(57)【要約】【課題】困難なメンテナンスを必要とせず、安価な構成することができ、誤認定も少ない着座状態判別装置を提供する【解決手段】着座状態判別装置は、座席１０とシートベルト機構２０とを備えた車両において座席１０における着座状態を判別するために用いられる。着座状態判別装置は、座席１０のクッションパッド３０を支持する支持フレーム４２に対するクッションパッド３０を支持するＳ字ばね４４の上下方向の変位を検出可能な変位センサ５０と、シートベルト機構２０のベルト２１の張力を検出可能なベルト張力センサ６０と、変位センサ５０により検出された変位とベルト張力センサ６０により検出された張力とに基づいて、座席１０上の着座状態を判別し該着座状態を示す出力信号を出力する判別処理部７０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】
座席と該座席に着座する乗員をベルトにより拘束するためのシートベルト機構とを備えた車両において前記座席における着座状態を判別する着座状態判別装置であって、
前記座席のクッションパッドを支持する支持フレームに対する該クッションパッドの上下方向の変位又は該クッションパッドを支持するばねの上下方向の変位を検出可能な変位センサと、
前記シートベルト機構の前記ベルトの張力を検出可能なベルト張力センサと、
前記変位センサにより検出された変位と前記ベルト張力センサにより検出された張力とに基づいて、前記座席上の着座状態を判別し該着座状態を示す出力信号を出力する判別処理部と、
を備えたことを特徴とする着座状態判別装置。
【請求項２】
前記判別処理部は、
予め定められた第１の変位閾値、第２の変位閾値、及び張力閾値を格納する記憶装置を含み、
前記変位センサにより検出された変位と前記第１の変位閾値及び前記第２の変位閾値を比較し、
前記検出された変位が前記第１の変位閾値よりも小さい場合には、第１の着座状態を示す出力信号を出力し、
前記検出された変位が前記第２の変位閾値よりも大きい場合には、第２の着座状態を示す出力信号を出力し、
前記検出された変位が前記第１の変位閾値と前記第２の変位閾値との間にある場合には、
前記ベルト張力センサにより検出された張力が前記張力閾値よりも小さければ、第３の着座状態を示す出力信号を出力し、
前記ベルト張力センサにより検出された張力が前記張力閾値よりも大きければ、第４の着座状態を示す出力信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の着座状態判別装置。
【請求項３】
前記第１の着座状態を示す出力信号は、前記座席に乗員が着座していないことを示す信号であり、
前記第２の着座状態を示す出力信号は、前記座席に乗員が着座していることを示す信号であり、
前記第３の着座状態を示す出力信号は、前記座席に乗員が着座していることを示す信号である
前記第４の着座状態を示す出力信号は、前記座席にチャイルドシートが設置されていることを示す信号であり、
ことを特徴とする請求項２に記載の着座状態判別装置。
【請求項４】
前記変位センサは、前記支持フレームに対して相対的に固定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の着座状態判別装置。
【請求項５】
前記クッションパッドの底面又は前記ばねに固定された磁石をさらに備え、
前記変位センサは、前記磁石が発する磁場の変化に基づいて前記クッションパッドの変位又は前記ばねの変位を検出する磁気センサである、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の着座状態判別装置。
【請求項６】
座席に着座した乗員を保護するためのエアバッグと、
請求項１から５のいずれか一項に記載の着座状態判別装置と、
前記着座状態判別装置の判別処理部からの出力信号に基づいて前記エアバッグの作動を制御するエアバッグ制御部と、
を備えたことを特徴とするエアバッグシステム。
【請求項７】
座席に着座した乗員を保護するためのエアバッグと、
ガス発生剤に着火することにより前記エアバッグを展開させるためのガスを発生させる複数のインフレータと、
前記インフレータの着火を制御するエアバッグ制御部と、
前記座席のクッションパッドを支持する支持フレームに対する該クッションパッドの上下方向の変位又は該クッションパッドを支持するばねの上下方向の変位を検出可能な変位センサと、
シートベルト機構のベルトの張力を検出可能なベルト張力センサと、
前記変位センサにより検出された変位と前記ベルト張力センサにより検出された張力とに基づいて、前記座席上の着座状態を判別し該着座状態を示す出力信号を出力する判別処理部と、
を備え、
前記判別処理部は、
予め定められた第１の変位閾値、第２の変位閾値、及び張力閾値を格納する記憶装置を含み、
前記変位センサにより検出された変位と前記第１の変位閾値及び前記第２の変位閾値を比較し、
前記検出された変位が前記第１の変位閾値よりも小さい場合には、第１の着座状態を示す出力信号を出力し、
前記検出された変位が前記第２の変位閾値よりも大きい場合には、第２の着座状態を示す出力信号を出力し、
前記検出された変位が前記第１の変位閾値と前記第２の変位閾値との間にある場合には、
前記ベルト張力センサにより検出された張力が前記張力閾値よりも小さければ、第３の着座状態を示す出力信号を出力し、
前記ベルト張力センサにより検出された張力が前記張力閾値よりも大きければ、第４の着座状態を示す出力信号を出力する
ように構成され、
前記エアバッグ制御部は、
前記判別処理部からの出力信号が前記第１の着座状態又は前記第４の着座状態を示している場合には、前記複数のインフレータのいずれも着火させず、
前記判別処理部からの出力信号が前記第３の着座状態を示している場合には、前記複数のインフレータのうちｎ個のインフレータを着火させ、
前記判別処理部からの出力信号が前記第２の着座状態を示している場合には、前記複数のインフレータのうちｎ個よりも多くのインフレータを着火させる
ことを特徴とするエアバッグシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に設けられるエアバッグシステムに係り、特にエアバッグの展開制御に用いられる座席の着座状態を判別する着座状態判別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から車両の衝突時に乗員を保護するためのエアバッグシステムが知られている。このエアバッグシステムの動作に関して、例えば、米国連邦車両安全基準FMVSS208項は、座席に乗員が座っているか否か、あるいは座席にチャイルドシート（Child Restraint System（ＣＲＳ））が設置されているか否かに基づいてエアバッグの展開／非展開を制御することを求めている。
【０００３】
具体的には、座席にＣＲＳが設置されている場合にはエアバッグを作動させずに、座席に乗員が座っている場合にはエアバッグを作動させて展開する必要がある。このようなエアバッグの展開／非展開を実現するためには、座席に乗員が座っているのか、ＣＲＳが設置されているのか、あるいは誰も座っていないのかを判別しなければならない。
【０００４】
このような判別を行うために、シートフレームの脚部に取り付けた歪ゲージセンサを利用する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、シートフレームの脚部に取り付けた歪みゲージにより座席上の積載物の重量を測定し、ＣＲＳの基準重量及び乗員の基準重量に基づいて、座席に乗員が座っているのか、ＣＲＳが設置されているのか、あるいは誰も座っていないのかを判別している。
【０００５】
しかしながら、この方法では、シートフレームの脚部に２個から４個の歪みゲージセンサを取り付ける必要があり、システム全体のコストが高くなるという問題がある。
【０００６】
また、別の方法としては、メンブレンフィルム内に電極を配置した静電容量センサを座席内に埋設するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、電極に交流電圧を印加することで座席上の積載物の誘電率を検出し、検出された誘電率に基づいて、座席に乗員が座っているのか、ＣＲＳが設置されているのか、あるいは誰も座っていないのかを判別している。
【０００７】
しかしながら、上述した静電容量センサは、センサを構成する要素がわずかに変化しただけで敏感に反応するため、メンブレンフィルムや電極の維持及び管理を高いレベルに行わないと正確な測定をすることが難しい。また、誘電率に基づいて判別を行うため、水の入ったペットボトルを乗員と誤認定してしまうこともある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９１３４７号公報
【特許文献２】特開２００６−１０４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、困難なメンテナンスを必要とすることなく、安価な構成で座席の着座状態を正確に判別することができる着座状態判別装置を提供することを第１の目的とする。
【００１０】
また、本発明は、座席の着座状態に応じて適切にエアバッグを展開することができるエアバッグシステムを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、困難なメンテナンスを必要とすることなく、安価な構成で座席の着座状態を正確に判別することができる着座状態判別装置が提供される。この着座状態判別装置は、座席と該座席に着座する乗員をベルトにより拘束するためのシートベルト機構とを備えた車両において上記座席における着座状態を判別するために用いられる。上記着座状態判別装置は、上記座席のクッションパッドを支持する支持フレームに対する該クッションパッドの上下方向の変位又は該クッションパッドを支持するばねの上下方向の変位を検出可能な変位センサと、上記シートベルト機構の上記ベルトの張力を検出可能なベルト張力センサと、上記変位センサにより検出された変位と上記ベルト張力センサにより検出された張力とに基づいて、上記座席上の着座状態を判別し該着座状態を示す出力信号を出力する判別処理部とを備えている。
【００１２】
上記判別処理部は、予め定められた第１の変位閾値、第２の変位閾値、及び張力閾値を格納する記憶装置を含んでいてもよい。この場合において、上記判別処理部は、上記変位センサにより検出された変位と上記第１の変位閾値及び上記第２の変位閾値を比較し、上記検出された変位が上記第１の変位閾値よりも小さい場合には、第１の着座状態を示す出力信号を出力してもよい。上記検出された変位が上記第２の変位閾値よりも大きい場合には、第２の着座状態を示す出力信号を出力してもよい。上記検出された変位が上記第１の変位閾値と上記第２の変位閾値との間にある場合には、上記ベルト張力センサにより検出された張力が上記張力閾値よりも小さければ、第３の着座状態を示す出力信号を出力し、上記ベルト張力センサにより検出された張力が上記張力閾値よりも大きければ、第４の着座状態を示す出力信号を出力してもよい。
【００１３】
上記第１の着座状態を示す出力信号が上記座席に乗員が着座していないことを示すものであってもよく、上記第２の着座状態を示す出力信号が上記座席に乗員が着座していることを示す信号であってもよい。上記第３の着座状態を示す出力信号が上記座席に乗員が着座していることを示す信号であってもよく、上記第４の着座状態を示す出力信号が上記座席にチャイルドシートが設置されていることを示す信号であってもよい。
【００１４】
上記変位センサは、上記支持フレームに対して相対的に固定されていることが好ましい。また、上記着座状態判別装置は、上記クッションパッドの底面又は上記ばねに固定された磁石をさらに備えていてもよい。この磁石が発する磁場の変化に基づいて上記クッションパッドの変位又は上記ばねの変位を検出する磁気センサを上記変位センサとして用いてもよい。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、座席の着座状態に応じて適切にエアバッグを展開することができるエアバッグシステムが提供される。このエアバッグシステムは、座席に着座した乗員を保護するためのエアバッグと、上記着座状態判別装置と、上記着座状態判別装置の判別処理部からの出力信号に基づいて上記エアバッグの作動を制御するエアバッグ制御部とを備えている。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、座席の着座状態に応じて適切にエアバッグを展開することができるエアバッグシステムが提供される。このエアバッグシステムは、座席に着座した乗員を保護するためのエアバッグと、ガス発生剤に着火することにより上記エアバッグを展開させるためのガスを発生させる複数のインフレータと、上記インフレータの着火を制御するエアバッグ制御部と、上記座席のクッションパッドを支持する支持フレームに対する該クッションパッドの上下方向の変位又は該クッションパッドを支持するばねの上下方向の変位を検出可能な変位センサと、シートベルト機構のベルトの張力を検出可能なベルト張力センサと、上記変位センサにより検出された変位と上記ベルト張力センサにより検出された張力とに基づいて、上記座席上の着座状態を判別し該着座状態を示す出力信号を出力する判別処理部とを備えている。上記判別処理部は、予め定められた第１の変位閾値、第２の変位閾値、及び張力閾値を格納する記憶装置を含んでいる。上記判別処理部は、上記変位センサにより検出された変位と上記第１の変位閾値及び上記第２の変位閾値を比較し、上記検出された変位が上記第１の変位閾値よりも小さければ、第１の着座状態を示す出力信号を出力し、上記検出された変位が上記第２の変位閾値よりも大きければ、第２の着座状態を示す出力信号を出力する。上記判別処理部は、上記検出された変位が上記第１の変位閾値と上記第２の変位閾値との間にある場合には、上記ベルト張力センサにより検出された張力が上記張力閾値よりも小さければ、第３の着座状態を示す出力信号を出力し、上記ベルト張力センサにより検出された張力が上記張力閾値よりも大きければ、第４の着座状態を示す出力信号を出力する。上記エアバッグ制御部は、上記判別処理部からの出力信号が上記第１の着座状態又は上記第４の着座状態を示している場合には、上記複数のインフレータのいずれも着火させず、上記判別処理部からの出力信号が上記第３の着座状態を示している場合には、上記複数のインフレータのうちｎ個のインフレータを着火させ、上記判別処理部からの出力信号が上記第２の着座状態を示している場合には、上記複数のインフレータのうちｎ個よりも多くのインフレータを着火させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る着座状態判別装置によれば、困難なメンテナンスを必要とすることなく、安価な構成で座席の着座状態を正確に判別することができる。すなわち、変位センサにより検出された変位とベルト張力センサの検出結果とを組み合わせることにより座席上の着座状態を判別することができるので、従来のように高価な歪みゲージや静電容量センサなどを必要としない。また、従来の静電容量センサのようにメンブレンフィルム及び電極の維持や管理といった困難なメンテナンスも必要としない。さらに、変位センサにより検出された変位とベルト張力センサの検出結果とを組み合わせているため、水の入ったペットボトルを乗員と誤認定してしまうこともない。
【００１８】
また、本発明に係るエアバッグシステムによれば、上記着座状態判別装置により判別された着座状態に基づいてエアバッグを制御しているので、座席の着座状態に応じて適切にエアバッグを展開することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるエアバッグシステムを示す模式図である。
【図２】図１のエアバッグシステムにおける座席のクッションパッドを取り外した状態の座席支持部を模式的に示す斜視図である。
【図３】図２のIII-III線断面を模式的に示す図である。
【図４】座席に乗員が着座した状態の座席支持部を模式的に示す図である。
【図５】図１のエアバッグシステムのベルト張力センサを示す模式図である。
【図６】図５のVI-VI線断面図である。
【図７】図６のベルト張力センサの動作を説明する模式図である。
【図８】図１のエアバッグシステムの判別処理部における着座状態判別処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るエアバッグシステム及び着座状態判別装置の実施形態について図１から図８を参照して詳細に説明する。なお、図１から図８において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるエアバッグシステム１００を示す模式図である。図１に示すように、本実施形態におけるエアバッグシステム１００は、座席１０に対応して設けられるエアバッグ１２と、エアバッグ１２に高圧ガスを供給してエアバッグ１２を展開する２つのインフレータ１４Ａ，１４Ｂと、車両の衝突などにより生ずる衝撃を検出する衝撃検出センサ１６と、インフレータ１４Ａ，１４Ｂの作動を制御するエアバッグ制御部１８とを備えている。それぞれのインフレータ１４Ａ，１４Ｂは、内部に着火器とガス発生剤とを含んでおり、エアバッグ制御部１８に接続されている。また、衝撃検出センサ１６は、例えば１つ以上の加速度センサにより構成することができ、エアバッグ制御部１８に接続されている。
【００２２】
インフレータ１４Ａ，１４Ｂは、エアバッグ制御部１８からエアバッグ１２の展開を指示する信号（エアバッグ展開信号）を受けると、着火器を作動させガス発生剤に着火する。着火されたガス発生剤の化学反応によって高圧ガスが発生し、この高圧ガスがエアバッグ１２に供給されてエアバッグ１２が展開する。本実施形態では、２つのインフレータ１４Ａ，１４Ｂが設けられており、エアバッグ１２の展開速度を２段階に調整することができる。すなわち、エアバッグ制御部１８からインフレータ１４Ａ，１４Ｂの双方にエアバッグ展開信号を送信すると、両方のインフレータ１４Ａ，１４Ｂから高圧ガスがエアバッグ１２に供給され、エアバッグ１２の展開速度が速くなる。インフレータ１４Ａ，１４Ｂの一方にのみエアバッグ展開信号を送信すると、エアバッグ１２に供給される高圧ガスの量が少なくなり、エアバッグ１２の展開速度が遅くなる。
【００２３】
また、図１に示すように、エアバッグシステム１００は、座席１０の着座状態（座席１０に乗員が着座しているのか、ＣＲＳが設置されているのか、あるいは誰も着座していないのか）を判別し、該着座状態を示す出力信号を出力する判別処理部７０を備えている。この判別処理部７０は、後述する閾値等を格納するメモリ７２を備えている。判別処理部７０はエアバッグ制御部１８に接続されており、判別処理部７０から座席１０の着座状態を示す出力信号がエアバッグ制御部１８に入力されるようになっている。エアバッグ制御部１８は、この判別処理部７０からの出力信号と衝撃検出センサ１６からの出力信号とに基づいて、上述したインフレータ１４Ａ，１４Ｂの一方又は双方にエアバッグ展開信号を送信する。この詳細については後述する。
【００２４】
また、図１に示すように、エアバッグシステム１００は、座席１０に着座した乗員を拘束するシートベルト機構２０を備えている。このシートベルト機構２０は、ベルト２１と、ベルト２１を巻き取るリトラクタ２２と、リトラクタ２２の上方でベルト２１を支持する支持アンカ２３と、リトラクタ２２とは反対側にあるベルト２１の端部を固定する固定アンカ２４と、支持アンカ２３と固定アンカ２４との間のベルト２１に取り付けられたタング２５と、別のアンカ（図示せず）に固定されたバックル２６とを備えている。タング２５はバックル２６に取り外し自在に装着できるようになっている。
【００２５】
座席１０に着座した乗員は、ベルト２１をリトラクタ２２から引き出し、タング２５をバックル２６に装着することで、固定アンカ２４からタング２５までのベルト２１Ａで自分の腰部を拘束し、タング２５から支持アンカ２３までのベルト２１Ｂで自分の肩を拘束することができる。あるいは、ベルト２１をリトラクタ２２から引き出し、タング２５をバックル２６に装着することで、ベルト２１Ａ及びベルト２１Ｂでチャイルドシート（図示せず）を座席１０に固定することができる。
【００２６】
図１に示すように、座席１０は、クッションパッド３０、背もたれ部材３１、及びヘッドレスト３２から構成されている。クッションパッド３０の後端部には背もたれ部材３１が連結され、背もたれ部材３１の上端部にはヘッドレスト３２が連結される。クッションパッド３０は、発泡ウレタンなどの弾性部材からなるもので、乗員やチャイルドシート（以下、ＣＲＳという）の荷重を受けて変形する。このクッションパッド３０は、クッションパッド３０の下方に配置された座席支持部４０によって支持されている。
【００２７】
図２は、クッションパッド３０を取り外した状態の座席支持部４０を模式的に示す斜視図である。図１及び図２に示すように、座席支持部４０は、略矩形状の枠体としての支持フレーム４２と、支持フレーム４２の上面に設けられた複数のＳ字ばね４４と、支持フレーム４２から下方に延びる４本の脚４６とを備えている。座席支持部４０の脚４６は、車体に取り付けられた１対のレール４８に固定されており、これにより座席１０が車体に固定される。なお、支持フレーム４２、脚４６、及びレール４８は、クッションパッド３０にかかる乗員やＣＲＳの荷重によって変形しないような剛性を有している。このような支持フレーム４２や脚４６の材料としては、例えば金属やセラミックなどを用いることができる。
【００２８】
図２に示すように、支持フレーム４２には、矩形状の開口部４２Ａが形成されており、この開口部４２Ａに上述したＳ字ばね４４が架け渡されている。それぞれのＳ字ばね４４は、Ｓ字状に繰り返し屈曲するワイヤ状の金属部材から構成される。Ｓ字ばね４４の断面形状は例えば円形である。複数のＳ字ばね４４は、前後方向に沿って互いに平行に延びており、それぞれの前端部と後端部が支持フレーム４２の上面に取り付けられている。これらのＳ字ばね４４の上にクッションパッド３０が載置され、クッションパッド３０が複数のＳ字ばね４４によって弾性的に支持される。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態におけるエアバッグシステム１００は、支持フレーム４２に取り付けられた変位センサ５０を備えている。この変位センサ５０は、支持フレーム４２に対するＳ字ばね４４の上下方向の変位（換言すればクッションパッド３０の上下方向の変位）を検出するものであり、座席１０の着座状態を判別する判別処理部７０に接続されている。なお、本実施形態における変位センサ５０は支持フレーム４２に取り付けられているが、この変位センサ５０は支持フレーム４２に対して相対的に位置が固定されていればよい。したがって、脚４６やレール４８に変位センサ５０を取り付けて、変位センサ５０を支持フレーム４２に対して相対的に固定することとしてもよい。
【００３０】
図３は、図２のIII-III線断面を模式的に示す図である。図３に示すように、支持フレーム４２の前側部材４２Ｂには、変位センサ５０を支持するセンサ支持部５２が固定されている。このセンサ支持部５２は、例えば金属製プレートや樹脂製プレートから構成される。変位センサ５０は、このセンサ支持部５２の上面に接着材などによって固定されている。
【００３１】
図３に示すように、１つのＳ字ばね４４には永久磁石５４が取り付けられている。この永久磁石５４としては、例えばフェライト磁石や金属磁石、ボンド磁石などを用いることができる。永久磁石５４は、センサ支持部５２に支持された変位センサ５０の鉛直方向上方に位置するように配置される。永久磁石５４は、磁石取付具５６によりＳ字ばね４４に取り付けられている。磁石取付具５６は、Ｓ字ばね４４の形状に対応した形状を有しＳ字ばね４４を保持するばね保持部５７と、永久磁石５４の形状に対応した形状を有し永久磁石５４を保持する磁石保持部５８を備えている。
【００３２】
変位センサ５０は、Ｓ字ばね４４の下方に配置された永久磁石５４が生じる磁場を測定し、この磁場の変化に基づいて永久磁石５４の変位、ひいてはＳ字ばね４４及びクッションパッド３０の変位を検出する。例えば、リードスイッチ、コイル、ホール素子又は磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた磁気センサをこのような変位センサ５０として用いることができる。
【００３３】
図４は、座席１０に乗員が着座した状態を示している。座席１０に乗員が着座すると、クッションパッド３０に乗員の荷重がかかることによって、クッションパッド３０の座面からＳ字ばね４４に圧力が加わる。これにより、図４に示すように、Ｓ字ばね４４の両端部が鉛直方向下方に撓み、支持フレーム４２の開口部４２Ａに位置するクッションパッド３０とＳ字ばね４４が下方に移動する。このように、座席１０に乗員が着座すると、クッションパッド３０とＳ字ばね４４は下方に変位し、Ｓ字ばね４４に取り付けられた永久磁石５４の上下方向の位置は、乗員が着座していないときの位置（図３）よりも低くなる。これにより、永久磁石５４が変位センサ５０に近づくため、変位センサ５０により測定される磁場が強くなる。変位センサ５０は、この磁場の変化を永久磁石５４の変位（クッションパッド３０又はＳ字ばね４４の変位）として判別処理部７０に出力する。
【００３４】
このようにして、変位センサ５０に対する永久磁石５４の変位（クッションパッド３０又はＳ字ばね４４の変位）が検出され、この変位が変位センサ５０から判別処理部７０に出力される。判別処理部７０では、変位センサ５０により検出されたクッションパッド３０又はＳ字ばね４４の変位を利用して座席１０における着座状態を判別する。そして、エアバッグ制御部１８は、判別処理部７０により判別された着座状態に基づいてエアバッグ１２の展開を制御する。
【００３５】
ここで、座席１０が空席の場合（ケース１）、座席１０にＣＲＳを（ベルト２１により強く締め付けていない状態で）設置した場合（ケース２）、座席１０に乗員ＡＦ０５（成人女性の５パーセンタイルダミー）が着座した場合（ケース３）、座席１０に乗員ＡＭ５０（成人男性の５０パーセンタイルダミー）が着座した場合（ケース４）、座席１０に乗員ＡＭ９５（成人男性の９５パーセンタイルダミー）が着座した場合（ケース５）のそれぞれについて、上述したクッションパッド３０の変位を測定したところ、これらの測定結果は以下の表１のようになった。
【表１】
2015131548.tif 000003
【００３６】
本実施形態におけるエアバッグシステム１００は、エアバッグ１２を展開する際に、座席１０に乗員ＡＦ０５が着座している場合はエアバッグ１２を相対的に弱く展開し、乗員ＡＭ５０又は乗員ＡＭ９５が着座している場合はエアバッグ１２を相対的に強く展開するように構成されている。すなわち、本実施形態の判別処理部７０は、（Ａ）エアバッグ１２を展開する必要のない着座状態、（Ｂ）エアバッグ１２を弱く展開する着座状態、及び（Ｃ）エアバッグ１２を強く展開する着座状態を判別するように構成されている。
【００３７】
（Ａ）エアバッグ１２を展開する必要のない着座状態は上記表１の「（１）空席」と「（２）ＣＲＳ」に対応し、（Ｂ）エアバッグ１２を弱く展開する着座状態は「（３）ＡＦ０５」に対応し、（Ｃ）エアバッグ１２を強く展開する着座状態は「（４）ＡＭ５０」と「（５）ＡＭ９５」に対応する。上記表１では、「（３）ＡＦ０５」と「（１）空席」又は「（２）ＣＲＳ」との間の変位の差は４．５ｍｍ以上あるため、この差を利用すれば「（３）ＡＦ０５」と「（１）空席」又は「（２）ＣＲＳ」との判別が可能である。また、「（３）ＡＦ０５」と「（４）ＡＭ５０」又は「（５）ＡＭ９５」との間の変位の４ｍｍ以上あるため、この差を利用すれば「（３）ＡＦ０５」と「（４）ＡＭ５０」又は「（５）ＡＭ９５」との判別が可能である。
【００３８】
ところで、上述した米国連邦車両安全基準FMVSS208項には、シートベルトの張力が１３４ＮになるようにＣＲＳを締め付けて固定することが規定されている。このため、ベルト２１により１３４Ｎの張力でＣＲＳを締め付けて座席１０に固定した場合（ケース６）についても、クッションパッド３０の変位を測定したところ、以下の表２のような測定結果となった。
【表２】
2015131548.tif 000004
【００３９】
ベルト２１により１３４Ｎの張力でＣＲＳを締め付けて座席１０に固定した場合には、「（２）ＣＲＳ」と同様にエアバッグ１２を展開する必要がないが、表２に示すように、「（６）ＣＲＳ（張力１３４Ｎ）」の場合のクッションパッド３０の変位は、上記表１の「（３）ＡＦ０５」と同じ８ｍｍとなった。したがって、クッションパッド３０又はＳ字ばね４４の変位だけでは、「（６）ＣＲＳ（張力１３４Ｎ）」と「（３）ＡＦ０５」とを判別することができない。
【００４０】
そこで、本実施形態では、シートベルト機構２０におけるベルト２１の張力を利用して「（６）ＣＲＳ（張力１３４Ｎ）」と「（３）ＡＦ０５」とを判別するようにしている。すなわち、上記表１及び表２のそれぞれのケースについて、ベルト２１の張力を測定したところ、その測定結果は以下の表３のようになった。
【表３】
2015131548.tif 000005
【００４１】
表３に示すように、ベルト２１の張力は、「（３）ＡＦ０５」では２０Ｎ、「（６）ＣＲＳ（張力１３４Ｎ）」では１３４Ｎであるため、この張力の差を利用すれば「（３）ＡＦ０５」と「（６）ＣＲＳ（張力１３４Ｎ）」との判別が可能となる。このベルト２１の張力を検出するために、本実施形態におけるエアバッグシステム１００はベルト張力センサ６０を用いている。シートベルト機構のベルトの張力を検出するセンサとしてはいくつかの種類のものが知られているが、本実施形態では、このような既存のセンサを特に改変することなくベルト張力センサ６０として用いることができる。
【００４２】
図５は、図１のベルト張力センサ６０の一例を示す模式図、図６は、図５のVI-VI線断面図である。図１及び図６に示すように、本実施形態のベルト張力センサ６０は、固定アンカ２４に例えばボルト６１を介して固定されるものである。図５に示すように、ベルト張力センサ６０は、略平板状の基部６２と、リベット６３を介して片持ち梁状に基部６２に固定されるセンサプレート６４と、センサプレート６４上に取り付けられた歪みゲージ６５と、基部６２から垂直に延びる一対の側部６６と、側部６６に形成された挿通孔に挿通されたシャフト６７と、シャフト６７に取り付けられた押圧部６８とを備えている。
【００４３】
押圧部６８はシャフト６７を中心として回動自在となっており、その先端部６８Ａがセンサプレート６４に接触している。図６に示すように、押圧部６８には、ベルト２１の端部を取り付ける軸部６８Ｂが設けられている。図６に示すように、ベルト２１の端部は、基部６２に形成されたベルト孔６２Ａ（図５参照）から押圧部６８の軸部６８Ｂを包むように折り返され、所定の位置で縫製される。
【００４４】
図７は、図６に示すベルト２１に張力をかけた状態を示している。図７に示すように、ベルト２１が上方に引っ張られると、これに伴って押圧部６８の軸部６８Ｂも引っ張られる。これにより押圧部６８はシャフト６７を中心として回転し、その先端部６８Ａがセンサプレート６４を押圧する。この押圧部６８の先端部６８Ａの押圧によりセンサプレート６４が撓む。ベルト張力センサ６０は、このセンサプレート６４の撓みを歪みゲージ６５により検出することによりベルト２１の張力を検出することができる。
【００４５】
図１に示すように、上述した変位センサ５０及びベルト張力センサ６０は判別処理部７０に接続されており、変位センサ５０の出力及びベルト張力センサ６０の出力が判別処理部７０に入力されるようになっている。判別処理部７０は内部に記憶装置としてのメモリ７２を有しており、このメモリ７２には、「（１）空席」又は「（２）ＣＲＳ」と「（３）ＡＦ０５」とを判別するための第１の変位閾値ｄ1と、「（３）ＡＦ０５」と「（４）ＡＭ５０」又は「（５）ＡＭ９５」とを判別するための第２の変位閾値ｄ2と、「（３）ＡＦ０５」と「（６）ＣＲＳ（張力１３４Ｎ）」とを判別するための張力閾値Ｔ1とが格納されている。例えば、第１の変位閾値ｄ1としては５ｍｍ、第２の変位閾値ｄ2として１０ｍｍ、張力閾値Ｔ1として１２０Ｎが格納される。
【００４６】
図８は、判別処理部７０における着座状況判別処理を示すフローチャートである。図８に示すように、判別処理部７０は、まず、変位センサ５０からの出力信号により表される変位が第１の変位閾値ｄ1以上かどうかを判断する（ステップＳ２０１）。変位センサ５０により検出された変位が第１の変位閾値ｄ1（例えば５ｍｍ）より小さい場合には、「（１）空席」か「（２）ＣＲＳ」の場合であるので、判別処理部７０は、乗員が着座していないこと（第１の着座状態）を示す出力信号を出力する（ステップＳ２０２）。
【００４７】
一方、変位センサ５０により検出された変位が第１の変位閾値ｄ1以上である場合には、判別処理部７０は、その変位が第２の変位閾値ｄ2（例えば１０ｍｍ）以下かどうかを判断する（ステップＳ２０３）。変位センサ５０により検出された変位が第２の変位閾値ｄ2（例えば１０ｍｍ）よりも大きい場合には、「（４）ＡＭ５０」か「（５）ＡＭ９５」の場合であるので、判別処理部７０は、エアバッグ１２を強く展開すべき乗員が着座していること（第２の着座状態）を示す出力信号を出力する（ステップＳ２０４）。
【００４８】
変位センサ５０により検出された変位が第２の変位閾値ｄ2（例えば１０ｍｍ）以下である場合には、「（３）ＡＦ０５」の場合か「（６）ＣＲＳ（張力１３４Ｎ）」の場合かどちらか判断できないので、判別処理部７０は、ベルト張力センサ６０からの出力信号により表される張力が張力閾値Ｔ1以上かどうかを判断する（ステップＳ２０５）。ベルト張力センサ６０により検出された張力が張力閾値Ｔ1より小さい場合には、表３の結果から「（３）ＡＦ０５」の場合であると判別することができる。したがって、この場合は、判別処理部７０は、エアバッグ１２を弱く展開すべき乗員が着座していること（第３の着座状態）を示す出力信号を出力する（ステップＳ２０６）。一方、ベルト張力センサ６０により検出された張力が張力閾値Ｔ1以上である場合は、「（６）ＣＲＳ（張力１３４Ｎ）」の場合であると判別することができるので、判別処理部７０は、ＣＲＳが設置されていること（第４の着座状態）を示す出力信号を出力する（ステップＳ２０７）。
【００４９】
このように、本実施形態においては、クッションパッド３０又はＳ字ばね４４の上下方向の変位を検出可能な変位センサ５０と、ベルト２１の張力を検出可能なベルト張力センサ６０と、変位センサ５０により検出された変位とベルト張力センサ６０により検出された張力とに基づいて、座席１０上の着座状態を判別し該着座状態を示す出力信号を出力する判別処理部７０とによって、座席１０における着座状態を判別する着座状態判別装置が構成される。
【００５０】
図１に示すように、判別処理部７０からの出力信号はエアバッグ制御部１８に入力される。衝撃検出センサ１６が車両の衝突などにより生ずる衝撃を検出すると、その検出信号がエアバッグ制御部１８に入力される。エアバッグ制御部１８が、衝撃検出センサ１６からの検出信号を受信すると、判別処理部７０からの出力信号を確認してインフレータ１４Ａ，１４Ｂの駆動を制御する。具体的には、判別処理部７０からの出力信号が第１の着座状態又は第４の着座状態（乗員が着座していないこと又はＣＲＳが設置されていること）を示す出力信号である場合、エアバッグ制御部１８はインフレータ１４Ａ，１４Ｂのいずれにもエアバッグ展開信号を送信しない。これにより、エアバッグ１２は展開されない。また、判別処理部７０からの出力信号が第２の着座状態（エアバッグ１２を強く展開すべき乗員が着座していること）を示す出力信号である場合、エアバッグ制御部１８はインフレータ１４Ａ，１４Ｂの双方にエアバッグ展開信号を送信する。これにより、両方のインフレータ１４Ａ，１４Ｂから高圧ガスがエアバッグ１２に供給され、エアバッグ１２が高速で（強く）展開される。判別処理部７０からの出力信号が第３の着座状態（エアバッグ１２を弱く展開すべき乗員が着座していること）を示す出力信号である場合、エアバッグ制御部１８はインフレータ１４Ａ，１４Ｂの一方にのみエアバッグ展開信号を送信する。これにより、インフレータ１４Ａ，１４Ｂの一方から高圧ガスがエアバッグ１２に供給され、エアバッグ１２が低速で（弱く）展開される。
【００５１】
このように、本実施形態によれば、変位センサ５０により検出された変位とベルト張力センサ６０により検出された張力とを組み合わせることにより座席１０上の着座状態を判別することができる。すなわち、従来から車両に設けられるベルト張力センサを利用すれば、変位センサ５０を追加するだけで座席１０上の着座状態を判別することができ、従来のように高価な静電容量センサや歪みゲージなどが追加で必要とならない。また、従来の静電容量センサのようにメンブレンフィルム及び電極の維持や管理といった困難なメンテナンスも必要としない。さらに、変位センサ５０により検出された変位とベルト張力センサ６０により検出された張力とを組み合わせているため、水の入ったペットボトルを乗員と誤認定してしまうこともない。
【００５２】
なお、近年では、ISOFIX規格のようにシートベルト機構を使用しないでＣＲＳを座席に固定する方法があるが、そのような規格のＣＲＳを座席１０に固定した場合であっても、そのときのクッションパッド３０の変位は「（２）ＣＲＳ」の場合と同等となるため、本実施形態による着座状態判別装置によれば、ISOFIX規格によるＣＲＳの設置を「（２）ＣＲＳ」と同様に判別することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るエアバッグシステム１００は、上述のようにして判別された着座状態に基づいてエアバッグ１２を制御しているので、座席１０の着座状態に応じて適切にエアバッグ１２を展開することができる。
【００５４】
上述した実施形態では、ベルト２１が引っ張られることによって押圧されるセンサプレート６４の撓みを測定することによってベルト２１の張力を検出した例について説明したが、ベルト２１の張力の検出方法はこれに限られるものではない。例えば、ベルト２１が引っ張られることによる弾性体の変形量を測定することによってベルト２１の張力を検出してもよい。また、ベルト張力センサ６０の設置場所は、図１に示す固定アンカに限られず、例えばバックル２６にベルト張力センサ６０を内蔵させてもよい。
【００５５】
上述した実施形態では、永久磁石５４をＳ字ばね４４に取り付けた例を説明したが、永久磁石５４の取付位置はこれに限られるものではない。例えば、接着材などによりクッションパッド３０の下面に永久磁石５４を固定してもよい。あるいは、隣接するＳ字ばね４４の間にプレートを架け渡し、接着材などによりこのプレートの下面に永久磁石５４を固定してもよい。
【００５６】
また、上述した実施形態では、クッションパッド３０を支持するばねとしてＳ字ばね４４を用いた例を説明したが、クッションパッド３０を支持するばねはＳ字ばねに限られるものではなく、クッションパッド３０を支持することができればどのようなばねであってもよい。
【００５７】
さらに、上述した実施形態では、変位センサ５０として磁気センサを用いた例を説明したが、変位センサ５０は磁気センサに限られるものではなく、支持フレーム４２に対するクッションパッド３０の上下方向の変位又はクッションパッド３０を支持するＳ字ばね４４の上下方向の変位を検出できるものであればどのような変位センサであってもよい。例えば、レーザセンサや渦電流センサなどを変位センサ５０として用いることができる。
【００５８】
上述した実施形態では、判別処理部７０からの出力信号が第２の着座状態を示す出力信号である場合に２つのインフレータ１４Ａ，１４Ｂを着火させ、第３の着座状態を示す出力信号である場合に２つのインフレータ１４Ａ，１４Ｂのうち一方を着火させているが、インフレータを３つ以上にした場合にも本発明を適用することができる。この場合には、判別処理部７０からの出力信号が第２の着座状態を示す出力信号であるときに着火させるインフレータの個数を、第３の着座状態を示す出力信号であるときに着火させるインフレータの個数よりも多くすればよい。また、これとは逆に、インフレータを１つにした場合にも本発明を適用することができる。この場合には、判別処理部７０からの出力信号が第１の着座状態又は第４の着座状態を示す出力信号であるときにはインフレータを着火させず、第２の着座状態又は第３の着座状態を示す出力信号であるときにはインフレータを着火させることとなる。
【００５９】
また、上述した実施形態では、２つの変位閾値ｄ1，ｄ2を用いて第１から第４の着座状態を判別しているが、変位閾値の数を増やすことで判別可能な着座状態の数を増やしてもよい。このように判別可能な着座状態の数を増やす場合には、３つ以上のインフレータを設けて、それぞれの着座状態に対応した数のインフレータを着火させてもよい。例えば、上述した「（３）ＡＭ５０」と「（４）ＡＭ９５」とを判別するために第３の変位閾値を導入するとともにインフレータの数を３つとしてもよい。すなわち、変位センサ５０により検出された変位がこの第３の変位閾値よりも小さい場合には「（３）ＡＭ５０」であると判断して２つのインフレータを着火させ、第３の変位閾値よりも大きい場合には「（４）ＡＭ９５」であると判断して３つのインフレータを着火させてもよい。同様に、「（３）ＡＦ０５」と「（４）ＡＭ５０」とを判別するために変位閾値を設定することもできる。
【００６０】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００６１】
１０    座席
１２    エアバッグ
１４Ａ，１４Ｂ    インフレータ
１６    衝撃検出センサ
１８    エアバッグ制御部
２０    シートベルト機構
２１    ベルト
２２    リトラクタ
２３    支持アンカ
２４    固定アンカ
２５    タング
２６    バックル
２７    リール
２８    ベルトケース
２９    スリット
３０    クッションパッド
３１    背もたれ部材
３２    ヘッドレスト
４０    座席支持部
４２    支持フレーム
４２Ａ  開口部
４２Ｂ  前側部材
４４    Ｓ字ばね
４６    脚
４８    レール
５０    変位センサ
５２    センサ支持部
５４    永久磁石
５６    磁石取付具
６０    ベルト張力センサ
６１    ボルト
６２    基部
６２Ａ  ベルト孔
６３    リベット
６４    センサプレート
６５    歪みゲージ
６６    側部
６７    シャフト
６８    押圧部
６８Ａ  先端部
６８Ｂ  軸部
７０    判別処理部
７２    メモリ
【図１】
2015131548.tif 000006
【図２】
2015131548.tif 000007
【図３】
2015131548.tif 000008
【図４】
2015131548.tif 000009
【図５】
2015131548.tif 000010
【図６】
2015131548.tif 000011
【図７】
2015131548.tif 000012
【図８】
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