JP3945365B2 - 車両用シート荷重検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用シートに加わる荷重を検知し、シートに着座している乗員の荷重を検知できる車両用シート荷重検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるエアバック、特に、助手席側のエアバッグは乗員の有無に応じて展開するか否か判断し、しかも、エアバックの形状や展開時のガス圧等をシートに着座しているや乗員の体形、例えば、大人か子供か等を確認した上で可変調整することが行われている。
そこで、車両用シート装置側にシートに加わる荷重を検知できる重量検知式乗員検知センサ（以下単に荷重センサと記す）を取り付け、この荷重センサによりシートに加わる荷重を検知し、乗員がシートに着座しているか否か、あるいは、乗員が大人か子供かの乗員固体認識をコントローラで行うようにしている。
【０００３】
このような荷重センサを装着したシート装置としては、例えば、シート側とフロア側とを上下に揺動可能なレバーでそれぞれピン結合したシート連結機構を用い、シート荷重をレバーのてこ変位を介して受けた荷重センサで検知するようにしたシート装置が特開平１１−３０４５７９号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０４５７９号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シート連結機構を組み込んだ荷重センサは、そのシート連結機構部内、例えばバネ構造部の経時劣化により、或いは、荷重センサが取り付けられる車体のフロア側やシートスライドレール側の経時的なボディー歪によりシート取付け点が変位することにより、荷重センサの基準点であるゼロ点が経時的にずれる可能性がある。
【０００６】
従って、このような荷重センサの基準点がずれると、シート上荷重の測定精度が低下し、シート上の乗員の有無、識別を精度良く行えない状態に達する場合がある。
これを回避するためには、荷重センサの基準点調整を空席時に行うことが必要となる。ところが、荷重センサの出力のみではシート上が空席か否かを識別することは困難である。
【０００７】
しかも、シートスライドレールに並列状に結合される荷重センサはシート連結機構を介して荷重を検出する構造のため、同荷重センサの長手方向と直行する方向の荷重を検出する。このため、後述する図２で再度説明するように、傾斜角θｘの傾斜路に車両が停車した場合、シート側の荷重Ｗはセンサ長手方向と直交する方向荷重Ｗｎ＝Ｗｃｏｓθｘとセンサ長手方向荷重Ｗｆ＝Ｗｓｉｎθｘとに分割され、荷重センサ１２はＷｎ＝Ｗｃｏｓθｘとの比較的小さな値を検出値として出力することとなり、車両の傾きによってもシート上の荷重Ｗにずれが生じることになる。
【０００８】
本発明は、以上のような課題に基づき、荷重センサの経時変化や車両姿勢によるシート上の荷重のずれを排除して制度良いシート上荷重を容易に検出できる車両用シート荷重検出装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、シート装置にかかる荷重を検出する荷重検出手段と、シート装置上に物体があるか否かを検出する物体検出手段と、車両の姿勢を判定する姿勢判定手段と、シート装置に物体がなく、車両が水平状態にあり、上記荷重検出手段出力が正常値にあると、判定されたとき、上記荷重検出手段の基準値を調整する基準値調整手段と、を備えたことを特徴とする。
このように、荷重検出手段の経年変化にかかわらず、常に、荷重検出手段の基準値（ゼロ点）を精度良く調整するので、正確な荷重のセンシングが可能となり、しかも、傾斜路では、基準値（ゼロ点）を調整しないので、路面の状況に影響されず調整の信頼性が向上する。
好ましくは車両の停車中に判定することがよい。この場合、車体振動による外乱を排除でき、より正確な荷重のセンシングが可能となる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載の車両用シート荷重検出装置において、上記荷重検出手段の出力が異常と判定されたとき、上記調整を禁止すると共に、警告手段に対して警告指示する。
このように、荷重検出手段の出力が異常であると荷重センサの基準点の調整を禁止し、警告手段に対して警告指示するので、荷重検出手段の故障を乗員に知らせることができ、誤った調整を防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態としての図１の車両用シート荷重検出装置を説明する。
この車両用シート荷重検出装置１は、図示しない車両の助手席のシート装置２に装着され、同シート装置は車体のフロアパネル３に載置される。シート装置２にはここに着座する乗員４を拘束するシートベルト５が併設され、しかも、前方側（図１で左側）にはインストルメントパネル６が配備される。インストルメントパネル５はその内部にエアバック装置１１が収容され、エアバッグ装置１１の駆動回路７が後述のコントローラ８により駆動制御される。
【００１２】
エアバッグ装置１１はインストルメントパネル６の助手席との対向部に埋め込み装着され、エアバック１１１の展開時に一定加圧力以上の力を受けた際にインストルメントパネル６の表皮部６０１を開放方向に破断し、内部のエアバック１１１を助手席乗員の前に展開させるように構成される。なお、エアバック１１１展開用のインフレータ１１２は複数に区分され、駆動回路７からの起爆信号が入力した数のインフレータだけが爆破し、展開ガス圧の増減を調整できるように構成される。
【００１３】
シート装置２はシートクッション９及びシートバック１０からなるシート本体を備え、シートクッション９の下部に配備される左右（紙面前後側）のシートスライドレール１４と、各シートスライドレール１４に装着される荷重検出手段としての荷重センサ１２と、荷重センサ１２の前後端をフロアパネル３に取付けた前後屈曲ブラケット１３とを備える。
【００１４】
図１に示すように、シートクッション９内部には乗員がシートクッション９に着座しているか否かを検知する物体検出手段としての着座検知センサ１５が配備され、この着座信号ｓ０はコントローラ８に出力される。ここで着座検知センサ１５は感圧点を複数配置し、その出力分布より乗員が着座か否かを検出できる感圧フィルムセンサであり、シートクッション９のウレタンフォーム内に配設しても異物感のないものが採用される。
【００１５】
なお、着座検知センサ１５としては、このような感圧フィルムセンサに代えて、図示しない、赤外線センサや超音波センサを用いても良い。この場合、助手席との対向部であるインストルメントパネル６や、図示しないルーフに赤外線センサや超音波センサを装着し、これにより助手席の乗員の有無を着座信号ｓ０として出力するようにしても良い。
【００１６】
左右のシートスライドレール１４（図１で前後側に配備）はシートクッション９をフロアパネル３に対して前後方向Ｘに移動自在に支持するもので、シートクッション９の下向き面の左右端側にそれぞれ取付けられる。左右の各シートスライドレール１４はアッパーレール１４１とロアレール１４２からなり、アッパーレール１４１とロアレール１４２とは長手方向である前後方向Ｘに相対的に摺動可能に噛み合い嵌合された形状を成す。
このような荷重センサ１２は、シートクッション９よりの荷重Ｗをシート連結機構部１９を介して受けた際に、乗員４の荷重Ｗｎとして出力するように図示しない検出回路を備えている。
【００１７】
即ち、荷重センサ１２のシート連結機構部１９が荷重を伝達する際、車両が平坦地に停車する場合は荷重Ｗ＝Ｗｎとなり問題ない。しかし、例えば、図２に示すように、前後方向Ｘにおける傾斜角がθｘの路面Ｒに停車した場合、荷重センサ１２のシート連結機構部１９に加わる荷重Ｗがセンサ長手方向と直交する方向の成分Ｗｎ＝Ｗｃｏｓθｘと、長手方向成分Ｗｆ＝Ｗｓｉｎθｘとに分割され、荷重センサ１２の検出値はＷｎ＝Ｗｃｏｓθｘとなり、平坦地で検出された荷重Ｗに対してずれを生じる。なお、図２には前後方向Ｘにおける傾斜角θｘの路面Ｒの場合を説明したが車幅方向（図２で紙面垂直方向）に傾斜角θｙ（図示せず）を有する路面の場合も同様に、平坦地で検出された荷重Ｗに対してずれを生じる。このため、車両が傾斜した路面Ｒに停車した場合、荷重検出値はキャンセルされることが望ましい。
【００１８】
コントローラ８は周知の電子制御デバイスであり、図示しない入力回路には荷重信号Ｗｎを取り込む荷重センサ１２、着座信号ｓ０を取り込む着座検知センサ１５、車両の車速Ｖｃを採り込む車速センサ２７、車両の衝突時の加速度Ｇを感知する衝突感知センサ２８、車体の前後方向Ｘ及び車幅方向Ｙ（図１で紙面垂直方向）の傾きθｘ、θｙを検出する、即ち、車両の姿勢を判定する姿勢判定手段である傾斜センサ２９が接続される。更に、図示しない出力回路にはエアバッグ装置１１の駆動回路７、インストルメントパネル６に取付けられる警告灯３１が接続される。
【００１９】
ここで、姿勢判定手段を成す傾斜センサ２９は、例えば、車体の前後方向Ｘ及び車幅方向Ｙにそれぞれ水準器原理を用いて車体の傾斜角θｘ、θｙ信号を検出できるものが採用される。
このようなコントローラ８は荷重センサ基準点調整処理８０１、乗員固体認識処理８０２及び展開駆動処理８０３の各機能を備える。
コントローラ８は周知の車両制御処理のメインルーチンを実行し、その途中で基準値調整手段として荷重センサ基準値調整処理に進む。
【００２０】
荷重センサ基準値調整処理では、シート装置１に物体がなく、車両が水平状態にあり、荷重センサ１２出力Ｗｎが正常値にあると、判定されたとき、荷重センサ１２の基準値を調整するよう機能するものであり、順次説明する。
図３に示す荷重センサ基準値調整ルーチンのステップｓ１では、荷重信号Ｗｎ、着座信号ｓ０、車速Ｖｃ、前後方向Ｘ及び車幅方向Ｙの傾きθｘ、θｙを取込み、所定のデータエリアにストアし、ステップｓ２に進む。
ステップｓ２では車速Ｖｃと停車判定値Ｖ１、例えば４ｋｍ／ｈを比較し、車両が停車で、不図示のＩＧスイッチがオフ（ｏｆｆ）か否かを判断し、走行時はメインルーチンにリターンし、停車時はステップｓ３に進む。
【００２１】
ステップｓ３では着座信号ｓ０がオンか否かＷ判定し、シート上に乗員がいると着座であるとしてメインルーチンにリターンし、空席であるとステップｓ４に進む。
ステップｓ４では車体の前後方向Ｘ及び車幅方向Ｙの傾きθｘ、θｙがそれぞれ予め設定される傾斜判定値θαｘ、θαｙを上回るか否かを判断し、少なくともいずれか一方が上回と、即ち、路面の傾斜角が大きいとメインルーチンにリターンし、平坦地ではステップｓ５に進む。なお、傾斜判定値θαｘ、θαｙの設定に当たっては、予め、平坦地で検出されたシート装置２にかかる荷重と荷重センサ１２で実際に検出された荷重Ｗｎとのずれ値を実験的に予め採取する。その上で、この荷重のずれが許容されるものか否か適宜設定され、その上で、許容されるずれ値相当の傾斜判定値θαｘ、θαｙが適宜設定され、採用されることとなる。
【００２２】
ステップｓ５では荷重センサ１２の空席時の荷重Ｗｎの許容幅が予め設定されており、例えば、±５ｋｇ以内として設定され、この許容幅より今回の空席時の荷重Ｗｎが小さいか否か判断され、小さく正常状態ではステップｓ６に、そうでないとセンサ異常と見做し、ステップｓ７に進む。
ステップｓ７ではセンサ異常判定の判定回数を所定回数カウントし、カウントアップ前はメインルーチンにリターンし、カウント後はステップｓ８に進み、ここで警告灯３１を点灯させ、メインルーチンにリターンする。なお、ここでのカウント値は外乱防止を行なうことができる値で良く、エンジンキーのオフ時、或いは、所定走行距離毎にクリアされるように処理される。
【００２３】
上述のように、空席時の荷重Ｗｎは本来ゼロであるが、経時劣化が過度に進むと基準値であるゼロ点が±５ｋｇを上回るまでずれており、これは基準点調整可能なレベルを超えたものとして、補修や交換が必要な状態であると判定することとなる。
一方、ステップｓ５より空席時の荷重Ｗｎが許容幅内として、ステップｓ６に達すると、ここでは、荷重センサ１２が基準点調整可能なレベルにあることより、今回の空席時の荷重Ｗｎを最新値として記憶し、今回以前の複数回の値を同様に順次更新して記憶する。その上で、複数回の空席時の荷重の平均値Ｗｎｆ＝{Ｗｎ（ｎ）＋Ｗｎ（ｎ−１）＋Ｗｎ（ｎ−２）＋・・・・＋Ｗｎ（１）}／ｎを算出する。これにより空席時の荷重Ｗｎが外乱により増減変動することを抑えることができ、制御の信頼性を向上できる。
【００２４】
ステップｓ６よりステップｓ９に達すると、ここでは空席時荷重の平均値Ｗｎｆを荷重センサ１２の基準点であるゼロ点に修正するための基準点調整量（ずれ調整量）±αとして設定し、所定のデータエリアにストアし、今回の制御を終了し、メインルーチンにリターンする。
次に、コントローラ８が行う乗員固体認識処理８０２としては、まず、車両の停車時で、前後方向Ｘ及び車幅方向Ｙの傾きθｘ、θｙがそれぞれ傾斜判定値θαｘ、θαｙを下回る平坦地停車を判定し、しかも、着座検出センサ１５の着座信号ｓ０の入力時を検出した場合に、その時の荷重センサ１２の荷重Ｗｎを取り込む。
【００２５】
このとき、コントローラ８は最新の平均値荷重Ｗｎｆを基準点調整量（ずれ調整量）αで修正して、ゼロ点調整された状態の荷重Ｗ（＝Ｗｎｆ−（±α））を求めることができる。このゼロ点調整された荷重Ｗを用いるので、たとえ荷重センサ１２が経時劣化していたとしてもその影響を排除でき、信頼性のある荷重Ｗデータを採用できる。
次いで、荷重Ｗｎのレベルを例えば大、中、小、無負荷（非着座時）に適宜設定された閾値を用いて区分する。
【００２６】
コントローラ８が行う展開駆動処理８０３としては、まず、荷重Ｗｎの区分に応じてエアバックガス圧を可変設定する。即ち、荷重区分が大、中であると、ガス圧を最大レベル（複数のインフレータ全てを起爆処理）、中レベル（複数インフレータの一部を起爆処理）となるようにそれぞれエアバック作動モードを設定する。更に、荷重出力が小あるいは無負荷ではガス圧がゼロ、即ち、エアバック非作動モードに設定する。
次いで、車両の走行時に達すると、まず、最新のエアバック展開（作動モード）条件を読み取り、現在の車速Ｖｃが車両の衝突時にエアバック展開を必要とする車速、例えば２０ｋｍ／ｈを上回るか否かを判断する。
【００２７】
その上で、最新の衝突感知センサ２８の加速度Ｇを取込み、この値が車両の衝突を判定する予め適宜設定された閾値を上回るか否か判断し、加速度Ｇが閾値を上回ると、車両の衝突時と見做し、現在のエアバック作動モードに応じた数のインフレータ１１２に駆動回路７からの起爆信号が入力され、同エアバックを爆発展開させ、助手席乗員の体形に応じたエアバックの展開処理を行え、安全を確保することができる。
このように図１の車両用シート荷重検出装置１は図４に示す荷重センサ基準点調整処理を行うので、荷重センサ１２の経年変化にかかわらず、常に、荷重センサ１２の基準値（ゼロ点）を精度良く調整でき、正確な乗員の荷重Ｗｎのセンシングが可能となる。
【００２８】
特に、基準値（ゼロ点）調整を行なうにあたり、ステップｓ２で車両の停車中に判定するように処理でき、車体振動による外乱を排除でき、正確な空席時の荷重センサ１２のセンシングが可能となる。
更に、荷重センサ基準点調整ルーチンのステップｓ４で平坦路判定を実行することで、傾斜路での基準値（ゼロ点）調整を排除でき、誤った調整を防止でき、路面の状況に影響されず、基準値（ゼロ点）調整の信頼性が向上する。
【００２９】
しかも、荷重センサ基準点調整ルーチンのステップｓ５で、荷重センサ１２の出力が異常と判定されたとき、ステップｓ６、ｓ７での荷重センサ基準点調整を禁止すると共に警告灯３１を点灯して警告指示でき、容易に、速やかに、荷重センサ１２の故障を乗員に知らせることができ、補修等を迅速に実施できる。
【００３０】
図１の車両用シート荷重検出装置１の荷重センサ基準点調整処理では、ステップｓ７でセンサ異常判定の判定回数を所定回数カウントアップした場合に警告灯３１を点灯して警告指示していたが、ステップｓ５より直接ステップｓ８に達して警告灯３１を点灯して警告指示するようにして制御簡素化を図っても良い。
【００３１】
図１の車両用シート荷重検出装置１の荷重センサ基準点調整処理では、ステップｓ５で今回の空席時の荷重Ｗｎが空席時荷重Ｗｎの許容幅以内として正常状態と判断されると、ステップｓ６で空席時荷重Ｗｎの平均値Ｗｎｆを演算し、同値Ｗｎｆを荷重センサ１２の基準点調整量（ずれ調整量）±αとして設定していたが、場合により、ステップｓ５より直接ステップｓ９に進み、今回の空席時の荷重Ｗｎを荷重センサ１２の基準点調整量（ずれ調整量）±αとして設定し、制御の簡素化を図っても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、荷重検出手段の経年変化にかかわらず、常に、荷重検出手段の基準値（ゼロ点）を精度良く調整するので、正確な荷重のセンシングが可能となり、しかも、傾斜路では、基準値（ゼロ点）を調整しないので、路面の状況に影響されず調整の信頼性が向上する。
【００３３】
請求項２の発明は、荷重検出手段の出力が異常であると荷重センサの基準点の調整を禁止し、警告手段に対して警告指示するので、荷重検出手段の故障を乗員に知らせることができ、誤った調整を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての車両用シート荷重検出装置を装備したシート装置の概略構成図である。
【図２】図１中の車両用シート荷重検出装置で用いる荷重センサの傾斜状態での荷重分布を説明する説明図である。
【図３】図１中の車両用シート荷重検出装置のコントローラが実行する荷重センサ基準値調整ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 車両用シート荷重検出装置
２ シート装置
６ インストルメントパネル
８ コントローラ（基準値調整手段）
１１ エアバック装置
１２ 荷重センサ（荷重検出手段）
１５ 着座検知センサ（物体検出手段）
２９ 傾斜センサ（姿勢判定手段）
Ｗｎ 荷重センサの出力

Claims (2)

1. シート装置にかかる荷重を検出する荷重検出手段と、
   シート装置上に物体があるか否かを検出する物体検出手段と、
   車両の姿勢を判定する姿勢判定手段と、
   シート装置に物体がなく、車両が水平状態にあり、上記荷重検出手段出力が正常値にあると、判定されたとき、上記荷重検出手段の基準値を調整する基準値調整手段と、
   を備えたことを特徴とする車両用シート荷重検出装置。
2. 請求項１記載の車両用シート荷重検出装置において、
   上記荷重検出手段の出力が異常と判定されたとき、上記調整を禁止すると共に、警告手段に対して警告指示することを特徴とする車両用シート荷重検出装置。

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