(57)【要約】  モジュールを初期化するためのシステムが提供され、システムは、モジュールと関連した、別個に組み立てられる構成部品を含む。システムは、センサ、データム、データ読取り機、およびメモリを含む。センサおよびデータムは、品目上に取り付けられる。データムは、センサと関連しており、機械可読コードの形態で、品目上にキャプチャされる。データ読取り機は、データムを読み取り、データムを保存するメモリに、データムを伝達する。保存されたデータムは、品目を含む製品のモジュール内で使用される。例示的実施形態では、製品は車両であり、品目はシートであり、モジュールは車両のための安全システムを制御する。安全システムは、シート乗員の重量を測定するためにシート内に取り付けられた負荷センサを含む。シート乗員の重量を使用して、エアバッグまたはシートベルトプリテンショナなどの車両安全システムの展開を制御する。
2009519465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールを初期化するためのシステムであって、前記モジュールと関連している複合構成部品が別個に組み立てられる、システムが、
品目上に取り付けられたセンサと、
前記品目上に取り付けられたデータムであって、前記データムが前記センサと関連しており、機械可読コードの形態で、前記品目上にキャプチャされる、データムと、
前記データムを読み取るデータ読取り機と、
前記データ読取り機によって読み取られた前記データムを保存するメモリと、を含み、
前記保存されたデータムが、前記品目を含む製品のモジュール内で使用される、システム。
【請求項２】
前記製品が車両である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記品目がシートである、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記モジュールが前記シートの乗員の重量を計算する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記保存されたデータムが、前記センサに対してのオフセット補正、前記センサに対しての感度較正、およびシリアルナンバーからなる群から選択される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記オフセット補正が、オフセット電圧、オフセット重量、およびオフセット負荷からなる群から選択される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記オフセット補正が、ゼロ重量オフセット試験を実行することによって計算される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記受け取られたデータムを検証する前記モジュールをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記受け取られたデータムが、前記品目に関係している第１のナンバーを含み、さらに前記受け取られたデータムを検証することが、前記第１のナンバーを前記センサから受け取られた第２のナンバーと比較することを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記データ読取り機が、バーコード読取り機、マグネットストライプ読取り機、無線周波数識別読取り機、および光学式読取り機からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記センサが、力感度抵抗素子、薄膜スイッチ素子、感圧抵抗接点、圧力パターンセンサ、ひずみゲージ、屈曲センサ、および静力学的重量感知素子からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
データ読取り機からデータムを受け取るステップであって、前記データムが品目上の場所から読み取られ、前記品目上に取り付けられたセンサと関連している、ステップと、
前記受け取られたデータムをメモリ内に保存するステップとを含み、
前記保存されたデータムが前記品目を含む製品のモジュール内で使用される、
乗員分類モジュールを初期化する方法。
【請求項１３】
前記製品が車両である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記品目がシートである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記モジュールが前記シートの乗員の重量を計算する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記保存されたデータムが、前記センサに対してのオフセット補正、前記センサに対しての感度較正、およびシリアルナンバーからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記オフセット補正が、オフセット電圧、オフセット重量、およびオフセット負荷からなる群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記オフセット補正が、ゼロ重量オフセット試験を実行することによって計算される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記データ読取り機が、バーコード読取り機、マグネットストライプ読取り機、無線周波数識別読取り機、および光学式読取り機からなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記センサが、力感度抵抗素子、薄膜スイッチ素子、感圧抵抗接点、圧力パターンセンサ、ひずみゲージ、屈曲センサ、および静力学的重量感知素子からなる群から選択される、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の主題は、概して、車両安全システムに関する。より詳細には、本開示は、シート乗員の重量を測定する乗員分類システムのための初期化処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両は、乗員負傷を軽減するために、車両衝突中に活動状態になる自動安全拘束装置を含んでいる。この種の自動安全拘束装置の例には、エアバッグ、シートベルトプリテンショナ、および展開可能なニーボルスタ（ｋｎｅｅ  ｂｏｌｓｔｅｒｓ）が含まれる。一般に、安全拘束システムの関連構成部品を交換する際には費用がかかるので、負傷を緩和する必要があるときだけ、自動安全拘束装置を活動状態にすることが望ましい。また、この種の活動化が乗員に危害を及ぼす可能性を軽減するために、シート乗員の大きさに基づいて、エアバッグの展開力およびシートベルトの予張力を制御することも重要である。例えば、大人が車両シートに着座しているときには、エアバッグは、通常の形で展開可能であるが、小さい子供がシートに着座している場合には、エアバッグは、展開されるべきではなく、またはより低い展開力で展開されるべきである。エアバッグ展開および／またはシートベルト予張力を制御するために、シート乗員の重量および／または位置に関係している情報が判定される。安全拘束装置の使用を制御するために、重量および位置情報を使用して、例えば大人、子供、幼児、前傾になっている乗員など、様々なグループにシート乗員を分類することが可能である。例えば、エアバッグに導入されるべき気体の量、エアバッグ膨張速度、またはシートベルトの予張力は、シート乗員の分類に応じて調節可能である。分類を実現するために、センサを使用して、シート乗員の重量を測定する。
【０００３】
例示的センサには、シートの底面において４つの隅部の近くに配置される負荷センサが含まれる。負荷センサは、補正動作に関連しているデータを含む。例えば、負荷センサとして使用されるひずみゲージは、負荷がゼロであるときに発生するオフセット電圧を含む。異なるオフセット電圧が、各ひずみゲージと関連可能である。結果として、負荷を正確に測定するためには、一般に、オフセット電圧を補償することが必要である。各センサについてのオフセット電圧は、シート乗員の重量を判定し、シート乗員を分類する際に使用するために、較正処理中に蓄積される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の乗員分類システムを使用して、乗員分類モジュールは、シートに取り付けられ、シートが車両内に設置される前に、シート製造工場で、較正される。しかし、車両シートに取り付けられておらず、したがって、シート製造工場で、センサの較正に利用できない車両安全システム制御モジュールと、乗員分類モジュールを集積化することが望ましい。代替として、センサの較正は、車両内にシートを設置後に行われることが可能であるが、この処理は、シートのアクセスが妨げられるので、より困難である。したがって、求められているのは、車両内にシートを設置する前にセンサを較正し、シートに取り付けられていない乗員分類モジュールを初期化するための処理である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の例示的実施形態は、乗員分類モジュールを初期化するためのシステムおよび方法を提供し、乗員分類モジュールと関連している構成部品は別個に組み立てられる。乗員分類モジュールと関連しているセンサは、車両シートに取り付けられ、較正される。乗員分類モジュールは、車両シートから分離されるので、較正データは符号化され、機械可読形態でシート上に配置される。例えば、較正データは、バーコードを使用して符号化される。シートを車両内に設置した場合、較正データは、データ読取り機を使用して読み取られ、車両安全システム制御モジュールの一部分として含まれる乗員分類モジュールによってアクセス可能なメモリに保存され、それにより乗員分類モジュールが初期化される。
【０００６】
システムは、センサ、データム、データ読取り機、およびメモリを含むが、それらに限定されない。センサおよびデータムは、品目上に取り付けられる。データムは、センサと関連しており、機械可読コードの形態で、品目上にキャプチャされる。データ読取り機は、データムを読み取り、データムを保存するメモリに、データムを伝達する。保存されたデータムは、品目を含む製品のモジュール内で使用される。
【０００７】
本発明の別の例示的実施形態は、乗員分類モジュールを初期化する方法を含む。方法は、データムをデータ読取り機から受け取るステップ（データムは、品目上の場所から読み取られ、品目上に取り付けられたセンサと関連している）と、受け取られたデータムをメモリ内に保存するステップとを含むが、それらに限定されない。保存されたデータムは、品目を含む製品のモジュール内で使用される。
【０００８】
例示的実施形態では、製品は車両であり、品目はシートであり、モジュールは車両のための安全システムを制御する。安全システムは、シート乗員の重量を測定するためにシート内に取り付けられた負荷センサを含む。シート乗員の重量を使用して、エアバッグまたはシートベルトプリテンショナなどの車両安全システムの展開を制御する。
【０００９】
本発明の別の主要な特徴および利点は、以下の図面、詳細な説明、および添付の特許請求の範囲を精査すると、当業者には明らかになろう。
【００１０】
本発明の例示的実施形態を、同様の数字が同様の要素を示す添付の図面を参照して、以下に説明することにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照して、車両安全システム１０の例示的レイアウトを示している。車両安全システム１０は、車両１４の前部分近くに取り付けられ、センサプロセッサ１６に接続されている１つまたは複数のセンサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを含むことが可能である。センサプロセッサ１６は、制御モジュール１８と結合している。制御モジュール１８は、車両安全システム１０の動作を制御する。制御モジュール１８は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装可能である。制御モジュール１８は、１つまたは複数の安全拘束装置と結合している。制御モジュール１８は、重量判定モジュールを利用する乗員分類システムを含む。重量判定モジュールは、車両１４内のシートの乗員の重量を判定する。重量判定モジュールは、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの任意の組合せにおいて実装可能である。例示的実施形態では、乗員分類システムは、制御モジュール１８と集積化される。例示的安全拘束装置は、前面エアバッグシステム２０ａ、２０ｂを含む。制御モジュール１８は、例えば、１つまたは複数のセンサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃを使用して、衝突が検出されたとき、エアバッグ（複数個可）の膨張を作動させる。制御モジュール１８は、ステアリングシステムおよび制動システムを含む別の車両システムと、ならびにシートベルトプリテンショナ、展開可能なニーボルスタ、側面衝突エアバッグなどの別の安全拘束装置と結合していることが可能である。
【００１２】
一般に、負傷を緩和することが必要なときだけ、安全拘束装置を活動状態にすることが好ましく、それは安全拘束システムの関連構成部品を交換する際には費用がかかり、この種の活動化は乗員に危害を及ぼす可能性があるからである。結果として、シート乗員の大きさに基づいて、エアバッグの展開力およびシートベルトの予張力を制御することが重要である。エアバッグ展開および／またはシートベルト予張力を制御するために、シート乗員の重量および／または位置に関係している情報が判定される。安全拘束装置の使用を制御するために、重量および位置の情報を使用して、例えば、大人、子供、幼児、前傾している乗員など、様々なグループにシート乗員を分類することが可能である。
【００１３】
図２を参照して、車両のシート３０内に取り付けられたセンサを使用して、シート乗員がいる場合には、その重量を測定する。シート３０は、シート底面３２、シート背面３４、第１のシートレール３６および第２のシートレール３８（図６に示す）を含むことが可能である。概して水平であり、シート乗員が着座する底面シートクッションを含むシート底面３２の縁部から概して垂直方向に、シート背面３４は延在する。シート底面３２は、シート乗員が着座する第１の側面と、第１の側面と対向する第２の側面を含む。第１のシートレール３６が、シート底面３２の第２の側面の第１の縁部近くに取り付ける。第２のシートレール３８が、シート底面３２の第２の側面の第２の縁部近くに取り付ける。第２の縁部は、第１の縁部と対向している。シート底面３２と対向する側面上の第１のシートレール３６に、シート脚部４０が取り付けられる。本開示に使用されるとき、用語「取り付ける」は、接合する、合体させる、接続する、結合する、挿入する、吊るす、保持する、貼る、付着させる、締める、縛る、貼り付ける、締め付ける、ボルトで締める、ねじ込む、リベットで留める、はんだ付けする、溶接する、および別の同様の用語を含む。変形可能な部材４２は、第１のシートレール３６と対向するシート脚部４０に取り付ける。シート３０は、例えば、車両１４のフロア５０に取り付け、そのフロアから上部に延在するブラケット４８を使用して、車両１４のフロアに取り付ける変形可能な部材４２によって支持される。
【００１４】
図３を参照して、負荷センサ４４、４６および配線５２が、変形可能な部材４２の表面上に形成されている。同様にして、第２のシートレール３８は、シート脚部４０、第２の変形可能な部材４３、負荷センサ４５、４７および配線５３を含む。シート底面３０上の負荷は、シート脚部４０を通じて変形可能な部材４２、４３に伝えられる。それに応じて、変形可能な部材４２、４３は、支持点として働くブラケット４８により、および、変形点として働くシート脚部４０により屈曲する。負荷センサ４４、４５、４６、４７は、この屈曲による変形を検出する。第１および第２のシートレール３６、３８にそれぞれ取り付けられている変形可能な部材４２、４３は、シート底面３２の対向する側面上に配置され、それにより、シート底面３２の左部分上にかけられる負荷、およびシート底面３２の右部分上にかけられる負荷は、各変形可能な部材上の負荷センサを使用して、別個に検出可能になる。同様にして、負荷センサ４４、４６は、変形可能な部材４２の中心点の対向する側面上に取り付けられ、負荷センサ４５、４７は、変形可能な部材４３の中心点の対向する側面上に取り付けられ、それにより、シート底面３２の前部分上にかけられる負荷、およびシート底面３２の後部分上にかけられる負荷は、負荷センサ４４、４５、４６、４７を使用して、別個に検出可能になる。負荷センサ４４、４６、および４５、４７は、シート脚部４０とブラケット４８の取付け点の間のそれぞれ変形可能な部材４２、４３上に形成可能である。
【００１５】
例示的負荷センサ４４、４５、４６、４７は、シート３０の底面の４つの隅部近くに配置されたひずみゲージを含む。各ひずみゲージと関連しているのは、負荷がゼロであるときに発生するオフセット電圧である。各ひずみゲージの固有の特性により、異なるオフセット電圧が各ひずみゲージと関連可能である。負荷を正確に測定するためには、各ひずみゲージに対して異なるオフセット電圧を補償することが好ましい。加えて、負荷センサ４４、４５、４６、４７によって測定される負荷は、シート乗員の重量とシートの重量との和である。したがって、シート乗員の重量を測定するためには、シートの重量を総重量から減算しなくてはならない。この計算を行うために、制御モジュール１８は、メモリ７０（図４および５を参照のこと）内に、各負荷センサに対してのオフセット補正を保存する。
【００１６】
図４を参照して、電圧が、電源６０から負荷センサ４４、４５、４６、４７に印加される。例示的実施形態では、負荷が負荷センサ４４、４５、４６、４７にかけられた場合、ブリッジ６２を形成する抵抗素子の抵抗値は変化し、それにより、ブリッジ間の平衡も変化し、各負荷センサから電圧が発生する。電圧は、差動増幅器６４によって増幅され、マルチプレクサ６６に入力され、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ６８を使用してデジタル信号に変換される。デジタル信号は、制御モジュール１８において受け取られる。制御モジュールは、受け取られた信号を負荷値に変換する。シート乗員重量は、各負荷センサに対して判定された負荷値に関して、メモリ７０内に保存されている、オフセット補正の効果を含むことによって判定される。判定されたシート乗員重量を使用して、安全拘束装置７２の展開が制御可能である。
【００１７】
車両１４を組み立てる際は、様々なシステム構成部品が種々の場所で製造可能であり、車両組立工場に出荷可能である。例えば、シート３０は、概して、シート製造工場で製造され、車両組立工場に出荷される。シート３０を出荷する前に、較正処理が図５を参照して示すように実行される。動作８０において、測定回路は、オフセット電圧を計算するために、負荷センサ上への負荷は全くなしに、負荷センサ４４、４５、４６、４７に接続される。動作８２において、負荷センサ４４、４５、４６、４７は、品目に取り付けられる。例示的実施形態では、変形可能な部材４２、４３上に形成された負荷センサ４４、４５、４６、４７は、シート３０に取り付けられる。シート３０は、いずれのヒステリシスも取り除くために、振動可能である。シート３０の重量に対応する負荷は、変形可能な部材４２、４３がシート３０上に取り付けられた場合、変形可能な部材４２、４３にかけられる。動作８４において、較正データムが、各負荷センサに対して計算される。負荷センサ４４、４５、４６、４７は測定回路に接続されており、負荷は負荷センサによって検出され、それにより、シート重量に関する情報が判定可能になる。この種の処理は、当業者には、ゼロ重量オフセット試験として知られている。ゼロ重量オフセット試験は、負荷センサ上の負荷を、シート３０の重量のためだけに規定する。各負荷センサに対してのオフセット補正は、計算され、オフセット電圧および／またはゼロ重量オフセットを含むことが可能である。オフセット補正は、電圧、重量、負荷などの形態であってよい。例示的実施形態では、オフセット補正は、較正データムである。
【００１８】
動作８６において、シート乗員の重量の計算が検証される。オフセット補正の判定後に、既知の重量を有する物体がシート３０上に配置され、その物体の重量が計算される。計算された重量は、重量の判定が正しいことを検証するために、既知の重量と比較される。動作８８において、較正データムは、品目上に保存される。例示的実施形態では、較正データムは、図６を参照して示すように、シート３０上に配置されるバーコード９０に符号化される。当業者には知られているように、任意の数の種々の方法を使用して、シート３０上に較正データムを保存することが可能である。例えば、データは、文字、バーコード、マグネットストライプ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグなどを使用して符号化可能である。例示的実施形態では、データは、各シートレールに対してのシリアルナンバーと、各負荷センサに対してのオフセット重量とを含む。
【００１９】
当業者に知られているように、較正データムは、センサ動作と関連している別のパラメータを含むことが可能である。例えば、較正データムは、負荷センサ４４、４５、４６、４７の感度を規定する感度較正を含んでよい。感度は、センサの固定化の方法などのいくつかのパラメータにより、各負荷センサによって異なってよい。
【００２０】
較正および検証処理の完了後、シート３０は、車両組立工場に配送可能である。図６を参照して、乗員分類システムの重量判定モジュールのための初期化システム８９の構成部品を示している。初期化システム８９は、データ読取り機９２、制御モジュール１８、およびメモリ７０を含む。例示的データ読取り機は、バーコード読取り機、マグネットストライプ読取り機、文字認識を有する光学式スキャナ、ＲＦＩＤ読取り機などを含む。データ読取り機９２によって読み取られたデータは、接続部９４を使用して制御モジュール１８に伝達される。第１および第２のシートレール３６、３８は、制御モジュール１８への接続部９６を含む。接続部９４、９６は、有線または無線であってもよく、任意の伝送媒体を使用し、現在知られている方法および将来的に知られる方法にアクセスすることが可能である。加えて、接続部９４は、ラップトップ、デスクトップ、パーソナルデジタルアシスタントなどを含む任意の形態の因子の計算装置を経由してもよい。メモリ技術は、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、フラッシュメモリなどを含むが、それらに限定されない。
【００２１】
図７を参照して、初期化システム８９のための初期化処理を示している。較正データムを含むデータ９０は、データ読取り機９２を使用してシート３０から読み取られ、制御モジュール１８に伝達される。動作１００において、制御モジュール１８は、データを受け取る。動作１０２において、受け取られたデータは、較正データムを識別するように処理される。動作１０４において、処理されたデータの有効性チェックが行われる。例えば、例示的実施形態では、シートレール３６、３８から受け取られるシリアルナンバーと、処理されたデータから識別されるシリアルナンバーとの間で比較が行われる。別のまたは追加の有効性チェックが、当業者に知られているように、行われてもよい。動作１０６において、データ有効性の判定が行われる。データが有効でない場合、すなわち、シリアルナンバーが一致しない場合、処理は、動作１０４において継続する。データが有効である場合、すなわち、シリアルナンバーが一致する場合、較正データムは、メモリ７０内に保存される。
【００２２】
初期化の後、シート乗員の重量および／または位置は判定可能であり、乗員は、例えば、大人、子供、幼児、エアバッグ展開エリアに近づいている、エアバッグ展開エリアから離れているなど、様々な乗員種類のうちの１つに分類可能である。車両拘束システムは、乗員に割り当てられた分類に基づいて制御可能である。例えば、分類により、大人がシート３０に着座していることが示された場合は、エアバッグ２０ａ、２０ｂは、通常の形で展開可能である。分類により、子供または幼児がシート乗員であることが示された場合は、エアバッグ２０ａ、２０ｂは、展開しないか、またはより低い展開力で展開可能である。
【００２３】
本発明の例示的実施形態の前述の説明を、例示および説明の目的のため示してきた。開示された精密な形態に対して、包括的または本発明を限定することを意図しておらず、修正形態および変形形態が、上述の教示に照らして実行可能であり、または本発明の実施により得られることが可能である。例えば、種々の車両に使用されるシートには、種々の数のセンサ、種々のセンサ場所、種々のタイプのセンサなどを含む種々のセンサ取付け構成が必要である可能性がある。加えて、負荷センサは、シート底面および／またはシート背面における１つまたは複数のシート面に動作可能なように結合されている力感度抵抗素子、薄膜スイッチ素子、感圧抵抗接点、圧力パターンセンサ、ひずみゲージ、屈曲センサ、静力学的重量感知素子などを含んでよい。本発明の原理を説明するために、ならびに特定の熟考された使用に適切な様々な実施形態において、および様々な修正形態により、当業者が本発明を利用できるようにするために本発明の実際の適用例として、実施形態を選択し、説明してきた。本発明の範囲が、本開示に添付の特許請求項の範囲によって、およびそれらの均等物によって定義されることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】例示的実施形態による車両安全システムのレイアウトを示す図である。
【図２】例示的実施形態による負荷センサについての取付け配置を示すシートの概略図である。
【図３】例示的実施形態による負荷センサの取付け配置を示す変形可能な部材の概略図である。
【図４】例示的実施形態によるシート乗員分類システムの概略図である。
【図５】例示的実施形態によるシート乗員分類システムについての較正処理を示すブロック図である。
【図６】例示的実施形態によるシート乗員分類システムについての初期化処理の構成部品を示すブロック図である。
【図７】例示的実施形態によるシート乗員分類システムについての初期化処理を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０車両安全システム
１２ａ  センサ
１２ｂ  センサ
１２ｃ  センサ
１４  車両
１６  センサプロセッサ
１８  制御モジュール
２０ａ  エアバッグシステム
２０ｂ  エアバッグシステム
３０  シート
３２  シート底面
３４  シート背面
３６  シートレール
３８  シートレール
４０  シート脚部
４２  変形可能な部材
４３  変形可能な部材
４４  負荷センサ
４５  負荷センサ
４６  負荷センサ
４７  負荷センサ
４８  ブラケット
５０  フロア
５２  配線
５３  配線
６０  電源
６２  ブリッジ
６４  差動増幅器
６６  マルチプレクサ
６８  Ａ／Ｄコンバータ
７０  メモリ
７２  安全拘束装置
８９  初期化システム
９０  バーコード
９２  データ読取り機
９４  接続部
９６  接続部
【図１】
2009519465.tif 000003
【図２】
2009519465.tif 000004
【図３】
2009519465.tif 000005
【図４】
2009519465.tif 000006
【図５】
2009519465.tif 000007
【図６】
2009519465.tif 000008
【図７】
2009519465.tif 000009
【国際調査報告】
2009519465.tif 000010
2009519465.tif 000011
2009519465.tif 000012
2009519465.tif 000013