JP4337043B2

JP4337043B2 - 乗員検知システム

Info

Publication number: JP4337043B2
Application number: JP2004084141A
Authority: JP
Inventors: 守雄酒井
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-03-23
Also published as: JP2005271629A

Description

本発明は、車両用のシートに作用する荷重をセンサによって検出し、当該センサの出力から、前記シートの着座状態が、乗員が着座していない非着座状態か、乗員が着座している着座状態かを判定する乗員検知システムに関する。

衝突事故時等の安全性を高めるための車両の装備の一例として、エアバッグがある。エアバッグには、衝突事故時、座席正面から展開するエアバッグや、座席側面から展開するサイドエアバッグ等がある。エアバッグの展開制御では、シートに着座している乗員が大人であるか子供であるかに応じて、展開速度の調整や作動禁止等を行っている。安全性を確保するためには、シートに着座した乗員が大人であるか子供であるかを正確に判定する必要がある。
シートに着座している乗員の判定を行う技術には、例えば、シートの着座面に作用する荷重を検出するセンサを設置し、このセンサが検出した荷重に基づいて、シートに着座している乗員が大人であるか子供であるかの判定を行う乗員検知システムがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２７６５５７号公報

しかしながら、特許文献１は、シートに着座中の乗員の動作、姿勢変更を考慮したものではない。例えば、シートに着座した乗員が大人であり、当該大人が姿勢変更したとき、その姿勢によっては、シート上に作用する荷重が減少し、大人が着座しているにも拘わらず、子供が着座している子供着座状態であると誤判定されるといった不具合が生じる虞があった。
これに対し、例えば、大人着座状態から子供着座状態への判定に用いる状態振分荷重と、子供着座状態から大人着座状態への判定に用いる状態振分荷重とを異ならせて、誤判定を減少させるものがある。しかし、例えば、軽い大人が体重減少姿勢をとった場合には、子供着座状態であると誤判定されてしまう虞が残る。更に、一度子供着座状態と誤判定されると、子供着座状態から大人着座状態へ判定が切替わり難くなるように、子供着座状態から大人着座状態への判定に用いる状態振分荷重が大きく設定されている場合には、誤判定が維持され、判定復帰ができない虞があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤判定を防止し判定復帰を容易にして、より正確にシートに着座した乗員を判定可能な乗員検知システムを提供する点にある。

この目的を達成するための本発明に係る乗員検知システムの特徴構成は、車両用のシートに作用する荷重をセンサによって検出し、当該センサの出力から、前記シートの着座状態が、乗員が着座していない非着座状態か、乗員が着座している着座状態かを判定する乗員検知システムであって、前記着座状態は、予め設定した第一の状態振分荷重以上の荷重を検出した状態である第一の着座状態と、前記第一の状態振分荷重未満の荷重を検出した状態である第二の着座状態に区分けしてあり、乗員の着座に際し、前記センサにより前記第一の状態振分荷重以上の荷重が検出され、前記第一の状態振分荷重以上の荷重が予め設定した第一の状態振分時間の間維持されたことで前記第一の着座状態になったと判定し、前記センサにより前記第一の状態振分荷重未満の荷重が検出され、前記第一の状態振分荷重未満の荷重が予め設定した第二の状態振分時間の間維持されたことで前記第二の着座状態になったと判定するとき、前記非着座状態と判定された後に、更に前記第一の着座状態と判定した後は、前記センサにより前記第一の状態振分荷重よりも小さい第一の状態変更荷重を下回る荷重が検出され、且つ、前記第一の状態変更荷重を下回る荷重が前記第二の状態振分時間よりも長い第一の状態変更時間の間維持された場合に前記第二の着座状態になったと判定する点にある。
通常、乗員が乗車しながら荷重減少姿勢をとることは少ないので、乗員の着座の際、つまり、非着座状態が他の着座状態に変更されたとき、当該着座状態の判定は比較的信頼性が高いと考えられる。従って、本特徴構成の如く、乗員の着座に際して最初に設定された着座状態が、更に、非着座状態及び他の着座状態に変更されることを抑制するように、状態振分荷重及び状態振分時間を変更することで、信頼性の高い着座状態から他の着座状態に変更され難くなる。この結果、判定の信頼性をより高めることができる。
また、乗員の着座の際に最初に設定した着座状態に応じて、適宜、当該着座状態と他の状態との間に設定した状態振分荷重及び状態振分時間を変更するので、特定の着座状態から他の着座状態への変更であっても、異なる複数の状態振分荷重及び状態振分時間を設定することができる。これによって、乗員の姿勢変更の態様の多様性に対応することができ、判定の信頼性を高めることができる。
また、これら判定の結果を安全装備等の制御に用いる場合には、これら安全装備等の制御をより適切に実施することができ、乗員の安全性を高めることができる。

また、他の特徴構成は、前記第二の着座状態と判定された後に、更に前記第一の着座状態と判定した後は、前記センサにより前記第一の状態振分荷重よりも小さく、前記第一の状態変更荷重よりも大きい第二の状態変更荷重を下回る荷重が検出され、且つ、前記第二の状態変更荷重を下回る荷重が前記第二の状態振分時間よりも長い第二の状態変更時間の間維持された場合に前記第二の着座状態になったと判定する点にある。

また、他の特徴構成は、前記第一の着座状態が大人着座状態であり、前記第二の着座状態が子供着座状態である点にある。
エアバッグ等の安全装備の制御では、一般的に、大人であるか子供であるかに応じて制御が行われる。従って、本特徴構成の如く構成することにより、これら安全装備等に対応させることができる。

上述の特徴構成によれば、現在の判定が大人着座状態のとき、大人着座状態から子供着座状態に切替わり難くなるように状態変更荷重及び状態変更時間を再設定する。これによって、例えば、シートに着座した乗員が大人のときに、当該大人がシートに着座した後に荷重減少姿勢を取り、シートに作用する荷重が少なくなった場合であっても、子供着座状態であると判定され難くなる。従って、本特徴構成の如く構成することにより、誤判定を効果的に防止することができる。

また、上述の特徴構成によれば、例えば、シートに着座した乗員が子供のときに、当該子供がシートに着座した後に局所的に荷重を集中させる姿勢をとり、大人着座状態と誤判定される場合がある。ここで、エアバッグによる傷害事故は、乗員が子供や幼児である場合に多く発生している。このため、エアバッグ制御では、乗員が大人であるか子供であるかに応じて異なる展開制御を行い、子供に対する障害事故の軽減を図っている。従って、衝突事故時、乗員が子供であるにも拘わらず大人であると誤判定されて大人用のエアバッグ制御が実施されると、シートに着座した子供の安全性を損う結果となる。
そこで、本特徴構成の如く、子供着座状態から大人着座状態に変更された後、子供着座
状態に判定復帰し易くなるように、状態変更荷重及び状態変更時間を再設定する。ここで、第２状態変更荷重は、子供着座状態への判定復帰を容易にするために、高めの値、つまり、第１状態変更荷重よりも大きく前記状態振分荷重よりも小さい値を設定する。これによって、子供着座状態に変更され易くなり、子供着座状態への判定復帰が容易になる。従って、本特徴構成の如く構成することにより、誤判定された場合であっても、判定復帰を容易にすることができる。

以下、本発明に係る乗員検知システムの実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る乗員検知システム及びその周辺の構成図である。本発明に係る乗員検知システムは、ＥＣＵ１（Electronic Control Unit）に構築されており、車両用のシート２に作用する荷重を検出するセンサ３から荷重データを受取り、判定結果をエアバッグ制御回路８に出力するように構成されている。センサ３は、シート２のフロントの左右、リアの左右の少なくとも４ヶ所に設けられており、荷重データを電圧の形で出力する。

ＥＣＵ１は、センサ信号入力回路４、ＣＰＵ５（Central Processing Unit）、判定出力回路６及び電源回路７を備えている。

センサ信号入力回路４は、センサ３及びＣＰＵ５に接続され、センサ３から電圧の形で荷重データを受取り、Ａ／Ｄ変換してＣＰＵ５に出力する。センサ信号入力回路４は、センサ３毎に設けられており、本実施形態ではセンサ３ａ乃至３ｄ夫々に対し４つのセンサ信号入力回路４が設けられている。

ＣＰＵ５は、センサ信号入力回路４から荷重データを受取り、シート２に作用する荷重が、乗員が着座していない空虚状態（非着座状態）及び乗員が着座している着座状態の何れに該当するかを判定する。尚、着座状態は、予め設定した状態振分荷重によって複数の着座状態に区分けしてあり、本実施形態の着座状態には、子供が着座している子供着座状態と大人が着座している大人着座状態とが設定してある。

ここで、ＣＰＵ５は、状態振分荷重及び状態振分時間を用いて、検出した荷重に対応する空虚状態及び着座状態の判定を行う。詳細には、乗員の着座に際し、センサ３ａ乃至３ｄの荷重が複数の着座状態の一つに該当し、この状態が予め当該着座状態について設定した状態振分時間の間維持されたことで当該着座状態になったと判定する。更に、本実施形態では、着座状態の変更状態を示す切替フラグが設定されている。この切替フラグは、シート２に着座した乗員が大人である可能性が高い場合にセットし、着座状態が子供着座状態から大人着座状態に変更され、シート２に着座した乗員が子供である可能性が高い場合にクリアする。

以下に、状態振分荷重及び状態振分時間の設定について説明する。
着座状態が、空虚状態及び子供着座状態から大人着座状態に変更される際の状態振分荷重として、状態振分荷重Ａが設定されている。また、空虚状態から子供着座状態に変更される際の状態振分荷重、並びに、大人着座状態及び子供着座状態から空虚状態に変更される際の状態振分荷重として、状態振分荷重Ｃが設定されている。ここで、状態振分荷重Ｃは、子供の規定最大荷重である。このときの大人着座状態への変更には状態振分時間Ｔ１、子供着座状態への変更には状態振分時間Ｔ２、空虚状態への変更には状態振分時間Ｔ３が設定されている。

尚、着座状態が大人着座状態から子供着座状態に変更される際には、切替フラグに応じて、状態変更荷重及び状態変更時間が選択される。切替フラグがセットされている場合は、低めの状態変更荷重Ｘを設定し、状態振分時間Ｔ２より長い状態変更時間ＴＸを設定する。これによって、着座状態を大人着座状態から子供着座状態に変更し難くし、誤判定を防止する。切替フラグがクリアされている場合は、状態変更荷重Ｘより大きい状態変更荷重Ｙを設定し、状態振分時間Ｔ２より短い状態変更時間ＴＹを設定する。これによって、着座状態を大人着座状態から子供着座状態に変更し易くし、子供着座状態への判定復帰を容易にする。

ＣＰＵ５による乗員の判定について、図２乃至図４を基に説明する。ここで、図２は、乗員の判定手順を示すフロー図であり、図３は、着座状態が、空虚状態から子供着座状態に変更される際の荷重の変動と判定との関係について示しており、図４は、子供着座状態から大人着座状態に変更される際の荷重の変動と判定との関係について示している。

図２に示すように、ＣＰＵ５は、一定時間毎に、センサ信号入力回路４から入力される荷重データに基いて、センサ３ａ乃至３ｄにおいて検出された荷重の値を求めて合計し、シート２に着座した乗員の荷重を求める（ステップ＃１０１）。そして、現判定が空虚状態、子供着座状態及び大人着座状態の何れかを検出する（ステップ＃１０２）。

ステップ＃１０２において、現判定が空虚状態の場合、ステップ＃１０３に移行する。図３に示すように、ステップ＃１０１において算出された荷重が状態振分荷重Ａ以上であり、これが状態振分時間Ｔ１以上連続しているとき、大人着座状態であると判定する（ステップ＃１０４）。更に、切替フラグをセットする（ステップ＃１０５）。尚、着座状態が空虚状態から他の着座状態に最初に変更されたときは乗員の着座時であり、乗員が荷重減少姿勢を取ることは少ないと考えられることから、着座状態が空虚状態から大人着座状態に変更された場合には、シート２に着座した乗員が大人である可能性が高いと考えられる。
これ以外の場合には、ステップ＃１０６に移行する。ステップ＃１０１で算出された荷重が状態振分荷重Ｃ以上状態振分荷重Ａ未満であり、これが状態振分時間Ｔ２以上連続しているとき、子供着座状態であると判定する（ステップ＃１０７）。これ以外の場合には、ステップ＃１２０に移行する。

ステップ＃１０２において、現判定が子供着座状態の場合、ステップ＃１０８に移行する。図４に示すように、ステップ＃１０１において算出された荷重が状態振分荷重Ａ以上であり、これが状態振分時間Ｔ１以上連続しているとき、大人着座状態であると判定する（ステップ＃１０９）。更に、切替フラグをクリアする（ステップ＃１１０）。尚、この大人着座状態の判定は、子供のシート２の押え等による誤判定の可能性が高いと考えられる。このため、切替フラグをクリアすることで、大人着座状態から子供着座状態に変更し易くし、判定復帰を容易にするものである。
これ以外の場合には、ステップ＃１１１に移行する。ステップ＃１０１で算出された荷重が状態振分荷重Ｃ未満であり、これが状態振分時間Ｔ３以上連続しているとき、空虚状態であると判定する（ステップ＃１１２）。これ以外の場合には、ステップ＃１２０に移行する。

ステップ＃１０２において、現判定が大人着座状態の場合、ステップ＃１１３に移行する。ステップ＃１１３において、切替フラグがセットされている場合、ステップ＃１１４に移行する。尚、切替フラグがセットされている場合は、着座状態が大人着座状態から子供着座状態に変更され難くなるように、状態変更荷重Ｘ及び状態変更時間ＴＸによって判定する。ステップ＃１１４において、図３に示すように、ステップ＃１０１で算出された荷重が状態振分荷重Ｃ以上状態変更荷重Ｘ未満であり、これが状態変更時間ＴＸ以上連続しているとき、子供着座状態であると判定し（ステップ＃１１５）、切替フラグをクリアする（ステップ＃１１６）。これ以外の場合には、ステップ＃１１８に移行する。

ステップ＃１１３において、切替フラグがクリアされている場合は、ステップ＃１１７に移行する。尚、切替フラグがクリアされている場合は、着座状態が大人着座状態から子供着座状態に変更され易くし、判定復帰が容易になるように、状態変更荷重Ｙ及び状態変更時間ＴＹによって判定する。ステップ＃１１７において、図４に示すように、ステップ＃１０１で算出された荷重が状態振分荷重Ｃ以上状態変更荷重Ｙ未満であり、これが状態変更時間ＴＹ以上連続しているとき、子供着座状態であると判定し（ステップ＃１１５）、切替フラグをクリアする（ステップ＃１１６）。これ以外の場合には、ステップ＃１１８に移行する。

ステップ＃１１８において、ステップ＃１０１で算出された荷重が状態振分荷重Ｃ未満であり、これが状態振分時間Ｔ３以上連続しているとき、空虚状態であると判定する（ステップ＃１１９）。これ以外の場合には、ステップ＃１２０に移行する。そして、本実施形態のＣＰＵ５は、上述したステップ＃１０１乃至＃１２０を一定時間毎に繰返し実施することにより、乗員のシート２への着座状態に応じた判定を行うのである。

判定出力回路６は、ＣＰＵ５において判定が実施されたとき若しくは着座状態が変更されたときに、ＣＰＵ５から判定結果を取得する。そして、エアバッグ制御回路８等の当該判定結果を利用する装置に対し、当該装置の態様に応じて、その判定結果を出力する。

エアバッグ制御回路８は、判定出力回路６からの出力信号を受取り、ＥＣＵ１の判定結果に基づいて、エアバッグの展開制御を行う。ここでは、通常のエアバッグに加え、サイドエアバッグやカーテンエアバッグ等を備えており、エアバッグ制御回路８は、例えば、衝突事故時、子供着座状態のときはサイドエアバッグの展開を行わない等、大人着座状態及び子供着座状態に応じてエアバッグの展開制御を行うことで安全性を確保する。

尚、本実施形態では、着座状態として、子供着座状態と大人着座状態とを設定したが、これに限るものではない。エアバッグの制御等、判定結果を利用する装置の態様に合わせて適切な数の着座状態を設定すると共に、着座状態の設定に応じて、適切な状態振分荷重及び状態振分時間、並びに、状態変更荷重及び状態変更時間を設定する。
また、本実施形態では、大人着座状態と子供着座状態との間に、子供着座状態から大人着座状態への変更と、大人着座状態から子供着座状態への変更とで異なる状態振分荷重及び状態変更荷重を設定したが、より多数の着座状態を設定する場合には、空虚状態及び複数の着座状態の一つから他の空虚状態及び複数の着座状態に変更する際、同様に異なる複数の状態振分荷重及び状態変更荷重を設定しても良いし、一部については状態振分荷重のみを設定する構成にしても良い。誤判定を防止し、誤判定からの復帰判定を容易にするように、適切な状態振分荷重及び状態振分時間、並びに、状態変更荷重及び状態変更時間を設定する。

本発明に係る乗員検知システム及びその周辺の構成図本発明に係る乗員検知システムのフロー図本発明に係る乗員検知システムの荷重の変動と判定との関係図本発明に係る乗員検知システムの荷重の変動と判定との関係図

１ＥＣＵ
２シート
３センサ
４センサ信号入力回路
５ＣＰＵ
６判定出力回路
７電源回路
８エアバッグ制御回路

Claims

車両用のシートに作用する荷重をセンサによって検出し、当該センサの出力から、前記シートの着座状態が、乗員が着座していない非着座状態か、乗員が着座している着座状態かを判定する乗員検知システムであって、
前記着座状態は、予め設定した第一の状態振分荷重以上の荷重を検出した状態である第一の着座状態と、前記第一の状態振分荷重未満の荷重を検出した状態である第二の着座状態に区分けしてあり、
乗員の着座に際し、前記センサにより前記第一の状態振分荷重以上の荷重が検出され、前記第一の状態振分荷重以上の荷重が予め設定した第一の状態振分時間の間維持されたことで前記第一の着座状態になったと判定し、前記センサにより前記第一の状態振分荷重未満の荷重が検出され、前記第一の状態振分荷重未満の荷重が予め設定した第二の状態振分時間の間維持されたことで前記第二の着座状態になったと判定するとき、
前記非着座状態と判定された後に、更に前記第一の着座状態と判定した後は、前記センサにより前記第一の状態振分荷重よりも小さい第一の状態変更荷重を下回る荷重が検出され、且つ、前記第一の状態変更荷重を下回る荷重が前記第二の状態振分時間よりも長い第一の状態変更時間の間維持された場合に前記第二の着座状態になったと判定する乗員検知システム。
前記第二の着座状態と判定された後に、更に前記第一の着座状態と判定した後は、前記センサにより前記第一の状態振分荷重よりも小さく、前記第一の状態変更荷重よりも大きい第二の状態変更荷重を下回る荷重が検出され、且つ、前記第二の状態変更荷重を下回る荷重が前記第二の状態振分時間よりも長い第二の状態変更時間の間維持された場合に前記第二の着座状態になったと判定する請求項１に記載の乗員検知システム。
前記第一の着座状態が大人着座状態であり、前記第二の着座状態が子供着座状態である請求項１又は２に記載の乗員検知システム。