JP5387184B2

JP5387184B2 - シート荷重検知装置

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Publication number: JP5387184B2
Application number: JP2009161878A
Authority: JP
Inventors: 浩二伊藤; 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: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2029-07-08
Also published as: JP2011017592A; US8445792B2; US20110005843A1

Description

本発明は、車両のシートに着座する乗員などの荷重体の荷重を検知するシート荷重検知装置に関する。

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。

乗員の体重すなわちシートの支持部に作用する荷重を測定する装置の一例が、特許文献１の車両用シートの荷重検出構造に開示されている。この荷重検出構造では、シートの支持部となるシート側のロアレールとフロア側のレッグ部材との間４箇所に歪ゲージを利用した荷重検出手段を配設し、４箇所で検出された荷重を加算して乗員の荷重を求めるようになっている。また、乗員の有無および大人か幼児かを判定するために、必ずしも荷重を正確に計測する必要がないので、一部の支持部のみに荷重検出手段を配設して荷重の一部を検知する装置も採用されている。特許文献２のシート重量計測装置は、前側左右と後側中央の３支持部のうち、後側中央のみに荷重センサを配設している。これにより、荷重センサの数量を削減して、部品コストおよび組立・配線コストを低減している。

特許文献２を始めとして一部の支持部のみに荷重検出手段を配設して荷重の一部を検知する装置では、車両の傾斜角度が荷重値を変動させる要因として作用する。したがって、車両の傾斜角度を検出して荷重を補正することが好ましい。車両の傾斜角度を検出するセンサの一例が特許文献３に開示されている。特許文献３の傾斜センサは、Ｖ字溝状の案内部に球状の遮光体を挿入し、遮光体の位置を光電素子で検知する構成で、坂道（車両の前後傾斜角度）を判定するようになっている。

特許第３９０４９１３号公報特開２００１−１５０９９７号公報特開２００２−３１８１１３号公報

ところで、特許文献２に開示される荷重の一部を検出する装置は、コストを低減できる点では好ましいが、車両の傾斜角度により検出される荷重値が変動するため、特許文献１の全荷重を検出する装置と比較して判定精度が低下しがちである。例えば、シートの後方側に配設された荷重センサは、平地よりも下り坂においてシート上の荷重体のより少ない比率を分担するので、荷重を過小に検知するおそれがある。このため、シートの乗員が大人であるにもかかわらず、幼児と判定してしまうおそれが生じる。判定精度を向上するために、特許文献３の傾斜センサを別に設ければ、傾斜センサの分だけコストが増加し、荷重センサを削減した効果が相殺されてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、車両の傾斜角度に関わらず高精度な判定を行えるコスト低廉なシート荷重検知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に係るシート荷重検知装置の発明は、車両のシートを支持する複数の支持部のうち後方の支持部に設けられて該支持部に作用する荷重を検出する荷重センサと、前記荷重センサの出力に基づいて前記シートに載っている荷重体の荷重の一部を検知して検知荷重値を出力する荷重検知部と、前記車両の前後傾斜角度を検知する前後傾斜角度検知部と、前記シートに載っている荷重体の前記検知荷重値と前記車両の前後傾斜角度との関係に基づいて、前記シートに載っている荷重体の荷重の一部の前記荷重検知部で検知された検知荷重値を前記車両の前後傾斜角度に応じて補正する荷重補正手段と、を備え、前記車両前後傾斜角度検知部は、前記シートに荷重体が載っていないときに前記荷重検知部から出力される検知荷重値と、前記車両の前後傾斜角度との関係を示す無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段と、前記荷重検知部から出力された検知荷重値が所定の空席判定値未満のときに、前記シートに前記荷重体が載っていない空席状態と判定する空席判定手段と、前記空席判定手段が前記空席状態を判定すると、前記無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段に基づいて前記荷重検知部から出力された検知荷重値に対応する前記車両の前後傾斜角度を演算する前後傾斜角度演算手段とからなる、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、前記荷重センサは、前記複数の支持部のうち車幅方向に離間して後方に配置された２つの支持部にそれぞれ設けられ、前記荷重検知部は、２つの前記荷重センサの前記出力を加算して前記シートに載っている荷重体の荷重の一部を検知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、前記荷重補正手段は、前記シートに載っている荷重体の前記検知荷重値と前記車両の前後傾斜角度との関係に基づいて予め求められた補正値を、前記検知荷重値に加算または乗算す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、前記前後傾斜角度検知部は、検知した前記車両の前後傾斜角度に基づいて前記車両の傾斜状態を、段階的に区分された複数の傾斜状態の中の一傾斜状態であると判定し、前記荷重補正手段は、前記シートに載っている荷重体の荷重の一部の前記荷重検知部で検知された検知荷重値を、前記前後傾斜角度検知部で判定された前記一傾斜状態に応じて補正することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４において、前記荷重検知部は、前記荷重センサの前記出力を所定のサンプリング周期で収集して前記検知荷重値を出力し、前記車両のイグニッションスイッチがオフのときに、前記所定のサンプリング周期は長く設定され、かつ前記前後傾斜角度検知部は前記一傾斜状態を出力し、前記イグニッションスイッチがオンのときに、前記所定のサンプリング周期は短く設定され、かつ前記前後傾斜角度検知部は前記前後傾斜角度を出力する、ことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、荷重センサおよび荷重検知部によって検知された検知荷重値が、前後傾斜角度検知部で検知された車両の前後傾斜角度に応じて補正される。したがって、車両の前後傾斜角度の影響が低減されて、シートに載っている荷重体の荷重の一部を正確に検知でき、荷重体が大人であるか幼児であるかを高精度に判定できる。
さらに、車両前後傾斜角度検知部は、無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段と、空席判定手段と、前後傾斜角度演算手段とからなり、これら３手段は、荷重検知ＥＣＵのソフトウェアで実現することができる。したがって、車両の前後傾斜角度を検知するために、傾斜センサなどのハードウェアを別に設ける必要がなく、総合的にコスト低廉なシート荷重検知装置となる。

請求項２に係る発明では、荷重センサは、複数の支持部のうち車幅方向に離間して後方に配置された２つの支持部にそれぞれ設けられ、荷重検知部は、２つの荷重センサの出力を加算してシートに載っている荷重体の荷重の一部を検知する。したがって、シートに着座した乗員がシートバックにもたれかかる通常の姿勢において、乗員の荷重の過半に相当する検知荷重値を得ることができ、大人であるか幼児であるかを高精度に判定できる。また、左右に離間する荷重センサの出力を加算するので、仮に車両が左右に傾斜していたり、乗員が左右いずれかに傾いて着座していたりしても検知荷重値に影響せず、高精度に検知および判定ができる。

請求項３に係る発明では、荷重補正手段は、シートに載っている荷重体の検知荷重値と車両の前後傾斜角度との関係に基づいて予め求められた補正値を、検知荷重値に加算または乗算する。換言すれば、予めシートに載っている荷重体の検知荷重値と車両の前後傾斜角度との関係を調査し、加算または乗算する補正値を定めておくことができる。これにより、必要とされる精度を満足するような補正値を予め準備でき、検知精度および判定精度を確保できる。

請求項４に係る発明では、前後傾斜角度検知部は、車両の前後傾斜角度に基づいて段階的に区分された複数の傾斜状態の中の一傾斜状態を判定し、荷重補正手段は、検知された検知荷重値を前記一傾斜状態に応じて補正する。つまり、車両の前後傾斜角度を連続的な量として扱うのではなく、必要とされる精度に応じて段階的に区分した中の一傾斜状態として扱ってもよい。これにより、荷重補正手段以降の演算や処理が簡易で効率的となる。

請求項５に係る発明では、荷重検知部は、荷重センサの出力を所定のサンプリング周期で収集して検知荷重値を出力し、車両のイグニッションスイッチがオフのときに、所定のサンプリング周期は長く設定され、かつ前後傾斜角度検知部は一傾斜状態を出力し、イグニッションスイッチがオンのときに、所定のサンプリング周期は短く設定され、かつ傾斜角度検知部は前後傾斜角度を出力する。したがって、イグニッションスイッチがオフされたとき、サンプリング周期を長くして荷重センサを間欠的に動作させ、かつ荷重補正手段以降では一傾斜状態に基づいて簡易な演算、処理を行い、省電力とすることができる。

本発明の実施形態のシート荷重検知装置を装備する助手席のシートの図である。実施形態のシート荷重検知装置の構成図である。図２の構成において、無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段、ならびに補正値の一例を示すグラフである。実施形態のシート荷重検知装置の動作、演算、処理内容を説明するシート荷重検知フローの図である。実施形態のシート荷重検知装置の作用を説明する図であり、（１）は補正を行わない場合の特性グラフ、（２）は荷重補正手段により補正を行った場合の特性グラフである。

本発明を実施するための形態を、図１〜図５を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態のシート荷重検知装置を装備する助手席のシート９の図である。図示されるように、シート９は、車両の前後方向に延在する一対のロアレール９１およびアッパレール９２からなるスライド機構により、前後に移動可能とされている。また、シート９のクッションに覆われた下部フレーム９３は、その下面の４隅で支持部９４〜９７を介してアッパレール９２に支持されている。車幅方向に離間して前方に配置された２支持部９４、９５は単に荷重を支える構造であり、車幅方向に離間して後方に配置された２支持部９６、９７には、作用する荷重を検出する後方左荷重センサ１Ｌおよび後方右荷重センサ１Ｒが配設されている。

次に、図２は、実施形態のシート荷重検知装置１の構成図である。シート荷重検知装置１は車両の前後傾斜角度を検出する機能を兼備しており、シート９に乗員などの荷重体が載っていない空席状態で前後傾斜角度を検出し、荷重体が載っている状態でその荷重の一部を検知して、荷重体を判定するものである。図示されるように、シート荷重検知装置１は、後方左荷重センサ１Ｌおよび後方右荷重センサ１Ｒ、バックルスイッチ２、荷重検知ＥＣＵ３で構成されている。

両荷重センサ１Ｌ、１Ｒは歪みゲージ式のセンサであり、それぞれの電気出力ＥＬ、ＥＲは、荷重検知ＥＣＵ３の荷重検知部４に取り込まれている。両荷重センサ１Ｌ、１Ｒの電源ＰＷは、荷重検知ＥＣＵ３の電源供給部３１から必要に応じて供給されるようになっている。また、シート９に設けられたシートベルトを装着するためのバックルには、着脱状態を検出するバックルスイッチ２が配設されており、出力されるバックル情報ＢＳＷも荷重検知ＥＣＵ３に取り込まれている。荷重検知ＥＣＵ３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４、無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段５１、空席判定手段５２、前後傾斜角度演算手段５３、荷重補正手段６、荷重体判定手段７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。

荷重検知部４は、荷重検知ＥＣＵ３の入力部にあってＡ／Ｄ変換器を有し、両荷重センサ１Ｌ、１Ｒの電気出力ＥＬ、ＥＲを加算するとともに、所定の工学変換式により検知荷重値ＷＡ（単位Ｎまたはｋｇｗ）を求めて出力するようになっている。

ここで、予め荷重検知部４および検知荷重値ＷＡのゼロ点校正を行う。ゼロ点校正時には、車両が傾斜せずかつシート９に荷重体が載っていない基準状態において、両荷重センサ１Ｌ、１Ｒにシート９の自重の一部が作用している。そして、このときの電気出力ＥＬ、ＥＲがゼロとなるようにレベル調整する。あるいは、電気出力ＥＬ、ＥＲは非ゼロのままで検知荷重値ＷＡがゼロとなるように、荷重検知部４の工学変換式の諸定数を定める。ゼロ点校正を行うことにより、検知荷重値ＷＡは、シート自重を除外した荷重体のみに相当する量となる。

ゼロ点校正に続いて、シート９に荷重体が載っていないときに荷重検知部４から出力される無荷重時検知荷重値ＷＡ０と車両の前後傾斜角度Ａ１との関係を示す無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段５１を、予め求めておく。この対応手段５１は、シート９に荷重体が載っていない空席状態で車両を前後に傾斜させ、検知荷重値ＷＡを得ることにより求められる。つまり、このときの検知荷重値ＷＡは無荷重時検知荷重値ＷＡ０であり、前後傾斜角度Ａ１との関係を例えば対応マップあるいは関数式の形態で記憶部内に保持することにより、無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段５１とすることができる。本実施形態においては、車両の前方が低く傾斜するほど、シート９の自重の分担比率が前方の支持部９４、９５に偏り、後方の支持部９６、９７の両荷重センサ１Ｌ、１Ｒの電気出力ＥＬ、ＥＲが減少して、無荷重時検知荷重値ＷＡ０は負側に減少する。逆に、車両の前方が高く傾斜するほど、シート９の自重の分担比率が後方の支持部９６、９７に偏り、無荷重時検知荷重値ＷＡ０は正側に増加する。

図３は、図２の構成において、無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段５１、ならびに補正値Ｃの一例を示すグラフである。図中の横軸は下り坂で車両の前方が低くなる前後傾斜角度Ａ１を示し、縦軸負側には無荷重時検知荷重値ＷＡ０のグラフ（１）、縦軸正側には補正値Ｃのグラフ（２）を示している。無荷重時検知荷重値ＷＡ０のグラフ（１）の原点Ｏは、上述のゼロ点校正で、前後傾斜角度Ａ１＝０（°）のときに無荷重時検知荷重値ＷＡ０＝０（Ｎまたはｋｇｗ）に校正したことを示している。図３の例では、無荷重時検知荷重値ＷＡ０と前後傾斜角度Ａ１は比例している。

さらに、無荷重時検知荷重値ＷＡ０の変動範囲よりも高いレベルの空席判定値Ｗ０を予め設定しておく。空席判定値Ｗ０をゼロとしない理由は、上り坂に車両が停止して空席状態で無荷重時検知荷重値ＷＡ０が正値となり空席を判定できなくなることを避けるためである。

空席判定手段５２は、荷重検知部４から出力された検知荷重値ＷＡを入力として、シート９の空席状態を判定する手段である。判定ロジックは、検知荷重値ＷＡが空席判定値Ｗ０未満であるときに空席状態と判定する。

前後傾斜角度演算手段５３は、空席判定手段５２が空席状態を判定したときに、無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段５１に基づいて荷重検知部４から出力された検知荷重値ＷＡに対応する前記車両の前後傾斜角度Ａ１を演算する手段である。演算とは、例えば、対応マップを検索して検知荷重値ＷＡに対応する前後傾斜角度Ａ１を求めること、あるいは関数式に検知荷重値ＷＡを代入して前後傾斜角度Ａ１を算出することである。さらに本実施形態では、前後傾斜角度演算手段５３は、車両の前後傾斜角度Ａ１を路面の勾配に置き換えて表現し、図３に示されるように緩勾配判定値Ｒ１および急勾配判定値Ｒ２を用いて３段階に区分している。つまり、検知荷重値ＷＡが正値からゼロを含み下りの緩勾配判定値Ｒ１を越えていれば「平地」、下りの緩勾配判定値Ｒ１以下で急勾配判定値Ｒ２を越えていれば「緩勾配」、下りの急勾配判定値Ｒ２以下であれば「急勾配」と、いずれかの一傾斜状態に区分する。

無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段５１、空席判定手段５２、および前後傾斜角度演算手段５３により前後傾斜角検知部が構成されている。したがって、車両の前後傾斜角度を検知する傾斜センサなどのハードウェアは、別には設けられていない。

荷重補正手段６は、シート９に荷重体が載っているときに荷重検知部４から出力された検知荷重値ＷＡを前後傾斜角度Ａ１に応じて補正する手段である。荷重補正手段６は、検知荷重値ＷＡに加算する補正値Ｃを予め求めて保持している。この補正値Ｃは、複数の大人の被験者に順次シート９に着座してもらい、車両の前側を低く傾斜させて、検知荷重値ＷＡと前後傾斜角度Ａ１との関係を求めた予備実験結果を基にして定められている。具体的には図３のグラフ（２）に示されるように、補正値Ｃは、「平地」でゼロ、「緩勾配」で無荷重時検知荷重値ＷＡ０の負値を符号反転した値、「急勾配」で無荷重時検知荷重値ＷＡ０の負値を符号反転しさらに一定荷重値Ｚを加えた値としている。そして、実際の動作時に、「平地」では補正を行わず、「緩勾配」および「急勾配」では、荷重検知部４から出力された検知荷重値ＷＡに補正値Ｃを加えて補正荷重値ＷＣを求めている。

荷重体判定手段７は、検知荷重値ＷＡまたは補正荷重値ＷＣを所定の大人判定値Ｗ１および標準成人男性判定値Ｗ２と大小比較して、シート９に着座する乗員などの荷重体を判定する手段である。なお、大人判定値Ｗ１は小柄な成人女性の体重、例えば５％タイル値を基にして設定されており、標準成人男性判定値Ｗ２は標準的な成人男性の体重、例えば５０％タイル値を基にして設定されている。荷重体判定手段７は、バックル情報ＢＳＷを参照するとともに、タイマを利用した所定時間の継続判定も行っており、機能の詳細は次のシート荷重検知フローで説明する。

次に、実施形態のシート荷重検知装置１の動作、演算、処理内容について、図４のシート荷重検知フローを参考にして説明する。このシート荷重検知フローは、車両を発進させるときに、まず可能であれば路面の傾斜状態を判定し、次に助手席のシート９の乗員の荷重の一部を検知して乗員を判定するものである。
図４に示されるように、まず、ステップＳ０でイグニッションスイッチＩＧがオンされると、荷重検出ＥＣＵ３におけるシート荷重検知フローの動作が開始される。次に、ステップＳ１で、空席判定手段５２は、検知荷重値ＷＡが空席判定値Ｗ０未満であれば空席状態と判定して、ステップＳ２〜Ｓ８の勾配判定処理およびステップＳ１３の補正なし乗員判定処理に移行する。また、空席判定手段５２は、検知荷重値ＷＡが空席判定値Ｗ０以上である状態が所定時間継続したときに乗員ありと判定して、ステップＳ９〜Ｓ１６の乗員判定処理に移行する。

空席状態の判定に続いて、前後傾斜角度演算手段５３は、ステップＳ２〜Ｓ８の勾配判定処理を行う。ステップＳ２で、前後傾斜角度演算手段５３はバックル情報ＢＳＷを確認し、オフ状態であればステップＳ３およびＳ４で検知荷重値ＷＡを緩勾配判定値Ｒ１および急勾配判定値Ｒ２と大小比較する。そして、比較結果に基づいて、路面の勾配をステップＳ５の「平地」、ステップＳ６の「緩勾配」、ステップＳ７の「急勾配」のうち一傾斜状態と判定する。一傾斜状態を新たに求めることにより、前回の勾配判定結果は更新される。ステップＳ２で、バックル情報ＢＳＷがオン状態であれば、シート９に何らかの荷重体が載っていて勾配判定は行えないと判断して、ステップＳ８で前回の勾配判定結果を維持する。この後、ステップＳ１に戻る。

ここまでのステップにおいて、シート９が実際に空席であればステップＳ１で空席状態と判定され、ステップＳ２〜Ｓ７で勾配が判定されるとともに、ステップＳ１３の補正なし乗員判定処理で後述するように「乗員なし」と判定される。一方、シート９に実際に乗員が着座していれば、通常は検知荷重値ＷＡが空席判定値Ｗ０以上となって、ステップＳ９以降の乗員判定処理に移行する。また、シート９に乗員が着座していても、座り直しなどの姿勢変化により例外的に大きな検知荷重値ＷＡが検知されなかったときには、空席状態と判定される。このとき、ステップＳ２でシートベルトの装着が確認されて、勾配の判定は行われず、ステップＳ８で前回の判定結果が維持される。さらに、ステップＳ１３の補正なし乗員判定処理で、姿勢変化後の安定した検知荷重値ＷＡを用いて乗員の判定が行われる。

乗員有りの判定に続く乗員判定処理において、荷重補正手段６はステップＳ９〜Ｓ１２およびＳ１４の処理を行い、荷重体判定手段７はステップＳ１３、Ｓ１５およびＳ１６の処理を行う。ステップＳ９で、荷重補正手段６は、検知荷重値ＷＡが大人判定値Ｗ１以上である状態が所定時間継続したときに、乗員を大人と判定してステップＳ１３に移行し、そうでないときにステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０で、検知荷重値ＷＡが空席判定値Ｗ０以上大人判定値Ｗ１未満でかつバックル情報ＢＳＷがオン状態のときに、乗員を幼児と判定してステップＳ１１に移行し、そうでないときにステップＳ１２に移行する。ステップＳ１１で、幼児の判定が継続して着座姿勢作動タイマＴＡの時間経過したときにステップＳ１３に移行し、経過していないときにはステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、ステップＳ２〜Ｓ８の勾配判定処理で得られた路面の勾配が「平地」であれば補正を行わずにステップＳ１３に移行し、「緩勾配」または「急勾配」であればステップＳ１４で検知荷重値ＷＡに補正値Ｃを加算して補正荷重値ＷＣを求めたのちステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１３の補正なし乗員判定処理では、荷重体判定手段７は検知荷重値ＷＡを用いて乗員の判定を確定し、ステップＳ１５の補正あり乗員判定処理では、荷重体判定手段７は補正荷重値ＷＣを用いて乗員の判定を確定する。ステップＳ１６の判定を詳述すると、検知荷重値ＷＡまたは補正荷重値ＷＣが空席判定値Ｗ０未満のときには「乗員なし」と判定する。また、検知荷重値ＷＡまたは補正荷重値ＷＣが空席判定値Ｗ０以上大人判定値Ｗ１未満のときには、バックル情報ＢＳＷがオン状態であれば「幼児」と判定し、バックル情報ＢＳＷがオフ状態であれば「子供」と判定する。さらに、検知荷重値ＷＡまたは補正荷重値ＷＣが大人判定値Ｗ１以上標準成人男性判定値Ｗ２未満のときには「大人」と判定し、標準成人男性判定値Ｗ２以上のときには「標準成人男性」と判定する。なお、これらの判定は、検知荷重値ＷＡまたは補正荷重値ＷＣがそれぞれの範囲内に収まった状態で所定時間を経過したことを以って確定される。

判定結果を補足すると、「幼児」とは、シートベルトに固縛されたチャイルドシートに着座している幼児を意味し、「子供」とは、大人よりも体重が少なくシートベルトを装着していない子供を意味する。また、「大人」とは、小柄な成人女性以上で標準的な成人男性以下の体重を有する大人を意味し、「標準成人男性」とは、標準的な成人男性以以上の体重を有する大人を意味する。

なお、ステップＳ１１で着座姿勢作動タイマＴＡを用いた理由は、シート９に大人が着座する際の過渡的な着座位置や着座姿勢の影響で小さな検知過重値ＷＡが検知されても判定を確定させず、着座が安定して大きな検知過重値ＷＡが検知されたときに最終的な判定を行うためである。

判定結果が確定した以降は、検知荷重値ＷＡが瞬間的に変化しても、乗員の姿勢変化や車両走行時の振動などの影響によるものと判断して、判定結果を変更しない。また、判定結果が確定した以降であっても、検知荷重値ＷＡの継続的変化やバックル情報ＢＳＷの状態変化が発生したときには、乗員の乗降などにより荷重体が入れ替わった可能性があるので、ステップＳ１６からステップＳ１に戻って再度判定を行う。

上述のステップＳ１６における乗員判定結果に基づいて、エアバッグの事故時展開の可否や展開スピードを制御することで、北米法規に適合させることができる。北米法規では、「大人」であれば事故時にエアバッグを展開し、「幼児」であれば事故時にエアバッグの展開を禁止するように定められており、中間的な体重の「子供」に対しては定めがない。さらに、「大人」については、「標準成人男性」以上の体重を有するときエアバッグの展開スピードを大とし、そうでないときエアバッグの展開スピードを小とするようになっている。

次に、実施形態のシート荷重検知装置１の作用、特に検知荷重値ＷＡを前後傾斜角度Ａ１（路面の勾配）に基づいて補正する効果について、図５を参考にして説明する。図５は、実施形態のシート荷重検知装置１の作用を説明する図であり、（１）は補正を行わない場合の特性グラフ、（２）は荷重補正手段６により補正を行った場合の特性グラフである。図中の横軸は下り坂で車両の前方が低くなる前後傾斜角度Ａ１を示し、（１）の縦軸は検知荷重値ＷＡを示している。（１）の特性グラフは、複数の大人の被験者に順次シート９に着座してもらい、車両の前側を低く傾斜させて、検知荷重値ＷＡと前後傾斜角度Ａ１との関係を求めた予備実験の結果を整理したものである。（２）の縦軸は、検知荷重値ＷＡに図３（２）の補正値Ｃを加算した補正荷重値ＷＣを示している。また、図中には、「大人」を判定する大人判定値Ｗ１が、センサの感度のばらつきなどに起因する変動分ＥＲＲを含む幅で表示されている。

図５（１）において、図中左端の平地における検知荷重値ＷＡは、被験者の元々の体重の違いに依存してＷｍｉｎ〜Ｗｍａｘの範囲でばらつくが、いずれも大人判定値Ｗ１の幅を超過しており。正しく「大人」と判定される。ところが、前後傾斜角度Ａ１が大きくなるにつれて、検知荷重値ＷＡは次第に減少して大人判定値Ｗ１の幅と重なり、正しい判定ができなくなる。

一方、図５（２）において、補正荷重値ＷＣがＷｍｉｎ〜Ｗｍａｘの範囲でばらつくのは同様であるが、特性グラフは概ね水平で、大人判定値Ｗ１の幅には重ならない。つまり、補正荷重値ＷＣは、前後傾斜角度Ａ１に殆ど影響されず、荷重体の荷重の一部を正確に検知でき、正しく「大人」と判定できる。

以上説明したように、実施形態のシート荷重検知装置１によれば、両荷重センサ１Ｌ、１Ｒおよび荷重検知部４によって検知された検知荷重値ＷＡが、前後傾斜角度検知部（５１、５２、５３）で検知された車両の前後傾斜角度Ａ１に応じて補正される。したがって、前後傾斜角度Ａ１の影響が低減されて、シート９に載っている荷重体の荷重の一部を正確に検知でき、荷重体が大人であるか幼児であるかを高精度に判定できる。

また、車幅方向に離間して後方の左右に後方左荷重センサ１Ｌおよび後方右荷重センサ１Ｒが配設されているので、シートに着座した乗員の荷重の過半に相当する検知荷重値を得ることができ、大人であるか幼児であるかを高精度に判定できる。さらに、左右に離間する両荷重センサ１Ｌ、１Ｒの出力を加算するので、仮に車両が左右に傾斜していたり、乗員が左右いずれかに傾いて着座していたりしても検知荷重値ＷＡに影響せず、高精度に検知および判定ができる。

なお、本実施形態では補正値Ｃを検知荷重値ＷＡに加算して補正荷重値ＷＣを求めているが、前後傾斜角度Ａ１の増加につれて大きくなる補正倍率を検知荷重値ＷＡに乗算するようにしてもよい。さらに、前後傾斜角度Ａ１を路面の３段階の傾斜状態に置き換えずに角度情報のままにしておいて、前後傾斜角度Ａ１をパラメータとする任意の関数で補正荷重値ＷＣを求めるように荷重補正手段６を構成してもよい。

また、前後傾斜角度Ａ１の検知あるいは路面の勾配の判定は、車両が停止されてイグニッションスイッチＩＧがオフされた状態でも、シート９が空席状態であれば実施できる。この場合、車両が停止してから比較的長い時間にわたり動作することを考慮し、両荷重センサ１Ｌ，１Ｒの電気出力ＥＬ、ＥＲのサンプリング周期Ｔ１を長く設定する。これにより、両荷重センサ１Ｌ，１Ｒに間欠的に電源ＰＷを供給して、車載バッテリの放電を抑制する省電力にできる。また、前後傾斜角度Ａ１を路面の３段階の傾斜状態で表現することで、以降の演算や処理が簡易で効率的となり、演算負荷が軽くなって省電力にできる。

車両前後傾斜角度検知部は、無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段５１と、空席判定手段５２と、前後傾斜角度演算手段５３とからなり、これら３手段は、荷重検知ＥＣＵのソフトウェアで実現されている。したがって、車両の前後傾斜角度を検知するために、傾斜センサなどのハードウェアを別に設けておらず、総合的にコスト低廉なシート荷重検知装置１となる。

さらに、検知された前後傾斜角度Ａ１は、荷重の補正だけでなく、パワースライドドアやスイングドアなどの開閉操作力の加減調整や、坂道発進時のパワー調整などにも利用できる。このように、本発明は様々な応用が可能である。

１：シート荷重検知装置
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：バックルスイッチＢＳＷ：バックル情報
３：荷重検知ＥＣＵ３１：電源供給部
４：荷重検知部
５１：無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段
５２：空席判定手段
５３：前後傾斜角度演算手段
６：荷重補正手段
７：荷重体判定手段
９：助手席のシート９４〜９７：支持部
ＷＡ：検知荷重値ＷＣ：補正荷重値Ｃ：補正値
Ｗ０：空席判定値Ｗ１：大人判定値Ｗ２：標準成人男性判定値
Ａ１：前後傾斜角度

Claims

車両のシートを支持する複数の支持部のうち後方の支持部に設けられて該支持部に作用する荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重センサの出力に基づいて前記シートに載っている荷重体の荷重の一部を検知して検知荷重値を出力する荷重検知部と、
前記車両の前後傾斜角度を検知する前後傾斜角度検知部と、
前記シートに載っている荷重体の前記検知荷重値と前記車両の前後傾斜角度との関係に基づいて、前記シートに載っている荷重体の荷重の一部の前記荷重検知部で検知された検知荷重値を前記車両の前後傾斜角度に応じて補正する荷重補正手段と、
を備え、
前記車両前後傾斜角度検知部は、前記シートに荷重体が載っていないときに前記荷重検知部から出力される検知荷重値と、前記車両の前後傾斜角度との関係を示す無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段と、
前記荷重検知部から出力された検知荷重値が所定の空席判定値未満のときに、前記シートに前記荷重体が載っていない空席状態と判定する空席判定手段と、
前記空席判定手段が前記空席状態を判定すると、前記無荷重時検知荷重値−前後傾斜角度対応手段に基づいて前記荷重検知部から出力された検知荷重値に対応する前記車両の前後傾斜角度を演算する前後傾斜角度演算手段とからなる、
ことを特徴とするシート荷重検知装置。
請求項１において、前記荷重センサは、前記複数の支持部のうち車幅方向に離間して後方に配置された２つの支持部にそれぞれ設けられ、
前記荷重検知部は、２つの前記荷重センサの前記出力を加算して前記シートに載っている荷重体の荷重の一部を検知することを特徴とするシート荷重検知装置。
請求項１または２において、前記荷重補正手段は、前記シートに載っている荷重体の前記検知荷重値と前記車両の前後傾斜角度との関係に基づいて予め求められた補正値を、前記検知荷重値に加算または乗算することを特徴とするシート荷重検知装置。
請求項１〜３のいずれか一項において、前記前後傾斜角度検知部は、検知した前記車両の前後傾斜角度に基づいて前記車両の傾斜状態を、段階的に区分された複数の傾斜状態の中の一傾斜状態であると判定し、
前記荷重補正手段は、前記シートに載っている荷重体の荷重の一部の前記荷重検知部で検知された検知荷重値を、前記前後傾斜角度検知部で判定された前記一傾斜状態に応じて補正することを特徴とするシート荷重検知装置。
請求項４において、前記荷重検知部は、前記荷重センサの前記出力を所定のサンプリング周期で収集して前記検知荷重値を出力し、
前記車両のイグニッションスイッチがオフのときに、前記所定のサンプリング周期は長く設定され、かつ前記前後傾斜角度検知部は前記一傾斜状態を出力し、前記イグニッションスイッチがオンのときに、前記所定のサンプリング周期は短く設定され、かつ前記前後傾斜角度検知部は前記前後傾斜角度を出力する、ことを特徴とするシート荷重検知装置。