とのオンオフの組み合わせそれぞれの状態での出力インピーダンスを相違させることが可能となる。

また、上記実施形態では、エンジンコントロールユニット３では、下限閾値と上限閾値との２つの閾値が設定されたが、それら下限閾値と上限閾値との間において、図６に示すパターン２〜パターン４の状態をそれぞれ判断するための閾値が設定されも良い。このようにすれば、着座センサ部１０とベルト固定センサ部２０とのオンオフの組み合わせそれぞれの状態が判断可能となるため、警告のバリエーション化が図れる。

また、上記実施形態では、１対の端子１１，１２、２１，２２に並列接続される抵抗素子３１，３２の抵抗値が異なっていれば良いとされた。好ましくは、着座センサ部１０におけるスイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４に並列接続される抵抗素子３１の抵抗値が、ベルト固定センサ部２０におけるスイッチＳＷ２１に並列接続される抵抗素子３２よりも大きい関係にすると良い。上記実施形態のように、着座センサ部１０において２以上のスイッチが用いられた場合、着座を適切に検知することができる。しかし、このような場合、着座センサ部１０の抵抗値はベルト固定センサ部２０に比べて同等以上になる。したがって、抵抗素子３１の抵抗値が、抵抗素子３２よりも大きい場合には、着座センサ部１０とベルト固定センサ部２０との抵抗差をより大きくすることができ、スパイクノイズ等に起因するエンジンコントロールユニット３での誤判断を低減させることができる。上述したように、複数の閾値を設定して、警告のバリエーション化を図る場合などでは、複数の閾値間の幅を大きく設定させることが可能となるため、抵抗素子３１の抵抗値を抵抗素子３２よりも大きくすること、又は、抵抗素子３１を可変抵抗とすることは特に好ましい。

また、上記実施形態では、ベルト固定センサ部２０におけるスイッチＳＷ２１が、シートベルトが非装着である場合にオンとされ、シートベルトが装着される場合にオフとされたが、非装着である場合にオフとされ、シートベルトが装着される場合にオンとされても良い。

本発明によれば、構成の簡素化を図りつつ、適切に警告させ得る検出装置が提供される。

１・・・警告システム
２・・・検出装置
３・・・エンジンコントロールユニット
１０・・・着座センサ部
１１，１２・・・端子
２０・・・ベルト固定センサ部
２１，２２・・・端子
３０・・・連結部
３１，３２・・・抵抗素子
４０・・・コネクタ部
Ｅａ，Ｅｂ・・・電極
ＳＷ１１〜ＳＷ１４，ＳＷ２１・・・スイッチ
Ｗ１〜Ｗ５・・・配線

Claims

座部に加えられる荷重の有無を検知する第１スイッチ部、及び、前記第１スイッチ部に対して並列に接続される第１抵抗素子を有する着座センサ部と、
シートベルトの装着状態の有無を検知する第２スイッチ部、及び、前記第２スイッチ部、に対して並列に接続される第２抵抗素子を有するベルト固定センサ部と
を備え、
前記着座センサ部と前記ベルト固定センサ部とは電気的に直列に接続され、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とは互いに異なる抵抗値とされ、
前記着座センサ部は、前記座部に着座されている場合に前記第１スイッチ部がオンとなり、前記座部に着座されていない場合に前記第１スイッチ部がオフとなり、
前記ベルト固定センサ部は、前記シートベルトが装着されていない場合に前記第２スイッチ部がオンとなり、前記シートベルトが装着されている場合に前記第２スイッチ部がオフとなる
ことを特徴とする検出装置。
前記着座センサ部の前記第１スイッチ部及び前記ベルト固定センサ部の前記第２スイッチ部はそれぞれ１つである
ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
前記第１スイッチ部は、少なくとも２以上有する
ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
前記第１スイッチ部は、少なくとも２以上有し、前記第１抵抗素子は、２以上の第１スイッチ部に共通の１対の端子に対して並列に接続され、前記第２抵抗素子に比べて大きい抵抗値とされる
ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
前記第１抵抗素子は、可変抵抗である
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれか１項に記載の検出装置。