(57)【要約】【課題】耐久性が高く着座した人体と物体とを確実に判別する。【解決手段】座席装置１は、着座部４を備え、ヘッドレスト２や背もたれ部３を有し、車両のシートとして用いられる。着座部４には、クッションパッド５が内蔵されると共に、クッションパッド５の下方に配置されてクッションパッド５を支持するＳバネフレーム６が内蔵される。着座部４は、クッションパッド５に内蔵された磁気センサ部１０と、Ｓバネフレーム６に取付固定された永久磁石１９とからなる着座センサを備える。磁気センサ部１０は、センサ素子１２に印加される永久磁石１９で発生する磁界の変化（磁束密度の変化）を電気信号として検出し、センサ素子１２と永久磁石１９との間の距離Ｓやこの距離Ｓの変化量ΔＳ等を検出可能に構成される。【選択図】図１
2014073721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バネフレーム上に配置されたクッションパッドを有する着座部を備え、
前記着座部は、磁気センサ及び磁気発生体を有する着座センサを備え、
前記磁気センサ及び磁気発生体のいずれか一方が前記クッションパッドの内部又は上面部に配置され、いずれか他方が前記バネフレーム側に配置され、
前記着座センサにより、前記着座部に対する人体の着座の有無を検出する
ことを特徴とする着座センサ付き座席装置。
【請求項２】
前記着座センサは、前記着座部におけるヒップポイントの下方又は前記ヒップポイントの下方よりも前方に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の着座センサ付き座席装置。
【請求項３】
前記着座センサは、前記磁気センサ及び前記磁気発生体のいずれか一方が、前記クッションパッドの内部中間位置よりも上方に配置されてなる
ことを特徴とする請求項１又は２記載の着座センサ付き座席装置。
【請求項４】
前記磁気センサは、前記バネフレームに配置され、前記磁気発生体は、前記クッションパッドに配置されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の着座センサ付き座席装置。
【請求項５】
前記磁気センサ及び前記磁気発生体のいずれか一方は、前記バネフレームの屈曲部に配置される
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の着座センサ付き座席装置。
【請求項６】
前記磁気センサと前記磁気発生体は、鉛直方向において互いに重なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の着座センサ付き座席装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、座席に着座した乗員を検知可能な着座センサを備えた着座センサ付き座席装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば車両に搭載された座席の着座部に着座した乗員を検知するための着座検知装置が知られている。この着座検知装置としては、クッション直下に配置されたメンブレンスイッチにより乗員の着座を検出するものが良く知られているが、最近では、座り心地を改良させたものとして、座席の着座部のクッションパッドの下方で、このクッションパッドを支持するＳバネフレームに、メンブレンスイッチからなる荷重検知装置を取付固定してなる着座検知装置も知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０５２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術の着座検知装置では、荷重検知装置が薄いシート状のメンブレンスイッチからなるため、耐久性が劣ると共に乗員などの人体と荷物などの物体との荷重の差異を判別し難くこれらを誤検出してしまう場合がある。
【０００５】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消し、耐久性が高く着座した人体と物体とを確実に判別することができる着座センサ付き座席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】
【０００６】
本発明に係る着座センサ付き座席装置は、バネフレーム上に配置されたクッションパッドを有する着座部を備え、前記着座部は、磁気センサ及び磁気発生体を有する着座センサを備え、前記磁気センサ及び磁気発生体のいずれか一方が前記クッションパッドの内部又は上面部に配置され、いずれか他方が前記バネフレーム側に配置され、前記着座センサにより、前記着座部に対する人体の着座の有無を検出することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る着座センサ付き座席装置によれば、着座部が磁気センサ及び磁気発生体からなる着座センサを有し、磁気センサ及び磁気発生体のいずれか一方がクッションパッドの内部又は上面部に配置され、いずれか他方がバネフレーム側に配置されているので、従来のメンブレンスイッチと比較して耐久性が高い構造とすることができる。また、人体と物体との荷重の差異に基づくクッションパッド及びバネフレームのより大きな変位量を正確に検知して、人体の着座の有無を確実に検出することができる。これにより、着座した人体と物体とを確実に判別することが可能となる。
【０００８】
本発明の一実施形態においては、前記着座センサは、前記着座部におけるヒップポイントの下方、又は前記ヒップポイントの下方よりも前方に配置されている。
【０００９】
また、本発明の他の実施形態においては、前記着座センサは、前記磁気センサ及び前記磁気発生体のいずれか一方が、前記クッションパッドの内部中間位置よりも上方に配置されてなる。
【００１０】
本発明の更に他の実施形態においては、前記磁気センサは、前記バネフレームに配置され、前記磁気発生体は、前記クッションパッドに配置されている。
【００１１】
本発明の更に他の実施形態においては、前記磁気センサ及び前記磁気発生体のいずれか一方は、前記バネフレームの屈曲部に配置される。
【００１２】
本発明の更に他の実施形態においては、前記磁気センサと前記磁気発生体は、鉛直方向において互いに重なる位置に配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、耐久性が高く着座した人体と物体とを確実に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る着座センサ付き座席装置を示す側面図である。
【図２】同着座センサ付き座席装置の一部を示す平面図である。
【図３】同着座センサ付き座席装置の磁気センサ部の基板の構成を示すブロック図である。
【図４】同着座センサ付き座席装置の作動状態を示す側面図である。
【図５】同着座センサ付き座席装置の永久磁石の配置態様を平面及び側面で示す図である。
【図６】同着座センサ付き座席装置による着座判定処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態に係る着座センサ付き座席装置の作動状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して、この発明の実施の形態に係る着座センサ付き座席装置を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る着座センサ付き座席装置を示す側面図である。図２は、着座センサ付き座席装置の一部を示す平面図である。図３は、着座センサ付き座席装置の作動状態を示す側面図である。図１に示すように、本実施形態に係る着座センサ付き座席装置（以下、「座席装置」と呼ぶ。）１は、着座部４を備えて構成され、その他ヘッドレスト２や背もたれ部３を有し、例えば図示しない車両のシートとして用いられるものである。
【００１７】
座席装置１の着座部４には、ウレタン等の緩衝材からなるクッションパッド５が内蔵されると共に、バネフレームとして、例えばクッションパッド５の下方に配置されてクッションパッド５を支持する鉄等の丸棒状の金属部材をＳ字形状に成形してなるＳバネフレーム６が内蔵されている。また、着座部４は、例えばクッションパッド５に内蔵された磁気センサ部１０と、Ｓバネフレーム６に取付固定された永久磁石１９とからなる着座センサを備える。
【００１８】
着座センサの磁気センサ部１０及び永久磁石１９は、例えば図２に示すように、着座部４の座面における乗員（人体）９のヒップポイント（着座位置）Ｐの下方、又はヒップポイントＰよりも前方に配置される。着座部４においては、ヒップポイントＰの下方が、着座の有無によって変位量が大きくなるからである。また、座席装置１は、背もたれ部３を有するので、背もたれ部３が乗員の背中を相対的に押す力によって前方向にも力が働くため、ヒップポイントＰよりも前方においても変位量が大きくなるからである。これら磁気センサ部１０及び永久磁石１９は、図１に示すように、鉛直方向において互いに重なり合うように配置されている。このような配置関係であれば、クッションパッド５の変位を磁場の変化としてより鋭敏に捉えることが可能である。
【００１９】
着座センサの磁気センサ部１０は、例えばクッションパッド５内の上下方向の中間部より上方に、図示しないスリットから挿入されて配置されたり、クッションパッド５と一体成形により配置されたりしている。なお、磁気センサ部１０は、クッションパッド５の上面部に埋設されても良い。そして、磁気センサ部１０は、車両に搭載されたＥＣＵ２０と電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、車両全体の制御を司ると共に、着座センサの磁気センサ部１０からの信号に基づいて、エアバッグの展開制御等の各種補機の動作制御を行う。
【００２０】
磁気センサ部１０は、例えばＦＰＣ等からなる基板１１と、この基板１１上に設けられたホール素子やＭＲ素子からなるセンサ素子１２とを備えて構成されている。磁気センサ部１０の基板１１には、図３に示すように、例えばセンサ素子１２に変調電流又は変調電圧を出力する変調回路１２と、センサ素子１２からの出力電圧信号を復調する復調回路２２と、復調回路２２の出力から所定の磁束を検出する検出回路２３と、検出回路２３から出力される検出信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、このＡ／Ｄ変換器２４の出力をＥＣＵ２０に送信する送信回路２５と、これら各部を電気的に接続する配線パターン等が更に形成されている。
【００２１】
このように構成された磁気センサ部１０は、センサ素子１２に印加される永久磁石１９で発生する磁界の変化（磁束密度の変化）を電気信号として検出するものであり、例えば図４（ａ）に示すようなセンサ素子１２と永久磁石１９との間の距離Ｓやこの距離Ｓの変化量ΔＳ等を検出可能に構成されている。変調回路２２及び復調回路２３は、周囲のノイズから磁束密度の変化のみを正確に抽出するために設けられる。
【００２２】
永久磁石１９は、例えばアルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等からなる。永久磁石１９は、例えばＳバネフレーム６の屈曲部６ａやその近傍に対し、クリップ状のホルダ１８を介して取付固定されて配置されている。永久磁石１９は、上記屈曲部６ａのようなＳバネフレーム６が水平方向に変位し難い箇所に配置される。図５のように、Ｓバネフレーム６のＲ部に嵌る溝が形成されたホルダ１８によって、永久磁石１９を保持するようにしても良い。永久磁石１９は、ホルダ１８を介してＳバネフレーム６よりも上方の位置に固定されている。これにより、永久磁石１９と磁気センサ部１０との間にＳバネフレーム６が介在してしまうことを避けることができる。従って、永久磁石１９が発する磁場に対する影響を、これらの間にＳバネフレーム６が介在する場合と比較して小さくすることができる。このように構成された座席装置１における着座判定処理は、例えば次のように行われる。
【００２３】
図６は、着座センサ付き座席装置による着座判定処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、まず、磁気センサ部１０によって、センサ素子１２と永久磁石１９との間の距離Ｓを監視し（ステップＳ１００）、座面４ａ上に何も載っていない通常状態時の距離Ｓを把握すると共に、距離Ｓに変化があるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。
【００２４】
距離Ｓに変化がないと判断した場合（ステップＳ１０２のＮ）は、距離Ｓの監視を継続し、距離Ｓに変化があると判断した場合（ステップＳ１０２のＹ）は、距離Ｓが、図４（ｂ）に示すような人体９が着座部４に着座したときのセンサ素子１２と永久磁石１９との間の距離Ｓ’以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。
【００２５】
なお、距離Ｓ’は、クッションパッド５及びＳバネフレーム６の設計弾性力に応じて、座面４ａ上に下方向に所定の荷重（例えば、４０ｋｇ以上）が加わったときのこれらの変位量に基づき決まる距離に設定されており、人体９が着座したか否かを判断するためのしきい値として用いられる。
【００２６】
距離Ｓが距離Ｓ’以下であると判断した場合（ステップＳ１０４のＹ）は、着座部４の座面４ａ上に人体９が着座したと判定する（ステップＳ１０６）。一方、距離Ｓが距離Ｓ’よりも長いと判断した場合（ステップＳ１０４のＮ）は、着座部４の座面４ａ上に荷物等の物体が載置されたと判断する（ステップＳ１０８）。そして、これらの判断結果をＥＣＵ２０に出力し（ステップＳ１１０）、本フローチャートによる一連の着座判定処理を終了する。
【００２７】
このように、本実施形態に係る座席装置１は、着座部４がセンサ素子１２を有する磁気センサ部１０及び磁気発生体である永久磁石１９からなる着座センサを有し、この着座センサの磁気センサ部１０がクッションパッド５の内部に配置され、永久磁石１９がＳバネフレーム６に固定されて配置されている。そして、センサ素子１２と永久磁石１９との間の距離Ｓを測定して着座部４への人体９や物体の着座の有無を判別する。従って、メンブレンスイッチのような機械的な接触がなく高い耐久性を備えることができる。
【００２８】
また、メンブレンスイッチのようなものと比較して変位量の範囲を大きくすることができる構造の着座センサを備えるため、人体や物体の荷重の差異に基づくクッションパッド及びＳバネフレームの変位状態を正確に検出して、人体の着座の有無等を確実に検出し、着座した人体や物体を確実に判別することができる。
【００２９】
図７は、本発明の他の実施形態に係る着座センサ付き座席装置の作動状態を示す側面図である。図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る座席装置１は、着座センサの磁気センサ部１０がホルダ１８を介してＳバネフレーム６に取付固定されて配置され、永久磁石１９がクッションパッド５に内蔵されて配置されている点、すなわち磁気センサ部１０と永久磁石１９の配置態様が先の実施形態のものと逆となっている点が相違している。このように構成すると、クッションパッド５内で磁気センサ部１０の配線を引き回さないでも済む上、永久磁石１９からの磁界がＳバネフレーム６側に収束するので、検出精度が向上するという効果を奏することができる。
【００３０】
なお、座席装置１の着座部４に備えられる着座センサへの外部からの磁界の影響を避けるため、着座センサの周囲やクッションパッド５及びＳバネフレーム６の周囲等に、金属製のシールド部材を配置したり、永久磁石１９の代わりに電磁石や他の磁気発生体を配置したりしても良い。
【００３１】
更に、上述の各実施形態では、磁気発生体として、永久磁石を使用したが、電磁石など他の磁気発生体を使用することも可能である。更に、Ｓバネフレーム６自体に所定周波数の交流電流を流すことにより、Ｓバネフレーム６自体を磁気発生体として用いることも可能である。
【００３２】
また、上述した各実施形態では、Ｓ字形状に成形してなるＳバネフレーム６を用いたが、Ｓ字形状以外のバネフレームを用いることも可能であり、例えばＺ字形状等であっても良い。更に、着座センサは、複数組の磁気センサ部１０及び永久磁石１９からなるものであっても良い。そして、磁気センサ部１０及び永久磁石１９のいずれか一方がＳバネフレーム６に固定されているものを例に挙げて説明したが、例えば接着剤等によりクッションパッド５の下面に固定することも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１          着座センサ付き座席装置
２          ヘッドレスト
３          背もたれ部
４          着座部
４ａ        座面
５          クッションパッド
６          Ｓバネフレーム
９          人体
１０        磁気センサ部
１１        基板
１２        センサ素子
１８        ホルダ
１９        永久磁石
２０        ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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