(57)【要約】【課題】各機能を適切に集約することにより荷重センサを小型化すると共に装置全体を安価に構成した車両乗員検知装置を提供する。【解決手段】車両シート５における荷重データを出力する歪み式荷重センサ２１〜２４と、荷重データ出力に基づいて乗員状態の判別を行う演算部としてのＣＰＵ１１、ＣＰＵ１１へ電源を供給する５Ｖ電源１２、及びＣＰＵ１１による乗員状態の判別結果をエアバッグＥＣＵ４３へ伝送する通信Ｉ／Ｆ１５を有する乗員検知ＥＣＵ１０と、を備え、荷重センサ２１等は、乗員検知ＥＣＵ１０に設けられた５Ｖ電源１２から電源が供給される。電源が乗員検知ＥＣＵ１０側に集約されているため、荷重センサ２１等の小型化を図ることができると共に、電源電圧変動の影響を受けることなく高精度に乗員状態の判別を行うことができる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両シートにおける荷重データを出力する荷重センサと、
その荷重センサからの荷重データ出力に基づいて乗員状態の判別を行う演算部、その演算部へ電源を供給する電源部、及び前記演算部による乗員状態の判別結果を車両乗員保護装置へ伝送する通信部を有する制御装置と、
を備え、
前記荷重センサは、前記制御装置に設けられた前記電源部から電源が供給されるように構成されたことを特徴とする車両乗員検知装置。
【請求項２】
前記荷重センサは、荷重データをアナログ電圧として出力するように構成され、
前記制御装置は、アナログ電圧をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両乗員検知装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記演算部によって乗員状態の判別結果をコード化し、そのコード化された伝送データを前記通信部によって前記車両乗員保護装置へ伝送するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両乗員検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の座席に着座している乗員状態を判別して車両乗員保護装置へ伝送するようにした車両乗員検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗員の有無を検出するための電気機械式スイッチからなるセンサと、そのセンサ出力に基づいて乗員の有無を表すコード信号を生成する信号生成部とをセンサユニット内に設け、伝送線を介して着座乗員の有無をコード信号の形態でエアバッグ作動装置に伝送するように構成された車両乗員検知装置が提案されている（例えば、技術文献１参照。）。
【０００３】
一方、近年では、乗員の種類に応じてエアバッグの展開量を変化させることを目的として、歪式荷重センサを車両シートレール上の複数箇所に設けて車両シートにおける荷重（すなわち、乗員の体重）を計測することにより、着座乗員の有無だけでなく、大人／子供等の着座乗員の種類をも判定可能な車両乗員検知装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５，６８９，４２１号明細書
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歪式荷重センサを用いて乗員状態を判別する車両乗員検知装置において、コード信号をエアバッグ作動装置に伝送する上記特許文献１に記載された方式をそのまま適用しようとすると、エアバッグ作動装置に複数の荷重センサに対応した数の通信用ポートを設けることが必要となり、制御部としてのＣＰＵが高価になると共に、荷重センサのサイズが大型化してシートレールへの取り付けが困難になるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、各機能を適切に集約することにより荷重センサを小型化すると共に装置全体を安価に構成した車両乗員検知装置を提供することを解決すべき課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に記載の車両乗員検知装置は、車両シートにおける荷重データを出力する荷重センサと、その荷重センサからの荷重データ出力に基づいて乗員状態の判別を行う演算部、その演算部へ電源を供給する電源部、及び前記演算部による乗員状態の判別結果を車両乗員保護装置へ伝送する通信部を有する制御装置と、を備え、前記荷重センサは、前記乗員検知制御装置に設けられた前記電源部から電源が供給されるように構成されたことを特徴とする。
【０００８】
従って、制御装置に設けられた電源部から演算部及び荷重センサに電源が供給され、荷重センサは、車両シートにおける荷重データを出力し、演算部は荷重センサからの荷重データ出力に基づいて乗員状態の判別を行い、通信部は、演算部による乗員状態の判別結果を車両乗員保護装置へ伝送する。
【０００９】
よって、荷重センサ側に電源部を設ける必要が無いため、荷重センサを小型化することができ、車両のシートレール等への取り付けが容易となる。また、演算部及び荷重センサの電源が共通であることにより、電源電圧の変動に対して荷重センサの荷重データ出力において電源レシオ性が確保されるので、電源電圧の変動の影響を受けることなく高精度に乗員状態の判別を行うことができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の車両乗員検知装置は、前記荷重センサが、荷重データをアナログ電圧として出力するように構成され、前記制御装置は、アナログ電圧をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換部を有することを特徴とする。
【００１１】
従って、荷重センサが、荷重データをアナログ電圧として出力し、制御装置に設けられたアナログ／デジタル変換部が、荷重データとしてのアナログ電圧をデジタルデータに変換し、演算部がデジタルデータに基づいて乗員状態の判別を行う。
【００１２】
よって、制御装置側にアナログ／デジタル変換機能が集約されており、荷重センサ側にアナログ／デジタル変換機能を設ける必要がないため、荷重センサを小型且つ単純な構成とすることができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の車両乗員検知装置は、前記制御装置が、前記演算部によって乗員状態の判別結果をコード化し、そのコード化された乗員状態の判別結果を前記通信部によって前記車両乗員保護装置へ伝送するように構成されたことを特徴とする。
【００１４】
従って、乗員状態の判別結果をコード化して伝送することにより、車両乗員保護装置側において信号化けを容易に検出することができ、伝送データの信頼性を向上させることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両乗員検知装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態の車両乗員検知装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図２は、乗員検知ＥＣＵ１０及び歪み式荷重センサ２１〜２４のより詳細なハードウェア構成を示すブロック図である。図３は、車両乗員検知装置１を構成する各構成要素の車両における配置構成を示す模式的平面図である。図４は、各構成要素の車両における配置構成を示す車両シート付近（図３において一点鎖線で囲まれた部分）の斜視図である。図５（ａ）は乗員検知ＥＣＵからエアバッグＥＣＵに伝送される伝送データの構造を、同図（ｂ）はデータフォーマットの一例をそれぞれ示す説明図である。
【００１７】
車両乗員検知装置１は、図１に示すように、乗員検知電子制御装置（以下、乗員検知ＥＣＵと称する）１０と、４つの歪み式荷重センサ２１，２２，２３，２４とを備えている。尚、乗員検知ＥＣＵ１０が本発明の制御装置を、歪み式荷重センサ２１〜２４が荷重センサをそれぞれ構成するものである。
【００１８】
乗員検知ＥＣＵ１０は、車両シート５の下方に配置されており（図３、４参照）、図１に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）１１と、５Ｖ電源１２と、ＥＥＰＲＯＭ１３と、通信インタフェース（以下、通信Ｉ／Ｆと称する）１５とから構成されている。尚、図３，４に車両乗員検知装置１の車両搭載例と歪み式荷重センサのシート搭載例を示す。尚、ＣＰＵ１１が本発明の演算部を、５Ｖ電源１２が電源部を、通信Ｉ／Ｆ１５が通信部をそれぞれ構成するものである。
【００１９】
ＣＰＵ１１は、図２に示すように、ＲＯＭ１１ａ，ＲＡＭ１１ｂ、及びＡ／Ｄ変換器１１ｃを内蔵し、５Ｖ電源１２によって電源が供給されることにより、ＲＯＭ１１ａに格納された乗員検知処理プログラムを読み出して実行するように構成されている。また、ＲＯＭ１１ａ内には、後述する空席閾値、乗員判別閾値が予め設定され格納されている。また、ＲＡＭ１１ｂには、ＣＰＵ１１によってワークエリアとして使用される領域等が確保されている。また、Ａ／Ｄ変換器１１ｃは、歪み式荷重センサ２１〜２４から伝送線を介して受信したアナログ電圧信号による荷重データをデジタルデータに変換する。尚、ＣＰＵ１１が本発明の演算部を、Ａ／Ｄ変換器１１ｃがアナログ／デジタル変換部をそれぞれ構成するものである。
【００２０】
５Ｖ電源１２は、イグニションキースイッチ（ＩＧ−ＳＷ）４２を介して車載バッテリ４１に接続され、車載バッテリ４１から供給される電圧（１２Ｖ）を５Ｖに変換し、ＣＰＵ１１及び荷重センサ２１〜２４へ電源を供給する。
【００２１】
ＥＥＰＲＯＭ１３は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであって、歪み式荷重センサ２１〜２４等、車両乗員検知装置１に故障があった場合に、故障内容をダイアグ情報として記憶しておくためのメモリである。
【００２２】
通信Ｉ／Ｆ１５は、通信線４５を介してエアバッグＥＣＵ４３に接続され、ＣＰＵ１１において判別された乗員状態の判別結果を、通信線を介してエアバッグＥＣＵ４３へ伝送する作用を有するインタフェース回路である。
【００２３】
歪み式荷重センサ２１〜２４は、図３及び図４に示すように、車両シート５のシートレール６上にて右側前部及び後部、左側前部及び後部にそれぞれ設けられ、車両シート５各部に加わる荷重データをアナログ電圧信号として出力する荷重センサである。歪み式荷重センサ２１〜２４は、伝送線２５によって乗員検知ＥＣＵ１０と接続されており、伝送線２５を介して乗員検知ＥＣＵ１０内の５Ｖ電源１２により電源が供給されて動作すると共に、荷重データをアナログ電圧信号として乗員検知ＥＣＵ１０内のＡ／Ｄ変換器１１ｃへ伝送するように構成されている。
【００２４】
歪み式荷重センサ２１は、より詳細には、図２に示すように、センサゲージ２１ａと、アンプ２１ｂと、制御部２１ｃとから構成されている。センサゲージ２１は、車両シート５への乗員の着座によってシートレール６に生じる歪みの大きさに比例したゲージ電圧を出力する。アンプ２１ｂは、センサゲージ２１ａから出力されるゲージ電圧を増幅する回路である。制御部２１ｃは、アンプ２１ｂのゲインを調整してリニアな出力特性が得られるように調整を行う回路である。尚、歪み式荷重センサ２２〜２４は、荷重センサ２１と同一の構成を有しているので、これらについての詳細な説明を省略する。
【００２５】
エアバッグＥＣＵ４３は、車両乗員保護装置としてのエアバッグ４４の展開制御を行うための制御装置であり、図３及び図４に示すように、車室内に設置されて乗員検知ＥＣＵ１０の通信Ｉ／Ｆ１５と通信線４５を介して接続されている。エアバッグＥＣＵ４３は、図示しないＧセンサによって車両の衝突を検知した場合に、乗員検知ＥＣＵ１０から伝送された乗員状態に応じてエアバッグ４４の展開制御、すなわち、乗員の種類（大人／子供等）に応じてバッグ展開の実行／停止制御を行う。
【００２６】
エアバッグＥＣＵ４３は、例えば、乗員検知ＥＣＵ１０から伝送された乗員状態が”空席”である場合には、車両の衝突が検知された場合であってもバッグの展開は実行されない。また、車両の衝突が検知され且つ乗員状態が”乗員が大人”である場合は、バッグを最大限に展開する制御が行われる。一方、車両の衝突が検知され且つ乗員状態が”乗員が子供”である場合は、例えば、バッグの展開を抑制／停止する制御が行われる。
【００２７】
次に、車両乗員検知装置１において乗員検知処理を行う場合における各部の作用について説明する。尚、ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１１ａに格納された図示しない乗員検知処理プログラムを読み出して実行することによって乗員検知処理を行う。
【００２８】
まず、イグニションキースイッチ４２をオンすると、車載バッテリ４１から１２Ｖの電圧が乗員検知ＥＣＵ１０へ供給され、５Ｖ電源１２が電圧を１２Ｖから５Ｖに変換する。そして、５Ｖ電源１２からＣＰＵ１１へ電源が供給されると共に、伝送線２５を介して歪み式荷重センサ２１〜２４へ電源が供給される。
【００２９】
そして、歪み式荷重センサ２１〜２４において、センサゲージ２１ａ（２２ａ，２３ａ，２４ａ）から出力されるゲージ電圧が制御部２１ｃ（２２ｃ，２３ｃ，２４ｃ）によって調整されたアンプ２１ｂ（２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ）によって増幅され、荷重データとしてのアナログ電圧信号が出力され、伝送線２５を介して乗員検知ＥＣＵ１０内のＡ／Ｄ変換器１１ｃへそれぞれ伝送される。
【００３０】
一方、乗員検知ＥＣＵ１０において、Ａ／Ｄ変換器１１ｃは、伝送線２５を介して歪み式荷重センサ２１〜２４より受信した荷重データとしてのアナログ電圧信号をそれぞれデジタルデータに変換する。また、アナログ電圧信号からデジタルデータへの変換は、Ａ／Ｄ変換器１１ｃに供給される電源電圧に対するアナログ電圧の比率に基づいて行われる。ここで、Ａ／Ｄ変換器１１ｃ及び歪み式荷重センサ２１〜２４は、共に５Ｖ電源１２から電源が供給される構成となっており、両部材の電源が共通であるため、電源レシオ性を確保して誤差の少ないデジタルデータを得ることができる。
【００３１】
すなわち、５Ｖ電源１２から供給される電源電圧は、車両の運転状態等によって変動するが、Ａ／Ｄ変換器１１ｃ及び歪み式荷重センサ２１〜２４の電源が共通であるため、５Ｖ電源１２における電源電圧が変動した場合、Ａ／Ｄ変換器１１ｃに供給される電源電圧と歪み式荷重センサ２１〜２４から出力されるアナログ電圧とは同期して変動する。従って、Ａ／Ｄ変換器１１ｃは、電源電圧に対するアナログ電圧の比率に基づいてアナログ／デジタル変換を行うことにより、常に、電源電圧の変動による影響を受けることなく変換誤差の無いデジタルデータを出力することができる。
【００３２】
ＣＰＵ１１は、Ａ／Ｄ変換器１１ｃによって変換された４個のデジタルデータの和を演算することによって、車両シート５に着座する乗員の体重を算出する。そして、体重と所定の空席閾値とを比較し、体重が空席閾値未満である場合は空席であると判定し、空席閾値以上である場合は乗員が着座していると判定する。乗員が着座していると判定された場合は、更に、体重と乗員判別閾値とを比較し、体重が乗員判別閾値未満である場合、着座乗員は子供であると判定し、乗員判別閾値以上である場合、乗員は大人であると判定する。
【００３３】
このようにして得られた乗員状態の判別結果は、ＣＰＵ１１によってコード化されて、通信Ｉ／Ｆ１５により通信線４５を介してエアバッグＥＣＵ４３にシリアル伝送される。ここで、伝送データは、図５（ａ）に示すように、スタートビット＋データ＋ストップビットからなるデータ構造を有している。また、データ部分のフォーマットは、例えば、図５（ｂ）に示すように、８ビット以上のサイズからなり、コード化された乗員状態の判別結果（例えば、空席、大人、子供等）、故障データ等のダイアグ情報、品番情報、乗員判別に使用される他のセンサ情報（例えば、バックルスイッチのオン／オフ等）を含んでいる。このように、伝送データをコード化して伝送することにより、エアバッグＥＣＵ４３側において信号化けを容易に検出することができ、伝送データの信頼性を向上させることが可能である。尚、信号化けの検出は、伝送データにパリティビットを付加する方法や、伝送データをミラー化する方法等の種々の方法によって実現することが可能である。
【００３４】
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、乗員検知ＥＣＵ１０に設けられた５Ｖ電源１２からＣＰＵ１１及び歪み式荷重センサ２１〜２４に電源が供給され、荷重センサ２１等は、車両シート５における荷重データを出力し、ＣＰＵ１１は荷重センサ２１等からの荷重データ出力に基づいて乗員状態の判別を行い、通信Ｉ／Ｆ１５は、ＣＰＵ１１による乗員状態の判別結果をエアバッグＥＣＵ４３へ伝送する。
【００３５】
よって、荷重センサ２１〜２４側に電源部を設ける必要が無いため、荷重センサ２１等を小型化することができ、車両シート５のシートレール６への取り付けが容易となる。また、ＣＰＵ１１及び荷重センサ２１等の電源が共通であることにより、電源電圧の変動に対して荷重センサ２１等の荷重データ出力において電源レシオ性が確保されるので、電源電圧の変動の影響を受けることなく高精度に乗員状態の判別を行うことができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、荷重センサ２１等が、荷重データをアナログ電圧として出力し、乗員検知ＥＣＵ１０のＣＰＵ１１に内蔵されたＡ／Ｄ変換器１１ｃが、荷重データとしてのアナログ電圧をデジタルデータに変換し、ＣＰＵ１１がデジタルデータに基づいて乗員状態の判別を行う。よって、乗員検知ＥＣＵ１０側にアナログ／デジタル変換機能が集約されており、荷重センサ２１等側にアナログ／デジタル変換機能を設ける必要がないため、荷重センサ２１等を小型且つ単純な構成とすることができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、乗員状態の判別結果をコード化して伝送することにより、エアバッグＥＣＵ４３側において信号化けを容易に検出することができ、伝送データの信頼性を向上させることが可能となる。
【００３８】
尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【００３９】
例えば、前記実施形態では、乗員状態の判別結果をエアバッグＥＣＵ４３に伝送する構成としたが、他の車両乗員保護装置、例えば、プリテンショナ付きシートベルト、又はモータ等を用いて繰り返しシートベルトを巻き取る装置等の制御装置へ伝送する構成としてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の車両乗員検知装置によれば、荷重センサ側に電源部を設ける必要が無いため、荷重センサを小型化することができ、車両のシートレール等への取り付けが容易となるという効果を奏する。また、演算部及び荷重センサの電源が共通であることにより、電源電圧の変動に対して荷重センサの荷重データ出力において電源レシオ性が確保されるので、電源電圧の変動の影響を受けることなく高精度に乗員状態の判別を行うことができるという効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の車両乗員検知装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】乗員検知ＥＣＵ及び歪み式荷重センサのより詳細なハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】車両乗員検知装置の各構成要素の車両における配設位置を示す模式的平面図である。
【図４】車両乗員検知装置の各構成要素の車両における配設位置を示す車両シート付近の斜視図である。
【図５】（ａ）は乗員検知ＥＣＵからエアバッグＥＣＵへ伝送される伝送データのデータ構造を、（ｂ）はデータフォーマットの一例をそれぞれ示す説明図である。
【符号の説明】
１…車両乗員検知装置、５…車両シート、１０…乗員検知ＥＣＵ（制御装置）、１１…ＣＰＵ（演算部）、１１ｃ…Ａ／Ｄ変換器（アナログ／デジタル変換部）、１２…５Ｖ電源（電源部）、１５…通信Ｉ／Ｆ（通信部）、２１，２２，２３，２４…歪み式荷重センサ（荷重センサ）、４３…エアバッグＥＣＵ（車両乗員保護装置）、４４…エアバッグ（車両乗員保護装置）。
【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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