JP7421079B2

JP7421079B2 - 車両用シート

Info

Publication number: JP7421079B2
Application number: JP2020007302A
Authority: JP
Inventors: 耕平木幡; 元芳田
Original assignee: TS Tech Co Ltd
Current assignee: TS Tech Co Ltd
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2024-01-24
Anticipated expiration: 2040-01-21
Also published as: JP2021113009A

Description

本発明は、車両用シートに関する。

従来、シートベルトが装着されていない場合に警告を出すため、シートに人が乗っているか否かを検出するセンサが知られている（特許文献１）。このセンサは、シート表面に設けられるスイッチを組み合わせてなり、スイッチに圧力がかかることで導通するようになっている。

特表２００７－５２６８４４号公報

しかし、シート表面の圧力でＯＮとなるスイッチのみで乗員の有無を判定すると、シートの上に荷物が載っている場合と人が載っている場合を区別して判定することが難しかった。

そこで、本発明は、シートに人が載っていることを高い精度で判定可能な車両用シートを提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、シートクッションおよびシートバックを有するシート本体と、シートクッションに設けられた、シート本体に座った人の重さに基づいて人の有無を検出するウェイトセンサと、シート本体に設けられ、人に向けて電波を放射し、人で反射した電波を検出する電波センサと、を備える。

このような構成によれば、電波センサによって、人に向けて電波を放射し、人で反射した電波を検出することで、人の動きを検出し、シート本体に人が座っているか否かを高い精度で判定可能である。特に、ウェイトセンサの検出結果と電波センサの検出結果の両方の検出結果を使用することで、高い精度でシート本体に人が座っているか否かを判定することができる。

電波センサは、シートバックに設けられていることが望ましい。

このような構成によれば、電波センサで体動や、人の呼吸や心拍に伴う動きを検出することで、シート本体に人が座っているか否かを高い精度で判定することができる。

ウェイトセンサは、所定以上の圧力がかかった場合にスイッチがオンになる感圧センサを少なくとも１つ備えていてもよい。

電波センサは、人体の表面で反射可能な波長の電波を放射するものであってもよい。

前記した車両用シートは、制御装置をさらに備え、制御装置は、ウェイトセンサに基づいてシート本体に人が座っていると判定し、かつ、電波センサにより取得した信号の変化からシート本体に人が座っていると判定した場合に、シート本体に人が座っていると判定することができる。

このような構成によれば、シート本体に人が座っていない場合に、誤って人が座っていると判定することを抑制することができる。

制御装置は、車両のバッテリーから常時電力が供給される常時電源端子に接続され、車両のメインスイッチがＯＦＦである場合にもシート本体に人が座っているか否かの判定を行う構成であってもよい。

制御装置は、車両のメインスイッチがＯＦＦであり、かつ、シート本体に人が座っていると判定した場合に、通知を発することができる。

このような構成によれば、車両のメインスイッチがＯＦＦでありながら、シート本体に人が座っている場合に、通知を発して、何らかの異常を知らせることができる。

制御装置は、予め登録された通信端末に通知を発するように構成されていてもよい。

前記した車両用シートは、チャイルドシートであってもよい。すなわち、チャイルドシートが上記の各構成を備えていてもよい。

シート本体は、例えば、シートフレームと、シートフレームに被せられたパッドと、パッドを覆う表皮とを備えることができる。

本発明の車両用シートによれば、シートに人が載っていることを高い精度で判定可能となる。

本発明の実施形態に係る車両用シートおよび通信端末の図である。着座センサを説明する図である。電波センサが設けられるシートフレームの斜視図である。制御装置とセンサ類の接続を示すブロック図である。電波センサによる生体の検出原理を説明する図である。制御装置の処理の一例を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、車両用シートＳは、シート本体Ｓ０と、ウェイトセンサ１０と、電波センサ２０と、制御装置１００とを備えてなる。

シート本体Ｓ０は、シートクッションＳ１と、シートバックＳ２と、ヘッドレストＳ３とを有する。シート本体Ｓ０は、内部に図３に示すようなシートフレームＦを有している。シートフレームＦは、シートクッションフレームＦ１と、シートバックフレームＦ２と、図示しないヘッドレストフレームを有している。そして、シートクッションフレームＦ１、シートバックフレームＦ２およびヘッドレストフレームに図示しないパッドが被せられ、さらに、各パッドに皮革やファブリックなどからなる表皮が被せられることでシート本体Ｓ０が構成されている。なお、以下の説明において、前後、左右、上下は、シート本体Ｓ０に座る人（以下、「乗員」ともいう。）を基準として用いる。

ウェイトセンサ１０は、シートクッションＳ１に設けられている。ウェイトセンサ１０は、シート本体Ｓ０に座った人の重さに基づいて人の有無を検出するセンサである。なお、本願にいうウェイトセンサは、シート本体Ｓ０に人が座っているか否かを重さに基づいて判定可能なものであればよく、必ずしも重さの値を取得可能なセンサである必要はない。

図１に示すように、ウェイトセンサ１０は、シートクッションＳ１の表面付近、具体的には、表皮とパッドの間に配置されている。
図２に示すように、ウェイトセンサ１０は、所定以上の圧力がかかることで接続状態（「ＯＮ」という。）になる複数の感圧スイッチを組み合わせてなる。具体的に、ウェイトセンサ１０は、後スイッチ部１１と前スイッチ部１２とを並列に接続してなる。すなわち、後スイッチ部１１と前スイッチ部１２のいずれかがＯＮになれば、ウェイトセンサ１０のＯＮとなる。

後スイッチ部１１は、第１右スイッチ部１３と第１左スイッチ部１４とが直列に接続されてなる。すなわち、第１右スイッチ部１３と第１左スイッチ部１４が共にＯＮとなることで後スイッチ部１１はＯＮとなる。第１右スイッチ部１３と第１左スイッチ部１４は、シートクッションＳ１の後部において、左右に並んで配置されている。

第１右スイッチ部１３は、互いに並列に接続されたスイッチ１３Ａおよびスイッチ１３Ｂと、スイッチ１３Ａおよびスイッチ１３Ｂに対して直列に接続されたスイッチ１３Ｃとからなる。スイッチ１３Ａとスイッチ１３Ｂは、左右に並んで配置され、スイッチ１３Ａは、スイッチ１３Ｂの左に位置している。スイッチ１３Ｃは、スイッチ１３Ａの後に配置されている。

第１左スイッチ部１４は、互いに並列に接続されたスイッチ１４Ａおよびスイッチ１４Ｂと、スイッチ１４Ａおよびスイッチ１４Ｂに対して直列に接続されたスイッチ１４Ｃとからなる。スイッチ１４Ａとスイッチ１４Ｂは、左右に並んで配置され、スイッチ１４Ａは、スイッチ１４Ｂの右に位置している。スイッチ１４Ｃは、スイッチ１４Ａの後に配置されている。
そして、スイッチ１３Ｃとスイッチ１４Ｃが接続されることで、第１右スイッチ部１３と第１左スイッチ部１４とが直列に接続されている。

前スイッチ部１２は、第２右スイッチ部１５と第２左スイッチ部１６とが直列に接続されているとともに、互いに直列に接続された追加スイッチ１７および追加スイッチ１８が、第２右スイッチ部１５および第２左スイッチ部１６と並列に接続されてなる。
すなわち、第２右スイッチ部１５と第２左スイッチ部１６が共にＯＮとなるか、もしくは、追加スイッチ１７および追加スイッチ１８が共にＯＮとなることで、前スイッチ部１２はＯＮとなる。第２右スイッチ部１５と第２左スイッチ部１６は、シートクッションＳ１の前部において、左右に並んで配置されている。追加スイッチ１７は、第２右スイッチ部１５の右に配置され、追加スイッチ１８は、第２左スイッチ部１６の左に配置されている。追加スイッチ１７と追加スイッチ１８は、ブースターシートをシートクッションＳ１に置いた場合に、圧力がかかる位置に配置されている。

第２右スイッチ部１５は、互いに並列に接続されたスイッチ１５Ａおよびスイッチ１５Ｂと、スイッチ１５Ａおよびスイッチ１５Ｂに対して直列に接続されたスイッチ１５Ｃとからなる。スイッチ１５Ａとスイッチ１５Ｂは、左右に並んで配置され、スイッチ１５Ａは、スイッチ１５Ｂの左に位置している。スイッチ１５Ｃは、スイッチ１５Ａの後に配置されている。

第２左スイッチ部１６は、互いに並列に接続されたスイッチ１６Ａおよびスイッチ１６Ｂと、スイッチ１６Ａおよびスイッチ１６Ｂに対して直列に接続されたスイッチ１６Ｃとからなる。スイッチ１６Ａとスイッチ１６Ｂは、左右に並んで配置され、スイッチ１６Ａは、スイッチ１６Ｂの右に位置している。スイッチ１６Ｃは、スイッチ１６Ａの後に配置されている。
そして、スイッチ１５Ｃとスイッチ１６Ｃが接続されることで、第２右スイッチ部１５と第２左スイッチ部１６とが直列に接続されている。

図１に示すように、電波センサ２０は、シートバックＳ２の上部に設けられている。詳しくは、電波センサ２０は、図３に示すように、シートバックフレームＦ２に固定され、図示しないパッドと表皮に覆われている。
シートバックフレームＦ２は、互いに左右に離間して配置されたサイドフレーム３１と、各サイドフレーム３１の上端同士を接続するアッパーフレーム３２と、各サイドフレーム３１の下端同士を接続するロアフレーム３３と、各サイドフレーム３１の上部同士を、アッパーフレーム３２より下の位置で接続する架橋フレーム３４と、ブラケット３５とを備えてなる。架橋フレーム３４は、屈曲したワイヤからなる。ブラケット３５は、金属板からなり、アッパーフレーム３２の左右中央部と、架橋フレーム３４の左右中央部とに固定されている。そして、電波センサ２０は、ブラケット３５に固定されている。

電波センサ２０は、人に向けて電波を放射し、人で反射した電波を検出する装置である。このため、電波センサ２０は、電波の発信器と受信機を有している。発信器および受信機の電波の受発信の面は、前方、つまり、乗員の背中に向いている。電波センサ２０は、図４に示すように制御装置１００に接続され、制御装置１００からの信号に従って乗員に向けて所定の周波数の電波を放射する。また、電波センサ２０は、乗員で反射した電波を検出し、検出した信号を制御装置１００に出力する。なお、発振器と受信機は、１つの部品として構成される場合もあり得る。

電波センサ２０が放射する電波の波長は、人体の表面で反射可能な波長の電波であることが望ましい。例えば、波長は、一例として、２４ＧＨｚである。

制御装置１００は、車両のバッテリー９１、車両のＥＣＵ（電子制御装置）９２、ウェイトセンサ１０および電波センサ２０と接続されている。また、制御装置１００は、無線通信機９５と接続されており、図１に示すようにインターネットＩＮＴを介してスマートフォンなどの通信端末ＳＰと通信が可能となっている。

制御装置１００は、車両のバッテリー９１から常時電力が供給される常時電源端子に接続されている。すなわち、車両のメインスイッチの位置、例えば、「ＯＦＦ」、「ＡＣＣ」、「ＳＴＡＲＴ」などの位置によらず、常に電力が供給されるように、電気的にはバッテリー９１に直接接続されている。このため、制御装置１００は、車両のメインスイッチがＯＦＦである場合にもシート本体Ｓ０に人が座っているか否かの判定を行うことができる。なお、車両のメインスイッチがＯＦＦであるとは、少なくとも車両のエンジンや電気モータなどの駆動源を動かすことができず、車両の電源について、常時電源端子に接続された機器以外は、ユーザの操作によっては操作できないような状態をいうものとする。

また、制御装置１００は、ＥＣＵ９２から、車両の走行状態などの状態に関するデータを受信可能である。例えば、車両の速度、車両の停止中または走行中の判定結果、車両のスイッチの状態などを受信可能である。

制御装置１００は、車両のスイッチがＯＦＦであり、かつ、シート本体Ｓ０に人が座っていると判定した場合に、通知を発するように構成されている。

制御装置１００は、ウェイトセンサ１０の両端子に電圧を掛け、電流が流れれば、ウェイトセンサ１０がＯＮであり、ウェイトセンサ１０の信号に基づいてシート本体Ｓ０に人が座っていると判定する。

また、制御装置１００は、電波センサ２０に、所定の周波数の電波を放射させ、人から反射した電波の信号を受信し、受信した電波の変化から人が座っているか否かを判定する。
具体的に、図５に示すように、制御装置１００は、電波センサ２０から所定の周波数の電波Ｗ１を放射する。すると、人がシート本体Ｓ０に座っていた場合には、体動や、人の心拍や呼吸に伴って人体の表面の位置が周期的に動くことから、ドップラー効果によって、反射電波Ｗ２は、周波数に変動が起こる。制御装置１００は、この反射電波Ｗ２を周波数変調して、周波数の変化を振幅に表した脈波信号Ｗ３を生成する。そして、脈波信号Ｗ３に基づき、脈波信号Ｗ３の周波数が所定の範囲内で、かつ、脈波信号Ｗ３の振幅が所定値以上である場合に、電波センサ２０の信号に基づいてシート本体Ｓ０に人が座っている（生体がいる）と判定する。この場合の、脈波信号Ｗ３の周波数の範囲は、人の心拍または呼吸の周波数に応じた範囲である。

仮に、シート本体Ｓ０に載っているものが、人ではなく荷物であった場合には、このような周期的な周波数変化は起こらないので、電波センサ２０の信号に基づいて人の有無を判定することで、人と荷物を区別して判定することができる。なお、心拍または呼吸に伴う電波センサ２０の信号の周期的な変化は、人以外の動物であっても起こりうるので、「生体」または「動物」などの判定ということもできるが、ここでは、主として人の検出を目的としているため、便宜上、「人」ということとする。

制御装置１００は、ウェイトセンサ１０に基づいてシート本体Ｓ０に人が座っていると判定し、かつ、電波センサ２０により取得した信号の変化からシート本体Ｓ０に人が座っていると判定した場合に、シート本体Ｓ０に人が座っていると判定することができる。

制御装置１００は、無線通信機９５を介して通信端末ＳＰと通信を行い、通信端末ＳＰの通信先、例えば、ショートメッセージを送るための電話番号や、メールアドレスなどを登録することができるように構成されている。
そして、制御装置１００は、ＥＣＵ９２からの信号に基づいて車両のスイッチがＯＦＦであると判定し、かつ、ウェイトセンサ１０に基づいてシート本体Ｓ０に人が座っていると判定し、かつ、電波センサ２０により取得した信号の変化からシート本体Ｓ０に人が座っていると判定した場合に、その状態が所定時間続いたら、予め登録された通信端末ＳＰに通知を発するように構成されている。このような条件が満たされる場合とは、車両のスイッチがオフであるにも関わらず、人がシートに座っている状態であり、人が車内に置き去りになっている可能性があるからである。

通信端末ＳＰへの通知は、音声によるもの、文字によるもの、光によるものなどの少なくとも１つを含むことができる。

次に、制御装置１００の処理の一例について図６のフローチャートを参照して説明する。制御装置１００は、バッテリー９１に直接接続されているので、車両の状態に関わらず、所定の周期で図６の処理を実行する。
制御装置１００は、まず、車両のスイッチがＯＦＦであるかを判定し（Ｓ１０）、ＯＦＦでない場合（Ｓ１０，Ｎｏ）には、タイマをリセットして（Ｓ６０）、処理を終了する。
制御装置１００は、車両のスイッチがＯＦＦであると判定した場合（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、ウェイトセンサ１０がＯＮであるかを判定する（Ｓ２０）。ウェイトセンサ１０がＯＮでないと判定した場合（Ｓ２０，Ｎｏ）、タイマをリセットして（Ｓ６０）、処理を終了する。
一方、制御装置１００は、ウェイトセンサ１０がＯＮであると判定した場合（Ｓ２０，Ｙｅｓ）、電波センサ２０に基づいて人がいるか否かを判定する（Ｓ３０）。
制御装置１００は、電波センサ２０に基づいて人がいると判定しなかった場合（Ｓ３０，Ｎｏ）、タイマをリセットして（Ｓ６０）、処理を終了する。一方、制御装置１００は、電波センサ２０に基づいて人がいると判定した場合（Ｓ３０，Ｙｅｓ）、タイマをカウントアップして（Ｓ４０）、タイマに基づいて所定時間が経過したかを判定する（Ｓ４１）。
制御装置１００は、ステップＳ４１で所定時間が経過していないと判定した場合（Ｓ４１，Ｎｏ）、ステップＳ１０からの処理を繰り返し、所定時間が経過したと判定した場合（Ｓ４１，Ｙｅｓ）、登録された通信端末ＳＰへ通知を実行する（Ｓ５０）。

このようにして、ステップＳ１０～Ｓ３０を満たす状態が、所定時間継続した場合に、通信端末ＳＰへ警告としての通知を行うことができる。

以上に説明した本実施形態の車両用シートＳによれば、次のような効果を奏することができる。
車両用シートＳは、電波センサ２０によって、シート本体Ｓ０人に向けて電波を放射し、人で反射した電波を検出することで、人の動きを検出し、シート本体Ｓ０に人が座っているか否かを高い精度で判定可能である。特に、ウェイトセンサ１０の検出結果と電波センサ２０の検出結果の両方の検出結果を使用することで、高い精度でシート本体Ｓ０に人が座っているか否かを判定することができる。

電波センサ２０は、シートバックＳ２に設けられているので、電波センサ２０で体動や、人の呼吸や心拍に伴う動きを検出することで、シート本体Ｓ０に人が座っているか否かを高い精度で判定することができる。

制御装置１００は、ウェイトセンサ１０に基づいてシート本体Ｓ０に人が座っていると判定し、かつ、電波センサ２０により取得した信号の変化からシート本体Ｓ０に人が座っていると判定した場合に、シート本体Ｓ０に、人が座っていると判定するので、シート本体Ｓ０に人が座っていない場合に、誤って人が座っていると判定することを抑制することができる。

制御装置１００は、車両のバッテリー９１から常時電力が供給される常時電源に接続され、車両のスイッチがＯＦＦである場合にもシート本体Ｓ０に人が座っているか否かの判定を行うので、車両のスイッチがＯＦＦでありながら、シート本体Ｓ０に人が座っている場合に、通知を発して、何らかの異常を知らせることができる。

制御装置１００は、ステップＳ１０～Ｓ３０を満たす状態が、所定時間継続した場合に、警告としての通知を行うので、不必要に頻繁に通知が行われることを抑制することができる。

以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、ウェイトセンサとして、複数の感圧センサを備えるものを例示したが、感圧センサを１つのみ備えるものであってもよい。また、ウェイトセンサは、感圧センサを備えなくてもよい。例えば、ウェイトセンサは、シート本体を支える部分に設けられ、シート本体の重さを量ることで、乗員の重さを間接的に測定するセンサであってもよい。この場合にも、シート本体の重さの変化により、人が座っているか否かの判定をすることができる。

前記実施形態においては、警報としての通知を、携帯端末に行う場合について説明したが、通知は、車両の装置によって行わせてもよい。例えば、車両のインストルメントパネルに表示させてもよいし、車内のスピーカーから音声を発してもよいし、車外の人にわかるように、クラクションを所定のパターンで鳴らすようにしてもよい。

車両用シートは、チャイルドシートであってもよい。すなわち、チャイルドシートが上記の各構成を備えていてもよい。

前記した各実施形態および各変形例の各要素は、適宜、組み合わせて実施することが可能である。

２０電波センサ
９１バッテリー
９２ＥＣＵ
１００制御装置
Ｆシートフレーム
Ｆ１シートクッションフレーム
Ｆ２シートバックフレーム
Ｓ車両用シート
Ｓ０シート本体
Ｓ１シートクッション
Ｓ２シートバック
Ｓ３ヘッドレスト
ＳＰ通信端末

Claims

シートクッションおよびシートバックを有するシート本体と、
前記シートクッションに設けられた、前記シート本体に座った人の重さに基づいて人の有無を検出するウェイトセンサと、
前記シート本体に設けられ、前記人に向けて所定の周波数の電波を放射し、人で反射した反射電波を検出する電波センサと、
車両のバッテリーから常時電力が供給される常時電源端子に接続される制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記電波センサで検出した、人の心拍または呼吸に伴う前記反射電波の周波数の周期的な変動から前記シート本体に人がいるかを判定可能であり、
前記車両のメインスイッチがＯＦＦである場合に、前記ウェイトセンサおよび前記電波センサに基づいてシート本体に人が座っているか否かの判定を行い、
前記ウェイトセンサに所定以上の圧力がかかり、かつ、前記電波センサに基づいて前記シート本体に人がいると判定した場合に、前記シート本体に人が座っていると判定して、人が車内に置き去りになっている可能性があることを示す通知を発することを特徴とする車両用シート。
前記電波センサは、前記シートバックに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用シート。
前記ウェイトセンサは、所定以上の圧力がかかった場合にスイッチがオンになる感圧センサを少なくとも１つ備えてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用シート。
前記電波センサは、人体の表面で反射可能な波長の電波を放射することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用シート。
前記制御装置は、予め登録された通信端末に前記通知を発することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用シート。
前記車両用シートは、チャイルドシートであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用シート。
前記シート本体は、シートフレームと、前記シートフレームに被せられたパッドと、前記パッドを覆う表皮とを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の車両用シート。