(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の座席に作用する荷重を検出する荷重センサと、
信号としての前記荷重を所定の荷重しきい値により多数のクラスの一つに分別することにより乗員の有無および種類を判定する判定手段と、
を備える荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段は、
検出した前記荷重が前記クラスに所定のしきい値時間持続して存在する場合に前記クラス間の遷移である状態遷移が生じたものと判定し、かつ、少なくとも複数の状態遷移を決定するための前記しきい値時間は異なる長さに設定されていることを特徴とする荷重センサを用いる乗員判定装置。
【請求項２】
請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段は、
前記クラスとして空席、大人、子供を有し、
前記空席と前記大人または前記子供との間の前記状態遷移は、前記大人から前記子供への状態遷移よりも短い前記しきい値時間を有することを特徴とする荷重センサを用いる乗員判定装置。
【請求項３】
請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段は、
前記クラスとして空席、大人、子供を有し、
前記空席と前記大人または前記子供との間の前記状態遷移は、前記子供から前記大人への状態遷移よりも短い前記しきい値時間を有することを特徴とする荷重センサを用いる乗員判定装置。
【請求項４】
請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段は、
前記クラスとして空席、大人、子供を有し、
前記子供から前記大人への状態遷移は、前記大人から前記子供への状態遷移よりも短い前記しきい値時間を有することを特徴とする荷重センサを用いる乗員判定装置。
【請求項５】
請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段は、
前記クラスとして空席、大人、子供を有し、
前記大人または前記子供から前記空席への状態遷移は、前記空席から前記大人または前記子供への状態遷移よりも短い前記しきい値時間を有することを特徴とする荷重センサを用いる乗員判定装置。
【請求項６】
請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段は、
前記クラスとして空席と他の前記クラスとの間の状態遷移の判定を、前記空席以外の前記クラス間の状態遷移の判定に比較して相対的に高周波信号成分を多く含む前記荷重を用いて行うことを特徴とする乗員判定装置。
【請求項７】
請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段は、
前記クラスとして空席、大人、子供を有し、
前記空席から前記大人または前記子供への状態遷移において空席が解消された判定した時点からの時間経過に相関を有して前記大人と前記子供との間の前記状態遷移の判定のための前記しきい値時間を延長することを特徴とする乗員判定装置。
【請求項８】
請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段は、
前記座席の着座面の面圧の分布を検出する前記荷重センサが検出した前記前記面圧の和からなる前記荷重を所定の第一の荷重しきい値と比較することにより前記空席か否かを判定し、
前記面圧の二次元分布から乗員体格に相関を有する関数値を演算し、
前記関数値と所定の第二の荷重しきい値とを比較することにより前記大人と子供との判定を行うことを特徴とする荷重センサを用いる乗員判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、座席に設けた乗員判別用の荷重センサを用いる乗員判別装置に関する。本発明は好適にはエアバッグなどの対衝突用安全装置の制御に用いられる。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】
たとえばエアバッグの展開制御において保護すべき対象の体格などをあらかじめ認識してそれにより展開モードを調節することが望ましいため、従来より車両の座席（車両）に荷重センサを組み込み、その出力により乗員の有無や体格を判定している。基本的には、荷重センサの出力電圧を所定のしきい値により分別することにより空席、大人着座、子供着座を判定している。
【０００３】
しかしながら、荷重センサの出力は、乗員の乗降、姿勢変化、乗員に作用する走行Ｇの変化等によって変動し、これらによる荷重センサの出力変動によりしきい値が固定されている場合には一時的に誤判定出力が発生する。
【０００４】
したがって、この乗員判定においては、乗員の姿勢変化や乗員に作用する走行Ｇなどにより一時的な誤判定出力を排除し判定精度を向上するべく慎重な判定動作が要求される。このような一時的な誤判定出力を除去するには、ローパスフィルタ処理（低域成分抽出や平均化処理）を用いるのが通常である。
【０００５】
たとえば、ＥＰ９９／００４０７は、過去の検出データのうちのもっとも大きな１０個のデータの平均値をしきい値と比較して判定を行っている。しかし、この技術では判定精度の向上はできるものの乗員の乗り替わりや乗降など、判定結果を変更する必要がある状況に対して判定結果の変更が遅れてしまうという欠点があった。
【０００６】
また、特開平１０ー１９４０７９は、車両の挙動をＧセンサによって検知し、車両が安定していないと判断しているときに乗員の検出結果が変わっても判定を変更しないことを提案しているが、この方式ではＧセンサを追加する必要がある他、乗員が走行状態に関係なく自発的に姿勢を変化させた場合における荷重センサの出力変動に対して効果がない。
【０００７】
すなわち、荷重センサ出力を用いる従来の乗員判定技術では、判定精度に優れた判定結果を得るには有効であったが、判定に要する時間の延長が必要となるため、たとえば乗員の乗降直後などにおいて乗員判定情報が速やかに必要となった場合などに対応できないという問題を有していた。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、速やかな判定が要求される場合における判定遅延の低減と、そうでない場合における判定精度の向上とを両立可能で実用性に優れた荷重センサを用いる乗員判定装置を提供することをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の荷重センサを用いる乗員判定装置は、車両の座席に作用する荷重を検出する荷重センサと、信号としての前記荷重を所定の荷重しきい値により多数のクラスの一つに分別することにより乗員の有無および種類を判定する判定手段とを備える荷重センサを用いる乗員判定装置において、
前記判定手段が、検出した前記荷重が前記クラスに所定のしきい値時間持続して存在する場合に前記クラス間の遷移である状態遷移が生じたものと判定し、かつ、少なくとも複数の状態遷移を決定するための前記しきい値時間は異なる長さに設定されていることを特徴としている。
【００１０】
すなわち、この発明では、検出する荷重の大きさにより分別されるクラス間の状態遷移（クラスの変更）を認めるために、現在と異なるクラスに所属するべきしきい値時間を、複数のクラスで異なる長さに設定する。このようにすれば、各状態遷移ごとに好適な判定による遅延時間、判定に紛れ込む一時的な偽信号の持続時間が異なるので、素早い判定を要する状態遷移の判定をいたずらに遅延させることなく、偽信号による誤判定を排除して判定精度の向上を図ることができる。
【００１１】
請求項２記載の構成は請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、前記判定手段が、前記クラスとして空席、大人、子供を有し、前記空席と前記大人または前記子供との間の前記状態遷移は、前記大人から前記子供への状態遷移よりも短い前記しきい値時間を有することを特徴としている。
【００１２】
すなわち、この発明では、乗降遷移（乗員が乗降する場合）を、着座中遷移（なんらかの原因による着座中乗員の判定結果が大人と子供との間で変化する場合）のうちの大人から子供への状態遷移に比較して高速に判定する。
【００１３】
これにより、乗降時には最終判定に要する時間を短縮することができるのでこの最終判定結果を速やかに必要な車両制御（通常は上記衝突安全制御）に供することができ、上記必要な車両制御の適正な開始を速やかに行うことができるとともに、大人から子供への状態遷移を判定する場合は、一時的な荷重低下現象の影響を排除して大人から子供への状態遷移を高精度に分別することができる。
【００１４】
もちろん、この大人から子供への判定時間を相対的に長く設定することにより、判定中において乗員種別情報を用いた車両制御を行う状況が生じる可能性も存在する。しかし、この場合においては、最低、大人又は子供のどちらかは着座中であるとの判定には変更がないので、この判定結果に基づいて必要最小限の車両制御を行うことができる。更に、判定を開始してから判定を繰り返していくにつれてこの種の一時的な荷重低下現象による誤った状態遷移判定は低減していくため、今回の状態遷移判定における最初のレベルは真値に収束するのでますます好都合である。
【００１５】
なお、この大人から子供への状態遷移すなわち判定の変更は、前述したように、乗員の姿勢の変化や走行により乗員に作用する加速度（走行Ｇ）の変化等に起因する一時的（短期間）の荷重変化により生じる。乗員の姿勢の変化の一例としては、たとえば着座中の子供の遊戯が挙げられる。このような大人から子供への状態遷移が長時間持続することはきわめて少なく、判定に要する時間を十分長く設定することにより除去することができるため、高精度の判定を実現することができる。
【００１６】
請求項３記載の構成は請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、前記判定手段が、前記クラスとして空席、大人、子供を有し、前記空席と前記大人または前記子供との間の前記状態遷移は、前記子供から前記大人への状態遷移よりも短い前記しきい値時間を有することを特徴としている。
【００１７】
すなわち、この発明では、乗降遷移（乗員が乗降する場合）を、着座中遷移（なんらかの原因による着座中乗員の判定結果が大人と子供との間で変化する場合）のうちの子供から大人への状態遷移に比較して高速に判定する。
【００１８】
これにより、乗降時には最終判定に要する時間を短縮することができるのでこの最終判定結果を速やかに必要な車両制御（通常は上記衝突安全制御）に供することができ、上記必要な車両制御の適正な開始を速やかに行うことができるとともに、子供から大人への状態遷移を判定する場合は、一時的な荷重低下現象の影響を排除して子供から大人への状態遷移を高精度に分別することができる。
【００１９】
もちろん、この子供から大人への判定時間を相対的に長く設定することにより、判定中において乗員種別情報を用いた車両制御を行う状況が生じる可能性も存在する。しかし、この場合においては、最低、大人又は子供のどちらかは着座中であるとの判定には変更がないので、この判定結果に基づいて必要最小限の車両制御を行うことができる。更に、判定を開始してから判定を繰り返していくにつれてこの種の一時的な荷重低下現象による誤った状態遷移判定は低減していくため、今回の状態遷移判定における最初のレベルは真値に収束するのでますます好都合である。
【００２０】
なお、この大人から子供への状態遷移すなわち判定の変更は、前述したように、乗員の姿勢の変化や走行により乗員に作用する加速度（走行Ｇ）の変化等に起因する一時的（短期間）の荷重変化により生じる。乗員の姿勢の変化の一例としては、たとえば着座中の子供の遊戯が挙げられる。このような大人から子供への状態遷移が長時間持続することはきわめて少なく、判定に要する時間を十分長く設定することにより除去することができるため、高精度の判定を実現することができる。
【００２１】
請求項４記載の構成は請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、前記判定手段が、前記クラスとして空席、大人、子供を有し、前記子供から前記大人への状態遷移は、前記大人から前記子供への状態遷移よりも短い前記しきい値時間を有することを特徴としている。
【００２２】
本構成によれば、子供から大人への状態遷移の判定時間を相対的に短縮することができる。更に説明すると、子供から大人への状態遷移すなわち判定の変更は、子供の姿勢変更よりも大人の正常でない姿勢が原因となって荷重センサに正常な荷重が掛からない場合がほとんどである。これに対して、大人から子供への状態遷移は姿勢が変更されやすい子供の遊戯的な姿勢変更に起因して大人と判定される場合があるので、このような大人と誤判定する状態が長く続く場合がある。
【００２３】
そこで、この態様では、子供から大人への状態遷移のしきい値時間を相対的に短く設定することにより、判定精度の低下を抑止しつつ子供から大人への状態遷移の判定時間を短縮することができる。
【００２４】
請求項５記載の構成は請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、前記判定手段が、前記クラスとして空席、大人、子供を有し、前記大人または前記子供から前記空席への状態遷移は、前記空席から前記大人または前記子供への状態遷移よりも短い前記しきい値時間を有することを特徴としている。
【００２５】
具体的に説明すると、子供又は大人から空席への状態遷移は、荷重が大幅に減った状態であるためすぐに安定状態となる。これに対して、逆の場合は、着座時に手をつきながら又はなにかを把持しながら座ったり、正常な着座姿勢に調節するために微妙に腰を浮かせつつ移動したりするなどの場合により発生し、荷重が安定するまでに相対的に時間がかかる。
【００２６】
そこで、この態様では、大人または子供から空席への状態遷移のしきい値時間を逆の状態遷移のしきい値時間よりも短縮しているので、判定精度の低下を抑止しつつ子供又は大人から空席への状態遷移の判定時間を短縮することができる
請求項６記載の構成は請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、前記判定手段が、前記クラスとして空席と他の前記クラスとの間の状態遷移の判定を、前記空席以外の前記クラス間の状態遷移の判定に比較して相対的に高周波信号成分を多く含む前記荷重を用いて行うことを特徴としている。
【００２７】
すなわち、この態様では、高周波信号成分を相対的に多く含む信号としての’荷重’を、空席と他のクラスとの状態遷移の判定に用いるのでレスポンスの向上により判定に要する時間を短縮することができるうえ、大人と子供との間の判定、特に大人から子供への判定においては、高周波信号成分を相対的に低減した信号としての’荷重’を用いるので、大人又は子供の一時的な姿勢変化による荷重波形の変化を低減することができ、判定精度を向上することができる。特に、この構成は、信号としての荷重が振動している場合にこの振動成分を良好に除去できる点で有効である。なお、空席判定において、荷重の振動（リンギング）の影響が生じるが、
大人又は子供が降車して空席となった場合には荷重の絶対値が小さいために振動（リンギング）の影響は非常に小さく、高周波信号成分を含む荷重を判定に用いても、判定精度の低下はほとんどなく、すばやい判定を実現することができる。高周波信号成分を低減した荷重すなわち荷重の低域成分はローパスフィルタ処理により容易に得ることができる他、同種の処理としての平均化処理によっても得ることができる。
【００２８】
請求項７記載の構成は請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、前記判定手段が、前記クラスとして空席、大人、子供を有し、前記空席から前記大人または前記子供への状態遷移において空席が解消された判定した時点からの時間経過に相関を有して前記大人と前記子供との間の前記状態遷移の判定のための前記しきい値時間を延長することを特徴としている。
【００２９】
具体的に説明すると、乗員が空席に勢いよく着座すると、検出した荷重がオーバーシュートする場合があり、子供着座を大人着座と誤判定する可能性が生じる。そこで、この場合、大人から子供への状態遷移に用いるしきい値時間を長く設定していると、着座直後に誤判定した大人という判定結果を長い時間修正することができないという不具合が生じる。
【００３０】
そこで、大人と子供との間の状態遷移の判定のための、特に大人から子供への状態遷移の判定のためのしきい値時間を、空席解消時点の後の所定期間は短く設定して大人への速やかな修正を可能とし、その後にはこのしきい値時間をもっと延長して高精度の判定を行うことにより、上記オーバーシュートの影響を軽減する。なお、このしきい値時間の長さの時間的な延長は、時間軸上にて段階的（ステップ変化）に行われてもよく、連続的に行われてもよい。
【００３１】
請求項８記載の構成は請求項１記載の荷重センサを用いる乗員判定装置において、前記判定手段が、前記座席の着座面の面圧の分布を検出する前記荷重センサが検出した前記前記面圧の和からなる前記荷重を所定の第一の荷重しきい値と比較することにより前記空席か否かを判定し、前記面圧の二次元分布から乗員体格に相関を有する関数値を演算し、前記関数値と所定の第二の荷重しきい値とを比較することにより前記大人と子供との判定を行うことを特徴としている。
【００３２】
すなわち、この構成では、空席と他のクラスとの間の状態遷移を着座面の複数の面圧の和をクラス分けして判定し、大人と子供とのクラス分けには、”面圧の分布を表し乗員体格に相関を有する所定の関数”の関数値又はその低域成分をクラス分けすることにより判定する。これにより、空席かどうかの判定を素早く行うとともに、高精度に大人と子供とのクラス分けを実施することができる。なお、上記した”面圧の分布を表し乗員体格に相関を有する所定の関数”は、奔出願人出願中の特開２００１−２０１４１２に詳しく説明されているので参照されたい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な態様を以下の実施例を参照して以下に説明する。
（実施例１）
この実施例の装置を助手席の垂直断面図を示す図１を参照して以下に説明する。１は座席、２は座席の着座部３の上部に埋設されたシ−ト状の感圧センサ、４はＡ／Ｄコンバータ付属マイコンからなるコントローラである。感圧センサ２の平面図を図２に示す。
【００３４】
感圧センサ２は、その圧縮力に応じて電気抵抗値が低下する導電粒子混入ゴム層と、このゴム層の両主面に個別に密着された一対の電極シートからなり、ゴム層は、図２に黒点で示されるように、着座部３のほぼ前面に略均等密度で分布している。このようにすれば、座席に人体（又は物体）が着座すると、両電極シート間の電気抵抗は、その重量の増大に応じて低下する。感圧センサ２の代わりに、図３に示すように自動車の床面に固定されて座席１を支持する脚部に介設した圧力センサ５を採用してもよい。
【００３５】
コントローラ４は、感圧センサ２の上記両電極シート間に負荷抵抗を通じて所定の直流電圧を印加するか、又は定電流を通電する。これにより、コントローラ４は、感圧センサ２の電圧降下の大きさにより座席１上の乗員の重量を検出する。なお、感圧センサ２の電圧降下は、コントローラ４のＡ／Ｄコンバータによりデジタル信号に変換されてコントローラ４のマイコンに読み込まれる。
【００３６】
コントローラ４により実行されるこの実施例の判定処理を図５に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
【００３７】
まず、感圧センサ２から読み込んだ電圧降下を荷重Ｗに換算し（Ｓ１００）、この荷重Ｗを互いに異なる二つの荷重しきい値Ｗｔｈ１、Ｗｔｈ２と比較し（Ｓ１０２）、荷重ＷがＷｔｈ１より大きければ大人と仮決定し（Ｓ１０４）、ＷがＷｔｈ１とＷｔｈ２との間であれば子供と仮決定し（Ｓ１０６）、ＷがＷｔｈ２より小さければ空席と仮決定する（Ｓ１０８）。Ｗｔｈ１はＷｔｈ２より所定値だけ大きく設定されている。なお、荷重Ｗに相当するデジタル値は実際の荷重の大きさとは所定の相関をもつので、読み込んだこのデジタル値と荷重しきい値Ｗｔｈ１、Ｗｔｈ２とを直接比較してもよい。また、この実施例では、比較する量として荷重Ｗの今回値すなわち瞬時値を採用したが直前の短期間の平均値として高周波ノイズ成分の除去を行ってもよい。更に、この実施例では、空席と子供と大人との３つの状態を判定したが荷重しきい値を増加することにより更に多くの状態を設定してもよい。
【００３８】
次に、現在保持する判定状態と今回の仮決定状態とに基づいて、今回の状態遷移を判定する（Ｓ１１０）。この実施例では合計６つの状態遷移を、空席から大人への状態遷移、大人から空席への状態遷移、空席から子供への状態遷移、子供から空席への状態遷移からなる第一状態遷移パターンと、大人から子供へ状態遷移、子供から大人への状態遷移からなる第二状態遷移パターンと、状態遷移なしとの３つの状態遷移パターンに分別する。なお、更に、多くの状態遷移パターンに分別してもよい。
【００３９】
次に、第一状態遷移パターンと判定したら状態遷移を最終判定するまでのウオッッチング時間を設定するタイマのしきい値時間Ｔｔｈを第一しきい値時間Ｔｔｈ１に設定し（Ｓ１１２）、第二状態遷移パターンと判定したら状態遷移を最終判定するまでのウオッチング時間を設定するタイマのしきい値時間Ｔｔｈを第二しきい値時間Ｔｔｈ２に設定し（Ｓ１１４）、タイマーが現在動作中であればそれをリセットしてから、動作中でなければ０からタイマーをスタートする（Ｓ１１６）。ここで重要なことは、第一しきい値時間Ｔｔｈ１は第二しきい値時間Ｔｔｈ２より短く設定されていることである。
【００４０】
Ｓ１１０にて状態遷移なしの場合には、現在タイマがカウント中かどうかを判定し（Ｓ１１８）、カウント中であればタイマがそのしきい値時間Ｔｔｈ（＝ステップＳ１１４又はＳ１１２で設定したＴｈ１又はＴｈ２）に達したかどうかを調べ（Ｓ１２０）、達していなければステップＳ１００にリターンし、達していればステップＳ１０４又はＳ１０６又はＳ１０８で決定した仮決定に判定を変更し、図示しないエアバッグ制御用コントローラに出力してステップＳ１００にリターンする。また、ステップＳ１１８にてタイマがカウント中でなければ現在の判定の変更を禁止して（Ｓ１２４）、ステップＳ１００にリターンする。同じく、ステップＳ１２０にてタイマのカウント値がしきい値時間Ｔｔｈに達していなければステップＳ１００にリターンする。
【００４１】
すなわち、この実施例のエアバッグ制御用コントローラは、感圧センサ２の出力変化に直ちに反応してその着座者の有無又は種類の判定を変更するのではなく、所定待機期間だけ感圧センサ２の出力変更が持続する場合に初めて着座者の有無又は種類の判定を変更するので、前述した種々の理由による感圧センサ２の出力の一時的な乱れにより頻繁に誤判定を行ったり、判定を頻繁に変更したりする不具合を防止することができる。更にそのうえ、大人と子供との間の状態遷移時の判定変更に際しては、大人又は子供と空席との間の状態遷移時の判定変更に際してよりも上記所定待機期間を延長する工夫を行っているので、正確な判定には長時間を要する大人と子供との間の状態遷移時の判定変更を正確に実施することができる。また、相対的にすばやい判定が要求される大人又は子供と空席との間の状態遷移時の判定変更をすばやくおこなうことができ、素早くエアバッグ制御用コントローラに正しい情報を送信することができるので、エアバッグ制御用コントローラは乗降直後のエアバッグ制御に正確に対応することができる。なお、既述したように、大人と子供との間の状態遷移時の判定変更に際しては相対的に状態遷移の判定に長時間が必要となるが、エアバッグ制御用コントローラは、この判定期間中に前回までの判定結果によりすくなくとも大人又は子供のどちらかは着座中との情報は最低限有しているので、ほとんどエアバッグ制御に悪影響は生じない。すなわち、判定が積み重ねられていくと、それまでの判定の履歴により着座中の大人と子供との間の状態遷移のほとんどはすべてノイズばかりとなるので、エアバッグ制御用コントローラが記憶しているそれまでの大人又は子供という判定結果はほとんどすべて真値に収束することになり、エアバッグ制御用コントローラがこの記憶情報にしたがってエアバッグ制御を行うことは適切となるからである。
（変形態様）
上記実施例では、状態遷移をステップＳ１１０で判定してステップＳ１１６でタイマスタートした後、遷移後の状態がステップＳ１１２又はＳ１１４で設定されるしきい値時間の間ずっと変更されない場合に状態遷移と最終判定したが、その代わりに、このしきい値時間の間における遷移後の変更されない状態がある時間割合以上である場合に状態遷移と最終判定するようにしてもよい。
（変形態様）
「子供」から「大人」への状態遷移の場合には、子供が着座していて自分の体重以上にセンサ出力が増加することは考えにくく、むしろ大人が着座当初姿勢を崩していて荷重が十分加わらないために正しく判定されず、着座し直した場合が考えられる。そこで「子供」から「大人」への状態遷移のタイマスレッショルドは５秒程度に短く設定し、「大人」から「子供」への状態遷移は前述の様に大人が姿勢変化や車両走行Ｇによってセンサ出力が低下していると考えられるので、タイマスレッショルドを長く設定することによってより正しい判定へすぐ変更でき、かつ正しくない判定へは変更しにくい乗員検知システムにしてもよい。すなわち、  「子供」から「大人」への状態遷移時の第二しきい値時間Ｔｔｈ２を、「大人」から「子供」への状態遷移時の第二しきい値時間Ｔｔｈ２より短く設定すると、更に一層好適である。
（変形態様）
「子供・大人」から「空席」への状態遷移は荷重が無くなるだけなのですぐに判定するが、「空席」から「子供・大人」への状態遷移の場合には着座時は手をつきながら座ったり、落ち着く位置に座れるまで乗員が動いたりすることが考えられる。着座時はセンサの出力が安定しない可能性がある。したがって、「子供・大人」から「空席」へのの状態遷移のタイマスレッショルド（第一しきい値時間Ｔｔｈ１）を短く設定し、それに比べて「空席」から「子供・大人」の状態遷移のタイマスレッショルド（第一しきい値時間Ｔｔｈ１）を長くすれば空席状態の検知感度をよくすることができ、着座の判定は安定したところで乗員の種類を識別するため動的な外乱による誤判定を少なくすることができる。すなわち、  「子供又は大人」から「空席」への状態遷移時の第一しきい値時間Ｔｔｈ１を、「空席」から「大人又は子供」への状態遷移時の第一しきい値時間Ｔｔｈ１より短く設定すると、更に一層好適である。
【００４２】
【実施例２】
他の実施例を図６から図８に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
【００４３】
この実施例は、実施例１においてタイマを２つ増設してタイマを合計４つとした例を示す。すなわち、第一タイマＴｍ１は大人又は子供から空席への状態遷移を検出した場合にスタートするタイマであり、タイマしきい値時間はＴｈ１に設定されている。第二タイマＴｍ２は、空席から大人又は子供への状態遷移を検出した場合にスタートするタイマであり、タイマしきい値時間はＴｈ２に設定されている。第三タイマＴｍ３は大人から子供への状態遷移を検出した場合にスタートするタイマであり、タイマしきい値時間はＴｈ３に設定されている。第四タイマＴｍ４は子供から大人への状態遷移を検出した場合にスタートするタイマであり、タイマしきい値時間はＴｈ４に設定されている。
【００４４】
電源投入ととともに初期設定（リセット）を行い（Ｓ２００）、この時、着座状況は空席と設定する。次に、感圧センサ２から荷重Ｗを読み込み（Ｓ２０１）、読み込んだ荷重Ｗを小さい方の荷重しきい値Ｗｔｈ２と比較し（Ｓ２０２）、荷重ＷがＷｔｈ２以上であればフラグｆ１が１かどうかを調べ（Ｓ２０３）、０であれば第一タイマＴｍ１をスタートしかつフラグｆ１を１にセットし（Ｓ２０４）、１であればステップＳ２０５にジャンプする。
【００４５】
次のステップＳ２０５では、第一タイマＴｍ１をインクリメントし、タイマＴｍ１のカウント値が第一しきい値時間Ｔｈ１より大きいかどうか（タイマが満了したかどうか）を調べ（Ｓ２０６）、満了していなければステップＳ２０１にリターンする。また、ステップＳ２０２において、荷重ＷがＷｔｈ２より小さければ、第一タイマＴｍ１をリセットしかつフラグｆ１を０とし（Ｓ２０７）、ステップＳ２３０に進む。
【００４６】
ステップＳ２０６において、タイマＴｍ１のカウント値が第一しきい値時間（Ｔｈ１より大きい（タイマが満了した）場合には、荷重Ｗを大きい方の荷重しきい値Ｗｔｈ１と比較し（Ｓ２０７）、荷重ＷがＷｔｈ１より大きければ大人と判定してフラグＫを１とし（Ｓ２０８）、以下であれば子供と判定してフラグＫを０とし（Ｓ２０９）、ステップＳ２１０に進む。
【００４７】
ステップＳ２１０ではフラグＫを判定し、フラグＫが１（大人）であれば荷重Ｗを読み込み（Ｓ２１１）、読み込んだ荷重Ｗを小さい方の荷重しきい値Ｗｔｈ２と比較し（Ｓ２１２）、荷重ＷがＷｔｈ２以上であればタイマＴｍ４をリセットし、フラグｆ４を０にリセットして（Ｓ２１２０）、Ｓ２１３に進み、荷重ＷがＷｔｈ２未満であればタイマＴｍ２をリセットし、フラグｆ２を０にリセットして（Ｓ２１２１）、Ｓ２３３に進む。
【００４８】
Ｓ２１３にて荷重ＷがＷｔｈ１未満ならばフラグｆ２が１かどうかを調べ（Ｓ２１４）、０であれば第二タイマＴｍ２をスタートしかつフラグｆ２を１にセットし（Ｓ２１５）、１であればステップＳ２１６にジャンプする。
【００４９】
次のステップＳ２１６では、第二タイマＴｍ２をインクリメントし、タイマＴｍ２のカウント値が第二しきい値時間Ｔｈ２より大きいかどうか（タイマが満了したかどうか）を調べ（Ｓ２１７）、満了していなければステップＳ２１１にリターンする。満了していれば子供と判定し（Ｓ２１８）、ステップＳ２１０にリターンする。
【００５０】
また、Ｓ２１３にて荷重ＷがＷｔｈ１以上ならば、タイマＴｍ２をリセットし、フラグｆ２を０にリセットして（Ｓ２１９）、Ｓ２１０にリターンする。
【００５１】
ステップＳ２１０にて、フラグＫが０（子供）であれば荷重Ｗを読み込み（Ｓ２２１）、読み込んだ荷重Ｗを小さい方の荷重しきい値Ｗｔｈ２と比較し（Ｓ２２２）、荷重ＷがＷｔｈ２以上であればタイマＴｍ４をリセットし、フラグｆ４を０にリセットして（Ｓ２２２０）、Ｓ２２３に進み、荷重ＷがＷｔｈ２未満であればタイマＴｍ２をリセットし、フラグｆ２を０にリセットして（Ｓ２２２１）、Ｓ２３３に進む。
【００５２】
Ｓ２２３にて荷重ＷがＷｔｈ１以上であればフラグｆ３が１かどうかを調べ（Ｓ２２４）、０であれば第三タイマＴｍ３をスタートしかつフラグｆ３を１にセットし（Ｓ２２５）、１であればステップＳ２２６にジャンプする。
【００５３】
次のステップＳ２２６では、第三タイマＴｍ３をインクリメントし、タイマＴｍ３のカウント値が第三しきい値時間Ｔｈ３より大きいかどうか（タイマが満了したかどうか）を調べ（Ｓ２２７）、満了していなければステップＳ２２１にリターンする。満了していれば大人と判定し（Ｓ２２８）、ステップＳ２１０にリターンする。
【００５４】
また、Ｓ２２３にて荷重ＷがＷｔｈ１未満ならば、タイマＴｍ３をリセットし、フラグｆ３を０にリセットして（Ｓ２２９）、Ｓ２１０にリターンする。
に進む。
【００５５】
ステップＳ２３３では、フラグｆ４が１かどうかを調べ（Ｓ２３３）、０であれば第四タイマＴｍ４をスタートしかつフラグｆ４を１にセットし（Ｓ２３４）、１であればステップＳ２３５にジャンプする。
【００５６】
次のステップＳ２３５では、第四タイマＴｍ４をインクリメントし、タイマＴｍ４のカウント値が第四しきい値時間Ｔｈ４より大きいかどうか（タイマが満了したかどうか）を調べ（Ｓ２３６）、満了していなければステップＳ２１０にリターンする。満了していれば空席と判定し（Ｓ２３７）、ステップＳ２０１にリターンする。また、ステップＳ２３２にて判断結果がＮＯであれば、第四タイマＴｍ４をリセットし、フラグｆ４を０としてステップＳ２０１へリターンする。
【００５７】
この実施例においても、少なくともしきい値時間Ｔｔｈ１、Ｔｔｈ４は、しきい値時間Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３よりも短く設定されているので、実施例１と同様の効果を奏することができる。また、しきい値時間Ｔｔｈ１とＴｔｈ４とを必要に応じて異なる値とすることができ、しきい値時間Ｔｔｈ２とＴｔｈ３とを必要に応じて異なる値とすることができるので、一層好適な制御を実現することができる。
【００５８】
たとえば、しきい値時間Ｔｔｈ４を５秒以下好適には２秒程度の短い値とすれば、降車後、短期間に空席を判定することができる。これに対して、大人の姿勢変化や車両走行状態変化に起因する感圧センサ２の出力減少に関しては、たとえばしきい値時間Ｔｔｈ２を３０秒以上好適には６０秒程度に長く設定することにより判定出力の変化を防止するので、誤判定を低減することができる。
【００５９】
（変形態様）
上記実施例では、感圧センサ２の出力が振動している場合には、荷重Ｗがしきい値Ｗｔｈ１付近の重量の人間が着座すると振動波形の山や谷で判定したときに正しく判定されない。そこで、感圧センサ２の出力の低域成分（又は平均値）を抽出し、この低域成分を用いて、ステップＳ２１３、Ｓ２２３の判定に供することもできる。なお、空席の場合は振動が起きても感圧センサ２の出力がしきい値Ｗｔｈ２を超える場合は非常に小さく（Ｗはほぼ０に近い値となる）、上記振動の影響を受け難いため、このようなローパスフィルタ処理を検出荷重Ｗに施すことはせず、高速判定を可能とする。これにより、乗降検出を一層素早く行い、大人と子供との分別精度を一層向上することができる。
【００６０】
（変形態様）
乗員が着座するときに勢いよく座ると、荷重がオーバージュートして一時大きい値が出ることがある。タイマスレッショルドの設定と着座の仕方によってはオーバージュートした瞬間にちょうど判定し、子供が着座しているのに大人と判定する恐れがある。上記実施例では、一旦大人と判定すると相当長い期間、子供への判定変更を行わないので、好ましくない場合がまれに生じる。
【００６１】
そこで、着座後の状態継続時間（Ｔ１）が長くなるにつれ、「子供」⇔「大人」間のタイマスレッショルドを長く変更するようにしておけば、乗員の着座当初のしきい値時間Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３は短く設定し、着座後時間が経てばそれらを次第に延長することも、上記した検出荷重のオーバージュートによる誤判定を低減しつつ判定精度を向上する点で有益である。なお、このようなしきい値時間Ｔｔｈ２、Ｔｔｈ３の経時的な変化は、ステップ状でも連続的でも折線状でもよい。
（変形態様）
感圧センサ２が実質的に異なる位置に配置される複数の荷重センサにより構成されて複数の荷重を互いに独立に検出し、出力する場合には、これらの複数出力の平均値を荷重Ｗとする他、乗員の種類に応じて各検出荷重に重み付けを行った後で平均値を求めるようにしてもよい。もしくは、各検出荷重の低域成分の和を求めるローパスフィルタ処理を行ってもよいし、それらの平均値の低域成分をもとめるローパスフィルタ処理を行ってもよいし。この場合でも、空席と大人又は子供との間の分別にはローパスフィルタ処理を回避して処理レスポンスを向上し、大人と子供との間の分別にはローパスフィルタ処理を行って精度を一層向上することが好適である。
（試験結果）
上記説明した判定方法を用いて感圧センサ２による判定を実施した試験結果を図９から図１５を参照して説明する。
【００６２】
図９は、大人に作用する車両走行加速度の影響により感圧センサ２の出力レベルが低下する場合の判定動作を示すタイミングチャートである。この場合、荷重Ｗは荷重しきい値Ｗｔｈ１を超えて低下する期間が１９秒間生じるが、ステップＳ２１７に示すタイマＴｍ２は６０秒に設定されているために、子供と誤判定することはない。
【００６３】
図１０は、大人着座状態から空席状態への状態遷移を示すタイミングチャートである。この場合、荷重Ｗは荷重しきい値Ｗｔｈ２を超えてから２秒経過すると、ステップＳ２３６に示すタイマＴｍ４のしきい値時間Ｔｔｈ４が２秒に設定されているために、空席と速やかに判定することができる。
【００６４】
図１１は、大人着座状態から空席状態へ変化した後、子供が強く座ってオーバーシュートが生じた場合を示すタイミングチャートである。この場合、子供が着座した直後に空席から大人と誤判定する可能性が生じるが、このオーバーシュートは２秒未満であるので空席から大人着座と誤判定することはない。
【００６５】
図１２は、空席状態から子供着座状態を経由して空席状態へ変化した場合を示すタイミングチャートである。この場合、荷重Ｗに対してローパスフィルタ処理を行わない場合、オーバーシュートが生じて誤判定又は判定の遅れが生じるが、ローパスフィルタ処理により荷重Ｗの低域成分ＷＬを抽出することにより精度よく速やかな判定を行うことができる。
【００６６】
図１３は、空席状態から子供着座状態へ変化する際に、子供が強く座ってオーバーシュートが強く生じた場合を示すタイミングチャートである。この場合、オーバーシュートが大きいために、しきい値時間Ｔｔｈ１が短いため子供が着座した直後に空席から大人と誤判定されるが、その後、大人から子供への変更のためのしきい値時間Ｔｔｈ２は、着座（空席から大人への状態遷移）初期には短くても着座時点ｔ１から経過時間に正相関を有して次第に延長されているので、オーバーシュートが終了して大人から子供への変化が生じた時点ｔ２からスタートするタイマＴｍ２をカウント値Ｔ３は、着座初期の短いしきい値時間Ｔｔｈ２のために上記オーバーシュート後の荷重Ｗの低下を素早く検出して判定結果すなわち大人から子供への状態遷移を出力することができる。更に、着座時点から長期の時間が経過すると、しきい値時間Ｔｔｈ２は十分に長くなるので、短期の荷重Ｗの変動に惑わされることなく子供の判定を維持することができる。すなわち、この態様では、子供の着座初期のオーバーシュートによる大人への誤判定結果を速やかに修正しつつ、その後における子供から大人への性急な判定を抑止して、判定精度を向上することができる。
【００６７】
図１４は、大人が着座し、その後、その姿勢変化により荷重Ｗが低下する場合を示すタイミングチャートである。この場合、時点ｔ２から荷重Ｗは荷重しきい値Ｗｔｈ１より小さくなるが、この姿勢変化は荷重Ｗが荷重しきい値Ｗｔｈ２を超えた時点（着座時点）ｔ１から長時間経過しており、しきい値時間Ｔｔｈ２は十分に長くなっているために、上記姿勢変化により荷重Ｗが荷重しきい値Ｗｔｈ１より小さい状態が長く（時点ｔ２〜時点ｔ３まで）持続しても、判定が大人から子供に誤って変換されることがない。
【００６８】
【実施例３】
他の実施例を以下に説明する。
【００６９】
この実施例は、座席１の着座部３における乗員の二次元着座パターン（又は更に各部の荷重の大きさを次元として加えて三次元着座パターンとしてもよい）に基づいて大人と子供との分別を行い、空席と着座との分別を実施例１、２と同様に感圧センサ２が検出する荷重に基づいて行うものである。
【００７０】
まず、二次元着座パターンのパターンマッチングによる大人と子供との分別の利点を以下に説明する。大人と子供とでは、座席１の着座部３上における着座面積が明らかに異なり、かつ、乗員の姿勢変化によるこの着座面積の変動は、乗員の姿勢変化による荷重Ｗの変化に比較して小さく、人間の着座面の二次元空間形状はたとえばチャイルドシートと異なる独特の形状を有している。そこで、座席１の着座部３に多数の荷重センサを分布配置して各荷重センサから出力される信号の集合としての二次元着座パターンに基づいて大人と子供とを分別すればよいことがわかる。なお、チャイルドシートの排除はこの発明の要旨ではないので説明を省略する。
【００７１】
この実施例では、着座部３に設けられたシート状の感圧センサ２はＮ×Ｍ個（Ｎ、Ｍは３以上の整数）の感圧部を行列配置され、各感圧部はそれぞれ独立にコントローラ２に荷重（圧力）を出力するものとする。このような多点検出型の感圧センサ２はたとえば図２に示す感圧センサ２において、黒丸でしめす感圧部の信号を互いに独立に取り出せばよいので図示説明を省略する。
【００７２】
コントローラ２は、各感圧部から受信した各信号の荷重の二次元分布パターンと標準群の大人及び標準群の子供とのパターンマッチングをそれぞれ演算し、この演算の結果に基づいて着座乗員の体格指数（着座乗員の体格を表す指数Ｈｓ（以下、体格Ｈｓともいう）を求める。この体格指数Ｈｓは検出パターンに相関を持つ乗員の体格が標準体格の大人（正規姿勢で着座）と標準体格の子供（正規姿勢で着座）とのうちどちらに近似するかを示す関数値であり、上記荷重の二次元パターンをパターンマッチング処理することにより求める。このパターンマッチング処理により体格指数Ｈｓを求める具体的な演算順序自体については本出願人の出願になる特開２００１ー２０１４１２に詳細に説明されているので、詳細な説明は省略する。求められた体格指数Ｈｓは所定しきい値（体格しきい値）ＴＨと比較されて大人と子供とに分別される。
【００７３】
ところが、前述した荷重Ｗによる大人と子供との分別と同様に、この体格しきい値ＴＨによる体格指数Ｈｓの切り分けにおいても、体格指数Ｈｓが乗員の姿勢変化や車両加速度などにより変化するので、誤判定が生じる可能性がある。
【００７４】
そこで、この実施例では、この判定において、大人と子供との間の判定の変化（状態遷移）が所定のしきい値時間Ｔｔｈだけ持続する場合に初めてこの変化を認める。これは、本質的に、前述した実施例において荷重Ｗの変化による大人と子供との間の判定の変化（状態遷移）が所定のしきい値時間Ｔｔｈだけ持続する場合に初めてこの変化を認めるのと技術思想の点で同じである。
【００７５】
更に、この実施例では、大人と子供との間の状態遷移判定時にこの体格指数Ｈｓを体格しきい値ＴＨで切り分け、かつ、この状態遷移が所定しきい値時間持続した場合にそれを認定するが、、空席と乗員着座との間の状態遷移判定は上記実施例と同じく荷重Ｗを荷重しきい値Ｗｔｈ２でで切り分け、かつ、この状態遷移が所定しきい値時間持続した場合にそれを認定する判定する。これにより、大人と子供との間の状態遷移の判定を高精度化できるとともに、空席の有無の判定を素早く実施することができ、好都合となる。
【００７６】
図１５に示すタイミングチャートにこの実施例の一例を示し、具体的には、大人が着座して車両が高速旋回する場合の例を示す。この例では、体格指数Ｈｓの値が体格しきい値ＴＨより子供側に低下した時点ｔ０からタイマＴｍ２がスタートするが、しきい値時間Ｔｔｈ２に達しないうちに体格指数Ｈｓは大人側に回復するので、誤判定は生じない。これに対して、荷重Ｗは、この期間にかなり長期にわたって荷重しきい値Ｗｔｈ１を下回るため、誤判定の可能性が生じる。これは、体格指数Ｈｓが荷重Ｗよりも車両加速度の影響を受けにくい特性をもつためである。
（追記）
上記説明した各実施例におけるしきい値時間の調整、ローパスフィルタ処理は明らかに周知のマイコン処理によるソフトウエア演算などで実施できる程度のことであり、また、実施例３における体格指数Ｈｓを求める演算自体は上記公報に詳述されており、それに基づいて演算できることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この実施例の荷重センサを用いる乗員判定装置の模式側面図である。
【図２】図１の荷重センサの平面図である。
【図３】荷重センサの他例を示す模式側面図である。
【図４】空室、子供、大人間の状態遷移を示す状態遷移図である。
【図５】実施例１の判定動作を示すフローチャートである。
【図６】実施例２の判定動作を示すフローチャートである。
【図７】実施例２の判定動作を示すフローチャートである。
【図８】実施例２の判定動作を示すフローチャートである。
【図９】大人着座時車両の走行によってセンサ出力が低下した場合の判定変化の例を示すタイミングチャートである。
【図１０】大人着座後空席に変化した場合の判定変化の例を示すタイミングチャートである。
【図１１】大人着座後子供が着座した場合の判定変化の例を示すタイミングチャートである。
【図１２】空室から子供への状態遷移の判定にローパスフィルタ処理を行った場合を示すタイミングチャートである。
【図１３】空室から子供へのオーバーシュートを伴う状態遷移の判定にしきい値時間の時間的増大処理を行った場合を示すタイミングチャートである。
【図１４】大人着座時の姿勢変化により荷重低下時にしきい値時間の時間的増大処理を行った場合のタイミングチャートである。
【図１５】二次元着座パターンにより大人から子供への状態遷移を判定する場合を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  座席
２  感圧センサ（荷重センサ）
４  コントローラ
【図１】
0003570629.tif 000002
【図２】
0003570629.tif 000003
【図３】
0003570629.tif 000004
【図４】
0003570629.tif 000005
【図５】
0003570629.tif 000006
【図６】
0003570629.tif 000007
【図７】
0003570629.tif 000008
【図８】
0003570629.tif 000009
【図９】
0003570629.tif 000010
【図１０】
0003570629.tif 000011
【図１１】
0003570629.tif 000012
【図１２】
0003570629.tif 000013
【図１３】
0003570629.tif 000014
【図１４】
0003570629.tif 000015
【図１５】
0003570629.tif 000016