JP4441861B2 - 乗員検知システム - Google Patents

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姿勢変更を考慮したものではなく、また、乗員の姿勢変更の大きさや頻度が、シートベルトの装着状態及び非装着状態によって左右されることについても示唆されていない。一般に、シートベルト非装着時は、乗員の体が自由になり、例えば、コンソールにもたれる等、大きく荷重が減少する姿勢を取ることができる。また、乗員の体が自由であることから、乗員の姿勢変更の頻度は多くなると考えられる。これに対し、シートベルト装着時は、乗員の体が拘束され姿勢変更が制限されるので、シートに作用する荷重が大きく変動することは少ない。また、乗員の姿勢変更の頻度も比較的少ない。
このため、シートベルト装着時と非装着時とで同じ状態振分荷重を用いて判定を行う場合、シートベルト非装着時は、大きく荷重が変動する姿勢変更により誤判定され易くなる。更に、シートベルト非装着時は姿勢変更の頻度が多いことから、誤判定の回数も多くなると考えられ、判定の変更が多発する。一方、シートベルト装着時は、姿勢変更が抑制されることから、あまり荷重が変動せず、一度誤判定されると、当該誤判定が固定されるという問題があった。

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、シートベルトの装着状態及び非装着状態に応じて、誤判定を効果的に防止すると共に、誤判定の固定を防止する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、予め設定した状態振分荷重によって大人着座状態と子供着座状態とを含む複数の着座状態に区分けしてあり、乗員が着座して、前記センサの荷重が前記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ものであり、
前記大人着座状態であるとする現在の判定を、前記子供着座状態の判定に変更するとき、前記大人着座状態と前記子供着座状態との間に設定された状態振分荷重を当該状態振分荷重よりも小さい状態変更荷重に変更すること、及び、前記子供着座状態の判定に対して設定された状態振分時間を当該状態振分時間よりも長い状態変更時間に変更することのうち、少なくとも何れか一方を行うものであり、
前記シートに対するシートベルトの装着状態及び非装着状態を検知する装着状態検知手段を備えてあり、
前記シートベルトの装着状態及び非装着状態に基づいて、前記シートベルトが装着状態であるときには、前記状態変更荷重として第１状態変更荷重を設定すること、及び、前記状態変更時間として第１状態変更時間を設定することのうち、少なくとも一方を行い、
前記シートベルトが非装着状態であるときには、前記状態変更荷重として前記第１状態変更荷重よりも小さい第２状態変更荷重を設定すること、及び、前記状態変更時間として前記第１状態変更時間よりも長い第２状態変更時間を設定することのうち、少なくとも何れか一方を行う点にある。
即ち、本特徴構成によれば、シートベルトの装着状態及び非装着状態に応じて状態振分荷重及び状態振分時間のうち少なくとも一つを設定するので、シートベルトの装着状態及び非装着状態による乗員の姿勢変更の大きさや頻度に対応することができ、判定の信頼性をより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。

上述したように、前記複数の着座状態は、大人着座状態と子供着座状態とを含む。
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。

上述したように、前記シートベルトが装着状態であり、前記大人着座状態であるとする現在の判定を、前記子供着座状態の判定に変更するとき、これら大人着座状態と子供着座状態との間に設定した状態振分荷重よりも小さい第１状態変更荷重を設定すること、及び、前記子供着座状態につき設定した状態振分時間よりも長い第１状態変更時間を設定することのうち、少なくとも何れか一方が行われる。
つまり、荷重の変動が比較的小さく、姿勢変更の頻度が少ないシートベルト装着時に、大人着座状態から子供着座状態に変更され易くする。従って、シートベルト装着時、仮に、誤判定された場合であっても、当該誤判定が固定されるのを防止することができ、判定復帰され易くすることができる。

上述したように、前記シートベルトが非装着状態であり、前記大人着座状態であるとする現在の判定を、前記子供着座状態の判定に変更するとき、前記第１状態変更荷重より小さい第２状態変更荷重を設定すること、及び、前記第１状態変更時間よりも長い第２状態変更時間を設定することのうち、少なくとも何れか一方が行われる。
つまり、荷重の変動が比較的大きく、姿勢変更の頻度が多いシートベルト非装着時に、大人着座状態から子供着座状態へ変更され難くする。従って、本特徴構成の如く構成することにより、荷重の変動が大きい姿勢変更による誤判定や、判定の変更が頻繁に行われるのを抑制することができ、判定の信頼性をより高めることができる。
尚、前記状態変更荷重は、前記大人着座状態及び前記子供着座状態から、乗員が着座していない前記非着座状態に変更される状態振分荷重よりも大きい値に設定されると好適である。

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。本発明システムは、ＥＣＵ１（Electronic Control Unit）に構築されており、車両用シート２に設置されたセンサ３からの出力、及び、シートベルトスイッチ１０（以下、シートベルトＳＷ１０）からの出力を受取り、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、装着状態検知手段としての検出回路９、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。

検出回路９は、シートベルトＳＷ１０及びＣＰＵ５に接続されており、シートベルトＳＷ１０からの信号を受取り、シートベルトの装着状態及び非装着状態を検知して、ＣＰＵ５に対して出力する。

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の着座状態が、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。更に、シートベルトの装着状態及び非装着状態を設定する切替フラグが設定されており、装着状態のときにクリアし、非装着状態のときにセットする。

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。

尚、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が選択される。切替フラグがクリアされている場合は、大人着座状態と子供着座状態との間に設定した状態振分荷重よりも小さい状態変更荷重Ｙが設定されている。切替フラグがセットされている場合は、状態変更荷重Ｙより小さい状態変更荷重Ｘが設定されている。これによって、切替フラグがクリアされているとき、つまり装着状態のときは、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、仮に、大人着座状態であると誤判定されても、子供着座状態に判定復帰され易くなり、誤判定の固定を防止する。また、切替フラグがセットされているとき、つまり非装着状態のときは、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、誤判定や着座状態が頻繁に変更されるのを防止する。
大人着座状態への切替には状態振分時間Ｔ１、子供着座状態への切替には状態振分時間Ｔ２、空虚状態への切替には状態振分時間Ｔ３が設定されている。

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、シートベルトが非装着状態であるとき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、シートベルトが装着状態であるとき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）。
次に、ＣＰＵ５は、検出回路９の出力信号から、シートベルトの装着状態及び非装着状態を取得する（ステップ＃１０２）。ステップ＃１０２において、非装着状態の場合には、切替フラグをセットし（ステップ＃１０４）、装着状態の場合には、切替フラグをクリアする（ステップ＃１０３）。切替フラグの設定後、ステップ＃１０５に移行する。

ステップ＃１０５において、現判定が空虚状態の場合、ステップ＃１０６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＃１０７）。これ以外の場合には、ステップ＃１０８に移行する。ステップ＃１０８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＃１０９）。これ以外の場合には、ステップ＃１２０に移行する。

ステップ＃１０５において、現判定が子供着座状態の場合、ステップ＃１１０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＃１１１）。これ以外の場合には、ステップ＃１１２に移行する。ステップ＃１１２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＃１１３）。これ以外の場合には、ステップ＃１２０に移行する。

ステップ＃１０１において、現判定が大人着座状態の場合、ステップ＃１１４に移行する。ステップ＃１１４において、切替フラグがセットされている場合、ステップ＃１１５に移行する。ここで、切替フラグがセットされている場合、つまり、シートベルト非装着状態のときは、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するために、状態変更荷重Ｘによって判定する。ステップ＃１１５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＃１１６）。これ以外の場合には、ステップ＃１１８に移行する。

ステップ＃１１４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。ここで、切替フラグがクリアされている場合、つまり、シートベルト装着状態のときは、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するために、状態変更荷重Ｙ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＃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、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、シートベルトの装着状態及び非装着状態に対応するために、状態振分荷重に対し状態変更荷重を設定したが、状態振分時間に対し状態変更時間を設定するのも好ましい実施態様である。この場合には、切替フラグがクリアされているとき、つまりシートベルト装着時は、短い状態変更時間を設定し、切替フラグがセットされているとき、つまりシートベルト非装着時は、長い状態変更時間を設定する。
また、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。

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

符号の説明

１ ＥＣＵ
２ シート
３ センサ
４ センサ信号入力回路
５ ＣＰＵ
６ 判定出力回路
７ 電源回路
８ エアバッグ制御回路
９ 検出回路
１０ シートベルトスイッチ

Claims (2)

1. 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、予め設定した状態振分荷重によって大人着座状態と子供着座状態とを含む複数の着座状態に区分けしてあり、乗員が着座して、前記センサの荷重が前記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ものであり、
   前記大人着座状態であるとする現在の判定を、前記子供着座状態の判定に変更するとき、前記大人着座状態と前記子供着座状態との間に設定された状態振分荷重を当該状態振分荷重よりも小さい状態変更荷重に変更すること、及び、前記子供着座状態の判定に対して設定された状態振分時間を当該状態振分時間よりも長い状態変更時間に変更することのうち、少なくとも何れか一方を行うものであり、
   前記シートに対するシートベルトの装着状態及び非装着状態を検知する装着状態検知手段を備えてあり、
   前記シートベルトの装着状態及び非装着状態に基づいて、前記シートベルトが装着状態であるときには、前記状態変更荷重として第１状態変更荷重を設定すること、及び、前記状態変更時間として第１状態変更時間を設定することのうち、少なくとも一方を行い、
   前記シートベルトが非装着状態であるときには、前記状態変更荷重として前記第１状態変更荷重よりも小さい第２状態変更荷重を設定すること、及び、前記状態変更時間として前記第１状態変更時間よりも長い第２状態変更時間を設定することのうち、少なくとも何れか一方を行う乗員検知システム。
2. 前記状態変更荷重は、前記大人着座状態及び前記子供着座状態から、乗員が着座していない前記非着座状態に変更される状態振分荷重よりも大きい値に設定される請求項１に記載の乗員検知システム。

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