JP6405884B2 - 車両シートの挟み込み検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両シートの挟み込み検知装置に関するものである。

一般に、車両シートの下方には、荷重センサが設けられている。そして、この荷重センサにより検出されるシート荷重に基づき乗員の着座状態を検知することにより、その車両シートに着座する乗員に対してシートベルトの着用を促す、或いはその乗員にあわせてエアバックの展開制御を変更する等といった安全対策を行う構成になっている。

また、例えば、特許文献１に記載の乗員検知装置は、複数の荷重センサにより検出されるシート荷重の変動量（絶対値）の総和が所定の閾値以上である場合には、そのシート荷重に基づく着座状態検知を行わない。更に、特許文献２に記載の乗員検知装置は、検出されるシート荷重が予め設定された所定の範囲内にある場合においてのみ、その着座状態検知を実行する。そして、これにより、その着座状態検知の精度を高めて信頼性の向上を図る構成になっている。

特開２００８−１８８６３号公報 特開２００５−２３３８２１号公報

しかしながら、通常、車両シートの下方に設けられた荷重センサは、乗員の着座により下方に沈み込もうとする車両シートの圧力に基づいて、そのシート荷重を検出する構成になっている。このため、その車両シートの下方に異物を挟み込んだ状態では、正しくシート荷重を検出することができないという問題がある。そして、これにより、その着座状態検知の結果に誤りが生ずるおそれがあることから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、簡素な構成にて、精度よく、車両シートの下方における異物の挟み込みを検知することのできる車両シートの挟み込み検知装置を提供することにある。

上記課題を解決する車両シートの挟み込み検知装置は、車両シートの下方に設けられた荷重センサにより検出されるシート荷重に基づき前記車両シートが上方に持ち上げられる逆負荷状態にあるか否かを判定する逆負荷判定部と、前記車両シートが継続して前記逆負荷状態にあると判定される場合に前記車両シートの下方に異物が挟み込まれていると判定する挟み込み判定部と、を備え、前記車両シートの下方には、複数の前記荷重センサが設けられるものであって、前記逆負荷判定部は、前記各荷重センサにより検出されるシート荷重の合計値及び平均値の少なくとも一方について所定の閾値を下回るか否かの判定を行うものであり、前記挟み込み判定部は、所定の計測区間内に所定の割合以上で、前記シート荷重の合計値及び平均値の少なくとも一方が所定の閾値を下回る前記逆負荷状態にある場合には、前記車両シートが継続して前記逆負荷状態にあると判定する。

即ち、車両シートは、その下方に異物が挟み込まれることによって、上方に持ち上げられた状態になる。そして、このような逆負荷状態は、その車両シートの下方に挟み込まれた異物が除去されるまで継続することになる。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて、精度よく、車両シートの下方における異物の挟み込みを検知することができる。

上記構成によれば、例えば、坂道等、車両の傾きによる影響を抑えて、精度よく、その車両シートが逆負荷状態にあるか否かを判定することができる。そして、これにより、その挟み込み検知の精度を更に高めることができる。

本発明によれば、簡素な構成にて、精度よく、車両シートの下方における異物の挟み込みを検知することができる。

車両シートの側面図。 車両シートの下方に設けられた荷重センサ、及び挟み込み検知装置としてのＥＣＵを示す概略構成図。 挟み込み検知の処理手順を示すフローチャート。 別例の挟み込み検知の処理手順を示すフローチャート。 別例の逆負荷状態継続判定を示す説明図。 車両の傾き推定及びその推定結果に基づく閾値補正の処理手順を示すフローチャート。 車両の傾き推定に基づく閾値補正の態様を示す説明図。

以下、車両シートの挟み込み検知装置に関する一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両用のシート１は、シートクッション２と、このシートクッション２の後端部に対して傾動自在に設けられたシートバック３と、を備えている。そして、そのシートバック３の上端には、ヘッドレスト４が設けられている。

本実施形態では、車両の床部Ｆには、車両前後方向に延びる左右一対のロアレール５が設けられている。また、これら各ロアレール５には、それぞれ、その延伸方向に沿って当該ロアレール５上を相対移動可能なアッパレール６が装着されている。そして、本実施形態のシート１は、これらの各ロアレール５及びアッパレール６が形成するシートスライド装置１０の上方に支持される構成となっている。

また、図１及び図２に示すように、本実施形態では、シート１の下方には、複数の荷重センサ１１が設けられている。具体的には、これらの荷重センサ１１（１１ａ〜１１ｄ）は、上記のようにシートスライド装置１０を構成するアッパレール６と当該アッパレール６の上方に支持されたシート１との間に設けられている。尚、これらの荷重センサ１１には、周知の歪みセンサが用いられている。そして、これらの荷重センサ１１は、それぞれ、そのアッパレール６上に支持された状態で、略矩形状をなすシート座面２ｓの四隅に対応する位置に配置されている。

図２に示すように、これら各荷重センサ１１の出力信号は、シート制御装置及び乗員検知装置としてのＥＣＵ２０に入力される。そして、本実施形態では、これにより、各荷重センサ１１が設けられたシート１のシート荷重Ｗが検出されるようになっている。

具体的には、本実施形態のＥＣＵ２０は、各荷重センサ１１ａ〜１１ｄの出力信号に基づいて、当該各荷重センサ１１ａ〜１１ｄが設けられた４つの領域、即ちシート座面２ｓを前後左右に４分割した各領域α，β，γ，δについて、そのシート荷重Ｗａ〜Ｗｄを検出する。また、このＥＣＵ２０は、その検出されるシート荷重Ｗ（Ｗａ〜Ｗｄ）に基づいて、シート１の着座状態検知を実行する。そして、本実施形態のＥＣＵ２０は、この着座状態検知の結果に基づいて、そのシート１に着座する乗員に対してシートベルトの着用を促す報知出力や、エアバック展開制御のモード変更指令等を行う構成になっている。

尚、本実施形態では、ＥＣＵ２０による報知出力は、図示しない車両のインストルメントパネルに設けられたウォーニングランプ２１やスピーカー（図示略）等を介して行われる。そして、これにより、乗員の視覚及び聴覚を通じて、その報知出力の発生要因についての是正を促すようになっている。

また、本実施形態のＥＣＵ２０は、上記各荷重センサ１１ａ〜１１ｄにより検出されるシート荷重Ｗａ〜Ｗｄに基づいて、シート１の下方、詳しくはそのシートクッション２と車両の床部Ｆとの間に異物が挟み込まれた状態にあるか否かを判定する。そして、このような異物の挟み込みを検知した場合には、上記ウォーニングランプ２１を点灯させる等の報知出力を行うことで、そのシート１の下方に挟み込まれた異物の除去を促す構成になっている。

詳述すると、本実施形態のＥＣＵ２０は、各荷重センサ１１ａ〜１１ｄにより検出されるシート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷを演算し、この合計値ＴＷを所定の閾値Ｗ０と比較することで、そのシート１が上方に持ち上げられる逆負荷状態（負荷重状態）にあるか否かを判定する。具体的には、この逆負荷状態判定に用いる閾値Ｗ０は、そのシート１に乗員が着座していない場合の基準値、つまり着座荷重が「０」となる値よりも低い値に設定されている。また、ＥＣＵ２０は、この閾値Ｗ０をシート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷが下回る場合にシート１が逆負荷状態にあると判定する。そして、ＥＣＵ２０は、このような逆負荷状態が所定時間ｔ０を超えて連続する場合に、そのシート１の下方に異物が挟み込まれていると判定する。

即ち、シート１は、その下方に異物が挟み込まれることによって、上方に持ち上げられた状態になる（逆負荷状態）。そして、このとき、そのシート１に乗員が着座していないとすれば、当該シート１の下方に設けられた各荷重センサ１１により検出されるシート荷重Ｗは、その着座荷重「０」に対応する基準値を下回ることになる。

しかしながら、このような逆負荷状態は、上記のような異物の挟み込み以外にも、例えば、車両走行時に生ずる上下方向の加速度変化により起こり得る現象である。この点を踏まえ、本実施形態のＥＣＵ２０は、そのシート１が継続して逆負荷状態にあると判定される場合に、当該シート１の下方に異物が挟み込まれていると判定する。そして、これにより、簡素な構成にて、精度よく、そのシート１の下方における異物の挟み込みを検知することが可能となっている。

次に、ＥＣＵ２０による挟み込み検知の処理手順について説明する。
図３のフローチャートに示すように、ＥＣＵ２０は、各荷重センサ１１ａ〜１１ｄの出力信号に基づきシート荷重Ｗａ〜Ｗｄを検出し（ステップ１０１）、これらシート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷを演算すると（ステップ１０２）、続いて、その合計値ＴＷが所定の閾値Ｗ０を下回っているか否かを判定する（ステップ１０３）。そして、各シート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷが閾値Ｗ０を下回っている場合（ＴＷ＜Ｗ０、ステップ１０３：ＹＥＳ）には、そのシート１の下方における異物の挟み込みが既に検知されていることを示す挟み込みフラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１０４）。

ＥＣＵ２０は、このステップ１０４において挟み込みフラグがセットされていないと判定した場合（ステップ１０４：ＮＯ）、続いて計時フラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１０５）。そして、このステップ１０５において計時フラグがセットされていないと判定した場合（ステップ１０５：ＮＯ）には、計時フラグをセットし（ステップ１０６）、及びその検出される各シート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷが閾値Ｗ０を下回っている状態の連続時間、即ち逆負荷状態にある連続時間についての計測を開始する（ｔ＝０、ステップ１０７）。

一方、上記ステップ１０５において既に計時フラグがセットされていると判定した場合（ステップ１０５：ＹＥＳ）、ＥＣＵ２０は、上記ステップ１０６及びステップ１０７の処理を実行することなく、その逆負荷状態の計測時間ｔが予め設定された所定時間ｔ０を超えたか否かを判定する（ステップ１０８）。そして、その計測時間ｔが所定時間ｔ０を超えている場合（ｔ＞ｔ０、ステップ１０８：ＹＥＳ）には、その計時フラグをクリアして（ステップ１０９）、挟み込みフラグをセットする（ステップ１１０）。

尚、上記ステップ１０８において計測時間ｔが所定時間ｔ０に到達していない場合（ステップ１０８：ＮＯ）、ＥＣＵ２０は、上記ステップ１０９及びステップ１１０、並びに後述するステップ１１１の処理を実行しない。そして、上記ステップ１０４において既に挟み込みフラグがセットされていると判定した場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）には、上記ステップ１０５〜ステップ１１０の処理を実行しない。

即ち、本実施形態のＥＣＵ２０は、挟み込みフラグをセットすることにより、そのシート１の下方における異物の挟み込みを検知した状態を維持する。そして、この挟み込みフラグをセットした後（ステップ１１０）、及び当該挟み込みフラグが既にセットされている場合（ステップ１０４：ＹＥＳ）には、ウォーニングランプ２１を点灯させることにより、その異物の挟み込みを検知した旨を報知する（ステップ１１１）。

また、本実施形態のＥＣＵ２０は、上記ステップ１０３において各シート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷが閾値Ｗ０以上であると判定した場合（ＴＷ≧Ｗ０、ステップ１０３：ＮＯ）にも、挟み込みフラグがセットされているか否かを判定する（ステップ１１２）。そして、挟み込みフラグがセットされている場合（ステップ１１２：ＹＥＳ）には、その挟み込みフラグをクリアして（ステップ１１３）、ウォーニングランプ２１を消灯させる（ステップ１１４）。

尚、上記ステップ１１２において挟み込みフラグがセットされていないと判定した場合（ステップ１１２：ＮＯ）、ＥＣＵ２０は、上記ステップ１１３及びステップ１１４の処理を実行しない。そして、ステップ１１５において計時フラグをクリアする構成となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）挟み込み検知装置としてのＥＣＵ２０は、各荷重センサ１１ａ〜１１ｄにより検出されるシート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷが所定の閾値Ｗ０を下回るか否かを判定する（逆負荷判定部、ステップ１０３）。そして、ＥＣＵ２０は、その各シート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷが閾値Ｗ０を下回る逆負荷状態が所定時間ｔ０を超えて連続している場合（ステップ１０８：ＹＥＳ）には、そのシートの下方に異物が挟み込まれていると判定して挟み込みフラグをセットする（挟み込み判定部、ステップ１０５〜ステップ１１０）。

即ち、シート１は、その下方に異物が挟み込まれることによって、上方に持ち上げられた状態になる。そして、このような逆負荷状態は、そのシート１の下方に挟み込まれた異物が除去されるまで継続することになる。従って、上記構成によれば、簡素な構成にて、精度よく、シート１の下方における異物の挟み込みを検知することができる。

（２）また、シート１が上方に持ち上げられた逆負荷状態（負荷重状態）にあるか否かを判定する際、各荷重センサ１１ａ〜１１ｄにより検出されるシート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷを用いることで、例えば、坂道等、車両の傾きによる影響を抑えて、精度よく、そのシート１が逆負荷状態にあるか否かを判定することができる。そして、これにより、その挟み込み検知の精度を更に高めることができる。

（３）更に、逆負荷状態が所定時間ｔ０を超えて連続する場合にシート１が継続して逆負荷状態にあると判定することにより、例えば車両走行時に生ずる上下方向の加速度変化の影響を抑えることができる。そして、これにより、より一層、その挟み込み検知の精度を向上させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ＥＣＵ２０は、各荷重センサ１１ａ〜１１ｄにより検出されるシート荷重Ｗａ〜Ｗｄの合計値ＴＷが所定の閾値Ｗ０を下回る逆負荷状態が所定時間ｔ０を超えて連続している場合に、そのシートの下方に異物が挟み込まれていると判定することとした。

しかし、これに限らず、図４のフローチャートに示すように、まず、そのシート１が上方に持ち上げられる逆負荷状態にあるか否かの判定処理を実行する（逆負荷状態判定、ステップ２０１）。次に、その逆負荷状態が継続しているか否かの判定処理を実行する（逆負荷状態継続判定、ステップ２０２）。そして、この逆負荷状態継続判定の判定結果に基づいて、シート１の下方における異物の挟み込みを検知する構成（ステップ２０３〜ステップ２０５）であれば、その逆負荷状態判定及び逆負荷状態継続判定の内容は、任意に変更してもよい。

具体的には、逆負荷状態継続判定については、必ずしも、その逆負荷状態が途切れることなく連続することを要件にしなくともよい。例えば、図５に示すように、所定の計測区間Ｘ内に所定の割合以上で前記逆負荷状態にある場合に、そのシート１が継続して逆負荷状態にあると判定する構成であってもよい。これにより、より好適に、例えば車両走行時に生ずる上下方向の加速度変化の影響を抑えることができる。

・また、逆負荷状態判定についてもまた、例えば、各荷重センサ１１ａ〜１１ｄにより検出されるシート荷重Ｗａ〜Ｗｄの平均値（ＡＷ）を用いる等、必ずしも合計値ＴＷを用いなくともよい。そして、その合計値ＴＷ及び平均値（ＡＷ）を組み合わせて用いる構成であってもよい。

・各荷重センサ１１の数及びその配置は、任意に変更してもよい。例えば、シート座面２ｓを車幅方向に２分割した場合における車幅方向中央側の領域（図２参照、領域α，γ又は領域β，δの何れか一方）に対応する２つの荷重センサ１１を前後方向に離間して配置する形態としてもよい。そして、シート座面２ｓを車両前後方向に２分割した場合における後方側の領域（図２参照、領域γ，δ）に対応する２つの荷重センサ１１を車幅方向に離間して配置する形態等としてもよい。

・また、上記実施形態のように、各荷重センサ１１ａ〜１１ｄによって、当該荷重センサ１１ａ〜１１ｄが設けられた各領域α，β，γ，δについてのシート荷重Ｗａ〜Ｗｄを検出することが可能な場合には、これら各荷重センサ１１ａ〜１１ｄが設けられた領域α，β，γ，δのそれぞれについて、その逆負荷状態判定を行う構成としてもよい。これにより、その異物が挟み込まれた位置を特定することが可能になる。

・更に、例えば、シート１の車幅方向中央側（図２参照、α，γ又は領域β，δの何れか一方）、或いは車両後方側（図２参照、領域γ，δ）等、偏った位置に荷重センサ１１を配置した場合や、上記のような複数領域についての逆負荷状態判定を行う場合等には、その逆負荷状態の判定に用いる閾値Ｗ０を適宜補正する構成としてもよい。

例えば、図６のフローチャートに示すように、車両に設けられた各種センサから車両の姿勢に関する車両状態量（例えば、加速度ＧやヨーレイトＲｙ等）を取得し（ステップ３０１）、これらの車両状態量に基づき車両の傾きを推定する（傾き推定部、ステップ３０２）。そして、その推定結果に基づいて、逆負荷状態の判定に用いる閾値Ｗ０を当該逆負荷状態の判定を行う領域α，β，γ，δ毎に補正する構成にするとよい。これにより、例えば、坂道等、車両の傾きによる影響を抑えて、その挟み込み検知の精度を高めることができる。

具体的には、図７に示すように、車両の傾きが前傾である場合には、シート１の前側に位置する領域α，βに関する逆負荷状態判定の閾値Ｗ０をプラス方向に補正し、後側の領域γ，δに関する閾値Ｗ０をマイナス方向に補正する。また、車両の傾きが後傾である場合には、上記前傾時とは反対に、前側の領域α，βに関する閾値Ｗ０をマイナス方向に補正し、後側の領域γ，δに関する閾値Ｗ０をプラス方向に補正する。更に、車両の傾きが左傾である場合には、左側の領域α，γに関する閾値Ｗ０をプラス方向に補正し、右側の領域β，δに関する閾値Ｗ０をマイナス方向に補正する。そして、車両の傾きが右傾である場合には、左側の領域α，γに関する閾値Ｗ０をマイナス方向に補正し、右側の領域β，δに関する閾値Ｗ０をプラス方向に補正する。

また、各領域α，β，γ，δにおける閾値Ｗ０の補正量については、その推定された車両の傾きに応じた値とすることが望ましい。これにより、その挟み込み検知の精度を更に高めることができる。

次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を記載する。
（イ）前記挟み込み判定部は、所定の計測区間内に所定の割合以上で前記逆負荷状態にある場合に、前記車両シートが継続して前記逆負荷状態にあると判定すること、を特徴とする車両シートの挟み込み検知装置。これにより、より好適に、例えば車両走行時に生ずる上下方向の加速度変化の影響を抑えることができる。

（ロ）前記車両シートの下方には、複数の前記荷重センサが設けられるとともに、前記逆負荷判定部は、前記各荷重センサが設けられた領域のそれぞれについて前記車両シートが前記逆負荷状態にあるか否かを判定すること、を特徴とする車両シートの挟み込み検知装置。これにより、その異物が挟み込まれた位置を特定することが可能になる。

（ハ）車両の傾きを推定する傾き推定部と、前記傾き推定部による推定結果に基づいて前記逆負荷状態の判定に用いる閾値を該逆負荷状態の判定を行う領域毎に補正する閾値補正部と、を備えること、を特徴とする車両シートの挟み込み検知装置。これにより、例えば、坂道等、車両の傾きによる影響を抑えて、その挟み込み検知の精度を高めることができる。

１…シート、２…シートクッション、２ｓ…シート座面、５…ロアレール、６…アッパレール、１０…シートスライド装置、１１（１１ａ〜１１ｄ）…荷重センサ、２０…ＥＣＵ（挟み込み検知装置、逆負荷判定部、挟み込み判定部、傾き推定部及び閾値補正部）、２１…ウォーニングランプ、Ｆ…床部、α，β，γ，δ…領域、Ｗ（Ｗａ〜Ｗｄ）…シート荷重、Ｗ０…閾値、ｔ…計測時間、ｔ０…所定時間、Ｘ…計測区間。

Claims (1)

1. 車両シートの下方に設けられた荷重センサにより検出されるシート荷重に基づき前記車両シートが上方に持ち上げられる逆負荷状態にあるか否かを判定する逆負荷判定部と、
   前記車両シートが継続して前記逆負荷状態にあると判定される場合に前記車両シートの下方に異物が挟み込まれていると判定する挟み込み判定部と、を備え、
   前記車両シートの下方には、複数の前記荷重センサが設けられるものであって、
   前記逆負荷判定部は、前記各荷重センサにより検出されるシート荷重の合計値及び平均値の少なくとも一方について所定の閾値を下回るか否かの判定を行うものであり、
   前記挟み込み判定部は、所定の計測区間内に所定の割合以上で、前記シート荷重の合計値及び平均値の少なくとも一方が所定の閾値を下回る前記逆負荷状態にある場合には、前記車両シートが継続して前記逆負荷状態にあると判定する車両シートの挟み込み検知装置。