シート荷重判定装置
【課題】シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出して大人着座状態かチャイルドシート固縛状態かを判定するシート荷重判定装置において、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止し得るシート荷重判定装置を提供する。
【解決手段】シート荷重判定装置１は、車両Ｃのシート９を支持する複数の支持部９４〜９７のうち左側の支持部９４、９６に配設されて支持部９４、９６に作用する荷重を検出する荷重センサ２Ｆ、２Ｒと、車両Ｃの横加速度Ｇｙに対して正の相関をもつ情報値を横加速度相関情報値（例えば、横加速度Ｇｙ、ヨーレイトγ、遠心加速度Ｖγ又は操舵角δ）として検出すると共に、横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する横加速度相関情報判定手段と、横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるときにのみ、荷重センサ２Ｆ、２Ｒが検出した荷重に基づいてシート荷重判定を行う判定部とを備えている。
【解決手段】シート荷重判定装置１は、車両Ｃのシート９を支持する複数の支持部９４〜９７のうち左側の支持部９４、９６に配設されて支持部９４、９６に作用する荷重を検出する荷重センサ２Ｆ、２Ｒと、車両Ｃの横加速度Ｇｙに対して正の相関をもつ情報値を横加速度相関情報値（例えば、横加速度Ｇｙ、ヨーレイトγ、遠心加速度Ｖγ又は操舵角δ）として検出すると共に、横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する横加速度相関情報判定手段と、横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるときにのみ、荷重センサ２Ｆ、２Ｒが検出した荷重に基づいてシート荷重判定を行う判定部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシートに着座する乗員などの荷重体を判定するシート荷重判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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大人着座状態には、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チャイルドシート固縛状態には、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、大人着座状態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、チャイルドシート固縛状態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、シートに作用する荷重を検出して正しくシート荷重を判定することは、安全性の面で極めて重要である。
【０００３】
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のシート荷重判定装置（車両用シートの荷重検出構造）に開示されている。このシート荷重判定装置では、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値を加算して乗員の体重を求めるようになっている。ただし、乗員の有無及び大人着座状態かチャイルドシート固縛状態かを判定するためには、必ずしもシートの全支持部に作用する全荷重を正確に計測する必要がないので、一部の支持部にのみ荷重検出手段を配設して全荷重のうちの一部を検出する装置も開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献２に開示されているシート荷重判定装置（乗員検知装置）は、前側左右と後側左右の４支持部のうち、左右いずれかの側の前後２箇所、または対角線方向の前後２箇所にのみ荷重センサを配設している。また、特許文献３に開示されているシート荷重判定装置は、前側左右と後側左右の４支持部のうち、後側左右の２箇所にのみ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、部品コスト及び組立・配線コストを低減している。
【０００５】
特許文献２及び３のように一部の支持部にのみ荷重検出手段を配設してシートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出する装置では、シート上の乗員の位置や姿勢が変化すると一部の支持部における荷重の分担比率が変化して、検出される荷重値が変動する。この影響によるシート荷重の誤判定を防止するために、特許文献２には、前後２箇所で検出された荷重値を加算したり、一定時間内での荷重値の変動量が大きいときにのみエアバッグを展開したりする態様が開示されている。また、特許文献３には、左右２箇所で検出された荷重値を加算したり、車両の発進に伴う荷重値の増加傾向に基づいて大人着座状態かチャイルドシート固縛状態かを判定したりする態様が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９０４９１３号公報
【特許文献２】特開平９−２０７６３８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２及び３に開示されているシートの全支持部に作用する全荷重のうち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、依然として乗員が着座する位置や姿勢により検出される荷重値が変動しやすい。
【０００８】
例えば、前後２箇所の支持部に作用する荷重を検出する特許文献２に記載のシート荷重判定装置においては、乗員の姿勢が前後に変化することに対してはシート荷重判定精度の低下を防止できるものの、乗員の姿勢が左右に大きく変化したときにはシート荷重判定精度の低下を防止する必要がある。また、左右２箇所の支持部に作用する荷重を検出する特許文献３に記載のシート荷重判定装置においては、乗員の姿勢が左右に変化することに対してはシート荷重判定精度の低下を防止できるものの、乗員の姿勢が前後に大きく変化したときの対策が必要となる。
【０００９】
このため、シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出する従来のシート荷重判定装置は、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止するために、各支持部で検出された荷重値を加算したり、減算したり、荷重値の変動量を算出したりする演算処理を行っている。発明者は、このような荷重値の演算処理とは異なる方法で、シート上の乗員の位置や姿勢の変化によるシート荷重判定精度の低下の悪影響を排除できないかと考えた。
【００１０】
本発明は、シート荷重判定精度の低下に繋がるような乗員の位置や姿勢の変化は、車両にある程度大きな横加速度が作用している状況において発生しやすいという実情に着目してなされたものであり、シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出して、シートに大人が着座している大人着座状態か、シートにチャイルドシートが固縛されているチャイルドシート固縛状態かを判定するシート荷重判定装置において、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止し得るシート荷重判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項１に係るシート荷重判定装置の構成上の特徴は、車両のシートを支持する複数の支持部のうち左右のいずれか一側の該支持部に配設されて該支持部に作用する荷重を検出する荷重センサと、前記車両の車幅方向の加速度である横加速度に対して正の相関をもつ情報値を横加速度相関情報値として検出すると共に、該横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する横加速度相関情報判定手段と、前記横加速度相関情報値の絶対値が前記所定値以下であるときにのみ、前記荷重センサが検出した前記荷重に基づいて、前記シートに大人が着座している大人着座状態か、前記シートにチャイルドシートが固縛されているチャイルドシート固縛状態かを判定する判定部と、を備えることである。
【００１２】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載のシート荷重判定装置において、前記荷重センサが、複数の前記支持部のうち左右のいずれか一側の前後に離間した２箇所の各該支持部に配設されていることである。
【００１３】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の前記横加速度を検出する横加速度検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該横加速度検出手段により検出された該横加速度であることである。
【００１４】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、該車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該車速及び該ヨーレイトの積として算出された遠心加速度であることである。
【００１５】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該ヨーレイト検出手段により検出された該ヨーレイトであることである。
【００１６】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の操舵角を検出する舵角検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該車両の走行中に該舵角検出手段により検出された該操舵角であることである。
【００１７】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、請求項３〜６に記載の横加速度相関情報判定手段から選ばれる２つ以上を備えることである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、車両のシートを支持する複数の支持部のうち左右のいずれか一側の支持部に荷重センサが配設されており、車両に作用する横加速度に対して正の相関をもつ横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるときにのみ、荷重センサが検出した荷重に基づいてシート荷重判定を行う。すなわち、車両にある程度大きな横加速度が作用している状況においてはシート荷重判定を行わない。
【００１９】
車両に横加速度が作用すると、車両及び乗員には横加速度の作用方向に向かう力が作用する。これにより、車体のロールが大きくなったり、乗員が横加速度の作用方向に傾いたり、あるいは乗員が横加速度に抗して姿勢を鉛直に保とうとするため、シート上の乗員の位置や姿勢が変化して、シートの左右の支持部における荷重の左右分担比率が変化しやすくなる。そして、横加速度がある程度大きくなると、シートの左右のいずれか一側に配設された荷重センサが検出する荷重の変動も大きくなるため、荷重センサが検出した荷重に基づいて正確にシート荷重判定を行うことができなくなる。
【００２０】
本発明においては、車両にある程度大きな横加速度が作用している状況においてはシート荷重判定を行わない構成としている。これにより、正確にシート荷重判定を行うことができなくなりそうな状況を極力排除することが可能となり、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２１】
なお、本発明の構成によれば、シートの左右のいずれか一側に配設される荷重センサの個数によらずシート荷重判定精度の低下を防止することができる。よって、荷重センサを配設する個数は限定されない。
【００２２】
請求項２に係る発明によれば、荷重センサが、シートを支持する複数の支持部のうち左右のいずれか一側の前後に離間した２箇所の各支持部に配設されている。これにより、特許文献２と同様に、前後２箇所で検出された荷重値を加算することによって、乗員やシートの前後方向の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。したがって、上述した請求項１に係る発明の効果と組み合わされることにより、乗員の前後左右方向の様々な位置や姿勢の変化に対してシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２３】
請求項３に係る発明によれば、横加速度相関情報判定手段は、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段を備えると共に、横加速度相関情報値が、横加速度検出手段により検出された横加速度である。Ｇセンサ等の横加速度検出手段で検出される横加速度（横加速度相関情報値）は、車両に加わる遠心力及び車体の傾きに起因して走行中・停車中を問わず車両に作用する全ての横加速度である。したがって、本発明によれば、車両の走行中・停車中を問わず車両に作用する全ての横加速度を漏れなく検出できるため、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止する効果が高い。
【００２４】
なお、車両に作用する横加速度には、車両の旋回中に車両に加わる遠心力によって発生する車幅方向の遠心加速度成分と、車体の水平からの傾きに応じて重力加速度を車幅方向にベクトル分解した傾斜成分とが含まれている。車体の水平からの傾きは、車両に加わる遠心力による車体のロール、車両の片荷状態、あるいは傾斜路面（横断勾配が大きい路面）等において発生する。
【００２５】
請求項４に係る発明によれば、横加速度相関情報判定手段は、車両の車速を検出する車速検出手段と、車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段とを備えると共に、横加速度相関情報値が、車速及びヨーレイトの積として算出された遠心加速度である。上述したとおり、車両に作用する横加速度には、遠心加速度成分と傾斜成分とが含まれている。そして、車速及びヨーレイトの積として算出された遠心加速度は、この遠心加速度成分に相当する。
【００２６】
一般に、シート上の乗員の位置や姿勢に影響を及ぼすほどに車体が大きく傾くことは希である。この点を考慮すれば、横加速度相関情報値として、横加速度に含まれる傾斜成分を無視して、横加速度に含まれる遠心加速度成分（遠心加速度）のみを用いたとしても、車両にある程度大きな横加速度が作用している状況を把握できる。したがって、請求項４に係る発明においても、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２７】
請求項５に係る発明によれば、横加速度相関情報判定手段は、車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段を備えると共に、横加速度相関情報値が、ヨーレイト検出手段により検出されたヨーレイトである。車体の回転角速度であるヨーレイトは、車両の旋回により発生する。上述したとおり、車両に作用する横加速度に含まれる遠心加速度成分（遠心加速度）は、車速及びヨーレイトの積として算出されるため、ヨーレイトは車両に作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多い。したがって、請求項５に係る発明においても、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、横加速度相関情報判定手段は、車両の操舵角を検出する舵角検出手段を備えると共に、横加速度相関情報値が、車両の走行中に舵角検出手段により検出された操舵角である。右左折や急カーブ走行のように車両のハンドルを大きく操作するときには、車両に大きな遠心力が加わり、車両に作用する横加速度が大きくなりやすい。すなわち、車両の走行中の操舵角は車両に作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多い。したがって、請求項６に係る発明においても、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２９】
なお、操舵角が大きくかつ車速が速いほど車両に大きな遠心力が加わる。上述したように車速及びヨーレイトの積が車両に作用する遠心加速度であることを考慮すると、車速及び操舵角の積は車両に作用する遠心加速度と高い相関があるといえる。よって、横加速度相関情報値を、車速及び操舵角の積とすることにより、請求項６に係る発明よりも、車両に作用する横加速度と横加速度相関情報値との相関が高くなるため、シート荷重判定精度の低下を防止する効果をより高くすることができる。
【００３０】
請求項７に係る発明によれば、シート荷重判定装置は、請求項３〜６に記載の横加速度相関情報判定手段から選ばれる２つ以上を備えている。このように複数の横加速度相関情報判定手段を組み合わせることは、上述した効果を重ね合わせることとなるため、シート荷重判定装置のシート荷重判定精度の向上に寄与する。また、複数の横加速度相関情報判定手段を組み合わせることにより、ある横加速度相関情報判定手段に作動不良が発生したとしても他の横加速度相関情報判定手段が正常に作動するため、シート荷重判定装置の作動確実性が向上する。
【００３１】
なお、多くの場合、車両には、Ｇセンサ等の横加速度検出手段、車速センサ等の車速検出手段、ヨーレイトセンサ等のヨーレイト検出手段、舵角センサ等の舵角検出手段が搭載されているため、車両に作用する横加速度を検出するための専用の検出手段を新たに車両に搭載する必要性は小さい。したがって、車両に本発明のシート荷重判定装置を装備するにあたって部品コスト及び組立コストが問題となる可能性は小さい。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出するシート荷重判定装置において、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止し得るシート荷重判定装置を提供することができる。
【００３３】
以上のように、本発明によれば、シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出して大人着座状態かチャイルドシート固縛状態かを判定するシート荷重判定装置において、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止し得るシート荷重判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態のシート荷重判定装置を装備した車両を模式的に説明する説明図である。
【図２】第１実施形態のシート荷重判定装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】車両走行中の横加速度の発生状況を説明する説明図であって、（ａ）は平坦路面を直進している状況、（ｂ）は平坦路面を右旋回している状況、（ｃ）は平坦路面を左旋回している状況、（ｄ）は左傾斜路面を直進している状況、（ｅ）は右傾斜路面を直進している状況を示している。
【図４】第１実施形態のシート荷重判定フローチャートである。
【図５】第２実施形態のシート荷重判定フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明のシート荷重判定装置の実施形態について図面を参照しつつ詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
（１）シート荷重判定装置１の構成
図１に示す車両Ｃとしては、左ハンドルの車両Ｃを想定している。図１は車両Ｃを斜め上方から見た模式的な斜視図であり、シート荷重判定装置１によるシート荷重判定の対象となる助手席のシート９が見えるように、車体の屋根部を切り取って示されている。なお、運転席のシートは図示していない。シート荷重判定装置１によりシート９に着座する乗員などの荷重体のシート荷重判定を行い、この判定結果に基づいて助手席前面のダッシュボードに内蔵されたエアバッグＡの展開が制御される。以下の説明において、上、下、左、右、前、後とは、図１に示す上、下、左、右、前、後を指す。
【００３６】
シート９は、車両Ｃの前後方向に延在する一対のロアレール９１及びアッパレール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。
【００３７】
図１に示すように、車両Ｃは、エンジンルーム内又は車室内に荷重判定ＥＣＵ４（電子制御装置）を備えている。この荷重判定ＥＣＵ４に、シート９に配設された２つの荷重センサ２Ｆ、２Ｒと、バックルスイッチ３とが接続されている。また、この荷重判定ＥＣＵ４に、Ｇセンサ５（横加速度検出手段）と、車速センサ６（車速検出手段）と、ヨーレイトセンサ７（ヨーレイト検出手段）と、舵角センサ８（舵角検出手段）とが接続されている。
【００３８】
図２に示すように、荷重判定ＥＣＵ４は、荷重検出部４ａと、走行検出部４ｂと、判定部４ｃと、エアバッグ制御部４ｄと、横加速度判定部４ｅと、遠心加速度判定部４ｆと、ヨーレイト判定部４ｇと、操舵角判定部４ｈとを備えている。
【００３９】
本実施形態において、シート荷重判定装置１は、上述した各部材（各部）のうちの荷重センサ２Ｆ、２Ｒと、バックルスイッチ３と、Ｇセンサ５と、車速センサ６と、荷重判定ＥＣＵ４内の荷重検出部４ａと、走行検出部４ｂと、判定部４ｃと、エアバッグ制御部４ｄと、横加速度判定部４ｅとにより構成されている。なお、本実施形態においては、ヨーレイトセンサ７、舵角センサ８、遠心加速度判定部４ｆ、ヨーレイト判定部４ｇ、及び操舵角判定部４ｈを使用していないため説明を省略する。
【００４０】
シート９の前方左の支持部９４には荷重センサ２Ｆが、後方左の支持部９６には荷重センサ２Ｒがそれぞれ配設されている。シート９の右側の前後に離間した２つの支持部９５、９７は単に荷重を支える構造となっている。両荷重センサ２Ｆ、２Ｒは歪みゲージ式のセンサであり、それぞれの電気出力ＥＦ、ＥＲは、荷重判定ＥＣＵ４の荷重検出部４ａに取り込まれている。
【００４１】
シートベルトの着脱状態を検出するバックルスイッチ３は、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内に配設されており、出力されるバックル情報ＢＳＷが荷重判定ＥＣＵ４の判定部４ｃに取り込まれている。
【００４２】
荷重判定ＥＣＵ４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。荷重判定ＥＣＵ４内の後述する荷重検出部４ａ、走行検出部４ｂ、判定部４ｃ、エアバッグ制御部４ｄ、及び横加速度判定部４ｅ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。
【００４３】
Ｇセンサ５は、車両Ｃに作用する加速度を検出するセンサであり、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の加速度Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを検出できるセンサである。Ｇセンサ５は、Ｘ方向を車両Ｃの前後方向、Ｙ方向を車両Ｃの車幅方向、Ｚ方向を車両Ｃの上下方向に向けた状態で、車両Ｃの重心位置付近に取り付けられている。Ｙ方向の加速度Ｇｙが車両Ｃに作用する横加速度であり、本発明の横加速度相関情報値に相当する。横加速度Ｇｙには、車両Ｃに加わる遠心力及び車体の傾きに起因して走行中・停車中を問わず車両Ｃに作用する全ての横加速度が含まれている。横加速度Ｇｙは、荷重判定ＥＣＵ４の横加速度判定部４ｅに取り込まれている。
【００４４】
車速センサ６は、車両Ｃの左右の車輪にそれぞれ一つずつ配設されており、車輪の回転状態を検出することにより車速Ｖを検出するセンサである。車速Ｖは、荷重判定ＥＣＵ４の走行検出部４ｂに取り込まれている。
【００４５】
荷重検出部４ａは、荷重判定ＥＣＵ４の入力部にあってＡ／Ｄ変換器を有し、両荷重センサ２Ｆ、２Ｒの電気出力ＥＦ、ＥＲから所定の工学変換式により前方左の荷重値ＷＦ及び後方左の荷重値ＷＲ（いずれも単位はＮまたはｋｇｗ）を求める。そして、荷重検出部４ａにより、２つの荷重値ＷＦ、ＷＲの和である荷重和ＷＡ（ＷＦ＋ＷＲ）、及び２つの荷重値ＷＦ、ＷＲの差である荷重差ＷＢ（＝ＷＲ−ＷＦ）が算出されて出力される。ここで、荷重検出部４ａは、所定のサンプリング周期で動作し、直近の複数の生データを平均化する移動平均処理を施して荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢを出力する。
【００４６】
ここで、予め荷重検出部４ａ、荷重値ＷＦ、荷重値ＷＲ、荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢのゼロ点校正を行う。ゼロ点校正時には、車両Ｃ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２Ｆ、２Ｒ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ＥＦ、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ＥＦ、ＥＲは非ゼロのままで荷重値ＷＦ、ＷＲがゼロとなるように、荷重検出部４ａ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、荷重値ＷＦ、荷重値ＷＲ、荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢは、シート９の自重を除外した荷重体のみに相当する量となる。
【００４７】
走行検出部４ｂは、車速センサ６から出力された車速Ｖ、あるいは荷重検出部４ａから出力された荷重差ＷＢを基にして車両Ｃが走行中か停車中かを検出する部分である。車速Ｖに基づく検出は、言うまでもなく車速Ｖが出力されたときに走行中を検出することができる。一方、荷重差ＷＢに基づく検出は、停車中の車両Ｃが発進したときの加速によって、左前方の荷重値ＷＦが減少すると共に、左後方の荷重値ＷＲが増加して、荷重差ＷＢ（＝ＷＲ−ＷＦ）が増加する現象を利用する。すなわち、荷重差ＷＢがあるレベル以上で所定時間にわたり所定の増加率以上で増加したときに車両Ｃが発進して走行中となったと判定する。走行検出部４ｂは、車両Ｃが走行中か停車中かの検出結果を荷重判定ＥＣＵ４の判定部４ｃに出力する。
【００４８】
なお、車両Ｃが走行中か停車中かを検出する方法は他にもある。例えば、Ｇセンサ５が検出する車両Ｃの前後方向の加速度Ｇｘの変化に基づいて検出することもできるし、図略のアクセルセンサの検出信号に基づいて検出することもできる。
【００４９】
判定部４ｃは、荷重検出部４ａから出力された荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢを各判定値と比較したり、荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢの変動量（経時変化）を各判定値と比較したりすることによって、荷重体が「大人」である大人着座状態か、荷重体が「チャイルドシート」であるチャイルドシート固縛状態かを判定する。「大人」とは、小柄な成人女性以上の体重を有する大人を意味する。幼児を保持するための「チャイルドシート」は、シートベルトによりシート９に固縛される。荷重体の具体的な判定方法については、公知の技術等（特許文献２及び３等）を参照できるため説明を省略する。
【００５０】
上述した荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢの各判定値を車両Ｃの走行中と停車中とで異なる値とすることによってシート荷重判定精度が向上する場合があるため、判定部４ｃによるシート荷重判定は、車両Ｃが走行中か停車中かを区別して行う。
【００５１】
判定部４ｃは、「大人」であるか「チャイルドシート」であるかの判定結果を、エアバッグ制御部４ｄに出力する。この出力は、所定の周期で繰り返されて新しい判定結果に更新される。ここで、後述する横加速度判定部４ｅから判定部４ｃに車両Ｃにある程度大きな横加速度Ｇｙが作用しているという判定結果が出力されているときには、判定部４ｃは、シート荷重判定を行わない。このとき、既にエアバッグ制御部４ｄが記憶していた判定結果は、新しい判定結果に更新されることなく保持されている。
【００５２】
エアバッグ制御部４ｄは、判定部４ｃの判定結果を受け取り次第、エアバッグ制御信号Ｓを出力し、判定結果が「大人」であればエアバッグＡの事故時展開を許容し、「チャイルドシート」であればエアバッグＡの事故時展開を禁止する。
【００５３】
横加速度判定部４ｅは、Ｇセンサ５から出力された横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるか否かを判定し、判定結果を判定部４ｃに出力する。横加速度Ｇｙは、車両Ｃに実際に作用している横加速度に対して相関係数１の正の相関をもつ情報値であるため、本発明における横加速度相関情報値に相当する。Ｇセンサ５と横加速度判定部４ｅとにより本発明の横加速度相関情報判定手段１０が構成されている。
【００５４】
シート荷重判定装置１に備わる横加速度相関情報判定手段１０によって、正確にシート荷重判定を行うことができなくなりそうな状況を極力排除することが可能となっている。車両Ｃにある程度大きな横加速度Ｇｙが作用すると、シート９上の乗員の位置や姿勢が変化して、シート９の左右の支持部９４〜９７における荷重の左右分担比率が変化しやすくなる。この点について図３を参照しつつ説明する。
【００５５】
図３（ａ）は車両Ｃが平坦路面を直進しているとき状況を模式的に示している。このとき横加速度Ｇｙ＝０であり、シート９上の乗員が故意に動こうとしない限り、乗員の位置や姿勢が大きく変化することはない。この状態において荷重センサ２Ｆ、２Ｒの出力により得られる荷重和ＷＡは、乗員等の荷重体の重量のほぼ１／２の値となっており、荷重和ＷＡに基づいてシート荷重判定を正確に行うことが可能である。
【００５６】
一方、横加速度Ｇｙ≠０である図３（ｂ）〜（ｅ）に示す各状況においては、シート９の左右の支持部９４〜９７における荷重の左右分担比率が変化して、荷重和ＷＡが図３（ａ）に示す状況よりも増加（ＷＡ＋α）又は減少（ＷＡ−α）する。このため、横加速度Ｇｙがある程度大きい場合には、荷重和ＷＡの増減も大きくなり、荷重和ＷＡに基づいてシート荷重判定を正確に行うことができなくなる。
【００５７】
ここで、図３（ｂ）は車両Ｃが平坦路面を右旋回している状況を示しており、横加速度Ｇｙがプラス方向（左側）に大きくなることによって荷重和ＷＡが増加している。図３（ｃ）は車両Ｃが平坦路面を左旋回している状況を示しており、横加速度Ｇｙがマイナス方向（右側）に大きくなることによって荷重和ＷＡが減少している。図３（ｄ）は車両Ｃが左傾斜路面を直進している状況を示しており、重力加速度Ｇｇを車幅方向にベクトル分解した傾斜成分としての横加速度Ｇｙがプラス方向（左側）に大きくなることによって荷重和ＷＡが増加している。図３（ｅ）は車両Ｃが右傾斜路面を直進している状況を示しており、同様に傾斜成分としての横加速度Ｇｙがマイナス方向（右側）に大きくなることによって荷重和ＷＡが減少している。
【００５８】
（２）シート荷重判定装置１の動作
次に、本実施形態のシート荷重判定装置１の動作について、図４のシート荷重判定フローチャートを参照しつつ説明する。シート荷重判定フローでは、まず、イグニッションスイッチがオンされるか、あるいはシートベルトが装着されてバックル情報ＢＳＷがオンされると、荷重判定ＥＣＵ４における動作が開始される。次に、ステップＳ１で、両荷重センサ２Ｆ、２Ｒは電気出力ＥＦ、ＥＲを出力し、荷重検出部４ａは所定のサンプリング周期で検出した電気出力ＥＦ、ＥＲから所定の工学変換式により荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢを出力する。
【００５９】
ステップＳ２で、走行検出部４ｂは、車速センサ６から出力された車速Ｖ、あるいは荷重検出部４ａから出力された荷重差ＷＢを基にして車両Ｃが走行中か停車中かを検出する。そして、車両Ｃが停車中と判定されたときにはステップＳ３を経てステップＳ４に移行する。また、車両Ｃが走行中と判定されたときにはステップＳ７を経てステップＳ８に移行する。
【００６０】
ステップＳ４で、横加速度判定部４ｅは、Ｇセンサ５から出力された横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるか否かを判定し、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下である場合には、判定結果を判定部４ｃに出力してステップＳ５に移行する。また、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下となっていない場合には、判定結果を判定部４ｃに出力することなくステップＳ２に戻る。
【００６１】
ステップＳ５で、判定部４ｃは、荷重検出部４ａから出力された荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢを各判定値と比較したり、荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢの変動量（経時変化）を各判定値と比較したりする。そして、ステップＳ６で、この比較結果に基づいて、荷重体が「大人」である大人着座状態か、荷重体が「チャイルドシート」であるチャイルドシート固縛状態かを判定する。荷重体が「大人」でも「チャイルドシート」でもない場合には「空席」と判定する。シート荷重判定後はステップＳ２に戻り、車両Ｃの発進までステップＳ２〜ステップＳ６が繰り返し実行される。繰り返しの途中で、シート荷重判定結果が変更になったときには、新しい判定結果に更新される。
【００６２】
車両Ｃが発進すると、ステップＳ８で内蔵タイマの時間ＴをリセットしてＴ＝０にした後、ステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、ステップＳ４と同様に、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるか否かを判定する。横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下である場合には、判定結果を判定部４ｃに出力してステップＳ１０に移行する。また、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下となっていない場合には、判定結果を判定部４ｃに出力することなくステップＳ９を再度実行する。
【００６３】
ステップＳ１０及びステップＳ１１は、ステップＳ５及びステップＳ６と同様であるため説明を省略する。ステップＳ１１で荷重体が「大人」、「チャイルドシート」、「空席」のいずれに相当するか判定した後、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２で時間Ｔが所定時間ＴＡだけ経過したか否かを調べ、経過していなければステップＳ９に戻り判定を繰り返す。時間Ｔが所定時間ＴＡだけ経過していればステップＳ１３に移行する。
【００６４】
時間Ｔが所定時間ＴＡだけ経過するまでの期間のシート荷重判定結果は、更新されることなく全ての判定結果が判定部４ｃに記憶されており、ステップＳ１３において、この期間中の全ての判定結果が同じ結果であったか否かを判定する。全ての判定結果が同じ結果である場合には、ステップＳ１４において判定結果を確定させて動作を終了する。また、全ての判定結果が同じ結果とはなっていない場合には、シート９上の乗員が故意に大きく動いたり、走行中に乗員がシート９から移動したりしたものと判断してステップＳ８まで戻る。
【００６５】
停車中及び走行中の別なく、「大人」、「チャイルドシート」及び「空席」の判定結果は逐次エアバッグ制御部４ｄに出力される。エアバッグ制御部４ｄは、判定結果を受け取り次第、エアバッグ制御信号Ｓを出力して、エアバッグＡを制御する。
【００６６】
なお、車両Ｃの停車中よりも走行中の方がエアバッグＡを展開する必要性が高くなるため、走行中のシート荷重判定の誤判定を極力避ける必要がある。そこで、走行中のシート荷重判定フローには、ステップＳ１３の判定を設けて、停車中よりも判定結果の確定を厳密にしている。ここで、所定時間ＴＡを長くするほど判定結果の確定が厳密になり、所定時間ＴＡをゼロに近づければ、停車中と同様に、逐次新しいシート荷重判定結果がエアバッグ制御部４ｄに出力されることになる。
【００６７】
（３）シート荷重判定装置１の効果
このような本実施形態の構成によれば、車両Ｃのシート９を支持する複数の支持部９４〜９７のうち左側の前後に離間した２箇所の支持部９４、９６に荷重センサ２Ｆ、２Ｒが配設されている。そして、車両Ｃに作用する横加速度Ｇｙを横加速度相関情報値として、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるときにのみ、荷重センサ２Ｆ、２Ｒが検出した荷重値ＷＦ、ＷＲに基づいてシート荷重判定を行う。すなわち、車両Ｃにある程度大きな横加速度Ｇｙが作用している状況においてはシート荷重判定を行わない。
【００６８】
車両Ｃにある程度大きな横加速度Ｇｙが作用すると、シート９上の乗員の位置や姿勢が変化して、シート９の左右の支持部９４〜９７における荷重の左右分担比率が変化しやすくなる。このような状況においては、荷重センサ２Ｆ、２Ｒが検出した荷重値ＷＦ、ＷＲに基づいて正確にシート荷重判定を行うことができなくなる。本実施形態によれば、このような正確にシート荷重判定を行うことができなくなりそうな状況を極力排除することが可能となり、シート９上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００６９】
また、本実施形態の構成によれば、前後に離間した２箇所の支持部９４、９６に荷重センサ２Ｆ、２Ｒが配設されているため、前後２箇所で検出された荷重値ＷＦ、ＷＲを加算することによって、乗員やシート９の前後方向の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。したがって、上述した横加速度Ｇｙが作用している状況においてはシート荷重判定を行わない構成と組み合わされることにより、乗員の前後左右方向の様々な位置や姿勢の変化に対してシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００７０】
また、本実施形態の構成によれば、横加速度相関情報判定手段１０は、車両Ｃの横加速度Ｇｙを検出するＧセンサ５を備えると共に、横加速度相関情報値が、Ｇセンサ５により検出された横加速度Ｇｙである。Ｇセンサ５で検出される横加速度Ｇｙには、車両Ｃに加わる遠心力及び車体の傾きに起因して走行中・停車中を問わず車両Ｃに作用する全ての横加速度が含まれている。したがって、本実施形態によれば、車両Ｃの走行中・停車中を問わず車両Ｃに作用する全ての横加速度を漏れなく検出できるため、シート９上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止する効果が高い。
【００７１】
＜第２実施形態＞
図１及び２を参照しつつ本実施形態のシート荷重判定装置の構成を説明する。上述した第１実施形態においては、Ｇセンサ５と横加速度判定部４ｅとにより本発明の横加速度相関情報判定手段１０を構成していたが、本実施形態においては、ヨーレイトセンサ７とヨーレイト判定部４ｇとにより本発明の横加速度相関情報判定手段１０を構成している。その他の構成については、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７２】
ヨーレイトセンサ７は、車両Ｃのヨーレイトγ（車体の回転角速度）を検出するセンサであり、ヨーレイトセンサ７の軸を車両Ｃの上下方向に合わせた状態で、Ｇセンサ５と同位置である車両Ｃの重心位置付近に取り付けられている。
【００７３】
荷重判定ＥＣＵ４内に備わるヨーレイト判定部４ｇは、ヨーレイトセンサ７から出力されたヨーレイトγの絶対値が所定値以下であるか否かを判定し、判定結果を判定部４ｃに出力する。
【００７４】
上述したように、車両Ｃに作用する横加速度には、車両Ｃの旋回中に車両Ｃに加わる遠心力によって発生する車幅方向の遠心加速度成分と、車体の水平からの傾きに応じて重力加速度Ｇｇを車幅方向にベクトル分解した傾斜成分とが含まれている。そして、車両Ｃの旋回により発生するヨーレイトγは、横加速度に含まれている遠心加速度成分に対して相関がある。
【００７５】
一般に、シート９上の乗員の位置や姿勢に影響を及ぼすほどに車体が大きく傾くことは希であることを考慮すれば、多くの場合、横加速度に含まれている傾斜成分を無視したとしても差し障りない。このような考えに基づけば、車両Ｃの旋回により発生するヨーレイトγは、車両Ｃに作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多いと考えることができる。
【００７６】
次に、本実施形態のシート荷重判定装置の動作について、図５のシート荷重判定フローチャートを参照しつつ説明する。上述したとおりヨーレイトγは、車両Ｃの旋回により発生するため、本実施形態においては、車両Ｃの走行中にのみ横加速度相関情報判定手段１０が機能する。よって、本実施形態のシート荷重判定フローは、図４に示した第１実施形態のシート荷重判定フローのステップＳ４に相当するステップを有していない。
【００７７】
本実施形態のシート荷重判定フローにおけるステップＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４、ＳＳ５、ＳＳ６、ＳＳ７、ＳＳ９、ＳＳ１０、ＳＳ１１、ＳＳ１２及びＳＳ１３は、第１実施形態のシート荷重判定フローにおけるステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３及びＳ１４とそれぞれ同様であるため説明を省略する。
【００７８】
第１実施形態のシート荷重判定フローでは、ステップＳ９において、Ｇセンサ５から出力された横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるか否かを判定していたが、本実施形態のシート荷重判定フローでは、ステップＳＳ８においてヨーレイトセンサ７から出力されたヨーレイトγの絶対値が所定値以下であるか否かを判定している。
【００７９】
このような本実施形態の構成によれば、横加速度相関情報判定手段１０は、車両Ｃのヨーレイトγを検出するヨーレイトセンサ７を備えると共に、横加速度相関情報値が、ヨーレイトセンサ７により検出されたヨーレイトγである。
【００８０】
上述したとおり、多くの場合、横加速度に含まれる傾斜成分を無視したとしても差し障りない。このような考えに基づけば、車両Ｃの旋回により発生するヨーレイトγは、車両Ｃに作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多いと考えることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、正確にシート荷重判定を行うことができなくなりそうな状況を極力排除することが可能となり、シート９上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００８１】
＜その他の実施形態＞
本発明のシート荷重判定装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができることは言うまでもない。
【００８２】
例えば、第１及び第２実施形態においては、車両Ｃのシート９を支持する前後に離間した２箇所の支持部９４、９６に荷重センサ２Ｆ、２Ｒが配設されている。しかし、本発明の構成によれば、荷重センサの個数によらずシート荷重判定精度の低下を防止することができることから、荷重センサを配設する個数は限定されず、荷重センサの配設個数を１個のみにすることもできる。
【００８３】
また、第１及び第２実施形態においては、バックルスイッチ３が検出したバックル情報ＢＳＷがオンされると、荷重判定ＥＣＵ４における動作が開始される構成となっているが、バックルスイッチ３を配設しない構成とすることもできる。
【００８４】
また、第１及び第２実施形態においては、荷重判定ＥＣＵ４内に走行検出部４ｂを備えているが、走行検出部４ｂを備えることなく、車両Ｃが走行中か停車中かを区別することなしに判定部４ｃによるシート荷重判定を行うこともできる。
【００８５】
また、第２実施形態においては、ヨーレイトセンサ７とヨーレイト判定部４ｇとにより本発明の横加速度相関情報判定手段１０を構成している。しかし、車両Ｃに作用する横加速度に含まれている遠心加速度成分に対して相関がある横加速度相関情報値はヨーレイトγの他にもあり、横加速度相関情報判定手段１０を以下の構成とすることもできる。
【００８６】
例えば、横加速度相関情報判定手段１０を、車速センサ６（車速検出手段）と、ヨーレイトセンサ７（ヨーレイト検出手段）と、荷重判定ＥＣＵ４内の遠心加速度判定部４ｆとにより構成することもできる（図２参照）。そして、横加速度相関情報値を、車速Ｖ及びヨーレイトγの積として算出された遠心加速度Ｖγとして、遠心加速度判定部４ｆにより遠心加速度Ｖγの絶対値が所定値以下であるか否かを判定する構成とすることができる。遠心加速度Ｖγは、ヨーレイトγのみよりも、車両Ｃに作用する横加速度に対する相関が高いため、第２実施形態よりもシート荷重判定精度の低下を防止する効果を高めることができる。
【００８７】
これとは別の構成として、例えば、横加速度相関情報判定手段１０を、舵角センサ８（舵角検出手段）と、荷重判定ＥＣＵ４内の操舵角判定部４ｈとにより構成することもできる（図２参照）。図１に示すように、舵角センサ８は、車両Ｃのハンドルの切れ角（操舵角δ）を検出するセンサであり、図略のステアリングシャフトに取り付けられている。そして、横加速度相関情報値を、車両Ｃの走行中に舵角センサ８により検出された操舵角δとして、操舵角判定部４ｈにより操舵角δの絶対値が所定値以下であるか否かを判定する構成とすることができる。
【００８８】
走行中に車両Ｃのハンドルを大きく操作するときには、車両Ｃに大きな遠心力が加わり、車両Ｃに作用する横加速度が大きくなりやすい。すなわち、車両Ｃの走行中の操舵角δは車両Ｃに作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多い。したがって、上述した構成により、第２実施形態と同様に、シート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００８９】
なお、操舵角δが大きくかつ車速Ｖが速いほど車両Ｃに大きな遠心力が加わることを考慮すると、車速Ｖ及び操舵角δの積は車両Ｃに作用する遠心加速度と高い相関があるといえる。よって、横加速度相関情報値を、車速Ｖ及び操舵角δの積とすることにより、単に走行中の操舵角δを横加速度相関情報値とするよりも、車両Ｃに作用する横加速度と横加速度相関情報値との相関が高くなるため、シート荷重判定精度の低下を防止する効果をより高くすることができる。
【００９０】
また、上述した横加速度Ｇｙ、ヨーレイトγ、遠心加速度Ｖγ又は操舵角δを横加速度相関情報値として用いる各横加速度相関情報判定手段１０のうち２つ以上を組み合わせることもできる。複数の横加速度相関情報判定手段１０を組み合わせることは、上述した効果を重ね合わせることとなるため、シート荷重判定装置１のシート荷重判定精度の向上に寄与する。また、ある横加速度相関情報判定手段１０に作動不良が発生したとしても他の横加速度相関情報判定手段１０が正常に作動するため、シート荷重判定装置１の作動確実性が向上する。
【符号の説明】
【００９１】
１ …シート荷重判定装置 ２Ｆ …前方左の荷重センサ
２Ｒ …後方左の荷重センサ ４ｃ …判定部
５ …Ｇセンサ（横加速度検出手段） ６ …車速センサ（車速検出手段）
７ …ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）
８ …舵角センサ（舵角検出手段） ９ …助手席のシート
９４〜９７…支持部 １０ …横加速度相関情報判定手段
Ｃ …車両 Ｇｙ …横加速度（横加速度相関情報値）
Ｖ …車速 ＷＦ …前方左の荷重値
ＷＲ …後方左の荷重値 γ …ヨーレイト（横加速度相関情報値）
δ …操舵角（横加速度相関情報値）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシートに着座する乗員などの荷重体を判定するシート荷重判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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大人着座状態には、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チャイルドシート固縛状態には、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、大人着座状態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、チャイルドシート固縛状態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、シートに作用する荷重を検出して正しくシート荷重を判定することは、安全性の面で極めて重要である。
【０００３】
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のシート荷重判定装置（車両用シートの荷重検出構造）に開示されている。このシート荷重判定装置では、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値を加算して乗員の体重を求めるようになっている。ただし、乗員の有無及び大人着座状態かチャイルドシート固縛状態かを判定するためには、必ずしもシートの全支持部に作用する全荷重を正確に計測する必要がないので、一部の支持部にのみ荷重検出手段を配設して全荷重のうちの一部を検出する装置も開示されている。
【０００４】
例えば、特許文献２に開示されているシート荷重判定装置（乗員検知装置）は、前側左右と後側左右の４支持部のうち、左右いずれかの側の前後２箇所、または対角線方向の前後２箇所にのみ荷重センサを配設している。また、特許文献３に開示されているシート荷重判定装置は、前側左右と後側左右の４支持部のうち、後側左右の２箇所にのみ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、部品コスト及び組立・配線コストを低減している。
【０００５】
特許文献２及び３のように一部の支持部にのみ荷重検出手段を配設してシートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出する装置では、シート上の乗員の位置や姿勢が変化すると一部の支持部における荷重の分担比率が変化して、検出される荷重値が変動する。この影響によるシート荷重の誤判定を防止するために、特許文献２には、前後２箇所で検出された荷重値を加算したり、一定時間内での荷重値の変動量が大きいときにのみエアバッグを展開したりする態様が開示されている。また、特許文献３には、左右２箇所で検出された荷重値を加算したり、車両の発進に伴う荷重値の増加傾向に基づいて大人着座状態かチャイルドシート固縛状態かを判定したりする態様が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３９０４９１３号公報
【特許文献２】特開平９−２０７６３８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２及び３に開示されているシートの全支持部に作用する全荷重のうち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、依然として乗員が着座する位置や姿勢により検出される荷重値が変動しやすい。
【０００８】
例えば、前後２箇所の支持部に作用する荷重を検出する特許文献２に記載のシート荷重判定装置においては、乗員の姿勢が前後に変化することに対してはシート荷重判定精度の低下を防止できるものの、乗員の姿勢が左右に大きく変化したときにはシート荷重判定精度の低下を防止する必要がある。また、左右２箇所の支持部に作用する荷重を検出する特許文献３に記載のシート荷重判定装置においては、乗員の姿勢が左右に変化することに対してはシート荷重判定精度の低下を防止できるものの、乗員の姿勢が前後に大きく変化したときの対策が必要となる。
【０００９】
このため、シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出する従来のシート荷重判定装置は、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止するために、各支持部で検出された荷重値を加算したり、減算したり、荷重値の変動量を算出したりする演算処理を行っている。発明者は、このような荷重値の演算処理とは異なる方法で、シート上の乗員の位置や姿勢の変化によるシート荷重判定精度の低下の悪影響を排除できないかと考えた。
【００１０】
本発明は、シート荷重判定精度の低下に繋がるような乗員の位置や姿勢の変化は、車両にある程度大きな横加速度が作用している状況において発生しやすいという実情に着目してなされたものであり、シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出して、シートに大人が着座している大人着座状態か、シートにチャイルドシートが固縛されているチャイルドシート固縛状態かを判定するシート荷重判定装置において、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止し得るシート荷重判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項１に係るシート荷重判定装置の構成上の特徴は、車両のシートを支持する複数の支持部のうち左右のいずれか一側の該支持部に配設されて該支持部に作用する荷重を検出する荷重センサと、前記車両の車幅方向の加速度である横加速度に対して正の相関をもつ情報値を横加速度相関情報値として検出すると共に、該横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する横加速度相関情報判定手段と、前記横加速度相関情報値の絶対値が前記所定値以下であるときにのみ、前記荷重センサが検出した前記荷重に基づいて、前記シートに大人が着座している大人着座状態か、前記シートにチャイルドシートが固縛されているチャイルドシート固縛状態かを判定する判定部と、を備えることである。
【００１２】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１に記載のシート荷重判定装置において、前記荷重センサが、複数の前記支持部のうち左右のいずれか一側の前後に離間した２箇所の各該支持部に配設されていることである。
【００１３】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の前記横加速度を検出する横加速度検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該横加速度検出手段により検出された該横加速度であることである。
【００１４】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、該車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該車速及び該ヨーレイトの積として算出された遠心加速度であることである。
【００１５】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該ヨーレイト検出手段により検出された該ヨーレイトであることである。
【００１６】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の操舵角を検出する舵角検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該車両の走行中に該舵角検出手段により検出された該操舵角であることである。
【００１７】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置において、請求項３〜６に記載の横加速度相関情報判定手段から選ばれる２つ以上を備えることである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、車両のシートを支持する複数の支持部のうち左右のいずれか一側の支持部に荷重センサが配設されており、車両に作用する横加速度に対して正の相関をもつ横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるときにのみ、荷重センサが検出した荷重に基づいてシート荷重判定を行う。すなわち、車両にある程度大きな横加速度が作用している状況においてはシート荷重判定を行わない。
【００１９】
車両に横加速度が作用すると、車両及び乗員には横加速度の作用方向に向かう力が作用する。これにより、車体のロールが大きくなったり、乗員が横加速度の作用方向に傾いたり、あるいは乗員が横加速度に抗して姿勢を鉛直に保とうとするため、シート上の乗員の位置や姿勢が変化して、シートの左右の支持部における荷重の左右分担比率が変化しやすくなる。そして、横加速度がある程度大きくなると、シートの左右のいずれか一側に配設された荷重センサが検出する荷重の変動も大きくなるため、荷重センサが検出した荷重に基づいて正確にシート荷重判定を行うことができなくなる。
【００２０】
本発明においては、車両にある程度大きな横加速度が作用している状況においてはシート荷重判定を行わない構成としている。これにより、正確にシート荷重判定を行うことができなくなりそうな状況を極力排除することが可能となり、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２１】
なお、本発明の構成によれば、シートの左右のいずれか一側に配設される荷重センサの個数によらずシート荷重判定精度の低下を防止することができる。よって、荷重センサを配設する個数は限定されない。
【００２２】
請求項２に係る発明によれば、荷重センサが、シートを支持する複数の支持部のうち左右のいずれか一側の前後に離間した２箇所の各支持部に配設されている。これにより、特許文献２と同様に、前後２箇所で検出された荷重値を加算することによって、乗員やシートの前後方向の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。したがって、上述した請求項１に係る発明の効果と組み合わされることにより、乗員の前後左右方向の様々な位置や姿勢の変化に対してシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２３】
請求項３に係る発明によれば、横加速度相関情報判定手段は、車両の横加速度を検出する横加速度検出手段を備えると共に、横加速度相関情報値が、横加速度検出手段により検出された横加速度である。Ｇセンサ等の横加速度検出手段で検出される横加速度（横加速度相関情報値）は、車両に加わる遠心力及び車体の傾きに起因して走行中・停車中を問わず車両に作用する全ての横加速度である。したがって、本発明によれば、車両の走行中・停車中を問わず車両に作用する全ての横加速度を漏れなく検出できるため、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止する効果が高い。
【００２４】
なお、車両に作用する横加速度には、車両の旋回中に車両に加わる遠心力によって発生する車幅方向の遠心加速度成分と、車体の水平からの傾きに応じて重力加速度を車幅方向にベクトル分解した傾斜成分とが含まれている。車体の水平からの傾きは、車両に加わる遠心力による車体のロール、車両の片荷状態、あるいは傾斜路面（横断勾配が大きい路面）等において発生する。
【００２５】
請求項４に係る発明によれば、横加速度相関情報判定手段は、車両の車速を検出する車速検出手段と、車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段とを備えると共に、横加速度相関情報値が、車速及びヨーレイトの積として算出された遠心加速度である。上述したとおり、車両に作用する横加速度には、遠心加速度成分と傾斜成分とが含まれている。そして、車速及びヨーレイトの積として算出された遠心加速度は、この遠心加速度成分に相当する。
【００２６】
一般に、シート上の乗員の位置や姿勢に影響を及ぼすほどに車体が大きく傾くことは希である。この点を考慮すれば、横加速度相関情報値として、横加速度に含まれる傾斜成分を無視して、横加速度に含まれる遠心加速度成分（遠心加速度）のみを用いたとしても、車両にある程度大きな横加速度が作用している状況を把握できる。したがって、請求項４に係る発明においても、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２７】
請求項５に係る発明によれば、横加速度相関情報判定手段は、車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段を備えると共に、横加速度相関情報値が、ヨーレイト検出手段により検出されたヨーレイトである。車体の回転角速度であるヨーレイトは、車両の旋回により発生する。上述したとおり、車両に作用する横加速度に含まれる遠心加速度成分（遠心加速度）は、車速及びヨーレイトの積として算出されるため、ヨーレイトは車両に作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多い。したがって、請求項５に係る発明においても、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によれば、横加速度相関情報判定手段は、車両の操舵角を検出する舵角検出手段を備えると共に、横加速度相関情報値が、車両の走行中に舵角検出手段により検出された操舵角である。右左折や急カーブ走行のように車両のハンドルを大きく操作するときには、車両に大きな遠心力が加わり、車両に作用する横加速度が大きくなりやすい。すなわち、車両の走行中の操舵角は車両に作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多い。したがって、請求項６に係る発明においても、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００２９】
なお、操舵角が大きくかつ車速が速いほど車両に大きな遠心力が加わる。上述したように車速及びヨーレイトの積が車両に作用する遠心加速度であることを考慮すると、車速及び操舵角の積は車両に作用する遠心加速度と高い相関があるといえる。よって、横加速度相関情報値を、車速及び操舵角の積とすることにより、請求項６に係る発明よりも、車両に作用する横加速度と横加速度相関情報値との相関が高くなるため、シート荷重判定精度の低下を防止する効果をより高くすることができる。
【００３０】
請求項７に係る発明によれば、シート荷重判定装置は、請求項３〜６に記載の横加速度相関情報判定手段から選ばれる２つ以上を備えている。このように複数の横加速度相関情報判定手段を組み合わせることは、上述した効果を重ね合わせることとなるため、シート荷重判定装置のシート荷重判定精度の向上に寄与する。また、複数の横加速度相関情報判定手段を組み合わせることにより、ある横加速度相関情報判定手段に作動不良が発生したとしても他の横加速度相関情報判定手段が正常に作動するため、シート荷重判定装置の作動確実性が向上する。
【００３１】
なお、多くの場合、車両には、Ｇセンサ等の横加速度検出手段、車速センサ等の車速検出手段、ヨーレイトセンサ等のヨーレイト検出手段、舵角センサ等の舵角検出手段が搭載されているため、車両に作用する横加速度を検出するための専用の検出手段を新たに車両に搭載する必要性は小さい。したがって、車両に本発明のシート荷重判定装置を装備するにあたって部品コスト及び組立コストが問題となる可能性は小さい。
【００３２】
以上のように、本発明によれば、シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出するシート荷重判定装置において、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止し得るシート荷重判定装置を提供することができる。
【００３３】
以上のように、本発明によれば、シートの全支持部に作用する全荷重のうちの一部を検出して大人着座状態かチャイルドシート固縛状態かを判定するシート荷重判定装置において、シート上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止し得るシート荷重判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態のシート荷重判定装置を装備した車両を模式的に説明する説明図である。
【図２】第１実施形態のシート荷重判定装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】車両走行中の横加速度の発生状況を説明する説明図であって、（ａ）は平坦路面を直進している状況、（ｂ）は平坦路面を右旋回している状況、（ｃ）は平坦路面を左旋回している状況、（ｄ）は左傾斜路面を直進している状況、（ｅ）は右傾斜路面を直進している状況を示している。
【図４】第１実施形態のシート荷重判定フローチャートである。
【図５】第２実施形態のシート荷重判定フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明のシート荷重判定装置の実施形態について図面を参照しつつ詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
（１）シート荷重判定装置１の構成
図１に示す車両Ｃとしては、左ハンドルの車両Ｃを想定している。図１は車両Ｃを斜め上方から見た模式的な斜視図であり、シート荷重判定装置１によるシート荷重判定の対象となる助手席のシート９が見えるように、車体の屋根部を切り取って示されている。なお、運転席のシートは図示していない。シート荷重判定装置１によりシート９に着座する乗員などの荷重体のシート荷重判定を行い、この判定結果に基づいて助手席前面のダッシュボードに内蔵されたエアバッグＡの展開が制御される。以下の説明において、上、下、左、右、前、後とは、図１に示す上、下、左、右、前、後を指す。
【００３６】
シート９は、車両Ｃの前後方向に延在する一対のロアレール９１及びアッパレール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。
【００３７】
図１に示すように、車両Ｃは、エンジンルーム内又は車室内に荷重判定ＥＣＵ４（電子制御装置）を備えている。この荷重判定ＥＣＵ４に、シート９に配設された２つの荷重センサ２Ｆ、２Ｒと、バックルスイッチ３とが接続されている。また、この荷重判定ＥＣＵ４に、Ｇセンサ５（横加速度検出手段）と、車速センサ６（車速検出手段）と、ヨーレイトセンサ７（ヨーレイト検出手段）と、舵角センサ８（舵角検出手段）とが接続されている。
【００３８】
図２に示すように、荷重判定ＥＣＵ４は、荷重検出部４ａと、走行検出部４ｂと、判定部４ｃと、エアバッグ制御部４ｄと、横加速度判定部４ｅと、遠心加速度判定部４ｆと、ヨーレイト判定部４ｇと、操舵角判定部４ｈとを備えている。
【００３９】
本実施形態において、シート荷重判定装置１は、上述した各部材（各部）のうちの荷重センサ２Ｆ、２Ｒと、バックルスイッチ３と、Ｇセンサ５と、車速センサ６と、荷重判定ＥＣＵ４内の荷重検出部４ａと、走行検出部４ｂと、判定部４ｃと、エアバッグ制御部４ｄと、横加速度判定部４ｅとにより構成されている。なお、本実施形態においては、ヨーレイトセンサ７、舵角センサ８、遠心加速度判定部４ｆ、ヨーレイト判定部４ｇ、及び操舵角判定部４ｈを使用していないため説明を省略する。
【００４０】
シート９の前方左の支持部９４には荷重センサ２Ｆが、後方左の支持部９６には荷重センサ２Ｒがそれぞれ配設されている。シート９の右側の前後に離間した２つの支持部９５、９７は単に荷重を支える構造となっている。両荷重センサ２Ｆ、２Ｒは歪みゲージ式のセンサであり、それぞれの電気出力ＥＦ、ＥＲは、荷重判定ＥＣＵ４の荷重検出部４ａに取り込まれている。
【００４１】
シートベルトの着脱状態を検出するバックルスイッチ３は、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内に配設されており、出力されるバックル情報ＢＳＷが荷重判定ＥＣＵ４の判定部４ｃに取り込まれている。
【００４２】
荷重判定ＥＣＵ４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。荷重判定ＥＣＵ４内の後述する荷重検出部４ａ、走行検出部４ｂ、判定部４ｃ、エアバッグ制御部４ｄ、及び横加速度判定部４ｅ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。
【００４３】
Ｇセンサ５は、車両Ｃに作用する加速度を検出するセンサであり、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の加速度Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを検出できるセンサである。Ｇセンサ５は、Ｘ方向を車両Ｃの前後方向、Ｙ方向を車両Ｃの車幅方向、Ｚ方向を車両Ｃの上下方向に向けた状態で、車両Ｃの重心位置付近に取り付けられている。Ｙ方向の加速度Ｇｙが車両Ｃに作用する横加速度であり、本発明の横加速度相関情報値に相当する。横加速度Ｇｙには、車両Ｃに加わる遠心力及び車体の傾きに起因して走行中・停車中を問わず車両Ｃに作用する全ての横加速度が含まれている。横加速度Ｇｙは、荷重判定ＥＣＵ４の横加速度判定部４ｅに取り込まれている。
【００４４】
車速センサ６は、車両Ｃの左右の車輪にそれぞれ一つずつ配設されており、車輪の回転状態を検出することにより車速Ｖを検出するセンサである。車速Ｖは、荷重判定ＥＣＵ４の走行検出部４ｂに取り込まれている。
【００４５】
荷重検出部４ａは、荷重判定ＥＣＵ４の入力部にあってＡ／Ｄ変換器を有し、両荷重センサ２Ｆ、２Ｒの電気出力ＥＦ、ＥＲから所定の工学変換式により前方左の荷重値ＷＦ及び後方左の荷重値ＷＲ（いずれも単位はＮまたはｋｇｗ）を求める。そして、荷重検出部４ａにより、２つの荷重値ＷＦ、ＷＲの和である荷重和ＷＡ（ＷＦ＋ＷＲ）、及び２つの荷重値ＷＦ、ＷＲの差である荷重差ＷＢ（＝ＷＲ−ＷＦ）が算出されて出力される。ここで、荷重検出部４ａは、所定のサンプリング周期で動作し、直近の複数の生データを平均化する移動平均処理を施して荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢを出力する。
【００４６】
ここで、予め荷重検出部４ａ、荷重値ＷＦ、荷重値ＷＲ、荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢのゼロ点校正を行う。ゼロ点校正時には、車両Ｃ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２Ｆ、２Ｒ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ＥＦ、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ＥＦ、ＥＲは非ゼロのままで荷重値ＷＦ、ＷＲがゼロとなるように、荷重検出部４ａ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、荷重値ＷＦ、荷重値ＷＲ、荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢは、シート９の自重を除外した荷重体のみに相当する量となる。
【００４７】
走行検出部４ｂは、車速センサ６から出力された車速Ｖ、あるいは荷重検出部４ａから出力された荷重差ＷＢを基にして車両Ｃが走行中か停車中かを検出する部分である。車速Ｖに基づく検出は、言うまでもなく車速Ｖが出力されたときに走行中を検出することができる。一方、荷重差ＷＢに基づく検出は、停車中の車両Ｃが発進したときの加速によって、左前方の荷重値ＷＦが減少すると共に、左後方の荷重値ＷＲが増加して、荷重差ＷＢ（＝ＷＲ−ＷＦ）が増加する現象を利用する。すなわち、荷重差ＷＢがあるレベル以上で所定時間にわたり所定の増加率以上で増加したときに車両Ｃが発進して走行中となったと判定する。走行検出部４ｂは、車両Ｃが走行中か停車中かの検出結果を荷重判定ＥＣＵ４の判定部４ｃに出力する。
【００４８】
なお、車両Ｃが走行中か停車中かを検出する方法は他にもある。例えば、Ｇセンサ５が検出する車両Ｃの前後方向の加速度Ｇｘの変化に基づいて検出することもできるし、図略のアクセルセンサの検出信号に基づいて検出することもできる。
【００４９】
判定部４ｃは、荷重検出部４ａから出力された荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢを各判定値と比較したり、荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢの変動量（経時変化）を各判定値と比較したりすることによって、荷重体が「大人」である大人着座状態か、荷重体が「チャイルドシート」であるチャイルドシート固縛状態かを判定する。「大人」とは、小柄な成人女性以上の体重を有する大人を意味する。幼児を保持するための「チャイルドシート」は、シートベルトによりシート９に固縛される。荷重体の具体的な判定方法については、公知の技術等（特許文献２及び３等）を参照できるため説明を省略する。
【００５０】
上述した荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢの各判定値を車両Ｃの走行中と停車中とで異なる値とすることによってシート荷重判定精度が向上する場合があるため、判定部４ｃによるシート荷重判定は、車両Ｃが走行中か停車中かを区別して行う。
【００５１】
判定部４ｃは、「大人」であるか「チャイルドシート」であるかの判定結果を、エアバッグ制御部４ｄに出力する。この出力は、所定の周期で繰り返されて新しい判定結果に更新される。ここで、後述する横加速度判定部４ｅから判定部４ｃに車両Ｃにある程度大きな横加速度Ｇｙが作用しているという判定結果が出力されているときには、判定部４ｃは、シート荷重判定を行わない。このとき、既にエアバッグ制御部４ｄが記憶していた判定結果は、新しい判定結果に更新されることなく保持されている。
【００５２】
エアバッグ制御部４ｄは、判定部４ｃの判定結果を受け取り次第、エアバッグ制御信号Ｓを出力し、判定結果が「大人」であればエアバッグＡの事故時展開を許容し、「チャイルドシート」であればエアバッグＡの事故時展開を禁止する。
【００５３】
横加速度判定部４ｅは、Ｇセンサ５から出力された横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるか否かを判定し、判定結果を判定部４ｃに出力する。横加速度Ｇｙは、車両Ｃに実際に作用している横加速度に対して相関係数１の正の相関をもつ情報値であるため、本発明における横加速度相関情報値に相当する。Ｇセンサ５と横加速度判定部４ｅとにより本発明の横加速度相関情報判定手段１０が構成されている。
【００５４】
シート荷重判定装置１に備わる横加速度相関情報判定手段１０によって、正確にシート荷重判定を行うことができなくなりそうな状況を極力排除することが可能となっている。車両Ｃにある程度大きな横加速度Ｇｙが作用すると、シート９上の乗員の位置や姿勢が変化して、シート９の左右の支持部９４〜９７における荷重の左右分担比率が変化しやすくなる。この点について図３を参照しつつ説明する。
【００５５】
図３（ａ）は車両Ｃが平坦路面を直進しているとき状況を模式的に示している。このとき横加速度Ｇｙ＝０であり、シート９上の乗員が故意に動こうとしない限り、乗員の位置や姿勢が大きく変化することはない。この状態において荷重センサ２Ｆ、２Ｒの出力により得られる荷重和ＷＡは、乗員等の荷重体の重量のほぼ１／２の値となっており、荷重和ＷＡに基づいてシート荷重判定を正確に行うことが可能である。
【００５６】
一方、横加速度Ｇｙ≠０である図３（ｂ）〜（ｅ）に示す各状況においては、シート９の左右の支持部９４〜９７における荷重の左右分担比率が変化して、荷重和ＷＡが図３（ａ）に示す状況よりも増加（ＷＡ＋α）又は減少（ＷＡ−α）する。このため、横加速度Ｇｙがある程度大きい場合には、荷重和ＷＡの増減も大きくなり、荷重和ＷＡに基づいてシート荷重判定を正確に行うことができなくなる。
【００５７】
ここで、図３（ｂ）は車両Ｃが平坦路面を右旋回している状況を示しており、横加速度Ｇｙがプラス方向（左側）に大きくなることによって荷重和ＷＡが増加している。図３（ｃ）は車両Ｃが平坦路面を左旋回している状況を示しており、横加速度Ｇｙがマイナス方向（右側）に大きくなることによって荷重和ＷＡが減少している。図３（ｄ）は車両Ｃが左傾斜路面を直進している状況を示しており、重力加速度Ｇｇを車幅方向にベクトル分解した傾斜成分としての横加速度Ｇｙがプラス方向（左側）に大きくなることによって荷重和ＷＡが増加している。図３（ｅ）は車両Ｃが右傾斜路面を直進している状況を示しており、同様に傾斜成分としての横加速度Ｇｙがマイナス方向（右側）に大きくなることによって荷重和ＷＡが減少している。
【００５８】
（２）シート荷重判定装置１の動作
次に、本実施形態のシート荷重判定装置１の動作について、図４のシート荷重判定フローチャートを参照しつつ説明する。シート荷重判定フローでは、まず、イグニッションスイッチがオンされるか、あるいはシートベルトが装着されてバックル情報ＢＳＷがオンされると、荷重判定ＥＣＵ４における動作が開始される。次に、ステップＳ１で、両荷重センサ２Ｆ、２Ｒは電気出力ＥＦ、ＥＲを出力し、荷重検出部４ａは所定のサンプリング周期で検出した電気出力ＥＦ、ＥＲから所定の工学変換式により荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢを出力する。
【００５９】
ステップＳ２で、走行検出部４ｂは、車速センサ６から出力された車速Ｖ、あるいは荷重検出部４ａから出力された荷重差ＷＢを基にして車両Ｃが走行中か停車中かを検出する。そして、車両Ｃが停車中と判定されたときにはステップＳ３を経てステップＳ４に移行する。また、車両Ｃが走行中と判定されたときにはステップＳ７を経てステップＳ８に移行する。
【００６０】
ステップＳ４で、横加速度判定部４ｅは、Ｇセンサ５から出力された横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるか否かを判定し、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下である場合には、判定結果を判定部４ｃに出力してステップＳ５に移行する。また、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下となっていない場合には、判定結果を判定部４ｃに出力することなくステップＳ２に戻る。
【００６１】
ステップＳ５で、判定部４ｃは、荷重検出部４ａから出力された荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢを各判定値と比較したり、荷重和ＷＡ及び荷重差ＷＢの変動量（経時変化）を各判定値と比較したりする。そして、ステップＳ６で、この比較結果に基づいて、荷重体が「大人」である大人着座状態か、荷重体が「チャイルドシート」であるチャイルドシート固縛状態かを判定する。荷重体が「大人」でも「チャイルドシート」でもない場合には「空席」と判定する。シート荷重判定後はステップＳ２に戻り、車両Ｃの発進までステップＳ２〜ステップＳ６が繰り返し実行される。繰り返しの途中で、シート荷重判定結果が変更になったときには、新しい判定結果に更新される。
【００６２】
車両Ｃが発進すると、ステップＳ８で内蔵タイマの時間ＴをリセットしてＴ＝０にした後、ステップＳ９に移行する。ステップＳ９では、ステップＳ４と同様に、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるか否かを判定する。横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下である場合には、判定結果を判定部４ｃに出力してステップＳ１０に移行する。また、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下となっていない場合には、判定結果を判定部４ｃに出力することなくステップＳ９を再度実行する。
【００６３】
ステップＳ１０及びステップＳ１１は、ステップＳ５及びステップＳ６と同様であるため説明を省略する。ステップＳ１１で荷重体が「大人」、「チャイルドシート」、「空席」のいずれに相当するか判定した後、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２で時間Ｔが所定時間ＴＡだけ経過したか否かを調べ、経過していなければステップＳ９に戻り判定を繰り返す。時間Ｔが所定時間ＴＡだけ経過していればステップＳ１３に移行する。
【００６４】
時間Ｔが所定時間ＴＡだけ経過するまでの期間のシート荷重判定結果は、更新されることなく全ての判定結果が判定部４ｃに記憶されており、ステップＳ１３において、この期間中の全ての判定結果が同じ結果であったか否かを判定する。全ての判定結果が同じ結果である場合には、ステップＳ１４において判定結果を確定させて動作を終了する。また、全ての判定結果が同じ結果とはなっていない場合には、シート９上の乗員が故意に大きく動いたり、走行中に乗員がシート９から移動したりしたものと判断してステップＳ８まで戻る。
【００６５】
停車中及び走行中の別なく、「大人」、「チャイルドシート」及び「空席」の判定結果は逐次エアバッグ制御部４ｄに出力される。エアバッグ制御部４ｄは、判定結果を受け取り次第、エアバッグ制御信号Ｓを出力して、エアバッグＡを制御する。
【００６６】
なお、車両Ｃの停車中よりも走行中の方がエアバッグＡを展開する必要性が高くなるため、走行中のシート荷重判定の誤判定を極力避ける必要がある。そこで、走行中のシート荷重判定フローには、ステップＳ１３の判定を設けて、停車中よりも判定結果の確定を厳密にしている。ここで、所定時間ＴＡを長くするほど判定結果の確定が厳密になり、所定時間ＴＡをゼロに近づければ、停車中と同様に、逐次新しいシート荷重判定結果がエアバッグ制御部４ｄに出力されることになる。
【００６７】
（３）シート荷重判定装置１の効果
このような本実施形態の構成によれば、車両Ｃのシート９を支持する複数の支持部９４〜９７のうち左側の前後に離間した２箇所の支持部９４、９６に荷重センサ２Ｆ、２Ｒが配設されている。そして、車両Ｃに作用する横加速度Ｇｙを横加速度相関情報値として、横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるときにのみ、荷重センサ２Ｆ、２Ｒが検出した荷重値ＷＦ、ＷＲに基づいてシート荷重判定を行う。すなわち、車両Ｃにある程度大きな横加速度Ｇｙが作用している状況においてはシート荷重判定を行わない。
【００６８】
車両Ｃにある程度大きな横加速度Ｇｙが作用すると、シート９上の乗員の位置や姿勢が変化して、シート９の左右の支持部９４〜９７における荷重の左右分担比率が変化しやすくなる。このような状況においては、荷重センサ２Ｆ、２Ｒが検出した荷重値ＷＦ、ＷＲに基づいて正確にシート荷重判定を行うことができなくなる。本実施形態によれば、このような正確にシート荷重判定を行うことができなくなりそうな状況を極力排除することが可能となり、シート９上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００６９】
また、本実施形態の構成によれば、前後に離間した２箇所の支持部９４、９６に荷重センサ２Ｆ、２Ｒが配設されているため、前後２箇所で検出された荷重値ＷＦ、ＷＲを加算することによって、乗員やシート９の前後方向の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。したがって、上述した横加速度Ｇｙが作用している状況においてはシート荷重判定を行わない構成と組み合わされることにより、乗員の前後左右方向の様々な位置や姿勢の変化に対してシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００７０】
また、本実施形態の構成によれば、横加速度相関情報判定手段１０は、車両Ｃの横加速度Ｇｙを検出するＧセンサ５を備えると共に、横加速度相関情報値が、Ｇセンサ５により検出された横加速度Ｇｙである。Ｇセンサ５で検出される横加速度Ｇｙには、車両Ｃに加わる遠心力及び車体の傾きに起因して走行中・停車中を問わず車両Ｃに作用する全ての横加速度が含まれている。したがって、本実施形態によれば、車両Ｃの走行中・停車中を問わず車両Ｃに作用する全ての横加速度を漏れなく検出できるため、シート９上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止する効果が高い。
【００７１】
＜第２実施形態＞
図１及び２を参照しつつ本実施形態のシート荷重判定装置の構成を説明する。上述した第１実施形態においては、Ｇセンサ５と横加速度判定部４ｅとにより本発明の横加速度相関情報判定手段１０を構成していたが、本実施形態においては、ヨーレイトセンサ７とヨーレイト判定部４ｇとにより本発明の横加速度相関情報判定手段１０を構成している。その他の構成については、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７２】
ヨーレイトセンサ７は、車両Ｃのヨーレイトγ（車体の回転角速度）を検出するセンサであり、ヨーレイトセンサ７の軸を車両Ｃの上下方向に合わせた状態で、Ｇセンサ５と同位置である車両Ｃの重心位置付近に取り付けられている。
【００７３】
荷重判定ＥＣＵ４内に備わるヨーレイト判定部４ｇは、ヨーレイトセンサ７から出力されたヨーレイトγの絶対値が所定値以下であるか否かを判定し、判定結果を判定部４ｃに出力する。
【００７４】
上述したように、車両Ｃに作用する横加速度には、車両Ｃの旋回中に車両Ｃに加わる遠心力によって発生する車幅方向の遠心加速度成分と、車体の水平からの傾きに応じて重力加速度Ｇｇを車幅方向にベクトル分解した傾斜成分とが含まれている。そして、車両Ｃの旋回により発生するヨーレイトγは、横加速度に含まれている遠心加速度成分に対して相関がある。
【００７５】
一般に、シート９上の乗員の位置や姿勢に影響を及ぼすほどに車体が大きく傾くことは希であることを考慮すれば、多くの場合、横加速度に含まれている傾斜成分を無視したとしても差し障りない。このような考えに基づけば、車両Ｃの旋回により発生するヨーレイトγは、車両Ｃに作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多いと考えることができる。
【００７６】
次に、本実施形態のシート荷重判定装置の動作について、図５のシート荷重判定フローチャートを参照しつつ説明する。上述したとおりヨーレイトγは、車両Ｃの旋回により発生するため、本実施形態においては、車両Ｃの走行中にのみ横加速度相関情報判定手段１０が機能する。よって、本実施形態のシート荷重判定フローは、図４に示した第１実施形態のシート荷重判定フローのステップＳ４に相当するステップを有していない。
【００７７】
本実施形態のシート荷重判定フローにおけるステップＳＳ１、ＳＳ２、ＳＳ３、ＳＳ４、ＳＳ５、ＳＳ６、ＳＳ７、ＳＳ９、ＳＳ１０、ＳＳ１１、ＳＳ１２及びＳＳ１３は、第１実施形態のシート荷重判定フローにおけるステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３及びＳ１４とそれぞれ同様であるため説明を省略する。
【００７８】
第１実施形態のシート荷重判定フローでは、ステップＳ９において、Ｇセンサ５から出力された横加速度Ｇｙの絶対値が所定値以下であるか否かを判定していたが、本実施形態のシート荷重判定フローでは、ステップＳＳ８においてヨーレイトセンサ７から出力されたヨーレイトγの絶対値が所定値以下であるか否かを判定している。
【００７９】
このような本実施形態の構成によれば、横加速度相関情報判定手段１０は、車両Ｃのヨーレイトγを検出するヨーレイトセンサ７を備えると共に、横加速度相関情報値が、ヨーレイトセンサ７により検出されたヨーレイトγである。
【００８０】
上述したとおり、多くの場合、横加速度に含まれる傾斜成分を無視したとしても差し障りない。このような考えに基づけば、車両Ｃの旋回により発生するヨーレイトγは、車両Ｃに作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多いと考えることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、正確にシート荷重判定を行うことができなくなりそうな状況を極力排除することが可能となり、シート９上の乗員の位置や姿勢の変化に伴うシート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００８１】
＜その他の実施形態＞
本発明のシート荷重判定装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができることは言うまでもない。
【００８２】
例えば、第１及び第２実施形態においては、車両Ｃのシート９を支持する前後に離間した２箇所の支持部９４、９６に荷重センサ２Ｆ、２Ｒが配設されている。しかし、本発明の構成によれば、荷重センサの個数によらずシート荷重判定精度の低下を防止することができることから、荷重センサを配設する個数は限定されず、荷重センサの配設個数を１個のみにすることもできる。
【００８３】
また、第１及び第２実施形態においては、バックルスイッチ３が検出したバックル情報ＢＳＷがオンされると、荷重判定ＥＣＵ４における動作が開始される構成となっているが、バックルスイッチ３を配設しない構成とすることもできる。
【００８４】
また、第１及び第２実施形態においては、荷重判定ＥＣＵ４内に走行検出部４ｂを備えているが、走行検出部４ｂを備えることなく、車両Ｃが走行中か停車中かを区別することなしに判定部４ｃによるシート荷重判定を行うこともできる。
【００８５】
また、第２実施形態においては、ヨーレイトセンサ７とヨーレイト判定部４ｇとにより本発明の横加速度相関情報判定手段１０を構成している。しかし、車両Ｃに作用する横加速度に含まれている遠心加速度成分に対して相関がある横加速度相関情報値はヨーレイトγの他にもあり、横加速度相関情報判定手段１０を以下の構成とすることもできる。
【００８６】
例えば、横加速度相関情報判定手段１０を、車速センサ６（車速検出手段）と、ヨーレイトセンサ７（ヨーレイト検出手段）と、荷重判定ＥＣＵ４内の遠心加速度判定部４ｆとにより構成することもできる（図２参照）。そして、横加速度相関情報値を、車速Ｖ及びヨーレイトγの積として算出された遠心加速度Ｖγとして、遠心加速度判定部４ｆにより遠心加速度Ｖγの絶対値が所定値以下であるか否かを判定する構成とすることができる。遠心加速度Ｖγは、ヨーレイトγのみよりも、車両Ｃに作用する横加速度に対する相関が高いため、第２実施形態よりもシート荷重判定精度の低下を防止する効果を高めることができる。
【００８７】
これとは別の構成として、例えば、横加速度相関情報判定手段１０を、舵角センサ８（舵角検出手段）と、荷重判定ＥＣＵ４内の操舵角判定部４ｈとにより構成することもできる（図２参照）。図１に示すように、舵角センサ８は、車両Ｃのハンドルの切れ角（操舵角δ）を検出するセンサであり、図略のステアリングシャフトに取り付けられている。そして、横加速度相関情報値を、車両Ｃの走行中に舵角センサ８により検出された操舵角δとして、操舵角判定部４ｈにより操舵角δの絶対値が所定値以下であるか否かを判定する構成とすることができる。
【００８８】
走行中に車両Ｃのハンドルを大きく操作するときには、車両Ｃに大きな遠心力が加わり、車両Ｃに作用する横加速度が大きくなりやすい。すなわち、車両Ｃの走行中の操舵角δは車両Ｃに作用する横加速度に対して正の相関をもつことが多い。したがって、上述した構成により、第２実施形態と同様に、シート荷重判定精度の低下を防止することができる。
【００８９】
なお、操舵角δが大きくかつ車速Ｖが速いほど車両Ｃに大きな遠心力が加わることを考慮すると、車速Ｖ及び操舵角δの積は車両Ｃに作用する遠心加速度と高い相関があるといえる。よって、横加速度相関情報値を、車速Ｖ及び操舵角δの積とすることにより、単に走行中の操舵角δを横加速度相関情報値とするよりも、車両Ｃに作用する横加速度と横加速度相関情報値との相関が高くなるため、シート荷重判定精度の低下を防止する効果をより高くすることができる。
【００９０】
また、上述した横加速度Ｇｙ、ヨーレイトγ、遠心加速度Ｖγ又は操舵角δを横加速度相関情報値として用いる各横加速度相関情報判定手段１０のうち２つ以上を組み合わせることもできる。複数の横加速度相関情報判定手段１０を組み合わせることは、上述した効果を重ね合わせることとなるため、シート荷重判定装置１のシート荷重判定精度の向上に寄与する。また、ある横加速度相関情報判定手段１０に作動不良が発生したとしても他の横加速度相関情報判定手段１０が正常に作動するため、シート荷重判定装置１の作動確実性が向上する。
【符号の説明】
【００９１】
１ …シート荷重判定装置 ２Ｆ …前方左の荷重センサ
２Ｒ …後方左の荷重センサ ４ｃ …判定部
５ …Ｇセンサ（横加速度検出手段） ６ …車速センサ（車速検出手段）
７ …ヨーレイトセンサ（ヨーレイト検出手段）
８ …舵角センサ（舵角検出手段） ９ …助手席のシート
９４〜９７…支持部 １０ …横加速度相関情報判定手段
Ｃ …車両 Ｇｙ …横加速度（横加速度相関情報値）
Ｖ …車速 ＷＦ …前方左の荷重値
ＷＲ …後方左の荷重値 γ …ヨーレイト（横加速度相関情報値）
δ …操舵角（横加速度相関情報値）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシートを支持する複数の支持部のうち左右のいずれか一側の該支持部に配設されて該支持部に作用する荷重を検出する荷重センサと、
前記車両の車幅方向の加速度である横加速度に対して正の相関をもつ情報値を横加速度相関情報値として検出すると共に、該横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する横加速度相関情報判定手段と、
前記横加速度相関情報値の絶対値が前記所定値以下であるときにのみ、前記荷重センサが検出した前記荷重に基づいて、前記シートに大人が着座している大人着座状態か、前記シートにチャイルドシートが固縛されているチャイルドシート固縛状態かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とするシート荷重判定装置。
【請求項２】
前記荷重センサが、複数の前記支持部のうち左右のいずれか一側の前後に離間した２箇所の各該支持部に配設されている請求項１に記載のシート荷重判定装置。
【請求項３】
前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の前記横加速度を検出する横加速度検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該横加速度検出手段により検出された該横加速度である請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項４】
前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、該車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該車速及び該ヨーレイトの積として算出された遠心加速度である請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項５】
前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該ヨーレイト検出手段により検出された該ヨーレイトである請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項６】
前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の操舵角を検出する舵角検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該車両の走行中に該舵角検出手段により検出された該操舵角である請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項７】
請求項３〜６に記載の横加速度相関情報判定手段から選ばれる２つ以上を備える請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項１】
車両のシートを支持する複数の支持部のうち左右のいずれか一側の該支持部に配設されて該支持部に作用する荷重を検出する荷重センサと、
前記車両の車幅方向の加速度である横加速度に対して正の相関をもつ情報値を横加速度相関情報値として検出すると共に、該横加速度相関情報値の絶対値が所定値以下であるか否かを判定する横加速度相関情報判定手段と、
前記横加速度相関情報値の絶対値が前記所定値以下であるときにのみ、前記荷重センサが検出した前記荷重に基づいて、前記シートに大人が着座している大人着座状態か、前記シートにチャイルドシートが固縛されているチャイルドシート固縛状態かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とするシート荷重判定装置。
【請求項２】
前記荷重センサが、複数の前記支持部のうち左右のいずれか一側の前後に離間した２箇所の各該支持部に配設されている請求項１に記載のシート荷重判定装置。
【請求項３】
前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の前記横加速度を検出する横加速度検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該横加速度検出手段により検出された該横加速度である請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項４】
前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、該車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段と、を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該車速及び該ヨーレイトの積として算出された遠心加速度である請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項５】
前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両のヨーレイトを検出するヨーレイト検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該ヨーレイト検出手段により検出された該ヨーレイトである請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項６】
前記横加速度相関情報判定手段は、前記車両の操舵角を検出する舵角検出手段を備えると共に、前記横加速度相関情報値が、該車両の走行中に該舵角検出手段により検出された該操舵角である請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【請求項７】
請求項３〜６に記載の横加速度相関情報判定手段から選ばれる２つ以上を備える請求項１又は２に記載のシート荷重判定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１１５２（Ｐ２０１３−１１５２Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３１３１４（Ｐ２０１１−１３１３１４）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]