(57)【要約】【課題】車両用シートに掛かる荷重を計測し、当該シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供する。【解決手段】着座荷重に基づいて乗員の種別を判別する乗員判別手段を有する車両用シート１の乗員判別装置であって、以下を備える。  シート１の後方部に備えられ、着座荷重の一部である後方荷重を計測する単数又は複数の第１荷重センサ２１と、シート１の前方部に備えられ、着座荷重の一部である前方荷重を計測する単数又は複数の第２荷重センサ２２と、後方荷重及び前方荷重に基づいて、後方荷重の比率を示す後方荷重比を演算する後方荷重比演算手段２５ａと、演算された後方荷重比に基づいて、シート１への子供用拘束装置の装着を判定する装着判定手段２５ｂと、を備える。【選択図】図４
2008056040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着座荷重に基づいて乗員の種別を判別する乗員判別手段を有する車両用シートの乗員判別装置であって、
前記シートの後方部に備えられ、前記着座荷重の一部である後方荷重を計測する単数又は複数の第１荷重センサと、
前記シートの前方部に備えられ、前記着座荷重の一部である前方荷重を計測する単数又は複数の第２荷重センサと、
前記後方荷重及び前記前方荷重に基づいて、前記後方荷重の比率を示す後方荷重比を演算する後方荷重比演算手段と、
演算された前記後方荷重比に基づいて、前記シートへの子供用拘束装置の装着を判定する装着判定手段と、を備える車両用シートの乗員判別装置。
【請求項２】
前記第１荷重センサは、前記シートの後方部の左右に分かれて配置され、独立して荷重を計測可能な２つの荷重センサから構成され、
前記第２荷重センサは、前記シートの前方部の左右に分かれて配置され、独立して荷重を計測可能な２つの荷重センサから構成される請求項１に記載の車両用シートの乗員判別装置。
【請求項３】
前記乗員判別手段は、
前記後方荷重が第１荷重しきい値よりも大きい場合に前記乗員の種別が大人であると判別し、
前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された第２荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が子供であると判別し、
前記後方荷重が前記第１荷重しきい値以下、且つ前記第２荷重しきい値以上の場合には、前記装着判定手段の判定結果に基づいて前記乗員の種別を判別するものであり、
前記装着判定手段は、前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きい場合に、前記シートへ前記子供用拘束装置が装着されていると判定する請求項１又は２に記載の車両用シートの乗員判別装置。
【請求項４】
前記装着判定手段は、
前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きい場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに強く固着されている可能性がある第１装着状態であると判定し、
前記後方荷重比が前記第１比率しきい値以下、且つ前記第１比率しきい値に対して小さく設定された第２比率しきい値よりも大きい場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに前記第１装着状態よりも弱く固着されている可能性がある第２装着状態であると判定し、
前記後方荷重比が前記第２比率しきい値以下の場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに固着されていない第３装着状態と判定するものであり、
前記乗員判別手段は、
前記第３装着状態において、前記後方荷重に拘らず、前記乗員の種別が大人であると判別し、
前記第１装着状態において、前記後方荷重が第１荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が子供であると判別し、
前記第２装着状態において、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された第２荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が子供であると判別する請求項１又は２に記載の車両用シートの乗員判別装置。
【請求項５】
前記装着判定手段は、前記後方荷重と、前記後方荷重比との相関関係を一次関数で表す相関しきい値に基づいて前記シートへの子供用拘束装置の装着を判定する請求項１又は２に記載の車両用シートの乗員判別装置。
【請求項６】
乗員保護装置の制御のために前記乗員判別手段の判別結果が用いられ、
前記乗員判別手段は、
前記後方荷重が第１荷重しきい値よりも大きい場合には、前記乗員の種別が前記乗員保護装置の第１の制御を行う第１の種別であると判別し、
前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された第２荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が前記乗員保護装置の第２の制御を行う第２の種別であると判別し、
前記後方荷重が前記第１荷重しきい値以下、且つ前記第２荷重しきい値以上の場合には、前記装着判定手段の判定結果に基づいて前記乗員の種別を判別するものであり、
前記装着判定手段は、前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きい場合に、前記シートへ前記子供用拘束装置が装着されていると判定する請求項１又は２に記載の車両用シートの乗員判別装置。
【請求項７】
前記乗員判別手段は、
前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きく、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値よりも大きい場合に、前記乗員の種別が前記第１の種別であると判別し、
前記後方荷重比が前記第１比率しきい値以下、且つ前記第１比率しきい値に対して小さく設定された第２比率しきい値よりも大きく、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された前記第２荷重しきい値よりも小さい場合に、前記乗員の種別が前記第２の種別であると判別し、
前記後方荷重比が前記第２比率しきい値以下の場合に、前記乗員の種別が前記第１の種別であると判別する請求項６に記載の車両用シートの乗員判別装置。
【請求項８】
乗員保護装置の制御のために前記乗員判別手段の判別結果が用いられ、
前記装着判定手段は、
前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きい場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに所定値よりも強く固着されている可能性がある第１装着状態であると判定し、
前記後方荷重比が前記第１比率しきい値以下、且つ前記第１比率しきい値に対して小さく設定された第２比率しきい値よりも大きい場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに前記第１装着状態よりも弱く固着されている可能性がある第２装着状態であると判定し、
前記後方荷重比が前記第２比率しきい値以下の場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに固着されていない第３装着状態と判定するものであり、
前記乗員判別手段は、
前記第３装着状態において、前記後方荷重に拘らず、前記乗員の種別が前記乗員保護装置の第１の制御を行う第１の種別であると判別し、
前記第１装着状態において、前記後方荷重が第１荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が前記乗員保護装置の第２の制御を行う第２の種別であると判別し、
前記第２装着状態において、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された第２荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が前記第２の種別であると判別する請求項１又は２に記載の車両用シートの乗員判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着座荷重に基づいて乗員の種別を判別する車両用シートの乗員判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、乗員に対する安全対策への取り組みが活発となり、車両用シートへの着座者を保護するためにエアバッグに代表される乗員保護補助装置（SRS : supplemental restraint system ）が搭載される車両が増加している。
エアバッグは、シートベルトと併用することにより、非常時における乗員の保護性能を向上させる。エアバッグのこの機能を最大限に発揮させ、また、無駄な膨張を抑制するためには、シート上の乗員の有無や、乗員の体格などに基づいてエアバッグが制御される。例えば、乗員の体格に基づいて、エアバッグの膨張量が調整される。また、乗員が低年齢の子供の場合などには、膨張による衝撃を防止するために、エアバッグを作動させないように制御される。
このため、シート上の乗員の有無や、乗員の体格などに応じた種別を検出する目的で、当該シートに乗員検出装置が備えられているものもある。
【０００３】
例えば、下記に出典を示す特許文献１には、乗員の体重を検知して、エアバッグ装置のガス発生量を制御可能とした車両のシート装置及びエアバッグ装置が記載されている。これによれば、シートに着座した乗員の体重を検出する荷重センサが備えられ、検出された体重に応じてガス発生手段からのガス発生が制御される。荷重センサは、例えば、シート下の前後左右に４つ備えられる。これにより、エアバッグ装置は、乗員の体重が軽いと検出されたときにはエアバッグ内に比較的少量のガスを供給し、膨張量を抑制する。乗員の体重が重いと検出された場合には、エアバッグ内に比較的多量のガスを供給する。
【０００４】
ところで、車両に搭乗する乳幼児に対する安全対策への取り組みとして、いわゆるチャイルドシートに代表される子供用拘束装置（CRS : child restraint system）の使用も奨励されている。法令によって使用が義務付けられている国や地域もある。特許文献１のように、シートに掛かる荷重によって乗員の体格を検出するような乗員検出装置では、チャイルドシートと、乗員との合計荷重が乗員による荷重として算出される。また、乳幼児向けのチャイルドシートには、乳幼児を確保するベルトが備えられ、チャイルドシート本体は、車両のシートベルトによって、シートに強く固定される。この場合には、シートベルトの張力も車両用シートに掛かる荷重として検出されるため、実際よりも大きな荷重が検出される。その結果、乳幼児に適応したエアバッグの制御が困難となる可能性がある。
【０００５】
下記に出典を示す特許文献２には、このような問題に鑑みて、シート上のチャイルドシートを良好に検出することのできる乗員判別装置の技術が示されている。この乗員判別装置は、シート上の荷重を計測するシート荷重計と、シートに着座する人間とシートとの近接度を検出する人体近接センサとを備える。そして、シート荷重計と人体近接センサとの出力の組み合わせによって、シート上の乗員の有無及び種別を判別する。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１１５３号公報（第２−３頁）
【特許文献２】特開２００１−２９４１１９号公報（第２−３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載の技術によれば、特にチャイルドシートと着座している子供との区別が可能になる。その結果、シートに着座している乗員の種別（大人・子供・チャイルドシート上の乳幼児など）を認識することができる。
しかし、この認識のために、特許文献１の技術でも利用されている荷重センサ（シート荷重計）に加えて、人体近接センサを備える必要がある。このため、乗員判別装置の規模が大きくなってしまう。
【０００８】
本願は、上記背景及び課題に鑑みて創案されたもので、車両用シートに掛かる荷重を計測し、当該シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別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】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明に係る車両用シートの乗員判別装置は、着座荷重に基づいて乗員の種別を判別する乗員判別手段を有するものであって、以下の構成を備える。
その特徴構成は、前記シートの後方部に備えられ、前記着座荷重の一部である後方荷重を計測する単数又は複数の第１荷重センサと、
前記シートの前方部に備えられ、前記着座荷重の一部である前方荷重を計測する単数又は複数の第２荷重センサと、
前記後方荷重及び前記前方荷重に基づいて、前記後方荷重の比率を示す後方荷重比を演算する後方荷重比演算手段と、
演算された前記後方荷重比に基づいて、前記シートへの子供用拘束装置の装着を判定する装着判定手段と、を備える点にある。
【００１０】
子供用拘束装置は、シートのシートバックと座面とに密着させて設置される。つまり、シートの後方に設置される。さらに、子供用拘束装置は、シートベルトによって強固に固着される。従って、シートベルトによる締め付け力も、荷重として作用する。このため、着座荷重の中で、後方荷重の占める割合が大きくなる。前方荷重と後方荷重との差は大きくなる。また、子供用拘束装置の装着による荷重は、後方荷重に対してはプラス側に働くが、前方荷重に対してはマイナス側（浮き上がり側）として現れることもある。この場合には、一層、後方荷重の割合が増化することになる。
従って、後方荷重比に基づいて、シートへの子供用拘束装置の装着を良好に判定することができる。その結果、子供用拘束装置に着座した子供と、小柄な大人とを混同することなく、シート上の乗員の種別を正確に判別することができる。
【００１１】
また、本発明に係る車両用シートの乗員判別装置は、さらに、前記第１荷重センサが、前記シートの後方部の左右に分かれて配置され、独立して荷重を計測可能な２つの荷重センサから構成され、前記第２荷重センサが、前記シートの前方部の左右に分かれて配置され、独立して荷重を計測可能な２つの荷重センサから構成されることを特徴とする。
【００１２】
車両シートは、一般的に前後位置の調整が可能であり、これは床に設けられたレールをシートがスライド移動することによって実現される。このレールは一般的に左右２本備えられるので、シートは、２本のレールの上に乗っている。荷重センサは、シートに掛かる荷重を無駄なく受けるため、土台としてのレールとシートとの間に備えられることが多い。従って、前方及び後方の荷重センサが、それぞれ左右２つずつ設けられていると４つのセンサによって、シートに掛かる荷重を受け、着座荷重を計測することができる。
前方及び後方荷重は、それぞれ左右に分かれて配置された２つの荷重センサに分散して計測されるので、測定誤差を抑制することができる。従って、シートへの子供用拘束装置の装着を良好に判定することができる。その結果、シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供することができる。
【００１３】
また、本発明に係る車両用シートの乗員判別装置は、さらに、以下の特徴構成を備える。
第１に、前記乗員判別手段が、以下のように判別することを特徴とする。
前記乗員判別手段は、前記後方荷重が第１荷重しきい値よりも大きい場合に、前記乗員の種別が大人であると判別する。
また、前記乗員判別手段は、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された第２荷重しきい値よりも小さい場合に、前記乗員の種別が子供であると判別する。
また、前記乗員判別手段は、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値以下、且つ前記第２荷重しきい値以上の場合に、前記装着判定手段の判定結果に基づいて前記乗員の種別を判別する。
第２に、前記装着判定手段が、前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きい場合に、前記シートへ前記子供用拘束装置が装着されていると判定することを特徴とする。
【００１４】
本特徴構成によれば、２つの荷重しきい値によって、それぞれ、大人と子供とが判別される。２つの荷重しきい値の間には、所定の差があるため、大人と子供とを混同することなく、正確な判別ができる。一方、これら２つの荷重しきい値の間に属する着座荷重（後方荷重）に関しては、大人又は子供の何れの可能性もある。従って、本特徴構成によれば、子供用拘束装置の装着の判定結果に基づいて乗員の種別が判別される。
その結果、シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供することができる。
【００１５】
また、本発明に係る車両用シートの乗員判別装置は、以下の特徴構成を備える。
第１に、前記装着判定手段が以下のように装着状態を判定することを特徴とする。
前記装着判定手段は、前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きい場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに強く固着されている可能性がある第１装着状態であると判定する。
また、前記装着判定手段は、前記後方荷重比が前記第１比率しきい値以下、且つ前記第１比率しきい値に対して小さく設定された第２比率しきい値よりも大きい場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに前記第１装着状態よりも弱く固着されている可能性がある第２装着状態であると判定する。
また、前記装着判定手段は、前記後方荷重比が前記第２比率しきい値以下の場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに固着されていない第３装着状態と判定する。
第２に、前記乗員判別手段が以下のように判別することを特徴とする。
前記乗員判別手段は、前記第３装着状態において、前記後方荷重に拘らず、前記乗員の種別が大人であると判別する。
前記乗員判別手段は、前記第１装着状態において、前記後方荷重が第１荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が子供であると判別する。
前記乗員判別手段は、前記第２装着状態において、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された第２荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が子供であると判別する。
【００１６】
理屈上は、着座荷重に基づいて大人と子供の区別など乗員の種別を判別することができる。しかし、実際には、上述したような課題があり、両者を混同する可能性がある。本特徴構成のように、着座荷重による判別に先立ち、後方荷重比に基づいて子供用拘束装置の装着可能性を判定しておくと、より正確に乗員の種別を判別することができる。
本特徴構成によれば、後方荷重比に基づいて、第１装着状態から第３装着状態までの３つの装着状態を判定する。そして、それぞれの装着状態に対応する荷重しきい値に基づいて、乗員の種別を判別する。３つの装着状態に場合分けしているために、混同を生じる可能性のある着座荷重に対しても正確な判別を行うことができる。
その結果、シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明に係る車両用シートの乗員判別装置は、前記装着判定手段が、前記後方荷重と、前記後方荷重比との相関関係を一次関数で表す相関しきい値に基づいて前記シートへの子供用拘束装置の装着を判定することを特徴とする。
【００１８】
本特徴構成によれば、浮動しきい値である相関しきい値に基づいてシートへの子供用拘束装置の装着を判定すると共に、乗員の判別を行う。つまり、上記特徴構成のように、後方荷重や後方荷重比に基づいて、場合分けすることなく、一つの相関しきい値を用いて、子供用拘束装置の装着を判定し、乗員の種別を判別することができる。
その結果、シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供することができる。
【００１９】
また、本発明に係る車両用シートの乗員判別装置は、乗員保護装置の制御のために判別結果が用いられるものであり、当該乗員判別装置は、以下のように判別することを特徴とする。
第１に、前記乗員判別手段が、以下のように判別することを特徴とする。
前記乗員判別手段は、前記後方荷重が第１荷重しきい値よりも大きい場合には、前記乗員の種別が前記乗員保護装置の第１の制御を行う第１の種別であると判別する。
また、前記乗員判別手段は、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された第２荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が前記乗員保護装置の第２の制御を行う第２の種別であると判別する。
また、前記乗員判別手段は、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値以下、且つ前記第２荷重しきい値以上の場合には、前記装着判定手段の判定結果に基づいて前記乗員の種別を判別する。
第２に、前記装着判定手段が、前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きい場合に、前記シートへ前記子供用拘束装置が装着されていると判定することを特徴とする。
【００２０】
本特徴構成によれば、２つの荷重しきい値によって、乗員保護装置の制御に対応した第１の種別と第２の種別とが判別される。２つの荷重しきい値の間には、所定の差があるため、第１の種別と第２の種別とを混同することなく、正確に判別することができる。一方、これら２つの荷重しきい値の間に属する着座荷重（後方荷重）に関しては、第１の種別又は第２の種別の何れの可能性もある。従って、本特徴構成によれば、子供用拘束装置の装着の判定結果に基づいて乗員の種別が判別される。
その結果、シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供することができる。そして、その判別結果に基づいて、乗員保護装置は適切に制御されることが可能となる。
【００２１】
また、乗員保護装置の制御のために用いられる、本発明に係る車両用シートの乗員判別装置は、さらに、前記乗員判別手段が、以下のように判別することを特徴とする。
即ち、前記乗員判別手段は、前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きく、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値よりも大きい場合に、前記乗員の種別が前記第１の種別であると判別する。
また、前記乗員判別手段は、前記後方荷重比が前記第１比率しきい値以下、且つ前記第１比率しきい値に対して小さく設定された第２比率しきい値よりも大きく、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された前記第２荷重しきい値よりも小さい場合に、前記乗員の種別が前記第２の種別であると判別する。
また、前記乗員判別手段は、前記後方荷重比が前記第２比率しきい値以下の場合に、前記乗員の種別が前記第１の種別であると判別する。
【００２２】
本特徴構成のように、着座荷重と後方荷重比とを複合的に用いて判別すると、より正確に乗員の種別を判別することができる。例えば、上記のように、後方荷重比に基づき、子供用拘束装置の装着可能性が極めて低い状態（第２比率しきい値以下の場合）を特定すれば、後方荷重に拘わらず、第１の種別であると判別することができる。
その結果、シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供することができる。
【００２３】
また、本発明に係る車両用シートの乗員判別装置は、乗員保護装置の制御のために判別結果が用いられるものであり、当該乗員判別装置は、以下のように判別することを特徴とする。
第１に、前記装着判定手段が、以下のように装着状態を判定することを特徴とする。
前記装着判定手段は、前記後方荷重比が第１比率しきい値よりも大きい場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに所定値よりも強く固着されている可能性がある第１装着状態であると判定する。
また、前記装着判定手段は、前記後方荷重比が前記第１比率しきい値以下、且つ前記第１比率しきい値に対して小さく設定された第２比率しきい値よりも大きい場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに前記第１装着状態よりも弱く固着されている可能性がある第２装着状態であると判定する。
また、前記装着判定手段は、前記後方荷重比が前記第２比率しきい値以下の場合に、前記子供用拘束装置が前記シートに固着されていない第３装着状態と判定する。
第２に、前記乗員判別手段が、前記第１〜第３装着状態において、以下のように判別することを特徴とする。
前記乗員判別手段は、前記第３装着状態において、前記後方荷重に拘らず、前記乗員の種別が前記乗員保護装置の第１の制御を行う第１の種別であると判別する。
また、前記乗員判別手段は、前記第１装着状態において、前記後方荷重が第１荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が前記乗員保護装置の第２の制御を行う第２の種別であると判別する。
また、前記乗員判別手段は、前記第２装着状態において、前記後方荷重が前記第１荷重しきい値に対して小さく設定された第２荷重しきい値よりも小さい場合に前記乗員の種別が前記第２の種別であると判別する。
【００２４】
本特徴構成のように、着座荷重による判別に先立ち、後方荷重比に基づいて子供用拘束装置の装着可能性を判定しておくと、より正確に乗員の種別を判別することができる。
本特徴構成によれば、後方荷重比に基づいて、第１装着状態から第３装着状態までの３つの装着状態を判定する。そして、それぞれの装着状態に対応する荷重しきい値に基づいて、乗員の種別を判別する。３つの装着状態に場合分けしているために、混同を生じる可能性のある着座荷重に対しても正確な判別を行うことができる。
その結果、シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、車両用シート１の斜視図である。図示のシート１は、右ハンドルの車両において助手席側に配置されるものである。図において、左右一対の支持フレーム２は、不図示の車両のフロアに、車両の前後方向（図示Ｘ方向）に併設固定されている。各支持フレーム２の上面には、シート１を車両の前後方向にスライド可能にするスライド機構がそれぞれ備えられる。スライド機構を構成するシートレール４の上に、複数の荷重センサ２１、２２を介して、シートクッション９が設けられる。本例では、シートレール４の前後左右の４箇所に４つの荷重センサ２１、２２が備えられ、シート１に掛かる荷重が分散して計測される。
【００２６】
各シートレール４の後方には、リヤインナ（rear-inner）荷重センサ２１ａ（以下、ＲＩセンサ２１ａと称す。）と、リヤアウタ（rear-outer）荷重センサ２２ｂ（以下、ＲＯセンサ２２ｂと称す。）とが、備えられる。尚、インナとは、車幅方向で車室内側をいい、アウタとは、車幅方向で車両のドア側をいう。後方荷重センサ２１であるＲＩセンサ２１ａ及びＲＯセンサ２１ｂは、本発明の第１荷重センサに相当するものである。
ＲＩセンサ２１ａ及びＲＯセンサ２１ｂは、例えば歪ゲージなどの歪検出素子を用いて構成される。そして、シートクッション９に掛かる荷重によって歪ゲージが撓み量を電気的に検出する。また、外力に応じて電荷を発生する圧電体を用いた圧電センサなどを用いてもよい。
【００２７】
各シートレール４の前方には、フロントインナ（front-inner）荷重センサ２２ａ（以下、ＦＩセンサ２２ａと称す。）と、フロントアウタ（front-outer）荷重センサ２２ｂ（以下、ＦＯセンサ２２ｂと称す。）とが、備えられる。前方荷重センサ２２であるＦＩセンサ２２ａとＦＯセンサ２２ｂとは、本発明の第２荷重センサに相当するものである。
ＦＩセンサ２２ａ及びＦＯセンサ２２ｂは、後方荷重センサ２１と同様に、例えば歪ゲージなどの歪検出素子を用いて構成される。そして、シートクッション９に掛かる荷重によって歪ゲージが撓み量を電気的に検出する。また、外力に応じて電荷を発生する圧電体を用いた圧電センサなどを用いてもよい。
【００２８】
図２は、図１に示すシート１にチャイルドシート６０を装着した状態を車両の車室内側から見た斜視図である。図３は、同じ状態をドア側から見た斜視図である。以下、図１に加え、図２及び図３を参照して、当該シート１にチャイルドシート（子供用拘束装置）６０が装着される様子について説明する。
このチャイルドシート６０は、主に乳幼児が使用するもので、チャイルドシート６０は、シートベルト１１によりシート１に固着される。
本例のチャイルドシート６０は、台座６２の上部に子供が着座するシート部６４が固定されたものである。台座６２には、左右方向に貫通するベルト挿通用の溝６２ａが設けられている。チャイルドシート６０をシート１に装着する際は、まず、台座６２をシートクッション９上に載置させ、且つシート部６４の背面をシートバック１０に密着させる。
【００２９】
シートベルト１１は、一端がセンタピラー（図示せず）の上部から引き出されており、他端がドア側に係止された係止部材１４に結合されている。シートベルト１１の長手方向の途中には、タングプレート１２が設けられている。タングプレート１２を先頭にして折り返されたシートベルト１１の往路側のベルトと復路側のベルトとは、ロッキングクリップ６５により結束される。このとき、ロッキングクリップ６５は、車両シート１のドア側に位置するように取り付けられる。
【００３０】
チャイルドシート６０は、シートベルト１１によって強く固着される。シートベルト１１の係止部材１４及びバックル１３は、共にシート１の後方に備えられているので、チャイルドシート６０の装着によって後方荷重センサ２１には、床方向への荷重が加わる。
前方荷重センサ２２は、シートベルト１１から離れており、チャイルドシート６０がシート１の後方に押し付けられていることから、床方向への荷重は後方に比べて小さい。又は、若干浮き上がり方向の荷重となる場合もある。
ここで、このチャイルドシート６０に子供が着座すると、チャイルドシート６０の装着による上記荷重に加えて、子供の体重が荷重として加わり、着座荷重となる。
【００３１】
このように、後方荷重センサ２１によって計測された後方荷重（着座荷重の一部）と、前方荷重センサ２２によって計測された前方荷重（着座荷重の一部）との間には、チャイルドシート６０の装着によって、明確な差が現れる。
そこで、本発明の乗員判別装置は、後方荷重の比率を示す後方荷重比を求め、この後方荷重比に基づいて、シート１への子供用拘束装置の装着を判定する。
【００３２】
図４は、本発明の乗員判別装置２０の構成を模式的に示すブロック図である。
乗員判別装置２０は、上述した第１荷重センサ２１及び第２荷重センサ２２と、乗員判別ＥＣＵ（electronic control unit）２７とを備えている。そして、乗員判別結果を、エアバッグＥＣＵ（A/B ECU）３０に伝達する。エアバッグＥＣＵ３０は、乗員判別結果に基づいて、エアバッグ（乗員保護装置）の膨張量などを制御する。
【００３３】
乗員判別ＥＣＵ２７は、マイクロコンピュータや論理回路群などにより構成された演算回路２５を有している。演算回路２５には、センサ信号入力回路２３を介して、第１荷重センサ２１及び第２荷重センサ２２から着座荷重の計測値が入力される。センサ信号入力回路２３は、上述したＲＩセンサ２１ａ、ＲＯセンサ２１ｂ、ＦＩセンサ２２ａ、ＦＯセンサ２２ｂのそれぞれに対応して設けられている。このセンサ信号入力回路２３は、例えば図示のようなコンデンサや抵抗器などの受動素子と、増幅器などの能動素子とを組み合わせたアクティブフィルタである。このアクティブフィルタがローパスフィルタ型で構成されると、ノイズ成分となる高周波が除去されて、信号成分である低周波の信号が演算回路２５に入力される。また、能動素子により信号レベルを増幅してもよい。
【００３４】
後方荷重比演算手段２５ａ、装着判定手段２５ｂ、乗員判別手段２５ｃなどの各手段を備える演算回路２５は、論理回路の他、Ａ／Ｄコンバータや、メモリなどを有して構成される。上記各手段は、例えばＡ／Ｄコンバータによってデジタル変換された荷重センサ２１、２２からの計測値（着座荷重）に基づいて演算を行う。その演算は、例えば、メモリに記憶されたプログラムに基づいて、論理回路を用いて実施される。このとき、異なるプログラムを同じ論理回路において実行してもよい。勿論、アナログ信号のままアナログ回路を利用して演算してもよい。このように、上記各手段は、機能としての役割分担を示すものであり、必ずしも物理的にそれぞれが独立した回路である必要はない。
以下、上記各手段により、乗員の種別を判別する処理の形態を説明する。
【００３５】
図５は、車両用シートに着座する乗員の種別を後方荷重比と後方荷重との関係において示した分布図である。実験結果から作成した散布図を、模式的に示したものである。
図５において、Ａ−＊＊で示される分布域は、小柄な大人の着座による分布域を示したものである。Ｃ−＊＊で示される分布域は、子供（乳幼児）がチャイルドシート６０を利用して着座した場合の分布域である。＊＊−ＦＭは、シート１を最も前方までスライドさせた場合を示し、＊＊−ＲＭは、シート１を最も後方までスライドさせた場合を示す。＊＊−Ｎは、スライド時における当該シート１のニュートラル位置である。
【００３６】
小柄な大人とは、例えば、ＡＦ０５と称される米国成人女性５パーセンタイルモデル（身長１３９．７〜１５０ｃｍ、体重４６．７〜５１．２５ｋｇ）のダミーを用いることができる。
チャイルドシート６０に着座した子供のモデルは例えば次のようなものである。チャイルドシート６０は５〜６ｋｇで、チャイルドシート６０に着座できる子供の最大重量は１８ｋｇである。また、チャイルドシート６０を固着する際のシートベルトの張力による荷重は最大１２〜３ｋｇ程度である。
チャイルドシートを利用して着座した子供による荷重は、上記例の場合、最大で３７ｋｇとなる。大人の場合は、床に足を下ろすことから、シート１に全体重が掛からず、上記ＡＦ０５モデルの場合でも、着座荷重は４０ｋｇ弱となる場合がある。このような場合、チャイルドシート６０を利用して着座する子供と、大人とが混同される可能性がある。
尚、以下、乗員の種別の判別に関して、「子供」と称した場合には、特に断らない限り、「チャイルドシートを利用して着座する子供」を指す。
【００３７】
例えば、図５において、シート１を最も後方にスライドさせた場合の大人（Ａ−ＲＭ）と、シート1を最も前方にスライドさせた場合の子供（Ｃ−ＦＭ）との着座荷重（図示では後方荷重）には、一部重なりが見られる。
しかし、後方荷重比を加味すれば、大人と子供との着座荷重（図示では後方荷重）にＳ１やＳ２で示すような差を発見することができる。従って、良好にチャイルドシード６０の装着を判定すると共に、乗員の種別を判別することができる。
【００３８】
図６は、チャイルドシート装着の判定及び乗員判別を行う手順を示すフローチャートである。
図４に示したように、演算回路２５は、センサ信号入力回路２３を介して、各荷重センサの計測値（ＲＩ、ＲＯ、ＦＩ、ＦＯ）を受け取る（処理＃１）。
演算回路２５は、これらの計測値の内、後方荷重センサ２１（第１荷重センサ）からの計測値を用いて、後方荷重Ｒを算出する（処理＃２）。
演算回路２５の後方荷重比演算手段２５ａは、上記計測値を用いて、シート全体の全体荷重に対する後方荷重Ｒの比である後方荷重比Ｐを算出する（処理＃３）。このとき、処理＃２で算出した後方荷重Ｒを流用してもよい。
尚、後方荷重比Ｐは、前方荷重センサ２２（第２荷重センサ）からの計測値から求めた前方荷重Ｆと、後方荷重Ｒとの比とすることもできる。
【００３９】
演算回路２５の乗員判別手段２５ｃは、後方荷重Ｒ（着座荷重）に基づいて、乗員の種別を判別する。後方荷重Ｒが第１荷重しきい値ＬＴＨ１（図５参照）より大きい場合には、シート１に着座する乗員が大人であると判別する（処理＃１１、＃１５）。一方、後方荷重Ｒが、第１荷重しきい値ＬＴＨ１に対して小さく設定された第２荷重しきい値ＬＴＨ２（図５参照）よりも小さい場合には、乗員が子供であると判別する（処理＃１２、＃１６）。
尚、本例では、着座荷重として後方荷重Ｒを利用する例を示したが、前方荷重Ｆと後方荷重Ｒとを合算した全体荷重を用いて判別してもよい。
【００４０】
処理１２において、後方荷重Ｒが第２荷重しきい値ＬＴＨ２以上であった場合は、上述したように大人である可能性と子供である可能性とが共存する。ここで、演算回路２５の装着判定手段２５ｂは、後方荷重比Ｐに基づいて、チャイルドシート６０の装着を判定する。装着判定手段２５ｂは、後方荷重比Ｐが第１比率しきい値ＰＴＨ１よりも大きい場合には、チャイルドシート６０の装着があると判定する（処理＃１３、＃１４）。チャイルドシートの装着がある場合には、乗員の種別がチャイルドシートを利用した子供ということになる。従って、乗員判別手段２５ｃは、乗員の種別を子供と判別する（処理＃１６）。
後方荷重比Ｐが第１比率しきい値ＰＴＨ１以下の場合には、チャイルドシートの装着がないと判定され、その結果、乗員の種別は大人であると判別される（処理＃１３、＃１５）。
【００４１】
乗員判別手段３５により乗員の種別が大人（第１の種別）と判別された場合、エアバッグＥＣＵ３０は、エアバッグの作動条件を満たせば、エアバッグを通常作動させる（第１の制御）。乗員の種別が子供（第２の種別）と判別された場合、エアバッグＥＣＵ３０は、エアバッグの作動を行わなくする（第２の制御）。
【００４２】
図７は、チャイルドシート装着の判定及び乗員判別を行う別の手順を示すフローチャートである。処理＃１〜＃３は、図６と同様であるので説明を省略する。
演算回路２５の装着判定手段２５ｂは、後方荷重比Ｐに基づいて、チャイルドシート６０の装着の可能性を判定する。
装着判定手段２５ｂは、後方荷重比Ｐが第１比率しきい値ＰＴＨ１よりも大きい場合には、第１装着状態ＳＴ１であると判定する（処理＃２１、＃２２）。これは、チャイルドシート６０がシート１に強く固着されている可能性がある状態である。
装着判定手段２５ｂは、後方荷重比Ｐが第１比率しきい値ＰＴＨ１以下の場合には、第２装着状態ＳＴ２であると判定する（処理＃２１、＃２３）。これは、チャイルドシートが第１装着状態ＳＴ１よりも弱く固着されている可能性がある状態である。
【００４３】
第１装着状態ＳＴ１においては、乗員判別手段２５ｃは、後方荷重Ｒが第１荷重しきい値ＬＴＨ１よりも小さい場合に乗員の種別が子供であると判別する（処理＃２４、＃２７）。後方荷重Ｒが第１荷重しきい値ＬＴＨ１以上の場合には、乗員の種別が大人であると判別される（処理＃２４、＃２６）。
第２装着状態ＳＴ２においては、乗員判別手段２５ｃは、後方荷重Ｒが第２荷重しきい値ＬＴＨ２よりも小さい場合に乗員の種別が子供であると判別する（処理＃２５、＃２７）。後方荷重Ｒが第２荷重しきい値ＬＴＨ２以上の場合には、乗員の種別が大人であると判別される（処理＃２５、＃２６）。
【００４４】
図８は、車両用シートに着座する乗員の種別を後方荷重比と後方荷重との関係において示した分布図である。これは、図５に示した分布図に加えて、ＡＦ０５モデルの大人が、シート１を最後方まで下げて、さらにシートバック１０をリクライニングさせた場合の分布域Ａ−ＲＭ−ｒｅｃを加えたものである。リクライニング角度は、ニュートラル状態から約２５度である。
この領域Ａ−ＲＭ−ｒｅｃは、いわゆるイレギュラーな状態であるが、図５〜図７を利用して説明した方法だけでは、子供と判別されてしまう。
そこで、図８に示すように、第１比率しきい値ＰＴＨ１に対して小さく設定された第２比率しきい値ＰＴＨ２によって、上述した第２装着状態ＳＴ２をさらに分割する。以下、図９に示すフローチャートも用いて説明する。
【００４５】
装着判定手段２５ｂは、後方荷重比Ｐが第１比率しきい値ＰＴＨ１よりも大きい場合には、第１装着状態ＳＴ１０（ＳＴ１と同様）であると判定する（処理＃３１、＃３３）。第１装着状態ＳＴ１０は、チャイルドシート６０がシート１に所定値よりも強く（例えば、シートベルトの張力による荷重が９〜１１ｋｇの場合。）固着されている可能性がある状態である。
装着判定手段２５ｂは、後方荷重比Ｐが第１比率しきい値ＰＴＨ１以下、且つ第２比率しきい値ＰＴＨ２よりも大きい場合には、第２装着状態ＳＴ２０であると判定する（処理＃３２、＃３４）。第２比率しきい値ＰＴＨ２は、第１比率しきい値ＰＴＨ１に対して小さく設定された値である。第２装着状態ＳＴ２０は、チャイルドシート６０が第１装着状態ＳＴ１０よりも弱く固着されている可能性がある状態である。
装着判定手段２ｂは、後方荷重比Ｐが第２比率しきい値ＰＴＨ２以下の場合には、チャイルドシート６０がシート１に固着されていない第３装着状態ＳＴ３０と判定する（処理＃３２、＃３５）。
【００４６】
第３装着状態ＳＴ３０では、チャイルドシート６０が装着されていないので、乗員判別手段２５ｃは、第３装着状態ＳＴ３０においては、後方荷重Ｒの値に拘らず、乗員の種別が大人であると判別する（処理＃３５、＃３８）。
第１装着状態ＳＴ１０においては、乗員判別手段２５ｃは、後方荷重Ｒが第１荷重しきい値ＬＴＨ１よりも小さい場合に、乗員の種別が子供であると判別する（処理＃３６、＃３９）。後方荷重Ｒが第１荷重しきい値ＬＴＨ１以上の場合には、乗員の種別が大人であると判別される（処理＃３６、＃３８）。
第２装着状態ＳＴ２０においては、乗員判別手段２５ｃは、後方荷重Ｒが第２荷重しきい値ＬＴＨ２よりも小さい場合に乗員の種別が子供であると判別する（処理＃３７、＃３９）。第２荷重しきい値ＬＴＨ２は、第１荷重しきい値ＬＴＨ１に対して小さく設定された値である。後方荷重Ｒが第２荷重しきい値ＬＴＨ２以上の場合には、乗員の種別が大人であると判別される（処理＃３７、＃３８）。
【００４７】
さらに、図８のような分布を有する場合、図１０に示すように１つの浮動しきい値（ＦＴＨ）によって、チャイルドシート６０の装着を判定し、乗員の種別を判別することができる。つまり、図１０に示すように、この浮動しきい値を、後方荷重Ｒと後方荷重比Ｐとの相関関係を一次関数で表す相関しきい値ＦＴＨとして設定する。このようにすれば、相関しきい値ＦＴＨよりも図上で上側にある領域は、チャイルドシート６０の装着がないと判定され、大人であると判別される。逆に下側にある領域は、チャイルドシート６０の装着があると判定され、子供であると判別される。
以下、この実施例を図１１に示すフローチャートを利用して説明する。
【００４８】
処理＃１〜＃３は上述した通りであるので説明を省略する。関数Ｆ（ｘ）で示される相関しきい値ＦＴＨは、下記のように一次関数で表される（a、ｂは定数）。
ＦＴＨ  ＝  Ｆ（ｘ）  ＝  ａｘ  ＋  ｂ  ・・・（式１）
【００４９】
式１のｘに処理＃３で算出された後方荷重比Ｐを代入すると、下記のように関数Ｆ（ｘ）の値が求まる（処理＃４１）。
ＦＴＨ  ＝  Ｆ（Ｐ）  ・・・  （式２）
【００５０】
式２により求まったＦＴＨと、処理＃２で求めた後方荷重Ｒとを比較して、図１０上で、後方荷重Ｒが相関しきい値ＦＴＨよりも上側か下側かを判定する（処理＃４２）。
後方荷重Ｒが相関しきい値ＦＴＨよりも上側にある場合には、装着判定手段２５ｂがチャイルドシートの装着はないと判定し、乗員判別手段２５ｃが乗員の種別が大人であると判別する（処理＃４３）。
後方荷重Ｒが相関しきい値ＦＴＨよりも下側にある場合には、装着判定手段２５ｂがチャイルドシートの装着ありと判定し、乗員判別手段２５ｃが乗員の種別が子供であると判別する（処理＃４４）。
【００５１】
以上、説明したように本発明によって、車両用シートに掛かる荷重に基づいて、当該シート上の乗員の種別を正確に判別することのできる車両用シートの乗員判別装置を提供することができる。
【００５２】
上述したように、後方荷重センサ２１によって計測される後方荷重Ｒ（着座荷重の一部）と、前方荷重センサ２２によって計測される前方荷重Ｆ（着座荷重の一部）との間には、チャイルドシート６０の装着によって、明確な差が現れる。
そこで、本発明の乗員判別装置は、後方荷重Ｒの比率を示す後方荷重比Ｐを求め、この後方荷重比Ｐに基づいて、シート１へのチャイルドシート６０の装着を判定する。
【００５３】
また、上述したように、チャイルドシート６０は、シート１に充分に押し付けられた状態でシートベルト１１によって固定される。このとき、チャイルドシート６０は、作業者によって、強くシート１に押し付けられるが、シートベルト１１に固定されると、作業者による押し付け力は無くなる。つまり、チャイルドシート６０の取り付け時には、装着後の定常時以上の強い力が加わることとなる。
このような荷重の変位は、乗員がシート１上で姿勢を変える場合の変位に比べて非常に大きいため、時系列的に荷重を計測することによって、チャイルドシート６０の装着を判定することができる。ただし、チャイルドシート６０の装着は、一般的に車両が駐車状態において行われるため、イグニッションスイッチがオフの場合が多い。このとき、荷重センサやＥＣＵを働かせるためには、常時供給の電源が必要となる。
【００５４】
一方、本発明の乗員判別装置は、逐次、その時点の後方荷重比を利用してチャイルドシート６０の装着を判定する。従って、駐車状態においては判定の必要がなく、走行状態においては、常に最新の情報に基づいて正確な判定を行うことができる。このため、駐車状態において、常時供給の電源が不必要である。
【００５５】
尚、本発明は、基本的には、逐次取得した荷重に基づいて、チャイルドシート６０の装着を判定するものであるが、勿論、走行時における時系列的な変位をさらに判定条件に加えてもよい。チャイルドシート６０に拘束されない乗員であれば、姿勢変更に伴う荷重変動を生じる。しかし、チャイルドシート６０に拘束された子供の場合には、荷重変動はほとんど生じない。この違いを判定条件に加えて、さらに精度を向上させてもよい。走行時における時系列的な変化を利用する場合には、常時供給の電源は不要であり、上述したような課題は生じない。
【００５６】
本実施の形態においては、乗員保護装置としてエアバッグを用いて説明したが、特にこの構成に限定されるものではない。
また、本実施の形態においては、エアバッグの制御として、通常作動させる第１の制御と、作動させない第２の制御とした。しかし、特にこの構成に限定されるものではなく、例えば、第２の制御をエアバッグの膨張量を通常作動時よりも減少させた制御としてもよい。
【００５７】
以上、本発明を上記実施の態様に則して説明したが、本発明は上記態様にのみ限定されるものではなく、本発明の原理に準ずる各種態様を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】車両用シートの斜視図
【図２】図１に示す車両用シートにチャイルドシートを装着した状態を車室内側から見た斜視図
【図３】図１に示す車両用シートにチャイルドシートを装着した状態を車両のドア側から見た斜視図
【図４】本発明に係る乗員判別装置の構成を模式的に示すブロック図
【図５】車両用シートに着座する乗員の種別を後方荷重比と後方荷重との関係において示した分布図
【図６】図５に示す種別の乗員の着座に対して、チャイルドシート装着の判定及び乗員判別を行う手順を示すフローチャート
【図７】図５に示す種別の乗員の着座に対して、チャイルドシート装着の判定及び乗員判別を行う別の手順を示すフローチャート
【図８】車両用シートに着座する乗員の種別を後方荷重比と後方荷重との関係において示した分布図
【図９】図８に示す種別の乗員の着座に対して、チャイルドシート装着の判定及び乗員判別を行う手順を示すフローチャート
【図１０】図８に示す種別の乗員の着座に対して、チャイルドシート装着の判定及び乗員判別を行うための説明図
【図１１】図８に示す種別の乗員の着座に対して、チャイルドシート装着の判定及び乗員判別を行う別の手順を示すフローチャート
【符号の説明】
【００５９】
１：車両用シート
２０：乗員判別装置
２１：後方荷重センサ（第１荷重センサ）
２１ａ：ＲＩ（リヤインナ）センサ
２１ｂ：ＲＯ（リヤアウタ）センサ
２２：前方荷重センサ（第２荷重センサ）
２２ａ：ＦＩ（フロントインナ）センサ
２２ｂ：ＦＯ（フロントアウタ）センサ
２５ａ：後方荷重比演算手段
２５ｂ：装着判定手段
２５ｃ：乗員判別手段
６０：チャイルドシート（子供用拘束装置）
ＬＴＨ１：第１荷重しきい値
ＬＴＨ２：第２荷重しきい値
ＰＴＨ１：第１荷重比しきい値
ＰＴＨ２：第２荷重比しきい値
ＦＴＨ：相関しきい値
【図１】
2008056040.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008056040.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008056040.tif 000009
【図８】
2008056040.tif 000010
【図９】
2008056040.tif 000011
【図１０】
2008056040.tif 000012
【図１１】
2008056040.tif 000013