JP4801988B2

JP4801988B2 - 車両用乗員検知装置

Info

Publication number: JP4801988B2
Application number: JP2005369743A
Authority: JP
Inventors: 正利小林; 隆博川上; 昇齊藤
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: US7562735B2; JP2007168634A; EP1800965A1; US20070144793A1

Description

本発明は、車両のシートに乗員が着座しているかどうかの検知を行う車両用乗員検知装置の技術分野に属する。

従来では、シートベルトの着用に応じて検知された乗員情報を保持するようにし、また、シートベルトが外されることに応じて乗員情報の保持を解除するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−３０２００３号公報（第２−３頁、全図）

しかしながら、従来にあっては、シートベルトの非装着時に安定した乗員情報を検知することができなかった。また例えば、子供が重い荷物を持って乗車し、シートベルトをした際に大人と判定されると、その後に荷物を移動させ、軽くなり、子供相当の重量になったとしても子供と判定されないものであった。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、
走行中も安定して乗員情報を検出することができる車両用乗員検知装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、車両のシートに加わる荷重を検出する荷重センサと、前記荷重センサの検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する判定手段と、を備える車両用乗員検知装置において、前記シートの異なる位置の荷重を検出するよう前記荷重センサを複数設け、前記判定手段は、各荷重センサの検出値の変動量と、各荷重センサの検出値を加算した総荷重の変動量を監視する変動量監視手段と、各荷重センサのいずれかのセンサの変動量が、総荷重の変動量より大きい場合には、乗員の判定を行わないようにする判定停止手段と、を備えることを特徴とする。

よって、本発明にあっては、走行中も安定して乗員情報を検出することができる。

以下、本発明の車両用乗員検知装置を実現する実施の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムの構成例を示す図である。図２は実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムのブロック図である。
実施例１のエアバッグシステムは、エアバッグECU１、乗員検知用ECU２、荷重センサ３、乗員状態表示ランプ６、エアバッグ７、ワーニングランプ８により主に構成される。

エアバッグECU１は、CPU１１を内蔵し、乗員検知用ECU２から得る乗員情報により、乗員なしの場合には展開しない、大人の場合には大きく展開する、子供の場合には展開を抑制したものにするなど、エアバッグの展開制御を行う。
乗員検知用ECU２は、CPU２１を内蔵し、荷重センサ３からの出力を処理し、乗員の有無、乗員が大人か子供かを判定し、判定結果を出力する。
荷重センサ３ａ〜３ｄは、シートの４点の異なる位置で、荷重に応じた検出電圧を出力するものである。

乗員状態表示ランプ６は、例えば、乗員なし、大人、子供という乗員状態の検出結果を表示する。
エアバッグ７は、車両衝突時に乗員保護のために展開し緩衝機能を発揮するものである。また、制御により、膨張の段階を少なくとも２段階に変更できるものである。
ワーニングランプ８は、エアバッグ系における故障を検知した場合に警告表示を行うための表示灯である。

図３は実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサ３ａ〜３ｄの取り付け構造を示す説明図である。なお、図３(a)は平面図、図３(b)は側面図、図３(c)は正面図である。
４つの荷重センサ３ａ〜３ｄは、車両のシート４のシートレール５上の荷重を支持する右側前部、後部、左側前部、後部にそれぞれ設けられる。これにより各部への荷重が検出される。

次に作用を説明する。
[エアバッグシステムについて]
ここで、実施例１のエアバッグシステムについて説明しておく。
実施例１のエアバッグシステムでは、エアバッグ７は車両衝突時の展開の大きさを少なくとも２段階に変更する。
つまり、車両用乗員検知装置では、乗員なし、子供の着座、大人の着座の３つの状態を検知するようにし、この状態に従って、エアバッグ７は、乗員のない場合には展開しない、乗員が子供の場合には小さく展開する、乗員が大人の場合には大きく展開する、というように制御される。

これによって、乗員の状態に合わせて適確にエアバッグ７の緩衝機構を発揮させることができる。
実施例１では、上記説明のように、シートベルトの装着に関わらず、走行中も安定して乗員情報を検出することで、乗員の状態に合わせた適確なエアバッグ７の機能発揮に寄与するものである。

[変動監視判断処理]
図４に示すのは、実施例１の乗員検知用ECU２のCPU２１で判断される車両状態判断と検知、情報更新処理の流れを示すフローチャートで、以下各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、荷重センサ３ａ〜３ｄの総荷重の変動量と、各センサの変動量を比較し、車両変動状態か車両安定状態かを判定し、車両変動状態ならばステップＳ２へ進み、車両安定状態ならばステップＳ４へ進む。
なお、具体的な判定内容については後述する。

ステップＳ２では、車両変動中を判定した状態であり、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、乗員の判定を行わず、前回の乗員情報を保持する。

ステップＳ４では、車両安定状態と判定した状態であり、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、乗員の判定を行い、判定結果により、乗員情報を更新する。

[変動量判断作用]
実施例１の車両用乗員検知装置では、ステップＳ１の処理において、以下のように判断する。なお、実施例１において、乗員検知を行う座席は、前部右側に位置する助手席とする。さらに、左側前部の荷重センサ３ａの検出値をフロントインナーの位置としてFiとし、その変動値をΔFiとする。次に、右側前部の荷重センサ３ｂの検出値をフロントアウターの位置としてFoとし、その変動値をΔFoとする。次に、左側後部の荷重センサ３ｃの検出値をリアインナーの位置としてRiとし、その変動値をΔRiとする。次に、右側後部の荷重センサ３ｄの検出値をリアアウターの位置としてRoとし、その変動値をΔRoとする。さらに、荷重センサ３ａ〜３ｄの総荷重をSumとし、その変動値をΔSumとする。

ステップＳ１の判断では、荷重センサ３ａ〜３ｄの変動値のいずれか一つでも総荷重の変動値より大きい場合には、車両変動中と判定し、荷重センサ３ａ〜３ｄの変動値のすべてが総荷重の変動値以下の場合に車両安定中と判定する。
つまり、ΔFi>ΔSum or ΔFo>ΔSum or ΔRi>ΔSum or ΔRo>ΔSumの判断である。
この判断を行うことにより、車両走行中でも荷重センサ３ａ〜３ｄの値により車両状態を判定してよい場合には、判定を行うようにできる作用効果を得る。

以下に場合分けして具体的に説明する。
(a)停車、平坦な道の走行時
停車時や平坦な道の走行時においては、４つの荷重センサ３ａ〜３ｄの値は安定し、平均的な変動値となるため、ステップＳ１の処理で車両が安定状態と判定され、走行状態において、乗員の判定が成される。これにより、従来に比べて、更に正確に乗員の状態に合わせて、エアバッグ７を展開する制御を行うことができる。

さらに、実施例１では、ステップＳ１の処理により、以下に説明するような状態では、乗員判定を行わないようにすることで、この車両走行状態における検出の信頼性を向上させている。

(b)旋回走行時
図５は実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の旋回走行時における監視処理の説明図である。
図６は実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の旋回走行時におけるシートと乗員の状態を示す説明図である。

図６に矢印４１で示すように車両が旋回している状態では、シートに加わる乗員の荷重は、図６の矢印３１で示すように、荷重センサ３ｄへ荷重が集中するような荷重の動きとなる。また、図６に符号５１で示すように乗員の体の一部がドアに寄りかかることによる逃げ荷重が発生する。
旋回時には、旋回の影響で左右の荷重のバランスが崩れることにより、各センサの検出値は大きく変動する。しかし、バランスが崩れるだけであるので、総荷重は、あまり変化しない。但し、この変化は、逃げ荷重の発生により減る傾向となる。

そのために、荷重センサ３ａ〜３ｄの検出値及び総荷重は、停車や平坦な道の走行時の値を図５(a)のように、Fi＝８，Fo＝８，Ri＝１２，Ro＝１２，Sum＝４０とすると、旋回時には例えば、図５(b)のようにFi＝０，Fo＝１３，Ri＝−４，Ro＝２９，Sum＝３８となり、ステップＳ１の判定では、ΔSum＝２に対して、ΔFi＝８，ΔFo＝５，ΔRi＝１６，ΔRo＝１７となる。
よって、ステップＳ１の判定は、車両変動中となり、乗員判定は行われず、前回の乗員情報が保持される。

よって、車両が旋回しているような不安定な状態において、乗員検知が行われることがなくなり、車両用乗員検知装置の車両走行時における乗員検知結果の信頼性を高めることができる。

(c)急停車走行時
図７は実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の急停車走行時における監視処理の説明図である。
図８は実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の急停車走行時におけるシートと乗員の状態を示す説明図である。

図８に矢印４２で示すように車両が急停車している状態では、シートに加わる乗員の荷重は、図８の矢印３２で示すように、前方の荷重センサ３ａ，３ｂへ荷重が集中するような荷重の動きとなる。また、図８に符号５２で示すように乗員が足で車室フロアに踏ん張ることによる足逃げ荷重が発生する。
急停車時には、急停車の影響で前後のバランスが崩れることにより、各センサの検出値は大きく変動する。足逃げ荷重により総荷重も多少減るが、バランスが崩れるだけであり、各センサほどの変化はない。

そのために、荷重センサ３ａ〜３ｄの検出値及び総荷重は、停車や平坦な道の走行時の値を図７(a)のように、Fi＝８，Fo＝８，Ri＝１２，Ro＝１２，Sum＝４０とすると、急停車時には例えば、図７(b)のようにFi＝１７，Fo＝１６，Ri＝２，Ro＝３，Sum＝３８となり、ステップＳ１の判定では、ΔSum＝２に対して、ΔFi＝１０，ΔFo＝７，ΔRi＝９，ΔRo＝６となる。
よって、ステップＳ１の判定は、車両変動中となり、乗員判定は行われず、前回の乗員情報が保持される。

よって、車両が急停車しているような不安定な状態において、乗員検知が行われることがなくなり、車両用乗員検知装置の車両走行時における乗員検知結果の信頼性を高めることができる。
また、説明を省略するが、急発進時には、急停車時と荷重の方向が逆になり、同様の作用により同じ効果を得ることができる。

(d)乗員の入れ替わり時
図９は実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の乗員の入れ替わり時における監視処理の説明図である。
乗員が入れ替わる際には、乗員が降りることで、荷重センサ３ａ〜３ｄの各センサにおいて同等に荷重が減少し、その総和分が総荷重で減少する。

この場合には、荷重センサ３ａ〜３ｄの検出値及び総荷重は、停車や平坦な道の走行時の値を図９(a)のように、Fi＝８，Fo＝８，Ri＝１２，Ro＝１２，Sum＝４０とすると、乗員の入れ替わり時には例えば、図９(b)のようにFi＝０，Fo＝０，Ri＝０，Ro＝０，Sum＝０となり、ステップＳ１の判定では、ΔSum＝４０に対して、ΔFi＝８，ΔFo＝８，ΔRi＝１２，ΔRo＝１２となる。
よって、ステップＳ１の判定は、車両安定状態となり、乗員判定を行い、その判定結果で乗員情報が更新される。

よって、上記(a),(b),(c)と同じ判断処理によって、乗員が入れ替わった場合には乗員検知の判定を行うことができ、車両用乗員検知装置の乗員検知結果の信頼性を高めることができる。

(e)子供が荷物を持ち、その後に荷物を移動させる場合
図１０は実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の子供が荷物を持ち、その後に荷物を移動させる場合における監視処理の説明図である。
子供が荷物を持ち、その後に荷物を移動させる場合には、まず子供が荷物を持ち車両に乗り込むことで、大人と誤判定している。この状態で、荷物を別の場所に移動させた場合には、荷物がなくなることにより、荷重センサ３ａ〜３ｄの各センサがほぼ同等に荷重が減少し、その総和分が総荷重で減少する。

この場合には、荷重センサ３ａ〜３ｄの検出値及び総荷重は、荷物を持った状態の値を図１０(a)のように、Fi＝６，Fo＝６，Ri＝１０，Ro＝１０，Sum＝３２とすると、その後に荷物を移動させた場合には例えば、図１０(b)のようにFi＝５，Fo＝５，Ri＝８，Ro＝８，Sum＝２６となり、ステップＳ１の判定では、ΔSum＝６に対して、ΔFi＝１，ΔFo＝１，ΔRi＝２，ΔRo＝２となる。
よって、ステップＳ１の判定は、車両安定状態となり、乗員判定を行い、その判定結果で乗員情報が更新される。

よって、上記(a),(b),(c),(d)と同じ判断処理によって、子供が荷物を持ち、その後に荷物を移動させる場合には速やかに乗員検知の判定を行うことができ、車両用乗員検知装置の乗員検知結果の信頼性を高めることができる。

次に、効果を説明する。

実施例１の車両用乗員検知装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1)車両のシート４に加わる荷重を検出する荷重センサ３と、荷重センサ３の検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する乗員検知用ECU２とを備える車両用乗員検知装置において、シート４の異なる位置の荷重を検出するよう複数の荷重センサ３ａ〜３ｄを設け、乗員検知用ECU２は、各荷重センサ３ａ〜３ｄの検出値の変動量と、各荷重センサ３ａ〜３ｄの検出値を加算した総荷重の変動量を監視し、各荷重センサ３ａ〜３ｄいずれかのセンサの変動量が、総荷重の変動量より大きい場合には、乗員の判定を行わないようにするステップＳ１〜Ｓ４の処理を行うため、走行中も安定して乗員情報を検出することができる。

(2)乗員検知用ECU２は、シート４の左側前部、後部、右側前部、後部に配置した荷重センサ３ａ〜３ｄいずれかのセンサの変動量が、総荷重の変動量より大きい場合には、乗員の判定を行わないため、停車時や安定した車両走行時には、乗員判定がされるようにし、車両が旋回走行時、急停車時、急発進時には、乗員判定がされないようにして、走行時に検出された検出値による乗員判定の信頼性を高めることができ、また、乗員の入れ替わりや、子供が荷物を持ち、その後に荷物を移動させた場合の乗員判定を正確にできるようにして、さらに乗員判定の信頼性を高めることができる。

以上、本発明の車両用乗員検知装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

荷重センサは、歪ゲージ式や流体を用いたものなどがあり、乗員の荷重を正確に検出できるものであれば、どのようなものであってもよい。
実施例１では、左側前部、後部、右側前部、後部に荷重センサを配置したが、さらに多くの荷重センサで構成してもよい。
また、他のセンサや情報で補うことにより実施例１より少ない荷重センサとしてもよい。
また、実施例１では、車両の前方右側に位置する助手席について説明したが、異なる位置の席について用いてもよく、また、助手席以外であってもよい。

実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムの構成例を示す図である。実施例１の車両用乗員検知装置を用いたエアバッグシステムのブロック図である。実施例１の車両用乗員検知装置の荷重センサ３ａ〜３ｄの取り付け構造を示す説明図である。実施例１の乗員検知用ECU２のCPU２１で判断される車両状態判断と検知、情報更新処理の流れを示すフローチャートである。実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の旋回走行時における監視処理の説明図である。実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の旋回走行時におけるシートと乗員の状態を示す説明図である。実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の急停車走行時における監視処理の説明図である。実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の急停車走行時におけるシートと乗員の状態を示す説明図である。実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の乗員の入れ替わり時における監視処理の説明図である。実施例１の車両用乗員検知装置の変動値の子供が荷物を持ち、その後に荷物を移動させる場合における監視処理の説明図である。

符号の説明

１エアバッグECU
１１ CPU
２乗員検知用ECU
２１ CPU
３ａ〜３ｄ荷重センサ
４シート
５シートレール
６乗員状態表示ランプ
７エアバッグ
８ワーニングランプ

Claims

車両のシートに加わる荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重センサの検出結果を演算して少なくとも乗員の有無を判定する判定手段と、
を備える車両用乗員検知装置において、
前記シートの異なる位置の荷重を検出するよう前記荷重センサを複数設け、
前記判定手段は、
各荷重センサの検出値の変動量と、各荷重センサの検出値を加算した総荷重の変動量を監視する変動量監視手段と、
各荷重センサのいずれかのセンサの変動量が、総荷重の変動量より大きい場合には、乗員の判定を行わないようにする判定停止手段と、
を備えることを特徴とする車両用乗員検知装置。