(57)【要約】  【課題】車両製造効率を低下させずに誤検知の少ない着座姿勢検出を可能にする。  【解決手段】自動車の座席に着座した乗員の着座姿勢を検出するためのシステム１０であって、座席１０の背もたれ部１２側で、少なくとも着座する乗員の左右両側部と対応する位置に設けた乗員検知センサ１４、１５と、乗員検知センサ１４、１５の出力値の左右バランスあるいは／および出力強度より乗員の着座姿勢を判断するＥＣＵ１６（着座姿勢判定手段）とを備えている。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の座席に着座した乗員の着座姿勢を検出するためのシステムであって、
前記座席の背もたれ部側で、少なくとも着座する乗員の左右両側部と対応する位置に設けた乗員検知センサと、
前記乗員検知センサの出力値の左右バランスあるいは／および出力強度より前記乗員の着座姿勢を判断する着座姿勢判定手段とを備えていることを特徴とする乗員着座姿勢検出システム。
【請求項２】
前記乗員検知センサは、前記左右両側部に対応する位置に個別に取り付けられた複数のセンサ、あるいは該左右両側部に対応する位置を連続する１個のラインセンサからなる請求項１に記載の乗員着座姿勢検出システム。
【請求項３】
前記着座姿勢判定手段は、前記乗員検知センサの出力値の左右バランスあるいは／および出力強度と着座姿勢との関係を記憶したデータベースを有し、前記乗員検知センサ出力データに基づいて前記データベースを参照して着座姿勢を求めている請求項１または請求項２に記載の乗員着座姿勢検出システム。
【請求項４】
前記乗員検知センサは、乗員のほぼ肩位置に対応する背もたれ部の上半分領域と、乗員のほぼ腰位置に対応する下半分領域に設けている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の乗員着座姿勢検出システム。
【請求項５】
前記乗員検知センサとして、レーザーセンサあるいは超音波センサからなる変位センサ、あるいは温度センサを用いている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の乗員着座姿勢検出システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の乗員着座姿勢検出システムを備えた自動車用の座席であって、
前記背もたれ部に取り付ける前記乗員検知センサと接続される前記着座姿勢判定手段としてＥＣＵを備え、該ＥＣＵを座席内部に収容していると共に、該ＥＣＵと接続されて車体側の受信手段へ着座姿勢データを送信する外部接続手段を備えている自動車用の座席。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗員着座姿勢検出システムおよび自動車用の座席に関し、詳しくは、自動車の座席に着座した乗員姿勢が、正常姿勢か、窓より姿勢か、前かがみか等の着座姿勢を検出するもので、該検出データを衝突時において乗員を保護するエアバックの動作制御等に利用するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に搭載されたエアバックシステムにおいて、乗員の安全性確保等の観点から乗員の着座姿勢に応じた最適なエアバック展開技術の開発が課題となっている。特に、助手席の乗員は運転者に比べて姿勢の変化が大きくなる傾向にあり、着座姿勢を簡単かつ正確に把握できることが望まれる。
例えば、特表２００２−５１２１４５号公報、特開２００２−１１４１２７号公報、特開平９−６６７９６号公報等では、車室内のルーフやインストルメントパネル等の乗員周りに超音波センサ等を複数設置して、乗員の着座姿勢をセンシングしている。
【０００３】
しかしながら、前記公報の技術では、車室内の座席近傍にセンサを張り巡らせる必要があるため、自動車の組立工数が増大して製造効率を低下させる問題がある。また、乗員の前方や上方からセンシングを行うと、乗員が荷物を持っていた場合に姿勢の誤検知してしまう可能性があるという問題もある。
【特許文献１】特表２００２−５１２１４５号公報
【特許文献２】特開２００２−１１４１２７号公報
【特許文献３】特開平９−６６７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、自動車の製造効率を低下させずに、誤検知の少ない着座姿勢検出を可能にすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は第１に、自動車の座席に着座した乗員の着座姿勢を検出するためのシステムであって、
前記座席の背もたれ部側で、少なくとも着座する乗員の左右両側部と対応する位置に設けた乗員検知センサと、
前記乗員検知センサの出力値の左右バランスあるいは／および出力強度より前記乗員の着座姿勢を判断する着座姿勢判定手段とを備えていることを特徴とする乗員着座姿勢検出システムを提供している。
【０００６】
前記構成とすると、着座姿勢を検知するための乗員検知センサを座席に組み込んでいるので車両組立工程においては、従来どおりの座席の組付け作業と同一の作業工数でよく（センサの出力を車体側にコネクタ接続する必要があるが、現状の多くの座席にはコネクタが既に存在しているため作業量は増えない）、製造効率の低下を防ぐことができる。また、センサにより乗員を背後から検出しているので、乗員が荷物などを膝に載せていたとしても着座姿勢を正しく検出することができ、誤検出を防止することができる。
【０００７】
センサ出力値の左右バランスあるいは／および出力強度と着座姿勢との対応関係の内容は、たとえば左右一対のセンサが用いられた場合を考えると、右側センサの出力強度が低くかつ左側センサの出力強度が高い場合には、乗員が左寄りに着座していると判断するとよい。右側センサの出力強度が高くかつ左側センサの出力強度が低い場合には、乗員が右寄りに着座していると判断するとよい。右側センサの出力強度と左側センサの出力強度の両方が低い場合には、乗員が前傾して着座していると判断するとよい。右側センサの出力強度と左側センサの出力強度の両方が高い場合には、乗員が正しく背もたれ部にもたれて着座していると判断するとよい。
【０００８】
以上の着座姿勢判断のために、前記着座姿勢判定手段は、前記乗員検知センサの出力値の左右バランスあるいは／および出力強度と着座姿勢との関係を記憶したデータベースを有し、前記乗員検知センサ出力データに基づいて前記データベースを参照して着座姿勢を求めていると好ましい。
【０００９】
前記乗員検知センサは、前記左右両側部に対応する位置に個別に取り付けられた複数のセンサ、あるいは該左右両側部に対応する位置を連続する１個のラインセンサからなると好ましい。
【００１０】
即ち、左右毎に別々にセンサを設ければと少なくとも左右一対のセンサを設けるだけでよく、センサコストを低減することができる。その場合には、前記センサを背もたれ部の左右方向に３つ以上並べてセンサ数を増やせば、分解能が向上することで着座姿勢の判定精度が向上する。
一方、前記乗員検知センサを一体品のラインセンサとすれば、座席の製造工程においてセンサを背もたれ部に組み付ける際に、ワンタッチで取り付けることができ製造効率が向上する利点がある。
【００１１】
前記乗員検知センサは、乗員のほぼ肩位置に対応する背もたれ部の上半分領域と、乗員のほぼ腰位置に対応する下半分領域に設けていると好ましい。
前記構成とすると、前記左右のセンサが背もたれ部の上半分領域に設けられることで、着座姿勢の変化を最も表しやすい乗員の肩付近を検知することができ、着座姿勢の判定精度を高めることができる。また、背もたれ部の下半分領域のセンサにより乗員の腰の前後位置を把握することが可能となると共に、着座の有無自体も検知することができる。
【００１２】
前記乗員検知センサとして、レーザーセンサあるいは超音波センサからなる変位センサ、あるいは温度センサを用いていると好ましい。
なお、温度センサとしては、赤外線センサやサーミスタや集電型温度センサ等が好適に用いられる。
【００１３】
本発明は第２に、前記乗員着座姿勢検出システムを備えた自動車用の座席であって、
前記背もたれ部に取り付ける前記乗員検知センサと接続される前記着座姿勢判定手段としてＥＣＵを備え、該ＥＣＵを座席内部に収容していると共に、該ＥＣＵと接続されて車体側の受信手段へ着座姿勢データを送信する外部接続手段を備えている自動車用の座席を提供している。
【００１４】
前記構成とすると、センサ出力データと着座姿勢との対応関係を判定する着座姿勢判定手段となるＥＣＵ（Electronic Control Unit）が座席内部に内蔵されているので、車体側の装備追加が抑制され、車両設計の負担を軽減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、着座姿勢を検知するための乗員検知センサを座席に予め組み込んでいるので車両組立工程においては、従来どおりの座席の組付け作業と同一の作業工数でよく、製造効率の低下を防ぐことができる。また、センサにより乗員を背後から検出しているので、乗員が荷物などを膝に載せていたとしても着座姿勢を正しく検出することができ、誤検出を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は第１実施形態の自動車用座席１０を示し、乗員が着座する座部１１と、座部１１の後端側から上方に向けて傾動可能に立設された背もたれ部１２と、背もたれ部１２の上端に取り付けられたヘッドレスト１３とを備えている。
【００１７】
背もたれ部１２には、上半分領域において乗員の左右両側部と対応する位置に左右一対の変位センサ１４、１５（例えば、超音波変位センサやレーザ変位センサ等）をその検知面を乗員側に向けた状態で乗員当接面１２ａ側に内蔵している。各変位センサ１４、１５の間の離反距離は１５０ｍｍ〜４００ｍｍとしている。背もたれ部１２には、各変位センサ１４、１５からの出力を電線１８、１９を介して受信するＥＣＵ１６を備え、このＥＣＵ１６からの信号を出力する電線２０の先端にコネクタ１７を取り付けている。また、座部１１の略中心には乗員の着座の有無を検知する荷重センサ２６を内蔵し、ＥＣＵ１６と電線２７を介して接続している。
【００１８】
ＥＣＵ１６は、図２に示すように、各変位センサ１４、１５および荷重センサ２６からのアナログ出力をデジタル出力に変換するＡ／Ｄ変換部２２、２３、２８と、センサ出力データと着座姿勢との関係を記憶したデータベース２４と、Ａ／Ｄ変換部２２、２３から出力されるセンサ出力データに基づいてデータベース２４を参照して着座姿勢データを求める演算部２３と、演算部２３で算出された着座姿勢データをコネクタ１７に出力する出力部２５とを備えている。なお、コネクタ１７には、ＥＣＵ１６や各センサ１４、１５、２６の駆動用電源を供給する電力線（図示せず）も接続されている。
【００１９】
次に、データベース２４に記憶されたセンサ出力データと着座姿勢との関係について説明する。
図３に示すように、左側の変位センサ１４と右側の変位センサ１５の出力強度が略同一で両方とも基準値を下回っていない場合には「正常姿勢」と判定している。左側の変位センサ１４の出力強度が基準値を下回っておらず右側の変位センサ１５の出力強度が低下している場合には「窓寄りかかり姿勢」と判定している（なお、右ハンドル車の助手席を想定している）。左側の変位センサ１４と右側の変位センサ１５の出力強度が略同一で両方とも基準値を下回っている場合には「前傾姿勢」と判定している。左側の変位センサ１４の出力強度が基準値を下回っており右側の変位センサ１５の出力強度が更に低下している場合には「窓側斜め前姿勢」と判定している。
【００２０】
なお、センサ１４、１５の出力強度の基準値は、乗員が座席１０に着座したことが荷重センサ２６で検知されるのをトリガーとして、その着座初期のセンサ出力値を基準値として設定する構成とするとよい。あるいは、予めデータベース２４に実験値から取得された基準値を入力しておいてもよい。
【００２１】
以上のようにして判定された座席１０上の乗員の着座姿勢データはＥＣＵ１６からコネクタ１７側へと送信される。なお、コネクタ１７は車体側のケーブルと接続され、コネクタ１７から出力された着座姿勢データはエアバック制御ＥＣＵ（図示せず）などに送信される構成としている。
【００２２】
以上の構成とすれば、変位センサ１４、１５を座席１０に組み込んでいるので車両組立工程においては、従来どおりの座席１０の組付作業と同一の作業工数でよく、製造効率の低下を防ぐことができる。また、変位センサ１４、１５により乗員を背後から検出しているので、乗員が荷物などを膝に載せていたとしても着座姿勢を正しく検出することができ、誤検出率が低減できる。
【００２３】
なお、前記実施形態ではセンサ１４、１５に変位センサを採用しているが、温度センサ（赤外線センサやサーミスタや集電型温度センサ等）を採用してもよく、その場合にも変位センサと同様に図３の関係が成立する。即ち、図３中のセンサ出力値が大の場合は検出温度が高く乗員が温度センサに近接していると判断し、センサ出力値が小の場合は検出温度が低く乗員が温度センサから離反している判断するように置き換えばよい。（以下の他実施形態についても同様。）
【００２４】
図４および図５は第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、背もたれ部１２の下半分領域に変位センサ３１を乗員側に向けて設定している点である。
即ち、本実施形態の自動車用座席３０は、背もたれ部１２の腰高さの中心位置に変位センサ３１を追加することで、図５に示すように、乗員Ｈがお尻を前側にずらした状態で着座した姿勢まで検知することが可能となる。
また、下方の変位センサ３１は背もたれ部１２の下半分領域に設置されているため、どのような着座姿勢であってもほぼ乗員を検知することが可能であるので、第１実施形態の荷重センサ２６の代わりに、着座の有無自体を検知することも可能となる。
なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００２５】
図６は第３実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、４つの変位センサ１４、１５、４１、４２を左右方向に並設している点である。
即ち、本実施形態の自動車用座席４０は、変位センサ１４、１５、４１、４２の数を３つ以上に増加させているので分解能を向上させることができ、着座姿勢の判定精度を高めることができる。なお、センサの数はコスト等との兼ね合いで適宜決定するとよい。また、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００２６】
図７は第４実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、ラインセンサからなる変位センサ５１を左右に横断して設けている点である。
即ち、本実施形態の自動車用座席５０は、背もたれ部１２の上半分領域において複数の検知素子５１ａが左右方向に配列されるようにラインセンサからなる変位センサ５１を検知面が乗員側となるように設置している。
前記構成とすると、検知素子５１ａの数に応じて分解能が向上するにも関わらず、センサ５１の背もたれ部１２への取り付けがワンタッチで可能となり、座席５０の製造効率が向上する。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態の自動車用座席の斜視図である。
【図２】第１実施形態の自動車用座席のブロック図である。
【図３】第１実施形態のセンサ出力と着座姿勢の関係を示す説明図である。
【図４】第２実施形態の自動車用座席の斜視図である。
【図５】第２実施形態の着座姿勢の検出を説明する側面図である。
【図６】第３実施形態の自動車用座席の斜視図である。
【図７】第４実施形態の自動車用座席の斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０、３０、４０、５０    自動車用座席
１１    座部
１２    背もたれ部
１３    ヘッドレスト部
１４、１５    変位センサ（乗員検知センサ）
１６    ＥＣＵ（着座姿勢判定手段）
１７    コネクタ（外部接続手段）
２４    データベース
【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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