JP6367852B2 - 着座状態判別装置および着座状態判別方法 - Google Patents

Description

本発明は、シートベルトの検出を行う技術に関するものであり、特に、シートベルトの長さを検出する技術に関するものである。

自動車等の車両内において座席に乗員を安全に保持するために用いられるシートベルトは、車両の走行時には確実に着用されていることが要求される。また、シートベルトは、車両の走行時に頻繁に着脱が行われることや、長時間使用されことがあるため、操作性や快適性を備えていることが望ましい。シートベルトには、乗員によるシートベルトの着用の有無を検出するために、シートベルトの着用を検知するセンサを備えていることが多い。そのようなシートベルトの着用を検知するセンサは、例えば、バックル内に備えられ、バックルに挿入されるタングを検出することでシートベルトの着用を検知するように構成されている。

シートベルトの着用によって乗員の安全等を確保するためには、シートベルトが確実に着用され、乗員の姿勢が正しく保たれていることが必要となる。しかし、バックルに挿入されたタングを検出する方法では、バックル内にタングを模した物体が差し込まれることによってシートベルトが着用されていると検知される恐れがある。また、タングを検出する方法では、シートベルトの着用の有無は検出できるが、正しい姿勢で着用されているかは検出することができない。そのため、誤検知や操作性の低下などを抑制し、シートベルトが正しく着用されているかを検出できる技術があることが望ましく関連する技術の開発が行われている。そのような、誤検知や操作性の低下などを抑制し、シートベルトが正しく着用されているかを検出する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。

特許文献１は、シートベルトの着用状態を検出する機能を有する着座状態判別装置に関するものである。特許文献１の着座状態判別装置は、３点式のシートベルトのストラップに静電容量センサを用いた複数のタッチセンサを備えている。静電容量センサは、ストラップの長辺方向に、所定の間隔で配置されている。特許文献１の着座状態判別装置では、静電容量センサは、３点式シートベルトのショルダーアンカー部分やバックル部分にあるときにオンの信号を出力する。そのため、特許文献１の着座状態判別装置では、オンの信号を出力した静電容量センサのストラップ内における長辺方向の位置を基に、引き出されているストラップの長さを検出することができる。特許文献１の着座状態判別装置は、そのような方法で検出したストラップの長さを基に、シートベルトの着用状態を判断している。

特開２０１４−２２１５６２号公報

しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１の着座状態判別装置では、ストラップに複数の静電容量センサと配線を形成する必要がある。そのため、複数の静電容量センサと配線によるストラップの厚みの増加や、ストラップの柔軟性の低下による乗員の装着感や操作性の低下が生じる恐れがある。また、手でシートベルトを持った際などに、静電容量センサがオン状態の出力を行うことで誤検出が生じる恐れがある。そのため、特許文献１の技術は、誤検知や操作性の低下などを抑制し、シートベルトが正しく着用されているかを検出する技術としては、十分ではない。

本発明は、上記の課題を解決するため、誤検知や操作性の低下などを抑制し、シートベルトが正しく着用されているかを検出することができる着座状態判別装置を得ることを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の着座状態判別装置は、シートベルトと、導体検出手段と、位置検出手段と、着用状態判断手段を備えている。シートベルトは、所定の規則に基づいて長辺方向の位置を示すように導体によって形成された複数のパターンが、長辺方向の位置に応じてそれぞれ配置されたストラップを有する。導体検出手段は、ストラップに形成された導体を検出する。位置検出手段は、導体検出手段による導体の検出結果に基づいて、導体を検出したストラップ上の位置に形成されているパターンを特定し、パターンと所定の規則とに基づいて、パターンが検出されたストラップ上の位置を判断する。着用状態判断手段は、位置検出手段が判断したパターンの位置を基に、シートベルトの着用状態を判断する。

本発明の着座状態判別方法は、シートベルトのストラップ上に、所定の規則に基づいて長辺方向の位置を示すように形成されたパターンの導体を検出する。本発明の着座状態判別方法は、導体の検出結果に基づいて、導体を検出した位置に形成されているパターンを特定し、パターンと所定の規則とに基づいて、パターンが検出されたストラップ上の位置を判断する。本発明の着座状態判別方法は、パターンの位置を基に、シートベルトの着用状態を判断する。

本発明によると、誤検知や操作性の低下などを抑制し、シートベルトが正しく着用されているかを検出することができる。

本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態のストラップの構成の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態のストラップ検出センサの構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の制御装置の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態における動作フローの概要を示した図である。 本発明の第２の実施形態における動作フローの概要を示した図である。 本発明の第２の実施形態における動作フローの概要を示した図である。 本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第３の実施形態の制御装置の構成の概要を示す図である。 本発明の第３の実施形態における動作フローの概要を示した図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の着座状態判別装置は、シートベルト１と、導体検出手段２と、位置検出手段３と、着用状態判断手段４を備えている。シートベルト１は、所定の規則に基づいて長辺方向の位置を示すように導体によって形成された複数のパターンが、長辺方向の位置に応じてそれぞれ配置されたストラップを有する。導体検出手段２は、ストラップに形成された導体を検出する。位置検出手段３は、導体検出手段２による導体の検出結果に基づいて、導体を検出したストラップ上の位置に形成されているパターンを特定し、パターンと所定の規則とに基づいて、パターンが検出されたストラップ上の位置を判断する。着用状態判断手段４は、位置検出手段３が判断したパターンの位置を基に、シートベルトの着用状態を判断する。

本実施形態の着座状態判別装置は、ストラップ上の所定の規則に基づいて形成されたパターンを、導体検出手段２によって検出し、位置検出手段３において所定の規則に基づいてパターンが検出した位置を判断している。また、本実施形態の着座状態判別装置は、パターンが検出された位置を基に、シートベルトの着用状態を判断している。本実施形態の着座状態判別装置は、そのようにパターンを検出したストラップ上の位置を基に着用状態を判断するので、パターンが検出される位置を基に乗員の姿勢の変化などを検出することが可能になる。また、本実施形態の着座状態判別装置は、シートベルトのストラップには導体によるパターンが形成され、ストラップにはセンサや配線を必要としないため、乗員がストラップ等に触れても誤検出は生じない。また、本実施形態の着座状態判別装置は、ストラップにはセンサや配線を必要としないため、ストラップの厚みの増加や剛直性の増加による操作性の低下は生じない。その結果、本実施形態の着座状態判別装置は、誤検知や操作性の低下などを抑制し、シートベルトが正しく着用されているかを検出することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の着座状態判別システムの構成の概要を示したものである。本実施形態の着座状態判別システムは、ストラップ１１と、ショルダーアンカー１２と、バックル１３と、タング１４と、ストラップ通過部１５と、シートベルト巻き取り装置１６を備えている。また、本実施形態の着座状態判別システムは、ストラップ検出センサ２１と、シートベルト検出センサ２２と、着座センサ２３と、制御装置２４をさらに備えている。また、本実施形態の着座状態判別システムは、車両の内部の車体１８に座席１７とともに備えられている。本実施形態では、座席１７は車両の運転席であるとする。座席１７は、運転席以外の座席であってもよい。

本実施形態の着座状態判別システムは、ショルダーアンカー１２、バックル１３、シートベルト巻き取り装置１６および座席１７は、車体１８に固定されている。また、本実施形態の着座状態判別システムのストラップ１１、ショルダーアンカー１２、バックル１３、タング１４、ストラップ通過部１５およびシートベルト巻き取り装置１６は、３点式のシートベルトを構成している。シートベルトを構成するストラップ１１の長辺方向の一端は車体１８に固定され、反対側の一端はシートベルト巻き取り装置１６内に固定されている。長辺方向とは、ストラップ１１を引き出す方向のことをいう。また、ストラップ１１の両端の間には、タング１４およびストラップ通過部１５が取り付けられており、ストラップ１１は、タング１４によってバックル１３に固定されている。本実施形態の着座状態判別システムは、車両内に設置された座席１７に着座した乗員が３点式のシートベルトを装着した際のシートベルトの装着状態を監視するシステムである。また、ストラップ長を検出できる構成であれば、シートベルトは、三点式以外の方式のものであってもよい。

ストラップ１１は、乗員の身体を座席１７に固定して保持する機能と、ストラップ検出センサ２１の被検出体としての機能を有する。ストラップ１１の表面には、ストラップ検出センサ２１が、ストラップ１１が引き出されている長さであるストラップ長を計測する際の指標となる所定のパターンが導体を用いて形成されている。導体はストラップ１１の表面のうち、ストラップ検出センサ２１側の表面に形成されている。図３は、ストラップ１１に導体によって形成された所定のパターンを模式的に示したものである。

本実施形態のストラップ１１には、長辺方向の位置を示す所定のパターンが２進数の規則に基づくパターンとして形成されている。本実施形態のストラップ１１では、長辺方向の一端から１０進数で１から順に数が大きくなるように対応する２進数のパターンが導体３０で形成されている。そのため、本実施形態の着座状態判別状態システムでは、シートベルトのストラップ１１が、どの２進数のパターンまで引き出されているかを検出することで、ストラップ長、すなわち、ストラップ１１が引き出されている長さを検出することができる。

図３に示すように、ストラップ１１の短辺方向に、２進数で示される値に対応するパターンが、導体３０によって等間隔で形成されている。本実施形態のストラップ１１では、短辺方向には最大でＮ個の導体３０のパターンが形成される。Ｎは、整数である。本実施形態のストラップ１１では、導体３０が存在する場合を「１」、導体３０が存在しない場合を「０」として２進数のパターンに対応させている。図３の例では、短辺方向の右側から２進数の２＾^０の桁、２＾^１の桁、２＾^２の桁と左側に向かうほど順次、大きな桁になるように割り当てられている。図３の一番左側の桁は、２＾^{（Ｎ−１）}の桁である。

長辺方向には、導体３０は、Ｍ個配置される。Ｍは、整数である。また、Ｍは、２＾^{（Ｎ−１）}以下となるように設定される。図３の例では、２＾^{（Ｎ−１）}の桁まで全て１になる位置まで導体３０が形成されている例を模式的に示している。長辺方向の導体３０の数は、ストラップ１１の長さに応じて設定されていればよく、最大値の側はより小さな値に対応する２進数のパターンまでであってもよい。

本実施形態の導体３０は、導電性繊維を用いてストラップ１１の表面に形成されている。導電性繊維を用いることでストラップ１１の柔軟性の低下を抑制し、シートベルトとしての柔軟性を維持することができる。導電性繊維としては、例えば、ポリアセチレン等の導電性高分子によって形成された繊維や、導電体を添加した繊維を用いることができる。また、導体３０は、導電性樹脂や金属の薄膜によって形成されていてもよい。本実施形態では、導体３０がストラップ１１の表面に形成されているが、導体３０はストラップ１１の内部に形成されていてもよい。

図３の例では導体３０を四角形のパターンとして示したが、導体３０は、四角形以外のパターンによって形成されていてもよい。例えば、導体３０は、楕円や円の形状に形成されていてもよい。本実施形態のストラップ１１は、第１の実施形態のシートベルト１が有するストラップに相当する。

ショルダーアンカー１２は、車体１８の内側に固定され、ストラップ１１を引き出す際のガイドおよびストラップ１１を引き出した際のストラップ１１の支持部として備えられている。また、ショルダーアンカー１２は、ストラップ検出センサ２１を内部に備えている。そのため、ストラップ１１が引き出されている長さは、ショルダーアンカー１２の位置において計測される。

バックル１３は、タング１４を脱着可能な構成を備え、ストラップ１１およびタング１４によって形成されるシートベルトを肯定する。また、バックル１３は、シートベルト検出センサ２２を備えている。そのため、バックル１３においてタング１４の有無を検出することで、シートベルトの装着の有無を検知することができる。

タング１４は、ストラップ１１とともにシートベルトを構成し、シートベルトのバックル１３への固定具として備えられている。座席１７は、シートベルトによって固定される乗員の体を支持する。タング１４は、ストラップ通過部１５を介してストラップ１１の両端の間に備えられ、ストラップ１１をバックル１３に固定する。

ストラップ通過部１５は、タング１４と一体の部品として形成され、ストラップ１１を折り返す機能を有する。ストラップ通過部１５は、ショルダーアンカー１２から斜め方向に引き出されたストラップ１１を、ストラップ１１が乗員の腰付近を保持するように水平方向に折り返す。

シートベルト巻き取り装置１６は、シートベルトのストラップ１１を引き込むことによってストラップ１１を収納する機能を有する。シートベルト巻き取り装置１６は、ストラップ１１を引き込むことで乗員の体を座席１７に保持する。

座席１７は、自動車の車体１８の内部に設置されている。着座状態判別システムは、１つの自動車の中に設置されている複数の座席１７に対応するように、備えられていてもよい。

ストラップ検出センサ２１は、ストラップ１１に形成された導体３０の存在の有無を検出する機能を有する。ストラップ検出センサ２１は、ショルダーアンカー１２に備えられ、ストラップ１１に形成されている所定のパターンを検出する。本実施形態のストラップ検出センサ２１は、静電容量式タッチセンサを用いて形成されている。

図４は、ストラップ検出センサ２１の構成を模式的に示したものである。図４に示すように、ストラップ検出センサ２１は、４０−１から４０−ＮのＮ個の静電容量センサ４０を備えている。静電容量センサ４０の数のＮは、ストラップ１１の短辺方向に形成されている導体３０の個数の最大値Ｎと対応している。

各静電容量センサ４０は、ストラップ１１の２進数のパターンに対応するように備えられている。例えば、図４に示すように、静電容量センサ４０−１は、２＾^０の桁の列の導体３０を検出するように備えられ、静電容量センサ４０−２は、２＾^１の桁の列の導体３０を検出するように備えられている。また、静電容量センサ４０−Ｎは、２＾^{（Ｎ−１）}の桁の列の導体３０を検出するように備えられている。各静電容量センサ４０は、所定の閾値以上の静電容量の変化を検出した場合に、スイッチがオン状態になる。静電容量センサ４０のスイッチとしては、例えば、１つのスイッチに１つの電極を使用する弛張発振方式のスイッチを用いることができる。

ストラップ１１の長辺方向の導体３０の間隔は、ストラップ１１の長さを計測する際の分解能に相当し、間隔が狭いほど測定精度が向上する。そのため、間隔が狭いほど望ましいが、間隔が狭すぎると静電容量センサ４０が長辺方向で隣接する導体３０を誤検出する恐れがある。また、同様に短辺方向の間隔が狭すぎると、静電容量センサ４０が短辺方向で隣接する導体３０を誤検出する恐れがある。また、導体３０の間隔を狭くしすぎると、ストラップ１１の剛直性が増し、シートベルトの柔軟性が低下する恐れもある。そのため、ストラップ１１上に形成された導体３０の長辺方向および短辺方向の間隔は、静電容量センサ４０の検出部のそれぞれの方向の大きさの倍以上の間隔であることが望ましい。また、導体３０の面積は、静電容量センサ４０の検出部の面積半分程度であることが望ましい。

シートベルト幅、すなわち、ストラップ１１の短辺方向の幅は、例えば、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）規格では４６ｍｍ以上と規定されている。ストラップ１１の短辺方向の幅がＪＩＳの規格を満たすように設定され、例えば、各静電容量センサ４０の大きさが１ｃｍ×０．７ｃｍ、導体３０の大きさが０．５ｃｍ×０．５ｃｍであり、短辺方向に６個の導体３０が配置されているとする。このとき、長辺方向には最大で２＾^６−１＝６３個の導体３０が配置される。そのような場合に、長辺方向の導体３０の間隔が３ｃｍとすると、計測可能な最大のストラップ長は、３ｃｍ×６３＝１８９ｃｍとなる。また、本実施形態のストラップ検出センサ２１は、第１の実施形態の導体検出手段２に相当する。

シートベルト検出センサ２２は、バックル１３に備えられ、タング１４の有無を検出する機能を有する。シートベルト検出センサ２２は、バックル１３にタング１４が装着されたときにオン状態となるスイッチ素子を備えている。シートベルト検出センサ２２は、バックル１３の装着を検知すると、シートベルトを検出していることを示す信号を、制御装置２４のシートベルト検出センサ入力部５６に送る。

着座センサ２３は、乗員が座席１７に座っているかを監視する機能を有する。着座センサ２３は、例えば、乗員が座席１７に座って、座席１７の下部に荷重がかかったときにオン状態になるスイッチ素子によって構成されている。着座センサ２３は、乗員が座席に座っていることを検知すると、着座していることを示す信号を、制御装置２４の着座センサ入力部２６に送る。

制御装置２４の構成について説明する。図５は、制御装置２４の構成の概要を示したものである。図５に示す通り、制御装置２４は、制御部５１と、ストラップ検出センサ入力部５２と、記憶部５３と、電源部５４と、警告部５５と、シートベルト検出センサ入力部５６と、着座センサ入力部５７と、ギア信号入力部５８を備えている。

制御部５１は、シートベルトのストラップ１１の引き出されている長さであるストラップ長を算出する機能を有する。また、制御部５１は、シートベルトの着用状態を判断して、着用状態が適切でない場合に乗員に警告する機能を有する。

制御部５１は、ストラップ検出センサ入力部５２を介して入力される導体３０の検出状態を基に、ストラップ長を算出する。制御部５１は、導体３０の検出状態を基に、ストラップ１１のどの位置を検知しているかを判断する。制御部５１は、ストラップ検出センサ入力部５２を介して入力される信号を基に、各静電容量センサ４０の導体３０の検出状態を２進数に変換する。制御部５１は、導体３０の検出状態を変換した２進数が、端から何番目に相当するのかを判断し、導体３０の長辺方向の間隔からストラップ長を算出する。また、制御部５１は、ストラップ長の変化量を監視し、変化量が所定の基準を超えたときに警告部５５を介して乗員に通知する。本実施形態の制御部５１は、第１の実施形態の位置検出手段３および着用状態判断手段４に相当する。

ストラップ検出センサ入力部５２は、ストラップ検出センサ２１の各静電容量センサ４０が出力した信号を受信するインターフェースとしての機能を有する。ストラップ検出センサ入力部５２は、ストラップ検出センサ２１の各静電容量センサ４０から受信した信号を制御部５１に送る。

記憶部５３は、制御部５１がストラップ長の算出や警告等の動作をする際に用いるデータを保存する機能を有する。記憶部５３は、ストラップ１１に形成されている導体３０のパターンに関する情報を保存している。本実施形態の記憶部５３は、ストラップ１１に２進数のパターンが形成されていることを示す情報と、長辺方向の導体３０の間隔の情報を保存している。また、記憶部５３は、ストラップ長の初期値および制御部５１が警告部５５を介して警告する際の所定の条件を保存している。記憶部５３は、警告する際の所定の条件として、例えば、ストラップ長の変化量の閾値の情報を保存している。

電源部５４は、着座状態判別システムの各部位および制御装置２４の各部位に電源を供給する機能を有する。本実施形態の電源部５４は、車両から電源供給を受け、各部位に電源を出力する。

警告部５５は、制御部５１の制御に基づいて音声を出力する機能を有する。本実施形態の警告部５５は、車内に音声を出力するスピーカを用いて構成されている。警告部５５は、制御部５１が乗員に通知を行う際に、制御部５１の制御に基づいて音声を車内に出力する。警告部５５は、音声以外に光や振動によって乗員に通知を行うようにしてもよい。

シートベルト検出センサ入力部５６は、シートベルト検出センサ２２が出力した信号を受信するインターフェースとしての機能を有する。シートベルト検出センサ入力部５６は、シートベルト検出センサ２２から受信した信号を制御部５１に送る。

着座センサ入力部５７は、着座センサ２３が出力した信号を受信するインターフェースとしての機能を有する。着座センサ入力部５７は、着座センサ２３から受信した信号を制御部５１に送る。

ギア信号入力部５８は、車体１８の動作状態を示す信号を受信するインターフェースとしての機能を有する。ギア信号入力部５８は、車体１８から受信した動作状態を示す信号を制御部５１に送る。制御部５１は、ギア信号入力部５８から入力される信号を基に車両が走行や停止などの状態の情報を得ることができる。

本実施形態の着座状態判別システムの動作について説明する。図６、図７および図８は、本実形態の着座状態判別システムの動作フローの概要を示したものである。

始めに図６を参照して、本実施形態の着座状態判別システムにおいて初期化動作が行われる際の動作について説明する。初期化動作とは、乗員が座席１７に座っていない状態で、ストラップ１１が引き出されている長さ、すなわち、ストラップ長の初期値を確認する動作のことをいう。

初期化の動作をスタートすると（ステップ１０１）、制御装置２４の制御部５１は、ストラップ検出センサ入力部５２を介して入力されるストラップ検出センサ２１の各静電容量センサ４０の信号の読み込みを行う（ステップ１０２）。

ストラップ検出センサ２１の各静電容量センサ４０は、検出部の位置にあるストラップ１１の表面に導体３０が形成されているときオン状態の信号を出力する。制御部５１は、ストラップ検出センサ入力部５２を介して入力される信号を基に、各静電容量センサ４０が導体３０を検知している桁を「１」、導体を検知していない桁を「０」とした２進数のデータに変換する。

制御部５１は、静電容量センサ４０−Ｘが導体３０を検出している場合に、２＾（Ｘ−１）の値を算出する。ＸはＮ以下の整数である。導体３０を検出している静電容量センサ全てについて２＾（Ｘ−１）の値を算出すると、制御部５１は、算出した値の合計値をストラップ長の初期値Ｌ（１）として算出する（ステップ１０４）。

Ｌ（１）の値を算出すると、制御部５１は、Ｌ（１）が０でないかを判断する。Ｌ（１）＝０のとき（ステップ１０５でＹｅｓ）、導体３０を全く検出できていないので、制御部５１は、警告部５５を介して乗員または作業者に対してシートベルトのストラップ１１の引き出しの要請を通知する（ステップ１０８）。警告部５５を介してストラップ１１の引き出しの要請の通知を行うと、制御部５１は、ステップ１０２に戻り、ストラップ検出センサ入力部５２を介して各静電容量センサ４０から入力される信号の読み込みを行う。

いずれかの静電容量センサ４０が導体３０を検出し、Ｌ（１）が０以外のとき（ステップ１０５でＮｏ）、制御部５１は、記憶部５３にＬ（１）の値をストラップ長の初期値として保存する（ステップ１０６）。記憶部５３に保存された初期値Ｌ（１）の値は、シートベルトが装着されていないときのストラップ１１の長さを示すものであり、引き出し量を判断する際の基準として用いられる。初期値Ｌ（１）の値が記憶部５３に保存されると初期化の動作は完了する（ステップ１０７）。

次に、乗員が座席１７に座ってシートベルトを着用した際に、ストラップ１１が引き出される長さである乗車時初期値Ｌ（２）が計測される際の動作について図７を参照して説明する。乗車時初期値Ｌ（２）は、乗客が座席１７に座ってシートベルトのストラップ１１を引き出したときに、初期化時の長さを基準として、シートベルトを装着する際に引き出された長さのことをいう。

着座センサ入力部５７を介して着座センサ２３がオン状態になったことを示す信号を検知すると（ステップ１１１）、制御部５１は、乗車時初期値であるＬ（２）に初期値Ｌ（１）の値を代入する（ステップ１１２）。Ｌ（２）にＬ（１）の値を代入すると、ストラップ検出センサ入力部５２を介して入力されるストラップ検出センサ２１の各静電容量センサ４０の信号の読み込みを行う（ステップ１１３）。制御部５１は、各静電容量センサ４０から入力される信号の読み込みを行うと、オン状態の信号が入力された静電容量センサ４０−Ｘに対応する２＾（Ｘ−１）の値を算出する。

オン状態の信号が入力された静電容量センサ４０−Ｘの２＾（Ｘ−１）の値を算出すると、制御部５１は、オン状態の信号が入力された静電容量センサ４０の値を合計し、合計値Ｌ（２'）を算出する（ステップ１１４）。

Ｌ（２'）の値を算出すると、制御部５１は、Ｌ（２'）が０でないかを判断する。Ｌ（２'）＝０のとき（ステップ１１５でＮｏ）、制御部５１は、導体３０が各静電容量センサ４０の検出範囲内にないとして、Ｌ（２'）の値を使用せず、ステップ１１７へ進む。

Ｌ（２'）が０でないとき（ステップ１１５でＹｅｓ）、制御部５１は、Ｌ（２'）の値をＬ（２）として設定する（ステップ１１６）。Ｌ（２'）の値をＬ（２）として設定すると、制御部５１は、シートベルト検出センサ入力部５６を介して入力されるシートベルト検出センサ２２の信号がオン状態であるかを確認する。シートベルト検出センサ２２は、シートベルトが装着されているとき、すなわち、タング１４がバックル１３に固定されているとき、オン状態の信号を出力する。

シートベルト検出センサ２２の信号がオン状態ではないとき（ステップ１１７でＮｏ）、制御部５１は、ステップ１１３に戻り、ストラップ検出センサ入力部５２を介して各静電容量センサ４０から入力される信号の読み込みを行う動作を繰り返す。

シートベルト検出センサ２２の信号がオン状態であるとき（ステップ１１７でＹｅｓ）、制御部５１は、Ｌ（１）とＬ（２）の値の差を比較し、差が十分であるかを確認する。制御部５１は、Ｌ（２）−Ｌ（１）の値を算出し、差を比較する。Ｌ（２）−Ｌ（１）＞２のとき（ステップ１１８でＹｅｓ）、制御装置２４は、シートベルトは十分に引き出せていると判断し、Ｌ（２）の値を乗車時初期値として設定し記憶部５３に保存する（ステップ１１９）。

Ｌ（２）−Ｌ（１）が２未満であるとき（ステップ１１８でＮｏ）、制御装置２４は、ストラップ長が短いため、シートベルト検出センサ２２が異物等でオンになったのみで、シートベルトが正しく着用されていないと判断する。シートベルトが正しく着用されていないと判断すると、制御部５１は、警告部５５を介してシートベルトを正しく装着するように警告を発する。シートベルトを正しく装着するように警告を発すると、制御部５１は、ステップ１１３に戻り、ストラップ検出センサ入力部５２を介して各静電容量センサ４０から入力される信号の読み込みを行う。

次に、運転が行われている際のシートベルトの変化量を基に乗員が適切な姿勢であるかを判断する運転診断を実施する際の動作について説明する。図８は、本実施形態の着座状態判別システムにおいて、運転が行われている際のシートベルトの変化量を基に乗員が適切な姿勢であるかを判断する際の動作フローの概要を示したものである。

乗車初期値の設定を終えると、制御部５１は、ギア信号入力部５８からの入力信号を確認し、車両が走行しているかを確認する。車両が走行していることを検知すると、制御部５１は、運転診断を開始する。運転診断を開始すると制御部５１は、乗車初期値Ｌ（２）の値をＬ（３）に設定する（ステップ１３１）。Ｌ（２）の値をＬ（３）に設定すると、制御部５１は、ストラップ検出センサ入力部５２を介して入力されるストラップ検出センサ２１の各静電容量センサ４０の信号の読み込みを行う（ステップ１３２）。制御部５１は、各静電容量センサ４０から入力される信号の読み込みを行うと、オン状態の信号が入力された静電容量センサ４０−Ｘに対応する２＾（Ｘ−１）の値を算出する。

オン状態の信号が入力された静電容量センサ４０−Ｘの２＾（Ｘ−１）の値を算出すると、制御部５１は、オン状態の信号が入力された静電容量センサ４０の値を合計し、合計値Ｌ（３'）を算出する（ステップ１３３）。

Ｌ（３'）の値を算出すると、制御部５１は、Ｌ（３'）が０でないかを判断する。Ｌ（３'）が０のとき（ステップ１３４でＮｏ）、制御部５１は、導体３０が各静電容量センサ４０の検出範囲内にないとして、Ｌ（３'）の値を使用せず、ステップ１３６へ進む。

Ｌ（３'）が０でないとき（ステップ１３４でＹｅｓ）、制御部５１は、Ｌ（３'）の値をＬ（３）として設定する（ステップ１３５）。Ｌ（３'）の値をＬ（３）として設定すると、制御部５１は、Ｌ（３）の値を乗車初期値Ｌ（２）と比較する。Ｌ（３）−Ｌ（２）が０より小さいとき（ステップ１３６でＮｏ）、制御部５１は、乗車時の乗員の姿勢が不適切で引き出されていたストラップ長が適切な長さより長かったと判断する。乗車時ストラップ長が適切な長さより長かったと判断すると、制御部５１は、Ｌ（３）の値をＬ（２）に代入して、乗車初期値を再設定する（ステップ１３７）。

Ｌ（３）の値をＬ（２）に代入して、乗車初期値を再設定すると、制御部５１は、制御部５１は、ステップ１３２に戻り、ストラップ検出センサ入力部５２を介して各静電容量センサ４０から入力される信号の読み込みを行う。

Ｌ（３）−Ｌ（２）が０以上のとき（ステップ１３６でＹｅｓ）、制御部５１は、ストラップ長を乗車初期値と比較して運転姿勢が適切かの判断を行う。Ｌ（３）−Ｌ（２）が３以上であるとき（ステップ１３８でＹｅｓ）、制御部５１は、乗員が前傾姿勢になっているなど適切な姿勢でないと判断する。乗員が適切な姿勢でないと判断すると、警告部５５を介して正しい姿勢となるように警告を通知する。正しい姿勢となるように警告を通知すると、制御部５１は、制御部５１は、ステップ１３２に戻り、ストラップ検出センサ入力部５２を介して各静電容量センサ４０から入力される信号の読み込みを行う。

また、Ｌ（３）−Ｌ（２）が２以下であるとき（ステップ１３８でＹｅｓ）、制御部５１は、正しい姿勢が維持されていると判断する。正しい姿勢が維持されていうと判断すると、制御部５１は、ステップ１３２に戻り、ストラップ検出センサ入力部５２を介して各静電容量センサ４０から入力される信号の読み込みを行い運転姿勢の監視を継続する。導体３０の長辺方向の間隔が３ｃｍであるとすると、Ｌ（３）−Ｌ（２）が２であるときは、ストラップ長の６ｃｍの変換に相当する。また、Ｌ（３）−Ｌ（２）の比較は２以外の値を基準として行ってもよい。制御部５１は、ギア信号入力部５８からの入力信号を確認し、車両が運行を停止するまで上記の運転診断の動作を継続して行う。

また、上記の例では、乗車初期値Ｌ（２）とＬ（３）の差が所定の基準との比較によって判断を行っているが、制御部５１は、Ｌ（３）−Ｌ（２）の変化量を基に運転姿勢の判断を行ってもよい。例えば、Ｌ（３）−Ｌ（２）が増減を繰り返すとき、制御部５１は、乗員が寝ていると判断し、警告部５５から警告を行うようにしてもよい。Ｌ（３）−Ｌ（２）の変化量を基に運転姿勢の判断を行うことで、より適切に運転姿勢の判断を行うことができるようになる。

本実施形態の着座状態判別システムでは、ストラップ１１上に導電性繊維を用いて形成された導体のパターンが２進数の規則に基づいて配置され、導体のパターンを検出することでストラップ１１上の位置を識別することができる。本実施形態の着座状態判別システムでは、ショルダーアンカー１２内のストラップ検出センサ２１で検出された導体のパターンを基にストラップ１１の引き出し量を基に、乗員のシートベルトの着用状態や姿勢を判断することができる。

本実施形態の着座状態判別システムでは、ショルダーアンカー１２内のストラップ検出センサ２１の静電容量センサ４０で導体の検出を行うのでストラップ１１側には、センサや配線を必要としない。そのため、ストラップ１１を手で触れた際などにも誤検出は生じない。また、本実施形態の着座状態判別システムのストラップ１１にはセンサや配線を形成する必要がないため、ストラップ１１の厚みや剛直性の増加は生じない。そのため、本実施形態のストラップ１１は、薄さや柔軟性を維持することができ、シートベルトとしての操作性や装着感の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の着座状態判別システムでは、ストラップ１１が引き出されている長さの変化を監視し、監視結果を基にシートベルトの着用状態や乗員の状態を判断することができる。本実施形態の着座状態判別システムでは、ストラップ１１の長さの変化を基に着用状態や乗員の状態を判断し、乗員への警告等を行うことで安全性を向上することができる。以上より、本実施形態の着座状態判別システムは、誤検知や操作性の低下などを抑制し、シートベルトが正しく着用されているかを検出することができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図９は、本実施形態の着座状態判別システムの構成の概要を示したものである。第２の実施形態ではショルダーアンカーに備えられたセンサによってストラップ長を計測していたが、本実施形態の着座状態判別システムは、ストラップ通過部においてもストラップ長の変化を計測する。本実施形態の着座状態判別システムは、ストラップ通過部においてもストラップ長の変化を計測することで乗員の着座状態をより詳細に判断することが可能になり、乗員への警告等をより適切に行うことができることを特徴とする。

本実施形態の着座状態判別システムは、ストラップ１１と、ショルダーアンカー１２と、バックル１３と、タング１４と、ストラップ通過部６１と、シートベルト巻き取り装置１６を備えている。また、本実施形態の着座状態判別システムは、ストラップ検出センサ２１と、シートベルト検出センサ２２と、着座センサ２３と、ストラップ通過部センサ６２と、制御装置６３をさらに備えている。また、本実施形態の着座状態判別システムは、車両の内部の車体１８に座席１７とともに備えられている。

本実施形態の着座状態判別システムのストラップ１１、ショルダーアンカー１２、バックル１３、タング１４、ストラップ通過部６１およびシートベルト巻き取り装置１６は、第２の実施形態と同様の３点式のシートベルトを構成している。

本実施形態のストラップ１１、ショルダーアンカー１２、バックル１３、タング１４、ストラップ検出センサ２１、シートベルト検出センサ２２および着座センサ２３の構成と機能は、第２の実施形態の同名称の部位と同様である。また、シートベルト巻き取り装置１６および座席１７の構成と機能は、第２の実施形態の同名称の部位と同様である。

ストラップ通過部６１は、第２の実施形態のストラップ通過部１５と同様の機能に加え、内部に有する誘電容量センサによってストラップ長の変化を検出する機能を有する。ストラップ通過部６１は、内部にストラップ通過部センサ６２を備えている。

ストラップ通過部センサ６２は、第２の実施形態のストラップ検出センサ２１と同様の構成のものを用いることができる。すなわち、ストラップ通過部センサ６２は、ストラップ１１上の導体３０を誘電容量センサで検出するセンサである。ストラップ通過部センサ６２は、ストラップ検出センサ２１と同様に２進数のパターンに基づいて形成された導体３０を検出することで、ストラップ長の変化を検出することができるセンサである。ストラップ通過部センサ６２は、各静電容量センサが導体を検出した信号を、着座状態判別装置７０に送る。

着座状態判別装置７０の構成について説明する。図９は、着座状態判別装置７０の構成の概要を示したものである。着座状態判別装置７０は、制御部７１と、ストラップ検出センサ入力部７２と、記憶部７３と、電源部７４と、警告部７５を備えている。また、着座状態判別装置７０は、シートベルト検出センサ入力部７６と、着座センサ入力部７７と、ギア信号入力部７８と、ストラップ通過部センサ入力部７９をさらに備えている。ストラップ検出センサ入力部７２、記憶部７３、電源部７４、警告部７５、シートベルト検出センサ入力部７６、着座センサ入力部７７およびギア信号入力部７８の構成と機能は、第２の実施形態の同名称の部位と同様である。

制御部７１は、第２の実施形態の制御部５１と同様の機能に加え、シートベルト検出センサ２２およびストラップ通過部センサ６２が計測するストラップ長を基に、乗員の着座状態を判断する機能を有する。制御部７１は、ストラップ通過部センサ６２で計測する乗員の腰部分で水平方向に使用しているストラップ長Ｌｗと、ストラップ検出センサ２１で計測する全体長を基に、肩から腰にかけて斜めに使用している部分のストラップ長Ｌｓを算出する。

制御部７１は、ストラップ長ＬｓとＬｗを基に乗員の姿勢および着座位置を判断する。制御部７１は、ストラップ長ＬｓとＬｗが両方とも増加したとき、乗員の上半身と着座位置が両方とも前に出ていると判断する。また、制御部７１は、ストラップ長Ｌｓのみ増加したとき、着座位置はそのままで上半身が前に傾いていると判断する。制御部７１は、乗員の上半身と着座位置の動きを判断し、所定の基準以上、変化したときに警告部７５を介して乗員に通知する。ストラップ長ＬｓとＬｗの増加量の判断基準は、あらかじめ設定されている。

ストラップ通過部センサ入力部７９は、ストラップ通過部センサ６２が出力した信号を受信するインターフェースとしての機能を有するストラップ通過部センサ入力部７９は、ストラップ通過部センサ６２から受信した信号を制御部７１に送る。

本実施形態の着座状態判別システムの動作について説明する。本実施形態の着座状態判別システムの初期化動作および乗員が着座した際の初期値を算出する際の動作は、第２の実施形態と同様である。そのため、以下では、本実施形態の着座状態判別システムにおいて、乗員の姿勢と着座位置の監視を行う運転診断の際の動作についてのみ説明する。図１１は、本実施形態の着座状態判別システムにおいて、乗員の姿勢と着座位置の監視を行う際の動作フローの概要を示したものである。

乗車初期値の設定が完了し、車両が運行していることを検知すると、制御部７１は、乗員の姿勢と着座位置を監視する動作を開始する（ステップ１４１）。乗車初期値の設定を行う際に、制御部７１は、全体のストラップ長とともに、腰部分のストラップ長Ｌｗの初期値をストラップ通過部センサ６２から入力される信号を基に算出し、記憶部７３に保存している。

乗員の姿勢等を確認する動作を開始すると、制御部７１は、ストラップ検出センサ入力部７２を介してストラップ検出センサ２１から入力される信号の読み取りを行う（ステップ１４２）。また、制御部７１は、ストラップ通過部センサ入力部７９を介してストラップ通過部センサ６２から入力される信号の読み取りを行う（ステップ１４３）。

制御部７１は、第２の実施形態と同様な方法でストラップ検出センサ２１の信号を基にストラップ１１の全体の長さを算出する。また、制御部７１は、第２の実施形態と同様の方法でストラップ通過部センサ６２の信号を基にストラップ長Ｌｗを算出する（ステップ１４４）。

全体のストラップ長およびストラップ長Ｌｗを算出すると、制御部７１は、全体のストラップ長からストラップ長Ｌｗの値を引いて、肩から腰の部分の長さであるストラップ長Ｌｓを算出する（ステップ１４５）。

ストラップ長Ｌｓを算出すると、制御部７１が、ストラップ長ＬｓおよびＬｗの変化量を算出する（ステップ１４６）。ストラップ長ＬｓおよびＬｗの変化量を算出すると、制御部７１は、変化量を乗員の姿勢等をシートベルトの引き出し量を基に判断する際の所定の基準と比較する。

ストラップ長ＬｓおよびＬｗの変化量がそれぞれに設定されている所定の基準よりも大きいとき（ステップ１４７でＹｅｓ）、制御部７１は、乗員の着座位置が前寄りで、かつ、乗員の上半身が前に倒れていると判断する。乗員の着座位置が前寄りで、かつ、乗員の上半身が前に倒れていると判断すると、制御部７１は、警告部７５から姿勢と着座位置を直すように通知する（ステップ１４８）。姿勢等を直す通知を行うと、制御部７１は、ステップ１４２に戻って、乗員の姿勢等の監視を継続する。

ストラップ長ＬｓおよびＬｗの変化量がそれぞれに設定されている所定の基準よりも大きいはないとき（ステップ１４７でＮｏ）、制御部７１は、ストラップ長Ｌｓの変化量が所定の基準より大きいかを判断する。

ストラップ長Ｌｓの変化量が所定の基準よりも小さいとき（ステップ１４９でＮｏ）、制御部７１は、ステップ１４２に戻って、乗員の姿勢等の監視を継続する。ストラップ長Ｌｓの変化量が所定の基準よりも大きいとき（ステップ１４９でＹｅｓ）、制御部７１は、乗員の着座位置は正常だが、乗員の上半身が前に倒れていると判断する。乗員の上半身が前に倒れていると判断すると、制御部７１は、警告部７５から姿勢を直すように通知する（ステップ１５０）。姿勢を直す通知を行うと、制御部７１は、ステップ１４２に戻って、乗員の姿勢等の監視を継続する。

本実施形態の着座状態判別システムは、第２の実施形態と同様の効果を有する。また、本実施形態の着座状態判別システムは、ショルダーアンカー１２に加え、乗員の腰に近いストラップ通過部６１においてもストラップ長の検出を行っている。本実施形態の着座状態判別システムは、２か所においてストラップ長を検出することで、肩から腰に掛けて乗員を保持する部分と、腰を水平方向に保持する部分の長さをそれぞれ算出することができる。そのように２つの長さを算出することで、本実施形態の着座状態判別システムは、乗員の着座状態をより詳細に判断することができる。そのため、本実施形態の着座状態判別システムは、着座状態に応じた乗員への通知等をより的確に行うことが可能になる。

第２の実施形態および第３の実施形態では、２進数の規則に従った導体のパターンを形成し、ストラップ長の検出を行っているが、所定の規則によって長辺方向の位置を識別できるものであれば２進数以外のパターンを用いてもよい。例えば、導体が形成されている場所の組み合わせによって、長辺方向の位置を識別できるようしてもよい。また、第２の実施形態および第３の実施形態では、２進数の値が順に大きくなるように長辺方向に導体のパターンを配置したが、あらかじめ制御装置にパターンと位置の対応が記憶されていれば、他の配置方法であってもよい。

第２の実施形態および第３の実施形態では、着座状態判別システムが自動車の車両に備えられている例について説明したが、自動車以外に用いられていてもよい。例えば、第２および第３の実施形態の着座状態判別システムは、航空機、列車、作業用車両および遊戯施設の乗り物等の各座席に備えられていてもよい。また、第２および第３の実施形態の着座状態判別システムのストラップを、荷物を固定するベルトに用いて第２および第３の実施形態の着座状態判別システムの構成を荷台の監視等に適用してもよい。

１ シートベルト
２ 導体検出手段
３ 位置検出手段
４ 着用状態判断手段
１１ ストラップ
１２ ショルダーアンカー
１３ バックル
１４ タング
１５ ストラップ通過部
１６ シートベルト巻き取り装置
１７ 座席
１８ 車体
２１ ストラップ検出センサ
２２ シートベルト検出センサ
２３ 着座センサ
２４ 制御装置
３０ 導体
４０ 静電容量センサ
５１ 制御部
５２ ストラップ検出センサ入力部
５３ 記憶部
５４ 電源部
５５ 警告部
５６ シートベルト検出センサ入力部
５７ 着座センサ入力部
５８ ギア信号入力部
６１ ストラップ通過部
６２ ストラップ通過部センサ
６３ 制御装置
７１ 制御部
７２ ストラップ検出センサ入力部
７３ 記憶部
７４ 電源部
７５ 警告部
７６ シートベルト検出センサ入力部
７７ 着座センサ入力部
７８ ギア信号入力部
７９ ストラップ通過部センサ入力部

Claims (9)

1. 所定の規則に基づいて長辺方向の位置を示すように導体によって形成された複数のパターンが、前記長辺方向の位置に応じてそれぞれ配置されたストラップを有するシートベルトと、
   前記ストラップに形成された前記導体を検出する導体検出手段と、
   前記導体検出手段による前記導体の検出結果に基づいて、前記導体を検出した前記ストラップ上の位置に形成されている前記パターンを特定し、前記パターンと前記所定の規則とに基づいて、前記パターンが検出された前記ストラップ上の位置を判断する位置検出手段と、
   前記位置検出手段が判断した前記パターンの前記位置を基に、前記シートベルトの着用状態を判断する着用状態判断手段と、
   前記導体検出手段とは異なる位置で、前記ストラップに形成された前記導体を検出する第２の導体検出手段と
   を備え、
   前記位置検出手段は、前記第２の導体検出手段による前記導体の検出結果に基づいて、前記導体を検出した位置に形成されている前記パターンを特定し、前記パターンと前記所定の規則とに基づいて、前記パターンが検出された第２の位置を判断する手段をさらに有し、
   前記着用状態判断手段は、前記位置検出手段が検出した前記パターンの前記位置と、前記第２の導体検出手段が検出した前記パターンの前記第２の位置とを基に、前記シートベルトの着用状態を判断することを特徴とする着座状態判別装置。
2. 前記パターンは、前記導体の有無によって２進数の値を示すように形成され、前記所定の規則は、前記ストラップの前記長辺方向の一方の側から順に、前記パターンが配置されている前記長辺方向の位置に応じて２進数の値が大きくなるように設定され、
   前記位置検出手段は、前記パターンから対応する２進数の値を算出し、算出した２進数の値に基づいて前記パターンが検出された前記長辺方向の位置を判断することを特徴とする請求項１に記載の着座状態判別装置。
3. 前記パターンは、前記ストラップの前記長辺方向に等間隔で配置され、
   前記位置検出手段は、算出した前記２進数の値と前記パターンの間隔に基づいて前記ストラップの長さを算出し、前記パターンが検出された前記ストラップ上の位置を判断することを特徴とする請求項２に記載の着座状態判別装置。
4. 前記ストラップの長さの変化量を監視する変化量監視手段をさらに備え、
   前記着用状態判断手段は、前記変化量を基に乗員の状態を判断する手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の着座状態判別装置。
5. 前記導体検出手段は、前記ストラップの短辺方向に並んだ複数の静電容量センサによって構成されていることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の着座状態判別装置。
6. 前記導体は導電性繊維によって形成されていることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載の着座状態判別装置。
7. シートベルトのストラップ上に、所定の規則に基づいて長辺方向の位置を示すように形成されたパターンの導体を第１の導体検出手段で検出し、
   第１の導体検出手段による前記導体の検出結果に基づいて、前記導体を検出した位置に形成されている前記パターンを特定し、前記パターンと前記所定の規則とに基づいて、前記パターンが検出された前記ストラップ上の第１の位置を判断し、
   前記第１の導体検出手段とは異なる位置で、前記ストラップに形成された前記導体を第２の導体検出手段で検出し、
   前記第２の導体検出手段による前記導体の検出結果に基づいて、前記導体を検出した位置に形成されている前記パターンを特定し、前記パターンと前記所定の規則とに基づいて、前記パターンが検出された第２の位置を判断し、
   前記パターンの前記第１の位置および前記第２の位置を基に、前記シートベルトの着用状態を判断することを特徴とする着座状態判別方法。
8. 前記パターンは、前記導体の有無によって２進数の値を示すように形成され、前記所定の規則は、前記ストラップの前記長辺方向の一方の側から順に、前記パターンが配置されている前記長辺方向の位置に応じて２進数の値が大きくなるように設定され、
   前記パターンから対応する２進数の値を算出し、算出した２進数の値に基づいて前記パターンが検出された前記長辺方向の位置を判断することを特徴とする請求項７に記載の着座状態判別方法。
9. 前記ストラップの長さの変化量を監視し、
   前記変化量を基に乗員の状態を判断することを特徴とする請求項８に記載の着座状態判別方法。

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